JPH04315538A - 磁気チャックの制御方法および装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の可動部材を流体
により、磁性体を吸着する作業面に出入りさせる磁気チ
ャックを制御する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】湾曲した鉄板のような磁性体は、被吸着
面が磁気チャックの作業面と整合しないいわゆる不整面
であるから、これを磁気チャックに吸着すると、その被
吸着面が磁気チャックの作業面に整合するように撓んだ
状態で吸着され、磁気チャックから解放すると、自体の
復元力により再び元の湾曲した状態に戻る。このような
性質を有する磁性体を磁気チャックに吸着し、その被加
工面を平面にすべく研削加工等の機械加工を行うと、加
工された面は、磁性体がチャックに吸着されている間は
平面を維持するが、磁性体がチャックから解放されると
、磁性体自体の復元力により元の形状に湾曲されるから
湾曲面となってしまう。

【０００３】このような課題を解決すべく、複数のピン
を圧縮空気のような流体により磁性体の被吸着面の形状
に応じてすなわち被吸着面に倣わせて作業面から突出さ
せ、それにより磁性体をその本来の湾曲した形状を維持
させた状態に吸着する磁気チャックが提案されている。 しかし、この種の磁気チャックにおいては、ピンを作業
面から突出させることにより、磁性体をピンで押し上げ
てしまい、その結果磁性体を作業面から押し離し、磁性
体を正しく吸着することができない。

【０００４】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、不整面を有
する磁性体を、ピンのような可動部材により作業面から
押し離すことなく正しく吸着することができるようにす
ることにある。

【０００５】

【解決手段、作用、効果】本発明の磁気チャックの制御
方法は、作業面を弱励磁状態におき、所定の可動部材を
流体により前記作業面から突出させ、所定の前記可動部
材が前記作業面から突出された状態で、前記作業面を弱
励磁状態から強励磁状態に切り換えることを含む。本発
明の磁気チャックの制御装置は、作業面を弱励磁状態に
おく第１の励磁電流と前記作業面を強励磁状態におく第
２の励磁電流とを選択的に発生する励磁電流発生手段と
、所定の可動部材を前記作業面に出入りさせるべく流体
の流路を制御する流路制御手段と、磁性体を前記作業面
に吸着するときに、前記第１の励磁電流を発生させる第
１の指示信号を前記励磁電流発生手段に供給し、次いで
所定の前記可動部材を前記作業面から突出させるべく第
２の指示信号を前記流路制御手段に供給し、その後前記
第２の励磁電流を発生させる第３の指示信号を前記励磁
電流発生手段に供給する主制御手段とを含む。

【０００６】不整面を有する磁性体は、作業面が弱励磁
状態とされることにより、作業面に弱く吸着される。こ
のときの吸着力が弱いから、磁性体の被吸着面が磁気チ
ャックの作業面に整合するように磁性体が変形されるこ
とはない。次いで、可動部材に流体の力が作用すると、
磁性体の被吸着面の湾曲形状に応じた所定の可動部材が
作業面から所定量突出され、それらの先端部が被吸着面
に当接する。このとき、磁性体が作業面に弱く吸着され
ているから、磁性体は可動部材により作業面から押し離
されない。その後、作業面が強励磁状態に切り換えられ
ると、磁性体は作業面に強く吸着される。このとき、磁
性体の被吸着面が磁気チャックの作業面に整合するよう
に磁性体が変形されることは、突出している可動部材に
より阻止され、磁性体は可動部材の先端に強く当接され
る。

【０００７】上記のように、本発明によれば、先ず作業
面を弱励磁状態におき、次いで所定の可動部材を作業面
から突出させ、その後作業面を強励磁状態に切り換える
から、不整面を有する磁性体を、可動部材により作業面
から押し離すことなく正しく吸着することができる。

【０００８】

【実施例】先ず、不整面を有する磁性体用の磁気チャッ
クの実施例について説明する。図１〜３を参照するに、
磁気チャック１０は、被吸着面がいわゆる不整面である
磁性体１２を電磁石の作用により吸着する電磁チャック
である。

