TWI600877B - 位置偵測裝置 - Google Patents

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豊田貴也
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Description

位置偵測裝置
本發明係有關於一種位置偵測裝置，其係由偵測噴嘴相對於工件之偵測面射出自壓力流體供給源供給的壓力流體，以及偵測該偵測面的反壓(back pressure)以藉此偵測該工件的位置。
迄今為止，在用機器工具或其類似者進行工件的加工時，廣泛的作法是利用反壓型位置偵測裝置以便確認工件的位置(例如，參考日本公開特許公報第06-114685號、第10-332356號、以及第2000-141166號)。
第11圖的簡要說明圖圖示習知的反壓型位置偵測裝置150。
就此情形而言，壓力流體供給源152經由通道154連接至位置偵測裝置150的供給埠156。此外，位置偵測裝置150的偵測埠158經由通道160連接至設於平台162中的偵測噴嘴164。此外，工件166經配置成與平台162的參考面165呈面對面關係。此外，與平台162之參考面165面對面的工件166之表面(偵測面)168係與參考面165隔開距離X。
在這種情況下，當經由通道154由壓力流體供給源 152供給壓力流體至供給埠156時，被引入位置偵測裝置150的壓力流體係用內噴嘴(internal nozzle)170收縮或節流以及輸送至偵測埠158。輸送的壓力流體係由偵測埠158經由通道160供給至偵測噴嘴164，而壓力流體係由偵測噴嘴164噴向工件166的偵測面168。
壓力感測器172連接至內噴嘴170的偵測埠158側。在壓力流體由偵測噴嘴164噴向偵測面168期間，壓力感測器172偵測壓力流體的壓力(反壓)。
第12圖的曲線圖圖示各以不同壓力(供給壓力)P1供給壓力流體至供給埠156時之距離X與反壓P2之間的關係。如第12圖所示，滿足關係式Pa>Pb>Pc的供給壓力P1範圍在Pa至Pc之間。就此情形而言，在工件166配置於預定距離X0的情形下，位置偵測裝置150在有供給壓力P1(初始設定壓力)的壓力流體由壓力流體供給源152供給至供給埠156時偵測到反壓P2，以及所偵測之反壓P2設定在P0的閾值。此外，在第12圖中，對應至距離X0(在曲線圖中於P1=Pb處)的反壓設定在閾值P0。此外，距離X0定義為可被視為工件166相對於平台162就位的最大距離。
接下來，在位置偵測裝置150中，當在壓力流體噴向工件166(配置在與偵測噴嘴164有任意距離X處)的偵測面168時用壓力感測器172偵測反壓P2時，如果滿足不等式P2>P0，則判定工件166的偵測面168已就位於參考面165上，而且以ON訊號輸出此一判斷結果。
此外，由於反壓P2與距離X之間存在圖示於第12 圖的關係，所以位置偵測裝置150可確定對應至反壓P2的距離X，以及藉由比較測定距離X與距離X0，可判斷工件166的就位。
藉由上述位置偵測裝置150，除了工件166的位置確認(就位確認)以外，位置偵測裝置150可用來確認工件166的工作尺寸，不論包含工件166的偵測物件存在與否，以及確認工件166的夾鉗狀態。因此，位置偵測裝置150會用於各種環境，其中機器工具加工工件166時所用的切削油或加工工件166所產生的切削碎片會分散於位置偵測裝置150的附近。
因此，包含於壓力流體中的外來物質(排放物)，例如油及金屬顆粒(例如，鐵粉)，從供給埠156側混入位置偵測裝置150，或外來物質(例如，切削油或碎片)從偵測噴嘴164經由通道160及偵測埠158混入位置偵測裝置150，這可能導致內噴嘴170阻塞。就此情形而言，儘管藉由拆開位置偵測裝置150以及卸下內噴嘴170和清洗卸下的內噴嘴170可排除外來物質，然而不容易移除內噴嘴170內堵塞的外來物質。
此外，為了避免壓力流體由偵測噴嘴164反向流動進入位置偵測裝置150，位置偵測裝置150以偵測埠158朝下之方式附接至機器工具的上半部。不過，由於機器工具的上半部是在操作員之手不容易到達的位置，因此從機器工具卸下位置偵測裝置150很麻煩。
由於這些原因，使得習知位置偵測裝置150的維修不容易。特別是，在多個位置偵測裝置150以歧管形式橫向連接的狀況下，在需要從機器工具卸下以維修位置偵測裝置150時會 更複雜，並且對於維護的容易度有相當程度的不利影響。
此外，如果外來物質堵塞於內噴嘴170或偵測噴嘴164內或如果供給壓力P1有波動，則壓力感測器172無法準確地偵測反壓P2。
例如，在供給壓力P1由Pb變到Pa或者是Pc的情形下，回應閾值P0的距離X0也改變。結果，藉由在比較壓力感測器172所偵測之反壓P2與改變後的閾值P0，位置偵測裝置150可能錯誤地偵測工件166的就位位置(距離X)不正確(亦即，該工件166有缺陷)，即使該就位位置實際上是恰當的，或即使工件166有缺陷，位置偵測裝置150可能錯誤地偵測該工件166沒有缺陷(亦即，該距離X恰當)。
此外，在外來物質堵塞於內噴嘴170或偵測噴嘴164內的情形下，反壓P2因外來物質的阻塞而改變。在此情形下，也藉由比較改變的反壓P2與改變後的閾值P0，位置偵測裝置150可能錯誤地偵測工件166有缺陷，即使工件166沒有缺陷，或可能錯誤地偵測工件166沒有缺陷，即使工件166實際上有缺陷。
以此方式，如果供給壓力P1改變，或外來物質阻塞於內噴嘴170或偵測噴嘴164內，由於有發生前述偵測錯誤的風險，而交出有缺陷的工件166，或者，容易發生所謂的短期中斷(設備因暫時麻煩而停止)，這導致機器工具的產能利用率降低。
此外，如上述，錯誤偵測距離X的原因是由於供給壓力P1的變動，或由於外來物質阻塞於偵測噴嘴164或內噴嘴170內。不過，位置偵測裝置150不能夠識別錯誤偵測是否由工件166本身的問題產生，或錯誤偵測的原因是外來物質阻塞位置偵 測裝置150的內部。
本發明已可解決前述問題，以及目標是要提供一種位置偵測裝置，其中可增強它的維修容易度以及防止工件位置的錯誤偵測。
本發明位置偵測裝置包含引入有從壓力流體供給源所供給之壓力流體的裝置主體，以及能夠進行相對於裝置主體之附接及分離的附接/分離機構。就此情形而言，該附接/分離機構包含向偵測噴嘴側輸送被供給至裝置主體之壓力流體的內噴嘴，以及供給內噴嘴所輸送之壓力流體至偵測噴嘴的偵測埠。
如上述，因為有本發明，包含內噴嘴及偵測埠的附接/分離機構能夠附接至裝置主體以及與其分離。結果，如果外來物質堵塞於內噴嘴內，則附接/分離機構可從裝置主體卸下，以及藉由清洗內噴嘴來排除外來物質。換言之，本發明可卸下內噴嘴以及可排除內噴嘴中的堵塞外來物質而不需要拆開整個位置偵測裝置。
此外，在包含偵測埠之附接/分離機構係朝下的情況下，如果要從機器工具上半部卸下位置偵測裝置，操作員可以只從裝置主體卸下附接/分離機構。結果，相較於習知技術，接近內噴嘴輕鬆便利，以及可輕易地由位置偵測裝置卸下內噴嘴。
特別是，在多個位置偵測裝置以歧管形式橫向連接的狀況下，以及如果要從機器工具的上半部卸下形式為歧管的各個位置偵測裝置，只要從裝置主體卸下其中有內噴嘴需要卸下之位置偵測裝置的附接/分離機構56就足夠。結果，可大幅改善以歧管形式配置之位置偵測裝置的維修容易度。
用上述方式，本發明用致能裝置主體之附接及分離的附接/分離機構，可增強位置偵測裝置的維修容易度。此外，藉由促進位置偵測裝置的維修，由於可輕易完成移除內噴嘴中之堵塞外來物質的操作，故可防止工件位置的錯誤偵測。
此外，本發明之位置偵測裝置具有以下項目[1]至[10]所指示的結構為較佳。
