JP2019162710A - クランプシステム、クランプ方法およびクランプ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、各種形状のワークに対応した複数の治具を用意しておき、ワークの種類を変更するときに、治具全体を交換する場合には、ワークよりも大きな複数の治具を保管しておくスペースが必要になる。
本実施形態のクランプシステム、クランプ方法およびクランプ装置は、ワークに対して切削や研磨などの各種加工を行う工作機械に適用可能である。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
第一実施形態のクランプシステム1Aは、図2に示すように、ワークWを保持するための治具2と、ロボットアームRと、を備えている。クランプシステム1Aは、ワークWの製造ラインに設けられており、工作機械(図示せず)の加工室の側方に配置されている。
第一実施形態の治具2では、プレート50の上面に複数のクランプ装置10が取り付けられている。そして、各クランプ装置10によってワークW(図2参照)を保持することで、プレート50にワークWを固定することができる。
第一実施形態の治具2において、プレート50に取り付けられる複数のクランプ装置10は同じ構成であるため、以下の説明では一つのクランプ装置10について説明する。
第一実施形態では、吸着部20の下面に磁気が生じていない非吸着状態から、吸着部20のコネクタ21に電源ケーブルを接続して、吸着部20内のコイルに電気を供給すると、吸着部20内の磁石の磁性が変化する。これにより、吸着部20の下面に磁気が生じてプレート50に対して吸着状態となる。その後、コネクタ21から電源ケーブルを外しても吸着部20は吸着状態を維持する。再度、コネクタ21に電源ケーブルを接続して、吸着部20内のコイルに電気を供給すると、吸着部20内の磁石の磁性が変化して、吸着部20の下面に磁気が生じていない非吸着状態となる。
第一通気路38の一端は、当接部33の当接面33aに開口している。また、第一通気路38の他端は、支持部30の後端面に突設された第一プラグ38aに接続されている。
第二通気路39の一端は、載置部32の載置面32aに開口している。また、第二通気路39の他端は、支持部30の後端面に突設された第二プラグ39aに接続されている。
軸部41の下部は、スライド部37の収容穴37aに挿入されている。軸部41は、収容穴37aに対して上下方向に移動自在である。
このように、爪部40は、支持部30のスライド部37に対して昇降自在に連結されている。また、爪部40は、スライド部37に連動して、支持部30に対して前後方向に移動可能である。
爪部40は支持部30に対して昇降自在に連結されていることから、爪部40の挟持部42は、載置面32aに対して上下方向に進退自在である。
これにより、挟持部42が載置面32aに対して下降し、挟持部42と載置面32aとの上下方向の間隔が狭くなる。このとき、爪部40の軸部41と収容穴37aの底面との間の弾性部材45は圧縮された状態となる。
これにより、挟持部42が載置面32aに対して上昇し、挟持部42と載置面32aとの上下方向の間隔が広くなる。
ロボットアームRは、ボルト43の頭部43aの六角穴にレンチR2を連結させた状態で、レンチR2を正回転および逆回転させることで、ボルト43を正回転および逆回転させることができる。
図3に示すように、プレート50に取り付けられる前のクランプ装置10では、スライド部37が後側に配置されており、ボルト43の下端部は後側のねじ穴35に螺合されている。これにより、スライド部37は、支持部30の後部に固定されている。なお、吸着部20は非吸着状態である。
また、プレート50は、オートパレットチェンジャー(APC)のパレットに設けられており、工作機械の加工室の外側に配置されている。
そして、ロボットアームRによってクランプ装置10をプレート50の上面に搬送し、プレート50の上面の所定位置にクランプ装置10を載置する。
なお、クランプ装置10をプレート50の上面に載置する位置は、ロボットアームRの制御部に予め入力されており、クランプ装置10によってワークWを保持するのに適した位置に設定されている。
ボルト43を後側のねじ穴35から抜き出していくと、弾性部材45によって爪部40が押し上げられ、爪部40が支持部30に対して上昇する。
そして、ロボットアームRは、図5に示すように、ボルト43の頭部43aの六角穴にレンチR2を連結させた状態で、レンチR2を前方に向けて移動させる。これにより、爪部40およびスライド部37が前方に向けて移動する。
ボルト43の頭部43aは、爪部40の上面に係合しているため、ボルト43がねじ穴35に入り込んでいくと、ボルト43とともに爪部40が支持部30に対して下降する。
これにより、挟持部42が載置面32aに対して下降し、挟持部42と載置面32aとの間にワークWのフランジ部W1が挟み込まれる。
加工室内の各種センサやカメラによってワークWの位置を把握した後に、加工室内の加工手段によってワークWを加工する。
このようにして、クランプ装置10がワークWを保持している状態を解除することで、加工済みのワークWを治具2から取り出すことができる。
また、第一実施形態のクランプシステム1Aでは、プレート50の上面に対してクランプ装置10のレイアウトの自由度が高いため、各種形状のワークWを確実に保持することができる。
