JP4506936B2

JP4506936B2 - Clamping device

Info

Publication number: JP4506936B2
Application number: JP2003203167A
Authority: JP
Inventors: 村井和孝; 白▲土▼信明
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005046918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを機械加工するマシニングセンタ（以下、Ｍ／Ｃともいう）等の工作機械の技術分野に属し、特に、ワークを工作機械のテーブル（あるいはパレット）にクランプするクランプ装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機（以下、Ａ／Ｔともいう）の構成部品であるワークに対して、例えばＭ／Ｃ等の工作機械により種々の機械加工が行われている。これらの機械加工においては、ワークを工作機械のテーブル（あるいはパレット）にクランプした状態で、切削工具やドリル等の加工具によりワークを機械加工している。
【０００３】
従来の工作機械において、ワークをクランプするクランプ装置として、ワークをクランプするワーククランプ爪と、このワーククランプ爪にワークのクランプおよびアンクランプ動作を行わせるピストンを有するクランプシリンダ装置と、ピストンの一側のクランプ側室およびピストンの他側のアンクランプ側室に対して選択的に圧力流体の供給、排出を切り換える切換制御弁からなるクランプ・アンクランプ切換手段とを備えたワーククランプ装置は提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このワーククランプ装置によれば、クランプ・アンクランプ切換手段により圧力流体をクランプシリンダ装置のクランプ側室に供給し、ピストンがワーククランプ爪を作動することで、ワーククランプ爪がワークをテーブル（あるいはパレット）にクランプしている。また、クランプ・アンクランプ切換手段により圧力流体をクランプシリンダ装置のアンクランプ側室に供給し、ピストンがワーククランプ爪を非作動にすることで、ワーククランプ爪によるワークのクランプを解除（アンクランプ）している。
【特許文献１】
特開平８−３２３５７０号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１に開示のクランプ装置では、クランプ爪でワークをテーブル（あるいはパレット）に単にクランプするだけである。このため、ワークがテーブル（あるいはパレット）に傾いて正規の姿勢で着座してクランプされているかどうかを知ることができない。ワークがわずかでも傾いて着座していると、工作機械による高精度の機械加工を行うことはできない。そこで、ワークの正しい着座を検知できるようにすることが望ましいが、このようにした場合、クランプ装置が大型になってしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワークの正しい着座を検知できるようにしつつ、コンパクトに形成できるクランプ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明のクランプ装置は、テーブルに着座したワークをクランプするワーククランプ部材と、このワーククランプ部材に前記ワークのクランプ動作およびアンクランプ動作を行わせるピストンを有するクランプシリンダ装置と、前記ピストンの一側のクランプ側室に対して圧力流体の供給、排出を選択的に切り換えるクランプ・アンクランプ切換手段とを備えたクランプ装置において、前記ワークがテーブルに着座したことを検出するワーク着座検出部を備え、前記圧力流体の供給ポートと前記圧力流体の排出ポートとを備え、前記クランプ・アンクランプ切換手段が、少なくとも前記ワークのクランプ動作開始時に前記供給ポートを前記クランプ側室に連通させるとともに、前記ワークのアンクランプ動作開始時に前記排出ポートを前記クランプ側室に連通させる切換制御弁で構成され、前記テーブルのワーク着座面に開口しかつ圧力流体が導入される着座検出用圧力流体通路を備え、前記ワーク着座検出部が、前記着座検出用圧力流体通路の開口部で構成され、前記着座検出用圧力流体通路が、前記供給ポートと前記切換制御弁とを接続する圧力流体通路から分岐されて設けられ、前記供給ポートが該供給ポートと前記圧力流体源とを接続する圧力流体通路を介して、前記着座検出用圧力流体通路の圧力に応じて前記ワークの着座を検出する着座検出手段に接続可能とされることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、前記着座検出手段の前記供給ポートに接続時には、前記供給ポートに導入される圧力流体の圧力は、前記クランプ動作開始時に前記供給ポートに供給される圧力流体の圧力より低く設定されていることを特徴としている。
【０００９】
更に、請求項３の発明は、前記圧力流体がエアーであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用および効果】
このように構成された請求項１および３の発明のクランプ装置によれば、ワーク着座検出部を備えているので、このワーク着座検出部により、ワークがテーブルに着座したことを検出することができるようになる。
また、クランプ・アンクランプ切換手段を、供給ポートおよび排出ポートと、クランプ側室およびアンクランプ側室との連通を選択的に切り換える切換制御弁で構成しているので、構成が簡単でありかつコンパクトに形成することができる。
【００１２】
更に、ワーク着座検出部を、テーブルのワーク着座面に開口する着座検出用圧力流体通路の開口部で構成しているので、ワーク着座検出部の構成をきわめて簡単にできる。そして、テーブルにワークを着座させた状態で着座検出用圧力流体通路に圧力流体を導入し、そのときの着座検出用圧力流体通路の圧力変化を検出することで、ワークがテーブルに傾くことなく、正規の姿勢で着座しているかどうかを検出することができる。
【００１３】
更に、着座検出用圧力流体通路を、供給ポートと切換制御弁とを接続する圧力流体通路から分岐して設けているので、着座検出用圧力流体通路に圧力流体を導入するための着座検出用ポートを、クランプ側室に圧力流体を供給するための供給ポートと共通にすることができる。したがって、着座検出用圧力流体通路を設けても、供給用のポートは専用の着座検出用ポートを設けることなく１つで済み、その分、構成が更に簡単になる。これにより、例えばテーブルが回転可能に設けられている場合には、回転継ぎ手を小さくできるとともに、クランプ治具に複雑な流体圧回路孔を形成することがなくなり、治具をコンパクトに形成することができる。更に、クランプ、アンクランプ、およびワークの着座検知を１つの供給ポートと１つの排出ポートで制御することができるので、それらの制御もより簡単になる。
