JP2005111584A

JP2005111584A - 加工物の着座確認装置

Info

Publication number: JP2005111584A
Application number: JP2003346099A
Authority: JP
Inventors: Sumio Watanabe; 純夫渡辺; Naoyuki Masaji; 直幸政次
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-03
Also published as: JP4421865B2

Abstract

【課題】工作機械に使用する把持装置に加工物が適正に装着されたことを検出する着座確認装置において、外径の大きさ・形状の異なる複数の加工物を使用する際に、取付位置を変更することなく１ヶ所に固定して加工物の着座を確認すること。
【解決手段】棒状に形成され加工物が着座することで基台を下方へ押圧する受け部材と、前記受け部材を上方へ付勢する付勢手段と、受け部材の一端と本体を軸支持し、受け部材と本体とを回動可能に連結する支点ピンを備え、受け部材のどこに加工物が着座しても、基台が下方に押し下げられ流体の圧力を入り切りし、圧力検出器が流体の圧力を検知し加工物の着座を確認する。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋盤やマシニングセンタ等の工作機械に使用する把持装置に加工物が適正に装着されたことを検出する加工物の着座確認装置に関する。

従来より旋盤やマシニングセンタ等の工作機械における加工物を着座面へ押し付けて把持するチャック、例えばフィンガーチャックなどの把持装置においては、加工物が着座面に着座したか否かを検出する着座確認装置を設けたものがある。
例えば、実開平７−２４５３６号公報で示されるように、加工物が着座する際に弁棒が押し込まれ、圧縮空気を送る流路を連通させることで圧力スイッチが作動し、着座確認を行い、加工物が着座しない際には弁棒がばねの力で突出し、流路が閉じて圧力スイッチの出力信号が切れ、加工物の着座面からの離脱が確認される。

また、本出願人は従来より図７に示すような着座確認装置を用いている。
図７において、圧縮空気などの流体を送る流入口１０８と送られた流体を排出する流出口１０９とを有する本体１０１へ摺動自在に基台１０３が設けられている。基台１０３と本体１０１が摺動する摺動面１２２には前記流体をシールするＯリング１１５が備えられている。
基台１０３は加工物Ｗを着座させる着座面１０４を備えており、バネＡ１０７で付勢されたスライド部材１２１へ係合される弁体１０５が組み込まれている。
基台１０３は弁体１０５とスライド部材１２１と共にバネＢ１０６により着座面側へ付勢され、浮き上がり状態になされている。
弁体１０５とスライド部材１２１は、摺動自在に係合されており、弁体１０５と基台の間に設けたバネＡ１０７により、弁体１０５がボディ側へ付勢されている。
弁体１０５の一端は本体１０１に設けられた流出口１０９とボディ１０２に設けられた排出流路１１３へ挿入可能に形成され、シール部材１２０が設けられている。
流出口１０９の先には、図示しない流体管が配設され、圧力検出器と連接されている。

加工物Ｗが着座すると、着座面１０４が図中下方へ押し付けられ、基台１０３がバネＢの力に抗して押し下げられ、弁体１０５の先端が流出口１０９へ挿入され、シール部材１２０により圧接されて、流出口１０９が閉じられる。流出口１０９を閉じることで流体の流れが阻止されると圧力検出器により流体の圧力低下を検出して、加工物Ｗの着座を確認する。
加工が終って加工物Ｗを取りはずすと、バネＢ１０６の力で基台１０３と共に弁体１０５が上方へ浮き上がり、流出口１０９が開き、流入口１０８から送られる流体が流出口１０９から流出され、圧力検出器に流体が送られて圧力を検出し、加工物Ｗの着座面からの離脱が確認される

また、加工物Ｗの着座確認において、加工物Ｗの着座による着座面１０４の押し下げ量は、加工物Ｗの製作寸法誤差や傾きにより、多少の増減が発生する。そのため、着座検出の範囲を４〜６ｍｍ程度設け、確実に着座の検出を行うようになされている。
前記構成においては、スライド部材１２１へ摺動自在に係合された弁体１０５がバネＡ１０６により付勢されて基台１０３へ組みこまれているので、加工物Ｗの着座により基台１０３が押し下げられると、まずスライド部材１２１と共に弁体１０５がバネＢ１０７に抗して下がり、流出口１０９をふさぎ、さらに基台１０３が押し下げられると、次に弁体１０５は流出口１０９をふさいだままスライド部材１２１と弁体１０５が摺動してバネＡ１０６に抗して基台１０３が下がる構成になされている。
実開平７−２４５３６号公報

