JP5776058B2 - 加工位置出し方法及び加工治具 - Google Patents

Description

本発明は、加工部材であるワークを載置し固定するパレット式段取りステーションを具備する加工機を用いた加工のための加工治具及び加工方法に関するものである。

加工部材であるワークを載置し固定するパレット式段取りステーションを具備する加工機を用いた加工において、加工の位置出しには付属の高価な原点測定機等を用いて、ワークごとに加工直前に計測している内段取りため、加工開始時に大幅な工数を要している。そのためこの工数削減の対策が急務であり、外段取りによる機械加工の無人化ができない。これまで様々な治具及び方法が採用されているが、有効なものは少ない。下記の参考文献の特許文献１は、本発明と形状等が近似ではあるが、ワークを強固に固定する目的のためであり、特許文献２もバイス口金の損傷防止等の対策である。いずれも工数削減の対策ではない。

特開２００２−２１９６２６号公報 特開２００７−１８５７２６号公報

従って現状を鑑みて、本発明は、加工部材であるワークを載置し固定するパレット式段取りステーションを具備する加工機等を用いた加工において、外段取りを可能とする加工治具を提供する。それはワークの加工位置出しの工数削減とともに、ワークのくわえ姿勢の過ち防止をも防ぐ加工治具であり、機械加工の無人化を可能とするものである。

方形状の金具のひとつの面に錐状の凸状突起部が複数並んで配置されているクランプ治具を、対向する固定口金と移動口金に埋め込んだ、前記移動口金を移動させ且つ加圧させるための加圧機構を具備している横型プレス装置を用いて、加工部材であるワークを前記固定口金と前記移動口金の間に挟み、前記加圧機構により加圧し、固定口金と移動口金に挟まれる前記ワークの２面のつかみ代の部分に、前記クランプ治具の錐状の凸状突起部により凹状圧痕を形成した後、前記凹状圧痕が形成された前記ワークを、バイスの左右の移動口金に前記錐状の凸状突起部と同一形状の錐状の凸状突起部が複数並んで配置されているクランプ治具を具備している加工治具にて、前記クランプ治具の錐状の凸状突起部を前記ワークの凹状圧痕に嵌合して前記ワークを固持することを特徴とするワークのクランプ方法である。

前記ワークの表面の複数の凹状圧痕の各々の周辺部分に発生する山状の出っ張りの影響を避けるため、錐状の凸状突起部の各々の根元の周辺部分に、前記ワークに発生する前記山状の出っ張り高さより大きい深さの凹みを付けることを特徴とする請求項１に記載のワークのクランプ方法に使用される加工治具のクランプ治具である。

前記クランプ治具の複数の錐状の凸状突起部のうち、１〜複数の錐状の凸状突起部を異なる大きさ異なる形状の錐状の凸状突起部にすることにより、前記の横型プレス装置によりワークに形成される凹状圧痕と、前記の加工治具の前記クランプ治具の錐状の凸状突起部とをかん合することにより、前記ワークが誤方向の姿勢で挟まれることを発見でき、くわえ姿勢の過ちを防ぐことができることを特徴とする請求項１に記載のワークのクランプ方法に使用される加工治具のクランプ治具である。

請求項１、３に記載のワークのクランプ方法に使用される横型プレス装置であって、固定口金の上部に具備する左、右ネジの同軸回転により、前記横型プレス装置の挟み方向と直角の方向であるＹ方向の中心位置に、ワークを移動する一対のガイド板を具備することを特徴とする横型プレス装置である。

請求項１、３に記載のワークのクランプ方法に使用される加工治具であって、前記加工治具の挟み方向と平行の方向であるX方向であって、前記加工冶具に具備されているX方向中心位置出し装置の下部に具備された左ネジと右ネジの同軸回転により、前記加工治具の挟み方向と平行の方向であるX方向の中心位置に、前記ワークを移動させる一対のスライドプレートを具備していることを特徴とする加工治具である。

本発明は、加工部材であるワークを載置し固定するパレット式段取りステーションを具備する加工機等の加工において外段取りを可能にし、他種多様なワークの加工位置出しの工数を削減し、機械加工の無人化を可能とし、更にワークのくわえ姿勢の過ちをも防ぐ。

