JPH0551583U - ハンドリングチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋削機械の主軸へのワークの装脱や繊維機械
のスピンドルへのボビンの装脱などを行うロボットのハ
ンドリングチャックに関するもので、主軸やスピンドル
を停止させることなくワークの装脱が可能で、構造が簡
単で回転慣性が小さく、保守も容易なハンドリングチャ
ックを得ることである。 【構成】 支持板５とダイヤフラム６との間に形成した
空室３１に流体圧を供給し、この流体圧によるダイヤフ
ラム６の変形を利用してダイヤフラム６の前面に装着し
た爪２２を開閉させる。支持板５は自由回転可能に支持
された軸４に設け、その空室３１には回転継手２６から
軸４に設けた通孔３２を通して流体圧を供給する。好ま
しくは、軸４にダイヤフラム６の中心を貫通する突出部
１１を設け、この突出部１１にバネ１７で突出方向に付
勢されたノックアウトピン１３を設ける。爪２２のワー
ク把持部分はカーボンその他の低摩擦部材で形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、旋削機械の主軸へのワークの装脱や繊維機械のスピンドルへのボ ビンの装脱などを行うロボットのハンドリングチャックに関するもので、主軸や スピンドルの回転を停止させないでワークやボビンの装脱を行うことができるハ ンドリングチャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ロボットを用いて旋盤その他の旋削機械へのワークの装脱を自動化することは 、従来から広く行われており、ロボットはワークコンベアあるいはワークストッ カと旋削機械の主軸チャックとの間でワークの受け渡しを行っている。

【０００３】 このときの動作は、ロボットのハンドリングチャックで把持したワークを停止 している主軸チャックに挿入してハンドリングチャックから主軸チャックへワー クを引き渡して、主軸の回転を立ち上げるとともにハンドリングチャックを退避 させ、主軸が所定の回転数に達したら設定されたプログラムに従ってワークの加 工を行い、加工が終了したら主軸を停止させてワークを主軸チャックからハンド リングチャックに引き渡すというものである。

【０００４】 このように、ロボットによる従来のワークの装脱は、主軸の回転を停止させた 状態で行われている。従って１サイクルのワークの加工時間には、主軸回転の立 ち上げおよび立ち下げに要する時間が含まれることとなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

工作機械には加工時間の短縮が強く要求されており、刃物台の改良によって旋 削時間を短縮するとともに、大出力の主軸モータを用いて主軸の立ち上げおよび 立ち下げ時間の短縮を図っている。

【０００６】 しかしながら上記のような手段による加工時間の短縮はほぼ限界に達しており 、これ以上の加工時間の短縮を図ろうとすれば、主軸を停止させないでワークの 装脱を行うことが要求される。しかし主軸を回転させたままワークの装脱を行お うとすると、ワークの受け渡し時にハンドリングチャックを主軸チャックと同期 回転させなければならなくなるので、ハンドリングチャックの構造および制御が 複雑になったり、ハンドリングチャックの回転慣性のためにワークを受け渡すと きにワークに傷を付けたり、ハンドリングチャックの保守が面倒になったりする 。

【０００７】 そこでこの考案は、主軸やスピンドルを停止させることなくワークの装脱を行 うことができるハンドリングチャックを得ることを目的としており、構造が簡単 で回転慣性が小さく、従ってワークの受け渡し時にハンドリングチャックが主軸 やスピンドルの回転に速やかに追従し、保守も容易な上記装置を得ることを課題 としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案のチャックは、支持板５と当該支持板に周囲を固定されたダイヤフラ ム６との間に形成した空室３１に流体圧を供給し、この流体圧によるダイヤフラ ム６の変形を利用してダイヤフラム６の前面に装着した爪２２を開閉させる構造 のダイヤフラムチャックを用いている。そしてこの考案では、支持板５を自由回 転可能に支持された軸４に設け、その空室３１に回転継手２６から軸４に設けた 通孔３２を通して流体圧を供給するようにしている。

【０００９】 軸４には、ダイヤフラム６の中心を貫通する突出部１１を設け、この突出部１ １の先端軸芯にバネ１７で突出方向に付勢されたノックアウトピン１３を設ける ことができる。この場合には、ダイヤフラム６の中心は軸の突出部１１に軸方向 摺動自在かつ機密に嵌装される。

【００１０】 また爪２２は、少なくともその先端のワーク把持部分をカーボンその他の低摩 擦部材で形成し、ワーク把持時のワークとチャックとの間の円滑な滑動が保証さ れるようにする。

