JP2016036880A - ワーク搬送装置及び工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】２本のガイドを用いて移動体の軽量化を図り、移動体の円滑な動作を確保するとともに、ガイドの短寿命化を抑制し、さらに、ガイドの設置における負担を軽減する。
【解決手段】ワークＷを搬送するワーク搬送装置１００であって、ワークＷを保持するチャック１２、１３と、チャック１２、１３を支持するとともに、互いに離間して平行に配置された第１ガイド２１及び第２ガイド２２に沿ってＸ方向に移動可能な移動体２３と、を備え、移動体２３は、第１ガイド２１に案内される第１構造部２３ａと、第２ガイド２２に案内される第２構造部２３ｂと、第１構造部２３ａと第２構造部２３ｂとの間に設けられかつＸ方向と平行に設定された揺動軸ＡＸの軸線周りに第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂの一方を他方に対して揺動可能とする関節部２３ｃと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク搬送装置及び工作機械に関する。

工作機械の一つである旋盤は、加工対象のワークを保持する主軸とワーク搬入出部との間において、ワークを搬送するワーク搬送装置を備えているものがある。このワーク搬送装置としては、ワークを保持するチャックと、該チャックを保持して移動する移動体とを備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のワーク搬送装置は、移動体及びチャックが直線状の１本のガイドに沿って移動するものである。

特開２００４−２１６５０４号公報

１本のガイドで移動体を支持する場合、ガイドに対して移動体がオーバーハングの状態になることから、変形等を防ぐため移動体の剛性が必要となる。そのため、移動体が重量化し、高速移動の妨げとなる。そこで、特許文献１のように移動体を１本のガイドで案内することに代えて、互いに離間する平行の２本のガイドで移動体を案内することが検討されている。この構成では、２本のガイドに移動体を架け渡した状態となる。しかしながら、２本のガイドを用いる構成では、両ガイド間の高さ方向、間隔方向の設置誤差により、移動体の移動に伴って各ガイドや移動体に負荷がかかる可能性があり、移動体の円滑な動作を阻害するだけでなくガイドの寿命を短くするといった問題を有している。また、２本のガイドをフレームに対して高精度に位置調整することも可能であるが、フレームのたわみ等を考慮する必要があり、ガイドの設置に多大な負担を要することになる。

以上のような事情に鑑み、本発明は、２本のガイドを用いて移動体の軽量化を図り、移動体の円滑な動作を確保するとともに、ガイドの短寿命化を抑制し、さらに、ガイドの設置における負担を軽減することが可能なワーク搬送装置及び工作機械を提供すること目的とする。

本発明に係るワーク搬送装置は、ワークを搬送するワーク搬送装置であって、ワークを保持するチャックと、チャックを支持するとともに、互いに離間して平行に配置された第１ガイド及び第２ガイドに沿って第１方向に移動可能な移動体と、を備え、移動体は、第１ガイドに案内される第１構造部と、第２ガイドに案内される第２構造部と、第１構造部と第２構造部との間に設けられかつ第１方向と平行に設定された揺動軸の軸線周りに第１構造部及び第２構造部の一方を他方に対して揺動可能とする関節部と、を備える。

また、第１構造部は、第１ガイドにおいて第１方向と平行の軸線周りに回転が規制された状態で第１方向に案内され、第２構造部は、第１構造部に対して揺動軸の軸線周りに揺動可能としてもよい。また、第１構造部に、第１方向に移動するための駆動部を備えてもよい。また、第２ガイドは、全長にわたって第１ガイドに向けて突出する突出片を備え、第２構造部は、突出片を挟み込む一対のローラを備えてもよい。また、関節部の揺動軸は、第２ガイドまでの距離に対して第１ガイドまでの距離が小さくなるように配置されてもよい。また、第１方向は、水平面に沿って設定され、第２構造部は、第１方向と交差しかつ水平面に沿った第２方向に移動するスライダと、スライダに支持されて水平面に対して垂直な第３方向に移動可能な昇降部と、を備え、チャックは、昇降部の下部に配置されてもよい。また、第１ガイドは、第２ガイドよりも強度が高くてもよい。また、チャックは、ワークを把持可能な把握爪と、把握爪による把持を開放した際にワークを押し出すための弾性部材と、を備えてもよい。

本発明に係る工作機械は、主軸にワークを搬送するワーク搬送装置を備え、ワーク搬送装置として、上記のワーク搬送装置が用いられる。

本発明によれば、第１ガイド及び第２ガイドの２本のガイドを用いることにより、１本のガイドを用いる場合に比べて移動体の剛性が低くても済むため、移動体の軽量化を図ることができる。また、第１ガイドと第２ガイドとの高さ（上下位置）が異なる場合や、ガイド間隔が場所によって異なる場合であっても、移動体が第１方向に移動する際には、第１ガイド及び第２ガイドに追従するように関節部において第１構造部と第２構造部とが揺動軸の軸線周りに揺動する。この揺動により、移動体や第１ガイド及び第２ガイドに対する負荷が低減される。また、第１ガイド及び第２ガイドにかかる負荷を、第１構造部と第２構造部との揺動によって低減することができるため、第１ガイド及び第２ガイドの位置を高精度に調整しなくても済む。以上により、第１ガイド及び第２ガイドの２本のガイドを用いる場合であっても、移動体の円滑な動作を確保するとともに、ガイドの短寿命化を抑制し、さらに、ガイドの設置における負担を軽減することが可能となる。

