JPH01205944A - 工作物位置決めクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、工作機械に用いられる工作物位置決めクラ
ンプ装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、工作物の剛性が低い部分を加工する場合には、
工作物を歪ませることなく保持すると共に、加工時の切
削力に対しても十分な保持力を維持することが必要であ
る。

そこで従来の技術においては、工作物のクランプにおい
て、ばねを介してプランジャを工作物に押し当て、プラ
ンジャをロックして工作物を保持するナチュラルクラン
パが使用されている。このナチュラルクランパによる工
作物の保持操作手順は、ノックピンによる位置決め、プ
ランジャの上昇、プランジャのロックという順である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の技術による工作物のクランプにおい
ては、位置決めピン用昇降装置とナチュラル当金用昇降
装置とが個別に必要である。このため、作動が２段階と
なる上、構造が複雑となって加工時の切削屑の除去が困
難となり、延いては加工のサイクルタイムが長くなる６
更に、装置スペースも大きくなる。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による工作物位置決めクランプ装置は、工作物
の形状に応じた適宜の箇所に突出して形成され、先端面
が基準シートとなっている工作物支承部；工作物支承部
に隣接して平行に昇降自在に設けられ、先端に位置決め
ピン及びナチュラル当金を備えた昇降杆；昇降杆を弾性
的に支承して昇降駆動する昇降部材；昇降杆の昇降を固
締する固締装置；及び工作物支承部に対向して上下動す
るクランパから構成されている。

〔作　　用〕

工作物が装着されていない状態では、固締装置が昇降杆
解放状態にあり、昇降部材は、昇降杆を下降位置にして
いるので、位置決めピン及びナチュラル当金も下降位置
にあって、基準シートより没入している。工作物は、工
作物支承部上に搬送されて載置される。そこで、昇降部
材は、昇降杆を押上げる。すると、位置決めピンは、工
作物の位置決め孔に突入して位置決めすると共に、ナチ
ュラル当金は基準シートに代って工作物を基準シートに
よる支承点に隣接した支承点において弾性的に支承する
。

この状態でクランパが下降し、工作物支承部に向って工
作物を押圧する。すると、工作物支承部においては、工
作物は、１箇所がナチュラル当金に当接したまま弾性的
支承のばね力に抗して隣接した他の支承箇所が基準シー
トに当接するまで押下げられる。そのとき、工作物は、
最初の支承箇所は所定のばね力をもってクランパにより
ナチュラル当金にクランプされていることになる。その
状態で、固締装置が作動され、昇降杆をクランプする。

かくして、工作物は、その被支承面に順応して、基準シ
ートとナチュラル当金とによって支承されて、所定の加
工ステージョンにおいて工作物支承部に位置決め固締さ
れる。

工作物の取外しにおいては、クランパが上昇すると共に
、固締装置が作動され、昇降杆を解放し、次いで昇降部
材が作動して昇降杆を引下げる。すると、位置決めピン
は、工作物の位置決め孔から抜出て、ナチュラル当金も
工作物より離れて、下降位置に復位する。かくして、工
作物は工作物位置決めクランプ装置から解放される。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

この発明の実施例における工作物位置決めクランプ装置
は、第１図及び第２図に示されているような構造をして
おり１例えば、加工ラインにおける各加工ステージョン
に設けられている。

加工ステージョンにおいては、工作物支持台１に搬送さ
れた工作物Ｗは、工作物位置決めクランプ装置により位
置決め固締され、加工工具Ｃを備えて進退する加工ヘッ
ドＨにより加工が行なわれるようになっている。

工作物を搬送する装置の一例としては、第３図に示すよ
うな工作物反転搬送装置がある。

先ず、工作物位置決めクランプ装置について説明する。

工作物支持台１には工作物Ｗの形状に応じた適宜の箇所
に工作物支承部が突出して形成されている。例えば図示
の例では、工作物Ｗは連接棒であって、工作物支承部は
、連接棒の大端部に対し２箇所、小端部に対し１箇所設
けられている。

上記の工作物支承部のうちの工作物支承部２Ａは、被加
工箇所である連接棒小端部の支承用である工作物位置決
め機能を具備する工作物支承部となり、工作物支承部２
Ｂ、２Ｂは、連接棒小端部支承用の工作物支承部となる
。そうして、それらの各工作物支承部の上端は、基準シ
ート３Ａ。

３　Ｂ、３　Ｂとして機能する。

工作物支持台１には、工作物支承部２Ａに隣接して平行
に中空孔４が穿設され、スリーブ５が嵌挿固着され、ス
リーブ５には、昇降杆６及び駆動杆７が摺動自在に嵌合
されている。昇降杆６の下端部には、開口部が縮径した
段穴８が穿設され、駆動杆７の上端部には、有頭突出杆
９が形成され、段穴８に有頭突出杆９が係合され、昇降
杆６と駆動杆７との対向端面間には、圧縮ばねｌＯが嵌
装されている。かくして、昇降杆６と駆動杆７とは、軸
線方向の多少の相対変位を許して連結されている。

