JPS639937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パレツト方式によりワークパレツト
に固定したワークを加工する場合における、工作
機械の不良加工防止方法とその装置に関し、機械
加工中にワークパレツトの油圧式ワーククランプ
から圧油がリークした場合に、その油圧低下を検
出して工作機械の切削駆動を緊急停止させること
によつて、工作機械の損傷及び不良加工を防止す
ることを目的とする。

最新のマシニングセンタは、ワークパレツトを
パレツト交換装置で自動交換することにより、ワ
ークの自動交換をすることが出来るものも多い。

この場合、ワークパレツトとしては、台盤の表
面に多数の螺孔を縦横に穿設し、ボルト等でワー
クをワークパレツトに固定する構造のものが用い
られている。

仮に、ワークパレツトに油圧式ワーククランプ
を用いると、圧油リーク対策として油圧ホースを
接続した状態で、ワークパレツトを搬送すること
が必要となるが、この方法は実用性に乏しい。

そこで、ワーククランプの油路を閉止弁で遮断
して油圧ホースを取外し、油圧の補給なしにワー
クの加工を行なうことも考えられる。

この場合でも、閉止弁やその他継手個所からの
圧油のリークは避けられないので、ワーククラン
プの油圧低下を来たし、加工中にワークが位置ズ
レを起し、多数のワークを次々と不良加工してし
まうばかりでなく、切削工具を損傷し、機械を痛
めることになる。

本発明は、上記の問題を解決する為、ワークパ
レツト側の油圧検出用アクチユエータで、油圧低
下時に工作機械のテーブル側のリミツトスイツチ
を検出作動させ、この検出信号に基づき切削駆動
を停止するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

工作機械の不良加工防止装置の主実施例を第１
図乃至第７図に示す。

第１図は平面図、第２図はワークパレツトの平
面図である。NC立型工作機械Ｍの前側に旋回式
の交換装置Ｔが配設され、交換装置Ｔ上のワーク
準備部ＸでワークパレツトＰに多数のワークＷを
準備し、交換装置Ｔを半回転水平旋回させてワー
クパレツトＰをパレツト受渡し部Ｙに移し、そこ
から搬送レール３により、工作機械Ｍのテーブル
１上に固定された補助テーブル１Ａ上に移送後、
ワークパレツトＰを位置決め装置７で位置決め
し、固定装置６で固定する。ワークＷの加工完了
後、ワークパレツトＰをパレツト受渡し部Ｙを経
てワーク準備部Ｘに移送し、加工済みワークＷを
取外し、未加工ワークＷをセツトする。

ワークパレツトＰは、その台盤２の下面側の角
溝内にバネで弾性支持された走行輪を有し、この
走行輪で走行する。図中符号４は走行案内具であ
つて、ワークパレツトＰの台盤２の下面の溝に嵌
入し、ワークパレツトＰの方左右向へのズレを防
ぐ。

位置決め装置７の油圧シリンダのピストンロツ
ドである合栓が台盤２下面の嵌合穴に嵌入してワ
ークパレツトＰを正確に位置決めするようになつ
ている。

また、ワークパレツトＰが補助テーブル１Ａ上
を移動する際、固定装置６のクランプ腕の頂部の
Ｔ形クランプ爪が台盤２下面のＴ溝内に遊嵌して
移動し、ワークパレツトＰを位置決め後、油圧シ
リンダのピストンロツドからなるクランプ腕を下
方に引き下げてワークパレツトＰを補助テーブル
１Ａ上の６個所の支持台５上に固定する。

ワクパレツトＰは、鋼製厚盤の台盤２、その上
面中央部の基準受枠８及び基準受枠８の前後のワ
ーク押枠９等からなり、ワーク押枠９に組込んだ
油圧式ワーククランプＣでワークＷを基準受枠８
の前後両側のワーク受面８ａに押圧して固定する
ようになつている。

