KR20220089644A - 모니터링 배열체, 모니터링 배열체를 갖는 클램핑 시스템 및 모니터링 배열체에 의해서 클램핑 장치를 모니터링하기 위한 방법 - Google Patents
모니터링 배열체, 모니터링 배열체를 갖는 클램핑 시스템 및 모니터링 배열체에 의해서 클램핑 장치를 모니터링하기 위한 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 클램핑 장치(3, 40, 49) 내에 클램핑된 공작물 캐리어의 클램핑 품질을 모니터링하기 위한 모니터링 배열체(12), 및 클램핑 장치(3, 40, 49) 및 그러한 모니터링 배열체(12)를 가지는 클램핑 시스템에 관한 것이다. 모니터링 배열체는 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질을 독립적으로 검출하기 위한 적어도 2개의 센서(A1 내지 A4)를 포함한다. 모니터링 배열체는 또한 전송 장치(14) 및 수신 장치(21)를 포함하고, 전송 장치(14)는, 결정되거나 계산된 매개변수 또는 매개변수들을 중복적으로 수신 장치(21)에 전송하도록, 구성된다.
Description
본 발명은 청구항 제1항에 따라 구성된 모니터링 배열체, 모니터링 배열체를 갖는 청구항 제14항에 따라 구성된 클램핑 시스템, 및 청구항 제21항에 따른, 모니터링 배열체에 의해서 클램핑 장치를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.
본원에서 설명된 유형의 모니터링 배열체로, 클램핑 장치는, 특히 각각의 클램핑 장치에 의해서 클램핑된 공작물 캐리어(팔레트) 또는 클램핑 장치 내에 클램핑된 공작물이 정확하고 견고하게 클램핑되었는지의 여부와 관련하여 모니터링되고, 측정된 매개변수 또는 매개변수들은 무선으로 수신기에 전송된다.
클램핑 스피곳(clamping spigot)을 구비하는 클램핑 팔레트를 위해서 설계된 척(chuck)이 EP 3 391 991 A로부터 알려져 있다. 이러한 척은 클램핑 스피곳을 위한 위치결정 홀, 및 클램핑 스피곳을 위치결정 홀 내에 클램핑하기 위한 클램핑 요소를 포함하는 클램핑 장치를 구비한다. 적어도 하나의 센서가 척 상에 배열되고, 그에 의해서 척의 적어도 하나의 매개변수 및/또는 팔레트와 척 및/또는 팔레트 사이의 상호작용이 검출될 수 있다. 척은 센서 또는 센서들에 의해서 결정된 매개변수를 무선으로 전송하기 위한 전송기를 구비한다. 클램핑 스피곳에 작용하는 클램핑력은 제1 센서에 의해서 결정될 수 있다. 이를 위해서, 제1 센서는, 팔레트가 클램핑될 때 척의 재료-탄성 변형이 측정될 수 있는 방식으로, 설계되고 척 상에 배열된다. 척은 또한 제2 센서를 구비할 수 있고, 그에 의해서 척 상에 팔레트를 장착하는 것이 검출될 수 있다.
3개의 클램핑 턱부(clamping jaw)를 포함하는 클램핑 헤드를 갖는 척이 EP 1 998 932 B1로부터 알려져 있다. 척은 클램핑 헤드를 수용하기 위한 원뿔형 위치결정 홀을 갖는 회전-대칭적인 기부 본체를 포함한다. 척을 위치결정 홀 내로 당기기 위해서, 기계 스핀들의 일부인 당김 관(draw tube)이 제공된다. 그러한 척은 특히 터닝 기계(turning machine)에서 이용된다. 제1 센서가 척 본체의 외부 표면에 제공되고, 제2 센서는 척 본체의 외부 표면에 위치되는 함몰부 내에 배열된다. 마지막으로, 제3 센서가 당김 관 상에 배열된다. 센서들은 스트레인 게이지로서 설계되고, 통합된 신호 프로세싱 유닛을 각각 구비한다. 측정 값을 무선 전송하기 위한 전송 장치가 각각의 신호 프로세싱 유닛에 할당된다. 척의 클램핑력은 척의 이러한 실시형태로 결정될 수 있어야 한다. 최소 클램핑력에 도달할 때, 척의 유지보수를 실행하여야 한다. 공작물을 축방향으로 배치하는 것은 모니터링되지 않고 또한 결정될 수 없다. 공작물의 존재에 관한 메시지는 없다. 모든 이벤트에서 무선 전송에서 발생될 수 있는 오류가 또한 검출되지 않는다.
공작물 캐리어의 해제 가능 고정을 위한 척을 갖는 클램핑 장치가 EP 2 052 808 A1로부터 알려져 있다. 척은, 록킹 위치에서 공작물 캐리어에 연결된 클램핑 스피곳과 결합되는 복수의 클램핑 요소를 포함하는, 록킹 메커니즘을 구비한다. 각각의 클램핑 요소는 관통-홀을 구비하고, 관통-홀은, 각각의 클램핑 요소가 정확하게 록킹될 때, 일 단부에서 폐쇄된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 관통-홀을 구비하는 작동 요소가 각각의 클램핑 요소에 할당되고, 그 관통-홀은, 각각의 클램핑 요소가 정확하게 록킹될 때 및/또는 언록킹될(unlocked) 때 일 단부에서 폐쇄된다. 클램핑 요소의 또는 작동 요소의 관통-홀은 공통 연결 라인을 통해서 공압원에 연결된다. 공기 유동을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서가 연결 라인 내에 제공된다. 센서에 의해서, 클램핑 요소가 정확하게 언록킹 또는 록킹되었는지의 여부가 검출될 수 있다. 센서는 전자 제어 및 평가 장치에 연결된다.
또한, 기계 도구를 위한 클램핑 장치가 EP 2 759 372 A1로부터 알려져 있다. 기계 도구는, 도구를 위한 도구 유지 고정구를 갖는 회전 가능 스핀들을 포함한다. 클램핑 장치는 도구의 클램핑을 위해서 제공된다. 도구 유지 고정구 내의 도구의 정확한 또는 부정확한 클램핑을 검출하기 위해서, 클램핑 장치는 상이한 측정 지점들에 위치되는 힘 센서들을 포함하고, 그에 따라 상이한 측정 지점들에 각각 작용하는 클램핑력을 검출한다. 힘 센서는 도구 유지 고정구의 환형 안착 표면 상에 배열된다. 센서는, 도구가 클램핑될 때 압축되도록 하는 방식으로, 안착 표면 위로 돌출된다. 따라서, 클램핑력이 한편으로 검출될 수 있어야 하고, 도구가 정확하게 클램핑되었는지의 여부 또는 오정렬 및/또는 부정확한 배치가 존재할 수 있는지의 여부가 검출될 수 있어야 한다. AOW 센서(음향 표면 파동 센서)가 힘 센서로서 이용된다. 힘 센서는 기계 도구의 중앙 축을 중심으로 회전 대칭적으로 안착 표면 상에 배열된다. 도구의 정확한 정렬이 있을 때, 힘 센서들은 동일한 크기의 클램핑력을 검출하는 반면, 도구가 비스듬하게 클램핑될 때, 상이한 크기의 클램핑력들이 힘 센서들에 의해서 검출된다. 센서의 전기 신호는 전송 및 수신 유닛에 무선으로 전송되고, 평가 유닛 내에서 평가된다.
지능형 다수-부분 클램핑 장치가 EP 2 093 016 A1로부터 알려져 있다. 클램핑 장치는 기부 판에 배열된 다수의 클램핑 턱부를 포함하고, 고정되고 변위 가능한 클램핑 턱부가 일종의 바이스(vice)를 각각의 경우에 형성한다. 공작물 장착 센서 또는 램 공기-공작물 장착 제어부가 클램핑 턱부 내에 배열되고, 공작물 장착 센서는 케이블에 의해서 무선 모듈에 연결된다. 클램핑 턱부 내로의 정확한 삽입이 센서에 의해서 모니터링되도록 의도된다.
EP 3 028 804 A1은, 특히 에너지 및/또는 신호 전송을 위한 그리고 가공 센터에서 이용하기 위한, 전송 배열체를 설명한다. 신호 및 전압은, 척의 방향 그리고 또한 그 반대 방향 모두로, 고정된 기계 프레임으로부터 회전 척으로 유도적으로 전송된다. 각각의 척은 클램핑 턱부를 가지며, 클램핑 턱부는 전기 모터에 의해서 변위 가능하게 척 본체 내에서 지지된다. 전기 모터는, 미리 규정된 실제 위치에 도달할 때, 스위치 오프되는 반면, 클램핑 턱부는 스프링 조립체 및 기계적 마찰 브레이크에 의해서 정지된다. 전기 모터는 클램핑 프로세스 중에 스프링 조립체를 압축하고, 그에 따라 스프링 조립체는 클램핑 턱부를 위한 클램핑력을 인가한다. 전기 모터가 스위치 오프된 후에, 기계적 마찰 브레이크가 클램핑 턱부의 미끄러짐 또는 해제를 방지한다. 또한, 프로세싱 오류 또는 심지어 클램핑된 공작물의 해제를 검출하기 위해서, 클램핑 턱부의 위치는 프로세싱 동작 중에 영구적으로 모니터링된다. 클램핑 턱부 및/또는 전기 모터의 상응 동작 상태 및 위치를 영구적으로 모니터링할 수 있게 하기 위해서, 다수의 측정 센서가 그에 할당되고, 그러한 측정 센서는 상응 측정 데이터를 생성하고 이를 유도 전송 장치를 통해서 전송한다. 유도 전송 장치는, 한편으로 회전 척 그리고 다른 한편으로 고정된 이송 프레임의, 2개의 부분으로 설계된다. 2개의 전송 장치들은 서로 동일 높이로(flush with one another) 정렬되고, 그에 따라, 2개의 전송 장치의 공간적 분리의 결과로서, 척의 회전이 가능하고, 동시에 측정 신호, 측정 데이터 및/또는 전기 모터의 동작을 위한 전압의 유도 전송이 이루어질 수 있다.
EP 3 620 248 A1은 커플링 장치를 도시하고, 그러한 커플링 장치에 의해서 데이터가 회전 가능 부분으로부터 회전적으로 고정된 부분으로 유도적으로 전송될 수 있다. 특히, 동작 중에 회전되는 척이 고객-측 제어 장치에 연결될 수 있고 커플링 장치에 의해서 모니터링될 수 있다. 척은 반경방향으로 변위 가능한 클램핑 턱부를 포함하고, 그에 따라 공작물을 고정한다. 각각의 클램핑 턱부는 할당된 전기 모터에 의해서 구동된다. 클램핑된 공작물의 프로세싱 동작 중에 회전되는 척에 에너지를 공급하기 위해서, 제1 전송 장치가 척 내에 제공되고, 이는 전기 라인에 의해서 전기 모터 및 측정 센서에 연결된다. 클램핑 턱부의 위치 및 전기 모터의 전압 또는 그 속력이 측정 센서에 의해서 측정되도록 의도된다. 회전적으로 고정되어 배열된 제2 전송 장치는 캐리어 프레임 상에 피팅된다(fitted). 측정 데이터가 제1 회전 가능 전송 장치로부터 회전적으로 고정되어 배열된 제2 전송 장치로 유도적으로 전송된다. 제2 전송 장치는 전기 라인에 의해서 프로그래밍 가능 인터페이스에 연결된다. 척의 변형예에서, 제2 전송 장치에 연결되는 2개의 인터페이스를 구비하는 척이 제공된다. 양 인터페이스는, 서로 독립적으로, 측정 센서의 측정 데이터 세트를 수신하고 이들을 평가한다. 2개의 인터페이스의 측정 결과가 합치되는 경우에, 제어 장치는 해제 신호를 수신하는 반면, 불일치되는 측정 결과의 경우에 프로세싱 동작이 중단되거나 해제되지 않는다.
마지막으로, EP 2 457 688 A1은 공작물 배치 및 고정 방법을 개시한다. 공작물 또는 공작물 캐리어의 존재 또는 부재가 프로세스 단계에 의해서 확인될 수 있다.
본 발명의 과제는, 클램핑 장치에 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질을 모니터링하기 위한, 도입부에 언급된 기술 분야에 속하는 모니터링 배열체를 생성하는 것이고, 그러한 모니터링 배열체는 하나 이상의 매개변수, 특히 인에이블 정보(enable information)와 같은 매개변수가, 클램핑된 공장물 캐리어 또는 공작물의 견고한 클램핑에 관해 도출될 수 있게, 한편으로는 신뢰 가능하게 검출될 수 있게, 그리고 다른 한편으로 데이터 라인이 없이 수신기에 확실하고 신뢰 가능하게 전송될 수 있게 한다.
