JPS61241039A

JPS61241039A - クランプ確認装置

Info

Publication number: JPS61241039A
Application number: JP60081894A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ayameike; 菖池　俊行; Kenei Nakajima; 中島　賢英; Nobuaki Jiyoubouji; 上坊寺　信明
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1985-04-16
Publication date: 1986-10-27
Also published as: US4748570A

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た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、アクチェ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入力とす
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外部
シーケンサ−に送られる。そこで、外部シーケンサ−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。この外部シーケンサ−
は、そのクランプ状態の確認の後に、他の装置、例えば
加工機やトランスファ装、置に対して、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、および外部シーケンサ−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
流量を例えば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ＳＩを発生し、これを上記演算部１
３に送り込む。

また圧力スイッチ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Ｓｔを発生し
、上記外部シーケンサ−１４に送り込む。この外部シー
ケンサ−１４は、切換弁１０の切換信号Ｓ、を１つの出
力としている。なお、制御部３７は、外部シーケンサ−
１４からの指令信号ＳＩ０を入力として、演算部１３に
ゲート切換信号３３％クリア信号Ｓ４およびシフト方向
切換信号Ｓ、を送り込む。

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、
ゲート１９、およびアンプ・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、例えばフォトカブ
ラ式のアイソレータ２６を経て外部シーケンサ−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３８の設定値に基づいて、検出パルスＳ
ｌ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Ｓｂ、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，ＤＳＥとを
比較し、それらと−敗するたびに、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６ａ、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Ｄ、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３７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Ｓ、がそれぞれ入
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。

最初に外部シーケンサ−１４は、クランプ動作を開始す
る前に制御部３７を作動させ、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Ｓ。

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、外部シーケンサ−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Ｓ９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
クランプ時に、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ＳＩ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Ｓ、を計
赦し、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２１、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Ｓ、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、外部シーケンサ−１４に送り込まれる。同時に、こ
の出力信号Ｓ、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
シフトパルスによる出力信号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を外部シーケンサ−１４に送り込む。

そこで、外部シーケンサ−１４は、ワーク６ｃに対応す
る“Ｈ”レベルの出力信号Ｓ８を一方の入力条件とし、
また、この圧力スイッチ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１０に切換信号Ｓ、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Ｓ１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。

このような正常なりランプ状態で、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、外部
シーケンサ−は、指令信号ＳＩＯによって、制御部３７
の出力、つまりゲート切換信号Ｓ’、およびシフト方向
切換信号Ｓ、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１
０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、ピストンロフト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、再びセ
ンサー部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Ｓ、を順次出力してい
く。そこで、外部シーケンサ−１４は、アンクランプの
設定値已に対応する出力信号Ｓ８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やワーク６１．６ｂ、６ｃ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、このセンサー部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ＩＪ２
５、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。

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共倒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ッ
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、演算部および外部シーケンサ−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・・・ワーク、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・・外部シーケンサ−１１５・
・流量検出器、１６・・圧力スイッチ、１８・・分周器
、２０・・カウンタ、２１・・コンパレータ、２４・・
シフトレジスタ、３７・・制御部。図面の浄書（内容に変更なし）第７図第３図捜出ノぐルス　５．　　　　　　−−−−＝−−−−−
−−−””手続補正書帽釦昭和６０年０５月１３日特許庁長官　　志　賀　　学　殿１、事件の表示昭和６０年特　許　間第０８１８９４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　　特許出願人住　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　マ代表者松本謄周４、代理人住　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６、補正の対象図面凶ｌ１１］七刀ＩＩ　Ｂの逼り香−セリ−る。

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、この演算部からの出力信号に
応じて上記切換弁の切り換えを制御する外部シーケンサ
ー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。
（４）上記外部シーケンサーは、演算部からの出力信号
と、圧力スイッチからの圧力信号とをアンド条件として
、切換弁の切換信号を発生することを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載のクランプ確認装置。