【００１１】

【作用】

空室３１に流体圧が供給されていない状態においては、ダイヤフラム６の弾性 によって爪２２は閉方向に付勢され、複数の爪２２の間に挿入されたワーク２４ を把持する。ダイヤフラム６の弾性は、このときの把持力がノックアウトピン１ ３の押出力より大きくなるように、設計されねばならない。

【００１２】 一方、回転継手２６および軸の通孔３２を通って空室３１に流体圧が供給され ると、ダイヤフラム６はその中心部が前方へ進出するように変形し、爪２２が開 いてワーク２４の把持を解放する。

【００１３】 このようなダイヤフラムチャックの爪２２の開閉機構は、開閉時に爪２２がチ ャックボデイ（ダイヤフラム）に対して摺動しないため、構造が簡単でメンテナ ンスが容易である。また爪２２の保持部材が薄いダイヤフラム６で形成されるの で、ハンドリングチャックの回転慣性を最小にすることができる。

【００１４】 回転している主軸やスピンドルとの間でワーク２４の受け渡しを行うときには 、ワーク２４がハンドリングチャックと主軸チャックの両者で把持された瞬間に ハンドリングチャックが回転を開始し、ハンドリングチャックが低摩擦で回転自 在に支持されかつ小さな回転慣性を有しているので、ハンドリングチャックが主 軸やスピンドルの回転に速やかに同期し、その状態で主軸やスピンドルとハンド リングチャックとの間でワークの受け渡しが行われる。

【００１５】 また、爪２２のワーク把持部分を低摩擦部材で形成することにより、爪２２と ワーク２４との間の滑りによってワーク２４を傷つけることが防止され、また軸 ４の先端に前方に付勢されたノックアウトピン１３を設けておくことにより、ハ ンドリングチャックからワーク２４を解放したときにワーク２４が軸方向に押し 出され、ハンドリングチャックからのワーク２４の排出を確実ならしめるととも に、ハンドリングチャックから主軸チャックにワーク２４を渡すときにワーク２ ４の軸方向位置を正確に規制できる。

【００１６】

【実施例】

次に図面に示す実施例について説明する。ロボットのアームの先端に装着され るハウジング１には、ころがり軸受２、３で軸４が自由回転状態で保持されてい る。軸４の一端には円形の支持板５が一体に設けられており、浅い鍋状のダイヤ フラム６がその内周囲を支持板５の外周に気密に固定して装着されている。ダイ ヤフラム６はその中心に円孔８を有し、この円孔部分には摺動スリーブ９がナッ ト１０で締結して固定されている。摺動スリーブ９は軸４の先端の突出部１１に 摺動自在に嵌装されており、摺動スリーブ９と突出部１１の間はＯリング１２で シールされている。

【００１７】 軸の突出部１１は筒状になっており、その先端に摺動スリーブ９と後述するノ ックアウトピン１３との前方への移動端を規制するストッパナット１４が螺合さ れている。ストッパナット１４はその中心に貫通孔１５を有しており、基端に鍔 １６を有するノックアウトピン１３がこの貫通孔１５に挿入され、突出部１１に 内装したバネ１７で前方に付勢されている。

【００１８】 ダイヤフラム６はその半径方向の中間位置に若干凹部に形成した６個の円座１ ８を備え、そのうちの３個にホルダ２１が固着され、このホルダ２１に爪２２が ナット２３で締結して固定されている。爪２２は、ワーク２４との間がスリップ してもワークに傷をつけることがなく、かつ摩耗しないように、カーボンで製作 されている。

【００１９】 ハウジング１の後端には回転継手２６が装着されている。この回転継手２６は 、ハウジング１にボルト２７で固定されたボディ２８と、ボディ２８の空気室２ ９まで回転可能に挿通された軸の基端部３０とで構成されている。軸４には、そ の基端部３０の端面から支持板５とダイヤフラム６との間に形成された空室３１ に連通する通孔３２が設けられている。回転継手の空気室２９には切換弁３３を 介して加圧空気源３４が連通されている。

【００２０】 爪２２はダイヤフラム６に固定された後、空室３１に空気圧が供給されていな い状態でワーク２４を把持する寸法に先端を現場加工される。切換弁３３を切り 換えて空室３１に空気圧を供給すると、ダイヤフラム６がその中央部を前進させ る方向に変形し、これにより爪２２が前外方に開いてワーク２４の把持を解く。