[1]在裝置主體中可設置引入從壓力流體供給源所供給之壓力流體的供給通道，以及與該供給通道連通並且該附接/分離機構安裝在其上的安裝部，在內噴嘴中可設置當該附接/分離機構安裝在該安裝部上時與該供給通道連通的孔口，以及在該偵測埠中可設置與該孔口連通並且經由該孔口供給該供給通道所輸送之壓力流體至該偵測噴嘴的偵測通道。
因為有上述結構，由於附接/分離機構對於裝置主體可輕易地附接及分離，故可進一步增強維修容易度。此外，只藉由安裝附接/分離機構於安裝部上，可使供給通道、孔口及偵測通道處於連通狀態，因此，更容易完成安裝附接/分離機構的操作。
[2]該附接/分離機構可呈管狀，其一端沿著附接/分離機構的中心軸線延伸而構成該內噴嘴，以及另一端沿著該中心軸線延伸而構成該偵測埠。與此有關的是，該安裝部可形成為能夠裝入該管狀附接/分離機構的凹處。
就此情形而言，該偵測埠在該內噴嘴側的一部份形成為外徑小於該凹處之內徑的縮徑部(reduced diameter section)，以及在該縮徑部中沿著該附接/分離機構之徑向形成與該偵測通道連通的連通孔。結果，如果該附接/分離機構裝在該安裝部上，該縮徑部在 該安裝部附近的位置形成經由該連通孔與該偵測通道連通的流體引入空間。
此外，因為有該位置偵測裝置，偵測通道側壓力感測器藉由偵測由偵測通道經由連通孔引入流體引入空間之壓力流體的壓力可用來偵測反壓。
供給至該供給通道的壓力流體用該孔口節流以及導向該偵測通道。就此情形而言，如第6圖所示，在該偵測通道的孔口附近，壓力流體由該孔口排出成為收縮流動(constricted flow)。因此，壓力流體在孔口附近的壓降比較大，結果，由於出現邊界分離(boundary separation)，而在收縮流動的兩側部份上發生停滯。因此，外來物質容易集中於發生停滯的位置。此外，輸送至該偵測埠之壓力流體的壓力會隨著壓力流體移向偵測埠側(下游側)而逐漸恢復。
因此，根據本發明，壓力流體係經由該連通孔從該偵測通道引入該流體引入空間，以及用該偵測通道側壓力感測器以偵測引入壓力流體的壓力來偵測該反壓。因此，能以良好精度可靠地偵測反壓，而不被集中於流體停滯區的外來物質影響。
[3]以前述項目[2]而言，該連通孔可以形成為在該縮徑部中的複數個個別連通孔。根據此一結構，壓力流體會在偵測通道和流體引入空間之間產生流動。因此，即使外來物質從該偵測通道經由其中一個連通孔變成與該流體引入空間中的流體混合，然而該外來物質可經由其他連通孔排入該偵測通道。結果，可防止外來物質集中於流體引入空間中，以及能可靠地排除外來物質對於該偵測通道側壓力感測器所偵測之反壓的任何影響。
該等連通孔較佳配置於靠近該縮徑部之該孔口的上游側位置，以及於前述上游側位置更下游的位置。如果以此方式配置，如第6圖所示，壓力流體經由該等下游側連通孔引入該流體引入空間，以及經由該等上游側連通孔排入該偵測通道。就此情形而言，如果用該偵測通道側壓力感測器在該流體引入空間的上游側連通孔附近偵測壓力流體的壓力(反壓)，壓力流體的流動不會面對該壓力感測器。結果，可避免外來物質直接衝擊該偵測通道側壓力感測器。
[4]可設置供給通道側壓力感測器用以偵測被引入該供給通道之壓力流體的壓力(供給壓力)。因此，使得有可能監視供給壓力(例如，監視供給壓力的波動)。
[5]該偵測通道側壓力感測器可包含配置於裝置主體中以便面向流體引入空間的計示壓力感測器(gauge pressure sensor)，以及該供給通道側壓力感測器可包含配置於裝置主體中以便面向該供給通道的計示壓力感測器。結果，在不使用成本比較高的差壓感測器下，可計算內噴嘴上游側(供給通道)與下游側(偵測通道)之間的差壓(differential pressure)。
[6]取代項目[5]中的結構，在內噴嘴的上游側或者下游側上可設置計示壓力感測器，以及在內噴嘴的上游側和下游側之間可配置差壓感測器。
具體而言，可設置包含該供給通道側壓力感測器及該偵測通道側壓力感測器之功能的差壓感測器用以偵測該供給壓力與該反壓之間的差壓，以及可使用用作配置於裝置主體中以便面向該供給通道之供給通道側壓力感測器或者是用作配置於裝置主體中以 便面向該流體引入空間之偵測通道側壓力感測器的計示壓力感測器。
[7]該位置偵測裝置更可包含：用以偵測位置偵測裝置之異常的異常偵測器，其係基於該供給通道側壓力感測器所偵測之供給壓力及/或該偵測通道側壓力感測器所偵測之反壓。結果，對外(例如，操作員)可表示位置偵測裝置的異常為錯誤。
位置偵測裝置的前述異常可為以下各項中之任一者：(1)由壓力流體供給源供給至供給通道之壓力流體的壓力變動(供給壓力的波動)，(2)外來物質阻塞於偵測埠和偵測噴嘴之間，以及(3)外來物質阻塞於內噴嘴中。
具體而言，該異常偵測器基於該供給通道側壓力感測器所偵測之供給壓力可偵測供給壓力的波動，基於該偵測通道側壓力感測器所偵測之反壓可偵測外來物質阻塞於偵測埠和偵測噴嘴之間，及/或基於該供給通道側壓力感測器所偵測之供給壓力與該偵測通道側壓力感測器所偵測之反壓之間的差壓可偵測外來物質阻塞於內噴嘴中。
用上述方式，本發明監視前述異常(1)至(3)的發生，以及如果出現此一異常，由於該異常有對外表示，可具體描述該異常的原因，同時在發生前用位置偵測裝置避免各種類型的錯誤偵測。
[8]該位置偵測裝置更可包含用於儲存預定閾值的儲存單元。就此情形而言，該異常偵測器偵測該位置偵測裝置的異常，其係基於從該儲存單元讀出的閾值與該供給通道側壓力感測器所偵測之供給壓力及/或該偵測通道側壓力感測器所偵測之反壓的比較。因此，能可靠及準確地偵測位置偵測裝置中的異常。
[9]該異常偵測器可偵測該位置偵測裝置的異常，其係基於關於運輸控制裝置所供給之工件的資訊，該控制裝置係控制該工件的運輸，以及該供給通道側壓力感測器所偵測之供給壓力及/或該偵測通道側壓力感測器所偵測之反壓。因此，能可靠及準確地偵測位置偵測裝置中的異常。
[10]該內噴嘴與該偵測埠可一體地構造成為單殼結構，或在該附接/分離機構由該裝置主體卸下時可分離。
如果該內噴嘴與該偵測埠可分離，則可輕易完成排除堵塞於內噴嘴中之外來物質的操作，以及使得內噴嘴便於更換。另一方面，如果將內噴嘴與偵測埠組配成單殼結構，則可提高附接/分離機構的機械強度。
由以下結合附圖的說明可更加明白本發明以上及其他的目標、特徵及優點，其中用示意實施例圖示本發明的較佳具體實施例。
10‧‧‧位置偵測裝置
12‧‧‧壓力流體供給源
14、164‧‧‧偵測噴嘴
16、22、90、94、98、114、120、134、136、154、160‧‧‧通道
18、156‧‧‧供給埠
20、158‧‧‧偵測埠
24、162‧‧‧平台
26、165‧‧‧參考面
28、166‧‧‧工件
30‧‧‧偵測面
32‧‧‧內噴嘴
34、36、172‧‧‧壓力感測器
38‧‧‧放大電路
40‧‧‧CPU(中央處理單元)
42‧‧‧EEPROM(電子可抹除可程式化唯讀記憶體)
44‧‧‧輸入單元
46‧‧‧輸出單元
48‧‧‧連接器
50‧‧‧類比/數位轉換器
52‧‧‧位置偵測處理器
54‧‧‧錯誤判斷處理器
55‧‧‧中心軸線
56‧‧‧附接/分離機構
56a‧‧‧噴嘴部
56b‧‧‧第一埠主體部
56c‧‧‧第二埠主體部
56d‧‧‧單殼部
57‧‧‧裝置主體
58‧‧‧基底構件
60‧‧‧供給通道
62‧‧‧前箱
64‧‧‧顯示視窗
66‧‧‧操作按鈕
68‧‧‧薄片構件
70‧‧‧中介襯料
72‧‧‧內部空間
74、76‧‧‧電路板
78‧‧‧LED(發光二極體)
80‧‧‧背光箱
81‧‧‧橡膠連接器
82‧‧‧LCD(液晶顯示器)
84‧‧‧鎖定板
86‧‧‧壓制構件
88‧‧‧壓敏片
92‧‧‧凹處(安裝部)
96、100、118、126‧‧‧凹處
102、104、110、124、138‧‧‧O環
106‧‧‧固持板
107‧‧‧凸緣
108、132‧‧‧圓柱構件
112‧‧‧孔口
