專(zhuān)利名稱(chēng)：工件夾緊卡盤(pán)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能通過(guò)夾緊部的打開(kāi)/閉合動(dòng)作來(lái)夾緊工件的工件夾緊卡盤(pán)及其控制方法。
背景技術(shù)：
工件夾緊卡盤(pán)目前是已知的，其例如固定到機(jī)床等的軸部的前端，并且其通過(guò)將壓力流體供應(yīng)到夾緊部而使夾緊部進(jìn)行打開(kāi)/閉合操作從而夾緊工件(比如各種類(lèi)型的零件)。
本申請(qǐng)人已經(jīng)建議了一種能通過(guò)壓力流體的加壓動(dòng)作來(lái)打開(kāi)和閉合夾緊部從而夾緊工件的工件夾緊卡盤(pán)(例如日本專(zhuān)利公開(kāi)出版物No.7-328977)。
這種工件夾緊卡盤(pán)包括有主體，所述主體具有一對(duì)供應(yīng)壓力流體的端口，其中設(shè)在主體中的活塞在壓力流體的加壓動(dòng)作下在軸向上位移。于是，活塞的軸部就使一個(gè)小齒輪旋轉(zhuǎn)，該小齒輪借助于形成于其側(cè)面上的齒條由主體旋轉(zhuǎn)地支撐。一對(duì)夾緊元件分別由小齒輪的旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支撐。由于小齒輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，夾緊元件在旋轉(zhuǎn)軸的中心附近在一個(gè)方向上位移以彼此靠近，或者彼此分離。于是，夾緊元件在一個(gè)方向上位移以彼此靠近，并且工件被夾緊在夾緊元件之間。(例如參見(jiàn)日本專(zhuān)利公開(kāi)出版物No.7-328977。)日本專(zhuān)利公開(kāi)出版物No.7-328977中公開(kāi)了一種氣動(dòng)型工件夾緊卡盤(pán)，其中該對(duì)夾緊元件在壓力流體的加壓動(dòng)作之下被打開(kāi)/閉合，其優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)使用壓力流體獲得了較大的夾緊力。然而，很難任意地控制夾緊元件的打開(kāi)/閉合程度。換言之，工件夾緊卡盤(pán)只能執(zhí)行完全打開(kāi)或完全閉合夾緊元件的操作。
近年來(lái)，已經(jīng)尋找出了一種工件夾緊卡盤(pán)，其在夾緊工件時(shí)提供了預(yù)定程度的夾緊力，并且此外，其能根據(jù)工件的形狀和/或使用環(huán)境來(lái)自由地控制夾緊元件的打開(kāi)/閉合程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的目標(biāo)是提供一種工件夾緊卡盤(pán)，其中在夾緊工件時(shí)能自由地控制夾緊元件的打開(kāi)/閉合程度，并且其中能對(duì)工件獲得足夠的夾緊力，以及提供一種用于控制工件夾緊卡盤(pán)的打開(kāi)/閉合的方法。
從下述結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的以上和其它目標(biāo)、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加明顯，在附圖中以舉例的方式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是局部剖面的正視圖，其中示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工件夾緊卡盤(pán)；圖2是示出圖1所示工件夾緊卡盤(pán)的側(cè)視圖；圖3是沿著圖1中III-III線(xiàn)所截取的剖面圖；圖4是沿著圖2中IV-IV線(xiàn)所截取的剖面圖；圖5是示意性透視圖，其中示出了形成于主體中的流體通道的路線(xiàn)，壓力流體流過(guò)該流體通道；圖6是局部省略的橫截面視圖，其中示出了夾緊卡盤(pán)的位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)的修改實(shí)施例；圖7是用于執(zhí)行控制的流程圖，其中由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源所引起的驅(qū)動(dòng)力和由壓力流體所引起的壓力在工件夾緊卡盤(pán)中切換或一起使用；圖8是特性要素圖，其中示出了在只是用卡盤(pán)執(zhí)行定位控制時(shí)，汽缸內(nèi)腔內(nèi)壓力流體的供應(yīng)狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的控制信號(hào)的應(yīng)用狀態(tài)之間的關(guān)系；圖9是特性要素圖，其中示出了在用工件夾緊卡盤(pán)執(zhí)行定位控制和工件夾緊操作時(shí)，汽缸內(nèi)腔內(nèi)壓力流體的供應(yīng)狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的控制信號(hào)的應(yīng)用狀態(tài)之間的關(guān)系；圖10A至10D是示意性正視圖，其中示出了基本上C形的緊固元件被工件夾緊卡盤(pán)所夾緊并且緊固元件被安裝在圓柱形元件的環(huán)形槽內(nèi)的情況；
圖11是放大正視圖，其中示出了利用圖1所示工件夾緊卡盤(pán)將工件移動(dòng)到相鄰電子零件之間空間的情況，并且其中卡盤(pán)在電子零件之間執(zhí)行打開(kāi)操作以將工件從被夾緊狀態(tài)中釋放出來(lái)；圖12A和12B是放大正視圖，其中示出了利用工件夾緊卡盤(pán)測(cè)量工件橫向尺寸的情況，并且其中工件被移動(dòng)到可插入的安裝孔以使得工件能被插入到安裝孔內(nèi)；以及圖13是垂直剖面圖，其中示出了根據(jù)一個(gè)修改實(shí)施例的工件夾緊卡盤(pán)。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，附圖標(biāo)記10指示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工件夾緊卡盤(pán)。
如圖1和2所示，工件夾緊卡盤(pán)10(下文中簡(jiǎn)稱(chēng)為“夾緊卡盤(pán)10”)包括基本上矩形橫截面的主體12、設(shè)在主體12上的殼體14、設(shè)在殼體14中的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16、實(shí)現(xiàn)從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力的速度變化的齒輪部18、將其速度被齒輪部18改變的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)變成往復(fù)線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20、以及夾緊部24，所述夾緊部設(shè)在主體12下面并且通過(guò)其打開(kāi)/閉合動(dòng)作來(lái)夾緊工件22。
如圖3所示，主體12包括一對(duì)在軸向上形成于其中的第一和第二通孔26和28、形成于主體12上第一和第二通孔26和28之間基本上中部處的連通孔30、以及將壓力流體供應(yīng)入第一和第二通孔26和28的第一和第二端口32和34(參見(jiàn)圖1)。連通孔30在垂直方向上延伸以使得連通孔30基本上垂直于在基本上水平方向上延伸的第一和第二通孔26和28。
第一和第二通孔26、28平行地形成于相對(duì)于主體12的軸向中心基本上對(duì)稱(chēng)的位置。一對(duì)可在軸向上位移的第一和第二活塞36a、36b分別設(shè)在第一和第二通孔26、28中。
蓋罩38分別通過(guò)形成于其開(kāi)口處的臺(tái)階而與第一和第二通孔26、28的第一端相嚙合。在已經(jīng)嚙合蓋罩38之后，安裝每個(gè)都為基本上C形橫截面的緊固元件40，從而將蓋罩38安裝入第一和第二通孔26、28。在這種布置中，密封元件42安裝在蓋罩38的內(nèi)圓周表面上的環(huán)形槽內(nèi)。因此，可靠地保持了第一和第二通孔26、28中的氣密性。
在第一和第二通孔26、28的第二端處設(shè)置有位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44(例如線(xiàn)性傳感器)，其如下所述那樣檢測(cè)第一和第二活塞36a、36b的位移量。也就是說(shuō)，第一和第二通孔26、28被蓋罩38和位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44所封閉，并且從而用作汽缸內(nèi)腔，第一和第二活塞36a、36b可在所述汽缸內(nèi)腔內(nèi)在各自軸向上(箭頭X1、X2方向)位移。
