JPS6228355Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作機械用ワークパレツトに関し、
ワークパレツトの油圧式ワーククランプで多数の
ワークを能率よく固定できるようにするととも
に、閉止弁で圧油を遮断した状態で油圧ホース等
を接続することなくワークパレツトを工作機械に
移送してワークの機械加工を行なえるようにし、
かつ仮に圧油のリークが生じてもアキユムレータ
で油圧低下を防ぐことにより、切削工具の損傷及
び不良加工を回避できるようにすることを目的と
する。

工作機械は、近年数値制御により高精度化・高
能率化され、大型横型マシニングセンタ等では、
ワークパレツト自動交換装置を有し、ワーク交換
も自動化されている。

従来のワークパレツトでは鋼製厚盤のワーク取
付面に複数のボルト穴を縦横に設け、各種のワー
クをボルト等で適宜ワークパレツトに固定してい
たが、この場合手動でワークを固定するので多大
の労力を要する。

これに対し、ワークパレツトに複数の油圧式ワ
ーククランプを装備して油圧力でワークを締め付
けることも考えられる。

この場合、油圧ホースを接続したままワークパ
レツトをテーブル上へ搬出入しなければならない
ので、作業性が悪化するだけでなく、自動運転で
機械加工中に赤熱切粉で油圧ホースを焼損して火
災を誘発するような事故が起るばかりでなく、圧
油リークによつて油圧式ワーククランプの油圧が
低下すると機械の切削工具を損傷し、又ワークを
次々に不良加工してしまうことになる。

本考案は、上記諸欠点に鑑みて、ワークパレツ
トに複数の油圧式ワーククランプを付設するとと
もに、圧油リークなしに油路を遮断し得る可逆式
閉止弁を付設し、その１次ポートに圧油給排口を
形成し、この油圧給排口に交換装置側の油圧供給
口を着脱自在にし、油圧リークの際にはワークパ
レツトに設けた蓄圧用アキユムレータで油圧を補
給して油圧低下を防ぐようにしたものである。

以下本考案の実施例を図面に基づき説明する。

第１図乃至第８図に主実施例を示し、第１図は
NC立型工作機械Ｍと交換装置Ｔの平面図、第２
図はワークパレツトＰの平面図である。NC立型
工作機械Ｍの前側に配設された旋回切換式の交換
装置Ｔ上でワークパレツトＰにワークＷを準備
後、このワークパレツトＰを工作機械Ｍのテーブ
ル１上に搬入・固定して機械加工を行なう。この
工作機械Ｍのテーブル１としては工作機械Ｍのメ
インテーブル１Ｂを利用することもできるし、こ
のメインテーブル１Ｂ上面に固定した補助テーブ
ル１Ａを利用することもできるが、本実施例では
補助テーブル１ＡにワークパレツトＰが固定され
る。

ワークパレツトＰの台盤２の下面側の走行装置
の走行輪が走行レール３上を走行することによ
り、ワークパレツトＰが移動できるようになつて
いる。

工作機械Ｍのメインテーブル１Ｂ上面に固定し
た補助テーブル１Ａには、左右２条の走行レール
３、中央部の走行案内具４、中央部及び左右端寄
部に各２個所ずつ設けた計６個所の支持台５、各
支持台５の中央部のパレツト固定装置６、左右１
対のパレツト位置決め装置７が付設されていて、
補助テーブル１Ａ上にワークパレツトＰを移送
後、油圧式の位置決め装置７の合栓を台盤２の下
面の嵌合穴に嵌入して位置決め後、台盤２の下側
のＴ溝内に前後移動自在に遊嵌させた上記固定装
置６のクランプ腕を引下げることにより、ワーク
パレツトＰが補助テーブル１Ａ上に固定される。

ワークパレツトＰは、鋼製厚盤の台盤２、その
上面中央部の基準受枠８及び基準受枠８の前後の
ワーク押枠９等からなり、ワーク押枠９に組込ん
だ油圧式ワーククランプＣでワークＷを基準受枠
８の前後両側のワーク受面８ａに押圧して固定す
るようになつている。

基準受枠８の両側にワークＷを配置して対称に
押圧するのが望ましく、又そうでない場合にも基
準受枠８が捩れたり、横倒し状に変形することの
ないようにその基部８ｂを台盤２の嵌合溝２Ａに
密嵌し、かつ固定ボルト８ｃで台盤２に固定して
ある。

