JP3916864B2 - カム装置および工作機械のワーク供給装置 - Google Patents
カム装置および工作機械のワーク供給装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カム装置および工作機械のワーク供給装置に関し、さらに詳細には、例えば、工作物を平面研削する砥石車を備えた平面研削盤等の工作機械において、工作物を供給するローディング部および工作物を排出するアンローディング部の駆動部として好適に採用されるカム技術およびこのカム技術を用いたワーク供給技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、工作物（以下、ワークと称する。）を平面研削する砥石車を備えた平面研削盤においては、ワークを搬入する搬入装置およびワークを搬出する搬出装置と平面研削盤との間のワークの受け渡しは、ワーク供給装置により自動的に行われる構成とされている。
【０００３】
このワーク供給装置は、上記搬入装置により工作物が搬入されるワーク搬入部位、平面研削盤のワーク供給排出部位、および上記搬出装置により工作物が搬出されるワーク搬出部位の間でインデックス動作されるとともに、これら各部位において、ローディング部およびアンローディング部いずれか一方が、作動待機位置と作動位置との間で移動して、ワークのローディング動作またはアンローディング動作を行う構成とされている。
【０００４】
上記ローディング部およびアンローディング部における上記作動待機位置と作動位置との間の移動を行う駆動部は、例えば図７に示すような構成とされている。この駆動部は、一対のラック・ピニオン機構ａ、ｂが採用されてなる。
【０００５】
具体的には、上記ローディング部およびアンローディング部の作動体を構成するスライダｃ、ｃが、装置本体ｄに、スライドレールｅを介して上下方向にスライド昇降可能に設けられるとともに、ラックｆおよびピニオンｇからなるラック・ピニオン機構ａ、ｂを介して、駆動モータｈにそれぞれ駆動連結されている。上記作動体ｃ、ｃには、ワークを保持する適宜のチャッキング手段（図示省略）が設けられている。
【０００６】
そして、駆動モータｈの駆動によりピニオンｇが正逆方向に回転されることで、ラックｆおよびこれと一体の作動体ｃが上下方向へ昇降動作して、ワークのローディング動作またはアンローディング動作を行うようにされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造においては、以下に述べるような問題があり、さらなる改良が要望されていた。
【０００８】
(1) ラック・ピニオン機構ａ、ｂによりローディング部およびアンローディング部の作動体ｃが昇降動作する構成では、ラックｆの作動領域Ｍがその昇降ストロークｓのほぼ二倍となり、これがため、作動体ｃの作動領域も大きくとる必要があり、装置の大型化を招いていた。
【０００９】
(2) 一対の作動体ｃ、ｃの駆動源として、それぞれ専用の駆動モータｈを必要とすることから、合計２台の駆動モータｈ、ｈが設けられており、この点からも装置の大型化と装置コストの高騰化を招き、しかも両駆動モータｈ、ｈの駆動を相互に同期して制御させなければならず、電気制御系統の複雑化と制御精度の高度化を招いていた。
【００１０】
以上の問題は、上述した平面研削盤のワーク供給装置に限らず、他の工作機械のワーク供給装置にも共通するものである。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、単一の回転駆動カムにより、一対の従動カムが直線動作（カム動作）する構造の採用により、装置構造が小型簡素なカム装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的とするところは、上記カム装置を採用して、単一の駆動源によりローディング部とアンローディング部の両駆動部を駆動する構造とし、装置構造が小型簡素で、ローディング部およびアンローディング部の作動体相互の駆動制御が機械的にかつ高い精度をもって行うことができる工作機械のワーク供給装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のカム装置は、駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カムと、この単一の駆動カムの往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カムとを備えてなり、これら両従動カムは、上記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムが一方の従動カムと係合状態にあるときは他方の従動カムとは係合解除状態となるように、それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して上記駆動カムとカム係合可能な構成とされていることを特徴とする。
【００１４】
好適な実施態様として、上記駆動カムは、上記回転中心を中心として正逆方向へ回転可能に軸支された回転円板の形態とされるとともに、その外周縁部に単一の円柱状カム軸部材が自由回転可能に軸支されてなり、上記第１および第２の従動カムは、上記駆動カムの単一の円柱状カム軸部材と係合するカムフォロアーをそれぞれ備え、上記駆動カムの円柱状カム軸部材が上記第１の従動カム側にあるとき、第１の従動カムのカムフォロアーと駆動カムの円柱状カム軸部材がカム駆動可能に係合するとともに、上記駆動カムの円柱状カム軸部材が上記第２の従動カム側にあるとき、第２の従動カムのカムフォロアーと駆動カムの円柱状カム軸部材がカム駆動可能に係合するように構成されている。
【００１５】
また、本発明の工作機械のワーク供給装置は、ワークを供給するローディング部およびワークを排出するアンローディング部の駆動部として、上記カム装置を備え、このカム装置の駆動カムが回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記カム装置の第１の従動カムが上記ローディング部の作動体を構成する一方、第２の従動カムが上記アンローディング部の作動体を構成し、これら両作動体に、ワークを保持するチャッキング手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
好適な実施態様として、搬入装置によりワークが搬入されるワーク搬入部位、工作機械のワーク供給排出部位、および搬出装置によりワークが搬出されるワーク搬出部位の間で、インデックス動作される構造を備え、上記各部位において、上記ローディング部およびアンローディング部の作動体のいずれか一方が、作動待機位置と作動位置との間で往復直線運動するように駆動制御される構成とされている。
【００１７】
本発明のカム装置においては、第１および第２の従動カムが駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムとそれぞれカム係合可能とされており、上記駆動カムが所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作することにより、第１および第２の従動カムが間欠的に往復直線動作する。
【００１８】
このように、単一の回転駆動カムにより一対の従動カムが直線動作する構造を採用することで、カム装置の装置構造の小型簡素化が可能となる。
【００１９】
また、このようなカム装置を採用するワーク供給装置を備える工作機械においては、上記カム装置の有利点が有効に発揮されて、ワーク供給装置のローディング部およびアンローディング部の作動領域を小さく設定できる。
【００２０】
つまり、従動カムの作動領域が駆動カムの昇降ストロークとほぼ同じであることから、ローディング部およびアンローディング部の作動領域も小さくて良く、ワーク供給装置の小型簡素化により設置空間も小さくできる。
【００２１】
しかも、ローディング部およびアンローディング部の作動体の駆動源を単一の共用のものとすることができ、この点からも装置の小型化と装置コストの低減化を図ることができ、両作動体の駆動制御も機械的に同期して行われて、作動の確実性が確保されるとともに、制御系統の高度簡素化が可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本発明のカム装置が図１ないし図４に示されている。このカム装置１は、駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するものであって、具体的には図５および図６に示す縦型両頭平面研削盤２のワーク供給装置３の主要部を構成している。
【００２４】
