JP2018114598A - ワーク払出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクルタイムを短縮することが可能なワーク払出し装置を提供する。
【解決手段】ワーク検出部３０がワーク支持部材２０にワーク９０が支持されたことを検出したときに、タレット１２は、ワーク支持部材２０を用いて旋盤治具６にワーク９０を設置する。ワーク検出部３０がワーク支持部材２０にワーク９０が支持されなくなったことを検出したときに、ワーク検出部３０は、制御装置１００に対してワーク９０の加工プログラムを開始する旨を指示する開始信号を出力する。制御装置１００が加工終了信号を出力したときに、タレット１２は、ワーク支持部材２０を用いて旋盤治具６からワーク９０を払い出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク払出し装置に関し、特に、旋盤においてワークを着脱するのに用いられるワーク払出し装置に関する。

特許文献１は、タレット旋盤のワーク払出し治具を開示している。特許文献１にかかるタレット旋盤のワーク払出し治具は、タレットの工具装着部に取付けられる治具本体と、この治具本体に互いに開閉自在に取付けられて主軸チャックのワークを引っ掛け状態に挟む複数のワーク挟持爪と、これらワーク挟持爪を閉じ付勢する弾性部材とを備える。主軸チャックのワークを複数のワーク挟持爪で把持してタレットを主軸から離れる方向に移動させると、ワークは、主軸チャックから引き抜かれる。

特開平５−２８５７７７号公報

ＮＣ旋盤とは別の装置によって、ＮＣ（Numerical Control）旋盤の旋盤治具にワークを自動で設置し、旋盤治具からワークを自動で取り外す場合、その装置とＮＣ旋盤との信号の送受信が必要となる。これにより、サイクルタイムが増大するおそれがある。

本発明は、サイクルタイムを短縮することが可能なワーク払出し装置を提供する。

本発明にかかるワーク払出し装置は、旋盤においてワークの着脱を行うワーク払出し装置であって、タレットと、前記タレットの工具取付面に取り付けられたワーク支持部材と、前記ワーク支持部材に前記ワークが支持されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段が前記ワーク支持部材に前記ワークが支持されたことを検出したときに、前記タレットは、前記ワーク支持部材を用いて前記旋盤の旋盤治具に前記ワークを設置し、前記旋盤治具に前記ワークが設置されたことによって前記検出手段が前記ワーク支持部材に前記ワークが支持されなくなったことを検出したときに、前記検出手段は、前記旋盤の制御手段に対して前記ワークの加工プログラムを開始する旨を指示する開始信号を出力し、前記制御手段が、前記加工プログラムが終了したことを示す終了信号を出力したときに、前記タレットは、前記ワーク支持部材を用いて前記旋盤治具から前記ワークを払い出す。

本発明によれば、サイクルタイムを短縮することが可能なワーク払出し装置を提供できる。

実施の形態１にかかるワーク払出し装置を備えた旋盤を示す図である。 実施の形態１にかかるワーク支持部材を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるワーク支持部材を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるワーク検出部の詳細を示す断面図である。 実施の形態１にかかるワーク検出部の詳細を示す断面図である。 実施の形態１にかかるワーク払出し装置の動作を説明するためのフローチャートである。 タレットがワークを旋盤治具に設置する状態を示す図である。 タレットがワークを旋盤治具から払い出す状態を示す図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

図１は、実施の形態１にかかるワーク払出し装置を備えた旋盤１を示す図である。旋盤１は、ＮＣ旋盤である。旋盤１は、主軸台２と、主軸４と、主軸４に設けられた旋盤治具６と、主軸４と対向する旋盤機内治具８と、タレット１２と、ＮＣ制御を行う制御装置１００とを有する。ワーク９０は、主軸４に設置されて加工される。

