JP2005046988A - 位置決め装置及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】径の違いに拘わることなく、全ての種類のワークを簡単かつ確実に位置決めすることができ、共用化を図ること。
【解決手段】位置決め装置１０は、ワークＷを載置するテーブルと、テーブルと同じ軸心周りに回動される回動円板体１２と、それぞれがテーブルを貫通する保持ピンを有する四組からなる直線移動体１３とを備える。テーブルは架台１５上に固定される。回動円板体１２は、架台１５内にテーブル１１と同軸上に設置され、ロータリアクチュエータにエアが供給されてスピンドルが回転することで０〜９０度の範囲で軸周りに回動される。直線移動体１３は、回動円板体１２の周囲四方に配設された直線ガイド１８に沿い摺動自在で、回動円板体１２が回動すると直線移動する。
【選択図】図４

Description

発明の詳細な説明

本発明は、ワークを所定位置に位置決め固定する位置決め装置と、その位置決め装置を備えた加工装置に係り、特に、リング状のワークを取り扱うのに好適な技術に関するものである。

リング状のワークを加工するため、そのワークを所定位置に位置決め固定する必要がある。ワークとしては、直径が例えば２５φ〜９０φｍｍの広範囲に亘っており、かなりの種類を取り扱うようになっている。このようなワークがリング状であるので、加工に際しては、ワークを、その中心軸を中心として位置決する必要があるが、ワークが上記のように多くの種類からなっていることから、それぞれの径に応じた位置決め治具を製作しなければならなかった。
例えば、従来の位置決め治具は、ワークに挿通できるように略円錐状に形成された支柱を有しており、その支柱の太さ（径）がワークの径に応じて種々製作されていた。そして、ある大きさの径からなるワークを加工する場合、その径に応じた位置決め治具を設置することとなるが、ワークの種類が異なると、今度はその径に応じた位置決め治具を新たに設置することで対処しなければならなかった。

発明が解決しようとする課題

ところで、従来の位置決め治具は、ワークの種類に応じてそれぞれ製作しなければならなかったので、コストが著しく高くつくという問題があった。また、ワークの径が変わると、今まで使用していた位置決め治具を取り外す一方、次に使用する位置決め治具を取り付けるので、その都度位置決め治具を交換しなければならず、それだけ手間及び時間がかかるという問題もあった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、径の違いに拘わることなく、それら全ての種類のワークを簡単かつ確実に位置決め固定することができ、共用化を図ることができる位置決め装置及び加工装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、リング状に形成されたワークを所定位置に位置決め固定する位置決め装置であって、前記ワークを載置するテーブルと、該テーブルと同軸上に設けられ、軸心周りに回動される回動円板体と、それぞれが前記テーブルを軸方向に沿って貫通する保持ピンを有し、前記回動円板体の回動時、該回動円板体により直線移動されて前記保持ピンをテーブルの中心側から径方向に走査させる少なくとも三組以上からなる直線移動体とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る位置決め装置によれば、テーブルにワークが載置されたとき、回動円板体が回動されると、その回動円板体によって保持ピンの各々が中心側から径方向に走査されることで保持ピンがリング状のワークの内周部に当接し、ワークをテーブル上に軸心を一致させた状態で位置決め固定するので、ワークの径が種々異なっても、それに拘わることなくワークを確実に位置決め固定することができ、ワークの位置決め固定を良好にかつ速やかに行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の位置決め装置において、前記回動円板体及び前記直線移動体間に、前記回動円板体の回動に連動して前記直線移動体を直線移動させる係合機構が備えられていることを特徴とする。