また、第１構造部が、第１ガイドにおいて第１方向と平行の軸線周りに回転が規制された状態で第１方向に案内され、第２構造部が、第１構造部に対して揺動軸の軸線周りに揺動可能とするものでは、移動体を安定して移動させることができる。また、第１構造部に、第１方向に移動するための駆動部を備えるものでは、第１方向についての移動を安定して行うことができる。また、第２ガイドが、全長にわたって第１ガイドに向けて突出する突出片を備え、第２構造部が、突出片を挟み込む一対のローラを備えるものでは、突出片を挟み込む方向への位置ズレを防ぐことができる。また、関節部の揺動軸が、第２ガイドまでの距離に対して第１ガイドまでの距離が小さくなるように配置されるものでは、第２構造部が揺動する場合の傾きを低減することができる。また、第１方向が、水平面に沿って設定され、第２構造部が、第１方向と交差しかつ水平面に沿った第２方向に移動するスライダと、スライダに支持されて水平面に対して垂直な第３方向に移動可能な昇降部と、を備え、チャックが、昇降部の下部に配置されるものでは、第１ガイド及び第２ガイドに対して、昇降部が移動する第３方向への負荷が大きくなるのを防ぐことができる。また、第１ガイドが、第２ガイドよりも強度が高いものでは、第１構造部が第２構造部よりも重くなるように設計される場合であっても、第１ガイドにおいて安定して支持することができる。なお、この場合、軽量の第２構造部が揺動するため、安定した構成となる。また、チャックが、ワークを把持可能な把握爪と、把握爪による把持を開放した際にワークを押し出すための弾性部材と、を備えるものでは、第２構造部の揺動によってチャックが傾く場合であっても、ワークが傾いて搬送されるのを防ぐことができる。

本発明では、ワーク搬送装置として、第１ガイド及び第２ガイドの短寿命化を抑制することができると共に、組み立ての負担を軽減することが可能なワーク搬送装置が用いられるため、ワークの搬送精度を安定させることができ、低コストで製造可能な工作機械が得られる。

第１実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す斜視図である。 実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す側断面図である。 実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ワーク搬送装置の動作の一例を示す側面図である。 ワーク搬送装置の一例を示す側面図である。 第２実施形態に係る工作機械の一例を示す斜視図である。 実施形態に係るワーク搬送装置の動作の一例を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面に平行な任意の方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るワーク搬送装置１００の一例を示す斜視図である。図２は、ワーク搬送装置１００の一例を示す側面図である。図３は、ワーク搬送装置１００の一例を示す平面図である。ただし、ワーク搬送装置１００の構成を判別しやすくするため、例えば図１〜図３では、ワーク搬送装置１００の一部を断面で示したり、部分的に図示を省略したりしている。

図１〜図３に示すように、ワーク搬送装置１００は、ワーク保持部１０と、移動機構２０とを備えている。ワーク搬送装置１００は、例えば後述の工作機械に搭載されて用いられ、この工作機械に設けられる主軸１１１、１１２と（図２に一点鎖線で示す）、不図示のワーク搬入出部との間でワークＷを搬送する。

ワーク保持部１０は、図２に示すように、ローダヘッド１１を有している。ローダヘッド１１は、ワークＷを把持するチャック１２、１３を有している。チャック１２、１３は、一方が主軸１１１に対面する姿勢（−Ｚ方向に向いた姿勢）に配置され、他方が床面に対面する姿勢（−Ｙ方向に向いた姿勢）に配置される。

ローダヘッド１１には、２つのチャック１２、１３の位置を入れ替える回転機構（不図示）が設けられている。回転機構は、Ｙ軸に対して所定角度（例、４５°）傾斜した軸周りに回転可能である。回転機構により、２つのチャック１２，１３は、互いの位置を入れ替え可能となっている。チャック１２、１３は、図２に示すように、ベース部材１２ａ、１３ａと、把握爪１２ｂ、１３ｂと、プッシャプレート１２ｃ、１３ｃと、弾性部材１２ｄ、１３ｄと、を有している。

ベース部材１２ａ、１３ａは、把握爪１２ｂ、１３ｂ及び弾性部材１２ｄ、１３ｄをそれぞれ支持する。把握爪１２ｂ、１３ｂは、チャック１２、１３の周方向に所定の間隔で複数配置されている。把握爪１２ｂ、１３ｂは、チャック１２、１３の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。なお、把握爪１２ｂ、１３ｂを移動させる駆動源は、例えばローダヘッド１１内に設けられる。

プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、ワークＷの端面を押圧する。プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、把握爪１２ｂ、１３ｂとは干渉しないように、例えば三又のアーム状に形成される。プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、弾性部材１２ｄ、１３ｄによって支持されている。弾性部材１２ｄ、１３ｄは、把握爪１２ｂ、１３ｂによる把持を開放した際に、プッシャプレート１２ｃ、１３ｃを介してワークＷを押し出すことが可能である。

移動機構２０は、ワーク保持部１０を移動させる。移動機構２０は、Ｘ移動機構２０Ｘと、Ｚ移動機構２０Ｚと、Ｙ移動機構２０Ｙとを有している。
Ｘ移動機構２０Ｘは、第１ガイド２１と、第２ガイド２２と、移動体２３と、駆動部２４とを有している。

第１ガイド２１及び第２ガイド２２は、移動体２３を案内する。第１ガイド２１及び第２ガイド２２は、それぞれＸ方向に長手に形成されており、Ｚ方向に離間して配置されている。第１ガイド２１及び第２ガイド２２は、Ｘ方向に沿うようにほぼ平行に配置されている。

第１ガイド２１は、フレーム２１ａと、ラック２１ｂと、レール２１ｃと、ブロック２１ｄとを有している。第１ガイド２１は、後述の第２ガイド２２よりも強度が高くなるように形成されている。
フレーム２１ａは、Ｘ方向に延びて形成され、不図示の固定部に固定されている。フレーム２１ａは、例えば中空状に形成されるが、中実状に形成されてもよい。フレーム２１ａは、Ｘ方向視においては例えば矩形状に形成されるが、これには限定されるものではなく、円形や三角形など、他の形状であってもよい。

ラック２１ｂは、フレーム２１ａの−Ｚ側の面に配置され、Ｘ方向に沿って直線状に形成されている。ラック２１ｂの−Ｙ側の面には、複数の歯が形成されている。この複数の歯は、Ｘ方向に所定のピッチで並んで形成されている。

レール２１ｃ及びブロック２１ｄは、例えばリニアガイドを構成している。レール２１ｃは、フレーム２１ａの上面（＋Ｙ側の面）に配置され、Ｘ方向に沿って直線状に形成されている。ブロック２１ｄは、レール２１ｃの上部に取り付けられており、レール２１ｃに沿ってＸ方向に移動可能に設けられる。

第２ガイド２２は、フレーム２２ａと、突出片２２ｂとを有している。フレーム２２ａは、第１ガイド２１のフレーム２１ａと同様に、例えば中空状に形成されるが、中実状に形成されてもよい。フレーム２２ａは、Ｘ方向視においては例えば矩形状に形成されるが、これには限定されるものではなく、円形や三角形など、他の形状であってもよい。

フレーム２２ａは、第１ガイド２１のフレーム２１ａよりも上方（＋Ｙ側の位置）に配置されている。フレーム２２ａには、突出片２２ｂが形成されている。突出片２２ｂは、フレーム２２ａの−Ｚ側の面に配置され、Ｘ方向のほぼ全体に亘って形成されている。突出片２２ｂは、第１ガイド２１側に向けて−Ｚ方向に突出している。

移動体２３は、第１ガイド２１と第２ガイド２２との間に架け渡された状態で設けられる。移動体２３は、第１構造部２３ａと、第２構造部２３ｂと、関節部２３ｃとを有している。

第１構造部２３ａは、第１ガイド２１のブロック２１ｄの上面に接続されている。したがって、第１構造部２３ａは、ブロック２１ｄがレール２１ｃに沿って移動することにより、該ブロック２１ｄと一体的にＸ方向に移動可能となっている。このように、第１構造部２３ａは、第１ガイド２１によって案内される。

第１構造部２３ａの＋Ｚ側の端部は、関節部２３ｃを介して第２構造部２３ｂに連結されている。第１構造部２３ａは、−Ｙ方向に突出する駆動部支持部２３ｄを有している。駆動部支持部２３ｄは、第１構造部２３ａと一体で形成されており、後述の駆動部２４を支持する。

第２構造部２３ｂは、ＸＺ平面に沿って配置される底部と、＋Ｘ側の辺及び−Ｘ側の辺に沿って配置される壁部とを有している。また、第２構造部２３ｂの＋Ｚ側端部には、ローラ２３ｅが設けられている。ローラ２３ｅは、突出片２２ｂをＹ方向に挟み込むように一対設けられている。後述する昇降部２９がＹ方向に昇降するため、突出片２２ｂをＹ方向に挟む構成とすることで、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の両方について、昇降部２９の移動による負荷を支持することができる。ローラ２３ｅは、突出片２２ｂの上面及び下面をそれぞれＸ方向に転がるように設けられている。このように、第２構造部２３ｂは、ローラ２３ｅを介して第２ガイド２２に案内される。なお、突出片２２ｂの形状は板状に限定されず、例えば円柱状であってもよい。この場合、表面が凹状に湾曲したローラを突出片２２ｂに当接させる。また、フレーム２２ａ側にローラが配置された構成であってもよい。

