JP2017094444A

JP2017094444A - Workpiece clamp device

Info

Publication number: JP2017094444A
Application number: JP2015228817A
Authority: JP
Inventors: 康夫西森; Yasuo Nishimori; 智章榎本; Tomoaki Enomoto; 良行岡本; Yoshiyuki Okamoto
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-11-24
Also published as: JP6341186B2; CN108602166B; WO2017090511A1; MX2018006326A; CN108602166A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely hold a workpiece in a vertically placed state during machining of the workpiece.SOLUTION: A workpiece clamp device includes: an abutting member which has a horizontal direction normal line and is provided with a planar workpiece abutting surface abutting on the surrounding of a through hole section in a workpiece; a grip member which is a cylindrical member projecting in the horizontal direction from the workpiece abutting surface and is capable of enlarging and contracting in a radial direction so as to be brought into pressure contact with an inner peripheral surface of the through hole section in a diameter enlarged state; a clamp rod which moves along an axial direction of the grip member to the workpiece abutting surface side so as to enlarge the grip member in diameter and adhere the workpiece to the workpiece abutting surface; a driving section which reciprocates the clamp rod along the axial direction of the grip member; and a temporarily holding mechanism which is locked to the surrounding of the through hole section of the workpiece so as to temporarily hold the workpiece. The locked portion of the temporarily holding mechanism is arranged within a dimentional range in which an axial length of the through hole section and a maximum movement distance of the clamp rod are added to the workpiece abutting surface in a state that the clamp rod is advanced.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ワーククランプ装置に関し、特に、ワークに設けられた孔部にグリップ部材を挿入することによりワークを保持するワーククランプ装置に関する。 The present invention relates to a workpiece clamping device, and more particularly to a workpiece clamping device that holds a workpiece by inserting a grip member into a hole provided in the workpiece.

従来、ワークを機械加工する際に、ワークをアーム状のクランプ機構でクランプするワーククランプ装置が用いられている。しかしながら、この種のワーククランプ装置では、加工工具がアームに干渉するのを避けながらワークを加工する必要があり、言い換えると、ワーク表面のうち、アームが重なっている部分を加工することはできないため、ワークに対する加工効率が低いという問題がある。 Conventionally, when a workpiece is machined, a workpiece clamping device that clamps the workpiece with an arm-shaped clamping mechanism has been used. However, with this type of workpiece clamping device, it is necessary to machine the workpiece while avoiding the machining tool from interfering with the arm. In other words, the portion of the workpiece surface where the arm overlaps cannot be machined. There is a problem that the machining efficiency for the workpiece is low.

このような問題を解消するために、近年、ワークに設けられた孔部にグリップ部材を挿入することによりワークを保持するように構成されたワーククランプ装置が提案されている。 In order to solve such problems, in recent years, there has been proposed a work clamping device configured to hold a work by inserting a grip member into a hole provided in the work.

特許文献１には、このようなグリップ部材を備えたワーククランプ装置の一例が開示されている。特許文献１に記載のワーククランプ装置は、ワークを寝かせた状態（横置き状態）で保持するものである。 Patent Document 1 discloses an example of a work clamp device including such a grip member. The work clamp device described in Patent Document 1 holds a work in a laid state (horizontal state).

具体的には、このワーククランプ装置により保持されるワークには、厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。そして、当該ワーククランプ装置は、ワークが載置される水平なワーク着座面を有する台座部と、この台座部の着座面から上方に突出するとともに径方向に拡縮可能な筒状部材であるグリップ部材と、このグリップ部材に内嵌され、グリップ部材がその軸方向に沿って相対的に台座部側へ移動することによりグリップ部材を拡径させるクランプロッドと、このクランプロッドを軸方向へ移動させる油圧シリンダとを備えたワーククランプ装置が開示されている。 Specifically, the work held by the work clamp device is formed with a through hole penetrating in the thickness direction. The workpiece clamping device includes a pedestal portion having a horizontal workpiece seating surface on which a workpiece is placed, and a grip member that is a cylindrical member that protrudes upward from the seating surface of the pedestal portion and that can be expanded and contracted in the radial direction. And a clamp rod that is fitted in the grip member and moves the grip member relative to the pedestal along the axial direction, and a hydraulic pressure that moves the clamp rod in the axial direction. A work clamping device including a cylinder is disclosed.

このクランプ装置によれば、ワークの貫通孔に縮径状態のグリップ部材およびクランプロッドを挿入しつつワークを着座面に載置し、油圧シリンダを駆動してクランプロッドをグリップ部材の軸方向に沿って台座部側へ移動させることにより、グリップ部材を拡径させて、グリップ部材でワークの貫通孔の内周面をグリップすることができ、これにより、ワークを横置き状態で保持することができる。しかも、従来のようにアーム状のクランプ機構を用いないため、ワークに対する加工効率が向上させることができる。 According to this clamping device, the workpiece is placed on the seating surface while inserting the grip member and the clamp rod having a reduced diameter into the through hole of the workpiece, and the hydraulic cylinder is driven to move the clamp rod along the axial direction of the grip member. By moving to the pedestal side, the diameter of the grip member can be expanded, and the inner peripheral surface of the through hole of the workpiece can be gripped by the grip member, so that the workpiece can be held in a horizontal state. . Moreover, since an arm-like clamping mechanism is not used as in the prior art, the machining efficiency for the workpiece can be improved.

特開２０１０−２４０７７５号公報JP 2010-240775 A

特許文献１に記載のワーククランプ装置は、ワークを横置き状態で保持するものであるが、工程数をより減らして効率的な加工を実現するために、ワークを立てた状態（縦置き状態）でワーククランプ装置に保持させることも要望されている。 The workpiece clamping device described in Patent Document 1 holds a workpiece in a horizontally placed state, but in a state where the workpiece is erected in order to reduce the number of steps and realize efficient machining (vertically placed state) It is also desired to hold the workpiece clamping device.

そこで、上記ワーククランプ装置を縦置き保持用に転用することが考えられるが、上記ワーククランプ装置を単に縦置き保持用に転用する場合には、以下の問題が生じる。 Therefore, it is conceivable to divert the work clamp device for holding vertically, but the following problems arise when the work clamp device is simply diverted for holding vertically.

具体的には、上記ワーククランプ装置を縦置き保持用に転用する場合には、グリップ部材をその軸方向が横方向を向くように配置されることになる。グリップ部材がワークの貫通孔に挿入された直後は、グリップ部材がワークの貫通孔の内周面に圧接されていない。立った状態のワークは、グリップ部材で圧接されていない段階では不安定な状態にあるため、グリップ部材が拡径してワークの貫通孔の内周面に圧接されるまでの間に、ワークの貫通孔からグリップ部材が抜けて、ワークが転倒する虞がある。 Specifically, when the work clamp device is diverted for holding vertically, the grip member is arranged so that its axial direction is in the horizontal direction. Immediately after the grip member is inserted into the through hole of the workpiece, the grip member is not pressed against the inner peripheral surface of the through hole of the workpiece. Since the workpiece in the standing state is in an unstable state when it is not pressed by the grip member, the workpiece does not reach the inner peripheral surface of the workpiece through-hole until the grip member expands in diameter. There is a risk that the grip member may fall out of the through hole and the workpiece may fall.

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、ワーク加工時に、ワークに対する高い加工効率を確保できるようにワークを保持することができるとともに、ワークを縦置き状態で確実に保持することができるワーククランプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can hold a workpiece so as to ensure high machining efficiency with respect to the workpiece and reliably hold the workpiece in a vertically placed state. An object of the present invention is to provide a work clamping device that can perform the above operation.

