JPS601141B2 - 位置決めクランプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は「取り付け台に対して被固定物を正確に位置決
めした状態でこれを迅速且つ自動的に着脱する装置に関
し、特に横形の形彫機等に使用して好適なものである。

近時、金型業界においてはワーク（被加工物）及びモデ
ル（模型）の段取り時間短縮への要請が厳しくなってい
る。特に、藤形の形彫機と組合わされるィケールにワー
ク及びモデルを取り付け、取り外す作業は、不安定な姿
勢にある重量物のクランプ、アンクランプを高所作業で
行なう難点があり、その機械化、自動化が望まれている
。例えば、従来のワーク及びモデル等の取り付け装置を
具えた形彫機の外観を表わす第１図に示すように、トレ
ーサヘッド１と主軸２が上下に並んでそれぞれ水平に設
置された形彫機は、通常モデル３とワーク４を上下に並
べて固定できる上部取り付け台５、下部取り付け台６と
、これらの上部取り付け台５、下部取り付け台６を水平
に左右方向（図中、紙面に対して垂直な方向）に移動で
きるようにこれらを支承したベース７と、このベース７
を水平に前後方向（図中、左右方向）に移動できるよう
に支承した定盤８とからなる。これらの上部取り付け台
５、下部取り付け台６に固定されるモデル３、ワーク４
等の寸法形状は多種多様であり、これらをクレーン等で
吊り上げて上部取り付け台５、下部取り付け台６の所定
位置に運び、松葉状の固定金具をボルトにより締め付け
て固定する方法が採られているため、これらモデル３や
ワーク４の取り付け作業や取り替え作業は、ほとんど人
手による手作業となり、非常に時間がかかると共に加工
作業の工程中に占める割合が大きく、作業能率の上から
も、又、作業者の安全性の上からも問題とされていた。

特に、ワ−クの大型化が進んでいる現在、ますますその
作業も困難の度が加わり、能率の低下をきたしている。
本発明は、このような現状に鑑み形彫機や横フライス盤
、或いはマシニングセンタ等におけるモデル及びワーク
等の大型化に対処すると共に作業者の疲労軽減に伴う安
全確保等、従来装置では困難とされていた前述の諸問題
を解決し、極めて効率の良い作業を行ない得る位置決め
クランプ装置を提供し、これによってワーク加工コスト
の低減を計ること等を目的とする。

この目的を達成する本発明の位置決めクランプ装置にか
かる構成は、取り付け台に構成される被固定部材をあら
かじめパレットの所定位置に取り付け、前記パレットの
下端部が前記取り付け台と接触するようにこのパレット
の下端部を係止して当該パレットの上下方向の位置決め
を行なうパレット保持部材を前記取り付け台の下端部に
設置すると共に前記パレットの上端部に係合してこのパ
レットを前記取り付け台へ引き寄せる引き爪を具えたア
ームを少なくとも前後動自在に前記取り付け台へ設置し
「前記パレット保持部材に支持された前記パレットの左
右いずれか一方の端面に接触してこのパレットの左右方
向の位置決めを行なう位置決め部材を前記取り付け台の
左右いずれか一方の側に固定すると共にこの位置決め部
材へ向けて前記パレットを押圧する押圧部材を前記取り
付け台の左右いずれか他方の側に前記位置決め部材に対
向して左右敷自在に設置し、更に前記パレットに係合し
てこれを取り付け台に固定するクランプ爪を具えた回敷
自在のクランプロッドを前後勤自在に前記取り付け台に
設置したことを特徴とするものである。

以下、本発明による位置決めクランプ装置をフロアプレ
ート上で前後動及び回転運動を行なう機能を具えた取り
付け台に組み込んだ形彫機の一実施例について第２図〜
第８図を参照しながら詳細に説明する。

本実施例の外観を表わす第２図ａに示すように、フロア
プレート１１の上面には、このフロアプレート１１１こ
対して前後方向（図中、左右方向）に移動自在且つ垂直
軸回切こ１８０度回動可能な下部取り付け台１２が設置
されており、更にこの下部取り付け台１２の上面には、
下部取り付け台１２に対して左右方向（図中、紙面に対
して垂直な方向）に移動自在の上部取り付け台１３が設
贋されている。

