JP4842468B2 - 自動供給排出装置付き工作機械及びその加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク保持部に保持させたワークに所定の加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、部品を自動的に加工するために、ワークを自動供給排出する自動供給排出装置付きの工作機械として、各種の形式の旋盤が知られている。しかし、その多くは、直交座標型ロボットや多関節型ロボット等のロボットに設けられたロボットハンドによって、ワークを自動供給排出する自動供給排出装置であり、しかも、旋盤で旋削加工されるワークの姿勢と未加工のワークが収納されている未加工ワーク収納位置におけるワークの姿勢とが異なっていることが多いため、一般に、直交座標型ロボットや多関節型ロボット等のハンド取付部分に姿勢変換機構を有する構成となっている。そのため、必然的に、ロボット、特にハンド取付部分が大型なものとならざるを得ない。従って、これらの自動供給排出装置は、比較的大型の部品を旋削加工するためのものであって、小型の自動旋盤に適したものではない。
【０００３】
このような従来技術の自動供給排出装置を用いて小型の工作機械、例えば、小型の自動旋盤にワークを自動的に供給排出しようとするときには、自動旋盤と自動供給排出装置との大きさのアンバランスによって、相互の位置を固定するために連結することが困難となる。また、連結したとしても、自動旋盤におけるワークの加工中に自動供給排出装置の動作を行うと、自動供給排出装置による振動が自動旋盤の加工に影響を与え、加工精度の低下や仕上面の不良等の原因となることが生じる。この自動供給排出装置の動作による加工精度の低下や仕上面の不良等の発生を防止するために、自動旋盤による加工の終了後に自動供給排出装置の動作を行わせることにすると、当然のことながら、製品１個を加工するためのサイクルタイムが長くなり、生産性が低下することは避けられない。
【０００４】
また、自動供給排出装置、特にハンド取付部分が大型なものとなることは、自動供給排出装置のハンドを自動旋盤に接近して配置することが困難になることを意味し、自動供給排出装置のハンドの移動量が大きくなり、移動に要する時間が増大してサイクルタイムが長くならざるを得ない。更に、自動供給排出装置、特にハンド取付部分が大型なときには、小型の自動旋盤では、その前面が自動供給排出装置のハンドでほとんど覆われてしまうことになり、加工するワークの変更や自動旋盤とハンドとの位置合わせ等、各種の調整やメンテナンスに際して、作業者の接近性が非常に悪くなり、調整等に時間がかかって、結果として、全体としての稼働率の低下を招くことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決して、自動供給排出装置、特にハンド取付部分の大きさを小型、軽量化することによって動作時に発生する振動を防止し、高速移動を可能にするとともに振動による加工精度の低下や仕上面の不良等の発生をなくして、サイクルタイムを短縮することを目的とするものである。
【０００６】
このため、本発明は、自動供給排出のための機構及びその動作を全面的に再検討して、自動供給排出装置のより合理的な機構及びその構成を提供することによって、自動供給排出装置の動作時に発生する振動を防止してワークを保持したハンドの高速移動を可能にするとともに、ワークの加工と重複することができない動作のみを自動供給排出のためのサイクルとし、他の動作はワークの加工中に行うようにして可能な限りサイクルタイムを短縮し、さらに、作業者の接近性を大幅に改善することよって調整等の時間を短縮し、全体としての稼働率を向上した自動供給排出装置付き工作機械及びその加工方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の自動供給排出装置付き工作機械では、ワーク保持部に保持させたワークに所定の加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械において、前記自動供給排出装置が、前記ワークを保持し、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う旋回アームと、前記ワークを縦向きに保持して搬送し、前記旋回アームとの間でワークの授受を行うロボットハンドとを備え、前記旋回アームが、前記工作機械の刃物台に配置され、前記ロボットハンドとの間でワークの授受を行う第一の位置と、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う第二の位置との間を旋回するとともに、この旋回動作によって、第一の位置における縦向き姿勢と第二の位置における横向き姿勢との間でワークの姿勢を変更し、前記刃物台の移動による前記旋回アームと前記ワーク保持部との相対移動により、前記旋回アームを介して前記ロボットハンドと前記ワーク保持部との間でワークの授受を行ように構成してある。
【０００８】
ここで、前記ロボットハンドと前記旋回アームをそれぞれ２個ずつ有し、一方の前記ロボットハンドが一方の前記旋回アームを介して未加工のワークを前記ワーク保持部に受け渡し、他方の前記ロボットハンドが他方の前記旋回アームを介して前記ワーク保持部から加工済みのワークを受け取るように構成することが望ましい。或いは、二つの前記ロボットハンド間の距離をＬ１、前記二つの旋回アーム間の距離をＬ２、前記他方の前記ロボットハンドが前記ワーク収納部に加工済みのワークを受け渡す位置と前記一方の前記ロボットハンドが前記ワーク供給部から未加工のワークを受け取る位置との距離をＬ３としたときに、距離Ｌ１と距離Ｌ２及び距離Ｌ１と距離Ｌ３の少なくとも一方又は両方の距離を同一とするとよい。また、二つの前記ロボットハンド間の距離をＬ１、前記ロボットハンドとの間で加工済みのワークの授受を行なう際の前記他方の旋回アームと前記ワーク供給部の未加工のワークの供給位置との距離をＬ４、前記ロボットハンドとの間で未加工のワークの授受を行なう際の前記一方の旋回アームと前記ロボットハンドが前記ワーク収納部に加工済みのワークを受け渡す位置との距離をＬ５としたときに、距離Ｌ１と距離Ｌ４及び距離Ｌ１と距離Ｌ５の少なくとも一方又は両方の距離が同一となるように構成してもよい。
【０００９】
また、前記旋回アームの旋回中心が、前記工作機械の刃物台上に配置されており、前記ワーク保持部の中心線からオフセットして配置されていることが望ましい。また、前記工作機械の全体がカバーで覆われており、前記ロボットハンドの移動経路上に、前記ロボットハンドの移動に応じて開閉可能な開口扉を設けることが望ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明の自動供給排出装置付き工作機械の加工方法では、ワーク保持部に保持させたワークに所定の旋削加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械による加工方法において、前記工作機械の刃物台に前記ワークを保持し前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う旋回アームを準備するとともに、前記ワークを搬送し、前記旋回アームとの間でワークの授受を行うロボットハンドとを備え、前記旋回アームが、前記ロボットハンドとの間でワークの授受を行う第一の位置と、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う第二の位置との間を旋回するとともに、この旋回動作によって、第一の位置における縦向きと第二の位置における横向きとの間でワークの姿勢を変更する前記自動供給排出装置を準備し、前記旋回アームが前記第一の位置で前記ロボットハンドから縦向きで受け取った未加工の前記ワークを、旋回動作によって前記第二の位置で横向きに姿勢変更して前記ワーク保持部に供給する供給工程と、前記ワーク保持部に供給されたワークに所定の旋削加工を行う加工工程と、前記刃物台の移動による前記旋回アームと前記ワーク保持部との相対移動により、前記旋回アームが前記第二の位置で前記ワーク保持部から横向きで受け取った加工済のワークを、旋回動作によって前記第一の位置で縦向きに姿勢変更して前記ロボットハンドに受け渡す排出工程とを有する自動供給排出装置付き工作機械による加工方法を提供するものである。
【００１１】
ここで、前記ロボットハンドと前記旋回アームをそれぞれ２個ずつ有し、一方の前記ロボットハンドが一方の前記旋回アームを介して未加工のワークを前記ワーク保持部に受け渡す供給工程と、他方の前記ロボットハンドが他方の前記旋回アームを介して加工済みのワークを前記ワーク保持部から受け取る前記排出工程の一部が同時に重複して行われるようにするのが望ましい。
【００１２】
また、二つの前記ロボットハンド間の距離と、二つの前記旋回アーム間の距離と、他方の前記ロボットハンドが前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを受け渡す位置と前記一方の前記ロボットハンドが前記未加工ワーク収納位置から未加工のワークを受け取る位置との距離とを同一にした自動供給排出装置を準備し、一方の前記ロボットハンドで前記未加工ワーク収納位置の前記未加工のワークを保持すると同時に、他方のロボットハンドが前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを収納し、又は、一方のロボットハンドから一方の前記旋回アームに未加工のワークを受け渡すと同時に、他方のロボットハンドで他方の前記旋回アームに保持された加工済みのワークを受け取るようにするか、或いは、二つの前記ロボットハンド間の距離と、前記ロボットハンドとの間で加工済みのワークの授受を行なう際の前記他方の旋回アームと前記未加工ワーク供給位置から未加工のワークを受け取る位置との距離と、前記ロボットハンドとの間で未加工のワークの授受を行なう際の前記一方の旋回アームと前記ロボットハンドから前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを受け渡す位置との距離とを同一にした自動供給排出装置を準備し、一方の前記ロボットハンドで前記未加工ワーク供給位置の未加工のワークを保持すると同時に、他方のロボットハンドで、他方の旋回アームに保持された加工済みのワークを保持し、一方のロボットハンドから一方の前記旋回アームに未加工のワークを受け渡すと同時に、他方のロボットハンドに保持した加工済みのワークを排出するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、実施例を示す図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、工作機械の一例として自動旋盤を例に挙げて説明するが、本発明は、同様の自動供給排出装置を用いることのあるボール盤や研削盤等の他の工作機械にも適用が可能である。
図１ないし図４は、本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一実施例を示すものであって、図１は正面図、図２は平面図、図３は右側面図を示し、図４は左側面図であって自動供給排出装置（特にパレタイザ）が示されている。
なお、以下の説明で「左」又は「右」というときには、図１の自動旋盤の左又は右を指し、「上」又は「下」というときには、同図の自動旋盤の上又は下を指し、「前」又は「後」というときには、同図の自動旋盤の紙面に直交する方向の手前側又は奥側を指すものとする。
【００１４】
図に示されているように、本発明の自動供給排出装置付き旋盤は、自動旋盤１と、主に自動旋盤１の外部に設けられた自動供給排出装置２とが一体的に組み合わされたものである。ここで、自動旋盤１は、旋削加工の開始信号に従って自動的に所定の旋削加工工程を行い、旋削加工工程の終了によって終了信号を送出することができる旋盤であれば、どのような旋盤であっても使用することできるが、外部と各種のタイミング信号を送受できるように構成されたＮＣ自動旋盤であることが望ましく、特に、小型のＮＣ自動旋盤に適用することが望ましい。
【００１５】
この自動旋盤１は、ワーク保持部である主軸チャックに把持させたワークに所定の旋削加工を行うものであって、刃物台（実施例では自動旋盤１の主軸３に対向して配置された対向刃物台４）には、加工工具（実施例ではドリル等の穴明け工具５及びバイト等の切削工具６）が設けられている。更に、この対向刃物台４には、本発明の自動供給排出装置２の一部を構成する旋回アーム装置７が、詳細は後述するように、穴明け工具５及び切削工具６と並べて配置されている。
【００１６】
また、自動供給排出装置２は、この自動旋盤１に未加工のワークを自動的に供給し、旋削加工の終了した加工済のワークを自動的に排出する装置である。本実施例では、未加工のワークと加工済のワークを所定の位置に載置して保持するワーク供給収納装置としてのパレタイザ８と、左右方向及び上下方向に移動する搬送ロボット、例えば直交座標型ロボット９及び前述の旋回アーム装置７とで構成されている。また、直交座標型ロボット９は、左右方向に移動するロボット本体１０と、このロボット本体１０に上下方向に移動自在に設けられたロボットアーム１１ａ，１１ｂとを有している。
