JPH07255B2 - ワーク固定用治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、工作機械のテーブル上に設置されたワーク固
定用治具に関するものである。

［従来の技術］ 近年、多品種少量生産の傾向が著しく、工作機械による
加工の分野においても、無人化を図る場合には、多種類
のワークを連続して加工することが要求される。このた
め、従来においては、 各種ワークを専用に固定するワーク固定用治具を、複
数のパレットのそれぞれに搭載しておいて、ワークをパ
レットごと工作機械のテーブル上に供給したり、 加工が予測される何種類かのワークが取り付けられる
ように、ワーク固定用治具を製作しておいて、該ワーク
固定用治具をパレットに搭載して、ワークをパレットご
と工作機械のテーブルに供給したり、あるいは前記ワー
ク固定用治具を工作機械のテーブル上に設置して、該ワ
ーク固定用治具にワークをロボット等で供給したりする
ことによって、多種類のワークを工作機械のテーブルに
無人で設置可能にしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、のパレットごとワークを工作機械に供
給する方式においては、 （イ）多数のパレットを連続して供給するために広い空
間を用意しておく必要があること、 （ロ）パレットやワーク固定用治具を多数準備しなけれ
ばならないため、設備費用が上昇してしまうこと、 （ハ）パレットにワーク固定用治具とワークとが取り付
けられているため、ワーク交換時の重量が増大し、パレ
ットを搬送したり交換したりする装置が大形になって、
この点からも設備費用が上昇してしまうという欠点があ
る。

一方、のワーク固定用治具をパレットに搭載する方式
においては、上記（イ）ないし（ハ）の欠点と同様の欠
点を有するとともに、 （ニ）初期に予測した以外のワークを固定する場合に
は、新たに専用のワーク固定用治具を製作しなければな
らず、ワークの形状変更に対して迅速に対応することが
できないとともに、ワークの形状を変更するたびに多く
の費用がかかるという欠点がある。

また、のワーク固定用治具を工作機械のテーブルに設
置する方式においても、上記（ニ）と同様の欠点を有し
ている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広い
空間を要することなく、かつ少ない設備費用で多種類の
ワークを工作機械のテーブルに無人で設置することが可
能で、しかも予測できないような形状のワークに対して
も少ない費用で迅速に対応することのできるワーク固定
用治具を供給することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、複数の部材取付部
を有し、工作機械のテーブル上に設置される治具本体
と、この治具本体の少なくとも一つの部材取付部に設け
られ、ワークを該治具本体に固定作動するワーク固定機
構とを備えてなり、前記ワーク固定機構には、前記ワー
クを上記ワーク固定機構の設けられた部材取付部に固定
するためのワーク取付部材を着脱自在に設置するワーク
取付部材設置部が設けられ、治具本体の他の部材取付部
には、前記ワーク取付部材を着脱自在に格納するワーク
取付部材格納部が設けられているものである。

［作用］ 本発明においては、ワークの取付部の形状に合わせて、
ワーク取付部材をワーク取付部材格納部から取り出して
きて、ワーク取付部材設置部に設置する。

また、異なる形状のワークが供給される場合には、形状
の異なる部分のワーク取付部材をワーク取付部材設置部
から取り出して、ワーク取付部材格納部に格納するとと
もに、異なる部分の形状にあったワーク取付部材をワー
ク取付部材格納部から取り出してきて前記形状の異なる
部分のワーク取付部材設置部に設置する。

このため、ロボット等のワーク供給手段によって、ワー
クをワーク取付部材設置部に供給することができ、ま
た、取付部の形状の異なるワークに変更される場合に
は、ロボット等の把持手段によって、ワーク取付部材設
置部のワーク取付部材を、ワークの取付部の形状に合う
ようにワーク取付部材格納部のものと取り替えることが
できる。

したがって、多品種のワークを、治具本体、すなわち工
作機械の加工位置に無人で設置可能になる。

［実施例］ 以下、本発明をマシニングセンタに適用した場合の一実
施例を第１図ないし第９図を参照して説明する。

第１図において、１はマシニングセンタのテーブルであ
り、このテーブル１はテーブル割出機構（図示せず）に
より軸心を中心にして旋回可能になっている。そして、
このテーブル１上には、治具本体２が載置されている。

治具本体２は、テーブル１上に載置された底板３と、こ
の底板３に垂直に立設された側壁部４とによって構成さ
れている。

側壁部４は、底板３上に平行に対置された一対の横板５
と、これら横板５の後側の側縁部5a、5aを連結する後板
６と、前記左右の横板５の前側の側縁部5b、5bを連結
し、これら横板５、５の外側側面間の寸法より幅広の前
板７とによって構成された複数の部材取付部を有してい
る。そして、治具本体２は、底板３、横板５、後側６お
よび前板７により溶接で一体に形成されている。

