特表 2023-553198 加工物自動固定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-20

(54)【発明の名称】加工物自動固定装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20231213BHJP

   B23Q 3/18 20060101ALI20231213BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 304F

B23Q3/06 304K

B23Q3/18 B

B23Q11/08 Z

B23Q3/06 301D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023558109

(86)(22)【出願日】2021-09-14

(85)【翻訳文提出日】2023-06-23

(86)【国際出願番号】 KR2021012496

(87)【国際公開番号】W WO2022124537

(87)【国際公開日】2022-06-16

(31)【優先権主張番号】10-2020-0169640

(32)【優先日】2020-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523214535

【氏名又は名称】マティンプラウト カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＴＩＮＰＲＯＵＴ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】２０９， ４， Ｊａｇｏｋ－ｒｏ ７－ｇｉｌ， Ｇａｎｇｎａｍ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ ０６３７２ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(74)【代理人】

【識別番号】100137903

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 亨

(72)【発明者】

【氏名】リン サン ホ

(72)【発明者】

【氏名】リン ジェ ヒ

【テーマコード（参考）】

3C011

3C016

【Ｆターム（参考）】

3C011DD00

3C016CA01

3C016CB02

3C016CB04

3C016CB07

3C016CC00

3C016CE01

3C016EA01

3C016EA02

3C016HA02

3C016HB01

(57)【要約】

加工物自動固定装置が開示される。本発明の一実施形態による加工物自動固定装置は、装置テーブルの一側に設けられ、加工物が載置固定されて加工完了製品に加工される場所を形成するジグベース；ジグベースに結合するが、ジグベース上に載置される加工物に形成されるホールに挿入されて、ホールを選択的にクランピングするホールクランプ；及び装置テーブルに設けられ、ホールクランプと連結され、ホールクランプが加工物のホールをクランピングまたはアンクランピングするようにホールクランプを駆動させるクランプ駆動部；を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置テーブルの一側に設けられ、加工物が載置固定されて加工完了製品に加工される場所を形成するジグベースと、
前記ジグベースに結合するが、前記ジグベース上に載置される前記加工物に形成されるホールに挿入されて、前記ホールを選択的にクランピングするホールクランプと、
前記装置テーブルに設けられ、前記ホールクランプと連結され、前記ホールクランプが前記加工物のホールをクランピングまたはアンクランピングするように、前記ホールクランプを駆動させるクランプ駆動部と、
を含むことを特徴とする加工物自動固定装置。

【請求項2】

前記ホールクランプは、
前記ジグベースに前記加工物が載置される方向に沿って配されるが、長手方向に沿って断面積が異なって形成されるクランプシャフトと、
前記クランプシャフトの周り方向に沿って配されるが、前記クランプ駆動部の作用による前記クランプシャフトのアップ／ダウン移動動作に基づいて半径方向の外側または内側に移動し、前記半径方向の外側に移動する時、前記加工物を位置固定する多分割ジョー（３－ｊａｗ）と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項3】

前記クランプシャフトは、
断面積が相対的に狭い縮径区間部と、
前記クランプシャフトの長手方向に沿って前記縮径区間部に離隔して配されるが、前記縮径区間部よりも断面積が広い拡径区間部と、
前記縮径区間部と前記拡径区間部とを傾斜して連結する傾斜連結部と、を含み、
前記多分割ジョーの内壁は、
前記縮径区間部が接する直線ライン壁部と、
前記傾斜連結部が接する傾斜ライン壁部と、を含み、
前記クランプ駆動部の作用によって前記クランプシャフトのアップ移動して、前記クランプシャフトの拡径区間部が前記多分割ジョーの傾斜ライン壁部に進入する時、前記加工物を位置固定することを特徴とする請求項２に記載の加工物自動固定装置。

【請求項4】

前記ホールクランプは、
前記クランプシャフトの端部に設けられ、前記クランプシャフトが前記加工物のホールに挿入されるようにガイドするガイドキャップと、
前記ガイドキャップの反対側で前記多分割ジョーを移動可能に支持するクランプエンドキャップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の加工物自動固定装置。

【請求項5】

前記ホールクランプは、
前記多分割ジョーの半径方向の外側に配されるが、前記ジグベースに固定され、前記クランプエンドキャップと共に前記多分割ジョーを移動可能に支持するクランプハウジングと、
前記多分割ジョーと前記クランプハウジングとの間に配されるＯリングと、
前記クランプシャフトと前記クランプ駆動部とを着脱自在に連結するアダプタと、
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の加工物自動固定装置。

【請求項6】

前記ホールクランプの周辺で前記ジグベースに結合し、前記ジグベース上に前記加工物が載置される時、前記ジグベースに対する前記加工物の相対位置をポジショニングするポジショニングピンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項7】

前記ホールクランプの周辺で前記ジグベースにアップ／ダウン移動可能に配されるが、前記ジグベースに対する前記加工物の移動をガイドするガイドピンと、
前記装置テーブルに設けられ、前記ガイドピンと連結され、前記ガイドピンをアップ／ダウン駆動させるガイド駆動部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項8】

前記ジグベース領域に設けられ、前記加工物の加工作業が進行する前に前記ジグベースに対する前記加工物の密着度を感知する密着度感知部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項9】

前記密着度感知部は、
前記ジグベースに前記加工物が載置される方向に沿って前記ジグベースに形成されるエアリーケージホールと、
前記エアリーケージホールにエアを供給するエア供給部と、
前記エアリーケージホールを通じて排出されるエア量を感知するエア排出量感知センサーと、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の加工物自動固定装置。

