(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを自動で搬送し工作する工作機械であって、
工作時にワークを把持するチャックと、
ワークを把持する少なくとも一つの把持部材を有する把持アームを備え、ワークをチャックに搬送するワーク搬送装置と、
前記チャックが一方に位置し、前記ワーク搬送装置にワークを装填させるための移送ステーションが他方に位置するよう配置される仕切部材と、を有し、
前記把持部材が設けられるヘッド部材が、前記把持アームの先端に設けられ、
前記ワーク搬送装置を駆動する手段は、前記仕切部材に対し、前記チャックと反対側に位置し、
前記仕切部材には、前記移送ステーションに対応する第１開口と、前記ワーク搬送装置の駆動軸を通す為の第２開口が形成され、
前記仕切部材の前記第１開口は、前記仕切り部材の前記第１開口を囲む部分と前記ヘッド部材とが密着することによって前記ワーク搬送装置の前記把持アームによりシールされ、前記第２開口には伸縮式カバー部材が設けられていることを特徴とする、工作機械。
【請求項２】
前記仕切部材は少なくとも１つのパネルであり、
前記把持アームは、把持アーム駆動手段により、前記パネルに対しチャックと同じ側で、前記把持部材が前記移送ステーションに対向する第１位置と、前記把持部材が前記チャックに対向する第２位置との間で移動駆動され、
前記把持アームが前記第１位置にある時には、前記把持アームと前記パネルは互いに密着する表面を持ち、前記第１開口をシールするよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記把持アーム駆動手段が、駆動軸と、前記駆動軸を軸方向に移動する第１駆動手段と、前記駆動軸を軸回りに回転駆動する第２駆動手段と、により構成され、前記第１駆動手段及び第２駆動手段が前記パネルの前記移送ステーションと同じ側に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
該駆動軸に螺旋軌道と軸方向軌道を形成すると共に、該螺旋軌道には第１回動部材が係合し、該軸方向軌道には第２回動部材が係合し、前記第１回動部材は前記第１駆動手段の第１駆動モータにより回動され、前記第２回動部材は前記第２駆動手段の第２駆動モータにより回動されることを特徴とする、請求項３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記螺旋軌道及び前記軸方向軌道は、夫々前記駆動軸の外表面上に形成された少なくとも１条の螺旋軌道及び軸方向軌道であり、
前記第１回動部材は、前記駆動軸の前記螺旋軌道に係合する螺旋軌道を内面に有する第１ナットであり、
前記第２回動部材は、前記駆動軸の前記軸方向軌道に係合する軌道を内面に有する第２ナットであることを特徴とする、請求項４に記載の工作機械。
【請求項６】
前記ワーク搬送装置が、前記第１駆動モータと前記第２駆動モータを駆動して前記把持アームを該第１位置と該第２位置との間で移動させる制御手段をさらに有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の工作機械。
【請求項７】
前記移送ステーションが、装填ステーションと排出ステーションよりなり、前記把持アームは第１把持部材及び第２把持部材を有し、該第１把持部材及び第２把持部材はワークを開放可能に係合して支持する爪手段を有しており、前期第１把持部材及び第２把持部材の位置は、装填ステーションと排出ステーションに夫々が同時に位置できるように設定されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の工作機械。
【請求項８】
前記少なくとも１つのパネルと、複数の隣接する壁、ドアにより規定される工作チャンバーを有し、前記チャックが前記工作チャンバーの内部にあることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の工作機械。
【請求項９】
前記工作機械が、前記移送ステーションまでワークを前進させるシュート手段を有し、
