KR20120118422A - 서로 상대적으로 회전 가능한 부재들을 가진 기계 - Google Patents

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KR20120118422A
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Abstract

본 발명은 기계 (R) 에 관한 것이며, 상기 기계는 제 1 부재 (1c), 상기 제 1 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 축 (A) 과 관련하여 회전 가능한 제 2 부재 (1d), 제어장치 (S), 상기 제어장치 (S) 와 연결되어 있으며 상기 두 부재 (1c, 1d) 를 서로 상대적으로 움직이기 위한 드라이브, 및 상기 제어장치 (S) 와 연결된 그리고 상기 제 1 부재 (1c) 에 배치된 제 1 홀센서 (21) 를 구비한다. 상기 두 부재 (1c, 1d) 상호간의 회전시 상기 제 1 홀센서 (21) 가 특정 위치 (P) 에 있어서 자석들 (31-33) 의 작용범위 안에 있도록, 상기 제 2 부재 (1d) 에는 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 이 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 서로 나란히 배치되어 있다. 중간 자석으로서 형성되어 있는 상기 제 2 자석 (32) 은 상기 제 1 및 제 3 자석 (31, 33) 과 다른 자극을 갖고 상기 제 1 홀센서 (21) 를 향해 있다.

Description

서로 상대적으로 회전 가능한 부재들을 가진 기계 {MACHINE WITH MEMBERS WHICH ARE ROTATABLE RELATIVE TO EACH OTHER}
본 발명은 서로 상대적으로 회전 가능한 부재들을 가진 기계에 관한 것이다.
서로 상대적으로 회전 가능한 부재들을 가진 기계의 일례는 로봇이다. 일반적으로, 로봇은 물체를 자동으로 핸들링하기 위해 목적에 부합하는 공구들을 갖추고 있으며 그리고 다수의 운동축에 있어서 특히 방위, 위치 및 작업 진행과 관련하여 프로그래밍 가능한 핸들링 기계이다. 로봇은 일반적으로 다수의 부재를 가진 로봇팔 및 프로그래밍 가능한 제어기 (제어장치) 를 구비하며, 상기 제어장치는 작동 동안 상기 로봇팔의 운동 진행을 제어 또는 조절한다. 드라이브들은 예컨대 전기 드라이브들이며, 그리고 부재들은 서로 상대적으로 축들과 관련하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
EP 1 288 756 B1 은 기준 데이터를 생성하기 위한 방법을 공개하고 있으며, 상기 기준 데이터를 가지고, 프로그램에 의해 제어되고 다수의 축에 있어서 움직일 수 있는 로봇의 이동식 부분의 다른 한 부분과 관련된 상대위치가 결정된다. 상기 부분들 중 하나에는 영구자석이 배치되어 있으며, 다른 부분에는 적어도 2개의 홀 발전기 (Hall generator) 가 배치되어 있고, 그들의 출력전압들은 상기 영구자석에 접근할 때 변한다. 상기 변하는 출력전압들을 평가함으로써 상기 두 부분 상호간의 상대위치가 결정된다.
본 발명의 목적은, 두 부재 상호간의 기준위치를 보다 잘 결정하도록 셋업 (set up) 되어 있는, 서로 상대적으로 회전 가능한 부재들을 가진 기계를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은, 기계로서, 상기 기계는 제 1 부재, 상기 제 1 부재에 대해 상대적으로 축과 관련하여 회전 가능한 제 2 부재, 제어장치, 상기 제어장치와 연결되어 있으며 상기 두 부재를 서로 상대적으로 움직이기 위한 드라이브, 상기 제어장치와 연결된 그리고 상기 제 1 부재에 배치된 제 1 홀센서 (Hall sensor), 및 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (magnet) 을 구비하며, 상기 자석들은, 상기 두 부재 상호간의 회전시 상기 제 1 홀센서가 특정 위치에 있어서 상기 자석들의 작용범위 안에 있도록 서로 나란히 상기 제 2 부재에 하나의 공통의 원형 경로 상에 배치되어 있고, 이때 중간 자석으로서 형성되어 있는 상기 제 2 자석은 상기 제 1 및 제 3 자석과 다른 자극 (magnetic pole) 을 갖고 상기 제 1 홀센서를 향해 있는, 기계를 통해 달성된다.
예컨대 로봇팔 (robot arm) 을 가진 로봇으로서 형성되어 있는 본 발명에 따른 상기 기계의 작동 중 상기 제 1 홀센서는 신호를 발생시키며, 상기 신호는 특히 전기적 신호, 예컨대 전기 흐름 또는 전기 전압이다. 상기 제 1 홀센서가 자기장의 범위 안에 있으면, 상기 제 1 홀센서에 의해 발생된 신호가 변한다. 이제 본 발명에 따르면 상기 특정 위치를 인식하기 위해 단지 하나의 자석만 제공되어 있는 것이 아니라 하나의 공통의 원형 경로 상에 서로 나란히 배치된 3개의 자석이 제공되어 있고, 게다가 상기 자석들은, 상기 중간 자석이 상기 다른 두 자석과 다른 자극을 갖고 상기 제 1 홀센서를 향해 있도록 (이것이 그의 작용범위 안에 있으면) 정렬되어 있기 때문에, 상기 제 1 홀센서가 상기 중간 또는 제 2 자석의 작용범위 안으로 들어가면 상기 제 1 홀센서의 신호의 분명한 변화가 발생한다. 상기 특정 위치는 특히 기준위치이다. 이로 인해 상기 제 1 홀센서가 이 자석을 보다 잘 감지하는 것이 가능해지며, 이로 인해 상기 기준위치를 보다 잘 검출하는 것이 가능해진다.
예컨대, 상기 제 2 자석은 그의 북극을 갖고 그리고 상기 제 1 및 제 3 자석은 그들의 남극들을 갖고 상기 제 1 홀센서를 향해 있을 수 있다. 예컨대 상기 제 1 홀센서에 정 (positive) 공급전압이 인가되어 있으면, 우선 상기 제 1 홀센서에 의해 발생된 신호는 상기 제 1 홀센서가 상기 제 1 또는 제 3 자석의 작용범위 안으로 들어가면 감소되는데, 왜냐하면 상기 제 1 홀센서가 상기 제 2 자석의 작용범위 안으로 들어가면 분명하게 올라가기 위해서이다. 이로 인해, 상기 제 2 자석은 - 이미 언급한 바와 같이 - 보다 잘 감지될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 상기 기계의 상기 제어장치는, 상기 두 부재가 서로 상대적으로 회전하도록 기준주행의 범위 내에서 상기 드라이브를 트리거 (trigger) 하도록 그리고 상기 제 1 홀센서로부터 유래하는 신호들을 근거로 상기 기준위치를 결정하도록 셋업되어 있을 수 있다. 상기 두 부재를 서로 상대적으로 조정하기 위해 또는 축을 조정하기 위해, 즉 상기 기준위치를 검출하기 위해, 이른바 기준주행의 범위 내에서 상기 두 부재는 서로 상대적으로 축과 관련하여 회전될 수 있으며, 특히 상기 제어장치를 통해 제어될 수 있다. 그러면 상기 제 1 홀센서의 신호를 근거로, 상기 제어장치에게는 상기 신호의 평가를 이용해, 상기 기준위치를 결정하기 위해 상기 제 2 자석의 위치를 추론하는 것이 허용된다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 자석의 극성 (polarity) 들은, 본 발명에 따른 상기 기계의 실시형태에 따르면 상기 제 1 홀센서가 상기 제 2 자석의 작용범위 안으로 들어가자마자 상기 제 1 홀센서의 신호의 크기가 높아지고 그러므로 라이징 신호 에지 (rising signal edge) 를 갖도록, 그리고 상기 제 1 홀센서가 상기 제 2 자석의 작용범위를 다시 떠나가자마자 상기 제 1 홀센서의 신호의 크기가 낮아지고 그러므로 폴링 신호 에지 (falling signal edge) 를 갖도록 선택되어 있을 수 있다. 이를 달성하기 위해, 예컨대 상기 제 1 홀센서에는 정공급전압이 인가되어 있을 수 있으며, 그리고 중간, 즉 상기 제 2 자석은 그의 북극을 갖고 상기 제 1 홀센서를 향해 있을 수 있다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 자석의 극성들은, 상기 제 1 홀센서가 상기 제 2 자석의 작용범위 안으로 들어가자마자 상기 제 1 홀센서의 신호의 크기가 낮아지고 그러므로 폴링 신호 에지를 갖도록, 그리고 상기 제 1 홀센서가 상기 제 2 자석의 작용범위를 다시 떠나가자마자 상기 제 1 홀센서의 신호의 크기가 높아지고 그러므로 라이징 신호 에지를 갖도록 선택되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 상기 기계의 바람직한 변형에 따르면, 상기 기계의 상기 제어장치는 기준위치 결정을 위해 상기 제 1 홀센서의 신호의 상기 라이징 및 폴링 신호 에지를 평가하도록 셋업되어 있다. 특히, 상기 제어장치는 상기 라이징 신호 에지의 크기가 사전설정된 (preset) 역치 (threshold value) 를 초과하는 시점을 인식하도록 그리고 상기 폴링 신호 에지의 크기가 사전설정된 역치에 미달하는 시점을 인식하도록 셋업되어 있을 수 있다. 그러면, 평균치를 근거로 기준위치를 추론하기 위해, 상기 제어장치가 이 두 시점의 평균치를 검출하는 것이 가능하다. 이 구현형태를 근거로, 변화하는 제 1 홀센서 (그의 신호는 예컨대 노후화 과정들로 인해 낮아진다) 의 영향은 단지 역치가 자석을 감지하기 위해 사용되는 때보다 적다.
