JP2911970B2 - アンクランプ動作異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体式クランプ駆動装置において、アンク
ランプ動作の異常を時間的に検出する装置に関する。

〔先行の技術〕

特許出願人は、特願平１−77525号の特許出願によ
り、クランプ作動回路を提案している。

そのクランプ作動回路は、クランプ用の作動シリンダ
およひこの作動シリンダの動作検出用の検出シリンダを
圧力流体の配管路中に直列に接続するとともに、作動シ
リンダおよび検出シリンダに対してそれぞれ原位置復帰
補償手段を並列に接続し、上記検出シリンダのピストン
ロッドの移動位置を位置検出手段により検出し、クラン
プ用の作動シリンダの動作状態すなわちクランプ・アン
クランプの動作状態を検出シリンダおよひ位置検出手段
により間接的に検出する。

上記のクランプ作動回路において、アンクランプ動作
中に、作動シリンダまたは検出シリンダのピストンロッ
ドがアンクランプ位置に早く復帰したとき、早く復帰し
たシリンダ側の原位置復帰補償手段がクラッキング圧力
を越えて開通状態となり、圧力流体を継続的に通過させ
るために、他方のシリンダのピストンロッドが引き続き
アンクランプ方向に移動し、原位置すなわちアンクラン
プ位置への確実な復帰が補償される。

〔先行技術の問題点〕

ところが、アンクランプ動作の途中で、作動シリンダ
または検出シリンダのピストンロッドが障害物などに当
るなど何らかの原因で停止したときにも、原位置復帰補
償手段が開通状態となるため、アンクランプ動作が完了
していないにもかかわらず、検出シリンダおよびその位
置検出手段によってアンクランプ状態が検出される。こ
のため、位置検出手段によってアンクランプ状態が検出
されたとしても、実際には作動シリンダがアンクランプ
状態になっていないこともあり、これによって誤動作が
起きる。

〔発明の目的〕

したがって、本発明の目的は、異常な動作状態を予め
検出することにより、誤動作を未然に防止することであ
る。

〔発明の解決手段〕

上記目的の下に、本発明は、流体式クランプ駆動装置
にアンクランプ異常検出装置を付設するとともに、流体
式クランプ駆動装置に圧力スイッチを設け、かつアンク
ランプ異常検出装置中にタイミング比較手段を設けてい
る。

〔発明の作用〕

アンクランプ動作時に、タイミング比較手段は、アン
クランプ検出タイミングと圧力スイッチの圧力応答タイ
ミングとを比較し、圧力応答タイミングがアンクランプ
検出タイミングよりも先行したときに、異常信号を出力
する。

このように、タイミング比較手段は、アンクランプ動
作中の時間的な変化の状態を検出することによって、ア
ンクランプ動作の異常を検出する。したがって、オペレ
ータは異常信号の発生時に、アンクランプ状態を確認
し、必要な操作を行った後に、次のステップを進め、不
測の事故に備える。

〔実施例〕

第１図において、流体式クランプ駆動装置１は、１ま
たは２以上のクランプ用の作動シリンダ２、１つの動作
検出用の検出シリンダ３、原位置復帰補償手段４、５お
よび位置検出手段６などによって組み立てられており、
これらを駆動するための圧力流体７例えば圧力油は、圧
力流体源８から配管９によって供給される。

すなわち、圧力流体源８は、配管９によって、チェッ
ク弁10、リリーフ弁11を経て電磁操作式４ポート３位置
の方向切り換え弁12の入力ポートに接続されている。こ
の方向切り換え弁12の２つの切り換えポートは、往復路
の配管９および回転継手17、必要に応じ絞り弁38を介し
て作動シリンダ２のシリンダ室2a、2bおよび検出シリン
ダ３のシリンダ室3a、3bに直列の状態で接続されてい
る。

方向切り換え弁12の電磁操作器28、29は、クランプ操
作スイッチ24およびドライバ26、アンクランプ操作スイ
ッチ25およびドライバ27によって、それぞれ切り換えら
れ、機械式の位置決め機構によって、切り換え状態を保
持する。なお、方向切り換え弁12の戻りポートは、タン
ク18に接続されている。

そして、原位置復帰補償手段４、５は、それぞれ直列
接続のチェック弁13および絞り弁15、チェック弁14およ
び絞り弁16によって構成されている。これらのチェック
弁13、14は、クランプ動作時の圧力流体７の供給方向に
対し逆止機能を働く方向に接続されており、またこの方
向と逆のアンクランプ時の供給方向に対してクラッキン
グ圧力によって開通状態となる。

