(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械との間で授受されるワークを保持する保持機構と、
前記保持機構を移動させる移動機構とを備え、
前記保持機構が、前記工作機械との間でワークの授受を行う授受姿勢と、前記ワークの保持状態で格納される格納姿勢とに姿勢切り換え自在に、前記移動機構に支持され、
前記移動機構によって前記保持機構を移動させることによって、前記ワークを搬送するワーク搬送装置において、
前記移動機構が、下方に所定のスペースが形成されるように上方に持ち上げられて配置され、長手方向に延びるガイドレールを有し、前記ガイドレールが前記移動機構を支持するフレーム機構の前記長手方向に延びる上壁の下面に固定されており、
前記保持機構が、前記格納姿勢で前記移動機構の前記ガイドレールの下側で前記スペース内に収容されて配置され、
前記ガイドレールに沿って往復動可能にスライダが設けられ、前記スライダが前記レールの下に配置されて、前記移動機構が、前記保持機構を前記スペース内で前記ガイドレールに沿って、前記格納姿勢で前記スライダと共に移動させ、
回転駆動装置が前記スライダに一体的に取付けられており、該回転駆動装置が、ブラケット部材を介してガイドレールの上方側に配置され、前記回転駆動装置は回転部を有し、前記保持機構がアームを介して該回転部に連結されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
移動機構のガイドレールが前記工作機械の主軸に平行に延設される請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記保持機構は、前記アームの先端に取付けられたハンドを具備し、該ハンドが一対の爪部材を有しており、該一対の爪部材が前記ガイドレールの長手方向に対して垂直な方向に互いに接近、離反するようになっている請求項１に記載のワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に対してワークを搬送するワーク搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ワークを把持するワーク把持機構と、該ワーク把持機構をワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で移動させるワーク移動機構と、該ワーク移動機構を支持するフレーム部材とを備えた工作機械のワーク搬送装置が記載されている。ワーク移動機構の従動部材がフレームを構成する角パイプ内に配設され、駆動部材が角パイプの外部に配設され、従動部材と駆動部材とを繋ぐベルト部材を角パイプ内から角パイプ外に渡るように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２０１８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のワーク搬送装置では、ワークを把持するワーク把持機構がワーク移動機構のベルトから吊支される構成となっているため、ワーク搬送装置を設置するための比較的広い空間を工作機械内に確保する必要がある。
【０００５】
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、工作機械に対してワークを搬送するワーク搬送装置を小型化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、工作機械との間で授受されるワークを保持する保持機構と、前記保持機構を移動させる移動機構とを備え、前記保持機構が、前記工作機械との間でワークの授受を行う授受姿勢と、前記ワークの保持状態で格納される格納姿勢とに姿勢切り換え自在に、前記移動機構に支持され、記移動機構によって前記保持機構を移動させることによって、前記ワークを搬送するワーク搬送装置において、
