(57)【要約】【課題】ローディングアームの先端における振れや撓みを抑制して、ワークの搬送距離が長くなったり、ワークの搬送速度を高速にしてもワークの正確な位置決めを行うことが可能なローディング装置を提供する。【解決手段】ワークを把持する把持部１７と、この把持部１７を進退移動させるローディングアーム１２とを有するローディング装置において、所定位置に位置決めして設けられた位置決め係合部４１と、ローディングアーム１２に設けられ、位置決め係合部４１と係合する位置決め被係合部４７とを有し、ローディングアーム１２が移動して、把持したワークｗが所定位置Ｃに達したときに、位置決め被係合部４７が位置決め係合部４１に係合するようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持する把持部と、この把持部を進退移動させるローディングアームとを有するローディング装置において、
所定位置に位置決めして設けられた位置決め係合部と、
前記ローディングアームに設けられ、前記位置決め係合部と係合する位置決め被係合部とを有し、
前記ローディングアームが移動して、前記把持部に把持したワークが所定位置に達したときに、前記位置決め被係合部が前記位置決め係合部に係合すること、
を特徴とするローディング装置。
【請求項２】
前記位置決め係合部と前記位置決め被係合部との係合によって、前記把持部に把持したワークを、前記ローディングアームの進退移動方向に対して直交する一軸又は二軸方向に位置決めすることを特徴とする請求項１に記載のローディング装置。
【請求項３】
前記位置決め係合部に、前記ローディングアーム又は前記位置決め被係合部と当接して、前記ローディングアームの進退移動方向の位置決めを行う当接部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のローディング装置。
【請求項４】
前記位置決め係合部が、所定位置に位置決めが可能な移動体に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のローディング装置。
【請求項５】
前記移動体が、工作機械の刃物台又は主軸台であることを特徴とする請求項４に記載のローディング装置。
【請求項６】
前記ローディングアームが、互いに移動自在なＮ個（Ｎ≧２Ｎは自然数）のアームを有し、これらＮ個のアームを段階的に伸縮させることで、Ｎ番目のアームに把持されたワークを搬送する場合において、
前記ローディングアームを取り付ける基台に設けられ、前記アームを進退移動させるための駆動体と、
互いに隣合う前記アームの間に設けられ、前記駆動体の駆動によるＫ−１番目（Ｎ≧Ｋ　Ｋは自然数）のアームの移動をＫ番目のアームに伝達する駆動伝達手段とを有し、
Ｎ番目の前記アームに、ワークを把持する把持部と、前記位置決め被係合部とを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のローディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等においてワークの搬出入に用いられ、前記ワークを把持する把持部と、この把持部を進退移動させるローディングアームとを有するローディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、工作機械等のワーク加工機においては、パーツフィーダ等のワーク供給部から前記ワーク加工機の加工部にワークを自動搬入し、又は、前記ワーク加工部から前記ワークを自動搬出するために、ローディング装置が一般に用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平６−３３６９０号公報（要約及び代表図面参照）
【０００４】
図１０はローディング装置を備えたワーク加工システムの一例にかかり、図１０（ａ）は、時計部品等の小物ワークの加工に利用されるワーク加工システムの一例を示す平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のローディング装置の側面図である。
図１０（ａ）に示すように、このワーク加工システムは、ワークの加工を行う旋盤等の工作機械３と、ワークの供給を行うパーツフィーダ２と、このパーツフィーダ２から工作機械３にワークの搬入を行うローディング装置１とから概略構成されている。
【０００５】
工作機械３は、ベッド３１上に固定して設けられた主軸台３２と、この主軸台３２に回転自在に支持された主軸３３と、この主軸３３に設けられ、ワークｗの把持を行うチャック３３ａと、主軸３３に対向して設けられ、主軸３３の軸線と同方向のＺ軸方向及びこのＺ軸方向に直交するＸ軸方向に移動自在な刃物台３５とを有している。刃物台３５には、チャック３３ａに把持されたワークｗの加工を行うための工具３６が複数取り付けられていて、刃物台３５のＸ軸方向の移動とＺ軸方向の移動とによって所定の工具３６を割り出し、主軸３３のチャック３３ａに把持され、主軸３３とともに回転するワークｗを、前記所定の工具３６で加工する。
【０００６】
パーツフィーダ２は、多数のワークｗを貯蔵し、振動によってワークｗの整列と送り出しを行う本体２１と、この本体２１の接線方向に設けられ、本体２１から送り出されたワークｗを整列させつつ先端に向けて送る直線状のフィーダ部２２と、このフィーダ部２２の先端に設けられ、ワークｗを一つずつローディング装置１に受け渡す受け渡し部２３とを有している。
【０００７】
