JP2011212770A - Workpiece clamping mechanism and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作物(ワーク)を挟んで固定するためのバイス等のワーク狭持機構、及び、ワーク狭持機構を有する工作機械に関する。 The present invention relates to a work holding mechanism such as a vise for fixing a workpiece (work) in between, and a machine tool having a work holding mechanism.
工作物(ワーク)を切削加工するフライス盤、ボール盤、平削り盤などの工作機械は、一般に、ステージと、ステージ上に工作物を固定するバイスと、バイスに固定されたワークに相対して移動しつつワークを切削するフライス、錐(ドリル)、バイトなどの刃具とを主に備えている。例えば、直方体形状のワークの上面を切削加工する場合には、ワークの側面をバイスにより狭持して、ワークをステージに固定する。そして、ワークをステージに固定した状態で、適当な刃具を用いてワークの上面に切削加工を施す。 Machine tools such as a milling machine, a drilling machine, and a planer that cut a workpiece generally move relative to the stage, the vice that fixes the workpiece on the stage, and the workpiece fixed to the vise. It is mainly equipped with cutting tools such as milling cutters, drills and cutting tools for cutting workpieces. For example, when cutting the upper surface of a rectangular parallelepiped workpiece, the workpiece is fixed to the stage by holding the side surface of the workpiece with a vice. And in the state which fixed the workpiece | work to the stage, it cuts into the upper surface of a workpiece | work using a suitable blade tool.
ここで、ワークを精度よく加工するためには、加工の途中でバイスに対するワークの位置がずれないようにする必要がある。ワークの位置ずれを引き起こす要因として、例えば、バイスがワークを挟みつける力(締付力)が不十分であることが挙げられる。バイスがワークを挟みつける力が不十分である場合には、加工の際にワークに対して加えられる力に耐えきれず、ワークの位置がずれてしまう。但し、必要以上に締付力を大きくすると、ワークに過度の弾性変形又は塑性変形を生じさせる虞がある。ワークに過度の弾性変形が生じている状態で加工を行った場合、加工後に、弾性変形が解消してもとの状態に戻る際、加工精度が損なわれることになる。また、ワークに塑性変形が生じると製品の品質が損なわれることになる。 Here, in order to machine the workpiece with high accuracy, it is necessary to prevent the position of the workpiece from being shifted with respect to the vise during the machining. As a factor that causes the displacement of the workpiece, for example, the force (clamping force) with which the vice clamps the workpiece is insufficient. If the force with which the vice clamps the workpiece is insufficient, the force applied to the workpiece during machining cannot be withstood, and the position of the workpiece is shifted. However, if the tightening force is increased more than necessary, the workpiece may be excessively elastically deformed or plastically deformed. When machining is performed in a state where excessive elastic deformation has occurred in the workpiece, the machining accuracy is impaired when the workpiece returns to its original state even after the elastic deformation has been eliminated. Further, when plastic deformation occurs in the workpiece, the quality of the product is impaired.
特許文献1には、本体フレームと、本体フレームに回転を規制されるとともに、係合するネジ軸の軸線方向に移動する可動ジョーと、可動ジョーと対向する位置に固定された固定ジョーと、可動ジョーをネジ軸に沿って押圧する増力装置と、固定ジョーと可動ジョーとで狭持されるワークの締付力を調整する締付力調整装置を備えるバイスが開示されている。ここで、増力装置はくさび作用を利用して大きな締付力を発生させることができるが、ワークに過度の締付力がかからないように、締付力調整装置により締付力の大きさが適正な大きさになるように調整される。 Patent Document 1 discloses a main body frame, a movable jaw that is restricted in rotation by the main body frame and moves in the axial direction of an engaging screw shaft, a fixed jaw fixed at a position facing the movable jaw, and a movable There is disclosed a vise including a force-intensifying device that presses a jaw along a screw shaft, and a tightening force adjusting device that adjusts a tightening force of a work held between a fixed jaw and a movable jaw. Here, the intensifier can generate a large tightening force using the wedge action, but the tightening force adjustment device ensures that the tightening force is appropriate so that excessive tightening force is not applied to the workpiece. It is adjusted so as to be a large size.
上述のように、バイスがワークを挟みつける力が不十分である場合には、加工に際してワークに対して加えられる力に耐えきれず、ワークの位置がずれてしまう。これを避けるためには、十分大きな力でワークを挟みつける必要がある。このとき、ワークに過度の締結力がかかった場合は勿論、特許文献1に開示されるバイスを用いた場合のように、ワークに過度の締付力がかからないように調整した場合であっても、ワークに可動ジョーが接触した状態から徐々に締付力を加えていく過程において後述のように、ワークの底面が後述するバイスの本体フレームのステージ面から浮き上がってしまうことが知られている。このような、ワークの底面とバイスの本体フレームのステージ面とが密着せずこれらの間に空隙が形成されている状態は、一般に、「ワークが着座していない」と表現される。このようにワークが着座していない状態で加工を行うと、加工途中でワークの位置がずれる可能性が高くなる。さらに、ワークを交換しつつ複数のワークを順次加工する場合には、複数のワークにおける、それぞれのワークの浮き上がり量は一定ではないため、各ワークの加工精度にムラが生じるという問題も発生する。そこで、従来はワークをバイスで挟みつけた後、ワークが着座しているかどうかを作業員が一つ一つのワークについて確認する必要があった。また、ワークが着座していない場合には、作業員が手作業によりワークを着座させる必要があった。なお、ワークの浮き上がり量は、一般に10μm〜数10μm程度であり、目視では容易には確認できない。そこで、従来、作業者が木槌や金槌などでワークを軽く叩いてみて、そのときの衝撃音によりワークが着座しているかどうかを確認するとともに、ワークが浮き上がっている場合にはこれを叩いて着座させるという作業が行われている。このように音を聞き分けてワークが着座しているかどうかを確認すること、及び、着座していないワークを、木槌等で叩くなどして手作業で適切に着座させることには、作業者に高い技量が求められる。そのため、初心者を含めた全ての作業者が同様に作業できるわけでない点において問題となる。また、ワークの着座確認を行う工程及び/又はワークを適切に着座させる工程が熟練工によりなされなければならないとすると、ワークをバイスに挟みつけて固定する工程及びワークを加工する工程を含む一連の工程を自動化しようとする場合にも問題となる。 As described above, when the force with which the vice sandwiches the workpiece is insufficient, the force applied to the workpiece during machining cannot be withstood, and the position of the workpiece is shifted. In order to avoid this, it is necessary to sandwich the workpiece with a sufficiently large force. At this time, even when an excessive fastening force is applied to the workpiece, as well as a case where adjustment is made so that an excessive clamping force is not applied to the workpiece, as in the case of using the vise disclosed in Patent Document 1. As will be described later, it is known that the bottom surface of the workpiece floats up from the stage surface of the main body frame of the vice, which will be described later, in the process of gradually applying the tightening force from the state in which the movable jaw is in contact with the workpiece. Such a state where the bottom surface of the workpiece and the stage surface of the main body frame of the vice are not in close contact with each other and a gap is formed between them is generally expressed as “the workpiece is not seated”. When machining is performed in a state where the workpiece is not seated in this manner, the possibility that the position of the workpiece is shifted during machining is increased. Furthermore, when a plurality of workpieces are sequentially processed while exchanging the workpieces, the amount of lift of each workpiece in the plurality of workpieces is not constant, which causes a problem of unevenness in the machining accuracy of each workpiece. Therefore, conventionally, after the work is sandwiched between the vices, it is necessary for the worker to check whether each work is seated or not. In addition, when the workpiece is not seated, it is necessary for the worker to manually seat the workpiece. The amount of workpiece lifting is generally about 10 μm to several tens of μm and cannot be easily confirmed visually. Therefore, conventionally, an operator tries to tap the work with a wooden mallet or a hammer, and confirms whether the work is seated by the impact sound at that time, and if the work is lifted, tap it. The work of seating is being done. In order to make sure that the workpiece is seated by listening to the sound in this way, and to properly seat the workpiece that has not been seated manually by hitting it with a wooden mallet etc. High skill is required. Therefore, there is a problem in that not all workers including beginners can work in the same manner. In addition, if the step of confirming the seating of the workpiece and / or the step of properly seating the workpiece must be performed by a skilled worker, a series of steps including a step of clamping the workpiece between the vice and a step of processing the workpiece It is also a problem when trying to automate.
