TWI681839B - 夾緊卡盤 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種夾緊托板(30)的夾緊卡盤(1)，托板(30)設有夾緊栓塞(31)。夾緊卡盤(1)具有用於夾緊栓塞(31)的定位開口(5)、及用以在定位開口(5)中夾緊前述夾緊栓塞(31)的夾緊裝置。複數個偵測器(9、10)排列於夾緊卡盤(1)上，藉由前述偵測器(9、10)可測定作用於夾緊栓塞(31)的夾緊力及其他數值。夾緊卡盤(1)配備發送機(25)，以無線傳輸由一或多個偵測器(9、10)所偵測的參數。

Description

夾緊卡盤
本發明是有關於一種根據申請專利範圍第1項的前言所示的夾緊卡盤。
此處所述之類型的夾緊卡盤係用以夾緊托板及/或工件承載座，使其固定在定義的位置。在本文中，一般而言各夾緊卡盤係穩固地安裝在加工機器的機台上，且夾緊卡盤可使托板重複地固定不動於精確的位置中。當托板配備夾緊栓塞時，夾緊卡盤具有定位開口及用以將夾緊栓塞夾緊於定位開口中的夾緊裝置。托板通常承載待加工的工件或工具。
為了能夠在半自動或全自動運作的工作製程中使用此夾緊卡盤，必須要可藉由搬運機器人將托板插入夾緊卡盤中，並再次從夾緊卡盤移出。同時，重要的是將托板以最小夾緊力固定在夾緊卡盤上，且在移出托板之前，夾緊卡盤的夾緊元件也必須要再次完全地釋放並解鎖。如果托板沒有正確地固定在夾緊卡盤中，則會有例如振動、或甚至在進行機械製程(例如銑削製程期間)將工件固定在托板上時托板可能會脫落的風險，可導致後續可觀的損害。如果在加工操作之後，將工件承載座自夾緊卡盤抬升，必須再次確保鎖定機構已完全地解鎖，亦即完全地釋放，以致於可將工件承載座自夾緊卡盤抬升，而不會造成後續的損害。當然，當夾緊元件未完全地解鎖時，將工件承載座抬起也可導致後續的損害及可觀的成本。
由歐洲專利申請第EP 2052808A1號已知的夾緊裝置具有用以可拆卸地固定工件承載座的夾緊卡盤。夾緊卡盤配備鎖定機構，鎖定機構包含複數個夾緊元件，當夾緊元件位於鎖定位置時，會與連接至工件承載座的夾緊栓塞接合。每一個夾緊元件具有穿孔，當各個夾緊元件正確地鎖定時，穿孔的一側是關閉的。另外，或者替代的是，致動元件設有分配至每一個夾緊元件的穿孔，且當相連的夾緊元件正確地鎖定及/或解鎖時，致動元件上的穿孔的一側是關閉的。夾緊元件及致動元件的穿孔透過一般連接線連接至氣動源。在連接線中具有至少一偵測器以捕捉氣流。用偵測器有可能偵測夾緊元件是否已正確地解鎖及/或鎖定。偵測器連接至電子控制及評估裝置。
雖然此夾緊裝置實際上已證明是有效的，但是想要將偵測器所擷取的一或多個參數/資料元簡易地轉往轉移點用以收集、評估或更進一步加工。
由歐洲專利申請第EP 2759372A1號亦已知用於機械工具的夾緊裝置。機械工具具有工具夾持件之工具的旋轉主軸。提供夾緊裝置以夾緊工具。夾緊裝置在各個測量點配備力偵測器，以擷取在每一個測量點作用的夾緊力，來偵測工具係已正確地或不正確地夾緊於工具夾持件中。力偵測器排列於工具夾持件的環狀支撐表面上。當工具被夾緊時，偵測器以擠壓在一起的方式凸出於支撐表面上。此目的是能夠擷取夾緊力，並偵測是否已正確地夾緊工具，或是否發生錯位及/或不正確的定位。所使用的力偵測器是表面聲波(surface acoustic wave; SAW)偵測器。力偵測器係以旋轉對稱於機器工具之中心軸的方式排列在支撐表面上。當工具正確地對齊時，力偵測器會擷取到同樣強度的夾緊力，但是如果工具未被夾緊，力偵測器會擷取到不同強度之直線夾緊力。偵測器的電子訊號會無線地發送至發送及接收單元，並在評估單元中評估。
