Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7579960B2 - Work clamping device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7579960B2 - Work clamping device - Google Patents

Work clamping device Download PDF

Info

Publication number
JP7579960B2
JP7579960B2 JP2023504893A JP2023504893A JP7579960B2 JP 7579960 B2 JP7579960 B2 JP 7579960B2 JP 2023504893 A JP2023504893 A JP 2023504893A JP 2023504893 A JP2023504893 A JP 2023504893A JP 7579960 B2 JP7579960 B2 JP 7579960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
clamp block
clamping device
unit
work
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023504893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2022190176A1 (en
Inventor
淳 柳崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPWO2022190176A1 publication Critical patent/JPWO2022190176A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7579960B2 publication Critical patent/JP7579960B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/12Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/02Loading, unloading or chucking arrangements for workpieces
    • B23F23/06Chucking arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06Work-clamping means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Gear Processing (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Feeding Of Workpieces (AREA)

Description

本発明は、中心にテーパ状の孔が形成されたワークに対応したワーククランプ装置に関する。 The present invention relates to a work clamping device that is compatible with a workpiece having a tapered hole formed in the center.

ホブ盤では中心部に孔が形成されたワークの外周部に歯切り加工が行われるため、当該ワークの中心部がワーククランプ装置によって保持される。このようにワークに対して外周側の加工やバリ取りあるいは研磨などが行われる作業機のワーククランプ装置は、孔が形成された中心部に対してワーク保持を行う構成となっている。下記特許文献1には、そうしたワーククランプ装置の一例が開示されている。同文献のワーククランプ装置は、ホブ盤テーブル上の基台に第1支持体が設けられ、上方のセンタサポートには回転継手を介して第2支持体が前記第1支持体に対向するように装着されている。そして、その第1支持体には中心孔が形成されたワークの下端面を支持する3個の支持爪と、ワークの芯出しを行う3個の芯出し爪が設けられている。支持爪はワークのサイズに対応する位置に配置され、芯出し爪はワークの内径面に当接して芯出しが行われる。In a hobbing machine, the outer periphery of a workpiece having a hole formed in the center is cut, and the center of the workpiece is held by a work clamping device. The work clamping device of a workpiece for machining, deburring, polishing, etc. on the outer periphery of the workpiece is configured to hold the workpiece at the center where the hole is formed. An example of such a work clamping device is disclosed in the following Patent Document 1. In the work clamping device of the same document, a first support is provided on a base on a hobbing machine table, and a second support is attached to an upper center support via a rotary joint so as to face the first support. The first support is provided with three support claws that support the lower end surface of a workpiece having a central hole formed therein, and three centering claws that center the workpiece. The support claws are arranged at positions corresponding to the size of the workpiece, and the centering claws abut against the inner diameter surface of the workpiece to center it.

特開2000-343329号公報JP 2000-343329 A

従来のワーククランプ装置には様々な問題点があった。例えば、ワークの中心孔がテーパ状の場合、芯出し爪によってクランプするチャック機構の従来装置では対応できず、特殊なチャック機構のワーククランプ装置を新たに製作する必要があった。また、従来のワーククランプ装置はワークを下側から芯出しして支持するよう構成されている。そのため、次の加工機などにワークを反転させた配置が必要な場合には、ワークを搬送するオートローダが一旦反転装置へと送り、そこで反転させたワークを掴み直して次の加工機などへと送る必要があった。あるいはホブ盤などの加工機内にワークを反転するための補助ローダを組み込み、そこでワークを反転させ、オートローダによって次工程へと搬送する構成がとられていた。しかし、いずれも新たな装置が必要になるため、コストがかかるとともに加工機のコンパクト化にも障害となってしまっていた。 Conventional work clamping devices had various problems. For example, when the center hole of a workpiece is tapered, conventional devices with a chuck mechanism that clamps with centering jaws could not handle it, and it was necessary to newly manufacture a work clamping device with a special chuck mechanism. Conventional work clamping devices are also configured to support the workpiece by centering it from below. Therefore, when the workpiece needs to be placed in the next processing machine, etc., with an autoloader that transports the workpiece, it is necessary to once send it to the inversion device, re-grab the inverted workpiece there, and send it to the next processing machine, etc. Alternatively, an auxiliary loader for inverting the workpiece was built into a processing machine such as a hobbing machine, and the workpiece was inverted there and transported to the next process by the autoloader. However, both of these configurations require new equipment, which is costly and also hinders the compactness of the processing machine.

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、反転した状態で次工程へワークを送ることを可能にするワーククランプ装置の提供を目的とする。Therefore, in order to solve this problem, the present invention aims to provide a work clamping device that enables the workpiece to be sent to the next process in an inverted state.

