WO2024053128A1 - 治具装置、及び治具ユニット - Google Patents
治具装置、及び治具ユニット Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024053128A1 WO2024053128A1 PCT/JP2023/004782 JP2023004782W WO2024053128A1 WO 2024053128 A1 WO2024053128 A1 WO 2024053128A1 JP 2023004782 W JP2023004782 W JP 2023004782W WO 2024053128 A1 WO2024053128 A1 WO 2024053128A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- workpiece
- axis direction
- main axis
- main
- support member
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 274
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 3
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/02—Devices 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/02—Devices 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
- B23Q3/06—Work-clamping means
Definitions
- the present invention relates to a jig device for a workpiece held in a cantilevered state, and a jig unit for the jig device.
- Patent Document 1 describes a lower jig device for a six-sided machining machine.
- This lower jig device includes a fixed lower jig that supports a workpiece on a workpiece support surface, and an elevating and lowering jig that is movable up and down. Then, when the lifting/lowering jig is raised, the workpiece supporting surface of the lifting/lowering jig becomes coplanar with the workpiece supporting surface of the fixed lower jig. Furthermore, when the elevating jig is lowered, the workpiece support surface of the elevating and lowering jig is at a lower level than the workpiece supporting surface of the fixed lower jig.
- a workpiece When a workpiece is processed by a machine tool, for example a machine tool called a machining center, the workpiece is held by a jig device.
- a general-purpose jig device When processing workpieces that are produced in large quantities, a general-purpose jig device is used.
- a dedicated jig device is used for each workpiece.
- a dedicated jig device When a dedicated jig device is used in this way, when changing the machining surface, a process of stopping the machine tool and removing the workpiece from the jig device occurs. In addition to this removal step, a step of attaching the removed workpiece to another jig device also occurs.
- the machining time becomes longer due to the number of workpiece attachment/detachment steps and the machine tool stop time. As a result, the processing efficiency of the workpiece decreases.
- a jig device is a jig device for a workpiece in a machine tool, and includes a holding mechanism that holds the workpiece in a cantilevered state, and a holding mechanism that holds the workpiece in a cantilevered state with respect to the workpiece held by the holding mechanism in a cantilevered state.
- a main axis direction support mechanism having a main axis direction driving means for driving the main axis direction support member between a main axis direction retracted position away from the workpiece, and the main axis direction support mechanism is configured to move the main axis direction support member toward the workpiece. It is configured such that the contact position at which it makes contact with the main axis can be changed in an orthogonal plane perpendicular to the main axis direction.
- a jig unit is a jig unit for a jig device for a workpiece held in a cantilevered state in a machine tool, and for the workpiece held in a cantilevered state, at least one spindle direction support member disposed to face the workpiece from the opposite side of the spindle of the machine tool in the spindle direction, and a spindle direction support position in contact with the workpiece in the spindle direction, and the workpiece.
- a main axis direction support mechanism having a main axis direction driving means for driving the main axis direction support member between the main axis direction retracted position away from the main axis direction support member, and the main axis direction support mechanism is configured such that the main axis direction support member The contact position can be changed in an orthogonal plane perpendicular to the main axis direction.
- FIG. 2 is a schematic perspective view of the jig device.
- FIG. 3 is a schematic side view of the main support member in a support position.
- FIG. 3 is a schematic perspective view of the sub-support mechanism in a standby position.
- FIG. 2 is a schematic perspective view of the jig device.
- FIG. 7 is a schematic perspective view of a jig device according to a modified form.
- A is a schematic explanatory diagram showing the state before retraction
- B is a schematic explanatory diagram showing the state after retraction.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of the jig device 100 viewed diagonally from above.
- the jig device 100 according to the present embodiment is installed inside a machine tool, for example, and holds and supports a workpiece W, which is an object to be machined, in a cantilevered state.
- this machine tool performs drilling, milling, chamfering, etc. on the workpiece W.
- the processing machine is a three-axis processing machine that processes three sides of the workpiece W, or a five-axis processing machine that processes five sides of the workpiece W.
- the processing machine is a vertical processing machine, a horizontal processing machine, or a portal processing machine.
- the machine tool is a vertical three-axis processing machine will be mainly described.
- the jig device 100 is installed between a table 210 of a machine tool and a main shaft 200 of the machine tool indicated by a broken line in FIG.
- the table 210 may be movable while the jig device 100 is installed.
- the table 210 may be movable up and down in a direction parallel to the main axis direction of the machine tool (hereinafter also referred to as the Z direction), or may be rotatable about a rotation axis parallel to the Z direction. good.
- the table 210 may be movable in parallel in a direction perpendicular to the main axis direction (hereinafter also referred to as the X direction or Y direction), and may be rotatable about a rotation axis parallel to the X direction or Y direction It may be.
- the jig device 100 includes a holding mechanism 110 that holds the workpiece W in a cantilevered state, and a jig unit U.
- the jig unit U includes a main support mechanism 120 as an example of a main shaft direction support mechanism having a main shaft direction support member and a main shaft direction support mechanism, which will be described later.
- the jig unit U includes a sub-support mechanism 130 as an example of a second axial support mechanism having a second axial support member, which will be described later.
- the holding mechanism 110 holds an end of the workpiece W (hereinafter also referred to as a holding end) in a first axis direction perpendicular to the main axis direction in a cantilevered state. That is, when the holding mechanism 110 holds the holding end of the workpiece W in the X direction defined as the first axis direction perpendicular to the main axis direction, the other end of the workpiece W in the X direction becomes a free end. On the other hand, when the holding mechanism 110 holds the holding end of the workpiece W in the Y direction defined as the first axis direction perpendicular to the main axis direction, the other end of the workpiece W in the Y direction becomes a free end.
- the second axial support member of the sub-support mechanism 130 is defined as a second axial direction perpendicular to the main axis direction and the X direction. It faces the workpiece W in the Y direction.
- the second axial support member holds the workpiece W in the X direction defined as the second axis direction orthogonal to the main axis direction and the Y direction. to face.
- the holding mechanism 110 holds the holding end of the work W in the X direction as the first axis direction.
- a chuck 111 which is a holding means for holding the workpiece W, is attached to the holding mechanism 110.
- the chuck 111 can be attached to and detached from the holding mechanism 110.
- the chuck 111 has a pair of movable claws.
- the holding mechanism 110 holds the workpiece W by holding the holding end of the workpiece W between the pair of claws.
- the chuck 111 may have three or more claws.
- the holding means may be a suction device that suction-holds the holding end of the workpiece W.
- This chuck 111 automatically clamps the workpiece W in the case of so-called external setup, in which a processed workpiece W and an unprocessed workpiece W are exchanged without stopping the machine tool.
- the processed workpiece W is carried out of the machine tool by a robot arm.
- the unprocessed work W is carried into the machine tool by the robot arm.
- the chuck 111 automatically clamps the unprocessed workpiece W that has been carried in.
- the holding mechanism 110 includes a rotation mechanism 112 that rotates the work W around one rotation axis perpendicular to the main axis direction.
- the rotation mechanism 112 is called, for example, an index table or a rotary table. Specifically, the rotation mechanism 112 rotates the chuck 111 within a range of 360 degrees around a rotation axis X1 parallel to the X direction, which is one rotation axis perpendicular to the main axis direction. Thereby, the rotation mechanism 112 can rotate the work W held by the chuck 111 around the rotation axis X1.
- the machine tool can process the four sides of the workpiece W.
- the machine tool can process a total of four faces: two faces lined up in the Z direction, which is the main axis direction, and two faces lined up in the Y direction perpendicular to the Z direction.
- the holding mechanism 110 incorporates a rotation drive means (not shown) that drives the rotation mechanism 112.
- the rotational drive means includes a drive device that outputs rotational motion, and a rotation transmission mechanism connected to an output shaft of the drive device.
- the holding mechanism 110 may include a first rotation mechanism and a second rotation mechanism.
- the first rotation mechanism rotates the workpiece W around a first rotation axis perpendicular to the main axis direction.
- the second rotation mechanism rotates the workpiece W around a second rotation axis that is perpendicular to the main axis direction and the first rotation axis.
- the rotation mechanism 112 as a first rotation mechanism rotates the workpiece W around a rotation axis X1 parallel to the X direction as a first rotation axis perpendicular to the Z direction, which is the main axis direction.
- a second rotation mechanism (not shown) rotates the workpiece W around a rotation axis Y2 parallel to the Y direction as a second rotation axis perpendicular to the Z direction and the rotation axis X1.
- the second rotation mechanism rotates the holding mechanism 110 by 90 degrees around the rotation axis Y2.
- the free end of the workpiece W held by the chuck 111 faces the main shaft 200. That is, the free end of the workpiece W faces upward in FIG. Therefore, the machine tool can process a total of five surfaces, including two surfaces lined up in the Z direction, two surfaces lined up in the Y direction, and one surface on the free end side.
- One surface on the free end side faces the opposite side from the holding mechanism 110 before rotating about the rotation axis Y2.
- the holding mechanism 110 incorporates a rotation drive means (not shown) that drives the second rotation mechanism.
- the second rotation mechanism rotates the holding mechanism 110 around the rotation axis Y2 separately from the main support mechanism 120. That is, the second rotation mechanism rotates the holding mechanism 110 without rotating the main support mechanism 120.
- the workpiece W is not supported by the main support mechanism 120, but the load during machining in the main axis direction after rotation is applied toward the holding mechanism 110 that holds the workpiece W in a cantilevered state. Therefore, the work W is supported by the holding mechanism 110, and distortion of the work W due to the load during processing is suppressed.
- the main support mechanism 120 includes at least one main support member 121 as an example of a main axis direction support member.
- the main support member 121 is arranged to face the work W held by the holding mechanism 110 from the side opposite to the main shaft 200 of the machine tool in the main axis direction. That is, the main support member 121 is located below the chuck 111 of the holding mechanism 110 and on the main shaft 200 side with respect to the holding mechanism 110.
- the main support mechanism 120 has twenty-five main support members 121 arranged in a matrix of five rows in the X direction and five rows in the Y direction.
- the main support members 121 may be arranged in other forms such as a houndstooth pattern, or may be arranged irregularly.
- the main support mechanism 120 also includes a main drive section 125 (FIG. 1) as an example of a main axis direction drive means for driving the main support member 121.
- This main drive unit 125 moves the main support member 121 between a main axis direction support position where the main support member 121 contacts the work W and a main axis direction retracted position where the main support member 121 separates from the work W in the main axis direction.
- Drive Specifically, the main drive unit 125 causes the main support member 121A, which is in the main axis direction retracted position shown in FIG. 2, to protrude upward toward the main axis direction support position in the Z direction as the main axis direction. Furthermore, the main drive unit 125 retracts the main support member 121B, which is protruding from the main axis direction support position shown in FIG. 2, downward toward the main axis direction retracted position in the Z direction.
- FIG. 2 is a schematic side view of the main support member 121, in which a part of the main support member 121 is at the main axis direction support position. In FIG. 2, five main support members 121 are shown. Further, the tip of the main support member 121 is flat, and the tip surface contacts the workpiece W. Alternatively, the tip of the main support member 121 may have other shapes, such as a sphere or a hemisphere.
- Each main support member 121 is a substantially cylindrical member that is displaced from the main axis direction retracted position toward the main axis direction support position. Then, the main support member 121 rises toward the workpiece W by the action of the power supplied from the main drive section 125.
- the main support member 121 is driven by electric power, pneumatic pressure, hydraulic pressure, spring force from a compression spring, or the like.
- the main support member 121 is a pin or rod of a linear actuator such as a solenoid actuator, a feed screw, an air cylinder, or a hydraulic cylinder.
- the main support member 121 stops rising when it comes into contact with the workpiece W. Thereafter, the main support member 121 is restricted from rising and falling. Thereby, the work W held in a cantilevered state by the chuck 111 is supported by the main support member 121. Thereafter, when the machining is completed, the main support member 121 is lowered. Then, the main support member 121 that has descended stops at the retracted position in the main axis direction.
