JPH0445293B2

JPH0445293B2 -

Info

Publication number: JPH0445293B2
Application number: JP5754185A
Authority: JP
Inventors: Toshuki Shochi; Kenei Nakajima; Nobuaki Joboji
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1985-03-23
Filing date: 1985-03-23
Publication date: 1992-07-24
Also published as: JPS61219553A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、圧力流体により、クランプ用のアク
チユエータを作動させてワークをクランプ状態に
するためのクランプ装置に関し、特に上記圧力流
体の流量からワークのクランプ状態を確認するた
めの電気的な装置に係る。

従来技術この種のクランプ装置は、例えば、トランスフ
アーマシーンの一加工ステーシヨンごとに設けら
れており、切削加工や自動組み立てに備えて、ワ
ークを所定の位置で固定する。この駆動源は、通
常クランプ用のアクチユエータ、例えば油圧シリ
ンダなどによつて構成される。

ところで、その加工ステーシヨンでの切削加工
は、ワークのクランプ状態を確認した後に行われ
る。従来、このようなクランプ状態の確認は、油
圧シリンダのピストンロツドに設けたドグと、ク
ランプ位置に設けられたリミツトスイツチなどと
によつて検出されている。ところが、ワークの大
きさが変化すると、リミツトスイツチの取り付け
位置もまた変更しなければならないため、そのと
きの段取り換えに多くの時間が費やされる結果と
なつている。

一方、このようなワークのクランプ状態は、圧
力流体の流量を測定することによつて、間接的に
確認できる。例えば特公昭48−35182号の発明は、
流体の流量を測定することによつて、多段式伸縮
ブームの長さを表示するという技術思想を示して
いる。しかし、その発明は、単にブームの長さを
指示するに過ぎないため、この種のクランプ装置
にそのまま応用できない。すなわちクランプ装置
では、アクチユエータのストロークからワークの
種類を確認あるいは判別し、かつクランプやアン
クランプを確認しながら、その結果に基づいて、
次の順次動作を進める必要があるからである。

発明の目的したがつて、本発明の目的は、アクチユエータ
駆動用の圧力流体の流量から、ワークの種類に応
じた固有の信号を得て、この信号からワークのク
ランプ状態の確認およびワークの種類の確認、さ
らにワークの有無をも同時に確認できるようにす
ることである。

発明の構成そこで、本発明は、圧力流体の供給路中に流量
計を介在させ、この流量計の出力としての検出パ
ルスを入力とする演算部によつて、クランプ用ア
クチユエータのストロークを間接的に測定し、そ
の測定結果からワークの外形寸法、つまりワーク
の種類を確認するようにしている。また上記演算
部の出力信号は、シーケンス制御用の制御部に送
られる。そこで、制御部は、出力信号と、圧力ス
イツチからの圧力信号との間で、アンド条件を取
ることによつて、クランプ状態を圧力流体の圧力
値から、確認している。この制御部は、そのクラ
ンプ状態の確認の後に、必要なシーケンス動作を
行う。

本発明は、このように、電気的な信号処理の分
野で、クランプ状態の確認、ワークの種類の判別
などを行つているため、ワークの変更に対し、柔
軟に対応でき、フレキシブル・マニフアクチヤリ
ング・システム（FMS）に充分に対応できる。

実施例の構成以下本発明の構成を図面に基づいて具体的に説
明する。

本発明は、流体駆動式のクランプ装置１の存在
を前提としている。

このクランプ装置１は、クランプ用アクチユエ
ータとして、例えば複数の油圧シリンダ３を備え
ている。この油圧シリンダ３は、圧力流体２によ
つて駆動され、そのピストンロツド４と、加工ス
テーシヨンに設けられた基準片５との間で、各種
のワーク６ａ，６ｂ，６ｃをはさみ込んでクラン
プ状態とする。

上記圧力流体２は、タンク７ａに収容されてお
り、供給用の配管路８ａ、モータ９ｂによつて駆
動される圧力流体源としてのポンプ９ａ、および
例えば電磁式の切換弁１０を経て、それぞれの油
圧シリンダ３に供給されて、また戻り側の配管路
８ｂ、切換弁１０を経てタンク７ｂに戻る。

