JPH06114662A - ワークの押付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク１を所定の押付力で所定の位置に保持
する押付装置において、押付部材１１の停止時の急激な
速度変化で、押付部材１１の慣性質量によってワーク１
に衝撃力が作用して、押付力が増大することを防止す
る。 【構成】 押付部材１１を移動させる移動装置１２と、
ワーク１に作用する押付力を検出する荷重センサ２２を
設けるとともに、押付部材１１のワーク１との接触部に
位置して押付部材１１に対して押付方向にスプリングで
保持される当接部材３０と、この当接部材３０の押付部
材１１に対する変位を検出する変位センサ３４を有し、
当接部材３０がワーク１に当接して当接部材３０の押付
部材１１に対する変位量が設定値に達すると、送り速度
制御手段により押付部材１１の送り速度を低速に切り換
えるようにして、押付部材１１の停止時の急激な速度変
化を防止し、ワーク１に衝撃力が作用しないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを加工する際に
ワークを所定の位置に保持するワークの押付装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークを加工する際に、ワークを所定の
位置に所定の押付力で保持するため、ワーク形状や加工
方法等に応じて、色々な押付装置が使い分けられてい
る。しばしば使用するワークの押付装置として、油圧シ
リンダでクランパを移動させて、ワークを所定の位置に
位置決めするものがある。このタイプは、通常、押付力
を与えている油圧は一定圧に設定されるので、ワーク形
状や加工方法に合わせて最適な押付力にすることはでき
ず、ワークの加工精度が低下する原因となる。

【０００３】また、特開昭６３−８４８３３号公報に
は、油圧で作動させるクランパの押付力を、異なる圧力
の油を蓄圧したアキュムレータを選択的に切換える切換
弁の作動で変化できるようにし、この切換弁を作業者ま
たはＮＣ指令で切り換えて、ワーク形状や加工の種類に
合わせて押付力を変化させる構成が示されているが、こ
の構成はクランパの押付力を異なる圧力に切換えること
により変化させるだけであり、ワークに対して最適な押
付力を加えることは困難である。

【０００４】また、クランパの押付力をワークに対して
最適な値にする構造として、移動装置の作動で押付部材
を任意の位置に移動し、その押付部材でワークを押圧し
てクランプするとともに、この押付部材に作用する押付
力を荷重センサで検出し、制御手段で、その検出した押
付力と記憶装置に記憶されたワークの形状等に応じて設
定した設定値を比較して、その偏差に応じて移動装置を
制御するようにしたものが考えだされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構造は、押付部材
でワークに対して適切な押付力を加えることができる。
しかし、荷重センサで検出した押付力が記憶装置に記憶
された設定値に達すると、移動装置の作動を停止させて
押付部材を停止させるが、その停止時の速度が急激に変
化するので、押付部材の慣性質量によって停止時にワー
クに対して衝撃力が作用し、その衝撃力により押付部材
がワークに加える押付力は、設定値より大きな値となっ
てしまう。この停止時の衝撃力を小さくするには、押付
部材の送り速度を小さくすればよいが、送り速度を小さ
くすると押付部材の動作時間が長くなってしまう。ま
た、この衝撃力を制御的に抑えることは、衝撃力がごく
短時間に作用し、その大きさが押付部材の慣性質量に関
係するため、困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
の問題点に鑑みてなされたもので、ワークを加工する際
に押付部材の押付力でワークを所定の位置に保持するワ
ークの押付装置において、前記押付部材をワーク押付方
向に移動させる移動装置と、前記ワークに作用する押付
力を検出する荷重センサと、前記ワークの形状等に応じ
た押付力を記憶する記憶装置と、前記押付部材のワーク
との接触個所に位置して前記押付部材に対して弾性部材
で前記ワークの押付方向に移動可能に設けられた当接部
と、この当接部が前記ワークと当接したことを検知する
接触検知装置と、この接触検知装置により前記当接部が
前記ワークと当接したことが検知されると前記押付部材
の送り速度を低速にするように前記移動装置を制御する
送り速度制御手段と、送り速度が低速になった後に前記
荷重センサで検出された押付力が前記記憶装置に記憶さ
れた押付力に達すると前記移動装置を停止させる押付力
制御手段を設けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】上記の構成により、移動装置の作動で、押付部
材がワーク押付方向に移動を開始すると、まず押付部材
先端に位置する当接部が、ワークに当接する。その当接
を接触検知装置で検知して、その接触検知装置からの信
号により送り速度制御手段にて、押付部材の送り速度が
低速になるように、移動装置が制御される。