ローディング装置１は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、基台１１上に設けられたリニアガイド１３によって案内されながらＸ軸方向に進退移動するローディングアーム１２と、このローディングアーム１２の先端に取り付けられ、ワークｗを把持する把持部１７と、この把持部１７に設けられた図示しないチャックシリンダにより開閉されるチャック１７ａと、基台１１に取り付けられ、ローディングアーム１２をＸ軸方向に進退移動させる駆動体としてのシリンダ１５とを有している。
【０００８】
シリンダ１５の進退移動自在なピストンロッド１５ａが、ローディングアーム１２に連結部材１２ａを介して連結されていて、シリンダ１５の駆動によるピストンロッド１５ａの進退移動とともに、ローディングアーム１２がリニアガイド１３に案内されながら、Ｘ軸方向に進退移動する。
このローディング装置１は、パーツフィーダ２の受け渡し部２３から把持部１７のチャック１７ａに受け取ったワークｗを、工作機械３の主軸３３の軸線上まで移動させ、把持部１７に設けられた図示しないＺ軸方向シリンダの駆動により、ワークｗをチャック３３ａに把持させる位置まで前進させて、チャック３３ａに受け渡す。
【０００９】
ところで、図１０（ｂ）に示すように、パーツフィーダ２のワークｗの受け渡し部２３から工作機械３の主軸３３の軸線までの距離がＬである場合、ローディングアーム１２の長さも、距離Ｌより大きいものでなければならない。
しかし、距離Ｌが大きくなるほど、ローディングアーム１２が主軸軸線Ｃ側に移動したときの撓みも大きくなり、さらに、ローディングアーム１２の振動によるワークｗの振れ量も大きくなって、ワークｗをチャック３３ａに正確に受け渡すことが困難になる。このような問題は、特に開き量の小さいコレットチャックのようなチャック３３ａにおいて顕著である。
【００１０】
すなわち、図１１に示すように、把持部１７を設けたローディングアーム１２の先端がＸ軸方向及びＺ軸方向に撓んだり、あるいは、振動したりして、ワークｗの正確な位置決めが困難になり、チャック３３ａにワークｗを正確に受け渡すことが困難になる。
そこで、従来では、ローディングアーム１２の剛性を高めて、撓みや振動が生じにくくしたり、振幅や撓み量が一定以上にならないようにする等の対策を講じる必要があった。
【００１１】
また、ローディング装置のコンパクト化や、ワークの搬送速度の高速化を目的として、ローディングアーム１２が二段階に伸縮するようにした技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【００１２】
【特許文献２】
実開平６−５３００２号公報（要約及び代表図面参照）
【００１３】
この特許文献２に開示されている技術は、ローディングアームのストロークを従来の半分にすることができる上、ローディングアームによるワークの搬送速度を単段のものより早くすることができるという利点がある。
しかし、クロススライドとともに重量物であるモータ等の駆動体が進退移動するため、搬送速度が高速になるほどローディングアーム等に作用する慣性が大きくなり、ハンド４８Ａ，４８Ｂに把持させたワークの正確な位置決めが困難になるという問題がある。また、ローディングアーム等の剛性及び許容負荷の関係から、高速化にも一定の制限があるため、それほど高速化はできないという問題もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を一挙に解決するためになされたもので、ローディングアームの先端における振れや撓みを抑制して、ワークの搬送距離が長くなったり、ワークの搬送速度を高速にしてもワークの正確な位置決めを行うことが可能なローディング装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワークを把持する把持部と、この把持部を進退移動させるローディングアームとを有するローディング装置において、所定位置に位置決めして設けられた位置決め係合部と、前記ローディングアームに設けられ、前記位置決め係合部と係合する位置決め被係合部とを有し、前記ローディングアームが移動して、前記把持部に把持したワークが所定位置に達したときに、前記位置決め被係合部が前記位置決め係合部に係合する構成としてある。
【００１６】
この場合、請求項２に記載するように、前記位置決め係合部と前記位置決め被係合部との係合によって、前記把持部に把持したワークを、前記ローディングアームの進退移動方向に対して直交する一軸又は二軸方向に位置決めするようにするとよい。
この構成によれば、位置決め係合部に位置決め被係合部が係合することで、ローディングアームの撓みや振動によるワークの位置ずれを抑制することができる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載するように、前記位置決め係合部に、前記ローディングアーム又は前記位置決め被係合部と当接して、前記ローディングアームの進退移動方向の位置決めを行う当接部を設けた構成としてもよい。
このようにすれば、高速でローディングアームを進退移動させても、ローディングアーム又は位置決め被係合部が当接部に当接して強制的に移動が停止させられるので、ローディングアームの進退移動方向と同方向に対して、ワークを精度良く位置決めすることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、前記位置決め係合部が、所定位置に位置決めが可能な移動体に設けられている構成としてある。
