(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともワーク加工位置からワーク搬出入位置まで延びる断面矩形状のフレーム部材と、該フレーム部材にリニアガイドを介在させて移動可能に吊設され、ワーク把持機構が搭載された支持部材と、該支持部材に配設され、上記フレーム部材に上記リニアガイドと平行に配設されたラックに噛合するピニオンギヤを回転駆動することにより該支持部材を上記ワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で往復移動させる駆動機構とを備えた工作機械のワーク搬送装置において、上記フレーム部材の一壁面に上記リニアガイドを配設し、該一壁面と隣合う他壁面に上記ラックを上記リニアガイドに対する位置を調整可能に配設したことを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
【請求項２】
請求項１において、上記リニアガイドは上記フレーム部材の天壁面に配設され、上記ラックは上記フレーム部材の側壁面に配設され、かつ該ラックを挟持するカムフォロアが上記支持部材に配設されていることを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
【請求項３】
少なくともワーク加工位置からワーク搬出入位置まで延びる断面矩形状のフレーム部材と、該フレーム部材にリニアガイドを介在させて移動可能に吊設され、ワーク把持機構が搭載された支持部材と、該支持部材に配設され、上記フレーム部材に上記リニアガイドと平行に配設されたラックに噛合するピニオンギヤを回転駆動することにより該支持部材を上記ワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で往復移動させる駆動機構とを備えた工作機械のワーク搬送装置において、上記フレーム部材の同一壁面に上記リニアガイド及びラックを配設し、該ラックを上記リニアガイドに対する位置を調整可能としたことを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項３において、上記リニアガイド及びラックは上記フレーム部材の側壁面に配設され、かつ該ラックを挟持するカムフォロアが上記支持部材に配設されていることを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク加工位置からワーク搬出入位置まで延びるフレーム部材にワーク把持機構が搭載された支持部材をリニアガイドを介して吊設し、該支持部材をラック・ピニオン式駆動機構により往復移動させるようにした工作機械のワーク搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の工作機械においては、ワーク搬出入位置に配設されたワークストッカから未加工ワークを受け取ってワーク加工位置である主軸のチャックまで搬入し、加工済みワークを該主軸のチャックから受け取って上記ワークストッカまで搬出するといった作業を自動的に連続して行なうようにしたワーク搬送装置を備える場合がある。
【０００３】
このようなワーク搬送装置として、従来、図８に示すように、ワーク加工位置からワーク搬出入位置まで延びる角筒状のフレーム部材５０と、該フレーム部材５０の天壁５０ａと側壁５０ｂに配設された２本のリニアガイド５１，５２により往復移動可能に支持され、ワーク把持機構（不図示）が搭載された支持部材５３と、上記フレーム部材５０の天壁５０ａに上記リニアガイド５１に沿うように配設されたラック５４と、該ラック５４に噛合するピニオンギヤ５５を回転駆動することにより上記支持部材５３を往復移動させる駆動モータ５６とを備えたものがある。
【０００４】
ところが、上記従来の搬送装置では、支持部材５３を２本の高コストのリニアガイド５１，５２で支持する構造を採用しており、装置全体のコストが上昇するという問題がある。またフレーム部材の隣合う２つの壁面にリニアガイドを設けているので、該フレーム部材のリニアガイド取付面同士の相対的な寸法精度を確保する必要があり、この点からもコスト高となる。
【０００５】
一方、リニアガイドを１本に削減できる構造として、図７に示すように、フレーム部材６０の天壁面６０ａに１つのリニアガイド６１を配設し、該天壁面６０ａの対称側の底壁面６０ｂにラック６４を配設するとともに、該ラック６４の左右側面を一対のカムフォロア６７，６７で挟持し、該ラック６４に噛合するピニオンギヤ６５を駆動モータ６６で回転駆動するものもある。
【０００６】
