JP3080729B2 - ワーク把持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機等のワ
ーク把持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ加工機は、多くの場合、板状のワ
ークに切断加工を施すものである。この切断加工時には
ワークの端部を所定位置に固定する必要があり、この固
定装置としてワークの端部を把持する把持装置が提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ワークの端
部はその自重により垂れ下がる場合がある。そして、こ
の状態で把持を行い、切断加工を行うと、その端部付近
に対する切断加工の精度が低下してしまうおそれがあ
る。従って、これを阻止するためには、把持装置とし
て、把持のためのアクチュエータ等のほかに、ワーク端
部を水平に保持するためのアクチュエータを含む水平保
持機構を付加することが考えられる。しかしながら、把
持機構とは別に水平保持機構を設けることは、当然構成
の複雑化を招く。

【０００４】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、把持機能と水平保持機能とを簡単な構
成により実現できる把持装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の把持装置においては、一軸線の周りに
回動可能に支持され、ワークの端部に下方から相対する
下クランプ片と、その下クランプ片に固定されたアクチ
ュエータと、前記ワークの端部に上方から相対する状態
で前記アクチュエータに連結された上クランプ片とによ
りクランプ部材を構成し、前記上クランプ片を、アクチ
ュエータの駆動により前記下クランプ片と協働してワー
クの端部を把持する位置と、把持を解放する位置との間
で移動可能に構成し、固定のバネ受けと前記上クランプ
片との間には、クランプ部材の把持動作時にそのクラン
プ部材を前記一軸線を中心に上方へ回動付勢するバネを
配置し、そのバネにより上方へ回動付勢されたクランプ
部材を受け止めて、クランプ部材を水平姿勢に保持する
第１のストッパと、前記クランプ部材の解放動作時に自
重によって前記一軸線を中心に下方へ回動するクランプ
部材を受け止めて、そのクランプ部材を上下のクランプ
片間にワークの端部が進入可能な姿勢に保持する第２の
ストッパとを設けた。

【０００６】

【作 用】上記のように構成された把持支持装置におい
ては、アクチュエータの駆動により、上クランプ片が開
放された状態では、バネの作用が無効化状態にある。こ
のため、クランプ部材はその自重により下クランプ片が
第２のストッパに保持される斜状位置に配置される。こ
の状態では上下のクランプ片間の開放部にワークの端部
が進入可能である。

【０００７】アクチュエータの駆動により、上クランプ
片が下方の把持位置に移動されると、ワークの端部が下
クランプ片と上クランプ片との間で把持される。上クラ
ンプ片の下方移動により、バネが作用して、クランプ部
材には上方への付勢力が作用する。そして、クランプ部
材は第１のストッパにより水平姿勢を保持され、ワーク
の端部も水平状態に保持される。

【０００８】

【実施例】以下、この発明をレーザ加工機に具体化した
ワーク把持装置の一実施例を、図面に基づいて詳細に説
明する。

【０００９】図１〜図３に示すように、ワーク支持テー
ブル１は加工位置において一対の支持レール２上に移動
可能に支持され、図示しないレーザヘッドと対向配置さ
れている。そして、ワークＷが金網Ｎ上に載置された状
態で、ワーク搬入出位置からこのワーク支持テーブル１
上に搬入されて加工されると共に、加工後のワークがワ
ーク支持テーブル１上からワーク搬入出位置に搬出され
る。

【００１０】複数の搬送ローラ３は前記ワーク支持テー
ブル１上に所定間隔おきで回転可能に支持され、それら
の一端には従動スプロケット４が取り付けられている。
搬送用モータ５はワーク支持テーブル１の一側に装着さ
れ、そのモータ軸には駆動スプロケット６が固定されて
いる。無端状のチェーン７は駆動スプロケット６と張設
用スプロケット８との間に張設され、ガイド板９により
従動スプロケット４に噛合されている。そして、搬送用
モータ５により駆動スプロケット６、チェーン７及び従
動スプロケット４を介して搬送ローラ３が回転され、ワ
ーク支持テーブル１上へワークＷが搬入出される。

