[发明专利]操作装置和用于监控操作装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的操作装置，其包括尤其是用于固定工件的保持装置和用于检测振动的和由此产生测量值的传感器装置。

背景技术

所述类型的操作装置例如使用于在用于加工工件的加工设备中。这样的加工设备除了操作装置之外也包括加工装置例如机床、锯子、铣床、钻孔机。在此情况下，利用保持装置固定并且必要时移动工件。在此上下文中，保持装置尤其是构成为抓取装置或夹紧装置。夹紧装置尤其用于在其加工期间尤其将工件固定不动。抓取装置可以构建为移动或转变固定在该抓取装置上的工件。

在加工装置运行中，在该装置的不同部分上会出现不期望的振动。振动的原因可能存在于加工过程中，例如由于被驱动的工具(钻孔机、铣床、锯子等)作用于工件上。但，其他运动的部分例如驱动轴、飞轮、马达也会引起振动产生。当在所述装置的运动的部分上存在匹配误差、损伤或磨损(驱动损伤、传动损伤、轴承损伤、失稳等)时，出现大幅度的振动。当机械影响量(力、质量、加速度、操作的速度、时钟速率等)未充分相互协调时，操作装置例如借助夹具转换物体也会引起振动。

如果出现过大幅度的振动，则这会引起所使用装置的不期望的质量降低、损伤和提高磨损。此外，出现增强的噪音。振动会传递到工件上并且在那里引起损坏和/或使利用保持装置的固定不可靠。尤其是，存在如下危险：由于所述装置中的共振现象出现非常大的振动幅度，这会引起单个部件的损毁。

在机床中已知的是，监控运动的机械零件如旋转的轴或驱动元件的不期望的振动。用于对装置或机械元件进行振动分析的方法和装置例如在DE 10 2011055 523A1或DE 44 05 660A1中予以描述。在DE 10 2006 049 867A1中描述了一种具有夹紧装置和被驱动的工具的机床，其中借助传感器确定夹紧装置和工具的相对振动速度。在此有问题的是，以合适的方式将传感器定位在运动的机械零件上来识别不期望的振动。

发明内容

本发明所基于的任务是，以简单方式能够实现可靠的操作工件并且改善在加工设备中工件的加工质量的可靠性。

该任务通过根据权利要求1所述的操作装置来解决。该操作装置包括至少一个保持装置，所述保持装置构建为将工件固定在所述保持装置上。此外，该操作装置包括传感器装置，该传感器装置构建为检测振动和用于由此产生测量值。该传感器装置尤其设置在所述保持装置上。该传感器装置设定和也定位在所述保持装置上，使得有针对地检测利用保持装置固定的工件的振动(例如震动、传播的噪声、纵向和/或横向机械振动)。就此而言，该传感器装置并不主要设定为，监控运动的机械零件的振动，而是尤其用于对固定的工件进行振动监控。

在加工设备中，所述保持设备是直接与工件形成作用连接的功能单元。通常也在较长的时间存在与工件的接触，尤其是在利用加工装置加工期间。通过将传感器装置设置在用于工件的保持装置上因此可以实现持续的且可靠的监控。在此不需要有问题地将传感器设置在运动的机械零件如驱动轴或活塞上。

借助传感器装置确定的测量值能够尤其实现控制利用操作装置执行的操作过程。尤其是，通过监控振动可以确定，是否利用操作装置固定工件和/或是否充分或可靠地进行固定。附加地，根据振动特性可以推断出操作过程和/或加工过程的其他损坏。这种损坏的实例是：用于加工的不匹配的过程参数、过高的时钟率、具有过大的加速度的运动过程例如工件的转换时，操作装置相对于加工装置和/或工件不精确的定位、磨损的或不匹配的工具等。

所述保持装置尤其构建为负压保持装置，其中该工件借助负压可固定在所述保持装置上。例如，可以是抽吸夹具或抽吸夹紧装置。在这种负压保持装置中，通过监控工件的振动可以识别，工件是否贴靠在保持装置(存在检查)和/或工件是否可靠地固定和/或工件是否正确定位。在现有技术中，在此方面已知的是，例如通过对固定工件有效的压力的压力测量来监控负压操作装置的操作过程。就此而言，所描述的设计方案提供了用于监控操作过程的替选的可能性，该操作过程可靠且简单地运行。附加地，可以获得关于在固定的工件上执行的加工过程和/或利用固定的工件执行的操作过程(例如转换、移动)的信息。

有利的构造通过如下方式得到：所述保持装置具有壳体(例如负压夹紧装置、抽吸夹具等的壳体)和所述传感器装置集成地安装到所述保持装置的壳体中。

所述保持设备尤其具有设备部段，该设备部段贴靠在工件上用于固定工件。所述保持部段例如可以是保持装置的壳体的朝向工件的侧。所述保持部段也可以由附加的组件形成，例如由平面夹具的抽吸板、夹紧装置的接触面等形成。