(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬入出するコンベアと、ワークを加工部とコンベア近傍との間で移送する移送手段と、コンベアに隣接する位置で未加工ワークを待機させる待機ステーションと、未加工ワークをコンベアから待機ステーションに移載する第１移載機構と、加工済みワークを移送手段からコンベアに移載する第２移載機構と、未加工ワークを待機ステーションから移送手段に移載する第３移載機構とからなるワーク交換装置。
【請求項２】
水平な第１軸線方向にワークを搬入出するコンベアと、前記水平方向と交差する水平な第２軸線方向の移動によりワークを加工部とコンベア近傍との間で移送する移送手段と、コンベアに隣接し且つ第２軸線上の位置で未加工ワークを待機させる待機ステーションと、未加工ワークをコンベアの第２軸線上の位置から待機ステーションに移載する第１移載機構と、第２軸線を含む鉛直面内での移動により加工済みワークを待機ステーション上方位置で移送手段から受け取りコンベアに移載する第２移載機構と、鉛直方向移動により未加工ワークを待機ステーションから移送手段に移載する第３移載機構とからなるワーク交換装置。
【請求項３】
水平な第１軸線方向にワークを搬入出するコンベアと、前記水平方向と交差する水平な第２軸線方向の移動によりワークを加工部とコンベア近傍との間で移送する移送手段と、コンベアに隣接し且つ第２軸線上の位置で未加工ワークを待機させる待機ステーションと、未加工ワークをコンベアの第２軸線上の位置から待機ステーションに移載する第１移載機構と、第１軸線と第２軸線の交差するコンベア上で鉛直方向移動により加工済みワークを移送手段から受け取りコンベアに移載する第２移載機構と、鉛直方向移動により未加工ワークを待機ステーションから移送手段に移載する第３移載機構とからなるワーク交換装置。
【請求項４】
前記移送手段が下方にワークを保持可能なチャックを有する工作機械の主軸台である請求項１から請求項３に記載のワーク交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械のワーク交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械において、主軸台やローダハンドやロボットハンド等のワーク移送手段の移動によりワーク交換を行う技術が知られている。例えば、立形旋盤においては、図１６に示すように、加工が終了すると、主軸台５１が加工部からコンベア５２の上方へ移動し、主軸台５１が下降し、チャック５３が加工済ワークＷＡをコンベア５２に降ろし、主軸台５１が上昇してコンベア５２の上方で待機し、コンベア５２が加工済みワークＷＡを搬出しかつ未加工ワークＷＢを搬入し、主軸台５１が再び下降し、チャック５３が未加工ワークＷＢを把持し、主軸台５１が上昇したのち加工部へ移動し、ワーク交換の１サイクルが完了するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の立形旋盤によると、主軸台５１の移動によりワーク交換を行っているため、１サイクルにつき主軸台５１が上下方向であるＺ軸方向に２往復する必要があり、また、コンベア５２の動作期間中に主軸台５１が待機する必要もあって、ワーク交換時間が長くなるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、ワーク移送手段の移動距離及び待ち時間を最小限に抑えて、ワーク交換時間を短縮することができる工作機械のワーク交換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】
上記の課題を解決するために、本発明のうち、請求項１のワーク交換装置は、ワークを搬入出するコンベアと、ワークを加工部とコンベアとの間で移送する移送手段と、コンベアに隣接する位置で未加工ワークを待機させる待機ステーションと、未加工ワークをコンベアから待機ステーションに移載する第１移載機構と、加工済みワークを移送手段からコンベアに移載する第２移載機構と、未加工ワークを待機ステーションから移送手段に移載する第３移載機構とからなることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２のワーク交換装置は、水平な第１軸線方向にワークを搬入出するコンベアと、前記水平方向と交差する水平な第２軸線方向の移動によりワークを加工部とコンベア近傍との間で移送する移送手段と、コンベアに隣接し且つ第２軸線上の位置で未加工ワークを待機させる待機ステーションと、未加工ワークをコンベアの第２軸線上の位置から待機ステーションに移載する第１移載機構と、第２軸線を含む鉛直面内での移動により加工済みワークを待機ステーション上方位置で移送手段から受け取りコンベアに移載する第２移載機構と、鉛直方向移動により未加工ワークを待機ステーションから移送手段に移載する第３移載機構とからなることを特徴とする。
【０００７】