본 발명에 따른 상기 기계는 바람직하게는 로봇으로서 형성되어 있으며, 상기 로봇은 잇달아 배치된 다수의 부재를 가진 로봇팔을 구비하고, 상기 부재들은 상기 제어장치를 통해 제어되어 드라이브들을 이용해 서로 상대적으로 축들과 관련하여 회전 가능하다. 이 부재들 중 적어도 2개에는, 그들의 기준위치를 결정하기 위해 제 1 홀센서 또는 제 1, 제 2 및 제 3 자석이 제공되어 있다.
로봇으로서 설계된 본 발명에 따른 상기 기계의 바람직한 실시형태에 따르면, 이 축들 중 적어도 2개에는 각각 제 1 홀센서 및 각각 제 1, 제 2 및 제 3 자석이 할당되어 있으며, 상기 제 1 홀센서와 상기 자석들은 해당 축들에 할당된 상응하는 부재들에 배치되어 있고, 이때 상기 제 1 홀센서들은 하나의 공통의 전선에 이어져 있으며, 상기 전선에는 상기 제 1 홀센서들에 의해 발생된 신호들이 인가되어 있다. 이로 인해, 상기 제 1 홀센서들의 배선 (cabling) 을 위한 비용이 감소될 수 있다.
예컨대, 상기 개별적인 제 1 홀센서들의 신호들이 서로 영향을 주지 않도록 하기 위해 또는 적어도 덜 심하게 서로 영향을 주도록 하기 위해, 전기 밸브들, 특히 다이오드들이 제공되어 있을 수 있으며, 상기 다이오드들 중 각각 하나가 특히 순방향으로 상기 개별적인 제 1 홀센서들과 상기 공통의 전선 사이에 접속되어 있다. 상기 다이오드들은 특히 쇼트키 다이오드들 (Schottky diodes) 이다.
개별적인 축들 또는 부재들을 보다 잘 조정하기 위해, 로봇으로서 설계된 상기 기계의 실시형태에 따르면 상기 제어장치는, 적어도 그들의 기준위치들을 상기 제어장치가 현재 검출하지 않는 부재들을 상응하는 제 1 홀센서들이 그들의 각각의 제 1 또는 제 3 자석의 작용범위 안에 있게 움직이도록, 그리고 그 후 기준주행의 범위 내에서, 그들의 할당된 기준위치가 결정되어야 하는 부재들을 서로 상대적으로 회전시키도록, 그리고 해당 제 1 홀센서로부터 유래하는 신호들을 근거로 상기 상응하는 기준위치를 결정하도록 셋업되어 있다. 예컨대 제 1 홀센서들에 정공급전압이 인가되어 있으면, 중간, 즉 상응하는 제 2 자석들은 그들의 북극들을 갖고 그들의 제 1 홀센서들을 향해 있으며, 그러면, 조정을 위해 현재 동원되지 않는 제 1 홀센서들이 (그들이 각각의 제 1 또는 제 3 자석의 작용범위 안에 있으면) 신호로서의 비교적 낮은 전압을 발생시키는 것이 가능하고, 따라서 상기 공통의 전선에는 본질적으로, 현재의 기준위치의 결정을 위해 사용되는 제 1 홀센서의 신호만 인가되어 있다.
본 발명의 그 밖의 양상은 제 1 부재, 상기 제 1 부재에 대해 상대적으로 축과 관련하여 회전 가능한 제 2 부재, 제어장치, 상기 제어장치와 연결되어 있으며 상기 두 부재를 서로 상대적으로 움직이기 위한 드라이브, 상기 제어장치와 연결된 그리고 상기 제 1 부재에 배치된 적어도 하나의 비접촉식 센서를 구비한 기계에 관한 것이며, 상기 센서는 상기 두 부재의 최대로 사전설정된 상대회전시, 상기 제어장치를 위해 예정된 신호를 발생시킨다. 바람직하게는 로봇팔을 가진 로봇으로서 형성되어 있는 본 발명에 따른 이 기계는 상기 제 1 홀센서 및 상기 제 1, 제 2 및 제 3 자석을 구비할 수 있으며, 따라서 이 기계는 해당 부재의 기준위치도 결정할 수 있다. 상기 비접촉식 센서는 특히 제 2 홀센서이다.
그러면 상기 제어장치는, 상기 비접촉식 센서로부터 유래하는 신호들을 평가하도록 그리고 상기 평가된 신호들을 근거로 상기 두 부재의 상대운동을 정지시키도록 셋업되어 있을 수 있다. 이에 따르면, 상기 비접촉식 센서를 이용해 비접촉식 앤드 스톱 (end stop) 이 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 기계의 실시형태에 따르면, 상기 기계는 제 4 자석을 구비할 수 있으며, 상기 제 4 자석은, 상기 두 부재 상호간의 제 1 회전방향에서의 회전시 상기 제 2 홀센서가 상기 두 부재의 최대로 허용된 제 1 상대운동시 상기 제 4 자석의 작용범위 안에 있도록 상기 제 2 부재에 배치되어 있으며, 그리고 상기 기계는 제 5 자석을 구비하고, 상기 제 5 자석은, 상기 두 부재 상호간의 상기 제 1 회전방향과 반대되는 회전방향에서의 회전시 상기 제 2 홀센서가, 또는 상기 제 1 부재에 배치된 그리고 상기 제어장치와 연결된 그 밖의 홀센서가 상기 두 부재의 최대로 허용된 제 2 상대운동시 상기 제 5 자석의 작용범위 안에 있도록 상기 제 2 부재에 배치되어 있다.
바람직하게는, 상기 제 4 자석은 - 그가 상기 제 2 홀센서의 작용범위 안에 있으면 - 상기 제 5 자석과 다른 자극을 갖고 상기 제 2 홀센서를 향해 있다.