前記シュート手段は、前記シュート手段の底部に前記シュート手段に沿って設けられた底部案内と、前記シュート手段の両側部に前記底部案内に平行して設けられた１対の側面案内と、を有し、
前記１対の側面案内の一方には、前記ワーク搬送装置の前記把持部材がワークを取り出すための開口が形成され、
前記把持アームには、前記把持部材に把持された前記ワークに弾性的に係合するプッシャプレートが設けられ、
前記シュート手段には、前記把持部材が前記移送ステーションに対向した時に、前記プッシャプレートが前記一方の側面案内と同一平面を形成する位置で前記プッシャプレートを停止するストッパ手段が設けられていることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、旋盤などの工作機械において、ワークをチャックまで自動搬送するワークの搬送装置、及びそれを用いた工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤などの工作機械においては、工作時には、ワークはチャックにより把持されるのが普通である。チャックはスピンドルの先端に固定されており、工作時にはスピンドルが回転して、チャックに把持されたワークは工具に接触する。工具は切削を行うための刃を有しており、この刃によってワークからチップが削り取られる。また、工具やワークの潤滑のため切削油も使われる。
工作機械を自動化するためには、ワークを自動的に把持し又開放する自動チャックが必要である。さらに、一層自動化を進めるためには、工作開始前にワークをチャックに取り付け、工作終了後にはワークをチャックから取り外す、ワーク搬送装置も必要である。このワーク搬送装置は、未加工のワークをシュートなどの装填ステーションから取り上げてチャックまで搬送し、さらに、加工済みのワークをチャックから取り外し、シュートなどの排出ステーションまで搬送するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のワーク搬送装置では、ワーク把持機構を端部に備えた可動軸が使われている。この可動軸は軸方向に直進移動可能であると共に、回転方向にも回動可能である。そのため、このようなワーク搬送装置では、回転移動のためのモータと、直進移動のための流体シリンダあるいはエアシリンダが必要である。従って、このようなワーク搬送装置は、回転移動のための電力と、これとは別に直進移動のための流体あるいはエア源が必要となる。
また、別のタイプのワーク搬送装置は米国特許第4,646,422号により開示されている。このワーク搬送装置では、両端を回転可能に支持される軸を有し、アームは軸に沿って移動可能に支持されると共に回転方向には固定される。第１の駆動モータは軸を回動し、第２の駆動モータは軸の内部に設けられたねじ付きロッドを回転させることによりアームを直進移動させるよう構成されている。しかしながら、この軸は工具とチャックの間に延びているため、移動範囲は限られている。さらに、ワーク搬送機構は工作時に発生するチップや切削油をかぶりやすいという問題点がある。
別のタイプのワーク搬送装置は、米国特許第4,458,566号により開示されている。ここでは、可動軸を直進、回転共に可能とし、可動軸の端部にアームを固定している。しかし、回転はアームに垂直に設けられたねじにより行われ、回転はロッドの長さにより決まる弧に沿った回転に限定される。そのため、アームの装填及び排出能力も限られたものになる。
工作時に生じるチップや切削油は、しばしば予期せぬ方向に放出される。さらに、チップや切削油が侵入すると、工作機械の障害を引き起こす。例えば、チップはワークの装填及び排出に用いられる把持装置の動作の障害となる。その為、チップや切削油は、工作の行われている部分から外に漏れないようにするのが望ましい。
従来のワーク搬送装置のワーク把持機構は、３爪チャックとプッシャプレートにより構成されている。ワークは可動シャッターによって、シュートの開口から落ちないように保持されている。把持機構がワークに向けて移動し、シャッターが開くと、プッシャプレートがワークに係合する。その後、爪が閉じてワークに係合しワークをシュートから取り出す。
