JP2011056633A - Workpiece gripping method and workpiece gripping device in lathe - Google Patents
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Description
この発明は、被加工孔と貫通孔と長孔を有するワークを旋盤で加工するときに利用するワーク把持方法とワーク把持装置、詳しくは、被加工孔とワークの一端面を同一旋盤で加工するときに有効なワーク把持方法とワーク把持装置に関する。 The present invention relates to a workpiece gripping method and a workpiece gripping apparatus used when a workpiece having a hole to be processed, a through hole, and a long hole is processed on a lathe, and more specifically, a hole to be processed and one end surface of the workpiece are processed on the same lathe. The present invention relates to a work gripping method and a work gripping apparatus that are sometimes effective.
この発明を適用するワークの一例を図7及び図8に示す。例示のワーク10は、L型焼結リンクであって、基部11の中心に丸孔の貫通孔12を有する。また、その貫通孔12から離反した位置に2個の長孔13を有し、さらに、基部の一端から延び出したアーム部14の先端に被加工孔15を有する。
An example of a workpiece to which the present invention is applied is shown in FIGS. The illustrated
このワーク10については、焼結後に被加工孔15を旋盤で加工して設けており、その被加工孔の加工が以下の過程を経てなされている。
About this workpiece |
1)図9及び図10に示すように、2個の長孔13にそれぞれピン21を挿入する。
2)2本のピン21よる回転規制がなされる位置までワーク10を回転させて被加工孔15を旋盤の主軸中心に位置決めする。
3)ワーク10の端面にクランプ板22を当て、そのクランプ板22をドローバ23で引き寄せてワーク10をワーク着座面24との間に挟みつける。
4)クランプ板22に設けた開口部から工具をワークに侵入させて被加工孔15を加工する。
1) As shown in FIGS. 9 and 10, the
2) The
3) The
4) The
ワーク10をクランプ板22を用いて把持しているのは、被加工孔15が、基部11の重心(図示のワークのそれは貫通孔12の中心)から偏心しており、基部11を旋盤の主軸中心に配置された外径チャックで掴む方法では、被加工孔15が主軸中心からずれてその孔の加工が行えないからである。
The
なお、下記特許文献1には、クランプ装置によるワークの掴み換えを行って異形ワークの中心孔と外周を加工するワークの掴み換え装置と加工方法が開示されている。この特許文献1の方法でのワーク外周の加工は、ドローバに引き込まれる挟持部材と受け面(ワーク着座面)との間にワークを挟み込んでなされている。
図9、図10のワーク把持方法は、ワーク着脱の自動化が図り難い。前記1)、2)の作業は機械で行えるが、例えば、ワークの搬入をロボットハンドで行うと、ワークを掴んだロボットハンドが障害物となってクランプ板22を装着することができない。そのために、ワーク着脱は手作業に頼っているのが実情である。
The workpiece gripping method shown in FIGS. 9 and 10 is difficult to automate workpiece attachment / detachment. Although the operations 1) and 2) can be performed by a machine, for example, when a workpiece is carried in by a robot hand, the robot hand holding the workpiece becomes an obstacle and the
また、図7に示したワーク10については、被加工孔15だけでなく、一端面16も加工することが要求されている。その端面の加工では、クランプ板22が障害物となる。
Further, for the
従って、クランプ板22を取り外すために、特許文献1が開示しているようなワークの掴み換えが必要になる。しかしながら、その掴み換えを行うと作業ロスが生じて生産性や加工コストに悪影響がでる。また、この方法では把持装置の構造も複雑になる。
Therefore, in order to remove the
そこで、この発明は、被加工孔が基部の中心から偏心しているために基部を外径チャックで掴むことができないワークを、ワーク把持装置に対して自動化作業で着脱できるようにすることを課題としている。 Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to attach and detach a workpiece in which the base portion cannot be gripped by the outer diameter chuck because the work hole is eccentric from the center of the base portion with respect to the workpiece gripping device by an automatic operation. Yes.
