CN107433477B - 工件固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件固定装置。该工件固定装置包括：将保持工件(W)的保持部(65b)设置于前端部(65)的机械臂(60)；被设置于机械臂(60)的前端部(65)的压力流体供给分接器(65c)；向压力流体供给分接器(65c)供给压力流体的压力流体供给装置(70)；夹紧装置(40)，其具有为了机床的加工而把持工件(W)的多个夹紧部件(41、42)；以及汽缸(43)，其具有能够连接压力流体供给分接器(65c)的压力流体供给口(43b)，通过从压力流体供给口(43b)供给压力流体而使夹紧部件(42)向工件把持方向驱动。

Description

工件固定装置

技术领域

本发明涉及一种工件固定装置，更具体地说，涉及一种为了机床的加工而对工件进行固定的工件固定装置。

背景技术

作为这种机床用的工件固定装置，已知有如下工件固定装置，其包括：多个带有夹具的托盘，其分别具有把持工件的多个夹紧部件；汽缸，其被设置于各带有夹具的托盘上，并使多个夹紧部件中的至少一个向工件把持方向驱动；安装装置，其被设置于机床的加工室外；以及压力流体供给部，其被设置于安装装置上。在将带有夹具的托盘连接至安装装置上时，使带有夹具的托盘的汽缸与安装装置的压力流体供给部连接，由此进行夹紧部件对工件的把持及对该把持的解除(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-328965号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在所述工件固定装置中，为了通过夹紧部件对工件进行把持及解除其把持，需要连接带有夹具的托盘与安装装置，因此会使加工周期延长了与连接带有夹具的托盘与安装装置相当的工作量。

另外，由于需要将用于通过夹紧部件对工件进行及解除把持的专用的压力流体供给部设置于安装装置上，因此机床及周边设备的构成要素的数量也会相应地增加。

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种既能够抑制机床及其周边设备的构成要素的数量的增加，又能够实现加工周期的缩短的工件固定装置。

解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明采用以下手段。

本发明的第1方面的工件固定装置工件包括：机械臂，其前端部设置有用于保持工件的工件保持部；压力流体供给分接器，其被设置于该机械臂的所述前端部；压力流体供给单元，其用于向该压力流体供给分接器供给压力流体；夹紧装置，其具有为了机床的加工而把持所述工件的多个夹紧部件；以及汽缸，其被设置于该夹紧装置上并且具有能够连接所述压力流体供给分接器的压力流体供给口，通过从该压力流体供给口供给所述压力流体，从而使所述多个夹紧部件中的至少一个向工件把持方向驱动。所述机械臂被构成为，将所述压力流体供给分接器连接于所述压力流体供给口上，所述压力流体供给口被构成为在未连接所述压力流体供给分接器的状态下，使上述压力流体不从所述汽缸内流出。

在第1方面中，为了驱动夹紧部件来把持工件而将被设置于机械臂的前端部的压力流体供给分接器连接于驱动夹紧部件的汽缸的压力流体供给口，因此只要在机械臂的前端部的运转范围内，就能够进行夹紧部件对工件的把持。因此，没有为了进行工件的把持而必须将夹紧装置移动到规定的位置这样的制约，另外，也不需要设置用于夹紧装置对工件的把持的专用装置。

在所述方面中，优选地，所述机床具有将多个所述夹紧装置逐个配置到所述机床的加工位置的托盘交换机构，且所述机械臂构成为将所述压力流体供给分接器连接到未被配置到所述加工位置的所述夹紧装置的所述汽缸的所述压力流体供给口上。

若这样地构成，则与在加工位置上将工件把持在夹紧装置的情况相比，能够实现加工周期的缩短。

在所述方面中，优选地，构成为在通过所述机械臂将被所述工件保持部保持的所述工件配置在能够利用所述多个夹紧部件进行把持的位置时，所述压力流体供给分接器与所述压力流体供给口相连接。

