CN107073668A - 工件供给装置及机床 - Google Patents

Abstract

提供一种工件供给装置(30)，其可在工件(W)的加工中，在闭塞加工区域且抑制了切削液等从加工区域飞散等的状态下，在加工区域外的工件(W)的补给区域中进行下一个要加工的工件(W)的补给。机床(100)由工件(W)的加工室(2)、装载机室(3)、具有开口部(5)的分隔壁(4)、主轴(10)、工件供给装置(30)、搬运装置(20)以及排出装置(60)构成。工件供给装置(30)具备工件保持部(31)、移动机构(32)、盖部件(33)以及螺旋弹簧(40)。在加工室(2)中的工件(W)的加工中，利用螺旋弹簧(40)来对盖部件(33)按压赋能，并利用盖部件(33)来闭塞开口部(5)，以使工件保持部(31)能够在装载机室(3)内保持工件(W)。

Description

工件供给装置及机床

技术领域

本发明涉及一种向自动车床等的机床供给工件的工件供给装置以及具备该工件供给装置的机床。

背景技术

在自动车床等的机床中，已知的工件供给装置，向对工件(加工材料)进行加工的加工区域供给工件(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的工件供给装置(装载机装置(loader device))中，在加工区域的外部中装载机头(loader head)保持着被补给的工件，该装载机头从设置在覆盖加工区域的机体盖的开口部进入至加工区域，并将工件移交给机床的主轴来进行供给。装载机头的移动单元设置有能够闭塞开口部的遮蔽板。在装载机头位于加工区域的期间，遮蔽板闭塞开口部。通过遮蔽板闭塞开口部来防止充满于加工区域中的切削液的蒸气及雾气(mist)从开口部向加工区域外飞散的情况。

如果工件的移交完毕且装载机头离开了加工区域的话，遮蔽板也从开口部离开而使开口部打开。在机体盖设置有与遮蔽板相对独立的、开闭自如地闭塞开口部的挡板(shutter)。在装载机装置供给工件之后，利用挡板来闭合开口部，由此防止在工件的加工中切削液或蒸气等从开口部飞散至加工区域外的情况。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2014-54676号公报

发明内容

(技术问题)

然而，在上述现有技术中，由于与遮蔽板独立地设置了挡板，并且进一步设置了挡板的开闭装置，因此有必要确保挡板或开闭装置的设置空间或操作空间。因此，会招致机床的大型化，并且零件个数或装配工时也会变多。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种在工件的加工中，在闭塞加工区域并抑制了切削液等从所述加工区域飞散等的状态下，能够在所述加工区域之外的工件的补给区域中进行下一个要加工的工件的补给的工件供给装置。

(解决问题的方案)

本发明的工件供给装置具备：工件保持单元，用于保持要向具有工件的补给区域及加工区域的机床供给的所述工件；以及移动单元，使所述工件保持单元在所述补给区域与所述加工区域之间移动，其中，所述工件保持单元经过设置在用于隔开所述补给区域与所述加工区域的分隔构件上的开口部而出入于所述两个区域间，并与所述机床之间进行所述工件的移交，所述工件供给装置具备：盖部件，与所述工件保持单元一体地移动，并且在该工件保持单元移动至所述补给区域内时闭塞所述开口部；以及赋能单元，将所述盖部件向所述开口部的闭塞方向赋能，所述赋能单元构成为，将所述盖部件向所述分隔构件侧按压而闭塞所述开口部，以使在所述加工区域中正在进行所述工件的加工的状态下，使所述工件保持单元能够在所述补给区域保持所述工件。

另外，本发明的机床的具备上述工件供给装置。

(发明效果)

根据本发明，能够提供一种在工件的加工中，在将加工区域闭塞为密闭状态并抑制了切削液等从工件加工中的加工区域向补给区域飞散等的状态下，在所述加工区域之外的工件的补给区域中进行下一个要加工的工件的补给的简易结构的工件供给装置。另外，通过具备这样的工件供给装置来能够提供一种能有效抑制工件加工中的切削液等飞散的更简易且小型的机床。

附图说明

图1为示出具备有本发明的一个实施方式的工件供给装置的机床的示意性外观的立体图。

图2是示出图1所示的工件供给装置的主要部分的放大立体图。

图3A是示出图1所示的工件供给装置的移动机构的概要的俯视图。

图3B是示出图1所示的工件供给装置的排出装置的主要部分的放大立体图。

图4是图1所示的工件供给装置的操作图，示出了盖部件闭塞开口部而工件保持部位于装载机室侧的状态。

图5是图1所示的工件供给装置的操作图，示出了利用工件保持部的机械手保持工件的状态。

图6是图1所示的工件供给装置的操作图，示出了保持有工件的工件保持部进入了加工室内的状态。

具体实施方式

以下，参照附图对具备有本发明的工件供给装置的机床(自动车床)的一个实施方式进行说明。图1是示出具备有本实施方式的工件供给装置的自动车床的示意性外观的立体图。另外，虽然本实施方式的机床被盖所覆盖，但是在图1中，为了易于辨识内部结构，省略了盖的一部分图示。

