JPH0615549A - クランプ・アンクランプ確認装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クランプ、アンクランプ動作確認の信頼性が高
く、被加工物の着脱動作の自動化、無人化を容易に行う
ことができるクランプ・アンクランプ確認装置を提供す
る。 【構成】取付台１０上に被加工物を取り付け、クランプ
状態としたとき、プランジャ部３０がワーク取付け治具
１５の可動部１５ｂに押されて移動して通孔４０の入口
４１と出口４２との少なくとも一方を閉じる。このと
き、通孔４０内の圧力流体の通路が遮断されて、その圧
力が上昇し、圧力センサ４６は、この圧力の変化を検出
する。クランプ状態でない場合には、圧力上昇しないた
め、被加工物が確実にクランプされているか否かを確認
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パレット上のワーク取
付具に固定される被加工物のクランプ、アンクランプ状
態を確認するクランプ・アンクランプ確認装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＦＭＳ，ＦＭＣと呼ばれているＮＣ工作
機械の加工システムにおいて、被加工物はパレット上の
ワーク取付け治具に固定され、このパレット上の被加工
物は搬送装置でＮＣ工作機械内に搬送され加工が施され
る。このワーク取付け治具に被加工物を固定する方法に
は、ねじを利用して固定する方法や油空圧のアクチュー
エータを利用して固定する方法がよく知られている。

【０００３】また、準備時間削減のため、油空圧のアク
チュエータやナットランナ等を利用するワーク取付け治
具の被加工物のクランプ、アンクランプ動作の自動化が
図られている。さらに、被加工物をロボットで供給し、
被加工物の着脱動作の自動化、無人化を図ったものもあ
り、特開昭６１−１９２４４８号公報にその技術が開示
されている。

【０００４】このような自動化されたワーク取付け治具
においては、切削加工時に問題を生じさせないため、確
実に被加工物をクランプしていること、ロボット等との
被加工物授受動作を確実に行うことのために、クラン
プ、アンクランプ動作の確認を行う必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、搬送装
置などで搬送されるパレット上に設けられているワーク
取付け治具に、クランプ、アンクランプ動作検出用のリ
ミットスイッチや近接スイッチ等検出器を取付けること
は、検出器への電線の処理の問題があった。そのため、
特開昭６１−１９２４４８号公報には、移動体上のワー
ク取付け治具のクランプ、アンクランプ動作確認をリミ
ットスイッチで検知し、非接触信号伝達手段で、固定体
側に信号を伝達する技術が開示されている。

【０００６】しかし、切粉や切削剤が大量に飛散する環
境性のよくないパレット上面または側面に、リミットス
イッチや非接触信号伝達手段を設けることは、リミット
スイッチや非接触伝達手段に誤動作を生じさせやすく、
かえって信頼性の低下をまねくおそれがあった。また、
動作確認を行う必要箇所が増加すると、非接触伝達手段
の数も増加するものであった。

【０００７】そして、誤信号を出力した場合、例えば、
アンクランプ状態にもかかわらずクランプ状態として信
号を出力すると、切削加工時の切削力でワーク取付け治
具より被加工物が飛びだし、被加工物およびＮＣ工作機
械の損傷をまねいたり、ＮＣ工作機械外に飛びだすと作
業者への安全問題が生じるなどの問題点を生じた。

【０００８】逆に、クランプ状態にもかかわらずアンク
ランプ信号を出力した場合、被加工物をクランプ状態の
ワーク取付け治具にロボットが搬送してしまい、被加工
物、ワーク取付け治具やロボットなどに多大の損傷を与
え、加工システムが停止してしまうとの問題点も生じ
た。

