JP5593702B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧により工作物を位置決めする治具装置を備える工作機械に関するものである。

工作機械は、加工用の治具装置によりテーブルやプレートに対して固定された工作物を加工している。また、工作機械は、特許文献１に記載されているように、搬送装置などにより工作物を搬入出して交換し順次加工するものがある。このような工作機械では、例えば、油圧ポンプから油圧シリンダに圧油を供給することにより複数のワーククランプなどの治具を作動させて工作物をテーブルに対して位置決め固定している。

特開平９−２２５７６５

ここで、このように複数の治具を備える構成においては、工作物を位置決め固定する場合に、複数の治具を予め定められた順番で作動させる必要がある。そこで、工作機械は、シーケンス回路によって油圧シリンダに連結されたバルブを設定された順番で切り換えることにより、油圧シリンダへの圧油の供給を制御している。そのため、例えば、目標形状の異なる加工を行う場合に、工作物の変更に伴う治具装置の段取り換えが必要となると、圧油の供給配管（油圧回路）の変更およびシーケンス回路の変更などによる時間を要し、作業負荷が増加することがあった。

また、このバルブは、シーケンス回路により切り換えられることからシーケンス回路の近傍に配置される。しかし、シーケンス回路が制御対象とする複数の機器に圧油を供給するために、制御対象の機器とバルブをそれぞれ連結する必要がある。これにより、バルブを介して圧油を供給する油圧ポンプと、工作機械の機内に配置されたシーケンス回路の制御対象の機器を連結する配管数が増加し工作機械の構成が複雑となってしまうことがあった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、圧油の供給配管を簡易化するとともに、工作物の変更に伴う治具装置の段取り換えに要する時間を短縮することが可能な工作機械を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、
圧油を供給する油圧ポンプと、
加工時において工具に対して相対移動する治具ベースと、
圧油により作動する複数の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの作動により前記治具ベースに対して前記工作物を位置決めする複数の位置決め部材と、
前記治具ベースまたは前記油圧シリンダに設けられ、外力により切り換えられることにより前記油圧ポンプの圧油をそれぞれの前記油圧シリンダに供給し、複数の前記位置決め部材による前記工作物の位置決め状態をそれぞれ制御する複数の手動バルブと、
前記油圧ポンプと前記治具ベースとの間を連結し、前記油圧ポンプから前記治具ベースへ圧油を供給する主供給管と、
前記主供給管とそれぞれの前記油圧シリンダとを連結し、前記治具ベースに供給された圧油をそれぞれの前記油圧シリンダへ分配するように前記主供給管を前記治具ベースにおいて分岐した複数の枝管と、
前記手動バルブに当接し前記手動バルブを切り換える操作部材と、
前記操作部材を前記治具ベースおよび前記位置決め部材に対して相対移動可能な移動手段と、
を備え、
前記移動手段は、前記工作機械に前記工作物を搬入出する搬送装置であり、
前記手動バルブは、前記治具ベースまたは前記油圧シリンダのうち、前記搬送装置の可動領域内に位置する部位に設けられ、前記搬送装置の作動により前記操作部材から加えられる外力によって切り換えられることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、
前記操作部材は、前記搬送装置に設けられ、前記工作物を把持する前記把持爪であり、
前記手動バルブは、前記搬送装置の作動により前記把持爪から加えられる外力によって切り換えられることである。
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または２において、
前記搬送装置は、ＮＣデータに基づいて作動することにより前記操作部材を移動し、複数の前記手動バルブを予め設定された規定の順序で切り換えを行うことで前記工作物を位置決めした状態にし、複数の前記手動バルブを前記規定の順序とは逆の順序で切り換えを行うことで前記工作物を移動可能な状態にすることである。

上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の特徴は、
圧油を供給する油圧ポンプと、
加工時において工具に対して相対移動する治具ベースと、
圧油により作動する複数の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの作動により前記治具ベースに対して前記工作物を位置決めする複数の位置決め部材と、
前記治具ベースまたは前記油圧シリンダに設けられ、外力により切り換えられることにより前記油圧ポンプの圧油をそれぞれの前記油圧シリンダに供給し、複数の前記位置決め部材による前記工作物の位置決め状態をそれぞれ制御する複数の手動バルブと、
前記油圧ポンプと前記治具ベースとの間を連結し、前記油圧ポンプから前記治具ベースへ圧油を供給する主供給管と、
前記主供給管とそれぞれの前記油圧シリンダとを連結し、前記治具ベースに供給された圧油をそれぞれの前記油圧シリンダへ分配するように前記主供給管を前記治具ベースにおいて分岐した複数の枝管と、
前記手動バルブに当接し前記手動バルブを切り換える操作部材と、
前記操作部材を前記治具ベースおよび前記位置決め部材に対して相対移動可能な移動手段と、
を備え、
前記手動バルブは、前記治具ベースまたは前記油圧シリンダのうち、前記移動手段の可動領域内に位置する部位に設けられ、前記移動手段の作動により前記操作部材から加えられる外力によって切り換えられ、
前記移動手段は、ＮＣデータに基づいて作動することにより前記操作部材を移動し、複数の前記手動バルブを予め設定された規定の順序で切り換えを行うことで前記工作物を位置決めした状態にし、複数の前記手動バルブを前記規定の順序とは逆の順序で切り換えを行うことで前記工作物を移動可能な状態にすることである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１〜４の何れか一項において、
複数の前記位置決め部材による前記工作物の位置決め状態をそれぞれ検知する複数の検知手段と、
複数の前記検知手段により検知された前記位置決め状態に基づいて前記治具ベースに対する前記工作物の着座状態を確認し、前記工作物の着座確認信号を出力する着座確認手段と、
をさらに備えることである。

請求項６に係る発明の特徴は、請求項５において、前記検知手段は、前記治具ベースの所定位置に位置決めされた前記工作物との接触を検知することにより、前記位置決め状態を検知する接触式センサであることである。