最後，歐洲專利申請第EP 2457688A1號揭露定位並固定工件的方法。可藉由製程步驟偵測工件或工件夾持件的存在及/或缺席。
本發明之目的是提供屬於一開始所述之技術領域的夾緊卡盤。藉此有可能可靠地擷取一或多個參數，特別是監測或指示托板夾緊及/或接觸及/或釋放的參數，並將其發送至接收器，而不需要資料線存在。
此目的之解決方案係定義為申請專利範圍第1項的特徵。根據本發明，夾緊卡盤係用以夾緊設有夾緊栓塞的托板，夾緊卡盤具有給夾緊栓塞的定位開口，並配備夾緊裝置，夾緊裝置具有夾緊元件以將夾緊栓塞夾緊於定位開口，其中至少一偵測器排列於夾緊卡盤上，透過前述偵測器可擷取夾緊卡盤及/或托板及/或托板與夾緊卡盤之間作用的至少一參數，且其中夾緊卡盤配備發送機，用以無線傳輸由一或多個偵測器所偵測的參數。
事實上，夾緊卡盤配備發送機，用以無線傳輸由一或多個偵測器所偵測的參數，意指偵測的參數可從夾緊卡盤遠端接收並評估，因此不需要資料線存在。接收器可接收發送的資料，並從接收器轉發至其他任何裝置，例如電子轉移點。有利的是，一方面是為了自動化工作流程的目的，其中由於可透過轉移點以控制指令的形式將測量數據發送至機器人，透過搬運機器人放入並取出托板。另一方面，也可持續地監測及/或評估重要參數例如在夾緊卡盤中正確地夾緊托板，並選擇性地與另外的參數連結。
在附屬請求項中描述夾緊裝置的較佳實施例及進一步發展。
因此，在較佳的進一步發展中，提供配備第一偵測器的夾緊卡盤，藉此可測定作用於夾緊栓塞上的夾緊力。可根據作用於夾緊栓塞上的夾緊力作出關於正確夾緊托板的定性陳述，其有利於自動化工作流程之目的，同時確保增加安全性。
較佳地，第一偵測器係以當夾緊托板時，可測量夾緊卡盤的彈性材料變形的方式設計並排列於夾緊卡盤上。測量夾緊卡盤的彈性材料變形代表得出夾緊力(即將托板夾緊至夾緊卡盤的力)結果之特別簡易的選項。
夾緊卡盤特別較佳地配備第二偵測器，藉此可偵測托板於夾緊卡盤上的定位。舉例而言，由於對於托板是否位於夾緊卡盤上的偵測可用以對夾緊卡盤放出訊號以夾緊托板，故亦有利於自動化工作流程。
在另一個較佳的進一步發展中，夾緊卡盤配備第三偵測器，藉此可偵測元件的位置以啟動夾緊元件。如此一來，可測定夾緊元件是否位於釋放位置中，由於直到前述元件不再擠壓夾緊元件至夾緊位置中為止不可以或一定不能移出托板，故此測定對於自動化更換托板之目的而言是重要的。
在特別較佳的進一步發展中，第二偵測器係以可偵測其上方托板之存在的方式排列於夾緊卡盤的上側的區域中。由於此偵測器可相對簡易地安裝及設計，此偵測器的排列是特別有利的。
夾緊卡盤較佳的進一步發展提供配備致動活塞的夾緊裝置，致動活塞在開始位置及鎖定位置之間是可位移的，用以啟動夾緊元件，其中在鎖定位置中致動活塞將夾緊元件徑向地向內推動，以致於夾緊元件以強制鎖定的方式承載於夾緊栓塞上，且其中第三偵測器係以可於起始位置中偵測致動活塞位置的方式排列於夾緊卡盤內。無論如何，透過偵測器，有可能可靠地偵測致動活塞是否已位移至起始位置，以致於夾緊元件亦位於開啟位置，或至少可將夾緊元件推回至開啟位置。透過偵測器，亦相對簡易地測定致動活塞的預定位置，特別是致動活塞的起始位置。