【請求項10】

前記密着度感知部は、
前記エア排出量感知センサーのセンシング信号に基づいて、前記加工物を加工する工作機械の動作が強制に止められるようにコントロールするコントローラをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の加工物自動固定装置。

【請求項11】

前記装置テーブルの一側に配され、前記加工物が前記ジグベース上でクランピングされながら固定される前に前記加工物を前記ジグベース側に加圧する加工物プレッシングユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項12】

前記加工物プレッシングユニットは、
実質的に前記加工物に接して前記加工物を前記ジグベース側に加圧する加工物プレッシングブロックと、
前記加工物プレッシングブロックと連結され、前記加工物プレッシングブロックをアップ／ダウン駆動させるブロックアップ／ダウン駆動部と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項13】

前記加工物プレッシングユニットに隣接して配され、前記加工物または前記加工物によって形成された加工完了製品に向けてエアを噴射してクリーニングする加工物クリーニングユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項14】

前記加工物クリーニングユニットは、
前記ジグベースの長手方向に沿って長く配されるが、前記エアを供給するエア供給パイプと、
前記エア供給パイプに設けられ、前記エア供給パイプ内に流動するエアを前記加工物に噴射する複数個のエアノズルと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の加工物自動固定装置。

【請求項15】

前記加工物プレッシングユニットと前記加工物クリーニングユニットとが共に搭載されるユニット搭載台と、
前記装置テーブルに設けられるが、前記ユニット搭載台と連結され、前記ユニット搭載台を前記装置テーブル上で移動させる搭載台移動部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の加工物自動固定装置。

【請求項16】

一端部は、前記ユニット搭載台に固定され、他端部は、前記加工物クリーニングユニットに連結され、前記加工物プレッシングユニットが間に配されるように前記加工物クリーニングユニットを離隔して支持するユニット離隔支持台をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の加工物自動固定装置。

【請求項17】

前記搭載台移動部は、
前記ユニット搭載台が移動する方向に沿って前記装置テーブル上に設けられるが、前記ユニット搭載台が移動可能に連結されるレールと、
前記ユニット搭載台に連結されるムービングブロックと、
前記装置テーブル上に結合するが、前記ムービングブロックに連結され、前記レール上で前記ユニット搭載台が移動するように駆動力を提供する進退駆動シリンダーと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の加工物自動固定装置。

【請求項18】

前記ジグベースを除き、前記装置テーブルの上部をカバーするベースカバーと、
前記ベースカバーの両側に配され、前記ベースカバーと共に加工空間を形成する複数個のサイドカバーと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の加工物自動固定装置。

【請求項19】

前記ベースカバーの両側は、傾いた傾斜面を形成し、
前記装置テーブルが工作機械のベッドに搭載されることを特徴とする請求項１８に記載の加工物自動固定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工物自動固定装置に係り、より詳細には、加工物を加工位置に載置固定する加工物の載置固定作業を従来の手作業から外れて自動的に具現することができ、これにより、工作機械と連携した工作物加工工程の全体自動化が可能になって生産性の向上に貢献することができる加工物自動固定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械は、所定の切削工具を使用して加工物、例えば、金属からなる加工物の切断、切削、穴掘り、ドリリング、ネジ切り、研削などを進行する機械の総称である。代表的な工作機械が旋盤であるが、最近、多様な機能を共に提供するマシニングセンターのような工作機械の使用が増加する傾向である。

【0003】

工作機械を使用して、例えば、図１の（ｂ）のように、一側面にピン（ｐｉｎ）タイプのネジ部２１が形成されたラック（ｒａｃｋ）という加工完了製品２０を作ることができるが、このような加工完了製品２０を作るためには、まず、図１の（ａ）のような原材料である加工物１０を工作機械の加工位置に載置固定した後に進行しなければならない。

【0004】

このように、加工物１０を工作機械の加工位置に載置させて固定する時は、精度、直進度、平行度などの多様な条件を考慮しながら加工物１０の載置固定作業を進行しなければならず、そうすると、図１の（ｂ）のような高精密製品であるラックを作れるようになる。

【0005】

一方、従来は、図１の（ａ）のような加工物１０を加工位置に載置固定する、いわゆる、加工物１０の載置固定作業を単に手作業に依存してきたが、このような場合、作業時間が過度に長くかかるしかないという問題点がある。もちろん、熟練工が作業すれば、加工物１０の載置固定作業にかかる時間を多少減らすことはできるが、そうであっても、手作業の限界を完全に解決することは難しい。

【0006】

実際、図１の（ｂ）のような加工完了製品２０の生産性の向上のためには、加工物１０を加工位置に載置固定した後、加工工程を進行するなど一連の全体工程に対する自動化が必要であると予想されるが、以前のように加工物１０の載置固定作業を手作業に依存するしかないならば、自動化の具現が容易ではなく、たとえ、自動化を具現するとしても、全体的なタクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）が増加して生産性が落ちるしかないという点を広く考慮する時、従来に知られていない新概念の加工物自動固定装置に関する技術開発が必要な実情である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする技術的課題は、加工物を加工位置に載置固定する加工物の載置固定作業を従来の手作業から外れて自動的に具現することができ、これにより、工作機械と連携した工作物加工工程の全体自動化が可能になって生産性の向上に貢献することができる加工物自動固定装置を提供するところにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、装置テーブルの一側に設けられ、加工物（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）が載置固定されて加工完了製品に加工される場所を形成するジグベース（ｊｉｇ ｂａｓｅ）；前記ジグベースに結合するが、前記ジグベース上に載置される前記加工物に形成されるホール（ｈｏｌｅ）に挿入されて、前記ホールを選択的にクランピング（ｃｌａｍｐｉｎｇ）するホールクランプ；及び前記装置テーブルに設けられ、前記ホールクランプと連結され、前記ホールクランプが前記加工物のホールをクランピングまたはアンクランピング（ｕｎｃｌａｍｐｉｎｇ）するように、前記ホールクランプを駆動させるクランプ駆動部；を含むことを特徴とする加工物自動固定装置が提供されうる。