그러한 과제에 대한 해결책은 청구항 제1항의 특징에 의해서 규정된다. 본 발명에 따라, 클램핑 장치 내에 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질을 모니터링하기 위한 모니터링 배열체는 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질을 독립적으로 검출하기 위한 적어도 2개의 센서를 포함하고, 전송 장치는, 결정되거나 계산된 매개변수 또는 매개변수들을 중복적으로(redundantly) 수신 장치에 전송하는 방식으로, 설계된다. 적어도 2개의 센서가 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질의 독립적인 검출을 위해서 제공된다는 사실로 인해서, 단일 센서가 전달할 수 있는 오류가, 예를 들어 측정 데이터의 교차-비교에 의해서, 검출될 수 있다. 전송 장치에 의해서 측정 데이터를 수신 장치에 중복 전송하는 것에 의해서, 전송 링크 상의 오류가 또한 검출될 수 있고 필요에 따라 제거될 수 있다.
모니터링 배열체의 바람직한 실시형태 및 개선예가 종속 청구항 제2항 내지 제13항에 설명되어 있다.
바람직한 개선예에서, 그에 따라, 모니터링 배열체가 적어도 하나의 센서 모듈을 포함하는 것이 제공되고, 그에 의해서 센서에 존재하는 측정 값이 디지털화되고 전송 장치에 전송된다. 그러한 측정 데이터의 준비는 신뢰성을 높이고, 전송 장치에 대한 측정 값의 전송을 단순화한다. 또한, 적용 가능한 경우에, 각각의 센서 모듈을 또한 이용하여 센서 또는 복수의 센서에 공급할 수 있다.
모니터링 배열체의 특히 바람직한 개선예에서, 전송 장치는, 각각의 경우에 독립적으로 그리고 중복적으로 각각의 센서 모듈에 의해서 전송되는 측정 값을 준비하도록 구성되는, 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛을 구비한다. 이러한 실시형태는 한편으로 메시지 내의 오류를 즉각적으로 검출하는데, 그리고, 필요한 경우에, 측정이 타당한지의 여부를 체크하는데 기여한다. 다른 한편으로, 상이한 그리고 독립적인 마이크로프로세서가 또한 상이하게 프로그래밍될 수 있고, 이는 중복적인 측정 데이터 검출 및 프로세싱과 관련하여 유리하다.
전송 장치는 바람직하게, 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛에 의해서 준비된 측정 데이터의 전송을 위한 적어도 하나의 전송 안테나를 포함한다. 측정 데이터는 전송 안테나로 무선으로 수신 장치에 전송될 수 있고, 전술한 구성요소들이 콤팩트하고(compact) 전력을 절감하는 구성요소 내에서 함께 그룹화될 수 있다.
매우 특히 바람직하게, 모니터링 배열체는 적어도 2개의 센서를 포함하고, 그러한 센서들은, 그 측정 값들이 서로 확실하게(positively) 상호 관련되도록, 배열된다. 이는, 검출된 측정 값들이 교차-비교에 의해서 서로 비교될 수 있기 때문에, 그 정확성과 관련하여 측정 값을 특히 간단하게 체크할 수 있게 한다.
모니터링 배열체는 특히 바람직하게 적어도 2개의 센서를 포함하고, 그러한 센서들은, 클램핑 장치의 척 또는 바이스의 재료-탄성 변형이 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 중에 측정될 수 있게 하는 방식으로, 설계되고 배열되며, 센서는 특히 스트레인 게이지 센서(DMS)이다. DMS 센서는 그 높은 정확도 및 양호한 장기간의 안정성을 특징으로 하고, 그에 따라 전술한 센서 정보의 배열이 실제로 존재하는 클램핑력과 관련하여 매우 용이하게 도출될 수 있다.
모니터링 배열체의 바람직한 개선예는 적어도 하나의 척을 갖는 클램핑 장치를 모니터링하는 역할을 하고, 클램핑 장치는 클램핑 요소를 작동시켜 클램핑 스피곳을 클램핑하기 위해서 Z-방향으로 변위될 수 있는 작동 피스톤을 내부 공간에 포함하고, 모니터링 배열체는 무접촉으로 동작되는 적어도 2개의 센서를 포함하고, 그에 의해서 작동 피스톤의 적어도 2개의 위치, 바람직하게 적어도 3개의 위치가 서로 독립적으로 검출될 수 있다. 이러한 실시형태는 2개의 센서로 척의 상이한 상태들을 신뢰 가능하게 모니터링할 수 있게 하고, 매우 특히 바람직하게 유도 센서가 사용된다.
추가적인 바람직한 개선예에서, 모니터링 배열체는 적어도 하나의 추가적인 센서를 포함하고, 그러한 추가적인 센서에 의해서 클램핑 장치 상의 공작물 캐리어의 장착이 검출될 수 있다. 그러한 센서에 의해서, 공작물 캐리어가, 제공된 위치에서, 클램핑 장치의 Z-지지부 상에 직접적으로 실제로 놓여 있는지의 여부, 또는 예를 들어 칩과 같은 부착물(fouling) 상에 놓여 있는지의 여부 그리고 그에 따라 Z-방향으로 정확하게 배치되지 않았다는 것이 검출될 수 있다.
모니터링 배열체의 추가적인 실시형태는 클램핑 장치의 바이스 내에 클램핑된 공작물의 클램핑 품질을 모니터링하는 역할을 하고, 모니터링 배열체는, 이러한 바람직한 예에서, 적어도 2개의 추가적인 센서를 포함하고, 그러한 추가적인 센서에 의해서 바이스의 각각의 안내 블록 상의 공작물의 장착이 검출될 수 있다. 따라서, 공작물이 정확하게 또는 예를 들어 비스듬하게 클램핑되었는지의 여부가 검출될 수 있다.
모니터링 배열체의 바람직한 개선예는 또한, 클램핑 요소를 작동시키는데 이용되는 요소의 위치를 검출할 수 있게 하는 추가적인 센서를 구비하는 모니터링 배열체를 제공한다. 이러한 실시형태는 로봇에 의해서 공작물 캐리어를 자동적으로 공급하거나 자동적으로 제거하는 것과 관련하여 특히 중요한데, 이는, 클램핑 요소를 작동시켜 공작물 캐리어를 공급 또는 제거하기 위해서는 전술한 요소가 그 초기 또는 개방 위치에 있어야 하기 때문이다.
특히 바람직한 개선예에서, 모니터링 배열체는 전송 장치에 의해서 전송되는 데이터를 수신하기 위한 수신 안테나 및 수신 안테나에 연결된 게이트웨이를 포함하고, 게이트웨이는 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛을 구비하고, 그에 의해서 수신된 데이터는 각각 독립적으로 그리고 중복적으로 추가적으로 프로세스되고, 게이트웨이는 프로세싱 기계의 기계 제어부에 연결된다. 이러한 실시형태는, 데이터가 신뢰 가능하게 수신될 수 있고 게이트웨이에 의해서 프로세싱 기계의 기계 제어부에 전송될 수 있다는 사실에 기여한다.
모니터링 배열체의 특히 바람직한 개선예에서, 검출된 측정 값들의 합치가 확인되고 기계 제어부에 관한 미리 결정된 측정 값에 도달할 때, 정확하게 클램핑된 공작물 캐리어 또는 정확하게 클램핑된 공작물에 대한 및/또는 기계 도구의 신뢰 가능한 동작에 대한 신호가 기계 제어부에 중복적으로 출력되도록 하는 방식으로, 게이트웨이는 전송 장치에 의해서 전송된 측정 값들을 프로세스한다. 공작물 캐리어 또는 공작물이 견고하고 정확하게 클램핑될 때에만 해제 신호가 존재한다는 점에서, 프로세싱 기계의 신뢰 가능한 동작이 그에 따라 보장될 수 있다.
본 발명의 추가적인 과제는 공작물 캐리어 또는 공작물을 클램핑하기 위한 클램핑 장치, 및 공작물 캐리어 또는 공작물이 견고하게 클램핑되었는지의 여부가 신뢰 가능하게 검출되도록 하는 방식으로, 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 따라 구성된 모니터링 배열체를 갖는 클램핑 시스템을 개발하는 것으로 구성된다.
이러한 과제는 청구항 제14항에 따른 클램핑 시스템으로 해결된다. 클램핑 시스템의 모니터링 배열체가 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물에 작용하는 클램핑력을 독립적으로 검출하기 위해서 클램핑 장치 내에 배열되는 적어도 2개의 센서를 구비한다는 사실로 인해서, 공작물 캐리어 또는 공작물의 견고한 클램핑과 관련된 측정 값이 2차례 그리고 서로 독립적으로 검출된다. 따라서, 공작물 캐리어 또는 공작물이 견고하게 클램핑되었는지 여부를 신뢰 가능하게 검출할 수 있는 기본 전제 조건이 생성된다.
클램핑 시스템의 바람직한 개선예가 종속 청구항 제15항 내지 제20항에 규정되어 있다.
클램핑 시스템은 바람직하게, 모니터링 배열체의 전송 장치가 클램핑 장치 상에 배열된 무선 전송기를 포함하도록 그리고 수신 장치가 후자로부터 이격되어 배열된 무선 수신기를 포함하도록 하는 방식으로, 구성되고, 전송 장치는 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛을 포함하고, 그러한 마이크로프로세서 유닛은, 각각의 센서 모듈에 의해서 독립적으로 그리고 중복적으로 전송되는 측정 값들을 준비하도록 그리고 측정 데이터의 교차-비교에 의해서 그 타당성을 체크하도록 구성된다. 그에 따라, 타당성과 관련된 측정 데이터의 중복적인 예비-프로세싱이 전송기 측에서, 즉 클램핑 장치 내에서 또는 상에서 미리 실행될 수 있다.
클램핑 시스템의 실시형태의 특히 바람직한 예에 따라, 스트레인 게이지가 센서로서 이용되고, 스트레인 게이지는, 그 신호가 클램핑력에 본질적으로 비례하도록 하는 방식으로, 클램핑 장치의 척 또는 바이스에 마찰-록킹되어 및/또는 단단히 본딩되어 피팅된다. DMS가 높은 정도의 정확도 및 양호한 장기간의 안정성을 가지기 때문에, DMS는 특히 유리하게, 척 또는 바이스 상의 재료 변형을 측정하는 것에 의해서, 공작물 캐리어 또는 공작물에 작용하는 클램핑력 그리고 그에 따라 클램핑의 품질과 관련된 정확한 정보를 제공하는데 적합하다.
클램핑 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 그 클램핑 장치는 공작물 캐리어를 클램핑하기 위한 적어도 하나의 척을 포함하고, 척은 공작물 캐리어의 장착을 검출하기 위해서 상부 측면의 영역 내에 배열되는 센서를 포함한다. 공작물 캐리어의 정확한 Z-위치가 그러한 센서에 의해서 결정될 수 있고, 이는 예를 들어 Z-지지부의 영역 내에 있을 수 있는 부착물과 관련하여 중요하다.
클램핑 시스템의 특히 바람직한 개선예는 클램핑 스피곳을 구비하는 공작물 캐리어를 클램핑하기 위한 척을 구비하고, 척은, 클램핑 요소를 작동시켜 클램핑 스피곳을 클램핑하기 위해서, 초기 위치와 록킹 위치 사이에서 변위될 수 있는 작동 피스톤을 구비하며, 척은 작동 피스톤의 위치를 모니터링하기 위한 추가적인 센서를 구비한다. 작동 피스톤의 위치의 검출은, 특히 바람직하지 못한 손상을 유발하지 않게 하기 위해서, 핸들링 로봇에 의한 클램핑 시스템의 자동적인 장착과 관련하여 특히 중요하다.
클램핑 시스템의 특히 바람직한 실시형태는 척의 수에 상응하는 많은 수의 클램핑 스피곳을 구비하는 공작물 캐리어를 클램핑하기 위한 적어도 2개의 척을 포함하고, 각각의 척은, 클램핑 요소를 작동시켜 각각의 클램핑 스피곳을 클램핑하기 위해서, 초기 위치와 록킹 위치 사이에서 변위될 수 있는 작동 피스톤을 구비하며, 적어도 하나의 척은 작동 피스톤의 위치를 모니터링하기 위한 추가적인 센서를 구비한다. 적어도 하나의 작동 피스톤의 위치가 모니터링된다는 사실로 인해서, 공작물 캐리어가 원칙적으로 공급 또는 회수될 수 있는지의 여부에 관한 정보가 또한 도출될 수 있다.
