WO2002076673A1 - Support de pieces a usiner - Google Patents

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WO2002076673A1
WO2002076673A1 PCT/JP2002/001328 JP0201328W WO02076673A1 WO 2002076673 A1 WO2002076673 A1 WO 2002076673A1 JP 0201328 W JP0201328 W JP 0201328W WO 02076673 A1 WO02076673 A1 WO 02076673A1
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rod
work
pressure
contact
tip
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PCT/JP2002/001328
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Inventor
Takayuki Kawakami
Original Assignee
Pascal Engineering Corporation
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/10Auxiliary devices, e.g. bolsters, extension members
    • B23Q3/106Auxiliary devices, e.g. bolsters, extension members extendable members, e.g. extension members
    • B23Q3/108Auxiliary devices, e.g. bolsters, extension members extendable members, e.g. extension members with non-positive adjustment means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/006Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating the presence of a work or tool in its holder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26Locking mechanisms
    • F15B15/262Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T279/00Chucks or sockets
    • Y10T279/10Expanding
    • Y10T279/1021Fluid-pressure actuator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T279/00Chucks or sockets
    • Y10T279/10Expanding
    • Y10T279/1037Axially moving actuator

Definitions

  • the present invention relates to a work support in which a rod is locked by elastically deforming a sleeve body to a reduced diameter side by hydraulic pressure, and in particular, a structure in which the rod can be locked after the rod and the work are securely contacted.
  • a work support in which a rod is locked by elastically deforming a sleeve body to a reduced diameter side by hydraulic pressure, and in particular, a structure in which the rod can be locked after the rod and the work are securely contacted.
  • the work support is formed on a rod, a sleeve body fitted to the rod and deformable to the radially reduced side, a case member supporting the sleeve body, and an outer peripheral side of the sleeve body.
  • a hydraulic cylinder having an outer peripheral hydraulic chamber and moving the port forward and backward in cooperation with a spring member is also provided.
  • a work is set from above one or a plurality of work supports, and an outer peripheral portion of the work is fixed by another fixing tool and a clamp device.
  • hydraulic pressure is supplied from a hydraulic pressure supply source to a hydraulic cylinder to drive the piston member to move upward, and as the piston member moves forward, the urging force of the spring member causes the mouth to move upward and move.
  • the tip of the blade touches the work lightly with a weak force.
  • oil pressure is supplied from the oil chamber of the hydraulic cylinder to the outer peripheral hydraulic chamber through the oil passage, and the sleeve body is elastically deformed to the reduced diameter side by this oil pressure, and the rod is firmly locked.
  • the workpiece is supported, so that the workpiece is not deformed or chattered during machining.
  • a low-pressure hydraulic pressure is supplied to the oil chamber so that the rod is not locked when the rod advances and moves.
  • a nozzle that jets pressurized air is provided at the end of the rod, and a hose or tube is connected to the side of the upper end of the rod to supply pressurized air to the nozzle, and the end of the rod comes into close contact
  • the nozzle is closed by the work, and the contact state is detected by detecting an increase in the pressure of the pressurized air with a pressure sensor or the like.
  • the tip of the rod is brought into contact with the work with a small force so as not to cause the work to be elastically deformed by the tip of the rod. Due to the weight of the air hose and tube, etc., the rod will resist the advance movement by the spring member. Therefore, the position of the tip of the rod is not stable, and even if the rod is locked after checking the contact state between the rod and the work by the pressure of pressurized air, the rod does not contact the work after locking. A situation can occur. In addition, the accumulation of swarf and the like on the hose and the like increases the resistance and the weight balance of the rod is deteriorated, so that the rod advance operation is not stabilized.
  • An object of the present invention is to provide an air passage connected to a nozzle and supplying pressurized air inside a flexure support so that a rod can be stably contacted with a workpiece and the contact state thereof.
  • a work support includes: a rod as an output member; a sleeve member externally fitted to the rod and capable of elastically deforming to a reduced diameter side; and a case member supporting the sleeve member.
  • a detection nozzle provided at the tip of the rod for ejecting pressurized air; an air passage formed inside the case member and the rod and connected to the detection nozzle; and a pressure in the air passage.
  • a contact detecting means capable of detecting the contact between the tip of the rod and the work through the rod. It is.
  • the air passage that supplies pressurized air to the detection nozzle is formed inside the case member and the rod, so there is no need to connect a tube for supplying pressurized air to the work support, and the rod is stabilized.
  • the rod can be brought into contact with the workpiece in a state, and the rod is not locked when the tip of the rod is separated from the workpiece. Further, since the rod is locked after the contact between the tip of the rod and the work is detected by the contact detection means, the rod can be locked with the tip of the rod securely contacting the work.
  • the work support of the present invention includes: a rod as an output member; a spring member for elastically urging the rod to the advance side; a sleeve body fitted to the rod and elastically deformable to the reduced diameter side;
  • a work support comprising: a case member for supporting a sleeve body; and an outer-peripheral-side hydraulic chamber formed on an outer peripheral side of the sleeve body, wherein the piston member includes a piston member and a pressure-receiving chamber for driving the piston member to advance.
  • a fluid pressure cylinder for driving the rod to the advance side via the spring member; a detection nozzle provided at the tip of the rod for ejecting pressurized air; formed inside the case member and the port.
  • An air passage connected to the detection nozzle, and contact detection means capable of detecting the contact between the tip of the rod and the work through the pressure of the air passage. It is characterized by the following.
  • the pressure of the pressurized air in the air passage increases because the pressurized air is prevented from being ejected from the detection nozzle, and the pressure in the air passage is increased by the contact detection means.
  • the state of contact between the tip of the rod and the workpiece is detected via.
