JPWO2015145577A1 - Hydraulic clamping device with rotation function - Google Patents
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Abstract
逆止弁による影響を抑えた回転機能付き油圧クランプ装置(42)であり、作動油によって作動するアクチュエータ(54)と、アクチュエータ(54)に連動して作動する複数のチャック爪(51)と、アクチュエータ(54)およびチャック爪(51)を備える装置本体(50)を回転可能に取り付けるための回転支持部(56)と、アクチュエータ(54)を作動させる作動油の流路上にあり、回転する装置本体(50)の回転軸線(510)上に配置された逆止弁(70)とを有するものである。A hydraulic clamping device (42) with a rotation function that suppresses the influence of a check valve, an actuator (54) that is operated by hydraulic oil, and a plurality of chuck claws (51) that are operated in conjunction with the actuator (54), A rotation support unit (56) for rotatably mounting an apparatus main body (50) including an actuator (54) and a chuck claw (51), and a rotating apparatus on a hydraulic oil flow path for operating the actuator (54) And a check valve (70) disposed on the rotation axis (510) of the main body (50).
Description
本発明は、逆止弁を備えた回転機能付き油圧クランプ装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic clamping device with a rotation function provided with a check valve.
複数の自動加工機を介してワークの加工が行われる場合、各自動加工機との間でワークを受け渡しする自動搬送用ロボットが使用される。そうした自動搬送用ロボットは、ワークを把持するために複数のチャック爪を開閉させるクランプ装置が構成されている。本出願人が提案した下記特許文献1の搬送装置にもそうしたクランプ装置が開示されている。
When a workpiece is processed through a plurality of automatic processing machines, an automatic transfer robot that delivers the workpiece to and from each automatic processing machine is used. Such an automatic transfer robot includes a clamp device that opens and closes a plurality of chuck claws to hold a workpiece. Such a clamping device is also disclosed in the conveyance device disclosed in
前記従来例の回転機能付き油圧クランプ装置にはピニオンラックが使用され、チャック爪を作動油の油圧によって作動させるものである。そして、作動油による油圧供給が途切れてしまった場合でも把持したワークを落とさないように、クランプ状態を維持するための逆止弁が設けられている。こうした回転機能付き油圧クランプ装置は、従来から駆動制御について、回転速度を上げつつも素早く正しい角度で停止させる要求があった。また、回転機能付き油圧クランプ装置は、逆止弁がスペースを取ってしまい、装置本体が大きくなってしまう傾向にあった。 A pinion rack is used in the conventional hydraulic clamping device with a rotation function, and the chuck pawl is operated by hydraulic pressure of hydraulic oil. A check valve for maintaining the clamped state is provided so that the gripped workpiece is not dropped even when the hydraulic pressure supply by the hydraulic oil is interrupted. Conventionally, such a hydraulic clamping device with a rotation function has been required to stop at a correct angle quickly while increasing the rotation speed for drive control. Further, the hydraulic clamping device with a rotation function has a tendency that the check valve takes up space and the device main body becomes large.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、逆止弁による影響を抑えた回転機能付き油圧クランプ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hydraulic clamping device with a rotation function that suppresses the influence of a check valve in order to solve such a problem.
本発明の一態様における回転機構付き油圧クランプ装置は、作動油によって作動するアクチュエータと、前記アクチュエータに連動して作動する複数のチャック爪と、前記アクチュエータおよびチャック爪を備える装置本体を回転可能に取り付けるための回転支持部と、前記アクチュエータを作動させる作動油の流路上にあり、回転する前記装置本体の回転軸線上に配置された逆止弁とを有するものである。 A hydraulic clamp device with a rotation mechanism according to an aspect of the present invention rotatably attaches an actuator that operates with hydraulic oil, a plurality of chuck claws that operate in conjunction with the actuator, and an apparatus main body that includes the actuator and the chuck claws. And a check valve disposed on the rotation axis of the rotating device main body and on the flow path of the hydraulic oil for operating the actuator.
