JP2014069285A - ワーク位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な駆動機構や制御を用いることなく、ワークの位置決めが行えるワークの位置決め装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るワーク位置決め装置１は、所定方向に往復動可能に設けた移動台３、移動台３に設けられた第１クランプ４、移動台３に対して移動可能に設けられ、第１クランプ４と協働してワークＷを挟持可能な第２クランプ５、及び、第２クランプ５を駆動するクランプ駆動部を有する移動体６と、移動台３を駆動する移動台駆動部とを備え、移動体６に所定方向一方側から当接し、第１クランプ４及び第２クランプ５で挟持されたワークＷの第１被加工部がＷ１加工装置による加工位置に配されるように移動体６を位置決めする第１ストッパ４と、移動体６に所定方向他方側から当接し、第１クランプ４及び第２クランプ５で挟持されたワークＷの第２被加工部Ｗ２が加工装置による加工位置に配されるように、移動体６を位置決めする第２ストッパ８とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの位置決め装置に関する。

ワークに加工を施す際には、加工装置に対してワークを所定位置に位置決めする必要がある。ワークを位置決めする手段として、例えば特許文献１には、ワークをワークテーブルに位置決めクランプし、これらを工具に対して任意の姿勢に変換可能とするものが示されている。

特開２００６−８２２２５号公報

上記特許文献１の位置決め手段によれば、ワークの任意の箇所に加工を施すことができるが、ワークテーブルを任意の姿勢に変換可能とするために、複雑な機構及び複雑な制御が必要となる。しかし、ワークの被加工部の場所や数によっては、上記のような複雑な機構や制御が過剰となる場合がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、複雑な駆動機構や制御を用いることなく、ワークの位置決めを行えるワーク位置決め装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するため、本発明は、ワークに設けられた複数箇所に加工を施すにあたり、加工装置に対してワークを位置決めするためのワーク位置決め装置であって、所定方向に往復動可能に設けた移動台と、移動台に設けられた第１クランプと、移動台に対して移動可能に設けられ、第１クランプとでワークを挟持可能な第２クランプと、移動台の往復動を駆動する駆動部とを有する移動体を備え、移動体に所定方向一方側から当接し、第１クランプ及び第２クランプで挟持されたワークの第１被加工部が加工装置による加工位置に配されるように移動体を位置決めする第１ストッパと、移動体に所定方向他方側から当接し、第１クランプ及び第２クランプで挟持されたワークの第２被加工部が加工装置による加工位置に配されるように移動体を位置決めする第２ストッパとを設けたことを特徴とする。

上記のように、本発明では、移動台に第１クランプ及び第２クランプを設け、第１クランプ及び第２クランプでワークを挟持しながら、移動台及びワークを一体に往復動させ、第１ストッパ及び第２ストッパに移動体（移動台、第１及び第２クランプ、クランプ駆動部）を当接させることで、ワークの第１被加工部及び第２被加工部が加工装置による加工位置に配されるようにした。これにより、移動台を駆動する移動台駆動部は、第１ストッパ及び第２ストッパに当接するまで移動台を駆動するものであればよく、位置制御可能な複雑なものを用いる必要がないため、簡単な構造のもの（例えばシリンダ）を使用することができる。

ところで、例えば移動台を省略し、第１クランプ及び第２クランプでワークを挟持した状態で、第１クランプ及び第２クランプをスライドさせれば、ワークを挟持する駆動部とワークを移動させる駆動部とを共用して、駆動部の数を削減することができるとも考えられる。しかし、この場合、ワークを確実に保持するためには第１及び第２クランプにより比較的大きい力で挟持する必要があるが、このような状態を維持しながら両クランプをスライドさせることは非常に困難であり、ワークをスライドさせている途中にワークの保持が不安定となり、ワークの位置ズレを起こすおそれがある。これに対し、本発明では、ワークを保持する駆動部（クランプ駆動部）と、ワークの移動に用いる駆動部（移動台駆動部）とを別個に設けているため、ワークの移動時にワークの保持が不安定となる事態を回避できる。

例えば、第１及び第２ストッパを移動台に当接させて位置決めする場合、移動体のストロークは常に一定となる。この場合、ワークの大きさ（長さ）が変わった場合には、ストッパの位置を変えるなどの対応が必要となる。しかし、ワークの種類が変わるたびにストッパの位置を変える作業は手間がかかるため、生産性の低下を招く。そこで、第２ストッパを、ワークの大きさに応じて移動台に対する位置が変わる第２クランプに当接させれば、第２クランプを基準として、移動体のストロークを決めることができる。これにより、ストッパの位置を変更することなく、ワークの被加工部を加工装置に配置することが可能となる。