この構造の場合には、リニアガイド６１が１本で済むことから、上記２本のリニアガイドで支持する構造に比べてコストの上昇を抑制できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記フレーム部材６０には、寸法精度が比較的低くて済む一般構造用鋼管が採用される。このようなフレーム部材６０の天壁面６０ａにリニアガイド６１を取り付け、底壁面６０ｂにラック６４を配設する構造を採用した場合には、リニアガイド６１に対するラック６４の上下方向の位置調整が困難であることから、振動や騒音が発生するという懸念がある。なお、上記フレーム部材６０の壁面に機械加工を施すことで上記問題を解消できるが、このようにした場合には、加工コストが上昇し、現実的でない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、コストの上昇を抑制しつつラックの位置調整を容易に行なうことができ、ひいては振動や騒音の発生を防止できる工作機械のワーク搬送装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、少なくともワーク加工位置からワーク搬出入位置まで延びる断面矩形状のフレーム部材と、該フレーム部材にリニアガイドを介在させて移動可能に吊設され、ワーク把持機構が搭載された支持部材と、該支持部材に配設され、上記フレーム部材に上記リニアガイドと平行に配設されたラックに噛合するピニオンギヤを回転駆動することにより該支持部材を上記ワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で往復移動させる駆動機構とを備えた工作機械のワーク搬送装置において、上記フレーム部材の一壁面に上記リニアガイドを配設し、該一壁面と隣合う他壁面に上記ラックを上記リニアガイドに対する位置を調整可能に配設したことを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、上記リニアガイドは上記フレーム部材の天壁面に配設され、上記ラックは上記フレーム部材の側壁面に配設され、かつ該ラックを挟持するカムフォロアが上記支持部材に配設されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１と同様の工作機械のワーク搬送装置において、上記フレーム部材の同一壁面に上記リニアガイド及びラックを配設し、該ラックを上記リニアガイドに対する位置を調整可能としたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３において、上記リニアガイド及びラックは上記フレーム部材の側壁面に配設され、かつ該ラックを挟持するカムフォロアが上記支持部材に配設されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の作用効果】
請求項１の発明にかかるワーク搬送装置によれば、リニアガイドをフレーム部材の一壁面に配設し、ラックを該一壁面と隣合う他壁面に配設したので、例えば、請求項２の発明のように、天壁面にリニアガイドを配設し、側壁面にラックを配設したので、リニアガイドに対するラックの位置調整を容易に行なうことができ、部品点数の低減を図りながら、振動や騒音の発生を防止できる。またリニアガイド取付面が１つで済むので、２つのリニアガイド取付面が必要な場合に比べてフレーム部材の寸法精度が低くて済む。
【００１４】
また上記支持部材の高さ寸法を大きくすることなく、上記ラックの上記調整方向（厚さ寸法）における寸法を大きくすることができるので、ラックの歯切り加工による反り返りを抑制できる。
【００１５】
請求項３の発明では、リニアガイド及びラックをフレーム部材の同一壁面に配設したので、例えば、請求項４の発明のように、上記リニアガイド及びラックをフレーム部材の側壁面に配設したので、リニアガイドに対するラックの位置調整を容易に行なうことができ、部品点数の低減を図りながら、振動や騒音の発生を防止でき、請求項１と同様の効果が得られる。
【００１６】
また、上記リニアガイド及びラックを１つの側壁面に配設したので、該側壁面のみ平面加工するだけでよく、２つの壁面を加工する場合に比べて加工コストを低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１ないし図５は、請求項１，２の発明の一実施形態（第１実施形態）による旋盤（工作機械）のワーク搬送装置を説明するための図であり、図１，図２はワーク搬送装置を備えた旋盤の正面図，平面図、図３，図４はワーク搬送装置の概略斜視図、図５はワーク搬送装置の断面図である。
【００１９】
図において、１はワーク搬送装置２を備えた旋盤を示しており、この旋盤１は固定ベッド１ａに配設された主軸台３により、ワークを把持するチャック４を備えた主軸５を回転自在に支持するとともに、上記固定ベッド１ａに複数本の工具Ｔが装着された刃物台６をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に相対移動可能に配設した概略構造を有している。そして上記刃物台６を相対移動させることにより工具Ｔで上記チャック４に把持されたワークの加工を行なう。