- the main support mechanism 120 is configured so that the contact position at which the main support member 121 contacts the workpiece W can be changed in an orthogonal plane perpendicular to the main axis direction. That is, the main drive unit 125 of the main support mechanism 120 selectively drives the main support member 121 that protrudes to the contact position with respect to the work W in the XY plane, which is an orthogonal plane orthogonal to the Z direction, which is the main axis direction. It is configured.
- the main support mechanism 120 has a plurality of main support members 121 arranged at different positions in an orthogonal plane perpendicular to the main axis direction.
- the plurality of main support members 121 are divided so that each drive unit by the main drive unit 125 includes at least one main support member 121.
- the main support mechanism 120 has twenty-five drive units each including one main support member 121.
- the drive unit can be set to include any number of main support members 121.
- the driving unit can be set to include five main support members 121 arranged in a row.
- the main drive section 125 drives each main support member 121 for each drive unit. For example, if twenty-five drive units are set, the main drive unit 125 selectively drives each main support member 121. Further, when five drive units are set to each include five main support members 121 arranged in a row, the main drive unit 125 selectively drives each of the five main support members 121. .
- the main drive unit 125 is controlled by a control device (for example, a processor), not shown, which is an example of a computer included in a machine tool. Then, the main drive unit 125 causes the main support member 121 to protrude at a position corresponding to the shape of the workpiece W recognized by the control device. In the example of FIG. 2, the main drive unit 125 projects three main support members 121 at positions corresponding to the shape of the workpiece W.
- a control device for example, a processor
- the control device acquires pin identification information (for example, pin number) that identifies the main support member 121 to be projected.
- This pin specifying information can be acquired from a memory as a storage device included in the machine tool or an external storage device provided outside the machine tool.
- the controller may obtain pin specific information manually entered by the operator. Then, the control device specifies and selects the main support member 121 to be projected using the pin specifying information corresponding to the workpiece W to be processed.
- the control device causes the main drive unit 125 to cause the selected main support member 121 to protrude at a predetermined protrusion timing.
- the ejection timing is, for example, the timing when the chuck 111 completes holding the work W, or the timing when the rotation mechanism 112 of the chuck 111 holding the work W completes.
- the control device causes the main drive unit 125 to retreat the selected main support member 121 at a predetermined retreat timing.
- the evacuation timing is, for example, the timing at which machining of one side of the workpiece W is completed.
- control device may recognize the shape of the workpiece W using a detection device such as a sensor or an imaging device.
- the control device specifies the main support member 121 located at a position corresponding to the recognized shape of the workpiece W. Then, the control device causes the main drive unit 125 to project the identified main support member 121 at a predetermined projecting timing. Further, the control device causes the main drive unit 125 to retreat the identified main support member 121 at a predetermined retreat timing.
- the main support mechanism 120 selects the main support member 121 to protrude.
- the main support member 121 at a position in contact with the work W in the XY plane selectively protrudes. Therefore, the main support mechanism 120 can change the contact position where the main support member 121 contacts the workpiece W in the XY plane according to the shape of the workpiece W. As a result, workpieces W processed into various shapes can be supported by the same jig device 100.
- the jig device 100 includes a first moving mechanism (not shown) that moves the main support mechanism 120 on the table 210.
- This first moving mechanism moves the main support mechanism 120 in the X direction orthogonal to the Z direction as the main axis direction.
- the first moving mechanism includes a slider that moves linearly.
- the stage 220 on which the main support mechanism 120 is placed is fixed to the slider, and both move together.
- the jig device 100 includes a second moving mechanism (not shown) that moves the main support mechanism 120 in the Y direction orthogonal to the Z direction.
- the moving mechanism for moving the stage 220 may be an air floating type moving mechanism that supplies air from below the main support mechanism 120 to move the levitated stage 220.
- the jig device 100 may include a rotational movement mechanism that rotates the stage 220 around a rotation axis parallel to the main axis direction, as a movement mechanism that moves the stage 220.
- the jig device 100 may include a rotating table on which the stage 220 is placed as a rotational movement mechanism.
- the main support mechanism 120 may include one or a small number of main support members 121.
- the main support mechanism 120 moves in the X and Y directions orthogonal to the Z direction as the main axis direction.
- the main support mechanism 120 can change the contact position where the main support member 121 contacts the workpiece W in the XY plane according to the shape of the workpiece W.
- movement of the main support mechanism 120 in the X and Y directions is controlled by a control device of the machine tool.
- the main drive section 125 drives the main support member 121.
- the main shaft side of the main support mechanism 120 is covered with a waterproof or dustproof cover (not shown).
- a waterproof or dustproof cover (not shown).
- the periphery of the main support member 121 is covered with the cover. Therefore, it is possible to prevent liquid such as water or dust such as chips from accumulating around the main support member 121.
- a through hole is formed in the cover at a position corresponding to the main support member 121. That is, a number of through holes corresponding to the number of main support members 121 are formed in the cover. The tip of the main support member 121 is exposed from the through hole. Therefore, the main support member 121 driven by the main drive section 125 protrudes through the through hole. As a result, the upper portion of the main support member 121 located at the main axis direction support position is exposed from the through hole.
- the jig device 100 includes a sub-support mechanism 130 arranged on the side opposite to the holding mechanism 110 with respect to the main support mechanism 120.
- this sub-support mechanism 130 includes a sub-support member 131 as an example of a second axial support member.
- the sub-support member 131 faces the workpiece W in the second axial direction when a first axial direction perpendicular to the main axial direction and a second axial direction perpendicular to the main axial direction and the first axial direction are defined.
- FIG. 3 shows the sub-support mechanism 130 in a standby position, as viewed from viewing direction A in FIG.
- the first axial direction is a direction from one end (holding end) of the workpiece W held by the holding mechanism 110 toward the free end.
- the sub-support member 131 faces the workpiece W (not shown) in the Y direction orthogonal to the Z direction as the main axis direction. That is, in the example of FIG. 3, the holding mechanism 110 holds one end of the workpiece W in the X direction.
- the second axis direction is the Y direction.
- the sub-support member 131 supports the workpiece W in the Y direction.
- the second axis direction is the X direction.
- the sub-support member 131 supports the workpiece W in the X direction. That is, the sub-support mechanism 130 supports the workpiece W by supporting the load applied to the sub-support mechanism 130 via the held workpiece W.
- the sub-support mechanism 130 includes a sub-drive section 135 as an example of a second axial drive means for driving the sub-support member 131.
- the sub-driving unit 135 operates between a second axial support position where the sub-support member 131 contacts the work W and a second axial retracted position where the sub-support member 131 separates from the work W.
- the sub-support member 131 is driven.
- the sub-driver 135 causes the sub-support member 131 in the second axial retracted position shown in FIG. 3 to protrude toward the second axial support position in the Y direction as the second axial direction.
- the sub-driver 135 retracts the sub-support member 131 protruding from the second axial support position toward the second axial retraction position in the Y direction.
- FIG. 3 is a schematic perspective view of the sub-support member 131 in the second axial retracted position.
- FIG. 4 is a schematic perspective view of the jig device 100 in which the sub-support member 131 is at the second axial support position. 3 and 4, one of a pair of sub-support members 131 arranged to sandwich the workpiece W is shown. The tip of this sub-support member 131 is flat, and the tip surface contacts the workpiece W. Alternatively, the tip of the sub-support member 131 may have other shapes such as a sphere or a hemisphere.
- Each sub-support member 131 is a substantially cylindrical member that is displaced from the second axial retracted position toward the second axial support position.
- the sub-supporting member 131 is driven by the action of power supplied from the sub-driving section 135.
- the sub-support member 131 is driven by electric power, pneumatic pressure, hydraulic pressure, spring force from a compression spring, or the like.
- the sub-support member 131 is a pin or rod of a linear actuator such as a solenoid actuator, a feed screw, an air cylinder, or a hydraulic cylinder.
- the protrusion of the sub-support member 131 stops. Thereafter, the protrusion and retraction of the sub-support member 131 is restricted. As a result, the load applied in the Y direction to the workpiece W held in a cantilevered state by the chuck 111 is supported by the sub-support member 131. Thereafter, when the processing is completed, the sub-support member 131 is retracted. Then, the retracted sub-support member 131 stops at the second axial retracted position.
- the sub-support mechanism 130 is configured so that the position of the sub-support member 131 can be changed in a parallel plane parallel to the main axis direction and the first axis direction.
- the sub-support mechanism 130 includes a parallel rotation mechanism 136 that rotates the sub-support member 131 around a parallel rotation axis Y3 parallel to the second axis direction so that the position of the sub-support member 131 can be changed in a parallel plane. has.
- the parallel rotation mechanism 136 of the sub-support mechanism 130 rotates the sub-support member 131 in the ZX plane, which is a parallel plane parallel to the Z direction as the main axis direction and the X direction as the first axis direction. .
- the parallel rotation axis Y3 shown by a dashed line in FIG. 3 is parallel to the Y direction as the second axis direction.
- the parallel rotation mechanism 136 rotates the sub-support member 131 around the parallel rotation axis Y3.
- the parallel rotation mechanism 136 includes a drive device that outputs rotational motion, a transmission mechanism such as a gear that transmits the rotation output from the drive device, and a rotation shaft. This rotating shaft is inserted into a shaft hole (not shown) of the sub-support arm 138. Then, the sub-support arm 138 on which the sub-support member 131 is provided rotates together with the rotating shaft inserted into the shaft hole.
- the sub-support member 131 is rotated in the ZX plane along the rotation direction B in FIG. 3. Then, along the locus of rotation of the sub-support member 131, the position of the sub-support member 131 and the contact position between the sub-support member 131 and the workpiece W change. Note that the parallel rotation mechanism 136 can adjust the position of the sub-support member 131 in the ZX plane by adjusting the rotation angle.
- the jig device 100 includes a first moving mechanism that moves the sub-support mechanism 130.
- the first moving mechanism then moves the sub-support mechanism 130 on the table 210.
- the first moving mechanism moves the sub support mechanism 130 together with the main support mechanism 120 in the X direction orthogonal to the Z direction as the second axis direction. That is, the sub support mechanism 130 is fixed to the common stage 220 with the main support mechanism 120.
- the jig device 100 includes a second moving mechanism (not shown) that moves the sub-support mechanism 130 in the Y direction orthogonal to the Z direction. Then, the second moving mechanism moves the main support mechanism 120 and the sub support mechanism 130 in the Y direction.
- the sub support mechanism 130 may be configured to move in at least one of the X direction and the Y direction separately from the main support mechanism 120. That is, the jig device 100 may include an independent movement mechanism that moves only the sub-support mechanism 130 in at least one of the X direction and the Y direction.
- the sub-drive section 135 and the parallel rotation mechanism 136 are controlled by a control device of the machine tool. Then, the parallel rotation mechanism 136 rotates the sub-support member 131 to a position corresponding to the shape of the workpiece W recognized by the control device. As an example, the parallel rotation mechanism 136 rotates the sub-support member 131 in the standby position shown in FIG. 3 by 90 degrees, and rotationally moves the sub-support member 131 to the operating position shown in FIG. 4. Thereafter, the sub drive unit 135 causes the sub support member 131 to protrude under the control of the control device.
- the sub-support mechanism 130 has at least two sub-support members 131 so as to sandwich the workpiece W from both sides in the second axis direction.
- the tip of the sub-support arm 138 is bifurcated.
- a sub-support member 131 is disposed at each of the two tips.
- the workpiece W can be supported from both sides in the second axis direction (for example, the Y direction).
- the number of sub-support members 131 is not limited to two, and three or more sub-support members 131 may be arranged so as to sandwich the workpiece W from both sides in the second axis direction.
- a second axis direction for example, the X direction or Y direction
- the main axis direction for example, the Z direction
- a load may be applied to the work W in the second axial direction perpendicular to the direction extending toward the end.
- the wide side faces are aligned in the second axis direction.