請求項１に係る発明によると、工作機械は、油圧シリンダの作動により工作物を位置決めする複数の位置決め部材と、位置決め部材による工作物の位置決め状態を制御する複数の手動バルブとを備える構成となっている。そして、複数の油圧シリンダは、治具ベースにおいて分岐した複数の枝管にそれぞれ連結される。さらに、油圧シリンダに圧油を供給して位置決め状態を制御するバルブは、外力により切り換え可能な手動バルブとしている。つまり、工作物の交換において、手動バルブは、予め作動させる油圧シリンダの順序などを制御するシーケンス回路によらずに切り換えられる。従って、複数の位置決め部材からなる治具装置の段取り換えにおいて、シーケンス回路の変更、および、シーケンス回路により制御されるバルブを省略することができる。

ここで、油圧シリンダと、その油圧シリンダに圧油を供給する手動バルブとの組み合わせを油圧ユニットとする。そして、複数の油圧シリンダが連結される枝管は、主供給管が治具ベースにおいて分岐したものである。これにより、油圧ポンプと治具ベースとの間を連結する主供給管は、複数の油圧ユニットを備える構成においても一系統（給油管と排油管）で賄うことができる。よって、油圧ポンプから工作機械の機内を連結する配管数を低減することができるので、工作機械を構成する圧油の供給配管を簡易化することができる。これらにより、工作物の変更による治具装置の段取り換えに要する時間を短縮することができる。

また、手動バルブは、治具ベースまたは油圧シリンダに設けられ、移動手段の作動により操作部材から加えられる外力によって切り換えられる構成となっている。これにより、作業者が手動バルブを直接操作しなくても操作部材により手動バルブを切り換えることができる。よって、移動手段による作動の自動化により、複数の手動バルブを切り換える順序などを制御することができる。

また、この操作部材は、手動バルブに設けられた切り換えレバーなどに直接接触して手動バルブを切り換えるものである。そして、この移動手段は、例えば、工作機械に工作物を搬入出する搬送装置によって操作部材を移動させるものとしてもよい。または、工作機械がマシニングセンタであれば、工具を保持する主軸と、工作物を工具に対して相対移動させる送り軸とを含む駆動軸によって操作部材を移動させるものとしてもよい。

請求項３および請求項４に係る発明によると、移動手段は、ＮＣデータに基づいて作動する構成となっている。上述したように、操作部材を移動させる移動手段は、工作物の搬送装置や工作機械の駆動軸としてもよい。このような構成の場合に、例えば、主軸に保持された操作部材が手動バルブの切り換えレバーに当接して外力を加えるようにＮＣデータにプログラムしておく。さらに、複数の手動バルブについて順次切り換えが行われるように複数の指令をＮＣデータに含むようにしておく。これにより、予め作動する油圧シリンダの順序などを制御することができる。このように、ＮＣデータの制御指令によりシーケンス回路を代替するため、治具装置の段取り換えにおいてシーケンス回路の変更などを省略することができる。

請求項５に係る発明によると、工作機械は、工作物の位置決め状態に基づいて工作物の着座状態を確認し、工作物の着座確認信号を出力する着座確認手段を備える構成となっている。検知手段は、例えば、空気圧を利用したエアーセンサ、接触式センサなどにより治具に対する工作物の位置決め状態を検知するものである。

ここで、複数の油圧ユニットを備える工作機械は、それぞれの油圧ユニットの油圧シリンダが作動する順序を制御することにより工作物を位置決めする。そして、例えば、位置決めの終了段階において、工作物が所定位置に着座し位置決めされているか確認することによって、より安全に次工程に移行することができる。そこで、位置決め状態に基づいて着座状態を確認し着座確認信号を出力する着座確認手段を備えることにより、工作機械はこの着座確認信号に基づいて次工程への移行可否を判断することができる。これにより、工作機械の安全性を向上できる。また、位置決め不備によるロスの発生を低減し、結果として設備のサイクルタイムを短縮することができる。

請求項６に係る発明によると、検知手段は、接触式センサである構成となっている。接触式センサは、治具ベースの所定位置に工作物が着座しているかを検知するものである。そこで、接触式センサとして、例えば、治具ベースへの埋め込み式のセンサ、または、複数の電極により工作物の各部位が所定位置かを検知するセンサなどとしてもよい。このような接触式センサを検知手段として適用することにより、工作物の位置決め状態を高精度に検知することができる。よって、着座確認手段は、複数の油圧シリンダの作動による工作物の着座状態をより正確に確認することができる。従って、工作機械における安全性を向上させることができる。

工作機械１およびローダ９０を示す全体図である。 工作機械１における油圧回路図である。 第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の油圧回路図である。

以下、本発明の工作機械を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜実施形態＞
（工作機械１の構成）
本実施形態の工作機械１について、図１〜図３を参照して説明する。工作機械１は、図１に示すように、圧油を供給するポンプユニット１０と、第一ワーククランプ２０と、第二ワーククランプ４０と、ワークサポート６０と、着座検知装置８０を備える。第一ワーククランプ２０、第二ワーククランプ４０、および、ワークサポート６０は、本発明の「位置決め部材」に相当する。

この工作機械１は、数値制御装置２からの制御信号により工具３とテーブルに位置決めされた工作物Ｗを相対移動させて工作物Ｗを加工する。この数値制御装置２は、主としてＣＰＵとメモリから構成される。そして、数値制御装置２は、入力されたＮＣデータに基づいて、工作機械１の主軸および送り軸を含む駆動軸を制御するための制御信号を出力する。また、このＮＣデータは、ＣＡＤ等によって作成された工作物Ｗの目標形状データをＣＡＭにより変換されたデータである。つまり、ＮＣデータには、工具の座標値、工具番号、回転速度、送り速度等の制御データが含まれている。

また、工作物Ｗは、工作機械１のプレートクランプ装置４によりテーブルに位置決めされている。このプレートクランプ装置４は、図１に示すように、治具ベース４ａと、治具プレート４ｂを有する。プレートクランプ装置４は、第一ワーククランプ２０などの位置決め部材とは別系統の油圧回路を構成されている。そして、この油圧回路において供給される圧油を利用して、図示しないプレートクランプにより治具ベース４ａに対して治具プレート４ｂを位置決めしている。