【００１４】
更に、請求項２の発明によれば、着座検出手段の供給ポートに接続時には、供給ポートに導入される圧力流体の圧力を、クランプ動作開始時に供給ポートに供給される圧力流体の圧力より低く設定しているので、ワークがテーブルにわずかに傾いて着座して、着座検出用圧力流体通路内の圧力流体が開口部からわずかに漏れることで、着座検出用圧力流体通路内の圧力がわずかに低下するような場合にも、このわずかな圧力低下をより確実に検出することができる。これにより、テーブルに対するワークの着座姿勢のわずかなずれも検出することができ、ワークの機械加工精度をより一層高めることができる。
更に、請求項３の発明によれば、圧力流体にエアーを用いることで、エアーの戻し通路が不要となり、クランプ装置を小型化かつ簡略化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかるワークのクランプ装置の実施の形態の一例を示す断面図、図２はこの例のクランプ装置のエアー回路を示す図である。
図１に示すように、この例のワークのクランプ装置（クランパユニット）１は、ハウジング２と、このハウジング２の孔内を気密にかつ摺動可能に設けられかつタンデムに配設された第１および第２ピストン３,４と、これらの第１および第２ピストン３,４を連結するとともに、第１ピストン３から上方に延びてハウジング２を気密にかつ摺動可能に貫通してハウジング２の外に突出するピストンロッド５と、ハウジング２から外部に突出したピストンロッド５の突出端部５ａに固定されたクランブ部材６と、このクランブ部材６の先端部に設けられたクランプ部７と、ワーク８が着座するテーブルのクランプ台座９と、ハウジング２に設けられ、第１および第２ピストン３,４を作動するためのエアーの供給切換を行う切換制御バルブ１０とを備えている。
【００１６】
第１および第２ピストン３,４は摺動するハウジング２の各孔内を、それぞれ第１クランプエアー室１１と第１アンクランプエアー室１２、および第２クランプエアー室１３と第２アンクランプエアー室１４に区画している。
また、図２に示すようにクランプ装置１のハウジング２には、大気に連通する大気ポートＴと後述するエアー圧源に連通する供給ポートＰとの２つのポートが設けられている。
【００１７】
切換制御バルブ１０は、エアーの供給排出側が第１ないし第３ポート１５,１６,１７の３ポートで各エアー室１１,１２,１３,１４側が第４および第５ポート１８,１９を有する２ポートの２位置５ポート弁から構成されている。その場合、図２に示すように第１および第３ポート１５,１７はともにエアー排出通路２０を介して大気ポートＴに常時連通しているとともに、第２ポート１６はエアー供給通路２１を介して供給ポートＰに常時連通している。また、第４ポート１８はエアー通路２２を介して第１および第２クランプエアー室１１,１３に常時連通しているとともに、第５ポート１９はエアー通路２３を介して第１アンクランプエアー室１２に常時連通している。
【００１８】
エアー通路２２には、エアーの流量を絞る第１可変絞り２４が設けられているとともに、この第１可変絞り２４をバイパスして第１チェックバルブ２５が第１可変絞り２４と並列に設けられている。また、エアー通路２３にも、エアーの流量を絞る第２可変絞り２６が設けられているとともに、この第２可変絞り２６をバイパスして第２チェックバルブ２７が第２可変絞り２６と並列に設けられている。第１および第２チェックバルブ２５,２７は、いずれも、エアー室１１,１３および１２から切換制御バルブ１０の方に向かうエアーの流れを許容し、かつその逆方向のエアーの流れを阻止するようになっている。
【００１９】
切換制御バルブ１０は２つの位置を選択的に切り換えるようになっている。これらの２つの位置は、第２ポート１６と第４ポート１８とを連通するとともに第３ポート１７と第５ポート１９とを連通する図１に示すクランプ位置と、第１ポート１５と第４ポート１８とを連通するとともに第２ポート１６と第５ポート１９とを連通するアンクランプ位置とからなっている。
【００２０】
また、第４ポート１８の圧力による第１パイロット圧Ｐ₁が切換制御バルブ１０にクランプ位置が設定される方向に作用するとともに、第５ポート１９の圧力による第２パイロット圧Ｐ₂が切換制御バルブ１０にアンクランプ位置が設定される方向に作用するようになっている。更に、第１スプリング２８のばね力が切換制御バルブ１０にクランプ位置が設定される方向に作用するとともに、第２スプリング２９のばね力が切換制御バルブ１０にアンクランプ位置が設定される方向に作用するようになっている。その場合、第１スプリング２８のばね力は第２スプリング２９のばね力より大きく設定されている。
【００２１】
更に、ハウジング２にはバルブ切換レバー３０が回動可能に支持されている。このバルブ切換レバー３０は、第２ピストン４の下降する際、その一端３０ａが第２ピストン４に固定された押圧部材３１によって押圧されることで回動し、その他端３０ｂが押し上げ部材３２および第２スプリング２９を介して切換制御バルブ１０を押し上げるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、ワーク８がクランプ台座９に正規の姿勢で着座しているか否かを検出するための着座検出用エアー通路３３が、供給ポートＰと切換制御バルブ１０との間のエアー供給通路２１から分岐して設けられている。この着座検出用エアー通路３３は、クランプ台座９の上面に開口し、この開口部はワーク８がテーブルのクランプ台座９に正規の姿勢で正しく着座しているか否かを検出するワーク着座検出部を構成している。
【００２３】
また、クランプ装置１の供給ポートＰはエアー圧源３４に接続されている。これを具体的に説明すると、エアー圧源３４は、予め決められた設定圧の元圧を得るための元圧設定手段３５に接続されている。この元圧設定手段３５はソレノイドバルブからなる元バルブ３６に接続されており、この元バルブ３６は、元圧設定手段３５で得られた元圧のクランプ装置１側への供給およびクランプ装置１側からのエアー圧の排出を切換制御するようになっている。元バルブ３６は、クランプ装置１の非作動時は図２に示すエアー圧排出位置に設定され、また、クランプ装置１の作動時はエアー圧供給位置に設定される。この元バルブ３６は、クランプ装置１に対するエアー圧の制御回路３７に接続されている。