【００２１】 図示実施例のハンドリングチャックの中心部にはワーク２４を押し出すノック アウトピン１３がバネ１７によって常に前方に付勢された状態で設けられている 。従ってこのノックアウトピン１３を押し込んだ状態でワーク２４を把持し、所 定位置までハンドリングチャックを移動して爪２２を解放すると、ワーク２４は ノックアウトされる。またワーク２４を旋盤の主軸チャックに装着するときのよ うに、軸方向に押し付けを必要とするときは、旋盤の主軸チャックがワーク２４ をクランプする直前に爪２２をアンクランプしてやれば、ノックアウトピン１３ の付勢力によってワーク２４が主軸チャックに軸方向に押し付けられ、主軸チャ ックへのワーク２４の着座が確実となる。

【００２２】 回転継手２６の軸の基端部３０とボディ２８との嵌合部は、わずかに隙間を設 けて無接触状態で軸４が回転するようになっている。そして万一ボディ２８と軸 の基端部３０とが接触したときにも焼付等が起こらないように、ボディ２８を潤 滑性の良いカーボン材で製作している。ボディ２８と軸の基端部３０との嵌装部 に隙間があることから、爪２２を解放するために空気圧を供給したときにこの隙 間から空気が漏出することとなるが、作動媒体が空気であることおよびチャック を開動作させる短時間の間だけ空気圧を供給すればよいことから、作動流体のリ ークは問題とならず、軸４が無接触回転することによる軸４の良好な回転追従性 が実現される。

【００２３】 上記構成のハンドリングチャックにおいて、切換弁３３としてソレノイドバル ブを用いた場合には、バルブの切換から爪２２が動作するまでの時間が概ね１６ ミリセカンド、ソレノイドバルブの応答性が１５〜２０ミリセカンドであり、爪 ２２の開閉信号が出てから爪２２が実際に開閉するまでの応答時間は約３５ミリ セカンドとなり、良好な応答性が実現される。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したこの考案のハンドリングチャックによれば、旋削機械の主軸や繊 維機械のスピンドルを停止させることなくワークやボビンの装脱を行うことがで き、自由回転状態で支持したハンドリングチャックの回転質量を非常に小さくで きるため、主軸やスピンドルの回転に対するハンドリングチャックの回転追従性 が優れ、爪とチャック本体との間に摺動部がなく構造も単純であるから、保守が 容易であり、装置を安価に提供できる。

【００２５】 さらに図示実施例の装置によれば、ノックアウトピンによりワークの軸方向の 位置決めが可能であり、爪をカーボン製としたため耐摩耗性に優れ、かつワーク に有害な傷を発生することがなく、回転継手部において軸が無接触で回転するた め軸の回転抵抗が小さく、ハンドリングチャックの回転追従性をさらに良好にで きるという効果がある。

【００２６】 さらにこの考案のハンドリングチャックは、自由回転状態でワークの受け渡し を行うことができるから、旋削機械へのワークや繊維機械のスピンドルへのボビ ンの受け渡しのみならず、各種の実験装置や原子力関係装置その他の回転する装 置への材料の受け渡し等を行う場合のハンドリングチャックとして用いることが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のチャックの一実施例を示す断面図

【図２】本考案のチャックの一実施例を示す正面図

【図３】爪の開閉動作を模式的に示す断面図

【符号の説明】

４ 軸 ５ 支持板 ６ ダイヤフラム 11 突出部 13 ノックアウトピン 22 爪 26 回転継手 31 空室 32 通孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 自由回転可能に支持された軸(4) に設け
   た支持板(5) と当該支持板に周囲を固定されたダイヤフ
   ラム(6) との間に空室(31)が形成され、ダイヤフラム
   (6) の前面には軸(4) の中心延長線上に向けて複数個の
   爪(22)が固定されており、軸(4) には回転継手(26)から
   供給される流体圧を前記空室(31)に導く通孔(32)が設け
   られていることを特徴とする、ハンドリングチャック。
2. 【請求項２】 軸(4) はダイヤフラム(6) の中心を貫通
   する突出部(11)を有し、この突出部(11)の先端軸芯にノ
   ックアウトピン(13)が突出方向に付勢されて設けられて
   おり、ダイヤフラム(6) の中心は軸の突出部(11)に軸方
   向摺動自在かつ機密に嵌装されており、爪(22)の少なく
   ともそのワーク把持部分がカーボンその他の低摩擦部材
   で形成されていることを特徴とする、請求項１記載のハ
   ンドリングチャック。