JP2005297178A - 作業台およびトランスファーマシンなどのための部品保持ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】部品の固定／解放、および、部品を加工工具に対して配向させるべく回転するため、自動制御が可能である部品保持ユニットを提供する。
【解決手段】 平行な２つの支持具１２、１３を１つの面上に配置して有し、該支持具のうちの少なくとも第１の支持具が、これら支持具を接近および離間させるため案内され、制御されて、他方の支持具に対して可動であり、 第１のクランプ保持軸１４が、前記第１の支持具に回転可能に取り付けられるとともに、回転すべく制御され、 第２のクランプ保持軸１５が、前記支持具のうちの他方に取り付けられ、 両方の軸が、保持用クランプを他方の軸の保持用クランプに対向させて保持しており、 少なくとも１つの歯車減速ユニット１６が、前記第１の支持具に搭載されて、該支持具の動きに追従するとともに、前記第１の軸の緩やかな回転を生じさせる部品保持ユニット。
【選択図】図２

Description

本発明は、広くは作業台、トランスファーマシン、およびフライス盤など、複数の機械加工を行なうための工作機械の分野に関係し、詳細には、このような機械で使用される部品保持ユニット、すなわち万力に関する。

複数の機械加工を自動的に行なうための工作機械は、通常は、いくつかの作業ユニットを備えており、これら作業ユニットが、加工しようとする部品を保持する機構部材にさまざまに関係している。

例えば、作業台においては、部品保持用の部材が角柱状の本体形状をとり、１つ以上の面に、加工しようとする部品を受け止めて保持するように設計されたクランプをいくつか備えることができる。角柱状の本体は、クランプによって保持されている部品を作業ユニットに向けて提示できるよう、或る軸を中心として回転するように構成できる。このような用途においては、多くの場合クランプは回転せず、工具に対する部品の効果的な位置決めが制限される結果となる。実際のところ、クランプは通常、すでに他の部品保持体へと取り付けられている部品を機械加工しつつクランプ内の部品を機械の外にある少なくとも１つの追加の部品保持体へと取り付け、取り外すため、たいていの場合、手動による固定／開放、すなわち少なくとも１人のオペレータの介在が一般的に必要である条件の下で、自身の開放および閉鎖位置についてのみ可動である。

トランスファーマシンにおいては、機械加工すべき部品が、回転ワークテーブル上に配置されたクランプまたは万力に取り付けられて保持され、回転ワークテーブルが、いくつかの作業ユニットに関連付けられている。このワークテーブルが、各作業ユニットが配置されている作業台の並び順に従って各部品を運ぶため、垂直軸または水平軸を中心として回転する。

この用途においては、クランプは回転することが可能である。この場合、クランプは、通常はクランプの回転軸から遠く離れている動力ユニットによって制御され、したがって部品の回転を実行できるようにするために伝達用の歯車装置、ベルト、あるいはカルダン式自在継手駆動装置が必要であり、全体の寸法および駆動系の部品の磨耗や破損のため、さらには加工公差、不可避である組み合わせすき間、およびこの分野の技術者であれば公知の他の理由による部品の回転における精度低下ゆえ、いくつかの欠点が付随する。

固定されて取り付けられるか、あるいは回転可能に取り付けられるかに関わらず、部品保持ユニットは、独立したクランプまたは万力の形態をとることもできる。しかしながら、この場合も、クランプまたは万力が回転する場合、これらが通常はクランプまたは万力の下方に配置された動力ユニットを備え、部品保持用クランプを駆動するための追加の伝達システムを必要とするため、前記と同様の欠点を抱えている。

本発明は、回転可能に支持された１組のクランプを備え、この１組のクランプの回転を直接搭載されている動力ユニットによって制御する部品保持ユニットによって、公知の技法の制限および欠点を解消することを目的とする。

結果として、そして好都合なことに、通常の機械伝達装置をなくすことが可能になり、システムの全体寸法を縮小し、保持ユニットの組み込みを容易にし、作業台およびトランスファーマシンなどの標準的な任意の部品保持部材またはワークテーブルへの適用を容易にすることができる。

したがって、本発明の他の目的は、平坦な部品保持部材すなわち本体、および角柱状の部品保持部材すなわち本体の両者へと取り付けることができる部品保持ユニットであって、部品の固定／解放のため、および部品を加工工具に対して配向させるべく回転するため、自動制御が可能である部品保持ユニットを提供することにある。

