JP2016010846A - 旋盤のワーク装脱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータが旋盤の主軸にワークを装填する際に使用する装置に関し、ワークが重い場合でも手動によるワークの装脱が可能で、かつ比較的重いワークでも支持剛性が不足するという問題を生ずることなく、ワークの装脱を安定して行うことができるワーク装脱装置を得る。【解決手段】左右に移動、昇降及び前後方向に移動する受台を備えたワーク装脱装置を提供する。狭いスペースに設置可能で、かつ受台を左右移動、昇降及び前後移動可能にするために、旋盤に固定される基台をＬ形構造とし、このＬ形の内側となる空間に前後移動台と左右移動台とを、前後移動台を主軸台側にして配置し、左右移動台の上方に逆Ｌ形の昇降台を設け、この逆Ｌ形の上下方向に伸びる部材に昇降ガイドを配置している。【選択図】図１

Description

この発明は、オペレータが旋盤の主軸にワーク（被加工物）を装填する際に使用する装置に関するもので、旋盤の手前側（オペレータ側）に手動又は自動で供給されたワークを旋盤の主軸に装脱する装置に関するものである。

ワークストッカやワークコンベヤ（以下、「ワーク台」と総称する。）上のワークを自動で旋盤の主軸に装填するローダが設けられていない旋盤では、オペレータが手作業でワークを旋盤の主軸に装填しなければならない。この装填作業は、ワークを旋盤の主軸の高さまで持ち上げて主軸とテールストックや主軸チャックでワークを把持するという作業で行われる。この人手によるワークの装填作業を補助するために、ワークを主軸の高さまで持ち上げ、次に主軸の軸線方向（Ｚ軸方向）に移動する受台を備えたワーク装脱装置が用いられている。

この種のワーク装脱装置は、旋盤の主軸台に固定される基台と、ワークの軸線をＺ軸方向にして支持する受台と、基台に対して受台を昇降する昇降ガイド及び昇降シリンダと、基台に対して受台をＺ軸方向に移動するＺ軸ガイド及びＺ軸シリンダとを備えている。

この種のワーク装脱装置を用いて手動でワークの装脱を行うときは、オペレータは素材ワークを受台上に置き、受台の上昇と主軸チャック側に向かうＺ軸方向の移動とにより、受台上のワークの基端を主軸チャックに挿入する。チャックが閉じてワークが把持されたら、受台を下降した後、ワークの加工動作を開始する。ワークの加工が終了したら、受台を上昇し、チャックを開いた後、受台を主軸チャックから離れるＺ軸方向に移動した後、下降して停止する。オペレータは、旋盤の主軸軸線の下方で停止した受台から加工済ワークを取り上げてワーク台に載せる。ワーク台は、オペレータの作業負担を軽減するために、旋盤の主軸軸線より手前側（オペレータ側）かつ主軸軸線より下方の位置に設けられる場合が多い。

上述した構造の従来のワーク装脱装置では、手動でワークの装脱を行う場合、オペレータは、主軸軸線の手前下方にあるワーク台と主軸軸線の下方にあるワーク装脱装置の受台との間でワークを持ち上げた状態で搬送しなければならない。すなわち、手でワークを持った状態で、腕を前方に伸ばしてワークを装脱装置の受台上に載せ、又は受台上から機械の手前側へと手で持ち上げた状態でワークを搬送しなければならない。

ワークが軽量であれば、この作業はあまり困難ではない。しかし、ワークの重量が大きいときは、この作業に腕力を必要とし、また、腰にかかる負担も大きいので、オペレータの作業負担が増大する。また、従来のワーク装脱装置は、主軸台の端面に固定して装着する構造であったため、受台に重いワークを載せたときの支持剛性が十分でないという問題もあった。

この発明は、ワークが比較的重い（例えば１０ｋｇ程度）場合でも旋盤の主軸チャックへの手動によるワークの装脱が可能で、かつ比較的重いワークでも支持剛性が不足するという問題を生ずることなく、旋盤の主軸チャックへのワークの装脱を安定して行うことができるワーク装脱装置を得ることを課題としている。

