JP4144801B2 - Workpiece seating detection mechanism of work positioning device - Google Patents
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Description
本発明は、板材等のワークを溶接等の加工をする際に、定位置に保持しておくために位置決めするワーク位置決め装置において、ワーク着座部にワークが着座したことを検知するワーク着座検知機構に関する。 The present invention relates to a workpiece seating detection mechanism for detecting that a workpiece is seated on a workpiece seating portion in a workpiece positioning device for positioning a workpiece such as a plate material to be held at a fixed position when processing such as welding. About.
このようなワーク着座検知機構として、例えば特許文献1(特開2001−162469号公報)に記載のものや、特許文献2(特開2002−225759号公報)に記載のものがある。前者は、ワーク位置決め装置であるクランプ装置本体の先端面の一部、つまりワークに設けられた位置決め孔が嵌合する位置決めピンの根元部の周囲にワーク着座面を形成し、このワーク着座面に形成した凹状の切欠部に検出器を設け、ワークの受け面がワーク着座面に当接(着座)したことを検出器で直接検出するようにしている。後者は、ワーク着座面に1個の検知ピンを出没可能に設けるとともに、この検知ピンと連結されたシャフトをクランプ装置本体に摺動自在に装着し、ワークで検知ピンを押動してシャフトを介して近接スイッチを作動させるようにしている。 As such a workpiece seating detection mechanism, for example, there is one described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-162469) and one described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-225759). In the former, a workpiece seating surface is formed around a part of the tip surface of the clamp device body that is a workpiece positioning device, that is, around the root of the positioning pin with which a positioning hole provided in the workpiece is fitted. A detector is provided in the formed concave notch, and the detector directly detects that the receiving surface of the workpiece is in contact with (sitting on) the workpiece seating surface. In the latter, a single detection pin is provided on the workpiece seating surface so that it can protrude and retract, and a shaft connected to the detection pin is slidably mounted on the clamp device body, and the detection pin is pushed by the workpiece via the shaft. The proximity switch is activated.
しかし、これらによると次のような問題点がある。
(1)ワークは位置決めピンに案内されてワーク着座面に着座するものの、ワークの受け面がワーク着座面に対して傾いた状態で着座することもある。このような場合、前者の従来技術では、ワーク着座面に埋設されている検出器にワークが接触せず、着座を検出できない。また、後者の従来技術では、検知ピンがワークにより押動されなかったり、その押動量が不足し、着座を正確に検出できない。
However, according to these, there are the following problems.
(1) Although the work is guided by the positioning pins and is seated on the work seating surface, the work may be seated in a state where the work receiving surface is inclined with respect to the work seating surface. In such a case, in the former prior art, the workpiece does not contact the detector embedded in the workpiece seating surface, and the seating cannot be detected. In the latter prior art, the detection pin is not pushed by the workpiece, or the amount of pushing is insufficient, so that the seating cannot be detected accurately.
(2)特に、後者の従来技術の場合、図14に示すように、ワーク50が着座するワーク着座面51は、位置決めピン52の根元部の周囲に環状に形成されているが、その一部から検知ピン53が出没可能に突出しているため、この検知ピン53によりワーク50がワーク着座面51に対して垂直にならず、同図に示すように傾いたり、或いはワークに歪みがあると、ワーク50がワーク着座面51の全面に密着せずに浮いた状態となる。このようなときには、検知ピン53にて作動される近接スイッチ(図示せず)の検知タイミングが遅れたり、検知不良となる。
(2) In particular, in the case of the latter prior art, as shown in FIG. 14, the
(3)ワークの受け面が繰り返し当接するワーク着座面は、摩耗等を防止するために硬度を高くする必要性があることから、通常、鋼材の焼き入れ処理が施されているが、ワーク着座面に検出部を設けてこれにワークが直接当接するようにしたり、検知ピンを出没させるようにすると、ワーク着座面として所定の硬度を確保することが難しくなる。 (3) Since the workpiece seating surface on which the workpiece receiving surface repeatedly comes into contact needs to be hardened to prevent wear and the like, it is usually subjected to steel quenching treatment. If a detection portion is provided on the surface so that the workpiece directly contacts the surface, or the detection pin is made to protrude and retract, it becomes difficult to secure a predetermined hardness as the workpiece seating surface.
