JP3689999B2 - ワーク搬入・搬出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤やその他の工作機械に装備されるワーク搬入・搬出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、旋盤にワークを搬入し、加工済みワークを搬出する装置として、ガントリローダが用いられている。このガントリローダは、パレットを循環移動させるワークフィーダからワークを持ち上げ、走行移動して旋盤の主軸に供給し、加工済みのワークを取り出して、走行移動の後にワークを搬出する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記ガントリローダは、個々のワークの加工時間が長い場合は、それほど問題がないが、短時間の加工を多数のワークに順次行う場合は、ワークの加工に次のワークの供給が間に合わなくなり、その分サイクルタイムが長くなる。
【0004】
この発明は、上記課題を解消するものであり、サイクルタイムの短縮が図れるワーク搬入・搬出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明のワーク搬入・搬出装置は、工作機械のワークを把持する主軸と前記ワークを表裏反転させる反転機とに対してワークの給排を行う主ローダを設け、この主ローダに、前記反転機と前記主軸との間の移動区間でワークを供給するワーク移送装置を設けたものである。
この構成によると、主ローダの動作とワーク移送装置の動作とが並行して行える。すなわち、主軸でワークを加工している間、および主ローダが主軸に対してワークの供給または排出を行う間に、ワーク移送装置でワークフィーダ等から主ローダの近くに次のワークを持って来たり、あるいは加工済みワークを排出路まで搬出することができる。そのため、加工時間が短い場合でも、主軸が次のワークの供給を待つ時間が短くなり、サイクルタイムが短縮される。
【0006】
上記構成において、前記ワーク移送装置を、前記移動区間と前記工作機械の側方に設けられたワーク準備場所との間を循環する循環部材で構成し、この循環部材はワークを保持する保持部材を前記主ローダに連続的に供給可能な間隔で複数設けたものとする。前記保持部材は循環部材と共に循環するものとし、前記反転機のワーク把持面は、左右方向に対して主軸のワーク把持面の真上にあり、前記主軸と反転機との間を主ローダが昇降する直線移動経路と前記循環経路の一部が重なっていて、前記主ローダで、循環部材の保持部材に保持されているワークを把持するものとする。この構成の場合、循環部材によりワークを主ローダに連続的に供給できるため、さらにサイクルタイムを短縮できる。また、循環部材を用いるため、ワーク移送装置を簡単な構成のものとできる。
また、上記構成において、前記循環部材の移動経路と、前記反転機のワーク把持面と、前記主軸のワーク把持面とは、前記主軸の軸方向に対して略同じ前後位置としてもよい。この構成の場合、循環部材と主ローダの間のワークの受渡しのために、主ローダが主軸の軸方向に移動する距離が短くなり、ワーク受渡し時間が短縮されるので、サイクルタイムがさらに短縮される。また、前後ストロークが短縮される分だけ、主ローダが小型化できる。
また、上記構成において、前記循環部材がチェーンであり、前記保持部材は前記循環部材のリンクプレートから水平に突設されて先端が上向きに曲がったピンからなり、孔付きとされたワークの孔に係止させることによりワークを保持するものであっても良い。
【0007】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図1ないし図7と共に説明する。工作機械1は平行2軸旋盤からなり、ベッド2の中央に並設された2つの主軸台3,3に、主軸4A,4Bが互いに平行に設置されている。各主軸4A,4Bは、主軸チャック4Aa,4Baを各々有している。ベッド2の上には、主軸台3の両側に各々タレットからなる一対の刃物台5,5がタレットキャリッジ(図示せず)を介して設置され、これら刃物台5および主軸台3は、機体カバー6で覆われている。
主軸台3の上方には、二つの反転チャック7A,7Bを有する反転機7が設置され、各反転チャック7A,7Bは左右方向(X軸方向)に対して各主軸4A,4Bの真上に位置する。反転機7は、図7に平面図で示すように、両反転チャック7A,7Bを垂直な回転軸心O回りに回動可能とし、かつ対向移動可能としたものであり、図7(A)で示す正面を向いた状態から図7(B)に示すように互いに向き合うように旋回させ、ついで図7(C)に示すように対向移動させることで、ワークWを片方の反転チャック7Aからもう片方の反転チャック7Bに表裏反転状態に受け渡すものとしてある。反転機7のチャック旋回,対向移動,およびチャック開閉には、いずれもエアシリンダ等の駆動源が用いられる。