上記の課題を解決するために、本発明は、クランプ用の貫通孔部を有するワークをクランプするワーククランプ装置であって、水平方向の法線を有するとともに前記ワークにおける前記貫通孔部の周囲に面状に当接する平面状のワーク当接面が設けられた当接部材と、前記ワーク当接面から水平方向に突出する筒状部材であって、少なくともその周方向の一部が径方向に拡縮可能に構成され、縮径した状態で前記貫通孔部の内径より小さい外径を有し、拡径した状態で前記貫通孔部の内周面に圧接するグリップ部材と、前記グリップ部材の内側において軸方向に沿って移動可能なロッドであって、前記グリップ部材の軸方向に沿って前記ワーク当接面側に移動することにより前記グリップ部材を拡径させるとともに前記ワークを前記ワーク当接面に密着させるクランプロッドと、前記クランプロッドを前記グリップ部材の軸方向に沿って進退往復動させる駆動部と、前記グリップ部材の先端部に設けられ、前記ワークの貫通孔部の周囲に係止することにより前記ワークを仮保持する仮保持機構とを備え、前記仮保持機構の係止部位は、前記クランプロッドが進出した状態で、前記ワーク当接面に対して、前記貫通孔部の軸長と前記クランプロッドの最大移動距離とを加えた寸法範囲内に配置されていることを特徴とするワーククランプ装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a work clamping device for clamping a work having a through-hole part for clamping, having a normal line in the horizontal direction and around the through-hole part in the work. A contact member provided with a planar workpiece contact surface that contacts the surface, and a cylindrical member that protrudes in a horizontal direction from the workpiece contact surface, and at least a part of the circumferential direction thereof is radially A grip member configured to be expandable and contractible, having an outer diameter smaller than the inner diameter of the through-hole portion in a contracted state, and being in pressure contact with an inner peripheral surface of the through-hole portion in an expanded state; and an inner side of the grip member A rod that is movable along the axial direction of the grip member, and moves the grip member toward the workpiece contact surface along the axial direction of the grip member, thereby expanding the diameter of the grip member and moving the workpiece against the workpiece. A clamp rod that is in close contact with the surface; a drive unit that moves the clamp rod back and forth along the axial direction of the grip member; and a lock rod that is provided at the tip of the grip member and is locked around the through-hole portion of the workpiece A temporary holding mechanism for temporarily holding the workpiece, and the locking portion of the temporary holding mechanism is configured so that the shaft of the through hole portion is in contact with the workpiece contact surface in a state in which the clamp rod is advanced. Provided is a workpiece clamping device which is disposed within a size range including a length and a maximum movement distance of the clamping rod.

本発明によれば、仮保持機構によりワークが仮保持されるため、ワークが縦置き状態であっても、仮保持の状態からグリップ部材によりワークがクランプされるまでの間に、ワークの貫通孔部からグリップ部材が抜けることが防止され、その結果、ワークの転倒を防止することができる。しかも、仮保持機構はワークの貫通孔部の周囲に係止することによりワークを仮保持するものであり、その係止部位は、前記クランプロッドが進出した状態で、ワーク当接面に対して、貫通孔部の軸長とクランプロッドの最大移動距離とを加えた寸法範囲内に配置されているので、クランプ機能を確実に担保しつつ、簡易に仮保持機構を構成することができる。また、ワークの貫通孔部にグリップ部材を挿入させて当該グリップ部材を拡径することでグリップ部材がワークの貫通孔部に圧接するので、上記従来技術のようにワークをアーム機構でクランプする場合と比べて、クランプ装置をコンパクトかつ簡素化することができるとともに、ワークの加工効率を高めることができる。 According to the present invention, since the work is temporarily held by the temporary holding mechanism, the work through-hole is provided between the temporary holding state and the work being clamped by the grip member even when the work is in the vertical position. The grip member is prevented from coming off from the portion, and as a result, the workpiece can be prevented from falling. Moreover, the temporary holding mechanism temporarily holds the workpiece by locking it around the through-hole portion of the workpiece, and the locking portion is in a state where the clamp rod has advanced with respect to the workpiece contact surface. Since the axial length of the through-hole portion and the maximum moving distance of the clamp rod are disposed within the dimension range, the temporary holding mechanism can be easily configured while ensuring the clamping function. In addition, when the grip member is inserted into the through-hole portion of the work and the grip member is expanded in diameter, the grip member is pressed against the through-hole portion of the work. Compared to the above, the clamping device can be made compact and simple, and the machining efficiency of the workpiece can be increased.

本発明においては、前記仮保持機構は、前記貫通孔部に挿通可能であって外周壁に貫通孔が設けられたハウジング部と、このハウジング部の貫通孔から出没可能に構成されるとともに進出状態で前記ワークの貫通孔部の周囲に係止する係止用球体部と、この係止用球体部を前記貫通孔を通じて進出状態に付勢する付勢機構とを備えることが好ましい。 In the present invention, the temporary holding mechanism is configured to be inserted into the through-hole portion and provided with a through-hole in the outer peripheral wall; It is preferable to include a locking sphere portion that locks around the through-hole portion of the workpiece, and a biasing mechanism that biases the locking sphere portion into an advanced state through the through-hole.

この構成によれば、比較的簡単な構成でワークを仮保持することができる。 According to this configuration, the workpiece can be temporarily held with a relatively simple configuration.

本発明においては、前記貫通孔は、前記外周壁の周方向に互いに間隔を隔てて複数設けられており、前記係止用球体部は、前記各貫通孔に対応する位置に複数設けられていることが好ましい。 In the present invention, a plurality of the through holes are provided at intervals in the circumferential direction of the outer peripheral wall, and a plurality of the locking spheres are provided at positions corresponding to the respective through holes. It is preferable.

この構成によれば、周方向に互いに間隔を隔てて設けられた複数の係止用球体部を貫通孔部の周縁部に係止させることにより、ワークを安定した状態で仮保持することができる。 According to this configuration, the workpiece can be temporarily held in a stable state by locking the plurality of locking sphere portions provided at intervals in the circumferential direction to the peripheral edge portion of the through hole portion. .

以上説明したように、本発明によれば、ワーク加工時に、ワークに対する高い加工効率を確保できるようにワークを保持することができるとともに、ワークを縦置き状態で確実に保持することができる。 As described above, according to the present invention, when a workpiece is processed, the workpiece can be held so as to ensure high machining efficiency for the workpiece, and the workpiece can be reliably held in a vertically placed state.

本発明の実施形態に係るワーククランプ用治具を備えるマシニングセンターを示す斜視図である。It is a perspective view showing a machining center provided with a jig for work clamp concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るワーククランプ用治具を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the jig | tool for workpiece clamping which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るワーククランプ用治具でワークをクランプした状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which clamped the workpiece | work with the jig | tool for workpiece clamps concerning embodiment of this invention. ワークをワーククランプ用治具にクランプさせる様子を示す断面図であり、ワークがワーククランプ用治具に仮保持される前の状態を示す図である。It is sectional drawing which shows a mode that a workpiece | work is clamped by the jig | tool for workpiece clamping, and is a figure which shows the state before a workpiece | work is temporarily hold | maintained by the jig | tool for workpiece clamping. ワークをワーククランプ用治具にクランプさせる様子を示す断面図であり、ワークがワーククランプ用治具に仮保持された後、クランプされる前の状態を示す図である。It is sectional drawing which shows a mode that a workpiece | work is clamped to the jig | tool for workpiece clamping, It is a figure which shows the state before clamped, after a workpiece | work is temporarily hold | maintained by the jig | tool for workpiece clamping. ワークをワーククランプ用治具にクランプさせる様子を示す断面図であり、ワークがワーククランプ用治具にクランプされた状態を示す図である。It is sectional drawing which shows a mode that a workpiece | work is clamped to the jig | tool for workpiece clamping, and is a figure which shows the state by which the workpiece | work was clamped by the jig | tool for workpiece clamping. 搬送ローダを用いてワークをワーククランプ用治具にクランプさせる様子を示す概略図であり、ワークがワーククランプ用治具にクランプされる前の状態を示す図である。It is the schematic which shows a mode that a workpiece | work is clamped to the jig | tool for workpiece clamping using a conveyance loader, and is a figure which shows the state before a workpiece | work is clamped by the jig | tool for workpiece clamping. 搬送ローダを用いてワークをワーククランプ用治具にクランプさせる様子を示す概略図であり、ワークがワーククランプ用治具にクランプされる途中の状態を示す図である。It is the schematic which shows a mode that a workpiece | work is clamped to the jig | tool for workpiece clamping using a conveyance loader, and is a figure which shows the state in the middle of the workpiece | work being clamped by the jig | tool for workpiece clamping. 搬送ローダを用いてワークをワーククランプ用治具にクランプさせる様子を示す概略図であり、ワークがワーククランプ用治具にクランプされた状態を示す図である。It is the schematic which shows a mode that a workpiece | work is clamped to the jig | tool for workpiece clamping using a conveyance loader, and is a figure which shows the state clamped by the jig | tool for workpiece clamping.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施形態に係るワーククランプ用治具５を備えるマシニングセンター１を示す斜視図である。なお、図１に示されるＸ方向およびＺ方向は、水平方向（横方向）であって互いに直交しており、Ｙ方向はＸ方向およびＺ方向に垂直な方向（上下方向）である。また、方向Ｒは鉛直軸周りの回転方向である。すなわち、本実施形態のマシニングセンター１は、主軸ヘッド１０がＸ方向、Ｙ方向に移動可能であり、ワーククランプ用治具５がＺ軸方向に移動可能であるとともにＲ方向に回転可能である。 FIG. 1 is a perspective view showing a machining center 1 including a workpiece clamping jig 5 according to this embodiment. Note that the X direction and the Z direction shown in FIG. 1 are the horizontal direction (lateral direction) and are orthogonal to each other, and the Y direction is a direction (vertical direction) perpendicular to the X direction and the Z direction. The direction R is the direction of rotation around the vertical axis. That is, in the machining center 1 of the present embodiment, the spindle head 10 can move in the X direction and the Y direction, and the work clamping jig 5 can move in the Z axis direction and can rotate in the R direction.