【００２４】
この制御回路３７は、２系統の第１および第２エアー回路３８,３９に分岐されて構成されている。第１エアー回路３８は元バルブ３６を供給ポートＰに直接接続可能にしている。また、第２エアー回路３９は、ワーク８のクランプ台座９への着座検出を行うための回路である。この第２エアー回路３９には、元バルブ３６側から順に、予め決められかつ前述の元圧設定手段３５の元圧よりかなり低い設定圧の着座元圧を得るための着座元圧設定手段４０、着座検出手段４１がそれぞれ設けられている。
【００２５】
第１および第２エアー回路３８,３９はともにソレノイドバルブからなる着座バルブ４２に接続されており、この着座バルブ４２の反対側は供給ポートＰに接続されている。そして、着座バルブ４２は、通常時は図２に示すように第１エアー回路３８を供給ポートＰに直接接続する位置に設定され、作動時に第２エアー回路３９を供給ポートＰに接続する位置に設定されるようになっている。
【００２６】
次に、この例のクランプ装置１の作動について説明する。
クランプ装置１が非作動であるときは、図２に示すように第１および第２ピストン３,４がともに上昇位置にある。したがって、クランプ部材６が上昇位置となり、アンクランプ状態に設定されている。また、切換制御バルブ１０、元バルブ３６、および着座バルブ４２は図示位置に設定されている。したがって、クランプ装置１の供給ポートＰは大気に連通し、その結果、第１および第２クランプエアー室１１,１３がともに供給ポートＰを介して大気に連通し、また、第１および第２アンクランプエアー室１２,１４がともに大気ポートＴを介して大気に連通している。
【００２７】
図２に示すように、クランプ台座９にワーク８を着座した後、元バルブ３６をエアー圧供給位置に設定すると、エアーの元圧が供給ポートＰを介して第１および第２クランプエアー室１１,１３に供給される。すると、第１および第２ピストン３,４がともに下降するので、クランプ部材６も下降する。クランプ部材６のクランプ部７が二点鎖線で示すクランプ位置になると、ワーク８はクランプ部７とクランプ台座９との間に挟圧されてクランプされる。
【００２８】
また、第２ピストン４が下降すると、この第２ピストン４の押圧部材３１がバルブ切換レバー３０の一端に当接してこのバルブ切換レバー３０を図２において反時計回りに回動させる。このバルブ切換レバー３０の回動により、バルブ切換レバー３０の他端３０ｂが押し上げ部材３２を上方へ押圧するので、押し上げ部材３２は第２スプリング２９を縮ませながら上昇する。このため、第２スプリング２９が縮むことでそのばね力が増大し、このばね力により切換制御バルブ１０が上方に押圧される。しかし、このとき第４ポート１８のパイロット圧Ｐ₁による力と第１スプリング８のばね力との合力が第２スプリング２９のばね力より大きいので、切換制御バルブ１０は上昇しない。すなわち、切換制御バルブ１０はクランプ位置に保持される。
【００２９】
この状態で、ワーク８がクランプ台座９に正規の姿勢で着座しているか否かを検出するために、着座バルブ４２が着座検出側に切換設定される。すると、供給ポートＰには、クランプ用の元圧よりかなり低い着座検出用の元圧が供給されるようになる。これにより、第４ポート１８の圧力が着座検出用の元圧に低下するが、この着座検出用の元圧がパイロット圧Ｐ₁として切換制御バルブ１０を下方に押圧するため、切換制御バルブ１０は依然としてクランプ位置を保持する。したがって、第１および第２クランプエアー室１１,１３内にはエアー圧が保持されるとともに、クランプ部材６はワーク８をクランプした状態に保持される。
【００３０】
ワーク８がクランプ台座９に正規の姿勢で着座していると、ワーク８の下面とクランプ台座９の上面とが密着する。このため、着座検出用エアー通路３３内に導入されている着座検出用元圧のエアーはワーク８の下面とクランプ台座９の上面との間から外部に漏出しないので、着座検出用エアー通路３３内の圧力は変化しない。この圧力無変化が着座検出手段４１により検出されることで、ワーク８がクランプ台座９に正規の姿勢で着座していることが確認される。
【００３１】
そして、このようにワーク８はクランプ台座９に正規の姿勢で着座しかつクランプされた状態でＭ／Ｃによる機械加工が行われる。なお、このワーク８の機械加工時には、着座バルブ４１を切り換えて第１および第２クランプエアー室１１,１３に第１エアー回路３８の元圧を導入するようにしてもよい。この場合には、第１エアー回路３８の元圧が高いことから、ワーク８のクランプ力が大きくなり、機械加工時にワークのクランプがより堅固になる。
【００３２】
ワーク８の機械加工が終了すると、図２に示すように元バルブ３６が第１エアー回路３８側に切り換えられるとともに着座バルブ４２がエアー圧排出位置に切り換えられ、供給ポートＰが大気に連通する。すると、第４ポート１８の圧力が大気圧となってパイロット圧Ｐ₁がなくなる。このため、切換制御バルブ１０に加えられる第１スプリング２８のばね力より縮んだ状態の第２スプリング２９のばね力の方が大きくなるので、切換制御バルブ１０が上昇してアンクランプ位置となる。
【００３３】
この状態で、元バルブ３６がエアー圧供給位置に切り換えられると、元圧が供給ポートＰの第５ポート１９を介して第１および第２アンクランプエアー室１２,１４に供給される。すると、第１および第２ピストン３,４は上昇するので、クランプ部材６も上昇し、クランプ部材６によるワーク８のクランプが解除される。第１および第２ピストン３,４は図１に示す最上位置になると停止する。これにより、ワーク８はクランプ台座９から取り外し可能となる。
【００３４】
このとき、第５ポート１９の圧力がパイロット圧Ｐ₂として切換制御バルブ１０にこの切換制御バルブ１０を上方に押圧するようにして加えられる。このため、切換制御バルブ１０はアンクランプ位置に保持される。また、第５ポート１９の圧力によるパイロット圧Ｐ₂は押し上げ部材３２にも作用し、この押し上げ部材３２を下方に押圧する。これにより、押し上げ部材３２は切換レバー３０を図１において時計回りに回動しながら下降する。そして、押し上げ部材３２は図１に示す初期位置になったとき停止するとともに、切換レバー３０もその回動を停止して図１に示す初期位置となる。
【００３５】
最後に、元バルブ３６をエアー圧排出位置に設定することで、第１および第２アンクランプエアー室１２,１４に供給されたエアーが排出される。これと同時に第５ポート１９の圧力によるパイロット圧Ｐ₂がなくなるので、第１スプリング２８のばね力が第２スプリング２９のばね力に打ち勝ち、切換制御バルブ１０は第１スプリング２８のばね力で図１に示すクランプ位置に設定される。こうして、第１および第２ピストン３,４、クランプ部材６，切換制御バルブ１０，切換レバー３０、元バルブ３６、および着座バルブ４２が、いずれも、図２に示す初期位置（非作動位置）に設定される。
