JP2000153425A - ２主軸対向旋盤のワーク排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２主軸対向旋盤から加工済ワークや棒材加工
時の残材を排出するのに特に好適なワーク排出装置に関
し、刃物台が加工領域の手前側下方に配置されていても
設置可能で、ワークや残材が第１主軸側から排出されて
も第２主軸側から排出されても一台の装置で対応可能な
装置を提供する。 【解決手段】 旋盤の加工領域の上部に配置された主軸
方向の支点軸６と、この支点軸に基端を枢着されて旋盤
の機内で揺動駆動されるアーム９と、このアームの先端
に装着されたワーク受具２７と、ワーク受具の揺動領域
から主軸方向に退避した位置でかつ加工領域から退避し
たワーク受具の直下の位置に配置されたコンベヤ３０な
いしシュートと、アーム９を支点軸６の軸方向に往復移
動させる少なくとも進出位置を数値制御可能な往復駆動
装置３７と、アーム９を第１主軸のチャックに対応する
位置と第２主軸のチャックに対応する位置とに選択的に
進出させる制御手段３８と、退避側移動端でワーク受具
２７を開放する開放手段２９とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤から加工済
ワークや棒材加工時の残材を排出する装置に関し、２主
軸対向旋盤に特に好適なワーク及び残材の排出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤のワーク排出装置には種々の構造の
ものがある。最も簡単なものはワーク加工領域の下方に
シュートを設けたもので、加工が終わった後、旋盤のチ
ャックを開いて加工済ワークをシュート上に落下して排
出するというものである。

【０００３】他の構造としてロボットを用いてワークの
排出を行うものがある。この構造は、加工が終わったら
主軸を停止し、旋盤の加工領域を覆っているカバーの扉
を開いて機内にロボットアームを差し込み、ロボットハ
ンドでワークを把持して機外へ取り出し、一定の姿勢で
ストッカやワークコンベヤに載せて排出するというもの
である。この構造はワークを傷つけるおそれがなく、加
工済ワークの整列も可能であるが、排出操作に時間がか
かり、装置が高価になる。

【０００４】構造が簡単で機能的にも優れ、広く採用さ
れている他の構造として、旋盤のチャックとワーク排出
用のシュートないしコンベヤとの間でワークの受渡しを
行う装置を旋盤の機内に設けた構造がある。図４はこの
種のワーク排出装置の一例を示した図で、旋盤の加工領
域４１の手前側（操作者側）に主軸と平行な支点軸６ま
わりに揺動駆動されるアーム９を設け、その先端にワー
ク受具となるバケット４２を設け、アーム９と略平行に
設けた補助リンク４３の作用により、アーム９の揺動に
連動してバケット４２がアームの先端で揺動する構造で
ある。バケット４２は、アーム９が加工領域４１側に回
動したときに開口を上方に向けてチャック２から落下す
るワークをチャックの直下で受け取る姿勢となり、アー
ム９が加工領域４１から離れる方向に揺動したとき、そ
の揺動動作と連動して開口が横向きになる方向に揺動
し、その揺動端に設けたシュートやコンベヤ３０上にワ
ークを落下させる。この構造のワーク排出装置は、チャ
ック２から落下してくるワークをバケット４２で受け取
る関係上、バケット４２の移動領域が加工領域４１の前
方下方となる。

【０００５】一方旋盤には第１主軸と第２主軸とを対向
させて配置しかつそれぞれの主軸と協動してワークの加
工を行う２個以上のタレット刃物台を設けた２主軸対向
旋盤が知られている。一般にこの種の旋盤では、第１主
軸と第１刃物台とで第１工程の加工を行い、次に第２主
軸の軸方向移動によってワークを第１主軸から第２主軸
に受け渡し、第２主軸と第２刃物台とで第２工程の加工
を行った後、ワークを排出する。また棒材の加工を行う
ときは、第１主軸の中空孔から素材を加工領域に供給
し、第１主軸と第１刃物台とで第１工程の加工を行い、
次に第１主軸と第２主軸とでワークを把持して加工済み
の素材先端部分を切り離し、次に第２主軸と第２刃物台
とで第２工程の加工を行う。加工済みワークは第２主軸
側から排出する。ワークの加工が出来ないほど短くなっ
た素材の末端（残材）は、第１主軸側から排出する。