また、位置検出手段６は、検出シリンダ３のピストン
ロッド3cの移動を検出するために、ピストンロッド3cに
取り付けられたドグ19の位置をアンクランプ検出用のリ
ミットスイッチ20、クランプ検出用のリミットスイッチ
21、22およびオーバーストローク検出用のリミットスイ
ッチ23などによって構成されている。ここで、クランプ
検出用のリミットスイッチ21、22は、異なる大きさのワ
ークに対応し、いずれか選択して用いられる。

そして、アンクランプ動作異常検出装置30は、タイミ
ング比較手段37および警報器33を有している。タイミン
グ比較手段37は、入力側でアンクランプ検出用のリミッ
トスイッチ20および圧力スイッチ34に接続され、出力側
で警報器33に接続されている。上記の圧力スイッチ34
は、作動シリンダ２と検出シリンダ３との間の配管９
で、アンクランプ動作時に圧力流体７を供給する側の配
管９の流路中に設けられている。

方向切り換え弁12が第１図での平行流路状態に切り換
えられており、検出シリンダ３のシリンダ室3bおよび複
数の作動シリンダ２のシリンダ室2bに圧力流体７が供給
されているとき、それらのピストンロッド2c、3cは、原
位置としてのアンクランプ位置に後退している。この状
態は、アンクランプ検出用のリミットスイッチ20からの
例えば“H"レベルの出力信号によって確認できる。

この状態でオペレータまたはコントローラがクランプ
操作スイッチ24をオンの状態とし、ドランバ26を介して
電磁操作器28を駆動し、方向切り換え弁12の流路を交差
流路の方向に切り換えると、圧力流体源８からの圧力流
体７が作動シリンダ２のシリンダ室2aに供給されるた
め、ピストンロッド3cは、前進することによって、先端
部分でワークに当たり、所定のクランプ力でクランプ状
態とする。

このクランプ動作時に、シリンダ室2bの内部の圧力流
体７は、ピストンロッド2cによって押し出され、検出シ
リンダ３のシリンダ室3aの内部に入り、ピストンロッド
3cを前進させ、ドグ19でクランプ中のワークと対応する
例えばクランプ検出用のリミットスイッチ21をオンの状
態とする。これによって、クランプ完了状態が確認でき
る。

ここで、全ての作動シリンダ２がクランプ状態となっ
たときに、シリンダ室2bから排出される圧力流体７の総
流量は、検出シリンダ３のピストンロッド3cをクランプ
中のワークに対応するリミットスイッチ21まで前進させ
るのに必要な流量となっている。

なお、このクランプ動作時に、作動シリンダ２が圧力
流体７の供給方向に対して検出シリンダ３よりも常に上
流側に位置しているため、検出シリンダ３は、いずれの
作動シリンダ２のクランプ完了よりも先行して、クラン
プ完了状態とならない。また、原位置復帰補償手段４、
５の内部のチェック弁13、14は、常に逆止機能を働き、
圧力流体７のいかなる圧力に対しても開通状態とならな
い。

次に、アンクランプ動作のために、オペレータまたは
コントローラがアンクランプ操作スイッチ25をオンの状
態にすると、方向切り換え弁12が平行流路となるため、
圧力流体源８からの圧力流体７は、まず、上流側の検出
シリンダ３のシリンダ室3bに入り込み、ピストンロッド
3cを後退させる。このとき、シリンダ室3aの内部の圧力
流体７は、下流側の作動シリンダ２のシリンダ室2bの内
部に入り込み、ピストンロッド3cを後退させることによ
って、アンクランプ状態に設定する。このアンクランプ
の終了過程で、ピストンロッド3cのドグ19がアンクラン
プ検出用のリミットスイッチ20に当たるため、位置検出
手段６は、アンクランプ状態を確認する。

このアンクランプ動作中に、ピストンロッド3cが障害
物などに当たって、アンクランプ位置まで完全に後退せ
ず停止するか、または作動シリンダ２よりも早く原位置
に戻ったとき、検出シリンダ３のシリンダ室3bの内部圧
力がしだいに高まっていく。この内部圧力がチェック弁
14のクラッキング圧力を越えると、チェック弁14が開通
状態となるため、アンクランプ動作のための圧力流体７
は、開通状態のチェック弁14を通り、絞り弁16によって
流量制限されながら、時間をかけて作動シリンダ２のシ
リンダ室2bに供給される。

したがって、検出シリンダ３の側で異常な動作が発生
したとき、原位置復帰補償手段５は、引き続き作動シリ
ンダ２のシリンダ室2bに圧力流体７を供給することによ
って、作動シリンダ２のピストンロッド2cを正常時より
も多くの時間をかけながら完全に原位置に引き戻す。

