JP5367451B2 - 工作機械のワーク交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、加工機のワーク把持部に把持された加工済みワークと未加工ワークとを自動的に交換するようにした工作機械のワーク交換装置に関する。

例えば、特許文献１には、旋盤のワーク交換装置が開示されている。このワーク交換装置は、旋盤の上方に架設された門型のガイドレールにＺ軸方向（左右方向）に移動可能に支持されたローダアームと、該ローダアームにＹ軸方向（上下方向）に移動可能に支持されたローダヘッドと、該ローダヘッドに配置され、圧縮空気により開閉される２つのチャックとを備えている。

前記ワーク交換装置では、ワークの加工が終了すると、機外に待機しているローダアームが、旋盤の主軸チャックの上方に移動し、ここからロータヘッドが機内に下降し、主軸チャックに把持された加工済みワークを一方のチャックが受け取るとともに、他方のチャックに把持された未加工ワークを主軸チャックに供給する。

特開平７−９６４０４号公報

ところで、前記従来のワーク交換装置では、ローダヘッドが機外と機内との間でＺ軸方向及びＹ軸方向に移動することによりワーク交換を行うことから、移動量が大きくなるとともに、ローダヘッドの機内への移動時の振動の収束を待つ必要があり、それだけワーク交換に時間がかかるという問題がある。

また前記チャックを圧縮空気により開閉する構造を採用しているため、チャックの開閉動作に時間がかかり、この点からもワーク交換に要する時間が長くなるという問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、ワーク交換に要する時間を短縮できる工作機械のワーク交換装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、加工機のワーク把持部に把持された加工済みワークと未加工ワークとを交換する工作機械のワーク交換装置であって、
ワーク把持部から加工済みワークを取り出すワーク取り出し機構と、前記ワーク把持部に未加工ワークを供給するワーク供給機構とを有する第１ワーク搬送装置を備え、
前記ワーク取り出し機構は、前記ワーク把持部の軸線と直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持された第１把持爪と、前記ワーク把持部に把持された加工済みワークをワーク把持部の軸線方向に押圧することにより、前記第１把持爪を把持位置に移動させて加工済みワークを把持する第１駆動機構とを有し、
前記ワーク供給機構は、前記ワーク把持部の軸線と直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持された第２把持爪と、該ワーク供給機構に把持された未加工ワークで前記ワーク把持部を該ワーク把持部の軸線方向に押圧することにより、前記第２把持爪を開放位置に移動させて未加工ワークをワーク把持部に移載させる第２駆動機構とを有する
ことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械のワーク交換装置において、前記第１把持爪及び前記第２把持爪は、前記ワーク把持部の軸線と直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持されると共に、前記ワーク取り出し機構は、前記第１駆動機構が前記第１把持爪を開放位置または把持位置に移動させたとき、該第１把持爪を開放位置または把持位置に保持する第１保持機構を有し、前記ワーク供給機構は、前記第２駆動機構が前記第２把持爪を開放位置または把持位置に移動させたとき、該第２把持爪を開放位置または把持位置に保持する第２保持機構を有しており、前記第１駆動機構が、前記ワーク把持部に把持された加工済みワークを前記軸線方向に押圧することにより、前記第１保持機構によって開放位置に保持されていた前記第１把持爪が把持位置に移動し、該第２駆動機構が、前記第２把持爪に把持された未加工ワークで前記ワーク把持部を押圧することにより、前記第２保持機構によって把持位置に保持されていた前記第２把持爪が開放位置に移動することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工作機械のワーク交換装置において、前記ワーク取り出し機構の第１駆動機構は、第１駆動軸の前端部に形成されたカムを、前進させることにより前記第１把持爪を開放位置に移動させ、後退させることにより前記第１把持爪を把持位置に移動させるように構成され、前記第１保持機構は、前記第１駆動軸の前進位置からの後退を阻止することにより前記第１把持爪を開放位置に保持し、前記ワーク供給機構の第２駆動機構は、第２駆動軸の前端部に形成されたカムを、前進させることにより前記第２把持爪を開放位置に移動させ、後退させることにより前記第２把持爪を把持位置に移動させるように構成され、前記第２保持機構は、前記第２駆動軸の前進位置からの後退を阻止することにより前記第２把持爪を開放位置に保持することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３に記載の工作機械のワーク交換装置において、前記ワーク取り出し機構は、前記ワーク把持部の軸線方向に進退可能に配設された第１進退駆動部材と、該第１進退駆動部材の前方，後方に、かつ該第１進退駆動部材に対して前記軸線方向に相対移動可能に配置された第１部材及び第２部材とを有し、前記第１把持爪は、前記第１部材の前端部に支持され、前記第１駆動軸は、前記第１進退駆動部材，第１部材及び第２部材の軸芯に配置され、前記第１部材内に前記第１保持機構が配置され、前記第２部材内に前記第１駆動軸を後方向に付勢する付勢ばねが配置されており、前記ワーク供給機構は、前記ワーク把持部の軸線方向に進退可能に配設された第２進退駆動部材と、該第２進退駆動部材の前方，後方に、かつ該第２進退駆動部材に対して前記軸線方向に相対移動可能に配置された第３部材及び第４部材とを有し、前記第２把持爪は、前記第３部材の前端部に支持され、前記第２駆動軸は、前記第２進退駆動部材，第３部材及び第４部材の軸芯に配置され、前記第第３部材内に前記第２駆動軸を後方向に付勢する付勢ばねが配置され、前記第４部材内に前記第２保持機構が配置されていることを特徴としている。

