JP2009023009A - パレットクランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、アンクランプ時に位置決め部材からパレットを抜出しでき、パレットを上下方向から円滑に搬出入できるパレットクランプ装置を提供するものである。
【解決手段】 油圧シリンダ６のピストンロッド２７に螺旋状旋回溝３０を設け、螺旋状旋回溝３０にガイド部材３２を嵌合して回動装置３３を構成する。また、油圧シリンダ６のピストンロッド２７にクランプ爪９を一体に固着した押上部材３５を設ける。ピストンロッド２７は上昇すると回動装置３３により旋回し、一体に押圧部材３５も上昇旋回してクランプ爪９をパレット７と対峙しない退避位置に移動すると共にパレット７をテーブル３の位置決め部材５から抜出す。また、ピストンロッド２７の下降旋回により、一体に押圧部材３５も下降旋回してクランプ爪９をパレット７と対峙する係合位置に移動し、クランプ爪９とテーブル３の載置部４とでパレット７をクランプする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークを固定したパレットをテーブルにクランプ爪により位置固定するパレットクランプ装置に関する。

従来からワークを固定したパレットをテーブルに載置して、クランプ爪により位置固定するようにしたパレットクランプ装置が公知である。このような従来の一般的なパレットクランプ装置が特許文献１の図７に開示されている。このパレットクランプ装置は、テーブルに設けられた油圧シリンダと、油圧シリンダのピストンに連結された平板とから構成されている。パレットには、下面に搬送方向に延びるＴ溝が形成されている。パレットクランプ装置は、パレットのＴ溝に平板（クランプ爪）を係合した状態で油圧シリンダにより平板をテーブル側に引き付けてパレットをクランプするようになっている。この従来の一般的なパレットクランプ装置では、パレットを搬出入する際にはＴ溝に沿ってパレットを水平方向に搬送しなければならない等の問題があった。

これに対して特許文献１のパレットクランプ装置が提案されている。油圧シリンダのピストンにクランプ軸を介して連結された円形のクランプ部材の外周に複数のクランプ爪を所定間隔で設けてある。前記クランプ軸には螺旋状のカム溝が形成されており、カム溝にはテーブルに固定されたピンが係合している。また、パレットには、下方に開口する内径部に前記クランプ爪と同じ間隔で切欠部と係止部を設けてある。このパレットクランプ装置は、油圧シリンダによりクランプ軸が下降すると、カム溝とピンとによりクランプ軸が旋回してクランプ爪と係止部との位相が一致して、係止部をクランプ爪がテーブルに引き付けて、テーブルのテーパコーン（位置決め部材）にパレットのロケートブッシュ（嵌合部）が嵌り込み、パレットを位置固定する。また、クランプ軸が上昇しながら旋回してクランプ爪と切欠部との位相が一致することでパレットをアンクランプする。この特許文献１のパレットクランプ装置では、クランプ爪と切欠部の位相が一致したアンクランプ状態で自動パレット交換装置の昇降によりパレットをテーブルに対して上下方向から搬出入できるので、特許文献１の従来の一般的なパレットクランプ装置の問題である水平方向に沿った搬出入が不要になっている。

特開平８−１８７６３７号公報

特許文献１に記載のものでは、クランプ軸を昇降回動してクランプ爪と係止部または切欠部との位相を一致してパレットをクランプ、アンクランプしている。アンクランプ状態では、まだテーパコーン（位置決め部材）がロケートブッシュ（嵌合部）に嵌り込んでいるため、そのテーパコーンとパレットの嵌り込みを解除するため自動パレット交換装置は、嵌合を外せるだけ上昇しなければならない。即ち、パレットクランプ装置とは別にパレットとパレットクランプ装置との嵌合状態を解除するための装置を必要とする問題があった。また、このようなパレットクランプ装置において、パレットとパレットクランプ装置の嵌合状態でロボットやローダー等の搬送装置で直接パレットをパレットクランプ装置から搬出する場合には、パレットと嵌合部との嵌合状態により上下方向の搬出が円滑に行われない恐れがあった。また、パレット底面に係止部と切欠部を備えた内径部を設けなければならない問題もあった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、パレットを上下方向から搬出入でき、また、アンクランプ時には、位置決め部材からパレットの嵌合部が抜け出す位置まで昇降体と一体に上昇する押上部材により押上ることで、パレットクランプ装置とは別に嵌合状態を解除する装置を不要とし、パレットの搬出入が円滑に行えるようにしたパレットクランプ装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、テーブルにパレットを載置可能な載置部と、その載置部に載置されるパレットの上下方向の嵌合部に嵌合して位置決め可能な位置決め部材と、載置部に載置されるパレットの上面に係合可能なクランプ爪を備えた昇降体を昇降可能な駆動装置を夫々設け、昇降体の下降によりクランプ爪がパレットを載置部に押圧して位置固定するようにしたパレットクランプ装置において、昇降体の昇降により昇降体を回動可能な回動装置と、昇降体の上昇により載置部上のパレットをその嵌合部が位置決め部材から抜け出す位置に押上げ可能でかつ昇降体の回動により一体回動可能な押上部材とを備え、昇降体の上昇による昇降体の旋回によりクランプ爪がパレットの上面と対峙しない退避位置に移動し、昇降体の下降による昇降体の旋回によりクランプ爪がパレットの上面と対峙する係合位置に移動するように構成して成る。

