CN104275613A - 用于机床的夹紧装置和夹紧方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于机床(76)的夹紧装置(10)和夹紧方法，在用于机床(76)的夹紧装置(10)和夹紧方法中，第一缸(14)和第二缸(16)基于由长度测量传感器(34)检测出的第一缸(14)的活塞(18)的位置和由长度测量传感器(56)检测出的第二缸(16)的活塞(38)的位置被控制，该夹紧装置(10)和夹紧方法用于夹紧作为要被机床(76)加工的目标物体的工件(12)。以这种方式，工件(12)被各个夹持构件(28、48)夹持在预定位置，即夹盘主体(78)的轴心(80)。

Description

用于机床的夹紧装置和夹紧方法
技术领域
本发明涉及一种用于机床的夹紧装置和夹紧方法，用于夹持作为要被该机床加工的目标物体的工件。
背景技术
在机床诸如激光加工机等中，在作为要被加工的目标物体的工件上，在该工件被夹紧装置保持的状态下，执行预定的加工程序(例如，激光加工)。日本专利特开公报No.2003-159606公开了，利用具有多个缸的夹紧装置，工件被缸的活塞杆的末端保持。
进一步，如日本实用新型特开公报No.05-024237所公开的，固定块和空气缸被设置成工件放置在介于两者之间的基板上。空气缸的活塞杆在朝向固定块的方向上移动，从而工件通过按压抵靠固定块而被支撑。
发明内容
附带地，在工件通过利用两个缸按压在工件的两侧而被夹持的情况下，如果工件的两侧仅仅在相同的压力下被按压，存在这样的顾虑：依据压力如何被施加到工件，可能出现工件的位置偏移。
因此，通过应用日本实用新型特开公报No.05-024237的技术，可以考虑利用一个缸定位工件，然后用另一个缸按压和夹持工件。在这种情况下，对于机床，因为预定加工程序(例如在夹紧装置被旋转时执行的加工程序)在工件被夹持的状态下被执行，所以希望工件在构成夹紧装置的夹盘主体的轴心与工件的中心位置重合的状态下被夹持。
然而，如果工件的形状变化，或如果工件的中心位置变得相对于轴心偏移，则工件不能被恰当地夹持在夹盘主体的轴心。
本发明的目的在于解决上述问题，并且提供一种用于机床的夹紧装置和夹紧方法，该夹紧装置和夹紧方法能够夹紧工件而不导致工件的位置偏移。
进一步，本发明的目的是提供一种用于机床的夹紧装置和夹紧方法，即使工件的形状变化，或工件的中心位置相对于夹盘主体的轴心偏移，该夹紧装置和夹紧方法能够在其中心位置与夹盘主体的轴心基本重合的状态下夹紧工件。
本发明涉及一种用于机床的夹紧装置和夹紧方法，用于夹紧作为要被该机床加工的目标物体的工件。
此外，本发明包含以下第一至第十六个特征。
更具体地，根据第一特征，用于机床的夹紧装置包括夹盘主体、第一缸、第二缸、第一位置检测传感器、第二位置检测传感器和控制机构。
在这种情况下，第一缸被附接到夹盘主体，并且工件通过第一活塞杆在朝向工件的方向上的移动被定位，该第一活塞杆被连接到第一活塞。进一步，第二缸被附接到夹盘主体，并且工件通过第二活塞杆在朝向工件的方向上的移动被按压，该第二活塞杆被连接到第二活塞。
第一位置检测传感器检测第一活塞的位置。第二位置检测传感器检测第二活塞的位置。另外，控制机构基于已经被检测出的第一活塞的位置和第二活塞的位置控制第一缸和第二缸，从而工件通过第一活塞杆和第二活塞杆被夹持在夹盘主体的预定位置。
根据第一特征，工件被第一缸定位，并且通过利用第二缸按压被定位的工件，已经被恰当地放置在夹盘主体上的工件被夹持。另外，控制机构基于已经被检测出的第一活塞的位置和第二活塞的位置控制第一缸和第二缸，从而工件通过第一活塞杆和第二活塞杆被夹持在夹盘主体的预定位置。
由于上述特征，工件能够被夹持而不出现工件的位置偏移。进一步，即使工件的形状等等变化，或工件的中心位置变得相对于夹盘主体的轴心偏移，工件也能够在工件的中心位置与夹盘主体的轴心基本重合的状态下被夹持。
在本发明的第二特征中，控制机构进一步包括第一缸控制器，该第一缸控制器通过控制第一缸移动第一活塞杆；和第二缸控制器，该第二缸控制器通过控制第二缸移动第二活塞杆。
在这种情况下，第一活塞杆根据通过第一缸控制器执行的控制朝向夹盘主体的轴心移动，从而将工件定位在夹盘主体的预定位置。进一步，第二活塞杆根据通过第二缸控制器执行的控制朝向夹盘主体的轴心移动，从而按压工件。
如此，基于检测出的第一活塞的位置，第一缸控制器朝向轴心移动第一活塞杆。另一方面，基于检测出的第二活塞的位置，第二缸控制器朝向轴心移动第二活塞杆。
由于上述特征，工件能够被夹持在轴心位置，而不出现工件的位置偏移。进一步，即使工件的形状等等变化，或工件的中心位置变得相对于夹盘主体的轴心偏移，工件也能够以工件的中心位置与夹盘主体的轴心重合的方式被夹紧。
根据第三特征，控制机构进一步包括位置偏移计算单元，该位置偏移计算单元基于已经检测出的第一活塞的位置和第二活塞的位置，计算轴心与由第一活塞杆和第二活塞杆夹持的工件的中心位置之间的位置偏移量。在这种情况下，第一缸控制器基于位置偏移量移动第一活塞杆，并且第二缸控制器基于位置偏移量移动第二活塞杆，从而工件的中心位置被校正到轴心。
如此，即使工件的形状等等变化，或工件的中心位置相对于夹盘主体的轴心偏移，因为工件的中心位置能够被自动校正到轴心从而位置偏移量为零，所以工件能够被可靠地夹紧在轴心。
在本发明的第四特征中，控制机构进一步包括端部位置计算单元，该端部位置计算单元基于检测出的第一活塞的位置计算第一活塞杆的端部的位置，并且基于检测出的第二活塞的位置计算第二活塞杆的端部的位置。
在这种情况下，第一缸控制器朝向轴心移动第一活塞杆，直到计算出的第一活塞杆的端部的位置到达构造成定位工件的第一位置。另一方面，第二缸控制器朝向轴心移动第二活塞杆，直到计算出的第二活塞杆的端部的位置到达构造成按压工件的第二位置。
因而，例如利用伺服控制，第一缸控制器和第二缸控制器能够分别移动第一活塞杆和第二活塞杆，以到达第一位置和第二位置，并且能够可靠地将工件夹持在轴心位置。进一步，如果工件的尺寸事先已知，并且工件要被夹持在轴心的位置，第一位置和第二位置能够根据工件的尺寸和轴心的位置被预先指定。因此，第一活塞杆能够被容易地移动到第一位置，并且第二活塞杆能够被容易地移动第二位置。
根据第五特征，第一缸控制器基于第一位置和第一活塞杆的端部的位置，朝向轴心移动第一活塞杆，同时调整第一活塞杆的速度。进一步，第二缸控制器基于第二位置和第二活塞杆的端部的位置，朝向轴心移动第二活塞杆，同时调整第二活塞杆的速度。
因而，例如，利用伺服控制，在第一活塞杆和第二活塞杆已经以高速移动到工件附近的各个位置之后，第一活塞杆和第二活塞杆在快接触到工件之前速度降低，从而第一活塞杆的端部和第二活塞杆的端部能够被置于在其速度为零的状态下接触工件。
因此，第一活塞杆的端部和第二活塞杆的端部能够轻轻地(轻柔地)接触工件，从而当工件被定位和夹紧时对工件的冲击能够被抑制。
根据第六特征，控制机构进一步包括锁定单元，当第一活塞杆的端部的位置到达第一位置时该锁定单元固定并且保持第一活塞杆。
由此，当工件被夹紧时，即使来自第二活塞杆的按压力经由工件被传输到第一活塞杆，也能够防止由于按压力导致的第一活塞杆的不必要的移动。
更具体地，当第一活塞杆定位工件时按压力起外力(干扰)作用。因此，由于锁定单元固定和保持第一活塞杆，该干扰的影响能够被避免。
根据本发明的第七特征，在第一活塞杆的端部的位置到达第一位置后，第一缸控制器可以将该端部的位置维持在第一位置。
更具体地，如果锁定单元没有与第一缸一起被设置，通过由伺服控制将第一活塞杆的端部的位置维持在第一位置，工件通过第一缸的定位状态能够被保持。
根据第八特征，夹持力检测传感器检测由第一活塞杆和第二活塞杆施加于工件的夹持力，该夹持力检测传感器被配置在第一活塞杆的接触工件的端部上和/或第二活塞杆的接触工件的端部上。
