JP2005007504A

JP2005007504A - Positioning device

Info

Publication number: JP2005007504A
Application number: JP2003172848A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shirakawa; 務白川; Yosuke Haruna; 陽介春名
Original assignee: Kosmek KK
Current assignee: Kosmek KK
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP4330934B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device that can precisely position a second block 2 against a first block 1 which is constituted free to smoothly carry out taper engagement and disengagement. <P>SOLUTION: A positioning hole 23 is opened on the second block 2, and a plug part 27 is projected from the first block 1 so as to be inserted into this positioning hole 23. An intermediate member 30 free to extend and contract in the diametrical direction is supported on the plug part 27 and made free to move along the axial direction of the plug part 27. A taper surface 33 capable of taper engagement against the positioning hole 23 is formed on the intermediate member 30. A pushing and moving body 29 is furnished to push and move the intermediate member 30 in a direction to tighten the taper engagement. A pressure surface 29a to receive pressure of pressure fluid is provided on the pushing and moving body 29. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位置決め装置に関し、例えば、工作機械のテーブル又はクランプパレットにワークパレットを位置決めするのに好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の位置決め装置には、従来では、特許文献１に開示されたものがある。この従来技術は、ワークパレット（第２ブロック）の下面の周辺部から複数の位置決めピンを下向きに突出して、これら複数の位置決めピンを介して上記ワークパレットを工作機械のテーブル（第１ブロック）の上面に位置決めするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０４６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１の構成は、前記テーブルに前記ワークパレットをスムーズに装着するには、前記の各位置決めピンと上記テーブルの各接当面との間に水平方向の嵌合隙間が要求されるので、この隙間の存在によって、テーブルに対するワークパレットの位置決め精度が低くなってしまうという不具合があった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、テーブル又はクランプパレット等の第１ブロックにワークパレット等の第２ブロックをスムーズかつ精密に位置決めできる構成を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、例えば図３又は図１０に示すように、位置決め装置を次のように構成した。
即ち、第１ブロック１と第２ブロック２とを位置決めする位置決め装置であって、前記第２ブロック２に開口された位置決め孔２３と、この位置決め孔２３へ挿入されるように前記第１ブロック１から突出させたプラグ部２７と、前記プラグ部２７に支持され、当該プラグ部２７の軸線方向に沿って移動自在とされるとともに、前記位置決め孔２３に対してテーパ係合が可能なテーパ面３３を形成した、径方向へ拡大及び縮小可能な中間部材３０と、前記テーパ係合を緊密にする方向に前記中間部材３０を押動するために前記の第１ブロック（１）側に設けられた、押動体２９と、この押動体２９に備えられる、圧力流体の圧力を受ける受圧面２９ａと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この請求項１の発明は、次の作用効果を奏する。
即ち、第１ブロックと第２ブロックとを互いに接近させることで、中間部材のテーパ面のガイド作用によって位置決め孔が自動的に調心移動し、最終的には、中間部材のテーパ面は、位置決め孔に対しテーパ係合する。そして、上記の位置決め孔が、上記のテーパ係合によって縮径された中間部材を介して前記のプラグ部に拘束される。この結果、第２ブロックと第１ブロックとをスムーズかつ精密に位置決めできる。
また、圧力流体の圧力を調節することで、前記テーパ係合を緊密にする方向に中間部材を押動して進出させる力を調節することができる。なお、第１ブロック側に中間部材および押動体を配設しているので、一つの第１ブロックに対して多数の第２ブロックを着脱する構成の場合には、中間部材および押動体の必要数量（部品点数）を少なくでき、位置決め装置を簡素に構成できる。また、第１ブロック側に押動体を備える結果として、一つの第１ブロック側に圧力流体の給排流路を形成できるので、この意味でも構成を簡素とすることができる。
【０００８】
また、請求項２の発明に示すように、請求項１の発明において、前記第１ブロック１と前記第２ブロック２との間の固定が解除されるときには、前記中間部材３０の前記テーパ面３３を前記テーパ係合させるときに比して、前記押動体２９が前記中間部材３０を押動する力が弱くなるように前記の圧力流体の圧力が制御されることが望ましい。ここで「弱くなる」とは、押動体２９が中間部材３０を全く押さない（押す力がゼロである）場合も含む。
【０００９】
この請求項２の発明は、第１ブロック−第２ブロック間の固定が解除された際に押動体が中間部材を押す力が弱いので、中間部材が第１ブロック−第２ブロック間を離間させるように押す力も弱くすることができ、固定が解除された瞬間に第１ブロック又は第２ブロックに衝撃が加わることを防止できる。
【００１０】
請求項３の発明に示すように、請求項１又は請求項２の発明において、前記第１ブロック１の接触面２６と前記第２ブロック２の接触面２４とを接触させた後、前記中間部材３０の前記テーパ面３３を強力にテーパ係合させるように、圧力流体の圧力が制御されるように構成することも可能である。
【００１１】
この請求項３の発明では、いわゆる着座調心を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明を適用したクランプシステムの概略立面図、図２（ａ）は図１におけるａ−ａ線矢視図、図２（ｂ）は図１におけるｂ−ｂ線矢視図である。
【００１３】
図１に示すように、マシニングセンタのテーブルＴの上面に、第１ブロックとしてのクランプパレット１が固設される。第２ブロックとしてのワークパレット２は、クランプシステムを介して、クランプパレット１に対し着脱自在に構成されている。
【００１４】
図では１個のみしか図示していないが、ワークパレット２は複数個用意されており、必要に応じて交換してクランプパレット１に対し装着可能となっている。このワークパレット２がクランプパレット１に対し装着される際は、図１および図２に示す第１及び第２の位置決め装置１１，１２によって位置決めされるとともに、二つのクランプ装置１０，１０によって固定される。クランプシステムは、これら位置決め装置１１，１２とクランプ装置１０，１０とによりなる。
【００１５】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１の位置決め装置１１は、クランプパレット１に複数のボルト６によって固定した第１ハウジング１１ａと、ワークパレット２に複数のボルト７によって固定した第１リング１１ｂと、を備える。図３に示すように、前記第１リング１１ｂにはテーパ状の位置決め孔２３が形成されている。第１ハウジング１１ａにはプラグ部２７が上方突出状に形成されており、このプラグ部２７に環状の中間部材３０が外嵌される。中間部材３０の外周面はテーパ面３３とされている。
【００１６】
以上の構成の第１の位置決め装置１１において、中間部材３０の前記テーパ面３３に対し、第１リング１１ｂの位置決め孔２３を基準軸心Ｇ（図２（ａ）に図示）上で精密に嵌合できるようになっている。
【００１７】
第２の位置決め装置１２は、前記の第１の位置決め装置１１とほぼ同様に構成されている。即ち第２の位置決め装置１２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、クランプパレット１にボルト８によって固定した第２ハウジング１２ａと、ワークパレット２にボルト９によって固定した第２リング１２ｂと、を備える。
【００１８】
第２ハウジング１２ａのプラグ部２７には中間部材３０が外嵌され、この中間部材３０にはテーパ面３３が形成されている。
第２リング１２ｂの位置決め孔２３’は、第１の位置決め装置１１の第１リング１１ｂの位置決め孔２３の構成と異なる。即ち図２（ａ）に示すように、第２リング１２ｂの位置決め孔２３’は、テーパ部分が孔の全周にわたって形成されず、一対のテーパ面２３ｂと一対の逃がし面２３ａが形成されている。
【００１９】
以上の構成の第２の位置決め装置１２において、二つの前記クランプ装置１０，１０のクランプ動作に伴い、第２ハウジング１２ａのプラグ部２７に外嵌した中間部材３０のテーパ面に対して、上記の第２リング１２ｂの位置決め孔２３’を嵌合する。すると、テーパ面２３ｂによって上記ワークパレット２の上記の基準軸心Ｇに対する周方向の正確な位置決めを行うとともに、前記逃がし面２３ａの存在によって、上記の基準軸心Ｇに対する半径方向の誤差を吸収できるようになっている。
【００２０】
第１の位置決め装置１１の具体的な構成を図３に沿って説明する。なお、第２の位置決め装置１２の構成は、位置決め孔２３’の形状が上記のように異なるのみであるので、説明を省略し、ここでは第１の位置決め装置１１について説明する。
図３は第１の位置決め装置の分離状態を示す縦断面図である。
【００２１】
図３の上側に示すように、ワークパレット２の下面には、第１円形穴２１が形成される。この第１円形穴２１には前記第１リング１１ｂが嵌合され、複数の前記ボルト７（図２（ａ）参照）によって固定される。図３に示すように、第１リング１１ｂには前記位置決め孔２３が形成されている。位置決め孔２３は、上に行くに従って窄まるような（位置決め孔２３の奥側に行くに従って窄まるような）、テーパ状の孔として形成される。また、位置決め孔２３が第１リング１１ｂの下面になす開口を取り囲むようにして、環状突設部が下向きに少量突出するよう形成されており、この環状突設部の下面には、平坦な被支持面（接触面）２４が構成されている。
【００２２】
第１ハウジング１１ａにはプラグ部２７が、上向き突出状に、即ち前記位置決め孔２３へ挿入されるように突出させて、設けられている。このプラグ部２７は、前記第１ハウジング１１ａから上方に突出するように一体形成される筒部２７ａと、該筒部２７ａの筒孔に対し上側からネジ止めした蓋ボルト２７ｂと、によって構成される。
【００２３】
上記筒部２７ａには、前記中間部材３０が上下移動自在に外嵌される。また、第１ハウジング１１ａの下面には環状溝２８が形成され、当該環状溝２８に、環状ピストン（押動体）２９が保密状にかつ上下移動自在に設けられる。中間部材３０と環状ピストン２９との間には、第１ハウジング１１ａに上下摺動自在に支持された、複数本のピン３１が介在される。それぞれのピン３１は、下端を前記環状ピストン２９に、上端を前記中間部材３０に、それぞれ接触させている。また、前記環状ピストン２９を上向きに押圧するための圧縮空気（圧力流体）を供給するために、クランプパレット１に空気路５０が形成されている。環状ピストン２９の下面は、前記空気路５０からの圧縮空気の圧力を受けるための、受圧面２９ａとされている。空気路５０は、図示しない適宜の配管を介して図略の圧力制御手段（例えば、圧力調整バルブ）に接続されており、前記受圧面２９ａに作用する圧縮空気の圧力を制御可能とされている。
【００２４】