第一偵測器特別較佳為基於應變計的偵測器(DMS)。DMS偵測器相對便宜、具有高解析度，並允許非常精確的測量結果。
較佳地，第一偵測器係至少以強制鎖定的方式附接至夾緊卡盤，特別較佳地至少以強制鎖定及結合的方式，以致於第一偵測器的訊號大致上與夾緊力成正比。如此一來，可直接作出關於夾緊力的陳述。
第一偵測器係特別最佳地以徑向地排列於與給托板的Z支座相交的圓周線與夾緊卡盤的定位開口之間。此排列已證明特別有利於高解析度及測量準確度之目的。
另一個特別較佳的進一步發展提供夾緊卡盤，夾緊卡盤設有中空圓柱狀延伸，徑向地劃分定位開口，其中前述延伸設有徑向鑽孔，將夾緊元件以恰好吻合的方式支撐於Z方向。此設計不只非常穩固且穩定，且支撐彈性材料變形，其正比於第一偵測器排列之區域的夾緊力。
致動活塞較佳地可藉由壓縮彈簧位移至鎖定位置，並抵抗壓縮彈簧的力氣動地位移至起始位置。此設計確保即使氣動系統失效，托板會保持穩固地夾緊至夾緊卡盤。
在夾緊卡盤之另一個較佳的進一步發展中，提供整合於夾緊卡盤中的微處理器控制，藉此在將由偵測器收集的數據傳遞至發送機之前，進行評估及/或處理。此設計使得測量的數據能夠更進一步特別簡易地處理。
最後，根據較佳的進一步發展，夾緊卡盤配備電源供應器，特別是以電池或可充電電池的形式，這允許電力能夠供應至發送機、一或多個偵測器及任何其他電動或電子構件。在此方面，此夾緊卡盤在某種程度上可獨立操作，而不需要連接至電壓源。
以下詳細說明及所有專利請求項將揭露更有利的實施例及本發明之特徵的組合。
第1圖顯示夾緊卡盤1與托板30的立體圖。夾緊卡盤1大致上包含底盤2及卡盤內部3，而托板30配備夾緊栓塞31，用以夾緊於卡盤內部3中。卡盤內部3係透過複數個固定螺絲4連接至底盤2。夾緊卡盤1的卡盤內部3具有用於夾緊栓塞31的定位開口5。在卡盤內部3的上側6上，卡盤內部3具有圓蓋板8，在圓蓋板8上排列有四個圓形支撐表面，形成用於托板30的Z支座7。Z支座7高於卡盤內部3的平坦頂面6。托板30具有平坦底面32，當夾緊卡盤1夾緊托板30時，平坦底面32倚靠於Z支座7上。這些Z支座7的每一個都具有卸載開口。一般而言，此夾緊卡盤1中的XY平面相對於夾緊卡盤1的頂側/頂面6平行延伸，而Z方向則以直角延伸。同時，Z方向相對於定位開口5的縱向中心線平行延伸。提供定心裝置(未詳細地顯示)以使托板30定心於XY方向。在本文中，用語「托板」係使用以代表任何一種載具，可將工具或工件固定於載具上方。
示意性呈現的第一偵測器9排列於夾緊卡盤1的上側6的區域中，並容置於設在頂蓋板8中的鑽孔中。第一偵測器9係以可測量夾緊卡盤1(特別是頂蓋板8)的彈性材料變形的方式設計，並連接至夾緊卡盤1或夾緊卡盤1的頂蓋板8。第一偵測器9係至少以強制鎖定的方式連接至頂蓋板8，較佳地以強制鎖定及材料接合的方式，亦選擇性地以形式鎖定(form-locking)的方式，較佳為焊接或黏著接合。第一偵測器9係徑向排列於與Z支座7相交的圓周線L及定位開口5之間。
第二偵測器10係排列於夾緊卡盤1的頂側，可偵測托板30的支撐或存在。第二偵測器10的頂側係稍低於Z支座7的頂側，以致於當托板30存放於夾緊卡盤1上時，不會倚靠於第二偵測器10上。夾緊卡盤1也具有第三偵測器(未顯示於此圖中)，其將於本文後續進行詳細說明。