【００２０】
上記ワーク搬送装置２は、上記旋盤１の上方に配設され、ワーク搬出入位置Ａからワーク加工位置Ｂに渡って延びるフレーム部材１０と、該フレーム部材１０にＺ軸方向に移動可能に支持された支持部材１１と、該支持部材１１に搭載されたワーク把持機構１２及び駆動機構７とを備えている。
【００２１】
上記フレーム部材１０は、横断面長方形状をなす角パイプからなり、左，右端部に立設された柱部材１０ｄ，１０ｄにより架設支持されている。
【００２２】
上記ワーク搬出入位置Ａにはワークストッカ１５が配設されている。このワークストッカ１５は、複数個の未加工ワークＷ１を積み重ねた状態で支持する複数本のガイドシャフト１６と、該未加工ワークＷ１のうち次加工ワークＷ１´をワーク取り出し位置に移送する移送駆動機構１７とを有している。
【００２３】
上記ワーク把持機構１２は、上記支持部材１１に配置固定された昇降機構２０と、該昇降機構２０によりＹ軸方向に昇降駆動されるローダアーム２１と、該ローダアーム２１の下端に取付けられたローダヘッド２２とを有している。このローダヘッド２２は図示しない駆動機構によりローダアーム２１の軸線に直交する軸２３周りに９０度旋回可能に構成されている。
【００２４】
上記ローダヘッド２２には次加工ワークＷ１´，加工済みワークＷ０を把持するための一対のハンド２４，２５が取付けられている。この各ハンド２４，２５は、上記９０度旋回よりＺ軸方向左側（図１破線参照）又はＹ軸方向下側（図１実線参照）を向くように構成されている。
【００２５】
上記支持部材１１は、上記フレーム部材１０の天壁１０ａに対向する横辺部１１ａと、該横辺部１１ａの前端部から下方に延び、フレーム部材１０の前側壁１０ｂに対向する縦辺部１１ｂと、該縦辺部１１ｂの下端部からフレーム部材１０の底壁１０ｃの下方に延びる左右一対の下辺部１１ｃとを有しており、上記縦辺部１１ｂに上記ワーク把持機構１２が取付けられている。
【００２６】
上記フレーム部材１０の天壁１０ａと支持部材１１の横辺部１１ａとの間にはリニアガイド２７が配設されている。このリニアガイド２７は、上記天壁１０ａにこれの長手方向に延びるように配置固定されたガイドレール２７ａに、上記支持部材１１の横辺部１１ａに間をあけて配置固定された一対のベアリングブロック２７ｂ，２７ｂを摺動自在に係合させてなるものであり、これにより支持部材１１はリニアガイド２７を介在させてフレーム部材１０によりＺ軸方向に移動可能に支持されている。
【００２７】
そして上記フレーム部材１０の上記天壁１０ａと隣合う前側壁１０ｂの下端部にはラック３０が上記ガイドレール２７と平行に配設されている。このラック３０は、横断面視で上下方向に縦長の長方形状の棒状体からなり、上記前側壁１０ｂにリニアガイド２７に対する上下方向の位置を調整可能に配置固定されている。具体的には、上記ラック３０はフレーム部材１０の前側壁１０ｂにボルト締め固定されており、ボルト挿入孔は上下方向に長い長孔とされている。該ラック３０は上記リニアガイド２７との間隔が該ラック３０の全長に渡って一定となるようにその取付位置が調整される。
【００２８】
上記ラック３０の下部はフレーム部材１０の底壁１０ｃより下方に突出しており、該突出部の下面にラック歯が歯切り加工により形成されている。
【００２９】
上記支持部材１１の各下辺部１１ｃにはラック３０の前側面及び後側面に転接する一対のカムフォロア３１，３１が枢支されており、該各カムフォロア３１，３１により下辺部１１ｃの前後方向への移動が規制されている。
【００３０】
そして上記ラック３０のラック歯にはピニオンギヤ３３が噛合しており、該ピニオンギヤ３３は駆動モータ３４の回転軸３４ａに装着されている。この駆動モータ３４は支持部材１１に配置固定されており、該駆動モータ３４がピニオンギヤ３３を回転駆動することにより支持部材１１はワーク搬出入位置Ａとワーク加工位置Ｂとの間で往復移動するようになっている。
【００３１】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００３２】
ワーク搬出入位置Ａにてローダアーム２１がＹ軸方向に下降して一方のハンド２４により次加工ワークＷ１´を把持し、該ワークＷ１´を把持した状態でＹ軸方向上昇端に移動する。次いで支持部材１１がフレーム部材１０に沿ってＺ軸方向主軸側に移動する。
【００３３】
旋盤１のチャック４に把持されたワークの加工が終了すると刃物台６が後退して待機する。そして各ハンド２４，２５がチャック４と対向するよう旋回し、ローダアーム２１がＹ軸方向に下降して他方の空のハンド２５がチャック４と対向するワーク加工位置Ｂに位置決めされる。