본 발명에 따른 상기 기계의 그 밖의 실시형태에 따르면, 상기 기계는 그 밖의 자석을 구비하며, 상기 그 밖의 자석은, 상기 두 부재 상호간의 회전시 상기 그 밖의 홀센서가 특정 기준위치에 있어서 상기 그 밖의 자석의 작용범위 안에 있도록 상기 제 2 부재에 배치되어 있고, 그리고 상기 제어장치는, 상기 두 부재가 서로 상대적으로 회전하도록 기준주행의 범위 내에서 상기 드라이브를 트리거하도록 그리고 상기 그 밖의 홀센서로부터 유래하는 신호들을 근거로 상기 기준위치를 결정하도록 셋업되어 있다.
그러므로, 이 변형에 따르면 상기 그 밖의 자석과 상기 제 4 및 제 5 자석, 및 상기 그 밖의 홀센서와 상기 제 2 홀센서를 포함한 통합형 조정 및 감시 장치 (adjusting- and monitoring device) 가 실현된다. 이 이외에, 특히 상기 그 밖의 홀센서는 상기 제 1 홀센서일 수 있으며, 따라서 최대로 허용된 상대회전의 감시 기능 및 기준위치 결정은 하나의 공통의 조정 및 감시 장치를 통해 실현되고, 상기 조정 및 감시 장치는 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 자석과 상기 제 1 및 제 2 홀센서를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 기계의 바람직한 변형에 따르면, 모든 자석들은 상기 제 2 부재에서의 동일한 원형 경로 상에 배치되어 있다. 실시형태에 따라, 예컨대 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 자석이 동일한 원형 경로 상에 배치되어 있으며, 또는 상기 제 4 및 제 5 자석과 상기 그 밖의 자석이 동일한 원형 경로 상에 배치되어 있다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 개략적인 도면들에 일례적으로 도시되어 있다.
도 1 은 로봇팔과 제어장치를 가진 로봇,
도 2 는 조정 및 감시 장치가 제공되어 있는 로봇팔의 2개의 부재의 측면도,
도 3 은 조정 및 감시 장치의 구성요소들,
도 4 는 조정 장치의 홀센서의 출력신호,
도 5 는 도 4 의 조정 및 감시 장치에 할당된 표,
도 6 은 그 밖의 조정 및 감시 장치의 구성요소들,
도 7 은 도 6 의 조정 및 감시 장치에 할당된 표,
도 8 은 그 밖의 조정 및 감시 장치의 구성요소들,
도 9 는 도 8 의 조정 및 감시 장치에 할당된 표,
도 10 은 홀센서와 자석,
도 11 및 도 12 는 그 밖의 조정 및 감시 장치의 구성요소들, 그리고
도 13 은 전기적 접속이다.
도 1 은 로봇팔 (M) 과 제어장치 (S) 를 구비한 로봇 (R) 을 보이고 있다. 로봇팔 (M) 은 본질적으로 로봇 (R) 의 이동식 부분이며, 잇달아 있는 다수의 부재 (1a-1g) 를 포함하고, 상기 부재들은 관절 (2) 들을 이용해 서로 연결되어 있다. 그의 단부들 중 하나에서, 로봇팔 (M) 은 예컨대 플랜지 형태의 고정장치 (3) 를 구비하며, 상기 플랜지에는 예컨대 그립퍼 (gripper, 4) 형태의 말단장치 (end-effector) 가 고정될 수 있다. 그립퍼 (4) 는 예컨대 그립핑 조 (gripping jaw, 5) 들을 구비하며, 상기 그립핑 조들을 이용해 그립퍼 (4) 는 물체 (6) 를 붙잡을 수 있고, 따라서 상기 물체는 로봇 (R) 을 이용해 움직여질 수 있다.
이 이외에, 로봇팔 (M) 은 제어장치 (S) 와 연결된 상세히 도시되어 있지 않은 드라이브들을 구비하며, 상기 드라이브들을 이용해 부재 (1) 들은 관절 (2) 들에 할당된 축 (A) 들과 관련하여 서로 상대적으로 움직여질 수 있다.
상기 드라이브들은 예컨대 전기 드라이브들이며, 그리고 특히 로봇 (R) 의 자동운전시 제어장치 (S) 에 의해 트리거되고 (triggered), 따라서 고정장치 (3) 또는 로봇 (R) 의 이른바 Tool Center Point 는 사전 결정된 운동을 자동적으로 실행한다. 이를 위해, 제어장치 (S) 에서는 상응하는 사용자 프로그램이 진행된다. 특히, 제어장치 (S) 는 자동운전시 그가 상기 드라이브들을 조절하도록 설계되어 있을 수 있다. 그립퍼 (4) 도 제어장치 (S) 와 연결되어 있으며, 따라서 상기 제어장치는 물체 (6) 의 붙잡음 및 풀어놓음을 제어할 수 있다.
본 실시예의 경우, 로봇 (R) 또는 로봇팔 (M) 은 축 (A) 들에 할당된 조정 및 감시 장치 (20) 를 구비한다. 바람직하게는, 축 (A) 들 각각에게 조정 및 감시 장치 (20) 가 할당되어 있다. 적어도 하나의 조정 및 감시 장치 (20) 가 특히 로봇팔 (M) 안에 통합되어 있으며 및/또는 해당 축 (A) 의 비접촉식 조정 및 감시를 허용한다. 조정 및 및 감시 장치 (20) 는 도 2 및 도 3 에 보다 상세히 도시되어 있으며, 그리고 특히 로봇 (R) 의 제어장치 (S) 와 연결되어 있고, 따라서 상기 제어장치는 조정 및 감시 장치 (20) 에 의해 발생된 신호들 (상기 신호들은 특히 전기적 신호들이다) 을 평가할 수 있다. 조정 및 감시 장치 (20) 는 경우에 따라서는 서로 커플링되어 있거나 또는 분리되어 설계되어 있을 수 있고, 즉 하나의 조정장치로서 그리고 상기 조정장치와 무관한 하나의 감시장치로서 설계되어 있을 수 있다.
한편으로는, 조정 및 감시 장치 (20) 를 이용해 로봇 (R) 또는 그의 제어장치 (S) 에게는, 축 (A) 에 할당된 부재들 (1c, d) 의 기준위치 (P), 특히 영 각도를 결정하는 것이 가능해진다. 다른 한편으로는, 조정 및 감시 장치 (20) 는, 경우에 따라서는 제어장치 (S) 가 부재들 (1c, d) 상호간의 그 밖의 운동을 정지시키도록, 두 부재 (1c, d) 의 최대로 사전설정된 상대회전을 인식하기로 되어 있다. 그러므로, 조정 및 감시 장치 (20) 를 이용해 부재들 (1c, d) 의 앤드 스톱들이 실현된다.
본 실시예의 경우, 조정 및 감시 장치 (20) 는 제어장치 (S) 와 연결된 제 1 홀센서 (21) 및 제어장치 (S) 와 연결된 제 2 홀센서 (22) 를 구비하며, 상기 홀센서들 둘 다 동일한 부재 (1c) 에 배치되어 있고, 그러므로 또한 이 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 움직일 수 없다. 본 실시예의 경우, 상기 두 홀센서 (21, 22) 는 서로 상대적으로 180°의 각도로 부재 (1d) 에 배치되어 있으며, 하지만 축 (A) 에 대한 방사상 방향에 있어서 서로 다른 간격들 (d1, d2) 을 갖고 배치되어 있다.
상기 조정 및 감시 장치 (20) 는 본 실시예의 경우 6개의 자석, 즉 제 1 자석 (31), 제 2 자석 (32), 제 3 자석 (33), 제 4 자석 (34), 제 5 자석 (35) 및 선택적인 제 6 자석 (36) 을 구비하며, 상기 자석들은 모두 부재 (1c) 에 배치되어 있고, 상기 부재는 부재 (1d) 에 대해 상대적으로 축 (A) 과 관련하여 회전 가능하며, 상기 축에는 두 홀센서 (21, 21) 가 배치되어 있다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 6 자석 (31-33, 36) 은 조정 및 감시 장치 (20) 의 조정 기능에 할당되어 있으며, 그리고 특히 부재 (1c) 에서의 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있다.
