工作機械
【課題】工作機械のテーブルに負圧供給管路を設けることなく、テーブル側に設けた圧力検出器によって、テーブルに装着されたワーク取付台にワークを吸着するための負圧を検出できるようにする。
【解決手段】工作機械は、ワーク取付台２３に形成され、ワーク取付台２３のワーク取付面に開口する吸引管路３３と、ワーク取付台２３に設けられ、負圧を発生させ発生させた負圧を吸引管路３３に供給するエゼクタ２７と、テーブル２１に設けられた負圧確認管路６７と、負圧確認管路６７に接続された圧力検出器６５とを備え、ワーク取付台２３がテーブル２１に装着されたときに、吸引管路３３から分岐した連通管路４５と圧力検出器６５から延びる負圧確認管路６７とが接続されるようになっている。
【解決手段】工作機械は、ワーク取付台２３に形成され、ワーク取付台２３のワーク取付面に開口する吸引管路３３と、ワーク取付台２３に設けられ、負圧を発生させ発生させた負圧を吸引管路３３に供給するエゼクタ２７と、テーブル２１に設けられた負圧確認管路６７と、負圧確認管路６７に接続された圧力検出器６５とを備え、ワーク取付台２３がテーブル２１に装着されたときに、吸引管路３３から分岐した連通管路４５と圧力検出器６５から延びる負圧確認管路６７とが接続されるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク取付台を着脱可能にテーブルに装着する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、チャックなどを用いてテーブルにワークを固定して加工を行う。このとき、薄肉ワークの外周部分のみを固定すると、加工の際にワークの中央部分が浮き上がって振動してしまい、加工精度に悪影響を与えることがあるため、特許文献１に開示されているようにチャック面に複数の吸込孔を設けた真空チャックを用いて、ワークの底面全体を吸着することにより、ワークをテーブルに固定することが多い。この場合、チャックに圧力計を設けて真空圧を監視し、ワークの吸着が正しく行われているかを確認することが一般的である。また、真空チャックには、特許文献２に開示されているように、吸引のための配管をガスの噴出にも使用できるようにし、チャック面に設けられた通気孔からガスを噴出させてチャック面に付着している加工屑などの異物を吹き飛ばした後に配管を切り換え、通気孔を通して吸気してワークをチャック面に吸着、固定するようにしたものもある。
【０００３】
さらに、近年、加工の自動化のため、テーパソケットとプルスタッドとを有したパレットにワークを予め取り付けておき、テーブルの表面に設けられたテーパコーンにパレットのテーパソケットを係合させて位置決めを行うと共にテーブルに設けられたコレットによってパレットのプルスタッドを把持してパレットをテーブルに着脱可能に装着することが増えてきている。このような場合、テーパソケット内にプルスタッドを設けると共にテーパコーンの内部にコレットを設けることが多い。また、特許文献３に開示されているように、パレット交換時に、テーパコーンの頂部からテーパソケットの表面とテーパコーンの表面との間の空間へ圧縮空気を噴出させることにより、テーパソケットの表面及びテーパコーンの表面に付着した切屑等を除去し、パレットがテーブルに確実に装着されるようにすることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８７１２９号公報
【特許文献２】特開平５−２８５７６５号公報
【特許文献３】特公平４−４２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パレットなどのワーク取付台を介してテーブルにワークを装着する場合、ワーク取付台上に薄肉ワークの外周部のみが固定されている限り、加工の際にワーク取付台に取り付けられたワークの中央部が浮き上がって振動が生じてしまう問題が発生し得る。したがって、吸引によりワーク取付台のワーク取付面にワークの中央部を吸着することが望ましい。そこで、テーブルに設けた負圧供給管路にロータリジョイントを介して真空ポンプなどの外部負圧発生源を接続し、ワーク取付台をテーブルに装着したときにテーブルの負圧供給管路とワーク取付台の吸引管路とが接続されるようにすることにより、ワーク取付台のワーク取付面上のワークを吸着できるようにしていた。また、テーブルに設けた圧力検出器で負圧供給管路の圧力を検出し、ワーク取付台の吸引管路における負圧の監視を行っていた。
【０００６】
しかしながら、テーブル側に負圧発生源を設けると、ワーク取付台に負圧を供給するための負圧供給管路をテーブルに設けなければならないため、パレット交換時に加工屑や加工液が負圧供給管路内に吸引され、負圧供給管路の詰まりを起こしたり、ロータリジョイントに設けられたシール部材を破損させたりする問題を引き起こす。このため問題の発生を防ぐためにテーブルの負圧供給管路の入口等にフィルタを設けると、テーブルはワーク取付台と異なり交換されずに使用され続けるので、フィルタの目詰まりが発生しやすくなり、吸引力の低下を防止するためにはフィルタの頻繁な交換が必要になる。また、真空損失を抑える観点から、ワーク吸着部と負圧発生源とは近い方がよい。したがって、負圧発生源をワーク取付台に設け、テーブルには負圧供給管路を設けないようにすることが望ましい。
【０００７】
一方、上述したように、負圧発生源をワーク取付台に設け、テーブルには負圧供給管路を設けないようにすると、圧力検出器はワーク取付台に設けざるを得ず、ワーク交換のたびに制御装置からの信号配線をワーク取付台の圧力検出器に接続しなければならなくなる。しかしながら、ワーク交換を自動化するためにはワーク取付台とテーブルとの間の信号配線はないことが望ましく、圧力検出器はテーブル側に設けられることが好ましい。
【０００８】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、工作機械のテーブルに負圧供給管路を設けることなく、テーブル側に設けた圧力検出器によって、テーブルに装着されたワーク取付台にワークを吸着するための負圧を検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するため、ワーク取付台を着脱可能にテーブルに装着する工作機械であって、前記ワーク取付台に形成され、前記ワーク取付台のワーク取付面に開口する吸引管路と、前記ワーク取付台に設けられ、負圧を発生させ発生させた負圧を前記吸引管路に供給する負圧発生装置と、前記テーブルに設けられた負圧確認管路と、前記負圧確認管路に接続された圧力検出器とを備え、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記吸引管路から分岐した連通管路と前記負圧確認管路とが接続されるようになっている工作機械が提供される。
【００１０】
本発明によれば、ワークを吸着させるための負圧を発生させる負圧発生装置がワーク取付台に設けられているので、テーブルに負圧供給管路を設ける必要がない。また、ワーク取付台がテーブルに装着されたときにワーク取付台に設けられた吸引管路から分岐する連通管路とテーブルに設けられた負圧確認管路とが接続されるので、ワーク取付台に負圧発生装置を設けても、連通管路及び負圧確認管路を通じて、ワーク取付台にワークを吸着させる吸引管路の負圧をテーブル側に設けられた圧力検出器によって検出することができる。
【００１１】
上記工作機械では、前記テーブル側に圧縮空気を供給する圧縮空気源を更に備え、前記負圧発生装置が圧縮空気を用いて負圧を発生させるエゼクタであり、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記圧縮空気源から延びる圧縮空気供給管路と前記エゼクタとが接続されるようになっていることが好ましい。
【００１２】
また、前記ワーク取付台の底面と前記テーブルの表面には、互いに係合する位置決め部材がそれぞれ設けられており、前記テーブルに前記ワーク取付台を装着するときに、前記位置決め部材が係合して、前記テーブルに対して前記ワーク取付台が位置決めされることが好ましい。
【００１３】
前記連通管路が前記ワーク取付台の位置決め部材まで延びていると共に、前記負圧確認管路が前記テーブルの位置決め部材まで延びており、前記ワーク取付台の位置決め部材と前記テーブルの位置決め部材が係合するときに前記連通管路と前記負圧確認管路が接続されることがさらに好ましい。
【００１４】
また、前記負圧確認管路を前記圧縮空気源に選択的に接続する開閉弁が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ワーク取付台に負圧発生装置を設けても、連通管路及び負圧確認管路を通じて、ワーク取付台にワークを吸着するための吸引管路の負圧をテーブル側に設けられた圧力検出器によって検出できるので、テーブルに負圧供給管路を設けなくても、ワーク取付台にワークを吸着するための負圧をテーブル側に設けた圧力検出器によって検出することができる。したがって、ワーク取付台をテーブルに装着するときに信号配線の接続が不要でワーク交換の自動化が容易になり、また、頻繁な交換が必要となるフィルタをテーブルに設ける必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態による工作機械のテーブル及びワーク取付台の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示されるワーク取付台の吸着プレートの平面図である。