基準受枠８の両側にワークＷを配置して対称に
押圧するのが望ましく、又そうでない場合にも基
準受枠８が捩れたり横倒し状に変形することのな
いように、その基部８ｂを台盤２の嵌合溝２Ａに
密嵌し、かつ、固定ボルト８ｃで台盤２に固定し
てある。

また、符号１０は嵌脱自在のワーク左右方向位
置決め具であつて、一定間隔おきに基準受枠８に
嵌合されている。

そして、各ワークＷはワーク受面８ａで前後方
向の位置が、また位置決め具１０で左右方向の位
置が高精度に決定されるようになつている。

ワーク押枠９は、台盤２上面に凹設されたＴ溝
１１を介してワークＷの大小に応じて前後方向に
移設自在に固定されるが、油圧シリンダ（図示
略）等の手段でワーク押枠９を前後に進退させる
ようにしてもよい。

押圧式ワーククランプＣは各ワーク押枠９に一
定間隔おきにワーク受面８ａ側に向けて付設さ
れ、その各油圧シリンダ１２のピストンロツド１
３の先端部の球面座にクランプ具１４が球面接当
して揺動できるようになつている。即ち、ピスト
ンロツド１３の先端の連結ボルト１５とクランプ
具１４との間に介装した弾性体１６の弾撥力で上
記球面接当部が隙間なく接当し、切削屑などが噛
み込まないようになつている。

尚、油圧シリンダ１２の軸心を先端下りに僅か
に傾斜させることにより、下向きの押え力をも発
生させてワークＷの浮上を防ぐ。

ここで、機械加工の際、切削工具からワークＷ
に作用する力でクランプ具１４が回動するのを防
ぐ為に、細長い鋼板からなる回動防止板１７を複
数のクランプ具１４に亘つてワークＷとクランプ
具１４との間に介装するのが望ましい。

更に、符号１８はワークＷを底上げ支持する為
の高さ調整具であり、ワークＷの形状・寸法に応
じて適宜取換える。

次に、上記油圧式ワーククランプＣに圧油を給
排の為の可逆式閉止弁Ｖ等について説明する。

油圧式ワーククランプＣの油圧シリンダ１２の
クランプ油室１２ａを連通接続する油路１９が各
ワーク押枠９内に透設され、各油路１９の一端部
が可逆式閉止弁Ｖの２次ポート２０に油圧ホース
１９Ａを用いて接続される。

上記可逆式閉止弁Ｖは台盤２の側端面にボルト
で固設され、その弁箱Ｖ１の外面に臨ませて閉止
弁Ｖの１次ポート２１に連通する圧油給排口２２
がセルフシールカツプリングの一方の接続口とし
て形成され、この圧油給排口２２に交換装置Ｔ側
の油圧供給装置Ｈの油圧ホースのセルフシールカ
ツプリングの他方の接続口の圧油供給口２３が着
脱自在になつている。

ここで、油圧系統を第７図により説明する。

交換装置Ｔの油圧供給装置Ｈは、空圧供給源Ｎ
からの圧搾空気を各減圧弁２４Ａ，２４Ｂ，２４
Ｃで択一的に減圧することにより、３通りの圧力
レベル（例えば1.0、3.0、5.0Kg／cm²Ｇ）の圧搾空
気を空圧駆動式の油圧ポンプ２５に供給可能に
し、各々に応じた圧油を発生させる。

但し、上記３種の減圧弁２４Ａ，２４Ｂ，２４
Ｃに代えて可変式の減圧弁で無段階に減圧できる
ようにしてもよい。

ワークＷの材質・形状等に応じて油圧シリンダ
１２へ供給する油圧を適宜設定するが、低圧圧油
で仮締めしてワークＷを正確に位置決め後、それ
よりも高圧の圧油で本締めすることになる。

圧油は圧油供給口２３・圧油給排口２２・閉止
弁Ｖ及び油路１９を経て油圧式ワーククランプＣ
の各クランプ油室１２ａに供給される。

尚、符号２７は油圧異常低下検出用アクチユエ
ータであり、符号２８は油圧低下時にその油圧速
度を小さくする為のピストン形アキユムレータで
あり、台盤２内に透設されたシリンダ孔にピスト
ンを装着した構造である。