- the second axial direction is a direction corresponding to the thin wall thickness, the workpiece W will be distorted if a load is applied in the second axial direction.
- a load is applied in the tangential direction of the end mill, and as a result, a load is applied to the workpiece W in the second axis direction.
- the jig device 100 including the sub-support mechanism 130 even if a load is applied in the second axial direction, the workpiece W can be supported and distortion of the workpiece W can be suppressed.
- the sub-support member 131 may be arranged to support the workpiece W from one side in the second axial direction. That is, the sub-support member 131 may be arranged only at a position facing one side of the workpiece W. Even in this case, the workpiece W can be supported from one side. That is, when processing a cantilevered workpiece W, the load may be applied mainly from one side of the workpiece W to the other side in the second axis direction. In this case, the sub-support member 131 may be arranged only at a position facing the other side of the workpiece W.
- the processing efficiency of the workpiece W can be improved in response to various processing conditions applied to the workpiece W.
- the work W can be changed inside the machine tool without stopping the machine tool.
- the stop time of the machine tool can be reduced and the processing efficiency of the workpiece W can be improved.
- the jig device 100 according to this embodiment can be installed in multiple types of machine tools.
- the jig device 100 can be attached to and detached from a machine tool such as a five-axis processing machine or a three-axis processing machine.
- the driving device for the main support member 121 or the sub-support member 131 described above is, for example, a pressure motor, an electric motor, an ultrasonic motor, or the like.
- the work W may be processed while being supported by the main support mechanism 120, and then the chuck 111 may be rotated 90 degrees.
- the side surface of the workpiece W (that is, the surface orthogonal to the upper surface and the lower surface) can be machined while the workpiece W is supported by the main support mechanism 120 and the sub-support mechanism 130. . Therefore, the workpiece W can be machined into a complicated shape without stopping the machine tool.
- FIG. 4 is a schematic perspective view of the jig device 100
- the side surface of the workpiece W can be processed while being supported by the main support mechanism 120 and the sub-support mechanism 130. That is, first, as shown in FIG. 2, the upper surface of the workpiece W is processed while the workpiece W is supported by the main support mechanism 120. Thereafter, the chuck 111 of the holding mechanism 110 is rotated 90 degrees around a rotation axis parallel to the X direction. As a result, the side surface of the work W located on the back side or the front side in FIG. 2 faces the main shaft 200. Therefore, the side surface of the workpiece W can be processed without stopping the machine tool.
- the jig device 100 may be arranged in a suspended state on the upper side in the direction of gravity, and the main shaft 200 of the machine tool may be arranged on the lower side in the direction of gravity. In this case, powdery substances, such as chips, generated by machining fall toward the main shaft 200. Therefore, it is possible to suppress the accumulation of powder at the processing position.
- the jig device 100 may be attached to the table 210 in a 90 degree rotated position. In this case, the principal axis direction is perpendicular to the direction of gravity. Thereby, the workpiece W can be processed by attaching the jig device 100 to a five-axis processing machine, a horizontal processing machine, or the like.
- the main support mechanism 120 may be configured to rotate integrally with the sub-support mechanism 130 around a rotation axis parallel to the X direction or the Y direction. That is, the main support mechanism 120 may include a rotation device that rotates the main support mechanism 120 and the sub-support mechanism 130 around the rotation axis.
- the rotation device rotates the stage 220 on which the main support mechanism 120 and the sub support mechanism 130 are placed around a rotation axis parallel to the X direction or the Y direction.
- the rotation device rotates the stage 220 by 90 degrees around a rotation axis parallel to the X direction.
- the principal axis direction is perpendicular to the direction of gravity.
- the workpiece W can be processed by attaching the jig device 100 to a five-axis processing machine, a horizontal processing machine, or the like.
- the main support mechanism 120 may be configured to rotate around a rotation axis parallel to the X direction or the Y direction, separately from the sub support mechanism 130. That is, the main support mechanism 120 may include a rotation device that rotates only the main support mechanism 120 without rotating the sub support mechanism 130 around the rotation axis.
- the sub support mechanism 130 may be configured to rotate around a rotation axis parallel to the X direction or the Y direction, separately from the main support mechanism 120. That is, the sub-support mechanism 130 may include a rotation device that rotates only the sub-support mechanism 130 without rotating the main support mechanism 120 around the rotation axis.
- the jig device 100 may include only the main support mechanism 120.
- the jig device 100 may include only the sub-support mechanism 130.
- a work W fixed on the stage 220 can be processed. Even in this case, the workpiece W can be supported from the Y direction or the Z direction perpendicular to the main axis direction.
- FIG. 5 is a schematic perspective view of the jig device 300 seen diagonally from above.
- FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining the hole clamp device 140.
- differences from the above-described embodiment will be mainly described, and the same reference numbers will be given to the components that have already been described, and the description thereof will be omitted. Unless otherwise specified, components with the same reference numerals have substantially the same operations and functions, and their effects are also substantially the same.
- the jig device 300 includes a sub-support mechanism 130 (not shown).
- the sub-support mechanism 130 is arranged at a position where the hole clamp device 140 is sandwiched between the main support mechanism 120, which is an example of a main-axis direction support mechanism.
- the sub support mechanism 130 is arranged on the opposite side of the main support mechanism 120 with respect to the hole clamp device 140.
- the jig device 300 includes a holding mechanism 110 that holds the workpiece W3 in a cantilevered state, and a jig unit U3.
- the jig unit U3 is an example of a restraint mechanism that restrains a part of the workpiece W3 so as to restrict the displacement of the workpiece W3 in a direction parallel to the main axis direction of the machine tool (hereinafter also referred to as the Z direction).
- a hole clamp device 140 is provided.
- the jig unit U3 includes a main support mechanism 120 and a sub-support mechanism 130 (not shown). Alternatively, the jig unit U3 may not include at least one of the main support mechanism 120 and the sub-support mechanism 130.
- the hole clamp device 140 is arranged at a position sandwiching the main support mechanism 120 and the holding mechanism 110. In other words, the hole clamp device 140 is arranged on the side opposite to the holding mechanism 110 with respect to the main support mechanism 120.
- the hole clamp device 140 restrains a protrusion PP protruding from the main body of the workpiece W3. This protruding portion PP protrudes from the main body of the workpiece W3, which is the object of processing, and is a surplus portion that is not the object of processing.
- the protrusion PP is the free end of the workpiece W3. That is, when the holding mechanism 110 holds the holding end of the work W3 in the X direction, the other end of the work W3 in the X direction is the protrusion PP.
- the protrusion PP does not need to be a free end, and may be a side edge extending in the X direction of the workpiece W3, for example.
- the external shape of the protruding portion PP is arbitrary, and may have, for example, a polygon, a circle, an ellipse, or other shapes.
- the part of the workpiece W3 that is restrained by the hole clamp device 140 may be a surplus part (for example, a side edge part) that is continuous from the main body of the workpiece W3.
- Such a hole clamp device 140 can suppress displacement of the workpiece W3 in the Z direction during machining, that is, positional fluctuation or chatter of the workpiece W3 in the main axis direction. Therefore, it is possible to prevent the workpiece W3 from separating from the main support mechanism 120, that is, to prevent the workpiece W3 from being displaced toward the main shaft 200 during processing.
- the holding mechanism 110 may hold the workpiece W3 so that the X direction or the Y direction is parallel to the direction of gravity.
- the hole clamp device 140 may be located below or above the main support mechanism 120, with the main axis direction perpendicular to the direction of gravity.
- a force from the processing device is applied to the workpiece W3 in this state in the Z direction horizontal to the direction of gravity.
- no gravity is applied in the Z direction from the workpiece W3 toward the main support mechanism 120. Therefore, no gravity is applied to the main support mechanism 120 to hold down the workpiece W3, and displacement in the direction away from the main support mechanism 120 cannot be suppressed.
- the hole clamp device 140 even in this case, it is possible to restrain the protrusion PP and prevent the workpiece W3 from separating from the main support mechanism 120.
- the jig unit U3 may include another restraining mechanism instead of or in addition to the hole clamp device 140.
- the other restraining mechanism is a suction device that attracts and restrains a part of the workpiece W3, a hook that catches a part of the workpiece W3, a holding device that grips a part of the workpiece W3, or the like.
- the portion restrained by the other restraint mechanism may be a part of the workpiece W3 to be processed, a surplus portion of the work W3, or the like.
- the other restraining mechanism may be a mechanism that restrains the workpiece W3 from the main shaft 200 side. However, by restraining the workpiece W3 from the side opposite to the main shaft 200, it is possible to avoid interfering with the support of the workpiece W3 by the sub-support mechanism 130.
- the jig unit U3 includes a moving device 149 that moves the hole clamp device 140 forward and backward in the Z direction.
- the moving device 149 moves the hole clamp device 140 so as to approach the work W3 when the hole clamp device 140 restrains the work W3. Furthermore, after releasing the restraint by the hole clamp device 140, the moving device 149 moves the hole clamp device 140 away from the workpiece W3. Alternatively, the moving device 149 may move the workpiece support portion 141 of the hole clamp device 140 forward and backward in the Z direction.
- FIGS. 6A and 6B are cross sections extending in the thickness direction of the workpiece W3, and are schematic diagrams of a cross section passing through the central axis (not shown) of the hole H.
- FIG. 6A shows the state before the workpiece W3 is drawn toward the hole clamp device 140.
- FIG. 6B shows the state after the workpiece W3 is drawn toward the hole clamp device 140.
- the hole clamp device 140 operates to line the inside of the hole H formed in the protrusion PP and draw the workpiece W3 toward the hole clamp device 140. Therefore, as shown in FIGS. 6A and 6B, the hole clamp device 140 includes a workpiece support part 141 and a rod 142 that moves forward and backward with respect to the workpiece support part 141.
- the hole H is a through hole in the example of FIG. 6A and FIG. 6B, the hole H may be a blind hole (that is, a blind hole).
- the workpiece W3 may have a hole formed in a portion to be processed, instead of the protrusion PP, as a portion restrained by the hole clamp device 140.
- the hole clamp device 140 has a cap 143 that covers the wedge-shaped tip of the rod 142.
- the tip of the rod 142 has a shape like a truncated cone. Then, the cap 143 and the rod 142 are inserted into the hole H formed in the protrusion PP.
- the hole clamp device 140 includes a tension member 144 that moves forward and backward relative to the cap 143. A plurality of (for example, four) tension members 144 are arranged around the rod 142.
- the tension member 144 is retracted inward of the cap 143. Thereafter, the rod 142 moves in the direction indicated by arrow A1 in FIG. 6B (ie, downward in FIG. 6B). Then, the tension member 144 protrudes outward from the cap 143 as shown by arrow A2 (that is, in the left-right direction in FIG. 6B) along the tapered surface of the tip of the rod 142. The tension member 144 then comes into contact with the inner surface of the hole H and bites into it. Then, the hole clamp device 140 draws the workpiece W3 in the direction indicated by the arrow A3 (ie, downward in FIG. 6B) using air pressure or the like. As a result, the workpiece W3 is pressed against the support surface of the workpiece support section 141, and the workpiece W3 is restrained by the hole clamp device 140.
- the hole clamp device 140 supplies air pressure to move the rod 142 in the opposite direction to the direction indicated by the arrow A1 (that is, upward in FIG. 6B).
- the biasing of the tension member 144 by the tip of the rod 142 is released.
- the tension member 144 is biased by an unillustrated elastic member (for example, a spring or an elastic ring) and moves to its original position inside the cap 143. That is, the tension member 144 retreats in the opposite direction to the direction indicated by arrow A2.
- an unillustrated elastic member for example, a spring or an elastic ring
- the jig device 300 and the jig unit U3 are equipped with a restraint mechanism that restrains a part of the workpiece W3.
- a restraint mechanism that restrains a part of the workpiece W3.
