JP2012139805A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 他の装置を用いずに、ローダがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることが可能なワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】 ワーク搬送装置１は、ガイドレール２と、ローダ３と、ワーク載置部３１と、ワーク持ち替え制御手段４２とを備える。ローダ３のローダヘッド７は、ローダヘッド回転機構１３により、昇降体６の昇降方向の軸心Ｏ回りの回転角度を変更可能である。ワーク持ち替え制御手段４２は、工作機械３０で加工されたワークＷの一端をチャック８で把持する動作と、チャック８で把持されたワークＷをワーク載置部３１まで搬送する動作と、チャック８からワークＷを解放して、そのワークＷをワーク載置部３１のワーク載置面３１ａに寝かせた状態で置く動作と、ローダヘッド７を回転させて、ワーク載置面３１ａ上のワークＷの他端をチャック８で把持する動作とを行わせるように、ローダ３を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、旋盤等の工作機械に対してワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置に関し、特に工作機械で一端を加工した後のエルボ状のワークにつき、ローダのチャックが一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替える機能を持ったワーク搬送装置に関する。

工作機械でワークの両端を加工する場合、一般的には、ワークの一端を加工した後、工作機械に付設されたワーク反転装置（例えば特許文献１〜３）とローダとを用いてワークを反転させて、ワークの他端を加工する。しかし、工作機械に付設の一般のワーク反転装置は、長手方向に沿って真っ直ぐな形状をした普通のワークを対象としているため、エルボ等のような長手方向の途中部で屈曲した特殊な形状のワークには使用できなかった。特殊な形状のワークについては、以下に示すような専用のワーク反転装置を用いる必要があった。

図５は、９０°の角度で屈曲したワーク用のワーク反転装置を示す。このワーク反転装置５０は、ローダ３のチャック８の軸心Ｏ１に対し４５°の角度で交差する軸心Ｏ２回りに回転可能なチャック５１を有する。ローダ３のチャック８がワークＷの一端Ｗａを把持し（同図（Ａ））、そのワークＷの屈曲部Ｗｃをワーク反転装置５０のチャック５１が把持し（同図（Ｂ））、ローダ３のチャック８がワークＷを解放した後、ワーク反転装置５０のチャック５１が軸心Ｏ２回りに１８０°回転し、（同図（Ｃ））、ローダ３のチャック８がワークＷの他端Ｗｂを把持する。これにより、ローダ３のチャック８は、ワークＷの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。

図６は、１２０°の角度で屈曲したワーク用のワーク反転装置を示す。このワーク反転装置６０は、ローダ３のチャック８の軸心Ｏ１に対し６０°の角度で交差する軸心Ｏ２回りに回転可能なチャック６１を有する。このワーク反転装置６０の場合も、チャック６１が軸心Ｏ２回りに１８０°回転することで、ローダ３のチャック８は、ワークＷの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。

なお、従来、ワーク搬送装置において、ローダヘッドを鉛直軸回りに回転させるローダヘッド回転機構を備え、併設された対向２軸旋盤と平行２軸旋盤など、主軸の方向が互いに異なる複数台の旋盤へ同じローダでワークの搬入搬出を可能としたものが提案されている（特許文献４）。

特許第２９９３３８３号公報 特許第３４７４０６０号公報 特許第４３４５３４７号公報 実開平７−１７４４７号公報

上記例のように、屈曲したワークを反転させるワーク反転装置は、屈曲角度の異なる複数のワークに対応させて、ワーク反転装置の配置角度を調整する必要があった。

この発明の目的は、ワーク反転装置等の他の装置を用いずに、ローダのチャックがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることが可能なワーク搬送装置を提供することである。
この発明の他の目的は、軸心が真っ直ぐなワーク以外のワークであっても、一端把持状態と他端把持状態とに持ち替え可能とすることである。
この発明のさらに他の目的は、種々の形状のワークについて確実に、一端把持状態と他端把持状態とに持ち替えられるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、ワーク反転装置等の別の装置を用いずに、ワーク搬送装置だけでワークを一端把持状態と他端把持状態とに持ち替えられるワークの持ち替え方法を提供することである。

