(57)【要約】【課題】人手によることなくワークの位置調整を可能とする工作機械におけるワーク固定方法およびワーク固定装置を提供する。【解決手段】ワークＷの水平面における位置決めをなす位置決め機構１２と、ワークＷを押圧・固定する押圧・固定機構１３とを用いてワークＷを位置決め固定するものであって、位置決め機構１２によりワークＷの水平方向における位置決めをなし、ついでワークＷを押圧・固定する。その際、押位置決め機構１２を強付勢状態とする。【選択図】図２
2009006444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの水平面における位置決めをなす位置決め機構と、ワークを押圧・固定する押圧・固定機構とを用いてワークを固定するワーク固定方法であって、
位置決め機構によりワークの水平方向における位置決めをなす位置決め手順と、
押圧・固定機構により前記手順により位置決めがなされたワークを押圧・固定する押圧・固定手順とを含み、
前記位置決め手順において、位置決め機構を強付勢状態とすることを特徴するワーク固定方法。
【請求項２】
ターンテーブルによるワークを所定角度回転させるワーク回転手順が付加され、
前記ワーク回転手順において、押圧・固定機構をターンテーブル回転可能圧力とすることを特徴とする請求項１記載のワーク固定方法。
【請求項３】
ワーク回転手順完了後に、押圧・固定機構を押圧・固定圧力とする手順が付加されていることを特徴とする請求項２記載のワーク固定方法。
【請求項４】
位置決め機構を弱付勢状態とする手順が付加されていることを特徴とする請求項３記載のワーク固定方法。
【請求項５】
ワークの加工時に位置決め機構を弱付勢状態から強付勢状態とする手順付加されていることを特徴とする請求項４記載のワーク固定方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のワーク固定方法を用いることを特徴とするワークの加工方法。
【請求項７】
ワークを載置して回転させるターンテーブルと、ワークの水平面における位置決めをなす位置決め機構と、ワークを押圧・固定する押圧・固定機構とを備えてなるワーク固定装置であって、
前記押圧・固定機構が、押圧・固定位置と退避位置との間を旋回移動可能とされた旋回ブームと、前記旋回ブームに配設された油圧シリンダとを有するものとされてなることを特徴とするワーク固定装置。
【請求項８】
前記油圧シリンダが、主油圧シリンダと補助油圧シリンダとを含むものとされてなることを特徴とする請求項７記載のワーク固定装置。
【請求項９】
主油圧シリンダの圧力が、押圧・固定圧力と、ターテーブル回転可能圧力とに調整可能とされてなることを特徴とする請求項８記載のワーク固定装置。
【請求項１０】
位置決め機構が、ワークに対して進退自在とされた第１の位置決め部材と、それと直交方向に移動自在とされた第２の位置決め部材とを有することを特徴とする請求項７記載のワーク固定装置。
【請求項１１】
第１の位置決め部材が、強付勢状態と弱付勢状態とに調整可能とされてなることを特徴とする請求項１０記載のワーク固定装置。
【請求項１２】
請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載のワーク固定装置を備えてなることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワーク固定方法およびワーク固定装置に関する。さらに詳しくは、ワークを上側から押し付けることによりワークを固定するワーク固定方法およびワーク固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工作機械においては加工中のワークのずれを防止するため、ワークを固定することがなされている。この固定は、一般的には、Ｖ字状とされたワーク把持部を有するクランプ部材を対向配置させ、それらを前進させることによりワークをクランプつまり固定することがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、かかるクランプ部材を用いた固定においては、ワークの加工位置を変更するたびに、クランプ部材を後退させクランプを解除しワークの位置調整がなされている。
【０００４】
しかしながら、このワークの位置調整は、人手によりなされているところから、作業性および生産性が悪いという問題がある。
