CN113453844A - 工件支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明的工件支撑装置(1)具备：夹具(2)、工作台(4)、旋转轴、支撑部件、流路连接装置、和供给侧连接部(91)。夹具(2)具有使加工所需的流体通过的主流路以及与该主流路不同的副流路(F2)，且将工件(W)进行固定。工作台(4)具有与主流路连通的工作台流路，且安装有夹具(2)。旋转轴具有与工作台流路连通的旋转轴流路，且固定于工作台(4)的旋转工作台(41)或倾斜工作台(42)。支撑部件可旋转地支撑旋转轴。流路连接装置将旋转轴的旋转轴流路和与流体供给侧连通的供给流路以旋转轴的轴线为中心可相对旋转地连接。供给侧连接部(91)通过相对于夹具(2)进行相对移动从而能够与副流路(F2)连通以及断开，且使所供给的流体通过。

Description

工件支撑装置

技术领域

本发明涉及对作为加工对象的工件进行支撑的工件支撑装置。

背景技术

在综合加工机等机床中搭载了对作为加工对象的工件进行支撑的工件支撑装置。工件支撑装置一般具备对工件进行固定的夹具。工件的固定是通过利用设置于夹具的工件夹紧装置对工件进行夹紧来进行。向工件夹紧装置供给流体，通过流体压力来切换夹紧和松开。另外，夹具中，除了工件夹紧装置以外，还设置有工件升降器等控制工件的姿势的工件姿势控制装置等通过流体而进行运作的装置。

为了从各个方向对工件实施加工，存在安装有夹具的工作台构成为能够以固定于该工作台的旋转轴为中心旋转的工件支撑装置。在该情况下，为了从支撑旋转轴的支撑部件等固定部分经由进行旋转的旋转轴向夹具供给流体，一般使用旋转接头。

在该情况下，需要旋转接头具备分别向工件夹紧装置、工件姿势控制装置等装置供给流体的多个流路。因此，旋转接头长轴化、大径化，进而导致工件支撑装置的大型化、重量增加。

对此，提出了以下技术：通过在夹具设置能够使流路内保持流体压力的连接部，从而在加工时在夹具内保持流体压力，并使夹具与使所供给的流体通过的供给侧连接部分开(参照专利文献1、2)。该技术中，在加工时，不需要向夹具供给流体压力。因此，即使在安装有夹具的工作台可旋转地构成的情况下，也不需要旋转接头。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-249531号公报。

专利文献2：日本特开2005-161455号公报。

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，专利文献1、2记载的技术中，加工时夹具的流路内的流体压力只依赖于设置于夹具的能够保持流体压力的连接部。因此，在万一夹具的流路内的流体压力不能够保持而下降的情况下，不能应对在加工时例如夹具上工件发生错位那样的情形，有可能损害加工作业的可靠性。

本发明的课题在于，提供提高加工作业的可靠性的同时能够实现小型轻量化的工件支撑装置。

用于解决技术问题的技术方案

用于解决上述课题的本发明是对作为加工对象的工件进行支撑的工件支撑装置，具备夹具、工作台、旋转轴、支撑部件、流路连接装置和供给侧连接部。所述夹具具有使加工所需的流体通过的主流路以及与该主流路不同的副流路，且将所述工件进行固定。所述工作台具有与所述主流路连通的工作台流路，且安装有所述夹具。所述旋转轴具有与所述工作台流路连通的旋转轴流路，且固定于所述工作台。所述支撑部件可旋转地支撑所述旋转轴。所述流路连接装置将所述旋转轴的所述旋转轴流路和与流体供给侧连通的供给流路以所述旋转轴的轴线为中心可相对旋转地连接。所述供给侧连接部通过相对于所述夹具进行相对移动从而能够与所述副流路连通以及断开，且使所供给的流体通过。

