JPH0463661A - アンクランプ動作異常検出装置 - 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〕 本発明は、流体式クランプ駆動装置において、アンクラ
ンプ動作の異常を時間的に検出する装置に関する。

〔先行の技術〕

特許出願人は、特願平１−７７５２５号の特許出願によ
り、クランプ作動回路を提案している。

そのクランプ作動回路は、クランプ用の作動シリンダお
よびこの作動シリンダの動作検出用の検出シリンダを圧
力流体の配管路中に直列に接続するとともに、作動シリ
ンダおよび検出シリンダに対して原位置復帰補償手段を
並列に接続し、上記検出シリンダのピストンロッドの移
動位置を位置検出手段により検出し、クランプ用の作動
シリンダの動作状態すなわちクランプ・アンクランプの
動作状態を検出シリンダおよび位置検出手段により間接
的に検出する。

上記のクランプ作動回路において、アンクランプ動作中
に、作動シリンダまたは検出シリンダのピストンロッド
がアンクランプ位置に早く復帰したとき、早く復帰した
シリンダ側の原位置復帰補償手段がクランキング圧力を
越えて開通状態となり、圧力流体を継続的に通過させる
ために、他方のシリンダのピストンロッドが引き続きア
ンクランプ方向に移動し、原位置すなわちアンクランプ
位置への確実な復帰が補償される。

〔先行技術の問題点〕

ところが、アンクランプ動作の途中で、作動シリンダま
たは検出シリンダのピストンロッドが障害物などに当る
など何らかの原因で停止したときにも、原位置復帰補傷
手段が開通状態となるため、アンクランプ動作が完了し
ていないにもかかわらず、検出シリンダおよびその位置
検出手段によってアンクランプ状態が検出される。この
ため、位置検出手段によってアンクランプ状態が検出さ
れたとしても、実際には作動シリンダがアンクランプ状
態になっていないこともあり、これによって誤動作が起
きる。

〔発明の目的〕

したがって、本発明の目的は、異常な動作状態を予め検
出することにより、誤動作を未然に防止することである
。

〔発明の解決手段〕

上記目的の下に、本発明は、流体式クランプ駆動装置に
クランプ異常検出装置を付設し、このクランプ異常検出
装置中に時間比較手段を組み込むか、また流体式クラン
プ駆動装置に圧力スイッチを設け、かつクランプ異常検
出装置中に時間比較手段、もしくはタイミング比較手段
を付設している。

〔発明の作用〕

アンクランプ動作時に、時間比較手段は、アンクランプ
開始からアンクランプ終了までのアンクランプ動作時間
と基準のアンクランプ動作時間とを比較し、アンクラン
プ動作時間が基準のアンクランプ動作時間よりも長いと
きに、またはアンクランプ開始から圧力スイッチ応答ま
での圧力応答時間と基準の圧力応答時間とを比較して、
圧力応答時間が基準の圧力応答時間よりも短いときに、
異常信号を出力する。

また、タイミング比較手段は、アンクランプ検出タイミ
ングと圧力スイッチの圧力応答タイミングとを比較し、
圧力応答タイミングがアンクランプ検出タイミングより
も先行したときに、異常信号を出力する。

このように、時間比較手段やタイミング比較手段は、ア
ンクランプ動作中の時間変化やタイミング変化の状態を
検出することによって、アンクランプ動作の異常を検出
する。したがって、オペレータは異常信号の発生時に、
アンクランプ状態を確認し、必要な操作を行った後に、
次のステップを進め、不測の事故に備える。

〔実施例１　（第１図および第２図）〕流体式クランプ
駆動装置１は、１または２以上のクランプ用の作動シリ
ンダ２．１つの動作検出用の検出シリンダ３、原位置復
帰補償手段４．５および位置検出手段６などによって組
み立てられており、これらを駆動するための圧力流体７
例えば圧力油は、圧力流体源８から配管９によって供給
される。

