JP6185293B2 - Chuck jaw automatic changer - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械に用いるチャックのジョーを自動交換するジョー交換装置に関する。 The present invention relates to a jaw changing device for automatically changing a jaw of a chuck used in a machine tool.
近年では、生産性も向上を図るために、工作機械及びその周辺機器に対して、総合的な自動化の要請が高まっている。
これに答えるため、工作機械に取り付けられるチャックにおいても、ワークを把持するジョーをワークの大きさや形状に応じて交換する際に、人手を解さず自動的に交換する自動交換装置が種々提案されている。
In recent years, in order to improve productivity, there has been a growing demand for comprehensive automation of machine tools and peripheral devices.
To answer this question, various automatic changers have been proposed that automatically change the jaws that hold the work piece according to the size and shape of the work piece without changing the manpower. Yes.
しかしながら、前述の従来技術は、工作機械側へ、非常に大規模で大型のジョー交換装置を設置させる必要がある。このため、装置重量の負荷や、設置スペースの問題により、ジョー自動交換装置を設置できないケーズが発生してしまう。この場合には、工場の自動化に制約が出てしまい、工場ライン設計に障害となって効率的な生産設備の構築ができない。 However, in the above-described conventional technology, it is necessary to install a very large and large jaw exchanging device on the machine tool side. For this reason, the case where a jaw automatic changer cannot be installed will generate | occur | produce by the load of an apparatus weight and the problem of installation space. In this case, restrictions are imposed on the automation of the factory, and it becomes an obstacle to the design of the factory line, and an efficient production facility cannot be constructed.
上記の課題を解決するために、本発明は、チャックのジョーを自動的に交換するジョー交換装置であって、ジョーを保持解除自在に保持するジョー保持手段を有し、ジョーをガイドして移動可能とするスライドレールを備えるジョーホルダーと、工作機械側へ取り付けられ前記ジョーホルダーと接続可能とするホルダー接続部を有する位置決めプレートを備え、前記ジョーホルダーがホルダー接続部と接続するプレート接続部を有し、ジョーホルダーと位置決めプレートが接続することでジョーホルダーのスライドレール位置がチャックのジョー取り付け溝位置へ位置決めされることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a jaw exchange device for automatically exchanging jaws of a chuck, and has jaw holding means for holding the jaws in a freely releasable manner, and moves while guiding the jaws. A jaw holder having a slide rail to be enabled, and a positioning plate having a holder connecting portion that is attached to the machine tool and can be connected to the jaw holder, and the jaw holder has a plate connecting portion that connects to the holder connecting portion. The jaw holder and the positioning plate are connected to position the slide rail position of the jaw holder to the jaw mounting groove position of the chuck.
本発明によれば、ジョーの自動交換のための装置が大型化せず、簡素な設備で自動化を行なうことが出来て、設備コストの低減や設置場所の省スペース化が実現出来る。
また、大型の装置を用いることなく、簡素な設備で、ジョーの交換位置を正確に位置決めできるので、ミス無く短時間で、ジョーの自動交換作業を行なうことができる。
According to the present invention, the device for automatically changing the jaws does not increase in size, and can be automated with simple equipment, so that the equipment cost can be reduced and the installation space can be saved.
In addition, since the jaw replacement position can be accurately positioned with simple equipment without using a large device, automatic jaw replacement can be performed in a short time without mistakes.
以下に本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１から図６を用いて、ジョー交換装置の構造について説明する。
まず、ジョー交換時のジョーの位置決めを行なう位置決めプレート４を説明する。
位置決めプレート４は、チャック外周外方の工作機械の基部２４へ接続されており、チャック１の外方全周へ、中抜きドーナツ形円板に形成されて、設けられている。
チャック１の回転を定位置に停止することで、位置決めプレート４とチャックの相対位置が定められ、位置決めプレート４のジョーホルダー３取り付け位置と、チャックのジョー２の取り付け位置が合致するように設定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The structure of the jaw changing device will be described with reference to FIGS.
First, the positioning plate 4 for positioning the jaws when replacing the jaws will be described.