下から２番目以降のワークは、把持機構の３爪チャックが一番下のワークを取り出す動作を邪魔しない位置に保持されている。そのため、下から２番目のワークを抑える第１ゲートと、下から３番目のワークを抑える第２ゲートが用いられる。即ち、次のワークを送る際には、第２ゲートを閉鎖したまま第１ゲートを開け、ワークを一つだけ一番下まで送ってから、第１ゲートを閉じて第２ゲートを開くよう構成する必要がある。即ち、この種のワーク搬送装置は、可動シャッターと２つの可動なゲートが必要であり、このため搬送装置のコストは上昇し、構造は複雑になる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、移動性を向上させ、駆動用シリンダを使用しないワーク搬送装置を提供することである。
また、本発明のもう１つの目的は、工作時に発生するチップや切削油が工作を行う場所から外に漏れない工作機械を提供することである。
さらに、本発明の別の目的は、ワークを投入するシュートに設けられるゲートやシャッター等の可動部品の数を低減した工作機械を提供することである。
【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、本発明のワーク搬送装置は、ワークを把持する少なくとも一つの把持部材を有する把持アームと、該把持アームを先端に取り付けた駆動軸と、を有し、該駆動軸に螺旋軌道と軸方向軌道を形成すると共に、該螺旋軌道には第１回動部材が係合し、該軸方向軌道には第２回動部材が係合し、第１回動部材は第１駆動モータにより回動され、前記第２回動部材は第２駆動モータにより回動されるよう構成されている。
ここで、螺旋軌道とは、螺旋状に形成された溝又は凸部であり、軸方向軌道とは、軸方向に形成された溝又は凸部である。
また、本発明に係る、ワークを自動で搬送し工作する工作機械は、ワークを自動で搬送し工作する工作機械であって、工作時にワークを把持するチャックと、ワークを把持する少なくとも一つの把持部材を有する把持アームを備え、ワークをチャックに搬送するワーク搬送装置と、チャックが一方に位置し、ワーク搬送装置にワークを装填させるための移送ステーションが他方に位置するよう配置される仕切部材と、を有し、ワーク搬送装置を駆動する手段は、仕切部材に対し、チャックと反対側に位置し、仕切部材には、前記移送ステーションに対応する第１開口と、前記ワーク搬送装置の駆動軸を通す為の第２開口が形成され、仕切部材の第１開口は、ワーク搬送装置の把持アームによりシールされ、第２開口には伸縮式カバー部材が設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る、ワークを自動で搬送し工作する工作機械は、工作時にワークを把持するチャックとワークを把持する少なくとも一つの把持部材を有する把持アームを備え、ワークをチャックまで搬送するワーク搬送手段と、ワーク搬送装置にワークを装填させるための移送ステーションと、移送ステーションまでワークを前進させるシュート手段と、を有し、シュート手段は、シュート手段の底部にシュート手段に沿って設けられた底部案内と、前記シュート手段の両側部に前記底部案内に平行して設けられた１対の側面案内と、を有し、１対の側面案内の一方には、ワーク搬送装置の把持部材がワークを取り出すための開口が形成され、把持アームには、把持部材に把持されたワークに弾性的に係合するプッシャプレートが設けられ、シュート手段には、前記把持部材が前記移送ステーションに対向した時に、前記プッシャプレートが前記一方の側面案内と同一平面を形成する位置で前記プッシャプレートを停止するストッパ手段が設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る、ワークを自動で搬送し工作する工作機械は、工作時にワークを把持するチャックと、ワークをチャックまで搬送するワーク搬送手段と、ワーク搬送装置にワークを装填させるための移送ステーションと、移送ステーションまでワークを前進させるシュート手段と、を有し、ワーク搬送装置のワークを把持する少なくとも一つの把持部材は、２つの爪を有し、シュート手段には、作用位置と退避位置との間で移動可能であり、作用位置にある時には、ワークが移送ステーションまで転がり降りないよう規制するゲートが一つだけ設けられていることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、ワーク搬送装置１２を有する工作機械１０である。工作機械１０は、装置フレーム１３とモータ駆動のスピンドル１４を有している。スピンドル１４の端部にはチャック１５が固定されている。チャック１５はワーク１１の把持、開放を自動で行う所謂自動チャックである。