本発明に係る位置決め装置によれば、回動円板体及び直線移動体間に、回動円板体の回動に連動して直線移動体を直線移動させる係合機構が備えられているので、回動円板体が回動したとき、係合機構によって直線移動体が直線移動することができるので、回動円板体の回動に伴って直線移動体を確実に直線移動させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の位置決め装置において、前記係合機構は、前記回動円板体の外側部に径方向に沿って設けられた切欠と、前記直線移動体に回転自在に支持されて前記切欠と係合するローラとからなることを特徴とする。
本発明に係る位置決め装置によれば、回動円板体に設けられた切欠と、直線移動体に支持されたローラとから係合機構が構成されているので、回動円板体が回動したとき、ローラが切欠内を転動することで直線移動体が直線移動することで、回動円板体の回動に伴う直線移動体の直線移動を確実に行わせることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか記載の位置決め装置において、前記保持ピンは、前記直線移動体に取り付けられると共に、前記回動円板体上に延在するレバーに立設されていることを特徴とする。
この発明に係る位置決め装置によれば、保持ピンが、直線移動体に対し回動円板体上に延在するレバーを介して取り付けられているので、回動円板体の回動に伴って直線移動体が移動すると、保持ピンがテーブル上で径方向に移動してワークの内周部に当接し、ワークを内側から確実に位置決め固定することができるので、外側からチャックや把持したりすると変形しにくいようなワークにも良好に位置決め固定することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか記載の位置決め装置において、前記保持ピンは、テーブル上における径方向の走査位置が調整可能とされていることを特徴とする。
本発明に係る位置決め装置によれば、保持ピンがテーブル上における径方向の走査位置が調整可能とされるので、より大きな径のワークでも位置決め固定することができ、従って、より大きな径のワークにも良好に対処することができる。

請求項６に係る発明は、種々径の異なるリング状のワークの一方の面を加工する第１加工機と、前記ワークの他方の面を加工する第２加工機と、ワークの面を反転させる反転手段とを備えた加工装置であって、前記第１及び第２加工機と前記反転手段とのそれぞれが請求項１から５のいずれか記載の位置決め装置を備えていることを特徴とする。

本発明に係る加工装置によれば、第１加工機と第２加工機と反転機構とを備え、これら第１及び第２加工機と反転機構とのそれぞれが位置決め装置を備えているので、径の違いに拘わることなくワークを速やかに所定位置に位置決め固定できるので、加工装置としてのタクトタイムを大幅に短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１〜図６は本発明の一実施の形態に係る位置決め装置を示す図であって、図１は位置決め装置を示す平面図、図２は同じく位置決め装置を示す縦断面の正面図、図３は位置決め装置を示す図１の縦断面の右側面図、図４は図２のＸ−Ｘ線に相当する断面図、図５は図２のＹ−Ｙ線に相当する断面図、図６は位置決め装置が適用するワークを示す斜視図である。
本実施形態の位置決め装置を説明する前に、該位置決め装置を使用するワークについて図６を用いて述べると、ワークＷは、直径が例えば２５φ〜９０φｍｍのリング状をなすものであって、その一方の面と他方の面とに一部を切り除いて形成されたノッチＷ１〜Ｗ４が後述する加工装置によって設けられる。

これらＷ１〜Ｗ４のうち、Ｗ１及びＷ２は、ワークＷの一方の面において、互いに対向する（１８０度間隔）位置が加工されることで設けられ、Ｗ３及びＷ４は、ワークＷの他方の面において、互いに対向する位置にあって、しかも上記ノッチＷ１及びノッチＷ２と９０度間隔となるように設けられ、これによってＷ１〜Ｗ４が双方の面において互いに９０度間隔で設けられるようになっている。
そのため、リング状のワークＷが加工装置によって加工されるのに際し、本実施形態の位置決め装置がワークＷを予め、軸心を一致させた状体に位置決め固定するようになっている。

そして、位置決め装置１０は、図１〜図５に示すように、大別すると、ワークＷを載置するテーブル１１と、該テーブル１１と同じ軸心周りに回動される回動円板体１２と、それぞれがテーブルを軸方向に沿って貫通する保持ピン１４を有する四組からなる直線移動体１３とを備えて構成されている。

テーブル１１は、図１〜図３に示すように、略四角の立方体形状に枠組され架台１５上に固定されてあって、図１に明示するように略半円形状に形成された第１分割体１１ａ及び第２分割体１１ｂが互いに溝１１ｃを隔てて対向配置されている。第１分割体１１ａ及び第２分割体１１ｂは、架台１５に所定の高さをもって起立形成されている。これら第１、第２分割体１１ａ、１１ｂ間の溝１１ｃは、架台１５の上面までの深さをもって形成されており、図示しない搬送手段などが入り込める空間をなしている。このテーブル１１に図示しない搬送手段により、図１に一点鎖線にて示すワークＷが載置される。

回動円板体１２は、図２及び図３に示すように、架台１５内に上記テーブル１１と同軸上に設置されてあって、駆動源としてのロータリアクチュエータ１６のス保持ピンドル１７（図２参照）に取り付けられ、ロータリアクチュエータ１６にエアが供給されてス保持ピンドル１７が回転することで、例えば０〜９０度の範囲で軸心周りに図４に示す矢印Ａ方向に回動されるようになっている。但し、ェ動円板体１２の駆動源としては、ロータリアクチュエータ１６に限らず、例えばモータ等のような他の駆動源であってもよい。