如图1所示，本自动车床100的装置主体1内配置有主轴10。主轴10设置有把持工件W的夹头(chuck，卡盘)11。主轴10以能够旋转的方式支承于主轴台12。在本实施方式中，将沿着主轴轴线C的方向设为Z轴方向，将与Z轴方向正交的水平方向设为X轴方向，将与Z轴方向及X轴方向正交的上下方向设为Y轴方向。与主轴10相对应地，具备保持工具的转塔(turret)13的刀架14(参照图2)设置为在X、Y、Z轴方向上移动自如。

装置主体1设置有进行工件W的加工的加工室(加工区域)2，并与加工室2相邻地设置有具备有将工件W供给至主轴10的工件供给装置30的装载机室(补给区域)3。主轴10的前端侧配置在加工室2内。装载机室3内设置有向工件供给装置30搬运工件W的搬运装置20。

装载机室3为工件供给装置30接收由搬运装置20所搬运的工件W并进行保持的区域。加工室2为利用在刀架14中被选择的工具对主轴10所把持的工件W进行切削等的加工的区域。在进行工件W的加工时，因为在加工点附近供给切削液，因此在加工室2内，切削液会飞散，并充满切削液的蒸气或雾气。

为了防止这样的切削液或蒸气、雾气等飞散至装载机室3内，装载机室3与加工室2被分隔壁4所隔开。如图2所示，分隔壁4设置有用于工件供给装置30的工件保持部(工件保持单元)31出入于装载机室3与加工室2的开口部5。

搬运装置20具备有搬运用输送装置21和移交装置22。移交装置22配置于搬运用输送装置21与工件供给装置30之间。搬运用输送装置21将工件W从装置主体1外搬运到装载机室3内。搬运用输送装置21由载置并搬运工件W的带式输送机23以及旋转驱动带式输送机23的驱动机构24等构成。

移交装置22将由搬运用输送装置21搬运至装载机室3内的工件W移交给工件供给装置30。移交装置22由一对机械手25、支承台26、以及回旋机构27等构成。一对机械手25设置于支承台26，并由适当的开闭单元开闭自如地驱动。回旋机构27使机械手25和支承台26一起在搬运装置20与工件供给装置30之间回旋。

在移交装置22中，一对机械手25利用开闭单元来进行打开操作。如图4的双点划线所示，回旋机构27使支承台26向搬运用输送装置21的方向回旋，以使两个机械手25变为水平状态。利用该操作，能够将工件W插入处于在水平状态且打开状态下的两个机械手25之间。在工件W的插入状态下两个机械手25进行闭合操作，据此两个机械手25保持搬运用输送装置21上的工件W。接下来，在保持工件W的状态下，如图4的实线所示，回旋机构27使支承台26向工件供给装置30的方向回旋90度，以使两个机械手25变为垂直状态。利用以上的操作，能够将工件W配置于工件供给装置30保持工件W的规定的位置(保持位置)。

如图2所示，工件供给装置30具备有工件保持部31、移动机构(移动单元)32、以及盖部件33。工件保持部31保持工件W。移动机构(移动单元)32使工件保持部31移动至工件W的保持位置以及主轴10的移交位置。盖部件33开闭分隔壁4的开口部5。

工件保持部31具备有底板34、臂部35、以及装载机头36。臂部35固定于底板34。装载机头36设置于臂部35的一端。

装载机头36设置有由适当的开闭单元开闭自如地驱动的一对机械手37。通过将工件W插入于打开状态的成对的两个机械手37之间，并利用开闭单元来使两个机械手37进行闭合操作，从而能够利用两个机械手37来夹持工件W并保持。

盖部件33配置于加工室2侧，并从加工室2的内侧覆盖开口部5而闭塞。盖部件33具有比开口部5的开口面积更大的面积，并形成为能够以气密性及液密性的的方式密闭开口部5。也可以在盖部件33及开口部5的对置面设置嵌合用凸缘(flange)，或配置密封部件等。利用该构造，能够提高装载机室3与加工室2的密闭性或彼此的连接性。在盖部件33的开口部5侧的表面设置有多个轴38。各个轴38设置为向装载机室3的方向突出，并与Z轴方向平行。当盖部件33闭塞了开口部5时，如图4所示，轴38从开口部5向装载机室3侧突出。轴38的前端抵靠于设置在装载机室3内的板状的止动件(stopper)6，从而使盖部件33以抵接于分隔壁4的状态定位。

