(57)【要約】【課題】２主軸対向旋盤に特に好適な加工済ワークの排出装置に関し、ワークを把持するアーム先端を刃物台と干渉させないで主軸軸線上に速やかに進出させることを可能にし、ワーク排出時間を短縮して加工能率を向上させる。【解決手段】主軸軸線方向に進退する支点軸と、この支点軸回りに回動するアーム１２と、当該アームの先端に設けたワークハンド２５とを備えた旋盤のワーク排出装置において、前記支点軸がワーク加工空間３に突出して軸方向に進退する片持軸であり、前記アーム１２が、当該片持軸の先端に装着されて当該軸回りに回動する第１アーム１０と、当該第１アームの先端の関節軸回りに回動する第２アーム１１とを備え、前記第２アーム１１を第１アーム１０と反対の方向に回動させる回転伝達機構を備えている。【選択図】      図１
2005161420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸軸線方向に進退する支点軸(13)と、この支点軸回りに回動するアーム(12)と、当該アームの先端に設けたワークハンド(25)とを備えた旋盤のワーク排出装置において、前記支点軸がワーク加工空間(3)に突出して軸方向に進退する片持軸であり、前記アーム(12)が、当該片持軸の先端に装着されて当該軸回りに回動する第１アーム(10)と、当該第１アームの先端の関節軸(24)回りに回動する第２アーム(11)とを備え、前記第２アーム(11)を第１アームと反対の方向に回動させる回転伝達機構(22,26,27)を備えている、旋盤のワーク排出装置。
【請求項２】
前記ハンドからのワークの放出位置に搬出コンベア(9)のワーク受端(9a)が配置され、当該コンベアでワークを機外に排出する請求項１記載のワーク排出装置において、前記ワーク受端が旋盤の加工領域(3)に臨出し、当該ワーク受端を囲む保護ケース(15)と、この保護ケースに設けられて前記アームに押動されて開く扉(14)とを備えている、旋盤のワーク排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤から加工済ワークを排出する装置に関し、主軸軸線の上下ないし前後に刃物台を備えた２主軸対向旋盤に特に好適なワーク排出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋盤のワーク排出装置には種々の構造のものがある。最も簡単なものは加工済ワークをシュート上に落下して排出するものであるが、ワークを傷つけるおそれがあり、ワークを整列させることも困難である。一方、ロボットハンドでワークを把持して機外へ搬送するものは、ワークを傷つけるおそれがなく、加工済ワークの整列も可能であるが、ロボットハンドはワークの加工空間の外で待機しており、ワーク排出時に加工空間を区画しているカバーや隔壁の扉を開閉してロボットハンドを加工空間に挿入して排出操作を行うので、ワーク排出に時間がかかり、機械のワーク排出待ち時間が長くなって加工能率が低下する。
【０００３】
図６は、２主軸対向旋盤の第２主軸側に設けられたロボットハンドで加工済ワークを機外に排出する装置の一例を示す説明図で、右本体カバーを省略した斜視図である。図は機械の手前上方から右側を見た図で、加工空間３の右側に配置された第２主軸チャック１と、当該主軸と協働してワーク２３を加工する工具タレット２とが示されている。４は加工空間３を区画している右側の隔壁で、Ｚ軸方向に移動可能な第２主軸チャック１の主軸台及び工具タレット２の刃物台には、角筒状の主軸台カバー５及び刃物台カバー６が設けられて、これらのカバーが隔壁４をＺ軸方向に移動可能に貫通している。刃物台カバー６の工具タレット側端面には、刃物台カバー６の端面開口を塞ぐＸ軸方向に移動可能なスライド板２９が設けられており、このスライド板が工具タレット２と共にＸ軸方向に移動する。
【０００４】
隔壁４の右側は機構部となっており、右本体カバー７（図３）の内側に、第２主軸台やそのＺ軸送り機構、工具タレット２のＺ軸及びＸ軸送り機構などが配置されている。なお図には、第２主軸の手間側と奥側とに工具タレット２を設けたものが示されている。