請求項１の発明に係るワーク交換装置によれば、加工済みワークに軸線方向の押圧力を加えることにより前記ワーク把持部から加工済みワークを取り出すとともに、該ワーク把持部に未加工ワークを供給する第１ワーク搬送装置と、該第１ワーク搬送装置に未加工ワークを供給するとともに、該第１ワーク搬送装置から加工済みワークを取り出す第２ワーク搬送装置を備えた。そのため実質的なワーク交換時間を、第１ワーク搬送装置が待機位置とワーク交換位置との間で軸線方向に進退移動するだけの時間に短縮でき、機外と機内との間をＺ軸，Ｙ軸方向に移動させようにした従来のワーク交換装置に比べて、ワーク交換に要する時間を短縮することができる。

また第１ワーク搬送装置を、ワーク把持部の加工済みワークを押圧することにより、又は未加工ワークによりワーク把持部を押圧することによりワーク交換を行うようにしたので、簡単を構造により、確実にかつ短時間でワークを交換できる。特に、従来の圧縮空気でチャックを開閉する場合に比べて開閉に要する時間を大幅に短縮できる。

また、第１ワーク搬送装置を、ワーク取り出し機構とワーク供給機構とを備えたものとし、何れかの機構をワーク把持部の軸線と同軸をなす状態で該軸線方向に進退させることによりワーク交換を行うようにしたので、簡単な構造により、確実にかつ短時間でワーク交換を行うことができる。

具体的には、請求項２に記載されているように、ワーク把持部に把持された加工済みワークを押圧することにより第１把持爪を把持位置に移動させる第１駆動機構を設け、また第２把持爪に把持された未加工ワークでワーク把持部を押圧することにより第２把持爪を開放位置に移動させる第２駆動機構を設けたので、加工済みワークを第１把持爪で把持でき、また未加工ワークをワーク把持部に供給することができる。

また、請求項２の発明では、第１把持爪が開放位置に移動したときに、該第１把持爪を開放位置に保持する第１保持機構を設け、第２把持爪が開放位置に移動したときに、該第２把持爪を開放位置に保持する第２把持機構を設けたので、特別な駆動源を用いることなく第１把持爪及び第２把持爪を開放位置に保持できる。

請求項３の発明では、第１，第２駆動軸に形成されたカムを進退させることにより第１，第２把持爪を開閉し、第１，第２駆動軸の後退を阻止することで第１，第２把持爪を開放位置に保持したので、特別な駆動源を用いることなく、第１，第２駆動軸を進退させるだけで第１，第２把持爪を開放位置に保持することができる。

請求項４の発明では、ワーク取り出し機構を、軸線方向に進退可能な第１進退駆動部材と、該第１進退駆動部材に対して相対移動可能に配置された第１部材，第２部材を有するものとし、第１部材内に第１把持爪を開閉する第１駆動機構を配置するとともに、第２部材内に第１駆動軸を後退方向に付勢する付勢ばねを配置したので、ワーク取り出し機構をコンパクトに構成することができる。

またワーク供給機構を、第２進退駆動部材と、該第２進退駆動部材に対して相対移動可能に配置された第３部材，第４部材を有するものとし、第３部材内に第２駆動軸を後退方向に付勢する付勢ばねを配置し、第４部材内に第２把持爪を開放状態に保持する第２保持機構を配置したので、ワーク供給機構をコンパクトに構成することができる。

本発明の実施例１によるワーク交換装置を備えた工作機械の機械正面図である。 前記ワーク交換装置の平面図である。 前記ワーク交換装置の第１，第２ワーク搬送装置の正面図である。 前記第１ワーク搬送装置の断面側面図である。 前記第１ワーク搬送装置のワーク取り出し機構の開放状態（駆動軸押し込み時）を示す断面側面図である。 前記ワーク取り出し機構の加工済みワークを把持した閉状態（ワーク把持部の押圧時）の断面側面図である。 前記ワーク取り出し機構の加工済みワークを把持して後退した状態の断面側面図である。 前記第１ワーク搬送装置のワーク供給機構の未加工ワークを把持した状態の断面側面図である。 前記ワーク供給機構の未加工ワークを開放した状態（ワーク把持部の押圧時）の断面側面図である。 前記ワーク供給機構の未加工ワークを開放して後退した状態の断面側面図である。 前記ワーク供給機構の把持爪を閉じた状態（押圧部押し込み時）の断面側面図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図１１は、本発明の一実施例によ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、本実施例にかかるワーク搬送装置は多数の部品で構成されているが、図４では、理解を容易にするために、各構成部品のうち実質的に一体的に動作するものは一体のものとして描かれている。