なお、前記ピン３１は、環状ピストン２９が圧縮空気から受圧面２９ａを介して受ける上向きの押圧力を、中間部材３０へ伝達させる役割を果たすものである。
【００２５】
また、上記の環状ピストン２９の下側には、付勢力の小さい進出バネ６６が装着される。その進出バネ６６が、上記の環状ピストン２９とピン３１を介して、前記の中間部材３０を上方へ常時付勢している。この構成とすることで、環状ピストン２９の下側に圧縮空気が供給されていないときでも、進出バネ６６の付勢力によって中間部材３０を上昇位置に保持できる。このため、その中間部材３０の上端面と蓋ボルト２７ｂの頭部の下面との間の隙間を無くすことが可能となる。これにより、上記の中間部材３０のストレート面３２とプラグ部２７の外周面との間に切り粉などの異物が侵入するのを防止できる。
【００２６】
中間部材３０の具体的な構成を詳しく説明する。環状の中間部材３０は、その内周面をストレート面（円柱面）３２によって構成するとともに、外周面をテーパ面（円錐面）３３によって構成している。図１に示すように、中間部材３０には斜めスリット状の切れ目３４が形成されている。この切れ目３４により、中間部材３０が（換言すれば、上記テーパ面３３及びストレート面３２が）径方向に拡大及び縮小するよう変形できるように構成している。なお、切れ目３４は、斜め方向とする代わりに、垂直な方向であっても良い。
【００２７】
そして図３に示すように、上記ストレート面３２が、前記プラグ部２７の筒部２７ａの外周面に対し摺動自在に嵌合されることで、中間部材３０がプラグ部２７に支持され、プラグ部２７の軸線方向に移動自在とされている。上記テーパ面３３は、前記位置決め孔２３の形状に対応させて、上側すなわちプラグ部２７の先端側に行くに従って細くなるような（位置決め孔２３の奥側に行くに従って細くなるような）テーパ形状に構成している。
【００２８】
第１リング１１ｂの前記被支持面２４に対向するように、前記第１ハウジング１１ａにも、上向きに少量突出する環状突設部が形成されている。この環状突出部の上面には、平坦な支持面（接触面）２６が構成されている。
【００２９】
クリーニング用の圧縮空気を供給するために、クランプパレット１には第１縦路３６が形成される。この第１縦路３６は、第１ハウジング１１ａ内に形成されている第１Ｌ字流路３７に接続される。第１Ｌ字流路３７は、第１ハウジング１１ａに一体形成される前記筒部２７ａの筒孔内部に通じている。この筒孔に螺入される前記蓋ボルト２７ｂの軸部外周面には、溝状の上向き路３８が形成されるとともに、この上向き路３８は、蓋ボルト２７ｂの頭部下面に形成される横溝３９に接続される。
【００３０】
この構成で、クリーニング用の圧縮空気は、第１縦路３６から第１Ｌ字流路３７を経由して筒部２７ａの筒孔内に至り、ここから上向き路３８を経て横溝３９から噴出される。また圧縮空気は、前記第１Ｌ字流路３７の中途から、前記中間部材３０のストレート面３２の嵌合隙間及びテーパ面３３の嵌合隙間を通過して、外部へ噴出される。噴出された圧縮空気は、プラグ部２７の周囲の塵挨や切り粉等を吹き飛ばして清掃するようになっている。
【００３１】
また、ワークパレット２の着座確認用の圧縮空気を供給するために、クランプパレット１には第２縦路４１が形成され、この第２縦路４１は、第１ハウジング１１ａ内に形成された第２Ｌ字流路４２に接続される。第２Ｌ字流路４２の先端は、第１ハウジング１１ａに形成される縦路４４に接続される。縦路４４は第１ハウジング１１ａの前記支持面２６に開口を形成しており、この開口が第１出口ノズル４３を構成する。
【００３２】
更に、前記ワークパレット２の上面の所定位置には、ワークＷが図３の鎖線で示すように着座しているか否かを確認する手段が設けられる。この確認手段は、プラグ部２７の中心部分でクランプパレット１側に設けた第１継手７７と、前記位置決め孔２３の中心部分でワークパレット２側に設けた第２継手７８と、を備える。
【００３３】
第１継手７７の構成を説明する。
前記プラグ部２７の前記蓋ボルト２７ｂの筒孔には、スライド筒７９が挿入される。このスライド筒７９の下部は、前記第１ハウジング１１ａの筒孔４５に上下移動可能に挿入される。筒孔４５の内周面とスライド筒７９の外周面との間には、両者間を保密とするためのＯリング８０が介設される。
【００３４】
このスライド筒７９は、前記筒部２７ａの筒孔内に収納されている進出バネ８１によって、プラグ部２７の先端方向である上方に付勢されている。ただし、スライド筒７９の所定距離以上の進出は、筒部２７ａの筒孔内にネジ止めされる前記蓋ボルト２７ｂの下端部によって阻止されている。
【００３５】
スライド筒７９の筒孔内壁の上端部には、テーパ状の第１弁座８３が設けられている。スライド筒７９の筒孔の内部には、その長手方向中央部分に、第１バネ受け８８が固定される。第１バネ受け８８と第１弁座８３との間には、第１弁室８２が構成されている。
【００３６】
前記第１弁室８２には、弁体としての第１鋼球８６が収納されている。第１鋼球８６と第１バネ受け８８との間には第１弁バネ８７が介在され、この第１弁バネ８７は、第１鋼球８６を第１弁座８３に接当させる方向（閉弁方向）に常時付勢している。なお、第１弁バネ８７の付勢力は、前記進出バネ８１の付勢力よりも、小さい値に設定してある。前記第１バネ受け８８の大径部には、周方向に所定の間隔をあけて、第１貫通孔８９を形成している。
【００３７】
前記第１ハウジング１１ａの筒孔４５に連通するように、当該筒孔４５から下方に向かって中央孔７３が形成される。この中央孔７３は第１ハウジング１１ａの下面に開口して、クランプパレット１に形成される第４縦路７２に接続する。従って、第４縦路７２は、中央孔７３、筒孔４５、第１貫通孔８９を介して、第１弁室８２に通じている。
【００３８】
前記スライド筒７９の上端面は、前記第１弁座８３を取り囲むように、平坦な第１先端面８４が構成されている。この第１先端面８４には環状の封止具８５が嵌着され、この封止具８５の先端は、上記第１先端面８４よりも上方に突出されている。なお、第１弁座８３に接当した状態の前記第１鋼球８６は、前記第１先端面８４及び前記封止具８５よりも上方に突出した状態とされている。
【００３９】
第２継手７８の構成を説明する。
前記位置決め孔２３の奥側においてワークパレット２に形成されるネジ穴２２に、筒状ボルト９１が下側から螺入される。この筒状ボルト９１の筒孔内壁の下端部には、テーパ状の第２弁座９３が設けられている。筒状ボルト９１の下端面において、第２弁座９３を取り囲むように平坦な第２先端面９４が構成され、この第２先端面９４は、第１継手７７の前記第１先端面８４に対向する。筒状ボルト９１の筒孔には、第２バネ受け９８が固定される。第２バネ受け９８と第２弁座９３との間に、第２弁室９２が構成されている。第２バネ受け９８の大径部には、周方向に所定の間隔をあけて、第２貫通孔９９を形成している。
【００４０】
ワークパレット２には、前記ネジ穴２２の天井面に連通するように、上下方向の通路が形成される。この通路はワークパレット２の上面に開口を形成し、当該開口部を第２出口ノズル７４としている。第２出口ノズル７４の形成位置は、ワークパレット２の所定位置にワークＷが鎖線に示すように着座したときに、そのワークＷによって第２出口ノズル７４が塞がれるような位置とされる。第２出口ノズル７４は、前記第２貫通孔９９を介して、前記第２弁室９２に通じている。
【００４１】
第２弁室９２には、弁体としての第２鋼球９６が収納されている。第２鋼球９６と第２バネ受け９８との間には第２弁バネ９７が介在され、この第２弁バネ９７は、第２鋼球９６を第２弁座９３へ接当させる方向（閉弁方向）に常時付勢している。第２弁座９３に接当した状態の第２鋼球９６は、前記第２先端面９４よりも下方に突出した状態とされている。
【００４２】
次に、前記クランプ装置１０の具体的な構造を図６を参照して説明する。図６はクランプ装置の分離状態を示す縦断面図である。
【００４３】
図６に示すように、前記ワークパレット２の下面には、第２円形穴４６が下向きに開口される。この第２円形穴４６には、被駆動リング１０ｂが嵌合され、複数のボルト５（図２（ａ）参照）によって固定される。図６に示すように、この被駆動リング１０ｂの孔の内周面には、テーパ面を有する環状の被係止部４８が、内方突出状に設けられている。被係止部４８の下面には、下向きに少量突出する環状突設部が形成されており、この環状突設部の下面には平坦な被支持面４９が形成されている。
【００４４】
クランプ１０ａはクランプ用ハウジング５１を備え、このクランプ用ハウジング５１はクランプパレット１にボルト４（図２（ｂ）参照）にて固定される。図６に示すように、クランプパレット１には円穴状のシリンダ穴６０が形成され、このシリンダ穴６０にピストン５２が、保密状かつ上下移動自在に挿入される。前記クランプ用ハウジング５１は、シリンダ穴６０を塞ぐようにしながら、クランプパレット１に固定される。シリンダ穴６０内において、ピストン５２の上側にはクランプ作動室５３が、下側にはアンクランプ作動室５４が、それぞれ構成されている。
【００４５】
クランプパレット１には二つの給排ポート５５，５６が形成され、第１給排ポート５５はクランプ作動室５３に対し圧油を給排するためのものとされ、第２給排ポート５６はアンクランプ作動室５４に対し圧油を給排するためのものとされる。第２給排ポート５６は、クランプ用ハウジング５１に形成した逆Ｕ字状路５７を経由して、前記クランプ作動室５３に連通している。
【００４６】
上記ハウジング５１の中央部から環状壁５９が上向きに突出され、当該環状壁５９は、前記の被駆動リング１０ｂの孔内へ挿入可能に構成している。また、クランプ用ハウジング５１の前記環状壁５９の根元部周囲において、上向きに少量突出する環状突設部が形成されており、この環状突出部の上面には、平坦な支持面５８が構成されている。この支持面５８は、前記被駆動リング１０ｂの被支持面４９に対向するよう形成されている。
【００４７】
前記ピストン５２と一体的にプルロッド６１が形成され、このプルロッド６１は、環状壁５９の筒孔に対し保密状に挿入される。この結果、ピストン５２とプルロッド６１とは、前記環状壁５９の軸線方向に移動自在とされている。
【００４８】
上記の環状壁５９の軸線方向中途の位置には、周方向に所定間隔をあけて、径方向の軸線を有する複数の貫通孔６２が放射状に形成されている。貫通孔６２のそれぞれには係合鋼球６３が支持され、この係合鋼球６３は、径方向外側の係合位置と、径方向内側の係合解除位置と、に移動可能とされている。なお、上記貫通孔６２の外端には図示しない縮径部が形成されており、この縮径部によって、係合鋼球６３が貫通孔６２から外れて落下することが防止される。また、上記プルロッド６１の外周面の上部には、上記貫通孔６２に対応する位置に、押圧面６４と退避溝６５とが連ねて形成してある。
【００４９】
クランプ装置１０をクリーニングするために、前記クランプパレット１には第３縦路６７が形成される。この第３縦路６７は、クランプ用ハウジング５１内に形成されている第３Ｌ字流路６８に接続される。第３縦路６７は、環状壁５９とプルロッド６１との間に形成される、環状隙間６９に通じている。環状壁５９の上部には噴出孔７０が複数形成され、この噴出孔７０が前記環状隙間６９に連通している。
【００５０】
この構成で、クリーニング用の圧縮空気は、第３縦路６７から第３Ｌ字流路６８を経由して環状隙間６９に至り、ここから噴出孔７０を経て、斜め上向きに噴出される。
【００５１】
ワークパレット２には、図２（ａ）に示すように、前記の二つの位置決め孔２３と前記の二つの被係止部４８とが、水平方向へ所定の間隔を空けて配置される。また、前記クランプパレット１には、図２（ｂ）に示すように、前記二つのプラグ部２７と二つの環状壁５９とが、水平方向へ所定の間隔を空けて配置されている。
【００５２】
上記構成におけるクランプ動作及び位置決め動作を、以下詳細に説明する。
図４は位置決め装置において図３の状態からワークパレットが下降された様子を示す縦断面図、図５は更にワークパレットが下降して位置決めが行われた様子を示す縦断面図である。
図７はクランプ装置において図６の状態からワークパレットが下降された様子を示す縦断面図、図８は更にワークパレットが下降し、支持面と被支持面同士が接当した様子を示す縦断面図、図９はワークパレットをクランプした様子を示す縦断面図である。
【００５３】
図１に示すアンクランプ状態では、クランプ装置１０は図６に示す状態とされる。即ち、前記クランプ作動室５３の圧油が排出されるとともに前記アンクランプ作動室５４に圧油が供給される結果、ピストン５２及びプルロッド６１が上昇され、前記各係合鋼球６３に退避溝６５が対面する。このため、各係合鋼球６３は内方の係合解除位置へ移動可能である（図６では実際に係合解除位置に移動した様子を示す）。
【００５４】
またアンクランプ状態では、第１の位置決め装置１１（第２の位置決め装置１２）は図３に示す状態とされる。即ち、空気路５０に圧縮空気が供給されることによって、環状ピストン２９がピン３１を介して前記中間部材３０を押し上げる結果、当該中間部材３０は、蓋ボルト２７ｂの頭部下面に接触する位置（上昇位置）に保持されている。更に、前記スライド筒７９が前記進出バネ８１によって上昇位置にある。また、第１継手７７において前記第１鋼球８６が第１弁座８３に接当するとともに、第２継手７８において第２鋼球９６が第２弁座９３に接当している。
【００５５】
この状態からワークパレット２を下降させていくと、図４及び図７に示す状態とされる。