関節部２３ｃは、例えば円柱状又は円柱状に形成された連結部材２３ｆを有している。連結部材２３ｆは、Ｘ方向に平行に配置されている。連結部材２３ｆは、第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂを中心軸ＡＸの軸線周りに揺動可能に連結する。したがって、連結部材２３ｆの中心軸ＡＸは、第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂの揺動軸となっている。以下、中心軸ＡＸを揺動軸ＡＸと表記する。

揺動軸ＡＸは、Ｘ方向に平行に設定される。関節部２３ｃでは、揺動軸ＡＸの軸線周りに第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂの一方が他方に対して揺動可能となっている。本実施形態では、後述するように第１構造部２３ａがフレーム２１ａの＋Ｙ側の面及び−Ｚ側の面によって支持されるため、Ｘ方向に平行な軸線（揺動軸ＡＸの軸線）周りの回転が規制されている。また、第２構造部２３ｂは、揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動可能に設けられている。この場合、揺動軸ＡＸは、第２ガイド２２までの距離に対して第１ガイド２１までの距離が小さくなるように配置される。この構成により、第２構造部２３ｂの＋Ｚ側端部がＹ方向に変位する場合に揺動角の変動が抑制されるため、移動体２３を安定して移動させることができる。なお、図２に示すように、第１構造部２３ａの−Ｙ側の面には、ストッパ２３ｉが設けられている。ストッパ２３ｉは、例えば組み立て時などに第２構造部２３ｂが所定の角度以上に回り過ぎないように、第２構造部２３ｂに係止して回動を規制する。

駆動部２４は、駆動源２４ａと、伝達機構２４ｂと、ピニオン２４ｃとを有している。駆動源２４ａは、第１構造部２３ａの駆動部支持部２３ｄに支持されている。駆動源２４ａとしては、例えばモータ装置が用いられる。駆動源２４ａは、不図示の出力軸をＺ軸周りの方向に回転させる。伝達機構２４ｂは、上記の出力軸に連結され、駆動源２４ａで生じた回転をピニオン２４ｃに伝達する。ピニオン２４ｃは、Ｚ軸周りに回転可能に設けられ、周方向に並んで形成される複数の歯を有している。ピニオン２４ｃの歯は、上記のラック２１ｂの歯と噛み合うように配置される。駆動源２４ａで生じた回転力が伝達機構２４ｂを介してピニオン２４ｃに伝達され、ピニオン２４ｃが回転する。ラック２１ｂ側（フレーム２１ａ）が固定されているため、ピニオン２４ｃがラック２１ｂに対してＸ方向に移動し、駆動部支持部２３ｄ及び第１構造部２３ａと一体でＸ方向に移動する。なお、第１構造部２３ａは、フレーム２１ａの＋Ｙ側でブロック２１ｄに接続され、フレーム２１ａの−Ｚ側でラック２１ｂに接続されているため、Ｘ方向に平行の軸線周りの回転が規制された状態となっている。

Ｚ移動機構２０Ｚは、ガイド部２５と、スライダ２６と、駆動部２７とを有している。ガイド部２５は、第２構造部２３ｂの＋Ｘ側の壁部及び−Ｘ側の壁部にそれぞれ設けられている。各ガイド部２５は、Ｚ方向に平行に延びている。ガイド部２５は、スライダ２６を案内する。スライダ２６は、直方体状に形成されている。スライダ２６は、後述の昇降部２９を貫通する貫通穴２６ａを有している。スライダ２６には、ラック２６ｂが設けられている。ラック２６ｂは、Ｚ方向に沿って直線状に形成されており、−Ｘ側の面に複数の歯を有している。複数の歯は、Ｚ方向に並んで配置されている。

駆動部２７は、駆動源２７ａと、ピニオン２７ｂとを有している。駆動源２７ａは、第２構造部２３ｂの−Ｘ側の壁部に支持されている。駆動源２７ａとしては、例えばモータ装置が用いられる。駆動源２７ａは、不図示の伝達機構を介してピニオン２７ｂにＹ軸周りの回転力を伝達する。ピニオン２７ｂは、Ｙ軸周りに回転可能となるように第２構造部２３ｂに取り付けられている。ピニオン２７ｂは、周方向に並んで形成される複数の歯を有している。ピニオン２７ｂの歯は、上記のラック２６ｂの歯と噛み合うように配置される。駆動源２７ａで生じた回転力が不図示の伝達機構を介してピニオン２７ｂに伝達され、ピニオン２７ｂが回転する。ピニオン２７ｂは第２構造部２３ｂに取り付けられるため、ピニオン２７ｂの回転により、ラック２６ｂがピニオン２７ｂに対してＺ方向に駆動される。これにより、スライダ２６がガイド部２５に沿ってＺ方向に移動する。