클램핑 시스템의 대안적인 실시형태에서, 클램핑 장치는 2개의 클램핑 턱부를 갖는 바이스로서 구성되고, 클램핑된 공작물의 클램핑력을 결정하기 위한 센서가 각각의 클램핑 턱부에 할당된다. 클램핑력이 양 클램핑 턱부들로부터 결정된다는 사실로 인해서, 공작물이 견고하게 클램핑되었는지의 여부에 관한 정보가 도출될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 추가적인 과제는, 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑의 품질이 특정 요건을 만족시키는지의 여부가 신뢰 가능하고 간단한 방식으로 결정될 수 있도록, 청구항 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따라 구성된 모니터링 배열체에 의해서 프로세싱 기계의 클램핑 장치를 모니터링하기 위한 방법을 개발하는 것으로 구성되고, 프로세싱 기계 및/또는 연관된 핸들링 로봇의 제어가 측정 값을 기초로 영향을 받을 수 있다.
이러한 과제는 청구항 제21항에 따른 방법으로 해결된다. 클램핑 장치 내에 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질이 적어도 2개의 독립적인 센서에 의해서 결정된다는 사실로 인해서, 각각의 센서에 의해서 결정된 측정 데이터가 서로 비교되고 타당성에 대해서 체크되며, 결정되거나 계산된 매개변수 또는 매개변수들이 전송 장치에 의해서 수신 장치에 중복적으로 전송되며, 프로세싱 기계의 제어부는 존재하는 측정 값을 기초로 영향을 받으며, 클램핑 장치 또는 공작물 캐리어에 의해서 프로세싱 기계 상에 클램핑된 공작물의 프로세싱 중에 신뢰성이 보장될 수 있다.
방법의 바람직한 개선예가 종속 청구항 제22항 내지 25항에서 규정되어 있다.
특히 바람직한 방법에서, 타당성을 체크하는 것은 결정된 그리고 전송 장치의 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛에 의해서 준비 후에 서로 비교된 매개변수들의 합치를 체크하는 것을 포함한다. 따라서, 견고한 클램핑과 관련된 측정 값의 이중 검출과 별개로, 중복적인 평가가 또한 제공된다.
방법의 특히 바람직한 개선예에서, 결정된 또는 계산된 매개변수 또는 매개변수들은 전송 장치에 의해서 중복적으로 그리고 데이터 패킷의 형태로 수신 장치에 전송되고, 전송된 데이터가 타당한지의 여부가 수신기 측에서 체크된다. 그에 따라, 무선 링크 상의 오류가 검출될 수 있다.
추가적인 바람직한 방법은, 결정되고 서로 비교된 매개변수들이 합치되고 미리 결정된 측정 값에 도달한 때, 견고한 작업에 대한 해제 신호가 게이트웨이에 의해서 생성되고 프로세싱 기계의 제어부에 중복적으로 전송된다. 그에 따라, 해제 신호는, 프로세싱 기계의 신뢰 가능한 동작에 필요한 전제 조건이 만족될 때에만, 즉 공작물 캐리어 또는 공작물이 견고하게 클램핑될 때에만, 존재한다.
마지막으로, 방법의 매우 바람직한 개선예에서, 게이트웨이가 이원계 신호의 형태로 해제 신호를 방출하는 것이 제공되고, 해제 신호는, 검출된 측정 값이 타당하고 미리 결정된 값에 도달한 때 값 1이라고 추정되고, 해제 신호는, 검출된 측정 값이 타당하지 않거나 미리 결정된 값에 도달하지 않았을 때 값 0이라고 추정된다. 따라서, 공작물 캐리어 또는 공작물이 정확하고 견고하게 클램핑되었을 때에만 해제 신호가 값 1이라고 추정되는 점에서, 확실한 신뢰성이 달성될 수 있다. 예를 들어 전력 실패와 같은 결함의 경우에, 해제 신호는 자동적으로 값 0이라고 추정되고, 이는 기계 제어부에 의해서 즉각적으로 검출되고 기계의 정지 또는 적어도 오류 메시지를 유도한다.
이하의 상세한 설명 및 청구항 전체으로부터, 본 발명의 추가적인 유리한 실시형태 및 특징들의 조합이 확인된다.
실시형태의 예를 설명하기 위해서 사용된 도면이 도시되어 있다.
도 1은 모니터링 장치와 함께 도시한, 제1 클램핑 장치의 도식적인 도면이다.
도 2는 공작물 캐리어 및 모니터링 장치의 개별적인 구성요소와 함께 도시한, 제2 클램핑 장치의 사시도이다.
도 3a는 상승되어 도시된 공작물 캐리어와 함께 도시한, 도 2에 따른 클램핑 장치를 통한 횡단면도이다.
도 3b는 위에 클램핑된 공작물 캐리어와 함께 도시한, 도 3a에 따른 클램핑 장치의 횡단면도이다.
도 3c는 공작물 캐리어가 없이 도시한, 도 2에 따른 클램핑 장치를 통한 추가적인 횡단면도이다.
도 4는 모니터링 장치의 개별적인 구성요소와 함께 도시한, 바이스로서 구성된 제3 클램핑 장치의 사시도이다.
도 2는 공작물 캐리어 및 모니터링 장치의 개별적인 구성요소와 함께 도시한, 제2 클램핑 장치의 사시도이다.
도 3a는 상승되어 도시된 공작물 캐리어와 함께 도시한, 도 2에 따른 클램핑 장치를 통한 횡단면도이다.
도 3b는 위에 클램핑된 공작물 캐리어와 함께 도시한, 도 3a에 따른 클램핑 장치의 횡단면도이다.
도 3c는 공작물 캐리어가 없이 도시한, 도 2에 따른 클램핑 장치를 통한 추가적인 횡단면도이다.
도 4는 모니터링 장치의 개별적인 구성요소와 함께 도시한, 바이스로서 구성된 제3 클램핑 장치의 사시도이다.
도 1은 모니터링 장치(12)와 함께 도시한, 클램핑 장치(3)의 도식적인 도면을 도시한다. 제1 직사각형(1)에 의해서, 클램핑 장치(3)가 사용되는 프로세싱 기계가 위치되는, 기계 공간이 도식적으로 표시되어 있다. 클램핑 시스템은 쇄선(2)에 의해서 표시되고, 이는 클램핑 장치(3) 및 모니터링 장치(12)의 일부를 포함한다. 본 예의 클램핑 장치(3)는 소위 4분체 척(quadruple chuck)이고, 여기에서 4개의 척(6, 7, 8, 9)이 기부 판(5) 상에 배열된다. 각각의 척은 공작물 캐리어(미도시) 상에 배열되는 클램핑 스피곳을 수용하고 클램핑하기 위한 중앙 위치결정 홀(미도시)을 갖는다. 클램핑 스피곳을 위치결정 홀 내에 클램핑하기 위해서, 각각의 척(6, 7, 8, 9)이 클램핑 메커니즘을 구비한다. 4개의 척의 상부 측면은 척의 X-Y 평면을 형성하는 한편, 소위 Z-축은 그에 수직으로 연장된다. 그러한 척이 원칙적으로, 예를 들어 EP 3391991 A 또는 DE 102013014036 A1로부터 알려져 있기 때문에, 각각의 척을 개략적으로만 도시하고, 본 발명과 관련된 일부 특징만을 다룬다.
클램핑된 공작물 캐리어의 클램핑 품질을 검출하기 위한 복수의 센서와 별개로, 모니터링 장치(12)는 쇄선에 의해서 표시된 전송 장치(14) 및 수신 장치(21)를 포함한다. 본 예에서, 3개의 센서(A1, B1, C1; A2, B2, C2; A3, B3, C3; A4, B4, C4)가 각각의 척(6, 7, 8, 9)에 할당되고, 그 기능을 이하에서 더 구체적으로 설명할 것이다. 각각의 척(6, 7, 8, 9)의 3개의 센서(A1 내지 C1; A2 내지 C2; A3 내지 C3; A4 내지 C4)는 각각 센서 모듈(34, 35, 36, 37)에 연결되고, 각각의 센서에 의해서 측정된 측정 값의 준비가 실행된다. 각각의 센서 모듈은 한편으로 센서(스트레인 게이지 또는 Wheatstone 브리지 회로, 유도 센서 등)에 공급하는 것을 담당한다. 다른 한편으로, 아날로그 측정 신호를 디지털화하는 A/D 변환기가 통합되고, 그에 따라 이러한 측정 데이터는 비교적 적은 수의 라인(L1 내지 L4)을 통해서, 이상적인 경우에 센서 모듈(34, 35, 36, 37)마다 하나의 라인을 통해서 전송 장치(14)에 디지털 방식으로 전송될 수 있다. 전송 장치(14)는, 측정 데이터의 예비-프로세싱을 실행하는 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(15, 16)을 구비한다. 측정 데이터의 독립적인 그리고 중복적인 준비를 보장하기 위해서, 2개의 마이크로프로세서 유닛(15, 16)은 바람직하게 상이한 마이크로프로세서들을 구비한다. 전송 장치(14)는 또한 무선 모듈(무선 전송기) 및 측정 데이터의 무선 전송을 위한 전송 안테나(17)를 구비한다. 본 예에서, 2개의 마이크로프로세서 유닛(15, 16)에 의해서 준비된 측정 데이터를 전송하기 위한 전송 안테나(17)가 제공된다. 또한, 클램핑 시스템(2)은, 여기에 표시된 바와 같이 전송 장치(14)의 영역 내에 배열될 수 있는 가속도 센서(18)를 구비한다.
전송 장치(14)의 공급을 위해서, 예를 들어 클램핑 장치(3) 내의 별도의 배터리 격실 내에 수용될 수 있는 바람직하게 배터리 또는 축전지 형태의 전원(19)이 사용되고, 배터리 또는 배터리 격실은 구체적으로 도시하지 않았다. 파워 팩, 유도 공급부, 또는 환경으로부터의 에너지 변환(에너지 수확)을 위한 장치가 또한 필요에 따라 제공될 수 있다.
클램핑 장치(3)로부터 이격되어 배열된 수신 장치(21)(무선 수신기)는, 수신 안테나(22)와 별도로, 데이터를 준비하기 위한 게이트웨이(24)를 포함한다. 일반적으로 알려지고 이용되는 기술 용어인 게이트웨이는 스위칭 장치로서, 특히 컴퓨터 네트워크 내의 스위칭 장치로서의 전달 지점을 나타낸다. 컴퓨팅에서, 게이트웨이는, 2개의 시스템들 사이의 연결을 생성하는 구성요소(하드웨어 및/또는 소프트웨어)를 의미하는 것으로 이해된다. 게이트웨이(24)는 또한, 수신된 데이터를 평가하기 위한, 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(25, 26)을 포함한다. 여기에서 또한, 수신된 측정 데이터의 독립적인 그리고 중복적인 프로세싱을 보장하기 위해서, 2개의 마이크로프로세서 유닛(25, 26)은 바람직하게 상이한 마이크로프로세서들을 구비한다. 상이한 그리고 독립적인 마이크로프로세서는 또한 상이한 소프트웨어들에 의해서 프로그래밍될 수 있고, 이는 다시 신뢰성에 기여한다.
수신 안테나(22)는 제1 케이블(23)을 통해서 게이트웨이(24)에 연결되고, 게이트웨이의 일부는 제2 케이블(27)을 통해서 기계 제어부(28)에 연결된다. 기계 제어부(28)는 제3 케이블(29)을 통해서 핸들링 로봇(30)에 연결된다. 게이트웨이(24)는 또한 제4 케이블(31)을 통해서 서비스 도구(32)에 연결된다. 비록 게이트웨이(24)가 여기에서, 클램핑 시스템을 심볼화하는 라인(2)의 외측에 도시되어 있지만, 이는 또한 일반적으로 모니터링 장치(12)의 구성요소를 형성하고, 클램핑 시스템에 할당된다. 핸들링 로봇(30)에 의해서, 클램핑 장치(3)는 공작물 캐리어 또는 공작물을 공급 또는 제거할 수 있다. 기계 제어부(28)는, 클램핑 장치(3)가 사용되는, 프로세싱 기계를 제어한다. 마지막으로, 서비스 도구는 교정 및 진단을 위한 도구로서의 역할을 한다. 비록 전술한 케이블(23, 27, 29, 31)이 여기에서 각각의 경우 라인에 의해서 도식적으로만 표시되어 있지만, 본 연결에서 케이블이라는 용어는 임의의 종류의 전기 연결을 나타내고, 단일-코어 및 또한 다중-코어 전기 라인뿐만 아니라 복수의 독립적인 라인이 그에 의해서 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 게이트웨이(24)는 예를 들어 적어도 2개의 라인을 통해서 기계 제어부(28)에 연결되고, 이에 대해서는 이하에서 더 구체적으로 설명할 것이다.
