(57)【要約】【課題】  機上でワークを反転させて表裏両面を加工する工作機械において、ワークを把持し旋回により反転させる時に、高速反転させても起動停止時に生ずる衝撃が少なく、反転使用時間を削減可能なワーク反転装置を提供する。【解決手段】主軸軸線に直交する平面上に形成された旋回軸線回りで旋回可能な腕と、この腕を１８０度旋回駆動する旋回駆動部材と、腕の先端に設けられワークを保持するハンドと、このハンドを旋回軸線に対し接近離隔可能にする腕伸縮機構とを設けてワーク反転装置を構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にワークを保持して回転可能な２個の主軸を互いに平行に配設した工作機械におけるワーク反転装置であって、主軸軸線と直交する平面上に前記２個の主軸の軸心を結んで形成される線分の中間点を通りこの線分に直交する軸線を旋回軸として旋回可能な腕と、該腕を前記旋回軸を中心に伸縮させる腕伸縮機構と、前記腕を前記旋回軸回りで１８０度正逆旋回させて前記２個の主軸の同一軸端を含む前記平面上で前記旋回軸の軸線方向に所定量離れた位置に位置決めする旋回駆動部材と、前記腕の先端に取着され爪開閉により前記ワークの把持を操作するハンドとを含んでなり、ハンド旋回時の腕の旋回半径を縮小できることを特徴とするワーク反転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面および裏面の加工を行うためのワーク反転装置であって、詳しくは平行な２主軸を有する工作機械において、ワークの表面と裏面とを順次加工するためにワークを機上で反転させるワーク反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、１主軸の旋盤において、ワークの表裏を加工する場合、表側の加工が終わった後、ワークを一旦チャックから取り外し、反転させてチャックに再取り付けを行う必要がある。この間、加工が行われないので効率的でない。そのため多数のワークを加工するために２主軸の旋盤が提案されている。一方の主軸では表側のみを加工し、他方の主軸では裏側のみを加工し加工停止の時間をできるだけ縮減できるよう２主軸の加工機を構成している。図４に２主軸旋削用工作機械を示す。
【０００３】
一般にワークを２工程で加工する工作機械は、図４において、並行２主軸型の旋盤１１０、２台の反転装置１１１，１１２、ローダ１１３、素材ストッカー１１４および製品ストッカー１１５から構成されている。旋盤１１０には第１工程の加工を行う第１加工部１１６と第２工程の加工を行う第２加工部１１７が並設されている。
【０００４】
ところが、図４に示す従来の工作機械において、第１加工部１１６で加工したワークＷを反転装置１１１、１１２で反転する場合を図５で動作順に説明すると、
（１）反転装置１１１がワークＷを把持し、
（２）反転装置１１１が実線で示す主軸に平行な向きから破線で示す反転装置１１２に向くように９０°旋回し、
（３）反転装置１１２が実線で示す主軸に平行な向きから破線で示す反転装置１１１に向くように９０°旋回し、
（４）反転装置１１２が反転装置１１７側に前進し、
（５）反転装置１１２がワークＷを把持し、
（６）反転装置１１１がワークＷを解放し、
（７）反転装置１１１が第１加工部１１６側に後退し、
（８）反転装置１１２が破線で示す反転装置１１１向きから実線で示す主軸に平行な向きになるように９０°旋回し、
（９）反転装置１１２がワークＷを解放する。
の９モーションが必要である。
【０００５】
他のワーク反転装置として、２つの加工部の中間に旋回腕を有するワーク反転装置一基を設けたものを図６に示す。図６において、ワーク反転装置１３の旋回半径は主軸間距離の半分の長さに固定されている。〔図番号はそのまま使用している〕
（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
また、他のワーク反転装置として、２つの加工部の中間にワークの把持部が旋回するワーク反転装置一基を設けたものを図７、図８に示す。