【0009】

前記ホールクランプは、前記ジグベースに前記加工物が載置される方向に沿って配されるが、長手方向に沿って断面積が異なって形成されるクランプシャフト（ｃｌａｍｐ ｓｈａｆｔ）；及び前記クランプシャフトの周り方向に沿って配されるが、前記クランプ駆動部の作用による前記クランプシャフトのアップ／ダウン（ｕｐ／ｄｏｗｎ）移動動作に基づいて半径方向の外側または内側に移動し、前記半径方向の外側に移動する時、前記加工物を位置固定する多分割ジョー（３－ｊａｗ）；を含みうる。

【0010】

前記クランプシャフトは、断面積が相対的に狭い縮径区間部；前記クランプシャフトの長手方向に沿って前記縮径区間部に離隔して配されるが、前記縮径区間部よりも断面積が広い拡径区間部；及び前記縮径区間部と前記拡径区間部とを傾斜して連結する傾斜連結部；を含み、前記多分割ジョーの内壁は、前記縮径区間部が接する直線ライン壁部；及び前記傾斜連結部が接する傾斜ライン壁部；を含み、前記クランプ駆動部の作用によって前記クランプシャフトのアップ（ｕｐ）移動して、前記クランプシャフトの拡径区間部が前記多分割ジョーの傾斜ライン壁部に進入する時、前記加工物を位置固定することができる。

【0011】

前記ホールクランプは、前記クランプシャフトの端部に設けられ、前記クランプシャフトが前記加工物のホールに挿入されるようにガイドするガイドキャップ（ｇｕｉｄｅ ｃａｐ）；及び前記ガイドキャップの反対側で前記多分割ジョーを移動可能に支持するクランプエンドキャップ（ｃｌａｍｐ ｅｎｄ ｃａｐ）；をさらに含みうる。

【0012】

前記ホールクランプは、前記多分割ジョーの半径方向の外側に配されるが、前記ジグベースに固定され、前記クランプエンドキャップと共に前記多分割ジョーを移動可能に支持するクランプハウジング（ｃｌａｍｐ ｈｏｕｓｉｎｇ）；前記多分割ジョーと前記クランプハウジングとの間に配されるＯリング（Ｏ－Ｒｉｎｇ）；及び前記クランプシャフトと前記クランプ駆動部とを着脱自在に連結するアダプタ（ａｄａｐｔｏｒ）；をさらに含みうる。

【0013】

前記ホールクランプの周辺で前記ジグベースに結合し、前記ジグベース上に前記加工物が載置される時、前記ジグベースに対する前記加工物の相対位置をポジショニング（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）するポジショニングピン（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｐｉｎ）をさらに含みうる。

【0014】

前記ホールクランプの周辺で前記ジグベースにアップ／ダウン移動可能に配されるが、前記ジグベースに対する前記加工物の移動をガイドするガイドピン（ｇｕｉｄｅ ｐｉｎ）；及び前記装置テーブルに設けられ、前記ガイドピンと連結され、前記ガイドピンをアップ／ダウン駆動させるガイド駆動部；をさらに含みうる。

【0015】

前記ジグベース領域に設けられ、前記加工物の加工作業が進行する前に前記ジグベースに対する前記加工物の密着度を感知する密着度感知部をさらに含みうる。

【0016】

前記密着度感知部は、前記ジグベースに前記加工物が載置される方向に沿って前記ジグベースに形成されるエアリーケージホール（ａｉｒ ｌｅａｋａｇｅ ｈｏｌｅ）；前記エアリーケージホールにエア（ａｉｒ）を供給するエア供給部；及び前記エアリーケージホールを通じて排出されるエア量を感知するエア排出量感知センサー；を含みうる。

【0017】

前記密着度感知部は、前記エア排出量感知センサーのセンシング信号に基づいて、前記加工物を加工する工作機械の動作が強制に止められるようにコントロールするコントローラをさらに含みうる。

【0018】

前記装置テーブルの一側に配され、前記加工物が前記ジグベース上でクランピングされながら固定される前に前記加工物を前記ジグベース側に加圧する加工物プレッシングユニットをさらに含みうる。

【0019】

前記加工物プレッシングユニットは、実質的に前記加工物に接して前記加工物を前記ジグベース側に加圧する加工物プレッシングブロック；及び前記加工物プレッシングブロックと連結され、前記加工物プレッシングブロックをアップ／ダウン駆動させるブロックアップ／ダウン駆動部；を含みうる。

【0020】

前記加工物プレッシングユニットに隣接して配され、前記加工物または前記加工物によって形成された加工完了製品に向けてエアを噴射してクリーニングする加工物クリーニングユニットをさらに含みうる。

【0021】

前記加工物クリーニングユニットは、前記ジグベースの長手方向に沿って長く配されるが、前記エアを供給するエア供給パイプ（ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｐｉｐｅ）；及び前記エア供給パイプに設けられ、前記エア供給パイプ内に流動するエアを前記加工物に噴射する複数個のエアノズル（ａｉｒ ｎｏｚｚｌｅ）；を含みうる。

【0022】

前記加工物プレッシングユニットと前記加工物クリーニングユニットとが共に搭載されるユニット搭載台；及び前記装置テーブルに設けられるが、前記ユニット搭載台と連結され、前記ユニット搭載台を前記装置テーブル上で移動させる搭載台移動部；をさらに含みうる。

