JP7445576B2

JP7445576B2 - 工作機械設備

Info

Publication number: JP7445576B2
Application number: JP2020169039A
Authority: JP
Inventors: 三紀彦加藤
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2040-10-06
Also published as: JP2022061199A

Description

この発明は工作機械設備に関し、さらに詳しくは、刃物台、および刃物台に取り付けられる工具を保持する工具マガジンを有しており、工具マガジンの最大工具長よりも長い長尺工具を刃物台に取り付けてワークに加工を施す工作機械を備えた工作機械設備に関する。

横型複合加工機において、１つの搬送装置を用いて、刃物台に取り付けられている工具を工具マガジンに保持されている工具と自動的に交換するとともに、ワークを主軸のチャックに自動的に着脱する自動加工装置が知られている（特許文献１参照）。

特開平４－１０５８３７号公報

ところで、横型複合加工機を用いたシャフトワークの加工において、所定の内径を有する深穴加工が要求される場合がある。このような深穴加工は長尺工具を用いて行われるが、特許文献１記載の自動加工装置においては、工具マガジンの最大工具長を超える長尺工具を工具マガジンに保持させておくことができないので、加工の途中において、作業者が機外にストックされた長尺工具に交換する必要があり、工具交換の自動化対応が困難である。

この発明の目的は、上記問題を解決し、工具マガジンの最大工具長を超える長さの長尺工具であっても、工作機械の刃物台に対しての工具交換の自動化が可能である工作機械装置および工作機械設備における長尺工具搬送方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)刃物台、刃物台に取り付けられる複数の工具を保持する工具マガジン、および主軸に設けられてワークを把持するチャックを有する工作機械と、工作機械と並ぶように配置され、かつ工具マガジンの許容最大工具長よりも長い長尺工具を載置する工具受け台と、工作機械への長尺工具の搬入および搬出を行う搬送装置とを備えており、
搬送装置が、工作機械および工具受け台の上方に両者の並び方向に延びるように架設されたガイドレールと、ガイドレールに、ガイドレールに対して上下動自在でかつガイドレールの長手方向に走行自在に配置された搬送アームと、搬送アームに設けられた搬送ハンドと、搬送ハンドに設けられかつ工具受け台を搬送するために把持するハンド爪とを備えている工作機械設備。

2)工具受け台に、第１工具支持ブロックおよび第２工具支持ブロックが、工具受け台の長手方向に間隔をおくとともに両工具支持ブロック間の間隔が可変となるように設けられ、１つの長尺工具が両工具支持ブロックにまたがって非拘束状態で載せられるようになされており、工具受け台に、両工具支持ブロックに載せられた長尺工具を刃物台に装着する際の長尺工具の移動を阻止する阻止部材が設けられている上記1)記載の工作機械設備。

3)複数の工具受け台が載せられる工具ストッカを備えている上記1)または2)記載の工作機械設備。

4)搬送装置の搬送ハンドに、複数のハンド爪が間隔をおいて設けられている上記1)～3)のうちのいずれかに記載の工作機械設備。

5)搬送装置が、工作機械とワークストッカとの間でワークを搬送するローダ装置を兼ねており、搬送装置のハンド爪が、工具受け台の把持およびワークの把持に共用されるようになされている上記1)～4)のうちのいずれかに記載の工作機械設備。

6)上記1)～5)のうちのいずれかに記載の工作機械設備において、工具マガジンの許容最大工具長よりも長い長尺工具を工作機械の刃物台に搬送する方法であって、
長尺工具を工具受け台上に非拘束状態で載せておき、搬送アームのガイドレールに対する上下動およびガイドレールに沿う走行によって、搬送ハンドを、ハンド爪で工具受け台を把持しうる把持位置まで移動させ、ついでハンド爪により工具受け台を把持した後、搬送アームのガイドレールに対する上下動およびガイドレールに沿う走行によって、長尺工具を工作機械の刃物台への取付位置に搬送することを含む工作機械設備における長尺工具搬送方法。

上記1)～5)の工作機械設備によれば、長尺工具を工具マガジンとは別個に用意した工具受け台上に載せておき、搬送装置の搬送アームのガイドレールに対する上下動およびガイドレールに沿う走行によって、搬送ハンドを、ハンド爪で工具受け台を把持しうる把持位置まで移動させ、ついでハンド爪により工具受け台を把持した後、搬送アームのガイドレールに対する上下動およびガイドレールに沿う走行によって、長尺工具を工作機械の刃物台への取付位置に搬送することを含む方法により、刃物台への長尺工具の着脱を行うことができる。したがって、工具マガジンの許容最大工具長を超える長さの長尺工具であっても、工作機械の刃物台に対しての工具交換の自動化が可能になる。しかも、搬送装置の搬送ハンドのハンド爪により長尺工具を載せた工具受け台を把持するので、工具長や工具径などの形状が異なる長尺工具に対しても同一のハンド爪で対応することが可能になる。

