CN114761163B - 卡盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在被供给至机床的工件为板材时不使工件变形地进行保持的卡盘装置。壳体(110)具有与工件保持爪部(122)对置配置的工件抵接面(115a)，多个杆体(120)在要解除工件(W)的保持的情况下，一边使工件保持爪部(122)远离壳体(100)的工件抵接面(115a)一边使各个工件保持爪部(122)以相互分离的方式一体地摆动，多个杆体(120)在要保持工件(W)的情况下，一边使工件保持爪部(122)接近壳体(110)的工件抵接面(115a)一边使各个工件保持爪部(122)以相互靠近的方式一体地摆动，之后以与驱动体(140)的进退方向平行的方式一体地移动而使工件保持爪部(122)与工件(W)抵接。

Description

卡盘装置

技术领域

本发明涉及对被供给至机床的工件进行保持的卡盘装置，特别涉及具备多个工件保持爪部的卡盘装置。

背景技术

以往，作为把持工件的卡盘装置，已知一种工件卡盘装置，具备：卡盘主体；基准固定爪部，其固定在卡盘主体的一端侧且用于支承工件的一端部；可动爪部，其设置为在卡盘主体的一端侧能够相对于基准固定爪部进行开闭动作且用于支承工件的一端部；驱动单元，其用于使可动爪部开闭；以及止挡件，其用于支承工件的另一端部(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-154876号公报

上述的工件卡盘装置由于用爪部夹持工件的侧方，因此当工件为板材时，有时在工件产生变形、扭曲。

发明内容

因此，本发明解决上述那样的现有技术问题，即，本发明的目的在于提供在供给至机床的工件为板材时不使工件变形地进行保持的卡盘装置。

本发明的第1特征在于，为一种卡盘装置，具备：多个杆体，设置有对被供给至机床的工件进行保持的工件保持爪部；支承体，分别支承该多个杆体，壳体，将上述多个杆体分别收容为以上述支承体为中心自如摆动；以及驱动体，使上述多个杆体相对于上述壳体一体地进退移动，上述壳体具有与上述工件保持爪部对置配置的工件抵接面，上述多个杆体在要解除上述工件的保持的情况下，边使上述工件保持爪部远离上述壳体的工件抵接面边使各个上述工件保持爪部以相互分离的方式一体地摆动，上述多个杆体在要保持上述工件的情况下，边使上述工件保持爪部接近上述壳体的工件抵接面边使各个上述工件保持爪部以相互靠近的方式一体地摆动，之后上述多个杆体以与上述驱动体的进退方向平行的方式一体地移动而使上述工件保持爪部与上述工件抵接。

第2特征在于，具备使上述杆体以上述支承体为中心摆动的杆体摆动机构，该杆体摆动机构具有引导槽和与该引导槽卡合的突起，在上述突起与上述引导槽卡合的情况下，上述杆体与上述驱动体的进退方向平行，在上述突起与上述引导槽的卡合被解除的情况下，上述杆体相对于上述驱动体的进退方向倾斜。

第3特征在于，上述杆体摆动机构的引导槽形成于上述杆体，上述杆体摆动机构的突起形成于上述壳体。

第4特征在于，在上述杆体与上述驱动体之间夹插有弹性体，上述弹性体对上述杆体向各个上述杆体的工件保持爪部靠近的方向施力。

本发明能够得到以下效果。

(1)多个杆体在要解除工件的保持的情况下，边使上述工件保持爪部远离上述壳体的工件抵接面边使各个上述工件保持爪部以相互分离的方式一体地摆动，由此将工件在厚度方向亦即驱动体的进退方向上进行保持，因此能够在工件为板材时不使工件变形地进行保持。

(2)在突起与引导槽卡合的情况下，杆体与驱动体的进退方向平行，在突起与引导槽的卡合被解除的情况下，杆体相对于驱动体的进退方向倾斜，由此仅通过设置引导槽和突起，杆体便自如摆动，因此能够通过简便的结构使杆体自如摆动。

(3)杆体摆动机构的引导槽形成于杆体，杆体摆动机构的突起形成于壳体，由此在将杆体收容于壳体时，杆体不易与壳体接触，因此与杆体摆动机构的突起形成于杆体的情况相比，能够简便地制作卡盘装置。