(4)前者の従来技術の場合、クランプ装置本体のワーク着座部を着座検知のための専用の構造、つまりそもそも限定された狭い面積であるワーク着座面に凹状の切欠部を形成し、この切欠部の内部にセンサを設置し、しかもそのセンサは、ワークが繰り返し直接当接する狭いところでも所定の耐久性を維持するものにしなければならないため、クランプ装置本体の製造コストが高くなるとともに、検出部にも厳しい条件が課される。 (4) In the case of the former prior art, the workpiece seating portion of the clamp device body is a dedicated structure for seating detection, that is, a concave notch is formed on the workpiece seating surface which has a limited narrow area in the first place. Since the sensor must be installed inside the unit, and the sensor must maintain a predetermined durability even in a narrow area where the workpiece repeatedly comes into direct contact, the manufacturing cost of the clamp device body increases, and the detection unit Severe conditions are also imposed.
(5)後者の従来技術の場合、ワーク着座面に検知ピンを出没可能に装着した上に、この検知ピンに連結されたシャフトをクランプ装置本体に摺動自在に装着しなければならないので、製造コストが高くなるとともに、メンテナンスも面倒である。
本発明の課題は、このような問題点を解決し、ワークの着座検知を的確に行うことができるに加え、ワーク着座部の硬度を充分に確保でき、しかもワーク着座部の構造及びワーク着座を検知する検知機構の構造を単純にできるばかりでなく、これらのメンテナンスも容易になるワーク着座検知機構の提供にある。 The object of the present invention is to solve such problems and to accurately detect the seating of the workpiece, and to ensure sufficient hardness of the workpiece seating portion, and to further improve the structure of the workpiece seating portion and the workpiece seating. The present invention provides a workpiece seating detection mechanism that not only simplifies the structure of the detection mechanism for detection but also facilitates maintenance of these.
本発明によるワーク着座検知機構は、ワークの着座を検知するセンサを作動させるセンサ作動部材が、ワーク着座部上で前記位置決めピンの軸線方向に往復移動自在となるようにワーク位置決め装置本体に装着され、このセンサ作動部材には、位置決めピンを貫通させる開口部が設けられているとともに、ワークに接触してセンサ作動部材と共に押動される複数の突子が、この開口部の周囲において突設されていることを特徴とする。 The workpiece seating detection mechanism according to the present invention is mounted on the workpiece positioning device body so that a sensor actuating member for actuating a sensor for detecting the seating of the workpiece can reciprocate in the axial direction of the positioning pin on the workpiece seating portion. The sensor actuating member is provided with an opening through which the positioning pin penetrates, and a plurality of protrusions that contact the workpiece and are pushed together with the sensor actuating member are provided around the opening. It is characterized by.
その好ましい形態では、ワーク位置決め装置は、位置決めピンで位置決めされたワークをワーク着座部上でクランプするクランプ手段を有する。
ワーク着座部とセンサ作動部材との間に、後者を原位置へ復帰させる復帰バネを介在させる。
ワーク着座部に、位置決めピンと共にセンサ作動部材の開口部を突出貫通して先端面がワーク着座面となるワーク座金が設けられている。
In the preferred form, the workpiece positioning device has clamping means for clamping the workpiece positioned by the positioning pin on the workpiece seating portion.
A return spring for returning the latter to the original position is interposed between the workpiece seating portion and the sensor operating member.
The workpiece seat is provided with a workpiece washer that protrudes and penetrates the opening of the sensor actuating member together with the positioning pin so that the tip surface becomes the workpiece seating surface .