如此，通过直接检测在工件上的夹持力，施加于工件的夹持力的程度能够被高度精确地检测。因而，对于控制机构，通过第一缸控制单元和第二缸控制单元基于检测出的夹持力控制第一缸和第二缸，工件能够以适当的夹持力被夹紧。例如压力传感器比如测压元件可以被用作夹持力检测传感器。
在第九特征中，第一缸和第二缸优选为流体压力缸。因此，第一缸控制器可以包括压力流体供应装置，该压力流体供应装置通过将压力流体供应到第一缸而移动第一活塞杆。进一步，第二缸控制器可以包括压力流体供应装置，该压力流体供应装置通过将压力流体供应到第二缸而移动第二活塞杆。
根据本发明的第十特征，由第一活塞分开的第一压力室和第二压力室形成在第一缸的内部，并且由第二活塞分开的第三压力室和第四压力室形成在第二缸的内部。在这种情况下，用于机床的夹紧装置进一步包含：第一压力传感器，该第一压力传感器检测第一压力室的第一压力；第二压力传感器，该第二压力传感器检测第二压力室的第二压力；第三压力传感器，该第三压力传感器检测第三压力室的第三压力；和第四压力传感器，该第四压力传感器检测第四压力室的第四压力。
此外，控制机构可以进一步包括夹持力计算单元，该夹持力计算单元基于检测出的第一压力和检测出的第二压力，和/或检测出的第三压力和检测出的第四压力，计算通过第一活塞杆和第二活塞杆施加于工件的夹持力。
更具体地，如果不需要高度精确的夹持力，夹持力可以基于第一压力P1与第二压力P2和/或第三压力P3与第四压力P4被估算。同样在这种情况下，对于控制机构，通过第一缸控制单元和第二缸控制单元基于估算的夹持力控制第一缸和第二缸，工件能够以适当的夹持力被夹持。
根据第十一特征，夹持力计算单元可以计算与工件的重量对应的夹持力，作为夹持力目标值。在这种情况下，第一缸控制器可以控制第一压力和第二压力，使得计算出的夹持力变为夹持力目标值。进一步，第二缸控制器可以控制第三压力和第四压力，使得计算出的夹持力变为夹持力目标值。
如此，假如第一至第四压力基于工件的重量被控制，并且第一活塞杆和第二活塞杆被移动，则能够防止相对于重量轻的工件施加过量的夹持力或相对于重的工件施加不足的夹持力。
在本发明的第十二特征中，第一缸和第二缸以由第一活塞杆作用在工件上的定位力的方向和由第二活塞杆作用在工件上的按压力的方向位于基本相同的轴线上的方式优选地被附接到夹盘主体。
因而，因为定位力和按压力沿着同一根轴线被施加到工件，工件的位置偏移被避免同时工件还可以被非常有效地夹持。
在第十三特征中，第一缸和第二缸以彼此面对的关系被附接到夹盘主体，轴心夹在第一缸和第二缸之间。
因此，能够确实地防止工件的位置偏移，同时工件能够被可靠地夹持在轴心的位置。
在第十四特征中，如果以彼此面对的关系配置并且将轴心夹在其中的一个第一缸和一个第二缸形成为一对，多对缸能够相对于轴心以放射方式且以预定角度间隔被附接到夹盘主体。
因此，能够确实地防止工件的位置偏移，同时工件能够被可靠地夹持在轴心的位置。
在本发明的第十五特征中，如果第一缸和第二缸总计至少三个相对于轴心以放射方式以预定角度间隔被附接，第一缸和第二缸以合并的定位力的方向和合并的按压力的方向位于基本相同的轴线上的方式被附接到夹盘主体。
即使第一缸和第二缸没有被配置成以彼此面对关系将轴心夹在其间，只要合并的定位力和合并的按压力的方向位于成基本在相同的轴线上，则能够确实地防止工件的位置偏移，并且工件能够被夹持在轴心的位置。
根据本发明的第十六特征，用于机床的夹紧方法包含第一步骤和第二步骤。
在第一步骤中，在工件放置在夹盘主体上的状态下，第一活塞杆在朝向工件的方向上移动从而定位工件，其中，第一活塞杆连接到第一缸的第一活塞并且第一缸附接到夹盘主体。
在第二步骤中，第二活塞杆在朝向工件的方向上移动从而按压被定位的工件，其中，第二活塞杆连接到第二缸的第二活塞并且第二缸被附接到夹盘主体。
此外，在第二步骤中，控制机构基于由第一位置检测传感器检测出的第一活塞的位置和由第二位置检测传感器检测出的第二活塞的位置，控制第一缸和第二缸从而工件通过第一活塞杆和第二活塞杆被夹持在夹盘主体的预定位置。
根据第十六特征，用和第一特征一样的方法，工件被第一缸定位，并且通过利用第二缸按压被定位的工件，已经被恰当地放置在夹盘主体上的工件被夹紧。进一步，控制机构基于已经被检测出的第一活塞的位置和第二活塞的位置控制第一缸和第二缸，从而工件通过第一活塞杆和第二活塞杆被夹持在夹盘主体的预定位置。
因此，工件能够被夹紧而不出现工件的位置偏移。进一步，即使工件的形状等等变化，或工件的中心位置相对于夹盘主体的轴心偏移，工件也能够在工件的中心位置与夹盘主体的轴心基本重合的状态下被夹紧。
通过结合附图阅读本发明的下述实施例，本发明的其它目的，优势和新颖特征将变得更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的夹紧装置的构造图；
图2是显示图1的夹紧装置的第一实例的结构图；
图3是显示图1的夹紧装置的第二实例的结构图；
图4是显示图1的夹紧装置的第三实例的结构图；
图5是显示图1的夹紧装置的操作的时间图；
图6是显示图1的夹紧装置的操作的流程图；
图7是图解工件的夹持操作的示意图；
图8是在位置偏移出现在夹盘主体的轴心和工件的中心位置之间的情况下，图解校正工件的位置偏移的示意图；和
图9是根据修改例的夹紧装置的构造图。
具体实施方式
以下将参考附图联系用于机床的夹紧方法详细描述根据本发明的用于机床的夹紧装置的较优实施例。
[用于机床的夹紧装置的构造]
如图1所示，根据本实施例的用于机床的夹紧装置10(以下称为根据本实施例的夹紧装置10)利用第一缸14和第二缸16来夹持工件12，该工件为要被诸如激光加工机床等的机床加工的目标物体，该第一缸14和第二缸16被配置在工件12的左右两侧(沿图1的X1方向和X2方向)。
更具体地，第一缸14的内部被活塞18(第一活塞)分隔成在箭头X1的方向侧的第一压力室20和在箭头X2的方向侧的第二压力室22，第一缸14是流体压力缸诸如空气缸等等。在这种情况下，当压力流体被从压力流体供应机构(第一缸控制器，压力流体供应装置)24供应到第一压力室20时，并且压力经由压力流体供应机构24被从第二压力室22释放到外部时，活塞18和连接到活塞18的活塞杆(第一活塞杆)26在箭头X2的方向上移动。垫形夹持构件28被配置在活塞杆26在箭头X2的方向的一端上。工件12通过与工件12接触的夹持构件28被定位。
第一压力室20的第一压力P1由压力传感器(第一压力传感器)30检测。第二压力室22的第二压力P2由压力传感器(第二压力传感器)32检测。活塞18沿着X方向的位置由长度测量传感器(第一位置检测传感器)34检测。
长度测量传感器34，例如通过应用日本专利特开公报No.10-184844公开的技术，可以检测设置在活塞18上的未图解的磁铁的磁通量，并且可以输出与检测到的磁通量对应的信号(对应于活塞18的当前位置的信号)。换句话说，通过应用日本专利特开公报No.2008-249025公开的技术，未图解的活塞杆可以设置成从活塞18延伸到第一压力室20中，并且活塞18的位置可以间接地通过检测活塞杆的位置被检测。
进一步，锁定机构(锁定单元)36被设置在第一缸14上，当夹持构件28接触到工件12并且定位工件12时，该锁定机构固定并保持活塞杆26。锁定机构36，例如通过应用日本实用新型公报No.03-041124公开的技术，由于压力流体从压力流体供应机构24的供应，可以固定并保持活塞杆26。
进一步，在工件12要从定位状态被释放的状态下，通过从压力流体供应机构24供应到第二压力室22的压力流体，和经由压力流体供应机构24从第一压力室20排出到外部的压力流体，活塞18、活塞杆26和夹持构件28可以在箭头X1的方向上整体移动。