上記の課題を解決するため、この発明においては、被加工孔と貫通孔と長孔を有するワークの前記被加工孔を旋盤で加工するときのワークの把持を以下の方法で行う。
その方法では、ワークをワーク着座面に着座させるときにワーク着座面から旋盤の主軸と平行方向に突出している位置決めピンを前記長孔に、前記主軸から偏心させた内径チャックを前記貫通孔にそれぞれ挿入する。次いで、内径チャックを支点にしたワーク回転が前記位置決めピンによって規制される位置にワークを位置決めする。そして、その後に、前記内径チャックでワークを把持する。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, the workpiece is gripped by the following method when machining the workpiece hole of the workpiece having the workpiece hole, the through hole, and the long hole with a lathe.
In this method, when the workpiece is seated on the workpiece seating surface, a positioning pin that protrudes in a direction parallel to the main shaft of the lathe from the workpiece seating surface is provided in the long hole, and an inner diameter chuck that is eccentric from the main shaft is provided in the through hole. insert. Next, the workpiece is positioned at a position where the rotation of the workpiece using the inner diameter chuck as a fulcrum is regulated by the positioning pin. Thereafter, the workpiece is gripped by the inner diameter chuck.
この発明は、上記の方法を実施するために、下記の旋盤用ワーク把持装置も併せて提供する。 The present invention also provides the following lathe work gripping apparatus for carrying out the above method.
その装置は、旋盤の主軸に装着して回転させる、主軸に対して垂直なワーク着座面を備えた面盤と、ワークの前記貫通孔の内面を把持する内径チャックと、ワークの前記長孔に挿入される位置決めピンと、前記ワーク着座面に着座させたワークに回転力を付与する付勢手段を有している。
また、前記内径チャックは旋盤の主軸中心から偏心した位置に設けられており、前記内径チャックが前記貫通孔に挿入され、その内径チャックを支点にしたワークの回転が前記位置決めピンによって規制されて前記被加工孔が旋盤の主軸と同心上に位置決めされ、この状態で内径チャックによるワークの把持がなされるものになっている。
The apparatus includes a face plate provided with a workpiece seating surface perpendicular to the spindle, which is mounted on the spindle of the lathe and rotated, an inner diameter chuck for gripping the inner surface of the through hole of the workpiece, and the elongated hole of the workpiece. A positioning pin to be inserted and biasing means for applying a rotational force to the workpiece seated on the workpiece seating surface are provided.
Further, the inner diameter chuck is provided at a position eccentric from the center of the lathe spindle, the inner diameter chuck is inserted into the through hole, and the rotation of the workpiece with the inner diameter chuck as a fulcrum is restricted by the positioning pin. The hole to be machined is positioned concentrically with the lathe spindle, and in this state, the workpiece is gripped by the inner diameter chuck.
そのワーク把持装置の好ましい形態を以下に挙げる。
(1)前記付勢手段をボールプランジャで構成したもの。
(2)ワークが前記位置決めピンによって位置決めされたことを検出する位置決め検出手段を具備させたもの。
(3)ワークが前記ワーク着座面に正しく着座したことを検出する着座検出手段を具備させたもの。
Preferred forms of the workpiece gripping device are listed below.
(1) The urging means is constituted by a ball plunger.
(2) Provided with positioning detection means for detecting that the workpiece is positioned by the positioning pins.
(3) A device equipped with seating detection means for detecting that the workpiece is correctly seated on the workpiece seating surface.
この発明におけるワークの位置決めは、簡素かつ安価で入手しやすいボールプランジャなどを用いて行なうことができる。また、動力駆動の内径チャックを用いることでワークのクランプ・アンクランプを自動化することもできる。 The positioning of the workpiece in the present invention can be performed using a ball plunger or the like that is simple, inexpensive and easily available. In addition, it is possible to automate clamping and unclamping of a workpiece by using a power-driven inner diameter chuck.
従って、ワークの着脱に必要な作業は、ワークを内径チャックと位置決めピンに対して抜き差しすることだけであり、その動作が単純になる。そのために、ロボットハンドなどを用いた自動化作業でのワーク着脱が可能になる。 Therefore, the work necessary for attaching and detaching the workpiece is only to insert and remove the workpiece with respect to the inner diameter chuck and the positioning pin, and the operation becomes simple. Therefore, it is possible to attach and detach workpieces in an automated operation using a robot hand or the like.
