JP2005297152A

JP2005297152A - 薄物ワークの供給方法

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Publication number: JP2005297152A
Application number: JP2004119290A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Hamada; 優彦濱田
Original assignee: Daisho Seiki Corp
Current assignee: Daisho Seiki Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】ワーク保持部材に積層状に保持されたワークを、吸着部材によって１つずつ確実に取り出すことができる薄物ワーク供給方法を提供する。
【解決手段】保持具１７に吊り下げた状態で水平方向に積層状に保持された多数の薄物のワークＷのうち、先端のワークＷ’に吸着部材６３を吸着し、吸着部材６３をワーク積層方向に後退させて先端のワークＷ’を保持具１７から取り出し、取り出したワークＷ’を所定の供給位置へ搬送するようにした薄物ワークの供給方法において、保持具１７に保持された先端のワークＷ’に吸着部材６３を吸着した状態で、保持具１７を吸着部材６３に対して下方に相対移動させ、その後、吸着部材６３をワーク積層方向に後退させて、先端のワークＷ’を次のワークＷから引き離し、保持具１７から取り出す。
【選択図】図７

Description

本発明は、積層状に保持された多数の薄物のワークから一つのワークを取り出して所定の供給位置に搬送する、薄物ワークの供給方法に関するものである。

研削盤等の工作機械では、多数の薄物のワークを所定の場所で保持しておき、これをワーク供給装置によって１枚ずつ取り出してワークキャリア装置に供給し、ワークキャリア装置によって、砥石等による加工位置にワークを移動させるようにしたものがある。

このうち、ワーク供給装置の一例を図８に示している。図中の符号１０１は、水平方向に配設された長尺の保持具であって、この保持具１０１には、リング状の薄物のワークＷが多数吊り下げた状態で水平方向に積層状に保持されている。符号１０２は、吸着部材であって電磁石によって構成されており、電磁ソレノイド等の進退駆動体１０３によって矢印方向（ワークの積層方向）に進退自在に設けられている。

そして、吸着部材１０２をワークＷの積層方向に進出し、吸着部材１０２を励磁することにより、多数のワークＷのうち先端のワークＷ’を吸着部材１０２に吸着し、吸着部材１０２をワーク積層方向に後退することによって、保持具１０１からワークＷ’を取り出すようになっている。その後、吸着部材１０２を下方に回動することによって、保持具１０１から取り出したワークＷ’を所定の供給位置まで搬送するようになっている。

また、下記特許文献１には、吸着部材によってワークを吸着し、搬送する他の技術が開示されている。

特開平８−２５２６４０号公報

図８に示す従来技術のように、吸着部材１０２を電磁石により構成している場合、その磁力が強すぎると、取り出そうとしているワークＷ’だけでなく、次のワークＷにまで磁力が及び、複数のワークＷ’，Ｗが吸着されてワーク保持部材１０１から取り出されることがある。逆に、磁力が弱すぎると、ワークＷ’を取り出せなかったり、１枚だけ取り出せたとしても、吸着が不十分で、しかも、保持具と先端のワークとの摩擦抵抗により、搬送中に落下してしまう恐れが生じる。このため、吸着部材１０２の磁力は、厳密に調整を行わなければならず、最適な磁力を得るのは困難であった。

また、磁力による場合だけでなく、ワーク同士がオイル等によって強く密着している場合にも、２以上のワークが同時に取り出されることがあった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持具に積層状に保持された多数の薄物のワークを、吸着部材によって１つずつ確実に取り出すことができる、薄物ワークの供給方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、保持具に多数の薄物のワークを積層状に保持し、保持された多数のワークのうち先端のワークを吸着部材により吸着し、吸着部材をワーク積層方向に後退させて先端のワークを保持具から取り出し、取り出したワークを所定の供給位置へ搬送するようにしたワーク供給方法において、保持具に保持された先端のワークを吸着部材により吸着した状態で、保持具と吸着部材とをワーク積層方向と交差する方向に相対移動させ、その後、吸着部材をワーク積層方向に後退させて、保持具から取り出すようにしていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、保持具に多数の薄物のワークを吊り下げた状態で水平方向に積層状に保持し、保持された多数のワークのうち、先端のワークを吸着部材により吸着し、吸着部材をワーク積層方向に後退させて先端のワークを保持具から取り出し、取り出したワークを所定の供給位置へ搬送するようにしたワーク供給方法において、保持具に保持された先端のワークを吸着部材により吸着した状態で、保持具を吸着部材に対して下方に相対移動させ、その後、吸着部材をワーク積層方向に後退させて、保持具から取り出すようにしていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、先端のワークを吸着部材により吸着する際、保持具に保持されたワークを、プッシャー部材により吸着部材側へ押動するようにしたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、吸着部材は、弾性支持機構により反ワーク側から弾性的に支持されていることを特徴とする。