【０００５】
ワーク排出装置は、主軸軸線の上方にＺ軸方向に装架されたトラバースガイド３０と、このトラバースガイドに沿ってＺ軸方向に往復移動する伸縮アーム３１と、トラバースガイド３０をその軸回りに往復回動させる旋回モータ３２と、伸縮アーム３１の先端に装着されたハンド２５と、隔壁４に設けた通過開口を閉鎖するスライドシャッター３３とを備えている。
【０００６】
ワーク加工中、伸縮アーム３１は隔壁４の右側で待機している。ワークの加工が終了すると、スライドシャッター３３が開いてアーム３１がトラバースガイド３０に沿って加工空間３に移動し、旋回モータ３２によりアーム３１が下方に向き、アーム３１が伸長してハンド２５で加工済ワーク２３を把持し、第２主軸チャック１を開いた後、アーム３１が若干左移動してワーク２３をチャック１から抜取り、アーム３１が縮退した後旋回モータ３２が逆方向に回動してアーム３１を上方に退避させ、その状態でアーム３１がトラバースガイド３０に沿って右移動して隔壁４を通過した後、スライドシャッター３３が閉じる。その後、アーム３１は更に右移動してワークを機外に搬送した後、ハンド２５を開いてワークをワーク受台３４上へと排出する。
【０００７】
一方、特許文献１には、加工済ワークをチャックから受取るハンドを備えたアームと、このアームからワークを受取って機外へ搬送するコンベアとを設け、アーム及びコンベアのワーク受端を加工空間に配置した２主軸対向旋盤用のワーク排出装置が、この出願の出願人により提案されている。
【０００８】
２主軸対向旋盤では、通常、第１主軸と第１刃物台とで第１工程の加工を行い、次に第２主軸の軸方向移動によってワークを第１主軸から第２主軸に受け渡し、第２主軸と第２刃物台とで第２工程の加工を行った後、第２主軸側でワークを排出する。一方、主軸の中空孔を通して棒材を加工空間に供給して当該棒材の先端を加工して切り落してゆくいわゆるバーワークでは、残材の排出が第１主軸側で行われる。
【０００９】
このような２主軸対向旋盤で、第１刃物台を主軸軸線の奥側に配置し、第２刃物台または第３ないし第４刃物台を主軸軸線の手前側下方に配置したものがあり、ワークを対向する２個の刃物台で同時加工できるという特徴があるが、主軸回りが狭くなる。そのため特許文献１の装置では、アームをくの字状に屈曲してワーク排出時のアームと刃物台と干渉を避けるようにしている。
【特許文献１】特開２０００‐１５３４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
切削加工では、加工熱で高温になった切粉や加工液が周囲に飛散する。そこでワークの加工が行われる加工空間、旋盤では、主軸チャックやタレット刃物台が移動する空間を隔壁やカバーで囲んで切粉や切削油が旋盤の機構部に侵入したり、機外に飛散するのを防止している。前述したように、この加工空間の外で待機しているロボットハンドで加工済ワークを排出する構造では、加工が終了した後、加工動作を止め、隔壁の扉を開いてハンドを加工空間に侵入させてワークを把持し、ワークを把持したハンドが加工空間から退出した後、扉を閉じて次の加工を開始しなければならない。そのため、ワークの排出に時間が掛かり、機械の待ち時間が長くなって生産性が低下する。
【００１１】
一方、特許文献１のように、ワーク排出用のアームを加工空間内に設け、隔壁を貫通するコンベアでワークを加工空間から機外へ搬送するようにした構造では、アームの駆動機構を切粉や切削油から保護する蛇腹やスライドカバーなどの保護装置と、コンベアが隔壁を貫通する部分からの切粉や切削液の漏出を防止する構造とが必要である。更に主軸を挟んで対向配置された複数のタレット刃物台を有する２主軸対向旋盤は、主軸周りが狭くなるため、アームの形状やコンベアの位置に制約を受ける。
【００１２】
