(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤の側面カバー板(14)の外側に一体に設けられて当該旋盤に供給されるワークを収容するバケット(13)と、このバケットの底部からワークを上方へ搬送する傾斜した掻上爪(22)付きのリフトコンベア(2)と、このリフトコンベアの上方から旋盤の主軸の直上に斜めに延びる供給シュート(3)と、この供給シュートの入口ないし中間位置に設けられたストッパ(4)と、このストッパの上流側で検出光が供給シュートのワーク通路を横切るように配置した姿勢検出センサ５と、前記ストッパの下流側に位置して前記姿勢検出センサの出力信号により開閉されるゲート(6)と、このゲートの下方から前記バケットの上方に斜めに延びる戻りシュート(35)とを備えている、旋盤の姿勢制御装置付素材ストッカ。
【請求項２】
ストッパ(4) が供給シュート(3) の中間位置でワーク通路に出没自在に設けられており、このストッパの上流側に後続のワークを停止状態で保持する進退自在な第２ストッパ(44)が設けられている、請求項１記載の姿勢制御装置付素材ストッカ。
【請求項３】
姿勢検出センサ(5) が検出光の投射位置を個々に移動可能に装着された複数個の透過型光電センサ(51)であり、ゲート(6) は前記複数個の光電センサの組合せ信号により開閉される、請求項１または２記載の姿勢制御装置付素材ストッカ。
【請求項４】
複数個の透過型光電センサ(51)の配置位置の供給シュート壁に光電センサ(51)の個数より多い透孔(33)が設けられており、複数の光電センサは取付位置を変更可能なブラケット(52)を介して供給シュート(3) に装着されている、請求項３記載の姿勢制御装置付素材ストッカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、旋盤に供給される素材（ワーク）のストッカに関するもので、ストッカ内のワークを上方に取り出して一定方向にして送り出す姿勢制御装置を備えたストッカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤等の工作機械に素材ストッカとローダとを付設して、ストッカに内の素材を自動的に工作機械に供給して連続加工を行うことは、従来から広く行われているところである。従来一般に行われている方法は、ストッカに素材を一定の姿勢で並べ置き、ローダがそれを１個ずつ取り上げて工作機械に供給するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ワークが大きいときや同一ワークを大量生産する単品加工ラインのような場合には、素材や一次加工済みのワークが一定の姿勢で搬送されるので、工作機械のローダに素材を一定の姿勢で供給することにさほど問題は生じない。
【０００４】
しかしワークが小物ワークであるときは、ワークがバケット等に入れた状態で搬送されるので、ワークの姿勢はばらばらであり、これを素材ストッカ上に一定の姿勢で並べることは相当の作業負担となる。
【０００５】
また従来のように、工作機械にローダやストッカを別装置として付設するときは、装置全体の設置面積が大きくなり、また従来のストッカはテーブル面上にワークを並べ置くというようなものであったから、ストック量を多くしようとすると大面積のテーブルが必要であり、広い設置面積を必要とする問題があった。
【０００６】
そこでこの発明は、バケット内に乱雑に収容されたワークを、一定の姿勢でローダに供給することができる姿勢制御装置付のストッカを得ることにより、旋盤用のより省力化された連続自動運転を実現することを第１の課題としている。またこの発明は、上記のような姿勢制御装置を備えたストッカを、よりコンパクトにかつ簡単な構造で実現するとともに、供給されるワークの形状の変更にも容易に対応できる汎用性を備えた上記装置を得ることを第２の課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の姿勢制御装置付素材ストッカは、旋盤の側面カバー板１４の外側に一体に設けられて当該旋盤に供給されるワークを収容するバケット１３と、このバケットの底部からワークを上方へ搬送する傾斜した掻上爪２２付きのリフトコンベア２と、このリフトコンベアの上方から旋盤の主軸の直上に斜めに延びる供給シュート３と、この供給シュートの入口ないし中間位置に設けられたストッパ４と、このストッパの上流側で検出光が供給シュートのワーク通路を横切るように配置した姿勢検出センサ５と、前記ストッパの下流側に位置して前記姿勢検出センサの出力信号により開閉されるゲート６と、このゲートの下方から前記ストッカの上方に斜めに延びる戻りシュート３５とを備えたものである。