Ｙ移動機構２０Ｙは、ガイド部２８と、昇降部２９と、駆動部３０とを有している。ガイド部２８は、昇降部２９を案内する。ガイド部２８は、貫通穴２６ａの＋Ｘ側の内壁及び−Ｘ側の内壁にそれぞれ設けられている。ガイド部２８は、それぞれＹ方向に平行に延びている。ガイド部２８は、Ｙ方向に沿って直線状に形成された溝部を有する。

昇降部２９は、棒状に形成されている。昇降部２９の＋Ｘ側の面及び−Ｘ側の面には、それぞれ突出片２９ａが設けられている。突出片２９ａは、Ｙ方向に沿って直線状に形成されている。突出片２９ａは、ガイド部２８の溝部に挿入される。したがって、昇降部２９は、突出片２９ａがガイド部２８の溝部に挿入された状態でガイド部２８によってＹ方向に案内される。また、昇降部２９には、ラック２９ｂが設けられている。ラック２９ｂは、Ｙ方向に沿って直線状に形成されており、＋Ｘ側の面に複数の歯を有している。複数の歯は、Ｙ方向に並んで配置されている。昇降部２９の−Ｙ側端部には、ワーク保持部１０が固定されている。

駆動部３０は、駆動源３０ａと、出力軸３０ｂと、スプライン３０ｃと、ピニオン３０ｄとを有している。駆動源３０ａは、第１構造部２３ａの上面（＋Ｙ側の面）に支持されている。駆動源３０ａがスライダ２６ではなく第１構造部２３ａに支持されることにより、スライダ２６の重量を軽くすることができる。なお、駆動源３０ａはスライダ２６に支持されてもよい。駆動源３０ａとしては、例えばモータ装置が用いられる。駆動源３０ａは、出力軸３０ｂ及びスプライン３０ｃを介してピニオン３０ｄをＺ軸周りの回転力を伝達する。出力軸３０ｂの外周には、Ｚ方向に沿った溝が形成されている。スプライン３０ｃの内周には、出力軸３０ｂの外周の溝と噛み合うように溝が形成されている。スプライン３０ｃは、スライダ２６に固定されており、スライダ２６と一体でＺ方向に移動可能となっている。

ピニオン３０ｄは、スプライン３０ｃの＋Ｚ側端部に固定されており、周方向に並んで形成される複数の歯を有している。ピニオン３０ｄの歯は、上記のラック２９ｂの歯と噛み合うように配置される。駆動源３０ａで生じた回転力が出力軸３０ｂ及びスプライン３０ｃを介してピニオン３０ｄに伝達され、ピニオン３０ｄがＺ軸周りに回転する。ピニオン３０ｄはスライダ２６に固定されるため、ピニオン３０ｄの回転により、ラック２９ｂがピニオン３０ｄに対してＹ方向に駆動される。これにより、昇降部２９がガイド部２８に沿ってＹ方向に移動する。

保護案内部材３１〜３３は、チャック１２、１３の電源供給用ケーブルなど、各種ケーブル類を収容する。図２に示すように、保護案内部材３１の一端は、所定位置に設けられる固定部３５に固定されている。保護案内部材３１の他端は、第１構造部２３ａの−Ｚ側端部に設けられた取付部２３ｇに固定されている。保護案内部材３２の一端は、第２構造部２３ｂの取付部２３ｊに固定されている。保護案内部材３２の他端は、スライダ２６の取付部２６ｃに固定されている。保護案内部材３３の一端は、第２構造部２３ｂの−Ｚ側端部に設けられた取付部２３ｈ固定されている。保護案内部材３３の他端は、昇降部２９の＋Ｙ側端部に設けられた取付部２９ｃに固定されている。

上記のように構成されたワーク搬送装置１００において、ワーク保持部１０をＸ方向に移動させる場合、Ｘ移動機構２０Ｘは、移動体２３をＸ方向に移動させる。このとき、スライダ２６及び昇降部２９は、移動体２３と一体的にＸ方向に移動する。この移動では、移動体２３、スライダ２６及び昇降部２９の間に相対的な移動は生じない。

また、ワーク保持部１０をＺ方向に移動させる場合、Ｚ移動機構２０Ｚは、スライダ２６をＺ方向に移動させる。このとき、昇降部２９はスライダ２６と一体的にＺ方向に移動するが、移動体２３は移動しない。したがって、このスライダ２６の移動により、昇降部２９は、移動体２３に対してＺ方向に移動する。本実施形態では、昇降部２９の駆動源３０ａが第１構造部２３ａに支持されるため、スライダ２６を移動させる際の駆動部２７等の負担が軽減される。

また、ワーク保持部１０をＹ方向に移動させる場合、Ｙ移動機構２０Ｙは、昇降部２９をＹ方向に移動させる。このとき、移動体２３及びスライダ２６は移動しない。したがって、この昇降部２９の移動により、昇降部２９は、移動体２３及びスライダ２６の両方に対してＹ方向に移動する。