(4)在杆体与驱动体之间夹插有对杆体向各个杆体的工件保持爪部靠近的方向施力的弹性体，由此即使在使杆体的工件保持爪部靠近工件抵接面的中途对工件保持爪部施加了使杆体的工件保持爪部相互分离的方向的力，也由于基于弹性体产生的作用力被施加给杆体，因此能够在使杆体的工件保持爪部靠近工件抵接面的中途维持多个杆体相互平行的状态。

附图说明

图1是装入有作为本发明的实施例的卡盘装置的机床的立体图。

图2是图1所示的机床的加工室的俯视图。

图3A是表示本发明的实施例的卡盘装置的立体图。

图3B是表示图3A所示的卡盘装置的内部的立体图。

图4是图3A的IV-IV剖视图。

图5A是打开了工件保持爪部的状态的卡盘装置的剖视图。

图5B是关闭工件保持爪部而保持有工件的状态的卡盘装置的剖视图。

图5C是关闭工件保持爪部并使工件保持爪部靠近工件抵接面的状态的卡盘装置的剖视图。

具体实施方式

本发明为一种卡盘装置，具备：多个杆体，设置有保持被供给至机床的工件的工件保持爪部；支承体，分别支承该多个杆体；壳体，将多个杆体分别收容为以支承体为中心自如摆动；以及驱动体，使多个杆体相对于壳体一体地进退移动，壳体具有与工件保持爪部对置配置的工件抵接面，多个杆体在要解除工件的保持的情况下，使工件保持爪部远离壳体的工件抵接面并使各个工件保持爪部以相互分离的方式一体地摆动，多个杆体在要保持工件的情况下，使工件保持爪部接近壳体的工件抵接面并使各个工件保持爪部以相互靠近的方式一体地摆动，之后以与驱动体的进退方向平行的方式一体地移动而使工件保持爪部与工件抵接，由此在供给至机床的工件为板材时，只要能够不使工件变形地进行保持，则其具体的实施方式也可以是任何方式。

【实施例】

以下，基于图1至图5C，来对作为本发明的实施例的卡盘装置进行说明。

首先，基于图1以及图2，对装入有作为本发明的实施例的卡盘装置100的机床10的概要进行说明。

图1是装入有作为本发明的实施例的卡盘装置的机床的立体图，图2是图1所示的机床的加工室的俯视图。

机床10具有多个加工模块，如图1所示，在正面具有用于确保向进行工件的加工的加工室11内的访问的滑动式的门12。

加工室11内如图2所示，加工模块移动机构13设置在床身14上。

加工模块移动机构13在床身14上沿Y方向自如移动，并将加工模块15载置为沿Z方向自如移动。

在加工模块15安装有未图示的刀架和保持供给至机床10的工件的卡盘装置100。

接下来，基于图3A、图3B、图4，对作为本发明的一实施例的卡盘装置100进行说明。

图3A是表示作为本发明的实施例的卡盘装置的立体图，图3B是表示图3A所示的卡盘装置的内部的立体图，图4是图3A的IV-IV剖视图。

卡盘装置100如图3A所示为圆柱状，后端侧与加工模块15连接。

此外，卡盘装置100的长轴方向对应于Z方向，与Z方向以及X方向(垂直方向)正交的方向对应于Y方向。

如图3A、图3B、图4所示，卡盘装置100具备经由后述的驱动体140而与加工模块15连结的壳体110。

壳体110具有：基座111；安装于基座111的壳体主体112；将后述的杆体120保持为自如滑动的套筒113；与后述的杆体120的引导槽121a卡合的卡合部件114；承接工件的圆柱状的承接部件115；以及作为插入于壳体主体112的后述的支承体130的防脱件的圆柱状的支承体压板116。

基座111是圆盘状的部件，在其中心形成有沿Z方向延伸的贯通孔111a。

壳体主体112是圆柱状的部件，并通过未图示的螺栓固定于基座111。

在壳体主体112的后端侧形成有以圆柱状沿Z方向延伸的凹部112a，在该凹部112a与基座111之间形成有使后述的驱动体140自如进退的驱动体移动空间V。

另外，在壳体主体112形成有沿Z方向延伸并与凹部112a连通的3个贯通孔112b。

该贯通孔112b的中心轴与卡盘装置100的中心轴C几乎平行并且设置在以该中心轴C为中心的单个圆周上。

而且，贯通孔112b从Z方向观察形成为等间隔(在本实施例中为120度间隔)。

另外，在壳体主体112的侧周面112c，用于插入后述的支承体130的支承体插入孔112d以及用于插入卡合部件114的卡合部件插入孔112e以与贯通孔112b相同的数量形成。