【００３６】
一方、ワーク８がクランプ台座９に対してわずかに傾いた姿勢で着座していると、ワーク８の下面とクランプ台座９の上面との間に部分的にわずかの隙間ができる。このため、着座検出用エアー通路３３内に導入されている着座検出用元圧のエアーがこの隙間から外部に漏出するので、この着座検出用エアー通路３３内の圧力が若干低下する。この圧力低下が着座検出手段４１により検出されることで、ワークがクランプ台座９に正規の姿勢で着座していないことが検出される。
このため、前述と同様にして、クランプ部材６によるワーク８のクランプを解除し、ワーク８のクランプ台座９に対する着座姿勢を正しくした後、再び前述と同様にしてワーク８をクランプ台座９に正規の姿勢で着座した状態にクランプする。
【００３７】
この例のクランプ装置１によれば、テーブルのクランプ台座９にワーク８を着座させた状態で着座検出用エアー通路３３に着座元圧のエアーを導入し、そのときの着座検出用エアー通路３３の圧力変化を着座検出手段４１で検出することで、ワーク８がテーブルのクランプ台座９に傾くことなく、正規の姿勢で着座しているかどうかを検出することができる。
【００３８】
また、ワーク着座検出部を、テーブルのワーク着座面に開口する着座検出用エアー通路３３の開口部で構成しているので、ワーク着座検出部の構成をきわめて簡単にできる。
更に、供給ポートおよび排出ポートと、クランプ側室およびアンクランプ側室との連通を選択的に切り換えるために、切換制御バルブ１０を用いているので、構成が簡単でありかつコンパクトに形成することができる。
【００３９】
更に、着座検出用エアー通路３３を、供給ポートＰと切換制御バルブ１０とを接続するエアー供給通路２２から分岐して設けているので、着座検出用エアー通路３３にエアーを導入するための着座検出用ポートを、クランプ側１２室にエアーを供給するための供給ポートＰと共通にすることができる。したがって、着座検出用エアー通路３３を設けても、供給用のポートは専用の着座検出用ポートを設けることなく１つで済み、その分、構成が更に簡単になる。これにより、例えばテーブルが回転可能に設けられている場合には、回転継ぎ手を小さくできるとともに、クランプ治具に複雑な流体圧回路孔を形成することがなくなり、治具をコンパクトに形成することができる。更に、クランプ、アンクランプ、およびワークの着座検知を１つの供給ポートと１つの排出ポートで制御することができるので、それらの制御もより簡単になる。
【００４０】
更に、着座検出用エアー通路３３に導入されるエアーの圧力を、クランプ動作開始時にクランプ側室１２に供給されるエアーの圧力より低く設定しているので、ワーク８がテーブルのクランプ台座９にわずかに傾いて着座して、着座検出用エアー通路３３内のエアーが着座検出用エアー通路３３の開口からわずかに漏れることで、着座検出用エアー通路３３内の圧力がわずかに低下するような場合にも、このわずかな圧力低下をより確実に検出することができる。これにより、テーブルに対するワーク８の着座姿勢のわずかなずれも検出することができ、ワーク８の機械加工精度をより一層高めることができる。
【００４１】
なお、前述の例のクランプ装置１では、圧力流体としてエアーを用いるものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液圧を用いることもできる。しかし、液圧を用いると、作動液のドレーンのための戻し通路が必要となるため、圧力流体にエアーを用いることが、エアーの戻し通路を不要にできて、クランプ装置を小型化かつ簡略化することができるので、好ましい。
また、前述の例では、タンデム型のピストンを用いているが、これに代えてシングル型のピストンを用いることもできる。更に、前述の例では、復動型のピストンをを用いているが、これに代えて単動型のピストンを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるワークのクランプ装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す例のクランプ装置のエアー回路を示す図である。
【符号の説明】
１…クランプ装置、２…ハウジング、３…第１ピストン、４…第２ピストン、６…クランブ部材、７…クランプ部、８…ワーク、９…クランプ台座、１０…切換制御バルブ、１１…第１クランプエアー室、１２…第１アンクランプエアー室、１３…第２クランプエアー室、１４…第２アンクランプエアー室、２０…エアー排出通路、２１…エアー供給通路、２８…第１スプリング、２９…第２スプリング、３０…バルブ切換レバー、３１…押圧部材、３２…押し上げ部材、３３…着座検出用エアー通路、３４…エアー圧源、３５…元圧設定手段、３７…制御回路、４０…着座元圧設定手段、４１…着座検出手段、４２…着座バルブ、Ｐ…供給ポート、Ｔ…排出ポート、Ｐ₁…第１パイロット圧、Ｐ₂…第２パイロット圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a machine tool such as a machining center (hereinafter also referred to as M / C) for machining a workpiece, and more particularly to the technical field of a clamping device for clamping a workpiece to a table (or pallet) of a machine tool. It belongs to.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of machining are performed on a workpiece that is a component part of an automatic transmission (hereinafter also referred to as A / T) by a machine tool such as an M / C. In these machining processes, a workpiece is machined by a processing tool such as a cutting tool or a drill while the workpiece is clamped on a table (or pallet) of a machine tool.