底盤2的側邊設有凹陷24，用以容置發送機25。較佳地提供電池或可充電電池以供應能量至發送機25，且可較佳地設於底盤2中分開的電池隔間中，而電池及電池隔間皆未詳細顯示於此。選擇性地，可提供主適配器或用以從環境轉換能量(獲取能量)的裝置。底盤2也設有側埠17，藉此輸入壓縮空氣以啟動夾緊裝置，特別是開啟夾緊裝置。也可使用壓縮空氣，並藉由使壓縮空氣吹向支撐表面以清潔支撐表面，以及/或者使夾緊裝置施加更進一步的夾緊力。
第2圖顯示從安裝有托板30的夾緊卡盤1之上方觀察的圖式。此表示係用以顯示後續圖式之截面A-A的路徑。
第3圖顯示沿第2圖線段A-A之截面的夾緊卡盤1的示意圖。由於此夾緊卡盤1的構造及操作原理基本上是已知的，例如由歐洲專利申請第EP 1344599A1號可得知，故以下僅特別對夾緊卡盤1的部分構造及操作原理或部分必要構件進行說明。夾緊卡盤1的中央定位開口5係由中空圓柱狀延伸13所劃分，中空圓柱狀延伸13係由蓋板8的單一部分所構成，並朝底盤2的底部2A垂直向下延伸。夾緊卡盤1設有夾緊裝置，大致上是由受壓縮彈簧20偏壓的致動活塞18、以及呈夾緊球15之形式的夾緊元件組成。中空圓柱狀延伸13具有徑向鑽孔14，其中設置有夾緊球15。中空圓柱狀延伸13以軸向或Z方向支撐夾緊球15。致動活塞18造成夾緊球的啟動(即夾緊球15的軸向位移)，藉由壓縮彈簧20偏壓而使致動活塞18向下朝底盤2的底部2A。壓力腔室21也排列於底盤2中，且可以壓縮空氣加壓，以抵抗彈簧20的力使致動活塞18平移。
此圖顯示第一偵測器9係容置於鑽孔12中，且鑽孔12係設置於蓋板8中。除了第二偵測器10外，亦可發現第三偵測器11排列於夾緊卡盤1的頂蓋板8的底側。第三偵測器11係用以偵測致動活塞18的位置。
第一偵測器9係以可測量夾緊卡盤1(特別是頂蓋板8)的彈性材料變形的方式設計，並連接至夾緊卡盤1或夾緊卡盤1的頂蓋板8。亦可發現第一偵測器9係徑向排列於定位開口5以外，但位於Z支座7以內。
第二及第三偵測器10、11較佳為以電感式接近開關之形式的具感應功能的偵測器，藉此可偵測托板或致動活塞18的位置。第一偵測器9較佳為基於應變計的偵測器，以下稱之為DMS偵測器。透過DMS偵測器可測量夾緊卡盤1的彈性材料變形，藉此允許對於夾緊卡盤1之托板的夾緊狀況作出定性的陳述，以下將進行更詳細的說明。三個偵測器9、10、11的每一個係分別透過電導體L1、L2、L3連接至發送機25，其中前述三個電導體L1、L2、L3僅示意性的繪示。發送機25係特別用以確保在偵測器9、10、11需要傳輸的訊號的無線傳輸。雖然為了簡單起見，在此處每個情況下僅提及一個發送機，然而發送機25較佳地亦包含微處理器控制，藉此可處理偵測器訊號，且選擇性地供應例如電池狀態等更進一步的資訊。處理後的偵測器訊號係透過發送機25無線傳輸。
第4圖顯示沿第2圖線段A-A之夾緊卡盤1與由卡盤取出的托板30之截面，其中並未繪示發送機及連接線。為了確保夾緊栓塞31可插入定位開口5足夠的長度，使得夾緊栓塞31可被穩固地夾緊，致動活塞18必須位移至第4圖所示之抬起位置(即起始位置)。為了此目的，在壓力腔室21內氣動地累積對應的超壓。如此造成夾緊球15可能會被徑向地推出，足以延伸至致動活塞18中的凹槽19，其中凹槽19係由環繞溝槽所形成。即使當放入夾緊栓塞31時，夾緊球15仍延伸至定位開口5中，則夾緊栓塞31會使夾緊球15橫向遠離縱中心線LM。