このように形成された治具本体２は、テーブル１の上面
に載置された状態で、底板３がボルト（図示せず）でテ
ーブル１に固定されている。そして、左右の横板５およ
び前板７の外側面は、治具本体２がテーブル１上に固定
された状態において、該テーブル１を有するマシニング
センタによて機械加工され、横板５に機械加工面5cが形
成され、また前板７に機械加工面7aが形成され、これに
よりテーブル１の上面に対する横板５および前板７の垂
直度の向上が図られている。

また、上記前板７の機械加工面7aには、ワークを設置す
るためのワーク設置ブロック（位置決め部材設置部）８
がボルト（図示せず）によって固定されている。

ワーク設置ブロック８は、四角形状の厚板によって形成
されたものであり、厚さ方向の前面8aおよび後面8bが精
度良く平行に加工されている。そして、該ワーク設置ブ
ロック８の前面8aには、後述する座面位置決め部材27お
よび上下位置決め部材28を支持するための支持孔8cが形
成されている。

支持孔8cは、断面が円形で、前面8aに対して垂直に形成
されている。

また、ワーク設置ブロック８の中心部には、第２図に示
すように、テーブル１と平行に、かつワーク設置ブロッ
ク８の後面8bに平行にシリンダ穴8dが形成されている。

このシリンダ穴8dは、ワーク設置ブロック８の図中右側
の端面8eから所定の深さに形成されたものであり、該シ
リンダ穴8dの左側には該シリンダ穴8dに軸心が一致され
て小径のロッド挿通孔8fが形成されている。また、上記
シリンダ穴8dには、ピストン９が軸方向移動自在に嵌合
されており、該シリンダ穴8dの右側の開口端部には盲栓
10が嵌合されて固定されている。そして、盲栓10によ
り、シリンダ穴8dのヘッド側が閉塞されるように構成さ
れている。

他方、ロッド挿通孔8fには上記ピストン９に連結された
ピストンロッド11が軸方向移動自在に挿通されており、
該ロッド挿通孔8fの内周面の中間位置には、内径が拡径
されてグリス溜まり8gが形成されている。そして、ピス
トンロッド11は、その先端部がワーク設置ブロック８の
図中左側の端面8hから突出されて、案内ブロック12によ
って支持されたサイドクランパブロック13に連結されて
いる。

案内ブロック12は、四角形状の厚板にアリ溝12aが形成
されたものであり、該アリ溝12aの中心線をピストンロ
ッド11の軸心に一致さて、前記前板７の機械加工面7aに
ボルト（図示せず）で固定されている。

サイドクランパブロック13は、四角柱状に形成されたも
のであり、その長手方向をテーブル１に直交する方向に
向け、かつ一つの外周面を前板７の機械加工面7aに平行
に対面させて、案内ブロック12に支持されており、前記
機械加工面7aに対面する側の外面には、案内ブロック12
のアリ溝12aに精密に嵌合するダブテール状の突出部13a
が形成されている。さらに、サイドクランパブロック13
には、長手方向（図面に直交する方向）に等間隔に、３
つのオーバヘッドクランパ用シリンダ穴13bが形成され
ている。

このシリンダ穴13bは、サイドクランパブロック13の前
面13cから所定の深さに形成されたものであり、該シリ
ンダ穴13bには、オーバヘッドクランパ用ピストン14が
軸方向に移動自在に嵌合され、該ピストン14には、前面
13cから前側に突出するオーバヘッドクランパ用ピスト
ンロッド15が、ボルト16によって連結されている。

また、シリンダ穴13bの開口部には、ピストンロッド15
を挿通させて、該シリンダ穴13bの開口部を閉塞するロ
ッドカバー17が設けられている。また、ピストンロッド
15には、その先端部に、オーバヘッドクランパ18を着脱
自在に支持するためのオーバヘッドクランパ支持部19が
一体に形成されている。

オーバヘッドクランパ支持部19は、第２図ないし第３図
に示すように、直方体の一つの面がピストンロッド15の
軸心に直交するように形成されたものであり、先端面19
aには、内部が長方形状に拡大したＴ溝19bが一側面から
他側面に貫通するように形成されている。さらに、オー
バヘッドクランパ支持部19には、Ｔ溝19bの底面部にボ
ールプランジャ20が螺合されて埋め込まれている。

ボールプランジャ20は、外周にねじが切られた筒体の一
端から鋼球21の一部がバネ22で付勢されて突き出された
ものであり、前記オーバヘッドクランパ支持部19に取り
付けられた状態においては、鋼球21の一部が、バネ22で
付勢されてＴ溝19bの底面から突出するようになってい
る。また、ボールプランジャ20は、前述したワーク設置
ブロック８にも、鋼球21の一部が支持孔8cの内周面から
突出するように設けられている。