この発明のワーク搬送装置は、工作機械のワーク保持部に対してワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置であって、ガイドレールと、ローダと、ワーク載置部と、ワーク持ち替え制御手段とを備える。
前記ガイドレールは水平に設置される。
前記ローダは、前記ガイドレールに沿って走行する走行体と、この走行体に昇降可能に設けられた昇降体と、この昇降体の下端に設けられたローダヘッドと、このローダヘッドに設けられワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りに回転させるローダヘッド回転機構とを有する。
前記ワーク載置部は、上面が略水平なワーク載置面とされた台である。
前記ワーク持ち替え制御手段は、工作機械で加工されたワークの一端を前記チャックで把持する動作と、前記チャックで把持されたワークを前記ワーク載置部まで搬送する動作と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部の前記ワーク載置面に寝かせた状態で置く動作と、前記ローダヘッドの回転角度を変更して、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する動作とを行わせるように、前記ローダを制御する。

この構成によると、ワーク持ち替え制御手段の制御により、ローダに以下の動作を行わせる。まず、工作機械で加工されたワークの一端をチャックで把持する。例えば、ワークの一端は未加工端である。次に、ローダヘッドを移動させて、チャックで把持されたワークをワーク載置部まで搬送する。次に、チャックからワークを解放して、そのワークをワーク載置部のワーク載置面に寝かせた状態で置く。次に、ローダヘッド回転機構を駆動してローダヘッドの回転角度を変更して、ワーク載置面上のワークの他端をチャックで把持する。例えば、ワークの他端は加工済み端である。これにより、ワーク搬送装置が具備する機能だけを用いて、チャックがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。その後、ローダヘッドを工作機械まで移動させて、ワークを工作機械のワーク保持部へ戻すことで、工作機械によるワークの未加工端の加工が可能になる。

この発明において、前記ワークは、長手方向の途中部で屈曲した形状であってもよい。 ローダヘッド回転機構により、ローダヘッドの回転角度のワークの形状に合わせて変更できるため、屈曲したワークであっても、チャックがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。

この発明において、前記ローダが、前記走行体に対して前記昇降体を走行体の走行方向と交差する水平方向に進退させる進退部材を有する場合、前記ワーク持ち替え制御手段は、工作機械で加工されたワークの一端を前記チャックで把持する動作と、前記チャックで把持されたワークを前記ワーク載置部まで搬送する動作と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部の前記ワーク載置面に寝かせた状態で置く動作と、前記ローダヘッドの平面位置および回転角度を変更して、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する動作とを行わせるように、前記ローダを制御してもよい。
ローダが進退部材を有していれば、ローダヘッドを任意の平面位置へ移動させることができる。そのため、ワークを持ち替えるための前記ローダの動作において、ワークをワーク載置部のワーク載置面に置いた後でローダヘッドの回転角度を変更するとき、併せてローダヘッドの平面位置を変更することができ、多様な形状のワークの持ち替えに対応できる。

この発明のワークの持ち替え方法は、工作機械のワーク保持部に対してローダによりワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置を用いるワークの持ち替え方法であって、
前記ローダにより、工作機械で加工されたワークの一端を、前記ローダに設けられたチャックで把持する過程と、
このチャックで把持されたワークをワーク載置部まで搬送する過程と、
前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部のワーク載置面に寝かせた状態で置く過程と、
前記ローダヘッドを回転させて、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する過程とを含む。

このワークの持ち替え方法によると、まず、工作機械で加工されたワークの一端をチャックで把持する。次に、ローダヘッドを移動させて、チャックで把持されたワークをワーク載置部まで搬送する。次に、チャックからワークを解放して、そのワークをワーク載置部のワーク載置面に寝かせた状態で置く。次に、ローダヘッドの回転角度を変更して、ワーク載置面上のワークの他端をチャックで把持する。これにより、チャックが、ワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えられる。その後、ローダヘッドを工作機械まで移動させて、ワークを工作機械のワーク保持部へ戻すことで、工作機械によるワークの未加工端の加工が可能になる。