【００１７】
パレタイザ８は、本実施例では、複数個のワークを整列して収納する複数個のワーク収納位置が、マトリクス状に配列して設けられている。このワーク収納位置には、未加工のワークが立てた状態（以下、この状態を「縦位置」という）で収納される。また、このパレット１２を複数個準備し、パレット１２を順番に送ることで、多数個のワークの連続加工を行なうことができるようにしている。
【００１８】
また、パレタイザ８は、パレット１２のワーク収納位置に未加工のワークを縦姿勢で載置して収納し、搬送チエン１３で後方（図４では左方向）に送ってパレット１２内の未加工のワークの位置決めとパレット１２の交換を行う。直交座標型ロボット９は、ガイドレール１４に沿って左右方向（図４の紙面に直交する方向）に移動することによって、パレット１２の前記ワーク収納位置に収納された未加工のワークの上方に停止し、ロボットアーム１１ａ，１１ｂを下降させてロボットハンド１５ａ，１５ｂでワークを保持させる。この後、ロボットアーム１１ａ，１１ｂを上昇させて前記ワーク収納位置からワークを取り出し、旋回アーム装置７のところまで搬送する。
一方、自動旋盤１で旋削加工された加工済のワークは、旋回アーム装置７によってチャックから取り外され、上記とは逆の経路をたどってパレット１２に搬送され、未加工ワークが取り出された後のワーク収納位置に収納される。
【００１９】
ここで、ワーク供給収納装置としてのパレタイザ８は、ここに示した実施例のものに限定されるものではなく、所定の供給位置から搬送ロボット、例えば直交座標型ロボット９で未加工のワークを取り出して旋回アーム装置７に搬入するとともに、加工済のワークを搬出して所定の放出位置に放出できるものであれば、どのような形式のものであってもよい。また、加工済のワークを未加工のワークが取り出された後のワーク収納位置に戻すことも必ずしも必要ではない。従って、ワーク供給収納装置としては任意の形式の自動供給装置および自動排出装置を使用することができる。
【００２０】
搬送ロボットとしての直交座標型ロボット９は、水平面内で左右方向に移動自在なロボット本体１０と、このロボット本体１０に設けられた上下方向に移動自在なロボットアーム１１ａ，１１ｂとから概略構成されている。自動旋盤１には、２個の支柱１６によって、自動旋盤１の主軸３に対して直交する方向（図１では左右方向）に水平にビーム１７が支持され、このビーム１７にガイドレール１４が設けられている。ロボット本体１０は、このガイドレール１４に案内されながら左右方向に移動するスライドガイド８に固定されている。また、ロボットアーム１１ａ，１１ｂの下端にはロボットハンド１５ａ，１５ｂが設けられている。そして、左右方向に移動自在なロボット本体１０と上下方向に移動自在なロボットアーム１１ａ，１１ｂとにより、ロボットハンド１５ａ，１５ｂに保持したワークを、左右方向及び上下方向の直交二軸方向に移動させることが可能で、これにより、未加工のワークや加工済のワークを、後述の旋回アーム１９ａ、１９ｂに対して搬入及び搬出することができる。
【００２１】
図５ないし図８は自動旋盤１の要部を示すもので、図５は対向刃物台４の平面図、図６は対向刃物台４上に設けられた旋回アーム装置７の詳細を示す右側面図であって旋回アーム１９ａ，１９ｂがワークを横向きにした状態（以下、この状態を「横位置」という）に旋回した状態を示す図、図７は同じ旋回アーム装置７の右側面図であって旋回アーム１９ａ，１９ｂが縦位置に旋回した状態を示す図、図８は旋回アーム１９ａ，１９ｂと加工工具（穴明け工具５）との位置関係を説明するための図である。
【００２２】
図に示すように、本実施例の自動供給排出装置付き旋盤における対向刃物台４には、３個の切削工具６と３個の穴明け工具５とが取付け可能となっており、３個の穴明け工具５と一つの切削工具６との間に、旋回アーム装置７が主軸３（図５及び図６には主軸チャック２０のみが描かれている）に対向して配置されている。自動旋盤１の内部に設けられた対向刃物台４は、主軸３に対して水平面内で左右方向に移動して、３個の穴明け工具５及び３個の切削工具６の選択を行う。さらに、選択された切削工具６を主軸３の軸線に対して所定の寸法（切削加工するワークの半径）だけオフセットして位置決めする。そして、これによって、ワークを所定の寸法に旋削加工する位置に切削工具６を位置決めする。
【００２３】
更に、本発明では、この対向刃物台４の移動によって、後述するように、旋回アーム装置７を構成する二つの旋回アーム１９ａ，１９ｂのうちいずれか一方の旋回アーム１９ａ，１９ｂを、主軸３の主軸チャック２０に正対する位置に位置決めすることができる。
ここで、本実施例では、刃物台として対向刃物台４のみが示されているが、本実施例においても、よく知られている旋盤の構成と同様に、主軸３（主軸チャック２０）の左右や上方にも刃物台を配置することは可能であり、このように構成しても何の支障も生じない。
【００２４】
旋回アーム装置７は、図５に示すように２個の旋回アーム１９ａ，１９ｂを有しており、その先端には、それぞれハンドが設けられている。図５に示す旋回アーム１９ａ，１９ｂでは紙面左側の旋回アームを符号１９ａで表すとともにハンドを符号２１ａで表し、同右側の旋回アームを符号１９ｂで表すとともにハンドを符号２１ｂで表すものとする。
【００２５】
一方のハンド２１ａは、後述するように、直交座標型ロボット９のロボットアーム１１ａのロボットハンド１５ａに保持されて搬入された未加工のワークを受け取って、主軸チャック２０に供給する。他方のハンド２１ｂは、主軸３で旋削加工された加工済のワークを、主軸チャック２０から受け取ってロボットアーム１１ｂのロボットハンド１５ｂに搬出するものである。このように、本実施例では、図５に示す左側のハンド２１ａが未加工のワークを主軸チャック２０に供給するハンドであり、右側のハンド２１ｂが加工済のワークを主軸チャック２０から排出するハンドであるものとする。
【００２６】
これらのハンド２１ａ，２１ｂが設けられた旋回アーム１９ａ，１９ｂは、主軸３の中心線より上方にオフセットして配置されたピポット２２で旋回可能に支持されており、油圧シリンダ２３の作動によって、旋回アーム１９ａ，１９ｂは、図６に示すように主軸チャック２０に正対する第二の位置である横位置と、図７に示すようにロボットハンド１５ａ，１５ｂ側を向く第一の位置である縦位置との間を旋回する。ここで、図６に示す旋回アーム１９ａ，１９ｂの横位置は、ワークを主軸チャック２０に供給し、或いは主軸チャック２０から排出する位置で、油圧シリンダ２３のロッド２３ａが引き込まれて、旋回アーム１９ａ，１９ｂに設けられたストッパ２４がストッパねじ２５に当接することで位置決めされる。
【００２７】
一方、旋回アーム１９ａ，１９ｂの縦位置は、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂとの間でワークの受け渡しをする位置である。この縦位置は、主軸３のチャック２０に把持されたワークを加工工具で旋削加工する際の旋回アーム１９ａ，１９ｂの退避位置であり、油圧シリンダ２３のロッド２３ａが押し出されて、旋回アーム１９ａ，１９ｂに設けられたストッパねじ２６がストッパ２７に当接することで、位置決めされる。
【００２８】
旋回アーム装置７の旋回アーム１９ａ，１９ｂは、通常は退避位置である縦位置にあり、この縦位置で直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂとの間でワークの受け渡しを行う。そして、制御手段によって対向刃物台４が後退した位置で、旋回アーム１９ａ，１９ｂのうちのいずれか一方が横位置に旋回され、制御手段によって対向刃物台４が所定の位置まで前進したところで、主軸３のチャック２０との間でワークの供給又は排出を行う。
この主軸３のチャック２０に把持されていた加工済のワークを排出して新たな未加工のワークを供給する際には、主軸チャック２０の内部に設けられた図示しないエアノズルから、圧縮空気を主軸チャック２０の内面に吹き出し、エアブローによって主軸チャック２０の内面に残っている切粉や切削油を吹き飛ばして、主軸チャック２０の内面を清掃することが望ましい。
【００２９】
本実施例では、旋回アーム１９ａ，１９ｂの旋回中心であるピポット２２が主軸３の中心線より上方にオフセットして配置されているので、主軸３のチャック２０に把持されたワークを加工工具で旋削加工する際に旋回アーム１９ａ，１９ｂが縦位置に退避すると、図８に示すように、旋回アーム１９ａ，１９ｂが加工工具（図８では穴明け工具５）よりも十分に後方（図８において右方）に位置して、旋回アーム１９ａ，１９ｂが旋削加工に支障が生じない位置に後退する。また、旋回アーム１９ａ，１９ｂのハンド２１ａ，２１ｂが十分な高さに位置して、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂとの間でワークの授受を行なうことが容易になる。
【００３０】
ごの自動旋盤１は、旋削加工時における切削液の飛散を防止するために、図３に示すように、加工域の全体がカバー２８で覆われており、旋盤内での調整等の作業を行うためにスライドドア２９が設けられている。そして、このスライドドア２９には、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂが旋回アーム１９ａ，１９ｂとワークの受け渡しを行うために下降する位置に開口部が設けられており、この開口部には、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂの下降に応じて開閉する扉３０が設けられている。この扉３０は、旋削加工の終了信号によってロボットハンド１５ａ，１５ｂの下降とともに、油圧シリンダ等の任意の開閉手段によって開放され、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが上昇するとともに閉じられる。
【００３１】
図９ないし図１１は、本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標型ロボット９の詳細を示すものであって、図９は直交座標型ロボット９の側面断面図、図１０は直交座標型ロボット９を左右方向に駆動する駆動源の側面断面図、図１１は直交座標型ロボット９と旋回アーム装置７との関係を示す正面図である。
前述したように、自動供給排出装置２の直交座標型ロボット９は、自動旋盤１に２個の支柱１６によって固定されたビーム１７のガイドレール１４に案内されながら左右方向に移動するスライドガイド１８に取り付けられている。このロボット本体１０は、パレタイザ８と旋回アーム装置７との間を左右方向に移動するものであって、上下方向に移動するロボットアーム１１ａ，１１ｂを有している。そして、このロボットアーム１１ａ，１１ｂの下端に、ワークを保持するロボットハンド１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００３２】
直交座標型ロボット９のロボット本体１０は、図に示すように、ガイドレール１４に沿って配置された無端ベルト３１によって左右方向に移動する。このロボット本体１０の移動は、サーボモータ３２からの駆動力がプーリ３３、ベルト３４、プーリ３５を介して軸３６に伝達され、この軸３６の回転がプーリ３７を回転し、プーリ３７に巻回された無端ベルト３１が左右方向に移動することによって、行なわれる。そして、前述したように、移動範囲の左端では、パレタイザ８のパレット１２のワーク収納位置の上方に停止し、下降して未加工のワークを保持し、或いは加工済のワークを収納する。また、移動範囲の右端では、旋回アーム装置７の上方に停止し、下降して旋回アーム１９ａ，１９ｂと未加工のワーク及び加工済のワークの受け渡しを行う。
【００３３】
また、ロボット本体１０には、ロボットアーム１１ａ，１１ｂとともにロボットハンド１５ａ，１５ｂを上下方向に駆動する送りねじ３８が設けられている。そして、サーボモータ３９からの駆動力が、プーリ４０、ベルト４１、プーリ４２を介して送りねじ３８に伝達され、この送りねじ３８の回転によって、ロボットアーム１１ａ，１１ｂが配置されたヘッド４３が上下方向に移動する。これによって、ロボットアーム１１ａ，１１ｂが上下方向に駆動される。
【００３４】
ロボットアーム１１ａ，１１ｂの下端には、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下向きに設けられている。前述したように、パレット１２のワーク収納位置に未加工のワークが縦位置で保持して載置されている。そして、対向刃物台４に設けられた旋回アーム１９ａ，１９ｂが旋回して縦位置でワークの受け渡しをする。そのため、本実施例のロボットハンド１５ａ，１５ｂは、その向きを変更することなく、常に下向きの姿勢のみで十分である。すなわち、ロボットアーム１１ａ，１１ｂ又はロボットハンド１５ａ，１５ｂには姿勢を変更するための機構を設ける必要が無く、軽量で小型のロボットアーム１１ａ，１１ｂのとロボットハンド１５ａ，１５ｂを使用することができる。
【００３５】