【０００８】その後、押付部材は低速でワーク押付方向
に移動し、それに伴って押付部材によりワークに作用す
る押付力が増加する。その押付力を荷重センサで検出
し、押付力制御手段にてその押付力が記憶装置に記憶さ
れたワークの形状等に応じた押付力に達すると移動装置
を停止させて、ワークに応じた最適な押付力となるよう
にする。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は加工装置の全体図を示したもので、ワーク１
は、加工台３の所定の位置に、加工台３の支持部５に設
けられた押付装置２の押付部材１１から加えられる押付
力で保持され、その状態で工具４によりワーク１に対し
て切削等の加工が行なわれる。

【００１０】押付装置２の構造を、図２により説明す
る。ハウジング６の内部には、押付部材１１がワーク１
を押付する方向に往復動可能に支持されている。押付部
材１１を移動させる移動装置１２は、サーボモータ１３
及び減速機１４からなる駆動源と、サーボモータ１３の
回転運動を軸方向の往復運動に変換する運動変換機構１
６から構成される。

【００１１】運動変換機構１６は、回動部材１７と往復
軸部１８からなり、回動部材１７は一端を減速機１４の
出力側回転軸１５に固定され、他端側には有底穴が凹設
されて、その有底穴の内周にめねじ１７ａが形成され
る。回動部材１７の外周はベアリング２０で支持され、
ハウジング６に対して回転可能である。また往復軸部１
８は、外周に前記回動部材１７のめねじ１７ａに螺合す
るおねじ１８ａが形成され、一端には押付部材１１が固
定されている。押付部材１１は、ハウジング６に設けら
れた係止部材２１との嵌合によりハウジング６に対して
往復方向の移動のみ可能なようにしてあるので、回動部
材１７の回転は、回動部材１７のめねじ１７ａと往復軸
部１８のおねじ１８ａの螺合部の作用で、往復軸部１８
の往復動に変換され、押付部材１１は、回動部材１７の
回転に応じた量だけワーク押付方向に摺動する。

【００１２】押付部材１１の先端には、図３に示される
ように、有底孔４０が形成され、この有底孔４０に円筒
形状のロッド部材４１の一端が挿入されている。ロッド
部材４１と押付部材１１は、キー４６の嵌合により円周
方向の相対回転を規制され、ロッド部材４１の外周に設
けた突起４４と押付部材１１の先端に螺着したストッパ
４３との間に配置した皿ばね４５の弾性力の作用で、ロ
ッド部材４１が有底孔４０内部方向に押圧されている。
そして、有底孔４０の底部とロッド４１の間には荷重セ
ンサ２２が設置され、ロッド４１の先端でワーク１を押
圧する時、押付圧力を検出する。

【００１３】ロッド４１のワーク１と接触する先端には
有底孔４７が凹設され、有底孔４７は内部に内径が小さ
い小径部４７ａを有する。その有底孔４７に、接触部３
０ａ，大径部３０ｂ，小径部３０ｃからなる当接部材３
０が配置されている。ロッド４１の先端には接触部３０
ａが貫通する穴を有するストッパ４８が螺着され、小径
部３０ｃと有底孔４７の底面との間にはスプリング３３
が弾発された状態で配置されている。そのため、図３の
当接部材３０がワーク１と接触していない状態では、当
接部材３０はストッパ４８に大径部３０ｂの肩部に当た
る前進端位置で保持されている。