本実施例では、下部取り付け台１２に固定されるワーク
（被固定部材）１４の取り付け面及び上部取り付け台１
３に固定されるモデル１５の取り付け面をそれぞれ前後
二面ずつ有し、一方の取り付け面でワーク１４の加工中
に他方の取り付け面でワーク１４、モデル１５の着脱作
業を行ない、その段取り時間の短縮を計っているため、
高能率のワーク１４の加工作業を行なうことが可能であ
る。

なお、本発明の位置決めクランプ装置は下部取り付け台
１２及び上部取り付け台１３の各取り付け面にそれぞれ
設置されているため、以下、下部取り付け台１２の一方
の取り付け面に設置されている位置決めクランプ装置に
ついてのみ説明する。ワーク１４及びモデル１５はあら
かじめ一定形状のパレット１６の一定位置に取り付けら
れており、第２図ａ中のＣ−Ｃ矢視を表わす第２図ｃ、
及びそのｍ−ｍ矢視を表わす第３図ａ、更にそのＢ−Ｂ
矢視を表わす第３図ｂに示すように、パレット１６の上
端部に形成した溝部１７に係合するローラ１８は、モー
ター９を駆動源として前後に伸縮動作するパワーシリン
ダ２０のアーム部２１先端にピン２２を介して回転自在
に取り付けられており、パワーシリンダ２０の後端部は
、下部取り付け台１２に間設されたブラケツト２３の回
転ピン２４を支点としてその先端のアーム部２１が上下
に回動自在となるように前記ブラケット２３に支持され
ている。

このパワーシリンダ２０を上下に回動する流体圧シリン
ダ２５は、下部取り付け台１２とパワーシリンダ２０の
後端とにピン止めされており、この流体圧シリンダ２５
とパワーシリンダ２０とを連動させてアーム部２１のロ
ーラ１８をパレット１６の溝部１７に係合し、パレット
１６の上端部を下部取り付け台１２へ引き寄せるように
なっている。なお、前記パワーシリンダ２０の代わりに
単なる流体圧シリンダを使用してもよい。第２図ａの左
側面を表わす第２図ｂ、及びそのＷ−Ｗ矢視、Ｖ−Ｖ矢
視を表わすそれぞれ第４図、第５図に示すように、下端
部が先細りのくさび状断面となったパレット１６のこの
下端部を下部取り付け台１２へ接触させるため、下部取
り付け台１２の下端部には、パレット１６の下端部に接
触してこれを下部取り付け台１２の取り付け面側へ導く
ガイドローラ２６をピン２７により回転自在に支持した
ガイドロッド２８が上下動自在に取り付けられており、
このガイド。

ツド２８は、下部取り付け台１２内に介装された皿ばね
２９とガイドロッド２８の下端にねじ込まれた調整用ナ
ット３０により常時一定量上昇した状態にあるが、皿ば
ね２９のばね力に抗してパレット１６の荷重が負荷する
につれてこのガイドロッド２８が下降するようになって
いる。２８′は回り止め部材である。

更に、パレット１６の下端面に形成された球面座３１に
係合して下部取り付け台１２に対するパレット１６の上
下方向位置決めを行なう上下位置決めピン３２が下部取
り付け台１２の下端部にねじ込まれている。これにより
、下部取り付け台１２に沿って下降するパレット１６の
下端部を上下位置決めピン３２がガイドロッド２８と共
に支持するようになっている。なお、本実施例ではこれ
らガイドロッド２８等や上下位置決めピン３２をそれぞ
れ複数個下部取り付け台１２の下端部に設置している。
第２図ｂ中のけ−の矢視を表わす第６図ａ、及びその左
側面を表わす第６図ｂに示すように、下部取り付け台１
２に保持されるパレット１６の左右方向の位置決めを行
なうために、下部取り付け台１２の一方の側面には、こ
のパレット１６の一方の側面に接触してこのパレット１
６の左右方向の位置決めを行なう基準座（位置決め部材
）３３がボルト３４により下部取り付け台１２と一体の
サポート３５へ取り付けられている。