ロボットハンド１５ａに保持されたワークは、ロボットアーム１１ａの下降によって、図１１に想像線で示す位置まで下降し、旋回アーム１９ａのハンド２１ａに受け渡される。ここで、図１１には、２個のロボットアーム１１ａ，１１ｂが並置して設けられているが、ロボットハンド１５ａ，１５ｂ間の水平方向の距離Ｌ１は旋回アーム２１ａ，２１ｂ間の水平方向の距離Ｌ２と同一であるので（距離Ｌ１，Ｌ２については、図２１参照）、左側のロボットハンド１５ａが未加工のワークを旋回アーム１９ａの左側のハンド２１ａに受け渡すと同時に、右側のロボットハンド１５ｂが加工済のワークを右側の旋回アーム１９ｂのハンド２１ｂから受け取ることができる。
【００３６】
尚、ロボットアーム１１ａ，１１ｂは、それぞれヘッド４３に軸方向（上下方向）に摺動可能に取り付けられており、ばね４４で常時下方に付勢されている。従って、例えば、ロボットハンド１５ａによってパレット１２のワーク収納位置からワークを取り出し、或いは旋回アーム１９ａにワークを受け渡しする際に、ワークの正常な取り出しや受け渡しができなかったときには、ロボットアーム１１ａが押し上げられ、ヘッド４３に設けられたセンサ４５でその移動が検出される。センサ４５が検出信号を出力したときには直交座標型ロボット９の稼働を停止させることで、ロボットハンド１５ａ，１５ｂの破損や受け渡しのミスによるワークの加工不良の発生を防止することができる。
【００３７】
図１２〜図２０は、本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。ここで、未加工のワークは黒色に塗りつぶして表示し、加工済のワークは白抜きで表示して区別する。
図１２は、自動旋盤１による旋削加工中であって、自動供給排出装置２の直交座標型ロボット９はパレット１２の上方で待機している。また、左側のロボットアーム１１ａに設けられたロボットハンド１５ａで、未加工のワークを保持している。さらに、旋回アーム装置７の右側の旋回アーム１９ｂに設けられたハンド２１ｂでは、加工済のワークを保持して、自動旋盤１の主軸チャック２０に把持されたワークに対して所定の旋削加工を行う加工工程が終了するまで待機している。
【００３８】
自動旋盤１による加工工程が終了すると、自動旋盤１から加工終了の信号が出力され、この加工終了の信号によって直交座標型ロボット９のヘッド４３が右方向に移動し、図１３に示すように、旋回アーム装置７の上方で停止する。次いで、自動旋盤１のカバー２８（本実施例ではスライドドア２９であるが、スライドドア２９もカバー２８の一部なので、ここではカバー２８と記載する。）に設けられた開口部の扉３０が開く。そして、図１４に示すように、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下降して、旋回アーム１９ａ，１９ｂのハンド２１ａ，２１ｂとの間で未加工のワークと加工済のワークとをそれぞれ同時に受け渡しする。
その後、図１５に示すように、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂが上昇して、所定の未加工ワーク収納位置からワークを旋回アーム１９ａに搬入する。これにより搬入工程が終了する。
【００３９】
この工程において、旋回アーム１９ｂのハンド２１ｂからロボットハンド１５ｂに受け渡される加工済のワークは、前回の加工工程で旋削加工され、旋回アーム１９ｂのハンド２１ｂに保持されていたワークである。
更に、この搬入工程の一部である直交座標型ロボット９のヘッド４３が右方向に移動し、図１３に示す旋回アーム装置７の上方で停止するまでの工程においては、直交座標型ロボット９の動作によって振動の発生が生じないか、生じたとしても旋削加工における加工精度の低下や仕上面の不良等が発生しない程度に小さいことを条件に、自動旋盤１による加工工程が行われている間に移動して、サイクルタイムを短縮することが望ましい。
【００４０】
次に、図１６に示すように、自動旋盤１のカバー２８に設けられた開口部の扉３０が閉じるとともに、直交座標型ロボット９のヘッド４３が左方向に移動する。同時に、右側の旋回アーム１９ｂが主軸３の中心線の位置に移動して縦位置から横位置に旋回し、旋回アーム装置７が載置されている対向刃物台４が主軸３に向かって前進する。そして、今回の加工工程で旋削加工されて新たに加工済となったワークを、主軸３のチャック２０から排出してハンド２１ｂに保持し、対向刃物台４が後退する。さらに、図１８に示すように、右側の旋回アーム１９ｂが縦位置に旋回して、加工済のワークを主軸チャックから排出してロボットアームに受け渡す。これにより、排出工程が終了する。
次回の図１４に示す工程で、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下降して、旋回アーム１９ａ，１９ｂのハンド２１ａ，２１ｂとの間で、未加工のワークと加工済のワークをそれぞれ受け渡しするまで待機する。
【００４１】
また、左側の旋回アーム１９ａのハンド２１ａには、図１４に示すように、左側のロボットハンド１５ａから未加工のワークを受け取っており、この未加工のワークを加工済のワークを排出した主軸チャック２０に供給する。この工程では、図１９に示すように、左側の旋回アーム１９ａが主軸３の中心線の位置に移動して縦位置から横位置に旋回し、旋回アーム装置７が載置されている対向刃物台４が主軸３に向かって前進して、ハンド２１ｂに保持していた未加工のワークを主軸３のチャック２０に供給する。このようにして、対向刃物台４が後退し、旋回アーム１９ａ，１９ｂが縦位置から横位置に旋回して、ロボットアームから受け取ったワークを主軸チャックに供給する供給工程が行われる。
【００４２】
尚、以上の説明では、右側の旋回アーム１９ｂと左側の旋回アーム１９ａとがそれぞれ異なったタイミングで旋回するものとして説明したが、右側の旋回アーム１９ｂと左側の旋回アーム１９ａとを同時に縦位置から横位置に旋回し、加工済のワークを排出した後、直ちに対向刃物台４が横方向に移動して未加工のワークを供給するようにすることができるのは勿論である。この場合は、他方の旋回アーム１９ｂと主軸チャックとの間でワークの授受を行なう際に、一方の旋回アーム１９ａ及びこの旋回アーム１９ａに保持された未加工のワークと主軸チャックとが干渉しないように、旋回アーム１９ａ，１９ｂの離間距離を十分にとる必要がある。
【００４３】
そして、その間に、図１７に示すように、直交座標型ロボット９はパレット１２のワーク収納位置の上方に移動し、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下降して、パレット１２のワーク収納位置に加工済のワークを収納することによって、ロボットアームが左右方向及び上下方向に移動して、加工済のワークを所定の加工済ワーク収納位置に搬出する搬出工程が行われる。
この直交座標型ロボット９のヘッド４３が左方向に移動する工程（搬出工程）は、搬入工程と同様に、直交座標型ロボット９の動作によって振動の発生が生じないか、生じたとしても旋削加工における加工精度の低下や仕上面の不良等が発生しない程度に小さいことを条件に、自動旋盤１による加工工程が行われている間に移動して、サイクルタイムを短縮することができる。
【００４４】
ワークを主軸チャック２０に供給する供給工程が終了すると、図２０に示すように、２個のハンド２１ａ，２１ｂはともに縦位置となって停止し、自動供給排出装置からワークの自動供給排出工程が終了したことを示す信号が出力される。
この信号によって、自動旋盤１による旋削加工工程が開始される。
【００４５】
従って、本発明の自動供給排出装置付き旋盤及びその加工方法において、ロボットアームが左右方向及び上下方向に移動して、所定の未加工ワーク収納位置からワークを旋回アームに搬入する搬入工程は図１３〜図１５で行われる。また、旋回アームが縦位置から横位置に旋回して、ロボットアームから受け取ったワークを主軸チャックに供給する供給工程は図１８〜図１９で行われる。さらに、主軸チャックに供給されたワークに所定の旋削加工を行う加工工程は図１９〜図１２の間で行われる。
【００４６】
なお、図１７〜図１９に示す工程では、ロボットハンド１５ａ，１５ｂを下降させて、まず右側のロボットハンド１５ｂに保持した加工済みのワークを、パレット１２の加工済ワーク収納位置に受け渡し（図１７）、この後、ロボットハンド１５ａ，１５ｂを上昇させて左側に移動させ（図１８）、左側のロボットハンド１５ａが未加工ワーク収納位置の真上にきたところでロボットハンド１５ａ，１５ｂを下降させて、左側のロボットハンド１５ａに未加工のワークを保持させるようにしている（図１９）が、図２１に示すように、パレット１２における未加工ワーク収納位置と加工済ワーク収納位置との間の水平方向の距離Ｌ３を、ロボットハンド１５ａ，１５ｂ間の距離Ｌ１に一致させることで、ロボットハンド１５ａ，１５ｂとパレット１２との間で、未加工のワークの受け取りと加工済みのワークの受け渡しを同時に行なうことが可能になる。
【００４７】
また、旋回アームが横位置から縦位置に旋回して、加工済のワークを主軸チャックから排出してロボットアームに受け渡す排出工程は図１６〜図１８及び図１４で行われる。
さらに、ロボットアームが左右方向及び上下方向に移動して、所定の加工済ワーク収納位置に搬出する搬出工程は図１６〜図１７で行われる。
【００４８】
尚、自動供給排出装置２によるワークの供給排出工程は、以上に説明した順序及び工程に限定されるものではなく、例えば、図１６〜図１９の排出工程及び供給工程の次に、図１４のワークの受け渡しを行い、旋削加工を行う加工工程と重複して、搬出工程及び搬入工程の図１５の工程までを行うなど、本発明の要旨に反しない範囲で各種の変更を行うことができるのは勿論である。
【００４９】
次に、本発明の第二の実施形態を、図２２〜図２５を参照しながら説明する。
以下の説明において先の実施形態と同一部位，同一部材には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
この実施形態では、旋回アーム装置７の左側の自動旋盤１の外側に、未加工のワークを供給するワーク供給装置であるパーツフィーダ５８を備えているとともに、旋回アーム装置７の右側の自動旋盤１の内部に、ワーク排出装置である排出シュート６８及びこのシュート６８を経て回収された加工済みのワークを受け取るホッパ６９とを備えている。
【００５０】
また、直交座標型ロボット５９は、ガイドレール１４に沿って水平面内で左右方向に移動するロボット本体６０と、このロボット本体６０に上下に移動自在に設けられた左右一対のロボットアーム６１ａ，６１ｂと、このロボットアーム６１ａ，６１ｂの下端に設けられたロボットハンド６５ａ，６５ｂとを有している。ロボットアーム６１ａとロボットハンド６５ａ及びロボットアーム６１ｂとロボットハンド６５ｂとはそれぞれ、ロボット本体６０の左右の移動方向と平行で、かつ、互いに反対方向に延びる支持アーム６６ａ，６６ｂを介して連結されている。ロボットハンド６５ａ，６５ｂは、それぞれ、支持アーム６６ａ，６６ｂの先端側に取り付けられていて、その間の距離が後述する所定の距離になるように配置されている。
なお、ロボット本体６０，ロボットアーム６１ａ，６１ｂ及びロボットアーム６１ａ，６１ｂを左右又は上下に移動させるための駆動機構については、先の実施形態と同じであるので、ここでは説明は省略する。
【００５１】
パーツフィーダ５８は、例えば振動を与えながらワークを送り出すことができる公知のものを使用することができ、ワークを立てた状態で一列に整列させる整列部５８ａが出口側に設けられている。この整列部５８ａは、一列に整列されたワークの先頭が、左右方向に移動するロボットハンド６５ａの移動経路の真下に位置するように、配置される。
また、旋盤１の内部に設けられた排出シュート６８は、加工済みのワークが投入される投入口６８ａを有していて、この投入口６８ａが、左右方向に移動するロボットハンド６５ｂの移動経路の真下に位置するように、配置される。
【００５２】
上記した左右一対のロボットハンド６５ａ，６５ｂ、整列部５８ａに一列に整列された先頭のワーク，排出シュート６８の投入口６８ａ及び旋回アーム装置７の位置関係を、図２４に示す。
ロボットハンド６５ａ，６５ｂ間の水平方向の距離をＬ１、整列部５８ａの先頭のワークと、主軸３に正対したワークの授受を行なう際の位置（図２２〜図２４に示す位置）にある旋回アーム装置７の加工後のワークを保持する右ハンド２１ｂとの水平方向の距離をＬ４、主軸３に正対したワークの授受を行なう際の位置にある旋回アーム装置７の加工前のワークを保持する左ハンド２１ａと排出シュート６８の投入口６８ａとの水平方向の距離をＬ５とすると、これら三つの距離の間にＬ１＝Ｌ４＝Ｌ５なる関係が成り立つように、ロボットハンド６５ａ，６５ｂ，パーツフィーダ５８及び排出シュート６８が配置される。
また、整列部５８ａの先頭のワーク，旋回アーム装置７の左ハンド２１ａ及び右ハンド２１ｂに保持されたワーク及び投入口６８ａに投入される際のワークの高さがほぼ同じ高さになるように、パーツフィーダ５８，旋回アーム装置７及び排出シュート６８が配置される。
【００５３】
このような位置関係にこれらを配置することで、左側のロボットハンド６５ａで整列部５８ａから未加工のワークを受け取ると同時に、右側のロボットハンド６５ｂで、加工済みのワークを右ハンド２１ｂから受け取ることができるだけでなく、左側のロボットハンド６５ａから左ハンド２１ａに未加工のワークを受け渡すと同時に、右側のロボットハンド６５ｂに保持した加工済みのワークを排出シュート６８の投入口６８ａに投入することができるようになる。
