JP3271360B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワーク搬入出用のトラ
ンスファ装置およびワーク支持装置とを備えた工作機械
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワーク搬入出装置およびワーク支
持装置とを備えた工作機械として、例えば図５に示すよ
うなものがあり、このものは、工作機械６０の前方にコ
ンベア装置６１を配置し、このコンベア装置６１と工作
機械６０との間にワークＷをコンベア装置６１と工作機
械６０とに受け渡しするローダ装置６２を設置してい
る。

【０００３】このローダ装置６２は、上下（Ｚ軸）方向
移動、左右（Ｙ軸）方向移動および鉛直軸線回りに旋回
できるようになっており、また、ローダ装置６２には、
ワークＷに形成されたピン穴Ｗｂに挿入される固定ピン
６３と、鉛直軸線回りに旋回可能に設けられた把持アー
ム６４と、この把持アーム６４を旋回駆動する駆動装置
（図示せず）とで構成されるワーク把持装置６５が設け
られている。

【０００４】また、図５中、２点鎖線で示される６６
は、工作機械６０の前面に設けられた切粉飛散防止用の
自動開閉シャッタである。工作機械６０のコラム６７の
側面には上下方向に対向して第１支持装置６８と第２支
持装置６９とが各々上下方向に摺動可能に設けられてお
り、第１支持装置６８と第２支持装置６９は連結バー７
０によって連結され、コラム６７に設置された進退駆動
モータ７１によってボールねじ７２、ナット７３を介し
て第１支持装置６８と第２支持装置６９とを一体的に進
退駆動するようになっている。

【０００５】第１支持装置６８内には、主軸７４が回転
可能に支持されており、この主軸７４は主軸駆動モータ
７５によって回転駆動されるようになっている。主軸７
４の先端には、図６に示すように、ワークＷに当接しワ
ークＷの支持基準となる大径センタ７６が形成されてお
り、また、主軸７４内には、作動軸７７が回転可能に挿
通されており、この作動軸７７の先端にはワークＷ内に
挿入され所定角度回転されることによりワークＷに係合
しワークＷに回転動力を伝達するケレ７８が設けられ、
後部にはこのケレ７８を所定量回転させる装置（図示せ
ず）が設けられている。

【０００６】第２支持装置６９内にはラム７９が上下方
向に摺動可能に設けられており、このラム７９はラム用
進退駆動モータ８０によってボールねじ８１、ナット８
２を介して進退駆動されるようになっている。また、ラ
ム７９の先端には図６に示すように、ワークＷに先端が
当接しワークＷをセンタ支持する小径センタ８３が回転
可能に設けられている。

【０００７】上記の構成において、第１支持装置６８の
大径センタ７６と第２支持装置６９の小径センタ８３と
によってワークＷが挟持された状態で、主軸駆動モータ
７５によってワークＷを回転させ、かつ進退駆動モータ
７１の作動によりワークＷを上下方向に移動させて、図
示しない加工装置によってワークＷに所定の加工を行
う。

【０００８】一方、コンベア装置６１によって搬送され
た未加工のワークＷがローダ装置６２との受渡し位置に
割り出された状態で、ローダ装置６２が後退端まで移動
する。これによって、ワークＷのピン穴Ｗｂにワーク把
持装置６５の固定ピン６３が挿入される。続いて、把持
アーム６４によってワークＷをクランプする。次に、ロ
ーダ装置６２が上昇端まで移動される。

【０００９】そして、ローダ装置６２が前進端と後退端
との間の中間位置まで前進し、未加工のワークＷをクラ
ンプした状態で待機する。加工終了後、自動開閉シャッ
タ６６が開かれ、ローダ装置６２が前進端まで前進され
る。これによって、加工済のワークＷのピン穴Ｗｂに一
方のワーク把持装置６５の固定ピン６３が挿入される。
続いて、把持アーム６４によって加工済のワークＷをク
ランプする。次に、ラム用進退駆動モータ８０によって
ラム７９を下降端まで移動させる。そして、ローダ装置
６２を上昇端と下降端との間の中間位置（つまり、ワー
クＷとケレ７８とが干渉しない位置）まで下降させる。
次に、ローダ装置６２を中間位置まで後退させ、続い
て、ローダ装置６２を１８０度旋回させる。そして、ロ
ーダ装置６２を前進端まで前進させ、次に、ローダ装置
６２を上昇端まで上昇させる。これによって、未加工の
ワークＷは大径センタ７６に当接寸前まで搬送される。
この状態で、ラム用進退駆動モータ８０によってラム７
９を上昇端まで上昇させ、未加工のワークＷを大径セン
タ７６と小径センタ８３とによって挟持する。次に、把
持アーム６４をアンクランプさせ、続いて、ローダ装置
６２を後退端まで後退させる。そして、ローダ装置６２
を下降端まで下降させ、把持アーム６４をアンクランプ
することによりコンベア装置６１上に加工済のワークＷ
を載置する。