【0008】
図1において、工作機械1の両側には、ワーク供給台8およびワーク排出台9が床面に設置してある。また、この工作機械1の上部には、ワーク搬入・搬出装置10が設置されている。ワーク搬入・搬出装置10は、工作機械1の中央に設けられた2台の主ローダ12A,12Bと、工作機械1の両側に設置されたワーク移送装置13A,13Bとで構成される。主ローダ12A,12Bは、各々主軸4A,4Bと前記各反転チャック7A,7Bとに対してワークWの給排を行うものであり、左右方向に対して、主軸4A,4Bの真上に位置するように設置されている。また、ワーク移送装置13A,13Bは、各主ローダ12A,12Bが反転チャック7A,7Bと主軸4A,4Bとの間を移動する区間において、各主ローダ12A,12Bとの間でワークWの受渡しを行うものである。
【0009】
各主ローダ12A,12Bは、工作機械1に対して前後方向(主軸4A,4Bの軸心方向(Z軸方向))に進退自在とされていて、その前後動する部分に昇降ロッド15,15が設置されている。各昇降ロッド15,15は、下端にローダヘッド16を有しており、各ローダヘッド16には各々2個のローダチャック17a,17bが上下に並べて設けてある。これらローダチャック17a,17bは、エアシリンダ等の駆動源(図示せず)で開閉駆動される。図の右側のローダヘッド16は、下側のローダチャック17aが主軸4Aへの供給用となり、上側のローダチャック17bが排出用となる。左側のローダヘッド16は、右側のものとは逆に、上側のローダチャック17aが主軸4Bへの供給用となり、下側のローダチャック17bが排出用となる。主ローダ12A,12Bの前後移動および昇降ロッド15の昇降は、各々主ローダ12A,12Bに搭載されたサーボモータ等を各々駆動源とする前後移動装置19およびロッド昇降装置20で行われる。
【0010】
右側のワーク移送装置13Aは、前記ワーク供給台8から主ローダ12AにワークWを供給するワーク供給装置として働くものであり、主ローダ12Aの前記移動区間とワーク準備場所であるワーク供給台8上の所定位置との間を循環する循環部材21で構成されている。ここでは循環部材21として図3に示すようにチェーンが使用されている。この循環部材21のリンクプレート21aには、ワークWを保持する保持部材22が、主ローダ12Aに連続的に供給可能な間隔で複数設けられている。保持部材22は、前記リンクプレート21aから前方に向けて水平に突設され先端が上向きに曲がったピンからなり、この保持部材22をギヤ,ベアリング等の孔付きワークWの孔に係止させることによりワークWが保持される。循環部材21は複数のスプロケット23に装掛され、そのスプロケット23を駆動源(図示せず)で間欠駆動することにより循環移動する。この循環移動経路は、主軸4Aの上方位置とワーク供給台8の上方位置との間を水平に移動する水平経路部と、ワーク供給台8の上方で上下に移動する昇降経路部とで逆L字状に構成されている。この循環部材21の移動経路と、正面に向いた姿勢での反転チャック7Aのワーク把持面と、これに対応する主軸4Aのワーク把持面は、主軸4Aの軸方向(Z軸方向)に対して略同じ前後位置となるように設定されている。すなわち、ここでは、主ローダ12Aの移動経路と重なる循環部材21の移動経路の例えば往路の一端部が、反転チャック7Aの若干下位置となるように設定してある。
また、左側のワーク移送装置13Bは、左側の主ローダ12Bからワーク排出台9にワークWを排出するワーク排出装置として働くものであり、主ローダ12Bの前記移動区間とワーク排出場所であるワーク排出台9上の所定位置との間を循環する循環部材21で構成されている。循環部材21の構成は先のワーク移送装置13Aと同様である。この排出側の循環部材21の循環移動経路は、主軸4Bの上方位置とワーク排出台9の上方位置との間を水平に移動する水平経路部と、ワーク排出台9の上方で上下に移動する昇降経路部とで逆L字状に構成されている。
【0011】
上記構成の動作を説明する。この工作機械1およびワーク搬入・搬出装置10で構成される加工装置は、ワーク供給台8上のワークWを右側の主軸4Aに搬入してワークWの片面を加工し、その片面加工済みのワークWを反転機7で表裏反転させた後に左側の主軸4Bに搬入し、ここで残り片面の加工を行った後、ワーク排出台9に排出する動作を繰り返す。この間のワークWの移動をワーク搬入・搬出装置10で行う。
【0012】
