JPH0551538U - 自動締付式のバイス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械用の自動締付式のバイス装置におい
て、素材ブロックを正しく芯出しした状態で、しかも適
切な締付力のもとに固定できるようにする。 【構成】 ガイド機構、駆動機構およびバイス台４を含
む４個のバイスユニット２を、ベース１上に直交状に配
置する。各バイスユニット２にバイス台４の位置を検知
する位置センサ１１を設ける。各バイス台４に増締め操
作される口金１２を設け、これを締付機構１３のくさび
体１７で締付け操作する。くさび体１７に圧力センサ２
２を設け、締付力を検知する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

プレス成形用の金型やプラスチック成形用の金型などの形成材料として、直方 体状に切削整形された各種サイズの鋼材が市販されている。この考案は、この種 の素材を金属工作機械のテーブル上で固定するのに好適な自動締付式のバイス装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械のテーブルに固定して使用する形態のバイス装置は、特開平３−１４ ２１７２号公報や、実開昭６３−７４２７５号公報に公知である。さらに、バイ ス台の締め付けを油圧力によって行うことは、実開昭６２−１５６４６６号公報 に公知である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

工作機械のテーブル上に素材を固定するについて、素材の中心位置が加工機の 主軸中心と一致していると、加工時の刃物の送り量の計算が容易であり、計算間 違いによる不良の発生を減らすことができる。とくに、数値制御方式の加工機で は、入力すべき位置寸法の再計算等を行う手間が省ける。この点、対向するバイ ス台が同時に接近移動して素材を固定する上記のバイス装置では、素材の中心位 置を主軸の中心とほぼ一致させられる点で便利である。

【０００４】 しかし、素材の余裕寸法が十分に大きい場合には上記のような従来装置でも支 障なく加工を行えるが、余裕寸法が極く僅かしかない場合には加工不良を生じる おそれがある。例えば、直方体状に切削整形された市販の鋼材ブロックは、呼び 寸法に0.２〜0.５mmの研削代が加えられているに過ぎず、こうした素材を用いる 場合には芯出し作業を別途行わねばならず、素材の取り付けを迅速に行えない。

【０００５】 一対のバイス台で素材を挟み固定する形態では、刃物の送り方向とバイス台の 締め付け方向とが交差する場合に、素材が挟持面に沿ってずれ動くおそれがあり 確実な素材固定を行えない。さらに、板状の薄い素材ブロックを挟持する際に、 素材を過不足なく挟持することが困難である。多くの場合、締付力が過剰になり やすい。

【０００６】 この考案の目的は、素材ブロックを加工機の主軸中心に対して正しく位置決め された状態で固定でき、必要に応じて加工時の寸法基準位置を正確に設定できる 自動締付式のバイス装置を得ることにある。 この考案の他の目的は、縦横寸法や厚み寸法が異なる各種サイズの素材ブロッ クを迅速かつ確実に挟持固定でき、さらに適切な挟持力で素材ブロックを固定で きる自動締付式のバイス装置を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案のバイス装置は、バイス台４と、バイス台４を直線に沿って移行案内 するガイド機構と、バイス台４をガイド機構に沿って往復操作する駆動機構を含 むバイスユニット２を有し、ベース１上に前記バイスユニット２の４個が直交状 に配置されていること、 各バイスユニット２のそれぞれにバイス台４の移行位置を検知する位置センサ １１が設けられていること、 各バイス台４のそれぞれに、素材ブロックＭを支持する口金１２がバイス台４ の移行方向に沿って一定量移動可能に支持されていること、 各バイス台４と口金１２との間に、口金１２を素材ブロックＭに押し付け操作 する締付機構１３と、口金１２の締付力を検知する圧力センサ２２が設けられて いること、 予め入力された素材ブロックＭの形状データと、位置センサ１１、および圧力 センサ２２からの入力信号に基づいて、駆動機構および締付機構を制御する制御 装置２３を備えていることを要件とする。

【０００８】 具体的には、締付機構１３を、口金１２を押し付け操作するくさび体１７と、 くさび体１７を往復操作する流体圧シリンダ１９および制御バルブ２０を含んで 構成し、くさび体１７に圧力センサ２２を取り付ける。