直線移動体１３は、図４及び図５に示すように、架台１５内で回動円板体１２の周囲四方にそれぞれ配設された直線ガイド１８を有し、直線ガイド１８に沿って摺動自在となっている。一方の直線ガイド１８と隣り合う直線ガイド１８とは互いに交差方向に設けられており、これら直線ガイド１８は、図２及び図３に示すように架台１５のベース１９に固定されている。なお、回動円板体１２は、図４においては実際には図示されないが、説明の便宜上、二点鎖線にて表示している。

各直線移動体１３の内側には、図４に示すように腕２０が延在して設けられると共に、その腕２０の先端部に支持軸（符示せず）によってローラ２２が回転自在に支持されている。ローラ２２は、回動円板体１２に設けられた切欠２３と係合しており、回動円板体１２が回動したとき、それに伴って移動する切欠２３内を転動することで、直線移動体１３が回動円板体１２によって強制的に直線ガイド１８上を直線移動するようになっている。切欠２３は、図４及び図５に示すように、回動円板体１２に径方向に沿い９０度の間隔を隔てて設けられている。
従って、直線移動体１３は、回動円板体１２が回動すると、回動円板体１２によってローラ２２と回動円板体１２の切欠２３とからなる係合機構によって直線移動されるようになっている。

また、直線移動体１３の各々には、回動円板体１２上まで延在するレバー２４を介して保持ピン１４がそれぞれ立設され、それぞれの保持ピン１４の先端部がテーブル１１を軸方向に沿って貫通している。そのため、テーブル１１には、図１に示すように、それぞれの保持ピン１４の先端部を上方に貫通させる貫通孔２６が設けられている。貫通孔２６は、保持ピン１４をテーブル１１上に突出させるため、テーブル１１及び架台１５を貫通する長孔形状をなしており、テーブル１１の面に対し９０度の等間隔に設けられている。

レバー２４は、Ｌ字状をなしており、その短辺側がボルト２５によって直線移動体１３に取り付けられると共に、その長辺側の先端部に保持ピン１４が立設されている。保持ピン１４の各々は、回動円板体１２の回動によって直線移動体１３がそれぞれ図５に示す矢印Ｂ方向に直線移動すると、それに伴いテーブル１１上で径方向に走査するようになっている。

従って、保持ピン１４の各々が図１に示すテーブル１１の中心側から径方向に走査されることで、テーブル１１上に載置されたリング状のワークＷの内側に当接し、ワークＷの中心部をテーブル１１の軸心に一致させた状態でテーブル１１上に位置決め固定するようになっている。
また、レバー２４は、短辺側のボルト２５を挿通する部分が長孔２７をなしており、直線移動体１３に対する取付位置が変更されることで、保持ピン１４がテーブル１１上における径方向の走査位置が調整可能とされている。

さらに、テーブル１１にはセンサ２８が設けられ、ワークＷが載置されたとき、それを検出することで制御部（図示しない）の指令により、ロータリアクチュエータ１６が駆動されるようになっている。

そして、上記の位置決め装置１０は、図７に示す加工装置１００に適用されている。図７は、位置決め装置１０を備えた加工装置１００を示す概略図である。
この加工装置１００は、ワークＷの一方の面に図６にて示したノッチＷ１及びＷ２を加工して形成するための第１加工機１０１と、ワークＷの他方の面に図６にて示したノッチＷ３及びＷ４を加工して形成するための第２加工機１０２と、ワークＷの面を反転させる反転機構１０３とを備えている。反転機構１０３は、第１加工機１０１がワークＷの一方の面を加工し終えたとき、図示しない搬送手段によって第１加工機１０１からワークＷを受け取ると、そのワークＷを反転させて上下を逆形態とする。なお、反転機構１０３によって反転されたワークＷは、図示しない搬送手段によって第２加工機１０２に搬送される。

これら第１加工機１０１及び第２加工機１０２と、反転機構１０３との搬入出部１１０には前述した位置決め装置１０が備えられている他、ワークＷの供給部１０４やワークＷの収納部１０５の搬入出部１１０にも位置決め装置１０が備えられ、更には図示しない加工ステーション等の搬入出部１１０にも位置決め装置１０が備えられている。搬入出部１１０の位置決め装置１０は、図示しない移動機構によって移動される。