図4(A)に示すようにワーク移送装置13Aで、主ローダ12Aの移動経路まで送られてきたワークWに対して、主ローダ12Aの下側ローダチャック17aが対面する高さまで昇降ロッド15を上昇させる。ついで、図4(B)に示すようにローダヘッド16を前進させ、下側のローダチャック17aで循環部材21の保持部材22に保持されているワークWを把持する。ついで、昇降ロッド15を若干上昇させた後(図4(C))、ローダヘッド16を後退させる(図4(D))。このような動作により、循環部材21で送られて来たワークWを主ローダ12Aが受け取る。
【0013】
図5(A)のように主ローダ12AがワークWを受け取った後、上側のローダチャック17aが主軸4Aと対面する高さまで昇降ロッド15を下降させ(図5(B))、ローダヘッド16を主軸4A側へ前進させる(図5(C))。これにより、主軸4Aの片面加工済みのワークWを上側のローダチャック17bで受取り、元の位置まで後退する(図5(D))。
【0014】
次に、下側のローダチャック17aが主軸4Aと対面する高さまで昇降ロッド15を上昇させる(図6(A))。ついで、ローダヘッド16を主軸4A側へ前進させ、下側のローダチャック17aで把持している新たなワークWを主軸4Aに渡す(図6(B))。このように新たなワークWを主軸4Aに供給した後、ローダヘッド16を後退させ(図6(C))、上側の片面加工済みワークWを把持したローダチャック17bが反転機7の反転チャック7Aと対面する高さまで昇降ロッド15を上昇させる(図6(D))。ついで、ローダヘッド16を前進させ、片面加工済みワークWを反転チャック7Aに渡した後(図6(E))、ローダヘッド16を元の位置に後退させる(図6(F))。この状態で、ローダヘッド16は、その下側ローダチャック17aがワーク移送装置13Aによって供給されてきたワークWと対面する図4(A)の状態となる。
【0015】
片面加工済みワークWを片方の反転チャック7Aで受け取った反転機7は、図7のようにもう片方の反転チャック7BにワークWを反転させて掴み替える。すなわち、図7(A)の状態から、両方の反転チャック7A,7Bが互いに向き合う姿勢に旋回し(図7(B))、両反転チャック7A,7Bが前進してワークWをもう片方の反転チャック7Bに受渡した後(図7(C))、両反転チャック7A,7Bが後退する(図7(D))。この後、両反転チャック7A,7Bは逆向きに旋回して元の前向き姿勢に戻る(図7(E))。
【0016】
このようにして左側の反転チャック7Bに掴み替えたワークWは、図1の左側の主ローダ12Bにおける上側のローダチャック17aで把持する。ついで、昇降ロッド15を下降させ、下側の空のローダチャック17bで左側の両面加工済みワークWを受け取った後、若干下降してローダチャック17aの片面加工済みワークWを左側主軸4Bに供給する。この供給後、両面加工済みワークWを把持する下側ローダチャック17bが左側のワーク移送装置13Bの保持部材22に対向する元の高さ位置まで昇降ロッド15を上昇させる。ついで、ローダヘッド16を前進させ、ワーク移送装置13BにワークWを渡した後、ローダヘッド16を元の位置まで後退させる。左側の主ローダ4Bは、その上側のローダチャック17aが対応する左側の反転チャック7Bと対面する高さ位置で待機する。
この後、両面加工済みワークWを受け取った左側のワーク移送装置13Bは、前記保持部材22の取付間隔である1ピッチ分だけ循環駆動する。この循環駆動は、上記したワークWの加工および受渡しの動作が1サイクル終了する毎に間欠的に繰り返される。これにより、両面加工済みワークWをワーク移送装置13Bによってワーク排出台9上に排出する。
なお、上記の説明では、左側主ローダ12Bの前後動作の説明を省略したが、左側主ローダ12Bも、右側主ローダ12Aと同様に、主軸4B、反転チャック7Bおよびワーク移送装置13Bに対してワークWの受渡しを行うときに前進および後退動作を行う。
【0017】
このようにして、ワークWの両面加工が行われる。このとき、右側ワーク移送装置13Aがワーク供給台8のワークWを受け取って主ローダ4Aの移動区間まで供給する動作、および左側ワーク移送装置13Bが両面加工済みワークWをワーク排出台9上に排出する動作は、主軸4A,4BによるワークWの加工や、主ローダ12A,12Bによる主軸4A,4BへのワークWの供給や排出と並行して行える。とくに、ワーク移送装置13A,13Bとして、この実施形態では循環部材21の循環駆動により、保持部材22の取付間隔を1ピッチとして、そのピッチ分だけ間欠的にワークWを移動させるようにしているので、その1ピッチ分の間欠移動だけで、ワーク供給側では新たなワークWの供給が可能となり、ワーク排出側では両面加工済みワークWの受取り準備が可能となる。そのため、個々のワークWの加工時間が短い場合でも、主軸4A,4Bが次のワークWの供給を待たなくて済み、あるいは待つ時間が短くなり、サイクルタイムが短縮される。