(57)【要約】【課題】被加工孔が基部の中心から偏心した位置にあるために基部を外径チャックで掴むことができないワークを、ワーク把持装置に対して自動化作業で着脱できるようにすることを課題としている。【解決手段】ワーク１０の被加工孔１５を旋盤で加工するときに、ワーク１０をワーク着座面４に着座させ、この状態で位置決めピン５をワークの第１の長孔１３−１に、旋盤の主軸中心から偏心させた内径チャック３をワークの貫通孔１２にそれぞれ挿入し、内径チャック３を支点にした回転が位置決めピン５によって規制される位置にワーク１０を位置決めし、その後、内径チャック３でワーク１０を把持するようにした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工孔（１５）と貫通孔（１２）と長孔（１３）を有するワーク（１０）の前記被加工孔（１５）を旋盤で加工するときに用いるワーク把持方法であって、
前記ワーク着座面（４）から旋盤の主軸中心（Ｃ）と平行方向に突出している位置決めピン（５）を前記長孔（１３）に、前記旋盤の主軸中心から偏心させた内径チャック（３）を前記貫通孔（１２）にそれぞれ挿入して前記ワーク（１０）をワーク着座面（４）に着座させ、
前記内径チャック（３）を支点にしたワーク回転が前記位置決めピン（５）によって規制される位置にワーク（１０）を位置決めし、
しかる後、前記内径チャック（３）でワークを把持する旋盤でのワーク把持方法。
【請求項２】
被加工孔（１５）と貫通孔（１２）と長孔（１３）を有するワーク（１０）の前記被加工孔（１５）を旋盤で加工するときに利用するワーク把持装置であって、
旋盤の主軸に装着して回転させる、主軸に対して垂直なワーク着座面（４）を備えた面盤（２）と、ワークの前記貫通孔（１２）の内面を把持する内径チャック（３）と、ワークの前記長孔（１３）に挿入される位置決めピン（５）と、前記ワーク着座面（４）に着座させたワーク（１０）に回転力を付与する付勢手段（６）を有し、
前記内径チャック（３）が前記主軸中心（Ｃ）から偏心した位置に設けられた旋盤用ワーク把持装置。
【請求項３】
前記付勢手段（６）を、ボールプランジャで構成した請求項２に記載の旋盤用ワーク把持装置。
【請求項４】
ワーク（１０）が前記位置決めピンによって位置決めされたことを検出する位置決め検出手段（７）を具備させた請求項２又は３に記載の旋盤用ワーク把持装置。
【請求項５】
ワーク（１０）が前記ワーク着座面に正しく着座したことを検出する着座検出手段（８）を具備させた請求項２〜４のいずれかに記載の旋盤用ワーク把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工孔と貫通孔と長孔を有するワークを旋盤で加工するときに利用するワーク把持方法とワーク把持装置、詳しくは、被加工孔とワークの一端面を同一旋盤で加工するときに有効なワーク把持方法とワーク把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明を適用するワークの一例を図７及び図８に示す。例示のワーク１０は、Ｌ型焼結リンクであって、基部１１の中心に丸孔の貫通孔１２を有する。また、その貫通孔１２から離反した位置に２個の長孔１３を有し、さらに、基部の一端から延び出したアーム部１４の先端に被加工孔１５を有する。
【０００３】
このワーク１０については、焼結後に被加工孔１５を旋盤で加工して設けており、その被加工孔の加工が以下の過程を経てなされている。
【０００４】
１）図９及び図１０に示すように、２個の長孔１３にそれぞれピン２１を挿入する。
２）２本のピン２１よる回転規制がなされる位置までワーク１０を回転させて被加工孔１５を旋盤の主軸中心に位置決めする。
３）ワーク１０の端面にクランプ板２２を当て、そのクランプ板２２をドローバ２３で引き寄せてワーク１０をワーク着座面２４との間に挟みつける。
４）クランプ板２２に設けた開口部から工具をワークに侵入させて被加工孔１５を加工する。
【０００５】