このように本発明に係るワーク位置決め装置によれば、複雑な駆動機構や制御を用いることなく、ワークの位置決めを行うことができる。

本発明の一実施形態に係るワーク位置決め装置の概略図であって、ワークが第１クランプと第２クランプとの間に配置されている状態を示す図である。 図１に示すワーク位置決め装置であって、第１クランプの一端がワークの一端と当接した状態を示す概略図である。 図１に示すワーク位置決め装置であって、第２クランプが移動してワークの両端部を挟持した状態を示す概略図である。 図１に示すワーク位置決め装置であって、移動体が第１ストッパに当接した状態を示す概略図である。 図１に示すワーク位置決め装置であって、移動体が第２ストッパに当接した状態を示す概略図である。 本発明のワーク位置決め装置の変形例であって、寸法の短いワークを挟持した際の第２クランプの位置決め動作を示す概略図である。 本発明のワーク位置決め装置の変形例であって、寸法の長いワークを挟持した際の第２クランプの位置決め動作を示す概略図である。

以下、本発明のワークの位置決め装置に係るワーク位置決め装置の一実施形態を、図１〜図５に基づいて説明する。

図１〜図５は、何れも、本実施形態に係るワークの位置決め装置の全体構成を示している。このうち図１は、第１クランプ４と第２クランプ５との間にワークＷを配置した状態を示している。図２は、第１クランプ４がワークＷの端部に当接した状態を示している。図３は第２クランプ５がワークＷの他端部に当接して、ワークＷを第１クランプ４と第２クランプ５とで挟持した状態を示している。図４は、移動体６を第１ストッパ７に当接させてワークＷの第１被加工部Ｗ１を位置決めした状態を示している。図５は、移動体６を第２ストッパ８に当接させて、ワークＷの第２被加工部Ｗ２を位置決めした状態を示している。

図１のワーク位置決め装置１は、ワークＷに所定の加工を施すにあたり、加工装置に対してワークＷを位置決めするためのものである。具体的には、例えば軸状ワークに熱処理を施す際の位置決めに用いられ、特に、ＣＶＪのプーリ軸の軸方向両端に設けられたネジ部に焼戻し処理を施す際の位置決めに用いられる。

ワーク位置決め装置１は、ベース台２と、ベース台２の上面を移動可能に設けられた移動台３と、移動台３を駆動する図示しない移動台駆動部とを有する。移動台３は、ベース台２に対して所定方向に移動可能とされる。本実施形態では、移動台３上に保持されたワークＷの軸方向（図中左右方向）で移動可能とされる。移動台３の一端には第１クランプ４が設けられ、移動台３の他端には第２クランプ５が設けられている。第１クランプ４と第２クランプ５とは互いに対向して設けられている。第１クランプ４及び第２クランプ５は、それぞれ図示しないクランプ駆動部で駆動され、それぞれ独立して移動台３の上面を移動することができる。第１クランプ４及び第２クランプ５は、移動台３の移動方向と同じ方向（すなわちワークＷの軸方向）で移動可能とされる。尚、以下の説明では、移動台３と第１クランプ４と第２クランプ５とクランプ駆動部とを総称して移動体６と表現する。以下の説明では、移動台３の移動方向において、第１クランプ４が設けられている側（図中左側）を一端側、第２クランプ５が設けられている側（図中右側）を他端側と言う。

ベース台２の一端には、移動体６とベース台２との相対位置を位置決めする第１ストッパ７が設けられている。一方、ベース台２の他端には、移動体６と当接する第２ストッパ８が設けられている。移動台３には、第１クランプ４の他端側への移動を制限する制限ストッパ９が設けられている。第１クランプ４と第２クランプ５との間には、加工装置（例えば高周波加熱装置）が設けられる。本実施形態では、第１クランプ４と第２クランプ５との間に二機の加工装置１０が設けられており、第１クランプ側に設けられた第１加工装置１１と、第２クランプ側に設けられた第２加工装置１２とがベース台２の移動方向で離間して配置されている。本発明のワーク位置決め装置の外部は、図示しない筐体で覆われている。また、第１加工装置１０及び第２加工装置１１の間には図示しない扉が設けられており、ワークＷはこの扉から装置に取り付けられる。