116‧‧‧錐形圓柱構件
121‧‧‧縮徑部
122‧‧‧連通孔
128‧‧‧擴徑部
130‧‧‧卡扣構件
139‧‧‧偵測通道
140‧‧‧流體引入空間
150‧‧‧習知反壓型位置偵測裝置
152‧‧‧壓力流體供給源
168‧‧‧表面(偵測面)
170‧‧‧內噴嘴
A‧‧‧方向
P0‧‧‧閾值
P1‧‧‧供給壓力
P2‧‧‧反壓
P10‧‧‧供給壓力閾值
P20‧‧‧反壓閾值
X‧‧‧距離
X0‧‧‧預定距離
第1圖圖示本發明具體實施例之位置偵測裝置的外形說明圖；第2圖為第1圖之位置偵測裝置的透視圖；第3圖為沿著第2圖之直線III-III繪出的橫截面圖；第4圖為沿著第2圖之直線IV-IV繪出的橫截面圖；第5圖圖示附接/分離機構的橫截面圖；第6圖的說明圖示意圖示壓力流體在附接/分離機構中的流動； 第7圖的時間圖係描述用以偵測外來物質阻塞於偵測埠和偵測噴嘴之間的操作；第8圖的時間圖係描述用以偵測外來物質阻塞於內噴嘴之中的操作；第9圖圖示根據本發明具體實施例之變體的位置偵測裝置的橫截面圖；第10圖圖示附接/分離機構由第9圖之位置偵測裝置之裝置主體卸下的情況的橫截面圖；第11圖圖示習知技術的位置偵測裝置的外形說明圖；以及第12圖圖示不同供給壓力之反壓與距離的關係的曲線圖。
以下參考附圖詳述本發明之位置偵測裝置之較佳具體實施例。
[本發明具體實施例的外形組構]
第1圖圖示本發明具體實施例之位置偵測裝置10的外形說明圖。在詳述位置偵測裝置10的結構之前，用第1圖解釋與偵測工件28之位置有關的外形結構，包括位置偵測裝置10、壓力流體供給源12、以及偵測噴嘴14。
使用位置偵測裝置10以便確認用機器工具實施加工之工件28的位置(確認就位)，以便確認工件28的加工尺寸，確認有沒有包含工件28的偵測物件，確認工件28的夾鉗狀態、等等。在以下描述中，除非另有說明，將描述進行工件28對於平台24就位之確認的情形。
位置偵測裝置10連接至壓力流體供給源12及偵測 噴嘴14。更特別的是，壓力流體供給源12經由通道16連接至位置偵測裝置10輸入側上的供給埠18。此外，位置偵測裝置10輸出側上的偵測埠20經由通道22連接至配置於平台24中的偵測噴嘴14。工件28的表面(偵測面)30與平台24的參考面26隔開距離X。
在位置偵測裝置10中，內噴嘴32係配置於供給埠18與偵測埠20之間。用作計示感測器(gauge sensor)的壓力感測器(供給通道側壓力感測器)34配置於內噴嘴32的上游側上，而用作計示感測器的另一壓力感測器(偵測通道側壓力感測器)36配置於內噴嘴32的下游側上。
結果，當經由通道16從壓力流體供給源12供給壓力流體至供給埠18時，所供給之壓力流體係用內噴嘴32節流，然後由偵測埠20經由通道22輸送至偵測噴嘴14。偵測噴嘴14使輸送給它的壓力流體噴向工件28的偵測面30。就此情形而言，壓力感測器34順序地偵測供給至內噴嘴32之壓力流體的壓力(供給壓力)P1。壓力感測器36順序地偵測由內噴嘴32輸送至偵測埠20之壓力流體的壓力，亦即，由偵測噴嘴14噴向工件28之偵測面30之壓力流體的反壓P2。
位置偵測裝置10更包含放大電路38、CPU(中央處理單元)40、用作儲存單元的EEPROM(電子可抹除可程式化唯讀記憶體)42、輸入單元44、輸出單元46、以及連接器48。
放大電路38放大表示用壓力感測器34順序偵測之供給壓力P1的類比訊號，放大表示用壓力感測器36順序偵測之反壓P2的類比訊號，以及順序地輸出放大的訊號至CPU 40。
CPU 40包含類比/數位轉換器(A/D converter)50、位置偵測處理器52、以及錯誤判斷處理器(異常偵測器)54。
類比/數位轉換器50把由放大電路38順序地輸入給它的類比訊號轉換成數位訊號。
EEPROM 42儲存由位置偵測處理器52執行之方法所用的各種資料，以及儲存由錯誤判斷處理器54執行之方法所用的各種資料。
更特別的是，在工件28事先配置於設定距離X0的情況下，以及在確認工件28就位之前，位置偵測裝置10於壓力流體以供給壓力P1(初始設定壓力)由壓力流體供給源12供給至供給埠18時用壓力感測器36偵測反壓P2，然後設定所偵測之反壓P2至閾值P0。因此，EEPROM 42存入的資料係表示閾值P0，以及表示圖示於第12圖距離X與各供給壓力P1之反壓P2的關係，作為將由位置偵測處理器52執行之程序所使用的資料。距離X0定義為可視為工件28相對於平台24已就位的最大距離。
此外，EEPROM 42也儲存以下項目(1)至(3)的資料，其係用於由錯誤判斷處理器54執行之程序。
(1)供給壓力P1(供給壓力閾值P10)在供給壓力P1沒有波動之情形下的數值。(2)在偵測埠20與偵測噴嘴14之間沒有外來物質(例如，切削油或切削碎片)阻塞的情形下，反壓P2(反壓閾值P20)在工件28相對於平台24已就位時的數值。(3)在內噴嘴32中不存在來自供給埠18側之壓力流體內所包含的外來物質(例如，油或金屬粒子)阻塞或來自偵測噴嘴14側之外來物質(例如，切削油或切削碎片)阻塞的情形下，供給壓力P1與反壓P2在工件28相對 於平台24已就位時的差壓(差壓閾值(P10-P20))。
各個閾值(1)至(3)為事先存入EEPROM 42的初始設定壓力，表示在位置偵測裝置10沒有前述異常情形下的正常供給壓力P1、反壓P2及差壓(P1-P2)。
如果沒有後述之錯誤訊號由錯誤判斷處理器54輸入，位置偵測處理器52則由EEPROM 42讀出閾值P0，其係回應用經類比/數位轉換之數位訊號表示的供給壓力P1及反壓P2。然後，假如讀出閾值P0與反壓P2滿足不等式P2>P0，則位置偵測處理器52判斷工件28相對於平台24的參考面26已正確地就位，以及輸出表示判斷結果的ON訊號。
此外，EEPROM 42也儲存表示距離X與各供給壓力P1之反壓P2之關係的資料。因此，如果沒有錯誤訊號由錯誤判斷處理器54輸入，位置偵測處理器52可由EEPROM 42讀出對應至供給壓力P1的資料，以及使用該讀出資料可確定對應至反壓P2的距離X。然後，假如滿足不等式X<X0，位置偵測處理器52可判斷工件28相對於平台24的參考面26已正確地就位，以及輸出表示判斷結果的ON訊號。
使用供給壓力P1、反壓P2及供給壓力P1與反壓P2的差壓(P1-P2)(用經類比/數位轉換之數位訊號表示)，錯誤判斷處理器54確定位置偵測裝置10中是否有異常，以及在確定異常已發生的情形下，錯誤判斷處理器54輸出作為錯誤訊號的判斷結果。
如上述，可用(1)供給壓力P1的波動(壓力波動)，(2)外來物質(排放物(drain))阻塞於偵測埠20與偵測噴嘴14之間，或 (3)外來物質阻塞於內噴嘴32中，來定義位置偵測裝置10的異常。在產生該等異常中之任一者的情形下，無法充分準確地偵測供給壓力P1、反壓P2及差壓(P1-P2)，而導致位置偵測處理器52錯誤地偵測距離X。
因此，錯誤判斷處理器54由EEPROM 42讀出供給壓力閾值P10，以及基於讀出供給壓力閾值P10與供給壓力P1的比較，如果確定供給壓力P1的波動已發生，則錯誤判斷處理器54輸出作為錯誤訊號的判斷結果。此外，錯誤判斷處理器54由EEPROM 42讀出反壓閾值P20，以及基於讀出反壓閾值P20與反壓P2的比較，如果確定外來物質阻塞於偵測埠20與偵測噴嘴14之間已發生，則錯誤判斷處理器54輸出作為錯誤訊號的判斷結果。此外，錯誤判斷處理器54由EEPROM 42讀出差壓閾值(P10-P20)，以及基於讀出差壓閾值(P10-P20)與差壓(P1-P2)的比較，如果確定外來物質阻塞於內噴嘴32中已發生，則錯誤判斷處理器54輸出作為錯誤訊號的判斷結果。以下會更詳細地描述各個由錯誤判斷處理器54執行的判斷程序。
