(57)【要約】【課題】ワークの位置ずれを発生させることなく該ワークを把持する。また、ワークの形状等のバラツキがあったり、チャック本体の軸心に対してワークの中心位置がずれていても、ワークの中心位置を該軸心に略一致させた状態でワークを把持する。【解決手段】工作機械７６の加工対象物であるワーク１２を把持するための工作機械用チャック装置１０及び工作機械７６のチャック方法に関する。この場合、測長センサ３４で検出された第１シリンダ１４のピストン１８の位置と、測長センサ５６で検出された第２シリンダ１６のピストン３８の位置とに基づいて、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を制御することにより、チャック本体７８の所定位置（軸心８０の位置）で、各把持部２８、４８によりワーク１２を把持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の加工対象物であるワークを把持するための工作機械用チャック装置において、
チャック本体と、
前記チャック本体に取り付けられ、第１のピストンに連結された第１のピストンロッドが前記ワークに指向して変位することにより、前記ワークを位置決めする第１のシリンダと、
前記チャック本体に取り付けられ、第２のピストンに連結された第２のピストンロッドが前記ワークに指向して変位することにより、前記位置決めされたワークを押圧する第２のシリンダと、
前記第１のピストンの位置を検出する第１の位置検出センサと、
前記第２のピストンの位置を検出する第２の位置検出センサと、
検出された前記第１のピストンの位置及び前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御することにより、前記チャック本体の所定位置で、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドにより前記ワークを把持させる制御機構と、
を有することを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項２】
請求項１記載の工作機械用チャック装置において、
前記制御機構は、
前記第１のシリンダを制御することにより前記第１のピストンロッドを変位させる第１のシリンダ制御部と、
前記第２のシリンダを制御することにより前記第２のピストンロッドを変位させる第２のシリンダ制御部と、
を備え、
前記第１のピストンロッドは、前記第１のシリンダ制御部による制御に従って、前記チャック本体の軸心に向かって変位することにより、前記チャック本体の所定位置に前記ワークを位置決めし、
前記第２のピストンロッドは、前記第２のシリンダ制御部による制御に従って、前記軸心に向かって変位することにより、前記ワークを押圧することを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項３】
請求項２記載の工作機械用チャック装置において、
前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置及び前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドにより把持された前記ワークの中心位置と、前記軸心との位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部をさらに備え、
前記第１のシリンダ制御部が前記位置ずれ量に基づき前記第１のピストンロッドを変位させると共に、前記第２のシリンダ制御部が前記位置ずれ量に基づき前記第２のピストンロッドを変位させることにより、前記ワークの中心位置を前記軸心に補正することを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の工作機械用チャック装置において、
前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置に基づいて、前記第１のピストンロッドの先端部の位置を算出し、一方で、検出された前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第２のピストンロッドの先端部の位置を算出する先端位置算出部をさらに備え、
前記第１のシリンダ制御部は、算出された前記第１のピストンロッドの先端部の位置が、前記ワークを位置決めするための第１の位置に到達するまで、前記第１のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させ、
前記第２のシリンダ制御部は、算出された前記第２のピストンロッドの先端部の位置が、前記ワークを押圧するための第２の位置に到達するまで、前記第２のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項５】
請求項４記載の工作機械用チャック装置において、
前記第１のシリンダ制御部は、前記第１の位置及び前記第１のピストンロッドの先端部の位置に基づき、前記第１のピストンロッドの移動速度を調整しつつ、前記第１のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させ、
前記第２のシリンダ制御部は、前記第２の位置及び前記第２のピストンロッドの先端部の位置に基づき、前記第２のピストンロッドの移動速度を調整しつつ、前記第２のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の工作機械用チャック装置において、
前記制御機構は、前記第１のピストンロッドの先端部の位置が前記第１の位置に到達したときに、前記第１のピストンロッドを固定保持するロックアップ部をさらに備えることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項７】
請求項４又は５記載の工作機械用チャック装置において、
前記第１のシリンダ制御部は、前記第１のピストンロッドの先端部の位置が前記第１の位置に到達した後に、当該先端部の位置を前記第１の位置に維持することを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか１項に記載の工作機械用チャック装置において、
前記ワークに接触する前記第１のピストンロッドの先端部、及び／又は、前記ワークに接触する前記第２のピストンロッドの先端部には、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドによる前記ワークの把持力を検出する把持力検出センサが設けられていることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項９】
請求項２〜８のいずれか１項に記載の工作機械用チャック装置において、
前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダは、流体圧シリンダであり、
前記第１のシリンダ制御部は、前記第１のシリンダに圧力流体を供給することにより、前記第１のピストンロッドを変位させる圧力流体供給部であり、
前記第２のシリンダ制御部は、前記第２のシリンダに圧力流体を供給することにより、前記第２のピストンロッドを変位させる圧力流体供給部であることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１０】
請求項９記載の工作機械用チャック装置において、
前記第１のシリンダの内部には、前記第１のピストンで仕切られた第１圧力室及び第２圧力室が形成され、
前記第２のシリンダの内部には、前記第２のピストンで仕切られた第３圧力室及び第４圧力室が形成され、
前記工作機械用チャック装置は、
前記第１圧力室の第１圧力を検出する第１圧力センサと、
前記第２圧力室の第２圧力を検出する第２圧力センサと、
前記第３圧力室の第３圧力を検出する第３圧力センサと、
前記第４圧力室の第４圧力を検出する第４圧力センサと、
をさらに有し、
前記制御機構は、検出された前記第１圧力及び前記第２圧力、並びに／又は、検出された前記第３圧力及び前記第４圧力に基づいて、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドによる前記ワークの把持力を算出する把持力算出部をさらに備えることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の工作機械用チャック装置において、
前記把持力算出部は、前記ワークの重さに応じた把持力を把持力目標値として算出し、
前記第１のシリンダ制御部は、算出された前記把持力が前記把持力目標値となるように、前記第１圧力及び前記第２圧力を制御し、
前記第２のシリンダ制御部は、算出された前記把持力が前記把持力目標値となるように、前記第３圧力及び前記第４圧力を制御することを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の工作機械用チャック装置において、
前記第１のピストンロッドから前記ワークに作用する位置決め力の方向と、前記第２のピストンロッドから前記ワークに作用する押圧力の方向とが、略同軸となるように、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダが前記チャック本体に取り付けられていることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の工作機械用チャック装置において、
前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダは、前記軸心を挟んで対向するように前記チャック本体に取り付けられていることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の工作機械用チャック装置において、
前記軸心を挟んで対向する１個の前記第１のシリンダと１個の前記第２のシリンダとを１組とした場合、複数組のシリンダが前記軸心に対して所定角度間隔で放射状に前記チャック本体に取り付けられていることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の工作機械用チャック装置において、
合計で少なくとも３個の前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダが前記軸心に対して所定角度間隔で放射状に取り付けられている場合、前記位置決め力の合成力の方向と前記押圧力の合成力の方向とが略同軸となるように、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダが前記チャック本体に取り付けられていることを特徴とする工作機械用チャック装置。
【請求項１６】
工作機械の加工対象物であるワークを把持するための工作機械のチャック方法において、
