(57)【要約】　　　（修正有）【課題】真空チャック装置のフィルタ清掃のために、加工を停止することなく、長時間運転可能な真空チャック装置を提供する。【解決手段】ワーク１０の吸着部１２には負圧供給系統として、並列に独立の２系統を接続するようにし、それぞれの負圧供給系統にフィルタ２１，３１を設け、一方の負圧供給系統を休止中にフィルタの清掃を行い、もう他方の負圧供給系統をアクティブに切り替えて真空チャック装置１１を運転できるようにした。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを吸引保持するための真空チャック装置において、
ワークに対向する当接面でワークを真空吸引力により吸着する吸着部を有するチャック手段と、
前記吸着部に真空吸引力を生じさせるための負圧を発生するエア負圧発生源と、
前記エア負圧発生源と前記吸着部を接続し負圧を前記吸着部に供給する第１の負圧供給系統と、
前記第１負圧供給系統と並列に前記エア負圧発生源と接続され負圧を前記吸着部に供給する第２の負圧供給系統と、
前記第１負圧供給系統と第２負圧供給系統のうち一方の系統に選択的に切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする真空チャック装置。
【請求項２】
工作機械のテーブル上でワークを吸引保持するための真空チャック装置において、
ワークに対向する当接面でワークを真空吸引力により吸着する吸着部を有するチャック手段と、
前記吸着部に真空吸引力を生じさせるための負圧を発生するエア負圧発生源と、
前記エア負圧発生源と前記吸着部を接続し負圧を前記吸着部に供給する第１の負圧供給系統と、
前記第１負圧供給系統と並列に前記エア負圧発生源と接続され負圧を前記吸着部に供給する第２の負圧供給系統と、
前記第１負圧供給系統と第２負圧供給系統のうち一方の系統に選択的に切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする真空チャック装置。
【請求項３】
前記第１負圧供給系統と第２負圧供給系統には、それぞれ切削液および切屑の混在したエアを濾過するフィルタ手段が具備されていることを特徴とする請求項２に記載の真空チャック装置。
【請求項４】
前記チャック手段の吸着部からワークを開放する正圧空気を前記吸着部に供給する正圧空気供給系統と、
前記チャック手段が第１負圧供給系統および第２負圧供給系統と、前記正圧空気供給系統の一方と接続するように切り替え、前記吸着部を負圧状態と正圧状態のいずれか一方に切り替える電磁弁をさらに具備したことを特徴とする請求項３に記載の真空チャック装置。
【請求項５】
前記正圧空気供給系統から前記フィルタ手段に圧縮空気を送り、フィルタ手段から切削液を排出させるエア配管と、このエア配管を開閉する電磁弁とをさらに具備したことを特徴とする請求項４に記載の真空チャック装置。
【請求項６】
前記第１負圧供給系統、第２負圧供給系統のうち、一方をアクティブに他方を休止に切り替える過程のシーケンスと、休止中の負圧供給系統のフィルタ手段を清掃する過程のシーケンスを制御する制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項４に記載の真空チャック装置。
【請求項７】
前記チャック手段は、立旋盤の回転テーブルに取り付けられる吸着パッドからなることを特徴とする請求項２に記載の真空チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを真空吸着によって保持する真空チャック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、従来の真空チャック装置の回路図を示す。チャック本体の吸着部１２の表面（吸着面）にワーク１０が吸着される。吸着面には複数の吸引孔が開口している。この吸引孔は、空気を吐出する吐出孔を兼ねる。これらの吸引孔は、回転継手４２、電磁切替弁１３を介して、エア吸引のための負圧を供給する負圧供給系統４６および吸引孔から吐出する圧縮空気を供給する正圧空気供給系統４５に接続されている。