本実施形態の位置決め装置１０は、上記のように構成されているので、次にその動作について以下に説明する。
予め、直線移動体１３が図４に示す位置に停止した状態にあって、これにレバー２４を介して取り付けられた保持ピン１４が図１に示すようにテーブル１１の中心側にそれぞれ位置しているものとする。
この状態にあるとき、テーブル１１に図示しない手段によってワークＷが図１〜図３に示す一点鎖線のように載置されると、そのワークＷをセンサ２８が検出してロータリアクチュエータ１６が駆動されることで、回動円板体１２が図４における矢印Ａのような時計方向に回動する。

上記回動円板体１２の回動時、回動円板体１２及び直線移動体１３間に設けられてあって、かつ回動円板体１２に設けられている切欠２３と、この切欠２３内を転動するローラ２２とからなる係合機構が設けられているので、
回動円板体１２の回動が進むにつれて直線移動体１３が直線ガイド１８上を図５に示す矢印Ｂ方向に移動し、直線移動体１３にレバー２４を介して取り付けられている保持ピン１４が、図１に示す矢印Ｃのように中心側から径方向に走査することで、各々の保持ピン１４の先端部がワークＷの内周部に当接し、これによって、保持ピン１４がワークＷの中心をテーブル１１の軸心に一致させた状態でテーブル１１上に位置決め固定することとなる。

従って、この位置決め装置１０は、テーブル１１にワークＷが載置されたとき、回動円板体１２が回動されると、その回動円板体１２によって保持ピン１４の各々が中心側から径方向に走査されることで保持ピン１４がリング状のワークＷの内周部に当接し、該ワークＷをテーブル１１上に軸心を一致させた状態で位置決め固定するので、ワークＷの径が種々異なっても、それに拘わることなくワークＷを確実に位置決め固定することができ、ワークＷの位置決め固定を良好にかつ速やかに行うことができる。

そのため、従来のようにワークの径に応じた種々の位置決め治具を用いることが不要になるので、つまり、該位置決め治具をワークの径に応じ種々製作することやワークの径が異なる毎に位置決め治具を交換することが不要になるので、全ての種類のワークを簡単かつ確実に位置決め固定することができ、ワークに対する共用化を実現することができる。

また、回動円板体１２及び直線移動体１３間に、回動円板体１２の回動に連動して直線移動体１３を直線移動させる係合機構が備えられていると、回動円板体１２が回動したとき、係合機構によって直線移動体１３が直線移動することができるので、回動円板体１２の回動に伴って直線移動体１３を確実に直線移動させることができる。

しかも、回動円板体１２に径方向に沿って設けられた切欠２３と、直線移動体１３に回転自在に支持されて切欠２３と係合するローラ２２とから係合機構が構成されているので、回動円板体１２が回動したとき、ローラ２２が切欠２３内を転動することで直線移動体１３が直線移動するので、回動円板体１２の回動に伴う直線移動体１３の直線移動を確実に行わせることができる。

さらに、保持ピン１４は、直線移動体１３に対し回動円板体１２上に延在するレバー２４を介して取り付けられているので、回動円板体１２の回動に伴って直線移動体１３が移動すると、保持ピン１４がテーブル１１上で径方向に移動してワークＷの内周部に当接し、ワークＷを内側から確実に位置決め固定することができるので、外側からチャックや把持したりすると変形しにくいようなワークにも良好に位置決め固定することができる。

またさらに、保持ピン１４は、レバー２４に設けられた長孔２７を利用し、直線移動体１３に対するレバー２４の取り付け位置が変更されることで、テーブル１１上における径方向の走査位置が調整可能とされるので、より大きな径のワークＷでも位置決め固定することができ、従って、より大きな径のワークにも良好に対処することができる。

一方、リング状のワークを位置決め固定するため、周囲四方向にシリンダが配設され、それぞれのシリンダのロッドが中心側から外周方向に前進することでリング状のワークを位置決めできるようにした市販の位置決め装置がある。

しかしながら、この市販の位置決め装置は、大形であって前述した大きさのワークに適用することができず、しかも四個のシリンダをも要するので、限られたスペース内に設置することができないばかりでなく、駆動源の数が増大する。
その点、本実施形態の位置決め装置１０は、前述した２５〜９０φｍｍからなるワークＷを載置し得る程度の大きさであるので、限られた狭いスペースに容易に設置することができるばかりでなく、一個の駆動源で位置決め装置１０全体を良好に駆動することができる。

