(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックを備えた主軸を回転可能に支持する主軸台，前記チャックに把持された工作物を切削加工するため前記工作物に対して移動可能である各種バイトを取り付けた刃物台，及び前記チャックに前記工作物を取り付けるローダと前記チャックから前記工作物を取り外すアンローダとから成るオートローダを備えた加工機において，前記チャックには前記工作物を予め決められた軸方向位置に位置決めするための基準金が設けられ，前記ローダには前記工作物の前記外形に隣接して板ばねが設けられ，前記ローダが前記チャックに受け渡して前記主軸から離れる時に，前記板ばねは前記工作物の前記外形に接して前記工作物を予め決められた周方向位置に移動させて前記工作物の前記チャックに対する周方向の位置決めをすることを特徴とする四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項２】
前記工作物は外形が四角形状に且つ中心のボス部に形成された取付け孔を有し，前記ローダと前記アンローダのプッシャーには前記工作物の前記取付け孔に嵌入して前記工作物を支持する支持ピンがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項３】
前記チャックの先端部は前記工作物の凹部に嵌入して前記工作物を一旦回転自在に支持し，前記板ばねは前記チャックの前記先端部に仮支持された前記工作物の前記外形に接して前記工作物を予め決められた周方向位置に移動させて前記工作物を位置決めし，位置決めされた前記工作物の前記ボス部を前記チャックの前記先端部によって把持することを特徴とする請求項２に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項４】
前記チャックのチャック爪は３個の爪部から構成され，前記工作物の周方向の位置決めは，前記工作物の前記ボス部の外周面に形成した対向状態の二面の平ら面を，前記３個の爪部が把持することを避ける位置であることを特徴とする請求項２に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項５】
前記工作物の前記主軸の前記チャックへの周方向の位置決めは，前記板ばねの平らな面と前記工作物の辺部の平らな面との整合によって達成されるように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項６】
前記工作物に設けたボス部の外周面に形成した前記平ら面は，前記工作物の前記外形の四角形状の辺部に対して平行位置から変位していることを特徴とする請求項４に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項７】
前記板ばねは前記ローダの前記プッシャーの前記支持ピンに支持された前記工作物の外形の辺部に沿って延びるように形成され，前記工作物が前記チャックに取り付けた前記基準金に当接すると前記板ばねが撓んだ状態になる状態にまで延びていることを特徴とする請求項２に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【請求項８】
前記ローダと前記アンローダの前記プッシャーに設けたチャック爪は，前記工作物の前記外形をそれぞれ把持することを特徴とする請求項２に記載の四角形状工作物の受渡し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，四角形状工作物を加工機の主軸に設けたチャックに取付け取外しを行なうオートローダを備えた加工機における四角形状工作物の受渡し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ＮＣ工作機械等の加工機では，四角形状工作物を旋盤の３爪式チャックに対して自動供給装置のオートローダによって受け渡しする時に，工作物の周方向の基準位置に当てて把持させる場合があるが，この時にオートローダのハンドを回転させる機構等を設けているのが一般的である。
【０００３】
