JP6506627B2 - ワークの案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの案内装置に関する。

自動旋盤等の工作機械で加工されたワークを案内する案内装置として、ワークを案内する案内部を備え、案内部に、ワークの通り抜けを許容する開口部を形成するとともに、開口部を開閉自在に閉塞する閉塞部を揺動自在に設け、閉塞された開口部の上を通過する移動経路と開口状態の開口部を通り抜ける移動経路とを有するものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平７−３２８５５２号公報 特開２００２−３６２２７号公報

しかし、開口状態の開口部を通り抜ける移動経路によってワークを案内する場合、ワークの移動方向が急激に変化するため、ワークを安定的かつ円滑に案内することができない場合がある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、ワークを安定的かつ円滑に案内することができるワークの案内装置を提供することを目的とする。

本発明は、ワークの通り抜けを許容する開口部が形成された、前記ワークを案内する案内部と、前記開口部の閉塞状態と前記開口部からの退避状態との間で揺動する複数の閉塞部と、を備え、前記各閉塞部のうち択一的に選択された特定の閉塞部が前記閉塞状態のとき、前記ワークが前記特定の閉塞部の上を通過する移動経路を形成し、選択された他の閉塞部の前記閉塞状態で、前記他の閉塞部の上を通過する前記ワークを前記他の閉塞部の上に保持し、前記他の閉塞部の前記退避状態への切り換えにより、前記他の閉塞部上の前記ワークを、前記開口部から通り抜けさせる移動経路を形成するように、複数の前記閉塞部が一体に形成されているワークの案内装置である。

本発明に係るワークの案内装置によれば、ワークを安定的かつ円滑に案内することができる。

（Ａ）は本発明の一実施形態であるワークの案内装置を含む自動旋盤システムを示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるアンローダの本体を示す図である。 案内装置を示す斜視図（第１の閉塞部が穴を閉塞している状態）である。 案内装置を示す断面図（第１の閉塞部が穴を閉塞している状態）である。 案内装置を示す斜視図（第２の閉塞部が穴を閉塞している状態）である。 案内装置を示す断面図であり、（Ａ）は第２の閉塞部が穴を閉塞している状態、（Ｂ）は（Ａ）の状態から第１の閉塞部が穴を閉塞している状態に戻った様子、をそれぞれ示す。 （Ａ）は回動シュータを示す斜視図、（Ｂ）は回動シュータにシリンダ連結部材が接合されたものを示す斜視図、をそれぞれ示す。

以下、本発明に係るワークの案内装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
＜自動旋盤システムの構成＞
自動旋盤システム１００は、図１（Ａ）に示すように、自動旋盤１０と、アンローダ２０と、案内装置３０とを備えている。

自動旋盤１０は４つのモジュール１１，１２，１３，１４を備え、各モジュール１１，１２，１３，１４は、それぞれが加工対象のワーク１を把持、回転させる主軸と、ワーク１を加工する工具を保持した刃物台と、を備えている。ワーク１は、その種類に応じて、例えば、モジュール１１から、モジュール１２、モジュール１３、モジュール１４へと順次受け渡される加工経路Ａで加工が進むものと、モジュール１１，１２を経ずにモジュール１３からモジュール１４に受け渡される加工経路Ｂで加工が進むものとがある。
加工経路Ａで加工されたワーク１Ａと加工経路Ｂで加工されたワーク１Ｂとは外形形状等が異なるものとなる。加工経路Ａで加工を進めるか、又は加工経路Ｂで加工を進めるかの別は、自動旋盤システム１００の制御装置により設定される。

アンローダ２０は、モジュール１４で加工された、外周面の断面輪郭が円に形成されたワーク１（ワーク１Ａ又はワーク１Ｂ）を受け取り、案内装置３０に受け渡す。アンローダ２０は、モジュール１４の側方に、モジュール１４の主軸に沿って延びたレール２２及びボールねじ２３と、ボールねじ２３の回転によりレール２２に沿って移動する本体２１とを備えている。図１（Ａ）において、（１），（２），（３）は、本体２１が移動したときのレール２２上での代表的な位置を示す。