【０００８】
ストッパ４を、供給シュート３の中間位置でワーク通路に出没自在に設けた第１ストッパ板４１と、このストッパの上流側で進退自在な第２ストッパ４４とで構成することにより、ストッパを開いたときに後続のワークを停止状態で保持することができる。
【０００９】
姿勢検出センサ５を、検出光の投射位置を個々に移動可能に装着した複数個の透過型光電センサ５１で形成し、この複数個の光電センサの組合せ信号によりゲート６を開閉する構造とすることにより、簡単な構造で汎用性の高い姿勢制御を行うことができる。
【００１０】
この場合、複数個の透過型光電センサ５１の配置位置の供給シュート壁に光電センサ５１の個数より多い透孔３３を設け、複数の光電センサを取付位置を変更可能なブラケット５２を介して供給シュート３に装着することにより、ワーク形状に合わせた姿勢検出が容易に可能となる。
【００１１】
【作用】
バケット１３内に乱雑な方向で入れられたワークは、リフトコンベア２の掻上爪２２に載って上方に搬送される。ワークはこの掻上爪２２に載った時点で最初の姿勢制御が行われる。すなわち掻上爪２２に載ったワークは、当該爪２２とリフトコンベア２のコンベア面に沿う姿勢となり、そのような姿勢にならなかったワークは、掻上爪２２上で安定することなく落下する。
【００１２】
リフトコンベア２の上方に運ばれたワークは、供給シュート３に移送されるときまたは供給シュート３に沿って移動する途中で、ストッパ４に当接して停止し、この停止したワークを姿勢検出センサ５が検出する。姿勢検出センサとしてはビデオセンサが一般に用いられているが、複数の透過型光電センサ５１を用いるのが安価であり、ワーク形状に合わせた設定も直観的に行うことができる。
【００１３】
複数の光電センサを用いるときは、ワークの形状とどのような姿勢でローダに引き渡すかにより、各センサ５１の位置とワークの姿勢が正規の姿勢であるときの各センサのオンオフ状態を設定する。すなわち供給シュート３内でのワークの姿勢が正規の姿勢であるときにのみ、複数の光電センサ５１からある特有の組合せのオンオフ信号が出力される位置に、必要な個数のセンサを配置する。そしてワークを検出したときの各センサのオンオフ信号の組合せを、予め登録した正規姿勢の場合におけるオンオフ信号の組合せと照合することにより、ワークが正規の姿勢であるかどうかが検出される。
【００１４】
検出した信号の組合せが正規の姿勢における信号の組合せと一致したときは、戻りシュート３５へのゲート６を閉じて、ワークを供給シュート３の先端に送り出す。ストッパ４を出没自在に設けたものでは、ストッパ４を退避させてワークを送り出す。ストッパ４を退避させたときに後続するワークが同時に送り出されるのを防止するときは、ストッパ４の上流側に設けた第２のストッパ４を進出させて、後続のワークの移動を阻止する。ストッパ４を退避させる代わりにストッパの上流にプッシャを設けて、プッシャを動作させてワークを送り出す構造も可能である。
【００１５】
検出されたワークの姿勢が正規の姿勢でないときは、ゲート６を開いた後ワークを送り出して、ワークを戻りシュート３５に導き、バケット１３に返送する。従って供給シュート３の先端には正規の姿勢のワークのみが送り出されてくるから、供給シュート３の先端にローダへのワークフィード位置７３を設けることにより、ローダにワークを正規の姿勢で引き渡すことができる。
【００１６】
複数の透過型光電センサ５１でワークの姿勢を検出するものにおいて、供給シュート３の壁に多数の透孔３３を設けて、ワーク形状に応じて透孔のいくつかを選んで各センサ５１を固定できるようにしておけば、ワークの形状が変わったときのセンサの位置の変更を容易に行うことができ、旋盤に各種の形状のワークが供給されるときに便利である。