前記移動機構が、下方に所定のスペースが形成されるように上方に持ち上げられて配置され、長手方向に延びるガイドレールを有し、前記ガイドレールが前記移動機構を支持するフレーム機構の前記長手方向に延びる上壁の下面に固定されており、前記保持機構が、前記格納姿勢で前記移動機構の前記ガイドレールの下側で前記スペース内に収容されて配置され、前記ガイドレールに沿って往復動可能にスライダが設けられ、前記スライダが前記レールの下に配置されて、前記移動機構が、前記保持機構を前記スペース内で前記ガイドレールに沿って、前記格納姿勢で前記スライダと共に移動させ、回転駆動装置が前記スライダに一体的に取付けられており、該回転駆動装置が、ブラケット部材を介してガイドレールの上方側に配置され、前記回転駆動装置は回転部を有し、前記保持機構がアームを介して該回転部に連結されることを特徴とするワーク搬送装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、移動機構を下方に所定のスペースが形成されるように上方に持ち上げて配置し、保持機構を格納姿勢で移動機構の下方のスペース内に収容、配置し、保持機構を格納姿勢で移動機構を移動させることによって、ワーク搬送装置を小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のワーク搬送装置を備えた工作機械の正面図である。
【図２】図１の工作機械の側面図である。
【図３】待機位置にあるワーク搬送装置の略示斜視図である。
【図４】ワーク排出位置にあるワーク搬送装置の略示斜視図である。
【図５】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図である。
【図６】ワーク排出位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図である。
【図７】ワーク搬送装置の側面図である。
【図８】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図９】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図１０】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図１１】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図１２】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図１３】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図１４】待機位置にあるワーク搬送装置の部分拡大斜視図であり、ワーク搬送装置の動作を説明するため図である。
【図１５】ワーク搬送装置のアーム旋回用の空圧回路図であり、アームを下位置から上位置に旋回させるときの状態を示す図である。
【図１６】ワーク搬送装置のアーム旋回用の空圧回路図であり、アームを上位置から下位置に旋回させるときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１、２を参照すると、本発明のワーク搬送装置を備えた工作機械の一例として、主軸１０２と背面主軸１０４とを有した旋盤１００が示されている。旋盤１００において、主軸１０２および背面主軸１０４は、各々従来同様、主軸台に軸線を中心として回転自在に支持されている。なお、本実施形態では、主軸１０２と背面主軸１０４の軸線方向（図１において左右方向）にＺ軸を、Ｚ軸に対して直交する鉛直方向（図１において上下方向）にＸ軸を、そしてＺ軸およびＸ軸の双方に対して直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）にＹ軸を定義する。
【００１０】
主軸１０２および背面主軸１０４は、各主軸台を介して、互いに独立してＺ軸方向、又はＺ軸方向とＹ軸方向とに往復動可能に旋盤１００のベッド上に支持されている。背面主軸１０４のＹ軸方向への移動によって、主軸１０２および背面主軸１０４は、回転軸線方向に互いに一直線上に対向可能となっている。主軸１０２および背面主軸１０４は、チャック１０６によって、先端でワークＷを保持することができる（図３参照）。ワークＷは、例えば主軸１０２内に挿通される長尺の棒材とすることができる。この場合ワークＷは、チャック１０６の先端からＺ軸方向に所定長さ突き出した状態で主軸１０２に保持され、主軸１０２に対応する刃物台に設けられたバイト等の工具によって加工される。加工が終了したきに棒材の先端を背面主軸１０４で保持して、突切りバイトによって加工済部分を未加工部分から切断することで、主軸１０２によって加工されたワークを、主軸１０２から背面主軸１０４に受け渡すようにできる。背面主軸１０４に受け渡され、背面主軸１０４で保持されたワークＷは、背面主軸１０４に対応する刃物台に設けられたバイト等の工具によって、背面側が加工される。