本発明の一態様におけるワーククランプ装置は、ワークを下側から支持する下側クランプブロックが駆動モータによって回転する下部ユニットと、ワークを上側から押える上側クランプブロックが前記下側クランプブロックと同軸上の回転軸によって回転自在な上部ユニットと、前記上部ユニットを回転軸に沿って昇降させるリフト機構と、前記リフト機構の昇降部において前記上部ユニットを回転軸方向に移動させるアクチュエータと、前記上部ユニットの下方に突き出した回転軸上の引込ロッドを、前記下部ユニットの内部で掴むことにより下方に引き込む上下ユニット連結機構と、前記引込ロッドが貫通した状態で抜け落ちないように組み付けられ、テーパのついたワークの中心孔に付勢部材の付勢力によって嵌まり込むテーパーアーバと、を有する。 A work clamping device in one embodiment of the present invention comprises a lower unit in which a lower clamp block that supports the work from below is rotated by a drive motor, an upper unit in which an upper clamp block that holds down the work from above is rotatable by a rotating shaft coaxial with the lower clamp block, a lift mechanism that raises and lowers the upper unit along the rotating shaft, an actuator that moves the upper unit in the direction of the rotating shaft in the lifting section of the lift mechanism, an upper and lower unit connecting mechanism that grips a retraction rod on the rotating shaft protruding downwardly of the upper unit inside the lower unit and retracts it downward, and a tapered arbor that is assembled so that the retraction rod does not fall out when it is inserted through the arbor, and that fits into the tapered central hole of the work by the force of a biasing member.

前記構成によれば、リフト機構によってクランプ位置まで上部ユニットが下降し、アクチュエータが作動することにより下側クランプブロックと上側クランプブロックとにワークが挟み込まれる。その際、テーパのついたワークの中心孔に対して付勢部材に付勢されたテーパーアーバが嵌まり込むことにより芯出しが行われ、上下ユニット連結機構によって上部ユニットから下方に突き出した引込ロッドが下部ユニットの内部で下方に引き込まれてワークが確実にクランプされる。その後、下部ユニットの駆動モータによって回転が与えられたワークに対し所定の処理が行われ、処理後のワークを解放するため上部ユニットが上昇した場合には、テーパーアーバが中止孔に嵌まり込んだワークが持ち上げられ、反転した状態の取り外しが可能になる。 According to the above configuration, the upper unit is lowered to the clamping position by the lift mechanism, and the actuator is operated to clamp the workpiece between the lower clamp block and the upper clamp block. At this time, the tapered arbor biased by the biasing member fits into the tapered central hole of the workpiece, thereby centering it, and the upper/lower unit connecting mechanism causes the retraction rod protruding downward from the upper unit to be retracted downward inside the lower unit, securely clamping the workpiece. The workpiece is then rotated by the drive motor of the lower unit and a specified process is performed, and when the upper unit rises to release the processed workpiece, the tapered arbor with the tapered arbor fitting into the central hole is lifted, making it possible to remove it in an inverted state.

加工機械ラインを示した正面図である。FIG. 2 is a front view showing a processing machine line. ホブ盤モジュールを示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a hobbing machine module. 外装カバーを除いたホブ盤モジュールを示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the hobbing machine module without the exterior cover. ワーク受け渡し時のワーククランプ装置を示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the work clamping device during work transfer. ワーククランプ工程の一段階を示したワーククランプ装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a work clamping device showing one stage of a work clamping process. FIG. ワーククランプ工程の一段階を示したワーククランプ装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a work clamping device showing one stage of a work clamping process. FIG. ワーククランプ工程の一段階を示したワーククランプ装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a work clamping device showing one stage of a work clamping process. FIG. ワーク解放時のワーククランプ装置を示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the work clamping device when the work is released.

本発明に係るワーククランプ装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では加工機械ラインを構成するホブ盤を例に挙げて説明する。図1は、その加工機械ラインを示した正面図である。加工機械ライン100は、ワーク搬入部である図面右端のワーク投入モジュール1と、ワーク搬出部である図面左端のワーク排出モジュール11との間に、旋盤やマシニングセンタ或いは検測機などが横並びに設置されている。そして、旋盤やマシニングセンタ或いは検測機やホブ盤などの各種自動作業機はモジュール化されている。An embodiment of the work clamping device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a hobbing machine constituting a machining line will be described as an example. FIG. 1 is a front view showing the machining line. In the machining line 100, lathes, machining centers, inspection machines, etc. are installed side by side between a work input module 1 at the right end of the drawing, which is the work input section, and a work discharge module 11 at the left end of the drawing, which is the work discharge section. Various automatic working machines such as lathes, machining centers, inspection machines, and hobbing machines are modularized.

ワーク投入モジュール1の隣には旋盤モジュール2,3および検測モジュール4が順に設置され、第1加工及び第2加工が行われたワークに対して寸法確認が行われる。また、ワークの受け渡しや品質チェックのためのワーク置き台モジュール5が続き、さらに中ぐりや穴あけ加工など第3加工を行うマシニングセンタモジュール6が設置されている。そして、ワークの仮置き及び取り出しが可能な第2のワーク置き台モジュール7および、第4加工として歯切りを行うホブ盤モジュール8が設置され、その隣にワークに生じたバリを取るためのバリ取りモジュール9および、ワークに着いた切屑などを洗い落とすための洗浄モジュール10が順番に設置されている。Next to the workpiece input module 1, lathe modules 2 and 3 and an inspection module 4 are installed in sequence, and the dimensions of the workpieces that have undergone the first and second machining processes are checked. In addition, a workpiece placement module 5 for workpiece transfer and quality check is installed, followed by a machining center module 6 for performing the third machining process such as boring and drilling. Next to this are a second workpiece placement module 7 where the workpiece can be temporarily placed and removed, and a hobbing machine module 8 for performing gear cutting as the fourth machining process. Next to this are a deburring module 9 for removing burrs from the workpiece and a cleaning module 10 for washing off chips and the like that have adhered to the workpiece.