このカム装置１は、図１および図２に示すように、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カム５と、この単一の駆動カム５の往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カム６、７とを主要部として備えてなる。
【００２５】
上記駆動カム５は、図１に示すように、回転中心つまり回転軸１０を中心として正逆方向へ回転可能に軸支された回転円板の形態とされるとともに、その外周縁部に単一の円柱状カム軸部材としてのカムローラ１１が自由回転可能に軸支されてなる。単一の円柱状カム軸部材は、後述するように、上記一対の従動カム６、７に共用とされている。なお、この円柱状カム軸部材としては、図示の実施形態のような自由回転可能なカムローラ構造のほか、目的に応じて、駆動カム５に円柱形状のカム軸部材が一体的に固定される構造でもよい。
【００２６】
図示の実施形態においては、駆動カム５は、その回転軸１０が装置本体１２の上部中央に水平回転可能に軸支されるとともに、回転駆動源である駆動装置１３に駆動連結されている。
【００２７】
この駆動装置１３は、サーボモータ１４を主要部として備えてなり、このサーボモータ１４は、上記装置本体１２に設けられるとともに、その出力軸がウォーム減速機１５を介して上記駆動カム５の回転軸１０に連結されている。したがって、サーボモータ１４が正逆方向へ回転駆動することで、この回転がウォーム減速機１５を通じて回転軸１０に伝達されて、駆動カム５がサーボモータ１４の回転量に見合う分だけ正逆方向へ往復回転する。
【００２８】
第１および第２の従動カム６、７は、上記駆動カム５の回転中心を中心とした両側左右対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、後述するように、上記駆動カム５とそれぞれ交互にかつ相互に独立してカム係合可能とされている。
【００２９】
上記第１および第２の従動カム６、７は、左右対称の同一構造とされている。
【００３０】
例えば、図１において左側の第１従動カム６は、駆動カム５の回転運動に伴うカムローラ１１の移動により上下方向へ往復直線移動可能に設けられている。
【００３１】
図示の実施形態においては、第１従動カム６は、装置本体１２にスライド機構１７により上下方向にスライド可能に設けられたスライド本体１６と、スライド本体１６の上部に設けられて、上記駆動カム５のカムローラ１１と係脱可能に係合するカムフォロアー１８とを備えてなる。
【００３２】
具体的には、スライド本体１６は、その背面上下部位にガイド部材１７ａ、１７ｂ（図３参照）がそれぞれ固設されるとともに、これらガイド部材１７ａ、１７ｂが、装置本体１２に上下方向へ直線状に延びて設けられたガイドレール２０に沿ってスライド可能とされている。つまり、ガイド部材１７ａ、１７ｂとガイドレール２０から上記スライド機構１７が構成され、このスライド機構１７により、スライド本体１６が上下方向へ安定した状態で円滑にスライド走行される。
【００３３】
また、スライド本体１６内には、上下に亘って弾発スプリング２１が介装されており、これにより、第１従動カム６は、直線移動初期位置つまり最上昇位置Ｕの方向（上方）へ常時弾発付勢されている。弾発スプリング２１の下端は、調整ボルト２２により当接支持されている。
【００３４】
この調整ボルト２２は、装置本体１２の下部に固設された支持部材２３に、上下方向へ螺進退調整可能に設けられるとともに、その先端部が、スライド本体１６の下端部１６ａを貫通して、上記弾発スプリング２１の下端を当接支持している。よって、この調整ボルト２２を螺進退調整することで、弾発スプリング２１の弾発付勢力が調整される。
【００３５】
カムフォロアー１８は、具体的には、スライド本体１６の上端部内側に取付固定された支持ブラケット１９に、上下に所定の間隔を隔てて設けられた上下片１８ａ、１８ｂからなる。
【００３６】
これら上下片１８ａ、１８ｂは、その間に形成される係合溝１８ｃに、駆動カム５のカムローラ１１が摺動可能にかつ係脱な可能に係合するように、カムローラ１１の形状寸法や回動軌道等を考慮して、以下のように配置構成されている。
【００３７】
すなわち、上記駆動カム５のカムローラ１１が上記第１従動カム６側（図示のものにおいては、図１の回転軸１０の軸心の向かって左側）にあるとき、第１従動カム６のカムフォロアー１８と駆動カム５のカムローラ１１がカム駆動可能に係合し、一方、上記駆動カム５のカムローラ１１が上記第２従動カム７側にあるとき（図示のものにおいては、図１の回転軸１０の軸心の向かって右側）、第２従動カム７のカムフォロアー１８と駆動カム５のカムローラ１１がカム駆動可能に係合するように構成されている。
【００３８】
また、上記駆動カム５のカムローラ１１が上記第１および第２従動カム６、７間の中立基準位置（図示のものにおいては、図１の回転軸１０の軸心の垂直上方位置）にあるとき、これら両従動カム６、７が直線移動初期位置Ｕ（図示のものにおいては、図１に示される最上昇位置）にあり、またこのとき、これら両従動カム６、７のカムフォロアー１８と上記駆動カム５のカムローラ１１との係合関係が相互に連続的に受け渡される構成とされている。
【００３９】
換言すれば、図１に示すように、カムローラ１１が最上方位置にある状態を中立基準位置として、まず、（ i ）駆動カム５が反時計方向へ回転することで、カムローラ１１が左側の半円軌道を下方へ移動して、第１従動カム６のカムフォロアー１８と係合しつつ、第１従動カム６をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ下降させ（図４(a)参照）、（ ii ）この状態から、駆動カム５が時計方向へ回転することで、カムローラ１１が左側の半円軌道を上方へ中立基準位置まで移動して、第１従動カム６のカムフォロアー１８と係合しつつ、第１従動カム６をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ上昇させる（図４(b)参照）。これにより、第１従動カム６の１ストロークＳ分の昇降動作が行われる。
【００４０】
続いて、カムローラ１１が図４（ｂ）に示す中立基準位置にある状態から、(iii)駆動カム５が時計方向へ回転することで、カムローラ１１が右側の半円軌道を下方へ移動して、第２従動カム７のカムフォロアー１８と係合しつつ、第２従動カム７をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ下降させ（図４（ｃ）参照）、(iv)この状態から、駆動カム５が反時計方向へ回転することで、カムローラ１１が右側の半円軌道を上方へ中立基準位置まで移動して、第２従動カム７のカムフォロアー１８と係合しつつ、第２従動カム７をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ上昇させる（図１参照）。これにより、第２従動カム７の１ストロークＳ分の昇降動作が行われる。
以上のように、単一の駆動カム５の往復回転動作により、第１および第２従動カム６、７が、上記駆動カム５と一方の従動カムとが係合状態にあるときは他方の従動カムは係合解除状態となるように、交互にかつ間欠的に往復直線動作するとともに、駆動カム５に設けられた単一のカムローラ１１が、第１および第２従動カム６、７のカムフォロアー１８、１８と交互に連続的にかつ相互に独立してカム係合することとなる。
【００４１】
なお、駆動カム５の回転角度を上記半円軌道の範囲内で調節することで、従動カム６、７の昇降ストロークＳを適宜設定することが可能である。
【００４２】
また、装置本体１２の上部には、スライド本体１６の上端部と当接係合するストッパ２４が設けられている。このストッパ２４は、スライド本体１６が最上昇位置つまり前記直線移動初期位置Ｕを規定するもので、具体的には調整ボルトの形態とされ、この調整ボルト２４を螺進退調整することで、直線移動初期位置Ｕを上述のカム動作との関係で微調整される。
【００４３】
なお、図１および図３において、２５は装置本体１２の上端部に設けられたカムフォロアー１８用の近接センサを示しており、この近接センサ２５によりカムフォロアー１８を検知することで、従動カム６、７が上記直線移動初期位置に上昇配置されたことが判断できるようになされている。
【００４４】
しかして、以上のように構成されたカム装置１は、サーボモータ１４により駆動カム５が図１において左の第１従動カム６側と右の第２従動カム７側に交互に往復回転制御されることで、上述した（ i ）〜（ iv ）の行程が繰り返されて、第１および第２の従動カム６、７がそれぞれ間欠的に往復直線動作（図示の実施形態においては上下昇降動作）することとなる。
【００４５】