本発明によれば、逆止弁が装置本体の回転軸上に配置されているため、装置本体が回転しているときの逆止弁の重心位置が回転軸に近く、逆止弁によって発生する遠心力を小さく抑えることができる。そのため、装置本体の回転を停止させる際に生じる慣性力を抑えることができるので、素早く正しい角度で停止させることが可能になる。 According to the present invention, since the check valve is disposed on the rotating shaft of the apparatus main body, the center of gravity of the check valve when the apparatus main body is rotating is close to the rotating shaft and is generated by the check valve. Centrifugal force can be kept small. Therefore, the inertial force generated when the rotation of the apparatus main body is stopped can be suppressed, so that the apparatus can be quickly stopped at the correct angle.
次に、本発明について一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。回転機能付き油圧クランプ装置は、前述したように自動搬送用ロボットなどに使用される。本実施形態では、複数の工作機械を備えた加工機械ラインのオートローダー(自動搬送用ロボット)に組み込まれたものを例に挙げて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The hydraulic clamping device with a rotation function is used for an automatic transfer robot or the like as described above. In the present embodiment, a description will be given by taking as an example one incorporated in an autoloader (automatic transfer robot) of a processing machine line including a plurality of machine tools.
先ず図1は、複数の工作機械からなる加工機械ラインを示した斜視図である。この加工機械ライン1は、ベース2上に4台の工作機械10(10A,10B,10C,10D)が搭載されている。4台の工作機械10は、いずれも同じ型のNC旋盤であり、内部構造および全体の形状や寸法が同じものである。そして、各々の工作機械10に対してワークの受け渡しを行うオートローダーが設けられている。ここで「加工機械ライン」とは、一定の関係をもった複数の工作機械がオートローダーによってワークの受け渡しが行われる工作機械群をいう。
First, FIG. 1 is a perspective view showing a processing machine line including a plurality of machine tools. In this
工作機械10は、全体が外装カバー3によって覆われており、内部に加工モジュールが設けられている。図2は、工作機械10の内部構造である加工モジュール20を示した斜視図である。工作機械10は、エンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を保持したタレットを備えるタレット旋盤である。そこで、加工モジュール20には工作物(ワーク)を把持するチャック11を備えた主軸台12や、工具が取り付けられたタレット装置13、そのタレット装置13をZ軸やX軸に沿って移動させるZ軸駆動装置やX軸駆動装置、駆動部を制御するための制御装置15などが設けられている。
The machine tool 10 is entirely covered with the
ここで、Z軸は、把持したワークを回転させる主軸台12の回転軸(主軸)と平行な水平軸である。X軸は、Z軸に対して直交し、タレット装置13の工具をZ軸に対して進退させる移動軸であり、垂直方向である。X軸方向は、図1に示す工作機械10及び加工機械ライン1ともに上下方向である。
Here, the Z-axis is a horizontal axis parallel to the rotation axis (main axis) of the