図７において、ワークの表裏を加工する２基の主軸チャック３，４、ワーク反転装置１０、ガントリーローダ３０、ローダヘッド３５を示している。ワークＷの主軸３から反転装置１０を経て主軸４への移動は３軸制御されるガントリーローダにより駆動されチャック付のローダヘッド３５がワークＷの受け渡しを行いワークを反転させている。〔図番号はそのまま使用している〕（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】実開昭６１−７５９０１号  図２、（本願の図６に相当）
【特許文献２】実開平４−１１８９０５号  図１（本願の図８に相当）、図２（本願の図７に相当）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術で述べたように、二つの加工部に対し、２基の９０度旋回装置を設けた場合、ワーク旋回装置のチャックにワークを把持させた後２基目のチャックにワークを移しワークを反転させて２基目のチャックからワークを取り出すことができるまでに９モーションの動作が必要であり、ワークの反転に時間を要し、９０度旋回装置が２基必要のためコストが高いという問題点があった。
【０００８】
また、ワークを反転させるための旋回腕の長さが主軸間距離の半分の長さに設定されている場合は、ワーク形状が大きく重い場合は旋回駆動に要する動力が大きくなり、機械剛性を強化しなければならないという問題があった。
また、２つの加工部の中間にワークを把持してその位置で旋回させる旋回チャックを有するワーク反転装置を一基設けた場合には重いワークを振り回すことは回避できる。しかし、ローダによる主軸とワーク反転装置の旋回チャック間のワークの受け渡しは、主軸の真上に旋回チャックが位置しないのでローダヘッドの上下方向の移動と水平方向の移動が必要となりローダヘッドを旋回チャックの中心に位置決めに要する時間が多くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、２個の平行な主軸の中間位置を旋回中心とし、２個の主軸の同じ側の軸端に取着された主軸チャックのそれぞれの真上位置を１８０度旋回の始端終端とし、始端でワークをローダアームから受け取り終端でローダアームに反転したワークを受け渡す場合に、ワークを受け取った腕を短くしてから１８０度旋回させて終端に到達し、続いて腕を延ばしてローダアームにワークを受け渡すようにし腕の伸縮を可能にて迅速かつ衝撃の少ないワークの反転装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、先端にワークを保持して回転可能な２個の主軸を互いに平行に配設した工作機械におけるワーク反転装置であって、主軸軸線と直交する平面上に前記２個の主軸の軸心を結んで形成される線分の中間点を通りこの線分に直交する軸線を旋回軸として旋回可能な腕と、該腕を前記旋回軸を中心に伸縮させる腕伸縮機構と、前記腕を前記旋回軸回りで１８０度正逆旋回させて前記２個の主軸の同一軸端を含む前記平面上で前記旋回軸の軸線方向に所定量離れた位置に位置決めする旋回駆動部材と、前記腕の先端に取着され爪開閉により前記ワークの把持を操作するハンドとを含んでなり、ハンド旋回時の腕の旋回半径を縮小できるものである。
【００１１】
請求項１の発明によれば、２主軸の中間に旋回軸を固定しているので機械の主要寸法である主軸間寸法が広がっても腕長さを変更することにより容易に対応が可能である。また、腕伸縮機構を採用しているので、腕を旋回させるときは適宜縮小させることにより旋回動作させるのが容易であり、旋回所要時間も短縮される。
上述したワーク反転装置自体の機能に加え、腕軸端に取着したハンドが旋回軸心に近い位置で待機し、ローダヘッドのチャックが主軸チャックからワークを受け取り、表面側加工用の主軸真上に上昇した位置に停止したとき腕が伸長し、ハンドにワークを把持させることが可能である。
ワークを把持したハンドは、腕を縮小し１８０度旋回してワークは反転する。その間にローダヘッドのチャックは水平移動して裏面側加工用の主軸の真上に移動して待機している。腕が伸長し反転したワークがローダヘッドのチャックに受け渡しされる。
【００１２】