在根據第4圖的圖式中，藉由第三偵測器11偵測致動活塞18位於抬起位置中，而第二偵測器10偵測托板30並非位於夾緊卡盤1的頂部。因此，於第三偵測器11存在「1」訊號，而於第二偵測器10存在「0」訊號。在第一偵測器9具有正比於夾緊卡盤1之變形的訊號。待判定的訊號由發送機無線傳輸至接收器(圖未示)。接收器可以例如是機器控制器的一部分，藉以啟動搬運機器人(圖未示)。可根據三個偵測器9、10、11待判定且傳輸至接受器的訊號，偵測夾緊卡盤1的啟動狀態。在此狀況下，偵測夾緊卡盤1係位於開啟位置，但托板30尚未放置於夾緊卡盤1上，或穩固地夾緊於夾緊卡盤1中。因此，夾緊卡盤1可釋放托板30以由搬運機器人轉移托板30。
第5圖顯示沿第2圖線段A-A之夾緊卡盤1與位於夾緊卡盤1中而未夾緊之托板30的截面，亦即托板30以本身的靜重及牢繫至托板30的任何工件或工具的重量下不穩固地倚靠於夾緊卡盤1上。致動活塞18仍保持其抬起位置中，其中夾緊球15被徑向地向外推。因此，夾緊球15還未施加夾緊力於夾緊栓塞31上。藉由第二偵測器10，偵測托板30係位於夾緊卡盤1上，而第三偵測器11進而偵測致動活塞18位於其抬起位置中。因此，於第二偵測器10及第三偵測器11存在「1」訊號。在第一偵測器9亦具有正比於夾緊卡盤1變形的訊號。當托板30不穩固地倚靠於夾緊卡盤1上時，夾緊卡盤1未產生任何可測量或明顯的變形，亦即根據第一偵測器9的訊號可辨別的變形。根據待判定的訊號，可對夾緊卡盤1放出訊號以夾緊托板30。
第6圖顯示沿第2圖線段A-A之夾緊卡盤1與穩固地夾緊之托板30的截面。為了將托板30穩固地夾緊於夾緊卡盤1上，必須消除壓力腔室21內累積的超壓。盡快使壓力腔室21中的壓力降至特定的最小程度之下，致動活塞18在壓縮彈簧20的作用下向下擠壓。夾緊球15係透過致動活塞18向內推。夾緊球15支撐在夾緊栓塞31的脊上，造成夾緊栓塞31更進一步深入定位開口並穩固地夾緊於定位開口中。同時，托板30的底面會不動地倚靠於夾緊卡盤1的Z支座上。夾緊卡盤1在夾緊球15與夾緊栓塞31接合的作用下會變形。由於托板30的向外區域倚靠於Z支座上，位於中央區域的蓋板8會被夾緊球15朝倚靠於底盤8的托板30向上擠壓，其中夾緊球15係軸向地支撐於中空圓柱狀延伸13。因此，夾緊卡盤1或夾緊卡盤1的蓋板8會彈性變形，特別是在其中央區域，可藉由第一偵測器9測量前述變形。於第6圖中顯示的此變形比實際上大。當然，當夾緊托板30時，夾緊卡盤1的其他區域將會彈性變形。然而，實驗顯示排列第一偵測器9的區域特別有利地適合於測量夾緊卡盤1的彈性變形，並得出關於拉入力的結果。將夾緊栓塞31向下拉(即至定位開口中)的力稱作夾緊及拉入力。測量的彈性材料變形能使拉入力的測定相對精確。同時，可對托板30是否正確地夾緊於夾緊卡盤1上及具有足夠的夾緊力作出陳述。無論如何，第一偵測器9傳遞至少與夾緊力大致上成正比的輸出訊號。此方面的實驗已顯示計算15kN之夾緊力的精確度可達0.3kN。當然，夾緊力取決於夾緊卡盤的結構及尺寸。在大型的夾緊卡盤，夾緊力可輕易達到數倍於上述15kN的值，而較小的卡盤則對應地產生較低的夾緊力。然而，無論何種夾緊力，上述種類的DMS偵測器皆可達到高解析度，使得可以高解析度與精準度來測定絕對夾緊力。