[0003]
In a conventional machine tool, as a clamping device for clamping a workpiece, a workpiece clamping claw for clamping the workpiece, a clamping cylinder device having a piston that causes the workpiece clamping claw to perform clamping and unclamping of the workpiece, and one side of the piston There has been proposed a work clamp device including a clamp / unclamp switching means comprising a switching control valve for selectively switching supply and discharge of pressure fluid to and from the clamp side chamber and the unclamp side chamber on the other side of the piston ( For example, see Patent Document 1).
[0004]
According to this work clamp device, pressure fluid is supplied to the clamp side chamber of the clamp cylinder device by the clamp / unclamp switching means, and the piston operates the work clamp pawl, so that the work clamp pawl moves the workpiece to the table (or pallet). It is clamped to. Also, pressure fluid is supplied to the unclamping side chamber of the clamp cylinder device by the clamp / unclamp switching means, and the work clamp pawl is released (unclamped) by the piston deactivating the work clamp pawl. ing.
[Patent Document 1]
JP-A-8-323570.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the clamping device disclosed in Patent Document 1 described above, the workpiece is simply clamped on the table (or pallet) with the clamping claws. For this reason, it is impossible to know whether or not the work is tilted on the table (or pallet) and is seated and clamped in a normal posture. If the workpiece is sitting at a slight angle, high-precision machining with a machine tool cannot be performed. Therefore, it is desirable to be able to detect correct seating of the workpiece, but in this case, the clamp device becomes large.
[0006]
This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the clamp apparatus which can be formed compactly, enabling it to detect the correct seating of a workpiece | work.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a clamping device according to a first aspect of the present invention includes a workpiece clamping member that clamps a workpiece seated on a table, and a piston that causes the workpiece clamping member to perform clamping and unclamping operations of the workpiece. And a clamp / unclamp switching means for selectively switching supply / discharge of pressure fluid to / from a clamp side chamber on one side of the piston, the workpiece is seated on a table And a pressure fluid supply port and a pressure fluid discharge port, and the clamp / unclamp switching means sets the supply port at least when the workpiece clamping operation is started. Communicating with the clamp side chamber and unclamping the workpiece The workpiece seating detection section comprises a switching control valve that communicates the discharge port with the clamp side chamber at the start of operation, and includes a seating detection pressure fluid passage that opens into the workpiece seating surface of the table and into which pressure fluid is introduced. Is constituted by an opening portion of the seating detection pressure fluid passage, and the seating detection pressure fluid passage is branched from a pressure fluid passage connecting the supply port and the switching control valve, and the supply port Can be connected to a seating detecting means for detecting seating of the workpiece according to the pressure of the seating detection pressure fluid passage through a pressure fluid passage connecting the supply port and the pressure fluid source. It is a feature.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, when connected to the supply port of the seating detection means, the pressure fluid pressure introduced into the supply port is the pressure fluid pressure supplied to the supply port at the start of the clamping operation. It is characterized by being set lower .
[0009]
Further, the invention of claim 3 is characterized in that the pressure fluid is air .
[0011]
Operation and effect of the invention
According to the clamping device of the invention of claims 1 and 3 configured as described above, since the workpiece seating detection unit is provided, it is possible to detect that the workpiece is seated on the table by the workpiece seating detection unit. It becomes like this.
In addition , the clamp / unclamp switching means is composed of a switching control valve that selectively switches the communication between the supply port and discharge port and the clamp side chamber and unclamp side chamber, so the configuration is simple and compact. can do.
[0012]
Furthermore , since the workpiece seating detection unit is configured by the opening of the seating detection pressure fluid passage that opens to the workpiece seating surface of the table, the configuration of the workpiece seating detection unit can be extremely simplified. Then, the pressure fluid is introduced into the seating detection pressure fluid passage while the work is seated on the table, and the pressure change of the seating detection pressure fluid passage at that time is detected, so that the work is not inclined to the table, It is possible to detect whether the user is seated in a normal posture.
[0013]
Further, the wearing seat detecting pressure fluid passage, since provided branched from the pressure fluid passage connecting the supply port and the switching control valve, seat occupancy detection for introducing pressure fluid into the pressure fluid passage seating detection The port can be common with a supply port for supplying pressure fluid to the clamp side chamber. Therefore, even if the seating detection pressure fluid passage is provided, only one supply port is required without providing a dedicated seating detection port, and the configuration is further simplified. As a result, for example, when the table is rotatably provided, the rotary joint can be made small, a complicated fluid pressure circuit hole is not formed in the clamp jig, and the jig can be formed compactly. it can. Furthermore, since clamping, unclamping, and workpiece seating detection can be controlled by one supply port and one discharge port, their control becomes easier.
[0014]
Further, according to the invention of claim 2 , when connecting to the supply port of the seating detection means, the pressure of the pressure fluid introduced into the supply port is set lower than the pressure of the pressure fluid supplied to the supply port at the start of the clamping operation. As a result, the work is seated at a slight angle on the table, and the pressure fluid in the seating detection pressure fluid passage slightly leaks from the opening, so the pressure in the seating detection pressure fluid passage is slightly reduced. Even in such a case, this slight pressure drop can be detected more reliably. Thus, slight displacement of the seated posture of the workpiece on the table can also be detected, it is possible to further enhance the machining accuracy of the word click.
Furthermore, according to the invention of claim 3 , by using air as the pressure fluid, an air return passage becomes unnecessary, and the clamp device can be reduced in size and simplified.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a workpiece clamping device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an air circuit of the clamping device of this example.
As shown in FIG. 1, a workpiece clamping device (clamper unit) 1 of this example is a first housing which is provided in a tandem so as to be airtight and slidable in a hole of the housing 2. The second pistons 3 and 4 are connected to the first and second pistons 3 and 4 and extend upward from the first piston 3 so as to pass through the housing 2 in an airtight and slidable manner. A piston rod 5 projecting outward, a clamp member 6 fixed to the projecting end portion 5a of the piston rod 5 projecting outward from the housing 2, a clamp portion 7 provided at the distal end of the clamp member 6, a workpiece A clamp base 9 of a table on which 8 is seated, and a switching control valve 10 provided in the housing 2 for switching the supply of air to operate the first and second pistons 3 and 4; It is provided.