【００１１】ネジ棒１０は前記支持レール２と平行に延
びるように、ワーク支持テーブル１の下面に架設支持さ
れている。雌ネジ体１１は支持ブラケット１２によりワ
ーク支持テーブル１の下方に回転可能に配設され、ネジ
棒１０の外周に噛合されている。そして、この雌ネジ体
１１が図示しない移動用モータにて回転されることによ
り、ネジ棒１０を介してワーク支持テーブル１が支持レ
ール２の延長方向へ移動されると共に、レーザヘッドが
それと直交する方向へ移動されて、そのレーザヘッドに
よりワーク支持テーブル１上のワークＷにレーザ加工が
施される。

【００１２】図１〜図４に示すように、一対の案内ロー
ラ１３は前記ワーク支持テーブル１の左端部の上面両側
に回転可能に支持され、この案内ローラ１３によりワー
ク支持テーブル１上へのワークＷの搬入出が案内され
る。一対の回動軸１４はワーク支持テーブル１の前後両
側に回動可能に支持され、この回動軸１４には複数の支
持アーム１５が所定間隔おきで固定されている。複数の
位置規制ローラ１６は各支持アーム１５の上端に回転可
能に支持され、ワーク支持テーブル１の上面両側に所定
間隔おきで配列されている。

【００１３】一対の回動アーム１７は前記各回動軸１４
の左端部に固定されている。駆動レバー１８は支軸１９
によりワーク支持テーブル１の左側部に回動可能に取り
付けられ、連結ロッド２０を介して各回動アーム１７に
連結されている。切替手段としてのエアシリンダ２１は
取付ブラケット２２を介してワーク支持テーブル１の左
側部に回動可能に取り付けられ、そのピストンロッド２
３が駆動レバー１８に連結されている。

【００１４】そして、図１及び図４に実線で示すよう
に、前記エアシリンダ２１のピストンロッド２３が突出
作動されたときには、駆動レバー１８、連結ロッド２
０、回動アーム１７及び回動軸１４を介して各支持アー
ム１５が起立位置に回動され、各位置規制ローラ１６が
ワークＷの両側縁と係合可能な内側の作用位置に切り替
え配置される。又、図１及び図４に鎖線で示すように、
エアシリンダ２１のピストンロッド２３が没入作動され
たときには、回動軸１４等を介して各支持アーム１５が
傾斜位置に回動され、各位置規制ローラ１６がワークＷ
の両側縁から離間する外側の不作用位置に切り替え配置
される。

【００１５】図２、図３、図５及び図６に示すように、
取付レール２４は前記ワーク支持テーブル１の右側上面
に配設され、支持レール２の延長方向と直交する方向に
延びている。一対のワークストッパ２５は取付レール２
４上に位置調節可能に支持され、ボルト２６により所定
位置に位置決め固定されている。一方のワークストッパ
２５にはワーク検出アーム２７が支軸２８により回動可
能に取り付けられ、その一端には係合部２７ａが設けら
れると共に、他端には検出部２７ｂが折り曲げ形成され
ている。

【００１６】検出スイッチ２９は例えば光センサが用い
られ、前記ワーク検出アーム２７を有するワークストッ
パ２５の下面に取着されている。又、この検出スイッチ
２９を覆うようにワークストッパ２５にはカバー３０が
取り付けられている。そして、前記検出アーム２７は常
には自重により図５に実線で示す位置に配置され、ワー
クＷがワーク支持テーブル上に搬入されて、そのワーク
Ｗの端縁が検出アーム２７の係合部２７ａに係合したと
きには、同図に鎖線で示すように、検出アーム２７が時
計方向に回動されて、検出部２７ｂが検出スイッチ２９
のセンサ部分から離脱し、その検出スイッチ２９からワ
ーク有りの検出信号が出力される。これと同時にワーク
Ｗの端縁が一対のストッパ２５に当接し、位置決めされ
る。

【００１７】図２、図３、図７及び図８に示すように、
一対の支持ブラケット３１は前記取付レール２４上に位
置調節可能に支持され、ボルト３２により所定位置に位
置決め固定されている。支持軸３３は一対の軸受３４を
介して支持ブラケット３１に回動可能に支持され、この
支持軸３３には下クランプ片としての下クランプ板３５
がボルト３６により固定されている。従って、下クラン
プ板３５は１軸線を中心に回動可能に支持されている。
この下クランプ板３５はワークの端部に下方から相対す
る。アクチュエータとしてのエアシリンダ４０は前記下
クランプ板３５の下面に固着され、そのピストンロッド
４１に上クランプ片としての上クランプ板３７が固着さ
れている。上クランプ板３７は下クランプ板３５の上面
に配設されてワークＷの端部に上方から相対し、エアシ
リンダ４０の駆動により開閉動作される。これらの下ク
ランプ板３５、エアシリンダ４０及び上クランプ板３７
によりクランプ部材５０が構成されている。