本実施形態に係るマシニングセンター１は、ワーククランプ用治具５でワーク１６を縦置きに保持した状態で、加工工具（図示略）により当該ワーク１６に切削加工を行う装置である。 The machining center 1 according to the present embodiment is an apparatus that performs cutting on the workpiece 16 with a machining tool (not shown) in a state where the workpiece 16 is held vertically by the workpiece clamping jig 5.

ワーク１６は、図４に示されるように、クランプ用の貫通孔部１８ａを有している。この貫通孔部１８ａは、本実施形態ではマシニングセンター１による加工時に位置決めする位置決め孔をクランプ用に利用しているが、クランプ用に別途設けるものであっても良く、またその他の孔をクランプ用に利用するものであっても良い。 As shown in FIG. 4, the workpiece 16 has a through-hole portion 18a for clamping. In the present embodiment, the through-hole portion 18a uses a positioning hole for clamping at the time of machining by the machining center 1, but may be provided separately for clamping, and other holes may be used for clamping. It may be used.

この貫通孔部１８ａは、後述するフランジ部１８の厚み方向に貫通する孔であり、この貫通孔部１８ａの一方側の端部は、外側（表面側）に向かうほど径が次第に大きくなる円錐台状の拡径部１８ｂとして形成されている。 The through-hole portion 18a is a hole that penetrates in the thickness direction of the flange portion 18 to be described later, and an end portion on one side of the through-hole portion 18a gradually increases in diameter toward the outside (surface side). It is formed as an enlarged diameter portion 18b.

ワーク１６の種類は特に限定されるものではなく、厚み方向に貫通孔を有する板状部を有するワークであればクランプすることができるが、本実施形態では図３に示されるように車両用エンジンの複数の気筒（図例では４つ）が直列方向に列設されたシリンダブロックを例にあげて説明する。このシリンダブロック１６は、気筒軸方向一端部に、フランジ部１８（図３、７〜９参照）が外方に突出形成され、図３では省略しているものの、フランジ部１８と反対側である気筒列方向他端部には、フランジ部１９（図７〜９参照）が外方に突出形成されている。そして、このフランジ部１８、１９には、当該フランジ部を厚み方向に貫通する貫通孔部１８ａ（図４〜６参照）が予め形成されている。 The type of the workpiece 16 is not particularly limited, and any workpiece having a plate-like portion having a through hole in the thickness direction can be clamped. In this embodiment, as shown in FIG. A cylinder block in which a plurality of cylinders (four in the illustrated example) are arranged in series will be described as an example. The cylinder block 16 has a flange portion 18 (see FIGS. 3 and 7 to 9) that protrudes outward at one end in the cylinder axial direction, and is opposite to the flange portion 18, although omitted in FIG. 3. At the other end in the cylinder row direction, a flange portion 19 (see FIGS. 7 to 9) is formed protruding outward. And in this flange part 18 and 19, the through-hole part 18a (refer FIGS. 4-6) which penetrates the said flange part in the thickness direction is formed previously.

このマシニングセンター１は、ベース部２と、第１レール１４と、第１テーブル３と、第１駆動部１５と、第２テーブル４と、第２駆動部２３と、ワーククランプ用治具５と、第２レール１１と、コラム部７と、第３駆動部１２と、第３レール８と、ヘッド保持部９と、第４駆動部１３と、主軸ヘッド１０とを備えている。 The machining center 1 includes a base 2, a first rail 14, a first table 3, a first driving unit 15, a second table 4, a second driving unit 23, a work clamping jig 5, The second rail 11, the column part 7, the third drive part 12, the third rail 8, the head holding part 9, the fourth drive part 13, and the spindle head 10 are provided.

ベース部２は、マシニングセンター１が設置される所定の床面上に配置されるものである。このベース部２上に、第１レール１４および第２レール１１が設けられている。 The base part 2 is arranged on a predetermined floor surface on which the machining center 1 is installed. A first rail 14 and a second rail 11 are provided on the base portion 2.

第１レール１４は、Ｚ方向（水平方向）に延びるレールであって、互いに平行な２本のレールから構成されている。 The first rail 14 is a rail extending in the Z direction (horizontal direction), and is composed of two rails parallel to each other.

第１テーブル３は、第１レール１４の上に、図外のローラを介してＺ方向に移動可能に設けられている。 The first table 3 is provided on the first rail 14 so as to be movable in the Z direction via a roller (not shown).

第１駆動部１５は、第１テーブル３をＺ方向に移動させる駆動部である。第１駆動部１５の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態ではサーボモータと、当該サーボモータにより駆動されるボールねじ機構とにより構成されている。 The first drive unit 15 is a drive unit that moves the first table 3 in the Z direction. Although the structure of the 1st drive part 15 is not specifically limited, In this embodiment, it is comprised by the servomotor and the ball screw mechanism driven by the said servomotor.

第２テーブル４は、第１テーブル３の上に、方向Ｒに沿って回転可能に設けられている。 The second table 4 is provided on the first table 3 so as to be rotatable along the direction R.

第２駆動部２３は、第２テーブル４を回転させる駆動部である。第２駆動部１５の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態ではサーボモータにより構成されている。 The second drive unit 23 is a drive unit that rotates the second table 4. Although the structure of the 2nd drive part 15 is not specifically limited, In this embodiment, it is comprised by the servomotor.

ワーククランプ用治具５は、第２テーブル４の上に立設されている。すなわち、ワーククランプ用治具５は、第１テーブル３を介して第２テーブル４上に設けられ、これによりＺ方向に移動可能であるとともにＲ方向に回転可能に構成されている。ワーククランプ用治具５の構造については後述する。 The work clamping jig 5 is erected on the second table 4. In other words, the work clamping jig 5 is provided on the second table 4 via the first table 3, thereby being movable in the Z direction and rotatable in the R direction. The structure of the workpiece clamping jig 5 will be described later.

第２レール１１は、Ｘ方向（水平方向）に延びるレールであって、互いに平行な２本のレールから構成されている。 The second rail 11 is a rail extending in the X direction (horizontal direction), and is composed of two rails parallel to each other.

コラム部７は、第２レール１１の上に、Ｘ方向に移動可能に設けられた支柱である。 The column portion 7 is a support column provided on the second rail 11 so as to be movable in the X direction.

第３駆動部１２は、コラム部７をＸ方向に移動させる駆動部である。第３駆動部１５の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態ではサーボモータと、当該サーボモータにより駆動されるボールねじ機構とにより構成されている。 The third drive unit 12 is a drive unit that moves the column unit 7 in the X direction. Although the structure of the 3rd drive part 15 is not specifically limited, In this embodiment, it is comprised by the servomotor and the ball screw mechanism driven by the said servomotor.

第３レール８は、コラム部７の側面にＹ方向（上下方向）に延びるように設けられたレールであって、互いに平行な２本のレールから構成されている。 The third rail 8 is a rail provided on the side surface of the column portion 7 so as to extend in the Y direction (vertical direction), and is composed of two rails parallel to each other.