尤其，第一氣缸內(nèi)腔46a、46b設(shè)在第一和第二活塞36a、36b以及分別處于第一和第二通孔26、28內(nèi)的蓋罩38之間。第二汽缸內(nèi)腔48a、48b設(shè)在第一和第二活塞36a、36b和位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44之間。換言之，相對(duì)于第一和第二活塞36a、36b位于蓋罩38一側(cè)(在箭頭X1方向上)的內(nèi)腔用作第一汽缸內(nèi)腔46a、46b。相對(duì)于第一和第二活塞36a、36b位于位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44一側(cè)(在箭頭X2方向上)的內(nèi)腔用作第二汽缸內(nèi)腔48a、48b。
位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44也可以設(shè)在第一和第二通孔26、28的第一端側(cè)上，并且蓋罩38可以設(shè)在第一和第二通孔26、28的第二端側(cè)上。
另一方面，轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20的小齒輪50(以下將描述)設(shè)在主體12的連通孔30內(nèi)。第一通孔26和第二通孔28彼此間通過(guò)連通孔30相通。具有這種布置，就給出了其中小齒輪50的部分外周邊部分分別稍微突出入第一和第二通孔26、28的狀態(tài)(參見(jiàn)圖3)。
如圖1和3所示，第一和第二端口32、34形成于主體12的側(cè)面同時(shí)彼此間分開(kāi)預(yù)定的距離。第一和第二端口32、34通過(guò)形成于主體12中的通道52分別與第一汽缸內(nèi)腔46a、46b和第二汽缸內(nèi)腔48a、48b相通(參見(jiàn)圖5)。第一和第二端口32、34通過(guò)未示出的管連接到壓力流體供應(yīng)源。從壓力流體供應(yīng)源供給的壓力流體從第一和第二端口32、34供應(yīng)并且通過(guò)通道52供應(yīng)到第一汽缸內(nèi)腔46a、46b和第二汽缸內(nèi)腔48a、48b。
尤其，如圖5所示，第一端口32通過(guò)第一通道54與布置為靠近第一端口32的第一汽缸內(nèi)腔46a相通。而且，第二端口34通過(guò)第二通道56與第二汽缸內(nèi)腔48a相通。第一汽缸內(nèi)腔46a和第二汽缸內(nèi)腔48b通過(guò)形成于第一通孔26和第二通孔28之間的第三通道58彼此相通。而且，第二汽缸內(nèi)腔48a和第一汽缸內(nèi)腔46b通過(guò)第四通道60彼此相通。第四通道60也在第一通孔26和第二通孔28之間提供為基本上平行于第三通道58。
也就是說(shuō)，供應(yīng)到第一端口32的壓力流體通過(guò)第一通道54被引入第一通孔26的第一汽缸內(nèi)腔46a，并且壓力流體通過(guò)第三通道58被引入第二通孔28的第二汽缸內(nèi)腔48b。另一方面，供應(yīng)到第二端口34的壓力流體通過(guò)第二通道56被引入第一通孔26的第二汽缸內(nèi)腔48a，并且壓力流體通過(guò)第四通道60被引入第二通孔28的第一汽缸內(nèi)腔46b。這樣，壓力流體就從第一和第二端口32、34供應(yīng)到繞著主體12的連通孔30的中心對(duì)角地布置的第一汽缸內(nèi)腔46a、46b和第二汽缸內(nèi)腔48a、48b(參見(jiàn)圖3)。
于是，第一和第二活塞36a、36b就由于壓力流體的壓力而在軸向上(在箭頭X1、X2的方向上)位移，所述壓力流體從第一和第二端口32、34被引入第一汽缸內(nèi)腔46a、46b和第二汽缸內(nèi)腔48a、48b。
例如，當(dāng)壓力流體被供應(yīng)到第一端口32時(shí)，那么第一活塞36a就在被引入第一汽缸內(nèi)腔46a的壓力流體的壓力動(dòng)作之下朝著位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44(在箭頭X2方向上)位移，并且第二通孔28的第二活塞36b就在經(jīng)由第三通道58被引入第二通孔28的第二汽缸內(nèi)腔48b內(nèi)的壓力流體的壓力動(dòng)作之下朝著蓋罩38(在箭頭X1方向上)位移。也就是說(shuō)，第一活塞36a和第二活塞36b一直在彼此相對(duì)的方向上位移。
當(dāng)壓力流體被供應(yīng)到第二端口34時(shí)，第一和第二活塞36a、36b在各自與上述相反的方向上位移。
如圖2所示，凹陷入預(yù)定深度并且在基本上水平方向上延伸的凹陷62形成于主體12的下部。一對(duì)可位移的接合元件114分別為夾緊部24設(shè)在凹陷62內(nèi)。
向下突出一定深度的導(dǎo)軌64在軸向上形成于凹陷62的基本上中部。夾緊部24的連接到接合元件114的第一區(qū)塊66由導(dǎo)軌64可位移地支撐，同時(shí)彼此間在主體12的軸向上分開(kāi)預(yù)定的距離。
如圖1和2所示，殼體14形成為具有基本上矩形的箱形構(gòu)造，并且借助于螺栓(未示出)固定到主體12的上部。在殼體14內(nèi)布置有設(shè)在主體12一側(cè)的一端上的齒輪部18、設(shè)在齒輪部18的上部上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源(驅(qū)動(dòng)部)16、以及設(shè)在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的上部上并且檢測(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或者旋轉(zhuǎn)角度的第一檢測(cè)部68。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16包括例如步進(jìn)馬達(dá)、直流電刷式馬達(dá)或直流無(wú)刷式馬達(dá)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16未示出的傳動(dòng)軸連接到齒輪部18。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞到齒輪部18。
第一檢測(cè)部68包括例如旋轉(zhuǎn)編碼器。由第一檢測(cè)部68所檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量和旋轉(zhuǎn)角度作為檢測(cè)信號(hào)輸出到未示出的控制器。一個(gè)基于這種檢測(cè)信號(hào)的控制信號(hào)(脈沖信號(hào))從控制器輸出到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16，從而控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或旋轉(zhuǎn)角度。
齒輪部18包括多個(gè)彼此嚙合的齒輪(未示出)。從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16輸出的驅(qū)動(dòng)力根據(jù)齒輪的齒輪比進(jìn)行定量的速度變化，并且隨后驅(qū)動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)軸70。
用于將電流供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的電源電纜72以及用于將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或旋轉(zhuǎn)角度(由第一檢測(cè)部68檢測(cè))輸出到控制器(未示出)的控制電纜72連接到殼體14的上部。
轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20包括旋轉(zhuǎn)軸70和成對(duì)的第一和第二活塞36a、36b(參見(jiàn)圖3)，該旋轉(zhuǎn)軸70通過(guò)齒輪部18連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16并且相對(duì)于主體12可旋轉(zhuǎn)地支撐，該對(duì)活塞可在主體12的第一和第二通孔26、28中軸向地位移。
旋轉(zhuǎn)軸70的一端由主體12的導(dǎo)孔76可旋轉(zhuǎn)地保持。旋轉(zhuǎn)軸70的另一端借助于軸環(huán)元件78插入到形成于主體12的底面上的孔80中。在其外圓周表面上刻有齒輪齒98的小齒輪50軸向地形成于旋轉(zhuǎn)軸70的基本上中部并且布置在主體12的連通孔30內(nèi)。
第一和第二活塞36a、36b中的每個(gè)都由比如鐵之類(lèi)的磁性材料形成。如圖3和4所示，第一和第二活塞36a、36b分別設(shè)在第一和第二通孔26、28中。第一頭部元件82由螺栓84連接到第一和第二活塞36a、36b位于蓋罩38一側(cè)的第一端側(cè)(在箭頭X1的方向上)。而且，第二頭部元件86由螺栓88連接到第一和第二活塞36a、36b位于位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44一側(cè)的第二端側(cè)(在箭頭X2的方向上)。
O形環(huán)90和活塞密封圈92安裝在第一和第二頭部元件82、86的外圓周表面上的環(huán)形槽內(nèi)。O形環(huán)90和活塞密封圈92緊靠第一和第二通孔26、28的內(nèi)圓周表面。于是，由于第一和第二頭部元件82、86的結(jié)果，在形成于第一和第二通孔26、28中的第一汽缸內(nèi)腔46a、46b和第二汽缸內(nèi)腔48a、48b中保持了氣密性。