この発明のワーク搬送装置は、工作機械のワーク保持部に対してワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置であって、ガイドレールと、ローダと、ワーク載置部と、ワーク持ち替え制御手段とを備え、前記ガイドレールは水平に設置され、前記ローダは、前記ガイドレールに沿って走行する走行体と、この走行体に昇降可能に設けられた昇降体と、この昇降体の下端に設けられたローダヘッドと、このローダヘッドに設けられワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りの回転角度を変更するローダヘッド回転機構とを有し、前記ワーク載置部は、上面が略水平なワーク載置面とされた台であり、前記ワーク持ち替え制御手段は、工作機械で加工されたワークの一端を前記チャックで把持する動作と、前記チャックで把持されたワークを前記ワーク載置部まで搬送する動作と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部の前記ワーク載置面に寝かせた状態で置く動作と、前記ローダヘッドを回転させて、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する動作とを行わせるように、前記ローダを制御するため、他の装置を用いずに、ローダのチャックがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることが可能である。

この発明のワーク搬送装置は、ローダヘッド回転機構により、ローダヘッドの回転角度をワークの形状に合わせて変更できるため、屈曲したワークであっても、ローダのチャックがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。

前記ローダは、前記走行体に対して前記昇降体を走行体の走行方向と交差する水平方向に進退させる進退部材を有し、前記ワーク持ち替え制御手段は、工作機械で加工されたワークの一端を前記チャックで把持する動作と、前記チャックで把持されたワークを前記ワーク載置部まで搬送する動作と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部の前記ワーク載置面に寝かせた状態で置く動作と、前記ローダヘッドの平面位置および回転角度を変更して、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する動作とを行わせるように、前記ローダを制御する場合は、種々の形状のワークについて、ローダのチャックがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。

この発明のワークの持ち替え方法は、工作機械のワーク保持部に対してローダによりワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置を用いるワークの持ち替え方法であって、前記ローダにより、工作機械で加工されたワークの一端を、前記ローダに設けられたチャックで把持する過程と、このチャックで把持されたワークをワーク載置部まで搬送する過程と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部のワーク載置面に寝かせた状態で置く過程と、前記ローダヘッドを回転させて、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する過程とを含むため、別の装置を用いずに、ワーク搬送装置だけで、ローダがワークの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えることができる。

この発明の一実施形態にかかるワーク搬送装置の搬送装置本体、ワーク載置部、およびこのワーク搬送装置によるワークの搬送対象である工作機械の正面図に、制御系のブロック図を加えて表示した図である。 同搬送装置本体、および同工作機械の一部の側面図である。 （Ａ）は同搬送装置本体のローダヘッドの拡大側面図、（Ｂ）はその底面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は同ワーク搬送装置によるワークの持ち替えの過程を示す動作説明図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は従来のワーク持ち替えの一例の過程を示す動作説明図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は従来のワーク持ち替えの異なる例の過程を示す動作説明図である。

この発明の一実施形態を図１〜図３と共に説明する。図１および図２に示すように、このワーク搬送装置１は、搬送装置本体１Ａと、この搬送装置本体１Ａの動作を制御するローダ制御装置４０と、ワーク載置部３１とでなる。

搬送装置本体１Ａはガントリ形式のものであり、水平に設置された左右方向のガイドレール２と、ローダ３とを備える。ローダ３は、前記ガイドレール２に沿って走行する走行体４と、この走行体４に対し前記ガイドレール２と交差する水平な方向である前後方向に進退自在な進退部材５と、この進退部材５に対し昇降自在な上下に長い昇降体６と、この昇降体６の下端に設けられたローダヘッド７とを有する。ローダヘッド７には、ワークＷを把持する２つのチャック８が設けられている。

上記走行体４、進退部材５、および昇降体６は、それぞれ走行駆動源１０、進退駆動源１１、および昇降駆動源１２により駆動されて動作する。これらの各駆動源１０，１１，１２は、例えばサーボモータである。これにより、ローダヘッド７は、左右方向、前後方向、および上下方向に移動可能である。なお、ローダヘッド７に対する相手機器（主軸、計測器、検出器等）が前後に動く機能を持っていれば、進退部材５を設けずに、ローダヘッド７が左右方向と上下方向とにだけ移動可能な構成であってもよい。