【０００６】２主軸対向旋盤の基本的な構造のものは、
第１刃物台と第２刃物台とを加工領域の奥側に配置す
る。しかし刃物台の他の配置構造として第２刃物台また
は第３刃物台を加工領域の手前側下方に配置することが
ある。この手前側下方に配置した刃物台は主軸方向（Ｚ
軸方向）に移動できるようになっており、第２主軸と協
動して加工を行うほか、第１主軸と協動して加工を行う
ことも可能である。すなわちこの構造のものでは、機械
コストは高くなるが、第１主軸に把持したワークを（第
３刃物台を設けたものでは第２主軸台に把持したワーク
も）２台の刃物台で同時加工を行うことができるという
特徴がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】２主軸対向旋盤におい
て、旋盤の機内に図４で説明したような構造のワーク排
出装置を設けると、排出ワークの経路（図４のものでは
バケット４２の経路）が旋盤の加工領域４１の手前側下
方となるため、第２刃物台または第３刃物台を加工領域
の手前側下方に設けることができなくなる。近時の旋盤
は加工領域が蛇腹等の伸縮部材を備えた隔壁で囲まれて
おり、第２主軸側に設けたワーク排出装置と干渉する位
置にあるタレットを第１主軸側に移動させても、タレッ
トを支持している刃物台やその周囲に取り付けられてい
る隔壁が加工領域内に進出し、これが排出装置と干渉し
てその動作を妨げる。

【０００８】また、２主軸対向旋盤においては、加工済
ワークは通常第２主軸側から排出されるが、棒材加工時
の残材は第１主軸側から排出される。また加工済ワーク
が第１主軸側から排出されることもある。このような場
合従来のワーク排出装置では、第１主軸側と第２主軸側
の両方にワーク（残材）排出装置を設けなければなら
ず、装置が複雑になるとともに加工領域への作業者の接
近性が低下し、作業性を低下させる。

【０００９】そこでこの発明は、刃物台が加工領域の手
前側下方に配置されている旋盤においても当該刃物台や
タレットに干渉させることなく旋盤の機内に配置するこ
とができ、またワークや残材が第１主軸側から排出され
ても第２主軸側から排出されても一台の装置で対応可能
なワーク排出装置を提供することにより、特に２主軸対
向旋盤におけるワークや残材の排出を、簡単な構造の装
置で能率良くかつワークを傷つけることなく行うことを
課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の２主軸対向旋
盤のワーク排出装置は、旋盤の加工領域の上部に配置さ
れた主軸方向の支点軸６と、この支点軸に基端を枢着さ
れて旋盤の機内で揺動駆動されるアーム９と、このアー
ムの先端に装着されたワーク受具２７と、ワーク受具の
揺動領域から主軸方向に退避した位置でかつ加工領域か
ら退避したワーク受具の直下の位置に配置されたコンベ
ヤ３０ないしシュートと、アーム９を支点軸６の軸方向
に往復移動させる少なくとも進出位置を数値制御可能な
往復駆動装置３７と、アーム９を第１主軸のチャックに
対応する位置と第２主軸のチャックに対応する位置とに
選択的に進出させる制御手段３８と、退避側移動端でワ
ーク受具２７を開放する開放手段２９とを備えている。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記手段を備えた
ワーク排出装置において、往復駆動装置がサーボモータ
で駆動される送りねじであり、アーム先端のワーク受具
がワークを直径方向に把持するフィンガであリ、ワーク
受具を開放する開放手段がフィンガ開閉装置であること
を特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図１ないし３に示す実施例を
参照して、この発明の実施形態を説明する。図１はこの
発明のワーク排出装置を備えた２主軸対向旋盤の第２主
軸側の加工領域を第１主軸側から見た側面図で、１が主
軸の軸線である。この主軸の軸線上には第１および第２
主軸が配置され、対向する第１主軸と第２主軸の先端に
それぞれ第１チャック２及び第２チャック３（図２）が
装着されている。主軸軸線１の奥側上方（図１で左上）
には第１および第２刃物台４が配置され、手前側下方
（図１で右下）には第３刃物台５が配置されている。第
２主軸及び第３刃物台は主軸方向（図１の紙面直角方
向）に移動可能である。