すなわち、1台のローダでワーク供給台8から主軸4Aへの供給を行うようにすると、ワークWの加工時間の間にローダをワーク供給台8まで往復させることが無理な場合であっても、殆ど待ち時間なく主軸4Aにワーク供給を行うことができる。主軸4Bに対するワーク排出についても同様に時間短縮が可能となる。また、循環部材21の移動経路と、反転機7のワーク把持面と、主軸4A,4Bのワーク把持面とを、主軸4A,4Bの軸方向に対して略同じ前後位置としているので、循環部材21と主ローダ12A,12Bの間のワークWの受渡しにおける主ローダ12A,12Bの前後動作量が少なくなるので、さらにサイクルタイムを短縮できる。
【0018】
なお、前記実施形態は、平行2軸旋盤に応用した場合につき説明したが、この発明は単軸旋盤や、その他の工作機械に装備することもできる。
また、前記実施形態では、ワーク移送装置13A,13Bを循環部材21で構成したが、これに限らず、例えばシュート等で構成してもよい。
さらに前記実施形態では、ギヤ,ベアリング等の孔付きワークWを加工および受渡しする場合につき説明したが、ピン状の保持部材22で保持できないワークWを対象とする場合には、前記循環部材21に所定間隔を開けて設置する保持部材22としてワークWの孔を利用することなく保持できる別の構造の保持部材22を用いることにより対応できる。
【0019】
【発明の効果】
この発明のワーク搬入・搬出装置は、工作機械のワークを把持する主軸と前記ワークを表裏反転させる反転機とに対してワークの給排を行う主ローダを設け、この主ローダに、前記反転機と前記主軸との間の移動区間でワークを供給するワーク移送装置を設けたものであるため、短時間の加工を多数行う場合にも、ワーク加工の待ち時間を短くしてサイクルタイムの向上を図ることができる。
請求項2の発明は、ワーク移送装置を、前記移動区間と前記工作機械の側方に設けられたワーク準備場所との間を循環する循環部材で構成し、この循環部材にワークを保持する保持部材を前記主ローダに連続的に供給可能な間隔で複数設けたため、循環部材によりワークを主ローダに連続的に供給できて、さらにサイクルタイムを短縮でき、またワーク移送装置を簡単な構成のものとできる。
請求項3の発明は、前記循環部材の移動経路と、前記反転機のワーク把持面と、前記主軸のワーク把持面とを、前記主軸の軸方向に対して略同じ前後位置としたため、主ローダが主軸の軸方向に移動する距離が短くて済み、そのためワーク受渡し時間が短縮されて一層サイクルタイムが短縮され、また主ローダを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るワーク搬入・搬出装置を装備した加工装置の正面図である。
【図2】同加工装置の側面図である。
【図3】(A)は同加工装置における循環部材の要部平面図、(B)は同正面図、(C)は同側面断面図である。
【図4】前工程を示す動作説明図である。
【図5】中間工程を示す動作説明図である。
【図6】後工程を示す動作説明図である。
【図7】反転機の動作説明図である。
【符号の説明】
1…工作機械 13A,13B…ワーク移送装置
4A,4B…主軸 21…循環部材
7…反転機 22…保持部材
12A,12B…主ローダ W…ワーク
Claims (3)
- 工作機械のワークを把持する主軸と前記ワークを表裏反転させる反転機とに対してワークの給排を行う主ローダを設け、この主ローダに、前記反転機と前記主軸との間の移動区間でワークを供給するワーク移送装置を設け、前記ワーク移送装置は、前記移動区間と前記工作機械の側方に設けられたワーク準備場所との間を循環する循環部材で構成され、この循環部材はワークを保持する保持部材が前記主ローダに連続的に供給可能な間隔で複数設けられていて、前記保持部材は循環部材と共に循環するものとし、前記反転機のワーク把持面は、左右方向に対して主軸のワーク把持面の真上にあり、前記主軸と反転機との間を主ローダが昇降する直線移動経路と前記循環経路の一部が重なっていて、前記主ローダで、循環部材の保持部材に保持されているワークを把持するものとしたワーク搬入・搬出装置。
- 前記循環部材の移動経路と、前記反転機のワーク把持面と、前記主軸のワーク把持面とは、前記主軸の軸方向に対して略同じ前後位置である請求項1記載のワーク搬入・搬出装置。
- 前記循環部材がチェーンであり、前記保持部材は前記循環部材のリンクプレートから水平に突設されて先端が上向きに曲がったピンからなり、孔付きとされたワークの孔に係止させることによりワークを保持するものである請求項1または請求項2のワーク搬入・搬出装置。
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