請求項２に記載の発明は、昇降体は駆動装置としてのシリンダのピストンロッドであり、ピストンロッドの外周面に設けられた螺旋状旋回溝と、螺旋状旋回溝に係合するシリンダのシリンダ室内周面に設けられたガイド部材とから回動装置を構成し、昇降体の上端部に押上部材を固着し、押上部材の縁部分に複数のクランプ爪を配置したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、押上部材には、押上部材の回動時に位置決め部材との干渉を防止し、位置決め部材を上下方向へ挿通する挿通部を形成したことを特徴とする。

本願の請求項１の発明では、昇降体の昇降により昇降体を回動可能な回動装置と、昇降体の上昇により載置部上のパレットをその嵌合部が位置決め部材から抜け出す位置に押上げ可能でかつ昇降体の回動により一体回動可能な押上部材とを備え、昇降体の上昇による昇降体の旋回によりクランプ爪がパレットの上面と対峙しない退避位置に移動し、昇降体の下降による昇降体の旋回によりクランプ爪がパレットの上面と対峙する係合位置に移動するように構成したので、アンクランプ時には位置決め部材からパレットの嵌合部が抜け出す位置に押上部材により押し上げられ、位置決め部材とパレットの嵌合が解除される。これにより、テーブルからのパレットの搬出が円滑に行える利点がある。また、パレットクランプ装置がパレットを押上げて嵌合解除するので、パレットクランプ装置とは別に嵌合を解除する装置を設ける必要がない。また、クランプ爪がパレットの上面と対峙しない退避位置とパレットの上面と対峙する係合位置とに移動するので、クランプ爪が退避位置にあるときパレットの上方が開放されパレットクランプ装置のテーブルへのパレットの搬出入を上下方向から行えて好適である。上下方向からパレットを搬出入できるので、パレットクランプ装置にパレットを搬出入するとき、パレットをパレットクランプ装置と搬送装置との間で水平方向に受け渡す受渡手段を必要としない。また、クランプ爪がパレット上面からパレットを載置部に押し付けてクランプするので、パレットの底面に係止部や切欠部を設ける必要がない。

また、本願の請求項２の発明では、昇降体は駆動装置としてのシリンダのピストンロッドであり、ピストンロッドの外周面に設けられた螺旋状旋回溝と、螺旋状旋回溝に係合するシリンダのシリンダ室内周面に設けられたガイド部材とから回動装置を構成し、昇降体の上端部に押上部材を固着し、押上部材の縁部分に複数のクランプ爪を配置したので、１つのシリンダでパレットのクランプとアンクランプや、パレットのテーブルの位置決め部材からの抜き出しを行って嵌合を解除できる利点がある。
本願の請求項３の発明では、押上部材には、押上部材の回動時に位置決め部材との干渉を防止し、位置決め部材を上下方向へ挿通する挿通部を形成したので、押上部材の昇降と回動が妨げられず好ましい。

次に、本願発明の実施の形態について図１〜図６により説明する。図１に示すパレットクランプ装置１は、例えば図示しない工作機械のベース上に配置されたインデックスユニット２に載置される。パレットクランプ装置１は、テーブル３に設けた載置部４と位置決め部材５と駆動装置６とから構成されている。パレットクランプ装置１は、図示しない搬送装置により搬送されたワークＷを固定したパレット７を位置固定するものである。

載置部４は、図１、図４に示すように、テーブル３の四隅に固着されている。載置部４は、上端面８が座面となってパレット７を載置可能となっており、後述のクランプ爪９とによりパレット７を固定（クランプ）する。載置部４には、パレット７が着座したことを確認するための着座確認エアを噴射する着座確認孔１０が上端面８に開口している。着座確認孔１０は、テーブル３に設けた空気流路１１を介して図示しない圧空源に接続されており、パレット７の着座により着座確認孔１０が塞がれて空気流路１１内圧力の上昇により着座の確認を行う。