若这样地构成，则能够同时或几乎同时进行将被工件保持部保持的工件配置在能够利用夹紧部件进行把持的位置的工序和利用各夹紧部件对工件进行把持的工序，因此在实现加工周期的缩短这方面是有利的。

在所述方面中，优选地，还包括分接器位置变更单元，其用于改变所述压力流体供给分接器相对于所述机械臂的所述前端部的位置。

若这样地构成，则针对各夹紧部件把持工件的位置与压力流体供给口之间的距离不同的多个种类的夹紧装置，都能够同时或几乎同时进行将被工件保持部保持的工件配置于能够利用夹紧部件进行把持的位置的工序和利用各夹紧部件对工件进行把持的工序。

在所述方面中，优选地，所述工件保持部构成为被从所述压力流体供给单元供给的所述压力流体驱动而保持所述工件。

若这样地构成，则能够使用单一的压力流体供给单元向压力流体供给分接器供给压力流体以及向工件保持部供给压力流体，因此在抑制构成要素的数量的增加这方面是有利的。

发明的效果

根据本发明，既能够抑制机床及其周边设备的构成要素的数量的增加，又能够实现加工周期的缩短。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的工件固定装置的概略结构图。

图2是第1实施方式的工件固定装置的概略的框图。

图3是表示第1实施方式的机器人控制部的动作的一个例子的流程图。

图4是表示第1实施方式的机器人控制部的动作的一个例子的流程图。

图5是表示第1实施方式的夹紧装置的动作的图。

图6是表示第1实施方式的夹紧装置的动作的图。

图7是第1实施方式的变形例的夹紧装置的主视图。

图8是本发明的第2实施方式的工件固定装置的概略结构图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的第1实施方式的工件固定装置进行说明。

如图1所示，该工件固定装置被应用于加工系统，该加工系统具有将工具安装于被框架10支承的主轴20上，并使主轴20旋转来进行工件W的加工的机床。该机床的主轴20经由主轴支承部21支承于框架10，通过机床的公知构造，主轴20在上下方向上移动并旋转。

另外，通过机床的公知结构，也可构成为载置并保持工件W的夹紧装置40与主轴20在水平方向上相对地移动。例如，也可构成为夹紧装置40通过伺服马达与线性运动螺丝沿水平方向的X轴移动，并通过其他的伺服马达与其他的线性运动螺丝沿水平方向的Y轴移动。

在该机床的主轴20上，通过工具支架22安装有包含立铣刀、面铣刀的铣刀及钻头等的工具30。

另外，该加工系统还包括机器人50，该机器人50具有用于将加工前的工件W从加工前工件放置场所移动到夹紧装置40，并将加工后的工件W从夹紧装置40移动到加工后工件放置场所的机械臂60。

机器人50具有在水平方向(图1中的左右方向及深度方向)倾斜的基座51。

机械臂60包括：基部61，其以能够绕沿上下方向延伸的轴线旋转的方式支承于基座51；基端侧臂62，其以能够绕大致水平方向的轴线旋转的方式支承于基部61；中间部63，其以能够绕大致水平方向的轴线旋转的方式支承于基端侧臂62的前端；前端侧臂64，其支承于中间部63；以及前端部65，其以能够绕大致水平方向的轴线旋转的方式支承于前端侧臂64的前端部。前端侧臂64的前端侧构成为绕其中心轴旋转。前端部65也可构成为相对于前端侧臂64绕沿着上下方向延伸的轴线旋转。

前端部65具有沿水平方向延伸的前端部基座65a，在前端部基座65a的长度方向的一端侧的下表面设置有保持工件W的保持部65b。另外，压力流体供给分接器65c经由作为分接器位置变更单元的公知的直线导轨65d安装在前端部基座65a的长度方向的另一端侧的宽度方向上的一方的边缘附近。直线导轨65d被固定于前端部基座65a上，例如，具有导轨、马达及滚珠丝杠，所述导轨沿所述长度方向延伸并以可移动的方式安装有压力流体供给分接器65c，所述马达及滚珠丝杠沿导轨驱动压力流体供给分接器65c。

