JPH07106518B2 - ワーク締付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転多面鏡等の被加工物の切削加工におい
て、被加工物の角度位置決め後、該被加工物を雇（ワー
ク固定台）に非回転状態で締付けて固定するためのワー
ク締付装置に関する。

［従来の技術］ 従来のワーク締付装置には、第４図に示すような手動式
のワーク締付装置がある。

第４図に示すように、加工機の本体31に複数のボルト34
により基台32が固着されている。該基台32は当接部32a
を有し、該当接部32aにはねじ軸35が突設されており、
その自由端側のねじ部に締付ナット33が螺合されてい
る。符号36は押え部材であって、前記ねじ軸35に軸方向
に摺動自在に嵌合された駒37にその軸方向に摺動自在に
嵌合されている。

上記ワーク締付装置では、予めねじ軸35に、被加工物3
8、押え部材36が嵌合されている駒37を順次嵌挿し、締
付ナット33をゆるく螺合しておく。

図示しない公知の角度決め装置により被加工物38の角度
位置決めを行った後、トルクレンチにより締付ナット33
を所定のトルクで締付け、押え部材36を介して被加工物
38を当接部32aに向けて押圧することにより、被加工物3
8を固定する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術では、締付ナットの螺合による締付けの
際に、トルクレンチで締付けてトルク管理を行う必要が
あるために手数を要する上、押え部材が傾いて被加工物
に対して片当りとなり、その結果被加工物が変形して加
工精度が低下するという問題点があった。また、いちい
ち締付ナットをトルクレンチで回転させるため、自動化
がきわめて困難であるという問題点もあった。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであって、被加工物の角度位置決め後の固定を
自動的に行い、しかも、押え部材の被加工物に対する片
当りが発生せず均一に締付けることができるワーク締付
装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のワーク締付装置
は、クランプ用流体圧シリンダが一体的に設けられた雇
と、該クランプ用流体圧シリンダに配設された前記雇の
先端面から突出するロッドを有するピストンと、該ロッ
ドに軸方向に摺動自在に嵌挿された被加工物吸着手段を
有する押え駒と、該押え駒を保持するための押え駒吸着
手段を有する押え駒ホルダを支持すると共に前記ロッド
の軸方向に往復移動自在の押付ユニットとを備前記押え
駒は前記ロッドに押え駒を係合させるための係合部材を
有し、被加工物を前記雇と押え駒間で非回転状態で締付
けるように構成されている。

また、ロッドに押え駒を係合させる係合部材は、ロッド
の係合部に係合する切欠部を有する孔が形成された係合
板を備え、該係合板は前記切欠部がロッドの係合部に係
合する方向に弾性体により付勢されているものとしても
よい。

さらに、被加工物吸着手段を、真空発生源および加圧流
体発生源に選択的に連通される導孔とし、押え駒を保持
するための押え駒吸着手段を真空発生源および加圧流体
発生源に選択的に連通される導孔とするとよい。

［実施例］ 本発明の実施例の図面に基いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例の主要部を示す断面図であ
る。

第１図に示すように、加工機の割出し装置本体１には、
雇２がボルト等の公知の固着手段によって固着されてい
る。雇２は、フランジ部2cを有する基台2bと該基台2bか
ら突設された基台2bより小径の当接部2aから構成されて
おり、その内部にはクランプ用流体圧シリンダ４が一体
的に設けられ、該クランプ用流体圧シリンダ４内にはピ
ストン５が配設されている。該ピストン５のロッド5aは
前記基台2bおよび当接部2aを貫通する貫通孔に摺動自在
に軸支されており、その自由端側は前記当接部2aの先端
面より突出している。符号８はロッド5aにその軸方向に
摺動自在に嵌挿された回転多面鏡等の被加工物であっ
て、該被加工物８の図示右側には後述する押え駒６がロ
ッド5aに軸方向へ摺動自在に嵌挿されている。

一方、押付ユニット11は、図示しない公知の駆動手段に
より図示水平方向（ロッド5aの軸方向と同方向）に往復
移動するスライダ10上に設けられている。押付ユニット
11の図示上方部には、押え駒６と同軸上に位置する部位
に押え駒ホルダ13が軸方向に摺動自在に非回転状態で軸
支されている。押え駒ホルダ13の図示右端面には端板13
aが複数のボルト13b等により固着されており、端板13a
と押付ユニット11の本体間には圧縮ばね14を介在させ、
常時押え駒ホルダ13を図示右側方向へ付勢している。符
号13dは導孔であって、公知の手段によって真空発生源
および加圧流体発生源に選択的に連通されるものであ
る。

