(57)【要約】【課題】ワークの種類変更時における段取り替えに必要な治具プレートの点数を削減することができるとともに、その段取り替え作業を容易かつ短時間に行うことができるワーク支持装置を提供する。【解決手段】ワークＷの下面に所定の間隔をおいて形成された一対の位置決め基準孔２８を第１治具プレート２０上に配設された一対の位置決めピン３０，３１に係合させて、ワークＷを第１治具プレート２０上の所定位置に位置決め支持する。この場合、第１治具プレート２０またはその第１治具プレート２０上に装着された第２治具プレート２１に、位置決め基準孔２８間の間隔が異なった複数種のワークＷを支持するための複数対の嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄを形成する。それらの嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに一対の位置決めピン３０，３１を選択的に嵌合する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの下面に所定の間隔をおいて形成された複数の位置決め基準孔を、治具に配設された複数の位置決めピンに係合させて、ワークを治具上の所定位置に位置決め支持するようにしたワーク支持装置において、
前記治具に、前記位置決め基準孔の配置が異なった複数種のワークを支持するための複数組の嵌合孔を形成し、それらの各組の嵌合孔に前記位置決めピンを選択的に嵌合するようにしたことを特徴とするワーク支持装置。
【請求項２】
ワークの下面に所定の間隔をおいて形成された一対の位置決め基準孔を、治具プレート上に配設された一対の位置決めピンに係合させて、ワークを治具プレート上の所定位置に位置決め支持するようにしたワーク支持装置において、
前記治具プレート及びその治具プレート上に着脱可能に装着される第２の治具プレートに、位置決め基準孔の配置が異なった複数種のワークを支持するための複数対の嵌合孔を形成し、それらの嵌合孔に前記一対の位置決めピンを選択的に嵌合するようにしたことを特徴とするワーク支持装置。
【請求項３】
前記各嵌合孔には位置決めピンの嵌合状態を検出するためのセンサを接続可能にしたことを特徴とする請求項２に記載のワーク支持装置。
【請求項４】
使用されていない嵌合孔を閉鎖するための閉鎖手段を設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載のワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械においてワークを治具上の所定位置に位置決め支持するためのワーク支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のワーク支持装置としては、例えば図５に示すような構成のものが知られている。この従来構成においては、工作機械のテーブル上に装着される下部治具プレート５１の上面に、上部治具プレート５２が複数の規制ピン５３により位置規制された状態で、複数のボルト５４により着脱可能に取り付けられている。上部治具プレート５２の上面には一対の位置決めピン５５，５６が所定の間隔をおいて突出固定されている。そして、ワークＷの下面に所定間隔をおいて形成された一対の位置決め基準孔５７を、上部治具プレート５２上の位置決めピン５５，５６に係合させることにより、ワークＷが下部治具プレート５１上の所定位置に位置決め支持されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来のワーク支持装置においては、例えば図６に示すように、一対の位置決め基準孔５７間の間隔Ｄ１〜Ｄ４が異なる複数種のワークＷを位置決め支持する場合、上部治具プレート５２を位置決めピン５５，５６間の間隔が異なったものとそれぞれ脱着交換していた。すなわち、上部治具プレート５２として位置決めピン５５，５６間の間隔が異なったものを複数種予め用意し、ワークＷの種類が変更されたとき、そのワークＷの位置決め基準孔５７間の間隔Ｄ１〜Ｄ４と合致する上部治具プレート５２を選択して下部治具プレート５１上に装着していた。このため、治具プレートをそれぞれのワークの位置決め基準孔に対応して、ワークの種別ごとに備えていて、ワークＷの種類変更時における段取り替え対応して必要な治具プレートの点数が多くなるとともに、その段取り替え作業が面倒で時間がかかるという問題があった。
