JPH07237075A

JPH07237075A - チルト治具

Info

Publication number: JPH07237075A
Application number: JP2814994A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Toyama; 浩久外山; Masatoshi Miyazaki; 正敏宮崎; Takehiko Hayashi; 武彦林; Kazuo Toda; 和男戸田; Toshinaga Maeda; 利長前田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】チルト治具をコンパクト化するとともに、ワ
ークの両面加工を可能にする。【構成】本発明に係るチルト治具１０は、工作機械の
主軸に対してワークｗを傾けた状態で位置決めするチル
ト治具において、トランスファ装置３０によって上昇さ
れたワークｗを受け取り、そのワークｗをクランプして
保持するワーク保持機構２０と、ワーク保持機構２０に
保持されたワークｗの中央部分を回動中心として、ワー
ク保持機構２０を予め決められた角度だけ回動させる回
動機構１４，１５，１４ｔ，１５ｔとを有している。即
ち、チルト中心がワークｗの中心にほぼ一致するため
に、加工スラスト力に起因したモーメントが減少する。
このため、チルト治具１０の剛性を比較的小さく設定す
ることができ、治具を小型化できる。また、ワークｗが
水平方向に移動しないため、ワークｗを搬送ラインの両
側から挟んで両面加工することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸に対し
てワークを傾けた状態で位置決めするチルト治具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】これに関する従来の技術が、自動車技術
Vol.42 、No5 、1988 の「中種中量フレキシブル生産
システムとＣＡＤ／ＣＡＭの開発」に記載されており、
その概略図が図７に示されている。従来のチルト治具１
は、図７（Ｂ）に示されるように、ワークｗを保持する
ワーク保持材２と、ワーク保持材２をワークｗの搬送位
置Ａ（二点鎖線）から加工位置Ｂまで回動させる回動機
構４とを備えている。そして、前記ワークｗが、回動機
構４、ワーク保持材２によって、工作機械６の主軸６ｍ
に対して所定の角度を有する位置に位置決めされた状
態、即ち、ワークｗが所定のチルト角で位置決めされた
状態で加工が行われる。これによって、ワークには直角
方向や斜め方向の孔等が形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記チ
ルト治具１ではワークｗの中心がチルト中心軸４ｃから
離れているため、ワークｗに工作機械６からの加工スラ
スト力Ｆが加わると前記チルト中心軸４ｃにはその加工
スラスト力Ｆに起因した大きなモーメントＭが加わるこ
とになる。ここで、前記モーメントＭは、図７（Ａ）に
示されるように、ワークｗの加工部位ｗｐからチルト中
心軸４ｃまでの距離Ｌと加工スラスト力Ｆとの積に比例
する。したがって、前記チルト中心軸４ｃや軸受け等は
そのモーメントＭに十分耐えられるだけの剛性を備える
必要があり、大径化することになる。さらに、前記チル
ト中心軸４ｃやワークｗ及びワーク保持材２等を回動さ
せる場合にも大きな回転トルクが必要となり、前記回動
機構４も大型化する。また、前記チルト治具１では、加
工位置Ｂにおけるワークｗが搬送位置Ａから水平方向に
ずれるため、二台の工作機械でワークｗをワーク搬送ラ
インの両側から挟んでバランス良く両面加工することも
困難である。本発明の技術的課題は、チルト中心４ｃを
ワークｗの中心にほぼ一致させて、ワークｗの加工部位
ｗｐからチルト中心４ｃまでの距離Ｌを小さくすること
により、チルト中心軸４ｃ等に加わるモーメントＭを小
さくするとともに、ワークｗを回動させる際のトルクも
小さくすること、さらに、ワークｗをバランス良く両面
加工できるようにするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
各部構造を有するチルト治具によって解決される。即
ち、本発明に係るチルト治具は、工作機械の主軸に対し
てワークを傾けた状態で位置決めするチルト治具におい
て、昇降装置によって上昇されたワークを受け取り、そ
のワークをクランプして保持するワーク保持機構と、前
記ワーク保持機構に保持されたワークの中央部分を回動
中心として、前記ワーク保持機構を予め決められた角度
だけ回動させる回動機構と、を有している。

