JP2000190151A - ワ―ククランプ装置およびワ―ク加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回避動作可能なクランプにより常に最適な位
置に設置が可能となり、クランプ装置のコンパクト化と
コストの低減を図り、無人化、省力化の実現を可能とす
る。 【解決手段】 ワーククランプ装置１は、ワークＷの下
面を支承するワークホールド５と、ワークＷの上面を押
圧するクランプ７と、このクランプ７を備えてワーク押
圧位置とワークＷより離隔する退避位置とへ水平移動す
るクランプ本体９と、から構成されている。而して、常
に最適な位置にワーククランプ装置１を設置することが
でき、装置のコンパクト化とコストの低減を図ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワーククランプ
装置およびワーク加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばワークを加工する際に、ワ
ークを固定するワーククランプ装置としては、クランプ
が油圧制御により締付け力が可変にでき、センサにより
自動振動検知ができる。また、クランプの締め直しが自
動化でき、加工振動に応じた最適のクランプ力で自動で
締まるようになり、ワークに締め付けひずみを与えない
ため加工精度が安定し、無人化、省人化ができるように
なっている。

【０００３】そのクランプ装置としては、ワークに対し
て図１０又は図１１に示されているごときクランプ位置
で加工されている。

【０００４】図１０には、四角形状のワークＷの中央部
（図１０に斜線で示す）に加工箇所がある場合は、ワー
ククランプ装置１０１はワークＷの四隅にそれぞれ設け
られ、この複数のワーククランプ装置１０１でワークＷ
をクランプして加工が施されている。また、図１１に示
されているごとくワークＷの３辺（図１１に斜線で示
す）に加工箇所がある場合は、加工しない一辺にワーク
クランプ装置１０１を設け、このワーククランプ装置１
０１一ケでワークＷをクランプして加工が施されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のワーククランプ装置１０１では、図１０に示されて
いるワーククランプ装置１０１の配置は、最適な配置で
ある。しかし、図１１に示されたワーククランプ装置１
０１は加工箇所を避けて設置しなければならない。

【０００６】このため、加工箇所に制約され最適なクラ
ンプができない。また、加工工程中に加工に干渉する部
分のワーククランプ装置があった場合は、作業者が手動
でワーククランプ装置を取外している。

【０００７】この発明の目的は、回避動作可能なクラン
プにより常に最適な位置に設置が可能となり、クランプ
装置のコンパクト化とコストの低減を図り、無人化、省
力化の実現を可能としたワーククランプ装置およびワー
ク加工方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のワーククランプ装置は、ワ
ークの下面を保持せしめるワークホールドと、ワークの
上面を押圧せしめるクランプと、このクランプを備える
と共にクランプがアンクランプせしめた状態で前記ワー
クに対して退避可能に設けたクランプ本体と、で構成さ
れていることを特徴とするものである。

【０００９】したがって、ワークの下面をワークホール
ドで保持した状態でクランプ本体に設けたクランプを、
押圧せしめることにより、ワークをクランプせしめる。
そしてクランプ本体を押圧挾持位置と退避位置とに選択
自在に設けた。

【００１０】而して、ワーククランプ装置のコンパクト
化によるコストダウンと、加工工具との干渉を防ぐこと
ができ、ワーククランプ装置の設置位置が加工に制約さ
れず、無人化、省力化の実現が可能となる。

【００１１】請求項２によるこの発明のワーククランプ
装置は、請求項１のワーククランプ装置において、前記
ワーククランプ装置は、前記ワークホールドを駆動せし
める第１駆動装置と、前記クランプを駆動せしめる第２
駆動装置と、前記クランプ本体を退避せしめるべく駆動
せしめる第３駆動装置と、を備えてなることを特徴とす
るものである。

【００１２】したがって、第１，第２駆動装置にてワー
クホールド、クランプを作動せしめてワークをクラン
プ、アンクランプし、第３駆動装置にてクランプ本体を
作動せしめてワークの押圧位置と退避位置とに移動自在
とした。

【００１３】而して、ワーククランプ装置のコンパクト
化によるコストの低減を図ると共に、ワーククランプ装
置を常に最適な位置に設置が可能となる。

【００１４】請求項３によるこの発明のワーククランプ
装置は、請求項１又は２のワーククランプ装置におい
て、前記第１，第２，第３駆動装置は、流体圧シリンダ
を作動駆動機構として構成されていることを特徴とする
ものである。