【００５４】
この実施形態の作用を、図２５を参照しながら説明する。
旋回アーム装置７と自動旋盤１の主軸３との間で未加工ワーク及び加工ワークの授受が行なわれている間、直交座標型ロボット５９は、図２５（ａ）に示すように、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを上昇させた状態で待機している。そして、このとき、左側のロボットハンド６５ａは整列部５８ａで一列に整列された未加工のワークうち、先頭のワークの真上に位置し、右側のロボットハンド６５ｂは、旋回アーム装置７の右ハンド２１ｂの真上に位置している。
旋回アーム装置７と主軸３との間で未加工ワーク及び加工ワークの授受が終了したとき、旋回アーム装置７の右ハンド２１ｂには、加工済みのワークが保持されている。
【００５５】
この後、扉３０が開き、図２５（ｂ）に示すように、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂが下降して、左側のロボットハンド６５ａで整列部５８ａの未加工のワークを保持すると同時に、右側のロボットハンド６５ｂで、旋回アーム装置７の右ハンド２１ｂに保持された加工済みのワークを保持する。
図２５（ｃ）に示すように、直交座標型ロボット５９は、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを上昇させて、整列部５８ａから未加工のワークを取り出すとともに、右ハンド２１ｂから加工済みのワークを受け取る。そして、右方向に移動して、左側のロボットハンド６５ａを旋回アーム装置７の左ハンド２１ａの真上に位置させ、右側のロボットハンド６５ｂを排出シュート６８の投入部６８ａの真上に位置させる。
【００５６】
そして、図２５（ｄ）に示すように、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを、旋回アーム装置７の左ハンド２１ａ及び排出シュート６８の投入部６８ａにワークの受け渡しが可能な高さ位置まで下降させる。
左ハンド２１ａ及び排出シュート６８の投入部６８ａにそれぞれワークを受け渡した後、直交座標型ロボット５９は、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを上昇させて左方向に移動し、図２５（ａ）に示す状態に戻る。左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂが上昇すると、扉３０が閉じられる。また、これと同時に、左ハンド２１ａが縦位置から横位置に旋回し、主軸３に対して次に加工するべきワークを受け渡す。左ハンド２１ａはワークを主軸３に受け渡した後、速やかに縦位置に復帰する。そして、主軸３に受け渡されたワークの加工が開始される。
以後、図２５（ｂ）〜（ｄ）の手順を繰り返す。
【００５７】
この実施形態の自動旋盤によれば、未加工のワークの授受と加工済みワークの授受を一回の動作で行うことができるので、加工終了から加工開始までの停止時間を短縮することができ、自動旋盤の稼働率を高めることができる。
なお、この実施形態では、距離Ｌ１，Ｌ４，Ｌ５の全てが同じになるようにパーツフィーダ５８，旋回アーム７，排出シュート６８及び左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを配置しているが、距離Ｌ１，Ｌ４及び距離Ｌ１，Ｌ５のいずれか一方を同じにするだけでも、自動旋盤の稼働率を高めることが可能である。
【００５８】
例えば、加工済みのワークを収容するワーク収容部が旋盤の外部に設けられているような場合は、距離Ｌ１，Ｌ４のみを同じとすればよい。
これにより、少なくとも、パーツフィーダ５８からの未加工のワークの取り出しと、右旋回アーム２１ｂからの加工済みワークの受け取りを同時に行なうことができる。ワーク収容部への加工済みワークの受け渡しは、ワークの加工中に行なえばよい。
【００５９】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、主軸が水平方向に支持されている横型の工作機械（自動旋盤）を例に挙げて説明したが、主軸が上下方向に支持されている立型の工作機械にも適用が可能である。
また、上記の実施形態では、主軸チャックにワークを保持させるものとして説明したが、ワーク保持部は主軸チャックに限らず、テーブルやその他の形態のワーク保持部であってもよい。
さらに、第一の位置を縦位置、第二の位置をこれに直交する横位置として説明したが、第一の位置及び第二の位置は必ずしもこの位置に限定される必要はなく、かつ、直交する二方向にも限定されない。前記第一の位置及び第二の位置は、任意の角度のものを選択することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の自動供給排出装置付き旋盤及びその加工方法は、以上のように構成されているので、ハンド取付部分に姿勢変換機構を設けることが不要となり、自動供給排出装置、特にハンド取付部分の大きさを小型、軽量化することができて、動作時に発生する振動を防止するとともに、高速移動を可能にすることができる。
更に各種の調整やメンテナンスに際して、作業者の接近性に優れた自動供給排出装置とすることができるので、振動による加工精度の低下や仕上面の不良等の発生をなくすとともに、高速移動を可能にする。
また更に、各種の調整やメンテナンスも容易に行えるので、全体としてのサイクルタイムを短縮することができる。
【００６１】
また、自動供給排出装置のワークを搬送する装置を搬送ロボットと旋回アーム装置とに分割し、搬送のために制御する制御軸を搬送ロボットと旋回アーム装置に分散したので、それぞれの工程が単純化され、その結果、高速化、小型化することが可能になるなど、多大な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す右側面図である。
【図４】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す左側面図であって、自動供給排出装置（特にパレタイザ）を示す。
【図５】自動旋盤の要部を示すもので、対向刃物台の平面図である。
【図６】対向刃物台上に設けられた旋回アーム装置の詳細を示す右側面図であって、旋回アームがワークを横向きにした状態に旋回した状態を示す図である。
【図７】対向刃物台上に設けられた旋回アーム装置の詳細を示す右側面図であって、旋回アームがワークを縦向きにした状態に旋回した状態を示す図である。
【図８】自動旋盤の要部を示すもので、旋回アームと加工工具（穴明け工具）との位置関係を示す図である。
【図９】本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標ロボットの詳細を示す直交座標ロボットの側面断面図である。
【図１０】本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標ロボットを左右方向に駆動する駆動源の側面断面図である。
【図１１】本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標ロボットの詳細を示す直交座標ロボットと旋回アームとの関係を示す正面図である。
【図１２】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１３】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１４】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１５】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１６】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１７】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１８】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１９】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図２０】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図２１】自動供給装置におけるロボットハンドと、旋回アーム装置と、パレットにおけるワークとの位置関係を説明する図である。
【図２２】本発明の第二の実施形態にかかる自動供給排出装置付き旋盤の正面図である。
【図２３】図２２の自動供給排出装置付き旋盤の主要部の平面図である。
【図２４】図２２の自動供給排出装置付き旋盤におけるロボットハンド、パーツフィーダ，シュート及び旋回アーム装置の位置関係を説明する図である。
【図２５】第二の実施形態における自動供給排出装置付き旋盤の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１ 自動旋盤
２，５２ 自動供給排出装置
３ 主軸
４ 対向刃物台
５ 穴明け工具
６ 切削工具
７ 旋回アーム装置
８ パレタイザ
９，５９ 直交座標型ロボット
１０，６０ ロボット本体
１１ａ，１１ｂ ロボットアーム
１２ パレット
１３ 搬送チエン
１４ ガイドレール
１５ａ，１５ｂ ロボットハンド
１６ 支柱
１７ ビーム
１８ スライドガイド
１９ａ，１９ｂ 旋回アーム
２０ 主軸チャック
２１ａ，２１ｂ ハンド
２２ ピポット
２３ 油圧シリンダ
２３ａ ロッド
２４，２７ ストッパ
２５，２６ ストッパねじ
２８ カバー
２９ スライドドア
３０ 扉
３１ 無端ベルト
３２ サーボモータ
３３，３５，３７ プーリ
３４ ベルト
３６ 軸
３８ 送りねじ
３９ サーボモータ
４０，４２ プーリ
４１ ベルト
４３ ヘッド
４４ ばね
４５ センサ
５８ パーツフィーダ
５８ａ 整列部
６８ 排出シュート
６９ ホッパ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク保持部に保持させたワークに所定の加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、部品を自動的に加工するために、ワークを自動供給排出する自動供給排出装置付きの工作機械として、各種の形式の旋盤が知られている。しかし、その多くは、直交座標型ロボットや多関節型ロボット等のロボットに設けられたロボットハンドによって、ワークを自動供給排出する自動供給排出装置であり、しかも、旋盤で旋削加工されるワークの姿勢と未加工のワークが収納されている未加工ワーク収納位置におけるワークの姿勢とが異なっていることが多いため、一般に、直交座標型ロボットや多関節型ロボット等のハンド取付部分に姿勢変換機構を有する構成となっている。そのため、必然的に、ロボット、特にハンド取付部分が大型なものとならざるを得ない。従って、これらの自動供給排出装置は、比較的大型の部品を旋削加工するためのものであって、小型の自動旋盤に適したものではない。
【０００３】
このような従来技術の自動供給排出装置を用いて小型の工作機械、例えば、小型の自動旋盤にワークを自動的に供給排出しようとするときには、自動旋盤と自動供給排出装置との大きさのアンバランスによって、相互の位置を固定するために連結することが困難となる。また、連結したとしても、自動旋盤におけるワークの加工中に自動供給排出装置の動作を行うと、自動供給排出装置による振動が自動旋盤の加工に影響を与え、加工精度の低下や仕上面の不良等の原因となることが生じる。この自動供給排出装置の動作による加工精度の低下や仕上面の不良等の発生を防止するために、自動旋盤による加工の終了後に自動供給排出装置の動作を行わせることにすると、当然のことながら、製品１個を加工するためのサイクルタイムが長くなり、生産性が低下することは避けられない。
【０００４】
また、自動供給排出装置、特にハンド取付部分が大型なものとなることは、自動供給排出装置のハンドを自動旋盤に接近して配置することが困難になることを意味し、自動供給排出装置のハンドの移動量が大きくなり、移動に要する時間が増大してサイクルタイムが長くならざるを得ない。更に、自動供給排出装置、特にハンド取付部分が大型なときには、小型の自動旋盤では、その前面が自動供給排出装置のハンドでほとんど覆われてしまうことになり、加工するワークの変更や自動旋盤とハンドとの位置合わせ等、各種の調整やメンテナンスに際して、作業者の接近性が非常に悪くなり、調整等に時間がかかって、結果として、全体としての稼働率の低下を招くことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決して、自動供給排出装置、特にハンド取付部分の大きさを小型、軽量化することによって動作時に発生する振動を防止し、高速移動を可能にするとともに振動による加工精度の低下や仕上面の不良等の発生をなくして、サイクルタイムを短縮することを目的とするものである。
【０００６】