第１の位置決め装置１１においては図４に示すように、プラグ部２７が位置決め孔２３の内部に差し込まれ始める。このとき、第１縦路３６に供給されるクリーニング用の圧縮空気が、位置決め孔２３や、前記の中間部材３０の外周のテーパ面３３や、前記被支持面２４や支持面２６等を清掃する。
同時に、クランプ装置１０，１０においては図７に示すように、環状壁５９が被駆動リング１０ｂの孔に差し込まれ始める。このとき、第３縦路６７に供給されるクリーニング用の圧縮空気が、クランプ装置１０の被係止部４８や被支持面４９や支持面５８等を清掃する。
【００５６】
ワークパレット２の下降を継続すると、第１の位置決め装置１１においては図５に示すように、前記位置決め孔２３が、上昇位置にある前記中間部材３０の外周のテーパ面３３にテーパ係合して調心移動し、その位置決め孔２３の軸心（前記基準軸心Ｇ；図２（ａ）参照）がプラグ部２７の軸心と精密に合致する。これと同時に、上記中間部材３０が前記環状ピストン２９の押上げ力に抗して前記上昇位置から僅かに下降し、また、前記の第１リング１１ｂの被支持面２４が前記の第１ハウジング１１ａの支持面２６に接当する。
【００５７】
上述のように第１の位置決め装置１１において被支持面２４と支持面２６とが接当するのと同時に、クランプ装置１０，１０において図８に示すように、被駆動リング１０ｂの被支持面４９がクランプ用ハウジング５１の支持面５８に接当することが好ましい。ただし、被支持面４９と支持面５８との間に僅かな接当隙間が形成される構成であっても良い。
【００５８】
第１の位置決め装置１１においては、上記の接当とほぼ同時に、図５に示すように、筒状ボルト９１の頭部の第２先端面９４がスライド筒７９の第１先端面８４に封止接当するとともに当該スライド筒７９を押し下げて下降させ、更に前記の第１鋼球８６と第２鋼球９６とが接触する。こうして、第１鋼球８６が第１弁座８３から離間し、第２鋼球９６が第２弁座９３から離間する。この結果、前記クランプパレット１の第４縦路７２が、前記第１ハウジング１１ａの中央孔７３、第１鋼球８６の開弁隙間、及び第２鋼球９６の開弁隙間を経て、前記ワークパレット２の第２出口ノズル７４へ連通される。
【００５９】
なお、スライド筒７９を上方に付勢する進出バネ８１によって第１先端面８４が第２先端面９４に対し押圧される結果、両先端面８４・９４間の保密状態は、上記封止具８５によって確実に維持されている。
【００６０】
クランプ装置１０，１０は図８においてアンクランプ状態とされているが、これをクランプ状態に切り換える。具体的には、クランプ装置１０において、アンクランプ作動室５４の圧油を排出するとともにクランプ作動室５３へ圧油を供給する。すると、図９に示すように、前記ピストン５２が前記プルロッド６１を下降させ、そのプルロッド６１の押圧面６４が係合鋼球６３を径方向外側へ押動し、係合鋼球６３は貫通孔６２から一部突出して、前記被係止部４８のテーパ面に接触する。係合鋼球６３に加えられる径方向外側への押圧力は、被係止部４８のテーパ面を介して下向きの力へ変換され、その下向き力がワークパレット２を押し下げ、クランプパレット１に対しワークパレット２を押圧する。
【００６１】
以上により、ワークパレット２は、前記位置決め孔２３によって縮径変形された前記中間部材３０を介して、前記プラグ部２７によって水平方向に拘束されるとともに（図５参照）、前記支持面２６（及び前記の支持面５８）によって、上下方向に拘束される（図５・図９参照）。その結果、上記ワークパレット２をクランプパレット１に精密に位置決め固定できる。
【００６２】
また第１の位置決め装置１１においては図５に示すように、前記被支持面２４と支持面２６とが接当したときに、前記第１出口ノズル４３が閉じられるので、前記第２縦路４１に供給された着座確認用の圧縮空気の圧力が上昇する。この圧力上昇を図示しない圧力センサによって検出することにより、接当状態を確認できるようになっている。
【００６３】
更に、第１の位置決め装置１１においては、前記第２出口ノズル７４が前記ワークＷによって閉じられているので、前記の第４縦路７２に供給されたワーク着座確認用の圧縮空気の圧力が上昇する。この圧力上昇を図示しない圧力センサによって検出することにより、ワークＷが着座していることを確認できる。
【００６４】
上記のクランプ状態からアンクランプ状態へ切り換えるときは、クランプ作動室５３から圧油を排出するとともに、アンクランプ作動室５４に圧油を供給し、その油圧力によって前記ピストン５２を介して前記プルロッド６１を上昇させる。すると、前記係合鋼球６３が退避溝６５に対面するので、係合鋼球６３が係合解除位置へ切り換わることが許容される。この状態で、ワークパレット２を上昇（リフト）させれば良い。
【００６５】
なお、ワークパレット２を上昇させる際に中間部材３０のテーパ面３３と位置決め孔２３とが強力にテーパ係合していると、係合部分の摩擦力がワークパレット２の上昇に抗するので不都合である。従って、ワークパレット２の上昇前に、中間部材３０のテーパ面３３と位置決め孔２３とのテーパ係合を何らかの方法で解除することが望ましい。例えば、前記ワークパレット２に押しボルト（図略）を予め上下方向に螺合させておき、ワークパレット２の上昇前に押しボルトを回転させて、進出するボルトの端部をクランプパレット１の上面に押し当てて、ワークパレット２をクランプパレット１から少量上昇させることが考えられる。こうすれば、中間部材３０と位置決め孔２３とのテーパ係合を解除でき、摩擦力を消失させることが可能である。
【００６６】
この第１実施形態の効果は、以下のとおりである。
即ち、中間部材３０を押動する環状ピストン２９に、圧力流体の圧力を受ける受圧面２９ａが形成されている。言い換えれば、環状ピストン２９は、空気路５０に供給される圧縮空気の圧力を受圧面２９ａを介して受けることにより、ピン３１を介して中間部材３０を上方向（即ち、テーパ面３３と位置決め孔２３とのテーパ係合を緊密にする方向）に進出させる押動力を加える。
従って、空気路５０への圧縮空気の給排を制御することで、中間部材３０の上方向への進出力を自在に調整することができる。具体的には、以下のようなメリットを有する。
【００６７】
例えば、クランプ装置１０をクランプ状態からアンクランプ状態へ切り換えるときに、第１の位置決め装置１１において、空気路５０の圧縮空気を排出しておく（あるいは、中間部材３０のテーパ面３３を位置決め孔２３にテーパ係合させるとき（図３〜図５）よりも減圧する）。こうすることで、環状ピストン２９によって押される中間部材３０の上方への進出力をゼロとする（あるいは、図３〜図５に示すときよりも弱める）ことができる。従って、クランプ装置１０がアンクランプ状態に切り替わって上下方向の拘束から開放された瞬間にワークパレット２が跳ね上げられ、ワークパレット２や、当該ワークパレット２上のワークＷに衝撃が加えられてしまうことを防止できる。
【００６８】
更には、環状ピストン２９によって押される中間部材３０の上方への進出力をゼロとする（あるいは弱める）ことで、中間部材３０のテーパ面３３と位置決め孔２３との間のテーパ係合部分の摩擦力を弱めることができる。従って、このテーパ係合の解除のために必要な力を低減できる。即ち、位置決めを解除してワークパレット２を上昇（リフト）させる動作をスムーズとできる。
【００６９】
また、前述のようにワークパレット２を下降させてゆく途中で中間部材３０を位置決め孔２３にテーパ係合させ調心移動させる態様（空中調心）とするほか、ワークパレット２の下降を完了し支持面２６と被支持面２４とを接触させ、この状態で初めて中間部材３０を進出させて位置決め孔２３にテーパ係合させ調心移動させる態様（着座調心）も可能である。
この着座調心は、以下のようにして実現できる。即ち、支持面２６と被支持面２４とが離間している状態では空気路５０を圧抜きした状態としておく。次いで、ワークパレット２を下降させる。すると、前記の位置決め孔２３が、前記の進出バネ６６の弱い力で上昇されている中間部材３０に軽くテーパ係合して、その中間部材３０を下降させていく。引き続いて、前記の支持面２６と被支持面２４とが接触する。その後、空気路５０に圧縮空気を供給して圧力を上昇させ、環状ピストン２９を介して中間部材３０を押動して進出させ、その中間部材３０のテーパ面３３と位置決め孔２３とを強力にテーパ係合させる。これにより、前記ワークパレット２が、上記の位置決め孔２３と、上記の強力なテーパ係合によって縮径された中間部材３０とを介して、前記プラグ部２７に水平方向に拘束される。
【００７０】
この第１実施形態においては前述のとおり、前記位置決め孔２３をテーパ面によって構成して、この位置決め孔２３に前記中間部材３０の前記テーパ面３３をテーパ係合可能に構成している。また、前記中間部材３０の内周面をストレート面３２によって構成し、このストレート面３２を前記プラグ部２７に支持し、前記押動体２９は前記第１ブロック１側の第１ハウジング１１ａに備えられている。
【００７１】
このように、第１ブロック１側（クランプパレット１側）に中間部材３０および押動体２９を配設しているので、本実施形態のように一つのクランプパレット１に対して多数のワークパレット２を交換して着脱する構成の場合には、中間部材３０および押動体２９の必要数量（部品点数）を少なくでき、位置決め装置を簡素に構成できる。
また、クランプパレット１に押動体を備える結果として、一つのクランプパレット１に圧力流体の給排流路（空気路５０）を形成できるので、個々のワークパレット２に空気路５０を備える構成よりも簡素とすることができる。
【００７２】
更に、第１実施形態は、クランプパレット１上に位置決め装置（１１，１２）とクランプ装置１０，１０とが互いに別々に設けられているので、それぞれの全高（プラグ部２７や環状壁５９の突出高さ）を小さくできる。従って、ワークパレット２の取外し時の必要リフト量を小さくすることができている。加えて、圧力流体を流通させるための継手機能が第１の位置決め装置１１に備えられているため、継手を別個に設ける構成に比して装置全体の構成を簡素とすることができている。
【００７３】
上記第１実施形態は、次のように変更可能である。
ワークパレット２を下降させたときには、前記の中間部材３０が前記の環状ピストン２９の上方向進出力に抗して僅かに下降して前記の被支持面２４が支持面２６に接当するとしたが、これに代えて、上記のように中間部材３０が僅かに下降した状態では被支持面２４と支持面２６との両面間に接当隙間が僅かに形成されるようにしておき、前記クランプ装置１０のクランプ動作によって当該接当隙間を消失させ、上記の両接触面２４・２６同士を強力に接当させるようにしても良い。
【００７４】
また、ワークパレット２をクランプパレット１に固定する手段としては、前記のクランプ装置１０に限られず、ワークパレット２をクランプパレット１へ引っ張るものであれば十分である。例えば、公知のボルトを単純に用いて、ワークパレット２をクランプパレット１に固定する方法を用いることも可能である。更には、クランプ装置１０を、例示した複動式に代えて、単動式に構成することもできる。単動式の場合には、バネ復帰式とバネクランプ式とが考えられる。なお、図１０に示す後述の第２実施形態では、皿バネ１００によってクランプし、圧油によって復帰する形式のクランプ装置を例示している。
また、クランプ装置１０では作動流体として圧油を採用しているが、圧油に代えて、他の種類の液体や圧縮空気等の気体であっても良い。
【００７５】
〔第２実施形態〕
図１０には、第２実施形態の位置決め装置を示す。この位置決め装置１１’は、前記第１実施形態の位置決め装置１１において備えられていた継手７７・７８を省略する代わりに、クランプ機能を持たせたものである。
【００７６】
図１０に示すように、ワークパレット２の下面に形成した第１円形穴２１に、第１リング１１ｂ’が固定される。第１リング１１ｂ’には、位置決め孔２３が、当該位置決め孔２３の奥に行くに従って窄まるような、テーパ状の穴として形成されている。位置決め孔２３が第１リング１１ｂ’の下面になす開口を取り囲むようにして環状突設部が下向きに少量突出するよう形成されており、この環状突出部の下面には、平坦な被支持面２４が構成されている。また位置決め孔２３の内周面には、テーパ面を有する環状の被係止部４８が、内方突出状に設けられている。
【００７７】
クランプパレット１の上面には円穴状のシリンダ穴６０が形成され、このシリンダ穴６０を塞ぐように、クランプパレット１上に第１ハウジング１１ａ’が固定される。前記シリンダ穴６０にピストン５２が、保密状かつ上下移動自在に挿入される。ピストン５２の下側にはアンクランプ作動室５４が構成されている。
【００７８】
ピストン５２の上面と第１ハウジング１１ａ’の下面との間には、複数の皿バネ１００が積層され収納される。この皿バネ１００はピストン５２に対し、下方向（退入方向）の付勢力を常時作用させる。
【００７９】
第１ハウジング１１ａ’には、筒状のプラグ部２７’が、上向き突出状に一体形成されている。このプラグ部２７’には、環状の中間部材３０が、上下移動自在に外嵌される。この中間部材３０の構成は、図２に示す実施形態における中間部材３０と同様である。中間部材３０のストロークの上端を規定するために、プラグ部２７’には止め輪１１３が嵌着される。また、プラグ部２７’の筒孔内には、前記ピストン５２と一体的に形成されたプルロッド６１が保密状に挿入される。従って、プルロッド６１及びピストン５２は、プラグ部２７’の軸線方向（上下方向）に沿って移動自在とされている。