治具ベース４ａは、加工時において工作機械１の送り軸により工具３に対して相対移動するプレートクランプ装置４の基準台である。この治具ベース４ａは、本実施形態において、工作機械１のテーブルに治具プレート４ｂをクランプするための機構を一体的に形成したものである。治具プレート４ｂは、その上面に載置された工作物Ｗを第一ワーククランプ２０などの位置決め部材により支持する板状部材である。この治具プレート４ｂは、治具ベース４ａに対してクランプ／アンクランプされ、治具ベース４ａに対して着脱可能となっている。そして、治具プレート４ｂは、治具装置の段取り換えにおいて、位置決め部材を配置した状態で搬送されるものとしてもよい。

このように、プレートクランプ装置４および第一ワーククランプ２０などの位置決め部材は、テーブルに対して工作物Ｗを位置決め固定する治具装置である。また、本実施形態において、プレートクランプ装置４の治具ベース４ａは、本発明の「治具ベース」に相当するものである。これに対して、テーブルに工作物Ｗを直接載置して固定する場合には、テーブルが本発明の「治具ベース」に相当する。

ポンプユニット１０は、図１，図２に示すように、油圧ポンプ１１と、モータ１２と、駆動回路１３と、タンク１４と、主供給管１５と、枝管１６，１７，１８を備える。油圧ポンプ１１は、モータ１２が回転駆動することにより圧油を供給するポンプである。また、モータ１２は、その回転数などを駆動回路１３により制御されている。駆動回路１３は、数値制御装置２による制御信号または、後述する圧力計３５からの出力信号などに基づいて、モータ１２の回転数などを設定し、油圧ポンプ１１の稼働状態を制御している。

また、ポンプユニット１０は、油圧ポンプ１１と連結されたタンク１４に圧油を貯留している。主供給管１５は、給油管１５ａおよび排油管１５ｂを有し、油圧ポンプ１１とプレートクランプ装置４の治具プレート４ｂとを連結している。給油管１５ａは、治具プレート４ｂの給油側の連結ポートに接続され、油圧ポンプ１１による圧油を治具プレート４ｂに供給している。排油管１５ｂは、治具プレート４ｂの排油側の連結ポートに接続され、治具プレート４ｂから排される圧油をタンク１４に戻している。

この主供給管１５は、図２に示すように、治具ベース４ａにおいて複数の枝管１６〜１８に分岐される。第一の枝管１６は、主供給管１５と第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の油圧シリンダ３１とを手動バルブ３２を介して連結している。第二の枝管１７は、主供給管１５と第二ワーククランプ用油圧ユニット５０の油圧シリンダ５１とを手動バルブ５２を介して連結している。第三の枝管１８は、主供給管１５とワークサポート用油圧ユニット７０の油圧シリンダ７１とを手動バルブ７２を介して連結している。このように枝管１６〜１８は、治具プレート４ｂに供給された圧油をそれぞれ連結される油圧シリンダ３１，５１，７１へ分配している。また、本実施形態において、第一、第二の枝管１６，１７は治具プレート４ｂに形成された内部流路である。

また、治具プレート４ｂは、この枝管１６，１７と連通し、枝管１８と連結可能な連結ポートが形成されている。そして、ワークサポート６０は、治具プレート４ｂの連結ポートに連結された外部配管である枝管１８を介して治具プレート４ｂの内部流路と連結され、圧油を供給される。つまり、治具プレート４ｂに供給された圧油は、治具プレート４ｂにおいて分岐し、枝管１６〜１８により各位置決め部材に供給される。

第一ワーククランプ２０は、第一ワーククランプ本体部２１と、第一クランプアーム２２と、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０を備え、治具プレート４ｂの上面において工作物Ｗの周辺に配置される。第一ワーククランプ２０は、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０により、第一ワーククランプ本体部２１から延びる第一クランプアーム２２を作動させ、工作物Ｗをクランプ／アンクランプする。つまり、第一ワーククランプ２０は、治具ベース４ａに固定された治具プレート４ｂに対して工作物Ｗを位置決めする部材である。

第一ワーククランプ用油圧ユニット３０は、図３に示すように、油圧シリンダ３１と、手動バルブ３２と、逆止弁３３と、安全弁３４と、圧力計３５から構成され、治具プレート４ｂにそれぞれ配置されている。第一ワーククランプ用油圧ユニット３０は、ポンプユニット１０から供給される圧油を利用して、治具プレート４ｂに工作物Ｗをクランプ／アンクランプするものである。

ここで、治具プレート４ｂには、圧油が流通可能な内部流路である枝管１６，１７が形成されている。上述したように、治具プレート４ｂは、主供給管１５により油圧ポンプ１１と連結され、圧油が供給される。そこで、この内部流路である枝管１６により、治具プレート４ｂに配置された油圧シリンダ３１、および、手動バルブ３２を連結している。具体的には、枝管１６の供給側は、主供給管１５の給油管１５ａと連結する治具プレート４ｂの連結ポートから油圧シリンダ３１までを手動バルブ３２を介して連結している。枝管１６の排油側は、油圧シリンダ３１から主供給管１５の排油管１５ｂと連結する治具プレート４ｂの連結ポートまでを手動バルブ３２を介して連結している。

油圧シリンダ３１は、治具プレート４ｂに埋設され、治具プレート４ｂの内部流路である枝管１６により圧油の給排が可能となっている。この油圧シリンダ３１は、圧油を供給された場合に内蔵するバネの弾性力に抗して図示しないピストンを上昇させ、圧油を排出するとバネの弾性力によりピストンを降下させる単動シリンダである。また、油圧シリンダ３１のピストンは、治具プレート４ｂに配置された第一ワーククランプ２０と連結されている。