안테나(22)에 의해서, 게이트웨이(24)는 전송 장치(14)에 의해서 디지털적으로 전송되는 데이터를 수신하고 이를 평가한다. 무선 데이터 전송을 위해, 예를 들어 Bluetooth, ZigBee 또는 2.4GHz의 주파수 영역의 독점적인 무선 전송기와 같은 표준화된 인터페이스를 사용하는 것이 바람직하며, 여기서, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, BLE(Bluetooth Low Energy) 무선 엔지니어링이 매우 특히 바람직하게 사용된다.
전송된 데이터를 기초로, 게이트웨이(24)는 클램핑 장치의 상태, 예를 들어 척 개방, 팔레트 없음, 팔레트가 제 위치에 있음, 팔레트가 클램핑됨, 팔레트가 10 kN로 클램핑됨 등을 검출할 수 있고, 이를 기계 제어부(28)에 또는 그에 연결된 프로세스 제어 시스템에 중계할 수 있다. 기계 제어부(28) 또는 프로세스 제어 시스템은 명령을 핸들링 로봇(30)에 전송할 수 있고, 예를 들어 공작물 캐리어를 클램핑 장치(3)에 전달할 수 있거나 공작물 캐리어를 클램핑 장치(3)로부터 제거할 수 있다. 특히 또한 클램핑 장치(3) 상에서 클램핑된 공작물 캐리어의 프로세싱 중에, 오작동 또는 부적절한 기계적 클램핑의 검출의 경우에, 각각의 프로세싱 기계가 즉각적으로 정지될 수 있다. 모든 이벤트에서, 프로세싱 기계 및/또는 연관된 핸들링 로봇의 제어는 센서에 존재하는 측정 값을 기초로 영향을 받을 수 있다.
척(6, 7, 8, 9) 마다 3개의 센서 중, 각각의 경우에 제1 센서(A1, A2, A3, A4)는 클램핑 스피곳이 각각의 척 내에 클램핑된 클램핑력을 결정하는 역할을 한다. 이를 위해서, 이하에서 DMS으로 지칭되는 스트레인 게이지를 기초로 하는 센서가 바람직하게 이용되고, 그에 의해서 척의, 특히 하우징의 재료-탄성 변형이 측정될 수 있다. 따라서, 클램핑 스피곳이 각각의 척 내로 당겨지는 또는 내부에 클램핑되는 힘과 관련된 정보가 도출될 수 있다.
각각의 경우에, 추가적인 센서(B1, B2, B3, B4)는 한편으로 공작물 캐리어의 존재를 체크하는 역할을 한다. 다른 한편으로, 공작물 캐리어의 정확한 Z-위치가 또한 각각의 센서(B1, B2, B3, B4)에 의해서 결정될 수 있다. 이를 위해서, 공작물 캐리어의 존재 또는 장착을 검출하는 방식으로, 척(6, 7, 8, 9)의 상부 측면의 영역 내에 배열되는, 유도 동작 센서를 바람직하게 이용한다.
각각의 경우에, 추가적인 센서(C1, C2, C3, C4)가, 클램핑 요소를 작동시키기 위해서 이용되는 작동 피스톤의 위치를 모니터링하는 역할을 한다. 작동 피스톤에 의해서, 클램핑 스피곳을 클램핑하기 위해서 이용되는 클램핑 요소(클램핑 볼)가 반경방향 내측으로 밀릴 수 있고, 그에 따라 클램핑 요소는 클램핑 스피곳에 대항하여(against) 마찰-록킹되어 접경된다. 클램핑 요소가 작동 피스톤에 의해서 반경방향 내측으로 밀릴 때, 이는 활성화 위치에 위치된다. 작동 피스톤이 초기 위치로 밀리는 경우에, 클램핑 요소는 개방 위치에 있거나, 적어도 개방 위치 내로 역으로 밀릴 수 있다. 작동 피스톤의 개방 위치에서, 클램핑 스피곳은 그에 따라 척 내로 도입되거나 그로부터 제거될 수 있는 반면, 작동 피스톤의 록킹 위치에서, 클램핑 요소는, 클램핑 스피곳이 척 내에 클램핑되는, 클램핑 위치에 위치된다. 작동 피스톤이 록킹 위치에 있는 경우에, 클램핑 스피곳은 척 내로 도입될 수 없고 또는 그로부터 제거될 수 없다. 그러한 척의 경우에, 작동 피스톤은 일반적으로 공압적으로 동작되고, 작동 피스톤은 개방 위치 내로 공압적으로 이동되는 반면, 작동 피스톤은 스프링 작용에 의해서 록킹 위치 내로 밀리고 자가-유지에 의해서 그 곳에서 유지된다. 이는, 척이 압력을 받지 않는 상태로 록킹되고, 그에 따라 압축 공기가 없이, 공작물 캐리어가 위치되고 또한 클램핑되어 견고하게 유지된다는 장점을 갖는다.
당연하게, 척(6, 7, 8, 9) 마다 3개의 센서가 제공될 필요는 분명히 없고, 요건에 따라, 척마다 1개, 2개, 또는 3개의 센서를 제공하는 것으로 충분할 수 있다. 적절한 경우에, 심지어 4개의 척 중 2개에만 센서를 각각의 경우에 제공하는 것으로 충분하다. 그러한 경우에, 센서는 바람직하게 서로 대각선 방향으로 대향되어 위치된 2개의 척(6, 8, 또는 7, 9)에 각각의 경우에 배열될 수 있고, 그러한 센서에 의해서, 각각의 클램핑 스피곳이 척 내에 클램핑되는, 클램핑력이 측정될 수 있다.
마지막으로, 가속도 센서(18)를 이용하여 클램핑 장치(3)의 위치를 결정한다. 또한, 클램핑 장치(3)의 이동은 또한 가속도 센서(18)로 모니터링될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 공작물의 프로세싱 중에 발생되는 진동이 연속적으로 모니터링될 수 있고, 한계 값 초과가 검출되는 경우에, 프로세싱 동작이 즉각적으로 정지될 수 있다.
무선 전송을 위해서 특히 바람직하게 이용되는 BLE(Bluetooth Low Energy) 기술은, 전송에 있어서 매우 적은 에너지를 필요로 하고 약 10 미터의 범위를 갖는다. 또한, BLE은 국제적으로 표준화된 무선 인터페이스이고 그에 따라 2.4 GHz의 주파수로 세계적으로 이용될 수 있다. BLE가 또한 예를 들어 스마트폰에서 사용되기 때문에, 상응 구성요소가 매우 많은 부품 수로 제조되고 그에 따라 유리한 비용으로 획득될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰은 그에 따라 척과 또한 통신할 수 있다. 따라서, 이러한 기술은, 예를 들어 또한 EP 3 028 804 A1에서 사용되는 유도 전송에 비해서, 매우 많은 장점을 갖는다.
모니터링 장치의 몇몇 가능한 작용 모드를 이하에서 설명한다.
실시예 1
이러한 예에서, 척(6, 7, 8, 9) 마다 단지 하나의 센서, 즉 존재하는 클램핑력을 측정하기 위한 DMS 센서(A1, A2, A3, A4)가 각각의 경우에 제공되는 것을 추정한다.
공작물 캐리어(미도시)가 클램핑 장치(3) 내에 클램핑되면, DMS 센서(A1, A2, A3, A4)에 의해서 측정된 데이터 및 센서 모듈(34, 35, 36, 37)에서 디지털화된 데이터가 전송 장치(14)의 2개의 마이크로프로세서 유닛(15, 16) 내에서 병렬로 프로세스된다. 다양한 센서의 측정된 데이터가 2개의 마이크로프로세서 유닛(15, 16)에 의해서 서로 독립적으로 프로세스되고, 측정 데이터의 교차-비교에 의해서 그 타당성이 체크된다. 4개의 DMS 센서(A1, A2, A3, A4)에 존재하는 측정 값은 각각의 경우에 미리 결정된 값 이하만큼 서로 다를 수 있다. 결정된 측정 값이 미리 규정된 공차 윈도우(tolerance window) 이내인 경우에, 측정 값은 전송 장치(14)에 의해서 수신 장치(21)로 전송된다. 그러나, 측정 값이 서로 현저하게 상이한 경우에, 오류가 존재한다는 것이 전송기 측에서 미리 검출될 수 있고, 필요한 경우에, 오류 메시지가 출력될 수 있고, 측정 값은 그럼에도 불구하고 수신 장치(21)에 전송될 수 있다.
측정 값의 타당성을 결정하기 위해서 이용되는 측정 값의 전술한 교차-비교와 별개로, 공작물 캐리어 또는 공작물이 정확하게 그리고 필요한 클램핑력으로 클램핑되었는지의 여부를 결정하기 위해서, 절대 측정 값이 또한 당연히 이용될 수 있다.
측정된 또는 결정된 데이터는 바람직하게, 전송에 앞서서, 타당성에 대해서 체크되고, 전송 후에 타당성에 대해서 다시 한번 체크된다.
DMS 센서(A1, A2, A3, A4)에 의해서 측정된 클램핑력과 같은, 확실하게 서로 상호 관련되는 측정 데이터가 2개의 마이크로프로세서 유닛(15, 16)에 의해서 비교되고 타당성에 대해서 체크되기 때문에, 측정 데이터의 예비-프로세싱이 전송 장치(14) 내에서 미리 실행될 수 있고, 필요한 경우에, 적은 양의 데이터가 수신 장치(21)에 전송될 수 있다. 측정된 데이터가 타당한 경우에, 그러한 데이터는 전송 장치(14)에 의해서 수신 장치(21)에 전송되는 반면, 타당하지 않은 측정 데이터가 검출되는 경우에, 오류 메시지가 전송된다. 오류 메시지에 더하여, 필요한 경우에, 측정 데이터가 또한 전송될 수 있다. 실제 측정 값, 즉 각각의 클램핑 스피곳이 척 내에서 클램핑되는 클램핑력이 전송될 수 있거나, 대안적으로, 측정 값이 타당한 경우에, "양호한 클램핑" 의미의 감소된 양의 데이터가 또한 전송될 수 있다. 또한, 서로 대각선 방향으로 대향되어 위치되는 2개의 센서로부터의 측정 값만을 검출하는 것 그리고 타당성에 대해서 이를 체크하는 것으로 또한 충분할 수 있다. 그러나, 4개의 DMS 센서(A1, A2, A3, A4) 모두의 데이터가 결정되고 타당성에 대해서 체크되는 경우에, 4개의 클램핑 스피곳 모두가 공작물 캐리어 상에 존재한다는 것 그리고 빠진 것이 없다는 것이 또한 확인될 수 있다.
예를 들어 오작동에 기인한 또는 부정확한 송신기에 기인한, 예를 들어 메시지 오염, 의도하지 않은 메시지의 반복, 부정확한 메시지의 시퀀스, 메시지의 손실, 메시지의 시간 지연, 오염 정보의 삽입으로 인해서 발생될 수 있는 무선 링크 상에서의 전송 오류를 방지하기 위해서, 적절한 측정이 이루어져야 한다.
측정 데이터는 바람직하게 중복으로 그리고 디지털 데이터 패킷의 형태로 전송된다. 각각의 데이터 패킷은 혼동을 방지하는 코딩 보안을 구비하고, 그에 따라 상응 할당이 수신기 측에서 실행될 수 있다.
수신기 측에서, 데이터 패킷은 안테나에 의해서 수신되고 게이트웨이(24)의 2개의 마이크로프로세서 유닛(25, 26)에 의해서 평가된다. 전송된 측정 데이터는 또한 바람직하게 수신기 측에서 교차-비교에 의해서 타당성에 대해서 체크된다. 교차-비교와 별개로, 클램핑이 정확한지의 여부를 판단하기 위해서, 절대 측정 값이 또한 부가적으로 이용되어야 한다.
