JP5201810B2 - 工作機械のワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク（機械加工前の素材を含む）をワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で搬送するようにした工作機械のワーク搬送装置に関する。

工作機械、例えば旋盤においては、機械加工位置で加工の終了したワークを主軸のチャックから受け取って機側の搬出入位置に配置されたワークストッカに搬出し、又は加工前の素材をワークストッカ側から受け取って上記チャックに装着するといった作業を自動的に行うようにしたワーク搬送装置を備える場合がある。

この種のワーク搬送装置として、フレーム部材と、ワーク移動機構と、ワーク把持機構を支持する支持部材とをカバー部材で囲み、該カバー部材に、上記支持部材を外方に貫通するスリット溝を形成した構成のものがある（例えば特許文献１参照）
特開２００３−１１７７６０号公報

上記従来公報に記載されたワーク搬送装置の場合、フレーム部材と、ワーク移動機構と、支持部材とをカバー部材で囲む構造を採用しているので、このカバー部材が、フレーム部材を、これの全長に渡ってワーク移動機構及び支持部材ごと囲む大型のものとなり、それだけ装置全体が大型化するとともに、コスト高となるといった問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ワーク移動機構を簡単な構成でカバーでき、装置全体の大型化を防止できる工作機械のワーク搬送装置を提供することを課題としている。

本発明は、ワークを把持するワーク把持機構と、該ワーク把持機構をワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で移動させるワーク移動機構と、該ワーク移動機構を支持するフレーム部材とを備えた工作機械のワーク搬送装置において、
上記フレーム部材は、上記ワーク加工位置から少なくともワーク搬出入位置まで延び、かつその複数箇所が支柱により固定支持された角パイプで構成され、
上記ワーク移動機構は、駆動部材と従動部材とにベルト部材を巻回し、該駆動部材を駆動モータで回転駆動するよう構成されており、
上記従動部材は上記角パイプ内に、上記駆動部材は上記角パイプ外にそれぞれ配設され、上記ベルト部材は上記角パイプ内から角パイプ外に渡るように配置されていることを特徴としている。

ここで本発明において、フレーム部材を構成する筒体は、横断面で見たとき、必ずしも完全な閉断面を形成している必要はなく、例えば、後述するような支持部材を挿通させるためのスリット溝等、所要の加工が施されているものを含む。

また本発明のワーク移動機構は、駆動プーリと従動プーリとにベルトを巻回してなるベルト式のものだけでなく、駆動スプロケットと従動スプロケットとにチェンを巻回してなるチェン式のものも含む。

また本発明において、ベルト部材がフレーム部材内に収容状態で配置されているとは、ベルト部材の大部分がフレーム部材内に配置されておれば良く、必ずしも駆動部材や従動部材の全てがフレーム部材内に配置される必要はない。

請求項２の発明は、請求項１において、上記ワーク移動機構は、上記ベルトに接続された支持部材を備え、該支持部材は上記フレーム部材にワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で移動自在に支持され、該支持部材に上記ワーク把持機構が取り付けられていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２において、上記支持部材は、上記フレーム部材内に配置され、上記ベルト部材に固定された固定部と、上記フレーム部材外に配置され、上記ワーク把持機構を支持する支持部と、上記フレーム部材に形成されたスリット溝を挿通するように配置され、上記支持部と固定部とを連結する連結部とを備えていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３において、上記連結部と上記スリット溝との隙間をシールするシール機構を備え、該シール機構は、上記フレーム部材に取り付けられ、上記連結部を挟持するように、かつ相対的に摺動可能に配設された一対の帯板状のばね板によって構成されていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１において、上記フレーム部材内に、上記ワーク把持機構に作動流体又は電力を供給する可撓性チューブ部材からなるケーブルベアが収容状態で配置され、該ケーブルベアの一端部は上記ワーク把持機構に、該ワーク把持機構と共に移動するように接続され、他端部は上記フレーム部材に形成された外部接続口に接続固定されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、ワーク加工位置から少なくともワーク搬出入位置近傍まで延びる筒体内に、ベルト部材を収容状態で配置したので、フレーム部材が、ワーク移動機構を支持する枠体としてだけでなく、ワーク移動機構のカバーとしても機能することとなり、上記従来公報に記載されているカバー部材を不要にでき、機械全体をコンパクトにできるとともに、コストを低減できる。

請求項２の発明によれば、ワーク移動機構を、上記ベルトに接続された支持部材を備えたものとし、該支持部材に上記ワーク把持機構を取り付けたので、ベルト部材をフレーム部材内に配置しながら、該ベルト部材によりフレーム部材外に配置されたワーク把持機構を移動させることができる。

