JP6960659B2 - 工作機械のローディングシステム - Google Patents

Description

本発明は、工作機械にワークを受け渡しするためのローディングシステムに関する。

旋盤，複合加工機等の工作機械には、回転制御された主軸の先端にワークを把持するチャック装置を有している。
また、主軸側にワークを受け渡すローディング装置にもワークを把持するチャック装置を有する。
これらのチャック装置は、チャックの開端と閉端を検出するドグを有し、主軸側がワークの把持を完了し、その後にローディング装置側のチャック爪が開き、その開端をドグにて検出した後に初めてローディング装置の移動が開始される。
これではローディング装置は、チャック爪の開き動作が完了するまで、そのまま待機した状態になる。
実際には、チャック爪の開き移動が開始されると、ローディング装置はワークから離れる方向に移動可能であるのに待機した状態になっている分だけ、ロスタイムとなっている。
また、チャック爪の開端と閉端とをドグにて検出するだけでは、チャック爪の開閉移動の速度低下等の不具合を検出するのが難しい。

特許文献１には、一定間隔毎に５つの近接スイッチを設けることで、出端，入端以外の位置にあるドグも検出できるようにした技術を開示するが、工作機械のワークを受け渡しするローディングシステムに適用できるものではない。

特開２００５−１８６１９１号公報

本発明は、工作機械にワークを効率的に受け渡しできるローディングシステムの提供を目的とする。

本発明に係る工作機械のローディングシステムは、ワークをチャック保持し、受け渡しするためのローディング装置を備え、前記ローディング装置はワークをチャック保持するチャック装置を有し、前記チャック装置は開閉動作するチャック爪と前記チャック爪の移動を連続的に検出できるデジタルセンサを有していることを特徴とする。
ここでデジタルセンサとは、ドグの動きをコイルのインダクタンス変化として検出する等、チャックの開閉を連続的に検出できるセンサをいう。
このようなローディング装置を用いて、工作機械にワークを受け渡すローディングシステムを構築すると、ワークを相手側に渡す際にローディング装置のチャック爪の開の指令信号を受けて、直にワークから離れる次の工程に進むことができ、従来のチャック爪の開の完了信号が出るまで待機していたのと比較して、ローディング時間が短縮できる。

本発明において、ワークの主軸チャック装置を備えた主軸と、前記主軸にワークを受け渡しするローディング装置とを備え、前記ローディング装置はワークを保持するチャック装置を有し、前記主軸の主軸チャック装置及びローディング装置のチャック装置はそれぞれチャック爪と当該チャック爪の開閉移動を連続的に検出できるデジタルセンサを有しているようにすることもできる。
これにより、主軸のチャック装置と前記ローディング装置との間にてワークの受け渡しを実行する際に、一方のワークを受け取る側のチャック装置のデジタルセンサによる閉の信号と連動した、他方のワークを渡す側のチャック装置のデジタルセンサによる開の信号に基づき、前記ローディング装置の移動が開始されるようにすることができる。

本発明において、主軸の主軸チャック装置又は／及びローディング装置のチャック装置は前記デジタルセンサによりチャック爪の開閉速度の検出手段を有するようにすることができる。
これにより、チャック爪の開閉速度の低下を検知し、予め部品交換することが可能になる。

本発明に係るローディングシステムであっては、ワークを把持するチャック爪の開閉の動きを連続的に検出できるので、チャック爪の開き完了を検出する前に次工程に移動できるので、ワークの受け渡し時間が短縮でき、ローディングの効率が向上する。
また、爪の開閉異常や寿命等も早期に検出できる。

（ａ），（ｂ）は本発明に用いるローディング装置の構造例を示し、（ｃ）はそのチャック爪の開閉の動きを示す。 （ａ），（ｂ）はローディング装置がワークを主軸に渡す状態を示し、（ｃ）はチャック爪の開き開始後、直に移動する状態を示す。 （ａ）は主軸Ｌにてワークの加工が完了後に主軸Ｒがワークを引き取りに移動する状態を示し、（ｂ）は主軸Ｒにてワークの加工を行う状態を示す。 （ａ），（ｂ）は、主軸Ｒからワークの完成品をローディング装置が受け取る状態を示す。

本発明に係る工作機械のローディングシステムに用いるローディング装置の例を図１に示す。
ローディング装置２０は、工作機械の付属装置として備えられ、移動位置制御されている。
図１に示した実施例では、第１チャック２１と第２チャック２２とを相互に直角方向に配置したＬ字型のチャック部２３を、ローディング装置２０の先端部に軸着部２４にて回動切り換え可能に連結してある。
第１チャック２１及び第２チャック２２は、それぞれ３つの第１，第２チャック爪２１ａ，２２ａが放射方向に拡狭することで、開の状態とワークを把持する閉の状態が切り換わるようになっている。
この第１チャック爪２１ａと第２チャック爪２２ａとは、全開の状態と全閉の状態及びその間の爪の位置を連続的に検出できるデジタルセンサ２５ａ，２５ｂとを備えている。