チャック本体にワークを配置した状態で、前記チャック本体に取り付けられた第１シリンダの第１のピストンに連結された第１のピストンロッドを前記ワークに指向して変位させることにより、前記ワークを位置決めする第１のステップと、
前記チャック本体に取り付けられた第２シリンダの第２のピストンに連結された第２のピストンロッドを前記ワークに指向して変位させることにより、前記位置決めされたワークを押圧する第２のステップと、
を有し、
前記第２のステップでは、第１の位置検出センサにより検出された前記第１のピストンの位置と、第２の位置検出センサにより検出された前記第２のピストンの位置とに基づいて、制御機構が前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御することにより、前記チャック本体の所定位置で、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドにより前記ワークを把持することを特徴とする工作機械のチャック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の加工対象物であるワークを把持するための工作機械用チャック装置及び工作機械のチャック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工機等の工作機械では、加工対象物であるワークをチャック装置により保持した状態で、所定の機械加工（例えば、レーザ加工）を行う。特許文献１には、複数のシリンダを有するチャック装置を用いて、該各シリンダのピストンロッドの先端部でワークを保持することが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ベース板上に配置されたワークを挟んで固定ブロックとエアシリンダとが設けられ、エアシリンダのピストンロッドが固定ブロックに指向して変位することにより、該ワークを固定ブロックに押し付けて支持することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５９６０６号公報
【特許文献２】実開平５−２４２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、２個のシリンダを用いてワークの両側を押圧することにより該ワークを把持する場合、単純に、同じ圧力でワークの両側を押圧すると、当該ワークに対する圧力のかかり方によって、ワークの位置ずれが発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、特許文献２の技術を適用し、一方のシリンダを用いてワークを位置決めすると共に、他方のシリンダでワークを押圧して把持することが考えられる。この場合、工作機械では、ワークを把持した状態で所定の機械加工（例えば、チャック装置を回転させながら行う機械加工）を行うので、当該チャック装置を構成するチャック本体の軸心とワークの中心位置とを一致させた状態で該ワークを把持することが望ましい。
【０００７】
しかしながら、ワークの形状等のバラツキがあったり、又は、軸心に対してワークの中心位置がずれていれば、チャック本体の軸心でワークを把持することができない。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解消するためになされたものであり、ワークの位置ずれを発生させることなく該ワークを把持することができる工作機械用チャック装置及び工作機械のチャック方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ワークの形状等のバラツキがあったり、チャック本体の軸心に対してワークの中心位置がずれていても、該中心位置を軸心に略一致させた状態でワークを把持することができる工作機械用チャック装置及び工作機械のチャック方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、工作機械の加工対象物であるワークを把持するための工作機械用チャック装置及び工作機械のチャック方法に関する。
【００１１】
そして、本発明は、下記の第１〜第１６の特徴を有する。
【００１２】
すなわち、第１の特徴において、前記工作機械用チャック装置は、チャック本体、第１のシリンダ、第２のシリンダ、第１の位置検出センサ、第２の位置検出センサ、及び、制御機構を有する。
【００１３】
この場合、前記第１のシリンダは、前記チャック本体に取り付けられ、第１のピストンに連結された第１のピストンロッドが前記ワークに指向して変位することにより、前記ワークを位置決めする。また、前記第２のシリンダは、前記チャック本体に取り付けられ、第２のピストンに連結された第２のピストンロッドが前記ワークに指向して変位することにより、前記位置決めされたワークを押圧する。
【００１４】
前記第１の位置検出センサは、前記第１のピストンの位置を検出する。前記第２の位置検出センサは、前記第２のピストンの位置を検出する。そして、前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置及び前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御することにより、前記チャック本体の所定位置で、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドにより前記ワークを把持させる。
【００１５】
第１の特徴によれば、前記第１のシリンダで前記ワークを位置決めし、位置決めされた前記ワークを前記第２のシリンダで押圧することにより、前記チャック本体に配置された前記ワークを把持する。そして、前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置及び前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御し、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドによって前記チャック本体の所定位置で前記ワークを把持させる。
【００１６】
これにより、前記ワークの位置ずれを発生させることなく該ワークを把持することができる。また、前記ワークの形状等のバラツキがあったり、前記チャック本体の軸心に対して前記ワークの中心位置がずれていても、前記ワークの中心位置を前記軸心に略一致させた状態で前記ワークを把持することが可能となる。
【００１７】
第２の特徴において、前記制御機構は、前記第１のシリンダを制御することにより前記第１のピストンロッドを変位させる第１のシリンダ制御部と、前記第２のシリンダを制御することにより前記第２のピストンロッドを変位させる第２のシリンダ制御部とを備える。
【００１８】
この場合、前記第１のピストンロッドは、前記第１のシリンダ制御部による制御に従って、前記チャック本体の軸心に向かって変位することにより、前記チャック本体の所定位置に前記ワークを位置決めする。また、前記第２のピストンロッドは、前記第２のシリンダ制御部による制御に従って、前記軸心に向かって変位することにより、前記ワークを押圧する。
【００１９】
このように、前記第１のシリンダ制御部は、検出された前記第１のピストンの位置に基づいて、前記第１のピストンロッドを前記軸心に向けて変位させる。一方、前記第２のシリンダ制御部は、検出された前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第２のピストンロッドを前記軸心に向けて変位させる。
【００２０】
これにより、前記ワークの位置ずれを発生させることなく、該ワークを前記軸心の位置で把持することができる。また、前記ワークの形状等のバラツキがあったり、前記チャック本体の軸心に対して前記ワークの中心位置がずれていても、前記ワークの中心位置を前記軸心に一致させて前記ワークを把持することが可能となる。
【００２１】
第３の特徴において、前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置及び前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドにより把持された前記ワークの中心位置と、前記軸心との位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部をさらに備える。この場合、前記第１のシリンダ制御部が前記位置ずれ量に基づき前記第１のピストンロッドを変位させると共に、前記第２のシリンダ制御部が前記位置ずれ量に基づき前記第２のピストンロッドを変位させることにより、前記ワークの中心位置が前記軸心に補正される。
【００２２】
このように、前記ワークの形状等のバラツキがあっても、又は、前記軸心に対して前記ワークの中心位置がずれた状態で該ワークが配置されていても、前記位置ずれ量が０となるように前記ワークの中心位置が前記軸心に自動的に補正されるので、前記軸心の位置で前記ワークを確実に把持することができる。
【００２３】
第４の特徴において、前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置に基づいて、前記第１のピストンロッドの先端部の位置を算出し、一方で、検出された前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第２のピストンロッドの先端部の位置を算出する先端位置算出部をさらに備える。
【００２４】
この場合、前記第１のシリンダ制御部は、算出された前記第１のピストンロッドの先端部の位置が、前記ワークを位置決めするための第１の位置に到達するまで、前記第１のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させる。一方、前記第２のシリンダ制御部は、算出された前記第２のピストンロッドの先端部の位置が、前記ワークを押圧するための第２の位置に到達するまで、前記第２のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させる。
【００２５】
これにより、前記第１のシリンダ制御部及び前記第２のシリンダ制御部は、例えば、サーボ制御により、前記第１の位置及び前記第２の位置に到達するように、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドをそれぞれ変位させ、前記軸心の位置で前記ワークを確実に把持させることができる。なお、前記ワークの大きさが予め分かっており、前記ワークを前記軸心の位置で把持させる場合には、前記ワークの大きさ及び前記軸心の位置から前記第１の位置及び前記第２の位置を予め特定することができる。この結果、前記第１のピストンロッドを前記第１の位置に容易に変位させると共に、前記第２のピストンロッドを前記第２の位置に容易に変位させることが可能となる。
