特表 2024-528080 工作機械上でワークピースをクランプするための装置

(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】2024-07-26

(54)【発明の名称】工作機械上でワークピースをクランプするための装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20240719BHJP

   B25B 5/02 20060101ALI20240719BHJP

   B25B 5/06 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 302C

B23Q3/06 304K

B25B5/02

B25B5/06

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024505369

(86)(22)【出願日】2022-07-12

(85)【翻訳文提出日】2024-03-04

(86)【国際出願番号】 IB2022056412

(87)【国際公開番号】W WO2023007291

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】102021000020684

(32)【優先日】2021-07-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518204969

【氏名又は名称】ハイドロブロック エス．アール．エル．

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】ザンニ，ダヴィデ

【テーマコード（参考）】

3C016

3C020

【Ｆターム（参考）】

3C016CA01

3C016CB02

3C016CC01

3C016CC04

3C016EA00

3C020CC02

3C020FF00

(57)【要約】

工作機械上にワークピースをクランプするための装置（１）は、加圧流体を含有する流体作動シリンダ（３，４，５）が設けられた基礎体（２）と、中間部分（８）、第１の端部（９）、及び第２の端部（１０）を有するステム（８，９，１０）と、第１の端部（９）と関連付けられ、ホーム位置及び作業位置間を移動可能なクランプブラケット（１９，２０）と、作業位置に到達するよう制御するための第１の制御アセンブリ（２５）と、ホーム位置に到達するよう制御するための第２の制御アセンブリ（３６）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械上にワークピースをクランプするための装置（１）であって、
工作機械（Ｍ）に固定可能で、加圧流体を含有する流体作動シリンダ（３，４，５）が設けられた、少なくとも１つの基礎体（２）と、
主軸（Ａ）に沿って延在し、加圧下での前記流体の推力により前記主軸（Ａ）に沿って摺動的に前記流体作動シリンダ（３，４，５）に部分的に挿入される、少なくとも１つのステム（８，９，１０）であって、前記流体作動シリンダ（３，４，５）の内部に配置された少なくとも１つの中間部分（８）及び前記流体作動シリンダ（３，４，５）から延在する第１の端部（９）を備える、少なくとも１つのステム（８，９，１０）と、
前記工作機械（Ｍ）上で加工されるワークピース（Ｐ）をクランプするための前記ステム（８，９，１０）の前記第１の端部（９）に関連付けられた、少なくとも１つのクランプブラケット（１９，２０）であって、少なくとも、
該クランプブラケット（１９，２０）が前記基礎体（２）から離間して配置されているホーム位置と、
該クランプブラケット（１９，２０）が前記ワークピース（Ｐ）をクランプするために前記基礎体（２）に接近するよう移動した作業位置と、
の間で移動可能であるクランプブラケット（１９，２０）と、
前記作業位置に到達するよう制御するための、少なくとも第１の制御アセンブリ（２５）であって、
前記ステム（８，９，１０）の前記第１の端部（９）に関連付けられた少なくとも第１のプローブ要素（２６，２７）と、
前記基礎体（２）に関連付けられ、前記作業位置における前記第１プローブ要素（２６，２７）との接触を検出するよう構成された、少なくとも第１の接触センサ（２８）と、
を備える、少なくとも第１の制御アセンブリ（２５）と、
を備え、
前記ステム（８，９，１０）が、前記第１の端部（９）に対して反対側に、前記流体作動シリンダ（３，４，５）から延在する少なくとも第２の端部（１０）を備えており、
前記装置（１）が、前記ホーム位置に到達するよう制御するための、少なくとも第２の制御アセンブリ（３６）を備え、該第２の制御アセンブリ（３６）は、
前記ステム（８，９，１０）の前記第２の端部（１０）に関連付けられた、少なくとも第２のプローブ要素（４２）と、
前記基礎体（２）に関連付けられ、前記ホーム位置における前記第２のプローブ要素（４２）との接触を検出するよう構成された、少なくとも第２の接触センサ（３８）と、
を備える、
ことを特徴とする、装置（１）。

【請求項2】

前記基礎体（２）に関連付けられた、前記第２の制御アセンブリ（３６）の被覆・保護筐体（４０）を備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。

【請求項3】

前記被覆・保護筐体（４０）が、内容積（Ｖ３）を画定するカップ状の要素（４１）を備え、前記第２のプローブ要素（４２）は、前記内容積（Ｖ３）の内部で移動可能である、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置（１）。

【請求項4】

前記第２のプローブ要素（４２）が、少なくとも１つのプローブブラケット（３７）を備え、該プローブブラケット（３７）は、前記主軸（Ａ）に対して略横方向（Ｄ１）に沿って前記第２の端部（１０）から片持ち状に延在し、前記ホーム位置で前記第２の接触センサ（３８）に接触するよう構成されている、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置（１）。