并且，在壳体主体112的前表面112f形成有用于收容承接部件115的后端部的圆柱状的承接部件收容凹部112g。

套筒113具有：圆筒状的套筒主体113a，其插入于壳体主体112的贯通孔112b并与后述的支承体130卡合；密封部件113b，其将该套筒主体113a与壳体主体112之间的间隙密封；以及防脱环113c，其防止该密封部件113b从套筒主体113a脱落。

卡合部件114是柱状的部件，插入于壳体主体112的卡合部件插入孔112e，并固定于壳体主体112。

在卡合部件114的前端(中心轴C侧)形成有从Z方向观察呈V字状的突起114a。

承接部件115根据工件的厚度而适当地选择，插入于承接部件收容凹部112g并被固定。

另外，在承接部件115的前端形成有与Z方向正交的平面状的工件抵接面115a。

支承体压板116是在将后述的支承体130插入于支承体插入孔112d之后被插入于支承体插入孔112d的部件。

并且，如图3B以及图4所示，卡盘装置100具备：3个杆体120，它们被收容于壳体110并在壳体110内自如进退；3个支承体130，它们安装于壳体110；驱动体140，其安装于壳体110并使3个杆体120一体地进退；以及连结机构150，其将杆体120与驱动体140连结而使3个杆体120一体地摆动。

杆体120具有：圆柱状的杆体主体121，其在支承体130内自如滑动；和工件保持爪部122，其与该杆体主体121的前端连结并保持工件。

在杆体主体121中，在与壳体主体112的内周面112h对置的面形成有沿Z方向(即，卡盘装置100的中心轴C延伸的方向)延伸的引导槽121a。

工件保持爪部122根据要保持的工件的尺寸而相对于杆体主体121自由更换，并从壳体110突出。

该工件保持爪部122由臂部分122a、工件抵接部分122b以及爪部分122c形成，其中，臂部分122a与杆体主体121连结并朝向卡盘装置100的中心轴C延伸，工件抵接部分122b从该臂部分122a的前端朝向前方与中心轴C大致平行地延伸，爪部分122c从该工件抵接部分122b的前端朝向中心轴C延伸并且在保持工件时与壳体110的工件抵接面115a对置。

支承体130是圆柱状的部件，并相对于壳体主体112自如摆动。

因此，壳体110将各个杆体120收容为经由各个支承体130而自如摆动

另外，支承体130在径向形成有贯通孔131。

该贯通孔131的直径与套筒主体113a的直径以及杆体主体121几乎相等。

因此，支承体130以松弛插入杆体120的状态进行支承。

驱动体140具有：驱动轴141，其沿着卡盘装置100的中心轴C进退移动，并插通于壳体主体112；连结部件142，其插通于该驱动轴141；以及压板143，其插通于驱动轴141而防止连结部件142从驱动轴141脱落。

驱动轴141的一端侧与加工模块15连结，另一端侧插通于壳体主体112。

由此，驱动轴141相对于壳体110自如进退。

连结部件142是三棱柱状的部件，杆体保持部142a从各边突出。

杆体保持部142a从Z方向观察为U字状，并收容杆体主体121。

在杆体保持部142a的与杆体主体121相对的面形成有销插入孔142aa。

连结机构150具有：连结销151，其插通于杆体120和驱动体140；锁紧螺钉152，其进行该连结销151的防脱；以及弹簧(弹性体)153，其夹插在杆体120与驱动体140之间。

连结销151插通于驱动体140的销插入孔142aa和形成在杆体主体121的后方的贯通孔121b。

锁紧螺钉152旋装于与在杆体主体121形成的贯通孔121b正交的螺孔121c而与连结销151抵接。

弹簧153对杆体120向远离卡盘装置100的中心轴C的方向施力。

接下来，基于图4、图5A至图5C，对像这样构成的作为本发明的实施例的卡盘装置100的杆体摆动机构对工件的保持进行说明。

图5A是打开了工件保持爪部的状态的卡盘装置的剖视图，图5B是关闭工件保持爪部而保持有工件的状态的卡盘装置的剖视图，图5C是关闭工件保持爪部并使工件保持爪部靠近工件抵接面的状态的卡盘装置的剖视图。

