JP5885871B1

JP5885871B1 - ワーク着脱装置

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Publication number: JP5885871B1
Application number: JP2015082080A
Authority: JP
Inventors: 正二鈴木; 嘉信奥山; 浩安田
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2035-04-13
Also published as: BR112017021931A2; DE112016001704T5; JP2016198865A; CN107530855B; US20180065222A1; MX2017013081A; PL232973B1; BR112017021931B1; CN107530855A; WO2016167029A1; US10478931B2; PL423216A1

Abstract

【課題】従来に比べ、工作機械を含めた全体をコンパクトにでき、また、加工時間に影響を与えることが無い、ワーク着脱装置を提供する。【解決手段】テーブル前方に、Ｘ軸に沿って配設された案内機構１１、案内機構１１の後方の、テーブルの左右両側に配設された第１及び第２載置台４０，５０、案内機構１１に案内され、Ｘ軸に沿って移動する搬送機構２０，３０を備える。搬送機構２０，３０は、案内機構１１に係合し、Ｘ軸に沿って移動する基台と、基台をＸ軸方向に沿って移動させる直線駆動部と、先端側がテーブル６側に位置する一対の把持アームと、把持アームを開閉させる把持駆動部と、把持アームを、その先端部が下方位置と上方位置との間で旋回移動させる旋回駆動部とを備える。搬送機構２０，３０は、テーブル６上のワークを把持して第２載置台に搬出する動作と、前記第１載置台上のワークを把持してテーブル６上に搬入する動作とを実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械のテーブルに載置されたワークの搬出と、当該テーブル上へのワークの搬入とを行うワーク着脱装置に関し、特に、テーブルが鉛直なＹ軸に沿って移動可能に設けられた工作機械に、好適に適用できるワーク着脱装置に関する。

テーブルが鉛直なＹ軸に沿って移動可能に設けられた工作機械として、従来、下記特許文献１に開示された工作機械が知られている。この工作機械では、水平に設けられた主軸を含む加工ユニットと対向するように、これと適宜間隔を空けて、ワークキャリッジ及びこのワークキャリッジを支持して鉛直方向に移動させる機構（スタンド）が配設されている。

そして、この工作機械では、前記加工ユニットと、ワークキャリッジを支持するスタンドとの間に、スライドレールが設けられ、また、このスライドレールの長手方向（搬送方向）の前後には、それぞれローラコンベアが設けられており、搬送方向上流側のローラコンベアによって、ワークが前記スライドレール上に搬入され、搬送方向下流側のローラコンベアによって、前記スライドレール上のワークが搬出される。

より具体的には、ワークは、ワークキャリアと称する取付台上に取り付けられた状態で、上流側のローラコンベア上を搬送された後、前記スライドレール上に搬入され、このスライドレール上でワークキャリアが前記ワークキャリッジに保持される。そして、ワークはこのワークキャリッジに保持された状態で前記加工ユニットにより加工され、加工後、ワークキャリアはワークキャリッジからスライドレール上に解放され、この後、下流側のローラコンベアに搬出される。

このように、この特許文献１に開示された工作機械では、ワークは、ワークキャリア上に取り付けられた状態で搬送される。そして、ワークキャリアに保持された状態のまま、ワークキャリッジに保持されて加工が施される。

米国特許第７１５０７０６号明細書

ところで、近年、工作機械の分野では、その設置スペース上の制約や、搬送等のハンドリング時間を含めた全体の加工時間の短縮化を目的として、周辺装置を含めた機械全体のコンパクト化が求められている。

ところが、上述した特許文献１の工作機械では、自動的にワークを搬送してワークキャリッジに保持させる態様を実現すべく、ワークをワークキャリアに取り付けて搬送する態様を採用したため、ハンドリング対象物の全体的な大きさとしては、ワークにワークキャリアを加えた大きさとなり、ワークのみを搬送する態様に比べて、ローラコンベアの大きさや、ワークキャリッジの大きさを大きくする必要があり、また、スタンドと加工ユニットとの間の間隔も広くする必要があるため、装置全体の大きさが過大となって、その設置スペースに広いスペースを要するという問題があった。

また、ワークキャリッジは、上下に動作することによってワークキャリアを保持するように構成されているので、ワークキャリッジの可動領域は、加工のために必要なストローク以上の領域が必要であり、このため、これに応じて前記スタンドの高さを高くする必要があり、この面からも、装置全体の大きさが過大になる。