【０００９】

【作用】

４個のバイス台４は、制御装置２３に予め入力された素材ブロックＭの形状デ ータに基づいて、駆動機構で素材ブロックＭを支持すべき位置へと個別に移行操 作される。このとき、各バイス台４の位置を正確に知るために位置センサ１１を 設けている。位置センサ１１からの信号によって、各バイス体４は指定座標で正 確に素材ブロックＭを支持した後、これを挟持固定できる。駆動機構は、素材ブ ロックＭを口金１２上に載置するためのバイス台４の移動と、その後の仮締めの ためのバイス台４の移動を行う。

【００１０】 バイス台４による素材ブロックＭの本締めを行うために締付機構１３を設け、 その締付力を確認するために圧力センサ２２を設けている。制御装置２３は予め 入力された素材ブロックＭの形状データに基づいて締付機構１３を作動させ、圧 力センサ２２によって締付力が所定値に達したことを検知すると締付機構１３の 作動を停止させる。口金１２を一定量移動可能とするのは、本締め時に口金１２ を増締分だけ素材ブロックＭの側へ移動させて、必要とする締付け力を得るため である。

【００１１】

【考案の効果】

この考案のバイス装置によれば、４個のバイス台４を加工機の主軸中心に対し て、あるいは所定位置に正確に位置決めでき、その位置で素材ブロックＭの固定 を行える。つまり、サイズが異なる素材ブロックＭでも、予めその形状データを 制御装置２３に入力することにより、前記主軸中心に対して芯出しした状態や、 加工時の寸法基準位置を主軸中心に一致して設定するなど、正しく位置決めされ た状態で固定できる。従って、加工時の刃物の送り量の計算間違いによる不良の 発生を抑止できるのはもちろん、加工上の余裕寸法が小さな素材ブロックＭの加 工を行う場合でも、不良を生じることなく適切に加工でき、素材費用を最小限に 抑止できる。

【００１２】 素材ブロックＭの縦横形状やサイズに応じてバイス台４を位置決めできるので 、異なるサイズの素材ブロックＭであっても迅速に固定でき、さらに、４個のバ イス台４で素材ブロックＭを確実に挟持固定して、加工途中に素材ブロックＭが ずれ動くことを解消できる。素材ブロックＭの形状データに基づいて、締付力を 大小に加減できるので、過不足なく素材ブロックＭを締め付けることができ、と くに板状の薄い素材ブロックＭや柔らかい素材の加工を行うについて、締付時の 内部歪によって加工後の面精度や位置精度が低下することや、過大な締付によっ て素材ブロックＭが塑性変形することなどを解消できる。

【００１３】

【実施例】

図１ないし図５はこの考案に係るバイス装置の実施例を示す。 図２において、バイス装置は加工機のテーブル上に載置固定される左右横長の ベース１と、ベース１の板面上に直交状に配置された４個のバイスユニット２と を有し、ベース中央の支持枠３を挟んで左右および前後に対向するバイスユニッ ト２の二組で、図１に示すように素材ブロックＭを挟持固定する。

【００１４】 バイスユニット２は、バイス台４と、バイス台４を支持枠３に対して往復移行 案内するガイド機構と、このガイド機構に沿ってバイス台４を往復操作する駆動 機構などで構成する。 ガイド機構は、平行に配置された一対のガイド軸５と、これらガイド軸５を両 軸端において支持する支持枠３およびブラケット６とからなる。図３に示すよう に一対のガイド軸５はバイス台４の下部両端を貫通支持している。 駆動機構は、正逆転が可能なギヤードモータ７を駆動源にして、その動力をね じ軸９と、ねじ軸９にかみ合う雌ねじブロック１０（図１参照）を介してバイス 台４に伝えて、バイス台４を往復移行する。ねじ軸９は、前記一対のガイド軸５ の間に平行に配置し、支持枠３およびブラケット６で回転自在に支持する。雌ね じブロック１０はバイス台４の下面中央に固定する。飛散する切削油からギヤー ドモータ７を保護するために、支持枠３の上面および下面は蓋体で密閉しておく 。

