JP2006007364A

JP2006007364A - 工作機械のワーク着座確認装置

Info

Publication number: JP2006007364A
Application number: JP2004187787A
Authority: JP
Inventors: Haruaki Ozawa; 治明小澤
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】主軸チャック側にワーク着座確認機能を装備できない場合でも、主軸チャックへのワークの着座確認を行うことのできる工作機械のワーク着座確認装置を提供する。
【解決手段】このワーク着座確認装置は、工作機械１にワークＷを渡すローダ１１と、このローダ１１がワークＷを渡すときに工作機械１のワーク着座面３ｂにワークＷが着座したか否かを検出する着座確認手段１０とよりなる。ローダ１１は、ワーク着座面３ｂに対向して移動自在なローダヘッド１６を備える。このローダヘッド１６に、ワークＷを把持するチャック１７Ａと、ワークＷを押すプッシャー１９と、ワーク位置検出手段２２とが設けられる。着座確認手段１０は、ワーク位置検出手段２２によるローダヘッド１６に対するワークＷの位置に基づき、ワークＷの着座を確認する。
【選択図】図４

Description

この発明は、ガントリー式等のローダによりワークの受渡しが行われる旋盤等の工作機械のワーク着座確認装置に関する。

旋盤等の工作機械において、ローダよりワークを主軸チャックに受け取った際に、ワーク着座面への切粉の付着や、受渡し時のワークの傾き等により、ワークが主軸チャックの着座面に正しく着座しない場合がある。着座不良の状態で加工を行うと、主軸チャックに対するワークの把持位置の誤差から、加工誤差を生じる。
このため、従来、主軸チャックにワークの着座確認装置を設けたものが種々提案されている。例えば、主軸チャックの着座面に孔を設けてエアを吹き付け、主軸チャックの着座面に密着状態に正しく着座されているか否かを、エア供給系の背圧で検出するものなどがある。

主軸チャックに上記のような着座確認手段を設ける場合、高速回転する主軸内にエアの配管系を設け、静止側のエア配管とロータリジョイント等で接続することが必要であり、高価なものとなる。そのため、着座確認機能を有しない旋盤が多い。また、主軸チャックに着座確認手段を設けることが、スペース上の余裕がなくて無理な場合もある。このような場合、着座確認を行うことができず、着座確認を行わずに加工が開始され、着座不良による加工不良を招いている。

この発明の目的は、工作機械にワーク着座確認機能を備えていなくても、主軸チャック等へのワークの着座の確認をローダ側で行える工作機械のワーク着座確認装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ワークの着座確認が簡単に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、ローダチャックのプッシャーよりも小さいワークの場合でも、着座確認が行えるようにすることである。

この発明の工作機械のワーク着座確認装置は、工作機械にワークを渡すローダと、このローダがワークを渡すときに工作機械のワーク着座面にワークが着座したか否かを検出する着座確認手段とよりなる。前記ローダは、前記ワーク着座面に対向して移動自在なローダヘッドを備え、このローダヘッドに、ワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドに対して進退自在でありワークをワーク着座面に押すプッシャーと、ローダヘッドに対してワークの位置を検出可能なワーク位置検出手段とが設けられる。前記着座確認手段は、前記ワーク位置検出手段によるローダヘッドに対するワークの位置に基づきワークの着座を確認するものとする。
この構成によると、ローダヘッドのチャックで把持されるワークがプッシャーで押されて工作機械のワーク着座面に着座すると、そのときのワークの位置をワーク位置検出手段が検出する。そのワーク位置に基づき、着座確認手段がワークの着座を確認する。このように、このワーク着座確認装置では、ローダ側に着座確認機能を設けたため、工作機械の主軸チャック側にワーク着座確認機能を設けることができない場合でも、主軸チャックへのワークの着座確認を行うことができる。また、ローダ側にワーク着座確認装置を設けるため、着座確認機能付きとする場合と確認機能無しとする場合とで、工作機械は同じ仕様のものとできる。

この発明において、前記着座確認手段は、ワークの位置が所定位置よりもローダヘッド側にある場合に、ワークが着座していないと判定するものであっても良い。
ワークの位置が所定位置よりもローダヘッド側にある場合は、ワークが着座面から浮き上がっている場合のような着座不良の場合である。したがって、ワークの位置を所定位置と比較することで、ワークの着座確認を容易に行うことができる。

この発明において、前記ワーク位置検出手段は、前記プッシャーの位置によりワークの位置を検出するものであっても良い。
ワークとプッシャーは一体的に移動するため、プッシャーの位置によりワーク位置の検出が可能である。プッシャーの位置を検出するようにすると、プッシャーよりも小さいワークの場合でも、ワーク位置の検出が可能である。また、プッシャーの位置を検出するようにすることで、ワークを直接に検出する場合と異なり、種々の形状，サイズのワークの着座確認が、判定のための位置設定等を変えるだけで、同じ仕様のワーク着座確認装置を用いて行うことができる。