加工機械ライン100では、ワークが各種モジュール1~11の間を順番に移動しながら所定の加工及び処理が行われる。その加工機械ライン100には、ワークを各モジュール1~11へ搬送するためのワーク搬送ロボット15が設けられている。ワーク搬送ロボット15は、各モジュール1~11の前部に設けられた走行用レールを移動する多関節ロボットアームである。モジュール1~11は、外観を統一した外装カバー16によって覆われ、図2に示すように、開閉可能な前カバー17によってワーク搬送ロボット15が移動する搬送空間18が構成されている。In the processing machine line 100, the workpieces are moved in sequence among the various modules 1 to 11 while undergoing the prescribed processing and treatment. The processing machine line 100 is provided with a workpiece transport robot 15 for transporting the workpieces to each of the modules 1 to 11. The workpiece transport robot 15 is a multi-joint robot arm that moves on running rails provided at the front of each of the modules 1 to 11. The modules 1 to 11 are covered by an exterior cover 16 with a unified appearance, and as shown in Figure 2, a transport space 18 in which the workpiece transport robot 15 moves is defined by an openable front cover 17.

図2は、ホブ盤モジュール8を示した斜視図であり、図3は、外装カバー16および前カバー17を除いたホブ盤モジュール8を示した斜視図である。ホブ盤モジュール8は、他のモジュールと同様に車輪を備えた可動ベッド21の上に組付けられ、ベース12の上面に固定されたレール121に沿って前後方向への移動が可能になっている。各種モジュール1~11は幅寸法が統一され、1つのベース12上に2台のモジュールが搭載可能であり、ホブ盤モジュール8は2倍の幅寸法で構成されている。なお、本実施形態では、機体前後方向をX軸、機体幅方向をY軸、そして鉛直方向をZ軸として説明する。 Figure 2 is a perspective view of the hobbing machine module 8, and Figure 3 is a perspective view of the hobbing machine module 8 excluding the exterior cover 16 and the front cover 17. The hobbing machine module 8 is assembled on a movable bed 21 equipped with wheels like the other modules, and can move in the front-rear direction along rails 121 fixed to the upper surface of the base 12. The various modules 1 to 11 have a uniform width dimension, and two modules can be mounted on one base 12, with the hobbing machine module 8 being configured with twice the width dimension. In this embodiment, the fore-and-aft direction of the machine body is described as the X-axis, the width direction of the machine body is the Y-axis, and the vertical direction is the Z-axis.

ホブ盤モジュール8は、可動ベッド21上のコラム23が機体前後のX軸方向に移動可能であり、そのコラム13の前面にはサドル24がZ軸方向に摺動可能な状態で組付けられ、Z軸用サーボモータ25によって昇降するよう構成されている。サドル24にはホブ27を支持するホブヘッド26が組付けられている。ホブ27は、Y軸方向の回転軸によって回転可能に支持され、ホブ用モータによって歯切り加工時の回転が与えられるようになっている。ホブヘッド26は、ホブ27の刃の位置が変えられるように、サドル24に対してY軸用サーボモータ28によってY軸方向に移動可能な構造になっている。そして、可動ベッド21にはホブ盤モジュール8の各駆動部を制御するための制御盤29が搭載されている。In the hobbing machine module 8, a column 23 on a movable bed 21 can move in the X-axis direction between the front and rear of the machine body, and a saddle 24 is attached to the front of the column 13 in a state where it can slide in the Z-axis direction, and is configured to be raised and lowered by a Z-axis servo motor 25. A hob head 26 that supports a hob 27 is attached to the saddle 24. The hob 27 is rotatably supported by a rotary shaft in the Y-axis direction, and is rotated by a hob motor during gear cutting. The hob head 26 is structured to be movable in the Y-axis direction relative to the saddle 24 by a Y-axis servo motor 28 so that the position of the blade of the hob 27 can be changed. A control panel 29 for controlling each drive unit of the hobbing machine module 8 is mounted on the movable bed 21.

ホブ23の前方側には、ワーククランプ装置30が設けられている。図4は、ワーククランプ装置30を示した断面図であり、ワーク搬送ロボット15の一部を示したワーク受け渡し状態が示されている。ワーククランプ装置30は、下部ユニット31と上部ユニット32とが回転中心をZ軸に合わせた同軸の状態で上下に構成されている。可動ベッド21にサポートコラム33が立設され、上部ユニット32をZ軸方向に上下動させるリフト機構が構成されている。すなわち、サポートコラム33には鉛直なレールが固定され、そこに上部ユニット32を保持したリフト34が摺動可能に組付けられている。そして、サポートコラム33の頂部にZ軸用サーボモータ35が設けられ、その回転出力がボールネジによってリフト34の直線運動に変換されるよう構成されている。 A work clamping device 30 is provided on the front side of the hob 23. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the work clamping device 30, and shows a part of the work transport robot 15 in a work transfer state. The work clamping device 30 is configured with a lower unit 31 and an upper unit 32 arranged coaxially with the center of rotation aligned with the Z axis. A support column 33 is erected on the movable bed 21, and a lift mechanism is configured to move the upper unit 32 up and down in the Z axis direction. That is, a vertical rail is fixed to the support column 33, and a lift 34 holding the upper unit 32 is slidably attached thereto. A Z-axis servo motor 35 is provided at the top of the support column 33, and its rotation output is converted into linear motion of the lift 34 by a ball screw.