ヘッド保持部９は、第３レール８にガイドされつつ上下方向に移動可能な板状部材である。 The head holding portion 9 is a plate-like member that is movable in the vertical direction while being guided by the third rail 8.

第４駆動部１３は、ヘッド保持部９をＹ方向に移動させる駆動部である。第４駆動部１３の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態ではサーボモータと、当該サーボモータにより駆動されるボールねじ機構とにより構成されている。 The fourth drive unit 13 is a drive unit that moves the head holding unit 9 in the Y direction. Although the structure of the 4th drive part 13 is not specifically limited, In this embodiment, it is comprised by the servomotor and the ball screw mechanism driven by the said servomotor.

主軸ヘッド１０は、軸状の加工工具（図示略）と、この加工工具を回転駆動するクイル２４とを備えている。 The spindle head 10 includes an axial machining tool (not shown) and a quill 24 that rotationally drives the machining tool.

次に、ワーククランプ用治具５の構造について、詳細に説明する。 Next, the structure of the workpiece clamping jig 5 will be described in detail.

ワーククランプ用治具５は、図２に示されるように、台座５１と、フレーム５２と、支持板５３と、ワーククランプ装置６とを備えている。 As shown in FIG. 2, the workpiece clamping jig 5 includes a pedestal 51, a frame 52, a support plate 53, and a workpiece clamping device 6.

台座５１は、平面視略矩形状の板状部材であり、第２テーブル４の上にボルト等で着脱可能に固定されるものである。 The pedestal 51 is a plate-like member having a substantially rectangular shape in plan view, and is detachably fixed on the second table 4 with a bolt or the like.

フレーム５２は、図２、図３に明示するように、台座５１の短手方向一端部における長手方向両端部から各々上方に立ち上がる２つの側辺部５２ａと、これら側辺部５２ａの上端同士を繋ぐように横方向に延びる上辺部５２ｂとからなり、全体として門形をなす部材である。このフレーム５２の上辺部５２ｂは、第３レール８の上端部と略同じ高さに位置している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the frame 52 has two side portions 52a that rise upward from both ends in the longitudinal direction at one end in the short direction of the pedestal 51, and upper ends of these side portions 52a. The upper part 52b extending in the lateral direction so as to be connected is a member having a gate shape as a whole. The upper side portion 52 b of the frame 52 is located at substantially the same height as the upper end portion of the third rail 8.

支持板５３は、フレーム５２の一方側の側面（図２では前面）に厚み方向を横方向に向けた状態で装着される板状部材である。本実施形態に係る支持板５３は、下側の支持板５３と、上側の支持板５４とから構成されている。下側の支持板５３は、フレーム５２の各側辺部５２ａにおける下端部の間に架け渡された下辺部５３ａと、この下辺部の両端から各々フレーム５２の側辺部５２ａに沿って上方に立ち上がる２つの側辺部５３ｂとを有し、全体としてＵ字形をなしている。上側の支持板５４は、フレーム５２の各側辺部５２ａにおける上端部の間に架け渡された上辺部５４ａと、この上辺部５４ａの両端から各々フレーム５２の側辺部５２ａに沿って下方に垂下する２つの側辺部５４ｂとを有し、全体としてＵ字形をなしている。本実施形態では、下側の支持板５３および上側の支持板５４は、下側の支持板５３の側辺部５３ｂの上端部と上側の支持板５４の側辺部５４ｂの下端部とが上下方向に所定の間隔を隔てるように配置され、この間から工具が挿入可能に構成されている。 The support plate 53 is a plate-like member that is attached to one side surface (the front surface in FIG. 2) of the frame 52 with the thickness direction directed laterally. The support plate 53 according to the present embodiment includes a lower support plate 53 and an upper support plate 54. The lower support plate 53 includes a lower side 53a spanned between lower ends of the side parts 52a of the frame 52, and upwards along the side parts 52a of the frame 52 from both ends of the lower side part. It has two side portions 53b that rise, and has a U-shape as a whole. The upper support plate 54 includes an upper side 54a spanned between the upper ends of the side parts 52a of the frame 52, and downwards along the side parts 52a of the frame 52 from both ends of the upper side part 54a. It has two side portions 54b that hang down, and has a U-shape as a whole. In the present embodiment, the lower support plate 53 and the upper support plate 54 are such that the upper end portion of the side portion 53b of the lower support plate 53 and the lower end portion of the side portion 54b of the upper support plate 54 are vertically moved. It arrange | positions so that a predetermined space | interval may be spaced apart in the direction, and it is comprised so that a tool can be inserted from this.

図２に示されるように、ワーククランプ装置６は、本実施形態では、下側の支持板５３の各側辺部５３ｂの上端部と、上側の支持板５４の各側辺部５４ｂの下端部とに各々設けられている。すなわち、本実施形態では、４つのワーククランプ装置６が設けられているが、このワーククランプ装置６の個数は特に限定するものではない。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the work clamp device 6 includes an upper end portion of each side portion 53 b of the lower support plate 53 and a lower end portion of each side portion 54 b of the upper support plate 54. And are provided respectively. That is, in the present embodiment, four work clamping devices 6 are provided, but the number of the work clamping devices 6 is not particularly limited.

このワーククランプ装置６は、いわゆるホールクランプ装置であって、通常の装置と異なり、図３に示されるように、加工対象となるワーク１６を縦置き状態に保持するものである。このワーククランプ装置６の基本動作用の構成は、既存のホールクランプ装置の構造であれば、その具体的構成を特に限定するものではないが、以下、本実施形態のワーククランプ装置６の構造を簡単に説明する。 This work clamp device 6 is a so-called hole clamp device, and unlike a normal device, as shown in FIG. 3, holds the workpiece 16 to be processed in a vertically placed state. The configuration for the basic operation of the work clamp device 6 is not particularly limited as long as it is a structure of an existing hole clamp device. Hereinafter, the structure of the work clamp device 6 of the present embodiment will be described. Briefly described.

図４（ａ）に示されるように、ワーククランプ装置６は、各側辺部５３ｂ、５４ｂに固定される当接部材６１と、この当接部材６１から水平方向に突出するグリップ部材６３と、このグリップ部材６３の先端に配置される仮保持機構２５と、当接部材６１の内に収容されグリップ部材６３に係合されるクランプロッド６４と、このクランプロッド６４を進退往復駆動する駆動部２６と、ガス圧検出部（図示略）と、ガス圧送部（図示略）と、制御部（図示略）とを備えている。 As shown in FIG. 4A, the work clamping device 6 includes a contact member 61 fixed to each side portion 53b, 54b, a grip member 63 protruding in a horizontal direction from the contact member 61, The temporary holding mechanism 25 disposed at the front end of the grip member 63, the clamp rod 64 housed in the contact member 61 and engaged with the grip member 63, and the drive unit 26 that drives the clamp rod 64 to move forward and backward. A gas pressure detection unit (not shown), a gas pressure feeding unit (not shown), and a control unit (not shown).

当接部材６１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、全体視、先端部が円錐台状の筒体として構成された円筒状体である。この当接部材６１は、先端面がグリップ部材６３の軸方向に直交する平面として構成され、この先端面がワーク当接面６１ａをなしている。また、当接部材６１は、その筒体の内部空間がグリップ機構収容孔６１ｃとして構成され、前記グリップ機構の主要部が収容されている。さらに、当接部材６１は、その内部に油路６１ｄと、ガス通路６１ｂとを有し、後述する駆動が可能に構成されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the abutting member 61 is a cylindrical body that is configured as a cylindrical body having a truncated cone shape at the distal end. The abutting member 61 is configured as a plane whose front end surface is orthogonal to the axial direction of the grip member 63, and this front end surface forms a workpiece abutting surface 61a. Further, the inner space of the cylindrical body of the contact member 61 is configured as a grip mechanism accommodation hole 61c, and the main part of the grip mechanism is accommodated. Furthermore, the abutting member 61 has an oil passage 61d and a gas passage 61b in the inside thereof, and is configured to be capable of being driven later.