【0023】

一端部は、前記ユニット搭載台に固定され、他端部は、前記加工物クリーニングユニットに連結され、前記加工物プレッシングユニットが間に配されるように前記加工物クリーニングユニットを離隔して支持するユニット離隔支持台をさらに含みうる。

【0024】

前記搭載台移動部は、前記ユニット搭載台が移動する方向に沿って前記装置テーブル上に設けられるが、前記ユニット搭載台が移動可能に連結されるレール；前記ユニット搭載台に連結されるムービングブロック；及び前記装置テーブル上に結合するが、前記ムービングブロックに連結され、前記レール上で前記ユニット搭載台が移動するように駆動力を提供する進退駆動シリンダー；を含みうる。

【0025】

前記ジグベースを除き、前記装置テーブルの上部をカバーするベースカバー（ｂａｓｅ ｃｏｖｅｒ）；及び前記ベースカバーの両側に配され、前記ベースカバーと共に加工空間を形成する複数個のサイドカバー（ｓｉｄｅ ｃｏｖｅｒ）；をさらに含みうる。

【0026】

前記ベースカバーの両側は、傾いた傾斜面を形成することができ、前記装置テーブルが工作機械のベッド（ｂｅｄ）に搭載される。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、加工物を加工位置に載置固定する加工物の載置固定作業を従来の手作業から外れて自動的に具現することができ、これにより、工作機械と連携した工作物加工工程の全体自動化が可能になって生産性の向上に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】加工物と加工完了製品との例示図である。

【図2】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の斜視図である。

【図3】加工物クリーニングユニットを分離しながら図２を他の角度で図示した図面である。

【図4】ジグベース領域の部分切開斜視図である。

【図5】図４の要部拡大図である。

【図6】図５の要部拡大図である。

【図7】図６のホールクランプとクランプ駆動部領域との拡大図である。

【図8】図７の部分断面図であって、ジグベース上に加工物が載置された状態の図面である。

【図9】図８の要部拡大図であって、加工物のアンクランピング状態を図示した図面である。

【図10】図９の多分割ジョー領域の断面図である。

【図11】図８の要部拡大図であって、加工物のクランピング状態を図示した図面である。

【図12】図１１の多分割ジョー領域の断面図である。

【図13】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の制御ブロック図である。

【図14】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図15】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図16】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図17】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図18】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図19】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図20】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図21】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【図22】本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。

【0030】

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することにより、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を示す。

【0031】

図２は、本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の斜視図であり、図３は、加工物クリーニングユニットを分離しながら図２を他の角度で図示した図面であり、図４は、ジグベース領域の部分切開斜視図であり、図５は、図４の要部拡大図であり、図６は、図５の要部拡大図であり、図７は、図６のホールクランプとクランプ駆動部領域との拡大図であり、図８は、図７の部分断面図であって、ジグベース上に加工物が載置された状態の図面であり、図９は、図８の要部拡大図であって、加工物のアンクランピング状態を図示した図面であり、図１０は、図９の多分割ジョー領域の断面図であり、図１１は、図８の要部拡大図であって、加工物のクランピング状態を図示した図面であり、図１２は、図１１の多分割ジョー領域の断面図であり、図１３は、本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の制御ブロック図であり、図１４ないし図２２は、本発明の一実施形態による加工物自動固定装置の動作シーケンスを示す図面である。

【0032】

これらの図面を参照すれば、本実施形態による加工物自動固定装置は、加工物１０を加工位置に載置固定する加工物１０の載置固定作業を従来の手作業から外れて自動的に具現することができ、これにより、工作機械と連携した工作物１０加工工程の全体自動化が可能になって生産性の向上に貢献可能にする。

【0033】

ここで、加工物１０は、前述したように、図１の（ａ）のようなバー（ｂａｒ）タイプの金属構造物であり、このような加工物１０を用いて図１の（ｂ）のような加工完了製品２０を加工することができる。本実施形態において、加工完了製品２０は、一側にピンタイプのネジ部２１が形成された高精密製品であるラックである。

【0034】

もちろん、本実施形態による加工物自動固定装置が、図１の（ａ）のような加工物１０を図１の（ｂ）のような加工完了製品２０に直接加工するための装置ではない。すなわち、加工物１０に対する実質的な加工作業は、本実施形態による加工物自動固定装置が搭載される工作機械、例えば、マシニングセンターのような工作機械が担当する。

【0035】

結果として、本実施形態による加工物自動固定装置は、例えば、マシニングセンターのような工作機械のベッドに搭載されるユニット（ｕｎｉｔ）単位の装置に該当する。

【0036】

一方、先にしばらく言及したように、図１の（ｂ）のような加工完了製品２０の生産性の向上のためには、加工物１０を加工位置に載置固定した後、加工工程を進行するなど一連の全体工程の自動化が必要であると予想される。

【0037】

但し、以前のように加工物１０を加工位置に載置固定する、いわゆる、加工物１０の載置固定作業を手作業で進行すれば、この時間が過度に長くかかって全体自動化の具現が容易ではない。

【0038】

しかしながら、従来とは異なって、本実施形態による加工物自動固定装置が適用される場合、加工物１０の載置固定作業、すなわち、加工物１０を加工物自動固定装置のジグベース１２０に載置させて固定する作業を容易かつ迅速に進行できる。したがって、工作機械と連携された全体自動化の具現に大きな効果を提供することができるので、本実施形態による加工物自動固定装置は、加工自動化のための非常に重要な軸を担当することができる。

【0039】

参考までに、本実施形態では、加工物１０を図１の（ａ）のようなバータイプの金属構造物に、加工完了製品２０を図１の（ｂ）のような高精密製品であるラックとしているが、加工物１０と加工完了製品２０は、図面と異なる構造物でもある。したがって、図面の形状に本発明の権利範囲が制限されるものではない。