この場合、円軌道上を移動する駆動カム５のカムローラ１１が第１従動カム６と第２従動カム７のカムフォロアー１８、１８の係合溝１８ｃ、１８ｃ内を水平方向に摺動することで、駆動カム５の回転運動が従動カム６、７の直線運動に変換されていることから、駆動カム５の回転速度が一定のとき、カムフォロアー１８の直線移動速度は、駆動カム５の回転に対してサインカーブ（正弦曲線）を描いて制御されることになる。
【００４６】
つまり、カムフォロアー１８が最上方位置Ｕから下方へ直線移動する際において、カムローラ１１が中立基準位置から駆動カム５の回転軸１０中心まわりに９０°移動するまでは、カムフォロアー１８は徐々に速度を増して、この９０°の位置で最大の速度になり、これからカムローラ１１がさらに下方へ移動するに従って、カムフォロアー１８は速度を徐々に減ぜられる。これは、カムフォロアー１８が最下方位置Ｄから上方へ直線移動する際も同様に速度制御されることになり、この結果、カムフォロアー１８つまりは第１および第２の従動カム６、７が上下方向へ昇降動作する際における上下停止時の振動の発生を極力抑制されることとなる。
【００４７】
このような動作特性を有するカム装置１は、図５および図６に示す平面研削盤２のワーク供給装置３の駆動部として最適である。次に、このワーク供給装置３の構成について具体的に説明する。
【００４８】
ワーク供給装置３は、平面研削盤２にワークＷを供給および排出するものである。平面研削盤２は、具体的には上下一対の砥石車２６，２７を備える縦形両頭平面研削盤であって、その上流側位置と下流側位置に搬入装置としての搬入コンベア３０と搬出装置としての搬出コンベア３１がそれぞれ設けられるとともに、その側部に上記ワーク供給装置３が設けられてなる。
【００４９】
ワーク供給装置３は、ワークＷを供給するローディング部３５およびワークＷを排出するアンローディング部３６の駆動部として、前記カム装置１を備えてなる。
【００５０】
具体的には、ワーク供給装置３は、図３に示すように、平面研削盤２の側部に設けられた装置基台４０に、上述したカム装置１が水平移動装置４１を介して水平移動可能に設けられてなる。
【００５１】
水平移動装置４１は、固定側である上記装置基台４０に、上下一対の移動レール４２、４２が水平方向へ延びて設けられ、これら移動レール４２、４２に、可動側であるワーク供給装置３に取付固定された移動ガイド４３，４３、…が移動走行可能に設けられるとともに、ワーク供給装置３を水平方向へ移動させる駆動源４４を備えてなる。
【００５２】
この駆動源４４は、具体的には図示しないが、ワーク供給装置３と移動レール４２、４２間において移動レール４２、４２と平行に延びて設けられたボールねじ機構４４ａと、このボールねじ機構４４ａを回転駆動するサーボモータ（図示省略）とを備えてなる。
【００５３】
そして、この水平移動装置４１により、ワーク供給装置３のローディング部３５とアンローディング部３６が、水平方向に配置された、搬入コンベア３０によりワークＷが搬入されるワーク搬入部位Ｐ１と、平面研削盤２のワーク供給排出部位Ｐ２と、搬出コンベア３１によりワークＷが搬出されるワーク搬出部位Ｐ３との間で、それぞれ、水平移動して位置決め停止されるつまりインデックス動作されるように構成されている。
【００５４】
図示の実施形態においては、上記カム装置１の第１の従動カム６がワーク供給装置３のローディング部３５の作動体を構成する一方、第２の従動カム７がアンローディング部３６の作動体を構成している。
【００５５】
これら両作動体６，７には、ワークＷを保持するチャッキング手段として真空吸着機構５０が設けられている。
【００５６】
すなわち、上記両作動体５、６には、取付ブラケット５１を介して上記真空吸着機構５０がそれぞれ垂直下向きに設けられている。
【００５７】
この真空吸着機構５０は、図３に具体的に示すように、取付ブラケット５１の先端部に垂下状に支持された支持ロッド５２の下端部に、チャッキング部としての吸着部５３が設けられてなり、この吸着部５３は、図外の真空ポンプ等の負圧供給源に連通可能とされて、この負圧供給源からの空気圧（負圧）により、ワークＷを真空吸着保持するように構成されている。
【００５８】
そして、ワーク供給装置３は、水平移動装置４１により水平移動して、ワーク供給装置３のローディング部３５とアンローディング部３６のいずれか一方が、上記ワーク搬入部位Ｐ１、ワーク供給排出部位Ｐ２およびワーク搬出部位Ｐ３にインデックスされるとともに、これら各部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、上死点（つまり前記直線移動初期位置）である作動待機位置Ｕと，下死点である作動位置Ｄとの間（移動ストロークＳ）で昇降運動（往復直線運動）して、チャッキング動作するように駆動制御される。
【００５９】
平面研削盤２は、図５に示すように、ワークＷの上下両面を同時に研削する上下一対の砥石車２６，２７を備え縦型両頭タイプのものである（図面では下側の砥石車２７のみを図示している。）。これら両砥石車２６，２７は、ワークＷの高さ位置を挟んで上下位置にそれぞれ回転駆動可能に配置されるとともに、ベット５５上の上記ワーク供給排出部位Ｐ２と砥石車２６，２７との間でワークを搬入出するキャリア５６が水平移動可能に設けられている。
【００６０】
このキャリア５６は、具体的には、中心軸５６ａを中心として回転または揺動される構造とされるとともに、その両端部には、ワークＷを上下方向から挿入保持可能なワークポケット５６ｂが形成されている。
【００６１】
そして、キャリア５６の回転または揺動により、その両端部のワークポケット５６ｂ、５６ｂ内のワークＷが、上記ワーク供給排出部位Ｐ２と、砥石車２６，２７間の加工位置との間で１８０°水平往復回転される。
【００６２】
搬入コンベア３０および搬出コンベア３１は、ワーク供給装置３を通じてワークＷを平面研削盤２に搬入出するためのもので、具体的にはベルトコンベア装置からなる。これら両コンベア３０、３１のベルト搬送面３０ａ、３１ａは、上記ベット５６上のワーク供給排出部位Ｐ２とほぼ同一高さに設定されるとともに、搬入コンベア３０の先端部位および搬出コンベア３１の後端部位がそれぞれ上記ワーク搬入部位Ｐ１およびワーク供給排出部位Ｐ２に設定されている。
【００６３】
以上のように構成された平面研削盤２において、ワーク供給装置３によるワークＷの供給および排出工程は以下のように行われる。
【００６４】
（１）ワーク供給装置３が駆動開始位置から図５および図６において右方向（搬送方向）へ水平移動して、ローディング部３５が搬入コンベア３０のワーク搬入部位Ｐ１にインデックスされ、その作動体６がワーク搬入部位Ｐ１に搬送されてきた加工前のワークＷをチャッキングする。
【００６５】
すなわち、上記ローディング部３５の作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して（図４(a）参照）、その真空吸着機構５０の吸着部５３がワーク搬入部位Ｐ１のワークＷを真空吸着保持する。この後、上記作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する（図４（ｂ）参照）。
【００６６】
（２）ワーク供給装置３が上記搬送方向へ再び水平移動して、アンローディング部３６が平面研削盤２のワーク供給排出部位Ｐ２にインデックスされ、その作動体６がワーク供給排出部位Ｐ２に排出された加工後のワークＷをチャッキングする。
【００６７】
すなわち、上記アンローディング部３５の作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して（図４(c)参照）、その真空吸着機構５０の吸着部５３が、ワーク供給排出部位Ｐ２に停止待機するキャリア５６のワークポケット５６ｂ内の加工済みのワークＷを真空吸着保持する。この後、上記作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する（図１参照）。
【００６８】
（３）ワーク供給装置３が上記搬送方向へ再び水平移動して、ローディング部３６が上記ワーク供給排出部位Ｐ２にインデックスされ、その作動体６がワーク供給排出部位Ｐ２に加工前のワークＷを載置供給する。
【００６９】
すなわち、上記（１）の工程と同様、上記ローディング部３６の作動体６は、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して、その真空吸着機構５０の吸着部５３に保持したワークＷを真空吸着解除して、ワーク供給排出部位Ｐ２上に停止待機する上記キャリア５６の空のワークポケット５６ｂ内に載置した後、上記作動体６は、再び作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する。
【００７０】
