(57)【要約】【課題】ワークの保持や着座検知等といった複数の動作を簡素な構成で行うことができるワーク保持装置を提供する。【解決手段】ワークＷを保持する際に使用する回路Ａと、ワークＷの着座検知を行う際に使用する回路Ｂと、ワークＷを払い出す際に使用する回路Ｃとを同一のエア流路３に接続するとともに、回路Ａ、Ｂ、Ｃを切り換えるための回路切換手段１１を備えることによって、上記３つの動作を、同じエア流路３を利用して行うようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工時にワークを保持するワーク保持装置であって、
保持されたワークが当接する着座面に空気孔が開設されているとともに、該空気孔からエアを噴出及び吸引するためのエア制御装置が備えられており、
前記エア制御装置により、前記空気孔からエアを吸引してワークを保持するワーク保持動作と、前記空気孔からエアを噴出してワークの着座の有無を検知する着座検知動作とを、前記空気孔と連通した同一のエア流路を利用して行うことを特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】
エア制御装置により、空気孔からエアを噴出して、保持していたワークを所定の払出位置に払い出し可能としたことを特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばエア等の流体を利用して、ワークの保持や着座検知を行うワーク保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワークを保持するためのワーク保持装置に、エアを利用したワークの着座検知機構を備えたものが知られている（たとえば、特許文献１に開示）。また、着座面に開設された空気孔から空気を吸引してワークを保持するワーク保持装置もある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５１５０６号公報
【０００４】
ここで、特許文献１に開示されているような着座検知機構を有するワーク保持装置について、図４をもとに説明する。図４は、ワーク保持装置４１のワーク当接部を示した断面説明図である。
ワーク保持装置４１は、保持するワークの外周面に当接するチャック面４２に、ワークの着座を検知するための第１空気孔４３を開設してなる。また、ワークの軸線方向の端面が当接する当て金部材４４の着座面４５にも第２空気孔４６が開設されている。第１空気孔４３及び第２空気孔４６は、図示しないエア供給源と夫々エア供給路４７、４８を介して連結されている。そして、図示しない制御装置による制御のもと、第１空気孔４３及び第２空気孔４６からエアを噴出し、その差圧を検知することによって、ワークが着座しているか否かを判断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような着座検知機構を有するワーク保持装置４１に、エアの吸引を利用してワークを保持する機構を備え合わせたもの（すなわち、上記従来技術の組み合わせタイプ）もある。しかしながら、この場合、着座検知用のエア流路とエア吸引用のエア流路とは、夫々独立して個別に設けられていた。つまり、ワーク保持装置内、ひいては該ワーク保持装置を備えた主軸装置内に複数のエア流路を設けなければならないため、主軸装置の構造が複雑となる。したがって、着座検知とエアによるワーク保持との両機能を具備しようとすると、コストが高くなるという問題が生じていた。また、主軸装置（ワーク保持装置を含む）の形状や大きさ等によっては、エア流路の設置スペースに係る問題により複数のエア流路を設けることができない場合もある。
さらに、上述したような従来のワーク保持装置４１では、別途設置されたローダー装置やロボットアーム等を用いて加工済ワークの払い出しを行っている。したがって、ワーク保持装置４１等を使用するにあたり、別途払い出し装置を設置し、さらにワーク保持装置４１と連動させるための更なるコストが必要となる上、払い出しに時間がかかり、加工効率の低下の要因になるという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであって、ワークの保持や着座検知等といった複数の動作を簡素な構成で行うことができるワーク保持装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、加工時にワークを保持するワーク保持装置であって、保持されたワークが当接する着座面に空気孔が開設されているとともに、該空気孔からエアを噴出及び吸引するためのエア制御装置が備えられており、前記エア制御装置により、前記空気孔からエアを吸引してワークを保持するワーク保持動作と、前記空気孔からエアを噴出してワークの着座の有無を検知する着座検知動作とを、前記空気孔と連通した同一のエア流路を利用して行うことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、エア制御装置により、空気孔からエアを噴出して、保持していたワークを所定の払出位置に払い出し可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、空気孔からのエアの噴出／吸引を制御するエア制御装置により、空気孔からエアを吸引してワークを保持するワーク保持動作と、空気孔からエアを噴出してワークの着座の有無を検知する着座検知動作とが、空気孔と連通した同一のエア流路を利用して行われるため、従来では各動作毎に夫々別個に設けていたエア流路を１つに統一することができる。