また、オーバヘッドクランパ18は、長方形状に形成され
た板状体の先端部近傍に直方体状に膨出する膨出部が形
成されたものであり、その基端部18aが前記オーバヘッ
ドクランパ支持部19のＴ溝19b内の長方形状に拡大され
た部分に嵌合するように形成されており、また基端部18
aの先端側が段部18bを経て厚さが増加され、その先端側
が前述のように直方体状に膨出され、この膨出部が該オ
ーバヘッドクランパ18の被把持部18cとなっている。さ
らに、基端部18aの底面18dには、該基端部18aをＴ溝19b
内に挿入して、段部18bがオーバヘッドクランパ支持部1
9の側面に当接する状態において、前記ボールプランジ
ャ20の鋼球21の位置に、該鋼球21が嵌まる円錐状の凹部
18eが形成されている。一方、被把持部18cの側面18f、1
8fには、オーバヘッドクランパ18の長手方向に平行に延
びる把持溝18gが形成されており、また、被把持部18cの
上面18hには、その中心部に円錐状の位置決め穴18iが形
成されている。

また、前記サイドクランパブロック13の前面13cには、
オーバヘッドクランパ支持部19のＴ溝19bの露出する側
面に接して該Ｔ溝19bの方向をテーブル１の上面と平行
な方向に維持する回転防止部材23が設けられており、ま
た、サイドクランプブロック13のワーク設置ブロック８
側の側面には、該ワーク設置ブロック８に供給されたワ
ークＷに接触して該ワークを図中右側に押圧するための
押圧部材24（第２図参照）が設けられている。

そして、ワーク設置ブロック８の図中右側には、第２図
に示すように、サイドクランパブロック13に平行に対向
されて、サイド支持ブロック25が設けられている。

サイド支持ブロック25は、四角柱状に形成されたもので
あり、長手方向をテーブルに直交する方向に向けられ、
図中左側の側面をワーク設置ブロック８の右側の端面8e
に接して前板７の機械加工面7aにボルト（図示せず）で
固定されている。

このサイド支持ブロック25には、その長手方向の上下２
位置にシリンダ機構が構成されており、該サイド支持ブ
ロック25の前面25aからサイドクランパブロック13に設
けられたものと同一のピストンロッド15が伸縮自在に突
出されている。

そして、このピストンロッド15の先端部のオーバヘッド
クランパ支持部19には、オーバヘッドクランパ18が取り
付けられるようになっている。

また、前記サイド支持ブロック25の前面25aには、オー
バヘッドクランパ支持部19のＴ溝19bの方向を、テーブ
ル１の上面に平行な方向に維持するための回転防止部材
23が設けられている。

さらに、サイド支持ブロック25には、そのサイドクラン
パブロック13に対面する側の側面25bに、前面25aから前
板７の機械加工面7aに直交する方向に延びるアリ溝25c
が形成されている。

そして、アリ溝25cには、その底面の幅方向の中央部で
かつ前面25aの近傍位置に、該底面に鋼球21の一部が突
出するようにボールプランジャ20が設けられている。

また、アリ溝25cには、サイドクランパブロック13の押
圧部材24によって押圧されたワークＷを保持する受け金
具26が摺動自在に嵌合されている。

前記ワーク設置ブロック８、これに設けられたピストン
ロッド11を含むシリンダ機構、案内ブロック12、サイド
クランパブロック13、これに設けられたピストンロッド
15を含むシリンダ機構、サイド支持ブロック25およびこ
れに設けたピストンロッド15を含むシリンダ機構等が後
述のワーク取付部材を作動させてワークＷを治具本体２
に固定させるワーク固定機構を構成し、また、前記ワー
ク設置ブロック８の支持孔18c、前記シリンダ機構のピ
ストンロッド15に設けたオーバヘッドクランパ支持部1
9、サイド支持ブロック25のアリ溝25c等が後述のワーク
取付部材をワーク固定機構に着脱自在に設置するための
ワーク取付部材設置部を構成している。

受け金具26は、第１図ないし第２図に示すように、四角
形状の板状体の一方の面に、サイド支持ブロック25のア
リ溝25cに摺動自在に嵌合するダブテール状の突出部26a
が形成され、他方の面の中心に、突起26bが形成され、
前記アリ溝25cに摺動する方向に対して直交する方向の
端面に、該受け金具26の被把持部26cが形成されてい
る。

上記被把持部26cは、前記オーバヘッドクランパ18の被
把持部18cと同じ形状に形成されたものである。そし
て、ダブテール状の突出部26aの底面には、該突出部26a
をアリ溝25cに嵌合して、受け金具26をワーク設置ブロ
ック８の前面8aに当接させた状態において、ボールプラ
ンジャ20の鋼球21の位置に、該鋼球21の一部が嵌まる円
錐状の凹部26dが形成されている。

