JP2009000781A - 部品チャック位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度にチャックするべく、個々にチャック爪の位置決め調整を可能とした、部品チャック位置決め装置を提供する。
【解決手段】第１チャック爪１１は、第１駆動源１４によりＸ軸方向に、第２、第３チャック爪１２、１３は、第２駆動源１５における直動軸１５ａに、第１リンク１８と、この第１リンク１８の両端近傍にそれぞれ変位可能に取付けた第２リンク２０ａ、２０ｂに回動可能に支持して、Ｘ軸に対し、それぞれ６０°方向に指向するＸ１軸、Ｘ２軸に沿って、ワークＷ中心を目標として移動してワークＷをチャックするようにする。
第１〜第３チャック爪は、ワークＷに接触部１１ａ〜１３ａを介して接触する。第２、第３チャック爪１２、１３は、調整手段２１ａ、２１ｂにより動作範囲を調整し、位置決めのための第１ストッパ２２ａ、２２ｂを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャックすべきワークを、高精度にチャックするべくチャック爪の位置決め調整を可能とした、部品チャック位置決め装置に関するものである。

従来から、工作機械におけるチャックは、３点でワークを支持し、工作位置に搬送して工具により各種加工を施すようにしてきた。しかしながら加工精度を出すには、ワークに対するチャックの位置が重要であり、チャックがずれた位置でワークを把持してしまうと、所望の加工に支障を来たすこととなる。

例えば、特許文献１では、ワークが円形のパイプやロッド以外の断面方形状のものも、正確な把持位置となるようにしたもので、次のような観点を基に構成されている。
チャックの爪を結ぶ内接円は、ワークを把持したとき、ワークの側面の内接円と同心円上となる。すなわち、爪は側面と直角に当たり、把持方向はワークの軸線（内接円の中心点）を向いている。したがって、ワークが軸線周りに多少回転していても、爪が縮径していくに従って、すべての側面で爪が直角に当たり、結果としてワークが正しい姿勢となるように回転し、また、ワークの軸線と爪の拡縮中心が一致する。

そこで、特許文献１では、径方向へ拡縮するチャックの爪に把持され、相手側の被ワークへ係合されるワークであって、前記爪で把持される前記ワークの側面を、ワークの軸線と直交する面で切断して見たとき、該爪の数と同じ面を持つ正多角形としたことを特徴としている。
これにより、径方向へ拡縮するチャックの爪が、ワークの側面を把持すると、その側面（軸線と直交する面で切断して見たときの側面）が正多角形となっているので、ワークが軸線周りに多少回転していても正しい姿勢として把持することができる、としている。

特開２００５−３２４２８９号公報

一方、図４に示すチャック装置１においては、第１の駆動源２に直動可能に第１のチャック爪３を設け、この第１チャック爪３に対向するように、第２の駆動源４を配してこの第２駆動源４に２つのくの字型リンク５、５を、第２の駆動源４の動作軸４ａに対照的に回転可能に設けている。そして、これらくの字型リンク５、５の先端側に、第２、第３のチャック爪６、７を取付けている。

しかしながら、上述のチャック装置１では、第２、第３チャック爪６、７の先端が摩耗していない場合には問題はないが、これら第２、第３チャック爪６、７の先端（部品との接触面）が摩耗すると、第２、第３チャック爪６、７の摩耗量が異なることにより、チャックされる部品の中心がずれるという問題があった。
そしてこの場合、第２、第３チャック爪６、７は、くの字型リンク５、５に固定されていることから、個々に調整しようとしても、調整することができなかった。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、ワークに対し、チャック爪が常に、正確な位置で把持できるように、個々に調整できるようにした、部品チャック位置決め装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１にかかる発明では、チャックすべきワーク（Ｗ）中心に対して、互いに所定角度ごとに配置した第１、第２、第３のチャック爪（１１、１２、１３）を、ワーク（Ｗ）中心を目標としてワーク（Ｗ）をチャックするべく集中駆動させる機構構成とし、第１〜第３チャック爪（１１〜１３）のうち、いずれか二つのチャック爪を揺動可能に支持する揺動支持機構（１６）と、これら双方のチャック爪を個々に動作範囲を調整すると共に規制する動作位置決め機構（１７）とを備えたことを特徴とする。

これにより、第１〜第３チャック爪（１１〜１３）のうち、チャックすべきワーク（Ｗ）との接触箇所が摩耗等によって、ワーク（Ｗ）と接触できなくなったような場合でも、動作位置決め機構（１７）によって、双方のチャック爪を個々に動作範囲を調整すると共に規制することで、双方のチャック爪を揺動支持機構（１６）により、追従動作させて、第１〜第３チャック爪（１１〜１３）をワーク（Ｗ）に正常に接触させ、ワーク（Ｗ）をチャックすることができる。

