JP2768215B2

JP2768215B2 - レーザ加工機用上下爪退避式ワーククランプ装置

Info

Publication number: JP2768215B2
Application number: JP5142069A
Authority: JP
Inventors: 通生高谷; 道浩山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1993-06-14
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JPH06344166A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機の加工
ヘッドの進入に対して退避機構を具備したワーククラン
プ装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は一般的なレーザ加工機におけるテ
ーブル部分の平面図を示し、図５，図６は、例えば特開
平１−２８４４９３号公報に示される従来の退避式ワー
ククランプ装置を簡略して描いた側面図を示す。各図に
おいて、１は被加工物、２はレーザ光を集光させ照射す
る加工ヘッド、３は先端が針状のワーク支持ピン、３１
は退避式ワーククランプ装置、６は退避式ワーククラン
プ装置３１の把持部の上爪、７はその下爪、２９は多数
のボールベアリングを具備し、紙面に対し垂直方向に稼
働するワークリフター、３０はテーブルの加工基準位置
に合せて固定されている位置決め装置、３２は上爪６、
下爪７の支点となるピンＧ、３３は退避式ワーククラン
プ装置３１の駆動部であるシリンダー、３３ａはシリン
ダ３３より突設されたピストンロッド、３４はピストン
ロッド３３ａの先端に固着され、Ｕ字形をなすホルダ
ー、３５はホルダ３４のＵ字形のそれぞれの端に回転自
在に固着されたローラ、３６は近接スイッチである。

【０００３】次に動作について説明する。被加工物１を
ワーク支持ピン３上に載せ、退避式ワーククランプ装置
３１にて図５の如く被加工物１を把持状態にした後、加
工ヘッド２により集束したレーザ光を被加工物１に照射
させながら、加工ヘッド２及び加工機テーブル部分を移
動させることにより、切断等の加工を行う。また、加工
中に於いては被加工物１を把持している退避式ワークク
ランプ装置３１の把持部である上爪６に加工ヘッド２が
接近してきた場合は、図６の如く把持状態を解除させる
ことにより、衝突を避ける。尚、加工ヘッド２と退避式
ワーククランプ装置３１との相対位置は、センサー３
６、駆動系及び制御系より検出させる。また、退避式ワ
ーククランプ装置３１の動作としては、図６の状態から
矢印Ｄ方向へ、シリンダロッド３３ａを移動させること
により、上爪６、下爪７がピンＧ３２を支点として回動
する。この回動にあたっての動作は、ホルダー３４に取
付られたローラ３５が、上爪６、下爪７に作用すること
により行うが、その際、上爪６より、下爪７の方を早く
復帰状態にさせるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の退避式ワークク
ランプ装置は以上の様に構成されているので、上爪６、
下爪７の各々の動作タイミング及び退避動作に必要な時
間を任意に変更するためには、所望のタイミングあるい
は動作時間によってそれに応じた形状の爪をその都度交
換する必要があり、非常に繁雑となるばかりか、上爪
６、下爪７の回転軸間距離が固定構造であるため、把持
可能な被加工物の板厚に制限がある（被加工物の面保持
が出来ない）などの問題点があった。

【０００５】この発明は、上記のよう問題点を解決する
ためになされたもので、上爪、下爪の相互の動作タイミ
ング及び各々の動作時間の調整が容易で、しかも把持可
能な被加工物の板厚に制限を受けることが少ないレーザ
加工機用上下爪退避式クランプ装置を得ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る上下爪
退避式ワーククランプ装置は、上爪、下爪のそれぞれの
動作に必要な駆動機構を別々に備えたものである。

【０００７】また第２の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置は、第１の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置において、上爪の駆動機構を、被加工物の
把持を解除する際、上爪が上方に直動の後、該被加工物
に対し遠ざかるよう移動させる機構にて構成したもので
ある。

【０００８】また第３の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置は、第２の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置において、上爪の上方に直動する移動量を
調整する調整機構を設けたものである。

【０００９】また第４の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置は、第１〜第３の発明の何れかに係る上下
爪退避式ワーククランプ装置において、上爪及び下爪の
少なくとも一方の被加工物に対する退避動作及び被加工
物に対する把持動作にかかる所要時間を制御する調整機
構を設けたものである。