昇降杆６の上端部には、先端テーパの位置決めピン１１
がボルト１２で固着されいると共に、それと平行にナチ
ュラル当金１３が固着され、位置決めピン１１の先端は
、ナチュラル当金１３の先端より突出している。更に、
工作物支持台１には、図示されない油圧回路で進退駆動
される昇降杆クランプ用油圧シリンダ１４が昇降杆６に
垂直に設けられ、そのピストン棒１５の先端は、スリー
ブ５を貫通して、昇降杆６の周面の軸線方向の長溝１６
に係合されるようになっている。

駆動杆７の下端は、図示されない駆動装置によって揺動
される揺動腕１７の一端に枢着されている。

そうして、位置決めピン１１は、工作物Ｗである連接棒
のピストンピン挿入孔に突入するような位置にある。

工作物支承部２　Ｂ、２　Ｂに隣接して、工作物Ｗを両
側から挟持位置決めするようにストッパ１８とそれに対
向する方向にばね力をもって突出する押圧体１９とが設
けられている。そうして、更に工作物支承部２Ａの近傍
の上方及び工作物支承部２Ｂ。

２Ｂの上方には、夫々工作物Ｗを各工作物支承部の基準
シート３に押圧するクランパ２０が設けられている。

第３図には、この発明による工作物位置決めクランプ装
置が適用される例示装置としての工作物反転搬送装置が
示されている。

工作物反転搬送装置の機枠２１上を加工ラインの搬送方
向（第３図：紙面垂直方向）、即ちＸ軸線方向に対し垂
直方向（第３図：左右方向）、即ちＸ軸線方向に進退自
在に移動台２２がローラ２３を介して搭載されている。

移動台２２には、進退用の流体圧シリンダ２４のピスト
ン棒２５の先端が固着され、移動台２２は、流体圧シリ
ンダ２４の作動により機枠２１上を進退するようになっ
ている。

移動台２２上には、工作物把持装置２６が設けられてい
る（必要に応じてＸ軸線方向に適宜数配設されている）
支持台２７が載置されている。

工作物位置決［２６について具体的に説明すると、先ず
、支持台２７内にはラック２８がＸ軸線方向に慴動自在
に設けられ、支持台２７の後側においては、回動軸２９
が支持台２７に固着されたブラケット３０の腕部（図示
しない）に回転自在に支承されている。

ラック２８は、支持台２７の側面に設けられた流体圧シ
リンダ（図示しない）により軸線方向に往復駆動される
ようになっている。

支持台２７には、工作物把持装置に対応してＸ軸線方向
に中空孔３１が穿設され、それに挿通され。

且つ軸受で支承された中空回動軸３２には、中空孔３１
内でラック２８と噛合うピニオン３３が固着されている
。中空回動軸３２の先端には、回動腕３４が垂直（第３
図二紙面に垂直）に固着され、回動腕３４の先端にはＹ
軸方向に固定爪３５が固着されており、固定爪３５の基
部３５１はフォーク状となっている。

固定爪３５の取付位置は、中空回動軸３２の軸線から搬
送ピッチの１／２だけ偏心している位置である。

中空回動軸３２には爪開閉用ロッド３６が、軸線方向に
摺動自在に、且つ回転的には拘束されて嵌合され１例え
ば、滑りキー、又はスプライン等で結合されている。爪
開閉用ロッド３６の先端は、中空回動軸３２の先端から
、更に回動腕３４の基部を貫通して突出している。

開閉爪３７の基部は二股状に形成され、Ｙ＠線方向に伸
びる一方の技部３７１は、固定爪３５のフォーク状基部
３５１にＹｌｉｌｌｌｔ！に垂直な軸ピン３８で枢着さ
れており、Ｙ軸線に垂直に伸びる他方の技部３７２は、
爪開閉用ロッド３６の突出端にＹ軸線に垂直な軸ピン３
９で枢着されている。

中空回動軸３２の後端から突出した爪開閉用ロンド３６
の後端部には、間隔をあけて固定鍔４０．４１が形成さ
れ、その中間には可動鍔４２が嵌装され、更に可動鍔４
２と一方の固定鍔４０との間には、圧縮ばね４３が嵌装
され、他方の固定鍔４１との間には、回動軸２９に固着
された回動腕３４のフォーク状下端部が係合されている
。その結果、回動腕４４のフォーク状下端部は、固定鍔
４１と可動鍔４２とに弾性的に挟持され、開閉爪３７の
閉じ量の不均一が吸収されるようになっている。

