JPH0617836U - 長尺物専用自動加工装置のワーククランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークを長尺物専用加工機にセットした後
は、ワーク全周囲の如何なる加工面を選択した状態の後
でも、ワークをしっかりと保持固定できる効率的なワー
ククランプ装置を提案し、長尺物の加工の自動化、加工
効率の一層の向上を図る。 【構成】 ワーククランプ装置９は、ワーク１１の保持
面に対応する複数の治具２２を有し、かつ、ワーク１１
の加工面が変更されることによりワークの保持面が変更
した際にその保持面に適した治具２２を選択できる一対
の治具ホルダーとを備え、ワーク１１の加工面が変更さ
れても、ワークの保持面に対応した治具２２により常に
ワークを確実に保持できるようにしてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、長尺物に丸穴、長穴等や切欠を加工するのに好適な長尺物専用自動 加工装置においてワーク（工作物）を加工する際に、ワークを受台に支持固定す るためのワーククランプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、例えばアルミサッシ枠や木材等の長尺物に丸穴や長穴等を加工する には、手動により長尺物を汎用加工機にセットし、熟練作業者が加工状態を観察 しながらこれらの加工を行なっていた。 しかし、このような加工装置では一つの加工が終了する度に、長尺物を移動さ せあるいは長尺物の加工面を変え、再び長尺物を所定の位置にセットし次の加工 作業を行なう必要があり、作業能率が悪いばかりか加工精度も良くない等の問題 点があった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

こうした問題点を解決するために、これまでに多くの工場ではＮＣ加工機が導 入され、種々の加工を精度良く行なうことができるようになっている。しかし、 このＮＣ加工機は様々な加工作業を精度良く且つ能率良く行なう上で大変便利な 装置であるが、例えばアルミサッシ枠や木材等の長尺物に丸穴や長穴等を加工す る比較的単純な作業を短時間で行なうには装置が大袈裟すぎて不向きであり、更 に中年以上の作業者の中にはコンピュータ拒否症も多く複雑な入力手続きを必要 とするＮＣ加工機は敬遠され勝ちである。このため最近では、装置の価格が比較 的安くかつ作業効率の向上を図ることができる専用加工機が開発されてきている 。

【０００４】 専用加工機は、ワークの形状や加工作業が限定されるため、加工機そのものの 構成が比較的簡略化されており、更に工具の動きも比較的単純であることから、 特に熟練を要することなくだれでもが簡単に能率よく加工作業を実行できる。し かし、こうした専用加工機であっても、加工物を専用加工機にセットするために は相変わらず作業者による作業が必要となり、作業の効率化の面でまだまだ改善 すべき点が多い。とくに、一旦専用加工機にセットした加工物の加工面を変える 場合には、ある面の加工が終了した時点で作業者によって別の加工面にセットし なおす必要があり、加工作業の完全自動化を進める上で大きな問題となっている 。

【０００５】 本考案者等は、上述の問題点を解決するために、ワークを専用加工機にセット した状態でワークの加工面を自動的に変えることができるようにした長尺物専用 加工機のワーククランプ装置を提案（実願平４−２８２００号）し、これによっ て、作業者の手作業による加工面の変更を不要とし、作業効率を一段と向上でき るようにすると共に、未熟練者であっても長尺物の加工を極めて単純な操作で比 較的精度良く行なうことができるようになった。

【０００６】 しかし、上述の長尺物専用加工機のワーククランプ装置は、ワークを保持した ままワーククランプ装置そのものを回転させ、これによってワークの加工面を変 えるようにしたものであるため加工面に制約が生じ、専用加工機にワークをセッ トした状態でワークの全周にある加工面を連続的に加工することができなかった 。 そこで、本考案は、上述した長尺物専用加工機のワーククランプ装置を更に改 善し、いかなる断面を有するワークであっても、ワークを長尺物専用加工機にセ ットした後は、ワーク全周囲のいかなる加工面を選択した状態の後でも、ワーク をしっかりと保持固定できる効率的なワーククランプ装置を提案せんとするもの であり、これにより、長尺物の加工の自動化、加工効率の一層の向上を図るもの である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