以下、本願発明のワーク位置決め装置の動作態様を、図１〜図５を用いて説明する。

先ず図１に示すように、ロボットアーム等の移載装置（図示省略）でワークＷを第１クランプ４と第２クランプ５との間に配置する。そして、図２に示されるように、クランプ駆動部により第１クランプ４が移動台２上を他端側（図中右側）に移動して、制限ストッパ９に当接させる。これにより、第１クランプ４を、移動台２上における所定の基準位置に位置決めすることができる。次に、図３に示されるように、クランプ駆動部により第２クランプ５が移動台３上を一端側（図中左側）に移動して、第１クランプ４と第２クランプ５とでワークＷの両端部が挟持される。この時、第１クランプ４が基準位置に位置決めされているため、第１クランプ４に支持されるワークＷの一端側の端部の位置は常に一義的に決定することができる。また、後述のように移動体３が移動する際に、ワークＷの位置ズレが起こらないように、第１クランプ４と第２クランプ５によるワークＷの挟持力が設定されている。こうして、ワークＷが移動体６に保持され、移載装置がワークＷから退避する。

次に図４に示されるように、第１クランプ４と第２クランプ５とによってワークＷが挟持された状態で、移動体３が一端側へ移動する。そして、ベース台２の端部に設けられた第１ストッパ７と移動体６とが当接して、移動体６がベース台２上で位置決めされる。その際、第１加工装置１１とワークＷの第１被加工部Ｗ１（図示例では一端側の端部）との位置が合うように、第１加工装置１１、第１ストッパ７、及び制限ストッパ９の位置が設定される。これにより、第１加工装置１１で第１被加工部Ｗ１を加工することができる位置で、ワークＷを位置決めすることができる。その後、第１加工装置１１により、ワークＷの第１被加工部Ｗ１に所定の加工（例えば焼戻し処理）が施される。

次に図５に示すように、移動体６を他端側へ移動させる。そして、移動体６が第２ストッパ８に当接することにより、移動体６がベース台２上で位置決めされる。この際、第２加工装置１２とワークＷの第２被加工部Ｗ２との位置が合うように、第２加工装置１２及び第２ストッパ８の位置が設定される。これにより、第２加工装置１２で第２被加工部Ｗ２を加工することができる位置で、ワークＷを位置決めすることができる。その後、第２加工装置１２により、ワークＷの第２被加工部Ｗ２に所定の加工（例えば焼戻し処理）が施される。

上記のように、第１ストッパ７および第２ストッパ８に当接させるまで移動体６を移動させるだけで、ワークＷの両端部（第１被加工部Ｗ１、第２被加工部Ｗ２）を、ベース台２に設けられた第１加工装置１１および第２加工装置１２によって加工できる位置に位置決めすることができる。従って、移動体６を移動させる移動台駆動部は、位置制御可能な複雑なものである必要はなく、例えばシリンダ（エアシリンダや油圧シリンダ）等の簡単な構成のものを使用することができる。

次に、本願発明に係るワーク位置決め装置の変形例を図６及び図７を用いて説明する。図６及び図７は、寸法の異なるワークが挟持された場合について、第２クランプを位置決めする様子を示している。

本変形例は、第２ストッパ８が第２クランプ５に当接させるように設けられている点で、上記の実施形態と異なっている。本変形例では、前述したワーク位置決め装置１についての実施形態と同様の機能を有する部位には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

先ず、寸法の短いワークＷｓを挟持した際の、第２クランプ５の位置決め動作について図６を用いて説明する。図６は、寸法の短いワークを位置決め装置に取り付けた場合における、第２クランプの位置決め動作について示している。本変形例の位置決め装置１では、ベース台２に設けられた第２ストッパ８の上部を第２クランプ５が配されている方向へ突出する凸状部８ａとしている。

本変形例でも、第１クランプ４と第２クランプ５とでワークの両端部が挟持される。この時、ワークの寸法が短いと、第２クランプ５の移動量もそれに伴って大きくなる。従って、第２クランプ５の後部から移動台３の端部までの距離が長くなる。そのため、第２クランプ５と第２ストッパ８の凸状部８ａとが当接する前に、移動台３と第２ストッパ８とが当接することが無いように第２ストッパ８には、移動台３が挿通する挿通孔８ｂが設けられている。

