专利名称：用于移动的机器部件的查询系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于移动的机器部件的查询系统。
技术背景这种查询系统例如从DE 103 07 565 Al中已知。在该现有技术中， 在旋转的电力卡盘中被加载压力的压力室借助于压力传感器进行监测。 压力传感器由与卡盘一起旋转的蓄电池供电。压力传感器配备有不旋转 的固定接收机，其连接于用于计值从压力传感器接收信号的单元。在该现有技术中，压力由需要电能的压力传感器测量并且由压力传 感器产生的信号借助于无线电传输给接收机。因此一方面需要在压力检 测时用于使传感器工作的电能而且另一方面需要用于发送无线电波的 电能。因为蓄电池可餘使用的电能有限，所以工作时间相当短。发明内容本发明的目的在于，提供一种用于移动的机器部件的查询系统，其 需要比较少的电能并且由于其耗电量少而具有较长的维护周期。该目的通过一种用于移动的机器部件的查询系统得以实现，所述查 询系统包括待设置于机器部件侧的第一查询组件，其具有至少一个在机 器部件的确定状态下或者在部分机器部件的确定位置时无需供电就能 工作的开关，用于计值开关的开关状态并将计值的开关信号利用数字无 线电开关信号发送的无线电发射单元，以及用于向无线电发射单元供电 的电源；还包括相对于查询组件固定设置的无线电接收单元，其用于接收和计值、转发和/或显示从无线电发射单元接收的信号。本发明相对于公开的现有技术的优点是，使用本身不消耗电能的无需供电就能工作的开关。该开关在可移动机器部件的确定状态下或者在 部分机器部件的确定位置时操作。在依据本发明的查询系统中，电能仅 用于计值开关信号、将开关信号转换成数字无线电开关信号和发出数字 无线电开关信号。因此机器部件侧查询组件的电源仅向无线电发射单元 供电。此外因为不使用开关状态的模拟信号，而是使用已经计值的数字 化无线电开关信号，所以降低了无线电发射单元的能耗。与发射模拟开关信号相比，发射数字无线电开关信号比较i2al并因此可以节能，即在 不到一亳秒的范围内。在依据本发明的查询系统中，无线电接收单元接收无线电发射单元 的数字信号并对其计值、转发和/或显示。特别是可以设想，无线电接收 单元包括用于控制移动的机器部件的机器控制装置的接口 。为了进一步降低无线电发射单元的能耗，依据本发明提出，无线电 发射单元构成为使得仅在开关的开关状态变化时发出无线电开关信号。 在这种情况下，因此仅在实际存在开关状态变化的情况下才需要用于发 出无线电信号的电能。在本发明另一有利的实施方式中，无线电发射单元构成为使得其监 测电源的状态并发出与4L^目关的电源检查信号并且接收单元计值、转发 和/或显示这些信号。因此可以监测电源的状态。在电源过弱时和/或电 源上存在干扰时可以得到识别。需要时可以釆取保护措施，例如结# 器部件的运动。此外依据本发明，无线电发射单元构成为使得其发出无线电联络检 查信号并且接收单元计值、转发和/或显示这些信号。因此可以检查是否 存在足够的无线电联络。如果没有接收到无线电联络检查信号，那么例 如可以产生、转发和/或显示故障信号。电源检查信号和/或无线电联络检查信号特别是用于提高查询系统 的工作可靠性。因此能够可靠且及时地检测查询系统的故障。但为了将电能消耗保持在尽可能低的程度上，依据本发明，以旨 的时间间隔查询和/或发送电源检查信号和/或无线电联络检查信号。特 别地，时间间隔可以根据移动的机器部件的安全重要性进行调整。在电 源设置为电池形式的情况下，例如在几秒内仅发送一次电源检查信号就 是足够的。电源检查信号和/或无线电联络检查信号在此方面有利的是作为数字信号由无线电发射单元发送。依据本发明的另一实施方式，无线电发射单元可以转换到工作模 式、调节模式和存放模式。工作模式在机器部件的正常工作时使用并特 别节能。调节模式用于调节和校准查询系统，其中，这里除了无线电信 号外也可以存在光学信号，以便在光学上显示无线电开关信号的发送或 无线电开关信号的接收。因此调节模式上会消耗更多的能量。在第三模 式即存放模式中，电源与无线电发射单元电分离，由此不存在能量消耗。 通过设有三个不同的模式，因此可以优化能耗。在此方面可以设想，在模式之间的转换借助于无接触式磁开关元件 进行。