また、前記ワーク設置ブロック８に形成された支持孔8c
には、該ワーク設置ブロック８に供給されたワークＷの
基準座となる座面位置決め部材27およびワークＷの上下
方向の位置決めを行う上下位置決め部材28が嵌合されて
設置されるようになっている。

座面位置決め部材27は、第４図に示すように、円柱の一
端近傍に、四角柱状に膨出する被把持部27aを形成した
ものであり、該被把持部27aの一端側の円柱部27bの端面
が軸心に直交する座面27cとなっており、該被把持部27a
の他端側の円柱部27dが前記支持孔8cに精密に嵌合する
ように形成されている。そして、一端側の円柱部27bの
座面27cには、その中心に円錐状の位置決め穴27eが形成
されており、また、他端側の円柱部27dには、該円柱部2
7dを支持孔8cに挿入して、被把持部27aをワーク設置ブ
ロック８の前面8aに当接させた状態において、ボールプ
ランジャ20の鋼球21の位置に、該鋼球21の一部が嵌まる
円錐状の凹部27hが形成されている。さらに、他端側の
円柱部27dの先端部外周には、円錐状の面取面27fが形成
されている。また、上記被把持部27aは、上下に位置す
る側面の間隔およびそれらの側面に形成された把持溝27
gの幅、深さが前記オーバヘッドクランパ18の被把持部1
8cのものと同一の形状に形成されている。

上記のように形成された座面位置決め部材27としては、
一端側の円柱部27bの被把持部27aから座面27cまでの高
さが種々異なるものが複数製作されている。

一方、上下位置決め部材28は、第５図に示すように、前
記支持孔8cに精密に嵌合する径の小径円柱部28aと、こ
の小径円柱部28aの一端側に軸心が一致されて該小径円
柱部28aより大径に形成された大径円柱部28bとにより一
体に形成されたものであり、大径円柱部28bの端面28cの
中心には、円錐状の位置決め穴28dが形成され、該大径
円柱部28bの周面には、その上下位置に、オーバヘッド
クランパ18の被把持部18cに形成された把持溝18gと方
向、幅および上下の間隔が等しく形成された把持溝28e
が設けられている。また、小径円柱部28aの外周面に
は、該小径円柱部28aを支持孔8cに挿入して、大径円柱
部28bをワーク設置ブロック８の前面8aに接触させた状
態において、ボールプランジャ20の鋼球21の位置に、該
鋼球21の一部が嵌まる円錐状の凹部28fが形成され、該
小径円柱部28aの端部外周には円錐状の面取面28gが形成
されている。

上記のように形成された上下位置決め部材28としては、
大径円柱部28bの径の異なるものや、把持溝28eに直交し
て軸心に平行な面取部28h（第２図の上下位置決め部材2
8を参照）を有し該面取部28hから軸心までの寸法が種々
異なるものが複数製作されている。

前記オーバヘッドクランパ18、受け金具26、座面位置決
め部材27、上下位置決め部材28等が前記ワーク固定機構
のワーク取付部材設置部に装着されて、ワークＷに直接
接触して該ワークＷの位置決めやクランプに機構するワ
ーク取付部材を構成している。

また、前記左右の横板５、５には、第１図ないし第２図
に示すように、それぞれの機械加工面5cに、オーバヘッ
ドクランパ18、受け金具26、座面位置決め部材27および
上下位置決め部材28を格納するための格納ブロック（ワ
ーク取付部材格納部）29が設けられている。

格納ブロック29は、平板状の厚板で形成されたものであ
り、該格納ブロック29には、座面位置決め部材27の他端
側の円柱部27dや上下位置決め部材28の小径円柱部28aを
嵌合して保持するための保持孔29aが形成されていると
ともに、オーバヘッドクランパ18を保持するためのオー
バヘッドクランパ保持体30および受け金具26を保持する
ための受け金具保持体31が設けられている。

また、マシニングセンタには、上記オーバヘッドクラン
パ18、受け金具26、座面位置決め部材27および上下位置
決め部材28を把持して移動する道具として、ハンドリン
グツール41が設けられている。

ハンドリングツール41は、第６図ないし第７図に示すよ
うに、基端部がプルスタッド42とシャンク部43とATC
（自動工具交換装置）把持部44とにより構成されてお
り、通常、図示しないマシニングセンタのツールマガジ
ンに格納されており、使用時に、同じく図示しないATC
によって主軸Ｓに取り付けられるようになっている。