図において、１は旋盤（工作機械）を示しており、これは機械正面から見て、スラント型のベッド２と、該ベッド２の手前側で、かつ左側端部に配設された主軸台３と、前記ベッド２の中央部奥側に配設された刃物台４とを備えている。

前記刃物台４は、複数本の工具Ｔが取り付けられたタレット５と、該タレット５を所要の工具Ｔが加工位置に位置するように割り出して位置決めする割り出し機構６とを有する。

前記刃物台４は、不図示のＺ軸送り機構及びＹ軸送り機構により、主軸台３の軸線Ａと平行なＺ軸方向及びこれと直交するＹ軸方向にそれぞれ駆動される。

前記主軸台３は、ベッド２に固定された主軸頭１０と、該主軸頭１０に回転自在に支持された主軸１１と、該主軸１１に装着され、ワークを把持するワーク把持部１２とを有する。該ワーク把持部１２は、前記軸線Ａに対して放射状に配置された３組の爪部１２ａを有し、該爪部１２ａを前記放射方向に移動させることによりワークを把持し又は開放する。

前記旋盤１は、前記ワーク把持部１２に把持された加工済みワークＷ１と、未加工ワークＷ２とを交換するワーク交換装置１５を備えている。このワーク交換装置１５は、待機位置に位置している際にはカバー部材１３により囲まれており、該カバー部材１３の前記主軸台３に臨む部分にはシャッタ１４が開閉可能に配設されている。このシャッタ１４は加工領域Ｐ１と待機位置Ｐ２との境界を形成している。

前記ワーク交換装置１５は、前記ワーク把持部１２から加工済みワークＷ１を取り出すとともに、該ワーク把持部１２に未加工ワークＷ２を供給する第１ワーク搬送装置１６と、該第１ワーク搬送装置１６に未加工ワークＷ２を供給するとともに、第１ワーク搬送装置１６から加工済みワークＷ１を取り出す第２ワーク搬送装置１７とを備えている（図３参照）。

前記第２ワーク搬送装置１７は、前記第１ワーク搬送装置１６から加工済みワークＷ１を受け取るローダチャック１７ａ及び第１ワーク搬送装置１６に未加工ワークＷ２を供給するローダチャック１７ｂと、該ローダチャック１７ａ，１７ｂを支持するローダヘッド１７ｃと、該ローダヘッド１７ｃをＺ軸，Ｘ軸方向に移動させるローダアーム１７ｄとを有する。前記第２ワーク搬送装置１７は、機外に設置された不図示のワークストッカに加工済みワークＷ１を搬出するとともに、該ワークストッカから未加工ワークＷ２を機内に搬入する。

前記第１ワーク搬送装置１６は、前記ワーク把持部１２から加工済みワークＷ１を取り出すワーク取り出し機構１８と、該ワーク把持部１２に未加工ワークＷ２を供給するワーク供給機構１９と、該ワーク取り出し機構１８及びワーク供給機構１９を、その何れかが前記ワーク把持部１２の軸線Ａと同軸をなす位置に旋回位置決めする旋回位置決め機構２０と、これらを軸線Ａ方向に進退駆動する進退駆動機構２１とを備えている。

前記旋回位置決め機構２０は、前記ワーク取り出し機構１８及びワーク供給機構１９を支持し、旋回させる旋回アーム２０ａと、該旋回アーム２０ａが固定された旋回軸２０ｂと、該旋回軸２０ｂを回転駆動する旋回モータ２０ｃとを有する。

前記進退駆動機構２１は、前記旋回位置決め機構２０が取り付けられたベース部材２１ａと、前記ベッド２上に固定され、該ベース部材２１ａをＺ軸方向に移動可能に支持するガイドレール２１ｂと、前記ベース部材２１ａをＺ軸方向に移動させるボールねじ２１ｃと、このボールねじ２１ｃを回転駆動する駆動モータ２１ｅとを有する。なお２１ｄは駆動モータ２１ｅの回転をボールねじ２１ｃに伝達する伝動ベルトである。

前記ワーク取り出し機構１８は、前記旋回アーム２０ａにより支持され、前記進退駆動機構２１により前記ワーク把持部１２の軸線Ａ方向に進退駆動される第１進退駆動部材２５と、該第１進退駆動部材２５の前方，後方に、前記軸線Ａ方向に相対移動可能に、かつ前記第１進退駆動部材２５と同軸をなすように配置された第１部材２６，第２部材２７とを有する。