【０００３】
負圧供給系統４６は、圧縮空気圧源４１ａから下流に向かって順に電磁切替弁４０、減圧弁２９、真空発生器２５、電磁切替弁２３、フィルタ２１、電磁切替弁２２、電磁切替弁１３を接続することにより構成されている。電磁切替弁１３の下流の配管は、回転継手４２を介してチャック本体に接続されている。そして、フィルタ２１のドレン抜き用に圧縮空気を供給するエア配管では、圧縮空気圧源４１ｂから順に、減圧弁２６、電磁弁２４が接続され、電磁弁２４の配管は、フィルタ２１に接続されている。
【０００４】
なお、真空発生器２５は、ノズル２５ａ（一次側）および排気側の消音器２５ｂを直列に接続し、この接続部に負圧供給系統４６の配管の一部（二次側）を合流させたものである。一次側から圧縮空気を供給すると、ノズル２５ａから吐出された圧縮空気が膨張して前記接続部の圧力を低下させる。この様にして形成された低圧部へ二次側の負圧供給系統４６から空気が流れ込み、ノズル２５ａから吐出された圧縮空気に伴われて消音器２５ｂに排気される。この様に、二次側の負圧供給系統４６内の空気が吸引排気されてチャック本体の吸着部１２に供給する負圧がつくりだされる。
【０００５】
ワーク１０をチャック本体の吸着部１２に吸着する場合は、正圧空気供給系統４５に設けた電磁弁１４のソレノイドＳＯＬ３をＯＦＦにして閉の状態にする。そして電磁切替弁４０のソレノイドＳＯＬ１０をＯＮに切り替えて圧縮空気圧源４１ａから真空発生器２５の一次側に圧縮空気を供給するとともに、電磁切替弁１３のソレノイドＳＯＬ１、電磁切替弁２２のソレノイドＳＯＬ５、電磁切替弁２３のソレノイドＳＯＬ８をすべてＯＮに切り替える。これにより、負圧供給系統４６は吸着部１２まで開通し、吸着部１２の吸着面に形成されている吸引孔から空気が吸引されて負圧状態が発生し、ワーク１０が吸着部１２に保持される。
【０００６】
一方、ワーク１０を吸着状態から解放する場合は、電磁切替弁４０のソレノイドＳＯＬ１０をＯＦＦ、ソレノイドＳＯＬ９をＯＮに切り替えて真空発生器２５への圧縮空気の供給を停止する。そして正圧空気供給系統４５の電磁弁１４のソレノイドＳＯＬ３をＯＮにして弁を開にするとともに、電磁切替弁１３のソレノイドＳＯＬ１をＯＦＦ、ソレノイドＳＯＬ２をＯＮにして、負圧供給系統４６を閉にして正圧供給系統４５を吸着部１２に開通させる位置に切り替える。これにより、吸着部１２の表面に形成されている吸引孔から圧縮空気が吐出され、ワーク１０が吸着状態から開放される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ワーク１０を吸着する場合、吸着部１２の吸着面に形成されている吸引孔から空気が吸引されると同時に周囲の切削液あるいは切屑も吸引してしまう。そのため、ワーク１０の吸着、解放を繰り返していると、フィルタ２１には切削液および微細な切屑がエレメントに付着する。フィルタ２１に溜まった切削液は、ワーク１０を吸着していない時に、電磁切替弁２２のソレノイドＳＯＬ４をＯＮ、ソレノイドＳＯＬ５をＯＦＦ、電磁切替弁２３のソレノイドＳＯＬ７をＯＮ、ソレノイドＳＯＬ８をＯＦＦに切り替えた状態で電磁弁２４のソレノイドＳＯＬ６をＯＮにし電磁弁２４を開くことにより、圧縮空気がフィルタ２１のドレーン口に設けたチェック弁２７を押し開き、切削剤を抜くことができる。しかし、フィルタ２１のドレーン抜きと異なり、フィルタ２１の清掃は工作機械を運転している間は行うことができない。フィルタ２１の清掃は、微細な切屑でエレメントが目詰まりしないうちに、定期的に行う必要がある。