JP2017074627A - ワークの搬出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの搬出装置においてコストを低減するものとする。
【解決手段】ワーク１の搬出装置（４０）は、背面主軸３０のキャップナット（３１）にねじ（３３）で取り付けられる取付部（４２）と、正面主軸１０，２０から受け取ったワーク１を外部に搬出するとともに、背面主軸３０の回転により背面主軸３０の回転方向に対応した、ワーク１を排出する２つの出口（４５ａ，４５ｂ）が形成されたシュート本体４３とを有する、背面主軸３０とともに回転する旋回シュート（受入部）（４１）を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワークの搬出装置に関する。

自動旋盤等の工作機械で加工されたワークを搬出する搬出装置として、タレット刃物台に設置されたハンド装置でワークを把持して搬出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−０５９８４２号公報

しかし、特許文献１の搬出装置は、ハンド装置が主軸側のチャックで把持された加工済みのワークを収容（把持）できるようにタレット刃物台が移動し、ハンド装置が主軸側のワークを把持した後、タレット刃物台が移動して、ハンド装置をシュートまで移動させて、ワークを搬出するため、ハンド装置によって加工済みのワークを受け取った後、搬出完了までが長時間化するという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、簡単な構成で、工作機械の主軸側で加工されたワークを迅速に搬出することができるワークの搬出装置を提供することを目的とする。

本発明は、工作機械の主軸側からワークを受け入れる受入部を備え、前記受入部は、前記主軸に対向して回転する回転軸と一体的に回転するように前記回転軸に取り付けられ、前記受入部には、前記ワークを外部に搬出する複数の出口が形成され、前記出口のそれぞれは、前記受入部が受け入れた前記ワークを、前記回転軸による前記受入部の回転の方向及び回転の角度のうち少なくとも一方に対応して択一的に搬出するように設けられているワークの搬出装置である。

本発明に係るワークの搬出装置によれば、簡単な構成で、工作機械の主軸側で加工されたワークを迅速に搬出することができる。

本発明の一実施形態であるワークの搬出装置を備えた自動旋盤の主軸部分を模式的に示す平面図である。 （Ａ）はワークの搬出装置における旋回シュートの側面図、（Ｂ）は旋回シュートの正面図である。 旋回シュートの斜視図である。 背面主軸に取り付けられた旋回シュートの動作を示す側面図であり、（Ａ）はワークを受け取る前の正面主軸から離れている状態、（Ｂ）はワークを受け取る正面主軸に近づいた状態、（Ｃ）は受け取ったワークを傾斜面で滑らせている状態、（Ｄ）はワークを搬出レールで滑らせた状態、（Ｅ）はワークを搬出後に後退して正面主軸から離れた状態（元の位置に戻った状態）、をそれぞれ示す。 ワークを受け渡す動作を示す正面図であり、（Ａ）は図４（Ｅ）に示した状態、（Ｂ）は固定シュートにワークを受け渡す状態、（Ｃ）は固定シュートにワークを受け渡す状態、をそれぞれ示す。 旋回シュートが、正面主軸から離れた後に旋回する構成の例を示す図４相当の図であり、（Ａ）はワークを受け取る前の正面主軸から離れている状態、（Ｂ）はワークを受け取る正面主軸に近づいた状態、（Ｃ）は受け取ったワークを傾斜面で滑らせている状態、（Ｄ）はワークを搬出レールに保持させた状態、（Ｅ）は後退して正面主軸から離れた状態（元の位置に戻った状態）、をそれぞれ示す。

以下、本発明に係るワークの搬出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態であるワーク１の搬出装置４０を備えた自動旋盤１００の主軸部分を模式的に示す平面図、図２（Ａ）はワーク１の搬出装置４０における旋回シュート４１の側面図、図２（Ｂ）は旋回シュート４１の正面図、図３は旋回シュート４１の斜視図である。
自動旋盤１００は、図１に示すように、２つの正面主軸１０，２０と、１つの背面主軸３０と、ワーク１の搬出装置４０とを備えている。