下部ユニット31は、可動ベッド21にテーブル41が固定され、その中には中空のスピンドル42が回転中心をZ軸に重ねて回転支持されており、スピンドルモータ43(図3参照)の回転がウォームギヤ44を介して伝達されるよう構成されている。スピンドル42には連結ブロック45,46を介して下側クランプブロック47が一体になって回転するよう組付けられている。連結ブロック45,46および下側クランプブロック47はスピンドル42と同軸の中空孔が形成され、そこには引込シャフト51がスプリング52によって下方に常時付勢された状態で組み込まれている。スプリング52は、軸方向に皿バネが複数枚重ねられたものである。 The lower unit 31 has a table 41 fixed to the movable bed 21, within which a hollow spindle 42 is supported for rotation with its center of rotation aligned with the Z-axis, and the rotation of a spindle motor 43 (see Figure 3) is transmitted via a worm gear 44. A lower clamp block 47 is attached to the spindle 42 via connecting blocks 45, 46 so that they rotate together. The connecting blocks 45, 46 and the lower clamp block 47 have a hollow hole coaxial with the spindle 42, into which a retraction shaft 51 is assembled while being constantly biased downward by a spring 52. The spring 52 is made up of multiple disc springs stacked in the axial direction.

スピンドル42の内部にはピストンロッド531が下側から挿入されている。下部ユニット31の下部には油圧のシリンダ部54が構成され、ピストンロッド531と一体のピストン53が組み込まれている。シリンダ部54にはピストン53の下部加圧室にポート541が形成され、そこから供給される作動油によってピストン53が図示するように上方に変位するよう構成されている。すなわち、ピストン53は、スプリング52の付勢力に抗して引込シャフト51を押し上げるよう構成されたものである。A piston rod 531 is inserted from below into the spindle 42. A hydraulic cylinder section 54 is formed at the bottom of the lower unit 31, and a piston 53 is incorporated integrally with the piston rod 531. A port 541 is formed in the lower pressurized chamber of the piston 53 in the cylinder section 54, and the piston 53 is configured to be displaced upward as shown by hydraulic oil supplied from there. In other words, the piston 53 is configured to push up the retraction shaft 51 against the biasing force of the spring 52.

次に、リフト34には円筒形状の支持部341が形成され、上部ユニット32は、支持部341の中に円筒形状の昇降パイプ61を介して摺動可能に挿入されている。また、リフト34にはブラケット36を介して油圧シリンダ37が固定され、昇降パイプ61が連結ブロック62を介して油圧シリンダ37に連結されている。よって、油圧シリンダ37におけるピストンロッド371の伸縮作動により、リフト34に対して上部ユニット32が上下動するよう構成されている。Next, a cylindrical support portion 341 is formed on the lift 34, and the upper unit 32 is slidably inserted into the support portion 341 via a cylindrical lift pipe 61. A hydraulic cylinder 37 is fixed to the lift 34 via a bracket 36, and the lift pipe 61 is connected to the hydraulic cylinder 37 via a connecting block 62. Thus, the upper unit 32 is configured to move up and down relative to the lift 34 by the extension and contraction of the piston rod 371 in the hydraulic cylinder 37.

昇降パイプ61とその下端部に固定されたスカートブロック64には、フランジ部651が形成されたシャフト65が下から挿入されている。シャフト65は、昇降パイプ61との間の軸受けによって回転可能に保持されているが、ラジアル軸受けのほかに軸方向の荷重を受けるためスラスト軸受けが設けられている。油圧シリンダ37およびシャフト65は、共にその中心がZ軸に沿って同軸上に重なるよう構成されている。A shaft 65 with a flange portion 651 is inserted from below into the lift pipe 61 and the skirt block 64 fixed to its lower end. The shaft 65 is rotatably held by a bearing between the lift pipe 61 and the shaft 65, and in addition to the radial bearing, a thrust bearing is provided to support the axial load. The hydraulic cylinder 37 and the shaft 65 are configured so that their centers are coaxially aligned along the Z axis.

シャフト65のフランジ部651には上側クランプブロック66と引込ロッド67とが一体になって固定されている。筒形状の上側クランプブロック66は、引込ロッド67のフランジ部671によって上方が塞がれ、その中には下に突き出した引込ロッド67に貫かれた状態のテーパーアーバ71が組み込まれている。引込ロッド67は、先端部分に形成された円周状の凹みによってヘッド部672が構成され、そのヘッド部672には下部ユニット31の引込シャフト51の引き込み穴511の開口部付近に設けられたコマ部材55が引っ掛けられるようになっている。The upper clamp block 66 and the retraction rod 67 are fixed integrally to the flange portion 651 of the shaft 65. The cylindrical upper clamp block 66 is closed at the top by the flange portion 671 of the retraction rod 67, and a tapered arbor 71 is incorporated therein, which is inserted through the retraction rod 67 protruding downward. The retraction rod 67 has a head portion 672 formed by a circumferential recess formed at the tip, and the top member 55 provided near the opening of the retraction hole 511 of the retraction shaft 51 of the lower unit 31 is hooked onto the head portion 672.