この発明の工作機械のワーク着座確認装置は、工作機械にワークを渡すローダと、このローダがワークを渡すときに工作機械のワーク着座面にワークが着座したか否かを検出する着座確認手段とよりなり、前記ローダは、前記ワーク着座面に対向して移動自在なローダヘッドを備え、このローダヘッドに、ワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドに対して進退自在でありワークをワーク着座面に押すプッシャーと、ローダヘッドに対してワークの位置を検出可能なワーク位置検出手段とが設けられ、前記着座確認手段は、前記ワーク位置検出手段によるローダヘッドに対するワークの位置に基づきワークの着座を確認するものとしたため、主軸チャック側にワーク着座確認機能を装備できない場合でも、主軸チャックへのワークの着座確認を行うことができる。

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１は、この実施形態の工作機械のワーク着座確認装置が適用されれるローダおよび工作機械を概略的に示す正面図である。工作機械１は旋盤であり、主軸２と工具支持体５とを備える。主軸２は、その先端にワーク支持手段である主軸チャック３を有し、ベッド７の上に設けられた主軸台４に回転自在に支持されている。主軸チャック３は、ワークＷを把持する複数のチャック爪３ａを有している。工具支持体５は刃物台であり、タレット式のものとされている。工具支持体５は、送り台６を介して主軸軸心に沿う方向（Ｚ軸方向）と主軸軸心に直交する水平方向（Ｘ軸方向）とに移動可能とされる。前記主軸チャック３へはローダ１１によってワークＷの受け渡しが行われる。

ローダ１１は、工作機械１の上方に設置されて、直交座標系で駆動されるガントリ式のものである。このローダ１１は、図１および図２に正面図および側面図で示すように、架設レール１２に沿って走行する走行体１３に前後移動台１４を介して昇降ロッド１５を設け、その下端にローダヘッド１６を設けたものである。ローダヘッド１６は、図２のようにワークＷを把持する２個のローダチャック１７Ａ，７Ｂを取付けた回転台１８を有し、回転台１８が傾斜した回転中心Ｑ回りで回転することにより、両ローダチャック１７Ａ，１７Ｂが、下向き位置と主軸チャック対面位置とに入れ替えられる。各ローダチャック１７Ａ，１７Ｂは、それぞれチャック中心に対して連動して遠近移動する複数のチャック爪２３によりワークＷを把持するものである。

図３は、上記２個のローダチャック１７Ａ，１７Ｂのうち、片方のローダチャック１７Ｂを省略して示す拡大図である。同図において、回転台１８におけるローダチャック１７Ａの設置面には、ローダヘッド１６に対してローダチャック１７Ａの設置側に向けて相対的に進退自在にプッシャー１９が設けられている。このプッシャー１９は板状の部材であって、回転台１８に設けられたプッシャー支持部２０にばね２１を介して支持される。このばね２１の付勢により、ローダチャック１７Ａが把持するワークＷを工作機械１における主軸２のワーク着座面３ｂ（図４）に押すようにされている。ワーク着座面３ｂは、主軸チャック３ａに設けられたものであるが、主軸チャック３ａとは別に主軸２に設けられた治具類（図示せず）に設けられたものであっても良い。

また、回転台１８におけるローダチャック１７Ａの設置面には、ローダチャック１７Ａで把持されるワークＷのローダヘッド１６に対する前記プッシャー１９の進退方向への位置を検出可能なワーク位置検出手段２２が設けられている。このワーク位置検出手段２２は、プッシャー１９に対面させて配置された変位センサからなる。この場合の変位センサは、例えば磁性体のヨークにコイルを巻回したリラクタンス型のものが用いられる。

ワーク位置検出手段２２が検出するローダヘッド１６に対するワークＷの位置情報は、着座確認手段１０に入力される。着座確認手段１０は、電子回路またはコンピュータ等からなり、例えばローダ１１の制御を行うコンピュータ式のローダ制御装置（図示せず）等に設けられる。この着座確認手段１０は、ローダ１１が工作機械１の主軸チャック３にワークＷを渡すときに、前記位置情報に基づき主軸チャック３のワーク着座面３ａにワークＷが着座したか否かを確認するものである。着座確認手段１０とローダ１１とにより、この実施形態の工作機械のワーク着座確認装置が構成される。

なお、もう片方のローダチャック１７Ｂは、ローダチャック１７Ａと同じ構成であっても良く、また別の構成のものであっても良い。例えば、主軸２に対するワークＷの受取り動作と渡し動作とが２つのローダチャック１７Ａ，１７Ｂで定まっているときなどは、それぞれの役割に応じた構成のものとされる。