本体２１は、図１（Ｂ）に示すように、レール２２及びボールねじ２３に案内される基部２１ａと、基部２１ａに対してレール２２と平行な軸心Ｍ回りに鉛直姿勢（（４）の位置）と水平姿勢（（５）の位置）との間で回転するアーム２１ｂと、アーム２１ｂの先端に設けられ、閉じることでワーク１を把持し開くことでワーク１を離す爪２１ｃとを備えている。
アーム２１ｂは、例えば入れ子構造により、長手方向に伸縮自在となっている。
ボールねじ２３の回転による基部２１ａの移動、アーム２１ｂの回転と伸縮、及び爪２１ｃの開閉は、自動旋盤システム１００の制御装置により設定される。

＜案内装置の構成＞
案内装置３０は、図２〜５に示すように、ワークセット部３１と、固定シュータ３２と、回動シュータ３３と、エアシリンダ３４とを備えている。

ワークセット部３１は、図３に示すように、アンローダ２０により、加工後のワーク１が載せられる部分である。ワークセット部３１は、下降及び上昇するセット台３１ａと、セット台３１ａが上昇した位置のときはセット台３１ａよりも下方にあり、セット台３１ａが下降した位置のときはセット台３１ａよりも上方となる傾斜した底板３１ｂとを有している。底板３１ｂの傾斜方向は、載せられたワーク１の軸心Ｎに直交する方向となっている。
セット台３１ａの昇降は、自動旋盤システム１００の制御装置により設定される。

固定シュータ３２は、滑り台状に形成されていて、傾斜して形成された底面となる案内面３２ａと、案内面３２ａの両側部に立ち上がったガード壁３２ｂとを備えている。
案内面３２ａの上端は、底板３１ｂの傾斜方向の下端に連なっていて、案内面３２ａの傾斜方向は、ワーク１の軸心Ｎに直交する方向となっている。案内面３２ａの水平面に対する傾斜角度は、底板３１ｂの水平面に対する傾斜角度よりも大きい。
案内面３２ａの傾斜方向の略中央部に、開口部を構成する穴３２ｃが、ワーク１の通り抜けを許容する大きさで貫通して形成されている。
穴３２ｃよりも傾斜方向の下方の裏面側には、支持部３２ｅが形成されている。

回動シュータ３３は図６（Ａ）に示すように、穴３２ｃを閉塞する閉塞部を構成し、案内面３２ａに沿って穴３２ｃを閉塞する大きさにそれぞれ形成された第１の板状部材３３ａと、第２の板状部材３３ｂとを備えている。第１の板状部材３３ａと第２の板状部材３３ｂとは、接合部材３３ｃを介して所定の角度を以て一体的に接合されている。
所定の角度は、案内面３２ａの傾斜角度（案内面３２ａと水平面とのなす角度（鋭角側の角度））よりも大きく設定されている。

第１の板状部材３３ａは先端に、第２の板状部材３３ｂに近付く方向に湾曲して形成された導入部３３ｆを有している。
第２の板状部材３３ｂは、全体として断面がＬ字状に一体的に形成されている。
第２の板状部材３３ｂは、両側部にそれぞれ、第１の板状部材３３ａに近付く方向に立ち上がったガード壁３３ｈを有している。

回動シュータ３３は、図３，５に示されるように、第２の板状部材３３ｂの軸穴３３ｅに、支持部３２ｅに支持された軸３６が通されることで、固定シュータ３２に対して軸３６の軸心Ｃ回りに揺動自在に支持されている。
エアシリンダ３４は、ワークセット部３１の下方の基台３１ｃに取り付けられたシリンダ３４ａと、シリンダ３４ａに対して進退するピストンロッド３４ｂとを備えている。
ピストンロッド３４ｂの先端部３４ｃは、第２の板状部材３３ｂに一体的に接合されたシリンダ連結部材３５の穴３５ａに、ピン３５ｂで連結されている。

エアシリンダ３４を駆動部とし、ピストンロッド３４ｂの進退によって、回動シュータ３３は、軸心Ｃ回りに第１の板状部材３３ａが穴３２ｃを閉塞した状態と第２の板状部材３３ｂが穴３２ｃを閉塞した状態との間で揺動駆動される。
エアシリンダ３４へのエアの供給の制御は、自動旋盤システム１００の制御装置により設定される。

なお、ガード壁３２ｂの、案内面３２ａの傾斜方向に沿った穴３２ｃに対応する部分には、第２の板状部材３３ｂのガード壁３３ｈを逃げる切欠き３２ｄが形成されている。第２の板状部材３３ｂが穴３２ｃを閉塞した状態（図５（Ａ）参照）においては、固定シュータ３２のガード壁３２ｂに形成された切欠き３２ｄに、第２の板状部材３３ｂのガード壁３３ｈがそれぞれ収容される。