设有无接触式磁开关元件的优点是，即使无线电发射单元存放较 长时间也不会出现腐蚀并因此提高查询系统的工作可靠性。作为无接触 式磁开关元件例如可以考虑磁性销钉，通过其在不同的位置上使用不同 的模式。有利的是，依据本发明电源可以作为电池或者从可用的外部能量中 产生电能的发电机。在此方面，特别地发电机是太阳能电池。依据本发明，所使用的开关可以是M开关、无弹力开关、压力开 关或者磁性接近开关。对于开关来说，决定性的特点在于它们在无需供 电的情况下工作。开头所述的目的还通过一种环绕旋转轴线可旋转设置的以电力卡 盘形式的机器部件得以实现，所述电力卡盘带有沿轴向引导夹爪的卡盘体，其中电力卡盘包括依据本发明的查询系统，它的查询组件i殳置在卡 盘体内。这种电力卡盘的优点是，借助于查询系统例如可以查询夹爪夹 紧工件所施加的夹紧力和/或夹爪的位置并以较少的电能传输到无线电 接收单元。在这种情况下有利的是，无需供电就能工作的开关为压力开关，其 用于监测夹紧压力件的夹紧压力状态和/或夹爪的夹紧位置。这种压力开 关例如通过存在夹紧压力操作并例如可以根据预定的夹紧压力调整。依据本发明的电力卡盘的特征在于，无线电发射单元包括天线，其 沿轴向从卡盘体的垂直于旋转轴线延伸的表面突出。由此可以保证设置 在卡盘体内的无线电发射单元或所属的天线与无线电接收单元之间提 供最佳的无线电联络。天线可以构成为螺旋弹簧形式并沿特别的曲线从卡盘体的垂直于 旋转轴线延伸的表面突出。这样构成的天线在实践中已证明是特别有利 的，因为由于天线构成为螺旋弹簧并且天线从卡盘体的垂直于旋转轴线 延伸的表面突出，所以能够以小发射功率功能可靠地最佳发射无线电信 号。依据本发明的另一实施形式，无线电发射单元连同天线和电源全部 设置在注塑件的内部。由此可以保护无线电发射单元免受例如加工乳化 液和/或切屑等的外界影响。此外开头所述的目的通过一种借助于搬运系统移动的自动化部件 形式的机器部件得以实现，所述机器部件包括依据本发明的查询系统，其中，查询组件^:置在自动化部件内或者^:置在自动化部件上并且无线 电接收单元相对于自动化部件固定、也就是静止地设置。因此自动化部 件借助于搬运系统，例如借助于一个机械手在空间移动。通过可以设置 在自动化部件内或者上面的依据本发明的查询系统，可以查询自动化部 件或部分自动化部件的确定位置和/或确定状态。特别地可以将包括主体和可移动设置在主体内的夹爪的抓取或者 夹紧装置作为自动化部件。利用依4^本发明的查询系统例如可以查询夹 爪的位置并通知无线电接收单元。此外可以将具有可转动设置在主体内 的回转件的回转单元作为自动化部件。利用该查询组件例如可以查询和 通知回转件的位置。此外，依据本发明的自动化部件可以是快速更换系 统，其中，在这里可以利用本发明可以查询刀具是否已经更换。此外可 以设想，使用防撞和过载保护装置作为自动化部件，其有效防止机器人 或机器人侧的操作装置因碰撞或者过载而造成损坏。依据本发明的查询 系统在这方面可以检测和通知碰撞和过载条件的出现。依据本发明，自 动化部件同样可以是线性传动装置和/或升降装置，其中，利用依it本发 明的查询系统可以查询并通知利用传动装置可移动的升降件的位置。依据本发明，其他未提到的自动化部件也可以具有依据本发明的查 询系统。
本发明的其他细节和优点参阅下列说明，其中借助于附图所示的实施例对本发明进行详细描述和说明。其中 图1示出不同的依据本发明自动化部件； 图2示出图1自动化部件的一个无线电发射单元及两个开关； 图3示出用于电力卡盘的第二无线电发射单元； 图4示出带有图3的无线电发射单元的电力卡盘；以及 图5示出用于图2或者图3无线电发射单元的无线电接收单元。
具体实施方式