輸入單元44為操作按鈕或其類似者，其係由裝上位置偵測裝置10之機器工具的操作員操作。輸出單元46對外輸出：與輸入單元44有關的操作結果、由位置偵測處理器52做出以便確認工件28就位的偵測結果、表示輸出自錯誤判斷處理器54之錯誤訊號的判斷結果、等等。連接器48能夠與連接至未圖示之外部裝置(例如，用作控制機器工具之控制裝置的PLC(可程式邏輯控制器))的纜線連接。
[本發明具體實施例的詳述結構]
接下來，用第2圖至第5圖更詳細地解釋位置偵測裝置10的結構。
如第2圖所示，位置偵測裝置10包含形式為實質六面體外殼的裝置主體57，以及對於裝置主體57可附接及分離的附接/分離機構56。在位置偵測裝置10裝在機器工具上的情形下，如第2圖至第4圖所示，在彼之附接/分離機構56朝下的情況下，位置偵測裝置10附接至機器工具。因此，在位置偵測裝置10附接至機器工具的情形下，操作員從裝置主體57的下表面將附接/分離機構56附接至裝置主體57及與其分離。
附接/分離機構56由用作內噴嘴32的噴嘴部56a、能夠連接至噴嘴部56a的第一埠主體部56b、以及能夠連接至第一埠主體部56b的第二埠主體部56c構成。偵測埠20由第一埠主體部56b與第二埠主體部56c製成。就此情形而言，該管狀附接/分離機構56係藉由對於裝置主體57沿著與箭頭A方向(垂直方向)實質平行的中心軸線55以串聯方式連接噴嘴部56a、第一埠主體部56b及第二埠主體部56c而構成。
因此，在噴嘴部56a、第一埠主體部56b及第二埠主體部56c沿著中心軸線55實質共軸地連接成一體的情況下，附接/分離機構56能夠附接裝置主體57及與其分離。此外，在附接/分離機構56與裝置主體57分離的情形下，噴嘴部56a、第一埠主體部56b及第二埠主體部56c能夠相互分離。此外，噴嘴部56a、第一埠主體部56b及第二埠主體部56c也可用例如插入式連接件或扣壓式連接件連接成一體。
裝置主體57包含基底構件58與前箱(front case)62。 連接器48配置於基底構件58的上表面上。此外，供給埠18被包含於基底構件58的內部，以及在其中形成供給壓力流體的供給通道60。
在第2圖中，儘管顯示供給通道60在基底構件58之側面上露出的情況，但在位置偵測裝置10用作單一單元的情形下，可使用其中供給通道60在基底構件58之側面上不露出的位置偵測裝置10，或可在暴露之供給通道60被未圖示之封閉構件阻隔的狀態下使用。
顯示各種顯示內容的顯示視窗64以及多個操作按鈕66係配置於前箱62的一個表面上。除顯示視窗64及操作按鈕66以外的其他位置係用薄片構件68覆蓋。
如第3圖及第4圖所示，基底構件58與前箱62係通過中介襯料(intervening packing)70連接，使得在裝置主體57的內部形成內部空間72。與連接器48電性連接的電路板74的配置位置是在內部空間72中的連接器48附近。此外，與電路板74電性連接的另一電路板76係配置於沿著箭頭A的方向在內部空間72中靠近前箱62側的位置。
基底構件58的背面側(前箱62的反面)朝前箱62大幅凹下，供給通道60係在此凹下位置中形成。兩個壓力感測器34、36在電路板76的一個表面(基底構件58側上的表面)上裝在供給通道60的附近。
多個LED(發光二極體)78與顯示視窗64面對面地裝在電路板76的另一表面上。此外，在電路板76的另一表面上組裝背光箱(backlight case)80以便包圍該等LED 78。LCD(液晶顯示 器)82係配置於顯示視窗64與該等LED 78之間。LCD 82用鎖定板84固定於背光箱80的端部。
LCD 82與電路板76通過橡膠連接器81電性連接。就此情形而言，LED 78都用作LCD 82的背光光源。更特別的是，由電路板76經由橡膠連接器81供給電氣訊號至LCD 82以藉此驅動LCD 82，而在LCD 82處於被驅動狀態下，在LED 78照射時，由電路板76之另一表面、LCD 82及背光箱80定義的空間用作為使LED 78之光擴散的光擴散空間。因此，當擴散光照明LCD 82時，回應LCD 82之顯示內容的光線可通過顯示視窗64照射至外部。以此方式，顯示視窗64、LED 78、橡膠連接器81及LCD 82一起構成輸出單元46。
此外，各個操作按鈕66的壓制構件86(形式為突出物)係配置於電路板76之一側上，而在電路板76的另一表面裝上能夠與壓制構件86接觸的壓敏片(pressure-sensitive sheet)88。因此，當操作員壓下操作按鈕66中之一個時，對應壓制構件86壓迫壓敏片88，然後壓敏片88輸出電氣訊號給電路板76以回應來自壓制構件86的壓迫力。因此，操作按鈕66、壓制構件86及壓敏片88一起構成輸入單元44。
此外，電路板74、76以及裝在電路板74、76上的未圖示電子組件構成放大電路38、CPU 40及EEPROM 42。
供給通道60經由通道90連接至形成於基底構件58下半部的凹處(安裝部)92。凹處92的尺寸經製作成能夠收容附接/分離機構56的噴嘴部56a及第一埠主體部56b，以及包含具有階梯部份的管狀凹處。此外，供給通道60通過通道94連接至凹處 96。此外，在凹處92的通道90側上的位置處形成與另一凹處100連通的通道98。
壓力感測器34、36，例如，如第3圖及第4圖所示，其上較佳為具有階梯部份的半導體壓力感測器。就此情形而言，壓力感測器34、36的遠端部件(偵測壓力及將壓力轉換成數位訊號的感測器部件)各自插入凹處96、100。此外，O環102、104各自裝在各個壓力感測器34、36之遠端部件的外圓周上。固持板106插在基底構件58的背面側與裝在電路板76上之壓力感測器34、36的近端之間。O環102、104用固持板106固定及保持在基底構件58的背面側上。
如第2圖至第5圖所示，附接/分離機構56的噴嘴部56a包含有凸緣107形成於其上的圓柱構件108。O環110配置於在凹處92側上的凸緣107上。在凸緣107的中央部份中形成與中心軸線55實質共軸的孔口112。孔口112與形成於圓柱構件108的通道114連通。
第一埠主體部56b在靠近噴嘴部56a之一側上包含錐形圓柱構件116。在靠近噴嘴部56a的該側上，形成有經安裝成與圓柱構件108接合之凹處118的圓柱構件116。圓柱構件116上形成與凹處118連通之通道120的部份係形成為縮徑部121，其外徑小於圓柱構件116上之其他位置的外徑。沿著圓柱構件116的徑向(垂直於中心軸線55的方向)，在縮徑部121的多個位置形成與通道120連通的連通孔122。
此外，在圓柱構件116之中央部份的外圓周上安裝O環124。在圓柱構件116之第二埠主體部56c側面上的部份形成 為擴徑部(expanded diameter section)128，其外徑大於圓柱構件116之其他位置的外徑。用擴徑部128形成與通道120連通以及大小能夠收容第二埠主體部56c之一部份於其中的凹處126。在擴徑部128的外圓周上安裝卡扣構件(clip member)130。
第二埠主體部56c包含向第一埠主體部56b側變尖的圓柱構件132。圓柱構件132的第一埠主體部56b側能夠裝進凹處126，以及具有形成於其內部上的通道134。此外，圓柱構件132的偵測噴嘴14側有比圓柱構件132之其他位置大些的外徑，以及在其內部上形成與通道134連通的通道136。此外，在圓柱構件132的外圓周靠近第一埠主體部56b的一側上裝上O環138。
因此，如第4圖所示，在噴嘴部56a、第一埠主體部56b及第二埠主體部56c串聯連接時構造成附接/分離機構56，使得每個通道114、120、134、136與孔口112連通，從而構成經由通道22與偵測噴嘴14連通的偵測通道139。此外，形成偵測通道139(由各個通道114、120、134、136組成)使得彼等的內徑由噴嘴部56a朝向第二埠主體部56c變大。
