JP4647611B2 - ワーククランプ装置 - Google Patents
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Description
2 回転主軸
3 縦軸
10 クランプヘッド
11 支持軸
12 センターピン
13 スプリング
14 クランパ
15 スプリングシート
16 クランプスプリング
20 伝動装置
21 クランプスライダ
22 ベアリング
23 中空軸
24 ケース
25 ボールナット
26 ベアリング
27 ボールスクリュー
28 動力伝達機構
30 サーボモータ
40 NC装置(制御手段)
100 ワーククランプ装置
図1は、実施の形態1のワーククランプ装置をピストン加工機に適用した例を示す断面図であり、図2Aは、ワークの一例としてのエンジンピストンの一部破断正面図であり、図2Bは、同側面図である。
IL=p/(2πKT)×(F+FF)・・・・・・・・・・(1)
ここで、
p:ボールスクリュー27のリード(cm)
KT:サーボモータ30のトルク定数(kg・cm/A)
FF:ワーククランプ装置100の摩擦力(kg)
ILPT=p/(2πKT)×(F+FF)/IS×100
=kLP×F+ILC(%)・・・・・・・・・・・・・(2)
となる。ここで、
kLP=p/(2πKT)/Is×100(%/kg) ・・・(3)
は、クランプ力をモータ電流値(定格電流に対する%表示)に換算する定数であり、また、ILCは、摩擦力に相当するモータ電流値を定格電流に対する%で表示したものであり、予め、それぞれ計算又は測定しておく。
F=k×L(kg)・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
のクランプ力を得ることができる。従って、
L=CM×F(mm) ・・・・・・・・・・・・・・・・(5)
により、クランプ力Fに対応するクランプスプリング16の撓み変形量Lを求めることができる。ここで、CM=1/k(mm/kg)は、クランプスプリング16のコンプライアンスである。
G200:クランプ指令を表す準備語
A :クランプパ14を図5に示すアプローチ点51まで、早送り(NCプログラムにおけるG00指令速度)で移動させるための命令アドレス記号で、クランパ14がピストン1から比較的離れたところにある場合(例えば、クランパ14が原点位置50にある場合等)に、移動速度を上げる目的で使用する。この場合、“A1"と指令する。なお、ピストン1をクランプしたまま、そのクランプ力を変更する場合は、このアドレスは指定しない。
Q :指令クランプ力を表すアドレス記号で、“q1”をkg単位で指令する。
F :クランプを行う場合のクランパ14の速度を表すアドレス記号で、“f1”をmm/min単位で指令する。
なお、“A1”と指令した場合は、クランパ14は、Fの指令速度にかかわらず、図5に示すアプローチ点51まで早送りされる。
G160:クランプスキップ指令を表す準備語
A :クランプ軸を表すアドレス記号で、“a1”はmm単位で指令する。
Q :スキップクランプ力を表すアドレス記号で、“q1”はモータ電流をモータ定格電流の%で指令する。
F :クランプを行う場合のクランパ14の速度を表すアドレス記号で、“f1”はmm/min単位で指令する。
なお、G160はモーダルGコードであり、クランプ軸の移動指令のG00やG01が指令されるまで維持される。
d=f1/(60×Kp)+Δa (mm)・・・・・・・(6)
の大きさとなる。ここで、Δaはスキップ信号が発生してから、移動指令を停止するまでの間に、移動指令が進む距離である。
実施の形態1では、回転式サーボモータ30と、ボールナット25及びボールスクリュー27から成るボールナット・スクリュー機構を用いているが、これに代えて、リニアサーボモータを用いてもよい。これによれば、ボールナット・スクリュー機構が不要となる。また、実施の形態1は、ワーク1がクランプ軸3回りに回転する加工機のワーククランプ装置であるが、ワークが回転しない加工機にも本発明のワーククランプ装置を適用することができる。また、サーボモータの制御装置は、NC装置以外の制御装置を用いてもよい。また、クランプ軸3は縦軸としているが、横軸としてもよい。
Claims (7)
- ワークを加工機にクランプするクランパと、
撓み変形量に応じて該クランパに可変低クランプ力を付与可能なクランプスプリングと、
伝動装置を介して前記クランプスプリング及び前記クランパに接続され、該クランプスプリングを撓み変形させ、かつ、該クランパに可変高クランプ力を付与可能なサーボモータと、
加工プログラムにより所定の閾値以下の低クランプ力での前記ワークのクランプが指令されたときには、前記サーボモータを位置制御することにより前記クランプスプリングの撓み変形量を制御して前記クランパに前記低クランプ力を付与し、前記加工プログラムにより前記閾値以上の高クランプ力での前記ワークのクランプが指令されたときには、前記サーボモータを電流制御して前記クランパに前記高クランプ力を付与する制御手段と、
を備えたワーククランプ装置。 - 前記制御手段は、前記加工機を数値制御するNC装置であること特徴とする請求項1に記載のワーククランプ装置。
- 前記サーボモータの電流制御領域を、該サーボモータの電流値と前記伝動装置が出力するクランプ力とが比例する領域とした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。
- 前記クランクスプリングによるクランプ力の制御可能範囲と前記サーボモータの電流制御によるクランプ力の制御可能範囲とは、前記閾値の近傍でオーバーラップしてい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。
- 前記伝動装置は、ボールナット・スクリュー機構を有し、前記サーボモータの回転力を前記クランパのクランプ力に変換す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。
- 前記伝動装置は、前記クランパを前記ワークの回転軸回りに回転自在に保持す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。
- 前記サーボモータは、リニアサーボモータであ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。
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JPH081463A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-09 | Toyota Motor Corp | ワーククランプ装置 |
-
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Patent Citations (2)
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