제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 과 제 1 홀센서 (21) 는 기준위치, 특히 두 부재 (1c, d) 상호간의 영 각도를 결정하기로 되어 있다. 이를 달성하기 위해, 예컨대 이른바 기준주행의 범위 내에서 제어장치 (S) 에 의해 제어되어 부재 (1d) 는 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 축 (A) 둘레로 회전된다. 자석들 (31-33) 을 근거로, 상기 제 1 홀센서 (21) 의 전기적 출력신호는 상기 제 1 홀센서가 상기 자석들 (31-33) 옆을 지나쳐 가게 되면 변한다. 제 1 홀센서 (21) 의 출력신호는 특히 전기 전압이다.
제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 은 비교적 가까이 함께 있으며, 서로 나란히 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있고, 그리고 중간 자석, 즉 제 2 자석 (32) 이 다른 두 자석, 즉 제 1 및 제 3 자석 (31, 33) 과 다른 자극을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 1 홀센서 (21) 방향을 가리키도록 상기 지나쳐 가는 제 1 홀센서 (21) 의 방향으로 정렬되어 있다. 본 실시예의 경우, 제 1 및 제 3 자석 (31, 33) 은 그들의 남극들을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 1 홀센서 (21) 의 방향으로 정렬되어 있으며, 그리고 중간, 즉 제 2 자석 (32) 은 그의 북극을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 1 홀센서 (21) 의 방향으로 정렬되어 있다.
본 실시예의 경우, 자기장이 상기 상응하는 홀센서 (21, 22) 에 작용하지 않는 동안은 상기 홀센서들 (21, 22) 의 출력전압들은 약 2.5 V 이다. 제 1 또는 제 2 홀센서 (21, 22) 가 남극 옆을 지나쳐 가게 되면 또는 남극의 작용범위 안에 있으면, 그의 출력전압은 약 0.2 V 로 내려간다. 제 1 또는 제 2 홀센서 (21, 22) 가 북극 옆을 지나쳐 가게 되면 또는 북극의 작용범위 안에 있으면, 그의 출력전압은 약 4.8 V 로 올라간다. 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 의 배열을 근거로, 본 실시예의 경우 제 1 홀센서 (21) 의 출력전압의 도 4 에 도시되어 있는 전기적 전압곡선이 발생한다.
예컨대 자석들 (31-33) 에 대해 상대적인 제 1 홀센서 (21) 의 시계 방향으로의 회전시, 상기 제 1 홀센서는 우선 자기장에 노출되어 있지 않으며, 그리고 약 2.5 V 의 출력전압을 갖는다. 시점 (tO) 에서 제 1 홀센서 (21) 는 우선 제 1 자석 (31) 의 자기적 작용범위 안으로 들어가며, 이로 인해 제 1 홀센서 (21) 의 출력전압은 약 0.2 V 로 내려간다. 얼마후 제 1 홀센서 (21) 는 중간, 즉 제 2 자석 (32) 의 작용범위 안으로 들어가며, 이로 인해 제 1 홀센서 (21) 의 출력전압은 약 4.8 V 로 올라가고, 시점 (t1) 에서는 역치 2.5 V 를 초과한다. 얼마후 제 1 홀센서 (21) 는 제 3 자석 (33) 의 작용범위 안으로 들어가며, 이로 인해 제 1 홀센서 (21) 의 출력전압은 다시 약 0.2 V 로 떨어지고, 시점 (t2) 에서는 역치 2.5 V 에 미달한다. 시점 (t3) 에서 제 1 홀센서 (21) 는 제 3 자석 (33) 의 자기적 작용범위를 떠나가며, 이로 인해 제 1 홀센서 (21) 의 출력전압은 다시 약 2.5 V 에 도달한다.
이제 기준위치를 결정하기 위해, 제어장치 (S) 는 시간 t2 와 t1 간의 차이로부터 계산되는 시점 (tx) 을 결정한다. 시점 (tx) 을 근거로, 제어장치 (S) 에게는 기준위치 (P) 를 추론하는 것이 가능하다. 그러므로, 기준위치 (P) 를 평가하기 위해, 제 1 홀센서 (21) 의 출력신호의 라이징 에지뿐만 아니라 폴링 에지도 동원된다. 그러므로, 제 1 홀센서 (21) 의 노후화 (상기 노후화로 인해 상기 제 1 홀센서는 보다 적은 출력전압 또는 적은 출력신호를 제공한다) 로 인해 조정의 드리프트가 생기는 위험도 감소한다. 경우에 따라서는, 제 1 홀센서 (21) 의 출력신호의 라이징 및 폴링 에지의 비교적 넓은 범위들에 관한 조정계산이 또한 실행될 수 있다.
제 1 홀센서 (21) 의 동작 신뢰도를 검사하기 위해, 두 기준주행의 결과들을 검사하기 위해 기준주행이 반복될 수 있다. 검출된 기준위치 (P) 들이 사전설정된 값 만큼 서로 다르면, 예컨대 제어장치 (S) 는 상응하는 경고를 발생시킬 수 있다. 조정 및 감시 장치 (20) 의 선택적인 제 6 자석 (36) 도 (상기 자석은 본 실시예의 경우 제 2 자석 (32) 에 대해 상대적으로 90°의 각도로 부재 (1c) 에, 그리고 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 과 동일한 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있다) 조정 및 감시 장치 (20) 를 검사하기 위해 동원될 수 있다. 이렇게 하여, 기준주행 동안 제어장치 (S) 는, 제 1 홀센서 (21) 를 이용해 제 6 자석 (36) 이 제 2 자석 (32) 에 대해 상대적으로 사전설정된 허용오차를 포함한 90°의 각도에서 감지될 때만 기준위치 (P) 의 성공적인 결정을 추론할 수 있다 (조정 기준).
제어장치 (S) 가 경우에 따라서는 부재들 (1c, d) 상호간의 운동을 정지시키도록, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 과 제 2 홀센서 (22) 는 두 부재 (1c, d) 상호간의 최대로 허용된 회전범위를 감시하기로 되어 있다. 본 실시예의 경우, 상기 회전범위는 360°보다 크도록 한정되어 있으며, 즉 기준위치 (P) 와 관련하여 ±180°보다 크도록 한정되어 있다.
조정 및 감시 장치 (20) 의 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은 부재 (1d) 에 배치되어 있으며, 그리고 하나의 공통의 원형 경로 (15) 상에 놓여 있다.
본 실시예의 경우, 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은 접선 방향에 있어서 상기 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 의 바로 옆에 배치되어 있다. 본 실시예의 경우, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은, 상기 제 4 자석 (34) 이 상기 제 5 자석 (35) 과 다른 자극을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 2 홀센서 (22) 방향을 가리키도록 부재 (1c) 에 배치되어 있다. 특히, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은, 상기 제 4 자석 (34) 은 그의 남극을 갖고 그리고 상기 제 5 자석 (35) 은 그의 북극을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 2 홀센서 (22) 방향을 가리키도록 부재 (1c) 에 배치되어 있다.
본 실시예의 경우, 시계 방향으로 부재 (1d) 가 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 4 자석 (34) 의 작용범위 안으로 들어가면 시계 방향으로의 앤드 스톱에 도달함을 인식한다. 그것에 입각하여, 제어장치 (S) 는 신호를 발생시키고, 상기 신호를 근거로 로봇 (R) 은 로봇팔 (M) 의 운동 또는 적어도 상기 두 부재 (1c, d) 의 상대운동을 정지시킨다.