【００２６】
第５の特徴において、前記第１のシリンダ制御部は、前記第１の位置及び前記第１のピストンロッドの先端部の位置に基づき、前記第１のピストンロッドの移動速度を調整しつつ、前記第１のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させる。また、前記第２のシリンダ制御部は、前記第２の位置及び前記第２のピストンロッドの先端部の位置に基づき、前記第２のピストンロッドの移動速度を調整しつつ、前記第２のピストンロッドを前記軸心に向かって変位させる。
【００２７】
これにより、例えば、サーボ制御により、前記ワークの近傍まで前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドを高速で変位させた後、前記ワークの直前の位置で減速させ、速度が略０の状態で前記第１のピストンロッドの先端部及び前記第２のピストンロッドの先端部を前記ワークに接触させることができる。
【００２８】
この結果、前記ワークに対して前記第１のピストンロッドの先端部及び前記第２のピストンロッドの先端部を軽く（ソフトに）接触させることができ、前記ワークの位置決め時及び前記ワークの把持時における前記ワークへの衝撃を抑制することができる。
【００２９】
第６の特徴において、前記制御機構は、前記第１のピストンロッドの先端部の位置が前記第１の位置に到達したときに、前記第１のピストンロッドを固定保持するロックアップ部をさらに備える。
【００３０】
これにより、前記ワークの把持時に、前記第２のピストンロッドから前記ワークを介して前記第１のピストンロッドに押圧力が伝わっても、該押圧力によって前記第１のピストンロッドが変位することを抑制することができる。
【００３１】
すなわち、前記押圧力は、前記第１のピストンロッドが前記ワークを位置決めしているときの外力（外乱）となる。従って、前記ロックアップ部により前記第１のピストンロッドを固定保持することにより、このような外乱の影響を防ぐことが可能となる。
【００３２】
第７の特徴において、前記第１のシリンダ制御部は、前記第１のピストンロッドの先端部の位置が前記第１の位置に到達した後に、当該先端部の位置を前記第１の位置に維持してもよい。
【００３３】
すなわち、前記第１のシリンダに前記ロックアップ部が併設されていない場合には、サーボ制御により、前記第１のピストンロッドの先端部の位置を前記第１の位置に維持することで、前記第１のシリンダによる前記ワークの位置決め状態を保持することができる。
【００３４】
第８の特徴において、前記ワークに接触する前記第１のピストンロッドの先端部、及び／又は、前記ワークに接触する前記第２のピストンロッドの先端部には、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドによる前記ワークの把持力を検出する把持力検出センサが設けられている。
【００３５】
このように、前記ワークの把持力を直接的に検出することで、前記ワークに対してどの程度の把持力が作用しているのかを精度良く検出することができる。これにより、前記制御機構では、検出された把持力に基づいて、前記第１のシリンダ制御部及び前記第２のシリンダ制御部が前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御することで、前記ワークを適切な把持力で把持させることができる。なお、このような把持力検出センサとして、例えば、ロードセルのような圧力センサを用いればよい。
【００３６】
第９の特徴において、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダは、流体圧シリンダであることが好ましい。従って、前記第１のシリンダ制御部は、前記第１のシリンダに圧力流体を供給することにより、前記第１のピストンロッドを変位させる圧力流体供給部であればよい。また、前記第２のシリンダ制御部は、前記第２のシリンダに圧力流体を供給することにより、前記第２のピストンロッドを変位させる圧力流体供給部であればよい。
【００３７】
第１０の特徴において、前記第１のシリンダの内部には、前記第１のピストンで仕切られた第１圧力室及び第２圧力室が形成され、前記第２のシリンダの内部には、前記第２のピストンで仕切られた第３圧力室及び第４圧力室が形成されている。この場合、前記工作機械用チャック装置は、前記第１圧力室の第１圧力を検出する第１圧力センサと、前記第２圧力室の第２圧力を検出する第２圧力センサと、前記第３圧力室の第３圧力を検出する第３圧力センサと、前記第４圧力室の第４圧力を検出する第４圧力センサとをさらに有する。
【００３８】
そして、前記制御機構は、検出された前記第１圧力及び前記第２圧力、並びに／又は、検出された前記第３圧力及び前記第４圧力に基づいて、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドによる前記ワークの把持力を算出する把持力算出部をさらに備えればよい。
【００３９】
すなわち、前記把持力に対して高い精度が要求されていない場合には、前記第１圧力及び前記第２圧力、並びに／又は、前記第３圧力及び前記第４圧力に基づいて前記把持力を推定してもよい。この場合でも、前記制御機構では、推定された把持力に基づいて、前記第１のシリンダ制御部及び前記第２のシリンダ制御部が前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御することにより、前記ワークを適切な把持力で把持させることが可能となる。
【００４０】
第１１の特徴において、前記把持力算出部は、前記ワークの重さに応じた把持力を把持力目標値として算出し、前記第１のシリンダ制御部は、算出された前記把持力が前記把持力目標値となるように、前記第１圧力及び前記第２圧力を制御し、前記第２のシリンダ制御部は、算出された前記把持力が前記把持力目標値となるように、前記第３圧力及び前記第４圧力を制御すればよい。
【００４１】
このように、前記ワークの重さに基づき前記第１〜第４圧力が制御され、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドが変位すれば、軽量のワークに対して過大な把持力が作用したり、又は、重いワークに対して把持力が不足することを防止することができる。
【００４２】
第１２の特徴において、前記第１のピストンロッドから前記ワークに作用する位置決め力の方向と、前記第２のピストンロッドから前記ワークに作用する押圧力の方向とが、略同軸となるように、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダが前記チャック本体に取り付けられていることが好ましい。
【００４３】
これにより、前記ワークに対して１軸上に前記位置決め力及び前記押圧力が作用するので、前記ワークの位置ずれを防止しつつ、該ワークを効率よく把持することができる。
【００４４】
第１３の特徴において、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダは、前記軸心を挟んで対向するように前記チャック本体に取り付けられている。
【００４５】
これにより、前記ワークの位置ずれを防止しつつ、前記ワークを前記軸心の位置で確実に把持することができる。
【００４６】
第１４の特徴において、前記軸心を挟んで対向する１個の前記第１のシリンダと１個の前記第２のシリンダとを１組とした場合、複数組のシリンダが前記軸心に対して所定角度間隔で放射状に前記チャック本体に取り付けられている。
【００４７】
これにより、前記ワークの位置ずれが確実に防止され、前記ワークを前記軸心の位置で確実に把持することができる。
【００４８】
第１５の特徴において、合計で少なくとも３個の前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダが前記軸心に対して所定角度間隔で放射状に取り付けられている場合、前記位置決め力の合成力の方向と前記押圧力の合成力の方向とが略同軸となるように、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダが前記チャック本体に取り付けられる。
【００４９】
前記第１のシリンダと前記第２のシリンダとが前記軸心を挟んで対向していなくても、前記位置決め力の合成力の方向と前記押圧力の合成力の方向とが１軸上にあれば、前記ワークの位置ずれを防止しつつ、前記ワークを前記軸心の位置で把持することができる。
【００５０】
第１６の特徴において、前記工作機械のチャック方法は、第１のステップと、第２のステップとを有する。
【００５１】
前記第１のステップでは、チャック本体にワークを配置した状態で、前記チャック本体に取り付けられた第１シリンダの第１のピストンに連結された第１のピストンロッドを前記ワークに指向して変位させることにより、前記ワークを位置決めする。
【００５２】
前記第２のステップでは、前記チャック本体に取り付けられた第２シリンダの第２のピストンに連結された第２のピストンロッドを前記ワークに指向して変位させることにより、前記位置決めされたワークを押圧する。
【００５３】
そして、前記第２のステップでは、第１の位置検出センサにより検出された前記第１のピストンの位置と、第２の位置検出センサにより検出された前記第２のピストンの位置とに基づいて、制御機構が前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御することにより、前記チャック本体の所定位置で、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドにより前記ワークを把持する。
【００５４】
第１６の特徴においても、第１の特徴と同様に、前記第１のシリンダで前記ワークを位置決めし、位置決めされた前記ワークを前記第２のシリンダで押圧することにより、前記チャック本体に配置された前記ワークを把持する。前記制御機構は、検出された前記第１のピストンの位置及び前記第２のピストンの位置に基づいて、前記第１のシリンダ及び前記第２のシリンダを制御し、前記第１のピストンロッド及び前記第２のピストンロッドによって前記チャック本体の所定位置で前記ワークを把持させる。
【００５５】
この結果、前記ワークの位置ずれを発生させることなく該ワークを把持させることができる。また、前記ワークの形状等のバラツキがあったり、前記チャック本体の軸心に対して前記ワークの中心位置がずれていても、前記ワークの中心位置を前記軸心に略一致させた状態で前記ワークを把持することが可能となる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、ワークの位置ずれを発生させることなく該ワークを把持させることができる。また、前記ワークの形状等のバラツキがあったり、チャック本体の軸心に対して前記ワークの中心位置がずれていても、前記ワークの中心位置を前記軸心に略一致させた状態で前記ワークを把持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態に係るチャック装置の構成図である。