【００１５】したがって、第１，第２，第３駆動装置の
作動駆動機構は流体圧シリンダで構成されているので、
簡単な部材で確実な作動ができ、コストの低減を図るこ
とができる。

【００１６】請求項４によるこの発明のワーク加工方法
は、ワークの端縁を加工時工具で加工する際に、加工工
具がワークの端縁をクランプしたクランプに接近したこ
とを検知したときに、クランプをアンクランプし、クラ
ンプを備えたクランプ本体を挾持位置より退避位置に後
退せしめてなることを特徴とするものである。

【００１７】したがって、加工工具の接近によりワーク
クランプ装置は、挾持位置より退避位置に後退できるの
で、加工工具がワーククランプ装置に干渉することが回
避される。しかも、機器の破損防止と加工に制約され
ず、無人化、省力化の実現が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１９】図１，図２および図３を参照するに、ワー
ククランプ装置１は、テーブルベース３上に設けられ、
ワークＷの下面を押圧あるいは下面より離隔せしめるワ
ークホールド５と、ワークＷの上面を押圧あるいは上面
より離隔せしめるクランプ７と、このクランプ７を備え
かつ図１において、左右方向へ移動可能なクランプ本体
９とで構成されている。

【００２０】前記テーブルベース３上にはワークＷを保
持する必要な分だけ油圧力を増圧する蓄圧器１３がワー
クＷの下方に立設されていて、この蓄圧器１３の上部に
油圧で作動する第１駆動装置としての第１流体圧シリン
ダ１５が立設されている。この第１流体圧シリンダ１５
は油圧入でワークＷの下面に前記ワークホールド５が当
接してワークＷを保持し、圧油を抜くことにより図示を
省略したが例えば内蔵されたスプリング等によりワーク
ホールド５は下降しワークＷより離隔する構成となって
いる。

【００２１】前記テーブルベース３上には基板１９が設
けられ、この基板１９上にガイドレール２１（例えばＬ
Ｍガイドレール等）が敷設されている。そして、このガ
イドレール２１上にはガイド部材２３（例えばＬＭガイ
ド等）を介して台座などからなるクランプ本体９が水平
に左右方向へ移動自在に設けられている。

【００２２】クランプ本体９にはブラケット２７が立設
され、このブラケット２７の上部に設けた回転支点軸２
９に前記クランプ７が回動自在に装着され、クランプ７
の片端下部に押圧部３３が形成され、クランプ７の他端
はピン３５を介して前記クランプ本体９上に立設された
油圧で作動する第２駆動装置としての第２流体圧シリン
ダ３７に設けたピストンロッド３９の上端に連結したホ
ークエンド４１に連結されている。

【００２３】上記構成により、第２流体圧シリンダ３７
を作動せしめピストンロッド３９を突出せしめると、ク
ランプ７は回動支点軸２９を支点として反時計廻りに回
動し、クランプ７に形成した押圧部３３にてワークＷの
表面を押圧する。そして、前記第１駆動装置である第１
流体圧シリンダ１５のワークホールド５の上部でワーク
Ｗの裏面を支持しているのでワークＷはクランプされ
る。

【００２４】前記ガイドレール２１の後端（図１，図２
において右側）にブラケット４３が立設され、このブラ
ケット４３に第３駆動装置としての第３流体圧シリンダ
４５が装着され、第３流体圧シリンダ４５のピストンロ
ッド４７の先端が前記クランプ本体９に連結されてい
る。更に、クランプ本体９の両側にスプリング支持部材
４９が突設され、前記ブラケット４３の両側にも前記ス
プリング支持部材４９に相対した位置にスプリング支持
部材５１が設けられ、この両スプリング支持部材４９，
５１との間にコイルスプリング５３が張装されている。

【００２５】上記構成により、第３流体圧シリンダ４５
を作動せしめピストンロッド４７を突出せしめると、ク
ランプ本体９は前進し、クランプ７はワークＷをクラン
プする押圧挾持位置へ位置決めされる。なお、この際コ
イルスプリング５３は引張られた状態となる。

【００２６】前記第３流体圧シリンダ４５内の圧油を抜
くとコイルスプリング５３の縮み力によりクランプ本体
９は引戻され退避位置へ第２流体圧シリンダ３７および
クランプ７は位置決めされる。