【０００５】

【作用】本発明によると、ワークをクランプしているワ
ーク保持機構は、回動機構により、ワークの中央部分を
回動中心として予め決められた角度だけ回動される。即
ち、チルト中心がワークの中心にほぼ一致することにな
る。このために、ワークの加工部位からチルト中心まで
の距離が従来と比較して小さくなり、加工スラスト力に
起因したモーメントが減少する。このため、ワーク保持
機構や回動機構の剛性を比較的小さく設定することが可
能になり、ワーク保持機構等を小型化できる。また、ワ
ークを回動させる際のトルクも小さくでき、回動モータ
等も小型化できる。さらに、ワークが水平方向にほとん
ど動くことがないために、二台の工作機械でワークを搬
送ラインの両側から挟んでバランス良く両面加工するこ
とも可能である。また、前記ワーク保持機構は昇降装置
によって上昇されたワークを受け取る構造であるため、
ワークの加工中に昇降装置が下降していれば、ワーク保
持機構と昇降装置とが干渉することはない。

【０００６】

【実施例】以下、図１〜図５に基づいて、本発明の一実
施例に係るチルト治具の説明を行う。ここで、図１は、
本実施例に係るチルト治具１０の全体側面図、図２は、
チルト治具１０の要部であるワーク保持機構２０の詳細
図である。また、図３は、本実施例に係るチルト治具１
０にワークを供給するためのトランスファ装置３０の側
面図である。さらに、図４は、図１のIV-IV 矢視図、図
５は、図１のV-V 矢視図である。なお、ワークｗの搬送
方向をＸ軸方向、高さ方向をＹ軸方向、チルト治具１０
の幅方向をＺ軸方向として以後の説明を行う。前記チル
ト治具１０は、図１および図４に示されるように、トラ
ンスファバー３２を挟むように設置された一対のベース
１２を備えており、さらに、前記ベース１２上にはＸ軸
方向両側に第１チルトイケール１４と第２チルトイケー
ル１５とが対向して設置されている。

【０００７】前記第１チルトイケール１４は、第１チル
トテーブル１４ｔのテーブル面を垂直に保持した状態で
その第１チルトテーブル１４ｔを軸回りに予め決められ
た角度だけ回動させる装置であり、チルト割出サーボモ
ータ１４ｍを備えている。そして、前記チルト割出サー
ボモータ１４ｍが、第１チルトイケール１４の内部の歯
車機構（図示されていない）を駆動させることにより、
第１チルトテーブル１４ｔの中央回転軸１４ｓが所定角
度だけ回動する構造になっている。さらに、第１チルト
イケール１４の下部には、前記中央回転軸１４ｓに固定
されたディスク１４ｄの制動を行うブレーキ１４ｂが取
付けられている。また、第１チルトイケール１４の下部
中央には、図４に示されるように、前記トランスファバ
ー３２の上に位置決めされたワークｗが搬送方向（Ｘ軸
方向）に通過できるように切欠き１４ｋが形成されてい
る。

【０００８】前記第２チルトイケール１５は、第２チル
トテーブル１５ｔがそのテーブル面を垂直に保持した状
態で軸回りに回動できるように支持する装置であり、第
１チルトイケール１４と同様に、その下部中央にはトラ
ンスファバー３２上のワークｗが搬送方向に通過できる
ように、切欠き（図示されていない）が形成されてい
る。ここで、前記第２チルトテーブル１５ｔはその中央
回転軸１５ｓが第１チルトテーブル１４ｔの中央回転軸
１４ｓと同軸になるように位置決めされている。さら
に、両チルトテーブル１４ｔ，１５ｔのテーブル面は、
図１、図５に示されるように、平行に設けられた第１ガ
イドバー１６ａ、第２ガイドバー１６ｂ、第３ガイドバ
ー１６ｃおよび第４ガイドバー１６ｄによって連結され
ている。

