JPS61219553A

JPS61219553A - クランプ確認装置

Info

Publication number: JPS61219553A
Application number: JP5754185A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ayameike; 菖池　俊行; Kenei Nakajima; 中島　賢英; Nobuaki Kamibouji; 上坊寺　信明
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1985-03-23
Filing date: 1985-03-23
Publication date: 1986-09-29
Also published as: JPH0445293B2

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】発明の技術分野本発明は、圧力流体により、クランプ用のアクチュエー
タを作動させてワークをクランプ状態にするためのクラ
ンプ装置に関し、特に上記圧力流体の流量からワークの
クランプ状態を確認するだめの電気的な装置に係る。

従来技術この種のクランプ装置は、例えば、トランスファーマシ
ーンの一加エステーションごとに設けられており、切削
加工や自動組み立てに備えて、ワークを所定の位置で固
定する。この駆動源は、通常クランプ用のアクチュエー
タ、例えば油圧シリンダなどによって構成される。

ところで、その加工ステージョンでの切削加工は、ワー
クのクランプ状態を確認した後に行われる。従来、この
ようなりランプ状態の確認は、油圧シリンダのピストン
ロッドに設けたドグと、クランプ位置に設けられたリミ
ットスイッチなどとによって検出されている。ところが
、ワークの大きさが変化すると、リミットスイッチの取
り付は位置もまた変更しなければならないため、そのと
きの段取り換えに多くの時間が費やされる結果となって
いる。

一方、このようなワークのクランプ状態は、圧力流体の
流量を測定することによって、間接的に確認できる。例
えば特公昭４８−３５１８２号の発明は、流体の流量を
測定することによって、多段式伸縮ブームの長さを表示
するという技術思想を示している。しかし、その発明は
、単にブームの長さを指示するに過ぎないため、この種
のクランプ装置にそのまま応用できない。すなわちクラ
ンプ装置では、アクチュエータのストロークからワーク
の種類を確認あるいは判別し、かつクランプやアンクラ
ンプを確認しながら、その結果に基づいて、次の順次動
作を進める必要があるからである。

発明の目的したがって、本発明の目的は、アクチュエータ駆動用の
圧力流体の流量から、ワークの種類に応じた固有の信号
を得て、この信号からワークのクランプ状態の確認およ
びワークの種類の確認、さらにワークの有無をも同時に
確認できるようにすることである。

発明の構成そこで、本発明は、圧力流体の供給路中に流量計を介在
させ、この流量計の出力としての検出パルスを人力とす
る演算部によって、クランプ用アクチュエータのストロ
ークを間接的に測定し、その測定結果からワークの外形
寸法、つまりワークの種類を確認するようにしている。

また上記演算部の出力信号は、シーケンス制御用の制御
部に送られる。そこで、制御部は、出力信号と、圧力ス
イッチからの圧力信号との間で、アンド条件を取ること
によって、クランプ状態を圧力流体の圧力値から、確認
している。この制御部は、そのクランプ状態の確認の後
に、必要なシーケンス動作を行う。

本発明は、このように、電気的な信号処理の分野で、ク
ランプ状態の確認、ワークの種類の判別などを行ってい
るため、ワークの変更に対し、柔軟に対応でき、フレキ
シブル・マニファクチャリング・システム（ＦＭＳ）に
充分に対応できる。

実施例の構成以下本発明の構成を図面に基づいて具体的に説明する。

本発明は、流体駆動式のクランプ装置１の存在を前提と
している。

このクランプ装置１は、クランプ用アクチュエータとし
て、例えば複数の油圧シリンダ３を備えている。この油
圧シリンダ３は、圧力流体２によって駆動され、そのピ
ストンロッド４と、加工ステージョンに設けられた基準
片５との間で、各種のワーク６ａ、６ｂ、６ｃをはさみ
込んでクランプ状態とする。

上記圧力流体２は、タンク７ａに収容されており、供給
用の配管路８ａ、モータ９ｂによって駆動される圧力流
体源としてのポンプ９ａ、および例えば電磁式の切換弁
１０を経て、それぞれの油圧シリンダ３に供給されて、
また戻り側の配管路８ｂ、切換弁１０を経てタンク７ｂ
に戻る。