これにより、寸法の短いワークＷｓが挟持された移動体６を、第２ストッパ８側へ移動させた時、第２クランプ５の後部の移動台３が第２ストッパ８の挿通孔８ｂを挿通するため、第２クランプ５と第２ストッパ８の凸状部８ａとを当接させることができる。

ワークＷｓの第１被加工部Ｗ１を第１加工装置１１によって加工した後、移動体６を他端側へ移動させる。第２クランプ５と第２ストッパ８の凸状部８ａとを当接させることにより、第２クランプ５の位置決めされる。

次に、寸法の長いワークＷｌを挟持した際の、第２クランプ５の位置決め動作について図７を用いて説明する。図７は、寸法の長いワークＷｌを位置決め装置１に取り付けた場合における、第２クランプ５の位置決め動作について示している。

上記と同様に、本願発明のワーク位置決め装置１は、外部が図示しない筐体で覆われており、第１加工装置１１及び第２加工装置１２の間にはワークを取り付けるための扉が設けられている（図示省略）。ここでは、この扉に入る許容寸法（第１加工装置１１および第２加工装置１２との間の幅）のワークＷｌを位置決め装置１に取り付け、第２クランプ５の位置決めを行っている。

図６及び図７に示すように、第２クランプ５の軸方向長さＡと第２ストッパの軸方向長さＢは一定であるため、ベース台２の端部から第２クランプ５の先端（ワークの端部）までの距離は、ワークの長さによらず常に一義的に決まる。そのため、第２クランプ５の軸方向長さＡと第２ストッパの軸方向長さＢを合わせた位置に第２加工装置１２を配置することで、第２被加工部Ｗ２が位置決めされた箇所に常に第２加工装置１２が配される。つまり、ワークの寸法が変わっても第２クランプ５と第２ストッパ８の凸状部８ａとが当接した時点で、第２被加工部Ｗ２と第２加工装置１２とが同じ位置に位置決めされる。これにより、ワークＷの両端部を基準としてワークＷの位置決めを行うことができるため、ワークＷの長さに関わらず、ワークの両端部に設けられた第１被加工部Ｗ１および第２被加工部Ｗ２を加工装置による加工位置に配置することができる。

このように、本実施形態によれば、ワークの長さが変わっても常に第２クランプ５が所定位置に位置決めされるため、ワークの端部の位置を所定位置に位置決めすることができる。これにより、予め第２クランプ５に当接する側のワークの端部の位置（第２被加工部Ｗ２）に加工装置を設けておくことで、ワークの両端部を加工できる。従って、ワークの寸法が変わる毎に加工装置の位置を変更する必要がない。

尚、本発明のワーク位置決め装置は、水平方向に配置した状態について例示しているが、これに限らず垂直方向に配置することもできる。また、第１クランプ４は移動台３に固定して設けてもよい。

本発明は、前述した実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施しうることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

１ ワーク位置決め装置
２ ベース台
３ 移動台
４ 第１クランプ
５ 第２クランプ
６ 移動体
７ 第１ストッパ
８ 第２ストッパ
８ａ 凸状部
８ｂ 挿通孔
９ 制限ストッパ
１１ 第１加工装置
１２ 第２加工装置
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. ワークに設けられた複数箇所に加工を施すにあたり、加工装置に対してワークを位置決めするためのワーク位置決め装置であって、
   所定方向に往復動可能に設けた移動台、前記移動台に設けられた第１クランプ、前記移動台に対して移動可能に設けられ、前記第１クランプと協働してワークを挟持可能な第２クランプ、及び、前記第２クランプを駆動するクランプ駆動部を有する移動体と、前記移動台を駆動する移動台駆動部とを備え、
   前記移動体に前記所定方向一方側から当接し、前記第１クランプ及び第２クランプで挟持されたワークの第１被加工部が前記加工装置による加工位置に配されるように前記移動体を位置決めする第１ストッパと、前記移動体に前記所定方向他方側から当接し、前記第１クランプ及び第２クランプで挟持されたワークの第２被加工部が前記加工装置による加工位置に配されるように、前記移動体を位置決めする第２ストッパとを設けたことを特徴とするワーク位置決め装置。
2. 前記第２ストッパを、前記第２クランプに当接させる請求項１記載のワーク位置決め装置。

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