＜案内装置の作用＞
以上のように構成された自動旋盤システム１００によると、アンローダ２０は、本体２１がレール２２に沿って移動して図１（Ａ）の（１）の位置に到達する。その後、アーム２１ｂが水平状態（図１（Ｂ）の（５）の位置）に回転する。

アンローダ２０は、爪２１ｃを開いた状態でモジュール１４に向かってアーム２１ｂを伸長する。爪２１ｃが、モジュール１４に把持されたワーク１の位置まで到達すると、爪２１ｃを閉じてワーク１を保持する。モジュール１４が、例えば主軸のチャックを開き、主軸を後退させ、ワーク１を離すことにより、ワーク１はアンローダ２０に受け渡される。
アンローダ２０は、ワーク１を受け取った後、アーム２１ｂを縮め、その後、アーム２１ｂを鉛直状態（図１（Ｂ）の（４）の位置）に回転する。アンローダ２０は、本体２１がレール２２に沿って移動することにより図１（Ａ）の（２）の位置を通り、（３）の位置に到達する。

その後、アーム２１ｂが水平状態（図１（Ｂ）の（５）の位置）に回転する。アンローダ２０は、案内装置３０のワークセット部３１に向かってアーム２１ｂを伸長する。爪２１ｃが、上昇した位置にあるセット台３１ａ（図３参照）に到達すると、爪２１ｃを開き、ワーク１はセット台３１ａに載せられる。
アンローダ２０は、その後、アーム２１ｂを縮め、アーム２１ｂを鉛直状態（図１（Ｂ）の（４）の位置）に回転し、停止する。

セット台３１ａはワーク１が載せられた後に下降する。セット台３１ａが下降する過程で、セット台３１ａに載せられていたワーク１の支持が、セット台３１ａよりも上方に位置する底板３１ｂに移行する。
底板３１ｂは傾斜しているため、支持されたワーク１は、その傾斜方向に沿って底板３１ｂを滑り（転がりも含む）落ち、続いて、固定シュータ３２を案内部として、底板３１ｂに連なった固定シュータ３２の案内面３２ａを滑り落ちる。

ここで、自動旋盤システム１００の制御装置は、セット台３１ａにセットされたワーク１が、加工経路Ａで加工されたワーク１Ａであるか、又は加工経路Ｂで加工されたワーク１Ｂであるかの別に応じて、エアシリンダ３４を制御する。
具体的には、ワーク１がワーク１Ａである場合は、制御装置はエアシリンダ３４を縮状態とし、回動シュータ３３を、穴３２ｃが、図２，３に示すように、第１の板状部材３３ａで閉塞される揺動状態とする。

第１の板状部材３３ａの穴３２ｃの閉塞状態によって、案内面３２ａに滑り落ちたワーク１Ａは、案内面３２ａの一部となった第１の板状部材３３ａの上面を通過して案内面３２ａの下端まで形成された移動経路に沿って滑り落ちる。案内面３２ａの下端の先に、ワーク１Ａ用の回収箱４１を配置することによって、ワーク１Ａを回収箱４１に収容することができる。
一方、ワーク１がワーク１Ｂである場合は、制御装置はエアシリンダ３４を伸長させ、回動シュータ３３を、穴３２ｃが、図４，５（Ａ）に示すように、第２の板状部材３３ｂで閉塞される揺動状態とする。これにより、第１の板状部材３３ａは、穴３２ｃからの退避状態となり、案内面３２ａよりも上側に立ち上がる。

第２の板状部材３３ｂの穴３２ｃの閉塞状態によって、案内面３２ａに滑り落ちたワーク１Ｂは、第１の板状部材３３ａと一体的に立ち上がる接合部材３３ｃの裏面に当たって、案内面３２ａの一部となった第２の板状部材３３ｂの上面の移動が規制され、第２の板状部材３３ｂの上で保持される。接合部材３３ｃは、第２の板状部材３３ｂの上でワーク１を受け止めてワーク１の移動を規制した状態で保持するワーク受け止め部となっている。接合部材３３ｃの表面には、図３，５に示すように、ワーク１を受け止める際の衝撃を吸収するゴム等の衝撃吸収部材３３ｇが設置され、ワーク１は、衝撃吸収部材３３ｇに当たって停止する。