このように構成すれば、経時的にローディングアームに撓み等が生じて、位置決め係合部と位置決め被係合部との間に位置ずれが生じても、前記移動体とともに前記位置決め係合部を移動させ、確実に位置決め被係合部と位置決め係合部とを係合させることができる。また、移動体とともに、係合状態の位置決め係合部と位置決め被係合部を所定位置に移動させることで、前記撓み等によるワークの位置ずれを補正することができる。
【００１９】
なお、前記移動体としては、所定位置に位置決め係合部を移動させて位置決めすることができればよく、例えば、工作機械の加工領域にワークを搬入し、又は前記加工領域からワークを搬出するローディング装置に本発明を適用する場合は、請求項５に記載するように、移動自在な工作機械の刃物台、主軸台又はテールストック等に位置決め係合部を設けるとよい。
本発明は、単段式のローディングアームを供えたローディング装置に限らず、段階的に伸縮する複数のアームからなる多段式のローディングアームを供えたローディング装置にも適用が可能である。特に、本発明は、駆動体の駆動によるアームの移動速度が、段階的に増速されるタイプの多段式のローディングアームに適用することでその効果が大きい。
【００２０】
具体的に、請求項６に記載の発明は、前記ローディングアームが、互いに移動自在なＮ個（Ｎ≧２　Ｎは自然数）のアームを有し、これらＮ個のアームを段階的に伸縮させることで、Ｎ番目のアームに把持されたワークを搬送する場合において、前記ローディングアームを取り付ける基台に設けられ、前記アームを進退移動させるための駆動体と、互いに隣合う前記アームの間に設けられ、前記駆動体の駆動によるＫ−１番目（Ｎ≧Ｋ　Ｋは自然数）のアームの移動をＫ番目のアームに伝達する駆動伝達手段とを有し、Ｎ番目の前記アームに、ワークを把持する把持部と、前記位置決め被係合部とを設けた構成としてある。
【００２１】
この構成によれば、ローディングアームを構成するアームの個数が増えて、アームの移動速度が増速された場合にも、位置決め手段が、ローディングアームの先端の振動や撓みを抑制し、ローディングアームの進退移動方向に対するワークの位置決めを行うので、ワークを所定位置に正確に位置決めすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の第一の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態のローディング装置にかかり、このローディング装置に設けられた位置決め手段の構成を示す概略斜視図である。
なお、図１０及び図１１に示すローディング装置と同一の部材及び同一の部位には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００２３】
この実施形態のローディング装置には、ローディングアーム１２が主軸軸線Ｃ側に移動したときに、ローディングアーム１２の先端の撓みと振動を抑制し、把持部１７に把持したワークｗの位置決めを行う位置決め手段４０が設けられている。
この位置決め手段４０は、主軸台３２の所定位置に位置決めして取り付けられた位置決め係合部材４１と、ローディングアーム１２に取り付けられ、ローディングアーム１２が主軸軸線Ｃ側に移動したときに位置決め係合部材４１と係合する位置決め被係合部材４７とを有している。
【００２４】
位置決め係合部材４１の先端近傍には、貫通状の係合孔４１ａが形成されている。一方、位置決め被係合部材４７には、係合孔４１ａの中心を通り、Ｙ軸と平行なＹ１軸の軸線上に、円錐台形状の突起４７が形成されている。円錐台形状の突起４７の基部の外径は、係合孔４１ａの内径とほぼ同じ寸法に形成されていて、ローディングアーム１２が主軸軸線Ｃ側に移動して突起４７が係合孔４１ａに挿入されたときに、ローディングアーム１２の先端のＸ軸方向及びＺ軸方向の振動を抑制するとともに、ローディングアーム１２の撓みによるワークｗの位置ずれを防止する。また、係合孔４１ａに突起４７が基部まで挿入されることで、ローディングアーム１２のＹ軸方向の位置決めが行われる。
【００２５】
そのため、この実施形態のローディング装置においては、チャック１７ａに把持したワークｗを正確に主軸３３の軸線Ｃ上に位置させることができるとともに、振動や撓みによるワークｗの位置ずれを無くし、確実かつ正確に、ローディング装置から主軸３３のチャック３３ａにワークｗを受け渡すことができるものである。
ローディングアームの先端の撓みと振動を抑制し、把持したワークの位置決めを行うことができるのであれば、位置決め手段は上記構成のものに限られるものではない。
以下、本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の他の実施形態を、図２〜図７を参照しながら説明する。
【００２６】
図２は、本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第二の実施形態にかかり、その構成を説明する斜視図である。
この実施形態の位置決め手段５０は、ベッド等、工作機械の固定部に位置決めして設けられた位置決め係合部材５１と、ローディングアーム１２に設けられた、位置決め係合部材５１に係合する位置決め被係合部材５７とを有している。
【００２７】