また本発明は、５面加工機等に通常に付属されている高価なワークの原点測定機も不用になる。

本発明のY方向中心位置出しを含む横型プレス装置の斜視図である。 本発明のY方向中心位置出しを含む横型プレス装置の別角度の斜視図である。 本発明のX方向中心位置出し装置と加工治具の合体の斜視図である。 本発明のX方向中心位置出し装置と加工治具の合体の別角度の斜視図である。 本発明のX方向中心位置出し装置の裏面より見た斜視図である。 本発明のX方向中心位置出し装置と加工治具の分離した斜視図である。 本発明の横型プレス装置のクランプ治具の正面図である。 本発明の横型プレス装置のクランプ治具の突起部の断面図である。 本発明の加工治具のクランプ治具の正面図である。 本発明の加工治具のクランプ治具の突起部の断面図である。 本発明のワークの正面図である。 本発明のワークの凹状圧痕部の断面図である。 本発明の実施例４のクランプ治具の俯瞰図である。

実施例１では、図１、２に示すように油圧シリンダ２１を利用した横型プレス装置４９を示す。これはワーク２０に位置決めの凹状圧痕６５（図１１、図１２も参照）を形成させるための装置である。図示しないが、油圧シリンダ２１は、油圧モーターやセンサ等を備えた制御装置に接続されている。以下に説明する。

横型プレス装置４９は、錐状の突起部が複数並んで配置されている方形状の金具であるクランプ治具１５（図７〜１０も参照）を対向に埋め込んだ移動口金１６と固定口金１４とが、挟み方向と平行の方向であるX方向に配置されたバイス構造である。また、移動口金１６の上面部には挟み方向と直角の方向であるY方向にワークを移動して中央位置決めするためのガイド板９が２個配置されている。すなわちワーク２０のY方向に移動し、位置決めする。ワーク２０のY方向中心出しするものである。まずワーク２０を横型プレス装置４９の移動口金のそばでほぼ中央に載置し、樹脂ローレットハンドル３７を回転させると、送りネジ１０、１１の左、右ネジの機能により対向する２個のガイド板９が中央に移動して、ワークをY方向の中心に移動させ、対向する２個のガイド板９の間に挟む。次に、送りハンドル６を回転させ、ワーク２０とともに移動口金１６をX方向に移動させ、ワーク２０と固定口金１４を挟みこみ、錐状の突起部のためにこれ以上ハンドル６では動かせない位置で停止させる。ワーク２０は移動口金１４と固定口金１４の各クランプ冶具１５の錐状の突起部先端に当接して挟まれている状態である。これ以上の移動は、送りハンドル６の回転による増し押しでは力不足であるため、この位置に移動口金１６を固定用のボルト１７の４本で締め付けて、強固に固定する。

当然この位置では移動口金１６とワーク２０と固定口金１４との間には各クランプ治具１５、１５の錐状の突起部がワーク２０に食い込むための隙間が生じている。油圧シリンダ２１に取り付けられている固定口金１４は、シリンダのストローク分は移動可能である。前記油圧シリンダ２１の力により固定口金１４を移動させ、固定口金１４とワーク２０と移動口金１６との隙間がなくなるまで押し密着させる。それにより前記クランプ治具１５の複数の錐状の突起部はワーク２０に食い込み、ワーク２０に凹状圧痕６５を形成させる。クランプ治具の材料は、当然ワークより硬いことが必須であるので、実施例ではベアリング鋼を使用したが、これに限定されることはない。図１、図２の図中のワーク２０は、凹状圧痕６５（図１１、図１２も参照）を形成後の姿である。

実施例２では、図３、図４、図５、図６に示すようにワーク２０のX方向中心位置出し装置８９を示す。ワークのX方向中心位置出し装置８９は加工治具９０を具備していて、ワーク２０のX方向中心位置出し後、ワーク２０とともに、取り外した加工治具９０を、加工機の段取りステーションに具備されているパレットに取り付ける。以下に説明する。