另一方面，第二缸16具有与第一缸14基本相同的结构，第二缸16为流体压力缸诸如空气缸等。第二缸16的内部被活塞(第二活塞)38分隔成在箭头X2的方向侧的第三压力室40和在箭头X1的方向侧的第四压力室42。在这种情况下，当压力流体被从压力流体供应机构(第二缸控制器，压力流体供应装置)44供应到第三压力室40，并且压力经由压力流体供应机构44被从第四压力室42排出到外部时，活塞38和连接到活塞38的活塞杆(第二活塞杆)46在箭头X1方向上移动。
垫形夹持构件48被附接到活塞杆46在箭头X1的方向的一端上。在这种情况下，假设工件12已经被夹持构件28定位，另一个夹持构件48接触工件12，并且沿着箭头X1的方向按压工件12，从而工件能够被夹持构件28、48夹持。
进一步，起压力传感器的作用的测压元件(夹持力检测传感器)50被安装在夹持构件48上并且与工件12呈面对的关系。当夹持构件48沿着箭头X1的方向接触并且被按压抵靠工件12时，测压元件50检测从夹持构件48沿着箭头X1的方向施加于工件12的按压力，或者换句话说，检测从夹持构件28、48施加于工件12的夹持力。
测压元件50可以被配置在夹持构件28上。在这种情况下，被设置在夹持构件28上的测压元件50检测工件12从夹持构件48接收到的按压力，该按压力作为对工件12的夹持力。
第三压力室40的第三压力P3由压力传感器(第三压力传感器)52检测。第四压力室42的第四压力P4由压力传感器(第四压力传感器)54检测。活塞38沿着X方向的位置由长度测量传感器(第二位置检测传感器)56检测。长度测量传感器56，例如类似于长度测量传感器34，检测设置在活塞38上的未图解的磁铁的磁通量，并且输出与检测到的磁通量对应的信号(对应于活塞38的当前位置的信号)。
进一步，在工件12要从按压状态被释放的情况下，通过从压力流体供应机构44供应到第四压力室42的压力流体，和经由压力流体供应机构44从第三压力室40排出到外部的压力流体，活塞38、活塞杆46、夹持构件48和测压元件50可以在箭头X2的方向上整体移动。
进一步，在图1中，虽然已经显示了第一缸14和第二缸16为具有基本相同结构的流体压力缸的情况，但是第一缸14和第二缸16可以分别具有不同的结构。
夹紧装置10进一步包括控制器58。控制器58基于由长度测量传感器34、56检测到的活塞18、38的当前位置，由测压元件50检测到的夹持力，和/或由各个压力传感器30、32、52、54检测到的第一至第四压力PI至P4，通过向压力流体供应机构24、44供应预定的控制信号，控制第一缸14和第二缸16，或者控制锁定机构36的操作和不操作。
控制器58包括夹持力计算单元60、保持位置计算单元(端部位置计算单元)62、控制处理部64、操作输入单元66、存储单元68、位置偏移计算单元70和显示设备72。稍后将详细描述控制器58的功能。进一步，控制机构74被构造成，基于从传感器30、32、34、52、54、56中的每一个和测压元件50的输入，第一缸14和第二缸16被控制器58和压力流体供应机构24、44控制，并且工件12被夹持构件28、48夹持。
图2至4是显示根据本实施例的夹紧装置10被应用于机床76的情况的详细构造(第一至第三实例)的结构图。
在图2的第一实例中，夹紧装置10包括圆柱形夹盘主体78。在这种情况下，第一缸14和第二缸16在轴线82上被附接到夹盘主体78，从而第一缸14和第二缸16彼此面对(相对于轴心80对称地配置)而轴心80被夹在其间，轴线82沿着经过夹盘主体78的轴心80的X轴。进一步，工件12被安装在夹盘主体78上从而工件12的中心位置86与轴心80的位置重合。
因此，在图2的第一实例中，当活塞杆26和夹持构件28朝向轴心80和中心位置86在X2方向上沿着轴线82移动时，夹持构件28接触工件12在X1方向上的侧表面，并且能够定位工件12。
另一方面，当活塞杆46、夹持构件48和测压元件50朝向轴心80和中心位置86在X1方向上沿着轴线82移动时，夹持构件48和测压元件50接触到工件12在X2方向上的侧表面，并且能够按压工件12。因此，通过夹持构件28、48的操作，使夹持力在X轴方向上作用于工件12，从而工件12能够被夹持在轴心80的位置。
图3的第二实例与第一实例的不同在于，如果位于沿X方向的轴线82上的一个第一缸14和一个第二缸16被认为是一对，那么另一个第一缸14和另一个第二缸16作为另一对在沿着Y方向经过轴心80的轴线88上被附接到夹盘主体78，该另一对彼此面对并且轴心80被夹在其间。因此，在第二实例中，两对缸以互相垂直布置的方式被附接到夹盘主体78。进一步，在夹盘主体78上，各个第一缸14和各个第二缸16相对于轴心80和中心位置86以放射方式被附接。
因此，在图3的第二实例中，布置在轴线82上的一对缸沿着X方向夹持工件12，而布置在轴线88上的另一对缸沿着Y方向夹紧工件12。
图4的第三实例显示圆柱形工件12被配置在轴心80的位置上的布局，从而轴心80和工件12的中心位置86彼此基本重合。
在这种情况下，在夹盘主体78上，第一缸14和第二缸16(总共包含三个缸)绕着轴心80和中心位置86以预定的角度间隔(如图4所示120°的间隔)以放射方式被布置。
更具体地，在夹盘主体78上，第二缸16被配置在轴线88上、轴心80和中心位置86上方的Y1方向侧的位置。另一方面，在夹盘主体78上，一个第一缸14被布置在轴线90上，该轴线相对于轴线88沿逆时针方向旋转-120°。进一步，在夹盘主体78上，另一第一缸14被布置在轴线92上，该轴线相对于轴线88沿顺时针方向旋转+120°。
当第一缸14的活塞杆26和夹持构件28在沿着轴线90、92朝向轴心80和中心位置86的方向上以相等的冲程移动时，各个夹持构件28用来定位工件12。在这种情况下，来自各个夹持构件28的定位力沿着轴线90、92作用于工件12。如前面所指出的，各个夹持构件28以相等的冲程移动，并且轴线90、92定义相对于轴线88以相同角度旋转的轴线。因此，通过合并从夹持构件28施加于工件12的定位力获得的合力，构成在沿着轴线88的方向上的力。
另一方面，当第二缸16的夹持构件48和测压元件50在朝向轴心80和中心位置86的方向上沿着轴线88移动时，夹持构件48和测压元件50接触到工件12，并且能够按压工件12。在这种情况下，来自夹持构件48的按压力沿着轴线88作用于工件12。
因而，工件12通过沿着轴线88的合力以预定的夹持力被夹持，该合力由夹持构件28作用于工件12的定位力和夹持构件48施加于工件12的沿着轴线88的按压力组成。
进一步，在如图2至4所示的第一至第三实例中，假如夹持构件28作用在工件12上的定位力(或定位力的合力)的方向，和夹持构件48作用在工件12上的按压力(或按压力的合力)的方向位于基本相同的轴线上，则工件12能够在夹盘主体78的轴心80和工件12的中心位置86彼此重合的状态下被夹持在轴心80处。
因此，对于图3的第二实例，如果被配置成以面对关系将轴心80夹在其间的一个第一缸14和一个第二缸16形成为一对，多对缸能够相对于轴心80以放射方式以预定角度间隔被附接到夹盘主体78。
进一步，对于图4的第三实例，第一缸14和第二缸16总计至少三个能够相对于轴心80以放射方式以预定角度间隔被附接到夹盘主体78。在这种情况下，第一缸14和第二缸16可以以合并定位力的方向和合并按压力的方向位于基本相同的轴线的方式被附接到夹盘主体78。
以下，将说明第一实例被用于夹紧工件12的情况。
回到图1，在构成控制机构74的控制器58中，操作输入单元66包括由用户操作的操作按钮或键盘等，用户能够通过该操作按钮或键盘等输入轴心80的位置、工件12的尺寸和重量等等。输入信息被存储在存储单元68中。
如果表示夹持力的检测结果被从测压元件50输入到控制器58中，夹持力计算单元60判断按压力已经被从夹持构件48施加于工件12并且工件12已经被夹持，并且确定输入检测结果是作用在工件12上的夹持力。
