(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機械のワーク支持部から所定の排出位置へワークを払い出す装置であって、前記ワーク支持部から前記排出位置まで旋回軸心回りに旋回可能な旋回アームを備え、この旋回アームはワークを把持するワークグリッパを先端に有し、かつ伸縮可能なものとし、この旋回アームを前記ワーク支持部から前記排出位置まで旋回する旋回過程で短縮させるアーム伸縮機構を設け、前記旋回アームを旋回させるアーム旋回機構を備え、前記アーム伸縮機構は、前記旋回アームの旋回動作に連動する連動機構を有し、前記旋回アームの旋回および伸縮を行わせる共通の駆動源を設けたワーク払い出し装置。
【請求項２】
前記旋回アームは、基部側アームと、この基部側アームに対してスライド自在に設けられ、先端に前記ワークグリッパを有するスライド側アームとよりなり、このスライド側アームに、前記連動機構からの駆動力を伝達するリンク機構を連結した請求項１記載のワーク払い出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤やその他の工作機械等の加工機械から、機外等の所定の排出位置にワークを払い出すワーク払い出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、旋盤において、主軸に把持されたワークを機外に払い出す装置として、先端にワークを把持するグリッパを備えた旋回アームが使用されている。この旋回アームは、所定の旋回軸心回りに旋回可能に設置され、旋回に伴ってグリッパが主軸に届くように、アームの長さや旋回軸心の位置が設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
旋回アームは、主軸から機外まで届くように構成されているため、旋回軸心から先端までの長さが長いものとなる。そのため、ワークを把持した状態で旋回させてワークを払い出すときに、旋回アームには大きな慣性が生じる。したがって、旋回駆動源には、上記慣性に打ち勝つだけの出力のものが必要であり、大型化するという課題があった。
【０００４】
この発明の目的は、旋回アームの旋回時の慣性を小さくできて、旋回駆動源の小型化が可能なワーク払い出し装置を提供することである。
この発明の他の目的は、慣性低下のために旋回アームに複合動作を行わせながら、駆動源が共通化できて構成の簡易が図れるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、旋回アームの下降旋回力とスライド側アームの短縮力との相殺を図ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のワーク払い出し装置は、加工機械のワーク支持部から所定の排出位置へワークを払い出す装置であって、前記ワーク支持部から前記排出位置まで旋回軸心回りに旋回可能な旋回アームを備える。この旋回アームは、ワークを把持するワークグリッパを先端に有し、かつ伸縮可能なものとする。この旋回アームを前記ワーク支持部から前記排出位置まで旋回する旋回過程で短縮させるアーム伸縮機構を設ける。
この構成によると、旋回アームは、ワーク支持部でワークを受け取るときは伸ばし、払い出すときは短縮させて慣性を小さくすることができる。このように慣性を小さくできるため、旋回駆動源が小型化できる。
【０００６】
この発明において、前記旋回アームを旋回させるアーム旋回機構を備え、前記アーム伸縮機構は、前記旋回アームの旋回動作に連動する連動機構を有し、前記旋回アームの旋回および伸縮を行わせる共通の駆動源を設ける。
このように連動機構を設けることで、共通の駆動源で旋回アームの旋回と伸縮の両方の動作が行え、駆動源数を削減できて、構成が簡単になる。
【０００７】
この発明において、上記連動機構を設けた場合に、前記旋回アームは、基部側アームと、この基部側アームに対してスライド自在に設けられ、先端に前記ワームグリッパを有するスライド側アームとよりなり、このスライド側アームに、前記連動機構からの駆動力を伝達するリンク機構を連結しても良い。
このように、スライド側アームに、連動機構からの駆動力を伝達するリンク機構を連結することで、簡単な構成で伸縮駆動が行え、また旋回アームの下降旋回力とスライド側アームの短縮力とを相殺させることができる。この相殺により、駆動力の無駄がなくせる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図５に示すように、このワーク払い出し装置１は、加工機械２のワーク支持部３から所定の排出位置ＰへワークＷを払い出す装置であって、ワーク支持部３から排出位置Ｐまで、所定の旋回軸心Ｏ回りに旋回可能な旋回アーム４を備える。この旋回アーム４は、ワークＷを把持するワークグリッパ５を先端に有し、かつ伸縮可能なものとされており、アーム旋回機構６により旋回させられると共に、このアーム旋回機構６に連動機構７を介して連動するアーム伸縮機構８により、旋回に伴って伸縮させれられる。アーム旋回機構６およびアーム伸縮機構８は、共通の駆動源９により駆動される。この共通の駆動源９には、２台の対向するシリンダ装置９Ａ，９Ｂが用いられている。