【図２】図１のチャック装置の第１実施例を示す構成図である。
【図３】図１のチャック装置の第２実施例を示す構成図である。
【図４】図１のチャック装置の第３実施例を示す構成図である。
【図５】図１のチャック装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図１のチャック装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】ワークの把持動作を図示した説明図である。
【図８】チャック本体の軸心とワークの中心位置との間で位置ずれが発生した場合における位置ずれの補正を図示した説明図である。
【図９】変形例に係るチャック装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明に係る工作機械用チャック装置について、工作機械のチャック方法との関係で好適な実施形態を、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００５９】
［工作機械用チャック装置の構成］
本実施形態に係る工作機械用チャック装置１０（以下、本実施形態に係るチャック装置１０ともいう。）は、図１に示すように、レーザ加工機等の工作機械の加工対象物であるワーク１２を、該ワーク１２の左右両側（図１のＸ１方向及びＸ２方向）に配置された第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６によって把持する。
【００６０】
すなわち、エアシリンダ等の流体圧シリンダである第１シリンダ１４の内部は、ピストン（第１のピストン）１８によって、Ｘ１方向側の第１圧力室２０と、Ｘ２方向側の第２圧力室２２とに区画されている。この場合、圧力流体供給機構（第１のシリンダ制御部、圧力流体供給部）２４から第１圧力室２０に圧力流体が供給されると共に、第２圧力室２２から圧力流体供給機構２４を介して外部に圧力流体が排気されると、ピストン１８と、該ピストン１８に連結されるピストンロッド（第１のピストンロッド）２６とは、Ｘ２方向に変位する。ピストンロッド２６のＸ２方向の先端部には、パッド状の把持部２８が設けられており、把持部２８がワーク１２に接触することにより、当該ワーク１２が位置決めされる。
【００６１】
第１圧力室２０の第１圧力Ｐ１は、圧力センサ（第１圧力センサ）３０で検出される。第２圧力室２２の第２圧力Ｐ２は、圧力センサ（第２圧力センサ）３２で検出される。ピストン１８のＸ方向に沿った位置は、測長センサ（第１の位置検出センサ）３４で検出される。
【００６２】
測長センサ３４は、例えば、特開平１０−１８４８４４号公報に開示されている技術を適用して、ピストン１８に設けられた図示しない磁石からの磁束を検出し、検出した磁束に応じた信号（ピストン１８の現在位置に応じた信号）を出力すればよい。あるいは、特開２００８−２４９０２５号公報に開示されている技術を適用して、ピストン１８から第１圧力室２０に図示しないピストンロッドを延在させ、該ピストンロッドの位置を検出することで、ピストン１８の位置を間接的に検出できるようにしてもよい。
【００６３】
また、第１シリンダ１４には、把持部２８がワーク１２に接触して該ワーク１２を位置決めしたときに、ピストンロッド２６を固定保持するロックアップ機構（ロックアップ部）３６がさらに設けられている。ロックアップ機構３６は、例えば、実公平３−４１１２４号公報に開示されている技術を適用して、圧力流体供給機構２４からの圧力流体の供給に起因して、ピストンロッド２６を固定保持すればよい。
【００６４】
なお、ワーク１２を位置決め状態から解放する場合には、圧力流体供給機構２４から第２圧力室２２に圧力流体を供給すると共に、第１圧力室２０から圧力流体供給機構２４を介して外部に圧力流体を排気することで、ピストン１８、ピストンロッド２６及び把持部２８を一体的にＸ１方向に変位させればよい。
【００６５】
一方、エアシリンダ等の流体圧シリンダである第２シリンダ１６は、第１シリンダ１４と略同じ構成であり、該第２シリンダ１６の内部は、ピストン（第２のピストン）３８によって、Ｘ２方向側の第３圧力室４０と、Ｘ１方向側の第４圧力室４２とに区画されている。この場合、圧力流体供給機構（第２のシリンダ制御部、圧力流体供給部）４４から第３圧力室４０に圧力流体が供給されると共に、第４圧力室４２から圧力流体供給機構４４を介して外部に圧力流体が排気されると、ピストン３８と、該ピストン３８に連結されるピストンロッド（第２のピストンロッド）４６とは、Ｘ１方向に変位する。
【００６６】
ピストンロッド４６のＸ１方向の先端部には、パッド状の把持部４８が取り付けられている。この場合、把持部２８によってワーク１２が位置決めされていれば、把持部４８がワーク１２に接触してＸ１方向に押圧することにより、把持部２８、４８でワーク１２を把持することができる。
【００６７】
また、把持部４８には、ワーク１２に対向するように、圧力センサとしてのロードセル（把持力検出センサ）５０が装着されている。ロードセル５０は、ワーク１２に把持部４８が接触してＸ１方向に押圧したときに、把持部４８からワーク１２に向かってＸ１方向に作用する押圧力、すなわち、把持部２８、４８によるワーク１２への把持力を検出する。
【００６８】
なお、ロードセル５０は、把持部２８に設けられていてもよい。この場合には、把持部２８に設けられるロードセル５０は、把持部４８からワーク１２を介して受ける前記押圧力をワーク１２に対する把持力として検出する。
【００６９】
第３圧力室４０の第３圧力Ｐ３は、圧力センサ（第３圧力センサ）５２で検出される。第４圧力室４２の第４圧力Ｐ４は、圧力センサ（第４圧力センサ）５４で検出される。ピストン３８のＸ方向に沿った位置は、測長センサ（第２の位置検出センサ）５６で検出される。測長センサ５６は、測長センサ３４と同様に、例えば、ピストン３８に設けられた図示しない磁石からの磁束を検出し、検出した磁束に応じた信号（ピストン３８の現在位置に応じた信号）を出力する。
【００７０】
なお、ワーク１２を押圧状態から解放する場合には、圧力流体供給機構４４から第４圧力室４２に圧力流体を供給すると共に、第３圧力室４０から圧力流体供給機構４４を介して外部に圧力流体を排気することで、ピストン３８、ピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０を一体的にＸ２方向に変位させればよい。
【００７１】
また、図１では、第１シリンダ１４と第２シリンダ１６とが略同じ構造の流体圧シリンダである場合を図示しているが、互いに異なる構造のシリンダであってもよいことは勿論である。
【００７２】
チャック装置１０は、制御装置５８をさらに有する。制御装置５８は、測長センサ３４、５６で検出されたピストン１８、３８の現在位置、ロードセル５０で検出された把持力、及び／又は、各圧力センサ３０、３２、５２、５４で検出された第１〜第４圧力Ｐ１〜Ｐ４に基づき、圧力流体供給機構２４、４４に所定の制御信号を供給することで、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を制御し、あるいは、ロックアップ機構３６の作動又は非作動を制御する。
【００７３】
制御装置５８は、把持力算出部６０、保持位置算出部（先端位置算出部）６２、制御処理部６４、操作入力部６６、記憶部６８、位置ずれ算出部７０及び表示部７２を有する。制御装置５８の具体的機能については、後述する。また、制御装置５８及び圧力流体供給機構２４、４４によって、各センサ３０〜３４、５２〜５６及びロードセル５０からの入力に基づき、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を制御し、把持部２８、４８でワーク１２を把持させる制御機構７４が構成される。
【００７４】
図２〜図４は、本実施形態に係るチャック装置１０を工作機械７６に適用する場合での具体的構成（第１〜第３実施例）を図示した構成図である。
【００７５】
図２の第１実施例において、チャック装置１０は、円柱状のチャック本体７８を有する。この場合、チャック本体７８の軸心８０を通るＸ軸に沿った軸線８２上で、第１シリンダ１４と第２シリンダ１６とが軸心８０を挟んで対向するように（軸心８０に対して点対称となるように）、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６がチャック本体７８に取り付けられている。また、ワーク１２は、軸心８０の位置とワーク１２の中心位置８６とが略一致するように、チャック本体７８に配置されている。
【００７６】
そのため、図２の第１実施例では、ピストンロッド２６及び把持部２８が、軸線８２に沿って、軸心８０及び中心位置８６に指向してＸ２方向に変位すると、把持部２８がワーク１２のＸ１方向の側面に接触し、該ワーク１２を位置決めすることができる。
【００７７】
一方、ピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０が、軸線８２に沿って、軸心８０及び中心位置８６に指向してＸ１方向に変位すると、把持部４８及びロードセル５０がワーク１２のＸ２方向の側面に接触し、該ワーク１２を押圧することができる。この結果、把持部２８、４８によりワーク１２に対してＸ方向に把持力を作用させ、該ワーク１２を軸心８０の位置で把持することができる。
【００７８】
図３の第２実施例は、Ｘ方向に沿った軸線８２上に配置された１個の第１シリンダ１４及び１個の第２シリンダ１６を１組とした場合、軸心８０を通るＹ方向に沿った軸線８８上に、別の１組の１個の第１シリンダ１４及び１個の第２シリンダ１６が軸心８０を挟んで対向するように、チャック本体７８に取り付けられている点で、第１実施例とは異なる。従って、第２実施例では、２組のシリンダが互いに直交するようにチャック本体７８に取り付けられている。従って、チャック本体７８において、各第１シリンダ１４及び各第２シリンダ１６は、軸心８０及び中心位置８６に対して放射状に取り付けられている。
【００７９】
そのため、図３の第２実施例では、軸線８２上に配置された１組のシリンダがワーク１２をＸ方向に沿って把持すると共に、軸線８８上に配置された別の１組のシリンダがワーク１２をＹ方向に沿って把持することになる。
【００８０】
図４の第３実施例は、軸心８０と中心位置８６とが略一致するように円柱状のワーク１２を軸心８０の位置に配置した場合を図示したものである。
【００８１】
この場合、チャック本体７８には、軸心８０及び中心位置８６を中心として、所定角度間隔（図４では１２０°間隔）で、合計で３個の第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６が放射状に配置されている。