【０００９】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、クランプ、アンクラ
ンプ動作確認の信頼性が高く、被加工物の着脱動作の自
動化、無人化を容易に行うことができるクランプ・アン
クランプ確認装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、パレットまたはテー
ブル上に被加工物をクランプするためにこのパレットま
たはテーブル上に設けられるワーク取付け治具の固定部
と、この固定部にクランプ位置とアンクランプ位置間を
移動可能に設けられる可動部と、この可動部に隣接して
前記固定部に設けられる気密室と、この気密室に圧力流
体を供給するために、前記気密室と圧力供給源とを連通
するように設けられる第１の通路と、前記気密室内の圧
力流体を非圧力供給側に送出するため設けられる第２の
通路と、前記気密室内に摺動自在に設けられ、前記可動
部がクランプ状態またはアンクランプ状態となったと
き、可動部によって押圧され前記第１の通路または前記
第２の通路のどちらか一方の通路口を遮断するように移
動し、可動部の押圧が解除されたとき前記第１の通路と
前記第２の通路を結合させるように移動するプランジャ
部材と、前記第１の通路に設けられ、前記第１の通路の
圧力値の変化を検出する圧力検出手段とを有することを
特徴とするクランプ・アンクランプ確認装置に存する。

【００１１】

【作用】取付台上に被加工物を取付ける前のアンクラン
プ状態で、複数のワーク取付治具のクランプ側のプラン
ジャ部は、気密室で通孔の入口と出口とを開いている。
このとき、圧力源から気密室を介して通孔内に圧力流体
が供給され、気密室の出口側は大気圧に開放されてい
る。この複数の通孔は並列に接続されており、この通孔
の圧力は、並列に接続される前の位置で圧力センサによ
って常に監視されている。

【００１２】取付台上に被加工物を取り付け、クランプ
状態としたとき、プランジャ部がワーク取付け治具の可
動部に押されて移動して通孔の入口と出口との少なくと
も一方を閉じる。このとき、通孔内の圧力流体の通路が
遮断されて、その圧力が上昇し、圧力センサは、この圧
力の変化を検出する。複数個のワーク取付け治具のうち
一箇所でもクランプ状態となっていない場合には、圧力
上昇しないため、この検出結果から被加工物が確実にク
ランプされているか否かを確認することができる。

【００１３】また、アンクランプ側についても、同様の
方法で検出することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説
明する。なお、各種実施例につき同種の部位には同一符
号を付し重複した説明を省略する。

【００１５】図１は、本発明の第１実施例のクランプ・
アンクランプ確認装置の概略構成を示している。

【００１６】図１に示すように、取付台１０は、自動パ
レット交換装置で交換可能なパレットである。取付台１
０の上部の載置面１２には、ワーク取付け治具１５が設
けられ、そのワーク取付け治具１５の固定部１５ａの内
部には、気密室２０が形成されており、気密室２０は、
突出孔１３を有している。

【００１７】気密室２０の内部には、プランジャ部３０
が収容されている。プランジャ部３０は、突出孔１３を
通ってワーク取付け治具１５の固定部１５ａから突出可
能な突出部３１を有しており、ばね３２により突出部３
１が固定部１５ａの面から突出してクランプ状態または
アンクランプ状態を検知する方向に付勢されている。プ
ランジャ部３０は、突出部３１がワーク取付け治具１５
の可動部１５ｂに押圧されて気密室２０内を移動する。

【００１８】また、固定部１５ａの内部には、通孔４０
ａ，４０ｂが形成されている。通孔４０ａ，４０ｂは、
気密室２０に入口４１と出口４２とを有している。入口
４１は、突出部３１が可動部１５ｂに押圧されて、クラ
ンプまたはアンクランプ位置となるとき、プランジャ部
３０の側面３３により閉じられる位置に形成されてい
る。

【００１９】なお、これらの気密室２０とプランジャ部
３０と通孔４０ａ，４０ｂとを１組として、これら３組
を複数のワーク取付け治具に設けている。

【００２０】通孔４０内には気密室２０を介して媒体と
して圧縮空気を供給することが可能であり、通孔４０ａ
には圧力源４５が接続されて、圧力源４５は通孔４０ａ
内に圧縮空気を供給している。通孔４０ｂは、大気圧側
へ開放されている。通孔４０ａには圧力センサ４６が接
続され、圧力センサ４６は、複数の通孔４０ａ内の空気
の圧力の変化を検出するようになっている。