次に、上記構成のワーク着座確認装置の動作を説明する。未加工のワークＷの待機位置（図示せず）でワークＷを把持したローダ１１は、架設レール１２に沿って走行する走行体１３の左右移動（Ｘ軸方向）と、前後移動台１４の前後移動（Ｚ軸方向）と、昇降ロッド１５の昇降（Ｙ軸方向）とにより、ワークＷを主軸チャック３の前面まで搬送する。ワークＷを把持した例えばローダチャック１７Ａは、回転台１８の回転により、下向き姿勢から主軸チャック３に対面する図３のような横向き姿勢に入れ替えられる。ローダチャック１７Ａが上記したワーク待機位置からワークＷを把持するとき、ローダチャック１７Ａのプッシャー１９はワークＷで押し戻された状態にある。このときのプッシャー１９の位置は、図３の状態で維持されている。

この状態から、ローダヘッド１６が主軸チャック３に向けて所定位置までＺ軸方向に進出してから、ローダチャック１７Ａがワーク把持を解除する。上記所定の位置は、ワークＷの先端が主軸２の着座面３ｂに略接する位置である。ローダチャック１７ＡによるワークＷの把持を解除すると、図４のようにばね２１の付勢力を受けているプッシャー１９に押されて、ワークＷは主軸チャック３のワーク着座面３ｂに着座する。このとき、ワーク位置検出手段２２の先端とプッシャー１９との間の隙間量が、プッシャー１９の移動量だけ変化する。この変化量、または変化後の位置の検出値を、ワーク位置検出手段２２がローダヘッド１６に対するワークＷの位置として検出する。この検出値を受けた着座確認手段１０は、所定位置と比較し、ワークＷが主軸チャック３のワーク着座面３ａに着座したものと判定する。

これに対して、上記動作において、例えば主軸チャック３のワーク着座面３ａに切粉などの異物が付着していたり、主軸チャック３に対してワークＷが傾斜した状態にあるなどの理由により、図５のようにワークＷが主軸チャック３のワーク着座面３ａに着座しない場合がある。この場合は、プッシャー１９は所定位置まで前進せず、ワークＷの位置が所定位置よりもローダヘッド１６側にある。このとき、ワーク位置検出手段２２の検出する位置情報は、ワークＷが正常に着座した場合と異なる。その結果、この位置情報を受けた着座確認手段１０は、ワークＷが着座していないものと判定する。

このように、このワーク着座確認装置は、ローダヘッド１６にプッシャー１９とワーク位置検出手段２２とが設けられ、その検出位置により、着座確認手段１０がワーク着座面３ａへの着座を確認するものとしたので、主軸チャック３側にワーク着座確認機能を取付けできない場合でも、主軸チャック３へのワークＷの着座確認を行うことができる。

また、前記着座確認手段１０は、ワークＷの位置が所定位置よりもローダヘッド１６側にある場合に、ワークＷが着座していないと判定するようにしているので、ワークＷの着座確認を容易に行うことができる。ワーク位置検出手段２２は、プッシャー１９の位置によりワークＷの位置を検出するものとしているので、プッシャー１９よりも小さいワークＷの場合でも、プッシャー１９と一体にワークＷを前進させることができて、ワークＷの位置を確実に判断して着座の確認が可能となる。

なお、上記実施形態は、ローダ１１がガントリ式のものである場合につき説明したが、この発明は、ローダ１１が多関節式等のものや、その他種々の形式のものである場合にも適用することができる。また、工作機械１も旋盤の限らず、各種のものに適用できる。

この発明の一実施形態にかかるワーク着座確認装置が適用される工作機械およびローダの概略構成を示す正面図である。同ローダの側面断面図である。同ローダにおけるローダチャックの側面図である。ワーク着座確認装置によるワーク着座確認動作の説明図である。ワーク着座を確認できない場合の説明図である。

符号の説明

１…工作機械
３…主軸チャック
３ａ…ワーク着座面
１０…着座確認手段
１１…ローダ
１６…ローダヘッド
１７Ａ，１７Ｂ…ローダチャック
１９…プッシャー
２２…ワーク位置検出手段
Ｗ…ワーク

Claims

工作機械にワークを渡すローダと、このローダがワークを渡すときに工作機械のワーク着座面にワークが着座したか否かを検出する着座確認手段とよりなり、前記ローダは、前記ワーク着座面に対向して移動自在なローダヘッドを備え、このローダヘッドに、ワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドに対して進退自在でありワークをワーク着座面に押すプッシャーと、ローダヘッドに対してワークの位置を検出可能なワーク位置検出手段とが設けられ、前記着座確認手段は、前記ワーク位置検出手段によるローダヘッドに対するワークの位置に基づきワークの着座を確認するものである工作機械のワーク着座確認装置。
前記着座確認手段は、ワークの位置が所定位置よりもローダヘッド側にある場合に、ワークが着座していないと判定するものである請求項１記載の工作機械のワーク着座確認装置。
前記ワーク位置検出手段は、前記プッシャーの位置によりワークの位置を検出するものである請求項１または請求項２記載の工作機械のワーク着座確認装置。