在軸向上凹進(jìn)的桿孔94形成于第一和第二活塞36a、36b的第二端側(cè)上。桿孔94與形成于第二頭部元件86基本上中部處的孔96相通。在第一和第二活塞36a、36b的位移動(dòng)作之下，位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44的桿104被插入桿孔94和孔96。
另一方面，如圖3所示，第一和第二活塞36a、36b包括齒條部100，該齒條部上刻有齒輪齒98并且分別形成在與小齒輪50相對(duì)的側(cè)面上。齒條部100與小齒輪50相嚙合，該小齒輪通過(guò)連通孔30分別突出入第一和第二通孔26、28。也就是說(shuō)，第一活塞36a和第二活塞36b借助于齒條部100分別地相對(duì)于小齒輪50的中心處于相對(duì)的關(guān)系。在旋轉(zhuǎn)軸70的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作之下，第一和第二活塞36a、36b可借助于小齒輪50和齒條部100在軸向上(在箭頭X1、X2方向上)位移。
也就是說(shuō)，第一和第二活塞36a、36b和旋轉(zhuǎn)軸70被提供為使得它們的軸線(xiàn)基本上彼此垂直。借助于小齒輪50和齒條部100，旋轉(zhuǎn)軸70的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力被轉(zhuǎn)換成第一和第二活塞36a、36b在基本上水平方向上的往復(fù)線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)。
在這種布置中，第一和第二活塞36a、36b布置為繞著小齒輪50的中心相對(duì)于主體12的軸線(xiàn)基本上對(duì)稱(chēng)。因此，第一活塞36a和第二活塞36b以彼此相對(duì)的方向位移。例如，當(dāng)小齒輪50順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)(在箭頭A1方向上)，那么第一活塞36a就朝著蓋罩38位移(在箭頭X1方向上)，并且第二活塞36b相反地朝著位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44位移(在箭頭X2方向上)。
另一方面，當(dāng)小齒輪50逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)(在箭頭A2方向上)，那么第一活塞36a就朝著位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44位移(在箭頭X2方向上)，并且第二活塞36b朝著蓋罩38位移(在箭頭X1方向上)，它們的方向分別與上述情況相反。
位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44包括分別封閉主體12的第一和第二通孔26、28的蓋罩102、安裝在蓋罩102中并朝著第一和第二活塞36a、36b(在箭頭X1方向上)突出的桿104、以及纏繞在桿104外圓周表面周?chē)木€(xiàn)圈106。每個(gè)蓋罩102形成為具有基本上U形的橫截面，并且蓋罩102借助于形成于其圓周邊緣處的邊緣108與第一和第二通孔26、28的第二端相嚙合。通過(guò)安裝在蓋罩102外圓周表面上的密封元件42就保持了第一和第二通孔26、28中的氣密性。
本發(fā)明并不限于其中為第一和第二通孔26、28分別提供位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44從而對(duì)第一和第二活塞36a、36b的位移量進(jìn)行檢測(cè)的布置?？梢灾皇菫榈谝缓偷诙?6、28中的一個(gè)提供位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44從而對(duì)第一和第二活塞36a、36b中任何一個(gè)的位移量進(jìn)行檢測(cè)。
線(xiàn)圈106在軸向(箭頭X1、X2的方向)上以一層或多層的方式基本上均勻地纏繞在桿104的外圓周表面周?chē)?br> 位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44被操作來(lái)使得其上纏繞有線(xiàn)圈106的桿104在第一和第二活塞36a、36b的位移動(dòng)作之下在桿孔94和孔96內(nèi)位移。于是，線(xiàn)圈106的電感就發(fā)生變化，并且由連接到線(xiàn)圈106端部的第二檢測(cè)部110對(duì)這種電感變化進(jìn)行檢測(cè)。
另一方面，例如，也可以提供位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44a來(lái)代替上述位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44。也就是說(shuō)，如圖6所示，相應(yīng)的線(xiàn)圈106a、106b在設(shè)有第二活塞36b的第一和第二汽缸內(nèi)腔46b、48b的外側(cè)纏繞在主體12的外壁表面周?chē)亩湍芡ㄟ^(guò)由該對(duì)線(xiàn)圈106a、106b所產(chǎn)生的輸出電壓或輸出頻率的差值來(lái)檢測(cè)第二活塞36b的位移量。
對(duì)于上述位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44a，已經(jīng)描述了一種布置，其中線(xiàn)圈106a、106b在第二通孔28的外側(cè)設(shè)在主體12上，以檢測(cè)第二活塞36b的位移量。然而，線(xiàn)圈106a、106b也可以設(shè)在第一通孔26的外側(cè)，以檢測(cè)第一活塞36a的位移量?？蛇x的，主體12位于第一和第二通孔26、28外側(cè)的部分也可以分別地形成為圓柱形，其中線(xiàn)圈106a、106b分別纏繞在其周?chē)?，以便?duì)第一和第二活塞36a、36b的位移量都進(jìn)行檢測(cè)。
而且，可選地，線(xiàn)圈106可以只是纏繞在第一汽缸內(nèi)腔46a、46b或第二汽缸內(nèi)腔48a、48b的外部之一的周?chē)员銠z測(cè)第一活塞36a和第二活塞36b中任何一個(gè)的位移量。
如圖1和4所示，第二檢測(cè)部110安裝在主體12的側(cè)面上，以便借助于設(shè)在其中的未示出電感檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)線(xiàn)圈106的電感變化?；陔姼袡z測(cè)器的輸出電壓或輸出頻率的輸出信號(hào)通過(guò)連接到第二檢測(cè)部110的控制電纜112輸出到未示出的控制器。于是，控制器就基于輸出信號(hào)計(jì)算第一和第二活塞36a、36b的軸向位移量。
夾緊部24設(shè)在主體12下面。夾緊部24包括一對(duì)可在轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20的第一和第二活塞36a、36b的位移動(dòng)作之下軸向地位移的接合元件114、一對(duì)連接到接合元件114并且沿著導(dǎo)軌64彼此間靠近和分離的第一區(qū)塊66、連接到第一區(qū)塊66的第二區(qū)塊116、以及一對(duì)分別連接到第二區(qū)塊116并且?jiàn)A緊工件22的夾緊元件118a、118b。
接合元件114分別設(shè)在形成于主體12下部處的凹陷62中。為接合元件114形成有朝著布置在主體12內(nèi)的第一和第二活塞36a、36b突出的凸起120(參見(jiàn)圖4)。凸起120通過(guò)插孔122被插入第一和第二活塞36a、36b的嚙合孔124內(nèi)，該插孔122貫穿凹陷62以及主體的第一和第二通孔26、28。于是，當(dāng)?shù)谝缓偷诙钊?6a、36b在軸向上位移時(shí)，接合元件114就與第一和第二活塞36a、36b一起沿著凹陷62在軸向上位移。
如圖4所示，插孔122在主體12的軸向上延伸預(yù)定的長(zhǎng)度。當(dāng)?shù)谝缓偷诙钊?6a、36b在軸向上位移時(shí)，它們一直被插孔122的外周邊表面所覆蓋。也就是說(shuō)，防止了插孔122與第一汽缸內(nèi)腔46a、46b以及第二汽缸內(nèi)腔48a、48b相通。因?yàn)榈谝缓偷诙^部元件82、86上安裝有O形環(huán)90和活塞密封圈92，包含在第一汽缸內(nèi)腔46a、46b和第二汽缸內(nèi)腔48a、48b內(nèi)的壓力流體就不會(huì)通過(guò)插孔122泄漏，因此就保持了氣密性。
第一區(qū)塊66沿著主體12的導(dǎo)軌64可位移地布置，并且借助于未示出的螺栓連接到接合元件114的下側(cè)部。因此，當(dāng)接合元件114與第一和第二活塞36a、36b一起位移時(shí)，第一區(qū)塊66就在導(dǎo)軌64的導(dǎo)向動(dòng)作之下軸向地線(xiàn)性位移。