主軸台12には、回転自在に支持された主軸にチャック11が設けられ、そのチャック11が主軸用サーボモータ18によって回転が与えられるよう構成されている。タレット装置13は、Z軸スライド22に搭載され、更にそのZ軸スライド22がX軸スライド26に搭載されている。Z軸用サーボモータ23の回転運動がボールナットの直線運動に変換され、Z軸スライド22がZ軸と平行な方向に移動するよう構成されている。コラム25にはX軸スライド26が摺動自在に取り付けられ、X軸用サーボモータ28の回転運動がボールナットの直線運動に変換され、X軸スライド26が昇降するように構成されている。
The
続いて、図3はオートローダー30を示した斜視図である。このオートローダー30は、加工機械ライン1の前方側に配置され、4台ある工作機械10A〜10Dの間を移動範囲として構成されている。図3は、その2台分の範囲を示した図である。オートローダー30は、ワークを反転させる反転装置45、反転装置45や工作機械などの間でワークの受渡しを行うための受渡し装置40、そしてその反転装置45や受渡し装置40を搭載して複数の工作機械10の間を行き来する走行装置35を備えている。その走行装置35は、工作機械10を搭載しているベース2の前面部に支持板31が固定され、その支持板31に工作機械10Aから10Dの方向であるY軸方向に延びたラック32や2本のレール33が固定されている。走行台34にはレール33を掴んだ状態で摺動する走行スライドが設けられ、ラック32に噛合したピニオン36とそのピニオン36に回転を与える走行用モータ37が設けられている。
3 is a perspective view showing the
また、走行台34には旋回用モータ39が固定され、旋回テーブル38が水平面上を180°旋回するよう構成されている。そして、その旋回テーブル38上に受渡し装置40や反転装置45が搭載されている。受渡し装置40は、ロボットアーム41の先端部にロボットハンド42を備えたものである。ロボットアーム41は、旋回テーブル38に所定の間隔で配置された一対の支持プレート411が垂直方向に起立し、その上端部に上腕部412が第1関節機構413を介して連結され、更にその上腕部412には前腕部415が第2関節機構416を介して連結されている。そのため、第1関節機構413および第2関節機構416の駆動により、起立した折りたたみ状態と、図示する伸び状態との状態変化が可能な構成となっている。そして、ロボットハンド42には、複数のチャックを作動させるクランプ機構を有し、ワークの把持及び解放が可能な構成となっている。
Further, a turning
こうした受渡し装置40は、工作機械10のチャック11との間でワークの受渡しを行う他に、旋回テーブル38に搭載された反転装置45との間でもワークの受渡しが可能である。その反転装置45は、Z軸方向に見た場合に所定の間隔で配置された一対の支持プレート411の間に配置されている。そのため、反転装置45とのワークの受渡しは、受渡し装置40の股下を通すようにして行われる。その反転装置45は、1対の把持爪451が開閉するようにしたシリンダ452と、その把持機構を水平面上で180°回転させる回転アクチュエータ453によって構成されている。
Such a
次に、図4は、回転機能付き油圧クランプ装置であるロボットハンドを示した一部断面図である。そして、図5は、図4の上方から見た状態のロボットハンドを示した図である。ロボットハンド42は、図4に示された第1クランプ面とその裏側になる第2クランプ面との両面にワークを把持する把持部が構成されている。その把持部は、ワークを掴むための3本のチャック爪によって構成され、第1クランプ面には第1クランプ機構501が構成され、第2クランプ面には第2クランプ機構502が構成されている。
Next, FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a robot hand which is a hydraulic clamping device with a rotation function. FIG. 5 is a view showing the robot hand as seen from above in FIG. The
第1クランプ機構501と第2クランプ機構502は同じように構成されている。共に3本のチャック爪51が点Pを中心にした円周上に120°の等間隔で配置されている。装置本体50にはチャックスライド52が摺動可能に取り付けられ、そのチャックスライド52にチャック爪51が固定されている。チャック爪51は、点Pを中心とした円の径方向に往復直線運動するように構成され、3本のチャック爪51が同時に作動することによってワークの把持及び解放が可能になっている。
The
第1クランプ機構501及び第2クランプ機構502は、装置本体50内にクランプ用ギヤ53とラックピストン54が設けられている。クランプの中心となる点Pがクランプ用ギヤ53の回転軸となる。そして、そのクランプ用ギヤ53にラックピストン54が噛み合い、ラックピストン54の軸方向に沿った直線運動により、クランプ用ギヤ53に所定方向の回転が与えられる。
The