第7圖係根據本發明之夾緊卡盤1與製造系統的獨立元件/構件之示意圖。除了夾緊卡盤1以外，繪示接收器26、閘道(gateway)27及搬運機器人28，其中獨立元件並未依照實際比例繪製。一般已知且普遍使用的技術用語「閘道」係用以指稱作為轉換裝置的轉移點，特別是電腦網路中的轉換裝置。搬運機器人28的抓取器夾持示意性繪示的托板30。
安裝於夾緊卡盤1中的發送機25發送測量數據及偵測器判定的測量值至接收器26，如示意性繪示的無線電波所示。接收器26將接收的數據轉至閘道27。閘道27進而連接至搬運機器人28。閘道27接收由發送機25的微處理器控制處理的數據，例如卡盤開啟、托板不存在、托板定位、夾緊托板、以10kN夾緊托板等。根據發送的數據，閘道27可傳遞指令至搬運機器人28，例如將托板30轉移至夾緊卡盤1，或由夾緊卡盤1移出托板30，如線段X的箭頭所示。
如果托板沒有以最小夾緊力穩固地夾緊於夾緊卡盤1中，發送機25可能會輸出錯誤訊息。另一方面，閘道27可偵測尚未達到最小夾緊力，並輸出錯誤訊息及/或啟動適當的測量。
當然，第7圖僅顯示一範例結構。舉例而言，根據本發明的夾緊卡盤實際上可與任何生產線整合，並與其他構件例如控制系統或工件倉儲(倉庫)或直接與加工機器互聯。
取決於需求，計算的訊號也可互相連結以能夠做出決定。舉例而言，如果偵測出托板已定位但未穩固地夾緊，例如可對夾緊卡盤放出訊號以夾緊。另一方面，可對用以從夾緊卡盤移出托板的搬運機器人保留釋放，直到位於卡盤上的托板不再穩固地夾緊為止。
無論如何，根據本發明設計的夾緊卡盤提供各種功能。因此，除了前述測量的數據之外，例如也可藉由提供額外的偵測器來計算額外的數據。舉例而言，可提供額外的偵測器，藉此讀取並傳輸儲存於托板上的加工數據。亦可提供用以測定托板形狀及/或尺寸的偵測器，其可特別有助於具有多個夾緊卡盤之大型的夾緊系統。亦可以非常多不同的方式評估得到的數據，舉例而言，透過測定各夾緊卡盤之夾緊操作的次數、夾緊力的變化(特別是隨時間而減少)等。舉例而言，可於第二及第三偵測器使用標準(商業上可用之接近切換的機械式、電感式、電容式、光學式、超音波式或磁性式)的操作模式。另一方面，第一偵測器也可使用壓電偵測器。
托板可選擇性地配備晶片或類似的元件，儲存加工數據、辨識碼等並可透過夾緊卡盤讀出。
為了傳輸數據，較佳地使用標準化的介面例如藍牙。標準化的介面例如藍牙的優勢之一是：也可使用其他接收器(例如手機、個人數位助理(PDA)或電腦)輕易地更進一步及/或轉傳接收並處理傳輸的數據。
當然，前文所述的實施例不應被視為詳細或全面性的。因此，例如偵測器也可排列在另一個位置，以測量拉力。當夾緊栓塞被牢牢夾緊時，對偵測器而言唯一重要的是放置在彈性變形的位置來測量夾緊力。也可在夾緊卡盤頂部上或在夾緊卡盤頂部中提供額外的偵測器以監測另外的參數。舉例而言，可附接加速偵測器，藉此可監測當對工件進行加工時夾緊卡盤所遭受之衝擊/振動。溫度偵測器的配置也是完全可預料的。來自另外的偵測器的數據也可透過發送機無限傳輸。