【０００９】
加工機械２は、この例では工作機械、具体的には旋盤であり、ワーク支持部３は主軸（詳しくは主軸チャック）である。排出位置Ｐは、加工機械２の外部であり、機体カバー１０の外部における所定位置とされている。排出位置Ｐの下方には、排出されたワークＷを回収する排出ワーク回収手段１１が設けられている。排出ワーク回収手段１１は、コンベヤ、シュート、または回収ボックス等からなる（図４参照）。旋回アーム４のワークグリッパ５は、複数のグリッパ爪５ａでワークＷを把持するものであり、爪開閉手段（図示せず）を有している。
【００１０】
図１は、このワーク払い出し装置１を加工機械２の機体カバー１０の内側から見た図である。同図に示すように、主軸からなるワーク支持部３は、主軸台１２に設置されていて、その前方の機内空間が、タレット等の刃物台１３の位置する加工空間となる。
このワーク払い出し装置１は、機体カバー１０の内面に取付基盤１４を介して設置されており、機体カバー１０に設けられたワーク払い出し口１５から、ワークＷと共に旋回アーム４が出入りする。
【００１１】
図２は、図１の一部を拡大した断面図であり、図３は同部分の破断平面図である。この図３を主に参照してワーク払い出し装置１を構成を説明する。
旋回アーム４は、基部側アーム４Ａと、先端に上記ワークグリッパ５の設けられたスライド側アーム４Ｂとよりなる。スライド側アーム４Ｂは、基部側アーム４Ａに対してガイド１６を介してスライド自在に設置され、これにより旋回アーム４が伸縮自在とされている。ガイド１６は、転がり形式等の直動軸受等からなり、基部側アーム４Ａに設けられたレール部１６ａとスライド側アーム４Ｂに設けられた可動部１６ｂとを有する。
【００１２】
基部側アーム４Ａの基端には支軸１７が貫通し、この支軸１７を、両側で支持部材１８，１９により回転自在に支持することで、旋回アーム４が支軸１７の軸心である旋回中心Ｏ回りに旋回自在に支持されている。支持部材１８，１９は、取付基盤１４に設けられたものである。詳しくは、旋回アーム４の基端の両側に歯車２０および円筒部材３２が同心に固定されていて、これら歯車２０および円筒部材３２内を支軸１７が回転自在に貫通している。これら歯車２０および円筒部材３２を、各々軸受を介して支持部材１８，１９に回転自在に支持することで、旋回アーム４が支軸１７を介して取付基盤１４に回転自在に支持されている。歯車２０は、アーム旋回機構６の構成部品である。
【００１３】
アーム旋回機構６は、ラック２１と、このラック２１に噛み合うピニオン２２と、このピニオン２２と一体に回転可能に結合されて旋回アーム基端の上記歯車２０に噛み合う中間歯車２３とで構成される。中間歯車２３は、その軸部２３ａがピニオン２２内を貫通しており、この軸部２３ａの両端を、取付基盤１４に設けられた支持部材２４と、上記支持部材１８とで軸受を介し支持することで、これら中間歯車２３およびピニオン２２が回転自在に支持されている。ピニオン２２には、円周方向の一部のみに歯を有する部分歯車が用いられてる。ラック２１は、ラックガイド２５を介して取付基盤１４上に進退自在に設置されており、上記駆動源９（図２）で進退駆動される。駆動源９は、上記のように一対のシリンダ装置９Ａ，９Ｂからなり、ラック２１の両側に配置されて、各々ラック２１をそのピストンロッド９ａで押し動作する。したがって、各シリンダ装置９Ａ，９Ｂは単動型のものが使用される。なお、駆動源９は、複動型の一台のシリンダ装置で構成しても良く、またモータ等で構成しても良い。
【００１４】
連動機構７は、旋回アーム４の支軸１７の端部に固定した歯車２６を、アーム旋回機構６のピニオン２２に噛み合わせることで構成されている。すなわち、ピニオン２２は、ラック２１と歯車２６との両方に噛み合う歯幅を有している。したがって、ラック２１の進退により、ピニオン２２、および歯車２６を介して、支軸１７が回転させられる。ピニオン２２から歯車２６に回転を伝達する伝達比は、ピニオン２２と一体の中間歯車２３から旋回アーム４に固定の歯車２０に伝達する伝達比よりも大きく、つまり後段側の回転が速くなるように設定されている。
【００１５】