係合部材押圧ユニット12は、押付ユニット11に支持され
ており、具体的には、その本体部材12aが複数のボルト1
1a（図面にはその中の１本のみ示す）等の固着手段によ
って押付ユニット11に一体的に設けられており、該本体
部材12aには図示しない流体圧シリンダにより駆動され
るピストンロッド12cに結合された押圧部材12bがスライ
ダ10の移動方向に対して垂直方向へ非回転状態で摺動自
在に軸支されている。

次に、押え駒６の構成について説明する。

第１図、第２図に示すように、押え駒６は略円筒状であ
り、雇２に対向する側の面の中心部にはロッド5aの自由
端側が摺動自在に嵌合する案内穴が形成されており、他
方、押え駒ホルダ側の端面には、押え駒ホルダ13の軸方
向に貫通する貫通孔13cにシール部材を介して気密状態
に嵌合する小径の突出部6bが突設されている。符合6aは
導孔であって、該導孔6aは押え駒６の被加工物８に対向
する面から突出部6bの先端面にかけて貫通している。こ
れにより、押え駒６が押え駒ホルダ13に保持された状態
では、押え駒ホルダ13の貫通孔13cと連通され、口金17
に接続された図示しない切換弁を介在させた管路等を介
して真空発生源および加圧流体発生源に選択的に連通さ
れるよう構成されている。すなわち、被加工物８の吸着
手段が構成されている。

押え駒６の軸方向中央部の図示上方部には、蓋７が螺合
されるねじ穴7bが形成されており、これと径方向の対向
部位（図示下方部）には係合部材３の円板状のヘッド3d
が摺動自在に嵌合する穴7cが形成されている。そして、
穴7cの底面から前記ねじ穴7bの底面へ貫通するスリット
が形成されており、該スリットには係合部材３のヘッド
3dから突設された係合板3aが摺動自在に嵌挿されてい
る。符号7aは弾性体としての圧縮ばねであって、蓋７と
ヘッド3d間に複数介在されており、常時係合部材３を図
示下方へ付勢し、係合部材３が図示下方へ移動して係合
板3aの孔3cに設けた切欠部3bが前記ロッド5aの係合部と
しての小径部5bに係合するように構成されている。符号
９はゴム、軟質合成樹脂等からなる円筒状のシールであ
って、押え駒６のねじ穴7bおよび穴7c全体を覆うように
押え駒６の外周に嵌挿されており、係合部材３の摺動部
にほこり等の侵入を防止するものである。

符合15は角度決め装置であって、公知のものでよいが、
被加工物８の角度位置決めを行うときは被加工物に接近
（以下、「前進」という。）し、角度位置決め以外の作
業を行うときにはじゃまにならない位置へ離反（以下、
「後退」という。）するよう図示しない移動装置上に配
設されており、後述するセンサ（不図示）が設けられて
いる。

次に、本実施例の動作について第３図を参照して説明す
る。

（１）初期状態として、押付ユニット11は、第１図に示
す位置よりも図示右側方向に移動した位置（以下、「後
退位置」という。）にあり、押え駒ホルダ13に真空吸着
された押え駒６の被加工物側の面（以下、「押圧面」と
いう。）はロッド5aの先端から所定距離離反した状態と
されている。

また、係合部材押圧ユニット12の押圧部材12bは、係合
部材３のねじ部材3eに当接して該係合部材３を押圧し、
複数の圧縮ばね7aの弾発力に抗して係合板3aの孔3cの中
心がロッド5aの軸心と同軸上の位置、すなわち係合解除
位置に移動させた状態とされている（ステップ102）。

（２）図示しない公知のオートハンドに搬送開始信号が
伝達されると、オートハンドが被加工物８を把持して押
え駒６の押圧面に対向する位置まで搬送する。この場
合、オートハンドの把持部中心部にピンを設けておき、
該ピンを押え駒６のロッド5aが嵌入される穴に挿入する
ことにより被加工物８の中心孔が押え駒６の軸心と同軸
になるようにするとよい。

このとき、押え駒６の導孔6aに貫通孔13cを介して連通
されている口金17に接続された図示しない真空発生源に
よる真空吸引を行っておき、被加工物８を押え駒６の押
圧面に真空吸着させる。この真空吸着が正確に行われた
ことの確認は、口金17と真空発生源間の管路に設けた図
示しないバキュームセンサが検出し、信号Ａを出力する
（ステップ103,104）。