チャック１５は、後述の通り、数枚の壁１７とドア２０により規定される工作チャンバー１６の内部に延びている。また、工具タレット２１は、選択された工具２２がワーク１１に接触する位置に設けられている。
【０００７】
工作チャンバー１６には、ワーク１１をチャック１５に搬送するための把持アーム２３が配置されている。把持アーム２３は、装置フレーム１３に軸方向及び回転方向に移動可能に支持されている。図６に示すように、把持アーム２３にはヘッド１８が設けられ、ヘッド１８には後述の通り第１把持部材２７と第２把持部材２８が取り付けられている。
【０００８】
図２に示すように、駆動軸２４は軸３０を規定する。また、駆動軸２４は、軸方向（即ちＺ方向）に移動可能となり、軸回りの回転方向（即ちＣ方向）にも移動可能となるよう、装置フレーム１３に取り付けられている。駆動軸２４には、駆動軸２４に沿って、螺旋軌道３１と軸方向の軌道３２が形成されている。
【０００９】
駆動軸２４は、第１駆動手段３８により部分的に支持されている。第１駆動手段３８には、螺旋軌道３１に係合する螺旋軌道３４が形成された第１ナット３３を有している。第１ナット３３は、装置フレーム１３に固定されると共に、駆動シャフト２４の軸３０回りの回転方向の移動のみ許容し、軸方向には移動させないよう規制する。第１ナットはベルト３６を介して第１駆動モータ３５に連結される。第１駆動モータはリバーシブルモータであるため、第１ナットは両方向に回転可能となる。従って、第１ナット３３がある方向に回転すると、駆動軸２４は軸方向に移動し、第１ナット３３が逆方向に回転すると、駆動軸２４は軸方向に逆方向に移動する。
【００１０】
螺旋軌道３１は、図６や図７に示すように、駆動軸２４の表面に形成された１条の溝である。なお、螺旋軌道３１は多条、例えば２条に形成することもできる。また、第１ナット３３の螺旋軌道３４と駆動軸２４の螺旋軌道３１は、ボール３７を介して作動する。ボール３７は、夫々が自由に回転できるようにして第１ナット３３から出ないように規制しても良いし、１般のボールねじのようにリターンチューブなどを使ってボール３７が第１ナット３３を循環するよう構成しても良い。
なお、螺旋軌道３１は、上記のような溝の代わりに、駆動軸２４の表面から盛り上がった凸部として形成することもできる。この場合はボール３７は使用せず、駆動軸２４と第１ナット３３はすべり接触する。
【００１１】
図２に示すように、駆動軸２４は第２駆動手段３９によっても支持される。第２駆動手段３９は第２ナット４０を有しており、第２ナット４０の内表面には駆動軸２４の軸方向の軌道３２に係合する軸方向の軌道４１が形成されている。また、第２ナット４０は、装置フレーム１３に固定されており、駆動軸２４を軸方向には固定すると共に、回転方向には移動可能に保持する。第２ナット４０は、ベルト４３を介して第２駆動モータ４２に接続されている。第１駆動モータ３５同様、第２駆動モータもリバーシブルモータである。従って、第２駆動モータ４２がナット４０を回転すると、ナット４０に形成された軌道４１は駆動軸２４の軌道３２に係合し、駆動軸２４を回転させる。また、第２駆動モータには、第２ナット４０の回転、即ち駆動軸２４の回転を停止するためのブレーキ４４が設けられている。
【００１２】
軸方向に延びる軌道３２は、駆動軸２４の外周上に軸３０と平行に形成された１条あるいは多条の溝である。好ましい例としては、図６や図７のように、軌道３２は駆動軸２４の外周上に等間隔で形成された３対の溝として形成することができる。また、第２ナット４０の軌道４１と駆動軸２４の軌道３２は、ボール４５を介して作動する。ボール４５は、夫々が自由に回転するようにして第２ナット４０から出ないように規制しても良いし、１般のリニアガイドのようにリターンチューブなどを使ってボール４５が第２ナット４０を循環するよう構成しても良い。