另外，在底板34的两侧设置有凸缘41。在凸缘41上一体地设置有轴环(collar)42。轴环42供轴38插通。利用该构造，底板34能够相对于盖部件33以往复运动的方式连结。在轴38的前端附近的外周安装有承垫39。在承垫39与底板34之间安装有作为赋能单元的螺旋弹簧40。螺旋弹簧40套设在轴38外。利用螺旋弹簧40，如图4所示，通常将工件保持部31按压赋能于与盖部件33接近的位置，以使轴环42被按压于盖部件33。

如图3A所示，移动机构32具备有轴43、滑动机构44、以及旋转机构45。轴43配置为与Z轴方向平行。滑动机构44使轴43在Z轴方向上往复运动。旋转机构45使轴43旋转。在轴43的一端一体地固定有底板34。轴43的另一端侧插入于与托架(bracket)46一体地固定的轴套(sleeve)47内。轴43在托架46侧以能够旋转的方式被支承着。

滑动机构44具备有直线导件(linear guide)48和滑动致动器(slide actuator)49。直线导件48设置为平行于Z轴方向且与轴43并列。直线导件48设置有向Z轴方向延伸的滑轨(slide rail)50。托架46借助滑动件51来以滑动移动自如的方式支承于滑轨50。托架46一体地固定于设置在滑动致动器49上的滑块(slider)52。旋转机构45具备有一体地安装于托架46的缸体53。缸体53的缸轴54连结于轴43。

在上述构造的移动机构32中，驱动滑动致动器49而使滑块52在Z轴方向上移动驱动。利用滑块52的移动驱动，轴43会与托架46一体地被直线导件48导引并在Z轴方向上移动。另外，在旋转机构45中，驱动缸体53而使缸轴54往复驱动，由此能够使轴43以轴线为中心旋转。

利用如上的滑动机构44的控制，工件保持部31经过开口部5而出入于加工室2与装载机室3。另一方面，盖部件33仅在加工室2内往复运动而不会移动至装载机室3侧。若工件保持部31移动至装载机室3侧的话，盖部件33则抵靠于分隔壁4而停止移动。在该停止后，通过使滑动机构44进一步操作来能够抵抗螺旋弹簧40的赋能力而使工件保持部31沿着Z轴向工件W的保持位置的方向移动。

因此，能够使工件保持部31自如地移动至机械手37易于保持工件W的位置。例如，存在以下的情况：因制造误差等而在工件W的轴线方向上的长度方面存在偏差的情况，或进行长度不同的多种工件W的加工的情况。即便是在这样的情况下，仍能够通过使工件保持部31根据工件W的长度等而移动至机械手37易于保持的位置，而容易利用机械手37来保持工件W。

另外，利用旋转机构45来使轴43旋转，由此能够使工件保持部31与盖部件33一起以轴43的轴线为中心而旋转。利用工件保持部31的旋转，能够使盖部件33和工件保持部31一体地摆动至保持在机械手37中的工件W与加工室2内的主轴10对置的位置。进而，能够使盖部件33和工件保持部31一体地摆动至工件保持部31能够通过开口部5，且装载机头36在装载机室3内与保持在移交装置22中的工件W对置的位置。

另外，装置主体1设置有将加工后的工件W排出至装置主体1外的排出装置60。如图3B所示，排出装置60具备有篮状的工件承接部61以及排出用输送装置62。工件承接部61接收从主轴10排出的工件W。工件承接部61以平行于Z轴的轴为中心轴以能够旋转的方式轴支(枢轴支承)于分隔壁4侧。排出用输送装置62将从工件承接部61移交来的工件W移送至外部。排出用输送装置62具备有带式输送机63、罩(hood)64、以及驱动机构65。罩64局部地覆盖带式输送机63。驱动机构65旋转驱动带式输送机63。

若在主轴10上的对工件W的加工结束的话，如图3B的实线所示，工件承接部61则向主轴10的方向摆动，并在由主轴10所保持的工件W的下方待机。接下来，主轴10的夹头11进行打开操作。设置在主轴10内的排除器装置(ejector device)等进行操作而将工件W从主轴10推出，从而使工件W掉落在工件承接部61内。