センサ作動部材とワーク位置決め装置本体との間に、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらその直進を案内する案内手段が設けられている。案内手段は、センサ作動部材からクランプ装置本体の外周面に沿って突設された複数の案内片と、該案内片を摺動自在に案内するためワーク位置決め装置本体の外周面に設けられた案内溝とで構成できる。 Between the sensor actuating member and the workpiece positioning device main body, there is provided guide means for guiding the sensor actuating member to move straight while preventing the sensor actuating member from tilting and rotating. The guide means includes a plurality of guide pieces projecting from the sensor actuating member along the outer peripheral surface of the clamp device main body, and a guide provided on the outer peripheral surface of the workpiece positioning device main body for slidably guiding the guide pieces. Can be configured with grooves.
センサ作動部材は、その開口部の回りでワーク座金のワーク着座面以外の上面を覆うことができる形状にすることが好ましく、ワーク座金の外周面も覆うカバーを兼ねたものにすれば一層良い。 The sensor actuating member preferably has a shape that can cover the upper surface of the workpiece washer other than the workpiece seating surface around the opening , and it is even better if the sensor actuating member also serves as a cover that covers the outer circumferential surface of the workpiece washer .
センサは、センサ作動部材で覆われないワーク位置決め装置の外面に取り付ける。
また、センサ作動部材でセンサを直接作動させることができるが、センサ作動部材とセンサとの間に、センサ作動部材に従動してセンサに作用するセンサ感応子を設けると良い。センサ感応子は、センサ作動部材と別体にしてもよいが、一体にするのが良い。
The sensor is attached to the outer surface of the workpiece positioning device that is not covered with the sensor actuating member.
In addition, although the sensor can be directly operated by the sensor operating member, it is preferable to provide a sensor sensitive element that acts on the sensor by following the sensor operating member between the sensor operating member and the sensor. The sensor sensor may be separated from the sensor actuating member, but may be integrated.
センサとしては、近接スイッチや光式センサ等の非接触形が良い。 The sensor is preferably a non-contact type such as a proximity switch or an optical sensor.
本発明によれば、位置決めピンの周囲においてセンサ作動部材に突設されている複数の突子が、ワークによりセンサ作動部材と共に押動され、このセンサ作動部材にてセンサが作動されたことをもってワークの着座を検知するので、ワークが傾いたり歪みがあってもその着座を的確に検知できる。また、センサ作動部材の複数の突子でワークを受けるので、ワーク着座部の硬度を充分に確保でき、しかもワーク着座部の構造及びワーク着座を検知する検知機構の構造を単純にできるばかりでなく、これらのメンテナンスも容易になる。
さらに、センサ作動部材に、位置決めピンを貫通させる開口部が設けられているとともに、上記のような複数の突子が、この開口部の周囲において突設されているので、センサ作動部材を位置決めピンに沿って直進させることができ、着座検知精度の向上が図れる。
According to the present invention, the plurality of protrusions protruding from the sensor operating member around the positioning pin are pushed together with the sensor operating member by the work, and the sensor is operated by the sensor operating member. Therefore, even if the workpiece is tilted or distorted, the seating can be accurately detected. In addition, since the workpiece is received by a plurality of protrusions of the sensor operating member, the hardness of the workpiece seating portion can be sufficiently secured, and the structure of the workpiece seating portion and the structure of the detection mechanism for detecting the workpiece seating can be simplified. The maintenance of these becomes easy.
Further, the sensor operating member is provided with an opening for penetrating the positioning pin, and the plurality of protrusions as described above are provided around the opening. The seating detection accuracy can be improved.