- the restraint mechanism such as the hole clamp device 140 may restrict the movement of the workpiece W3 in the direction away from the main support mechanism 120. Therefore, the restraining mechanism does not have to pull the workpiece W3 toward the restraining mechanism or toward the main support mechanism 120. For example, the restraining mechanism may restrain the workpiece W3 by simply gripping and holding a part of the workpiece W3. Furthermore, the hole clamp device 140 may not pull in the workpiece W3, but only restrict its movement in the direction away from the hole clamp device 140.
- a workpiece jig device in a machine tool a holding mechanism that holds the workpiece in a cantilevered state
- the workpiece held in a cantilevered state by the holding mechanism includes at least one spindle direction support member disposed to face the workpiece from the opposite side of the spindle of the machine tool in the spindle direction, and a main axis direction support mechanism having a main axis direction driving means for driving the main axis direction support member between a main axis direction support position in contact with the workpiece and a main axis direction retracted position away from the workpiece in the main axis direction;
- the main axis direction support mechanism is a jig device configured to be able to change a contact position at which the main axis direction support member contacts the workpiece in an orthogonal plane perpendicular to the main axis direction.
- the main axis direction support mechanism has a plurality of main axis direction support members arranged at different positions in the orthogonal plane, The plurality of main axis direction support members are divided so that each driving unit by the main axis direction driving means includes at least one main axis direction support member,
- the holding mechanism includes a first rotation mechanism that rotates the workpiece around a first rotation axis that is orthogonal to the main axis direction, and a second rotation axis that rotates the workpiece around a second rotation axis that is orthogonal to the main axis direction and the first rotation axis. and a second rotation mechanism that rotates the jig device according to supplementary note 1 or 2.
- the second axial support mechanism is configured to be able to change the position of the second axial support member in a parallel plane parallel to the main axis direction and the first axis direction. equipment.
- Appendix 7 The jig device according to appendix 5 or 6, wherein the second axial support mechanism includes at least two second axial support members that sandwich the work from both sides in the second axial direction.
- a jig unit for a jig device for a workpiece held in a cantilevered state in a machine tool With respect to the workpiece held in a cantilevered state, at least one spindle direction support member is arranged to face the workpiece from the opposite side of the spindle of the machine tool in the spindle direction, and in the spindle direction.
- main axis direction support mechanism comprising a main axis direction support mechanism having a main axis direction driving means for driving the main axis direction support member between a main axis direction support position in contact with the workpiece and a main axis direction retracted position away from the workpiece
- the main axis direction support mechanism is a jig unit configured to be able to change a contact position at which the main axis direction support member contacts the workpiece in an orthogonal plane perpendicular to the main axis direction.
- a workpiece jig device in a machine tool a holding mechanism that holds the workpiece in a cantilevered state;
- a second axial support that faces the workpiece in the second axial direction when a first axial direction perpendicular to the main axial direction and a second axial direction perpendicular to the main axial direction and the first axial direction are defined.
- a second axial support mechanism having a member;
- the holding mechanism holds one end of the workpiece in the first axis direction,
- the second axial support mechanism is configured to move the second axial support member in the second axial direction between a second axial support position where the workpiece is in contact with the workpiece and a second axial retraction position where the second axial support member is away from the workpiece.
- a jig device having a second axial drive means for driving.
- the second axial support mechanism is configured to be able to change the position of the second axial support member in a parallel plane parallel to the main axis direction and the first axis direction. equipment.
- the second axial support mechanism rotates the second axial support member around a parallel rotation axis parallel to the second axial direction so that the position of the second axial support member can be changed in the parallel plane.
- the holding mechanism includes a first rotation mechanism that rotates the workpiece around a first rotation axis that is orthogonal to the main axis direction, and a second rotation axis that rotates the workpiece around a second rotation axis that is orthogonal to the main axis direction and the first rotation axis. and a second rotation mechanism that rotates the jig device according to any one of Supplementary Notes 10 to 13.
- a jig unit for a jig device for a workpiece held in a cantilevered state in a machine tool A second axial support that faces the workpiece in the second axial direction when a first axial direction perpendicular to the main axial direction and a second axial direction perpendicular to the main axial direction and the first axial direction are defined.
- a jig unit having a second axial drive means for driving the jig unit.
- Jig device 110 Holding mechanism 112: Rotating mechanism (first rotating mechanism) 120: Main support mechanism (main axis direction support mechanism) 121: Main support member (main axis direction support member) 125: Main drive section (spindle direction drive means) 130: Sub support mechanism (second axial support mechanism) 131: Sub support member (second axial support member) 135: Sub drive section (second axial drive means) 136: Parallel rotation mechanism 140: Hall clamp device (restraint mechanism) 200: Main spindle 210: Table 300: Jig device U: Jig unit W: Work W3: Work X1: Rotation axis (first rotation axis) Y2: Rotation axis (second rotation axis) Y3: Parallel rotation axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
Abstract
工作機械におけるワークWの治具装置100は、ワークを片持ち状態で保持する保持機構110と、保持機構に片持ち状態で保持されるワークに対して、主軸方向における工作機械の主軸200の反対側からワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材121を有するとともに、主軸方向において、ワークと接触する主軸方向支持位置とワークから離れる主軸方向退避位置との間で、主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段125を有する主軸方向支持機構120とを備え、主軸方向支持機構は、主軸方向支持部材がワークに対して接触する接触位置を、主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている。
Description
本発明は、片持ち状態で保持されるワークの治具装置、及び治具装置用の治具ユニットに関する。
特許文献1には、六面加工機用の下治具装置が記載されている。この下治具装置は、ワーク支持面でワークを支持する固定下治具と、昇降可能に設けられた昇降下治具とを備えている。そして、昇降下治具が上昇したとき、昇降下治具のワーク支持面は、固定下治具のワーク支持面と共面状となる。さらに、昇降下治具が下降したとき、昇降下治具のワーク支持面は、固定下治具のワーク支持面よりも低いレベルになる。