【０００４】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、ワークの種類変更時における段取り替え対応して必要な治具プレートの点数を削減することができるとともに、その段取り替え作業を容易かつ短時間に行うことができるワーク支持装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワークの下面に所定の間隔をおいて形成された複数の位置決め基準孔を、治具に配設された複数の位置決めピンに係合させて、ワークを治具上の所定位置に位置決め支持するようにしたワーク支持装置において、前記治具に、前記位置決め基準孔の配置が異なった複数種のワークを支持するための複数組の嵌合孔を形成し、それらの各組の嵌合孔に前記位置決めピンを選択的に嵌合するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
従って、この請求項１に記載の発明によれば、ワークを位置決め基準孔の配置が異なった別種類のものに変更する場合、位置決めピンが嵌合される嵌合孔を変更するのみで、ワーク種の変更に対応できる。このため、その段取り替えに必要な治具プレートの点数を削減することができる。また、ワークの種類変更時における段取り替え作業を容易に行うことができて、その作業時間を短縮することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、ワークの下面に所定の間隔をおいて形成された一対の位置決め基準孔を、治具プレート上に配設された一対の位置決めピンに係合させて、ワークを治具プレート上の所定位置に位置決め支持するようにしたワーク支持装置において、前記治具プレート及びその治具プレート上に着脱可能に装着される第２の治具プレートに、位置決め基準孔の配置が異なった複数種のワークを支持するための複数対の嵌合孔を形成し、それらの嵌合孔に前記一対の位置決めピンを選択的に嵌合するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、この請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の作用に加えて、複数対の嵌合孔においてその間隔の差が小さくて、治具プレートまたは支持プレート上の同一平面上に複数の嵌合孔を連続して形成することができない場合でも、それらの嵌合孔を治具プレート及び支持プレートに分けて容易に形成することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記各嵌合孔には位置決めピンの嵌合状態を検出するためのセンサを接続可能にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、この請求項３に記載の発明によれば、各嵌合孔にセンサを接続することにより、それらのセンサにて位置決めピンがいずれの嵌合孔に嵌合された状態にあるのかを容易に検出することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、使用されていない嵌合孔を閉鎖するための閉鎖手段を設けたものである。
従って、この請求項４に記載の発明によれば、位置決めピンが嵌合されずに使用されていない嵌合孔が閉鎖されて、その嵌合孔内への加工屑等の侵入が防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の工作機械においては、ベース１１上にテーブル１２がＸ方向へ移動可能に支持され、そのテーブル１２上にはワークＷを所定位置に位置決めした状態でクランプするためのワーク支持装置１３が配設されている。ベース１１上にはコラム１４がＹ方向へ移動可能に配設され、そのコラム１４には主軸ヘッド１５がＺ方向へ移動可能に支持されている。主軸ヘッド１５には主軸１６が回転可能に支持され、その主軸１６の先端にはドリル等の工具１７が装着されている。
【００１３】
そして、ワークＷがワーク支持装置１３に位置決めクランプされた状態で、テーブル１２がＸ方向に移動されるとともに、主軸ヘッド１５がＺ方向へ移動されることにより、工具１７がワークＷ上の所定の加工位置に対応配置される。この状態で、主軸１６が回転されながらコラム１４がＹ方向へ送り移動されて、工具１７によりワークＷ上の所定の加工位置に穿孔等の加工が施されるようになっている。
【００１４】
次に、前記ワーク支持装置１３について詳細に説明する。図１〜図３に示すように、前記テーブル１２上には平板状の第１治具プレート２０が配設され、その第１治具プレート２０の上面には第２治具プレート２１が複数の規制ピン２２により位置規制された状態で、複数のボルト２３により着脱可能に取り付けられている。第１治具プレート２０上には支持台２４が立設固定され、その支持台２４の先端にはクランパ２５が昇降可能に支持されている。そして、第２治具プレート２１上または第１治具プレート２０上にワークＷが支持された状態で、このクランパ２５がシリンダ等のアクチュエータ２６にて下降されることにより、ワークＷが所定位置でクランプ固定されるようになっている。
【００１５】
前記第１治具プレート２０の上面には複数の基準座２７が突設されている。そして、第２治具プレート２１上または第１治具プレート２０上にワークＷが支持されるとき、これらの基準座２７により、ワークＷの支持位置が所定の高さの水平基準面上において規制されるようになっている。