このため、フィルタ２１の清掃のために加工を中断して機械を停止しなくてはならず、工作機械を連続して運転したい場合の障害となっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、真空チャック装置のフィルタ清掃のために、加工を停止することなく、連続して運転可能な真空チャック装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ワークを吸引保持するための真空チャック装置において、ワークに対向する当接面でワークを真空吸引力により吸着する吸着部を有するチャック手段と、前記吸着部に真空吸引力を生じさせるための負圧を発生するエア負圧発生源と、前記エア負圧発生源と前記吸着部を接続し負圧を前記吸着部に供給する第１の負圧供給系統と、前記第１負圧供給系統と並列に前記エア負圧発生源と接続され負圧を前記吸着部に供給する第２の負圧供給系統と、前記第１負圧供給系統と第２負圧供給系統のうち一方の系統に選択的に切り替える切替手段と、を具備することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、工作機械のテーブル上でワークを吸引保持するための真空チャック装置において、ワークに対向する当接面でワークを真空吸引力により吸着する吸着部を有するチャック手段と、前記吸着部に真空吸引力を生じさせるための負圧を発生するエア負圧発生源と、前記エア負圧発生源と前記吸着部を接続し負圧を前記吸着部に供給する第１の負圧供給系統と、前記第１負圧供給系統と並列に前記エア負圧発生源と接続され負圧を前記吸着部に供給する第２の負圧供給系統と、前記第１負圧供給系統と第２負圧供給系統のうち一方の系統に選択的に切り替える切替手段と、を具備することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面をしながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る真空チャック装置を立旋盤の回転テーブルに適用した機械全体の構成を示す全体図である。図２は本実施形態による真空チャック装置の回路図である。なお、図５に示した従来形態と同一の部材は同一番号を付し、異なる部材には新たな番号を付し説明する。
【００１２】
図１に示すように、工作機械１は、いわゆる立旋盤に属する工作機械で、この実施形態では、例えば、レンズ金型などの超精密加工に加工に用いられる。工作機械１は、ベッド２と、ベッド２上に設置されたコラム３と、コラム３上に設置されたサドル４と、サドル４に設置された刃物台６を持つラム５とを備えており、回転テーブル７上には、チャック手段の吸着部を構成する吸着パッド８が設けられている。この吸着パッド８で、ワーク１０を吸着保持する。ワークを加工するときには、回転テーブル７が回転しながら、刃物台６に取り付けられた刃具（図示せず）により旋削しワーク１０の加工が行われる。参照符号９は、真空チャック装置のエア回路、電磁弁等が収容されたユニットである。
【００１３】
図２に、本実施形態による真空チャック装置１１の回路の一例を示す。図中、参照符号１２は、図１の吸着パッド８に相当するチャック手段の吸着部である。１６は刃具を示す。吸着部１２の上面は、吸着面１２ａになっており、レンズ金型のワーク１０が吸着面１２ａにセットされる。参照符号１７は、刃具１６でワーク１０を旋削中に切削液を刃具１６の刃先に向けて吹き付けるクーラントノズルを示している。
【００１４】
吸着部１２の本体内部には、吸引通路１８が吸着面１２ａに向かって放射状に延びており、吸引孔１９となって吸着面１２ａに開口している。なお、この吸引通路１８および吸引孔１９は、ワーク１０を吸着状態から解放するときに、ワーク１０に対して圧縮空気を噴出するための通路およびエア吐出口を兼ねるようになっている。
【００１５】