ワーク１０をクランプ板２２を用いて把持しているのは、被加工孔１５が、基部１１の重心（図示のワークのそれは貫通孔１２の中心）から偏心しており、基部１１を旋盤の主軸中心に配置された外径チャックで掴む方法では、被加工孔１５が主軸中心からずれてその孔の加工が行えないからである。
【０００６】
なお、下記特許文献１には、クランプ装置によるワークの掴み換えを行って異形ワークの中心孔と外周を加工するワークの掴み換え装置と加工方法が開示されている。この特許文献１の方法でのワーク外周の加工は、ドローバに引き込まれる挟持部材と受け面（ワーク着座面）との間にワークを挟み込んでなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３０７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図９、図１０のワーク把持方法は、ワーク着脱の自動化が図り難い。前記１）、２）の作業は機械で行えるが、例えば、ワークの搬入をロボットハンドで行うと、ワークを掴んだロボットハンドが障害物となってクランプ板２２を装着することができない。そのために、ワーク着脱は手作業に頼っているのが実情である。
【０００９】
また、図７に示したワーク１０については、被加工孔１５だけでなく、一端面１６も加工することが要求されている。その端面の加工では、クランプ板２２が障害物となる。
【００１０】
従って、クランプ板２２を取り外すために、特許文献１が開示しているようなワークの掴み換えが必要になる。しかしながら、その掴み換えを行うと作業ロスが生じて生産性や加工コストに悪影響がでる。また、この方法では把持装置の構造も複雑になる。
【００１１】
そこで、この発明は、被加工孔が基部の中心から偏心しているために基部を外径チャックで掴むことができないワークを、ワーク把持装置に対して自動化作業で着脱できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明においては、被加工孔と貫通孔と長孔を有するワークの前記被加工孔を旋盤で加工するときのワークの把持を以下の方法で行う。
その方法では、ワークをワーク着座面に着座させるときにワーク着座面から旋盤の主軸と平行方向に突出している位置決めピンを前記長孔に、前記主軸から偏心させた内径チャックを前記貫通孔にそれぞれ挿入する。次いで、内径チャックを支点にしたワーク回転が前記位置決めピンによって規制される位置にワークを位置決めする。そして、その後に、前記内径チャックでワークを把持する。
【００１３】
この発明は、上記の方法を実施するために、下記の旋盤用ワーク把持装置も併せて提供する。
【００１４】
その装置は、旋盤の主軸に装着して回転させる、主軸に対して垂直なワーク着座面を備えた面盤と、ワークの前記貫通孔の内面を把持する内径チャックと、ワークの前記長孔に挿入される位置決めピンと、前記ワーク着座面に着座させたワークに回転力を付与する付勢手段を有している。
また、前記内径チャックは旋盤の主軸中心から偏心した位置に設けられており、前記内径チャックが前記貫通孔に挿入され、その内径チャックを支点にしたワークの回転が前記位置決めピンによって規制されて前記被加工孔が旋盤の主軸と同心上に位置決めされ、この状態で内径チャックによるワークの把持がなされるものになっている。
【００１５】
そのワーク把持装置の好ましい形態を以下に挙げる。
（１）前記付勢手段をボールプランジャで構成したもの。
（２）ワークが前記位置決めピンによって位置決めされたことを検出する位置決め検出手段を具備させたもの。
（３）ワークが前記ワーク着座面に正しく着座したことを検出する着座検出手段を具備させたもの。
【発明の効果】
【００１６】
この発明におけるワークの位置決めは、簡素かつ安価で入手しやすいボールプランジャなどを用いて行なうことができる。また、動力駆動の内径チャックを用いることでワークのクランプ・アンクランプを自動化することもできる。
【００１７】
従って、ワークの着脱に必要な作業は、ワークを内径チャックと位置決めピンに対して抜き差しすることだけであり、その動作が単純になる。そのために、ロボットハンドなどを用いた自動化作業でのワーク着脱が可能になる。
【００１８】
