JP3938673B2 - ワークの位置合わせ機構とその機構を用いた位置合わせ方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトのドライブサポート等を製造する際の製造材料としての加工対象ワークをワークテーブル上の所定の位置に固定するための位置合わせ機構及び位置合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、フォークリフトに用いるドライブサポートは、図９に示すような鋳造によって形成された加工対象ワーク１００に対して、その加工対象ワーク１００の孔部１０１の内周形状が所定の形状になるように加工するなどして形成している。
【０００３】
ところで、加工対象ワーク１００を加工するには、その加工対象ワーク１００をワークテーブル上の所定の位置に精度よく固定する必要がある。そのため従来は、図１０に示すように、先ず、加工対象ワーク１００の底面１０２が平坦になるように、加工対象ワーク１００に対して予め捨て加工をする。そして、図１１に示すように、ワークテーブル１１０上の所定の位置に底面位置規制ブロック１１１、前面位置規制ブロック１１２、及び側面位置規制ブロック１１３ａ、１１３ｂをそれぞれ配置する。その後、加工対象ワーク１００の底面１０２が底面位置規制ブロック１１１に、前面１０３が前面位置規制ブロック１１２に、側面１０４ａ、１０４ｂが底面位置規制ブロック１１３ａ、１１３ｂにそれぞれ当接するように、加工対象ワーク１００をワークテーブル１１０上に位置させて固定する。
【０００４】
そして、ワークテーブル１１０上に加工対象ワーク１００を搭載したままワークテーブル１１０を加工マシンの所定の位置に固定し、加工対象ワーク１００の孔部１０１等の加工を行ってドライブサポートを形成している。
【０００５】
なお、上記では、加工対象ワーク１００をワークテーブル１１０上に載置する前に加工対象ワーク１００の底面１０２が平坦になるように予め捨て加工するとした。それは、図９におけるｚ方向の加工対象ワーク１００の位置を検出する検出手段が加工マシン側に設けられていて、ワークテーブル１１０上での、図９におけるｚ方向の加工対象ワーク１００の配置位置を精度よくする必要がなく、ｙ方向のみ精度よくする必要がある場合を前提にしているためである。
【０００６】
それに対して、上記ｚ方向の加工対象ワーク１００の位置を検出する検出手段が加工マシン側に設けられていない場合には、ワークテーブル上における、上記ｚ方向の加工対象ワーク１００の配置位置を精度よくする必要がある。そのときは、図１０等に示す加工対象ワーク１００の前面１０３も平坦になるように、加工対象ワーク１００に対して捨て加工を予め行っておく。また、ワークテーブル上での、図９におけるｘ方向の加工対象ワーク１００の配置位置を精度よくしようとする場合にも、図９に示す加工対象ワーク１００の側面１０４ａ、１０４ｂが平坦になるように、加工対象ワーク１００に対して予め捨て加工を行っておく。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来は、加工対象ワーク１００をワークテーブル１１０上の所定の位置に精度よく固定する際、ワークテーブル１１０上における加工対象ワーク１００の位置を規制するための底面位置規制ブロック１１１等の位置規制ブロックをワークテーブル１１０に配置するとともに、加工対象ワーク１００の少なくとも底面１０２が平坦となるように、加工対象ワーク１００に対して予め捨て加工をする必要があった。そのような捨て加工をするには、人手が必要であり、また時間がかかるので、最終製品（ドライブサポート）は高価なものになっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来の課題を考慮し、加工対象ワークをワークテーブル上の所定の位置に固定する際、位置規制ブロックを用いることなく、また、加工対象ワークを捨て加工することなく、加工対象ワークをワークテーブル上の所定の位置に固定するための位置合わせ機構及び位置合わせ方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワークテーブル上に加工対象ワークを、その加工対象ワークの加工基準位置が所定の位置に位置するように固定するための位置合わせ機構及び位置合わせ方法を前提とする。
【００１０】
上記位置合わせ機構において、加工対象ワークの特定部の全部又一部に対応した位置合わせ部を有するスケールが、ワークテーブル上の所定の位置に載置される。さらに、スケールの位置合わせ部と、加工対象ワークの特定部とが所定の位置関係となるように、移動機構を用いて加工対象ワークをワークテーブル上で移動できる構成としている。