[0016]
The first and second pistons 3 and 4 slide in the holes of the housing 2 in which the first clamp air chamber 11 and the first unclamp air chamber 12, and the second clamp air chamber 13 and the second unclamp air, respectively. The room 14 is partitioned.
As shown in FIG. 2, the housing 2 of the clamping device 1 is provided with two ports, an atmospheric port T communicating with the atmosphere and a supply port P communicating with an air pressure source described later.
[0017]
The switching control valve 10 has two ports, the first to third ports 15, 16, 17 on the air supply / discharge side and the fourth and fifth ports 18, 19 on the air chambers 11, 12, 13, 14 side. 2 position 5 port valve. In that case, as shown in FIG. 2, both the first and third ports 15 and 17 are always in communication with the atmospheric port T through the air discharge passage 20, and the second port 16 is connected through the air supply passage 21. It always communicates with the supply port P. The fourth port 18 is always in communication with the first and second clamp air chambers 11 and 13 through the air passage 22, and the fifth port 19 is in communication with the first unclamp air chamber 12 through the air passage 23. Always in communication.
[0018]
The air passage 22 is provided with a first variable restrictor 24 that restricts the flow rate of air, and a first check valve 25 is provided in parallel with the first variable restrictor 24 so as to bypass the first variable restrictor 24. Yes. The air passage 23 is also provided with a second variable throttle 26 for reducing the air flow rate, and a second check valve 27 is provided in parallel with the second variable throttle 26 by bypassing the second variable throttle 26. It has been. Both the first and second check valves 25 and 27 allow the air flow from the air chambers 11, 13 and 12 toward the switching control valve 10 and block the air flow in the opposite direction. It has become.
[0019]
The switching control valve 10 is configured to selectively switch between two positions. These two positions include the clamp position shown in FIG. 1 that connects the second port 16 and the fourth port 18 and the third port 17 and the fifth port 19, and the first port 15 and the fourth port. 18 and an unclamping position where the second port 16 and the fifth port 19 are communicated.
[0020]
Further, the first pilot pressure P ₁ due to the pressure of the fourth port 18 acts in the direction in which the clamp position is set on the switching control valve 10, and the second pilot pressure P ₂ due to the pressure of the fifth port 19 is changed to the switching control valve. 10 acts in the direction in which the unclamping position is set. Further, the spring force of the first spring 28 acts on the switching control valve 10 in the direction in which the clamp position is set, and the spring force of the second spring 29 acts on the switching control valve 10 in the direction in which the unclamping position is set. It is supposed to be. In that case, the spring force of the first spring 28 is set larger than the spring force of the second spring 29.
[0021]
Further, a valve switching lever 30 is rotatably supported on the housing 2. When the second piston 4 is lowered, the valve switching lever 30 is rotated by one end 30a being pressed by a pressing member 31 fixed to the second piston 4, and the other end 30b is rotated by a push-up member 32 and a first member. The switching control valve 10 is pushed up via the two springs 29.
[0022]
As shown in FIG. 2, a seating detection air passage 33 for detecting whether or not the workpiece 8 is seated in a normal posture on the clamp base 9 is provided between the supply port P and the switching control valve 10. A branch is provided from the supply passage 21. This seating detection air passage 33 opens on the upper surface of the clamp pedestal 9, and this opening provides a workpiece seating detection unit for detecting whether the workpiece 8 is properly seated on the clamp pedestal 9 of the table in a proper posture. It is composed.
[0023]
The supply port P of the clamping device 1 is connected to the air pressure source 34. More specifically, the air pressure source 34 is connected to a source pressure setting means 35 for obtaining a source pressure having a predetermined set pressure. The original pressure setting means 35 is connected to an original valve 36 composed of a solenoid valve. The original valve 36 supplies the original pressure obtained by the original pressure setting means 35 to the clamping device 1 side and the clamping device 1 side. The discharge control of the air pressure from the switch is controlled. The original valve 36 is set to the air pressure discharge position shown in FIG. 2 when the clamp device 1 is not operated, and is set to the air pressure supply position when the clamp device 1 is operated. The original valve 36 is connected to an air pressure control circuit 37 for the clamping device 1.
[0024]
The control circuit 37 is configured to be branched into two systems of first and second air circuits 38 and 39. The first air circuit 38 enables the original valve 36 to be directly connected to the supply port P. The second air circuit 39 is a circuit for detecting the seating of the workpiece 8 on the clamp base 9. The second air circuit 39 includes, in order from the main valve 36 side, a seating source pressure setting unit 40 for obtaining a seating source pressure that is determined in advance and is considerably lower than the source pressure of the source pressure setting unit 35 described above. Seating detection means 41 is provided.
[0025]
Both the first and second air circuits 38 and 39 are connected to a seating valve 42 formed of a solenoid valve, and the opposite side of the seating valve 42 is connected to a supply port P. The seating valve 42 is normally set to a position where the first air circuit 38 is directly connected to the supply port P as shown in FIG. 2, and is set to a position where the second air circuit 39 is connected to the supply port P during operation. It is set up.
[0026]
Next, the operation of the clamping device 1 of this example will be described.
When the clamp device 1 is inactive, both the first and second pistons 3 and 4 are in the raised position as shown in FIG. Therefore, the clamp member 6 is in the raised position and is set in an unclamped state. The switching control valve 10, the original valve 36, and the seating valve 42 are set at the illustrated positions. Accordingly, the supply port P of the clamping device 1 communicates with the atmosphere, and as a result, the first and second clamp air chambers 11 and 13 both communicate with the atmosphere via the supply port P, and the first and second annunciators. The clamp air chambers 12 and 14 both communicate with the atmosphere via the atmosphere port T.
[0027]
As shown in FIG. 2, after the work 8 is seated on the clamp base 9, when the original valve 36 is set to the air pressure supply position, the original air pressure is supplied to the first and second clamp air chambers 11 via the supply port P. , 13. Then, since both the first and second pistons 3 and 4 are lowered, the clamp member 6 is also lowered. When the clamp portion 7 of the clamp member 6 reaches a clamp position indicated by a two-dot chain line, the workpiece 8 is clamped by being clamped between the clamp portion 7 and the clamp base 9.