請求項１及び請求項２記載の発明によれば、保持具に保持された先端のワークを吸着部材により吸着した状態で、保持具と吸着部材とをワーク積層方向と交差する方向に相対移動させることによって、先端のワークを保持具による保持状態（係止状態）から開放できるとともに、先端のワークと次のワークとの接触面積を小さくすることができ、吸着部材をワーク積層方向に後退させたときに、先端のワークを次のワークから容易に引き離すことができるようになる。したがって、吸着部材の吸着力をさほど厳密に調整しなくとも、確実にワークを１つずつ取り出すことができる。

請求項３記載の発明によれば、先端のワークを吸着部材により吸着する際、プッシャー部材により保持具に保持されたワークを吸着部材へ押動するようにしたので、確実に先端のワークを吸着部材に接触させ、吸着させることができる。

請求項４記載の発明によれば、プッシャー部材により先端のワークを吸着部材に押し付けたときの衝撃を和らげることができ、ワークの損傷等を防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るワーク供給装置１を含む工作機械の側面図である。ワーク供給装置１は、工作機械としての研削盤２に一体的に組み込まれており、この研削盤２は、砥石３を有する研削盤本体４と、未加工のワークＷを保持するとともに、保持されたワークＷを一つずつ取り出して所定のワーク供給位置に搬送するワーク供給装置１と、ワーク供給位置にてワークＷを受け取って研削盤本体４の砥石３に搬送し、研削後にワークＷをワーク排出位置に搬送するワークキャリア装置５と、ワーク排出位置にて研削済のワークＷを受け取って蓄積するワーク排出装置６と、を備えている。

なお、本実施形態の研削盤本体４は、竪型両頭平面研削盤であり、垂直軸心回りに回転自在に設けられた上下一対の回転砥石３を備え、上下の回転砥石３間に挿入されたワークＷの上下両面を同時に研削するものとなっている。また、加工の対象となるワークＷは、図５に示すように、ピストンリング、オイルリング等のようにリング形状の外周に合口Ｗａを形成した金属製のもので、厚さが０．５ｍｍ程度の薄肉のワークとされている。

〔ワーク供給装置の構成〕
以下、ワーク供給装置１について詳細に説明する。なお、本明細書においては、説明上、図１の左右方向を前後方向とし、図１の紙面に直交する方向を左右方向とする。

ワーク供給装置１は、未加工のワークＷを保持するワーク保持手段１０と、ワーク保持手段１０からワークＷを取り出して所定の供給位置（ワークキャリア装置５）に搬送するワーク取出搬送手段１１と、を有する。

図２は、ワーク保持手段１０の側面図、図３は、図２のIII−III矢視図である。ワーク保持手段１０は、多数のワークＷを積層状に保持するワーク保持部１３と、ワーク保持部１３を左右及び上下に移動させる移動機構１５と、を有している。図３に示すように、本実施形態では、ワーク保持部１３が左右一対備えられている。

図４は、図３のIV矢視図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ矢視図である。ワーク保持部１３は、水平方向（前後方向）に配置された長尺の保持具１７と、保持具１７が取り付けられる保持ブラケット１８とを備え、保持具１７は、正面視で、下方に末広がり状の２股形状（図５参照）若しくは三角形状（図３参照）を呈している。そして、ワークＷは、保持具１７の左右の斜面部分に合口Ｗａの両側部分を引っ掛けることにより保持されるようになっている。また、ワークＷは、保持具１７の長さ方向に多数積層状に保持されるようになっている。