【図３】本発明による第２の実施形態による工作機械のテーブル及びワーク取付台の構成を示す概略図である。
【図４】図３に示されるテーブルとワーク取付台との係合部の拡大図である。
【図５】本発明による工作機械の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の工作機械の実施形態を説明する。
最初に、図５を参照して、本発明による工作機械の全体構成を説明する。工作機械１１は、例えば横形マシニングセンタとすることができ、床面に固定されるベッド１３と、ベッド１３に対してＸ軸方向（図５の紙面に対して垂直方向）に移動可能に立設されたコラム１５と、コラム１５の前面においてＹ軸方向（図５において上下方向）に移動可能に設けられた主軸頭１７とを具備している。主軸頭１７は、主軸１９を回転可能に支持しており、主軸１９の先端には工具ホルダ（図示せず）を介して工具Ｔが保持されている。ベッド１３上には、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直なＺ軸方向（図５において左右方向）に移動可能なテーブル２１がコラム１５と対向して設けられており、テーブル２１上には、ワークＷが取り付けられたワーク取付台２３が着脱自在に装着される。テーブル２１は回転テーブルであってもよい。ワーク取付台２３は、テーブル２１にワークＷを固定するためのものであり、パレット、イケール、ロータリテーブル及びこれらの組み合わせなどが含まれる。
【００１８】
なお、上記では、工作機械１１が横形マシニングセンタとして説明しているが、工作機械を立形マシニングセンタなど他の形態のものとすることもできる。また、コラム１５がＸ軸方向に、主軸頭１７がＹ軸方向に、テーブル２１がＺ軸方向に移動可能であると説明したが、工作機械１１は、工具ＴとワークＷとを少なくともＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直交３軸方向に相対移動することができるようになっていればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
ワーク取付台２３には、負圧を発生させるための負圧発生装置と、負圧発生装置とワーク取付面とを結ぶ吸引管路と、吸引管路から分岐した連通管路とが設けられており、負圧発生装置によって発生させた負圧を利用して、吸引管路を通じた吸引によりワーク取付台２３のワーク取付面にワークＷを吸着、固定できるようになっている。負圧発生装置としては、真空ポンプやエゼクタを使用することが可能である。
【００２０】
一方、テーブル２１には、圧力を検出するための圧力検出器と、圧力検出器から延びる負圧確認管路とが設けられており、ワーク取付台２３をテーブル２１に装着したときに、ワーク取付台２３の連通管路と負圧確認管路とが接続されるようになっている。なお、圧力検出器からの出力は制御装置（図示せず）に接続されており、吸引力（負圧）を監視し、吸引力が予め定められた範囲から外れると、ワーク取付台２３にワークＷが適正に吸着されていないと判断して、警報などを発するようになっている。例えば、ワークＷがワーク取付面に密着していない場合には、吸引力が低下し、予め定められた範囲から外れることになる。圧力検出器は、圧力が予め定められた範囲に入っていることを検出できればよく、圧力を測定できる圧力計であってもよく、圧力が予め定められた範囲に入っているときに信号を発する圧力スイッチであってもよい。また、圧力検出器はテーブル側に設けると記載しているが、テーブルの他、ベッド、スプラッシュガード、制御盤等、機械本体側に設けるという意味である。
【００２１】
このように、本発明の工作機械では、ワークの吸着に利用される負圧を発生させるための負圧発生装置がワーク取付台に設けられているので、ワーク取付台を脱着するテーブルの表面に吸引管路を形成する必要がなくなる。したがって、ワーク取付台をテーブルから取り外しているときにテーブルに設けた吸引管路に加工屑や加工液を吸引することがなく、吸引管路の入口に設けるフィルタなども必要がなくなる。また、ワーク取付台をテーブルに装着したときに連通管路と負圧確認管路とが接続され、テーブル側に設けられ制御装置に常時接続された圧力検出器によってワーク取付台におけるワークの吸引力（負圧）を検出することができる。したがって、テーブルに対して着脱されるワーク取付台に圧力検出器を設けなくてもワーク取付台におけるワークの吸引圧力を検出でき、ワーク取付台とテーブルとの間で信号配線を着脱する必要がなくなる。
【実施例１】
【００２２】
図１を参照して、本発明の第１の実施形態による工作機械１１のテーブル２１及びワーク取付台２３の構成を説明する。
ワーク取付台２３には、負圧発生装置として、圧縮空気が流れる速度エネルギを圧力エネルギに変換して負圧を発生させるエゼクタ２７が設けられており、エゼクタ２７は、入口２７ａから圧縮空気を流入させ出口２７ｂから排気することで、吸引口２７ｃに負圧を発生させる。エゼクタ２７の入口２７ａには、圧縮空気を供給するための圧縮空気供給管路２９が接続されており、出口２７ｂには消音のための消音器３１が接続されている。また、吸引口２７ｃには吸引管路３３が接続されており、吸引管路３３は、主軸１９と対向するワーク取付台２３の側面に取り付けられた吸着プレート４７まで延びている。この吸引管路３３には吸引によって加工屑や加工液が侵入する可能性があり、これらがエゼクタ２７に到達すると故障を引き起こすので、加工液や加工屑によるエゼクタ２７の故障を防止するために、吸引管路３３の途中にはフィルタ３５が設置されており、吸引管路３３に侵入した加工液や加工屑をエゼクタの手前で捕捉するようになっている。
【００２３】
ワーク取付台２３の底面には、位置決め部材として、テーパ内周面３７を有した凹部３９を備えるテーパソケット４１と、クランプ機構（図示せず）とが複数設けられている。また、ワーク取付台２３の底面には、エゼクタ２７の入口２７ａから延びる圧縮空気供給管路２９と、エゼクタ２７の吸引口２７ｃから延びる吸引管路３３から分岐した連通管路４５とがそれぞれ開口している。
【００２４】
吸着プレート４７のワーク取付面４７ａには、図２に示されているように、ワークＷを取付可能な領域（ワーク取付領域）４７ｂの内側に格子状の溝４９が形成されており、この格子状の溝４９にエゼクタ２７から延びる吸引管路３３が開口している。また、吸着プレート４７のワーク取付面４７ａには、格子状の溝４９の外側を取り囲むように吸着領域を規定する環状のシール部５１が設けられており、ワーク取付面４７ａにワークＷが吸着されたときに吸着領域を密封して周囲から吸着領域に空気が侵入することを防止し、吸着性を高めるようにしている。なお、ワークＷの外周は締め具（図示せず）で吸着プレート４７にクランプされている。
【００２５】
一方、テーブル２１の上面には、ワーク取付台２３のテーパソケット４１のテーパ内周面３７と相補的形状のテーパ外周面５３を有したテーパコーン５５が設けられており、ワーク取付台２３をテーブル２１に装着したときに、ワーク取付台２３のテーパソケット４１の凹部３９がテーブル２１のテーパコーン５５を受容してテーパソケット４１のテーパ内周面３７がテーパコーン５５のテーパ外周面５３と係合し、ワーク取付台２３をテーブル２１上で位置決めするようになっている。位置決めされたワーク取付台２３は、クランプ機構（図示せず）によってテーブル２１に把持、固定される。クランプ機構としては、公知の適宜のクランプ機構を使用することができるので、ここでは詳しく説明しない。しかしながら、実施例２において後述するようなプルスタッドとコレットとにより構成されるクランプ機構を使用することが好ましい。
【００２６】
テーブル２１の上面には、付勢ばね６１ａ，６１ｂによって上方に付勢され昇降可能な二つの連結器６３ａ，６３ｂが設けられている。一方の連結器６３ａは、圧力を検出するための圧力検出器６５に連結される負圧確認管路６７に接続され、他方の連結器６３ｂは圧縮空気源６９から延びる圧縮空気供給管路７１に接続されており、圧縮空気供給管路７１の途中には圧縮空気供給管路７１を開閉するための開閉弁が設けられている。開閉弁としては、ソレノイドバルブ７３が使用されている。ワーク取付台２３のテーパソケット４１とテーブル２１のテーパコーン５５との係合によりワーク取付台２３が位置決めされながらテーブル２１に装着されると、二つの連結器６３ａ，６３ｂは付勢ばね６１ａ，６１ｂによって上方に付勢されてワーク取付台２３の底面に押し付けられ、連結器６３ｂがワーク取付台２３の底面に開口する圧縮空気供給管路２９の端部に自動的に係合、連結されると共に、連結器６３ａがワーク取付台２３の底面に開口する連通管路４５の端部に自動的に係合、連結される。
【００２７】
