TW201637783A - 夾鉗裝置 - Google Patents

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TW201637783A TW105100895A TW105100895A TW201637783A TW 201637783 A TW201637783 A TW 201637783A TW 105100895 A TW105100895 A TW 105100895A TW 105100895 A TW105100895 A TW 105100895A TW 201637783 A TW201637783 A TW 201637783A
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Abstract

本發明提供一種夾鉗裝置(10)，係包含：夾鉗本體(14)；活塞桿(30)；連桿機構(16)；檢測夾鉗臂(17)之轉動狀態的檢測機構(18)；以及判定是否處於夾持狀態的判定部(124)。檢測機構(18)係包含：具有第1傾斜面(98)的關節接頭(62)；以及第1近接感測器(102a)。判定部(124)係基於第1近接感測器(102a)之輸出信號與夾持臨限值(Z1)的比較而判定是否處於夾持狀態，且基於第1近接感測器(102a)之輸出信號與夾持力產生臨限值(Z3)的比較而判定是否處於夾持力產生狀態。

Description

夾鉗裝置
本發明係關於一種藉由轉動的夾鉗臂(clamp arm)來夾持工件(work)的夾鉗裝置。
以往，例如在熔接汽車等之構成零件時，為了要夾持該構成零件而採用夾鉗裝置。在此種的夾鉗裝置中，係在流體壓之作用下使缸部之活塞(piston)朝向軸向位移，且透過連接於活塞桿(piston rod)的肘節連桿(toggle link)機構而使夾鉗臂轉動，以切換：能夠夾持工件的夾持狀態、和夾持狀態被解除後的解除夾持狀態(例如，參照日本特開2001-113468號公報)。
在日本特開2001-113468號公報所記載的夾鉗裝置中，係將檢測部連結於已被連結於活塞桿的關節滑塊(knuckle block)，且用設置於夾鉗本體(clamp body)之側部的兩個近接感測器來檢測檢測部，藉此檢測夾持狀態和解除夾持狀態。
近年來，在如此的夾鉗裝置中，不僅要求檢測工件之夾持狀態和解除夾持狀態，還要求檢測是否對 工件確實地產生預定之夾持力。
本發明係考慮前述之課題而研創者，其目的在於提供一種能夠以簡單的構成既容易又確實地判定是否對工件確實地產生預定之夾持力的夾鉗裝置。
為了達成上述目的，本發明之夾鉗裝置係夾持工件者，該夾鉗裝置係包含：夾鉗本體；驅動構件，係在夾鉗本體內朝向預定方向直線運動；連桿機構，係將驅動構件之直線運動轉換成夾鉗臂之轉動動作；檢測手段，係檢測夾鉗臂之轉動狀態；以及判定部，係基於檢測手段之輸出，判定是否處於夾持狀態；其中，檢測手段係包含：被檢測體，係伴隨驅動構件之直線運動而朝向預定方向位移；以及第1近接感測器，其檢測被檢測體之位置；被檢測體係在與第1近接感測器對向的部位具有對於預定方向傾斜的第1傾斜面；判定部係基於第1近接感測器之輸出信號與預定之夾持臨限值的比較，判定是否處於夾持狀態，又基於第1近接感測器之輸出信號與預定之夾持力產生臨限值的比較，判定是否處於夾持力產生狀態。
依據如此的構成，由於可以在夾鉗臂接觸到工件之後，檢測為了對工件產生夾持力所輸出的驅動構件之直線運動，作為第1傾斜面與第1近接感測器間的距離之變化，所以在工件之夾持狀態中，可以既容易且確實地判定是否處於夾持力產生狀態(已對工件產生預定之夾持力的狀態)。
在上述之夾鉗裝置中，可為：檢測手段係 包含第2近接感測器，該第2近接感測器從第1近接感測器沿著預定方向分離而配設；被檢測體係在與第2近接感測器對向的部位具有對於預定方向傾斜的第2傾斜面；判定部係基於第2近接感測器之輸出信號與預定之解除夾持臨限值的比較，判定是否處於解除夾持狀態。
依據如此的構成，由於可以檢測驅動構件之直線運動，作為第2傾斜面與第2近接感測器間的距離之變化，所以可以既容易又確實地判定解除夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中，宜具備：設定用操作部，係可供使用者操作；以及臨限值設定部，係基於設定用操作部被進行第1操作時的第1近接感測器之輸出信號，設定夾持臨限值，且基於設定用操作部被進行第2操作時的第2近接感測器之輸出信號，設定解除夾持臨限值。
依據如此的構成，可以按照所夾持的工件之形狀或大小而輕易地設定夾持臨限值及解除夾持臨限值。在上述之夾鉗裝置中，臨限值設定部係可基於設定用操作部被進行第3操作時的第1近接感測器之輸出信號，設定夾持力產生臨限值。