図３及び図４に示すように、保持ブラケット１８は、倒立Ｌ字状で前後に長いアングル材により主構成され、この保持ブラケット１８の下端部に、保持具１７の前部及び後部が取付具１９を介して取り付けられている。

図４及び図５に示すように、ワーク保持部１３には、プッシャー機構１４が備わっており、該プッシャー機構１４は、保持具１７に保持されたワークＷを押動するプッシャー本体２１と、このプッシャー本体２１を移動させる駆動部２２と、プッシャー本体２１の移動を案内するガイド部２３とを有する。

プッシャー本体２１は、プッシャー部材２５と、取付ブロック２６とを有し、ワーク取出搬送手段１１とワークＷを間に挟んだ配置とされている。プッシャー部材２５は、板材によって形成されており、下部は、保持具１７を跨ぐように左右２股状に形成され、上部は、左右両端部を直角に折り曲げることによって平面視コの字状に形成されている。また、プッシャー部材２５の下部は、保持具１７に保持されたワークＷの幅よりもやや広幅に形成されている。

取付ブロック２６は、上下２分割構造であり、ボルトによって上下のブロック体２６Ａ，２６Ｂが連結されている。下ブロック体２６Ｂには、プッシャー部材２５の上部が左右方向の軸２７を介して回動自在に連結されている。また、プッシャー部材２５の上部の左右端部には、棒状のストッパー部材２８が架け渡され、このストッパー部材２８を下ブロック体２６Ｂの下面に当接することによって、プッシャー部材２５の反ワーク側への揺動が規制されている。

なお、プッシャー部材２５は、図４に矢印で示すようにワークＷ側への揺動が可能であり、ワークＷを保持具１７にセッティングする場合、プッシャー部材２５を揺動させることで、ワークＷをプッシャー部材２５の手前側から挿入することができるようになっている。

駆動部２２は、保持ブラケット１８の前後端部に設けられた左右方向の軸心を有するプーリー２９Ａ，２９Ｂと、前後のプーリー２９Ａ，２９Ｂに巻回されたベルト３０と、前後一方（後側）のプーリー２９Ａを回転駆動する駆動体３１とを備えている。

プッシャー本体２１は、ベルト３０の下辺部分を上下のブロック体２６Ａ，２６Ｂで挟み込むことによって、ベルト３０に固定されている。ガイド部２３は、水平方向（前後方向）に配置された棒状のガイド部材３２を備え、ガイド部材３２は、前後端部が保持ブラケット１８に固定されている。このガイド部材３２は、取付ブロック２６の上ブロック体２６Ａを前後に摺動自在に貫通している。駆動体３１は、正逆転可能なブレーキ付ギヤモータであり、この駆動体３１を作動することによって、ベルト３０が回送し、プッシャー本体２１がガイド部材２３に沿って前後に移動するようになっている。

保持ブラケット１８には、プッシャー本体２１の前後の移動限界位置を検出するセンサー３３が設けられている。本実施形態のセンサー３３は、近接スイッチであり、プッシャー本体２１が前進または後進の限界位置に達したときに取付ブロック２６を検出する。駆動体３１は、センサー３３の検出信号に基づき、プッシャー本体２１の移動を停止するように動作制御されている。

図２及び図３に示すように、移動機構１５は、ワーク保持部１３を左右に移動させる左右移動部３５と、上下に移動させる上下移動部３６とを備えている。

左右移動部３５は、左右方向に配置された作動軸３７と、この作動軸３７を回転動作させる操作部３８とを有し、作動軸３７は、その上方に配置された支持プレート３９に軸受４０を介して回転自在に保持されている。また、作動軸３７の左右両側には、互いに逆ねじとなる雄ねじ３７Ａ，３７Ｂが形成されている。

操作部３８は、操作ハンドル４３と、連動手段４４とを備えており、操作ハンドル４３を回転操作することにより連動手段４４を介して作動軸３７を回転させる。連動手段４４は、操作ハンドル４３の回転を伝達する軸や、該軸と作動軸３７とを連動させるギヤ機構等を具備してなる。