【０００９】さらに、前記第１〜第４ガイドバー１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄには、ワークｗを保持する
ためのワーク保持機構２０が装着されている。前記ワー
ク保持機構２０は、ワークｗの先端部をＺ軸方向から挟
んで把持する第１基準本体２２、第１クランプ本体２６
と、ワークｗの後端部を同じくＺ軸方向から挟んで把持
する第２基準本体２４、第２クランプ本体２８とから構
成されており、図２にその詳細図が示されている。前記
第１基準本体２２は、ワークｗの表面ｗｆの前部を位置
決めするとともに、側面から支える部材であり、その上
部と下部に第１ガイドバー１６ａおよび第２ガイドバー
１６ｂが挿通される嵌合孔部２２ｋが形成されている。
そして、これらの嵌合孔部２２ｋに第１ガイドバー１６
ａおよび第２ガイドバー１６ｂが通された状態で、第１
基準本体２２は両ガイドバー１６ａ，１６ｂを介して第
１チルトテーブル１４ｔおよび第２チルトテーブル１５
ｔに支持される。なお、第１基準本体２２は両ガイドバ
ー１６ａ，１６ｂに対して移動しないように固定されて
いる。また、第１基準本体２２の側面内側には、図２
（Ｂ）に示されるように、ワークｗの表面ｗｆに当接す
るシート部材２２ｓが固定されており、さらに、ワーク
ｗの表面ｗｆに形成された基準孔Ｈ１に挿入されるワー
ク位置決め用の正ノックピン２２ｐが出没自在に装着さ
れている。

【００１０】前記第１クランプ本体２６は、ワークｗの
裏面ｗｂを押圧することによりそのワークｗの表面ｗｆ
を第１基準本体２２に押し付けるための部材であり、第
１基準本体２２とＺ軸方向において対向する位置に配置
されている。さらに、第１クランプ本体２６には、その
上部と下部に第３ガイドバー１６ｃおよび第４ガイドバ
ー１６ｄが挿通される嵌合孔部（図示されていない）が
形成されている。そして、これらの嵌合孔部に第３ガイ
ドバー１６ｃおよび第４ガイドバー１６ｄが通された状
態で、第１クランプ本体２６は両ガイドバー１６ｃ，１
６ｄを介して第１チルトテーブル１４ｔおよび第２チル
トテーブル１５ｔに支持される。また、第１クランプ本
体２６の側面内側には、ワークｗの裏面ｗｂを押圧する
ためのクランパ２６ｃ（図２（Ｂ）参照）が設けられて
いる。

【００１１】前記第２基準本体２４は、ワークｗの表面
ｗｆの後部を位置決めするとともに、側面から支える部
材であり、その上部と下部に第１ガイドバー１６ａおよ
び第２ガイドバー１６ｂが摺動自在に挿通される嵌合孔
部２４ｋが形成されている。そして、これらの嵌合孔部
２４ｋに第１ガイドバー１６ａおよび第２ガイドバー１
６ｂが通された状態で、前記第２基準本体２４は両ガイ
ドバー１６ａ，１６ｂを介して第１チルトテーブル１４
ｔおよび第２チルトテーブル１５ｔに支持される。ま
た、第２基準本体２４の側面内側には、ワークｗの表面
ｗｆに当接するシート部材２４ｓが固定されており、さ
らに、ワークｗの表面ｗｆに形成された副基準孔Ｈ２に
挿入される副ノックピン２４ｐが出没自在に装着されて
いる。なお、前記副ノックピン２４ｐは正ノックピン２
２ｐと共にワークを所定箇所に位置決めするためのもの
である。第２基準本体２４の上端部には雌ねじ孔２４ｒ
が形成されており、この雌ねじ孔２４ｒに第１移動モー
タ１５ｍの回転軸２４ｕに形成された雄ねじ２４ｖが螺
合されている。なお、前記第１移動モータ１５ｍは、図
１に示されるように、第２チルトテーブル１５ｔに固定
されている。この構造により、第１移動モータ１５ｍを
駆動させてその回転角度を制御することにより、第２基
準本体２４のＸ軸方向の位置を調整することが可能にな
る。

【００１２】第２クランプ本体２８は、ワークｗの裏面
ｗｂを押圧することによりそのワークｗの表面ｗｆを第
２基準本体２４に押し付けるための部材であり、第２基
準本体２４とＺ軸方向において対向する位置に配置され
ている。また、第２クランプ本体２８には、図５に示さ
れるように、その上部と下部に第３ガイドバー１６ｃお
よび第４ガイドバー１６ｄが摺動自在に挿通される嵌合
孔部２８ｋが形成されている。そして、これらの嵌合孔
部に第３ガイドバー１６ｃおよび第４ガイドバー１６ｄ
が通された状態で、第２クランプ本体２８は両ガイドバ
ー１６ｃ，１６ｄを介して第１チルトテーブル１４ｔお
よび第２チルトテーブル１５ｔに支持される。また、第
２クランプ本体２８の側面内側には、ワークｗの裏面ｗ
ｂを押圧するためのクランパ（図示されていない）が設
けられている。さらに、第２クランプ本体２８の上端部
には雌ねじ孔２８ｒが形成されており、この雌ねじ孔２
８ｒに第２移動モータ（図示されていない）の回転軸に
形成された雄ねじが螺合されている。なお、第２移動モ
ータも第２チルトテーブル１５ｔに固定されている。こ
の構造により、第２移動モータを駆動させてその回転角
度を制御することにより、第２クランプ本体２８のＸ軸
方向の位置を調整することが可能になる。