发明效果

根据本发明，可以提供提高加工作业的可靠性的同时能够实现小型轻量化的工件支撑装置。

附图说明

图1是表示搭载有本发明的一实施方式涉及的工件支撑装置的机床的概略结构的侧视图。

图2是本实施方式涉及的工件支撑装置的立体图。

图3是本实施方式涉及的工件支撑装置的俯视图。

图4是本实施方式涉及的工件支撑装置的主视图。

图5是用于说明与夹具的主流路相连的流路的示意图。

图6是沿图4的IV-IV线的剖视图。

具体实施方式

适当地参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

此外，在各图中，对于共通的构成要素或相同的构成要素赋予同一附图标记，并适当省略这些的重复的说明。

图1是表示搭载有本发明的一实施方式涉及的工件支撑装置1的机床100的概略结构的侧视图。以下，为了说明方便，有时将图1中的左侧称为“前”侧，将图1中的右侧称为“后”侧。

如图1所示，本实施方式中，机床100是主轴装置103沿着水平方向而配置的卧式机床。机床100具备：基座101、立柱102、主轴装置103、工件支撑装置1、和控制面板104。

在基座101上，立柱102相对于基座101沿X轴方向(图1的与纸面正交的方向)可移动地设置。立柱102通过安装于基座101的马达(未图示)引起的丝杠轴(未图示)的正反旋转而被螺旋进给，从而沿X轴方向移动。主轴装置103相对于立柱102沿Y轴方向(上下方向)可移动地设置。主轴装置103通过安装于立柱102的马达(未图示)引起的丝杠轴(未图示)的正反旋转而被螺旋进给，从而沿Y轴方向移动。

工件支撑装置1对作为加工对象的工件W进行支撑。在本实施方式中，工件支撑装置1相对于基座101沿Z轴方向(前后方向)可移动地设置。工件支撑装置1通过安装于基座101的马达(未图示)引起的丝杠轴(未图示)的正反旋转而被螺旋进给，从而沿Z轴方向移动。

机床100利用安装于主轴装置103的进行旋转的主轴(未图示)的前端的工具T对工件W进行加工。控制面板104全面地对机床100的各部的动作进行控制。

图2是本实施方式涉及的工件支撑装置1的立体图。图3是本实施方式涉及的工件支撑装置1的俯视图。图4是本实施方式涉及的工件支撑装置1的主视图。图5是用于说明与夹具2的主流路F1相连的流路的示意图。图6是沿图4的IV-IV线的剖视图。此外，图3和图4中，省略了固定部9的图示。

如图2所示，工件支撑装置1具备：夹具2；工作台4；支撑台6、7；托架8；和固定部9。

为了利用工具T(参照图1)对工件W进行加工，由夹具2对工件W进行固定。夹具2具有安装于工作台4的板状的夹具主体21。

如图5所示，夹具2具有使加工时所需的流体通过的主流路F1。主流路F1形成于夹具主体21的内部。主流路F1在此形成4条(4系统)，但是，在图5中，只示出了2条(2系统)。

另外，如图2和图6所示，夹具2具有与主流路F1不同的副流路F2。副流路F2形成于夹具主体21的内部。副流路F2在此形成了4条(4系统)。此外，可以适当变更主流路F1以及副流路F2的条数(系统数)。

如图2～图4所示，在夹具主体21上设置有将工件W夹紧的工件夹紧装置22。工件夹紧装置22具有通过活塞(未图示)的运动而被摆动的操作杆23，该活塞由于经由夹具2的主流路F1供给到该工件夹紧装置22的液压油(流体)的压力而进行运作。若向设置于工件夹紧装置22的夹紧用流路(未图示)供给了液压，则操作杆23的前端下降将工件W的被把持部向夹紧底座24、25按压，从而工件W被夹紧。另一方面，若向设置于工件夹紧装置22的松开用流路(未图示)供给了液压，则操作杆23的前端上升从工件W的被把持部分离，从而工件W被松开。也就是，4条(4系统)的主流路F1中的2条(2系统)分别作为与工件夹紧用流路连通的流路、以及与工件松开用流路连通的流路被使用。

另外，在夹具主体21上设置有检测工件W向夹具2的就位的就位检测部26。在此，就位检测部26具有就位检测用通路(未图示)，该就位检测用通路形成于在四个工件夹紧装置22中使用的夹紧底座24、25中的设置于对角位置的两个夹紧底座24。就位检测用通路使经由夹具2的主流路F1供给的空气(流体)通过。也就是，4条(4系统)的主流路F1中的2条(2系统)作为就位检测用的流路被使用。若工件W以规范的姿势就位于夹紧底座24，则工件W的下表面与夹紧底座24的上表面密接而不漏气，因此，就位检测用通路内的压力几乎没有变化。另一方面，若工件W相对于夹紧底座24例如以倾斜的姿势就位，则工件W的下表面与夹紧底座24的上表面之间产生间隙而漏气，因此，就位检测用通路内的压力稍微降低。根据该压力降低，从而检测出工件W未以规范的姿势就位于夹紧底座24的情况。

