(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤の機内に挿入される上下方向の腕(1)と、この腕の下端に装着されて旋盤の主軸軸線と直交する方向の水平旋回軸５回りに９０度間隔で少なくとも１８０度回動する旋回ブラケット(6)と、旋盤の主軸軸線方向一方の側に偏倚させかつ旋回軸(5)の軸心を含む面に対称な位置関係で装着した２個のクランパ(2)とを備え、当該２個のクランパは、横向きにしたときに上下方向に開閉されかつ下向きにしたときに水平面内で水平方向に開閉されてワークの胴部を直径方向に挟持する、旋盤の作業者から見て奥側に延びるフィンガ(4)を備えている、旋盤のシャフトワーク用ローダアンローダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤にワークを搬入搬出する装置に関するもので、主としてシャフトワークの搬入搬出に用いられるローダアンローダで、フランジワークの搬入搬出も可能にしたクランパ部分の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工現場においては、旋盤で加工されるワークをその直径と長さの比により、フランジワーク、シャフトワーク、バーワークに区分している。これらのワークの境界は明確ではないが、長さの短いものがフランジワーク、長いものがシャフトワーク、非常に長いものがバーワークである。旋盤に供給されるワークを待機させておくストッカのテーブルやパレット上で、フランジワークは縦置き、即ち中心軸を上下方向にして置かれ、ストック量を増やすために積み重ねて置かれることも多い。これに対してシャフトワークは、縦置きにすると倒れるおそれがあるため、Ｖ形の受台などを設けて、横置きの姿勢でストックする。なおバーワークは非常に細長いため、バーフィーダを用いて主軸の中心孔を通して旋盤に供給される。
【０００３】
一方、ローダアンローダのクランパ構造として、フランジワークの搬入搬出を行うものには、ワークの端部（小口端）を把持する構造（以下、チャック構造という）が用いられ、シャフトワークの搬入搬出にはワークの中間部（胴部）を直径方向に挟持する構造（以下、クランプ構造という）が用いられる。
【０００４】
図５はシャフトワーク用のクランパの一例を示したもので、旋盤の機内に上方から挿入されるアーム１の下端に、クランプ構造のクランパ２が旋盤の主軸方向の軸３回りに９０度回動可能に装着されている。この構造は、クランパのフィンガ４を下向きにした状態でストッカとの間でワークの受け渡しを行い、フィンガ４を横向きにした状態で旋盤のチャックとの間でワークの受け渡しを行う。
【０００５】
ここで旋盤とのワークの受け渡し時にフィンガ４を横向きにしているのは、旋盤の刃物台やカバーとの干渉を避けるために、アーム１を主軸軸線より手前側で機内に挿入しなければならない場合が多いためである。即ちクランパを下向きから横向きに揺動させることにより、ワークを手前側から旋盤の主軸軸線上に移動させるのである。
【０００６】
図６はシャフトワーク用のクランパの他の例を示したもので、アーム１の下端に旋盤の主軸軸線と直交する水平方向（旋盤を作業者側から見て前後方向）の軸５回りに１８０度回動する旋回ブラケット６に、２個のクランパを前記軸５に対称な位置関係で設けた構造である。この構造は、フィンガ４が下向きになった方のクランパでワークの受け渡しを行う。クランパが２個付いているため、素材と完品とを同時に把持することができ、ワークの搬入搬出に要する旋盤の待ち時間を短くすることができる。
【０００７】
図７はフランジワーク用のクランパの一例を示したものである。アーム１の下端に４５度下方を向いた軸７回りに１８０度回動する旋回ブラケット６が設けられ、その両端に４５度ずつ外側を向けて２個のフィンガチャック８が装着されている。旋回ブラケット６を軸７回りに１８０度回動することにより、一方のフィンガチャックのフィンガ９が下方を向き、他方のフィンガチャックのフィンガ９が水平方向を向いて旋盤のチャックと対向する。この構造は、素材と完品とを同時に把持することができ、旋回ブラケット６を１８０度回動させることにより、ストッカ側でワークの受け渡しを行うときはワークの軸線を上下方向にし、旋盤側でワークの受け渡しを行うときはワークの軸線を水平方向にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５及び６に示した従来のシャフトワークのローダアンローダのクランパは、ワークの軸線を上下方向にしてワークを把持する機能を有していない。これは旋盤上でもストッカ上でもワークの姿勢が横向きであるから、ワークを縦方向に保持する必要がないからである。
【０００９】
通常、旋盤は加工されるワークの形状を念頭において設置される。フランジワークの加工のみを行う旋盤は、テールストックなどを設ける必要がなく、刃物台のＺ軸方向の移動量も少なくてよいから、シャフトワークを加工する旋盤より安価である。更に旋盤の連続自動運転を行うときは、旋盤に設けられるワークストッカがフランジワークとシャフトワークとで異なる構造となるため、ローダアンローダもストッカの構造に合せて、シャフトワーク用またはフランジワーク用のものを選択して設置している。