上記の如く、交換装置Ｔ上のワーク準備部Ｘに
あるワークパレツトＰに圧油を供給してワークＷ
をクランプの後、圧油給排口２２から圧油供給口
２３を取外した状態で、交換装置Ｔを180度旋回
させてワークパレツトＰをワーク受渡し部Ｙに移
動させ、ワークパレツトＰだけを工作機械Ｍのテ
ーブル１Ａ，１上に搬入・固定しワークＷの機械
加工を行なう。

NC制御により機械加工中に油圧式ワーククラ
ンプＣの油圧系から圧油がリークすると、切削工
具を損傷し、ワークを次々と不良加工するような
事態を招くので、この圧油のリークを防ぐ為に、
独自に開発した特殊な圧油リークの全くない可逆
式の閉止弁Ｖを用いると共に、仮に圧油がリーク
し始めても油圧低下が急速に進行しないようにピ
ストン形アキユムレータ２８を設けてある。

仮に、何らかの油圧系の故障で油圧シリンダ１
２のクランプ油室１２ａ及び油路１９中の油圧が
設定圧未満になつたときには油圧異常低下検出用
アクチユエータ２７でテーブル１，１Ａ側のリミ
ツトスイツチＳを検出作動させ、その検出信号を
工作機械Ｍの制御装置の緊急停止回路に入力し
て、切削駆動を緊急停止させるとともに、上記検
出信号を警報回路に入力して警報を発し、又警報
ランプを発光させる。

尚、符号２６は圧抜き用の弁である。

第４図〜第６図に示すように、閉止弁Ｖの弁箱
Ｖ１の内部の弁室２９内にシート形弁体３０が摺
動自在に内装され、閉弁バネ３１で弁座３２に押
圧付勢され、その１次ポート２１に臨ませた開止
棒３３の先端部を弁体３０に近接又は接当させ、
他端部を操作軸３４のカム面３５に接当させ、操
作杆３６を下方へ切換えることにより、カム面３
５を介して開弁棒３３を押圧して開弁操作する。

弁体３０の弁面３０ａは耐摩耗性に優れる合成
樹脂製の還状体３７で形成され、また弁座３２は
弁室２９の内方へ環状に突出させた構造であり、
これら弁面３０ａと弁座３２とで高圧の圧油を完
全に遮断できるように構成されている。

この閉止弁Ｖの２次ポート２０には各ワーク押
枠９の油路１９に連通する油圧ホース１９Ａが接
続されるが、第５図に示すように、微細異物をも
除去するフイルター３８を口金３９の先端で押え
込んで装着するとともに、圧油給排口２２側にも
同様のフイルターを設けて異物の侵入を防止し、
上記閉止弁Ｖの遮断を完全にする。但し、閉止弁
Ｖとして上記のものに限定されず、各種構造の可
逆式閉止弁を用いることができる。

油圧異常低下検出用アクチユエータ２７の外筒
体４０は弁箱Ｖ１の先端に螺合される。

図中符号４１は油圧検出油室、４２は小プラン
ジヤ、４３は検出作動子、４４は圧力設定バネ、
４６はバネ力調整具である。

検出作動子４３は、第４図中実線の正常油圧検
出位置とその鍔部４３ａが弁箱Ｖ１の端面に接当
する異常油圧検出位置とに切換え可能である。

即ち、油圧油室４１の圧油が設定圧以上のとき
には、その油圧力で小プランジヤ４２を介して検
出作動子４３を押し、バネ力に抗して検出作動子
４３を正常油圧検出位置に押圧し、又検出油室４
１の圧油が設定圧未満に低下したときには、油圧
力に抗してバネ力で検出作動子４３を異常油圧検
出位置に押圧する。