すなわち、圧力流体源８は、配管９によって、チエツク
弁１０、リリーフ弁１１を経て電磁操作式４ポ一ト３位
置の方向切り換え弁１２の入力ポートに接続されている
。この方向切り換え弁１２の２つの切り換えボートは、
往復路の配管９および回転継手１７、必要に応じ絞り弁
３８を介して作動シリンダ２のシリンダ室２ａ、２ｂお
よび検出シリンダ３のシリンダ室３ａ、３ｂに直列の状
態で接続されている。この方向切り換え弁１２の電磁操
作器２８．２９は、クランプ操作スイッチ２４およびド
ライバ２６、アンクランプ操作スイッチ２５およびドラ
イバ２７によって、それぞれ切り換えられ、機械式の位
置決め機構によって、切り換え状態を保持する。なお、
方向切り換え弁１２の戻りポートは、タンク１８に接続
されている。

そして、この実施例の原位置復帰補償手段４．５は、そ
れぞれ直列接続のチエツク弁１３および絞り弁１５、チ
エツク弁１４および絞り弁１６によって構成されており
、これらのチエツク弁１３．１４は、クランプ動作時の
圧力流体７の供給方向に対し逆止機能を働く方向に接続
されており、またこの方向と逆のアンクランプ時の供給
方向に対してクランキング圧力によって開通状態となる
。

また、位置検出手段６は、検出シリンダ３のピストンロ
ッド３Ｃの移動を検出するために、ピストンロッド３Ｃ
に取り付けられたドグ１９の位置をアンクランプ検出用
のリミットスイッチ２０、クランプ検出用のリミットス
イッチ２１．２２およびオーバーストローク検出用のり
ミツトスイッチ２３などによって構成されている。ここ
で、クランプ検出用のリミットスイッチ２１．２２は、
異なる大きさのワークに対応して用いられる。

そして、この実施例１のアンクランプ動作異常検出装置
３０は、入力側でアンクランプ検出用のリミットスイッ
チ２０およびアンクランプ操作スイッチ２５および設定
器３２に接続された時間比較手段３１、およびこの時間
比較手段３１に接続された警報器３３を有している。

方向切り換え弁１２が第１図の平行流路状態に切り換え
られており、検出シリンダ３のシリンダ室３ｂおよび複
数の作動シリンダ２のシリンダ室２ｂに圧力流体７が供
給されているとき、それらのピストンロッド２ｃ、３ｃ
は、原位置としてのアンクランプ位置に後退している。

この状態は、アンクランプ検出用のリミットスイッチ２
０からの例えば“Ｈ”レベルの出力信号によって確認で
きる。

この状態でオペレータまたはコントローラがクランプ操
作スイッチ２４をオンの状態とし、ドライバ２６を介し
て電磁操作器２８を駆動し、方向切り換え弁１２の流路
を交差方向に切り換えると、圧力流体源８からの圧力流
体７が作動シリンダ２のシリンダ室２ａに供給されるた
め、ピストンロッド３ｃは、前進することによって、先
端部分でワークに当たり、所定のクランプ力でクランプ
状態とする。このクランプ動作時に、シリンダ室２ｂの
内部の圧力流体７は、ピストンロッド２ｃによって押し
出され、検出シリンダ３のシリンダ室３ａの内部に入り
、ピストンロッド３ｃを前進させ、ドグ１９でクランプ
中のワークと対応する例えばクランプ検出用のリミット
スイッチ２１をオンの状態とする。これによって、クラ
ンプ完了状態が確認できる。ここで、全ての作動シリン
ダ２がクランプ状態となったときに、シリンダ室２ｂか
ら排出される圧力流体７の総流量は、検出シリンダ３の
ピストンロッド３ｃをクランプ中のワークに対応するリ
ミットスイッチ２１まで前進させるのに必要な流量とな
っている。

なお、このクランプ動作時に、作動シリンダ２が圧力流
体７の供給方向に対して検出シリンダ３よりも常に上流
側に位置しているため、検出シリンダ３は、いずれの作
動シリンダ２のクランプ完了よりも先行して、クランプ
完了状態とならない。