【特許文献１】特開平６−１１４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、人手によることなくワークの位置調整を可能とする工作機械におけるワーク固定方法およびワーク固定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワーク固定方法は、ワークの水平面における位置決めをなす位置決め機構と、ワークを押圧・固定する押圧・固定機構とを用いてワークを固定するワーク固定方法であって、位置決め機構によりワークの水平方向における位置決めをなす位置決め手順と、  押圧・固定機構により前記手順により位置決めがなされたワークを押圧・固定する押圧・固定手順とを含み、前記位置決め手順において、位置決め機構を強付勢状態とすることを特徴する。
【０００７】
本発明のワーク固定方法においては、ターンテーブルによるワークを所定角度回転させるワーク回転手順が付加され、前記ワーク回転手順において、押圧・固定機構をターンテーブル回転可能圧力とするのが好ましい。
【０００８】
また、本発明のワーク固定方法においては、ワーク回転手順完了後に、押圧・固定機構を押圧・固定圧力とする手順が付加されているのが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明のワーク固定方法においては、位置決め機構を弱付勢状態とする手順が付加されているのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明のワーク固定方法においては、ワークの加工時に位置決め機構を弱付勢状態から強付勢状態とする手順付加されているのが好ましい。
【００１１】
しかして、前記ワーク固定方法は、ワークの加工方法に適用される。
【００１２】
本発明のワーク固定装置は、ワークを載置して回転させるターンテーブルと、ワークの水平面における位置決めをなす位置決め機構と、ワークを押圧・固定する押圧・固定機構とを備えてなるワーク固定装置であって、前記押圧・固定機構が、押圧・固定位置と退避位置との間を旋回移動可能とされた旋回ブームと、前記旋回ブームに配設された油圧シリンダとを有するものとされてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワーク固定装置においては、前記油圧シリンダが、主油圧シリンダと補助油圧シリンダとを含むものとされてなるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明のワーク固定装置においては、主油圧シリンダの圧力が、押圧・固定圧力と、ターテーブル回転可能圧力とに調整可能とされてなるのが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明のワーク固定装置においては、位置決め機構が、ワークに対して進退自在とされた第１の位置決め部材と、それと直交方向に移動自在とされた第２の位置決め部材とを有するのが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明のワーク固定装置においては、第１の位置決め部材が、強付勢状態と弱付勢状態とに調整可能とされてなるのが好ましい。
【００１７】
しかして、本発明のワーク固定装置は、工作機械に適用される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ワークの位置決めおよび固定が自動的になされ作業能率および生産性が向上するという優れた効果が得られる。
【００１９】
本発明の好ましい形態によれば、ワークに位置ずれを生じさせることなく加工面の変更が自動的になし得るので、作業能率および生産性の一層の向上が図られるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
図１に本発明の一実施形態に係るワーク固定方法が適用されてなるワーク固定装置１０を含む穴加工システムＳを概略ブロック図で示し、図２に要部を概略図で示し、図３に制御ブロック図を示す。
【００２２】
穴加工システムＳは、前記ワーク固定装置１０の他に穴加工装置２０、ならびにワーク固定装置１０および穴加工装置２０を制御する制御装置３０を含むものとされる。
【００２３】
