JP2008049437A - Workpiece holding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえばエア等の流体を利用して、ワークの保持や着座検知を行うワーク保持装置に関するものである。 The present invention relates to a workpiece holding device that uses a fluid such as air to perform workpiece holding and seating detection.
従来より、ワークを保持するためのワーク保持装置に、エアを利用したワークの着座検知機構を備えたものが知られている(たとえば、特許文献1に開示)。また、着座面に開設された空気孔から空気を吸引してワークを保持するワーク保持装置もある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a work holding device for holding a work is known that includes a work seating detection mechanism using air (for example, disclosed in Patent Document 1). There is also a workpiece holding device that holds the workpiece by sucking air from an air hole formed in the seating surface.
ここで、特許文献1に開示されているような着座検知機構を有するワーク保持装置について、図4をもとに説明する。図4は、ワーク保持装置41のワーク当接部を示した断面説明図である。
ワーク保持装置41は、保持するワークの外周面に当接するチャック面42に、ワークの着座を検知するための第1空気孔43を開設してなる。また、ワークの軸線方向の端面が当接する当て金部材44の着座面45にも第2空気孔46が開設されている。第1空気孔43及び第2空気孔46は、図示しないエア供給源と夫々エア供給路47、48を介して連結されている。そして、図示しない制御装置による制御のもと、第1空気孔43及び第2空気孔46からエアを噴出し、その差圧を検知することによって、ワークが着座しているか否かを判断する。
Here, a workpiece holding device having a seating detection mechanism as disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view showing a workpiece contact portion of the
The
上述したような着座検知機構を有するワーク保持装置41に、エアの吸引を利用してワークを保持する機構を備え合わせたもの(すなわち、上記従来技術の組み合わせタイプ)もある。しかしながら、この場合、着座検知用のエア流路とエア吸引用のエア流路とは、夫々独立して個別に設けられていた。つまり、ワーク保持装置内、ひいては該ワーク保持装置を備えた主軸装置内に複数のエア流路を設けなければならないため、主軸装置の構造が複雑となる。したがって、着座検知とエアによるワーク保持との両機能を具備しようとすると、コストが高くなるという問題が生じていた。また、主軸装置(ワーク保持装置を含む)の形状や大きさ等によっては、エア流路の設置スペースに係る問題により複数のエア流路を設けることができない場合もある。
さらに、上述したような従来のワーク保持装置41では、別途設置されたローダー装置やロボットアーム等を用いて加工済ワークの払い出しを行っている。したがって、ワーク保持装置41等を使用するにあたり、別途払い出し装置を設置し、さらにワーク保持装置41と連動させるための更なるコストが必要となる上、払い出しに時間がかかり、加工効率の低下の要因になるという問題もある。
There is also a
Furthermore, in the conventional
そこで、本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであって、ワークの保持や着座検知等といった複数の動作を簡素な構成で行うことができるワーク保持装置を提供しようとするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a workpiece holding device that can perform a plurality of operations such as workpiece holding and seating detection with a simple configuration. .
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、加工時にワークを保持するワーク保持装置であって、保持されたワークが当接する着座面に空気孔が開設されているとともに、該空気孔からエアを噴出及び吸引するためのエア制御装置が備えられており、前記エア制御装置により、前記空気孔からエアを吸引してワークを保持するワーク保持動作と、前記空気孔からエアを噴出してワークの着座の有無を検知する着座検知動作とを、前記空気孔と連通した同一のエア流路を利用して行うことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の発明において、エア制御装置により、空気孔からエアを噴出して、保持していたワークを所定の払出位置に払い出し可能としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is a work holding device for holding a work during processing, and an air hole is formed in a seating surface on which the held work contacts. And an air control device for ejecting and sucking air from the air hole, and a work holding operation for sucking air from the air hole and holding the work by the air control device, and the air The seating detection operation for detecting the presence or absence of seating of the work by ejecting air from the hole is performed using the same air flow path communicating with the air hole.