また、内径チャックを旋盤の主軸中心から偏心した位置に設けてその内径チャックでワークを把持するので、被加工孔を旋盤の主軸中心に位置決めしてドリルなどで加工することができる。 Further, since the inner diameter chuck is provided at a position eccentric from the center of the lathe spindle and the workpiece is gripped by the inner diameter chuck, the hole to be machined can be positioned at the center of the lathe spindle and processed by a drill or the like.
さらに、内径チャックを使用することで、クランプ板を用いずにワークを把持することができる。そのために、ワークの掴み換えが不要になり、被加工孔と一端面の所謂ワンチャックでの加工も可能になる。 Further, by using the inner diameter chuck, the workpiece can be gripped without using the clamp plate. For this reason, it is not necessary to hold the workpiece, and processing with a so-called one chuck of the hole to be processed and one end surface becomes possible.
なお、ワークに対する回転力の付与がボールプランジャによってなされるようにしたものは、回転力を得るための動力源を必要としない。また、ボールプランジャは、加圧子であるボールの摩耗が避けられないが、そのボールが摩耗しても交換によるボールの再生が可能である。 Note that the rotational force applied to the workpiece by the ball plunger does not require a power source for obtaining the rotational force. In addition, the ball plunger inevitably wears the ball as the pressurizer, but even when the ball is worn, the ball can be regenerated by replacement.
また、位置決め検出手段や着座検出手段を備えるものは、ワークの位置決め不良や着座
不良が防止され、位置決め不良や着座不良に起因した製品の加工ミスや精度低下などがなくなる。
Further, the apparatus provided with the positioning detection means and the seating detection means prevents the positioning failure and the seating failure of the workpiece, and eliminates the processing error of the product and the decrease in accuracy due to the positioning failure and the seating failure.
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図1〜図4は、この発明の方法を実施する旋盤用ワーク把持装置(以下、単にワーク把持装置と言う)の一例を表している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an example of a lathe work gripping apparatus (hereinafter, simply referred to as a work gripping apparatus) for carrying out the method of the present invention.
このワーク把持装置1は、面盤2に、内径チャック3と、ワーク着座面4と、そのワーク着座面4上に突出して設けた位置決めピン5と、付勢手段6と、位置決めピン5によるワークの位置決めが正しくなされたか否かを検出する位置決め検出手段7と、ワーク着座面4に対してワークが正確に着座したか否かを検出する着座検出手段8を設けて構成されている。面盤2は、旋盤の主軸(図示せず)に装着され、主軸によって回転駆動される。
The
内径チャック3は、旋盤の主軸中心Cから偏心した位置に設けられている。Lが偏心量である。その内径チャック3は、自由状態での外径がワークの貫通孔12の内径よりも小さいスプリットコレット3aと、そのスプリットコレット3aのテーパ内径部に抜き差しされるテーパコア3bと、駆動力伝達用のドローバ(図示せず。その駆動源も図示省略)とで構成されている。
The
図示の内径チャック3は、スプリットコレット3aを、ボルト3cで可動体3dに連結し、さらに、可動体3dをボルト3eでドローバに連結するようにしており、ドローバの引き込みと押し戻しでスプリットコレット3aを旋盤の主軸と平行方向に進退させてクランプ、アンクランプを行なわせる。
In the illustrated
ワーク着座面4は、旋盤の主軸中心Cと直角をなしている。内径チャック3のスプリットコレット3aは、このワーク着座面4から旋盤の主軸と平行方向に突出している。
The workpiece seating surface 4 is perpendicular to the main axis C of the lathe. The
位置決めピン5も、ワーク着座面4からスプリットコレット3aと同じ方向に突出している。この位置決めピン5は、ワークに設けられた長孔13に挿入される。なお、ここでは、説明の便宜上、位置決めピン5が挿入される側の長孔を第1の長孔13−1と称し、他方の長孔を第2の長孔13−2と称する。