（３）信号Ａを受けて、前記オートハンドが後退し、こ
のオートハンドの後退をオートハンド側に設けられたセ
ンサが検出し、信号Ｂを出力する（ステップ105,10
6）。

（４）信号Ｂを受けて、押付ユニット11がスライダ10と
共に図示左側方向へ移動（以下、「前進」という。）
し、その結果、被加工物８および押え駒６がロッド5aに
嵌挿されてロッド5a上を摺動し、被加工物８が雇２の当
接部2aの先端面の微小距離（1mm程度）手前で停止す
る。この停止位置はスライダ10を往復移動するための図
示しない流体圧シリンダ等の駆動手段に設けたセンサ
（以下、「スライダ10側に設けられたセンサ」とい
う。）が検出し、信号Ｃを出力する（ステップ107,10
8）。

（５）信号Ｃを受けて、導孔6aが加圧流体発生源に連通
するように切換えることにより押え駒６の導孔6aから逆
噴を行い被加工物８を押え駒６から切離し、被加工物８
の移動を自由にし、角度位置決めの準備をする（ステッ
プ109）。

（６）上記（５）と併行して、上記信号Ｃを受けて、角
度決め装置15を被加工物８に向けて前進させ、被加工物
８の角度位置決めを行う。この角度位置決めの完了は角
度決め装置15に設けられたセンサが検出し、信号Ｄを出
力する（ステップ109,110）。

（７）信号Ｄを受けて、係合部材押圧ユニット12の図示
しない流体圧シリンダ等の駆動装置が起動されて押圧部
材12bが後退する。その結果、係合部材３が上述したよ
うに図示下方側へ移動し、孔3cの切欠部3bがロツド5aの
小径部5bに係合する。この押圧部材12bの後退は係合部
材押圧ユニット12に設けられた図示しないセンサが検出
し、信号Ｅを出力する（ステップ111,112）。

（８）信号Ｅを受けて、クランプ用流体圧シリンダ４が
図示左側方向へ移動（以下、「前進」という。）し、押
え駒６によって雇２の当接部2aの先端面に向けて被加工
物８が押圧されてクランプされる。すなわち、雇２と押
え駒６間で被加工物８が非回転状態で締付けられて固定
される。これに伴って、押え駒６と真空吸着状態にある
押え駒ホルダ13が圧縮ばね14の弾発力に抗して押付ユニ
ット11の軸受に案内されて前進する。その結果、端板13
aと近接スイッチ16とが離反するので、該近接スイッチ1
6が信号Ｆを出力する（ステップ113,114）。

（９）信号Ｆを受けて、角度決め装置15が後退し、後退
完了を角度決め装置15に設けられたセンサが検出し、信
号Ｄ′を出力する。また、導孔13bより加圧流体の逆噴
を行い、押え駒６を押え駒ホルダ13から切離す。する
と、押え駒ホルダ13が圧縮ばね14の弾発力により後退し
て端板14が近接スイッチ16に接近し、該近接スイッチ16
が信号Ｆ′を出力する（ステップ115,116,117,118）。

（10）信号Ｄ′とＦ′を受けて、押付ユニット11が後退
し、この後退の完了をスライダ10側に設けられたセンサ
が検出し、信号Ｃ′を出力する（ステップ119,120）。

（11）信号Ｃ′を受けて、被加工物８の加工すべき一面
の加工を行う。次下、本体に設けた割出し装置により順
次加工面の割出しを行い所定数の面加工を行ったのち、
初期の割出し位置に戻す。この加工の終了は加工機側に
設けられたセンサが検出し信号Ｇを出力する（ステップ
121,122）。

（12）信号Ｇを受けて、押付ユニット11が再び前進し、
上記（４）の状態に戻る。これをスライダ10側に設けら
れたセンサが検出し、信号Ｃ″を出力する（123,12
4）。

（13）信号Ｃ″を受けて、クランプ用流体圧シリンダ４
が後退し、クランプを解除する。このクランプ解除は雇
２側に設けられたセンサが検出し、信号Ｈを出力する
（ステップ125,126）。