そして、本発明のクランプ確認装置１１は、セ
ンサー部１２、演算部１３、および制御部１４を
備えている。

上記センサー部１２は、配管路８ａの途中に設
けられており、回転式の流量検出器１５、および
圧力スイツチ１６を備えている。上記流量検出器
１５は、圧力流体２の流量をタービンの回転数に
変換し、その回転数に比例した検出パルスS₁を発
生し、これを上記演算部１３に送り込む。また圧
力スイツチ１６は、確実なクランプに必要な圧力
値を検出し、その時点で電気的な圧力信号S₂を発
生し、上記制御部１４に送り込む。この制御部１
４は、切換弁１０の切換信号S₉を１つの出力とし
ている。

さらに、上記演算部１３は、第２図に示すよう
に、上記流量検出器１５に、パルス整形回路１
７、分周器１８、ゲート１９、およびアツプ・ダ
ウン式のカウンタ２０を順次接続し、さらにこの
カウンタ２０にコンパレータ２１、デイスプレイ
２２、およびデジツトドライバー２３を接続する
とともに、上記コンパレータ２１の出力端に、シ
フトレジスタ２４、メモリ２５、例えばフオトカ
プラ式のアイソレータ２６を経て制御部１４に達
し、また、表示ランプ３２，３３，３４，３５，
３６をそれぞれ接続した構成となつている。な
お、上記分周器１８は、設定器３７の設定値に基
づいて、検出パルスS₁を所定の分周比で分周させ
る。また、上記コンパレータ２１は、カウンタ２
０のカウント信号S₆つまり計数値と、上記デジツ
トドライバー２３によつて駆動されるデジタルス
イツチ２７，２８，２９，３０，３１からの設定
値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとを比較し、それらと一致
するたびに、シフトレジスタ２４にシフトのため
の一致信号S₇を発生する。これらのデジタルスイ
ツチ２７，２８，２９，３０，３１は、ワーク６
ａ，６ｂ，６ｃに対応する設定値Ａ，Ｂ，Ｃ、オ
ーバークランプの設定値Ｄ、アンクランプの設定
値Ｅをそれぞれ設定している。

なお、上記ゲート１９、カウンタ２０およびシ
フトレジスタ２４に、制御部１４からゲート切換
信号S₃、クリア信号S₄およびシフト方向切換信号
S₅がそれぞれ入力される。

実施例の作用次ぎに、上記クランプ装置１の動作およびクラ
ンプ確認装置１１の作用を第３図とともに説明す
る。

最初に制御部１４は、クランプ動作を開始する
前に、クリア信号S₄によつて、カウンタ２０をリ
セツト状態に設定し、また、ゲート１９にゲート
切換信号S₃を送り込んで、検出パルスS₁をカウン
タ２０のアツプ入力端に入力されるように設定し
ている。一方、油圧シリンダ３は、そのピストン
ロツド４を後退させることにより、ワーク６ａ，
６ｂ，６ｃの搬入に備えている。この状態で、ワ
ーク６ａ，６ｂ，６ｃのうちいずれか、例えば、
ワーク６ｃがこのステーシヨンに運ばれてきたと
き、制御部１４は、それを公知の手段例えば光電
センサなどにより確認してから、切換信号S₉によ
り切換弁１０を切り換え、圧力流体２を油圧シリ
ンダ３の一方の内部に供給する。このとき、複数
の油圧シリンダ３は、圧力流体２の供給量にそれ
ぞれ比例して、そのピストンロツド４を前進さ
せ、これと基準片５との間でワーク６ｃをはさみ
込み、クランプ状態とする。このとき、油圧シリ
ンダ３の他方の内部の圧力流体２は、配管路８ｂ
からのタンク７ｂの内部に戻る。

この間に、センサー部１２の流量検出器１５
は、圧力流体２の供給量に比例した検出パルスS₁
を発生し、演算部１３のパルス整形回路１７に送
り込んでいる。この検出パルスS₁は、パルス整形
回路１７で波形整形された後、分周器１８によつ
て、予め設定された分周比１／ｎで分周され、ゲ
ート１９に入力される。