The positioning plate 4 is connected to the base 24 of the machine tool on the outer periphery of the chuck, and is provided on the outer periphery of the chuck 1 as a hollow donut disk.
By stopping the rotation of the chuck 1 at a fixed position, the relative position between the positioning plate 4 and the chuck is determined, and the mounting position of the jaw holder 3 on the positioning plate 4 and the mounting position of the jaw 2 of the chuck are set to match. ing.
この位置決めプレート４にはジョーホルダー３が取り付けられるようになされており、位置決めプレート４のジョーホルダー３取り付け面側へホルダー接続部９が設けられている。このホルダー接続部９へジョーホルダー３のプレート接続部８の突出部位が挿入され、外部からのエアー圧や油圧による固定手段により固定され、位置決めプレート４の決められた位置へジョーホルダー３が取り付けられるようになされている。
また、位置決めプレート４には、後述するチャックのジョーのロック機構に押圧力を与えるシリンダー部３１を有している。外部からのエアー圧や油圧によりシリンダー部３１を駆動させて、シリンダーピン３２を伸縮させる。
A jaw holder 3 is attached to the positioning plate 4, and a holder connection portion 9 is provided on the jaw holder 3 attachment surface side of the positioning plate 4. The protruding portion of the plate connecting portion 8 of the jaw holder 3 is inserted into the holder connecting portion 9 and fixed by fixing means by external air pressure or hydraulic pressure, and the jaw holder 3 is attached to a predetermined position of the positioning plate 4. It is made like that.
Further, the positioning plate 4 has a cylinder portion 31 that applies a pressing force to the chuck jaw locking mechanism described later. The cylinder part 31 is driven by external air pressure or hydraulic pressure, and the cylinder pin 32 is expanded and contracted.
ジョー２は、ワークを直接把持するソフトジョー１１と、ソフトジョー１１を着脱自在に取り付けてチャックと結合するマスタージョー１０で構成されている。
マスタージョー１０には、ジョーホルダー３と接続するジョーホルダー接続部と、チャックと接続するチャック接続部を備えている。
ジョーホルダー接続部は、ジョーホルダー３に設けられたジョー固定ピン１４を挿入させる固定孔１２を備えており、ジョー固定ピン１４が固定孔１２に挿入されることで、ジョーホルダー３とマスタージョー１０が固定される。
チャック接続部は、チャックに設けられたロックボルトが挿入されるマスタージョー凹部１３を備えている。
この凹部１３にロックボルトの先端が挿入し係合することで、チャックとマスタージョーが固定される。
The jaw 2 includes a soft jaw 11 that directly grips a workpiece, and a master jaw 10 that is detachably attached to the soft jaw 11 and coupled to a chuck.
The master jaw 10 includes a jaw holder connecting portion that is connected to the jaw holder 3 and a chuck connecting portion that is connected to the chuck.
The jaw holder connecting portion includes a fixing hole 12 into which a jaw fixing pin 14 provided in the jaw holder 3 is inserted, and the jaw holder 3 and the master jaw 10 are inserted by inserting the jaw fixing pin 14 into the fixing hole 12. Is fixed.
The chuck connection portion includes a master jaw recess 13 into which a lock bolt provided on the chuck is inserted.
The tip of the lock bolt is inserted into and engaged with the recess 13 to fix the chuck and the master jaw.
次に、図１及び図２に示している、チャックへ装着するジョー２を保持し、搬送するジョーホルダー３を説明する。
ジョーホルダー３には、ジョー２を着脱自在に固定するジョー保持手段６と、ジョー２がスライド移動する際のガイドとなるスライドレール７が備えられている。
位置決めプレート４には、取り付け面側へホルダー接続部９が設けられており、このホルダー接続部９へジョーホルダー３のプレート接続部８の突出部位が挿入されて固定され、位置決めプレート４の決められた位置へジョーホルダー３が取り付けられる。
Next, the jaw holder 3 that holds and conveys the jaw 2 attached to the chuck shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
The jaw holder 3 is provided with jaw holding means 6 for detachably fixing the jaw 2 and a slide rail 7 as a guide when the jaw 2 slides.