工作物であるワークを加工するための工作機械、例えばマシニングセンタと呼ばれる工作機械によってワークを加工する場合、ワークは治具装置によって保持される。そして、大量に生産されるワークを加工する場合には、汎用的な治具装置が用いられる。一方、少量ずつ生産される多品種のワークを加工する場合、ワーク毎に専用の治具装置が用いられる。このように専用の治具装置を用いる場合、加工面を変えるときには、工作機械を停止してワークを治具装置から取り外す工程が発生する。この取り外し工程に加えて、取り外したワークを別の治具装置に取り付ける工程も発生する。その結果、ワークの脱着工程の数と、工作機械の停止時間とに起因して、加工時間が長くなってしまう。その結果、ワークの加工効率が低下してしまう。
一態様に係る治具装置は、工作機械におけるワークの治具装置であって、前記ワークを片持ち状態で保持する保持機構と、前記保持機構に片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構とを備え、前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている。
また、他の一態様に係る治具ユニットは、工作機械において片持ち状態で保持されるワークの治具装置用の治具ユニットであって、片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構を備え、前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている。
これにより、ワークに施される様々な加工条件に対応する治具装置を提供するとともに、ワークの加工効率を向上させることができる。
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置又は方法の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。なお、本明細書においては、工作機械の主軸が配置される側が「上」に対応し、その反対側が「下」に対応する。
図1を参照して、工作機械(不図示)のテーブル210上、すなわちテーブル210の上方において片持ち状態で保持されるワークWの治具装置100について説明する。なお、図1は、斜め上方から見た治具装置100の概略斜視図である。本実施形態に係る治具装置100は、一例として工作機械の内部に設置されて、加工対象物であるワークWを片持ち状態で保持し且つ支持する。
例えば、この工作機械は、ワークWに対して穴あけ加工、フライス加工、又は面取り加工等を施す。具体例として、加工機は、ワークWが直方体であるときに、ワークWの三面を加工する三軸加工機、又はワークWの五面を加工する五軸加工機である。さらに、加工機は、縦型加工機、横型加工機、又は門型加工機である。ただし、以下の説明では、工作機械が縦型の三軸加工機である例について主に説明する。
治具装置100は、工作機械のテーブル210と、図1において破線によって示す工作機械の主軸200との間に設置される。なお、テーブル210は、治具装置100が設置されている状態で移動可能であってもよい。例えば、テーブル210は、工作機械の主軸方向と平行な方向(以下、Z方向ともいう)において上下移動可能であってもよく、Z方向に平行な回転軸を中心に回転移動可能であってもよい。さらに、テーブル210は、主軸方向と直交する方向(以下、X方向又はY方向ともいう)において、平行移動可能であってもよく、X方向又はY方向に平行な回転軸を中心に回転移動可能であってもよい。
治具装置100は、ワークWを片持ち状態で保持する保持機構110と、治具ユニットUとを備える。そして、治具ユニットUは、後述する主軸方向支持部材及び主軸方向支持機構を有する主軸方向支持機構の一例として、メイン支持機構120を備える。さらに、治具ユニットUは、後述する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構の一例として、サブ支持機構130を備える。
保持機構110は、主軸方向に直交する第一軸方向におけるワークWの端部(以下、保持端部ともいう)を片持ち状態で保持する。すなわち、保持機構110が、主軸方向に直交する第一軸方向として規定されるX方向におけるワークWの保持端部を保持すると、ワークWのX方向における他端部が自由端部となる。一方、保持機構110が、主軸方向に直交する第一軸方向として規定されるY方向におけるワークWの保持端部を保持すると、ワークWのY方向における他端部が自由端部となる。
なお、保持機構110が、X方向におけるワークWの保持端部を保持する場合、サブ支持機構130の第二軸方向支持部材は、主軸方向及びX方向に直交する第二軸方向として規定されるY方向においてワークWと対向する。一方、保持機構110が、Y方向におけるワークWの保持端部を保持する場合、第二軸方向支持部材は、主軸方向及びY方向に直交する第二軸方向として規定されるX方向においてワークWと対向する。ただし、以下の説明では、保持機構110が第一軸方向として、X方向におけるワークWの保持端部を保持する例について主に説明する。
[保持機構110]
保持機構110には、ワークWを挟持する保持手段であるチャック111が取り付けられる。一例として、チャック111は、保持機構110に対して着脱可能である。例えば、チャック111は、可動式の一対の爪部を有している。そして、一対の爪部がワークWの保持端部を挟持することによって、保持機構110がワークWを保持する。代替的に、チャック111は、三つ以上の爪部を有していてもよい。さらに、保持手段は、ワークWの保持端部を吸着保持する吸着装置であってもよい。
保持機構110には、ワークWを挟持する保持手段であるチャック111が取り付けられる。一例として、チャック111は、保持機構110に対して着脱可能である。例えば、チャック111は、可動式の一対の爪部を有している。そして、一対の爪部がワークWの保持端部を挟持することによって、保持機構110がワークWを保持する。代替的に、チャック111は、三つ以上の爪部を有していてもよい。さらに、保持手段は、ワークWの保持端部を吸着保持する吸着装置であってもよい。
このチャック111は、工作機械を停止せずに、加工済みのワークWと未加工のワークWとを入れ替える、いわゆる外段取りの場合、自動的にワークWを挟持する。例えば、加工済みのワークWは、ロボットアームによって工作機械の外部に搬出される。その後、未加工のワークWは、ロボットアームによって工作機械の内部に搬入される。そして、チャック111は、搬入された未加工のワークWを自動的に挟持する。
また、保持機構110は、主軸方向に直交する一の回転軸線の回りにワークWを回転させる回転機構112を有している。回転機構112は、例えばインデックステーブル又は回転テーブル等と呼ばれる。具体的に、回転機構112は、主軸方向に直交する一の回転軸線として、X方向に平行な回転軸線X1を中心に360度の範囲でチャック111を回転させる。これにより、回転機構112は、回転軸線X1を中心に、チャック111に保持されたワークWを回転させることができる。
回転機構112がワークWを回転させることによって、工作機械は、ワークWの四面を加工できる。例えば、ワークWが直方体である場合、工作機械は、主軸方向であるZ方向に並んだ二面と、Z方向に直交するY方向に並んだ二面との合計四面を加工できる。なお、保持機構110は、回転機構112を駆動する不図示の回転駆動手段を内蔵している。一例として、回転駆動手段は、回転運動を出力する駆動装置と、当該駆動装置の出力軸に接続された回転伝達機構とを含んでいる。
また、保持機構110は、第一回転機構と第二回転機構とを有していてもよい。第一回転機構は、主軸方向に直交する第一回転軸線の回りにワークWを回転させる。そして、第二回転機構は、主軸方向及び第一回転軸線に直交する第二回転軸線の回りにワークWを回転させる。例えば、第一回転機構としての回転機構112が、主軸方向であるZ方向に直交する第一回転軸線として、X方向に平行な回転軸線X1を中心にワークWを回転させる。さらに、不図示の第二回転機構は、Z方向及び回転軸線X1に直交する第二回転軸線として、Y方向に平行な回転軸線Y2を中心にワークWを回転させる。
具体的に、第二回転機構は、回転軸線Y2を中心に保持機構110を90度回転させる。これにより、チャック111に保持されたワークWの自由端部が、主軸200に対向する。すなわち、ワークWの自由端部は、図1における上側を向く。そのため、工作機械は、Z方向に並んだ二面と、Y方向に並んだ二面に、さらに自由端部側の一面を加えた合計五面を加工できる。この自由端部側の一面は、回転軸線Y2を中心に回転する前には、保持機構110とは反対側を向いている。なお、保持機構110は、第二回転機構を駆動する不図示の回転駆動手段を内蔵している。
一例として、第二回転機構は、保持機構110を、メイン支持機構120とは別に回転軸線Y2を中心に回転させる。すなわち、第二回転機構は、メイン支持機構120を回転させずに、保持機構110を回転させる。この場合、ワークWはメイン支持機構120によって支持されないが、回転後の主軸方向における加工時の負荷は、ワークWを片持ち状態で保持する保持機構110に向かって加わる。そのため、ワークWは保持機構110によって支持される状態となり、加工時の負荷によってワークWが歪むことは抑制される。
[主軸方向支持機構]
図2に示すように、メイン支持機構120は、主軸方向支持部材の一例として、少なくとも一個のメイン支持部材121を有している。このメイン支持部材121は、保持機構110に保持されるワークWに対して、主軸方向における工作機械の主軸200の反対側からワークWと対向するように配置されている。すなわち、メイン支持部材121は、保持機構110のチャック111よりも下方であって、且つ保持機構110に対して主軸200側に位置している。
図2に示すように、メイン支持機構120は、主軸方向支持部材の一例として、少なくとも一個のメイン支持部材121を有している。このメイン支持部材121は、保持機構110に保持されるワークWに対して、主軸方向における工作機械の主軸200の反対側からワークWと対向するように配置されている。すなわち、メイン支持部材121は、保持機構110のチャック111よりも下方であって、且つ保持機構110に対して主軸200側に位置している。
図1の例では、メイン支持機構120が、X方向に五列、及びY方向に五列のマトリクス状に配置された二十五個のメイン支持部材121を有している。代替的に、メイン支持部材121は一個でもよく、又は二十四個以下又は二十六個以上であってもよい。また、メイン支持部材121は、千鳥格子状等の他の態様で配列されてもよく、又は不規則に配列されてもよい。
また、メイン支持機構120は、メイン支持部材121を駆動する主軸方向駆動手段の一例として、メイン駆動部125(図1)を有している。このメイン駆動部125は、主軸方向において、メイン支持部材121がワークWと接触する主軸方向支持位置と、メイン支持部材121がワークWから離れる主軸方向退避位置との間で、メイン支持部材121を駆動する。具体的に、メイン駆動部125は、主軸方向としてのZ方向において、図2に示す主軸方向退避位置にあるメイン支持部材121Aを主軸方向支持位置に向かって上方に突出させる。さらに、メイン駆動部125は、Z方向において、図2に示す主軸方向支持位置に突出しているメイン支持部材121Bを主軸方向退避位置に向かって下方に退避させる。
図2を参照して、メイン支持部材121の駆動について説明する。なお、図2は、メイン支持部材121の概略側面図であり、メイン支持部材121の一部が主軸方向支持位置にある。図2においては、五個のメイン支持部材121が示されている。また、メイン支持部材121の先端は平坦であり、その先端面がワークWに接触する。代替的に、メイン支持部材121の先端は、球又は半球等の他の形状を有していてもよい。
各メイン支持部材121は、主軸方向退避位置から主軸方向支持位置に向かって変位する略円柱状の部材である。そして、メイン支持部材121は、メイン駆動部125から供給される動力の作用によって、ワークWに向かって上昇する。例えば、メイン支持部材121は、電力、空気圧、油圧、又は圧縮ばねによるばね力等によって駆動される。一例として、メイン支持部材121は、ソレノイドアクチュエータ、送りねじ、エアシリンダ、又は油圧シリンダ等の直動アクチュエータのピン若しくはロッドである。
図2に示すように、メイン支持部材121の上昇は、ワークWに接触すると停止する。その後、メイン支持部材121の上昇及び下降が規制される。これにより、チャック111に片持ち状態で保持されているワークWは、メイン支持部材121によって支持される。その後、加工が終了すると、メイン支持部材121は下降する。そして、下降したメイン支持部材121は、主軸方向退避位置において停止する。
メイン支持機構120は、メイン支持部材121がワークWに対して接触する接触位置を、主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている。すなわち、メイン支持機構120のメイン駆動部125は、主軸方向としてのZ方向と直交する直交平面としてのXY平面において、ワークWに対する接触位置まで突出するメイン支持部材121を選択的に駆動するように構成されている。
具体的に、メイン支持機構120は、主軸方向と直交する直交平面において異なる位置に配置されている複数のメイン支持部材121を有する。そして、複数のメイン支持部材121は、メイン駆動部125による駆動単位ごとに少なくとも一個のメイン支持部材121が含まれるように区分されている。一例として、メイン支持機構120には、それぞれ一個のメイン支持部材121が含まれる二十五の駆動単位が設定されている。ただし、駆動単位は、任意の数のメイン支持部材121が含まれるように設定できる。例えば、駆動単位は、一列に並んだ五個のメイン支持部材121が含まれるように設定できる。
そして、メイン駆動部125は、駆動単位ごとに、各メイン支持部材121を駆動する。例えば、二十五の駆動単位が設定されている場合、メイン駆動部125は、一個ずつのメイン支持部材121を選択的に駆動する。また、一列に並んだ五個のメイン支持部材121をそれぞれ含むように、五の駆動単位が設定されている場合、メイン駆動部125は、五個ずつのメイン支持部材121を選択的に駆動する。
例えば、メイン駆動部125は、工作機械が備えるコンピュータの一例である不図示の制御装置(例えばプロセッサ)によって制御される。そして、メイン駆動部125は、制御装置が認識したワークWの形状に対応する位置のメイン支持部材121を突出させる。図2の例では、メイン駆動部125が、ワークWの形状に対応する位置にある三個のメイン支持部材121を突出させている。
一例として、制御装置は、突出させるメイン支持部材121を特定するピン特定情報(例えばピン番号)を取得する。このピン特定情報は、工作機械が備える記憶装置としてのメモリ、又は工作機械の外部に設けられた外部記憶装置から取得できる。代替的に、制御装置は、オペレータが手動で入力したピン特定情報を取得してもよい。そして、制御装置は、加工対象であるワークWに対応するピン特定情報を用いて、突出させるメイン支持部材121を特定して選択する。
そして、制御装置は、選択したメイン支持部材121を、予め定められた突出タイミングで、メイン駆動部125によって突出させる。なお、突出タイミングとは、例えばワークWがチャック111の保持が完了したタイミング、又はワークWを保持するチャック111の回転機構112による回転が完了したタイミングである。さらに、制御装置は、選択したメイン支持部材121を、予め定められた退避タイミングで、メイン駆動部125によって退避させる。なお、退避タイミングとは、例えばワークWの一面の加工が完了したタイミングである。
代替的に、制御装置は、センサー又は撮像装置等の検出装置によってワークWの形状を認識してもよい。この場合、制御装置は、認識したワークWの形状に対応する位置にあるメイン支持部材121を特定する。そして、制御装置は、特定したメイン支持部材121を、予め定められた突出タイミングで、メイン駆動部125によって突出させる。また、制御装置は、特定したメイン支持部材121を、予め定められた退避タイミングで、メイン駆動部125によって退避させる。
このように、メイン支持機構120は、突出させるメイン支持部材121を選択する。これにより、XY平面において、ワークWと接触する位置にあるメイン支持部材121が、選択的に突出する。そのため、メイン支持機構120は、メイン支持部材121がワークWに対して接触する接触位置を、ワークWの形状に応じてXY平面において変更できる。その結果、様々な形状に加工されるワークWを、同一の治具装置100によって支持できる。
また、保持端部から遠い自由端部の近傍を加工する場合、片持ち状態のワークWには、固定位置を中心として下向きの負荷が加わる。そのため、自由端部の近傍のメイン支持部材121を上昇させて、自由端部を下側から支持する。これにより、加工する際のワークWの歪みを抑制できる。