加工対象のワークWは、中心部に下側の径が小さくなるように内周面が傾斜したテーパ状の中心孔Hが形成されている。そのため、テーパーアーバ71は、中心孔Hの角度に合わせたテーパ面が形成されている。テーパーアーバ71は、フランジ部の引っ掛けによって下方へ抜け落ちないように組付けられ、上方のスプリング72によって下方に付勢されている。上側クランプブロック66、引込ロッド67およびテーパーアーバ71は、ねじ止めなどによって分解可能に組み立てられたものであり、一体になってシャフト65にねじ止め固定されている。すなわち、テーパーアーバ71がワークWの孔形状に対応して組み換え可能になっている。The workpiece W to be machined has a tapered central hole H with an inclined inner circumferential surface so that the diameter at the bottom is smaller at the center. Therefore, the tapered arbor 71 has a tapered surface that matches the angle of the central hole H. The tapered arbor 71 is assembled so that it does not fall out downward by hooking the flange portion, and is biased downward by the spring 72 above. The upper clamp block 66, the retraction rod 67, and the tapered arbor 71 are assembled so that they can be disassembled by screwing or the like, and are fixed integrally to the shaft 65 by screwing. In other words, the tapered arbor 71 can be rearranged to correspond to the hole shape of the workpiece W.

続いて、ワーククランプ装置30の作用を加工機械ライン100におけるホブ盤のワークWの加工に沿って説明する。加工機械ライン100では、前述したように旋盤モジュール2,3の第1加工及び第2加工および検測モジュール4の寸法確認が行われ。ワーク置き台モジュール5で品質チェックが行われるなどしてマシニングセンタモジュール6では第3加工が行われる。こうした工程は図1右側のワーク搬送ロボット15によってワークが順番に運ばれてワーク置き台モジュール7に仮置きされる。後工程ではワーク置き台モジュール7からワークが取り出されてホブ盤モジュール8で歯切り加工が行われ、バリ取りモジュール9によるバリ取りと洗浄モジュール10による切屑などの洗い落としが行われる。 Next, the operation of the work clamping device 30 will be described along with the machining of the workpiece W by the hobbing machine in the machining machine line 100. In the machining machine line 100, as described above, the first machining and the second machining are performed in the lathe modules 2 and 3, and the dimension confirmation is performed in the inspection module 4. A quality check is performed in the workpiece placement module 5, and the third machining is performed in the machining center module 6. In these processes, the workpieces are transported in order by the workpiece transport robot 15 on the right side of FIG. 1 and temporarily placed on the workpiece placement module 7. In the subsequent process, the workpiece is removed from the workpiece placement module 7 and the gear cutting is performed in the hobbing machine module 8, and the burr is removed by the deburring module 9 and the chips and the like are washed off by the cleaning module 10.

ホブ盤モジュール8にはワーク搬送ロボット15によって図4に示すようにワークWが運び込まれる。ワーク搬送ロボット15の先端部には一対のチャックを備えたロボットハンド(図面では省略)があり、一方のチャックで加工済みワークWaが取り外され、反転した他方のチャックで把持した新たなワークWが、空となった下側クランプブロック47上に置かれる。図5乃至図7は、そうしたワークWを加工可能に把持する、ワーククランプ装置30のワーククランプ工程を段階的に示した図である。 As shown in Fig. 4, the workpiece W is carried into the hobbing machine module 8 by the workpiece transport robot 15. At the tip of the workpiece transport robot 15, there is a robot hand (omitted from the drawing) equipped with a pair of chucks, and the machined workpiece Wa is removed by one chuck, and a new workpiece W gripped by the other inverted chuck is placed on the vacant lower clamp block 47. Figs. 5 to 7 are diagrams showing the workpiece clamping process of the workpiece clamping device 30 in a step-by-step manner, which grips the workpiece W so that it can be machined.

まず、図5に示すように、Z軸用サーボモータ35の駆動によってリフト34に保持された上部ユニット32が下降する。このとき上側クランプブロック66は、ワークWの上に一定の距離をとって配置され、下方に突き出した引込ロッド67は、ワークWを貫き、引込シャフト51に形成された引き込み穴511の中に挿入される。そして、図6に示すように、上部ユニット32の高さを一定にしたまま油圧シリンダ37が伸長作動する。これにより昇降パイプ61および、その中に回転保持されたシャフト65などが下降する。First, as shown in Figure 5, the upper unit 32 held by the lift 34 is lowered by the drive of the Z-axis servo motor 35. At this time, the upper clamp block 66 is positioned at a fixed distance above the workpiece W, and the retraction rod 67 protruding downward penetrates the workpiece W and is inserted into the retraction hole 511 formed in the retraction shaft 51. Then, as shown in Figure 6, the hydraulic cylinder 37 is extended while keeping the height of the upper unit 32 constant. This causes the lift pipe 61 and the shaft 65 rotated and held therein to lower.