【００１８】また、上クランプ板の端部にはバネガイド
軸３８の上端が回転自在に連結され、一方、バネ受けと
してのブラケット５１は支持ブラケット３１に固定され
ている。そして、バネガイド軸３８の下端部はブラケッ
ト５１に形成した孔に遊挿されている。バネガイド軸３
８の上端部にはバネ受けリング５２が固着され、バネガ
イド軸に嵌装されたコイルバネ３９の上端が係止されて
いる。このコイルバネ３９の下端は前記ブラケット５１
の上面に対し接離可能に対設されている。支持ブラケッ
ト３１には第１、第２のストッパ５３、５４が固定され
ている。第１のストッパ５３は下クランプ板３５を受け
止てクランプ部材５０を水平姿勢に保持する。第２のス
トッパ５４は自重で下降された下クランプ板３５を受け
止めて、クランプ部材５０を斜状の姿勢に保持する。

【００１９】次に、前記のように構成されたレーザ加工
機について動作を説明する。さて、このレーザ加工機に
おいて、ワーク搬入出位置から加工位置のワーク支持テ
ーブル１上にワークＷが搬入される場合には、図１及び
図４に実線で示すように、エアシリンダ２１のピストン
ロッド２３が突出作動され、回動軸１４等を介して各支
持アーム１５が起立位置に回動されて、各位置規制ロー
ラ１６がワークＷの両側縁と係合可能な内側の作用位置
に切り替え配置される。また、図８に２点鎖線で示すよ
うに、エアシリンダ４０のピストンロッド４１が突出し
て、上クランプ板３７が解放されている。このとき、バ
ネ３９の下端はブラケット５１の上面から離れ、このた
め、バネ３９の作用が無効化状態にあり、クランプ部材
５０はその自重により支持軸３３を中心に下方へ回動
し、下クランプ板３５が第２のストッパ５４に保持され
る斜状位置に配置される。この状態では上下のクランプ
板３５，３７間が開放され、その開放部にワークＷの端
部が進入可能である。この状態で搬送用モータ５により
チェーン７等を介して搬送ローラ３が図３の時計方向に
回転されて、ワークＷがワーク支持テーブル１上に搬入
されると、位置規制ローラ１６がワークＷの両側縁に係
合して、ワークＷの幅方向の位置が規制される。

【００２０】そして、前記ワークＷがワーク支持テーブ
ル１上の所定位置まで搬入されると、図５に鎖線で示す
ように、ワークＷの端縁が検出アーム２７の係合部２７
ａに係合して、その検出アーム２７が時計方向に回動さ
れ、検出スイッチ２９から検出信号が出力される。又、
この検出スイッチ２９からの検出信号に基づいて、図８
に実線で示すように、エアシリンダ４０のピストンロッ
ド４１が没入作動される。このため、上クランプ板３７
が下方のクランプ位置に移動されて、ワークＷの端部が
下クランプ板３５と上クランプ板３７との間で把持され
る。上クランプ板３７の下方移動により、バネ３９がリ
ング５２とブラケット５１との間で圧縮されて、クラン
プ部材５３には上方への付勢力が作用し、クランプ部材
５３は支持軸３３を中心に上方へ回動する。そして、ク
ランプ部材５３は第１のストッパ５３により水平姿勢を
保持される。従って、ワークＷの端部も水平状態に保持
される。

【００２１】その後、図１及び図４に鎖線で示すよう
に、エアシリンダ２１のピストンロッド２３が没入作動
され、回動軸１４等を介して各支持アーム１５が傾斜位
置に回動されて、各位置規制ローラ１６がワークＷの両
側縁から離間する外側の不作用位置に切り替え配置され
る。そして、この状態で図示しない移動用モータにより
雌ネジ体１１が回転され、ネジ棒１０を介してワーク支
持テーブル１が支持レール２の延長方向へ移動されると
共に、図示しないレーザヘッドがそれと直交する方向へ
移動されて、そのレーザヘッドによりワーク支持テーブ
ル１上のワークＷにレーザ加工が施される。この場合、
ワークＷの端部は把持装置により水平状態に保持されて
いるので、その端部付近の加工が高い精度で行われる。