次いで、制御装置がエアシリンダ３４を縮状態とすることによって、図５（Ｂ）に示すように回動シュータ３３が揺動して、第１の板状部材３３ａが穴３２ｃを閉塞した状態に戻るとともに、第２の板状部材３３ｂが穴３２ｃから退避状態となり、第２の板状部材３３ｂの上に保持されたワーク１は、穴３２ｃを通り抜けて、案内面３２ａの下方側に移動する。

この状態で、第２の板状部材３３ｂは先端側（図５（Ｂ）において右端側）が下がった傾斜状態となる。したがって、第２の板状部材３３ｂに支持されているワーク１Ｂは、第２の板状部材３３ｂの先端である下端まで形成された移動経路に沿って滑り落ちる。第２の板状部材３３ｂの下端の先に、ワーク１Ｂ用の回収箱４２を配置することによって、ワーク１Ｂを回収箱４２に収容することができる。

以上のように、本実施形態のワーク１の案内装置３０によれば、回動シュータ３３を揺動させることで、ワーク１の種類（ワーク１Ａ、ワーク１Ｂ）に応じて、ワーク１を移動させる２つの移動経路を形成することができる。そして、各移動経路に対応して、ワーク１の種類に対応した回収箱４１，４２を配置しておくことにより、回収箱４１には対応した種類のワーク１Ａだけを収容し、回収箱４２には対応した種類のワーク１Ｂだけを収容することができる。

しかも、いずれの移動経路にワーク１を振り分ける状態であっても、固定シュータ３２の案内面３２ａに形成された穴３２ｃを閉塞した状態に維持することができる。
また、ワーク１Ｂの移動経路については、案内面３２ａに形成された穴３２ｃから下方に単純に自由落下させる構造とは異なり、接合部材３３ｃを介して第１の板状部材３３ａによってワーク１Ｂを一旦停止させた後に、第２の板状部材３３ｂを滑らせて回収箱４２に導くため、単に穴３２ｃから自由落下させるものに比べて、ワーク１Ｂの外表面に傷が付いたり、自由落下中にワーク１Ｂの姿勢が変わるのを防止又は抑制することができる。つまり、本実施形態の案内装置３０によれば、ワーク１を安定的かつ円滑に、対応する回収箱４１又は回収箱４２に案内することができる。

また、本実施形態の案内装置３０は、第１の板状部材３３ａによってワーク１Ｂを受け止めた状態（第２の板状部材３３ｂが穴３２ｃを閉塞した状態）から第１の板状部材３３ａが穴３２ｃを閉塞した状態に戻るとき、ピストンロッド３４ｂの縮む長さを段階的に変化させてもよい。
この場合、ピストンロッド３４ｂの縮む長さに応じて、第２の板状部材３３ｂの傾斜角度が変化するため、傾斜角度の異なる複数の移動経路を形成することができる。これにより、案内装置３０は、各移動経路に対応させて複数の回収箱を配置することにより、ワーク１Ｂとして複数種類のものを、対応する回収箱に選択的に回収することも可能になる。

本実施形態の案内装置３０は、第１の板状部材３３ａの先端の導入部３３ｆが湾曲して形成されているため、図３に示すように、第１の板状部材３３ａが穴３２ｃを閉塞している状態で、導入部３３ｆが、導入部３３ｆに隣接する案内面３２ａよりも低くなる。この結果、案内面３２ａを滑り落ちたワーク１Ａを円滑に第１の板状部材３３ａの上面に載せることができる。
なお、第２の板状部材３３ｂについても、その先端を、第１の板状部材３３ａから遠ざける方向に湾曲した導入部を形成してもよい。

本実施形態の案内装置３０は、第２の板状部材３３ｂの両側部にガード壁３３ｈが形成されているため、図５（Ｂ）に示すように、第２の板状部材３３ｂを滑り落ちるワーク１Ｂが側方に落下するのを防止することができる。
なお、第１の板状部材３３ａについても、その両側部にガード壁を形成してもよい。