【００１３】主軸軸線１のほぼ直上部に第１チャックと
第２チャックの最大間隔に対応する主軸方向の移動スト
ロークを備えた支点軸６が主軸軸線１と平行に設けられ
ている。この支点軸は、先端側の軸受７と基端側の軸受
ユニット８で旋盤のフレームに両端支持されたボールス
プライン軸で、アーム９の基端のボス１０が軸方向移動
可能かつ相対回動不能に嵌装されている。支点軸６は、
切粉等が付着しないように、軸受７とボス１０との間に
配置された蛇腹１１で保護されている。支点軸６の基端
には図２、３に示す揺動モータ１２がカップリング１３
を介して連結されており、この揺動モータを駆動するこ
とにより、支点軸６を中心としてアーム９が揺動する。

【００１４】ボス１０の揺動モータ側端部（図２、３の
右側）には、短い移動アーム１４がボス１０と自由回動
可能かつ軸方向に相対移動不能に装着されており、この
移動アームの先端側にボールネジ１５が固定されてい
る。ボールネジ１５は、支点軸６の反対側に平行に延
び、前記軸受ユニット８と一体に設けたガイドブロック
１６に回転自在かつ軸方向移動不能に装着されたボール
ナット１７に螺合し、このボールナットは、タイミング
ベルト１８を介してガイドブロック１６の先端に設置し
たサーボモータ１９に連結されている。

【００１５】サーボモータ１９でボールナット１７を回
転駆動すると、移動アーム１４に一端を固定されて回転
不能なボールネジ１５は軸方向に移動する。この軸方向
移動は、移動アーム１４を介してボス１０に伝達され、
アーム９を支点軸６に沿って軸方向移動させる。一方、
揺動モータ１２の揺動は、カップリング１３を介して支
点軸６を揺動させ、ボス１０従ってアーム９を揺動させ
る。移動アーム１４はボールネジ１５と下記パイプ２１
で回動が阻止されているので、ボス１０の回動は移動ア
ーム１４には伝達されない。

【００１６】ボールネジ１５の末端には、エンドプレー
ト２０が固定されている。このボールネジ１５の下方に
は、パイプ２１がエンドプレート２０と移動アーム１４
で両端を支持されて平行に装架されている。このパイプ
は、中間位置を前記カップリング１３のケース２２と一
体のホルダ２３でガイドされており、電気ケーブルや空
気配管などがこのパイプの中心孔を通ってアーム９に導
かれている。

【００１７】アーム９は側面視（図１）で先端側が内側
に向けてく字形に屈曲しており、その屈曲部の先端側
に、案内棒２４と伸縮シリンダ２５とを含む伸縮部２６
が設けられている。この伸縮部は、第３刃物台５とアー
ム先端のハンド２７とが干渉するのを避けるために設け
られたもので、アーム揺動時に伸縮部２６を縮めて第３
刃物台５（のカバー）を避けるようにハンド２７を移動
させる。

【００１８】この伸縮部を含んでなるアーム９の先端に
はワーク受具となるハンド２７が装着されている。ハン
ド２７は、互いに対向する開閉爪２８を主軸方向に二対
備えており、これらの開閉爪は各々の開閉シリンダ２９
で開閉される。二対の開閉爪２８を採用するのは、直径
の異なるワーク、例えば第１主軸の排出は素材又は径の
太い加工品で、第２主軸の排出は細い加工品である場合
に対応するためと、精密ワークを把持するため一対をプ
ラスチック爪にするためと、長く重いワークを把持する
ときは二対同時に使用する等の考慮によるものである。

【００１９】図１にはアーム９及びハンド２７を退避位
置（実線）と進出位置（想像線）とで示してある。ハン
ドの退避位置の直下の部分には、主軸方向に延びるコン
ベヤ３０が配置されている。コンベヤ３０は旋盤の機内
から機外へと延びており、その機内側の端部は第２チャ
ックが第１チャックから一番遠ざかったときの第２チャ
ックの位置より若干反第１チャック側の位置である。ハ
ンド２７の退避位置すなわちアーム９が振り上がった位
置でアーム９を第２主軸側の移動端まで移動させること
により、ハンド２７はこのベルトコンベヤ３０上の位置
に移動する。

【００２０】アーム９の進出側回動端と退避側回動端と
は、支点軸６の先端の回動を固定部材に設けた近接スイ
ッチ３１、３２で検知することにより、検出される。ま
たアーム９の第１主軸側移動端と第２主軸側移動端と
は、前記エンドプレート２０を固定部材に設けた近接ス
イッチ３３、３４で検知することにより、検出される。

