JPH0343128A - 真空固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、任意形状のワークを所定位置に真空力で吸引
固定するための真空固定装置に関するものである。

［従来の技ｖ＃ｌ 近年におけるＦＡ化の流れのなかで、機械加工業界では
Ｍ２Ｃ群のＦＭＳ化が進められている。

しかしながら、木工業界においては、加工機そのものは
最近ＮＣ化されつつあるが、加工品目毎に専用の治具を
準備しなければならない等、旧来の設備や加工方法によ
る問題点が残されたままである。

木工業界においては、工作機械のベツドに対するワーク
の固定は一般に真空吸引装置によって行なわれており、
これを第５図によって説明する。

同図において、１００は工作機械のベツド１０１上に移
動自在に設けられたテーブルである。テーブル１００の
内部は空洞になっており、ホース１０２を介して外部の
真空装置に接続されている。テーブル１００の上面には
多数の吸引孔１０３が形成されており、テーブル１００
上に載置されるワーク１０４を吸引固定できるようにな
っている。このテーブル１００上にワーク１０４を固定
する場合には、吸引力を保つために、図示のようにワー
ク１０４の外形からはみ出した位置にある余分の吸引孔
１０３を塞ぐための治具板１０５が必要である。また、
図示のように家具としてのテーブルの天板のようなワー
ク１０４の周面を加工する場合には、カッタ１０６がテ
ーブル１００や治具板１０５に接触しないようにするた
め、ワーク１０４の外形よりも−回り小さい治具枠１０
７をワーク１０４とテーブル１００の間に設ける必要が
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した真空吸引装置によれば、加工品目ごとにワーク
の形状にあわせた専用の治具板や治具枠が必要であり、
このため次のような問題点があった。

（イ）新製品が出るたびに専用治具を製作する必要があ
り、治具の共通化ができない。

（ロ）治具が多大となり、治具管理が煩雑で費用がかさ
む。

（ハ）ロットチェンジごとに、治具を準備したり治具セ
ット調整等の段取作業時間が長くかかる。

このため、無人運転やオペレータ１人での加工機数台持
ち作業は非常に困難であった。

［課題を解決するための手段］ 本発明の真空固定装置は、載置したワークを吸引固定す
る昇降自在の固定部を備えた複数個の真空固定手段と、
固定すべきワークの形状に応じて＠記各真空固定手段を
選択的に作動させる制御手段とを具備することを特徴と
している。

［作　用］ 制御手段は、固定すべきワークの形状に応じて、必要な
真空固定手段のみを作動させる。即ち、設定位置におけ
るワークの外形よりも内方にある真空固定手段のみが固
定部を上昇させ、上方位置においてワークを吸引固定す
る。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図〜第４図によって説明する。

第１図において、１はＮＣ装置２等により駆動・制御さ
れる加工機である。加工機１のコラム３には複数のヘッ
ド４が並列に設けられ、図示のようにＹ軸方向及びＺ軸
方向に移動できるようになっている。また加工機１のヘ
ッド５上には、ワークＷが固定されるテーブル６がＸ軸
方向に移動できるように設けられている。そして加工機
１の上方には、ワークＷを搬送するためのオートローダ
７が設けられている。オートローダ７の本体８は、レー
ル８ａ、８ｂに沿って平面内の直交する２方向に移動自
在とされており、ワークＷを固定する本体８の吸着部８
Ｃは上下動自在になっている。図中９は加工前のワーク
Ｗを載置する台であり、１０は加工後のワークＷを載置
する台である。

次に、本実施例の要部である真空固定装置１１について
説明する。真空固定装置１１は、前記加工機１のテーブ
ル６に設けられている。第１図及び第２図（ａ）に示す
ように、テーブル６は上面が開口した箱形を成している
。その底面上には、真空固定手段である多数の真空固定
シリンダ１２（以下、シリンダ装置１２と呼ぶ。）が、
ワークＷの固定部１３を上に向けた状態で縦横に規則正
しく配設されている。