また、符号１０は嵌脱自在のワーク左右方向位
置決め具であつて、一定間隔おきに基準受枠８に
嵌合されている。

こうして、ワークパレツトＰの台盤２上に於い
て、各ワークＷは、ワーク受面８ａで前後方向の
位置が、また位置決め具１０で左右方向の位置が
高精度に決定されるようになつている。

ワーク押枠９は、台盤２上面に凹設されたＴ溝
１１を介してワークＷの大小に応じて前後方向に
移設自在に固定されるが、油圧シリンダ（図示
略）でワーク押枠９を前後進退させるようにして
もよい。

油圧式ワーククランプＣは各ワーク押枠９に一
定間隔おきにワーク受面８ａ側に向けて付設さ
れ、その各油圧シリンダ１２のピストンロツド１
３の先端部の球面座にクランプ具１４が球面接当
して揺動できるようになつている。即ち、ピスト
ンロツド１３の先端に植込んだ連結ボルト１５と
クランプ具１４との間に挟着した弾性体１６の弾
撥力で上記球面接当部が隙間なく接当状態を保
ち、切削屑などが噛み込まないようになつてい
る。

尚、油圧シリンダ１２の軸心を先端下りに僅か
に傾斜させることにより、下向きの押え力をも発
生させてワークＷの浮上を防ぐようになつてい
る。

ここで、機械加工の際、切削刃からワークＷに
相当大きな力が作用してクランプ具１４が回動す
るのを防ぐ為に、細長い鋼板からなる回動防止板
１７を複数のクランプ具１４に亘つてワークＷと
クランプ具１４との間に介装するのが望ましい。

更に、符号１８はワークＷを底上げ支持して立
孔の孔明け加工する為の高さ調整具であり、ワー
クＷの形状・寸法に応じて適宜取替え得るように
するのが望ましい。

次に、上記油圧式ワーククランプＣに圧油を給
排の為の可逆式閉止弁Ｖ等について説明する。

油圧式ワーククランプＣの油圧シリンダ１２の
クランプ油室１２ａを連通接続する油路１９が各
ワーク押枠９内に透設され、各油路１９の一端部
が可逆式閉止弁Ｖの２次ポート２０に油圧ホース
１９Ａを用いて接続される。

上記可逆式閉止弁Ｖは台盤２の側端面にボルト
で固設され、その弁箱Ｖ２３′の外面に臨ませて
閉止弁Ｖの１次ポート２１に接続された圧油給排
口２２がセルフシールカツプリングの一方の接続
口として形成され、この圧油給排口２２に交換装
置Ｔ側の油圧供給装置Ｈの油圧ホース１９Ａのセ
ルフシールカツプリングの他方の接続口として圧
油供給口２３が着脱自在になつている。

ここで、油圧系統を第８図で説明する。

交換装置Ｔの油圧供給装置Ｈは、空圧供給源Ｎ
からの圧搾空気を各減圧弁２４Ａ，２４Ｂ，２４
Ｃで択一的に減圧することにより、３通りの圧力
レベル（例えば、2.0，4.0，6.0Kg／cm²Ｇ）の圧搾
空気を油圧ポンプ２５に供給可能にし、各々に応
じた圧油を発生させる。

但し、上記３種の減圧弁２４Ａ，２４Ｂ，２４
Ｃに代えて可変式の減圧弁で無段階に減圧できる
ようにしてもよい。

ワークＷの材質・形状等に応じて油圧シリンダ
１２へ供給する油圧を適宜設定するが、低圧圧油
で仮締めしてワークＷを正確に位置決め後、それ
よりも高圧の圧油で本締めすることになる。

圧油は圧油供給口２３、圧油給排口２２、閉止
弁Ｖを経て油圧シリンダ１２に圧送される。

尚、符号２７は油圧検出用アクチユエータであ
り、符号２８は圧油リーク時の圧力低下を極力小
さくする為のアキユムレータである。

上記の如く、交換装置Ｔ上で圧油を供給してワ
ークパレツトＰに多数のワークＷをセツト後、セ
ルフシールカツプリングを外した状態でワークパ
レツトＰだけを工作機械Ｍの補助テーブル１Ａ上
に搬入・固定しワークＷの機械加工を行なう。

NC制御により機械加工中に油圧式ワーククラ
ンプＣの油圧系から圧油がリークすると、切削工
具を損傷し、多数のワークＷを次々と不良加工し
てしまうという問題がある。