본 실시예의 경우, 시계 반대 방향으로 부재 (1d) 가 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 5 자석 (35) 의 작용범위 안으로 들어가면 시계 반대 방향으로의 앤드 스톱에 도달함을 인식한다. 그것에 입각하여, 제어장치 (S) 는 신호를 발생시키고, 상기 신호를 근거로 로봇 (R) 은 로봇팔 (M) 의 운동 또는 적어도 상기 두 부재 (1c, d) 의 상대운동을 정지시킨다.
본 실시예의 경우, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은 각각 약 85°의 각도범위에 걸쳐 뻗어 있으며, 이로 인해 각각 앤드 스톱을 인식하기 위한 추종 경로가 실현된다. 이 이외에, 본 실시예의 경우 제 5 자석 (35) 은 제 4 자석 (34) 보다 약간 넓은 각도범위에 걸쳐 뻗어 있다. 특히, 제 5 자석 (35) 은, 이 자석의 일부가 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 6 자석 (36) 과 마주하고 있도록 넓게 뻗어 있다. 게다가 본 실시예의 경우 두 홀센서 (21, 22) 가 마주보며 배치되어 있기 때문에, 두 홀센서 (21, 22) 의 동작 신뢰도는, 기준주행 동안 기준위치 (P) 와 관련된 90°의 각도에 있어서 두 홀센서 (21, 22) 가 약 0.2 V 의 출력전압을 제공해야 함으로써 제어장치 (S) 를 이용해 검사될 수 있다.
홀센서들 (21, 22) 의 상태들은 도 5 에 나타나 있는 표에 요약되어 있다. 여기에서,“상부 차단범위”는 시계 방향으로의 부재 (1c) 에 대한 부재 (1d) 의 최대로 허용된 회전을 인식함을 의미하고,“하부 차단범위”는 시계 반대 방향으로의 부재 (1c) 에 대한 부재 (1d) 의 최대로 허용된 회전을 인식함을 의미한다.
최대로 허용된 회전운동들의 시작을 보다 잘 인식하기 위해, 도 6 에 도시되어 있는 바와 같이 조정 및 감시 장치 (20) 는 제 7 및 제 8 자석 (37, 38) 을 구비할 수 있으며, 상기 자석들은 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31 - 33) 과 동일한 간격 (14) 을 두고 부재 (1c) 에 배치되어 있고, 그리고 이로써 제 1 홀센서 (21) 와 상호 작용한다. 이 경우, 조정 및 감시 장치 (20) 의 조정 기능과 감시 기능이 커플링되어 있으며, 이로 인해 제어장치 (S) 에게는 두 홀센서 (21, 22) 의 동작 신뢰도를 검사하는 것이 가능해진다.
본 실시예의 경우, 제 7 자석 (37) 은 시계 방향으로의 앤드 스톱을 인식함에 할당되어 있으며, 그리고 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 4 자석 (34) 의 시작부 맞은 편에 배치되어 있다. 상기 제 7 자석은 그의 북극이 제 1 홀센서 (21) 방향을 가리키도록 정렬되어 있다. 제 8 자석 (38) 은 시계 반대 방향으로의 앤드 스톱을 인식함에 할당되어 있으며, 그리고 조정 및 감시 장치 (20) 의 제 5 자석 (35) 의 시작부 맞은 편에 배치되어 있다. 상기 제 8 자석은 그의 남극이 제 1 홀센서 (21) 방향을 가리키도록 정렬되어 있다. 그러므로, 도 7 에 나타나 있는 표에 요약되어 있는 두 홀센서 (21, 22) 의 상태들이 발생한다.
도 8 은 조정 및 감시 장치 (30) 의 그 밖의 실시형태를 보이고 있다. 달리 설명되지 않는 한, 도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 의 부품들은 도 3 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (20) 의 부품들과 본질적으로 구조 및 기능에 있어서 동일하고, 동일한 참조부호들로 표시된다.
도 3 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (20) 와는 달리, 도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 의 모든 자석들과 두 홀센서 (21, 22) 는 부재 (1c) 에서의 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있다. 도 9 는 도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 의 두 홀센서 (21, 22) 의 상태들을 요약하는 표를 보이고 있다.
도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 의 경우, 이 조정 및 감시 장치는 마찬가지로 선택적인 제 6 자석 (36) 을 구비할 수 있으며, 상기 제 6 자석은 조정 또는 제 1 홀센서 (21) 를 검사하기 위해 제공되어 있다. 상기 제 6 자석은 본 실시예의 경우 제 2 자석 (32) 에 대해 상대적으로 90°의 각도로 부재 (1c) 에 하나의 공통의 원형 경로 상에 배치되어 있다. 추가적으로, 제 9 자석 (39) 이 제공되어 있을 수 있으며, 상기 제 9 자석은 제 6 자석 (36) 맞은 편에 부재 (1c) 에 하나의 공통의 원형 경로 상에 배치되어 있다. 이렇게 하여, 기준주행 동안 제어장치 (S) 는, 제 1 홀센서 (21) 를 이용해 제 6 자석 (36) 이 제 2 자석 (32) 에 대해 상대적으로 사전설정된 허용오차를 포함한 90°의 각도에서 감지될 때만 기준위치 (P) 의 성공적인 결정을 추론할 수 있다 (조정 기준). 게다가 두 홀센서 (21, 22) 가 마주보며 부재 (1d) 에 배치되어 있기 때문에, 동시에 제어장치 (S) 는 제 2 홀센서 (22) 의 동작 신뢰도를 검사할 수 있는데, 왜냐하면 그러면 상기 제 2 홀센서는 제 9 자석 (39) 의 작용범위 안에 있기 때문이고 그리고 이에 따라 정확한 기능에 있어서 제 9 자석 (39) 의 극성에 상응하는 출력전압 또는 상응하는 출력신호를 제공하기 때문이다. 본 실시예의 경우, 제 9 자석 (39) 은 그의 북극을 갖고 홀센서들 (21, 22) 의 방향으로 정렬되어 있으며, 따라서 제 2 홀센서 (22) 는 그가 제 9 자석 (39) 의 작용범위 안에 있자마자 거의 0.2 V 의 출력전압을 제공한다.
제어장치 (S) 가 경우에 따라서는 부재들 (1c, d) 상호간의 운동을 정지시킬 수 있도록, 도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 도 본 실시예의 경우 두 부재 (1c, d) 상호간의 최대 회전범위를 감시하도록 셋업되어 있다. 본 실시예의 경우, 상기 회전범위는 마찬가지로 360°보다 크도록 한정되어 있으며, 즉 기준위치와 관련하여 ±180°보다 크도록 한정되어 있다.
본 실시예의 경우, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은 (상기 자석들을 이용해 조정 및 감시 장치 (30) 의 감시 기능이 실현되어 있다) 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 맞은 편에 배치되어 있다. 본 실시예의 경우, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은, 상기 제 4 자석 (34) 이 상기 제 5 자석 (35) 과 다른 자극을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 1 홀센서 (21) 방향을 가리키도록 부재 (1c) 에 배치되어 있다. 특히, 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은, 상기 제 4 자석 (34) 은 그의 남극을 갖고 그리고 제 5 자석 (35) 은 그의 북극을 갖고 상기 지나쳐 가는 제 2 홀센서 (22) 방향을 가리키도록 부재 (1c) 에 배치되어 있다.
본 실시예의 경우, 시계 방향으로 부재 (1d) 가 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치는 (S) 는, 제 1 홀센서 (21) 가 조정 및 감시 장치 (30) 의 제 4 자석 (34) 의 작용범위 안으로 들어가면 시계 방향으로의 앤드 스톱에 도달함을 인식한다. 그것에 입각하여, 제어장치 (S) 는 신호를 발생시키고, 상기 신호를 근거로 로봇 (R) 은 로봇팔 (M) 의 운동 또는 적어도 두 부재 (1c, d) 의 상대운동을 정지시킨다.