このため、本発明は、自動供給排出のための機構及びその動作を全面的に再検討して、自動供給排出装置のより合理的な機構及びその構成を提供することによって、自動供給排出装置の動作時に発生する振動を防止してワークを保持したハンドの高速移動を可能にするとともに、ワークの加工と重複することができない動作のみを自動供給排出のためのサイクルとし、他の動作はワークの加工中に行うようにして可能な限りサイクルタイムを短縮し、さらに、作業者の接近性を大幅に改善することよって調整等の時間を短縮し、全体としての稼働率を向上した自動供給排出装置付き工作機械及びその加工方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の自動供給排出装置付き工作機械では、ワーク保持部に保持させたワークに所定の加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械において、前記自動供給排出装置が、前記ワークを保持し、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う旋回アームと、前記ワークを縦向きに保持して搬送し、前記旋回アームとの間でワークの授受を行うロボットハンドとを備え、前記旋回アームが、前記工作機械の刃物台に配置され、前記ロボットハンドとの間でワークの授受を行う第一の位置と、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う第二の位置との間を旋回するとともに、この旋回動作によって、第一の位置における縦向き姿勢と第二の位置における横向き姿勢との間でワークの姿勢を変更し、前記刃物台の移動による前記旋回アームと前記ワーク保持部との相対移動により、前記旋回アームを介して前記ロボットハンドと前記ワーク保持部との間でワークの授受を行ように構成してある。
【０００８】
ここで、前記ロボットハンドと前記旋回アームをそれぞれ２個ずつ有し、一方の前記ロボットハンドが一方の前記旋回アームを介して未加工のワークを前記ワーク保持部に受け渡し、他方の前記ロボットハンドが他方の前記旋回アームを介して前記ワーク保持部から加工済みのワークを受け取るように構成することが望ましい。或いは、二つの前記ロボットハンド間の距離をＬ１、前記二つの旋回アーム間の距離をＬ２、前記他方の前記ロボットハンドが前記ワーク収納部に加工済みのワークを受け渡す位置と前記一方の前記ロボットハンドが前記ワーク供給部から未加工のワークを受け取る位置との距離をＬ３としたときに、距離Ｌ１と距離Ｌ２及び距離Ｌ１と距離Ｌ３の少なくとも一方又は両方の距離を同一とするとよい。また、二つの前記ロボットハンド間の距離をＬ１、前記ロボットハンドとの間で加工済みのワークの授受を行なう際の前記他方の旋回アームと前記ワーク供給部の未加工のワークの供給位置との距離をＬ４、前記ロボットハンドとの間で未加工のワークの授受を行なう際の前記一方の旋回アームと前記ロボットハンドが前記ワーク収納部に加工済みのワークを受け渡す位置との距離をＬ５としたときに、距離Ｌ１と距離Ｌ４及び距離Ｌ１と距離Ｌ５の少なくとも一方又は両方の距離が同一となるように構成してもよい。
【０００９】
また、前記旋回アームの旋回中心が、前記工作機械の刃物台上に配置されており、前記ワーク保持部の中心線からオフセットして配置されていることが望ましい。また、前記工作機械の全体がカバーで覆われており、前記ロボットハンドの移動経路上に、前記ロボットハンドの移動に応じて開閉可能な開口扉を設けることが望ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明の自動供給排出装置付き工作機械の加工方法では、ワーク保持部に保持させたワークに所定の旋削加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械による加工方法において、前記工作機械の刃物台に前記ワークを保持し前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う旋回アームを準備するとともに、前記ワークを搬送し、前記旋回アームとの間でワークの授受を行うロボットハンドとを備え、前記旋回アームが、前記ロボットハンドとの間でワークの授受を行う第一の位置と、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う第二の位置との間を旋回するとともに、この旋回動作によって、第一の位置における縦向きと第二の位置における横向きとの間でワークの姿勢を変更する前記自動供給排出装置を準備し、前記旋回アームが前記第一の位置で前記ロボットハンドから縦向きで受け取った未加工の前記ワークを、旋回動作によって前記第二の位置で横向きに姿勢変更して前記ワーク保持部に供給する供給工程と、前記ワーク保持部に供給されたワークに所定の旋削加工を行う加工工程と、前記刃物台の移動による前記旋回アームと前記ワーク保持部との相対移動により、前記旋回アームが前記第二の位置で前記ワーク保持部から横向きで受け取った加工済のワークを、旋回動作によって前記第一の位置で縦向きに姿勢変更して前記ロボットハンドに受け渡す排出工程とを有する自動供給排出装置付き工作機械による加工方法を提供するものである。
【００１１】
ここで、前記ロボットハンドと前記旋回アームをそれぞれ２個ずつ有し、一方の前記ロボットハンドが一方の前記旋回アームを介して未加工のワークを前記ワーク保持部に受け渡す供給工程と、他方の前記ロボットハンドが他方の前記旋回アームを介して加工済みのワークを前記ワーク保持部から受け取る前記排出工程の一部が同時に重複して行われるようにするのが望ましい。
【００１２】
また、二つの前記ロボットハンド間の距離と、二つの前記旋回アーム間の距離と、他方の前記ロボットハンドが前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを受け渡す位置と前記一方の前記ロボットハンドが前記未加工ワーク収納位置から未加工のワークを受け取る位置との距離とを同一にした自動供給排出装置を準備し、一方の前記ロボットハンドで前記未加工ワーク収納位置の前記未加工のワークを保持すると同時に、他方のロボットハンドが前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを収納し、又は、一方のロボットハンドから一方の前記旋回アームに未加工のワークを受け渡すと同時に、他方のロボットハンドで他方の前記旋回アームに保持された加工済みのワークを受け取るようにするか、或いは、二つの前記ロボットハンド間の距離と、前記ロボットハンドとの間で加工済みのワークの授受を行なう際の前記他方の旋回アームと前記未加工ワーク供給位置から未加工のワークを受け取る位置との距離と、前記ロボットハンドとの間で未加工のワークの授受を行なう際の前記一方の旋回アームと前記ロボットハンドから前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを受け渡す位置との距離とを同一にした自動供給排出装置を準備し、一方の前記ロボットハンドで前記未加工ワーク供給位置の未加工のワークを保持すると同時に、他方のロボットハンドで、他方の旋回アームに保持された加工済みのワークを保持し、一方のロボットハンドから一方の前記旋回アームに未加工のワークを受け渡すと同時に、他方のロボットハンドに保持した加工済みのワークを排出するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、実施例を示す図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、工作機械の一例として自動旋盤を例に挙げて説明するが、本発明は、同様の自動供給排出装置を用いることのあるボール盤や研削盤等の他の工作機械にも適用が可能である。
図１ないし図４は、本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一実施例を示すものであって、図１は正面図、図２は平面図、図３は右側面図を示し、図４は左側面図であって自動供給排出装置（特にパレタイザ）が示されている。
なお、以下の説明で「左」又は「右」というときには、図１の自動旋盤の左又は右を指し、「上」又は「下」というときには、同図の自動旋盤の上又は下を指し、「前」又は「後」というときには、同図の自動旋盤の紙面に直交する方向の手前側又は奥側を指すものとする。
【００１４】
図に示されているように、本発明の自動供給排出装置付き旋盤は、自動旋盤１と、主に自動旋盤１の外部に設けられた自動供給排出装置２とが一体的に組み合わされたものである。ここで、自動旋盤１は、旋削加工の開始信号に従って自動的に所定の旋削加工工程を行い、旋削加工工程の終了によって終了信号を送出することができる旋盤であれば、どのような旋盤であっても使用することできるが、外部と各種のタイミング信号を送受できるように構成されたＮＣ自動旋盤であることが望ましく、特に、小型のＮＣ自動旋盤に適用することが望ましい。
【００１５】
この自動旋盤１は、ワーク保持部である主軸チャックに把持させたワークに所定の旋削加工を行うものであって、刃物台（実施例では自動旋盤１の主軸３に対向して配置された対向刃物台４）には、加工工具（実施例ではドリル等の穴明け工具５及びバイト等の切削工具６）が設けられている。更に、この対向刃物台４には、本発明の自動供給排出装置２の一部を構成する旋回アーム装置７が、詳細は後述するように、穴明け工具５及び切削工具６と並べて配置されている。
【００１６】
また、自動供給排出装置２は、この自動旋盤１に未加工のワークを自動的に供給し、旋削加工の終了した加工済のワークを自動的に排出する装置である。本実施例では、未加工のワークと加工済のワークを所定の位置に載置して保持するワーク供給収納装置としてのパレタイザ８と、左右方向及び上下方向に移動する搬送ロボット、例えば直交座標型ロボット９及び前述の旋回アーム装置７とで構成されている。また、直交座標型ロボット９は、左右方向に移動するロボット本体１０と、このロボット本体１０に上下方向に移動自在に設けられたロボットアーム１１ａ，１１ｂとを有している。
【００１７】
パレタイザ８は、本実施例では、複数個のワークを整列して収納する複数個のワーク収納位置が、マトリクス状に配列して設けられている。このワーク収納位置には、未加工のワークが立てた状態（以下、この状態を「縦位置」という）で収納される。また、このパレット１２を複数個準備し、パレット１２を順番に送ることで、多数個のワークの連続加工を行なうことができるようにしている。
【００１８】
また、パレタイザ８は、パレット１２のワーク収納位置に未加工のワークを縦姿勢で載置して収納し、搬送チエン１３で後方（図４では左方向）に送ってパレット１２内の未加工のワークの位置決めとパレット１２の交換を行う。直交座標型ロボット９は、ガイドレール１４に沿って左右方向（図４の紙面に直交する方向）に移動することによって、パレット１２の前記ワーク収納位置に収納された未加工のワークの上方に停止し、ロボットアーム１１ａ，１１ｂを下降させてロボットハンド１５ａ，１５ｂでワークを保持させる。この後、ロボットアーム１１ａ，１１ｂを上昇させて前記ワーク収納位置からワークを取り出し、旋回アーム装置７のところまで搬送する。
一方、自動旋盤１で旋削加工された加工済のワークは、旋回アーム装置７によってチャックから取り外され、上記とは逆の経路をたどってパレット１２に搬送され、未加工ワークが取り出された後のワーク収納位置に収納される。
【００１９】
ここで、ワーク供給収納装置としてのパレタイザ８は、ここに示した実施例のものに限定されるものではなく、所定の供給位置から搬送ロボット、例えば直交座標型ロボット９で未加工のワークを取り出して旋回アーム装置７に搬入するとともに、加工済のワークを搬出して所定の放出位置に放出できるものであれば、どのような形式のものであってもよい。また、加工済のワークを未加工のワークが取り出された後のワーク収納位置に戻すことも必ずしも必要ではない。従って、ワーク供給収納装置としては任意の形式の自動供給装置および自動排出装置を使用することができる。
【００２０】
搬送ロボットとしての直交座標型ロボット９は、水平面内で左右方向に移動自在なロボット本体１０と、このロボット本体１０に設けられた上下方向に移動自在なロボットアーム１１ａ，１１ｂとから概略構成されている。自動旋盤１には、２個の支柱１６によって、自動旋盤１の主軸３に対して直交する方向（図１では左右方向）に水平にビーム１７が支持され、このビーム１７にガイドレール１４が設けられている。ロボット本体１０は、このガイドレール１４に案内されながら左右方向に移動するスライドガイド８に固定されている。また、ロボットアーム１１ａ，１１ｂの下端にはロボットハンド１５ａ，１５ｂが設けられている。そして、左右方向に移動自在なロボット本体１０と上下方向に移動自在なロボットアーム１１ａ，１１ｂとにより、ロボットハンド１５ａ，１５ｂに保持したワークを、左右方向及び上下方向の直交二軸方向に移動させることが可能で、これにより、未加工のワークや加工済のワークを、後述の旋回アーム１９ａ、１９ｂに対して搬入及び搬出することができる。
【００２１】