シャフト65の下降によって上側クランプブロック66がワークWに当てられ、その上側クランプブロック66と下側クランプブロック47とによってワークWが上下から挟み込まれる。このときテーパーアーバ71は、ワークWの中心孔Hにスプリング72によって押し込まれて芯出しが行われる。そして、図7に示すように、引込ロッド67が更に引込シャフト51の引き込み穴511の中に深く挿入される。すなわち、ここまでの下部ユニット31は、ポート541からシリンダ部54内に供給された作動油により、ピストン53が下から加圧されて引込シャフト51が押し上げられていた。 As the shaft 65 descends, the upper clamp block 66 comes into contact with the workpiece W, and the workpiece W is sandwiched between the upper clamp block 66 and the lower clamp block 47 from above and below. At this time, the tapered arbor 71 is pushed into the center hole H of the workpiece W by the spring 72, and centering is performed. Then, as shown in FIG. 7, the retraction rod 67 is inserted further deeply into the retraction hole 511 of the retraction shaft 51. That is, in the lower unit 31 up to this point, the piston 53 is pressurized from below by the hydraulic oil supplied from the port 541 into the cylinder portion 54, pushing up the retraction shaft 51.

そこで、ポート541からシリンダ部54内の作動油が排出され、ピストン53が油圧から解放されることで、スプリング52の付勢力によって引込シャフト51が押し下げられる。これにより引き込み穴511の開口部付近に設けられたコマ部材55によってヘッド部672が掴まれ、引込ロッド67が下方に引き込まれることにより、下部ユニット31に上部ユニット32が強固に連結される。そして、下側クランプブロック47と上側クランプブロック66とに挟み込まれたワークWのクランプが確実になる。 Then, the hydraulic oil in the cylinder portion 54 is discharged from the port 541, and the piston 53 is released from the hydraulic pressure, which causes the retraction shaft 51 to be pushed down by the biasing force of the spring 52. As a result, the head portion 672 is gripped by the top member 55 provided near the opening of the retraction hole 511, and the retraction rod 67 is retracted downward, firmly connecting the upper unit 32 to the lower unit 31. The workpiece W sandwiched between the lower clamp block 47 and the upper clamp block 66 is then securely clamped.

ワークWに対する加工準備が整ったワーククランプ装置30では、スピンドルモータ43の駆動によりウォームギヤ44を介してスピンドル42に回転が伝達され、下部ユニット31では下側クランプブロック47までの構成が一体的に回転する。ピストン53が下降した状態のピストンロッド531は引込シャフト51と離れるため、その引き込みシャフト51やスプリング52もスピンドル42と一体的に回転することになる。上部ユニット32では、引込シャフト51に掴まれた引込ロッド67や上側クランプブロック66がシャフト65に支持された状態で回転する。従って、ホブ盤モジュール8では、回転するワークWに対して回転を同期させたホブ27がZ軸方向に移動することによりワークWの外周に歯切り加工が施される。 In the work clamp device 30 that is ready to process the workpiece W, the rotation is transmitted to the spindle 42 via the worm gear 44 by driving the spindle motor 43, and in the lower unit 31, the configuration up to the lower clamp block 47 rotates integrally. Since the piston rod 531 in the state where the piston 53 is lowered is separated from the retraction shaft 51, the retraction shaft 51 and the spring 52 also rotate integrally with the spindle 42. In the upper unit 32, the retraction rod 67 gripped by the retraction shaft 51 and the upper clamp block 66 rotate while being supported by the shaft 65. Therefore, in the hobbing module 8, the hob 27, whose rotation is synchronized with the rotating workpiece W, moves in the Z-axis direction, and the outer periphery of the workpiece W is subjected to gear cutting.

歯切り加工後のワーククランプ装置30は、図8に示すように加工済みワークWaの解放が行われる。図8は、加工済みワークを解放する状態のワーククランプ装置30の断面図であり、特に上部ユニット32だけが示されている。ワーク解放時には先ずポート541からシリンダ部54内に作動油が供給され、ピストン53が図4に示す状態に戻される。これにより引込シャフト51が押し上げられ、引込ロッド67がコマ部材55から解放される。その後、Z軸用サーボモータ35の駆動によってリフト34が上昇することにより上部ユニット32が下部ユニット31から離れ、ワークWaがクランプ状態から解放される。After the gear cutting process, the work clamping device 30 releases the machined workpiece Wa as shown in Figure 8. Figure 8 is a cross-sectional view of the work clamping device 30 in a state in which the machined workpiece is being released, and in particular only the upper unit 32 is shown. When releasing the workpiece, hydraulic oil is first supplied from the port 541 into the cylinder portion 54, and the piston 53 is returned to the state shown in Figure 4. This pushes up the retraction shaft 51, and the retraction rod 67 is released from the piece member 55. Thereafter, the lift 34 is raised by the drive of the Z-axis servo motor 35, and the upper unit 32 separates from the lower unit 31, and the workpiece Wa is released from the clamped state.