第一ワーククランプ２０は、油圧シリンダ３１から圧油が排出されてピストンが降下すると、第一ワーククランプ本体部２１から延びる第一クランプアーム２２を引き下げて工作物Ｗに治具プレート４ｂ方向への付勢力を加える。これにより、第一ワーククランプ２０は、工作物Ｗを治具プレート４ｂに押し付けるように固定してクランプする。また、第一ワーククランプ２０は、油圧シリンダ３１に圧油が供給されてピストンが上昇すると、第一クランプアーム２２から工作物Ｗに加えていた付勢力を緩和してアンクランプする。このように、第一ワーククランプ２０は、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０により工作物Ｗをクランプ／アンクランプすることにより、工作物Ｗを位置決めするものである。

手動バルブ３２は、油圧回路における治具プレート４ｂの枝管１６上に配置され、外力により切り換え可能な手動の切替弁である。つまり、この手動バルブ３２は、操作レバー３２ａを操作することにより、油圧シリンダ３１における圧油の給排を切り換えることが可能となっている。手動バルブ３２により油圧ポンプ１１の圧油を油圧シリンダ３１に供給された場合、油圧シリンダ３１のピストンが上昇し工作物Ｗがアンクランプされる。一方で、手動バルブ３２により油圧シリンダ３１の圧油が排出された場合、油圧シリンダ３１のピストンが降下し工作物Ｗがクランプされる。このように、手動バルブ３２は、操作レバー３２ａを操作されることにより、治具プレート４ｂに載置された工作物Ｗの位置決め状態を制御するものである。

逆止弁３３は、図３に示すように、油圧回路において、主供給管１５の給油管１５ａと連結する治具プレート４ｂの連結ポートと、油圧シリンダ３１との間に設けられている。この逆止弁３３は、ポンプユニット１０側から油圧シリンダ３１側へ圧油が自由に流れるように設定されている。また、逆止弁３３は、油圧ポンプ１１が停止状態となり圧油の供給がなくなった場合に、枝管１６内の圧油が給油管１５ａを逆流しないように圧油の流れを制限している。

安全弁３４は、逆止弁３３と、主供給管１５の排油管１５ｂと連結する治具プレート４ｂの連結ポートとの間に設けられている。この安全弁３４は、治具プレート４ｂの内部流路である枝管１６が所定以上の圧力となった場合に、圧油を排するリリーフ弁である。これにより、油圧回路内の圧力が異常に高圧となることを防止し、油圧回路における各部材および流路を保護している。

圧力計３５は、逆止弁３３と手動バルブ３２の間に設けられ、治具プレート４ｂの内部流路である枝管１６における圧油の圧力を検知するセンサである。この圧力計３５は、油圧シリンダ３１に供給される圧油の状態を検知するものである。また、圧力計３５は、検知した圧力に応じた信号をポンプユニット１０の駆動回路１３に出力する。これにより、稼働状態にあるポンプユニット１０は、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０に所定圧力の圧油が供給されているかを判定する。また、ポンプユニット１０の駆動回路１３は、圧力計３５の出力信号に基づいて、例えば、油圧ポンプ１１の回転数を低減、または、油圧ポンプ１１を運休状態に切り換えるなどの制御を行うことが可能となる。

上述したように、第一ワーククランプ２０は、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の作動により工作物Ｗを治具プレート４ｂにクランプ／アンクランプする。これにより、第一ワーククランプ２０は、加工時において工具３に対して相対移動する治具ベース４ａに対して工作物Ｗを間接的に位置決めしている。また、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の手動バルブ３２は、治具プレート４ｂに配置され、治具プレート４ｂの内部に形成された内部流路である枝管１６により連通しているものである。

第二ワーククランプ４０は、第二ワーククランプ本体部４１と、第二クランプアーム４２と、第二ワーククランプ用油圧ユニット５０を備え、治具プレート４ｂの上面において工作物Ｗの周辺に配置される。第二ワーククランプ４０は、第二ワーククランプ用油圧ユニット５０により、第二ワーククランプ本体部４１から延びる第二クランプアーム４２を作動させ、工作物Ｗをクランプ／アンクランプする。つまり、第二ワーククランプ４０は、治具ベース４ａに固定された治具プレート４ｂに対して工作物Ｗを位置決めする部材である。

第二ワーククランプ用油圧ユニット５０は、図２に示すように、油圧シリンダ５１と、手動バルブ５２と、逆止弁５３と、安全弁５４と、圧力計５５から構成され、治具プレート４ｂにそれぞれ配置されている。第二ワーククランプ用油圧ユニット５０は、ポンプユニット１０から供給される圧油を利用して、第二ワーククランプ４０により工作物Ｗを治具プレート４ｂにクランプ／アンクランプするものである。

第二ワーククランプ用油圧ユニット５０は、油圧ポンプ１１からプレートクランプ装置４の治具プレート４ｂに導入された圧油を供給する主供給管１５を治具プレート４ｂにおいて分岐した枝管１７に連結されている。そして、第二ワーククランプ用油圧ユニット５０は、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０と同一の油圧ポンプ１１により圧油を供給されている。

また、第二ワーククランプ用油圧ユニット５０における他の構成（油圧シリンダ５１、手動バルブ５２、逆止弁５３、安全弁５４、圧力計５５）および、作動については、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０において対応する構成と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。

ワークサポート６０は、図１に示すように、ワークサポート本体部６１と、支持部６２と、ワークサポート用油圧ユニット７０を備え、工作物Ｗにおいて加工中に支承が必要となる所定部位と治具プレート４ｂの上面との間に配置される。ワークサポート６０は、ワークサポート用油圧ユニット７０により、ワークサポート本体部６１から延びる支持部６２を作動させ、工作物Ｗを支承する。つまり、ワークサポート本体部６１は、治具ベース４ａに固定された治具プレート４ｂに対して工作物Ｗを位置決めする部材である。

ワークサポート用油圧ユニット７０は、図２に示すように、油圧シリンダ７１と、手動バルブ７２と、逆止弁７３と、安全弁７４と、圧力計７５から構成され、治具プレート４ｂにそれぞれ配置されている。ワークサポート用油圧ユニット７０は、ポンプユニット１０から供給される圧油を利用して、ワークサポート６０により工作物Ｗの所定位置を支承するものである。