ここで腕伸縮機構とは、例えばピストンシリンダ部材のようにシリンダ室への圧力流体の供給・排出により、ハンドを軸端に取着したピストンロッドを位置決めする機構を意味する。従って、ピストンシリンダ部材の他のリンク機構、ねじ機構を用いて腕伸縮機構を構成することができる。
また、腕を１８０度正逆旋回させる旋回駆動部材とは、例えばラック・ピニオンを噛み合わせて、ラックをピストンシリンダ部材で進退させることによって旋回動作を得ることができる部材をいう。他に、旋回軸を直接モータまたは油圧モータで駆動して旋回動作を得ることも可能である。
本発明の構成において、主軸チャックの真上に旋回するハンドを配設した理由は、ローダチャックを使用して主軸チャックからハンドへワークを移動させるのに水平方向の移動を必要とせず垂直方向の一軸の移動となり、制御を簡素化できるためである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は前述した手段で発明を実施することにより以下の効果を奏する。
請求項１の発明は、ワークを把持したハンドの腕長さを縮小した状態で旋回させているので旋回駆動に要する時間が短縮できる点に加え、旋回駆動に要する動力削減が可能であるという効果を有する。
その結果、旋回運動の起動停止時の衝撃が少なく、フレーム剛性の強化が必要でないので機械全体のコスト低減に有効であるという効果を生ずる。
軸線が並行な２個の主軸間寸法が加工対象ワークの形状変更で拡張されても、ワークの旋回半径は大きくならないので旋回起動、旋回停止時の振動は抑制できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は素材ストッカ１４、製品ストッカ１５、ワーク搬送ローダ１３および２個の主軸台３，５を備えた２主軸旋盤において主軸間に設けたワーク反転装置１８の正面視図、図２はワーク反転装置の上面視図、図３はワーク反転装置の動作説明図である。
【００１６】
図１において、並行２スピンドル型旋盤１には独立して制御される第１加工部１６と第２加工部１７とが設けられている。第１加工部１６には表面加工用の第１主軸台３と第１刃物台４が、第２加工部１７には裏面加工用の第２主軸台５は第２刃物台６が設けられている。素材ストッカ１４に加工用素材が準備されている。第１主軸台３のチャック７へワーク搬送ローダ１３のローダヘッド８により加工用素材は移送される。加工用素材は第１刃物台４の工具の作用を受け表面側加工が行われる。
【００１７】
第２加工部１７ではワークの裏面側の加工を行う。そのため第２主軸台５のチャック９へはワークを反転させて供給する必要がある。
ところで、第１加工部１６若しくは第２加工部１７の主軸の軸線と直交する平面上で主軸間距離を二分する位置に主軸軸線と直交する方向をワーク反転装置１８の旋回軸線方向と定める。
【００１８】
図２において、ワーク反転装置１８は、第１主軸台３と第２主軸台５とを結ぶ線の中間点の上方に設けられている。この中間点に鉛直の軸線は旋回する歯車付軸２０の軸心と一致する。また、ワーク搬送ローダ１３のローダヘッド８のローダチャック１２がワークを把持して上昇し、ワーク反転装置１８のハンド１９に受け渡しできる位置は主軸チャック７，９の垂直上方位置に設けられている。
【００１９】
ワーク反転装置１８はベース２２上に構成され、主軸台若しくは主軸台相当の本機フレーム１０の上面に固設されている。
腕伸縮機構はブロック２１、シリンダ２６で構成されている。ワークＷを把持するハンド１９が軸端に取着された腕１１がシリンダ２６のロッド２７に連結され、シリンダ２６が歯車付軸２０の回りで旋回可能なブロック２１に取り付けられている。
【００２０】
ハンド１９はワークＷを把持する爪１１Ａ，１１Ｂを電磁力若しくは圧力流体を使用する通常の手段で開閉操作してワークＷを把持若しくはこれを解除する。また、ハンド１９が伸縮する時に、ハンド１９がロッド２７回りで回転しない仕様のシリンダ２６が選定されている。腕を１８０度旋回駆動する旋回駆動部材は歯車２３、シリンダ２４、ラック２５で構成されている。
【００２１】
歯車付軸２０はベース２２に旋回可能に支持され歯車２３が設けられている。また、シリンダ２４がベース２２に設置され、ラック２５が取り付けられている。ラック２５は歯車２３に噛合されている。そして、シリンダ２４のロッド２８の進退によりハンド１９が歯車付軸２０の回りで１８０度の位置に割り出すように構成されている。