更に、パレット１６をこの基準座３３側へ移動させるた
め、パレット１６の他方の側面に接触する位置決め用爪
（押圧部村）３６は、カム軸３７へロックナット３８に
より固定されており、外周部にカム溝３９を刻談したカ
ム軸３７は、下部取り付け台１２に固定したスリーブ４
０内を左右方向に糟動及び回転自在に鉄合されている。
スリーブ４０‘こはカム溝３９に係合するガイドピン４
１が突設されており、更にカム軸３７に連結してこれを
左右敷させる流体圧シリンダ４２は「スリーブ４０の端
板４３に支持された状態となっている。なお、カム溝３
９の形状は「 カム軸３７の左右動に伴って位置決め用
爪３６が上向きの状態から９０度回勤したのちパレット
１６の他方の端面に接触してこれを基準座３３側へ押圧
するような形状となっている。第２図ｂ中の血−皿失視
を表わす第７図ａ、その左端部及び左側面を拡大したそ
れぞれ第７図ｂ，ｃに示すように、下部取り付け台１２
にパレット１６を固定するため、パレット１６に刻設し
たＴ溝４４に係合自在となるＴ型のクランプ爪４５を先
端に形成したパレットクランプロツド４６は、下部取り
付け台１２内に固設されたクランプケース４７内を前後
動及び回動自在に接合されており、このパレットクラン
プロッド４６に対してその轍方向にのみ摺動するピニオ
ン４８は、キー４９によってパレットクランプロツド４
６と一体に回動するようになっている。

なお、４６′はプッシュである。ピニオン４８と噛み合
うラック軸６川ま、下部取り付け台１２の一方の側面に
固設された流体圧シリンダ５１に連結しており、この流
体圧シリンダ５１の作動によりラック軸５０が移動して
ピニオン４８と共にパレットクランプロッド４６を回動
するようになっている。パレットクランプロッド４６は
９０度回転することによりクランプ爪４５をＴ溝４４に
対して係合状態と非係合状態とに変えることができるよ
うになっており、このためラック軸５０の移動量を検知
して流体圧シリンダ５１の作動を制御するクランプ検出
用リミットスイッチ５２とアンクランプ検出用リミット
スイッチ５３とがラック軸５０と平行して下部取り付け
台１２の他方の側面に固設されている。クランプ爪４５
が常に下部取り付け台１２内に鉄入しているようにパレ
ットクランプロツド４６を押圧する皿ばね５４は、この
パレットクランプロッド４６と共に前後動する座金５５
とクランプケース４７との間に介装され、パレットクラ
ンプロツド４６と一体のピニオン４８とこの座金５５と
の間には、スラストベアリング５６が取り付けられてい
る。（なお、５４′はばね受けである。）二組のスラス
トベアリング５７，５８とパレットクランプロツド４６
の後端にねじ込まれた締付ナット５９を介してパレット
クランプロツド４６に対して回敷自在となり且つこのパ
レットクランプロッド４６と共にその軸方向に前後動す
るようにクランプケース４７に接続してボルト６０でこ
のクランプケース４７に固定されたシリンダケース６１
内に蕨合されるスライドスリーブ６２は、ピストン板６
３がボルト６４により固定されている。（なお、５７′
はブッシュ、５８′は固定ボルト、６２、′はスベーサ
である）このパレットクランプロッド４６のクラソプ爪
４５をパレット１６のＴ溝４４内へ進出させるため、シ
リンダケース６１には加圧流体が供給される流体室６５
とこの流体室６５に加圧流体を供給する二つの流体接続
孔６６，６７が設けられている。（なお、６６′は端板
である。）第２図ｂ中の皿一皿矢視を表わす第８図に示
すように、パレット１６が下部取り付け台１２へ確実に
クランプされたかどうかを検知するため、下部取り付け
台１２の取り付け面から突出する当てピン６８が前後動
自在に下部取り付け台１２へ懐合されており、この当て
ピン６８の後退を検出するりミットスイッチ６９が下部
取り付け台１２と一体のブラケツト７０１こ固設されて
いる。

一端がこのリミットスイッチ６９に接触すると共に他端
にねじ込んだ調整ねじ７１が当てピン６８の後端に接触
するレバー７２は、ブラケット７０へ回動自在となるよ
うにピン７３によって取り付けられている。なお、７４
は緩衝座で、パレット１６の上端部をアーム部２１によ
って下部取り付け台１２へ引き寄せた際の衝撃防止用と
して機能する。