依據如此的構成，不用變更第1近接感測器之位置就可以輕易地設定夾持力產生臨限值。
在上述之夾鉗裝置中，宜具備：夾持燈，其配設成能夠從外部觀察，且在判定部判定出處於夾持狀態的情況下點亮；以及解除夾持燈，其配設成能夠從外部觀察，且在判定部判定出處於解除夾持狀態的情況下點亮。
依據如此的構成，使用者係可以輕易地確認工件之夾持狀態及解除夾持狀態。
在上述之夾鉗裝置中，宜具備：夾持力產生燈，其配設成能夠從外部觀察，且在判定部判定出處於夾持力產生狀態的情況下點亮。
依據如此的構成，使用者係可以輕易地確認工件之夾持力產生狀態。
在上述之夾鉗裝置中，宜具備：速度算出部，其基於第1近接感測器之輸出信號和第2近接感測器之輸出信號，算出夾鉗臂之旋轉速度；以及速度判定部，其判定在速度算出部所算出的旋轉速度是否為預定之速度臨限值以下。
依據如此的構成，可以抑制夾鉗臂之旋轉速度過度變大、以及工件、或夾鉗裝置的連桿機構等構成零件破損。
在上述之夾鉗裝置中，宜具備：速度燈，其配設成能夠從外部觀察，且在速度判定部判定出旋轉速度已超過速度臨限值的情況下點亮。
依據如此的構成，使用者就可以輕易地確認夾鉗臂之旋轉速度是否為速度臨限值以下。
在上述之夾鉗裝置中，被檢測體係可由金屬材料所構成；第1近接感測器及第2近接感測器可為感應式近接感測器。
依據如此的構成，與使用磁性檢測感測器 的情況相較，因熔接時所產生的直流磁場之靈敏度較低，故而即便是在熔接環境下使用夾鉗裝置的情況，仍可以使第1近接感測器及第2近接感測器更穩定地動作。
在上述之夾鉗裝置中，宜更具備：缸管；以及活塞，其在流體壓之作用下沿著軸線方向而往復運動於缸管內；其中，驅動構件為連結於活塞的活塞桿；被檢測體為將活塞桿和連桿機構相互地連接的關節接頭。
依據如此的構成，不須要安裝另外的零件作為被檢測體就可以削減零件數及作業工時。
在上述之夾鉗裝置中，第1近接感測器及第2近接感測器係可配設於包含金屬材料所構成的夾鉗本體內。
依據如此的構成，與在夾鉗本體之外側配設第1近接感測器及第2近接感測器的情況相較，可以將夾鉗裝置小型化。又，因夾鉗本體係作為遮磁屏蔽而發揮功能，故而可以更不易受到熔接時所產生的直流磁場之影響。
依據本發明，由於可以在夾鉗臂接觸到工件之後，檢測為了對工件產生夾持力所輸出的驅動構件之直線運動，作為第1傾斜面與第1近接感測器間的距離之變化，所以在工件之夾持狀態中，可以既容易且確實地判定是否處於夾持力產生狀態(已對工件產生預定之夾持力的狀態)。
上述之目的、特徵及優點係可根據參照附 圖所說明之以下實施形態的說明而輕易了解。
10‧‧‧夾鉗裝置
12‧‧‧驅動機構
14‧‧‧夾鉗本體
16‧‧‧連桿機構
17‧‧‧夾鉗臂
18‧‧‧檢測機構(檢測手段)
20‧‧‧控制單元
22‧‧‧缸管
24‧‧‧端塊
26‧‧‧活塞
28‧‧‧桿蓋
30‧‧‧活塞桿(驅動構件)
32‧‧‧第1缸室
34‧‧‧第1埠口
36‧‧‧第2缸室
38‧‧‧第2埠口
40‧‧‧緊固螺栓
44‧‧‧阻尼器
48‧‧‧活塞填料
50‧‧‧桿孔
52‧‧‧桿填料
54‧‧‧防塵密封
56‧‧‧托架
58‧‧‧框體部
59‧‧‧螺釘構件
60‧‧‧蓋部
62‧‧‧關節接頭(被檢測體)
64‧‧‧溝槽部
66‧‧‧關節銷
68‧‧‧第1連桿部
70‧‧‧第1銷
72‧‧‧第2連桿部
74‧‧‧第2銷
76‧‧‧支承槓桿
78‧‧‧孔部
80‧‧‧軸承
82‧‧‧轉動軸
86‧‧‧臂支承部
88‧‧‧導輥
90‧‧‧孔部
92‧‧‧銷構件
94‧‧‧轉動體
96‧‧‧作用面
98‧‧‧第1傾斜面
100‧‧‧第2傾斜面
102a‧‧‧第1近接感測器
102b‧‧‧第2近接感測器
104a‧‧‧檢測線圈
104b‧‧‧檢測線圈
106a‧‧‧振盪電路部
106b‧‧‧振盪電路部
108a‧‧‧檢測電路部
108b‧‧‧檢測電路部
110‧‧‧框體
112‧‧‧校正用按鈕(設定用操作部)
114‧‧‧連接器
116‧‧‧顯示部
118‧‧‧電源燈
120‧‧‧解除夾持燈
121‧‧‧夾持燈
122‧‧‧速度燈
123‧‧‧夾持力產生燈
124‧‧‧判定部
126‧‧‧速度算出部
128‧‧‧速度判定部
130‧‧‧臨限值設定部
132‧‧‧輸出部
Da‧‧‧間隔距離
Db‧‧‧間隔距離
L1‧‧‧線段
L2‧‧‧切線
Z1‧‧‧夾持臨限值
Z2‧‧‧解除夾持臨限值
Z3‧‧‧夾持力產生臨限值
Za‧‧‧檢測諧振阻抗
Zb‧‧‧檢測諧振阻抗
α‧‧‧接觸角度
第1圖係本發明之實施形態的夾鉗裝置之前視圖。
第2圖係第1圖所示的夾鉗裝置之局部分解立體圖。
第3圖係顯示第1圖所示的夾鉗裝置之夾持狀態的縱剖視圖。
第4圖係第1圖所示的夾鉗裝置之方塊圖。