본 실시예의 경우, 시계 반대 방향으로 부재 (1d) 가 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 1 홀센서 (21) 가 조정 및 감시 장치 (30) 의 제 5 자석 (35) 의 작용범위 안으로 들어가면 시계 반대 방향으로의 앤드 스톱에 도달함을 인식한다. 그것에 입각하여, 제어장치 (S) 는 신호를 발생시키고, 상기 신호를 근거로 로봇 (R) 은 로봇팔 (M) 의 운동 또는 적어도 두 부재 (1c, d) 의 상대운동을 정지시킨다.
본 실시예의 경우, 부재 (1c) 에 배치된 제 10 자석 (40) 이 또한 제공되어 있으며, 상기 제 10 자석은 부재 (1c) 에서의 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 맞은 편에 배치되어 있고, 그리고 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있다. 상기 제 10 자석의 공간적인 확장은 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 의 공통의 공간적인 확장에 상응한다. 제 10 자석 (40) 은 그의 남극을 갖고 홀센서들 (21, 22) 의 방향으로 정렬되어 있으며, 따라서 제 2 홀센서 (22) 의 출력신호는 제 1 홀센서 (21) 가 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 의 작용범위 안에 있으면 거의 0.2 V 이다.
상기 기술된 실시형태들에서, 자석들 (31-40) 과 홀센서들 (21, 22) 은 전면쪽에서 부재들 (1c, d) 에 배치되어 있다. 하지만 홀센서들 (21, 22) 이 자석들 (31-40) 에 대해 옆으로 엇갈려 배치되어 있는 것도 가능하다. 이는 예컨대 제 1 홀센서 (21) 와 제 1 자석 (31) 을 위해 도 10 에 도시되어 있다.
홀센서들 (21, 22) 은 예컨대 하우징 (10) 에 의해 둘러싸여 있다. 하우징 (10) 은 예컨대 부재 (1d) 에 고정되어 있다. 조정 및 감시 장치들 (20, 30) 의 자석들, 예컨대 제 1 자석 (31) 은 홀센서 (21) 와 함께 축 (A) 에 대해 수직인 평면에 놓여 있다. 하지만 축 (A) 에 대한 홀센서 (21) 의 간격은 상기 축 (A) 에 대한 자석들의 간격들과 구별된다. 도 10 에 도시되어 있는 실시예의 경우, 축 (A) 에 대한 홀센서 (21) 의 간격은 해당 자석들의 상기 축 (A) 에 대한 간격들보다 작다. 도 11 및 도 12 는 각각, 자석들과 홀센서들 (21, 22) 이 도 10 에 상응하여 축 (A) 과 관련하여 엇갈려 배치되어 있는 조정 및 감시 장치의 실시형태들을 보이고 있다.
도 11 은 그 밖의 조정 및 감시 장치 (50) 를 보이고 있다. 달리 설명되지 않는 한, 도 11 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (50) 의 부품들은 도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 의 부품들과 본질적으로 구조 및 기능에 있어서 동일하며, 동일한 참조부호들로 표시되어 있다.
이미 언급한 바와 같이, 도 11 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (50) 에 있어서 홀센서들 (21, 22) 은 전면쪽에서 상기 상응하는 부재들 (1c, 1d) 에 배치되어 있는 것이 아니라 도 10 에 도시되어 있는 바와 같이 배치되어 있다. 또한, 두 홀센서 (21, 22) 는 축에 대한 동일한 간격을 두고 부재 (1d) 에 배치되어 있으며, 그리고 자석들 (31-35, 41) 은 부재 (1c) 에서의 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있다.
도 8 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (30) 에 상응하여, 도 11 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (50) 의 제 1 홀센서 (21) 와 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 은, 기준주행의 범위 내에서 두 부재 (1c, d) 를 조정하거나 또는 그들의 기준위치 (P) 를 검출하기로 되어 있다. 제 4 및 제 5 자석은 두 부재 (1c, d) 의 최대로 허용된 상대 회전운동을 감시하기 위해 제공되어 있다.
본 실시예의 경우, 조정 및 감시 장치 (50) 는 두 부재 (1c, d) 상호간의 회전범위를 360°보다 작은 각도로, 특히 기준위치 (P) 와 관련하여 ±120°로 한정하도록 셋업되어 있다. 이 이외에, 제어장치 (S) 는 두 부재 (1c, d) 상호간의 상대운동의 감시를 위해 제 2 홀센서 (21) 의 신호들뿐만 아니라 제 1 홀센서 (21) 의 신호들도 평가한다.
본 실시예의 경우, 두 홀센서 (21, 22) 는 서로 60°의 각도로 엇갈려 부재 (1d) 에 배치되어 있으며, 이때 제 1 홀센서 (21) 는 부재 (1d) 의 시계 방향으로의 회전시 제 2 홀센서 (22) 보다 앞서 돌아간다. 제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은 50°의 각도에 걸쳐 뻗어 있으며, 이때 제 4 자석 (34) 은 제 2 자석 (32) 에 대해 시계 방향으로 60°의 각도 만큼 부재 (1c) 에 배치되어 있다. 제 5 자석 (35) 은 시계 방향으로 제 4 자석 (34) 으로부터 20°만큼 엇갈려 있다. 이 이외에, 제 4 자석 (34) 의 상류에 제 11 자석 (41) 이 배치되어 있으며, 그의 공간적 확장은 제 1 자석 (31) 에 상응한다.
부재 (1d) 가 시계 방향으로 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 남극의 작용범위 안에 있으면 그리고 제 1 홀센서 (21) 가 북극의 작용범위 안에 있거나 또는 자기장에 노출되어 있지 않거나 또는 비교적 약한 자기장에만 노출되어 있으면, 부재 (1c) 에 대해 상대적인 부재 (1d) 의 회전한계를 인식한다. 그러므로, 자석들 (31-35, 41) 의 배열을 근거로, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 제 4 자석 (34) 의 작용범위 안에 있으면, 시계 방향으로의 회전시 최대로 허용 가능한 상대운동에 도달함을 인식한다.
부재 (1d) 가 시계 반대 방향으로 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 북극의 작용범위 안에 있으면 그리고 제 1 홀센서 (21) 가 자기장에 노출되어 있지 않거나 또는 비교적 약한 자기장에만 노출되어 있으면, 부재 (1c) 에 대해 상대적인 부재 (1d) 의 회전한계를 인식한다. 그러므로, 자석들 (31-35, 41) 의 배열을 근거로, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 제 5 자석 (35) 의 작용범위 안에 있으면, 시계 반대 방향으로의 회전시 최대로 허용 가능한 상대운동에 도달함을 인식한다.
도 12 는 그 밖의 조정 및 감시 장치 (60) 를 보이고 있다. 달리 설명되지 않는 한, 도 12 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (60) 의 부품들은 도 11 에 도시되어 있는 조정 및 감시 장치 (50) 의 부품들과 구조 및 기능에 있어서 동일하며, 동일한 참조부호들로 표시된다.
도 11 의 조정 및 감시 장치 (50) 에 상응하여, 도 12 에 도시되어 있는 그 밖의 조정 및 감시 장치 (60) 는 두 부재 (1c, d) 상호간의 회전범위를 360°보다 작은 각도로, 특히 기준위치와 관련하여 ±170°로 한정하기로 되어 있다. 이 이외에, 두 홀센서 (21, 22) 는 축 (A) 에 대한 동일한 간격을 두고 부재 (1d) 에 배치되어 있으며, 그리고 부재 (1c) 에서의 자석들 (31-35) 은 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있다. 이에 반해, 두 홀센서 (21, 22) 는 마주보며 배치되어 있다.