另外，在夹具主体21上设置有定位销27和工件升降器28。定位销27通过嵌入到形成于工件W的定位孔(未图示)而将工件W相对于夹具2进行定位。工件升降器28通过经由夹具2的副流路F2供给到该工件升降器28的液压油(流体)的压力在夹具2上使工件W升降。若向设置于工件升降器28的工件上升用流路(未图示)供给了液压，则被工件升降器28的工件承受部支撑的工件W上升。另一方面，若向设置于工件升降器28的工件下降用流路(未图示)供给了液压，则被工件升降器28的工件承受部支撑的工件W下降。也就是，4条(4系统)的副流路F2中的2条(2系统)作为工件升降器28用的流路被使用。

如图5所示，工作台4具有：安装夹具2的旋转工作台41；和对旋转工作台41进行支撑的倾斜工作台42。旋转工作台41呈圆板状，具有与夹具2的主流路F1连通的工作台流路F3。倾斜工作台42呈U字状，具有与夹具2的主流路F1连通的工作台流路F6。

在旋转工作台41的中央下部固定有旋转轴43。旋转轴43具有与工作台流路F3连通的旋转轴流路F4。工作台4具备支撑部件45，该支撑部件45将旋转轴43以可绕该旋转轴43的轴线旋转的方式进行支撑。由此，旋转工作台41以及工件W可绕B轴(参照图2)旋转。支撑部件45具有供给流路F5。

在倾斜工作台42的左端部固定有旋转轴44。旋转轴44具有与工作台流路F6连通的旋转轴流路F7。支撑台6具备支撑部件61，该支撑部件61将旋转轴44以可绕该旋转轴44的轴线旋转的方式进行支撑。由此，倾斜工作台42以及工件W可绕A轴(参照图2)摆动。支撑部件61具有供给流路F8。另外，在倾斜工作台42的右端部也固定有旋转轴(未图示)，该旋转轴被支撑台7具备的支撑部件(未图示)可旋转地支撑。

工作台4具有流路连接装置46，该流路连接装置46将旋转轴43的旋转轴流路F4和与流体供给侧连通的供给流路F5以旋转轴43的轴线为中心可相对旋转地连接。具体来说，流路连接装置46旋转接头，该旋转接头将旋转轴43的旋转轴流路F4和支撑部件45的供给流路F5以旋转轴43的轴线为中心可相对旋转地利用密封部件47在轴封状态进行连接。旋转轴流路F4和供给流路F5经由环状的凹槽48被连接，该环状的凹槽48形成于旋转轴43的外周面和支撑部件45的内周面中的至少一者。

支撑台6具有流路连接装置62，该流路连接装置62将旋转轴44的旋转轴流路F7和与流体供给侧连通的供给流路F8以旋转轴44的轴线为中心可相对旋转地连接。具体来说，流路连接装置62是旋转接头，该旋转接头将旋转轴44的旋转轴流路F7和支撑部件61的供给流路F8以旋转轴44的轴线为中心可相对旋转地利用密封部件63在轴封状态进行连接。旋转轴流路F7和供给流路F8经由环状的凹槽64被连接，该环状的凹槽64形成于旋转轴44的外周面和支撑部件61的内周面中的至少一者。

如图2以和图6所示，托架8沿Z轴方向(前后方向)可移动地设置。由此，工件支撑装置1除了固定部9以外能够相对于基座101(参照图1)沿Z轴方向(前后方向)移动。

固定部9具备使从供给流路F9供给的流体通过的供给侧连接部91。供给侧连接部91通过相对于夹具2进行相对移动从而能够与副流路F2连通以及断开。本实施方式中，固定部9以相对于基座101(参照图1)固定的方式而设置。而且，夹具2与供给侧连接部91之间的相对移动由搭载工件支撑装置1的机床100(参照图1)的进给轴方向(在此为Z轴方向)的移动机构来进行。