【００２２】このワークＷの加工時には、ワーク支持テ
ーブル１の上面両側に配列されている複数の位置規制ロ
ーラ１６が邪魔になることもなく、ワークＷの両側縁近
傍まで加工を施すことができて、ワークＷに対する加工
範囲を拡張することができる。

【００２３】さらに、前記ワークＷに対する加工の終了
後、図１及び図４に実線で示すように、エアシリンダ２
１のピストンロッド２３が突出作動されて、各位置規制
ローラ１６が再びワークＷの両側縁と係合可能な内側の
作用位置に切り替え配置される。その後、図８に鎖線で
示すように、エアシリンダ４０のピストンロッド４１が
突出作動され、上クランプ板３７が上方の開放位置に移
動されて、ワークＷが把持状態から解放される。この状
態で、搬送用モータ５によりチェーン７等を介して搬送
ローラ３が図３の反時計方向に回転され、加工済みのワ
ークＷがワーク支持テーブル１上からワーク搬入出位置
に搬出される。

【００２４】そして、この把持装置においては、前述の
ように１個のエアシリンダ４０の駆動により、ワークＷ
の把持、解放と同時にクランプ部材５０の姿勢変換が行
われる。従って、把持、解放用の駆動源及び姿勢変換す
なわちワークＷの水平姿勢保持用の駆動源を含む複数の
駆動機構を設けた場合に比較して、構成を簡略化でき
る。

【００２５】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば、位置規制ローラ１６の配
列支持構成や切替手段の具体的構成を適宜に変更する
等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で、各部の構成
を任意に変更して具体化することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、１個の駆動源を含む単一の駆動機構によ
りワークＷの把持、解放と同時にクランプ部材の姿勢変
換を行うことができ、構成を簡略化できるとともに、ワ
ーク端部を確実に把持でき、しかも水平状態に保持する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化したレーザ加工機の一実施例
を示すもので、図３のＡ−Ａ線における部分拡大断面図
である。

【図２】ワーク支持装置の一部を断面にして示す平面図
である。

【図３】同じくワーク支持装置の部分正断面図である。

【図４】同じくワーク支持装置の左側面図である。

【図５】ストッパ部分の構成を拡大して示す部分断面図
である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図７】把持装置の構成を拡大して示す部分平面図であ
る。

【図８】図７のＣ−Ｃ線における部分断面図である。

【符号の説明】

３５ 下クランプ片としての下クランプ板、 ３７ 上
クランプ片としての上クランプ板１、 ３９ バネ、
４０ アクチュエータとしてのエアシリンダ、５０ ク
ランプ部材、 ５１ バネ受け、 ５３ 第１のストッ
パ、 ５４第２のストッパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/10 B23K 37/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一軸線の周りに回動可能に支持され、ワ
   ークの端部に下方から相対する下クランプ片と、 その下クランプ片に固定されたアクチュエータと、 前記ワークの端部に上方から相対する状態で前記アクチ
   ュエータに連結された上クランプ片とによりクランプ部
   材を構成し、 前記上クランプ片を、アクチュエータの駆動により前記
   下クランプ片と協働してワークの端部を把持する位置
   と、把持を解放する位置との間で移動可能に構成し、 固定のバネ受けと前記上クランプ片との間には、クラン
   プ部材の把持動作時にそのクランプ部材を前記一軸線を
   中心に上方へ回動付勢するバネを配置し、 そのバネにより上方へ回動付勢されたクランプ部材を受
   け止めて、クランプ部材を水平姿勢に保持する第１のス
   トッパと、 前記クランプ部材の解放動作時に自重によって前記一軸
   線を中心に下方へ回動するクランプ部材を受け止めて、
   そのクランプ部材を上下のクランプ片間にワークの端部
   が進入可能な姿勢に保持する第２のストッパとを設けた
   ことを特徴とするワーク把持装置。