図１に示されるテーブル２１にワーク取付台２３を装着するときには、最初に、ワーク取付台２３のテーパソケット４１とテーブル２１のテーパコーン５５の位置を大まかに合わせて互いと係合させ、テーパソケット４１のテーパ内周面３７とテーパコーン５５のテーパ外周面５３との協働によりワーク取付台２３をテーブル２１上の所定の位置に配置させた後、クランプ機構（図示せず）によってワーク取付台２３がテーブル２１に固定される。同時に、テーブル２１の二つの連結器６３ａ，６３ｂがそれぞれワーク取付台２３の底面に開口する圧縮空気供給管路２９及び連通管路４５の端部に押し付けられて自動的に係合、連結される。ワーク取付台２３の圧縮空気供給管路２９と連結器６３ｂとの連結により、テーブル２１の圧縮空気供給管路７１とワーク取付台２３の圧縮空気供給管路２９とが連結器６３ｂを通して連通するので、ソレノイドバルブ７３を開くと、圧縮空気源６９から圧縮空気供給管路７１，２９を通してエゼクタ２７に圧縮空気が供給され、エゼクタ２７の吸引口２７ｃに負圧が発生する。発生した負圧は吸引管路３３を通して吸着プレート４７に供給され、吸着プレート４７にワークＷを吸着させる。また、吸引管路３３から分岐する連通管路４５と連結器６３ａとの連結により、連通管路４５とテーブル２１の負圧確認管路６７とが連結器６３ａを通して連通し、負圧確認管路６７の圧力が吸引管路３３の圧力と等しくなるので、テーブル２１に設けられた圧力検出器６５によって吸引管路３３の圧力（負圧）を検出できるようになる。制御装置（図示せず）は吸引管路３３の圧力を監視し、圧力検出器６５によって検出された圧力が予め定められた範囲から外れると、吸着に異常が生じていると判断して、警報を発する。
【実施例２】
【００２８】
次に、図３及び図４を参照して本発明の第２の実施形態による工作機械１１のテーブル２１及びワーク取付台２３の構成を説明する。図３及び図４において、図１と共通する部分には同じ参照番号が付されている。
【００２９】
図３に示されている実施形態のテーブル２１´及びワーク取付台２３´は、主として、連通管路４５及び負圧確認管路６７について、第１の実施形態による工作機械１１のテーブル２１及びワーク取付台２３と異なっており、その他の構成は第１の実施形態の工作機械のテーブル２１及びワーク取付台２３と同じであるので、ここでは相違する部分についのみ説明する。
【００３０】
図３に示されている第２の実施形態では、ワーク取付台２３´の連通管路４５がワーク取付台２３´の底面ではなくテーパソケット４１の凹部３９内に開口していると共に、連通管路４５の途中にワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９の圧力に応じて開閉する開閉弁が設けられている。開閉弁としては、エアオペレートバルブ７５が用いられており、エアオペレートバルブ７５は、圧縮空気供給管路２９の圧力が予め定められた圧力より高くなると開き、予め定められた圧力以下になると閉じるように設定されている。一方、テーブル２１´の上面には、ワーク取付台２３´の底面に開口する圧縮空気供給路２９の端部に対応する位置に、圧縮空気源６９から延びる圧縮空気供給管路７１に接続され付勢ばね６１ｂによって付勢される連結器６３ｂのみが設けられている。
【００３１】
また、第２の実施形態では、テーブル２１´の負圧確認管路６７がテーパソケット４１及びテーパコーン５５からなる位置決め係合部にクリーニング用エアを噴出するためにも用いられるようになっている。このために、圧力検出器６５に接続される負圧確認管路６７は圧縮空気源６９にも接続されていると共に、圧力検出器６５よりも圧縮空気源６９側の負圧確認管路６７上には、圧縮空気管路７１の圧力に応じて負圧確認管路６７を開閉する開閉弁が設けられている。開閉弁としてはエアオペレートバルブ７７が使用されており、エアオペレートバルブ７７は、開閉弁（ソレノイドバルブ７３）よりも下流側の圧縮空気供給路７１の圧力が予め定められた圧力よりも大きくなると閉じ、予め定められた圧力以下になると開くように設定されている。
【００３２】
ここで、図４を参照して、ワーク取付台２３´のテーパソケット４１とテーブル２１´のテーパコーン５５からなる位置決め係合部の詳細な構造について説明する。
ワーク取付台２３´の各テーパソケット４１は、テーパ内周面３７を有した凹部３９を備えており、凹部３９の中央部からはプルスタッド４３が突出している。また、テーパソケット４１の凹部３９には、吸引管路３３から分岐して延びる連通管路４５が開口している。一方、テーブル２１´のテーパコーン５５は、テーパソケット４１のテーパ内周面３７と相補的形状のテーパ外周面５３を有しており、テーパコーン５５の中央部に形成された中心縦穴５７には、コレット５９が上下方向に摺動可能に嵌合されている。また、コレット５９の下端には、コレット５９の下方に形成されたシリンダ室７９に収容されるピストン部分８１が形成されており、シリンダ室７９の上部に開口した作動流体供給路８３ａからシリンダ室７９へ作動油などの作動流体を供給することにより、ピストン部分８１を下方へ移動させてコレット５９を下降させる一方、シリンダ室７９の下部に開口した作動流体供給路８３ｂからシリンダ室７９へ作動流体を供給することにより、ピストン部分８１を上方へ移動させてコレット５９を押し上げることができるようになっている。
【００３３】
コレット５９には中心孔８５が形成されており、中心孔８５は、最上部に形成されプルスタッド４３を受容し把持するための把持孔８５ａと、把持孔８５ａの下に形成され把持孔８５ａより小さな直径を有する中間孔８５ｂと、中間孔８５ｂの下に形成され中間孔８５ｂよりさらに小さな直径を有する細孔８５ｃと、細孔８５ｃの下に形成され細孔８５ｃよりも大きな直径を有する下部孔８５ｄとにより構成されている。なお、下部孔８５ｄはピストン部分８１を貫通しているので、ねじ止め固定された下部カバー８７によってピストン部分８１の下端面を封鎖している。コレット５９は、上端部に形成されたボール孔内にクランプ用ボール８９を収納具備しており、クランプ用ボール８９は非クランプ時にはテーパコーン５５の中心縦穴５７の上部に形成された環状溝９１内に退避するようになっている。
【００３４】
さらに、コレット５９の中心孔８５と負圧確認管路６７との間は、テーパコーン５５に形成された接続路９３ａ、テーパコーン５５の中心縦穴５７の内周面とコレット５９の外周面に形成された環状溝とによって形成された環状路９３ｂ、環状路９３ｂとコレット５９の中心孔８５とを接続する接続路９３ｃを通して連通するようになっている。したがって、ワーク取付台２３´がテーブル２１´に装着されて、テーパソケット４１とテーパコーン５５とが係合すれば、テーパソケット４１の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間の空間９５、コレット５９の中心孔８５、接続路９３ａ、環状路９３ｂ、接続路９３ｃを通して、ワーク取付台２３´の連通管路４５と負圧確認管路６７とが連通するようになる。また、ワーク取付台２３´をテーブル２１´に装着する際にテーパソケット４１のテーパ内周面３７とテーパコーン５５のテーパ外周面５３との間に隙間があるときに、負圧確認管路６７から圧縮空気を供給すれば、中心孔８５からテーパソケット４１の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間の空間に圧縮空気を噴出させ、テーパソケット４１の内側表面及びテーパコーン５５の外側表面に付着した切屑等を除去することが可能となる。
【００３５】
コレット５９の中心孔８５には、カバー部材９７と、カバー部材９７の下方から延びコレット５９の細孔８５ｃより僅かに小さい直径を有した支持棒９９と、支持棒９９に挿通され、コレット５９の中間孔８５ｂと細孔８５ｃとの境界部に形成された肩部に下端が着座し且つカバー部材９７に上端が係止されたコイルばね１０１とを配設し、コイルばね１０１によってカバー部材９７を上方に付勢してコレット５９の把持孔８５ａの上部開口をカバー部材９７によって閉鎖するようにすることが好ましい。この場合、支持棒９９の下端にはコレット５９の細孔８５ｃよりも大きい直径の頭部を有したストッパねじ１０３を取り付け、このストッパねじ１０３の頭部がコレット５９の細孔８５ｃと下部孔８５ｄとの境界部に形成された肩部に当接したときにカバー部材９７の上面がテーパコーン５５のテーパ外周面と連続した円錐状凸面を形成するようにするとよい。このようにカバー部材９７が上方位置にコイルばね１０１の付勢力で押し上げられているときにコレット５９の中心孔８５の上部開口を閉鎖するようになっていれば、ワーク取付台２３´の交換時に切屑等がコレット５９の中心孔８５内に落下することが防止される。他方、カバー部材９７がプルスタッド４３によって押圧されると、コイルばね１０１が圧縮され、カバー部材９７が支持棒９９と共に中心孔８５内を下降してコレット５９の把持孔８５ａが開口され、把持孔８５ａ内にプルスタッド４３を受容できるようになる。
【００３６】
カバー部材９７を設ける場合、コイルばね１０１が圧縮されてカバー部材９７が把持孔８５ａ内で下降した状態では、カバー部材９７の外周面と把持孔８５ａの内周面との間には空気の流通を許容する僅かな隙間が存在するようにすることで、カバー部材９７が下降しているときに、連通管路４５と負圧確認管路６７との連通及びテーパコーン５５の頂部からの圧縮空気の噴射を妨げないようにすることができる。