【００１３】また、前記チルト治具１０にワークｗを供
給するためのトランスファ装置３０は、図３に示される
ように、トランスファバー３２を使用してワークｗを単
独で各ステーションから次のステーションまで搬送する
装置であり、トランスファバー３２上でワークｗを下方
から支えるワーク受け機構３４と、ワークｗを長手方向
から挟んで位置決めするクランプ機構３６とから構成さ
れている。

【００１４】次に、本実施例に係るチルト治具１０の動
作を説明する。先ず、第１移動モータ１５ｍおよび第２
移動モータが駆動されて、ワーク保持機構２０の第２基
準本体２４および第２クランプ本体２８がワークｗの種
類に応じた位置、即ち、ワークｗの長さに応じた位置に
位置決めされる。これによって、第１基準本体２２の正
ノックピン２２ｐと第２基準本体２４の副ノックピン２
４ｐとの間の距離が、ワークｗの基準孔Ｈ１と副基準孔
Ｈ２との間の距離に等しくなる。このようにして、ワー
クｗの受取準備が完了すると、トランスファ装置３０の
トランスファバー３２がＸ軸方向に移動して、図１に示
されるように、ワークｗがチルト治具１０のワーク保持
機構２０の真下に配置され、さらに、前記トランスファ
バー３２がその位置から所定高さだけ上昇する。これに
よって、ワークｗは二点鎖線で示される位置に位置決め
される。

【００１５】次に、前記ワーク保持機構２０の第１基準
本体２２から正ノックピン２２ｐが突出されて、この正
ノックピン２２ｐがワークｗの表面ｗｆに形成された基
準孔Ｈ１に挿入される。また、第２基準本体２４から副
ノックピン２４ｐが突出されて、この副ノックピン２４
ｐがワークｗの表面ｗｆに形成された副基準孔Ｈ２に挿
入される。そして、この状態で、第１クランプ本体２６
および第２クランプ本体２８のクランパ２６ｃ等がワー
クｗの裏面ｗｂを押圧する。これによって、ワークｗは
その先端部が第１基準本体２２、第１クランプ本体２６
に把持され、また、その後端部が第２基準本体２４、第
２クランプ本体２８に把持されることにより、前記ワー
ク保持機構２０の所定位置にセットされる。ここで、前
記ワークｗがワーク保持機構２０にセットされた状態
で、ワークｗの中心線は第１チルトテーブル１４ｔおよ
び第２チルトテーブル１５ｔの軸心にほぼ一致するよう
になる。

【００１６】このようにして、チルト治具１０にワーク
ｗがセットされると、トランスファ装置３０のクランプ
機構３６が開放されて、ワークｗとトランスファ装置３
０との連結が解除され、トランスファバー３２は所定位
置まで下降する。次に、ワークｗに加工される斜め孔等
の角度に応じて、チルト割出サーボモータ１４ｍが駆動
されて、第１チルトテーブル１４ｔ、第２チルトテーブ
ル１５ｔが予め決められた角度だけ回動される。これに
よって、ワーク保持機構２０に保持されているワークｗ
が、図５に示されるように、同位置で予め決められた角
度だけ回動してその状態に保持される。なお、この状態
で、第１チルトイケール１４に設けられたブレーキ１４
ｂが動作するために、第１チルトテーブル１４ｔ、第２
チルトテーブル１５ｔはその位置でロックされる。即
ち、第１チルトイケール１４、第１チルトテーブル１４
ｔ、チルト割出サーボモータ１４ｍおよび第２チルトイ
ケール１５、第２チルトテーブル１５ｔ等が本発明の回
動機構に相当する。このようにして、ワークｗが加工位
置に位置決めされると、工作機械ＭＣが実線の位置から
二点鎖線の位置まで動かされて駆動され、ワークｗの加
工が行われる。そして、加工が終了するとブレーキ１４
ｂが解除され、さらに、チルト割出サーボモータ１４ｍ
が駆動されて、ワークｗは初期位置まで戻される。