（14）信号Ｈを受けて、押圧部材12bが前進し、押え駒
６の係合部材３を押圧し、係合板3aの孔3aがロッド5aと
同軸上に位置するように移動、すなわち係合の解除を行
う。これを上記（７）と同様に係合部材押圧ユニット12
側に設けられたセンサが検出し、信号Ｅ′を出力すると
同時に押え駒ホルダ13が押え駒６と被加工物８を真空吸
着する。これをバミュームセンサが検出し、信号Ｉを出
力する（ステップ127,128）。

（15）信号ＩとＥ′を受けて、押付けユニット11が後退
し、これをスライダ10側に設けられたセンサが検出し、
信号Ｃ″を出力する（ステップ129,130）。

（16）信号Ｃ″を受けて、オートハンドが被加工物８を
取りに行く。これをオートハンド側に設けられたセンサ
が検出し、信号Ｂ′を出力する（ステップ131,132）。

（17）信号Ｂ′を受けて、押え駒６の導孔6aより加圧流
体の逆噴を行い被加工物８を押え駒６から切離したの
ち、オートハンドを後退させて被加工物８を取出す（ス
テップ133）。

上記実施例において、被加工物８は回転多面鏡のほかこ
れと類似の形状を有するものであればどのようなもので
もよい。また、加圧流体は空気・不活性ガス等の気体を
用いるのが望ましいが、液体を用いることも可能であ
る。

さらに、被加工物吸着手段は、真空吸着に代えて、押え
駒６の被加工物８と対向する面、すなわち押圧面側に電
磁石を埋設しておき、磁力吸着するようにすることもで
きる。この場合、被加工物８が磁性体であることが条件
となり、導孔6aは加圧流体発生源のみに連通されるだけ
でよい。このことは押え駒ホルダ13にも同様であてはま
るのでその説明は省略する。

［発明の効果］ 本発明は上述のとおり構成されているので、以下に記載
するような効果を奏する。

被加工物が雇に対して軸方向に押圧されるだけで回転力
が作用しないので、従来の技術の如く押え部材が被加工
物に対して片当りすることがなくなり、均一な圧力で被
加工物を固定することができ、被加工物が変形すること
が無くなるために加工精度が向上する。

また、被加工物の供給、取出しも含めた全工程の自動化
が可能となる上、被加工物は吸着手段により押え駒に吸
着されるので、被加工物を雇と押え駒間で締付けている
とき以外の工程中でも不用意に動くおそれが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図Ａ−Ａ′線に沿う断面図、第３図は本実施例の動
作を示すフローチャート、第４図は従来のワーク締付装
置を示す要部断面図である。 １……割出し装置本体、２……雇、 2a……当接部、2b……基台、 2c……フランジ部、３……係合部材、 3a……係合板、3b……切欠部、 3c……孔、3d……ヘッド、 3e……ねじ部材、 ４……クランプ用流体圧シリンダ、 ５……ピストン、5a……ロッド、 5b……小径部、６……押え駒、 6a……導孔、７……蓋、 7a,14……圧縮ばね、８……被加工物、 ９……シール、10……スライダ、 11……押付ユニット、 12……係合部材押圧ユニット、 12b……押圧部材、13……押え駒ホルダ、 13a……端板、15……角度決め装置、 16……近接スイッチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランプ用流体圧シリンダが一体的に設け
   られた雇と、該クランプ用流体圧シリンダに配設された
   前記雇の先端面から突出するロッドを有するピストン
   と、該ロッドに軸方向に摺動自在に嵌挿された被加工物
   吸着手段を有する押え駒と、該押え駒を保持するための
   押え駒吸着手段を有する押え駒ホルダを支持すると共に
   前記ロットの軸方向に往復移動自在の押付ユニットとを
   備え、前記押え駒は前記ロッドに前記押え駒を係合させ
   るための係合部材を有し、被加工物を前記雇と押え駒間
   で非回転状態で締付けるように構成されたことを特徴と
   するワーク締付装置。
2. 【請求項２】ロッドに押え駒を係合させる係合部材は、
   ロッドの係合部に係合する切欠部を有する孔が形成され
   た係合板を備え、該係合板は前記切欠部がロッドの係合
   部に係合する方向に弾性体により付勢されている請求項
   １記載のワーク締付装置。
3. 【請求項３】被加工物吸着手段は、真空発生源および加
   圧流体発生源に選択的に連通される導孔である請求項１
   または２記載のワーク締付装置。
4. 【請求項４】押え駒を保持するための押え駒吸着手段
   は、真空発生源および加圧流体発生源に選択的に連通さ
   れる導孔である請求項1,2または３記載のワーク締付装
   置。