확실한 신뢰성을 보장하기 위해서, 기계 제어부에 의해서 모니터링되는, 정확한 클램핑의 검출의 경우에, 클램핑 신호(해제 신호)가 게이트웨이(24)에 의해서 생성된다. 정확한 클램핑은, 한편으로 존재하는 측정 값의 타당성이 교차-비교에 의해서 검출된다는 것, 다른 한편으로 미리 결정된 최소 클램핑력에 도달하였다는 것을 의미한다. 게이트웨이가 바람직하게 이원계 신호의 형태로 해제 신호를 방출하고, 해제 신호는, 검출된 측정 값이 타당하고 미리 결정된 값에 도달한 때 값 1이라고 추정되고, 해제 신호는, 검출된 측정 값이 타당하지 않거나 미리 결정된 값에 도달하지 않았을 때 값 0이라고 추정된다. 양 마이크로프로세서 유닛(25, 26)이 정확한 클램핑을 검출할 때, 값 1을 가지는 2개의 해제 신호가 게이트웨이(24)의 2개의 마이크로프로세서 유닛(25, 26)에 의해서 서로 독립적으로 생성된다. 기계 제어부는 해제 신호를 전송하기 위해서 2개의 라인을 통해서 게이트웨이(24)에 연결되고, 양 라인의 해제 신호가 값 1이라고 추정될 때에만 기계 제어부(28)에 의해서 검출된 정확한 클램핑이 된다. 따라서, 해제 신호는 중복적으로(2차례) 기계 제어부(28)에 전송된다.
전송 링크에서 허용될 수 없는 오류가 발생되었다는 것을 게이트웨이(24)가 검출할 때, 오류가 또한 생성되고 해제 신호는 값 0이라고 추정된다. 이어서, 그 영향으로서, 기계 제어부는 프로세싱 기계를 정지시킬 수 있다. 수신 장치(전자기기)의 결함 또는 예를 들어 전력 실패 또는 타당하지 않은 측정 값과 같은 다른 오작동의 경우에, 해제 신호는 또한 값 0이라고 추정될 수 있고, 그 결과로서 기계 제어부(28)는 다시 프로세싱 기계를 정지시킬 수 있다.
특히 바람직하게, 오염 및/또는 오류를 검출하기 위해서, 데이터가 무선 전송의 중복 정보로 강화된다. 취해진 측정의 결과로서, 오류 및/또는 오염이 조기에 그리고 종료 직전에 이전에 검출될 수 있다.
전송 장치(14) 및 수신 장치(21)를 각각 전술하였지만, 전송 장치(14)로부터 수신 장치(21)로의 일방향 데이터 전송만이 발생되지 않고, 대조적으로 데이터는 또한, 전술한 바와 같이, 역방향으로 전송될 수 있다.
어떠한 경우에도, 견고한 클램핑과 관련된 측정 데이터 또는 매개변수가, 본 발명에 따라 설계된 모니터링 장치에 의해서, 2차례, 즉 중복되어 검출되고, 이러한 측정 데이터는 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(15, 16)에 의해서 전송기 측에서 교차-비교에 의해서 타당성에 대해서 체크되고, 이어서 중복적으로 전송되고, 게이트웨이(24)의 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(25, 26)에 의해서 수신기 측에서 다시 이중-체크되고 중복적으로 평가되며, 최종적으로 다시 기계 제어부(28)에 중복적으로 전송된다. 따라서, 이중 안전장치가 이러한 단계의 각각에 통합되고, 그에 따라 최종적으로 무선 전송을 포함하는 전체 측정 체인이 확실하고 신뢰 가능하게 작용한다.
실시예 2
이러한 예에서, 클램핑 장치(3)의 모든 센서의 측정 데이터가 검출된다. 동일한 종류의 센서들의 데이터가 바람직하게 각각의 경우에 서로 비교되고, 타당성에 대해서 체크된다. DMS 센서에 의해서, 클램핑된 공작물 캐리어의 클램핑 품질이 한편으로 전술한 방식으로 결정될 수 있다. 원칙적으로, 이는 안전-관련 측정 값들이 항상 서로 비교되는 경우이다.
다른 한편으로, 공작물 캐리어의 존재 및 정확한 위치가 추가적인 센서(B1, B2, B3, B4)에 의해서 결정될 수 있다. 각각의 척(6, 7, 8, 9)의 상부 측면의 영역에 배열된 유도 센서(B1, B2, B3, B4)가 각각의 센서로부터의 공작물 캐리어의 정확한 거리를 측정할 수 있다. 이러한 방식으로, 공작물 캐리어가 클램핑 장치(3) 또는 각각의 척(6, 7, 8, 9)의 Z-지지부 상에 편평하게 놓이는지의 여부, 그리고 예를 들어 부착물로 인해서, 공작물 캐리어 상에 클램핑된 공작물의 프로세싱 정확도에 부정적인 영향을 미치는 Z-지지부와 공작물 캐리어의 상응 지지부 사이의 바람직하지 못한 거리가 존재하지 않는다는 것이 특히 검출될 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 칩이 팔레트 아래에 클램핑되었는지의 여부 그리고 그에 따라 팔레트가 예를 들어 0.1 mm 만큼 관련 지점에 놓이지 않았다는 것이 검출될 수 있다. 공작물 캐리어의 부정확한 장착이 검출되는 경우에, 오류 메시지가 표시되고 해제 신호는 값 0이라고 추정된다.
클램핑 요소를 작동시키기 위해서 이용되는 작동 피스톤의 위치를 모니터링하기 위해서, 추가적인 센서(C1, C2, C3, C4)가 각각의 경우에 사용된다. 작동 피스톤의 위치를 기초로, 작동 피스톤이 개방 위치 또는 록킹 위치에 있는지의 여부와 관련하여 정보가 도출될 수 있다. 이러한 정보는, 클램핑 스피곳이 각각의 척 내로 도입될 수 있는지 또는 그로부터 제거될 수 있는지의 여부와 관련하여 이용될 수 있다. 물론, 공작물 캐리어가 로봇에 의해서 공급 또는 제거될 수 있는지의 여부에 관한 판단이 또한 이루어질 수 있다. 그러나, 공작물 캐리어의 공급 또는 제거는, 작동 피스톤이 개방 위치에 있을 때에만 발생되어야 한다.
마지막으로, 클램핑 장치(3)의 위치가 가속도 센서(18)에 의해서 결정될 수 있다. 클램핑 장치(3)의 진동이 또한 가속도 센서(18)로 모니터링될 수 있다.
도 2는 공작물 캐리어(45) 및 모니터링 장치의 개별적인 구성요소와 함께 도시한, 클램핑 장치(40)의 추가적인 실시형태를 사시도로 도시한다. 클램핑 장치는 여기에서 단일 척(41)으로 구성된다. 이러한 척(41)은 공작물 캐리어(45) 상에 배열된 클램핑 스피곳(46)을 수용하기 위한 중앙 위치결정 홀(42)을 구비한다. 이러한 예에서, 모니터링 장치는, 클램핑 장치(40) 상에 배열된 전송 장치(14) 및 그로부터 거리를 두고 배열된 수신 장치(21)와 별개로, 클램핑력을 결정하기 위한 2개의 센서, 공작물 캐리어(45)의 위치를 결정하기 위한 제3 센서(43), 클램핑 요소를 작동시키는 역할을 하는 작동 피스톤을 모니터링하기 위한 제4 센서, 및 클램핑 장치(40)의 위치를 결정하기 위한 제5 센서를 포함하고, 제3 센서(43)를 제외한 어떠한 센서도 도 2에 따른 표상에 도시되어 있지 않다.
클램핑력을 결정하는 역할을 하는 2개의 제1 센서는 DMS 센서로 설계되고, 그에 의해서 척(41)의 재료-탄성 변형이 측정될 수 있다. 제3 센서(43)는 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 유도 센서이고, 그에 의해서 공작물 캐리어(45)의 존재 또는 정확한 장착이 결정될 수 있다. 제4 센서는 척의 내측부 내에 배열된 유도 센서이고, 이는 클램핑 요소를 작동시키는 역할을 하는 작동 피스톤의 위치를 검출하고, 즉 작동 피스톤이 개방 위치 또는 록킹 위치에 있는지의 여부를 검출한다. 마지막으로, 제5 센서는 클램핑 장치(40) 상에 배열된 가속도 센서이고, 그에 의해서 척(41)의 위치 및/또는 이동이 검출될 수 있다.
전송 장치(14) 그리고 또한 수신 장치(21)는 기본적으로 도 1의 것과 동일하게 구성되고, 이러한 표상에서, 게이트웨이(24)가 다중-코어 케이블(27)을 구비하는 것이 확인될 수 있고, 그러한 케이블을 통해서 해제 신호가 기계 제어부(미도시)로 중복적으로 중계될 수 있다. 해제 신호의 중복 전송을 위한 다중-코어 케이블(27)과 별개로, 추가적인 라인이 바람직하게 게이트웨이(24)와 기계 제어부 사이에 제공되어, 예를 들어 척 개방, 팔레트 부재, 제 위치의 팔레트, 클램핑된 팔레트, 10 kN으로 클램핑된 팔레트와 같은 부가적인 정보를 기계 제어부에 예를 들어 전송한다.
도 1의 것과 비교되는 도 2에 따른 모니터링 장치의 차이는, 단일 척(41) 상에 배열된, 클램핑력을 결정하는 역할을 하는 2개의 DMS 센서만을 포함한다는 사실로 구성된다. 2개의 DMS 센서는, 확실하게 서로 상호 관련되는 측정 값들을 검출하는 방식으로, 척(41) 상에 배열된다. 이를 위해서, 2개의 DMS 센서는, 공작물 캐리어(45)가 클램핑될 때, 재료의 정확한 탄성 변형, 즉 척(41)의 재료-탄성 변형을 반복적으로 검출할 수 있도록 하는 방식으로, 척(41)의 상부 측면 상의 영역 내에 피팅된다. 따라서, 클램핑 장치(40) 상의 공작물(45)의 정확한 클램핑이 2개의 DMS 센서로 신뢰 가능하고 견고하게 모니터링될 수 있다.
2개의 전술한 DMS 센서는 원칙적으로 척(41) 상의 공작물 캐리어(45)의 견고한 클램핑을 모니터링하는데 있어서 충분한데, 이는, 충분히 큰 클램핑력이 클램핑 스피곳(46)에 작용할 때에만, 미리 규정된 크기의 척(41)의 탄성 변형이 발생되기 때문이다. 그러나, 미리 규정 가능한 크기의 클램핑력이 클램핑 스피곳(46)에 작용하는 경우에, 공작물 캐리어(45)가 견고하게 클램핑된 것이 신뢰 가능하게 추정될 수 있다. 공작물 캐리어(45)가 클램핑되지 않거나 정확하게 클램핑되지 않은 경우에, 이는 2개의 DMS 센서에 의해서 검출될 수 있는데, 이는, 공작물 캐리어(45)가 부정확하게 클램핑된 척(41)의 탄성 변형은 정확한 클램핑에서보다 작기 때문이다. 정확한 클램핑을 신호하는 측정 값이 시스템의 테스트 측정 및 교정에 의해서 결정되고 저장될 수 있다. DMS 센서의 측정 값은 바람직하게 교차-비교에 의해서 전송 장치(14) 내에서 타당성에 대해서 미리 체크된다. 측정된 값이 타당한 것으로 보이는 경우에, 그러한 값은 전송 장치(14)에 의해서 수신 장치(21)로 전송되고, 다시 말해서 측정 값이 타당한 것으로 보이지 않을 때, 오류 메시지가 전송된다. 오류 메시지에 더하여, 필요한 경우에, 측정 값이 또한 전송될 수 있다. 오류 메시지는 수신 장치(21)에 의해서 수신되고, 값 0의 신호가 그에 따라 게이트웨이(24)의 양 출력부에 존재하며, 이는 기계 제어부에 의해서 검출된다. 해제 신호가 값 0이라고 추정될 때, 임의의 진행 중인 프로세싱 동작이 중단되거나, 심지어 시작될 수 없다.
측정 값이 타당한 것으로 보이는 경우에, 측정 값은 전송 장치(14)에 의해서 수신 장치(21)로 전송되고, 2개의 마이크로프로세서 유닛(25, 26)에 의해서 그 곳에서 평가된다. 존재하는 측정 값은 특정 값(설정 값)과 비교된다. 설정 값에 도달하였다는 것을 마이크로프로세서 유닛(25, 26) 모두가 검출하는 경우에, 정확한 클램핑이 검출되고 해제 신호가 값 1이라고 추정된다. 이러한 해제 신호는, 바람직하게 별도의 라인들을 통해서, 기계 제어부에 중복 전송된다. 해제 신호가 값 1이라고 추정될 때, 프로세싱 동작이 시작될 수 있거나 계속될 수 있다.