夹具2具有设置于副流路F2的开口端部的、能够使副流路F2内保持流体压力的夹具侧连接部31。供给侧连接部91通过相对于夹具2进行相对移动从而能够与夹具侧连接部31进行拆装。即，夹具侧连接部31与供给侧连接部91若相互进行接近移动而被按压则连接，若相互进行分离移动则连接解除。作为夹具侧连接部31以及供给侧连接部91，例如可以使用被称为自动耦合器的流体的自动供给连接器。

下面，对搭载了上述那样构成的工件支撑装置1的机床100的动作进行说明。

首先，托架8移动到作为工件W向机床100(参照图1)的放入位置的前方(图2和图6中箭头D所示)。由此，夹具2的夹具侧连接部31与固定部9的供给侧连接部91连接，固定部9的供给流路F9和夹具2的副流路F2相互连通。在此，经由夹具2的主流路F1向工件夹紧装置22的松开用流路供给液压油，工件夹紧装置22成为操作杆23的前端已上升的松开状态。

接着，经由夹具2的副流路F2向工件升降器28的工件上升用流路供给液压油。于是，由于液压从而工件升降器28的工件承受部上升。在工件W被移交到位于上升位置的工件升降器28的工件承受部后，经由夹具2的副流路F2向工件升降器28的工件下降用流路供给液压油。于是，由于液压从而工件升降器28的工件承受部与工件W一起下降。由此，工件W在定位销27顺畅地嵌入，并且被载置到夹紧底座24、25上。

并且，经由夹具2的主流路F1向工件夹紧装置22的夹紧用流路供给液压油，工件夹紧装置22成为操作杆23的前端已下降的夹紧状态。由此，工件W被夹紧。

另外，经由夹具2的主流路F1向就位检测部26供给空气。通过检测到就位检测部26的就位检测用通路内的压力几乎未下降，从而检测出工件W在夹紧底座24以规范的姿势就位。

若检测出工件W向夹紧底座24的良好的就位，则托架8朝向工件W的加工位置移动到后方。由此，夹具2的夹具侧连接部31从固定部9的供给侧连接部91脱离，固定部9的供给流路F9和夹具2的副流路F2之间的连通被断开。

而且，机床100对位于加工位置的工件W进行加工。在此，即使在加工过程中，也经由夹具2的主流路F1向工件夹紧装置22的夹紧用流路供给液压油，工件夹紧装置22的夹紧状态被维持。另外，即使在加工过程中，也经由夹具2的主流路F1向就位检测部26供给空气，可执行由就位检测部26进行的就位检测。

如上述那样，本实施方式的工件支撑装置1具备：夹具2；工作台4；旋转轴43、44；支撑部件45、61；流路连接装置46、62；和供给侧连接部91。夹具2具有使加工所需的流体通过的主流路F1以及与该主流路F1不同的副流路F2，且将工件W进行固定。工作台4具有与主流路F1连通的工作台流路F3、F6，且安装有夹具2。旋转轴43具有与工作台流路F3连通的旋转轴流路F4，且固定于工作台4的旋转工作台41。旋转轴44具有与工作台流路F6连通的旋转轴流路F7，且固定于工作台4的倾斜工作台42。支撑部件45、61可旋转地支撑旋转轴43、44。流路连接装置46、62将旋转轴43、44的旋转轴流路F4、F7和与流体供给侧连通的供给流路F5、F8以旋转轴43、44的轴线为中心可相对旋转地连接。供给侧连接部91通过相对于夹具2进行相对移动从而能够与副流路F2连通以及断开，且使所供给的流体通过。

在该结构中，在工件W的加工时，经由旋转轴43、44通过夹具2的主流路F1向夹具2供给加工所需的流体。由此，在工件W的加工时，能够总是向夹具2的主流路F1内供给流体，因此，能够应对在夹具2上工件W发生错位的情形。另一方面，在将工件W向夹具2组装时等非加工时，通过使夹具2和供给侧连接部91相对地进行接近移动，从而使得供给侧连接部91与夹具2的副流路F2连通。并且，通过夹具2的副流路F2将流体供给到夹具2。由此，不需要经由旋转轴43、44进行加工本身不需要的向工件升降器28等的流体供给。因此，不需要在流路连接装置46、62具备与夹具2的副流路F2连通的流路，能够抑制流路连接装置46、62长轴化、大径化的情况。