穴加工装置２０は、図２および図３に示すように、Ｘ−Ｙ方向の２軸方向に移動自在とされた水平ボール盤とされ、水平配置された電動式ドリル２１と、電動式ドリル２１をＸ−Ｙ方向の２軸方向に移動させるドリル移動部２２とを備えてなるものとされる。なお、電動式ドリル２１はＸ軸方向に配設されている。
【００２４】
ワーク固定装置１０は穴加工装置２０に対向配置され、図２および図３に示すように、ワークＷが位置決めされて載置・固定されるターンテーブル１１と、ターンテーブル１１に載置されたワークＷの位置決めをなす位置決め機構１２と、位置決めされたワークＷを押圧して固定する押圧・固定機構１３とを備えてなるものとされる。
【００２５】
ターンテーブル１１は、公知のものとすることができその構成に特に限定はない。なお、ワークＷは、ターンテーブル１１に直接載置されてもよいが、図２に示すように、ターンテーブル１１にワーク載置台１１ａを設けてそれに載置されるようにされてもよい。
【００２６】
位置決め機構１２は、ターンテーブル（ワーク載置台１１ａが設けられる場合にはワーク載置台１１ａ）に載置されたワークＷのＸ−Ｙ方向の位置決めをなすものであって、図２に示すように、Ｘ軸方向に、つまり電動式ドリル２１に向けて進退自在とされてＸ軸方向位置決めをなすＸ軸方向位置決め部材６０と、Ｘ軸方向位置決め部材６０に付設されＹ軸方向に横行自在とされてＹ軸方向の位置決めをなすＹ軸方向位置決め部材７０とを備えてなるものとされる。
【００２７】
Ｘ軸方向位置決め部材６０は、図４に示すように、直方体状とされた本体６１と、本体６１の穴加工装置２０の対向面に突設された所要数（図示例では３個）の位置決め部６２と、本体６１を穴加工装置２０、より具体的にはワークＷに対して進退させて位置決め部６２にＸ軸方向の位置決めをなさせる進退駆動部６３とを含むものとされる。
【００２８】
本体６１は、穴加工装置２０からの加工時に付加される付勢力に抗するだけの剛性を有するものとされる。
【００２９】
位置決め部６２を前記構成とするのは、加工精度の向上を図りもって位置決め精度の向上を図るためである。
【００３０】
進退駆動部６３は、公知の各種駆動機構とすることができ、例えば、ボールネジ機構６４と、その両サイドにターンテーブル１１を挟むように配置されたリニアガイド６５，６５との組み合わせとすることができる（図４参照）。
【００３１】
Ｙ軸方向位置決め部材７０は、図５に示すように、直方体状とされた本体７１と、本体７１を支持する支持部７２と、支持部７２の基端７２ａをＸ軸方向位置決め部材６０の本体６１上を横行可能に保持する、本体７１にＹ軸方向の位置決めをなさせる横行駆動部７３とを含むものとされる。
【００３２】
横行駆動部７３は、公知の各種駆動機構とすることができ、例えば、ボールネジ機構７４と、Ｘ軸方向位置決め部材６０の本体６１上面にボールネジ機構７４を挟むようにして配置されたリニアガイド７５，７５との組み合わせとすることができる（図５参照）。
【００３３】
穴加工装置２０側のリニアガイド７５は、２列とされてその剛性の向上が図られている。
【００３４】
押圧・固定機構１３は、図６に示すように、押圧・固定位置と退避位置との間を旋回自在とされた旋回ブーム１５と、旋回ブーム１５の適宜位置、例えば押圧・固定位置においてターンテーブル１１の中心に対応する位置に配置された主油圧シリンダ１６と、主油圧シリンダ１６の両サイドに配置された補助油圧シリンダ１７，１７とを備えてなるものとされる。
【００３５】
旋回ブーム１５を旋回させる旋回機構８０としては、例えば図６に示すように、旋回ブーム１５の一端部１５ａを旋回自在に支持する旋回ポスト８１と、旋回ブーム１５の他端部１５ｂに配設されたモータ駆動のピンオン軸８２と、このピンオン軸８２と歯合するラック（明瞭には図示はされていない）８３との組み合わせとすることができる。ラック８３は、図示はされていないが、少なくとも押圧・固定位置と退避位置とをカバーするものとされる。
【００３６】
制御装置３０は、図３に示すように、穴加工装置２０を制御する穴加工装置制御ブロック４０と、ワーク固定装置１０を制御するワーク固定装置制御ブロック５０とを主要部として備えてなるものとされる。
【００３７】
穴加工装置制御ブロック４０は、電動式ドリル２１を制御する電動式ドリル制御部４１と、ドリル移動部２２を制御するドリル移動部制御部４２とを含むものとされる。