更に、請求項３のワーク交換装置は、水平な第１軸線方向にワークを搬入出するコンベアと、前記水平方向と交差する水平な第２軸線方向の移動によりワークを加工部とコンベア近傍との間で移送する移送手段と、コンベアに隣接し且つ第２軸線上の位置で未加工ワークを待機させる待機ステーションと、未加工ワークをコンベアの第２軸線上の位置から待機ステーションに移載する第１移載機構と、第１軸線と第２軸線の交差するコンベア上で鉛直方向移動により加工済みワークを移送手段から受け取りコンベアに移載する第２移載機構と、鉛直方向移動により未加工ワークを待機ステーションから移送手段に移載する第３移載機構とからなることを特徴とする。
【０００８】
加えて、請求項４のワーク交換装置は、請求項１から請求項３に記載の発明において、前記移送手段が下方にワークを保持可能なチャックを有する工作機械の主軸台であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を立形旋盤に具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この立形旋盤においては、主軸台１とチャック２とによりワーク移送手段が構成され、主軸台１のＸ軸移動によりチャック２が加工済みワークＷＡ及び未加工ワークＷＢを刃物台３近傍の加工部とコンベア４との間で移送する。
【００１０】
コンベア４は立形旋盤の周囲に環状に設置され、多数のパレット５を間欠移動して、加工済みワークＷＡをワーク交換位置４ａから搬出し、未加工ワークＷＢをワーク交換位置４ａに搬入する。ワーク交換位置４ａは主軸台１のＸ軸移動経路とコンベア４との交点に設定されている。
【００１１】
図１及び図２に示すように、ワーク交換位置４ａにおいてコンベア４の内側には、未加工ワークＷＢをコンベア４と隣接する位置で待機させる待機ステーション６が設けられている。また、コンベア４の外側には、昇降板７が支柱８に沿って昇降可能に設けられ、昇降板７の上にスライダ９がＸ軸方向へ水平移動可能に支持されている。
【００１２】
スライダ９の先端には加工済みワークＷＡを運搬するキャリア１０が設けられ、スライダ９の上にはエア又は油圧駆動のシフトシリンダ１１が水平に設置されている。そして、シフトシリンダ１１により未加工ワークＷＢをコンベア４から待機ステーション６に移載する第１移載機構が構成され、昇降板７及びスライダ９により加工済みワークＷＡをチャック２からコンベア４に移載する第２移載機構が構成されている。
【００１３】
待機ステーション６には未加工ワークＷＢを載せるパレット１２が設けられるとともに、パレット１２を昇降するエア又は油圧駆動のリフトシリンダ１３が垂直に設置されている。そして、リフトシリンダ１３により未加工ワークＷＢを待機ステーション６からチャック２に移載する第３移載機構が構成されている。
【００１４】
上記構成のワーク交換装置は以下の工程順でワーク交換を行う。
▲１▼  図２に示すように、加工中にコンベア４が未加工ワークＷＢをワーク交換位置４ａに搬入する。
▲２▼  図３に示すように、シフトシリンダ１１が未加工ワークＷＢをコンベア４から待機ステーション６に移載する。
【００１５】
▲３▼  図４に示すように、スライダ９が前進し、キャリア１０がコンベア４上の空のパレット５を保持する。
▲４▼  図５に示すように、昇降板７が上昇し、スライダ９が前進し、キャリア１０がパレット５を待機ステーション６の上方位置まで運搬する。加工を終了した主軸台１がコンベア４側へ移動し、チャック２が加工済みワークＷＡをパレット５の真上まで移送する。リフトシリンダ１３が伸長し未加工ワークＷＢをパレット５の真下に配置する。
【００１６】
▲５▼  図６に示すように、チャック２が加工済みワークＷＡをパレット５上に降ろす。
▲６▼  図７に示すように、スライダ９が後退し、昇降板７が下降し、キャリア１０が加工済みワークＷＡをコンベア４まで運搬する。リフトシリンダ１３が伸長し未加工ワークＷＢをチャック２の真下に配置する。
▲７▼  図８に示すように、チャック２が未加工ワークＷＢを把持し、スライダ９が後退し、キャリア１０がコンベア４から離れる。
【００１７】
▲８▼  図９に示すように、主軸台１が刃物台３側へ移動し、リフトシリンダ１３が収縮しパレット１２を待機ステーション６に戻す。コンベア４が加工済みワークを搬出したのち、次の未加工ワークＷＢを搬入する。
以上で、ワーク交換の１サイクルが完了する。
【００１８】
このように、本実施形態のワーク交換装置においては、昇降板７、スライダ９、シフトシリンダ１１及びリフトシリンダ１３の連携動作により、加工済みワークＷＡのアンローディング並びに未加工ワークＷＢのローディングが連続的に実施される。従って、主軸台１の移動距離及び待ち時間を最小限に抑え、従来と比較し、ワーク交換時間を大幅に短縮することができる。
【００１９】
図１０〜図１５はワーク交換装置の別の実施形態を示すものである。この交換装置においては、シフトシリンダ１１がコンベア４外側の定位置に設置されている。コンベア４の下側にはキャリアシリンダ１５が垂直に設置され、このシリンダ１５により加工済みワークＷＡをチャック２からコンベア４に移載する第２移載機構が構成されている。その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２０】