次に、第３図によって前記シリンダ装置１２の構成を説
明する。円筒形のシリンダ１４の上端面には、空気の導
入・排出を行なうための通路１５が形成されたブロック
１６が設けられており、該通路１５は図示しない真空源
等の吸引手段等に接続連通されている。該シリンダ１４
の下端面には、空気の導入路１７が形成されたブロック
１８が設けられており、図示しない空気供給手段に接続
連通されている。この下方のブロック１８は、シリンダ
１４の軸線がテーブル６に対して垂直となるように、ス
ペーサ１９を介してテーブル６の底面６ａに取付けられ
ている。次に、該シリンダ１４の内部にはピストン２０
が上下摺動自在に設けられている。ピストン２０の上面
に設けられたロッド２１は、上方のブロック１６を気密
に挿通して、その上端が外部に突出している。このロッ
ド２１の中心には通気孔２２が形成されており、その下
端はロッド２１の下端の外周面に開口し、その上端はロ
ッド２１の上端に形成された大径の弁孔２３の底部に開
口している。次に、このロッド２１の上端には、ワーク
Ｗの固定部１３が取付けられている。固定部１３は、ロ
ッド２１の上端に接続された円筒形の基部２４と、該基
部２４に設けられた上面開口で漏斗形のパッド部２５と
によって構成されている。基部２４内には、前記ロッド
２１の弁孔２３と同径で同弁孔２３に連通ずる案内孔２
６と、これよりも大径で案内孔２６に連通ずるばね室２
７が設けられている。そして、基部２４のばね室２７は
、案内孔２６とほぼ同内径の孔２８を介してパッド部２
５に連通開放されている。次に、前記基部２４の案内孔
２６及び前記ロッド２１の弁孔２３内には、シリンダ１
４内に切粉が入るのを防ぐ円筒形の防塵弁２９が上下摺
動自在に設けられている。防塵弁２９の中心には通孔３
０が設けられており、この通孔３０は下端面と上方の側
周面に開口している。防塵弁２９の上端には前記孔２８
を閉塞するためのフランジ３１が突設されているが、こ
のフランジ３１には孔２８とばね室２７を連通させる微
少な切込み３２が設けられている。このフランジ３１と
ばね室２７の底面との間には付勢手段としての圧縮コイ
ルばね３３が介装されており、防塵弁２９を上方に押上
げてフランジ３１を孔２８の周囲に接触させ、孔２８を
常時閉塞させるようになっている。なお、パッド部２５
の上端には、気密保持部材又はワークＷのクツション部
材としてネオブレンゴム３４が周状に設けられている。

また、テーブル６の中央に設けられたシリンダ装置１２
においては、固定部１３のパッド、部２５を特に大径に
してワークＷの安定性を高めている。以上説明したよう
に、このシリンダ装置１２によれば、シリンダ１４への
空気の導入及び真空吸引によって、ピストン２０にロッ
ド２１を介して連結された固定部１３を上昇させ、上方
位置においてワークＷを真空吸引によって固定すること
ができる。

次に、前記真空固定装置１１の周辺に設けられたワーク
Ｗの位置決め装置４０．４１について第１図及び第２図
（ａ）、（ｂ）によって説明する。

第１図及び第２図（ａ）、（ｂ）において、４０はＸ軸
方向に関するワークＷの位置決め装置である。この装置
４０は、テーブル６上にＸ軸と平行な送りねじ４２を有
している。送りねじ４２はテーブル６上に設けられたサ
ーボモータ４３によって回転駆動されるようになってお
り、その回転量はサーボモータ４３に設けられたエンコ
ーダ４４で検出することができる。そして、送りねじ４
２にはナツト部材４５が噛合されており、Ｘ軸方向に沿
った図示しない案内手段に案内されたナツト部材４５は
、送りねじ４２の回転に伴ってＸ軸方向に移動するよう
に構成されている。このナツト部材４５の上には、駆動
シリンダ４６がＸ軸方向に沿ってテーブル６の内方を向
けて設置されている。また、このナツト部材４５には、
図示しないブラケット材を介して、位置決めビン４７が
その下端で揺動自在に軸支されている。第２図（ｂ）に
示すように、位置決めビン４７の揺動軸４８には、位置
決めビン４７に対して所定の角度をもってリンク４９の
一端が固設されており、該リンク４９の他端は前記駆動
シリンダ４６のロッドに回動自在に連結されている。即
ち、駆動シリンダ４６を伸展作動させると位置決めビン
４７は水平になり、駆動シリンダ４６を縮退作動させる
と位置決めビン４７は垂直になり、その周面４７ａでワ
ークＷの端面に接触するようになっている。