  • high-pressure hydraulic pressure is supplied to the outer-side hydraulic chamber, or high-pressure working fluid for pressurizing the filled hydraulic pressure is supplied to the work support.
  • the rod is locked by elastically deforming the sleeve body to the reduced diameter side. Since the air passage that supplies pressurized air to the detection nozzle is formed inside the case member and the rod, it is not necessary to connect a tube for supplying pressurized air to the work support.
  • the rod can be stably abutted against the work, and the rod is not locked when the tip of the rod is separated from the work. Further, since the rod is locked after the contact between the tip of the rod and the work is detected by the contact detection means, the rod can be locked with the tip of the rod securely contacting the work. Further, since the rod is elastically urged with a relatively weak force by the spring member, the work does not undergo elastic deformation when it comes into contact with the work.
  • the rod is advanced in a state where the pressurized air is ejected from the detection nozzle, and after the contact detecting means detects that the tip of the rod has contacted the workpiece, the sleeve body is reduced in diameter. It may be configured to elastically deform to the side.
  • the hydraulic cylinder may be a hydraulic cylinder that drives the piston member to advance using hydraulic pressure as a working fluid. By supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder, the rod can be driven to advance through the piston member and the spring member.
  • the pressure receiving chamber may communicate with the outer peripheral side hydraulic chamber. Before the end of the rod comes into contact with the workpiece, a relatively low pressure hydraulic pressure is supplied to the pressure receiving chamber, which is sufficient to drive the piston member and does not elastically deform the sleeve body to the reduced diameter side, and the piston member is driven to advance. But the rod is not locked. After detecting the state where the tip of the rod is in contact with the work, high pressure oil pressure is supplied to the pressure receiving chamber, high pressure oil pressure is applied to the outer pressure side hydraulic chamber, and the sleeve body is elastically deformed to the reduced diameter side. To lock.
  • the fluid pressure cylinder may include a spring member that elastically urges the piston member toward the retreating side.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a work support and peripheral devices according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a work support (rod retracted state)
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a work support (support state). is there.
  • a work robot 1 of the present embodiment is for supporting a central portion of a work 2 to be machined from below to prevent elastic deformation and vibration of the work 2.
  • this work support 1 is composed of a case member 3, a rod 4 as an output member, a sleeve body 5 fitted externally to the rod 4 and capable of being elastically deformed to a reduced diameter side, Hydraulic cylinder 6 (fluid pressure cylinder) that drives the A biasing spring 7 (compression coil spring), a detection nozzle 8 for ejecting pressurized air, an air passage 9 connected to the detection nozzle 8, and an opening through a pressure of the air passage 9.
  • the pressure sensor 10 that can detect the contact between the tip of the workpiece 4 and the workpiece 2 and the control unit 15 that controls the hydraulic supply source 12 based on the signal from this pressure sensor (the pressure unit 10 and the control unit 15 (Equivalent to contact detection means).
  • the work support 1 is connected to a hydraulic supply source 12 having a hydraulic pump, a pump driving motor, an accumulator, etc. via an oil pipe 11, and to an air supply source 14 via an air supply pipe 13. It is connected.
  • the rod 4 advances while the pressurized air is jetted from the detection nozzle 8, the tip of the rod 4 abuts on the work 2, and the pressure sensor 10 detects the pressurized air. After detecting the contact of the rod 4 through the pressure, the sleeve body 5 is deformed to the diameter reducing side to lock the rod 4.
  • the substantially cylindrical case member 3 is for mounting and supporting the rod 4 and the sleeve body 5 inside, and the case member 3 includes the case body 3a and the case body 3a.
  • a case cover 3b externally fitted to and fixed to the case body 3a.
  • a sleeve body mounting hole 21 is formed on the inner peripheral side of the case body 3a, and a scrape is formed at the upper end of the sleeve body mounting hole 21 to remove the deposit on the outer peripheral surface of the rod 4 when the rod 4 retreats.
  • a par 22 is provided, and a seal member 23 is mounted on the upper end side of the sleeve body mounting hole 21.
  • the rod 4 is slidably fitted inside the sleeve body 5, and the rod 4 is a substantially cylindrical rod body 4a and an output section 4b screwed to the tip of the rod body 4a. It is composed of A cylindrical hole 24 is formed in the lower half of the rod body 4a, and a spring receiving hole 26 having a smaller diameter than the cylindrical hole 24 is formed across the intermediate wall portion 25.
  • the cylinder body 3 3b of the hydraulic cylinder 6 is fitted into the cylindrical hole 24, and the mouth 4 has a slight gap 27 between the cylinder body 33b and the sleeve body 5 and the cylinder. It is guided between the main body 33b and configured to be vertically slidable.
  • the intermediate wall portion 25 is provided with a plurality of communication holes 25 a for communicating the gap 27 and the spring housing hole 26.
  • the output part 4 b is screwed and fixed to the tip of the rod body 4 a, and the output part 4 b contacts the work 2 when supporting the work 2.
  • a cylindrical hole 28 connected to the spring receiving hole 26 is formed in the lower half of the output part 4b, and pressurized air is blown from the tip of the rod 4 connected to the end of the cylindrical hole 28.
  • a detection nozzle 8 is also provided.
  • the substantially cylindrical sleeve member 5 is made of metal, and a thin-walled cylindrical portion 5a is formed at a large part of the sleeve member 5 in the longitudinal direction. .
  • the sleeve body 5 is fitted inside the sleeve body mounting hole 21 of the case body 3a, and the upper end of the sleeve body 5 is locked from above by the upper end of the case body 3a.
  • the lower end is sandwiched and fixed between the case body 3a and the cylinder body 33b of the hydraulic cylinder 6.
  • the thin-walled cylinder portion 5a can be elastically deformed to the reduced diameter side, and an annular outer-side hydraulic chamber 30 is formed on the outer periphery of the thin-walled cylinder portion 5a.