また、ワークキャリッジが大きくなると、そのイナーシャが大きくなるため、当該ワークキャリッジを垂直方向に移動させる移動速度を速めることができず、このため加工時間が長くなるという問題がある。また、ワークキャリッジと加工ユニットの間の間隔が広くなることによって、加工の際に、加工ユニット内の主軸を必要以上に動作させる必要があり、これによっても、加工時間が長くなる。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、従来に比べて、工作機械を含めた全体としての大きさをコンパクトにすることができ、また、工作機械における加工時間に影響を与えることが無い、ワーク着脱装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
ベッドと、前記ベッド上に設けられたサドルと、前記サドル上に設けられた主軸頭と、回転可能に前記主軸頭に支持され、前端部に工具を保持する主軸と、前記サドルより前方の前記ベッド上に、前記ベッドの左右方向であるＸ軸方向に間隔を空けて立設された左右一対のコラムと、鉛直なＹ軸に沿って移動可能に、前記一対のコラムの前面に支持されたテーブルとを備えた工作機械に付設され、前記テーブル上に載置されたワークの搬出と、前記テーブル上へのワークの搬入を行うワーク着脱装置であって、
前記テーブルの前方に、前記Ｘ軸に沿って配設された案内機構と、
前記案内機構より後方の、前記テーブルの左右両側にそれぞれ配設された第１及び第２載置台と、
前記案内機構に案内され、前記Ｘ軸に沿って移動する搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、
前記案内機構に係合し、前記Ｘ軸に沿って移動可能に設けられた基台と、
前記基台を前記Ｘ軸方向に沿って移動させる直線駆動部と、
開閉可能に設けられ、その先端側が前記テーブル側に位置するように配設された一対の把持アームと、
前記把持アームを開閉させる把持駆動部と、
前記基台上で前記把持アームを支持するとともに、前記把持アームを、その先端部が下方の下方位置と、上方の上方位置との間で揺動するように旋回移動させる旋回駆動部とを備え、
前記把持アームは、前記直線駆動部により前記Ｘ軸方向に沿って移動して、前記テーブル、前記第１載置台及び前記第２載置台の上方にそれぞれ経由可能に構成されてなり、
前記搬送機構は、前記テーブル上に載置されたワークを前記把持アームにより把持して前記第２載置台に搬出する動作と、前記第１載置台に載置されたワークを前記把持アームにより把持して前記テーブル上に搬入する動作とを実行するように構成されたワーク着脱装置に係る。

上述のように、本発明に係るワーク着脱装置は、主軸が水平に設けられる横形の工作機械であって、テーブルが鉛直なＹ軸に沿って移動可能に設けられた工作機械に付設され、その前記搬送機構の動作によって、テーブル上に載置されたワークの搬出と、前記テーブル上へのワークの搬入を行う。

具体的には、前記搬送機構は、前記直線駆動部により駆動され、案内機構上を前記Ｘ軸に沿って移動して、第１載置台、テーブル、第２載置台の前方にそれぞれ位置決めされる。また、前記一対の把持アームは、前記把持駆動部により駆動され、開閉して、ワークの把持と解除を行うとともに、前記旋回駆動部により駆動されて、前記上方位置と下方位置との間で旋回移動する。

そして、前記搬送機構は、これらの動作の組み合わせによって、前記テーブル上に載置されたワークを前記把持アームにより把持して前記第２載置台に搬出する動作と、前記第１載置台に載置されたワークを前記把持アームにより把持して前記テーブル上に搬入する動作とを実行する。尚、具体的な動作の態様は、後に詳しく説明する。

斯くして、このワーク着脱装置によれば、工作機械の外側に、これに隣接して設けられているので、当該ワーク着脱装置を設けることによって、従来のように、工作機械自体の大きさを過大にする必要がなく、その設置スペースも従来のように広いスペースを要することはない。また、本発明の搬送機構は、ワークを直接把持して搬送する構成であるので、ワークをワークキャリアに取り付けた状態で搬送する従来に比べて、ワーク着脱装置自体の大きさをコンパクトにすることができ、この面でも、従来のように広いスペースを要することはない。

また、工作機械に隣接してその外側に設けた構成としたので、工作機械は、ワーク着脱装置の構成に何ら影響を受けることなく、最適な構成を採用することできる。したがって、当該工作機械は、従来とは異なり、ワーク着脱装置の影響を受けることなく、ワークを最適な時間で加工することができる。