そして、本発明のクランプ確認装置１１は、センサー部
１２、演算部１３、および制御部１４を備えている。

上記センサー部１２は、配管路８ａの途中に設けられて
おり、回転式の流量検出器１５、および圧力スイッチ１
６を備えている。上記流量検出器１５は、圧力流体２の
流量をタービンの回転数に変換し、その回転数に比例し
た検出パルスＳ１を発生し、これを上記演算部１３に送
り込む。また圧力スイツチ１６は、確実なりランプに必
要な圧力値を検出し、その時点で電気的な圧力信号Ｓ２
を発生し、上記制御部１４に送り込む。この制御部１４
は、切換弁１０の切換信号Ｓ１を１つの出力としている
。

さらに、上記演算部１３は、第２図に示すように、上記
流量検出器１５に、パルス整形回路１７、分周器１８、
ゲー）１９、およびアップ・ダウン式のカウンタ２０を
順次接続し、さらにこのカウンタ２０にコンパレータ２
１、ディスプレイ２２、およびデジットドライバー２３
を接続するとともに、上記コンパレータ２１の出力端に
、シフトレジスタ２４、メモリ２５、例えばフォトカプ
ラ式のアイソレータ２６を経て制御部１４に達し、また
、表示ランプ３２．３３．３４．３５．３６をそれぞれ
接続した構成となっている。なお、上記分周器１８は、
設定器３７の設定値に基づいて、検出パルスＳ１を所定
の分周比で分周させる。また、上記コンパレータ２１は
、カウンタ２０のカウント信号Ｓ、つまり計数値と、上
記デジットドライバー２３によって駆動されるデジタル
スイッチ２７．２８．２９．３０．３１からの設定値Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅとを比較し、それらと一致するたびに
、シフトレジスタ２４にシフトのための一致信号Ｓ、を
発生する。これらのデジタルスイッチ２７．２８．２９
．３０．３１は、ワーク５ａ。

６ｂ、６Ｃに対応する設定値Ａ、Ｂ、Ｃ、オーバークラ
ンプの設定値Ｄ１アンクランプの設定値Ｅをそれぞれ設
定している。

なお、上記ゲート１９、カウンタ２０およびシフトレジ
スタ２４に、制御部１４からゲート切換信号Ｓ３、クリ
ア信号Ｓ４およびシフト方向切換信号Ｓ５がそれぞれ人
力される。

実施例の作用次ぎに、上記クランプ装置１の動作およびクランプ確認
装置１１の作用を第３図とともに説明する。

最初に制御部１４は、クランプ動作を開始する前に、ク
リア信号Ｓ４によって、カウンタ２０をリセット状態に
設定し、また、ゲート１９にゲート切換信号Ｓ３を送り
込んで、検出パルスＳ、をカウンタ２０のアップ入力端
に入力されるように設定している。一方、油圧シリンダ
３は、そのピストンロッド４を後退させることにより、
ワーク６ａ、６ｂ、６ｃの搬入に備えている。この状態
で、ワーク６ａ、６ｂ、６ｃのうちいずれか、例えば、
ワーク６Ｃがこのステーションに運ばれてきたとき、制
御部１４は、それを公知の手段例えば光電センサなどに
より確認してから、切換信号Ｓ、により切換弁１０を切
り換え、圧力流体２を油圧シリンダ３の一方の内部に供
給する。このとき、複数の油圧シリンダ３は、圧力流体
２の供給量にそれぞれ比例して、そのピストンロッド４
を前進させ、これと基準片５との間でワーク６Ｃをはさ
み込み、クランプ状態とする。このとき、油圧シリンダ
３の他方の内部の圧力流体２は、配管路８ｂからタンク
７ｂの内部に戻る。

この間に、センサー部１２の流量検出器１５は、圧力流
体２の供給量に比例した検出パルスＳ、を発生し、演算
部１３のパルス整形回路１７に送り込んでいる。この検
出パルスＳ、は、パルス整形回路１７で波形整形された
後、分周器１８によって、予め設定された分周比１／ｎ
で分周され、ゲート１９に入力される。

そこで、カウンタ２０は、分周後の検出パルスＳ１を計
数し、これを計数値、つまりカウント信号Ｓ６として、
コンパレータ２・１、ディスプレイ２２、デジットドラ
イバー２３に送り込んでいる。

ここで、上記ディスプレイ２２は、カウンタ２０の計数
値を外部から読み取れるようにしている。

この計数値は、油圧シリンダ３のストロークと対応し、
それを直読できる状態で表示する。一方、デジットドラ
イバー２３は、その計数値に応じて、デジタルスイッチ
２７．２８．２９．３０．３１の出力をコンパレータ２
１の一方の入力端に順次送り込む。