  • the oil chamber 35 communicates with the oil chamber 35, and hydraulic pressure is supplied from the oil chamber 35.
  • the hydraulic cylinder 6 includes a cylinder member 33, a piston member 34, and an oil chamber 35 (pressure receiving chamber) for driving the piston member 34 to advance.
  • the cylinder member 33 is formed by integrally forming a cylinder base 33 a screwed into the lower end of the case body 3 a so as to be fitted inside, and a cylinder body 33 b extending upward from the cylinder base 33 a. is there.
  • An oil passage 36 for supplying oil pressure to the outer peripheral hydraulic chamber 30, an air supply port 37 of the air passage 9 and a communication passage 38 are formed in the cylinder base 33 a, and the oil chamber 3 is formed by the oil passage 36. 5 communicates with the outer peripheral hydraulic chamber 30.
  • Seal members 39, 40 are mounted between the cylinder member 33 and the case body 3a, and a seal member 41 is mounted between the cylinder member 33 and the case cover 3b. .
  • a cylinder hole 42 is formed inside the cylinder body 33 b, and an opening 43 is formed in the upper wall of the cylinder hole 42.
  • the piston member 34 is formed by integrally forming a piston 34a and a piston rod 34b extending upward from the piston 34a.
  • the piston 34a is slidably mounted in the cylinder hole 42, and the piston 34a is mounted with a sealing member 44.
  • An oil chamber 35 is formed below the ton 3 4a, and the oil chamber 35 is supplied with hydraulic pressure from a hydraulic supply source 12 via a hydraulic supply / discharge port 11a.
  • the piston rod 3 4 b has a large diameter portion 46 and a small diameter portion 47, and the small diameter portion 47 extends through the center hole of the opening portion 43 and the intermediate wall portion 25 to the spring receiving hole 26.
  • a flange-shaped locking portion 48 is formed in the middle portion of the small-diameter portion 47 located in the spring receiving hole 26, and when the piston member 34 moves backward, the flange-shaped locking portion is formed. 48 locks the intermediate wall portion 25 to move the rod 4 downward.
  • the lower end of the spring 7 that elastically urges the rod 4 toward the extension side is locked by the flange-shaped locking portion 48 of the piston rod 34b, and the lower half of the spring 7 is the small diameter portion 46 of the piston rod 34b.
  • the spring 7 is disposed in the spring receiving hole 26. This spring 7 elastically urges the rod 4 toward the advance side with a small force so that the tip of the rod 4 does not elastically deform the work 2 when the rod 4 comes into contact with the work 2.
  • the air passage 9, the pressure sensor 10, and the control unit 15 will be described.
  • the detection nozzle 8 is provided at the tip of the rod 4, and the detection nozzle '8 is supplied with pressurized air through the air passage 9 to eject the pressurized air. When the workpiece 2 comes into contact with the workpiece 2, the ejection of the pressurized air is prevented by the workpiece 2.
  • the air passage 9 is formed inside the case member 3 and the rod 4 and connected to the detection nozzle 8, and the air passage 9 is provided with an air supply port 37 and a communication passage 38 of the cylinder base 33a, and a rod Consists of a gap 27 between 4 and the cylinder body 3 3, a spring receiving hole 26, a cylindrical hole 28 formed in the rod 4, etc., and is connected to the air supply port 3 7 Pressurized air is supplied from the air supply source 14 via the air supply port 13a, which is connected to the communication passage 38, the gap 27, the spring receiving hole 26, the cylindrical hole 28, Is supplied to the detection nozzle 8 via the.
  • the pressure sensor 10 is provided near the air supply port 37 of the air supply pipe 13, and the pressure sensor 10 detects the pressure of the air passage 9.
  • the control unit 15 receives the signal of the pressure increase of the air passage 9 from the pressure sensor 10 and controls the hydraulic supply source 12.
  • the display unit displays the contact state of the rod 4.
  • An operation panel for switching the hydraulic pressure and a drive circuit for driving a switching valve for switching the hydraulic pressure are provided.
  • the pressure nozzle When supporting the work 2, the pressure nozzle is supplied to the detection nozzle 8 through the air passage 9 and the pressurized air is ejected from the detection nozzle 8.
  • the pressure of the air passage 9 increases because the pressure of the air passage 9 rises because the work 2 prevents the ejection of the pressurized air from the detection nozzle 8.
  • the contact state between the rod 4 and the workpiece 2 is detected via the control unit 15, and this contact state is displayed on the control unit 15, and the control unit 15 controls the hydraulic supply source 12 to supply high-pressure oil to the oil chamber 3 5 To supply.
  • the work support 1 and the hydraulic supply source 12 are connected by an oil pipe 11, and the work support 1 and the air supply source 14 are connected by an air supply pipe 13. It is assumed that pressurized air is supplied to the detection nozzle 8 through the air passage 9 and that the pressurized air is ejected from the detection nozzle 8.
  • the control unit 15 controls the hydraulic pressure supply source 12 to supply high-pressure hydraulic pressure to the oil chamber 35.
  • This high-pressure hydraulic pressure is also supplied to the outer peripheral hydraulic chamber 30, which causes the thin-walled cylindrical portion 5 a of the sleeve body 5 to deform to the reduced diameter side and generate a static friction force with the rod 4. Lock the vertical movement of rod 4.
  • the air passage 9 for supplying pressurized air to the detection nozzle 8 is provided inside the work support 1, so that the rod 4 has good weight balance and the rod 4 advances and moves.
  • the position of rod 4 is stabilized when it comes into contact with 2.