アーム伸縮機構８は、上記の連動機構７と、リンク機構２７とで構成される。リンク機構２７は、支軸１７に固定された駆動側リンク２８と、この駆動側リンク２８の先端にピン２９で一端が結合された従動側リンク３０とで構成され、従動側リンク３０の他端は旋回アーム４のスライド側アーム４Ｂにピン３１で回転自在に連結されている。従動側リンク３０は、駆動側リンク２８よりも長く形成されている。
【００１６】
上記構成の動作を説明する。旋回アーム４は、図５に鎖線で示すように、ワーク支持部３と対応する位置にあるときは伸長状態となっている。この状態で、駆動源９を旋回アーム４の下降旋回側に駆動させると、つまり下側シリンダ装置９Ｂを伸長動作させてラック２１（図３）を移動させると、ピニオン２２が回転し、ピニオン２２と一体の中間歯車２３から、旋回アーム４に固定状態の歯車２０に回転伝達される。これにより、旋回アーム４は下降旋回する。
この旋回アーム４を下降旋回させるラック２１の動作により、同じピニオン２２を介して、このピニオン２２に噛み合う歯車２６と共に支軸１７が回転する。この回転は、各歯車の伝達比率の設定により、旋回アーム４の旋回速度よりも速く回転する。支軸１７が回転すると、これと一体のリンク機構２７の駆動側リンク２８が旋回し、この旋回は旋回アーム４の旋回よりも速い旋回速度で行われるため、従動側リンク３０に結合されたスライド側アーム４Ｂが短縮動作する。したがって、旋回アーム４は、下降旋回しながら次第に短縮する。旋回アーム４を逆方向に旋回させると、これに連動して旋回アーム４は伸長動作する。
【００１７】
このように、旋回アーム４は、ワーク支持部３と対応する位置でワークＷを受け取るときは伸びた状態にあるが、ワークＷを把持して旋回により排出位置Ｐへ払い出すときは次第に短縮する。そのため、旋回アーム４の慣性が短縮に従って小さくなり、これにより旋回駆動力が小さくて済み、旋回の駆動源９が小型化できる。また、旋回アーム４の短縮動作は、連動機構７を設けることで、旋回駆動と共通の駆動源９で行えるようにしたため、駆動源数が削減され、構成が簡単になる。さらに、伸縮動作は、スライド側アームに９Ｂに連動機構７からの駆動力をリンク機構２７で伝達することで行うようにしたため、簡単な構成で伸縮駆動が行える。また、このとき、旋回アーム４は、連動機構７を介して共通の駆動源９で旋回と伸縮動作が行われるため、下降旋回力とスライド側アーム４Ｂの短縮力とが相殺される。旋回アーム４の上昇旋回時は、旋回アーム４の上昇旋回力と伸長力とが相殺される。この相殺により、駆動力の無駄がなくせる。
【００１８】
【発明の効果】
この発明のワーク払い出し装置は、ワークグリッパを先端に有する旋回アームを伸縮可能なものとし、この旋回アームをワーク支持部から排出位置まで旋回する旋回過程で短縮させるアーム伸縮機構を設けたため、旋回アームの旋回時の慣性を小さくできて、旋回駆動源の小型化が可能となる。
前記旋回アームを旋回させるアーム旋回機構を備え、前記アーム伸縮機構は、前記旋回アームの旋回動作に連動する連動機構を有し、前記アーム旋回機構およびアーム伸縮機構により旋回アームの旋回および伸縮を行わせる共通の駆動源を設けたため、慣性低下のために旋回アームに複合動作を行わせながら、駆動源が共通化できて構成の簡易が図れる。
旋回アームが、基部側アームと、この基部側アームに対してスライド自在なスライド側アームとよりなり、このスライド側アームに、前記連動機構からの駆動力を伝達するリンク機構を連結した場合は、簡単な構成で伸縮動作が可能となるうえ、旋回アームの下降旋回力とスライド側アームの短縮力との相殺が図れ、駆動力の無駄がなくせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるワーク払い出し装置を、加工装置の内側から見た正面図である。
【図２】同ワーク払い出し装置の破断正面図である。
【図３】同ワーク払い出し装置の破断平面図である。
【図４】同加工装置のワーク払い出し装置を設置した部位を示す破断側面図である。
【図５】同ワーク払い出し装置の部分省略側面図である。
【符号の説明】
１…ワーク払い出し装置
２…加工装置
３…ワーク支持部
４…旋回アーム
４Ａ…基端側アーム
４Ｂ…スライド側アーム
５…ワークグリッパ
６…アーム旋回装置
７…連動装置
８…アーム伸縮装置
９…駆動源
９Ａ，９Ｂ…シリンダ装置
１０…機体カバー
１４…取付基盤
１５…ワーク払い出し口
１７…支軸
２０…歯車
２１…ラック
２２…ピニオン
２３…歯車
２７…リンク機構
２８…駆動側リンク
３０…従動側リンク
Ｏ…旋回軸心
Ｐ…排出位置
Ｗ…ワーク
【図１】
0003861494.tif 000002
【図２】
0003861494.tif 000003
【図３】
0003861494.tif 000004
【図４】
0003861494.tif 000005
【図５】
0003861494.tif 000006