进一步，夹持力计算单元60基于由压力传感器30检测的第一压力P1和由压力传感器32检测的第二压力P2之间的压力差(P1-P2)估算作用在工件12上的夹持力。可选择地，夹持力计算单元60基于由压力传感器52检测的第三压力P3和由压力传感器54检测的第四压力P4之间的压力差(P3-P4)估算作用在工件12上的夹持力。
更进一步，基于存储在存储单元68中的工件12的重量，夹持力计算单元60计算适当的夹持力的大小，并且采取计算出的夹持力作为夹持力目标值，确定在夹持力目标值和由测压元件50检测的夹持力或估算的夹持力之间的差。
因为测压元件50能够直接检测作用在工件12上的夹持力，如果需要高度精确的夹持力，夹持力计算单元60使用由测压元件50检测的在工件12上的夹持力。另一方面，如果不需要高度精确的夹持力，夹持力计算单元60利用压力差(P1-P2)和/或压力差(P3-P4)计算夹持力。因此，夹持力计算单元60可以根据夹持力的精确度需要改变夹持力的计算处理。
保持位置计算单元62基于由长度测量传感器34检测出的活塞18的位置计算夹持构件28的位置，并且基于由长度测量传感器56检测出的活塞38的位置计算夹持构件48(即安装在其上的测压元件50)的位置。
进一步，基于存储在存储单元68中的工件12的尺寸和轴心80的位置，保持位置计算单元62计算当夹持构件28定位工件12时作为目标位置的第一位置和当夹持构件48按压工件12时的第二位置。
如果工件12的尺寸已知，并且工件12以工件12的中心位置86和夹盘主体78的轴心80彼此重合的状态被放置在夹盘主体78上，则第一位置和第二位置能够通过第一缸14和第二缸16的安装位置之间的关系来指定。因此，用户可以通过操作操作输入单元66输入第一位置和第二位置，并且第一位置和第二位置可以被存储在存储单元68中。在这种情况下，不需要由保持位置计算单元62执行计算第一位置和第二位置的计算处理。
位置偏移计算单元70计算当工件12被夹持构件28、48夹持时工件12的中心位置86相对于轴心80的位置偏移量。更具体地，在工件12被夹持时，基于由保持位置计算单元62计算出的夹持构件28的位置，和夹持构件48(被安装在夹持构件48上的测压元件50)的位置，工件12的中心位置86被计算，并且在计算出的中心位置86和轴心80的位置之间的位置偏移量被计算。
基于夹持力计算单元60、保持位置计算单元62和位置偏移计算单元70的处理结果，控制处理部64将对应于处理结果的控制信号输出到压力流体供应机构24、44。
更具体地，如果由保持位置计算单元62计算出的夹持构件28的位置没有到达第一位置，则控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构24。因此，基于输入的控制信号，压力流体供应机构24调整供应到第一缸14的压力流体量，因此控制第一压力P1和第二压力P2，从而伺服控制被实施以将夹持构件28朝向工件12移动到第一位置。
进一步，当夹持构件28已经到达第一位置时，控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构24，从而压力流体被从压力流体供应机构24供应到锁定机构36。因而，锁定机构36能够固定和保持活塞杆26。
另一方面，如果没有采用锁定机构36，则控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构24，从而从压力流体供应机构24供应到第一缸14的压力流体量被调整，然后第一压力P1和第二压力P2被控制。因此，实施伺服控制以将活塞杆26维持在当前位置。
更进一步，如果由保持位置计算单元62计算出的夹持构件48的位置没有到达第二位置，则控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构44。因此，基于输入的控制信号，压力流体供应机构44调整供应到第二缸16的压力流体量，从而控制第三压力P3和第四压力P4，从而实施伺服控制以将夹持构件48朝向工件12移动。
进一步，如果由保持位置计算单元62计算出的夹持构件48的位置到达第二位置，则控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构44，从而由夹持力计算单元60计算出(指定)的夹持力变为夹持力目标值。因此，基于输入的控制信号，压力流体供应机构44调整供应到第二缸16的压力流体量，并且控制第三压力P3和第四压力P4，从而实施伺服控制以使夹持构件48按压工件12。
更进一步，如果位置偏移量由位置偏移计算单元70计算，则控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构24、44，从而位置偏移量变为零。
因此，基于输入的控制信号，压力流体供应机构24、44调整供应到第一缸14和第二缸16的压力流体量，并且控制第一至第四压力P1至P4，从而实施伺服控制以移动夹持构件28、48的位置，从而将位置偏移量调整到零。
显示设备72是用于显示传感器30、32、34、52、54、56和测压元件50的检测结果、控制器58的各个处理结果和通过用户操作操作输入单元66输入的信息等等的显示监视器。
[本实施例的操作]
根据本实施例的夹紧装置10基本如上所述地被构造。接下来，将参考图5至8描述(用于机床76的夹紧方法)操作。在描述这些操作时，根据需要，还可能参考图1至4。
对于夹紧装置10，在执行这些操作之前，工件12被放置其上在夹盘主体78的轴心80的附近。在这种情况下，如稍后详细描述，因为工件12在轴心80和工件12的中心位置86经由夹紧装置10的操作而重合的状态下被夹持在轴心80的位置处，工件12起初可以被放置在轴心80附近的预定位置。进一步，用户操作操作输入单元66以输入各种关于轴心80的位置以及工件12的尺寸和重量等等的信息。输入信息被存储在存储单元68中。
此外，在t0时刻，控制器58的控制处理部64开始控制信号的输出以指示工件12相对于压力流体供应机构24的定位，从而实施伺服控制以将压力流体从压力流体供应机构24供应到第一缸14。
因而，在图6的步骤S1中，基于输入的控制信号，压力流体供应机构24开始将压力流体供应到第一缸14(缸1)的第一压力室20，同时将压力流体从第二压力室22排出到外部。
此后，在t1时刻，当在第一压力室20的第一压力P1和第二压力室22的第二压力P2之间的压力差(P1-P2)超过预定压力时，活塞18(活塞1)开始在X2方向上移动(步骤S2)。因此，连接到活塞18的活塞杆26和夹持构件28朝向轴心80和工件12在X2方向上移动。
进一步，因为压力传感器30连续地检测第一压力P1并且将其检测出的值输出到控制器58，并且压力传感器32连续地检测第二压力P2并且将其检测出的值输出到控制器58，所以夹持力计算单元60能够连续地计算在第一压力P1和第二压力P2之间的压力差(P1-P2)。
在这种情况下，长度测量传感器34连续地检测活塞18的位置并且将检测出的位置输出到控制器58。因此，保持位置计算单元62基于检测出的活塞18的位置连续地计算夹持构件28的位置，并且在定位工件12的过程中，能够计算夹持构件28的计算位置和第一位置之间的差。
因而，如图7所示，如果夹持构件28的初始位置(即从t0到t1时刻的位置)被表示为X10，而作为定位工件12的目标位置的第一位置被表示为X11，则控制处理部64能够以相对高的速度在X2方向上移动活塞18、活塞杆26和夹持构件28，直到由保持位置计算单元62计算出的夹持构件28的位置到达第一位置X11附近的预定位置。
此后，当夹持构件28到达预定位置时，控制处理部64从预定位置逐渐地减小活塞18、活塞杆26和夹持构件28的速度，直至第一位置X11。