【００１０】以上のように、ワークＷの搬入出およびワ
ークＷの支持を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ワーク
Ｗの搬入出をする際、ローダ装置６２の動きが複雑とな
るため、ワークＷの搬入出およびワークＷの支持をする
ためのサイクルタイムが長くなるという問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の工作機械は、上
記した問題を解決するためになされたもので、コラム
と、このコラムに設けられワークの一端を支持する第１
支持装置と、前記コラムに前記第１支持装置に対向して
設けられ前記ワークの他端を支持する第２支持装置とを
備えた工作機械において、前記第１支持装置に対して前
記第２支持装置を相対移動させる第１進退駆動装置を設
け、前記第２支持装置の移動方向と直交する方向に摺動
可能に案内されたトランスファ本体と、前記第１支持装
置と前記第２支持装置との間で前記ワークをクランプす
るワーク把持部を有し前記トランスファ本体上に前記ト
ランスファ本体の摺動方向に所定量離間して設けられた
ワーク搬入出用の一対のワーク把持装置と、前記トラン
スファ本体を進退駆動するトランスファ進退駆動装置と
から構成されるワーク搬入出用のトランスファ装置を設
け、前記ワーク把持部によってクランプされた前記ワー
クを前記トランスファ本体の摺動によって前記第２支持
装置上に搬入し前記第２支持装置と前記ワーク把持部と
の間で前記ワークの受け渡しを行うようにし、このワー
クの受け渡し後、前記トランスファ本体を前記ワークの
受け渡し位置から摺動させ 、 前記第２支持装置を前記第
１支持装置に対し相対移動させて前記ワークをこれら第
１及び第２支持装置に挟持される加工位置に位置させる
時、実質的に閉じるシャッタが前記第１及び第２支持装
置の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする
ものである。

【００１３】

【作用】上記の構成において、第１支持装置と第２支持
装置とによってワークが挟持された状態で、ワークに所
定の加工が行われる。加工終了後、第１進退駆動装置の
作動によって第２支持装置がワークを支持した状態で下
降される。その後、トランスファ進退駆動装置の作動に
よってワーク搬出用のワーク把持部が第２支持装置に支
持された加工済のワークに対応した位置まで移動され、
続いて加工済のワークをクランプする。そして、第２支
持装置がさらに下降し、加工済のワークが搬出される。
同時に、ワーク搬入用のワーク把持部にクランプされた
未加工のワークが第２支持装置の上方に搬送され、続い
て第２支持装置が未加工のワークを支持する位置まで上
昇される。その後、未加工のワークがアンクランプさ
れ、ワーク搬入用のワーク把持部が第２支持装置の上下
移動に干渉しない位置まで移動される。そして、未加工
のワークを支持した状態で第２支持装置が上昇され、第
１支持装置とによって未加工のワークが挟持される。

【００１４】以上のようにして、ワークの搬入出および
ワークの支持を行う。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例である工作機械を図面に基づ
いて説明する。図１、図２において、１は立形ピストン
旋盤を示す工作機械で、この工作機械１はベッド２と、
このベッド２上に固設されたコラム３と、このコラム３
の側面の上下方向に互いに対向して摺動可能に設けられ
た第１支持装置４および第２支持装置５と、第１支持装
置４と第２支持装置５とによって挟持されたワークＷを
切削するバイト６ａを有する加工装置６と、前記コラム
３の前方に配置され、第１支持装置４と第２支持装置５
との間にワークＷを搬入出するトランスファ装置７とで
主に構成されている。ここで、この工作機械１において
は２つのワークＷを同時に加工するために第１支持装置
４、第２支持装置５は各々２つずつ並列に設けられ、ま
た、加工装置６、６は各第１支持装置４、４、第２支持
装置５、５を挟んで対向して設けられている。

