JPS59182043A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明（は、たとえばＦＩＶＩＳ（フレキシブル生産
システム）において被加工物などのワークをパレット上
にクランプするだめの自動段取り用クランプ装置に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

形状、寸法が異なる多数個のワークを収納する倉庫から
所望のワークを振出してパレット上に載置し、このワー
クをパレット上にクランプしたのちパレットとともにワ
ークを所定の刀ロ工機に搬送して機械加工等を自動的に
行なうフレキシブル生産システムが注目されている。こ
れは、自動工作機械、ロボットおよびコンベア等の組合
せによって全自動化を図ったものであるが、ワークを各
工程に搬送するためにはそのワークを可搬式のパレット
上に固定的に載置する段取り装置が必要となる。

この段取り装置は、パレットとこのパレット上にワーク
を移載するロボットおよびパレットに設けられ、上記ワ
ークをパレットにクランプするクランパとから構成され
、パレット上に移載されたワークをクランパによって自
動的にクランプしている。このクランパは一般に油圧ク
ランパが多く用いられ、上記各油圧クランパに油圧を与
えてクランプするようにな°りているが、フラング後に
おいてはその゛ワークをパレットとともに搬送する必要
がある。しだかつて、油圧クランパに油圧を与えてクラ
ンプしたのちは油圧クランパと油圧供給源とを結ぶ油圧
回路を切り離す心安があり、そのためには各油圧クラン
パに油圧を与えた状態でしゃ断するだめのしゃ新井や油
圧回路を接離するジヨイントが必要となる。また、一般
に油圧クランパはクランプストロークが小さいために形
状および寸法が大きく異なる多種類のワークに対応でき
ないなどのフレキシビリティに劣る。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、パレット上に載置したワークを確
実にクランプすることができ、しかもクランプストロー
クが大きくとれ、ワークの形状および寸法が異なっても
クランプでき、フレキシビリティに富んたクランプ装置
を提供しようとするものでちる。

〔発明の概要〕

この発明はクランプボックス内に駆動機構と連動して回
転するウオームおよびウオームホイールを設け、このウ
オームホイールから一対の伝達歯車に伝達し、でらに、
この伝達歯車にそれぞれスクリューシャフトを螺合して
伝達歯車の回転によってスクリューシャフトを昇降させ
−ることによりクランプアームを昇降できるようにした
メカニカルなりランプ装置を特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。第１図は自動段取り装置の全体を示すもので、１
は床上に設置された基台である。この基台１上にはＮ　
Ｃプレート２と治具ベース３とからなるパレット４が着
脱可能に設けられ、このパレット４は上記基台ｌに対し
て磁気的に吸着きれている。このパレット４の治具ベー
ス３は矩形板状体をなしており、この上面に被加工物で
あるワーク５を１個もしくは複数個、設置できるように
なっている。ざらに、治具ベース３の上面には複数個の
クランパ取付穴６・・・（第３図に示す）が穿設されて
いて、後述するメカニカルなりランプ装置であるクラン
パ７・・・をワーク５の形状、寸法および個数に応じて
運択的に取付けられるようになっている。

上記パレット４の外側にはクランパ移載装置としてのロ
ボット８が設けられている。このロボット８のアーム９
の先端部にはグリッパｌＯが設けられ、このロボット８
の近傍に設置されたクランパ置台１１からクランパ７・
・・を持ち上げ、上記パレット４上の所定位置に移載で
きるようになっている。同じく上記パレット４の外周囲
にはクランパ駆動装置としてのナツトランナ１２および
ロック解除装置としてのシリンダ１３が複数台設置され
ていて、上記クランパ７・・・の位置決め、駆動および
治具ベース３に対するクランパ７・・・のロックを解除
できるようになっている。

つぎに、上記クランパ７について第２図ないし第５図に
もとづいて説明する。１４はアダプタで、このアダプタ
１４の下部には一対のロック機構１５．１５が設けられ
ている。これらロック機構１５．１５はピン１６６１６
を支点として回動自在なＬ字状のロックアーム１７゜１
７によって構成されている。これらロックアーム１７．
１７の下端には上記アダプタ１４の下面より突出する爪
部１８，１８が設けられ、上端には爪部１Ｂ、１Ｂを互
いに拡開方向に付勢するスプリング１９．１９が張設さ
れている。