（４）ワーク供給装置３が上記搬送方向へ再び水平移動して、アンローディング部３６が搬出コンベア（搬出装置）３１のワーク搬出部位Ｐ３にインデックスされ、その作動体６が上記（２）の工程と同様に動作して、その真空吸着機構５０の吸着部５３に保持した加工後のワークＷをワーク搬出部位Ｐ３上に載置する。
【００７１】
（５）ワーク供給装置３が図５および６において左方向（復帰方向）へ水平移動して駆動開始位置に復帰し、以後（１）〜（４）の工程が順次連続して繰り返される。
【００７２】
一方、上記（３）の工程により、ワーク供給排出部位Ｐ２に供給された加工前のワークＷは、キャリア５６の回転または揺動により、砥石車２６，２７間の加工位置へ移動されるとともに、その上下両面に回転駆動する砥石車２６、２７による平面研削が施される。
【００７３】
研削を完了したワークＷは、再び上記キャリア５６の回転または揺動により、上記ワーク供給排出部位Ｐ２に排出されるとともに、上記（２）の工程により搬出コンベア３１へ搬出される。
【００７４】
しかして、本実施形態における平面研削盤２においては、前述したような構成を備えるカム装置１を採用するワーク供給装置３を備えることで、カム装置１の有利点が有効に発揮されて、ワーク供給装置３のローディング部３５およびアンローディング部３６の作動領域を小さく設定できる。
【００７５】
すなわち、本実施形態におけるカム装置１においては、単一の回転駆動カム５により一対の従動カム６、７が直線動作する構造を採用することで、従動カム５、６の作動領域が駆動カム５の昇降ストロークＳとほぼ同じであることから、カム装置１の装置構造の小型簡素化が可能となる。この結果、ワーク供給装置３のローディング部３５およびアンローディング部３６の作動領域も小さくて良く、ワーク供給装置３の小型簡素化により設置空間も小さくできる。
【００７６】
しかも、ローディング部３５およびアンローディング部３６の作動体（従動カム）６、７の駆動源が単一の共用のものであり、この点からもワーク供給装置３の小型化と装置コストの低減化を図ることができ、両作動体６、７の駆動制御も機械的に同期して行われて、制御系統の高度簡素化が可能である。
【００７７】
また、前述したようにカム装置１の運動特性により、作動体６、７が移動停止する際の衝撃や振動を抑制することができるため、真空吸着機構５０の振動が有効に防止されて、ワークＷを安定した状態で搬入出することができ、この衝撃や振動によりワークＷが平面研削盤２などに干渉する等の不具合を有効に防止することができる。
【００７８】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すためのものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００７９】
例えば、図示の実施形態においては、カム装置１が縦型両頭平面研削盤２のワーク供給装置３に採用されているが、本発明のカム装置は横型平面研削盤を含めた他の工作機械のワーク供給装置のほか、同様な動作を行う他の加工機や組立装置、あるいはこれら各種装置の構成部位にも採用可能である。
【００８０】
また、図示の実施形態においては、第１従動カム６および第２従動カム７が上下方向へ直線運動する構造とされているが、第１従動カム６および第２従動カム７の移動方向は、適用対象や目的に応じて、水平方向に直線運動する場合もあり得、この場合には、弾発スプリング２１が省略されるなど、その具体的構造も目的に応じて適宜設計変更される。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のカム装置によれば、駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カムと、この単一の駆動カムの往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カムとを備えてなり、これら両従動カムは、上記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムが一方の従動カムと係合状態にあるときは他方の従動カムとは係合解除状態となるように、それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して上記駆動カムとカム係合可能な構成とされて、単一の回転駆動カムにより一対の従動カムが交互に相互に独立して直線動作する構造を採用しているから、カム装置の装置構造の小型簡素化が可能となる。
【００８２】
また、本発明の工作機械のワーク供給装置は、ワークを供給するローディング部およびワークを排出するアンローディング部の駆動部として、上記カム装置を備え、このカム装置の駆動カム５が回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記カム装置の第１の従動カムが上記ローディング部の作動体を構成する一方、第２の従動カムが上記アンローディング部の作動体を構成し、これら両作動体に、ワークを保持するチャッキング手段が設けられて、単一の駆動源によりローディング部とアンローディング部の両駆動部を駆動する構造とされているから、上記カム装置の有利点が有効に発揮されて、ワーク供給装置のローディング部およびアンローディング部の作動領域を小さく設定でき、装置構造が小型簡素で、ローディング部およびアンローディング部の作動体相互の駆動制御も機械的に確実な作動特性をもって、かつ高い精度をもって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカム装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】同じく同カム装置を示す平面図である。
【図３】同カム装置を備えたワーク供給装置の構成を示す側面図である。
【図４】同カム装置のカム動作を説明するための動作説明図である。
【図５】同ワーク供給装置を備えた縦型両頭平面研削盤におけるワーク供給排出構成を示す概略平面図である。
【図６】同じく同平面研削盤のワーク供給排出構成を示す概略正面図である。
【図７】従来の縦型両頭平面研削盤におけるワーク供給装置の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ カム装置
２ 縦型両頭平面研削盤
３ ワーク供給装置
５ 駆動カム
６ 第１従動カム（ローディング部の作動体）
７ 第２従動カム（アンローディング部の作動体）
１０ 回転軸
１１ カムローラ（円柱状カム軸部材）
１３ 駆動装置（回転駆動源）
１８ カムフォロアー
２１ 弾発スプリング
２６，２７ 砥石車
３０ 搬入コンベア（搬入装置）
３１ 搬出コンベア（搬出装置）
３５ ローディング部
３６ アンローディング部
４１ 水平移動装置
５０ 真空吸着機構（チャッキング手段）
Ｐ１ ワーク搬入部位
Ｐ２ ワーク供給排出部位
Ｐ３ ワーク搬出部位
Ｕ 作動待機位置
Ｄ 作動位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、カム装置および工作機械のワーク供給装置に関し、さらに詳細には、例えば、工作物を平面研削する砥石車を備えた平面研削盤等の工作機械において、工作物を供給するローディング部および工作物を排出するアンローディング部の駆動部として好適に採用されるカム技術およびこのカム技術を用いたワーク供給技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、工作物（以下、ワークと称する。）を平面研削する砥石車を備えた平面研削盤においては、ワークを搬入する搬入装置およびワークを搬出する搬出装置と平面研削盤との間のワークの受け渡しは、ワーク供給装置により自動的に行われる構成とされている。
【０００３】
このワーク供給装置は、上記搬入装置により工作物が搬入されるワーク搬入部位、平面研削盤のワーク供給排出部位、および上記搬出装置により工作物が搬出されるワーク搬出部位の間でインデックス動作されるとともに、これら各部位において、ローディング部およびアンローディング部いずれか一方が、作動待機位置と作動位置との間で移動して、ワークのローディング動作またはアンローディング動作を行う構成とされている。
【０００４】
上記ローディング部およびアンローディング部における上記作動待機位置と作動位置との間の移動を行う駆動部は、例えば図７に示すような構成とされている。この駆動部は、一対のラック・ピニオン機構ａ、ｂが採用されてなる。
【０００５】
具体的には、上記ローディング部およびアンローディング部の作動体を構成するスライダｃ、ｃが、装置本体ｄに、スライドレールｅを介して上下方向にスライド昇降可能に設けられるとともに、ラックｆおよびピニオンｇからなるラック・ピニオン機構ａ、ｂを介して、駆動モータｈにそれぞれ駆動連結されている。上記作動体ｃ、ｃには、ワークを保持する適宜のチャッキング手段（図示省略）が設けられている。