本実施形態の案内装置３０は、案内面３２ａの両側部にもガード壁３２ｂが形成されているため、案内面３２ａを滑り落ちるワーク１Ａ，１Ｂが側方に落下するのを防止することができる。
第２の板状部材３３ｂのガード壁３３ｈが、ガード壁３２ｂの切欠き３２ｄに収容されることによって、ガード壁３３ｈと固定シュータ３２との干渉が防止される。

本実施形態の案内装置３０は、ワーク受け止め部として機能する接合部材３３ｃに衝撃吸収部材３３ｇが備えられているため、ワーク１Ｂを受け止める際の衝撃を軽減することができる。
なお、本発明に係るワークの案内装置は、衝撃吸収部材を備えていなくてもよい。

本実施形態の案内装置３０は、第１の板状部材３３ａと接合部材３３ｃとが一体化されていることで、第１の板状部材３３ａが、第２の板状部材３３ｂの上でワーク１の移動を規制する機能も発揮するように構成されているが、第１の板状部材３３ａ自体をワーク受け止め部として、ワーク１を受け止め、第２の板状部材３３ｂ上にワーク１を保持することもできる。また、第１の板状部材３３ａとは別体のワーク受け止め部を、第２の板状部材３３ｂ側に一体的に設けることもできる。
本実施形態の案内装置３０は、案内面３２ａが、断面輪郭が円に形成されているワーク１の軸心Ｎに略直交する方向に傾斜しているため、ワーク１を案内面３２ａの傾斜方向に沿って転がして滑り落とすことができる。

本実施形態の自動旋盤システム１００は、自動旋盤１０が４つのモジュール１１，１２，１３，１４を備えていて、加工経路の違いで生成された２つの異なるワーク１Ａ，１Ｂを対象としたが、本発明に係るワークの案内装置は、この形態の自動旋盤１０で生成されたワーク１Ａ，１Ｂを対象とするものに限定されない。
したがって、本発明に係るワークの案内装置は、１つのモジュールで２種類のワーク１Ａ，１Ｂが生成される場合であっても、その１つのモジュールで生成された２種類のワーク１Ａ，１Ｂを振り分け対象とすることができる。また、振り分けの対象となるワークが１種類であっても、例えば、良品と不良品というような状態の異なる２つのワークを別々の回収箱に収容する場合等にも、本発明のワークの案内装置を適用することができる。

１，１Ａ，１Ｂ ワーク
３０ 案内装置
３１ ワークセット部
３１ａ セット台
３１ｂ 底板
３１ｃ 基台
３２ 固定シュータ
３２ａ 案内面
３２ｃ 穴
３３ 回動シュータ
３３ａ 第１の板状部材（閉塞部）
３３ｂ 第２の板状部材（閉塞部）
３３ｃ 接合部材（ワーク受け止め部）
３３ｇ 衝撃吸収部材
３４ 駆動部
４１，４２ 回収箱
１００ 自動旋盤システム
Ａ，Ｂ 加工経路
Ｃ，Ｍ，Ｎ 軸心

Claims (3)

1. ワークの通り抜けを許容する開口部が形成された、前記ワークを案内する案内部と、
   前記開口部の閉塞状態と前記開口部からの退避状態との間で揺動する複数の閉塞部と、を備え、
   前記各閉塞部のうち択一的に選択された特定の閉塞部が前記閉塞状態のとき、前記ワークが前記特定の閉塞部の上を通過する移動経路を形成し、選択された他の閉塞部の前記閉塞状態で、前記他の閉塞部の上を通過する前記ワークを前記他の閉塞部の上に保持し、前記他の閉塞部の前記退避状態への切り換えにより、前記他の閉塞部上の前記ワークを、前記開口部から通り抜けさせる移動経路を形成するように、複数の前記閉塞部が一体に形成され、
   前記閉塞部の側部にガード壁が形成され、
   前記案内部の側部にガード壁が形成され、
   前記案内部のガード壁に、前記閉塞部のガード壁を逃げる切欠きが形成されたワークの案内装置。
2. 前記閉塞部の先端に、下方に湾曲して形成された導入部を備えた請求項１に記載のワークの案内装置。
3. 前記他の閉塞部の上を通過する前記ワークを受け止めて移動を規制することで前記ワークを前記他の閉塞部の上に保持するワーク受け止め部が、前記特定の閉塞部側又は前記他の閉塞部側に一体に形成され、前記特定の閉塞部によって前記ワークを前記他の閉塞部の上に保持する請求項１又は２に記載のワークの案内装置。