この圧油のリークを防ぐ為に、独自に開発した
特殊な圧油リークの全くない可逆式の閉止弁Ｖを
用いると共に、仮に圧油リークが生じても油圧低
下が急速に進行しないようにアキユムレータ２８
を付設してある。

更に、万一何らかの油圧系の故障で油圧シリン
ダ１２のクランプ油室１２ａ及び油路１９中の油
圧が設定圧未満になつた場合に作動する油圧検出
用アクチユエータ２７を設け、メインテーブル１
Ｂ側に固定したリミツトスイツチＳで検出する。

尚、符号２６は圧抜き用の弁である。

第４図〜第６図に示すように、閉止弁Ｖの弁箱
Ｖ１の内部の弁室２９内にシート形弁体３０が摺
動自在に内装され、閉弁バネ３１で弁座３２に押
圧付勢され、その１次ポート２１に臨ませた開弁
棒３３の先端部を弁体３０に近接若しくは接当さ
せるとともに、他端部を操作軸３４のカム面３５
に接当させ、操作杆３６を下方へ切替えることに
より、カム面３５を介して開弁棒３３を押出して
開弁操作する。

弁体３０の弁面３０ａは耐摩耗性に優れる合成
樹脂製の環状体３７で形成され、また弁座３２は
弁室２９の内方へ環状突出させた構造であり、こ
れら弁面３０ａと弁座３２とで高圧の圧油を完全
に遮断できるように構成されている。

この閉止弁Ｖの２次ポート２０には各ワーク押
枠９の油路１９に連通する油圧ホース１９Ａが接
続されるが、第５図に示すように、微細異物をも
除去するフイルター３８を口金３９の先端で押え
込んで装着するとともに、圧油給排口２２側にも
同様のフイルターを装着することによつて異物の
侵入を防止し、上記閉止弁Ｖの遮断を完全にす
る。

油圧検出用アクチユエータ２７の外筒体４０は
弁箱Ｖ１の先端に螺合され、その検出油室４１の
圧油で小プランジヤ４２を介して検出作動子４３
を外方へ押圧し、また圧力設定バネ４４で検出作
動子４３を内方へ弾圧し、油圧力とバネ力との均
衡で検出作動子４３が静止し続ける。圧油リーク
により油圧低下が起つた場合、バネ力で油圧力に
抗して検出作動子４３が退入移動するので、これ
をリミツトスイツトＳで検出し、この検出信号に
基づき機械を緊急停止させる。

符号４６は圧油の設定圧力を調節する為のバネ
力調整具、４７は設定圧表示目盛、４８は回動規
制具、４９は表示窓、５０は指示針である。

次に、万一圧油リークが生じた場合に、油圧ワ
ーククランプＣのクランプ油室１２ａの油圧低下
が急速に進行するのを防ぐ為に、蓄圧用アキユム
レータ２８を台盤２内の中央部で基準受枠８の下
側部分に設ける。

即ち、ピストン形アキユムレータ２８のシリン
ダ孔２８ａを台盤２内に透設し、このシリンダ孔
２８ａ内にピストン２８ｂを保密摺動自在に内装
し、ピストン２８ｂの片側の蓄圧油室２８ｃを閉
止弁Ｖの２次ポート２０に接続するとともに、ピ
ストン２８ｂの他側の空圧室２８ｄ内に給気弁付
圧搾空気充填口２８ｅから例えば圧力100Kg／cm²
Ｇの圧搾空気を充填後、蓄圧油室２８ｃへ210
Kg／cm²Ｇの油圧を供給することにより、圧油で空
圧室２８ｄの圧搾空気を210Kg／cm²Ｇに加圧し、
この状態で閉止弁Ｖを閉弁して、クランプ油室１
２ａ及び油路１９の油圧をも210Kg／cm²Ｇに保持
する。

上記圧油を収容した状態で、ワークパレツトＰ
を工作機械Ｍのテーブル１Ａ，１上に移送してワ
ークＷを機械加工するが、ワーククランプＣの油
圧シリンダ１２等から油圧がリークして油圧低下
が進行し始めても、空圧室２８ｄの圧搾空気の弾
性体積膨張により蓄圧油室２８ｃの圧油を加圧す
るので、油圧低下が殆んど生じることはなく、油
圧低下速度を極めて小さく抑えることができる。