【００２２】
次にワーク反転装置の動作を説明する。
図３において、ワーク反転装置の一連の動作は次の通りである。
第１加工部１６で第１主軸台３のチャック７に把持され第１刃物台４の作用で表面側の加工を終えたワークＷはローダチャック１２で把持され真上の位置Ｐ２に持ち上げられる。
【００２３】
ステップＳ１において、位置Ｐ１で爪を開口して待機していたハンド１９は位置Ｐ２に伸長する。ステップＳ２において、ハンド１９は爪が閉じワークＷを把持後ローダチャック１２は開口する。ステップＳ３において、ハンド１９の腕１１はシリンダ２６が作用し短くなり、ハンド１９は位置Ｐ１に復帰する。ステップＳ４において、ラック２５により歯車２３を１８０度回転させてハンド１９を位置Ｐ１から位置Ｐ３に歯車付軸２０を旋回中心として旋回させる。
【００２４】
ハンド１９が１８０度回転する間にローダチャック１２は開口して位置Ｐ４に位置決めされ待機している。
ステップＳ５において、ハンド１９はワークＷを把持したままで位置位置Ｐ４に腕１１を伸長させて移動する。
ステップＳ６において、ローダチャック１２の爪が閉じ、反転したワークＷを把持した後ハンド１９の爪は開口する。
【００２５】
ステップＳ７において、開口したハンド１９は位置Ｐ４からＰ３に移動し、続いてステップＳ４と逆方向に旋回し位置Ｐ１の初期位置で再び待機しワーク反転装置としての一連の動作を終了する。
ステップＳ６において、ローダチャック１２が受け取ったワークＷは真下で待機する第２主軸台５のチャック９に受け渡しされ、ワークＷの裏面を第２刃物台６を使用し加工が続行される。
【００２６】
尚、本発明は上記の実施例では２主軸が水平配置されたものについて説明したが、２主軸が互いに平行なものであれば、主軸が垂直或いは傾斜した形態の工作機械に適用しても良い。また、ハンドの伸縮と旋回を単独のステップとして行っているが、旋回の開始と同時にハンドを収縮させたり、旋回の終了を見越してハンドを伸長させたりしても良い。その他、本発明の主旨の範囲内であれば適宜変更可能なのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】工作機械の主軸台に設けられた本発明のワーク反転装置の正面図である。
【図２】ワーク反転装置の上面図である。
【図３】ワーク反転装置の動作説明図である。
【図４】従来のワーク反転装置の正面図で、２基の主軸のそれぞれに対応して旋回チャックが主軸真上に設けられたものである。
【図５】図４のワーク反転装置の動作説明図である。
【図６】従来のワーク反転装置で２基の主軸の中間にアーム先端にワークを保持する旋回アームを備えたワーク反転装置である。
【図７】従来のワーク反転装置であって、２基の主軸ヘッドの中間点にワークを把持して旋回するチャックを設け、その位置でワークを反転させるもので、ガントリローダと組み合わせたワーク反転装置付タレット旋盤の全体斜視図である。
【図８】図７に示すワーク反転装置の拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  並行２スピンドル型旋盤
３  第１主軸台
４  第１刃物台
５  第２主軸台
６  第２刃物台
７，９  チャック
８  ローダヘッド
１０  本機フレーム
１１Ａ，１１Ｂ  爪
１２  ローダチャック
１３  ワーク搬送ローダ
１４  素材ストッカ
１５  製品ストッカ
１６  第１加工部
１７  第２加工部
１８  ワーク反転装置
１９  ハンド
２０  歯車付軸
２１  ブロック
２２  ベース
２３  歯車
２４，２６  シリンダ
２５  ラック
２７，２８  ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005118942.tif 000008
【図７】
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【図８】
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