また、請求項３の発明によれば、上記支持部材を、上記フレーム部材内に配置された固定部と、上記フレーム部材外に配置された支持部と、上記フレーム部材のスリット溝を通って上記支持部と固定部とを連結する連結部とを備えたものとしたので、フレーム部材内に配置されたベルト部材によりフレーム部材外に配置されたワーク把持機構を移動させるためのより具体的な構成を提供できる。

請求項４の発明によれば、一対の帯板状のばね板を、連結部を挟持するように、かつ相対的に摺動可能に配設したので、連結部とスリット溝との隙間を簡単な構造で確実にシールできる。

請求項５の発明によれば、上記フレーム部材内に、上記ワーク把持機構に作動流体又は電力を供給する可撓性チューブ部材からなるケーブルベアを収容状態で配置し、該ケーブルベアの一端部を上記ワーク把持機構にこれと共に移動するように接続し、他端部を上記フレーム部材の外部接続口に接続固定したので、フレーム部材の内部空間を利用してケーブルベアを配置でき、ワーク加工位置からワーク搬出入位置まで移動するワーク把持機構に作動流体や電力を支障なく供給できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図９は本発明の一実施形態に係る工作機械のワーク搬送装置を説明するための図である。なお、本実施形態において、前，後、左，右とは、機械正面Ｃから見た状態（図１に示す状態）における前，後、左，右を意味する。

これらの図において、符号１は、その全体が機体カバー２で囲まれ、該機体カバー２内に機内走行式のワーク搬送装置３を備えた旋盤（工作機械）である。該旋盤１は、機体カバー２の内部のワーク加工位置Ａに配置された第１主軸４と、第２主軸５とを備え、それぞれの主軸４，５はワークＷを把持するチャック４ａ，５ａを有する。なお、４ｂ，５ｂは上記機体カバー２の上記ワーク加工位置Ａ，Ａ部分を開閉するドアである。

上記ワーク搬送装置３は、ワークを把持するワーク把持機構６と、該ワーク把持機構６をワーク加工位置Ａとワーク搬出入位置Ｂとの間で移動させるワーク移動機構７と、該ワーク移動機構７を支持するフレーム部材８とを備えている。

上記フレーム部材８は、上記ワーク加工位置Ａの上方から上記ワーク搬出入位置Ｂの上方まで左右方向に延び、横断面形状が正方形をなす角パイプ（筒体）で構成され、その複数箇所が支柱９により固定支持されている。

上記ワーク移動機構７は、外周にベルト係止歯が形成された駆動プーリ（駆動部材）１０と、同じく外周にベルト係止歯が形成された従動プーリ１１（従動部材）とに係止歯付のベルト（ベルト部材）１２を巻回し、上記駆動プーリ１０を駆動モータ１３で回転駆動するよう構成されている。

上記駆動プーリ１０は上記駆動モータ１３の出力軸１３ｂに固定されている。該駆動モータ１３は、上記フレーム部材８の右端部から該フレーム部材の軸方向外方に少し離れた位置に、かつ軸方向位置を調整可能に配置されている。この駆動モータ１３に装着されたフランジ板１３ａが支持板１４上に搭載され、調整ボルト１５を締め込むと該該調整ボルト１５が上記フランジ板１３ａ、ひいては駆動モータ１３を図示右方に移動させ、もってベルト１２の張り調整が可能となっている。なお、上記支持板１４は上記フレーム部材８の底壁８ａ下面に固定されている。また符号１３ｃは、上記フレーム部材８を延長するように形成されて上記駆動プーリ１０の周囲を囲むカバーである。

また上記駆動プーリ１０の外周部には、一対のカムフォロア１６，１６が該駆動プーリ１０に巻回されたベルト１２に転接するように、かつ軸線がプーリ軸と平行となるように配置されている。このカムフォロア１６は、ブラケット１６ａにボルト締め固定され、該ブラケット１６ａは上記フランジ板１３ａに固定されている。

上記従動プーリ１１は、ベース部材１７の軸部１７ａに軸受１７ｂを介して回転自在に支持されている。このベース部材１７は上記フレーム部材８の底壁１８ａの上面にボルト締め固定されている。また上記従動プーリ１１の外周にも駆動プーリ１０側と同様の構造の一対のカムフォロア１８，１８が配置されている。このカムフォロア１８はブラケット１８ａにボルト締め固定され、該ブラケット１８ａは上記ベース部材１７に固定されている。なお、８ｃは上記フレーム部材８の側壁８ｄに形成された開口であり、この開口８ｃを利用して上記従動プーリ１１部分のメンテナンスが容易に行えるようになっている。