【００１７】このように、本実施例に係るチルト治具１
０によると、ワークｗの中心とチルト中心とが一致する
ことになるため、図５（Ｃ）に示されるように、ワーク
ｗの加工部位ｗｐからチルト中心までの距離Ｌが従来と
比較して小さくなり、加工スラスト力に起因したモーメ
ントが減少する。このため、第１チルトイケール１４、
第２チルトイケール１５およびガイドバー１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄ等の剛性を比較的小さく設定するこ
とができ、また、ワークを回動させる際のトルクも小さ
くすることができる。したがって、第１チルトイケール
１４、第２チルトイケール１５等やチルト割出サーボモ
ータ１４ｍ等を小型化でき、チルト治具１０を全体的に
小さく安価に製作することが可能になる。さらに、ワー
クｗが搬送中心から幅方向に動くことがないために、二
台の工作機械ＭＣでワークｗを搬送ラインの両側から挟
んでバランス良く両面加工することも可能である。

【００１８】また、トランスファ装置３０は、ワーク保
持機構２０の下方に配置されており、トランスファバー
３２が上昇することによりワークｗをワーク保持機構２
０に供給するようになっている。このため、トランスフ
ァバー３２が下降していれば、ワークｗの加工中にワー
ク保持機構２０とトランスファバー３２とが干渉するこ
とがない。さらに、チルト角が変わっても、従来のよう
に工作機械ＭＣからワークｗまでの距離がほとんど変化
しないため、距離の変化分を、工作機械６のオーバーハ
ング及び工具の長さで調整する必要もなくなる。このた
め、工作機械の剛性が低下することもなくなる。

【００１９】なお、本実施例において、特許請求の範囲
における昇降装置とは、トランスファ装置３０を示す。
そして、特許請求の範囲における昇降装置は本実施例に
係るトランスファ装置３０に限らない。即ち、図６に示
されるように、リフトアンドキャリー方式のトランスフ
ァバー１３２からワークｗの受渡しを行う仮置台４０に
ワークｗを昇降させる昇降装置４１を設け、この昇降装
置４１によりワークｗを本実施例に係るチルト治具１０
に搬入しても良い。また、上述した実施例において、ワ
ーク保持機構２０のワークｗのクランプは第１、第２ク
ランプ本体２６，２８によりＺ軸方向（図２（Ｂ）参
照）に行われているが、クランプの方向はこれに限られ
ずＸ軸方向に行うものでもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によると、ワークの中心がチルト
中心にほぼ一致するために、加工スラスト力に起因した
モーメントが減少し、ワーク保持機構や回動機構の剛性
を比較的小さく設定することが可能になる。このため、
ワーク保持機構等を小型化でき、チルト治具がコンパク
トになる。また、二台の工作機械でワークを搬送ライン
の両側から挟んで両面加工することも可能なため、加工
効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るチルト治具の全体側面
図である。

【図２】本発明の一実施例に係るチルト治具の要部であ
るワーク保持機構の詳細図である。

【図３】本発明の一実施例に係るチルト治具にワークを
供給するためのトランスファ装置の側面図である。

【図４】図１のIV-IV 矢視図である。

【図５】図１のV-V 矢視図である。

【図６】昇降装置の概略側面図である。

【図７】従来のチルト治具を表す図面である。

【符号の説明】

ｗワークＭＣ工作機械１４第１チルトイケール（回動機構）１４ｔ第１チルトテーブル（回動機構）１４ｍチルト割出サーボモータ（回動機構）１５第２チルトイケール（回動機構）１５ｔ第２チルトテーブル（回動機構）１６ａ第１ガイドバー１６ｂ第２ガイドバー１６ｃ第３ガイドバー１６ｄ第４ガイドバー２０ワーク保持機構２２第１基準本体２４第２基準本体２６第１フランプ本体２８第２クランプ本体３０トランスファ装置（昇降装置）３２トランスファバー（昇降装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林武彦愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者戸田和男愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者前田利長愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸に対してワークを傾けた
状態で位置決めするチルト治具において、昇降装置によって上昇されたワークを受け取り、そのワ
ークをクランプして保持するワーク保持機構と、前記ワーク保持機構に保持されたワークの中央部分を回
動中心として、前記ワーク保持機構を予め決められた角
度だけ回動させる回動機構と、を有することを特徴とす
るチルト治具。