JP7185201B2 - ローディング装置及びそれを機内に備えた工作機械 - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械内に設けたローディング装置に関する。
旋盤，複合加工機等の工作機械においては、加工するワークをこの工作機械に搬入及び搬出するのに、ガントリーローダー等のローディング装置が備えられている。
これらのローディング装置は、工作機械の上部を横断するように配置したＺ軸レールに沿ってローダーが走行し、Ｙ軸方向に上下移動するアームからなるものが一般的であり、構造が大型になり、ワークの移動サイクルタイムも長くなる課題があった。
例えば、特許文献１にはワークの表面を加工する第１のＮＣ旋盤とワークの裏面を加工する第２のＮＣ旋盤との間に機上ローディング装置を設けるとともに、搬送途中にワークを反転させて引き渡すためのローディングハンドとアンローディングハンドを接近離間可能に配置した構造を開示する。
この場合も２台のＮＣ旋盤の上部を横断するように配置したレール部をハンドが走行するものであり、構造が大型でワークの引き渡しサイクルが長いものである。
これらのローディング装置は、工作機械の上部を横断するように配置したＺ軸レールに沿ってローダーが走行し、Ｙ軸方向に上下移動するアームからなるものが一般的であり、構造が大型になり、ワークの移動サイクルタイムも長くなる課題があった。
例えば、特許文献１にはワークの表面を加工する第１のＮＣ旋盤とワークの裏面を加工する第２のＮＣ旋盤との間に機上ローディング装置を設けるとともに、搬送途中にワークを反転させて引き渡すためのローディングハンドとアンローディングハンドを接近離間可能に配置した構造を開示する。
この場合も２台のＮＣ旋盤の上部を横断するように配置したレール部をハンドが走行するものであり、構造が大型でワークの引き渡しサイクルが長いものである。
本発明は、工作機械の機内に据え付けが可能なコンパクト構造で、加工サイクルタイムの短縮化に有効なローディング装置及びそれを機内に設けた工作機械の提供を目的とする。
本発明に係るローディング装置は、工作機械の機内に設けられたローディング装置であって、レール部と、前記レール部に沿って走行するローダーとを備え、前記ローダーは旋回部と、前回旋回部から伸縮するアーム部とを有し、前記アーム部はワークを保持するハンド部を有することを特徴とする。
ここで機内とは、主軸台及び刃物台を備えた加工領域の周囲を囲んだカバー類の内側をいう。
ここで機内とは、主軸台及び刃物台を備えた加工領域の周囲を囲んだカバー類の内側をいう。
本発明において、ハンド部は複数有し、相互に選択使用可能であってもよい。
このようにすると、加工前のワーク（素材）と加工済み等のワーク（半完成品，完成品）等を同時に保持及び切り換えることが可能になり、加工サイクルが短くなる。
このようにすると、加工前のワーク（素材）と加工済み等のワーク（半完成品，完成品）等を同時に保持及び切り換えることが可能になり、加工サイクルが短くなる。
本発明に係る工作機械は、請求項１又は２記載のローディング装置を機内に備えた工作機械であって、ワークの加工領域と前記ワークのストッカー部とを有し、前記レール部は前記加工領域と前記ストッカー部とに跨がって配置されていることを特徴とする。
ここで、加工領域と前記ストッカー部は開閉制御されたシャッター手段にて仕切ってあるのが好ましい。
これにより、加工領域内で発生する切粉等のエリア外への飛散を防止できる。
ここで、加工領域と前記ストッカー部は開閉制御されたシャッター手段にて仕切ってあるのが好ましい。
これにより、加工領域内で発生する切粉等のエリア外への飛散を防止できる。
本発明において、ストッカー部はワークの搬入及び搬出手段を有するようにしてもよい。
例えば、機内のストッカー部にワークを連続投入あるいは、連続搬出できるベルトコンベアや複数のローラーを平行に配置したローラーコンベア等を設けることで、ワークの連続加工の自動運転も可能になる。