左右のワーク保持部１３の保持ブラケット１８の上部には、雌ねじ孔が形成された連結体４７が設けられ、作動軸３７の左右の雄ねじ３７Ａ，３７Ｂが、それぞれ左右の連結体４７に螺合されている。したがって、操作部３８を介して作動軸３７を回転すると、左右のワーク保持部１３が互いに接近・離反する方向に移動する。

上下移動部３６は、支持プレート３９に立設された雌ねじ孔を有する筒体５０と、この筒体５０の雌ねじ孔に螺合する雄ねじ５１Ａを下部に形成した昇降ロッド５１と、昇降ロッド５１の上部を回転自在に保持する保持部材５２と、支持プレート３９の上方に配置され、保持部材５２を取付固定したベースプレート５３と、昇降ロッド５１の左右両側で、支持プレート３９に立設され、ベースプレート５３を上下摺動自在に貫通するガイドロッド５４と、昇降ロッド５１を回転駆動する駆動機構５５とを備えている。ベースプレート５３は、研削盤２の装置フレームに固定されている。

駆動機構５５は、ベースプレート５３上に設置された正逆転可能なモーター５６と、モーター５６の出力軸に接続された減速機５７と、減速機５７の出力軸の回転を昇降ロッド５１に伝達する連動手段５８とを有する。連動手段５８は、減速機５７の出力軸に設けられたプーリー５９Ａと、昇降ロッド５１の上端に設けられたプーリー５９Ｂと、両プーリー５９Ａ，５９Ｂに巻回されたベルト６０とからなるベルト連動手段が採用されている。

したがって、モーター５６を駆動することによって減速機５７を介してベルトが回送され、これにより昇降ロッド５１が上下軸心回りに回転し、昇降ロッド５１に螺合した筒体５０を介して支持プレート３９とともにワーク保持部１３が上下に昇降するようになっている。なお、昇降ロッド５１、駆動機構５５等に変えて流体圧シリンダ等を用いることも可能である。

移動機構１５は、加工されるワークＷの直径に応じて、左右のワーク保持部１３の間隔を調整したり、高さを調整するために用いられる。但し、上下移動部３６については、ワーク取出搬送手段１１によるワークＷの取出作業の際にも用いられるようになっている。この詳細については後述する。

次に、ワーク取出搬送手段１１について説明する。図６は、図１のVI−VI矢視図であって、ワーク取出搬送手段１１を正面から見た図であり、図７は、ワーク取出搬送手段１１の作用図であって、ワーク取出搬送手段１１を側面から見た図である。

ワーク取出搬送手段１１は、吸着部材６３と、吸着部材６３を移動させる移動機構とを有し、移動機構は、吸着部材６３を往復進退移動させる進退機構６４と、吸着部材６３を左右方向の回動軸６５を支点として回動させる回動機構６６とを有する。

回動機構６６は、研削盤２の装置フレーム２Ａに設けられたブラケット６８に軸受６９を介して回動軸６５を回動自在に支持し、該回動軸６５に基盤７０を固定し、回動軸６５の一端部に、減速機つきモーターよりなる駆動体７１の出力軸を接続し、回動軸６５の他端部にロータリーエンコーダーよりなる回動検出器７２を設けることにより構成されている。回動検出器７２は、回動軸６５の回動量を検出し、駆動体７１は、回動検出器７２の検出信号に基づき動作制御される。

進退機構６４は、基盤７０の表面に固定された進退駆動体７４を有する。進退駆動体７４は、電磁ソレノイド、流体圧シリンダ等により構成され、回動軸６５の軸心と直交する方向に伸縮するように配置されている。進退駆動体７４のロッドの先端には取付板７５が固定されている。

基盤７０の左右両側には、進退駆動体７４と平行にガイド筒体７６が固定され、このガイド筒体７６にはガイドロッド７７が摺動自在に挿通されており、このガイドロッド７７の先端は取付板７５に固定されている。

吸着部材６３は、電磁石により構成されており、励磁することによって磁力を帯び、金属製のワークＷを吸着できるようになっている。なお、本実施形態では、ワーク保持部１３が左右に２つ備えられているのに対応して、吸着部材６３も左右に２つ備えられている。