【請求項5】

前記第１のプローブ要素（２６，２７）が、
前記第１の端部（９）から前記主軸（Ａ）に対して略横方向（Ｄ１）に沿って片持ち状に延在する補助ブラケット（２６）と、
前記補助ブラケット（２６）に関連付けられ、前記主軸（Ａ）と略平行方向に沿って延在し、前記作業位置において前記第１の接触センサ（２８）に接触するよう構成された、プローブピン（２７）と、
を備える、
ことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置（１）。

【請求項6】

回転移動手段（１４，１５，１６）をさらに備え、
前記回転移動手段（１４，１５，１６）は、前記流体作動シリンダ（３，４，５）と前記ステム（８，９，１０）との間に位置し、
前記回転移動手段（１４，１５，１６）は、前記ステム（８，９，１０）の運動を、
前記ステム（８，９，１０）が前記主軸（Ａ）に沿って摺動し、前記主軸（Ａ）の周りを所定の回転角度（α）だけ回転する、少なくとも第１の回転移動伸長（１２）と、
前記ステム（８，９，１０）が回転せずに前記主軸（Ａ）に沿って摺動する、少なくとも第２の並進伸長（１３）と、
に分割するよう構成された、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置（１）。

【請求項7】

前記回転移動手段（１４，１５，１６）が、
前記ステム（８，９，１０）又は前記流体作動シリンダ（３，４，５）のいずれかの少なくとも一方に形成され、略螺旋状の第１のセクション（１７）及び略直線状の第２のセクション（１８）を有する、少なくとも１つの溝（１４）と、
前記ステム（８，９，１０）又は前記流体作動シリンダ（３，４，５）のいずれかの他方に取り付けられ、前記溝（１４）の内側に摺動的に挿入される、少なくとも１つの係合要素（１５）と、
を備え、
前記第１のセクション（１７）に沿った前記係合要素（１５）の摺動により、前記第１の伸長（１２）に沿った前記ステム（８，９，１０）の運動が行われ、前記第２のセクション（１８）に沿った前記係合要素（１５）の摺動により、前記第２の伸長（１３）に沿った前記ステム（８，９，１０）の運動が行われる、
ことを特徴とする、請求項６に記載の装置（１）。

【請求項8】

前記回転移動手段（１４，１５，１６）が、前記係合要素（１５）を前記溝（１４）の内側に押し込むよう構成された弾性オフセット手段（１６）を備える、
ことを特徴とする、請求項７に記載の装置（１）。

【請求項9】

前記クランプブラケット（１９，２０）が中間位置を備え、
該中間位置において、前記クランプブラケット（１９，２０）は、前記第１の伸長（１２）に沿った前記ステム（８，９，１０）の運動の結果として、前記ホーム位置に対して、前記基礎体（２）に接近するよう回転移動され、
前記作業位置において、前記クランプブラケット（１９，２０）は、前記第２の伸長（１３）に沿った前記ステム（８，９，１０）の運動の結果として、前記中間位置に対して、前記基礎体（２）にさらに接近して移動される、
ことを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の装置（１）。

【請求項10】

前記第１の接触センサ（２８）及び前記第２の接触センサ（３８）は、前記主軸（Ａ）を通る同一平面（Ｇ）上に配置され、
前記補助ブラケット（２６）及び前記プローブブラケット（３７）は、前記方向（Ｄ１，Ｄ２）に沿って延在し、前記方向（Ｄ１，Ｄ２）は、前記主軸（Ａ）に対して略横方向であり、所定の前記回転角度（α）とほぼ等しい角度だけ互いをずらして配置されている、
ことを特徴とする、請求項４乃至９のいずれか一項に記載の装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械上でワークピースをクランプするための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、工作機械での加工を必要とする機械工作物の大量生産では、高度に自動化されたシステムが広く使用されている。該システムでは、１つ以上の工作機械が加工制御ユニットによって電子的に制御され、１つ以上の擬人化されたロボットが工作機械で加工される工作物を運び、油圧式又は空気圧式の特殊な締結システムがワークピースを引き継いで、所定の位置にクランプして加工できるようになっている。

【0003】

加工が完了すると、前述の締結システムが加工されたワークピースをリリースし、ロボットによって再び移動する。

【0004】

ある特定のタイプの締結システムは、ブラケットで構成されている。このブラケットは、油圧又は空気圧駆動により、回転軸の周りの回転モード又は同回転軸に沿った摺動モードで移動可能である。

【0005】

ブラケットは、流体作動シリンダに部分的に挿入された油圧／空気圧アクチュエータのステムに片持ち状に取り付けられている。

【0006】

ステムとシリンダの間には、回転移動手段が設けられている。言い換えれば、ステム、ひいては、その上に取り付けられたブラケットを回転移動させる特殊な拘束手段が設けられている。