そこで、カウンタ２０は、分周後の検出パルス
S₁を計数し、これを計数値、つまりカウント信号
S₆として、コンパレータ２１、デイスプレイ２
２、デジツトドライバー２３に送り込んでいる。
ここで、上記デイスプレイ２２は、カウンタ２０
の計数値を外部から読み取れるようにしている。
この計数値は、油圧シリンダ３のストロークと対
応し、それを直読できる状態で表示する。一方、
デジツトドライバー２３は、その計数値に応じ
て、デジタルスイツチ２７，２８，２９，３０，
３１の出力をコンパレータ２１の一方の入力端に
順次送り込む。

そこでコンパレータ２１は、カウンタ２０から
の計数値と、設定値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとを比較
し、それらの一致時に、１つのパルスの一致信号
S₇を発生し、シフトレジスタ２４に送り込んでい
る。このシフトレジスタ２４は、シフト切換信号
S₅の“Ｈ”レベルによつて、クランプ時には一方
の方向にシフトし、またアンクランプ時には、こ
れと逆の方向に出力信号S₈を順次出力していく。
そして、この出力信号S₈は、停電時に備えメモリ
２５に一たん格納されてから、アイソレータ２６
を経て、制御部１４に送り込まれる。同時に、こ
の出力信号S₈は、設定値Ａ，Ｂ，Ｃと対応して、
“Ｈ”レベルに変化し、表示ランプ３２，３３，
３４，３５，３６を点灯することによつて、油圧
シリンダ３のストロークの完了およびワーク６
ａ，６ｂ，６ｃの種別を外部から確認できる状態
に設定している。

今の説明の場合、クランプ対象がワーク６ｃで
あるため、これよりも大きなワーク６ａ，６ｂに
対応する信号が出力された後に、ワーク６に対応
する“Ｈ”レベルの出力信号S₈が出力される。こ
のようにして、油圧シリンダ３のピストンロツド
４がワーク６ｃに接すると、ピストンロツド４は
それ以上前進できないことになる。

この状態でも、ポンプ９ａおよびモータ９ｂに
よつて、圧力流体２が油圧シリンダ３の内部に供
給されるため、その圧力流体２の圧力値は、次第
に高まつていく。この圧力値が所定のクランプ力
に対応する圧力値になつた時点で、圧力スイツチ
１６は、その圧力を検出し、圧力信号S₂を制御部
１４に送り込む。

そこで、制御部１４は、ワーク６ｃに対応する
“Ｈ”レベルの出力信号S₈を一方の入力条件とし、
また、この圧力スイツチ１６からの圧力信号S₂を
他方の条件とし、両者の間で、アンド条件を取る
ことにより、所定のワーク６ｃの正常なクランプ
状態を確認した後、切換弁１０に切換信号S₉を送
ることによつて、クランプ動作を完了させる。

なお、油圧シリンダ３が何らかの原因で必要以
上に前進したときは、オーバークランプの設定値
Ｄに対応して“Ｈ”レベルの出力信号S₈が現れる
ため、これによつてワークの不存在が確認できる
ことになる。

このような正常なクランプ状態で、ワーク６ｃ
に必要な加工が施される。この機械加工が終了し
た時点で、制御部１４は、ゲート切換信号S₃およ
びシフト方向切り換え信号S₅のレベルを変化させ
ることによつて、カウンタ２０をダウンカウント
の方向に設定し、またシフトレジスタ２４のシフ
ト方向を反転させた後、切換弁１０を操作し、圧
力流体２を油圧シリンダ３の他方の内部に送り込
み、ピストンロツド４を後退方向に付勢する。こ
のとき、クランプ時に流入した圧力流体２は、再
びセンサー部１２を通つて、タンク７ｂに戻る。
このため、シフトレジスタ２４は、前記の場合と
逆に設定値Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａ，Ｅに対応する出力信
号S₈を順次出力していく。そこで、制御部１４
は、アンクランプの設定値Ｅに対応する出力信号
S₈を入力した時点で、アンクランプ状態を確認
し、次の順次制御に必要な動作を進めていく。

なお流量検出器１５やワーク６ａ，６ｂ，６ｃ
の種類の変更によつて、単位流量に対する発生パ
ルスが変化したとき、分周器１８の分周比１／ｎ
を適当な値に設定することによつて、このセンサ
ー部１２、演算部１３が、全てのものに共通に用
いられる。