又、第２図ａに示すように、パレットｉ６の上端部を下
部取り付け台１２へ引き寄せる手段として、パレット１
６の上端部にピン７５を突設すると共にこのピン７５に
係合するフック７６を上部取り付け台１３の上端部へ回
動自在にピン止めしてもよいし「位置決め用爪３６のよ
うな構造を用いてもよい。ワーク１４があらかじめ取り
付けてあるパレット１６をクレーン等で吊り上げて下部
取り付け台１２の前面に運び、該パレット１６の下面を
それぞれのガイドローラ２６上に載せる。

この時、前記パレット１６のガイドローラ俵圧部がくさ
び状としてあるため、その傾斜部がガイドローラ２６と
接し前記パレット１６の下部を下部取り付け台１２の前
面に押し寄せることとなる。該ガイドローラ２６は、前
記パレット１６を下部取り付け台１２に押し寄せると共
にその重量によりガイドロッド２８を皿１まね２９に抗
し榛ませて押し下げる。すると、パレット１６の下部平
担部が上下位暦決めピン３２の頭部に配設してある球面
座３１上に載り、パレット１６の上下方向の位置が決ま
る。ところが、前記パレット１６をガイドローラ２６及
び上下位置決めピン３２上に敷直した時、該パレット１
６が自重やクレーンによる吊り上げ位置等の関係で転倒
モーメントを生じて、前倒しの状態になることがある。

そこで、パレット１６の上部を保持し下部取り付け台１
２に引寄せるために、流体圧シリンダ２５を作動させ、
パワーシリンダ２０及びアーム部２１を上昇させる。次
に、モーター９を駆動させてアーム部２１を伸ばし、先
端のローラー８を突き出す。次に、流体圧シリンダ２５
を作動させてパワーシリンダ２０を下降させ、アーム部
２１をパレット１６の上部に設けてある溝部１７に嫉め
る。次に、パワーシリンダ２０を作動させてアーム部２
１を縮めるとアーム部２１先端のローラ１８が前記パレ
ット１６の溝部１７に引掛り、徐々に該パレット１６を
下部取り付け台１２の垂直な取り付け面に引き寄せ接圧
させる。そこで、前記パレット１６の左右方向の位置を
決めるために流体圧シリンダ４２が作動し、カム軸３７
を移動させると、該カム軸３７はカム溝３９がガイドピ
ン４１に沿い９０度回転する。

これにより位置決め用爪３６が前記パレット１６の押し
込み位置に方向転換し、更に譲位層決め用爪３６が前記
パレット１６の側端面に接し反対面が基準座３３に薮圧
するまで引き寄せ、左右方向の位置決めを行なう。上記
の如く上下方向並びに左右方向の位置決めが完了すると
、クランプ機構が作動し前記パレット１６を固定する。

即ち、パレットクランプロツド４６がスライドスリーブ
６２の作動で前進し、先端のクランプ爪４５が前記パレ
ット１６のＴ溝４４の垂直な筋方向に向ったまま該Ｔ溝
４４内に入る。この時、皿ばね５４は流体圧によりピス
トン板６３、スライドスリーブ６２、スラストベアリン
グ５７，５８、ピニオン４８、スラストベアリンング５
６、座金５５を順に介して押し付けられ榛んでいる。こ
の状態で流体圧シリンダ５１を作動させてラック軸５０
を移動し、ピニオン４８を回転させることによりキー４
９を介してパレットクランプロツド４６が回転する。そ
こで、該パレットクランプロツド４６の先端のクランプ
爪４５はクランプ状態に入り、ピストン板６３を後退さ
せると、該パレットクランプロツド４６の先端のクラン
プ爪４５が前記パレット１６のＴ溝４４に接圧しクラン
プすることとなる。このクランプ力は皿ばね５４の復元
力による荷重と、流体室６５内の流体圧との合成荷重で
あるが、流体圧が低下しても皿ばね５４の荷重だけで十
分クランプ力が保持できるよう設定してある。当てピン
６８は前記パレット１６が前記下部取り付け台１２の取
り付け面に確実に且つ正確に密着して取り付けてあるか
否かを検出するもので取り付け不備による事故を完全に
防止するものである。