다른 한편으로, 설정 값에 도달하지 않았다는 것을 수신 장치(21)의 2개의 마이크로프로세서 유닛의 적어도 하나가 검출하는 경우에, 부정확한 클램핑이 검출되고 해제 신호는 값 0이라고 추정되고, 이는 다시 기계 제어부에 의해서 검출된다. 이러한 경우에, 또한, 해제 신호는 기계 제어부에 중복 전송된다. 해제 신호가 값 0이라고 추정되자마자, 임의의 진행 중인 프로세싱 동작이 중단되거나, 심지어 시작될 수 없다.
요약하면, 그에 따라, 측정 값들이 타당하고 또한 설정 값에 도달한 때에만, 정확한 클램핑이 검출된다고 할 수 있다. 모든 경우에, 미리 결정된 값 이하만큼 서로 상이한, 상응하게 큰 또는 미리 결정된 측정 값들이 양 센서들에 존재할 때에만, 해제 신호는 값 1이라고 추정된다. 라인/케이블의 물리적 실시형태와 관계없이, 해제 신호를 중복 전송하는 것이 중요하다.
공작물 캐리어(45)의 정확한 클램핑과 별개로, 클램핑 장치(40) 또는 척(41)의 추가적인 상태가 추가적인 센서에 의해서 확인될 수 있다. 제3 센서(43)에 의해서, 한편으로, 공작물 캐리어(45)가 척(41) 상에 장착되었는지의 여부가 검출될 수 있다. 척(41)과 관련된 공작물 캐리어(45)의 위치는 또한, 이미 전술한 바와 같이, 제3 센서(43)의 측정 신호의 크기로부터 결정될 수 있다. 제4 센서에 의해서, 클램핑 요소(클램핑 볼)를 작동시키는 역할을 하는 작동 피스톤의 위치가 결정될 수 있다. 특히, 작동 피스톤이 초기 위치 또는 록킹 위치에 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 록킹 위치에서, 클램핑 요소는 반경방향 내측으로 밀리고, 그에 따라 이는 클램핑 스피곳에 대항하여 접경되거나 마찰-록킹 접경될 수 있다. 작동 피스톤이 초기 위치로 밀리는 경우에, 클램핑 요소는 개방 위치에 있거나, 적어도 개방 위치 내로 역으로 밀릴 수 있다. 그에 따라, 개방 위치에서, 공작물 캐리어(45)의 클램핑 스피곳(46)은 척(41)의 위치결정 홀(42) 내로 도입될 수 있거나 그로부터 제거될 수 있다. 작동 피스톤의 각각의 위치의 검출은, 공작물 캐리어(45)가 클램핑 장치(40)의 손상이 없이 공급 또는 제거될 수 있는지의 여부로부터 도출될 수 있다는 점에서, 핸들링 로봇에 의한 클램핑 장치(40)의 자동적인 장착과 관련하여 특히 중요하다. 마지막으로, 클램핑 장치(40)의 위치는, 가속도 센서로서 설계된 제4 센서에 의해서 결정될 수 있다. 클램핑 장치(40)는, 필요한 경우에, 제4 센서에 의해서, 쉐이킹(shaking)/진동과 관련하여 공작물의 프로세싱 중에 모니터링될 수 있다.
다양한 센서의 측정 데이터가 전술한 방식으로 전송 장치(14)에 의해서 수신 장치(21)로 중복적으로 전송될 수 있다. 당연하게, 5개의 센서가 반드시 존재할 필요가 없거나, 모든 측정 값이 전송될 필요가 없거나, 5개의 센서가 존재할 때 적어도 모든 측정 값이 항상 수신 장치(21)에 전송될 필요는 없다. 공작물 캐리어의 견고한 클램핑을 검출하기 위해서, 원칙적으로 2개의 DMS 센서의 데이터를 평가하는 것으로 충분하다.
도 3a는 상승되어 도시된 공작물 캐리어(45)와 함께 도시한, 도 2에 따른 클램핑 장치의 척(41)을 통한 횡단면을 도시한다. 이러한 표상에서, 척(41)의 내측부 내에 배열된 작동 피스톤(65)이 확인될 수 있고, 이는 구형으로 형성된 클램핑 요소(66)를 작동시키는 역할을 하고, 그에 의해서 공작물 캐리어(45) 상에 체결된 클램핑 스피곳(46)이 척(41) 내에 클램핑될 수 있다. 표시된 초기 위치와 록킹 위치 사이에서 Z-방향으로 변위될 수 있는 작동 피스톤(65)은 압축 스프링에 의해서 록킹 위치의 방향으로 즉, 척 기부의 방향으로 로딩된다(loaded).
이러한 예에서, 모니터링 배열체는, 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서(43, 44) 및 척(41)의 상부 하우징 부분 상에 배열된 2개의 DMS 센서(69, 70)와 별개로, 척(41)의 내측부 내에 배열되고 무접촉으로 동작되는 2개의 센서(71, 72)를 포함하고, 그에 의해서 작동 피스톤(65)의 적어도 2개의 위치가 검출될 수 있다. 2개의 센서(71, 72)는 서로 대각선 방향으로 대향되어 위치되고, 작동 피스톤(65)에 대한 거리를 측정한다. 바람직하게 유도 동작 센서(71, 72)가 이용되고, 그에 의해서 작동 피스톤(65)의 적어도 2개, 바람직하게 3개의 상이한 위치들이 검출될 수 있다. 공작물 캐리어(45)의 존재 또는 장착이 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서(43, 44)에 의해서 검출될 수 있는 한편, 2개의 DMS 센서(69, 79)는 척 하우징의 탄성 변형을 측정하고, 그에 따라 실제로 존재하는 클램핑력에 관한 결론이 도출될 수 있게 한다. 척(41)의 내측부 내에 배열된 센서(71, 72)는 고정 피팅되고, 변위 가능 작동 피스톤(65)의 상부 측면으로부터의 거리를 측정한다. 공작물 캐리어(45)가 상승될 때, 공작물 캐리어(45)의 하부 측면과 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서(43, 44) 사이에 비교적 먼 거리(Y1)가 존재하기 때문에, 2개의 유도 센서(43, 44)는, 공작물 캐리어(45)가 장착되지 않았다는 것을 검출한다.
작동 피스톤(65)을 도 3a에 도시된 초기 위치로 변위시키기 위해서, 이는 압축 스프링의 힘에 대항하여 공압적으로 상향 이동된다. 이를 위해서, 작동 피스톤(65) 아래에 배열된 환형 공간에 상응 과다 압력이 작용한다. 이러한 초기 위치에서, 작동 피스톤(65)은 하우징 상부 부분에 의해서 형성된 상부 정지부에 대항하여 접경된다. 그에 따라, 척(41)은 개방 위치에 존재하고, 여기에서 공작물 캐리어(45)의 클램핑 스피곳(46)은 척(41) 내로 도입될 수 있거나 그로부터 제거될 수 있다. 작동 피스톤(65)의 초기 위치/개방 위치에서, 작동 피스톤(65)과 각각의 센서(71, 72) 사이의 거리(X1)는 그 최소에 위치되고, 예를 들어 약 0.5 내지 몇 밀리미터 사이에 위치될 수 있다. 이러한 상태에서, 각각의 센서(71, 72)에 존재하는 측정된 값은 교정 중에 검출되고 "개방 위치"로서 저장된다. "개방 위치"로 또한 저장되는 측정된 값이 2개의 DMS 센서에 존재한다. 마지막으로, 측정된 값은 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서(43, 44)에 존재하며, 그러한 측정된 값은 "장착되지 않은" 또는 "존재하지 않는" 공작물 캐리어로서 저장된다.
도 3b는 위에 클램핑된 공작물 캐리어(45)와 함께 도시한, 도 3a에 따른 척(41)의 횡단면을 도시한다. 작동 피스톤(65)이 여기에서 그 록킹 위치에 위치되고, 이는 압축 스프링의 힘에 의해서 척 기부의 방향으로 하향 변위되며, 환형 공간(68) 내에 과다 압력은 존재하지 않는다. 작동 피스톤이 하향 이동될 때, 작동 피스톤(65)은, 내부 측면 상에 배열된 아래쪽으로 약간 원뿔형으로 넓어지는 프레싱 면을 가지는 상태로, 클램핑 구체(66)를, 클램핑 스피곳(46)의 쇼울더에 대항하여 접경될 때까지, 척(41)의 중앙 개구부(68) 내로 내측으로 멀리 프레스한다. 그에 따라, 척 기부의 방향을 따른 작동 피스톤(65)의 변위 경로는 클램핑 스피곳(46)의 프레싱 면에 대항하여 접경되는 클램핑 구체(66)에 의해서 제한된다. 작동 피스톤(65)은 표시된 록킹 위치에서 스프링력에 의해서 유지되는 한편, 클램핑 스피곳(46)은 자가-유지에 의해서 유지된다.
도 3b에 도시된 작동 피스톤(65)의 록킹 위치에서, 작동 피스톤(65)과 각각의 센서(71, 72) 사이의 거리(X2)는, 예를 들어 약 1 내지 4 밀리미터만큼, 초기 위치에 비해서 훨씬 더 멀다. 이러한 상태에서, 각각의 센서(71, 72)에 존재하는 측정된 값은 다시 교정 중에 검출되고 "정확하게 클램핑된 것"으로서 저장된다. 공작물 캐리어(45)가 클램핑될 때, 클램핑 구체(66)에 의해서 클램핑 스피곳(46) 상에 가해지는 클램핑력은 척 하우징의 탄성 변형을 초래하고, 이는 2개의 DMS 센서에 의해서 반복적으로 정확하게 측정될 수 있다. 마지막으로, 측정된 값은 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서(43, 44)에 존재하며, 이러한 측정된 값은 "존재하는" 또는 "장착된" 공작물 캐리어로서 저장되는데, 이는, 공작물 캐리어(45)의 하부 측면과 척(41)의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서(43, 44) 사이에 비교적 가까운 거리(Y2)가 존재하기 때문이다.
도 3c는 공작물 캐리어가 없이 도시한, 도 3a에 따른 척(41)을 통한 횡단면을 다시 도시한다. 클램핑 스피곳이 척(41)의 중앙 개구부(68) 내에 수용되지 않기 때문에, 클램핑 구체(66)는 작동 피스톤(65)에 의해서 척(41)의 중앙 개구부(42) 내로 밀릴 수 있고, 그에 따라 작동 피스톤(65)은 압축 스프링(67)의 영향 하에서 그 단부 위치 내로 완전히 하향 이동될 수 있다. 이를 위한 전제 조건은, 작동 피스톤(65) 아래의 공간(68)에 미리 규정된 과다 압력이 공압적으로 작용하지 않는다는 것이다. 이러한 상태에서, 작동 피스톤(65)과 각각의 센서(71, 72) 사이에 비교적 먼 거리(X3)가 존재하고, 이는 예를 들어 록킹 위치에 비해서 약 1 내지 4 밀리미터만큼 더 크다. 이러한 상태에서, 각각의 센서(71, 72)에 존재하는 측정된 값은 다시 교정 중에 검출되고 "정확하게 클램핑되지 않은 것" 또는 "공작물 캐리어가 존재하지 않는 것"으로 저장된다.
센서(71, 72)에 의해서 측정된 값은 3개의 설명된 척 상태에 할당될 수 있고, 그에 따라 척의 각각의 상태의 신뢰 가능한 검출이 반복적으로 실행될 수 있다. 이를 위해서, 2개의 센서(71, 72)는 바람직하게, 의도적이고 정확하게 이루어진, 척(41)의 3개의 상태에서 교정된다. 척(41)의 각각의 상태에서, 척의 상태의 명확한 할당이 실행될 수 있도록, 2개의 센서(71, 72)는 적어도 대략적으로 동일한 값 또는 교정 값을 측정하여야 한다. 2개의 센서의 측정된 데이터는 바람직하게 2개의 마이크로프로세서 유닛에 의해서 전술한 방식으로 서로 독립적으로 프로세스되고, 측정된 데이터의 교차-비교에 의해서 그 타당성에 대해서 체크되며, 그에 따라 척 상태의 명확한 할당이 실행될 수 있다.
적절한 경우에, 예를 들어 2개의 센서(71, 72)가 작동 피스톤(65)의 상이한 지점들에서 측정될 때, 2개의 센서(71, 72)에 존재하는 측정된 값들이 동일할 필요가 없으나, 측정된 값들은 교정 상태에서 측정된 값들에 반드시 상응하여야 한다. 어떠한 경우에도, 센서(71, 72)는 또한 작동 피스톤(65)으로부터 상이한 거리들에 배열될 수 있다. 척(41)의 적어도 2개의 동작 상태, 바람직하게 3개의 동작 상태가 2개의 센서(71, 72)에 의해서 명확한 값으로 할당될 수 있고 동작 상태들이 명확하게 구분될 수 있는 것만이 중요하다. 구분이 되어야 하는 3개의 동작 상태는 특히 다음과 같다:
- 척 개방
- 척 폐쇄 및 정확하게 클램핑된 공작물 캐리어
- 척 폐쇄, 공작물 캐리어 또는 클램핑 스피곳이 존재하지 않는 것.