吸着部材６３は、進退機構６４の取付板７５に弾性支持機構７８を介して取り付けられている。弾性支持機構７８は、取付板７５に互いに平行に設けられた４つのガイド筒７９と、各ガイド筒７９に摺動自在に挿通されたガイド棒８０とを有し、左右の吸着部材６３は、左右各２本のガイド棒８０の先端にそれぞれ取り付けられている。

ガイド棒８０は、反吸着部材６３側の端部に取り付けた抜け止具８０Ａによって吸着部材６３側への摺動が規制され、ガイド棒８０の外周部には、ガイド筒７９と吸着部材６３の間で、圧縮コイルばねよりなる付勢具８１が設けられている。この付勢具８１によって、吸着部材６３が取付板７５側から弾性的に支持されるようになっている。

〔ワークの供給方法〕
以下、上記ワーク供給装置１を用いた薄物のワークＷの供給方法について図７を参照して説明する。なお、図７では、吸着部材６３等の各部が動作する方向を矢印で示すとともに、動作の順序を各矢印に括弧付数字で付記している。

まず、ワーク取出搬送手段１１は、回動機構６６の駆動体７１により回動軸６５を支点として上方に回動し、略水平な姿勢とされている。この姿勢において、吸着部材６３は、ワーク保持部１３に保持されたワークＷに対して、ワークＷの積層方向に対向した状態にある。また、ワーク保持部１３は、図３に示すように、ワークＷの中心と吸着部材６３の中心Ｏとが一致した関係となるように、予め移動機構１５を介して位置設定される。

この状態から、進退駆動体７４の作動によって吸着部材６３をワークＷに向けて進出し（１）、次に、プッシャー機構１４の作動でプッシャー部材２５によりワーク全体を吸着部材６３側に押動し（２）、吸着部材６３を励磁する。この動作によって、多数のワークのうち、先端のワークＷ’が吸着部材６３に押し付けられ、吸着される。吸着部材６３は、弾性支持機構７８の付勢具８１が圧縮されることにより弾性的に後退する。

このように、プッシャー部材２５によりワーク全体を押動することで、確実に先端のワークＷ’を吸着部材６３に吸着させることができ、また、吸着部材６３を弾性支持機構７８によって弾性的に支持することで、ワークＷ’を吸着部材６３に吸着する際の衝撃が緩和されるようになっている。

次に、プッシャー機構１４を逆作動することで、プッシャー部材２５を反吸着部材６３側に移動し（３）、吸着部材６３に対するワークＷの押し付け作用を解除する。

その後、移動機構１５の上下移動部３６（図２）を作動することにより、ワーク保持部１３を下降させ、吸着部材６３に対して上下に相対移動させる（４）。この動作により、ワーク保持部１３の保持具１７に吊り下げられているワークＷも同時に下降するが、先端のワークＷ’は吸着部材６３に吸着されているため下降せず、先端のワークＷ’と、これに隣接する次のワークＷとの間で相対移動が生じる。なお、図７には、ワーク保持部１３及びワークＷが下降した状態を２点鎖線で示している。

次に、先端のワークＷ’を吸着したまま吸着部材６３を反ワーク保持部１３側に後退することで、先端のワークＷ’をワーク保持部１３から取り外す（５）。この際、先端のワークＷ’と次のワークＷとは、上下に相対的に位置ずれしているので、互いの接触面積が小さくなっており、吸着部材６３の磁力が次のワークＷにまで及び難くなっている。したがって、吸着部材６３を後退したときに、先端のワークＷ’を次のワークＷから容易に引き離すことができるようになっている。

先端のワークＷ’を取り外した後、回動機構６６によって、ワーク取出搬送手段１１を回動軸６５回りに下方へ９０°回動させ、吸着部材６３に吸着したワークＷ’を、ワークの供給位置であるワークキャリア装置５の上方に搬送する（６）。

この姿勢で、進退機構６４によって吸着部材６３を下方に進出し（７）、ワークキャリア装置５のワーク保持孔５ＡにワークＷ’を挿入するとともに、吸着部材６３を消磁して吸着を解除し、ワークキャリア装置５に対するワークＷ’の供給を完了する。