【００８２】
すなわち、チャック本体７８において、軸線８８上における軸心８０及び中心位置８６よりもＹ１方向側の箇所には、第２シリンダ１６が配置されている。一方、チャック本体７８において、軸線８８に対して反時計方向に−１２０°回転させた軸線９０上には、第１シリンダ１４が配置されている。また、チャック本体７８において、軸線８８に対して時計方向に＋１２０°回転させた軸線９２上には、他の第１シリンダ１４が配置されている。
【００８３】
ここで、軸線９０、９２に沿って、各第１シリンダ１４のピストンロッド２６及び把持部２８が、軸心８０及び中心位置８６に指向して等ストロークで変位すると、各把持部２８がワーク１２を位置決めする。この場合、各把持部２８からワーク１２には、軸線９０、９２に沿って位置決め力が作用する。前述のように、各把持部２８は、等ストロークで変位すると共に、軸線９０、９２は、軸線８８に対して同じ角度量だけ回転した軸線であるため、各把持部２８からワーク１２への位置決め力を合成して得られる合成力は、軸線８８に沿った方向の力となる。
【００８４】
一方、第２シリンダ１６の把持部４８及びロードセル５０が、軸線８８に沿って、軸心８０及び中心位置８６に指向して変位すると、把持部４８及びロードセル５０は、ワーク１２に接触して押圧することができる。この場合、把持部４８からワーク１２に作用する押圧力は、軸線８８に沿った方向の力である。
【００８５】
従って、軸線８８に沿って各把持部２８からワーク１２に作用する位置決め力の合成力と、軸線８８に沿って把持部４８からワーク１２に作用する押圧力とによって、ワーク１２は、所定の把持力で把持されることになる。
【００８６】
なお、第１〜第３実施例では、図２〜図４に示すように、把持部２８からワーク１２に作用する位置決め力（の合成力）の方向と、把持部４８からワーク１２に作用する押圧力（の合成力）の方向とが、略同一の方向であれば、チャック本体７８の軸心８０と中心位置８６とを一致させた状態で、軸心８０の位置にワーク１２を把持することができる。
【００８７】
従って、図３の第２実施例では、軸心８０を挟んで対向する１個の第１シリンダ１４及び１個の第２シリンダ１６を１組とした場合、複数組のシリンダを軸心８０に対して所定角度間隔で放射状にチャック本体７８に取り付けることも可能である。
【００８８】
また、図４の第３実施例では、合計で少なくとも３個の第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を軸心８０に対して所定角度間隔で放射状にチャック本体７８に取り付けることが可能である。この場合、位置決め力の合成力の方向と押圧力の合成力の方向とが略同軸となるように、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６をチャック本体７８に取り付ければよい。
【００８９】
なお、以下の説明では、第１実施例を適用してワーク１２を把持する場合について説明する。
【００９０】
図１に戻り、制御機構７４を構成する制御装置５８において、操作入力部６６は、ユーザが操作する操作ボタンやキーボード等であり、軸心８０の位置、ワーク１２の大きさ及び重さ等を入力することができる。入力された情報は、記憶部６８に記憶される。
【００９１】
把持力算出部６０は、ロードセル５０から制御装置５８に把持力を示す検出結果が入力された場合、把持部４８からワーク１２に押圧力が加えられて、ワーク１２が把持されたと判断し、入力された検出結果をワーク１２に作用する把持力であると判断する。
【００９２】
また、把持力算出部６０は、圧力センサ３０が検出した第１圧力Ｐ１と圧力センサ３２が検出した第２圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）に基づいて、ワーク１２に作用する把持力を推定するか、あるいは、圧力センサ５２が検出した第３圧力Ｐ３と圧力センサ５４が検出した第４圧力Ｐ４との差圧（Ｐ３−Ｐ４）に基づいて、ワーク１２に作用する把持力を推定することも可能である。
【００９３】
さらに、把持力算出部６０は、記憶部６８に記憶されたワーク１２の重さに基づいて、適切な把持力の大きさを算出し、算出した把持力を把持力目標値として、該把持力目標値と、ロードセル５０で検出された把持力、又は、推定した把持力との差を求める。
【００９４】
なお、ロードセル５０は、ワーク１２に作用する把持力を直接的に検出することができるため、把持力算出部６０は、当該把持力に高い精度が要求される場合には、ロードセル５０が検出したワーク１２の把持力を用いる。一方、把持力に対して高い精度が要求されない場合、把持力算出部６０は、差圧（Ｐ１−Ｐ２）、及び／又は、差圧（Ｐ３−Ｐ４）を用いて把持力を算出する。従って、把持力算出部６０は、把持力に要求される精度に応じて、把持力の算出処理を変更してもよい。
【００９５】
保持位置算出部６２は、測長センサ３４が検出したピストン１８の位置に基づいて、把持部２８の位置を算出すると共に、測長センサ５６が検出したピストン３８の位置に基づいて、把持部４８（に装着されたロードセル５０）の位置を算出する。
【００９６】
また、保持位置算出部６２は、記憶部６８に記憶された軸心８０の位置及びワーク１２の大きさに基づいて、把持部２８がワーク１２を位置決めするときの目的位置である第１位置（第１の位置）と、把持部４８がワーク１２を押圧するときの第２位置（第２の位置）とを算出する。
【００９７】
なお、ワーク１２の大きさが予め分かっており、且つ、ワーク１２の中心位置８６と軸心８０とを一致させた状態でワーク１２をチャック本体７８に配置する場合、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６の取付箇所との関係で、第１位置及び第２位置を特定することが可能である。従って、ユーザが操作入力部６６を操作して第１位置及び第２位置を入力し、記憶部６８に記憶させてもよい。この場合には、保持位置算出部６２による第１位置及び第２位置の算出処理は不要である。
【００９８】
位置ずれ算出部７０は、把持部２８、４８によってワーク１２が把持されたときの軸心８０に対するワーク１２の中心位置８６の位置ずれ量を算出する。具体的に、ワーク１２の把持時において、保持位置算出部６２で算出された把持部２８の位置と、把持部４８（に装着されたロードセル５０）の位置とに基づいて、ワーク１２の中心位置８６を算出し、算出した中心位置８６と軸心８０の位置との位置ずれ量を算出する。
【００９９】
制御処理部６４は、把持力算出部６０、保持位置算出部６２及び位置ずれ算出部７０の処理結果に基づいて、当該処理結果に応じた制御信号を圧力流体供給機構２４、４４に供給する。
【０１００】
具体的に、保持位置算出部６２が算出した把持部２８の位置が第１位置に到達していない場合、制御処理部６４は、圧力流体供給機構２４に制御信号を供給する。これにより、圧力流体供給機構２４は、入力された制御信号に基づき、第１シリンダ１４への圧力流体の供給量を調整して、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２を制御することにより、ワーク１２に向けて把持部２８を第１位置にまで変位させるサーボ制御を実行する。
【０１０１】
また、把持部２８の位置が第１位置に到達した場合、制御処理部６４は、圧力流体供給機構２４に制御信号を供給することにより、圧力流体供給機構２４からロックアップ機構３６に圧力流体を供給させる。これにより、ロックアップ機構３６は、ピストンロッド２６を固定保持させることができる。
【０１０２】
一方、ロックアップ機構３６を用いない場合、制御処理部６４は、圧力流体供給機構２４に制御信号を供給し、圧力流体供給機構２４から第１シリンダ１４への圧力流体の供給量を調整して、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２を制御することにより、ピストンロッド２６を現在の位置で維持させるためのサーボ制御を実行させる。
【０１０３】
さらに、保持位置算出部６２が算出した把持部４８の位置が第２位置に到達していない場合、制御処理部６４は、圧力流体供給機構４４に制御信号を供給する。これにより、圧力流体供給機構４４は、入力された制御信号に基づき、第２シリンダ１６への圧力流体の供給量を調整して、第３圧力Ｐ３及び第４圧力Ｐ４を制御することにより、ワーク１２に向けて把持部４８を変位させるサーボ制御を実行する。
【０１０４】
また、保持位置算出部６２が算出した把持部４８の位置が第２位置に到達している場合、制御処理部６４は、把持力算出部６０で算出（特定）された把持力が把持力目標値となるように、圧力流体供給機構４４に制御信号を供給する。これにより、圧力流体供給機構４４は、入力された制御信号に基づき、第２シリンダ１６への圧力流体の供給量を調整して、第３圧力Ｐ３及び第４圧力Ｐ４を制御することにより、把持部４８からワーク１２を押圧させるサーボ制御を実行する。
【０１０５】
さらに、位置ずれ算出部７０により位置ずれ量が算出された場合、制御処理部６４は、位置ずれ量が０となるように、圧力流体供給機構２４、４４に制御信号を供給する。これにより、圧力流体供給機構２４、４４は、入力された制御信号に基づき、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６への圧力流体の供給量を調整して、第１〜第４圧力Ｐ１〜Ｐ４を制御し、把持部２８、４８の位置を変位させて、位置ずれ量を０に調整するサーボ制御を実行する。
【０１０６】
表示部７２は、各センサ３０〜３４、５２〜５６及びロードセル５０の検出結果、制御装置５８内での各処理結果、及び、ユーザが操作入力部６６を操作して入力した情報等を表示するためのディスプレイである。
【０１０７】
［本実施形態の動作］
本実施形態に係るチャック装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、その動作（工作機械７６のチャック方法）について、図５〜図８を参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図１〜図４を参照しながら説明する。
【０１０８】
チャック装置１０では、当該動作に先立ち、チャック本体７８の軸心８０近傍にワーク１２が配置される。この場合、後述するように、チャック装置１０により軸心８０とワーク１２の中心位置８６とが一致した状態で該ワーク１２が軸心８０の位置で把持されるので、ワーク１２は、軸心８０近傍の所定位置に配置されていればよい。また、ユーザは、操作入力部６６を操作して、軸心８０の位置、ワーク１２の大きさ及び重さ等の各種の情報を入力する。入力された情報は、記憶部６８に記憶される。
【０１０９】