为此，如图5所示，在从t1时刻到t2时刻期间，控制处理部64将控制信号输出到压力流体供应机构24以便实施伺服控制从而压力差(P1-P2)随着时间变大直到夹持构件28的位置到达预定位置，而当夹持构件28到达预定位置时，控制处理部64将控制信号输出到压力流体供应机构24以便实施伺服控制从而压力差(P1-P2)随着时间变小。
因此，当夹持构件28到达第一位置X11(步骤S3：YES)时，压力差(P1-P2)基本变为零并且夹持构件28的速度基本变为零，从而夹持构件28能够轻轻地(轻柔地)接触工件12，并且工件12能够被定位。因此，能够抑制在其定位过程中施加于工件12的冲击。
进一步，因为夹持构件28接触工件12且其速度变为零，控制处理部64能够判断当速度变为零是工件12已经被定位。上述速度可以被计算出，例如，作为由长度测量传感器34检测出的活塞18的位置(与活塞18的位置对应的夹持构件28的位置)的时间变化率。
以这种方式，夹持构件28到达第一位置X11并且定位工件12。则，控制处理部64将控制信号输出到压力流体供应机构24以激活锁定机构36。因而，基于输入的控制信号，压力流体供应机构24将压力流体供应到锁定机构36。因此，在步骤S4中，锁定机构36固定并保持活塞杆26，并且能够通过夹持构件28将工件12维持在第一位置X11的定位状态。
如果没有设置锁定机构36，或如果不使用锁定机构36，如图6中虚线所示，控制处理部64可以将控制信号输出到压力流体供应机构24以便实施伺服控制以将夹持构件28的位置保持在第一位置X11。因此，基于输入的控制信号，压力流体供应机构24调整供应到第一缸14的压力流体量，并且控制第一压力P1和第二压力P2，从而夹持构件28的位置能够被保持在第一位置X11。
接下来，在t3时刻，控制处理部64开始将控制信号输出到压力流体供应机构44以指示工件12的夹持，从而实施伺服控制以将压力流体从压力流体供应机构44供应到第二缸16(缸2)。
因而，在步骤S5中，基于输入的控制信号，压力流体供应机构44开始将压力流体供应到第二缸16的第三压力室40，同时将压力流体从第四压力室42排出到外部。
此后，在t4时刻，当第三压力室40的第三压力P3和第四压力室42的第四压力P4之间的压力差(P3-P4)超过预定压力时，活塞38开始在X1方向上移动(步骤S6)。因此，连接到活塞38的活塞杆46、夹持构件48和测压元件50朝向轴心80和工件12在X1方向上移动。
同样在这种情况下，因为压力传感器52连续地检测第三压力P3并且将其检测出的值输出到控制器58，并且压力传感器54连续地检测第四压力P4并且将其检测出的值输出到控制器58，所以夹持力计算单元60能够连续地计算第三压力P3和第四压力P4之间的压力差(P3-P4)。
因为长度测量传感器56连续地检测活塞38的位置并且将其值输出到控制器58，所以保持位置计算单元62能够基于检测出的活塞38的位置连续地计算夹持构件48和测压元件50的位置，并且能够计算夹持构件48和测压元件50的计算位置和按压工件12时的第二位置之间的差。
如果夹持构件48和测压元件50的初始位置(即从t0时刻到t4时刻的位置)被表示为X20，而第二位置被表示为X22，则控制处理部64在X1方向上以相对高的速度移动活塞38、活塞杆46、夹持构件48和测压元件50，直到由保持位置计算单元62计算出的夹持构件48和测压元件50的位置到达第二位置X22附近的预定位置X21。
此后，当夹持构件48和测压元件50到达预定位置X21(步骤S7：YES)时，在步骤S8中，控制处理部64从位置X21直至第二位置X22逐渐地减小活塞38、活塞杆46、夹持构件48和测压元件50的速度。
为此，如图5所示，在从t4时刻至t5时刻期间，控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构44，从而将压力差(P3-P4)保持在固定值。因此，在步骤S9中，在t5时刻，夹持构件48和测压元件50在速度基本为零时到达第二位置X22，并且轻轻地(轻柔地)接触工件12。因此，能够抑制在其接触时施加于工件12的冲击。
进一步，因为夹持构件48和测压元件50接触工件12且其速度变为零，所以，例如，当由长度测量传感器56检测出的活塞38的位置(与活塞38的位置对应的夹持构件48和测压元件50的位置)的变化率变为零时，控制处理部64可以判断工件12已经被恰当地定位。
基于存储在存储单元68中的工件12的重量，夹持力计算单元60计算对工件12适当的夹持力，并以此作为夹持力目标值。进一步，当工件12被接触时，测压元件50连续地检测夹持构件48按压工件12时的按压力，并以此作为作用于工件12的夹持力，并且将其值输出到控制器58。
因此，夹持力计算单元60计算夹持力目标值和由测压元件50检测出的夹持力之间的差。控制处理部64将控制信号供应到压力流体供应机构44，从而夹持构件48和测压元件50按压工件12直到在夹持力和夹持力目标值之间的差变为零，或更具体地，直到对工件12的夹持力达到夹持力目标值。
因而，基于输入的控制信号，压力流体供应机构44将压力流体供应到第三压力室40。因此，在从t5时刻至t6时刻期间，压力差(P3-P4)随着时间增大，从而夹持构件48和测压元件50继续按压工件12。因此，由测压元件50检测出的夹持力随着时间增大。
另一方面，来自夹持构件48和测压元件50的夹持力(按压力)经由工件12被传输到夹持构件28、活塞杆26和活塞18。在这种情况下，虽然按压力产生对第一缸14的干扰(外力)，因为活塞杆26被锁定机构36固定和保持，所以能够抑制该干扰的影响(即由活塞杆26的移动引起的工件12的位置偏移)。
进一步，为了避免由被传输到夹持构件28的按压力引起的夹持构件28的位置的变化，压力流体供应机构24调整第一压力P1和第二压力P2，从而对于按压力的反作用力被产生在夹持构件28中。因此，压力差(P1-P2)也随着时间增大。
此后，在t6时刻，由于夹持力到达夹持力目标值，在步骤S10，工件12通过夹持构件28、48以适当的夹持力被夹持。进一步，控制处理部64将预定的控制信号供应到压力流体供应机构24、44，从而维持工件12以适当的夹持力(夹持力目标值)被夹持在第一位置X11和第二位置X22的状态。因而，压力流体供应机构24、44执行伺服控制，以便通过调整供应到第一缸14和第二缸16的压力流体量控制第一至第四压力P1至P4，从而将工件12维持在夹持状态。
附带地，如果工件12被夹持构件28、48夹持，则保持位置计算单元62能够计算夹持构件28、48的各自的计算位置之间的中点，以此作为工件12的中心位置86。因此，在步骤S11，位置偏移计算单元70计算由保持位置计算单元62计算出的中心位置86和轴心80的位置之间的位置偏移量。
此外，如果位置偏移量在预定值内(即小于或等于预定值)，那么在步骤S11，控制处理部64判断轴心80和中心位置86之间没有出现位置偏移(步骤S11：否)，并且继续执行伺服控制以维持工件12的上述夹持状态。
另一方面，如果位置偏移量超过预定值，那么在步骤S11，控制处理部64判断中心位置86相对于轴心80的位置偏移已经出现(步骤S11：是)，并且在步骤S12中，实施校正程序以将中心位置86自动地校正到轴心80的位置。
如图8所示，如果中心位置86和轴心80之间的位置偏移量被表示为XS，则在步骤S12中，控制处理部64将控制信号输出到压力流体供应机构24以解除活塞杆26被锁定机构36固定和保持的状态。基于输入的控制信号，压力流体供应机构24终止向锁定机构36供应压力流体，并且活塞杆26的固定和保持状态被解除。
接下来，控制处理部64将控制信号输出到压力流体供应机构24以将夹持构件28移动位置偏移量XS，同时将控制信号输出到压力流体供应机构44以将夹持构件48和测压元件50移动位置偏移量XS。因而，基于输入的控制信号，压力流体供应机构24向第一缸14供应压力流体，从而活塞18、活塞杆26和夹持构件28在X方向上被移动位置偏移量XS。另一方面，基于输入的控制信号，压力流体供应机构44向第二缸16供应压力流体，从而活塞38、活塞杆46、夹持构件48和测压元件50在X方向上被移动位置偏移量XS。