[0028]
When the second piston 4 is lowered, the pressing member 31 of the second piston 4 comes into contact with one end of the valve switching lever 30 and rotates the valve switching lever 30 counterclockwise in FIG. As the valve switching lever 30 rotates, the other end 30 b of the valve switching lever 30 presses the push-up member 32 upward, so that the push-up member 32 rises while the second spring 29 is contracted. For this reason, the second spring 29 is contracted to increase its spring force, and the switching control valve 10 is pressed upward by this spring force. However, at this time, the resultant force of the force due to the pilot pressure P ₁ of the fourth port 18 and the spring force of the first spring 8 is larger than the spring force of the second spring 29, so the switching control valve 10 does not rise. That is, the switching control valve 10 is held at the clamp position.
[0029]
In this state, the seating valve 42 is switched to the seating detection side in order to detect whether or not the workpiece 8 is seated on the clamp base 9 in a normal posture. Then, the supply port P is supplied with an original pressure for seating detection that is considerably lower than the original pressure for clamping. As a result, the pressure of the fourth port 18 is reduced to the original pressure for detecting the seating. However, the original pressure for detecting the seating presses the switching control valve 10 downward as the pilot pressure P _1. Still hold the clamping position. Therefore, air pressure is held in the first and second clamp air chambers 11 and 13, and the clamp member 6 is held in a state where the workpiece 8 is clamped.
[0030]
When the workpiece 8 is seated on the clamp base 9 in a normal posture, the lower surface of the workpiece 8 and the upper surface of the clamp base 9 are in close contact with each other. Therefore, the air of the seating detection original pressure introduced into the seating detection air passage 33 does not leak to the outside from between the lower surface of the workpiece 8 and the upper surface of the clamp base 9. The pressure does not change. By detecting this no pressure change by the seating detection means 41, it is confirmed that the workpiece 8 is seated on the clamp base 9 in a normal posture.
[0031]
In this way, the workpiece 8 is seated in a normal posture on the clamp base 9 and is machined by M / C while being clamped. When machining the workpiece 8, the seating valve 41 may be switched to introduce the original pressure of the first air circuit 38 into the first and second clamp air chambers 11 and 13. In this case, since the original pressure of the first air circuit 38 is high, the clamping force of the workpiece 8 becomes large, and the clamping of the workpiece becomes firmer during machining.
[0032]
When the machining of the workpiece 8 is completed, as shown in FIG. 2, the original valve 36 is switched to the first air circuit 38 side, the seating valve 42 is switched to the air pressure discharge position, and the supply port P communicates with the atmosphere. Then, the pressure of the fourth port 18 becomes atmospheric pressure, and the pilot pressure P ₁ disappears. For this reason, since the spring force of the second spring 29 in a contracted state is larger than the spring force of the first spring 28 applied to the switching control valve 10, the switching control valve 10 rises to the unclamping position.
[0033]
In this state, when the original valve 36 is switched to the air pressure supply position, the original pressure is supplied to the first and second unclamped air chambers 12 and 14 via the fifth port 19 of the supply port P. Then, since the first and second pistons 3 and 4 are raised, the clamp member 6 is also raised, and the clamp of the workpiece 8 by the clamp member 6 is released. The first and second pistons 3 and 4 stop when they reach the uppermost position shown in FIG. Thereby, the workpiece 8 can be detached from the clamp base 9.
[0034]
At this time, the pressure of the fifth port 19 is applied to the switching control valve 10 as a pilot pressure P _{2 so} as to press the switching control valve 10 upward. For this reason, the switching control valve 10 is held at the unclamping position. Further, the pilot pressure P ₂ due to the pressure of the fifth port 19 also acts on the push-up member 32 and presses the push-up member 32 downward. As a result, the push-up member 32 descends while rotating the switching lever 30 clockwise in FIG. The push-up member 32 stops when it reaches the initial position shown in FIG. 1, and the switching lever 30 also stops its rotation and reaches the initial position shown in FIG.
[0035]
Finally, the air supplied to the first and second unclamping air chambers 12 and 14 is discharged by setting the original valve 36 to the air pressure discharge position. At the same time, since the pilot pressure P ₂ due to the pressure of the fifth port 19 is eliminated, the spring force of the first spring 28 overcomes the spring force of the second spring 29, and the switching control valve 10 is driven by the spring force of the first spring 28. 1 is set to the clamp position. Thus, the first and second pistons 3 and 4, the clamp member 6, the switching control valve 10, the switching lever 30, the original valve 36, and the seating valve 42 are all in the initial position (non-operating position) shown in FIG. 2. Is set.
[0036]
On the other hand, when the workpiece 8 is seated in a slightly inclined posture with respect to the clamp base 9, a slight gap is partially formed between the lower surface of the workpiece 8 and the upper surface of the clamp base 9. For this reason, the air of the seating detection air passage 33 introduced into the seating detection air passage 33 leaks to the outside through this gap, so that the pressure in the seating detection air passage 33 is slightly reduced. By detecting this pressure drop by the seating detection means 41, it is detected that the workpiece is not seated in the normal posture on the clamp base 9.
For this reason, in the same manner as described above, after the work 8 is clamped by the clamp member 6 and the seating posture of the work 8 with respect to the clamp base 9 is corrected, the work 8 is properly attached to the clamp base 9 again as described above. Clamp in a sitting position.
[0037]
According to the clamping device 1 of this example, the air of the seating original pressure is introduced into the seating detection air passage 33 with the workpiece 8 seated on the clamp base 9 of the table, and the seating detection air passage 33 at that time By detecting the pressure change by the seating detection means 41, it is possible to detect whether the workpiece 8 is seated in a normal posture without being tilted to the clamp base 9 of the table.
[0038]
Further, since the workpiece seating detection unit is configured by the opening of the seating detection air passage 33 that opens to the workpiece seating surface of the table, the configuration of the workpiece seating detection unit can be extremely simplified.
Further, since the switching control valve 10 is used to selectively switch the communication between the supply port and the discharge port, and the clamp side chamber and the unclamp side chamber, the configuration can be simplified and compact.