この発明は、特許文献１で提案したような加工空間内で待機するアームと、当該アームから加工済ワークを受け取って機外へ搬送するコンベアとを備えたワーク排出装置に要求される上記課題を解決して、加工空間内で待機するアームとその駆動機構をコンパクトにすると共に、ワークを把持するアーム先端を刃物台と干渉させないで主軸軸線上に速やかに進出させることを可能にし、ワーク排出時間を短縮して加工能率を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決した本願請求項１の発明に係る旋盤のワーク排出装置は、主軸軸線方向に進退する支点軸１３と、この支点軸回りに回動するアーム１２と、当該アームの先端に設けたワークハンド２５とを備えた旋盤のワーク排出装置において、前記支点軸１３がワーク加工空間３に突出して軸方向に進退する片持軸であり、前記アーム１２が、当該片持軸の先端に装着されて当該軸回りに回動する第１アーム１０と、当該第１アームの先端の関節軸２４回りに回動する第２アーム１１とを備え、前記第２アーム１１を第１アーム１０と反対の方向に回動させる回転伝達機構２２、２６、２７を備えている。
【００１４】
本願請求項２の発明は、上記手段を備えたワーク排出装置であって、かつハンド２５からのワークの放出位置に搬出コンベア９のワーク受端９ａが配置され、当該コンベアでワークを機外に排出する構造を備えたワーク排出装置において、前記ワーク受端が旋盤の加工領域３に臨出し、当該ワーク受端を囲む保護ケース１５と、この保護ケースに設けられて前記アームで押動されて開く扉１４とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のワーク排出装置のアーム１２は、第１アーム１０と第２アーム１１とが折畳まれたコンパクトな状態で待機しており、かつ揺動時にアーム先端が楕円軌跡又は任意の位置を中心とする円軌跡を描いて揺動し、かつその楕円軌跡や円軌跡は第１アーム１０と第２アーム１１との長さの比や、センタギア２２と旋回ギア２７の歯数比により変更可能で、アーム装着位置の自由度が大きい。また、このアーム１２は、隔壁４を貫通する片持軸１３ａ、１３ｂによって支持及び揺動駆動され、複雑なアーム駆動装置を加工空間内に配置する必要がない。そして、アームの高速動作が可能で、かつ搬出コンベア９のワーク受端を保護している保護ケース１５がアーム１１の動作によって開閉されるので、ワークの排出時間を大幅に短縮することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１ないし図３を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、この発明のワーク排出装置を設けた２主軸対向旋盤を図６と同様な方向から見た概略斜視図、図２は第１アーム１０内に設けられた回転伝達機構をＺ軸方向から見た図（図１のＡ‐Ａ矢視図）、図３は加工空間の右側面をＺ軸方向に見てアームの動きを示した図である。
【００１７】
図１に示されている第２主軸チャック１、工具タレット２、加工空間３を区画している隔壁４、主軸台カバー５や刃物台カバー６などの構造は、図６で説明した従来構造と同じである。右本体カバー７（図１と図６では省略されている）で覆われた機構部内にワーク排出装置のアーム駆動装置８と、搬出コンベア９とが配置されている。ワーク排出装置のアーム１２は、アーム駆動装置８から隔壁４を貫通して加工空間３内に延びる片持２重軸１３の先端に装着されている。搬出コンベア９は、ワーク受端９ａが隔壁４を貫通して加工空間３内に臨出しており、反対側のワーク排出端９ｂは、機外に延びている。搬出コンベアのワーク受端９ａは、Ｚ軸方向にスライドして内側に開くスライド扉１４を備えた箱状の保護ケース１５で覆われている。
【００１８】
アーム駆動装置８は、不動部材に固定されたＺ軸方向のロッドレスエアシリンダ１６と、このエアシリンダのスライダに固定されたギアボックス１７と、基端をこのギアボックスに固定してＺ軸方向に延びる中空軸１３ａと、不動部材に固定されてこの中空軸の先端側を軸方向移動自在に案内しているガイドブッシュ１８と、中空軸１３ａの軸心に回動可能かつ軸方向移動不能に挿通された回動軸１３ｂ（図２参照）と、この回動軸の基端に固定されたピニオン１９及びこれに噛合するラック２０を介して回動軸１３ｂを往復駆動する油圧シリンダ２１とを備えている。