【0040】

図２ないし図２２を参照すれば、本実施形態による加工物自動固定装置は、図１の（ａ）のような加工物１０を加工位置に載置固定するものであって、装置テーブル１１０と、装置テーブル１１０上に設けられるが、加工対象の加工物１０が載置固定されるジグベース１２０と、ジグベース１２０に設けられるが、ジグベース１２０上に載置される加工物１０を固定のために加工物１０をクランピングするホールクランプ１３０と、を含みうる。

【0041】

装置テーブル１１０は、ジグベース１２０を含めて搭載台移動部１８０などのユニットを支持する。装置テーブル１１０が工作機械のベッドに搭載される。

【0042】

装置テーブル１１０には、ベースカバー１１１とサイドカバー１１２とが設けられる。

【0043】

ベースカバー１１１は、ジグベース１２０を除き、装置テーブル１１０の上部をカバーする。このようなベースカバー１１１の両側は、傾いた傾斜面を形成しうる。したがって加工作業時に投入される加工流体や、加工時に加工物１０から剥離されるチップ（ｃｈｉｐ）などのパーティクルが装置テーブル１１０上に積もることを防止することができる。

【0044】

サイドカバー１１２は、ベースカバー１１１の両側に配される遮蔽板である。このようなサイドカバー１１２は、ベースカバー１１１と共に加工空間を形成する。すなわち、作業時に発生する加工流体やパーティクルの飛散を防止する。

【0045】

ジグベース１２０は、装置テーブル１１０の一側に設けられるが、加工物１０が載置固定されて加工完了製品２０に加工される場所を形成する。すなわち、加工物１０をジグベース１２０上に載置固定した以後、工作機械の作用によってジグベース１２０上で加工物１０が加工完了製品２０に加工される。加工が完了した以後には、取り出され、再び新たな加工物１０がジグベース１２０上に載置固定される。

【0046】

このように、ジグベース１２０上に加工物１０が載置固定されなければならないために、このような加工物１０の載置固定作業のために、ジグベース１２０にはホールクランプ１３０、ポジショニングピン１４１及びガイドピン１４３などの構造物が搭載される。ホールクランプ１３０、ポジショニングピン１４１及びガイドピン１４３は、ジグベース１２０上で位置別に複数個が設けられる。ジグベース１２０は、装置テーブル１１０上に設けられる複数個のベースサポーティングブロック１１５上に支持される。

【0047】

ホールクランプ１３０について先に調べる。ホールクランプ１３０は、ジグベース１２０に結合するが、ジグベース１２０上に載置される加工物１０に形成されるホール１１に挿入されてホール１１を選択的にクランピングする役割を果たす。ラックを作るための加工物１０には、複数個のホール１１が形成されるが、このようなホール１１を用いてジグベース１２０上で加工物１０が位置固定されるようにする。

【0048】

ホールクランプ１３０は、ジグベース１２０の長手方向に沿って複数個設けられうる。加工物１０のサイズによって複数個のホールクランプ１３０のうち、該当するもののみ使用することができる。このようなホールクランプ１３０は、クランプシャフト１３１と多分割ジョー（３－ｊａｗ）１３２とを含みうる。

【0049】

クランプシャフト１３１は、ジグベース１２０に加工物１０が載置される方向に沿って配されるものであって、長手方向に沿って断面積が異なって形成される。

【0050】

そして、多分割ジョー１３２は、クランプシャフト１３１の周り方向に沿って配されるが、クランプ駆動部１３９の作用によるクランプシャフト１３１のアップ／ダウン移動動作に基づいて半径方向の外側または内側に移動し、半径方向の外側に移動する時、加工物１０を位置固定する。

【0051】

すなわち、図１１及び図１２のように、クランプシャフト１３１がアップ動作する時、多分割ジョー１３２が半径方向の外側に動作しながら加工物１０のホール１１壁面をクランピングし、図９及び図１０のように、クランプシャフト１３１がダウン（ｄｏｗｎ）動作する時、多分割ジョー１３２が半径方向の内側に動作しながら加工物１０のホール１１壁面をアンクランピングする。

【0052】

このような動作のために、クランプシャフト１３１は、クランプ駆動部１３９と連結される。クランプ駆動部１３９は、装置テーブル１１０に設けられ、ホールクランプ１３０のクランプシャフト１３１と連結され、ホールクランプ１３０の多分割ジョー１３２が加工物１０のホール１１壁面をクランピングまたはアンクランピングするようにホールクランプ１３０を駆動させる役割を果たす。

【0053】

本実施形態において、クランプ駆動部１３９は、強い力を提供する油圧シリンダーで適用される。したがって、多分割ジョー１３２が強い力を提供することができ、これにより、多分割ジョー１３２が加工物１０のホール１１壁面を強い力でクランピングすることができるようにする。

【0054】

クランプシャフト１３１とクランプ駆動部１３９とが連結されるために、アダプタ１３７が使われる。アダプタ１３７は、クランプシャフト１３１とクランプ駆動部１３９とを着脱自在に連結する一種の媒介物である。

【0055】

一方、前述したように、図９及び図１０のように、クランプシャフト１３１がアップ動作する時、多分割ジョー１３２が半径方向の外側に動作しながら加工物１０のホール１１壁面をクランピングできるようにクランプシャフト１３１と多分割ジョー１３２が、下記の構造で製作される。