また、内径チャックを旋盤の主軸中心から偏心した位置に設けてその内径チャックでワークを把持するので、被加工孔を旋盤の主軸中心に位置決めしてドリルなどで加工することができる。
【００１９】
さらに、内径チャックを使用することで、クランプ板を用いずにワークを把持することができる。そのために、ワークの掴み換えが不要になり、被加工孔と一端面の所謂ワンチャックでの加工も可能になる。
【００２０】
なお、ワークに対する回転力の付与がボールプランジャによってなされるようにしたものは、回転力を得るための動力源を必要としない。また、ボールプランジャは、加圧子であるボールの摩耗が避けられないが、そのボールが摩耗しても交換によるボールの再生が可能である。
【００２１】
また、位置決め検出手段や着座検出手段を備えるものは、ワークの位置決め不良や着座
不良が防止され、位置決め不良や着座不良に起因した製品の加工ミスや精度低下などがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の方法を実施する旋盤用ワーク把持装置の一例を示す正面図
【図２】図１のワーク把持装置の断面図
【図３】図１のワーク把持装置に設けた位置決めピンの拡大断面図
【図４】図１のワーク把持装置に設けた付勢手段の拡大断面図
【図５】付勢手段の他の例を示す断面図
【図６】図１のワーク把持装置でワークを把持した状態を簡略化して示す正面図
【図７】この発明の方法で把持するワークの一例を示す端面図
【図８】図７のワークの同図Ｘ−Ｘ線に沿った断面図
【図９】図７のワークの従来法による把持状態を示す正面図
【図１０】図９の把持状態の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は、この発明の方法を実施する旋盤用ワーク把持装置（以下、単にワーク把持装置と言う）の一例を表している。
【００２４】
このワーク把持装置１は、面盤２に、内径チャック３と、ワーク着座面４と、そのワーク着座面４上に突出して設けた位置決めピン５と、付勢手段６と、位置決めピン５によるワークの位置決めが正しくなされたか否かを検出する位置決め検出手段７と、ワーク着座面４に対してワークが正確に着座したか否かを検出する着座検出手段８を設けて構成されている。面盤２は、旋盤の主軸（図示せず）に装着され、主軸によって回転駆動される。
【００２５】
内径チャック３は、旋盤の主軸中心Ｃから偏心した位置に設けられている。Ｌが偏心量である。その内径チャック３は、自由状態での外径がワークの貫通孔１２の内径よりも小さいスプリットコレット３ａと、そのスプリットコレット３ａのテーパ内径部に抜き差しされるテーパコア３ｂと、駆動力伝達用のドローバ（図示せず。その駆動源も図示省略）とで構成されている。
【００２６】
図示の内径チャック３は、スプリットコレット３ａを、ボルト３ｃで可動体３ｄに連結し、さらに、可動体３ｄをボルト３ｅでドローバに連結するようにしており、ドローバの引き込みと押し戻しでスプリットコレット３ａを旋盤の主軸と平行方向に進退させてクランプ、アンクランプを行なわせる。
【００２７】
ワーク着座面４は、旋盤の主軸中心Ｃと直角をなしている。内径チャック３のスプリットコレット３ａは、このワーク着座面４から旋盤の主軸と平行方向に突出している。
【００２８】
位置決めピン５も、ワーク着座面４からスプリットコレット３ａと同じ方向に突出している。この位置決めピン５は、ワークに設けられた長孔１３に挿入される。なお、ここでは、説明の便宜上、位置決めピン５が挿入される側の長孔を第１の長孔１３−１と称し、他方の長孔を第２の長孔１３−２と称する。
【００２９】
位置決めピン５は、第１の長孔１３−１に遊びを持って挿入できる太さのピンであり、定位置に固定して設けられている。この位置決めピン５に第１の長孔１３−１の孔面を当接させることでワーク１０の位置決めがなされる。
【００３０】
例示の位置決めピン５には、外周に開口した空気孔７ａ（図３参照）と、その空気孔７ａに空気圧源からの空気を導く空気通路７ｂを設けてある。
【００３１】
付勢手段６は、ワーク１０を位置決め点まで回転させる。ここで言う位置決め点は、位置決めピン５が第１の長孔１３−１の孔面に当接してワークの回転規制がなされる位置である。