The invention according to
本発明によれば、空気孔からのエアの噴出/吸引を制御するエア制御装置により、空気孔からエアを吸引してワークを保持するワーク保持動作と、空気孔からエアを噴出してワークの着座の有無を検知する着座検知動作とが、空気孔と連通した同一のエア流路を利用して行われるため、従来では各動作毎に夫々別個に設けていたエア流路を1つに統一することができる。したがって、ワーク保持装置内、ひいては該ワーク保持装置を備えた主軸装置内におけるエア流路の構造を簡素化することができ、主軸装置(ワーク保持装置を含む)の製造コストを低減することができる。さらに、エア流路の構造が簡素化されるため、従来のように主軸装置の形状や大きさ等によってエア流路の設置が制限されることがない。したがって、主軸装置の形状や大きさ等に拘わることなく、上記複数の動作を全て実行可能に構成することができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、空気孔からエアを噴出させることによって、加工済ワークを所定の払出位置に払い出すことができる。したがって、ワーク払出装置等を別途設置する必要がなく、一層のコストの低減を図ることができる上、別途装置を用いる場合よりも払い出し動作を迅速に行うことができ、ワークの加工効率を向上させることができる。
According to the present invention, the air control device that controls the ejection / suction of the air from the air hole, the work holding operation for sucking the air from the air hole and holding the work, and the air being ejected from the air hole to Since the seating detection operation for detecting the presence / absence of seating is performed using the same air flow path communicating with the air hole, the air flow path that has been provided separately for each operation is unified into one. can do. Therefore, it is possible to simplify the structure of the air flow path in the workpiece holding device, and thus in the spindle device including the workpiece holding device, and to reduce the manufacturing cost of the spindle device (including the workpiece holding device). . Furthermore, since the structure of the air flow path is simplified, the installation of the air flow path is not limited by the shape and size of the spindle device as in the conventional case. Therefore, it is possible to configure such that the plurality of operations can be performed without regard to the shape and size of the spindle device.
According to the second aspect of the invention, the processed workpiece can be paid out to a predetermined payout position by ejecting air from the air hole. Accordingly, it is not necessary to separately install a workpiece dispensing device or the like, and the cost can be further reduced. In addition, the dispensing operation can be performed more quickly than when a separate device is used, and the workpiece machining efficiency is improved. be able to.
以下、本発明の一実施形態となるワーク保持装置について図面を基に説明する。
図1は、本実施形態に係るワーク保持装置1について示した断面説明図である。また、図2において、(a)はワークWを保持する際の断面説明図、(b)はワークWの着座検知を行う際の断面説明図、(c)はワークWの払い出しを行う際の断面説明図である。尚、本実施形態においては、図1における左右方向をワーク保持装置1の前後方向(右側を前方)として説明する。
Hereinafter, a workpiece holding device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing the workpiece holding device 1 according to the present embodiment. 2A is a cross-sectional explanatory view when holding the work W, FIG. 2B is a cross-sectional explanatory view when detecting the seating of the work W, and FIG. 2C is a view when paying out the work W. FIG. In the present embodiment, the left-right direction in FIG.
ワーク保持装置1は、前端面にワークWが当接する着座面4を有する当て金部材2と、図示しない駆動装置によりX軸周りで旋回可能なフェイスクランプ5とを備えてなるものであって、着座面4には、複数の空気孔6、6が開設されている。各空気孔6には、エア流路3が連結されており、後述するエア制御装置10(図3に示す)による制御のもと、各空気孔6からエアを噴出/吸引可能となっている。
The work holding device 1 includes a
ここで、エア制御装置10について、図3を基に説明する。図3は、エア制御装置10の制御機構を示したブロック構成図である。
エア制御装置10は、各空気孔6からエアを噴出/吸引するため、エア流路3に接続された3つの回路A、B、Cを有しているとともに、該回路A、B、Cを切り換えるための回路切換手段11を備えている。尚、回路切換手段11は、図示しない制御装置による制御のもとで回路A、B、Cの切換動作を行う。
Here, the
The
回路Aは、図2(a)にて示すようにエアを吸引してワークWを保持する際に使用する回路であって、回路切換手段11により回路Aが選択されると、モータMが駆動して各空気孔6からエア流路3を介してエアが吸引される。尚、回路Aには、回路Aが選択された場合にのみ開放される開閉バルブ16が設けられている。
また、回路Bは、図2(b)にて示すようにエアを噴出させてワークWの着座検知を行う際に使用する回路であって、各空気孔6から噴出させるエアの差圧を検知可能な差圧検知手段12が設けられている。該差圧は、圧力検出器14による検出値と圧力検出器15による検出値とから求められる。
さらに、回路Cは、図2(c)にて示すようにエアを噴出させてワークWを払い出す際に使用する回路であって、回路切換手段11により回路Cが選択されると、回路Bを使用する場合よりも多量のエアが勢いよく各空気孔6から噴出され、該エアによりワークWが所定の払出位置に払い出される。尚、13は、エアの逆流を防止するための逆流防止弁であって、回路B及び回路Cに設けられている。