【０００９】チャック１０は、一端開放のハウジング１
４と、ハウジング１４内に配置された鉄心１６と、鉄心
１６とハウジング１４との間にあって鉄心１６を取り巻
く励磁コイル１８と、ハウジング１４の開放端に該開放
端を閉鎖するように配置された面板２０と、ハウジング
１４の非開放端に配置された底板２２と、磁性体１２を
その本来の形状に維持する複数の維持機構２４とを含む
。

【００１０】ハウジング１４は、一端が開放した箱の形
に作られている。ハウジング１４と鉄心１６とは、面板
２０の側の面が同じ高さレベルとなるように、強磁性材
料で一体的に形成されおり、また維持機構２４を収容す
る空間を有する。ハウジング１４と鉄心１６とは、別個
の部材で形成してもよい。

【００１１】面板２０は、交互にかつ互いに並列的に配
置された細長い複数の第１および第２の磁極片２６，２
８と、隣り合う第１および第２の磁極片２６，２８の間
に配置された非磁性材料製のスペーサ３０とを備えてお
り、また複数のボルト（図示せず）によりハウジング１
４に取り付けられている。

【００１２】各第１の磁極片２６は、その両端部におい
てハウジング１４の対向する一対の壁部の上面に磁気的
に接続されているが、鉄心１６から磁気的に離されてい
る。これに対し、各第２の磁極片２８は、その中央部に
おいて鉄心１６の上面に磁気的に接続されているが、ハ
ウジング１４から磁気的に離されている。磁性体１２を
吸着する作業面３２は、第１および第２の磁極片２６，
２８ならびにスペーサ３０により規定される。

【００１３】各維持機構２４は、図４にその１つを代表
して示すように、作業面３２と平行に伸びるシリンダ室
を規定するシリンダ３４と、該シリンダ室内に移動可能
に配置されたピストン３６と、シリンダ３４から上方へ
伸びる筒状のガイド３８と、該ガイドに上下方向へ移動
可能に配置されたピン４０と、ピン４０を常に下方へ付
勢するコイルばね４２とを備える。

【００１４】シリンダ３４はシリンダ室の各端部に連通
する穴４４を有しており、各穴４４は底板２２に形成さ
れた流体用の流路４６に連通されている。ピストン３６
は、穴４４を介してシリンダ室内に供給される空気、油
等の圧力流体により、シリンダ室の長手方向へ移動され
る。

【００１５】ピストン３６の上面の一部とピン４０の下
端面とは、互いに当接される傾斜面とされている。この
ため、ピストン３６が図４において左方へ移動されると
、ピン４０はばね４２の力に抗して上昇されて作業面か
ら突出する。これに対し、ピストン３６が図４において
右方へ移動されると、ピン４０はばね４２の力により押
し下げられて作業面から後退する。

【００１６】維持機構２４の一方の穴４４は一方の流路
４６に共通に接続されており、他方の穴４４は他方の流
路４６に共通に接続されている。このため、維持機構２
４のピン４０は、同時に移動される。各流路４６は、図
２に示す１つの流路４６または４８により図５に示す制
御装置５０に接続され、励磁コイル１８は図２に示すコ
ード５２により図５に示す制御装置５０に接続される。

【００１７】シリンダ３４、ピストン３６、ガイド３８
、ピン４０およびばね４２は、磁性材料、非磁性材料の
いずれであってもよい。しかし、ピストンの移動を滑ら
かにする上では、シリンダ３４およびピストン３６を非
磁性材料製とすることが好ましい。

【００１８】次に、磁気チャック１０を制御する制御装
置５０の実施例を、図５を参照して説明する。制御装置
５０は、商用交流電源５４から２連の主スイッチ５６を
介して供給される交流を整流し、所定の電圧レベルを有
する直流の励磁電流を発生する整流回路５８を含む。整
流回路５８は、一対のダイオードと、一対のサイリスタ
とを用いた既知のブリッジ回路を備える。整流回路５８
からの励磁電流の発生時およびその値は、ゲートドライ
バー６０からサイリスタのゲートに供給される点弧パル
スにより制御される。