例えば、機内のストッカー部にワークを連続投入あるいは、連続搬出できるベルトコンベアや複数のローラーを平行に配置したローラーコンベア等を設けることで、ワークの連続加工の自動運転も可能になる。
本発明において、さらにアーム部は各種アタッチメントの装着手段を有するようにしてもよい。
例えば、メンテナンス用のエアノズル，洗浄ノズル等のアタッチメント，ワークの加工寸法等を計測するための計器アタッチメント，溶接トーチ等の付加加工アタッチメント等である。
これにより、工作機械にいろいろな機能を組み込むこともできる。
例えば、メンテナンス用のエアノズル，洗浄ノズル等のアタッチメント，ワークの加工寸法等を計測するための計器アタッチメント，溶接トーチ等の付加加工アタッチメント等である。
これにより、工作機械にいろいろな機能を組み込むこともできる。
本発明に係るローディング装置は、ローダーに旋回部とこの旋回部から伸縮するアーム部を備え、このアーム部にワークを保持するハンド部を有するので、工作機械内に設けた主軸台等にワークを引き渡し、あるいは引き取りを行うスペースの省スペース化が可能にあり、コンパクトな構造になる。
また、機内にワークのストッカー部を備えることにより、連続加工運転も容易になる。
また、機内にワークのストッカー部を備えることにより、連続加工運転も容易になる。
本発明に係るローディング装置１０を工作機械の機内に組み込んだ例を以下図に基づいて説明する。
図１は、ワークを保持し、回転制御できる第１主軸台４と第２主軸台５とをＺ軸方向に対向配置した複合加工機の例を示すが、工作機械はこれに限定されない。
本実施例は、第１刃物台６と第２刃物台７とを備えた２タレットタイプを示すが、刃物台の構造や配置等にも制限がない。
本実施例は、第１刃物台６と第２刃物台７とを備えた２タレットタイプを示すが、刃物台の構造や配置等にも制限がない。
工作機械の機内は、加工領域１とストッカー部２とが開閉制御されたシャッター３にて仕切られている。
ストッカー部２の底部側には、ワーク（素材）Ｗの搬入部２ａと、加工が終了した完成品Ｐ２の搬出部２ｂを有している。
搬入部２ａ及び搬出部２ｂは図示を省略したが、図１の右側であって工作機械の奥行き方向に沿ってベルトコンベアを設けてあり、ベルトコンベアに載置された複数のワークＷが自動搬入され、加工が終了した完成品Ｐ２がベルトコンベアにて搬出される。
ストッカー部２の底部側には、ワーク（素材）Ｗの搬入部２ａと、加工が終了した完成品Ｐ２の搬出部２ｂを有している。
搬入部２ａ及び搬出部２ｂは図示を省略したが、図１の右側であって工作機械の奥行き方向に沿ってベルトコンベアを設けてあり、ベルトコンベアに載置された複数のワークＷが自動搬入され、加工が終了した完成品Ｐ２がベルトコンベアにて搬出される。
工作機械の機内であって、上部側に加工領域１とストッカー部２との間の全長にわたってローダー１０Ａが走行するレール部１１を取り付けてある。
このレール部に沿って、例えばサーボ制御された駆動部１２によりローダー１０Ａが走行可能に取り付けられている。
ローダー１０Ａは、走行部１３と、図２に示すようにこの走行部１３の走行方向の前後のうち一方の側面に旋回部１４が旋回可能に取り付けられている。
旋回部１４の先端部から伸縮自在のアーム部１５を有し、このアーム部１５の先端部にワークをハンド保持するためのハンド部１６を有する。
また、ハンド部１６は図３に示すように、開閉自在の３点把持爪からなる第１ハンド１６ａと、第２ハンド１６ｂとが相互に９０°旋回可能に取り付けられている。
例えば図３にて説明すると、第２ハンド１６ｂはアーム部の伸長方向の先端部に配置され、第１ハンド１６ａは第２ハンド１６ｂとはＺ軸方向の直角に配置され、図３（ａ）と（ｂ）のように相互に９０°旋回可能になっている。
ハンド部１６は、加工前のワークＷと加工後の半完成品Ｐ１，完成品Ｐ２を保持可能であれば、その構造や数に制限がない。