【００１６】
前記ワークＷの下面には一対の位置決め基準孔２８が所定の位置にて間隔をおいて形成されている。この位置決め基準孔２８はその間隔が異なるようにワークＷの種類ごとに配置位置が異なり、例えばワークＷの大きさに応じて、図６に示すような異なった間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４となるように設定されている。なお、この場合の間隔Ｄ１〜Ｄ４の大きさは、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４となっている。
【００１７】
一方、前記第２治具プレート２１及び第１治具プレート２０には、間隔が異なるように配置位置が異なった複数対の嵌合孔２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄが一直線上に位置するように配列形成されている。図３に示すように、第２治具プレート２１上の嵌合孔２９Ａ，２９Ｃは、ワークＷの位置決め基準孔２８の間隔Ｄ１，Ｄ３とそれぞれ同一の間隔となるように形成されている。また、第１治具プレート２０上の嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄは、第２治具プレート２１上の嵌合孔２９Ａ，２９Ｃの間隔Ｄ１，Ｄ３と相違して、ワークＷの位置決め基準孔２８の間隔Ｄ２，Ｄ４とそれぞれ同一の間隔となるように形成されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、位置決め基準孔２８の間隔Ｄ１またはＤ３のワークＷを支持する場合には、前記第１治具プレート２０上に第２治具プレート２１を取り付けた状態で、その第２治具プレート２１上の嵌合孔２９Ａまたは２９Ｃに一対の位置決めピン３０，３１が選択的に嵌合される。そして、これらの位置決めピン３０，３１が複数の固定ネジ３２により、第２治具プレート２１に固定されるようになっている。また、位置決めピン３０，３１が嵌合されずに使用されていない残りの嵌合孔２９Ａ，２９Ｃには、閉鎖手段としての被覆ピン３３が着脱可能に嵌挿され、その嵌合孔２９Ａ，２９Ｃが閉鎖されて、嵌合孔２９Ａ，２９Ｃ内への加工屑等の侵入が防止されるようになっている。
【００１９】
図４に示すように、位置決め基準孔２８の間隔Ｄ２またはＤ４のワークＷを支持する場合には、前記第１治具プレート２０上に第２治具プレート２１を取り付けることなく、第１治具プレート２０上の嵌合孔２９Ｂまたは２９Ｄに一対の位置決めピン３４，３５が選択的に嵌合される。なお、この第１治具プレート２０上の嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄに嵌合する位置決めピン３４，３５は、前記第２治具プレート２１上の嵌合孔２９Ａ，２９Ｃに嵌合する位置決めピン３０，３１と比較して、軸線方向の長さが第２治具プレート２１の板厚に相当する分だけ長くなるように形成されている。
【００２０】
そして、この第１治具プレート２０側においても前記第２治具プレート２１側と同様に、各位置決めピン３４，３５が複数の固定ネジ３２により、第１治具プレート２０に固定されるようになっている。また、位置決めピン３４，３５が嵌合されずに使用されていない残りの嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄには、閉鎖手段としての被覆ピン３３が着脱可能に嵌挿され、その嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄが閉鎖され、嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄ内への加工屑等の侵入が防止されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、前記第２治具プレート２１の一側部に対応して、第１治具プレート２０上には光センサよりなるプレート検出センサ３６が配設されている。そして、第１治具プレート２０上に第２治具プレート２１が取り付けられたとき、このプレート検出センサ３６から検出信号が出力されて、第２治具プレート２１の取付状態が検出されるようになっている。つまり、このプレート検出センサ３６により、第２治具プレート２１の取り付けの有無が検出されるようになっている。
【００２２】