제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 과 제 1 홀센서 (21) 는, 제어장치 (S) 가 기준주행의 범위 내에서 두 부재 (1c, d) 의 기준위치 (P) 를 이미 기술한 바와 같이 검출하도록 하기 위해 제공되어 있다. 하지만 본 실시예의 경우 기준위치는 시계 반대 방향으로 90°만큼 제 2 자석과 관련하여 엇갈려 있다.
제 4 및 제 5 자석 (34, 35) 은 본 실시예의 경우 60°에 걸쳐 뻗어 있다. 제 4 자석 (34) 은 특히 기준위치 (P) 와 관련하여 시계 반대 방향으로는 10°의 각도에 걸쳐 뻗어 있고, 그리고 시계 방향으로는 기준위치 (P) 와 관련하여 50°의 각도에 걸쳐 뻗어 있다. 제 5 자석 (35) 은 특히 시계 방향으로 기준위치 (P) 와 관련하여 130°내지 190°의 각도로부터 뻗어 있다.
부재 (1d) 가 시계 반대 방향으로 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 1 홀센서 (21) 가 북극의 작용범위 안에 있으면 그리고 제 2 홀센서 (22) 가 자기장에 노출되어 있지 않거나 또는 비교적 약한 자기장에만 노출되어 있거나 또는 남극의 작용범위 안에 있으면, 부재 (1c) 에 대해 상대적인 부재 (1d) 의 회전한계를 인식한다. 그러므로, 자석들 (34, 35) 의 배열을 근거로, 제어장치 (S) 는, 제 1 홀센서 (21) 가 제 5 자석 (35) 의 작용범위 안에 있으면, 시계 반대 방향으로의 회전시 최대로 허용 가능한 상대운동에 도달함을 인식한다.
부재 (1d) 가 시계 방향으로 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 회전하면, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 남극의 작용범위 안에 있으면 그리고 제 1 홀센서 (21) 가 자기장에 노출되어 있지 않거나 또는 비교적 약한 자기장에만 노출되어 있거나 또는 북극의 작용범위 안에 있으면, 부재 (1c) 에 대해 상대적인 부재 (1d) 의 회전한계를 인식한다. 그러므로, 자석들 (34, 35) 의 배열을 근거로, 제어장치 (S) 는, 제 2 홀센서 (22) 가 제 4 자석 (34) 의 작용범위 안에 있으면, 시계 방향으로의 회전시 최대로 허용 가능한 상대운동에 도달함을 인식한다.
제 1 홀센서 (21) 가 제 2 자석 (32) 의 작용범위 안에 있으면 또는 제 1 홀센서가 제 1 또는 제 3 자석 (31, 33) 의 작용범위 안에 있으면, 제어장치 (S) 가 최대로 허용 가능한 상대운동에 도달함을 추론하지 못하도록, 본 실시예의 경우 12 번째, 13 번째 및 14 번째가 있다. 조정 및 감시 장치 (60) 의 나머지 자석들 (31-35) 처럼, 부재 (1c) 에서의 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 맞은 편에 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있는 자석 (42-44) 이 제공되어 있다. 특히, 제 2 자석 (32) 맞은 편에 13 번째가 있다. 자석 (43) 이 맞은 편에 배치되어 있으며, 그리고 그의 북극을 갖고 홀센서들 (21, 22) 을 향해 있다. 제 1 및 제 3 자석 (31, 33) 맞은 편에 12 번째 및 14 번째가 배치되어 있다. 이것들은 그들의 남극들을 갖고 홀센서들 (21, 22) 을 향해 있다.
로봇 (R) 의 다수의 축 (A) 이 조정 및 감시 장치들 (20, 30, 50, 60) 중 하나를 갖추고 있거나 또는 제 1 홀센서 (21) 와 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 을 구비한 조정장치를 갖추고 있으면, 개별적인 홀센서 (21) 들은 도 13 에 도시되어 있는 접속에 상응하여 상호 접속되어 있을 수 있다.
도 13 에 도시되어 있는 실시예의 경우, 로봇 (R) 의 6개의 축 (A1-A6) 에게 각각 조정장치가 할당되어 있으며, 상기 조정장치는 각각 제 1 홀센서 (21) 와 각각 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 을 구비한다.
본 실시예의 경우, 상기 제 1 홀센서 (21) 들은 하나의 공통의 전선 (11) 을 통하여 하나의 공통의 공급전압으로부터 공급을 받는다. 상기 공급전압은 예컨대 5V 이다. 이 이외에, 제 1 홀센서 (21) 들은 그 밖의 하나의 공통의 전선 (12) 을 이용해 접지와 연결되어 있다. 모든 제 1 홀센서 (21) 들의 출력신호들은 그 밖의 하나의 공통의 전선 (13) 에 인가되어 있으며, 상기 전선은 평가를 위한 제어장치 (S) 와 연결되어 있다. 개별적인 제 1 홀센서 (21) 들 상호간의 영향을 저지하기 위해 또는 적어도 감소시키기 위해, 각각의 제 1 홀센서 (21) 들과 출력신호들을 위한 전선 (13) 사이에는 각각 하나의 다이오드 (diode, D) 가 순방향으로 접속되어 있다. 상기 다이오드들은 특히 쇼트키 다이오드들이다.
이제 축들 (A1-A6) 에 할당되어 있는 로봇팔 (M) 의 개별적인 부재들을 조정하기 위해, 본 실시예의 경우 우선 제어장치 (S) 는 모든 제 1 홀센서 (21) 들이 그들의 제 1 자석 (31) 들의 작용범위 안에 있도록 로봇 (R) 의 드라이브들을 트리거한다. 제 1 홀센서 (21) 들이 각각 제 3 자석 (33) 들의 작용범위 안에 있도록, 로봇팔 (M) 이 - 제어장치 (S) 를 통해 제어되어 - 정렬되는 것도 가능하다. 하지만 적어도, 로봇팔 (M) 은, 그들의 축들 또는 그들의 할당된 부재들이 현재 조정되지 않는 제 1 홀센서 (21) 들이 그들의 제 1 또는 제 3 자석 (31, 33) 의 작용범위 안에 있도록 움직여진다. 이들은 본 실시예의 경우 축들 (A1-A5) 이다.
그 후, 제어장치 (S) 는 조정되어야 하는 부재들을 트리거한다. 본 실시예의 경우, 이들은 축 (A6) 에 할당된 부재들이다. 해당 부재들의 조정은 위에서 이미 기술한 바와 같이 수행된다.
그 후, 나머지 축들 (A1-A5) 또는 그들의 할당된 부재들이 조정되며, 이때 상응하는 조정을 위해, 참여하지 않은 축들에 할당된 제 1 홀센서 (21) 들은 그들의 제 1 또는 제 3 자석 (31, 33) 의 작용범위 안으로 데려가진다.