位置決め係合部材５１は、軸５４を支点として開閉自在な上レバー５２及び下レバー５３と、この上下のレバー５２，５３の一端側に設けられ、上下のレバー５２，５３を常時閉方向に付勢するばね（圧縮コイルばね）５５と、上下のレバー５２，５３の他端側に形成された係合孔５１ａとを有している。この係合孔５１ａの両側の開口部分には、外側に向けて拡開するようにテーパ面５１ｂが形成されている。また、上下のレバー５２，５３の先端には、それぞれ、傾斜状の案内面５２ｂ，５３ｂが形成されている。
【００２８】
ローディングアーム１２には、位置決め係合部材５１の軸線Ｙ２と同一の軸線上に、支持部材１２ａを介して、鼓形状の位置決め被係合部材５７が取り付けられている。この位置決め被係合部材５７は、軸５８により、ローディングアーム１２に対して回転自在である。また、位置決め被係合部材５７は、位置決め係合部材５１の係合孔５１ａの内径とほぼ同じ外径を有する係合面５７ｂと、この係合面５７ｂの両端に形成され、係合孔５１ａの両側のテーパ面５１ｂと同じ傾斜角度を有するテーパ面５７ａとを有している。
【００２９】
図３は、図２の位置決め手段５０の作用を説明する図である。
図３（ａ）に示すように、位置決め被係合部材５７は、ローディングアーム１２が主軸軸線Ｃに向けて移動すると、このローディングアーム１２の移動とともに、軸線Ｙ２に沿って、位置決め係合部材５１に向けて移動する。
次いで、図３（ｂ）に示すように、位置決め被係合部材５７の係合面５７ｂが位置決め係合部材５１の先端の案内面５２ｂ，５３ｂに当接し、上下のアーム５２，５３を押し開きながら、位置決め被係合部材５７が係合孔５１ａに進入する。案内面５２ｂ，５３ｂは傾斜状に形成されているので、ローディングアーム１２の撓みや振動等により、位置決め被係合部材５７が軸線Ｙ２からＸ軸方向に多少位置ずれしていたとしても、この位置ずれは、上下のアーム５２，５３の案内面５２ｂ，５３ｂによって補正される。
【００３０】
また、位置決め被係合部材５７が位置決め係合部材５１に対してＺ軸方向に多少位置ずれしていたとしても、この位置ずれは、位置決め被係合部材５７のテーパ面５７ａ及び位置決め係合部材５１の孔５１ａのテーパ面５１ｂによって補正される。
さらに、位置決め被係合部材５７が位置決め係合部材５１の係合孔５１ａに挿入されると、位置決め被係合部材５７のＹ２軸方向の移動が規制される。
以上により、係合孔５１ａに位置決め被係合部材５７が挿入されると、チャック１７ａに把持したワークｗが、主軸軸線Ｃ上で、主軸３３のチャック３３ａに対峙した位置に位置決めされる。
【００３１】
次に、本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第三の実施形態を、図４を参照しながら説明する。
この実施形態の位置決め手段６０は、ベッド等、工作機械の固定部に位置決めして設けられた位置決め係合部材６１と、ローディングアーム１２に取り付けられ位置決め係合部材６１の軸線Ｙ３上に設けられた位置決め被係合部材６７とを有している。
位置決め係合部材６１には、先端を下向きＵ字に折り曲げて係合溝６１ａが形成されている。
【００３２】
また、位置決め被係合部材６７の先端には、テーパ面６７ａが形成されていて、ローディングアーム１２の撓みや振動等により位置決め被係合部材６７が軸線Ｙ３に対してＸ軸方向及び／又はＺ軸方向に多少位置ずれしていても、位置決め被係合部材６７が位置決め係合部材６１の係合溝６１ａに挿入される際に、この位置ずれが補正されるようになっている。
なお、この実施形態では、図４中想像線で示すように、位置決め被係合部材６７の途中部位に肩部（段付き部）６７ｂを形成して、この肩部６７ｂが位置決め係合部材６１に当接するようにすることで、位置決め被係合部材６７の軸線Ｙ３方向の移動を規制することができる。
【００３３】
次に、本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第四の実施形態を、図５を参照しながら説明する。
この実施形態の位置決め手段７０は、ベッド等、工作機械の固定部に位置決めして設けられた位置決め係合部材７１と、ローディングアーム１２に取り付けられ、位置決め係合部材７１の軸線Ｙ４上に設けられた位置決め被係合部材７７とを有している。
位置決め係合部材７１は、直交する二つの面内、すなわち、ＸＹ面内とＹＺ面内とに開口する第一の係合溝７２及び第二の係合溝７３を有している。
位置決め被係合部材７７が進入する第一の係合溝７２及び第二の係合溝７３の入口部分には、後述する位置決め被係合部材７７のローラ７８，７９を第一の係合溝７２及び第二の係合溝７３まで案内する傾斜状の案内面７２ａ及び案内面７３ａ，７３ｂが形成されている。
【００３４】
位置決め被係合部材７７は、位置決め係合部材７１と同一の軸線Ｙ４上に配置されてローディングアーム１２に取り付けられている。そして、その側面には、第一の係合溝７２と係合するローラ７８が軸７８ａによって回転自在に取り付けられ、その上面には、第二の係合溝７３と係合するローラ７９が軸７９ａによって回転自在に取り付けられている。
ローラ７８，７９は、それぞれ、第一の係合溝７２及び第二の係合溝７３の溝幅とほぼ同じ外径を有していて、ローラ７８が第一の係合溝７２に係合することで、ローディングアーム１２のＸ軸方向の撓み及び振動を抑制し、ローラ７９が第二の係合溝７３に係合することで、ローディングアーム１２のＺ軸方向の撓み及び振動を抑制する。
第一の係合溝７２及び第二の係合溝７３の入口部分には、傾斜状の案内面７２ａ，７３ａ，７３ｂが形成されているので、ローディングアーム１２の先端の撓みや振動等によって、位置決め被係合部材７７が軸線Ｙ４に対して多少位置ずれしていたとしても、この位置ずれが補正されながら、ローラ７８，７９が第一の係合溝７２及び第二の係合溝７３に挿入される。