また、ローダヘッド７は、昇降体６に設けられたローダヘッド回転機構１３により、昇降体６の昇降方向の軸心Ｏ回りに、正逆両方向に回転して回転角度の変更が可能とされている。軸心Ｏの向きは、鉛直方向である。図示の例では、ローダヘッド回転機構１３は、筒状である昇降体６の内周に回転自在に嵌合し下端にローダヘッド７が固定された回転軸１４と、モータ等の回転駆動源１５と、この回転駆動源１５の回転を前記旋回軸１４へ伝達するギア伝達機構１６とでなる。

図３に拡大して示すように、ローダヘッド７には、スイベル式のチャック位置入替機構１８が設けられている。ローダヘッド７には、スイベル用の旋回体１８ａが、前記鉛直方向の軸心Ｏに対して４５°傾斜した傾斜軸心Ｑの回りに旋回自在に設置され、旋回駆動装置１８ｂにより旋回駆動される。上記旋回体１８ａの下面と正面に、前記２つのチャック８がそれぞれ設けられている。これら２つのチャック８は、旋回体１８ａの旋回によって、互いの位置が入れ替え可能とされる。上記旋回体１８ａと旋回駆動装置１８ｂとで、チャック位置入替機構１８が構成される。

各チャック８は、チャック中心Ｐに対して放射方向（すなわち、チャック中心回りの円の半径方向）に進退自在な複数のチャック爪２０と、プッシャ２１とを有している。図示の例では、チャック爪２０は３個とされている。チャック爪２０は２個であっても、また４個以上であってもよい。各チャック爪１９のチャック爪２０は、各チャック１９に設けられたチャック開閉駆動源２２により互いに同期して前記放射方向に進退駆動される。プッシャ２１は、ワークＷの端面を押すプッシャプレート２１ａを、弾性的に進退自在とした機構である。プッシャプレート２１ａは、チャック爪２０が移動しても干渉しない配置され、例えば図３（Ｂ）のように三又のアーム状とされる。

図１に示すように、前記ガイドレール２は工作機械３０の上方に設置されており、前記ローダ３は、上記工作機械３０と図示しないワーク供給台、ワーク搬出台等との間でワークＷを搬送するものとされている。工作機械３０の近傍には、前記ワーク載置部３１が設置されている。ワーク載置部３１は、上面が略水平なワーク載置面３１ａとされた台である。

工作機械３０は例えば旋盤であり、ワーク保持部である主軸３３と刃物台３４とを備える。主軸３３は、その先端にワークＷを把持するチャック３５を有し、ベッド３６上に設けられた主軸台３７に回転自在に支持されている。刃物台３４は、タレット式の刃物台であり、外周に取付けた複数の工具３８のうち任意に一つが切削位置に割り出される。図１では、切削位置に割り出された工具３８のみを図示してある。

ローダ制御装置４０はコンピュータとこれに実行されるプログラム等からなり、ローダヘッド７の移動やチャック８の開閉等のローダ３に基本的な動作をさせるための制御をする基本動作制御手段４１と、ローダ３のチャック８にワークＷを一端把持状態から他端把持状態に持ち替えさせるための制御をするワーク持ち替え御手段４２とを有する。ローダ制御装置４０には、工作機械制御装置４５のワーク情報記憶部４６から、ワークＷの形状や寸法に関する情報が送信される。

前記ワーク持ち替え制御手段４２は、詳しくは、持ち替えプログラム４３と、それを実行する演算制御部４４とを有する。持ち替えプログラム４３には、ワーク取り出し命令４３ａと、ワーク搬送命令４３ｂと、ワーク解放命令４３ｃと、ワーク持ち替え命令４３ｄと、ワーク戻し命令４３ｅとが記述されている。各命令４３ａ〜４３ｅの内容については、下記のローダ３の動作説明の中に記載してある。

ローダ３のチャック８によるワークＷの持ち替えは、例えば工作機械３０によりワークＷの両端を加工する際に行われる。このときのローダ３の動作を、図４と共に説明する。なお、この例では、ワークＷは、長手方向の途中部で９０°屈曲した形状のものとされている。