그러나, 고정된 단일 값이 각각의 동작 상태에 할당되지 않고 그 대신 미리 규정된 공차 윈도우에 할당된다.
단일 척뿐만 아니라 전술한 센서의 상이한 조합들을 갖는 클램핑 장치 모두가 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 가장 단순한 경우에, 2개의 센서만이 제공되어야 하고, 그 측정된 값은 서로 확실하게 상호 관련된다. 즉, 척의 클램핑 상태/동작 상태와 관련하여 명확한 결론을 도출하기 위해서, 척 하우징의 탄성 변형을 결정하기 위한 2개의 DMS 센서 또는 작동 피스톤(65)의 위치를 모니터링하기 위한 2개의 센서를 제공하는 것으로 충분할 수 있다. 물론, 전술한 센서들의 조합이 또한 가능하고, 공작물 캐리어의 위치와 관련된 정보를 제공하는 척의 상부 측면 상에 배열된 유도 센서가 또한 추가적으로 제공될 수 있다.
그러나, 척의 동작에서, "척 개방" 또는 "척 폐쇄 및 정확하게 클램핑된 공작물 캐리어"에 대한 해제 신호는, 2개의 센서의 측정된 값들이 미리 규정된 윈도우 내에 놓일 때에만 생성된다.
척의 견고한 동작을 모니터링하기 위해서, 초기에 설명된 DMS 센서 대신, 작동 피스톤의 위치를 모니터링하기 위한 2개의 센서가 제공될 수 있다. 그러나, 필요한 경우에, 2개의 DMS 센서 및 작동 피스톤의 위치를 모니터링하는 역할을 하는 2개의 센서의 조합이 또한 가능하다. 필요한 경우에, 척의 상부 측면 상에 배열된 2개의 유도 센서가 또한 그와 조합될 수 있다.
도 4는 추가적인 클램핑 장치(49)를 사시도로 도시한다. 클램핑 장치는 다시, 도시되지 않은 모니터링 배열체와 함께, 클램핑 시스템을 형성한다. 클램핑 장치(49)는 여기에서 자체적으로 알려진, 2개의 변위 가능 클램핑 턱부(51, 52)를 구비하는 바이스(50)이고, 하나의 클램핑 턱부(51)는 본 표시에서 상승되어 있다. 2개의 클램핑 턱부(51, 52)는 스핀들(60)에 의해서 작동된다. 도식적으로 도시된 공작물(64)이 2개의 클램핑 턱부(51, 52) 사이에 클램핑될 수 있다. 2개의 클램핑 턱부(51, 52)가 안내 블록(53, 54) 상에서 나사에 의해서 각각의 경우에 고정될 수 있다. 공작물을 바이스(50) 내에 고정하기 위해서, 공작물은 2개의 클램핑 턱부들(51, 52) 사이에 클램핑된다. 바이스(50)는 안정적인 기부 본체(55)를 가지고, 그러한 기부 본체는, 상단부를 향해서, 2개의 변위 가능 안내 블록(53, 54)을 안내하기 위한 2개의 평행하게 연장되는 안내 레일(56, 57)을 구비한다. 그 부분을 위한 바이스(50)는 기부 본체(55)의 하부측에 체결된 클램핑 스피곳(63)을 구비하고, 그에 의해서 이는 도 2에 도시된 바와 같이 척에 체결될 수 있다. 당연히, 바이스(50)는 또한 다른 방식으로 프로세싱 기계에 체결될 수 있다.
클램핑 장치(49)는, 이미 전술한 바와 같은 전송 장치(미도시)를 구비한다. 클램핑 턱부들(51, 52) 사이에 클램핑된 공작물의 클램핑 품질을 모니터링하기 위해서, DMS이 2개의 안내 레일(56, 57) 상에 각각의 경우에 배열되고, 하나의 DMS(61) 만이 이러한 도면에 도시되어 있다. DMS를 외부 영향으로부터 보호하기 위해서, 커버 캡(62)이 제공된다. 각각의 DMS는, DMS 센서에 의해서 측정될 수 있는, 공작물의 클램핑 중에 큰 힘 및 상응하는 큰 탄성 재료 변형이 발생되는 안내 레일(56, 57) 상의 지점에 배치된다. DMS 센서가 안내 레일(56, 57) 상에 배열된다는 사실로 인해서, 클램핑력은, 사용되는 클램핑 턱부와 관계없이, 이러한 센서로 측정될 수 있고, 그에 따라 클램핑 턱부(51, 52)는, DMS 센서에 어떠한 변화도 가하지 않고, 교환될 수 있다.
각각의 안내 블록(53, 54)은 또한 클램핑된 공작물의 위치 검출을 위한 각각의 센서(58, 59)를 구비한다. 각각의 센서(58, 59)는 안내 블록(53, 54)의 외부 영역 내에 배열되고, 그에 따라 그러한 센서는 클램핑 턱부(51, 52)의 변위 방향에 대한 직각에서 상향으로, 즉 Z-방향으로 측정하고, 그에 따라 클램핑된 공작물의 하부 측면과 각각의 안내 블록(53, 54) 사이의 거리가 검출될 수 있다. 2개의 센서(58, 59)는 서로 대각선 방향으로 대향되어 위치된다. 위치 검출을 위한 센서(58, 59)는 바람직하게 유도 근접 스위치 형태의 유도 동작 센서이다. 이러한 방식으로, 예를 들어 비스듬히 클램핑된 공작물이 검출될 수 있게 의도된다. 위치 검출 센서(58, 59)가 안내 블록(53, 54) 상에 배열된다는 사실로 인해서, 사용되는 클램핑 턱부와 관계없이 측정이 이러한 센서로 이루어질 수 있다.
전송 장치 및 수신 장치와 별개로, 전술한 4개의 센서가 다시 모니터링 장치의 일부를 형성한다. 전송 장치는 바람직하게 바이스의 하부 절반체의 영역 내에 배열된 함몰부 내에 수용된다. 전송 장치 및 또한 수신 장치는 기본적으로 도 1의 것과 동일하게 구성되고, 그에 따라 여기에서 더 구체적으로 다시 설명하지 않을 것이다. 2개의 위치 검출 센서(58, 59)가 바이스(50)의 이동 가능 부분(안내 블록) 상에 배열되기 때문에, 이는 이동 가능 케이블을 통해서 기부 본체(55) 내에 수용된 전송 장치에 연결된다. 2개의 DMS 센서가 통상적인 케이블을 통해서 전송 장치에 연결된다. 이는 다시, 2개의 DMS 센서에 존재하는 측정 데이터의 교차-비교에 의해서 타당성에 대해서 상호 체크될 수 있다. 그에 따라, 2개의 DMS 센서에 의해서, 클램핑된 공작물의 클램핑 품질이 전술한 방식으로 중복적으로 모니터링될 수 있다. 전술한 4개의 센서와 별개로, 예를 들어 바이스 상에 배열된 가속도 센서와 같은 추가적인 센서가 또한 제공될 수 있고, 그에 의해서 바이스의 위치 그리고 필요한 경우에 그 이동이 검출될 수 있다. 또한, 센서가 또한 예를 들어 2개의 안내 블록들(53, 54) 사이의 거리를 측정하기 위해서 제공될 수 있다.
당연하게, 전술한 실시형태의 예는 결정적이거나 포괄적인 것으로 간주되지 않는다. 따라서, 예를 들어, 측정 값의 중복 전송을 위해서, 전송 장치 및 수신 장치 모두가 2개의 독립적인 전송기 및 각각의 수신기를 구비할 수 있다. 추가적인 매개변수의 모니터링을 위해서, 부가적인 센서가 또한 척 또는 각각의 클램핑 장치 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서가 또한 이용될 수 있다. 추가적인 센서의 데이터가 또한 전송 장치에 의해서 무선으로 전송될 수 있다. 유도 기반으로 동작하는 센서(71, 72) 대신, 작동 피스톤의 위치를 결정하기 위해서, 초음파 센서, 용량형 센서 또는 광학 센서가 예를 들어 또한 제공될 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명에 따라 구성된 모니터링 장치의 "더 단순한" 변형예가 또한 당연히 고려될 수 있고, 예를 들어 클램핑력만이 2개의 센서에 의해서 중복적으로 모니터링되고, 클램핑력은 반드시 절대적일 필요가 없고, 고 해상도로 검출될 필요가 없고, 그 대신, 이는, 경우에 따라, 단계들로, 예를 들어 2 내지 10개의 단계들로 클램핑력을 검출 및/또는 모니터링하는 것으로 그리고 이를 전송 장치에 의해서 전송하는 것으로 충분할 수 있다. 전송 장치와 수신 장치 사이의 양방향적인 데이터 교환이 또한 가능하다. 따라서, 예를 들어, 소프트웨어 업데이트가 수신 장치로부터 전송 장치로 전송될 수 있다.
클램핑 품질이라는 용어는 본 경우에, (구성요소의 크기 및 프로세싱 중에 공작물에 작용하는 프로세싱 힘 따라 달라지는) 필요한 클램핑력과 실제로 측정되는 클램핑력 또는 존재하는 측정 값 사이의 비율을 의미하는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따라 설계된 모니터링 장치의 몇몇 장점은 이하와 같이 간략히 요약된다:
- 공작물 캐리어/공작물 그리고 클램핑 장치 사이의 클램핑 품질이 신뢰 가능하게 모니터링될 수 있고 원격 지점에 무선으로 전송될 수 있고;
- 전송된 데이터가 검출, 저장 및 외부적으로 평가될 수 있고;
- 클램핑된 공작물 캐리어 또는 클램핑 공작물의 클램핑 품질이 단지 2개의 센서로 신뢰 가능하고 견고하게 모니터링될 수 있고;
- 매개변수가 연속적으로 모니터링될 수 있고;
- 특정 매개변수의 측정이 프로세스 신뢰성을 높이고, 특히 클램핑력 또는 클램핑 스피곳의 당김력의 연속적인 모니터링은 의미 있고 안전-관련된 데이터를 전달하고;
- 측정 데이터의 독립적이고 중복적인 준비가 전송 및 수신 장치 내의 2개의 상이한 마이크로프로세서 유닛의 제공에 의해서 보장될 수 있고;
- 측정 데이터의 전송 및 평가를 포함하는 전체 측정 체인이 신뢰 가능하게 그리고 중복적으로 구조화된다.
1. 기계 공간
36. 제3 센서 모듈
2. 클램핑 시스템 37. 제4 센서 모듈
3. 클램핑 장치 38.
4. 39.
5. 기부 판 40. 클램핑 장치
6. 제1 척 41. 척
7. 제2 척 42. 중앙 홀
8. 제3 척 43. 센서 존재 팔레트
9. 제4 척 44.
10. 45. 공작물 캐리어(팔레트)
11. 46. 클램핑 스피곳
12. 모니터링 배열체 47.
13. 48.
14. 전송 장치 49. 클램핑 장치
15. 제1 마이크로프로세서 유닛 50. 바이스
16. 제2 마이크로프로세서 유닛 51. 클램핑 턱부
17. 전송 안테나 52. 클램핑 턱부
18. 가속도 센서 53. 안내 블록
19. 공급부 54. 안내 블록
20. 55. 기부 본체
21. 수신 장치 56. 안내 레일
22. 수신 안테나 57. 안내 레일
23. 제1 케이블 58. 제1 위치 센서
24. 게이트웨이 59. 제2 위치 센서
25. 제1 마이크로프로세서 유닛 60. 스핀들
26. 제2 마이크로프로세서 유닛 61. DMS
27. 제2 케이블 62. 커버
28. 기계 제어부 63. 클램핑 스피곳
29. 제3 케이블 64. 공작물
30. 핸들 로봇 65. 작동 피스톤
31. 제4 케이블 66. 클램핑 구체
32. 서비스 도구 67. 압축 스프링
33. 68. 환형 공간
34. 제1 센서 모듈 69. 제1 DMS 서버
35. 제2 센서 모듈 70. 제2 DMS 서버
71. 제1 유도 센서(작동 피스톤)
72. 제2 유도 센서(작동 피스톤)
L1-L4 라인(센서 모듈)
A1-C4 센서
2. 클램핑 시스템 37. 제4 센서 모듈
3. 클램핑 장치 38.
4. 39.