【００１６】前記第２支持装置５は前記第１支持装置４
に設けられた第１駆動モータ８によってボールねじ９、
ナット１０を介して上下方向に進退されるようになって
いる。また、前記コラム３に設けられた第２駆動モータ
１１によってボールねじ１２、ナット１３を介して第１
支持装置４および第２支持装置５は一体的に上下方向に
進退駆動されるようになっている。ここで、第２支持装
置５は第１駆動モータ８によって後述するトランスファ
装置７のワーク把持部３９に対して干渉しない下降端位
置、ワーク把持部３９との受け渡しを行う中間位置、第
１支持装置４とによってワークＷを挟持する上昇端位置
とに移動制御されるようになっている。また、第２支持
装置５が上昇端位置でワークＷが挟持された位置が加工
位置となる。

【００１７】また、第１支持装置４と第２支持装置５に
は各々切粉飛散防止用のシャッタ１４、１４が設けられ
ており、第２支持装置５の上下移動によって開閉するよ
うになっている。第１支持装置本体４ａ内には、図３に
示すように、ベアリング１５を介して第１主軸１６が回
転可能に軸承され、この第１主軸１６は第１支持装置本
体４ａの後部に設置された第１主軸回転駆動モータ１７
によって回転駆動されるようになっている。第１主軸１
６の先端にはワークＷの頂端面Ｗａに当接しワークＷの
位置決め基準となる基準面１８ａを有する当接部材１８
が固着されている。この当接部材１８内に形成された挿
通穴１８ｂに移動可能に小径センタ１９が設けられてお
り、この小径センタ１９はばね２０により図３中下方向
に付勢され、先端でワークＷに当接し、ワークＷに対し
てセンタ支持するようになっている。

【００１８】第２支持装置本体５ａ内には、ベアリング
２１を介して第２主軸２２が回転可能に軸承され、この
第２主軸２２は第２支持装置本体５ａの後部に設置され
た第２主軸回転駆動モータ２３によって回転駆動される
ようになっている。第２主軸２２内に形成された挿通穴
２２ａにはばね２４によって図３中上方に付勢された作
動軸２５がキー２６によって回転を規制されて摺動可能
に設けられている。作動軸２５の先端には、ワークＷ内
に挿入され、所定角度回転されることによりワークＷに
係合し、ワークＷに回転動力を伝達するケレ２７が固設
され、このケレ２７の先端がワークＷに当接することに
よってワークＷはばね２４の付勢力で挟持される。ま
た、先端にワークＷを支持する支持爪２８が形成された
環状部材２９がケレ２６の外周に設けられており、環状
部材２９と作動軸２５との間に介挿されたばね３０によ
って上下方向に環状部材２９が揺動されるようになって
いる。この支持爪２８はワーク搬入出時にワークＷを支
持し、支持爪２８のみによってワークＷが支持されてい
る時はケレ２７の先端はワークＷに当接しないようにな
っている。ここで、各ばね２０、２４、３０の付勢力の
大きさはばね３０、ばね２０、ばね２４の順に大きくな
っている。

【００１９】前記トランスファ装置７のトランスファ本
体３１は、前記コラム３の前方の前記ベッド２上に支持
部材３２を介して固設されたガイドレール３３に摺動可
能に案内されており、支持部材３２に設置されたトラン
スファ駆動モータ３４によってボールねじ３５、ナット
３６を介して進退駆動されるようになっている。図１に
おいて、トランスファ本体３１上の右側には並列してワ
ーク搬入用のワーク把持装置３７、３７が設けられ、左
側には並列してワーク搬出用のワーク把持装置３８、３
８が設けられている。ワーク搬入用のワーク把持装置３
７とワーク搬出用のワーク把持装置３８とは前記２つの
第２支持装置５、５の上下移動に干渉しないように離間
されている。

【００２０】ワーク把持装置３７は、図４に示すよう
に、ワークＷに形成されたピン穴Ｗｂに挿入される固定
ピン３９ａが各々設けられ、前記第１支持装置４と前記
第２支持装置５との間を移動されるワーク把持部３９
と、各ワーク把持部３９に連結したアーム４０、４１を
介して各ワーク把持部３９をワーククランプ・アンクラ
ンプ動作させる作動装置４２とから構成される。作動装
置４２内は図示していないがシリンダとラックアンドピ
ニオン機構が内蔵されており、前記各ワーク把持部３９
に連結したアーム４１、４２を相対移動させることによ
りワークＷをクランプ・アンクランプするようになって
いる。