また、ATC把持部44の先端側には拡径されたフランジ部4
5が形成されており、該フランジ部45の先端面にはシャ
ンク部43に軸心が一致されて円柱状の凸部45aが形成さ
れている。そして、フランジ部45の先端には、凸部45a
の外周面に、内周面が精密に嵌合してシャンク部43に軸
心が一致されたシリンダチューブ46が設けられている。

シリンダチューブ46には、その基端部の外周部に、該外
周部の一部が半径方向に膨出する膨出部46aが形成され
ており、この膨出部46aには、該シリンダチューブ46内
の凸部45aの先端面の部分に通じる流路46bが形成されて
いる。また、膨出部46aには、マシニングセンタの主軸
ハウジングＨに形成されたエアー供給孔H1に対向する位
置に、流路46bから主軸ハウジングＨ側の側面46cに通
じ、かつシリンダチューブ46の軸心と平行に延びるエア
ー連絡孔46dが形成されている。そして、エアー連絡孔4
6dには、ハンドリングツール41を主軸Ｓに締結した状態
において、主軸ハウジングＨのエアー供給孔H1と該エア
ー連絡孔46dとを接続するコネクタ47が設けられてい
る。

コネクタ47は、円筒状に形成されたものであり、その基
端部には前記膨出部46aのエアー連絡孔46dに嵌合する嵌
合筒部47aが形成され、この嵌合筒部47aの先端側にはフ
ランジ部47bが形成されている。そして、このコネクタ4
7は、フランジ部47bがボルト48で膨出部46aに連結され
て固定されている。また、コネクタ47の先端面47cは、
ハンドリングツール41を主軸Ｓに締結した状態で、前記
エアー供給孔H1が開口する主軸ハウジングＨの端面H2
に、密接に押圧するように、軸心に対して垂直に形成さ
れている。

コネクタ47の固定されたシリンダチューブ46は、ボルト
49によってATC把持部44のフランジ部45に連結されてお
り、また、該シリンダチューブ46からフランジ部45に打
ち込まれた平行ピン50aによって、該ATC把持部44に対す
る軸心周りのずれが防止されている。

また、シリンダチューブ46内には軸方向移動自在にピス
トン51が嵌合され、このピストン51には、その先端面の
軸心にピストンロッド52が連結されている。ピストンロ
ッド52は、その先端が円錐状にとがった形状になってい
る。

さらに、シリンダチューブ46の先端側には、該シリンダ
チューブ46の軸心に一致されて把持部材53が設けられて
いる。

把持部材53は、円柱部53aの先端側に、該円柱部53aに軸
心が一致された四角柱状の角柱部53bが形成され、この
角柱部53bの図中上下位置に、上下の周面から先端側に
平行に延びる把持壁部53cが形成され、これら上下の把
持壁部53cの先端に、該先端部同士が対向する方向に突
出する把持突部53dが形成されたものである。そして、
上記円柱部53aの基端部には、フランジ部53eが形成され
ており、該フランジ部53eの基端側が前記シリンダチュ
ーブ46に精密に嵌合する基準円筒部53fとなっている。

また、円柱部53aの内部には、長手方向の中央部から基
端側に、上記基準円筒部53fに軸心が一致された大径孔
部53gが形成され、この大径孔部53gの先端側には、該大
径孔部53gに軸心が一致されて、角柱部53bの先端側に貫
通する小径孔部53hが形成されている。

さらに、把持突部53dは、前記オーバヘッドクランパ1
8、受け金具26、座面位置決め部材27および上下位置決
め部材28のそれぞれに共通する形状の把持溝18g、27g、
28eに一定の隙間をもって係合するように形成されてい
る（ただし、第６図においては、座面位置決め部材27を
把持した状態を示している）。

また、上記小径孔部53h内の基端部と先端部には、前記
ピストンロッド52を軸方向に摺動自在に支持するための
滑り軸受54が嵌合されて固定されている。

上記のように構成された把持部材53は、基準円筒部53f
をシリンダチューブ46の内周面に嵌合して、フランジ部
53eをボルト55で該シリンダチューブ46に連結すること
によって、該シリンダチューブ46に固定されている。ま
た、把持部材53は、該把持部材53のフランジ部53eから
シリンダチューブ46に打ち込まれた平行ピン50bによっ
て、該シリンダチューブ46に対する軸心周りのずれが防
止されている。そして、把持部材53内の大径孔部53gの
先端側の段部53iとピストン51との間には、該段部53iと
ピストン51によって付勢された状態のコイルスプリング
56が設けられている。

次に、上記のように構成された装置の作用を説明する。

異なるワークＷが供給される場合には、供給されるワー
クＷの情報（たとえば、第９図の（ａ）ないし（ｄ）に
示すようにワークＷによって、座面の高さや、クランプ
面の高さの異なるものが種々あり、これらの情報がマシ
ニングセンタのコンピュータに入力されている）に合わ
せて、オーバヘッドクランパ18、受け金具26、座面位置
決め部材27および上下位置決め部材28を格納ブロック29
から選んでオーバヘッドクランパ支持部19やワーク設置
ブロック８等に設置し、ワークＷが治具本体２に装着可
能にする。