この構成では、ロボットアームRによってクランプ装置10にワークWを保持させることができるため、ワークWの種類を変えるときの作業効率を高めることができる。
このように、ロボットアームRを爪部40に連結し易くするとともに、ロボットアームRによって爪部40を移動させ易くすることが好ましい。
この構成では、クランプ装置10をワークWの形状に合わせて速やかにプレート50に取り付けることができるとともに、ロボットアームRによってクランプ装置10にワークWを保持させることができる。
したがって、ワークWの種類を変えるときの作業効率を高めることができる。これにより、オートパレットチェンジャーの一方のパレットに設けられた治具2に固定したワークWを加工している間に、オートパレットチェンジャーの他方のパレットに設けられたプレート50にクランプ装置10を取り付けることができる。
第一実施形態の吸着部20は、図2に示すように、電気によって吸着状態と非吸着状態とを切り換える永電磁式磁石であるが、吸着部20の構成は限定されるものではない。
例えば、電気によって吸着状態と非吸着状態とを切り換える静電チャックや電磁石によって吸着部20を構成してもよい。また、吸着部20の下面に開口部を形成し、吸着部20の内部を真空にすることで、吸着部20の下面をプレート50の上面に吸着させてもよい。
次に、第二実施形態のクランプシステム1Bについて説明する。
第二実施形態のクランプシステム1Bは、図8に示すように、前記した第一実施形態のクランプシステム1A(図2参照)と略同様な構成であり、プレート50に吸着部20が設けられている点が異なっている。
第二実施形態のクランプシステム1Bでは、プレート50の上面の所定の領域に永電磁式磁石である吸着部20が設けられている。
なお、第二実施形態のクランプ装置10において、支持部30の下面は、プレート50の上面に当接する当接面であり、この当接面に第一吸気路38の一端が開口している。
1B クランプシステム(第二実施形態)
2 治具
10 クランプ装置
20 吸着部
21 コネクタ
30 支持部
32 載置部
32a 載置面
33 当接部
33a 当接面
35 ねじ穴
36 通気路
37 スライド部
37a 収容穴
37b 挿通穴
40 爪部
41 軸部
41a 挿通穴
42 挟持部
43 ボルト
43a 頭部
45 弾性部材
50 プレート
R ロボットアーム
R1 多関節アーム
R2 レンチ
R3 把持具
W ワーク
W1 フランジ部
Claims (9)
- プレートと、
ワークを保持するクランプ装置と、
前記クランプ装置を前記プレートの表面に吸着させる吸着部と、を備えていることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項1に記載のクランプシステムであって、
前記吸着部は、電気によって吸着状態と非吸着状態とを切り換え可能な永電磁式磁石であることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項1または請求項2に記載のクランプシステムであって、
前記クランプ装置に前記吸着部が設けられていることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項1または請求項2に記載のクランプシステムであって、
前記プレートに前記吸着部が設けられていることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のクランプシステムであって、
前記クランプ装置に着脱自在なロボットアームを備えていることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項5に記載のクランプシステムであって、
前記クランプ装置は、
前記ワークが載置される載置面が形成された支持部と、
前記支持部に連結され、前記載置面に対峙した爪部と、を備え、
前記爪部は、前記載置面に対して進退自在であり、
前記ロボットアームは、前記爪部に着脱自在であることを特徴とするクランプシステム。 - 請求項6に記載のクランプシステムであって、
前記爪部には、前記支持部のねじ穴に螺合されるボルトが連結され、
前記ロボットアームは、前記ボルトに着脱自在であり、
前記ボルトを前記ねじ穴に出入することで、前記ボルトに連動して前記爪部が前記載置面に対して進退することを特徴とするクランプシステム。 - 請求項6または請求項7に記載のクランプシステムを用いたクランプ方法であって、
前記プレートの表面に前記クランプ装置を載置する段階と、
前記吸着部によって前記クランプ装置を前記プレートの表面に吸着させる段階と、
前記載置面に前記ワークを載置する段階と、
前記ロボットアームによって前記爪部を移動させて、前記爪部と前記載置面との間に前記ワークを挟み込む段階と、を備えていることを特徴とするクランプ方法。 - プレートの表面に載置されるクランプ装置であって、
ワークが載置される載置面が形成された支持部と、
前記支持部に連結され、前記載置面に対峙した爪部と、を備え、
前記支持部には、前記プレートの表面に当接する当接面を有する当接部が形成され、
前記支持部内には、前記当接面に開口している通気路が形成されていることを特徴とするクランプ装置。
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