発明の変形例上記実施例は、アクチユエータとして、油圧シ
リンダ３を用いているが、このアクチユエータ
は、他のもの、例えば油圧モータなどであつても
よい。また演算部１３の内部のデイスプレイ２
２、メモリ２５、アイソレータ２６などは、必要
に応じて省略することもできる。また上記実施例
は、出力信号S₈と圧力信号S₂とのアンド条件を制
御部１４で取つているが、このようなアンド条件
の確認は、演算部１３の内部で、あるいは別設の
シーケンサーなどにより行つてもよい。

発明の効果本発明では、下記の特有の効果が得られる。

まず、大きさの異なるワークに対応したクラン
プ、アンクランプおよびオーバークランプの位置
が予めスイツチング操作により任意に設定でき
る。また異なるワークに対応したクランプ完了の
確認がリミツトスイツチやドグを取付け具側のア
クチユエータにそれぞれ設けることなくでき、し
かもその調整が作業の容易な場所に設置できる。

また、演算部がクランプ用アクチユエータの出
力に応じた固有の出力信号を発生するため、その
出力信号からワークの種類（ワークのクランプ寸
法）が確認できる。したがつて、例えば各種のワ
ークがランダムに搬入されてきても、ワークの種
類が自動的に検出でき、その検出内容に応じてそ
の後の加工に対応できる。

また、実施例のように、センサー部の内部に圧
力スイツチが組み込まれ、また演算部の内部に分
周器、アツプダウン式のカウンタなどが組み込ま
れると、下記のような効果が得られる。

すなわち、分周器によつて、検出パルスの分周
比を適当に設定できるから、単位流量に対する発
生パルス数の異なる流量検出器に対応でき、また
必要に応じて温度や配管系のたわみなどによる誤
差補正が分周比の変更により可能となる。またカ
ウンタがその都度リセツトされるため、累積誤差
が防止できる。

さらに、設定値がワークの種類の他、オーバー
クランプ、アンクランプなどに対応して設定され
ると、ワークの不存在の確認や、アンクランプの
状態などが電気的に確認できるため、演算部がそ
れらの情報を入力として、必要な次のステツプを
確認しながら、順次正確に進められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クランプ装置および本発明のクラン
プ確認装置の配管系および電気系のブロツク線
図、第２図は演算部のブロツク線図、第３図は動
作時のタイムチヤート図である。１……クランプ装置、２……圧力流体、３……
油圧シリンダ、６ａ，６ｂ，６ｃ……ワーク、８
ａ，８ｂ……配管路、９ａ……ポンプ、９ｂ……
モータ、１０……切換弁、１１……クランプ確認
装置、１２……センサー部、１３……演算部、１
４……制御部、１５……流量検出器、１６……圧
力スイツチ、１８……分周器、２０……カウン
タ、２１……コンパレータ、２４……シフトレジ
スタ。

Claims

【特許請求の範囲】１圧力流体源からの圧力流体によりクランプ用
のアクチユエータを作動させるとともに、その圧
力流体の供給側の配管路中に介在する切換弁の切
り換えにより、上記アクチユエータでワークをク
ランプ状態、アンクランプ状態とするクランプ装
置において、上記配管路中に設けられ圧力流体の
流量に応じて検出パルスを発生するセンサー部
と、このセンサー部の検出パルスを入力として上
記アクチユエータのクランプ位置に応じた固有の
出力信号を発生する演算部とを具備することを特
徴とするクランプ確認装置。２上記演算部は、センサー部の検出パルスを所
定のパルス数に分周する分周器と、クランプ動作
およびアンクランプ動作に応じて、上記分周器か
らのパスル数を計数するカウンタと、このカウン
タの計数値と予め入力されているクランプ位置設
定用の設定値とを比較してそれらの一致時に一致
信号を発生するコンパレータと、このコンパレー
タからの一致信号に応じて出力信号の位置を順次
変位させながら固有の出力信号を発生するシフト
レジスタとを具備することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のクランプ確認装置。３上記センサー部は、クランプ時の圧力を検出
するための圧力スイツチを内蔵することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のクランプ確認装
置。