前記第１進退駆動部材２５は、前記旋回アーム２０ａに固定された基部２５ａと、該基部２５ａの前方に形成された円筒状の筒部２５ｂとを有する。前記第１部材２６は後述する第１保持機構９を収容する保持部２６ａと、該保持部２６ａの前部に形成され、後述する第１駆動機構８を収容する駆動部２６ｂと、前記保持部２６ａの後端部に形成されたガイド部２６ｃとを有する。

前記第１部材２６のガイド部２６ｃは前記第１進退駆動部材２５の基部２５ａによりスライド自在に支持されている。また前記第１部材２６の保持部２６ａは前記第１進退駆動部材２５の筒部２５ｂ内に挿入されており、保持部２６ａ内には前記第１進退駆動部材２５に植設されたガイドピン２５ｃが挿入されている。前記第１進退駆動部材２５と第１部材２６は前記ガイドピン２５ｃに配設された付勢ばね２８により互いに離反する方向に付勢されている。

前記第１部材２６の駆動部２６ｂの前端部には、加工済みワークＷ１に当接する当接板２６ｄが形成され、またその軸芯部には加工済みワークＷ１の軸芯孔に挿入される突起２６ｅが形成されている。

また前記駆動部２６ｂの前端部には、３組の第１把持爪７が配置されている。この第１把持爪７はスライダ７ａと、これに固定された爪本体７ｂとを有する。前記３組の第１把持爪７は、前記ワーク把持部１２の軸線Ａに対して放射状に配置され、該軸線Ａと直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持されている。

また前記駆動部２６ｂ内には、前記３組の第１把持爪７を前記開放位置又は把持位置に移動させる第１駆動機構８が内蔵されており、前記保持部２６ａ内には前記第１把持爪７を開放位置に移動させたとき、該第１把持爪７を開放位置に保持する第１保持機構９が内蔵されている。

前記第１駆動機構８は、前記第１進退駆動部材２５，第１部材２６及び第２部材２７の軸芯に配置された第１駆動軸２３を、前進させることにより、該第１駆動軸２３の前端部に形成された第１駆動カム２３ａが前記スライダ７ａひいては前記爪本体７ｂを径方向外方に押し開くようにして開放位置に移動させ、後退させることにより前記第１駆動カム２３ａがスライダ７ａひいては爪本体７ｂを径方向内方に引き込むようにして把持位置に移動させるように構成されている。

前記第１保持機構９は、前記保持部２６ａ内に、その軸直角方向に移動可能に配置された第１係止部材３０と、前記第１駆動軸２３に形成され、その後端面２３ｃ′が前記第１係止部材３０の前端面３０′に係止することにより前記第１把持爪７を開放位置に保持する第１係止カム２３ｃと、前記第１係止部材３０を前記軸直角方向に移動させる第１ピストン３１と、該第１ピストン３１を、前記第１係止部材３０を閉じさせる方向に付勢するばね３２とを有する。前記第１係止カム２３ｃは、外表面に円錐状のカム面を有し、前記第１係止部材３０の内表面に形成されたカム面に摺接し、前進するに伴って第１係止部材３０を径方向外方に押し開く。

前記第２部材２７は、前記第１駆動軸２３により軸方向にスライド可能に支持されており、前記第１駆動軸２３の後端に形成された第１押圧部２３ｂは前記第２部材２７の後方に突出している。そして前記第２部材２７は、前記第１駆動軸２３を後退方向に、即ち前記第１把持爪７を閉じる方向に付勢する第１付勢ばね２７ａを内蔵している。

ワーク取り出し機構１８の動作について説明する。

第１押圧部２３ｂを前方（図示左方）に押し込むと、第２部材２７が第１進退駆動部材２５に当接し、第１駆動軸２３が前記第１付勢ばね２７ａを圧縮しつつ前進し、第１係止カム２３ｃが第１係止部材３０を径方向外方に押し開き、また第１駆動カム２３ａが前進してスライダ７ａを径方向外方に移動させる。これにより第１把持爪７が開放位置に移動するとともに、第１係止カム２３ｃが第１係止部材３０の前方に移動するとともに、第１ピストン３１がばね３２の付勢力で後退して第１係止部材３０を径方向内方に移動させる。これにより第１係止部材２３ｃの後端面２３ｃ′が第１係止部材３０の前端面３０′に係止し、第１把持爪７は開放位置に保持される（図５参照）。

ここで、前記第１押圧部２３ｂの押し込み操作は、別個に設けたシリンダ等により該第１押圧部２３ｂを直接前方に押し込む方法、あるいは進退駆動機構２１によりワーク取り出し機構１８を後方に移動させて固定部３４（図５の二点鎖線参照）に第１押圧部２３ｂを押し付けることにより該第１押圧部２３ｂを相対的に前方に移動させる方法の何れでもよい。

