JP2019141981A - 被加工物の支持装置及び被加工物の支持方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、枠体の上面に載置されて固定される被加工物を枠体に向けて吸引する吸引部が設けられている加工装置が記載されている。この装置では、吸引部が上端に吸引口を有する真空バキュームカップを具備しており、バキュームカップに接続されている吸引配管から吸引することにより、被加工物を枠体の上面に固定している。
このような問題から、スキンを支持する作業が煩雑になる可能性があった。
本発明の第1態様に係る被加工物の支持装置は、板状の被加工物を支持する被加工物の支持装置であって、前記被加工物を支持する湾曲した支持面を有する治具と、前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の一方向の端部である一端部と当接する第1当接部と、前記支持面を挟んで前記第1当接部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向の他端部と当接する第2当接部と、を備え、前記第1当接部及び前記第2当接部の少なくとも一方が、他方に向かって移動することで、前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記支持面の接線方向の荷重を入力する。
また、接線方向から被加工物に荷重を入力しているので、被加工物の全体に対して均等に荷重を作用させることができる。これにより、例えば、被加工物の一部を押圧すると、その反動で他の部分が浮き上がってしまうというような事態を防止することができ、支持面と被加工物とを容易に密着させることができる。
また、支持面の接線方向から被加工物に荷重を入力しているので、板厚方向から荷重を入力する場合と比較して、支持面と被加工物との間で発生する摩擦を抑制することができる。したがって、容易に支持面と被加工物とを密着させることができ、好適に板状の被加工物を支持することができる。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図8を用いて説明する。
本実施形態に係る支持装置1は、図1及び図2に示すように、板状のワーク(被加工物)W1を支持する装置である。本実施形態に係るワークW1は、図2に示すように、板状の部材を予め所定方向に曲率を有するように湾曲させたいわゆるシングルコンタースキンであって、断面が略円弧状に形成されている。ワークW1は、突出する側の面が下方に位置するように、支持装置1に支持される。
移動部6bが治具2の支持面4に沿うようにワークW1の断面を押圧と、ワークW1は第1当接部6と第2当接部7とに挟み込まれることとなるので、ワークW1には支持面4の接線方向の荷重が入力することとなる。
また、制御装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
本実施形態では、まず、予め断面略円弧状に湾曲加工された板状のワークW1を、クレーン等の搬送装置(図示省略)により治具2の支持面4に載置する(載置工程)。載置する際には、ワークW1の湾曲形状と支持面4の湾曲形状とが対応するように載置する。ワークW1は、一度大きな曲率となるように湾曲させてしまうと、その状態から曲率を小さくすることは難しいので、ワークW1は、所望の曲率よりも小さな曲率となるように湾曲加工されている。したがって、支持面4に載置されたワークW1は、図2及び図5(a)に示すように、両端部が支持面4と接触するとともに、略中央部分が治具2の支持面4から離間した状態となる(図5(a)領域A参照)。
また、ワークW1を支持面4に載置する際には、ワークW1を治具2に固定された第1当接部6に当接するように載置する(第1当接工程)。すなわち、第1当接部6を基準として、ワークW1の位置決めを行う。第1当接部6に当接するようにワークW1を載置した後に、第2当接部7をワークW1に当接させる(第2当接工程)。
このようにして、支持面4とワークW1とを密着させて、支持装置1に対して板状のワークW1を支持させる。
本実施形態では、第1当接部6及び第2当接部7が他方に向かって移動することで、板状のワークW1に対して、断面円弧状の支持面4の接線方向の荷重を入力している。すなわち、第1当接部6と第2当接部7とで、板状のワークW1を挟み込み、板厚方向と交差する方向からワークW1を押圧することによって、ワークW1に対して圧縮荷重を入力している。ワークW1に接線方向の荷重P(図7の矢印P方向の荷重。本実施形態では、鉛直方向に対する角度φ方向の荷重。)が入力すると、ワークW1には水平方向の分力(図7の矢印h)と、垂直方向の分力(図7の矢印v。本実施形態では、Pcosφとなる。)とが作用する。垂直方向の分力がワークW1に作用することで、板状のワークW1が治具2の支持面4に接触する方向に変形するので、湾曲した治具2の支持面4とワークW1とを密着させることができる。したがって、本実施形態の支持装置1及び支持方法によれば、ワークW1の曲面形状を保った状態で、好適にワークW1を支持することができる。よって、ワークW1の露出面(すなわち、治具2の支持面4と接触している面とは反対側の面)に対して板厚加工等の加工を行う際に、ワークW1の曲面形状を保った状態で、好適に加工作業を行うことができる。