【００３７】
次に、図３に示されている第２の実施形態の工作機械１１のテーブル２１´及びワーク取付台２３´の動作を説明する。
テーブル２１´にワーク取付台２３´が装着されていないときには、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９とテーブル２１´の圧縮空気供給管路７１とは接続されていないので、制御装置からの指令によりソレノイドバルブ７３は閉じられ、圧縮空気源６９からソレノイドバルブ７３より下流側の圧縮空気供給管路７１への圧縮空気の供給が停止される。このとき、ソレノイドバルブ７３より下流側の圧縮空気供給管路７１では圧力が低くなるので、エアオペレートバルブ７７が開き、圧縮空気源６９から負圧確認管路６７へ圧縮空気が供給されるようになる。ワーク取付台２３´とテーブル２１´とが接近してプルスタッド４３がカバー部材９７を押圧し、コイルばね１０１の付勢力に抗してカバー部材９７を下降させると、負圧確認管路６７へ供給された圧縮空気は、接続路９３ａ、環状路９３ｂ、接続路９３ｃ及び中心孔８５を通してテーパコーン５５の頂部からテーパソケット４１の凹部３９の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間の空間へ噴出し、テーパソケット４１の凹部３９の内側表面とテーパコーン５５及びカバー部材９７の外側表面に付着した加工屑等を除去するクリーニング効果を提供する。また、この状態では、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給路２９には圧縮空気は供給されておらず、圧縮空気供給管路２９の圧力が低くなるので、エアオペレートバルブ７５は閉じられ、テーパソケット４１の凹部３９に開口する連通管路４５に圧縮空気が流入しなくなる。これにより、テーパソケット４１の凹部３９の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間に噴出された圧縮空気が連通管路４５内に流入してクリーニング効果が低下することを防止している。
【００３８】
ワーク取付台２３´とテーブル２１´とをさらに接近させると、ワーク取付台２３´のテーパソケット４１とテーブル２１´のテーパコーン５５とが係合して、ワーク取付台２３´をテーブル２１´上の所定位置に配置させる。このとき、ワーク取付台２３´のプルスタッド４３が、カバー部材９７を下降させてコレット５９の把持孔８５ａを開放させ、コレット５９の把持孔８５ａに受容される。次に、作動流体供給路８３ａからテーパコーン５５のシリンダ室７９へ作動流体を供給することにより、ピストン部分８１を下方へ移動させてコレット５９を下降させる。すると、コレット５９のボール孔内に収容具備されたクランプ用ボール８９がテーパコーン５５の中心縦穴５７の上部に形成された環状溝９１内から引き出されてコレット５９の把持孔８５ａに受容されたプルスタッド４３に係合して、これを把持、固定する。
【００３９】
ワーク取付台２３´のプルスタッド４３がテーブル２１´のコレット５９に把持、固定されて、ワーク取付台２３´がテーブル２１´に装着されると、ワーク取付台２３´の底面に開口した圧縮空気供給管路２９にテーブル２１´の上面から突出する連結器６３ｂが連結され、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９とテーブル２１´の圧縮空気供給管路７１が接続される。この状態のときに、制御装置からの指令によりソレノイドバルブ７３が開かれて、圧縮空気源６９からテーブル２１´の圧縮空気供給管路７１及びワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９を通じてワーク取付台２３´のエゼクタ２７に圧縮空気が供給されると、エゼクタ２７の吸引口２７ｃ側に負圧が発生し、吸着プレート４７上に固定されたワークＷを吸引管路３３を通して吸着プレート４７に吸着させる。
【００４０】
また、テーブル２１´の圧縮空気供給管路７１に圧縮空気が供給されると、ソレノイドバルブ７３より下流側の圧縮空気供給管路７１の圧力が高くなるので、エアオペレートバルブ７７が閉じられ、負圧確認管路６７には圧縮空気が供給されなくなる。さらに、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９に圧縮空気が供給されると、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９の圧力が高くなるので、エアオペレートバルブ７５が開かれ、ワーク取付台２３´の吸引管路３３とテーブル２１´の負圧確認管路６７とが連通して両者の圧力が等しくなる。これにより、テーブル２１´の圧力検出器６５によってワーク取付台２３´の吸引管路３３の吸引力（負圧）を検出できるようになる。
【００４１】
加工が開始されると、ワークＷをワーク取付台２３´の吸着プレート４７に吸着させる吸引力が圧力検出器６５によって常時監視され、エゼクタ２７の動作不良や吸着プレート４７のシール不良などの異常の発生を検出できる。
【００４２】
加工が終了すると、ワークＷをワーク取付台２３´の吸着プレート４７に吸着させる吸引力の監視が停止され、ソレノイドバルブ７３を閉じて圧縮空気供給路７１，２９を通じたエゼクタ２７への圧縮空気の供給が停止される。すると、ソレノイドバルブ７３より下流側のテーブル２１´の圧縮空気供給路７１の圧力が低くなって、エアオペレートバルブ７７が開かれ、負圧確認管路６７に圧縮空気が供給されるようになる一方、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給路２９の圧力が低くなって、エアオペレートバルブ７５が閉じられ、連通管路４５に圧縮空気が流入しなくなる。これにより、ワーク取付台２３´のテーパソケット４１とテーブル２１´のテーパコーン５５との位置決め係合部に圧縮空気が供給されるようになり、位置決め係合部のクリーニングを行いつつ、テーブル２１´に対するワーク取付台２３´の脱着を行うことが可能になる。
【００４３】
以上、図示された実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、図示される実施形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施形態では、加工テーブルに本発明の構成を適用しているが、本発明の構成を段取りテーブルに適用することも可能である。この場合も基本的な構成は同じであるが、使用において、ワーク取り外し時には、ソレノイドバルブ７３を閉じてエゼクタ２７への圧縮空気の供給を停止し、新しいワークＷをワーク取付台２３、２３´に取り付けた後にソレノイドバルブ７３を開いてエゼクタ２７へ圧縮空気の供給を再開することもできる。これにより、段取りステーションにおいて、圧力検出器６５により吸引力を監視し、ワークＷが吸着プレート４７に正しく設置されているかを確認することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１１ 工作機械
２１，２１´ テーブル
２３，２３´ ワーク取付台
２７ エゼクタ
２９ 圧縮空気供給管路
４１ テーパソケット
４５ 連通管路
５５ テーパコーン
６５ 圧力検出器
６７ 負圧確認管路
６９ 圧縮空気源
７１ 圧縮空気供給管路
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク取付台を着脱可能にテーブルに装着する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、チャックなどを用いてテーブルにワークを固定して加工を行う。このとき、薄肉ワークの外周部分のみを固定すると、加工の際にワークの中央部分が浮き上がって振動してしまい、加工精度に悪影響を与えることがあるため、特許文献１に開示されているようにチャック面に複数の吸込孔を設けた真空チャックを用いて、ワークの底面全体を吸着することにより、ワークをテーブルに固定することが多い。この場合、チャックに圧力計を設けて真空圧を監視し、ワークの吸着が正しく行われているかを確認することが一般的である。また、真空チャックには、特許文献２に開示されているように、吸引のための配管をガスの噴出にも使用できるようにし、チャック面に設けられた通気孔からガスを噴出させてチャック面に付着している加工屑などの異物を吹き飛ばした後に配管を切り換え、通気孔を通して吸気してワークをチャック面に吸着、固定するようにしたものもある。
【０００３】
さらに、近年、加工の自動化のため、テーパソケットとプルスタッドとを有したパレットにワークを予め取り付けておき、テーブルの表面に設けられたテーパコーンにパレットのテーパソケットを係合させて位置決めを行うと共にテーブルに設けられたコレットによってパレットのプルスタッドを把持してパレットをテーブルに着脱可能に装着することが増えてきている。このような場合、テーパソケット内にプルスタッドを設けると共にテーパコーンの内部にコレットを設けることが多い。また、特許文献３に開示されているように、パレット交換時に、テーパコーンの頂部からテーパソケットの表面とテーパコーンの表面との間の空間へ圧縮空気を噴出させることにより、テーパソケットの表面及びテーパコーンの表面に付着した切屑等を除去し、パレットがテーブルに確実に装着されるようにすることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８７１２９号公報