この場合、まず、ツールマガジンに格納されたハンドリ
ングツール41をATCにより主軸Ｓに設置する。テーブル
１を旋回して、治具本体２の前板７の機械加工面7aを主
軸Ｓに直交する方向に向かせる。そして、前のワークＷ
に対して座面の高さ、クランプ面の高さ等の寸法の異な
る位置のオーバヘッドクランパ18、受け金具26、座面位
置決め部材27または上下位置決め部材28の部品を把持し
て取り出す。それから、テーブル１を左または右に90°
旋回して、格納ブロック29を主軸Ｓに直交する方向に向
け、把持した部品を該部品に応じて決められた該格納ブ
ロック29の所定の位置に格納する。そして、この位置
で、次のワークＷの寸法にあったオーバヘッドクランパ
18等の部品を、ハンドリングツール41で把持して格納ブ
ロック29から取り出し、再びテーブル１を90°旋回して
前板７の機械加工面7aを主軸Ｓに直交する方向に向け
る。そして、把持した部品をオーバヘッドクランパ支持
部19等に装着する。上記のような動作を繰り返えすこと
によって、次のワークＷが装着可能になるようにする。
そして、装着可能になった後は、ATCによって、ハンド
リングツール41を主軸Ｓからツールマガジンに移動す
る。

また、ハンドリングツール41で、第６図に示すように、
たとえば座面位置決め部材27を把持するには、該ハンド
リングツール41の先端の把持突部53dを、被把持部27aの
把持溝27gの側方に位置させ、この状態で、把持突部53d
が把持溝27gに嵌まるように、テーブル１を左右方向に
移動する。そして、主軸ハウジングＨのエアー供給孔H1
からエアーを吐出させ、該エアーをハンドリングツール
41内のピストン51のヘッド側に供給する。そうすると、
ピストン51が先端側に移動し、円錐状にとがったピスト
ンロッド52の先端が同じく円錐状に形成された位置決め
孔27eに嵌合する。これにより、座面位置決め部材27
は、把持突部53dとピストンロッド52とによって把持さ
れるとともに、ハンドリングツール41の軸心に一致され
る。さらに、座面位置決め部材27の主軸Ｓに対する前後
方向の位置が、把持突部53dの位置によって確定され
る。

また、上記のように把持される座面位置決め部材27は、
ワーク設置ブロック８の支持孔8cに、主軸Ｓやテーブル
１の動作によって移動され、該支持孔8cに挿入された
り、引き抜かれたりする。そして、挿入された際には、
被把持部27gがワーク設置ブロック８の前面8aに当接し
た位置で、該被把持部27に形成された円錐状の凹部27h
にボールプランジャ20の鋼球21が嵌まり、該座面位置決
め部材27が確実にワーク設置ブロック８に保持される。
また、格納ブロック29の保持孔29aに挿入された場合
も、同様にボールプランジャ20によって確実に保持され
る。また、上下位置決め部材28も上記と同様にして、支
持孔8cや保持孔29aに挿入され、ボールプランジャ20に
よって確実に保持される。ただし、オーバヘッドクラン
パ18の場合は、オーバヘッドクランパ支持部19やオーバ
ヘッドクランパ保持体30に挿着された状態において、ボ
ールプランジャ20で確実に保持され、受け金具26はアリ
溝25cに挿着された状態において、ボールプランジャ20
で確実に保持される。

また、上記ハンドリングツール41からたとえば座面位置
決め部材27を取り外すには、マシニングセンタにおい
て、エアー供給孔H1へのエアーの供給を止めるととも
に、該エアー供給孔H1を大気に解放する。そうすると、
ハンドリングツール41内のピストン51のヘッド側の圧力
が大気圧まで低下し、コイルスプリング56の付勢力によ
って、該ピストン51が凸部45aの先端面に当接するまで
移動する。これにより、ピストンロッド52の先端が座面
位置決め部材27の位置決め孔27eから抜け出る。そし
て、テーブル１を左右方向に移動させて、座面位置決め
部材27の把持溝27gから把持突部53dを抜く。

上記のようにして、ハンドリングツール41でワーク固定
用の治具を構築した後は、第８図に示すように、加工ラ
インに配備されているロボットＲによりワークＷをワー
ク設置ブロック８に装着する。