また、請求項２にかかる発明では、第１〜第３チャック爪（１１〜１３）を、ワーク（Ｗ）中心を目標としてチャックするべく集中駆動させる機構構成は、第１チャック爪（１１）を、第１駆動源（１４）により第１軸に沿ってワーク（Ｗ）中心を目標とする一方、第２、第３チャック爪（１２、１３）を、第２の駆動源（１５）における直動軸（１５ａ）に、揺動支持機構（１６）を介して支持して、第１軸に対し、それぞれ互いに等角度を介して対向する方向に指向する第２、第３軸に沿って、ワーク（Ｗ）中心を目標として、ワーク（Ｗ）をチャックする構成としたことを特徴とする。

これにより、第１チャック爪（１１）は、第１駆動源（１４）により第１軸に沿ってワーク（Ｗ）中心を目標として動作させてワーク（Ｗ）に接触させ、一方、第２、第３チャック爪（１２、１３）は、第２駆動源（１５）により、直動軸（１５ａ）を介して、第１軸に対し、それぞれ互いに等角度を介して対向する方向に指向する第２、第３軸に沿ってワーク（Ｗ）中心を目標として、揺動支持機構（１６）により柔軟に動作させて、ワーク（Ｗ）に接触させ、ワーク（Ｗ）を確実にチャックすることができる。

また、請求項３にかかる発明では、揺動支持機構（１６）は、第２駆動源（１５）における直動軸（１５ａ）に揺動可能に連結した第１のリンク（１８）と、この第１リンク（１８）の両端近傍に、長穴（１９ｈ、１９ｈ）を介して一端側を遊動／変位可能に取付けた第２のリンク（２０ａ、２０ｂ）とを備えたことを特徴とする。

これにより、第２リンク（２０ａ、２０ｂ）の他端側に連結した、第２、第３チャック爪（１２、１３）の動作に応じて、第２リンク（２０ａ、２０ｂ）の一端側が第１リンク（１８）の両端近傍の長穴（１９ｈ、１９ｈ）を遊動し、第１リンク（１８）が変位することで、揺動支持機構（１６）を追従させることができる。

また、請求項４にかかる発明では、動作位置決め機構（１７）は、第２、第３チャック爪（１２、１３）にそれぞれ設けた調整手段（２１ａ、２１ｂ）と、これら調整手段（２１ａ、２１ｂ）が当たることで、第２、第３チャック爪（１２、１３）の移動を規制する第１ストッパ（２２ａ、２２ｂ）とを備えたことを特徴とする。

調整手段（２１ａ、２１ｂ）により、第２、第３チャック爪（１２、１３）の動作範囲を調整した後、これら調整手段（２１ａ、２１ｂ）が第１ストッパ（２２ａ、２２ｂ）に当接することで、個々に動作範囲を調整すると共に規制することができ、第２、第３チャック爪（１２、１３）が確実にワーク（Ｗ）に接触してチャックできるようなる。

さらに、請求項５にかかる発明では、第２駆動源（１５）の後退時に、第１リンク（１８）に当接する第２のストッパ（２３ａ、２３ｂ）を設けたことを特徴とする。

これにより、第２、第３チャック爪（１２、１３）双方を、確実に後退させることができるようになる。

なお、上記各構成要素に記載する各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１に本発明にかかる部品チャック位置決め装置１０を、模式的に示す。
この部品チャック位置決め装置１０は、チャックすべきワークＷ中心に対して、互いに所定角度（１２０°）ごとに配置した第１、第２、第３のチャック爪１１、１２、１３を、ワークＷ中心を目標としてワークＷをチャックするべく集中駆動させる機構構成としている。

前記第１〜第３チャック爪１１〜１３のうち、第１のチャック爪１１は、第１の駆動源１４により直動機構（図示省略）を作動して、第１軸、すなわちＸ軸方向に進退移動するようにしている。
また第１チャック爪１１の先端には、ワークＷ中心に向けた状態でワークＷに接触する接触部１１ａを設けている。

一方、第２、第３チャック爪１２、１３は、第２の駆動源１５により直動する直動軸１５ａに、揺動支持機構１６を介して揺動可能に支持している。また、これら第２、第３チャック爪１２、１３の先端には、ワークＷ中心に向けた状態でワークＷに接触する接触部１２ａ、１３ａを設けている。
さらにこれら第２、第３チャック爪１２、１３には、第２、第３チャック爪１２、１３の動作範囲を個々に調整すると共に規制する動作位置決め機構１７を設けている。