  • the pressure sensor 10 can lock the rod 4 after detecting the contact state between the tip of the rod 4 and the work 2 through the pressure of the air passage 9, so that the rod 4 can be stably contacted with the work 2.
  • the rod 4 can be locked in this state.
  • the oil chambers 35 of the hydraulic cylinder 6 and the outer hydraulic chamber 30 may not be communicated with each other, and may be connected to separate oil pipes 11 to supply hydraulic pressure.
  • the piston member 34 may be driven forward by an air cylinder.
  • the outer peripheral side hydraulic chamber 30 may be connected to the oil pipe 11 to supply hydraulic pressure, or the outer peripheral side oil A configuration may be adopted in which hydraulic pressure is sealed in the pressure chamber 30 and the hydraulic pressure is increased by pressurized air.
  • a pressure switch that becomes ON when the pressure rises may be used instead of the pressure sensor 110.
  • the outer peripheral surface of the sleeve body 5 is formed in a taper shape, and a cylindrical piston member having a taper-like inner peripheral surface and a piston portion engageable with the outer peripheral surface of the sleeve body 5 is slipped.
  • the outer peripheral surface of the sleeve body 5 and the inner peripheral surface of the piston member are engaged by retracting the piston portion with a hydraulic ⁇ spring or the like, and the sleeve body 5 is elastically moved to the diameter reducing side. It may be configured to be deformed. Further, a configuration may be adopted in which a plurality of steel balls are inserted between the inner peripheral surface of the sleeve body 5 and the outer peripheral surface of the piston member to reduce the frictional force.

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Description

ワークサポート 技術分野
本発明は、 スリーブ体を油圧により縮径側へ弹性変形させてロッドをロックす る形式のワークサポートに関し、 特に、 ロッドとワークを確実に当接させた後、 ロッドをロック可能に構成したものに関する。
明 田
背景技術
従来、 ワークをワークパレット等に固定して機械加工に供する際に、 ワークの 弾性変形やビビリ振動により加工精度が低下するのを防止するため、 ワークを機 械加工側と反対側から受け止める種々の構造のワークサポートが実用に供されて いる。 本願出願人はこれらのワークサポートとして、 油圧によりロッドを確実に ロック可能なワークサポートを実用化している。
即ち、 このワークサポートは、 ロッドと、 このロッドに外嵌され且つ縮径側へ 弹性変形可能なスリーブ体と、 このスリーブ体を支持するケース部材と、 スリ一 ブ体の外周側に形成された外周側油圧室とを備え、 スプリング部材と協働して口 ッドを進退移動させる油圧シリンダも設けられている。
このワークサポートによりワークをサポートするには、 まず、 1又は複数のヮ 一クサポートの上方からワークをセットし、 ワークの外周部を別の固定具とクラ ンプ装置とで固定した状態にする。 次に、 油圧供給源から油圧シリンダへ油圧を 供給してピストン部材を上方へ進出駆動し、 ピストン部材の進出移動に伴いスプ リング部材の付勢力で口ッドが上方へ進出移動し、 口ッドの先端がワークに弱い 力で軽く当接する。 それと並行して、 油圧シリンダの油室から油路を介して外周 側油圧室に油圧が供給され、 この油圧によりスリーブ体が縮径側へ弾性変形して ロッドを強固にロックし、 このロッドによりワークが支持され、 機械加工中にお けるワークの弹性変形やビビリ振動が生じなくなる。 前記のワークサポートでは、 ロッドがワークに当接した状態でロッドをロック するために、 ロッドの進出移動時にはロッドがロックされないように油室に低圧 の油圧を供給する。 ロッドがワークに当接した後に油室に高圧の油圧を供給して ロッドをロックするために、 ロッドとワークの当接を検知する必要がある。 この ため、 ロッドの先端に加圧エアを噴出するノズルを設け、 ホースやチューブ等を ロッドの上端部側面に接続してノズルに加圧エアを供給し、 ロッドの先端がヮ一 クに当接したときにはノズルがワークにより閉止されて、 加圧エアの圧力上昇を 圧力センサ一等で検知することで当接状態を検知する。