但し、正常油圧検出位置に於いて、第４図のよ
うに、油圧力とバネ力とが均衡して鍔部４３ａが
受止部５１から離れていてもよく、又油圧力がバ
ネ力よりも大きく、鍔部４３ａが受止部５１に接
当してもよい。

ワークパレツトＰを補助テーブル１Ａ上に固定
した状態で、リミツトスイツチＳの検出部４５が
上記アクチユエータ２７の検出作動部４３の作動
部４３ｂに対向するように、リミツトスイツチＳ
がテーブル支持枠５２に固設されている。

各ワークパレツトＰをテーブル１，１Ａ上に固
定したときに、どのワークパレツトＰに対して
も、距離Ａが正確に設定されるようにするため、
リミツトスイツチＳをバネ５４で付勢する。尚、
リミツトスイツチＳは接触型のものに限らず、非
接触形のものでもよい。

ここで、検出作動子４３は、油圧検出油室４１
の油圧が設定圧未満に低下したときに、正常油圧
検出位置から異常油圧検出位置に切換えられる
が、ワークＷに応じて設定圧を大小調節する必要
がある。この為、外筒体４０に螺合しているバネ
力調整具４６を進退調節してバネ力を調節するこ
とが出来、これをバネ力表示目盛４７に表示でき
る。

尚、符号４６ａはスパナ掛け部である。

更に、バネ４８ａで付勢された回動規制具４８
をバネ力調整具４６の例えば円周６等分位置の縦
溝に嵌合させてバネ力調整具４６の回動を軽くロ
ツクしてある。

また、符号４９は透明合成樹脂製の表示窓で、
ここに検出作動子４３の指示針５０を臨ませるこ
とにより、外部から検出作動子４３の位置を視認
できるようになつている。

上記装置による工作機械Ｍの不良加工防止方法
は、次のような手順となる。

先ず、ワーククランプ工程として、ワークパレ
ツトＰにワークＷを準備するワーク準備部Ｘで、
油圧供給装置Ｈの圧油供給口２２をワークパレツ
トＰの圧油給排口２３に接続し、閉止弁Ｖを経て
油圧式ワーククランプＣに圧油を圧入してワーク
ＷをワークパレツトＰに固定後、閉止弁Ｖを閉じ
てワーククランプＣに圧油を保持した状態で、圧
油給排口２２から圧油供給口２３を取外す。

次の搬送兼固定工程では、ワークパレツトＰを
ワーク準備部Ｘからテーブル１，１Ａの前側のパ
レツト受渡し部Ｙへ交換装置Ｔに載せて搬送後、
このワークパレツトＰをパレツト受渡し部Ｙから
テーブル１，１Ａ上に移送して固定する。次の油
圧異常低下検出兼緊急停止工程では、ワークＷの
切削加工中に、ワーククランプＣの油圧が設定圧
未満に低下したときに、ワークパレツトＰのアク
チユエータ２７を介してテーブル１，１Ａ側のリ
ミツトスイツチＳを検出作動させ、この検出信号
に基づいて工作機械Ｍの切削駆動を緊急停止させ
る。

ここで、上記実施例の一部を次のように変形す
ることができる。

(1) 油圧異常低下検出用アクチユエータ２７は、
上記の他に、各々第８図、第９図、第１０図に
示すような構造でもよく、油圧検出油室４１を
閉止弁Ｖの２次ポート２０に配管などで接続す
るものとする。

(2) 第１１図に示すように、遠隔操作により工場
内を走行する搬送台車からなる交換装置Ｔと
し、工場内の一区に設けたワーク準備部でワー
クパレツトＰにワークＷを着脱し、油圧ホース
を取外した状態で、ワークパレツトＰを自由に
移送する。

更に、交換装置Ｔにはパレツト押引装置ｄを
付設し、ワークパレツトＰを補助テーブル１Ａ
上からパレツト受渡し部Ｙへ、又はパレツト受
渡し部Ｙから補助テーブル１Ａ上へ自動的に載
換え可能にし、ワークＷの切削加工中に油圧低
下してリミツトスイツチＳの検出信号に基づき
切削駆動を停止したときに、上記交換装置Ｔを
工作機械Ｍの前側に移動させ、圧油リークのあ
つたパレツトＰを自動的に搬出し、別のパレツ
トＰを搬入・固定する。