尚、本発明において、前記把持アームが前記直線駆動部により前記Ｘ軸方向に沿って移動する際、該把持アームの先端部は、前記下方位置と前記上方位置との間の中間位置に位置決めされた状態であっても良い。

また、本発明では、第１及び第２の２つの前記搬送機構を備えていても良い。
この場合、前記第２搬送機構は、前記テーブル上に載置されたワークを、該第２搬送機構の把持アームにより把持して前記第２載置台上に搬出する動作を実行し、
前記第１搬送機構は、前記第１載置台に載置されたワークを、該第１搬送機構の把持アームにより把持して前記テーブル上に搬入する動作を実行するように構成される。

このようにすれば、第２搬送機構によるワーク搬出動作と、第１搬送機構によるワーク搬入動作とを、同時並行的に行うことができ、ワークの搬出と搬入に要する時間を短縮することができる。

また、前記第１及び第２載置台は、前記ワークが載置されるワーク受部を昇降可能に構成されていても良い。

以上のように、本発明のワーク着脱装置によれば、これを工作機械の外側に隣接して設けているので、従来のように、工作機械自体の大きさを過大にする必要がなく、その設置スペースも従来のように広いスペースを要しない。また、その搬送機構は、ワークを直接把持して搬送する構成であるので、ワークをワークキャリアに取り付けた状態で搬送する従来に比べて、ワーク着脱装置自体の大きさをコンパクトにすることができ、この面でも、従来のように広いスペースを要することはない。

更に、工作機械は、ワーク着脱装置の構成に何ら影響を受けることなく、最適な構成を採用することでき、したがって、当該工作機械は、従来とは異なり、ワーク着脱装置の影響を受けることなく、ワークを最適な時間で加工することができる。

本発明の一実施形態に係る、工作機械にワーク着脱装置を付設した加工システムを示す斜視図である。本実施形態に係る搬送機構を示した斜視図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。本実施形態に係る搬送機構の動作を説明するための説明図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、工作機械にワーク着脱装置を付設した加工システムを示す斜視図であり、図２は、本例の搬送機構を示した斜視図である。

図１に示すように、本例の加工システム１は、横形の工作機械２と、その前方に配設されたワーク着脱装置１０から構成される。以下、各部について説明する。

［工作機械］
まず、工作機械２の概要について説明する。図１に示すように、この工作機械２は、ベッド３と、水平なＸ軸に沿って移動可能に、前記ベッド３上に設けられたサドル（図示せず）と、前記Ｘ軸と直交する水平なＺ軸に沿って移動可能に、前記サドル（図示せず）上に設けられた主軸頭（図示せず）と、前記Ｚ軸と平行な軸線を中心に回転可能に前記主軸頭（図示せず）に支持され、前端部に工具を保持する主軸（図示せず）と、前記サドル（図示せず）より前方の前記ベッド３上に、前記Ｘ軸方向に間隔を空けて立設された左右一対のコラム４，４と、前記Ｘ軸及びＺ軸の双方に直交する鉛直なＹ軸に沿って移動可能に、前記一対のコラム４，４の前面に設けられたテーブル支持機構５と、このテーブル支持機構５に支持されるテーブル６とを備えて構成される。

前記テーブル支持機構５は、正面視Ｕ字形状をした支持機構で、その底辺部分において前記テーブル６を支持するとともに、その両側部がそれぞれ前記コラム４，４の前面に支持されて、前記Ｙ軸に沿って移動するようになっている。また、このテーブル支持機構５は、支持したテーブル６を前記Ｘ軸に沿った軸を中心として揺動させることができるようになっている（この移動軸をＢ軸という）。

前記テーブル６は、基部７と、ワークが載置される載置面を有するワーク受部８を備えており（図３（ａ）参照）、このワーク受部８を、その載置面と直交する軸を中心として回転させることができ（この移動軸をＣ軸という）、また、油圧シリンダなどの適宜アクチュエータによって前記ワーク受部８を前記Ｙ軸に沿って昇降させることができるようになっている。

斯くして、この工作機械２では、テーブル６のワーク受部８上にワークを載置，固定し、工具を保持した主軸（図示せず）をその軸線中心に回転させた状態で、テーブル６と主軸（図示せず）とを、前記Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の直交３軸方向に相対的に移動させ、また、前記Ｂ軸及びＣ軸方向に移動させることで、当該ワークが加工される。尚、この工作機械２は所謂「５軸加工機」と称される。