甘た、上記アダプタ１４の上部にはＴ形溝２０が設けら
れ、このＴ形溝２θにはクランプボックス２ノがスライ
ド自在に設けられている。そして、このクランプボック
ス２１と、上記アダプタ１４との間にはスプリング２２
が張設され、アダプタ１４に対してクランプボックス２
１を常に後退する方向に付勢している。このクランプボ
ックス２ノの後端面には通孔２３が穿設され、この通孔
２３に臨む上記クランプボックス２１円には回転軸２４
が横方向に軸支式れている。この回転軸２４の一錦；に
Ｖゴカツプリング２５が設けられ、中途部にはウオーム
２６が設けられている。このウオーム２６の隣倶ｌには
回転軸２４にｔＩ−反する伝達軸２７が上下に設けた軸
受２Ｂ、２Ｂによって縦方向に設置されている。この伝
λ幸４・山２７には」二貫己ウオーム２６にｌｌｌ会合
るウオームホイール２９と、その上１祁に平歯車３０が
嵌着されている。舌らに、上記伝達軸２７を挾んで両側
には同一ねしピッチの２本のスクリューシャフト３１．
３２が平行に立設されていて、これらの上端部はクラン
プボックス２ノより上方へ突出している。これらスクリ
ューシャフト３１，３２の中途部には上記平歯車３０に
噛合する伝達歯車３３．３４が螺合されている。これら
伝達歯車３３．３４は軸受によって回転自在で、上下動
すなわちスクリューシャフト３１．３２の軸方向移動不
能に支承されており、伝達歯車３３，３４の回転によっ
てスクリューシャフト３１．３２が上下動するようにな
っている０これらスクリューシャフト３１．３２の上端
にはクランプボックス２ノのスライド方向に沿ってクラ
ンプアーノ＼３５が架設されており、この上端にはグリ
ップ３６が突設されている。そして、このフラングアー
ム３５は２本のスクリューシャツｈ　３１．、？　２の
上下動と一体に水平状態を保ちながら昇降し、クランプ
時は下降して上記ワーク５をクランプし、アンクランプ
時は上昇するようになっている。

このように構成されたクランパ７を上記治具ベース３に
対して取付けるだめのクランパ取付穴６は第３図に詳図
されている。このクランパ取付穴６はアダプタ１４に設
けた一対のロック機構１５．１５に対応して穿設されて
おり、その上部口縁にはロックアーム１７．１７の爪部
１８．１８が滑りながら挿入されるテーパ面３７が形成
されている。さらに、谷クランパ取付穴６の下部口縁に
は、上記爪部１８，１８の係合する係合受部３８．３８
が設けられ、これら保合受部３８．３８に隈接する外側
にはスライド孔３９．３９が穿設されている。そして、
このスライド孔３９．３９にはスライドシャフト４０．
４０がスライド自在に挿入されていて、これらは復帰ス
プリング４１．４１によって常に一方向に付勢きれてい
る。これらスライドシャフト４０．４０の中途部には抑
圧子４２゜４２が突設され、これは上記スライド孔３９
゜３９の切欠窓４３，４３から突出している。そして、
これら抑圧子４２．４２は復帰スプリング４１．４１に
よってスライドシャフト４０゜４０が一方向に押し付け
られているためロックアーム１７．１７の爪部１Ｂ、１
Ｂとは位置ずれしているが、スライドシャフト４０．４
０が押圧され、抑圧子；ｔｚ、４ｚが爪部１Ｂ、１Ｂに
対向すると、これらを押圧して係合受部３８．３８との
保合を解除できるようになっている。

また、これらスライドシャフト４０．４０はその一端部
が連結板４４によって連結さハてぃて、同時に作動する
ようになっている。

′−１：た、上記ナツトランナ１２は、その本体４５の
上部にモータ４６が設けられ、このモータ４６の回転力
はギヤ機構４７を介して駆＊ｉ：シャフト４８に伝達て
れるようになっている。この駆動シャフト４８は回転お
よび進退自在になっていて、その先部１には、上記クラ
ンパ７の回転軸２４に設けたカップリング２５と結合す
る係止部４９が設けられている。甘た、上記シリンダ１
３けシリンダ支持台５θに支持されており、このシリン
ダ１３には上記連結板４４と対向する抑圧シャフト５１
が設けられている。