本実施形態では、Ｘ移動機構２０Ｘが第１ガイド２１及び第２ガイド２２の２本のガイドを有しているため、移動体２３は第１ガイド２１と第２ガイド２２との間に架け渡された状態となっている。例えば第１ガイド２１と第２ガイド２２との間で高さ（Ｙ方向上の位置）やガイド間隔が場所によって異なる場合、単に移動体を２本のガイド間に架け渡す構成では、移動体の移動に伴って第１ガイド２１及び第２ガイド２２や移動体自体に負荷がかかる可能性がある。この場合、移動体の円滑な動作を阻害するだけでなく第１ガイド２１や第２ガイド２２の寿命を短くするといった問題を有している。また、第１ガイド２１及び第２ガイド２２をそれぞれ高精度に位置調整することも可能であるが、フレーム２１ａ、２２ａのたわみ等を考慮する必要があり、設置に多大な負担を要することになる。

これに対して、本実施形態では、移動体２３が、第１構造部２３ａと、第２構造部２３ｂと、関節部２３ｃとを有し、関節部２３ｃにおいて第２構造部２３ｂが第１構造部２３ａに対して揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動可能となっている。このため、移動体２３がＸ方向に移動する際には、第１ガイド２１及び第２ガイド２２に追従するように関節部２３ｃにおいて第２構造部２３ｂが揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動する。

例えば図４（ａ）に示すように、第２ガイド２２が第１ガイド２１に対して相対的に＋Ｙ側に配置される場合、第２構造部２３ｂは、＋Ｚ側の端部が＋Ｙ側に傾くように、揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動する。また、第１構造部２３ａは、揺動軸ＡＸの軸線周りには揺動しない。この場合、主に第１ガイド２１（例えばレール２１ｂ等）にかかる負担を低減することができる。

また、例えば図４（ｂ）に示すように、第２ガイド２２が第１ガイド２１に対して相対的に−Ｙ側に配置される場合、第２構造部２３ｂは、＋Ｚ側の端部が−Ｙ側に傾くように、揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動する。また、第１構造部２３ａは、揺動軸ＡＸの軸線周りには揺動しない。この場合についても同様に、主に第１ガイド２１（例えばレール２１ｂ等）にかかる負担を低減することができる。なお、第２構造部２３ｂの実際の揺動は、目視では認識できない程度のものを含む。図４（ａ）及び（ｂ）では、第２構造部２３ｂの揺動を判別しやすくするため、実際よりも揺動を大きく誇張して示している。

なお、図５に示すように、例えば組み立て時などに第２構造部２３ｂが所定の角度以上に回動する場合に、第１構造部２３ａの−Ｙ側の面に配置されたストッパ２３ｉが第２構造部２３ｂの−Ｙ側の面に係止される。これにより、第２構造部２３ｂの回動が規制される。なお、図５では、第２構造部２３ｂの＋Ｚ側が−Ｙ側に傾く場合の例を示しているが、これに限定されるものではなく、第２構造部２３ｂの＋Ｚ側が＋Ｙ側に傾く場合についても同様のストッパが設けられてもよい。

また、図示を省略するが、関節部２３ｃにおいて第１構造部２３ａが揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動し、第２構造部２３ｂが揺動しない構成とした場合には、第１構造部２３ａの−Ｚ側の端部が＋Ｙ側又は−Ｙ側に傾くように揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動する。この場合には、主に第２ガイド２２（例えば突出片２２ｂ等）にかかる負担を低減することができる。

以上のように、本実施形態によれば、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の２本のガイドを用いることにより、移動体２３の軽量化を図ることができる。第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂが関節部２３ｃを介して揺動するため、移動体２３や第１ガイド２１及び第２ガイド２２に対する負荷が低減される。また、第１ガイド２１及び第２ガイド２２にかかる負荷を、第１構造部２３ａと第２構造部２３ｂとの揺動によって低減することができるため、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の位置を高精度に調整しなくても済む。以上により、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の２本のガイドを用いる場合であっても、移動体２３の円滑な動作を確保するとともに、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の短寿命化を抑制し、さらに、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の設置における負担を軽減することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態に記載のワーク搬送装置１００を備える工作機械を例に挙げて説明する。第２実施形態では、第１実施形態と共通のＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。ただし、第２実施形態では、主軸１１１、１１２の回転軸方向をＺ方向とし、ワークＷに対する切削量を規定する方向をＸ方向とする。

図６は、第２実施形態に係る工作機械２００の一例を示す図である。図６に示す工作機械２００は、例えば平行２軸旋盤である。図６において、工作機械２００の＋Ｚ側が正面であり、−Ｚ側が背面である。また、工作機械２００の±Ｘ側は側面であり、Ｘ方向は工作機械２００の左右方向である。