【０００６】
そして、駆動モータｈの駆動によりピニオンｇが正逆方向に回転されることで、ラックｆおよびこれと一体の作動体ｃが上下方向へ昇降動作して、ワークのローディング動作またはアンローディング動作を行うようにされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造においては、以下に述べるような問題があり、さらなる改良が要望されていた。
【０００８】
(1) ラック・ピニオン機構ａ、ｂによりローディング部およびアンローディング部の作動体ｃが昇降動作する構成では、ラックｆの作動領域Ｍがその昇降ストロークｓのほぼ二倍となり、これがため、作動体ｃの作動領域も大きくとる必要があり、装置の大型化を招いていた。
【０００９】
(2) 一対の作動体ｃ、ｃの駆動源として、それぞれ専用の駆動モータｈを必要とすることから、合計２台の駆動モータｈ、ｈが設けられており、この点からも装置の大型化と装置コストの高騰化を招き、しかも両駆動モータｈ、ｈの駆動を相互に同期して制御させなければならず、電気制御系統の複雑化と制御精度の高度化を招いていた。
【００１０】
以上の問題は、上述した平面研削盤のワーク供給装置に限らず、他の工作機械のワーク供給装置にも共通するものである。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、単一の回転駆動カムにより、一対の従動カムが直線動作（カム動作）する構造の採用により、装置構造が小型簡素なカム装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的とするところは、上記カム装置を採用して、単一の駆動源によりローディング部とアンローディング部の両駆動部を駆動する構造とし、装置構造が小型簡素で、ローディング部およびアンローディング部の作動体相互の駆動制御が機械的にかつ高い精度をもって行うことができる工作機械のワーク供給装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のカム装置は、駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カムと、この単一の駆動カムの往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カムとを備えてなり、これら両従動カムは、上記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムが一方の従動カムと係合状態にあるときは他方の従動カムとは係合解除状態となるように、それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して上記駆動カムとカム係合可能な構成とされていることを特徴とする。
【００１４】
好適な実施態様として、上記駆動カムは、上記回転中心を中心として正逆方向へ回転可能に軸支された回転円板の形態とされるとともに、その外周縁部に単一の円柱状カム軸部材が自由回転可能に軸支されてなり、上記第１および第２の従動カムは、上記駆動カムの単一の円柱状カム軸部材と係合するカムフォロアーをそれぞれ備え、上記駆動カムの円柱状カム軸部材が上記第１の従動カム側にあるとき、第１の従動カムのカムフォロアーと駆動カムの円柱状カム軸部材がカム駆動可能に係合するとともに、上記駆動カムの円柱状カム軸部材が上記第２の従動カム側にあるとき、第２の従動カムのカムフォロアーと駆動カムの円柱状カム軸部材がカム駆動可能に係合するように構成されている。
【００１５】
また、本発明の工作機械のワーク供給装置は、ワークを供給するローディング部およびワークを排出するアンローディング部の駆動部として、上記カム装置を備え、このカム装置の駆動カムが回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記カム装置の第１の従動カムが上記ローディング部の作動体を構成する一方、第２の従動カムが上記アンローディング部の作動体を構成し、これら両作動体に、ワークを保持するチャッキング手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
好適な実施態様として、搬入装置によりワークが搬入されるワーク搬入部位、工作機械のワーク供給排出部位、および搬出装置によりワークが搬出されるワーク搬出部位の間で、インデックス動作される構造を備え、上記各部位において、上記ローディング部およびアンローディング部の作動体のいずれか一方が、作動待機位置と作動位置との間で往復直線運動するように駆動制御される構成とされている。
【００１７】
本発明のカム装置においては、第１および第２の従動カムが駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムとそれぞれカム係合可能とされており、上記駆動カムが所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作することにより、第１および第２の従動カムが間欠的に往復直線動作する。
【００１８】
このように、単一の回転駆動カムにより一対の従動カムが直線動作する構造を採用することで、カム装置の装置構造の小型簡素化が可能となる。
【００１９】
また、このようなカム装置を採用するワーク供給装置を備える工作機械においては、上記カム装置の有利点が有効に発揮されて、ワーク供給装置のローディング部およびアンローディング部の作動領域を小さく設定できる。
【００２０】
つまり、従動カムの作動領域が駆動カムの昇降ストロークとほぼ同じであることから、ローディング部およびアンローディング部の作動領域も小さくて良く、ワーク供給装置の小型簡素化により設置空間も小さくできる。
【００２１】
しかも、ローディング部およびアンローディング部の作動体の駆動源を単一の共用のものとすることができ、この点からも装置の小型化と装置コストの低減化を図ることができ、両作動体の駆動制御も機械的に同期して行われて、作動の確実性が確保されるとともに、制御系統の高度簡素化が可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本発明のカム装置が図１ないし図４に示されている。このカム装置１は、駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するものであって、具体的には図５および図６に示す縦型両頭平面研削盤２のワーク供給装置３の主要部を構成している。
【００２４】
このカム装置１は、図１および図２に示すように、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カム５と、この単一の駆動カム５の往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カム６、７とを主要部として備えてなる。
【００２５】
上記駆動カム５は、図１に示すように、回転中心つまり回転軸１０を中心として正逆方向へ回転可能に軸支された回転円板の形態とされるとともに、その外周縁部に単一の円柱状カム軸部材としてのカムローラ１１が自由回転可能に軸支されてなる。単一の円柱状カム軸部材は、後述するように、上記一対の従動カム６、７に共用とされている。なお、この円柱状カム軸部材としては、図示の実施形態のような自由回転可能なカムローラ構造のほか、目的に応じて、駆動カム５に円柱形状のカム軸部材が一体的に固定される構造でもよい。
【００２６】
図示の実施形態においては、駆動カム５は、その回転軸１０が装置本体１２の上部中央に水平回転可能に軸支されるとともに、回転駆動源である駆動装置１３に駆動連結されている。
【００２７】
この駆動装置１３は、サーボモータ１４を主要部として備えてなり、このサーボモータ１４は、上記装置本体１２に設けられるとともに、その出力軸がウォーム減速機１５を介して上記駆動カム５の回転軸１０に連結されている。したがって、サーボモータ１４が正逆方向へ回転駆動することで、この回転がウォーム減速機１５を通じて回転軸１０に伝達されて、駆動カム５がサーボモータ１４の回転量に見合う分だけ正逆方向へ往復回転する。
【００２８】
第１および第２の従動カム６、７は、上記駆動カム５の回転中心を中心とした両側左右対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、後述するように、上記駆動カム５とそれぞれ交互にかつ相互に独立してカム係合可能とされている。
【００２９】
上記第１および第２の従動カム６、７は、左右対称の同一構造とされている。
【００３０】