正面主軸１０，２０及び背面主軸３０は、それぞれの軸心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を中心に回転駆動され、２つの正面主軸１０，２０は、それぞれの軸心Ｃ１，Ｃ２同士が平行となるように、同一方向を向いて配置されている。背面主軸３０は、その軸心Ｃ３が、軸心Ｃ１又は軸心Ｃ２に一致して各正面主軸１０，２０に正対するように直線移動するとともに、軸心Ｃ１及び軸心Ｃ２に沿って移動するように、両正面主軸１０，２０に対向する向きに設けられている。

搬出装置４０は、正面主軸１０，２０からワーク１を受け入れる受入部の一例である旋回シュート４１によって、第１の正面主軸１０において加工されたワーク１を回収箱５１に振り分けて搬出し、第２の正面主軸２０において加工されたワーク１を回収箱５２に振り分けて搬出する。
旋回シュート４１は、取付部４２を一体に備えている。図２に示すように、取付部４２は、正面主軸１０，２０に対向して回転する回転軸の一例となる背面主軸３０に一体的に螺合されたキャップナット３１に、ねじ３３で取り付けられている。これにより、旋回シュート４１は、背面主軸３０と一体的に軸心Ｃ３回りに回転する。

キャップナット３１は、ねじ３３でキャップナット３１に固定された旋回シュート４１の搬出レール４５の姿勢が水平となるように、背面主軸３０に固定される。
旋回シュート４１の姿勢が水平でない場合は、水平となるように背面主軸３０を回転させればよい。
また、取付部４２の、ねじ３３が貫通する孔を、周方向に延びた長孔としてもよく、この場合、長孔の範囲で、キャップナット３１に対する取付部４２の角度を調整することにより、旋回シュート４１の姿勢を水平にすることができる。

旋回シュート４１は、正面主軸１０，２０からワーク１を受け取るシュート本体４３を備えている。シュート本体４３は、図３に示すように、ワークの受取部となる、軸心Ｃ３方向に延びた樋状の受取カップ４４と、搬出案内部となる、軸心Ｃ３に略直交し、水平方向に延びた樋状の搬出レール４５とを備えている。

受取カップ４４は、樋状の底面に相当する部分が、受け取ったワーク１を滑り落とすように、背面主軸３０に近づくにしたがって低くなった傾斜面４４ａとなっている。底面は、傾斜面４４ａの先で開口している。その開口した下方には、搬出レール４５の中央部分が臨んでいる。したがって、受取カップ４４に受け取られたワーク１は傾斜面４４ａを低い方に滑り、開口から搬出レール４５に落とされる。

搬出レール４５の両端は、搬出レール４５が傾くことでワーク１を低い方に滑り落として外部に搬出する出口４５ａ，４５ｂとなっている。背面主軸３０を正面から見て旋回シュート４１が反時計回り方向に回転することで出口４５ａが出口４５ｂよりも低い位置に下げられた状態で、出口４５ａからワーク１を外部に搬出する（排出する）。一方、背面主軸３０を正面から見て旋回シュート４１が時計回り方向に回転することで出口４５ｂが出口４５ａよりも低い位置に下げられた状態で、出口４５ｂからワーク１を外部に排出して搬出する。
なお、取付部４２と受取カップ４４とは単一の部材で形成されており、受取カップ４４と搬出レール４５とは接合されて一体化されている。

図１に示すように、搬出装置４０は、背面主軸３０には取り付けられずに、出口４５ａ，４５ｂから搬出されたワーク１をそれぞれ案内する固定シュート４８，４９（案内部）を備えている。
第１の固定シュート４８は、第１の正面主軸１０側の側方で、背面主軸３０が第１の正面主軸１０に対向する位置、つまり軸心Ｃ３が軸心Ｃ１に一致する位置にあるときに、搬出レール４５の一方の出口４５ａが到達する範囲の位置に配置されている。第１の固定シュート４８は、出口４５ａから搬出されたワーク１を受け取って、第１の正面主軸１０の側に配置された第１の回収箱５１（集積部の一例）にワーク１を導く。