【００１９】整流回路５８で発生された励磁電流は、励
磁コイル１８に供給する励磁電流の方向を切り換える切
換回路６２に供給される。切換回路６２は、ドライバー
６４により駆動されるリレーからなり、また整流回路５
８からの励磁電流を、磁性体を作業面に吸着すべきとき
は正励磁電流として励磁コイル１８に供給し、磁性体を
脱磁すなわち消磁するときは正励磁電流と逆励磁電流と
に交互に切り換えて出力する。このような切換回路６２
は、たとえば、特公昭６２−１１４８４号公報、特開昭
６２−２０８８４４号公報等にて公知であるから、その
詳細な説明は省略する。

【００２０】制御装置５０は、また、流体源６６から維
持機構２４に供給される圧力流体の流路を制御する流体
制御回路６８を含む。流体制御回路６８は、流体源６６
と維持機構２４との間の流体用流路を切り換える電磁弁
群を有する。この電磁弁群は、ドライバー７０により駆
動される。

【００２１】制御装置５０は、さらに、電流値のような
各種のデータを設定しかつ励磁開始指令等の各種の指令
を入力する入力ユニット７２と、該入力ユニットに設定
された各種のデータおよび入力ユニットを介して入力さ
れる各種の指令を基にドライバー６０，６４，７０を制
御する主制御回路７４とを含む。

【００２２】入力ユニット７２は、強励磁用電流、弱励
磁用電流および消磁用電流の値をそれぞれ設定する設定
器７６，７８および８０と、作業面を励磁状態におくこ
とを指令する励磁指令スイッチ８２と、作業面を最初に
弱励磁状態におくことを設定する弱励磁設定スイッチ８
４と、ピン４０を突出させることを設定するピン設定ス
イッチ８６と、磁性体の脱磁をすることを設定する消磁
設定スイッチ８８とを含む。

【００２３】次に、図６を参照して、制御装置５０の動
作について説明する。励磁指令スイッチ８２がオンにさ
れる（ステップ１００）と、主制御回路７４は、弱励磁
設定スイッチ８４がオフであるかオンであるかを確認す
る（ステップ１０２）。

【００２４】弱励磁設定スイッチ８４がオフであると、
主制御回路７４は、ピン設定スイッチ８２がオンである
かオフであるかを確認する（ステップ１０４）。弱励磁
設定スイッチ８４がオンであると、主制御回路７４は、
設定器７８に設定された値に対応する位相を有するタイ
ミング信号をドライバー６０に弱励磁指令とともに出力
する（ステップ１０６）し、一定時間経過した後、ステ
ップ１０４を実行する。

【００２５】ステップ１０６により、ドライバー６０は
、タイミング信号と弱励磁指令とを受けると、受けたタ
イミング信号の位相に対応する位相を有する点弧パルス
を整流回路５８のサイリスタに供給し始める。これによ
り、整流回路５８から、弱励磁用電流が切換回路６２を
介して励磁コイル１８に供給されるから、作業面３２は
弱励磁状態に維持され、その結果磁性体１２は、たとえ
その被吸着面が不整面であっても、変形しない程度の力
すなわち本来の形状を維持する程度の力により作業面に
吸着される。

【００２６】ステップ１０４において、ピン設定スイッ
チ８６がオンであると、主制御回路６４は、先ずピンを
突出させるピン突出指令をドライバー７０に出力し（ス
テップ１０８）、次いで一定時間経過後に、設定器７６
に設定された値に対応する位相のタイミング信号を強励
磁指令とともにドライバー６０に出力する（ステップ１
１０）。

【００２７】ステップ１０８により、流体制御回路６８
内の所定の電磁弁が駆動され、それにより流体源６６内
の流体が各維持機構２４に供給される。その結果、ピン
４０は磁性体１２の被吸着面の形状に応じて突出される
。このとき、ステップ１０６が実行されていると、作業
面３２が弱励磁状態であり、磁性体１２が弱く吸着され
ているから、磁性体１２がピン４０により作業面３２か
ら押し離されるおそれがない。