例えば、図１において左側の第１従動カム６は、駆動カム５の回転運動に伴うカムローラ１１の移動により上下方向へ往復直線移動可能に設けられている。
【００３１】
図示の実施形態においては、第１従動カム６は、装置本体１２にスライド機構１７により上下方向にスライド可能に設けられたスライド本体１６と、スライド本体１６の上部に設けられて、上記駆動カム５のカムローラ１１と係脱可能に係合するカムフォロアー１８とを備えてなる。
【００３２】
具体的には、スライド本体１６は、その背面上下部位にガイド部材１７ａ、１７ｂ（図３参照）がそれぞれ固設されるとともに、これらガイド部材１７ａ、１７ｂが、装置本体１２に上下方向へ直線状に延びて設けられたガイドレール２０に沿ってスライド可能とされている。つまり、ガイド部材１７ａ、１７ｂとガイドレール２０から上記スライド機構１７が構成され、このスライド機構１７により、スライド本体１６が上下方向へ安定した状態で円滑にスライド走行される。
【００３３】
また、スライド本体１６内には、上下に亘って弾発スプリング２１が介装されており、これにより、第１従動カム６は、直線移動初期位置つまり最上昇位置Ｕの方向（上方）へ常時弾発付勢されている。弾発スプリング２１の下端は、調整ボルト２２により当接支持されている。
【００３４】
この調整ボルト２２は、装置本体１２の下部に固設された支持部材２３に、上下方向へ螺進退調整可能に設けられるとともに、その先端部が、スライド本体１６の下端部１６ａを貫通して、上記弾発スプリング２１の下端を当接支持している。よって、この調整ボルト２２を螺進退調整することで、弾発スプリング２１の弾発付勢力が調整される。
【００３５】
カムフォロアー１８は、具体的には、スライド本体１６の上端部内側に取付固定された支持ブラケット１９に、上下に所定の間隔を隔てて設けられた上下片１８ａ、１８ｂからなる。
【００３６】
これら上下片１８ａ、１８ｂは、その間に形成される係合溝１８ｃに、駆動カム５のカムローラ１１が摺動可能にかつ係脱な可能に係合するように、カムローラ１１の形状寸法や回動軌道等を考慮して、以下のように配置構成されている。
【００３７】
すなわち、上記駆動カム５のカムローラ１１が上記第１従動カム６側（図示のものにおいては、図１の回転軸１０の軸心の向かって左側）にあるとき、第１従動カム６のカムフォロアー１８と駆動カム５のカムローラ１１がカム駆動可能に係合し、一方、上記駆動カム５のカムローラ１１が上記第２従動カム７側にあるとき（図示のものにおいては、図１の回転軸１０の軸心の向かって右側）、第２従動カム７のカムフォロアー１８と駆動カム５のカムローラ１１がカム駆動可能に係合するように構成されている。
【００３８】
また、上記駆動カム５のカムローラ１１が上記第１および第２従動カム６、７間の中立基準位置（図示のものにおいては、図１の回転軸１０の軸心の垂直上方位置）にあるとき、これら両従動カム６、７が直線移動初期位置Ｕ（図示のものにおいては、図１に示される最上昇位置）にあり、またこのとき、これら両従動カム６、７のカムフォロアー１８と上記駆動カム５のカムローラ１１との係合関係が相互に連続的に受け渡される構成とされている。
【００３９】
換言すれば、図１に示すように、カムローラ１１が最上方位置にある状態を中立基準位置として、まず、（ i ）駆動カム５が反時計方向へ回転することで、カムローラ１１が左側の半円軌道を下方へ移動して、第１従動カム６のカムフォロアー１８と係合しつつ、第１従動カム６をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ下降させ（図４(a)参照）、（ ii ）この状態から、駆動カム５が時計方向へ回転することで、カムローラ１１が左側の半円軌道を上方へ中立基準位置まで移動して、第１従動カム６のカムフォロアー１８と係合しつつ、第１従動カム６をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ上昇させる（図４(b)参照）。これにより、第１従動カム６の１ストロークＳ分の昇降動作が行われる。
【００４０】
続いて、カムローラ１１が図４（ｂ）に示す中立基準位置にある状態から、(iii)駆動カム５が時計方向へ回転することで、カムローラ１１が右側の半円軌道を下方へ移動して、第２従動カム７のカムフォロアー１８と係合しつつ、第２従動カム７をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ下降させ（図４（ｃ）参照）、(iv)この状態から、駆動カム５が反時計方向へ回転することで、カムローラ１１が右側の半円軌道を上方へ中立基準位置まで移動して、第２従動カム７のカムフォロアー１８と係合しつつ、第２従動カム７をカムローラ１１の円軌道の直径寸法だけ上昇させる（図１参照）。これにより、第２従動カム７の１ストロークＳ分の昇降動作が行われる。
以上のように、単一の駆動カム５の往復回転動作により、第１および第２従動カム６、７が、上記駆動カム５と一方の従動カムとが係合状態にあるときは他方の従動カムは係合解除状態となるように、交互にかつ間欠的に往復直線動作するとともに、駆動カム５に設けられた単一のカムローラ１１が、第１および第２従動カム６、７のカムフォロアー１８、１８と交互に連続的にかつ相互に独立してカム係合することとなる。
【００４１】
なお、駆動カム５の回転角度を上記半円軌道の範囲内で調節することで、従動カム６、７の昇降ストロークＳを適宜設定することが可能である。
【００４２】
また、装置本体１２の上部には、スライド本体１６の上端部と当接係合するストッパ２４が設けられている。このストッパ２４は、スライド本体１６が最上昇位置つまり前記直線移動初期位置Ｕを規定するもので、具体的には調整ボルトの形態とされ、この調整ボルト２４を螺進退調整することで、直線移動初期位置Ｕを上述のカム動作との関係で微調整される。
【００４３】
なお、図１および図３において、２５は装置本体１２の上端部に設けられたカムフォロアー１８用の近接センサを示しており、この近接センサ２５によりカムフォロアー１８を検知することで、従動カム６、７が上記直線移動初期位置に上昇配置されたことが判断できるようになされている。
【００４４】
しかして、以上のように構成されたカム装置１は、サーボモータ１４により駆動カム５が図１において左の第１従動カム６側と右の第２従動カム７側に交互に往復回転制御されることで、上述した（ i ）〜（ iv ）の行程が繰り返されて、第１および第２の従動カム６、７がそれぞれ間欠的に往復直線動作（図示の実施形態においては上下昇降動作）することとなる。
【００４５】
この場合、円軌道上を移動する駆動カム５のカムローラ１１が第１従動カム６と第２従動カム７のカムフォロアー１８、１８の係合溝１８ｃ、１８ｃ内を水平方向に摺動することで、駆動カム５の回転運動が従動カム６、７の直線運動に変換されていることから、駆動カム５の回転速度が一定のとき、カムフォロアー１８の直線移動速度は、駆動カム５の回転に対してサインカーブ（正弦曲線）を描いて制御されることになる。
【００４６】
つまり、カムフォロアー１８が最上方位置Ｕから下方へ直線移動する際において、カムローラ１１が中立基準位置から駆動カム５の回転軸１０中心まわりに９０°移動するまでは、カムフォロアー１８は徐々に速度を増して、この９０°の位置で最大の速度になり、これからカムローラ１１がさらに下方へ移動するに従って、カムフォロアー１８は速度を徐々に減ぜられる。これは、カムフォロアー１８が最下方位置Ｄから上方へ直線移動する際も同様に速度制御されることになり、この結果、カムフォロアー１８つまりは第１および第２の従動カム６、７が上下方向へ昇降動作する際における上下停止時の振動の発生を極力抑制されることとなる。
【００４７】
このような動作特性を有するカム装置１は、図５および図６に示す平面研削盤２のワーク供給装置３の駆動部として最適である。次に、このワーク供給装置３の構成について具体的に説明する。
【００４８】
ワーク供給装置３は、平面研削盤２にワークＷを供給および排出するものである。平面研削盤２は、具体的には上下一対の砥石車２６，２７を備える縦形両頭平面研削盤であって、その上流側位置と下流側位置に搬入装置としての搬入コンベア３０と搬出装置としての搬出コンベア３１がそれぞれ設けられるとともに、その側部に上記ワーク供給装置３が設けられてなる。
【００４９】
ワーク供給装置３は、ワークＷを供給するローディング部３５およびワークＷを排出するアンローディング部３６の駆動部として、前記カム装置１を備えてなる。
【００５０】
具体的には、ワーク供給装置３は、図３に示すように、平面研削盤２の側部に設けられた装置基台４０に、上述したカム装置１が水平移動装置４１を介して水平移動可能に設けられてなる。
【００５１】