第１図及び第２図（ａ）において、４１はＹ軸方向に関
するワークＷの位置決め装置である。この装置４１は、
加工機１のベツド５に固設されており、ベツド５上のテ
ーブル６の側傍において、Ｙ軸方向に移動する機構を有
している。図中５０は、ベツド５側に固設されたサーボ
モータであり、エンコーダ５１を有している。サーボモ
ータ５０の駆動軸に設けられたピニオン５２は、移動板
５３に固設されたＹ軸に平行なうツク５４と噛合ってい
る。この移動板５３は、ベツド５側に固設された２本の
ガイド棒５５に案内されており、サーボモータ５０の駆
動によってＹ軸方向に移動できるようになっている。こ
の移動板５３の上には、駆動シリンダ５６と揺動自在の
位置決めビン５７及びリンク５８より成る位置決め機構
が２組設けられている。その構造は、第２図（ｂ）に示
すＸ軸方向の位置決め装置４０の場合とほぼ同じなので
、詳細な説明は省略する。但し、Ｙ軸方向の位置決め装
置４１においては、位置決めビン５７の先端５７　ａに
よってワークＷの端面を位置決めする点が異なっている
。

次に、以上説明した各種装置群と、これらを制御する制
御手段との接続系統について、１４４図を参照して説明
する。

第４図において、６０は制御手段としてのＤＮＣコンピ
ュータである。このＤＮＣコンピュータ６０は、加工機
１の動きを制御するものであり、従来のＮＣ装置のよう
にテープを用いる必要がなく、異なった形状、のワーク
ごとに加ニブログラムを直接入力することができる。次
に、６１は制御手段としてのＦＭＳコンピュータである
。このＦＭＳコンピュータは、ワーク形状のデータやワ
ークの位置決めデータに応じて前記オートローダ７や前
記真空固定装置１１を制御するものである。そして、６
２は両コンピュータ６０．６１からの通信を制御して分
配するコントローラである。以上説明した両コンピュー
タ６０．６１及びコントローラ６２は、現場の加工機等
とは別に、例えば事務所内に設置しておくとよい。

次に、前記コントローラ６２は、現場に設置された親コ
ントローラ６３に接続されている。この親コントローラ
６３は操作パネル６４と端末表示装置６５を有しており
、この親コントローラ６３に接続される前記各種装置群
は、この親コントローラ６３において集中的に制御・操
作される。

前記親コントローラ６３には、ＮＣ装置２及び加工機１
、オートローダ７、真空固定装置１１が、それぞれ専用
の子コントローラ６６を介して接続されている。各子コ
ントローラ６６は、それぞれ専用の制御盤６７と操作パ
ネル６８を有しており、各子コントローラ６６において
各装置１゜７．１１を独立に操作することもできる。ま
た、この実施例では省略したが、各種装置群をもう一組
以上設け、前記親コントローラ６３に並列接続して、地
組の装置群と同時に制御させるようにしてもよい。

次に、真空固定装置１１の作動を中心に、以上の構成に
おける作用を説明する。

第４図において、加ニブログラムを有するＤＮＣコンピ
ュータ６０は加工機１の制御信号をコントローラ６２に
送る。ワーク形状のデータとワークの位置決めデータを
有するＦＭＳコンピュータ６１は、オートローダ７と真
空固定装置１１に制御信号を送る。両コンピュータ６０
゜６１からの制御信号は、コントローラ６２で適宜に分
配されて親コントローラ６３に送られる。そして前記各
種装置群は、これらの制御信号及び各操作パネル６４．
６８から入力される指示等に基づいて同期して操作され
る。

■まず、ＦＭＳコンピュータ６１等からの指示により、
真空固定装置１１が有する多数のシリンダ装置１２のう
ち、所定形状のワークＷを固定するのに必要なものだけ
が選択的に作動される。即ち、テーブル６上の所定位置
に位置決めされる板状のワークＷの外形線に対し、これ
よりも内方の位置にあるシリンダ装置１２のみが作動し
てピストン２０を上昇させ、第３図中に想像線で示すよ
うに、各固定部１３を上限位置に設定する。外形線より
もどの程度内方でワークＷを支えるかは、ワークＷの外
周を加工する際におけるシリンダ装置１２の固定部１３
とカッタ６９の距離をもとにし、これが十分安全となる
ように決めればよい。

シリンダ装置１２のピストン２０を上昇させるためには
、空気供給手段から導入路１７を介してシリンダ１４の
下部に空気を送り込めばよい。この空気による下方から
の加圧は、ピストン２０を下げる時まで続ける。また、
前の加工時に出た切粉が固定部１３のパッド部２５内に
たまっている場合には、次の■の工程に入る前に、通路
１５からシリンダ１４内に空気を導入し、防塵弁２９の
フランジ３１にある切込み３２からパッド部２５内に空
気を吹出して、この切粉を吹飛ばしておく。