【0056】

クランプシャフト１３１は、断面積が相対的に狭い縮径区間部１３１ａと、クランプシャフト１３１の長手方向に沿って縮径区間部１３１ａに離隔して配されるが、縮径区間部１３１ａよりも断面積が広い拡径区間部１３１ｃと、縮径区間部１３１ａと拡径区間部１３１ｃとを傾斜して連結する傾斜連結部１３１ｂと、を含む。

【0057】

そして、多分割ジョー１３２の内壁は、縮径区間部１３１ａが接する直線ライン壁部１３２ａと、傾斜連結部１３１ｂが接する傾斜ライン壁部１３２ｂと、を含む。

【0058】

これにより、図９及び図１０のようなアンクランピング状態でクランプ駆動部１３９が動作してクランプシャフト１３１をアップ駆動させる。そうすると、図１１及び図１２のように、クランプシャフト１３１の傾斜連結部１３１ｂと拡径区間部１３１ｃとが多分割ジョー１３２の内壁直線ライン壁部１３２ａ側に強制移動し、その作用によって多分割ジョー１３２が半径方向の外側に動作しながら加工物１０のホール１１壁面をクランピングすることができる。したがって、ジグベース１２０上で加工物１０が載置固定される。

【0059】

前述した構造の以外に、ホールクランプ１３０には、ガイドキャップ１３３、クランプエンドキャップ１３４及びクランプハウジング１３５をさらに含む。

【0060】

ガイドキャップ１３３は、クランプシャフト１３１の端部に設けられ、クランプシャフト１３１が加工物１０のホール１１に挿入されるようにガイドする。すなわち、ガイドキャップ１３３の先端部が傾いた形態であって、クランプシャフト１３１が加工物１０のホール１１に挿入されるのに役に立つ。

【0061】

クランプエンドキャップ１３４は、ガイドキャップ１３３の反対側で多分割ジョー１３２を移動可能に支持する構造物である。

【0062】

クランプハウジング１３５は、多分割ジョー１３２の半径方向の外側に配されるが、ジグベース１２０に固定され、クランプエンドキャップ１３４と共に多分割ジョー１３２を移動可能に支持する構造物である。多分割ジョー１３２とクランプハウジング１３５との間には、Ｏリング１３６が設けられることにより、構造物の衝突を防止する。

【0063】

次いで、ポジショニングピン１４１は、ホールクランプ１３０の周辺でジグベース１２０に結合し、ジグベース１２０に加工物１０が載置される時、ジグベース１２０に対する加工物１０の相対位置をポジショニングする役割を果たす。

【0064】

上下に動くホールクランプ１３０及びガイドピン１４３とは異なって、ポジショニングピン１４１であり、当該位置でジグベース１２０に対する加工物１０の相対位置をポジショニングする。したがって、ポジショニングピン１４１も、ジグベース１２０上で複数個で適用可能である。ポジショニングピン１４１は、端部に行くほど尖った形態を取ることができる。

【0065】

次いで、ガイドピン１４３は、ホールクランプ１３０の周辺でジグベース１２０にアップ／ダウン移動可能に配されるが、ジグベース１２０に対する加工物１０の移動をガイドする役割を果たす。

【0066】

ガイドピン１４３によって加工物１０または加工完了製品２０がアップ／ダウンされる。すなわち、ガイドピン１４３がアップ動作した状態でその上に加工物１０が載せられた後、ガイドピン１４３のダウン動作で加工物１０がジグベース１２０上に載置される。また、図２２のように、加工が完了した加工完了製品２０を取り出すためにガイドピン１４３がアップ動作することができる。もちろん、図２２の動作時に、ホールクランプ１３０は、アンクランピングされた状態ではなければならない。

【0067】

このようなガイドピン１４３の作用のために、ガイド駆動部１４５が設けられる。ガイド駆動部１４５は、装置テーブル１１０に設けられ、ガイドピン１４３と連結され、ガイドピン１４３をアップ／ダウン駆動させる役割を果たす。大きな力が必要であったクランプ駆動部１３９とは異なって、ガイドピン１４３のアップ／ダウン駆動には、あまり大きな力が必要なものではないので、ガイド駆動部１４５は、空圧シリンダーで適用可能である。

【0068】

一方、工作機械による実質的な加工作業が進行しようとすれば、加工物１０がジグベース１２０上に載置固定されて密着しなければならず、そうでなければ、高精密加工完了製品２０が得られない。

【0069】

これにより、本実施形態による加工物自動固定装置には、密着度感知部１５０がさらに設けられる。密着度感知部１５０は、ジグベース１２０領域に設けられ、加工物１０の加工作業が進行する前にジグベース１２０に対する加工物１０の密着度を感知する役割を果たす。

【0070】

密着度感知部１５０は、ジグベース１２０に加工物１０が載置される方向に沿ってジグベース１２０に形成されるエアリーケージホール１５１と、エアリーケージホール１５１にエアを供給するエア供給部１５２と、エアリーケージホール１５１を通じて排出されるエア量を感知するエア排出量感知センサー１５３と、コントローラ１５５と、を含む。

【0071】

エアリーケージホール１５１は、ジグベース１２０にホール加工で形成されうる。そして、エア供給部１５２とエア排出量感知センサー１５３は、ジグベース１２０に隣接する装置テーブル１１０上に配置される。

【0072】

コントローラ１５５は、エア排出量感知センサー１５３のセンシング信号に基づいて加工物１０を加工する工作機械の動作が強制に止められるようにコントロールする。例えば、ジグベース１２０上に加工物１０が正しく載置固定されていれば、エアリーケージホール１５１に排出されるエア量が基準値よりも少ないか、存在していない。しかし、ジグベース１２０上に加工物１０がクランピングされましたが、正しく載置固定された状態でなければ、エアリーケージホール１５１に排出されるエア量が基準値よりも多くなるが、このような状況であれば、工作機械が動作しないようにコントロールしなければならない。それをコントローラ１５５が担当する。