The positioning plate 4 is provided with a holder connecting portion 9 on the mounting surface side, and the protruding portion of the plate connecting portion 8 of the jaw holder 3 is inserted and fixed to the holder connecting portion 9 to determine the positioning plate 4. The jaw holder 3 is attached to the position.
ジョーホルダー３には新規にチャックへ装着されるジョー２が取り付けられている。
ジョー２は、ジョーホルダー３に設けられたスライドレール７へはめ込まれ、ジョー保持手段６によりジョーホルダー３へ固定されている。
スライドレール７には、マスタージョー１０をはめ込む溝部１８が抜け防止のための凸部１９を有して設けられ、マスタージョー１０を一方向へスライド自在となすようになされている。
A jaw 2 to be newly attached to the chuck is attached to the jaw holder 3.
The jaw 2 is fitted into a slide rail 7 provided in the jaw holder 3 and is fixed to the jaw holder 3 by jaw holding means 6.
The slide rail 7 is provided with a groove portion 18 into which the master jaw 10 is fitted, and has a convex portion 19 to prevent the master jaw 10 from coming off, so that the master jaw 10 can be slid in one direction.
また、ジョー保持手段６として、ジョーホルダー３に取り付けられ、ジョー２側へスライド移動可能になされたジョー固定ピン１４が設けられている。
このジョー固定ピン１４は、上部に傾斜面１５を有する切り欠き１６が備えられており、上方から止めピン１７を切り欠き１６へ押し下げて傾斜面１５へ当接させることにより、ジョー固定ピン１４をジョー側へ移動させてマスタージョー１０に設けられた固定孔１２に挿入させる。
これにより、マスタージョー１０が、ジョーホルダー３に固定され、ジョー２はジョー保持手段６に保持される。
Further, as the jaw holding means 6, a jaw fixing pin 14 attached to the jaw holder 3 and slidable to the jaw 2 side is provided.
The jaw fixing pin 14 is provided with a notch 16 having an inclined surface 15 on the upper portion, and the jaw fixing pin 14 is made to come into contact with the inclined surface 15 by pushing down the stop pin 17 from above to the notch 16. It is moved to the jaw side and inserted into the fixing hole 12 provided in the master jaw 10.
Thereby, the master jaw 10 is fixed to the jaw holder 3, and the jaw 2 is held by the jaw holding means 6.
チャックは、ジョーを交換可能となすように、マスタージョー１０をスライド移動させるためのジョー取り付け溝２３を備えている。
ジョー取り付け溝２３は、前記ジョーホルダー３に設けられたスライドレール７と同一形状になされており、マスタージョー１０のジョーホルダー３からチャックへの移動、及びチャックからのジョーホルダー３への移動をスムーズに行うことができる。
The chuck includes a jaw attachment groove 23 for sliding the master jaw 10 so that the jaw can be replaced.
The jaw mounting groove 23 has the same shape as the slide rail 7 provided in the jaw holder 3, and the master jaw 10 can be smoothly moved from the jaw holder 3 to the chuck and from the chuck to the jaw holder 3. Can be done.
チャックには、ジョーのチャックへの固定手段としてロック機構を備えている。
このロック機構は、ロックボルト２５がチャック本体の内部に設けられており、ロックボルト２５がマスタージョー１０に設けられた凹部１３へ挿入されることで、チャック１とジョー２を一体化できるようになされている。前記位置決めプレート４のシリンダー部３１の駆動により、押圧ピン２６へ作用力を負荷される。
押圧ピン２６は、下方端部へテーパー面３０を備えて、テーパー面３０にてロックボルト２５の傾斜面２７と接している。
押圧ピン２６が上方へ移動すると、ロックボルト２５がマスタージョー側へ移動するようになされている。マスタージョー側へ移動されたロックボルト２５の先端がマスタージョー１０の凹部１３へ挿入され、チャック１とマスタージョー２の一体化を行なうように構成されている。
The chuck is provided with a lock mechanism as means for fixing the jaw to the chuck.