第5圖係顯示第1圖所示的夾鉗裝置之解除夾持狀態的縱剖視圖。
第6圖係顯示第2傾斜面及檢測線圈之間的間隔距離與檢測諧振阻抗之關係的圖表。
第7圖係顯示第1傾斜面及檢測線圈之間的間隔距離與檢測諧振阻抗之關係的圖表。
以下，針對本發明之夾鉗裝置列舉較佳的實施形態，且一邊參照附圖一邊加以說明。
如第1圖至第3圖所示，本發明之實施形態的夾鉗裝置10係具備：驅動機構12；連結於驅動機構12的夾鉗本體14；配設於夾鉗本體14內的連桿機構16；在驅動機構12之作用下透過連桿機構16進行轉動動作的夾鉗臂17；檢測夾鉗臂17之轉動狀態的檢測機構(檢測手段)18；以及控制單元20。
驅動機構12係具有：缸管(cylinder tube) 22，其構成作為流體壓缸，且構成為扁平筒狀；端塊(end block)24，用以閉鎖缸管22之一端側(箭頭A方向)的開口；活塞26，其以能夠沿著軸線方向位移的方式配設於缸管22內；桿蓋(rod cover)28，用以閉鎖缸管22之另一端側(箭頭B方向)的開口；以及活塞桿30(驅動構件)，其連結於活塞26。
缸管22並非被限定於扁平筒狀，而能採用正圓筒狀或橢圓筒狀等的任意形狀。在缸管22係形成有第1埠口(port)34及第2埠口38，該第1埠口34係與形成於端塊24及活塞26之間的第1缸室32連通，該第2埠口38係與形成於活塞26及桿蓋28之間的第2缸室36連通。
在第1埠口34及第2埠口38，係連接有使活塞26往復運動之用以進行壓縮流體(驅動流體)之供給、排出之未圖示的管(tube)。端塊24、缸管22及桿蓋28係藉由複數個緊固螺栓40而連結成一體。
在端塊24之大致中央部，係裝設有用以緩衝活塞26之衝擊或衝撞聲的阻尼器(damper)44。在活塞26之外周面係透過溝槽而裝設有環狀的活塞填料(piston packing)48。又，在活塞26之中央係固定有活塞桿30之一端側。在桿蓋28之中央部係形成有可供活塞桿30插通的桿孔50。在構成桿孔50之壁面係分別透過溝槽而裝設有環狀的桿填料(rod packing)52及環狀的防塵密封(dust seal)54。
夾鉗本體14係連接於桿蓋28之另一端側， 例如是包含鐵、不鏽鋼或鋁等之金屬材料所構成。在夾鉗本體14係設置有用以將夾鉗裝置10安裝於未圖示之固定構件的托架(bracket)56。
如根據第2圖所了解般，夾鉗本體14係具有：兩側有開口的框體部58；以及一對蓋部60，係以閉鎖框體部58之開口的方式而藉由複數個螺釘構件59緊固於框體部58。藉此，在夾鉗本體14係形成有可供活塞桿30之另一端側及連桿機構16配設的腔室。在活塞桿30之另一端部係透過關節接頭(knuckle joint)62而連接有連桿機構16。
如第3圖所示，在關節接頭62之指向活塞桿30的部位，係形成有朝向與活塞桿30之軸線方向正交的方向延伸的剖面大致T字狀之溝槽部64。在該溝槽部64係裝設有活塞桿30之另一端部。又，在關節接頭62係形成有沿著與蓋部60正交之方向(與第3圖之紙面正交的方向)而延伸的孔部。在該孔部係插通有關節銷(knuckle pin)66。
關節接頭62係由鐵等會產生渦電流損失的金屬材料所構成。如第3圖所示，在工件之夾持狀態中，在關節接頭62之指向夾鉗臂17之相反側(第3圖之左側)的部位，係形成有第1傾斜面98及第2傾斜面100。
在圖中，該第1傾斜面98及第2傾斜面100係形成為：從關節接頭62之中央部朝向活塞桿30之相反側(箭頭B方向)及活塞桿30側(箭頭A方向)逐漸地傾斜的 傾斜面。該第1傾斜面98及第2傾斜面100之位置，係藉由後述的第1近接感測器102a及第2近接感測器102b所檢測。亦即，關節接頭62係作為藉由第1近接感測器102a及第2近接感測器102b所檢測的被檢測體而發揮功能。
連桿機構16係將活塞26之往復運動(直線運動)轉換成後述的轉動軸82之轉動動作。該連桿機構16係具有：第1連桿部68，其透過關節銷66而轉動自如地設置於關節接頭62；第2連桿部72，其透過第1銷70而轉動自如地設置於第1連桿部68；以及支承槓桿76，其透過第2銷74而轉動自如地設置於第2連桿部72。
在第1連桿部68係彼此分離地形成有供關節銷66所插通的孔部和供第1銷70所插通的孔部。在第2連桿部72係彼此分離地形成有供第1銷70所插通的孔部和供第2銷74所插通的孔部。
在支承槓桿76係固定有由軸承80所軸支的轉動軸82，該軸承80係插通於蓋部60之孔部78。第1銷70、第2銷74及轉動軸82係相對於關節銷66平行地配設。在轉動軸82之端部係固定有可供夾鉗臂17裝設的臂支承部86。亦即，轉動軸82係與夾鉗臂17一體地轉動。