このようにして、上記ベルト１２の上記駆動プーリ１０部分を除く部分は、フレーム部材８内に収容状態で配置されている。また上記ワーク移動機構７は、上記フレーム部材８内に、上方から見たとき（図４参照）、駆動，従動プーリ１０，１１の中心線Ｌ１が上記フレーム部材８の中心線Ｌ２に対して正面Ｃ側にＬだけ偏位するように配置されている。これにより、上記フレーム部材８内には、背面Ｃ′側に空きスペースＤが形成されており、該スペースＤに後述するケーブルベア３６が配置されている。

また上記ワーク移動機構７は、上記ベルト１２に接続された支持部材１９を備えている。この支持部材１９は上記フレーム部材８によってワーク加工位置Ａとワーク搬出入位置Ｂとの間で移動自在に支持されている。そしてこの支持部材１９に上記ワーク把持機構６が取り付けられている。

より詳細には、上記支持部材１９は、上記フレーム部材８内に、これの側壁８ｄと平行に配置され、上記ベルト１２に固定された固定板２０と、上記フレーム部材８外に、これの側壁８ｄと平行に配置され、上記ワーク把持機構６を支持する支持板２１と、上記フレーム部材８に形成されたスリット溝８ｂを挿通するように水平に配置され、上記支持板２１と固定板２０とを連結する連結板２２とを備えている。

上記固定板２０は、長方形板状のもので、該固定板２０の下部２０ｂが上記ベルト１２の中途部分に結合金具２６を介してボルト締め固定されている。上記ワーク移動機構７のモータ１３が回転するとベルト１２と共に上記固定板２０が移動することとなる。

上記支持板２１は長方形板状のもので、該支持板２１の裏面にはリニアガイド２３が固定されている。このリニアガイド２３は直方体状をなし、これの背面に凹設された摺動溝２３ａがガイドレール２４の摺動面２４ａに摺動自在に支持されている。なお、リニアガイド２３の摺動溝２３ａ内には多数のボールが配設されている。また上記ガイドレール２４は上記フレーム部材８の軸方向に延びる棒状体であり、ベース部材２５を介して上記フレーム部材８の側壁８ｄの外面に取り付けられている。

また上記支持板２１の上縁にはフレーム部材８側に延びる板状のカムブラケット２７が固定されている。このカムブラケット２７には、一対のカムフォロア２８，２８が配設され、該カムフォロア２８，２８は、ガイドプレート２９を挟持している。このガイドプレート２９は上記ガイドレール２４と平行に延びる帯板状のもので、脚部２９ａを介して上記フレーム部材８の側壁８ｄの外面に固定されている。

上記連結板２２は、長方形板板状のもので、上記フレーム部材８の側壁８ｄに形成された上記スリット溝８ｂを挿通している。このスリット溝８ｂの上下方向寸法は、上記連結板２２との干渉を回避できる寸法に設定され、左右方向寸法は上記ワーク加工位置Ａからワーク搬出入位置Ｂまでの距離に対応した寸法に設定されている。

また上記連結板２２と上記スリット溝８ｂとの隙間はシール機構３０によりシールされている。このシール機構３０は、上下一対の帯板状のばね板３０ａ，３０ａをブラケット３０ｂを介して上記フレーム部材８の側壁８ｄの外面に取り付けた構成となっている。このばね板３０ａ，３０ａは横断面視で上記側壁８ｄとで二等辺三角形をなすように配置され、その前部で板面を挟持しており、該連結板２２は板ばね３０ａ，３０ａを押し開くようにしながらフレーム部材８の軸方向に移動する。なお、３０ｃは、上記シール機構３０やカムフォロア２８部分等の上方をワーク加工位置Ａから搬出入位置Ｂに渡って覆うカバーであり、該カバー３０ｃは上記フレーム部材８の天壁部８ｅに形成されたメンテナンス開口８ｆを開閉可能に取り付けられている。

上記支持板２１の正面側には、支持ブラケット３１がスペーサ部材３２を介在させて固定されている。この支持ブラケット３１に上記ワーク把持機構６がボルト締め固定されている。

上記ワーク把持機構６は、上記支持ブラケット３１に取り付けられたベースプレート３３と、該ベースプレート３３に支持されたシリンダ機構３４と、該シリンダ機構３４によって上下に昇降するバケット３５とを備えている。