そこでコンパレータ２１は、カウンタ２０からの計数値
と、設定値Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅとを比較し、それらの一
致時に、１つのパルスの一致信号Ｓ、を発生し、シフト
レジスタ２４に送り込んでいる。このシフトレジスタ２
４は、シフト切換信号Ｓ、の“Ｈ”レベルによって、ク
ランプ時には一方の方向にシフトし、またアンクランプ
時には、これと逆の方向に出力信号ｓ８を順次出力して
いく。そして、この出力信号Ｓ、は、停電時に備えメモ
リ２５に−たん格納されてから、アイソレータ２６を経
て、制御部１４に送り込まれる。同時に、この出力信号
Ｓ８は、設定値Ａ、Ｂ、Ｃと対応して、“Ｈ”レベルに
変化し、表示ランプ３２．３３．３４．３５．３６を点
灯することによって、油圧シリンダ３のストロークの完
了およびワーク６ａ、６ｂ、６Ｃの種別を外部から確認
できる状態に設定している。

今の説明の場合、クランプ対象がワーク６ｃであるため
、これよりも大きなワーク６ａ、６ｂに対応する信号が
出力された後に、ワーク６ｃに対応する“Ｈ”レベルの
シフトパルスＳ８が出力される。このようにして、油圧
シリンダ３のピストンロッド４がワーク６ｃに接すると
、ピストンロッド４はそれ以上前進できないことになる
。

この状態でも、ポンプ９ａおよびモータ９ｂによって、
圧力流体２が油圧シリンダ３の内部に供給されるため、
その圧力流体２の圧力値は、次第に高まっていく。この
圧力値が所定のクランプ力に対応する圧力値になった時
点で、圧力スイッチ１６は、その圧力を検出し、圧力信
号Ｓ２を制御部１４に送り込む。

そこで、制御部１４は、ワーク６ｃに対応する“Ｈ”レ
ベルの出力信号Ｓ、を一方の入力条件とし、また、この
圧力スイツチ１６からの圧力信号Ｓ２を他方の条件とし
、両者の間で、アンド条件を取ることにより、所定のワ
ーク６ｃの正常なりランプ状態を確認した後、切換弁１
０に切換信号Ｓ９を送ることによって、クランプ動作を
完了させる。

なお、油圧シリンダ３が何らかの原因で必要以上に前進
したときは、オーバークランプの設定値りに対応して”
Ｈ”レベルの出力信号Ｓ８が現れるため、これによって
ワークの不存在が確認できることになる。

このようなりランプ状態で、ワーク６ｃに必要な加工が
施される。この機械加工が終了した時点で、制御部１４
は、ゲート切換信号Ｓ３およびシフト方向切り換え信号
Ｓ５のレベルを変化させることによって、カウンタ２０
をダウンカウントの方向に設定し、またシフトレジスタ
２４のシフト方向を反転させた後、切換弁１０を操作し
、圧力流体２を油圧シリンダ３の他方の内部に送り込み
、ピストンロッド４を後退方向に付勢する。このとき、
クランプ時に流入した圧力流体２は、再び流量計１２を
通って、タンク７ｂに戻る。このため、シフトレジスタ
２４は、前記の場合と逆に設定値り、Ｃ，Ｂ、Ａ、Ｅに
対応する出力信号Ｓ８を順次出力していく。そこで、制
御部１４は、アンクランプの設定値Ｅに対応する出力信
号Ｓ、を入力した時点で、アンクランプ状態を確認し、
次の順次制御に必要な動作を進めていく。

なお流量検出器１５の種類の変更によって、単位流量に
対する発生パルスが変化したとき、分周器１８の分周比
１　／　ｎを適当な値に設定することによって、この流
量計１２、演算部１３が、全てのものに共通に用いられ
る。

発明の変形例上記実施例は、アクチュエータとして、油圧シリンダ３
を用いているが、このアクチュエータは、他のもの、例
えば油圧モータなどであってもよい。

また演算部１３の内部のディスプレイ２２、メモリ２５
、アイソレータ２６などは、必要に応じて省略すること
もできる。また上記実施例は、出力信号Ｓ８と圧力信号
Ｓ２とのアンド条件を制御部１４で取っているが、この
ようなアンド条件の確認は、演算部１３の内部で、ある
いは別設のシーケンサ−などにより行ってもよい。

発明の効果本発明では、下記の特有の効果が得られる。

まず、大きさの異なるワークに対応したクランプ、アン
クランプおよびオーバークランプの位置が予めスイッチ
ング操作により任意に設定できる。

また異なるワークに対応したクランプ完了の確認がリミ
ットスイッチやドグを取付は具側のアクチュエータにそ
れぞれ設けることなくでき、しかもその調整が作業の容
易な場所に設置できる。