當附接/分離機構56的噴嘴部56a及第一埠主體部56b插入凹處92時，在噴嘴部56a面向凹處92的情況下，噴嘴部56a及第一埠主體部56b裝進凹處92，如第3圖所示，而附接/分離機構56變成附接至裝置主體57。就此情形而言，卡扣構件130壓制基底構件58在附接/分離機構56之徑向中形成凹處92的部份。結果，噴嘴部56a與第一埠主體部56b可保持於凹處92中。
附接/分離機構56可用螺絲固定於裝置主體57，或凹處92與附接/分離機構56的外圓周可藉螺絲接合而相互連接， 而不是用卡扣構件130。
此外，在附接/分離機構56裝入凹處92時，供給通道60安置成經由通道90與孔口112及偵測通道139連通。此外，部份凹處92與縮徑部121、凸緣107、擴徑部128及基底構件58一起形成流體引入空間140。流體引入空間140通過連通孔122與偵測通道139連通，以及經由通道98與面對壓力感測器36之遠端部份的凹處100連通。
[本發明具體實施例的基本操作]
位置偵測裝置10係依上述根據本發明具體實施例構造而成。接下來，解釋位置偵測裝置10的操作。
描述用以偵測工件28之位置的位置偵測程序，其中壓力流體由壓力流體供給源12供給至位置偵測裝置10，壓力流體由偵測噴嘴14噴向工件28，用壓力感測器34偵測供給壓力P1，用壓力感測器36偵測反壓P2，以及基於所偵測之供給壓力P1及所偵測之反壓P2來確定工件28的位置。更特別的是，將針對下列情形來解釋位置偵測裝置10的基本操作：沒有供給壓力P1的波動、沒有外來物質阻塞於內噴嘴32(由噴嘴部56a的孔口112所充當者)中、以及沒有外來物質阻塞於由偵測埠20至偵測噴嘴14的位置內。
在經由通道16供給來自壓力流體供給源12的壓力流體至位置偵測裝置10的供給埠18(由供給通道60構成者)時，在裝置主體57內部的供給通道60經由通道90將壓力流體供給至內噴嘴32。孔口112用來節流壓力流體以及輸送壓力流體至偵測通道139。經由通道22，由偵測通道139供給所輸送的壓力流體 至偵測噴嘴14，而偵測噴嘴14向工件28的偵測面30噴射所供給之壓力流體。
壓力感測器34順序地偵測由供給通道60經由通道94引入壓力流體至凹處96的壓力(供給壓力)P1。壓力感測器36順序地偵測由偵測通道139經由連通孔122、流體引入空間140、通道98及凹處100引入壓力流體給它的壓力(反壓)P2。
用壓力感測器34順序地偵測之供給壓力P1的類比訊號、以及壓力感測器36順序地偵測之反壓P2的類比訊號係用放大電路38放大以及順序地輸出至CPU 40。CPU 40的類比/數位轉換器50把順序輸入的類比訊號轉換成數位訊號。
位置偵測處理器52由EEPROM 42讀出對應至所偵測之供給壓力P1及所偵測之反壓P2的閾值P0，以及假如滿足不等式P2>P0，位置偵測處理器52輸出表示工件28相對於平台24之參考面26就位的ON訊號。
此外，EEPROM 42也儲存表示距離X與各供給壓力P1之反壓P2之關係的資料。因此，位置偵測處理器52可由EEPROM 42讀出對應至偵測供給壓力P1的資料，以及使用讀出的資料確定對應至反壓P2的距離X。然後，假如滿足不等式X<X0，可輸出表示工件28相對於平台24之參考面26就位的ON訊號。
如上述，類比/數位轉換器50把由放大電路38順序地輸入的類比訊號轉換成數位訊號，因此，在位置偵測處理器52中，每次在有表示所偵測之供給壓力P1及反壓P2的數位訊號輸入給它時，對前述工件28實施位置偵測程序為較佳。
此外，CPU 40供給ON訊號以及對應至供給壓力P1及反壓P2的訊號至LCD 82，以及驅動LCD 82連同驅動LED 78。當LED 78的光線照明LCD 82時，LCD 82經由顯示視窗64照射光線至外部，該光線係呈現對應至供給壓力P1、反壓P2及ON訊號的顯示內容。因此，藉由以視覺確認前述顯示內容，操作員可掌握供給壓力P1、反壓P2、以及工件28的就位情形。
通過這些基本操作，位置偵測裝置10的操作前提是沒有供給壓力P1的波動、沒有外來物質阻塞於由偵測埠20至偵測噴嘴14的位置內、以及沒有外來物質阻塞於孔口112中。因此，錯誤判斷處理器54不輸出錯誤訊號。
第6圖的說明圖示意圖示壓力流體在孔口112及偵測通道139等等中的流動。在第6圖中，以箭頭圖示的實線表示壓力流體的流線及流向。此外，為了便於解釋，附圖省略通道98與凹處100。
用上述方式，由供給通道60供給至通道90的壓力流體(參考第2圖至第4圖)用孔口112收縮(節流)，以及導入偵測通道139。就此情形而言，在通道114中，在偵測通道139的孔口112附近，壓力流體由孔口112排出成為收縮流動。因此，在通道114中，壓力流體流經孔口112後的壓力減量比較大，而發生邊界分離。
結果，在通道114中除收縮流動以外的部份(亦即，第6圖中在通道114左右兩側的部份)產生停滯。外來物質容易集中於發生停滯的位置。因此，在外來物質集中的位置處，當用壓力感測器36執行反壓P2的偵測時，有可能錯誤地偵測反壓P2。 當供給至偵測通道139的壓力流體更往下游移動(在第1圖是向偵測噴嘴14側)時，它的壓力會逐漸恢復。
因此，根據本發明，以便避免在出現停滯以及外來物質容易集中的位置(在通道114中)偵測反壓P2，壓力流體經由連通孔122從偵測通道139引入流體引入空間140，以及用壓力感測器36(經由通道98及凹處100)偵測所引入之壓力流體的壓力以藉此偵測反壓P2。結果，可準確及精確地偵測反壓P2，而不受壓力流體停滯區所集中的外來物質影響。
此外，根據本發明具體實施例，連通孔122係形成於在流體引入空間140與偵測通道139之間的多個位置。更特別的是，如第3圖至第6圖所示，連通孔122形成於縮徑部121之孔口112附近上游側上的數個位置，以及於前述上游位置更下游的下游側上的數個位置。就此情形而言，壓力感測器36在流體引入空間140中之上游側連通孔122的附近偵測反壓P2。
用上述方式，壓力流體經由下游側連通孔122引入流體引入空間140，然後經由上游連通孔122排入偵測通道139。因此之故，即使外來物質經由下游側連通孔122從偵測通道139滲入流體引入空間140，外來物質會與壓力流體的流動一起經由上游側連通孔122排入偵測通道139。結果，可防止外來物質阻塞於流體引入空間140中，可排除外來物質對於壓力感測器36所偵測之反壓P2的影響。此外，由於壓力感測器36的遠端部件經配置成不會面對壓力流體的流動，因此也可避免外來物質直接衝擊壓力感測器36。
[偵測位置偵測裝置中的異常]
接下來，根據本發明具體實施例，針對位置偵測裝置10中出現前述異常的情形，描述用於在錯誤判斷處理器54中偵測異常的偵測程序。
此時將描述(1)用以偵測供給壓力P1之波動(壓力變動)的程序，(2)用以偵測外來物質阻塞於偵測噴嘴14和偵測埠20之間的程序，以及(3)用以偵測外來物質阻塞於內噴嘴32(由噴嘴部56a的孔口112充當)中的程序。
首先，解釋用以偵測供給壓力P1之波動的程序。
用上述方式，如果壓力流體由偵測噴嘴14噴向工件28，以及各自用壓力感測器34、36執行壓力流體的壓力偵測，錯誤判斷處理器54由EEPROM 42讀出供給壓力閾值P10，以及計算供給壓力P1(用類比/數位轉換器50轉換成數位訊號)與讀出供給壓力閾值P10之差的絕對值|P1-P10|。接下來，如果絕對值|P1-P10|偏離任意值(亦即，大於任意值)，錯誤判斷處理器54判定供給壓力P1的波動已發生，以及輸出錯誤訊號以通知供給壓力P1的波動給操作員。此外，由於壓力感測器34、36各自順序地偵測壓力流體的壓力，錯誤判斷處理器54每次在有供給壓力P1的數位訊號輸入給它時執行前述偵測程序。
接下來，將解釋用以偵測外來物質阻塞於偵測噴嘴14和偵測埠20之間的方法。