上述したように、治具プレート４ｂには、圧油が流通可能な内部流路である第一の枝管１６と第二の枝管１７が形成され圧油が供給されている。また、治具プレート４ｂは、この枝管１６，１７と連通し、外部配管である第三の枝管１８と連結可能な連結ポートが形成されている。そして、ワークサポート６０は、治具プレート４ｂの連結ポートに連結された第三の枝管１８を介して治具プレート４ｂの内部流路と連結され、圧油を供給される。つまり、治具プレート４ｂに供給された圧油は、治具プレート４ｂにおいて分岐した枝管１６，１７からワークサポート６０に供給される。そして、枝管１８はさらに、ワークサポート用油圧ユニット７０の各部材を連結することにより、図３に示す油圧回路と同様の油圧回路を形成している。

このように、ワークサポート用油圧ユニット７０は、油圧ポンプ１１からプレートクランプ装置４の治具プレート４ｂに導入された圧油を供給する主供給管１５を治具プレート４ｂにおいて分岐した枝管１８を介して連結されている。そして、ワークサポート用油圧ユニット７０は、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０および第二ワーククランプ用油圧ユニット５０と同一の油圧ポンプ１１により圧油を供給されている。

ワークサポート用油圧ユニット７０の油圧シリンダ７１は、ワークサポート本体部６１に内蔵され、枝管１８を介して圧油の給排が可能となっている。この油圧シリンダ７１は、圧油を供給された場合に内蔵するバネの弾性力に抗して図示しないピストンを降下させ、圧油を排出するとバネの弾性力によりピストンを上昇させる単動シリンダである。また、油圧シリンダ７１のピストンは、ワークサポート本体部６１に内蔵されるコレットに連結されている。また、ワークサポート本体部６１のコレットには、工作物Ｗと当接して、工作物Ｗの所定位置を支承する支持部６２が挿通している。

ワークサポート本体部６１は、油圧シリンダ７１から圧油が排出されてピストンが上昇すると、支持部６２をコレットが締付けて固定する。これにより、ワークサポート本体部６１は、工作物Ｗに支持部６２を当接した状態で支承する。また、ワークサポート本体部６１は、油圧シリンダ７１に圧油が供給されてピストンが降下すると、支持部６２に加えていた締付け力を緩和する。これにより、ワークサポート本体部６１の支持部６２は、コレットに対して摺動可能となり工作物Ｗを支承しない状態となる。

このように、ワークサポート６０は、ワークサポート用油圧ユニット７０により工作物Ｗの所定部位に当接した支持部６２を支承する。これにより、ワークサポート６０は、加工中における工作物Ｗの撓みなどの変形を防止するように支承して工作物を位置決めするものである。

また、ワークサポート用油圧ユニット７０における他の構成（手動バルブ７２、逆止弁７３、安全弁７４、圧力計７５）については、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０において対応する構成と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。

着座検知装置８０は、接触式センサ８１と、着座確認回路８２を備える。接触式センサ８１は、治具プレート４ｂの所定位置に位置決めされた工作物Ｗに対する接触状態を検知するセンサである。この接触式センサ８１は、治具プレート４ｂの上面において、工作物Ｗの基準位置となる基準ブロック（図示しない）に設けられたブラケットに取り付けられる埋め込み式のセンサである。そして、接触式センサ８１の端面に工作物Ｗが近接し、予め設定された許容距離となった場合に、着座確認回路８２に電気信号を出力する。この接触式センサ８１は、本発明の「検知手段」に相当する。

着座確認回路８２は、接触式センサ８１より出力される電気信号を入力し、治具プレート４ｂに対する工作物Ｗの着座状態を確認し、工作物Ｗの着座確認信号を数値制御装置２に無線で通信する通信回路である。つまり、この着座確認回路８２は、接触式センサ８１の出力信号により、工作物Ｗが治具プレート４ｂに対して適正に位置決めされているかを検知する。この着座確認回路８２は、本発明の「着座確認手段」に相当する。

そして、着座確認回路８２は、例えば、工作物Ｗの交換における工作物Ｗの位置決めの途中段階または終了段階において、工作物Ｗの位置決め状態から次工程に移行するかの可否判定を行い、数値制御装置２にその判定結果として工作物Ｗの着座確認信号を無線通信する。数値制御装置２は、受信した当該着座確認信号に基づいて、工作物Ｗの次工程または加工工程へ移行するか、または作業者に対して判定結果を表示し位置決め部材の確認を促す。このようにして、着座検知装置８０は、治具ベース４ａに対して間接的に位置決めされた工作物Ｗの位置決め状態に基づいて、工作物Ｗの着座状態を確認し数値制御装置２に対して着座確認信号を出力している。

ここで、上述した工作機械１は、工作機械１の他に複数の工作機械や複数の周辺装置からなる生産ラインを構成している。そして、この生産ラインにおいて、工作物Ｗや治具装置などを搬送する装置としてローダ９０が設けられている。このローダ９０は、これらの複数の工作機械および周辺設備の上方において水平に架設されているローダビーム９１と、ローダ９０の本体部であるローディングユニット９２を備えている。

ローディングユニット９２は、図１に示すように、ローダアーム９３と、ローダハンド９４と、アクチュエータ９５、把持爪９６を備えている。ローディングユニット９２は、ローダビーム９１に沿って移動および位置決めするようにＮＣ制御されている。ローダアーム９３は、ローダビーム９１に懸架されるローディングユニット９２のキャリア部から鉛直方向（工作機械１のＺ軸方向）に移動および位置決め可能に設けられている。

ローダハンド９４は、ローダアーム９３の下端において、工作機械１のＸ軸周りに傾動可能に連結されている。アクチュエータ９５は、ローダアーム９３の下端に設けられ、制御指令によりローダハンド９４を傾動させ、所定の角度に位置決めしている。また、ローダハンド９４には把持爪９６が設けられている。把持爪９６は、図示しないアクチュエータによって開閉制御され、工作物の把持と解放を行っている。