【0073】

このような役割を行うコントローラ１５５は、中央処理装置（ＣＰＵ）１５５ａ、メモリ（ＭＥＭＯＲＹ）１５５ｂ、そして、サポート回路（ＳＵＰＰＯＲＴ ＣＩＲＣＵＩＴ）１５５ｃを含みうる。

【0074】

中央処理装置１５５ａは、本実施形態において、エア排出量感知センサー１５３のセンシング信号に基づいて加工物１０を加工する工作機械の動作が強制に止められるようにコントロールするために、産業的に適用可能である多様なコンピュータプロセッサのうち１つである。

【0075】

メモリ１５５ｂは、中央処理装置１５５ａと連結される。メモリ１５５ｂは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体であって、ローカルまたは遠隔地に設けられ、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスクまたは任意のデジタル保存形態のように容易に利用可能な少なくとも１つ以上のメモリである。

【0076】

サポート回路１５５ｃは、中央処理装置１５５ａと結合されてプロセッサの典型的な動作を支援する。このようなサポート回路１５５ｃは、キャッシュ、パワーサプライ、クロック回路、入力／出力回路、ザブシステムなどを含みうる。

【0077】

本実施形態において、コントローラ１５５は、エア排出量感知センサー１５３のセンシング信号に基づいて加工物１０を加工する工作機械の動作が強制に止められるようにコントロールすることができるが、このような一連のコントロールプロセッサなどは、メモリ１５５ｂに保存することができる。典型的には、ソフトウェアルーチンがメモリ１５５ｂに保存することができる。ソフトウェアルーチンは、また他の中央処理装置（図示せず）によって保存されるか、実行可能である。

【0078】

本発明によるプロセッサは、ソフトウェアルーチンによって実行されると説明したが、本発明のプロセッサのうち少なくとも一部は、ハードウェアによって行われることも可能である。このように、本発明のプロセッサは、コンピュータシステム上で行われるソフトウェアで具現されるか、集積回路のようなハードウェアで具現されるか、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって具現可能である。

【0079】

一方、前述したように、加工物１０は、ホールクランプ１３０の作用によってジグベース１２０上でクランピングされながら固定されるが、この際は、ジグベース１２０に対して加工物１０が密着した状態で進行しなければならない。そのためには、ホールクランプ１３０が作用する時、ジグベース１２０側に加工物１０を加圧する必要がある。このために、加工物プレッシングユニット１６０が備われる。

【0080】

加工物プレッシングユニット１６０は、装置テーブル１１０の一側に配され、加工物１０がジグベース１２０上でクランピングされながら固定される前に加工物１０をジグベース１２０側に加圧する役割を果たす。

【0081】

このような加工物プレッシングユニット１６０は、実質的に加工物１０に接して加工物１０をジグベース１２０側に加圧する加工物プレッシングブロック１６１と、加工物プレッシングブロック１６１と連結され、加工物プレッシングブロック１６１をアップ／ダウン駆動させるブロックアップ／ダウン駆動部１６２と、を含みうる。ブロックアップ／ダウン駆動部１６２は、空圧シリンダーで適用可能である。

【0082】

そして、加工物自動固定装置には、加工物クリーニングユニット１６５がさらに搭載される。加工物クリーニングユニット１６５は、加工物プレッシングユニット１６０に隣接して配され、加工物１０または加工物１０によって形成された加工完了製品２０に向けてエアを噴射してクリーニングする役割を果たす。

【0083】

すなわち、図２２のように、工作機械の作用によって加工物１０が加工されて加工完了製品２０に作られれば、加工完了製品２０にチップなどの異物が積もるか、加工液体が付いているが、それを除去するために、加工物クリーニングユニット１６５が設けられる。もちろん、加工前、加工物１０をクリーニングすることもできるが、これは、選択事項である。

【0084】

このような加工物クリーニングユニット１６５は、ジグベース１２０の長手方向に沿って長く配されるが、エアを供給するエア供給パイプ１６６と、エア供給パイプ１６６に設けられ、エア供給パイプ１６６内に流動するエアを加工物１０または加工完了製品２０に噴射する複数個のエアノズル１６７と、を含みうる。

【0085】

加工物クリーニングユニット１６５は、図２２のように、正位置でエアを噴射することもでき、それともジグベース１２０側に接近して加工物１０領域にエアを噴射することもできる。本実施形態の場合には、図２２のように、正位置でエアを噴射する実施形態を開示している。

【0086】

このように、加工物クリーニングユニット１６５は、正位置でエアを噴射することもでき、ジグベース１２０側に接近してエアを噴射することもできるが、加工物プレッシングユニット１６０は、ジグベース１２０側に接近した後、その位置で加工物１０を加圧しなければならない。そのためには、加工物プレッシングユニット１６０を移動させるための手段が必要であるが、このために、ユニット搭載台１７０と搭載台移動部１８０とが設けられる。

【0087】

ユニット搭載台１７０は、加工物プレッシングユニット１６０と加工物クリーニングユニット１６５とが共に搭載される構造をなす。そして、搭載台移動部１８０は、装置テーブル１１０に設けられるが、ユニット搭載台１７０と連結され、ユニット搭載台１７０を装置テーブル１１０上で移動させる役割を果たす。

【0088】

加工物クリーニングユニット１６５は、一定の位置に固定しておいて加工物プレッシングユニット１６０のみを位置移動させることもできるが、このような場合、装備が複雑になることもある。これにより、本実施形態では、ユニット搭載台１７０を設け、このようなユニット搭載台１７０に加工物プレッシングユニット１６０と加工物クリーニングユニット１６５とを共に搭載させた後、ユニット搭載台１７０を移動させる方式を取っているものである。