これにより、例えば図２に示すように、紙面の奥側に設けた第２ハンド１６ｂにてハンドリングしたワークＷの場合には、第２主軸台５の方向に旋回部１４が旋回し、その後に又はそれと同期してアーム部１５が伸長し、第２主軸台５のチャック部５ａにワークＷを引き渡すことができる。
このレール部に沿って、例えばサーボ制御された駆動部１２によりローダー１０Ａが走行可能に取り付けられている。
ローダー１０Ａは、走行部１３と、図２に示すようにこの走行部１３の走行方向の前後のうち一方の側面に旋回部１４が旋回可能に取り付けられている。
旋回部１４の先端部から伸縮自在のアーム部１５を有し、このアーム部１５の先端部にワークをハンド保持するためのハンド部１６を有する。
また、ハンド部１６は図３に示すように、開閉自在の３点把持爪からなる第１ハンド１６ａと、第２ハンド１６ｂとが相互に９０°旋回可能に取り付けられている。
例えば図３にて説明すると、第２ハンド１６ｂはアーム部の伸長方向の先端部に配置され、第１ハンド１６ａは第２ハンド１６ｂとはＺ軸方向の直角に配置され、図３（ａ）と（ｂ）のように相互に９０°旋回可能になっている。
ハンド部１６は、加工前のワークＷと加工後の半完成品Ｐ１，完成品Ｐ２を保持可能であれば、その構造や数に制限がない。
これにより、例えば図２に示すように、紙面の奥側に設けた第２ハンド１６ｂにてハンドリングしたワークＷの場合には、第２主軸台５の方向に旋回部１４が旋回し、その後に又はそれと同期してアーム部１５が伸長し、第２主軸台５のチャック部５ａにワークＷを引き渡すことができる。
次に、自動運転された加工手順の例を説明する。
図４に示すように、ローダー１０Ａがストッカー部２に移動し、アーム部１５が伸長することでハンド部１６が搬入部２ａから搬入されたワークＷを取りに行く。
この工程においては、シャッター３が閉じられている。
図６に示すように、ハンド部１６がワークＷに近づくと速度が遅くなり、センサー等によりワークの位置を感知し、例えば第１ハンド１６ａにてワークをチャック保持する。
その状体を図５に示す。
この間に第１主軸台４のチャック部４ａにチャックされたワークは、第１刃物台６にて一部機械加工された半完成品Ｐ１になり、第２主軸台５のチャック部５ａにチャックされた半完成品は、完成品Ｐ２に加工されている。
図４に示すように、ローダー１０Ａがストッカー部２に移動し、アーム部１５が伸長することでハンド部１６が搬入部２ａから搬入されたワークＷを取りに行く。
この工程においては、シャッター３が閉じられている。
図６に示すように、ハンド部１６がワークＷに近づくと速度が遅くなり、センサー等によりワークの位置を感知し、例えば第１ハンド１６ａにてワークをチャック保持する。
その状体を図５に示す。
この間に第１主軸台４のチャック部４ａにチャックされたワークは、第１刃物台６にて一部機械加工された半完成品Ｐ１になり、第２主軸台５のチャック部５ａにチャックされた半完成品は、完成品Ｐ２に加工されている。
次に、ハンド部１６は上昇し、シャッター３が開き、ローダー１０Ａが図６に示すように第２主軸台５のチャック部５ａの斜め奥側の上部まで移動する。
次に、図２に示したように旋回部１４の旋回とアーム部１５の伸長により、ワークＷを保持していない空の第２ハンド１６ｂにて第２主軸台５から加工が完了している完成品Ｐ２を受け取る。
完成品Ｐ２を受け取ったハンド部１６は、図７に示すように一旦旋回部１４が奥行きに避難する。
その間に図８に示すように、第２主軸台５はＺ軸方向に前進し、第１主軸台４にて一部加工が終わった半完成品Ｐ１を引き取る。
すると、第１主軸台４のチャック部４ａは空になるので、図８に示すようにハンド部１６が９０°旋回し、図９に示すように第１ハンド１６ａに有していたワークＷを第１主軸台４側に引き渡す。
ワークＷを第１主軸台４に引き渡したローダー１０Ａは、図１０に示すようにストッカー部２に移動し、図１１に示すように完成品Ｐ２を搬出部２ｂ側に渡す。