タレット１２は、種々の工具が取り付けられる複数の工具取付面１２ａを有する。１つの工具取付面１２ａには、加工前のワーク９０及び加工後のワーク９０を支持することが可能なワーク支持部材２０が取り付けられている。また、ワーク支持部材２０には、ワーク支持部材２０にワーク９０が支持されているか否かを検出するワーク検出部３０（検出手段）が設けられている。タレット１２と、ワーク支持部材２０と、ワーク検出部３０とによって、ワーク払出し装置１０が構成されている。ワーク払出し装置１０は、後述するように、旋盤１におけるワーク９０の着脱（設置及び払い出し）を行う。なお、図示していないが、タレット１２のワーク支持部材２０が取り付けられていない工具取付面１２ａに、ワーク９０を加工するための工具が取り付けられていてもよい。

制御装置１００（制御手段）は、例えばコンピュータである。制御装置１００は、主要なハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び通信ポート等を有し得る。制御装置１００は、ワーク９０を加工するために用いられる加工プログラムを記憶している。制御装置１００は、加工プログラムに従って、タレット１２及び主軸４等を制御する。また、後述するように、制御装置１００は、ワーク検出部３０から信号を受信することで、ワーク支持部材２０にワーク９０が支持されているか否かを検知することができる。

図２及び図３は、実施の形態１にかかるワーク支持部材２０を示す斜視図である。図２は、ワーク支持部材２０にワーク９０が支持されていない状態を示し、図３は、ワーク支持部材２０にワーク９０が支持されている状態を示す。

ワーク支持部材２０は、タレット１２の工具取付面１２ａにワーク支持部材２０を取り付けるためのタレット取付部２２と、ワーク９０を支持する支持板２４，２６とを有する。ワーク９０は、支持板２４，２６の支持面２４ａ，２６ａに置かれる。これにより、図３に示すように、ワーク支持部材２０は、ワーク９０を支持する。また、ワーク支持部材２０は、ワーク９０の重量を測定可能なロードセル２８を有する。ロードセル２８によってワークの重量を測定することで、ワーク９０種類を判別することができる。

支持板２４には、ワーク検出部３０が取り付けられている。ワーク検出部３０は、プランジャ３２と、ワークストッパ３８とを有する。プランジャ３２は、ワーク９０が支持面２４ａ，２６ａに置かれたときに、ワーク９０によって押圧される。ワークストッパ３８は、ワーク９０の長手方向（軸方向）の位置を規制する。

図４及び図５は、実施の形態１にかかるワーク検出部３０の詳細を示す断面図である。図４は、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されていない状態の図であり、図５は、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されている状態の図である。ワーク検出部３０は、プランジャ３２と、弾性部材３４と、流量計３６と、圧力センサ３７と、ワークストッパ３８とを有する。プランジャ３２は、弾性部材３４によって、外側（図４及び図５の下方）に突出するように付勢されている。

ワーク検出部３０には、エア供給口３０ａからエアＧが供給される。エア供給口３０ａは、例えばタレット１２のエアポートと接続されている。これにより、エア供給口３０ａを介して、ワーク検出部３０にエアＧを供給することができる。ワーク検出部３０は、エアＧの通路である通路３１Ａ及び通路３１Ｂを有する。通路３１Ａと通路３１Ｂとの間にプランジャ３２が位置している。通路３１Ａはエア供給口３０ａの側に位置し、通路３１Ｂは流量計３６の側に位置している。流量計３６は、通路３１Ｂを通過したエアＧの流量を検出する。また、圧力センサ３７は、通路３１Ｂを通過したエアＧの圧力を検出する。

図４に示すように、ワーク支持部材２０にワーク９０が支持されていないとき、プランジャ３２は弾性部材３４の付勢力によって、外側に突出している。このとき、プランジャ３２に設けられた弁部３２ａによって、エアＧは、矢印Ａで示すように、通路３１Ａから通路３１Ｂへ通過できないようになっている。つまり、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されていないとき、弁部３２ａは、エアＧの通過を遮断する。このとき、流量計３６の流体の通過はほとんどないので、流量計３６の測定値は、略０である。