また、演算部がクランプ用アクチュエータの出力に応じ
た固有の出力信号を発生するため、その出力信号からワ
ークの種類（ワークのクランプ寸法）が確認できる。し
たがって、例えば各種のワークがランダムに搬入されて
きても、ワークの種類が自動的に検出でき、その検出内
容に応じてその後の加工に対応できる。

また、実施例のように、センサー部の内部に圧力スイフ
チが組み込まれ、また演算部の内部に分周器、アップダ
ウン式のカウンタなどが組み込まれると、下記のような
効果が得られる。

すなわち、分周器によって、検出パルスの分周比を適当
に設定できるから、単位流量に対する発生パルス数の異
なる流量検出器に対応でき、また必要に応じて温度や配
管系のたわみなどによる誤差補正が分周比の変更により
可能となる。またカウンタがその都度リセットされるた
め、累積誤差が防止できる。

さらに、設定値がワークの種類の他、オーバークランプ
、アンクランプなどに対応して設定されると、ワークの
不存在の確認や、アンクランプの状態などが電気的に確
認できるため、演算部がそれらの情報を入力として、必
要な次のステップを確認しながら、順次正確に進められ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クランプ装置および本発明のクランプ確認装
置の配管系および電気系のブロック線図、第２図は演算
部のブロック線図、第３図は動作時のタイムチャート図
である。１・・クランプ装置、２・・圧力流体、３・・油圧シリ
ンダ、６ａ、６ｂ、６Ｃ，、、ｔノーク、８ａ、８ｂ・
・配管路、９ａ・・ポンプ、９ｂ・・モータ、１０・・
切換弁、１１・・クランプ確認装置、１２・・センサー
部、１３・・演算部、１４・・制御部、１５・・流量検
出器、１６・・圧力スイフチ、１８・・分周器、２０・
・カウンタ、２１・・コンパレータ、２４・・シフトレ
ジスタ。も　　も　　π　　￥　　− １−！Ａ代聰電Ｇ手続補正書（自船昭和６０年４　月２３日特許庁長官　　志　賀　　学　殿１、事件の表示昭和６０年特　許　願第０５７５４１号２、発明の名称クランプ確認装置３、補正をする者事件との関係　　特許出廓人住　所　　東京都港区浜松町２丁目４番１号名　称　　
　株式会社　日　平　ト　ヤ　マ代表者松本勝周４、代理人の１６０住　所　　東京都新宿区新宿２丁目８番１号新宿セブン
ビル７０８号なし６、？ｉｌｉ正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄、図面７、補正の内容（１）図面「第１図」を別紙の通り訂正する。（２）明細書第７頁第２行ｒｓｉＪを「Ｓ？」に訂正す
る。（３）明細書第７頁第１８行ｒｓｂＪを「Ｓ６」に訂正
する。（４）明細書第１１頁第１５行「シフＩ・パルス」を「
出力信号」に訂正する。（５）明細書第１２頁第１９行「クランプ状態で」を「
正常なりランプ状態で」に訂正する。（６）明細書第１３頁第８〜９行、同頁第１９行「流量
計」を１センサー部」に訂正する。（７）明細書第１３頁第１６行「流量検出器１５」を「
流量検出器１５やワーク６ａ、６ｂ、６Ｃ」に訂正する
。以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧力流体源からの圧力流体によりクランプ用のア
クチュエータを作動させるとともに、その圧力流体の供
給側の配管路中に介在する切換弁の切り換えにより、上
記アクチュエータでワークをクランプ状態、アンクラン
プ状態とするクランプ装置において、上記配管路中に設
けられ圧力流体の流量に応じて検出パルスを発生するセ
ンサー部と、このセンサー部の検出パルスを入力として
上記アクチュエータのクランプ位置に応じた固有の出力
信号を発生する演算部とを具備することを特徴とするク
ランプ確認装置。
（２）上記演算部は、センサー部の検出パルスを所定の
パルス数に分周する分周器と、クランプ動作およびアン
クランプ動作に応じて、上記分周器からのパルス数を計
数するカウンタと、このカウンタの計数値と予め入力さ
れているクランプ位置設定用の設定値とを比較してそれ
らの一致時に一致信号を発生するコンパレータと、この
コンパレータからの一致信号に応じて出力信号の位置を
順次変位させながら固有の出力信号を発生するシフトレ
ジスタとを具備することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のクランプ確認装置。
（３）上記センサー部は、クランプ時の圧力を検出する
ための圧力スイッチを内蔵することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のクランプ確認装置。