如果壓力流體由偵測噴嘴14噴向工件28，以及各自用壓力感測器34、36執行壓力流體的壓力偵測，錯誤判斷處理器54由EEPROM 42讀出反壓閾值P20。然後，錯誤判斷處理器54比較讀出反壓閾值P20與反壓P2(用類比/數位轉換器50轉換 成數位訊號)，以及假如滿足不等式P2>P20，錯誤判斷處理器54判定工件28相對於平台24之參考面26已正確地就位。另一方面，如果壓力P2小於或等於反壓閾值P20，亦即，如果P2≦P20成立，錯誤判斷處理器54可判定工件28相對於平台24之參考面26尚未就位。
第7圖的時間圖描述用反壓閾值P20等等偵測外來物質之阻塞的操作。
如果反壓P2隨著時間起伏，反壓P2由表示工件28之未就位狀態的未就位壓力上升，以及在反壓P2超過反壓閾值P20(第7圖中的“正常”)時，得出的結論是工件28相對於平台24之參考面26已正確地就位。錯誤判斷處理器54包含計數功能，使得在此之後，即使反壓P2一旦由反壓閾值P20下降，如果反壓P2再度上升超過反壓閾值P20而不減少到預設阻塞預測壓力P31，則進行第一次的計數作為故障預測計數(第7圖的“一次”)。
之後，錯誤判斷處理器54每次在反壓P2低於反壓閾值P20時進行計數，然後再度上升超過反壓閾值P20而不減少到阻塞預測壓力P31。
此外，當連續計數的數目到達預定計數時，錯誤判斷處理器54判定外來物質的阻塞已發生於偵測噴嘴14和偵測埠20之間，以及輸出作為錯誤訊號的判斷結果。
更特別的是，在工件28相對於平台24之參考面26已就位的情形下，由於工件28阻擋偵測噴嘴14，假設沒有外來物質的阻塞，則反壓P2維持超過反壓P20而與時間的流逝無關。此外，如果工件28處於未就位狀態，由於壓力流體由偵測噴嘴 14漏出，假設沒有外來物質的阻塞，反壓下降到接近大氣壓力的未就位壓力P21，而與時間的流逝無關。
不過，當外來物質的阻塞存在於偵測埠20和偵測噴嘴14之間時，由於偵測埠20、通道22及偵測噴嘴14的有效面積變小，就工件28的未就位狀態而言，壓力流體變成更加難以由偵測噴嘴14流向工件28側，因此變成反壓P2難以降到未就位壓力P21。在此情況下，如果工件28變成就位於平台24的參考面26上以及阻擋偵測噴嘴14，則反壓P2上升至反壓閾值P20。
因此之故，以前述阻塞而言，當工件28隨著時間重覆地處於就位狀態及未就位狀態時，如第7圖所示，反壓P2在反壓閾值P20和阻塞預測壓力P31之間上升及下降。因此，錯誤判斷處理器54計數上升及下降之反壓P2隨著時間超過反壓閾值P20的次數，以及如果計數數目到達預定數目，則判定外來物質的阻塞已發生於偵測埠20和偵測噴嘴14之間。
如果反壓P2降到阻塞預測壓力P31以下，則錯誤判斷處理器54輸出錯誤訊號，以及重設故障預測數的計數。此外，由於各個壓力感測器34、36順序地進行壓力流體的壓力偵測，錯誤判斷處理器54每次在有反壓P2的數位訊號輸入給它時實施前述偵測程序。
此外，類似於反壓閾值P20，未就位壓力P21與阻塞預測壓力P31也可存入EEPROM 42，以及每次在實施前述程序時，錯誤判斷處理器54可由EEPROM 42讀出反壓閾值P20、未就位壓力P21、及阻塞預測壓力P31。
接下來，描述用以偵測外來物質阻塞於孔口112中 的偵測程序。
在壓力流體由偵測噴嘴14噴向工件28以及各個壓力感測器34、36偵測壓力流體之壓力的情形下，錯誤判斷處理器54由EEPROM 42讀出差壓閾值(P10-P20)。然後，錯誤判斷處理器54計算已用類比/數位轉換器50轉換成數位訊號之供給壓力P1與反壓P2的差壓(P1-P2)，以及比較算出之差壓(P1-P2)與讀出的差壓閾值(P10-P20)。
第8圖的時間圖描述用差壓閾值(P10-P20)等等偵測外來物質之阻塞的操作。
如果差壓(P1-P2)隨著時間的消逝起伏，如果差壓(P1-P2)降低小於差壓閾值(P10-P20)的數值(第8圖的“正常”)，得出的結論是工件28相對於平台24之參考面26已正確地就位。錯誤判斷處理器54也包含與此偵測方法有關的計數功能。因此，如果差壓(P1-P2)一旦超過差壓閾值(P10-P20)然後到達事先設定的阻塞預測壓力P32，則之後，差壓(P1-P2)再度下降而變成低於差壓閾值(P10-P20)，進行第一次的計數作為故障預測數的計數(第8圖的“一次”)。
之後，錯誤判斷處理器54每次在差壓(P1-P2)上升到達阻塞預測壓力P32然後再度下降變成低於差壓閾值(P10-P20)時進行計數。
此外，當連續計數的數目到達預定計數時，錯誤判斷處理器54判定內噴嘴32中已發生外來物質的阻塞，以及輸出作為錯誤訊號的判斷結果。
具體而言，由於通道16及供給埠18(供給通道60) 通過孔口112與偵測埠20、通道22及偵測噴嘴14連通，如果沒有外來物質阻塞於其中，差壓(P1-P2)維持在差壓閾值(P10-P20)而與時間的流逝無關。
當外來物質的阻塞存在於孔口112中時，孔口112的有效面積變小。就此情形而言，工件28處於就位狀態，而偵測噴嘴14被工件28阻擋。因此，壓力流體不會由偵測噴嘴14漏出，結果，差壓(P1-P2)變成大約等於差壓閾值(P10-P20)的壓力。
另一方面，如果工件28處於未就位狀態，由於壓力流體由偵測噴嘴14向工件28側漏出，故反壓P2減少，以及差壓(P1-P2)的數值增加。在此情況下，當工件28變成就位於平台24的參考面26上以及阻擋偵測噴嘴14時，差壓(P1-P2)會降到差壓閾值(P10-P20)。
因此，以孔口112的前述阻塞而言，在工件28重覆地處於就位及未就位狀態時，如第8圖所示，差壓(P1-P2)隨著時間在阻塞預測壓力P32和差壓閾值(P10-P20)之間上升及下降。因此，錯誤判斷處理器54計數上升及下降之差壓(P1-P2)變成低於差壓閾值(P10-P20)的次數，如果計數數目到達預定數目，則判定孔口112中已發生外來物質的阻塞。
此外，在錯誤判斷處理器54中，儘管在不存在外來物質阻塞的情形下，差壓(P1-P2)在工件28處於未就位狀態時上升到差壓(P11-P21)，當差壓(P1-P2)降到差壓閾值(P10-P20)而不到達阻塞預測壓力P32時，則錯誤判斷處理器54輸出錯誤訊號，以及重設故障預測數的計數。此外，由於各個壓力感測器34、36順序地進行壓力流體的壓力偵測，錯誤判斷處理器54每次在有供給壓 力P1及反壓P2的數位訊號輸入給它時實施前述偵測方法。此外，類似於反壓閾值P20，阻塞預測壓力P32及差壓(P11-P21)也存入EEPROM 42，以及每次在實施前述偵測方法時，錯誤判斷處理器54可由EEPROM 42讀出差壓閾值(P10-P20)、阻塞預測壓力P32及差壓(P11-P21)。
此外，有關在錯誤判斷處理器54中進行的異常偵測程序，在各種訊號不從錯誤判斷處理器54輸入的情形下，自然是位置偵測處理器52進行工件28之就位狀態的偵測程序，使得在反壓P2到達反壓閾值P20時由它輸出ON訊號。
[本發明具體實施例的效果]
如上述，藉由根據本發明具體實施例的位置偵測裝置10，包含偵測埠20及內噴嘴32的附接/分離機構56能夠附接於裝置主體57及與其分離。因此，在外來物質變成阻塞於內噴嘴32中的情形下，附接/分離機構56可由裝置主體57卸下，以及可清洗內噴嘴32以排除外來物質。更特別的是，藉由本發明具體實施例，可卸下內噴嘴32以及可排除內噴嘴32的堵塞外來物質而不需要拆開整個位置偵測裝置10。
此外，在包含偵測埠20之附接/分離機構56朝下的情況下，若要從機器工具的上半部卸下位置偵測裝置10，操作員可以由裝置主體57只卸下附接/分離機構56。結果，相較於習知技術，能輕鬆便利地接近內噴嘴32，以及可從位置偵測裝置10輕易卸下內噴嘴32。