第２、第３チャック爪１２、１３を揺動可能に支持する揺動支持機構１６は、第２駆動源１５における直動軸１５ａに、中央で揺動可能に取付けた第１のリンク１８と、この第１リンク１８の両端近傍に、長穴１９ｈ、１９ｈを介して一端側を遊動／変位可能に取付けた第２リンク２０ａ、２０ｂとを備えている。これら第２リンク２０ａ、２０ｂは、くの字型形状のもので、Ｘ軸を対称軸として中心軸を回動自在に取付けられたものであり、一端側と中心軸と、他端側と中心軸とのそれぞれのリンク長を等寸法とし、且つ略直交する形状としている。
以上により、第２、第３チャック爪１２、１３は、Ｘ軸に対し、それぞれ互いに等角度（６０°）を介して対向する方向に指向する第２、第３軸、すなわちＸ１軸、Ｘ２軸に沿って、ワークＷ中心を目標として移動させ、ワークＷに接触させてワークＷをチャックするようにしている。

そして、第２、第３チャック爪１２、１３に設けられた動作位置決め機構１７は、以下のように構成される。
すなわち、動作位置決め機構１７は、第２、第３チャック爪１２、１３にそれぞれ搭載した調整手段２１ａ、２１ｂと、これら調整手段２１ａ、２１ｂを調整することで、第２、第３チャック爪１２、１３の動作範囲を規制して位置決めをするための第１のストッパ２２ａ、２２ｂとで構成している。
調整手段２１ａ、２１ｂは、調節ねじ２１ａ、２１ｂであり、それぞれＸ１軸、Ｘ２軸に平行に進退可能に支持されている。

さらに、以上のような構成の部品チャック位置決め装置１０には、第２駆動源１５により直動軸１５ａを介して揺動可能に取付けた第１リンク１８の動作位置を規制する第２のストッパ２３ａ、２３ｂを配設している。

本発明にかかる部品チャック位置決め装置１０は、以上通り構成されるものであり、次にその作用を説明する。
先ず、ワークＷを把持するには、チャックすべきワークＷ中心に対して、互いに所定角度（１２０°）ごとに配置した第１、第２、第３のチャック爪１１、１２、１３を、それぞれ第１駆動源１４、第２駆動源１５を起動して、ワークＷ中心Ｏを目標として近接移動させる。
この際、第１チャック爪１１は、ワークＷ中心Ｏを目標としてＸ軸に沿って移動する。
第２、第３チャック爪１２、１３は、第２駆動源１５により直動軸１５ａを介して第１リンク１８をワークＷ中心Ｏを目標としてＸ軸に沿って移動させることで、第２リンク２０ａ、２０ｂの一端側を、第１リンク１８の両端近傍の長穴１９ｈ、１９ｈを介して、第１リンク１８の両端外方に向けて変位させ、第２リンク２０ａ、２０ｂの他端側の第２、第３チャック爪１２、１３を、互いにワークＷ中心Ｏを目標として、Ｘ軸に対し、それぞれ６０°方向に指向するＸ１軸、Ｘ２軸に沿って近接移動させることができる。

このようにして、第１〜第３チャック爪１１〜１３をＸ軸、Ｘ１軸、Ｘ２軸に沿って、ワークＷ中心Ｏを目標として移動させることで、第１〜第３チャック爪１１〜１３は、それぞれ所定どおり、先端の接触部１１ａ〜１３ａを介してワークＷに接触してワークＷをチャックすることができる（図２参照）。なお、このとき、第２、第３チャック爪１２、１３傍らの調整手段である調節ねじ２１ａ、２１ｂは、それぞれ第１ストッパ２２ａ、２２ｂに当接する。

ここで、第１〜第３チャック爪１１〜１３先端の接触部１１ａ〜１３ａが、繰り返し、ワークＷに接触、チャックして、加工工程が繰り返し行われると、一部摩耗が進行する。
摩耗が進行すると、その摩耗箇所がワークＷに充分に接触することができなくなり、ワークＷを安定してチャックすることができなくなる。

そこで、接触箇所の摩耗箇所が、ワークＷに対し、充分に接触することができるように、第２、第３チャック爪１２、１３傍らの調節ねじ２１ａ、２１ｂを調節移動させる。
例えば、第２チャック爪１２先端の接触部１２ａが摩耗したときは、第２チャック爪１２を、摩耗のない正常時に比較してさらに移動させる必要があり、そのために、その摩耗が生じた第２チャック爪１２傍らの調節ねじ２１ａを第１ストッパ２２ａから遠ざける方向に調節する。