【００８０】
第１ハウジング１１ａ’の上面には、上記中間部材３０の下面に対向する部分（プラグ部２７’の根元部分周囲）に、上側を開放させる環状溝２８’が形成される。この環状溝２８’には、環状ピストン２９’が保密状にかつ上下移動自在に設けられる。なお、第２実施形態では、前記第１実施形態において備えられていたピン３１が省略されており、前記中間部材３０は、この環状ピストン２９’の上に直接載置されている。
【００８１】
環状ピストン２９’を上向きに押圧するための圧縮空気を供給するために、クランプパレット１に空気路５０が形成されている。この空気路５０は、第１ハウジング１１ａ’に形成された第４Ｌ字流路１０１を介して、前記環状溝２８’に連通している。環状ピストン２９’の下面には、空気路５０を介して供給される圧縮空気の圧力を受ける、受圧面２９ａ’が構成されている。また、上記の環状ピストン２９’の下側には、付勢力の小さい進出バネ６６が装着される。その進出バネ６６が、上記の環状ピストン２９’を介して、前記の中間部材３０を上方へ常時付勢している。
【００８２】
第１リング１１ｂ’の前記被支持面２４に対向するように、前記第１ハウジング１１ａ’にも、上向きに少量突出する環状突設部が形成されている。環状突設部の上面には、平坦な支持面２６が構成されている。
【００８３】
プラグ部２７’の軸線方向中途の位置には、周方向に所定間隔を空けて、径方向の軸線を有する複数の貫通孔６２が放射状に形成されている。貫通孔６２のそれぞれには係合鋼球６３が支持され、この係合鋼球は、径方向外側の係合位置と、径方向内側の係合解除位置と、に移動可能とされている。また、上記プルロッド６１の外周面の上部には、上記貫通孔６２に対応する位置に、押圧面６４と退避溝６５とが連ねて形成してある。
【００８４】
クリーニング用の圧縮空気を供給するために、クランプパレット１には第１縦路３６が形成される。この第１縦路３６は、第１ハウジング１１ａ’内に形成されている第１Ｌ字流路３７に接続される。前記プラグ部２７’の筒孔内に挿入された前記プルロッド６１にはリング溝１１０が形成されており、前記第１Ｌ字流路３７はこのリング溝１１０に連通する。プルロッド６１の内部には、径方向の第１孔１１１、軸方向の第２孔１１２が形成されている。前記リング溝１１０は、第１孔１１１、第２孔１１２を介して、プルロッド６１の上端面に連通している。
【００８５】
プルロッド６１の先端には、カップ状の伝動具１０２が設置されている。この伝動具１０２はプラグ部２７’の上端に保密状に嵌合され、上下移動自在とされている。伝動具１０２の上端には噴出孔７０が複数形成されている。伝動具１０２の外周面とプラグ部２７’との間には、プラグ部２７’の筒孔内部に切り粉等が入り込まないようにするために、シール部材１１４が設けられる。また、伝動具１０２の内部には付勢バネ１１５が収納される。この付勢バネ１１５は伝動具１０２とプルロッド６１の先端面との間に介在され、プラグ部２７’から上方へ突出する方向の弾発力を当該伝動具１０２に対し常時作用させる。
【００８６】
クリーニング用の圧縮空気は、第１縦路３６から第１Ｌ字流路３７、リング溝１１０、第１孔１１１、第２孔１１２を経由して、伝動具１０２の内部空間に至り、ここから前記噴出孔７０を経て斜め上向きに噴出される。
【００８７】
上記構成において、クランプ動作は以下のように行われる。
【００８８】
アンクランプ状態では、位置決め装置１１’は図１０に示す状態とされる。即ち、前記アンクランプ作動室５４に圧油が供給される結果、ピストン５２及びプルロッド６１が皿バネ１００の弾発力に抗して上昇され、前記各係合鋼球６３に退避溝６５が対面する。このため、各係合鋼球６３は内方の係合解除位置へ移動可能である（図１０では実際に移動した状態を図示している）。またアンクランプ状態では、空気路５０から第４Ｌ字流路１０１を介して環状溝２８’に圧縮空気が供給されることによって、環状ピストン２９’が前記中間部材３０を押し上げる結果、当該中間部材３０は上昇位置に保持されている。
【００８９】
この状態からワークパレット２を下降させていくと、第１縦路３６に供給されるクリーニング用の圧縮空気が、位置決め孔２３や、被係止部４８や、前記の中間部材３０の外周のテーパ面３３や、前記被支持面２４や支持面２６等を清掃する。
【００９０】
更にワークパレット２の下降を継続すると、前記位置決め孔２３が前記中間部材３０の外周のテーパ面３３にテーパ係合して調心移動し、その位置決め孔２３の軸心（基準軸心Ｇ）がプラグ部２７の軸心と精密に合致するとともに、上記中間部材３０が前記環状ピストン２９’の押上げ力に抗して僅かに下降し、前記の第１リング１１ｂ’の被支持面２４が前記の第１ハウジング１１ａ’の支持面２６に接当する。
【００９１】
続いて、アンクランプ状態の位置決め装置１１’をクランプ状態に切り換える。即ち、クランプ装置１０において、アンクランプ作動室５４の圧油を排出する。すると、図１１に示すように、前記皿バネ１００の作用によって前記ピストン５２及び前記プルロッド６１が下降し、そのプルロッド６１の押圧面６４が係合鋼球６３を径方向外側へ押動し、係合鋼球６３は貫通孔６２から一部突出して、前記被係止部４８のテーパ面に接触する。係合鋼球６３に加えられる径方向外側への押圧力は、被係止部４８のテーパ面を介して下向きの力へ変換され、その下向き力がワークパレット２を押し下げ、クランプパレット１に対し押圧する。
【００９２】
以上により、ワークパレット２は、前記位置決め孔２３によって縮径された前記中間部材３０を介して、前記プラグ部２７によって水平方向に拘束されるとともに、前記支持面２６によって、上下方向に拘束される。その結果、上記ワークパレット２をクランプパレット１に精密に位置決め固定できる。
【００９３】
このクランプ状態では、付勢バネ１１５により上向きに付勢される伝動具１０２は、図１１上側の拡大図に示すように、その上端面が第１円形穴２１の内底面に接触し、下向きに少量押し込まれた状態とされる。この状態のとき、プルロッド６１の上端面と伝動具１０２との間に、上下方向の隙間ｇが形成されている。
【００９４】
上記のクランプ状態からアンクランプ状態へ切り換えるときは、アンクランプ作動室５４の油圧力によって前記ピストン５２を介して前記プルロッド６１を上昇させる。すると、前記係合鋼球６３が退避溝６５に対面するので、係合鋼球６３が係合解除位置へ切り換わることが許容される。
またこのとき、プルロッド６１の上昇によって前記隙間ｇが消失し、プルロッド６１に接触するとともに押し上げられる伝動具１０２が、ワークパレット２に形成される第１円形穴２１の内底面を押す。この結果、ワークパレット２がクランプパレット１に対し僅かに上昇するので、中間部材３０と位置決め孔２３とのテーパ係合を解除し、当該テーパ係合部分の摩擦力を消失させることができる。この結果、ワークパレット２をクランプパレット１から上昇させて取り外すことが容易になっている。即ち、第２実施形態の構成は、テーパ係合を解除するための特別な構成（例えば、第１実施形態において備えられていた前記押しボルト等）を不要とできている。
【００９５】
なお、クランプ状態において伝動具１０２とプルロッド６１の上端面との間には前述のとおり隙間ｇが形成されているので、プルロッド６１がストローク上端位置にある状態（アンクランプ状態）においても、伝動具１０２の突出高さは、前記隙間ｇの分だけ小さくできる。この結果、第１円形穴２１の形成深さを浅くでき、位置決め装置１１’の全高を小さくしてコンパクトとすることができている。
【００９６】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、空気路５０への圧縮空気の圧力やその給排タイミングを制御することで、中間部材３０の上方向への進出力や進出タイミングを自在に調整することができる。従って、中間部材３０の進出力を弱めることで、クランプ状態からアンクランプ状態に切り換えたときにワークパレット２が中間部材３０に押されて跳ね上げられてしまうことを防止できる。また、中間部材３０の進出力を弱めれば、中間部材３０のテーパ面３３と位置決め孔２３との間のテーパ係合部分の摩擦力を弱めることができるので、位置決めを解除してワークパレット２を上昇（リフト）させる際に必要な力を低減できる。更には、空気路５０への圧縮空気の供給を支持面２６と被支持面２４との接触後に行うことで、着座調心を行わせることが可能になる。
【００９７】
更に第２実施形態では、位置決め装置１１’自体にクランプ機能を備えているので、構成を簡素とすることが可能となっている。
【００９８】
ワークパレット２のクランプパレット１に対する着脱の方向は、第１・第２実施形態で例示した上下方向（垂直方向）に代えて、水平方向又は斜め方向であっても良い。また、工作機械はマシニングセンタに限定されない。加えて、第１ブロックと第２ブロックは、前記のクランプパレット１とワークパレット２との組み合わせに限定されるものではない。例えば、テーブルとクランプパレットとの組み合わせ等が考えられる。
【００９９】
前記中間部材３０は、第１・第２実施形態に示す構成に限定されず、直径方向へ拡大及び縮小されるものであればよい。従って、環状であって切れ目３４を設けたものに代えて、環状体に上溝と下溝とを周方向へ交互に設けたものや、環状体の内周面（ストレート面３２）に上下方向の溝を設けたもの等の各種の構成を採用できる。更に、前記の中間部材３０は、例示した環状体に限定されるものでもなく、円弧状の複数の分割体を環状に並べたものであってもよい。
【０１００】
前記の進出バネ６６は、ゴム等で代替可能である。また、その進出バネ６６は、クランプシステムの態様に応じて、省略可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したクランプシステムの概略立面図。
【図２】（ａ）は図１におけるａ−ａ線矢視図、（ｂ）は図１におけるｂ−ｂ線矢視図。
【図３】第１の位置決め装置の分離状態を示す縦断面図。
【図４】図３の状態からワークパレットが下降された様子を示す縦断面図。
【図５】更にワークパレットが下降して位置決めが行われた様子を示す縦断面図。
【図６】クランプ装置の分離状態を示す縦断面図。
【図７】図６の状態からワークパレットが下降された様子を示す縦断面図。
【図８】更にワークパレットが下降し、支持面と被支持面同士が接当した様子を示す縦断面図。
【図９】ワークパレットをクランプした様子を示す縦断面図。
【図１０】第２実施形態の位置決め装置の分離状態を示す縦断面図。
【図１１】図１０の状態からワークパレットが下降され、位置決めかつクランプが行われた様子を示す縦断面図。
【符号の説明】
１クランプパレット（第１ブロック）
２ワークパレット（第２ブロック）
２３位置決め孔
２４被支持面（接触面）
２６支持面（接触面）
２７プラグ部
２９環状ピストン（押動体）
２９ａ受圧面
３０中間部材
３２ストレート面
３３テーパ面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning apparatus, for example, an apparatus suitable for positioning a work pallet on a table or a clamp pallet of a machine tool.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of positioning device is disclosed in Patent Document 1. In this prior art, a plurality of positioning pins protrude downward from the peripheral portion of the lower surface of the work pallet (second block), and the work pallet is placed on the table (first block) of the machine tool via the plurality of positioning pins. It is positioned on the upper surface.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-10468
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration of Patent Document 1 requires a horizontal fitting gap between each positioning pin and each contact surface of the table in order to smoothly mount the work pallet on the table. The existence of this gap has a problem that the positioning accuracy of the work pallet with respect to the table is lowered.