上記ベースプレート３３の上下端部に固定されたブラケット３３ａ，３３ｂにより上記シリンダ機構３４の上下端部が固定支持されている。このシリンダ機構３４は、シリンダ本体３４ａと、該シリンダ本体３４ａ内に摺動自在に配置されたピストン３４ｂと、該ピストン３４ｂに接続されたピストンロッド３４ｃとを有する。このピストンロッド３４ｃの下端部にジョイント部材３５ａを介して上記バケット３５が接続されている。

上記シリンダ機構３４は、上記バケット３５を、チャック４ａ又は５ａの少し下方に位置するワーク受取位置Ｅ１（図６に二点鎖線で示す）と、主軸上方に位置するワーク搬送位置Ｅ２（同図に実線で示す）との間で昇降させる。

上記フレーム部材８内には、上述のケーブルベア３６が配設されている。このケーブルベア３６は、上記シリンダ機構３４に作動油を供給する油圧ホース３７、各種アクチュエータに電力を供給する電気ケーブル等の可撓性チューブ部材を束ねたものである。

上記ケーブルベア３６の一端部分３６ａは、上記固定板２０に取り付けられた支持プレート３８に固定されており、従って該ワーク移動機構７のモータ１３の回転に伴って、上記ケーブルベア３６の一端部分３６ａは固定板２０と共に移動する。一方、上記ケーブルベア３６の他端部分３６ｂは上記フレーム部材８の底壁８ａに形成された外部接続口３６ｃに接続固定されている。従って上記ケーブルベア３６は、上記固体板２０ひいてはワーク把持機構６の移動ストロークに対応した長さに設定されている。なお、図示していないが、上記外部接続口３６ｃは油圧供給源や電源に接続されている。

ここで上記ケーブルベア３６の一部を構成する例えば油圧ホース３７は、上記一端部３６ａからは上記固定板２０側に延び、ジョイント３７ａを介して上記連結板２２に形成された油圧通路２２ａに接続されている。この油圧通路２２ａは上記支持板２１に形成された油圧通路２１ａに連通しており、該油圧通路２１ａはジョイント３７ｂを介して上記シリンダ本体３４ａの油圧室３４ｄ に連通している。なお、上記ジョイント３７は、上記支持ブラケット３１スペーサ部材３２に形成された開口３１ａ内に位置しており、また３７ｃは電気ケーブル等を通すための開口である。

本実施形態装置では、例えば第１主軸４側での加工が終了すると、該第１主軸４の上方に待機しているワーク把持機構６において、シリンダ機構３４がバケット３５をチャック４ａの下方のワーク受取位置Ｅ１に下降させ、該チャック４ａが開放され、ワークがバケット３５内に落下収容される。するとシリンダ機構３４が、バケット３５をチャック上方の搬送位置Ｅ２に上昇させる。続いてワーク移動機構７において、これの駆動モータ１３が起動し、ベルト１２が支持部材１９を介してワーク把持機構６をフレーム部材８の軸方向に移動させる。このとき、上記支持部材１９は、支持板２１の下部がリニアガイド２３とガイドレール２４でガイドされ、上部がカムフォロア２８，２８とガイドプレート２９でガイドされるので、ワーク把持機構６を確実に移動させることができる。

そして、ワーク把持機構６がワーク搬出入位置Ｂに位置すると、シリンダ機構３４がバケット３５を下降させ、ワークを搬出コンベア４０上に移載させ、該ワークは搬出コンベア４０により搬出バケット（図示せず）に収容される。

このように本実施形態では、フレーム部材８を、ワーク加工位置Ａからワーク搬出入位置Ｂまで延びる筒体で構成し、該筒体内に、ベルト１２を収容状態で配置したので、フレーム部材８が、ワーク移動機構７を支持する枠体としてだけでなく、ワーク移動機構７のカバーとしても機能することとなり、ワーク移動機構をフレーム部材の外側に配置した場合に必要となる大型のカバー部材を不要にでき、機械全体をコンパクトにできるとともに、コストを低減できる。

またワーク移動機構７を、上記ベルト１２に接続された支持部材１９を備えたものとし、該支持部材１９を、上記フレーム部材８内に配置された固定板２０と、該フレーム部材８外に配置された支持板２１と、フレーム部材８のスリット溝８ｂを通って上記支持板２１と固定板２０とを連結する連結板２２とを備えたものとしたので、フレーム部材８内に配置されたベルト１２によりフレーム部材８外に配置されたワーク把持機構６を移動させる構造を実現できる。