【0007】

このような締結システムは、加工するワークピースに非常に大きなクランプ力を掛けることができるように構成されていなければならない。

【0008】

こうしたニーズは、例えば自動車産業において特に高まっている。同産業では、生産サイクルを最適化し続ける必要性があり、その結果、非常に高い速度で作動するツールが使用され、非常に大きな力と振動がワークピースにかかるため、これらを締結システムによって相殺しなければならない。

【0009】

さらに、自動車分野では、アルミニウムなどの特に軽量な材料の使用がますます一般的になっているが、工作機械での加工時において、鋳鉄や鋼などの材料と同等の強度を確保することができない。

【0010】

したがって、ワークピースクランプブラケットは、非常に大きな力を発揮することに加えて、加工対象のワークピースが新たに工作機械に取り付けられるたびに、所定のポイントで、非常に正確に、再現性のある方法で、工作機械にワークピースを載置する必要がある。それができない場合、実際には、ブラケットによって加えられる大きな力により、ワークピースが変形する可能性があり、機械加工の品質が損なわれ、許容範囲に収まらないワークピースとなるリスクが生じる。

【0011】

この点で、高度な自動化を備えたシステムでは、ワークピース締結システムを含む各コンポーネントの動作信頼度は、通常、非常に高いものである。

【0012】

それにもかかわらず、機械加工される機械的なワークピースが正しく正確に配置されず、締結システムがワークピースを完全に固定できない（又は固定しても、間違った位置に固定してしまう）場合があり、加工作業全体の品質が損なわれ、ワークピース及び／又は工作機械及び／又は締結システムが損傷する危険性がある。

【0013】

同様の問題は、機械加工プロセスの最後にワークピースを取り外す際にも発生する可能性がある。実際、締結システムが加工されたワークピースを完全かつ正確にリリースしなかった場合、ワークピースハンドリングロボットは完全リリースされきれなかったワークピースをピックアップし（又はピックアップを試みて）、ワークピース及び／又は締結システム及び／又はロボット自体に深刻な損傷を与える危険性がある。

【0014】

これに関連して、高度に自動化されたプラントでは、機械加工の停止を引き起こす誤動作は、生産の損失、さらにはシステムの損傷に瞬時につながり、その結果、無視できないほどの経済的損害が生じるという事実が強調される。

【0015】

この問題を部分的に解決するために、既知の締結システムのなかには、閉鎖制御弁を使用したものがある。閉鎖制御弁は、プローブにより、ブラケットのクランプ構成が得られたかどうかを検知する。これにより、工作機械の処理及び制御部に、締結システムがワークピースの加工位置にあり、ワークピースの加工を実際に安全に開始できるという情報が提供される。

【0016】

しかし、このような閉鎖制御弁は、ワークピースが完全にリリースされたかどうかを検出する効果はないため、意味をなさず、加工作業終了時のワークピースの取り外し段階で発生する可能性のある、上記問題を解決することはできない。

【0017】

加えて、既知の締結システムが動作する条件は、多くの場合、非常に複雑であるという事実がある。従来の工作機械のボード上のスペースは、一般的に非常に小さいにもかかわらず、それらの一部の領域は結露、汚れ、錆、その他の侵食剤の蓄積にさらされるため、状況によっては従来の保護亜鉛めっきコーティングでさえ、長持ちすることができない。よって、ただでさえ小さなスペースにも関わらず、その全てを利用することができない。

【0018】

したがって、従来の締結システムは非常に小さいサイズとなってしまう点において、不便であり、その性能を向上させるための追加のコンポーネントを提供することは常に非常に複雑で困難であった。

【0019】

上記をふまえると、既知の締結システムに解決の余地があることが容易に理解されるであろう。

【発明の概要】

【0020】

本発明の主な目的は、工作機械上でワークピースをクランプするための装置を考案することにある。該装置により、工作機械に適切に載置・クランプされていないワークピースに対して、機械加工が施されないようにできると同時に、加工終了時に完全にリリースされていないワークピースを取り外すことも回避できる。

【0021】

本発明のさらなる目的は、高い信頼性と高精度な動作により工作機械上でワークピースをクランプする装置を考案することにある。

【0022】

本発明の少なくとも１つの目的は、加工されるワークピース及び／又は工作機械の工具及び／又はワークピースハンドリングロボット及び／又はクランプ装置自体への望ましくない誤動作及び損傷を回避することを可能にする、工作機械上でワークピースをクランプするための装置を考案することである。

【0023】

本発明のさらなる目的は、小型であり、従来の工作機械に格段に容易に装着することができる、工作機械上でワークピースをクランプする装置を考案することにある。

【0024】

本発明のもう１つの目的は、従来技術の前述の欠点を、単純で、合理的で、使い勝手がよく、費用対効果の高い解決策の枠組みの中で克服することを可能にする、工作機械上でワークピースをクランプするための装置を考案することである。