[0005]
This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the structure which can position 2nd blocks, such as a work pallet, smoothly and precisely to 1st blocks, such as a table or a clamp pallet.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, for example, as shown in FIG. 3 or FIG. 10, the positioning device is configured as follows.
That is, it is a positioning device that positions the first block 1 and the second block 2, and includes a positioning hole 23 opened in the second block 2 and the first block 1 so as to be inserted into the positioning hole 23. And a tapered surface 33 that is supported by the plug portion 27 and is movable along the axial direction of the plug portion 27 and capable of taper engagement with the positioning hole 23. An intermediate member 30 that can be enlarged and reduced in the radial direction, and provided on the first block (1) side in order to push the intermediate member 30 in a direction in which the taper engagement is tight. The pressing body 29 includes a pressing body 29 and a pressure receiving surface 29a that is provided in the pressing body 29 and receives the pressure of the pressure fluid.
[0007]
The invention of claim 1 has the following effects.
That is, when the first block and the second block are brought close to each other, the positioning hole is automatically aligned by the guide action of the taper surface of the intermediate member, and finally the taper surface of the intermediate member is positioned. Taper engagement with the hole. And said positioning hole is restrained by the said plug part through the intermediate member diameter-reduced by said taper engagement. As a result, the second block and the first block can be positioned smoothly and precisely.
Further, by adjusting the pressure of the pressure fluid, it is possible to adjust the force of pushing the intermediate member in the direction in which the taper engagement is tightly advanced. In addition, since the intermediate member and the pusher are disposed on the first block side, the required number of intermediate members and pusher is required in the case where a large number of second blocks are attached to and detached from one first block. The (number of parts) can be reduced, and the positioning device can be configured simply. Further, as a result of providing the pusher on the first block side, a pressure fluid supply / discharge flow path can be formed on one first block side, and thus the configuration can be simplified in this sense.
[0008]
Further, as shown in the invention of claim 2, in the invention of claim 1, when the fixing between the first block 1 and the second block 2 is released, the tapered surface 33 of the intermediate member 30 is released. It is desirable that the pressure of the pressure fluid is controlled so that the force with which the pusher 29 pushes the intermediate member 30 becomes weaker than when the taper is engaged with the taper. Here, “becomes weak” includes the case where the pusher 29 does not push the intermediate member 30 at all (the pushing force is zero).
[0009]
According to the second aspect of the present invention, since the pusher is weak in the force pushing the intermediate member when the fixing between the first block and the second block is released, the intermediate member separates the first block from the second block. Thus, the pushing force can also be weakened, and an impact can be prevented from being applied to the first block or the second block at the moment when the fixation is released.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, after the contact surface 26 of the first block 1 and the contact surface 24 of the second block 2 are brought into contact, the intermediate member It is also possible to configure the pressure fluid pressure to be controlled so that the 30 tapered surfaces 33 are strongly tapered.
[0011]
In the invention of claim 3, so-called seating alignment can be realized.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic elevation view of a clamping system to which the present invention is applied, FIG. 2A is a view taken along the line aa in FIG. 1, and FIG. 2B is a view taken along the line bb in FIG. is there.
[0013]
As shown in FIG. 1, a clamp pallet 1 as a first block is fixed on the upper surface of a table T of a machining center. The work pallet 2 as the second block is configured to be detachable from the clamp pallet 1 via a clamp system.
[0014]
Although only one piece is shown in the figure, a plurality of work pallets 2 are prepared, and can be mounted on the clamp pallet 1 by replacing them as necessary. When the work pallet 2 is mounted on the clamp pallet 1, the work pallet 2 is positioned by the first and second positioning devices 11 and 12 shown in FIGS. 1 and 2 and fixed by the two clamping devices 10 and 10. The The clamping system includes these positioning devices 11 and 12 and clamping devices 10 and 10.
[0015]
2A and 2B, the first positioning device 11 is fixed to the clamp pallet 1 with a plurality of bolts 6 and fixed to the work pallet 2 with a plurality of bolts 7. A first ring 11b. As shown in FIG. 3, a tapered positioning hole 23 is formed in the first ring 11b. A plug portion 27 is formed on the first housing 11 a so as to protrude upward, and an annular intermediate member 30 is fitted on the plug portion 27. The outer peripheral surface of the intermediate member 30 is a tapered surface 33.
[0016]
In the first positioning device 11 configured as described above, the positioning hole 23 of the first ring 11b is precisely fitted on the taper surface 33 of the intermediate member 30 on the reference axis G (shown in FIG. 2A). Can be combined.
[0017]
The second positioning device 12 is configured in substantially the same manner as the first positioning device 11 described above. That is, the second positioning device 12 includes a second housing 12a fixed to the clamp pallet 1 with bolts 8 and a second ring fixed to the work pallet 2 with bolts 9 as shown in FIGS. 12b.
[0018]
An intermediate member 30 is fitted on the plug portion 27 of the second housing 12a, and a tapered surface 33 is formed on the intermediate member 30.
The positioning hole 23 ′ of the second ring 12 b is different from the configuration of the positioning hole 23 of the first ring 11 b of the first positioning device 11. That is, as shown in FIG. 2 (a), the positioning hole 23 ′ of the second ring 12b is not formed with a tapered portion over the entire circumference of the hole, and is formed with a pair of tapered surfaces 23b and a pair of relief surfaces 23a. .
[0019]
In the second positioning device 12 having the above-described configuration, the above-described taper surface of the intermediate member 30 that is externally fitted to the plug portion 27 of the second housing 12a is associated with the clamping operation of the two clamping devices 10 and 10. The positioning hole 23 'of the second ring 12b is fitted. Then, the taper surface 23b can accurately position the work pallet 2 in the circumferential direction with respect to the reference axis G, and the presence of the relief surface 23a can absorb errors in the radial direction with respect to the reference axis G. It is like that.
[0020]
A specific configuration of the first positioning device 11 will be described with reference to FIG. Since the configuration of the second positioning device 12 is different only in the shape of the positioning hole 23 'as described above, the description thereof is omitted, and the first positioning device 11 will be described here.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a separated state of the first positioning device.
[0021]
As shown in the upper side of FIG. 3, a first circular hole 21 is formed on the lower surface of the work pallet 2. The first ring 11b is fitted in the first circular hole 21, and is fixed by the plurality of bolts 7 (see FIG. 2A). As shown in FIG. 3, the positioning hole 23 is formed in the first ring 11b. The positioning hole 23 is formed as a tapered hole that is narrowed as it goes upward (is narrowed as it goes toward the back side of the positioning hole 23). Further, the positioning hole 23 surrounds the opening formed in the lower surface of the first ring 11b so that the annular projecting portion protrudes a small amount downward, and the lower surface of the annular projecting portion has a flat covering. A support surface (contact surface) 24 is formed.
[0022]
The first housing 11 a is provided with a plug portion 27 so as to protrude upward, that is, to protrude into the positioning hole 23. The plug portion 27 includes a cylindrical portion 27a that is integrally formed so as to protrude upward from the first housing 11a, and a lid bolt 27b that is screwed from above into the cylindrical hole of the cylindrical portion 27a. .
[0023]
The intermediate member 30 is fitted on the cylindrical portion 27a so as to be movable up and down. Further, an annular groove 28 is formed on the lower surface of the first housing 11a, and an annular piston (pushing body) 29 is provided in the annular groove 28 in a tightly-contained manner so as to be vertically movable. Between the intermediate member 30 and the annular piston 29, a plurality of pins 31 are slidably supported by the first housing 11a. Each pin 31 has a lower end in contact with the annular piston 29 and an upper end in contact with the intermediate member 30. An air passage 50 is formed in the clamp pallet 1 in order to supply compressed air (pressure fluid) for pressing the annular piston 29 upward. The lower surface of the annular piston 29 is a pressure receiving surface 29 a for receiving the pressure of the compressed air from the air passage 50. The air passage 50 is connected to an unillustrated pressure control means (for example, a pressure adjusting valve) via an appropriate pipe (not shown), and can control the pressure of the compressed air acting on the pressure receiving surface 29a. .
[0024]
The pin 31 serves to transmit the upward pressing force received by the annular piston 29 from the compressed air via the pressure receiving surface 29a to the intermediate member 30.
[0025]
Further, an advancing spring 66 having a small urging force is attached to the lower side of the annular piston 29. The advance spring 66 constantly urges the intermediate member 30 upward via the annular piston 29 and the pin 31. With this configuration, even when compressed air is not supplied to the lower side of the annular piston 29, the intermediate member 30 can be held in the raised position by the urging force of the advance spring 66. For this reason, it becomes possible to eliminate the gap between the upper end surface of the intermediate member 30 and the lower surface of the head of the lid bolt 27b. Thereby, it is possible to prevent foreign matter such as chips from entering between the straight surface 32 of the intermediate member 30 and the outer peripheral surface of the plug portion 27.
[0026]
A specific configuration of the intermediate member 30 will be described in detail. The annular intermediate member 30 has an inner peripheral surface constituted by a straight surface (cylindrical surface) 32 and an outer peripheral surface constituted by a tapered surface (conical surface) 33. As shown in FIG. 1, the intermediate member 30 is formed with an oblique slit-shaped cut 34. By this cut line 34, the intermediate member 30 (in other words, the tapered surface 33 and the straight surface 32) can be deformed so as to expand and contract in the radial direction. In addition, the cut line 34 may be a vertical direction instead of the oblique direction.
[0027]
As shown in FIG. 3, the straight surface 32 is slidably fitted to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 27 a of the plug portion 27, so that the intermediate member 30 is supported by the plug portion 27, and the plug It can be moved in the axial direction of the portion 27. The taper surface 33 has a taper shape corresponding to the shape of the positioning hole 23 such that the taper surface 33 becomes thinner toward the upper side, that is, the tip side of the plug portion 27 (thinner becomes thinner toward the back side of the positioning hole 23). It is composed.
[0028]
An annular projecting portion that projects a small amount upward is also formed on the first housing 11a so as to face the supported surface 24 of the first ring 11b. A flat support surface (contact surface) 26 is formed on the upper surface of the annular protrusion.
[0029]
In order to supply compressed air for cleaning, a first longitudinal path 36 is formed in the clamp pallet 1. The first longitudinal path 36 is connected to a first L-shaped flow path 37 formed in the first housing 11a. The first L-shaped channel 37 communicates with the inside of the cylindrical hole of the cylindrical portion 27a formed integrally with the first housing 11a. A groove-shaped upward path 38 is formed on the outer peripheral surface of the shaft portion of the lid bolt 27b screwed into the cylindrical hole, and the upward path 38 is a lateral groove formed on the lower surface of the head of the lid bolt 27b. 39.