【００１５】 図１において、バイス台４の現在位置と移動後の位置を検知するために、ねじ 軸９を利用して位置センサ１１を設けている。詳しくはギヤードモータ７側のね じ軸９の端部に検出ギヤ１２を同行回転可能に固定し、その外周面に近接して磁 気抵抗素子型の回転角センサからなる位置センサ１１を配置している。この位置 センサ１１からの出力信号によって、ねじ軸９の回転数と１回転未満の回転角度 を知り、これらからバイス台４の移動量を特定し、そのベース１上の座標位置を 知ることができる。なお、バイス台４の現在位置は、前回使用時のバイス台４の 位置を記憶しておくことにより、あるいは、バイス台４をねじ軸９の一端に位置 させた後、任意位置へ移動させることにより知ることができる。

【００１６】 バイス台４には増締めを行うための口金１２と、これを素材ブロックＭへ向か って押し付け操作する締付機構１３が組み付けてある。口金１２は断面Ｌ字形の 金属ブロックからなり、図３に示すように、その下面二個所に設けた断面台形状 のスライド脚１４を、バイス台４に設けたガイド溝１５に嵌合め込むことにより 、バイス台４に対してねじ軸９と平行な方向へ一定量移動可能に支持する。上下 寸法や断面形状の異なる口金１２を数種類用意しておけば、前記ガイド溝１５へ 口金１２を嵌め込むだけで、口金１２の交換とバイス台４への取り付けを行える 。

【００１７】 図１において、締付機構１３は、口金１２の背壁とこの背壁に対向する斜面壁 １６とのあいだ配置されたくさび体１７と、くさび体１７を上下操作する油圧駆 動の流体圧シリンダ１９、および流体圧シリンダ１９の動作を制御する電磁操作 式の制御バルブ２０などで構成する。流体圧シリンダ１９は出退方向のいずれに も駆動でき、そのピストンロッドを介してくさび体１７を上方へ移動操作すると き、口金１２を介して素材ブロックＭを締め付ける。２１は油圧ポンプである。

【００１８】 口金１２の締付力を検知するために、くさび体１７に圧力センサ２２を装着し ている。この圧力センサ２２は、バルク形半導体をセンサ素子に利用したもので あって、口金１２の背壁に接当する状態で装着されて、圧力の変化を電気抵抗の 変化として出力する。

【００１９】 上記の各機器は、制御装置２３によって制御される。この制御装置２３用の制 御盤２４を図４に示す。制御盤２４には、素材ブロックＭの寸法データを入力す るためのテンキー２５と、締付力を素材ブロックＭの厚みや形成材料の硬さに応 じて変更するための４個の締付力設定キー２６と、各バイス台４の座標位置を表 示する４個のディスプレイ２７と、締付完了を表示するランプ２８、このランプ ２８を囲む位置に設けられて、稼働すべきバイス台４を選定するためのバイス選 定ボタン２９、バイス台４の移動と本締めを開始させるための２個のスタートボ タン３０・３１などが配置してある。

【００２０】 次にバイス装置の動作を説明する。図５に示すようにバイス装置を使用するに ついては、予め寸法データをテンキー２５で入力し、締付力設定キー２６で締付 力を選定しておく。さらに、バイス選定ボタン２９を操作して稼働すべきバイス 台４を選定しておく。これらのデータは制御装置２３に記憶される。

【００２１】 上記のように必要なデータの入力を終了した後に、スタートボタン３０をオン 操作すると、制御装置２３は各バイス台４の現在位置から移動すべき位置を演算 してギヤードモータ７を起動し、ねじ軸９を介してバイス台４を移動する。対を なすバイス台４は素材ブロックＭの縦横寸法より僅かに大きな対向間隔位置で停 止して待機する。この状態で素材ブロックＭを４個の口金１２上に載置する。再 び上記のスタートボタン３０をオン操作すると、バイス台４が移動して口金１２ を介して素材ブロックＭを四方から挟み固定する。このとき、素材ブロックＭの 中心はベース１の中心と正しく一致している。従って、ベース１の加工機テーブ ルへの取り付けが適正である限り、素材ブロックＭの中心を主軸中心と一致させ ることができる。なお、仮締め時のギヤードモータ７は、位置センサ１１からの 信号出力を受けて停止させる。