位置決め部材５は、テーブル３の上面に上下方向に固着されている。位置決め部材５は位置決めピン１２を備えており、位置決めピン１２がパレット７の下面７ａに設けられた上下方向の嵌合部としての嵌合孔１４に嵌合してパレット７を位置決めする。駆動装置６は、油圧シリンダでありテーブル３の中心に設けられている。テーブル３の中心には、シリンダ嵌合孔１５が設けられている。シリンダ嵌合孔１５にはシリンダ本体１６が嵌合されている。シリンダ本体１６には、上下方向へ延びる小径孔と大径孔とから成るシリンダ孔１９が形成されており、大径孔にピストン２０が摺動可能に嵌合されてシリンダ室２１，２２に区画されている。シリンダ室２１，２２は、テーブル下面３ａに取付けられたカバー部材２４により塞がれている。シリンダ室２１，２２には、図２に示すように、作動流体としての圧油を給排するための圧油流路２５，２６が接続されている。

ピストン２０には昇降体としてのピストンロッド２７の下端部が連結部材２８により一体に螺着されている。ピストンロッド２７は、シリンダ孔１９の小径孔に摺動可能に嵌合されており、シリンダ本体１６から上方に突出している。ピストンロッド２７の外周面２９には図３に展開図で示す螺旋状旋回溝３０が形成されている。螺旋状旋回溝３０には、シリンダ室内周面３１に植設されたガイド部材３２が嵌り込んでいる。ガイド部材３２は、鋼球が螺旋状旋回溝３０に付勢されたボールプランジャである。これら螺旋状旋回溝３０とガイド部材３２とから回動装置３３が構成されている。回動装置３３は、ピストン２０の軸線方向移動によってピストンロッド２７を軸線回りに回動操作する。

また、ピストンロッド２７の上端部には押上部材３５が取付けられている。押上部材３５の縁部分３５ａの上面には、押上部材３５の回動により前記載置部４と対向可能に複数（図４において４個）のクランプ爪９が一体に固定されている。クランプ爪９は、ピストンロッド２７の上昇による旋回により押上部材３５と一体に上昇旋回し図６に示すパレット７の上面と対峙しない退避位置Ａと、ピストンロッド２７の下降による旋回により押上部材３５と一体に下降旋回し図４に示すパレット７の四隅の上面と対峙する係合位置Ｂとに移動可能となっている。また、クランプ爪９は、係合位置Ｂから更にピストンロッド２７の下降によりパレット７を載置部４との間でクランプするクランプ位置に移動可能となっている。

また、押上部材３５は、図１に示すように縁部分に複数（図４において４個）のパレット搭載部材３８が設けられており、パレット７の搬出入時と昇降時にパレット搭載部材３８の上端部分にパレット７が搭載される。パレット搭載部材３８の下端部分には支持軸３９が連結されている。支持軸３９は、テーブル３に設けられた案内支持部材４０に挿入されており、案内支持部材４０の複数の鋼球により上下方向に案内支持されている。更に、押上部材３５には、位置決め部材５と対応する位置とパレット搭載部材３８と対応する位置に円周方向に延びる長孔形状の挿通部４１，４２が夫々形成されている。挿通部４１には位置決め部材５が挿通しており、押上部材３５の昇降と回動時に、位置決め部材５に対して押上部材３５が相対的に昇降及び回動可能として干渉を防止している。挿通部４２にはパレット搭載部材３８が遊嵌しており、パレット搭載部材３８と支持軸３９との間に押上部材３５を保持して押上部材３５と一体にパレット搭載部材３８を昇降可能としており、また、押上部材３５の回動時にパレット搭載部材３８と押上部材３５が相対的に回動可能となっている。尚、挿通部４１は、長孔形状としたが、押上部材３５の外周面から中心に向かう扇形状に形成する等、押上部材３５が位置決め部材５に干渉せず、相対回動を許容するように形成されていればよい。

次に動作について説明する。先ず、パレット７のクランプ動作について説明する。パレット７が、図示しない搬送装置により上方から搬入されてパレット搭載部材３８に搭載される。パレット７が搭載されたことが図示しないパレット搭載確認手段により確認されると、圧油流路２５から一方のシリンダ室２１に圧油が供給され、ピストン２０と一体にピストンロッド２７が下降する。ピストンロッド２７が下降すると、螺旋状旋回溝３０とガイド部材３２との係合によりピストンロッド２７が回動し、押上部材３５が回動しながら下降する。押上部材３５の下降によりパレット搭載部材３８も一体に下降すると共に、挿通部４２によりパレット搭載部材３８に対して押上部材３５が相対的に回動する。また、挿通部４１により位置決め部材５に対して押上部材３５が相対的に下降しながら回動する。押上部材３５の回動により各クランプ爪９が係合位置Ｂに移動してパレット７の四隅の上面と対峙する。また、押上部材３５の下降によりパレット７の嵌合部１４に位置決め部材５の位置決めピン１２が嵌合し、パレット７が位置決めされる。更に押上部材３５が下降すると、パレット７の下面７ａが載置部４の座面に載置され、パレット７の上面をクランプ爪９が押圧し、クランプ爪９と載置部４との間でパレット７をクランプするクランプ位置となる。この時、着座確認孔１０が塞がれることでパレット７のクランプが確認され、図１に示すようにテーブル３にパレット７が位置固定される。