【特許文献２】特開平５−２８５７６５号公報
【特許文献３】特公平４−４２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パレットなどのワーク取付台を介してテーブルにワークを装着する場合、ワーク取付台上に薄肉ワークの外周部のみが固定されている限り、加工の際にワーク取付台に取り付けられたワークの中央部が浮き上がって振動が生じてしまう問題が発生し得る。したがって、吸引によりワーク取付台のワーク取付面にワークの中央部を吸着することが望ましい。そこで、テーブルに設けた負圧供給管路にロータリジョイントを介して真空ポンプなどの外部負圧発生源を接続し、ワーク取付台をテーブルに装着したときにテーブルの負圧供給管路とワーク取付台の吸引管路とが接続されるようにすることにより、ワーク取付台のワーク取付面上のワークを吸着できるようにしていた。また、テーブルに設けた圧力検出器で負圧供給管路の圧力を検出し、ワーク取付台の吸引管路における負圧の監視を行っていた。
【０００６】
しかしながら、テーブル側に負圧発生源を設けると、ワーク取付台に負圧を供給するための負圧供給管路をテーブルに設けなければならないため、パレット交換時に加工屑や加工液が負圧供給管路内に吸引され、負圧供給管路の詰まりを起こしたり、ロータリジョイントに設けられたシール部材を破損させたりする問題を引き起こす。このため問題の発生を防ぐためにテーブルの負圧供給管路の入口等にフィルタを設けると、テーブルはワーク取付台と異なり交換されずに使用され続けるので、フィルタの目詰まりが発生しやすくなり、吸引力の低下を防止するためにはフィルタの頻繁な交換が必要になる。また、真空損失を抑える観点から、ワーク吸着部と負圧発生源とは近い方がよい。したがって、負圧発生源をワーク取付台に設け、テーブルには負圧供給管路を設けないようにすることが望ましい。
【０００７】
一方、上述したように、負圧発生源をワーク取付台に設け、テーブルには負圧供給管路を設けないようにすると、圧力検出器はワーク取付台に設けざるを得ず、ワーク交換のたびに制御装置からの信号配線をワーク取付台の圧力検出器に接続しなければならなくなる。しかしながら、ワーク交換を自動化するためにはワーク取付台とテーブルとの間の信号配線はないことが望ましく、圧力検出器はテーブル側に設けられることが好ましい。
【０００８】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、工作機械のテーブルに負圧供給管路を設けることなく、テーブル側に設けた圧力検出器によって、テーブルに装着されたワーク取付台にワークを吸着するための負圧を検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するため、ワーク取付台を着脱可能にテーブルに装着する工作機械であって、前記ワーク取付台に形成され、前記ワーク取付台のワーク取付面に開口する吸引管路と、前記ワーク取付台に設けられ、負圧を発生させ発生させた負圧を前記吸引管路に供給する負圧発生装置と、前記テーブルに設けられた負圧確認管路と、前記負圧確認管路に接続された圧力検出器とを備え、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記吸引管路から分岐した連通管路と前記負圧確認管路とが接続されるようになっている工作機械が提供される。
【００１０】
本発明によれば、ワークを吸着させるための負圧を発生させる負圧発生装置がワーク取付台に設けられているので、テーブルに負圧供給管路を設ける必要がない。また、ワーク取付台がテーブルに装着されたときにワーク取付台に設けられた吸引管路から分岐する連通管路とテーブルに設けられた負圧確認管路とが接続されるので、ワーク取付台に負圧発生装置を設けても、連通管路及び負圧確認管路を通じて、ワーク取付台にワークを吸着させる吸引管路の負圧をテーブル側に設けられた圧力検出器によって検出することができる。
【００１１】
上記工作機械では、前記テーブル側に圧縮空気を供給する圧縮空気源を更に備え、前記負圧発生装置が圧縮空気を用いて負圧を発生させるエゼクタであり、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記圧縮空気源から延びる圧縮空気供給管路と前記エゼクタとが接続されるようになっていることが好ましい。
【００１２】
また、前記ワーク取付台の底面と前記テーブルの表面には、互いに係合する位置決め部材がそれぞれ設けられており、前記テーブルに前記ワーク取付台を装着するときに、前記位置決め部材が係合して、前記テーブルに対して前記ワーク取付台が位置決めされることが好ましい。
【００１３】
前記連通管路が前記ワーク取付台の位置決め部材まで延びていると共に、前記負圧確認管路が前記テーブルの位置決め部材まで延びており、前記ワーク取付台の位置決め部材と前記テーブルの位置決め部材が係合するときに前記連通管路と前記負圧確認管路が接続されることがさらに好ましい。
【００１４】
また、前記負圧確認管路を前記圧縮空気源に選択的に接続する開閉弁が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ワーク取付台に負圧発生装置を設けても、連通管路及び負圧確認管路を通じて、ワーク取付台にワークを吸着するための吸引管路の負圧をテーブル側に設けられた圧力検出器によって検出できるので、テーブルに負圧供給管路を設けなくても、ワーク取付台にワークを吸着するための負圧をテーブル側に設けた圧力検出器によって検出することができる。したがって、ワーク取付台をテーブルに装着するときに信号配線の接続が不要でワーク交換の自動化が容易になり、また、頻繁な交換が必要となるフィルタをテーブルに設ける必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態による工作機械のテーブル及びワーク取付台の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示されるワーク取付台の吸着プレートの平面図である。
【図３】本発明による第２の実施形態による工作機械のテーブル及びワーク取付台の構成を示す概略図である。
【図４】図３に示されるテーブルとワーク取付台との係合部の拡大図である。
【図５】本発明による工作機械の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の工作機械の実施形態を説明する。
最初に、図５を参照して、本発明による工作機械の全体構成を説明する。工作機械１１は、例えば横形マシニングセンタとすることができ、床面に固定されるベッド１３と、ベッド１３に対してＸ軸方向（図５の紙面に対して垂直方向）に移動可能に立設されたコラム１５と、コラム１５の前面においてＹ軸方向（図５において上下方向）に移動可能に設けられた主軸頭１７とを具備している。主軸頭１７は、主軸１９を回転可能に支持しており、主軸１９の先端には工具ホルダ（図示せず）を介して工具Ｔが保持されている。ベッド１３上には、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直なＺ軸方向（図５において左右方向）に移動可能なテーブル２１がコラム１５と対向して設けられており、テーブル２１上には、ワークＷが取り付けられたワーク取付台２３が着脱自在に装着される。テーブル２１は回転テーブルであってもよい。ワーク取付台２３は、テーブル２１にワークＷを固定するためのものであり、パレット、イケール、ロータリテーブル及びこれらの組み合わせなどが含まれる。
【００１８】
なお、上記では、工作機械１１が横形マシニングセンタとして説明しているが、工作機械を立形マシニングセンタなど他の形態のものとすることもできる。また、コラム１５がＸ軸方向に、主軸頭１７がＹ軸方向に、テーブル２１がＺ軸方向に移動可能であると説明したが、工作機械１１は、工具ＴとワークＷとを少なくともＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直交３軸方向に相対移動することができるようになっていればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
ワーク取付台２３には、負圧を発生させるための負圧発生装置と、負圧発生装置とワーク取付面とを結ぶ吸引管路と、吸引管路から分岐した連通管路とが設けられており、負圧発生装置によって発生させた負圧を利用して、吸引管路を通じた吸引によりワーク取付台２３のワーク取付面にワークＷを吸着、固定できるようになっている。負圧発生装置としては、真空ポンプやエゼクタを使用することが可能である。
【００２０】