首先，若使驱动体140从图4那样的工件保持爪部122关闭的状态(杆体120与卡盘装置100的中心轴C几乎平行的状态)向Z方向前方移动，则通过连结机构150与驱动体140连接的3个杆体120也朝向Z方向前方移动。

当卡合部件114的突起114a沿形成于杆体120的引导槽121a的后端侧的后端斜面121d(参照图5A)上升时，卡合部件114固定于壳体主体112，因此杆体120欲通过卡合部件114向卡盘装置100的中心轴C侧移动。

此时，由于支承体130相对于壳体110(壳体主体112)自如摆动，因此松弛插入于支承体130的杆体120以支承体130为中心摆动，杆体120的工件保持爪部122向远离卡盘装置100的中心轴C的方向摆动。

因此，当突起114a沿杆体120的后端斜面121d上升，突起114a与引导槽121a未卡合的情况下，杆体120相对于卡盘装置100的中心轴C(驱动体140的进退方向)倾斜，成为图5A所示那样的工件保持爪部122打开的状态(从Z方向观察，与卡盘装置100的中心轴C平行的工件保持爪部122的内端面122ca比承接部件115扩展的状态)。

卡盘装置100若成为该状态，则能够接收工件W。

进而，未图示的工件搬出装置使工件W与卡盘装置100的工件抵接面115a抵接。

若使驱动体140从该状态向Z方向后方移动，则通过连结机构150与驱动体140连接的3个杆体120也朝向Z方向后方移动。

当卡合部件114的突起114a沿杆体120的后端斜面121d下降时，由于卡合部件114的突起114a固定于壳体主体112、且杆体120被弹簧153向壳体主体112的外周侧施力，因此杆体120通过卡合部件114欲向远离卡盘装置100的中心轴C的一侧移动。

此时，由于支承体130相对于壳体110(壳体主体112)自如摆动，因此被松弛插入于支承体130的杆体120以支承体130为中心摆动，杆体120的工件保持爪部122向靠近卡盘装置100的中心轴C的方向摆动。

因此，当突起114a在杆体120的后端斜面121d下降，突起114a与引导槽121a卡合的情况下，杆体120变得与卡盘装置100的中心轴C(驱动体140的进退方向)几乎平行，成为图5B所示那样的工件保持爪部122关闭的状态。

另外，弹簧153对杆体120的施力方向为缩小杆体120的工件保持爪部122相互间的距离的方向。

若使驱动体140从该状态进一步向Z方向后方移动，则通过连结机构150与驱动体140连接的3个杆体120也朝向Z方向后方进一步移动。

此时，由于卡合部件114的突起114a固定于壳体主体112，因此若杆体120向Z方向后方移动，则卡合部件114的突起114a以与杆体120的引导槽121a卡合的状态在引导槽121a内滑动。

由此，杆体120与卡盘装置100的中心轴C(即，驱动体140的进退方向)保持平行不变地向Z方向后方移动，如图5C所示，工件保持爪部122的侧端面122cb与工件W抵接，工件W由工件保持爪部122的爪部分122c和工件抵接面115a进行保持，即，在工件W的厚度方向上进行保持。

此外，在杆体120与卡盘装置100的中心轴C保持平行不变地向Z方向后方移动时，杆体120被弹簧153向壳体主体112的外周侧施力，因此对杆体120向缩小杆体120的工件保持爪部122相互间的距离的方向持续施力。

因此，杆体摆动机构由杆体120的引导槽121a、壳体110的突起114a、支承体130、驱动体140等构成，并使3个杆体120一体地摆动。

进而，通过该杆体摆动机构，在多个杆体120解除工件W的保持的情况下，一边使工件保持爪部122远离壳体110的工件抵接面115a一边使各个工件保持爪部122以相互分离的方式一体地摆动，在多个杆体120保持工件W的情况下，一边使工件保持爪部122接近壳体110的工件抵接面115a一边使各个工件保持爪部122以相互靠近的方式一体地摆动，之后以与驱动体140的进退方向平行的方式一体地移动而使工件保持爪部122与工件W抵接。