また，ＮＣ工作機械として，オートローダに設けた押付装置によってリング状の薄板状工作物の内径面をチャック爪で把持させる際に，該薄板状工作物を加工基準面に一致させてチャック本体に把持し，該薄板状工作物の前後両端面がＸ−Ｙ平面に一致しているかどうかを検査することにより，該薄板工作物の前後両端面をＸ−Ｙ平面に正確に一致させてチャック本体に固定することができるものが知られている（例えば，特開平８−１５５７７３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の加工機では，四角形状工作物を旋盤の３爪式チャックに対して受け渡しするために，工作物を保持しているオートローダを回転させて工作物の周方向の位置決めをするため，オートローダに回転機構を設ける必要があり，オートローダ自体をコンパクトに構成することができないという問題がある。また，加工機に工作物設定用の回転機構を設けた場合には，工作物を予め決められた所定の位置に設定するためのソフトやローダの制御機器が必要になり，構造そのものが複雑になり，コスト高になるという問題がある。また，加工機に工作物設定用の回転機構を設けた場合には，工作物のチャックへの設定時間が長くかかり，加工動作への時間がかかるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するため手段】
この発明の目的は，上記の問題を解決することであり，工作物をチャックに位置設定するのに，オートローダに回転機構や制御のためのソフトを必要とせずに，板ばねをオートローダのローダに設ける簡単な構成によって，主軸に仮支持された工作物を周方向に移動させて予め決められたチャックの周方向の所定の位置に位置決めし，工作物をチャックで保持固定できる四角形状工作物の受渡し装置を提供することである。
【０００６】
この発明は，チャックを備えた主軸を回転可能に支持する主軸台，前記チャックに把持された工作物を切削加工するため前記工作物に対して移動可能である各種バイトを取り付けた刃物台，及び前記チャックに前記工作物を取り付けるローダと前記チャックから前記工作物を取り外すアンローダとから成るオートローダを備えた加工機において，前記チャックには前記工作物を予め決められた軸方向位置に位置決めするための基準金が設けられ，前記ローダには前記工作物の前記外形に隣接して板ばねが設けられ，前記ローダが前記チャックに受け渡して前記主軸から離れる時に，前記板ばねは前記工作物の前記外形に接して前記工作物を予め決められた周方向位置に移動させて前記工作物の前記チャックに対する周方向の位置決めをすることを特徴とする四角形状工作物の受渡し装置に関する。
【０００７】
前記工作物は外形が四角形状に且つ中心のボス部に形成された取付け孔を有し，前記ローダと前記アンローダのプッシャーには前記工作物の前記取付け孔に嵌入して前記工作物を支持する支持ピンがそれぞれ設けられている。
【０００８】
前記チャックの先端部は前記工作物の凹部に嵌入して前記工作物を一旦回転自在に支持し，前記板ばねは前記チャックの前記先端部に仮支持された前記工作物の前記外形に接して前記工作物を予め決められた周方向位置に移動させて前記工作物を位置決めし，位置決めされた前記工作物の前記ボス部を前記チャックの前記先端部によって把持する。更に，前記工作物の前記主軸の前記チャックへの周方向の位置決めは，前記板ばねの平らな面と前記工作物の辺部の平らな面との整合によって達成されるように設定されている。
【０００９】
前記チャックのチャック爪は３個の爪部から構成され，前記工作物の周方向の位置決めは，前記工作物の前記ボス部の外周面に形成した対向状態の二面の平ら面を，前記３個の爪部が把持することを避ける位置である。更に，前記工作物に設けたボス部の外周面に形成した前記平ら面は，前記工作物の前記外形の四角形状の辺部に対して平行位置から変位している。
【００１０】
前記板ばねは前記ローダの前記プッシャーの前記支持ピンに支持された前記工作物の外形の辺部に沿って延びるように形成され，前記工作物が前記チャックに取り付けた前記基準金に当接すると前記板ばねが撓んだ状態になる状態にまで延びている。
【００１１】
前記ローダと前記アンローダの前記プッシャーに設けたチャック爪は，前記工作物の前記外形をそれぞれ把持する。
【００１２】