具体的には、図４〜６に示されるように、ワーク当接面６１ａは、その法線が水平方向（グリップ部材６３の突出方向）を向く面であって、少なくとも後述するクランプ状態において、図５，６に示されるように、ワーク１６におけるフランジ部１８の表面のうち、貫通孔部１８ａの周縁部に平面的に当接するものとなされている。 Specifically, as shown in FIGS. 4 to 6, the workpiece contact surface 61 a is a surface whose normal is directed in the horizontal direction (the protruding direction of the grip member 63), and at least in a clamped state described later. As shown in FIGS. 5 and 6, the surface of the flange portion 18 of the workpiece 16 is in contact with the peripheral portion of the through-hole portion 18 a in a planar manner.

グリップ機構収容孔６１ｃは、筒状のグリップ部材６３と、クランプロッド６４と、駆動部２６のプランジャ６５とを収容する孔である。グリップ機構収容孔６１ｃ内において、クランプロッド６４およびプランジャ６５が一体的に水平方向に移動可能となっている。グリップ機構収容孔６１ｃは、プランジャ６５を前進させるための油圧室６１ｅおよび後退させるための油圧室６１ｆを有している。 The grip mechanism accommodation hole 61 c is a hole that accommodates the cylindrical grip member 63, the clamp rod 64, and the plunger 65 of the drive unit 26. In the grip mechanism accommodation hole 61c, the clamp rod 64 and the plunger 65 are integrally movable in the horizontal direction. The grip mechanism accommodation hole 61c has a hydraulic chamber 61e for moving the plunger 65 forward and a hydraulic chamber 61f for moving the plunger 65 backward.

油路６１ｄは、プランジャ６５を後退させるための油圧室６１ｆにオイルを供給する通路であり、一端が油圧室６１ｆに開口するとともに他端が図外のオイルポート、オイルポンプなどの油圧系に接続されている。油圧室６１ｆは、プランジャ６５の軸方向基端部に形成されたフランジ部６５ａの先端側（グリップ部材６３の突出方向先端側）に設けられ、オイルが充填されることによりプランジャ６５を軸方向基端部側に移動させるために用いられる。 The oil passage 61d is a passage for supplying oil to the hydraulic chamber 61f for retreating the plunger 65. One end opens into the hydraulic chamber 61f and the other end is connected to a hydraulic system such as an oil port and an oil pump (not shown). Has been. The hydraulic chamber 61f is provided at the distal end side of the flange portion 65a formed at the proximal end portion in the axial direction of the plunger 65 (the distal end side in the projecting direction of the grip member 63). Used to move to the end side.

ガス通路６１ｂは、ワーク当接面６１ａに開口するガスの通路であり、後述するようにワーク当接面６１ａにワーク１６のフランジ部１８が密着していることを検知するために設けられている。このガス通路６１ｂには、ガスの圧力を検出する上記圧力検出部が設けられており、この圧力検出部には上記制御部が接続されている。さらに、ガス通路６１ｂのガス流れ方向上流側には、ガスを圧送する上記ガス圧送部が設けられている。 The gas passage 61b is a gas passage that opens to the workpiece contact surface 61a, and is provided to detect that the flange portion 18 of the workpiece 16 is in close contact with the workpiece contact surface 61a as described later. . The gas passage 61b is provided with the pressure detection unit for detecting the gas pressure, and the control unit is connected to the pressure detection unit. Further, the gas pumping unit for pumping the gas is provided upstream of the gas passage 61b in the gas flow direction.

制御部は、ワーク当接面６１ａにワーク１６のフランジ部１８が当接すると、その当接によるガス通路６１ｂ内のガス圧の上昇を圧力検出部の検出結果に基づいて認識し、プランジャ６５を前進位置から後退位置（すなわち軸方向基端側）に遷移させるために油圧室６１ｆにオイルを供給する制御を行う。また、ワーク１６の加工が終了したときには、プランジャ６５を後退位置から前進位置に遷移させてグリップ部材６３によるクランプ状態を解放させるために、油圧室６１ｅにオイルを供給する制御を行う。 When the flange portion 18 of the workpiece 16 comes into contact with the workpiece contact surface 61a, the control unit recognizes an increase in gas pressure in the gas passage 61b due to the contact based on the detection result of the pressure detection unit, and moves the plunger 65. Control is performed to supply oil to the hydraulic chamber 61f in order to shift from the forward position to the reverse position (that is, the axial base end side). Further, when the machining of the workpiece 16 is completed, control is performed to supply oil to the hydraulic chamber 61e in order to change the plunger 65 from the retracted position to the advanced position and release the clamped state by the grip member 63.

図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、グリップ部材６３は、ワーク当接面６１ａから水平方向に突出する筒状部材であって、プランジャ６５の移動に伴って軸方向にスライド移動するものとなされているとともに、径方向に拡縮するように構成されている。具体的には、グリップ部材６３は、後述する仮保持機構２５のハウジングと一体的に設けられたハウジング部６２と、このハウジング部６２内に収容され、軸方向から見て周方向に並ぶ３つの円弧状部６３ａと、隣接する円弧状部６３ａの間に径方向に移動可能に設けられる３つのグリップ部６３ｂとを備え、このグリップ部６３ｂが各円弧状部６３ａおよびハウジング部６２の外周面から径方向に沿ってスライドして進退することにより拡縮するように構成されている。すなわち、グリップ部６３ｂは、グリップ部６３ｂが各円弧状部６３ａおよびハウジング部６２の外周面から径方向内側に退入した縮径状態で貫通孔部１８ａの内径より小さい外径を有するように構成され、グリップ部６３ｂが各円弧状部６３ａおよびハウジング部６２の外周面から径方向外側に進出した拡径状態で貫通孔部１８ａの内周面に圧接するように構成されている。このグリップ部６３ｂは、円弧状部６３ａの径方向内側に向かって付勢され、これにより進退可能に構成されている。また、グリップ部材６３およびハウジング部６２は、コイルばね７０によって突出方向先端側に付勢され、これによりグリップ部材６３がクランプロッド６４の外周面に当接するように構成されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the grip member 63 is a cylindrical member that protrudes in the horizontal direction from the workpiece contact surface 61a, and slides in the axial direction as the plunger 65 moves. And configured to expand and contract in the radial direction. Specifically, the grip member 63 includes a housing part 62 provided integrally with a housing of the temporary holding mechanism 25 described later, and three housing parts that are accommodated in the housing part 62 and arranged in the circumferential direction when viewed from the axial direction. An arc-shaped portion 63 a and three grip portions 63 b provided so as to be movable in the radial direction between adjacent arc-shaped portions 63 a are provided, and the grip portions 63 b are formed from the outer peripheral surfaces of the arc-shaped portions 63 a and the housing portion 62. It is configured to expand and contract by sliding along the radial direction and moving back and forth. That is, the grip part 63b is configured to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the through-hole part 18a in a reduced diameter state in which the grip part 63b is retracted radially inward from the outer peripheral surface of each arcuate part 63a and the housing part 62. The grip portion 63b is configured to be in pressure contact with the inner peripheral surface of the through-hole portion 18a in a diameter-expanded state where the grip portion 63b extends radially outward from the outer peripheral surface of each arc-shaped portion 63a and the housing portion 62. This grip part 63b is urged | biased toward the radial inside of the circular arc-shaped part 63a, and, thereby, is comprised so that advance / retreat is possible. Further, the grip member 63 and the housing part 62 are urged toward the front end side in the protruding direction by the coil spring 70, so that the grip member 63 abuts on the outer peripheral surface of the clamp rod 64.

円弧状部６３ａおよびグリップ部６３ｂは、内側の面が、軸方向基端部で内径が一定に構成されており、軸方向先端部で先端に向かうに従って径方向外向きに傾斜している（テーパ状となっている）。また、グリップ部６３ｂの厚みは、軸方向の同じ位置において、円弧状部６３ａの厚みよりも大きく設定されている。また、グリップ部６３ｂの外側の面は、突出方向に垂直な溝が設けられることにより、断面ギザギザ状に形成されている（図４（ａ）、図５，６ではこのギザギザを省略している）。 The arcuate portion 63a and the grip portion 63b are configured such that the inner surfaces of the arc-shaped portion 63a and the grip portion 63b have a constant inner diameter at the axial base end portion, and are inclined radially outward toward the distal end at the axial distal end portion (tapered). Is in the shape). Further, the thickness of the grip part 63b is set to be larger than the thickness of the arcuate part 63a at the same position in the axial direction. Further, the outer surface of the grip portion 63b is formed in a jagged cross section by providing a groove perpendicular to the protruding direction (this jagged shape is omitted in FIGS. 4 (a) and 5 and 6). ).