工作機械２００は、本体部１１０と、ワーク搬入部１２０とを有している。
本体部１１０は、主軸１１１、１１２と、タレット１１３、１１４とを有している。主軸１１１、１１２は、Ｘ方向に並んで配置されている。主軸１１１、１１２は、不図示の軸受け等によって回転可能に支持されている。主軸１１１、１１２の＋Ｚ側の端部には、それぞれ把握爪１１１ａ、１１２ａが設けられている。把握爪１１１ａ、１１２ａは、主軸１１１、１１２の回転軸周りに所定の間隔で複数配置されている。把握爪１１１ａ、１１２ａは、主軸１１１、１１２の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。

タレット１１３は、主軸１１１の＋Ｘ側に配置されている。タレット１１４は、主軸１１２の−Ｘ側に配置されている。タレット１１３、１１４のそれぞれには、モータ等の回転駆動装置が設けられている。タレット１１３、１１４は、回転駆動装置により、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能となっている。タレット１１３、１１４の周面には、切削工具を保持するための複数の保持部が設けられている（不図示）。これら保持部の全部または一部には切削工具が保持される。したがって、タレット１１３、１１４を回転させることにより、所望の切削工具が選択される。タレット１１３、１１４の保持部に保持される切削工具は、各保持台に対して交換可能である。切削工具としては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。また、タレット１１３、１１４は、不図示の駆動装置により、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能となっている。これにより、切削工具は、ワークＷに対してＸ方向及びＺ方向に移動可能となっている。

ワーク搬入部１２０には、工作機械２００における加工対象であるワークＷが載置される。ワーク搬入部１２０としては、例えば固定台が用いられるが、これに限定されるものではなく、コンベアやロータリー式の台などが用いられてもよい。

また、工作機械には、例えば図６に示す工作機械２００のように、ワーク搬送装置１３０を備えるものがある。この場合、ワーク搬送装置１３０は、第１実施形態に記載のワーク搬送装置１００が用いられる。ワーク搬送装置１３０は、ワーク保持部１０が主軸１１１、１１２とワーク搬入部１２０との間で移動可能となるように、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の２本のガイドが本体部１１０とワーク搬入部１２０との間をＸ方向に跨ぐように配置されている。これにより、ワーク搬送装置１３０は、移動体２３がＸ方向に移動することにより、主軸１１１、１１２とワーク搬入部１２０との間でワークＷを搬送可能となっている。

また、移動体２３は第１ガイド２１と第２ガイド２２との間に架け渡された状態となっている。移動体２３は、第１構造部２３ａと、第２構造部２３ｂと、関節部２３ｃとを有し、関節部２３ｃにおいて第２構造部２３ｂが第１構造部２３ａに対して揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動可能となっている。

次に、上記のように構成された工作機械２００の動作を説明する。
まず、ワーク搬送装置１３０は、ワーク保持部１０をワーク搬入部１２０の上方（＋Ｙ側）に配置させる。その後、図６（ａ）に示すように、ローダヘッド１１のチャック１２を下側（−Ｙ方向）に向けた状態で昇降部２９を−Ｙ方向に移動させ、把握爪１２ｂによってワークＷを把持させる。

その後、不図示の回転機構によってチャック１２とチャック１３とを入れ替える。これにより、チャック１２及びワークＷが−Ｚ方向に向けられ、チャック１３が−Ｙ方向に向けられる。チャック１２を−Ｚ方向に向けた後、昇降部２９を＋Ｙ方向に移動させ、ワークＷを引き上げる。

次に、Ｘ移動機構２０Ｘによって移動体２３を＋Ｘ方向に移動させることにより、ローダヘッド１１及びワークＷを例えば主軸１１１の上方（＋Ｙ側）に配置させる。以下、ワークＷを主軸１１１に配置する場合を例に挙げて説明する。なお、ワークＷを主軸１１２に配置する場合には、主軸１１２の上方にローダヘッド１１及びワークＷを配置させる。

移動体２３がＸ方向に移動する場合、第１実施形態と同様に、第１ガイド２１及び第２ガイド２２に追従するように関節部２３ｃにおいて第２構造部２３ｂが揺動軸ＡＸの軸線周りに揺動する。このとき第１構造部２３ａは、揺動軸ＡＸの軸線周りには揺動しない。この場合、主に第１ガイド２１にかかる負担を低減することができる。

次に、Ｙ移動機構２０Ｙによって昇降部２９を−Ｙ方向に移動させ、ワークＷを主軸１１１に対向させる。そして、Ｚ移動機構２０Ｚによってスライダ２６を−Ｚ方向に移動させ、ワークＷを主軸１１１の把握爪１１１ａに保持させる。その後、ローダヘッド１１を＋Ｚ方向及び＋Ｙ方向に移動させる。そして、タレット１１４に設けられる不図示の工具を用いて、所定の加工レシピに基づいてワークＷを加工させる。

なお、移動体２３のＸ方向の移動により第２構造部２３ｂが角度θだけ揺動する場合、図７に示すように、昇降部２９が揺動し、昇降部２９の−Ｙ側端部に固定されるローダヘッド１１が角度θで傾く。この場合、例えばチャック１２に保持されるワークＷの向きが主軸１１１に対して角度θだけずれてしまう。