また、原位置復帰補償手段４．５の内部のチエツク弁１
３．１４は、常に逆止機能を働き、圧力流体７のいかな
る圧力に対しても開通状態とならない。

次に、アンクランプ動作のために、オペレータまたはコ
ントローラがアンクランプ操作スイッチ２５をオンの状
態にすると、方向切り換え弁１２が平行流路となるため
、圧力流体源８からの圧力流体７は、まず、上流側の検
出シリンダ３のシリンダ室３ｂに入り込み、ピストンロ
ッド３Ｃを後退させる。このとき、シリンダ室３ａの内
部の圧力流体７は、下流側の作動シリンダ２のシリンダ
室２ｂの内部に入り込み、ピストンロッド３Ｃを後退さ
せることによって、アンクランプ状態に設定する。この
アンクランプの終了過程で、ピストンロッド３Ｃのドグ
１９がアンクランプ検出用のリミットスイッチ２０に当
たるため、位置検出手段６は、アンクランプ状態を確認
する。

このアンクランプ動作中に、ピストンロッド３Ｃが障害
物などに当たって、アンクランプ位置まで完全に後退せ
ず停止するか、または作動シリンダ２よりも早く原位置
に戻ったとき、検出シリンダ３のシリンダ室３ｂの内部
圧力がしだいに高まっていく。この内部圧力がチエツク
弁１４のクラッキング圧力を越えると、チエツク弁１４
が開通状態となるため、アンクランプ動作のための圧力
流体７は、開通状態のチエツク弁１４を通り、絞り弁１
６によって流量制限されながら、時間をかけて作動シリ
ンダ２のシリンダ室２ｂに供給される。したがって、検
出シリンダ３の側で異常な動作が発生したとき、原位置
復帰補償手段５は、引き続き作動シリンダ２のシリンダ
室２ｂに圧力流体７を供給することによって、作動シリ
ンダ２のピストンロッド２Ｃを正常時よりも多くの時間
をかけながら完全に原位置に引き戻す。これと逆に、全
ての作動シリンダ２が検出シリンダ３よりも早くアンク
ランプ位置に復帰したとき、シリンダ室３ｂに圧力流体
７が引き続き供給されておれば、シリンダ室３ａとシリ
ンダ室２ｂとの間の配管９の内部圧力がチエツク弁１３
のクラッキング圧力を越えた時点で、原位置復帰補償手
段４は、チエツク弁１３を開き、絞り弁１５で流量を制
限しながらタンク１８に流し込む。この間に、検出シリ
ンダ３は、アンクランプ位置に完全に戻る。

このように、アンクランプ動作の過程で、上記異常動作
のほか、圧力流体７の温度変化による体積変動などが原
因となって、作動シリンダ２と検出シリンダ３とが同期
せず、アンクランプ位置への復帰時点が不一致となった
とき、原位置復帰補償手段４．５は、チエツク弁１３．
１４を開き、流量を制限しながら、作動シリンダ２や検
出シリンダ３の完全な原位置復帰を補償する。

一方、アンクランプ動作異常検出装置３０の内部の時間
比較手段３１は、例えばリセット可能なタイマにより構
成されており、アンクランプ操作スイッチ２５からアン
クランプ開始の信号によって、アンクランプ動作の開始
時点から計時動作を開始し、アンクランプ検出用のリミ
ットスイッチ２０からの出力信号によって、計時動作を
中止し、リセットされる。アンクランプ動作開始時点か
らアンクランプ動作完了時点までのアンクランプ動作時
間Ｔａが設定器３２によって予め設定された基準のアン
クランプ動作時間Ｔａｓよりも短いとき、時間比較手段
３１は、タイムアツプ状態となる前に、リミットスイッ
チ２０の出力信号によりリセットされるため、異常信号
を発生しない。しかし、アンクランプ動作時間Ｔａが基
準のアンクランプ動作時間Ｔａｓよりも長くなると、時
間比較手段３１は、タイムアツプの状態となり、異常信
号を発生し、加工動作を一時停止させるとともに警報器
３３を動作させる。これによって、オペレータは、警報
器３３からの警報用の光または音を確認して、動作異常
であることを知り、必要な操作を施す。

〔実施例２（第３図および第４図）〕 この実施例２は、作動シリンダ２と検出シリンダ３との
間に圧力スイッチ３４を設け、アンクランプ動作開始時
点から圧力スイッチ３４のオン時点までの圧力応答時間
Ｔｂを基準の圧力応答時間Ｔｂｓとを比較し、圧力応答
時間Ｔｂが基準の圧力応答時間Ｔｂｓよりも短いときに
、異常と判断し、時間比較手段３１によって警報信号を
出力する例である。