In this lock mechanism, the lock bolt 25 is provided inside the chuck body, and the chuck 1 and the jaw 2 can be integrated by inserting the lock bolt 25 into the recess 13 provided in the master jaw 10. Has been made. The driving force is applied to the pressing pin 26 by driving the cylinder portion 31 of the positioning plate 4.
The pressing pin 26 has a tapered surface 30 at the lower end, and is in contact with the inclined surface 27 of the lock bolt 25 at the tapered surface 30.
When the pressing pin 26 moves upward, the lock bolt 25 moves to the master jaw side. The tip of the lock bolt 25 moved to the master jaw side is inserted into the recess 13 of the master jaw 10 so that the chuck 1 and the master jaw 2 are integrated.
以下に本実施例のジョー交換装置の動作について、図を用いて説明する。
図３から図６により一連の動作（１）〜（７）を図に示している。
チャック１へ新たなジョー２を取り付ける場合を説明する。
図３（１）に示すように、位置決めプレート４は、あらかじめ工作機械の基部２４へ接続されている。
チャック１の回転を定位置に停止することで、位置決めプレート４とチャックの相対位置が定められ、位置決めプレート４のジョーホルダー３の取り付け位置と、チャックのジョー２の取り付け位置が合致されている。
この位置決めプレート４へジョー２を取り付けたジョーホルダー３が図示しないロボットを用いて取り付けられる。
The operation of the jaw changing device of the present embodiment will be described below with reference to the drawings.
A series of operations (1) to (7) are shown in FIGS.
A case where a new jaw 2 is attached to the chuck 1 will be described.
As shown in FIG. 3A, the positioning plate 4 is connected to the base 24 of the machine tool in advance.
By stopping the rotation of the chuck 1 at a fixed position, the relative position between the positioning plate 4 and the chuck is determined, and the mounting position of the jaw holder 3 on the positioning plate 4 matches the mounting position of the jaw 2 of the chuck.
The jaw holder 3 with the jaw 2 attached to the positioning plate 4 is attached using a robot (not shown).
位置決めプレート４のホルダー接続部９へ、ジョーホルダー３のプレート接続部８の突出部が挿入されると、外部からのエアー圧や油圧などの作用により固定され。位置決めプレート４の決められた位置へジョーホルダー３が取り付けられる。（図３（２）に示す）
位置決めプレート４へジョーホルダー３が定位置で取り付けられることで、ジョー交換の際に毎回正確な位置へジョーホルダー３を固定することが出来る。
ジョーホルダー３が位置決めプレート４へ固定されると、ジョーホルダー３に取り付けられたジョー２の固定を解除し、ジョーホルダー３からジョー２をチャック側へスライド移動させる。
When the protruding portion of the plate connecting portion 8 of the jaw holder 3 is inserted into the holder connecting portion 9 of the positioning plate 4, it is fixed by the action of air pressure, hydraulic pressure, etc. from the outside. The jaw holder 3 is attached to a predetermined position of the positioning plate 4. (Shown in Fig. 3 (2))
By attaching the jaw holder 3 to the positioning plate 4 at a fixed position, the jaw holder 3 can be fixed to an accurate position every time the jaw is replaced.
When the jaw holder 3 is fixed to the positioning plate 4, the jaw 2 attached to the jaw holder 3 is released, and the jaw 2 is slid from the jaw holder 3 to the chuck side.
まず、図４（３）に示すように、支持用器具５（例えば、刃物台などの工作機器）を用いて、ジョー２を仮保持しておく。これにより、ジョー保持手段６による保持を解除されたジョー２を支えておくことができる。
この後、ジョーホルダー３に備えられたジョー保持手段６の保持状態を解除するには、ロボットの動作により、止めピン１７を押し下げる。これにより、マスタージョー１０の固定孔１２に挿入されているジョー固定ピン１４がジョーホルダー側へ移動し、マスタージョー１０の固定が解除される。ジョー保持手段６による保持が解除されたジョー２は前記支持用基部のみによって支持される状態になる。
First, as shown in FIG. 4 (3), the jaw 2 is temporarily held by using a support tool 5 (for example, a machine tool such as a tool post). Thereby, the jaw 2 released from the holding by the jaw holding means 6 can be supported.