【００３５】
図６は、図５の位置決め手段の縦断面図で、位置決め係合部材７１に位置決め被係合部材７７が係合した状態を示している。
図６に示すように、位置決め係合部材７１の底部７１ａには、ねじ孔７１ｂが形成され、このねじ孔７１ｂに位置決め被係合部材７７のＹ軸方向の位置決めを行うボルト７５が螺入されている。そして、ローディングアーム１２のＹ軸方向の移動とともに位置決め係合部材７１に挿入された位置決め被係合部材７７の先端がボルト７５に当接することで、ローディングアーム１２に把持されたワークｗのＹ軸方向の位置決めが行われる。
以上により、ワークｗが主軸軸線Ｃ上に正確に位置決めされる。
【００３６】
次に、本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第五の実施形態を、図７を参照しながら説明する。
この実施形態の位置決め手段は、第一の実施形態で示した位置決め手段４０と同じものである。
この実施形態では、ベッド上に固定された主軸台３２の上に、工具３６を装着する工具装着部３７をＸ，Ｙ，Ｚ軸の三軸方向に移動自在にする刃物台３５が設けられている。位置決め係合部材４１は、工具装着部３７に取り付けられ、刃物台３５の移動とともに、位置決め係合部材４１の位置を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に位置決めできるようになっている。すなわち、この実施形態の位置決め手段４０は、位置決め被係合部材４７に対して、位置決め係合部材４１の位置を合わせることができるようになっているわけである。
【００３７】
このようにすることで、例えば、経時変化等によりローディングアーム１２に撓みが生じ、この撓みによって位置決め係合部材４１の係合孔４１ａと、位置決め被係合部材４７の突起４７ａとの間に位置ずれが生じても、刃物台３５の移動によって、この位置ずれを補正することができる。また、ワークｗの位置決めは、突起４７ａを係合孔４１ａに係合させた後に、刃物台３５を予め設定された位置に移動させることで行うことができる。
【００３８】
なお、この実施形態では、三軸方向に移動自在な刃物台３５に位置決め係合部材４１を設けているが、位置決め係合部材４１の位置の補正を行うことができるのであれば、刃物台３５に限らず、移動自在な主軸台やテーブル、テールストック等に位置決め係合部材４１を設けてもよい。
また、第一の実施形態の位置決め係合部材４１を例に挙げて説明したが、他の実施形態の位置決め係合部材５１，６１，７１であってもよいことは勿論である。
【００３９】
上記した位置決め手段は、高速でローディングアームを移動させるローディング装置に適用することで、特にその効果が大きい。
図８は、ローディングアームを二段にして、ワークの搬送速度を二倍にしたローディング装置の一例を示すものである。
この実施形態のローディングアームは、ローディング装置１００の基台１１０に進退移動自在に設けられた第一のアーム１２１と、この第一のアーム１２１に進退移動自在に設けられた第二のアーム１２２とを有する二段構成のものである。そして、ワークを把持する把持部１１７が、第二のアーム１２２の一端（図８において左端）に設けられている。
上記で説明した位置決め手段４０，５０，６０，７０の位置決め被係合部材４７，５７，６７，７７は、この第二のアーム１２２に取り付けられる（図８においては、第一の実施形態の被係合部材４７のみを示し、他の位置決め被係合部材５７，６７，７７については図示を省略する）。
【００４０】
なお、説明の便宜上、図示は省略しているが、第一のアーム１２１は、基台１１０上に設けられたリニアガイドに案内されながらＹ軸方向に進退移動自在で、第二のアーム１２２は、第一のアーム１２１に設けられたリニアガイドにより、第一のアーム１２１と同方向に進退移動自在である。
【００４１】
第一のアーム１２１の両端近傍には、二つプーリ１３１，１３２が回転自在に取り付けられている。そして、この二つのプーリ１３１，１３２の間にベルト１３３が張設されていて、ベルト１３３の走行とともにプーリ１３１，１３２が滑りなく回転するようになっている。プーリ１３１，１３２及びベルト１３３としては、両者の間で容易に滑りが生じないものであれば種々のものを用いることができるが、例えば、歯付プーリ及び歯付ベルトを用いるとよい。
【００４２】
また、ベルト１３３の一側（基台１１０側）の一部は、ピン等の連結部材によって基台１１０に連結されている（連結部分を図中符号１４１で示す）。また、ベルト１３３の他側（第二のアーム１２２側）の一部は、ピン等の連結部材によって第二のアーム１２２に連結されている（連結部分を図中符号１４２で示す）。なお、基台１１０とベルト１３３との連結部分１４１は、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２をＹ軸方向に移動させたときに、プーリ１３１，１３２と干渉しないように、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２を縮退させた状態で第一のアーム１２１の一端側のプーリ１３１の近傍に位置しているのがよい。
【００４３】
同様に、第一のアーム１２２とベルト１３３との連結部分１４２は、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２をＹ軸方向に移動させたときに、プーリ１３１，１３２と干渉しないように、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２を縮退させた状態で、第一のアーム１２１の他端側のプーリ１３２の近傍に位置させるのがよい。