【００１４】そして、当接部材３０がワーク１と当接し
た後、さらに押付部材１１が移動すると、スプリング３
３が圧縮して、当接部材３０がロッド４１に対して相対
移動する。有底孔４７の底面には、接触検知装置として
非接触式の変位センサ３４が設けられ、当接部材３０が
ロッド４１に対して移動すると、その当接部材３０の移
動量を検出して、当接部材３０がワーク１と当接したか
否かを検知する。また、当接部材３０の大径部３０ｂが
有底孔４７の小径部４７ａの肩部に当接すると、それ以
上の相対移動が阻止される。その当接部材３０の最大移
動距離Ａは、当接部材３０の後端と変位センサ３４の間
の距離Ｂより小さく設定されているため、当接部材３０
が変位センサ３４に当たって変位センサ３４が破損する
ことは防止される。

【００１５】そして、図２に示されるように、荷重セン
サ２２及び変位センサ３４は、制御装置２５に接続され
ている。制御装置２５では、荷重センサ２２で検出され
た押付力信号と、記憶装置２４に記憶されたワーク１の
形状や加工の種類に応じた押付部材１１の押付力のデー
タから選択装置２６で選択されて呼び込まれた押付力の
データとを比較して、その偏差に応じてサーボモータ１
３へ出力する駆動電流を制御する。

【００１６】さらに、制御装置２５では、記憶装置２４
に記憶されたワーク１の形状や加工の種類に応じて送り
速度を高速から低速に切り換える設定値のデータから選
択装置２６で選択されて呼び込まれた設定値を、変位セ
ンサ３４で検出された当接部材３０の位置信号と比較し
て、その位置信号が設定値に達すると、サーボモータ１
３の回転速度を低速に切り換えて押付部材１１の送り速
度を小さくする制御を行う。

【００１７】次に、本実施例の押付装置２の作動を説明
する。記憶装置２４のワークの形状や加工の種類に応じ
て設定したデータに基づいて制御装置２５から出力され
た駆動電流により、サーボモータ１３が回動を開始し
て、その回動は減速機１４を介して回転軸１５に伝えら
れ、運動変換機構１６で往復軸部１８の軸方向の往復動
に変換され、押付部材１１はワーク押付方向に高速で移
動する。

【００１８】押付部材１１がワーク１に接近した後の作
動を図４を基に説明する。図４において、実線は押付部
材１１の移動速度の変化を示し、破線は変位センサ３４
で検出された当接部材３０と変位センサ３４の間の検出
距離の変化を示し、一点鎖線は荷重センサ２２で検出し
た押付力の変化を示している。まず押付部材１１がＳで
示される高速で移動して、ワーク１に接近して、当接部
材３０の接触部３０ａがワーク１に接触する（ａ点）。
その後、押付部材１１がさらに移動すると、その移動
は、スプリング３３を圧縮して、当接部材３０をロッド
４１に対して相対移動させる。その相対移動により、変
位センサ３４で検出される検出距離が小さくなり、つい
に検出距離が記憶装置２４に記憶された設定値Ｐに達す
る（ｂ点）。すると、制御装置２５により、サーボモー
タ１３の回転速度が低速に切り換えられ、押付部材１１
の送り速度がＴで示される低速となる。

【００１９】送り速度が低速の状態で押付部材１１がさ
らに前進し、検出距離が小さい傾きで減少して、やがて
当接部材３０の大径部３０ｂが有底孔４７の小径部４７
ａの肩部に当接する最小値Ｑに達することで、それ以上
の相対移動が阻止される（ｃ点）。その後、押付部材１
１が低速で前進すると、当接部材３０がワーク１に対し
て付与する押付力が増大し、その押付力を荷重センサ２
２で検出して制御装置２５に入力され、ワーク１の形状
等に応じた設定値Ｆに達すると押付部材１１を停止させ
る（ｄ点）。