ワーククランプ装置30は、加工前のクランプ時にテーパーアーバ71がワークWの中心孔Hにスプリング72によって強く嵌まり込んでいるため、加工後に上部ユニット32が上昇した時に図示するように加工済みワークWaが持ち上げられる。従来であれば、一点鎖線で示すように、上部ユニット32が上昇した時に加工済みワークWaが下側クランプブロック47(下部ユニット31)上に残されることとなる。しかし、本実施形態では加工済みワークWaが持ち上げられるため、ワーク搬送ロボット15によって取り外す場合に、従来とは逆に加工済みワークWaを下側(反対側)から掴み取ることになる。In the work clamping device 30, the taper arbor 71 is tightly fitted into the central hole H of the work W by the spring 72 when clamping before machining, so that when the upper unit 32 rises after machining, the machined work Wa is lifted as shown in the figure. Conventionally, as shown by the dashed line, when the upper unit 32 rises, the machined work Wa is left on the lower clamp block 47 (lower unit 31). However, in this embodiment, since the machined work Wa is lifted, when the work transport robot 15 is used to remove it, the machined work Wa is grabbed from the bottom (opposite side), which is the opposite of the conventional method.

よって、本実施形態によれば、中心孔HがテーパのワークWであっても、その中心孔Hにテーパ角度を合わせたテーパーアーバ71を差し込むことにより、クランプ時におけるワークWの芯出しが可能になる。しかも、従来のチャック機構に比べてチャック爪のような駆動部が無いため、構成が簡素でコストを下げることも可能である。更に、加工後の加工済みワークWaが中心孔Hに嵌まり込んだテーパーアーバ71によって持ち上げられるため、ワーク搬送ロボット15によって取り外すだけで、従来のように反転装置を使用することなく加工済みワークWaを反転させた状態で次の工程へと搬送することができる。そして、ワークWの寸法が異なるものであっても、上側クランプブロック66とテーパーアーバ71を寸法に合うものに組み換えることによって簡単に対応することができる。また、加工済みワークWaの反転が必要ない場合には、テーパーアーバ71を除いた構成に組み換えることによって簡単対応することができる。
Therefore, according to this embodiment, even if the central hole H of the workpiece W is tapered, the tapered arbor 71 with the taper angle adjusted to the central hole H can be inserted into the central hole H to center the workpiece W during clamping. Moreover, since there is no driving part such as a chuck claw, the configuration is simpler and the cost can be reduced compared to the conventional chuck mechanism. Furthermore, since the machined workpiece Wa is lifted by the tapered arbor 71 fitted into the central hole H, the machined workpiece Wa can be transported to the next process in an inverted state by simply removing it with the work transport robot 15 without using an inverting device as in the conventional method. And, even if the dimensions of the workpiece W are different, it can be easily handled by replacing the upper clamp block 66 and the tapered arbor 71 with those that match the dimensions. Also, if it is not necessary to invert the machined workpiece Wa, it can be easily handled by replacing the upper clamp block 66 and the tapered arbor 71 with those that match the dimensions.

本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前期実施形態ではホブ盤を構成するワーククランプ装置について説明したが、研磨機などのワーククランプ装置として構成されるものであってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, a work clamping device constituting a hobbing machine has been described, but the work clamping device may be configured as a work clamping device for a grinding machine or the like.

8…ホブ盤モジュール 15…ワーク搬送ロボット 27…ホブ 29…制御盤 30…ワーククランプ装置 31…下部ユニット 32…上部ユニット 33…サポートコラム 34…リフト 35…Z軸用サーボモータ 37…油圧シリンダ 41…テーブル 42…スピンドル 43…スピンドルモータ 47…下側クランプブロック 51…引込シャフト 55…コマ部材 53…ピストン 54…シリンダ部 65…シャフト 66…上側クランプブロック 67…引込ロッド 71…テーパーアーバ 72…スプリング H…中心孔 W…ワーク

Description of the Related Art 8... Hobbing machine module 15... Work transport robot 27... Hob 29... Control panel 30... Work clamping device 31... Lower unit 32... Upper unit 33... Support column 34... Lift 35... Z-axis servo motor 37... Hydraulic cylinder 41... Table 42... Spindle 43... Spindle motor 47... Lower clamp block 51... Retraction shaft 55... Piece member 53... Piston 54... Cylinder portion 65... Shaft 66... Upper clamp block 67... Retraction rod 71... Tapered arbor 72... Spring H... Center hole W... Work

Claims (3)