【００１０】更にまた、第５の発明に係る上下爪退避式
ワーククランプ装置は、第１〜第４の発明の何れかに係
る上下爪退避式ワーククランプ装置において、下爪の被
加工物との接触面高さを調整する機構を設けたものであ
る。

【００１１】

【作用】第１の発明に係る上下爪退避式ワーククランプ
装置は、上爪及び下爪を、それぞれを異なった動作タイ
ミングあるいは動作時間で動作させることを可能にす
る。

【００１２】また第２の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置は、上爪の直動移動量までの板厚の面保持
が可能となる。

【００１３】また第３の発明に係る上下爪退避式ワーク
クランプ装置は、上爪の退避動作時間調整等のため、上
爪の上下方向移動量を任意に可変調整できる。

【００１４】また第４の発明に係る上下爪退避式クラン
プ装置は、上爪あるいは下爪の退避動作、復帰動作に要
する時間、または上爪、下爪相互の動作タイミングを任
意に可変調整できる。

【００１５】更にまた、第５の発明に係る上下爪退避式
ワーククランプ装置は、被加工物の下面高さ位置に応じ
て下爪の被加工物との接触面高さを調整できる。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図１、図２及び
図３を用いて説明する。各図において、１は被加工物、
２は加工へッド、３は被加工物１をテーブル上で支える
ワーク支持ピン、４は可動部が矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に
動作する上爪用シリンダー、４ａはそのシリンダの可動
部であるシリンダロッド、５は上爪用シリンダ４と同じ
動作方向である下爪用シリンダ、５ａはそのシリンダの
可動部であるシリンダロッド、６は上爪、７は下爪、８
は上爪６に取付けられた上爪狭部、９は下爪７に取付け
られた下爪狭部、１０は上爪６を退避動作をさせる為の
リンクＡ、１１は上爪６とリンクＡ１０とを連結してい
るピンＡ、１２は上爪用シリンダ４の可動部であるシリ
ンダロッド５ａに固定した上爪ブラケット、１３はリン
クＡ１０と上爪ブラケット１２とを連結するピンＢ、１
４はリンクＡ１０に常に接し、案内の役割をするロー
ラ、１５はローラ１４を固定し、かつ矢印Ａ、Ｂ方向に
調整可能であるローラ取付ブラケット、１６はローラ取
付ブラケット１５を固定している固定ネジである。

【００１７】また１７はリンクＡをローラ１４に、常時
接した状態にし、かつ上爪６を退避動作に導く引張りコ
イルバネ、１８は上爪６に上爪狭部８を固定し、かつ調
整を行う上爪狭部調整ネジ、１９は上爪狭部８と上爪６
とのガタを防ぐ止メネジ、２０は下爪用シリンダ４の可
動部であるシリンダロッド４ａの上下動作を回転動作に
し、下爪７に伝達するリンクＢ、２１は下爪用シリンダ
５の可動部であるシリンダロッド５ａに固定され、リン
クＢ２０に力を伝えるクレビス、２２はリンクＢ２０の
支点となるピンＣ、２３はクレビス２１に取付けられ、
リンクＢ２０の力点となるピンＤ、２４はリンクＢ２０
の作用点であり、回転動作を伝達させるピンＥ、２５は
下爪７の支点となるピンＦ、２６は回動により退避動作
を行う下爪７の復帰時における姿勢を決定するストッ
パ、２７はストッパ２６の固定を目的としたストッパ調
整ネジ、２８は上爪用シリンダ４及び下爪用シリンダ５
の使用流体の流量調整を行うスピードコントローラであ
る。