如圖1和2所示，夾緊元件118a、118b通過(guò)孔(未示出)連接到第二區(qū)塊116的下部。夾緊元件118a、118b形成為向下延伸預(yù)定長(zhǎng)度的軸。夾緊元件118a、118b的前端在彼此靠近的方向上傾斜預(yù)定的角度。而且，與夾緊元件118a、118b相比直徑減小的銷(xiāo)126a、126b分別安裝在其前端上。
一個(gè)夾緊元件118a借助于第一和第二區(qū)塊66、116連接到第一活塞36a，并且另一夾緊元件118b借助于第一和第二區(qū)塊66、116連接到第二活塞36b。夾緊元件118a、118b可在第一和第二活塞36a、36b的位移動(dòng)作之下整體地位移。
根據(jù)本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例的工件夾緊卡盤(pán)10基本上如上所述地構(gòu)造。下面將解釋其操作、功能和效果。
首先，將針對(duì)通過(guò)對(duì)夾緊卡盤(pán)10的夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量進(jìn)行控制來(lái)執(zhí)行工件22的定位控制的情況進(jìn)行解釋。
如圖7所示，在步驟S1中，首先，判斷是否應(yīng)當(dāng)控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量，以便只是對(duì)工件22執(zhí)行定位控制。如果只是利用夾緊元件118a、118b執(zhí)行定位控制，路線(xiàn)進(jìn)行到步驟S2。
在步驟S2，通過(guò)控制器將來(lái)自未示出的電源的電流作為控制信號(hào)(脈沖信號(hào))應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16(參見(jiàn)圖8所示的范圍8a)?；诳刂菩盘?hào)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16就被驅(qū)動(dòng)并旋轉(zhuǎn)預(yù)定量。在這種情況下，壓力流體就停止從未示出的壓力流體供應(yīng)源供應(yīng)到主體12的第一和第二端口32、34(參見(jiàn)圖8所示的范圍8a)。換言之，在這個(gè)步驟中只是控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量從而只是執(zhí)行例如工件22的定位操作。因此，此時(shí)不需要夾緊工件22所需的夾緊力。因此，就無(wú)需供應(yīng)壓力流體。
從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力借助于齒輪部18經(jīng)受預(yù)定的速度變化，并且隨后驅(qū)動(dòng)力被傳遞到旋轉(zhuǎn)軸70。旋轉(zhuǎn)軸70順時(shí)針地旋轉(zhuǎn)(在圖3所示箭頭A1的方向上)。于是，與小齒輪50相嚙合的第一和第二活塞36a、36b就在彼此靠近的方向上位移。具體地，第一活塞36a朝著蓋罩38(在箭頭X1方向上)位移，并且第二活塞36b朝著位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)40(在箭頭X2方向上)位移。
于是，夾緊元件118a、118b借助于接合元件114在彼此靠近的方向上位移，該接合元件與第一和第二活塞36a、36b以及連接到接合元件114的第一和第二區(qū)塊66、116相嚙合。夾緊元件118a、118b在從而夾緊工件22的狀態(tài)下停止(參見(jiàn)圖1)。
如上所述，基于由控制器事先設(shè)定的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)力被傳遞出去，同時(shí)借助于小齒輪50被轉(zhuǎn)變成該對(duì)第一和第二活塞36a、36b的往復(fù)線(xiàn)性位移。于是，連接到第一和第二活塞36a、36b的夾緊元件118a、118b就能打開(kāi)和閉合預(yù)定的打開(kāi)/閉合量。
在此過(guò)程中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙钊?6a、36b位移時(shí)位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44分別用來(lái)檢測(cè)線(xiàn)圈106中的電感變化。基于電感的這種變化所引起的輸出電壓或輸出頻率，可以檢測(cè)第一和第二活塞36a、36b的位移量。于是，可以基于第一和第二活塞36a、36b的檢測(cè)位移量更準(zhǔn)確地控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量。
位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44包括桿104，線(xiàn)圈106相應(yīng)于該對(duì)第一和第二活塞36a、36b分別纏繞在所述桿上，以便從而檢測(cè)第一和第二活塞36a、36b各自的位移量。因此，與其中只是一個(gè)桿104單獨(dú)地設(shè)有位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44從而只是檢測(cè)第一和第二活塞36a、36b之一的位移量的情況相比，能改進(jìn)分辨率。于是，在利用位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44檢測(cè)第一和第二活塞36a、36b的位移量時(shí)能提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。換言之，可以抑止檢測(cè)準(zhǔn)確度的分散，這種分散是由于使用夾緊卡盤(pán)10的環(huán)境產(chǎn)生變化所引起的。因此，就一直可以以穩(wěn)定的方式獲得第一和第二活塞36a、36b的準(zhǔn)確位移量。
于是，在執(zhí)行夾緊元件對(duì)118a、118b相對(duì)于工件22的打開(kāi)/閉合操作時(shí)以及在根據(jù)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的控制信號(hào)控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，能自由地控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量。因此，可以執(zhí)行工件22高度準(zhǔn)確的定位。在此過(guò)程中，還可以控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合速度。
在步驟S3中，當(dāng)夾緊部24的夾緊元件118a、118b執(zhí)行打開(kāi)/閉合操作以提供預(yù)定的打開(kāi)/閉合量時(shí)，判斷是否已經(jīng)完成工件22的定位操作，并且在確認(rèn)已經(jīng)完成定位操作時(shí)，基于圖7所示流程圖的這種過(guò)程就終止。如果由夾緊元件118a、118b進(jìn)行的定位操作還沒(méi)有完成，那么路線(xiàn)就進(jìn)行到步驟S2，并再次基于應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的控制信號(hào)用夾緊元件118a、118b來(lái)繼續(xù)執(zhí)行打開(kāi)/閉合操作，以繼續(xù)工件22的定位控制。
另一方面，在用夾緊卡盤(pán)10完成工件22的定位操作之后，工件22從由夾緊元件118a、118b實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出去。在此過(guò)程中，如圖8所示，首先停止將控制信號(hào)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16(參見(jiàn)圖8所示范圍8b)，并且隨后應(yīng)用一個(gè)控制信號(hào)以使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16在相反方向上被驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)(參見(jiàn)圖8所示范圍8c)。在此情況下，仍然停止壓力流體向夾緊卡盤(pán)10的供應(yīng)(參見(jiàn)圖8所示范圍8b、8c)。
于是，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作之下，第一和第二活塞36a、36b在與執(zhí)行定位操作時(shí)指定的方向相反的方向上位移。因此，連接到第一和第二活塞36a、36b的夾緊元件118a、118b在彼此分離的方向上位移。于是，工件22從由夾緊元件118a、118b實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出去。
以下將針對(duì)其中根據(jù)工件22的形狀來(lái)控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量并且在工件22上執(zhí)行夾緊操作的情況進(jìn)行詳細(xì)地解釋。