本発明の目的は、加工に際して十分な強度でワークを狭持することが可能であって、且つ、ワークの浮き上がりを防止する機構を備えた、バイス等のワーク狭持機構及びこれを有する工作機械を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a work holding mechanism such as a vise and a machine tool having the same, which is capable of holding a work with sufficient strength during processing and has a mechanism for preventing the work from lifting. Is to provide.
本発明の第1の態様に従えば、ワークを狭持するワーク狭持機構であって、前記ワークを載置するステージ面が形成されたステージを有する本体フレームと、前記ステージの前記ステージ面から突出する第1口金部であって、前記ワークに当接する第1当接面が形成された第1口金、第1口金を前記ステージ面に対して垂直な方向にスライド可能に支持する第1口金支持部、及び第1口金支持部に支持された第1口金を前記ステージ面に対して垂直な方向において、前記ステージ面に近づける向きに押圧する第1口金押圧部を有する第1口金部と、前記ステージの前記ステージ面から突出するとともに、前記ステージ面の面方向において第1口金部に離接する方向に移動する第2口金部であって、前記ワークに当接するとともに第1当接面と対向する第2当接面が形成された第2口金、第2口金を前記ステージ面に対して交差する交差方向にスライド可能に支持する第2口金支持部、及び、第2口金支持部に支持された第2口金を前記交差する方向において、前記ステージ面に近づける向きに押圧する第2口金押圧部を有する第2口金部と、第2口金部の第2口金支持部を第1口金部に近づける向きに駆動する駆動部とを備えるワーク狭持機構が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a workpiece holding mechanism for holding a workpiece, the main body frame having a stage on which a stage surface on which the workpiece is placed is formed, and the stage surface of the stage. A first base part that protrudes and has a first base formed with a first contact surface that comes into contact with the workpiece, and a first base that supports the first base so as to be slidable in a direction perpendicular to the stage surface. A first base part having a first base pressing part that presses the support part and the first base supported by the first base support part in a direction perpendicular to the stage surface in a direction approaching the stage surface; A second base part that protrudes from the stage surface of the stage and moves in a direction of separating from and contacting the first base part in the surface direction of the stage surface, and is in contact with the workpiece and the first contact surface; A second base formed with a second contact surface facing the second base, a second base supporting part that slidably supports the second base in an intersecting direction intersecting the stage surface, and supported by the second base supporting part A second base part having a second base pressing part for pressing the second base in the direction intersecting with the second base, and a second base support part of the second base part as the first base part. A workpiece holding mechanism is provided that includes a drive unit that drives in the approaching direction.
本発明のワーク狭持機構によれば、第2口金部は第1口金部に近接する向きに駆動することができるので、第1口金部と第2口金部との間でワークを狭持することができる。ここで、第1口金部と第2口金部との間の締結力が増すにつれて、ワークがステージ面から浮きあがってしまう。このとき、第1口金部の第1口金と、第2口金部の第2口金とがステージ面に近づく向きに移動可能であるので、ステージ面から浮きあがったワークを適切に着座させることができる。ここで、第1口金部の第1口金は、ステージ面に対して垂直な方向に移動可能であるので、ワークを着座させる際に、ワークの第1口がねと当接する面の位置がずれる虞はない。なお、本願において、ステージ面の上にワークを載置するという表現をしている場合には、ステージ面の上に直接ワークを載置する場合と、ステージ面の上に、適当な高さの台をおいて高さを調節した上でワークを載置するような場合も含むものとする。 According to the work clamping mechanism of the present invention, the second base part can be driven in a direction close to the first base part, so that the work is held between the first base part and the second base part. be able to. Here, as the fastening force between the first base part and the second base part increases, the workpiece floats from the stage surface. At this time, since the first base of the first base part and the second base of the second base part can move in a direction approaching the stage surface, the work floating from the stage surface can be appropriately seated. . Here, since the first base of the first base part is movable in a direction perpendicular to the stage surface, the position of the surface where the first mouth of the work comes into contact with the sheet is shifted when the work is seated. There is no fear. In addition, in this application, when the expression that the workpiece is placed on the stage surface is used, the case where the workpiece is placed directly on the stage surface and the case where the appropriate height is placed on the stage surface. This includes the case where a workpiece is placed after the height is adjusted by placing a table.
本発明のワーク狭持機構において、前記本体ステージの前記ステージには、第1口金部から第2口金部に向かう第1方向に延在する溝が形成されてもよく、前記駆動部は、前記溝の内部に配置されたシャフトと、前記シャフトに沿って第1方向に移動するとともに、第2口金部の第2口金支持部が固定された第2口金支持部材と、第2口金支持部材を前記シャフトに沿って第1口金部に近づける向きに駆動する駆動機構を有してもよい。この場合には、第2口金部の第2口金支持部が固定された第2口金支持部材及びシャフトはステージに形成された溝の内部に配置されているので、ステージの上面に配置される部材の数を減らすことができ、例えばワークを加工する際に刃具と干渉することなどを避けることができる。 In the workpiece clamping mechanism of the present invention, a groove extending in a first direction from the first base part toward the second base part may be formed in the stage of the main body stage, and the driving unit may A shaft disposed inside the groove, a second base support member that moves in the first direction along the shaft, and has a second base support portion of the second base portion fixed thereto; and a second base support member. You may have a drive mechanism which drives in the direction which approaches the 1st nozzle | cap | die part along the said shaft. In this case, since the second base support member and the shaft to which the second base support portion of the second base portion is fixed are disposed inside the groove formed in the stage, the member is disposed on the upper surface of the stage. For example, it is possible to avoid interference with the cutting tool when processing a workpiece.
本発明のワーク狭持機構において、前記シャフトの外周面にはネジ溝が形成されてもよく、前記口金支持部材には、前記シャフトが挿通されるとともに前記シャフトに形成されたネジ溝に嵌合するネジ溝が形成されたネジ孔が形成されてもよく、前記駆動機構は、前記シャフトを回転させるモータ又はハンドルであってもよい。この場合には、シャフトをモータ又はハンドルで回転駆動させることにより、容易に第2口金部を第1口金部に向けて移動させることができる。 In the workpiece clamping mechanism of the present invention, a screw groove may be formed on the outer peripheral surface of the shaft, and the shaft is inserted into the base support member and fitted into the screw groove formed in the shaft. A screw hole in which a thread groove is formed may be formed, and the drive mechanism may be a motor or a handle for rotating the shaft. In this case, the second base part can be easily moved toward the first base part by rotating the shaft with a motor or a handle.