【００２１】接続継手４７は、パレットが所定の位置に
位置決めされたとき、シリンダ等公知の手段によって接
続されて圧縮空気の供給を可能とするものである。

【００２２】そして、プランジャ部３０の突出部３１が
ばね３２によって固定部１５ａに付勢され突出している
状態では、プランジャ部は通孔４０の入口４１を開いて
おり、圧縮空気は圧力源５０から気密室２０を介して出
口４２へと抜けるため、圧力センサ４６によって監視さ
れている圧力は大気圧に近似した値を示している。

【００２３】また、突出部３１が可動部１５ｂに押され
て引っ込んだ状態では、突出部３１の移動とともにプラ
ンジャ部３０が移動して通孔４０ａの入口４１を閉じ
る。このとき、通孔４０ａ内に供給されている圧縮空気
が遮断されてその圧力が圧力源の圧力に近似した値まで
上昇し、圧力センサ４６は、この圧力の変化を検出す
る。この検出結果からワーク取付け治具１５のクラン
プ、アンクランプ動作が確実に行われているか否かを確
認することができる。

【００２４】同様に、他のワーク取付け治具でも、クラ
ンプ側またはアンクランプ側ごとに、並列に通孔４０ａ
を接続すれば、一箇所でも動作不良の場合には、圧力変
化状況が異なるため、一箇所の圧力センサ６０により確
認することができる。

【００２５】図２は、クランプ・アンクランプ確認装置
の検出部を有するワーク取付け治具１５ａ，１５ｂとワ
ークＷの関係を示す図である。取付台１０上のワークＷ
には、複数のワーク取付治具１５ａ，１５ｂによって固
定されている。

【００２６】図３から図６はクランプ・アンクランプ確
認装置の検出部を有するワーク取付け治具の具体的な構
造を示す図である。

【００２７】図３および図４は、本発明の第２実施例を
示している。図３、図４にもとづいて、クランプ・アン
クランプ確認装置を説明する。図３はクランプ・アンク
ランプ確認装置の検出部を有するワーク取付け治具の一
実施例を示す断面図で、図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面図
である。

【００２８】ブロック５２の上部には治具本体５１が固
定される。この治具本体５１には、段付摺接穴５１ａ
と、この段付摺接穴５１ａの軸線方向と直交する方向に
貫通穴５１ｂが形成されている。治具本体５１の段付摺
接穴５１ａの大径穴部下部にはカバー５１ｄが固定さ
れ、段付摺接穴５１ａには軸体５３が軸線方向に摺動自
在に挿入されている。

【００２９】段付摺接穴５１ａの大径穴部にはピストン
５４が挿入され、このピストン５４は軸体５３に固定さ
れている。そして、段付摺動穴５１ａの大径穴部とピス
トン５４，カバー５１ａ等によりシリンダ室５１ｃが形
成され、圧力流体の供給により軸体５３が上方に移動さ
れる。

【００３０】段付摺動穴５１ａの大径穴部のシリンダ室
５１ｃと対向する位置には、付勢部材である皿バネ５５
が組込まれており、段付摺動穴５１ａの段部に対して下
方にピストン５４および軸体５３を常時付勢している。
すなわち、シリンダ室５１ａへの圧力流体への供給によ
り皿ばね５５の付勢力に抗して上方に移動している軸体
５３は、圧力流体への供給の停止とともに皿ばね５５の
付勢力により下方に移動する。

【００３１】軸体５３の中央部にはピニオン５３ａが形
成され、ピニオン軸５３の上部にはクランプ部材５０が
キーにより回転方向が規制されて固定される。すなわ
ち、シリンダ室５１ｃへの圧力供給と皿ばね５５とによ
り軸体５３を介してクランプ部材５０は上下動し、ワー
クＷをブロック５２側に押圧して固定する。

【００３２】貫通穴５１ｂの両端には、この貫通穴５１
ｂに嵌合位置決めされたカバー６１，６１が設けられ、
この両端のカバーの内周部にはラック５７が挿入され、
このラック５７の歯部が軸体５３のピニオン５３ａに噛
み合っている。そして、両端のカバー６１，６１の内周
部とラック５７との間でシリンダ室６１ａ，６１ｂが形
成され、このシリンダ室６１ａまたはシリンダ室６１ｂ
に圧力流体が供給されることにより、ラック５７は軸線
方向に進退動し、このラック５７に噛み合っている軸体
５３を介してクランプ部材５０が回動する。