首先，在如圖7所示的步驟S1中，判斷是否要以只是執(zhí)行定位操作的方式來(lái)控制夾緊卡盤(pán)10的夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量。在這種情況下，路線(xiàn)進(jìn)行到步驟S4，因?yàn)橐c上述定位操作同時(shí)地執(zhí)行工件22的夾緊操作。
換言之，當(dāng)路線(xiàn)進(jìn)行到步驟S2時(shí)，為了在步驟S1中只是用夾緊卡盤(pán)10執(zhí)行定位控制，夾緊卡盤(pán)10放置在定位控制模式。當(dāng)路線(xiàn)進(jìn)行到步驟S4時(shí)，為了除了用夾緊卡盤(pán)10進(jìn)行定位控制之外還執(zhí)行工件22的夾緊，夾緊卡盤(pán)10布置在扭矩控制模式，其中能提供預(yù)定的夾緊力。
隨后，在步驟S4，電流作為控制信號(hào)(脈沖信號(hào))從未示出的電源借助于控制器供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16(參見(jiàn)圖9所示范圍9a)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16就基于控制信號(hào)而旋轉(zhuǎn)預(yù)定量。于是，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作之下，第一和第二活塞36a、36b就借助于小齒輪50在軸向上位移。連接到第一和第二活塞36a、36b的夾緊元件118a、118b就在彼此靠近的方向上位移。工件22的定位控制由夾緊元件118a、118b執(zhí)行。在此情況下，對(duì)于主體12的第一和第二端口32、34就停止了壓力流體從壓力流體供應(yīng)源的供應(yīng)(參見(jiàn)圖9所示范圍9a)。
隨后，確定是否從將控制信號(hào)供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16已經(jīng)消逝了預(yù)定時(shí)間T1(例如100至200秒)。如果消逝時(shí)間小于預(yù)定時(shí)間T1(T1＞T)，路線(xiàn)就再次重復(fù)步驟S4。如果消逝時(shí)間不小于預(yù)定時(shí)間T1(T1≤T)，路線(xiàn)進(jìn)行到步驟S6。
在步驟S6，如圖9所示，控制信號(hào)持續(xù)地輸出到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16，同時(shí)壓力流體從未示出的壓力流體供應(yīng)源供應(yīng)到第二端口34(參見(jiàn)圖9所示范圍9b)。在此情況下，第一端口32處于朝著大氣打開(kāi)的狀態(tài)。壓力流體就從第二端口34經(jīng)過(guò)第二通道56被引入第一通孔26的第二汽缸內(nèi)腔48a。于是，第一活塞36a被壓向蓋罩38(在箭頭X1方向上)。而且，從第二汽缸內(nèi)腔48a經(jīng)過(guò)第四通道60引入第二通孔28的第一汽缸內(nèi)腔46b的壓力流體將第二活塞36b壓向位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44(在箭頭X2方向上)。
也就是說(shuō)，從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16供應(yīng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力在小齒輪50和齒條部100的嚙合作用下作為驅(qū)動(dòng)力在軸向上應(yīng)用到第一和第二活塞36a、36b。而且，由從第二端口34供應(yīng)的壓力流體施加的壓力被應(yīng)用到第一和第二活塞36a、36b。在此情況下，驅(qū)動(dòng)力和壓力都在相同方向上(在箭頭X1方向上)應(yīng)用到第一活塞36a，并且驅(qū)動(dòng)力和壓力都在相同方向上(在箭頭X2方向上)應(yīng)用到第二活塞36b。
于是，與由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16施加的驅(qū)動(dòng)力相結(jié)合及作為其的補(bǔ)充，由壓力流體施加的壓力應(yīng)用到可在第一和第二活塞36a、36b的位移動(dòng)作之下位移的夾緊元件118a、118b。因此，就能獲得夾緊工件22的更大夾緊力。
在步驟S6，進(jìn)行控制以使得壓力流體只是在控制信號(hào)已經(jīng)輸出到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16之后再消逝預(yù)定時(shí)間T1之后才供應(yīng)。例如，如果壓力流體是在控制信號(hào)已經(jīng)輸入到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16之前供應(yīng)的話(huà)，第一和第二活塞36a、36b就在壓力流體實(shí)現(xiàn)的加壓作用下軸向地位移。因此，一個(gè)負(fù)荷就施加在旋轉(zhuǎn)軸70的小齒輪50與第一和第二活塞36a、36b的齒條部100之間的嚙合部，因此就導(dǎo)致齒條部100和小齒輪50的耐用性降低。
因此，如上所述，進(jìn)行控制以使得壓力流體只是在控制信號(hào)已經(jīng)輸出到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16之后再消逝預(yù)定時(shí)間T1之后才供應(yīng)。于是，小齒輪50和齒條部100的齒輪齒98之間就不會(huì)出現(xiàn)特別大的負(fù)荷，并且因而齒條部100和小齒輪50的耐用性就不會(huì)降低。
在步驟S7，確認(rèn)是否該對(duì)夾緊元件118a、118b已經(jīng)正確地夾緊了工件22，并且隨后完成夾緊部24的夾緊元件118a、118b的夾緊操作。如果還沒(méi)有完成夾緊操作，路線(xiàn)就進(jìn)行到步驟S6。在已經(jīng)完成夾緊操作時(shí)，基于圖7所示流程圖的這種過(guò)程就終止。
另一方面，當(dāng)工件22從夾緊卡盤(pán)10所實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出來(lái)時(shí)，就停止壓力流體向第二端口34的供應(yīng)，并且停止已經(jīng)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的控制信號(hào)，如圖9所示(參加圖9所示范圍9c)。然而，應(yīng)用一個(gè)控制信號(hào)以使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16在相反的方向上被驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)(參加圖9所示范圍9d)。在驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16之后再消逝了預(yù)定時(shí)間T2之后，將壓力流體供應(yīng)到第一端口32(參加圖9所示范圍9e)。在此情況下，第二端口34處于朝著大氣開(kāi)放的狀態(tài)。
于是，依照旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)力和壓力流體施加的壓力，第一和第二活塞36a、36b就在與夾緊工件22時(shí)所指定的方向相反的方向上位移。因此，連接到第一和第二活塞36a、36b的夾緊元件118a、118b就在彼此分離的方向上位移。于是，工件22就從由夾緊元件118a、118b實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出去。
如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以根據(jù)夾緊卡盤(pán)10的使用狀態(tài)來(lái)選擇和切換操作，以使得夾緊元件118a、118b可以用只是由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16施加的驅(qū)動(dòng)力來(lái)進(jìn)行打開(kāi)/閉合操作，或者可選地，夾緊元件118a、118b可以用除了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)力之外還由壓力流體所施加的壓力來(lái)進(jìn)行打開(kāi)/閉合操作。因此，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或旋轉(zhuǎn)角度以便從而自由且高度準(zhǔn)確地控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量，夾緊卡盤(pán)10能用來(lái)高度準(zhǔn)確和可靠地夾緊和定位工件22。而且，在由壓力流體實(shí)現(xiàn)的加壓動(dòng)作之下，能可靠地用足夠的夾緊力來(lái)夾緊工件22。換言之，夾緊卡盤(pán)10提供有能應(yīng)用到工件22的定位和夾緊功能。在這種布置中，還可以控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合速度。