そして、時点ｔ０において、制御装置５８の制御処理部６４は、圧力流体供給機構２４に対して、ワーク１２の位置決めを指示するための制御信号の出力を開始することにより、圧力流体供給機構２４から第１シリンダ１４への圧力流体の供給に対するサーボ制御を実行させる。
【０１１０】
これにより、圧力流体供給機構２４は、入力された制御信号に基づき、第１シリンダ１４（シリンダ１）の第１圧力室２０への圧力流体の供給を開始すると共に、第２圧力室２２から外部への圧力流体の排出を開始する（図６のステップＳ１）。
【０１１１】
その後、時点ｔ１において、第１圧力室２０の第１圧力Ｐ１と、第２圧力室２２の第２圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）が所定圧力を超えると、ピストン１８（ピストン１）がＸ２方向に変位し始める（ステップＳ２）。この結果、ピストン１８に連結されたピストンロッド２６及び把持部２８は、軸心８０及びワーク１２に指向して、Ｘ２方向に変位する。
【０１１２】
なお、圧力センサ３０は、第１圧力Ｐ１を逐次検出して制御装置５８に出力すると共に、圧力センサ３２は、第２圧力Ｐ２を逐次検出して制御装置５８に出力しているので、把持力算出部６０は、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）を逐次算出することができる。
【０１１３】
この場合、測長センサ３４は、ピストン１８の位置を逐次検出して制御装置５８に出力している。そのため、保持位置算出部６２は、検出されたピストン１８の位置に基づき把持部２８の位置を逐次算出し、算出した把持部２８の位置と、ワーク１２を位置決めするときの第１位置との差を算出することができる。
【０１１４】
従って、図７に示すように、当初の把持部２８の位置（時点ｔ０から時点ｔ１までの位置）がＸ１０であり、一方で、ワーク１２の位置決めする際の目的位置である第１位置がＸ１１である場合に、制御処理部６４は、保持位置算出部６２で算出された把持部２８の位置が第１位置Ｘ１１近傍の所定位置に到達するまでは、ピストン１８、ピストンロッド２６及び把持部２８を比較的高速でＸ２方向に変位させることが可能となる。
【０１１５】
その後、把持部２８の位置が前記所定位置に到達すると、制御処理部６４は、前記所定位置から第１位置Ｘ１１までは、ピストン１８、ピストンロッド２６及び把持部２８を徐々に減速させる。
【０１１６】
そのためには、図５に示すように、制御処理部６４は、時点ｔ１から時点ｔ２までの間の時間帯において、把持部２８の位置が前記所定位置に到達するまでは、時間経過に伴って差圧（Ｐ１−Ｐ２）が大きくなるようなサーボ制御を実行させるための制御信号を圧力流体供給機構２４に出力し、一方で、前記所定位置に到達すれば、時間経過に伴って差圧（Ｐ１−Ｐ２）が小さくなるようなサーボ制御を実行させるための制御信号を圧力流体供給機構２４に出力すればよい。
【０１１７】
この結果、把持部２８が第１位置Ｘ１１に到達したときに（ステップＳ３：ＹＥＳ）、差圧（Ｐ１−Ｐ２）が略０になると共に、把持部２８の速度も略０となり、把持部２８をワーク１２に軽く（ソフトに）接触させて、該ワーク１２を位置決めすることができる。これにより、位置決め時におけるワーク１２への衝撃を抑制することができる。
【０１１８】
また、速度が０になることで把持部２８がワーク１２に接触するため、制御処理部６４は、速度が０になったときにワーク１２が位置決めされたと判断することができる。なお、上述した速度は、例えば、測長センサ３４が検出したピストン１８の位置（に応じた把持部２８の位置）の時間変化率を前記速度として算出すればよい。
【０１１９】
このようにして、把持部２８が第１位置Ｘ１１に到達し、ワーク１２を位置決めすると、制御処理部６４は、圧力流体供給機構２４に対してロックアップ機構３６を作動させるための制御信号を出力する。これにより、圧力流体供給機構２４は、入力された制御信号に基づいて、ロックアップ機構３６に圧力流体を供給する。この結果、ロックアップ機構３６は、ピストンロッド２６を固定保持し、把持部２８による第１位置Ｘ１１でのワーク１２の位置決め状態を維持することができる（ステップＳ４）。
【０１２０】
なお、ロックアップ機構３６が設けられていない場合、又は、ロックアップ機構３６を使用しない場合、図６の破線で示すように、制御処理部６４は、把持部２８の位置を第１位置Ｘ１１に維持させるようなサーボ制御を実行させるための制御信号を圧力流体供給機構２４に出力すればよい。これにより、圧力流体供給機構２４は、入力された制御信号に基づいて、第１シリンダ１４に対する圧力流体の供給量を調整し、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２を制御することで、把持部２８の位置を第１位置Ｘ１１に維持することができる。
【０１２１】
次に、時点ｔ３において、制御処理部６４は、圧力流体供給機構４４にワーク１２の把持を指示するための制御信号の出力を開始することにより、圧力流体供給機構４４から第２シリンダ１６（シリンダ２）への圧力流体の供給に対するサーボ制御を実行させる。
【０１２２】
これにより、圧力流体供給機構４４は、入力された制御信号に基づき、第２シリンダ１６の第３圧力室４０への圧力流体の供給を開始すると共に、第４圧力室４２から外部への圧力流体の排出を開始する（ステップＳ５）。
【０１２３】
その後、時点ｔ４において、第３圧力室４０の第３圧力Ｐ３と、第４圧力室４２の第４圧力Ｐ４との差圧（Ｐ３−Ｐ４）が所定圧力を超えると、ピストン３８がＸ１方向に変位し始める（ステップＳ６）。この結果、ピストン３８に連結されたピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０は、軸心８０及びワーク１２に指向して、Ｘ１方向に変位する。
【０１２４】
この場合も、圧力センサ５２は、第３圧力Ｐ３を逐次検出して制御装置５８に出力すると共に、圧力センサ５４は、第４圧力Ｐ４を逐次検出して制御装置５８に出力しているので、把持力算出部６０は、第３圧力Ｐ３と第４圧力Ｐ４との差圧（Ｐ３−Ｐ４）を逐次算出することができる。
【０１２５】
測長センサ５６は、ピストン３８の位置を逐次検出して制御装置５８に出力しているので、保持位置算出部６２は、検出されたピストン３８の位置に基づき把持部４８及びロードセル５０の位置を逐次算出し、算出した把持部４８及びロードセル５０の位置と、ワーク１２を押圧するときの第２位置との差を算出することができる。
【０１２６】
ここで、当初の把持部４８及びロードセル５０の位置（時点ｔ０から時点ｔ４までの位置）がＸ２０であり、一方で、第２位置がＸ２２である場合に、制御処理部６４は、保持位置算出部６２で算出された把持部４８及びロードセル５０の位置が第２位置Ｘ２２近傍の所定の位置Ｘ２１に到達するまでは、ピストン３８、ピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０を比較的高速でＸ１方向に変位させる。
【０１２７】
その後、把持部４８及びロードセル５０が位置Ｘ２１に到達すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、制御処理部６４は、位置Ｘ２１から第２位置Ｘ２２までは、ピストン３８、ピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０を徐々に減速させる（ステップＳ８）。
【０１２８】
そのためには、図５に示すように、制御処理部６４は、時点ｔ４から時点ｔ５までの間の時間帯において、差圧（Ｐ３−Ｐ４）が一定値を維持するように圧力流体供給機構４４に制御信号を供給する。この結果、時点ｔ５で、把持部４８及びロードセル５０は、速度が略０の状態で第２位置Ｘ２２に到達し、ワーク１２に軽く（ソフトに）接触する（ステップＳ９）。これにより、接触時におけるワーク１２への衝撃を抑制することができる。
【０１２９】
なお、速度が０になることで把持部４８及びロードセル５０がワーク１２に接触するため、制御処理部６４は、例えば、測長センサ５６が検出したピストン３８の位置（に応じた把持部４８及びロードセル５０の位置）の時間変化率が０になったときに、ワーク１２が位置決めされたと判断すればよい。
【０１３０】
ここで、把持力算出部６０は、記憶部６８に記憶されたワーク１２の重さに基づいて、ワーク１２に対する適切な把持力を把持力目標値として算出する。また、ロードセル５０は、ワーク１２に接触した場合、把持部４８がワーク１２を押圧するときの押圧力をワーク１２に作用する把持力として逐次検出し、制御装置５８に出力する。
【０１３１】
そこで、把持力算出部６０は、把持力目標値と、ロードセル５０が検出した把持力との差を算出する。制御処理部６４は、把持力目標値と把持力との差が０になるまで、すなわち、ワーク１２に対する把持力が把持力目標値に到達するまで、把持部４８及びロードセル５０がワーク１２を押圧するように圧力流体供給機構４４に制御信号を供給する。
【０１３２】
これにより、圧力流体供給機構４４は、入力された制御信号に基づいて、第３圧力室４０に圧力流体を供給する。この結果、時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯において、差圧（Ｐ３−Ｐ４）は、時間経過に伴って増加し、把持部４８及びロードセル５０は、ワーク１２を押圧し続ける。そのため、ロードセル５０が検出する把持力は、時間経過に伴って増加する。
【０１３３】
一方、把持部４８及びロードセル５０からの把持力（押圧力）は、ワーク１２を介して把持部２８、ピストンロッド２６及びピストン１８に伝わる。この場合、前記押圧力は、第１シリンダ１４に対する外乱（外力）となるが、ロックアップ機構３６によってピストンロッド２６が固定保持されているため、当該外乱の影響（ピストンロッド２６の変位に起因したワーク１２の位置ずれ）を抑制することができる。
【０１３４】
また、圧力流体供給機構２４は、把持部２８に伝わる押圧力によって把持部２８の位置が変動することを防止するため、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２を調整して、前記押圧力に対する反力を把持部２８に発生させる。この結果、差圧（Ｐ１−Ｐ２）も時間経過に伴って増加する。
【０１３５】
その後、時点ｔ６で把持力が把持力目標値に到達することにより、ワーク１２は、把持部２８、４８によって、適切な把持力で把持されることになる（ステップＳ１０）。また、制御処理部６４は、ワーク１２が第１位置Ｘ１１及び第２位置Ｘ２２において前記適切な把持力（把持力目標値）で把持された状態を維持するように、圧力流体供給機構２４、４４に所定の制御信号を供給する。これにより、圧力流体供給機構２４、４４は、ワーク１２の把持状態を維持するように第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６に対する圧力流体の供給量を調整することで、第１〜第４圧力Ｐ１〜Ｐ４を制御するサーボ制御を行う。