【００１８】次にこの発明の動作について説明する。即
ち、図２に示すように、被加工物１を把持している状態
において、加工ヘッド２が接近してきた場合、従来のも
のと同様、退避動作を行うが、その動作として図１に示
すように、まず上爪６の場合は、退避命令を受け、供給
された流体が、上爪用シリンダ４に流れ、シリンダロッ
ド４ａを矢印Ａ方向へ押し出す。これにより上爪ブラケ
ット１２、リンクＡ１０、上爪６も同様矢印Ａ方向へ移
動する。リンクＡ１０は、引張コイルバネ１７の作用に
より、ローラ１４に押えられている。この為、ピンＢ１
３の中心とローラ１４の中心とが同一高さになるまで
は、上爪６は矢印Ａ方向へと移動するのみだが、ピンＢ
１３の中心が、ローラ１４の中心を矢印Ａ方向に越えた
場合、引張コイルバネ１７の作用により、リンクＡ１０
はピンＢ１３を支点として、回動する。その結果、上爪
６は矢印Ｃ方向へ移動することにより、退避動作を終え
る。

【００１９】一方、下爪７においては、上爪６同様に退
避命令を受け供給された流体が、下爪用シリンダ５に流
れ、シリンダロッド５ａを矢印Ａ方向へ押し出す。この
力を受けたリンクＢ２０が、ピンＣ２２を支点として回
動すると同時に、この回動力をピンＥ２４により、下爪
７に伝達する為、下爪７は、ピンＦ２５を支点として回
動する。これにより退避動作を終える。なお復帰（把
持）動作については、上爪６、下爪７共に前記の逆とな
る。

【００２０】また、上記退避動作及び復帰（把持）動作
を行わせる際、流体を上爪用シリンダ４及び下爪用シリ
ンダ５に対し供給及び排出するが、その上爪用シリンダ
４及び下爪用シリンダ５の配管ポートに、流量を調整す
るスピードコントローラ２８が各々取付けられているの
で、このスピードコントローラ２８にて流体の流量を調
整することにより、上爪６及び下爪７の動作速度を別々
に調整することができる。

【００２１】また回動により退避した下爪７が、再び把
持状態へと復帰する場合、下爪７がストッパ２６に当る
までとなる。ストッパ２６は、ストッパ調整ねじ２７を
緩めて矢印Ａ方向へ移動させると、下爪把持状態で下爪
狭部９はワーク支持ピン３の先端より低い位置となり、
またストッパ２６を矢印Ｂ方向へ移動させると前記の逆
となるよう、上下方向に調整可能に設けられている。こ
のため、被加工物１の把持部の下面がワーク支持ピン３
の先端高さと同一でない場合や、本クランプ装置の組み
立て誤差があり、下爪狭部９の上面高さとワーク支持ピ
ン３の先端高さとが同一でない場合等において、その状
況に応じて下爪７の被加工物１との接触面高さを、最も
良好な把持状態となるよう予め調整することができる。

【００２２】更にまた上爪６が、退避動作を行う場合、
前記したようにピンＢ１３の中心が、ローラ１４の中心
を矢印Ａ方向に越えないまでは、上爪は矢印Ａ方向に移
動、つまり垂直に移動するのみとなる。またローラ１４
は、固定ねじ１６を緩めてローラ１４を固定しているロ
ーラ取付ブラケット１５を矢印Ａ、Ｂ方向へ移動させる
ことによりその高さ調整ができるように設けられてい
る。このため、ローラ取付ブラケット１５を矢印Ａ方向
に移動させれば、上爪６の垂直移動量を増すことがで
き、またローラ取付ブラケット１５を矢印Ｂ方向へ移動
させることにより、上爪６の垂直移動量を減すことがで
きるので、被加工物１の板厚に容易に対応でき、また上
爪６の退避動作時間調整等も容易となる。

【００２３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上爪及
び下爪をそれぞれ独立に動作させる駆動機構を備える構
成としたので、上爪及び下爪を取り替えることなく、上
爪及び下爪相互の動作タイミングをずらしたり、動作時
間をそれぞれ任意に設定でき、ひいては容易に被加工物
の成状（主として板厚のちがいによるたわみの状態等）
の相違があっても加工に支障なき様、柔軟に対応可能と
なる効果を奏する。

【００２４】またこの発明によれば、上爪の駆動機構
を、被加工物の把持を解除する際、上爪が上方に直動の
後、該被加工物に対し遠ざかるよう移動させる機構にて
構成したので、直動する移動量までの板厚の面保持が可
能となり、かつ被加工物の初期歪みを吸収する効果があ
る。