【００１１】
このように構成することによって、スケール及び移動機構を用いて、ワークテーブル上の所定の位置へ加工対象ワークを配置させることができ、ワークテーブル上に位置規制ブロックを配置する必要がなく、また、加工対象ワークを予め捨て加工しておく必要もなくなる。その結果、捨て加工等をする人手及び時間を省略することができるので、加工マシンを用いて加工対象ワークを加工して得る最終製品を、低コストで製造することができる。
【００１２】
ここで、移動機構を、ワークテーブル上に載置された加工対象ワークをワークテーブル表面に対して実質上垂直な方向に移動できる第１移動機構と、ワークテーブル上に載置された加工対象ワークをワークテーブル表面と実質上平行な関係にある平面における所定の一方向に移動できる第２移動機構とで構成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
先ず、本発明の実施の形態１の位置合わせ機構の構成を説明する。
【００１５】
図１に、本実施の形態の位置合わせ機構の斜視図を示す。本実施の形態１の位置合わせ機構は、図１に示すように、ワークテーブル１０上に載置されるスケール１と、ワークテーブル１０上に設けられた案内２と、ワークテーブル１０上に設けられた移動機構３と、高さ検査用具４とで構成される。以下に、スケール１、案内２、移動機構３、及び高さ検査用具４を順に説明する。
【００１６】
図２（ａ）はスケール１の正面図であり、図２（ｂ）はスケール１の側面図である。
【００１７】
支持部１２に対して例えばアクリルで形成された透明な円板１３が固定されており、その円板１３には加工対象ワーク１００の前部１０５のリングの孔部１０１の内周に対応する部分に位置合わせ用の目印として有色（例えば白色）の円が描かれている。
【００１８】
一方、ワークテーブル１０上には図１に示すように、所定方向（図1の例ではｚ方向）に所定長さの凸形状の案内２が設けられており、図２に示すように、上記支持部１２には案内２に符合する嵌合部１１が形成されている。この状態で案内２に嵌合部１１を嵌合させると、案内２に沿って嵌合部１１が摺動可能な状態となる。また、案内２に嵌合部１１を嵌合させると、円板１３がワークテーブルに対して実質的に垂直でかつ、上記摺動方向に対しても直角となるように構成されている。
【００１９】
なお、加工対象ワーク１００は、図９で説明したように、鋳造によって形成されたままのものである。
【００２０】
次に、ワークテーブル１０上には以下のような移動機構３が配置される。
【００２１】
先ずＹ方向移動機構３１は以下のようになっている。すなわち、ワークテーブル１０上の加工対象ワーク１００の前部１０５の下面に対応する位置には、調整ネジ３１ａ、３１ｂが上記ワークテーブル１０表面に対して垂直方向に進退するように螺着されている。また、ワークテーブル１０上の加工対象ワーク１００の脚部１０６ａと脚部１０６ｂとを接続する接続部１０７（図９参照）の下面中央に対応する位置には、上記前端の調整ネジ３１ａ、３１ｂと同様、ワークテーブル１０表面に対して垂直方向に進退する調整ネジ３１ｃが、ワークテーブル１０に設けられたブロック３３ｂに螺着されている。この後端の調整ネジ３１ｃも上記前端の調整ネジ３１ａ、３１ｂと同様左右２つとしてもよいが、ここでは１つの場合を図示している。
【００２２】
このように構成されたＹ方向移動機構３１上に加工対象ワーク１００を配置し、ワークテーブル１０上における上記各調整ネジ３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの高さを調整すると、加工対象ワークの高さ位置を決定することができるようになる。
【００２３】
さらに、Ｘ方向移動機構３２は以下のようになっている。すなわち、図１に示すように、ワークテーブル１０の中央部には調整ネジ取り付け用の前後２つのブロック３３ａ、３３ｂが立ち上げられ、ブロック３３ａの左右両側に調整ネジ３２ａ、３２ｂが、ブロック３３ｂの左右両側に調整ネジ３２ｃ、３２ｄが、それぞれｘ方向に進退するように螺着されている。上記各調整ネジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは、伸張させることによって加工対象ワーク１００の脚部１０６ａ、１０６ｂの内側に当接するようになっており、これによって、上記Ｘ方向移動機構３２の各調整ネジ３２ａ〜３２ｄそれぞれを用いて加工対象ワーク１００のｘ方向の位置を調整できるようになっている。それとともに、上記のように前後にブロック３３ａ、３３ｂを設け、それらにｘ方向の調整ネジ３２ａ〜３２ｄを備えることによって、加工対象ワーク１００の前部１０５のリングの軸を、ｚ方向に対して平行になるように調整することが可能となる。
