JPH06254736A - 工作機械のワーク位置決め固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械において多種類の寸法の異なるワー
クの位置決め及び固定を自動化する。 【構成】 工作機械のテーブル19上でワークＷを工作機
械の左右又は前後方向に位置決めする位置決め装置２
と、ワークＷを工作機械の前後又は左右方向に位置決め
するとともに固定する固定装置20とで工作機械のワーク
位置決め固定装置を構成する。位置決め装置２は工作機
械の主軸ヘッド１に取り付けられ、ワークＷと係合し得
る作業位置とワークＷから離間する退避位置との間で移
動可能な位置決め機構６を有する。固定装置20は工作機
械のテーブル19上に取り付けられ、ワークＷに対しわず
かに手前まで移動した後揺動動作によりワークＷを位置
決め固定する把持爪34を備えたクランプ機構32を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械においてワ
ーク（工作物）の位置決め及び固定をするための装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械におけるワークの位置決
めと固定とは一体であった。すなわち、押さえ金や締付
け板、Ｔボルトその他の取付け具を用いて、作業者の人
手で又はテーブル上に設置された専用取付具でテーブル
上にワークを位置決めすると同時に固定するようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術ではワーク
が変わる度にワークの大きさに合わせて段取り替えが必
要であり、また、多数の同一ワークを取り付ける場合で
も人手で一々位置決めと固定を行なう必要がある。さら
に、加工終了後、ワークを取り外したときに、取付け具
の位置決め部に切粉が付着・堆積するため、加工終了毎
に切屑を人手で取り除かなければならず、ワーク取付け
を自動化するうえで妨げとなっていた。

【０００４】そこで、この発明の主たる目的は、工作機
械において多種類の寸法の異なるワークの位置決め及び
固定を自動化することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の１は、工作機
械のテーブル上で工作機械の前後及び左右方向にワーク
を位置決め固定する装置であって、工作機械の主軸ヘッ
ドに取り付けられ、前記ワークと係合し得る作業位置と
ワークから離間する退避位置との間で移動する位置決め
機構を有する、前記ワークを工作機械の左右又は前後方
向に位置決めするワーク位置決め装置と、前記ワークに
対しわずかに手前まで移動した後、揺動動作により前記
ワークを工作機械の前後又は左右方向に位置決め固定す
る把持爪を有するクランプ機構とからなる工作機械のワ
ーク位置決め固定装置である。

【０００６】この発明の２は、工作機械のテーブル上で
工作機械の左右又は前後方向にワークを位置決めする装
置であって、工作機械の主軸ヘッドに取り付けられ、前
記ワークと係合し得る作業位置とワークから離間する退
避位置との間で移動する位置決め機構を有する工作機械
のワーク位置決め装置である。

【０００７】

【作用】位置決め装置は、位置決め機構がワークと係合
し得る作業位置でワークを左右又は前後方向に位置決め
する。

【０００８】固定装置は、位置決め装置によって左右又
は前後方向に位置決めされたワークを、クランプ機構で
さらに前後又は左右方向に位置決めするとともにその位
置に固定する。

【０００９】その後、位置決め装置の位置決め機構を退
避位置に移動させてから加工を開始する。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示すこの発明の実施例について
説明する。なお、この実施例は図面に例示するような３
軸竪形ＮＣフライス盤に適用したものである。

【００１１】まず、図１、図２および図３に従って位置
決め装置を説明すると、位置決め装置は工作機械（３軸
竪形フライス盤）の主軸ヘッド（１）に取り付けられて
おり、参照数字２で概括的に指してある。図１からよく
わかるように、主軸ヘッド（１）の左右の側面に固定さ
れた一対のブラケット（３）と、水平に延在してブラケ
ット（３）の端部間を橋絡する連結軸（４）と、一端を
連結軸（４）に固定されたアーム（５）と、アーム
（５）の他端間に支持された位置決め機構（６）とで位
置決め装置（２）が構成されている。連結軸（４）は軸
受を介して回転自在にブラケット（３）を貫通してお
り、ブラケット（３）から突出した連結軸（４）の端部
にアーム（５）が嵌合している。アーム（５）は連結軸
（４）に対して回り止めをしてある。

【００１２】位置決め機構（６）は、図１および図２に
示されているように、水平に延在してアーム（５）の端
部間を橋絡する連結部材（７）を有し、連結部材（７）
に配設された複数のストッパ（８）をロッド（９）が摺
動自在に貫通して連結部材（７）と平行に延びている。
ロッド（９）の一端は、連結部材（７）に固定されたエ
アシリンダ（１０）のピストンロッド（１１）と結合さ
れている。ロッド（９）には各ストッパ（８）に対向さ
せてプッシャ（１２）が固定されている。図１および図
２において、３個のワークを均等な力で位置決めするた
め、プッシャ（１２）には先端部がスプリングにより付
勢されたピンを内蔵したスプリングプランジャを使用し
ている。また、ワーク（Ｗ）を片押ししないように２個
のスプリングプランジャを並べて１個のストッパ（８）
に対応させている。