因此，中心位置86能够被自动地校正到轴心80的位置，并且工件12能够被夹持在轴心80的位置。在活塞18、活塞杆26和夹持构件28已经在X方向上移动位置偏移量XS之后，当然步骤S4的程序可以被再次执行，从而活塞杆26能够被锁定机构36固定和保持。
[本实施例的优势]
如上所述，根据本实施例的用于机床76的夹紧装置10和夹紧方法，工件12被第一缸14定位，并且被定位工件12被第二缸16按压，从而已经被恰当地放置在夹盘主体78上的工件12被夹持。此外，基于由长度测量传感器34检测出的活塞18的位置，和由长度测量传感器56检测出的活塞38的位置，控制机构74控制第一缸14和第二缸16，并且工件12被连接到活塞杆26的夹持构件28和连接到活塞杆46的夹持构件48夹持在夹盘主体78的预定位置(轴心80的位置)。
由此，工件12能够被夹紧而不出现工件12的位置偏移。进一步，即使工件12的形状变化，或工件12的中心位置86变得相对于夹盘主体78的轴心80偏移，工件12也能够在工件12的中心位置86与轴心80基本重合的状态下被夹持。
进一步，基于由长度测量传感器34检测出的活塞18的位置，构成控制机构74的压力流体供应机构24朝向轴心80移动活塞18、活塞杆26和夹持构件28。另一方面，基于由长度测量传感器56检测出的活塞38的位置，压力流体供应机构44朝向轴心80移动活塞38、活塞杆46、夹持构件48和测压元件50。
因而，工件12能够被夹持在轴心80的位置，而不出现工件12的位置偏移。进一步，即使工件12的形状等等变化，或工件12的中心位置86变得相对于轴心80偏移，工件12也能够在工件12的中心位置86与轴心80重合的状态下被夹紧。
基于检测出的活塞18、38的各个位置，控制器58的位置偏移计算单元70计算轴心80和被夹持构件28、48夹持的工件12的中心位置86之间的位置偏移量XS。因此，压力流体供应机构24基于位置偏移量XS移动活塞杆26等等，并且压力流体供应机构44基于位置偏移量XS移动活塞杆46等等，从而工件12的中心位置86被校正到轴心80。
如此，即使工件12的形状等等变化，或工件12被置于工件12的中心位置86相对于轴心80偏移的状态，因为工件12的中心位置86被自动校正到轴心80从而位置偏移量XS变为零，工件12能够被可靠地夹持在轴心80的位置。
保持位置计算单元62基于检测出的活塞18的位置计算夹持构件48的位置，并且基于检测出的活塞38的位置计算夹持构件48和测压元件50的位置。因此，如果压力流体供应机构24朝向轴心80移动夹持构件28等等直到计算出的夹持构件28的位置到达第一位置X11，则工件12能够被定位在第一位置X11。进一步，如果压力流体供应机构44朝向轴心80移动夹持构件48和测压元件50等等直到计算出的夹持构件48和测压元件50的位置到达工件12被按压的第二位置X22时，工件12能够在第二位置X22被按压。
因此，工件12能够被可靠地夹持在轴心80的位置。进一步，如果事先知道工件12的尺寸，并且工件12被夹持在轴心80的位置，第一位置X11和第二位置X22能够根据工件12的尺寸和轴心80的位置被预先指定。因此，夹持构件28等等能够容易地被移动到第一位置X11，并且夹持构件48和测压元件50等等能够容易地被移动到第二位置X22。
进一步，如果工件12被放置在夹盘主体78上从而工件12的中心位置86与轴心80基本重合，则保持位置计算单元62可以基于工件12的尺寸计算第一位置X11和第二位置X22。
此外，压力流体供应机构24基于第一位置X11和夹持构件28的位置之间的差，朝向轴心80移动夹持构件28等等同时调整夹持构件28等等的速度。进一步，基于第二位置X22与夹持构件48和测压元件50的位置之间的差，压力流体供应机构44朝向轴心80移动夹持构件48和测压元件50等等同时调整夹持构件48和测压元件50等等的速度。
因而，在第一缸14侧，在夹持构件28已经以高速被移动到工件12附近的位置后，在快接触工件12之前夹持构件28的速度被降低，并且在速度基本为零时接触工件12。因此，夹持构件28能够在第一位置X11轻轻地(轻柔地)接触工件12，从而能够抑制当工件12被定位时对工件12的冲击。
进一步，在第二缸16侧，在夹持构件48和测压元件50已经以高速被移动到工件12附近的位置后，在快接触工件12之前的位置X21夹持构件48和测压元件50的速度被降低，并且在速度基本为零时接触工件12。因此，夹持构件48和测压元件50能够在第二位置X22轻轻地(轻柔地)接触工件12，从而能够抑制当工件12被定位时对工件12的冲击。
进一步，当夹持构件28的位置到达第一位置X11时，控制机构74使活塞杆26被锁定机构36固定和保持。由此，当工件12被夹持时，即使来自夹持构件48和测压元件50的按压力(夹持力)经由工件12被传输到夹持构件28，也能够防止由于按压力导致的活塞杆26的不必要的移动。
更具体地，当夹持构件28定位工件12时，按压力起外力(干扰)作用。因此，由于锁定机构36固定和保持活塞杆26，该干扰的影响能够被避免。
为了更详细地解释，压力流体供应机构24、44实施伺服控制，以通过调整供应到第一缸14和第二缸16的压力流体量控制第一至第四压力P1至P4。为此，如果上述外力被施加于夹持构件28，通过压力流体供应机构24响应于外力实施伺服控制，第一压力P1和第二压力P2改变，并且夹持构件28可能会移动。
为了避免该可能，通过锁定机构36夹持并保持活塞杆26，第一压力P1和第二压力P2的变化被抑制，从而能够避免夹持构件28的位置变化。
进一步，如果机床76对工件12执行激光加工，第一压力P1和第二压力P2可能由于激光加工产生的热而改变。同样在这种情况下，由于活塞杆26被锁定机构36夹持并保持，能够避免由第一压力P1和第二压力P2引起的夹持构件28的位置的变化。
进一步，在夹持构件28的位置已经到达第一位置X11之后，压力流体供应机构24可以执行伺服控制以将夹持构件28维持在第一位置X11。更具体地，如果锁定机构36没有与第一缸14一起被设置或如果锁定机构36没有被操作，通过由伺服控制将夹持构件28的位置维持在第一位置X11，工件12通过第一缸14的定位状态能够被保持。
进一步，通过在夹持构件48上安装测压元件50并且直接检测在工件12上的夹持力，施加于工件12的夹持力的程度能够被高度精确地检测。因此，对于控制机构74，通过压力流体供应机构24、44基于检测出的夹持力控制第一缸14和第二缸16，工件12能够通过夹持构件28、48以适当的夹持力被夹持。
此外，代替被安装在夹持构件48上，测压元件50可以被安装在夹持构件28上，或者测压元件50可以被安装在两个夹持构件28、48上。
如果测压元件50被安装在夹持构件28上而不是夹持构件48上，测压元件50能够检测从夹持构件48经由工件12传输到夹持构件28的按压力，并以此作为夹持力。同样在这种情况下，能够获得上述效果。
进一步，如果测压元件50被安装在两个夹持构件28、48上，即使由于工件12的形状等工件12偏离中心，施加于工件12的夹持力也能够被检测。
进一步，在本实施例中，代替通过测压元件50检测夹持力，夹持力计算单元60可以基于由压力传感器30检测出的第一压力P1和由压力传感器32检测出的第二压力P2，计算施加于工件12的夹持力。换句话说，夹持力计算单元60可以基于由压力传感器52检测出的第三压力P3和由压力传感器54检测出的第四压力P4计算对工件12的夹持力。