【００２７】前記ブラケット２７の側面にはクランプ側
方向制御弁５５が設けられ、このクランプ側方向制御弁
５５はアンクランプ時に第２流体圧シリンダ３７を作動
させるためのもので、第２流体圧シリンダ３７に設けた
ピストンロッド３９の先端に設けたホークエンド４１に
一体的に突出した作動用部材５７により、前記クランプ
側方向制御弁５５のポート切換がなされるものである。
また、前記ブラケット４３にはスライド側方向制御弁５
９が設けられ、このスライド側方向制御弁５９はアンク
ランプ後、第３流体圧シリンダ４５内の圧油を抜くとコ
イルスプリング５３の収縮力によりクランプ本体９が退
避位置に戻った時に、前記第２流体圧シリンダ３７より
突設した作動用部材６１により、前記スライド側方向制
御弁５９のポート切換がなされるものである。

【００２８】次に、前記第１，第２，第３流体圧シリン
ダ１５，３７，４５を作動せしめる油圧回路について説
明する。

【００２９】図４を参照するに、油圧回路６３は、タン
ク６５に連通したポンプモータ６７にて駆動される油圧
ポンプ６９が設けられ、この油圧ポンプ６９の吐出側管
路７１はリニアサーボバルブ７３のＰポートへ連通して
いる。そして、リニアサーボバルブ７３の流路を切換え
てＰポートとＡポート、ＢポートとＴポートを連通させ
ると、圧油は管路７５を通り逆止め弁７７と逆止め弁付
流量調整弁７９を介して第１流体圧シリンダ１５と第２
流体圧シリンダ３７へ分岐管路８１，８３を通って送油
される。

【００３０】前記分岐管路８１の途中には逆止め弁７７
が設けられ、この逆止め弁７７の入側と出側を結んでス
ライド側方向制御弁５９が設けられていると共に、蓄圧
器１３を介して第１流体圧シリンダ１５へ圧油は供給さ
れる。また、分岐管路８３の途中には逆止め弁付減圧弁
８５が設けられ、この逆止め弁付減圧弁８５を介して第
２流体圧シリンダ３７の上部油室８７に連通している。
なお、前記第２流体圧シリンダにはスプリング８９が内
蔵され、常時ピストンロッド３９を縮少方向へ付勢して
いる。

【００３１】更に、前記管路７５より分岐した分岐管路
９１が設けられ、この分岐管路９１の途中に逆止め弁付
流量調整弁７９と逆止め弁７７を介して第３流体圧シリ
ンダ４５の後部油室９３へ連通している。なお、前記逆
止め弁７７の入側と出側を結んでクランプ側方向制御弁
５５が設けられている。また、前記第３流体圧シリンダ
４５の前部油室９５からパイロット式逆止め弁９７を介
して戻り管路９９を経てタンク６５へ圧油は戻される。

【００３２】上記構成により、リニアサーボバルブ７３
を切換えてＰポートとＡポート、ＢポートとＴポートを
連通すると、油圧ポンプ６９にて送られた油圧は管路７
５を通り逆止め弁７７、逆止め弁付流量調整弁７９を介
して分岐管路８１，８３へ送油される。

【００３３】分岐管路８１へ送られた圧油は、逆止め弁
７７を経て蓄圧器１３へ送られると共に、第１流体圧シ
リンダ１５へ供給され、ワークＷをセットした状態で保
持される。また、分岐管路８３へ送られた圧油は逆止め
弁付減圧弁８５を通り第２流体圧シリンダ３７の上部油
室８７へ送油され、ピストンロッド３９を突出せしめク
ランプ７にてワークＷを押圧し、前記第１流体圧シリン
ダ１５と協働してワークＷを挾圧固定する。

【００３４】また、前記リニアサーボバルブ７３と逆止
め弁７７との間の管路７５より分岐した分岐管路９１よ
り送られた圧油は、逆止め弁付流量調整弁７９と逆止め
弁７７を通って第３流体圧シリンダ４５の後部油室９３
へ送油する。この後部油室９３へ入った油圧により第３
流体圧シリンダ４５のピストンロッド４７は突出し、ク
ランプ本体９を押圧挾持位置へ前進させる。なお、管路
７５側に設けた逆止め弁７７と分岐管路９１に設けた逆
止め弁付流量調整弁７９との抵抗は、逆止め弁付流量調
整弁７９の方が小さいので、圧油は第２流体圧シリンダ
３７へ流入するより早く第３流体圧シリンダ４５へ流入
し作動せしめる。