図５ないし図８は自動旋盤１の要部を示すもので、図５は対向刃物台４の平面図、図６は対向刃物台４上に設けられた旋回アーム装置７の詳細を示す右側面図であって旋回アーム１９ａ，１９ｂがワークを横向きにした状態（以下、この状態を「横位置」という）に旋回した状態を示す図、図７は同じ旋回アーム装置７の右側面図であって旋回アーム１９ａ，１９ｂが縦位置に旋回した状態を示す図、図８は旋回アーム１９ａ，１９ｂと加工工具（穴明け工具５）との位置関係を説明するための図である。
【００２２】
図に示すように、本実施例の自動供給排出装置付き旋盤における対向刃物台４には、３個の切削工具６と３個の穴明け工具５とが取付け可能となっており、３個の穴明け工具５と一つの切削工具６との間に、旋回アーム装置７が主軸３（図５及び図６には主軸チャック２０のみが描かれている）に対向して配置されている。自動旋盤１の内部に設けられた対向刃物台４は、主軸３に対して水平面内で左右方向に移動して、３個の穴明け工具５及び３個の切削工具６の選択を行う。さらに、選択された切削工具６を主軸３の軸線に対して所定の寸法（切削加工するワークの半径）だけオフセットして位置決めする。そして、これによって、ワークを所定の寸法に旋削加工する位置に切削工具６を位置決めする。
【００２３】
更に、本発明では、この対向刃物台４の移動によって、後述するように、旋回アーム装置７を構成する二つの旋回アーム１９ａ，１９ｂのうちいずれか一方の旋回アーム１９ａ，１９ｂを、主軸３の主軸チャック２０に正対する位置に位置決めすることができる。
ここで、本実施例では、刃物台として対向刃物台４のみが示されているが、本実施例においても、よく知られている旋盤の構成と同様に、主軸３（主軸チャック２０）の左右や上方にも刃物台を配置することは可能であり、このように構成しても何の支障も生じない。
【００２４】
旋回アーム装置７は、図５に示すように２個の旋回アーム１９ａ，１９ｂを有しており、その先端には、それぞれハンドが設けられている。図５に示す旋回アーム１９ａ，１９ｂでは紙面左側の旋回アームを符号１９ａで表すとともにハンドを符号２１ａで表し、同右側の旋回アームを符号１９ｂで表すとともにハンドを符号２１ｂで表すものとする。
【００２５】
一方のハンド２１ａは、後述するように、直交座標型ロボット９のロボットアーム１１ａのロボットハンド１５ａに保持されて搬入された未加工のワークを受け取って、主軸チャック２０に供給する。他方のハンド２１ｂは、主軸３で旋削加工された加工済のワークを、主軸チャック２０から受け取ってロボットアーム１１ｂのロボットハンド１５ｂに搬出するものである。このように、本実施例では、図５に示す左側のハンド２１ａが未加工のワークを主軸チャック２０に供給するハンドであり、右側のハンド２１ｂが加工済のワークを主軸チャック２０から排出するハンドであるものとする。
【００２６】
これらのハンド２１ａ，２１ｂが設けられた旋回アーム１９ａ，１９ｂは、主軸３の中心線より上方にオフセットして配置されたピポット２２で旋回可能に支持されており、油圧シリンダ２３の作動によって、旋回アーム１９ａ，１９ｂは、図６に示すように主軸チャック２０に正対する第二の位置である横位置と、図７に示すようにロボットハンド１５ａ，１５ｂ側を向く第一の位置である縦位置との間を旋回する。ここで、図６に示す旋回アーム１９ａ，１９ｂの横位置は、ワークを主軸チャック２０に供給し、或いは主軸チャック２０から排出する位置で、油圧シリンダ２３のロッド２３ａが引き込まれて、旋回アーム１９ａ，１９ｂに設けられたストッパ２４がストッパねじ２５に当接することで位置決めされる。
【００２７】
一方、旋回アーム１９ａ，１９ｂの縦位置は、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂとの間でワークの受け渡しをする位置である。この縦位置は、主軸３のチャック２０に把持されたワークを加工工具で旋削加工する際の旋回アーム１９ａ，１９ｂの退避位置であり、油圧シリンダ２３のロッド２３ａが押し出されて、旋回アーム１９ａ，１９ｂに設けられたストッパねじ２６がストッパ２７に当接することで、位置決めされる。
【００２８】
旋回アーム装置７の旋回アーム１９ａ，１９ｂは、通常は退避位置である縦位置にあり、この縦位置で直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂとの間でワークの受け渡しを行う。そして、制御手段によって対向刃物台４が後退した位置で、旋回アーム１９ａ，１９ｂのうちのいずれか一方が横位置に旋回され、制御手段によって対向刃物台４が所定の位置まで前進したところで、主軸３のチャック２０との間でワークの供給又は排出を行う。
この主軸３のチャック２０に把持されていた加工済のワークを排出して新たな未加工のワークを供給する際には、主軸チャック２０の内部に設けられた図示しないエアノズルから、圧縮空気を主軸チャック２０の内面に吹き出し、エアブローによって主軸チャック２０の内面に残っている切粉や切削油を吹き飛ばして、主軸チャック２０の内面を清掃することが望ましい。
【００２９】
本実施例では、旋回アーム１９ａ，１９ｂの旋回中心であるピポット２２が主軸３の中心線より上方にオフセットして配置されているので、主軸３のチャック２０に把持されたワークを加工工具で旋削加工する際に旋回アーム１９ａ，１９ｂが縦位置に退避すると、図８に示すように、旋回アーム１９ａ，１９ｂが加工工具（図８では穴明け工具５）よりも十分に後方（図８において右方）に位置して、旋回アーム１９ａ，１９ｂが旋削加工に支障が生じない位置に後退する。また、旋回アーム１９ａ，１９ｂのハンド２１ａ，２１ｂが十分な高さに位置して、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂとの間でワークの授受を行なうことが容易になる。
【００３０】
ごの自動旋盤１は、旋削加工時における切削液の飛散を防止するために、図３に示すように、加工域の全体がカバー２８で覆われており、旋盤内での調整等の作業を行うためにスライドドア２９が設けられている。そして、このスライドドア２９には、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂが旋回アーム１９ａ，１９ｂとワークの受け渡しを行うために下降する位置に開口部が設けられており、この開口部には、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂの下降に応じて開閉する扉３０が設けられている。この扉３０は、旋削加工の終了信号によってロボットハンド１５ａ，１５ｂの下降とともに、油圧シリンダ等の任意の開閉手段によって開放され、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが上昇するとともに閉じられる。
【００３１】
図９ないし図１１は、本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標型ロボット９の詳細を示すものであって、図９は直交座標型ロボット９の側面断面図、図１０は直交座標型ロボット９を左右方向に駆動する駆動源の側面断面図、図１１は直交座標型ロボット９と旋回アーム装置７との関係を示す正面図である。
前述したように、自動供給排出装置２の直交座標型ロボット９は、自動旋盤１に２個の支柱１６によって固定されたビーム１７のガイドレール１４に案内されながら左右方向に移動するスライドガイド１８に取り付けられている。このロボット本体１０は、パレタイザ８と旋回アーム装置７との間を左右方向に移動するものであって、上下方向に移動するロボットアーム１１ａ，１１ｂを有している。そして、このロボットアーム１１ａ，１１ｂの下端に、ワークを保持するロボットハンド１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００３２】
直交座標型ロボット９のロボット本体１０は、図に示すように、ガイドレール１４に沿って配置された無端ベルト３１によって左右方向に移動する。このロボット本体１０の移動は、サーボモータ３２からの駆動力がプーリ３３、ベルト３４、プーリ３５を介して軸３６に伝達され、この軸３６の回転がプーリ３７を回転し、プーリ３７に巻回された無端ベルト３１が左右方向に移動することによって、行なわれる。そして、前述したように、移動範囲の左端では、パレタイザ８のパレット１２のワーク収納位置の上方に停止し、下降して未加工のワークを保持し、或いは加工済のワークを収納する。また、移動範囲の右端では、旋回アーム装置７の上方に停止し、下降して旋回アーム１９ａ，１９ｂと未加工のワーク及び加工済のワークの受け渡しを行う。
【００３３】
また、ロボット本体１０には、ロボットアーム１１ａ，１１ｂとともにロボットハンド１５ａ，１５ｂを上下方向に駆動する送りねじ３８が設けられている。そして、サーボモータ３９からの駆動力が、プーリ４０、ベルト４１、プーリ４２を介して送りねじ３８に伝達され、この送りねじ３８の回転によって、ロボットアーム１１ａ，１１ｂが配置されたヘッド４３が上下方向に移動する。これによって、ロボットアーム１１ａ，１１ｂが上下方向に駆動される。
【００３４】
ロボットアーム１１ａ，１１ｂの下端には、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下向きに設けられている。前述したように、パレット１２のワーク収納位置に未加工のワークが縦位置で保持して載置されている。そして、対向刃物台４に設けられた旋回アーム１９ａ，１９ｂが旋回して縦位置でワークの受け渡しをする。そのため、本実施例のロボットハンド１５ａ，１５ｂは、その向きを変更することなく、常に下向きの姿勢のみで十分である。すなわち、ロボットアーム１１ａ，１１ｂ又はロボットハンド１５ａ，１５ｂには姿勢を変更するための機構を設ける必要が無く、軽量で小型のロボットアーム１１ａ，１１ｂのとロボットハンド１５ａ，１５ｂを使用することができる。
【００３５】
ロボットハンド１５ａに保持されたワークは、ロボットアーム１１ａの下降によって、図１１に想像線で示す位置まで下降し、旋回アーム１９ａのハンド２１ａに受け渡される。ここで、図１１には、２個のロボットアーム１１ａ，１１ｂが並置して設けられているが、ロボットハンド１５ａ，１５ｂ間の水平方向の距離Ｌ１は旋回アーム２１ａ，２１ｂ間の水平方向の距離Ｌ２と同一であるので（距離Ｌ１，Ｌ２については、図２１参照）、左側のロボットハンド１５ａが未加工のワークを旋回アーム１９ａの左側のハンド２１ａに受け渡すと同時に、右側のロボットハンド１５ｂが加工済のワークを右側の旋回アーム１９ｂのハンド２１ｂから受け取ることができる。
【００３６】
尚、ロボットアーム１１ａ，１１ｂは、それぞれヘッド４３に軸方向（上下方向）に摺動可能に取り付けられており、ばね４４で常時下方に付勢されている。従って、例えば、ロボットハンド１５ａによってパレット１２のワーク収納位置からワークを取り出し、或いは旋回アーム１９ａにワークを受け渡しする際に、ワークの正常な取り出しや受け渡しができなかったときには、ロボットアーム１１ａが押し上げられ、ヘッド４３に設けられたセンサ４５でその移動が検出される。センサ４５が検出信号を出力したときには直交座標型ロボット９の稼働を停止させることで、ロボットハンド１５ａ，１５ｂの破損や受け渡しのミスによるワークの加工不良の発生を防止することができる。
【００３７】
図１２〜図２０は、本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。ここで、未加工のワークは黒色に塗りつぶして表示し、加工済のワークは白抜きで表示して区別する。
図１２は、自動旋盤１による旋削加工中であって、自動供給排出装置２の直交座標型ロボット９はパレット１２の上方で待機している。また、左側のロボットアーム１１ａに設けられたロボットハンド１５ａで、未加工のワークを保持している。さらに、旋回アーム装置７の右側の旋回アーム１９ｂに設けられたハンド２１ｂでは、加工済のワークを保持して、自動旋盤１の主軸チャック２０に把持されたワークに対して所定の旋削加工を行う加工工程が終了するまで待機している。
【００３８】
自動旋盤１による加工工程が終了すると、自動旋盤１から加工終了の信号が出力され、この加工終了の信号によって直交座標型ロボット９のヘッド４３が右方向に移動し、図１３に示すように、旋回アーム装置７の上方で停止する。次いで、自動旋盤１のカバー２８（本実施例ではスライドドア２９であるが、スライドドア２９もカバー２８の一部なので、ここではカバー２８と記載する。）に設けられた開口部の扉３０が開く。そして、図１４に示すように、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下降して、旋回アーム１９ａ，１９ｂのハンド２１ａ，２１ｂとの間で未加工のワークと加工済のワークとをそれぞれ同時に受け渡しする。
その後、図１５に示すように、直交座標型ロボット９のロボットハンド１５ａ，１５ｂが上昇して、所定の未加工ワーク収納位置からワークを旋回アーム１９ａに搬入する。これにより搬入工程が終了する。
【００３９】
この工程において、旋回アーム１９ｂのハンド２１ｂからロボットハンド１５ｂに受け渡される加工済のワークは、前回の加工工程で旋削加工され、旋回アーム１９ｂのハンド２１ｂに保持されていたワークである。