【００３８】
ワーク固定装置制御ブロック５０は、ターンテーブル１１を制御するターンテーブル制御部５１と、位置決め機構１２を制御する位置決め機構制御部５２と、押圧・固定機構１３を制御する押圧・固定機構制御部５３とを含むものとされる。
【００３９】
なお、かかる各制御部５１、５２、５３を含むワーク固定装置制御ブロック５０は、例えば、コンピュータに後述する各動作に対応させたプログラムを格納することにより実現される。
【００４０】
次に、かかる構成とされたワーク固定装置１０を含む穴加工システムＳにおける動作をワーク固定を中心に説明する。
【００４１】
手順１：ターンテーブル（ワーク載置台１１ａが設けられる場合にはワーク載置台１１ａ）１１にワークＷが載置される。
【００４２】
手順２：制御装置３０の位置決め機構制御部５２の制御により、位置決め機構１２のＸ軸方向位置決め部材６０が前進させられワークＷのＸ軸方向の位置決めがなされる。本明細書では、このときのＸ軸方向位置決め部材６０の付勢状態を「強付勢状態」と定義することとする。
【００４３】
手順３：制御装置３０の位置決め機構制御部５２の制御により、位置決め機構のＹ軸方向位置決め部材７０が横行（前進）させられワークＷのＹ軸方向の位置決めがなされる。本明細書では、このときのＹ軸方向位置決め部材７０の付勢状態を「強付勢状態」と定義することとする。なお、この手順３は手順２と同時になされてもよい。
【００４４】
手順４：制御装置３０の押圧・固定機構制御部５３の制御により、旋回ブーム１５が旋回させられて退避位置から押圧・固定位置に位置決めされる。
【００４５】
手順５：制御装置３０の押圧・固定機構制御部５３の制御により、主油圧シリンダ１６および補助油圧シリンダ１７が駆動されてワークＷが押圧・固定される。本明細書では、このときの圧力を「押圧・固定圧力」と定義することとする。なお、ワークＷが所定サイズ以下の場合は、主油圧シリンダ１６のみが駆動される。
【００４６】
これにより、ワークＷの固定が完了し、ついでワークＷの穴加工装置２０側の面に対し穴加工装置２０により所定の加工がなされる。
【００４７】
ところで、ワークＷによっては一側面の加工のみならず、他側面の加工も必要な場合もある。そのために、ターンテーブル１１を回転させてワークＷの加工面を変更する必要が生ずる 。次に、そのための手順を説明する。
【００４８】
手順１１：制御装置３０の位置決め機構制御部５２の制御により、位置決め機構１２のＸ軸方向位置決め部材６０が後退させられ、かつ、Ｙ軸方向位置決め部材７０が横行（後退）させられ初期位置に復帰する。
【００４９】
手順１２：制御装置３０の押圧・固定機構制御部５３の制御により、補助油圧シリンダ１７が初期位置とされて補助油圧シリンダ１７による押圧・固定が解除される。なお、ワークサイズが小さくて補助油圧シリンダ１７による押圧・固定がなされていない場合には、この手順は省略される。
【００５０】
手順１３：制御装置３０の押圧・固定機構制御部５３の制御により、主油圧シリンダ１６の圧力がターンテーブル１１が回転可能な程度にまで減圧される。例えば、押圧・固定圧力の３割程度にまで圧力が減圧される。本明細書では、このときの圧力を「ターンテーブル回転可能圧力」と定義することとする。
【００５１】
手順１４：制御装置３０のターンテーブル制御部５１の制御により、ターンテーブル１１が所定角度回転させられる。なお、このターンテーブル１１の回転によるワークＷの回転につられて主油圧シリンダ１６のロッドも共回りする。
【００５２】
手順１５：制御装置３０の押圧・固定機構制御部５３の制御により、主油圧シリンダ１６の圧力が押圧・固定圧力にまで昇圧させられる。
【００５３】
手順１６：制御装置３０の押圧・固定機構制御部５３の制御により、補助油圧シリンダ１７が昇圧されて押圧・固定圧力とされる。なお、ワークサイズが小さくて補助油圧シリンダ１７による押圧・固定がなされない場合には、この手順は省略される。
【００５４】
手順１７：制御装置３０の位置決め機構制御部５２の制御により、位置決め機構１２のＸ軸方向位置決め部材６０が前進させられてワークＷに当接させられる。この場合、Ｘ軸方向位置決め部材６０を強くワークＷに当接させると、ワークＷに位置ずれが生ずるおそれがあるので、軽く当接する程度に付勢力は調節されている。本明細書では、このときのＸ軸方向位置決め部材６０の付勢状態を「弱付勢状態」と定義することとする。