由此，即使工件W是较薄的板材，也能够不使工件W变形而进行保持。

另外，杆体120与驱动体140通过对杆体120向缩小杆体120的工件保持爪部122相互间的距离的方向施力的弹簧153而连结，由此即使在使杆体120的工件保持爪部122靠近工件抵接面115a的中途对工件保持爪部122施加了扩大杆体120的工件保持爪部122相互间的距离的方向的力，也由于基于弹簧153产生的作用力被施加给杆体120，因此能够在使杆体120的工件保持爪部122靠近工件抵接面115a的中途维持多个杆体120相互平行的状态。

以上，对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施例。

例如，在本实施例中，在机床10中设置有1个加工模块移动机构13、1个加工模块15、1个卡盘装置100，但各自的个数并未限定于此。

例如，在本实施例中，在机床10中卡盘装置100不是沿X方向自如移动，但也可以使卡盘装置沿X方向自如移动。

例如，在本实施例中，卡盘装置100的杆体120为3条，但杆体的条数只要是多个即可，并不限定于此。

此外，关于支承体的个数，也与杆体相同。

例如，在本实施例中，杆体摆动机构由杆体120的引导槽121a和壳体110的突起114a构成，但也可以在杆体侧设置突起，在壳体侧设置引导槽。

例如，工件的形状只要是厚度相比于宽度、高度足够小的板材即可，其俯视时的形状可以是任何形状。

附图标记说明

10…机床；11…加工室；12…门；13…加工模块移动机构；14…床身；15…加工模块；100…卡盘装置；110…壳体；111…基座；111a…贯通孔；112…壳体主体；112a…凹部；112b…贯通孔；112c…侧周面；112d…支承体插入孔；112e…卡合部件插入孔；112f…前表面；112g…承接部件收容凹部；112h…内周面；113…套筒；113a…套筒主体；113b…密封部件；113c…防脱环；114…卡合部件；114a…突起；115…承接部件；115a…工件抵接面；116…支承体压板；120…杆体；121…杆体主体；121a…引导槽；121b…贯通孔；121c…螺孔；121d…后端斜面；122…工件保持爪部；122a…臂部分；122b…工件抵接部分；122c…爪部分；122ca…内端面；122cb…侧端面；130…支承体；131…贯通孔；140…驱动体；141…驱动轴；142…连结部件；142a…杆体保持部；142aa…销插入孔；143…压板；150…连结机构；151…连结销；152…锁紧螺钉；153…弹簧(弹性体)；V…驱动体移动空间；C…中心轴；W…工件。

Claims (1)

1.一种卡盘装置，具备：

多个杆体，设置有对被供给至机床的工件进行保持的工件保持爪部；

支承体，分别支承该多个杆体，

壳体，将所述多个杆体分别收容为以所述支承体为中心自如摆动；以及

驱动体，使所述多个杆体相对于所述壳体一体地进退移动，

所述卡盘装置的特征在于，

所述壳体具有与所述工件保持爪部对置配置的工件抵接面，

所述多个杆体在要解除所述工件的保持的情况下，边使所述工件保持爪部远离所述壳体的工件抵接面边使各个所述工件保持爪部以相互分离的方式一体地摆动，

所述多个杆体在要保持所述工件的情况下，边使所述工件保持爪部接近所述壳体的工件抵接面边使各个所述工件保持爪部以相互靠近的方式一体地摆动，之后所述多个杆体以与所述驱动体的进退方向平行的方式一体地移动而使所述工件保持爪部与所述工件抵接，

该卡盘装置还具备使所述杆体以所述支承体为中心摆动的杆体摆动机构，

该杆体摆动机构具有引导槽和与该引导槽卡合的突起，

所述引导槽具有水平的凹部和位于该凹部后端的倾斜面，

在所述突起与所述引导槽卡合的情况下，所述杆体与所述驱动体的进退方向平行，

在所述突起与所述引导槽的卡合被解除的情况下，所述杆体相对于所述驱动体的进退方向倾斜，

所述杆体摆动机构的引导槽形成于所述杆体，

所述杆体摆动机构的突起形成于所述壳体，

在所述杆体与所述驱动体之间夹插有弹性体，所述弹性体对所述杆体向各个所述杆体的工件保持爪部靠近的方向施力。