Claims (15)

  1. 제 1 부재 (1c), 상기 제 1 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 축 (A) 과 관련하여 회전 가능한 제 2 부재 (1d), 제어장치 (S), 상기 제어장치와 연결되어 있으며 상기 두 부재 (1c, 1d) 를 서로 상대적으로 움직이기 위한 드라이브, 상기 제어장치 (S) 와 연결된 그리고 상기 제 1 부재 (1c) 에 배치된 제 1 홀센서 (21), 및 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 을 구비하며, 상기 자석들은, 상기 두 부재 (1c, 1d) 상호간의 회전시 상기 제 1 홀센서 (21) 가 특정 위치 (P) 에 있어서 상기 자석들 (31-33) 의 작용범위 안에 있도록 서로 나란히 상기 제 2 부재 (1d) 에 하나의 공통의 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있고, 중간 자석으로서 형성되어 있는 상기 제 2 자석 (32) 은 상기 제 1 및 제 3 자석 (31, 33) 과 다른 자극을 갖고 상기 제 1 홀센서 (21) 를 향해 있는 기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 자석 (32) 은 작용범위에 있어서 그의 북극을 갖고 그리고 상기 제 1 및 제 3 자석 (31, 33) 은 작용범위에 있어서 그들의 남극들을 갖고 상기 제 1 홀센서 (21) 를 향해 있는 기계.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기계의 상기 제어장치 (S) 는, 상기 두 부재 (1c, 1d) 가 서로 상대적으로 회전하도록 기준주행의 범위 내에서 상기 드라이브를 트리거하도록 그리고 상기 제 1 홀센서 (21) 로부터 유래하는 신호들을 근거로 상기 위치 (P) 를 결정하도록 셋업되어 있는 기계.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 홀센서 (21) 가 상기 제 2 자석 (32) 의 작용범위 안으로 들어가자마자 상기 제 1 홀센서 (21) 의 신호의 크기가 높아지고 그러므로 라이징 신호 에지를 가지며, 그리고 상기 제 1 홀센서 (21) 가 상기 제 2 자석 (32) 의 작용범위를 다시 떠나가자마자 상기 제 1 홀센서 (21) 의 신호의 크기가 낮아지고 그러므로 폴링 신호 에지를 갖는 기계.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 홀센서 (21) 가 상기 제 2 자석 (32) 의 작용범위 안으로 들어가자마자 상기 제 1 홀센서 (21) 의 신호의 크기가 낮아지고 그러므로 폴링 신호 에지를 가지며, 그리고 상기 제 1 홀센서 (21) 가 상기 제 2 자석 (32) 의 작용범위를 다시 떠나가자마자 상기 제 1 홀센서 (21) 의 신호의 크기가 높아지고 그러므로 라이징 신호 에지를 갖는 기계.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 기계의 상기 제어장치 (S) 는 위치 (P) 결정을 위해 상기 제 1 홀센서 (21) 의 신호의 상기 라이징 및 폴링 신호 에지를 평가하도록 셋업되어 있으며, 특히 상기 제어장치는 상기 라이징 신호 에지의 크기가 사전설정된 역치를 초과하는 시점 (t1) 을 인식하도록 그리고 상기 폴링 신호 에지의 크기가 사전설정된 역치에 미달하는 시점 (t2) 을 인식하도록, 그리고 특히 평균치 (tx) 를 근거로 기준위치 (P) 를 추론하기 위해 이 두 시점 (t1, t2) 의 평균치 (tx) 를 검출하도록 셋업되어 있는 기계.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기계는 로봇 (R) 으로서 형성되어 있으며, 상기 로봇은 잇달아 배치된 다수의 부재 (1a-g) 를 가진 로봇팔 (M) 을 구비하고, 상기 부재들은 상기 제어장치 (S) 를 통해 제어되어 드라이브들을 이용해 서로 상대적으로 축 (A) 들과 관련하여 회전 가능하며, 그리고 이 축 (A) 들 중 적어도 2개에는 각각 제 1 홀센서 (21) 및 각각 제 1, 제 2 및 제 3 자석 (31-33) 이 할당되어 있고, 상기 제 1 홀센서와 상기 자석들은 해당 축 (A) 들에 할당된 상응하는 부재들 (1a-1f) 에 배치되어 있으며, 상기 제 1 홀센서 (21) 들은 하나의 공통의 전선 (13) 에 이어져 있고, 상기 전선에는 상기 제 1 홀센서 (21) 들에 의해 발생된 신호들이 인가되어 있는 기계.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 기계는 전기 밸브들, 특히 다이오드 (D) 들을 구비하며, 상기 다이오드들 중 각각 하나가 특히 순방향으로 상기 개별적인 제 1 홀센서 (21) 들과 상기 공통의 전선 (13) 사이에 접속되어 있는 기계.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 기계의 상기 제어장치 (S) 는, 적어도 그들의 위치 (P) 들을 상기 제어장치 (S) 가 현재 검출하지 않는 부재들 (1a-1f) 을 상응하는 제 1 홀센서 (21) 들이 그들의 각각의 제 1 또는 제 3 자석 (31, 33) 의 작용범위 안에 있게 움직이도록, 그리고 그 후 기준주행의 범위 내에서, 그들의 할당된 위치 (P) 가 결정되어야 하는 부재들 (1c, 1d) 을 서로 상대적으로 회전시키도록, 그리고 해당 제 1 홀센서 (21) 로부터 유래하는 신호들을 근거로 상기 상응하는 위치 (P) 를 결정하도록 셋업되어 있는 기계.
  10. 제 1 부재 (1c), 상기 제 1 부재 (1c) 에 대해 상대적으로 축 (A) 과 관련하여 회전 가능한 제 2 부재 (1d), 제어장치 (S), 상기 제어장치 (S) 와 연결되어 있으며 상기 두 부재 (1c, 1d) 를 서로 상대적으로 움직이기 위한 드라이브, 상기 제어장치 (S) 와 연결된 그리고 상기 제 1 부재 (1c) 에 배치된, 특히 제 2 홀센서 (22) 로서 설계된 적어도 하나의 비접촉식 센서 (22) 를 구비하며, 상기 센서는 상기 두 부재 (1c, 1d) 의 최대로 사전설정된 상대회전시, 상기 제어장치를 위해 예정된 신호를 발생시키는 기계.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 기계의 상기 제어장치 (S) 는, 상기 비접촉식 센서 (22) 로부터 유래하는 신호들을 평가하도록 그리고 상기 평가된 신호들을 근거로 상기 두 부재 (1c, 1d) 의 상대운동을 정지시키도록 셋업되어 있는 기계.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 기계는 제 4 자석 (34) 을 구비하며, 상기 제 4 자석은, 상기 두 부재 (1c, 1d) 상호간의 제 1 회전방향에서의 회전시 상기 제 2 홀센서 (22) 가 상기 두 부재 (1c, 1d) 의 최대로 허용된 제 1 상대운동시 상기 제 4 자석 (34) 의 작용범위 안에 있도록 상기 제 2 부재 (1d) 에 배치되어 있으며, 그리고 상기 기계는 제 5 자석 (35) 을 구비하고, 상기 제 5 자석은, 상기 두 부재 (1c, 1d) 상호간의 상기 제 1 회전방향과 반대되는 회전방향에서의 회전시 상기 제 2 홀센서 (22) 가, 또는 상기 제 1 부재 (1c) 에 배치된 그리고 상기 제어장치 (S) 와 연결된 그 밖의 홀센서 (21) 가 상기 두 부재 (1c, 1d) 의 최대로 허용된 제 2 상대운동시 상기 제 5 자석 (35) 의 작용범위 안에 있도록 상기 제 2 부재 (1d) 에 배치되어 있는 기계.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 4 자석 (34) 은 상기 제 5 자석 (35) 과 다른 자극을 갖고 상기 제 2 홀센서 (22) 를 향해 있는 기계.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 기계는 그 밖의 자석 (33) 을 구비하며, 상기 그 밖의 자석은, 상기 두 부재 (1c, 1d) 상호간의 회전시 상기 그 밖의 홀센서 (21) 가 특정 기준위치 (P) 에 있어서 상기 그 밖의 자석 (32) 의 작용범위 안에 있도록 상기 제 2 부재 (1d) 에 배치되어 있고, 그리고 상기 제어장치 (S) 는, 상기 두 부재 (1c, 1d) 가 서로 상대적으로 회전하도록 기준주행의 범위 내에서 상기 드라이브를 트리거하도록 그리고 상기 그 밖의 홀센서 (21) 로부터 유래하는 신호들을 근거로 상기 기준위치 (P) 를 결정하도록 셋업되어 있는 기계.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 자석들 (32, 34, 35) 은 상기 제 2 부재 (1d) 에서의 동일한 원형 경로 (14) 상에 배치되어 있는 기계.
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