另一方面，根據本發明設計之夾緊卡盤的「更簡易」的變化也是完全可預料的，例如僅監測夾緊力，其中以高解析度擷取夾緊力並非絕對必要，但其中可能要足以例如以二至十個級距擷取及/或監測夾緊力，並透過發送機傳輸。此外，僅擷取兩個參數之夾緊卡盤的變化也是完全可預料的。因此，可預料的應用案例係例如擷取及/或監測夾緊力，亦可擷取於卡盤上之托板的存在。當然除了提供四個圓形Z支座表面，也可能提供三個或多於四個支撐表面，其中支撐表面不一定要是圓形，也可設計成橢圓形。
以下概略地總結根據本發明設計的夾緊卡盤之一部分優勢： 可監測在托板及夾緊卡盤之間及/或夾緊卡盤本身及托板可能之作用的各種參數，並無線傳輸至遠端位置； 可外部擷取、儲存及評估傳輸的數據； 可持續監測參數； 特定參數的測量增加製程的安全性，其中特別是持續監測拉力允許在此區域獲得新的功能； 可偵測托板是否已設置於夾緊卡盤上； 可偵測夾緊裝置或用以啟動夾緊元件的元件是否已正確地鎖定； 透過監測特定參數可提高產率； 降低夾緊卡盤受損的風險； 可偵測夾緊卡盤隨時間的變化； 可輕易地將夾緊卡盤整合於自動製造系統中； 整個偵測器系統排列於夾緊卡盤上，以致於可相對簡易且便宜地製造托板。因此，托板可反向相容，亦即現有且較舊的托板(工件載具)也可與根據本發明設計之夾緊卡盤一起使用。
1‧‧‧夾緊卡盤2‧‧‧底盤2A‧‧‧底部3‧‧‧卡盤內部4‧‧‧固定螺絲5‧‧‧定位開口6‧‧‧頂側7‧‧‧Z支座8‧‧‧蓋板(頂蓋板)9‧‧‧第一偵測器10‧‧‧第二偵測器11‧‧‧第三偵測器12‧‧‧鑽孔13‧‧‧中空圓柱狀延伸14‧‧‧徑向鑽孔15‧‧‧夾緊元件17‧‧‧側埠18‧‧‧致動活塞19‧‧‧凹槽20‧‧‧壓縮彈簧21‧‧‧壓力腔室24‧‧‧凹陷25‧‧‧發送機26‧‧‧接收器27‧‧‧閘道28‧‧‧搬運機器人30‧‧‧托板31‧‧‧夾緊栓塞32‧‧‧平坦底面L‧‧‧圓周線L1、L2、L3‧‧‧電導體LM‧‧‧縱中心線
用以說明實施例的圖式顯示： 第1圖顯示夾緊卡盤與托板的立體圖。 第2圖顯示從容置有托板的夾緊卡盤之上方觀察的圖式。 第3圖顯示沿第2圖線段A-A截面之概略的夾緊卡盤。 第4圖顯示沿第2圖線段A-A截面之夾緊卡盤與抬升的托板之簡化表示圖。 第5圖顯示概略的夾緊卡盤與位於夾緊卡盤上而未夾緊之托板。 第6圖顯示概略的夾緊卡盤與夾緊於夾緊卡盤上之托板。 第7圖顯示夾緊卡盤與接收器、閘道及機器人。
1‧‧‧夾緊卡盤
2‧‧‧底盤
3‧‧‧卡盤內部
4‧‧‧固定螺絲
5‧‧‧定位開口
6‧‧‧頂側
7‧‧‧Z支座
8‧‧‧蓋板(頂蓋板)
9‧‧‧第一偵測器
10‧‧‧第二偵測器
17‧‧‧側埠
24‧‧‧凹陷
25‧‧‧發送機
30‧‧‧托板
31‧‧‧夾緊栓塞
32‧‧‧平坦底面
L‧‧‧圓周線

Claims (12)

  1. 一種夾緊一托板的夾緊卡盤，該托板設有一夾緊栓塞，其中該夾緊卡盤具有用於該夾緊栓塞的一定位開口及一夾緊裝置，該夾緊裝置具有複數個夾緊元件以在該定位開口中夾緊該夾緊栓塞，且其中至少一偵測器排列於該夾緊卡盤上，藉由該至少一偵測器可擷取該夾緊卡盤及/或該夾緊卡盤與該托板之間的作用及/或該托板的至少一參數，其特徵在於該夾緊卡盤配備一發送機，以無線傳輸由該至少一偵測器所偵測的參數，其中該夾緊卡盤更具有一第一偵測器，藉由該第一偵測器可測定作用於該夾緊栓塞上的夾緊力，該第一偵測器係以當穩固地夾緊該托板時，可測量該夾緊卡盤的彈性材料變形的方式設計，且排列於該夾緊卡盤上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該夾緊卡盤具有一第二偵測器，藉由該第二偵測器可偵測該托板位於該夾緊卡盤上的位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該第二偵測器係以可偵測該托板存在於該夾緊卡盤的頂部上的方式排列於該夾緊卡盤之頂側的區域上。