この発明は、Ｚ軸方向（以下、「左右」とも言う。）に移動、昇降及び前後方向に移動する受台５を備えたワーク装脱装置を提供することにより、上記課題を解決したものである。ここで、Ｚ軸方向は、旋盤の主軸の軸線方向、前後方向は、Ｚ軸方向と直交する水平方向で、オペレータ側が手前側である。

旋盤は、加工中におけるワークの高い支持剛性を得るために、主軸軸線をできるだけベッドに近づけるように設計されており、従ってワーク装脱装置の設置スペースが狭い。狭いスペースに設置可能で、かつ受台を左右移動、昇降及び前後移動可能にするために、好ましいこの発明のワーク装脱装置は、旋盤に固定される基台１を旋盤の主軸台の端面及びベッド上面とそれぞれ略平行な縦横の板１１、１２を一体に備えたＬ形構造とし、このＬ形の内側となる空間に前後移動台２と左右移動台３とを、前後移動台２を基台の主軸台側に位置する基台縦板１１に近い側にして隣接させて配置し、左右移動台３の上方に逆Ｌ形の昇降台４を設けて、この逆Ｌ形の上下方向に伸びる部材４１に昇降ガイド４７を配置している。

更にこの発明では、基台１の縦板１１を主軸台６に固定し、基台の横板１２の反主軸台側の部分に基台をベッド上面で支持する支持部１３を設けることにより、旋盤上でのワーク装脱装置の支持剛性を高くして、比較的重いワークを安定に旋盤の主軸に装脱することを可能にしている。

この発明により、オペレータが手動でワークを旋盤の主軸チャックに装脱する際の作業負担が大幅に軽減されると言う効果がある。すなわち、オペレータは、旋盤の手前側に配置されたワークストッカやワークコンベヤと旋盤の手前側に移動してきたワーク受台との間でワークの移送を行ってやればよく、比較的重いワークであっても、オペレータの体幹に近い位置でワークを搬送することができ、搬送中におけるオペレータの腕や腰への負担が大幅に軽減される。

旋盤に設置した状態で反オペレータ側から見た斜視図 昇降台と受台を反オペレータ側から見た斜視図 左右移動台を反オペレータ側から見た斜視図 前後移動台を反オペレータ側から見た斜視図 基台を反オペレータ側から見た斜視図 装置のオペレータ側から見た正面図 前後調整板の斜視図

以下、図示実施例を参照して、この発明のワーク装脱装置の実施形態を説明する。この発明のワーク装脱装置は、旋盤に固定される基台１と、基台に対して前後移動する前後移動台２と、前後移動台２上で左右移動する左右移動台３と、左右移動台３上で上下動する昇降台４と、昇降台４に固定的に装着される受台５とを備えている。

基台１は、図５に示すように、旋盤の主軸台６の端面７に固定される基台縦板１１と、旋盤のベッド面と略平行な基台横板１２とで前方（オペレータ側）から見てＬ形の構造をしており、基台横板１２の反縦板側にベッド上面で支持される支持部１３を備えている。図の例では、基台横板１２の上面に前後ガイドのガイド溝２８と、前後動シリンダ２６とが固定して取り付けられている。

前方から見てＬ形の基台１の内側の、すなわち基台縦板１１の高さと基台横板１２の左右幅の空間の、主軸台側に前後移動台２が配置されている。前後移動台２は、図４に示すように、基台横板１２と平行な前後動横板２２と、当該横板の手前側に立設された前後動縦板２１と、前後動シリンダ２６のロッドを受けるロッド受２３とで形成されている。前後動縦板２１と前後動横板２２とは、旋盤の反主軸側から見てＬ形に配置され、ロッド受２３は、前後動縦板２１から反主軸台側に伸びている。前後ガイドのガイドレール２７は、前後動横板２２の下面に固定され、左右ガイドのガイドレール３７及び左右動シリンダ３６が前後動縦板２１に取り付けられている。前後動シリンダ２６のロッドは、ロッド受２３に連結されている。

前方から見てＬ形の基台１の内側の反主軸台側には、左右移動台３が配置されている。左右移動台３は、図３に示すように、左右動縦板３１と、左右動横板３２と、前面板３３とを一体に備えている。左右動縦板３１及び左右動横板３２は、基台縦板１１及び基台横板１２と平行で、前方から見て逆Ｌ形に配置され、前面板３３は、前後動縦板２１と平行で、その上縁から主軸台側に伸びる角材３４を介して左右動横板３２の前縁に固定されている。左右ガイドのガイド溝３８は、左右動横板３２の下面に取り付けられ、左右動シリンダ３６のロッドは、角材３４から下方に伸びるロッド受３９に連結されている。