更具体地，如果不需要高度精确的夹持力，夹持力可以基于第一压力P1与第二压力P2和/或第三压力P3与第四压力P4被估算。同样在这种情况下，通过压力流体供应机构24、44基于估算出的夹持力控制第一缸14和第二缸16，工件12能够以适当的夹持力被夹持。
进一步，夹持力计算单元60可以计算与工件12的重量对应的夹持力，并以此作为夹持力目标值。在这种情况下，压力流体供应机构24可以控制第一压力P1和第二压力P2，从而计算出的夹持力变为夹持力目标值。进一步，压力流体供应机构44可以控制第三压力P3和第四压力P4，从而计算出的夹持力变为夹持力目标值。
如此，在第一至第四压力P1至P4基于工件12的重量被控制并且夹持构件28、48移动的情况下，能够防止对重量轻的工件12施加过量的夹持力，或对重量重的工件12施加不足的夹持力。
进一步，对于本实施例，第一缸14和第二缸16可以以夹持构件28作用在工件12上的定位力的方向和夹持构件48作用在工件12上的按压力的方向位于基本相同的轴线的方式而被附接到夹盘主体78。因而，因为定位力和按压力沿着单个相同的轴线被施加到工件12，防止了工件12的位置偏移同时工件12还可以被非常有效地夹持。
更具体地，对于第一实例，第一缸14和第二缸16以彼此面对的关系将轴心80夹在其间而被附接到夹盘主体78。因此，能够防止工件12的位置偏移，并且工件12能够被可靠地夹持在轴心80的位置。
进一步，对于第二实例，被配置成以面对关系将轴心80夹在其间的一个第一缸14和一个第二缸16形成为一对，并且多对缸能够相对于轴心80以放射方式以预定角度间隔被附接到夹盘主体78。因此，确实地防止工件12的位置偏移，同时工件12能够被可靠地夹紧在轴心80的位置。
更进一步，在第三实例中，第一缸14和第二缸16总计至少三个相对于轴心以放射方式以预定角度间隔被附接，并且第一缸14和第二缸16以合并的定位力的方向和合并的按压力的方向位于基本相同的轴线的方式被附接到夹盘主体78。如此，即使第一缸14和第二缸16没有被配置成以面对关系将轴心80夹在其间，只要合并的定位力和合并的按压力的方向被布置成基本在相同的轴线上，则能够防止工件12的位置偏移，并且工件12能够被夹持在轴心80的位置。
[本实施例的修改例]
接下来，将参考图9描述夹紧装置10的修改例。修改例与图1所示相同的组成特征，用相同的参考符号表示，这些特征的详细说明被省略。
图9所示的修改例与图1的结构不同之处在于，第二缸16包括串联式缸，该串联式缸由沿着箭头X1、X2的X方向连接的二个缸单元16a、16b构成。
在这种情况下，在X1方向侧的缸单元16a中，活塞杆46a被连接到活塞38a，而夹持构件48和测压元件50被配置在活塞杆46a的末端。在缸单元16a的内部，第五压力室100由活塞38a形成。检测活塞38a的位置的位置检测传感器102被附接到缸单元16a。压力流体供应机构44将压力流体以第五压力P5供应到第五压力室100，该第五压力为预定的固定压力。第五压力P5由压力传感器104检测。
另一方面，在X2方向侧的缸单元16b中，活塞杆46b被连接到活塞38b。例如，活塞杆46b在X2方向的末端被固定到夹盘主体78。进一步，缸单元16b的内部通过活塞38b被分隔成第三压力室40和第四压力室42。在这种情况下，长度测量传感器56检测活塞38b的位置。缸单元16a和缸单元16b被壁106分开。
在修改例中，在工件12被夹持构件28定位的状态下，在第五压力P5的压力流体，被从压力流体供应机构44供应到第五压力室100，第五压力P5为相对低的压力。
在这种情况下，由于从控制处理部64输入的控制信号，当在第四压力P4的压力流体被从压力流体供应机构44供应到第四压力室42时，因为活塞38b和活塞杆46b被固定到夹盘主体78，第二缸16在X1方向上整体地移动。
如果第二缸16在X1方向上进一步整体地移动，从而夹持构件48和测压元件50接触到工件12，因为第五压力P5为相对低的压力，活塞38a、活塞杆46a、夹持构件48和测压元件50接收和吸收来自工件12的力，并且在X2方向上整体地退回。更具体地，因为第五压力P5为相对低的压力，在夹持构件48和测压元件50轻轻地(轻柔地)接触工件12之后，来自工件12的力被传递到夹持构件48和测压元件50，并且夹持构件48和测压元件50在X2方向上退回。
另外，如果活塞38a退回到面对位置检测传感器102的位置(壁106的位置)，位置检测传感器102检测由配置在活塞38a上的未图解的磁铁产生的磁通量，并且表示活塞38a已经退回到位置检测传感器102的位置的检测信号被输出到控制器58。因而，基于输入的检测信号，控制处理部64能够掌握夹持构件48和测压元件50已经接触到工件12。
接下来，控制处理部64将指示压力流体供应机构44以使作用于工件12的夹持力到达夹持力目标值的控制信号，输出到压力流体供应机构44。因此，基于输入的控制信号，压力流体供应机构44增加向第四压力室42的压力流体的供应量，从而增大第四压力P4。因而，与第四压力P4对应的按压力经由活塞38a、活塞杆46a、夹持构件48和测压元件50被施加于工件12，并且工件12能够被夹持构件28、48夹持。
因此，对于图9的修改例，通过利用串联式第二缸16，在接触时施加于工件12的冲击能够被抑制。进一步，如果使用串联式第二缸16，因为工件12能够被夹持，对于图9的修改例，能够获得与图1的结构相同的效果和优势。
本发明不局限于上述实施例，在不背离在附加的权利要求中阐述的本发明的范围下，可以在其中采用各种修改或附加的结构。

Claims (16)

1.一种用于机床的夹紧装置(10)，所述夹紧装置用于夹持作为要被所述机床(76)加工的目标物体的工件(12)，其特征在于，所述夹紧装置(10)包含：
夹盘主体(78)；
第一缸(14)，所述第一缸(14)被附接到所述夹盘主体(78)，并且在所述第一缸(14)中，连接到第一活塞(18)的第一活塞杆(26)在朝向所述工件(12)的方向上移动，从而定位所述工件(12)；
第二缸(16)，所述第二缸(16)被附接到所述夹盘主体(78)，并且在所述第二缸(16)中，连接到第二活塞(38)的第二活塞杆(46)在朝向所述工件(12)的方向上移动，从而按压所述工件(12)；
第一位置检测传感器(34)，所述第一位置检测传感器(34)检测所述第一活塞(18)的位置；
第二位置检测传感器(56)，所述第二位置检测传感器(56)检测所述第二活塞(38)的位置；和
控制机构(74)，所述控制机构(74)基于已经检测出的所述第一活塞(18)的位置和所述第二活塞(38)的位置控制所述第一缸(14)和所述第二缸(16)，从而所述工件(12)通过所述第一活塞杆(26)和所述第二活塞杆(46)被夹持在所述夹盘主体(78)的预定位置。
2.如权利要求1所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，所述控制机构(74)进一步包含：
第一缸控制器(24)，所述第一缸控制器(24)通过控制所述第一缸(14)移动所述第一活塞杆(26)；和
第二缸控制器(44)，所述第二缸控制器(44)通过控制所述第二缸(16)移动所述第二活塞杆(46)；
其中：
所述第一活塞杆(26)根据通过所述第一缸控制器(24)执行的控制朝向所述夹盘主体(78)的轴心(80)移动，从而将所述工件(12)定位在所述夹盘主体(78)的预定位置；并且
所述第二活塞杆(46)根据通过所述第二缸控制器(44)执行的控制朝向所述夹盘主体(78)的所述轴心(80)移动，从而按压所述工件(12)。
3.如权利要求2所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，所述控制机构(74)进一步包含位置偏移计算单元(70)，所述位置偏移计算单元(70)基于已经检测出的所述第一活塞(18)的位置和所述第二活塞(38)的位置，计算所述轴心(80)和由所述第一活塞杆(26)和所述第二活塞杆(46)夹持的所述工件(12)的中心位置(86)之间的位置偏移量；