第２の固定シュート４９は、第２の正面主軸２０側の側方で、背面主軸３０が第２の正面主軸２０に対向する位置、つまり軸心Ｃ３が軸心Ｃ２に一致する位置にあるときに、搬出レール４５の他方の出口４５ｂが到達する範囲の位置に配置されている。第２の固定シュート４９は、出口４５ｂから搬出されたワーク１を受け取って、第２の正面主軸２０の側に配置された第２の回収箱５２（集積部の一例）にワーク１を導く。

＜ワークの搬出装置の動作＞
図４は、シュート本体４３がワーク１を受け取る動作を示す側面図であり、（Ａ）はワーク１を受け取る前の第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）から離れている状態、（Ｂ）はワーク１を受け取る第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）に近づいた状態、（Ｃ）は受け取ったワーク１を傾斜面４４ａで滑らせている状態、（Ｄ）はワーク１を搬出レール４５で滑らせた状態、（Ｅ）はワーク１を搬出後に後退して第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）から離れた状態（元の位置に戻った状態）、をそれぞれ示す。

図５は、ワーク１を受け渡す動作を示す正面図であり、（Ａ）は図４（Ａ），（Ｅ）に示した状態、（Ｂ）は固定シュート４８にワーク１を受け渡す状態、（Ｃ）は固定シュート４９にワーク１を受け渡す状態、をそれぞれ示す。

次に、本実施形態のワーク１の搬出装置４０の動作（作用）について説明する。
搬出装置４０は、自動旋盤１００における制御装置が、正面主軸１０，２０からワーク１を受け取る際の背面主軸３０の動き（軸心Ｃ１，Ｃ２間の移動、前進、後退）、正面主軸１０，２０の突っ切りバイト１５，２５の動作、正面主軸１０，２０から旋回シュート４１へのワーク１の受け渡し及び背面主軸３０の回転といった、正面主軸１０，２０及び背面主軸３０の各動作を制御している。

背面主軸３０は、第１の正面主軸１０で加工されたワーク１をシュート本体４３で受け取るときは、図１の実線で示すように、第１の正面主軸１０に対向する位置まで移動する。このとき、図１，４（Ａ）に示すように、軸心Ｃ３と軸心Ｃ１とが一致する。このとき、搬出レール４５は、出口４５ａと出口４５ｂとが同じ高さ位置の水平姿勢に保たれている。

続いて、背面主軸３０は、図４（Ｂ）に示すように、シュート本体４３の樋状の空間で、第１の正面主軸１０に保持されたワーク１を受け取る位置まで、軸心Ｃ３（Ｃ１）に沿って前進する。このとき、背面主軸３０は、図５（Ｂ）に示すように、搬出レール４５の出口４５ａを他方の出口４５ｂよりも低い位置とするように、背面主軸３０を正面から見たとき軸心Ｃ３を中心として反時計回りに回転し、旋回シュート４１は旋回する。

この状態で、図４（Ｂ）に示すように、第１の正面主軸１０に保持されたワーク１が、第１の正面主軸１０側の刃物台に備えられた突っ切りバイト１５により切断される。切断されたワーク１は、図４（Ｃ）に示すように、シュート本体４３にによって受け取られ、傾斜面４４ａに沿って低い方へ滑り落ちる。ワーク１は、図４（Ｄ）に示すように、傾斜面４４ａの先（低い方）に形成された開口から搬出レール４５に落下する。搬出レール４５は、出口４５ａが出口４５ｂよりも低い傾斜した姿勢となっているため、ワーク１は、出口４５ａの側に向かって搬出レール４５を滑る。