【００１０】
しかし旋盤で加工される製品の多様化により、ワークのロッド数が少なくなってきており、また製品のモデルチェンジなども頻繁に行われるため、旋盤で加工されるワークの種類が変更される頻度も多くなってきている。この場合、フランジワーク専用の旋盤でシャフトワークを加工することは不可能であるが、シャフトワーク加工用に設置した旋盤でフランジワークを加工することは可能である。
【００１１】
ところが従来のローダアンローダは、シャフトワーク用とフランジワーク用とが区別されており、シャフトワーク用のローダアンローダでは、ワークの軸線を上下方向にしてワークを保持できないため、ストッカとの間でフランジワークの受け渡しを行うことができない。一方、フランジワーク用のローダアンローダは、ワークの小口端を把持するため、パレット上にシャフトワークが単に置かれているような場合には、ワークを把持することができない。それはフィンガチャックでワークを把持するときは、ワークが軸線方向に移動しないように保持されている必要があるからである。またフィンガチャックは、ワークの一方の小口端のみを把持するので、細長いワークを把持して横向きにしたときに、自重でワークが垂れ下がったり、クランパから脱落したりする。
【００１２】
更に旋盤として２主軸対向旋盤が用いられるときは、クランパをアームに対して左右、即ち第１主軸側と第２主軸側とに変位させることができるものでなければならない。ローダアンローダのアームと旋盤のチャックなどとの干渉を避けるために、クランパ２はアーム１に対して受け渡しを行うチャック側に偏倚させておく必要があり、２主軸対向旋盤では左右のチャックとのワークの受け渡しを行う必要があるからである。
【００１３】
更に第１チャック側と第２チャック側とで、フィンガを同一高さで同一方向から受け渡しできるようにすることが、前記干渉を避けるため及び制御を単純化して受け渡し動作を高速化するために重要である。
【００１４】
例えば図６に示した従来構造は、旋回ブラケット６の回動によりアーム１に対するクランパ２の位置を左右に変位させることができるが、右側と左側とでワーク受け渡し時の高さが異なり、更に左側のクランパは、ワークに対してフィンガ４を下から差し込まなければならないため、ベッドなどとの干渉が問題になる。
【００１５】
この発明は、上記のような問題に鑑み、クランプ構造のクランパでフランジワークの搬入搬出が可能で、かつ２主軸対向旋盤の左右のチャックに対して同一条件でワークの受け渡しを行うことが可能な、ローダアンローダのクランパ構造を得ることを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、旋盤の機内に挿入される上下方向の腕１と、この腕の下端に装着されて旋盤の主軸軸線と直交する方向の水平旋回軸５回りに９０度間隔で少なくとも１８０度回動する旋回ブラケット６と、旋回軸５の半径方向一方の側に偏倚させかつ旋回軸５の軸心を含む面に対称な位置関係で装着した２個のクランパ２とを備えている、旋盤のシャフトワーク用ローダアンローダを提供することにより、上記課題を解決している。
【００１７】
２個のクランパ２は、旋盤の奥側に延びかつクランパを下向きにしたときに水平方向に開閉されるフィンガ４を備えたものとする。
【００１８】
近時の旋盤は、騒音や切削油の漏出を防止して快適な作業環境が維持されるように、密閉可能なカバーを備えたものが多い。このような旋盤では、カバーの開閉扉が旋盤の手前側に設けられる関係上、その開口部を通して機内に挿入されたローダアンローダのアームを旋盤の奥側に移動させるシフト装置が必要である。このようなシフト装置を設けたときは、そのシフト動作を利用して、旋盤の奥側に向いたフィンガ４をチャックに把持されたワークの上下に差し込むことができる。
【００１９】
この発明のローダアンローダは、２個のクランパを備えているため、素材と完品とを同時に把持して、短時間でワークの搬入搬出を行うことができる。シャフトワークの搬入搬出を行うときは、旋回ブラケット６は１８０度単位で回動させる。フランジワークの搬入搬出を行うときは、ストッカ側で旋回ブラケット６を９０度回動させて、クランパ２を下向きにし、ストッカとの間でワークの受け渡しを行う。シャフトワークのときは、フィンガでワークの胴部を掴み、フランジワークのときは、反チャック側のワークの小口端近くを掴む。この動作により、シャフトワークとフランジワークのいずれのワークをも搬入搬出可能である。
【００２０】
また２主軸対向旋盤で第１主軸と第２主軸との間でワークの受け渡しを伴う加工を行うとき、第２主軸からの完品の取出しと第１主軸への素材の挿入とが、アーム１に対するクランパ２の位置を受け渡し対象となるチャック側に偏倚させた位置で、かつアーム下端を同一高さにして、かつアームの同じ上下ないしシフト動作で行うことができるという特徴がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び２はこの発明の実施例のローダアンローダのアームの先端部を示す図で、図１は側面図（旋盤の主軸方向から見た図）、図２は背面図（旋盤の奥側から見た図）である。アーム１は旋盤の上方に主軸と平行に装架されたガイドレールに沿って走行するトラバーサに昇降自在に懸吊されており、トラバーサとアームとの間にはアームを旋盤の前後方向に移動させるシフト装置が設けられている。従って、アーム１の下端は、互いに直交する３軸方向に移動可能である。