The circuit A is a circuit used when sucking air and holding the workpiece W as shown in FIG. 2A. When the circuit A is selected by the circuit switching means 11, the motor M is driven. Then, air is sucked from each
The circuit B is a circuit used when detecting the seating of the workpiece W by ejecting air as shown in FIG. 2B, and detects the differential pressure of the air ejected from each
Furthermore, as shown in FIG. 2C, the circuit C is a circuit that is used when air is ejected and the workpiece W is paid out. When the circuit C is selected by the circuit switching means 11, the circuit B A larger amount of air is ejected from each
以上のような構成を有するワーク保持装置1におけるワークの保持、着座検知、及び払い出し動作について説明する。
まず、当て金部材2の着座面4にワークWが押し当てられると、エア制御装置10により回路Aを選択して、開閉バルブ16を開放するとともに、図2(a)に示す如く空気孔6からエアを吸引し、該エアの吸引によりワークWを当て金部材2前面にて保持する。その際、図示しないインローガイド等にて、ワーク保持装置1の回転軸RにワークWの中心軸をあわせる芯出し作業が行われる。
次に、フェイスクランプ5を図1に示す如きクランプ状態となるまで旋回させて、フェイスクランプ5によってワークWをクランプさせ、エアの吸引を停止する。そして、エア制御装置10により回路Bを選択し、空気孔6からエアを噴出させるとともに、その際の圧力検出器14、15における検出値にもとづいて差圧検出手段12により差圧を検出し、ワークWが着座しているか否かの確認(着座検知)を行う。
The workpiece holding, seating detection, and dispensing operation in the workpiece holding device 1 having the above-described configuration will be described.
First, when the workpiece W is pressed against the
Next, the
その後、ワークWに対して切削等の加工を施す。尚、ワークWに対する加工中は、エアの噴出/吸引は行わない。
さらに、ワークWに対する加工が完了すると、エア制御装置10により再び回路Aを選択し、開閉バルブ16を開放して空気孔6からエアを吸引し、該エアの吸引によってワークWを保持するとともに、フェイスクランプ5をアンクランプ状態となるまで旋回させる。そして、最後に回路Cを選択して、空気孔6から勢いよくエアを噴出させ、加工済のワークWを所定の払出位置に払い出す。
このように、ワーク保持装置1は、エア制御装置10にて空気孔6、6からエアを噴出させたり吸引したりすることにより、ワークWの保持、着座検知、及び払い出しを行う。
Thereafter, the workpiece W is subjected to processing such as cutting. Note that air is not ejected / sucked during machining of the workpiece W.
Further, when the processing on the workpiece W is completed, the circuit A is selected again by the
As described above, the work holding device 1 performs the holding, the seating detection, and the dispensing of the work W by ejecting or sucking air from the
上述したようなワーク保持装置1によれば、エア制御装置10が回路切換手段11を備えており、エアの噴出/吸引を利用したワークWの保持、着座検知、及び払い出しを、同じエア流路3を使用して行うため、従来では各動作毎に夫々別個に設けていたエア流路を1つに統一することができる。したがって、ワーク保持装置1内、ひいては該ワーク保持装置1を備えた主軸装置内におけるエア流路3の構造を簡素化することができ、主軸装置(ワーク保持装置1を含む)の製造コストを低減することができる。
また、エア流路3の構造が簡素化されるため、従来のように主軸装置の形状や大きさ等によってエア流路の設置が制限されることがない。したがって、主軸装置の形状や大きさ等に拘わることなく、上記複数の動作を全て実行可能に構成することができる。
According to the work holding device 1 as described above, the
Further, since the structure of the
さらに、ワーク保持装置1は、回路Cを選択して空気孔6、6からエアを噴出させることによって、加工済ワークの払い出しを行う。したがって、ワーク払出装置等を別途設置する必要がなく、コストの低減を図ることができる上、別途装置を用いる場合よりも払い出し動作を迅速に行うことができ、ワークの加工効率を向上させることができる。
加えて、ワーク加工中はフェイスクランプ5にてワークを保持し、エア制御装置10によるエアの吸引動作を停止するようにしているため、モータM等にかかる負荷を減らすことができる。したがって、故障が少なく、各動作の安定性に富む上、寿命の長いワーク保持装置1とすることができる。
Furthermore, the workpiece holding device 1 pays out the processed workpiece by selecting the circuit C and ejecting air from the
In addition, during work processing, the work is held by the
なお、本発明のワーク保持装置に係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、エア流路、空気孔、フェイスクランプ、エア制御装置、各回路、及び回路切換手段等の設置位置、設置数、形状、大きさ等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。 In addition, the structure which concerns on the workpiece holding apparatus of this invention is not limited to the aspect of the said embodiment at all, such as an air flow path, an air hole, a face clamp, an air control apparatus, each circuit, a circuit switching means, etc. The configuration related to the installation position, the number of installations, the shape, the size, and the like can be appropriately changed as necessary without departing from the spirit of the present invention.