前記第１把持爪７が開放位置に保持されている状態で、旋回位置決め機構２０によりワーク取り出し機構１８を前記軸線Ａと一致させ、進退駆動機構２１によりワーク取り出し機構１８をワーク供給機構１９と共に前進させ、当接板２６ｄで加工済みワークＷ１を押圧する。すると第１部材２６は前進が阻止され、第１進退駆動部材２５が前方に移動してこれの突起部２５ｄが第１ピストン３１を前進させる。これにより第１ピストン３１が第１係止部材３０を外方に移動させ、第１係止カム２３ｃの第１係止部材３０との係止が外れる。その結果、第１付勢ばね２７ａの付勢力により第１駆動軸２３が後退し、第１駆動カム２３ａがスライダ７ａを閉じ方向に移動させ、第１把持爪７が把持位置に移動し、加工済みワークＷ１を把持する（図６参照）。なお、この状態では、第１係止部材３０は、第１ピストン３１が前方に位置しているため径方向外方に停まっている。

続いて、進退駆動機構２１によりワーク取り出し機構１８を後退させると、第１ピストン３１がばね３２により後退して第１係止部材３０を内方に移動させるとともに、第１進退駆動部材２５に第２部材２７が当接する。加工済みワークＷ１は、第１把持爪７に保持された状態に維持されている（図７参照）。

なお、図５に示すように、第１押圧部２３ｂを前方に押し込み、第１駆動軸２３の第１駆動カム２３ａを前進させ、スライダ７ａを外方に移動させることより、第１把持爪７が開き、加工済みワークＷ１が第２ワーク搬送装置１７に受け渡されることとなる。

前記ワーク供給機構１９は、前記旋回アーム２０ａに固定され、前記ワーク把持部１２の軸線Ａ方向に進退可能に駆動される第２進退駆動部材４３と、該第２進退駆動部材４３の前方，後方に、前記軸線Ａ方向に相対移動可能に、かつ前記第２進退駆動部材４３と同軸に配置された第３部材４４，第４部材４８とを有する。

前記第２進退駆動部材４３は、前記旋回アーム２０ａに固定された基部４３ａと、該基部４３ａの前方に形成された円筒状の筒部４３ｂとを有する。前記第３部材４４は第２付勢ばね５１を内蔵する保持部４４ａと、該保持部４４ａの前部に形成され、後述する第２駆動機構４６を収容する駆動部４４ｂと、前記保持部４４ａの後部に形成されたガイド部４４ｃとを有する。

前記第３部材４４のガイド部４４ｃは前記第２進退駆動部材４３の基部４３ａによりスライド自在に支持されている。また前記第３部材４４の保持部４４ａは前記第２進退駆動部材４３の筒部４３ｂ内に挿入されており、保持部４４ａ内には前記第２進退駆動部材４３に植設されたガイドピン４３ｃが挿入されている。前記第２進退駆動部材４３と第３部材４４は前記ガイドピン４３ｃに配設された付勢ばね４５により互いに離反する方向に付勢されている。

前記第３部材４４の駆動部４４ｂの前端部には、未加工ワークワークＷ２が当接する当接板４４ｄが形成され、またその軸芯部には未加工ワークＷ２の軸芯孔に挿入される突起４４ｅが形成されている。

また前記駆動部２６ｂの前端部には、３組の第２把持爪４１が配置されている。この第２把持爪４１はスライダ４１ａと、これに固定された爪本体４１ｂとを有する。前記３組の第２把持爪４１は、前記ワーク把持部１２の軸線Ａに対して放射状に配置され、該軸線Ａと直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持されている。

また前記駆動部４４ｂ内には、前記３組の第２把持爪４１を前記開放位置又は把持位置に移動させる第２駆動機構４６が内蔵されている。この第２駆動機構４６は、前記第２進退駆動部材４３，第３部材４４及び第４部材４８の軸芯に配置された第２駆動軸４０を、前進させることにより、該第２駆動軸４０の前端部に形成された第２駆動カム４０ａが前記スライダ４１ａひいては前記爪本体４１ｂを径方向外方に押し開くことにより開放位置に移動させ、後退させることにより前記第２駆動カム４０ａがスライダ４１ａひいては爪本体４１ｂを径方向内方に引き込むことにより把持位置に移動させるように構成されている。