したがって、このシステムのおかげで、部品を角柱状の部材の１つ以上の面に位置するクランプまたは万力へと、同じ部材の他の面に位置するクランプ内の部品の加工を実行している状態であっても、例えばマニピュレータによって自動で取り付け／取り外すことにより、オペレータの介在を排除でき、あるいは少なくとも削減することができる。

本発明の別の目的は、回転クランプを備える保持ユニットであって、トランスファーマシンの回転ワークテーブルへと効果的かつ簡単に取り付けるのに適しており、そのようなワークテーブルがすでに備えている部品を可能であれば利用することができる保持ユニットを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、制御手段を一体化してなる回転万力の形態の部品保持ユニットであって、制御手段が、部品保持ユニットをコンパクト、堅固、かつ磨耗および損傷の影響を受けにくいようにすべく構成され、したがって加工精度を確保するとともに時間が経過しても加工精度が変化しないように保つべく設計されており、さらに適用先の工作機械の制御システムとやり取り可能である部品保持ユニットを提供することにある。

本発明によれば、これらの目的が、平行な２つの支持具を１つの面上に配置して有し、該支持具のうちの少なくとも第１の支持具が、これら支持具を接近および離間させるため案内され、制御されて、他方の支持具に対して可動である部品保持ユニットであって、第１のクランプ保持軸が、前記第１の支持具に回転可能に取り付けられるとともに回転すべく制御され、第２のクランプ保持軸が、前記支持具のうちの他方に取り付けられ、両方の軸が、保持用クランプを他方の軸の保持用クランプに対向させて保持しており、さらに少なくとも１つの歯車減速ユニットが、前記回転軸を保持している少なくとも前記第１の支持具に搭載され、該支持具の動きに追従するとともに、前記第１の軸の緩やかな回転を生じさせる部品保持ユニットによって達成される。

さらに、両方の支持具を反対向きに案内しつつ動かすことも可能であり、保持ユニットの両方の軸を、それぞれ対応する歯車減速ユニットで制御することも可能である。

以下、本発明を、添付の図面を参照しつつさらに詳しく説明する。

図１および２による実施の形態においては、部品保持ユニット１０が、平行な２つの支持具１２、１３を有しており、支持具１２、１３は、必要に応じて支持具１２、１３を近接させ、遠ざけるように動かすことができるよう、基体１１上を案内され、少なくとも一方が他方の方向に可動である。第１の被制御クランプ保持軸１４が、支持具１２に回転可能に取り付けられる一方、第２のクランプ保持軸１５が、もう一方の支持具１３に、空転状態であるが回転可能に取り付けられている。２つの軸１４、１５は共通の軸Ｘ上にあり、軸のそれぞれは、加工しようとする部品のための保持用クランプ１１４、１１５が前面に取り付けられるように構成されている。クランプは、通常は、加工しようとする部品に応じた形状とされ、前記軸に交換可能な手法で組み合わされる。被制御軸１４および空転軸１５の両者は、スラスト軸受１４’、１５’またはブシュを通じて対応する支持具１２、１３に取り付けられ、中心出しされている。

被制御軸１４は、例えば精密な外サイクロイド形式のユニットなど、歯車減速ユニット１６によって動かされ、軸自身が緩やかに回転する。歯車減速ユニット１６は、電気式でも油圧式でもよいが、支持具１２の外側に、支持具１２の動きに追従するように取り付けられている。歯車減速ユニット１６は、好ましくは、ブラシレス・モータ１７および減速装置１８を備え、これらは同軸にあってもよく、互いに対して直角に位置してもよいが、前記減速装置の出力は、被制御軸１４と同軸にあって被制御軸１４に接続されている。さらにモータは、自身の角度位置を検出し、軸の緩やかな回転を管理し、これを通じて軸自身の幾何軸を中心とする機械加工しようとする部品の回転を管理できるよう、エンコーダ、レゾルバ、または他の装置に組み合わされている。