そして、ワーク１は、図５（Ｂ）に示すように、出口４５ａから搬出され、第１の固定シュート４８に投入され、第１の固定シュート４８を滑り落ちて第１の回収箱５１に収容される。
その後、背面主軸３０は、背面主軸３０を正面から見たとき軸心Ｃ３を中心として時計回りに回転し、搬出レール４５を水平状態（図５（Ａ）の状態）に戻すとともに、図４（Ｅ）に示すように、軸心Ｃ３に沿って後退し、第１の正面主軸１０から離れる。

背面主軸３０が、第２の正面主軸２０で加工されたワーク１をシュート本体４３で受け取るときは、第２の正面主軸２０に対向する位置（二点鎖線で示す）まで移動する。このとき、図１，４（Ａ）に示すように、軸心Ｃ３と軸心Ｃ２とが一致する。
以下、背面主軸３０が、第１の正面主軸１０で加工されたワーク１をシュート本体４３で受け取るときと同様であるため、説明を省略する。なお、背面主軸３０の回転方向は、第１の正面主軸１０で加工されたワーク１をシュート本体４３で受け取る場合と反対向きの回転となり、図５（Ｃ）に示すように、搬出レール４５の出口４５ｂが他方の出口４５ａよりも低い傾斜となるように回転する。

搬出レール４５の出口４５ｂが他方の出口４５ａよりも低くなることで、第２の正面主軸２０から受け取ったワーク１が、出口４５ｂに向かって滑り、出口４５ｂから搬出され、第２の固定シュート４９に投入される。
ワーク１は第２の固定シュート４９を滑り落ちて、第２の回収箱５２に収容される。
その後、背面主軸３０は、背面主軸３０を正面から見たとき軸心Ｃ３を中心として反時計回りに回転し、搬出レール４５を水平状態（図５（Ａ）の状態）に戻すとともに、図４（Ｅ）に示すように、軸心Ｃ３に沿って後退し、第２の正面主軸２０から離れる。
なお、旋回シュート４１を回転させるタイミングは、上述した例に限定されるものではない。

図６は、旋回シュート４１が、正面主軸１０，２０から離れた後に旋回する構成の例を示す図４相当の図であり、（Ａ）はワーク１を受け取る前の第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）から離れている状態、（Ｂ）はワーク１を受け取る第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）に近づいた状態、（Ｃ）は受け取ったワーク１を傾斜面４４ａで滑らせている状態、（Ｄ）はワーク１を搬出レール４５に保持させた状態、（Ｅ）は後退して第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）から離れた状態（元の位置に戻った状態）、をそれぞれ示す。
図６に示した例では、旋回シュート４１は、正面主軸１０，２０に近づき、ワーク１を受け取り、正面主軸１０，２０から離れた後に回転して、ワーク１を旋回シュート４１から固定シュート４８，４９に搬出するように動作する。

具体的には、背面主軸３０は、第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）で加工されたワーク１をシュート本体４３で受け取るときは、搬出レール４５を水平姿勢（図５（Ａ））とした図６（Ａ）に示した状態のままで、図６（Ｂ）に示すように第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）に近づく。そして、図６（Ｃ）に示すように、第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）からワーク１を受け取り、傾斜面４４ａに沿って低い方へ滑り落ちたワーク１を、図６（Ｄ）に示すように、搬出レール４５で保持する。
旋回シュート４１は、ワーク１を搬出レール４５に保持したままで、図６（Ｅ）に示すように、第１の正面主軸１０（又は第２の正面主軸２０）から離れる。

その後、背面主軸３０は、図５（Ｂ）に示すように、第１の固定シュート４８に近い側の出口４５ａを他方の出口４５ｂよりも低くした状態となるように旋回して、搬出レール４５に保持されていたワーク１を、出口４５ａから第１の固定シュート４８に搬出して、第１の回収箱５１に収容する。
または、背面主軸３０は、図５（Ｃ）に示すように、第２の固定シュート４９に近い側の出口４５ｂを他方の出口４５ａよりも低くした状態となるように旋回して、搬出レール４５に保持されていたワーク１を、出口４５ｂから第２の固定シュート４９に搬出して、第２の回収箱５２に収容する。