クランプ用ギヤ53には、3本のチャック爪51に対応した3つの案内溝531が形成され、そこにチャックスライド52から突き出したスライド突起521が入り込んでいる。案内溝531は径方向に対して傾斜した湾曲形状をしたものである。そして、チャックスライド52は円周方向の移動が制限されている。従って、クランプ用ギヤ53が回転して案内溝531の位置が径方向に変化することにより、その案内溝531に拘束されたスライド突起521を介してチャックスライド52及びチャック爪51が径方向に移動することとなる。3つの案内溝531の形状、大きさ、配置が揃っているため、3本のチャック爪51の動きは一致し、この作動によりワークの把持や解放が行われる。
In the
ところで、装置本体50は、ロボットアーム41に対して回転可能に取り付けられている。ワークの受け渡しの際に、第1クランプ機構501の第1クランプ面や第2クランプ機構502の第2クランプ面を、相手側のチャック面に合わせて角度調整する必要があるからである。そして、このとき装置本体50の回転スピードを上げることが望まれている。工作機械などでの加工機では加工完了までのサイクルタイム短縮の要求があり、オートローダーについても各駆動機構の作動スピードを速くする必要があるからである。
By the way, the apparatus
しかし、回転速度を上げれば遠心力が大きくなり、停止時の慣性力が大きくなってしまうため正確な停止制御が困難になる。また、回転速度を優先させるのであれば、ロボットハンド用モータの負荷が大きくなるためモータ自体を大きくしなければならず、ロボットアーム41の小型化が困難になる。そこで本願発明者は、ロボットハンド42の構造を再検討し、回転による慣性力の低減を図った新たな構造のロボットハンド42、すなわち回転機構付き油圧クランプ装置を提案する。本実施形態のロボットハンド42は油圧によるラックピストン54が使用され、その油圧回路上に逆止弁が組み込まれている。本願発明者は、この逆止弁などについて検討を加えた。
However, if the rotational speed is increased, the centrifugal force increases, and the inertial force at the time of stop increases, so that accurate stop control becomes difficult. Further, if priority is given to the rotation speed, the load on the motor for the robot hand increases, so the motor itself must be enlarged, and it is difficult to reduce the size of the
ロボットハンド42は、回転支持部56が装置本体50の左右両側に形成され、前腕部415に回転支持されている。左右両側の回転支持部56の回転軸線510は同一直線上にあり、その回転軸線510上にクランプ用ギヤ53の回転中心Pが位置している。また、ラックピストン54は、ストローク方向が回転軸線510に対して直交しており、そのストローク領域の中央が回転軸線510上に位置している。そして、立方体形状の装置本体50は回転軸線510を基準に対称的な形状をしている。
In the
回転支持部56は、前腕部415に筒状の軸本体58が固定され、その内部には軸受を介して軸部材59が回転可能な状態で挿入されている。そして、軸部材59は、そのフランジ部が装置本体50にネジ止めして固定されている。更に、図面右側の軸部材59は、軸本体58を突き抜けた部分にプーリ61が固定されている。一方、ロボットアーム41にはロボットハンド用モータが取り付けられており、プーリ61との間にベルト62が掛け渡されている。従って、ロボットハンド用モータの駆動制御により、ロボットハンド42の角度調整が行われる。
In the
次に、装置本体50内にはシリンダボア65が装填され、そのシリンダボア65内を摺動するようにラックピストン54が挿入されている。ラックピストン54は両端にピストン部541,542を有しており、シリンダボア65内にはピストン部541,542の移動によって容積が変化する加圧室651,652が形成されている。ここでは、加圧室651に供給される作動油によってチャック爪51がクランプ作動し、反対の加圧室652に供給される作動油によってチャック爪51がアンクランプ作動するようになっている。各々の加圧室651,652は、ピストン部541,542に設けられたOリングによってシールされ、気密な状態が保たれている。
Next, a cylinder bore 65 is loaded into the apparatus
筒形状のシリンダボア65は、ピストン部541,542の可動範囲に重ならない中央部分が切り欠かれ、その切り欠き部分からクランプ用ギヤ53の一部が入り込んでいる。一方、円柱形状のラックピストン54は、両端のピストン部541,542を除く中央部分にラックギヤ部543が形成されている。そして、そのラックギヤ部543にクランプ用ギヤ53が噛み合っている。従って、ラックピストン54がシリンダボア65内を直線方向に移動することによりクランプ用ギヤ53に回転が与えられ、その回転によってチャックスライド52及びチャック爪51に直線運動が与えられる。