これに対して、本実施形態では、把握爪１２ｂによるワークＷの把持を開放した際に、弾性部材１２ｄ及びプッシャプレート１２ｃによってワークＷが−Ｚ側に押し出される。このとき、ワークＷは主軸１１１に対して−Ｚ側に押されるため、ワークＷの−Ｚ側の端面が主軸１１１の保持面（ＸＹ平面に平行）に当接される。このため、ワークＷの端面がＸＹ平面に平行となるようにワークＷの向きが矯正される。

以上のように、第２実施形態によれば、ワーク搬送装置１３０として、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の短寿命化を抑制することができると共に、組み立ての負担を軽減することが可能なワーク搬送装置１００が用いられるため、ワークＷの搬送精度を安定させることができ、低コストで製造可能な工作機械２００が得られる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、ワーク搬送装置１００が、ワークＷを搬入するワーク搬入部１２０と主軸１１１、１１２との間でワークＷを搬送する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、ワークＷを搬出するワーク搬出部が別途設けられる場合、ワーク搬送装置１００が主軸１１１、１１２とワーク搬出部との間でワークＷを搬送する構成であってもよい。

また、上記第２実施形態では、ワーク搬送装置１３０のワーク保持部１０及び移動機構２０が１組設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、ワーク保持部１０及び移動機構２０の組が複数設けられてもよい。この場合、複数の移動機構２０において第１ガイド２１及び第２ガイド２２を共通して用いてもよい。

Ｗ…ワーク ＡＸ…揺動軸 １０…ワーク保持部 １２、１３…チャック １２ｂ、１３ｂ…把握爪 １２ｃ、１３ｃ…プッシャプレート １２ｄ、１３ｄ…弾性部材 ２０…移動機構 ２０Ｘ…Ｘ移動機構 ２０Ｚ…Ｚ移動機構 ２０Ｙ…Ｙ移動機構 ２１…第１ガイド ２２…第２ガイド ２１ａ、２２ａ…フレーム ２１ｂ、２６ｂ、２９ｂ…ラック ２１ｃ…レール ２１ｄ…ブロック ２２ｂ、２９ａ…突出片 ２３…移動体 ２３…第１構造部 ２３ｂ…第２構造部 ２３ｃ…関節部 ２３ｅ… ２３ｉ…ストッパ ２４、２７、３０…駆動部 ２４ａ、２７ａ、３０ａ…駆動源 ２４ｂ…伝達機構 ２４ｃ、２７ｂ、３０ｃ…ピニオン ２５、２８…ガイド部 ２６…スライダ ２９…昇降部 ３０ｂ…出力軸 ３０ｃ…スプライン １００、１３０…ワーク搬送装置 １１１、１１２…主軸 １１１ａ、１１２ａ…把握爪 １１３、１１４…タレット ２００…工作機械

Claims (9)

1. ワークを搬送するワーク搬送装置であって、
   前記ワークを保持するチャックと、
   前記チャックを支持するとともに、互いに離間して平行に配置された第１ガイド及び第２ガイドに沿って第１方向に移動可能な移動体と、を備え、
   前記移動体は、前記第１ガイドに案内される第１構造部と、前記第２ガイドに案内される第２構造部と、前記第１構造部と前記第２構造部との間に設けられかつ前記第１方向と平行に設定された揺動軸の軸線周りに前記第１構造部及び前記第２構造部の一方を他方に対して揺動可能とする関節部と、を備えるワーク搬送装置。
2. 前記第１構造部は、前記第１ガイドにおいて前記第１方向と平行の軸線周りに回転が規制された状態で前記第１方向に案内され、
   前記第２構造部は、前記第１構造部に対して前記揺動軸の軸線周りに揺動可能とする請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記第１構造部に、前記第１方向に移動するための駆動部を備える請求項２記載のワーク搬送装置。
4. 前記第２ガイドは、全長にわたって前記第１ガイドに向けて突出する突出片を備え、
   前記第２構造部は、前記突出片を挟み込む一対のローラを備える請求項２または請求項３記載のワーク搬送装置。
5. 前記関節部の前記揺動軸は、前記第２ガイドまでの距離に対して前記第１ガイドまでの距離が小さくなるように配置される請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
6. 前記第１方向は、水平面に沿って設定され、
   前記第２構造部は、前記第１方向と交差しかつ水平面に沿った第２方向に移動するスライダと、前記スライダに支持されて水平面に対して垂直な第３方向に移動可能な昇降部と、を備え、
   前記チャックは、前記昇降部の下部に配置される請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
7. 前記第１ガイドは、前記第２ガイドよりも強度が高い請求項６記載のワーク搬送装置。
8. 前記チャックは、前記ワークを把持可能な把握爪と、前記把握爪による把持を開放した際に前記ワークを押し出すための弾性部材と、を備える請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
9. 主軸に前記ワークを搬送するワーク搬送装置を備え、
   前記ワーク搬送装置として、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のワーク搬送装置が用いられる工作機械。

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