この発明による四角形状工作物の受渡し装置は，上記のように構成されているので，ローダのチャックに保持された工作物に近接してローダに設けられた板ばねが，ローダが主軸のチャックから離れる際に，板ばねが工作物の外形，特に辺部の交差部即ち角部に接して工作物を回転移動させ，工作物をチャックの所定の位置に設定し，そこで，チャックで工作物を把持することができる。従って，この四角形状工作物の受渡し装置は，工作物の周方向の設定に，ローダに回転機構や制御ソフトを設ける必要がなく，ローダに設けた板ばねのみの極めて簡素化した構造の設定装置に構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照しながら，この発明による四角形状工作物の受渡し装置の一実施例について説明する。図１はこの発明による四角形状工作物の受渡し装置のオートローダを示す平面図，図２は図１に示すオートローダの側面図，図３は加工機における主軸を回転可能に支持した主軸台を示す平面図，及び図４は図２に示す主軸に取り付けられたチャックの正面図である。なお，図１では，チャック爪１７の構造を分かり易くするため，チャック爪１７を図１の上下位置に図示しているが，チャック爪１７は，実際には図２に示すように，横方向に取り付けられているものである。
【００１４】
この四角形状工作物の受渡し装置は，チャック爪６を備えたチャック３を固定した主軸２を回転可能に支持する主軸台１，チャック３に把持された工作物５を切削加工するため工作物５に対して移動可能である各種バイトを取り付けた刃物台（図示せず），及びチャック３に工作物５を取り付けて受け渡すローダ８と取り外して引き取るアンローダ９とを有するオートローダ７を備えた加工機に適用されるものである。
【００１５】
工作物５は，加工機のチャック３に取り付けられ，各種バイトによって切削加工される。この実施例では，工作物５は，外形が四角形状で且つ側面３２に凹部２０が形成され，凹部２０の中心部に突出し且つ側面３２より低いボス部１５を備えている。ボス部１５には，取付け孔１６が形成されている。
【００１６】
オートローダ７は，主軸台１及びチャック３に対して相対的に移動可能に構成されており，支持体（図示せず）に設けられたローダハンド１３にローダ８とアンローダ９が上下に取り付けられている。ローダ８とアンローダ９は，例えば，円周上に等間隔に配置された複数個の爪部から成るチャック爪１７，１８と，各チャック爪１７，１８の間に等間隔に配置されたプッシャー１１，１２が設けられている。チャック爪１７，１８は，半径方向に移動可能であり，各チャック爪１７，１８が半径方向に離間することによって拡径し，半径方向に接近することによって縮径する。チャック爪１７，１８は先端の内側に形成された把持面を有しており，工作物５の外形面２１を把持するのに適した形状に形成されている。また，プッシャー１１，１２には，工作物５の取付け孔１６に嵌入して工作物５を支持する支持ピン１４がそれぞれ設けられている。
【００１７】
プッシャー１１，１２は，プッシャシャフト１９に固定されており，プッシャシャフト１９は，ローダハンド１３に対して軸方向に摺動可能に支持されており，スプリング２６によってプッシャー１１，１２を押し出す方向に付勢されている。ローダハンド１３には，ローダ８のプッシャシャフト１９の軸方向位置を検出するリミットスイッチ２７と，アンローダ９のプッシャシャフト１９の軸方向位置を検出するリミットスイッチ２８が設けられている。リミットスイッチ２７は，主軸台１のチャック３に工作物５を受け渡したことを検出するためのスイッチである。リミットスイッチ２８は，主軸台１のチャック３から工作物５を引き取ったことを検出するためのスイッチである。これらのリミットスイッチ２７，２８は，ローダハンド１３の裏面側に配置され，カバー２９で覆われている。また，ローダ８には，プッシャー１１，プッシャシャフト１９，スプリング２６等によって押付装置が構成される。
【００１８】