【００２１】サーボモータ１９には、機械全体の動きを
制御しているＮＣ装置３５からサーボドライバ３６を経
て駆動指令が与えられる。ＮＣ装置３５には、加工終了
時の第２主軸の位置やワーク寸法が与えられており、ま
た棒材加工時には素材の長さが与えられているから、加
工したワークの個数から残材の長さも算出できる。従っ
てこれらのデータから、加工済ワークや残材を取りに行
くときのアーム９の移動位置を演算できる。

【００２２】次に図示実施例装置の動作について説明す
る。旋盤の第１主軸側での加工が終わったワークは、第
２主軸の軸方向移動と第１及び第２チャックの開閉動作
により第２チャックに引き渡され、その後第２チャック
が軸方向に後退して、第２工程の加工を行う。第２工程
の加工が終了したら、刃物台を主軸直角方向（Ｘ軸方
向）に退避させるか、あるいは第１主軸側に移動させ
る。これと同時にサーボモータ１９を駆動し、さらに揺
動モータ１２を駆動することにより、アーム９先端のハ
ンド２７を第２チャックの直前の位置に進出させる。

【００２３】アーム９の揺動の最終段階で伸縮シリンダ
２５を伸長してワークを対向する開閉爪の間に挿入す
る。伸縮部２６を有しないときは、アーム９の揺動動作
の最終段階でワークが開閉爪の間に挿入される。そこで
開閉爪２８を閉じてワークを把持したあと、第２チャッ
クを開き、第２主軸を後退させるかアームを第１主軸側
に移動させることにより、ワークを第２チャックから抜
き取る。

【００２４】ワークを受け取ったハンドは、揺動モータ
で図１に実線で示す退避位置に揺動した後、サーボモー
タ１９の退避方向の回転により、図１の奥側へと移動す
る。そして近接スイッチ３３で第２主軸側移動端迄の移
動が検出されたら、伸縮部２６が伸長し、ワークはベル
トコンベヤ上に極く接近し、開閉シリンダ２９の動作で
開閉爪２８が開く。このときハンド２７はベルトコンベ
ヤ３０上に移動してきているから、ハンド２７で搬送さ
れた加工済ワークは自重によりベルトコンベヤ３０上に
落下し、ベルトコンベヤ３０により機外へと搬出され
る。

【００２５】一方、棒材加工時に素材長さがワークの加
工に必要な長さより短くなったことが検出されたとき
は、バーフィーダのプッシャで当該素材（残材）を押し
出し、同時にサーボモータ１９を駆動し、さらに揺動モ
ータ１２を駆動することにより、アーム９先端のハンド
２７を第１チャックの直前の位置に進出させる。そして
前記加工済ワークを把持するときと同様な動作で開閉爪
で残材を把持し、次にサーボモータでアーム９を第２主
軸側へ移動させることにより、残材を第１チャックから
抜き取る。以下ワーク搬送時と同様にして残材をコンベ
ヤの上まで搬送し、把持爪を開いてワークをコンベヤの
上に落下させ、コンベヤで機外に搬出する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す第１主軸側から見た側面図

【図２】実施例を示す正面図

【図３】実施例を示す平面図

【図４】従来のワーク排出装置の側面図

【符号の説明】

６ 支点軸 ９ アーム 27 ハンド 29 開閉シリンダ 30 コンベヤ 37 往復駆動装置 38 制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋盤の加工領域の上部に配置された主軸
   方向の支点軸(6)と、この支点軸に基端を枢着されて旋
   盤の機内で揺動駆動されるアーム(9)と、このアームの
   先端に装着されたワーク受具(27)と、ワーク受具の揺動
   領域から主軸方向に退避した位置でかつ加工領域から退
   避したワーク受具の直下の位置に配置されたコンベヤ(3
   0)ないしシュートと、アーム(9)を支点軸(6)の軸方向に
   往復移動させる少なくとも進出位置を数値制御可能な往
   復駆動装置(37)と、アーム(9)を第１主軸のチャックに
   対応する位置と第２主軸のチャックに対応する位置とに
   選択的に進出させる制御手段(38)と、退避側移動端でワ
   ーク受具(27)を開放する開放手段(29)とを備えている、
   ２主軸対向旋盤のワーク排出装置。
2. 【請求項２】 往復駆動装置がサーボモータで駆動され
   る送りねじであり、アーム先端のワーク受具がワークを
   直径方向に把持するフィンガであリ、ワーク受具を開放
   する開放手段がフィンガ開閉装置である、請求項１記載
   のワーク排出装置。