したがって、ワーク保持装置内、ひいては該ワーク保持装置を備えた主軸装置内におけるエア流路の構造を簡素化することができ、主軸装置（ワーク保持装置を含む）の製造コストを低減することができる。さらに、エア流路の構造が簡素化されるため、従来のように主軸装置の形状や大きさ等によってエア流路の設置が制限されることがない。したがって、主軸装置の形状や大きさ等に拘わることなく、上記複数の動作を全て実行可能に構成することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、空気孔からエアを噴出させることによって、加工済ワークを所定の払出位置に払い出すことができる。したがって、ワーク払出装置等を別途設置する必要がなく、一層のコストの低減を図ることができる上、別途装置を用いる場合よりも払い出し動作を迅速に行うことができ、ワークの加工効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態となるワーク保持装置について図面を基に説明する。
図１は、本実施形態に係るワーク保持装置１について示した断面説明図である。また、図２において、（ａ）はワークＷを保持する際の断面説明図、（ｂ）はワークＷの着座検知を行う際の断面説明図、（ｃ）はワークＷの払い出しを行う際の断面説明図である。尚、本実施形態においては、図１における左右方向をワーク保持装置１の前後方向（右側を前方）として説明する。
【００１０】
ワーク保持装置１は、前端面にワークＷが当接する着座面４を有する当て金部材２と、図示しない駆動装置によりＸ軸周りで旋回可能なフェイスクランプ５とを備えてなるものであって、着座面４には、複数の空気孔６、６が開設されている。各空気孔６には、エア流路３が連結されており、後述するエア制御装置１０（図３に示す）による制御のもと、各空気孔６からエアを噴出／吸引可能となっている。
【００１１】
ここで、エア制御装置１０について、図３を基に説明する。図３は、エア制御装置１０の制御機構を示したブロック構成図である。
エア制御装置１０は、各空気孔６からエアを噴出／吸引するため、エア流路３に接続された３つの回路Ａ、Ｂ、Ｃを有しているとともに、該回路Ａ、Ｂ、Ｃを切り換えるための回路切換手段１１を備えている。尚、回路切換手段１１は、図示しない制御装置による制御のもとで回路Ａ、Ｂ、Ｃの切換動作を行う。
【００１２】
回路Ａは、図２（ａ）にて示すようにエアを吸引してワークＷを保持する際に使用する回路であって、回路切換手段１１により回路Ａが選択されると、モータＭが駆動して各空気孔６からエア流路３を介してエアが吸引される。尚、回路Ａには、回路Ａが選択された場合にのみ開放される開閉バルブ１６が設けられている。
また、回路Ｂは、図２（ｂ）にて示すようにエアを噴出させてワークＷの着座検知を行う際に使用する回路であって、各空気孔６から噴出させるエアの差圧を検知可能な差圧検知手段１２が設けられている。該差圧は、圧力検出器１４による検出値と圧力検出器１５による検出値とから求められる。
さらに、回路Ｃは、図２（ｃ）にて示すようにエアを噴出させてワークＷを払い出す際に使用する回路であって、回路切換手段１１により回路Ｃが選択されると、回路Ｂを使用する場合よりも多量のエアが勢いよく各空気孔６から噴出され、該エアによりワークＷが所定の払出位置に払い出される。尚、１３は、エアの逆流を防止するための逆流防止弁であって、回路Ｂ及び回路Ｃに設けられている。
【００１３】
以上のような構成を有するワーク保持装置１におけるワークの保持、着座検知、及び払い出し動作について説明する。
まず、当て金部材２の着座面４にワークＷが押し当てられると、エア制御装置１０により回路Ａを選択して、開閉バルブ１６を開放するとともに、図２（ａ）に示す如く空気孔６からエアを吸引し、該エアの吸引によりワークＷを当て金部材２前面にて保持する。その際、図示しないインローガイド等にて、ワーク保持装置１の回転軸ＲにワークＷの中心軸をあわせる芯出し作業が行われる。
次に、フェイスクランプ５を図１に示す如きクランプ状態となるまで旋回させて、フェイスクランプ５によってワークＷをクランプさせ、エアの吸引を停止する。そして、エア制御装置１０により回路Ｂを選択し、空気孔６からエアを噴出させるとともに、その際の圧力検出器１４、１５における検出値にもとづいて差圧検出手段１２により差圧を検出し、ワークＷが着座しているか否かの確認（着座検知）を行う。