このため本考案の長尺物専用自動加工装置のワークプランプ装置は、ワーク１ １の保持面に対応する複数の治具２２を有し、かつ、ワーク１１の加工面が変更 されることによりワークの保持面が変更した際にその保持面に適した治具２２を 選択できる一対の治具ホルダーとを備え、ワーク１１の加工面が変更されても、 ワークの保持面に対応した治具２２により常にワークを確実に保持できるように したことを特徴とするものであり、これによって長尺物の加工を極めて単純な操 作で比較的精度良く行なうことができるものである。

【０００８】

【作用】

長尺物専用自動加工装置のワーク受け台８上に、ワーク１１の最初の加工面が 上になるように載置し、ワーク１１の両端をワーク支持装置１２により支持する 。ワーククランプ装置９が、ガイドレール１０に沿って移動させられ、ハンドル ２５を操作して位置決め固定される。次いでワーククランプ装置９のシリンダ２ ９を作動して、治具２２を互いに接近させワークの両側面を保持固定する。こう して、長尺物専用自動加工装置の本体１上に、ワーク１１が確実に保持される。

【０００９】 加工開始の指示により長尺物専用自動加工装置は記憶装置からの情報を必要に 応じて呼出ながら長尺物の最初の加工面に対して加工を実行する。 最初の加工面にたいする加工が終了すると、ワーククランプ装置９のシリンダ ２９を作動させてワーク１１を治具２２から開放する。次いでワーク支持装置１ ２を作動させて次の加工面が上になるようにワーク１１を回転させる。これと共 にワーククランプ装置９のアクチュエータ４６が作動し、回転軸４７の回転によ り、スパイラルギヤ４６、４９を介して軸３２を回転する。回転軸３２の回転に より次のワーク１１の保持面に対応する治具２２が、ワーク１１側に移動してく る。この時治具サポート３３に取り付けた分割確認ドック３７を分割確認センサ ３８で検知し、次の治具２２が正しくワーク保持面に対向しているか否かを判断 する。次の治具２２が正しくワーク保持面に対向しているとシリンダ４２が作動 し、ストッパ４１が位置決め板３９の溝４０内に嵌合され、ついでワーククラン プ装置９のシリンダ２９を作動させてワーク１１を変更後の治具２２により保持 固定する。

【００１０】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。 図１は本考案の実施例に係る長尺物専用自動加工装置の全体側面図、図２は同 装置の平面図である。

【００１１】 図１、図２において１は長尺物専用自動加工装置の本体であり、２は台座であ り、この台座２上には後述する工具支持体３が設けられている。台座２は図示せ ぬ移動機構により本体１に対して図１中に矢印で示すＸ方向に往復移動自在に支 持されており、該移動機構はテレスコピック状のカバー体４によってカバーされ ている。

【００１２】 図１に示すように台座２上に設けられたガイドレール５には、工具支持体３が 紙面に対して垂直方向に（図２中のＹ軸方向）に往復移動自在に支持されており 、この移動機構にもテレスコピック式のカバー６が設けられている。更に、工具 支持体３にはドリル等の工具を保持する工具保持体７が図１中Ｚ方向に往復移動 自在に設けられている。 工具支持体３が台座２と共にＸ軸方向に往復移動するとテレスコピック状のカ バー４もそれに連れて伸縮し、これによって、移動機構は加工屑等から保護され る。更に、工具支持体３が台座２上のガイドレール５上を移動するとテレスコピ ック状のカバー６もそれに連れて伸縮し、これによって、ガイドレールは加工屑 等から保護される。