つぎに、上記のようにイ〜ＩＭ、された自動段取り装置
の作動について説明する。まず、パレット４の治具ベー
ス３上にワーク５が載１冒さｔしるとロボット８が作動
する。そして、クランパ置台１１上のクランパ７・・・
のグリップ３６をロボツト８のグリッパ１０が握持し、
アーム９を旋回させて治具ベース３上に移載する。この
とき、治具ベース３上のワーク５の形状、寸法および個
数によってクランパ７の個数および設置位わ：を決め、
そのクランパ７・・・をクランパ取付穴６・・・に位置
決めする。この場合、上記クランパ７のアダプタ１４に
は一対のロック機栴１５゜１５が設けられているため、
ロボット８によってクランパ７を下降すると、まず、ロ
ックアーム１７．１７の爪部ＩＲ，１８がクランパ取付
穴６に尚接する。そして、クランパ？がさらに下降する
と、爪部１Ｂ、１Ｂがテーパ３７に摺動しながらスプリ
ング１９．１９の彷九力に抗してロック了−１，１７，
１７が内方へ琴み、所定位置域で下降すると爪部１８，
１Ｂが係合受部３８，３８に係合される。つまり、ロッ
ク了−１，１７，１７はスプリング１９．２９の復元力
によって拡開し、爪部１Ｂ、１８を介してアダプタ１４
が治具プレート３にロックする０このようにして治具グ
レート３上に核数個のクランパ７・・・をロックし、つ
いで、ナツトランナ１２を作動すると、捷ず駆動シャフ
ト４８が前進する。ｋｍシャフト４８が１ｔｉｌ進する
と、その先端はクランプボックス２ノの通孔２３を貫通
してその先端の係止部４９１１−ｊ：カップリング２５
を介して［回転ｉ！ｌｌｌ１２４と連結される。駆動シ
ャフト４８がさらに前進すると、回転軸２４とクランプ
ボックス２）は一体になっているために、クランプボッ
クス２１の全体がスプリング２２の復元力に抗して前進
する。したがって、クランプボックス２ノに設けられた
クランプアーム３５は前進してワーク５の周縁上に対向
し、この時点で駆動シャフト４８の前進動は停止する。

つぎに、モータ４６が作動し、ギヤ機猶４７を介して駆
動シャフト４８が回転する。したがって、この駆動シャ
フト４８の回転力はカンプリング２５を介して回転軸２
４に伝達し、はらに、ウオーム２６からウオームホイー
ル２９に伝達する。ウオームホイール２９の回転は伝達
軸２７を介して平歯車３０に伝達され、さらに、一対の
伝ｍｌ車３３．３４に伝達する。この場′合、伝達歯車
３３．３４は軸方向は移動不能で、回転のみするため、
これら伝達歯車３３．３４に螺合するスクリューシャフ
トａ１．ａｚは下降する。したがって、スクリューシャ
フト３１．３２と一体のクランプアーノー３５は下降し
、ワーク５０周縁上を下方すなわち治具ベース３′３上
に押圧してクランプする０ ワーク５の治具ベース３に対するクランプが完了すると
、駆動シャフト４８の回転は停止し、ついて後退するた
め回転軸２４０カンプリング２５から外れる。つまり、
クランパ７とナツトランナ１２とは完全に切り陥される
が、回転軸２４−はウオーム２６とウオームホイール２
９との噛合によって機械的にロックされているためスク
リューシャフト３１．３２も固定的となり、クランプ状
態を維持することになる。したがって、この状態で、パ
レット４をたとえば工作機械等へ搬送してもワーク５は
パレット４から外れることはなく、また、このクランプ
状態で機械加工ができる。

また、ワーク５をアンクランプする場合には上述と同様
に、ナツトランナ１２の駆動シャ７１−４８を前進させ
て回転軸２４に連結し、回転軸２４を逆回転させること
によりスクリューシャフト３１．３２を上昇きせること
かでき、クランプアーム１ヲ５をワーク５の周縁上から
離間させることができる。また、駆動シャフト４８を稜
退プせると、クランプボックス２ノはスプリング２２の
復元力によってアダプタ１４上をスライドしながら後退
するため、クランプアーム３５はワーク５から後退する
。したがって、治具ベーク３からワーク５を持ち上げる
際にクランパ７のクランプアーム３５が邪魔になること
はない。