一方、テーブル２１には、圧力を検出するための圧力検出器と、圧力検出器から延びる負圧確認管路とが設けられており、ワーク取付台２３をテーブル２１に装着したときに、ワーク取付台２３の連通管路と負圧確認管路とが接続されるようになっている。なお、圧力検出器からの出力は制御装置（図示せず）に接続されており、吸引力（負圧）を監視し、吸引力が予め定められた範囲から外れると、ワーク取付台２３にワークＷが適正に吸着されていないと判断して、警報などを発するようになっている。例えば、ワークＷがワーク取付面に密着していない場合には、吸引力が低下し、予め定められた範囲から外れることになる。圧力検出器は、圧力が予め定められた範囲に入っていることを検出できればよく、圧力を測定できる圧力計であってもよく、圧力が予め定められた範囲に入っているときに信号を発する圧力スイッチであってもよい。また、圧力検出器はテーブル側に設けると記載しているが、テーブルの他、ベッド、スプラッシュガード、制御盤等、機械本体側に設けるという意味である。
【００２１】
このように、本発明の工作機械では、ワークの吸着に利用される負圧を発生させるための負圧発生装置がワーク取付台に設けられているので、ワーク取付台を脱着するテーブルの表面に吸引管路を形成する必要がなくなる。したがって、ワーク取付台をテーブルから取り外しているときにテーブルに設けた吸引管路に加工屑や加工液を吸引することがなく、吸引管路の入口に設けるフィルタなども必要がなくなる。また、ワーク取付台をテーブルに装着したときに連通管路と負圧確認管路とが接続され、テーブル側に設けられ制御装置に常時接続された圧力検出器によってワーク取付台におけるワークの吸引力（負圧）を検出することができる。したがって、テーブルに対して着脱されるワーク取付台に圧力検出器を設けなくてもワーク取付台におけるワークの吸引圧力を検出でき、ワーク取付台とテーブルとの間で信号配線を着脱する必要がなくなる。
【実施例１】
【００２２】
図１を参照して、本発明の第１の実施形態による工作機械１１のテーブル２１及びワーク取付台２３の構成を説明する。
ワーク取付台２３には、負圧発生装置として、圧縮空気が流れる速度エネルギを圧力エネルギに変換して負圧を発生させるエゼクタ２７が設けられており、エゼクタ２７は、入口２７ａから圧縮空気を流入させ出口２７ｂから排気することで、吸引口２７ｃに負圧を発生させる。エゼクタ２７の入口２７ａには、圧縮空気を供給するための圧縮空気供給管路２９が接続されており、出口２７ｂには消音のための消音器３１が接続されている。また、吸引口２７ｃには吸引管路３３が接続されており、吸引管路３３は、主軸１９と対向するワーク取付台２３の側面に取り付けられた吸着プレート４７まで延びている。この吸引管路３３には吸引によって加工屑や加工液が侵入する可能性があり、これらがエゼクタ２７に到達すると故障を引き起こすので、加工液や加工屑によるエゼクタ２７の故障を防止するために、吸引管路３３の途中にはフィルタ３５が設置されており、吸引管路３３に侵入した加工液や加工屑をエゼクタの手前で捕捉するようになっている。
【００２３】
ワーク取付台２３の底面には、位置決め部材として、テーパ内周面３７を有した凹部３９を備えるテーパソケット４１と、クランプ機構（図示せず）とが複数設けられている。また、ワーク取付台２３の底面には、エゼクタ２７の入口２７ａから延びる圧縮空気供給管路２９と、エゼクタ２７の吸引口２７ｃから延びる吸引管路３３から分岐した連通管路４５とがそれぞれ開口している。
【００２４】
吸着プレート４７のワーク取付面４７ａには、図２に示されているように、ワークＷを取付可能な領域（ワーク取付領域）４７ｂの内側に格子状の溝４９が形成されており、この格子状の溝４９にエゼクタ２７から延びる吸引管路３３が開口している。また、吸着プレート４７のワーク取付面４７ａには、格子状の溝４９の外側を取り囲むように吸着領域を規定する環状のシール部５１が設けられており、ワーク取付面４７ａにワークＷが吸着されたときに吸着領域を密封して周囲から吸着領域に空気が侵入することを防止し、吸着性を高めるようにしている。なお、ワークＷの外周は締め具（図示せず）で吸着プレート４７にクランプされている。
【００２５】
一方、テーブル２１の上面には、ワーク取付台２３のテーパソケット４１のテーパ内周面３７と相補的形状のテーパ外周面５３を有したテーパコーン５５が設けられており、ワーク取付台２３をテーブル２１に装着したときに、ワーク取付台２３のテーパソケット４１の凹部３９がテーブル２１のテーパコーン５５を受容してテーパソケット４１のテーパ内周面３７がテーパコーン５５のテーパ外周面５３と係合し、ワーク取付台２３をテーブル２１上で位置決めするようになっている。位置決めされたワーク取付台２３は、クランプ機構（図示せず）によってテーブル２１に把持、固定される。クランプ機構としては、公知の適宜のクランプ機構を使用することができるので、ここでは詳しく説明しない。しかしながら、実施例２において後述するようなプルスタッドとコレットとにより構成されるクランプ機構を使用することが好ましい。
【００２６】
テーブル２１の上面には、付勢ばね６１ａ，６１ｂによって上方に付勢され昇降可能な二つの連結器６３ａ，６３ｂが設けられている。一方の連結器６３ａは、圧力を検出するための圧力検出器６５に連結される負圧確認管路６７に接続され、他方の連結器６３ｂは圧縮空気源６９から延びる圧縮空気供給管路７１に接続されており、圧縮空気供給管路７１の途中には圧縮空気供給管路７１を開閉するための開閉弁が設けられている。開閉弁としては、ソレノイドバルブ７３が使用されている。ワーク取付台２３のテーパソケット４１とテーブル２１のテーパコーン５５との係合によりワーク取付台２３が位置決めされながらテーブル２１に装着されると、二つの連結器６３ａ，６３ｂは付勢ばね６１ａ，６１ｂによって上方に付勢されてワーク取付台２３の底面に押し付けられ、連結器６３ｂがワーク取付台２３の底面に開口する圧縮空気供給管路２９の端部に自動的に係合、連結されると共に、連結器６３ａがワーク取付台２３の底面に開口する連通管路４５の端部に自動的に係合、連結される。
【００２７】
図１に示されるテーブル２１にワーク取付台２３を装着するときには、最初に、ワーク取付台２３のテーパソケット４１とテーブル２１のテーパコーン５５の位置を大まかに合わせて互いと係合させ、テーパソケット４１のテーパ内周面３７とテーパコーン５５のテーパ外周面５３との協働によりワーク取付台２３をテーブル２１上の所定の位置に配置させた後、クランプ機構（図示せず）によってワーク取付台２３がテーブル２１に固定される。同時に、テーブル２１の二つの連結器６３ａ，６３ｂがそれぞれワーク取付台２３の底面に開口する圧縮空気供給管路２９及び連通管路４５の端部に押し付けられて自動的に係合、連結される。ワーク取付台２３の圧縮空気供給管路２９と連結器６３ｂとの連結により、テーブル２１の圧縮空気供給管路７１とワーク取付台２３の圧縮空気供給管路２９とが連結器６３ｂを通して連通するので、ソレノイドバルブ７３を開くと、圧縮空気源６９から圧縮空気供給管路７１，２９を通してエゼクタ２７に圧縮空気が供給され、エゼクタ２７の吸引口２７ｃに負圧が発生する。発生した負圧は吸引管路３３を通して吸着プレート４７に供給され、吸着プレート４７にワークＷを吸着させる。また、吸引管路３３から分岐する連通管路４５と連結器６３ａとの連結により、連通管路４５とテーブル２１の負圧確認管路６７とが連結器６３ａを通して連通し、負圧確認管路６７の圧力が吸引管路３３の圧力と等しくなるので、テーブル２１に設けられた圧力検出器６５によって吸引管路３３の圧力（負圧）を検出できるようになる。制御装置（図示せず）は吸引管路３３の圧力を監視し、圧力検出器６５によって検出された圧力が予め定められた範囲から外れると、吸着に異常が生じていると判断して、警報を発する。
【実施例２】
【００２８】
次に、図３及び図４を参照して本発明の第２の実施形態による工作機械１１のテーブル２１及びワーク取付台２３の構成を説明する。図３及び図４において、図１と共通する部分には同じ参照番号が付されている。
【００２９】
図３に示されている実施形態のテーブル２１´及びワーク取付台２３´は、主として、連通管路４５及び負圧確認管路６７について、第１の実施形態による工作機械１１のテーブル２１及びワーク取付台２３と異なっており、その他の構成は第１の実施形態の工作機械のテーブル２１及びワーク取付台２３と同じであるので、ここでは相違する部分についのみ説明する。
【００３０】
図３に示されている第２の実施形態では、ワーク取付台２３´の連通管路４５がワーク取付台２３´の底面ではなくテーパソケット４１の凹部３９内に開口していると共に、連通管路４５の途中にワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９の圧力に応じて開閉する開閉弁が設けられている。開閉弁としては、エアオペレートバルブ７５が用いられており、エアオペレートバルブ７５は、圧縮空気供給管路２９の圧力が予め定められた圧力より高くなると開き、予め定められた圧力以下になると閉じるように設定されている。一方、テーブル２１´の上面には、ワーク取付台２３´の底面に開口する圧縮空気供給路２９の端部に対応する位置に、圧縮空気源６９から延びる圧縮空気供給管路７１に接続され付勢ばね６１ｂによって付勢される連結器６３ｂのみが設けられている。
【００３１】