更に、この搬入工程の一部である直交座標型ロボット９のヘッド４３が右方向に移動し、図１３に示す旋回アーム装置７の上方で停止するまでの工程においては、直交座標型ロボット９の動作によって振動の発生が生じないか、生じたとしても旋削加工における加工精度の低下や仕上面の不良等が発生しない程度に小さいことを条件に、自動旋盤１による加工工程が行われている間に移動して、サイクルタイムを短縮することが望ましい。
【００４０】
次に、図１６に示すように、自動旋盤１のカバー２８に設けられた開口部の扉３０が閉じるとともに、直交座標型ロボット９のヘッド４３が左方向に移動する。同時に、右側の旋回アーム１９ｂが主軸３の中心線の位置に移動して縦位置から横位置に旋回し、旋回アーム装置７が載置されている対向刃物台４が主軸３に向かって前進する。そして、今回の加工工程で旋削加工されて新たに加工済となったワークを、主軸３のチャック２０から排出してハンド２１ｂに保持し、対向刃物台４が後退する。さらに、図１８に示すように、右側の旋回アーム１９ｂが縦位置に旋回して、加工済のワークを主軸チャックから排出してロボットアームに受け渡す。これにより、排出工程が終了する。
次回の図１４に示す工程で、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下降して、旋回アーム１９ａ，１９ｂのハンド２１ａ，２１ｂとの間で、未加工のワークと加工済のワークをそれぞれ受け渡しするまで待機する。
【００４１】
また、左側の旋回アーム１９ａのハンド２１ａには、図１４に示すように、左側のロボットハンド１５ａから未加工のワークを受け取っており、この未加工のワークを加工済のワークを排出した主軸チャック２０に供給する。この工程では、図１９に示すように、左側の旋回アーム１９ａが主軸３の中心線の位置に移動して縦位置から横位置に旋回し、旋回アーム装置７が載置されている対向刃物台４が主軸３に向かって前進して、ハンド２１ｂに保持していた未加工のワークを主軸３のチャック２０に供給する。このようにして、対向刃物台４が後退し、旋回アーム１９ａ，１９ｂが縦位置から横位置に旋回して、ロボットアームから受け取ったワークを主軸チャックに供給する供給工程が行われる。
【００４２】
尚、以上の説明では、右側の旋回アーム１９ｂと左側の旋回アーム１９ａとがそれぞれ異なったタイミングで旋回するものとして説明したが、右側の旋回アーム１９ｂと左側の旋回アーム１９ａとを同時に縦位置から横位置に旋回し、加工済のワークを排出した後、直ちに対向刃物台４が横方向に移動して未加工のワークを供給するようにすることができるのは勿論である。この場合は、他方の旋回アーム１９ｂと主軸チャックとの間でワークの授受を行なう際に、一方の旋回アーム１９ａ及びこの旋回アーム１９ａに保持された未加工のワークと主軸チャックとが干渉しないように、旋回アーム１９ａ，１９ｂの離間距離を十分にとる必要がある。
【００４３】
そして、その間に、図１７に示すように、直交座標型ロボット９はパレット１２のワーク収納位置の上方に移動し、ロボットハンド１５ａ，１５ｂが下降して、パレット１２のワーク収納位置に加工済のワークを収納することによって、ロボットアームが左右方向及び上下方向に移動して、加工済のワークを所定の加工済ワーク収納位置に搬出する搬出工程が行われる。
この直交座標型ロボット９のヘッド４３が左方向に移動する工程（搬出工程）は、搬入工程と同様に、直交座標型ロボット９の動作によって振動の発生が生じないか、生じたとしても旋削加工における加工精度の低下や仕上面の不良等が発生しない程度に小さいことを条件に、自動旋盤１による加工工程が行われている間に移動して、サイクルタイムを短縮することができる。
【００４４】
ワークを主軸チャック２０に供給する供給工程が終了すると、図２０に示すように、２個のハンド２１ａ，２１ｂはともに縦位置となって停止し、自動供給排出装置からワークの自動供給排出工程が終了したことを示す信号が出力される。
この信号によって、自動旋盤１による旋削加工工程が開始される。
【００４５】
従って、本発明の自動供給排出装置付き旋盤及びその加工方法において、ロボットアームが左右方向及び上下方向に移動して、所定の未加工ワーク収納位置からワークを旋回アームに搬入する搬入工程は図１３〜図１５で行われる。また、旋回アームが縦位置から横位置に旋回して、ロボットアームから受け取ったワークを主軸チャックに供給する供給工程は図１８〜図１９で行われる。さらに、主軸チャックに供給されたワークに所定の旋削加工を行う加工工程は図１９〜図１２の間で行われる。
【００４６】
なお、図１７〜図１９に示す工程では、ロボットハンド１５ａ，１５ｂを下降させて、まず右側のロボットハンド１５ｂに保持した加工済みのワークを、パレット１２の加工済ワーク収納位置に受け渡し（図１７）、この後、ロボットハンド１５ａ，１５ｂを上昇させて左側に移動させ（図１８）、左側のロボットハンド１５ａが未加工ワーク収納位置の真上にきたところでロボットハンド１５ａ，１５ｂを下降させて、左側のロボットハンド１５ａに未加工のワークを保持させるようにしている（図１９）が、図２１に示すように、パレット１２における未加工ワーク収納位置と加工済ワーク収納位置との間の水平方向の距離Ｌ３を、ロボットハンド１５ａ，１５ｂ間の距離Ｌ１に一致させることで、ロボットハンド１５ａ，１５ｂとパレット１２との間で、未加工のワークの受け取りと加工済みのワークの受け渡しを同時に行なうことが可能になる。
【００４７】
また、旋回アームが横位置から縦位置に旋回して、加工済のワークを主軸チャックから排出してロボットアームに受け渡す排出工程は図１６〜図１８及び図１４で行われる。
さらに、ロボットアームが左右方向及び上下方向に移動して、所定の加工済ワーク収納位置に搬出する搬出工程は図１６〜図１７で行われる。
【００４８】
尚、自動供給排出装置２によるワークの供給排出工程は、以上に説明した順序及び工程に限定されるものではなく、例えば、図１６〜図１９の排出工程及び供給工程の次に、図１４のワークの受け渡しを行い、旋削加工を行う加工工程と重複して、搬出工程及び搬入工程の図１５の工程までを行うなど、本発明の要旨に反しない範囲で各種の変更を行うことができるのは勿論である。
【００４９】
次に、本発明の第二の実施形態を、図２２〜図２５を参照しながら説明する。
以下の説明において先の実施形態と同一部位，同一部材には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
この実施形態では、旋回アーム装置７の左側の自動旋盤１の外側に、未加工のワークを供給するワーク供給装置であるパーツフィーダ５８を備えているとともに、旋回アーム装置７の右側の自動旋盤１の内部に、ワーク排出装置である排出シュート６８及びこのシュート６８を経て回収された加工済みのワークを受け取るホッパ６９とを備えている。
【００５０】
また、直交座標型ロボット５９は、ガイドレール１４に沿って水平面内で左右方向に移動するロボット本体６０と、このロボット本体６０に上下に移動自在に設けられた左右一対のロボットアーム６１ａ，６１ｂと、このロボットアーム６１ａ，６１ｂの下端に設けられたロボットハンド６５ａ，６５ｂとを有している。ロボットアーム６１ａとロボットハンド６５ａ及びロボットアーム６１ｂとロボットハンド６５ｂとはそれぞれ、ロボット本体６０の左右の移動方向と平行で、かつ、互いに反対方向に延びる支持アーム６６ａ，６６ｂを介して連結されている。ロボットハンド６５ａ，６５ｂは、それぞれ、支持アーム６６ａ，６６ｂの先端側に取り付けられていて、その間の距離が後述する所定の距離になるように配置されている。
なお、ロボット本体６０，ロボットアーム６１ａ，６１ｂ及びロボットアーム６１ａ，６１ｂを左右又は上下に移動させるための駆動機構については、先の実施形態と同じであるので、ここでは説明は省略する。
【００５１】
パーツフィーダ５８は、例えば振動を与えながらワークを送り出すことができる公知のものを使用することができ、ワークを立てた状態で一列に整列させる整列部５８ａが出口側に設けられている。この整列部５８ａは、一列に整列されたワークの先頭が、左右方向に移動するロボットハンド６５ａの移動経路の真下に位置するように、配置される。
また、旋盤１の内部に設けられた排出シュート６８は、加工済みのワークが投入される投入口６８ａを有していて、この投入口６８ａが、左右方向に移動するロボットハンド６５ｂの移動経路の真下に位置するように、配置される。
【００５２】
上記した左右一対のロボットハンド６５ａ，６５ｂ、整列部５８ａに一列に整列された先頭のワーク，排出シュート６８の投入口６８ａ及び旋回アーム装置７の位置関係を、図２４に示す。
ロボットハンド６５ａ，６５ｂ間の水平方向の距離をＬ１、整列部５８ａの先頭のワークと、主軸３に正対したワークの授受を行なう際の位置（図２２〜図２４に示す位置）にある旋回アーム装置７の加工後のワークを保持する右ハンド２１ｂとの水平方向の距離をＬ４、主軸３に正対したワークの授受を行なう際の位置にある旋回アーム装置７の加工前のワークを保持する左ハンド２１ａと排出シュート６８の投入口６８ａとの水平方向の距離をＬ５とすると、これら三つの距離の間にＬ１＝Ｌ４＝Ｌ５なる関係が成り立つように、ロボットハンド６５ａ，６５ｂ，パーツフィーダ５８及び排出シュート６８が配置される。
また、整列部５８ａの先頭のワーク，旋回アーム装置７の左ハンド２１ａ及び右ハンド２１ｂに保持されたワーク及び投入口６８ａに投入される際のワークの高さがほぼ同じ高さになるように、パーツフィーダ５８，旋回アーム装置７及び排出シュート６８が配置される。
【００５３】
このような位置関係にこれらを配置することで、左側のロボットハンド６５ａで整列部５８ａから未加工のワークを受け取ると同時に、右側のロボットハンド６５ｂで、加工済みのワークを右ハンド２１ｂから受け取ることができるだけでなく、左側のロボットハンド６５ａから左ハンド２１ａに未加工のワークを受け渡すと同時に、右側のロボットハンド６５ｂに保持した加工済みのワークを排出シュート６８の投入口６８ａに投入することができるようになる。
【００５４】
この実施形態の作用を、図２５を参照しながら説明する。
旋回アーム装置７と自動旋盤１の主軸３との間で未加工ワーク及び加工ワークの授受が行なわれている間、直交座標型ロボット５９は、図２５（ａ）に示すように、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを上昇させた状態で待機している。そして、このとき、左側のロボットハンド６５ａは整列部５８ａで一列に整列された未加工のワークうち、先頭のワークの真上に位置し、右側のロボットハンド６５ｂは、旋回アーム装置７の右ハンド２１ｂの真上に位置している。
旋回アーム装置７と主軸３との間で未加工ワーク及び加工ワークの授受が終了したとき、旋回アーム装置７の右ハンド２１ｂには、加工済みのワークが保持されている。
【００５５】
この後、扉３０が開き、図２５（ｂ）に示すように、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂが下降して、左側のロボットハンド６５ａで整列部５８ａの未加工のワークを保持すると同時に、右側のロボットハンド６５ｂで、旋回アーム装置７の右ハンド２１ｂに保持された加工済みのワークを保持する。
図２５（ｃ）に示すように、直交座標型ロボット５９は、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを上昇させて、整列部５８ａから未加工のワークを取り出すとともに、右ハンド２１ｂから加工済みのワークを受け取る。そして、右方向に移動して、左側のロボットハンド６５ａを旋回アーム装置７の左ハンド２１ａの真上に位置させ、右側のロボットハンド６５ｂを排出シュート６８の投入部６８ａの真上に位置させる。
【００５６】
そして、図２５（ｄ）に示すように、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを、旋回アーム装置７の左ハンド２１ａ及び排出シュート６８の投入部６８ａにワークの受け渡しが可能な高さ位置まで下降させる。
左ハンド２１ａ及び排出シュート６８の投入部６８ａにそれぞれワークを受け渡した後、直交座標型ロボット５９は、左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを上昇させて左方向に移動し、図２５（ａ）に示す状態に戻る。左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂが上昇すると、扉３０が閉じられる。また、これと同時に、左ハンド２１ａが縦位置から横位置に旋回し、主軸３に対して次に加工するべきワークを受け渡す。左ハンド２１ａはワークを主軸３に受け渡した後、速やかに縦位置に復帰する。そして、主軸３に受け渡されたワークの加工が開始される。
以後、図２５（ｂ）〜（ｄ）の手順を繰り返す。
【００５７】
この実施形態の自動旋盤によれば、未加工のワークの授受と加工済みワークの授受を一回の動作で行うことができるので、加工終了から加工開始までの停止時間を短縮することができ、自動旋盤の稼働率を高めることができる。