本発明のワーク狭持機構において、前記第1、第2口金押圧部は、部分的に径が細くなった頸部を有する第1、第2固定ネジであってもよく、第1、第2口金の、第1、第2当接面と反対側の面には、それぞれ、第1、第2固定ネジが配置される半円筒状の溝が形成されるとともに、溝の内部には前記頸部と係合する突起が形成されてもよく、前記第1、第2口金支持部にはそれぞれ、前記半円筒状の溝と協働して第1、第2固定ネジを配置する孔を画成する半円筒状の溝と、第1、第2固定ネジと嵌合する雌ネジ部とが形成されていてもよい。この場合には、第1、第2固定ネジの頸部と第1、第2口金の溝に形成された突起とが係合しているので、第1、第2固定ネジを増し締めするという簡単な操作によって、第1、第2口金をステージ面に向けて移動させることができ、容易にワークの着座確認を行うことができる。 In the workpiece clamping mechanism according to the present invention, the first and second base pressing portions may be first and second fixing screws having neck portions partially reduced in diameter. A semi-cylindrical groove in which the first and second fixing screws are arranged is formed on the surface of the base opposite to the first and second contact surfaces, respectively, and the neck is formed inside the groove. The first and second base support portions may each have a hole for disposing the first and second fixing screws in cooperation with the semi-cylindrical groove. A semi-cylindrical groove formed and a female screw portion that fits into the first and second fixing screws may be formed. In this case, since the necks of the first and second fixing screws are engaged with the protrusions formed in the grooves of the first and second caps, the first and second fixing screws are tightened. By a simple operation, the first and second caps can be moved toward the stage surface, and the seating confirmation of the workpiece can be easily performed.
本発明のワーク狭持機構において、第1口金部の第1口金支持部は、前記本体フレームに固定されていてもよい。この場合には、第1口金部の第1口金支持部が本体フレームに固定されているので、第1口金の第1当接面の、ステージ面の面方向における位置は固定される。そのため、例えば、複数のワークを順番に加工するために、ワークをワーク狭持機構に取り付けたり、ワーク狭持機構から取り外したりする操作を繰り返したとしても、第1口金の第1当接面の位置が、ステージ面の面方向にずれる虞がない。そのため、第1口金の第1当接面の位置を、加工を通じて固定された座標原点として利用することができる。 In the work clamping mechanism of the present invention, the first base support part of the first base part may be fixed to the main body frame. In this case, since the first base support part of the first base part is fixed to the main body frame, the position of the first contact surface of the first base in the surface direction of the stage surface is fixed. Therefore, for example, in order to process a plurality of workpieces in order, even if the operation of attaching the workpiece to the workpiece clamping mechanism or removing it from the workpiece clamping mechanism is repeated, the first contact surface of the first die There is no possibility that the position is shifted in the surface direction of the stage surface. Therefore, the position of the first contact surface of the first base can be used as a coordinate origin fixed through processing.
本発明のワーク狭持機構において、前記交差方向は、前記ステージ面に対して垂直な方向とは平行でなく、前記ステージ面に近づくほど前記第1口金部に近づく向きに傾いていてもよい。この場合には、ワークを着座させるために第2口金をステージ面に近づけて移動させるときに、第2当接面は、固定口金部に近づく向きに移動するので、ワークに与える締結力をさらに強くしつつ、ワークを着座させることができる。 In the workpiece holding mechanism of the present invention, the intersecting direction may be inclined in a direction closer to the first cap portion as the stage surface is approached, not parallel to a direction perpendicular to the stage surface. In this case, when the second base is moved close to the stage surface in order to seat the work, the second contact surface moves in a direction approaching the fixed base, so that the fastening force applied to the work is further increased. Work can be seated while strengthening.
本発明の第2の態様に従えば、ワークを加工する工作機械であって、本発明の第1の態様に係るワーク狭持機構と一体に設けられた、前記ワークが固定される表面を有するパレットと、ワークを加工する刃具と、前記刃具が取り付けられるとともに、前記刃具を回転させるスピンドルと、前記刃具が取り付けられた前記スピンドルに相対して、前記パレットを移動させるパレット移動機構とを備える工作機械が提供される。また、前記刃具は複数の刃具であってもよく、前記工作機械は、さらに前記複数の刃具を収容するツールマガジンを備えるマシニングセンターであってもよい。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a machine tool for processing a workpiece, the surface having the surface to which the workpiece is fixed provided integrally with the workpiece clamping mechanism according to the first aspect of the present invention. A pallet, a cutting tool for processing a workpiece, a spindle to which the cutting tool is attached, a spindle for rotating the cutting tool, and a pallet moving mechanism for moving the pallet relative to the spindle to which the cutting tool is attached. A machine is provided. The cutting tool may be a plurality of cutting tools, and the machine tool may be a machining center including a tool magazine that accommodates the plurality of cutting tools.
本発明のワーク狭持機構に係る口金を利用することにより、ワークを十分な強度で狭持するとともに、容易にワークを着座させることができる。そのため、ワークを狭持した後、難易度の高い、ワークの着座確認工程及びワークを着座させる工程を行う必要がない。 By utilizing the base according to the workpiece clamping mechanism of the present invention, the workpiece can be clamped with sufficient strength and the workpiece can be easily seated. For this reason, it is not necessary to perform the work seating confirmation process and the work seating process, which are difficult, after the work is held.
以下、本発明のワーク狭持機構としてのバイスの一例として、片締め型のマシンバイスについて、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、特に断らない限り、マシンバイスの各部材は金属材料により構成されているものとする。例えば、SCN435,SCN440などのクロムモリブデン鋼、鋼、ニッケル合金等を用いてもよく、表面に焼き入れ処理を行ってもよい。また、マシンバイスに固定されて加工される工作物(ワーク)は直方体形状であるとして説明する。図1、図3等に示されるように、マシンバイス100は、加工されるワーク200を載置するためのステージ面10aが形成された本体フレーム10と、本体フレーム10の一端に固定された固定口金部20と、固定口金部20と対向して配置され、且つ、固定口金部20に対して近づく向き及び遠ざかる向き(締結方向)に移動する可動口金部30と、可動口金部30を締結方向に駆動する駆動部40とを主に備える。
Hereinafter, as an example of a vice as a workpiece clamping mechanism of the present invention, a single-clamp machine vise will be described with reference to the drawings. In the following description, each member of the machine vise is assumed to be made of a metal material unless otherwise specified. For example, chromium molybdenum steel such as SCN435 or SCN440, steel, nickel alloy, or the like may be used, and the surface may be quenched. Further, the description will be made assuming that the workpiece (work) to be machined while being fixed to the machine vise has a rectangular parallelepiped shape. As shown in FIG. 1, FIG. 3, etc., the
まず、マシンバイス100の構成要素についてそれぞれ説明する。本体フレーム10は、所定の長手方向を有する略直方体形状の基部11と、基部11の下側に設けられた、後述するマシンニングセンター等の工作機械の加工ステージに取り付けるための取り付け部12と、基部11の上面において長手方向に沿って形成された、可動口金部30の移動を案内するガイド溝13とを有する。前述のように、基部11の上面は、ワーク200を載置するためのステージ面10aを画成している。つまり、基部11の上面の、ガイド溝13を除く部分には、凹凸のない平坦面としてのステージ面10aが形成されている。基部11のステージ面10aの、前記長手方向一端には固定口金部20が固定されるとともに、固定口金部20と対向する位置には、可動口金部30がステージ面10a上を摺動可能に設けられている。後述のように、可動口金部30はガイド溝13に沿って移動する、駆動部40の可動口金部支持部材41に固定されている。ここで、可動口金支持部材41がガイド溝13に沿って移動するとき、可動口金部30もガイド溝13に沿って、ステージ面10a上を摺動する。
First, each component of the
固定口金部20は、基部11のステージ面10aから突出するように配置されるとともに、基部11のステージ面10aに固定された第1口金支持部21と、第1口金支持部21により上下動可能に支持された第1口金22と、第1口金22を第1口金支持部21に締結する第1固定ネジ23とを有する。第1口金支持部21は本体フレーム10の基部11の、長手方向一端部分に固定されている。第1口金支持部21の、前記長手方向の一方側の側面部21a(可動口金部30と対向する面)には、上下方向(基部11のステージ面10aの法線方向)に延在する第1口金ガイド溝24が形成されており、これにより第1口金22を上下方向に案内している。また、第1口金支持部21の側面部21aには、第1固定ネジ23を挿入するための半円筒状の孔25が形成されるとともに、孔25の下部には、第1固定ネジ23が嵌合する雌ネジが切られた雌ネジ部26が形成されている。
The fixed
図1、図2に示すように、第1口金22は板状の部材であり、その側面部22aには、第1口金ガイド溝24に嵌合するガイド部22bが形成されている。第1口金22の、可動口金部30と対向する表面は、マシンバイス100がワーク200を狭持したときにワーク200に当接する、くわえ面(第1当接面)22cとなっている。くわえ面22cは、第1口金22と第1口金支持部21とを組み合わせたときに、基部11のステージ面10aと精確に直交するように形成されている。また、第1口金22の、くわえ面22cと反対側の面の、第1口金支持部21の孔25と対向する部分には、半円筒状の孔22dが形成されている。なお、孔22dの上部は孔25と略同じ大きさであり、孔22dの上部と孔25とが対向するように組み合わさることにより、第1固定ネジ23を挿入するための挿入孔が画成される。また、孔22dの下部は、雌ネジ部26を回避しうる程度の径を有しており、後述のように第1口金22が第1固定ネジ23の締付に伴って下側に移動する際に、第1口金22が雌ネジ部26と干渉しないようになっている。また、孔22dの上部には、孔22dを画成する壁面から突出する半円の扇形の壁部であって、後述の第1固定ネジ23の頸部23cに係合する係合部22eが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1固定ネジ23は、雌ネジ部26に嵌合する雄ネジが切られた雄ネジ部23aと、頂部に、六角レンチ用の六角孔、プラスドライバ用のプラス孔、マイナスドライバ用のマイナス孔等が形成された頭部23bと、頭部23bと雌ネジ部23aとの間に形成された、頭部23b及び雌ネジ部23aよりも細い頸部23cとを有する。なお、前述の係合部22eの、孔22dの深さ方向の長さは、第1固定ネジ21の頸部23cの長さとほぼ同じである。また、後述のように第1固定ネジ21の頸部23cと係合部22eとを係合させた場合に、係合部22eの孔22dの径方向先端が第1固定ネジ21の頸部23cの表面とほぼ接するように、第1固定ネジ21の頸部23cの径の大きさと係合部22eの高さとが調整されている。そのため、係合部22eは、第1固定ネジ23の頸部23cにほぼ隙間無く係合する。
The first fixing
ここで、孔22dの上部と孔25とが組み合わさることにより形成された、第1固定ネジ23を挿入するための挿入孔と雌ネジ部26とは、いずれも、基部11のステージ面10aに対して精確に垂直となるように形成されており、且つ、第1口金ガイド溝24が基部11のステージ面10aに対して精確に垂直になるように形成されている。そのため、後述のように、くわえ面22cと基部11のステージ面10aとを垂直に保ちつつ、第1口金22を第1口金支持部21に相対して上下方向に移動させることができる。
Here, both the insertion hole for inserting the first fixing
可動口金部30は、後述する駆動部40の可動口金部支持部材41に固定されるとともに、可動口金支持部材41の移動に伴って基部11のステージ面10aに対して摺動可能に形成された第2口金支持部31と、第2口金支持部31により上下動可能に支持された第2口金32と、第2口金32を第2口金支持部31に締結する第2固定ネジ33とを有する。
The
第2口金支持部31の、基部11の長手方向の一方側の側面部31a(固定口金部20と対向する面)には、上下方向(基部11のステージ面10aの法線方向)に延在する第2口金ガイド溝34が形成されており、これにより第2口金32を上下方向に案内している。また、第2口金支持部31の側面部31aには、後述する第2口金32の孔32dと協働して第2固定ネジ33を挿入するための半円筒状の孔35が形成されるとともに、孔35の下部には、第2固定ネジ33が嵌合する雌ネジが切られた雌ネジ部36が形成されている。
The second
なお、第2口金支持部31は、不図示のネジにより、駆動部40の可動口金部支持部材41に固定されている。第2口金支持部31が駆動部40の可動口金支持部41に固定された状態で、第2口金支持部31の下面は、基部11のステージ面10aとほぼ面一となっており、可動口金支持部41の移動に伴って、第2口金支持部31は、その下面が基部11のステージ面10aと接した状態でスライド移動する。
The second
図1、図2に示すように、第2口金32は板状の部材であり、その側面部32aには、第2口金ガイド溝34に嵌合するガイド部32bが形成されている。第2口金32の、固定口金部20と対向する表面は、マシンバイス100がワーク200を狭持したときにワーク200に当接する、くわえ面(第2当接面)32cとなっている。くわえ面32cは、第2口金32と第2口金支持部31とを組み合わせたときに、基部11のステージ面10aと精確に直交するように形成されている。また、第2口金32の、くわえ面32cと反対側の面の、第2口金支持部31の孔35と対向する部分には、半円筒状の孔32dが形成されている。なお、孔32dの上部は孔35と略同じ大きさであり、孔32dの上部と孔35とが組み合わさることにより、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔が形成される。また、孔32dの下部は、雌ネジ部36を回避しうる程度の径を有しており、後述のように第2口金32が第2固定ネジ33の締付に伴って下側に移動する際に、第2口金32が雌ネジ部36と干渉しないようになっている。また、孔32dの上部には、孔32dを画成する壁面から突出する半円の扇形の壁部であって、後述の第2固定ネジ33の頸部33cに係合する係合部32eが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第2固定ネジ33は、雌ネジ部36に嵌合する雄ネジが切られた雄ネジ部33aと、六角レンチ用の六角孔、プラスドライバ用のプラス孔、マイナスドライバ用のマイナス孔等が形成された頭部33bと、頭部33bと雌ネジ部33aとの間に形成された、頭部33b及び雌ネジ部33aよりも細い頸部33cとを有する。なお、前述の係合部32eの、孔32dの深さ方向の長さは、第2固定ネジ31の頸部33cの長さとほぼ同じである。また、後述のように第2固定ネジ31の頸部33cと係合部32eとを係合させた場合に、係合部32eの孔32dの径方向先端が第2固定ネジ31の頸部33cの表面とほぼ接するように、第2固定ネジ31の頸部33cの径の大きさと係合部32eの高さとが調整されている。そのため、係合部32eは、第1固定ネジ33の頸部33cにほぼ隙間無く係合する。
The
ここで、孔32dの上部と孔35とが組み合わさることにより形成された、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔と雌ネジ部36とは、いずれも、基部11のステージ面10aに対して垂直から5°程度傾くように形成されており、且つ、第2口金ガイド溝34も基部11のステージ面10aに対して垂直から同じ角度だけ傾くように形成されている。具体的には、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔と雌ネジ部36とは、いずれも、基部11のステージ面10aに対して垂直な方向から、基部11のステージ面10aに近くなるほど固定口金部20に近づく向きに、5°程度傾くように形成されている。ここで、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔と雌ネジ部36とは、くわえ面32cの面方向に対して平行に形成されておらず、上記角度と同じ角度(5°程度)だけ傾くように形成されている。そのため、後述のように、第2口金32を第2口金支持部31に相対して移動させる際に、くわえ面32cと基部11のステージ面10aとを垂直に保つことができる。
Here, both the insertion hole for inserting the second fixing
駆動部40は、本体フレーム10の基部11の、固定口金部20が取り付けられている端部と反対側の端部に固定されたモータ42と、モータ42の回転軸に連結され、且つ、その外周に螺旋状のネジ溝が切られたシャフト43と、シャフト43が挿通されるとともに、シャフト43のネジ溝と嵌合するネジ溝が切られたネジ孔が形成された、可動口金支持部材41とを有する。シャフト43及び可動口金支持部材41とは、本体フレーム10の基部11に形成されたガイド溝13の内部に配置されている。可動口金支持部材41は、略直方体の形状を有しており、ガイド溝13にほぼ隙間無く収まるように配置されている。また、上述のように、可動口金支持部材41の上面には、可動口金部30の第2口金支持部31が固定されている。
The
次に、マシンバイス100を用いてワーク200を狭持する手順について図3〜6を参照しつつ説明する。なお、以下に示す手順はあくまで例示であって、必ずしもこの順序で作業を行わなければならないわけではなく、必要に応じて適宜変更しうる。
Next, a procedure for pinching the
先ず、可動口金支持部材41の上面に、可動口金部30の第2口金支持部31をネジ止めするなどして固定する。ここで、前述のように、略直方体形状の可動口金支持部材41は、本体フレーム10の基部11に形成されたガイド溝13の内部に配置されており、可動口金支持部材41には、ガイド溝13に沿って延在するシャフト43が挿通されている。ここで、シャフト43の表面には、螺旋状のネジ溝が切られており、可動口金支持部材41のシャフト43が挿通されているネジ孔には、シャフト43の表面に形成されたネジ溝と嵌合するネジ溝が切られている。ここで、モータ42を駆動して、シャフト43を回転させるとき、その回転力は可動口金支持部材41にも伝えられる。ここで、可動口金支持部材41はガイド溝13の内部にほぼ隙間無く配置されている。言い換えると、可動口金支持部材41の両側面は、ガイド溝13の内面とほぼ密着している。そのため、シャフト43の回転に伴って、可動口金支持部材41がシャフト43の周りに回転することはできない。ここで、可動口金支持部材41のネジ孔に切られたネジ溝と、シャフト43の表面に形成されたネジ溝とが嵌合しているため、シャフト43の回転に伴って、可動口金支持部材41がシャフト43の延在方向に移動することになる。このようにして、モータ42を駆動してシャフト43を回転させることにより、可動口金支持部材41をシャフト43の延在方向、即ち、ガイド溝13の延在方向に移動せることができる。
First, the second
なお、前述のように、固定口金部20は、基部11のステージ面10aの、基部11の長手方向一端に配置されている。可動口金支持部材41には、可動口金部30の第2口金支持部31が固定されているため、シャフト43の回転に伴って、可動口金支持部材41に固定された可動口金部30(第2口金支持部31)を、ガイド溝13の延在方向である基部11の長手方向に沿って移動させることにより、固定口金部20と可動口金部30との間の間隔を狭めたり広げたりすることができる。
Note that, as described above, the fixed
次に、第1固定ネジ23の頸部23cと第1口金22の係合部22eとを係合させた状態で、第1固定ネジ23と第1口金22とを第1口金支持部21の側面部21aに固定する。詳しく言えば、第1固定ネジ23の頸部23cと第1口金22の係合部22eとを係合させた状態で、第1固定ネジ23を第1口金22の孔22dに配置する。そして、第1固定ネジ23を第1口金22の孔22dに配置した状態で、第1口金22のガイド部22bを第1口金支持部21の第1口金ガイド溝24に挿入する。このようにして、第1口金22を第1口金支持部21に装着し、第1固定ネジ23を雌ネジ部26にネジ止めする。このとき、第1口金22のガイド部22bが第1口金ガイド溝24に係合しているので、第1口金22は第1口金支持部21に対して上下方向にのみ移動可能に支持される。ここで、第1固定ネジ23が雌ネジ部26にネジ止めされることにより第1口金22の第1口金支持部21に対する上下方向の位置が固定される。つまり、第1固定ネジ23の頸部23cと第1口金22の係合部22eとが係合しており、第1固定ネジ23の延在方向に関して、第1口金22は第1固定ネジ23に相対して移動できないため、第1固定ネジ23が雌ネジ部26にネジ止めされた場合、第1口金22の第1口金支持部21に対する上下方向の位置も固定される。なお、第1口金22の下端と、第1口金支持部21の第1口金22の下端と対向する部分との間には、若干の隙間が空いているので、後述のように、第1口金22が第1口金支持部21に対して固定された後、第1固定ネジ23をさらに増し締めすることにより、第1口金22を第1口金支持部21に対してさらに下方に移動させることができる。
Next, with the
次に、第1固定ネジ23を用いて、第1口金22を第1口金支持部21に対して固定するのと同様にして、第2固定ネジ33を用いて、第2口金33を第2口金支持部31に対して固定する。
Next, in the same manner as the
次に、モータ42を駆動して固定口金部20と可動口金部30との間の間隔を十分広げて、ワーク200を本体フレーム10の基部11のステージ面10aの上に載置する。このとき、ワーク200の側面の1つ(第1ワーク当接面200a)が固定口金部20の第1口金22のくわえ面22cに密着するように配置する。この状態でモータ42を駆動して、可動口金部30を固定口金部20に近づくように移動させ、ワーク200の第1ワーク当接面200aと反対側の面(第2ワーク当接面200b)と、可動口金部30の第2口金32のくわえ面32cとを当接させる。
Next, the
ここで、図3に示すように、可動口金部30の第2口金32のくわえ面32cとワーク200の第2ワーク当接面200bとが単に軽く当接している場合には、ワーク200の下面と本体フレーム10のステージ面10aとは完全に密着している。つまり、この場合にはワーク200は本体フレーム100のステージ面10aに着座している。しかしながら、このままではマシンバイス100がワーク200を十分大きな締結力で締め付けているわけではないので、ワーク200を切削加工しようとすると、ワーク200がマシンバイス100から外れてしまう。そこで、可動口金部30の第2口金32のくわえ面32cがワーク200の第2ワーク当接面200bと当接した後、さらにモータ42を駆動して、ワーク200に十分大きな締結力を与える。具体的には、可動口金部30が固定口金部20に近づく向きに移動するようにモータ42を駆動して、可動口金部30の第2口金32のくわえ面32cがワーク200の第2ワーク当接面200bを十分大きな力で押すようにする。
Here, as shown in FIG. 3, when the holding
このとき、ワーク200の第1ワーク当接面200aに当接する第1口金22は本体フレーム10の長手方向(締結方向)に移動できないように固定されている。そのため、ワーク200の第1、第2ワーク当接面200a,200bが、それぞれ第1、第2口金22,32のくわえ面22c、32cから押圧されることになる。つまり、ワーク200には、本体フレーム10の長手方向についてワーク200を圧縮する向きの大きな力が働く。このとき、ワーク200の下面側は基部11のステージ面10aにより画定されているので、ワーク200は下側に向かって逃げることができず、上方に向かって逃げようとする。その結果、図4に示すように、ワーク200の底面とステージ面10aとの間に、僅かな隙間が形成される。言い換えると、固定口金部20の下部、及び、可動口金部30の下部はそれぞれ、本体フレーム10及び可動口金支持部材41に固定されているものの、固定口金部20の上部、及び、可動口金部30の上部はいずれも固定されていない。そのため、可動口金部30を固定口金部20に近づく向きに移動させて、第1、第2口金22,32のくわえ面22c、32cに大きな力をかける場合には、第1、第2口金22,32のくわえ面22c、32cにかかる力の分布は均一とはならず、本体フレーム10及び可動口金支持部材41にそれぞれ固定されている、固定口金部20の下部、及び、可動口金部30の下部にかかる力の方が、固定されていない固定口金部20の上部、及び、可動口金部30の上部にかかる力よりも大きくなる。つまり、可動口金部30を固定口金部20に近づく向きに移動させたときに、可動口金部30の上部及び固定口金部20の上部が開くように力が分布することになる。このような力の分布に起因して、ワーク200が上方に向かって逃げるように移動するので、ワーク200の底面とステージ面10aとの間に僅かな隙間が形成される。
At this time, the
ここで、本発明にかかるマシンバイス100においては、固定口金部20の第1口金22及び可動口金部30の第2口金32が、いずれも、本体フレーム10の基部11のステージ面10aに離接する方向に移動可能である。具体的には、第1固定ネジ23が雌ネジ部26にさらに挿入されるように、第1固定ネジ23を増し締めすることにより、第1固定ネジ23を下方に移動させることができる。前述のように、第1固定ネジ23の頸部23cは、第1口金22の係合部22eに係合している。そのため、第1固定ネジ23を下方に移動させるのに伴って、第1口金22も下方に(ステージ面10aに近づく向きに)移動させることができる。同様にして、第2固定ネジ33が雌ネジ部36にさらに挿入されるように第2固定ネジ33を増し締めすることにより、第2固定ネジ33を下方に移動させるのに伴って第2口金32を下方に(ステージ面10aに近づく向きに)移動させることができる。
Here, in the
上述のように、可動口金部30が固定口金部20に近づく向きに移動するようにモータ42を駆動することによって、ワーク200に対して強い締結力を与える場合、ワーク200が上方に向かって逃げるように移動して、ワーク200の底面とステージ面10aとの間に僅かな隙間が形成される。このとき、第1固定ネジ23、第2固定ネジ33を増し締めすることによって、図5に示すように、第1口金22及び第2口金32をステージ面10aに近づく向きに移動させることができ、容易にワーク200をステージ面10aに着座させることができる。ここで、一般に、ワーク200を強い力で締結したときにワーク200の底面とステージ面10aとの間に生じる僅かな隙間は、約十μm〜数十μm程度である。この隙間を解消してワーク200を着座させるためには、第1固定ネジ23、第2固定ネジ33をそれぞれ約30°〜360°程度回して増し締めすればよい。
As described above, when a strong fastening force is applied to the
上述の手順に従ってワーク200を着座させた場合において、図6に示すようにして、本発明者が変位センサ210を用いてワーク200の浮き上がりを測定したところ、ワーク200の浮きあがりを検出することができなかった。そのことから、上述の手順に従ってワーク200を着座させた場合には、ワーク200の、ステージ面10aからの浮きあがりは、少なくとも5μm以下であることがわかった。
When the
なお、上述のように、固定口金部20において、孔22dの上部と孔25とが組み合わさることにより形成された、第1固定ネジ23を挿入するための挿入孔と雌ネジ部26とは、いずれも、基部11のステージ面10aに対して精確に垂直となるように形成されており、且つ、第1口金ガイド溝24が基部11のステージ面10aに対して精確に垂直になるように形成されている。これにより、第1口金22のくわえ面22cと基部11のステージ面10aとを垂直に保ちつつ、且つ、第1口金22のくわえ面22cの、基部11の長手方向に関する位置を変動させることなく、第1口金22を基部11のステージ面10aに向けて移動させることができる。これにより、ワーク200の第1ワーク当接面200aの、基部11の長手方向に関する位置を一定に保ちつつ、ワーク200を着座させることができる。このように、ワーク200を着座させる際にも、ワーク200の第1ワーク当接面200aの、基部11の長手方向に関する位置は不変であるため、続く加工の際に、この位置を原点として利用することができる。
As described above, in the fixed
さらに、上述のように、孔32dの上部と孔35とが組み合わさることにより形成された、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔と雌ネジ部36とは、いずれも、基部11のステージ面10aに対して垂直から5°程度傾くように形成されており、且つ、第2口金ガイド溝34も基部11のステージ面10aに対して垂直から同じ角度だけ傾くように形成されている。また、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔と雌ネジ部36とは、くわえ面32cの面方向に対して平行に形成されておらず、上記角度と同じ角度(5°程度)だけ傾くように形成されている。これにより、第2口金32のくわえ面32cと基部11のステージ面10aとを垂直に保ちつつ、第2口金32を基部11のステージ面10aに向けて移動させることができる。このとき、第2口金32のくわえ面32cは、基部11の長手方向に関して、固定口金部20に近づく向きに移動するので、ワーク200に与える締結力をさらに強くしつつ、ワーク200を着座させることができる。なお、固定口金部20の、第1固定ネジ23を挿入するための挿入孔と、雌ネジ部26と、第1口金ガイド溝24とが、可動口金部30と同様に、基部11のステージ面10aに対して傾くように形成されている場合には、第1口金22をステージ面10aに向けて移動させるために第1固定ネジ23を増し締めした場合にも、ワーク200にさらに強い締結力を与えることとなる。本発明者の知見によれば、このような場合には、ワーク200に与えられる締結力が強くなりすぎて、ワーク200がステージ面10aに着座するまで第1口金22及び/又は第2口金32を下方に移動させることができないことがあることがわかった。そこで、第1、第2口金のうち少なくとも一方は、ステージ面に対して精確に垂直に移動するように形成される。
Furthermore, as described above, the insertion hole for inserting the second fixing
このように、ワーク200を固定口金部20,可動口金部30の間に挟んで、強い締結力を加えた後、第1、第2固定ネジ23,33を所定の角度だけ回すという簡単な操作により、容易にワーク200を着座させることができるため、ワークの着座確認工程及びワークを適切に着座させる工程に際して、従来のような熟練した作業員の高い技量を必要としない。そのため、例えば見習い工やアルバイト作業員のような、十分な技量を有していない者であっても容易にワークを適切に着座させることができる。また、従来は、加工されるワークをバイスの上に載置して、ワークをバイスに締結させるところまでは自動化できたものの、その際に、ワークの浮きあがりを解消してワークを着座させる工程を自動化することができず、熟練工が、ワークを叩いて着座させるという工程が必要であった。これに対して、本発明にかかるマシンバイス100を用いる場合には、第1、第2固定ネジ23,33を所定の角度だけ回す操作も容易に自動化できるため、バイスの上に加工されるワークを載置して、ワークをバイスに締結させ、さらにワークを着座させて、その後ワークの加工を行うという一連の工程を、全て自動化できるという利点がある。
In this way, a simple operation of turning the first and second fixing screws 23 and 33 by a predetermined angle after applying a strong fastening force with the
なお、本発明にかかるワーク狭持機構としてのバイスは、上述の片締め型のマシンバイス100に限られず、例えば以下に述べるような変更を加えることができる。本発明のバイスは、片締め型のバイスに限られず、両締め型のバイスであってもよい。この場合には、上述の固定口金部に代えて、対向して配置される2つの可動口金部が備えられていてもよい。さらに、3つ以上の可動口金部が備えられていてもよい。例えば、3つの可動口金部が120°おきに設けられていてもよく、4つの可動口金部が90°おきに設けられていてもよい。
The vise as the workpiece clamping mechanism according to the present invention is not limited to the above-described single-
また、上述のマシンバイス100の可動口金部30において、孔32dの上部と孔35とが組み合わさることにより形成された、第2固定ネジ33を挿入するための挿入孔と雌ネジ部36とは、いずれも、基部11のステージ面10aに対して垂直から5°程度傾くように形成されており、且つ、第2口金ガイド溝34も基部11のステージ面10aに対して垂直から同じ角度だけ傾くように形成されていた。これらの傾きの角度は5°に限られず、例えば、0°〜15°であってもよく、さらに好適には、3°〜7°程度であってもよい。なお、傾きの角度が0°である場合には、上述のように第2口金32のくわえ面32cを、基部11の長手方向に関して、固定口金部20に近づく向きに移動させて、ワーク200に与える締結力をさらに強くすることはできないものの、ワーク200を適切に着座させることができるという効果を得ることができる。
Further, in the
上述の説明において、第1口金22のくわえ面22cと、第2口金32のくわえ面32cとは、いずれも凹凸のない平坦な面として形成されていた。これは、例えば直方体形状のワーク200を狭持する際などには、ワーク200の側面と当接する面積が広くなるため有効である。しかしながら、くわえ面22c、32cは必ずしも平坦である必要はなく、例えば、くわえ面22c、32cに滑り止めのためのが溝等の凹凸が形成されていてもよい。さらに、ワークの形状に応じて第1、第2口金22、32のくわえ面22c、32cの形状も任意に変更しうる。例えば、円筒状のワークを狭持する際には、図7に示すように、上述の第1口金22に代えて、くわえ面122cが略V字型の形状となっている第1口金122を用いてもよい。第2口金32に関しても同様である。
In the above description, the holding
上述の説明において、本体フレーム10には駆動部40のシャフト43が配置されるガイド溝13が形成されており、且つ、可動口金部30にはシャフト43が挿通される孔が形成されていたので、可動口金部30は、ガイド溝13の内部においてシャフト43に沿って移動していたが、本発明はこれには限られない。可動口金部30がフレーム10のステージ面10a上をスライド可能に形成される限りにおいて、任意の構成を採用することができる。
In the above description, the
上述の説明において、ワーク200の下面又は下端は本体フレーム10の基部11のステージ面10aに当接していたが、本発明はこれに限られず、例えば、高さの低いワークを狭持する場合においては、ステージ面10aの上に、適当な高さの台をおいて、その台の上にワークを載置してもよい。
In the above description, the lower surface or lower end of the
上述の説明において、第1、第2固定ネジ23,33を所定の角度だけ回すことにより、ワーク200を着座させていたが、本発明はこれに限られない。例えば、本発明に係るワーク狭持機構が、ワーク200が着座したかどうかを確認する着座確認機構を備え、これによりワーク200が着座したかどうかをモニターしつつ、ワーク200が着座したことが確認されるまで第1、第2固定ネジ22,23を回してもよい。着座確認機構の一例として、例えば、ステージ面10aからワーク200の下面に向かってガス302を噴出するための、ノズル301を含めたガス流路を備えるガス噴射部303と、ガス302の流量の変化、又は、ガス圧の変化を検出する検出器304とを備える着座確認機構310が挙げられる。ここで、図8(a)に示すように、基部11のステージ面10aの、ワーク200が載置される位置に、ノズル301が形成されており、該ノズル301から空気等のガス302が噴射される。ここで、ワーク200が着座している場合には、ノズル301がワーク200により塞がれるため、ノズル301からガス302は噴射されない。これに対して、ワーク200が着座せず、ワーク200の下面とステージ面10aとの間に隙間が形成されている場合には、図8(b)に示すように、ノズル301がワーク200により塞がれないため、ノズル301からガス302が噴射される。このときのノズル301から噴出されるガス302の流量の変化、又は、ガス圧の変化を適当な検出器304を用いて検出することにより、ワーク200がステージ面10aに着座しているかどうかを確認することができる。このように、ステージ面10aからワーク200の下面に向かってガス302を噴出するための、ノズル301を含めたガス流路を備えるガス噴射部303と、ガス302の流量の変化、又は、ガス圧の変化を検出する検出器304とを備える着座確認機構310を用いて、ワーク200がステージ面10aに着座しているかどうかを確認することは、上述のように、ワーク200の着座確認の工程を自動化する際に非常に有効である。
In the above description, the
上述のマシンバイス100においては、可動口金部30は、駆動部40に設けられたモータ42により駆動されていたが、本発明はこれに限られず、例えば、モータ42に代えて手回し用のハンドルが設けられて、手動によりシャフト43を回転させてもよい。あるいは、シャフト43に与えた回転力により可動口金部30を移動させることに代えて、例えば、油圧駆動機構、ガス圧駆動機構(例えばシリンダーなど)を用いて可動口金部30を固定口金部に向けて移動させてもよい。また、上述のマシンバイス100においては、第1口金22及び第2口金32は、それぞれ、第1固定ネジ23、第2固定ネジ33により本体フレーム10のステージ面10aに近づく向きに移動していたが、本発明はこれに限られず、例えば、油圧駆動機構、ガス圧駆動機構(例えばシリンダーなど)を用いて第1口金22及び第2口金32を移動させてもよい。
In the above-described
上述の説明において、本体フレーム10の基部11には、マシンニングセンター等の工作機械の加工ステージに取り付けるための取り付け部12が設けられていたが、本発明はこれには限られない。例えば、図9に示されるように、操作盤401、ワークを加工するための複数の刃具が装着されたツールマガジン402、ツールマガジン402に含まれる刃具が取り付けられ、刃具を回転させることによりワークを加工するスピンドル403と、ワークが固定される加工ステージとしてのパレット404とを備えるマシニングセンター400において、本発明にかかるワーク狭持装置がパレット404に一体に組み込まれていてもよい。具体的には、図9に示されるように、パレット404の上面404aがワークを載置するステージ面となっており、パレット404に形成された溝404bの一端に、上述の説明と同様の構成を有する駆動部40が配置され、他端側に、上述の説明と同様の構成を有する固定口金部20が配置され、駆動部40の可動口金支持部材41に可動口金部30が配置されてもよい。
In the above description, the base portion 11 of the
なお、本発明にかかるワーク狭持装置が組み込まれた工作機械は、マシンニングセンターに限られず、例えば、フライス盤、ボール盤、平削り盤などであってもよい。 In addition, the machine tool incorporating the workpiece holding apparatus according to the present invention is not limited to the machining center, and may be a milling machine, a drilling machine, a planer, or the like.