［ワーク着脱装置］
次に、前記ワーク着脱装置１０の構成について説明する。図１に示すように、本例のワーク着脱装置１０は、前記テーブル支持機構５及びテーブル６の前方に、前記Ｘ軸に沿って配設された案内機構１１と、前記案内機構１１より後方の、前記テーブル支持機構５の左右両側にそれぞれ配設された第１載置台４０及び第２載置台５０と、前記案内機構１１に案内され、前記Ｘ軸に沿って移動する第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０とを備える。

前記案内機構１１は、前記Ｘ軸に沿って配設されるガイドベース１３と、このガイドベース１３を支持する支持フレーム１２と、ガイドベース１３上に前記Ｘ軸に沿って平行に配設された一対のガイドレール１４，１４とからなる。

前記第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０は、前記案内機構１１上に、これに沿って一列に配設される。尚、これら第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０は、同じ構成を備えているので、当該構成については、第１搬送機構２０を代表として、図１及び図２に基づいて説明することとし、第２搬送機構３０における同じ構成部分については、括弧書きでその符号を記すこととする。

前記第１搬送機構２０（３０）は、基台２１（３１）、この基台２１（３１）上に立設された一対のブラケット２２，２２（３２，３２）、旋回アーム２３，２３（３３，３３）及び把持アーム２５，２５（３５，３５）などを備えている。

前記基台２１（３１）は、その下面に前記ガイドレール１４，１４と係合するスライダ（図示せず）が固設されており、前記Ｘ軸に沿って移動自在に設けられている。前記ブラケット２２，２２（３２，３２）には、前記旋回アーム２３，２３（３３，３３）が矢示Ａ方向に旋回自在に支持され、この旋回アーム２３，２３（３３，３３）の先端部は連結プレート２４（３４）によって連結されている。また、この連結プレート２４（３４）には、開閉機構２９（３９）が配設され、この開閉機構２９（３９）の両側部にそれぞれ前記把持アーム２５，２５（３５，３５）が連結されている。

また、前記基台２１（３１）の上面には、サーボモータ２６（３６）が配設され、その出力軸は当該基台２１（３１）を貫通してその下面側に突出しており、当該出力軸の先端部にピニオンギア（図示せず）が取り付けられている。また、このピニオンギア（図示せず）は、前記ガイドベース１３上に、前記ガイドレール１４，１４に沿って配設されたラック１５と噛合している。

前記旋回アーム２３，２３（３３，３３）は、その一方にサーボモータ２７（３７）の出力軸が連結されており、このサーボモータ２７（３７）により駆動されて、旋回アーム２３，２３（３３，３３）及び連結プレート２４（３４）から構成される構造体が矢示Ａ方向に旋回する。

また、前記開閉機構２９（３９）は、一対のラックと、その間に配設されるピニオンギアの組み合わせからなる機構であり、一対のラックの端部にそれぞれ前記把持アーム２５，２５（３５，３５）が固設されている。また、ピニオンギアは、前記連結プレート２４（３４）の下面に固設されたサーボモータ２８（３８）の出力軸に連結されており、このピニオンギアがサーボモータ２８（３８）によって駆動されることで、把持アーム２５，２５（３５，３５）が開閉する。

斯くして、この第１搬送機構２０（３０）によれば、前記サーボモータ２６（３６）を駆動することにより、その出力軸に取り付けられたピニオンギア（図示せず）とラック１５との噛合関係によって、基台２１（３１）がガイドレール１４，１４に案内されて、全体として前記Ｘ軸に沿って移動する。

また、サーボモータ２７（３７）を駆動することにより、旋回アーム２３，２３（３３，３３）及びこれに連結される把持アーム２５，２５（３５，３５）が矢示Ａ方向に旋回移動して、把持アーム２５，２５（３５，３５）の先端部（把持部）２５ａ（３５ａ）が、上方に設定された上方位置と、下方に設定された下方位置とに位置決めされる。また、サーボモータ２８（３８）により開閉機構２９（３９）を駆動することで、把持アーム２５，２５（３５，３５）が開閉される。尚、第１搬送機構２０（３０）は、把持アーム５，２５（３５，３５）の把持部２５ａ（３５ａ）が工作機械２の側に向くように配設されている。