[0030]
With this configuration, the compressed air for cleaning reaches the inside of the cylindrical hole of the cylindrical portion 27 a from the first longitudinal path 36 via the first L-shaped flow path 37, and is ejected from the lateral groove 39 from here through the upward path 38. . Further, the compressed air is ejected from the middle of the first L-shaped flow path 37 through the fitting gap of the straight surface 32 and the fitting gap of the tapered surface 33 of the intermediate member 30. The compressed air that has been ejected is cleaned by blowing off dust, chips, etc. around the plug portion 27.
[0031]
Further, in order to supply compressed air for confirming the seating of the work pallet 2, a second vertical path 41 is formed in the clamp pallet 1, and the second vertical path 41 is formed in the first housing 11a. Connected to the 2L-shaped channel 42. The tip of the second L-shaped channel 42 is connected to a longitudinal path 44 formed in the first housing 11a. The longitudinal path 44 forms an opening in the support surface 26 of the first housing 11 a, and this opening constitutes the first outlet nozzle 43.
[0032]
Further, a means for confirming whether or not the work W is seated as shown by a chain line in FIG. 3 is provided at a predetermined position on the upper surface of the work pallet 2. This confirmation means includes a first joint 77 provided on the clamp pallet 1 side at the center portion of the plug portion 27 and a second joint 78 provided on the work pallet 2 side at the center portion of the positioning hole 23.
[0033]
The configuration of the first joint 77 will be described.
A slide cylinder 79 is inserted into the cylinder hole of the lid bolt 27 b of the plug portion 27. The lower part of the slide cylinder 79 is inserted into the cylinder hole 45 of the first housing 11a so as to be vertically movable. Between the inner peripheral surface of the cylinder hole 45 and the outer peripheral surface of the slide cylinder 79, an O-ring 80 is provided for keeping the space therebetween.
[0034]
The slide cylinder 79 is urged upward in the distal direction of the plug part 27 by an advancing spring 81 housed in the cylinder hole of the cylinder part 27a. However, the advance of the slide cylinder 79 over a predetermined distance is prevented by the lower end portion of the lid bolt 27b screwed into the cylinder hole of the cylinder portion 27a.
[0035]
A tapered first valve seat 83 is provided on the upper end portion of the inner wall of the cylindrical hole of the slide cylinder 79. A first spring receiver 88 is fixed inside the cylindrical hole of the slide cylinder 79 at the center in the longitudinal direction. A first valve chamber 82 is formed between the first spring receiver 88 and the first valve seat 83.
[0036]
The first valve chamber 82 accommodates a first steel ball 86 as a valve body. A first valve spring 87 is interposed between the first steel ball 86 and the first spring receiver 88, and the first valve spring 87 is in a direction in which the first steel ball 86 contacts the first valve seat 83 ( Always energized in the valve closing direction). The urging force of the first valve spring 87 is set to a value smaller than the urging force of the advance spring 81. A first through hole 89 is formed in the large diameter portion of the first spring receiver 88 at a predetermined interval in the circumferential direction.
[0037]
A central hole 73 is formed downward from the cylindrical hole 45 so as to communicate with the cylindrical hole 45 of the first housing 11a. The central hole 73 is opened on the lower surface of the first housing 11 a and is connected to a fourth longitudinal path 72 formed in the clamp pallet 1. Accordingly, the fourth longitudinal path 72 communicates with the first valve chamber 82 via the central hole 73, the cylindrical hole 45, and the first through hole 89.
[0038]
A flat first tip surface 84 is formed on the upper end surface of the slide cylinder 79 so as to surround the first valve seat 83. An annular sealing tool 85 is fitted on the first tip surface 84, and the tip of the sealing tool 85 protrudes above the first tip surface 84. Note that the first steel ball 86 in contact with the first valve seat 83 protrudes upward from the first tip surface 84 and the sealing tool 85.
[0039]
The configuration of the second joint 78 will be described.
A cylindrical bolt 91 is screwed into the screw hole 22 formed in the work pallet 2 on the back side of the positioning hole 23 from below. A tapered second valve seat 93 is provided at the lower end portion of the inner wall of the cylindrical hole of the cylindrical bolt 91. A flat second tip surface 94 is formed on the lower end surface of the cylindrical bolt 91 so as to surround the second valve seat 93, and the second tip surface 94 is opposed to the first tip surface 84 of the first joint 77. To do. A second spring receiver 98 is fixed to the cylindrical hole of the cylindrical bolt 91. A second valve chamber 92 is formed between the second spring receiver 98 and the second valve seat 93. A second through hole 99 is formed in the large diameter portion of the second spring receiver 98 at a predetermined interval in the circumferential direction.
[0040]
A vertical passage is formed in the work pallet 2 so as to communicate with the ceiling surface of the screw hole 22. This passage forms an opening on the upper surface of the work pallet 2, and the opening serves as a second outlet nozzle 74. The formation position of the second outlet nozzle 74 is set such that the second outlet nozzle 74 is blocked by the workpiece W when the workpiece W is seated at a predetermined position of the workpiece pallet 2 as indicated by the chain line. The second outlet nozzle 74 communicates with the second valve chamber 92 through the second through hole 99.
[0041]
A second steel ball 96 as a valve body is accommodated in the second valve chamber 92. A second valve spring 97 is interposed between the second steel ball 96 and the second spring receiver 98, and the second valve spring 97 is in a direction in which the second steel ball 96 comes into contact with the second valve seat 93 ( Always energized in the valve closing direction). The second steel ball 96 in contact with the second valve seat 93 protrudes downward from the second tip surface 94.
[0042]
Next, a specific structure of the clamping device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a separated state of the clamping device.
[0043]
As shown in FIG. 6, a second circular hole 46 is opened downward on the lower surface of the work pallet 2. The driven ring 10b is fitted into the second circular hole 46 and fixed by a plurality of bolts 5 (see FIG. 2A). As shown in FIG. 6, on the inner peripheral surface of the hole of the driven ring 10b, an annular locked portion 48 having a tapered surface is provided in an inward projecting shape. An annular projecting portion that protrudes a small amount downward is formed on the lower surface of the locked portion 48, and a flat supported surface 49 is formed on the lower surface of the annular projecting portion.
[0044]
The clamp 10a includes a clamp housing 51, and the clamp housing 51 is fixed to the clamp pallet 1 with bolts 4 (see FIG. 2B). As shown in FIG. 6, a circular cylinder hole 60 is formed in the clamp pallet 1, and a piston 52 is inserted into the cylinder hole 60 so as to be tightly movable and vertically movable. The clamp housing 51 is fixed to the clamp pallet 1 while closing the cylinder hole 60. In the cylinder hole 60, a clamp operation chamber 53 is formed on the upper side of the piston 52, and an unclamp operation chamber 54 is formed on the lower side.
[0045]
Two supply / discharge ports 55 and 56 are formed in the clamp pallet 1, the first supply / discharge port 55 is used to supply / discharge pressure oil to / from the clamp operation chamber 53, and the second supply / discharge port 56 is unloaded. The pressure oil is supplied to and discharged from the clamp working chamber 54. The second supply / discharge port 56 communicates with the clamp operating chamber 53 via an inverted U-shaped path 57 formed in the clamp housing 51.
[0046]
An annular wall 59 protrudes upward from the central portion of the housing 51, and the annular wall 59 is configured to be inserted into the hole of the driven ring 10b. Further, an annular projecting portion that protrudes a small amount upward is formed around the base portion of the annular wall 59 of the clamp housing 51, and a flat support surface 58 is formed on the upper surface of the annular projecting portion. Yes. The support surface 58 is formed to face the supported surface 49 of the driven ring 10b.
[0047]
A pull rod 61 is formed integrally with the piston 52, and the pull rod 61 is inserted into the cylindrical hole of the annular wall 59 in a close-packed manner. As a result, the piston 52 and the pull rod 61 are movable in the axial direction of the annular wall 59.
[0048]
A plurality of through-holes 62 having a radial axis are radially formed at predetermined positions in the circumferential direction at positions in the middle of the annular wall 59 in the axial direction. An engagement steel ball 63 is supported in each of the through holes 62, and the engagement steel ball 63 is movable to a radially outer engagement position and a radially inner engagement release position. . A reduced diameter portion (not shown) is formed at the outer end of the through hole 62, and the reduced diameter portion prevents the engagement steel ball 63 from falling off the through hole 62 and falling. Further, on the upper part of the outer peripheral surface of the pull rod 61, a pressing surface 64 and a retracting groove 65 are continuously formed at a position corresponding to the through hole 62.
[0049]
In order to clean the clamp device 10, a third longitudinal path 67 is formed in the clamp pallet 1. The third longitudinal path 67 is connected to a third L-shaped flow path 68 formed in the clamp housing 51. The third longitudinal path 67 communicates with an annular gap 69 formed between the annular wall 59 and the pull rod 61. A plurality of ejection holes 70 are formed in the upper portion of the annular wall 59, and the ejection holes 70 communicate with the annular gap 69.
[0050]
In this configuration, the compressed compressed air for cleaning reaches the annular gap 69 from the third longitudinal path 67 through the third L-shaped flow path 68, and is ejected obliquely upward through the ejection hole 70.
[0051]
As shown in FIG. 2A, the two positioning holes 23 and the two locked portions 48 are arranged in the work pallet 2 at a predetermined interval in the horizontal direction. In the clamp pallet 1, as shown in FIG. 2 (b), the two plug portions 27 and the two annular walls 59 are disposed at a predetermined interval in the horizontal direction.
[0052]
The clamping operation and positioning operation in the above configuration will be described in detail below.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is lowered from the state of FIG. 3 in the positioning device, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is further lowered and positioning is performed.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is lowered from the state of FIG. 6 in the clamping device, and FIG. FIGS. 9 and 9 are longitudinal sectional views showing a state where the work pallet is clamped.
[0053]
In the unclamped state shown in FIG. 1, the clamping device 10 is in the state shown in FIG. That is, the pressure oil in the clamp operation chamber 53 is discharged and the pressure oil is supplied to the unclamp operation chamber 54. As a result, the piston 52 and the pull rod 61 are raised, and the retraction grooves 65 are formed in the respective engagement steel balls 63. Face each other. For this reason, each engagement steel ball 63 can move to the inner engagement release position (FIG. 6 shows a state where it has actually moved to the engagement release position).
[0054]
In the unclamped state, the first positioning device 11 (second positioning device 12) is in the state shown in FIG. That is, by supplying compressed air to the air passage 50, the annular piston 29 pushes up the intermediate member 30 via the pin 31, so that the intermediate member 30 is in contact with the lower surface of the head of the lid bolt 27b ( Held in the ascending position). Further, the slide cylinder 79 is in the raised position by the advance spring 81. The first steel ball 86 is in contact with the first valve seat 83 at the first joint 77, and the second steel ball 96 is in contact with the second valve seat 93 at the second joint 78.
[0055]
When the work pallet 2 is lowered from this state, the state shown in FIGS. 4 and 7 is obtained.
In the first positioning device 11, the plug portion 27 starts to be inserted into the positioning hole 23 as shown in FIG. 4. At this time, the compressed compressed air supplied to the first longitudinal path 36 cleans the positioning hole 23, the tapered surface 33 on the outer periphery of the intermediate member 30, the supported surface 24, the support surface 26, and the like. .
At the same time, in the clamping devices 10 and 10, as shown in FIG. 7, the annular wall 59 starts to be inserted into the hole of the driven ring 10b. At this time, the compressed compressed air supplied to the third longitudinal path 67 cleans the locked portion 48, the supported surface 49, the supporting surface 58, etc. of the clamping device 10.