クランプロッド６４は、グリップ部材６３の内側において軸方向に沿って移動可能なロッドであって、グリップ部材６３の軸方向に沿ってワーク当接面６１ａ側に移動することによりグリップ部材６３を拡径させるとともにこのグリップ部材６３とともにワーク１６をワーク当接面６１ａに密着させるものである。クランプロッド６４は、図４（ｂ）に示されるように、その後端部に設けられ、プランジャ６５の先端部の係止部６５ｂと係止される拡径部６４ｃと、この拡径部６４ｃよりも小径で拡径部６４ｃから前方へ延びる円柱状部６４ａと、この円柱状部６４ａの前端部に設けられ基端側（後側）から先端側（前側）に向かって次第に径が大きくなる円錐台状部６４ｂとを有している。円錐台状部６４ｂの外周面は軸方向に対して傾斜している。その傾斜角度は、グリップ部材６３におけるグリップ部６３ｂの内面と略平行な傾斜角度に設定されている。 The clamp rod 64 is a rod that can move along the axial direction inside the grip member 63. The clamp rod 64 moves toward the workpiece contact surface 61 a along the axial direction of the grip member 63, thereby increasing the diameter of the grip member 63. In addition, the workpiece 16 is brought into close contact with the workpiece contact surface 61a together with the grip member 63. As shown in FIG. 4 (b), the clamp rod 64 is provided at the rear end portion thereof, and has an enlarged diameter portion 64c that is engaged with the engagement portion 65b at the distal end portion of the plunger 65, and the enlarged diameter portion 64c. A cylindrical portion 64a having a small diameter and extending forward from the enlarged diameter portion 64c, and a cone which is provided at the front end portion of the cylindrical portion 64a and gradually increases in diameter from the base end side (rear side) to the front end side (front side). And a platform 64b. The outer peripheral surface of the truncated cone portion 64b is inclined with respect to the axial direction. The inclination angle is set to an inclination angle substantially parallel to the inner surface of the grip portion 63 b in the grip member 63.

仮保持機構２５は、グリップ部材６３の先端部に当該グリップ部材６３と一体的に設けられ、具体的にはグリップ部材６３とハウジング部６２を兼用している。この仮保持機構２５は、ワーク１６の貫通孔部１８ａの周縁部１８ｂに弾性的に係止することによりワーク１６を仮保持するものである。本実施形態では、仮保持機構２５は、グリップ部材６３と一体的、すなわちグリップ部材６３のハウジング部６２とハウジング部を兼用するが、各ハウジング部を別体として設けて、仮保持機構２５のハウジング部を当該グリップ部材６３のハウジング部に固定されているものであっても良い。 The temporary holding mechanism 25 is provided integrally with the grip member 63 at the distal end portion of the grip member 63, and specifically, the grip member 63 and the housing portion 62 are combined. The temporary holding mechanism 25 temporarily holds the workpiece 16 by elastically engaging with the peripheral edge portion 18b of the through hole portion 18a of the workpiece 16. In the present embodiment, the temporary holding mechanism 25 is integrated with the grip member 63, that is, the housing portion 62 and the housing portion of the grip member 63 are combined, but each housing portion is provided as a separate body, and the housing of the temporary holding mechanism 25 is provided. The portion may be fixed to the housing portion of the grip member 63.

仮保持機構２５は、ハウジング部６２と、係止用球体部６７と、付勢機構３０とを備えている。ハウジング部６２は、グリップ部材６３と一体的に設けられた有底円筒状を呈し、ワーク１６の貫通孔部１８ａに挿通可能な径を有する。ハウジング部６２は、その外周壁に複数の係止用球体部６７の一部を外周壁から突出させるための貫通孔６６が設けられている（図４（ａ），（ｃ）参照）。図４（ｃ）に示されるように、貫通孔６６は、外周壁６２ａの周方向に互いに間隔を隔てて複数（本実施形態では４つ）設けられ、係止用球体部６７が挿通不能で一部が外周壁６２ａから突出可能な円形状に形成されている。すなわち、貫通孔６６の径は、係止用球体部６７の外径よりも小さく設定されることを要し、外周壁６２ａの厚み及び球体部６７の突出量を考慮して適宜設定される。この貫通孔６６は、後述する係止用球体部６７の配置位置となるような位置に設けられている。 The temporary holding mechanism 25 includes a housing part 62, a locking sphere part 67, and an urging mechanism 30. The housing part 62 has a bottomed cylindrical shape provided integrally with the grip member 63, and has a diameter that can be inserted into the through-hole part 18 a of the workpiece 16. The housing portion 62 is provided with a through hole 66 for projecting a part of the plurality of locking sphere portions 67 from the outer peripheral wall on the outer peripheral wall (see FIGS. 4A and 4C). As shown in FIG. 4C, a plurality of (four in this embodiment) through holes 66 are provided at intervals in the circumferential direction of the outer peripheral wall 62a, and the locking sphere portion 67 cannot be inserted. A part is formed in a circular shape that can protrude from the outer peripheral wall 62a. That is, the diameter of the through hole 66 needs to be set smaller than the outer diameter of the locking sphere portion 67 and is appropriately set in consideration of the thickness of the outer peripheral wall 62 a and the protruding amount of the sphere portion 67. The through-hole 66 is provided at a position that is an arrangement position of a locking sphere 67 described later.

係止用球体部６７（本発明の「仮保持機構の係止部位」に相当する）は、ハウジング部６２の貫通孔６６から出没可能に構成されるとともに、貫通孔６６から進出した状態でワーク１６の貫通孔部１８ａの周囲１８ｂに係止するものである。係止用球体部６７は、各貫通孔６６に対応する位置に複数（本実施形態では４つ）設けられている。 The locking sphere portion 67 (corresponding to the “locking portion of the temporary holding mechanism” of the present invention) is configured to be able to protrude and retract from the through hole 66 of the housing portion 62, and the workpiece is in a state of being advanced from the through hole 66. It is locked to the periphery 18b of the 16 through-hole portions 18a. A plurality (four in this embodiment) of the locking spheres 67 are provided at positions corresponding to the respective through holes 66.

係止用球体部６７は、クランプロッド６４が前進位置にある状態、すなわちアンクランプ状態において、ワーク当接面６１ａに対して、ワーク１６の貫通孔部１８ａの軸長（言い換えれば、フランジ部１８の板厚寸法）とクランプロッド６４の最大移動距離とを加えた寸法範囲内に配置されており、本実施形態では、係止用球体部６７は、ワーク当接面６１ａに対して、貫通孔部１８ａの軸長と同じ距離に配置されている。具体的には、係止用球体部６７の中心が前記寸法範囲内に位置するように設定されている。クランプロッド６４の最大移動距離とは、クランプロッド６４のストローク距離、言い換えるとこのクランプロッド６４により前後移動するグリップ部材６３のストローク距離を言い、いわゆるグリップ部材６３によるワーク１６の最大引き込み量を言う。 In the state where the clamp rod 64 is in the advanced position, that is, in the unclamped state, the locking sphere portion 67 has an axial length of the through-hole portion 18a of the workpiece 16 (in other words, the flange portion 18 in the unclamped state). In this embodiment, the locking sphere portion 67 has a through-hole with respect to the work contact surface 61a. It arrange | positions at the same distance as the axial length of the part 18a. Specifically, the center of the locking sphere portion 67 is set so as to be located within the dimension range. The maximum movement distance of the clamp rod 64 refers to the stroke distance of the clamp rod 64, in other words, the stroke distance of the grip member 63 that moves back and forth by the clamp rod 64, and the so-called maximum pull-in amount of the workpiece 16 by the grip member 63.