また、把持爪９６は、ローダハンド９４が傾動することにより手動バルブ３２の操作レバー３２ａ、または、手動バルブ５２，７２の操作レバー（図示しない）と当接して、当該手動バルブ３２，５２，７２を切り換え可能となっている。この他に、例えば、ローダハンド９４に手動バルブ３２，５２，７２の操作ロッドなどを把持爪９６とは別途設けるものとしてもよい。把持爪９６または上記操作ロッドは、本発明の「操作部材」に相当する。そして、ローダ９０は、この操作部材をプレートクランプ装置４の治具ベース４ａおよび位置決め部材（第一ワーククランプ２０、第二ワーククランプ４０、ワークサポート６０）に対して相対移動させることが可能であり、本発明の「移動手段」に相当する。

本実施形態において、手動バルブ３２，５２，７２を切り換える操作部材をローダ９０の把持爪９６とし、把持爪９６の移動手段としてローダ９０としている。このような構成において、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の手動バルブ３２は、プレートクランプ装置４の治具プレート４ｂのうち、ローダ９０の可動領域内に位置する部位に設けられている。第二ワーククランプ用油圧ユニット５０の手動バルブ５２およびワークサポート用油圧ユニット７０の手動バルブ７２についても同様の部位に設置されている。つまり、何れの手動バルブ３２，５２，７２もローダ９０の把持爪９６が各手動バルブ３２，５２，７２の操作レバーに当接可能となっている。これにより、手動バルブ３２，５２，７２は、ローダ９０の作動により把持爪９６から加えられる外力によって切り換えられる。

ここでローダ９０による工作物Ｗの交換における作動について説明する。まず、ローダ９０は、工作物Ｗの交換に際し、把持爪９６をワークサポート用油圧ユニット７０の手動バルブ７２に当接させて切り換える。これにより、工作物Ｗは、ワークサポート６０により支承されない状態となる。

次に、ローダ９０は、把持爪９６により第二ワーククランプ用油圧ユニット５０の手動バルブ５２、第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の手動バルブ３２の順に切り換えを行う。これにより、工作物Ｗは、アンクランプ状態となり移動可能な状態となる。そして、ローダ９０は、把持爪９６によりアンクランプ状態となった工作物Ｗを把持し、工作機械１の機外に搬出する。

続いて、ローダ９０は、工作機械１の機内に未加工の工作物Ｗを搬入し、治具プレート４ｂの上面の所定位置に載置する。そして、ローダ９０は、把持爪９６により第一ワーククランプ用油圧ユニット３０の手動バルブ３２、第二ワーククランプ用油圧ユニット５０の手動バルブ５２の順に切り換えを行う。これにより、工作物Ｗは、クランプ状態となりテーブルに対して位置決め固定された状態となる。

次に、ローダ９０は、ワークサポート用油圧ユニット７０の手動バルブ７２を切り換える。これにより、工作物Ｗは、ワークサポート６０の支持部６２により支持される状態となる。この時、工作物Ｗの着座状態を着座検知装置８０が検知し、数値制御装置２に無線通信している。このように、ローダ９０は、ＮＣ制御によって作動させる手動バルブ３２，５２，７２の順序を制御している。

（工作機械１による効果）
上述した工作機械１によると、工作機械１は、油圧シリンダ３１，５１，７１の作動により工作物Ｗを位置決めする複数の位置決め部材（第一ワーククランプ２０、第二ワーククランプ４０、ワークサポート６０）と、当該位置決め部材による工作物Ｗの位置決め状態を制御する複数の手動バルブ３２，５２，７２とを備える構成となっている。そして、複数の油圧シリンダ３１，５１，７１は、治具プレート４ｂにおいて分岐した複数の枝管１６，１７，１８にそれぞれ連結される。さらに、油圧シリンダ３１，５１，７１に圧油を供給して位置決め状態を制御するバルブは、外力により切り換え可能な手動バルブ３２，５２，７２としている。

このような構成により、工作物Ｗの交換において、手動バルブ３２，５２，７２は、予め作動させる油圧シリンダ３１，５１，７１の順序などを制御するシーケンス回路によらずに切り換えられる。従って、複数の位置決め部材からなる治具装置の段取り換えにおいて、シーケンス回路の変更、および、シーケンス回路により制御されるバルブを省略することができる。

また、複数の油圧シリンダ３１，５１，７１が連結される枝管１６，１７，１８は、主供給管１５が治具プレート４ｂにおいて分岐したものである。これにより、油圧ポンプ１１と治具プレート４ｂとの間を連結する主供給管１５は、複数の油圧ユニット３０，５０，７０を備える構成においても一系統（給油管と排油管）で賄うことができる。よって、油圧ポンプ１１から工作機械１の機内を連結する配管数を低減することができるので、工作機械１を構成する圧油の供給配管を簡易化することできる。これらにより、工作物Ｗの変更による治具装置の段取り換えに要する時間を短縮することができる。

また、これら複数の油圧ユニット３０，５０，７０は、同一の油圧ポンプ１１により圧油を供給されるため、効率的に圧油を供給することができる。そして、工作機械１は、主供給管１５を治具装置に含まれる治具プレート４ｂにおいて分岐し、複数の油圧ユニット３０，５０，７０が分岐した枝管１６，１７，１８にそれぞれ連結される構成となっている。ここで、シーケンス回路を備える構成の工作機械では、例えば、油圧ポンプ１１の近傍に配置されたバルブを切り換えることにより作動する油圧シリンダを制御する。そのため、油圧ポンプ１１からバルブの間において供給管を分岐させる必要があるため、使用される油圧シリンダ数の分だけバルブから供給管を設けることになる。

これに対して、油圧ユニット３０，５０，７０は、手動バルブ３２，５２，７２により、それぞれの油圧シリンダ３１，５１，７１への圧油の切り換え操作が可能であるため、シーケンス回路を必要としない。これにより、油圧ポンプ１１から治具装置までの供給管の数を低減することができる。