【0025】

上記の目的は、請求項１の特性を有する、工作機械上でワークピースをクランプする装置によって達成される。

【0026】

本発明の他の特性及び利点は、工作機械上でワークピースをクランプするための装置の、好適かつ非制限的な実施形態の説明から、より明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、本発明による装置の軸等角投影図である。

【図2】図２は、本発明による装置の分解図である。

【図3】図３は、ホーム位置における、本発明による装置の側面図及び部分断面図である。

【図4】図４は、中間位置における、本発明による装置の側面図及び部分的断面図である。

【図5】図５は、作業位置における、本発明による装置の側面図及び部分的断面図である。

【図6】図６は、図３のＶＩ－ＶＩ平面に沿った、本発明による装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

これらの図を特に参照すると、全体を通して、工作機械上でワークピースをクランプする装置を符号１により表す。

【0029】

装置１は、特に、ワークピースＰが工作機械ＭのワークピーストップＬに載置された後、かつ、機械加工が始まる前に、これをクランプするものである。

【0030】

ワークピーストップＬは、実際には、工作機械Ｍのボード上の空間を第１の容積Ｖ１に分割する。第１の容積Ｖ１は、ワークピースＰが置かれ、機械加工作業が行われる領域を表す。第２の容積Ｖ２は、機械加工作業の実行中、通常アクセスできない工作機械Ｍ内部の領域を表す。

【0031】

工作機械Ｍは、高度に自動化されたタイプのものが好ましく、擬人化ロボットは、加工されるワークピースＰの装填と、加工されたワークピースＰの取り外しに専念する。

【0032】

工作機械Ｍには、ワークピースＰの形状及び実行される機械加工操作の種類に応じて、適切な位置及び量で配置される複数の装置１が有用に設けられていることが強調される。

【0033】

図中及び本開示の以下の説明部分において、特に断りのない限り、１つの装置１のみが参照される。

【0034】

装置１は、工作機械Ｍ、例えば、ワークピーストップＬ、ベッドプレート、又は任意の他の部分に固定可能な、少なくとも１つの基礎体２を備える。

【0035】

基礎体２には、加圧された流体を含有する流体作動シリンダ３，４，５が設けられている。

【0036】

本開示の文脈において、加圧流体は、油圧回路又は空気圧回路におけるエネルギー伝達のためのキャリア媒体として使用される液体（したがって理想的には非圧縮性を有する）又は気体（したがって圧縮性を有する）状態の任意の流体として定義され、好ましくは、加圧流体は、従来の合成油からなるが、鉱油、植物油、水、空気等の代替の実施形態を除外するものではない。

【0037】

装置１は、加圧流体と接触するいくつかの部分を有するので、特別なシールが装置１の異なる点に配置されており、これらは、表現の簡略化のために、一般に参照符号２１で識別されている。

【0038】

流体作動シリンダ３，４，５は、例えば、貫通孔６を設けたメインブロック３と、メインブロック３から延在する中空ライナー４と、メインブロック３とは反対側に中空ライナー４に関連付けられた底板５とによって、形成される。

【0039】

中空ライナー４は、例えば、基礎体２と一体のモノリシック体で作られ、一方、底板５は、ネジ３５又は他の締結手段によって中空ライナー４に関連付けられた１つ以上の別体で作られる。

【0040】

底板５は、貫通孔６と整列し、そこから反対側に配置された貫通開口部２２で終端するキャビティ１１を有する。

【0041】

装置１はまた、主軸Ａに沿って延在する少なくとも１つのステム８，９，１０を備え、加圧下での作動油の推力によって主軸Ａに沿って摺動的に流体作動シリンダ３，４，５に部分的に挿入される。

【0042】

ステム８，９，１０は、流体作動シリンダ３，４，５の内側に配置された少なくとも１つの中間部分８と、前記流体作動シリンダ３，４，５の外側に延在する第１の端部９とを備える。

【0043】

より詳細に説明すると、第１の端部９は、貫通孔６を貫通する。

【0044】

中間部分８は、駆動ピストン２３を定義する形状を有する。すなわち、流体作動シリンダ３，４，５の内壁に適したサイズを有する厚みのある部分であり、それによってシリンダを逆向きの二つのチャンバに分割する。圧力供給された流体が交互にこれらの２つのチャンバに供給され、これによりステム８，９，１０は主軸Ａに沿って、一方向に又は反対方向に摺動可能となる。