【００３５】前記第３流体圧シリンダ４５の前部油室９
５内の油は、パイロット式逆止め弁９７のパイロット圧
により開き前記タンク６５へ戻される。

【００３６】前記リニアサーボバルブ７３を切換えてＡ
ポートとＴポートを連通せしめると、第２流体圧シリン
ダ３７内の圧油は内蔵されたスプリング８９の弾撥力に
より排出され、分岐管路８３，管路７５を通りタンク６
５へ戻される。また、第２流体圧シリンダ３７のピスト
ンロッド３９が縮少することにより、クランプ側方向制
御弁５５が作動してポートが切換り、第３流体圧シリン
ダ４５の後部油室９３内の圧油は、コイルスプリング５
３の縮少力によりクランプ側方向制御弁５５、逆止め弁
付流量調整弁７９を通りタンク６５へ戻される。

【００３７】第３流体圧シリンダ４５の後部油室９３内
の圧油がタンク６５へ戻されると、スライド側方向切換
弁５９のポートが切換り、第１流体圧シリンダ１５内の
圧油は、スライド側方向制御弁５９，逆止め弁付流量調
整弁７９，逆止め弁７７を通りタンク６５へ戻され、ワ
ークＷの支持を解放する。

【００３８】次に、油圧によるシーケンスのフローチャ
ートについて、図５および図６を参照しつつ詳細に説明
する。

【００３９】図５のフローチャートはクランプ時を示
し、ステップＳ１でリニアサーボバルブ７３のポートを
切換えて圧油を送油状態とする。そして、ステップＳ２
にて第３流体圧シリンダ４５を作動する。ピストンロッ
ド４７が突出しクランプ本体９を前進させてステップＳ
３にてストロークエンドになったら停止する。なお、ス
トロークエンドにならなかったら再びステップＳ２に戻
って繰返し作動する。

【００４０】ストロークエンドになったらステップＳ４
へ進む。ここで第１流体圧シリンダ１５を作動させピス
トンロッド１７を上昇せしめワークＷの下面を支承す
る。そして、ステップＳ５にて第２流体圧シリンダ３７
を作動させクランプ７にてワークＷを押戻し、前記第１
流体圧シリンダ１５にて支承したワークＷを挾圧固定し
て動作を終了する。

【００４１】図６には、アンクランプ・回避動作のフロ
ーチャートが示されている。

【００４２】すなわち、ステップＳ１にてリニアサーボ
バルブ７３のポートを切換えて戻り系路とする。ステッ
プＳ２にて第２流体圧シリンダ３７内の圧油はタンク６
５内へ戻り、内蔵されたスプリング８９によりピストン
ロッド３９は縮少しクランプ７はワークＷより離隔す
る。

【００４３】そして、ステップＳ３にてピストンロッド
３９がストロークエンドに達したか否かをチェックし、
達していない場合は再びステップＳ２へ戻り繰返し作動
する。ストロークエンドに達したらステップＳ４へ進み
第３流体圧シリンダ４５内の圧油を排出しコイルスプリ
ング５３の引張り力によりピストンロッド４７を引っ込
める。

【００４４】このピストンロッド４７がストロークエン
ドに達したか否かをステップＳ５にてチェックする。な
お、ストロークエンドに達しない時は、再びステップＳ
４に戻り繰り返し作動し、ストロークエンドに達したら
ステップＳ６へ進む。ステップＳ６にて第１流体圧シリ
ンダ１５内の圧油を抜きワークＷの支承を解除してクラ
ンプの回避動作を終了する。

【００４５】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、総合して言えることは、図７に示されたごとく、
空気側では例えばセンサ類の検出信号によるクランプ・
アンクランプ指令により油圧回路６３中に設けたリニア
サーボバルブ７３のポート切換を行ない機械側の第１，
第２，第３流体圧シリンダ１５，３７，４５へ圧油を送
りワークをクランプする。また、第１，第２，第３流体
圧シリンダ１５，３７，４５内の圧油をリニアサーボバ
ルブ７３のポート切換えによりタンク６５へ排出するこ
とによりアンクランプと退避位置に回避することができ
る。

【００４６】より詳細には図８に示されているごとく、
ワークホールド５、クランプ７、クランプ本体９を作動
せしめる第１，第２，第３流体圧シリンダ１５，３７，
４５の作動によりワーク押圧挾持位置にてワークＷをク
ランプする。そして、加工工具ＫにてワークＷの表面を
加工するが、加工工具Ｋが図中矢印で示したごとくクラ
ンプ７へ接近した際、図示を省略したがセンサ類により
接近を検知して、リニアサーボバルブ７３のポートを切
換えて、クランプ本体９は図中矢印で示したごとく退避
するものである。