【００２８】ステップ１０４において、ピン設定スイッ
チ８６がオフであると、主制御回路６４は、ステップ１
１０を実行する。

【００２９】ステップ１１０により、ドライバー６０は
、タイミング信号と強励磁指令とを受けると、整流回路
５８にサイリスタに供給する点弧パルスを、受けたタイ
ミング信号の位相に対応する位相を有する点弧パルスに
切り換える。これにより、整流回路５８から、強励磁用
電流が切換回路６２を介して励磁コイル１８に供給され
るから、作業面３２は強励磁状態に切り換えられ、磁性
体１２は作業面３２に強く吸着される。作業面３２が強
励磁状態に切り換えられたとき、ステップ１０８が実行
されていると、磁性体１２の被吸着面の形状に応じた所
定のピン４０が作業面３２から所定量突出されているか
ら、磁性体１２はその形状を変えることなく吸着される
。

【００３０】次いで、主制御回路７４は、励磁指令スイ
ッチ８２がオフにされた後（ステップ１１２）、消磁設
定スイッチ８８がオフであるかオンであるかを判定する
（ステップ１１４）。

【００３１】ステップ１１４において、消磁設定スイッ
チ８８がオフであると、主制御回路７４は、終了指令を
ドライバー６４，７０に出力した後（ステップ１１６）
、動作を終了する。これにより、ドライバー６０は整流
回路５８への点弧パルスの供給を終了し、その結果励磁
コイル１８への励磁電流の供給が停止され、作業面３２
は被励磁状態におかれる。

【００３２】ステップ１１６において、ドライバー７０
は、ステップ１０８を実行していなければ、そのまま動
作を終了する。しかし、ステップ１０８を実行している
と、ドライバー７０は、全てのピン４０を作業面３２か
ら後退させるように、流体制御回路６８内の電磁弁を駆
動させた後、動作を終了する。これにより、ピン４０は
、ばね４２の力により、作業面から後退される。

【００３３】ステップ１１４において、消磁設定スイッ
チ８８がオンであると、主制御回路７４は、設定器８０
に設定された値に対応する位相を有するタイミング信号
を消磁指令とともにドライバー６０に出力するとともに
、消磁指令をドライバー６４に出力する（ステップ１１
８）。

【００３４】これにより、ドライバー６０は、整流回路
５８へ供給する点弧パルスを、受けたタイミング信号の
位相に対応する位相を有する点弧パルスに切り換える。 これにより、消磁用の励磁電流が整流回路５８から切換
回路６２に供給される。また、ドライバー６４は、切換
回路６２のリレーに所定時間毎に通電する。これにより
、切換回路６２が所定時間毎に切り換えられるから、励
磁コイル１８に供給される励磁電流の向きが交互に逆に
なり、磁性体１２は脱磁すなわち消磁される。この消磁
は、消磁用電流を徐々に減衰させることにより行っても
よいし、切換回路６２における切換時間を徐々に短くす
ることにより行ってもよい。

【００３５】消磁が終了すると（ステップ１２０）、主
制御回路７４は、ステップ１１６へ移行する。

【００３６】図７に示す制御装置９０は、励磁電流の値
を主制御回路７４以外の回路に設定する。このため、制
御装置９０は、交流電源５４と整流回路５８との間に接
続されたトライアック９２と、トライアック９２をトリ
ガーするゲートドライバー９４と、設定器７６，７８，
８０のうちの１つを選択すべく設定器に個々に対応され
た３つのリレーを備える選択回路９６と、選択回路９６
を駆動させるべく主制御回路７４より制御されるドライ
バー９８とを含む。選択回路９６は、各リレーの常開接
点に対応する設定器とゲートドライバー９４とに接続さ
れている。

