JP2551115Y2 - ワーククランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、例えばパンチプレス
にて板材を加工する場合、板材をパンチング加工点へ位
置決めする移動位置決め装置に備えたワーククランプ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワーククランプ装置としては、例
えばパンチプレスにて板材を加工する場合、板材をパン
チング加工点へ位置決めするため、移動位置決め装置に
備えたワーククランプ装置にて板材を把持して、移動位
置決めがなされていた。

【０００３】一方、パンチプレス側にては、板材の板
厚、板質等の情報を作業手順書により作業者が得て、そ
の板材にあったクリアランスの金型を用意し、機械にセ
ットして加工が施される。また、ＡＴＣ装置付の自動ラ
インにおいても、あらかじめスケジュールを作業者が見
て、適切な金型を作業者がセットして加工が施されてい
た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のワーククランプ装置は、板材を把持する作用のみを
行ないパンチング加工点へ移動位置決め装置により位置
決めがなされている。また、板材の板厚、板質等の情報
をもとに作業者が適切な金型を選び機械にセットしてい
るので、人手と時間を要するという問題があった。

【０００５】この考案の目的は、上記問題点を改善する
ため、板材の板厚および硬度を板材把持動作の中で知
り、板材に合った最適な金型が選択でき、人手と時間を
省いたワーククランプ装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、クランプベースの端部に流体圧シリン
ダーを設けると共に、前記クランプベースと協働して板
材を狭持するクランパーを該クランプベースに回動自在
に軸支して設け、該クランパーの一側端部の材料当接面
に板厚と硬度とを測定する押圧子を設け、該クランパー
の他側端部に前記流体圧シリンダーの下部ピストンロッ
ドを回動自在に連結して設けると共に、上部ピストンロ
ッドを該流体圧シリンダーから突出させて設け、該上部
ピストンロッドの流体圧シリンダーに対する移動量を検
出する移動量検出装置を該流体圧シリンダーに設けてな
ることを特徴とするワーククランプ装置を構成した。

【０００７】また、この考案は、前記流体圧シリンダー
を作動させる流体圧系統に高圧系統と低圧系統との２系
統を設け、低圧系統で前記板厚と硬度とを測定し、高圧
系統で板材を把持固定することを特徴とするワーククラ
ンプ装置を構成した。

【０００８】

【作用】この考案のワーククランプ装置を採用すること
により、例えばパンチプレスにて板材を加工する場合、
板材を把持し移動位置決めをするワーククランプのクラ
ンパーに板厚と硬度を測定する押圧子が設けられている
と共に、クランパーの板材クランプ部の移動量を検出す
る移動量検出装置がワーククランプに設けられている。

【０００９】一方、クランパーを作動させる流体圧系統
には高圧系統と低圧系統の２系統が設けられていて、板
材の板厚と硬度を測定するには低圧系統を選択し、低圧
によりクランパーを動かし、その移動量を前記移動量検
出装置にて検知すると共に押圧子が板材に食込んだ量を
検知して、板材の板厚と硬度を知ることができる。なお
硬度がわかれば板材の材質も予想できる。なお、測定後
は高圧系統に切換えて板材を確実にクランパーにて把持
固定し、例えばパンチング加工点へ位置決めし、パンチ
ング加工が施される。

【００１０】而して、板材の板厚と硬度を把持動作の中
で知ることができ、例えば、ＡＴＣ（自動工具交換装
置）などにより最適条件にあった金型が自動的に選択可
能となる。

【００１１】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、本実施例ではタレットパンチプレ
スに備えた材料移動位置決め装置にワーククランプ装置
を採用したが、これに限るものではない。

【００１２】図５を参照するに、タレットパンチプレス
１は、上部、下部タレット３、５にそれぞれ、多種類の
パンチ７、ダイ９が装着されており、所望のパンチ７、
ダイ９の組が上部、下部タレット３、５を回転させるこ
とにより、図示を省略したが打撃子の直下であるパンチ
ング加工点１１へ位置決めされる。

【００１３】加工される板材Ｗは、移動位置決め装置１
３に備えたワーククランプ装置１５のクランパー１７に
把持され、クランパー１７が取付けられたキャレッジ１
９は、モータ２１、送りねじ２３によりＸ軸方向（図５
において左右方向）へ移動する。また、キャレッジ１９
が取付けられたキャレッジベース２５は、モータ２７に
よりＹ軸方向（図５において上下方向）へ移動する。

【００１４】上記構成により、板材Ｗの所望加工位置
を、前記パンチング加工点１１へ位置決めすることがで
き、打撃子の作動によりパンチ７とダイ９とが協働して
板材Ｗにパンチング加工が施される。