【０１３６】
ところで、保持位置算出部６２は、把持部２８、４８によってワーク１２が把持されている場合、算出した把持部２８、４８の位置の中間地点をワーク１２の中心位置８６として算出することができる。そこで、ステップＳ１１において、位置ずれ算出部７０は、軸心８０の位置と、保持位置算出部６２で算出された中心位置８６との位置ずれ量を算出する。
【０１３７】
そして、制御処理部６４は、位置ずれ量が所定値以内に納まっていれば、軸心８０と中心位置８６との位置ずれが発生していないと判断し（ステップＳ１１：ＮＯ）、上述したワーク１２の把持状態を維持するためのサーボ制御を継続させる。
【０１３８】
一方、制御処理部６４は、位置ずれ量が所定値を超えていれば、軸心８０に対する中心位置８６の位置ずれが発生していると判断し（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、中心位置８６を軸心８０の位置に自動的に補正する補正処理を実行する（ステップＳ１２）。
【０１３９】
図８に示すように、軸心８０と中心位置８６との位置ずれ量がＸＳである場合、ステップＳ１２において、制御処理部６４は、ロックアップ機構３６によるピストンロッド２６の固定保持状態を解除するための制御信号を圧力流体供給機構２４に出力する。圧力流体供給機構２４は、入力された制御信号に基づいて、ロックアップ機構３６に対する圧力流体の供給を停止し、ピストンロッド２６を固定保持状態から解放する。
【０１４０】
次に、制御処理部６４は、位置ずれ量ＸＳだけ把持部２８を変位させるための制御信号を圧力流体供給機構２４に出力すると共に、位置ずれ量ＸＳだけ把持部４８及びロードセル５０を変位させるための制御信号を圧力流体供給機構４４に出力する。これにより、圧力流体供給機構２４は、入力された制御信号に基づいて、第１シリンダ１４に圧力流体を供給し、ピストン１８、ピストンロッド２６及び把持部２８を位置ずれ量ＸＳだけＸ方向に沿って変位させる。一方、圧力流体供給機構４４は、入力された制御信号に基づいて、第２シリンダ１６に圧力流体を供給し、ピストン３８、ピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０を位置ずれ量ＸＳだけＸ方向に沿って変位させる。
【０１４１】
これにより、中心位置８６が軸心８０の位置に自動的に補正され、ワーク１２を軸心８０の位置で把持することが可能となる。なお、ピストン１８、ピストンロッド２６及び把持部２８を位置ずれ量ＸＳだけＸ方向に沿って変位させた後には、ステップＳ４の処理を実行して、ロックアップ機構３６によりピストンロッド２６を固定保持すればよいことは勿論である。
【０１４２】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るチャック装置１０及び工作機械７６のチャック方法によれば、第１シリンダ１４でワーク１２を位置決めし、位置決めされたワーク１２を第２シリンダ１６で押圧することにより、チャック本体７８に配置されたワーク１２を把持する。そして、制御機構７４は、測長センサ３４で検出されたピストン１８の位置と、測長センサ５６で検出されたピストン３８の位置とに基づいて、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を制御し、ピストンロッド２６に連結された把持部２８と、ピストンロッド４６に連結された把持部４８とによって、チャック本体７８の所定位置（チャック本体７８の軸心８０の位置）でワーク１２を把持させる。
【０１４３】
これにより、ワーク１２の位置ずれを発生させることなく該ワーク１２を把持することができる。また、ワーク１２の形状等のバラツキがあったり、軸心８０に対してワーク１２の中心位置８６がずれていても、中心位置８６を軸心８０に略一致させた状態でワーク１２を把持することが可能となる。
【０１４４】
また、制御機構７４を構成する圧力流体供給機構２４は、測長センサ３４で検出されたピストン１８の位置に基づいて、ピストン１８、ピストンロッド２６及び把持部２８を軸心８０に向けて変位させる。一方、圧力流体供給機構４４は、測長センサ５６で検出されたピストン３８の位置に基づいて、ピストン３８、ピストンロッド４６、把持部４８及びロードセル５０を軸心８０に向けて変位させる。
【０１４５】
これにより、ワーク１２の位置ずれを発生させることなく、該ワーク１２を軸心８０の位置で把持することができる。また、ワーク１２の形状等のバラツキがあったり、軸心８０に対してワーク１２の中心位置８６がずれていても、中心位置８６を軸心８０に一致させてワーク１２を把持することが可能となる。
【０１４６】
また、制御装置５８の位置ずれ算出部７０は、検出されたピストン１８、３８の各位置に基づいて、把持部２８、４８により把持されたワーク１２の中心位置８６と、軸心８０との位置ずれ量ＸＳを算出する。この結果、圧力流体供給機構２４は、位置ずれ量ＸＳに基づきピストンロッド２６等を変位させると共に、圧力流体供給機構４４は、位置ずれ量ＸＳに基づきピストンロッド４６等を変位させ、ワーク１２の中心位置８６を軸心８０に補正する。
【０１４７】
このように、ワーク１２の形状等のバラツキがあっても、又は、軸心８０に対してワーク１２の中心位置８６がずれた状態で該ワーク１２が配置されていても、位置ずれ量ＸＳが０となるようにワーク１２の中心位置８６が軸心８０に自動的に補正されるので、軸心８０の位置でワーク１２を確実に把持することができる。
【０１４８】
保持位置算出部６２は、検出されたピストン１８の位置に基づき把持部２８の位置を算出すると共に、検出されたピストン３８の位置に基づき把持部４８及びロードセル５０の位置を算出する。そのため、圧力流体供給機構２４は、算出された把持部２８の位置が第１位置Ｘ１１に到達するまで把持部２８等を軸心８０に向かって変位させれば、ワーク１２を第１位置Ｘ１１で位置決めさせることができる。また、圧力流体供給機構４４は、算出された把持部４８及びロードセル５０の位置がワーク１２を押圧するための第２位置Ｘ２２に到達するまで、把持部４８及びロードセル５０等を軸心８０に向かって変位させれば、ワーク１２を第２位置Ｘ２２で押圧することができる。
【０１４９】
これにより、軸心８０の位置でワーク１２を確実に把持することができる。なお、ワーク１２の大きさが予め分かっており、ワーク１２を軸心８０の位置で把持させる場合には、ワーク１２の大きさ及び軸心８０の位置から第１位置Ｘ１１及び第２位置Ｘ２２を予め特定することができる。そのため、把持部２８等を第１位置Ｘ１１に容易に変位させると共に、把持部４８及びロードセル５０等を第２位置Ｘ２２に容易に変位させることが可能となる。
【０１５０】
また、保持位置算出部６２は、ワーク１２の中心位置８６が軸心８０と略一致するようにワーク１２がチャック本体７８に配置されている場合に、ワーク１２の大きさに基づいて第１位置Ｘ１１及び第２位置Ｘ２２を算出してもよい。
【０１５１】
そして、圧力流体供給機構２４は、第１位置Ｘ１１と把持部２８の位置との差に基づき、把持部２８等の移動速度を調整しつつ、把持部２８等を軸心８０に向かって変位させる。また、圧力流体供給機構４４は、第２位置Ｘ２２と把持部４８及びロードセル５０の位置との差に基づき、把持部４８及びロードセル５０等の移動速度を調整しつつ、把持部４８及びロードセル５０等を軸心８０に向かって変位させる。
【０１５２】
これにより、第１シリンダ１４側では、ワーク１２の近傍まで把持部２８を高速で変位させた後、ワーク１２の直前の位置で減速させ、速度が略０の状態で把持部２８をワーク１２に接触させる。この結果、第１位置Ｘ１１において、ワーク１２に対して把持部２８を軽く（ソフトに）接触させることができ、ワーク１２の位置決め時におけるワーク１２への衝撃を抑制することができる。
【０１５３】
また、第２シリンダ１６側では、ワーク１２の近傍まで把持部４８及びロードセル５０を高速で変位させた後、ワーク１２の直前の位置Ｘ２１で減速させ、速度が略０の状態で把持部４８及びロードセル５０をワーク１２に接触させる。この結果、第２位置Ｘ２２において、ワーク１２に対して把持部４８及びロードセル５０を軽く（ソフトに）接触させることができ、ワーク１２の把持時におけるワーク１２への衝撃を抑制することができる。
【０１５４】
また、制御機構７４では、把持部２８の位置が第１位置Ｘ１１に到達したときに、ピストンロッド２６をロックアップ機構３６で固定保持する。これにより、ワーク１２の把持時に、把持部４８及びロードセル５０からワーク１２を介して把持部２８に押圧力（把持力）が伝わっても、該押圧力によってピストンロッド２６が変位することを抑制することができる。
【０１５５】
すなわち、押圧力は、把持部２８がワーク１２を位置決めしているときの外力（外乱）となる。従って、ロックアップ機構３６によりピストンロッド２６を固定保持することにより、このような外乱の影響を防ぐことが可能となる。
【０１５６】
より詳しく説明すると、圧力流体供給機構２４、４４は、サーボ制御によって第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６に対する圧力流体の供給量を調整することにより、第１〜第４圧力Ｐ１〜Ｐ４を制御する。そのため、上記の外力が把持部２８に加えられた場合、圧力流体供給機構２４が前記外力に応じてサーボ制御を実行することにより、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２が変動し、把持部２８が変位する可能性がある。そこで、ロックアップ機構３６によりピストンロッド２６を固定保持することで、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２の変動を抑制し、把持部２８の位置が変化することを回避することができる。
【０１５７】
また、工作機械７６がワーク１２に対してレーザ加工を行う場合、レーザ加工による熱で第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２が変動する可能性もある。このような場合でも、ロックアップ機構３６でピストンロッド２６を固定保持することにより、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２の変動で把持部２８の位置が変化することを防止することができる。
【０１５８】
また、圧力流体供給機構２４は、把持部２８の位置が第１位置Ｘ１１に到達した後に、把持部２８の位置を第１位置Ｘ１１に維持するサーボ制御を行ってもよい。すなわち、第１シリンダ１４にロックアップ機構３６が併設されていない場合や、ロックアップ機構３６を機能させない場合であっても、サーボ制御により把持部２８の位置を第１位置Ｘ１１に維持することで、第１シリンダ１４によるワーク１２の位置決め状態を保持することができる。