例如，在其中工件只是被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力所夾緊的電動(dòng)夾緊卡盤(pán)的情況下，在希望提供基本上等于常規(guī)氣動(dòng)型夾緊卡盤(pán)的夾緊力時(shí)，必須提供較大的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。然而，這就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，從而整個(gè)夾緊卡盤(pán)變得就尺寸很大，因?yàn)樾D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的尺寸很大，并且因此其成本就比較昂貴。
相反，在本發(fā)明的夾緊卡盤(pán)10的情況中，只是利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)力來(lái)執(zhí)行工件22需要準(zhǔn)確度的定位控制，以實(shí)現(xiàn)夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合操作。當(dāng)工件22被夾緊時(shí)，就通過(guò)給旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)力增加由壓力流體引起壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的夾緊力。于是，無(wú)需增大旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的大小來(lái)增大夾緊力。因此，可以實(shí)現(xiàn)包括有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的夾緊卡盤(pán)10的較小尺寸。
而且，在主體12內(nèi)設(shè)有位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44。位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44用來(lái)分別測(cè)量第一和第二活塞36a、36b在軸向上的位移量。因此，可以高度準(zhǔn)確地檢測(cè)連接到第一和第二活塞36a、36b的該對(duì)夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量。于是，例如在利用夾緊元件118a、118b執(zhí)行工件22的定位時(shí)能進(jìn)行高度準(zhǔn)確的控制。
以下將針對(duì)圖10A至10D所示情況進(jìn)行解釋?zhuān)渲谢旧螩形的工件22a被上述夾緊卡盤(pán)10所夾緊，并且其中工件22a被安裝在形成于圓柱形元件128的環(huán)形槽130內(nèi)(參見(jiàn)圖10C和10D)。銷(xiāo)孔132a、132b分別形成于工件22a的開(kāi)口端。
首先，參照?qǐng)D10A，控制夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量以執(zhí)行定位控制，以便將夾緊元件118a、118b的銷(xiāo)126a、126b插入工件22a的銷(xiāo)孔132a、132b。在此情況下，事先在控制器(未示出)中設(shè)定工件22a的銷(xiāo)孔132a、132b之間的間隔距離L1?？刂菩盘?hào)從控制器應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16以根據(jù)間隔距離L1執(zhí)行夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合操作。
夾緊元件118a、118b在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作之下彼此靠近或彼此遠(yuǎn)離地位移。當(dāng)銷(xiāo)126a和銷(xiāo)126b之間的間隔距離L2等于銷(xiāo)孔132a、132b之間的間隔距離L2(L1＝L2)時(shí)，停止夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合操作。在此情況下，停止壓力流體向夾緊卡盤(pán)10的供應(yīng)。
隨后，利用例如未示出的運(yùn)動(dòng)單元使整個(gè)夾緊卡盤(pán)10向下位移。夾緊元件118a、118b的銷(xiāo)126a、126b就被插入工件22a的銷(xiāo)孔132a、132b。此后，將控制信號(hào)從未示出的控制器應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16。同時(shí)地，通過(guò)主體12的第一或第二端口32、34供應(yīng)壓力流體。
于是，在由轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20實(shí)現(xiàn)的第一和第二活塞36a、36b的位移動(dòng)作之下，夾緊元件118a、118b就在彼此靠近的方向上位移。工件22a的開(kāi)口端就分別在彼此靠近的方向上位移。工件22a逆著排斥力徑向向內(nèi)地變形，以使得其直徑減小(參見(jiàn)圖10B)。
隨后，如圖10C所示，在工件22a的開(kāi)口部分閉合的情況下，工件22a被夾緊卡盤(pán)10位移入圓柱形元件128。工件22a被位移使得工件22a的外圓周表面與圓柱形元件128的環(huán)形槽130相對(duì)。
最后，停止壓力流體向夾緊卡盤(pán)10的供應(yīng)，并且第一或第二端口32、34向大氣開(kāi)放。而且，應(yīng)用一個(gè)控制信號(hào)以使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16在與上述相反的方向上被驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。于是，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作之下，夾緊元件118a、118b就在彼此分離的方向上位移。于是，工件22a就從工件22a的開(kāi)口部被夾緊元件118a、118b所閉合的狀態(tài)下釋放出去。工件22a由排斥力徑向向外地伸展，以使得其直徑增大，從而工件22a就被安裝入環(huán)形槽130(參見(jiàn)圖10D)。
如上所述，在夾緊卡盤(pán)10的情況下，根據(jù)控制信號(hào)，通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或旋轉(zhuǎn)角度，就能自由地控制該對(duì)夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量，其中控制信號(hào)從未示出的控制器供應(yīng)。因此，例如，夾緊元件118a、118b的銷(xiāo)126a、126b能容易地插入工件22a的該對(duì)銷(xiāo)孔132a、132b中，該對(duì)銷(xiāo)孔彼此間分開(kāi)預(yù)定的間隔距離。在夾緊工件22a時(shí)，除了由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16所引起的驅(qū)動(dòng)力之外，由壓力流體所引起的壓力被應(yīng)用到夾緊元件118a、118b。因此，可以為工件22a獲得希望的夾緊力。
另一方面，如圖11所示，當(dāng)工件22b(比如電子零件)被安裝到基片136上并且與多個(gè)其它電子零件134a、134b一起裝配時(shí)，那么首先通過(guò)未示出的控制器將控制信號(hào)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16，并且進(jìn)一步地，在壓力流體供應(yīng)到主體12的汽缸內(nèi)腔的情況下用夾緊元件118a、118b夾緊工件22b。夾緊卡盤(pán)10被向下位移以使工件22b前進(jìn)入相鄰電子零件134a、134b之間的空間。
隨后，工件22b被安裝到基片136上，并且隨后停止壓力流體的供應(yīng)，因此汽缸內(nèi)腔的內(nèi)部就處于朝著大氣開(kāi)放的狀態(tài)。而且，將極性與上述控制信號(hào)相反的控制信號(hào)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16。于是，就在相反的方向上驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16，并且因而夾緊元件118a、118b就在彼此分離的方向上位移。于是，工件22b就從由夾緊元件118a、118b所實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出來(lái)(參考圖11中兩點(diǎn)式鏈線(xiàn)所示的形狀)。