活塞桿30之直線運動係傳遞至關節接頭62、第1連桿部68、第2連桿部72及支承槓桿76，且支承槓桿76與轉動軸82一起僅轉動位移預定角度。伴隨轉動軸82之轉動位移，透過臂支承部86而連結於轉動軸82的夾鉗臂17就會轉動。
又，在本實施形態中，係在連桿機構16之附近設置有導輥(guide roller)88。該導輥88係設置成透過複數個轉動體94而相對於銷構件92旋轉自如，該銷構件92係被插通於蓋部60之孔部90。然後，在構成連桿機構16的第2連桿部72之轉動作用下，藉由第2連桿部72之預定的作用面96接觸而使導輥88旋轉。
第2連桿部72之作用面96係形成為：在與導輥88接觸的期間使作用面96與導輥88之接觸角度α成為一定。在此所謂接觸角度α，係指在平行於活塞桿30之軸線的狀態下與導輥88之轉動軸正交的線段L1、和導輥88之作用面96中的切線L2所成的角度。
藉此，在第2連桿部72之作用面96接觸到導輥88的期間，可以對工件持續產生大致一定的夾持力。換言之，能將可以對工件產生預定之夾持力的有效範圍(夾鉗臂17之轉動角度的幅度)形成比較寬。藉此，即便是在工件之尺寸變動比較大的情況下，亦不用將用以使流體壓缸驅動的壓縮流體之壓力提高到必要以上，就可以對該工件產生預定之夾持力。
檢測機構18係由與活塞桿30一起進行衝程位移的關節接頭(被檢測體)62、第1近接感測器102a及第2近接感測器102b所構成。第1近接感測器102a及第2近接感測器102b係沿著活塞桿30進行衝程位移之方向(箭頭AB方向)而分離預定間隔地配設於夾鉗本體14內。
第1近接感測器102a係配設於夾鉗本體14 內的活塞桿30之另一端部側(箭頭B方向)，且檢測關節接頭62的第1傾斜面98之位置。第2近接感測器102b係配設於夾鉗本體14內的活塞桿30之一端部側(箭頭A方向)，且檢測關節接頭62的第2傾斜面100之位置。另外，因第2近接感測器102b係具有與第1近接感測器102a相同的構成要素，故而在以下之說明中，係針對相同的構成要素附記相同的參照符號，且省略詳細的說明。但是，在第1近接感測器102a之構成要素的參照符號上附記字尾a，而在第2近接感測器102b之構成要素的參照符號上附記字尾b，藉此來區別彼此。
如第4圖所示，在本實施形態中，第1近接感測器102a係構成作為感應式近接感測器，且包含：檢測線圈104a；電性連接於檢測線圈104a的振盪電路部106a；以及電性連接於振盪電路部106a的檢測電路部108a。
檢測線圈104a係配設成其線圈面與關節接頭62之第1傾斜面98近接而對向。振盪電路部106a係以預定之振盪頻率來振盪驅動檢測線圈104a。檢測電路部108a係基於振盪電路部106a之輸出信號而檢測諧振阻抗。亦即，第1近接感測器102a係檢測伴隨活塞26之往復運動而引起的第1傾斜面98與檢測線圈104a之間隔距離Da的變化作為諧振阻抗之變化，藉此檢測第1傾斜面98之位置。
控制單元20係收容在已被設置於夾鉗本體14的框體110(參照第3圖)內，且藉由導線等而電性連接 第1近接感測器102a及第2近接感測器102b。
在框體110係設置有：使用者能夠從外部進行按壓操作的校正用按鈕(設定用操作部)112；可供連接於外部機器(電源等)之電纜等進行連接的連接器114；以及能從外部觀察的顯示部116。顯示部116係包含電源燈118、解除夾持燈120、夾持燈121、速度燈122及夾持力產生燈123。
控制單元20係具有判定部124、速度算出部126、速度判定部128、臨限值設定部130及輸出部132。
判定部124係基於在第1近接感測器102a之檢測電路部108a所檢測的諧振阻抗(以下，稱為檢測諧振阻抗Za)與夾持臨限值Z1之比較而判定是否處於夾持狀態，且基於在第2近接感測器102b之檢測電路部108b所檢測的諧振阻抗(以下，稱為檢測諧振阻抗Zb)與解除夾持臨限值Z2之比較而判定是否處於解除夾持狀態。
又，判定部124係在判定工件處於夾持狀態的情況下，就更進一步判定是否已對工件產生預定之夾持力(是否處於夾持力產生狀態)。具體而言，係基於作為第1近接感測器102a之輸出信號的檢測諧振阻抗Za與預定之夾持力產生臨限值Z3的比較，而判定是否處於夾持力產生狀態。
速度算出部126係測定關節接頭62移動於第1近接感測器102a與第2近接感測器102b之間的時間，且基於所測定出的移動時間來算出夾鉗臂17之旋轉速度。
速度判定部128係判定在速度算出部126所算出的夾鉗臂17之旋轉速度是否為速度臨限值以下。另外，速度臨限值係事先記憶於控制單元20之未圖示的記憶部。又，速度判定部128亦可判定在速度算出部126所算出的夾鉗臂17之旋轉速度是否為速度臨限值以上。