また、治具装置100は、テーブル210上においてメイン支持機構120を移動させる第一移動機構(不図示)を備えている。この第一移動機構は、主軸方向としてのZ方向と直交するX方向にメイン支持機構120を移動させる。一例として、第一移動機構は、直線移動するスライダを備えている。そして、メイン支持機構120が載置されているステージ220は、スライダに対して固定されており、両者が共に移動する。さらに、治具装置100は、Z方向と直交するY方向にメイン支持機構120を移動させる不図示の第二移動機構を備えている。
代替的に、ステージ220を移動させる移動機構は、メイン支持機構120の下方からエアを供給して、浮上したステージ220を移動させるエア浮上式の移動機構であってもよい。また、治具装置100は、ステージ220を移動させる移動機構として、主軸方向に平行な回転軸の周りにステージ220を回転させる回転移動機構を備えていてもよい。例えば、治具装置100は、回転移動機構として、ステージ220が載置される回転テーブルを備えていてもよい。
代替的に、メイン支持機構120は、一個又は少数のメイン支持部材121を有していてもよい。この場合、メイン支持機構120は、主軸方向としてのZ方向と直交するX方向及びY方向に移動する。これにより、メイン支持機構120は、メイン支持部材121がワークWに対して接触する接触位置を、ワークWの形状に応じてXY平面において変更できる。例えば、メイン支持機構120のX方向及びY方向への移動は、工作機械の制御装置によって制御される。そして、メイン支持部材121がワークWの下方に位置するまで移動すると、メイン駆動部125は、メイン支持部材121を駆動する。
また、ワークWを加工する場合、メイン支持機構120の主軸側には、防水又は防塵用のカバー(不図示)が被せられる。これによって、メイン支持部材121の周囲がカバーによって覆われる。そのため、水等の液体又は切りくず等の塵がメイン支持部材121の周囲に溜まることを抑制できる。
また、カバーには、メイン支持部材121と対応する位置に貫通孔が形成されている。すなわち、カバーには、メイン支持部材121の数に対応する数の貫通孔が形成されている。そして、メイン支持部材121の先端は、貫通孔から露出している。そのため、メイン駆動部125によって駆動されるメイン支持部材121は、貫通孔を介して突出する。その結果、主軸方向支持位置にあるメイン支持部材121の上側の部分が、貫通孔から露出する。
[第二軸方向支持機構]
図1に示すように、治具装置100は、メイン支持機構120に対して保持機構110とは反対側に配置されるサブ支持機構130を備えている。そして、図3に示すように、このサブ支持機構130は、第二軸方向支持部材の一例として、サブ支持部材131を有している。そして、サブ支持部材131は、主軸方向に直交する第一軸方向と、主軸方向及び第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、第二軸方向においてワークWと対向する。なお、図3は、図1の観察方向Aから観察した、待機位置にあるサブ支持機構130を示している。
図1に示すように、治具装置100は、メイン支持機構120に対して保持機構110とは反対側に配置されるサブ支持機構130を備えている。そして、図3に示すように、このサブ支持機構130は、第二軸方向支持部材の一例として、サブ支持部材131を有している。そして、サブ支持部材131は、主軸方向に直交する第一軸方向と、主軸方向及び第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、第二軸方向においてワークWと対向する。なお、図3は、図1の観察方向Aから観察した、待機位置にあるサブ支持機構130を示している。
ここで、第一軸方向とは、保持機構110が保持するワークWの一方の端部(保持端部)から自由端部に向かう方向である。例えば、図3の例では、主軸方向としてのZ方向に対して直交するY方向において、サブ支持部材131が不図示のワークWと対向する。すなわち、図3の例においては、保持機構110がX方向におけるワークWの一端部を保持する。
なお、保持機構110が保持するワークWの保持端部から自由端部に向かって延びる方向がX方向である場合、第二軸方向はY方向となる。そして、サブ支持部材131は、Y方向においてワークWを支持する。一方、保持機構110が保持するワークWの保持端部から自由端部に向かって延びる方向がY方向である場合、第二軸方向はX方向となる。そして、サブ支持部材131は、X方向においてワークWを支持する。すなわち、サブ支持機構130は、保持されているワークWを介してサブ支持機構130に加わる負荷を支えることによって、ワークWを支持する。
また、サブ支持機構130は、サブ支持部材131を駆動する第二軸方向駆動手段の一例として、サブ駆動部135を備えている。サブ駆動部135は、第二軸方向において、サブ支持部材131がワークWと接触する第二軸方向支持位置と、サブ支持部材131がワークWから離れる第二軸方向退避位置との間で、サブ支持部材131を駆動する。具体的に、サブ駆動部135は、第二軸方向としてのY方向において、図3に示す第二軸方向退避位置にあるサブ支持部材131を第二軸方向支持位置に向かって突出させる。さらに、サブ駆動部135は、Y方向において、第二軸方向支持位置に突出しているサブ支持部材131を第二軸方向退避位置に向かって退避させる。
具体的に、図3及び図4を参照して、サブ支持部材131の駆動について説明する。なお、図3は、第二軸方向退避位置にあるサブ支持部材131の概略斜視図である。また、図4においては、サブ支持部材131が第二軸方向支持位置にある治具装置100の概略斜視図である。図3及び図4においては、ワークWを挟むように配置される一対のサブ支持部材131の一方が示されている。このサブ支持部材131の先端は平坦であり、その先端面がワークWに接触する。代替的に、サブ支持部材131の先端は、球又は半球等の他の形状を有していてもよい。
各サブ支持部材131は、第二軸方向退避位置から第二軸方向支持位置に向かって変位する略円柱状の部材である。そして、サブ支持部材131は、サブ駆動部135から供給される動力の作用によって駆動される。例えば、サブ支持部材131は、電力、空気圧、油圧、又は圧縮ばねによるばね力等によって駆動される。一例として、サブ支持部材131は、ソレノイドアクチュエータ、送りねじ、エアシリンダ、又は油圧シリンダ等の直動アクチュエータのピン若しくはロッドである。
そして、サブ支持部材131の突出は、ワークWに接触すると停止する。その後、サブ支持部材131の突出及び退避が規制される。これにより、チャック111に片持ち状態で保持されているワークWに対してY方向に加わる負荷は、サブ支持部材131によって支持される。その後、加工が終了すると、サブ支持部材131は退避する。そして、退避したサブ支持部材131は、第二軸方向退避位置において停止する。
サブ支持機構130は、サブ支持部材131の位置を、主軸方向及び第一軸方向と平行な平行平面において変更できるように構成されている。具体的に、サブ支持機構130は、サブ支持部材131の位置を平行平面において変更できるように、第二軸方向に平行な平行回転軸線Y3の回りにサブ支持部材131を回転させる平行回転機構136を有する。図3の例では、サブ支持機構130の平行回転機構136は、主軸方向としてのZ方向及び第一軸方向としてのX方向と平行な平行平面としてのZX平面において、サブ支持部材131を回転させる。
すなわち、図3において一点鎖線で示す平行回転軸線Y3は、第二軸方向としてのY方向に平行である。そして、平行回転機構136は、平行回転軸線Y3を中心にサブ支持部材131を回転させる。そのために、平行回転機構136は、回転運動を出力する駆動装置と、当該駆動装置から出力される回転を伝達するギア等の伝達機構と、回転シャフトとを備えている。この回転シャフトは、サブ支持アーム138の軸穴(不図示)に挿入される。そして、軸穴に挿入される回転シャフトとともに、サブ支持部材131が設けられているサブ支持アーム138が回転する。
これによって、サブ支持部材131は、図3の回転方向Bに沿って、ZX平面において回転される。そして、サブ支持部材131の回転の軌跡に沿って、サブ支持部材131の位置、及びサブ支持部材131とワークWとの接触位置が変化する。なお、平行回転機構136は、回転角度を調整することによって、ZX平面におけるサブ支持部材131の位置を調整できる。
また、治具装置100は、サブ支持機構130を移動させる第一移動機構を備えている。そして、第一移動機構は、テーブル210上においてサブ支持機構130を移動させる。具体的に、第一移動機構は、第二軸方向としてのZ方向と直交するX方向に、メイン支持機構120と共にサブ支持機構130を移動させる。すなわち、サブ支持機構130は、メイン支持機構120と共通のステージ220に固定されている。
さらに、治具装置100は、Z方向と直交するY方向にサブ支持機構130を移動させる不図示の第二移動機構を備えている。そして、第二移動機構は、Y方向にメイン支持機構120と共にサブ支持機構130を移動させる。代替的に、サブ支持機構130は、メイン支持機構120とは別にX方向及びY方向の少なくとも一方に移動するように構成されていてもよい。すなわち、治具装置100は、サブ支持機構130のみをX方向及びY方向の少なくとも一方に移動させる独立移動機構を備えていてもよい。
例えば、サブ駆動部135及び平行回転機構136は、工作機械の制御装置によって制御される。そして、平行回転機構136は、制御装置が認識したワークWの形状に対応する位置まで、サブ支持部材131を回転させる。一例として、平行回転機構136は、図3に示す待機位置にあるサブ支持部材131を90度回転させて、図4に示す動作位置までサブ支持部材131を回転移動させる。その後、サブ駆動部135は、制御装置による制御に従って、サブ支持部材131を突出させる。
サブ支持機構130は、第二軸方向においてワークWを両側から挟むように、少なくとも二個のサブ支持部材131を有する。具体的には、図3に示すように、サブ支持アーム138の先端部が二股に分岐している。そして、二個の先端部のそれぞれにサブ支持部材131が配置されている。これにより、第二軸方向(例えばY方向)において、両側からワークWを支持できる。なお、サブ支持部材131の数は二個には限られず、三個以上のサブ支持部材131が、第二軸方向においてワークWを両側から挟むように配置されてもよい。
片持ち状態のワークWを加工する場合には、主軸方向(例えば、Z方向)に直交する第二軸方向(例えば、X方向又はY方向)であって、且つワークWの保持端部から自由端部に向かって延びる方向と直交する第二軸方向において、ワークWに負荷が加わることがある。例えば、板状のワークWに対して、幅が狭い端面を上方に向けて加工する場合、幅が広い側面が第二軸方向に並ぶことになる。この時、第二軸方向は、薄い肉厚に対応する方向になるため、第二軸方向に負荷が加わるとワークWが歪んでしまう。例えば、上記端面に対して、エンドミルを用いて切削加工する場合、エンドミルの接線方向に負荷が加わる結果、第二軸方向においてワークWに負荷が加わる。この点、サブ支持機構130を備える治具装置100によれば、第二軸方向に負荷が加わっても、ワークWを支持してワークWの歪みを抑制できる。
代替的に、サブ支持部材131は、第二軸方向においてワークWを片側から支持するように配置されてもよい。すなわち、サブ支持部材131は、ワークWの片側に対向する位置にのみ配置されてもよい。この場合であっても、ワークWを片側から支持することができる。すなわち、片持ち状態のワークWを加工する場合、第二軸方向において、ワークWの一方側から他方側に向かって主として負荷がかかる場合がある。この場合には、ワークWの他方側に対向する位置にのみ、サブ支持部材131が配置されてもよい。
以上説明した本実施形態に係る治具装置100によれば、ワークWに施される様々な加工条件に対応して、ワークWの加工効率を向上させることができる。例えば、加工面を変えるときに、工作機械を停止せずに、工作機械の内部においてワークWを切り替えることができる。これにより、工作機械の停止時間を削減して、ワークWの加工効率を向上できる。また、本実施形態に係る治具装置100は、複数種類の工作機械に設置できる。例えば、当該治具装置100は、五軸加工機、又は三軸加工機等の工作機械に着脱できる。なお、上述したメイン支持部材121又はサブ支持部材131の駆動装置は、一例として圧力モーター、電動モーター、又は超音波モーター等である。
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態、並びに各実施形態又は各変形形態に含まれる技術的手段は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
例えば、メイン支持機構120によって支持した状態で、ワークWを加工し、その後にチャック111を90度回転させてもよい。これにより、例えば、ワークWの主軸200側の上面を加工した後に、メイン支持機構120及びサブ支持機構130によって支持した状態で、ワークWの側面(すなわち上面及び下面と直交する面)を加工できる。そのため、工作機械を停止せずに、複雑な形状にワークWを加工できる。
具体的には、治具装置100の概略斜視図である図4に示すように、メイン支持機構120及びサブ支持機構130によって支持した状態で、ワークWの側面を加工できる。すなわち、まずは図2に示すように、メイン支持機構120によってワークWを支持した状態で、ワークWの上面を加工する。その後、保持機構110のチャック111をX方向に平行な回転軸を中心に90度回転させる。これにより、図2における奥側又は手前側に位置するワークWの側面が、主軸200に対向する。そのため、ワークWの側面を、工作機械を停止せずに加工できる。
他の例として、治具装置100が重力方向における上側に吊り下がる状態で配置され、工作機械の主軸200が重力方向における下側に配置されてもよい。この場合、加工によって生じる粉状物、例えば切りくずが主軸200に向かって落下する。そのため、加工位置に粉状物が蓄積されることを抑制できる。また、治具装置100は、テーブル210に対して90度回転した姿勢で取り付けられてもよい。この場合、重力方向に対して主軸方向が直交することになる。これにより、五軸加工機又は横型加工機などに治具装置100を取り付けて、ワークWを加工できる。
また、メイン支持機構120は、サブ支持機構130と一体的にX方向又はY方向に平行な回転軸を中心に回転するように構成されてもよい。すなわち、メイン支持機構120は、当該回転軸を中心に、メイン支持機構120及びサブ支持機構130を回転させる回転装置を備えていてもよい。例えば、回転装置は、メイン支持機構120及びサブ支持機構130が載置されているステージ220を、X方向又はY方向に平行な回転軸を中心に回転する。一例として、回転装置は、X方向に平行な回転軸を中心に、ステージ220を90度回転させる。この場合、重力方向に対して主軸方向が直交することになる。これにより、五軸加工機又は横型加工機などに治具装置100を取り付けて、ワークWを加工できる。
さらに、メイン支持機構120は、サブ支持機構130とは別に、X方向又はY方向に平行な回転軸を中心に回転するように構成されてもよい。すなわち、メイン支持機構120は、当該回転軸を中心に、サブ支持機構130を回転させずに、メイン支持機構120のみを回転させる回転装置を備えていてもよい。同様に、サブ支持機構130は、メイン支持機構120とは別に、X方向又はY方向に平行な回転軸を中心に回転するように構成されてもよい。すなわち、サブ支持機構130は、当該回転軸を中心に、メイン支持機構120を回転させずに、サブ支持機構130のみを回転させる回転装置を備えていてもよい。
また、メイン支持機構120及びサブ支持機構130の一方が省略されてもよい。例えば、治具装置100は、メイン支持機構120のみを備えていてもよい。さらに、治具装置100は、サブ支持機構130のみを備えていてもよい。一例として、サブ支持機構130のみを備える治具装置100においては、ステージ220上に固定されたワークWに対して加工を行うことができる。この場合であっても、主軸方向に直交するY方向又はZ方向からワークWを支持することができる。
[変形形態]
図5及び図6を参照して、変形形態に係る治具装置300について説明する。図5は、斜め上方から見た治具装置300の概略斜視図である。また、図6は、ホールクランプ装置140を説明するための概略説明図である。なお、変形形態の説明においては、上述した実施形態との相違点を主に説明し、既に説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。