なお、この実施形態では、距離Ｌ１，Ｌ４，Ｌ５の全てが同じになるようにパーツフィーダ５８，旋回アーム７，排出シュート６８及び左右のロボットハンド６５ａ，６５ｂを配置しているが、距離Ｌ１，Ｌ４及び距離Ｌ１，Ｌ５のいずれか一方を同じにするだけでも、自動旋盤の稼働率を高めることが可能である。
【００５８】
例えば、加工済みのワークを収容するワーク収容部が旋盤の外部に設けられているような場合は、距離Ｌ１，Ｌ４のみを同じとすればよい。
これにより、少なくとも、パーツフィーダ５８からの未加工のワークの取り出しと、右旋回アーム２１ｂからの加工済みワークの受け取りを同時に行なうことができる。ワーク収容部への加工済みワークの受け渡しは、ワークの加工中に行なえばよい。
【００５９】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、主軸が水平方向に支持されている横型の工作機械（自動旋盤）を例に挙げて説明したが、主軸が上下方向に支持されている立型の工作機械にも適用が可能である。
また、上記の実施形態では、主軸チャックにワークを保持させるものとして説明したが、ワーク保持部は主軸チャックに限らず、テーブルやその他の形態のワーク保持部であってもよい。
さらに、第一の位置を縦位置、第二の位置をこれに直交する横位置として説明したが、第一の位置及び第二の位置は必ずしもこの位置に限定される必要はなく、かつ、直交する二方向にも限定されない。前記第一の位置及び第二の位置は、任意の角度のものを選択することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の自動供給排出装置付き旋盤及びその加工方法は、以上のように構成されているので、ハンド取付部分に姿勢変換機構を設けることが不要となり、自動供給排出装置、特にハンド取付部分の大きさを小型、軽量化することができて、動作時に発生する振動を防止するとともに、高速移動を可能にすることができる。
更に各種の調整やメンテナンスに際して、作業者の接近性に優れた自動供給排出装置とすることができるので、振動による加工精度の低下や仕上面の不良等の発生をなくすとともに、高速移動を可能にする。
また更に、各種の調整やメンテナンスも容易に行えるので、全体としてのサイクルタイムを短縮することができる。
【００６１】
また、自動供給排出装置のワークを搬送する装置を搬送ロボットと旋回アーム装置とに分割し、搬送のために制御する制御軸を搬送ロボットと旋回アーム装置に分散したので、それぞれの工程が単純化され、その結果、高速化、小型化することが可能になるなど、多大な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す右側面図である。
【図４】本発明の自動供給排出装置付き旋盤の一例を示す左側面図であって、自動供給排出装置（特にパレタイザ）を示す。
【図５】自動旋盤の要部を示すもので、対向刃物台の平面図である。
【図６】対向刃物台上に設けられた旋回アーム装置の詳細を示す右側面図であって、旋回アームがワークを横向きにした状態に旋回した状態を示す図である。
【図７】対向刃物台上に設けられた旋回アーム装置の詳細を示す右側面図であって、旋回アームがワークを縦向きにした状態に旋回した状態を示す図である。
【図８】自動旋盤の要部を示すもので、旋回アームと加工工具（穴明け工具）との位置関係を示す図である。
【図９】本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標ロボットの詳細を示す直交座標ロボットの側面断面図である。
【図１０】本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標ロボットを左右方向に駆動する駆動源の側面断面図である。
【図１１】本発明の自動供給排出装置付き旋盤における自動供給排出装置の直交座標ロボットの詳細を示す直交座標ロボットと旋回アームとの関係を示す正面図である。
【図１２】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１３】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１４】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１５】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１６】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１７】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１８】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図１９】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図２０】本発明の自動供給排出装置付き旋盤におけるワークの搬出入及び供給排出の工程を描いた概念図である。
【図２１】自動供給装置におけるロボットハンドと、旋回アーム装置と、パレットにおけるワークとの位置関係を説明する図である。
【図２２】本発明の第二の実施形態にかかる自動供給排出装置付き旋盤の正面図である。
【図２３】図２２の自動供給排出装置付き旋盤の主要部の平面図である。
【図２４】図２２の自動供給排出装置付き旋盤におけるロボットハンド、パーツフィーダ，シュート及び旋回アーム装置の位置関係を説明する図である。
【図２５】第二の実施形態における自動供給排出装置付き旋盤の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１ 自動旋盤
２，５２ 自動供給排出装置
３ 主軸
４ 対向刃物台
５ 穴明け工具
６ 切削工具
７ 旋回アーム装置
８ パレタイザ
９，５９ 直交座標型ロボット
１０，６０ ロボット本体
１１ａ，１１ｂ ロボットアーム
１２ パレット
１３ 搬送チエン
１４ ガイドレール
１５ａ，１５ｂ ロボットハンド
１６ 支柱
１７ ビーム
１８ スライドガイド
１９ａ，１９ｂ 旋回アーム
２０ 主軸チャック
２１ａ，２１ｂ ハンド
２２ ピポット
２３ 油圧シリンダ
２３ａ ロッド
２４，２７ ストッパ
２５，２６ ストッパねじ
２８ カバー
２９ スライドドア
３０ 扉
３１ 無端ベルト
３２ サーボモータ
３３，３５，３７ プーリ
３４ ベルト
３６ 軸
３８ 送りねじ
３９ サーボモータ
４０，４２ プーリ
４１ ベルト
４３ ヘッド
４４ ばね
４５ センサ
５８ パーツフィーダ
５８ａ 整列部
６８ 排出シュート
６９ ホッパ
Claims (10)
- ワーク保持部に保持させたワークに所定の加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械において、
前記自動供給排出装置が、
前記ワークを保持し、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う旋回アームと、
前記ワークを縦向きに保持して搬送し、前記旋回アームとの間でワークの授受を行うロボットハンドとを備え、
前記旋回アームが、前記工作機械の刃物台に配置され、前記ロボットハンドとの間でワークの授受を行う第一の位置と、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う第二の位置との間を旋回するとともに、この旋回動作によって、第一の位置における縦向き姿勢と第二の位置における横向き姿勢との間でワークの姿勢を変更し、
前記刃物台の移動による前記旋回アームと前記ワーク保持部との相対移動により、前記旋回アームを介して前記ロボットハンドと前記ワーク保持部との間でワークの授受を行うこと、
を特徴とする自動供給排出装置付き工作機械。 - 前記ロボットハンドと前記旋回アームをそれぞれ２個ずつ有し、一方の前記ロボットハンドが一方の前記旋回アームを介して未加工のワークを前記ワーク保持部に受け渡し、他方の前記ロボットハンドが他方の前記旋回アームを介して前記ワーク保持部から加工済みのワークを受け取ることを特徴とする請求項１に記載の自動供給排出装置付き工作機械。
- 前記ロボットハンドに受け渡す未加工ワークを収容したワーク供給部と、前記ロボットハンドから受け取る加工済みワークを収容するワーク収納部が共通のワーク供給収納部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動供給排出装置付き工作機械。
- 前記旋回アームの旋回中心が、前記工作機械の刃物台上に配置されており、前記ワーク保持部の中心線からオフセットした位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動給排出装置付き工作機械。
- 前記工作機械の全体がカバーで覆われており、前記ロボットハンドの移動経路上に、前記ロボットハンドの移動に応じて開閉可能な開口扉を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動供給排出装置付き工作機械。
- ワーク保持部に保持させたワークに所定の旋削加工を行う工作機械と、該工作機械にワークを自動的に供給排出する自動供給排出装置とを有する自動供給排出装置付き工作機械による加工方法において、
前記工作機械の刃物台に、前記ワークを保持し前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う旋回アームを準備するとともに、前記ワークを搬送し、前記旋回アームとの間でワークの授受を行うロボットハンドとを備え、前記旋回アームが、前記ロボットハンドとの間でワークの授受を行う第一の位置と、前記ワーク保持部との間でワークの授受を行う第二の位置との間を旋回するとともに、この旋回動作によって、第一の位置における縦向きと第二の位置における横向きとの間でワークの姿勢を変更する前記自動供給排出装置を準備し、
前記旋回アームが前記第一の位置で前記ロボットハンドから縦向きで受け取った未加工の前記ワークを、旋回動作によって前記第二の位置で横向きに姿勢変更して前記ワーク保持部に供給する供給工程と、
前記ワーク保持部に供給されたワークに所定の旋削加工を行う加工工程と、
前記刃物台の移動による前記旋回アームと前記ワーク保持部との相対移動により、前記旋回アームが前記第二の位置で前記ワーク保持部から横向きで受け取った加工済のワークを、旋回動作によって前記第一の位置で縦向きに姿勢変更して前記ロボットハンドに受け渡す排出工程と、
を有することを特徴とする自動供給排出装置付き工作機械による加工方法。 - 前記ロボットハンドと前記旋回アームをそれぞれ２個ずつ有し、一方の前記ロボットハンドが一方の前記旋回アームを介して未加工のワークを前記ワーク保持部に受け渡す供給工程と、他方の前記ロボットハンドが他方の前記旋回アームを介して加工済みのワークを前記ワーク保持部から受け取る前記排出工程の一部が同時に重複して行われることを特徴とする請求項６に記載の自動供給排出装置付き工作機械による加工方法。
- 二つの前記ロボットハンド間の距離と、二つの前記旋回アーム間の距離と、他方の前記ロボットハンドが前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを受け渡す位置と前記一方の前記ロボットハンドが前記未加工ワーク収納位置から未加工のワークを受け取る位置との距離とを同一にした自動供給排出装置を準備し、
一方の前記ロボットハンドで前記未加工ワーク収納位置の前記未加工のワークを保持すると同時に、他方のロボットハンドが前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを収納し、又は、一方のロボットハンドから一方の前記旋回アームに未加工のワークを受け渡すと同時に、他方のロボットハンドで他方の前記旋回アームに保持された加工済みのワークを受け取ることを特徴とする請求項７に記載の自動供給排出装置付き工作機械による加工方法。 - 二つの前記ロボットハンド間の距離と、前記ロボットハンドとの間で加工済みのワークの授受を行なう際の前記他方の旋回アームと前記未加工ワーク供給位置から未加工のワークを受け取る位置との距離と、前記ロボットハンドとの間で未加工のワークの授受を行なう際の前記一方の旋回アームと前記ロボットハンドから前記加工済ワーク収納位置に加工済みのワークを受け渡す位置との距離とを同一にした自動供給排出装置を準備し、
一方の前記ロボットハンドで前記未加工ワーク供給位置の未加工のワークを保持すると同時に、他方のロボットハンドで、他方の旋回アームに保持された加工済みのワークを保持し、一方のロボットハンドから一方の前記旋回アームに未加工のワークを受け渡すと同時に、他方のロボットハンドに保持した加工済みのワークを排出することを特徴とする請求項７に記載の自動供給排出装置付き工作機械による加工方法。 - 前記搬入工程と前記搬出工程とが、前記加工工程と重複して行われることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の自動供給排出装置付き工作機械による加工方法。
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