各油圧ユニット３０，５０，７０の手動バルブ３２，５２，７２は、治具プレート４ｂに設けられている。そして、各手動バルブ３２，５２，７２は、移動手段であるローダ９０の作動により操作部材である把持爪９６から加えられる外力によって切り換えられる構成となっている。これにより、作業者が手動バルブ３２，５２，７２を直接操作しなくても把持爪９６により手動バルブ３２，５２，７２を切り換えることができる。よって、ローダ９０による作動の自動化により、複数の手動バルブ３２，５２，７２を切り換える順序などを制御することができる。

ローダ９０は、ＮＣデータに基づいて作動する構成となっている。上述したように、把持爪９６を移動させる移動手段は、工作物Ｗまたは治具装置を搬送するローダ９０としている。このような構成の場合に、例えば、ローダ９０の把持爪９６が手動バルブ３２，５２，７２の切り換えレバーに当接して外力を加えるようにＮＣデータにプログラムしておく。さらに、複数の手動バルブ３２，５２，７２について順次切り換えが行われるように複数の指令をＮＣデータに含むようにしておく。これにより、予め作動する油圧シリンダ３１，５１，７１の順序などを制御することができる。このように、ＮＣデータの制御指令によりシーケンス回路を代替するため、治具装置の段取り換えにおいてシーケンス回路の変更などを省略することができる。

工作機械１は、工作物Ｗの位置決め状態に基づいて工作物Ｗの着座状態を確認し工作物Ｗの着座確認信号を出力する着座確認回路８２を備える構成となっている。また、本実施形態では、位置決め状態を検知する検知手段として、接触式センサ８１としている。複数の油圧ユニット３０，５０，７０を備える工作機械１は、それぞれの油圧ユニット３０，５０，７０の油圧シリンダ３１，５１，７１が作動する順序を制御することにより工作物Ｗを位置決めする。

そして、例えば、位置決めの終了段階において、工作物Ｗが所定位置に着座し位置決めされているか確認することによって、より安全に次工程に移行することができる。そこで、位置決め状態に基づいて着座状態を確認し着座確認信号を出力する着座確認回路８２を備えることにより、工作機械１の数値制御装置２はこの着座確認信号に基づいて次工程への移行可否を判断することができる。これにより、工作機械１の安全性を向上できる。また、位置決め不備によるロスの発生を低減し、結果として設備のサイクルタイムを短縮することができる。

また、本実施形態において、着座確認回路８２は、工作物Ｗの着座確認信号を数値制御装置２に無線で通信する通信回路としている。これにより、数値制御装置２と工作機械１の機内に配置された着座確認回路８２とを連結する配線が不要とすることができる。

また、プレートクランプ装置４における検知手段は、接触式センサ８１である構成とした。接触式センサ８１は、治具ベース４ａにクランプされ、治具ベース４ａと一体的に固定された治具プレート４ｂの所定位置に工作物Ｗが着座しているかを検知するものである。また、接触式センサ８１として、例えば、複数の電極により工作物Ｗの各部位が所定位置かを検知するセンサなどとしてもよい。このような接触式センサ８１を検知手段として適用することにより、工作物Ｗの位置決め状態を高精度に検知することができる。よって、着座確認回路８２は、複数の油圧シリンダ３１，５１，７１の作動による工作物Ｗの着座状態をより正確に確認することができる。従って、工作機械１における安全性を向上させることができる。

＜実施形態の変形態様＞
本実施形態において、手動バルブ３２，５２，７２に当接して切り換える操作部材をローダ９０の把持爪９６とした。さらに、把持爪９６の移動手段をローダ９０とした。これに対して、例えば、工作機械１がマシニングセンタである場合に、工具３を保持する主軸と、工作物Ｗを工具３に対して相対移動させる送り軸とを含む駆動軸を移動手段としてもよい。この時、操作部材は、工具３そのもの、または、工具３が主軸に保持される部位と同様の軸部を有するバルブ操作専用ロッドとしてもよい。このような構成において、例えば、治具装置の段取り換えにおいてＮＣデータの工具交換指令により、主軸にバルブ操作専用ロッドを保持させる。そして、ＮＣデータに移動指令により、バルブ操作専用ロッドを手動バルブ３２，５２，７２の操作レバーに当接させて、さらなる移動指令により切り換え操作を行う。

これにより、手動バルブ３２，５２，７２は、バルブ操作専用ロッドより外力を加えられて順次切り換えられることになる。これにより、予め作動する油圧シリンダ３１，５１，７１の順序などを制御することができる。このように、ＮＣデータの制御指令によりシーケンス回路を代替するため、治具装置の段取り換えにおいてシーケンス回路の変更などを省略することができる。

また、手動バルブ３２，５２，７２の操作レバー、または、バルブ操作専用ロッドに、操作レバーの動作を検知するセンサを配置する構成としてもよい。これにより、手動バルブ３２，５２，７２が確実に動作したか否かを確認することができる。よって、着座検知装置８０による工作物Ｗの着座状態と併せて、確実に工作物Ｗの交換が行われたかを確認することができる。また、上記のセンサは、着座検知装置８０の着座確認回路８２と同様に、数値制御装置２に無線で通信するものとしてもよい。これにより、工作機械１において、ポンプユニット１０などを備える母機側と、加工を行う機内側との連結は、主供給管１５のみとなり、その他の配管や配線を不要にすることができる。従って、工作機械１の構成を簡易化することができる。

その他に、本実施形態では、検知手段として接触式センサ８１としたが、例えば、エア式センサとしてもよい。エア式センサは、図示しないエアポンプと治具プレート４ｂに形成されたエア噴出孔とを連結する空気流路の圧力を検知するセンサである。このような構成において、工作物Ｗが治具ベース４ａに対して密着するように所定位置に着座するとエア噴出孔が工作物Ｗにより閉塞されて空気流路の圧力が高まる。エア式センサは、高圧化した空気流路の圧力が所定値に達した場合に、着座確認回路８２に電気信号を出力するものである。このような構成としても接触式センサ８１と同様の効果を奏する。