もう一方の支持具１３上の空転軸１５は、好ましくは、回転系を部品の加工において折々に要求される角度位置に留めるため、ブレーキ機構２０に組み合わされている。

一方の側に位置する減速ユニット１６、および他方の側に位置する油圧ブレーキ２０は、保護ハウジング１２’、１３’内に収容することができる。

構造上の変形例として、部品保持ユニットが備える２つのクランプ１１４、１１５が能動的かつ独立して回転できるよう、第２の軸１５も歯車減速ユニットで動かすことができる。この場合、第２の軸１５のための減速ユニットをブレーキ機構２０の代わりとすることができ、あるいはブレーキ機構２０に加えることができる。

支持具１２、１３の両方が可動である場合、これらは、基体１１内を案内されるそれぞれの基礎スライダ１２’’、１３’’に取り付けられる。次いで、前記支持具を、基体内に基体内から突き出すことなく配置された油圧アクチュエータ２２によって、動かすことができる。そのようなアクチュエータは、図２に示すように、基体内に閉じ込められた固定のピストン２３、および、このピストンに対して軸方向に移動でき、反対方向を向いた２本のバランス・レバー２５で前記スライダ１２’’、１３’’に接続されているシリンダまたはライナ２４を備えることができる。したがって、アクチュエータ２２に油圧流体を適切に供給することによって、一方向または反対方向へとシリンダが動かされ、この結果、バランス・レバー２５を介して、クランプ保持軸１４、１５のクランプ１１４、１１５によって部品を取り上げあるいは解放する際の支持具１２、１３の接近または離間の動きが生み出される。

図３〜５においては、図１および２に示した万力のものと同一または相当する要素が同じ参照番号で示されているが、この図３〜５に示した例では、クランプ保持軸１４、１５を備える可動の支持具１２および１３を搭載している万力本体１１が、固定される代わりに、ベアリング２６を介して基部１１１に取り付けられており、前記クランプ保持軸の軸Ｘに直交する軸Ｙを中心として回転または振動可能である。回転／振動に関し、万力本体１１は、基体１１に取り付けられた対応する歯車減速ユニット２７によって駆動され、この歯車減速ユニット２７は、クランプ保持軸の回転を制御しているものと同じ種類のものであってよく、角度位置を検出するエンコーダ２８やその他の装置によって同様に制御される。

前記保持ユニット１０には、いくつかの応用を見出すことができる。例えば、トランスファーマシンなどの回転ワークテーブルをしつらえるために用いる場合には、基体１１を省略し、支持具１２、１３を、従来型のクランプを装着するためにすでにテーブルに設けられている台座に、直接組み合わせることができる。

しかしながら、被加工物保持用部材がいくつかの部品保持ユニット１０を備えていなければならないが、自身には、支持具１２、１３を接近および離間できるように固定するための設備を備えていない装置もある。これは、例えば、作業台や同様の何かで加工しようとするいくつかの部品を保持するため、いくつかの保持ユニット１１を備えなければならない平坦な本体１２１（図６）または角柱状の本体１２２（図７）の場合である。この場合、そのような支持具１２、１３を、基礎スライダ１２’’、１３’’を介して平坦な本体１２１または角柱状の本体１２２に組み合わせ、そのような本体に配置または一体化された制御アクチュエータ２２〜２５を通じて接続し可動とすることもできる。図８に示され、図２に代表されているように、この制御システムも、固定のピストン２３およびこのピストンに関して軸方向に可動であって、反対方向を向いた２本のバランス・レバー２５によって基礎スライダ１２’’、１３’’へと接続されたシリンダまたはライナ２４を有する油圧アクチュエータ２２を備えることができる。

単独であっても、トランスファーマシンの回転ワークテーブルの周囲、または図６および７に示したような１つ以上の面を備える被加工物保持用部材の周囲に他の保持ユニットを複数備えても、いずれの装置においても、本発明の部品保持ユニットは、動力ユニットを搭載しており、動力ユニットがクランプ保持軸の支持具の少なくとも１つとともに移動でき、伝達装置もかさばる付属物も備えておらず全体寸法が最小限であるという利点を享受することができる。さらに、本発明による保持ユニットを採用することによって、図６および７のような平坦な被加工物保持具の支持体および角柱状の被加工物保持具の支持体の両者へと備え付けることが可能になり、通常は手動であるクランプの解放／閉鎖について自動化による利点を享受でき、通常は欠けている工具に対する部品の回転が可能になるという利点を享受することができる。