そして、圧油リークが著しくない限り、上記ア
キユムレータで数時間又は数十時間に亘つて油圧
低下をワーククランプに支障のない程度に防ぐこ
とが出来る。

尚、必要に応じて蓄圧用アキユムレータ２８の
数を増加し、シリンダ孔２８ａの径を大小調節す
ることができる。

尚、上記アキユムレータ２８は、必らずしも台
盤２内に形成する必要はなく、ワーク押枠９内に
形成してもよく、基準受枠８内に形成してもよ
い。

更に、クランプ油室１２ａ及び油路１９内の油
圧が設定圧以上の場合には、検出作動子４３の鍔
部４３ａを受止部５１で受止めた状態に保ち、圧
油リークの際アキユムレータ２８で油圧を補給し
つつ徐々に油圧が低下していつて設定圧未満にな
つた段階で、バネ力で検出作動子４３を内方へ押
動させて、リミツトスイツトＳを検出作動させる
ようにしてもよい。

ここで、上記実施例の一部を次のように変形す
ることが出来る。

(1) 第９図に示すように、鋼製チユーブやゴム製
チユーブ等からなる弾性材料製容器２８ｆから
なるアキユムレータを台盤２内に穿設した孔２
８ｇ内に付設する。

尚、符号２８ｈは容器２８ｆを支持するゴム
製支持具である。

(2) 第１０図に示すように、アキユムレータ２８
としてブラダ形アキユムレータを用いる。ブラ
ダ２８ｉ内に圧入された気体で油圧低下の際に
油圧を補給するものであり、弁軸２８ｊの端部
を外部に延出させて、リミツトスイツトＳの検
出部に臨ませる。

(3) アキユムレータ２８としては、上記以外にバ
ネ形アキユムレータやダイヤフラム形アキユム
レータを用いることもできる。バネ形アキユム
レータはバネの弾性付勢力を利用して油圧低下
の際に油圧を補給するもので、このアキユムレ
ータの室内構造はバネを有するバネ室のピスト
ンが外部に連通する油室に臨む構造になつてい
る。

(4) ワークパレツトＰの交換装置Ｔは、第１１図
のように直線移動型のものでもよい。

(5) ワークパレツトＰ自体の型式は、立型工作機
械用のワークパレツトに限定されず、横型工作
機械用のワークパレツトをも対象とするもので
ある。

(6) ワークパレツトＰの油圧式ワーククランプＣ
は、上記以外の各種の油圧式のものを対象とす
る。

例えば、台盤内に複数の立型油圧シリンダを
縦横に配設し、そのピストンに着脱自在に連結
したクランプ具の上部を台盤上面上に連出し、
このクランプ具を介してワークを台盤の上面に
固定するように構成したワークパレツトを含
む。

本考案は、上記のように構成され作用するので
次の効果を奏する。

(イ) ワークパレツトに複数の油圧式ワーククラン
プを設け、その圧油給排口に交換装置の油圧供
給装置の油圧供給口を接続して圧油を供給し、
ワークを固定するので、ワークパレツトへ多数
のワークを固定する作業を高能率化・軽作業化
できる。

(ロ) 上記(イ)に記載したように、ワークをワークパ
レツトに締付け後、閉止弁を切換えて油路を遮
断してから、圧油給排口から圧油供給口を分離
しても、閉止弁の働きで油圧のリークが全く起
らない若しくは殆んど起らない状態に保持し得
るので、油圧ホース等を接続せずにワークをセ
ツトしたワークパレツトだけを工作機械のテー
ブル上に移送し加工することが出来る。従つ
て、ワークパレツトの搬出入の作業が簡単化
し、能率的になるうえ、機械加工中の油圧ホー
ス焼損事故（火災誘発、切削工具損傷など）も
起らない。

しかも、油圧ホースの制約を受けずにワーク
パレツトを移送し得るので、工場内機械設備の
レイアウト上の自由度が極めて大きくなる。

即ち、多数のNCマシニングセンタを並設
し、パレツト交換装置の搬送台車を自動運転し
てパレツトの搬送及びテーブル上への着脱を行
なうようにした無人化工場に最も適したワーク
パレツトとなる。