図２において、４２は、回転テーブル７とともに回転する吸着部に配管を接続するための回転継手である。４５は、吸引孔１９から吐出する圧縮空気を供給する正圧空気供給系統、２１はフィルタ、２５は負圧を発生される真空発生器を表す。この真空発生器２５そのものは、図５に示したものと同一である。
【００１６】
真空発生器２５で発生した負圧を吸着部１２に供給する負圧供給系統４６は、並列な２系統から構成されている。すなわち、圧縮空気圧源４１ａ（元圧：０．６ＭＰａ）から下流に向かって順次、電磁切替弁４０、減圧弁２９、真空発生器２５が接続されている。この真空発生器２５の下流は、二つに分岐して、一方は、電磁切替弁２３、フィルタ２１、電磁切替弁２２を順に接続することにより第１の負圧供給系統が構成されている。
【００１７】
真空発生器２５の下流で分岐する他方系統が第２の負圧供給系統である。この第２負圧供給系統は、下流に向かって電磁切替弁３３、フィルタ３１、電磁切替弁３２、電磁切替弁１３を順に接続することにより構成されている。電磁切替弁２２、３２は、これら第１の負圧供給系統と第２の負圧供給系統のうち、一方の系統に選択的に切り替えるための方向制御弁である。これら２系統の負圧供給系統は、電磁切替弁２２，３２の下流側で合流してから電磁切替弁１３に接続されている。合流した負圧供給系統は、電磁切替弁１３、回転継手４２を介して吸着部１２に接続されている。
【００１８】
これに対して、参照符号４５は、ワーク１０を吸着状態から解放するために吸引孔から吐出する圧縮空気を供給する正圧空気供給系統を示す。この正圧空気供給系統４５は、圧縮空気圧源４１ｂの上流から順に、減圧弁１５、電磁弁１４、電磁切替弁１３を順に接続することにより構成されている。したがって、電磁切替弁１３は、負圧供給系統系統４６と正圧空気供給系統４５のうち、使用する系統を一方に切り替えるための方向制御弁として機能するようになっている。
【００１９】
第１負圧供給系統では、フィルタ２１のドレン抜き用に圧縮空気をフィルタ２１に供給するエア配管４７が圧縮空気圧源４１ｂからフィルタ２１に接続され、このエア配管４７には、減圧弁２６と電磁弁２４が設けられている。電磁弁２４を開くと、圧縮空気がエア配管４７を通って第１負圧負圧供給系統のフィルタ２１に送り込まれ、ドレーン口のチェック弁２７を押し開くようになっている。
【００２０】
同様に、第２負圧供給系統では、ドレン抜き用の圧縮空気をフィルタ３１に供給するエア配管４８が上記のエア配管４７の減圧弁２６の下流から分岐してフィルタ３１に接続されている。このエア配管４８には、電磁弁３４が設けられ、この電磁弁３４を開くと圧縮空気が第２負圧供給系統のフィルタ３１に送り込まれ、ドレーン口のチェック弁３７を押し開くようになっている。
【００２１】
図２において、参照ＰＬＣ５０は、プログラマブルロジックコントローラであり、あらかじめ作成されたシーケンスプログラムにしたがって工作機械１およびそれに付属する各種機器のシーケンス制御を行う。真空チャック装置に関しては、第１負圧供給系統、第２負圧供給系統、正圧空気供給系統４５に設けられてる各電磁弁のソレノイドを所定の順序でＯＮ、ＯＦＦすることにより、第１負圧供給系統、第２負圧供給系統のうち、一方をアクティブにして他方を休止にするシーケンスと、休止中の負圧系統のフィルタから切削剤のドレン抜きをするシーケンスを制御することができる。
【００２２】
本実施形態による真空チャック装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
第１負圧供給系統をアクティブにする場合
第１負圧供給系統を使用してワーク１０を吸着部１２で吸着保持する場合は、以下のようなシーケンスによりＰＬＣ５０は、各電磁弁のソレノイドをＯＮ、ＯＦＦ制御を行う。
【００２３】