【００１４】
その後、ワークＷに対して切削等の加工を施す。尚、ワークＷに対する加工中は、エアの噴出／吸引は行わない。
さらに、ワークＷに対する加工が完了すると、エア制御装置１０により再び回路Ａを選択し、開閉バルブ１６を開放して空気孔６からエアを吸引し、該エアの吸引によってワークＷを保持するとともに、フェイスクランプ５をアンクランプ状態となるまで旋回させる。そして、最後に回路Ｃを選択して、空気孔６から勢いよくエアを噴出させ、加工済のワークＷを所定の払出位置に払い出す。
このように、ワーク保持装置１は、エア制御装置１０にて空気孔６、６からエアを噴出させたり吸引したりすることにより、ワークＷの保持、着座検知、及び払い出しを行う。
【００１５】
上述したようなワーク保持装置１によれば、エア制御装置１０が回路切換手段１１を備えており、エアの噴出／吸引を利用したワークＷの保持、着座検知、及び払い出しを、同じエア流路３を使用して行うため、従来では各動作毎に夫々別個に設けていたエア流路を１つに統一することができる。したがって、ワーク保持装置１内、ひいては該ワーク保持装置１を備えた主軸装置内におけるエア流路３の構造を簡素化することができ、主軸装置（ワーク保持装置１を含む）の製造コストを低減することができる。
また、エア流路３の構造が簡素化されるため、従来のように主軸装置の形状や大きさ等によってエア流路の設置が制限されることがない。したがって、主軸装置の形状や大きさ等に拘わることなく、上記複数の動作を全て実行可能に構成することができる。
【００１６】
さらに、ワーク保持装置１は、回路Ｃを選択して空気孔６、６からエアを噴出させることによって、加工済ワークの払い出しを行う。したがって、ワーク払出装置等を別途設置する必要がなく、コストの低減を図ることができる上、別途装置を用いる場合よりも払い出し動作を迅速に行うことができ、ワークの加工効率を向上させることができる。
加えて、ワーク加工中はフェイスクランプ５にてワークを保持し、エア制御装置１０によるエアの吸引動作を停止するようにしているため、モータＭ等にかかる負荷を減らすことができる。したがって、故障が少なく、各動作の安定性に富む上、寿命の長いワーク保持装置１とすることができる。
【００１７】
なお、本発明のワーク保持装置に係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、エア流路、空気孔、フェイスクランプ、エア制御装置、各回路、及び回路切換手段等の設置位置、設置数、形状、大きさ等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００１８】
たとえば、上記実施の形態では、ワークの保持、着座検知、及び払い出しを同一のエア流路を利用して行うように構成しているが、少なくともワークの保持と着座検知とについて同一のエア流路を利用するのであれば、払い出しに関して別途エア流路を設けてもよいし、払い出し動作を行わないワーク保持装置としても何ら問題はない。
また、ワーク保持や着座検知に加え、ワーク端面にエアを噴出させてワークの冷却を行うといったワーク冷却動作を、同一のエア流路を利用して行うように構成することも可能である。
【００１９】
さらに、上記実施の形態では、ワーク保持装置に、Ｘ軸周りで旋回可能なフェイスクランプを設けているが、フェイスクランプではなく、ワーク保持装置に複数のチャック爪を備え、該チャック爪にて加工中のワークを支持するような構成とすることも当然可能である。該構成とすることにより、チャック爪にてワークを支持する際にワークの芯出し作業を行うことができ、ワークの加工効率を更に向上できる、という効果を奏することができる。
加えて、上記実施の形態では、ワークに対して加工が行われている間、エアの吸引を停止する構成としているが、ワークの加工中においてもエアの吸引を行い、加工時のワークをより強固に保持するような構成としても何ら問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ワーク保持装置について示した断面説明図である。
【図２】（ａ）はワークを保持する際の断面説明図、（ｂ）はワークの着座検知を行う際の断面説明図、（ｃ）はワークの払い出しを行う際の断面説明図である。
【図３】エア制御装置の制御機構を示したブロック構成図である。
【図４】従来のワーク保持装置のワーク当接部を示した断面説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・ワーク保持装置、２・・当て金部材、３・・エア流路、４・・着座面、５・・フェイスクランプ、６・・空気孔、１０・・エア制御装置、１１・・流路切換手段、１２・・差圧検知手段、１３・・逆流防止弁、１４、１５・・圧力検出器、１６・・開閉バルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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