The cylindrical cylinder bore 65 is cut out at a central portion that does not overlap the movable range of the
ところで、ラックピストン54は、回転支持部56に近い装置本体50の端部に形成され、その回転支持部56を介して油圧回路がつながっている。図示するように、装置本体50の第1クランプ面(第2クランプ面も同じ)は正方形に近い矩形形状であり、そのほぼ中央付近にクランプ用ギヤ53の回転中心Pがあり、図面右側の回転支持部56側にラックピストン54が配置されている。
By the way, the
一方、装置本体50を180°回転させて図面裏側(第2クランプ面側)の第2クランプ機構502を見た場合、クランプ用ギヤ53は、その中心が第1クランプ機構501のクランプ用ギヤ53と同軸に設けられている。そして、第2クランプ機構502のラックピストン54は、図面左側の回転支持部56側にあってその回転支持部56を介して油圧回路がつながっている。つまり、第1クランプ機構501及び第2クランプ機構502は、共に回転軸線510を挟んでほぼ対称的に構成されている。また、第1及び第2クランプ機構501,502を合わせて見れば、クランプ用ギヤ53の中心を通る直交線520を基準として図面左右の構成がほぼ対称的である。
On the other hand, when the apparatus
次に、油圧回路について説明する。ここで図6は、ロボットハンド42の回転支持部56を拡大して示した断面図である。回転支持部56には図5に示すようにクランプ側継手65とアンクランプ側継手66が取り付けられ、油圧ポンプやタンク側との間でパイプが接続されている。そして、そのクランプ側継手65やアンクランプ側継手66は、軸本体58内部のクランプ側流路581やアンクランプ側流路582とつながっている。なお、クランプ側流路581とアンクランプ側流路582は、図面上では重なっているが別流路である。
Next, the hydraulic circuit will be described. Here, FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the
軸本体58と軸部材59との間には回転部分を作動油が流れるようにスイベルジョイントが構成されている。すなわち、軸本体58には、内壁側にクランプ側環状溝67とアンクランプ側環状溝68とが形成され、軸部材59に形成された以下に説明するクランプ側流路やアンクランプ側流路の開口部が環状溝67,68の位置に設けられている。そして、クランプ側環状溝67及びアンクランプ側環状溝68は、両方を軸方向に挟むようにして配置された2か所のOリングによりシールされている。
A swivel joint is configured between the
軸部材59に形成されたクランプ側流路には逆止弁70が設けられている。この逆止弁70は、何らかの原因でクランプ側流路の上流側で作動油が抜けてしまっても、クランプ側の加圧室651内の油圧解放を阻止し、チャック爪51によるワークのクランプ状態を維持するためのものである。本実施形態では特に、そうした逆止弁70が軸部材59の内部に設けられている。軸部材59は、装置本体50側に開口した組付け穴が形成され、そこに逆止弁70が組み込まれている。断面が円形の組付け穴は、その中心が軸部材59の軸心(回転支持部56の回転軸線510)に重なっている。
A
逆止弁70は、円筒形状の弁本体71が軸部材59内に挿入され、その弁本体71は組付け穴の開口部に嵌め込まれた蓋部材72によって位置決めされている。その弁本体71には第1貫通孔711と第2貫通孔712が形成され、弁本体71の外側には、第1貫通孔711に筒状空間715が、第2貫通孔712には環状溝716が形成されている。これにより、弁本体71を軸部材59の組付け穴内に装着すれば、筒状空間715や環状溝716を介して自ずと第1貫通孔711が軸部材59の第1流路81に連通し、第2貫通孔712が軸部材59の第2流路82に連通することとなる。
In the
弁本体71の内側には、第1貫通孔711と第2貫通孔712との間に環状に突き出した弁座718が形成されている。そして、弁本体71内部には第1貫通孔711側にパイロットピストン73が挿入され、第2貫通孔712側に球体の弁体75が挿入されている。弁体75は、蓋部材72との間に配置されたスプリング76によって弁座718側に付勢され、通常時は弁体75が弁座718に押し付けられた閉弁状態となる。ただし、第1貫通孔711側から作動油が供給された場合には、その油圧によってスプリング76が収縮し、弁体75が弁座718から離間して開弁状態になる。こうして第1貫通孔711側から第2貫通孔712側への作動油の流れは許容されるが、その逆の流れが制限されるようになっている。
A
しかし、チャック爪51をアンクランプさせる場合には、作動油を排出するため第2貫通孔712側から第1貫通孔711側への作動油の流れを許容する必要がある。そこで、同方向に作動油が流れる際に開弁状態にするためにパイロットピストン73が設けられている。パイロットピストン73は、作動油の油圧を受けて弁本体71内部を摺動するピストン部731と、弁座718の内周径より小さい突起部732が形成されている。その突起部732が弁座718の孔(弁孔)を通って弁体75を押すことにより、弁体75を弁座718から離間させた開弁状態となる(図6示す状態)。ただし、パイロットピストン73がスプリング77によって弁座718から離間する方向に付勢されているため、前述したように、通常時の逆止弁70は弁体75が弁座718に押し当てられた閉弁状態である。