第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２を進退移動させるための駆動体であるシリンダ１５０は、基台１１０に取り付けられている。そして、シリンダ１５０の進退移動自在なピストンロッド１５０ａが、連結部材１２１ａを介して、第一のアーム１２１に連結されている。
【００４４】
把持部１１７の必要移動量、つまり、パーツフィーダ２の受け渡し部２３から主軸３３の主軸軸線までの距離をＬとした場合、この距離Ｌは、第一のアーム１２１の移動量と第二のアーム１２２の移動量とを足したものであるから、ピストンロッド１５０ａのストロークｌは、少なくとも距離Ｌの１／２あればよい。
【００４５】
なお、図示の便宜上、図８では、基台１１０の下面にシリンダ１５０を取り付け、第一のアーム１２１の下面に取り付けた連結部材１２１ａにピストンロッド１５０ａの先端を連結するようにしているが、シリンダ１５０の駆動によるピストンロッド１５０ａの進退移動とともに第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２を進退移動させることができるのであれば、基台１１０の上面で第一のアーム１２１と平行にシリンダ１５０を配置してもよいことは勿論である。
【００４６】
上記構成のローディング装置１００の作用を、図８（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
ローディング装置１００は、初期状態で図８（ａ）に示す縮退状態になっていて、把持部１１７をパーツフィーダ２（図１０参照）のワーク受け渡し部２３に対峙させた位置で待機している。工作機械の図示しない制御装置から部品供給指令がローディング装置１００に出力されると、把持部１１７に内蔵されたチャック開閉用のシリンダ（図示せず）が駆動してチャックを閉じ、ワーク受け渡し部２３のワークｗを把持する。
【００４７】
この後、シリンダ１５０が駆動して、第一のアーム１２１をＹ軸方向に移動させる。基台１１０とベルト１３３とが連結されているので、第一のアーム１２１がＹ軸方向に移動することで、ベルト１３３は二つのプーリ１３１．１３２を回転させながら走行する。これにより、ベルト１３３の他側に連結された第二のアーム１２２が第一のアーム１２１と同方向に移動する。このとき、第一のアーム１２１に対する第二のアーム１２２の移動速度は、基台１１０に対する第一のアーム１２１の移動速度と同じであるため、基台１１０に対して第一のアーム１２１の二倍の速度で第二のアーム１２２が移動することになる。
【００４８】
図８（ｂ）に示すように、第二のアーム１２２の一端に設けられた把持部１１７が主軸３３に対峙する位置まで移動すると、シリンダ１５０の駆動が停止し、把持部１１７に把持したワークを主軸３３の軸線上に位置させる。
なお、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２がＹ軸方向に移動したときの把持部１１７の位置決めは、シリンダ１５０のピストンロッド１５０ａのストロークによって調整してもよいし、把持部１１７の位置を検出するセンサを利用して行ってもよい。また、把持部１１７等をストッパに当接させることで行ってもよい。
【００４９】
把持部１１７に設けられた図示しないチャック前進用のシリンダが駆動してチャックとともにワークを主軸３３に向けて前進させ、ワークをチャック３３ａに把持させる位置まで移動させる。チャック３３ａがワークを把持した後は、チャックを開いて後退させる。
この後、シリンダ１５０が駆動してピストンロッド１５０ａを縮退させ、初期状態に復帰する。
【００５０】
上記の実施形態では、ローディングアームが二つのアーム、つまり、第一のアーム１２１と第二のアーム１２２から構成される場合について説明した。本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段は、ローディングアームをさらに多段にし、ワークｗの搬送をさらに高速化したローディング装置にも適用が可能である。
次に説明する実施形態では、ローディングアームが三つのアーム、つまり、第一のアーム２２１，第二のアーム２２２及び第三のアーム２２３から構成される場合について説明する。
【００５１】
図９は、ローディングアームを三段にしたローディング装置の構成を説明する概略図で、図９（ａ）はローディングアームを縮退させた状態を示すもの、（ｂ）はローディングアームを伸長させたときの状態を示すものである。
この実施形態のローディングアームは、ローディング装置２００の基台２１０に進退移動自在に設けられた第一のアーム２２１と、この第一のアーム２２１に進退移動自在に設けられた第二のアーム２２２と、この第二のアーム２２２に進退移動自在に設けられた第三のアーム２２３とから構成されている。
【００５２】
各アーム２２１，２２２，２２３は、図示しないリニアガイドに案内されながら、Ｙ軸方向に進退移動が自在である。ワークを把持する把持部１１７は、第三のアーム２２３の一端（図９において左端）に設けられている。上記で説明した位置決め手段４０，５０，６０，７０の位置決め被係合部材４７，５７，６７，７７は、この第三のアーム２２３に取り付けられる（図９においては、第一の実施形態の被係合部材４７のみを示し、他の位置決め被係合部材５７，６７，７７については図示を省略する）。