仮に、ボルトの軸力や油圧を利用した装置のように、高い荷重を入力することができる装置を、板状のワークW1に対して使用した場合には、板状のワークW1は板厚方向の荷重に対する剛性が低いので、ワークW1が意図しない形状に変形してしまう可能性がある。したがって、これを避けるために、板厚方向の荷重では、板状のワークW1を高い荷重で押圧することができなかった。一方、本実施形態では、ワークW1の端部から(すなわち、支持面34の接線方向に)荷重を入力することで、ワークW1の意図しない変形を防止しつつ、高い荷重をワークW1に対して入力することができる。
また、接線方向にワークW1に対して荷重を入力しているので、ワークW1の全体に対して均等に荷重を作用させることができる。これにより、例えば、ワークW1の一部を押圧すると、その反動で他の部分が浮き上がってしまうというような事態を防止することができ、支持面34とワークW1とを容易に密着させることができる。
本実施形態では、上述のように、ワークと支持面4とを密着させることができるので、板厚加工後の板厚のバラつき等の発生を抑制することができる。また、バラつき等が抑制されるので、板厚加工において中仕上げ状態での板厚を確認等の必要がなく、加工時間が増加を抑制することができる。
このように、吸着部でワークを吸着した後に押圧部によってワークを押圧することで、ワークを支持する方法も考えられる。
これに対し、本実施形態の方法では、上述のように、治具2の支持面4にワークW1を載置するだけでよいので、クレーン等で特別な作業を要することがない。したがって、吸着部でワークW1を吸着した後に押圧部によってワークW1を押圧する方法と比較して、作業を簡易化することができるとともに、コストの上昇を抑制することができる。
次に、本発明の第2実施形態について図9を用いて説明する。第2実施形態は、板状のワークの形状及び支持装置の構造が、主に第1実施形態と異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
また、本実施形態に係る支持装置21は、第2の押圧部23を有している。第2の押圧部23は、第3当接部26及び第4当接部27を有する。第3当接部26及び第4当接部27は、治具22の端部に設けられている。また、第3当接部26と第4当接部27とは、支持面4を挟んで、第1当接部6と第2当接部7とが対向する方向と直交する直交方向に、互いに対向するように配置されている。第3当接部26は、板状のワークW2の直交方向の一端と当接している。第4当接部27は、板状のワークW2の直交方向の他端と当接している。また、第2の押圧部23は、複数(本実施形態では5つ)設けられていて、複数の第2の押圧部23は、板状のワークW2の端部に沿って略等間隔に並んでいる。なお、第3当接部26及び第4当接部27の構造は、第1当接部6及び第2当接部7と同様の構造であるため、その説明は省略する。
治具の支持面4に予め湾曲加工された板状のワークW2をクレーン等の搬送装置(図示省略)により治具の支持面4に載置する。
本実施形態では、ワークW2を支持面4に載置する際には、ワークW2を治具に固定された第1当接部6及び第3当接部26に当接するように載置する。すなわち、第1当接部6及び第3当接部26を基準として、ワークW2の位置決めを行う。第1当接部6及び第3当接部26に当接するようにワークW2を載置した後に、第2当接部7及び第4当接部27をワークW2に当接させる。
第2当接部7を第1当接部6に向かって移動させる方法については、第1実施形態と同様である。まず、c列に配置されたセンサ25がワークW2と支持面とが接触したと判定するまで、第2当接部7を移動させる。c列に配置されたセンサ25が接触していると判定した状態で、a列及びb列に配置されたセンサ25が非接触と判定している場合には、a列及びb列に配置されたセンサ25が接触と判定するまで、さらに第2当接部7を移動させる。a列及びb列に配置されたセンサ25が接触と判定している状態で、d列及びe列に配置されたセンサ25が非接触と判定している場合には、d列及びe列に配置されたセンサ25が接触と判定するまで、第1当接部6を移動させる。
このようにして、支持面とワークW2とを密着させて、支持装置21に対して板状のワークW2を支持させる。
本実施形態では、第3当接部26及び第4当接部27が他方に向かって移動することで、複曲面形状のワークW2に対して、直交方向から荷重を入力することができる。このように、複数の方向から支持面の接線方向の荷重を入力することができるので、複曲面形状のような複雑な曲面形状を有した状態で、板状のワークW2を好適に支持することができる。