【００２０】このように、本発明は、押付部材１１をワ
ーク押付方向に移動させるサーボモータ１３等からなる
移動装置と、押付部材１１によりワーク１に作用する押
付力を検出する荷重センサ２２と、ワーク１の形状等に
応じた押付力を記憶する記憶装置２４と、押付部材１１
のワーク１との接触個所に位置して押付部材１１に対し
て弾性部材３３でワーク１の押付方向に移動可能に設け
られた当接部材３０と、この当接部材３０がワーク１と
当接したことを検知する位置センサ３４と、この位置セ
ンサ３４により当接部材３０がワーク１と当接したこと
が検知されると押付部材１１の送り速度を低速にするよ
うに移動装置を制御する送り速度制御手段と、送り速度
が低速になった後に前記荷重センサ２２で検出された押
付力が記憶装置２４に記憶された押付力に達すると移動
装置を停止させる押付力制御手段を設けた構成からな
り、押付部材１１が停止する時は、その移動速度があら
かじめ低速になっているので、停止時に押付部材１１の
慣性質量によってワーク１に対して作用する衝撃力の発
生を防止でき、押付部材１１によりワーク１に加える押
付力は停止時の衝撃力に影響されることなく設定値通り
の値とすることができる。

【００２１】また、移動速度を低速にする範囲は、当接
部材３０がワーク１と当接した後の短い範囲であるの
で、移動速度を低速にすることによる押付部材１１の動
作時間の増加はほとんどない。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、ワークを加
工する際に押付部材の押付力でワークを所定の位置に保
持するワークの押付装置において、前記押付部材をワー
ク押付方向に移動させる移動装置と、前記ワークに作用
する押付力を検出する荷重センサと、前記ワークの形状
等に応じた押付力を記憶する記憶装置と、前記押付部材
のワークとの接触個所に位置して前記押付部材に対して
弾性部材で前記ワークの押付方向に移動可能に設けられ
た当接部と、この当接部が前記ワークと当接したことを
検知する接触検知装置と、この接触検知装置により前記
当接部が前記ワークと当接したことが検知されると前記
押付部材の送り速度を低速にするように前記移動装置を
制御する送り速度制御手段と、送り速度が低速になった
後に前記荷重センサで検出された押付力が前記記憶装置
に記憶された押付力に達すると前記移動装置を停止させ
る押付力制御手段を設けたことを特徴としたので、当接
部がワークに当接したことを検知して、前もって押付部
材の送り速度を高速から低速に変化させるので、押付力
が設定値に達して移動装置を停止させる時の急激な速度
変化が防止される。そのため、従来のように押付部材の
慣性質量によって停止時にワークに対して作用する衝撃
力の発生を防止することができ、押付部材がワークに加
える押付力はあらかじめ記憶装置に記憶された設定値ど
おりの値とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す加工装置の全体図であ
る。

【図２】本発明の実施例を示すワークの取付装置の図で
ある。

【図３】本発明の実施例を示すワークの取付装置の要部
を示した図である。

【図４】本発明の実施例における検出距離と速度と押付
力の変化を示した図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 押付装置 １１ 押付部材 １２ 移動装置 ２２ 荷重センサ ２４ 記憶装置 ２５ 制御装置 ２６ 選択装置 ３０ 当接部材 ３４ 変位センサ（接触検知装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 猛男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを加工する際に押付部材の押付力
   でワークを所定の位置に保持するワークの押付装置にお
   いて、前記押付部材をワーク押付方向に移動させる移動
   装置と、前記ワークに作用する押付力を検出する荷重セ
   ンサと、前記ワークの形状等に応じた押付力を記憶する
   記憶装置と、前記押付部材のワークとの接触個所に位置
   して前記押付部材に対して弾性部材で前記ワークの押付
   方向に移動可能に設けられた当接部と、この当接部が前
   記ワークと当接したことを検知する接触検知装置と、こ
   の接触検知装置により前記当接部が前記ワークと当接し
   たことが検知されると前記押付部材の送り速度を低速に
   するように前記移動装置を制御する送り速度制御手段
   と、送り速度が低速になった後に前記荷重センサで検出
   された押付力が前記記憶装置に記憶された押付力に達す
   ると前記移動装置を停止させる押付力制御手段を設けた
   ことを特徴とするワークの押付装置。