前記第２治具プレート２１には、各嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに対応して４対のエア供給孔３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄが形成されている。また、第１治具プレート２０の下面には、４対のエア供給孔３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄのうち２対のエア供給孔３７Ａ，３７Ｃの上端部を形成する通路が形成されており、これらの通路は前記嵌合孔２９Ａ，２９Ｃにそれぞれ連通されている。前記各エア供給孔３７Ａ〜３７Ｄにはエア供給源３８からエアを供給するためのエア供給管路３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄが接続され、それらのエア供給管路３９Ａ〜３９Ｄ中には圧力センサよりなるピン検出センサ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが接続されている。
【００２３】
そして、第２治具プレート２１または第１治具プレート２０の嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに位置決めピン３０，３１，３４，３５が選択的に嵌合された状態で、エア供給源３８から各エア供給孔３７Ａ〜３７Ｄにエアが供給される。この場合、位置決めピン３０，３１，３４，３５が嵌合されている嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄではエア漏れがほとんど生じないので、その嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄと対応するピン検出センサ４０Ａ〜４０Ｄから検出信号が出力される。また、第１治具プレート２０上に第２治具プレート２１が取り付けられている場合には、ピン検出センサ４０Ａ〜４０Ｄからの検出信号により、第２治具プレート２１が第１治具プレート２０の上面に密着状態で取り付けられているか否かも同時に検出されるようになっている。
【００２４】
次に、前記のように構成されたワーク支持装置１３の作用を説明する。
まず、このワーク支持装置１３において、位置決め基準孔２８の間隔がＤ１またはＤ３のワークＷを支持する場合には、図２及び図３に示すように、第１治具プレート２０上に第２治具プレート２１を取り付ける。そして、間隔Ｄ１の場合には第２治具プレート２１上の嵌合孔２９Ａに、間隔Ｄ３の場合には嵌合孔２９Ｃに、一対の位置決めピン３０，３１をそれぞれ嵌合して固定ネジ３２により固定する。この状態で、ワークＷの位置決め基準孔２８を位置決めピン３０，３１に係合させれば、ワークＷを第２治具プレート２１上の所定位置に位置決め支持することができる。
【００２５】
これに対して、位置決め基準孔２８の間隔がＤ２またはＤ４のワークＷを支持する場合には、図４に示すように、第１治具プレート２０上から第２治具プレート２１を取り外す。そして、間隔Ｄ２の場合には第１治具プレート２０上の嵌合孔２９Ｂに、間隔Ｄ４の場合には嵌合孔２９Ｄに、一対の位置決めピン３４，３５をそれぞれ嵌合して固定ネジ３２により固定する。この状態で、ワークＷの位置決め基準孔２８を位置決めピン３４，３５に係合させれば、ワークＷを第１治具プレート２０上の所定位置に位置決め支持することができる。
【００２６】
これらの場合、第１治具プレート２０に対する第２治具プレート２１の取付状態の有無を、プレート検出センサ３６からの検出信号によって検出することができる。また、第２治具プレート２１上の嵌合孔２９Ａ，２９Ｃに対する位置決めピン３０，３１の嵌合状態を、ピン検出センサ４０Ａ，４０Ｃからの検出信号によって検出することができる。さらに、第１治具プレート２０上の嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄに対する位置決めピン３４，３５の嵌合状態を、ピン検出センサ４０Ｂ，４０Ｄからの検出信号によって検出することができる。
【００２７】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  このワーク支持装置においては、ワークＷの下面に所定の間隔をおいて形成された一対の位置決め基準孔２８を、第１治具プレート２０上に配設された一対の位置決めピン３０，３１，３４，３５に係合させることにより、ワークＷが第１治具プレート２０上の所定位置に位置決め支持されるようになっている。この場合、第１治具プレート２０またはその第１治具プレート２０上に装着された第２治具プレート２１に、位置決め基準孔２８間の間隔が異なった複数種のワークＷを支持するための複数対の嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄが形成されている。そして、これらの嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに一対の位置決めピン３０，３１，３４，３５が選択的に嵌合されるようになっている。
【００２８】