【００２５】またこの発明によれば、上爪の上方に直動
する移動量を調整する調整機構を設けたので、上方に直
動する移動量を調整することにより、可能把持板厚量を
増すことを容易に行うことが可能となる。また、レーザ
加工機は、薄板の加工においては、加工速度を上げて使
用することが多い。つまり、その分早く上爪を退避させ
ないと、加工ヘッドと衝突する可能性が高くなる。そこ
で、上爪の上方に直動する移動量を減らすことにより、
シリンダの使用流体の流量を調整することなく、早く退
避動作をさせることも容易に行うことが出来るといった
効果もある。

【００２６】またこの発明によれば、上爪及び下爪の少
なくとも一方の被加工物に対する退避動作及び被加工物
に対する把持動作にかかる所要時間を制御する調整機構
を設けたので、上爪、下爪の動作調整を、容易にかつ部
品交換を必要とせず行うことが可能となる効果がある。

【００２７】更にまたこの発明によれば、下爪の被加工
物との接触面高さを調整する機構を設けたので、被加工
物の把持部の下面がワーク支持ピンの先端高さと同一で
ない場合や、本クランプ装置の組み立て誤差があり、下
爪狭部の上面高さとワーク支持ピンの先端高さとが同一
でない場合等において、その状況に応じて下爪の被加工
物との接触面高さを、最も良好な把持状態となるよう予
め調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による上下爪退避式クラン
プ装置の退避状態を示す側面図である。

【図２】この発明の一実施例による上下退避式クランプ
装置の被加工物把持状態を示す側面図である。

【図３】この発明の一実施例による上下爪退避式クラン
プ装置の上爪部分の断面側面図である。

【図４】一般的なレーザ加工機におけるテーブル部分を
示す平面図である。

【図５】従来の退避式ワーククランプ装置の被加工物把
持状態を示す側面図である。

【図６】従来の退避式ワーククランプ装置の退避状態を
示す側面図である。

【符号の説明】

１被加工物２加工ヘッド３ワーク支持ピン４上爪用シリンダ４ａシリンダロッド５上爪用シリンダ５ａシリンダロッド６上爪７下爪８上爪狭部９下爪狭部１０リンクＡ１１ピンＡ１２上爪ブラケット１３ピンＢ１４ローラ１５ローラ取付ブラケット１６固定ネジ１７引張コイルバネ１８上爪狭部調整ネジ１９止めネジ２０リンクＢ２１クレビス２２ピンＣ２３ピンＤ２４ピンＥ２５ピンＦ２６ストッパ２７ストッパ調整ネジ２８スピードコントローラ２９ワークリフター３０位置決め装置３１退避式ワーククランプ装置３２ピンＧ３３シリンダー３３ａシリンダロッド３４ホルダー３５ローラ３６センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−284493（ＪＰ，Ａ) 実開平５−28582（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−6393（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−6395（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加工ヘッドの接近に伴い、被加工物を把
持する上爪及び下爪がそれぞれ退避するレーザ加工機用
上下爪退避式ワーククランプ装置において、上爪及び下
爪をそれぞれ独立に動作させる駆動機構を備えてなるレ
ーザ加工機用上下爪退避式ワーククランプ装置。
【請求項２】上爪の駆動機構を、被加工物の把持を解
除する際、上爪が上方に直動の後、該被加工物に対し遠
ざかるよう移動させる機構にて構成したことを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ加工機用上下爪退避式ワーク
クランプ装置。
【請求項３】上爪の上方に直動する移動量を調整する
調整機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載のレ
ーザ加工機用上下爪退避式ワーククランプ装置。
【請求項４】上爪及び下爪の少なくとも一方の被加工
物に対する退避動作及び被加工物に対する把持動作にか
かる所要時間を制御する調整機構を設けたことを特徴と
する請求項１〜請求項３の何れかに記載のレーザ加工機
用上下爪退避式ワーククランプ装置。
【請求項５】下爪の被加工物との接触面高さを調整す
る機構を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の
何れかに記載のレーザ加工機用上下爪退避式ワーククラ
ンプ装置。