【0045】

底板５の近傍において、中間部分８は、キャビティ１１に挿入されるガイド伸長体７を画定するように成形されている。

【0046】

ガイド伸長体７及びキャビティ１１は、いずれも主軸Ａに沿って延在しており、主軸Ａに沿ったステム８，９，１０の運動の間、ガイド伸長体７は、常に少なくとも部分的にキャビティ１１に挿入されたままである。

【0047】

第１の端部９とは反対側において、ステム８，９，１０は、流体作動シリンダ３，４，５から延在する少なくとも第２の端部１０も備えている。

【0048】

具体的には、第２端部１０は、底板５に設けられた貫通孔２２を通って流体作動シリンダ３，４，５の外に延在している。

【0049】

実際、第２の端部１０は、ガイド伸長体７から片持ち状に、主軸Ａと一直線に並んで延在している。

【0050】

なお、第２端部１０の動作及び有用性については、本開示において後述する。

【0051】

有利には、回転移動手段１４，１５，１６は、流体作動シリンダ３，４，５とステム８，９，１０との間に位置し、回転移動手段は、ステム８，９，１０の運動を、
・ステム８，９，１０が主軸Ａに沿って摺動し、主軸Ａの周りを所定の回転角度αだけ回転する、少なくとも第１の回転移動伸長１２
・ステム８，９，１０が回転せずに主軸Ａに沿って摺動する、少なくとも第２の並進伸長１３
に分割するよう構成されている。

【0052】

所定の回転角度αは、好ましくは９０°に等しいが、そのような角度ではない、代替実施形態を排除するものではない。

【0053】

回転移動手段１４，１５，１６は、
・ステム８，９，１０又は流体作動シリンダ３，４，５のいずれかの少なくとも一方に形成され、主軸Ａに平行に伸びる略螺旋状の第１のセクション１７及び略直線状の第２のセクション１８を有する、少なくとも１つの溝１４
・ステム８，９，１０又は流体作動シリンダ３，４，５のいずれかの他方に取り付けられ、溝１４の内側に摺動的に挿入される、少なくとも１つの係合要素１５
を備える。

【0054】

第１のセクション１７に沿った係合要素１５の摺動により、第１の伸長１２に沿ったステム８，９，１０の運動が行われ、第２のセクション１８に沿った係合要素１５の摺動により、第２の伸長１３に沿ったステム８，９，１０の運動が行われる。

【0055】

図に示された本発明の特定の実施形態では、係合要素１５がキャビティ１１の内側に突出するように底板５に取り付けられている一方、溝１４は、有利には、ガイド伸長体７の外面に形成される。

【0056】

さらに詳細に説明すると、図に示される本発明の特定の実施形態では、回転移動手段１４，１５，１６は、ガイド伸長体７の反対側の面に形成された２つの溝１４と、キャビティ１１の反対側の面に取り付けられた２つの係合要素１５とを備え、これにより、ステム８，９，１０の起動時の安定性と精度をさらに高める。

【0057】

回転移動手段１４，１５，１６が、係合要素１５を溝１４の内側に押し込むよう構成された弾性オフセット手段１６を備えることによっても、ステム８，９，１０の移動における精度向上を実現できる。

【0058】

弾性オフセット手段１６により、実際、接触面で摩耗が生じ始めた場合でも、対応する溝１４における係合要素１５の摺動が常に最高精度で確実に行われる。換言すれば、弾性オフセット手段１６は、溝１４と係合要素１５との間のバックラッシュ及び摩耗オフセットを許容する。

【0059】

弾性オフセット手段１６は、例えば、１つ以上の円盤ばねからなり、該円盤ばねは、底板５の内側に収容され、主軸Ａに直交する方向に沿った方向に向かう力を係合要素１５に与えるように配置される。

【0060】

この点、ステム８，９，１０には円盤ばね１６の横方向拘束用の止め輪３３が取り付けられており、止め輪３３と円盤ばね１６との間の径方向に位置する一組のパッド３４が取り付けられている。

【0061】

パッド３４は、円盤ばね１６のプリロードを較正する機能を果たすとともに、円盤ばね１６の正常な動作を保護するため、係合要素１５のストローク終了時に始動する。

【0062】

装置１はまた、工作機械Ｍ上で加工されるワークピースＰをクランプするためのステム８，９，１０の第１の端部９に関連付けられた、少なくとも１つのクランプブラケット１９，２０を備える。

【0063】

クランプブラケット１９，２０は、
・ステム８，９，１０の第１の端部９に、例えば締結リングナット２４によって取り付けられる近位部１９
・近位部１９から、主軸Ａに対して略横方向、好ましくは、主軸Ａに対して直交する方向である作業方向Ｂに沿って片持ち状に延在し、ワークピースＰに接触するよう構成された遠位部２０
を備える。

【0064】

クランプブラケット１９，２０は、
・クランプブラケット１９，２０が基礎体２から、つまり、ワークピーストップＬから離間して配置されているホーム位置
・クランプブラケット１９，２０がワークピースＰをクランプするために基礎体２に接近するよう移動した作業位置
の間で移動可能である。