本発明は、上記のように構成されるので、次の
効果を奏する。

Ａ ワークパレツトに固定したワークを切削加工
中に、ワーククランプの油圧がリークして設定
圧未満に低下したときに、アクチユエータを介
してリミツトスイツチで検出し、この検出信号
に基づき工作機械の切削駆動を停止するので、
切削工具を損傷したり、機械に過負荷をかけた
りすることがなく、ワークのクランプが緩んだ
状態で加工し続けることによりワークを次々と
不良加工することもない。

Ｂ 上記のように、圧油リークに対する対策が十
分なものとなるので、ワークパレツトのワーク
クランプに圧油を圧入後閉止弁で遮断状態を保
ち、油圧供給装置から分離して自由に搬送し、
ワークの加工に供することが出来る。

従つて、ワークパレツトにワークを準備する
ワーク準備部を工作機械の近くに配置する必要
もなくなり、工場レイアウト上の自由度が大き
くなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は平面
図、第２図はワークパレツトの平面図、第３図は
油圧式ワーククランプの部分を示す要部縦断側面
図、第４図可逆式閉止弁とアクチユエータの縦断
側面図、第５図は第４図Ｂ部拡大図、第６図は表
示窓の部分の平面図、第７図は油圧系統図、第８
図・第９図・第１０図は各々アクチユエータの変
形例の縦断側面図、第１１図は別変形例の第１図
相当部分図である。 Ｍ……工作機械、Ｐ……ワークパレツト、Ｗ…
…ワーク、Ｔ……交換装置、Ｘ……ワーク準備
部、Ｙ……パレツト受渡し部、Ｈ……油圧供給装
置、Ｃ……油圧式ワーククランプ、Ｖ……可逆式
閉止弁、Ｓ……リミツトスイツチ、１……テーブ
ル、１Ａ……補助テーブル、６……固定装置、１
２ａ……クランプ油室、１４……クランプ具、１
９……油路、２０……２次ポート、２１……１次
ポート、２２……圧油給排口、２３……圧油供給
口、２７……油圧異常低下検出用アクチユエー
タ、４１……油圧検出油室、４３……検出作動
子、４３ｂ……作動部、４４……圧力設定バネ、
４５……検出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作機械Ｍの前側にパレツト受渡し部Ｙを配
   設し、パレツト受渡し部Ｙと異なる所にワーク準
   備部Ｘを配設し、ワーク準備部Ｘには油圧供給装
   置Ｈを設け、ワークパレツトＰをワーク準備部Ｘ
   と工作機械Ｍのテーブル１，１Ａとの間でパレツ
   ト受渡し部Ｙを介して移送可能にし、ワークパレ
   ツトＰは上記油圧供給装置Ｈからの圧油を圧油給
   排口２２に受け入れ可逆式閉止弁Ｖを経て油圧式
   ワーククランプＣと油圧異常低下検出用アクチユ
   エータ２７とに供給して、油圧式ワーククランプ
   Ｃをクランプ作動させるとともに、油圧異常低下
   検出用アクチユエータ２７を作動させるように構
   成した装置を用い、下記の工程(イ)乃至(ハ)からなる
   工作機械の不良加工防止方法。 (イ) ワークパレツトＰにワークＷを着脱する為の
   ワーク準備部Ｘで、油圧供給装置Ｈの圧油供給
   口２３をワークパレツトＰの圧油給排口２２に
   接続し、ワークパレツトＰの可逆式閉止弁Ｖを
   経て油圧式ワーククランプＣに圧油を圧入して
   ワークＷをワークパレツトＰに固定し、上記圧
   油の圧入後可逆式閉止弁Ｖを閉じてワーククラ
   ンプＣに圧油を保持した状態で、圧油給排口２
   ２から圧油供給口２３を取外すワーククランプ