因此，根据本实施方式，可以提供提高加工作业的可靠性的同时能够实现小型轻量化的工件支撑装置1。

另外，通过小型轻量化，能够实现动作的高速化。进而，能够削减区划出流路的密封部件47、63，因此，旋转轴43、44的滑动阻力变小，能够实现节能。

另外，本实施方式中，支撑部件45、61具有供给流路F5、F8。在该情况下，流路连接装置46、62是旋转接头，该旋转接头将旋转轴流路F4、F7和供给流路F5、F8分别以旋转轴43、44的轴线为中心可相对旋转地利用密封部件47、63在轴封状态进行连接。在该结构中，通过使用在有限的空间可靠地区划出不同的系统的流路并从固定部分向旋转部分输送流体的旋转接头，从而能够将流路连接装置46、62设为更紧凑的结构。

此外，流路连接装置46、62也可以是使用软管作为供给流路F5、F8，且在可动部分配置于将该软管保护和引导的树脂制的缆线载体(例如，Cable Bear(注册商标，缆线承载管))内的结构。

另外，本实施方式中，夹具2与供给侧连接部91之间的相对移动由搭载工件支撑装置1的机床100的进给轴方向的移动机构来进行。在该结构中，作为使夹具2与供给侧连接部91相对地移动的机构，利用机床100的进给轴方向的移动机构，从而能够将工件支撑装置1设为更简单紧凑的结构。

另外，本实施方式中，夹具2具有设置于副流路F2的开口端部的、能够使副流路F2内保持流体压力的夹具侧连接部31。在该情况下，供给侧连接部91通过相对于夹具2进行相对移动，从而能够与夹具侧连接部31进行拆装。在该结构中，供给侧连接部91通过相对于设置于夹具2的夹具侧连接部31进行拆装，从而能够直接地与夹具2的副流路F2连通以及断开。另外，由于能够使夹具2的副流路F2内保持流体压力，因此能够防止流体向外部泄漏，并且，例如工件升降器28等工件姿势控制装置等的通过流体进行运作的装置被保持于规定的状态。

此外，供给侧连接部91也可以构成为，例如相对于设置于旋转工作台41的、能够使内部保持流体压力的工作台侧连接部进行拆装。在该情况下，需要在旋转工作台41形成与夹具2的副流路F2的开口端部连通的流路。如果这样构成，则不需要在每个夹具2中设置能够使内部保持流体压力的夹具侧连接部31。

另外，本实施方式中，加工所需的流体包括向就位检测部26供给的空气，该就位检测部26设置于夹具2且检测工件W向夹具2的就位。在该结构中，在工件W的加工时，能够总是经由夹具2的主流路F1向就位检测部26供给空气。由此，在假如工件W未与夹具2的就位面密接的情况下，向就位检测部26供给的空气泄漏，从而检测出空气压力的下降。因此，例如，通过实施机床100的运行停止或警告通知等出错处理，从而能够应对在夹具2上工件W发生错位的情形。

另外，本实施方式中，加工所需的流体包括向工件夹紧装置22供给的液压油，该工件夹紧装置22设置于夹具2且对工件W进行夹紧。在该结构中，在工件W的加工时，能够总是经由夹具2的主流路F1向工件夹紧装置22供给液压油。由此，能够在工件加工过程中可靠地赋予针对工件W的夹紧力。因此，能够抑制在夹具2上工件W发生错位的情况。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但是，本发明不限于上述实施方式记载的结构。本发明包括将上述实施方式中记载的结构适当组合乃至选择，能够在不脱离其主旨的范围内适当地改变其结构。另外，关于上述实施方式的结构的一部分，能够进行追加、删除、置换。

例如，在上述的实施方式中，将在夹具2的主流路F1中通过而供给的流体设为向就位检测部26供给的空气、以及向工件夹紧装置22供给的液压油，但是，不限于此。在夹具2的主流路F1中通过而供给的流体也可以只是向就位检测部26供给的空气。在该情况下，当工件W在夹具2上发生错位的情况下，通过执行出错处理能够进行应对，并且能够实现工件支撑装置1的进一步的小型轻量化。