以上のように構成された実施形態におけるワーク１の搬出装置４０によれば、簡単な構成で、シュート本体４３がワーク１を受け取ることによって、旋回シュート４１がワーク１を受け入れ、工作機械の主軸側で加工されたワーク１を迅速に搬出することができる。
また、この搬出装置４０によれば、背面主軸３０の回転を利用してワーク１の振分け、搬出を行うため、振分動作や搬出動作のために新たに動力源を設ける必要がなく、コストを低減することもできる。

また、この搬出装置４０によれば、シュート本体４３が、受け取ったワーク１を、傾斜面４４ａを滑らせて搬出レール４５に送るため、ワーク１を単に自由落下させて収容する場合に比べて、ワーク１に加わる衝撃の大きさを緩和することができる。
また、この搬出装置４０によれば、固定シュート４８，４９が旋回シュート４１と別体で、背面主軸３０の移動により２つの出口４５ａ，４５ｂがそれぞれ到達する範囲に予め設けられているため、背面主軸３０に固定シュート４８，４９の重量が作用することがない。したがって、背面主軸３０に作用する負荷を軽減することができる。

なお、本実施形態のワーク１の搬出装置４０は、搬出レール４５の出口４５ａ，４５ｂが搬出レール４５の底面の他の部分よりも高くなるように形成されていることが好ましい。出口４５ａ，４５ｂが高く形成されていることで、搬出レール４５に保持されているワーク１が、背面主軸３０の移動期間中に、予期せずに出口４５ａ，４５ｂから落下するのを防止又は抑制することができるからである。

本実施形態のワーク１の搬出装置４０は、旋回シュート４１のシュート本体４３が、受取カップ４４と搬出レール４５とにより構成されたものであるが、箱状や籠状の単体のシュート本体のみによって構成されたものであってもよい。この場合、シュート本体として、一般的な箱や籠を適用することができる。また、一般的な箱や籠でないものであっても、シュート本体の壁面に出口４５ａ，４５ｂに相当する孔や切欠きを形成したものも適用することができる。このように構成されたシュート本体を有するワークの搬出装置によっても、搬出装置４０と同様の作用、効果を発揮することができる。

なお、本実施形態の搬出装置４０は、正面主軸１０，２０が並ぶ方向（Ｘ方向；図１参照）に延びた搬出レール４５を備えているため、背面主軸３０が正面主軸１０又は正面主軸２０と同心の位置にあるとき、背面主軸３０をＸ方向に移動させずに傾けるだけで、ワーク１を対応する固定シュート４８，４９に受け渡すことができる。

本実施形態のワーク１の搬出装置４０は、固定シュート４８，４９が、背面主軸３０に取り付けられずに、背面主軸３０とは別体の構成であるが、固定シュート４８，４９を背面主軸３０に取り付けて、背面主軸３０と一体的に、軸心Ｃ１，Ｃ２の間で移動するようにしてもよい。この場合、背面主軸台（図示しない）に固定シュート４８，４９を設置する等、固定シュート４８，４９は、旋回はしないように旋回シュート４１との間で回転自在の状態（例えばベアリング等を介した状態）で旋回シュート４１と一体化されていてもよいし、旋回シュート４１とは別体に構成されていてもよい。

このように、固定シュート４８，４９を背面主軸３０の側に取り付けた構成の搬出装置によれば、固定シュート４８，４９にワーク１を案内する旋回シュート４１の回転動作を最小限にすることができ、素早く次の動作に移行する搬出装置を構成することができる。

本実施形態の自動旋盤１００は、第１の正面主軸１０で生成されたワーク１と第２の正面主軸２０で生成されたワーク１とで、振り分ける先の回収箱５１，５２の選択を切り替えるが、本発明に係るワークの搬出装置は、正面主軸ごとに振り分ける先を切り替えるものでなくてもよい。
すなわち、本発明に係るワークの搬出装置は、単一の正面主軸で生成される１種類以上のワークを、２つ以上の経路のいずれか１つに振り分けて搬出するものであってもよい。