保持部65b以及压力流体供给分接器65c分别与压缩机等压力流体供给装置70相连接。具体而言，保持部65b经由第1开闭阀71与压力流体供给装置70相连接，压力流体供给分接器65c经由第2开闭阀72与压力流体供给装置70相连接。

保持部65b具有多个保持爪，若第1开闭阀71成为打开状态，压力流体从压力流体供给装置70供给至保持部65b，则多个保持爪向工件把持方向驱动。另外，保持部65b还具有将多个保持爪向与工件把持方向相反的方向施力的弹簧等施力部件，若第1开闭阀71成为关闭状态，则多个保持爪向与工件把持方向相反的方向移动。

机器人50以及机械臂60具有：用于倾斜基座51的伺服马达51a、用于旋转基部61的伺服马达61a、用于旋转基端侧臂62的伺服马达62a、用于旋转中间部63的伺服马达63a、用于旋转前端侧臂64的前端侧的伺服马达64a、以及用于旋转前端部65的伺服马达65e。

夹紧装置40具有：夹紧装置主体40a；第1夹紧部件41，其被固定于夹紧装置主体40a上；第2夹紧部件42，其由导轨42a引导，且被配置为与第1夹紧部件41相对；汽缸43，其被固定于夹紧装置主体40a上，用于使第2夹紧部件42向靠近第1夹紧部件的方向(工件把持方向)移动，且在第2夹紧部件42上固定工作杆43a。并且，在汽缸43上设置有与压力流体供给分接器65c成对的分接器的压力流体供给口43b。夹紧装置40构成为，若从压力流体供给口43b向汽缸43内供给压力流体，则第2夹紧部件42通过汽缸43向工件把持方向移动，若从压力流体供给口43b释放汽缸43内的压力流体，则第2夹紧部件42通过被设置于夹紧装置40的弹簧等施力部件(未图示)向与工件把持方向相反的方向移动。

如图2所示，机器人50的各伺服马达51a、61a、62a、63a、64a、65e，压力流体供给装置70的各开闭阀71、72及直线导轨65d与机器人控制部80相连接，并由机器人控制部80控制。

机器人控制部80通过被存储于存储器装置81的工件交换程序进行工作，通过机械臂60将加工前的工件W从加工前工件放置场所移动到夹紧装置40，将加工后的工件W从夹紧装置40向加工后工件放置场所移动。参照图3的流程图，对利用机械臂60将加工前的工件W从加工前工件放置场所向夹紧装置40移动时的机器人控制部80的动作的一个例子进行说明。

机器人控制部80，若从例如机床等接收工件供给的指令信号及夹紧装置40的种类信息(步骤S1-1)，则对直线导轨65d进行控制，从而使压力流体供给分接器65c配置在与该种类信息相对应的位置(步骤S1-2)。夹紧装置40的种类信息可以不与工件供给的指令信号同时，也可以是在操作者向规定的输入装置输入该种类信息时再进行接收即可。

在进行步骤S1-2的处理时，机器人控制部80参照保存在存储器装置81中的分接器位置信息。分接器位置信息包含与夹紧装置40的种类及压力流体供给分接器65c的配置位置相对应的信息，因此机器人控制部80通过参照分接器位置信息，能够得出压力流体供给分接器65c应被配置的位置的信息。

接着，机器人控制部80控制各伺服马达51a、61a、62a、63a、64a、65e及第1开闭阀71，从而使加工前的工件W从加工前工件放置场所向能够通过夹紧装置40的第1夹紧部件41与第2夹紧部件42进行把持的位置移动(步骤S1-3)。在步骤S1-2中，如图5所示，当被保持部65b的多个保持爪保持的工件W配置于能够通过第1夹紧部件41与第2夹紧部件42进行把持的位置时，对压力流体供给分接器65c进行配置，以使压力流体供给分接器65c与夹紧装置40的压力流体供给口43b相连接。