【００２４】
高さ検査用具４は、移動機構３によってワークテーブル１０上における加工対象ワーク１００の位置を調整した後に、加工対象ワーク１００の脚部１０６ａ及び脚部１０６ｂの所定の場所がワークテーブル１０から所定の高さ位置に位置しているか否かを確認するに用いられる手段である。上記高さ検査用具４は、図１に示すように、当接部４１と所定の長さを有する検査部４２とで構成されており、当接部４１と検査部４２とがＬ字型に締結されている。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態1の位置合わせ機構を用いてワークテーブル１０上の所定の位置に加工対象ワーク１００を固定する方法について説明する。
【００２６】
先ず、図３に示すように、案内２の凸部とスケール１の嵌合部１１の凹部とを嵌合させて、ワークテーブル１０上にスケール１を立てる。
【００２７】
次に、図４に示すように、移動機構３を構成するＹ方向調整機構３１の調整ネジ３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの上に、加工対象ワーク１００を、その前面１０３がスケール１の円板１３と対向するように配置する。つまり、加工対象ワーク１００の前部１０５の下面が調整ネジ３１ａ及び整部ネジ３１ｂ上に、接続部１０７が調整ネジ３１ｃ上にそれぞれ位置するように、加工対象ワーク１００を配置する。そして、加工対象ワーク１００の前面１０３をスケール１の円板１３に当接させる。
【００２８】
図５に、Ｙ方向調整機構３１の調整ネジ３１ａ、３１ｂ及び３１ｃの上に加工対象ワーク１００を載置した状態を上から見たときの様子を示す。図５に示すように、加工対象ワーク１００の脚部１０６ａ、１０６ｂの内側がＸ方向調整機構３２の調整ネジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄと対向するように、加工対象ワーク１００は配置されるので、ワークテーブル１０上における加工対象ワーク１００の幅方向（ｘ方向）の位置調整が、調整ネジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄで可能となる。なお、図５に示すように、加工対象ワーク１００の接続部１０７を仮止めするための仮止め機構３４ａ〜３４ｄが、ブロック３３ｂ、３３ｃに設けられており、それら仮止め機構３４ａ〜３４ｄを用いて、調整ネジ３１ｃ上に配置された接続部１０７の仮止めを行っておく。
【００２９】
そして、図６に示すように、円板１３の円のマーク１４と、加工対象ワーク１００の前面１０３の孔部１０１の内周とが一致するように、Ｙ方向調整機構３１の各調整ネジ３１ａ、３１ｂ及び３１ｃ、並びにＸ方向調整機構３２の各調整ネジ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄを進退させ、ワークテーブル１０上における加工対象ワーク１００の高さ位置及び幅位置を調整する。なお、加工対象ワーク１０の高さ方向及び幅方向は、それぞれ図９におけるｙ方向、ｘ方向に対応する。また、図３、図４及び図６では、説明の便宜上、Ｘ方向調整機構３２、及び仮止め機構３４を省略している。
【００３０】
このように、各調整ネジを用いて、円板１３の円のマーク１４と、加工対象ワーク１００の前面１０３の孔部１０１の内周とを一致させると、加工対象ワーク１００の前部１０５のリングの軸を、ｚ方向に対して平行にさせることができる。
【００３１】
その後、図７に示すように、高さ検査用具４の当接部４１を加工対象ワーク１０の脚部１０６ａ、１０６ｂに当て、脚部１０６ａ及び脚部１０６ｂがワークテーブル１０に対して所定の高さになっているか否かを確認する。
【００３２】
このように、スケール1を用いて、加工対象ワーク１００をワークテーブル１０上の所定の位置に位置合わせする。
【００３３】
そして、位置合わせを終えると、ワークテーブル１０上に設けられているロケータを用いて加工対象ワーク１００をワークテーブル１０上に固定し、ワークテーブル１０からスケール１をはずす。次に、加工対象ワーク１００をワークテーブル１０に搭載したまま、そのワークテーブル１０を移動させて加工マシンの所定の位置に固定し、加工マシンで加工対象ワーク１００の所定の部分を加工する。
【００３４】