臨限值設定部130係設定預定之夾持臨限值Z1、解除夾持臨限值Z2及夾持力產生臨限值Z3。具體而言，臨限值設定部130係基於檢測諧振阻抗Za而設定夾持臨限值Z1，該檢測諧振阻抗Za係在校正用按鈕112被進行第1操作(例如，持續按壓預定時間以上的操作)時的檢測電路部108a之輸出信號。又，臨限值設定部130係基於檢測諧振阻抗Zb而設定解除夾持臨限值Z2，該檢測諧振阻抗Zb係在校正用按鈕112被進行第2操作(例如，按壓未滿預定時間的操作)時的檢測電路部108b之輸出信號。
又，臨限值設定部130係在用夾鉗臂17以預定之夾持力來夾持工件的狀態下，將在校正用按鈕112被進行第3操作(例如，連續按壓兩次的操作)時的第1近接感測器102a之檢測諧振阻抗Za的值，設定作為夾持力產生臨限值Z3。藉此，可以按照所夾持的工件之形狀或大小等，而輕易地變更夾持臨限值Z1、解除夾持臨限值Z2及夾持力產生臨限值Z3。在臨限值設定部130所設定的夾持臨限值Z1、解除夾持臨限值Z2及夾持力產生臨限值Z3，係記憶於控制單元20之未圖示的記憶部。
輸出部132係基於判定部124之判定結果，而使解除夾持燈120、夾持燈121、速度燈122及夾持力產生燈123點亮或熄滅。
本實施形態之夾鉗裝置10，基本上是如以上所構成，其次，針對其動作及作用功效加以說明。另外，將第5圖所示之解除夾持狀態作為初始狀態來加以說明。
首先，使用者係將夾鉗裝置10之托架56安裝於未圖示的固定構件。又，藉由將電纜連接於連接器114來連接夾鉗裝置10和外部機器(電源等)。藉此，對控制單元20供給電力，且點亮電源燈118。另外，在初始狀態下，解除夾持燈120係點亮且夾持燈121及夾持力產生燈123係熄滅，而活塞26係位於缸管22之一端側並與阻尼器44接觸。
在要夾持工件時，係在將第2埠口38進行大氣開放後的狀態下對第1埠口34供給壓縮流體。如此，如第3圖所示，活塞26會朝桿蓋28側(箭頭B方向)位移。該活塞26之直線運動，係透過活塞桿30及關節接頭62而傳遞至連桿機構16，且在構成連桿機構16的支承槓桿76之旋轉作用下使轉動軸82及夾鉗臂17一體地順時針旋轉。
此時，因關節接頭62是與活塞桿30一體地位移，故而第2傾斜面100與第2近接感測器102b之檢測線圈104b的間隔距離Db逐漸地變長，且檢測諧振阻抗Zb會變大(參照第6圖)。
在檢測諧振阻抗Zb比解除夾持臨限值Z2 更小的情況下，判定部124係判定處於解除夾持狀態。此時，輸出部132係持續進行解除夾持燈120之點亮。
然後，當活塞26更進一步朝桿蓋28側位移時，關節接頭62之第2傾斜面100就從與第2近接感測器102b面對面的位置朝連桿機構16側(第3圖之箭頭B方向)位移，且檢測諧振阻抗Zb變成解除夾持臨限值Z2以上。此時，判定部124係判定處於中間狀態(從解除夾持狀態往夾持狀態轉移的轉移狀態)。當在判定部124判定處於中間狀態時，輸出部132就在使夾持燈121保持熄滅的狀態下使解除夾持燈120熄滅。藉此，使用者就可以藉由觀察解除夾持燈120及夾持燈121之熄滅來確認工件是處於中間狀態。
接著，當活塞26更進一步朝桿蓋28側位移時，夾鉗臂17就會藉由轉動軸82之更進一步的轉動而接觸工件，而關節接頭62之第1傾斜面98會到達與第1近接感測器102a面對面的位置。此時，第1傾斜面98與第1近接感測器102a之檢測線圈104a的間隔距離Da會逐漸地變短，且檢測諧振阻抗Za會逐漸地變小(參照第7圖)。然後，在檢測諧振阻抗Za變得比夾持臨限值Z1更小時，判定部124係判定處於夾持狀態。當在判定部124判定處於夾持狀態時，輸出部132就在使解除夾持燈120保持熄滅的狀態下使夾持燈121點亮。藉此，使用者就可以藉由觀察夾持燈121之點亮來確認工件是處於夾持狀態。
在該夾持狀態中，藉由使活塞26更進一步 朝桿蓋28側位移並使第2連桿部72之作用面96接觸導輥88，而對工件產生預定的夾持力。然後，在直到活塞26朝向桿蓋28側之位移被停止為止的期間，可對工件維持大致一定的夾持力。
此時，關節接頭62與活塞桿30會一體地更進一步朝向軸線方向位移，第1傾斜面98與第1近接感測器102a之檢測線圈104a的間隔距離Da會變得更短，且檢測諧振阻抗Za會變小(參照第7圖)。
判定部124係在基於第1近接感測器102a之檢測諧振阻抗Za與夾持臨限值Z1之比較而判定工件處於夾持狀態後，更進一步基於檢測諧振阻抗Za與夾持力產生臨限值Z3之比較而判定是否處於夾持力產生狀態。亦即，在檢測諧振阻抗Za為夾持力產生臨限值Z3以下的情況下，判定部124係判定處於已對工件產生預定之夾持力的夾持力產生狀態。當在判定部124判定處於夾持力產生狀態時，輸出部132就使夾持力產生燈123點亮。藉由觀察夾持力產生燈123，使用者就可以輕易地確認夾持力產生狀態。
另外，速度算出部126係測定夾鉗臂17從解除夾持狀態變化至夾持狀態的時間，且基於所測定的時間而算出夾鉗臂17之旋轉速度。