【００１７】
【実施例】
以下この発明のストッカを一体に内蔵した旋盤を示す図１ないし図７の実施例に基いて説明する。
【００１８】
図示装置は、旋盤１、旋盤１に供給されるワークを貯留するバケット１３、バレットからワークを取り出して旋盤１の主軸より高い位置まで持ち上げるリフトコンベア２、上端でリフトコンベア２から受け取ったワークを滑落させて主軸の直上部に送り出すシュート３、シュート３の中間位置に設けられた出没するストッパ４、ストッパ４の上流側でシュート内のワーク通路を横切るように検出光を投射している複数個の光電センサ５１からなる姿勢検出センサ５、ストッパ４の下流側でゲート６により開閉される分岐口３４、分岐口３４の下方からバケット１３の上方に装架された戻りシュート３５、ワークを旋盤のチャックに供給する直角座標型ロボットのローダ８、シュート３の出口とローダ８へのワークフィード位置７３との間に設けられたベルトコンベア７を備えている。
【００１９】
上記実施例で、バケット１３、リフトコンベア２、シュート３、ストッパ４、姿勢検出センサ５、ゲート６、分岐口３４、戻りシュート３５及びベルトコンベア７で構成される部分が、この発明の姿勢制御装置付素材ストッカとなっている。
【００２０】
旋盤１は通常構造のもので、正面から見て左手前側に主軸台１１を備え、この主軸台に軸支された主軸の先端にチャック１２が装着されている。ベッドや刃物台等は図示していない。
【００２１】
ローダ８のフレーム８１は、主軸台１１の背面側に固定されており、主軸台１１の上方部分に位置する主軸と平行な横ガイド８２を備えている。横ガイド８２には、その背後に配置したシリンダ８３によって往復駆動されるスライド台８４が摺動自在に嵌合しており、このスライド台の先端側（図２の右側）には、鉛直方向の縦ガイド８５が設けられている。縦ガイド８５には、上方に配置したシリンダ８６で昇降駆動されるヘッド８７が摺動自在に嵌合しており、このヘッド８７に旋盤のチャック１２と対向する開閉フィンガ８８と、この開閉フィンガの中心で主軸と平行に進退するプッシュロッド８９と、それらの駆動装置９０、９１が装着されている。
【００２２】
ヘッド８７は、旋盤の主軸の軸心を含む鉛直面内で上下および左右方向に移動する。ヘッド８７が下降端に移動したとき、フィンガ８８の中心と旋盤の主軸中心とが一致する。
【００２３】
バケット１３は、主軸台１１の後方の主軸より低い位置に配置されている。バケット１３は、底部がロート状に狭くなったホッパ状のもので、旋盤の側面カバー板１４の外側に一体に設けられている。
【００２４】
リフトコンベア２は、旋盤の側面カバー板１４及びバケット１３と実質上一体のコンベアフレーム２１に軸支された上下のローラ間に巻架されており、若干主軸台側に傾斜してバケット１３の底部から主軸台１１後方の主軸台より高い位置まで延びている。
【００２５】
リフトコンベア２は、その外周面に一定間隔で傾斜した掻上爪２２を備えている。掻上爪２２は、バケット１３から持ち上げられるワークの載置台となるもので、持ち上げられたワークが掻上爪の傾斜で滑り落ちないように、リフトコンベア２の外側にガイドプレート２３が設けられている。このガイドプレートは、リフトコンベア２の上昇端部分に開口２４を備えている。
【００２６】
シュート３は、リフトコンベア２の上端部分から主軸台１１の主軸の直上に延びる断面コ字形の滑り台で、その上端および下端に屈曲部３１、３２を備え、上端はリフトコンベアの前記開口２４に連接され、下端は主軸と平行な方向に向けられている。
【００２７】
ストッパ４は、シュート３の中間に配置されており、ソレノイド４１でシュートのワーク通路内に進出するストッパ板４２を備えている。このストッパ板４２の上流側には、第２のソレノイド４３で進出してシュート３内のワークをシュートの底面との間で挟持する第２ストッパ板４４が配置されている。ストッパ板４２と第２ストッパ板４４との間の部分のシュートの内側には、シュート幅をワークに合わせて調整するガイド板３６が設けられており、このガイド板とシュートの反対側の両側壁には、多数の透孔３３が穿設されている。