【００３３】また、治具本体５１には、ラック５７の軸
線方向と平行な方向に軸線を有する気密室５１ｄ，５１
ｅが形成され、この気密室５１ｄ，５１ｅにはプランジ
ャ５９ａ，５９ｂが軸線方向に摺動自在に挿入されてい
る。そして、気密室５１ｄ，５１ｅにはバネ６０ａ，６
０ｂが内設され、プランジャ５９ａ，５９ｂが互いに近
づく方向に常時付勢されている。

【００３４】治具本体には、圧力流体の供給源４５と気
密室５１ｄ，５１ｅとを連通する通孔４０ａ，４０ｃ
と、大気圧側と気密室５１ｄ，５１ｅとを連通する通孔
４０ｂ，４０ｄが形成されており、プランジャ５９ａ，
５９ｂにより通孔４０ａと通孔４０ｂ，通孔４０ｃと通
穴４０ｄの結合、遮断が行なわれる。

【００３５】ラック５７にはピン５８が突設されてお
り、このピン５８は、ラック５７の進退動にともなっ
て、プランジャ５９ａ，５９ｂの突出部のどちらか一方
を押圧して通孔間の結合を遮断する。すなわち、クラン
プ部材５０がクランプ側またはアンクランプ側のどちら
の回動位置に回動されているかを検出することができ
る。ピン６２はラック５７の位置決め用の部材である。

【００３６】次に、このようなワーク取付け治具１５に
設けられたクランプ・アンクランプ確認装置の作用を説
明する。

【００３７】複数のワーク取付け治具１５のシリンダ室
５１ｃに圧力供給源４５から圧力流体を供給し、クラン
プ部材５０を上昇させる。上昇後、シリンダ室６１ａ側
に圧力流体を供給し、ラック５７を移動させ、クランプ
部材５０をアンクランプ側に回動させる。

【００３８】全部のワーク取付け治具１５のクランプ部
材５０がアンクランプ側に移動したことが、複数の通孔
４０ｃに並列に連通している圧力スイッチ４６（図１）
にて検出される。すなわち、ワーク取付け面上には何も
障害物が存在しないことが検出される。

【００３９】ワークＷがロボット等搬送手段で供給され
る。ワークＷの搬送終了後、シリンダ室６１ａ側への圧
力流体の供給を停止し、シリンダ室６１ｂ側へ圧力流体
を供給する。ラック５７が軸線方向へ移動し、クランプ
部材５０がクランプ側へ回動する。そして、シリンダ室
５１ｃへの圧力流体の供給を停止すると、バネ５５の付
勢力によりワークＷはクランプ部材５０に押圧され固定
される。このとき、クランプ部材５０がクランプ側に移
動していることを、複数の通孔４０ｃに連通している圧
力スイッチ４６にて検出される。

【００４０】図５は、本発明の第３実施例を示してい
る。図５にもとづいて第３実施例の説明を行う。

【００４１】治具本体５１，ピストン５４，バネ５５，
軸体５３，クランプ部材５０は図３に示す第２実施例と
同様で、シリンダ室５１ｃへの圧力供給によりクランプ
部材５０は上下動し、ワークＷをブロック７０側に押圧
して固定する。なおこの実施例の軸体５３は回転方向の
移動を規制されているため、軸線方向にのみ摺動自在で
ある。

【００４２】この治具本体５１，クランプ部材５０等
は、治具ベース７３に対して支軸７２を支点として、図
示しない駆動体、例えば、ロータリアクチュータなどに
より回動する。この回動によりクランプ側とアンクラン
プ側に移動することを検出するのである。

【００４３】ブロック７０には筒体７１が固定されてい
る。この筒体７１の内周部に気密室５１ｆが形成され
る。この気密室５１ｆにプランジャ５９ｃが挿入されて
おり、バネ６０ｃにより常時付勢されている。