具體而言，速度算出部126係測定：從第2近接感測器102b之檢測諧振阻抗Zb變得比解除夾持臨限值Z2更大的時間點(亦即，變成從解除夾持狀態往夾持狀 態轉移之轉移狀態的時間點)，至第1近接感測器102a之檢測諧振阻抗Za變得比夾持臨限值Z1更小的時間點(亦即，變成夾持狀態的時間點)為止的時間，且基於所測定的時間，算出夾鉗臂17之夾持時的旋轉速度(夾持速度)。然後，速度判定部128係判定夾持速度是否為速度臨限值(夾持速度臨限值)以下。
在速度判定部128判定夾持速度已超過夾持速度臨限值的情況下，輸出部132就點亮速度燈122。藉此，使用者就可以調整壓縮流體之供給速度而設為適當的夾持速度。亦即，可以抑制夾持速度過度變大、傷到夾鉗臂17及工件等、或是夾鉗裝置10之構成零件(例如，連桿機構16等)破損。
另一方面，要解除工件之夾持狀態時，係在將第1埠口34進行大氣開放後的狀態下對第2埠口38供給壓縮流體。如此，如第5圖所示，活塞26會朝端塊24側位移。該活塞26之直線運動，係透過活塞桿30及關節接頭62而傳遞至連桿機構16，且在構成連桿機構16的支承槓桿76之旋轉作用下使轉動軸82及夾鉗臂17一體地逆時針旋轉。
此時，因關節接頭62是與活塞桿30一體地位移，故而第1傾斜面98與第1近接感測器102a之檢測線圈104a的間隔距離Da逐漸地變長，且檢測諧振阻抗Za會變大(參照第7圖)。
在檢測諧振阻抗Za變成夾持臨限值Z1以 上時，判定部124係判定處於中間狀態(從夾持狀態往解除夾持狀態轉移的轉移狀態)。當在判定部124判定處於中間狀態時，輸出部132就使夾持燈121熄滅。然後，在藉由活塞26朝向端塊24側之更進一步的位移而使檢測諧振阻抗Zb變成比解除夾持臨限值Z2更小時，判定部124就判定處於解除夾持狀態(參照第6圖)。當在判定部124判定處於解除夾持狀態時，輸出部132就在使夾持燈121保持熄滅的狀態下使解除夾持燈120點亮。
藉由觀察解除夾持燈120之點亮，使用者就可以確認工件已變成解除夾持狀態。之後，藉由活塞26接觸到阻尼器44，而停止活塞26朝向端塊24側之位移，並且也停止旋轉軸82及夾鉗臂17之旋轉。
又，速度算出部126係測定夾鉗臂17從夾持狀態變化至解除夾持狀態的時間，且基於所測定的時間而算出夾鉗臂17之旋轉速度。
具體而言，速度算出部126係測定：從第1近接感測器102a之檢測諧振阻抗Za變得比夾持臨限值Z1更大的時間點(亦即，變成從夾持狀態往解除夾持狀態轉移之轉移狀態的時間點)，至第2近接感測器102b之檢測諧振阻抗Zb變得比解除夾持臨限值Z2更小的時間點(亦即，變成解除夾持狀態的時間點)為止的時間，且基於所測定的時間，算出夾鉗臂17之解除夾持時的旋轉速度(解除夾持速度)。然後，速度判定部128係判定解除夾持速度是否為速度臨限值(解除夾持速度臨限值)以下。另外，解除夾持 速度臨限值既可與夾持速度臨限值相同，又可為不同。
在速度判定部128判定解除夾持速度已超過解除夾持速度臨限值的情況下，輸出部132就點亮速度燈122。藉此，使用者就可以調整壓縮流體之供給速度而設為適當的解除夾持速度。因此，可以抑制解除夾持速度過度變大、以及夾鉗裝置10之構成零件(例如，連桿機構16等)破損。
在上面所述的夾鉗裝置10中，例如，可按照工件之形狀或大小，而進行夾持臨限值Z1、解除夾持臨限值Z2及夾持力產生臨限值Z3之設定。
在要變更夾持臨限值Z1時，即在流體壓之作用下使活塞26朝桿蓋28側位移，藉此使夾鉗臂17接觸到工件以夾持工件。然後，在此狀態下，由使用者持續按壓(長按)校正用按鈕112預定時間(例如，3秒)以上(第1操作)，藉此將此時的第1近接感測器102a之檢測諧振阻抗Za的值再設定作為新的夾持臨限值Z1並記憶於控制單元20之記憶部。
在要變更解除夾持臨限值Z2時，係在使夾鉗臂17位於預定之轉動角度(解除夾持角度)的狀態下，由使用者僅按壓(短按)校正用按鈕112未滿預定時間(例如，1秒左右)(第2操作)。藉此，將此時的第2近接感測器102b之檢測諧振阻抗Zb的值再設定作為新的解除夾持臨限值Z2並記憶於控制單元20之記憶部。
在要變更夾持力產生臨限值Z3時，係在利 用夾鉗臂17以預定之夾持力來夾持工件的狀態下，由使用者連續按壓兩次校正用按鈕112(第3操作)。藉此，將此時的第1近接感測器102a之檢測諧振阻抗Za的值再設定作為新的夾持力產生臨限值Z3並記憶於控制單元20之記憶部。
如此，即便是在已變更工件之形狀或大小的情況下，亦可以藉由在使夾鉗臂17位於預定之轉動角度的狀態下按壓校正用按鈕112，而簡單地再設定夾持臨限值Z1、解除夾持臨限值Z2及夾持力產生臨限值Z3。又，藉由變更校正用按鈕112之按壓時間，就可以利用一個校正用按鈕112來設定夾持臨限值Z1、解除夾持臨限值Z2及夾持力產生臨限值Z3之三個值。