【００５５】
手順１８：制御装置３０の位置決め機構制御部５２の制御により、位置決め機構１２のＹ軸方向位置決め部材７０が駆動されてワークＷに当接させられる。この場合、前記と同様に、Ｙ軸方向位置決め部材７０を強くワークＷに当接させると、ワークＷに位置ずれが生ずるおそれがあるので、軽く当接する程度に付勢力は調節されている。本明細書では、このときのＹ軸方向位置決め部材７０の付勢状態を「弱付勢状態」と定義することとする。なお、この手順１８は手順１７と同時になされてもよい。
【００５６】
これにより、ワークＷの加工面の変更が完了し、ついでその変更された面の加工がなされる。この場合、穴加工装置２０による穴加工の付勢力によりワークＷに位置ずれが生じないよう、穴加工装置２０による穴加工が開始されると、制御装置３０の位置決め機構制御部５２の制御により、Ｘ軸方向位置決め部材６０が強付勢状態とされる。つまり、押圧・固定機構１３とＸ軸方向位置決め部材６０とにより、ワーク位置の保持がなされる。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、ワークＷをターンテーブル１１などに載置するだけで、その位置決めおよび押圧・固定がなされるばかりでなく、加工面の変更も自動的になされるので、作業性および生産性が向上する。
【００５８】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態では加工装置として穴加工装置２０を例にとり説明されているが、本発明の適用は穴加工装置２０に限定されるものではなく、各種加工装置に適用でき、例えば切削装置にも適用できる。なお、切削装置の場合には、Ｙ軸方向位置決め部材７０も強付勢状態とされる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、工作機械に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のワーク固定装置を含む穴加工システムの概略ブロック図である。
【図２】同システムの穴加工装置およびワーク固定装置の概略図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面図を示す。
【図３】同システムの制御ブロック図である。
【図４】同ワーク固定装置の位置決め機構のＸ軸方向位置部材の概略図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面図を示す。
【図５】同ワーク固定装置の位置決め機構のＹ軸方向位置部材の概略図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面図を示す。
【図６】同ワーク固定装置の押圧・固定機構の概略図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は正面図を示す。
【符号の説明】
【００６１】
１０      ワーク固定装置
１１      ターンテーブル
１２      位置決め機構
１３      押圧・固定機構
２０      穴加工装置
２１      電動式ドリル
２２      ドリル移動部
３０      制御装置
４０      穴加工制御ブロック
５０      ワーク固定装置制御ブロック
５１      ターンテーブル制御部
５２      位置決め機構制御部
５３      押圧・固定機構制御部
６０      Ｘ軸方向位置決め部材
６１      本体
６２      位置決め部
６３      進退駆動部
７０      Ｙ軸方向位置決め部材
７１      本体
７２      支持部
７３      横行駆動部
８０      旋回機構
８１      旋回ポスト
８２      ピニオン軸
８３      ラック
Ｓ      穴加工システム
Ｗ      ワーク
【図１】
2009006444.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009006444.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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