このように、第１搬送機構２０（３０）では、前記サーボモータ２６（３６）、ピニオンギア（図示せず）及びラック１５が直線駆動部を構成し、サーボモータ２７（３７）が旋回駆動部を構成する。また、前記サーボモータ２８（３８）及び開閉機構２９（３９）が把持駆動部を構成する。

前記第１載置台４０及び第２載置台５０も同様の構成を備えており、図３及び図９に示すように、それぞれ基台４１，５１及びワークＷが載置されるワーク受部４２，５２を備えており、このワーク受部４２，５２を油圧シリンダなどの適宜アクチュエータによって昇降できるようになっている。

次に、以上の構成を備えた加工システム１におけるワーク着脱動作について説明する。尚、第１搬送機構２０は、第１載置台４０の前方位置とテーブル６の前方位置との間でＸ軸に沿って往復動し、第２搬送機構３０は、テーブル６の前方位置と第２載置台５０の前方位置との間でＸ軸に沿って往復動するものとする。また、テーブル６のワーク受部８には、加工完了後のワークＷが載置され、第１載置台４０のワーク受部４２上には、未加工のワークＷが適宜載置され、第２載置台５０のワーク受部５２上には、ワークＷが載置されていないものとする。

［動作例Ｉ］
まず、動作例Ｉについて、図３〜図１０に従って説明する。図３〜図６は第１搬送機構２０の動作を示し、図７〜図１０は第２搬送機構３０の動作を示しているが、これら第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０は、同時並行的に動作する。また、初期状態において、第１搬送機構２０は第１載置台４０の前方に位置し、第２搬送機構３０はテーブル６の前方に位置しており、各把持アーム２５，２５及び３５，３５はそれぞれ前記上方位置にあって、開状態となっているものとする。また、第１載置台４０のワーク受部４２、第２載置台５０のワーク受部５２及びテーブル６のワーク受部８は、それぞれ上昇位置に位置し、その上面の高さは同じ高さとなっている。尚、図３〜図１０において、それぞれ（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。

前記第１搬送機構２０は、まず、図３に示すように、把持アーム２５，２５を下方に向けて旋回させて前記下方位置に位置決めした後（図３（ｂ）の動作１）、この把持アーム２５，２５を閉じる（図３（ａ）の動作２）。尚、この下方位置は、把持アーム２５，２５がワーク受部４２上のワークＷを把持可能な位置であり、これらがほぼ水平となる位置である。以上により、ワーク受部４２上のワークＷが把持アーム２５，２５によって把持される。

次に、第１搬送機構２０は、把持アーム２５，２５を上方に旋回移動させて、前記上方位置よりも下方の中間位置に位置決めした後（図４（ｂ）の動作３）、Ｘ軸に沿って移動して、テーブル６の前方に位置する（図４（ａ）の動作４）。尚、この中間位置は、第１搬送機構２０がＸ軸に沿って移動した際に、把持アーム２５，２５が第１載置台４０のワーク受部４２や、テーブル６のワーク受部８と干渉しない高さ位置である。また、図４（ａ）の動作４を実行するとき、第２搬送機構３０は、後述する動作によって、テーブル６のワーク受部８上のワークＷを把持して、第２載置台５０の前方に移動している。

次に、第１搬送機構２０は、把持アーム２５，２５を下方に旋回移動させて、前記下方位置に位置決めした後（図５（ｂ）の動作５）、把持アーム２５，２５を開く（図５（ａ）の動作６）。これにより、未加工のワークＷがテーブル６のワーク受部８上に載置される。ついで、第１搬送機構２０は、把持アーム２５，２５を上方に旋回移動させて、前記上方位置に位置決めした後（図６（ｂ）の動作７）、Ｘ軸に沿って移動して、第１載置台４０の前方に位置し、初期状態に戻る（図６（ａ）の動作８）。

一方、第２搬送機構３０は、まず、図７に示すように、把持アーム３５，３５を下方に向けて旋回させて前記下方位置に位置決めした後（図７（ｂ）の動作１）、この把持アーム３５，３５を閉じる（図７（ａ）の動作２）。尚、この下方位置は、把持アーム３５，３５がテーブル６のワーク受部８上のワークＷを把持可能な位置であり、これらがほぼ水平となる位置である。以上により、ワーク受部８上のワークＷが把持アーム３５，３５によって把持される。

次に、第２搬送機構３０は、把持アーム３５，３５を上方に旋回移動させて、前記上方位置よりも下方の中間位置に位置決めして、加工済みのワークＷをワーク受部８から取り外した後（図８（ｂ）の動作３）、Ｘ軸に沿って移動して、第２載置台５０の前方に位置する（図８（ａ）の動作４）。尚、この中間位置は、第２搬送機構３０がＸ軸に沿って移動した際に、把持アーム３５，３５がテーブル６のワーク受部８や、第２載置台５０のワーク受部５２と干渉しない高さ位置である。

次に、第２搬送機構３０は、把持アーム３５，３５を下方に旋回移動させて、前記下方位置に位置決めした後（図９（ｂ）の動作５）、把持アーム３５，３５を開く（図９（ａ）の動作６）。これにより、加工済みワークＷが第２載置台５０のワーク受部５２上に載置される。ついで、第２搬送機構３０は、把持アーム３５，３５を上方に旋回移動させて、前記上方位置に位置決めした後（図１０（ｂ）の動作７）、Ｘ軸に沿って移動して、テーブル６の前方に位置し、初期状態に戻る（図１０（ａ）の動作８）。

以上の第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０の並行した動作により、前記ワーク受部８（テーブル６）上の加工済みワークＷの取り出しと、当該ワーク受部８への未加工ワークＷの搬入とが行われる。

この動作例Ｉでは、比較的動作に時間を要するワーク受部８、ワーク受部４２及びワーク受部５２の昇降を行わないので、ワーク受部８に対するワークＷの着脱を、後述する動作例ＩＩに比べて短時間で行うことができる。

尚、このように、ワーク受部８、ワーク受部４２及びワーク受部５２を昇降させない場合、当然のことながら、前記テーブル６、第１載置台４０及び第２載置台５０は、前記アクチュエータを特に備えている必要はなく、このようにすることで、これらの製造コストの削減を図ることができる。

その際、前記ワーク受部８、ワーク受部４２及びワーク受部５２の高さは、それぞれ前記上方位置にある必要は無く、前記把持アーム２５，２５及び３５，３５がほぼ水平となる下方位置と同じとなる高さであればよい。例えば、前記ワーク受部８、ワーク受部４２及びワーク受部５２の高さは、それぞれ後述する降下位置にあってもよい。ただしその場合、前記把持アーム２５，２５及び３５，３５の前記中間位置は、正面視Ｕ字形状をした前記テーブル支持機構５と干渉しない高さ位置である。

その一方、前記ワーク受部８、ワーク受部４２及びワーク受部５２のいずれかを昇降させる必要がある場合、例えば、第１搬送機構２０の図３（ｂ）に示した動作１において、これと同時に、ワーク受部４２を破線で示す位置から上昇させる動作を行っても良く、図４（ｂ）の動作３において、これと同時に、ワーク受部４２を破線で示す位置に降下させる動作を行っても良い。

また、図５（ｂ）の動作５において、これより前に、ワーク受部８を破線で示す位置から上昇させる動作を行っても良く、図６（ｂ）の動作７において、これと同時に、ワーク受部８を破線で示す位置に降下させる動作を行っても良い。

また、第２搬送機構３０の図７（ｂ）に示した動作１において、これと同時に、ワーク受部８を破線で示す位置から上昇させる動作を行っても良く、図８（ｂ）の動作３において、これと同時に、ワーク受部８を破線で示す位置に降下させる動作を行っても良い。

また、図９（ｂ）の動作５において、これより前に、ワーク受部５２を破線で示す位置から上昇させる動作を行っても良く、図１０（ｂ）の動作７において、これと同時に、ワーク受部５２を破線で示す位置に降下させる動作を行っても良い。

［動作例ＩＩ］
次に、動作例ＩＩについて、図１１〜図１８に従って説明する。図１１〜図１４は第１搬送機構２０の動作を示し、図１５〜図１８は第２搬送機構３０の動作を示しているが、これら第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０は、同時並行的に動作する。また、初期状態において、第１搬送機構２０は、第１載置台４０の前方に位置し、第２搬送機構３０は、テーブル６の前方に位置しており、各把持アーム２５，２５及び３５，３５はそれぞれ前記上方位置にあって、開状態となっているものとする。また、第１載置台４０のワーク受部４２、第２載置台５０のワーク受部５２及びテーブル６のワーク受部８は、それぞれ降下位置に位置しているものとし、上昇位置に上昇したときの上面の高さは同じ高さとなる。尚、図１１〜図１８において、それぞれ（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。

前記第１搬送機構２０は、まず、図１１に示すように、第１載置台４０のワーク受部４２を上昇位置に移動させ（図１１（ｂ）の動作１）、ついで、把持アーム２５，２５を下方に向けて旋回させて前記下方位置に位置決めした後（図１１（ｂ）の動作２）、この把持アーム２５，２５を閉じる（図１１（ａ）の動作３）。尚、この把持アーム２５，２５の下方位置は、上昇位置にあるワーク受部４２上のワークＷを把持アーム２５，２５が把持可能な位置であり、これらがほぼ水平となる位置である。以上により、ワーク受部４２上のワークＷが把持アーム２５，２５によって把持される。

次に、第１載置台４０のワーク受部４２を降下位置に移動させた後（図１２（ｂ）の動作４）、第１搬送機構２０を、Ｘ軸に沿って移動させて、テーブル６の前方に位置させる（図１２（ａ）の動作５）。尚、第１搬送機構２０が、図１２（ａ）の動作５を実行するとき、第２搬送機構３０は、後述する動作によって、テーブル６のワーク受部８上のワークＷを把持して、第２載置台５０の前方に移動している。

次に、テーブル６のワーク受部８を上昇位置に上昇させた後（図１３（ｂ）の動作６）、第１搬送機構２０の把持アーム２５，２５を開く（図１３（ａ）の動作７）。これにより、未加工のワークＷがテーブル６のワーク受部８上に載置される。ついで、第１搬送機構２０の把持アーム２５，２５を上方に旋回移動させて、前記上方位置に位置決めした後（図１４（ｂ）の動作８）、Ｘ軸に沿って移動させて、第１載置台４０の前方に位置させ、初期状態に戻す（図１４（ａ）の動作９）。

一方、第２搬送機構３０は、まず、図１５に示すように、テーブル６のワーク受部８を上昇位置に移動させ、（図１５（ｂ）の動作１）、ついで、把持アーム３５，３５を下方に向け旋回させて前記下方位置に位置決めした後（図１５（ｂ）の動作２）、この把持アーム３５，３５を閉じる（図１５（ａ）の動作３）。尚、この下方位置は、把持アーム３５，３５がテーブル６のワーク受部８上のワークＷを把持可能な位置であり、これらがほぼ水平となる位置である。以上により、ワーク受部８上のワークＷが把持アーム３５，３５によって把持される。

次に、テーブル６のワーク受部８を降下位置に移動させた後（図１６（ｂ）の動作４）、第２搬送機構３０を、Ｘ軸に沿って移動させて、第２載置台５０の前方に位置させる（図１６（ａ）の動作５）。

次に、第２載置台５０のワーク受部５２を上昇位置に上昇させた後（図１７（ｂ）の動作６）、第２搬送機構３０の把持アーム３５，３５を開く（図１７（ａ）の動作７）。これにより、加工済みのワークＷが第２載置台５０のワーク受部５２上に載置される。ついで、第２搬送機構３０の把持アーム３５，３５を上方に旋回移動させて、前記上方位置に位置決めした後（図１８（ｂ）の動作８）、Ｘ軸に沿って移動させて、テーブル６の前方に位置させ、初期状態に戻す（図１８（ａ）の動作９）。

以上詳述したように、本例に加工システム１によれば、ワーク着脱装置１０を工作機械２の外側に隣接して設けているので、従来のように、工作機械自体の大きさを過大にする必要がなく、その設置スペースも従来のように広いスペースを要しない。また、第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０は、ワークＷを直接把持して搬送する構成であるので、ワークをワークキャリアに取り付けた状態で搬送する従来に比べて、ワーク着脱装置１０自体の大きさをコンパクトにすることができ、この面でも、従来のように広いスペースを要することはない。

更に、工作機械２は、ワーク着脱装置１０の構成に何ら影響を受けることなく、最適な構成を採用することでき、したがって、当該工作機械２は、従来とは異なり、ワーク着脱装置１０の影響を受けることなく、ワークＷを最適な時間で加工することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