前記保持部４４ａ内には、前記第２駆動軸４０を後退方向に付勢する第２付勢ばね５１が配設されており、この付勢力により前記第２把持爪４１を把持状態に付勢する。

前記第４部材４８は、前記第２駆動軸４０により軸方向にスライド可能に支持されており、該第４部材４８内には、前記第２把持爪４１を開放位置に移動させたとき、該第２把持爪４１を開放位置に保持する第２保持機構４７が内蔵されている。この第２保持機構４７は、前記第４部材４８内に、その軸直角方向に移動可能に配置された第２係止部材４７ａと、前記第２駆動軸４０に形成され、その後端面４０ｃ′が前記第２係止部材４７ａの前端面４７ａ′に係止することにより前記第２把持爪４１を開放位置に保持する第２係止カム４０ｃと、前記第２係止部材４７ａを前記軸直角方向に移動させる第２ピストン４９と、該第２ピストン４９を、前記第２係止部材４７ａを閉じる方向に付勢するばね５０とを有する。

前記第２ピストン４９の後端に形成された第２押圧部５３は前記第４部材４８の後方に突出しており、該第２押圧部５３と前記第４部材４８の後端面との間に前記ばね５０が介在している。

ワーク供給機構１９の動作について説明する。

ワーク供給機構１９が待機位置にある時には、第２進退駆動部材４３に対して、第３部材４４は前方に離反し、第４部材４８は当接している。そして第２付勢ばね５１により第２駆動軸４０が後方に付勢され、第２駆動カム４０ａがスライダ４１ａを内方に移動させることにより、第２把持爪４１が未加工ワークＷ２を把持している（図８参照）。なお、第２係止カム４０ｃは第２係止部材４７ａ内に没入している。

ワーク供給機構１９を軸線Ａと同軸をなす状態で前進させると、未加工ワークＷ２がワーク把持部１２に当接する。さらにワーク供給機構１９を前進させると、第２進退駆動部材４３の突起４３ｄが、第２駆動軸４０のフランジ部４０′に当接し、該第２駆動軸４０を第２付勢ばね５１の付勢力に抗して前進させ、第２駆動カム４０ａがスライダ４１ａを外方に移動させ、第２把持爪４１が開放位置に移動する。これにより未加工ワークＷ２は、開放され、ワーク把持部１２に供給される。前記第２駆動軸４０の前進により、第２係止カム４０ｃが第２係止部材４７ａを押し開きつつ前進し、第２係止部材の前方にでると、第２ピストン４９が付勢ばね５０により後退し、第２係止部材４７ａを閉位置に移動させる。これにより前記第２係止カム４０ｃの後端面４０ｃ′が第２係止部材４７ａの前端面４７ａ′に係止し、その結果、第２把持爪４１が開放位置に保持される（図９参照）。

ワーク供給機構１９を後退させると、第２進退駆動部材４３に対して、第３部材４４がばね部材４５の付勢力により相対的に前進するとともに、第４部材４８が第２進退駆動部材４３に当接する。この場合、第２把持爪４１は開放位置に保持されている（図１０参照）。

第２押圧部５３を前方に押し込むと、第２ピストン４９が前方に移動して第２係止部材４７ａを押し開き、第２係止カム４０ｃの第２係止部材４７ａとの係止が外れ、第２駆動軸４０が第２付勢ばね５１により後退する。これにより第２駆動カム４０ａが第２把持爪４１を把持位置に移動させ、該第２把持爪４１が未加工ワークＷ２を把持する（図１１参照）。

加工済みワークＷ１と未加工ワークＷ２の交換動作について説明する。

旋盤１がワークを加工している間に、第１ワーク搬送装置１６のワーク取り出し機構１８から加工済みワークＷ１が第２ワーク搬送装置１７に受け渡され、第２ワーク搬送装置１７から未加工ワークＷ２がワーク供給機構１９に供給され（図３参照）、第１ワーク搬送装置１６はこの状態で待機位置Ｐ２に待機している（図１の実線参照）。

旋盤１のワーク把持部１２に把持されたワークの加工が終了すると、シャッタ１４が開き、ワーク取り出し機構１８が軸線Ａと同軸をなすよう位置決めされた状態で第１ワーク搬送装置１６が軸線Ａ方向に前進する。そしてワーク取り出し機構１８の当接板２６ｄが加工済みワークＷ１を押圧することにより、第１把持爪７が閉じて加工済みワークＷ１を把持し（図１の二点鎖線参照）、該第１ワーク搬送装置１６が少し後退することにより加工済みワークＷ１がワーク把持部１２から取り出される。

続いてワーク供給機構１９が軸線Ａと同軸をなすよう旋回するとともに前進し、未加工ワークＷ２がワーク把持部１２を押圧することにより、第２把持爪４１が開放され、該未加工ワークＷ２がワーク把持部１２に供給される。