[0039]
Further, since the seating detection air passage 33 is provided by branching from the air supply passage 22 connecting the supply port P and the switching control valve 10, seating detection for introducing air into the seating detection air passage 33 is provided. The working port can be made common with the supply port P for supplying air to the 12 chambers on the clamp side. Therefore, even if the seating detection air passage 33 is provided, only one supply port is required without providing a dedicated seating detection port, and the configuration is further simplified. As a result, for example, when the table is rotatably provided, the rotary joint can be made small, a complicated fluid pressure circuit hole is not formed in the clamp jig, and the jig can be formed compactly. it can. Furthermore, since clamping, unclamping, and workpiece seating detection can be controlled by one supply port and one discharge port, their control becomes easier.
[0040]
Further, since the pressure of the air introduced into the seating detection air passage 33 is set lower than the pressure of the air supplied to the clamp side chamber 12 at the start of the clamping operation, the work 8 is slightly placed on the clamp base 9 of the table. Even when the seat detection air passage 33 is slightly inclined and the air in the seat detection air passage 33 slightly leaks from the opening of the seat detection air passage 33, the pressure in the seat detection air passage 33 slightly decreases. This slight pressure drop can be detected more reliably. Thereby, a slight shift in the seating posture of the workpiece 8 with respect to the table can be detected, and the machining accuracy of the workpiece 8 can be further enhanced.
[0041]
In the clamping device 1 of the above-described example, air is used as the pressure fluid, but the present invention is not limited to this, and hydraulic pressure can also be used. However, if hydraulic pressure is used, a return passage is required for draining the hydraulic fluid, so using air as the pressure fluid eliminates the need for an air return passage, miniaturizing and simplifying the clamping device. This is preferable.
In the above-described example, the tandem type piston is used, but a single type piston can be used instead. Furthermore, in the above-described example, a backward-acting piston is used, but a single-acting piston can be used instead.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a workpiece clamping device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an air circuit of the clamping device of the example shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Clamp apparatus, 2 ... Housing, 3 ... 1st piston, 4 ... 2nd piston, 6 ... Clamp member, 7 ... Clamp part, 8 ... Workpiece | work, 9 ... Clamp base, 10 ... Switching control valve, 11 ... 1st Clamp air chamber, 12 ... first unclamp air chamber, 13 ... second clamp air chamber, 14 ... second unclamp air chamber, 20 ... air discharge passage, 21 ... air supply passage, 28 ... first spring, 29 ... 2nd spring, 30 ... valve switching lever, 31 ... pressing member, 32 ... push-up member, 33 ... air passage for seating detection, 34 ... air pressure source, 35 ... source pressure setting means, 37 ... control circuit, 40 ... seating source Pressure setting means, 41 ... Seating detection means, 42 ... Seating valve, P ... Supply port, T ... Discharge port, P ₁ ... First pilot pressure, P ₂ ... Second pilot pressure

Claims

テーブルに着座したワークをクランプするワーククランプ部材と、このワーククランプ部材に前記ワークのクランプ動作およびアンクランプ動作を行わせるピストンを有するクランプシリンダ装置と、前記ピストンの一側のクランプ側室に対して圧力流体源からの圧力流体の供給、排出を選択的に切り換えるクランプ・アンクランプ切換手段とを備えたクランプ装置において、
前記ワークがテーブルに着座したことを検出するワーク着座検出部を備え、
前記圧力流体の供給ポートと前記圧力流体の排出ポートとを備え、
前記クランプ・アンクランプ切換手段は、少なくとも前記ワークのクランプ動作開始時に前記供給ポートを前記クランプ側室に連通させるとともに、前記ワークのアンクランプ動作開始時に前記排出ポートを前記クランプ側室に連通させる切換制御弁で構成され、
前記テーブルのワーク着座面に開口しかつ圧力流体が導入される着座検出用圧力流体通路を備え、
前記ワーク着座検出部は、前記着座検出用圧力流体通路の開口部で構成され、
前記着座検出用圧力流体通路は、前記供給ポートと前記切換制御弁とを接続する圧力流体通路から分岐されて設けられ、
前記供給ポートは該供給ポートと前記圧力流体源とを接続する圧力流体通路を介して、前記着座検出用圧力流体通路の圧力に応じて前記ワークの着座を検出する着座検出手段に接続可能とされることを特徴とするクランプ装置。A workpiece clamping member that clamps a workpiece seated on a table, a clamping cylinder device having a piston that causes the workpiece clamping member to perform clamping and unclamping of the workpiece, and pressure against a clamping chamber on one side of the piston In a clamp device comprising clamp / unclamp switching means for selectively switching supply and discharge of pressure fluid from a fluid source ,
A workpiece seating detection unit for detecting that the workpiece is seated on a table ;
A pressure fluid supply port and a pressure fluid discharge port;
The clamp / unclamp switching means communicates the supply port with the clamp side chamber at least when starting the clamping operation of the workpiece and switches the discharge port with the clamp side chamber when starting the unclamping operation of the workpiece. Consists of
A seating detection pressure fluid passage that is open to the workpiece seating surface of the table and into which pressure fluid is introduced;
The workpiece seating detection unit is configured by an opening of the seating detection pressure fluid passage,
The seating detection pressure fluid passage is branched from a pressure fluid passage connecting the supply port and the switching control valve,
The supply port is connectable to a seating detection means for detecting seating of the workpiece in accordance with the pressure of the seating detection pressure fluid passage through a pressure fluid passage connecting the supply port and the pressure fluid source. clamping device, characterized in that that.

前記着座検出手段の前記供給ポートに接続時には、前記供給ポートに導入される圧力流体の圧力は、前記クランプ動作開始時に前記供給ポートに供給される圧力流体の圧力より低く設定されていることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。 When connected to the supply port of the seating detection means, the pressure of the pressure fluid introduced into the supply port is set lower than the pressure of the pressure fluid supplied to the supply port at the start of the clamping operation. clamping device according to claim 1,.

前記圧力流体はエアーであることを特徴とする請求項１または２に記載のクランプ装置。 The pressure fluid clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that an air.