【0065】

ここで、図に示される特定の実施形態では、前述のように、装置１は、有利には、回転移動手段１４，１５，１６も備え、クランプブラケット１９，２０は、回転移動タイプのものであり、ホーム位置と作業位置との間に位置する中間位置を備える。

【0066】

ホーム位置（図３に示す）と比較して、中間位置（図４に示す）において、クランプブラケット１９，２０は、第１の伸長１２に沿ったステム８，９，１０の運動の結果として、ホーム位置に対して、基礎体２に接近するよう回転移動され、作業位置図５に示すにおいて、クランプブラケット１９，２０は、第２の伸長１３に沿ったステム８，９，１０の運動の結果として、中間位置に対して、基礎体２にさらに接近して移動される。

【0067】

しかしながら、代替実施形態において、回転移動手段１４，１５，１６が設けられておらず、クランプブラケット１９，２０が回転することなくホーム位置と作業位置との間で移動可能である解決策を除外するものではない。

【0068】

なお、図に示された特定の実施形態では、装置１の基礎体２は、主軸Ａが略垂直であるように配置されており、ワークピースＰは、ワークピーストップＬの上方に配置され、作業位置で停止しているクランプブラケット１９，２０が載置され上面を有する。

【0069】

この配置では、第１の容積Ｖ１はワークピーストップＬの上方に配置され、第２の容積Ｖ２はワークピーストップＬの下方に配置される。

【0070】

説明を簡略化するために、本開示の以下の説明部分では、図示された装置１の配置を参照し、「上側」、「下側」、「上方」、「下方」、「持ち上げる」、「下げる」などの用語及びそれらに関連するその他の用語は、図に示されているものを参照して理解される。

【0071】

しかしながら、クランプするワークピースＰの形状や配置の仕方によって、主軸Ａを異なる方向（例えば水平方向又は斜め方向）として、工作機械Ｍに装置１を取り付け得ることは、容易に理解されるであろう。

【0072】

装置１は、クランプブラケット１９，２０が作業位置に到達する制御を行うよう構成された、少なくとも第１の制御アセンブリ２５を含む。

【0073】

前記第１の制御アセンブリ２５は、
・ステム８，９，１０の第１の端部９に関連付けられた少なくとも第１のプローブ要素２６，２７
・基礎体２に関連付けられ、作業位置における第１プローブ要素２６，２７との接触を検出するよう構成された、少なくとも第１の接触センサ２８
を備える。

【0074】

より詳細には、第１のプローブ要素２６，２７は、例えば、
・第１の端部９から主軸Ａに対して略横方向、好ましくは、主軸Ａに対して直交する方向である方向Ｄ１に沿って、片持ち状に延在する補助ブラケット２６
・補助ブラケット２６に関連付けられ、主軸Ａと略平行方向に沿って延在し、作業位置において第１の接触センサ２８に接触するよう構成された、プローブピン２７
を備える。

【0075】

なお、補助ブラケット２６は、クランプブラケット１９，２０の介在によりステム８，９，１０の第１の端部９に締結されている。より具体的には、補助ブラケット２６は、クランプブラケット１９，２０に、例えばネジ、ボルト等の種類の着脱可能な連結手段２９を介して連結され、順番に第１の端部９に取り付けられる。

【0076】

一方、第１の接触センサ２８は、有利には、第１のスライダを備える。第１のスライダは、主軸Ａと略平行方向に沿って摺動的に基礎体２に取り付けられ、検知流体が流れる第１の検知ライン３０に接続される。

【0077】

第１の検知ライン３０は、基礎体２に少なくとも部分的に形成され、流体作動方式で制御システムに接続される。制御システムは、検知流体圧力が閾値を超えるか、又は閾値を下回ったときに、ワークピースＰの加工を許可するよう構成される。

【0078】

制御システムは、図示しないが、例えば、工作機械Ｍの動作を管理する制御ユニット（電子式、油圧式、又は両方の組み合わせ）から構成される。

【0079】

実際には、クランプブラケット１９，２０が主軸Ａに沿って移動してクランプ位置に到達すると、第１プローブ要素２６，２７が接触し、第１のスライダ２８を押して主軸Ａと平行に摺動させる。これにより、第１の検知ライン３０における検知流体の圧力が変化し、装置１がクランプ位置に正確かつスムーズに到達したという情報が制御システムに伝達される。

【0080】

図５に示すこの状況では、制御システムは、工作機械Ｍの工具による機械加工操作の実行に同意する。

【0081】

そうでない場合、すなわち、第１のスライダ２８が第１のプローブ要素２６，２７によって押圧されていない場合、制御システムは、クランプブラケット１９，２０がクランプ位置に達していない（例えば、ワークピースＰのクランプフェーズがまだ終了していない、あるいは、工作機械Ｍ上のワークピースＰが不適切に配置されている）と判断し、機械加工操作の実行を許可しない。