【００１３】 本体１には、ワークを支持する３台のワーク受け台８と本考案の主題となる４ 台のワーククランプ装置９が設けられており、ワーククランプ装置９は本体上に 配置したガイドレール１０上をそれぞれが図１中Ｘ軸方向に往復移動自在に構成 されている。このワーククランプ装置９は後にその詳細を説明するが、如何なる 断面を有するワーク１１であっても、本体１上の受け台８上に載置した状態でワ ークの両側面を確りと位置ぎめ固定できる装置である。また、本体にはワーク１ １の両端を支持固定するためのワーク支持装置１２が設けられており、ワーク１ １はこのワーク支持装置１２のピン１３によってその両端が支持され、駆動機構 によってワーク支持装置を回転することによりワークをその軸回りに３６０度回 転できるようになっている。このワーク支持装置１２の作動でワークの加工面を 選択できることになる。

【００１４】 １４はこの長尺物専用自動加工装置を操作するための操作盤である。この操作 盤１４からの入力データによって、本体１に設けられている制御装置１５は、所 定のプログラムによって工具支持体３を台座２と共に本体１上を図１、２中のＸ 軸方向に、また工具支持体３は台座に設けられたガイドレール５上をＹ軸方向に 移動し、所定の位置で停止し、工具保持体７を図１中のＺ方向に移動し、ワーク １１の第１の加工面に、丸穴や角穴等の所定の加工を実行する。ワーク１１の第 １の加工面の加工が終了すると、次に制御装置１５からの指示により、ワークク ランプ装置９がワーク１１を開放し、続いてワーク支持装置１２が作動されて、 ワークの第２の加工面が選択される。この状態で再びワーククランプ装置９がワ ークを保持固定し、上述した第１の加工面と同様に第２の加工面に対する加工が 実行される。以下同様に次々にワーク周囲の加工面が加工される。

【００１５】 なお、この時のワーククランプ装置９、ワーク支持装置１２の作動状態も全て プログラムにより制御装置１５に入力されており、ワークを長尺物専用加工機に セットした後は全て自動で行われる。また上述したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への工 具保持体の移動機構やワーククランプ装置９、ワーク支持装置１２に関連した制 御システムは本考案の本旨ではないのでここではその詳細な説明は省略する。

【００１６】 〔ワーククランプ装置の構成〕 ワーククランプ装置９は図３に示すような断面を有するワークを加工する際に 、ワークの両面をしっかりと保持固定するための装置である。 このワーククランプ装置９は、加工時におけるワークの左右の面をしっかりと 保持できるように、保持するワーク面に合う形状の治具を複数有しており、これ らの治具を保持面に対応して選択使用することによりワークを保持固定できるよ うになっている。具体的には、図３に示すような複雑な断面を有するワークを加 工する際に、ワーク１１の加工面が変わるとその度にワークを保持固定する治具 も変更され、ワークの保持面の変化に対応して、その都度その面にあった治具を 選択使用できるようになっている。

【００１７】 以下、ワーククランプ装置９の構造を、図４〜図１０を参照して説明する。 はじめに、このワーククランプ装置９の概略構成を説明すると、図４はワーク クランプ装置の正面図、図５は不要部分を取り除いたワーククランプ装置の平面 図、図６はワーククランプ装置の側面図である。 図４においてワーククランプ装置９は、フレーム２０を有しており、同フレー ム２０の下面にはガイド２１が取り付けられている。前記ガイド２１は本体１上 に敷設された２本ガイドレール１０上を図面に対して垂直方向に移動自在に支持 されている。フレーム２０の下面にはフレーム２０を固定するためのハンドル２ ５（図１参照）が設けられており、このハンドル２５を操作することにより、フ レーム２０をガイドレール１０に対して任意の位置で固定することができる。ワ ーククランプ装置９はワーク１１の両側面を保持固定する一対の離接自在な治具 ２２を有しており、この一対の治具２２の接近により、ワーク１１を保持固定す ることができるようになっている。また、前記治具２２は、ワーク１１のある面 の加工が終了し次の加工面に変化した時に、後述するようにその時のワーク１１ の保持面に対応して変えることができる。