另外，在夹具2的副流路F2中通过而供给的流体不限于向工件升降器28供给的流体。例如，也可以在副流路F2中通过而供给清洗用冷却液、工件升降器28的液压缸的杆端检测用的空气。另外，也可以在副流路F2中通过而供给向进行大致的定位的工件姿势控制装置供给的流体、例如盒式夹具的夹紧用以及松开用的液压油、盒式夹具的就位检测用空气等。

另外，工件支撑装置1也可以构成为，工件W成为可绕A轴摆动、或可绕B轴旋转中的任一种情况。在该情况下，只使用流路连接装置46和流路连接装置62中任意一者。

另外，在上述的实施方式中，夹具2与供给侧连接部91之间的相对移动由搭载工件支撑装置1的机床100的进给轴方向的移动机构来进行，但是，不限于此。也可以构成为，供给侧连接部91相对于夹具2进行移动。

另外，在上述的实施方式中，夹具2与供给侧连接部91之间的相对移动的方向被设为Z轴方向，但是，不限于此，也可以是X轴方向或Y轴方向。

另外，在上述的实施方式中，对卧式机床100进行了说明，但是，本发明不限于此。本发明也可以适用于立式机床等各种机床。

附图标记说明

1：工件支撑装置

2：夹具

21：夹具主体

22：工件夹紧装置

26：就位检测部

28：工件升降器

31：夹具侧连接部

4：工作台

41：旋转工作台(工作台)

42：倾斜工作台(工作台)

43、44：旋转轴

45、61：支撑部件

46、62：流路连接装置

47、63：密封部件

6、7：支撑台

8：托架

9：固定部

91：供给侧连接部

100：机床

F1：主流路

F2：副流路

F3、F6：工作台流路

F4、F7：旋转轴流路

F5、F8：供给流路

W：工件。

Claims (7)

1.一种工件支撑装置，对作为加工对象的工件进行支撑，该工件支撑装置的特征在于，具备：

夹具，其具有使加工所需的流体通过的主流路以及与该主流路不同的副流路，且将所述工件进行固定；

工作台，其具有与所述主流路连通的工作台流路，且安装有所述夹具；

旋转轴，其具有与所述工作台流路连通的旋转轴流路，且固定于所述工作台；

支撑部件，其可旋转地支撑所述旋转轴；

流路连接装置，其将所述旋转轴的所述旋转轴流路和与流体供给侧连通的供给流路以所述旋转轴的轴线为中心可相对旋转地连接；以及

供给侧连接部，其通过相对于所述夹具进行相对移动从而能够与所述副流路连通以及断开，且使所供给的流体通过。

2.如权利要求1所述的工件支撑装置，其特征在于，

所述支撑部件具有所述供给流路，

所述流路连接装置是旋转接头，该旋转接头将所述旋转轴的所述旋转轴流路和所述支撑部件的所述供给流路以所述旋转轴的轴线为中心可相对旋转地利用密封部件在轴封状态进行连接。

3.如权利要求1所述的工件支撑装置，其特征在于，

所述夹具与所述供给侧连接部之间的相对移动由搭载所述工件支撑装置的机床的进给轴方向的移动机构来进行。

4.如权利要求1所述的工件支撑装置，其特征在于，

所述夹具具有夹具侧连接部，该夹具侧连接部设置于所述副流路的开口端部且能够使所述副流路内保持流体压力，

所述供给侧连接部通过相对于所述夹具进行相对移动从而能够与所述夹具侧连接部进行拆装。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的工件支撑装置，其特征在于，

加工所需的流体包括向就位检测部供给的空气，该就位检测部设置于所述夹具且检测所述工件向所述夹具的就位。

6.如权利要求1～4中任意一项所述的工件支撑装置，其特征在于，

加工所需的流体包括向工件夹紧装置供给的液压油，该工件夹紧装置设置于所述夹具且对所述工件进行夹紧。

7.如权利要求5所述的工件支撑装置，其特征在于，

加工所需的流体包括向工件夹紧装置供给的液压油，该工件夹紧装置设置于所述夹具且对所述工件进行夹紧。

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