上記連結板２２と上記スリット溝８ｂとの隙間をシールするシール機構３０を設けたので、切削粉等がフレーム部材８内に進入するのを防止できる。

そして上記シール機構３０を、一対のばね板３０ａ，３０ａで連結板２２を挟持し、かつ相対的に摺動可能とする構成としたので、連結板２２とスリット溝８ｂとの隙間を簡単な構造で確実にシールできる。

上記フレーム部材８内に、上記ワーク把持機構６に作動油等供給する油圧ホース３７や電力を供給する電気ケーブル等の可撓性チューブ部材を束ねたケーブルベア３６を収容状態で配置し、該ケーブルベア３６の一端部３６ａを上記ワーク把持機構６と共に移動するように接続し、他端部３６ｂを上記フレーム部材８に形成された外部接続口に接続固定したので、フレーム部材８の内部空間を利用してケーブルベア３６を配置でき、ワーク加工位置Ａからワーク搬出入位置Ｂまで移動するワーク把持機構６に作動油や電力を支障なく供給できる。

また油圧ホース３７とシリンダ機構３４とを接続する油圧通路２２ａ，２１ａを支持部材１９に形成したので、油圧通路の構造が複雑になるのを回避できる。 なお、上記実施形態では、ワーク移動機構７がベルト式のものである場合を示したが、本発明ではチェン式のものも採用可能である。

本発明の実施形態にかかるワーク搬送装置を備えた旋盤の模式正面図である。 上記旋盤の模式平面図である。 上記ワーク搬送装置のワーク移動機構部分の断面正面図である。 上記ワーク移動機構の断面平面図である。 上記ワーク移動機構の断面側面図である。 上記ワーク搬送装置のワーク把持機構部分の側面図である。 上記ワーク移動機構の断面側面図である。 上記ワーク移動機構の支持部材部分の正面図である。 上記ワーク移動機構部分の模式斜視図である。

符号の説明

１ 旋盤（工作機械）
３ ワーク搬送装置
６ ワーク把持機構
７ ワーク移動機構
８ フレーム部材
８ｂ スリット溝
１０ 駆動プーリ（駆動部材）
１１ 従動プーリ（従動部材）
１２ ベルト
１３ 駆動モータ
１９ 支持部材
２０ 固定板（固定部）
２１ 支持板（支持部）
２２ 連結板（連結部）
２２ａ 油圧通路（中継通路）
３０ シール機構
３０ａ ばね板
３６ ケーブルベア（チューブ部材）
Ａ ワーク加工位置
Ｂ ワーク搬出入位置
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ワークを把持するワーク把持機構と、該ワーク把持機構をワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で移動させるワーク移動機構と、該ワーク移動機構を支持するフレーム部材とを備えた工作機械のワーク搬送装置において、
   上記フレーム部材は、上記ワーク加工位置から少なくともワーク搬出入位置まで延び、かつその複数箇所が支柱により固定支持された角パイプで構成され、
   上記ワーク移動機構は、駆動部材と従動部材とにベルト部材を巻回し、該駆動部材を駆動モータで回転駆動するよう構成されており、
   上記従動部材は上記角パイプ内に、上記駆動部材は上記角パイプ外にそれぞれ配設され、上記ベルト部材は上記角パイプ内から角パイプ外に渡るように配置されている
   ことを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
2. 請求項１において、上記ワーク移動機構は、上記ベルト部材に接続された支持部材を備え、該支持部材は上記フレーム部材にワーク加工位置とワーク搬出入位置との間で移動自在に支持され、該支持部材に上記ワーク把持機構が取り付けられていることを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
3. 請求項２において、上記支持部材は、上記フレーム部材内に配置され、上記ベルト部材に固定された固定部と、上記フレーム部材外に配置され、上記ワーク把持機構を支持する支持部と、上記フレーム部材に形成されたスリット溝を挿通するように配置され、上記支持部と固定部とを連結する連結部とを備えていることを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
4. 請求項３において、上記連結部と上記スリット溝との隙間をシールするシール機構を備え、該シール機構は、上記フレーム部材に取り付けられ、上記連結部を挟持するように、かつ相対的に摺動可能に配設された一対の帯板状のばね板によって構成されていることを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。
5. 請求項１において、上記フレーム部材内に、上記ワーク把持機構に作動流体又は電力を供給する可撓性チューブ部材からなるケーブルベアが収容状態で配置され、該ケーブルベアの一端部は上記ワーク把持機構に、該ワーク把持機構と共に移動するように接続され、他端部は上記フレーム部材に形成された外部接続口に接続固定されていることを特徴とする工作機械のワーク搬送装置。

Images