【００４７】例えば、四角形状のワークＷにワーククラ
ンプ装置１を４ケ所それぞれ四隅に設けた時の使用要領
が図９に示されている。

【００４８】すなわち、四隅に設けたワーククランプ装
置１は加工工具Ｋが接近した側のワーククランプ装置１
のみ退避位置へ退避すれば良い。

【００４９】而して、常に最適な位置にワーククランプ
装置１の設置が可能となり、ワーククランプ装置１のコ
ンパクト化によりコストの低減と、無人化、省力化が実
施できる。

【００５０】なお、この発明は前述した発明の実施の形
態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。例えば、本
実施例では第１，第２，第３流体圧シリンダ１５，３
７，４５を油圧作動としたが空圧作動でも良く、また、
電気的にソレノイドバルブで駆動させても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明よ
り理解されるように、請求項１によるこの発明によれ
ば、ワークの下面をワークホールドで保持した状態でワ
ーククランプ本体に設けたクランプを、押圧せしめるこ
とにより、ワークをクランプせしめることができる。そ
してクランプ本体を押圧挾持位置と退避位置とに選択自
在に設けた。

【００５２】而して、ワーククランプ装置のコンパクト
化によるコストダウンと、加工工具との干渉を防ぐこと
ができ、ワーククランプ装置の設置位置が加工に制約さ
れず、無人化、省力化の実現が可能となる。

【００５３】請求項２によるこの発明によれば、第１，
第２駆動装置にてワークホールド、クランプを作動せし
めてワークをクランプ、アンクランプし、第３駆動装置
にてクランプ本体を作動せしめてワークの押圧位置と退
避位置とに移動自在とした。

【００５４】而して、ワーククランプ装置のコンパクト
化によるコストの低減を図ると共に、ワーククランプ装
置を常に最適な位置に設置が可能となる。

【００５５】請求項３によるこの発明によれば、第１，
第２，第３駆動装置の作動駆動機構は流体圧シリンダで
構成されているので、簡単な部材で確実な作動ができ、
コストの低減を図ることができる。

【００５６】請求項４によるこの発明によれば、加工工
具の接近によりワーククランプ装置は、挾持位置より退
避位置に後退できるので、加工工具がワーククランプ装
置に干渉することを回避せしめることができる。しか
も、機器の破損防止と加工に制約されず、無人化、省力
化の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、ワーククランプ装置
の側面図である。

【図２】図１における平面図である。

【図３】図１における右側より見た正面図である。

【図４】油圧回路図である。

【図５】クランプ時のフローチャート図である。

【図６】アンクランプ・回避時のフローチャート図であ
る。

【図７】作用説明図である。

【図８】作用説明図である。

【図９】作用説明図である。

【図１０】従来例における作用説明図である。

【図１１】従来例における作用説明図である。

【符号の説明】

１ ワーククランプ装置 ５ ワークホールド ７ クランプ ９ クランプ本体 １５ 第１流体圧シリンダ（第１駆動装置） ３７ 第２流体圧シリンダ（第２駆動装置） ４５ 第３流体圧シリンダ（第３駆動装置） Ｗ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの下面を保持せしめるワークホー
   ルドと、ワークの上面を押圧せしめるクランプと、この
   クランプを備えると共にクランプがワークをアンクラン
   プせしめた状態で前記ワークに対して退避可能に設けた
   クランプ本体と、で構成されていることを特徴とするワ
   ーククランプ装置。
2. 【請求項２】 前記ワークホールドを駆動せしめる第１
   駆動装置と、前記クランプを駆動せしめる第２駆動装置
   と、前記クランプ本体を退避せしめるべく駆動せしめる
   第３駆動装置と、を備えてなることを特徴とする請求項
   １記載のワーククランプ装置。
3. 【請求項３】 前記第１，第２，第３駆動装置は、流体
   圧シリンダを作動駆動機構として構成されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載のワーククランプ装置。
4. 【請求項４】 ワークの端縁を加工工具で加工する際
   に、加工工具がワークの端縁をクランプしたクランプに
   接近したことを検知したときに、クランプをアンクラン
   プし、クランプを備えたクランプ本体を挾持位置より退
   避位置に後退せしめてなることを特徴とするワーク加工
   方法。