【００１８】 以下、ワーククランプ装置９を構成する各部分についてその詳細を説明する。 フレーム２０は図４、図５に示すように上面が開放された長方形の箱型に形成 されており、その長手方向の壁体の上面には図５に示すようにレール２３が配置 されている。更にフレーム２０の底面にはワークを加工した時の生じる切削屑を 排出するための楕円形をした穴２４が形成されている。 前記レール２３にはガ イド２７を介して一対のスライドプレート２６が支持されている（なお、図５は 一方のスライドプレートを取り除いた状態を示している）。それぞれのスライド プレート２６の下面には連結部材２８が設けられており、この連結部材２８はフ レーム２０の底面に固定されたシリンダ２９に自在継ぎ手３０を介して連結され ている。このため、シリンダ２９を伸縮させることにより、スライドプレート２ ６は互いに離接することができることになる。

【００１９】 次に図７を参照してワーク１１の片面を保持するクランプ装置の構成を説明を する。 スライドプレート２６の上面にはベアリングホルダー３１がボルトにより固定 されており、このベアリングホルダー３１にはスライドプレート２６に形成され た孔を貫通して軸３２が軸支されている。軸３２の上端部には治具サポート３３ が適宜手段で固定されている（この例ではパワーホルダにより両者を固定してい る）。治具サポート３３は、図１０に示すように４面の治具保持面３４を有して おり、この治具保持面３４には逆台形をした突起３５が形成してある。一方、前 記治具サポート３３に保持される各治具２２の裏面には前記突起３５に嵌合する 溝が形成されており、図７に示すように治具２２をストッパ３６に当接するまで 前記突起３５に嵌合することにより、治具２２を治具サポート３３に保持固定で きる。また、治具サポート３３には分割確認ドック３７が設けてあ、この分割確 認ドック３７を図６中の分割確認センサ３８で確認することにより、治具サポー ト３３に保持されている複数の治具のうちどの治具がワーク１１に対向している かを確認できるようになっている。

【００２０】 また、治具サポート３３を保持する前記軸３２には、図８に示すように位置決 め板３９が固定されており、この位置決め板３９に形成した溝４０内にストッパ ４１を嵌合することにより、治具サポート３３に保持された治具２２を位置決め することができる。前記ストッパ４１はスライドプレート２６と一体のブロック ４３に摺動自在に軸支されており、且つ、シリンダ４２により位置決め板３９に 形成した溝４０内に出し入れすることができるようになっている。この時のシリ ンダの作動も前述の制御装置１５からの指令により自動的に行なわれる。

【００２１】 次に、治具サポート３３に保持された治具２２をワーク１１の保持面に合った 治具に選択するための機構を説明する。 図７において、スライドプレート２６に一体に形成されているブロック４３に は、軸受４４を介して回転シャフト４５が支持されている。回転シャフト４５に はナット４８がキーにより取り付けられており、ナット４８はモータ４６によっ て回転させられる回転軸４７に対して回転不能にかつ軸方向には摺動自在に取り 付けられている。更に回転シャフト４５には図７、図９に示すようにキーを介し てスパイラルギヤ４６が取り付けられており、前記スパイラルギヤ４６は前記軸 ３２に固定されているスパイラルギヤ４９と噛み合っている。このため、モータ ４６を回転させると、回転軸４７が回転し、スパイラルギヤ４６、４９を介して 軸３２も回転して治具２２を選択できるようになっている。また、前述のスライ ドプレート２６がシリンダ２９により図中左右方向に移動した時にはスパイラル ギヤ４６、４９、軸３２も一体となって回転軸４７上を摺動しながら移動するこ とができる。

【００２２】 なお、前記モータ４６は電動モータ、油圧モータ等どのようなモータでもよく 、要は軸４７を回転させることができる機能があればよい。更にスライドプレー ト２６やストッパ４１を動かすためのシリンダも、油圧式に限定することなく電 気式、油圧式、スクリュウネジ等、同様の機能を奏することができるものであれ ばいかなるものでもよいことは当然である。