The
位置決めピン5は、第1の長孔13−1に遊びを持って挿入できる太さのピンであり、定位置に固定して設けられている。この位置決めピン5に第1の長孔13−1の孔面を当接させることでワーク10の位置決めがなされる。
The
例示の位置決めピン5には、外周に開口した空気孔7a(図3参照)と、その空気孔7aに空気圧源からの空気を導く空気通路7bを設けてある。
The illustrated
付勢手段6は、ワーク10を位置決め点まで回転させる。ここで言う位置決め点は、位置決めピン5が第1の長孔13−1の孔面に当接してワークの回転規制がなされる位置である。
The biasing means 6 rotates the
図示の付勢手段6は、ボールプランジャである。そのボールプランジャは、図4に示すように、ワークに押し当てるボール(加圧子)6aと、そのボール6aを付勢するスプリング6bと、それらを内部に組み込んだスリーブ6cとで構成されている。
The illustrated urging means 6 is a ball plunger. As shown in FIG. 4, the ball plunger includes a ball (pressurizer) 6a that presses against the workpiece, a
スリーブ6cは、外周に雄ねじを形成したものであり、これを面盤2上に取り付けられたブラケット6dにねじ込んでボールプランジャを定位置に保持し、スプリング6bに押し出されるボール6aをワーク10に接触させてそのワーク10に回転力を付与する。
The
ワーク10をロボットハンドなどの搬送装置で掴んでワーク着座面4にセットするときにボール6aをワーク10で押して没入させる。こうすることでワークを離したときにスプリング6bが弾性復元し、ボール6aによりワーク10の押圧がなされて回転力が付与される。
When the
位置決め検出手段7は、位置決めピン5に設けた空気孔7aと、空気通路7bと、空気圧源(図示せず)と、空気孔7aに供給される空気圧の変化を検出するセンサ(これも図示せず)とで構成されている。
The positioning detection means 7 includes an
着座検出手段8も、空気を噴き出させる空気孔8aと空気圧源から空気通路経由で供給される空気を空気孔8aに導く空気通路8bをワーク着座面4に開口させて複数設けており、ワーク着座面4に対するワーク着座の良否を供給する空気圧の変化に基づいて検出するものになっている。
The seating detection means 8 is also provided with a plurality of
このように構成したワーク把持装置1を使用してワーク着座面4上にワーク10をセットする。その作業は、供給点(図示せず)にあるワーク10をロボットハンドなどの搬送装置(これも図示せず)で掴み、そのワーク10の他端面がワーク着座面4に対面する姿勢にしてワーク着座面4に着座するところまでワークを旋盤の主軸中心上で軸方向に移動させる。
The
そして、その動作を利用して図6に示すように、貫通孔12にスプリットコレット3aを挿入し、同時に、第1の長孔13−1に対して位置決めピン5を挿入する。
Then, as shown in FIG. 6, the
また、このときのワーク移動を、ワーク10が移動中に付勢手段6のボール6aを押し退けるように行なうことで、ボール6aをスリーブ6cに没入させる。
Further, the workpiece movement at this time is performed such that the
その動作でスプリング6bが圧縮される。そのためにスプリング6bは搬送装置がワークを離したときに弾性復元し、そのスプリングから力を受けたボール6aがワーク10を押し動かす。このときにはスプリットコレット3aはまだ収縮した状態にある。
The
そのために、ワーク10は、貫通孔12に挿入されたスプリットコレット3aを支点にして図6において時計回りの方向(図中右回り)に回転し、その回転により第1の長孔13−1の孔面が位置決めピン5に当たり、その位置でワークの回転が止まってワーク10の位置決めが完了する。
Therefore, the
その状態では、第1の長孔13−1の孔面によって図3に示した空気孔7aの出口が塞がれ、空気孔7aに供給される空気圧が変化する。その空気圧の変化がセンサに検出されてワーク10の位置決めの良否判断がなされる。
In this state, the outlet of the
また、ワーク着座面4にワーク10が正しく着座すると、空気孔8aの出口が塞がれ、これによる供給空気圧の変化で着座の良否判断がなされる。
Further, when the
次に、位置決めと着座について共に良の判定がなされると、ドローバが駆動されてスプリットコレット3aが引き込まれる。その動作で、スプリットコレット3aに対するテーパコア3bの圧入、引き戻しがなされ、スプリットコレット3aに径変化が生じる。図示のスプリットコレット3aは、面盤2の内径面によって拡径量が規制され、その拡径量の規制がなされる前にスプリットコレット3aの外径面が貫通孔12の内面に押し付けられてワーク10がクランプされる。
Next, when both the positioning and the seating are judged to be good, the draw bar is driven and the
このように、この発明によれば、ワークの着脱を単純動作で行え、その作業の自動化が図れる。そのために、ワーク加工での生産性を大幅に向上させることが可能になる。 Thus, according to the present invention, the work can be attached and detached with a simple operation, and the work can be automated. For this reason, productivity in workpiece machining can be greatly improved.
また、ワークの把持が完了した状態では、ワーク10の被加工孔設置部が面盤2の中心(旋盤の主軸中心)に位置決めされており、被加工孔15の加工が行なえる。
Further, in the state where the gripping of the workpiece is completed, the processing hole setting portion of the
さらに、図2からわかるように、ワーク把持装置の構成要素はワーク10の一端面側には配置されず、従って、被加工孔15と一端面16のワンチャックによる加工も可能になり、このことによる生産性の向上も期待できる。
Further, as can be seen from FIG. 2, the components of the workpiece gripping device are not arranged on the one end surface side of the
なお、内径チャック3は、スプリットコレットを採用したものを例示したが、弾性体を軸方向に圧縮して外径を変化させるようなチャックであってもよい。
In addition, although the inside chuck |
付勢手段6も図示のものに限定されない。図5にその付勢手段6の変形例を示す。その図5の付勢手段6は、補助ピン6eと、その補助ピン6eをワーク着座面4から突出する方向に付勢するスプリング6gと、組み付け孔6fからの補助ピン6eの抜け出しを防止する押え板6hとからなる。
The biasing means 6 is not limited to the illustrated one. FIG. 5 shows a modification of the biasing means 6. The urging means 6 in FIG. 5 includes an
補助ピン6eは、先端外周にテーパ面を有しており、そのテーパ面に第2の長孔13−2の孔縁13aを接触させてワーク10をワーク着座面4にセットすると、ワークに押された補助ピン6eがスプリング6gを圧縮して組み付け孔6fに押し込まれる。そのために、搬送装置がワークを離したときにスプリング6gの力で補助ピン6eが押し出され、その補助ピンのテーパ面の作用でワーク10に回転力が付与される。
このように、ボールプランジャ以外の付勢手段も考えられるが、ボールプランジャは安価な汎用品が存在するため入手しやすく、ワークに対する回転力の付与も回転支点からより遠く離れたところで行なえる利点がある。 In this way, urging means other than the ball plunger can be considered, but the ball plunger is easy to obtain because there is an inexpensive general-purpose product, and the advantage that the rotational force can be applied to the workpiece further away from the rotation fulcrum. is there.
位置決め検出手段7と着座検出手段8も、電気的センサや光学的センサを使用するものが考えられる。ただし、例示のものは、面盤の外部に配置される構成要素を含んでおらず、加工の支障となる懸念が生じない。 The positioning detection means 7 and the seating detection means 8 may be those using an electrical sensor or an optical sensor. However, the example does not include a component arranged outside the face plate, and there is no concern that the processing may be hindered.