压力流体供给口43b具有阀构造，该阀构造在连接压力流体供给分接器65c时变为打开状态，在未与压力流体供给分接器65c连接时变为关闭状态。该阀构造，例如具有设置于压力流体供给口43b的流体流路内的金属球等的阀体，设置于流体流路内通过与阀体抵接来封闭流体流路的轴承面及将阀体向轴承面施力的弹簧等施力部件。并且，在压力流体供给分接器65c与压力流体供给口43b连接时，通过被压力流体供给分接器65c的一部分的按压，阀体与施力部件对抗而向离开轴承面的方向移动，阀构造变为打开状态。

接着，如图6所示，机器人控制部80控制第2开闭阀72变为打开状态(步骤S1-4)，以使第2夹紧部件42向第1夹紧部件41侧移动并通过夹紧部件41、42来对工件W进行把持。并且，若利用夹紧部件41、42把持工件W，则控制第1开闭阀71变为关闭状态(步骤S1-5)。由此，保持部65b的多个保持爪解除对工件W的保持。

接着，控制第2开闭阀72变为关闭状态(步骤S1-6)，同时对各伺服马达51a、61a、62a、63a、64a、65e进行控制，从而使保持部65b以及压力流体供给分接器65c配置在机床以外的规定的待避位置上(步骤S1-7)。通过这样，使通过机床把持在夹紧装置40的工件W成为能够加工的状态。

另一方面，参照图4的流程图，对通过机械臂60将加工后的工件W从夹紧装置40向加工后工件放置场所移动时的机器人控制部80的动作的一个例子进行说明。

如图6所示，机器人控制部80，例如，如果从机床等接收到工件回收的指令信号(步骤S2-1)，则控制各伺服马达51a、61a、62a、63a、64a、65e及第1开闭阀71，利用保持部65b的多个保持爪保持工件W，并使压力流体供给分接器65c与夹紧装置40的压力流体供给口43b连接(步骤S2-2)。

如步骤S2-2那样，若压力流体供给分接器65c与压力流体供给口43b连接，则压力流体供给口43b的阀构造成为打开状态。此时，若从压力流体供给分接器65c供给压力流体，则压力流体被供给至汽缸43内，但是在没有从压力流体供给分接器65c供给压力流体的情况下，则释放汽缸43内的压力流体。因此，第2夹紧部件42通过被设置于夹紧装置40的施力部件向与工件把持方向相反的方向移动。

接着，机器人控制部80控制各伺服马达51a、61a、62a、63a、64a、65e，从而从夹紧装置40向加工后工件放置场所的上方移动(步骤S2-3)，然后控制第1开闭阀71，解除保持部65b对工件W的保持(步骤S2-4)。由此，从机床取出加工后的工件W。

根据本实施方式，构成为：为了驱动第2夹紧部件42来把持工件W，将被设置于机械臂60的前端部65上的压力流体供给分接器65c与驱动第2夹紧部件42的汽缸43的压力流体供给口43b相连接，因此只要在机械臂60前端部的运转范围内，就能够利用第2夹紧部件42对工件W进行把持。因此，不需要为了进行工件W的把持而必须将夹紧装置40移动到规定的位置这样的限制，另外，也不必设置用于夹紧装置40对工件W的把持的专用的装置。

另外，在本实施方式中，利用机械臂60将被保持于保持部65b的工件W配置于能够通过夹紧部件41、42进行把持的位置时，压力流体供给分接器65c被连接于压力流体供给口43b。因此，能够同时或几乎同时进行将被保持部65b保持的工件W配置在能够利用夹紧部件41、42进行把持的位置的工序和利用夹紧部件41、42对工件W进行把持的工序，因而在实现加工周期的缩短这方面是有利的。