加工冶具９０は、錐状の突起部が複数並んで配置されている方形状の金具であるクランプ治具５１（図９、図１０も参照）を埋め込んだ移動口金５８、５９を有するバイスである。実施例１に記載の横型プレス装置４９により凹状圧痕６５を形成されたワーク２０を、X方向中心位置出し装置８９に具備されている加工治具９０（ワーク２０を固着した状態である。）のほぼ中央の支持部材６０aに載置（図３、図６も参照）し、ハンドル５７を回転させると、カップリング５６で結合されている左、右の送りネジ５４、５５（図５も参照）も同時回転し、その動きにより対向する２個のスライドプレート６２が両側より中央に移動し（図３〜６も参照）、それに従いクランプ治具１５と同形状の錐状の突起部を持つクランプ治具５１を具備する移動口金５８、５９の間隔も小さくなり、実施例１において凹状圧痕６５を形成されたワーク２０を、クランプ治具１５と同形状の錐状の突起部を持つクランプ治具５１を具備する移動口金５８、５９との間で、凹状圧痕６５をかん合させて隙間なく密着させて挟んだ後、付属の２本の六角ボルト５２と２個のナット５２aにて口金とともに、ワーク２０を締め付け強固に固定する（図４、図６も参照）。

以上のことにより、実施例１のクランプ治具１５と実施例２のクランプ治具５１は、同一の配置と形状である錐状の突起部を有しているため、加工治具９０に固定の際、実施例２のクランプ治具５１の錐状の突起部と、実施例１のクランプ治具１５により形成された錐状の凹状圧痕６５を勘合させてワーク２０を挟むことにより、ワーク２０の加工位置出しが出来る。すなわち、ワーク２０の中心の位置決めは、実施例１により、Y方向中心出しと、実施例２でX方向中心出しを行って、ワーク２０に凹状圧痕６５を設けて、加工位置出し基準を設けている。

図６に示すように、前記ワーク２０を挟んで固定したまま、加工治具ベース６０を４本の位置決めピン７３からはずし、加工治具９０を、段取りステーションのパレットの位置決めピンに合わせて載置することにより、加工位置出しができる。錐状の突起部のため、くわえられたワーク２０は強固に固定されている。当然ながら加工治具９０は、ワーク２０の数の分は用意しておく必要がある。加工治具９０を加工機のパレットに載置する前に、ワーク２０の加工位置出しが準備できるため、外段取りが可能になる。したがって無人化も可能になり大幅な工数の削減になる。パレット式段取りステーションを具備する加工機に有効である。

図７、図８は、本件発明の実施例１のクランプ治具１５の正面図と断面図である。また図９、図１０は、本件発明の実施例２のクランプ治具５１の正面図と断面図である。実施例１のクランプ治具１５と実施例２のクランプ治具５１は、同一の配置と形状である錐状の突起部を有している。

また、図１１はワーク２０の正面図である。図１２はワーク２０の断面図である。図１２に示すように、横型プレス装置４９により形成されたワーク２０の表面の複数の凹状圧痕６５の各々の周りには、盛り上がった山状の出っ張りが発生する。その盛り上がった山状の出っ張りを逃げるために、図８、図１０に示すように、クランプ治具１５、５１の錐状の突起部の根元の周辺部分に所定の寸法の深さの凹みを付けている。

図１３は請求項３の実施例である。クランプ治具１５、５１の突起部の形状の一例である。左右対称ではあるが、もしワーク２０を誤って逆に挟んだ場合には、突起部が一致しないので隙間が出来るため、くわえ姿勢の過ち防止になる。勿論、クランプ治具１５とクランプ治具５１は同一形状を採用する。また、前記突起部は大きさや形状などを変えるなど、様々な選択もできる。

以上の実施例により正確な位置出しが可能であるため、ワーク２０の素材寸法は加工面の余裕寸法としては、０．５ｍｍ程度のプラスで充分である。また加工後のワーク２０のくわえられていた挟持面及び凹状圧痕６５の部分、いわゆるつかみ代は、必要に応じ再加工にて削除するが、他の加工に比較してこの作業は極めて短時間であり、大きな問題とはならない。

すなわち、横型プレス装置４９の中にバイス構造が有り、バイス構造の中に口金１４、１６が有り、口金１４、１６の中にクランプ治具１５が有り、クランプ治具１５に突起部があるという構造である。また、X方向中心位置出し装置８９の中に加工治具９０があり、加工治具９０の中にもバイス構造が有り、バイス構造の中に口金５８、５９が有り、口金５８、５９の中にクランプ治具５１が有り、クランプ冶具５１に突起部があるという構造である。X方向中心位置出し装置８９上のワーク２０は、Y方向において中心である。