【００２２】 仮締め状態において口金１２はその背壁がバイス台４で受け止められている。 この状態から、スタートボタン３１をオン操作して流体圧シリンダ１９を作動さ せると、くさび体１７が上昇して、口金１２と斜面壁１６の間に割り込み、図１ に示すように口金１２を素材ブロックＭに押し付ける。この押し付け動作と同時 に押し付け反力が圧力センサ２２に作用するので、締付力を知ることができる。 締付力が設定された値に達すると、制御装置２３は制御バルブ２０に切り換え指 令を発して流体圧シリンダ１９の作動を停止し、その状態を維持する。

【００２３】 加工を終了したら解除ボタンをオン操作して、締付機構１３を待機状態へ戻し 、さらにバイス台４を素材載置時の状態へ移動させる。以後、同じサイズの素材 ブロックＭを加工する場合には、素材ブロックＭの取り付け、仮締め、本締めを 順に行って繰り返し加工を行う。素材サイズが異なる場合には、上記の手順を始 めからやりなおす。

【００２４】 加工内容によっては、素材ブロックＭの特定寸法位置をベース１の中心位置に 位置させたほうが好都合なこともある。こうした場合には、各バイス台４の座標 位置を入力して、加工機の主軸中心からずれた位置で素材ブロックＭを固定する ことができる。さらに、四周辺の端面加工を行う場合には、加工対象面と対応す るバイス台４をねじ軸９の外端側へ退避させておき、他の３個のバイス台４で素 材ブロックＭを挟持固定することができる。もちろん、４個のバイス台４をそれ ぞれ任意位置に移動して素材ブロックＭを固定し、その上面の面加工を行うこと もできる。４個のバイス台４で締め付けを行うので、６角形や円形などの素材ブ ロックを固定することもできる。

【００２５】 上記以外に、ガイド機構としてはナローガイドを用いることができる。駆動機 構の駆動源としては油圧モータを用いることができ、その動力伝動体としては、 ねじ軸９以外にウォーム−ラック機構などを適用できる。 位置センサ１１としては、バイス台４の絶対位置を直接読み取る方式のセンサ を用いることができる。締付機構１３の駆動方式としては、流体圧シリンダ１９ を用いる以外にモータの回転力を直線運動に変換する機構を用いることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】バイスユニットの概略構造を示す縦断面図であ
る。

【図２】バイス装置の概略平面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】制御盤の正面図である。

【図５】バイス装置の作業手順を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ ベース ２ バイスユニット ４ バイス台 ５ ガイド軸 ９ ねじ軸 １１ 位置センサ １２ 口金 １３ 締付機構 １７ くさび体 ２２ 圧力センサ ２３ 制御装置 Ｍ 素材ブロック

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バイス台４と、バイス台４を直線に沿っ
   て移行案内するガイド機構と、バイス台４をガイド機構
   に沿って往復操作する駆動機構を含むバイスユニット２
   を有し、ベース１上に前記バイスユニット２の４個が直
   交状に配置されている自動締付式のバイス装置であっ
   て、 各バイスユニット２のそれぞれにバイス台４の移行位置
   を検知する位置センサ１１が設けられており、 各バイス台４のそれぞれに、素材ブロックＭを支持する
   口金１２がバイス台４の移行方向に沿って一定量移動可
   能に支持されており、 各バイス台４と口金１２との間に、口金１２を素材ブロ
   ックＭに押し付け操作する締付機構１３と、口金１２の
   締付力を検知する圧力センサ２２が設けられており、 予め入力された素材ブロックＭの形状データと、位置セ
   ンサ１１、および圧力センサ２２からの入力信号に基づ
   いて、駆動機構および締付機構を制御する制御装置２３
   を備えている自動締付式のバイス装置。
2. 【請求項２】 締付機構１３が、口金１２を押し付け操
   作するくさび体１７と、くさび体１７を往復操作する流
   体圧シリンダ１９および制御バルブ２０を含んで構成さ
   れており、くさび体１７に圧力センサ２２が取り付けて
   ある請求項１記載の自動締付式のバイス装置。