前面板３３の背面（オペレータから見て裏側）には、昇降ガイドのガイド溝４８が固定されている。昇降シリンダ４６は、図示しないボルトで左右動縦板３１に添設された逆Ｌ形の上下調整板３５に装着されている。上下調整板３５は、左右動縦板３１に対して上下方向に微調整可能で、上下調整板３５の左右動縦板３１に対する固定位置の調整によって、昇降シリンダ４６が進出端に達したときの受台５の高さが調整できるようになっている。

昇降台４及びワーク受台５は、図２に示されている。昇降台４は、昇降横板４２と昇降縦板４１とで反主軸台側から見て逆Ｌ形で、昇降横板４２は基台横板１２と平行であり、昇降縦板４１は左右移動台の前面板３３と平行である。昇降シリンダ４６のロッドは、昇降横板４２の下面に連結され、昇降ガイドのガイドレール４７は、昇降縦板４１の前面に装着されている。

受台５は、座板５２と当該座板に互いに平行に立設された受板５３（５３ａ、５３ｂ）を備えている。座板５２は、図７に示す前後調整板５５を介して、昇降横板４２の上面に固定されている。前後調整板５５は、前後方向の長孔５６を備えており、この長孔を通して受台５を昇降横板４２にボルトで固定することにより、前後動シリンダ２６が後退端に達したときの受台５の前後方向の位置を微調整することができる。

受台５は、ワークｗの２箇所の円筒面ｗ１、ｗ２を受板５３ａ、５３ｂに設けたＶ形の切欠などで水平に受ける構造である。図の受板５３は、オペレータ側に伸びる排出腕５４（５４ａ、５４ｂ）を備えている。排出腕５４の上縁はオペレータ側が低くなる方向に傾斜しており、その先端にストッパ５７（５７ａ、５７ｂ）が設けられている。一方、上下調整板３５には、逆Ｌ形の突き出し板５８が固定されており、この突き出し板５８のオペレータ側が低くなる方向に傾斜した上面５９が、２枚の受板５３ａ、５３ｂの間に伸びている。加工済ワークを受け取った受台５が下降すると、突き出し板の上面５９がワークを押し上げて排出腕５４上に押し出し、加工済ワークがストッパ５７に当接する位置まで、排出腕５４上を転がるようになっている。

受台５の上記構造により、加工済ワークの取り出しは受板のストッパ５７の位置で行うことができ、また素材ワークは、排出腕５４の前端にワークを置いて奥へと押し転がして搭載すれば良いので、オペレータは、ワークｗをより手前側で受台５に受け渡しできる。また、排出腕５４をストッパ５７を備えない構造とし、排出腕５４の前端下方に排出コンベヤを配置すれば、加工済ワークの自動排出が可能になる。なお、昇降シリンダ４６としてエンドロック型のシリンダを使用するか、ヘッドエンド側に圧縮コイルバネを挿入して、圧力をかけないときは後退端の少し上でピストンが停止しているようにすれば、受板５３に素材ワークを搭載するときに突き出し板５８が邪魔になるのを防止できる。

上記構造のワーク装脱装置は、基台の支持部１３をベッド上面で支持し、基台縦板１１をボルト１４で旋盤の主軸台の端面７に締着することによって旋盤に装着される。受台５は、昇降シリンダ４６を装着した上下調整板３５と、受台５に固定された前後調整板５５との微調整により、前後動シリンダ２６が後退端に位置し、昇降シリンダ４６が進出端に位置したときに、ワークｗの中心軸がちょうど旋盤の主軸軸線上に来るようにして昇降台４上に固定される。

この状態で左右動シリンダ３６を伸長し、昇降シリンダ４６を下降し、前後動シリンダ２６を伸長すれば、ワーク受台５が旋盤の主軸軸線の下方手前側（オペレータ側）に来るから、この状態でオペレータは、受台５からの加工済ワークの取り出しと受台５上への素材ワークの搭載とを行う。