一方、図５に示すように、ワーク支持部材２０にワーク９０が支持されているとき、プランジャ３２は、ワーク９０によって押圧される。これにより、弁部３２ａは、弾性部材３４の付勢力に抗して図５の上側に移動する。すると、図５の矢印Ｂで示すように、プランジャ３２に設けられた貫通孔３２ｂを介して、エアＧは、通路３１Ａから通路３１Ｂへ通過できるようになる。これにより、エアＧは、流量計３６を介して、ワーク検出部３０から外部に開放される。このとき、流量計３６の測定値は、エアＧの通過によって増大する。この流量計３６の測定値の増大によって、ワーク検出部３０は、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されていることを検出することができる。

図６は、実施の形態１にかかるワーク払出し装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。まず、図２に示すように、作業者がワーク９０をワーク支持部材２０に置く（ステップＳ１０２）。これにより、図５に示すように、プランジャ３２がワーク９０に押圧される（ステップＳ１０４）。すると、上述したように、エアＧが外部に開放され、ワーク検出部３０は、流量計３６の測定値が予め定められた閾値を超えることによって、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されたこと（ワーク９０がワーク支持部材２０に有ること）を検出する（ステップＳ１０６）。

ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されたことが検出されると、タレット１２は、ワーク支持部材２０を用いて、ワーク９０を旋盤治具６に設置する（ステップＳ１０８）。具体的には、ワーク検出部３０は、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されたことを検出すると、ワーク有信号を、制御装置１００に出力する。

図７は、タレット１２がワーク９０を旋盤治具６に設置する状態を示す図である。制御装置１００は、ワーク有信号をワーク検出部から受信すると、図７の矢印Ｃで示すように、ワーク９０が旋盤治具６に設置されるように、タレット１２を制御する。このタレット１２の動作は、予めプログラミングされている。つまり、ワーク９０が旋盤治具６に設置されるように、制御装置１００において位置決めされている。

ワーク９０が旋盤治具６に設置されると、ワーク９０はワーク支持部材２０から離れるので、プランジャ３２は、弾性部材３４の付勢力によって突出する（ステップＳ１１０）。これにより、図４に示すように、弁部３２ａによってエアＧが遮断され、流量計３６の測定値が予め定められた閾値よりも減少する。これにより、ワーク検出部３０は、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されなくなったこと、つまり、ワーク９０がワーク支持部材２０から無くなったことを検出する（ステップＳ１１２）。

このとき、ワーク検出部３０は、加工プログラムを開始する旨を指示する加工開始信号を、制御装置１００に出力する（ステップＳ１１４）。制御装置１００は、加工開始信号を受信すると、加工プログラムを開始する。これにより、ワーク９０が旋盤１によって加工される。

ワーク９０の加工が終了すると、つまり加工プログラムが終了すると、制御装置１００は、加工プログラムが終了した旨を示す加工終了信号を出力する（ステップＳ１２０）。このとき、タレット１２は、ワーク支持部材２０を用いて、旋盤治具６からのワーク９０の払い出し（取り外し）を開始する（ステップＳ１２２）。

図８は、タレット１２がワーク９０を旋盤治具６から払い出す状態を示す図である。制御装置１００が加工終了信号を出力すると、タレット１２は、図８の矢印Ｄで示すように、旋盤治具６に設置されたワーク９０に近づき、図３に示すように、ワーク支持部材２０にワーク９０を乗せる。

ワーク９０がワーク支持部材２０に乗ってワーク支持部材２０に支持されると、Ｓ１０４の工程と同様に、図５に示すようにプランジャ３２がワーク９０に押圧される（ステップＳ１２４）。したがって、Ｓ１０６の工程と同様に、エアＧが外部に開放され、ワーク検出部３０は、流量計３６の測定値によって、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されたこと（ワーク９０がワーク支持部材２０に有ること）を検出する（ステップＳ１２６）。

ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されたことが検出されると、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持された状態で、タレット１２が後退する（ステップＳ１２８）。具体的には、ワーク検出部３０は、ワーク９０がワーク支持部材２０に支持されたことを検出すると、ワーク有信号を、制御装置１００に出力する。制御装置１００は、ワーク有信号をワーク検出部から受信すると、図８の矢印Ｅで示すように、旋盤治具６から後退するように、タレット１２を制御する。このタレット１２の動作は、予めプログラミングされている。つまり、ワーク９０が旋盤治具６に設置されるように、制御装置１００において位置決めされている。以上のようにして、ワーク９０が旋盤治具６から払い出される。

このように、実施の形態１にかかるワーク払出し装置１０は、タレット１２のみを動作させることによって、ワーク９０を旋盤治具６に設置し、旋盤治具６からワーク９０を払い出すことができる。これにより、実施の形態１にかかるワーク払出し装置１０は、ＮＣ制御を行う制御装置１００の制御のみによって、ワーク９０を旋盤治具６に設置し、旋盤治具６からワーク９０を払い出すことができる。したがって、ＮＣ旋盤である旋盤１の内部のみで、信号のやり取りが完結する。これにより、ＮＣ旋盤の外部のＰＬＣ（programmable logic controller）等のシーケンサがワーク払出し装置を制御することが不要となる。

ここで、ＮＣ旋盤の外部のシーケンサがワーク払出し装置を制御するようにすると、ＮＣ旋盤と、シーケンサと、ワーク払出し装置を動作させるアクチュエータとの間で、制御信号をやり取りする必要がある。例えば、ＮＣ旋盤が、加工終了信号をシーケンサに出力し、シーケンサが、アクチュエータに制御信号を出力する。そして、アクチュエータのセンサの信号をシーケンサが受信して、さらにアクチュエータを制御するといったことが行われる。このような制御がなされると、多数の信号のやり取りにより、サイクルタイムが増大するおそれがある。

一方、本実施の形態にかかるワーク払出し装置１０は、ＮＣ旋盤の外部のシーケンサと信号のやり取りをすることなく、ワーク９０を旋盤治具６に設置し、旋盤治具６からワーク９０を払い出すことができる。言い換えると、本実施の形態にかかるワーク払出し装置１０は、旋盤１の外部のシーケンサではなく、旋盤１の制御装置１００を用いて制御される。したがって、本実施の形態にかかるワーク払出し装置１０は、サイクルタイムを短縮することが可能となる。

（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ワーク検出部３０は、タレット１２を介して、ワーク有信号及び加工開始信号を、制御装置１００に対して出力してもよい。また、タレット１２の動作は、加工プログラムを含む制御プログラムにプログラミングされていてもよい。

１ 旋盤
４ 主軸
６ 旋盤治具
１０ ワーク払出し装置
１２ タレット
１２ａ 工具取付面
２０ ワーク支持部材
２２ タレット取付部
３０ ワーク検出部
３０ａ エア供給口
３１Ａ 通路
３１Ｂ 通路
３２ プランジャ
３２ａ 弁部
３２ｂ 貫通孔
３４ 弾性部材
３６ 流量計
９０ ワーク
１００ 制御装置

Claims (1)

1. 旋盤においてワークの着脱を行うワーク払出し装置であって、
   タレットと、
   前記タレットの工具取付面に取り付けられたワーク支持部材と、
   前記ワーク支持部材に前記ワークが支持されているか否かを検出する検出手段と
   を有し、
   前記検出手段が前記ワーク支持部材に前記ワークが支持されたことを検出したときに、前記タレットは、前記ワーク支持部材を用いて前記旋盤の旋盤治具に前記ワークを設置し、
   前記旋盤治具に前記ワークが設置されたことによって前記検出手段が前記ワーク支持部材に前記ワークが支持されなくなったことを検出したときに、前記検出手段は、前記旋盤の制御手段に対して前記ワークの加工プログラムを開始する旨を指示する開始信号を出力し、
   前記制御手段が、前記加工プログラムが終了したことを示す終了信号を出力したときに、前記タレットは、前記ワーク支持部材を用いて前記旋盤治具から前記ワークを払い出す
   ワーク払出し装置。

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