在此過(guò)程中，測(cè)量夾緊元件118a、18b被前進(jìn)進(jìn)入的相鄰電子零件134a、134b之間的距離L3，并且事先在控制器(未示出)中進(jìn)行設(shè)定，因此基于事先測(cè)量的間隔距離L3來(lái)提供夾緊元件118a、18b的打開(kāi)/閉合量。控制信號(hào)從控制器應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16。于是，當(dāng)夾緊元件118a、18b在彼此分開(kāi)的方向上打開(kāi)時(shí)能控制夾緊元件118a、18b的位移量。因此，當(dāng)工件22b從由夾緊元件118a、118b所實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出來(lái)時(shí)，夾緊元件118a、118b就不會(huì)與相鄰的電子零件134a、134b產(chǎn)生任何接觸。于是，即使是在有限的空間中也能可靠地執(zhí)行夾緊元件118a、118b的打開(kāi)操作。
換言之，通過(guò)根據(jù)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的控制信號(hào)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16的旋轉(zhuǎn)量或旋轉(zhuǎn)角度，能在將工件22b從其夾緊狀態(tài)釋放所需的最小位移量之下打開(kāi)夾緊元件118a、118b。
另外，還將針對(duì)一種情況進(jìn)行解釋?zhuān)渲羞x擇多個(gè)不同形狀的工件138a至138c中的一個(gè)并用夾緊元件118a、118b夾緊，以便將所選工件移動(dòng)和插入分別與工件138a至138c的形狀相應(yīng)的多個(gè)安裝孔140a至140c的一個(gè)里，如圖12A和12B所示。以下解釋將針對(duì)包括在多個(gè)工件138a至138c中的中央工件138b被夾緊和移動(dòng)的情況進(jìn)行描述。
首先，在夾緊元件118a、118b在彼此分開(kāi)的方向上被位移到完全打開(kāi)的狀態(tài)下，向下移動(dòng)夾緊卡盤(pán)10以使得工件138b被定位在夾緊元件118a、118b之間。在通過(guò)控制器(未示出)將控制信號(hào)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16時(shí)，夾緊元件118a、118b在彼此靠近的方向上位移，從而夾緊元件118a、118b緊靠著工件138b的兩個(gè)側(cè)面(參見(jiàn)圖12A)。
在此情況下，由位移量檢測(cè)機(jī)構(gòu)44檢測(cè)轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20的第一和第二活塞36a、36b的位移量?；诘谝缓偷诙钊?6a、36b的位移量，未示出的控制器計(jì)算出工件138b的橫向尺寸W1。在此情況期間，停止壓力流體向夾緊卡盤(pán)10的供應(yīng)。
隨后，從控制器將控制信號(hào)輸出到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16，同時(shí)壓力流體通過(guò)第二端口34供應(yīng)到汽缸內(nèi)腔。于是，通過(guò)轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)20的第一和第二活塞36a、36b的位移，夾緊元件118a、118b在彼此靠近的方向上位移。因此，夾緊元件118a、118b就夾住了工件138b。
基于由控制器計(jì)算的工件138b的橫向尺寸W1確定安裝孔140b的位置，該安裝孔的橫向尺寸W2與工件138b的橫向尺寸W1相一致。工件138b借助于夾緊卡盤(pán)10被插入安裝孔140b(參見(jiàn)圖12B)。
最后，停止壓力流體向夾緊卡盤(pán)10的供應(yīng)，并且隨后壓力流體供應(yīng)到與上述第二端口34相對(duì)的第一端口32。而且，在與上述相反的方向上驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源16。于是，夾緊元件118a、118b就在彼此分離的方向上位移，并且工件138b就從由夾緊元件118a、118b所實(shí)現(xiàn)的夾緊狀態(tài)中釋放出來(lái)。
如上所述，在夾緊元件118a、118b夾住工件138a至138c中的每個(gè)時(shí)，能基于第一和第二活塞36a、36b的位移量來(lái)測(cè)量工件138a至138c的尺寸，如同位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)44進(jìn)行的測(cè)量那樣。被測(cè)量工件138a至138c中的每個(gè)隨后能被移動(dòng)和插入例如相應(yīng)于工件外部尺寸的適當(dāng)安裝孔140a至140c。
本發(fā)明并不限于夾緊卡盤(pán)10必須固定到機(jī)床的軸的前端這種情況，其中通過(guò)將電流和壓力流體供應(yīng)到夾緊卡盤(pán)10來(lái)自動(dòng)地執(zhí)行定位和夾緊工件22、22a、22b、138a至138c的操作。如同如圖13所示的夾緊卡盤(pán)10的修改實(shí)施例那樣，可以提供另一種布置，其中能由操作員152的手154來(lái)握緊夾緊卡盤(pán)，以便執(zhí)行例如夾緊、移動(dòng)或裝配工件的操作。
根據(jù)該修改實(shí)施例的夾緊卡盤(pán)10包括凹狀/凸?fàn)畎咽?58，其形成于固定到主體12上部的殼體156的外部，以使得操作員152能容易地用一只手154握緊夾緊卡盤(pán)150。而且，例如，在殼體156的上部還提供有用于實(shí)現(xiàn)夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合操作的打開(kāi)/閉合開(kāi)關(guān)160、用于調(diào)節(jié)夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量的調(diào)節(jié)按鈕162、用于將夾緊卡盤(pán)150的的電源打開(kāi)或切斷的電源開(kāi)關(guān)164、以及多個(gè)用于視覺(jué)地識(shí)別打開(kāi)/閉合開(kāi)關(guān)160等的操作狀態(tài)的指示燈166。與根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的夾緊卡盤(pán)10相同的結(jié)構(gòu)部件被標(biāo)識(shí)為相同的附圖標(biāo)記，并且省略其詳細(xì)解釋。
在夾緊卡盤(pán)150的情況下，操作員152通過(guò)操縱電源開(kāi)關(guān)164來(lái)打開(kāi)夾緊卡盤(pán)150的電源。依照未示出的工件的形狀，借助于調(diào)節(jié)按鈕162來(lái)調(diào)節(jié)夾緊元件118a、118b的打開(kāi)/閉合量。此后，在壓下打開(kāi)/閉合開(kāi)關(guān)160時(shí)，夾緊元件118a、118b受到打開(kāi)/閉合操作，從而可以與工件的形狀無(wú)關(guān)地方便地執(zhí)行工件的定位或夾緊。
與其中操作員152必須利用工具等來(lái)執(zhí)行工件的夾緊或定位操作或者工件的裝配操作的情況相比，利用夾緊卡盤(pán)150能用穩(wěn)定的夾緊力可靠地夾緊工件。因此，例如在執(zhí)行裝配工件的操作時(shí)能提高生產(chǎn)效率。而且，在執(zhí)行定位操作時(shí)，也能更準(zhǔn)確和穩(wěn)定地定位工件。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明，但是能理解到，在不偏離本發(fā)明如所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍之下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能對(duì)其作出很多變化和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于借助于一對(duì)可打開(kāi)/閉合的夾緊元件(118a，118b)來(lái)夾緊工件(22)的工件夾緊卡盤(pán)(10)，所述工件夾緊卡盤(pán)(10)包括具有一對(duì)端口(32，34)和汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)的主體(12)，壓力流體供應(yīng)入所述端口并且所述壓力流體被引入所述汽缸內(nèi)腔；連接到所述主體(12)的驅(qū)動(dòng)部(16)，該驅(qū)動(dòng)部根據(jù)電信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)小齒輪(50)；一對(duì)可在所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)中軸向地位移的活塞(36a，36b)，其中驅(qū)動(dòng)力從所述驅(qū)動(dòng)部(16)通過(guò)與所述小齒輪(50)相嚙合的齒條槽(100)傳遞到所述活塞(36a，36b)；夾緊部(