【００３２】
図示の付勢手段６は、ボールプランジャである。そのボールプランジャは、図４に示すように、ワークに押し当てるボール（加圧子）６ａと、そのボール６ａを付勢するスプリング６ｂと、それらを内部に組み込んだスリーブ６ｃとで構成されている。
【００３３】
スリーブ６ｃは、外周に雄ねじを形成したものであり、これを面盤２上に取り付けられたブラケット６ｄにねじ込んでボールプランジャを定位置に保持し、スプリング６ｂに押し出されるボール６ａをワーク１０に接触させてそのワーク１０に回転力を付与する。
【００３４】
ワーク１０をロボットハンドなどの搬送装置で掴んでワーク着座面４にセットするときにボール６ａをワーク１０で押して没入させる。こうすることでワークを離したときにスプリング６ｂが弾性復元し、ボール６ａによりワーク１０の押圧がなされて回転力が付与される。
【００３５】
位置決め検出手段７は、位置決めピン５に設けた空気孔７ａと、空気通路７ｂと、空気圧源（図示せず）と、空気孔７ａに供給される空気圧の変化を検出するセンサ（これも図示せず）とで構成されている。
【００３６】
着座検出手段８も、空気を噴き出させる空気孔８ａと空気圧源から空気通路経由で供給される空気を空気孔８ａに導く空気通路８ｂをワーク着座面４に開口させて複数設けており、ワーク着座面４に対するワーク着座の良否を供給する空気圧の変化に基づいて検出するものになっている。
【００３７】
このように構成したワーク把持装置１を使用してワーク着座面４上にワーク１０をセットする。その作業は、供給点（図示せず）にあるワーク１０をロボットハンドなどの搬送装置（これも図示せず）で掴み、そのワーク１０の他端面がワーク着座面４に対面する姿勢にしてワーク着座面４に着座するところまでワークを旋盤の主軸中心上で軸方向に移動させる。
【００３８】
そして、その動作を利用して図６に示すように、貫通孔１２にスプリットコレット３ａを挿入し、同時に、第１の長孔１３−１に対して位置決めピン５を挿入する。
【００３９】
また、このときのワーク移動を、ワーク１０が移動中に付勢手段６のボール６ａを押し退けるように行なうことで、ボール６ａをスリーブ６ｃに没入させる。
【００４０】
その動作でスプリング６ｂが圧縮される。そのためにスプリング６ｂは搬送装置がワークを離したときに弾性復元し、そのスプリングから力を受けたボール６ａがワーク１０を押し動かす。このときにはスプリットコレット３ａはまだ収縮した状態にある。
【００４１】
そのために、ワーク１０は、貫通孔１２に挿入されたスプリットコレット３ａを支点にして図６において時計回りの方向（図中右回り）に回転し、その回転により第１の長孔１３−１の孔面が位置決めピン５に当たり、その位置でワークの回転が止まってワーク１０の位置決めが完了する。
【００４２】
その状態では、第１の長孔１３−１の孔面によって図３に示した空気孔７ａの出口が塞がれ、空気孔７ａに供給される空気圧が変化する。その空気圧の変化がセンサに検出されてワーク１０の位置決めの良否判断がなされる。
【００４３】
また、ワーク着座面４にワーク１０が正しく着座すると、空気孔８ａの出口が塞がれ、これによる供給空気圧の変化で着座の良否判断がなされる。
【００４４】
次に、位置決めと着座について共に良の判定がなされると、ドローバが駆動されてスプリットコレット３ａが引き込まれる。その動作で、スプリットコレット３ａに対するテーパコア３ｂの圧入、引き戻しがなされ、スプリットコレット３ａに径変化が生じる。図示のスプリットコレット３ａは、面盤２の内径面によって拡径量が規制され、その拡径量の規制がなされる前にスプリットコレット３ａの外径面が貫通孔１２の内面に押し付けられてワーク１０がクランプされる。
【００４５】
このように、この発明によれば、ワークの着脱を単純動作で行え、その作業の自動化が図れる。そのために、ワーク加工での生産性を大幅に向上させることが可能になる。
【００４６】
また、ワークの把持が完了した状態では、ワーク１０の被加工孔設置部が面盤２の中心（旋盤の主軸中心）に位置決めされており、被加工孔１５の加工が行なえる。
【００４７】