图l示出不同的自动化部件。首先，示出回转单元IO，其包括主外 壳12和回转件14。其次，示出平行4^装置16，其包括主外壳18以 及两个在主外壳内可彼此靠近和远离移动的夹爪20和设置在夹爪上的 抓手22。在图1中示出，第三自动化部件是回转g单元24，其具有 主外壳26和两个可彼此靠近或远离回转的抓手28。图1所示的自动化 部件例如可以借助于^运系统在空间上移动地设置。为了查询各个移动 部件14、 22、 28的位置，机器部件IO、 16、 24可以分别包括查询系统。这种查询系统包括自动化部件侧的查询组件，例如，在回转单元IO 的情况下，该查询组件设置在主外壳12上；在平行抓具16的情况下， 该查询组件设置在主外壳18上；并且在回转抓具24的情况下，该查询 組件i殳置在主外壳26上。图2示出这样的查询组件并采用附图标记30 标注。查询组件30本身包括两个无需供电就能工作的开关32，其通过 电缆34与无线电发射单元36连接。开关32例如构成为以舌簧形式的 磁性接近开关，其在铁磁化的部件或永久磁铁进入其检测区的情况下接 通。这种开关不需要电源。无线电发射单元36对开关32的开关信号求值并例如以无线电报的 方式向图5所示的无线电接收单元38发送数字无线电开关信号。图2 所示的查询系统30此外包括未示出的电池形式的电源。作为对电池的 取代或者附加，可以设想具有例如像太阳能电池的发电机。因为开关32不需要电能并且已经计值的数字开关信号已被发送， 所以无线电发射单元需要比较少的电能。例如，如果无线电发射单元每秒发送一份数字无线信号，那么目前可买到的传统电池的使用寿命为五 至十年。电池这样长的使用寿命特别是由如下原因产生的，即所发射的 数字无线电开关信号的信号持续时间小于一亳秒。图3示出查询系统40的第二实施方式，其设置在以图4中所示的 带有卡盘体42的电力卡盘44形式的移动的机器部件内，其中电力卡盘 可环绕旋转轴线46转动。卡盘体42包括沿径向用于可沿径向移动的夹 爪50的夹爪导轨48。夹爪50可以定中心地保持待加工的工件。如图3所示，查询系统40包括无需供电就能工作的开关52，特别 是用于监测夹紧压力件的夹紧压力状态的压力开关，利用夹紧压力件产 生夹爪50夹紧压力。查询组件40此外包括无线电发射单元54，其用于 计值压力开关52的开关状态并且借助于数字无线电信号发送计值的开 关信号。无线电发射单元54包括构成为螺旋弹簧形式的天线56,其沿 一条曲线58从卡盘体42的垂直于旋转轴线延伸的表面60突出。天线 56延伸所沿的曲线58特别是在图3中可以清楚看出。在查询组件40 "卡盘体42内的情况下，朝向天线56的环绕边62至少基本上与表 面42齐平。这种设置的优点是，通it^目对于表面42突出的天线56，即 使在电力卡盘44高速旋转时也可以在比较低的能耗下最佳地发送无线 电信号。在图4中，查询组件40装入电力卡盘44或其卡盘体42内。为此 卡盘体42设有与查询组件40的外部尺寸互补的凹部。如已经介绍的那 样，天线56在*^状态下沿轴向从垂直于旋转轴线46延伸的表面突出。此外如从图3所看到的那样，查询组件40包括以电池62形式的电 源。电池62、无线电发射单元54和天线56全部嵌入注塑件内。由此达 到最佳的保护。通过电缆与无线电发射单元54连接的压力开关52在装 入状态下处于夹紧压力件的压力腔内或者压力腔上。正如已经提到的那样，图5示出固定设置的无线电接收单元38，其 包括天线64，利用该天线可以接收由图2的无线电发射单元36和/或图 4的无线电发射单元40发送的数字无线电信号。无线电接收单元38具 有接口 66，其用于与机器控制装置连接，特别是与控制图1的自动化部 件10、 16、 24和/或图4的电力卡盘44的机器控制装置连接。此外利用 无线电接收单元38可以查询所发射的数字无线电开关信号。附图中所示的无线电发射单元可以构成为使得其监测电源的状态 并发送与^目关的电源检查信号。如果电源检查信号4氐于确定的数值，那么这一点可以由无线电接收单元38识别、显示和/或转发到机器控制 装置。此外无线电发射单元30、 40可以构成为使得其发送由无线电接收 单元38接收的无线电联络检查信号。如果没有收到规律发送的无线电 联络检查信号，那么这样会引发故障信号。无线电接收单元38具有不同的指示灯，即无线电发射单元40的电 源指示灯68、无线电联络指示灯70以及两个开关接触指示灯72，用于 检查开关32、 52的开
权利要求
1.一种用于移动的机器部件(10、16、24、44)的查询系统，包括待设置于机器部件侧的查询组件(30、40)，所述查询组件(30、40)具有至少一个在机器部件的确定状态下或者在部分机器部件的确定位置时无需供电就能工作的开关(32、52)，用于计值所述开关(32、52)的开关状态并将计值的开关信号利用数字无线电开关信号发送的无线电发射单元(36、54)，以及用于向所述无线电发射单元(36、54)供电的电源(62)；所述查询系统还包括相对于所述查询组件(30、40)固定设置的无线电接收单元(38)，其用于接收和计值、转发和/或显示从所述无线电发射单元接收的信号。