【００３４】
上記ハンド２５がＺ軸方向チャック側へ移動し、チャック４に把持された加工済みワークＷ０を把持し、Ｚ軸方向に少し後退して加工済みワークＷ０を抜き取る。この状態でＹ軸方向に下降し、一方のハンド２４がワーク加工位置Ｂに位置決めされ、Ｚ軸方向に前進して次加工ワークＷ１´をチャック４に装着把持させる。このようにして加工済みワークＷ０と次加工ワークＷ１´との自動交換が行われる。
【００３５】
次いで、ローダアーム２１がＹ軸方向に上昇した後、Ｚ軸方向ワークストッカ側に移動し、各ハンド２４，２５を下向きに旋回させＹ軸方向に下降して加工済みワークＷ０を空のガイドシャフト１６に挿入し、ワークストッカ１５に収容する。
【００３６】
そして本実施形態のワーク搬送装置２によれば、リニアガイド２７をフレーム部材１０の天壁１０ａと支持部材１１の横辺部１１ａとの間に配設し、ラック３０を上記天壁１０ａと隣合う前側壁１０ｂに配設したので、リニアガイド２７に対するラック３０の上下方向の位置調整を行なう場合は、このラック３０の取付位置を長孔からなるボルト挿入孔を利用することにより該位置調整を容易に行なうことができ、フレーム部材１０として比較的寸法精度の低い建築用角パイプを採用しながら振動や騒音の発生を防止できる。
【００３７】
また支持部材１１の高さ寸法を大きくすることなく上記ラック３０の上下方向における寸法（ラックの厚さ）を大きくすることができるので、ラック３０の下面にラック歯を歯切り加工により形成する際の反り返りを抑制できる。
【００３８】
さらにまた、ラック３０の前，後側面をカムフォロアー３１，３１で容易確実に挟持でき、リニアガイドを１本としながら支持部材１１の前後方向への振れを防止できる。
【００３９】
図６は、請求項３，４の発明の一実施形態（第２実施形態）によるワーク搬送装置を説明するための図であり、図中、図５と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４０】
本実施形態のワーク搬送装置２は、ワーク搬出入位置Ａからワーク加工位置Ｂに渡って延びるフレーム部材１０と、該フレーム部材１０にＺ軸方向に移動可能に支持された支持部材１１と、該支持部材１１に搭載されたワーク把持機構１２及び駆動機構７とを備えており、基本的な構造は上記第１実施形態と同様である。
【００４１】
そして、上記フレーム部材１０の前側壁１０ｂにはリニアガイド２７及びラック３０が配設されている。このリニアガイド２７は前側壁１０ｂの上端部に配置固定され、上記ラック３０は下端部に上記リニアガイド２７に対する上下方向の位置を調整可能に配置固定されている。
【００４２】
本実施形態によれば、リニアガイド２７及びラック３０をフレーム部材１０の前側壁１０ｂに配設したので、リニアガイド２７に対するラック３０の上下方向の位置調整を行なう場合は、このラック３０の取付位置を長孔からなるボルト挿入孔を利用することにより該位置調整を容易に行なうことができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
また本実施形態では、リニアガイド２７及びラック３０を前側壁１０ｂの同一面上に配設したので、前側壁１０ｂのみ平面加工するだけで済み、２つの壁面を加工する場合に比べて加工コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２の発明の第１実施形態によるワーク搬送装置を備えた旋盤の正面図である。
【図２】上記旋盤の平面図である。
【図３】上記ワーク搬送装置の概略斜視図である。
【図４】上記ワーク搬送装置の概略斜視図である。
【図５】上記ワーク搬送装置の断面図である。
【図６】請求項３，４の発明の第２実施形態によるワーク搬送装置を説明するための断面図である。
【図７】従来の一般的なワーク搬送装置の断面図である。
【図８】従来のワーク搬送装置の断面図である。
【符号の説明】
１            旋盤（工作機械）
２            ワーク搬送装置
７            駆動機構
１０          フレーム部材
１０ａ        天壁（一壁面）
１０ｂ        前側壁（他壁面）
１１          支持部材
１２          ワーク把持機構
２７          リニアガイド
３０          ラック
３３          ピニオンギヤ
３４          駆動モータ
Ａ            ワーク搬出入位置
Ｂ            ワーク加工位置
【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】
0003913556.tif 000008
【図８】
0003913556.tif 000009