工作機械に使用するチャックなどの把持装置を用いて加工物Ｗを把持して行う加工作業には、把持する外径の大きさ・形状の異なる複数種類の加工物Ｗを交換して加工することが行われる。
その際、前述のような従来の着座確認装置では、加工物Ｗの外径の大きさ・形状に合せて加工物Ｗの交換のたびに着座確認装置の取付位置を移動させる必要が有る。
もしくは、従来の着座確認装置を用いて、外形の大きさ・形状の異なる加工物Ｗをひとつの着座確認装置で着座確認を行うためには、加工物Ｗを着座させる着座面１０４の大きさを大きくする必要があるが、着座面１０４を大きくすると加工物Ｗの着座による着座面１０４への押下げ力が常に同じ位置に加わることがないので着座面１０４を支持する基台１０３と本体１０１の摺動面１２２に対し、着座面１０４への偏荷重として作用し、着座面１０４が傾斜してしまう。
そのため、前記基台１０３と本体１０１との摺動面１２２へ基台１０３が傾いて当接しながら摺動し、大きな摩擦抵抗となり、磨耗や動作不良の原因になる。さらに基台１０３と本体１０１の間に設けられたＯリング１１５にも偏荷重として作用しシール性能も低下させ、流体のモレが発生し、加工物の着座検出が困難となる。

また、着座面１０４への偏荷重を軽減するため、基台１０３の外径を大きくして本体１０１と基台１０３の摺動面１２２をより外方に配置し、着座面１０４を支持する基台１０３を安定させて傾斜をなくす構成とすると、摺動面１２２に備えられた流体をシールするＯリング１１５の外径も基台１０３の外径と同様に大きくなり、Ｏリング１１５の外径に比例して寸法公差によるスキマもより大きくなるので、流体のモレが発生しやすくなる問題が発生する。
さらに、前述の構成では、弁体１０５を付勢するバネＡ１０７は、弁体１０５と共にスライド部材１２１も図４中下方へ押下げる力を作用させるため、基台１０３を付勢するバネＢ１０６のバネには、前記バネＡ１０７による押下げ力が加わり、バネＢ１０６のバネ力にはより大きな力が必要となってしまう。

したがって、本発明は、前述の問題点を鑑み、工作機械に使用する把持装置に加工物が適正に装着されたことを検出する着座確認装置において、外径の大きさ・形状の異なる複数の加工物を使用する際に、取付位置を変更することなく１ヶ所に固定して外径の大きさ・形状の異なる複数の加工物の着座を確認することのできる着座確認装置を提供することを目的とする。

略直方体状に形成され流体の流路を有する本体と、該本体へ上方を突出して上下方向へ摺動可能に設けられ上下に摺動することで流体の圧力を入り切りさせる基台と、前記流体の圧力を検知することによって加工物の着座を確認する圧力検出器を備える加工物の着座確認装置において、前記基台の上方に設けられ棒状に形成され上面に加工物が着座する着座面を有し加工物が着座することで基台を下方へ押圧する受け部材と、前記本体に設けられ受け部材を上方へ付勢する付勢手段と、前記受け部材の一端に設けられピン孔を有し本体の一端と係合されるブラケット部と、該ブラケット部のピン孔へ挿入され本体の一端と軸支持し、受け部材と本体とを回動可能に連結する支点ピンを備え、加工物が着座面へ着座すると、受け部材が基台を下方に押し下げ流体の圧力を入り切りし、圧力検出器が流体の圧力を検知し加工物の着座を確認する。

本発明によれば、棒状に形成された受け部材で加工物を受け、一端を回動可能に支持することで、受け部材の長尺方向の範囲内のどの位置に加工物が着座しても基台の位置を変更することなく着座の確認を行うことが可能となる。
したがって、外径の大きさや形状の異なる加工物の着座を確認するために着座確認装置の位置を変更することなく着座の確認を行うことができる。
また、着座確認のための流体を供給、排出する流体配管をボディに配しているが、この配管を複数ヶ所設ける必要が無くなり、簡単な構成の流体配管で着座確認が可能となる。
さらに、着座確認装置の取り付け位置を変更することが無いので、回転する把持装置全体の重量バランスが一定となり、把持装置の高速回転時において、装置の振動の発生を抑え、精密な加工が可能となる。
また、本発明の構成では受け部材を大きくして着座検出範囲を広範囲としても、基台の大きさを小さくすることができるので、装置の小型化、軽量化が実現でき、回転時に作用する遠心力を小さくすることができる。