【００１９】
ガイドブッシュ１８のアーム１２側端部は、隔壁４を貫通している。即ち、中空軸１３ａとその中心の回動軸１３ｂは、ガイドブッシュ１８とロッドレスエアシリンダのスライダとに支持されて片持ち状態で加工空間３内へと延びている。回動軸１３ｂの先端は、アーム１２の第１アーム１０に連結され、中空軸１３ａの先端は、第１アーム１０内のセンタギア２２（図２参照）に連結されている。従って、エアシリンダ１６の伸縮により、中空軸１３ａ、回動軸１３ｂ及びアーム１２は、その前進端と後退端の間をＺ軸方向に一体となって移動する。アーム１２の前進端は、第２チャック１からワーク２３を受け取る位置であり、後退端は、搬出コンベア９にワークを受け渡す位置である。
【００２０】
アーム１２は、中空軸１３ａの軸心回りに回動する第１アーム１０と、この第１アームの先端の関節軸２４回りに第１アーム１０と逆方向に回動する第２アーム１１と、この第２アームの先端に伸縮可能に装着されたハンド２５とを備えている。第１アーム１０内には、図２に示すように、互いに噛合するセンタギア２２、連結ギア２６及び旋回ギア２７が軸支されている。センタギア２２は、回動しない中空軸１３ａの先端に固定され、第１アーム１０は、中空軸１３ａの先端から突出した回動軸１３ｂの先端に固定され、第２アーム１１の基端は、旋回ギア２７と一体に軸方向に延びる関節軸２４に固定されている。
【００２１】
図２において、センタギア２２が固定された状態で第１アーム１０が左回動すると、連結ギア２６はセンタギア２２の周面を左回りに転動して第１アーム１０に対して左回転する。従って、これに噛合している旋回ギア２７は、第１アーム１０に対して右回転することとなり、この旋回ギアに連結された第２アーム１１が関節軸２４回りに右回動する。旋回ギア２７をセンタギア２２より小径にした図２のものでは、この動作により、第１アーム１０より長い第２アーム１１の先端のハンド２５は、図３に示すように、楕円軌跡３５を描いて主軸軸線方向へと回動する。一方、回動軸１３ｂを図２で右回動すると、逆の動作により第１アーム１０が右回動、第２アーム１１が左回動して、折畳み状態に戻る。搬出コンベア９は、アーム１２が折畳まれかつハンド２５が縮退した状態で、ハンド２５との間でワークを受け渡す位置に配置されている。連結ギア２６の替りにセンタギアと旋回ギアをタイミングベルトで連結しても同じ効果が得られる。
【００２２】
ハンド２５の開閉構造及びハンド２５の進退構造（第２アーム１１の伸縮構造）は、図６に示した従来のアームと同様な構造であるので、説明は省略する。ハンド２５の伸縮及び開閉には、油圧シリンダが用いられており、その油圧力は、関節軸２４及び回動軸１３ｂを中空軸にして、その中空孔に油圧パイプを挿通することによって供給されている。
【００２３】
搬出コンベア９は、一般的なベルトコンベアないしチェンコンベアであるので、詳細構造の説明は省略する。隔壁４に設けた開口２８を通して加工空間３内に臨出した搬出コンベアのワーク受端９ａは、隔壁４に固定した箱状の保護ケース１５で切粉や切削油から保護されている。保護ケース１５には、Ｚ軸方向内側（図１の右側）にスライドして開閉されるＬ形のスライド扉１４が設けられている。
【００２４】
図１に示す折畳み状態でアーム１２が保護ケース１５の左側から保護ケース１５内へと移動すると、第２アーム１１の先端部がスライド扉１４に当接して、当該スライド扉を保護ケース１５内へと押込み、ハンド２５が保護ケース１５内に進入する。この状態で第２アームの先端に固定した鍔状の蓋板が保護ケース１５に当接してハンド２５が進入したあとの開口を閉鎖する。ハンド２５は、この状態で把持したワークを搬出コンベア９に受け渡して次の受渡し動作時まで待機する。次のワークの排出動作を行うために、アーム１２がＺ軸方向に左動して保護ケース１５から退出すると、スライド扉１４は、図示しない復帰ばねによって左動して保護ケース１５を閉鎖する。