しかし、 前記のワークサポートにおいては、 ロッドの先端によりワークに弾性 変形を生じさせないように、 弱い力でロッドの先端をワークに当接させているが 、 ヮ一クサポート側面に接続された加圧エア用のホースやチューブ等の自重によ り、 ロッドのスプリング部材による進出移動の抵抗になる。 従って、 ロッドの先 端の位置が安定せず、 加圧エアの圧力によりロッドとワークの当接状態を一旦確 認してからロッドをロックしたとしても、 ロック後にロッドがワークに当接して いない状況も起こりうる。 また、 このホース等に切粉等がたまることでその抵抗 力は大きくなり、 ロッドの重量バランスも悪くなるため、 ロッドの進出動作が安 定しない。
本発明の目的は、 ノズルに接続して加圧エアを供給するエア通路をヮ一クサポ 一トの内部に設けることによりロッドを安定してワークに当接させることが可能 で且つその当接状態を検知可能なワークサポートを提供することである。 発明の開示
本発明のワークサポートは、 出力部材としてのロッドと、 このロッドに外嵌さ れ且つ縮径側へ弹性変形可能なスリーブ体と、 このスリ一ブ体を支持するケース 部材とを備えたワークサポートであって、 前記ロッドの先端に設けられ加圧エア を噴出する検知用ノズルと、 前記ケース部材と前記ロッドの内部に形成され前記 検知用ノズルに接続されたエア通路と、 前記エア通路の圧力を介して前記ロッド の先端とワークの当接を検知可能な当接検知手段とを有することを特徴とするも のである。
このワークサポ一トでワークをサボ一トするときには、 まずエア通路を外部の エア供給源と接続し、 エア通路に加圧エアを供給して、 ロッドの先端の検知用ノ ズルから加圧エアを噴出させておく。 次に、 ロッドを進出させロッドの先端をヮ ークに弾性変形を生じさせない程度に当接させる。 ロッドの先端がワークに当接 した状態では、 検知用ノズルから加圧エアが噴出するのが妨げられるため、 エア 通路内の加圧エアの圧力が上昇し、 当接検知手段によりエア通路の圧力を介して ロッドの先端とワークの当接状態を検知する。 当接状態を検知した後にスリーブ 体を縮径側へ弾性変形させてロッドをロックする。
加圧エアを検知用ノズルに供給するエア通路はケース部材とロッドの内部に形 成されているため、 ワークサポートに加圧エア供給用のチューブ等を接続する必 要がなく、 ロッドを安定した状態でワークに当接させることができ、 ロッドの先 端がワークから離隔した状態でロッドがロックされることがない。 また、 ロッド の先端とワークとの当接を当接検知手段で検知した後にロッドをロックするので 、 ロッドの先端がワークに確実に当接した状態でロッドをロックすることができ る。
また、 本発明のワークサポートは、 出力部材としてのロッドと、 このロッドを 進出側へ弾性付勢するスプリング部材と、 ロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変 形可能なスリーブ体と、 このスリーブ体を支持するケース部材と、 スリーブ体の 外周側に形成された外周側油圧室とを備えたワークサポートであって、 ピストン 部材とこのピストン部材を進出駆動する受圧室を有しピストン部材と前記スプリ ング部材を介して前記ロッドを進出側へ駆動する流体圧シリンダと、 前記ロッド の先端に設けられ加圧エアを噴出する検知用ノズルと、 前記ケース部材と前記口 ッドの内部に形成され前記検知用ノズルに接続されたエア通路と、 前記エア通路 の圧力を介して前記ロッドの先端とワークの当接を検知可能な当接検知手段とを 有することを特徴とするものである。
このワークサポートでワークをサポートするときには、 まずエア通路を外部の エア供給源と接続し、 エア通路に加圧エアを供給して、 ロッドの先端の検知用ノ ズルから加圧エアを噴出させておく。 次に、 流体圧シリンダの受圧室に作動流体 を供給してピストン部材を進出駆動し、 ピストン部材によりスプリング部材が圧 縮され、 スプリング部材の比較的弱い力でロッドを進出側へ弾性付勢する。 この ためロッドの先端はワークに弾性変形を生じさせない程度に当接する。
ロッドの先端がワークに当接した状態では、 検知用ノズルから加圧エアが噴出 するのが妨げられるため、 エア通路内の加圧エアの圧力が上昇し、 当接検知手段 によりエア通路の圧力を介してロッドの先端とワークの当接状態を検知する。 当 接状態を検知したら、 外周側油圧室に高圧の油圧を供給するか、 若しくは充填さ れた油圧を加圧するための高圧の作動流体をワークサポートに供給し、 外周側油 圧室の油圧によりスリーブ体を縮径側へ弾性変形させてロッドをロックする。 加圧エアを検知用ノズルに供給するエア通路はケ一ス部材とロッドの内部に形 成されているため、 ヮ一クサポートに加圧エア供給用のチューブ等を接続する必 要がなく、 ロッドを安定した状態でワークに当接させることができ、 ロッドの先 端がワークから離隔した状態でロッドがロックされることがない。 また、 ロッド の先端とワークとの当接を当接検知手段で検知した後にロッドをロックするので 、 ロッドの先端がワークに確実に当接した状態でロッドをロックすることができ る。 さらに、 ロッドはスプリング部材により比較的弱い力で弾性付勢されている ので、 ワークに当接したときにワークに弹性変形をを生じさせることがない。 ここで、 前記検知用ノズルから加圧エアを噴出させた状態で前記ロッドを進出 させ、 前記当接検知手段によりロッドの先端がワークに当接したことを検知した 後、 前記スリーブ体を縮径側へ弾性変形させるように構成してもよい。 このヮー クサポートでワークをサポートするときには、 まずエア通路を外部のエア供給源 と接続し、 エア通路に加圧エアを供給して、 ロッドの先端の検知用ノズルから加 圧エアを噴出させておく。 次に、 ロッドを進出させてロッドの先端がワークに当 接した状態では、 検知用ノズルから加圧エアが噴出するのが妨げられるため、 ェ ァ通路内の加圧エアの圧力が上昇し、 当接検知手段によりエア通路の圧力を介し てロッドの先端とワークの当接を検知することができる。 この当接を検知した後 にスリーブ体を縮径側へ弹性変形させてロッドをロックする。 つまり、 ロッドの 先端がワークに確実に当接した状態でロッドをロックすることができる。
前記流体圧シリンダは油圧を作動流体として前記ピストン部材を進出駆動する 油圧シリンダであってもよい。 油圧シリンダに油圧を供給してピストン部材とス プリング部材を介してロッドを進出駆動できる。
前記受圧室と前記外周側油圧室とを連通させてもよい。 ロッドの先端がワーク に当接する前は受圧室にピストン部材を駆動するのに十分で且つスリーブ体を縮 径側へ弾性変形させない程度の比較的低圧の油圧を供給し、 ピストン部材は進出 駆動されるが、 ロッドがロックされることはない。 ロッドの先端がワークに当接 した状態を検知した後、 受圧室に高圧の油圧を供給し、 外周側油圧室に高圧の油 圧を作用させてスリーブ体を縮径側へ弾性変形させ、 ロッドをロックする。 前記流体圧シリンダは前記ピストン部材を退入側へ弾性付勢するスプリング部 材を有するものとしてもよい。 ヮ一クのサポートを解除する際には、 外周側油圧 室の油圧を低下させてロッドのロックを解除し、 流体圧シリンダの受圧室から作 動流体を抜くと、 スプリング部材によりピストン部材が退入側へ駆動され、 口ッ ドの先端がワークから離隔する。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施形態に係るワークサポート及び周辺装置の構成図、 図 2は ワークサポート (ロッド退入状態) の縦断面図、 図 3はワークサポート (サポー ト状態) の縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について説明する。 図 1に示すように、 本実施形態 のワークサボ一ト 1は、 機械加工に供するワーク 2の中央部を下側から支持して 、 ワーク 2の弾性変形や振動を防止するためのものである。 図 1, 図 2に示す ように、 このワークサポート 1は、 ケース部材 3と、 出力部材としてのロッド 4 と、 ロッド 4に外嵌され縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体 5と、 ロッド 4を進 出側へ駆動する油圧シリンダ 6 (流体圧シリンダ) と、 口ッド 4を進出側へ弹性 付勢するスプリング 7 (圧縮コイルスプリング) と、 加圧エアを噴出させる検知 用ノズル 8と、 この検知用ノズル 8に接続されたエア通路 9と、 エア通路 9の圧 力を介して口ッド 4の先端とワーク 2の当接を検知可能な圧力センサー 1 0と、 この圧力センサーからの信号により油圧供給源 1 2を制御する制御ュニット 1 5 (圧力センサー 1 0と制御ュニット 1 5が当接検知手段に相当する) などを有す る。 ワークサポート 1は、 油管 1 1を介して油圧ポンプ、 ポンプ駆動用モータ一 、 アキュ一ムレーター等を備えた油圧供給源 1 2と接続され、 エア供給管 1 3を 介してエア供給源 1 4と接続されている。
このワークサボ一ト 1においては、 検知用ノズル 8から加圧エアを噴出させた 状態でロッド 4を進出させてロッド 4の先端をワーク 2に当接させ、 圧力センサ —1 0により加圧エアの圧力を介してロッド 4が当接したことを検知した後、 ス リ一ブ体 5を縮径側へ弹性変形させてロッド 4をロックする。
図 2に示すように、 略筒状のケース部材 3は内部にロッド 4とスリーブ体 5を 装着して支持するためのものであり、 このケ一ス部材 3は、 ケース本体 3 aと、 このケース本体 3 aに外嵌して固定されたケースカバー 3 bとからなる。 ケース 本体 3 aの内周側にはスリーブ体装着孔 2 1が形成され、 スリーブ体装着孔 2 1 の上端部には、 ロッド 4の退入時にロッド 4の外周面の付着物を搔取るスクレー パー 2 2が設けられ、 またスリーブ体装着孔 2 1の上端側部分にはシール部材 2 3が装着されている。
図 2に示すように、 ロッド 4はスリーブ体 5に摺動自在に内嵌され、 ロッド 4 は略円筒状のロッド本体 4 aとこのロッド本体 4 aの先端に螺合された出力部 4 bなどで構成されている。 ロッド本体 4 aの下半部には円筒穴 2 4が形成され、 中間壁部 2 5を隔てて円筒穴 2 4よりも小径のスプリング収容穴 2 6も形成され ている。 円筒穴 2 4には、 油圧シリンダ 6のシリンダ本体 3 3 bが内嵌され、 口 ッド 4はシリンダ本体 3 3 bとの間に僅かな隙間 2 7を有し、 スリーブ体 5とシ リンダ本体 3 3 bとの間でガイドされ上下摺動可能に構成されている。 また、 中 間壁部 2 5には、 隙間 2 7とスプリング収容穴 2 6を連通させるための複数の連 通孔 2 5 aも設けられている 出力部 4 bはロッド本体 4 aの先端に螺合固定され、 ワーク 2をサポートする 際には、 出力部 4 bはワーク 2に当接する。 出力部 4 bの下半部の内部にはスプ リング収容穴 2 6に連なる円筒穴 2 8が形成され、 この円筒穴 2 8の先端に連な りロッド 4の先端から加圧エアを噴出させるための検知用ノズル 8も設けられて いる。
図 2に示すように、 略筒状のスリ一ブ体 5は金属製のものであり、 このスリー ブ体 5の長さ方向途中部の大部分には薄肉筒部 5 aが形成されている。 スリーブ 体 5はケース本体 3 aのスリーブ体装着孔 2 1に内嵌状に装着され、 スリーブ体 5の上端部はケ一ス本体 3 aの上端部で上方から係止され、 スリーブ体 5の下端 部はケース本体 3 aと油圧シリンダ 6のシリンダ本体 3 3 bとの間に挟持されて 固定されている。 薄肉筒部 5 aは縮径側へ弹性変形可能であり、 薄肉筒部 5 aの 外周側には環状の外周側油圧室 3 0が形成され、 この外周側油圧室 3 0は油圧シ リンダ 6の油室 3 5と連通し、 油室 3 5より油圧が供給される。
図 2に示すように、 油圧シリンダ 6はシリンダ部材 3 3とピストン部材 3 4と このピストン部材 3 4を進出駆動する油室 3 5 (受圧室) を備え、 この油圧シリ ンダ 6は、 ピストン部材 3 4とスプリング 7を介してロッド 4を進出側へ駆動す る。 シリンダ部材 3 3はケース本体 3 aの下端部に内嵌状に螺合されたシリンダ 基部 3 3 aと、 このシリンダ基部 3 3 aから上方へ延びるシリンダ本体 3 3 bと を一体形成したものである。 シリンダ基部 3 3 aには外周側油圧室 3 0に油圧を 供給する油路 3 6と、 エア通路 9のエア供給口 3 7と連通路 3 8が形成され、 油 路 3 6により油室 3 5と外周側油圧室 3 0が連通されている。 シリンダ部材 3 3 とケース本体 3 aとの間にはシール部材 3 9 , 4 0が装着され、 シリンダ部材 3 3とケースカバー 3 bとの間にもシ一ル部材 4 1が装着されている。 シリンダ本 体 3 3 bの内部にはシリンダ穴 4 2が形成され、 シリンダ穴 4 2の上壁部には開 口部 4 3が形成されている。
ピストン部材 3 4はピストン 3 4 aと、 ピストン 3 4 aから上方へ延びるピス トンロッド 3 4 bとを一体形成したものである。 ピストン 3 4 aはシリンダ穴 4 2に摺動自在に装着され、 ピストン 3 4 aにはシール部材 4 4が装着され、 ピス トン 3 4 aの下側には油室 3 5が形成され、 この油室 3 5には油圧給排ポート 1 1 aを介して油圧供給源 1 2から油圧が供給される。 ロッド 4を当接させるとき には、 油室 3 5にスリーブ体 5が縮径側へ弾性変形しない程度の比較的低圧の油 圧を供給してピストン部材 3 4を進出駆動し、 口ッド 4がワーク 2に当接した後 にロッド 4をロックするときには、 油室 3 5に高圧の油圧を供給し、 油路 3 6を 介して外周側油圧室 3 0に高圧の油圧を供給することで薄肉筒部 5 aを縮径側へ 弹性変形させてロッド 4をロックする。 ピストン 3 4 aの上側にはビストン部材 3 4を退入側へ弹性付勢するスプリング 4 5が配設されている。
ピストンロッド 3 4 bは大径部 4 6と小径部 4 7とからなり、 小径部 4 7は開 口部 4 3と中間壁部 2 5の中心穴を揷通してスプリング収容穴 2 6へ延び、 この スプリング収容穴 2 6内に位置する小径部 4 7の中段部には鍔状係止部 4 8が形 成され、 ピストン部材 3 4が下方へ退入移動するときには、 鍔状係止部 4 8が中 間壁部 2 5に係止してロッド 4を下方へ移動させる。
ロッド 4を進出側へ弾性付勢するスプリング 7の下端はピストンロッド 3 4 b の鍔状係止部 4 8で係止され、 スプリング 7の下半部はピストンロッド 3 4 bの 小径部 4 6に外装され、 スプリング 7はスプリング収容穴 2 6に配設されている 。 このスプリング 7は、 ロッド 4がワーク 2に当接したときにロッド 4の先端で ワーク 2を弾性変形させないように、 弱い力でロッド 4を進出側へ弾性付勢する 次に、 検出用ノズル 8、 エア通路 9及、 圧力センサー 1 0及び制御ュニット 1 5について説明する。 前述のように、 検出用ノズル 8はロッド 4の先端に設けら れ、 この検出用ノズル' 8にはエア通路 9を介して加圧エアが供給されて加圧エア を噴出し、 ロッド 4がワーク 2に当接したときには、 ワーク 2によって加圧エア の噴出が妨げられる。
エア通路 9は、 ケース部材 3とロッド 4の内部に形成されて検知用ノズル 8に 接続され、 このエア通路 9は、 シリンダ基部 3 3 aのエア供給口 3 7及び連通路 3 8と、 ロッド 4とシリンダ本体 3 3との間の隙間 2 7と、 スプリング収容穴 2 6と、 ロッド 4に形成された円筒穴 2 8などで構成され、 エア供給口 3 7に接続 されたエア供給ポート 1 3 aを介してエア供給源 1 4から加圧エアが供給され、 この加圧エアは、 連通路 3 8、 隙間 2 7、 スプリング収容穴 2 6、 円筒穴 2 8、 を介して検出用ノズル 8に供給される。
圧力センサー 1 0はエア供給管 1 3のエア供給口 3 7近傍に設けられ、 圧力セ ンサ一 1 0はエア通路 9の圧力を検知する。 制御ュニット 1 5には圧力センサー 1 0からエア通路 9の圧力上昇の信号を受けて油圧供給源 1 2を制御するもので 、 ロッド 4の当接状態を表示する表示部と、 低圧と高圧の油圧の切り換えを行う ための操作パネルと、 油圧を切り換える切換弁を駆動する駆動回路などが設けら れている。
ワーク 2をサポートする際には、 エア通路 9を介して検知用ノズル 8に加圧ェ ァを供給して検知用ノズル 8から加圧エアを噴出させた状態で、 ロッド 4の先端 をワーク 2に当接させると、 ワーク 2により検出用ノズル 8からの加圧エアの噴 出が妨げられるため、 エア通路 9の圧力が上昇するので、 圧力センサ一 1 0によ りエア通路 9の圧力を介してロッド 4とワーク 2の当接状態を検知し、 この当接 状態は制御ュニット 1 5に表示され、 制御ュニット 1 5により油圧供給源 1 2を 制御して高圧の油圧を油室 3 5に供給する。
次に、 ワークサポート 1の作用について説明する。
図 1, 図 2に示すように、 ワークサポート 1と油圧供給源 1 2とが油管 1 1に より接続され、 ワークサポート 1とエア供給源 1 4とがエア供給管 1 3により接 続され、 検知用ノズル 8にはエア通路 9を介して加圧エアが供給され、 検知用ノ ズル 8から加圧エアが噴出しているものとする。
この状態で、 油室 3 5に比較的低圧の油圧を供給すると、 図 3に示すように、 ピストン 3 4 aがスプリング 4 5の付勢力に抗して進出駆動され、 それに伴って ピストンロッド 3 4 bも進出移動し、 鍔状係止部 4 8が中間壁部 2 5から離隔し てロッド 4の進出移動が可能になる。 従って、 スプリング 7の付勢力によりロッ ド 4は上方へ進出駆動される。 このとき、 油室 3 5に連通している外周側油圧室 3 0にも低圧の油圧が供給されるが、 この油圧によってはスリーブ体 5の薄肉筒 部 5 aは縮経側へ弹性変形することがなく、 ロッド 4はロックされず上方へ進出 移動する。
ロッド 4が進出移動してロッド 4の先端がワーク 2に当接すると、 検出用ノズ ル 8からの加圧エアの噴出がワーク 2により妨げられるため、 エア通路 9の圧力 が上昇し、 この圧力上昇は圧力センサ一 1 0により検知される。 この圧力上昇の 信号が制御ュニット 1 5に送られて表示され、 圧力センサ一 1 0によりロッド 4 の先端とワーク 2との当接状態を検知することができる。 ロッド 4とワーク 2の 当接を検知した後、 制御ュニット 1 5により油圧供給源 1 2を制御して油室 3 5 に高圧の油圧を供給する。 この高圧の油圧は外周側油圧室 3 0にも供給され、 こ の油圧によりスリーブ体 5の薄肉筒部 5 aが縮径側に弹性変形し、 ロッド 4との 間に静摩擦力を発生させてロッド 4の上下移動をロックする。
以上のワークサポート 1によれば、 検出用ノズル 8に加圧エアを供給するエア 通路 9をワークサポート 1の内部に設けたので、 ロッド 4の重量バランスが良く 、 ロッド 4が進出移動してワーク 2に当接したときにロッド 4の位置が安定する 。 また、 圧力センサー 1 0により、 エア通路 9の圧力を介してロッド 4の先端と ワーク 2の当接状態を検知した後ロッド 4をロックすることができるので、 安定 してワーク 2に当接した状態でロッド 4をロックすることができる。
ロッド 4を進出駆動するときには、 油室 3 5には低圧の油圧を供給し、 ロッド 4とワーク 2の当接状態を検知してから、 ロッド 4をロックするために油室 3 5 に高圧の油圧を供給することができるので、 ワーク 2に当接していない状態で口 ッド 4がロックされることがない。
ロッド 4はスプリング 7による弱い弹性付勢力により駆動されるため、 ロッド 4の先端がワーク 2に当接したときに、 ワーク 2に弹性変形を生じさせることが ない。
次に、 前記実施形態を部分的に変更した変更形態について説明する。
1〕 油圧シリンダ 6の油室 3 5と外周側油圧室 3 0を連通させず、 夫々別々の油 管 1 1と接続して油圧を供給してもよい。
2〕 ピストン部材 3 4をエアシリンダによって進出駆動してもよい。 この場合に は、 外周側油圧室 3 0を油管 1 1と接続して油圧を供給してもよいし、 外周側油 圧室 3 0に油圧を封入し、 加圧エアによりこの油圧を加圧するように構成しても よい。
3〕 当接検知手段としては、 圧力センサ一 1 0の代わりに、 圧力が上昇したとき に O Nとなるような圧力スィッチを用いてもよい。
4〕 スリーブ体 5の外周面をテ一パー状に形成し、 このスリーブ体 5の外周面に 係合可能なテ一パ一状の内周面とピストン部を有する筒状のピストン部材をスリ —ブ体に外嵌させ、 ピストン部を油圧ゃスプリング等で退入駆動させてスリーブ 体 5の外周面とピストン部材の内周面を係合させ、 スリ一ブ体 5を縮径側へ弾性 変形させるように構成してもよい。 また、 スリーブ体 5の内周面とピストン部材 の外周面の間に複数の鋼球を挿入して摩擦力を減少させるように構成してもよい

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 出力部材としてのロッドと、 このロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可 能なスリーブ体と、 このスリーブ体を支持するケ一ス部材とを備えたワークサボ 一卜であって、
前記ロッドの先端に設けられ加圧エアを噴出する検知用ノズルと、
前記ケース部材と前記ロッドの内部に形成され前記検知用ノズルに接続された エア通路と、
前記エア通路の圧力を介して前記ロッドの先端とワークの当接を検知可能な当 接検知手段とを有することを特徴とするワークサボ一ト。
2 . 出力部材としてのロッドと、 このロッドを進出側へ弾性付勢するスプリング 部材と、 ロッドに外嵌され且つ縮径側へ弾性変形可能なスリーブ体と、 このスリ —ブ体を支持するケース部材と、 スリーブ体の外周側に形成された外周側油圧室 とを備えたワークサポートであって、
ピストン部材とこのピストン部材を進出駆動する受圧室を有しピストン部材と 前記スプリング部材を介して前記ロッドを進出側へ駆動する流体圧シリンダと、 前記口ッドの先端に設けられ加圧エアを噴出する検知用ノズルと、
前記ケース部材と前記ロッドの内部に形成され前記検知用ノズルに接続された エア通路と、
前記エア通路の圧力を介して前記ロッドの先端とワークの当接を検知可能な当 接検知手段とを有することを特徴とするワークサポート。
3 . 前記検知用ノズルから加圧エアを噴出させた状態で前記ロッドを進出させ、 前記当接検知手段によりロッドの先端がワークに当接したことを検知した後、 前 記スリーブ体を縮径側へ弹性変形させるように構成したことを特徴とする請求の 範囲第 1項又は第 2項に記載のワークサポート。
4. 前記流体圧シリンダは油圧を作動流体として前記ピストン部材を進出駆動す る油圧シリンダであることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のワークサポー 卜。
5 . 前記受圧室と前記外周側油圧室とは連通していることを特徴とする請求の範 囲第 4項に記載のワークサポート。
6 . 前記流体圧シリンダは前記ピストン部材を退入側へ弾性付勢するスプリング 部材を有することを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 4項又は第 5項に記載の ワークサポート。
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