24)，其包括連接到該對(duì)活塞(36a，36b)的該對(duì)夾緊元件(118a，118b)，其中所述夾緊元件(118a，118b)可在所述活塞(36a，36b)的位移動(dòng)作之下打開(kāi)/閉合；和位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)(44，44a)，其檢測(cè)所述活塞(36a，36b)在所述軸向上的位移量，其中所述活塞(36a，36b)相對(duì)于所述小齒輪(50)的中心彼此相對(duì)地布置，并且通過(guò)應(yīng)用來(lái)自所述驅(qū)動(dòng)部(16)的所述驅(qū)動(dòng)力和/或由所述壓力流體施加的壓力，所述活塞(36a，36b)在所述軸向上位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工件夾緊卡盤(pán)，其中所述位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)(44)檢測(cè)該對(duì)活塞(36a，36b)中至少一個(gè)的位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的工件夾緊卡盤(pán)，其中所述位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)(44)設(shè)在所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)的所述軸向上的第一端側(cè)和第二端側(cè)中的至少一個(gè)上，所述活塞(36a，36b)在所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)內(nèi)位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的工件夾緊卡盤(pán)，其中所述位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)(44)包括桿(104)和線(xiàn)圈(106)，所述桿(104)設(shè)在所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)的所述第一端和所述第二端中的至少一個(gè)上，所述桿(104)朝著所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)突出并且被插入所述活塞(36a，36b)，所述線(xiàn)圈(106)在所述軸向上纏繞在所述桿(104)的外圓周表面周?chē)缓彤?dāng)所述活塞(36a，36b)在所述軸向上位移時(shí)檢測(cè)從所述線(xiàn)圈(106)供應(yīng)的輸出電壓或輸出頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的工件夾緊卡盤(pán)，其中所述位移量測(cè)量機(jī)構(gòu)(44a)具有在所述軸向上徑向向外地纏繞在所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)周?chē)木€(xiàn)圈(106)，并且當(dāng)所述活塞(36a，36b)基本上與所述線(xiàn)圈(106)平行地位移時(shí)檢測(cè)從所述線(xiàn)圈(106)供應(yīng)的輸出電壓或輸出頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的工件夾緊卡盤(pán)，其中該對(duì)活塞(36a，36b)包括通過(guò)與所述小齒輪(50)相嚙合而在相互相對(duì)的方向上位移的一個(gè)活塞(36a)和另一個(gè)活塞(36b)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的工件夾緊卡盤(pán)，其中該對(duì)夾緊元件(118a，118b)的前端被布置和傾斜為使得所述前端彼此靠近。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的工件夾緊卡盤(pán)，其中銷(xiāo)(126a，126b)設(shè)在該對(duì)夾緊元件(118a，118b)的所述前端處，每個(gè)銷(xiāo)的直徑形成為小于每個(gè)所述夾緊元件(118a，118b)的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的工件夾緊卡盤(pán)，其中所述驅(qū)動(dòng)部(16)包括用于檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)部(16)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)量的檢測(cè)部(68)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的工件夾緊卡盤(pán)，其中所述主體(12)包括導(dǎo)軌(64)，其線(xiàn)性地和可位移地引導(dǎo)該對(duì)夾緊元件(118a，118b)所連接到的區(qū)塊(66，116)。
11.一種用于控制借助于可打開(kāi)/閉合的夾緊部(24)來(lái)定位工件(22)的工件夾緊卡盤(pán)(10)的方法，所述方法包括將電信號(hào)應(yīng)用到驅(qū)動(dòng)部(16)，用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)被連接到所述驅(qū)動(dòng)部(16)上的小齒輪(50)來(lái)在軸向上移動(dòng)通過(guò)齒條部(100)與所述小齒輪(50)相嚙合的活塞(36a，36b)；和當(dāng)一對(duì)連接到所述活塞(36a，36b)的夾緊元件(118a，118b)被打開(kāi)和閉合時(shí)，用位移量檢測(cè)機(jī)構(gòu)(44)檢測(cè)所述活塞(36a，36b)的位移量，其中通過(guò)任意地控制所述夾緊元件(118a，118b)的打開(kāi)/閉合量來(lái)定位所述工件(22)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的用于控制所述工件夾緊卡盤(pán)的方法，還包括驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部(16)以使所述夾緊元件(118a，118b)受到所述閉合操作，從而借助于由所述驅(qū)動(dòng)部(16)所施加的驅(qū)動(dòng)力來(lái)夾緊所述工件(22)；和當(dāng)在驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部(16)之后再消逝預(yù)定時(shí)間時(shí)，通過(guò)經(jīng)由限定在主體(12)內(nèi)的端口(32，34)將壓力流體供應(yīng)到所述汽缸內(nèi)腔(46a，46b；48a，48b)從而在軸向上對(duì)所述活塞(36a，36b)施壓，其中所述工件被由所述驅(qū)動(dòng)部(16)施加的所述驅(qū)動(dòng)力和由所述壓力流體所施加的壓力所夾緊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用于控制所述工件夾緊卡盤(pán)的方法，其中通過(guò)控制應(yīng)用到所述驅(qū)動(dòng)部(16)的所述電信號(hào)來(lái)控制所述活塞(36a，36b)和所述夾緊元件(118a，118b)的位移速度。
全文摘要
工件夾緊卡盤(pán)包括設(shè)在主體(12)中的轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)(20)，其將來(lái)自旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)變成軸向上的位移。在小齒輪(50)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作之下，轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)(20)的第一和第二活塞(36a，36b)在軸向上位移。而且，通過(guò)相應(yīng)地從形成于主體(12)中的第一或第二端口(32，34)供應(yīng)壓力流體，在軸向上移動(dòng)第一和第二活塞(36a，36b)。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作之下，可借助于一對(duì)夾緊元件(118a，118b)來(lái)定位工件，并且除了驅(qū)動(dòng)力之外還通過(guò)應(yīng)用壓力流體的壓力來(lái)借助于夾緊元件(118a，118b)進(jìn)一步夾緊工件。
文檔編號(hào)B23B31/30GK1817531SQ20061000458
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月10日
發(fā)明者五月女元廣, 津田裕司 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社