また他の例では、横型プレス装置４９の中にX方向中心位置出し装置８９があり、X方向中心位置出し装置８９の中に加工治具９０があり、加工治具９０の中にバイス構造が有り、バイス構造の中に口金５８、５９が有り、口金５８、５９の中にクランプ治具５１が有り、クランプ治具５１に突起部があるという構造もできる。これは前記の構造を合体させた例である。また、口金５８、５９のどちらかの上部にY方向中心位置出し構造が必要である。この場合ワークのくわえ変えをせず、加工治具をパレットに搭載することができる。

すなわち、本発明はワークを載置し固定するパレット式の段取りステーションを具備する加工機に有効である。

以上本発明の実施例を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変更を加え得ることは勿論である。

また本発明は、上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

６ 送りハンドル
９ ガイド板
１０ 左送りネジ
１１ 右送りネジ
１４ 固定口金
１５ クランプ治具
１６ 移動口金
１７ 固定用ボルト
２０ ワーク
２１ 油圧シリンダ
３７ 樹脂ローレットハンドル
４９ 横型プレス装置
５１ クランプ治具
５２ ボルト
５２a ナット
５４ 左送りネジ
５５ 右送りネジ
５６ カップリング
５７ ハンドル
５８ 移動口金
５９ 移動口金
６０ 加工治具ベース
６０a 支持部材
６２ スライドプレート
６５ 凹状圧痕
７３ 位置決めピン
８９ X方向中心位置出し装置
９０ 加工治具

本発明は、５面加工機等を導入している部品加工業界において、外段取りを可能にし、ワークの加工位置出しの大幅な工数削減、及びワークのくわえ姿勢の過ちを防ぐ加工治具とその加工方法を提供し、産業界に利用可能大である。

Claims (5)

1. 方形状の金具のひとつの面に錐状の凸状突起部が複数並んで配置されているクランプ治具を、対向する固定口金と移動口金に埋め込んだ、前記移動口金を移動させ且つ加圧させるための加圧機構を具備している横型プレス装置を用いて、加工部材であるワークを前記固定口金と前記移動口金の間に挟み、前記加圧機構により加圧し、固定口金と移動口金に挟まれる前記ワークの２面のつかみ代の部分に、前記クランプ治具の錐状の凸状突起部により凹状圧痕を形成した後、前記凹状圧痕が形成された前記ワークを、バイスの左右の移動口金に前記錐状の凸状突起部と同一形状の錐状の凸状突起部が複数並んで配置されているクランプ治具を具備している加工治具にて、前記クランプ治具の錐状の凸状突起部を前記ワークの凹状圧痕に嵌合して前記ワークを固持することを特徴とするワークのクランプ方法。
2. 前記ワークの表面の複数の凹状圧痕の各々の周辺部分に発生する山状の出っ張りの影響を避けるため、錐状の凸状突起部の各々の根元の周辺部分に、前記ワークに発生する前記山状の出っ張り高さより大きい深さの凹みを付けることを特徴とする請求項１に記載のワークのクランプ方法に使用される加工治具のクランプ治具。
3. 前記クランプ治具の複数の錐状の凸状突起部のうち、１〜複数の錐状の凸状突起部を異なる大きさ異なる形状の錐状の凸状突起部にすることにより、前記の横型プレス装置によりワークに形成される凹状圧痕と、前記の加工治具の前記クランプ治具の錐状の凸状突起部とを嵌合することにより、前記ワークが誤方向の姿勢で挟まれることを発見でき、くわえ姿勢の過ちを防ぐことができることを特徴とする請求項１に記載のワークのクランプ方法に使用される加工治具のクランプ治具。
4. 請求項１に記載のワークのクランプ方法に使用される横型プレス装置であって、固定口金の上部に具備する左、右ネジの同軸回転により、前記横型プレス装置の挟み方向と直角の方向であるＹ方向の中心位置に、ワークを移動する一対のガイド板を具備することを特徴とする横型プレス装置。
5. 請求項１に記載のワークのクランプ方法に使用される加工治具であって、前記加工治具の挟み方向と平行の方向であるX方向であって、前記加工治具に具備されているX方向中心位置出し装置の下部に具備された左ネジと右ネジの同軸回転により、前記加工治具の挟み方向と平行の方向であるX方向の中心位置に、前記ワークを移動させる一対のスライドプレートを具備していることを特徴とする加工治具。