請求項2に係る発明によれば、位置決めピンで位置決めされたワークをワーク着座部上でクランプするので、ワークを確実に位置決めできる。また、クランプ手段を有することで、装置のコンパクト化が図れ、さらにピン内部にクランプ手段を設けることによりさらなる省スペース化を実現できる。
According to the invention which concerns on
請求項3に係る発明によれば、 復帰バネによってセンサ作動部材にクッション性を与えることができる。
According to the invention which concerns on
請求項4に係る発明によれば、ワーク着座部に、位置決めピンと共にセンサ作動部材の開口部を突出貫通して先端面がワーク着座面となるワーク座金が設けられているので、ワークを安定して着座させることができる。
According to the invention of
請求項5に係る発明によれば、センサ作動部材とクランプ装置本体との間に、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらその直進を案内する案内手段が設けられているので、センサ作動部材はワークにより押動されるとき、ワークとの接触状態がどのようであっても直進するので、従来のようにワークとの接触状態が悪いとセンサの検知タイミングが遅れたり、検知不良となるようなことはない。 According to the fifth aspect of the present invention, since the sensor actuating member and the clamp device main body are provided with guide means for guiding the rectilinear advance while preventing the tilt and rotation of the sensor actuating member, the sensor actuating member is provided. Is pushed straight by the workpiece, it will go straight no matter what the contact state with the workpiece, so if the contact state with the workpiece is poor as before, the detection timing of the sensor may be delayed or detection may be poor There is nothing wrong.
請求項6に係る発明によれば、センサ作動部材に突設された複数の案内片が、クランプ装置本体の外周面に設けられた案内溝に沿って摺動するので、センサ作動部材の傾きと回転を防止しながらの直進をスムーズに行える。
According to the invention of
請求項7に係る発明によれば、ワーク座金のワーク着座面以外の上面を位置決めピンの回りでセンサ作動部材により覆うことができるので、その上面を保護して溶接屑等の付着を防止できる。
According to the invention which concerns on
請求項8に係る発明によれば、センサ作動部材がワーク座金の上面及び外周面を覆うカバーを兼ねているので、ワーク着座部の保護をより効果的に行えるとともに、センサ作動部材の傾きを防止してその直進をより確実に行える。 According to the eighth aspect of the invention, since the sensor actuating member also serves as a cover for covering the upper surface and the outer peripheral surface of the work washer, it is possible to more effectively protect the work seating portion and prevent the sensor actuating member from being inclined. The straight ahead can be performed more reliably.
請求項9に係る発明によれば、センサが、センサ作動部材で覆われないクランプ装置の外面に取り付けられているので、センサの交換やメンテナンスが容易になる。 According to the ninth aspect of the invention, since the sensor is attached to the outer surface of the clamp device that is not covered with the sensor operating member, the sensor can be easily replaced and maintained.
請求項10に係る発明によれば、センサ作動部材に従動するセンサ感応子にセンサが感応して着座検知を行うので、センサをワーク着座面から離して設置できるとともに、その設置位置に融通性をもたせることができる。 According to the tenth aspect of the present invention, since the sensor is sensitive to the sensor sensitive element driven by the sensor actuating member and performs seating detection, the sensor can be installed away from the workpiece seating surface, and the installation position is flexible. Can be given.
請求項11に係る発明によれば、センサ感応子がセンサ作動部材に一体的に設けられているので、部品点数を減らすことができるとともに、メンテナンスも良くなる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the sensor sensitive element is provided integrally with the sensor actuating member, the number of parts can be reduced and the maintenance is also improved.
請求項12及び13に係る発明によれば、センサによる検知を非接触で行えるので、耐久性が良い。
According to the invention which concerns on
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施例1は、ワークの着座を検知するセンサとして近接スイッチを用いたものである。
図1〜図6に示すように、ワーク位置決め装置の一例であるクランプ装置Aは、その本体1の基端(下端)に空気圧シリンダ2を直結、つまり本体1と空気圧シリンダ2のシリンダカバー3とを一体とし、図7に示すように先端部を鈎形にした一対のクランプアーム4(一方のみ図示)と空気圧シリンダ2のピストンロッド5とを、本体1内部でピン6により連結し、また各クランプアーム4に曲がったガイド溝7を設け、このガイド溝7に、本体1に設けられたガイドピン8を摺動可能に嵌合させている。
The first embodiment uses a proximity switch as a sensor for detecting the seating of a workpiece.