このため、従来とは異なり、位置決め基準孔２８間の間隔が異なった複数種類のワークＷを支持するために、位置決めピン間の間隔が異なった複数種の治具プレートを用意する必要がない。よって、ワークＷの種類変更時の段取り替えに必要な治具プレートの点数を削減することができる。また、ワークＷを位置決め基準孔２８間の間隔が異なった別種類のものに変更する場合には、その位置決め基準孔２８間の間隔と合致する間隔の嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに一対の位置決めピン３０，３１，３４，３５を嵌合させればよい。よって、その段取り替え作業を容易に行うことができて、その作業時間を短縮することができる。
【００２９】
（２）  このワーク支持装置においては、前記第１治具プレート２０上に第２治具プレート２１が着脱可能に装着されている。そして、第１治具プレート２０に複数対の嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄが形成されるとともに、第２治具プレート２１に第１治具プレート２０上の嵌合孔２９Ｂ，２９Ｄと間隔の相違する複数対の嵌合孔２９Ａ，２９Ｃが形成されている。このため、複数種類のワークＷに対応する複数対の嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄにおいて、それらの嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄの必要とする間隔の差が小さくて、第１治具プレート２０または第２治具プレート２１上の同一平面上に複数の嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄを連続して形成することができない場合でも、それらの嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄを第１治具プレート２０及び第２治具プレート２１に分けて容易に形成することができる。
【００３０】
（３）  このワーク支持装置においては、前記各嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに位置決めピン３０，３１，３４，３５の嵌合状態を検出するためのセンサ４０Ａ〜４０Ｄが接続可能になっている。このため、各嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄにセンサ４０Ａ〜４０Ｄを接続することにより、それらのセンサ４０Ａ〜４０Ｄにて位置決めピン３０，３１，３４，３５がいずれの嵌合孔２９Ａ〜２９Ｄに嵌合された状態にあるのかを容易に検出することができる。従って、ピン３０，３１，３４，３５の誤嵌合状態をただちに判別でき、加工に不都合が生じることを未然に回避できる。
【００３１】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  前記実施形態において、２枚以上の第２治具プレート２１を用意して、それらの第２治具プレート２１上に、間隔の相違する複数対の嵌合孔を形成すること。このように構成すれば、位置決め基準孔２８間の間隔が多様に異なった多種類のワークＷに対応することができる。
【００３２】
・  前記実施形態では、第１，第２治具プレート２０，２１の嵌合孔をそれぞれ一対ずつ設けたが、これを３箇所ずつ、あるいはそれ以上の複数組ずつ設けること。このようにすれば、位置決め基準孔が一対以上設けられているワークＷに対応できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明では、ワークの種類変更時における段取り替えに必要な治具プレートの点数を削減することができる。また、その段取り替え作業を容易に行うことができて、作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のワーク支持装置を備えた工作機械の正面図。
【図２】図１の２−２線における部分拡大断面図。
【図３】図２の３−３線における断面図。
【図４】図２のワーク支持装置において位置決め基準孔の間隔が異なったワークの支持状態を示す部分断面図。
【図５】従来のワーク支持装置の部分断面図。
【図６】ワークの位置決め基準孔の間隔を説明する部分底面図。
【符号の説明】
１３…ワーク支持装置、１７…工具、２０…第１治具プレート、２１…第２治具プレート、２７…基準座、２８…位置決め基準孔、２９Ａ〜２９Ｄ…嵌合孔、３０，３１，３４，３５…位置決めピン、３３…閉鎖手段としての被覆ピン、３６…プレート検出センサ、３７Ａ〜３７Ｄ…エア供給孔、４０Ａ〜４０Ｄ…ピン検出センサ、Ｗ…ワーク、Ｄ１〜Ｄ４…間隔。
【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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