5. 기부 판 40. 클램핑 장치
6. 제1 척 41. 척
7. 제2 척 42. 중앙 홀
8. 제3 척 43. 센서 존재 팔레트
9. 제4 척 44.
10. 45. 공작물 캐리어(팔레트)
11. 46. 클램핑 스피곳
12. 모니터링 배열체 47.
13. 48.
14. 전송 장치 49. 클램핑 장치
15. 제1 마이크로프로세서 유닛 50. 바이스
16. 제2 마이크로프로세서 유닛 51. 클램핑 턱부
17. 전송 안테나 52. 클램핑 턱부
18. 가속도 센서 53. 안내 블록
19. 공급부 54. 안내 블록
20. 55. 기부 본체
21. 수신 장치 56. 안내 레일
22. 수신 안테나 57. 안내 레일
23. 제1 케이블 58. 제1 위치 센서
24. 게이트웨이 59. 제2 위치 센서
25. 제1 마이크로프로세서 유닛 60. 스핀들
26. 제2 마이크로프로세서 유닛 61. DMS
27. 제2 케이블 62. 커버
28. 기계 제어부 63. 클램핑 스피곳
29. 제3 케이블 64. 공작물
30. 핸들 로봇 65. 작동 피스톤
31. 제4 케이블 66. 클램핑 구체
32. 서비스 도구 67. 압축 스프링
33. 68. 환형 공간
34. 제1 센서 모듈 69. 제1 DMS 서버
35. 제2 센서 모듈 70. 제2 DMS 서버
71. 제1 유도 센서(작동 피스톤)
72. 제2 유도 센서(작동 피스톤)
L1-L4 라인(센서 모듈)
A1-C4 센서
Claims (25)
- 클램핑 장치(3, 40, 49) 내에 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질을 모니터링하기 위한 모니터링 배열체(12)이며, 클램핑 장치는 클램핑 장치(3, 40, 49) 상에 배열된 적어도 하나의 센서(A1 내지 C4) 및 상기 센서(A1 내지 C4)에 의해서 결정된 매개변수를 수신 장치(21)에 무선으로 전송하기 위한 전송 장치(14)를 갖는, 모니터링 배열체에 있어서, 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질을 독립적으로 검출하기 위한 적어도 2개의 센서(A1 내지 A4)를 포함하고, 상기 전송 장치(14)는, 결정되거나 계산된 매개변수 또는 매개변수들을 중복적으로 상기 수신 장치(21)에 전송하는 방식으로, 구성되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체.
- 제1항에 있어서,
상기 모니터링 배열체(12)가 적어도 하나의 센서 모듈(34, 35, 36, 37)을 포함하고, 그에 의해서 상기 센서(A1 내지 C4)에 존재하는 측정 값이 디지털화되고 상기 전송 장치(14)에 전송되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제2항에 있어서,
상기 전송 장치(14)는, 각각의 경우에 독립적으로 그리고 중복적으로 각각의 센서 모듈(34, 35, 36, 37)에 의해서 전송되는 측정 값을 준비하도록 구성되는, 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(15, 16)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제3항에 있어서,
상기 전송 장치(14)는, 상기 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(15, 16)에 의해서 준비된 상기 측정 데이터의 전송을 위한 적어도 하나의 전송 안테나(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 2개의 센서(A1 내지 A4)는, 그 측정 값들이 서로 확실하게 상호 관련되도록, 배열되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 2개의 센서(A1 내지 A4)가, 상기 클램핑 장치(3, 40, 49)의 척(6, 7, 8, 9, 41) 또는 바이스(50)의 재료-탄성 변형이 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 중에 측정될 수 있게 하는 방식으로, 설계되고 배열되며, 상기 센서는 특히 스트레인 게이지 센서(DMS)인 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램핑 장치는, 내측부에 배열되고 클램핑 요소(66)를 작동시켜 클램핑 스피곳(46)을 클램핑하기 위해서 Z-방향으로 변위될 수 있는 작동 피스톤(65)을 가지는 적어도 하나의 척(41)을 포함하고, 상기 모니터링 배열체는 무접촉으로 동작되는 적어도 2개의 센서(71, 72)를 포함하고, 그에 의해서 상기 작동 피스톤(65)의 적어도 2개의 위치가 서로 독립적으로 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제7항에 있어서,
상기 센서는 유도 동작 센서(71, 72)이고, 그에 의해서 상기 작동 피스톤(65)의 적어도 하나의 개방 위치 및 하나의 록킹 위치가 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램핑 장치(3, 40)에 의해서 클램핑된 공작물 캐리어의 클램핑 품질을 모니터링하기 위해서, 상기 모니터링 배열체가 적어도 하나의 추가적인 센서(B1 내지 B4, 43)를 포함하고, 그에 의해서 상기 클램핑 장치(3, 40) 상의 공작물 캐리어의 장착이 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
클램핑 장치(49)의 바이스(50) 내에 클램핑된 공작물의 클램핑 품질을 모니터링하기 위해서, 상기 바이스(50)는 2개의 안내 블록(53, 54)을 구비하고, 공작물을 클램핑하기 위한 클램핑 턱부(51, 52)가 각각의 안내 블록(53, 54) 상에 체결되며, 상기 모니터링 배열체는 적어도 2개의 추가적인 센서(58, 59)를 포함하고, 그에 의해서 상기 바이스(50)의 각각의 안내 블록(53, 54) 상의 공작물의 장착이 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 배열체가 추가적인 센서(C1 내지 C4)를 구비하고, 그에 의해서 클램핑 요소를 작동시키는 역할을 하는 요소의 위치가 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 배열체는 상기 전송 장치(14)에 의해서 전송되는 데이터를 수신하기 위한 수신 안테나(22) 및 상기 수신 안테나(22)에 연결된 게이트웨이(24)를 포함하고, 상기 게이트웨이(24)는 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(25, 26)을 구비하고, 그에 의해서 수신된 데이터는 각각의 경우에 독립적으로 그리고 중복적으로 추가적으로 프로세스되고, 상기 게이트웨이(24)는 프로세싱 기계의 기계 제어부(28)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 제12항에 있어서,
검출된 측정 값들의 합치가 확인되고 상기 기계 제어부에 관한 미리 결정된 측정 값에 도달할 때, 정확하게 클램핑된 공작물 캐리어 또는 정확하게 클램핑된 공작물에 대한 및/또는 기계 도구의 신뢰 가능한 동작에 대한 신호가 상기 기계 제어부(28)에 중복적으로 출력되도록 하는 방식으로, 상기 게이트웨이(24)가 상기 전송 장치(14)에 의해서 전송된 측정 값들을 프로세스하는 것을 특징으로 하는, 모니터링 배열체. - 공작물 캐리어 또는 공작물을 클램핑하기 위한 클램핑 장치(3, 40, 49) 및 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따라 구성된 모니터링 배열체를 가지는 클램핑 시스템(2)에 있어서, 상기 모니터링 배열체(12)가 클램핑된 공작물 캐리어 또는 클램핑된 공작물에 작용하는 클램핑력을 독립적으로 검출하기 위해서 상기 클램핑 장치 내에 배열되는 적어도 2개의 센서(A1 내지 A4)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2).
- 제14항에 있어서,
상기 모니터링 배열체(12)의 전송 장치(14)는 상기 클램핑 장치(3, 40, 49) 상에 배열된 무선 전송기를 포함하고, 상기 수신 장치(21)는 무선 전송기로부터 이격되어 배열된 무선 수신기를 포함하며, 상기 전송 장치(14)는 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(15, 16)을 포함하고, 상기 마이크로프로세서 유닛은, 각각의 센서 모듈(34, 35, 36, 37)에 의해서 독립적으로 그리고 중복적으로 전송되는 측정 값들을 준비하도록 그리고 상기 측정 데이터의 교차-비교에 의해서 그 타당성을 체크하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2). - 제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 센서(A1 내지 A4)가 스트레인 게이지 센서이고, 상기 스트레인 게이지 센서는, 그 신호가 클램핑력에 본질적으로 비례하도록 하는 방식으로, 상기 클램핑 장치(3, 40, 49)의 척 또는 바이스에 마찰-록킹되어 및/또는 단단히 본딩되어 피팅되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2). - 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램핑 장치(3, 40)는 공작물 캐리어를 클램핑하기 위한 적어도 하나의 척(6, 7, 8, 9, 41)을 포함하고, 상기 척(6, 7, 8, 9, 41)은 상기 공작물 캐리어의 장착을 검출하기 위해서 상부 측면의 영역 내에 배열되는 센서(B1 내지 B4, 43)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2). - 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
클램핑 스피곳(46)을 구비하는 공작물 캐리어(45)를 클램핑하기 위한 척(41)을 구비하고, 상기 척(41)은, 클램핑 요소를 작동시켜 상기 클램핑 스피곳(46)을 클램핑하기 위해서, 초기 위치와 록킹 위치 사이에서 변위될 수 있는 작동 피스톤을 구비하며, 상기 척(41)은 상기 작동 피스톤의 위치를 모니터링하기 위한 추가적인 센서를 구비하고, 특히 상기 척(41)은 무접촉으로 동작되는 적어도 2개의 센서(71, 72)를 구비하고, 그에 의해서 상기 작동 피스톤(65)의 적어도 2개의 위치가 서로 독립적으로 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2). - 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
공작물 캐리어를 클램핑하기 위한 적어도 2개의 척(6, 7, 8, 9)이 상기 척의 수에 상응하는 많은 수의 클램핑 스피곳을 구비하고, 상기 각각의 척(6, 7, 8, 9)은, 클램핑 요소를 작동시켜 상기 각각의 클램핑 스피곳을 클램핑하기 위해서, 초기 위치와 록킹 위치 사이에서 변위될 수 있는 작동 피스톤을 구비하며, 적어도 하나의 척은 상기 작동 피스톤의 위치를 모니터링하기 위한 추가적인 센서(C1 내지 C4)를 구비하며, 특히 적어도 하나의 척(41)은 무접촉으로 동작되는 적어도 2개의 센서(71, 72)를 구비하고, 그에 의해서 상기 작동 피스톤(65)의 적어도 2개의 위치가 서로 독립적으로 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2). - 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램핑 장치는 2개의 클램핑 턱부(51, 52)를 갖는 바이스(50)로서 구성되고, 클램핑된 공작물의 클램핑력을 결정하기 위한 센서가 각각의 클램핑 턱부(51, 52)에 할당되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 시스템(2). - 청구항 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따라 구성된 모니터링 배열체에 의해서 프로세싱 기계의 클램핑 장치를 모니터링하기 위한 방법에 있어서, 상기 클램핑 장치 내에 클램핑된 공작물 캐리어 또는 공작물의 클램핑 품질이 적어도 2개의 독립적인 센서(A1 내지 A4)에 의해서 결정되고, 상기 각각의 센서(A1 내지 A4)에 의해서 결정된 측정 데이터가 서로 비교되고 타당성에 대해서 체크되며, 상기 결정되거나 계산된 매개변수 또는 매개변수들이 상기 전송 장치(14)에 의해서 상기 수신 장치(21)에 중복적으로 전송되고 상기 게이트웨이(24)에 의해서 상기 프로세싱 기계의 제어부(28)에 전송되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제21항에 있어서,
상기 타당성을 체크하는 것은 결정된 그리고 상기 전송 장치(14)의 2개의 독립적인 마이크로프로세서 유닛(15, 16)에 의해서 준비 후에 서로 비교된 매개변수들의 합치를 체크하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제22항에 있어서,
상기 결정된 또는 계산된 매개변수 또는 매개변수들이 상기 전송 장치(14)에 의해서 중복적으로 그리고 데이터 패킷의 형태로 상기 수신 장치(21)에 전송되고, 전송된 데이터가 타당한지의 여부가 수신기 측에서 체크되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제23항에 있어서,
상기 수신 장치(21)가 게이트웨이(24)를 포함하고, 결정되고 서로 비교된 매개변수들이 합치되고 미리 결정된 측정 값에 도달한 때, 견고한 작업에 대한 해제 신호가 상기 게이트웨이(24)에 의해서 생성되고 상기 프로세싱 기계의 제어부(28)에 중복적으로 전송되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제24항에 있어서,
상기 게이트웨이(24)가 이원계 신호의 형태로 상기 해제 신호를 방출하고, 상기 해제 신호는, 상기 검출된 측정 값이 타당하고 미리 결정된 값에 도달한 때 값 1이라고 추정되고, 상기 해제 신호는, 상기 검출된 측정 값이 타당하지 않거나 미리 결정된 값에 도달하지 않았을 때 값 0이라고 추정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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