【００２３】 本考案に係る長尺物専用自動加工装置は上記のような構成を有しており、この 装置によるワークのベッドへの固定と加工は以下ようにして行なわれる。 先ず、長尺物専用自動加工装置のワーク受け台８上に、図３に示すような複雑 な断面形状を有するワーク１１の最初の加工面が上になるように載置し、ワーク １１の両端をワーク支持装置１２により支持する。また、この時には４台のワー ククランプ装置９の治具サポート３３には、ワークの保持面に対応した治具２２ が取り付けられている。ワーククランプ装置９が、ガイドレール１０に沿って移 動させられ、ハンドル２５を操作して位置決め固定される。次いでワーククラン プ装置９のシリンダ２９を作動して、治具２２を互いに接近させワークの両側面 を保持固定する。こうして、長尺物専用自動加工装置の本体１上に、ワーク１１ が確実に保持される。

【００２４】 これと並行して、操作盤１４によって、作業者が、長尺物に加工すべき加工情 報（具体的には、丸穴、角穴等の加工パターン、加工位置、加工寸法、使用工具 の情報）を長尺物専用自動加工装置に入力する。また、ワーク１１の加工面をど の様な順序で加工するかの情報も入力する。その後、加工開始の指示により長尺 物専用自動加工装置は記憶装置からの情報を必要に応じて呼出ながら長尺物の最 初の加工面に対して加工を実行する。

【００２５】 最初の加工面に対する加工が終了すると、ワーククランプ装置９のシリンダ２ ９を作動させてワーク１１を治具２２から開放する。次いでワーク支持装置１２ を作動させて次の加工面が上になるようにワーク１１を回転させる。これと共に ワーククランプ装置９のモータ４６が作動し、回転軸４７の回転により、スパイ ラルギヤ４６、４９を介して軸３２を回転する（図７参照）。回転軸３２の回転 により次のワーク１１の保持面に対応する治具２２が、ワーク１１側に移動して くる。この時治具サポート３３に取り付けた分割確認ドック３７を分割確認セン サ３８で検知し、次の治具２２が正しくワーク保持面に対向しているか否かを判 断する。次の治具２２が正しくワーク保持面に対向しているとシリンダ４２が作 動し、ストッパ４１が位置決め板３９の溝４０内に嵌合される。 次のワーク保持面に対応した治具２２が以上なような操作でワーク側に位置し た状態で、ワーククランプ装置９のシリンダ２９を作動させてワーク１１を治具 ２２により保持固定する。

【００２６】 引き続いて、長尺物専用自動加工装置は記憶装置からの情報を必要に応じて呼 出ながら長尺物の変更後の加工面に対して加工を実行する。変更後の加工面の加 工が終了すると前述したと同様の手順で次の加工面を上にし、再び治具２２によ りワーク１１を保持固定し加工を実行する。全ての加工面の加工が終了するとワ ーク１１は長尺物専用加工機から取り外され、次のワーク１１と交換される。 以上のように、本考案に係る長尺物専用自動加工装置においては、ワークをセ ットするだけで、ワークの全周囲の加工面を自動的に加工でき、更に、操作盤に よって所定の数値を入力するだけで、自動的に長尺物に対し所定の加工を精度よ く施すことができる。

【００２７】 なお、上述の実施例中、治具サポート３３が４つの治具を保持選択できる構造 として説明してあるが、治具サポートのサポート面を増減することで治具の選択 個数を自由に変更することができる。この場合位置決め板３９の溝４０の個数も それに合わせて変更する必要がある。また、治具２２の離接機構も図１１に示す ラックピニオン式のものや電動モータなど種々のものを使用できる。更に、実施 例では工具は１軸スピンドルとして説明してあるが、複数の工具を保持するター レット型の工具を使用したり、或いは、工具を自動的に交換できる機構を付加し た装置でも同様の効果を奏することは言うまでもない。