以下に本発明の最良の形態となる実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例における加工物の着座確認装置の全体断面図を示し、図２は本発明の実施例における加工物の着座確認装置の全体平面図を示している。
図１において、本発明の着座確認装置が装着されるボディ３１には、図示しない供給源から供給される流体を供給する供給流路３２と供給された流体を図示しない排出口へ導く排出流路３３が設けられており、排出流路３３の接続部分には流出口２８が設けられ、排出流路３３から排出口の間には図示しない圧力検出器が備えられている。
ボディ３１に装着される着座確認装置の本体１は略直方体状に形成され、内部には流体室３４が設けられ、前記供給流路３２と排出流路３３とが連接されており、ボルト３６でボディ３１に固定されている。
本体１の図中右方の端部には、凸形状に形成された支点ピン支持部１０が設けられ、この支点ピン支持部１０へ支点ピン支持穴１２が開口されている。
前記本体１の上方には、加工物３０が着座すると加工物３０により下方へ押圧される棒状の受け部材２が設けられており、受け部材２の上面は加工物３０が着座時に当接する着座面７が備えられている。
受け部材２は本体１と同様に略直方体に形成されており、本体１の凸形状に形成された支点ピン支持部１０と係合するブラケット部８を図中右方の端部に備え、ブラケット部８は本体１の支点ピン支持部１０の両側に逆凹形状に形成され、支点ピン孔９が開口されている。

図３は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、支点ピン部分の断面図を示している。
前記支点ピン支持部１０に設けられた支点ピン支持孔１２と受け部材２に設けられた支点ピン孔９の２つの孔を貫通する支点ピン６が備えられ、抜け止め３５を装着されて、本体１に対し、受け部材２が回動可能に連結されて設けられている。
受け部材２の長さ方向略中間部には、下方の本体１と当接する二つの当接部材２０がネジ込まれて下方へ突出して設けられており、本体１から突出する基台２２と付勢手段５の各々に当接するように設けられている。
本体１には、本体１と摺動可能に設けられた基台２２が設けられ、基台２２と本体１が摺動する摺動面３９には流体をシールするＯリング１７が備えられている。
基台２２にはバネＡ２５が設けられ、基台２２は上方へ付勢されている。基台２２の内方には基台２２と共にバネＡ２５により上方へ付勢されているスライド部材２３が設けられ、基台２２と一体的に備えられ、基台２２に伴って本体１と摺動可能になされている。

スライド部材２３の内方にはスライド部材２３の下方から突出する弁部３７を備えた弁体２４がスライド部材２３と摺動可能に設けられ、バネＢ２６により基台２２に対して下方へ付勢されている。
弁部３７はボディ３１に設けられた流出口２８へ挿入されて備えられ、弁部３７に設けられた切欠３８を介して、流体が本体１から流出口２８を通って流出するようになされている。
また、弁部３７の外周にはシール部材４０が備えられ、弁体２４が下方へ下降しシール部材４０がボディ３１に押圧されると、流出口２８を密封し流出口２８が閉じられ、流体の流れが阻止される。また、基台２２の図中左方に設けられる付勢手段５は、本体１と摺動可能に設けられた押圧部材１８と押圧部材１８を上方へ付勢する付勢部材１９からなり、押圧部材１８は付勢部材１９として備えられたコイルバネにより常に上方へ付勢されており、当接部材２０を介して、受け部材２を上方へ付勢する。

また、受け部材２の支点ピンの取付側とは他端側である図中左方には、付勢手段５により上方へ付勢される受け部材２を一定位置へ係止するストッパ手段４が設けられている。
本体１の図中左方端部には凸形状に形成されたストッパ軸支持部１１が備えられ、ストッパ軸孔１６が開口されている。
図４は図１のＢ−Ｂ矢視断面図であり、ストッパ手段４部分の断面図を示している。
受け部材２の図中左方端部には、前記ストッパ軸支持部１１の両側へ逆凹形状に形成されたストッパ受け１４が設けられ、ストッパ軸孔１６よりも大径のストッパ穴１５が開口されている。
本体１のストッパ軸孔１６にはストッパ軸１３が挿し込まれて設けられ、ストッパ軸孔１６から突出するストッパ軸１３が、受け部材２のストッパ受け１４に設けられたストッパ孔１５へ係合することで、付勢手段５により上方へ付勢される受け部材２を一定位置へ係止する。
このときの受け部材２の停止位置は加工物の着座位置よりも上方へ着座面７が配置されるようになされている。