受台５に素材ワークが搭載されたら、前後動シリンダ２６の縮退と、昇降シリンダ４６の伸長と、左右動シリンダ３６の縮退とにより、ワークｗの把持端が主軸チャック８へと挿入される。この状態で主軸チャック８を閉じてワークを把持し、昇降シリンダ４６の縮退により、受台５を退避させる。

この受台の退避状態でワークの加工が行われ、ワークの加工が終了したら、昇降シリンダ４６を伸長して主軸チャック８を開く。そして、左右動シリンダ３６の伸長により、ワークの把持端を主軸チャック８から抜き取り、昇降シリンダ４６の縮退と前後動シリンダ２６の伸長とにより、受台５及び受台に受け渡された加工済ワークが主軸軸線より下方の高さでオペレータ側へと移動する。この状態でオペレータは、加工済ワークを取り上げてワーク台に載せ、次の素材ワークを受台５に載せる。

このように、受台５への素材ワークの搭載及び受台からの加工済ワークの取り出しを、旋盤の主軸の位置より手前側の位置で行うことができ、オペレータは、ワークを支えた腕を伸ばすことなく体幹の近くでワークの受け渡しを行うことができるので、オペレータの腕や腰にかかる負担が軽減される。従って、比較的重いワークであっても、オペレータの作業負担を増大させることなく、旋盤へのワークの装脱が可能になる。

そして、ワーク装脱装置の反主軸台側がベッドで支持されるので、基台１を旋盤の主軸台６の端面７に固定することで、ワーク装脱装置が比較的高い剛性で旋盤上に支持され、かつ、旋盤とワーク装着装置との主軸軸線方向の位置関係が正確に設定される。また、前後移動台２と左右移動台３とを、Ｌ形の基台のＬ字の内側に、前後移動台を主軸側にして配置することにより、ベッド上面と主軸軸線との間の狭いスペースに設置可能なコンパクトなワーク装脱装置を得ることができる。

１ 基台
２ 前後移動台
３ 左右移動台
４ 昇降台
５ 受台
６ 旋盤の主軸台
７ 主軸台の端面
８ 主軸チャック
１１ 基台縦板
１２ 基台横板
１３ 支持部
２６ 前後動シリンダ
２７ 前後ガイドレール
２８ 前後ガイド溝
３５ 上下調整板
３６ 左右動シリンダ
３７ 左右ガイドレール
３８ 左右ガイド溝
４６ 昇降シリンダ
４７ 昇降ガイドレール
４８ 昇降ガイド溝
５５ 前後調整板

Claims (4)

1. 旋盤に装着して受台上のワークを旋盤の主軸に装脱するワーク装脱装置において、前記主軸の軸線方向のガイド及び移動装置と、当該軸線と直交する昇降方向のガイド及び移動装置と、当該軸線方向及び昇降方向と直交する前後方向のガイド及び移動装置とを備え、これらの各方向における各移動装置の両移動端への移動により、前記受台は、当該受台上のワークを前記主軸に装着する位置と前記軸線の下方かつオペレータに近い側の位置との間を移動する、旋盤のワーク装脱装置。
2. 旋盤に固定される基台であってその固定時に旋盤の主軸台の端面及びベッド上面とそれぞれ略平行な基台縦板及び基台横板でＬ形に形成された前記基台と、この基台の上記Ｌ形の内側となる空間の前記基台縦板側に配置されて前記基台に対して前記前後方向に移動する前後移動台と、前記空間の反基台縦板側に配置されて前記前後移動台に対して前記主軸の軸線方向に移動する左右移動台と、当該左右移動台の上方に位置する昇降横板及び当該昇降横板から下方に伸びる昇降縦板とで逆Ｌ形に形成された昇降台とを備え、前記昇降方向のガイドが前記昇降縦板に装着されている、請求項１記載のワーク装脱装置。
3. 前記基台が、前記基台横板の反基台縦板側の端部が旋盤のベッドに支持された状態で、前記基台縦板が前記主軸台の端面に固定されて、旋盤のベッドと主軸軸線との間に装着される請求項１又は２記載のワーク装脱装置。
4. 前記受台の前記基台に対する前記昇降方向及び前後方向の位置を微調整する調整部材を備えている、請求項１、２又は３記載のワーク装脱装置。

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