【００２８】
姿勢検出センサ５は、複数個の透過型光電センサ５１・・・で構成されており、各光電センサ５１の投光器（又は受光器）は前記ガイド板３６とその側のシュート側壁との間に位置しており、受光器（又は投光器）は、シュートの反対側の側壁の外側に配置されている。各光電センサ５１の検出光は、前記透孔３３を通ってシュート３のワーク通路を横断している。複数の光電センサ５１は、それぞれ取付ブラケット５２に固定されている。各取付ブラケット５２は、シュート３と一体の固定側ブラケット５３や取付ブラケット５２に設けた長孔５４内での固定ネジ５６の移動により、任意の位置に固定できるようになっている。また必要に応じて光電センサ５１の装着個数を増減できる。
【００２９】
光電センサ５１は、シュート３を通過するワークの姿勢が正規の姿勢であるかどうかを検出できるように、ワークの形状に合わせて必要な個数を必要な位置に配置する。たとえばワークが図８に示すようなハット形のフランジワーク１０であれば、ワークの鍔１０ａの前後端部分を低い位置で検出する３個の光電センサ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ（図では光電センサの光路を示している）を設けることにより、図８の（Ｂ）ないし（Ｄ）に示すように上下逆になったワークと、たとえワークがどのような方向に傾斜していたとしても、正規の姿勢（Ａ）のワークとを識別できる。
【００３０】
シュート３は、ストッパ板４２の下流側で側壁の一部が切り欠かれて、分岐口３４が設けられている。この分岐口３４には往復回動型のソレノイド６１で揺動駆動されるゲート６が設けられており、ゲート６が開いたとき、当該ゲートがシュートのワーク通路を斜めに塞いでシュート３を落下するワークを分岐口３４に案内し、ゲート６が閉じたときはワークをシュート３の出口に導く。
【００３１】
戻りシュート３５は、シュート３と同様な断面コ字形の滑り台で、前記分岐口３４とバケット１３の上端との間に装架されている。
【００３２】
ベルトコンベア７は、主軸台１１に固定した台枠７１に装架して主軸の直上部分に配置されており、シュート３から送り出されたワークを主軸の先端側（チャック側）へと搬送する。ベルトコンベア７の先端側には、ストッパ７２が設けられており、ベルトコンベア７で搬送されたワークは、このストッパ７２に当接して停止する。このワークの停止位置がローダ８へのワークのフィード位置７３となっている。
【００３３】
加工されるワークが図８で示したようなフランジワークであるときは、フィード位置７３にあるワークを９０度転向してローダ８のフィンガ８８に引き渡すための転向装置７４が設けられる。この転向装置７４は、旋盤の主軸と直角に交叉する方向の支軸７５まわりに９０度揺動する揺動フレーム７６に開閉爪７７を設けたもので、フィード位置７３のワークを開閉爪７７で把持して、揺動フレーム７６が９０度起立することにより、フランジワークの軸を主軸と平行な方向にして、ローダのフィンガ８８に引き渡す。
【００３４】
次に上記実施例装置の動作を説明する。
【００３５】
ワークはバケット１３内に乱雑な方向で収容されている。リフトコンベア２はその掻上爪２２にワークを載せて上方へ搬送する。ワークは掻上爪２２に載ることによって、最初の姿勢制御が行われる。すなわちワークがロッド材であれば、その軸が掻上爪２２と平行になって掻上爪上に載り、またフランジ材であればそのフランジ面がリフトコンベア２のコンベア面に当接した状態で掻上爪２２上に載る。掻上爪２２に載ったワークは、上方へ運ばれ、掻上爪２２がガイドプレートの開口２４に達したとき、傾斜した掻上爪２２上を滑りまたは転動して、シュート３へと導かれる。
【００３６】
シュート３に入ったワークは、これに沿って滑落し、進出しているストッパ板４２に当接して停止する。そしてこの停止状態で光電センサ５１によりワークの姿勢が検出され、ワークの姿勢が正規の姿勢であれば、ゲート６を閉じる。ワークが正規の姿勢でなければ、ゲート６は開いたままとなる。
【００３７】