【００２１】前記ワーク把持部３９の移動方向の延長上
であり、トランスファ装置７の両側にはワークＷを順次
搬送するトランスファバー４３が各々設置されている。
図１中右側のトランスファバー４３は、図１中右側から
図略の搬送装置によって搬入される未加工のワークＷを
トランスファ装置７に受け渡しする位置まで搬送する。
一方、図１中左側のトランスファバー４３は図１中左方
向に加工済のワークＷを搬送する。また、トランスファ
バー４３には前記ワーク把持部３９との受け渡しに際し
てワークＷを支持する仮受台４４が設置されており、こ
の仮受台４４は仮受台用シリンダ４５によって上下動さ
れるようになっている。

【００２２】ここで、各ワーク把持部３９が第２支持装
置５との間でワークＷの受け渡しをする位置をワーク搬
入位置、ワーク把持部３９が図１中右側のトランスファ
バー４３との間でワークＷの受け渡しをする位置をワー
ク受入位置、ワーク把持部３９が図１中左側のトランス
ファバー４３とワークＷの受け渡しをする位置をワーク
搬出位置、各ワーク把持部３９が第２支持装置５の上下
移動に干渉しない位置を中間位置とする。トランスファ
本体３１はトランスファ駆動モータ３４によって図１に
示す原位置、図１中右進端位置、図１中左進端位置とに
移動制御される。トランスファ本体３１が原位置では各
ワーク把持部３９は第２支持装置５の上下移動に干渉し
ない中間位置にある。トランスファ本体が図１中右進端
位置ではワーク搬入用のワーク把持部３９はワーク受入
位置に、一方、ワーク搬出用のワーク把持部３９はワー
ク搬入位置に位置されるようになっている。また、トラ
ンスファ本体３１が図１中左進端ではワーク搬入用のワ
ーク把持部３９はワーク搬入位置に、一方、ワーク搬出
用のワーク把持部３９はワーク搬出位置に位置されるよ
うになっている。

【００２３】上記の構成における作動を説明する。ま
ず、図３に示すように、第１支持装置４と第２支持装置
５とによってワークＷが挟持された状態で、ワークＷを
第１主軸回転駆動モータ１７と第２主軸回転駆動モータ
２３とを同期制御して回転駆動するとともに第２駆動モ
ータ１１の作動により上下方向に移動させ、加工装置６
のバイト６ａによってワークＷに所定の加工を行う。

【００２４】加工終了後、第１駆動モータ８の作動によ
り第２支持装置５を中間位置まで下降させる。この時、
ワークＷは第２支持装置５の支持爪２８によって支持さ
れている。その後、トランスファ駆動モータ３４の作動
によってトランスファ本体３１を図１中右進端まで移動
させる。これにより、ワーク搬出用のワーク把持部３９
が加工済のワークＷが載置された位置つまり、ワーク搬
入位置に移動される。同時に、ワーク搬入用のワーク把
持部３９は図１中右側のトランスファバー４３上で仮受
台４４に支持された未加工のワークＷに対応する位置つ
まり、ワーク受入位置に移動される。この状態で、ワー
ク搬出用のワーク把持部３９が加工済のワークＷをクラ
ンプし、一方、同時にワーク搬入用のワーク把持部３９
が未加工のワークＷをクランプする。

【００２５】次に、第２支持装置が下降端まで下降さ
れ、同時に図１中右側の仮受台４４が仮受台用シリンダ
４５の作動により下降される。その後、トランスファ本
体３１が図１中左進端まで移動される。これにより、加
工済のワークＷが図１中左側の仮受台４４の上方つま
り、ワーク搬出位置に移動され、同時に、未加工のワー
クＷが第２支持装置５の上方つまり、ワーク搬入位置に
移動される。続いて、図１中左側の仮受台４４がシリン
ダ４５の作動により上昇され、加工済のワークＷに当接
し、同時に、第２支持装置５が中間位置まで上昇し、支
持爪２８が未加工のワークＷに当接する。この状態で、
各把持爪３９がアンクランプされ、加工済のワークＷは
仮受台４４上に載置され、未加工のワークＷは支持爪２
８によって載置される。その後、トランスファ本体３１
が原位置まで移動される。これにより、各把持爪３９は
第２支持装置５の上下移動に干渉しない位置つまり、中
間位置に移動される。

【００２６】その後、第２支持装置５が上昇端まで上昇
される。これにより、未加工のワークＷは第１支持装置
４の小径センタ１９によってセンタ支持され、当接部材
１８の基準面１８ａとケレ２７の先端とによって挟持さ
れる。この時、第１支持装置４と第２支持装置５とに各
々設けられた切粉飛散防止用のシャッタ１４、１４が閉
じられる。