依據本實施形態，伴隨活塞桿30之直線運動而朝向預定方向位移的關節接頭62，係在與第1近接感測器102a對向的部位具有相對於前述預定方向傾斜的第1傾斜面98。判定部124係基於第1近接感測器102a之輸出信號與預定之夾持臨限值Z1的比較而判定是否處於夾持狀態，並且，基於第1近接感測器102a之輸出信號與預定之夾持力產生臨限值Z3的比較而判定是否處於夾持力產生狀態。由於可以在夾鉗臂17接觸到工件之後，檢測為了對工件產生夾持力所輸出的活塞桿30之直線運動(活塞26之位移)，作為第1傾斜面98與第1近接感測器102a間的間隔距離Da之變化，所以在工件之夾持狀態中，可以既容易且確實地判定是否處於夾持力產生狀態。
又，關節接頭62係在與第2近接感測器102b對向的部位具有對於前述預定方向傾斜的第2傾斜面100。判定部124係基於第2近接感測器102b之輸出信號與解除夾持臨限值Z2的比較而判定是否處於解除夾持狀態。亦即，由於可以檢測活塞桿30之直線運動(活塞26之位移)，作為第1傾斜面100及第2近接感測器102b間的間隔距離Db之變化，所以可以既容易且確實地判定解除夾持狀態。
更且，由於具備：校正用按鈕112，其可供使用者操作；以及臨限值設定部130，其基於校正用按鈕112被進行第1操作時的第1近接感測器102a之輸出信號而設定夾持臨限值Z1，且基於校正用按鈕112被進行第2操作時的第2近接感測器102b之輸出信號而設定解除夾持臨限值Z2；所以，可以按照所夾持的工件之形狀或大小而輕易地設定夾持臨限值Z1及解除夾持臨限值Z2。又，由於臨限值設定部130係基於校正用按鈕112被進行第3操作時的第1近接感測器102a之輸出信號而設定夾持力產生臨限值Z3，所以不用變更第1近接感測器102a之位置就可以設定夾持力產生臨限值Z3。
更且，由於具備：夾持燈121，其在被判定處於夾持狀態的情況下點亮；以及解除夾持燈120，其在被判定處於解除夾持狀態的情況下點亮；所以，使用者可以輕易地確認工件之夾持狀態及解除夾持狀態。
更且，由於具備在被判定處於夾持力產生 狀態的情況下點亮的夾持力產生燈123，所以使用者可以輕易知道處於已對工件產生預定之夾持力的狀態。
又，關節接頭62係由金屬材料所構成，第1近接感測器102a及第2近接感測器102b為感應式近接感測器。因此，與使用磁性檢測感測器的情況相較，熔接時所產生的直流磁場之靈敏度較低，且即便是在熔接環境下使用夾鉗裝置10的情況下，仍可以使第1近接感測器102a及第2近接感測器102b更穩定地動作。
又，依據本發明，更具備缸管22、以及在流體壓之作用下沿著軸線方向而往復運動於缸管22內的活塞26，且驅動構件為連結於活塞26的活塞桿30，被檢測體為將活塞桿30和連桿機構16相互地連接的關節接頭62。因此，不須要安裝另外的零件作為被檢測體就可以削減零件數及作業工時。
更且，第1近接感測器102a及第2近接感測器102b係配設於包含金屬材料所構成的夾鉗本體14內。因此，與在夾鉗本體14之外側配設第1近接感測器102a及第2近接感測器102b的情況相較，可以將夾鉗裝置10小型化。又，因夾鉗本體14係作為遮磁屏蔽而發揮功能，故而可以更不易受到熔接時所產生的直流磁場之影響。
另外，在本實施形態之夾鉗裝置10中，雖然驅動機構12是由流體壓缸所構成，但是並非被限定於此。驅動機構12例如亦可由電動馬達等所構成。
本發明之夾鉗裝置並不限定於上述之實施 形態，只要不脫離本發明之要旨，當然能採取各種的構成。
10‧‧‧夾鉗裝置
12‧‧‧驅動機構
14‧‧‧夾鉗本體
16‧‧‧連桿機構
17‧‧‧夾鉗臂
18‧‧‧檢測機構(檢測手段)
20‧‧‧控制單元
22‧‧‧缸管
24‧‧‧端塊
26‧‧‧活塞
28‧‧‧桿蓋
30‧‧‧活塞桿(驅動構件)
32‧‧‧第1缸室
34‧‧‧第1埠口
36‧‧‧第2缸室
38‧‧‧第2埠口
40‧‧‧緊固螺栓
44‧‧‧阻尼器
48‧‧‧活塞填料
50‧‧‧桿孔
52‧‧‧桿填料
54‧‧‧防塵密封
56‧‧‧托架
62‧‧‧關節接頭(被檢測體)
64‧‧‧溝槽部
66‧‧‧關節銷
68‧‧‧第1連桿部
70‧‧‧第1銷
72‧‧‧第2連桿部
74‧‧‧第2銷
76‧‧‧支承槓桿
82‧‧‧轉動軸
88‧‧‧導輥
92‧‧‧銷構件
94‧‧‧轉動體
96‧‧‧作用面
98‧‧‧第1傾斜面
100‧‧‧第2傾斜面
102a‧‧‧第1近接感測器
102b‧‧‧第2近接感測器
110‧‧‧框體
114‧‧‧連接器
L1‧‧‧線段
α‧‧‧接觸角度

Claims (11)