   工程 (ロ) 上記ワークパレツトＰをワーク準備部Ｘから
   工作機械Ｍのテーブル１，１Ａの前側のパレツ
   ト受渡し部Ｙへ交換装置Ｔに載せて排送し、こ
   のワークパレツトＰをパレツト受渡し部Ｙから
   テープル１，１Ａ上へ移送して固定し、ワーク
   パレツトＰの油圧異常低下検出用アクチユエー
   タ２７の作動部４３ｂをテーブル１，１Ａ側の
   リミツトスイツチＳの検出部４５に臨ませる搬
   送兼固定工程 (ハ) ワークＷの切削加工中に、ワーククランプＣ
   の油圧が設定圧未満に低下したときにワークパ
   レツトＰの油圧異常低下検出用アクチユエータ
   ２７を介してテーブル１，１Ａ側のリミツトス
   イツチＳを検出作動させ、この検出信号に基づ
   いて工作機械Ｍの切削駆動を緊急停止させる油
   圧異常低下検出兼緊急停止工程 ２ 工作機械Ｍの前側にワークパレツトＰの交換
   装置Ｔを位置させ、工作機械Ｍのテーブル１，１
   Ａ上に固定装置６で固定したワークパレツトＰ
   を、該固定装置６による固定を解除した状態で、
   交換装置Ｔ上に載せ換え可能に構成するととも
   に、交換装置Ｔ上に準備したワークパレツトＰを
   工作機械Ｍのテーブル１，１Ａ上に載せ換えて固
   定装置６で固定可能に構成し、ワークパレツトＰ
   には複数の油圧式ワーククランプＣと可逆式閉止
   弁Ｖと油圧異常低下検出用アクチユエータ２７を
   設け、各ワーククランプＣのクランプ油室１２ａ
   と油圧異常低下検出用アクチユエータ２７の油圧
   検出油室４１とを前記閉止弁Ｖの２次ポート２０
   に油路１９で連通し、ワーククランプＣはクラン
   プ油室１２ａに圧油が供給された状態ではクラン
   プ具１４でワークＷを固定するように構成し、閉
   止弁Ｖの１次ポート２１側の圧油給排口２２に油
   圧供給装置Ｈの圧油供給口２３を着脱可能にし、
   油圧供給装置Ｈの油圧を圧油給排口２２から閉止
   弁Ｖを経て油路１９・クランプ油室１２ａ・油圧
   検出油室４１に圧入した状態で、閉止弁Ｖを閉弁
   姿勢に保持することにより、圧油給排口２２から
   圧油供給口２３を取外した状態でも、クランプ油
   室１２ａ及び油圧検出油室４１を供給された油圧
   に保持するように構成し、油圧異常低下検出用ア
   クチユエータ２７の検出作動子４３は正常油圧検
   出位置と異常油圧検出位置とに切換可能にすると
   ともに、油圧検出油室４１の油圧が設定圧以上の
   状態ではその油圧力で圧力設定バネ４４のバネ力
   に抗して検出作動子４３を正常油圧検出位置に押
   圧し、また油圧検出油室４１の油圧が設定圧未満
   の状態ではその油圧力に抗してバネ力で検出作動
   子４３を異常油圧検出位置に押圧するように構成
   し、ワークパレツトＰをテーブル１，１Ａ上に固
   定した状態で上記検出作動子４３の作動部４３ｂ
   に対向する位置にリミツトスイツチＳをテーブル
   １，１Ａ側に固設しておき、その検出部４５を作
   動部４３ｂに臨ませ、油圧式ワーククランプＣの
   クランプ油室１２ａの油圧が設定圧未満に低下し
   たことを、上記油圧異常低下検出用アクチユエー
   タ２７を介してリミツトスイツチＳで検出し、こ
   の検出信号を工作機械Ｍの緊急停止回路に入力す
   ることにより工作機械Ｍの切削駆動を緊急停止す
   るように構成した事を特徴とする工作機械の不良
   加工防止装置。