However, when the
パイロットピストン73は、ピストン部731のうちスプリング77とは反対側の面がアンクランプ側流路83にあり、アンクランプ側流路83に供給される作動油の圧力を受けて弁座718側に移動するようになっている。そのアンクランプ側流路83は、軸本体58のアンクランプ側環状溝68からラックピストン54への流路のほかに、軸部材59の組付け穴に連通するパイロット流路831が分岐している。以上のようにして、この油圧回路では軸部材59及び装置本体50に形成された流路を通りラックピストン54の加圧室651,652に対し作動油の供給や排出が行われる。
The pilot piston 73 has a surface on the opposite side of the
ところで、装置本体50には、シリンダボア65内にラックピストン54を装填するため、図4に示すように、取り外し可能なシリンダ蓋85が設けられている。特に、筒形状をしたシリンダボア65によって装置本体50には両側に開口部が形成され、その両側開口部を塞ぐように一対のシリンダ蓋85が設けられている。この一対のシリンダ蓋85も装置本体50の回転軸線510を挟んで対称的な構成になっている。また、シリンダ蓋85に流路が形成されているため、装置本体50に形成された流路は単純な直線流路である。そして、この流路も回転軸線510を挟んで対称的な構成になっている。
By the way, the apparatus
続いて、本実施形態の作用について説明する。加工機械ライン1では、ワークが供給パレットからオートローダー30により取り出され、工作機械10Aから順番に工作機械10Dへと搬送される。オートローダー30は、走行用モータ37の駆動によって回転するピニオン36がラック32を転動してY軸方向に移動する。その際、走行スライドがレール33を掴んで摺動することにより、ロボットアーム41などの姿勢を保ったまま移動する。
Then, the effect | action of this embodiment is demonstrated. In the
供給パレットからのワークの取り出しや工作機械10とのワークの受渡しではロボットアーム41による伸縮作動が行われる。すなわち、第1関節機構413及び第2関節機構416が関節用モータの回転制御によって上腕部412や前腕部415の角度調整が行われ、図3に示すような伸び状態が形成される。また、関節用モータの逆回転により、起立した上腕部412内に前腕部415が収められるように折りたたまれる。そして、ロボットハンド42によってワークの把持或いは解放が行われ、各部とのワークの受渡しが行われる。
When the workpiece is taken out from the supply pallet or delivered to the machine tool 10, the
ワークには表裏両面に対して加工が行われる場合がある。その場合には前工程と後工程との間で加工面を反転させる必要がある。それには、受渡し装置40から反転装置45にワークが受渡され、そこで反転したワークを受渡し装置40が次の工作機械10へと受渡すことによって行われる。特に、同じ走行台34に受渡し装置40と反転装置45とが搭載されているため、工作機械10同士の間を移動する間に反転作業が行われる。
The workpiece may be processed on both the front and back sides. In that case, it is necessary to reverse the processing surface between the pre-process and the post-process. For this purpose, the workpiece is delivered from the
次に、ワークの受け渡しが行われる場合のロボットハンド42は、ロボットハンド用モータの駆動により装置本体50が回転して、第1クランプ機構501や第2クランプ機構502の角度調整が行われる。すなわち、ロボットハンド用モータの回転はベルト62を介してプーリ61に伝達され、軸部材59を介して装置本体50が回転する。そして、ワークを把持する場合にはクランプ側継手65から作動油が送り込まれる。その作動油は軸本体58のクランプ側流路581からクランプ側環状溝67に流れ、回転する軸部材59の第1流路81へと送られる。更に作動油は弁本体71内を通って第2流路82へと送られる。その際、弁本体71内では、作動油が第1貫通孔711から弁孔を通って第2貫通孔712へと流れ、その油圧によって弁体75がスプリングの付勢力に抗して弁座718から離間し、逆止弁70が開弁状態となっている。
Next, in the