なお、上部取り付け台１３においても、上記要領により
日頃次作動を行なうが、本実施例では手動によるフック
７６を配談してあり、これ等の各作動を自動的に且つ連
動して行なう。

このように本発明の位置決めクランプ装置によると、多
種多様の寸法形状を有するモデル及びワーク等をあらか
じめ一定形状を有するパレットに取り付けてあるため、
該パレットを取り付け台に固定する装置が簡素化され、
又、取り付けの自動化が可能となる。

又、モデル及びワーク等を取り付け台に取り付け、取り
外しするために要する段取時間が大幅に短縮でき、又、
作業能率の向上とあいまって大幅なワーク加工コストの
低減が可能となると共にモデル及びワーク等を取り付け
たパレットを取り付け台の所定の位置に位置決めして固
定することが正確且つ迅速に行なうことができ、更に取
り付け、取り外し等の段取り作業の自動化とあいまって
、作業者の疲労の軽減に貢献する所は極めて大きいもの
がある。なお、本装置をパレット搬送装置と連結するこ
とにより、ＮＣ制御を行ない一連の加工ラインの自動化
を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の形彫機の外観を表わす正面図であり、第
２図ａは本発明による位置決めクランプ装置を形彫機の
取り付け台に組み込んだ一実施例の正面図、第２図ｂは
その左側面図、第２図ｃは第２図ａ中のＣ−Ｃ矢視図で
ある。 又、第３図ａは第２図ｃ中のｍ−ｍ矢視図、第３図ｂは
そのＢ−８矢視図であり、第４図、第５図はそれぞれ第
２図ｂ中のＷ−Ｗ矢視図、Ｖ一Ｖ矢視図である。第６図
ａは第２図ｂ中のけ−の矢視図、第６図ｂはその左側面
図であり、第７図ａは第２図ｂ中の肌一肌矢視図、第７
図ｂ，ｃはそれぞれその左端部及び左側面の拡大図であ
る。更に、第８図は第２図ｂ中の肌一肌矢視図である。
図面中、１２は下部取り付け台、１３は上部取り付け台
、１４はワーク、１５はモデル、１６はパレット、１７
はパレットの溝部、１８はローラ、２川まパワーシリン
ダ、２１はアーム部、２６はガイドローラ、２８はガイ
ドロッド、３１は球面座、３２は上下位置決めピン、３
３は基準座、３６は位置決め用爪、３７はカム軸、４２
は流体圧シリンダ、４４はパレットのＴ溝、４５はクラ
ンプ爪、４６はパレットクランプロッド、６５は流体室
、７５はピン、７６はフックである。 精１図第２図（０） 精２図（ｂ） 第２図（Ｃ） 第３図（０） 溝３図（ｂ） 第４図 溝５図 発フ図（Ｑ） 港フ図（ｂ） 精７図（Ｃ） 発６図（０） 精６図（ｂ） 溝８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 取り付け台に固定される被固定部材をあらかじめパ
   レツトの所定位置に取り付け、前記パレツトの下端部が
   前記取り付け台と接触するようにこのパレツトの下端部
   を係止して当該パレツトの上下方向の位置決めを行なう
   パレツト保持部材を前記取り付け台の下端部に設置する
   と共い前記パレツトの上端部に係合してこのパレツトを
   前記取り付け台へ引き寄せる引き爪を具えたアームを少
   なくとも前後動自在に前記取り付け台へ設置し、前記パ
   レツト保持部材に支持された前記パレツトの左右いずれ
   か一方の端面に接触してこのパレツトの左右方向の位置
   決めを行なう位置決め部材を前記取り付け台の左右いず
   れか一方の側に固定すると共に、この位置決め部材へ向
   けて前記パレツトを押圧する押圧部材を前記取り付け台
   の左右いずれか他方の側に前記位置決め部材に対向して
   左右動自在に設置し、更に前記パレツトに係合してこれ
   を前記取り付け台に固定するクランプ爪を具えた回動自
   在のクランプロツドを前後動自在に前記取り付け台に設
   置したことを特徴とする位置決めクランプ装置。