図5及び図6を参照して、変形形態に係る治具装置300について説明する。図5は、斜め上方から見た治具装置300の概略斜視図である。また、図6は、ホールクランプ装置140を説明するための概略説明図である。なお、変形形態の説明においては、上述した実施形態との相違点を主に説明し、既に説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。
なお、図5においては、説明の便宜上、第二軸方向支持機構の一例としてのサブ支持機構130(図1)の図示を省略している。しかし、治具装置300は、不図示のサブ支持機構130を備えている。一例として、サブ支持機構130は、ホールクランプ装置140を、主軸方向支持機構の一例としてのメイン支持機構120と挟む位置に配置されている。言い換えると、サブ支持機構130は、ホールクランプ装置140に対してメイン支持機構120とは反対側に配置されている。
図5に示すように、治具装置300は、ワークW3を片持ち状態で保持する保持機構110と、治具ユニットU3とを備えている。そして、治具ユニットU3は、工作機械の主軸方向と平行な方向(以下、Z方向ともいう)におけるワークW3の変位を制限するように、ワークW3の一部を拘束する拘束機構の一例としてのホールクランプ装置140を備えている。さらに、治具ユニットU3は、メイン支持機構120と、不図示のサブ支持機構130とを備えている。代替的に、治具ユニットU3は、メイン支持機構120及びサブ支持機構130の少なくとも一方を備えていなくともよい。
また、ホールクランプ装置140は、メイン支持機構120を保持機構110と挟む位置に配置されている。言い換えると、ホールクランプ装置140は、メイン支持機構120に対して保持機構110とは反対側に配置されている。そして、ホールクランプ装置140は、ワークW3の一部として、ワークW3の本体から突出している突出部PPを拘束している。この突出部PPは、ワークW3における加工対象である本体から張り出しており、加工の対象とはならない余剰部分である。
図5の例において、突出部PPは、ワークW3の自由端部である。すなわち、保持機構110が、X方向におけるワークW3の保持端部を保持した場合の、ワークW3のX方向における他端部が突出部PPである。ただし、突出部PPは、自由端部でなくともよく、例えばワークW3においてX方向に延びる側縁部であってもよい。なお、突出部PPの外形は任意であり、一例として多角形、円形、楕円形、及びその他の形状を有していてもよい。さらに、ホールクランプ装置140が拘束するワークW3の一部は、ワークW3の本体から連続する余剰部分(例えば側縁部)であってもよい。
このようなホールクランプ装置140により、加工時に、ワークW3がZ方向に変位すること、すなわち主軸方向におけるワークW3の位置ブレ又はビビりを抑制できる。そのため、加工時に、ワークW3がメイン支持機構120から離隔すること、すなわちワークW3が主軸200に向かって変位することを防止できる。例えば、X方向又はY方向が重力方向と平行になるように保持機構110がワークW3を保持することがある。具体的には、重力方向に対して主軸方向が直交して、ホールクランプ装置140が、メイン支持機構120の下方又は上方に位置することがある。
この状態のワークW3には、重力方向に水平なZ方向において、加工装置からの力が加わる。そして、ワークW3からメイン支持機構120に向かうZ方向においては、重力が加わらない。そのため、メイン支持機構120に対してワークW3を押さえる重力が加わらず、メイン支持機構120から離れる方向への変位を抑制できない。しかし、ホールクランプ装置140によれば、この場合であっても、突出部PPを拘束して、ワークW3がメイン支持機構120から離隔することを抑制できる。
代替的に、治具ユニットU3は、ホールクランプ装置140に代えて又は加えて、他の拘束機構を備えていてもよい。一例として、当該他の拘束機構は、ワークW3の一部を吸着させて拘束する吸着装置、ワークW3の一部に引っかかるフック、又はワークW3の一部を掴む保持装置等である。この場合、他の拘束機構によって拘束される部分は、ワークW3の加工対象部分の一部、又はワークW3の余剰部分等であってもよい。また、他の拘束機構は、ワークW3を主軸200側から拘束する機構であってもよい。ただし、ワークW3を主軸200とは反対側から拘束することによって、サブ支持機構130によるワークW3の支持を妨害することを回避できる。
さらに、治具ユニットU3は、ホールクランプ装置140をZ方向に進退移動させる移動装置149を備えている。移動装置149は、ホールクランプ装置140によってワークW3を拘束する際に、ワークW3に近づくようにホールクランプ装置140を移動させる。また、移動装置149は、ホールクランプ装置140による拘束を解除した後に、ワークW3から離れるようにホールクランプ装置140を移動させる。代替的に、移動装置149は、ホールクランプ装置140のワーク支持部141をZ方向に進退移動させてもよい。
[拘束機構]
図6A及び図6Bを参照して、ホールクランプ装置140について説明する。なお、図6A及び図6Bは、いずれもワークW3の肉厚方向に延びる断面であって、ホールHの中心軸(不図示)を通る断面の概略図である。そして、図6Aは、ワークW3をホールクランプ装置140に向かって引き込む前の様子を示している。また、図6Bは、ワークW3をホールクランプ装置140に向かって引き込んだ後の様子を示している。
図6A及び図6Bを参照して、ホールクランプ装置140について説明する。なお、図6A及び図6Bは、いずれもワークW3の肉厚方向に延びる断面であって、ホールHの中心軸(不図示)を通る断面の概略図である。そして、図6Aは、ワークW3をホールクランプ装置140に向かって引き込む前の様子を示している。また、図6Bは、ワークW3をホールクランプ装置140に向かって引き込んだ後の様子を示している。
ホールクランプ装置140は、突出部PPに形成されているホールHの内部で内張りして、ワークW3をホールクランプ装置140に向かって引き込むように動作する。そのため、図6A及び図6Bに示すように、ホールクランプ装置140は、ワーク支持部141と、ワーク支持部141に対して進退動作するロッド142とを有している。なお、図6A及び図6Bの例ではホールHが貫通孔であるが、ホールHは止まり孔(すなわちブラインドホール)であってもよい。さらに、ワークW3は、ホールクランプ装置140によって拘束される部分として、突出部PPではなく、加工対象となる部分に形成された穴を有していてもよい。
図6Aに示すように、ホールクランプ装置140は、ロッド142のクサビ状の先端を覆うキャップ143を有している。一例として、ロッド142の先端は、円錐台のような形状を有している。そして、キャップ143及びロッド142は、突出部PPに形成されているホールHの内部に挿入される。さらに、ホールクランプ装置140は、キャップ143に対して進退動作する突っ張り部材144を有している。そして、突っ張り部材144は、ロッド142の周囲に複数(一例として、四つ)配置されている。
図6Aに示す引き込む前の状態では、突っ張り部材144が、キャップ143の内方に退避している。その後、ロッド142は、図6Bの矢印A1で示す方向(すなわち、図6Bにおける下方向)に移動する。すると、ロッド142の先端のテーパ面に沿って、突っ張り部材144がキャップ143から矢印A2で示す外方(すなわち、図6Bにおける左右方向)へ突出する。そして、突っ張り部材144は、ホールHの内面に当接して食い込む。すると、ホールクランプ装置140は、エア圧等によって矢印A3で示す方向(すなわち、図6Bにおける下方向)にワークW3を引き込む。これにより、ワークW3がワーク支持部141の支持面に押し付けられ、ワークW3がホールクランプ装置140によって拘束される。
さらに、ワークW3の拘束を解除する場合、ホールクランプ装置140は、エア圧を供給してロッド142を矢印A1で示す方向の反対方向(すなわち、図6Bにおける上方向)に移動させる。これにより、ロッド142の先端による突っ張り部材144の付勢が解除される。そして、突っ張り部材144は、不図示の弾性部材(例えば、ばね又は弾性リング等)に付勢されて、キャップ143の内方の元の位置に移動する。すなわち、突っ張り部材144は、矢印A2で示す方向の反対方向に退避する。これにより、ホールクランプ装置140によるワークW3の拘束が解除される。
以上説明したように、治具装置300及び治具ユニットU3は、ワークW3の一部を拘束する拘束機構を備えている。これにより、ワークW3の加工時に、ワークW3がZ方向に撓んで変位することを抑制できる。そのため、ワークW3の加工時に、ワークW3がメイン支持機構120から離隔することを防止できる。
なお、ホールクランプ装置140等の拘束機構は、メイン支持機構120から離隔する方向へのワークW3の移動を制限すればよい。そのため、拘束機構は、ワークW3を拘束機構に向かって又はメイン支持機構120に向かって引き込まなくともよい。例えば、拘束機構は、単にワークW3の一部を掴むように保持することによって、ワークW3を拘束してもよい。さらに、ホールクランプ装置140が、ワークW3を引き込まず、ホールクランプ装置140から離れる方向への移動を制限するのみであってもよい。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
工作機械におけるワークの治具装置であって、
前記ワークを片持ち状態で保持する保持機構と、
前記保持機構に片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構とを備え、
前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている、治具装置。
工作機械におけるワークの治具装置であって、
前記ワークを片持ち状態で保持する保持機構と、
前記保持機構に片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構とを備え、
前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている、治具装置。
(付記2)
前記主軸方向支持機構は、前記直交平面において異なる位置に配置されている複数の前記主軸方向支持部材を有し、
複数の前記主軸方向支持部材は、前記主軸方向駆動手段による駆動単位ごとに少なくとも一つの前記主軸方向支持部材が含まれるように区分されており、
前記主軸方向駆動手段は、前記駆動単位ごとに、各主軸方向支持部材を駆動する、付記1に記載の治具装置。
前記主軸方向支持機構は、前記直交平面において異なる位置に配置されている複数の前記主軸方向支持部材を有し、
複数の前記主軸方向支持部材は、前記主軸方向駆動手段による駆動単位ごとに少なくとも一つの前記主軸方向支持部材が含まれるように区分されており、
前記主軸方向駆動手段は、前記駆動単位ごとに、各主軸方向支持部材を駆動する、付記1に記載の治具装置。
(付記3)
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する一の回転軸線の回りに前記ワークを回転させる回転機構を有する、付記1又は2に記載の治具装置。
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する一の回転軸線の回りに前記ワークを回転させる回転機構を有する、付記1又は2に記載の治具装置。
(付記4)
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する第一回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第一回転機構と、前記主軸方向及び前記第一回転軸線に直交する第二回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第二回転機構とを有する、付記1又は2に記載の治具装置。
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する第一回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第一回転機構と、前記主軸方向及び前記第一回転軸線に直交する第二回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第二回転機構とを有する、付記1又は2に記載の治具装置。
(付記5)
前記主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構をさらに備え、
前記保持機構は、前記第一軸方向における前記ワークの一方の端部を保持し、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、付記1から4のいずれか一項に記載の治具装置。
前記主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構をさらに備え、
前記保持機構は、前記第一軸方向における前記ワークの一方の端部を保持し、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、付記1から4のいずれか一項に記載の治具装置。
(付記6)
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を、前記主軸方向及び前記第一軸方向と平行な平行平面において変更できるように構成されている、付記5に記載の治具装置。
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を、前記主軸方向及び前記第一軸方向と平行な平行平面において変更できるように構成されている、付記5に記載の治具装置。
(付記7)
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において前記ワークを両側から挟むように、少なくとも二つの前記第二軸方向支持部材を有する、付記5又は6に記載の治具装置。
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において前記ワークを両側から挟むように、少なくとも二つの前記第二軸方向支持部材を有する、付記5又は6に記載の治具装置。
(付記8)
前記主軸方向における前記ワークの変位を制限するように、前記ワークの一部を拘束する拘束機構をさらに備え、
前記拘束機構は、前記主軸方向支持機構を前記保持機構と挟む位置に配置されている、付記1から7のいずれか一項に記載の治具装置。
前記主軸方向における前記ワークの変位を制限するように、前記ワークの一部を拘束する拘束機構をさらに備え、
前記拘束機構は、前記主軸方向支持機構を前記保持機構と挟む位置に配置されている、付記1から7のいずれか一項に記載の治具装置。
(付記9)
工作機械において片持ち状態で保持されるワークの治具装置用の治具ユニットであって、
片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構を備え、
前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている、治具ユニット。
工作機械において片持ち状態で保持されるワークの治具装置用の治具ユニットであって、
片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構を備え、
前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている、治具ユニット。
(付記10)
工作機械におけるワークの治具装置であって、
前記ワークを片持ち状態で保持する保持機構と、
主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構とを備え、
前記保持機構は、前記第一軸方向における前記ワークの一方の端部を保持し、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、治具装置。
工作機械におけるワークの治具装置であって、
前記ワークを片持ち状態で保持する保持機構と、
主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構とを備え、
前記保持機構は、前記第一軸方向における前記ワークの一方の端部を保持し、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、治具装置。
(付記11)
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を、前記主軸方向及び前記第一軸方向と平行な平行平面において変更できるように構成されている、付記10に記載の治具装置。