【００２８】 また、ワーククランプ装置は本実施例では、４台を装備したものについて説明 したが、ワーククランプ装置は専用加工機の種類や大きさ等によってその台数は 自由に変更できるものであり、ワークを保持する支持板の駆動装置も油圧モータ あるいは電気モータなど種々のものが適用できる。更に、ワーククランプ回転装 置もシリンダに限らず、電気モータ等を使用できる。またワーク支持装置のクラ ンプ機構もそのような機能があればどのようなものでもよい。更に、ワークをワ ーククランプ装置９に固定する順序も種々の形態が可能である。

【００２９】 本考案はその精神また主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施 することができる。そのため前述の実施例は単なる例示に過ぎず、限定的に解釈 してはならない。更に、実用新案登録請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更 は全て本考案の範囲内のものである。

【００３０】

【考案の効果】 以上詳細に説明したように本考案に係る長尺物専用自動加工装置によれば、ワ ークを専用加工機に一旦セットした後は、ワークの加工面を全周囲にわたって自 動的にでき、更にワークの保持面に合った治具により常にしっかりと固定できる ため、作業者の手作業による加工面の変更を不要とし、作業効率を一段と向上で きる。更に、実際の長尺物の加工作業に当たっては、操作盤から所定寸法と工具 情報など更には加工面の加工順序を入力するだけで、誰でもが極めて簡単に長尺 物の加工を行なうことが可能になった。等々のすぐれた効果を奏することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る長尺物専用自動加工装置
の全体側面図である。

【図２】同装置の平面図である。

【図３】異形断面のワークを保持する時の説明図であ
る。

【図４】ワーククランプ装置の正面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図４の側面図である。

【図７】ワーククランプ装置の要部拡大断面図である。

【図８】ワーククランプ装置の位置決め板の説明図であ
る。

【図９】ワーククランプ装置の回転軸の回転機構図であ
る。

【図１０】ワーククランプ装置の治具ホルダーの平面図
である。

【図１１】ワーククランプ装置における治具を離接させ
るための他の機構の説明図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 台座 ３ 工具支持体 ９ ワーククランプ装置 １１ ワーク ２２ 治具 ３３ 治具ホルダー ３９ 位置決め板 ４１ ストッパ ４６ アクチュエータ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【考案の名称】 長尺物専用自動加工装置のワークク
ランプ装置

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺物専用自動加工装置のワークプラン
   プ装置であって、前記ワーククランプ装置９は、ワーク
   １１の保持面に対応する複数の治具２２を有し、かつ、
   ワーク１１の加工面が変更されることによりワークの保
   持面が変更した際にその保持面に適した治具２２を選択
   できる一対の治具ホルダーを備え、ワーク１１の加工面
   が変更されても、ワークの保持面に対応した治具２２に
   より常にワークを確実に保持できるようにしたことを特
   徴とする長尺物専用自動加工装置のワークプランプ装
   置。
2. 【請求項２】 前記治具ホルダーは互いに離接自在に構
   成されていると共に回転軸を中心に回転することによ
   り、複数の治具の中からワーク保持面に適合した治具を
   選択できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の長尺物専用自動加工装置のワークプランプ装置。
3. 【請求項３】 前記治具ホルダーは回転軸を有し、該回
   転軸は位置決め板３９を有し、該位置決め板により、治
   具の位置を位置決めできるようにしたことを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の長尺物専用自動加工装置
   のワークプランプ装置。
4. 【請求項４】 前記治具ホルダーは分割確認ドック３７
   を有し、前記分割確認ドック３７を分割確認センサ３８
   で検知することにより、治具２２が正しくワーク保持面
   に対向しているか否かを判断できるようにしたことを特
   徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記
   載の長尺物専用自動加工装置のワークプランプ装置。