その後、次のワークの供給動作に入るため、再度、回動機構６６によって、ワーク取出搬送手段１１を水平姿勢に回動し、前述の動作を繰り返し行う。

なお、ワークキャリア装置５は、ワークＷ’をワーク保持孔５Ａに挿入した状態で回転砥石３側に移動し（８）、ワークＷ’は、上下の回転砥石３間に挿入されて研削がなされる。研削が終了すると、ワークキャリア装置５はワーク排出装置６側に移動し（９）、ワークＷ’は装置フレーム２Ａが途切れたところでワーク保持孔５Ａから落下し、ワーク排出装置６に受け止められて、所定の位置で保持されるようになっている。
〔他の実施形態〕

（１）上記実施形態では、吸着部材６３とワーク保持部１３との上下の相対移動を、ワーク保持部１３の移動により行っているが、ワーク保持部１３を固定の状態にして、吸着部材６３を移動させる構成としてもよい。

（２)吸着部材６３とワーク保持部１３との相対移動の方向は、上下方向に限らず、左右方向等とすることができる。つまり、吸着部材６３とワーク保持部１３とを、ワークの積層方向に直交する方向に相対移動させればよい。また、厳密に直交しなくとも、吸着部材６３の後退動作により先端のワークＷ’を次のワークＷから引き離すことができる限りにおいて、吸着部材６３とワーク保持部１３とをワーク積層方向と交差する方向（直交以外）に相対移動させることも可能である。吸着部材６３とワーク保持部１３とを左右方向に相対移動させる場合は、左右移動部３５を利用することも可能であり、この場合、作動軸３７をモーター等によって自動で回転させる構成とすることが好ましい。

（３）ワーク保持部１３は、ワークＷを上下方向に積層状に保持する構成とすることができる。この場合、吸着部材６３は、上方から下方に進出して上端のワークを吸着し、吸着部材６３とワーク保持部１３とを水平方向に相対移動させる構成とすることができる。

（４）吸着部材６３は、エアの吸引によってワークを吸着する構成など、電磁石以外の他の構成とすることができる。

本発明は、多数のワークから１つのワークを取り出して、加工具等へ供給するようにした工作機械に有効に利用できる。

本発明の実施形態に係るワーク供給装置を含む工作機械の全体側面図である。ワーク保持手段の側面図である。図２のIII−III矢視図である。図３のIV矢視図である。図４のＶ−Ｖ矢視図である。図１のVI−VI矢視図である。ワーク取出搬送手段を側面から見た作用図である。従来技術の作用図である。

符号の説明

１ワーク供給装置
１７保持具
２５プッシャー部材
６３吸着部材
７８弾性支持機構

Claims

保持具に多数の薄物のワークを積層状に保持し、保持された多数のワークのうち先端のワークを吸着部材により吸着し、吸着部材をワーク積層方向に後退させて先端のワークを保持具から取り出し、取り出したワークを所定の供給位置へ搬送するようにした薄物ワークの供給方法において、
保持具に保持された先端のワークを吸着部材により吸着した状態で、保持具と吸着部材とをワーク積層方向と交差する方向に相対移動させ、その後、吸着部材をワーク積層方向に後退させて、保持具から取り出すようにしていることを特徴とする薄物ワークの供給方法。
保持具に多数の薄物のワークを吊り下げた状態で水平方向に積層状に保持し、保持された多数のワークのうち、先端のワークを吸着部材により吸着し、吸着部材をワーク積層方向に後退させて先端のワークを保持具から取り出し、取り出したワークを所定の供給位置へ搬送するようにした薄物ワークの供給方法において、
保持具に保持された先端のワークを吸着部材により吸着した状態で、保持具を吸着部材に対して下方に相対移動させ、その後、吸着部材をワーク積層方向に後退させて、保持具から取り出すようにしていることを特徴とする薄物ワークの供給方法。
先端のワークを吸着部材により吸着する際、保持具に保持されたワークを、プッシャー部材により吸着部材側へ押動するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の薄物ワークの供給方法。
吸着部材は、弾性支持機構により反ワーク側から弾性的に支持されていることを特徴とする請求項３記載の薄物ワークの供給方法。