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を、前記主軸方向及び前記第一軸方向と平行な平行平面において変更できるように構成されている、付記10に記載の治具装置。
(付記12)
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を前記平行平面において変更できるように、前記第二軸方向に平行な平行回転軸線の回りに前記第二軸方向支持部材を回転させる平行回転機構を有する、付記11に記載の治具装置。
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を前記平行平面において変更できるように、前記第二軸方向に平行な平行回転軸線の回りに前記第二軸方向支持部材を回転させる平行回転機構を有する、付記11に記載の治具装置。
(付記13)
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において前記ワークを両側から挟むように、少なくとも二つの前記第二軸方向支持部材を有する、付記10又は11に記載の治具装置。
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において前記ワークを両側から挟むように、少なくとも二つの前記第二軸方向支持部材を有する、付記10又は11に記載の治具装置。
(付記14)
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する一の回転軸線の回りに前記ワークを回転させる回転機構を有する、付記10から13のいずれか一項に記載の治具装置。
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する一の回転軸線の回りに前記ワークを回転させる回転機構を有する、付記10から13のいずれか一項に記載の治具装置。
(付記15)
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する第一回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第一回転機構と、前記主軸方向及び前記第一回転軸線に直交する第二回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第二回転機構とを有する、付記10から13のいずれか一項に記載の治具装置。
前記保持機構は、前記主軸方向に直交する第一回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第一回転機構と、前記主軸方向及び前記第一回転軸線に直交する第二回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第二回転機構とを有する、付記10から13のいずれか一項に記載の治具装置。
(付記16)
工作機械において片持ち状態で保持されるワークの治具装置用の治具ユニットであって、
主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構を備え、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、治具ユニット。
工作機械において片持ち状態で保持されるワークの治具装置用の治具ユニットであって、
主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構を備え、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、治具ユニット。
この出願は、2022年9月5日に出願された日本国特許出願第2022-140675号、2022年9月5日に出願された日本国特許出願第2022-140666号、及び2023年2月9日に出願された日本国特許出願第2023-18112号からの優先権を主張し、その全内容を引用してこの出願の一部とする。
100 :治具装置
110 :保持機構
112 :回転機構(第一回転機構)
120 :メイン支持機構(主軸方向支持機構)
121 :メイン支持部材(主軸方向支持部材)
125 :メイン駆動部(主軸方向駆動手段)
130 :サブ支持機構(第二軸方向支持機構)
131 :サブ支持部材(第二軸方向支持部材)
135 :サブ駆動部(第二軸方向駆動手段)
136 :平行回転機構
140 :ホールクランプ装置(拘束機構)
200 :主軸
210 :テーブル
300 :治具装置
U :治具ユニット
W :ワーク
W3 :ワーク
X1 :回転軸線(第一回転軸線)
Y2 :回転軸線(第二回転軸線)
Y3 :平行回転軸線
110 :保持機構
112 :回転機構(第一回転機構)
120 :メイン支持機構(主軸方向支持機構)
121 :メイン支持部材(主軸方向支持部材)
125 :メイン駆動部(主軸方向駆動手段)
130 :サブ支持機構(第二軸方向支持機構)
131 :サブ支持部材(第二軸方向支持部材)
135 :サブ駆動部(第二軸方向駆動手段)
136 :平行回転機構
140 :ホールクランプ装置(拘束機構)
200 :主軸
210 :テーブル
300 :治具装置
U :治具ユニット
W :ワーク
W3 :ワーク
X1 :回転軸線(第一回転軸線)
Y2 :回転軸線(第二回転軸線)
Y3 :平行回転軸線
Claims (9)
- 工作機械におけるワークの治具装置であって、
前記ワークを片持ち状態で保持する保持機構と、
前記保持機構に片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構とを備え、
前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている、治具装置。 - 前記主軸方向支持機構は、前記直交平面において異なる位置に配置されている複数の前記主軸方向支持部材を有し、
複数の前記主軸方向支持部材は、前記主軸方向駆動手段による駆動単位ごとに少なくとも一つの前記主軸方向支持部材が含まれるように区分されており、
前記主軸方向駆動手段は、前記駆動単位ごとに、各主軸方向支持部材を駆動する、請求項1に記載の治具装置。 - 前記保持機構は、前記主軸方向に直交する一の回転軸線の回りに前記ワークを回転させる回転機構を有する、請求項1又は2に記載の治具装置。
- 前記保持機構は、前記主軸方向に直交する第一回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第一回転機構と、前記主軸方向及び前記第一回転軸線に直交する第二回転軸線の回りに前記ワークを回転させる第二回転機構とを有する、請求項1又は2に記載の治具装置。
- 前記主軸方向に直交する第一軸方向と、前記主軸方向及び前記第一軸方向に直交する第二軸方向とを規定したときに、前記第二軸方向において前記ワークと対向する第二軸方向支持部材を有する第二軸方向支持機構をさらに備え、
前記保持機構は、前記第一軸方向における前記ワークの一方の端部を保持し、
前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において、前記ワークと接触する第二軸方向支持位置と前記ワークから離れる第二軸方向退避位置との間で、前記第二軸方向支持部材を駆動する第二軸方向駆動手段を有する、請求項1又は2に記載の治具装置。 - 前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向支持部材の位置を、前記主軸方向及び前記第一軸方向と平行な平行平面において変更できるように構成されている、請求項5に記載の治具装置。
- 前記第二軸方向支持機構は、前記第二軸方向において前記ワークを両側から挟むように、少なくとも二つの前記第二軸方向支持部材を有する、請求項5に記載の治具装置。
- 前記主軸方向における前記ワークの変位を制限するように、前記ワークの一部を拘束する拘束機構をさらに備え、
前記拘束機構は、前記主軸方向支持機構を前記保持機構と挟む位置に配置されている、請求項1又は2に記載の治具装置。 - 工作機械において片持ち状態で保持されるワークの治具装置用の治具ユニットであって、
片持ち状態で保持される前記ワークに対して、主軸方向における前記工作機械の主軸の反対側から前記ワークと対向するように配置された少なくとも一つの主軸方向支持部材を有するとともに、前記主軸方向において、前記ワークと接触する主軸方向支持位置と前記ワークから離れる主軸方向退避位置との間で、前記主軸方向支持部材を駆動する主軸方向駆動手段を有する主軸方向支持機構を備え、
前記主軸方向支持機構は、前記主軸方向支持部材が前記ワークに対して接触する接触位置を、前記主軸方向と直交する直交平面において変更できるように構成されている、治具ユニット。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-140675 | 2022-09-05 | ||
JP2022140666 | 2022-09-05 | ||
JP2022140675A JP7360574B1 (ja) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 治具装置、及び治具ユニット |
JP2022-140666 | 2022-09-05 | ||
JP2023-018112 | 2023-02-09 | ||
JP2023018112A JP7373681B1 (ja) | 2022-09-05 | 2023-02-09 | 治具装置、及び治具ユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024053128A1 true WO2024053128A1 (ja) | 2024-03-14 |
Family
ID=90192167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2023/004782 WO2024053128A1 (ja) | 2022-09-05 | 2023-02-13 | 治具装置、及び治具ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024053128A1 (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03234434A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-18 | Suzuki Motor Corp | ワーク位置決め装置 |
JPH06297222A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-10-25 | Hitachi Ltd | 工作物支持装置およびそれを用いた工作機械 |
JP2012056050A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Honda Motor Co Ltd | ワーク支持装置及びワーク支持方法 |
JP2012144014A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Sumco Corp | ワーク切断装置 |
JP2014014908A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Star Techno Co Ltd | ワーク支持装置 |
JP2016198835A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 支持方法、加工方法、及びこれらの方法を実行する装置 |
JP2016198837A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼の加工方法、翼の加工装置、この加工装置の加工順序制御プログラム |
JP2020044617A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | ファナック株式会社 | 加工システム |
-
2023
- 2023-02-13 WO PCT/JP2023/004782 patent/WO2024053128A1/ja unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03234434A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-18 | Suzuki Motor Corp | ワーク位置決め装置 |
JPH06297222A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-10-25 | Hitachi Ltd | 工作物支持装置およびそれを用いた工作機械 |
JP2012056050A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Honda Motor Co Ltd | ワーク支持装置及びワーク支持方法 |
JP2012144014A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Sumco Corp | ワーク切断装置 |
JP2014014908A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Star Techno Co Ltd | ワーク支持装置 |
JP2016198835A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 支持方法、加工方法、及びこれらの方法を実行する装置 |
JP2016198837A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 翼の加工方法、翼の加工装置、この加工装置の加工順序制御プログラム |
JP2020044617A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | ファナック株式会社 | 加工システム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8393836B2 (en) | Machine tool with camera | |
US20150190896A1 (en) | Machining apparatus | |
JP5497582B2 (ja) | 横型マシニングセンタ | |
JP2016137566A (ja) | 歯車またはプロファイル研削盤およびその研削盤の動作方法 | |
JP2008246632A (ja) | フローティングチャック機構 | |
JP2008246632A5 (ja) | ||
WO2024053128A1 (ja) | 治具装置、及び治具ユニット | |
JP7373681B1 (ja) | 治具装置、及び治具ユニット | |
JP4700590B2 (ja) | 横形マシンニングセンタ | |
CN214134924U (zh) | 对中夹紧机构及环件加工设备 | |
KR101841830B1 (ko) | 공작 기계 | |
KR101086610B1 (ko) | 자동공구교환장치를 갖는 cnc 조각기용 스핀들 모듈 | |
CN211304928U (zh) | 多面体加工装置 | |
KR20170009060A (ko) | 터닝 센터의 소재 교환 장치 | |
CN112621275A (zh) | 对中夹紧机构及环件加工设备 | |
JP7360574B1 (ja) | 治具装置、及び治具ユニット | |
JP5611691B2 (ja) | 工作機械およびワーク加工方法 | |
JP2012125884A (ja) | 治具クランパの自動段取り替え装置 | |
JP4977449B2 (ja) | ウエーハの研削方法および研削装置 | |
CN210818489U (zh) | Cnc加工夹具 | |
JP6415952B2 (ja) | 工作機械 | |
CN211708737U (zh) | 数控攻钻铣一体机 | |
JP3978218B2 (ja) | 工作機械 | |
JP2007206783A (ja) | メモリーカード成型装置及びメモリーカードの成型方法 | |
JP2013006224A (ja) | 工作機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23862678 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |