JP2005001091A - 倒立旋盤 - Google Patents
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Abstract
【課題】コレットの自動交換装置を有し、コレットが正常に把握されたことを確認する検知装置を備えた倒立旋盤を提供する。
【解決手段】主軸台４０に取付けられたチャック４００は、先端のテーパ穴４３０によりコレット５００を交換自在に把握する。コレット先端面の振れ量検知装置６００は、アーム６３０の先端部に取付けられる検知部材（センサ）６１０を有する。検知部材６１０は、コレット５００の先端面５１０の振れ量を非接触で検知する。予め各コレット５００が主軸チャック４００に対して正常に把握されたときに発生させる振れ量の変化のパターンを検知しておき、今回の検知により発生する振れ量の変化のパターンと比較して、コレットが正常に把握されたか否かを検知する
【選択図】 図５
【解決手段】主軸台４０に取付けられたチャック４００は、先端のテーパ穴４３０によりコレット５００を交換自在に把握する。コレット先端面の振れ量検知装置６００は、アーム６３０の先端部に取付けられる検知部材（センサ）６１０を有する。検知部材６１０は、コレット５００の先端面５１０の振れ量を非接触で検知する。予め各コレット５００が主軸チャック４００に対して正常に把握されたときに発生させる振れ量の変化のパターンを検知しておき、今回の検知により発生する振れ量の変化のパターンと比較して、コレットが正常に把握されたか否かを検知する
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コレットチャックの自動交換装置を備えた倒立旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
倒立旋盤は、垂直方向に配設される主軸に対してワークを下向きに把持させて、旋削加工を施す旋盤であって、切粉の処理が容易であるので、多量のワークロットを高能率で加工するのに適している。
旋盤の主軸に取り付けられてワークを把持するコレットチャックは、汎用のコレットチャックのほかに、ワークに適した専用のコレットチャックを用意することがある。
例えば、下記の特許文献１は、主コレットに対応する複数個の補助コレットを用意し、段取替えに応じて補助コレットのみを交換する装置を開示している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１２３００５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、倒立旋盤の構造上、主軸のチャックが下向きとなる特徴を活用したチャックのコレット自動交換装置を備えた倒立旋盤を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の倒立旋盤は、垂直方向に配設されて下側にチャックを有する主軸を備える主軸台と、主軸の下方に配設される刃物台を備え、主軸の移動範囲内に設けられるコレットの交換位置と、コレットを交換位置に搬送する装置を備える。そして、コレットは主軸のチャックに対して交換自在に把握されるものである。
【０００６】
さらに、コレット交換後に主軸を低速回転させてコレットの先端面の振れ量を非接触で検知する検知装置を備え、検知装置は、コレットがチャックに対して正常に把握されたときのコレットの先端面の振れ量のパターンと、新たに検知された振れ量のパターンを比較して、コレットが正常に把握されたか否かを確認する手段を備えるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の倒立旋盤の正面図、図２は右側面図、図３は平面図である。
全体を符号１で示す倒立旋盤は、基台１０と、基台１０上に立設されるフレーム２０を有し、フレーム２０の上部に主軸台３０が軸Ｘ、軸Ｚに沿って移動自在に装備される。主軸台３０には主軸４０が装備され、ワークを把持し、回転駆動する。
フレーム２０は刃物台５０を備える。この刃物台５０はタレット５２を有し、タレット５２に複数の旋削工具Ｔ１が取付けられる。
【０００８】
倒立旋盤１の正面には、制御盤６０が装備され、各機器の制御を行う。
倒立旋盤１は、その他の必要な機器７０を装備する。
本発明の倒立旋盤１は、ワーク及びコレットを搬送するシャトルコンベア１００を備える。
シャトルコンベア１００は、ベース１１０上に敷設されるレール１２０を有し、レール１２０上にワークシャトルコンベア２００とコレットシャトルコンベア３００が軸Ｙ方向に往復動自在に装備される。
【０００９】
ワークシャトルコンベア２００は、ワークＷ１を搭載する支持台２２０を有し、ケーブル２１０を伴ない、段取り位置から倒立旋盤内の交換位置７００までを移動する。
【００１０】
コレットシャトルコンベア３００は、コレット５００を搭載する支持台３２０を有し、ケーブル３１０を伴ない、段取り位置から倒立旋盤内の交換位置７００までを移動する。
【００１１】
図４は、本発明の倒立旋盤１の旋削加工位置の詳細を示す説明図である。
主軸台３０は、主軸４０を回転自在に支持しており、主軸４０は、軸Ｘ、軸Ｚに沿って制御される。
主軸４０はチャック４００を備え、チャック４００に対して、コレット５００が交換自在に装着される。異なる仕様のコレット５００を交換自在に装備することができるので、種々使用のワークＷ１を把持し、旋削加工することができる。
刃物台５０は旋回するタレット５２を有し、タレット５２に複数の切削工具Ｔ１が取付けられる。
【００１２】
シャトルコンベア１００に装備されるワークシャトルコンベアは、素材のワークＷ１を交換位置７００へ送り、加工済みのワークＷ１を受け取り、素材のワークＷ１を主軸のコレット５００へ供給する。
【００１３】
コレットシャトルコンベアは、次工程で使用するコレット５００を交換位置７００へ送り、使用済みのコレット５００をチャック４００から受け取り、新たなコレット５００をチャック４００に取付ける。
主軸台３０と主軸４０は、軸Ｘ方向に移動して、加工位置とワーク及びコレットの交換位置の間を往復することができる。
【００１４】
本発明の倒立旋盤１にあっては、主軸のチャック４００に対してコレット５００を自動交換することができる。しかしながら、自動で交換されたコレットがチャックに対して正常に装備されたことを確認することは、ワークを正確に把持し、加工するのに不可欠な事項である。
【００１５】
そこで、本発明の倒立旋盤にあっては、主軸のチャックに把握されたコレットの端面を自動的に検知する装置を備える。この装置は、回転するコレットの端面の振れ量を検知して、コレットが正常に把握されたか否かを検知する機能を備えるものである。
【００１６】
図５は、チャックに把握されたコレット先端部の詳細を示す説明図である。
主軸台４０に取付けられたチャック４００は、先端のテーパ穴４３０によりコレット５００を交換自在に把握する。
チャック４００は、流体圧で作動するピストン４１０を有し、ピストン４１０により駆動される爪４２０が、コレット５００の環状溝５４０に係合して、コレット５００を上下に作動させる。
【００１７】
コレット５００が上方へ引き上げられるとコレット５００の外側のテーパ面５３０がチャック４００のテーパ穴４３０に対して摺動し、分割されたコレット５００の内径穴５２０の内径寸法が縮少する。
この作用により、内径穴５２０に挿入されたワークは把持される。
主軸４０は、コレット先端面検知位置に移動して、交換されたコレットの先端面５１０の振れ量の検知を受ける。
【００１８】
全体を符号６００で示すコレット先端面の振れ量検知装置は、アーム６３０の先端部に取付けられる検知部材（センサ）６１０を有する。検知部材６１０は、コレット５００の先端面５１０の振れ量を非接触で検知し、そのデータをライン６２０を介して制御装置へ送る。
【００１９】
コレット先端面検知位置Ｐ１にあって、コレット先端面検知装置６００のアーム６３０は、矢印Ｆ１方向に移動して、検知部材６１０をコレット５００の先端面５１０に対向する位置へ送り出す。
【００２０】
検知部材６１０は、コレット５００の先端面５１０に対して間隙Ｇ１だけ離れた位置に位置決めされる。
間隙Ｇ１は検知部材（センサ）６１０の仕様にもよるが、例えば１ｍｍ程度に設定される。
この状態で主軸４０を低速で回転させて、コレット先端面５１０と検知部材６１０の間隙の変化を振れ量として検知する。
【００２１】
コレット先端面の振れ量の変化は、絶対値を検知して設定された値と比較して正常に把握されたか否かを検知することもできるが、予め各コレット５００が主軸チャック４００に対して正常に把握されたときに発生させる振れ量の変化のパターンを検知しておき、今回の検知により発生する振れ量の変化のパターンと比較して、コレットが正常に把握されたか否かを検知することもできる。
【００２２】
本発明にあっては、コレットの自動交換の際に、次のプロセスによりコレットの把握の正常が確認される。
プロセス１：倒立旋盤の機内で工程１の切削加工が完了する。
プロセス２：ワークシャトルコンベアが機械内に移動した後、主軸がワークシャトルコンベア上へ移動し工程１完了品をコンベアに戻す。
プロセス３：ワークシャトルコンベアは機械外へ移動する。同時にコレットシャトルコンベアが機械内に移動してくる。
プロセス４：工程１用のコレットをコレットシャトルコンベア上へ戻す。
プロセス５：主軸が機械内に戻りコレット把握部をクーラント、エアーにて切粉洗浄する。
【００２３】
プロセス６：主軸はコレットシャトルコンベア上に戻り、工程２用のコレットを自動把握する。
プロセス７：端面振れ検知装置が主軸移動範囲に送り込まれる。
プロセス８：主軸が検知位置に移動しコレット先端面を振れ検知装置で検知し、コレットの正常把握を確認する。
プロセス９：コレットシャトルコンベアが機械外へ移動、工程２用の素材を載せたワークシャトルコンベアが機械内に移動する。
プロセス１０：コレットチャックが工程２用の素材を把握し、機内へ移動、加工を開始する。
なお、プロセス８で正常把握不良と判定された場合は、プロセス４から工程８をリトライする。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の倒立旋盤は以上のように、コレットの自動交換装置を備えるので、各種のワークを加工することができる。また、交換されたコレットがチャックに正常に把握されたことを検知する装置を備えるので、加工不良等の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の倒立旋盤の正面図。
【図２】本発明の倒立旋盤の右側面図。
【図３】本発明の倒立旋盤の平面図。
【図４】倒立旋盤の加工位置の詳細図。
【図５】コレット先端部の詳細図。
【符号の説明】
１ 倒立旋盤
１０ 基台
２０ フレーム
３０ 主軸台
４０ 主軸
５０ 刃物台
５２ タレット
６０ 制御盤
１００ シャトルコンベア
２００ ワークシャトルコンベア
３００ コレットシャトルコンベア
４００ チャック
５００ コレット
６００ コレット先端面の振れ検知装置
７００ 交換位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、コレットチャックの自動交換装置を備えた倒立旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
倒立旋盤は、垂直方向に配設される主軸に対してワークを下向きに把持させて、旋削加工を施す旋盤であって、切粉の処理が容易であるので、多量のワークロットを高能率で加工するのに適している。
旋盤の主軸に取り付けられてワークを把持するコレットチャックは、汎用のコレットチャックのほかに、ワークに適した専用のコレットチャックを用意することがある。
例えば、下記の特許文献１は、主コレットに対応する複数個の補助コレットを用意し、段取替えに応じて補助コレットのみを交換する装置を開示している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１２３００５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、倒立旋盤の構造上、主軸のチャックが下向きとなる特徴を活用したチャックのコレット自動交換装置を備えた倒立旋盤を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の倒立旋盤は、垂直方向に配設されて下側にチャックを有する主軸を備える主軸台と、主軸の下方に配設される刃物台を備え、主軸の移動範囲内に設けられるコレットの交換位置と、コレットを交換位置に搬送する装置を備える。そして、コレットは主軸のチャックに対して交換自在に把握されるものである。
【０００６】
さらに、コレット交換後に主軸を低速回転させてコレットの先端面の振れ量を非接触で検知する検知装置を備え、検知装置は、コレットがチャックに対して正常に把握されたときのコレットの先端面の振れ量のパターンと、新たに検知された振れ量のパターンを比較して、コレットが正常に把握されたか否かを確認する手段を備えるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の倒立旋盤の正面図、図２は右側面図、図３は平面図である。
全体を符号１で示す倒立旋盤は、基台１０と、基台１０上に立設されるフレーム２０を有し、フレーム２０の上部に主軸台３０が軸Ｘ、軸Ｚに沿って移動自在に装備される。主軸台３０には主軸４０が装備され、ワークを把持し、回転駆動する。
フレーム２０は刃物台５０を備える。この刃物台５０はタレット５２を有し、タレット５２に複数の旋削工具Ｔ１が取付けられる。
【０００８】
倒立旋盤１の正面には、制御盤６０が装備され、各機器の制御を行う。
倒立旋盤１は、その他の必要な機器７０を装備する。
本発明の倒立旋盤１は、ワーク及びコレットを搬送するシャトルコンベア１００を備える。
シャトルコンベア１００は、ベース１１０上に敷設されるレール１２０を有し、レール１２０上にワークシャトルコンベア２００とコレットシャトルコンベア３００が軸Ｙ方向に往復動自在に装備される。
【０００９】
ワークシャトルコンベア２００は、ワークＷ１を搭載する支持台２２０を有し、ケーブル２１０を伴ない、段取り位置から倒立旋盤内の交換位置７００までを移動する。
【００１０】
コレットシャトルコンベア３００は、コレット５００を搭載する支持台３２０を有し、ケーブル３１０を伴ない、段取り位置から倒立旋盤内の交換位置７００までを移動する。
【００１１】
図４は、本発明の倒立旋盤１の旋削加工位置の詳細を示す説明図である。
主軸台３０は、主軸４０を回転自在に支持しており、主軸４０は、軸Ｘ、軸Ｚに沿って制御される。
主軸４０はチャック４００を備え、チャック４００に対して、コレット５００が交換自在に装着される。異なる仕様のコレット５００を交換自在に装備することができるので、種々使用のワークＷ１を把持し、旋削加工することができる。
刃物台５０は旋回するタレット５２を有し、タレット５２に複数の切削工具Ｔ１が取付けられる。
【００１２】
シャトルコンベア１００に装備されるワークシャトルコンベアは、素材のワークＷ１を交換位置７００へ送り、加工済みのワークＷ１を受け取り、素材のワークＷ１を主軸のコレット５００へ供給する。
【００１３】
コレットシャトルコンベアは、次工程で使用するコレット５００を交換位置７００へ送り、使用済みのコレット５００をチャック４００から受け取り、新たなコレット５００をチャック４００に取付ける。
主軸台３０と主軸４０は、軸Ｘ方向に移動して、加工位置とワーク及びコレットの交換位置の間を往復することができる。
【００１４】
本発明の倒立旋盤１にあっては、主軸のチャック４００に対してコレット５００を自動交換することができる。しかしながら、自動で交換されたコレットがチャックに対して正常に装備されたことを確認することは、ワークを正確に把持し、加工するのに不可欠な事項である。
【００１５】
そこで、本発明の倒立旋盤にあっては、主軸のチャックに把握されたコレットの端面を自動的に検知する装置を備える。この装置は、回転するコレットの端面の振れ量を検知して、コレットが正常に把握されたか否かを検知する機能を備えるものである。
【００１６】
図５は、チャックに把握されたコレット先端部の詳細を示す説明図である。
主軸台４０に取付けられたチャック４００は、先端のテーパ穴４３０によりコレット５００を交換自在に把握する。
チャック４００は、流体圧で作動するピストン４１０を有し、ピストン４１０により駆動される爪４２０が、コレット５００の環状溝５４０に係合して、コレット５００を上下に作動させる。
【００１７】
コレット５００が上方へ引き上げられるとコレット５００の外側のテーパ面５３０がチャック４００のテーパ穴４３０に対して摺動し、分割されたコレット５００の内径穴５２０の内径寸法が縮少する。
この作用により、内径穴５２０に挿入されたワークは把持される。
主軸４０は、コレット先端面検知位置に移動して、交換されたコレットの先端面５１０の振れ量の検知を受ける。
【００１８】
全体を符号６００で示すコレット先端面の振れ量検知装置は、アーム６３０の先端部に取付けられる検知部材（センサ）６１０を有する。検知部材６１０は、コレット５００の先端面５１０の振れ量を非接触で検知し、そのデータをライン６２０を介して制御装置へ送る。
【００１９】
コレット先端面検知位置Ｐ１にあって、コレット先端面検知装置６００のアーム６３０は、矢印Ｆ１方向に移動して、検知部材６１０をコレット５００の先端面５１０に対向する位置へ送り出す。
【００２０】
検知部材６１０は、コレット５００の先端面５１０に対して間隙Ｇ１だけ離れた位置に位置決めされる。
間隙Ｇ１は検知部材（センサ）６１０の仕様にもよるが、例えば１ｍｍ程度に設定される。
この状態で主軸４０を低速で回転させて、コレット先端面５１０と検知部材６１０の間隙の変化を振れ量として検知する。