ワークＷを装着する際には、まずワーク設置ブロック８
内のピストン９（第２図参照）のヘッド側に圧油供給孔
8gから圧油を供給して、ピストン９を図中左側に移動さ
せ、これにより、サイドクランパブロック13を左側に移
動させて、サイドクランパブロック13とサイド支持ブロ
ック25との間の寸法を広げる。同時に、サイドクランパ
ブロック13内のピストン14のヘッド側に圧油供給孔13d
から圧油を供給して、ピストン14を前側に移動して、オ
ーバヘッドクランパ18の底面18dとワーク設置ブロック
８の前面8aとの間の寸法も広げる。また、同様にして、
サイド支持ブロック25側のピストンロッド15も駆動し
て、該サイド支持ブロック25側のオーバヘッドクランパ
18の底面18dとワーク設置ブロック８の前面8aとの間の
寸法も広げる。

この状態で、ロボットＲによって、ワークＷをワーク設
置ブロック８の前面8aに向けて前進させ、該ワークＷを
座面位置決め部材27に接近させる。

この際、ワークＷは左右に設置されたオーバヘッドクラ
ンパ18の間を通って前進する。そして、座面位置決め部
材27の近傍で前進を止め、次いで、ロボットＲでワーク
Ｗを右側に移動して、該ワークＷの右端を受け金具26の
突起26bの近傍に位置させる。これにより、ワークＷの
右端のクランプ面が右側のオーバヘッドクランパ18の下
側に位置するようになる。この状態でロボットＲによる
ワークＷの把持力を脱力状態にした後、再びワークＷを
前進させ、該ワークＷの底面を座面位置決め部材27に軽
く当てる。

ついで、ワークＷを下降させて、該ワークＷの図中下側
の面を上下位置決め部材28に当接させる。これにより、
ワークＷの上下方向の位置が確定される。このように、
ロボットＲによってワークＷを設置したら、ワーク設置
ブロック８内のピストン９のロッド側に圧油供給孔8hか
ら圧油を供給して、該ピストンを右側に移動させ、これ
によりサイドクランパブロック13を右側に移動させる。
そうすると、ワークＷが押圧部材24と受け金具26とによ
って挟まれて固定された状態になるとともに、該ワーク
Ｗの左右方向の位置が確定された状態になる。

また、上記動作によって、ワークＷの左端のクランプ面
が左側のオーバヘッドクランパ18の下側に位置するよう
になる。

次に、サイドクランパブロック13内のピストン14のロッ
ド側に圧油供給孔13eから圧油を供給して、オーバヘッ
ドクランパ18をワーク設置ブロック８側に移動させ、ワ
ークＷを該オーバヘッドクランパ18で座面位置決め部材
27に押圧させる。また、同様にして、サイド支持ブロッ
ク25側のピストンロッド15も駆動して、該サイド支持ブ
ロック25側のオーバヘッドクランパ18でもワークＷを座
面位置決め部材27に押圧させる。このようにしてワーク
Ｗを固定する。上記のようにして、ワークＷを固定し
た、ロボットＲによるワークＷの保持状態を解除して、
該ロボットＲを後退させる。

以上により、ワークＷのワーク設置ブロック８への装着
が完了する。

また、ワーク設置ブロック８からワークＷを取り外す場
合には、まずロボットＲでワークＷを脱力状態に把持
し、この状態で、サイドクランパブロック13内のピスト
ン14のヘッド側に、圧油供給孔13dから圧油を供給し、
該ピストンロッド15を前側に移動させる。同様にして、
サイド支持ブロック25側のピストンロッド15も前側に移
動させる。これにより、オーバヘッドクランパ18と押圧
部財24によるワークＷの固定状態を解除する。この後
は、ワークＷの装着時と逆のの順番で、該ワークＷを取
り出す。

上記のように構成された装置においては、ワークＷの位
置を出したり、該ワークＷを固定したりする座面位置決
め部材27やオーバヘッドクランパ18等の部品を、格納ブ
ロック29の部品と取り替えることによって、形状の異な
る種々のワークＷをワーク設置ブロック８に装着するこ
とができる。しかも、上記座面位置決め部材27等の部品
を、主軸Ｓに装着されたハンドリングツール41で把持し
て取り替えることができる。このため、一式のワーク固
定用治具で多品種のワークＷをマシニングセンタの加工
位置に無人で設置可能になる。

したがって、複数のパレットのそれぞれに専用のワーク
固定用治具を搭載して、該パレットごとワークを工作機
械に供給する従来の方式に比べて、パレット等を準備す
る広い空間が必要なく、狭い空間内で加工の自動化を図
ることができという利点がある。しかも、複数のパレッ
ト、複数のワーク固定用治具およびパレット交換機等が
必要ないので、設備費用の削減を図ることができる。

また、当初加工が予測し得ないような形状のワークＷで
も、座面位置決め部材27等の比較的小さな部品を新たに
製作するだけで、該ワークＷを治具本体２に設置するこ
とが可能になるから、たとえば設計変更によって、ワー
クＷの形状が変化するような場合でも、少ない費用で迅
速に該設計変更に対処することができる。このため、従
来に比べて、設計変更等の予測し得ない事態に対して
も、生産計画に変更の恐れが少なくなる。