2. 如权利要求1所述的查询系统，其特征在于，所述无线电发 射单元(36、 54)构成为使得仅在所述开关(32、 52)的开关状态变 化时发出无线电开关信号。
3. 如权利要求1或2所述的查询系统，其特征在于，所述无线 电发射单元(36、 54)构成为使得其监测电源的状态并发出与之相关 的电源检查信号，并且所述无线电接收单元计值、转发和/或显示这 些信号。
4.如权利要求l、 2或3所述的查询系统，其特征在于，所述无 线电发射单元(36、 54)构成为使得其发出无线电联络检查信号，并 且无线电接收单元计值、转发和/或显示这些信号。
5.如权利要求3或4所述的查询系统，其特征在于，所述无线 电发射单元(36、 54)构成为使得其以规律的时间间隔查询和/或发 送电源检查信号和/或无线电联络检查信号。
6.如前述权利要求中任一项所述的查询系统，其特征在于，所 述无线电发射单元(36、 54)能够转换到工作模式、调节模式和存放模式。
7. 如权利要求6所述的查询系统，其特征在于，在所述模式之 间的转换借助于无接触式磁开关元件进行。
8. 如前述权利要求中任一项所述的查询系统，其特征在于，电 源(62)为电池或者发电机。
9. 如前述权利要求中任一项所述的查询系统，其特征在于，所 述开关(32、 52)为按键开关、无弹力开关、压力开关或者磁性接近 开关。
10. —种环绕旋转轴线(46)可旋转设置的电力卡盘(44)形式 的机器部件，所述电力卡盘(44 )带有引导夹爪(50 )的卡盘体(42 )， 所述机器部件包括如前述权利要求中任一项所述的查询系统，其中， 所述查询组件(40)设置在所述卡盘体(42)内。
11.如权利要求10所述的电力卡盘(44)，其特征在于，所述开 关(52)为压力开关，其用于监测夹紧压力件的夹紧压力状态和/或 夹爪(50)的夹紧位置，
12.如权利要求10或11所述的电力卡盘(44)，其特征在于， 所述无线电发射单元(54)包括天线(56)，所述天线沿轴向从所述 卡盘体(42)的垂直于旋转轴线(46)延伸的表面(60)突出。
13.如权利要求12所述的电力卡盘(44)，其特征在于，所述天 线(56)构成为螺旋弹簧形式并沿曲线(58)从所述卡盘体(42)的 垂直于旋转轴线(46)延伸的表面(60)突出。
14. 如权利要求12或13所述的电力卡盘(44)，其特征在于， 所述无线电发射单元(54)连同所述天线(56)和电源(62)全部设 置在注塑件的内部。
15. —种借助于搬运系统可移动的自动化部件(10、 16、 24)形 式的机器部件，包括如权利要求1至9中任一项所述的查询系统，其 中，所述查询组件(36 )设置在自动化部件内或者设置在自动化部件 上并且所述无线电接收单元相对于自动化部件固定地设置。
16.如权利要求15所述的自动化部件，其特征在于，所述自动 化部件是抓取或者夹紧装置(16、 24)、回转单元(IO)、快速更换系 统、防撞和过载保护装置、线性传动装置和/或升降装置，其中或者 利用其能够查询所述自动化部件或者部分自动化部件的确定位置或 确定状态。
全文摘要
本发明涉及一种用于移动的机器部件的查询系统，包括待设置于机器部件侧的查询组件，查询组件具有至少一个在机器部件的确定状态下或者在部分机器部件的确定位置时无需供电就能工作的开关，用于计值所述开关的开关状态并将计值的开关信号利用数字无线电开关信号发送的无线电发射单元，以及用于向所述无线电发射单元供电的电源；所述查询系统还包括相对于所述查询组件固定设置的无线电接收单元，其用于接收和计值、转发和/或显示从无线电发射单元接收的信号。
文档编号B23Q17/00GK101228002SQ200680027252
公开日2008年7月23日 申请日期2006年7月11日 优先权日2005年7月27日
发明者安德列亚斯·舒斯特, 布鲁诺·费尔豪尔 申请人:顺科两合公司夹具和抓取工具厂