特別是，在多個位置偵測裝置10橫向連接成歧管形式的情形下，如果要從機器工具的上半部卸下呈歧管形式的位置 偵測裝置10，只要從對應之裝置主體57卸下其中有內噴嘴32需要卸下之位置偵測裝置10的附接/分離機構56就足夠。結果，可大幅改善配置成歧管形式之位置偵測裝置10的維修容易度。
用上述方式，本發明具體實施例藉由致能裝置主體57之附接及分離的附接/分離機構56，可增強位置偵測裝置10的維修容易度。此外，藉由增強位置偵測裝置10的維修，可輕易完成移除內噴嘴32中堵塞之外來物質的操作。因此，可防止工件28之位置的錯誤偵測。
在多個位置偵測裝置10橫向連接成歧管形式而不是連接器48的情形下，連接器較佳為配置於各個位置偵測裝置10的相反側面上。結果，當各個位置偵測裝置10橫向連接時，各個位置偵測裝置10的供給通道60連接，以及每個連接器可電氣連接。結果，經由該等連接器，可實現從壓力流體供給源12供給壓力流體至每個供給通道60，以及由未圖示之控制器供給電力等等至各個位置偵測裝置10。
此外，供給通道60與凹處92設於裝置主體57中，使得當附接/分離機構56裝入凹處92時，供給通道60與孔口112及在附接/分離機構56側上的偵測通道139連通。如果以此方式安裝，附接/分離機構56可便於附接及分離於裝置主體57，以及可增強維修容易度。此外，由於藉由安裝附接/分離機構56於凹處92中而使供給通道60、孔口112及偵測通道139簡單地連通，所以使得組裝附接/分離機構56更容易。
此外，藉由用卡扣構件130或其類似者使附接/分離機構56保持在裝置主體57(在它的凹處92中)上，附接/分離機構 56對於凹處92可附接及分離而不需要使用特殊工具。此外，如果用配管(tubing)形成連接至(由第二埠主體部56c構成的)偵測埠20的通道22，操作員只藉由拉扯配管便可使附接/分離機構56與裝置主體57分離，不需要拆開整個位置偵測裝置10。
此外，藉由從偵測通道139經由連通孔122引導壓力流體進入流體引入空間140，以及用壓力感測器36偵測所引入之壓力流體的反壓P2，能以良好精度可靠地偵測反壓P2，而不被偵測通道139內流體停滯區所集中的外來物質影響。
此外，藉由在縮徑部121中形成多個個別連通孔122，在偵測通道139與流體引入空間140之間產生壓力流體的流動。因此，即使外來物質從偵測通道139經由其中一個連通孔122而與流體引入空間140中的流體混合，該外來物質仍可經由其他連通孔122排放至偵測通道139。結果，可防止外來物質在流體引入空間140中集中，以及能可靠地排除外來物質對於壓力感測器36所偵測之反壓P2的任何影響。
該等連通孔122較佳為配置於靠近縮徑部121之孔口112的上游側位置，以及於前述上游位置更下游的位置。如果以此方式配置，壓力流體經由下游側連通孔122引入流體引入空間140，以及經由上游側連通孔122排入偵測通道139。就此情形而言，如果用壓力感測器36偵測流體引入空間140中在上游側連通孔122附近的反壓P2，壓力流體的流動不會面對壓力感測器36，因此，可避免外來物質直接衝擊壓力感測器36。
藉由用壓力感測器34偵測引入供給通道60之壓力流體的供給壓力P1，使得有可能監視供給壓力P1(例如，監視供 給壓力P1的波動)。
此外，由於壓力感測器34、36為計示壓力感測器而不使用成本比較高的差壓感測器，可計算內噴嘴32之上游側(供給通道60)與下游側(偵測通道139)的差壓(P1-P2)。
錯誤判斷處理器54基於壓力感測器34、36所偵測的壓力來偵測位置偵測裝置10的異常，以及輸出偵測結果為錯誤訊號。因此，位置偵測裝置10的異常可作為錯誤指示給外部(例如，操作員)。
位置偵測裝置10的前述異常可為下列中之任一者：(1)供給壓力P1的波動，(2)外來物質阻塞於偵測埠20和偵測噴嘴14之間，以及(3)外來物質阻塞於內噴嘴32(的孔口112)中。因此，錯誤判斷處理器54基於壓力感測器34所偵測的供給壓力P1來偵測供給壓力P1的波動，基於壓力感測器36所偵測的反壓P2來偵測外來物質於偵測埠20和偵測噴嘴14之間的阻塞，以及基於各自用壓力感測器34、36偵測之供給壓力P1與反壓P2的差壓(P1-P2)來偵測外來物質於孔口112中的阻塞。
用上述方式，藉由本發明具體實施例監視前述異常(1)至(3)的發生，如果出現這種異常，由於對外指示該異常，可具體描述該異常的原因，同時在發生前使用位置偵測裝置10來避免各種類型的錯誤偵測。
基於存入EEPROM 42之各種閾值資料與供給壓力P1及/或反壓P2之間的比較，或者，壓力感測器34、36所偵測的差壓(P1-P2)，錯誤判斷處理器54偵測位置偵測裝置10中的異常。因此，能可靠及準確地偵測位置偵測裝置10中的此種異常。
此外，在附接/分離機構56從裝置主體57卸下的情況下，由於噴嘴部56a、第一埠主體部56b及第二埠主體部56c可相互分離，可輕易完成排除堵塞內噴嘴32(由噴嘴部56a的孔口112充當)之外來物質的操作，以及使得內噴嘴32便於更換。
[本發明具體實施例之變體]
本發明具體實施例不受限於以上說明，而且可用以下方式修改。
(1)如第9圖及第10圖所示，附接/分離機構56可構造成為單殼結構(monocoque structure)，其中偵測埠20之至少一部份與內噴嘴32之一位置相互形成為一體。具體而言，在第9圖及第10圖的情形下，附接/分離機構56有第二埠主體部56c，以及單殼部56d的結構包含內噴嘴32與偵測埠20之一部份(第2圖至第5圖中的第一埠主體部56b)。
如果提供此一單殼結構，可增強附接/分離機構56中被裝入凹處92之部份的機械強度。此外，單殼部56d與第二埠主體部56c可用插入式連接件或扣壓式連接件連接在一起。
(2)藉由本發明具體實施例，如第1圖、第3圖與第4圖所示，已描述壓力感測器34、36均為計示壓力感測器的情形。或者，可提供有偵測供給壓力P1與反壓P2之差壓(P1-P2)之差壓感測器連同壓力感測器34、36配置於其中的結構，其中壓力感測器34、36中任一者為計示壓力感測器。
也在此情形下，使用差壓(P1-P2)及該一計示壓力，因為另一計示壓力可被算出，所以可實作位置偵測處理器52與錯誤判斷處理器54的各種程序。
(3)用作機器工具之控制器的PLC也是控制工件28之運輸的控制器，並且包含關於工件28之運輸的資訊。因此，經由連接器48及未圖示之纜線，位置偵測裝置10可由PLC接收關於工件28之運輸的資訊。
結果，因為有位置偵測裝置10，由於可掌握工件28是否以面對面平台24之參考面26的方式運輸，錯誤判斷處理器54可更準確地偵測位置偵測裝置10的異常同時也參考該資訊。
例如，在輸入資訊含意是工件28已運輸的情形下，如果在運輸工件28時，甚至在經過預定時間後，反壓P2不降到阻塞預測壓力P31，錯誤判斷處理器54可判定外來物質的阻塞已發生於偵測埠20和偵測噴嘴14之間，以及輸出此一判斷結果作為錯誤訊號。
此外，在輸入資訊含意是工件28已運輸的情形下，在運輸工件28時，當差壓(P1-P2)上升至阻塞預測壓力P32的次數超過預定次數時，錯誤判斷處理器54可判定內噴嘴32中已發生外來物質的阻塞，以及輸出此一判斷結果作為錯誤訊號。
此外，如果工件28沒有搬運到平台24，不能進行工件28相對於平台24之就位的確認。因此，倘若輸入資訊含意是工件28之搬運沒有在進行，錯誤判斷處理器54停止判斷程序的執行。
(4)以上說明已描述壓力感測器34、36裝入位置偵測裝置10的情形。因為有本發明具體實施例，在提供至少附接/分離機構56對於裝置主體57可附接及分離的結構之情形下是足夠的。因此，即使使用不安裝壓力感測器34、36於其中的位置偵測裝置10，仍可得到與附接/分離機構56相對於裝置主體57之附接 及分離有關的各種其他有利效果。