ワークの姿勢が検出されたら、第２ストッパ板４２を進出させた後、ストッパ板４２を退避させる。もし姿勢を検出したワークに後続のワークが続いていれば、後続のワークは第２ストッパ板４４とシュート３の底面との間で挟持され、ストッパ板４２が退避したときに姿勢を検出されたワークのみが落下していく。そして正規の姿勢のワークは、シュート３の先端から送り出され、ワークの姿勢が正規の姿勢でないときは、ゲート６で分岐口３４に案内され、戻りシュート３５を通ってバケット３に返送される。
【００３８】
シュート３から送出されたワークは、ベルトコンベア７によってフィード位置７３に運ばれ、ワークがフランジワークであれば、転向装置７４で転向した後、ローダ８のフィンガ８８で把持される。ワークがロッドワークであれば、転向装置７４を設けないで、フィード位置７３にあるワークの先端がローダのフィンガ８８で直接把持される。
【００３９】
ワークを把持したローダは、図２の右方に横移動したあと下降し、次に左移動して、フィンガ８８で把持しているワークをチャック１２に受け渡す。チャック１２がワーク１０を軽く把持した状態でローダのフィンガ８８が開き、プッシュロッド８９が進出してワークをチャック１２の奥に押し込む。その後チャック１２が正規の把持力でワークを把持し、ローダのヘッド８７はワークのフィード位置に戻る。この状態で旋盤はワークの加工を行い、加工済みのワークはチャック１２が開くことにより落下排出される。
【００４０】
以上の動作を繰り返すことにより、バケット１３内のワークが正規の姿勢でローダ８に供給され、ローダ８がフィード位置のワークを旋盤のチャック１２に供給して、多数のワークの連続自動加工が行われる。
【００４１】
上記の実施例では、シュート３の出口からローダ８へのワークのフィード位置７３との間にベルトコンベア７を設けているが、シュート３の出口の位置をフィード位置とすることにより、図示実施例のベルトコンベア７を設けない構造とすることができる。
【００４２】
また供給されるワークがロッド材のみである場合には、シュートからワークをフィード位置の上方に落とし込むようにして供給する構造も可能である。この場合にはフィード位置上に積み重なったワークをプッシャによって押し出して、ローダに受け渡すようにすることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したこの発明の姿勢制御装置付ストッカは、旋盤に供給される各種形状のワークを所定の姿勢でフィード位置に供給することができ、またバケットを用いることができるから、ストッカの設置面積を小さくできるとともに、姿勢をそろえて並べ置く手間が省ける。またバケットからワークを取り出して姿勢を制御する部分の構造も簡単でコンパクトであるから、各種の旋盤に種々の形状のワークを供給するためのストッカとして極めて有用であり、装置全体の設置面積も小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例装置を旋盤に内蔵した例を示す側面図
【図２】図１の旋盤の要部の正面図
【図３】ストッカとリフトコンベアの側面図
【図４】リフトコンベアの正面図（旋盤の背面から見た図）
【図５】実施例装置の平面図
【図６】ストッパの詳細を示す側面図
【図７】姿勢検出装置の配置を示す図６のＡ矢視図
【図８】光電センサによる姿勢検出の説明図
【符号の説明】
２  リフトコンベア
３  供給シュート
４  ストッパ
５  姿勢検出センサ
６  ゲート
13  ストッカ
22  掻上爪
33  透孔
35  戻りシュート
44  第２ストッパ
51  透過型光電センサ
52  ブラケット
【図１】
0003703159.tif 000002
【図２】
0003703159.tif 000003
【図３】
0003703159.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003703159.tif 000007
【図７】
0003703159.tif 000008
【図８】
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