次に、図２に示したように旋回部１４の旋回とアーム部１５の伸長により、ワークＷを保持していない空の第２ハンド１６ｂにて第２主軸台５から加工が完了している完成品Ｐ２を受け取る。
完成品Ｐ２を受け取ったハンド部１６は、図７に示すように一旦旋回部１４が奥行きに避難する。
その間に図８に示すように、第２主軸台５はＺ軸方向に前進し、第１主軸台４にて一部加工が終わった半完成品Ｐ１を引き取る。
すると、第１主軸台４のチャック部４ａは空になるので、図８に示すようにハンド部１６が９０°旋回し、図９に示すように第１ハンド１６ａに有していたワークＷを第１主軸台４側に引き渡す。
ワークＷを第１主軸台４に引き渡したローダー１０Ａは、図１０に示すようにストッカー部２に移動し、図１１に示すように完成品Ｐ２を搬出部２ｂ側に渡す。
本発明における工作機械の仕様は、これに限定されるものではなく、各種工作機械に適用される。
その際に、ハンド部１６に各種アタッチメントを取り付けることも可能である。
その際に、ハンド部１６に各種アタッチメントを取り付けることも可能である。
１ 加工領域
２ ストッカー部
２ａ 搬送部
２ｂ 搬出部
３ シャッター
４ 第１主軸台
５ 第２主軸台
６ 第１刃物台
７ 第２刃物台
１０ ローディング装置
１０Ａ ローダー
１１ レール部
１２ 駆動部
１３ 走行部
１４ 旋回部
１５ アーム部
１６ ハンド部
１６ａ 第１ハンド
１６ｂ 第２ハンド
２ ストッカー部
２ａ 搬送部
２ｂ 搬出部
３ シャッター
４ 第１主軸台
５ 第２主軸台
６ 第１刃物台
７ 第２刃物台
１０ ローディング装置
１０Ａ ローダー
１１ レール部
１２ 駆動部
１３ 走行部
１４ 旋回部
１５ アーム部
１６ ハンド部
１６ａ 第１ハンド
１６ｂ 第２ハンド
Claims (2)
- 第１主軸台と第２主軸台とがＺ軸方向に対向配置された工作機械内に設けられたローディング装置であって、
前記Ｚ軸方向のレール部と、前記レール部に沿って走行するローダーとを備え、
前記ローダーは前記レール部に沿って走行する走行部と、前記走行部の走行する方向の前後のうちの一方の側面に旋回可能な旋回部が取り付けられ、前記旋回部はＺ軸方向と直行する面に沿って旋回可能であり、
前記旋回部は先端部に伸縮自在のアーム部を有し、
前記アーム部は先端部に第１ハンドと第２ハンドとが取り付けられ、
前記第１ハンドと第２ハンドとは、一方のハンドが前記アーム部の伸長方向、他方のハンドが前記一方のハンドとはＺ軸方向であって直角に配置されるとともに前記アーム部の伸縮方向の面に沿って前記第１ハンドと第２ハンドとが相互に９０°旋回可能であることを特徴とするローディング装置。 - 請求項１記載のローディング装置を機内に備えた工作機械であって、
ワークの加工領域と前記ワークのストッカー部を有し、前記レール部は前記加工領域と前記ストッカー部とに跨がって配置され、
前記加工領域と前記ストッカー部は開閉制御されたシャッター手段にて仕切ってあることを特徴とする工作機械。
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- 2018-11-14 JP JP2018213360A patent/JP7185201B2/ja active Active
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- 2019-10-14 CN CN201921723006.6U patent/CN210909175U/zh active Active
- 2019-11-06 EP EP19207484.7A patent/EP3653335B1/en active Active
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2022
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