第１ワーク搬送装置１６が軸線Ａ方向に待機位置Ｐ２に後退するとシャッタ１４が閉じ、未加工ワークＷ２の加工が開始される。この加工の間に、再び第１ワーク搬送装置１６のワーク取り出し機構１８の第１押圧部２３ｂが押し込まれることにより、第１把持爪７が開放位置に移動し、加工済みワークＷ１が第２ワーク搬送装置１７に受け渡されるとともに、該第１把持爪７が開放位置に保持される。またワーク供給機構１９の第２押圧部５３が押し込まれることにより、第２把持爪４１が把持位置に移動し、第２ワーク搬送装置１７からの未加工ワークＷ２を把持するとともに、該第２把持爪４１は閉じ状態に保持される。

本実施例によれば、主軸１１に装着されたワーク把持部１２から加工済みワークＷ１を取り出すとともに、該ワーク把持部１２に未加工ワークＷ２を供給する第１ワーク搬送装置１６と、該第１ワーク搬送装置１６から加工済みワークＷ１を取り出すとともに、該第１ワーク搬送装置１６に未加工ワークＷ２を供給する第２ワーク搬送装置１７とを備えた。そのため実質的なワーク交換時間を、第１ワーク搬送装置１６が待機位置Ｐ２とワーク交換位置Ｐ１との間で軸線Ａ方向に進退移動するだけの時間に短縮でき、機外と機内との間をＺ軸，Ｙ軸方向に移動させようにした従来のワーク交換装置に比べて、ワーク交換に要する時間を短縮することができる。

本実施例では、ワーク取り出し機構１８を、３組の第１把持爪７と該第１把持爪７を開閉する第１駆動機構８とを有するものとし、該第１駆動機構８を、ワーク把持部１２に把持された加工済みワークＷ１を当接板２６ｄで押圧することにより第１把持爪７を把持位置に移動させるように構成したので、簡単な構造により、確実にかつ短時間で加工済みワークＷ１を把持し、取り出すことができる。

本実施例では、ワーク供給機構１９を、複数の第２把持爪４１と該第２把持爪４１を開閉する第２駆動機構４６とを有するものとし、該第２駆動機構４６を、第２把持爪４１に把持された未加工ワークＷ２でワーク把持部１２を押圧することにより第２把持爪４１を開放位置に移動させるように構成したので、簡単な構造により、確実にかつ短時間で未加工ワークＷ２を開放し、主軸１１に供給することができる。

本実施例では、第１駆動軸２３の後退を阻止することにより第１把持爪７を開放位置に保持する第１保持機構９を設け、また第２駆動軸４０の後退を阻止することにより第２把持爪４１を開放位置に保持する第２保持機構４７を設けたので、特別な駆動源を用いることなく第１把持爪７，第２把持爪４１を開放位置に保持できる。

本実施例では、第１駆動軸２３に形成された第１係止カム２３ｃを開閉可能に配置された第１係止部材３０に係止させることにより第１駆動軸２３の後退を阻止し、第２駆動軸４０に形成された第２係止カム４０ｃを開閉可能に配置された第２係止部材４７ａに係止させることにより第２駆動軸４０の後退を阻止するように構成したので、第１保持機構９及び第２保持機構４７の構造が簡単であり、かつ第１把持爪７，第２把持爪４１を確実に開放位置に保持できる。

本実施例では、ワーク取り出し機構１８を、第１進退駆動部材２５と、該第１進退駆動部材２５に対して軸線Ａ方向に相対移動可能に配設された第１部材２６及び第２部材２７とを有するものとし、第１部材２６の前端部に第１把持爪７を配置し、駆動部２６ｂ内に第１駆動機構８を配置し、また保持部２６ａ内に第１保持機構９を配置し、さらに第２部材２７内に第１付勢ばね２７ａを配置したので、ワーク取り出し機構１８をコンパクトに構成することができる。

本実施例では、ワーク供給機構１９を、第２進退駆動部材４３と、該第２進退駆動部材４３に対して軸線Ａ方向に相対移動可能に配設された第３部材４４及び第４部材４８を有するものとし、第３部材４４の前端部に第２把持爪４１を配置し、駆動部４４ｂ内に第２駆動機構４６を配置し、保持部４４ａ内に第２付勢ばね５１を配置するとともに、第４部材４８内に第２保持機構４７を配置したので、ワーク供給機構１９をコンパクトに構成することができる。

なお、前記実施例では、第１，第２保持機構が、第１，第２把持爪を開放位置に保持するようにした場合を説明したが、本発明では、第１，第２保持機構を、第１，第２把持爪を把持位置に保持するように構成しても良い。

１ 旋盤（加工機）
７ 第１把持爪
８ 第１駆動機構
９ 第１保持機構
１２ ワーク把持部
１５ ワーク交換装置
１６ 第１ワーク搬送装置
１７ 第２ワーク搬送装置
１８ ワーク取り出し機構
１９ ワーク供給機構
２３ 第１駆動軸
２３ａ 第１駆動カム
２３ｃ 第１係止カム
２５ 第１進退駆動部材
２６ 第１部材
２７ 第２部材
２７ａ 第１付勢ばね
４０ 第２駆動軸
４０ａ 第２駆動カム
４０ｃ 第２係止カム
４１ 第２把持爪
４３ 第２進退駆動部材
４４ 第３部材
４６ 第２駆動機構
４７ 第２保持機構
４８ 第４部材
５１ 第２付勢はね
Ａ 軸線
Ｗ１ 加工済みワーク
Ｗ２ 未加工ワーク