【００１１】
主軸１０２、背面主軸１０４、刃物台等は、旋盤１００のその他の構成要素と共にカバー１１０に覆われ、カバー１１０内に収容されている。主軸１０２や背面主軸１０４等が配置される加工室とカバー１１０の正面側との間に、背面主軸１０４から加工済みのワークを受け取って搬出するワーク搬送装置１０が設けられている。
【００１２】
図３〜図７に示されるように、本発明の実施形態によるワーク搬送装置１０は、開閉自在なシャッタ２８を有する搬送装置カバー２６内に、旋盤１００側の静止部材となるカバー１１０に固定されるフレーム１２、フレーム１２に固定される空圧式の移動機構としてのエアシリンダ１４、エアシリンダ１４のスライダ１６に取付けられるブラケット１８、ブラケット１８に取付けられてエアシリンダ１４の上方部分に配置される空圧式の回転駆動装置としてのロータリーアクチュエータ２０、ロータリーアクチュエータ２０の回転部２０ａに取付けられるアーム２２、アーム２２の先端に取付けられる保持機構としてのハンド２４を具備している。搬送装置カバー２６は、フレーム１２又は旋盤１００のベッド側に固定される。エアシリンダ１４は、長手方向に延びるガイドレール１４ａに沿ってスライダ１６が直線駆動されるタイプのエアシリンダとすることができる。
【００１３】
本実施形態において、フレーム１２は板金部材から成り、加工室の正面側であって、搬送装置カバー２６によって区切られた外側のカバー１１０との間に配設されている。フレーム１２は、長手方向に延びる水平な上壁１２ａ、カバー１１０に固定される水平な下壁１２ｂ、および、上壁１２ａと下壁１２ｂを連結する竪壁１２ｃとを備え、略コの字形の断面を有するように形成されている。
【００１４】
エアシリンダ１４は、スライダ１６が、Ｚ軸方向に往復動可能となるように、カバー１１０の底面から所定距離上方の位置に配置されて、ガイドレールがフレーム１２の上壁１２ａの下面に固定され、スライダ１６は、ガイドレールの下側に配置され、フレーム１２の下側においてガイドレールに沿ってＺ軸方向に往復動する。こうして、フレーム１２によって、エアシリンダ１４は上方に配置され、その下側にスペースが形成される。
【００１５】
ブラケット１８は板金部材より成り、スライダ１６と共にＺ軸方向に往復動するように、スライダ１６に固定されている。ブラケット１８は、スライダ１６に固定される下側腕部１８ａと、ロータリーアクチュエータ２０を取付けるための上側腕部１８ｂと、下側腕部１８ａと上側腕部１８ｂとを連結する連結部１８ｃとを有して略コの字形に形成さている。ロータリーアクチュエータ２０は、ブラケット１８に取付板３０を介して固定され、上壁１２ａをはさんでエアシリンダ１４の上側に配置される。
【００１６】
回転部２０ａは、Ｚ軸と平行な回転軸線Ｏを中心として、本実施形態では、略９０°の回転角で往復回転運動する。
【００１７】
アーム２２は、略Ｌ字形の板金部材より成り、回転部２０ａの往復回転運動によって、ハンド２４がエアシリンダ１４の下側に形成されたスペース内に配置される下位置（図７、１３、１４参照）と、該下位置から略９０°旋回し、エアシリンダ１４の側方外側に略水平方向に突出して延びる上位置（図９〜図１２参照）との間で旋回自在となる。
【００１８】
ハンド２４は、空圧式に開閉する一対の爪部材２４ａ、２４ｂを有している。図示する実施形態では、爪部材２４ａ、２４ｂは、Ｚ軸に垂直な方向に互いに接近、離反し、アーム２２が下位置にあるときにはＹ軸方向で開閉し、アーム２２が上位置にあるときにはＸ軸方向で開閉する。なお、本実施形態では、エアシリンダ１４、ハンド２４およびフレーム１２の幅、つまりＹ軸方向の寸法は略同一となっている。ハンド２４は、アーム２２が下位置にあるとき、エアシリンダ１４の下方に形成されるスペース内に格納される格納姿勢となり、アーム２２が上位置にあるとき、多軸旋盤１００の背面主軸１０４との間でワークＷの授受を行う授受姿勢となる。