これと逆に、全ての作動シリン２が検出シリンダ３よ
りも早くアンクランプ位置に復帰したとき、シリンダ室
3bに圧力流体７が引き続き供給されておれば、シリンダ
室3aとシリンダ室2bとの間の配管９の内部圧力がチェッ
ク弁13のクラッキング圧力を越えた時点で、原位置復帰
補償手段４は、チェック弁13を開き、絞り弁15で流量を
制限しながらタンク18に流し込む。この間に、検出シリ
ンダ３は、アンクランプ位置に完全に戻る。

このように、アンクランプ動作の過程で、上記異常動
作のほか、圧力流体７の温度変化による体積変動などが
原因となって、作動シリンダ２と検出シリンダ３とが同
期せず、アンクランプ位置への復帰時点が不一致となっ
たとき、原位置復帰補償手段４、５は、チェック弁13、
14を開き、流量を制限しながら、作動シリンダ２や検出
シリンダ３の完全な原位置復帰を補償する。

一方、アンクランプ動作異常検出装置30の内部のタイ
ミング比較手段37は、アンクランプ検出用のリミットス
イッチ20からの信号の入力時点すなわちアンクランプ検
出タイミングt1と、圧力スイッチ34からの圧力信号の入
力時点すなわち圧力応答タイミングt2とを比較し、その
入力順序に応じて異常信号を出力する。

このため、タイミング比較手段37は、アンクランプ検
出用のリミットスイッチ20からの“L"レベルの入力信号
を条件として、“H"レベルの圧力スイッチ34の入力時に
異常信号を出力するアンドゲートやこのアンドゲートに
よって異常信号を出力するフリップフロップなどによっ
て構成できる。

第２図の左側に示すように、アンクランプ動作が正常
に働けば、アンクランプ検出用のリミット20から信号が
“H"レベルに変化した後に、圧力スイッチ34からの入力
信号が“H"レベルに変化するため、タイミング比較手段
37は、異常信号を発生しない。

しかし、第２図の右側に示すように、異常動作時に、
アンクランプ検出用のリミットスイッチ20がアンクラン
プ状態を検出していない時、つまりそのリミットスイッ
チ20からの入力信号が“L"レベルの間に、圧力スイッチ
34からの入力信号が“H"レベルに変化するため、アンク
ランプ検出タイミングt1よりも圧力応答タイミングt2が
先行していることを条件として、タイミング比較手段37
は、そのときを異常動作とみなして、異常信号を発生
し、警報器33を動作させる。

〔他の実施例〕

上記実施例は、原位置復帰補償手段４、５をチェック
弁13、14および絞り弁15、16によって構成しているが、
この原位置復帰補償手段４、５は、第３図に示すように
絞り弁15、16とシーケンス弁39、40とを組み合わせて構
成することもできる。

また、上記実施例は、タイミング比較手段37を電気回
路要素によって構成しているが、この機能は、CPUなど
の制御・演算・比較機能などを利用してプログラムの分
野で実現することもできる。

〔発明の効果〕

本発明では、異常なアンクランプ動作時に、圧力スイ
ッチの圧力応答時期が基準の検出シリンダの動作時期よ
り速くなった場合に、この状態がタイミング比較手段に
よって検出され、異常信号が発生するため、誤ったアン
クランプ検出が未然に防止でき、適切な対応が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は流体式クランプ駆動装置の配管図およびアンク
ランプ動作異常検出装置のブロック線図である。 第２図はアンクランプ動作異常検出装置の動作説明図で
ある。 第３図は原位置復帰補償手段の他の実施例の配管図であ
る。 １…流体式クランプ駆動装置、２…作動シリンダ、３…
検出シリンダ、４、５…原位置復帰補償手段、６…位置
検出手段、７…圧力流体、８…圧力流体源、９…配管、
12…電磁操作式の方向切り換え弁、13、14…チェック
弁、15、16…絞り弁、24…クランプ操作スイッチ、25…
アンクランプ操作スイッチ、30…アンクランプ動作異常
検出装置、33…警報器、34…圧力スイッチ、37…タイミ
ング比較手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 17/00 B23Q 3/06 B25J 15/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランプ用の作動シリンダおよびこの作動
   シリンダの動作検出用の検出シリンダを圧力流体の配管
   路中に直列に接続するとともに、上記作動シリンダおよ
   び上記検出シリンダに対してそれぞれ絞り機能付の原位
   置復帰補償手段を並列に接続し、上記検出シリンダのピ
   ストンロッドの移動位置を位置検出手段により上記作動
   シリンダの動きを検出する流体式クランプ駆動装置にお
   いて、 上記作動シリンダと検出シリンダとの間の配管路でアン
   クランプ動作時の圧力流体の供給側配管路中に圧力スイ
   ッチを設け、この圧力スイッチの圧力応答タイミングが
   上記位置検出手段によるアンクランプ検出タイミングよ
   りも早いときに異常信号を出力するタイミング比較手段
   を有することを特徴とするアンクランプ動作異常検出装
   置。