水平移動装置４１は、固定側である上記装置基台４０に、上下一対の移動レール４２、４２が水平方向へ延びて設けられ、これら移動レール４２、４２に、可動側であるワーク供給装置３に取付固定された移動ガイド４３，４３、…が移動走行可能に設けられるとともに、ワーク供給装置３を水平方向へ移動させる駆動源４４を備えてなる。
【００５２】
この駆動源４４は、具体的には図示しないが、ワーク供給装置３と移動レール４２、４２間において移動レール４２、４２と平行に延びて設けられたボールねじ機構４４ａと、このボールねじ機構４４ａを回転駆動するサーボモータ（図示省略）とを備えてなる。
【００５３】
そして、この水平移動装置４１により、ワーク供給装置３のローディング部３５とアンローディング部３６が、水平方向に配置された、搬入コンベア３０によりワークＷが搬入されるワーク搬入部位Ｐ１と、平面研削盤２のワーク供給排出部位Ｐ２と、搬出コンベア３１によりワークＷが搬出されるワーク搬出部位Ｐ３との間で、それぞれ、水平移動して位置決め停止されるつまりインデックス動作されるように構成されている。
【００５４】
図示の実施形態においては、上記カム装置１の第１の従動カム６がワーク供給装置３のローディング部３５の作動体を構成する一方、第２の従動カム７がアンローディング部３６の作動体を構成している。
【００５５】
これら両作動体６，７には、ワークＷを保持するチャッキング手段として真空吸着機構５０が設けられている。
【００５６】
すなわち、上記両作動体５、６には、取付ブラケット５１を介して上記真空吸着機構５０がそれぞれ垂直下向きに設けられている。
【００５７】
この真空吸着機構５０は、図３に具体的に示すように、取付ブラケット５１の先端部に垂下状に支持された支持ロッド５２の下端部に、チャッキング部としての吸着部５３が設けられてなり、この吸着部５３は、図外の真空ポンプ等の負圧供給源に連通可能とされて、この負圧供給源からの空気圧（負圧）により、ワークＷを真空吸着保持するように構成されている。
【００５８】
そして、ワーク供給装置３は、水平移動装置４１により水平移動して、ワーク供給装置３のローディング部３５とアンローディング部３６のいずれか一方が、上記ワーク搬入部位Ｐ１、ワーク供給排出部位Ｐ２およびワーク搬出部位Ｐ３にインデックスされるとともに、これら各部位Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、上死点（つまり前記直線移動初期位置）である作動待機位置Ｕと，下死点である作動位置Ｄとの間（移動ストロークＳ）で昇降運動（往復直線運動）して、チャッキング動作するように駆動制御される。
【００５９】
平面研削盤２は、図５に示すように、ワークＷの上下両面を同時に研削する上下一対の砥石車２６，２７を備え縦型両頭タイプのものである（図面では下側の砥石車２７のみを図示している。）。これら両砥石車２６，２７は、ワークＷの高さ位置を挟んで上下位置にそれぞれ回転駆動可能に配置されるとともに、ベット５５上の上記ワーク供給排出部位Ｐ２と砥石車２６，２７との間でワークを搬入出するキャリア５６が水平移動可能に設けられている。
【００６０】
このキャリア５６は、具体的には、中心軸５６ａを中心として回転または揺動される構造とされるとともに、その両端部には、ワークＷを上下方向から挿入保持可能なワークポケット５６ｂが形成されている。
【００６１】
そして、キャリア５６の回転または揺動により、その両端部のワークポケット５６ｂ、５６ｂ内のワークＷが、上記ワーク供給排出部位Ｐ２と、砥石車２６，２７間の加工位置との間で１８０°水平往復回転される。
【００６２】
搬入コンベア３０および搬出コンベア３１は、ワーク供給装置３を通じてワークＷを平面研削盤２に搬入出するためのもので、具体的にはベルトコンベア装置からなる。これら両コンベア３０、３１のベルト搬送面３０ａ、３１ａは、上記ベット５６上のワーク供給排出部位Ｐ２とほぼ同一高さに設定されるとともに、搬入コンベア３０の先端部位および搬出コンベア３１の後端部位がそれぞれ上記ワーク搬入部位Ｐ１およびワーク供給排出部位Ｐ２に設定されている。
【００６３】
以上のように構成された平面研削盤２において、ワーク供給装置３によるワークＷの供給および排出工程は以下のように行われる。
【００６４】
（１）ワーク供給装置３が駆動開始位置から図５および図６において右方向（搬送方向）へ水平移動して、ローディング部３５が搬入コンベア３０のワーク搬入部位Ｐ１にインデックスされ、その作動体６がワーク搬入部位Ｐ１に搬送されてきた加工前のワークＷをチャッキングする。
【００６５】
すなわち、上記ローディング部３５の作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して（図４(a）参照）、その真空吸着機構５０の吸着部５３がワーク搬入部位Ｐ１のワークＷを真空吸着保持する。この後、上記作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する（図４（ｂ）参照）。
【００６６】
（２）ワーク供給装置３が上記搬送方向へ再び水平移動して、アンローディング部３６が平面研削盤２のワーク供給排出部位Ｐ２にインデックスされ、その作動体６がワーク供給排出部位Ｐ２に排出された加工後のワークＷをチャッキングする。
【００６７】
すなわち、上記アンローディング部３５の作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して（図４(c)参照）、その真空吸着機構５０の吸着部５３が、ワーク供給排出部位Ｐ２に停止待機するキャリア５６のワークポケット５６ｂ内の加工済みのワークＷを真空吸着保持する。この後、上記作動体６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する（図１参照）。
【００６８】
（３）ワーク供給装置３が上記搬送方向へ再び水平移動して、ローディング部３６が上記ワーク供給排出部位Ｐ２にインデックスされ、その作動体６がワーク供給排出部位Ｐ２に加工前のワークＷを載置供給する。
【００６９】
すなわち、上記（１）の工程と同様、上記ローディング部３６の作動体６は、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して、その真空吸着機構５０の吸着部５３に保持したワークＷを真空吸着解除して、ワーク供給排出部位Ｐ２上に停止待機する上記キャリア５６の空のワークポケット５６ｂ内に載置した後、上記作動体６は、再び作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する。
【００７０】
（４）ワーク供給装置３が上記搬送方向へ再び水平移動して、アンローディング部３６が搬出コンベア（搬出装置）３１のワーク搬出部位Ｐ３にインデックスされ、その作動体６が上記（２）の工程と同様に動作して、その真空吸着機構５０の吸着部５３に保持した加工後のワークＷをワーク搬出部位Ｐ３上に載置する。
【００７１】
（５）ワーク供給装置３が図５および６において左方向（復帰方向）へ水平移動して駆動開始位置に復帰し、以後（１）〜（４）の工程が順次連続して繰り返される。
【００７２】
一方、上記（３）の工程により、ワーク供給排出部位Ｐ２に供給された加工前のワークＷは、キャリア５６の回転または揺動により、砥石車２６，２７間の加工位置へ移動されるとともに、その上下両面に回転駆動する砥石車２６、２７による平面研削が施される。
【００７３】
研削を完了したワークＷは、再び上記キャリア５６の回転または揺動により、上記ワーク供給排出部位Ｐ２に排出されるとともに、上記（２）の工程により搬出コンベア３１へ搬出される。
【００７４】
しかして、本実施形態における平面研削盤２においては、前述したような構成を備えるカム装置１を採用するワーク供給装置３を備えることで、カム装置１の有利点が有効に発揮されて、ワーク供給装置３のローディング部３５およびアンローディング部３６の作動領域を小さく設定できる。
【００７５】
すなわち、本実施形態におけるカム装置１においては、単一の回転駆動カム５により一対の従動カム６、７が直線動作する構造を採用することで、従動カム５、６の作動領域が駆動カム５の昇降ストロークＳとほぼ同じであることから、カム装置１の装置構造の小型簡素化が可能となる。この結果、ワーク供給装置３のローディング部３５およびアンローディング部３６の作動領域も小さくて良く、ワーク供給装置３の小型簡素化により設置空間も小さくできる。
【００７６】
しかも、ローディング部３５およびアンローディング部３６の作動体（従動カム）６、７の駆動源が単一の共用のものであり、この点からもワーク供給装置３の小型化と装置コストの低減化を図ることができ、両作動体６、７の駆動制御も機械的に同期して行われて、制御系統の高度簡素化が可能である。
【００７７】