この係止用球体部６７の径は、クランプロッド６４のストローク距離と同等ないしはこのストローク距離よりも短く設定されるのが好ましい。このように設定されることにより、係止用球体部６７の外周面が球面として構成されていることと相俟って、クランプロッド６４のストローク距離に対する誤差を確実に吸収することができ、より適切な範囲でワーク１６を仮保持することができる。 The diameter of the locking sphere 67 is preferably set to be equal to or shorter than the stroke distance of the clamp rod 64. By setting in this way, coupled with the fact that the outer peripheral surface of the locking sphere 67 is configured as a spherical surface, it is possible to reliably absorb an error with respect to the stroke distance of the clamp rod 64, and more The workpiece 16 can be temporarily held within an appropriate range.

付勢機構３０は、貫通孔６６を通じて係止用球体部６７を外周壁６２ａから突出状態に付勢するものである。付勢機構３０は、本実施形態では、ハウジング部６２内にその軸方向に沿って設けられたコイルばね６９と、このコイルばね６９により後側へ付勢される押圧部材６８とを備えている。押圧部材６８は、後端部が面取りされ、コイルばね６９により押圧されることにより、この面取り部分で係止用球体部６７を径方向外側へ押圧する。 The urging mechanism 30 urges the locking sphere 67 through the through hole 66 so as to protrude from the outer peripheral wall 62a. In the present embodiment, the urging mechanism 30 includes a coil spring 69 provided in the housing 62 along the axial direction thereof, and a pressing member 68 urged rearward by the coil spring 69. . The pressing member 68 is chamfered at the rear end portion and pressed by the coil spring 69, thereby pressing the locking sphere portion 67 radially outward at this chamfered portion.

ここで、ワーク１６をワーククランプ用治具５まで搬送する搬送ローダ１７について説明する。この搬送ローダ１７は、ワーククランプ装置６から仮保持機構２５を除去した構造のワーククランプ装置２０を複数個有しており、このワーククランプ装置２０により、ワーク１６の他のフランジ部１９に形成された貫通孔部１８ａを保持するようになっている。 Here, the conveyance loader 17 that conveys the workpiece 16 to the workpiece clamping jig 5 will be described. The transport loader 17 includes a plurality of work clamp devices 20 having a structure in which the temporary holding mechanism 25 is removed from the work clamp device 6, and is formed on the other flange portion 19 of the work 16 by the work clamp device 20. The through-hole portion 18a is held.

次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.

まず、図４、５に示されるように、手作業でワーク１６を搬入し、クランプロッド６４が前進した状態の各ワーククランプ用装置６の仮保持機構２５におけるハウジング部６２を、ワーク１６の貫通孔部１８ａに挿入する。このとき、貫通孔部１８ａの周縁部にワーク当接面６１ａを一部当接させる。クランプロッド６４が前進位置にある状態、すなわちアンクランプ状態において、係止用球体部６７の中心は、ワーク当接面６１ａに対して、貫通孔部１８ａの軸長と同じ距離に配置されているため、係止用球体部６７は、貫通孔部１８ａの拡径部１８ｂに当接する。これにより、係止用球体部６７が拡径部１８ｂに係止されるため、ワーク１６は各ワーククランプ装置６に弾性的に仮保持される。このように、ワーク１６は仮保持機構２５によって仮保持されるので、クランプ完了までワーク１６を手で把持する必要がなく、安全にクランプ作業を行うことができる。 First, as shown in FIGS. 4 and 5, the workpiece 16 is manually carried in, and the housing portion 62 in the temporary holding mechanism 25 of each workpiece clamping device 6 in a state where the clamp rod 64 is advanced passes through the workpiece 16. Insert into hole 18a. At this time, a part of the workpiece contact surface 61a is brought into contact with the peripheral edge of the through-hole portion 18a. In the state where the clamp rod 64 is in the advanced position, that is, in the unclamped state, the center of the locking sphere 67 is disposed at the same distance as the axial length of the through hole 18a with respect to the workpiece contact surface 61a. Therefore, the locking sphere portion 67 abuts on the enlarged diameter portion 18b of the through hole portion 18a. Thereby, since the locking sphere portion 67 is locked to the enlarged diameter portion 18 b, the workpiece 16 is temporarily held temporarily by each workpiece clamping device 6. In this way, since the workpiece 16 is temporarily held by the temporary holding mechanism 25, it is not necessary to hold the workpiece 16 by hand until the clamping is completed, and the clamping operation can be performed safely.

次いで、図６に示されるように、油圧室６１ｆにオイルを供給することにより、クランプロッド６４を後退させる。これにより、グリップ部材６３のグリップ部６３ｂが径方向外側に移動し、グリップ部６３ｂが貫通孔部１８ａの内周面に圧接される。また、この圧接とともに、グリップ部材６３が基端側に引き込まれ、これによりワーク１６のフランジ部１８がワーク当接面６１ａに密着する。ワーク１６がワーク当接面６１ａに密着されると、ガス通路６１ｂ内のガス圧が高まるため、それを検出結果に基づいて制御部がそのクランプが完了したことを認識する。この圧接により、ワーク１６はワーククランプ装置６に固定される。そして、この状態で、マシニングセンター１による加工が行われる。 Next, as shown in FIG. 6, the clamp rod 64 is retracted by supplying oil to the hydraulic chamber 61f. Thereby, the grip part 63b of the grip member 63 moves to the radial direction outer side, and the grip part 63b is press-contacted with the internal peripheral surface of the through-hole part 18a. In addition, with this pressure contact, the grip member 63 is pulled to the proximal end side, whereby the flange portion 18 of the workpiece 16 is brought into close contact with the workpiece contact surface 61a. When the workpiece 16 is brought into close contact with the workpiece contact surface 61a, the gas pressure in the gas passage 61b increases, and based on the detection result, the control unit recognizes that the clamping has been completed. The workpiece 16 is fixed to the workpiece clamping device 6 by this pressure contact. In this state, machining by the machining center 1 is performed.

加工が終わると、油圧室６１ｅにオイルを供給することにより、クランプロッド６４を前進させる。これにより、グリップ部材６３のグリップ部６３ｂが径方向内側に移動し、グリップ部６３ｂと貫通孔部１８ａと圧接が解除される。これにより、ワーク１６をワーククランプ装置６から取り外すことができる。 When the processing is completed, the clamp rod 64 is advanced by supplying oil to the hydraulic chamber 61e. Thereby, the grip part 63b of the grip member 63 moves radially inward, and the pressure contact between the grip part 63b and the through-hole part 18a is released. Thereby, the workpiece 16 can be detached from the workpiece clamping device 6.

なお、ワーク１６をワーククランプ用治具５の位置まで自動で搬送する場合には、ワーク１６のフランジ部１９に形成された貫通孔部（図示略）に搬送ローダ１７のワーククランプ装置２０を挿入し、クランプロッドを後退させることにより、搬送ローダ１７にワーク１６を固定することができる（図７参照）。 When the workpiece 16 is automatically conveyed to the position of the workpiece clamping jig 5, the workpiece clamping device 20 of the conveyance loader 17 is inserted into a through-hole portion (not shown) formed in the flange portion 19 of the workpiece 16. The workpiece 16 can be fixed to the transport loader 17 by retracting the clamp rod (see FIG. 7).

次いで、上述のようにワーク１６をワーククランプ用治具５のワーククランプ装置６に固定する（図８参照）。 Next, the workpiece 16 is fixed to the workpiece clamping device 6 of the workpiece clamping jig 5 as described above (see FIG. 8).

次いで、搬送ローダ１７のワーククランプ装置２０のクランプロッドを前進せることにより、搬送ローダ１７からワーク１６を取り外すことができる（図９参照）。 Next, the work 16 can be removed from the transport loader 17 by advancing the clamp rod of the work clamp device 20 of the transport loader 17 (see FIG. 9).