■ＦＭＳコンピュータ６１等からの指示により、ワーク
Ｗの位置決め装置４０．４１を、所要位置に移動させて
位置決めピン４７．５７を位置決め状態にしておく。次
に、ＦＭＳコンピュータ６１等からの指示により、オー
トローダ７が未加工のワークＷを搬送してテーブル６上
の所要位置に載置する。ワークＷは、ワーク形状に合せ
て上限位置に設定されたシリンダ装置１２のパッド部２
５によって所定位置に支えられると共に、その周囲を両
位置決め装置４０．４１の位置決めビン４７．５７によ
って確実に位置決めされる。なお、オートローダ７によ
るシリンダ装置１２上への位置決めをラフに行ない、そ
の後で両位置決め装置４０．４１を作動させ、シリンダ
装置１２のパッド部２５に支えられたワークＷを位置決
めビン４７．５７で押して精密に位置決めするようにし
てもよい。

■次に、図示しない真空源等の吸引手段を作動させてシ
リンダ１４の上部内の空気を通路１５から外部に吸引す
る。この吸引力によって防塵弁２９は圧縮コイルばね３
３を縮めて下方に移動する。ワークＷの下面によって塞
がれたパッド部２５内の空気は、孔２８と防塵弁２９の
通孔３０とロッド２１の通気孔２２を介して、通路１５
からシリンダ１４の外部に吸引・排出される。これによ
ってワークＷは各シリンダ装置１２の固定部１３に確実
に保持される。

■次に、ＤＮＣコンピュータ６０等からの指示により、
加工機１が作動して、固定されたワークＷを加工する。

前述の通り、ワークＷは、その外形にあわせて選択され
たシリンダ装置１２のみで上限位置に設定されている。

従って、第３図中に想像線で示すように、ワークＷの外
周縁を加工する場合でも、カッタ６９がワークＷを支え
ているシリンダ装置１２の固定部１３に接触することは
ないし、下限位置にある選択されていない他のシリンダ
装置１２と干渉することもない。また、加工中に生じる
切粉が、周囲の使用されていないシリンダ装置１２にふ
りかかり、パッド部２５の内にたまったとしても、パッ
ド部２５とシリンダ１４内を連通させている孔２８は、
防塵弁２９によって閉塞されているので切粉がシリンダ
１４内に入ってしまうことはない。

■加工が終了すると、シリンダ１４の上方にある通路１
５からの真空吸引を停止することにより、固定部１３に
おけるワークＷの吸引固定が解除される。但し、シリン
ダ１４の下方にある導入路１７からの加圧は維続する。

なお、シリンダ１４の上方での真空吸引を停止してもパ
ッド部２５の吸付きが解除されない場合には、通路１５
からシリンダ１４の上部内に若干の空気を吸込めばよい
。

■オートローダ７によって加圧済のワークＷを搬出し、
その後、次の未加工ワークＷを搬入する。なお、ここで
ロフトがえをし、形状の異なるワークを加工しはじめる
場合には、使っていなかったシリンダ装置１２にたまっ
ている切粉を■で説明したように吹飛ばしておく。

［発明の効果］ 本発明の真空固定装置によれば、昇降自在の固定部を有
する複数の真空固定手段を縦横に配設し、ワークの形状
に応して各真空固定手段を制御手段で選択的に作動させ
ることによってワークを固定するように構成したので、
次のような効果を得ることができた。

■どのような形状のワークにも対応できるので、加工品
目毎の専用治具が不要になり、治具保管場所も不要とな
る。

■治具をセットしたり調整する段取り作業時間が著しく
短縮され、制御手段によって段取りを無人化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における要部の構成を示す
斜視図、第２図（ａ）は真空固定装置が設けられた加工
機のテーブルの部分平面図、第２図（ｂ）はＸ軸方向の
位置決め装置の正面図、第３図は真空固定装置を構成す
るシリンダ装置の断面図、第４図は本実施例の制御系統
を示すブロック図、第５図は従来の真空吸引装置の一例
を示す断面図である。 Ｗ−・・ワーク、　　　１１・−真空固定装置、１２−
・・真空固定手段としての真空固定シリンダ（シリンダ
装置）、 １３・・・固定部、 ６０・・・制御手段としてのＤＮＣコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 載置したワークを吸引固定する昇降自在の固定部を備え
   た複数個の真空固定手段と、固定すべきワークの形状に
   応じて前記各真空固定手段を選択的に作動させる制御手
   段とを具備することを特徴とする真空固定装置。