本発明のワーク狭持装置を用いることにより、高い技量を有する熟練工が、ワークを叩いたりして着座確認を行う必要が無くなるため、ワークの着座確認の工程を容易に自動化することができる。これにより、ワークを工作ステージ上に固定・締結し、ワークの着座確認を行い、さらにその後ワークに加工を加えるという一連の工程を全て自動化することが可能となる。 By using the workpiece clamping device of the present invention, it is not necessary for a skilled worker having a high skill to strike a workpiece and perform seating confirmation, so that the workpiece seating confirmation process can be easily automated. As a result, it is possible to automate all the series of steps of fixing and fastening the workpiece on the work stage, confirming the seating of the workpiece, and then processing the workpiece.
10 本体フレーム
10a ステージ面
11 基部
13 ガイド溝
20 固定口金部
21 第1口金支持部
22 第1口金
23 第1固定ネジ
30 可動口金部
31 第2口金支持部
32 第2口金
33 第2固定ネジ
40 駆動部
100 マシンバイス
200 ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ワークを載置するステージ面が形成されたステージを有する本体フレームと、
前記ステージの前記ステージ面から突出する第1口金部であって、前記ワークに当接する第1当接面が形成された第1口金、第1口金を前記ステージ面に対して垂直な方向にスライド可能に支持する第1口金支持部、及び第1口金支持部に支持された第1口金を前記ステージ面に対して垂直な方向において、前記ステージ面に近づける向きに押圧する第1口金押圧部を有する第1口金部と、
前記ステージの前記ステージ面から突出するとともに、前記ステージ面の面方向において第1口金部に離接する方向に移動する第2口金部であって、前記ワークに当接するとともに第1当接面と対向する第2当接面が形成された第2口金、第2口金を前記ステージ面に対して交差する交差方向にスライド可能に支持する第2口金支持部、及び、第2口金支持部に支持された第2口金を前記交差する方向において、前記ステージ面に近づける向きに押圧する第2口金押圧部を有する第2口金部と、
第2口金部の第2口金支持部を第1口金部に近づける向きに駆動する駆動部とを備えるワーク狭持機構。 A workpiece clamping mechanism for clamping a workpiece,
A body frame having a stage on which a stage surface on which the workpiece is placed is formed;
A first base part protruding from the stage surface of the stage, the first base having a first contact surface that contacts the workpiece, and the first base is slid in a direction perpendicular to the stage surface A first base supporting portion that supports the first base, and a first base pressing portion that presses the first base supported by the first base supporting portion in a direction perpendicular to the stage surface in a direction approaching the stage surface. A first base part having,
A second base part that protrudes from the stage surface of the stage and moves in a direction of separating from and coming into contact with the first base part in the surface direction of the stage surface, is in contact with the workpiece and is opposed to the first contact surface A second base having a second abutting surface formed thereon, a second base supporting portion that supports the second base slidably in an intersecting direction intersecting the stage surface, and a second base supporting portion. A second base part having a second base pressing part that presses the second base in the crossing direction so as to approach the stage surface;
A workpiece holding mechanism including a drive unit that drives the second base support part of the second base part in a direction to approach the first base part.
前記駆動部は、前記溝の内部に配置されたシャフトと、前記シャフトに沿って第1方向に移動するとともに、第2口金部の第2口金支持部が固定された第2口金支持部材と、第2口金支持部材を前記シャフトに沿って第1口金部に近づける向きに駆動する駆動機構を有する請求項1に記載のワーク狭持機構。 The stage of the main body stage is formed with a groove extending in a first direction from the first base part toward the second base part,
The drive unit includes a shaft disposed in the groove, a second base support member that moves in the first direction along the shaft, and the second base support part of the second base part is fixed; The work clamping mechanism according to claim 1, further comprising a drive mechanism that drives the second base support member in a direction to approach the first base portion along the shaft.
前記口金支持部材には、前記シャフトが挿通されるとともに前記シャフトに形成されたネジ溝に嵌合するネジ溝が形成されたネジ孔が形成されており、
前記駆動機構は、前記シャフトを回転させるモータ又はハンドルである請求項2に記載のワーク狭持機構。 A thread groove is formed on the outer peripheral surface of the shaft,
The base support member is formed with a screw hole in which a screw groove is formed to be fitted into a screw groove formed in the shaft while the shaft is inserted therethrough,
The workpiece holding mechanism according to claim 2, wherein the drive mechanism is a motor or a handle that rotates the shaft.
第1、第2口金の、第1、第2当接面と反対側の面には、それぞれ、第1、第2固定ネジが配置される半円筒状の溝が形成されるとともに、溝の内部には前記頸部と係合する突起が形成され、
前記第1、第2口金支持部にはそれぞれ、前記半円筒状の溝と協働して第1、第2固定ネジを配置する孔を画成する半円筒状の溝と、第1、第2固定ネジと嵌合する雌ネジ部とが形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のワーク狭持機構。 The first and second cap pressing portions are first and second fixing screws having neck portions that are partially reduced in diameter,
Semi-cylindrical grooves on which the first and second fixing screws are disposed are formed on the surfaces of the first and second caps on the opposite sides of the first and second contact surfaces, respectively. A projection that engages with the neck is formed inside,
Each of the first and second base support portions cooperates with the semi-cylindrical groove to form a semi-cylindrical groove that defines a hole for arranging the first and second fixing screws, and the first and second The workpiece clamping mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein a female screw portion to be fitted to the two fixing screws is formed.
請求項1〜6のいずれか一項に記載のワーク狭持機構と一体に設けられた、前記ワークが固定される表面を有するパレットと、
ワークを加工する刃具と、
先端に前記刃具を取り付ける取り付け部を有し、前記刃具を回転させるスピンドルと、
前記刃具が取り付けられた前記スピンドルに相対して、前記パレットを移動させるパレット移動機構とを備える工作機械。 A machine tool for machining a workpiece,
A pallet having a surface to which the workpiece is fixed, which is provided integrally with the workpiece clamping mechanism according to claim 1;
A cutting tool for machining a workpiece;
A spindle for attaching the cutting tool to the tip, and a spindle for rotating the cutting tool;
A machine tool comprising a pallet moving mechanism for moving the pallet relative to the spindle to which the blade is attached.
前記工作機械は、さらに前記複数の刃具を収容するツールマガジンを備えるマシニングセンターである請求項7に記載の工作機械。 The cutting tool is a plurality of cutting tools,
The machine tool according to claim 7, wherein the machine tool is a machining center including a tool magazine that accommodates the plurality of cutting tools.
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