ローダ８を作動させて工作物５をローダ８から主軸２のチャック３に引き渡す時には，チャック３のチャック爪６を工作物５の凹部２０に挿入する一方，ローダ８のチャック爪１７を拡径する。このとき，スプリング２６の作用でプッシャー１１がチャック３に設けた長手方向即ち軸方向の基準金４に向けて工作物５を押し出すことになる。そして，工作物５の後端面は基準金４に押し付けられるので，工作物５は軸方向に正しくセットされる。この時，リミットスイッチ２７が工作物５をチャック３に受け渡したことを検出する。また，アンローダ９がチャック３から工作物５を引き取る時には，アンローダ９の中心軸と主軸２とを一致させ，アンローダ９のチャック爪１８を拡径し，アンローダ９をチャック３に接近させる。その時，チャック３に把持されていた工作物５がスプリング２６の力に抗してプッシャー１２を押し込む。スプリング２６の緩衝作用で工作物５に無理な力が作用しないようになっている。プッシャー１２が押し込まれると，リミットスイッチ２８が工作物５を引き取ったことを検出する。そして，アンローダ９のチャック爪１８が縮径して工作物５の外形面２１を把持する。
【００１９】
この四角形状工作物の受渡し装置は，特に，チャック３に工作物５を予め決められた軸方向位置に位置決めするためのチャック３に設けられた基準金４，及びローダ８に支持された工作物５の外形面２１に隣接してローダ８に設けられた板ばね１０を有する。即ち，この四角形状工作物の受渡し装置は，オートローダ７を構成する上側がローダ８であり，下側がアンローダ９であり，ローダ８とアンローダ９とは実質的に構造が同じであるが，ローダ８には工作物５の簡素化した位置設定装置としての板ばね１０が設けられている。板ばね１０は，図では，ブラケット３０を介してローダハンド１３に固定され，ローダ８のプッシャー１１側へと延びる形状に形成されている。この四角形状工作物の受渡し装置は，板ばね１０をローダ８に設けることによって，ローダ８が加工機のチャック３に受け渡して主軸２から離れる時に，板ばね１０が工作物５の外形面２１に接して工作物５に周方向の力を作用させ，工作物５をチャック３に対して予め決められた周方向位置に移動させて工作物５のチャック３に対する周方向の位置決めをすることを特徴とするものである。
【００２０】
加工機の主軸２に設けたチャック３の先端部のチャック爪６は，工作物５の凹部２０に嵌入して工作物５を一旦回転自在に支持する機能を有する。この時，チャック３の先端部のチャック爪６の内周面と工作物５のボス部１５の外周面２４との間のクリアランスは，例えば，φ０．２ｍｍ程度になるように形成されている。また，ローダ８からチャック３へと工作物５を移した後に，オートローダ７を若干上方に移動させることによって，チャック３の先端部のチャック爪６に仮支持された工作物５の外形面２１，例えば，通常，辺部２３の交差した角部に板ばね１０が接するが，その時，工作物５の辺部２３が板ばね１０の平ら部と接する状態にまで工作物５が回転移動し，予め決められた周方向位置に回転移動させて工作物５をチャック３に対して位置決めする。そこで，位置決めされた工作物５のボス部１５は，チャック３の先端部のチャック爪６に設けた爪部２２によって把持され，工作物５がチャック３に位置決めして固定され，その状態で工作物５に対する切削加工が開始される。
【００２１】
チャック３のチャック爪６は，３個の爪部２２から構成されている。また，工作物５のボス部１５の外周面２４には，対向状態の二面の平ら面２５が形成されている。工作物５のチャック３に対する周方向の位置決めは，対向状態の二面の平ら面２５を，３個の爪部２２が把持することを避ける位置に設定されている。工作物５のボス部１５に形成した平ら面２５は，工作物５の外形面２１の四角形状の辺部２３に対して平行位置から変位して形成されている。また，工作物５の主軸２のチャック３への周方向の位置決めは，板ばね１０の平らな面３１と工作物５の辺部２３の平らな面との整合によって達成されるように設定されている。即ち，工作物５をローダ８の支持ピン１４から主軸２のチャック３への移行させた後に，オートローダ７が上方へ移動すると，板ばね１０の平ら面３１が工作物５の辺部２３の平らな面に整合するまで，工作物５を周方向に回転移動させ，板ばね１０の平ら面３１が工作物５の平らな面に整合した状態で，オートローダ７に負荷が作用し，工作物５の周方向の位置決めが完了したことを認識でき，そこで，オートローダ７は主軸２から離れる方向に移動される。
【００２２】