上述したように、本実施の形態１では、位置合わせ部としての円のマーク１４が描かれた円板１３を有する簡単な構成のスケール１を用いているので、ワークテーブル１０上の所定の位置に、加工対象ワーク１００を精度よく位置合わせすることができる。つまり、予めワークテーテーブル上の所定の位置に位置規制ブロックを配置する必要がなくなり、かつ加工対象ワーク１００の所定の部分を捨て加工する必要もなくなる。その結果、捨て加工等を行う必要がなくなるので、全体の加工時間が従来に比べて短縮し、フォークリフトに用いるドライブサポートを低コストで製造することができる。
【００３５】
なお、上述した実施の形態では言及しなかったが、図８に示すように、スケール１を案内２の所定の位置に固定する固定部材５を設け、その固定部材５を利用してスケール１を案内２の所定の位置に固定するとしてもよい。そして、その状態で、円板１３に描かれている円のマーク１４と、加工対象ワーク１００の前面１０３の孔部１０１の内周とを一致させるように、ワークテーブル１０上における加工対象ワーク１００の位置を調整するとしてもよい。そうすると、ワークテーブル１０上の所定の位置に加工対象ワーク１００をさらに精度よく固定することができ、加工対象ワーク１００のｚ方向（図９参照）の位置を検出する手段が加工マシン側に設けられていない場合でも、加工対象ワーク１００を精度よく加工することができる。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、案内２は凸形状を有するとしたが、凹形状を有していてもよく、または丸棒状の形状を有していてもよい。要するに、本発明の位置合わせ機構の案内は、ワークテーブル上の所定の方向に所定の長さを有する部位を持っておりさえすればよく、形状は限定されない。ただし、案内の形状に応じてスケールの嵌合部の形状を調整しおき、その嵌合部と案内とが嵌合可能にしておく必要がある。
【００３７】
また、上述した実施の形態では、案内２を用いたが、案内２を必ずしも設ける必要はない。例えば、ワークテーブル１０上の所定の位置にスケール１を位置させることができるように、ワークテーブル１０上に印を設けておき、その印の上にスケール１を配置するとしてもよい。
【００３８】
また、上述した実施の形態では、スケール１の円板１３には、加工対象ワーク１００の前面１０３の孔部１０１の内周に対応する部分が有色の円で描かれているとしたが、円全体ではなく、その円を構成する複数の円弧が描かれているなど、円の一部のみが円板１３に描かれていてもよい。要するに、円板１３には、加工対象ワーク１００の前面１０３の孔部１０１の内周に対応する部分が有色で描かれておりさえすればよい。また、円板１３は透明であればよく、アクリルで形成されているものと限定することはない。また、円板１３の替わりに、円でない例えば四角形状の透明な板を用いてもよい。
【００３９】
また、上述した実施の形態では、円板１３は透明であって、その円板１３には有色のマーク１４が描かれているとしたが、円板１３は透明でなくてもよい。例えば黒色であってもい。その場合、位置合わせ部として、上記のマーク１４に対応する部分に、加工対象ワーク１００側に凸となる突起部を設けておいたり、マーク１４に対応する部分を貫通させておく。また、円板１３の替わりに、マーク１４としての円の全部又は一部を輪郭とする板を用いてもよい。
【００４０】
なお、ワークテーブル１０上における加工対象ワーク１００の高さ位置及び幅位置の調整は、加工対象ワーク１００の形状に応じて、Ｙ方向調整機構３１及びＸ方向調整機構３２の各調整ネジを用いて行うものとする。
【００４１】
また、上述した実施の形態では、加工対象ワークの特定部の一例として、加工対象ワーク１００の前面１０３の孔部１０１の内周を用いた。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、加工対象ワークをワークテーブル上の所定の位置に固定する際、位置規制ブロックを用いることなく、また、加工対象ワークを捨て加工することなく、加工対象ワークをワークテーブル上の所定の位置に固定するための位置合わせ機構及び位置合わせ方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における位置合わせ機構の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるスケールの構成図
【図３】本発明の実施の形態１における位置合わせ機構の一部の側面図