  1. 一種夾鉗裝置(10)，係夾持工件者，該夾鉗裝置(10)係包含：夾鉗本體(14)；驅動構件(30)，係在前述夾鉗本體(14)內朝向預定方向直線運動；連桿機構(16)，係將前述驅動構件(30)之直線運動轉換成夾鉗臂(17)之轉動動作；檢測手段(18)，係檢測前述夾鉗臂(17)之轉動狀態；以及判定部(124)，係基於前述檢測手段(18)之輸出，判定是否處於夾持狀態；其中，前述檢測手段(18)係包含：被檢測體(62)，係伴隨前述驅動構件(30)之直線運動而朝向前述預定方向位移；以及第1近接感測器(102a)，係檢測前述被檢測體(62)之位置；前述被檢測體(62)係在與前述第1近接感測器(102a)對向的部位具有對於前述預定方向傾斜的第1傾斜面(98)；前述判定部(124)係基於前述第1近接感測器(102a)之輸出信號與預定之夾持臨限值(Z1)的比較，判定是否處於前述夾持狀態，又基於前述第1近接感測器(102a)之輸出信號與預定之夾持力產生臨限值(Z3)的比較，判 定是否處於夾持力產生狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述檢測手段(18)係包含第2近接感測器(102b)，係從前述第1近接感測器(102a)沿著前述預定方向分離而配設；前述被檢測體(62)係在與前述第2近接感測器(102b)對向的部位具有對於前述預定方向傾斜的第2傾斜面(100)；前述判定部(124)係基於前述第2近接感測器(102b)之輸出信號與預定之解除夾持臨限值(Z2)的比較，判定是否處於解除夾持狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，係具備：設定用操作部(112)，係可供使用者操作；以及臨限值設定部(130)，係基於前述設定用操作部(112)被進行第1操作時的前述第1近接感測器(102a)之輸出信號，設定前述夾持臨限值(Z1)，且基於前述設定用操作部(112)被進行第2操作時的前述第2近接感測器(102b)之輸出信號，設定前述解除夾持臨限值(Z2)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述臨限值設定部(130)係基於前述設定用操作部(112)被進行第3操作時的前述第1近接感測器(102a)之輸出信號，設定前述夾持力產生臨限值(Z3)。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，係具備：夾持燈(121)，係配設成能夠從外部觀察，且在前 述判定部(124)判定出處於前述夾持狀態的情況下點亮；以及解除夾持燈(120)，係配設成能夠從外部觀察，且在前述判定部(124)判定出處於前述解除夾持狀態的情況下點亮。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，係具備：夾持力產生燈(123)，係配設成能夠從外部觀察，且在前述判定部(124)判定出處於前述夾持力產生狀態的情況下點亮。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，係具備：速度算出部(126)，係基於前述第1近接感測器(102a)之輸出信號和前述第2近接感測器(102b)之輸出信號，算出前述夾鉗臂(17)之旋轉速度；以及速度判定部(128)，係判定在前述速度算出部(126)所算出的前述旋轉速度是否為預定之速度臨限值以下。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之夾鉗裝置(10)，係具備：速度燈(122)，係配設成能夠從外部觀察，且在前述速度判定部(128)判定出前述旋轉速度已超過前述速度臨限值的情況下點亮。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述被檢測體(62)係由金屬材料所構成；前述第1近接感測器(102a)及前述第2近接感測器(102b)為感應式近接感測器。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，其中，更具備：缸管(22)；以及活塞(26)，其在流體壓之作用下沿著軸線方向而往復運動於前述缸管(22)內；其中，前述驅動構件(30)係連結於前述活塞(26)的活塞桿；前述被檢測體(62)係將前述活塞桿和前述連桿機構(16)相互地連接的關節接頭。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之夾鉗裝置(10)，其中，前述第1近接感測器(102a)及前述第2近接感測器(102b)係配設於包含金屬材料所構成的前述夾鉗本體(14)內。
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