ワークを下側から支持する下側クランプブロックが駆動モータによって回転する下部ユニットと、
ワークを上側から押える上側クランプブロックが前記下側クランプブロックと同軸上の回転軸によって回転自在な上部ユニットと、
前記上部ユニットを回転軸に沿って昇降させるリフト機構と、
前記リフト機構の昇降部において前記上部ユニットを回転軸方向に移動させるアクチュエータと、
前記上部ユニットの下方に突き出した回転軸上の引込ロッドを、前記下部ユニットの内部で掴むことにより下方に引き込む上下ユニット連結機構と、
前記引込ロッドが貫通した状態で抜け落ちないように組み付けられ、テーパのついたワークの中心孔に付勢部材の付勢力によって嵌まり込むテーパーアーバと、
を有するワーククランプ装置。
A lower unit in which a lower clamp block that supports the workpiece from below is rotated by a drive motor;
An upper unit in which an upper clamp block that holds a workpiece from above is rotatable by a rotation shaft coaxial with the lower clamp block;
a lift mechanism for raising and lowering the upper unit along a rotation axis;
an actuator that moves the upper unit in a rotation axis direction in a lifting portion of the lift mechanism;
an upper/lower unit connecting mechanism that pulls a pull rod on a rotating shaft protruding downward from the upper unit by gripping it inside the lower unit;
A tapered arbor into which the retraction rod is inserted and which is fitted into a tapered central hole of the workpiece by the biasing force of a biasing member;
A work clamping device having a clamping mechanism.
前記上部ユニットは、前記上側クランプブロック、前記引込ロッド、前記テーパーアーバおよび前記付勢部材が分解可能に組み立てられ、前記回転軸に組付けられたものである請求項1に記載のワーククランプ装置。 The work clamping device according to claim 1, wherein the upper unit is a disassembly of the upper clamp block, the retracting rod, the tapered arbor, and the biasing member, which are assembled to the rotating shaft in a disassembly manner. 前記上側クランプブロックは、回転軸方向の貫通孔が形成された中心部を有するものであり、前記引込ロッドは、フランジ部が前記中心部を上から塞ぐように前記上側クランプブロックに固定され、前記中心部から下方にロッド部が突き出すものであり、前記テーパーアーバは、下降方向の移動が制限された状態で前記上側クランプブロックの中心部内に挿入され、前記付勢部材によって下方に付勢されたものである請求項2に記載のワーククランプ装置。 The work clamping device according to claim 2, wherein the upper clamp block has a central portion with a through hole in the direction of the rotation axis, the retracting rod is fixed to the upper clamp block such that the flange portion covers the central portion from above, and the rod portion protrudes downward from the central portion, and the tapered arbor is inserted into the central portion of the upper clamp block with its downward movement restricted, and is biased downward by the biasing member.
JP2023504893A 2021-03-08 2021-03-08 Work clamping device Active JP7579960B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/009045 WO2022190176A1 (en) 2021-03-08 2021-03-08 Workpiece clamping device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022190176A1 JPWO2022190176A1 (en) 2022-09-15
JP7579960B2 true JP7579960B2 (en) 2024-11-08

Family

ID=83227522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023504893A Active JP7579960B2 (en) 2021-03-08 2021-03-08 Work clamping device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7579960B2 (en)
WO (1) WO2022190176A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117943630B (en) * 2024-03-27 2024-06-11 太原正天盖尔机电设备有限公司 Gear processing clamping device, gear processing machine tool and gear processing method
CN117983902B (en) * 2024-04-07 2024-06-04 常州江泉传动科技有限公司 Planetary gear machining device for gear reducer production

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287111A (en) 2000-04-11 2001-10-16 Koyama:Kk Road wheel finishing device and finishing method
JP2003175438A (en) 2001-12-10 2003-06-24 Honda Motor Co Ltd Cooling structure of jig for processing machine
JP2005262354A (en) 2004-03-17 2005-09-29 Fuso Engineering Corp Workpiece cutting tool and workpiece cutting processing line
JP2006341367A (en) 2005-05-12 2006-12-21 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd Internal shaving attachment
JP2013202746A (en) 2012-03-29 2013-10-07 Aisin Aw Co Ltd Rotation support jig for processing machine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563728U (en) * 1992-01-31 1993-08-24 本田技研工業株式会社 Work support device for gear grinding machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287111A (en) 2000-04-11 2001-10-16 Koyama:Kk Road wheel finishing device and finishing method
JP2003175438A (en) 2001-12-10 2003-06-24 Honda Motor Co Ltd Cooling structure of jig for processing machine
JP2005262354A (en) 2004-03-17 2005-09-29 Fuso Engineering Corp Workpiece cutting tool and workpiece cutting processing line
JP2006341367A (en) 2005-05-12 2006-12-21 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd Internal shaving attachment
JP2013202746A (en) 2012-03-29 2013-10-07 Aisin Aw Co Ltd Rotation support jig for processing machine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022190176A1 (en) 2022-09-15
JPWO2022190176A1 (en) 2022-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8959750B2 (en) Method and apparatus for complete machining of a shaft-shaped workpiece
JP7579960B2 (en) Work clamping device
CN215545071U (en) Motor flange end cover machining device
JP2009028869A (en) NC lathe
CN111958263A (en) Disc part machining production line
CN210232442U (en) Grinding machine tool for rough machining of shaft parts
JP2720148B2 (en) Jig device for fixing work
JPH0890302A (en) Metal cutting machine tool
JPH11197982A (en) Automatic cutter exchanger of machine tool
JP4898768B2 (en) Disc transport medium
JP4199630B2 (en) Automatic 6-side machining system
KR101152784B1 (en) Multi spindle machine in 4 spindle
JP2559648B2 (en) Method and device for reversing a workpiece in a machine tool
CN210756338U (en) Multi-station special machine tool for hole machining of shaft parts
CN119870530B (en) Vertical numerical control lathe convenient to go up unloading
JP2527661B2 (en) Jig device for fixing work
JPH1119802A (en) Work placement device for vertical spindle type machine tool
US7198440B2 (en) Workpiece loading apparatus for machine tool
JPH11188513A (en) Automatic chuck changing method and automatic chuck changing device for machine tool
JPH05345245A (en) Machine tool
JPH05309505A (en) Nc lathe
JP2760935B2 (en) Tool change equipment for machine tool stock
JPH0822482B2 (en) Work holding device
JPH1190702A (en) Composite machining device for piston ring
CN119369117B (en) Boring and Honing Machine Tool

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241022

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241028

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7579960

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150