在收纳有工件W的状态下，如图3B的双点划线所示，工件承接部61以轴支部为旋转轴而向罩64的方向摆动。利用工件承接部61的摆动，能够将工件W从开口在罩64的投入口66投入到罩64内。投入到罩64内的工件W利用带式输送机63移送到装置主体1外，并排出到工件回收部等。

以下，参照图4至图6的操作图说明利用工件供给装置30进行的对主轴10的工件供给操作。在上述的图中，为了便于说明，省略了移动机构32的旋转机构45、滑动机构44等的记载。

图4示出了利用工件供给装置30的盖部件33来覆盖并闭塞开口部5的状态。若利用滑动机构44的驱动来将工件保持部31移动至装载机室3侧的话，轴38的前端则抵靠于止动件6。盖部件33抵靠于分隔壁4而停止移动，并以闭塞了开口部5的状态定位。工件保持部31以利用螺旋弹簧40而被按压赋能于盖部件33侧的状态配置于装载机室3内。

这样，通过轴38抵靠于止动件6的来盖部件33以紧贴于分隔壁4的方式定位而将开口部5闭塞。因此，除了盖部件33的与分隔壁4抵接的部分之外，轴38侧也可受到使盖部件33紧贴于分隔壁4的力。无需在盖部件33侧施加过大的负荷，就能够保持装载机室3与加工室2间的密闭性。可以在利用盖部件33来闭塞了开口部5的状态下，在加工室2内进行对把持在主轴10上的工件W的加工。因而，能够防止加工时切削液等从加工室2飞散至装载机室3内的情况。

另一方面，在加工室2内的工件W的加工中，在装载机室3内能够利用搬运装置20的搬运用输送装置21来搬运工件W。如图4所示，能够利用搬运装置20的移交装置22来将搬运来的工件W配置于保持位置。

在工件供给装置30中，为了从移交装置22接收工件W而驱动移动机构32的滑动机构44(参照图3A)。利用滑动机构44的驱动，使工件保持部31抵抗螺旋弹簧40的赋能力而向工件W的方向移动。如图5所示，在将工件W插入于打开状态的一对机械手37之间后，使工件保持部31的移动停止。通过两个机械手37进行闭合操作，利用两个机械手37来保持工件W。接下来，在移交装置22侧，两个机械手25进行打开操作，由此将工件W从移交装置22移交到工件保持部31。

接下来，在一对机械手37保持着工件W的状态下，利用滑动机构44来使工件保持部31向盖部件33的方向移动。在装载机室3内，由于使工件保持部31向工件W的方向移动，所以螺旋弹簧40变为收缩状态。利用收缩状态的螺旋弹簧40的按压赋能力，轴38借助承垫39而向止动件6的方向被按压赋能。盖部件33自身也向闭塞开口部5的方向被赋能，从而盖部件33能够以不会从开口部5脱离的方式保持着开口部5的闭塞状态。因此，能够保持装载机室3与加工室2间的密闭性，防止切削液等从加工室2侧飞散到装载机室3内。可以在如此的洁净环境状态的装载机室3内进行工件W从搬运装置20向工件保持部31的补给。

在进行了加工室2中的工件W的加工及排出之后，利用工件供给装置30来进行将保持在工件保持部31的机械手37中的工件W移交到主轴10的操作。因此，工件供给装置30在保持着工件W的状态下驱动滑动机构44来使工件保持部31向加工室2的方向移动。利用工件保持部31的移动，盖部件33从开口部5离开并与工件保持部31一体地向加工室2的内部方向移动。工件保持部31从开口的开口部5进入到加工室2内。

如图6所示，在工件W配置在主轴10的前方的状态下，利用滑动机构44来停止工件保持部31的移动。接下来，利用旋转机构45(参照图3A)来使工件保持部31与轴43一起摆动。利用以上的操作，能够使装载机头36以工件W与主轴10对置的方式配置。

接下来，利用滑动机构44来在Z轴方向上使工件保持部31向主轴10的方向移动，并将工件W插入到打开状态的夹头11内。在该插入状态下，使主轴10的夹头11进行闭合操作，并使工件保持部31的一对机械手37进行打开操作，从而向主轴10移交工件W。之后，在Z轴方向上使工件保持部31向远离主轴10的方向移动。接下来，使工件保持部31向与先前的旋转方向相反的方向与轴43一起摆动而将工件保持部31定位为能够通过开口部5的姿态。

利用以上的操作来完成工件W从工件供给装置30到主轴10的供给。工件供给装置30利用滑动机构44来使工件保持部31从开口部5移动至装载机室3内。能够利用工件保持部31的移动来如图4所示那样用盖部件33闭塞开口部5。