【００５３】
第一のアーム２２１の両端近傍には、二つプーリ２３１，２３２が回転自在に取り付けられていて、この二つのプーリ２３１，２３２の間にベルト２３３が張設されている。また、第二のアーム２２２の両端近傍に、二つのプーリ２３５，２３６が取り付けられていて、この二つのプーリ２３５，２３６の間にベルト２３７が張設されている。
【００５４】
第一のアーム２２１のプーリ２３１，２３２及びベルト２３３と、第二のアーム２２２のプーリ２３５，２３６及びベルト２３７とが干渉しないように、例えば図２に示すように、プーリ２３１，２３２及びベルト２３３とプーリ２３５，２３６及びベルト２３７とは、第一のアーム２２１及び第二のアーム２２２の異なる側面に設けるのが好ましい。
【００５５】
第一のアーム２２１のベルト２３３の一側（基台２１０側）の一部は、ピン等の連結部材によって基台２１０に連結されている（連結部分を図中符号２４１で示す）。また、ベルト２３３の他側（第二のアーム２２２側）の一部は、ピン等の連結部材によって第二のアーム２２２に連結されている（連結部分を図中符号２４２で示す）。また、第二のアーム２２２のベルト２３７の一側（第一のアーム２２１側）の一部は、ピン等の連結部材によって第一のアーム２２１に連結されている（連結部分を図中符号２４３で示す）。また、ベルト２３７の他側（第三のアーム２２３側）の一部は、ピン等の連結部材によって第三のアーム２２３に連結されている（連結部分を図中符号２４４で示す）。
【００５６】
先の実施形態と同様に、連結部分２４１及び連結部分２４３は、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２を縮退させた状態で、第一のアーム１２１及び第二のアーム２２２の一端側に位置させるのがよく、連結部分２４２及び連結部分２４４は、第一のアーム１２１及び第二のアーム１２２を縮退させた状態で、第一のアーム１２１及び第二のアームの他端側位置させるのがよい。
基台２１０には、駆動体であるシリンダ２５０が取り付けられ、このシリンダ２５０の進退移動自在なピストンロッド２５０ａが、連結部材２２１ａを介して、第一のアーム２２１に連結されている。
【００５７】
把持部１１７の必要移動量、つまり、パーツフィーダ２の受け渡し部２３から主軸３３の主軸軸線までの距離をＬとした場合、この距離Ｌは、第一のアーム２２１の移動量と第二のアーム２２２と第三のアーム２２３の移動量とを足したものであるから、ピストンロッド２５０ａのストロークは、少なくとも距離Ｌの１／３あればよい。
【００５８】
上記構成のローディング装置２００の作用を、図９（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
この実施形態において、図９（ａ）に示す初期状態からシリンダ２５０が駆動して、ピストンロッド２５０ａのＹ軸方向の伸長とともに第一のアーム２２１がＹ軸方向に移動すると、上記で説明した手順で第二のアーム２２２が第一のアーム２２１と同方向に、かつ、同速度で移動する。
【００５９】
第一のアーム２２１と第二のアームのベルト２３７とが連結されているので、第二のアーム２２２が第一のアーム２２１に対して相対的にＹ軸方向に移動すると、ベルト２３７が二つのプーリ２３５，２３６を回転させながら走行する。これにより、ベルト２３７の他側に連結された第三のアーム２２３が、第二のアーム２２２と同方向に、同速度で移動する。このとき、第一のアーム２２１に対する第三のアーム２２３の移動速度は、第一のアーム２２１に対する第二のアーム２２２の移動速度の二倍であるから、基台１１０に対する第一のアーム２２１の移動速度に対して４倍になっている。
【００６０】
本発明においては、ローディングアームを構成するアームの数をさらに増やすことができる。
ローディングアームが、Ｎ個のアームから構成され、基台側から順に、第一のアーム，第二のアーム，・・・第Ｎ（Ｎ＞２）のアームとした場合、第一のアームから第Ｎ−１のアームの各々にプーリとベルトとを設ける。そして、第一のアームのベルトの一側を前記基台に連結し、前記ベルトの他側を前記第二のアームに連結する。また、第二のアーム以降のベルトについては、任意の第ｍのアームについて、ベルトの一側を、第ｍ−１のアームに連結し、他側を、第ｍ＋１のアームに連結する。
なお、この場合の把持部の速度は、第一のアームと基台の速度に対して、
２Ｎ−１倍になる。また、上記で説明した位置決め手段４０，５０，６０，７０の位置決め被係合部材４７，５７，６７，７７は、第Ｎのアームに取り付ける。
【００６１】
このように、本発明においては、距離Ｌが大きくなっても、ローディングアームを多段にすることで、ローディング装置の全長を長くすることなく、コンパクトな構成でワークの搬出入を行うことが可能である。しかも、段数を増やすほど、各アームの移動距離が短くなり、かつ、把持部の移動速度も速くなるので、ワークの搬出入時間を大幅に短縮することが可能である。
また、ワークの搬出入の速度を速くしても、ローディングアームのＸ，Ｚ方向の撓みや振動の抑制、Ｚ軸方向の正確な位置決めは、位置決め手段４０，５０，６０，７０によって行うことができる。
【００６２】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、本発明のローディング装置を工作機械の加工領域にワークを搬入するものに用いることを前提に説明したが、本発明は、前記加工領域から加工済みのワークを搬出するための用に供することも可能で、さらに、工作機械に限らず、他のワーク加工機やワークストッカにも適用が可能である。