本發明之位置偵測裝置不受限於上述具體實施例。該具體實施例可做出各種改變及修改而不脫離如隨附申請專利範圍所述的本發明範疇。
10‧‧‧位置偵測裝置
18‧‧‧供給埠
20‧‧‧偵測埠
32‧‧‧內噴嘴
34、36‧‧‧壓力感測器
44‧‧‧輸入單元
46‧‧‧輸出單元
48‧‧‧連接器
55‧‧‧中心軸線
56‧‧‧附接/分離機構
56a‧‧‧噴嘴部
56b‧‧‧第一埠主體部
56c‧‧‧第二埠主體部
57‧‧‧裝置主體
58‧‧‧基底構件
60‧‧‧供給通道
62‧‧‧前箱
64‧‧‧顯示視窗
66‧‧‧操作按鈕
70‧‧‧中介襯料
72‧‧‧內部空間
74、76‧‧‧電路板
78‧‧‧LED(發光二極體)
80‧‧‧背光箱
81‧‧‧橡膠連接器
82‧‧‧LCD(液晶顯示器)
84‧‧‧鎖定板
86‧‧‧壓制構件
88‧‧‧壓敏片
90、94、98‧‧‧通道
92‧‧‧凹處(安裝部)
96、100‧‧‧凹處
102、104、124、138‧‧‧O環
106‧‧‧固持板
108、132‧‧‧圓柱構件
116‧‧‧錐形圓柱構件
121‧‧‧縮徑部
122‧‧‧連通孔
130‧‧‧卡扣構件
139‧‧‧偵測通道
A‧‧‧方向

Claims (13)

  1. 一種位置偵測裝置(10)，其係藉由從偵測噴嘴(14)對於工件(28)的偵測面(30)噴射從壓力流體供給源(12)所供給的壓力流體，以及偵測該壓力流體的反壓，從而偵測該工件(28)之位置，該位置偵測裝置(10)包含：引入有從該壓力流體供給源(12)所供給之該壓力流體的裝置主體(57)；以及能夠進行相對於該裝置主體(57)之附接及分離的附接/分離機構(56)，其係包含向該偵測噴嘴(14)之側輸送被供給至該裝置主體(57)之該壓力流體的內噴嘴(32)，以及供給從該內噴嘴(32)所輸送之該壓力流體至該偵測噴嘴(14)的偵測埠(20)；在該裝置主體(57)中設置：引入從該壓力流體供給源(12)所供給之該壓力流體的供給通道(60)，以及與該供給通道(60)連通並且安裝有該附接/分離機構(56)於其上的安裝部(92)；設置在該內噴嘴(32)中的孔口(112)，當該附接/分離機構(56)安裝於該安裝部(92)上時，該孔口(112)係與該供給通道(60)連通；以及設置在該偵測埠(20)中的偵測通道(139)，其係與該孔口(112)連通，以及經由該孔口(112)供給從該供給通道(60)所輸送之該壓力流體至該偵測噴嘴(14)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之位置偵測裝置(10)，其中：該附接/分離機構(56)呈管狀，其一端沿著該附接/分離機構(56)之中心軸線(55)延伸而構成該內噴嘴(32)，而另一端沿著該中心軸線(55)延伸而構成該偵測埠(20)； 該安裝部(92)形成為能夠裝入該管狀附接/分離機構(56)的凹處；該偵測埠(20)在該內噴嘴(32)側上的一部份形成為具有外徑小於該凹處(92)之內徑的縮徑部(121)；在該縮徑部(121)中沿著該附接/分離機構(56)之徑向形成與該偵測通道(139)連通的連通孔(122)；藉由安裝該附接/分離機構(56)於該安裝部(92)，該縮徑部(121)在該安裝部(92)附近的部位形成經由該連通孔(122)與該偵測通道(139)連通的流體引入空間(140)；以及該位置偵測裝置(10)更包含偵測通道側壓力感測器(36)，其係藉由偵測由該偵測通道(139)經由該連通孔(122)引入該流體引入空間(140)之該壓力流體的壓力，從而偵測該反壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之位置偵測裝置(10)，其中，該連通孔(122)形成為在該縮徑部(121)中的複數個個別連通孔。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之位置偵測裝置(10)，更包含供給通道側壓力感測器(34)，用以偵測由該壓力流體供給源(12)供給至該供給通道(60)之該壓力流體的供給壓力。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之位置偵測裝置(10)，其中：該偵測通道側壓力感測器(36)包含配置於該裝置主體(57)中以便面向該流體引入空間(140)的計示壓力感測器；以及該供給通道側壓力感測器(34)包含配置於該裝置主體(57)中以便面向該供給通道(60)的計示壓力感測器。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之位置偵測裝置(10)，更包含：包含該供給通道側壓力感測器(34)及該偵測通道側壓力 感測器(36)之功能的差壓感測器，其係用以偵測該供給壓力與該反壓之間的差壓；以及計示壓力感測器，其係用作配置於該裝置主體(57)中以便面向該供給通道(60)的該供給通道側壓力感測器(34)，或者是用作配置於該裝置主體(57)中以便面向該流體引入空間(140)的該偵測通道側壓力感測器(36)。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之位置偵測裝置(10)，更包含錯誤判斷處理器(54)，用以基於被該供給通道側壓力感測器(34)偵測到之該供給壓力及/或被該偵測通道側壓力感測器(36)偵測到之該反壓來偵測該位置偵測裝置(10)的異常。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之位置偵測裝置(10)，其中，該錯誤判斷處理器(54)基於被該供給通道側壓力感測器(34)偵測到之該供給壓力來偵測該供給壓力的變動。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之位置偵測裝置(10)，其中，該錯誤判斷處理器(54)基於被該偵測通道側壓力感測器(36)偵測到之該反壓來偵測外來物質在該偵測埠(20)與該偵測噴嘴(14)之間的阻塞。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之位置偵測裝置(10)，其中，該錯誤判斷處理器(54)基於被該供給通道側壓力感測器(34)偵測到之該供給壓力與被該偵測通道側壓力感測器(36)偵測到之該反壓的差壓來偵測外來物質在該內噴嘴(32)中的阻塞。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之位置偵測裝置(10)，更包含用以儲存預定閾值的儲存單元(42)，其中，該錯誤判斷處理器(54)係基於從該儲存單元(42)讀 出之該閾值，以及被該供給通道側壓力感測器(34)偵測到之該供給壓力及/或被該偵測通道側壓力感測器(36)偵測到之該反壓之間的比較，而偵測該位置偵測裝置(10)的異常。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之位置偵測裝置(10)，其中，該錯誤判斷處理器(54)係基於關於該工件(28)之運輸的資訊以及被該供給通道側壓力感測器(34)偵測到之該供給壓力及/或被該偵測通道側壓力感測器(36)偵測到之該反壓來偵測該位置偵測裝置(10)的異常，其中，該資訊係由控制該工件(28)之運輸的控制裝置所供給。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之位置偵測裝置(10)，其中，該內噴嘴(32)與該偵測埠(20)係一體地構造成為單殼結構，或在該附接/分離機構(56)從該裝置主體(57)卸下時能夠分離。
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