そして、この位置決め装置１０を適用した加工装置１００においては、種々径の異なるリング状のワークＷの一方の面を加工する第１加工機１０１と、ワークＷの他方の面を加工する第２加工機１０２と、ワークＷの面を反転させる反転機構１０３とを備えてあって、第１及び第２加工機１０１、１０２と反転機構１０３とのそれぞれが前述した位置決め装置１０を備えているので、径の違いに拘わることなくワークＷを速やかに所定位置に位置決め固定できるので、加工装置１００としてのタクトタイ厶を大幅に短縮することができる。

なお、図示実施の形態において、直線移動体１３が回動円板体１２の周囲四方に設けられた四組を採用した例を示したが、それ以上の数に増設してもよく、またそれ以下に減らしてもよく、要は、複数の保持ピン１４によってワークＷをテーブルに軸心を一致させた状態で保持できるよう、少なくとも三組が備えられていればよい。
また、この位置決め装置１０がテーブル１１、回動円板体１２、直線移動体１３等を備えて構成されているが、それらの具体的構成は図示例に限定されるものではなく、要は、初期の機能を得ることができれば本発明を達成することができる。

発明の効果

以上説明したように、本発明によれば、テーブルにワークが載置されたとき、回動円板体が回動されると、その回動円板体によって保持ピンの各々が中心側から径方向に走査されることで保持ピンがリング状のワークの内周部に当接し、ワークをテーブル上に軸心を一致させた状態で位置決め固定できるように構成したので、ワークの径が種々異なっても、それに拘わることなくワークを確実に位置決め固定することができると共に、ワークの位置決め固定を良好にかつ速やかに行うことができ、しかも、限られた狭いスペースに設置することができて、一個の駆動源で位置決め装置全体を良好に駆動することができる効果がある。

本発明の一実施の形態に係る位置決め装置を示す平面図である。 同じく位置決め装置を示す縦断面の正面図である。 同じく位置決め装置を示す図１の縦断面の右側面図である。 図２のＸ−Ｘ線に相当する断面説明図である。 図２のＹ−Ｙ線に相当する断面説明図である。 位置決め装置が適用されるワークを示す斜視図である。 位置決め装置を備えた加工装置を示す概略説明図である。

符号の説明

１０…位置決め装置
１１…テーブル
１２…直線移動体
１３…回動円板体
１４…保持ピン
２２…ローラ
２３…切欠
２４…レバー
２６…貫通孔
２７…長孔
１００…加工装置
１０１…第１加工機
１０２…第２加工機
１０３…反転機構（反転手段）

Claims (6)

1. リング状に形成されたワークを所定位置に位置決め固定する位置決め装置であって、
   前記ワークを載置するテーブルと、該テーブルと同軸上に設けられ、軸心周りに回動される回動円板体と、それぞれが前記テーブルを軸方向に沿って貫通する保持ピンを有し、前記回動円板体の回動時、該回動円板体により直線移動されて前記保持ピンをテーブルの中心側から径方向に走査させる少なくとも三組以上からなる直線移動体とを備えていることを特徴とする位置決め装置。
2. 請求項１記載の位置決め装置において、
   前記回動円板体及び前記直線移動体間に、前記回動円板体の回動に連動して前記直線移動体を直線移動させる係合機構が備えられていることを特徴とする位置決め装置。
3. 請求項２記載の位置決め装置において、
   前記係合機構は、前記回動円板体の外側部に径方向に沿って設けられた切欠と、前記直線移動体に回転自在に支持されて前記切欠と係合するローラとからなることを特徴とする位置決め装置。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の位置決め装置において、
   前記保持ピンは、前記直線移動体に取り付けられると共に、前記回動円板体上に延在するレバーに立設されていることを特徴とする位置決め装置。
5. 請求項１〜４のいずれか記載の位置決め装置において、
   前記保持ピンは、テーブル上における径方向の走査位置が調整可能とされていることを特徴とする位置決め装置。
6. 種々径の異なるリング状のワークの一方の面を加工する第１加工機と、前記ワークの他方の面を加工する第２加工機と、ワークの面を反転させる反転手段とを備えた加工装置であって、
   前記第１及び第２加工機と前記反転手段とのそれぞれが請求項１から５のいずれか記載の位置決め装置を備えていることを特徴とする加工装置。

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