【００２７】以下、同様にワークＷの加工、ワークＷの
搬出、ワークＷの搬入が繰り返し行われる。以上のよう
に、ワーク把持部３９によってクランプされたワークＷ
を第２支持装置５の第２主軸２２の軸線上に搬入し第２
支持装置５とワーク把持部３９との間でワークＷの受け
渡しを行うようにし、ワークＷの受け渡し完了後、ワー
クＷを第２支持装置５によって支持した状態で第２支持
装置５を上昇させて第１支持装置４との間でワークＷを
挟持するようにしたので、ワーク搬入出およびワーク支
持のサイクルタイムを短縮することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の工作機械は、コラムと、このコ
ラムに設けられワークの一端を支持する第１支持装置
と、前記コラムに前記第１支持装置に対向して設けられ
前記ワークの他端を支持する第２支持装置とを備えた工
作機械において、前記第１支持装置に対して前記第２支
持装置を相対移動させる第１進退駆動装置を設け、前記
第２支持装置の移動方向と直交する方向に摺動可能に案
内されたトランスファ本体と、前記第１支持装置と前記
第２支持装置との間で前記ワークをクランプするワーク
把持部を有し前記トランスファ本体上に前記トランスフ
ァ本体の摺動方向に所定量離間して設けられたワーク搬
入出用の一対のワーク把持装置と、前記トランスファ本
体を進退駆動するトランスファ進退駆動装置とから構成
されるワーク搬入出用のトランスファ装置を設け、前記
ワーク把持部によってクランプされた前記ワークを前記
トランスファ本体の摺動によって前記第２支持装置上に
搬入し前記第２支持装置と前記ワーク把持部との間で前
記ワークの受け渡しを行うようにし、このワークの受け
渡し後、前記トランスファ本体を前記ワークの受け渡し
位置から摺動させ 、 前記第２支持装置を前記第１支持装
置に対し相対移動させて前記ワークをこれら第１及び第
２支持装置に挟持される加工位置に位置させる時、実質
的に閉じるシャッタが前記第１及び第２支持装置の少な
くとも一方に設けられているので、ワーク搬入出および
ワーク支持のサイクルタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である工作機械の正面図であ
る。

【図２】本発明の実施例である工作機械の側面図であ
る。

【図３】ワーク挟持状態を示す第１支持装置と第２支持
装置の部分拡大断面図である。

【図４】トランスファ装置の上面図である。

【図５】従来の工作機械の側面図である。

【図６】従来のワーク挟持状態を示す第１支持装置と第
２支持装置の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 工作機械 ３ コラム ４ 第１支持装置 ５ 第２支持装置 ７ トランスファ装置 ８ 第１駆動モータ ３１ トランスファ本体 ３３ ガイドレール ３４ トランスファ駆動モータ ３７、３８ ワーク把持装置 ３９ ワーク把持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 7/04 B23Q 11/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コラムと、このコラムに設けられワークの
   一端を支持する第１支持装置と、前記コラムに前記第１
   支持装置に対向して設けられ前記ワークの他端を支持す
   る第２支持装置とを備えた工作機械において、 前記第１支持装置に対して前記第２支持装置を相対移動
   させる第１進退駆動装置を設け、 前記第２支持装置の移動方向と直交する方向に摺動可能
   に案内されたトランスファ本体と、前記第１支持装置と
   前記第２支持装置との間で前記ワークをクランプするワ
   ーク把持部を有し前記トランスファ本体上に前記トラン
   スファ本体の摺動方向に所定量離間して設けられたワー
   ク搬入出用の一対のワーク把持装置と、前記トランスフ
   ァ本体を進退駆動するトランスファ進退駆動装置とから
   構成されるワーク搬入出用のトランスファ装置を設け、 前記ワーク把持部によってクランプされた前記ワークを
   前記トランスファ本体の摺動によって前記第２支持装置
   上に搬入し前記第２支持装置と前記ワーク把持部との間
   で前記ワークの受け渡しを行うようにし、 このワークの受け渡し後、前記トランスファ本体を前記
   ワークの受け渡し位置から摺動させ 、 前記第２支持装置
   を前記第１支持装置に対し相対移動させて前記ワークを
   これら第１及び第２支持装置に挟持される加工位置に位
   置させる時、実質的に閉じるシャッタが前記第１及び第
   ２支持装置の少なくとも一方に設けられている ことを特
   徴とする工作機械。