さらに、マシニングセンタにおいては、テーブル１に対
する主軸Ｓの位置が高精度で割り出されるから、ハンド
リングツール41により座面位置決め部材27等を正確に位
置決めすることができる。したがって、高精度のワーク
固定用治具を構築することができる。

なお、上記実施例においては、前記治具本体２がテーブ
ル１に直接固定される構成となっているが、該治具本体
２は、テーブル１上に搬出入されてそれに固定されるパ
レットに取り付けて、上記パレットを介してテーブル１
に設置するように構成してもよい。オーバヘッドクラン
パ18、受け金具26、座面位置決め部材27および上下位置
決め部材28をハンドリングツール41で把持して、取り付
け、取り外し等を行うように構成したが、該オーバヘッ
ドクンランパ18等の取り付け、取り外し等をロボットに
よって行なうように構成してもよいことはいうまでもな
い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、複数の部材取付
部を有し、工作機械のテーブル上に設置される治具本体
と、この治具本体の少なくとも一つの部材取付部に設け
られ、ワークを該治具本体に固定作動するワーク固定機
構とを備えてなり、前記ワーク固定機構には、前記ワー
クを上記ワーク固定機構の設けられた部材取付部に固定
するためのワーク取付部材を着脱自在に設置するワーク
取付部材設置部が設けられ、治具本体の他の部材取付部
には、前記ワーク取付部材を着脱自在に格納するワーク
取付部材格納部が設けられているから、ロボット等のワ
ーク供給手段によって、ワークをワーク取付部材設置部
に供給することができ、また、取付部の形状の異なるワ
ークに変更される場合には、ロボット等の把持手段によ
って、ワーク取付部材設置部のワーク取付部材を、ワー
クの取付部の形状に合うようにワーク取付部材格納部の
ものと取り替えることができる。

したがって、一式のワーク固定用治具で多品種のワーク
を治具本体すなわち工作機械の加工位置に無人で設置可
能になるから、多数のパレットのそれぞれに専用のワー
ク固定用治具を搭載して、該パレットごとワークを工作
機械に供給する従来の方式に比べて、多数のパレット等
を準備する広い空間が必要なく、狭い空間内での加工の
自動化を図ることができる。しかも、多数のパレット、
多数のワーク固定用治具が必要なくなるので、設備費用
の削減を図ることができる。

また、当初予測し得ないようなワークを加工しなければ
ならないような場合でも、ワーク取付部材のような小さ
な部品を新たに製作することによって、該ワークを治具
本体に設置することが可能になる。このため、たとえば
設計変更によって、ワークの形状が変化するような場合
でも、少ない費用で迅速に該設計変更に対応することが
でき、生産計画に変更を来す恐れが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はワーク固定用治具の斜視図、第２図は第１
図のII矢視図、第３図は第１図のIII矢視図、第４図は
座面位置決め部材の斜視図、第５図は上下位置決め部材
の斜視図、第６図はハンドリングツールの要部断面図、
第７図は第６図のVII矢視図、第８図はワーク固定用治
具にワークを供給する際の説明図、第９図の（ａ）ない
し（ｄ）は各種ワークの形状を示す斜視図である。 １……テーブル、２……治具本体、７……前板、7a……
機械加工面、８……ワーク設置ブロック、8c……支持
孔、8d……シリンダ穴、９……ピストン、11……ピスト
ンロッド、12……案内ブロック、13……サイドクランパ
ブロック、13b……オーバヘッドクランパ用シリンダ
穴、14……オーバヘッドクランパ用ピストン、15……オ
ーバヘッドクランパ用ピストンロッド、18……オーバヘ
ッドクランパ、19……オーバヘッドクランパ支持部、25
……サイド支持ブロック、25c……アリ溝、27……座面
位置決め部材、28……上下位置決め部材、29……格納ブ
ロック（ワーク取付部材格納部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械のテーブル上に設置されるワーク
   固定用治具であって、複数の部材取付部を有し、前記テ
   ーブル上に設置される治具本体と、この治具本体の少な
   くとも一つの部材取付部に設けられ、ワークを該治具本
   体に固定作動するワーク固定機構とを備えてなり、前記
   ワーク固定機構には、前記ワークを上記ワーク固定機構
   の設けられた部材取付部に固定するためのワーク取付部
   材を着脱自在に設置するワーク取付部材設置部が設けら
   れ、治具本体の他の部材取付部には、前記ワーク取付部
   材を着脱自在に格納するワーク取付部材格納部が設けら
   れていることを特徴とするワーク固定用治具。