この状態で、第２駆動源１５により直動軸１５ａを介して第１リンク１８をワークＷ中心Ｏを目標としてＸ軸に沿って移動させる。当初、摩耗していない方の第３チャック爪１３は、傍らの調節ねじ２１ｂが第１ストッパ２２ｂに当たるので、その位置で停止する。
しかし、摩耗した方の第２チャック爪１２は、第２駆動源１５における直動軸１５ａに対して第１リンク１８が第２リンク２０ａ側に傾動変位し、変位した側の第２リンク２０ａの一端側が第１リンク１８における長穴１９ｈを移動して、第２リンク２０ａがさらに変位することで、摩耗箇所が生じた第２チャック爪１２は、調節ねじ２１ａが第１ストッパ２２ａに当接するまで、移動させることができる（図３参照）。
このようにして、ワークＷに対し、摩耗した接触箇所を確実に接触当接させることができ、ワークＷを安定してチャックすることができるようになる。

以上のように、本発明にかかる部品チャック位置決め装置１０では、繰り返しワークＷをチャックして、加工を施す工程により、ワークＷとの接触箇所が摩耗するようなことがあっても、駆動源からの動力を、第１リンク、第２リンクとを介して、チャック爪の動作範囲を微調整して確実にワークＷに当接させてチャックすることができるので、ずれのない、ワークＷのチャックが可能となる。

本発明にかかる部品チャック位置決め装置の一つの実施の形態を示す、模式的な要部構成説明図である。 図１に示す部品チャック位置決め装置を作動させて、ワークを把持した状態を示す、模式的な要部構成説明図である。 本発明にかかる部品チャック位置決め装置の動作機能を説明するための、模式的な要部構成説明図である。 従来における部品チャック位置決め装置の一例を示す、模式的な要部構成説明図である。

符号の説明

１０ 部品チャック位置決め装置
１１ 第１チャック爪
１１ａ 接触部
１２ 第２チャック爪
１２ａ 接触部
１３ 第３チャック爪
１３ａ 接触部
１４ 第１駆動源
１５ 第２駆動源
１５ａ 直動軸
１６ 揺動支持機構
１７ 動作位置決め機構
１８ 第１リンク
１９ｈ 長穴
２０ａ、２０ｂ 第２リンク
２１ａ、２１ｂ 調節ねじ
２２ａ、２２ｂ 第１ストッパ
２３ａ、２３ｂ 第２ストッパ
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. チャックすべきワーク（Ｗ）中心に対して、互いに所定角度ごとに配置した第１、第２、第３のチャック爪（１１、１２、１３）を、ワーク（Ｗ）中心を目標としてワーク（Ｗ）をチャックするべく集中駆動させる機構構成とし、
   前記第１〜第３チャック爪（１１〜１３）のうち、いずれか二つのチャック爪を揺動可能に支持する揺動支持機構（１６）と、
   これら双方のチャック爪を個々に動作範囲を調整すると共に規制する動作位置決め機構（１７）と、
   を備えたことを特徴とする部品チャック位置決め装置。
2. 前記第１〜第３チャック爪（１１〜１３）を、ワーク（Ｗ）中心を目標としてチャックするべく集中駆動させる機構構成は、前記第１チャック爪（１１）を、第１の駆動源（１４）により第１軸に沿って前記ワーク（Ｗ）中心を目標とする一方、
   前記第２、第３チャック爪（１２、１３）を、第２の駆動源（１５）における直動軸（１５ａ）に、前記揺動支持機構（１６）を介して支持して、前記第１軸に対し、それぞれ互いに等角度を介して対向する方向に指向する第２、第３軸に沿って、前記ワーク（Ｗ）中心を目標として、前記ワーク（Ｗ）をチャックする構成としたことを特徴とする請求項１に記載の部品チャック位置決め装置。
3. 前記揺動支持機構（１６）は、前記第２駆動源（１５）における直動軸（１５ａ）に揺動可能に連結した第１のリンク（１８）と、
   この第１リンク（１８）の両端近傍に、長穴（１９ｈ、１９ｈ）を介して一端側を遊動／変位可能に取付けた第２のリンク（２０ａ、２０ｂ）とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の部品チャック位置決め装置。
4. 前記動作位置決め機構（１７）は、前記第２、第３チャック爪（１２、１３）にそれぞれ設けた調整手段（２１ａ、２１ｂ）と、
   これら調整手段（２１ａ、２１ｂ）が当たることで、前記第２、第３チャック爪（１２、１３）の移動を規制する第１ストッパ（２２ａ、２２ｂ）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品チャック位置決め装置。
5. 前記第２駆動源（１５）の後退時に、前記第１リンク（１８）に当接する第２のストッパ（２３ａ、２３ｂ）を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の部品チャック位置決め装置。

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