【００１３】ストッパ（８）とプッシャ（１２）の間に
ワーク（Ｗ）を位置させ、エアシリンダ（１０）を作動
させてロッド（９）を図中左方に移動させると、ワーク
（Ｗ）がプッシャ（１２）により押されてストッパ
（８）とプッシャ（１２）との間に挟まれる。したがっ
て、ストッパ（８）をワーク（Ｗ）の基準面を当てるべ
き位置決め部とし、主軸（１３）に取り付けられる工具
（１４）との相対位置を位置決めピン（１５）で予めセ
ットしておけば、同一寸法のワークを対象とする加工を
続ける場合、位置決めを自動的に行なうことができるよ
うになる。

【００１４】なお、エアシリンダ（１０）にリニヤスケ
ールを付加したりエアシリンダ（１０）に代えてサーボ
モータを使用したりしてプッシャ（１２）の初期位置か
らの移動量を計測可能とすることにより、未知のワーク
を加工するときでも、プッシャ（１２）の移動量からワ
ークの（左右方向）寸法を演算し、ＮＣ装置のＮＣ制御
送りにより、固定装置（２０）のセンタに移動させるこ
とができる。

【００１５】図３からよくわかるように、主軸ヘッド
（１）に固定した一対のブラケット（３）の一つに油圧
シリンダ（１６）を取り付け、そのピストンロッド（１
７）をリンク（１８）を介してアーム（５）に結合す
る。これにより、油圧シリンダ（１６）を作動させる
と、図３に実線で示される位置と二点鎖線で示される位
置との間でアーム（５）が連結軸（４）を中心にして旋
回する。なお、アーム（５）が実線で示される位置は、
位置決め機構（６）のストッパ（８）とプッシャ（１
２）がワーク（Ｗ）に係合し得る位置であることからこ
れを作業位置と称し、一方、二点鎖線で示される位置
は、位置決め機構（６）がワーク（Ｗ）から離間する位
置であることからこれを退避位置と称することにする。

【００１６】次に、図４、図５および図６に従って固定
装置を説明する。固定装置は参照数字２０で概括的に指
してあり、工作機械のテーブル（１９：図５、図６）上
に固定されるベース（２１）と、このベース（２１）上
に固定され、工作機械の前後方向に延在するガイド（２
２）を有する。ガイド（２２）には上面に開口したＴ溝
（２２ａ）が全長にわたって形成されており、また、ベ
ース（２１）の下面にはテーブル（１９）のＴ溝と係合
させるための凸部が形成されている（図５、図６）。

【００１７】ガイド（２２）の上にはサブベース（２
３）がスライド自在に支承されている。図５からよくわ
かるように、サブベース（２３）上に固定された油圧シ
リンダ（３０）のピストンロッドが、ガイド（２２）の
Ｔ溝（２２ａ）内に頭部をはめこんだＴボルト（３１）
と結合している。また、図６からよくわかるように、サ
ブベース（２３）の上面にはワーク（Ｗ）を固定するた
めの爪（３４）を、ピン（３３）を中心にして揺動可能
に取り付けてある。また、サブベース（２３）には油圧
シリンダ（３５）が固定され、そのピストンロッド（３
６）の先端が爪（３４）に当接している。参照数字３７
が指しているのは図６に二点鎖線で示すようにワーク
（Ｗ）を載せて支えるための基準座である。

【００１８】ガイド（２２）と平行に、言い換えれば工
作機械の前後方向に回転軸（２４）が延在し、この回転
軸（２４）は両端を支持ブロック（２５）（２６）によ
り回転自在に支持されている。支持ブロック（２５）に
もサブベース（２３）側の爪（３４）および基準座（３
７）に対応させてワーク（Ｗ）を支えるためのサポート
部（２５ａ）とワーク（Ｗ）を固定するための把持部
（２５ｂ）とが形成されている。この把持部（２５ｂ）
と爪（３４）がクランプ機構（３２）の主要な構成要素
となる。回転軸（２４）は支持ブロック（２５）から外
側に突出した端部にかさ歯車（２４ａ）を担持してい
る。かさ歯車（２４ａ）は支持ブロック（２５）の側面
に固定された駆動モータ（２７）の回転軸に固定された
かさ歯車（２７ａ）と噛み合う。回転軸（２４）の中間
部には雄ねじ（２４ｂ）が形成されていてボールねじ
（２８）のねじ軸として機能する。ボールねじ（２８）
のナット（２９）はサブベース（２３）と連結されてい
る。したがって、サブベース（２３）は回転軸（２４）
の回転に伴い回転軸（２４）の軸方向すなわち工作機械
の前後方向に移動する。