１：工作機械、 ２：数値制御装置、 ３：工具
４：プレートクランプ装置、 ４ａ：治具ベース、 ４ｂ：治具プレート
１０：ポンプユニット、 １１：油圧ポンプ、 １２：モータ
１３：駆動回路、 １４：タンク
１５：主供給管、 １５ａ：給油管、 １５ｂ：排油管、 １６〜１８：枝管
２０：第一ワーククランプ（位置決め部材）、 ２１：第一ワーククランプ本体部
２２：第一クランプアーム
３０：第一ワーククランプ用油圧ユニット、 ３１：油圧シリンダ
３２：手動バルブ、 ３２ａ：操作レバー、 ３３：逆止弁、 ３４：安全弁
３５：圧力計
４０：第二ワーククランプ（位置決め部材）、 ４１：第二ワーククランプ本体部
４２：第二クランプアーム
５０：第二ワーククランプ用油圧ユニット、 ５１：油圧シリンダ
５２：手動バルブ、 ５３：逆止弁、 ５４：安全弁、 ５５：圧力計
６０：ワークサポート（位置決め部材）、 ６１：ワークサポート本体部
６２：支持部
７０：ワークサポート用油圧ユニット、 ７１：油圧シリンダ
７２：手動バルブ、 ７３：逆止弁、 ７４：安全弁、 ７５：圧力計
８０：着座検知装置、 ８１：接触式センサ（検知手段）
８２：着座確認回路（着座確認手段）
９０：ローダ、 ９１：ローダビーム、 ９２：ローディングユニット
９３：ローダアーム、 ９４：ローダハンド、 ９５：アクチュエータ
９６：把持爪
Ｗ：工作物

Claims (6)

1. 圧油を供給する油圧ポンプと、
   加工時において工具に対して相対移動する治具ベースと、
   圧油により作動する複数の油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダの作動により前記治具ベースに対して前記工作物を位置決めする複数の位置決め部材と、
   前記治具ベースまたは前記油圧シリンダに設けられ、外力により切り換えられることにより前記油圧ポンプの圧油をそれぞれの前記油圧シリンダに供給し、複数の前記位置決め部材による前記工作物の位置決め状態をそれぞれ制御する複数の手動バルブと、
   前記油圧ポンプと前記治具ベースとの間を連結し、前記油圧ポンプから前記治具ベースへ圧油を供給する主供給管と、
   前記主供給管とそれぞれの前記油圧シリンダとを連結し、前記治具ベースに供給された圧油をそれぞれの前記油圧シリンダへ分配するように前記主供給管を前記治具ベースにおいて分岐した複数の枝管と、
   前記手動バルブに当接し前記手動バルブを切り換える操作部材と、
   前記操作部材を前記治具ベースおよび前記位置決め部材に対して相対移動可能な移動手段と、
   を備え、
   前記移動手段は、前記工作機械に前記工作物を搬入出する搬送装置であり、
   前記手動バルブは、前記治具ベースまたは前記油圧シリンダのうち、前記搬送装置の可動領域内に位置する部位に設けられ、前記搬送装置の作動により前記操作部材から加えられる外力によって切り換えられることを特徴とする工作機械。
2. 請求項１において、
   前記操作部材は、前記搬送装置に設けられ、前記工作物を把持する前記把持爪であり、
   前記手動バルブは、前記搬送装置の作動により前記把持爪から加えられる外力によって切り換えられることを特徴とする工作機械。
3. 請求項１または２において、
   前記搬送装置は、ＮＣデータに基づいて作動することにより前記操作部材を移動し、複数の前記手動バルブを予め設定された規定の順序で切り換えを行うことで前記工作物を位置決めした状態にし、複数の前記手動バルブを前記規定の順序とは逆の順序で切り換えを行うことで前記工作物を移動可能な状態にすることを特徴とする工作機械。
4. 圧油を供給する油圧ポンプと、
   加工時において工具に対して相対移動する治具ベースと、
   圧油により作動する複数の油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダの作動により前記治具ベースに対して前記工作物を位置決めする複数の位置決め部材と、
   前記治具ベースまたは前記油圧シリンダに設けられ、外力により切り換えられることにより前記油圧ポンプの圧油をそれぞれの前記油圧シリンダに供給し、複数の前記位置決め部材による前記工作物の位置決め状態をそれぞれ制御する複数の手動バルブと、
   前記油圧ポンプと前記治具ベースとの間を連結し、前記油圧ポンプから前記治具ベースへ圧油を供給する主供給管と、
   前記主供給管とそれぞれの前記油圧シリンダとを連結し、前記治具ベースに供給された圧油をそれぞれの前記油圧シリンダへ分配するように前記主供給管を前記治具ベースにおいて分岐した複数の枝管と、
   前記手動バルブに当接し前記手動バルブを切り換える操作部材と、
   前記操作部材を前記治具ベースおよび前記位置決め部材に対して相対移動可能な移動手段と、
   を備え、
   前記手動バルブは、前記治具ベースまたは前記油圧シリンダのうち、前記移動手段の可動領域内に位置する部位に設けられ、前記移動手段の作動により前記操作部材から加えられる外力によって切り換えられ、
   前記移動手段は、ＮＣデータに基づいて作動することにより前記操作部材を移動し、複数の前記手動バルブを予め設定された規定の順序で切り換えを行うことで前記工作物を位置決めした状態にし、複数の前記手動バルブを前記規定の順序とは逆の順序で切り換えを行うことで前記工作物を移動可能な状態にすることを特徴とする工作機械。
5. 請求項１〜４の何れか一項において、
   複数の前記位置決め部材による前記工作物の位置決め状態をそれぞれ検知する複数の検知手段と、
   複数の前記検知手段により検知された前記位置決め状態に基づいて前記治具ベースに対する前記工作物の着座状態を確認し、前記工作物の着座確認信号を出力する着座確認手段と、
   をさらに備えることを特徴とする工作機械。
6. 請求項５において、
   前記検知手段は、前記治具ベースの所定位置に位置決めされた前記工作物との接触を検知することにより、前記位置決め状態を検知する接触式センサであることを特徴とする工作機械。

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