また、第２の実施形態では、テーブル２１´の負圧確認管路６７がテーパソケット４１及びテーパコーン５５からなる位置決め係合部にクリーニング用エアを噴出するためにも用いられるようになっている。このために、圧力検出器６５に接続される負圧確認管路６７は圧縮空気源６９にも接続されていると共に、圧力検出器６５よりも圧縮空気源６９側の負圧確認管路６７上には、圧縮空気管路７１の圧力に応じて負圧確認管路６７を開閉する開閉弁が設けられている。開閉弁としてはエアオペレートバルブ７７が使用されており、エアオペレートバルブ７７は、開閉弁（ソレノイドバルブ７３）よりも下流側の圧縮空気供給路７１の圧力が予め定められた圧力よりも大きくなると閉じ、予め定められた圧力以下になると開くように設定されている。
【００３２】
ここで、図４を参照して、ワーク取付台２３´のテーパソケット４１とテーブル２１´のテーパコーン５５からなる位置決め係合部の詳細な構造について説明する。
ワーク取付台２３´の各テーパソケット４１は、テーパ内周面３７を有した凹部３９を備えており、凹部３９の中央部からはプルスタッド４３が突出している。また、テーパソケット４１の凹部３９には、吸引管路３３から分岐して延びる連通管路４５が開口している。一方、テーブル２１´のテーパコーン５５は、テーパソケット４１のテーパ内周面３７と相補的形状のテーパ外周面５３を有しており、テーパコーン５５の中央部に形成された中心縦穴５７には、コレット５９が上下方向に摺動可能に嵌合されている。また、コレット５９の下端には、コレット５９の下方に形成されたシリンダ室７９に収容されるピストン部分８１が形成されており、シリンダ室７９の上部に開口した作動流体供給路８３ａからシリンダ室７９へ作動油などの作動流体を供給することにより、ピストン部分８１を下方へ移動させてコレット５９を下降させる一方、シリンダ室７９の下部に開口した作動流体供給路８３ｂからシリンダ室７９へ作動流体を供給することにより、ピストン部分８１を上方へ移動させてコレット５９を押し上げることができるようになっている。
【００３３】
コレット５９には中心孔８５が形成されており、中心孔８５は、最上部に形成されプルスタッド４３を受容し把持するための把持孔８５ａと、把持孔８５ａの下に形成され把持孔８５ａより小さな直径を有する中間孔８５ｂと、中間孔８５ｂの下に形成され中間孔８５ｂよりさらに小さな直径を有する細孔８５ｃと、細孔８５ｃの下に形成され細孔８５ｃよりも大きな直径を有する下部孔８５ｄとにより構成されている。なお、下部孔８５ｄはピストン部分８１を貫通しているので、ねじ止め固定された下部カバー８７によってピストン部分８１の下端面を封鎖している。コレット５９は、上端部に形成されたボール孔内にクランプ用ボール８９を収納具備しており、クランプ用ボール８９は非クランプ時にはテーパコーン５５の中心縦穴５７の上部に形成された環状溝９１内に退避するようになっている。
【００３４】
さらに、コレット５９の中心孔８５と負圧確認管路６７との間は、テーパコーン５５に形成された接続路９３ａ、テーパコーン５５の中心縦穴５７の内周面とコレット５９の外周面に形成された環状溝とによって形成された環状路９３ｂ、環状路９３ｂとコレット５９の中心孔８５とを接続する接続路９３ｃを通して連通するようになっている。したがって、ワーク取付台２３´がテーブル２１´に装着されて、テーパソケット４１とテーパコーン５５とが係合すれば、テーパソケット４１の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間の空間９５、コレット５９の中心孔８５、接続路９３ａ、環状路９３ｂ、接続路９３ｃを通して、ワーク取付台２３´の連通管路４５と負圧確認管路６７とが連通するようになる。また、ワーク取付台２３´をテーブル２１´に装着する際にテーパソケット４１のテーパ内周面３７とテーパコーン５５のテーパ外周面５３との間に隙間があるときに、負圧確認管路６７から圧縮空気を供給すれば、中心孔８５からテーパソケット４１の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間の空間に圧縮空気を噴出させ、テーパソケット４１の内側表面及びテーパコーン５５の外側表面に付着した切屑等を除去することが可能となる。
【００３５】
コレット５９の中心孔８５には、カバー部材９７と、カバー部材９７の下方から延びコレット５９の細孔８５ｃより僅かに小さい直径を有した支持棒９９と、支持棒９９に挿通され、コレット５９の中間孔８５ｂと細孔８５ｃとの境界部に形成された肩部に下端が着座し且つカバー部材９７に上端が係止されたコイルばね１０１とを配設し、コイルばね１０１によってカバー部材９７を上方に付勢してコレット５９の把持孔８５ａの上部開口をカバー部材９７によって閉鎖するようにすることが好ましい。この場合、支持棒９９の下端にはコレット５９の細孔８５ｃよりも大きい直径の頭部を有したストッパねじ１０３を取り付け、このストッパねじ１０３の頭部がコレット５９の細孔８５ｃと下部孔８５ｄとの境界部に形成された肩部に当接したときにカバー部材９７の上面がテーパコーン５５のテーパ外周面と連続した円錐状凸面を形成するようにするとよい。このようにカバー部材９７が上方位置にコイルばね１０１の付勢力で押し上げられているときにコレット５９の中心孔８５の上部開口を閉鎖するようになっていれば、ワーク取付台２３´の交換時に切屑等がコレット５９の中心孔８５内に落下することが防止される。他方、カバー部材９７がプルスタッド４３によって押圧されると、コイルばね１０１が圧縮され、カバー部材９７が支持棒９９と共に中心孔８５内を下降してコレット５９の把持孔８５ａが開口され、把持孔８５ａ内にプルスタッド４３を受容できるようになる。
【００３６】
カバー部材９７を設ける場合、コイルばね１０１が圧縮されてカバー部材９７が把持孔８５ａ内で下降した状態では、カバー部材９７の外周面と把持孔８５ａの内周面との間には空気の流通を許容する僅かな隙間が存在するようにすることで、カバー部材９７が下降しているときに、連通管路４５と負圧確認管路６７との連通及びテーパコーン５５の頂部からの圧縮空気の噴射を妨げないようにすることができる。
【００３７】
次に、図３に示されている第２の実施形態の工作機械１１のテーブル２１´及びワーク取付台２３´の動作を説明する。
テーブル２１´にワーク取付台２３´が装着されていないときには、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９とテーブル２１´の圧縮空気供給管路７１とは接続されていないので、制御装置からの指令によりソレノイドバルブ７３は閉じられ、圧縮空気源６９からソレノイドバルブ７３より下流側の圧縮空気供給管路７１への圧縮空気の供給が停止される。このとき、ソレノイドバルブ７３より下流側の圧縮空気供給管路７１では圧力が低くなるので、エアオペレートバルブ７７が開き、圧縮空気源６９から負圧確認管路６７へ圧縮空気が供給されるようになる。ワーク取付台２３´とテーブル２１´とが接近してプルスタッド４３がカバー部材９７を押圧し、コイルばね１０１の付勢力に抗してカバー部材９７を下降させると、負圧確認管路６７へ供給された圧縮空気は、接続路９３ａ、環状路９３ｂ、接続路９３ｃ及び中心孔８５を通してテーパコーン５５の頂部からテーパソケット４１の凹部３９の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間の空間へ噴出し、テーパソケット４１の凹部３９の内側表面とテーパコーン５５及びカバー部材９７の外側表面に付着した加工屑等を除去するクリーニング効果を提供する。また、この状態では、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給路２９には圧縮空気は供給されておらず、圧縮空気供給管路２９の圧力が低くなるので、エアオペレートバルブ７５は閉じられ、テーパソケット４１の凹部３９に開口する連通管路４５に圧縮空気が流入しなくなる。これにより、テーパソケット４１の凹部３９の内側表面とテーパコーン５５の外側表面との間に噴出された圧縮空気が連通管路４５内に流入してクリーニング効果が低下することを防止している。
【００３８】
ワーク取付台２３´とテーブル２１´とをさらに接近させると、ワーク取付台２３´のテーパソケット４１とテーブル２１´のテーパコーン５５とが係合して、ワーク取付台２３´をテーブル２１´上の所定位置に配置させる。このとき、ワーク取付台２３´のプルスタッド４３が、カバー部材９７を下降させてコレット５９の把持孔８５ａを開放させ、コレット５９の把持孔８５ａに受容される。次に、作動流体供給路８３ａからテーパコーン５５のシリンダ室７９へ作動流体を供給することにより、ピストン部分８１を下方へ移動させてコレット５９を下降させる。すると、コレット５９のボール孔内に収容具備されたクランプ用ボール８９がテーパコーン５５の中心縦穴５７の上部に形成された環状溝９１内から引き出されてコレット５９の把持孔８５ａに受容されたプルスタッド４３に係合して、これを把持、固定する。
【００３９】