次に本実施例の動作について説明する。
図５には本実施例において外径の大きい加工物２９が着座した際の断面図を示し、図６には本実施例において外径の小さい加工物３０が着座した際の断面図を示す。
加工物２９が着座面７へ設置されない状態では、図１に示すように基台２２はバネＡ２５により図中上方へ付勢され、本体１に設けられた段付部に係止された位置に留まっている。
この際弁体２４も、基台２２と共にバネＡ２５により図中上方へ付勢され、流出口２８は、弁部３７の切欠３８を介して通気状態になされ、供給流路３２から流入される流体は、流出口２８を通過し排出流路３３へ流出される。
この時、付勢手段５は付勢部材１９として設けられたコイルバネにより、受け部材２を上方へ付勢し、受け部材２はストッパ軸１３に係止されて停止位置へ留まっている。
次に加工物２９が装着されると、図５に示されるように加工物２９が着座面７に着座し、受け部材２が下方へ押し下げられる。すると、受け部材２は支点ピン６を中心に図中反時計回りで回動され、受け部材２は図中左下方へ傾斜した状態になされる。
これにより、受け部材２に螺合された当接部材２０が基台２２を下方へ押し下げる。
基台２２がバネＡ２５の付勢力に抗して押し下げられると、基台２２に対してバネＢ２６により下方へ付勢されている弁体２４も下方へ下降し、弁部３７に設けられたシール部材４０が流出口２８に圧接されて、流出口２８が閉じられ、流体の流れが阻止される。
流体の流れが遮断されると、図示しない圧力検出器により流体の圧力の無いことを検出して、加工物２９の着座が確認される。加工物２９の着座が確認されると、加工物２９の加工が行われる。

その後、加工が終わって加工物２９を取り外すと、付勢手段５の押圧部材１８が付勢部材１９であるコイルバネのバネ力により上方へ押し上げられ、当接部材２０を介して受け部材２を上方へ押圧する。
受け部材２は支点ピン６を中心として図中時計回りに回動され、ストッパ軸１３に係止されて停止位置に留まる。
その際、基台２２へ作用していた受け部材２による下方への押し下げる力が解除され、バネＡ２５の上方への付勢力により、基台２２は弁体２４と共に上方へ浮き上がり、流出口２８をふさいでいたシール部材４０が流出口２８から離れ、流体が流出口２８を通って流出され、圧力検出器が流体の圧力を検出し、加工物２９の着座面からの離脱が確認される。

図６には前記実施例の加工物２９よりも外形の小さい加工物３０を用いる場合における着座状態を示す。
図６に示す様に本発明によれば、加工物の外形が異なり、受け部材２への加工物の着座位置が変わっても、前記同様の動作により加工物の着座を確認することが可能となる。
加工物３０が装着されると、加工物２９が着座面７に着座し、受け部材２が下方へ押し下げられる。すると、受け部材２は支点ピン６を中心に図中反時計回りで回動され、受け部材２は図中左下方へ傾斜した状態になされる。
これにより、受け部材２に螺合された当接部材２０が基台２２と当接し、受け部材２を下方へ押し下げる。
基台２２がバネＡ２５の付勢力に抗して押し下げられると、基台２２に対してバネＢ２６により下方へ付勢されている弁体２４も下降し、弁部３７に設けられたシール部材４０が流出口２８に圧接されて、流出口２８が閉じ、流体の流れが阻止される。
流体の流れが遮断されると、図示しない圧力検出器により、流体の圧力の無いことを検出して、加工物３０の着座が確認される。加工物３０の着座が確認されると、加工物３０の加工が行われる。

その後加工が終わって加工物３０を取り外すと、付勢手段５の押圧部材１８が付勢部材１９であるコイルバネのバネ力により上方へ押し上げられ、当接部材２０を介して受け部材２を上方へ押圧する。
受け部材２は支点ピン６を中心として図中時計回りに回動され、ストッパ軸１３に係止されて停止位置に留まる。
その際、基台２２に作用していた受け部材２による基台２２を下方へ押し下げる力が解除され、バネＡ２５の上方への付勢力により、基台２２は弁体２４と共に上方へ浮き上がり、流出口２８をふさいでいたシール部材
４０が流出口２８から離れ、流体が流出口２８を通って流出され、圧力検出器が流体の圧力を検出し、加工物３０の着座面からの離脱が確認される。