之后，在加工室2内，利用刀架14的工具来对把持在主轴10上的工件W进行加工。开口部5由盖部件33所闭塞，装载机室3与加工室2间的密闭性得到保持。因此，能够防止加工时的切削液或其蒸气、雾气等飞散至装载机室3侧。

另外，可以在开口部5被密闭闭塞的状态下，在加工室2中进行工件W的加工的同时，在装载机室3内利用工件保持部31来预先保持着下一个要移交给主轴10的工件W。因而，加工结束后，能够更迅速地将工件W移交至主轴10。

以上，根据具备有本实施方式的工件供给装置30的自动车床100，在工件W的加工中，能够以密闭状态闭塞装载机室3与加工室2之间。因此，能够防止切削液等在工件加工中从加工室2向装载机室3飞散。另外，可以利用盖部件33来保证开口部5的密闭性。因此，没有必要如以前那样设置在工件W的加工中用以闭塞开口部5的挡板或其驱动单元。也没有必要设置用于挡板或其驱动单元的空间。因而，能够减少零件个数或装配工时，能够实现工件供给装置30或自动车床100的简化或小型化。此外，可以与工件W的加工并行地利用工件保持部31来保持工件W。因而，能够缩短将工件W供给至主轴10的操作时间，提高工件供给的作业效率。

另外，在本实施方式中，将工件保持部31以能够相对于盖部件33往复运动的方式连结。因此，即便是存在工件W的轴线方向的长度偏差的情况下，或进行长度不同的多种工件W的加工的情况下，也能够保持工件W。

另外，利用螺旋弹簧40的按压赋能力，盖部件33向将开口部5闭塞的方向被按压赋能。因此，即便工件保持部31往复运动，盖部件33也不会从开口部5意外地脱离，从而能够维持开口部5的闭塞状态。另外，盖部件33配置于加工室2侧，并且构成为从加工室2的内侧覆盖并闭塞开口部5。因此，盖部件33仅在加工室2内移动而不会移动至装载机室3侧。因而，能够抑制附着于盖部件33的切削液等掉落在装载机室3内的情况。

以上，虽然已利用附图详细说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只是本发明的示例。本发明不限于上述实施方式的结构。即便是存在未脱离本发明的主旨的范围的设计变更等，也包含于本发明中。

例如，关于将盖部件33向开口部5的闭塞方向赋能的赋能单元，也可以使用板簧或扭力弹簧(torsion spring)等、螺旋弹簧40以外的按压赋能单元。只要是即便工件保持部31往复运动也能够将盖部件33赋能而不使开口部5的闭塞解除即可。另外，也可以在底板34与盖部件33之间设置拉伸弹簧(拉伸发条)等的赋能单元。也可以构成为利用拉伸弹簧的拉伸力来将盖部件33向开口部5的闭塞方向赋能。

[关联申请的相互引用]

本申请要求2014年10月7日向日本特许厅提交的特愿2014-206538号的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (4)

1.一种工件供给装置，具备：

工件保持单元，用于保持要向具有工件的补给区域及加工区域的机床供给的所述工件；以及

移动单元，使所述工件保持单元在所述补给区域与所述加工区域之间移动；

所述工件保持单元经过设置在用于隔开所述补给区域与所述加工区域的分隔构件上的开口部而出入于所述两个区域之间，并与所述机床之间进行所述工件的移交，

所述工件供给装置的特征在于，具备：

盖部件，与所述工件保持单元一体地移动，并且在该工件保持单元移动至所述补给区域内时闭塞所述开口部；以及

赋能单元，将所述盖部件向所述开口部的闭塞方向赋能；

所述赋能单元构成为，将所述盖部件向所述分隔构件侧按压而闭塞所述开口部，以使在所述加工区域中正在进行所述工件的加工的状态下，使所述工件保持单元能够在所述补给区域保持所述工件。

2.根据权利要求1所述的工件供给装置，其特征在于，所述工件保持单元以相对于所述盖部件能够相对地往复运动的方式连结于该盖部件，并且利用所述赋能单元而朝向与所述盖部件接近的方向被赋能；

在所述盖部件闭塞了所述开口部的状态下，所述工件保持单元抵抗所述赋能单元的赋能力而在所述补给区域内移动，并保持配置在所述补给区域的所述工件。

3.根据权利要求2所述的工件供给装置，其特征在于，所述盖部件配置于所述加工区域内并形成为面积比所述开口部的开口面积更大，并且所述盖部件从所述加工区域的内部侧覆盖并闭塞所述开口部。

4.一种机床，其特征在于，具备有权利要求1至3中任一项所述的工件供给装置。