また、前述したようにカム装置１の運動特性により、作動体６、７が移動停止する際の衝撃や振動を抑制することができるため、真空吸着機構５０の振動が有効に防止されて、ワークＷを安定した状態で搬入出することができ、この衝撃や振動によりワークＷが平面研削盤２などに干渉する等の不具合を有効に防止することができる。
【００７８】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すためのものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々の設計変更が可能である。
【００７９】
例えば、図示の実施形態においては、カム装置１が縦型両頭平面研削盤２のワーク供給装置３に採用されているが、本発明のカム装置は横型平面研削盤を含めた他の工作機械のワーク供給装置のほか、同様な動作を行う他の加工機や組立装置、あるいはこれら各種装置の構成部位にも採用可能である。
【００８０】
また、図示の実施形態においては、第１従動カム６および第２従動カム７が上下方向へ直線運動する構造とされているが、第１従動カム６および第２従動カム７の移動方向は、適用対象や目的に応じて、水平方向に直線運動する場合もあり得、この場合には、弾発スプリング２１が省略されるなど、その具体的構造も目的に応じて適宜設計変更される。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のカム装置によれば、駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カムと、この単一の駆動カムの往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カムとを備えてなり、これら両従動カムは、上記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムが一方の従動カムと係合状態にあるときは他方の従動カムとは係合解除状態となるように、それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して上記駆動カムとカム係合可能な構成とされて、単一の回転駆動カムにより一対の従動カムが交互に相互に独立して直線動作する構造を採用しているから、カム装置の装置構造の小型簡素化が可能となる。
【００８２】
また、本発明の工作機械のワーク供給装置は、ワークを供給するローディング部およびワークを排出するアンローディング部の駆動部として、上記カム装置を備え、このカム装置の駆動カム５が回転駆動源に駆動連結されるとともに、上記カム装置の第１の従動カムが上記ローディング部の作動体を構成する一方、第２の従動カムが上記アンローディング部の作動体を構成し、これら両作動体に、ワークを保持するチャッキング手段が設けられて、単一の駆動源によりローディング部とアンローディング部の両駆動部を駆動する構造とされているから、上記カム装置の有利点が有効に発揮されて、ワーク供給装置のローディング部およびアンローディング部の作動領域を小さく設定でき、装置構造が小型簡素で、ローディング部およびアンローディング部の作動体相互の駆動制御も機械的に確実な作動特性をもって、かつ高い精度をもって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカム装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】同じく同カム装置を示す平面図である。
【図３】同カム装置を備えたワーク供給装置の構成を示す側面図である。
【図４】同カム装置のカム動作を説明するための動作説明図である。
【図５】同ワーク供給装置を備えた縦型両頭平面研削盤におけるワーク供給排出構成を示す概略平面図である。
【図６】同じく同平面研削盤のワーク供給排出構成を示す概略正面図である。
【図７】従来の縦型両頭平面研削盤におけるワーク供給装置の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ カム装置
２ 縦型両頭平面研削盤
３ ワーク供給装置
５ 駆動カム
６ 第１従動カム（ローディング部の作動体）
７ 第２従動カム（アンローディング部の作動体）
１０ 回転軸
１１ カムローラ（円柱状カム軸部材）
１３ 駆動装置（回転駆動源）
１８ カムフォロアー
２１ 弾発スプリング
２６，２７ 砥石車
３０ 搬入コンベア（搬入装置）
３１ 搬出コンベア（搬出装置）
３５ ローディング部
３６ アンローディング部
４１ 水平移動装置
５０ 真空吸着機構（チャッキング手段）
Ｐ１ ワーク搬入部位
Ｐ２ ワーク供給排出部位
Ｐ３ ワーク搬出部位
Ｕ 作動待機位置
Ｄ 作動位置
Claims (7)
- 駆動側の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、
所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する単一の駆動カムと、この単一の駆動カムの往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１および第２の従動カムとを備えてなり、
これら両従動カムは、前記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において平行に直線移動可能に配置されるとともに、前記駆動カムが一方の従動カムと係合状態にあるときは他方の従動カムとは係合解除状態となるように、それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して前記駆動カムとカム係合可能な構成とされている
ことを特徴とするカム装置。 - 前記駆動カムは、前記回転中心を中心として正逆方向へ回転可能に軸支された回転円板の形態とされるとともに、その外周縁部に単一の円柱状カム軸部材が自由回転可能に軸支されてなり、
前記第１および第２の従動カムは、前記駆動カムの単一の円柱状カム軸部材と係合するカムフォロアーをそれぞれ備え、
前記駆動カムの円柱状カム軸部材が前記第１の従動カム側にあるとき、第１の従動カムのカムフォロアーと駆動カムの円柱状カム軸部材がカム駆動可能に係合するとともに、前記駆動カムの円柱状カム軸部材が前記第２の従動カム側にあるとき、第２の従動カムのカムフォロアーと駆動カムの円柱状カム軸部材がカム駆動可能に係合するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のカム装置。 - 前記駆動カムの円柱状カム軸部材が前記第１および第２の従動カム間の中立基準位置にあるとき、これら両従動カムが直線移動初期位置にあるとともに、これら両従動カムのカムフォロアーと前記駆動カムの単一の円柱状カム軸部材との係合関係が相互に連続的に受け渡される構成とされていることを特徴とする請求項２に記載のカム装置。
- 前記従動カムは、弾発スプリングにより、前記直線移動初期位置方向へ常時弾発付勢されている
ことを特徴とする請求項３に記載のカム装置。 - 工作機械に工作物を供給および排出するワーク供給装置であって、
工作物を供給するローディング部および工作物を排出するアンローディング部の駆動部として、請求項１から４のいずれか一つに記載のカム装置を備え、
このカム装置の駆動カムが回転駆動源に駆動連結されるとともに、前記カム装置の第１の従動カムが前記ローディング部の作動体を構成する一方、第２の従動カムが前記アンローディング部の作動体を構成し、
これら両作動体に、工作物を保持するチャッキング手段が設けられている
ことを特徴とする工作機械のワーク供給装置。 - 搬入装置により工作物が搬入されるワーク搬入部位、工作機械のワーク供給排出部位、および搬出装置により工作物が搬出されるワーク搬出部位の間で、インデックス動作される構造を備え、
前記各部位において、前記ローディング部およびアンローディング部の作動体のいずれか一方が、作動待機位置と作動位置との間で往復直線運動するように駆動制御される構成とされている
ことを特徴とする請求項５に記載の工作機械のワーク供給装置。 - 工作物を平面研削する砥石車を備えた縦型平面研削盤に装置され、
前記ワーク搬入部位、ワーク供給排出部位およびワーク搬出部位が水平方向に配置されるとともに、これら各部位の間でインデックス動作される構造を備えるとともに、各部位において、前記ローディング部およびアンローディング部の作動体のいずれか一方が、上死点である作動待機位置と下死点である作動位置との間で昇降運動するように駆動制御される構成とされている
ことを特徴とする請求項６に記載の工作機械のワーク供給装置。
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