さらに、図２からわかるように、ワーク把持装置の構成要素はワーク１０の一端面側には配置されず、従って、被加工孔１５と一端面１６のワンチャックによる加工も可能になり、このことによる生産性の向上も期待できる。
【００４８】
なお、内径チャック３は、スプリットコレットを採用したものを例示したが、弾性体を軸方向に圧縮して外径を変化させるようなチャックであってもよい。
【００４９】
付勢手段６も図示のものに限定されない。図５にその付勢手段６の変形例を示す。その図５の付勢手段６は、補助ピン６ｅと、その補助ピン６ｅをワーク着座面４から突出する方向に付勢するスプリング６ｇと、組み付け孔６ｆからの補助ピン６ｅの抜け出しを防止する押え板６ｈとからなる。
【００５０】
補助ピン６ｅは、先端外周にテーパ面を有しており、そのテーパ面に第２の長孔１３−２の孔縁１３ａを接触させてワーク１０をワーク着座面４にセットすると、ワークに押された補助ピン６ｅがスプリング６ｇを圧縮して組み付け孔６ｆに押し込まれる。そのために、搬送装置がワークを離したときにスプリング６ｇの力で補助ピン６ｅが押し出され、その補助ピンのテーパ面の作用でワーク１０に回転力が付与される。
【００５１】
このように、ボールプランジャ以外の付勢手段も考えられるが、ボールプランジャは安価な汎用品が存在するため入手しやすく、ワークに対する回転力の付与も回転支点からより遠く離れたところで行なえる利点がある。
【００５２】
位置決め検出手段７と着座検出手段８も、電気的センサや光学的センサを使用するものが考えられる。ただし、例示のものは、面盤の外部に配置される構成要素を含んでおらず、加工の支障となる懸念が生じない。
【実施例】
【００５３】
図１、図２のワーク把持装置１をロボットハンドが装備されたＮＣ旋盤に採用し、図７に示した寸法諸元が下記のワークを把持して被加工孔と一端面の加工を行った。
ワーク寸法
・基部１１の両端間寸法：約２０ｍｍ
・貫通孔１２の小径部内径：１２ｍｍ
・長孔１３の穴径：孔両端のＲ半径：４．２５ｍｍ
・貫通孔に対する被加工孔１５の偏心量Ｌ：約２９ｍｍ
・被加工孔１５の直径：６．５ｍｍ
【００５４】
その結果、従来は旋盤に専任の作業者をつけて手作業で実施していたワークの着脱を、完全に自動化することができた。また、ワークの被加工孔と一端面の加工をワークの掴み換えをせずに行うこともできた。
【符号の説明】
【００５５】
１          旋盤用ワーク把持装置
２          面盤
３          内径チャック
３ａ        スプリットコレット
３ｂ        テーパコア
３ｃ，３ｅ  ボルト
３ｄ        可動体
４          ワーク着座面
５          位置決めピン
６          付勢手段
６ａ        ボール
６ｂ，６ｇ  スプリング
６ｃ        スリーブ
６ｄ        ブラケット
６ｅ        補助ピン
６ｆ        組み付け孔
６ｈ        押え板
７          位置決め検出手段
７ａ        空気孔
７ｂ        空気通路
８          着座検出手段
８ａ        空気孔
８ｂ        空気通路
１０        ワーク
１１        基部
１２        貫通孔
１３        長孔
１３−１    第１の長孔
１３−２    第２の長孔
１３ａ      孔縁
１４        アーム部
１５        被加工孔
１６        一端面
２１        ピン
２２        クランプ板
２３        ドローバ
２４        ワーク着座面
Ｃ          主軸中心
Ｌ          偏心量
【図１】
2011056633.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011056633.tif 000009
【図８】
2011056633.tif 000010
【図９】
2011056633.tif 000011
【図１０】
2011056633.tif 000012