回動腕４４は、上方に伸び、その上端は、支持台２７上
にブラケット３０を介して載置された爪開閉用の流体圧
シリンダ４５のピストン棒４５１の先端に枢着されてい
る。

移動台進退用、ラック駆動用及び爪開閉用の各流体圧シ
リンダの作動は、図示されない流体圧制御装置によりシ
ーケンス制御されるようになっている。

上記の工作物位置決めクランプ装置の作用について述べ
る。

工作物Ｗが装着されていない状態では、工作物支承部２
Ｂにおける油圧シリンダ１４のピストン棒１５は、後退
位置にあって昇降杆６は解放されており、揺動腕１７は
、駆動杆７が下降位置になるように反時計・方向の回動
位置にある。従って、昇降杆６の段穴８と駆動杆７の有
頭突出杆９との係合により、昇降杆６は、下降位置にさ
れているので、位置決めピン１１及びナチュラル当金１
３も下降位置にあって、位置決めピン■１は、基準シー
ト３より没入している。

そうして、抑圧体１９は、ばね力により突出状態にあり
、クランパ２０は、上昇位置にある。

工作物Ｗは、後に述べる工作物反転搬送装置の作用によ
り、工作物支承部２Ａ、２Ｂ、２Ｂ上に搬送され、三者
の基準シート３Ａ、３Ｂ、３Ｂで支承されるよう載置さ
れる。

その際、工作物Ｗは、抑圧体１９をばね力に抗して後退
させてストッパ１８と押圧体１９との間に挿入される（
第３図に示された工作物反転搬送装置による搬入の場合
は、水平方向から挿入される）結果、押圧体１９によっ
てストッパ１８に押圧され位置決めされる。

そこで、揺動腕１７が時計回りに回動されると、駆動杆
７は、圧縮ばね１０を介して昇降杆６を押上げる。する
と１位置決めピン１１は、工作物Ｗの位置決め孔、即ち
連接棒の小端部のピストンピン挿入孔に突入して位置決
めすると共に、ナチュラル当金１３は、基準シート３Ａ
に代って連接棒の小端部における基準シート３Ａによる
支承点とは別の支承点を弾性的に支承する。

この状態でクランパ１８が下降し、工作物支承部２Ａ、
２Ｂ、２Ｂに向って工作物Ｗを押圧する。すると、工作
物支承部２Ａにおいては、工作物Ｗは、１つの支承点が
ナチュラル当金１３に当接したまま他の支承点が基準シ
ート３Ａに当接するまで圧縮ばね１０のばね力に抗して
押下げられる。そのとき、工作物Ｗのナチュラル当金支
承点は、所定のばね力をもってクランパ１８によりナチ
ュラル当金１３にクランプされていることになる。その
状態で、油圧シリンダ１４が作動され、ピストン棒１５
は、前進して長溝１６内において昇降杆６に押圧し、昇
降杆６をクランプする。

かくして、工作物Ｗは、所定の加工ステージョンにおい
て工作物支承部２Ａ、２Ｂ、２Ｂに位置決め固締され、
その際、被加工箇所である連接棒小端部の被支承面は、
それに順応して基準シート３Ａとナチュラル当金１３と
によって支承される。そうして、連接棒小端部は、加工
ヘッドＨの加工工具Ｃによって加工が行なわれる。

加工が終了すると、油圧シリンダ１４が作動され。

ピストン棒１５は、後退して昇降杆６を解放し、揺動腕
１７が反時計回りに回動されると、駆動杆７は。

昇降杆６の段穴８と駆動杆７の有頭突出杆９との係合を
介して昇降杆６を引下げる。すると、位置決めピンｉｔ
は、工作物Ｗの位置決め孔、即ち連接棒の小端部のピス
トンピン挿入孔から抜出て、ナチュラル当金１３も工作
物Ｗより灘れて、下降位置に復位する。

しかる後、工作物Ｗは、再び工作物反転搬送装置の作用
により工作物支承部２Ａ、２Ｂ、２Ｂ上から排出搬送さ
れる。

次いで上記の工作物反転搬送装置の作用について述べる
。

（１）先ず、移動台進退用の流体圧シリンダ２４及びラ
ック駆動用の流体圧シリンダ（図示しない）においては
、ピストン棒が後退位置にあり、爪開閉用の流体圧シリ
ンダ４５においては、ピストン棒が前進位置にあるもの
とする。この状態では、移動台４は後退位置にあり、工
作物把持装置２６の固定爪３５・開閉爪３７は、開放状
態にあって、加工ラインの所定ステーションに対応する
位置にある。