図３に示されるように、正圧空気供給系統４５に設けた電磁弁１４のソレノイドＳＯＬ３はＯＦＦで電磁弁１４は閉の状態である。そして第２負圧供給系統を休止するために、電磁切替弁３３のソレノイドＳＯＬ１５をＯＮ、電磁切替弁３２のソレノイドＳＯＬ１２をＯＮにし、これらの電磁切替弁３２、３３の流路切替により第２負圧供給系統の流路を閉じておく。
【００２４】
次に、電磁切替弁４０のソレノイドＳＯＬ１０をＯＮにして、圧縮空気源４１ａから真空発生器２５の一次側に圧縮空気を供給する流路に切り替える。そして、電磁切替弁１３のソレノイドＳＯＬ１、電磁切替弁２２のソレノイドＳＯＬ５、電磁切替弁２３のソレノイドＳＯＬ８をすべてＯＮにする。これらの電磁切替弁の流路切替により、第１負圧供給系統は、吸着部１２まで開通し、吸着部１２の吸着面１２ａに開口する吸引孔１９から空気が吸引されてワーク１０と吸着面１２ａの間が負圧になり、ワーク１０は吸着面１２ａに吸着保持される。
【００２５】
第２負圧供給系統をアクティブにする場合
第２負圧供給系統を使用してワーク１０を吸着部１２で吸着保持する場合は、以下のようなシーケンスによりＰＬＣ５０は、各電磁弁のソレノイドをＯＮ、ＯＦＦ制御を行う。
【００２６】
図４に示されるように、第２の負圧供給系統を使用してワーク１０を吸着する場合は、正圧供給系統４５の電磁弁１４のソレノイドＳＯＬ３はＯＦＦで電磁弁１４は弁閉の状態である。そして、第１負圧供給系統を休止するために、電磁切替弁２３のソレノイドＳＯＬ７をＯＮ、ソレノイドＳＯＬ８をＯＦＦ、電磁切替弁２２のソレノイドＳＯＬ４をＯＮ、ソレノイドＳＯＬ５をＯＦＦに切り替えておく。
【００２７】
電磁切替弁４０のソレノイドＳＯＬ１０はＯＮのままにして、圧縮空気圧源４１ａから真空発生器２５の一次側に圧縮空気を供給する。電磁切替弁１３のソレノイドＳＯＬ１、電磁切替弁３３のソレノイドＳＯＬ１４、電磁切替弁３２のソレノイドＳＯＬ１１をすべてＯＮに切り替える。これらの電磁切替弁の流路切替により、第２負圧供給系統は、吸着部１２まで開通し、吸着部１２の吸着面１２ａに開口する吸引孔１９から空気が吸引されてワーク１０と吸着面１２ａの間が負圧になり、ワーク１０は吸着面１２ａに吸着保持される。
【００２８】
ワークを開放する場合
吸着部１２で吸着状態からワーク１０を開放する場合は、以下のようなシーケンスによりＰＬＣ５０は、各電磁弁のソレノイドをＯＮ、ＯＦＦ制御を行う。なお、ワークの開放のシーケンスは、第１負圧供給系統、第２負圧供給系統のどちらがアクティブであっても共通である。
【００２９】
ワーク１０を開放する場合は、電磁切替弁４０のソレノイドＳＯＬ９をＯＮ、ソレノイドＳＯＬ１０をＯＦＦに切り替えて、圧縮空気圧源４１ａから真空発生器２５への圧縮空気の供給を停止する。そして、正圧空気供給系統４５の電磁弁１４のソレノイドＳＯＬ３をＯＮにして電磁弁を開にするとともに、電磁切替弁１３のソレノイドＳＯＬ２をＯＮ、ソレノイドＳＯＬ１をＯＦＦに切り替える。これにより、正圧供給系統４５は吸着部１２まで開通し、吸着部１２の吸着面１２ａに開口している吸引孔１９から圧縮空気が吐出され、ワーク１０は吸着状態から開放される。
【００３０】
フィルタの清掃
本実施形態による真空チャック装置１１では、負圧供給系統４６には、フィルタ２１、電磁切替弁２２、電磁切替弁２３から構成される第１の第１負圧供給系統と、これとは独立してフィルタ３１、電磁切替弁３２、３３から構成される第２の負圧供給系統を、真空発生器２５から出た所で回路を分岐して並列に設けたので、一方の負圧供給系統を使用時には、他方の休止している方の負圧供給系統のフィルタを清掃することができる。
【００３１】
第１負圧供給系統のフィルタの清掃
第１負圧供給系統を使用している間にフィルタ２１に溜まった切屑を取り除き、フィルタを清掃、交換は、上述したように第２負圧供給系統をアクティブに、第１負圧供給系統を休止に切り替えてから行うことができる。そして、フィルタ２１内部のフィルタエレメントを取り出して清掃あるいは交換する。