Thereafter, in order to release the holding state of the jaw holding means 6 provided in the jaw holder 3, the stop pin 17 is pushed down by the operation of the robot. Thereby, the jaw fixing pin 14 inserted in the fixing hole 12 of the master jaw 10 moves to the jaw holder side, and the fixation of the master jaw 10 is released. The jaw 2 released from being held by the jaw holding means 6 is supported only by the support base.
次に図４（４）に示すように、チャックのジョー取り付け溝２３へ設けられているジョーロック機構を解除し、チャック１がジョー２を取り付け可能な状態とする。
チャックの内方に設けられたロックボルト２５には、傾斜面２７で押圧ピン２６と接しており、押圧ピン２６が位置決めプレート４に備えられたシリンダ部３１の駆動によるシリンダピン３２の伸長動作により押し下げられると、くさび作用のよりロックボルト２５がチャック本体内方向へスライド移動される。
これにより、チャック１のジョー取り付け溝２３の内側でのロックボルト２５の突出が無くなり、マスタージョー１０がショー取り付け溝２３へ進入可能となる。
Next, as shown in FIG. 4 (4), the jaw lock mechanism provided in the jaw attachment groove 23 of the chuck is released so that the chuck 1 can attach the jaw 2.
A lock bolt 25 provided inside the chuck is in contact with a pressing pin 26 at an inclined surface 27, and the pressing pin 26 is driven by an extension operation of the cylinder pin 32 provided by the positioning plate 4. When pushed down, the lock bolt 25 is slid inward in the chuck body by the wedge action.
Thereby, the protrusion of the lock bolt 25 inside the jaw attachment groove 23 of the chuck 1 is eliminated, and the master jaw 10 can enter the show attachment groove 23.
この状態で、図５（５）に示すように、ジョー２を仮支持している支持用器具５を用いてジョー２を移動させる作用力Ｐを加えると、ジョー２は、ジョーホルダー３のスライドレール７をチャック側へ移動を開始する。
このとき、位置決めプレート４を用いて、ジョーホルダー３を位置決めし、正確な位置へ配置しているため、ジョーホルダー３のスライドレール７と、チャックのジョー取り付け溝２３との相対的な位置が完全に一致していることになる。このため、ジョー２のジョーホルダー３からチャックへの移動を自動でスムーズに行うことが容易にでき、ジョー２の交換の際に、ひっかかり等のトラブル発生が無く、ジョー２の自動交換を行なうことができる。
In this state, as shown in FIG. 5 (5), when the acting force P for moving the jaw 2 is applied using the support device 5 that temporarily supports the jaw 2, the jaw 2 is slid on the jaw holder 3. The rail 7 starts to move toward the chuck side.
At this time, since the jaw holder 3 is positioned using the positioning plate 4 and placed at an accurate position, the relative position between the slide rail 7 of the jaw holder 3 and the jaw mounting groove 23 of the chuck is completely set. Will match. For this reason, it is easy to automatically and smoothly move the jaw 2 from the jaw holder 3 to the chuck, and when the jaw 2 is replaced, there is no trouble such as catching, and the jaw 2 is automatically replaced. Can do.
チャックへスライド移動を終えたジョー２はチャックのロック機構によって、チャックへの固定がなされる。
図５（６）に示すように、まず、位置決めプレート４のシリンダー部３１の駆動により、押圧ピン２６が上方へ移動する。押圧ピン２６が上方へ移動すると、ロックボルト２５がマスタージョー側へ移動するようになされ、ロックボルト２５のマスタージョー側先端が、マスタージョウ１０の凹部１３に挿入されてチャック１とマスタージョー２の一体化が行なわれる。
これにより、マスタージョー１０のチャックへの固定が完了し、ジョー２のチャックへの取り付けが完了する。
The jaw 2 that has finished sliding to the chuck is fixed to the chuck by the chuck locking mechanism.