【００１９】
本実施形態において、突切り加工によって主軸１０２から背面主軸１０４へ受け渡されたワークの背面主軸１０４における背面側の加工が終了すると、図８に示されるように、スライダ１６によって、ハンド２４が背面主軸１０４の正面側の待機位置Ｐ1に移動する。
【００２０】
図９に示すように、シャッタ２８が矢印Ａで示すようにスライドして開かれると、次いで、ロータリーアクチュエータ２０が作動して、シャッタ２８が開くことによって形成される開口部分を介して、アーム２２が、矢印Ｂで示すように、下位置から上位置へ９０°旋回し、加工室内に突出し、ハンド２４が授受姿勢に切り換えられる。
【００２１】
次いで、背面主軸１０４が、図１０において矢印Ｃで示すように、離反した状態の爪部材２４ａ、２４ｂの間に加工済みワークＷの軸心が位置するように、Ｙ軸方向にワーク搬送装置へ向けて接近すると共に、矢印Ｄで示すように、爪部材２４ａ、２４ｂの間にワークＷが挿入されるように、授受姿勢のハンド２４へ向けてＺ軸方向に移動する。背面主軸１０４は、ワーク搬送装置１０へ加工済ワークＷを受け渡すためのワーク授受位置に配置される。背面主軸１０４がワーク授受位置に配置されることによって、加工済ワークＷが、授受姿勢のハンド２４の爪部材２４ａ、２４ｂの間に、挿入されて配置される。
【００２２】
次いで、図１１において矢印Ｅで示すように、ハンド２４の爪部材２４ａ、２４ｂがＸ軸方向に互いに接近し、両者間にワークＷが保持される。次いで、ワークＷが背面主軸１０４からアンクランプされ、図１２おいて矢印Ｆで示すように、背面主軸１０４が、Ｚ軸方向にハンド２４から離反し、ワークＷが背面主軸１０４のチャック１０６から外される。次いで、背面主軸１０４は、図１２おいて、矢印Ｇで示すように、Ｙ軸方向にワーク搬送装置１０から離反する。
【００２３】
次いで、ロータリーアクチュエータ２０によって、アーム２２が、図１３において矢印Ｈで示すように、上位置から下位置へ９０°旋回する。アーム２２の下位置への移動によってハンド２４が格納姿勢に切り換えられると、シャッタ２８が、矢印Ｊで示すように、Ｚ軸方向にスライドして閉じる。次いで、ハンド２４は、図１４において矢印Ｋで示すように、スライダ１６によって、格納姿勢のまま待機位置Ｐ1からワーク排出位置Ｐ2へ向けて移動する。
【００２４】
ワーク排出位置Ｐ2へ到達すると、ハンド２４は、図６に示すように、カバー１１０の側面１１２の開口部１１２ａから機外へ移動し、ワーク排出位置Ｐ2に配置されているワーク受け１１４の上方へ移動する。ワーク排出位置Ｐ2において、ハンド２４の爪部材２４ａ、２４ｂが開き、加工済ワークＷがワーク受け１１４内に落下する。こうして、加工済ワークＷを旋盤１００の機外へ排出した後、ハンド２４は、スライダ１６によって、格納姿勢のまま待機位置Ｐ1へ移動する。
【００２５】
ロータリーアクチュエータ２０は空圧式の回転駆動装置であり、その空圧源としては例えば、工場内に配設されているサービスエアが用いられる。背面主軸１０４から加工済ワークＷを受取る際、アーム２２が略水平となる上位置へ移動する。ロータリーアクチュエータ２０の回転部２０ａには、アーム２２、ハンド２４およびハンド２４が保持する加工済ワークＷの重量に基づく回転モーメントが作用する。
【００２６】
図１５、１６に示すロータリーアクチュエータ２０の空圧回路は、サービスエア５２とロータリーアクチュエータ２０の２つのポート２０1，２０2との間の第１管路５６と第２管路６６、サービスエア５２と第１管路５６および第２管路６６との間に設けられたソレノイド式の切替弁５４、第１管路５６において切替弁５４の下流側に配設された増圧弁６０、増圧弁６０の下流側に配設されたパイロットバルブから成る背圧弁６２、第１管路５６において増圧弁６０の上流の圧力を背圧弁６２へパイロット圧として供給するパイロット管路５８、第２管路６６と背圧弁６２の間に設けられたレギュレータ又は減圧弁６４を具備している。
【００２７】