【0089】

ユニット搭載台１７０には、ユニット離隔支持台１７１がさらに設けられる。ユニット離隔支持台１７１は、一端部がユニット搭載台１７０に固定され、他端部は、加工物クリーニングユニット１６５に連結され、加工物プレッシングユニット１６０が間に配されるように加工物クリーニングユニット１６５を離隔して支持する役割を果たす。ユニット離隔支持台１７１は、一種のブラケットであるが、複数個設けられて加工物クリーニングユニット１６５のエア供給パイプ１６６を支持する。

【0090】

搭載台移動部１８０は、ユニット搭載台１７０が移動する方向に沿って装置テーブル１１０上に設けられるが、ユニット搭載台１７０が移動可能に連結されるレール１８１と、ユニット搭載台１７０に連結されるムービングブロック１８２と、装置テーブル１１０上に結合するが、ムービングブロック１８２に連結され、レール１８１上でユニット搭載台１７０が移動するように駆動力を提供する進退駆動シリンダー１８３と、を含みうる。

【0091】

進退駆動シリンダー１８３は、油圧シリンダーである。進退駆動シリンダー１８３は、装置テーブル１１０上に位置固定されるシリンダー本体１８３ａと、シリンダー本体１８３ａに長さ延長または縮小されるようにシリンダー本体１８３ａに連結され、端部がムービングブロック１８２に結合する形態を取る。

【0092】

本実施形態の加工物自動固定装置には、あちこちに油圧あるいは空圧が使われるために、進退駆動シリンダー１８３に隣接する装置テーブル１１０には、油圧あるいは空圧分配器１１８が設置されうる。

【0093】

以下、加工物１０がジグベース１２０上に載置固定された後、加工完了製品２０に加工される一連の過程を図１４ないし図２２を参照して説明する。

【0094】

まず、図１４のような初期状態で、図１５のように、ジグベース１２０に加工物１０が供給される。この際は、ガイドピン１４３がアップ動作した状態であり、この状態で、加工物１０は、ロボットなどによってガイドピン１４３上に載置される。

【0095】

次に、図１６のように、ガイドピン１４３のダウン動作で加工物１０がジグベース１２０上に載置される。この際は、加工物１０のホール１１の一部がポジショニングピン１４１によってガイドされ、ホールクランプ１３０は、他のホール１１に一部が挿入される。もちろん、まだホールクランプ１３０がアンクランピング状態である。

【0096】

次に、図１７のように、搭載台移動部１８０が動作する。すなわち、進退駆動シリンダー１８３の作用によってユニット搭載台１７０が後退移動する。そうすると、加工物プレッシングユニット１６０の加工物プレッシングブロック１６１が加工物１０の上部に置かれる。

【0097】

次に、加工物プレッシングユニット１６０のブロックアップ／ダウン駆動部１６２が動作して加工物プレッシングブロック１６１が加工物１０をジグベース１２０側に加圧する一方、クランプ駆動部１３９の作用によるホールクランプ１３０の動作で加工物１０をクランピングさせる。すなわち、図９及び図１０のようなアンクランピング状態でクランプ駆動部１３９が動作してクランプシャフト１３１をアップ駆動させる。そうすると、図１１及び図１２のように、クランプシャフト１３１の傾斜連結部１３１ｂと拡径区間部１３１ｃとが多分割ジョー１３２の内壁直線ライン壁部１３２ａ側に強制移動し、その作用によって多分割ジョー１３２が半径方向の外側に動作しながら加工物１０のホール１１壁面をクランピングできるようになるものである。特に、加工物プレッシングブロック１６１が加工物１０をジグベース１２０側に加圧する状態で加工物１０のクランピング作業が進行するために、加工物１０に対する精密クランピングが行われうる。

【0098】

次に、図１９のように、搭載台移動部１８０が動作することにより、進退駆動シリンダー１８３の作用によってユニット搭載台１７０が前進して原位置に移動する。この際も、ホールクランプ１３０によって加工物１０は、引き続きクランピングされた状態を取る。

【0099】

次に、図２０のように、加工物１０に対する加工作業が行われる。前述したように、加工作業は、本実施形態による加工物自動固定装置が搭載された工作機械を通じてなされる。

【0100】

次に、図２１のように、クリーニング工程が進行する。以前工程で工作機械の作用によって加工物１０が加工されて加工完了製品２０に作られれば、加工完了製品２０にチップなどの異物が積もるか、加工液体が付いているが、それを除去するために、加工物クリーニングユニット１６５が動作する。すなわち、加工物クリーニングユニット１６５のエアノズル１６７からエアが噴射されることにより、加工完了製品２０をクリーニングすることができる。

【0101】

次に、図２２のように、クランプ駆動部１３９の作用によるホールクランプ１３０のアンクランピングが行われた後、ガイドピン１４３がアップ動作する。そうすると、加工完了製品２０がジグベース１２０から上側に分離されるが、この状態でロボットが加工完了製品２０を取り出す。取り出した後には、再び新たな加工物１０が供給されて前述した作業を同様に繰り返す。

【0102】

前述したような構造で作用を行う本実施形態によれば、加工物１０を加工位置に載置固定する加工物１０の載置固定作業を従来の手作業から外れて自動的に具現することができ、これにより、工作機械と連携した工作物１０加工工程の全体自動化が可能になって生産性の向上に貢献させうる。

【0103】

このように、本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様に修正及び変形できるということは、当業者に自明である。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものと言わなければならない。

【産業上の利用可能性】

【0104】

本発明は、工作機械の製造分野に用いられうる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【国際調査報告】