なお、溝の代わりに、駆動軸２４の表面から盛り上がった凸部として形成することも可能である。この場合には、ボール４５は使用せず、駆動軸２４と第２ナット４０はすべり接触する。
【００１３】
このように構成されているため、把持アーム２３をＺ方向に移動するには、第１駆動モータ３５を駆動する。駆動軸２４は、第１ナット３３の作動や把持アーム２３の重量、あるいは把持アームに把持されるワーク１１の重量などにより駆動軸２４にかかるトルクのために回転しようとする傾向がある。このような、不要な回転を防止するため、ブレーキ４４が第２モータに設けられている。
また、把持アーム２３を回転させるには、まずブレーキ４４を解除し、第２駆動モータ４２を駆動する。このように、駆動軸２４が回転中に、第１ナット３３が駆動軸２４と共に回転し、駆動軸２４に対しては回転しない。
【００１４】
制御手段４６は、コンピュータやその他のコントローラであり、駆動モータ３５、４２とブレーキ４４を制御する。作業者は、図１に示す工作機械１０に設けられた操作パネル４７から制御手段４６のプログラムを作成することができる。制御手段４６はその他にも、例えば自動チャック１５の開閉、スピンドル１４の回転、ワーク１１に対する工具の移動等、を制御し、加工作業の完全自動化を達成する。このようにして、駆動モータ３５、４２の作動によって把持アーム２３はＺ方向又はＣ方向あるいは両者を組み合わせた方向に移動する。
【００１５】
ワーク搬送装置１２は軸方向及び水平に離れた２つの位置の間をワーク１１を移動する。即ち、ワーク１１は、ワーク１１を装填する第１位置（図８に示す）と、自動チャック１５に対応した第２位置（図９に示す）との間を搬送される。なお、自動チャック１５などの所謂工作ステーション５０によりワークが把持される位置をワークステーション４９と呼ぶ。ここで、ワーク１１を装填するための第１位置については後述する。
【００１６】
図３に示すように、ワーク移送手段５１は装置フレームに固定されている。ワーク移送手段５１は装填手段５２と排出手段５３を有している。ワーク装填手段５２は、装置フレーム１３に向けて下りに傾斜する投入シュート５４を有している。未加工のワーク１１は、作業者あるいは図示しない自動コンベヤによって、投入シュート５４に載せられ、投入シュート５４に沿って投入シュート５４の端部に設けられたバンパー５５に向けて転がり降りる。シュート５４の端部は装填ステーション５６を形成している。この装填ステーション５６から、把持アーム２３のヘッド１８に設けられた第１把持部材２７によって、ワーク１１が取り出される。
【００１７】
ワーク排出手段５３は、装置フレーム１３から下りに傾斜する排出シュート５７を有している。排出シュート５７の上端は排出ステーション６０を形成している。排出ステーション６０には、第２把持部材２８によって、加工済みのワーク１１ａが載せられる。
【００１８】
排出ステーション６０は装填ステーション５６に隣接している。そして、第１把持部材２７と第２把持部材２８は、排出ステーション６０と装填ステーション５６の間隔と同じ間隔だけ離れている。即ち、第１把持部材２７と第２把持部材２８は、同時に、夫々排出ステーション６０と装填ステーション５６に対向することができる。
【００１９】
図４Ａから図４Ｃは、ワーク搬送装置１２により、加工済みのワーク１１ａを未加工のワーク１１と取り替える過程を示す。図４Ａに示すように、把持アーム２３が第１位置にある時に、装填ステーション５６において、未加工のワーク１１が第１把持部材２７に把持される。この時のワーク搬送装置１２の側面図を図８に実線で示す。そして、第１駆動モータ３５の駆動によって、把持アーム２３は軸方向に移動して第１位置から離れる。この時のワーク搬送装置１２の側面図を図８に２点鎖線で示す。同時に、把持アーム２３の不要な回転を防止するために、第２駆動モータ４２のブレーキ４４が作動する。続いて、ブレーキ４４は解除され、第２駆動モータ４２が作動し、把持アーム２３は図４Ｂに示す位置に達するまで、下方に向けて移動する。
【００２０】