さらに、シリンダ１３を作動させ、抑圧シャフト５１を
前進てぞると、その先端は連結板４４に活接する。そし
て、押圧シャフト５ノがさらに前進す′ると、一対のス
ライドシャフト４０．４０は復帰スプリング４１．４１
に抗して押し込丑れる。スライドシャフト４０．４０が
所定位置丑でスライドすると押圧子４２，４２が爪部１
Ｂ、１８に当接し、これを内方へ押圧する。したがって
、ロックアーム１７．１７はスプリング１９．１９の復
元力に抗して内方へ回動偏倚し、爪部１８，１Ｂが係合
受部３８゜３８から外れる。すなわち、クランパ７０口
ツク機わ・）１５，１５はロック解除状態となり、上述
したロボット８のグリッパ１０によってクランパ７のグ
リップ３６を披持し、持ち上げてアーム９を旋回させる
ことによりクランパ７をクランプ置台１１に移載するこ
とができる。

クランパ７をすべて取り外したのちは、シリンダ１３の
抑圧シャフト５ノを後退させることにより、復帰スプリ
ング４１．４１によってスライドシャフト４０．４０は
元の位１６１にもどされることになり、シリンダ１．９
ｉ’ｊパレツト４と完全に切り離される。

なお、上記一実施例においては、一対のスフ　　４リユ
ーシヤフト、９１，３２のねじピッチを同一にしたが、
一方のスクリューシャフト３１すなわちワーク５に近い
方を粗ピツチ、他方のスクリューシャフト３２を密ピツ
チにすることによって、クランプアーム３５の先端側が
高速に下Ｅ’ｌ、、前下りの状態でワーク５そクランプ
することができる。し、たがって、クランプアーム３５
を水平状態で下降するものに比べ強いクランプ力をイが
ることができるという効果がある。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によれば、メカニカルな
りランプ構造によってクランプストロークを犬きくとれ
るため、ワークの形状、寸法が大きく異なってもクラン
プでき、フレキシピリティに富んだクランプ装置を提供
できる。

しかも、２本のスクリューシャフトを昇降させることに
よりクランプアームを昇降するようにしたから、機械的
強度が優力１、イ８’　Ｉｊ’ｔ　ａを向上することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面ば、この発明の一実施例を示すもので、第１図は自
動段取り装討全体の正面１し１、第２図は費部を拡大し
て示す一部しノ欠した正ホｆ」図、第３図はクランパの
数句状態・、宝−示１杖院・１仙］面図、第４図はクラ
ンプボックスの杉山凸・面図、＆ｌ’＋　５図＆：ｌ’
　１．４図■Ｖ　最！　Ｋ　Ｎ、”ｔう断ｎｕ　Ｉｌｉ
　Ｎ’　＄る。 ４・・・パレット、５・・・ワーク、７・・・クランプ
ぐ（クランプ装ｆ？：）、２Ｊ・・・クランプ７′、：
ツクス、２４・・・回転軸、２６・・・ウオーム、２９
・・・ウオームホイール、３１，３２・・・スクリュー
シャフト１、？　、？　、　３４・・・伝ｙｉｆｖ　＆
ｊｉ　車、３５・・クランプ”アーム。 出願人イ憔人　弁理士　＆？ｉ　　　江　　武　　該２
２５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　パレット上に設けられパレット上に載置され
   たワークをクランプするクランプ装置において、このフ
   ラングボックスと、このクランプボックス内に設けられ
   クランパ駆動装置七連助１して回転するウオームと、こ
   のウオームと噛合するウオームホイールと、このウオー
   ムホイールと連動して回転する一対の伝達歯車と、これ
   ら伝達歯車と螺合し、伝達歯車の回転によって昇降する
   一対のスクリューシャフトと、これらスクリューシャフ
   トの上端部に設けられスクリューシャフトとともに昇降
   するクランプアームとを具備し７こことを特徴とするク
   ランプ装置。
2. （２）一対のスクリューシャフトＣｄ二、ぞのねじピッ
   チが互に異なることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のクランプ装置。