次に、パレット７のアンクランプ動作について説明する。圧油流路２６から他方のシリンダ室２２に圧油が供給されると、ピストン２０と一体にピストンロッド２７が上昇する。ピストンロッド２７による押上部材３５の上昇によってクランプ爪９が上昇すると共にパレット搭載部材３８がパレット７を上昇し、パレット７をクランプ位置から係合位置Ｂとする。また、ピストンロッド２７の上昇により、螺旋状旋回溝３０とガイド部材３２の係合によってピストンロッド２７と一体に押上部材３５が上昇しながら前記とは反対に旋回する。押上部材３５の旋回によりクランプ爪９が係合位置Ｂからクランプ爪９がパレット７の上面と対峙しない退避位置Ａに移動して、パレット７の上方が開放される。また、パレット搭載部材３８が上昇し、パレット７を嵌合部１４が位置決めピン１２との嵌合を解除し抜け出す位置まで押上げる。パレット７の上昇が停止されると、パレット７が図示しない搬送装置により上方へ搬出される。

このパレット７のアンクランプ動作の時には、押上部材３５の上昇により位置決め部材５からパレット７が抜き出されるので、テーブル３からのパレット７の搬出が円滑に行える。また、クランプ爪９が退避位置Ａにあるとき、パレット７の上方が開放されているので、パレット７の搬出入をローダー等の搬送装置により上方から行うことができる。また、油圧シリンダ６によりピストンロッド２７を昇降回動しパレット７をクランプ、アンクランプすると共にパレット７と位置決め部材５との嵌合を解除するので１つの駆動装置６ですみ、パレットクランプ装置１を小型化することができる。

本発明のパレットクランプ装置を示す断面図である。 パレットクランプ装置を示す他の断面図である。 螺旋状旋回溝の展開図である。 クランプ爪を係合位置とした状態を示す平面図である。 クランプ爪を退避位置とした状態を示す断面図である。 クランプ爪を退避位置とした状態を示す平面図である。

符号の説明

１ パレットクランプ装置
３ テーブル
４ 載置部
５ 位置決め部材
６ 駆動装置（油圧シリンダ）
７ パレット
９ クランプ爪
１４ 嵌合部
２７ 昇降体（ピストンロッド）
３０ 螺旋状旋回溝
３１ シリンダ室内周面
３２ ガイド部材
３３ 回動装置
３５ 押上部材
４１，４２ 挿通部
Ａ 退避位置
Ｂ 係合位置

Claims (3)

1. テーブルにパレットを載置可能な載置部と、その載置部に載置されるパレットの上下方向の嵌合部に嵌合して位置決め可能な位置決め部材と、載置部に載置されるパレットの上面に係合可能なクランプ爪を備えた昇降体を昇降可能な駆動装置を夫々設け、昇降体の下降によりクランプ爪がパレットを載置部に押圧して位置固定するようにしたパレットクランプ装置において、昇降体の昇降により昇降体を回動可能な回動装置と、昇降体の上昇により載置部上のパレットをその嵌合部が位置決め部材から抜け出す位置に押上げ可能でかつ昇降体の回動により一体回動可能な押上部材とを備え、昇降体の上昇による昇降体の旋回によりクランプ爪がパレットの上面と対峙しない退避位置に移動し、昇降体の下降による昇降体の旋回によりクランプ爪がパレットの上面と対峙する係合位置に移動するように構成して成るパレットクランプ装置。
2. 昇降体は駆動装置としてのシリンダのピストンロッドであり、ピストンロッドの外周面に設けられた螺旋状旋回溝と、螺旋状旋回溝に係合するシリンダのシリンダ室内周面に設けられたガイド部材とから回動装置を構成し、昇降体の上端部に押上部材を固着し、押上部材の縁部分に複数のクランプ爪を配置したことを特徴とする請求項１記載のパレットクランプ装置。
3. 押上部材には、押上部材の回動時に位置決め部材との干渉を防止し、位置決め部材を上下方向へ挿通する挿通部を形成したことを特徴とする請求項１または２記載のパレットクランプ装置。

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