図1、図2のワーク把持装置1をロボットハンドが装備されたNC旋盤に採用し、図7に示した寸法諸元が下記のワークを把持して被加工孔と一端面の加工を行った。
ワーク寸法
・基部11の両端間寸法:約20mm
・貫通孔12の小径部内径:12mm
・長孔13の穴径:孔両端のR半径:4.25mm
・貫通孔に対する被加工孔15の偏心量L:約29mm
・被加工孔15の直径:6.5mm
The workpiece
Workpiece dimension / dimension between both ends of base 11: approx. 20mm
-Small diameter inner diameter of the through hole 12: 12 mm
-Hole diameter of the long hole 13: R radius at both ends of the hole: 4.25mm
-Eccentric amount L of the processed
-Diameter of the
その結果、従来は旋盤に専任の作業者をつけて手作業で実施していたワークの着脱を、完全に自動化することができた。また、ワークの被加工孔と一端面の加工をワークの掴み換えをせずに行うこともできた。 As a result, it has been possible to completely automate the attachment and detachment of workpieces, which was conventionally performed manually with a dedicated worker on a lathe. Moreover, the work hole and one end surface of the workpiece could be processed without changing the workpiece.
1 旋盤用ワーク把持装置
2 面盤
3 内径チャック
3a スプリットコレット
3b テーパコア
3c,3e ボルト
3d 可動体
4 ワーク着座面
5 位置決めピン
6 付勢手段
6a ボール
6b,6g スプリング
6c スリーブ
6d ブラケット
6e 補助ピン
6f 組み付け孔
6h 押え板
7 位置決め検出手段
7a 空気孔
7b 空気通路
8 着座検出手段
8a 空気孔
8b 空気通路
10 ワーク
11 基部
12 貫通孔
13 長孔
13−1 第1の長孔
13−2 第2の長孔
13a 孔縁
14 アーム部
15 被加工孔
16 一端面
21 ピン
22 クランプ板
23 ドローバ
24 ワーク着座面
C 主軸中心
L 偏心量
1 Lathe work gripping
Claims (5)
前記ワーク着座面(4)から旋盤の主軸中心(C)と平行方向に突出している位置決めピン(5)を前記長孔(13)に、前記旋盤の主軸中心から偏心させた内径チャック(3)を前記貫通孔(12)にそれぞれ挿入して前記ワーク(10)をワーク着座面(4)に着座させ、
前記内径チャック(3)を支点にしたワーク回転が前記位置決めピン(5)によって規制される位置にワーク(10)を位置決めし、
しかる後、前記内径チャック(3)でワークを把持する旋盤でのワーク把持方法。 A workpiece gripping method used when machining the machining hole (15) of a workpiece (10) having a machining hole (15), a through hole (12), and a long hole (13) with a lathe,
An inner diameter chuck (3) in which a positioning pin (5) protruding from the workpiece seating surface (4) in a direction parallel to the center axis (C) of the lathe is eccentric to the long hole (13) from the center axis of the lathe Are inserted into the through holes (12), and the workpiece (10) is seated on the workpiece seating surface (4).
Positioning the workpiece (10) at a position where the rotation of the workpiece with the inner diameter chuck (3) as a fulcrum is regulated by the positioning pin (5);
Thereafter, a workpiece gripping method on a lathe that grips the workpiece with the inner diameter chuck (3).
旋盤の主軸に装着して回転させる、主軸に対して垂直なワーク着座面(4)を備えた面盤(2)と、ワークの前記貫通孔(12)の内面を把持する内径チャック(3)と、ワークの前記長孔(13)に挿入される位置決めピン(5)と、前記ワーク着座面(4)に着座させたワーク(10)に回転力を付与する付勢手段(6)を有し、
前記内径チャック(3)が前記主軸中心(C)から偏心した位置に設けられた旋盤用ワーク把持装置。 A workpiece gripping device utilized when machining the machining hole (15) of a workpiece (10) having a machining hole (15), a through-hole (12), and a long hole (13) with a lathe,
A face plate (2) provided with a workpiece seating surface (4) perpendicular to the spindle and rotated on the lathe spindle, and an inner diameter chuck (3) for gripping the inner surface of the through hole (12) of the workpiece And a positioning pin (5) to be inserted into the long hole (13) of the workpiece, and a biasing means (6) for applying a rotational force to the workpiece (10) seated on the workpiece seating surface (4). And
A lathe work gripping device in which the inner diameter chuck (3) is provided at a position eccentric from the spindle center (C).
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