板ばね１０は，ローダ８のプッシャー１１の支持ピン１４に支持された工作物５の辺部２３に沿って延びるように形成され，工作物５がチャック３に取り付けた基準金４に当接すると板ばね１０が撓んだ状態になる状態にまで延びている。また，ローダ８とアンローダ９のプッシャー１１，１２に設けたチャック爪１７，１８は，工作物５の外形面２１の辺部２３をそれぞれ把持するように構成されている。プッシャー１１に設けたチャック爪１７は，主軸２のチャック３の先端部２２に工作物５を受け渡した時には，工作物５を開放するように作動する。その後は，プッシャー１１が工作物５を主軸２側に設けられた基準金４へと押し付けて工作物５の主軸２に対する軸方向の位置決めを行なう。
【００２３】
この四角形状工作物の受渡し装置は，上記のように構成されており，次のように作動することができる。まず，オートローダ７のローダ８におけるチャック爪１７で工作物５を把持し，アンローダ９におけるチャック爪１８には工作物５は把持されていない。オートローダ７を主軸２のチャック３へと移動させ，まず，アンローダ９によって切削加工が完了した工作物５を主軸２のチャック３から引き取る。次いで，ローダ８を主軸２のチャック３へと移動させ，ローダ８のチャック爪１７に把持している工作物５を主軸２のチャック３に装着するため，チャック３の先端部のチャック爪６を工作物５の側面３２に形成した凹部２０に嵌合させて移し，次いで，工作物５の側面３２がチャック３に設けた基準金４の基準面３３に押し付け，工作物５の主軸２に対する軸方向の位置決めをし仮設定をする。次いで，オートローダ７を若干上方へ移動させ，板ばね１０を工作物５の外形面２１に接触させ，工作物５を周方向に回転移動させ，工作物５のチャック３への周方向の位置決めをする。この時，チャック３の３個の爪部２２が，工作物５のボス部１５の外周面２４に形成された平ら面２５を避ける位置に位置決めする。工作物５の周方向位置が位置決めされた状態で，チャック３を作動して工作物５のボス部１５の外周面２４をチャック３の爪部２２で把持する。そこで，オートローダ７を作動して主軸２から離れさせ，アンローダ９に把持した加工済みの工作物５を所定の位置へ搬出し，オートローダ７は待機位置に戻ると共に，そこで，ローダ８に次の工作物５を装填する作動をし，加工機ではチャック３に装着された工作物５の切削加工を行なうことになる。これらの作動を繰り返して工作物５を自動的に受渡しすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明による四角形状工作物の受渡し装置は，上記のように構成されているので，従来の工作物のチャックへの位置決めのため回転機構や制御ソフトを必要としたものに比較して，構造そのものが簡素化し，省スペースで充分であり，またコストを低減でき，工作物のチャックへの位置決めのための動作時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による四角形状工作物の受渡し装置のオートローダを示す平面図である。
【図２】図１に示すオートローダの側面図である。
【図３】加工機における主軸を回転可能に支持した主軸台を示す平面図である。
【図４】図２に示す主軸に取り付けられたチャックの正面図である。
【符号の説明】
１      主軸台
２      主軸
３      チャック
４      基準金
５      工作物
６，１７，１８    チャック爪
７      オートローダ
８      ローダ
９      アンローダ
１０    板ばね
１１，１２    プッシャー
１３    ローダハンド
１４    支持ピン
１５    ボス部
１６    取付け孔
１９    シャフト
２０    凹部
２１    工作物の外形面
２２    爪部
２３    工作物の辺部
２４    ボス部の外周面
２５    対向した平ら面（工作物のボス部の外形二面）
２６    スプリング
２７，２８    リミットスイッチ
２９    カバー
３０    ブラケット
３１    板ばねの平らな面
３２    側面
３３    基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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