【００６３】
また、上記の実施形態では、第一のアームに駆動体であるシリンダを連結しているが、駆動体に連結するアームは第一のアームに限らず、第二のアームやその他のアームであってもよい。
さらに、駆動体としてシリンダを一例に挙げて説明したが、ローディングアームを所定の方向に移動させることができるのであれば、モータとラック・ピニオン機構の組み合わせ、モータとボールねじとの組み合わせからなる駆動体を利用してもよいことは勿論である。
また、上記の説明では、ローディングアームが直線方向に進退移動する場合を例に挙げたが、ローディングアームが回転してワークの搬送を行う場合にも本発明を適用することが可能である。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、ローディングアームが主軸軸線Ｃ側に移動したときに、先端部の撓みや振動を抑制して、前記ローディングアームの先端の把持部に把持されたワークの位置決めを精密に行うことができ、振動が静定するまでの静止待ち時間も短縮することが可能である。
また、ローディングアーム又は位置決め被係合部材に当接する当接部材を設けることで、ローディングアームの移動速度が高速になっても、ワークの位置決めを精密に行うことができる。特に、本発明は、段数が増えるほど移動速度が高速になる多段ローディングアームに適用することで、ワークの位置決め精度を維持したまま、ワークの搬送速度を高速にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態のローディング装置にかかり、このローディング装置に設けられた位置決め手段の構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第二の実施形態にかかり、その構成を説明する斜視図である。
【図３】図２の位置決め手段の作用を説明する図である。
【図４】本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第三の実施形態にかかり、その構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第四の実施形態にかかり、その構成を説明する斜視図である。
【図６】図５の位置決め手段の縦断面図である。
【図７】本発明のローディング装置に設けられる位置決め手段の第五の実施形態にかかり、その構成を説明する斜視図である。
【図８】本発明の適用が可能な多段式（二段式）のローディングアームを供えたローディング装置の構成及び作用を説明する概略側面図である。
【図９】本発明の適用が可能な多段式（三段式）のローディングアームを供えたローディング装置の他の実施形態にかかり、その構成及び作用を説明する概略側面図である。
【図１０】ローディング装置を備えたワーク加工システムの一例にかかり、図１０（ａ）は、時計部品等の小物ワークの加工に利用されるワーク加工システムの一例を示す平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のローディング装置の側面図である。
【図１１】従来のローディング装置における問題点を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
１２　アーム
１２ａ　連結部材
１３　リニアガイド
１５　シリンダ
１５ａ　ピストンロッド
１７　把持部
１７ａ　チャック
４０　位置決め手段
４１　位置決め係合部材
４１ａ　係合孔
４７　位置決め被係合部材
４７ａ　突起
５０　位置決め手段
５１　位置決め係合部材
５１ａ　係合孔
５２　上レバー
５２ａ　テーパ面
５３　下レバー
５３ａ　テーパ面
５４　軸
５５　ばね
５７　位置決め被係合部材
５７ａ　テーパ面
５７ｂ　係合面
５８　軸
７０　位置決め手段
７１　位置決め係合部材
７２　第一の係合溝
７２ａ，７３ｂ　傾斜面（案内面）
７３　第二の係合溝
７３ａ　傾斜面（案内面）
７７　位置決め被係合部材
７８，７９　ローラ
７８ａ，７９ａ　軸
１００　ローディング装置（第一の実施形態）
１１０　基台
１１７　把持部
１２１　第一のアーム
１２２　第二のアーム
１３１，１３２　プーリ
１３３　ベルト
１４１，１４２　連結部分
１５０　シリンダ（駆動体）
１５０ａ　ピストンロッド
２００　ローディング装置（第二の実施形態）
２１０　基台
２１７　把持部
２２１　第一のアーム
２２２　第二のアーム
２２３　第三のアーム
２３１，２３２　プーリ
２３３　ベルト
２３５，２３６　プーリ
２３７　ベルト
２４１，２４２　連結部分
２４２，２４３　連結部分
２５０　シリンダ（駆動体）
２５０ａ　ピストンロッド
【図１】
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【図２】
2004142047.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004142047.tif 000008
【図７】
2004142047.tif 000009
【図８】
2004142047.tif 000010
【図９】
2004142047.tif 000011
【図１０】
2004142047.tif 000012
【図１１】
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