ワーク取付台２３´のプルスタッド４３がテーブル２１´のコレット５９に把持、固定されて、ワーク取付台２３´がテーブル２１´に装着されると、ワーク取付台２３´の底面に開口した圧縮空気供給管路２９にテーブル２１´の上面から突出する連結器６３ｂが連結され、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９とテーブル２１´の圧縮空気供給管路７１が接続される。この状態のときに、制御装置からの指令によりソレノイドバルブ７３が開かれて、圧縮空気源６９からテーブル２１´の圧縮空気供給管路７１及びワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９を通じてワーク取付台２３´のエゼクタ２７に圧縮空気が供給されると、エゼクタ２７の吸引口２７ｃ側に負圧が発生し、吸着プレート４７上に固定されたワークＷを吸引管路３３を通して吸着プレート４７に吸着させる。
【００４０】
また、テーブル２１´の圧縮空気供給管路７１に圧縮空気が供給されると、ソレノイドバルブ７３より下流側の圧縮空気供給管路７１の圧力が高くなるので、エアオペレートバルブ７７が閉じられ、負圧確認管路６７には圧縮空気が供給されなくなる。さらに、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９に圧縮空気が供給されると、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給管路２９の圧力が高くなるので、エアオペレートバルブ７５が開かれ、ワーク取付台２３´の吸引管路３３とテーブル２１´の負圧確認管路６７とが連通して両者の圧力が等しくなる。これにより、テーブル２１´の圧力検出器６５によってワーク取付台２３´の吸引管路３３の吸引力（負圧）を検出できるようになる。
【００４１】
加工が開始されると、ワークＷをワーク取付台２３´の吸着プレート４７に吸着させる吸引力が圧力検出器６５によって常時監視され、エゼクタ２７の動作不良や吸着プレート４７のシール不良などの異常の発生を検出できる。
【００４２】
加工が終了すると、ワークＷをワーク取付台２３´の吸着プレート４７に吸着させる吸引力の監視が停止され、ソレノイドバルブ７３を閉じて圧縮空気供給路７１，２９を通じたエゼクタ２７への圧縮空気の供給が停止される。すると、ソレノイドバルブ７３より下流側のテーブル２１´の圧縮空気供給路７１の圧力が低くなって、エアオペレートバルブ７７が開かれ、負圧確認管路６７に圧縮空気が供給されるようになる一方、ワーク取付台２３´の圧縮空気供給路２９の圧力が低くなって、エアオペレートバルブ７５が閉じられ、連通管路４５に圧縮空気が流入しなくなる。これにより、ワーク取付台２３´のテーパソケット４１とテーブル２１´のテーパコーン５５との位置決め係合部に圧縮空気が供給されるようになり、位置決め係合部のクリーニングを行いつつ、テーブル２１´に対するワーク取付台２３´の脱着を行うことが可能になる。
【００４３】
以上、図示された実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、図示される実施形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施形態では、加工テーブルに本発明の構成を適用しているが、本発明の構成を段取りテーブルに適用することも可能である。この場合も基本的な構成は同じであるが、使用において、ワーク取り外し時には、ソレノイドバルブ７３を閉じてエゼクタ２７への圧縮空気の供給を停止し、新しいワークＷをワーク取付台２３、２３´に取り付けた後にソレノイドバルブ７３を開いてエゼクタ２７へ圧縮空気の供給を再開することもできる。これにより、段取りステーションにおいて、圧力検出器６５により吸引力を監視し、ワークＷが吸着プレート４７に正しく設置されているかを確認することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１１ 工作機械
２１，２１´ テーブル
２３，２３´ ワーク取付台
２７ エゼクタ
２９ 圧縮空気供給管路
４１ テーパソケット
４５ 連通管路
５５ テーパコーン
６５ 圧力検出器
６７ 負圧確認管路
６９ 圧縮空気源
７１ 圧縮空気供給管路
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク取付台を着脱可能にテーブルに装着する工作機械であって、
前記ワーク取付台に形成され、前記ワーク取付台のワーク取付面に開口する吸引管路と、
前記ワーク取付台に設けられ、負圧を発生させ発生させた負圧を前記吸引管路に供給する負圧発生装置と、
前記テーブルに設けられた負圧確認管路と、
前記負圧確認管路に接続された圧力検出器と、
を備え、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記吸引管路から分岐した連通管路と前記負圧確認管路とが接続されるようになっていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記テーブル側に圧縮空気を供給する圧縮空気源を更に備え、前記負圧発生装置が圧縮空気を用いて負圧を発生させるエゼクタであり、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記圧縮空気源から延びる圧縮空気供給管路と前記エゼクタとが接続されるようになっている請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記ワーク取付台の底面と前記テーブルの表面には、互いに係合する位置決め部材がそれぞれ設けられており、前記テーブルに前記ワーク取付台を装着するときに、前記位置決め部材が係合して、前記テーブルに対して前記ワーク取付台が位置決めされる請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記連通管路が前記ワーク取付台の位置決め部材まで延びていると共に、前記負圧確認管路が前記テーブルの位置決め部材まで延びており、前記ワーク取付台の位置決め部材と前記テーブルの位置決め部材が係合するときに前記連通管路と前記負圧確認管路が接続される請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記負圧確認管路を前記圧縮空気源に選択的に接続する開閉弁が設けられている請求項４に記載の工作機械。
【請求項１】
ワーク取付台を着脱可能にテーブルに装着する工作機械であって、
前記ワーク取付台に形成され、前記ワーク取付台のワーク取付面に開口する吸引管路と、
前記ワーク取付台に設けられ、負圧を発生させ発生させた負圧を前記吸引管路に供給する負圧発生装置と、
前記テーブルに設けられた負圧確認管路と、
前記負圧確認管路に接続された圧力検出器と、
を備え、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記吸引管路から分岐した連通管路と前記負圧確認管路とが接続されるようになっていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記テーブル側に圧縮空気を供給する圧縮空気源を更に備え、前記負圧発生装置が圧縮空気を用いて負圧を発生させるエゼクタであり、前記ワーク取付台が前記テーブルに装着されたときに、前記圧縮空気源から延びる圧縮空気供給管路と前記エゼクタとが接続されるようになっている請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記ワーク取付台の底面と前記テーブルの表面には、互いに係合する位置決め部材がそれぞれ設けられており、前記テーブルに前記ワーク取付台を装着するときに、前記位置決め部材が係合して、前記テーブルに対して前記ワーク取付台が位置決めされる請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記連通管路が前記ワーク取付台の位置決め部材まで延びていると共に、前記負圧確認管路が前記テーブルの位置決め部材まで延びており、前記ワーク取付台の位置決め部材と前記テーブルの位置決め部材が係合するときに前記連通管路と前記負圧確認管路が接続される請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記負圧確認管路を前記圧縮空気源に選択的に接続する開閉弁が設けられている請求項４に記載の工作機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１８４３４１（Ｐ２０１０−１８４３４１Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３１８２０（Ｐ２００９−３１８２０）
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００１５４９９０）株式会社牧野フライス製作所 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００１５４９９０）株式会社牧野フライス製作所 (116)
【Ｆターム（参考）】
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