【００１５】次に、本実施例の主要部であるクランパー
１７を備えたワーククランプ装置１５について、更に詳
細に説明する。

【００１６】図１および図２を参照するに、ワーククラ
ンプ装置１５は、キャレッジ１９にアリ溝２９を介して
クランプハウジング３１が係合し、Ｘ軸方向（図１にお
いて紙面に対して直交する方向、図２において上下方
向）へ移動かつ位置決め自在に設けられている。このク
ランプハウジング３１に流体圧として例えば圧縮空気に
より作動するシリンダー３３が設けられ、このシリンダ
ー３３のピストン３５には上部ピストンロッド３７と下
部ピストンロッド３９が形成されている。

【００１７】前記上部ピストンロッド３７はシリンダー
キャップ４１を貫通し、このピストンロッド３７の長手
方向にラック４３が形成されている。また、前記シリン
ダーキャップ４１の上面にはブラケット４５が設けてあ
り、このブラケット４５に上部ピストンロッド３７の移
動量を検出する移動量検出装置として、例えばストロー
ク検出器４７が取付けてある。そして、このストローク
検出器４７の出力軸に設けたピニオン５１と前記ラック
４３とを噛合してある。更に、上部ピストンロッド３７
の軸芯に圧縮空気の流路５３が穿設され、この流路５３
に直交した流路５５が前記ピストン３５の下方に貫通し
て設けられている。なお、符号５７はスプリングであり
常時ピストン３５を下方向へ付勢している。

【００１８】上記構成により、圧縮空気を供給すると流
路５３より流路５５を通りピストン３５を上方向へ移動
させる。ピストン３５の上昇により上部ピストンロッド
３７に形成したラック４３は上昇し、ラック４３に噛合
したピニオン５１が回転して、ピストン３５の上昇量
（移動量）をストローク検出器４７にて検知することが
できる。なお、圧縮空気を排出するとスプリング５７の
弾発力によりピストン３５は下降し下限で停止する。

【００１９】前記下部ピストンロッド３９の先端（図１
において下方）は、ピン５９を介して前記クランパー１
７に連結されている。このクランパー１７は、前記シリ
ンダ３３の下部にボルト等により一体的に設けたクラン
プベース６１に、ピン６３を介して回動自在に支承され
ている。なお、クランパー１７の材料当接面６５には、
硬度測定用の押圧子である、例えば、ロックウェルＣス
ケール用のダイヤモンド押圧子６７が装着されている。

【００２０】上記構成により、圧縮空気の供給によりピ
ストン３５は上昇し、クランパー１７は回動する。そし
てクランパー１７とクランプベース６１間に挿入された
板材Ｗを挟持する。このとき、前述の検出器４７におい
て、ピストンロッド３７の上昇量（移動量）が検出され
る。すなわち、ピストンロッド３７の移動量は、クラン
パー１７とクランプベース６１との間に挾持される板材
Ｗの板厚の変化に比例するので、ピストンロッドの移動
量を検出することによって、板厚を測定することができ
る。なお、圧縮空気を排出するとピストン３５は下降
し、クランパー１７とクランプベース６１との間隔が広
がり、挟持した板材Ｗを解放する。

【００２１】前記シリンダ３３を作動させる圧縮空気の
流体圧系統６９について、図３を参照しつつ詳細に説明
する。

【００２２】流体圧系統６９としては、圧縮空気発生源
７１よりカップラー７３を経てフィルター７５、レギュ
レータ７７、オイラー７９を通り、高圧系統８１と低圧
系統８３に分岐する。なお、分岐点と前記オイラー７９
との間に安全用の圧力スイッチ８５が設けられている。

【００２３】前記高圧系統８１は、高圧用減圧弁８７を
介して高圧用電磁切換弁８９に接続されている。前記低
圧系統８３は、低圧用減圧弁９１を介して低圧用電磁切
換弁９３に接続され、各高圧用電磁弁８９と低圧用電磁
弁９１と出側流路は１本にまとめられていて、カップラ
ー９５を経て前記シリンダー３３のピストン３５の上部
ピストンロッド３７の上端に継手９７にて接続されて、
流体圧系統６９は構成されている。

【００２４】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、図１、図２および図３を参照するに、クランパー
１７の板材当接面６５に埋設された押圧子であるダイヤ
モンド押圧子６７にて板材Ｗの硬さを知るには、ＪＩＳ
より、ロックウェル硬さは、１４７１（Ｎ）＝１５０kg
f の力でＣスケールが何ｍｍ食込んだか、その食込み量
をｈとすると、［１００−５００ｈ＝硬さ］この式で硬
さを知ることができる。

【００２５】また、その食込量ｈは、シリンダー３３の
ピストン３５の動き、すなわち、上部ピストンロッド３
７のラック４３の動きを、ラック４３に噛合したピニオ
ン５１の回転に変換し、ピニオン５１に連結したストロ
ーク検出器４７にて検知し、検知出力をＮＣ装置へ送り
板厚と硬度を演算して求める。なお、このようにして求
めた板厚と硬度データに基づいてワーククランプを装着
した機械を適宜に制御することができる。例えば、パン
チプレスにおいては、パンチング加工に最適なクリアラ
ンスを有する金型（パンチとダイ）を自動的に選択させ
ることが可能となる。また、レーザ加工機においては、
最適な切断条件を自動的に選択させることが可能とな
る。