【００４４】筒体７１に圧力供給源４５と気密室５１ｆ
とを連通している通孔４０ｅと、大気圧側と気密室５１
ｆとを連通している通孔４０ｆが形成されている。すな
わち、クランプ部材５０等が支軸７２を支点としてアン
クランプ側に回動するとプランジャ５９ｃの突出部を押
圧移動させ、通孔４０ｃと通孔４０ｆの間を遮断するこ
とにより、アンクランプ状態となっていることを検出し
ている。

【００４５】図６にもとづいて第４実施例について説明
を行う。

【００４６】治具本体５１，軸体５３，クランプ部材５
０，ピストン５４，バネ５５は図３に示す第２実施例と
同様であり、シリンダ室５１ｃへの圧力供給とバネ５５
とによりクランプ部材５０が上下動する。この実施例で
は、ブロック５２の前記軸体５３軸線上に気密室５１ｇ
を設け、圧力供給源と気密室５１ｇとを連通させる通孔
４０ｇと、大気圧側と気密室５１ｇとを連通させる通孔
４０ｈとの結合を、軸体５３の上下動で遮断してアンク
ランプ状態を検出している。

【００４７】本発明は上述した実施例に限定されること
なく、ワーク取付け治具のクランプ、アンクランプ動作
を行うときに生じる可動部分の移動を利用し、圧力供給
源側に連通する通孔と、大気圧側に連通する通孔とを、
結合、遮断することにより生じる圧力変化を検出する構
成であればよい。また、この検出は、クランプ、アンク
ランプ状態の両方を検出してもよくどちらか一方を検出
してもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るクランプ・アンクランプ確
認装置によれば、ワーク取付け治具の可動部の移動で気
密室内のプランジャ部を押圧移動させることにより、気
密室内で結合している通孔間を遮断し、それによって生
じる圧力流体の圧力変化を検出する簡素な構成であり、
クランプ、アンクランプ状態を高い信頼性で確実に検出
することができる。

【００４９】また、クランプ、アンクランプ状態を確実
に検出できるため、ロボット等の搬送手段との組合せに
よる被加工物の着脱動作の自動化、無人化を容易に行う
ことができ、ＮＣ工作機械の加工システムの自動化、無
人化を一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のクランプ・アンクランプ
確認装置の概略構成を示す説明図である。

【図２】クランプ・アンクランプ確認装置のワーク取付
け治具とワークとの関係を示す平面図である。

【図３】第２実施例のクランプ・アンクランプ確認装置
のワーク取付け治具の断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】第３実施例のクランプ・アンクランプ確認装置
のワーク取付け治具の断面図である。

【図６】第４実施例のクランプ・アンクランプ確認装置
のワーク取付け治具の断面図である。

【符号の説明】

１０…取付台、１２…載置面、１５…ワーク取付け治
具、２０…気密室、３０…プランジャ部、４０…通孔、
４１…入口、４２…出口、４５…圧力源、４６…圧力セ
ンサ、４７…接続継手。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パレットまたはテーブル上に被加工物をク
   ランプするためにこのパレットまたはテーブル上に設け
   られるワーク取付け治具の固定部と、 この固定部にクランプ位置とアンクランプ位置間を移動
   可能に設けられる可動部と、 この可動部に隣接して前記固定部に設けられる気密室
   と、 この気密室に圧力流体を供給するために、前記気密室と
   圧力供給源とを連通するように設けられる第１の通路
   と、 前記気密室内の圧力流体を非圧力供給側に送出するため
   設けられる第２の通路と、 前記気密室内に摺動自在に設けられ、前記可動部がクラ
   ンプ状態またはアンクランプ状態となったとき、可動部
   によって押圧され前記第１の通路または前記第２の通路
   のどちらか一方の通路口を遮断するように移動し、可動
   部の押圧が解除されたとき前記第１の通路と前記第２の
   通路を結合させるように移動するプランジャ部材と、 前記第１の通路に設けられ、前記第１の通路の圧力値の
   変化を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とす
   るクランプ・アンクランプ確認装置。