【0082】

実行許可が下りないことにより、ワークピースＰと工作機械Ｍを保護し、それらの正常な動作にとって潜在的に危険となる操作を防止する。

【0083】

実行許可が下りなかった場合、ワークピースＰを再配置したり、オペレータが介入したりするなど、通常の作業条件を復元するためのプロトコルがアクティブ化され得る。

【0084】

装置１は、ホーム位置への到達をモニタリングするよう構成された、少なくとも第２の制御アセンブリ３６を備える。

【0085】

前記第２の制御アセンブリ３６は、
・ステム８，９，１０の第２の端部１０に関連付けられた、少なくとも第２のプローブ要素４２
・基礎体２に関連付けられ、ホーム位置における第２のプローブ要素４２との接触を検出するよう構成された、少なくとも第２の接触センサ３８
を備える。

【0086】

より詳細には、第２のプローブ要素４２は、少なくとも１つのプローブブラケットを備える。このプローブブラケットは、第２の端部１０から主軸Ａに対して略横方向、好ましくは、主軸Ａに対して直交する方向である方向Ｄ２に沿って、片持ち状に延在し、ホーム位置に到達したときに第２の接触センサ３８と接触するように構成されている。

【0087】

一方、第２の接触センサ３８は、有利には、第２のスライダを備える。第２のスライダは、主軸Ａと略平行方向に沿って摺動的に基礎体２に取り付けられ、検知流体が流れる第２の検知ライン３９に接続される。

【0088】

第２の検知ライン３９は、基礎体２に少なくとも部分的に形成され、流体作動方式で制御システムに接続される。制御システムは、検知流体圧力が閾値を超えるか、又は閾値を下回ったときに、機械ＭからのワークピースＰのピッキングを許可するよう構成されている。

【0089】

ワークピースＰのピッキングを許可することを意図した制御システムは、ワークピースＰの加工を許可することを意図した制御システムと同じであると便利であり、例えば、工作機械Ｍの動作を管理する制御ユニットから構成され得る。

【0090】

実際には、クランプブラケット１９，２０が主軸Ａに沿って移動してホーム位置に到達すると、第２のプローブ要素４２が接触し、第２のスライダ３８を押して主軸Ａと平行に摺動させる。これにより、第２の検知ライン３９における検知流体の圧力が変化し、装置１がホーム位置に正しくかつスムーズに到達したという情報が制御システムに伝達される。

【0091】

図３に示すこの状況では、制御システムは、ワークピースＰをピックアップするためのロボットの起動に同意する。

【0092】

そうでない場合、すなわち、第２のスライダ３８が第２のプローブ要素４２によって押圧されていない場合、制御システムは、クランプブラケット１９，２０がホーム位置に達していない（例えば、ワークピースＰのリリースフェーズがまだ終了していない、あるいは、クランプブラケット１９，２０及び工作機械Ｍのその他の部分やワークピースＰの間で望ましくない衝突があった）と判断し、ロボットがピッキング操作を開始することを許可しない。

【0093】

ここでも、実行許可が下りないことにより、潜在的に危険な操作を防止することによって、ワークピースＰ及び工作機械Ｍの正常な動作を保護する。許可が下りなかった場合に、クランプブラケット１９，２０に発生した可能性のある障害物又は衝突をチェックするため、オペレータが介入するなど、通常の作業条件を回復することを目的としたプロトコルを作動させることができる。

【0094】

なお、特に、プローブブラケット３７を方向Ｄ２に延在した形状にするという特別な工夫により、クランプブラケット１９，２０及びステム８，９，１０が回転移動を正常に完了してホーム位置に戻ったこと、ひいては、主軸Ａ沿いに移動するだけでなく、所定の回転角度αで回転したことを確認する場合にのみ、第２プローブ要素４２が第２の接触センサ３８と接触する。

【0095】

なお、この点に関して、ワークピースＰのリリース中に、クランプブラケット１９，２０が機械工具Ｍの他の部分やワークピースＰと望ましくない衝突を起こし、事故が発生した場合、クランプブラケット１９，２０は、回転が妨げられていても、自由に平行移動ができる場合がある。つまり、障害物に接触した際、回転はできないが、主軸Ａ沿いに摺動することはできる。

【0096】

このような場合、加圧流体によって生じる力により、回転移動手段１４，１５，１６が停止し、クランプブラケット１９，２０及びステム８，９，１０を上昇させる程度の、所定の回転角度αの周りでの意図した回転を実行させることができない。