另外，在本实施方式中具有直线导轨65d，其用于变更压力流体供给分接器65c相对于机械臂60的前端部65的位置。因此，针对夹紧部件41、42把持工件W的位置与压力流体供给口43b之间的距离不同的多个种类的夹紧装置40，都能够同时或几乎同时进行将被保持部65b保持的工件W配置在能够利用夹紧部件41、42进行把持的位置的工序和利用夹紧部件41、42对工件W进行把持的工序。

例如，如图7所示，在第1夹紧部件41与压力流体供给口43b之间的距离比图5等的夹紧装置40短时，通过直线导轨65d使压力流体供给分接器65c向保持部65b侧移动。

另外，在本实施方式中，能够利用单一的压力流体供给装置70来进行对压力流体供给分接器65c的压力流体的供给与对保持部65b的压力流体的供给，因此在抑制构成要素的数量的增加这方面是有有利的。

此外，在本实施方式中，也可以构成为保持部65b利用磁力吸附铁制的工件W。

另外，在本实施方式中，虽例示了在利用保持部65b将工件W配置于第1以及第2夹紧部件41、42之间时，同时将压力流体供给分接器65c连接于压力流体供给口43b，但也可在利用保持部65b将工件W配置于第1以及第2夹紧部件41、42之间后再移动机械臂60使压力流体供给分接器65c与压力流体供给口43b连接。在该情况下，也不需要为了进行工件W的把持而必须将夹紧装置40移动到规定的位置这样的限制，另外，也不必设置用于夹紧装置40对工件W的把持的专用的装置。

下面参照图8对本发明的第2实施方式的工件固定装置进行说明。

与第1实施方式相比，本实施方式没有将夹紧装置40固定于机床。另外，在下述这些点上也与第1实施方式不同：设置多个夹紧装置40；在夹紧装置40设置了用于辅助工件W的移动的多个滚子44；代替保持部65b，利用磁力保持铁制的保持工件W的保持部65f、设置调整保持部65f的磁力的磁力调整部，机器人控制部80通过控制磁力调整部来进行保持部65f对工件W的保持与其解除；构成为使用公知的托盘交换机构将多个夹紧装置40依次配置于机床的加工位置。机器人控制部80以与第1实施方式相同的方式代替第1开闭阀71来控制磁力控制部。对与第1实施方式相同的构成，标注相同的附图标记并省略其说明。

在本实施方式中，作为托盘交换机构，设置有用于使夹紧装置40向机床移动的多个辊23、驱动各辊23的未图示的马达。由此，多个夹紧装置40被依次配置于机床的加工位置。另外，在本实施方式的机床还设置有能够在分隔框架10的内外的上下方向移动的闸门24。

夹紧装置40的各滚子44是金属制的球，其能够旋转地支承于夹紧装置40。

在本实施方式中，与第1实施方式不同，相对于闸门24被配置于机床的外侧，例如工件W被下一个配置于机床的加工位置的夹紧装置40把持。与第1实施方式把持工件W时的夹紧装置40的场所不同，但用于使夹紧装置40把持工件W的机械臂60、保持部65b、第2开闭阀72等的动作与第1实施方式相同。

若这样地构成，与在机床的加工位置中使夹紧装置40把持工件W的情况相比较，能够实现加工周期的缩短。

附图标记

10 框架

20 主轴

30 工具

40 夹紧装置

41 第1夹紧部件

42 第2夹紧部件

43 汽缸

43b 压力流体供给口

50 机器人

60 机械臂

65 前端部

65b 保持部

65c 压力流体供给分接器

70 压力流体供给装置

71 第1开闭阀

72 第2开闭阀

80 机器人控制部

81 存储器装置

Claims (7)