次に、本発明の第3実施形態について図10を用いて説明する。第3実施形態は、板状のワークの形状及び支持装置の構造が、主に第1実施形態と異なる。第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
また、本実施形態に係る支持装置31は、第1当接部6及び第2当接部7の代わりに、第1把持部36及び第2把持部37を有する点が、第1実施形態と異なっている。
第1把持部36は、治具32に設けられ、支持面34に載置されたワークW3の一端を把持する。第2把持部37は、支持面34を挟んで第1把持部36と対向するように治具32に設けられ、支持面34に載置されたワークW3の他端を把持する。第1把持部36及び第2把持部37は、いわゆるシャコ万力のように、板状のワークW3を板厚方向に挟むことで把持している。また、第1把持部36及び第2把持部37には、支持面34の接線方向の延長線状に第1把持部36及び第2把持部37を引張る駆動装置(図示省略)と連結されている。
まず、治具32の支持面34に予め湾曲加工された板状のワークW3をクレーン等の搬送装置(図示省略)により治具32の支持面34に載置する。載置する際には、ワークW3の湾曲形状と支持面34の湾曲形状とが対応するように載置する。このとき、ワークW3の曲率は、支持面34の曲率より小さいので、ワークW3の全面が支持面34と接触させることはできないので、まず、ワークW3の中央部分が支持面34の中央部分と接触するように、ワークW3を支持面34に載置する。すなわち、この状態では、ワークW3の両端部は、支持面34から上方に離間した状態にある。次に、ワークW3の両端部を支持面34に押し付ける。このとき、ワークW3の両端部を押し付けた反動で、ワークW3の中央部分が上方に移動する。すなわち、ワークW3は、両端部が支持面34と接触した状態であって、中央部分が支持面34から上方に離間した状態(図10に示された状態)となる。
次に、第1把持部36及び第2把持部37に対して、載置されたワークW3を把持させる(第1把持工程、第2把持工程)。
このようにして、支持面34とワークW3とを密着させて、支持装置31に対して板状のワークW3を支持させる。
本実施形態では、第1把持部36及び第2把持部37が他方に向かって移動することで、ワークW3に対して、支持面34の接線方向の荷重を入力している。すなわち、第1把持部36と第2把持部37とで、板厚方向と交差する方向からワークW3を引っ張ることによって、ワークW3に対して張力を入力している。ワークW3に接線方向の荷重が入力すると、ワークW3には水平方向の分力と垂直方向の分力とが作用する。垂直方向の分力がワークW3に作用することで、板状のワークW3が治具32の支持面34に接触する方向に変形するので、湾曲した治具32の支持面34とワークW3とを密着させることができる。したがって、好適に板状のワークW3を支持することができる。よって、ワークW3の露出面(すなわち、治具32の支持面34と接触している面とは反対側の面であって、本実施形態では突出面)に対して板厚加工等の加工を行う際に、好適に加工作業を行うことができる。
例えば、上記各実施形態では、板状のワークを支持する支持装置及び支持方法に本発明を適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図11から図13に示すような、板状のワークに対して、断面加工を施したフレームW4やストリンガーW5を支持する支持装置及び支持方法に本発明を適用してもよい。
また、図13に示すように、直線状のストリンガーW5の場合であっても、両端を図13の矢印方向に引張ることで、歪みを除外して、治具の支持面に密着させることができる。したがって、ストリンガーW5に対しても、高精度でかつ、クランプチェンジ不要の板厚加工が実現できる。
また、上記各実施形態では、制御装置によって、支持装置を制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置を介さずに、支持装置を作業員等が逐次操作してもよい。
また、上記各実施形態では、対向する当接部がどちらも移動可能である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。どちらか一方のみ移動可能であって、他方はワークを固定する機能のみを有する構成でもよい。
2 治具
3 押圧部
4 支持面
5 センサ
6 第1当接部
6a 固定部
6b 移動部
7 第2当接部
8 ボルト
26 第3当接部
27 第4当接部
36 第1把持部
37 第2把持部
W1、W2、W3 ワーク
Claims (8)
- 板状の被加工物を支持する被加工物の支持装置であって、
前記被加工物を支持する湾曲した支持面を有する治具と、
前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の一方向の端部である一端部と当接する第1当接部と、
前記支持面を挟んで前記第1当接部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向の他端部と当接する第2当接部と、を備え、