As shown in FIG. 5 (6), first, the pressing pin 26 moves upward by driving the cylinder portion 31 of the positioning plate 4. When the pressing pin 26 moves upward, the lock bolt 25 is moved to the master jaw side. The master jaw side tip of the lock bolt 25 is inserted into the recess 13 of the master jaw 10 so that the chuck 1 and the master jaw 2 Integration is performed.
Thereby, fixation to the chuck | zipper of the master jaw 10 is completed, and attachment to the chuck | zipper of the jaw 2 is completed.
その後、位置決めプレート４のホルダー接続部９を開放して、ジョーホルダー３の固定を解除する。そして、図６（７）に示すように、図示しないロボットを用いて、ジョーホルダー３を位置決めプレート４から取り外して、チャックのジョー交換が終了する。
この後、チャック１へワークを把持させて、ワークの加工工程が開始される。
また、既存のジョー２を取り外す際は、前述の取り付け方法を逆に行なうことで、自動でジョー２を取り外すことができる。
このように、本発明によれば、ジョー２の交換の際にジョー２の位置合わせを正確に行なうことが出来るので、ジョー２の自動交換を容易に行うことができ、設備コストの軽減化や、加工時間以外の段取り時間を短縮することが可能となる。
Thereafter, the holder connecting portion 9 of the positioning plate 4 is opened to release the jaw holder 3 from being fixed. Then, as shown in FIG. 6 (7), the jaw holder 3 is removed from the positioning plate 4 using a robot (not shown), and the chuck jaw replacement is completed.
Thereafter, the workpiece is gripped by the chuck 1, and the workpiece machining process is started.
Moreover, when removing the existing jaw 2, the jaw 2 can be automatically removed by reversing the above-described attachment method.
As described above, according to the present invention, when the jaw 2 is replaced, the jaw 2 can be accurately aligned. Therefore, the jaw 2 can be automatically replaced easily, and the equipment cost can be reduced. The setup time other than the machining time can be shortened.
なお、本発明はジョー２の自動交換の際、位置決めプレート４を用いてジョーの交換位置を正確に位置決めできることが特徴であり、本発明は前述に示した実施例に限定されるものではない。したがって、前述の実施例とは異なる一般的な技術手段を用いた別の実施方法で行なうこともできる。
例えば、前記実施例では、ジョー２をスライド移動させる際に、支持用器具５として刃物台などの工作機器を例示しているが、別の例としては、マスタージョー１０へフック部を備えて、このフック部を使ってジョー２を移動させるロボットハンドなどを用いても、前記実施例と同様の動作を行なうことができる。
The present invention is characterized in that the jaw replacement position can be accurately positioned using the positioning plate 4 when the jaw 2 is automatically replaced, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, it can also be performed by another implementation method using general technical means different from the above-described embodiment.
For example, in the above-described embodiment, when the jaw 2 is slid, the machine tool such as the tool post is illustrated as the support tool 5, but as another example, the master jaw 10 includes a hook portion, Even if a robot hand or the like for moving the jaw 2 using this hook portion is used, the same operation as in the above embodiment can be performed.
１ チャック
２ ジョー
３ ジョーホルダー
４ 位置決めプレート
５ 支持用器具
７ スライドレール
１０ マスタージョー
１１ ソフトジョー
１２ 固定孔
１３ 凹部
１４ ジョー固定ピン
１７ 止めピン
２３ ジョー取り付け溝
２４ 工作機械の基部
２５ ロックボルト
２６ 押圧ピン
３１ シリンダー部
３２ シリンダーピン
1 Chuck 2 Jaw 3 Jaw Holder 4 Positioning Plate 5 Supporting Tool 7 Slide Rail 10 Master Jaw 11 Soft Jaw 12 Fixing Hole 13 Recess 14 Jaw Fixing Pin 17 Stopping Pin 23 Jaw Mounting Groove 24 Machine Tool Base 25 Lock Bolt 26 Press Pin 31 Cylinder part 32 Cylinder pin
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