切替弁５４は、ソレノイドバルブであり、第１の位置にあるとき、サービスエア５２から空圧が第１管路５６に供給される。背圧弁６２は、増圧弁６０の上流側の第１管路５６内の圧力をパイロット圧として作動するため、このとき、パイロット管路５８を介して、第１管路５６内の空圧が背圧弁６２にパイロット圧として供給され、背圧弁６２は図１５に示す第１の位置に移動する。これによって、先ず、第１管路５６内の空圧が、逆止弁７０及び背圧弁６２を介してロータリーアクチュエータ２０の第１のポート２０1に供給される。それと同時に、ロータリーアクチュエータ２０の第１のポート２０1には、増圧弁６０によって次第に増圧された空圧が供給される。このとき、ロータリーアクチュエータ２０の第２のポート２０2は、第２管路６６を介して大気圧に解放される。増圧弁６０により、サービスエアの供給圧力を増圧して、ロータリーアクチュエータ２０へ供給することによって、ロータリーアクチュエータ２０の回転部２０ａが回転して、アーム２２およびハンド２４が上位置へ移動する。
【００２８】
切替弁５４が、図１６に示す第２の位置に移動すると、第１管路５６の背圧弁６２の上流側が大気圧に解放されると共に、第２管路６６を介して、ロータリーアクチュエータ２０の第２のポート２０2にサービスエア５２の空圧が供給される。第１管路５６の背圧弁６２の上流側が大気圧に解放されることによって、背圧弁６２に供給されていたパイロット圧が大気圧に減圧されるので、背圧弁６２は、図１６に示す第２の位置に移動する。これによって、第１管路５６はロータリーアクチュエータ２０から切り離され、ロータリーアクチュエータ２０の第１のポート２０1に、背圧弁６２との間に残る空圧がレギュレータ６４によって所定の圧力に減圧されて背圧として供給される。ロータリーアクチュエータ２０の第１のポート２０1に背圧を印加することによって、切替弁５４の切換えに際して、上位置にあるアーム２２が急激に下位置へ移動することが防止され、ハンド２４が保持する加工済ワークＷの脱離等が防止される。
【００２９】
工場のサービスエアの供給圧力が例えば0.5MPaのように比較的低い場合には、アーム２２を上位置へ旋回させることが容易ではない場合もあり得るが、図１５、１６の実施形態では、例えば、サービスエアが0.5MPaの場合、増圧弁６０の出力は0.7MPa、レギュレータ６４によって減圧されロータリーアクチュエータに供給される背圧を0.3MPaとすることができ、比較的小型でコンパクトなロータリーアクチュエータ２０を使用することが可能となり、ワーク搬送装置１０の小型化することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０    ワーク搬送装置
１２    フレーム
１２ａ    上壁
１２ｂ    下壁
１２ｃ    竪壁
１４    エアシリンダ
１４ａ    ガイドレール
１６    スライダ
１８    ブラケット
１８ａ    下側腕部
１８ｂ    上側腕部
１８ｃ    連結部
２０    ロータリーアクチュエータ
２０ａ    回転部
２２    アーム
２４    ハンド
２４ａ    爪部材
２４ｂ    爪部材
２８    シャッタ
５０    空圧回路
５２    サービスエア
５４    切替弁
５６    第１の管路
５８    パイロット管路
６０    増圧弁
６２    背圧弁
６４    レギュレータ
６６    第２の管路
６８    背圧管路
１００    多軸旋盤
１０２    主軸
１０４    背面主軸
１０６    チャック
１１０    カバー
１１２    側面
１１２ａ    開口部
【図１】
0006700001.tif 000002
【図２】
0006700001.tif 000003
【図３】
0006700001.tif 000004
【図４】
0006700001.tif 000005
【図５】
0006700001.tif 000006
【図６】
0006700001.tif 000007
【図７】
0006700001.tif 000008
【図８】
0006700001.tif 000009
【図９】
0006700001.tif 000010
【図１０】
0006700001.tif 000011
【図１１】
0006700001.tif 000012
【図１２】
0006700001.tif 000013
【図１３】
0006700001.tif 000014
【図１４】
0006700001.tif 000015
【図１５】
0006700001.tif 000016
【図１６】
0006700001.tif 000017