(ハ) ワークをセツト中に、又ワークパレツトの搬
送中に、又機械加工中に、仮に油圧がリークし
ても蓄圧用アキユムレータで油圧を補給し、油
圧低下を防いでワークのクランプに支障のない
程度の油圧を維持することができる。従つて、
加工中の油圧低下に伴う切削工具の損傷やワー
クの不良加工を回避できる。また、ワークパレ
ツトにワークのセツトをやり直す必要もない。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の実施例を示し、第１図は工作
機械と交換装置の平面図、第２図は平面図、第３
図は油圧式ワーククランプを示すワークパレツト
の要部部分拡大縦断側面図、第４図はワークパレ
ツトを工作機械のテーブル上に固定した状態にお
ける閉止弁とリミツトスイツトの縦断側面図、第
５図は第４図Ｂ部拡大図、第６図は表示窓を示す
部分平面図、第７図はアキユムレータの横断平面
図、第８図は油圧系統図、第９図はアキユムレー
タの変形例の横断平面図、第１０図はアキユムレ
ータの変形例の横断平面図、第１１図は交換装置
の変形例の第１図相当図である。 Ｍ……工作機械、Ｔ……交換装置、Ｐ……ワー
クパレツト、Ｗ……ワーク、１……テーブル、２
……台盤、６……固定装置、８……基準受枠、９
……ワーク押枠、Ｃ……油圧式ワーククランプ、
Ｖ……可逆式閉止弁、Ｈ……油圧供給装置、１２
ａ……クランプ油室、１４……クランプ具、１９
……油路、２０……２次ポート、２１……１次ポ
ート、２２……圧油給排口、２３……圧油供給
口、２８……蓄圧用アキユムレータ、２８ａ，２
８ｇ……孔、２８ｃ……蓄圧油室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 工作機械Ｍの前側にワークパレツトＰの交換
   装置Ｔを設置し、工作機械Ｍのテーブル１Ａ、
   １上に固定装置６で固定したワークパレツトＰ
   を、該固定装置６による固定を解除した状態
   で、交換装置Ｔ上に載せ換え可能に構成すると
   ともに、交換装置Ｔ上に準備したワークパレツ
   トＰを工作機械Ｍのテーブル１Ａ、１上に載せ
   変えて固定装置６で固定可能に構成し、ワーク
   パレツトＰには複数の油圧式ワーククランプＣ
   と、可逆式閉止弁Ｖと蓄圧用アキユムレータ２
   ８とを設け、各ワーククランプＣのクランプ油
   室１２ａと前記アキユムレータ２８の蓄圧油室
   ２８ｃとを前記閉止弁Ｖの２次ポート２０に油
   路１９で連通し、ワーククランプＣはクランプ
   油室１２ａに圧油が供給された状態ではクラン
   プ具１４でワークＷを固定するように構成し、
   閉止弁Ｖの１次ポート２１側の圧油給排口２２
   に油圧供給装置Ｈの圧油供給口２３を着脱可能
   にし、油圧供給装置Ｈの油圧を可逆式閉止弁Ｖ
   からクランプ油室１２ａ及び蓄圧油室２８ｃに
   供給した状態で、可逆式閉止弁Ｖを閉弁状態に
   保持することにより、圧油給排口２２から圧油
   供給口２３を取外した状態でも、クランプ油室
   １２ａ及び蓄圧油室２８ｃを供給された油圧に
   保持するように構成し、このように油圧を保持
   している状態で、クランプ油室１２ａ及び油路
   １９から圧油のリークが生じたときに、上記蓄
   圧用アキユムレータ２８を介してその蓄圧油室
   ２８ｃから油圧を補給するように構成した事を
   特徴とする工作機械用ワークパレツト。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項に記載した工
   作機械用ワークパレツトにおいて、ワークパレ
   ツトＰの台盤２の上面に基準受枠８とワーク押
   枠９とを設け、ワーク押枠９に油圧式ワークク
   ランプＣを付設したもの。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に
   記載した工作機械用ワークパレツトにおいて、
   蓄圧用アキユムレータ２８をピストン形アキユ
   ムレータで構成したもの。 ４ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に
   記載した工作機械用ワークパレツトにおいて蓄
   圧用アキユムレータ２８をプラダ形アキユムレ
   ータで構成したもの。 ５ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に
   記載した工作機械用ワークパレツトにおいて蓄
   圧用アキユムレータ２８を弾性材料製容器で構
   成したもの。 ６ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に
   記載した工作機械用ワークパレツトにおいて蓄
   圧用アキユムレータ２８をバネ形アキユムレー
   タで構成したもの。 ７ 実用新案登録請求の範囲第３項又は第５項に
   記載した工作機械用ワークパレツトにおいて蓄
   圧用アキユムレータ２８をワークパレツトＰの
   台盤２内に形成した孔２８ａ，２８ｇ内に装着
   したもの。