As shown in FIGS. 1 to 6, a clamping device A which is an example of a workpiece positioning device has a
本体1のワーク着座部9は、本体1の先端カバー10上に、鍔付きの短い円筒体であるワーク座金11を設けてこのワーク座金11の先端面をワーク着座面12としている。
The
ワーク13を位置決めするための位置決めピン14は、先端カバー10に固定され、ワーク座金11を貫通してワーク着座面12より突出し、またクランプアーム4の先端鈎部4aは、位置決めピン14に形成されたスリット14a内で揺動するようになっている。
A
そして、図7に示すように、空気圧シリンダ2を定位置に固定したまま、薄板であるワーク13を下降させて、それに設けられている位置決め孔15に位置決めピン14を挿通させて位置決めした後、クランプアーム4の先端鈎部4aを、ワーク13の位置決め孔15に対して挿通及び抜出させるとともに、ピストンロッド5の進退によって一対のクランプアーム4を揺動させて、それらの先端鈎部4aにより、固定した先端面であるワーク着座面12に対してワーク13のクランプとその解除を行えるようになっている。
Then, as shown in FIG. 7, while the
本発明によるワーク着座検知機構Bは、このようなクランプ装置Aにおいて、そのワーク着座部9の周囲に次のように外付けする形態で組み込まれている。
The workpiece seating detection mechanism B according to the present invention is incorporated in such a clamp device A in the form of being externally attached around the
すなわち、先端カバー10の一部分と共にワーク着座部9の周囲(ワーク座金11の鍔部の上面及び外周面を含む)を覆うカバーを兼ねたセンサ作動部材16が、本体1の先端カバー10の外側に上下動自在に嵌装され、このセンサ作動部材16内において、そのリング状の天井部16aと先端カバー10の上面との間に、センサ作動部材16を復帰上昇させるための複数の復帰バネ(コイルバネ)17が介在されている。
That is, the
センサ作動部材16の天井部16aの中央には、ワーク座金11の鍔部を除く円筒部を位置決めピン14と共に突出貫通させる円形の開口部16bが形成されている。この開口部16bの周縁の複数個所(例えば3個所)には、位置決めピン14の外周面と僅かな間隔でそれに沿って立ち上がる突子16cが一体に突設されている。これら突子16cは、ワーク座金11に設けられたスリットからワーク着座面12の上方まで突出している。なお、本例では突子16cは3個となっているが、少なくとも2個、つまり2個以上であればよい。
A
また、センサ作動部材16の周壁部16dの下周縁の複数個所(例えば3個所)には、案内片16eが一体に突出形成され、これら案内片16eには、本体1の外周面に形成された縦長の案内溝18に摺動自在に嵌合する案内ピン18aが植設されている。センサ作動部材16は、これら案内ピン18aと案内溝18を案内手段として、傾きと回転を防止されながら上下動を案内されて直進するとともに、案内ピン18aにて所定以上の上昇を制限される。従って、案内ピン18aはセンサ作動部材16の上限ストッパも兼ねている。案内片16eは、案内溝18に溶接屑等が入り込まないように、センサ作動部材16を常時覆う長さ、つまりセンサ作動部材16が上限まで上昇したときにも案内溝18を覆うことができる長さとなっている。
In addition,
更に、センサ作動部材16の天井部16aの下面には、ピン状のセンサ感応子19が垂直に垂設され、このセンサ感応子19の回りにも、センサ感応子19と共にセンサ作動部材16を復帰上昇させる復帰バネ(コイルバネ)17aが設置されている。このセンサ感応子19は、ワーク座金11の鍔部の孔及び先端カバー10の孔を貫通してその下方まで延びており、センサ感応子19の下端に取り付けられた磁性体(例えば永久磁石)20が、本体1の外周面に取り付けられたセンサである近接スイッチ21を作動できるようになっている。近接スイッチ21の取付位置は、センサ作動部材16で覆われない高さである。
Furthermore, a pin-shaped
このように構成されたワーク着座検知機構Bは、図7(A)に示すように、ワーク13がセンサ作動部材16に当接しない待機状態では、センサ作動部材16が上限位置まで上昇して突子16cがワーク着座面9よりも上方に突出し、センサ感応子19の下端の磁性体20は、近接スイッチ21を作動させない高さに留まっている。