そして、再度ブレーキ４４が作動し、第１駆動モータ３５は図４Ａの時と逆方向に駆動して、把持アーム２３は軸方向にチャック１５に向けて移動する。第２把持部材２８は加工済みのワーク１１ａを自動チャック１５から取り上げる。そして、第１駆動モータが再度駆動して、把持アーム２３を軸方向にチャック１５から離れる向きに移動する。続いて、把持アーム２３はさらに下方に向けて移動し、図４Ｃに示す位置に達する。そして、把持アーム２３は再び軸方向にチャック１５に向けて移動する。この時のワーク搬送装置１２の側面図を図９に示す。ここで、第１把持部材２７が開かれ、未加工のワーク１１は自動チャック１５に載せられる。それから、把持アーム２３は軸方向に自動チャック１５から離れる向きに移動し、次いで上方に移動して図４Ａの位置に戻る。その後、把持アーム２３は軸方向に移動して第１位置に達する。そこで、第２把持部材２８が開放されて加工済みのワーク１１ａは排出シュート５７の排出ステーション６０に置かれる。加工済みのワーク１１ａは、排出シュート５７からコンベヤに転がり出る。
【００２１】
図１に示すように、チャック１５、把持アーム２３、工具タレット２１は工作チャンバー１６の内部に配置されている。工作チャンバー１６は、数枚の壁１７とドア２０により囲まれており、工作時に発生するチップや切削油が、工作機械１０の他の部品や作業者にかからないよう工作チャンバー１６から外に漏れないようにするものである。
【００２２】
工作チャンバー１６の壁１７の１つに、装置フレーム１３に固定されたパネル６１がある。パネル６１の片側には、装填ステーション５６と排出ステーション６０などの移送ステーション６２が設けられており、パネル６１の反対側には、チャック１５が位置している。パネル６１には第１開口６３が形成されている。第１開口６３は移送ステーション６２に対応している。また、パネル６１には第２開口６４が形成されており、この第２開口６４を通って把持アーム２３の駆動軸２４が延びている。図５に、パネル６１の夫々の開口とチャック１５との位置関係を示す。把持アーム２３が第１位置にある時に、把持部材２７、２８は第１開口６３を通り抜けて夫々の移送ステーション６２に達する。１方、把持アーム２３が第２位置にある時には、把持部材２７、２８はチャック１５に達している。
【００２３】
把持アーム２３を第１位置に移動する時には、把持アーム２３を開口位置６３に向けて移動し、把持アーム２３の把持部材２７、２８が、開口６３を通り抜けて夫々装填ステーション５６と排出ステーション６０に達するようにする。
図３に示すように、第１開口６３の大きさ及び形状は、把持アーム２３のヘッド１８と同じに設定されている。さらに、ヘッド１８には把持部材２７、２８を囲むフランジ６５が形成されており、フランジ６５の表面がパネル６１の開口６３を囲む表面６７と密着するように構成されている。このように、把持アーム２３が第１位置に位置すると、把持部材２７、２８はパネル６１に対して工作が行われる側と反対の側に位置する上、ヘッド１８のフランジ６５とパネル表面６７との密着のため、把持部材２７、２８にはチップや切削油がかからない。
なお、より好ましくは、良好なシール効果が得るために、フランジ６５としては弾性シール６６を用いることができる。
【００２４】
また、把持アーム２３が第２開口６４を囲むパネル表面６８に密着するため、第１及び第２駆動手段にチップや切削油がかかることが防止できる。なお、より好ましくは、良好なシール効果が得るために、弾性シール６６ａを用いて、パネル表面６８に密着させることができる。
【００２５】
把持アーム２３には、駆動軸２４を覆う伸縮カバー６９が設けられている。図９に示すように、この伸縮カバー６９は、入れ子式のチューブで構成されており、把持アーム２３から第２開口６４を通って第２駆動手段３９まで延びている。この伸縮カバー６９によって、駆動軸２４や第１ナット３３、第２ナット４０がチップや切削油の侵入によって動作の障害を受けることが防止される。
【００２６】