このため、時間比較手段３５は、限時タイマなどによっ
て構成されており、アンクランプ操作スイッチ２５から
アンクランプ開始の信号を受けた時点から、設定器３６
によって与えられる基準の圧力応答時間Ｔｂｓの時間に
渡って圧力スイッチ３４からの出力信号を受は入れて、
警報信号として出力するが、基準の圧力応答時間Ｔｂｓ
の経過後には圧力スイッチ３４からの出力信号を受は入
れず、警報信号を発生しない。

アンクランプ動作の指令後、基準の圧力応答時間Ｔｂｓ
の時間内に圧力スイッチ３４からの出力信号が入力され
ないならば、圧力応答時間Ｔｂが基準の圧力応答時間Ｔ
ｂｓよりも長くなっているため、時間比較手段３５は、
流体式クランプ駆動装置１のアンクランプ動作を正常と
判断して、警報出力を発生しない。しかし、基準の圧力
応答時間Ｔｂｓ内に圧力スイッチ３４からの出力信号が
時間比較手段３５に送り込まれると、圧力応答時間Ｔｂ
が基準の圧力応答時間Ｔｂｓよりも短いため、時間比較
手段３５は、異常動作と断定し、圧力スイッチ３４から
の出力信号を警報信号として警報器３３に出力し、オペ
レータに知らせる。なお、時間比較手段３５は、例えば
オペレータの操作によって、クリア状態に設定される。

〔実施例３（第５図および第６図）〕 この実施例３は、アンクランプ検出用のリミットスイッ
チ２０からの出力信号の発生時点すなわちアンクランプ
検出タイミングｔ１と圧力スイッチ３４からの圧力信号
の発注時点すなわち圧力応答タイミングＴ２とを比較し
、その発生順序に応じて異常信号を出力する例である。

このタイミング順序は、タイミング比較手段３７によっ
て実行される。このタイミング比較手段３７は、アンク
ランプ検出用のリミットスイッチ２０の“Ｌ”レベルの
出力信号を条件として、“Ｈ″レベル圧力スイッチ３４
の発生時に異常信号を出力するアンドゲートやこのアン
ドゲートによって異常信号を継続的に出力するフリ、プ
フロップなどによって構成できる。

アンクランプ動作が正常に働けば、アンクランプ検出用
のリミット２０の出力信号が“Ｈ”レベルに変化した後
に、圧力スイッチ３４の出力信号が“Ｈ”レベルに変化
するため、タイミング比較手段３７は、異常信号を発生
しない。しかし、異常動作時に、アンクランプ検出用の
リミットスイッチ２０がアンクランプ状態を検出してい
ない間つまりその出力信号が“Ｌ”レベルの間に、圧力
スイッチ３４の出力信号が“Ｈ”レベルに変化するため
、アンクランプ検出タイミングｔ１よりも圧力応答タイ
ミングｔ２が先行していることを条件として、タイミン
グ比較手段３７は、異常動作とみなして、異常信号を発
生し、警報器３３を動作させる。

〔他の実施例〕 上記各実施例は、原位置復帰補償手段４．５をチエツク
弁１３．１４および絞り弁１５．１６によって構成して
いるが、この原位置復帰補償手段４．５は、第７図に示
すように絞り弁１５、工６とシーケンス弁３９．４０と
を組み合わせて構成することもできる。

また、上記実施例は、時間比較手段３１、時間比較手段
３５およびタイミング比較手段３７を回路要素によって
構成しているが、この機能は、ＣＰＵなどの制御・演算
・比較機能などを利用してプログラムの分野で実現する
こともできる。