こうしてクランプ側の加圧室651に作動油が供給され、ピストン部541が加圧されてラックピストン54が移動する。一方で、ラックピストン54の移動により、アンクランプ側の加圧室652内に充填されていた作動油は押し出され、アンクランプ側流路83を通って排出される。これにより、図4に示すクランプ用ギヤ53が時計方向に回転する。そして、案内溝531の移動を伴い、その中に入り込んだスライド突起521を介してチャックスライド52に径方向の直線運動が与えられる。このとき3つのチャック爪51はクランプ用ギヤ53の回転中心P方向に向けて同時に移動するため、中央部分に位置するワークのクランプが行われる。
Thus, hydraulic oil is supplied to the
ロボットハンド42では、こうしたクランプ状態で仮に上流側の作動油が抜けたとしても、逆止弁70によって加圧室651内に充填された作動油の排出は防止される。そのため、ワークの落下は防止される。つまり、逆止弁70では、その弁体75がスプリングによって弁体75に押し当てられて閉弁状態になっているので、上流側で作動油が抜けたとしても加圧室側651内の作動油は逆止弁70によって流れが遮断される。これにより、ラックピストン54の移動が制限されてチャック爪51のクランプ状態が維持される。
In the
一方で、把持したワークを解放する場合にはクランプ側の加圧室651から作動油を排出しなければならないが、チャックを解放する場合にアンクランプ側継手66から送り込まれる作動油によって逆止弁70が開弁状態になる。軸本体58のアンクランプ側流路582に供給された作動油は、アンクランプ側環状溝68からアンクランプ側流路83へと送られる。そして、アンクランプ側の加圧室652に作動油が供給され、ラックピストン54のピストン部542が加圧される。
On the other hand, when releasing the gripped work, the hydraulic oil must be discharged from the pressurizing
また、アンクランプ側流路83へと供給された作動油はパイロット流路831側へも流れ、パイロットピストン73が作動油によって加圧される。加圧されたパイロットピストン73は、スプリング77の付勢力に抗して弁座718側へ移動する。そのため、図6に示すように、弁体75が突起部732に押されて弁座718から離間し、逆止弁70が開弁状態になる。そして、ラックピストン54が加圧されて移動すれば、クランプ側の加圧室651内に充填されていた作動油の排出が可能になる。
Further, the hydraulic oil supplied to the unclamp
ラックピストン54の移動により、図4に示すクランプ用ギヤ53が反時計方向に回転する。そして、案内溝531の移動を伴い、その中に入り込んだスライド突起521を介してチャックスライド52に径方向の直線運動が与えられる。このときは3つのチャック爪51がクランプ用ギヤ53の回転中心Pから離れる方向に同時に移動するため、把持していたワークからチャック爪51が離れてアンクランプが行われる。
The movement of the
以上、本実施形態による回転機能付き油圧クランプ装置(ロボットハンド42)によれば、装置本体50の回転軸線510を基準にしてほぼ対称的な構成であるため、回転したときの遠心力が概ね対象的な分布となる。つまり、各構成部材の重心位置が回転軸線510に近くなるため、回転の開始及び停止に伴う慣性力を抑えることができる。特に、逆止弁70は、これまで回転軸線510から距離をとって配置されていたが、本実施形態では回転軸線510上に配置することとしたため、その逆止弁70による回転の開始及び停止に伴う慣性力は極めて小さいものとなる。
As described above, according to the hydraulic clamping device with a rotation function (robot hand 42) according to the present embodiment, since the configuration is substantially symmetrical with respect to the
そして、こうしたことによりロボットハンド用モータの負荷は小さくなり、正確な回転停止制御を短時間に行うことができる。つまり、ロボットハンド42の回転速度を上げることができ、それでも所定角度での停止も微調整が必要なくなり、或いは僅かで済むようになる。また、モータへの負荷が小さくなったことでロボットハンド用モータを小型化でき、それを搭載するロボットアーム41の小型化にも寄与する。
As a result, the load on the robot hand motor is reduced, and accurate rotation stop control can be performed in a short time. In other words, the rotation speed of the