【００２２】
アーム１の下端には、旋盤の主軸軸線と直交する水平方向の旋回軸５が設けられており、この旋回軸の旋盤の奥側を向く端部には、旋回ブラケット６が固定されている。アーム１に沿って旋回駆動軸１０が上下に延びており、この旋回駆動軸１０と旋回軸５とが傘歯車対１１で駆動連結されている。旋回駆動軸１０はアーム１の上方に搭載したサーボモータの出力軸に連結されている。
【００２３】
旋回ブラケット６には旋回軸５の軸心を含む面に対称に２個のクランパ２が装着されている。各クランパは、対向する一対のフィンガ４を備えており、各クランパのフィンガを個別に開閉する開閉駆動装置１２が設けられている。図１、２はクランパ２を横方向に向けた状態で図示されており、２つのクランパはアーム１の側方に変位した位置となっている。各クランパのフィンガ４は、旋盤の奥側に向かって延びている。クランパ２を横方向に向けた状態では、２つのクランパは上下の位置関係となり、各クランパのフィンガは上下方向に開閉される。一方、クランパを下方に向けたときは、２つのクランパは左右方向の位置関係となり、各クランパのフィンガは水平面内で左右に開閉される。
【００２４】
図３は上記構造のローダアンローダを用いてフランジワークを２主軸対向旋盤に搬入搬出する例を模式的に示した説明図である。ワーク１５はストッカ上で連結されて周回する複数のパレット１６に縦置きで、かつ図のものでは積み重ねて載置されている。素材パレット１６ａの上方に移動したアーム１（二点鎖線で表示）は、クランパを奥向きで下方に向け、右クランパ２Ｒでワークを把持して上昇する。ここで右クランパはクランパが下方を向いたときに、旋盤の前方から見て右側に位置するクランパである（図３(ａ)）。そして旋回ブラケット６を左回りに９０度回動してクランパ２を第２主軸側に向け、旋盤の第２主軸側の上方に移動して、第２主軸の加工が終了するのを待つ（図３(ｂ)）。
【００２５】
第２主軸側の加工が終了したら、第２主軸側のカバー１７を開け、アーム１を下降し、更に旋盤の奥側へシフトして、下側となっているクランパでワーク(完品)１８を把持する。（図３(ｃ)）。次に第２主軸のチャックを開いて、第２主軸またはアーム１の後退動作により、ワーク１８を第２主軸から抜き取り、アーム１を上昇して、第２主軸側のカバー１７を閉じる（図３(ｄ)）。
【００２６】
次にアーム１は、旋回ブラケット６を１８０度回動し、第１主軸側に移動して、第１主軸側のワークが第２主軸に受け渡されるのを待つ（図３(ｅ)）。ワークが第２主軸側に受け渡されたら、第１主軸側のカバー１９を開いてアーム１を下降し、更にシフトして下側のクランパで把持されているワーク（素材）１５を主軸軸線上に移動させ、アーム１の左移動により、ワーク１５を第１主軸のチャックに挿入する（図３(ｆ)）。
【００２７】
第１主軸のチャックでワークを把持したら、下側のクランパを開き、アーム１を前方にシフトしたあと上動して、第１主軸側のカバー１９を閉じる。この状態で第１主軸側の加工が開始されるから、アーム１はストッカの完品パレット１６ｂの上方へ移動し、クランパを左回りに９０度回転して下向きにする（図３(ｇ)）。そしてアーム１が下降し、左クランパ２Ｌを開くことにより、完品が完品パレット１６ｂ上に置かれる。その後アーム１は上昇し、素材パレット１６ａ上へ移動して、次の素材の把持動作を開始する（図３(ａ)）。
【００２８】
素材パレット１６ａ上のワークがすべて取出された後、空になったパレットは、完品を受け取る位置に移動して完品パレットになる。
【００２９】
ワークがシャフトワークであるときは、図４に模式的に示すように、上縁をＶ形縁にした２枚の受台２０上にワーク１５、１８を横向きに載置して、旋盤との間でワークの受け渡しを行う。シャフトワークの受け渡しを行うときは、図３で説明した受け渡し動作中のパレット上方での旋回ブラケットの９０度回動が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例のクランパ部分を示す側面図
【図２】  実施例のクランパ部分を示す背面図
【図３】  フランジワークの搬入搬出動作を示す説明図
【図４】  シャフトワークのストッカ上での受け渡しを示す模式的な説明図
【図５】  シャフトワーク用クランパの第１従来例を示す側面図
【図６】  シャフトワークの第２従来例を示す正面図
【図７】  フランジワークのクランパ部分の従来例を示す正面図
【符号の説明】
１  アーム
２  クランパ
４  フィンガ
５  旋回軸
６  旋回ブラケット
【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】
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【図７】
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