【００２６】まず、板材Ｗを挟持するのに、低圧系統を
作動させる。すなわち、低圧用電磁切換９３を作動させ
低圧用減圧弁９１にて所定の圧力にセットされた圧縮空
気をシリンダー３３へ供給する。シリンダー３３へ圧縮
空気が供給されるとピストン３５は上昇するが、この時
ピストン３５が発生する力Ｆ_B は、ピストン３５の有効
断面積Ａ×空気圧Ｐ₁ ＝Ｆ_B となる。

【００２７】ここで、硬さ測定用の力である１５０kgf
を出すためには、 ｌ₂ ／ｌ₁ ×Ｆ_B ＝Ｆ_A ＝１５０kgf となれば良い。（図１参照） この時、ピストン３５の先端に取り付けられたストロー
ク検出器４７は、図４に示すグラフのごときストローク
の検出を行う。

【００２８】このグラフにて、板材Ｗを挟持する前に
は、クランパー１７とクランプベース６１との間につか
み代δがあいている。この状態からクランパー１７を作
動させ板材Ｗに当接した時、板厚は、δ−δ₁ ＝Ｔ（板
厚）となり、つづいて、ダイヤモンド押圧子６７が食込
む、その食込み量は、δ₂ −δ₁ ＝ｔ（食込み量）とな
る。よって、硬度は、１００−５００×ｔ＝硬度ＨとＮ
Ｃ装置で演算されて、クランパー１７の１作動により、
板厚と板材の硬さが判り、材質も知ることができる。

【００２９】その後、低圧系統８３より高圧系統８１に
切換えて、高圧用減圧弁８７にて設定された所定の高圧
を高圧用電磁切換弁８９よりシリンダー３３へ供給する
ことにより、通常加工時のクランプ力が与えられる。

【００３０】而して、クランパー１７の把持動作中に板
材Ｗの板厚と硬度を知ることができ、例えば、ＡＴＣ装
置により最適な条件にあった金型を自動的に選択可能と
なり、人手による段取り作業がなくなる。

【００３１】なお、この考案は前述した実施例に限定さ
れることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の
態様で実施し得るものである。例えば、本実施例では流
体圧として圧縮空気を採用したが油圧としても良く、測
定用の押圧子として板厚、硬度を測定するダイヤモンド
押圧子６７をクランパー１７に内蔵したが、別体として
設けても良く、板厚のみの検出装置を設けても、また、
硬度のみの検出装置を設けても良い。

【００３２】

【考案の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この考案によれば、クランパーに板厚と硬度
を測定する押圧子を設け、このクランパーの移動量を検
出する移動量検出装置を設けた。そして、クランパーを
作動させて、板材の板厚と硬度を測定するときには、低
圧系統を使い、板材を把持するときには高圧系統を使用
する。

【００３３】このため、板材を把持する１つの動作の中
で、板材の板厚と硬度を知ることができ、例えば、ＡＴ
Ｃなどにより最適条件にあった金型を自動的に選択可能
となり、人手による段取り作業がなくなり、人手と時間
を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の主要部を示し、図５におけるＩ−Ｉ
線に沿った拡大断面図である。

【図２】図１における平面図である。

【図３】この考案の主要部である流体圧系統の説明図で
ある。

【図４】板厚と硬度を検出する時の押圧子の移動を表し
たグラフである。

【図５】この考案を実施する一実施例のタレットパンチ
プレスの平面図である。

【符号の説明】

１５…ワーククランプ装置 １７…クランパー ４７…ストローク検出器 ６５…板材当接面 ６７…ダイヤモンド押圧子 ６９…流体圧系統 ８１…高圧系統 ８３…低圧系統

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプベースの端部に流体圧シリンダ
   ーを設けると共に、前記クランプベースと協働して板材
   を狭持するクランパーを該クランプベースに回動自在に
   軸支して設け、該クランパーの一側端部の材料当接面に
   板厚と硬度とを測定する押圧子を設け、該クランパーの
   他側端部に前記流体圧シリンダーの下部ピストンロッド
   を回動自在に連結して設けると共に、上部ピストンロッ
   ドを該流体圧シリンダーから突出させて設け、該上部ピ
   ストンロッドの流体圧シリンダーに対する移動量を検出
   する移動量検出装置を該流体圧シリンダーに設けてなる
   ことを特徴とするワーククランプ装置。
2. 【請求項２】 前記流体圧シリンダーを作動させる流体
   圧系統に高圧系統と低圧系統との２系統を設け、低圧系
   統で前記板厚と硬度とを測定し、高圧系統で板材を把持
   固定することを特徴とする請求項１に記載のワーククラ
   ンプ装置。