JP2015013338A - ジョーを自動交換するワーク把持装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】ジョーを自動交換するワーク把持装置の構造において、チャック動作と爪の交換とが共動して行なわれていないので、チャックの爪の着脱動作を安全に確実に行なうことができない。
【解決手段】チャック部へ駆動力を伝達するシリンダー部が、チャックのジョーへの作用力を発生させる第一シリンダー部と、チャックのプランジャ部のチャック後方へ移動させる作用力を発生させる第二シリンダー部を有し、前記チャック部がチャックボディの後方側へ空部を備え、該空部が後方へ移動されたプランジャ部を収納し、第２シリンダー部の作用力によりマスタージョーとプランジャ部が分離可能になされていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ジョーを自動交換するワーク把持装置の構造に関する。

近年では、生産性も向上を図るために、工作機械及びその周辺機器に対して、総合的な自動化の要請が高まっている。
これに答えるため、工作機械に取り付けられるワーク把持装置においても、ワークを把持するチャックのジョーをワークの大きさや形状に応じて交換する際に、人手を解さず自動的に交換することが可能となるワーク把持装置が種々提案されている。

特開平５−３１８２１０号公報

前述の従来技術には、ラック歯を噛み合わせる爪係脱装置を用いて、着脱可能とする爪の係合、離脱を行なっている。
この爪係脱装置は、チャック外方に設けられた爪外しシリンダーの動作により、爪の着脱のロック及び解除を行なっており、チャックを駆動するシリンダーによるチャックの動作とは別の動作で爪の着脱が行なわれている。
そのため、チャック動作と爪の交換とが共動して行なわれていないので、チャックの爪の着脱動作を安全に確実に行なうことができないという課題がある。

上記の課題を解決するために、本発明は、ジョーを自動交換するワーク把持装置であって、ワークを把持するチャック部と、該チャック部へ駆動力を伝達するシリンダー部を備え、前記シリンダー部が、チャックのプランジャ部への作用力を発生させる第一シリンダー部と、プランジャ部をチャック後方へ移動させる際に第一シリンダー部の移動範囲を調整する第二シリンダー部を有し、前記チャック部がチャックボディの後方側へ空部を備え、該空部が後方へ移動されたプランジャ部を収納し、第２シリンダー部の駆動によりマスタージョーとプランジャ部が分離可能になされていることを特徴とする。

本発明は、シリンダーの駆動によって、チャック開閉動作とプランジャの爪交換時に移動を行なうことにより、シリンダーの動作とマスタージョーのロック機構の動作を連動させて、より安全確実にジョーの自動交換作業を行なうことが出来る。さらには、前述の効果を簡単な構成により実現することができる。

本発明の実施例に係るワーク把持装置の断面図である。 本発明の実施例に係るワーク把持装置のワーク把持、解除状態の断面図である。 本発明の実施例に係るワーク把持装置のジョー交換開始状態の断面図である。 本発明の実施例に係るワーク把持装置のジョー交換状態のの断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本発明の実施例に係るワーク把持装置を図１〜４を用いて説明する。
図１に示すように、本発明のワーク把持装置は、ワーク２５を把持するチャック部１と、チャック部１の駆動源となるシリンダー部４から構成されている。

チャック部１には、チャックボディ７の前方側へワーク２５を把持するソフトジョー２とマスタージョー３が着脱可能に設けられている。
ジョーの自動交換の際には、前記ソフトジョー２とマスタージョー３を一体としたジョーを交換することとなる。
マスタージョー３は、図示しない係合溝によって、チャック半径方向へスライド移動可能となされ、外部に自動交換装置により交換可能となる。

チャックボディ７の内方には、後述するシリンダー部４の駆動力を受けるプランジャ部９が備えられ、シリンダー部４とチャック部１との間に設けられたドローパイプ２６に接続されたドローナット１５に係合して設けられている。
シリンダー部４の駆動により軸心方向へ前後動するドローパイプ２６の動作に伴い、プランジャ部９は、チャック内部を軸心方向へ前後動する。
このプランジャ部９はドローナット１５に係合するプランジャ２７と、断面図には示されていないが、プランジャと係合し楔部でマスタージョー３と摺動可能に嵌合されるウエッジプランジャ２８で構成されている。
ウエッジプランジャ２８の移動により、マスタージョー３が半径方向へ移動可能になされている。

チャックボディ７の後側内方には、プランジャ部９がチャック後方へ移動する際に、前述のマスタージョー３との嵌合が解除された後のさらに後方へ移動可能となすために、プランジャ部９を収納する空間を有する空部８が備えられている。
この空部８へプランジャ部９を収納することによりプランジャ部９の後方への移動を大幅に許容することができる。