図６に示すように、把持部材２７、２８はワーク１１を把持し開放する爪手段７０、７１を夫々有している。第１把持部材の爪手段７０は、互いに離接移動する２つの爪７２を有している。また、第２把持手段２８の爪手段７１は、互いに離接移動する３つの爪を有している。爪７２、７３は、図示しないエア源から駆動軸２４と把持アーム２３を通るエアホース７４によって供給されるエアにより駆動する。
【００２７】
また、把持部材２７、２８には夫々圧縮移動可能なプッシャプレート７５が設けられている。プッシャプレート７５は環状でワーク１１よりも大径に形成され、ばね付きの支軸７６によって把持アーム２３に固定されている。従って、第２把持部材２８の場合、プッシャプレート７５がワーク１１ａに接触し、把持部材２８がさらにチャック１５に向けて移動すると、プッシャプレート７５は押されて、支軸７６のばねが圧縮される。そして、爪によりワーク１１が把持されると、プッシャプレート７５はワーク１１への付勢力を維持する。
【００２８】
ワーク１１がチャック１５あるいは排出シュート５７の排出ステーション６０に搬送され、爪７２、７３が開くと、ワーク１１はプッシャプレート７５によって把持アーム２３から押し出される。このプッシャプレート７５の動作のため、爪７２、７３が開くと同時に、ワーク１１はチャック１５あるいは排出シュート５７に確実に載せられる。
【００２９】
図８に示すように、投入シュート５４には、投入シュート５４を転がり降りてくる未加工のワーク１１を支持するための底部案内７７、第１及び第２側面案内８１、８２が設けられている。また、投入シュート５４の下端にはバンパー５５が設けられており、さらに投入シュート５４の下端でのワーク１１の有無を検知する近接センサ７９が設けられている。投入シュート５４の下部は、装填ステーション５６を形成している。
【００３０】
また、投入シュート５４にはゲート８０が設けられている。ゲート８０は作用位置と退避位置との間で移動可能であり、作用位置にある時には、投入シュート５４の１番下のワーク１１の位置と下から２番目のワーク１１の位置の間に位置する。また、ゲート８０は、センサ７９からの信号に応じて制御手段４６によって制御される。このゲート８０の動作については後述する。
【００３１】
把持アーム２３に面している第１側面案内８１は、バンパー５５までは延びていない。また、投入シュート５４の下端には開口８３が形成されている。１方、第２側面案内８２はバンパー５５まで延びている。第１把持部材によってワーク１１が取り上げられると、ワーク１１は投入シュート１１から第１側面案内の開口８３を通って取り出される。
【００３２】
１以上のプッシャプレートストッパよりなるストッパ手段８４は、第１側面案内の開口８３に近接して、投入シュート５４に固定されている。ストッパ手段８４はプッシャプレート７５に接してこれを押しつけるに充分なだけ、開口８３内に延びている。また、ストッパ手段８４は第１側面案内８１の内表面と同一平面上にある。従って、第１把持部材２７が装填ステーション５６に移動し、爪７２が投入シュート５４内に入った状態では、ストッパ手段８４に当接するプッシャプレート７５が、開口８３を塞ぐことになる。また、この時、第１側面案内８１とプッシャプレート７５は同一平面上にある。
【００３３】
未加工のワーク１１が投入シュート５４から取り出されても、投入シュート５４内の残りのワーク１１は、作用位置にあるゲート８０によって止められている。従って、この時には、装填ステーション５６にはワーク１１は無い。
【００３４】
ワーク１１の工作が行われている間に、ゲート８０が退避位置に移動して、次の未加工ワーク１１が転がり降り、バンパー５５に当接して停止する。また、その次のワーク１１は最初のワーク１１に当接して停止する。そのため、ゲート８０は１つでよく、従来の装置のような２つのゲートは必要ない。従来の装置では、３爪チャックを使用していたため、隣のワークが３爪チャックの動作の邪魔にならないよう所定距離離した位置でワークを停止しておく必要があったため、ゲート８０は少なくとも２つ必要であった。
【００３５】