【００３２】
フィルタ２１に溜まった切削液は、ワーク１０を吸着させていない時、あるいは第１負圧供給系統を休止している時に排出することができる。すなわち、電磁切替弁２２のソレノイドＳＯＬ４をＯＮ、電磁切替弁２３のソレノイドＳＯＬ７をＯＮにして、第１負圧供給系統をクローズした状態で、エア配管４７の電磁弁２４のソレノイドＳＯＬ６をＯＮにして電磁弁２４を開にすることにより、圧縮空気圧源４１ｂから圧縮空気がフィルタ２１に送り込まれ、ドレーン排出口のチェック弁２７が押し開らかれるので、溜まった切削液を抜くことができる。
【００３３】
第２負圧供給系統のフィルタの清掃
第２負圧供給系統を使用している間にフィルタ３１に溜まった切屑を取り除き、フィルタを清掃、交換は、上述したように第１負圧供給系統をアクティブに、第２負圧供給系統を休止に切り替えてから行うことができる。そして、フィルタ３１内部のフィルタエレメントを取り出して清掃あるいは交換する。
【００３４】
フィルタ３１に溜まった切削液は、ワーク１０を吸着させていない時、あるいは第２負圧供給系統を休止している時に排出することができる。すなわち、電磁切替弁３２のソレノイドＳＯＬ１２をＯＮ、電磁切替弁３３のソレノイドＳＯＬ１５をＯＮにして、第２負圧供給系統をクローズした状態で、エア配管４８の電磁弁３４のソレノイドＳＯＬ１３をＯＮにして電磁弁３４を開にすることにより、圧縮空気圧源４１ｂから圧縮空気がフィルタ３１に送り込まれ、ドレーン排出口のチェック弁３７が押し開らかれるので、溜まった切削液を抜くことができる。
【００３５】
以上のようにして一方の負圧供給系統をアクティブにして真空チャック装置でワークを保持して加工している間に、休止中の負圧供給系統のフィルタの清掃や切削液のドレーン抜きを行うことができるので、フィルタの清掃のために工作機械を停止する必要がなくなり、加工効率を大幅に向上させることができる。さらに、本実施形態のように、超精密加工用の旋盤に適用した場合、フィルタの清掃が容易になって負圧供給系統が吸引された切屑で汚れないようにすることができ、クリーンな状態で精密な加工を効率よく行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明においては、ワークの吸着部には負圧供給系統として、並列に独立の２系統を接続するようにし、それぞれの負圧供給系統にフィルタを設け、一方の負圧供給系統を休止中にフィルタの清掃を行い、もう他方の負圧供給系統をアクティブにに切り替えて真空チャック装置を運転できるようにしたので、工作機械の加工を停止することなくフィルタの清掃あるいは交換可能な真空チャック装置となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空チャック装置が適用される工作機械の全体構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る真空チャック装置の回路図。
【図３】第１の負圧供給系統がアクティブ、第２の負圧供給系統が休止に切り替わった真空チャック装置の回路図。
【図４】第１の負圧供給系統が休止、第２の負圧供給系統がアクティブに切り替わった真空チャック装置の回路図。
【図５】従来の真空チャック装置の回路図。
【符号の説明】
１０　ワーク
１１　真空チャック装置
１２　吸着部
１３、２２、２３、３２、３３、４０　電磁切替弁
１４、２４、３４　電磁弁
２５　真空発生器
２１、３１　フィルタ
【図１】
2004042252.tif 000003
【図２】
2004042252.tif 000004
【図３】
2004042252.tif 000005
【図４】
2004042252.tif 000006
【図５】
2004042252.tif 000007