1.一种工件固定装置，其特征在于，包括：

机械臂，其在前端部设置有用于保持工件的工件保持部；

压力流体供给分接器，其被设置于所述机械臂的所述前端部；

压力流体供给单元，其用于向所述压力流体供给分接器供给压力流体；

夹紧装置，其具有为了通过机床进行加工而把持所述工件的多个夹紧部件；

汽缸，其被设置于所述夹紧装置，具有能够连接所述压力流体供给分接器的压力流体供给口，并且通过从所述压力流体供给口供给所述压力流体，将所述多个夹紧部件中的至少一个向工件把持方向驱动；以及

施力部件，其被设置于所述夹紧装置，并且向与所述工件把持方向相反的方向对至少一个所述夹紧部件施力，

所述机械臂被构成为将所述压力流体供给分接器连接于所述压力流体供给口，

所述压力流体供给口被构成为：在未连接所述压力流体供给分接器的状态下，所述压力流体不从所述汽缸内流出，在连接有所述压力流体供给分接器并且未利用所述压力流体供给单元向所述压力流体供给分接器供给所述压力流体的状态下，释放所述汽缸内的所述压力流体，

所述工件固定装置还包括分接器位置变更单元，所述分接器位置变更单元用于将所述压力流体供给分接器相对于所述机械臂的所述前端部的所述工件保持部的位置变更为，沿着所述夹紧装置中的至少一个所述夹紧部件的移动方向即所述工件把持方向的方向。

2.根据权利要求1所述的工件固定装置，其特征在于，

所述机床包括托盘交换机构，所述托盘交换机构将多个所述夹紧装置逐个配置于所述机床的加工位置，

所述机械臂被构成为：将所述压力流体供给分接器与未被配置于所述加工位置的所述夹紧装置的所述汽缸的所述压力流体供给口相连接。

3.根据权利要求1所述的工件固定装置，其特征在于，

所述工件固定装置被构成为，在通过所述机械臂将被所述工件保持部保持的所述工件配置于能够通过所述多个夹紧部件进行把持的位置时，所述压力流体供给分接器与所述压力流体供给口相连接。

4.根据权利要求2所述的工件固定装置，其特征在于，

所述工件固定装置被构成为，在通过所述机械臂将被所述工件保持部保持的所述工件配置于能够通过所述多个夹紧部件进行把持的位置时，所述压力流体供给分接器与所述压力流体供给口相连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件固定装置，其特征在于，

所述工件保持部被构成为，由从所述压力流体供给单元供给的所述压力流体驱动而保持所述工件。

6.一种工件固定装置，其特征在于，包括：

机械臂，其在前端部设置有用于保持工件的工件保持部；

压力流体供给分接器，其被设置于所述机械臂的所述前端部；

压力流体供给单元，其用于向所述压力流体供给分接器供给压力流体；

夹紧装置，其具有为了通过机床进行加工而把持所述工件的多个夹紧部件，并设置有用于辅助所述工件的移动的多个滚子；

汽缸，其被设置于所述夹紧装置，具有能够连接所述压力流体供给分接器的压力流体供给口，并且通过从所述压力流体供给口供给所述压力流体，将所述多个夹紧部件中的至少一个向工件把持方向驱动；以及

施力部件，其被设置于所述夹紧装置，并且向与所述工件把持方向相反的方向对至少一个所述夹紧部件施力，

所述机械臂被构成为将所述压力流体供给分接器连接于所述压力流体供给口，

所述压力流体供给口被构成为：在未连接所述压力流体供给分接器的状态下，所述压力流体不从所述汽缸内流出，在连接有所述压力流体供给分接器并且未利用所述压力流体供给单元向所述压力流体供给分接器供给所述压力流体的状态下，释放所述汽缸内的所述压力流体，

所述工件固定装置还包括分接器位置变更单元，所述分接器位置变更单元用于改变所述压力流体供给分接器相对于所述机械臂的所述前端部的所述工件保持部的位置。

7.根据权利要求6所述的工件固定装置，其特征在于，

所述工件保持部被构成为，由从所述压力流体供给单元供给的所述压力流体驱动而保持所述工件。

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