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該夾緊卡盤具有一第三偵測器，藉由該第三偵測器可偵測用於啟動該等夾緊元件的一元件之位置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之夾緊卡盤，其中該夾緊裝置具有一致動活塞，可於一起始位置及啟動該等夾緊元件的一鎖定位置之間移動，且其中在該鎖定位置，該致動活塞將該等夾緊元件徑向向內推，使該等夾緊元件以強 制鎖定的方式承靠於該夾緊栓塞上，其特徵在於該第三偵測器係以可偵測該致動活塞於該起始位置的位置的方式排列於該夾緊卡盤內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該第一偵測器係為基於複數個應變計(DMS)的偵測器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該第一偵測器係以強制鎖定及/或材料接合的方式附接於該夾緊卡盤上，使得來自該第一偵測器的訊號基本上與該夾緊力成正比。
  8. 如申請專利範圍第1、6和7項中任一項所述之夾緊卡盤，其中該夾緊卡盤的該頂側具有用於該托板的複數個Z支座，且該等Z支座係徑向排列於該定位開口外，其特徵在於該第一偵測器係徑向排列於該定位開口及一圓周線之間，且該圓周線與該等Z支座相交。
  9. 如申請專利範圍第1至3、6和7項中任一項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該夾緊卡盤具有一中空圓柱狀延伸，徑向地劃分該定位開口，其中該中空圓柱狀延伸設有複數個徑向鑽孔，且該等夾緊元件於Z方向以形式鎖定(form-locking)及/或強制鎖定的方式支撐於該等徑向鑽孔中。
  10. 如申請專利範圍第1至3、6和7項中任一項所述之夾緊卡盤，具有可於一起始位置及啟動該等夾緊元件的一鎖定位置之間移動的一致動活塞，其中該致動活塞將該等夾緊元件徑向朝內推，使該等夾緊元件以強制鎖定的方式承靠於該夾緊栓塞上，其特徵在於該致動活塞可藉由複數個壓縮彈簧位移至該鎖定位置，且可抵抗該等壓縮彈簧的力氣動地位移至該起始位置。
  11. 如申請專利範圍第1至3、6和7項中任一項所述之夾緊卡盤，其特徵在於一微處理器控制係整合於該夾緊卡盤中，且藉由該微處理器控制，在將該至少一偵測器收集的數據轉傳至該發送機之前，評估及/或處理該數據。
  12. 如申請專利範圍第1至3、6和7項中任一項所述之夾緊卡盤，其特徵在於該夾緊卡盤具有一電源供應器，特別是必要用於該發送機、該至少一偵測器及另外的電力或電子構件之電池或可充電電池。
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