【０１５９】
また、把持部４８にロードセル５０を装着し、ワーク１２の把持力を直接的に検出することで、ワーク１２に対してどの程度の把持力が作用しているのかを精度良く検出することができる。これにより、制御機構７４では、検出された把持力に基づいて、圧力流体供給機構２４、４４が第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を制御することにより、把持部２８、４８によりワーク１２を適切な把持力で把持させることができる。
【０１６０】
なお、把持部４８に代えて、把持部２８にロードセル５０を装着してもよいし、把持部２８、４８の双方にロードセル５０を装着してもよい。
【０１６１】
把持部４８に代えて把持部２８にロードセル５０を装着した場合、当該ロードセル５０は、把持部４８からワーク１２を介して把持部２８に伝わる押圧力を把持力として検出することができる。この場合でも、上述した効果が得られる。
【０１６２】
また、把持部２８、４８の双方にロードセル５０を装着した場合、ワーク１２の形状等に起因して該ワーク１２が偏心している場合でも、把持力を検出することが可能となる。
【０１６３】
また、本実施形態では、ロードセル５０による把持力の検出に代えて、把持力算出部６０は、圧力センサ３０で検出された第１圧力Ｐ１と圧力センサ３２で検出された第２圧力Ｐ２とに基づいて、ワーク１２に対する把持力を算出してもよいし、あるいは、圧力センサ５２で検出された第３圧力Ｐ３と圧力センサ５４で検出された第４圧力Ｐ４とに基づいて、ワーク１２に対する把持力を算出してもよい。
【０１６４】
すなわち、把持力に対して高い精度が要求されていない場合には、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２、並びに／又は、第３圧力Ｐ３及び第４圧力Ｐ４に基づいて把持力を推定してもよい。この場合でも、推定された把持力に基づいて、圧力流体供給機構２４、４４が第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６を制御することにより、ワーク１２を適切な把持力で把持させることが可能となる。
【０１６５】
また、把持力算出部６０は、ワーク１２の重さに応じた把持力を把持力目標値として算出し、圧力流体供給機構２４は、算出された把持力が把持力目標値となるように、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２を制御し、圧力流体供給機構４４は、算出された把持力が把持力目標値となるように、第３圧力Ｐ３及び第４圧力Ｐ４を制御すればよい。
【０１６６】
このように、ワーク１２の重さに基づき第１〜第４圧力Ｐ１〜Ｐ４が制御され、把持部２８、４８が変位すれば、軽量のワーク１２に対して過大な把持力が作用したり、又は、重いワーク１２に対して把持力が不足することを防止することができる。
【０１６７】
また、本実施形態では、把持部２８からワーク１２に作用する位置決め力の方向と、把持部４８からワーク１２に作用する押圧力の方向とが、略同軸となるように、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６がチャック本体７８に取り付けられていればよい。これにより、ワーク１２に対して１軸上に位置決め力及び押圧力が作用するので、ワーク１２の位置ずれを防止しつつ、該ワーク１２を効率よく把持することができる。
【０１６８】
具体的に、第１実施例の場合、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６は、軸心８０を挟んで対向するようにチャック本体７８に取り付けられているので、ワーク１２の位置ずれを防止しつつ、ワーク１２を軸心８０の位置で確実に把持することができる。
【０１６９】
また、第２実施例の場合、軸心８０を挟んで対向する１個の第１シリンダ１４と１個の第２シリンダ１６とを１組として、複数組のシリンダが軸心８０に対して所定角度間隔で放射状にチャック本体７８に取り付けられている。これにより、ワーク１２の位置ずれが確実に防止され、ワーク１２を軸心８０の位置で確実に把持することができる。
【０１７０】
さらに、第３実施例では、合計で少なくとも３個の第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６が軸心８０に対して所定角度間隔で放射状に取り付けられ、位置決め力の合成力の方向と押圧力の合成力の方向とが略同軸となるように、第１シリンダ１４及び第２シリンダ１６がチャック本体７８に取り付けられる。このように、第１シリンダ１４と第２シリンダ１６とが軸心８０を挟んで対向していなくても、位置決め力の合成力の方向と押圧力の合成力の方向とが１軸上にあれば、ワーク１２の位置ずれを防止しつつ、ワーク１２を軸心８０の位置で把持することができる。
【０１７１】
［本実施形態の変形例］
次に、チャック装置１０の変形例について、図９を参照しながら説明する。なお、この変形例において、図１と同じ構成要素には、同じ参照符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【０１７２】
図９に示す変形例では、第２シリンダ１６が矢印Ｘ方向に沿って連接された２つのシリンダ部１６ａ、１６ｂから構成されるタンデム型のシリンダである点で、図１の構成とは異なる。
【０１７３】
この場合、Ｘ１方向側のシリンダ部１６ａでは、ピストン３８ａにピストンロッド４６ａが連結され、該ピストンロッド４６ａの先端部に把持部４８及びロードセル５０が設けられている。シリンダ部１６ａの内部には、ピストン３８ａによって第５圧力室１００が形成されている。また、シリンダ部１６ａには、ピストン３８ａの位置を検出する位置検出センサ１０２が取り付けられている。さらに、圧力流体供給機構４４は、予め定められた一定圧である第５圧力Ｐ５の圧力流体を第５圧力室１００に供給する。第５圧力Ｐ５は、圧力センサ１０４によって検出される。
【０１７４】
一方、Ｘ２方向側のシリンダ部１６ｂでは、ピストン３８ｂにピストンロッド４６ｂが連結され、該ピストンロッド４６ｂのＸ２方向の先端部は、例えば、チャック本体７８に固定されている。また、シリンダ部１６ｂの内部は、ピストン３８ｂによって第３圧力室４０及び第４圧力室４２に区画されている。この場合、測長センサ５６は、ピストン３８ｂの位置を検出する。なお、シリンダ部１６ａとシリンダ部１６ｂとは、壁部１０６によって仕切られている。
【０１７５】
この変形例において、把持部２８によってワーク１２が位置決めされている状態で、圧力流体供給機構４４から第５圧力室１００には、比較的低圧の第５圧力Ｐ５の圧力流体が供給されている。
【０１７６】
この場合、制御処理部６４からの制御信号の入力に起因して、圧力流体供給機構４４から第４圧力室４２に第４圧力Ｐ４の圧力流体が供給されると、ピストン３８ｂ及びピストンロッド４６ｂがチャック本体７８に固定されているので、第２シリンダ１６は、全体的に、Ｘ１方向に変位する。
【０１７７】
第２シリンダ１６全体がＸ１方向にさらに変位し、把持部４８及びロードセル５０がワーク１２に接触した場合、第５圧力Ｐ５が比較的低圧であるため、ピストン３８ａ、ピストンロッド４６ａ、把持部４８及びロードセル５０は、ワーク１２からの力を受けて、Ｘ２方向に一体的に後退する。すなわち、第５圧力Ｐ５が比較的低圧であるので、把持部４８及びロードセル５０は、ワーク１２に軽く（ソフトに）接触した後、ワーク１２からの力を受けてＸ２方向に退動する。
【０１７８】
そして、ピストン３８ａが位置検出センサ１０２と対向する位置（壁部１０６の位置）まで後退した場合、位置検出センサ１０２は、ピストン３８ａに設けられた図示しない磁石から発生する磁束を検出し、当該ピストン３８ａが位置検出センサ１０２の位置にまで後退したことを示す検出信号を制御装置５８に出力する。これにより、制御処理部６４は、検出信号の入力に基づき、ワーク１２に対して把持部４８及びロードセル５０が接触したことを把握することができる。
【０１７９】
次に、制御処理部６４は、ワーク１２に作用する把持力を把持力目標値に到達させることを指示する制御信号を、圧力流体供給機構４４に出力する。これにより、圧力流体供給機構４４は、入力された制御信号に基づいて、第４圧力室４２に対する圧力流体の供給量を増加させ、第４圧力Ｐ４を大きくする。これにより、第４圧力Ｐ４に応じた押圧力がピストン３８ａ、ピストンロッド４６ａ、把持部４８及びロードセル５０を介してワーク１２に作用し、当該ワーク１２を把持部２８、４８によって把持することができる。
【０１８０】
このように図９の変形例では、タンデム型の第２シリンダ１６を用いることにより、接触時のワーク１２への衝撃を抑制することができる。また、タンデム型の第２シリンダ１６を使用した場合でも、当該ワーク１２を把持することができるので、図９の変形例では、図１の構成による効果も得ることができる。
【０１８１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１８２】
１０…チャック装置                      １２…ワーク
１４…第１シリンダ                      １６…第２シリンダ
１６ａ、１６ｂ…シリンダ部
１８、３８、３８ａ、３８ｂ…ピストン
２０…第１圧力室                        ２２…第２圧力室
２４、４４…圧力流体供給機構
２６、４６、４６ａ、４６ｂ…ピストンロッド
２８、４８…把持部
３０、３２、５２、５４、１０４…圧力センサ
３４、５６…測長センサ                  ３６…ロックアップ機構
４０…第３圧力室                        ４２…第４圧力室
５０…ロードセル                        ５８…制御装置
６０…把持力算出部                      ６２…保持位置算出部
６４…制御処理部                        ６６…操作入力部
６８…記憶部                            ７０…位置ずれ算出部
７２…表示部                            ７４…制御機構
７６…工作機械                          ７８…チャック本体
８０…軸心                              ８２、８８、９０、９２…軸線
８６…中心位置                          １００…第５圧力室
１０２…位置検出センサ                  １０６…壁部
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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