固定の本体を備える万力の外側からの概略図である。 図１の万力の中央長手断面である。 回転する本体を備える万力の概略図である。 図３の万力の水平面における断面図である。 図４の矢印Ｖ‐Ｖに従った垂直断面図である。 本発明による保持ユニットがいくつか備えられている作業面である。 本発明による保持ユニットが備えられている角柱状の支持体である。 図７の角柱状支持体の断面図である。

Claims (14)

1. 作業台、トランスファーマシン、およびフライス盤などの工作機械のための部品保持ユニットであって、
   平行な２つの支持具（１２、１３）を１つの面上に配置して有し、該支持具のうちの少なくとも第１の支持具が、これら支持具を接近および離間させるため案内され、制御されて、他方の支持具に対して可動であり、
   第１のクランプ保持軸（１４）が、前記第１の支持具に回転可能に取り付けられるとともに、回転すべく制御され、
   第２のクランプ保持軸（１５）が、前記支持具のうちの他方に取り付けられ、
   両方の軸が、保持用クランプを他方の軸の保持用クランプに対向させて保持しており、
   少なくとも１つの歯車減速ユニット（１６）が、前記第１の軸を保持している前記第１の支持具に搭載されて、該支持具の動きに追従するとともに、前記第１の軸の緩やかな回転を生じさせる
   部品保持ユニット。
2. 前記第１および第２の軸が同軸であり、前記第２の軸が空転軸であって制動および固定のための装置（２０）を備えている請求項１に記載の部品保持ユニット。
3. 前記平行な支持具（１２、１３）の両方が案内され、制御されて、反対向きに可動であり、
   前記クランプ保持軸（１４、１５）のそれぞれが、それぞれの支持具上に回転可能に取り付けられるとともに、回転すべく駆動され、
   さらに歯車減速ユニット（１６）が前記支持具のそれぞれに、該支持具の運動に追従するとともに前記軸の回転を互いに独立して制御するために搭載されている
   請求項１に記載の部品保持ユニット。
4. 前記歯車減速ユニットが、角度位置を検出するための装置を通じて制御されるモータであって、出力が対応する被制御クランプ保持軸と同軸かつフランジ接続されている精密な減速装置を介して接続されたモータを有しており、
   該モータおよび減速装置が一列に並んでいる、または一方が他方に対して直角である請求項１または３に記載の部品保持ユニット。
5. 前記支持具が、該支持具の平行な接近および離間の動きに関して制御される基礎スライダ（１２’’、１３’’）に固定されている請求項３に記載の部品保持ユニット。
6. 前記支持具を備える前記基礎スライダが、固定の基体上に可動に取り付けられている請求項５に記載の部品保持ユニット。
7. 前記支持具を備える前記基礎スライダが、前記軸の軸に直交する少なくとも１つの軸を中心として回転／振動可能である基体上に、可動に取り付けられている請求項５に記載の部品保持ユニット。
8. 前記支持具を備える前記基礎スライダが、工作機械の固定の被加工物保持用部材上に取り付けられて案内され、互いに反対向きに可動である請求項５に記載の部品保持ユニット。
9. 前記支持具を備える前記基礎スライダが、工作機械の回転する被加工物保持用部材上に取り付けられて案内され、互いに反対向きに可動である請求項５に記載の部品保持ユニット。
10. 前記基礎スライダが、該基礎スライダの平行移動のための油圧アクチュエータ（２２）に接続されている請求項５に記載の部品保持ユニット。
11. 前記油圧アクチュエータが、固定位置にあるピストン（２３）、該ピストンに対して軸方向に可動であるシリンダ（２４）、および、反対方向を向くとともに前記シリンダを前記基礎スライダに接続している１組のバランス・レバー（２５）を有している請求項１０に記載の部品保持ユニット。
12. トランスファーマシンのための回転ワークテーブルであって、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の部品保持ユニットを複数備え、
    各部品保持ユニットの支持具が、通常のクランプを保持する目的で該ワークテーブル上に配置された台座によって構成される基礎スライダ上に装着されている
    回転ワークテーブル。
13. 工作機械および作業台などのための角柱状の被加工物保持用部材であって、
    側面の１つ以上に請求項１〜１１のいずれか一項に記載の部品保持ユニットを少なくとも１つ有する
    被加工物保持用部材。
14. 工作機械および作業台などのための被加工物保持面であって、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の部品保持ユニットを２つ以上、表面の１つに整列させて有する
    被加工物保持面。
    

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