以上説明したように、本実施形態によれば、仮保持機構２５によりワーク１６が仮保持されるため、ワーク１６が縦置き状態であっても、仮保持の状態からグリップ部材６３によりワーク１６の貫通孔部１８ａが圧接保持されるまでの間に、ワーク１６の貫通孔部１８ａからグリップ部材６３が抜けることが防止され、その結果、ワーク１６の転倒を防止することができる。しかも、ワーク１６の貫通孔部１８ａにグリップ部材６３を挿入させて当該グリップ部材６３を拡径することでグリップ部材６３がワーク１６の貫通孔部１８ａに圧接するので、上記従来技術のようにワーク１６をアーム機構でクランプする場合と比べて、クランプ装置６をコンパクトかつ簡素化することができるとともに、ワーク１６の加工効率を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, since the workpiece 16 is temporarily held by the temporary holding mechanism 25, even if the workpiece 16 is in a vertically placed state, the grip member 63 removes the workpiece 16 from the temporarily held state. The grip member 63 is prevented from coming off from the through-hole portion 18a of the workpiece 16 until the through-hole portion 18a is held in pressure contact. As a result, the workpiece 16 can be prevented from falling. In addition, since the grip member 63 is inserted into the through-hole portion 18a of the work 16 and the grip member 63 is expanded in diameter, the grip member 63 is pressed against the through-hole portion 18a of the work 16, so Compared with the case where 16 is clamped with an arm mechanism, the clamping device 6 can be made compact and simplified, and the machining efficiency of the workpiece 16 can be increased.

なお、上記実施形態では、貫通孔６６の数および係止用球体部６７の数が各々４つとされているが、２つ以上であればよく、３つあるいは５つであってもよい。 In the above embodiment, the number of the through holes 66 and the number of the locking spheres 67 are each four, but may be two or more, and may be three or five.

また、上記実施形態では、ワーク１６がシリンダブロックであるが、シリンダヘッド等の他のものであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the workpiece | work 16 is a cylinder block, other things, such as a cylinder head, may be sufficient.

また、クランプロッド６４が前進位置にある状態、すなわちアンクランプ状態において、係止用球体部６７が、ワーク当接面６１ａに対し、貫通孔部１８ａの軸長とクランプロッド６４の最大移動距離とを加えた寸法範囲内に配置されていれば、アンクランプ状態、つまり仮保持状態では緩く保持されていてもワーク１６が転倒することが防止され、クランプロッド６４を後退させることにより、ワーク１６がワーク当接面６１ａに圧接された状態となる。 Further, in the state where the clamp rod 64 is in the forward position, that is, in the unclamped state, the locking sphere portion 67 has the axial length of the through-hole portion 18a and the maximum moving distance of the clamp rod 64 with respect to the workpiece contact surface 61a. If the workpiece 16 is disposed within the dimension range to which the workpiece 16 is added, even if the workpiece 16 is loosely held in the unclamped state, that is, the temporary holding state, the workpiece 16 is prevented from overturning. It will be in the state press-contacted to the workpiece | work contact surface 61a.

前記実施形態では、仮保持機構２５は、係止用球体部６７を用いてこの係止用球体部６７を弾性的にワーク１６の貫通孔部１８ａの周縁部に係止させるものとなされているが、その具体的構造を特に限定するものではない。係止用球体部６７に代えて、先端部及び基端部に中心側に向かうに従って外側に張り出す係止用爪部を設け、この係止用爪部を外側に付勢させることにより仮保持させるものであってもよい。この係止用爪部の具体的構造については、グリップ部材６３の軸線方向に沿った断面が、山形城、半円弧状、半楕円状等であってもよく、要するにワーク１６の貫通孔部１８ａに挿入する場合に抜き差し可能であり、差し込み状態でワーク１６の貫通孔部１８ａの周辺部に係止できるものであればその具体的形状を特に限定するものではない。 In the embodiment, the temporary holding mechanism 25 is configured to elastically lock the locking sphere portion 67 to the peripheral edge portion of the through hole portion 18 a of the workpiece 16 using the locking sphere portion 67. However, the specific structure is not particularly limited. Instead of the locking sphere portion 67, a locking claw portion that protrudes outward toward the center side is provided at the distal end portion and the base end portion, and temporarily held by biasing the locking claw portion outward. It may be allowed. With regard to the specific structure of the locking claw, the cross section along the axial direction of the grip member 63 may be a Yamagata castle, a semicircular arc, a semielliptical shape, etc. In short, the through hole 18a of the workpiece 16 is used. The specific shape is not particularly limited as long as it can be inserted / removed when inserted into the workpiece and can be locked to the peripheral portion of the through-hole portion 18a of the workpiece 16 in the inserted state.

６ワーククランプ装置
２５仮保持機構
３０付勢機構
６１当接部材
６１ａワーク当接面
６２ハウジング部
６２ａ外周壁
６３グリップ部材
６４クランプロッド
６５プランジャ（駆動部）
６６貫通孔
６７係止用球体部 6 Work clamping device 25 Temporary holding mechanism 30 Biasing mechanism 61 Contact member 61a Work contact surface 62 Housing part 62a Outer peripheral wall 63 Grip member 64 Clamp rod 65 Plunger (drive part)
66 Through-hole 67 Locking sphere

Claims

クランプ用の貫通孔部を有するワークをクランプするワーククランプ装置であって、
水平方向の法線を有するとともに前記ワークにおける前記貫通孔部の周囲に面状に当接する平面状のワーク当接面が設けられた当接部材と、
前記ワーク当接面から水平方向に突出する筒状部材であって、少なくともその周方向の一部が径方向に拡縮可能に構成され、縮径した状態で前記貫通孔部の内径より小さい外径を有し、拡径した状態で前記貫通孔部の内周面に圧接するグリップ部材と、
前記グリップ部材の内側において軸方向に沿って移動可能なロッドであって、前記グリップ部材の軸方向に沿って前記ワーク当接面側に移動することにより前記グリップ部材を拡径させるとともに前記ワークを前記ワーク当接面に密着させるクランプロッドと、
前記クランプロッドを前記グリップ部材の軸方向に沿って進退往復動させる駆動部と、
前記グリップ部材の先端部に設けられ、前記ワークの貫通孔部の周囲に係止することにより前記ワークを仮保持する仮保持機構とを備え、
前記仮保持機構の係止部位は、前記クランプロッドが進出した状態で、前記ワーク当接面に対して、前記貫通孔部の軸長と前記クランプロッドの最大移動距離とを加えた寸法範囲内に配置されていることを特徴とするワーククランプ装置。 A workpiece clamping device for clamping a workpiece having a through-hole portion for clamping,
An abutting member having a normal line in the horizontal direction and provided with a planar workpiece abutting surface that abuts in a planar manner around the through hole portion in the workpiece;
A cylindrical member protruding in the horizontal direction from the workpiece contact surface, wherein at least a part of the circumferential direction is configured to be radially expandable and contractible, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the through-hole portion in the reduced diameter state A grip member that is in pressure contact with the inner peripheral surface of the through-hole portion in the expanded state,
A rod that is movable along the axial direction inside the grip member, and moves the grip member toward the workpiece contact surface along the axial direction of the grip member to expand the diameter of the grip member and A clamp rod to be in close contact with the workpiece contact surface;
A drive unit for moving the clamp rod back and forth along the axial direction of the grip member; and
A temporary holding mechanism that is provided at a distal end portion of the grip member and temporarily holds the workpiece by locking around a through-hole portion of the workpiece;
The locking portion of the temporary holding mechanism is within a dimension range in which the axial length of the through-hole portion and the maximum movement distance of the clamp rod are added to the workpiece contact surface with the clamp rod advanced. A workpiece clamping device characterized by being arranged in

前記仮保持機構は、前記貫通孔部に挿通可能であって外周壁に貫通孔が設けられたハウジング部と、このハウジング部の貫通孔から出没可能に構成されるとともに進出状態で前記ワークの貫通孔部の周囲に係止する係止用球体部と、この係止用球体部を前記貫通孔を通じて進出状態に付勢する付勢機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載のワーククランプ装置。 The temporary holding mechanism is configured to be able to be inserted into the through-hole portion and provided with a through-hole on the outer peripheral wall, and to be protruded and retracted from the through-hole of the housing portion, and to penetrate the workpiece in the advanced state. The workpiece according to claim 1, comprising: a locking sphere portion that locks around the hole portion; and a biasing mechanism that biases the locking sphere portion into an advanced state through the through hole. Clamping device.

前記貫通孔は、前記外周壁の周方向に互いに間隔を隔てて複数設けられており、前記係止用球体部は、前記各貫通孔に対応する位置に複数設けられていることを特徴とする請求項２に記載のワーククランプ装置。 A plurality of the through holes are provided at intervals in the circumferential direction of the outer peripheral wall, and a plurality of the locking spheres are provided at positions corresponding to the through holes. The work clamp apparatus according to claim 2.