たとえば、上記実施の形態では、ワークの保持、着座検知、及び払い出しを同一のエア流路を利用して行うように構成しているが、少なくともワークの保持と着座検知とについて同一のエア流路を利用するのであれば、払い出しに関して別途エア流路を設けてもよいし、払い出し動作を行わないワーク保持装置としても何ら問題はない。
また、ワーク保持や着座検知に加え、ワーク端面にエアを噴出させてワークの冷却を行うといったワーク冷却動作を、同一のエア流路を利用して行うように構成することも可能である。
For example, in the above embodiment, the workpiece holding, seating detection, and dispensing are performed using the same air flow path, but at least the workpiece holding and the seating detection are the same air flow path. If an air flow path is used, a separate air flow path may be provided for the payout, and there is no problem even if the work holding device does not perform the payout operation.
Further, in addition to workpiece holding and seating detection, it is also possible to perform a workpiece cooling operation such as cooling the workpiece by ejecting air onto the workpiece end surface using the same air flow path.
さらに、上記実施の形態では、ワーク保持装置に、X軸周りで旋回可能なフェイスクランプを設けているが、フェイスクランプではなく、ワーク保持装置に複数のチャック爪を備え、該チャック爪にて加工中のワークを支持するような構成とすることも当然可能である。該構成とすることにより、チャック爪にてワークを支持する際にワークの芯出し作業を行うことができ、ワークの加工効率を更に向上できる、という効果を奏することができる。
加えて、上記実施の形態では、ワークに対して加工が行われている間、エアの吸引を停止する構成としているが、ワークの加工中においてもエアの吸引を行い、加工時のワークをより強固に保持するような構成としても何ら問題はない。
Furthermore, in the above embodiment, the work holding device is provided with a face clamp that can pivot around the X-axis. However, instead of the face clamp, the work holding device is provided with a plurality of chuck claws and is processed by the chuck claws. Of course, it is possible to adopt a configuration that supports the workpiece inside. With this configuration, it is possible to perform the work centering operation when the work is supported by the chuck claws, and it is possible to further improve the work processing efficiency.
In addition, in the above-described embodiment, the structure is such that air suction is stopped while the workpiece is being processed. There is no problem even if the structure is firmly held.
1・・ワーク保持装置、2・・当て金部材、3・・エア流路、4・・着座面、5・・フェイスクランプ、6・・空気孔、10・・エア制御装置、11・・流路切換手段、12・・差圧検知手段、13・・逆流防止弁、14、15・・圧力検出器、16・・開閉バルブ。
1 .. Work holding
Claims (2)
保持されたワークが当接する着座面に空気孔が開設されているとともに、該空気孔からエアを噴出及び吸引するためのエア制御装置が備えられており、
前記エア制御装置により、前記空気孔からエアを吸引してワークを保持するワーク保持動作と、前記空気孔からエアを噴出してワークの着座の有無を検知する着座検知動作とを、前記空気孔と連通した同一のエア流路を利用して行うことを特徴とするワーク保持装置。 A workpiece holding device for holding a workpiece during machining,
An air hole is formed in the seating surface with which the held workpiece abuts, and an air control device for ejecting and sucking air from the air hole is provided,
A work holding operation for sucking air from the air hole to hold the work by the air control device, and a seating detection operation for detecting whether the work is seated by ejecting air from the air hole, A work holding device characterized in that it is performed using the same air flow path that communicates with the workpiece.
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