本実施形態の例では、自動旋盤１００が、１つの正面主軸１０（又は正面主軸２０）と１つの背面主軸３０とワーク１の搬出装置４０とで構成されるものであってもよく、正面主軸１０（又は正面主軸２０）が例えば２種類以上のワーク１を生成する場合、搬出装置４０が、そのワーク１の種類ごとに経路を振り分けて搬出するものとしてもよい。
また、自動旋盤１００が、１つの正面主軸１０（又は正面主軸２０）と１つの背面主軸３０とワーク１の搬出装置４０とで構成されるものであって、正面主軸１０（又は正面主軸２０）で１種類のワーク１を生成する場合でも、後工程の都合等で、同じ種類のワーク１を交互に別々の経路に振り分けて搬出するものとしてもよいし、良品と不良品とで経路を振り分けて搬出するものとしてもよい。

本実施形態の自動旋盤１００におけるワーク１の搬出装置４０は、旋回シュート４１が、背面主軸３０に取り付けられたものであるが、本発明に係るワークの搬出装置は、受入部が背面主軸に取り付けられたものに限定されず、自動旋盤１００に設けられている他の回転軸などに取り付けられているものであってもよい。

本実施形態の自動旋盤１００は、集積部の一例として、固定シュート４８，４９と回収箱５１，５２とのセットを２組有するものであるが、本発明に係る集積部の数は２つに限定されず、３つ以上とすることもできる。
すなわち、例えば、各正面主軸１０，２０の側にそれぞれ２つずつ直列（軸心Ｃ１，Ｃ２方向に沿って）に集積部（例えば、回収箱と固定シュートとのセット）を配置し（集積部は合計で４つ）、背面主軸３０の軸心Ｃ３方向への移動により、各正面主軸１０，２０の側に直列に配列された２つの集積部のうちいずれか一方の集積部へ、選択的に搬出させるようにしてもよい。

１ ワーク
１０ 第１の正面主軸
２０ 第２の正面主軸
３０ 背面主軸（回転軸）
４０ 搬出装置
４１ 旋回シュート（受入部）
４２ 取付部
４３ シュート本体
４４ 受取カップ
４４ａ 傾斜面
４５ 搬出レール（搬出案内部）
４５ａ，４５ｂ 出口
４８ 第１の固定シュート（案内部）
４９ 第２の固定シュート（案内部）
５１ 第１の回収箱（集積部）
５２ 第２の回収箱（集積部）
１００ 自動旋盤
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 軸心

Claims (5)

1. 工作機械の主軸側からワークを受け入れる受入部を備え、
   前記受入部は、前記主軸に対向して回転する回転軸と一体的に回転するように前記回転軸に取り付けられ、
   前記受入部には、前記ワークを外部に搬出する複数の出口が形成され、
   前記出口のそれぞれは、前記受入部が受け入れた前記ワークを、前記回転軸による前記受入部の回転の方向及び回転の角度のうち少なくとも一方に対応して択一的に搬出するように設けられているワークの搬出装置。
2. 前記受入部は、回転方向の切り替えにより前記ワークを搬出する出口が切り替えられるように配置されている請求項１に記載のワークの搬出装置。
3. 前記出口のそれぞれに対応して、前記出口から搬出された前記ワークを集積する集積部を備えている請求項１又は２に記載のワークの搬出装置。
4. 前記出口のそれぞれと、対応する前記集積部のそれぞれとの間に、前記出口から搬出された前記ワークを前記集積部に導く案内部をそれぞれ備えている請求項３に記載のワークの搬出装置。
5. 前記受入部は、受け入れた前記ワークを滑り落とす傾斜面と、前記傾斜面を滑り落ちた前記ワークを排出する前記出口が両端にそれぞれ形成されている樋状の搬出案内部と、を備えている請求項１から４のうちいずれか１項に記載のワークの搬出装置。