【００３７】制御装置９０において、作業面を強励磁状
態におくとき、ドライバー９８が主制御回路７４からの
制御信号により設定器７６に対応するリレーを駆動させ
ることにより、設定器７６に設定された値に対応する位
相を有するトリガーパルスをゲートドライバー９４から
トライアック９２に出力させる。これにより、整流回路
５８から、設定器７６に設定された値に対応する強励磁
用電流が出力される。

【００３８】これに対し、作業面を弱励磁状態におくと
きは、ドライバー９８が主制御回路７４からの制御信号
により設定器７８に対応するリレーを駆動させることに
より、設定器７８に設定された値に対応する位相を有す
るトリガーパルスをゲートドライバー９４からトライア
ック９２に出力させる。これにより、整流回路５８から
、設定器７８に設定された値に対応する弱励磁用電流が
出力される。

【００３９】また、磁性体を脱磁するときは、ドライバ
ー９８が主制御回路７４からの制御信号により設定器８
０に対応するリレーを駆動させることにより、設定器８
０に設定された値に対応する位相を有するトリガーパル
スをゲートドライバー９４からトライアック９２に出力
させる。これにより、整流回路５８から、設定器８０に
設定された値に対応する消磁用電流が出力される。

【００４０】制御装置９０の整流回路５８は、制御装置
５０における整流回路５８のサイリスタの代りにダイオ
ードが用いられる。しかし、トライアック９２を用いる
代りに、制御装置５０における整流回路のように、整流
回路に一対のサイリスタを用い、該サイリスタに点弧パ
ルスをゲートドライバー９６から出力するようにしても
よい。

【００４１】本発明は、上記した実施例のように電磁石
のみを用いた磁気チャックのみならず、少なくとも１つ
の極性可逆永久磁石と電磁石とを用いた磁気チャック、
永久磁石のみを用いた磁気チャックにも適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気チャックの一実施例を示す正面図である。

【図２】図１の磁気チャックの平面図である。

【図３】図２の３−３線に沿って得た断面図である。

【図４】磁性体を維持する維持機構の一実施例を示す断
面図である。

【図５】本発明の制御装置の一実施例を示す電気回路の
ブロック図である。

【図６】図５の制御装置の動作を説明するための図であ
る。

【図７】本発明の制御装置の他の実施例を示す電気回路
のブロック図である。

【符号の説明】

１０　　磁気チャック １２　　磁性体 １４　　ハウジング １６　　鉄心 １８　　励磁コイル ２０　　面板 ２４　　維持機構 ３４　　シリンダ ３６　　ピストン ３８　　ガイド ４０　　ピン（補助部材） ５０，９０　　制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　流体により磁性体の被吸着面の形状に
   応じて作業面に出入りされる複数の可動部材を備える磁
   気チャックの制御方法であって、前記作業面を弱励磁状
   態におき、所定の前記可動部材を前記流体により前記作
   業面から突出させ、所定の前記可動部材が前記作業面か
   ら突出されている状態で、前記作業面を前記弱励磁状態
   から強励磁状態に切り換えることを含む、磁気チャック
   の制御方法。
2. 【請求項２】　　磁性体を吸着する作業面を励磁状態お
   よび非励磁状態に選択的におく励磁コイルと、流体によ
   り作業面に出入りされる複数の可動部材とを含む磁気チ
   ャックの制御装置であって、前記作業面を弱励磁状態に
   おく第１の励磁電流と前記作業面を強励磁状態におく第
   ２の励磁電流とを選択的に発生する励磁電流発生手段と
   、前記可動部材を前記作業面に出入りさせるべく前記流
   体の流路を制御する流路制御手段と、前記磁性体を前記
   作業面に吸着するときに、前記第１の励磁電流を発生さ
   せる第１の指示信号を前記励磁電流発生手段に供給し、
   次いで所定の前記可動部材を前記作業面から突出させる
   べく第２の指示信号を前記流路制御手段に供給し、その
   後前記第２の励磁電流を発生させる第３の指示信号を前
   記励磁電流発生手段に供給する主制御手段とを含む、磁
   気チャックの制御装置。