【図４】本発明の実施の形態１における位置合わせ機構への加工対象ワークの載置を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態１において、ワークテーブル上に載置された加工対象ワークを上から見たときの図
【図６】本発明の実施の形態１における位置合わせ機構を用いて、ワークテーブル上の所定の位置に加工対象ワークを位置合わせする方法を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態１における加工対象ワークの脚部がワークテーブルから所定の高さに位置しているか否かを調べる動作を説明するための図
【図８】本発明の実施の形態における、案内へスケールを固定する方法を説明するための図
【図９】加工対象ワークの斜視図
【図１０】加工対象ワークの側面図
【図１１】従来、ワークテーブル上の所定の位置に加工対象ワークを位置合わせするために用いていた位置規制ブロックを説明するための図
【符号の説明】
１ スケール
１１ 嵌合部
１２ 支持部
１３ 円板
１４ マーク
２ 案内
３ 移動機構
３１ Ｙ方向調整機構
３１ａ〜３１ｃ 調整ネジ
３２ Ｘ方向調整機構
３２ａ〜３２ｄ 調整ネジ
４ 高さ検査用具
５ 固定部材
１００ 加工対象ワーク
１０１ 孔部
１０２ 底面
１０３ 前面
１０４ 側面
１０５ 前部
１０６ 脚部
１０７ 接続部

Claims (9)

1. ワークテーブル上に加工対象ワークを、その加工対象ワークの加工基準位置が所定の位置に位置するように固定するための位置合わせ機構において、前記ワークテーブル上の所定の位置に載置され、前記加工対象ワークの特定部の全部又一部に当接した状態で該ワークの位置合せを行うための位置合わせ部を有するスケールと、前記ワークテーブル上に載置された前記スケールの前記位置合わせ部と、前記加工対象ワークの前記特定部とが所定の位置関係となるように、前記加工対象ワークを前記ワークテーブル上で移動できる移動機構とを備え、該移動機構は、前記ワークテーブル上に載置された前記加工対象ワークを、前記ワークテーブル表面に対して実質上垂直な方向に移動できる第１移動機構と、前記ワークテーブル上に載置された前記加工対象ワークを、前記ワークテーブル表面と実質上平行な関係にある平面における所定の一方向に移動できる第２移動機構とを有することを特徴とする位置合わせ機構。
2. 前記加工対象ワークにおける、前記スケールによって位置合わせされる部位とは異なる部位が、前記ワークテーブルから所定の高さになっているか否かを調べるための高さ検査用具を備えた請求項１に記載の位置合わせ機構。
3. 前記スケールを、前記平面における前記一方向と実質上直交する方向に移動できる案内を備え、前記スケールは、前記案内と嵌合し前記案内を摺動する嵌合部を有する請求項１に記載の位置合わせ機構。
4. 前記スケールを前記案内の所定の位置に固定する固定機構を備えた請求項３に記載の位置合わせ機構。
5. 前記スケールは、前記ワークテーブルに対して実質上垂直に配置される透明な板を有し、前記位置合わせ部が、前記板に設けられた有色のマークである請求項１に記載の位置合わせ機構。
6. 前記スケールは、前記ワークテーブルに対して実質上垂直に配置される板を有し、前記位置合わせ部が、前記板に設けられた突起部である請求項１に記載の位置合わせ機構。
7. 前記スケールは、前記ワークテーブルに対して実質上垂直に配置される板を有し、前記位置合わせ部が、前記板に設けられた貫通部である請求項１に記載の位置合わせ機構。
8. 前記スケールは、前記ワークテーブルに対して実質上垂直に配置される板を有し、前記位置合わせ部が、前記板の輪郭の少なくとも一部である請求項１に記載の位置合わせ機構。
9. ワークテーブル上に加工対象ワークを、その加工対象ワークの加工基準位置が所定の位置に位置するように固定するための位置合わせ機構を用いて行う位置合わせ方法において、前記加工対象ワークの特定部の全部又一部に当接した状態で該ワークの位置合せを行うための位置合わせ部を有するスケールを、前記ワークテーブル上の所定の位置に載置し、前記ワークテーブル上に載置した前記スケールの前記位置合わせ部と、前記加工対象ワークの前記特定部とが所定の位置関係となるように、前記加工対象ワークを前記ワークテーブル上で前記ワークテーブル表面に対して実質上垂直な方向及び前記ワークテーブル表面と実質上平行な関係にある平面における所定の一方向にそれぞれ移動させて、前記ワークテーブル上の所定の位置に前記加工対象ワークを位置合わせする位置合わせ方法。

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