まず、ワーク取り出し命令４３ａにより、工作機械３０で一端Ｗａが加工されたワークＷの加工済み端である前記一端Ｗａをローダ３のチャック８で把持して、工作機械３０の主軸３３から取り出す（図５（Ａ））。次に、ワーク搬送命令４３ｂにより、取り出されたワークＷをワーク載置部３１まで搬送する（図５（Ｂ））。次に、ワーク解放命令４３ｃにより、チャック８からワークＷを解放して、そのワークＷをワーク載置部３１のワーク載置面３１ａに寝かせた状態で置く（図５（Ｃ））。次に、ワーク持ち替え命令４３ｄにより、ローダヘッド７の平面位置および回転角度を変更して、ワーク載置面３１ａ上のワークＷの未加工端である他端Ｗｂをチャック８で把持する（図５（Ｄ））。これにより、ワーク搬送装置１が具備する機能だけを用いて、チャック８は、ワークＷの一端を把持した状態から他端を把持した状態に持ち替えられる。その後、ワーク戻し命令４３ｅにより、ローダヘッド７を工作機械３０まで移動させて、ワークＷを工作機械３０の主軸３３へ戻す（図５（Ｅ）) 。

上記の例では、ワークＷが長手方向の途中部で９０°屈曲した形状であるが、ローダヘッド回転機構１３によりローダヘッド７の回転角度をワークＷの形状に合わせて変更できるため、９０°以外の角度で屈曲したワーク（図示せず）についても持ち替え可能である。

この実施形態のワーク搬送装置１は、ローダ３が進退部材５を有しているため、ローダヘッド７を任意の平面位置へ移動させることができる。そのため、ワークＷをワーク載置部３１のワーク載置面３１ａに置かれたワークＷを持ち直すとき、ローダヘッド７の回転角度の変更と併せて、ローダヘッド７の平面位置を変更することができ、多様な形状のワークＷの持ち替えに対応できる。

１…ワーク搬送装置
２…ガイドレール
３…ローダ
４…走行体
５…進退部材
６…昇降体
７…ローダヘッド
８…チャック
１３…ローダヘッド回転機構
３０…工作機械
３１…ワーク載置部
３１ａ…ワーク載置面
３３…主軸（ワーク保持部）
４０…ローダ制御装置
４２…ワーク持ち替え制御手段
Ｗ…ワーク
Ｗａ…ワークの一端
Ｗｂ…ワークの他端

Claims (4)

1. 工作機械のワーク保持部に対してワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置であって、ガイドレールと、ローダと、ワーク載置部と、ワーク持ち替え制御手段とを備え、
   前記ガイドレールは水平に設置され、
   前記ローダは、前記ガイドレールに沿って走行する走行体と、この走行体に昇降可能に設けられた昇降体と、この昇降体の下端に設けられたローダヘッドと、このローダヘッドに設けられワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りに回転させるローダヘッド回転機構とを有し、
   前記ワーク載置部は、上面が略水平なワーク載置面とされた台であり、
   前記ワーク持ち替え制御手段は、工作機械で加工されたワークの一端を前記チャックで把持する動作と、前記チャックで把持されたワークを前記ワーク載置部まで搬送する動作と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部の前記ワーク載置面に寝かせた状態で置く動作と、前記ローダヘッドを回転させて、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する動作とを行わせるように、前記ローダを制御する
   ワーク搬送装置。
2. 前記ワークは、長手方向の途中部で屈曲した形状である請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記ローダは、前記走行体に対して前記昇降体を走行体の走行方向と交差する水平方向に進退させる進退部材を有し、
   前記ワーク持ち替え制御手段は、工作機械で加工されたワークの一端を前記チャックで把持する動作と、前記チャックで把持されたワークを前記ワーク載置部まで搬送する動作と、前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部の前記ワーク載置面に寝かせた状態で置く動作と、前記ローダヘッドの平面位置および回転角度を変更して、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する動作とを行わせるように、前記ローダを制御する
   請求項１または請求項２記載のワーク搬送装置。
4. 工作機械のワーク保持部に対してローダによりワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置を用いるワークの持ち替え方法であって、
   前記ローダにより、工作機械で加工されたワークの一端を、前記ローダに設けられたチャックで把持する過程と、
   このチャックで把持されたワークをワーク載置部まで搬送する過程と、
   前記チャックからワークを解放して、そのワークを前記ワーク載置部のワーク載置面に寝かせた状態で置く過程と、
   前記ローダヘッドを回転させて、前記ワーク載置面上のワークの他端を前記チャックで把持する過程とを含む、
   ワークの持ち替え方法。
   

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