其中，所述第一缸控制器(24)基于所述位置偏移量移动所述第一活塞杆(26)，并且所述第二缸控制器(44)基于所述位置偏移量移动所述第二活塞杆(46)，从而所述工件(12)的所述中心位置(86)被校正到所述轴心(80)。
4.如权利要求2所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，所述控制机构(74)进一步包含端部位置计算单元(62)，所述端部位置计算单元(62)基于检测出的所述第一活塞(18)的位置计算所述第一活塞杆(26)的端部的位置，并且基于检测出的所述第二活塞(38)的位置计算所述第二活塞杆(46)的端部的位置；
其中：
所述第一缸控制器(24)朝向所述轴心(80)移动所述第一活塞杆(26)，直到计算出的所述第一活塞杆(26)的端部的位置到达构造成定位所述工件(12)的第一位置；并且
所述第二缸控制器(44)朝向所述轴心(80)移动所述第二活塞杆(46)，直到计算出的所述第二活塞杆(46)的端部的位置到达构造成按压所述工件(12)的第二位置。
5.如权利要求4所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，
所述第一缸控制器(24)基于所述第一位置和所述第一活塞杆(26)的端部的位置，朝向所述轴心(80)移动所述第一活塞杆(26)，同时调整所述第一活塞杆(26)的速度；并且
所述第二缸控制器(44)基于所述第二位置和所述第二活塞杆(46)的端部的位置，朝向所述轴心(80)移动所述第二活塞杆(46)，同时调整所述第二活塞杆(46)的速度。
6.如权利要求4所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，所述控制机构(74)进一步包含锁定单元(36)，当所述第一活塞杆(26)的端部的位置到达所述第一位置时，所述锁定单元(36)固定并且保持所述第一活塞杆(26)。
7.如权利要求4所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，在所述第一活塞杆(26)的端部的位置到达所述第一位置后，所述第一缸控制器(24)将所述端部的位置维持在所述第一位置。
8.如权利要求2所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，夹持力检测传感器(50)检测由所述第一活塞杆(26)和所述第二活塞杆(46)施加于所述工件(12)的夹持力，所述夹持力检测传感器(50)被配置在所述第一活塞杆(26)的接触所述工件(12)的端部上和/或所述第二活塞杆(46)的接触所述工件(12)的端部上。
9.如权利要求2所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于：
所述第一缸(14)和所述第二缸(16)为流体压力缸；
所述第一缸控制器(24)包含压力流体供应装置，所述压力流体供应装置通过将压力流体供应到所述第一缸(14)而移动所述第一活塞杆(26)；并且
所述第二缸控制器(44)包含压力流体供应装置，所述压力流体供应装置通过将压力流体供应到所述第二缸(16)而移动所述第二活塞杆(46)。
10.如权利要求9所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，
由所述第一活塞(18)分开的第一压力室(20)和第二压力室(22)形成在所述第一缸(14)的内部；
由所述第二活塞(38)分开的第三压力室(40)和第四压力室(42)形成在所述第二缸(16)的内部；
所述用于机床的夹紧装置(10)进一步包含：
第一压力传感器(30)，所述第一压力传感器(30)检测所述第一压力室(20)的第一压力；
第二压力传感器(32)，所述第二压力传感器(32)检测所述第二压力室(22)的第二压力；
第三压力传感器(52)，所述第三压力传感器(52)检测所述第三压力室(40)的第三压力；和
第四压力传感器(54)，所述第四压力传感器(54)检测所述第四压力室(42)的第四压力；
其中，所述控制机构(74)进一步包含夹持力计算单元(60)，所述夹持力计算单元(60)基于检测出的所述第一压力与检测出的所述第二压力，和/或检测出的所述第三压力与检测出的所述第四压力，计算由所述第一活塞杆(26)和所述第二活塞杆(46)施加于所述工件(12)的夹持力。
11.如权利要求10所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，
所述夹持力计算单元(60)计算与所述工件(12)的重量对应的夹持力，作为夹持力目标值；
所述第一缸控制器(24)控制所述第一压力和所述第二压力，使得计算出的所述夹持力变为所述夹持力目标值；并且
所述第二缸控制器(44)控制所述第三压力和所述第四压力，使得计算出的所述夹持力变为所述夹持力目标值。
12.如权利要求1所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，所述第一缸(14)和所述第二缸(16)以由所述第一活塞杆(26)作用在所述工件(12)上的定位力的方向和由所述第二活塞杆(46)作用在所述工件(12)上的按压力的方向位于实质上相同的轴线上的方式被附接到所述夹盘主体(78)。
13.如权利要求12所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，所述第一缸(14)和所述第二缸(16)以彼此面对的关系被附接到所述夹盘主体(78)，所述轴心(80)夹在所述第一缸(14)和所述第二缸(16)之间。
14.如权利要求13所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，如果以彼此面对的关系配置并且将所述轴心(80)夹在其中的一个第一缸(14)和一个第二缸(16)形成为一对，多对缸(14、16)相对于所述轴心(80)以放射方式且以预定角度间隔被附接到所述夹盘主体(78)。
15.如权利要求13所述的用于机床的夹紧装置(10)，其特征在于，如果所述第一缸(14)和所述第二缸(16)总计至少三个相对于所述轴心(80)以放射方式且以预定角度间隔被附接，所述第一缸(14)和所述第二缸(16)以合并的定位力的方向和合并的按压力的方向位于实质上相同的轴线上的方式被附接到所述夹盘主体(78)。
16.一种用于机床(76)的夹紧方法，所述夹紧方法用于夹紧作为要被所述机床(76)加工的目标物体的工件(12)，其特征在于，所述夹紧方法包含：
第一步骤：在所述工件(12)放置在夹盘主体(78)上的状态下，在朝向所述工件(12)的方向上移动第一活塞杆(26)，从而定位所述工件(12)，其中，所述第一活塞杆(26)连接到第一缸(14)的第一活塞(18)，所述第一缸(14)被附接到所述夹盘主体(78)；和
第二步骤：在朝向所述工件(12)的方向上移动第二活塞杆(46)，从而按压被定位的所述工件(12)，其中，所述第二活塞杆(46)连接到第二缸(16)的第二活塞(38)，所述第二缸(16)被附接到所述夹盘主体(78)；
其中，在所述第二步骤中，控制机构(74)基于由第一位置检测传感器(34)检测出的所述第一活塞(18)的位置和由第二位置检测传感器(56)检测出的所述第二活塞(38)的位置控制所述第一缸(14)和所述第二缸(16)，从而所述工件(12)通过所述第一活塞杆(26)和所述第二活塞杆(46)被夹持在所述夹盘主体(78)的预定位置。
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