（２）所定ステーションで工作物Ｗは、解放状態にあり
、そのとき、流体圧シリンダ２４が作動され、ピストン
棒２５が突出し、それによって移動台２２は、機枠２１
上を案内されて前進し、工作物把持装置２６の固定爪３
５・開閉爪３７は、工作物Ｗの把持位置に移動される。

（３）そこで、流体圧シリンダ４５が作動され、ピスト
ン棒４５１が退縮し、回動腕４４が回動軸２９共々第３
図で時計回りに回動される７それにより回動腕４４の下
端部は、可動鍔４２、圧縮ばね４３及び固定筒４１を介
して爪開閉用ロッド３６を後退させ、その結果、開閉爪
３７は、軸ピン３８回りに第３図で反時計回りに回動し
、工作物Ｗを固定爪３５と共しこ把持する。

（４）それから、流体圧シリンダ２４が逆に作動され、
ピストン棒２５が退縮し、それによって移動台２２は機
枠１上を案内されて後退し、工作物位置決２６は、工作
物Ｗを把持したまま後退位置になる。

（５）そこで、図示しない流体圧シリンダの作動により
ラック２Ｂは、第３図で紙面に垂直に摺動し、中空回動
軸３２はピニオン３３を介して回動腕３４共々回動され
、それにより工作物Ｗを把持している固定爪３５・開閉
爪３７は、中空回動軸１５と一体となって１８０度旋回
する。その結果、工作物Ｗは、固定爪３５の中空回動軸
３２の軸線からの偏心量の２倍のピッチで搬送されると
同時に表裏反転される。

（６）それから、再び流体圧シリンダ７が作動され、前
記（２）同様にピストン棒２５が突出し、それによって
移動台２２、即ち固定爪３５・開閉爪３７は前進し、工
作物Ｗは１次のステーションに置かれる。

（７）流体圧シリンダ４５が前記（３）と逆に作動され
、ピストン棒４５１が突出し１回動腕４４が回動軸２９
共々第３図で反時計回りに回動され、それにより回動腕
４４の下端部は、固定筒４１を介して爪開閉用ロッド３
６を前進させ、その結果、開閉爪３７は、軸ピン３８回
りに第３図で時計回りに回動し、工作物Ｗを解放する。

そこで、既に述べたように工作物位置決めクランプ装置
が作動され、位置決め固締される。

（８）そうして、そのステーションにおいて工作物Ｗが
加工ヘッドＨの加工工具Ｃによって加工される。

他方、流体圧シリンダ２４が前記（４）と同様に作動さ
れ、ピストン棒７２が退縮し、それによって移動台４は
レール３に案内されて後退する。

（９）そこで５ラツクｌＯは、流体圧シリンダにより前
記（５）項と逆方向に摺動し、中空回動軸３２はピニオ
ン３３を介して回動腕３４共々回動され、工作物把持装
置２６の固定爪３５・開閉爪３７は、開放状態のまま、
最初のステーションに対応する位置、即ち前記（１項の
原位置に復帰する。

〔考案の効果〕

この考案による工作物位置決めクランプ装置においては
、位置決めビンとナチュラル当金とが共通の昇降杆に設
けられて単一の昇降装置で昇降駆動される構造であるの
で、作動時間が短縮され、構造が簡単となり、加工時の
切削屑の除去回収が容易である。従って、加工のサイク
ルタイムが短縮される。更に装置がコンパクトになり、
コストも低置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例における工作物位置決めク
ランプ装置の断面正面図、 第２図は、第１図の■−■線における断面図、第３図は
、この考案の実施例における工作物位置決めクランプ装
置が設置される加工ラインの工作物反転搬送装置の断面
正面図である。 ｌ：工作物支持台　　２Ａ、２Ｂ：工作物支承部３Ａ、
３Ｂ：基準シート ４：中空穴　　　　　５ニスリーブ ６：昇降杆　　　　　７：駆動杆 ８：段穴　　　　　　９：有頭突出杆 １０：圧縮ばね　　　　１に位置決めピン１２：ボルト
　　　　　１３：ナチュラル当金１４：油圧シリンダ　
　１５：ピストン棒１６：長溝　　　　　　１７：揺動
腕 １８：ストッパ　　　　１９：抑圧体 ２０：クランパ　　　　Ｗ：工作物 Ｃ：加工工具　　　　Ｈ：加工ヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工作物の形状に応じた適宜の箇所に突出して形成され、
   先端面が基準シートとなっている工作物支承部；工作物
   支承部に隣接して平行に昇降自在に設けられ、先端に位
   置決めピン及びナチュラル当金を備えた昇降杆；昇降杆
   を弾性的に支承して昇降駆動する昇降装置、昇降杆の昇
   降を固締する固締装置；及び工作物支承部に対向して上
   下動するクランパから構成されている工作物位置決めク
   ランプ装置