【００２５】
次に図３と図１を参照して、ワーク排出動作を説明する。ワーク２３の加工が終了すると、ロッドレスエアシリンダ１６が動作してアーム１２を進出端に移動する。第２主軸チャック１は、進出したアームのハンド２５の位置でワーク２３を受け渡すことができるようにＺ軸方向に移動する。次に油圧シリンダ２１の動作により、アーム１２が主軸軸線に向けて回動し、更にハンド２５が開いた状態で前進してワーク２３を把持する。次に第２主軸チャック１が開き、Ｚ軸方向に右移動することでワーク２３がチャック１からハンド２５へと受け渡される。次にハンド２５が縮退し、油圧シリンダ２１の逆方向動作によりアーム１２が折畳まれる。このとき、第２アームの先端が保護ケース１５の延長上に来る位置までアーム１２を折畳む。そして、エアシリンダ１６の逆方向動作により、アーム１２は折畳まれた状態で後退し、その移動後期において保護ケースのスライド扉１４を押し開いて、保護ケース１５内に進入する。この状態でハンド２５を開いて、ワーク２３を搬出コンベア９上に受け渡し、次の排出動作時まで待機する。必要があれば、ワークをコンベア９に受渡すときにハンド２５の伸縮動作を行わせることができる。コンベア９上に受け渡されたワークは、排出コンベアの搬送動作により機外へと搬出される。
【００２６】
図４は保護ケース１５の他の例を示した斜視図である。図４の保護ケース１５は、アーム１２の待機位置でその全体を覆うように設けられており、扉１４は、上辺まわりに揺動開閉する蝶番式の扉である。扉１４は、図の閉位置と上辺回りに９０度開いた開位置とで保持される２位置止め機構（デテント機構）を備え、扉板の上辺にケース内に９０度折れ曲がった押動板を一体に設けてある。ワークを取りに行くときは、アーム１２がＺ軸方向に進出するときに扉１４の裏面を押して扉を開く。またワークを搬出コンベア９に受渡すときは、折畳まれた状態で保護ケース１５内へとＺ軸方向に後退するアーム１２が前記押動板を押して扉１４を閉じる。その後、ワークが搬出コンベア９に受渡される。
【００２７】
図３に示したアーム１２の動きは、回転伝達機構の旋回ギア２７のピッチ径をセンタギア２２のそれの１／２にしたときの例であるが、旋回ギア２７のピッチ径をセンタギア２２と同径としたときは、図５に示すように、ハンド２５が円軌跡を描く。この円軌跡の半径は第１アーム１０の長さにより変更可能で、円軌跡の中心はアーム１０、１１の長さと待機時に両アーム１０、１１がなす角度により変更できる。すなわち、この発明の装置では、第１アーム１０と第２アーム１１の長さと初期角及び回転伝達機構の回転比によってハンド２５の移動軌跡を広範に変更可能で、かつアーム１２全体が一本の二重軸１３によって支持及び駆動されるので、制限された空間で利用可能な種々の形態のワーク搬出装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】２主軸対向旋盤に設けたワーク排出装置の概略斜視図
【図２】回転伝達機構をＺ軸方向から見た図
【図３】加工空間側から見てアームの動きを示した側面図
【図４】保護ケースの他の例を示した斜視図
【図５】回転伝達機構の回転比を１：１としたときのアームの動きを示した側面図
【図６】従来例を図１と同じ方向から見た斜視図
【符号の説明】
【００２９】
３  加工空間
９  搬出コンベア
9a  ワーク受端
10  第１アーム
11  第２アーム
12  アーム
13  片持２重軸
14  スライド扉
15  保護ケース
24  関節軸
25  ハンド
26  連結ギア
27  旋回ギア
【図１】
2005161420.tif 000003
【図２】
2005161420.tif 000004
【図３】
2005161420.tif 000005
【図４】
2005161420.tif 000006
【図５】
2005161420.tif 000007
【図６】
2005161420.tif 000008