図１（ａ）は、図２に示した主軸Ｌ１１の主軸Ｌチャック装置１２にワークＷを渡し、（ｂ）は第１チャック爪２１ａの開指令により少し開くと同時に、ローディング装置がワークから離れる方向に移動する状態を模式的に示す。
図１（ｃ）は、チャック爪の開閉信号と、チャック爪の動きを示す。
例えば、チャック爪２１ａがワークを把持し、全閉の状態から開の指令信号を受けて、チャック爪２１ａが開き方向に向けて移動する動きをデジタルセンサで検出する。
これにより、閉端から開端までの移動距離と移動時間から、開速度Ｖ_１を検出することができる。
同様にチャック爪の閉速度Ｖ_２も検出することができる。
また、開端位置あるいは閉端位置の範囲Ｓも検出することもできる。
デジタルセンサにて、チャック爪の開閉の動きを連続的に検出できるようにしたので、チャック爪の開閉位置の制御が容易で開閉速度を管理することで、チャックの開閉の異常の発見が容易である。
その場合に、アラーム等で警告することができる。
また、開閉時間の経時的変化により、部品交換時期を予測することができる。

図２〜図４は、２主軸対向型旋盤に本発明に係るローディングシステムを適用した例を示し、タレット，Ｂ軸制御スピンドル等の刃物台の表示は省略してある。
図２（ａ）に示すように、同一Ｚ軸線上に対向する主軸Ｌ１１と主軸Ｒ３１とを有し、両方の主軸の少なくとも一方は、前進，後退移動制御されている。
本実施例は、主軸Ｌ１１，主軸Ｒ３１の両方のチャック装置１２，３２にもデジタルセンサが取り付けられている。
ローディング装置２０の第１チャック２１に把持されたワークＷが、主軸Ｌ１１の主軸Ｌチャック装置１２のチャック爪１２ａに引き渡される。
主軸Ｌチャック装置１２のチャック爪１２ａの全閉を検出すると、ローディング装置２０の第１チャック２１の開指令が出されると、開端になるのを待つことなく、図２（ｃ）に矢印で示すようにローディング装置２０がワークＷから離れる方向（Ｚ軸方向）に移動する。
主軸Ｌ１１で図示を省略した刃物台での加工が完了すると、主軸Ｒ３１が前進し、ワークＷを受け取り、図３（ｂ）に示すように元の位置に後退する。
主軸Ｒ３１でのワークＷの加工が完了すると、ローディング装置２０のチャック部２３が９０°回転し、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ワークＷを受け取る。
この際にも、ローディング装置２０の第２チャック２２の第２チャック爪の全閉を検出すると、主軸Ｒ３１の主軸Ｒチャック装置３２のチャック爪３２ａの開の動き始めをデジタルセンサで検知すると、ローディング装置２０がワークＷを把持し、移動する。

このように、本発明に係るローディングシステムを工作機械に適用すると、ワークの搬送時間の短縮が可能になり、生産性が向上する。
また、本実施例は２軸対向旋盤であったが、これに限定されるものではなく、各種工作機械のローディングシステムとして適用できる。

１１ 主軸Ｌ
１２ 主軸Ｌチャック装置
１２ａ チャック爪
２０ ローディング装置
２１ 第１チャック
２１ａ 第１チャック爪
２２ 第２チャック
２２ａ 第２チャック爪
２３ チャック部
２５ａ デジタルセンサ
２５ｂ デジタルセンサ
３１ 主軸Ｒ
３２ 主軸Ｒチャック装置
３２ａ チャック爪
Ｗ ワーク

Claims (1)

1. ワークの主軸チャック装置を備えた主軸と、前記主軸にワークを受け渡しするローディング装置とを備え、
   前記ローディング装置はワークを保持するチャック装置を有し、
   前記主軸チャック装置及びローディング装置のチャック装置はそれぞれチャック爪と当該チャック爪の全開の状態と全閉の状態及びその間のチャック爪の位置を連続的に検出できるセンサを有し、
   前記主軸チャック装置と前記ローディング装置との間にてワークの受け渡しを実行する際に、
   一方のワークを受け取る側のチャック装置の前記センサによる当該チャック爪の閉の信号と連動した、他方のワークを渡す側のチャック装置の前記センサによる当該チャック爪の開指令が出されると、その開端になるのを待つことなく、前記ローディング装置の移動が開始されることを特徴とする工作機械のローディングシステム。

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