前記第1当接部及び前記第2当接部の少なくとも一方が、他方に向かって移動することで、前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記支持面の接線方向の荷重を入力する被加工物の支持装置。 - 前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向と交差する交差方向の端部である一端部と当接する第3当接部と、
前記支持面を挟んで前記第3当接部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記交差方向の他端部と当接する第4当接部と、を備え、
前記第3当接部及び前記第4当接部の少なくとも一方が、他方に向かって(前記支持面に沿って)移動することで、前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記交差方向であって前記支持面の接線方向の荷重を入力する請求項1に記載の被加工物の支持装置。 - 板状の被加工物を支持する被加工物の支持装置であって、
前記被加工物を支持する湾曲した支持面を有する治具と、
前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の一方向の端部である一端部を把持する第1把持部と、
前記支持面を挟んで前記第1把持部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向の他端部をする第2把持部と、を備え、
前記第1把持部及び前記第2把持部の少なくとも一方が、他方と離れる方向に移動することで、前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記支持面の接線方向の荷重を入力する被加工物の支持装置。 - 前記支持面に設けられ、該支持面と前記被加工物とが接触しているかを判断する判断手段を備えた請求項1から請求項3のいずれかに記載の被加工物の支持装置。
- 被加工物を支持する湾曲した支持面を有する治具と、
前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の一方向の端部である一端部と当接する第1当接部と、
前記支持面を挟んで前記第1当接部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向の他端部と当接する第2当接部と、を備えた支持装置を用いた板状の被加工物の支持方法であって、
前記支持面に被加工物を載置する載置工程と、
前記被加工物の前記一端部と前記第1当接部とを当接させる第1当接工程と、
前記被加工物の前記他端部と前記第2当接部とを当接させる第2当接工程と、
前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記支持面の接線方向の荷重を入力するように、前記第1当接部及び前記第2当接部の少なくとも一方を、他方に向かって(前記支持面に沿って)移動させる第1移動工程と、を備えた被加工物の支持方法。 - 前記支持装置は、
前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向と交差する交差方向の端部である一端部と当接する第3当接部と、
前記支持面を挟んで前記第3当接部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記交差方向の他端部と当接する第4当接部と、を備え、
前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記支持面の接線方向の荷重を入力するように、前記第3当接部及び前記第4当接部の少なくとも一方を、他方に向かって移動させる第2移動工程と、を備えた請求項5に記載の被加工物の支持方法。 - 被加工物を支持する湾曲した支持面を有する治具と、
前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の一方向の端部である一端部を把持する第1把持部と、
前記支持面を挟んで前記第1把持部と対向するように前記治具に設けられ、前記支持面に載置された前記被加工物の前記一方向の他端部をする第2把持部と、を備えた支持装置を用いた板状の被加工物の支持方法であって、
前記支持面に被加工物を載置する載置工程と、
前記被加工物の前記一端部を前記第1把持部によって把持する第1把持工程と、
前記被加工物の前記他端部を前記第2把持部によって把持する第2把持工程と、
前記支持面に載置された前記被加工物に対して、前記支持面の接線方向の引っ張り荷重を入力するように、前記第1把持部及び前記第2把持部の少なくとも一方を、他方と離れる方向に移動させる移動工程と、を備えた被加工物の支持方法。 - 前記支持面に設けられ支持手段によって、該支持面と前記被加工物とが接触しているかを判定する工程を備えた請求項5から請求項7のいずれかに記載の被加工物の支持方法。
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