このワーク交換装置は以下の工程順でワーク交換を行う。
▲１▼  図１０に示すように、加工中にコンベア４が未加工ワークＷＢをワーク交換位置４ａに搬入する。
▲２▼  図１１に示すように、シフトシリンダ１１が未加工ワークＷＢをコンベア４から待機ステーション６に移載する。
▲３▼  図１２に示すように、キャリアシリンダ１５が伸長しパレット５を上昇する。加工を終了した主軸台１がコンベア４側へ移動し、チャック２が加工済みワークＷＡをパレット５の真上まで移送する。
【００２１】
▲４▼  図１３に示すように、チャック２が加工済みワークＷＡをパレット５上に降ろす。
▲５▼  図１４に示すように、キャリアシリンダ１５が収縮し加工済みワークＷＡをコンベア４上に降ろす。主軸台１が待機ステーション６の真上に移動し、リフトシリンダ１３が伸長し未加工ワークＷＢをチャック２の真下に配置する。
【００２２】
▲６▼  図１５に示すように、チャック２が未加工ワークＷＢを把持し、主軸台１が刃物台３側へ移動する。リフトシリンダ１３が収縮しパレット１２を待機ステーション６に戻す。コンベア４が加工済みワークを搬出したのち、次の未加工ワークＷＢを搬入する。
以上で、ワーク交換の１サイクルが完了する。
【００２３】
従って、この実施形態のワーク交換装置によっても、シフトシリンダ１１、リフトシリンダ１３及びキャリアシリンダ１５の連携動作により、加工済みワークＷＡのアンローディング並びに未加工ワークＷＢのローディングを短時間に実施することができる。また、加工済みワークＷＡをキャリアシリンダ１５で運搬するので、前記実施形態と比較し、第２移載機構をより簡単に構成することもできる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ワークをローダハンドやロボットハンドで移送したり、直線形のコンベアを用いたり、立形旋盤以外の各種工作機械に応用したりするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のうち、請求項１又は請求項２のワーク交換装置によれば、加工済みワークのアンローディング並びに未加工ワークのローディングを第１〜第３移載機構の連携動作により連続的に実施するので、ワーク移送手段の移動距離及び待ち時間を最小限に抑えて、ワーク交換時間を短縮できるという優れた効果を奏する。
【００２６】
また、請求項３のワーク交換装置によれば、第２移載機構が昇降するのみの構成で済むので、より簡単な構成とすることができる。更に、請求項４のワーク交換装置においては、ワーク移送手段として工作機械の主軸台を使用するように工作機械に組み込むので、コンベアを含む設備全体がコンパクトになると共に低コストで構成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す立形旋盤の斜視図である。
【図２】図１の旋盤のワーク交換装置を示す正面図である。
【図３】図２の装置の作用説明図である。
【図４】図３に続く作用説明図である。
【図５】図４に続く作用説明図である。
【図６】図５に続く作用説明図である。
【図７】図６に続く作用説明図である。
【図８】図７に続く作用説明図である。
【図９】図８に続く作用説明図である。
【図１０】ワーク交換装置の別の実施形態を示す正面図である。
【図１１】図１０の装置の作用説明図である。
【図１２】図１１に続く作用説明図である。
【図１３】図１２に続く作用説明図である。
【図１４】図１３に続く作用説明図である。
【図１５】図１４に続く作用説明図である。
【図１６】従来のワーク交換装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・主軸台、２・・チャック、３・・刃物台、４・・コンベア、６・・待機ステーション、７・・昇降板、９・・スライダ、１１・・シフトシリンダ、１３・・リフトシリンダ、１５・・キャリアシリンダ、ＷＡ・・加工済みワーク、ＷＢ・・未加工ワーク。
【図１】
0003679318.tif 000002
【図２】
0003679318.tif 000003
【図３】
0003679318.tif 000004
【図４】
0003679318.tif 000005
【図５】
0003679318.tif 000006
【図６】
0003679318.tif 000007
【図７】
0003679318.tif 000008
【図８】
0003679318.tif 000009
【図９】
0003679318.tif 000010
【図１０】
0003679318.tif 000011
【図１１】
0003679318.tif 000012
【図１２】
0003679318.tif 000013
【図１３】
0003679318.tif 000014
【図１４】
0003679318.tif 000015
【図１５】
0003679318.tif 000016
【図１６】
0003679318.tif 000017