例えば、上例では、第１搬送機構２０と第２搬送機構３０の２台の搬送機構を設けたが、これに限られるものではなく、一台の搬送機構を設けた構成としても良い。この場合、搬送機構は、テーブル６から加工済みのワークＷを搬出する動作（図７〜図１０、図１５〜図１８）を行った後、テーブル６上に未加工のワークＷを搬入する動作（図３〜図６、図１１〜図１４）を行う。

また、上例では、第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０を、同じガイドレール１４，１４に係合させるようにしたが、この構成に限られるものではなく、第１搬送機構２０が係合するガイドレールと、第２搬送機構３０が係合するガイドレールとが別々のものであっても良い。同様に、第１搬送機構２０及び第２搬送機構３０のＸ軸に沿った移動のために、同じラック１５を用いたが、第１搬送機構２０と第２搬送機構３０とで、異なるラックを用いるようにしても良い。

また、上例では、単体の加工システム１を例示したが、これに限られるものではなく、複数の加工システムを一列に連結した構成としても良い。この場合、前記第１載置台及び第２載置台は、搬送方向に前後する加工システムにおいて兼用され、上流側の加工システムにおける第２載置台は、下流側の加工システムの第１載置台として機能する。また、この場合に、工作機械には、上例の横形工作機械以外のものが含めることができ、立形工作機械や、汎用機械以外の専用機が含まれていても良い。

１加工システム
２工作機械
３ベッド
４コラム
５テーブル支持機構
６テーブル
８ワーク受部
１０ワーク着脱装置
１１案内機構
２０第１搬送機構
２１基台
２３旋回アーム
２５把持アーム
３０第２搬送機構
３１基台
３３旋回アーム
３５把持アーム
４０第１載置台
４２ワーク受部
５０第２載置台
５２ワーク受部

Claims

ベッドと、前記ベッド上に設けられたサドルと、前記サドル上に設けられた主軸頭と、回転可能に前記主軸頭に支持され、前端部に工具を保持する主軸と、前記サドルより前方の前記ベッド上に、前記ベッドの左右方向であるＸ軸方向に間隔を空けて立設された左右一対のコラムと、鉛直なＹ軸に沿って移動可能に、前記一対のコラムの前面に支持されたテーブルとを備えた工作機械に付設され、前記テーブル上に載置されたワークの搬出と、前記テーブル上へのワークの搬入を行うワーク着脱装置であって、
前記テーブルの前方に、前記Ｘ軸に沿って配設された案内機構と、
前記案内機構より後方の、前記テーブルの左右両側にそれぞれ配設された第１及び第２載置台と、
前記案内機構に案内され、前記Ｘ軸に沿って移動する搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、
前記案内機構に係合し、前記Ｘ軸に沿って移動可能に設けられた基台と、
前記基台を前記Ｘ軸方向に沿って移動させる直線駆動部と、
開閉可能に設けられ、その先端側が前記テーブル側に位置するように配設された一対の把持アームと、
前記把持アームを開閉させる把持駆動部と、
前記基台上で前記把持アームを支持するとともに、前記把持アームを、その先端部が下方の下方位置と、上方の上方位置との間で揺動するように旋回移動させる旋回駆動部とを備え、
前記把持アームは、前記直線駆動部により前記Ｘ軸方向に沿って移動して、前記テーブル、前記第１載置台及び前記第２載置台の上方にそれぞれ経由可能に構成されてなり、
前記搬送機構は、前記テーブル上に載置されたワークを前記把持アームにより把持して前記第２載置台に搬出する動作と、前記第１載置台に載置されたワークを前記把持アームにより把持して前記テーブル上に搬入する動作とを実行するように構成されていることを特徴とするワーク着脱装置。
前記把持アームが前記直線駆動部により前記Ｘ軸方向に沿って移動する際、該把持アームの先端部は、前記下方位置と前記上方位置との間の中間位置に位置決めされた状態であることを特徴とするワーク着脱装置。
第１及び第２の２つの前記搬送機構を備え、
前記第２搬送機構は、前記テーブル上に載置されたワークを、該第２搬送機構の把持アームにより把持して前記第２載置台上に搬出する動作を実行し、
前記第１搬送機構は、前記第１載置台に載置されたワークを、該第１搬送機構の把持アームにより把持して前記テーブル上に搬入する動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク着脱装置。
前記第１及び第２載置台は、前記ワークが載置されるワーク受部を昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかのワーク着脱装置。