また、マスタージョー３の係合、離脱のためのロックピン１０がチャックボディ７に組み込まれている。このロックピン１０は、ジョー交換の際に、マスタージョー３とプランジャ部９との係合が解除された場合にマスタージョー３の離脱を防ぐために設けられており、その際にマスタージョー３側の先端部がマスタージョー３に設けられた係止孔１６に嵌合されるようになされている。
ロックピン１０は、常時マスタージョー側へ押圧されるように付勢手段としてバネ１１が設けられている。

ロックピン１０のバネ１１によるマスタージョー側への移動を抑止するために解除ピン１２がチャックボディ７に設けられている。
解除ピン１２は、ロックピン１０に係合されており、解除ピン１２に設けられた傾斜面１３と、ロックピン１０に設けられたテーパ面１４が接するように係合され、これら傾斜面１３とテーパ面１４は解除ピン１２の前後及び図中上下の各々の接合部位で構成されている。

解除ピン１２は、チャック半径方向へ移動可能に設けられ、半径方向内方の端部がプランジャ部９の外周面へ当接して係止されるように設けられている。
プランジャ部９がチャックボディ７の空部８へ収納されると、前述の解除ピン１２のプランジャ部９へ当接しなくなり、解除ピン１２が半径方向内方へ移動されるようになされ、解除ピン１２の移動によりロックピン１０のマスタージョー側への移動の抑止を解除されることになる。

次に、シリンダー部４について説明する。
シリンダー部４は、チャック部１とはドローパイプ２６を介して接続されている。
本発明のシリンダー部４は、２つのシリンダーを組み合わせており、第一シリンダー部５と第二シリンダー部６で構成されている。
シリンダー本体１７には、内方の中空部位に中間壁２１を備えて、第一ピストン室１９と第二ピストン室２２が形成されている。

第一シリンダー部５として、第一ピストン室１９の内方には第一ピストン部２０が摺動可能に設けられ、この第一ピストン部２０のチャック側前端部がドローパイプ２６に接続されている。
第一ピストン部２０の後方部位は、軸心方向後方へ延長された軸部１８を形成しており、第二ピストン室２２を貫通して設けられている。

第二シリンダー部６には、第二ピストン室２２の内方へ第二ピストン部２３が摺動可能に設けられている。
第二ピストン部２３は、第一ピストン部２０の軸部１８に貫通されて摺動可能に設けられており、第二ピストン部２３の前端部位はシリンダー本体１７の中間壁２１を越えて第一ピストン室１９内へ突出して設けられるストッパ部２４を形成し、第一ピストン部２０のつば部２９の後部に当接でき、第一ピストン部２０の後方への移動を抑止するようになされている。
そのため、第二シリンダー部６の駆動により、第一シリンダー部５の移動範囲を調整するようになっている。
前述の第一シリンダー部５と第二シリンダー部６は、各々別系統の圧力配管に接続されており、夫々独立して駆動できる。

以下に本発明の実施例の動作について説明する。
図２に示すように、チャック部１がソフトジョー２によりワーク２５の把持、解除を行なう際には、シリンダー部４は、第二シリンダー部６の第二ピストン部２３がチャック部側最前方へ移動されており、第二ピストン部２３のストッパ部２４が第一ピストン室１９内へ突出している。
そのため、第一ピストン部２０を後方側へ移動するとストッパ部２４の突出部分に当接して、ストッパ部２４が第一ピストン部２０の後方側への移動を抑制することになり、第一シリンダー部５の第一ピストン部２０の摺動範囲を小さくする。
この第一ピストン部２０の軸心方向の前後移動範囲でドローパイプ２６を介してチャック部１のプランジャ部９の駆動力を伝達する。

チャック部１のワーク把持の動作は、前述の第二ピストン部２３のストッパ部２４で抑制された第一ピストン部２０の移動範囲で行なわれる。
プランジャ部９に伝達された軸方向の移動は、プランジャ部９の楔作用によりマスタージョー３の半径方向の移動に変換され、ソフトジョー２の半径方向の移動によりワークの把持、解除が行なわれる。

マスタージョー３の交換を開始する際には、第二シリンダー部６の動作によって、プランジャ部９をチャックボディ７の空部８へ収納することにより、マスタージョー３のチャック部１からの分離を行なう。
まず、第一ピストン部２０を軸心方向最後方へ移動させる。この時第二ピストン部２３は軸心方向最前方に移動されている状態にあるため、第一ピストン部２０は第二ピストン部２３に当接し、後方への移動が抑制されている。