ところで、従来のロボットハンド42では、パイロットピストン73の位置がロボットハンド42の回転軸線510から離れていたり、パイロットピストン73の中心軸が回転軸線510と直交していたため、遠心力を受けてパイロットピストン73が動いてしまう可能性があった。そして、パイロットピストン73が動いてしまうと、クランプ中に弁体75がずれて作動油が漏れてしまうおそれがあった。この点、本実施形態の逆止弁70は、パイロットピストン73の中心軸がロボットハンド42の回転軸線510に重ねられているため、遠心力の影響をほとんど受けない。よって、ロボットハンド42の回転中にパイロットピストン73が動いてしまうことを回避し、安定したクランプ状態を確保することができる。
By the way, in the
また、逆止弁70はロボットハンド42の回転支持部56に構成されている。具体的にはロボットハンド42の軸部材59内部に組み付けられている。そのため、装置本体50は逆止弁70のスペースを設ける必要がないため寸法を小さくすることができ、ロボットハンド42を小型化することが可能になる。また、矩形形状をした装置本体50の一辺の寸法に合わせてラックピストン54(シリンダボア65)を組み込んでいるため、この点でも装置本体50の寸法を小さくしてロボットハンド42を小型化することができる。
Further, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、ロボットハンド42のアクチュエータとしてラックピストンを使用したが、油圧シリンダなどを使ったクランプ機構を構成するようにしてもよい。
また、前記実施形態では3本のチャック爪51が120°間隔で配置されているが、3本のチャック爪51だけをとらえて回転時の重心を見た場合、より回転軸線510に近くなるように配置することが好ましい。すなわち、クランプに影響しないのであれば必ずしも120°の等間隔でなくてもよい。As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
In the embodiment, the rack piston is used as the actuator of the
In the above embodiment, the three
1:加工機械ライン 10:工作機械 40:受渡し装置 41:ロボットアーム 42:ロボットハンド 50:装置本体 51:チャック爪 53:クランプ用ギヤ 54:ラックピストン 56:回転支持部 58:軸本体 59:軸部材 70:逆止弁
73:パイロットピストン 75:弁体
1: Machine tool line 10: Machine tool 40: Delivery device 41: Robot arm 42: Robot hand 50: Device main body 51: Chuck claw 53: Clamping gear 54: Rack piston 56: Rotation support 58: Shaft main body 59: Shaft Member 70: Check valve 73: Pilot piston 75: Valve body
Claims (5)
前記アクチュエータに連動して作動する複数のチャック爪と、
前記アクチュエータおよびチャック爪を備える装置本体を回転可能に取り付けるための回転支持部と、
前記アクチュエータを作動させる作動油の流路上にあり、回転する前記装置本体の回転軸線上に配置された逆止弁とを有するものであることを特徴とする回転機構付き油圧クランプ装置。An actuator operated by hydraulic fluid;
A plurality of chuck claws that operate in conjunction with the actuator;
A rotation support unit for rotatably mounting the apparatus main body including the actuator and the chuck claw;
A hydraulic clamping device with a rotation mechanism, comprising a check valve disposed on a rotation axis of the device main body that is on a flow path of hydraulic oil that operates the actuator.
Both side openings of a cylinder bore into which the rack piston is slidably inserted are formed in the apparatus main body, and a cylinder lid for closing the both side openings is detachable from the apparatus main body. The hydraulic clamp device with a rotation mechanism according to claim 4.
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