【００２１】
コレット先端面の振れ量の変化は、絶対値を検知して設定された値と比較して正常に把握されたか否かを検知することもできるが、予め各コレット５００が主軸チャック４００に対して正常に把握されたときに発生させる振れ量の変化のパターンを検知しておき、今回の検知により発生する振れ量の変化のパターンと比較して、コレットが正常に把握されたか否かを検知することもできる。
【００２２】
本発明にあっては、コレットの自動交換の際に、次のプロセスによりコレットの把握の正常が確認される。
プロセス１：倒立旋盤の機内で工程１の切削加工が完了する。
プロセス２：ワークシャトルコンベアが機械内に移動した後、主軸がワークシャトルコンベア上へ移動し工程１完了品をコンベアに戻す。
プロセス３：ワークシャトルコンベアは機械外へ移動する。同時にコレットシャトルコンベアが機械内に移動してくる。
プロセス４：工程１用のコレットをコレットシャトルコンベア上へ戻す。
プロセス５：主軸が機械内に戻りコレット把握部をクーラント、エアーにて切粉洗浄する。
【００２３】
プロセス６：主軸はコレットシャトルコンベア上に戻り、工程２用のコレットを自動把握する。
プロセス７：端面振れ検知装置が主軸移動範囲に送り込まれる。
プロセス８：主軸が検知位置に移動しコレット先端面を振れ検知装置で検知し、コレットの正常把握を確認する。
プロセス９：コレットシャトルコンベアが機械外へ移動、工程２用の素材を載せたワークシャトルコンベアが機械内に移動する。
プロセス１０：コレットチャックが工程２用の素材を把握し、機内へ移動、加工を開始する。
なお、プロセス８で正常把握不良と判定された場合は、プロセス４から工程８をリトライする。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の倒立旋盤は以上のように、コレットの自動交換装置を備えるので、各種のワークを加工することができる。また、交換されたコレットがチャックに正常に把握されたことを検知する装置を備えるので、加工不良等の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の倒立旋盤の正面図。
【図２】本発明の倒立旋盤の右側面図。
【図３】本発明の倒立旋盤の平面図。
【図４】倒立旋盤の加工位置の詳細図。
【図５】コレット先端部の詳細図。
【符号の説明】
１ 倒立旋盤
１０ 基台
２０ フレーム
３０ 主軸台
４０ 主軸
５０ 刃物台
５２ タレット
６０ 制御盤
１００ シャトルコンベア
２００ ワークシャトルコンベア
３００ コレットシャトルコンベア
４００ チャック
５００ コレット
６００ コレット先端面の振れ検知装置
７００ 交換位置
Claims (3)
- 垂直方向に配設されて下側にチャックを有する主軸を備える主軸台と、主軸の下方に配設される刃物台を備える倒立旋盤であって、
主軸の移動範囲内に設けられるコレットの交換位置と、コレットを交換位置に搬送する装置を備え、
コレットは主軸のチャックに対して交換自在に把握される倒立旋盤。 - コレット交換後に主軸を低速回転させてコレットの先端面の振れ量を非接触で検知する検知装置を備える請求項１記載の倒立旋盤。
- 検知装置は、コレットがチャックに対して正常に把握されたときのコレットの先端面の振れ量のパターンと、新たに検知された振れ量のパターンを比較して、コレットが正常に把握されたか否かを確認する手段を備える請求項２記載の倒立旋盤。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003170338A JP4315741B2 (ja) | 2003-06-16 | 2003-06-16 | 倒立旋盤 |
| DE602004014215T DE602004014215D1 (de) | 2003-06-16 | 2004-06-09 | Vertikale Drehmaschine mit hängender Spindel |
| EP04013604A EP1488875B1 (en) | 2003-06-16 | 2004-06-09 | Inverted vertical lathe |
| US10/865,016 US7062999B2 (en) | 2003-06-16 | 2004-06-10 | Inverted vertical lathe |
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