図３に示すように、この状態で、第二シリンダー部６を駆動し、第二ピストン部２３を軸心方向後方へ移動させる。これに伴って第一ピストン部２０がさらに後方へ移動可能となされる。
第一ピストン部２０が、後方へ移動すると、ドローパイプ２６を介してプランジャ部９がよりチャック後方へ移動される。チャック後方に移動したプランジャ部９は、チャックボディ７の空部８へ収納される。

この時、プランジャ部９が後方へ移動するに伴い、解除ピン１２のチャック半径方向への移動が行なわれる。
プランジャ部９が後方へ移動すると、プランジャ部９の外周面へ当接することでチャック半径内方への移動を規制されていた解除ピン１２は、プランジャ部９との当接がなくなりチャック半径方向内方へ移動を促される。
解除ピン１２がチャック半径方向内方へ移動すると、解除ピン１２とは傾斜面で係合しているロックピン１０はバネ１１によってマスタージョー側へ付勢されているので、解除ピンによる移動の抑止が解除されてマスタージョー側へ移動する。
マスタージョー側へ移動したロックピン１０は、マスタージョー３に設けられた係止孔１６へ嵌合し、ロックピン１０を介してチャック部１とマスタージョー３とが係合されマスタージョー３の固定が行なわれる。

その後、図４に示しように、さらに第二ピストン部２３を軸心方向後方へ移動させると、プランジャ部９はよりチャック後方へ移動し、図示されないマスタージョー３と嵌合されていた楔部が分離され、プランジャ部９がマスタージョー３との係合が完全に離脱し、プランジャ部９が空部８へ完全に収納される。

このようにワーク把持装置による自動ジョー交換準備が行なわれると、別途装置によりジョーの自動交換が行なわれる。
このジョー交換の際には、別途装置による解除ピン１２の移動によりロックピン１０のチャック後方への移動を行ない、マスタージョー３の係止孔１６への嵌合を外し、マスタージョー３とチャック部１との一体化を解除することでジョーの取り外すことを可能とする。
そして別途装置によるジョーの交換を行ない、前述とは逆の動作により、交換後の新たなジョーがチャック部１へ取り付けられ、ワーク２５の把持、解除を行なうことが出来る。

本発明は、シリンダー部４が、第一シリンダー部５と第二シリンダー部６を備え、第一シリンダー部５は、第二シリンダー部６の駆動により移動範囲を制限されて設けられており、この制限された移動範囲内において、プランジャ部９を介してチャック部１に設けられたソフトジョー２の半径方向の移動が行なわれる。
そして、第二シリンダー部６の駆動により、第一シリンダー部５の移動範囲における最後方部を後方側へ拡大すること及びチャックボディ７の後方へプランジャ部９を収納することができるの空部８を設けることにより、プランジャ部９の移動範囲を大きくでき、プランジャ部９のマスタージョー３との分離をシリンダー部４の駆動と連動して行なうことが可能となる。これにより、ジョーの自動交換作業を安全確実に行なうことが出来る。
なお、本発明の実施において、前述の実施例の構成に必ずしも限定されるものではない。本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。

１ チャック部
２ ソフトジョー
３ マスタージョー
４ シリンダー部
５ 第一シリンダー部
６ 第二シリンダー部
８ 空部
９ プランジャ部
１０ ロックピン
１１ バネ
１２ 解除ピン
２０ 第一ピストン部
２３ 第二ピストン部
２６ ドローパイプ

Claims (3)

1. ジョーを自動交換するワーク把持装置であって、ワークを把持するチャック部と、該チャック部へ駆動力を伝達するシリンダー部を備え、前記シリンダー部が、チャックのプランジャ部への作用力を発生させる第一シリンダー部と、プランジャ部をチャック後方へ移動させる際に第一シリンダー部の移動範囲を調整する第二シリンダー部を有し、前記チャック部がチャックボディの後方側へ空部を備え、該空部が後方へ移動されたプランジャ部を収納し、第二シリンダー部の駆動によりマスタージョーとプランジャ部が分離可能になされていることを特徴とするワーク把持装置。
2. 前記チャック部が、チャックボディの内方へ設けられ、マスタージョーと係止することでチャックボディとマスタージョーを固定するロックピンを有し、該ロックピンが、プランジャ部の空部への移動に伴って、固定の解除を行なうことを特徴とする請求項１に記載のワーク把持装置。
3. 前記チャック部が、ロックピンをマスタージョー側へ押圧する付勢手段と、ロックピンへ傾斜面で係合し、マスタージョー側への移動を抑止する解除ピンを有し、該解除ピンが、プランジャ側へ押圧されてプランジャと当接して係止されており、前記プランジャ部の空部への移動により解除ピンのプランジャ部への当接が開放されて、ロックピンのマスタージョー側への移動の抑止が解除されることを特徴とする請求項２に記載のワーク把持装置。