[0056]
When the work pallet 2 continues to descend, the positioning hole 23 in the first positioning device 11 is taper-engaged with the tapered surface 33 on the outer periphery of the intermediate member 30 at the raised position, as shown in FIG. The axis of the positioning hole 23 (reference axis G; see FIG. 2A) is precisely aligned with the axis of the plug portion 27. At the same time, the intermediate member 30 is slightly lowered from the raised position against the pushing force of the annular piston 29, and the supported surface 24 of the first ring 11b is the first housing 11a. It contacts the support surface 26.
[0057]
As described above, the supported surface 24 and the support surface 26 are in contact with each other in the first positioning device 11, and at the same time, as shown in FIG. Is preferably in contact with the support surface 58 of the clamp housing 51. However, a configuration in which a slight contact gap is formed between the supported surface 49 and the support surface 58 may be employed.
[0058]
In the first positioning device 11, almost simultaneously with the above contact, as shown in FIG. 5, the second tip surface 94 of the head of the cylindrical bolt 91 is sealed to the first tip surface 84 of the slide tube 79. While making contact, the slide cylinder 79 is pushed down and lowered, and the first steel ball 86 and the second steel ball 96 come into contact with each other. Thus, the first steel ball 86 is separated from the first valve seat 83, and the second steel ball 96 is separated from the second valve seat 93. As a result, the fourth longitudinal path 72 of the clamp pallet 1 passes through the central hole 73 of the first housing 11a, the valve opening gap of the first steel ball 86, and the valve opening gap of the second steel ball 96, and the workpiece The pallet 2 communicates with the second outlet nozzle 74.
[0059]
In addition, as a result of the first tip surface 84 being pressed against the second tip surface 94 by the advance spring 81 that urges the slide cylinder 79 upward, the sealed state between the tip surfaces 84 and 94 is determined by the sealing tool 85. Is reliably maintained by.
[0060]
Although the clamping devices 10 and 10 are in an unclamped state in FIG. 8, they are switched to a clamped state. Specifically, in the clamping device 10, the pressure oil in the unclamping operation chamber 54 is discharged and the pressure oil is supplied to the clamp operation chamber 53. Then, as shown in FIG. 9, the piston 52 lowers the pull rod 61, the pressing surface 64 of the pull rod 61 pushes the engagement steel ball 63 outward in the radial direction, and the engagement steel ball 63 has a through hole. Partly protrudes from 62 and contacts the tapered surface of the locked portion 48. The radially outward pressing force applied to the engaging steel ball 63 is converted into a downward force via the tapered surface of the locked portion 48, and the downward force pushes down the work pallet 2, and against the clamp pallet 1. The work pallet 2 is pressed.
[0061]
As described above, the work pallet 2 is restrained in the horizontal direction by the plug portion 27 through the intermediate member 30 that has been deformed by the positioning hole 23 (see FIG. 5), and the support surface 26 (and It is restrained in the vertical direction by the support surface 58) (see FIGS. 5 and 9). As a result, the work pallet 2 can be accurately positioned and fixed to the clamp pallet 1.
[0062]
In the first positioning device 11, as shown in FIG. 5, the first outlet nozzle 43 is closed when the supported surface 24 and the supporting surface 26 come into contact with each other. The pressure of the compressed air supplied for checking the seating rises. The contact state can be confirmed by detecting this pressure rise by a pressure sensor (not shown).
[0063]
Further, in the first positioning device 11, since the second outlet nozzle 74 is closed by the work W, the pressure of the compressed air for checking the seating of the work supplied to the fourth longitudinal path 72 increases. To do. By detecting this pressure increase by a pressure sensor (not shown), it can be confirmed that the workpiece W is seated.
[0064]
When switching from the clamped state to the unclamped state, the pressure oil is discharged from the clamp working chamber 53, and the pressure oil is supplied to the unclamping working chamber 54, and the oil pressure causes the pull rod 61 via the piston 52. To raise. Then, since the engagement steel ball 63 faces the retraction groove 65, the engagement steel ball 63 is allowed to switch to the engagement release position. In this state, the work pallet 2 may be raised (lifted).
[0065]
When the work pallet 2 is raised, if the taper surface 33 of the intermediate member 30 and the positioning hole 23 are strongly taper-engaged, the frictional force of the engaging portion resists the work pallet 2 from being raised. It is. Therefore, it is desirable to release the taper engagement between the taper surface 33 of the intermediate member 30 and the positioning hole 23 by some method before the work pallet 2 is raised. For example, a push bolt (not shown) is screwed to the work pallet 2 in advance in the vertical direction, and the push bolt is rotated before the work pallet 2 is lifted so that the end of the advancing bolt is positioned on the upper surface of the clamp pallet 1. It is conceivable that the work pallet 2 is lifted from the clamp pallet 1 by a small amount. By doing so, the taper engagement between the intermediate member 30 and the positioning hole 23 can be released, and the frictional force can be eliminated.
[0066]
The effects of the first embodiment are as follows.
That is, a pressure receiving surface 29 a that receives the pressure fluid is formed on the annular piston 29 that pushes the intermediate member 30. In other words, the annular piston 29 receives the pressure of the compressed air supplied to the air passage 50 through the pressure receiving surface 29a, so that the intermediate member 30 is moved upward via the pin 31 (that is, the tapered surface 33 and the positioning hole). The pushing force for advancing in the direction of tightening the taper engagement with 23 is applied.
Therefore, by controlling the supply and discharge of the compressed air to and from the air passage 50, the upward output of the intermediate member 30 can be freely adjusted. Specifically, it has the following merits.
[0067]
For example, when the clamp device 10 is switched from the clamped state to the unclamped state, the first positioning device 11 discharges the compressed air in the air passage 50 (or the taper surface 33 of the intermediate member 30 is positioned in the positioning hole 23. When the taper is engaged with the taper, the pressure is reduced more than that in FIGS. By doing so, the upward output of the intermediate member 30 pushed by the annular piston 29 can be made zero (or weaker than that shown in FIGS. 3 to 5). Therefore, at the moment when the clamping device 10 is switched to the unclamped state and released from the vertical restraint, the work pallet 2 is flipped up and an impact is applied to the work pallet 2 and the work W on the work pallet 2. Can be prevented.
[0068]
Furthermore, the frictional force of the taper engagement portion between the taper surface 33 of the intermediate member 30 and the positioning hole 23 is reduced by reducing (or weakening) the upward output force of the intermediate member 30 pushed by the annular piston 29. Can weaken power. Therefore, the force necessary for releasing the taper engagement can be reduced. That is, the operation of releasing the positioning and lifting (lifting) the work pallet 2 can be performed smoothly.
[0069]
Further, as described above, the intermediate member 30 is taper-engaged with the positioning hole 23 in the middle of lowering the work pallet 2 so as to be aligned (in-air alignment), and the lowering of the work pallet 2 is completed. A mode (seat alignment) in which the support surface 26 and the supported surface 24 are brought into contact with each other and the intermediate member 30 is advanced in this state for taper engagement with the positioning hole 23 for the first time (seat alignment) is also possible.
This sitting alignment can be realized as follows. That is, when the support surface 26 and the supported surface 24 are separated from each other, the air passage 50 is kept in a pressure-released state. Next, the work pallet 2 is lowered. Then, the positioning hole 23 is lightly taper-engaged with the intermediate member 30 raised by the weak force of the advance spring 66, and the intermediate member 30 is lowered. Subsequently, the support surface 26 and the supported surface 24 come into contact with each other. Thereafter, the compressed air is supplied to the air passage 50 to increase the pressure, and the intermediate member 30 is pushed and advanced through the annular piston 29, and the taper surface 33 and the positioning hole 23 of the intermediate member 30 are strengthened. Taper engagement. Accordingly, the work pallet 2 is restrained in the horizontal direction by the plug portion 27 through the positioning hole 23 and the intermediate member 30 reduced in diameter by the strong taper engagement.
[0070]
In the first embodiment, as described above, the positioning hole 23 is configured by a taper surface, and the taper surface 33 of the intermediate member 30 is configured to be capable of taper engagement with the positioning hole 23. Further, the inner peripheral surface of the intermediate member 30 is constituted by a straight surface 32, and the straight surface 32 is supported by the plug portion 27, and the pusher 29 is provided in the first housing 11a on the first block 1 side. ing.
[0071]
As described above, since the intermediate member 30 and the pusher 29 are disposed on the first block 1 side (clamp pallet 1 side), a large number of work pallets 2 are provided for one clamp pallet 1 as in the present embodiment. In the case of a configuration that replaces and attaches / detaches, the required quantity (number of parts) of the intermediate member 30 and the pusher 29 can be reduced, and the positioning device can be configured simply.
In addition, as a result of providing the clamp pallet 1 with a pusher, a pressure fluid supply / discharge flow path (air path 50) can be formed in one clamp pallet 1, so that the work pallet 2 is provided with an air path 50 rather than the configuration provided with the air path 50. It can be simple.
[0072]
Further, in the first embodiment, the positioning devices (11, 12) and the clamping devices 10, 10 are provided separately from each other on the clamp pallet 1, so that the total height (projection of the plug portion 27 and the annular wall 59) is provided. (Height) can be reduced. Therefore, the necessary lift amount when removing the work pallet 2 can be reduced. In addition, since the first positioning device 11 has a joint function for circulating the pressure fluid, the overall configuration of the device can be simplified compared to a configuration in which a joint is provided separately.
[0073]
The first embodiment can be modified as follows.
When the work pallet 2 is lowered, the intermediate member 30 is slightly lowered against the upward output of the annular piston 29 and the supported surface 24 comes into contact with the support surface 26. Instead of this, when the intermediate member 30 is slightly lowered as described above, a contact gap is slightly formed between both the supported surface 24 and the support surface 26, and the clamping device The contact gap may be eliminated by 10 clamping operations, and the contact surfaces 24 and 26 may be brought into strong contact with each other.
[0074]
The means for fixing the work pallet 2 to the clamp pallet 1 is not limited to the clamping device 10 described above, and any means that pulls the work pallet 2 to the clamp pallet 1 is sufficient. For example, it is possible to use a method of fixing the work pallet 2 to the clamp pallet 1 by simply using a known bolt. Furthermore, the clamping device 10 can be configured as a single-acting type instead of the illustrated double-acting type. In the case of the single acting type, a spring return type and a spring clamp type are conceivable. In addition, in 2nd Embodiment mentioned later shown in FIG. 10, the clamp apparatus of the type clamped with the disk spring 100 and reset with pressure oil is illustrated.
Moreover, although the pressure oil is employ | adopted as a working fluid in the clamp apparatus 10, it may replace with pressure oil and gas, such as another kind of liquid and compressed air.
[0075]
[Second Embodiment]
FIG. 10 shows a positioning device according to the second embodiment. This positioning device 11 ′ has a clamping function instead of omitting the joints 77 and 78 provided in the positioning device 11 of the first embodiment.
[0076]
As shown in FIG. 10, the first ring 11 b ′ is fixed to the first circular hole 21 formed in the lower surface of the work pallet 2. A positioning hole 23 is formed in the first ring 11b ′ as a tapered hole that narrows toward the back of the positioning hole 23. The annular projecting portion is formed so as to protrude a small amount downward so that the positioning hole 23 surrounds the opening formed in the lower surface of the first ring 11b ′. A flat supported surface 24 is formed on the lower surface of the annular projecting portion. Is configured. Further, an annular locked portion 48 having a tapered surface is provided on the inner peripheral surface of the positioning hole 23 so as to protrude inward.
[0077]
A circular cylinder hole 60 is formed on the upper surface of the clamp pallet 1, and the first housing 11 a ′ is fixed on the clamp pallet 1 so as to close the cylinder hole 60. A piston 52 is inserted into the cylinder hole 60 so as to be tightly movable and movable up and down. An unclamping operation chamber 54 is formed below the piston 52.
[0078]
A plurality of disc springs 100 are stacked and housed between the upper surface of the piston 52 and the lower surface of the first housing 11a ′. The disc spring 100 always applies a downward (retreat direction) urging force to the piston 52.