Claims (4)

1. 加工機のワーク把持部に把持された加工済みワークと未加工ワークとを交換する工作機械のワーク交換装置であって、
   ワーク把持部から加工済みワークを取り出すワーク取り出し機構と、前記ワーク把持部に未加工ワークを供給するワーク供給機構とを有する第１ワーク搬送装置を備え、
   前記ワーク取り出し機構は、前記ワーク把持部の軸線と直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持された第１把持爪と、前記ワーク把持部に把持された加工済みワークをワーク把持部の軸線方向に押圧することにより、前記第１把持爪を把持位置に移動させて加工済みワークを把持する第１駆動機構とを有し、
   前記ワーク供給機構は、前記ワーク把持部の軸線と直角方向に開放位置と把持位置との間で移動可能に支持された第２把持爪と、該ワーク供給機構に把持された未加工ワークで前記ワーク把持部を該ワーク把持部の軸線方向に押圧することにより、前記第２把持爪を開放位置に移動させて未加工ワークをワーク把持部に移載させる第２駆動機構とを有する
   ことを特徴とする工作機械のワーク交換装置。
2. 請求項１に記載の工作機械のワーク交換装置において、
   前記ワーク取り出し機構は、前記第１駆動機構が前記第１把持爪を開放位置または把持位置に移動させたとき、該第１把持爪を開放位置または把持位置に保持する第１保持機構を有し、
   前記ワーク供給機構は、前記第２駆動機構が前記第２把持爪を開放位置または把持位置に移動させたとき、該第２把持爪を開放位置または把持位置に保持する第２保持機構を有しており、
   前記第１駆動機構が、前記ワーク把持部に把持された加工済みワークを前記軸線方向に押圧することにより、前記第１保持機構によって開放位置に保持されていた前記第１把持爪が把持位置に移動し、
   該第２駆動機構が、前記第２把持爪に把持された未加工ワークで前記ワーク把持部を押圧することにより、前記第２保持機構によって把持位置に保持されていた前記第２把持爪が開放位置に移動する
   ことを特徴とする工作機械のワーク交換装置。
3. 請求項２に記載の工作機械のワーク交換装置において、
   前記ワーク取り出し機構の第１駆動機構は、第１駆動軸の前端部に形成された第１駆動カムを、前進させることにより前記第１把持爪を開放位置に移動させ、後退させることにより前記第１把持爪を把持位置に移動させるように構成され、
   前記第１保持機構は、前記第１駆動軸の前進位置からの後退を阻止することにより前記第１把持爪を開放位置に保持し、
   前記ワーク供給機構の第２駆動機構は、第２駆動軸の前端部に形成された第２駆動カムを、前進させることにより前記第２把持爪を開放位置に移動させ、後退させることにより前記第２把持爪を把持位置に移動させるように構成され、
   前記第２保持機構は、前記第２駆動軸の前進位置からの後退を阻止することにより前記第２把持爪を開放位置に保持する
   ことを特徴とする工作機械のワーク交換装置。
4. 請求項３に記載の工作機械のワーク交換装置において、
   前記ワーク取り出し機構は、前記ワーク把持部の軸線方向に進退可能に配設された第１進退駆動部材と、該第１進退駆動部材の前方，後方に、かつ該第１進退駆動部材に対して前記軸線方向に相対移動可能に配置された第１部材及び第２部材とを有し、
   前記第１把持爪は、前記第１部材の前端部に支持され、
   前記第１駆動軸は、前記第１進退駆動部材，第１部材及び第２部材の軸芯に配置され、
   前記第１部材内に前記第１保持機構が配置され、前記第２部材内に前記第１駆動軸を後方向に付勢する第１付勢ばねが配置されており、
   前記ワーク供給機構は、前記ワーク把持部の軸線方向に進退可能に配設された第２進退駆動部材と、該第２進退駆動部材の前方，後方に、かつ該第２進退駆動部材に対して前記軸線方向に相対移動可能に配置された第３部材及び第４部材とを有し、
   前記第２把持爪は、前記第３部材の前端部に支持され、
   前記第２駆動軸は、前記第２進退駆動部材，第３部材及び第４部材の軸芯に配置され、
   前記第第３部材内に前記第２駆動軸を後方向に付勢する第２付勢ばねが配置され、前記第４部材内に前記第２保持機構が配置されている
   ことを特徴とする工作機械のワーク交換装置。

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