〔発明の効果〕

本発明では、異常なアンクランプ動作時に、アンクラン
プ動作時間が基準のアンクランプ動作時間よりも長くな
るか、または圧力スイッチの圧力応答時間が基準の応答
時間よりも短くなっており、この状態が時間比較手段ま
たはタイミング比較手段によって検出され、異常信号が
発生するため、誤ったアンクランプ検出が未然に防止で
き、適切な対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例工の流体式クランプ駆動装置の配管図お
よびアンクランプ動作異常検出装置のブロック線図、第
２図はその動作説明図である。 第３図は実施例２の流体式クランプ駆動装置の配管図お
よびアンクランプ動作異常検出装置のブロック線図、第
４図はその動作説明図である。 第５図は実施例３の流体式クランプ駆動装置の配管図お
よびアンクランプ動作異常検出装置のブロック線図、第
６図はその動作説明図である。 第７図は原位置復帰補償手段の他の実施例の配管図であ
る。 １・・流体式クランプ駆動装置、２・・作動シリンダ、
３・・検出シリンダ、４．５・・原位置復帰補償手段、
６・・位置検出手段、７・・圧力流体、８・・圧力流体
源、９・・配管、１２・・電磁操作式の方向切り換え弁
、１３．１４・・チエツク弁、１５．１６・・絞り弁、
２４・・クランプ操作スイッチ、２５・・アンクランプ
操作スイッチ、３０・・アンクランプ動作異常検出装置
、３１・・時間比較手段、３２・・設定器、３３・・警
報器、３４・・圧力スイッチ、３５・・時間比較手段、
３７・・タイミング比較手段。 特許　出願人株式会社日千トヤマ 代　　　理　　　人　弁理士　中　川　國　実弟７図 第２図 Ｔａ　：アンクランプ動作時間 Ｔａｓ：基準のアンクランプ動作時間 第 図 第 図 第 図 ｂ ：圧力応答時間 ｂｓ 基準の圧力応答時間 第６図 ｔｌ：アンクランプ検出タイミング ｔ２：圧力応答タイミング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランプ用の作動シリンダおよびこの作動シリン
   ダの動作検出用の検出シリンダを圧力流体の配管路中に
   直列に接続するとともに、上記作動シリンダおよび上記
   検出シリンダに対して絞り機能付の原位置復帰補償手段
   を並列にそれぞれ接続し、上記検出シリンダのピストン
   ロッドの移動位置を位置検出手段により検出する流体式
   クランプ駆動装置において、 アンクランプ開始から上記位置検出手段によって検出さ
   れたアンクランプ完了までのアンクランプ動作時間と基
   準のアンクランプ動作時間とを比較して、アンクランプ
   動作時間が基準のアンクランプ動作時間よりも長いとき
   に異常信号を出力する時間比較手段を有することを特徴
   とするアンクランプ動作異常検出装置。
2. （２）クランプ用の作動シリンダおよびこの作動シリン
   ダの動作検出用の検出シリンダを圧力流体の配管路中に
   直列に接続するとともに、上記作動シリンダおよび上記
   検出シリンダに対して絞り機能付の原位置復帰補償手段
   を並列にそれぞれ接続し、上記検出シリンダのピストン
   ロッドの移動位置を位置検出手段により検出する流体式
   クランプ駆動装置において、 上記作動シリンダと検出シリンダとの間でアンクランプ
   動作時の圧力流体の供給路中に圧力スイッチを設け、ア
   ンクランプ開始から上記圧力スイッチの応答までの圧力
   応答時間と基準の圧力応答時間とを比較して、圧力応答
   時間が基準の圧力応答時間よりも短いときに異常信号を
   出力する時間比較手段を有することを特徴とするアンク
   ランプ動作異常検出装置。
3. （３）クランプ用の作動シリンダおよびこの作動シリン
   ダの動作検出用の検出シリンダを圧力流体の配管路中に
   直列に接続するとともに、上記作動シリンダおよび上記
   検出シリンダに対して絞り機能付の原位置復帰補償手段
   を並列にそれぞれ接続し、上記検出シリンダのピストン
   ロッドの移動位置を位置検出手段により検出する流体式
   クランプ駆動装置において、 上記作動シリンダと検出シリンダとの間でアンクランプ
   動作時の圧力流体の供給路中に圧力スイッチを設け、こ
   の圧力スイッチの圧力応答タイミングが上記位置検出手
   段によるアンクランプ検出タイミングよりも早いときに
   異常信号を出力するタイミング比較手段を有することを
   特徴とするアンクランプ動作異常検出装置。