【0097】

こうした回転が実行できない場合、プローブブラケット３７も回転しないため、第２の接触センサ３８に到達して有利に接触せず、制御システムはワークピースＰのピックアップを許可しない。そのため、例えば、工作機械Ｍ又はワークピースハンドリングロボットへのより大きな損傷が回避できる。

【0098】

他のタイプの第２のプローブ要素４２、例えば、方向Ｄ２に沿っておらず、むしろ水平面全体にわたって延在する拡大された形状を有するものは、プローブブラケット３７の信頼性の高い動作を確保できないであろうことが強調される。こうした形状の場合、所定の回転角度α周りの回転が完了していなくても、第２の接触センサ３８に接触することになる。

【0099】

第１の接触センサ２８と第２の接触センサ３８は、主軸Ａを通るほぼ同一平面Ｇ上に配置されている。

【0100】

これにより、有利には、検知ライン３０、３９を基礎体２と同じ側に配置することができ、それらを制御システムと容易に接続することができる。

【0101】

補助ブラケット２６及びプローブブラケット３７は、主軸Ａに対して略横方向、好ましくは、主軸Ａに対して直交する方向である方向Ｄ１及びＤ２に沿って、所定の回転角度α（図６参照）に実質的に等しい角度だけ、互いからずらして延在している。

【0102】

なお、ホーム位置では、プローブブラケット３７の方向Ｄ２は、平面Ｇにあり、補助ブラケット２６の方向Ｄ１は、平面Ｇに対して、所定の回転角度αに等しい角度だけ回転する。一方、作業位置では、プローブブラケット３７の方向Ｄ２が平面Ｇに対して所定の回転角度αに等しい角度だけ回転しており、補助ブラケット２６の方向Ｄ１が平面Ｇにある。

【0103】

便宜上、装置１は、被覆・保護筐体４０を備える。被覆・保護筐体４０は、基礎体２に関連付けられ、第２の制御アセンブリ３６を覆い、保護するように構成されている。

【0104】

被覆・保護筐体４０は、第２のプローブ要素４２が移動可能である内部容積Ｖ３を画定するカップ状の要素４１を備える。

【0105】

このようにして、第２のプローブ要素４２及び第２の接触センサ３８は、工作機械Ｍの残りの部分から実質的に隔離保護された環境に留まる。

【0106】

特に、図示の装置１の特定の配置では、上述のように、中空ライナー４及び底板５は、第２の容積Ｖ２内に収められている。第２の容積Ｖ２は機械加工操作の実行中に、一般的にアクセスが困難な機械工具Ｍ内の領域を表し、そのため、凝結物、汚れ、さび、及び他の浸食剤が蓄積しやすい領域となっている。

【0107】

被覆・保護筐体４０により、第２のプローブ要素４２及び第２の接触センサ３８は、清潔で保護された状態に保たれ、装置１の適切な動作を妨げる可能性のある損傷も回避される。

【0108】

本発明の作用は、以下の通りである。

【0109】

ワークピースＰは、ホーム位置に配置されたクランプブラケット１９，２０によって、ワークピーストップＬ上に載置される。

【0110】

ホーム位置では、実際には、クランプブラケット１９，２０は、工作機械Ｍ上でのワークピースＰの位置決めができるよう、ワークピーストップＬの一部領域を空けた状態にする。

【0111】

この状況では、プローブブラケット３７が第２のスライダ３８に接触することで、制御システムは、クランプブラケット１９，２０が実際にホーム位置にあるかどうかを検証し、ワークピーストップＬ上のワークピースＰを把持・ハンドリングする操作に必要なロボットの起動を承認することができる（図３）。

【0112】

流体作動シリンダ３，４，５の内部で加圧された作動油の供給に続いて、ステム８，９，１０が第１の伸長１２に沿って基礎体２の内部を摺動し、クランプブラケット１９，２０がホーム位置から中間位置に移動する。

【0113】

中間位置では、クランプブラケット１９，２０がホーム位置に対して回転し、ワークピースＰ（図４）に張り出した遠位部２０によって載置される。

【0114】

一旦中間位置に達すると、流体作動シリンダ３，４，５の内部の加圧下の作動油の供給が継続され、ステム８，９，１０は、第２の伸長１３に沿って基礎体２の内部を摺動する。

【0115】

ステム８，９，１０が第２の伸長１３に沿って移動する間、クランプブラケット１９，２０は中間位置から作業位置に移動する。作業位置において、工作機械Ｍ上でワークピースＰをクランプすることで、遠位部２０がワークピースＰ上に載る。

【0116】

この状況において、第１のプローブ要素２６，２７が第１のスライダ２８に接触することで、制御システムは、クランプブラケット１９，２０が実際にクランプ位置にあるかどうかを検証して、工作機械Ｍのツールによる機械加工操作の実行に同意することができる（図５）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】