前記実施例では、ストッパ手段４を設けて付勢手段５による受け部材２の上方への回動をストッパ手段４の設置位置で係止することで、受け部材２の回動範囲を制限しているが、本発明においては、必ずしもストッパ手段４を設ける必要はなく、付勢手段５で付勢された受け部材２が加工物の着座によって下方へ回動されるように加工物の着座する際、受け部材２で受けるようになされていればよい。
また、前記実施例では、付勢手段５を基台２２とは別に設け、基台２２を上方へ付勢するバネＡ２５と受け部材２を上方へ付勢する付勢手段５としてのコイルバネを別々にそなえているので、基台に設けられるバネＡ２５の付勢力を小さくでき、コイルバネで受け部材２を上方へ回動させる付勢力を与えるようになされているが、必ずしも別途にコイルバネの付勢手段５を備える必要はなく、基台２２へ設けられたバネＡ２５のみを付勢手段５として設け、ひとつの付勢手段５であるバネＡ２５により、基台２２および受け部材２の両方を上方へ付勢することで、同様の作用を与えることができる。
前記実施例では、受け部材２の形状を本体１と同様の直方体形状としているが、本発明において受け部材２は長尺方向を有する棒状のものであって、その長尺方向の範囲内に加工物の着座位置があればよく、受け部材２はその形状を限定することなく同様の効果を得るものである。
また、前記実施例では圧力検出器は排出流路３３と排出口との間に設けられ、基台２２が下降することにより流体の流れが阻止され、圧力検出器が排出流路３３の流体の圧力が無いことを検出して加工物の着座を確認しているが、本発明は前記実施例に限定するのではなく、圧力検出器を供給流路３２と供給源との間に設け、基台２２が下降することにより流体の流れが阻止され、圧力検出器が供給流路３２の流体の圧力が有ることを検出することで前記実施例と同様に加工物の着座を確認することができる。本発明においては、基台２２が上下に摺動することで発生する流体の圧力の有無を圧力検出器が検知し加工物の着座を確認するので、圧力検出器が流体の流路の供給と排出のどちら側に設けられても、同じ作用により加工物の着座確認を行うことができる。

本発明では、棒状に形成された受け部材２が一端を支点ピン６で本体１と回動可能に係合されているので、受け部材２の長尺のどの部分へ加工物が着座しても、同じように受け部材２が支点ピン６を中心に下方へ回動するので、受け部材２の下方へ設けられた基台２２が下方へ押圧され、加工する作用を同様に行う。
そのため、外形の異なる加工物を複数種類用い、加工物の着座位置が変更されても、棒状に形成される受け部材２の長尺の範囲内であれば、受け部材２のどの位置へ加工物が着座しても、同じように加工物の着座の確認が可能となる。
したがって、本発明によれば、外形の異なる加工物を用い、加工物の着座位置が変更されても、同一の着座確認装置を用いて外形の異なる加工物の着座を確認することができる。

本発明の実施例における加工物の着座確認装置の全体断面図。本発明の実施例における加工物の着座確認装置の全体平面図。図１のＡ−Ａ矢視断面図。図１のＢ−Ｂ矢視断面図。本発明の実施例における大径の加工物が着座した際の部分断面拡大図。本発明の実施例における小径の加工物が着座した際の部分断面拡大図従来例における加工物の着座確認装置の全体断面図。

符号の説明

１本体
２受け部材
５付勢手段
６支点ピン
７着座面
８ブラケット部
９支点ピン孔
２２基台

Claims

略直方体状に形成され流体の流路を有する本体と、該本体へ上方を突出して上下方向へ摺動可能に設けられ上下に摺動することで流体の圧力を入り切りさせる基台と、前記流体の圧力を検知することによって加工物の着座を確認する圧力検出器を備える加工物の着座確認装置において、前記基台の上方に設けられ棒状に形成され上面に加工物が着座する着座面を有し加工物が着座することで基台を下方へ押圧する受け部材と、前記本体に設けられ受け部材を上方へ付勢する付勢手段と、前記受け部材の一端に設けられ支点ピン孔を有し本体の一端と係合されるブラケット部と、該ブラケット部の支点ピン孔へ挿入され本体の一端とブラケット部を軸支持し、受け部材と本体とを回動可能に連結する支点ピンを備え、加工物が着座面へ着座すると、受け部材が基台を下方に押し下げ流体の圧力を入り切りし、圧力検出器が流体の圧力を検知し加工物の着座を確認することを特徴とする加工物の着座確認装置。