[0079]
A cylindrical plug portion 27 ′ is integrally formed in the first housing 11 a ′ so as to protrude upward. An annular intermediate member 30 is fitted on the plug portion 27 'so as to be movable up and down. The configuration of the intermediate member 30 is the same as that of the intermediate member 30 in the embodiment shown in FIG. In order to define the upper end of the stroke of the intermediate member 30, a retaining ring 113 is fitted to the plug portion 27 ′. In addition, a pull rod 61 formed integrally with the piston 52 is inserted into the cylindrical hole of the plug portion 27 ′ in a tightly packed manner. Accordingly, the pull rod 61 and the piston 52 are movable along the axial direction (vertical direction) of the plug portion 27 ′.
[0080]
On the upper surface of the first housing 11a ′, an annular groove 28 ′ is formed in a portion facing the lower surface of the intermediate member 30 (around the root portion of the plug portion 27 ′). An annular piston 29 'is provided in the annular groove 28' in a tightly-contained manner and is movable up and down. In the second embodiment, the pin 31 provided in the first embodiment is omitted, and the intermediate member 30 is directly placed on the annular piston 29 ′.
[0081]
An air passage 50 is formed in the clamp pallet 1 to supply compressed air for pressing the annular piston 29 'upward. The air passage 50 communicates with the annular groove 28 ′ via a fourth L-shaped channel 101 formed in the first housing 11a ′. On the lower surface of the annular piston 29 ′, a pressure receiving surface 29 a ′ that receives the pressure of the compressed air supplied via the air passage 50 is configured. Further, an advancing spring 66 having a small urging force is attached to the lower side of the annular piston 29 ′. The advance spring 66 constantly biases the intermediate member 30 upward via the annular piston 29 '.
[0082]
An annular projecting portion that protrudes a small amount upward is also formed on the first housing 11a ′ so as to face the supported surface 24 of the first ring 11b ′. A flat support surface 26 is formed on the upper surface of the annular projecting portion.
[0083]
A plurality of through holes 62 having radial axes are formed radially at predetermined positions in the circumferential direction in the middle of the plug portion 27 ′. An engagement steel ball 63 is supported in each of the through holes 62, and the engagement steel ball is movable to an engagement position on the radially outer side and an engagement release position on the radially inner side. Further, on the upper part of the outer peripheral surface of the pull rod 61, a pressing surface 64 and a retracting groove 65 are continuously formed at a position corresponding to the through hole 62.
[0084]
In order to supply compressed air for cleaning, a first longitudinal path 36 is formed in the clamp pallet 1. The first longitudinal path 36 is connected to a first L-shaped channel 37 formed in the first housing 11a ′. A ring groove 110 is formed in the pull rod 61 inserted into the cylindrical hole of the plug portion 27 ′, and the first L-shaped channel 37 communicates with the ring groove 110. A first hole 111 in the radial direction and a second hole 112 in the axial direction are formed inside the pull rod 61. The ring groove 110 communicates with the upper end surface of the pull rod 61 via the first hole 111 and the second hole 112.
[0085]
A cup-shaped transmission tool 102 is installed at the tip of the pull rod 61. The transmission tool 102 is tightly fitted to the upper end of the plug portion 27 'so as to be movable up and down. A plurality of ejection holes 70 are formed at the upper end of the transmission tool 102. A seal member 114 is provided between the outer peripheral surface of the transmission tool 102 and the plug portion 27 ′ in order to prevent chips and the like from entering the cylindrical hole of the plug portion 27 ′. Further, an urging spring 115 is housed inside the transmission tool 102. The urging spring 115 is interposed between the transmission tool 102 and the tip end surface of the pull rod 61, and always exerts an elastic force in a direction protruding upward from the plug portion 27 ′ on the transmission tool 102.
[0086]
Compressed air for cleaning reaches the internal space of the transmission tool 102 from the first longitudinal path 36 via the first L-shaped flow path 37, the ring groove 110, the first hole 111, and the second hole 112, and from there It is ejected obliquely upward through the ejection hole 70.
[0087]
In the above configuration, the clamping operation is performed as follows.
[0088]
In the unclamped state, the positioning device 11 ′ is in the state shown in FIG. That is, as a result of the pressure oil being supplied to the unclamping operation chamber 54, the piston 52 and the pull rod 61 are raised against the elastic force of the disc spring 100, and the retraction groove 65 faces each engaging steel ball 63. To do. For this reason, each engagement steel ball 63 can be moved to the inward engagement release position (FIG. 10 shows a state where it has actually moved). Further, in the unclamped state, compressed air is supplied from the air passage 50 to the annular groove 28 ′ via the fourth L-shaped passage 101, so that the annular piston 29 ′ pushes up the intermediate member 30. Is held in the raised position.
[0089]
When the work pallet 2 is lowered from this state, the cleaning compressed air supplied to the first longitudinal path 36 is tapered on the outer periphery of the positioning hole 23, the locked portion 48, and the intermediate member 30. The surface 33, the supported surface 24, the support surface 26, and the like are cleaned.
[0090]
When the work pallet 2 is further lowered, the positioning hole 23 is in taper engagement with the outer peripheral taper surface 33 of the intermediate member 30 and moves in alignment, and the axis of the positioning hole 23 (reference axis G) is aligned. The intermediate member 30 slightly falls against the push-up force of the annular piston 29 ′ while precisely matching the axial center of the plug portion 27, and the supported surface 24 of the first ring 11b ′ is Of the first housing 11a ′.
[0091]
Subsequently, the positioning device 11 ′ in the unclamped state is switched to the clamped state. That is, in the clamping device 10, the pressure oil in the unclamping operation chamber 54 is discharged. Then, as shown in FIG. 11, the piston 52 and the pull rod 61 are lowered by the action of the disc spring 100, and the pressing surface 64 of the pull rod 61 pushes the engaging steel ball 63 outward in the radial direction. The steel ball 63 protrudes partly from the through hole 62 and contacts the tapered surface of the locked portion 48. The radially outward pressing force applied to the engaging steel ball 63 is converted into a downward force via the tapered surface of the locked portion 48, and the downward force pushes down the work pallet 2, and against the clamp pallet 1. Press.
[0092]
As described above, the work pallet 2 is restrained in the horizontal direction by the plug portion 27 through the intermediate member 30 reduced in diameter by the positioning hole 23 and restrained in the vertical direction by the support surface 26. . As a result, the work pallet 2 can be accurately positioned and fixed to the clamp pallet 1.
[0093]
In this clamped state, the transmission device 102 urged upward by the urging spring 115 has its upper end surface in contact with the inner bottom surface of the first circular hole 21 as shown in the enlarged view on the upper side of FIG. A small amount is pushed in. In this state, a vertical gap g is formed between the upper end surface of the pull rod 61 and the transmission tool 102.
[0094]
When switching from the clamped state to the unclamped state, the pull rod 61 is raised through the piston 52 by the hydraulic pressure in the unclamping operation chamber 54. Then, since the engagement steel ball 63 faces the retraction groove 65, the engagement steel ball 63 is allowed to switch to the engagement release position.
At this time, the gap g disappears as the pull rod 61 rises, and the transmission tool 102 that is in contact with the pull rod 61 and pushed up pushes the inner bottom surface of the first circular hole 21 formed in the work pallet 2. As a result, since the work pallet 2 slightly rises with respect to the clamp pallet 1, the taper engagement between the intermediate member 30 and the positioning hole 23 can be released, and the frictional force of the taper engagement portion can be eliminated. As a result, the work pallet 2 can be easily lifted from the clamp pallet 1 and removed. That is, the configuration of the second embodiment eliminates the need for a special configuration for releasing the taper engagement (for example, the push bolt provided in the first embodiment).
[0095]
Since the gap g is formed between the transmission tool 102 and the upper end surface of the pull rod 61 in the clamped state as described above, the transmission tool can be used even when the pull rod 61 is in the stroke upper end position (unclamped state). The protruding height of 102 can be reduced by the gap g. As a result, the formation depth of the first circular hole 21 can be reduced, and the overall height of the positioning device 11 ′ can be reduced to be compact.
[0096]
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, by controlling the pressure of the compressed air to the air passage 50 and its supply / discharge timing, the upward output and advance timing of the intermediate member 30 can be controlled. It can be adjusted freely. Therefore, by weakening the advance output of the intermediate member 30, it is possible to prevent the work pallet 2 from being pushed up and pushed up by the intermediate member 30 when the clamped state is switched to the unclamped state. Further, if the advance output of the intermediate member 30 is weakened, the frictional force of the taper engagement portion between the tapered surface 33 of the intermediate member 30 and the positioning hole 23 can be weakened. It is possible to reduce the force required when lifting (lifting). Furthermore, seating alignment can be performed by supplying compressed air to the air passage 50 after contact between the support surface 26 and the supported surface 24.
[0097]
Furthermore, in the second embodiment, since the positioning device 11 ′ itself has a clamping function, the configuration can be simplified.
[0098]
The attachment / detachment direction of the work pallet 2 with respect to the clamp pallet 1 may be a horizontal direction or an oblique direction instead of the vertical direction (vertical direction) exemplified in the first and second embodiments. Further, the machine tool is not limited to a machining center. In addition, the first block and the second block are not limited to the combination of the clamp pallet 1 and the work pallet 2 described above. For example, a combination of a table and a clamp pallet can be considered.
[0099]
The intermediate member 30 is not limited to the configuration shown in the first and second embodiments, and may be any member that is enlarged and reduced in the diameter direction. Therefore, in place of the annular body having the cut line 34, the annular body is provided with the upper groove and the lower groove alternately in the circumferential direction, and the vertical groove is formed on the inner circumferential surface (straight surface 32) of the annular body. Various configurations, such as those provided with, can be adopted. Furthermore, the intermediate member 30 is not limited to the illustrated annular body, and may be a plurality of arc-shaped divided bodies arranged in an annular shape.
[0100]
The advance spring 66 can be replaced with rubber or the like. Further, the advance spring 66 can be omitted depending on the mode of the clamp system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic elevation view of a clamping system to which the present invention is applied.
2A is a view taken along the line aa in FIG. 1, and FIG. 2B is a view taken along the line bb in FIG. 1;
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a separated state of the first positioning device.
4 is a longitudinal sectional view showing a state where a work pallet is lowered from the state of FIG. 3;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is further lowered and positioning is performed.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a separated state of the clamp device.
7 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is lowered from the state of FIG. 6;
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is further lowered and the support surface and the supported surfaces are in contact with each other.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a state where a work pallet is clamped.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a separated state of the positioning device of the second embodiment.
11 is a longitudinal sectional view showing a state where the work pallet is lowered from the state shown in FIG. 10 and positioning and clamping are performed.
[Explanation of symbols]
1 Clamp pallet (first block)
2 Work palette (2nd block)
23 Positioning hole
24 Supported surface (contact surface)
26 Support surface (contact surface)
27 Plug part
29 Annular piston (Pushing body)
29a Pressure receiving surface
30 Intermediate member
32 Straight surface
33 Tapered surface

Claims

A positioning device for positioning the first block (1) and the second block (2),
A positioning hole (23) opened in the second block (2);
A plug portion (27) protruding from the first block (1) so as to be inserted into the positioning hole (23);
A tapered surface (33) supported by the plug portion (27) and movable along the axial direction of the plug portion (27) and capable of taper engagement with the positioning hole (23). An intermediate member (30) formed and expandable and contractable in the radial direction;
A pusher (29) provided on the first block (1) side to push the intermediate member (30) in a direction to tighten the taper engagement;
A pressure receiving surface (29a) that is provided in the pusher (29) and receives a pressure fluid pressure;
A positioning device comprising:

The positioning device according to claim 1,
When the fixation between the first block (1) and the second block (2) is released, as compared with the case where the taper surface (33) of the intermediate member (30) is engaged with the taper. The positioning device is characterized in that the pressure of the pressure fluid is controlled so that the force with which the pusher (29) pushes the intermediate member (30) is weakened.

The positioning device according to claim 1 or 2,
After contacting the contact surface (26) of the first block (1) and the contact surface (24) of the second block (2), the taper surface (33) of the intermediate member (30) is strengthened. A positioning device, wherein the pressure of the pressure fluid is controlled so as to be tapered.