１番低い位置にあるワーク１１がバンパー５５に向けて転がり降りるときには、底部案内７７、第２側面案内８２、そして１時的に第１側面案内８１と同一平面を形成するプッシャプレート７５によって、ワーク１１は支持される。このように、プッシャプレート７５は第１側面案内８１の延長として作用するため、ワーク１１は３面から充分に支持される。また、第１把持部材２７の爪７２が開いているため、ワーク１１は装填ステーション５６に転がり降り、爪７２が閉じるとワーク１１はしっかりと把持される。そして、チャック１５に把持されたワーク１１の工作の終了後、未加工のワーク１１は投入シュート５４から取り出される。プッシャプレート８４はワーク１１の取り出しの邪魔になるほどには開口８３に突出していない。
【００３６】
以上説明したように、本実施例のワーク搬送装置及びこれを用いた工作機械によると、把持アームを取り付けた駆動軸に、螺旋軌道と軸方向軌道を形成し、その夫々に係合する第１及び第２ナットを第１及び第２駆動モータによって駆動するよう構成したことにより、把持アームの直進方向と回転方向に広範囲の移動が可能になり、駆動用のエア源あるいは流体源も不要となる。
又、移送ステーションに対応する開口部周辺のパネルと、把持アームのヘッドとが密着するよう構成したことにより、さらに、駆動軸を通す開口部には把持アームからパネルまで延びる入れ子式カバーを設けたことにより、工作時に発生するチップや切削油を工作チャンバー外に漏れないようにすることができる。
さらに、把持アームのプッシャプレートが移送ステーションの開口部を塞ぐよう構成されているため、該開口部には専用のシャッターを設ける必要が無くなったため、また把持部材の一方を２爪式にしたことにより、投入シュートのゲートが１つで済むようになったため、構成部品の点数低減ができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワーク搬送装置及びこれを用いた工作機械によると、把持アームの直進方向と回転方向に広範囲の移動が可能になると共に、駆動用のエア源あるいは流体源も不要となる。又、工作時に発生するチップや切削油を工作が行われる場所から外に漏れないようにすることができる。さらに、開口部には専用のシャッターを設ける必要が無い上、投入シュートのゲートが１つで済むようになったため、構成部品の点数低減ができ、製造コストの低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のワーク搬送装置を有する工作機械を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例のワーク搬送装置を示す側面図である。
【図３】ワーク搬送装置を、一部ヘッドを取り除いて示す、図１の線３−３についての断面図である。
【図４】ワーク搬送装置の搬送動作をステップ毎に示す正面図である。
【図５】ワーク搬送装置を取り除いて示すパネルの正面図である。
【図６】駆動軸と把持アームを示す斜視図である。
【図７】ワーク搬送装置の駆動軸を示す、図６の線７ー７についての断面図である。
【図８】ワーク搬送装置を示す、図３の線８ー８についての断面図である。
【図９】ワーク搬送装置を示す、図３の線９ー９についての断面図である。
【符号の説明】
１１            ワーク
１３            装置フレーム
１５            チャック
１６            工作チャンバー
２３            把持アーム
２４            駆動軸
３３            第１ナット
３５            第１駆動モータ
４０            第２ナット
４２            第２駆動モータ
４６            制御手段
５４            投入シュート
５７            排出シュート
５６            装填ステーション
６０            排出ステーション
６１            パネル
６３            開口
６５            フランジ
７５            プッシャプレート
８０            ゲート
８４            ストッパ手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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