As shown in FIG. 7A, the workpiece seating detection mechanism B configured as described above is in a standby state where the
ワーク13が位置決めピン14に向かって下降してきて、ワーク13の位置決め孔15が位置決めピン14に嵌合し、更に下降してワーク13の位置決め孔15の周囲の下面がセンサ作動部材16の突子16cに当接すると、センサ作動部材16は、復帰バネ17・17aに抗してワーク13によって突子16cと共に下方へ押動される。
The
図7(B)に示すように、ワーク13の位置決め孔15の周囲の下面がワーク着座面12に着座すると、センサ作動部材16と共に下降してきたセンサ感応子19の下端の磁性体20が近接スイッチ21を作動させ、この近接スイッチ21がオンになることによりワーク13の着座が電気的に検知される。
As shown in FIG. 7B, when the lower surface around the
この検知により空気圧シリンダ2への圧縮空気の供給経路が切り替えられ、図7(C)に示すようにそのピストンロッド5が下降して、クランプアーム4の先端鈎部4aによりワーク13がワーク着座面12上に固定される。
By this detection, the compressed air supply path to the
図8に示す実施例2は、ワークの着座を検知するセンサとして光式センサを用いたものである。
すなわち、実施例1における近接スイッチ21に代えて、発光部22aと受光部22bとからなる光式センサ22を本体1の外周面に取り付け、またセンサ作動部材16の周壁部16dの一個所から、細板状のセンサ感応子23を一体に垂設したものである。そして、センサ作動部材16がワーク13により下方へ押動されて、センサ感応子23の先端部がセンサ22の発光部22aと受光部22bとの間に介入し、これにて発光部22aからの光が遮断されることで、ワーク着座面12にワーク13が着座したことを検知するようにしたもので、その他については実施例1と同様である。
Example 2 shown in FIG. 8 uses an optical sensor as a sensor for detecting the seating of a workpiece.
That is, instead of the
図9〜図13に示す実施例3は、センサ作動部材16が+環状の板のような形状で、位置決めピン14の回りでワーク着座部9の上面のみを覆うようになっているが、その他については実施例1と実質的に同じである。
In
以上の実施例では、センサとして近接スイッチを用いた場合と、光式センサを用いた場合について説明したが、センサとしてはこれら以外の形式でもよいことは、勿論である。また、クランプアームは1個でも複数個でもよい。さらに、ワーク位置決め装置としてクランプ装置を例にしたが、クランプ装置に限らない。 In the above embodiments, the case where a proximity switch is used as a sensor and the case where an optical sensor is used have been described. One or more clamp arms may be provided. Further, although the clamp device is taken as an example of the workpiece positioning device, it is not limited to the clamp device.
A ワーク位置決め装置であるクランプ装置
1 本体
2 空気圧シリンダ
3 シリンダカバー
4 クランプアーム
4a 先端鈎部
5 ピストンロッド
6 ピン
7 ガイド溝
8 ガイドピン
9 ワーク着座部
10 先端カバー
11 ワーク座金
12 ワーク着座面
13 ワーク
14 位置決めピン
14a スリット
15 位置決め孔
16 センサ作動部材
16a 天井部
16b 開口部
16c 突子
16d 周壁部
16e 案内片
17・17a 復帰バネ
18 案内溝
18a 案内ピン
19 センサ感応子
20 磁性体
21 近接スイッチ
22 光式センサ
22a 発光部
22b 受光部
23 センサ感応子
A
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