【００１９】上述の実施例装置の作用を説明すると次の
とおりである。

【００２０】たとえば、同一のワークを多数加工する場
合、あらかじめ定められた加工原点へテーブルをＮＣ制
御により移動させ、次にＮＣ装置により制御される駆動
モータ（２７）で回転軸（２４）を回転させることによ
り、ボールねじ（２８）の働きでサブベース（２３）を
図６の左方に移動させ、爪（３４）と支持ブロック（２
５）の把持部（２５ａ）との間の寸法が既知のワークの
前後方向の寸法よりわずかに大きくなる位置で停止させ
る。その位置で、油圧シリンダ（３０）を作動させてＴ
ボルト（３１）を引き上げることによりサブベース（２
３）をベース（２１）にしっかりと固定する。その後、
ロボット等（図示せず）により固定装置（２０）上の大
体の位置にワーク（Ｗ）を載置する。そして、各ワーク
（Ｗ）の加工に際しては、まず、油圧シリンダ（１６）
を作動させてアーム（５）を下方に旋回させ、図３に実
線で示される作業位置に位置決め機構（６）のストッパ
（８）とプッシャ（１２）を位置させる。続いてエアシ
リンダ（１０）を作動させてロッド（９）を図１の左方
に移動させ、プッシャ（１２）でワーク（Ｗ）をストッ
パ（８）との間に挟持させる。これにより、ワーク
（Ｗ）は所定の左右方向位置に位置決めされる。

【００２１】その後、油圧シリンダ（３５）を作動させ
てピストンロッド（３６）を進出させる。すると、爪
（３４）がピン（３３）を中心にして揺動し支持ブロッ
ク（２５）の把持部（２５ｂ）との間にワーク（Ｗ）が
しっかりと保持される。このときワーク（Ｗ）は位置決
め装置（２）によって左右方向に位置決めされた状態で
保持されている。

【００２２】このようにしてワーク（Ｗ）の前後方向お
よび左右方向の位置決めが完了した後、油圧シリンダ
（１６）によりアーム（５）を上方に旋回させて位置決
め機構（６）を退避位置（図３の二点鎖線位置）に移動
させた後、工具（１４）による加工を開始する。

【００２３】なお、３軸ＮＣフライス盤に適用した実施
例として３個のワークを位置決め・固定する構造を例示
し説明したが、この発明は、１個、２個あるいは４個以
上のワークを位置決め・固定する場合にも同様の効果を
もって適用することができるものである。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の工作機
械のワーク位置決め固定装置は、工作機械の主軸ヘッド
に取り付けられ、ワークを左右又は前後方向に位置決め
するための位置決め機構を有し、前記位置決め機構がワ
ークと係合し得る作業位置と前記位置決め機構がワーク
から離間する退避位置との間で移動し得る位置決め装置
と、工作機械のテーブル上に取り付けられ、ワークを前
後又は左右方向に位置決めするとともに固定するための
クランプ機構を有する固定装置とから構成されるもので
あるため、工作機械のワークの位置決め及び固定を自動
化するという所期の技術的課題を達成するとともに、次
のような効果を奏する。

【００２５】左右及び前後方向の位置決めを分離して位
置決め装置と固定装置により互いに独立して行なわせる
ようにしたので各機構の簡素化が実現した。位置決め装
置を主軸ヘッドに取り付けることにより多種類のワーク
の位置決めに対応できる。機械本体のテーブル送り機能
を利用した多種類のワークのセンタ出し及び任意の心出
しができる。また、加工中は位置決め装置の位置決め機
構がワークから離間する位置まで退避しているため切粉
が排出されやすくなり、従来のようにワークの周囲に切
粉が付着・堆積し、作業者が切屑を除去しなければなら
ないといった問題がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】位置決め装置の縦断面図

【図２】位置決め機構の底面図

【図３】図１のIII矢視図

【図４】固定装置の平面図

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図

【図６】図４のVI−VI線断面図

【符号の説明】

１ 主軸ヘッド ２ 位置決め装置 ６ 位置決め機構 ７ 連結部材 ８ ストッパ 12 プッシャ 19 テーブル 20 固定装置 25ｂ 把持部 32 クランプ機構 33 ピン 34 爪 35 油圧シリンダ 36 ピストンロッド 37 基準座

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械のテーブル上で工作機械の前後
   及び左右方向にワークを位置決め固定する装置であっ
   て、工作機械の主軸ヘッドに取り付けられ、前記ワーク
   と係合し得る作業位置とワークから離間する退避位置と
   の間で移動する位置決め機構を有する、前記ワークを工
   作機械の左右又は前後方向に位置決めするワーク位置決
   め装置と、前記ワークに対しわずかに手前まで移動した
   後、揺動動作により前記ワークを工作機械の前後又は左
   右方向に位置決め固定する把持爪を有するクランプ機構
   とからなる工作機械のワーク位置決め固定装置。
2. 【請求項２】 工作機械のテーブル上で工作機械の左右
   又は前後方向にワークを位置決めする装置であって、工
   作機械の主軸ヘッドに取り付けられ、前記ワークと係合
   し得る作業位置とワークから離間する退避位置との間で
   移動する位置決め機構を有する工作機械のワーク位置決
   め装置。