上記2)の工作機械設備によれば、長尺工具は工具受け台上に非拘束状態で載置されているので、長尺工具のシャンク部を刃物台の取付穴内に挿入する際に、長尺工具と刃物台の取付穴との芯ずれや、回転方向の位相ずれがあったとしても、これらのずれ分の偏りは長尺工具側が少し動くことにより、長尺工具が刃物台に倣いやすく、スムーズに挿入されることになる。したがって、刃物台のホルダ基準面の損傷が防止される。

また、工具受け台の長手方向に間隔をおくとともに両工具支持ブロック間の間隔が可変となるように設けられている第１工具支持ブロックおよび第２工具支持ブロックの働きによって、工具長の異なる長尺工具にも適用可能になる。さらに、阻止部材の働きによって、長尺工具のシャンク部を刃物台の取付穴内に挿入する際の長尺工具の移動を阻止し、長尺工具の刃物台への取付を確実に行うことができる。

上記3)の工作機械設備によれば、工具長や工具径などの形状が異なる複数種類の長尺工具を工作機械の刃物台に取り付けることができる。

上記4)の工作機械設備によれば、長尺工具を非拘束状態で載せた工具受け台を、傾きなどが発生することなく安定した姿勢で搬送することが可能になる。

上記5)の工作機械設備によれば、搬送装置が、工作機械とワークストッカとの間でワークを搬送するローダ装置を兼ねているので、長尺工具の搬送装置をローダ装置と別個に設ける場合に比べて、設備費が安価になるとともに省スペース化が可能になる。

上記6)の工作機械設備における長尺工具搬送方法によれば、工具マガジンの最大工具長を超える長さの長尺工具であっても、工作機械の刃物台に対しての工具交換の自動化が可能になる。しかも、搬送装置の搬送ハンドのハンド爪により長尺工具を載せた工具受け台を把持するので、工具長や工具径などの形状が異なる長尺工具に対しても同一のハンド爪で対応することが可能になる。

この発明による工作機械設備の全体構成を概略的に示す図である。図１の工作機械設備において、搬送装置の搬送ハンドのハンド爪により工具受け台を把持した状態を示す拡大図である。図１および図２とは長さが異なる長尺工具を工具受け台に載せた状態を示す拡大図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

以下の説明において、図面の上下、左右を上下左右というものとする。

図１はこの発明による工作機械設備の全体構成を概略的に示し、図２は図１の工作機械設備に設けられた搬送装置の搬送ハンドのハンド爪により工具受け台を把持した状態を示す。図３は工具長の異なる長尺工具を工具受け台に載せた状態を示す。

図１において、工作機械設備は、刃物台(11)、刃物台(11)に取り付けられる複数の工具を保持する工具マガジン（図示略）、および主軸（図示略）に設けられてワークを把持するチャック(12)を有する横型複合加工機(10)（工作機械）と、横型複合加工機(10)と並ぶように横型複合加工機(10)の右側に配置され、かつ工具マガジンの最大工具長よりも長い長尺工具(T)が載せられる工具受け台(20)と、横型複合加工機(10)への長尺工具(T)の搬入および搬出を行う搬送装置(30)と、工具受け台(20)を載せる工具ストッカ(40)とを備えている。

工具受け台(20)に、第１工具支持ブロック(21)および第２工具支持ブロック(22)が、工具受け台(20)の長手方向に間隔をおくとともに両工具支持ブロック(21)(22)間の間隔が可変となるように設けられている。この実施形態では、第１工具支持ブロック(21)は工具受け台(20)の右端部に固定状に設けられ、第２工具支持ブロック(22)は第１工具支持ブロック(21)に対して接近、離隔しうるように、第１工具支持ブロック(21)の左方において工具受け台(20)に左右方向に移動自在に設けられている。そして、１つの長尺工具(T)が、両工具支持ブロック(21)(22)にまたがるように両工具支持ブロック(21)(22)に非拘束状態で載せられるようになっている。また、第２工具支持ブロック(22)の左方において、工具受け台(20)に、両工具支持ブロック(21)(22)に支持された長尺工具(T)を刃物台(11)に装着する際の長尺工具(T)の移動を阻止する阻止部材(23)が左右方向に移動自在に設けられている。

搬送装置(30)は、横型複合加工機(10)および工具受け台(20)の上方に両者の並び方向（左右方向）に延びるように架設されたガイドレール(31)と、ガイドレール(31)に、ガイドレール(31)に対して上下動するとともにガイドレール(31)に沿って走行するように配置された搬送アーム(32)と、搬送アーム(32)の下端部に設けられた搬送ハンド(33)と、搬送ハンド(33)に設けられかつ工具受け台(20)を搬送するために把持するハンド爪(34)とを備えている。ハンド爪(34)は左右方向に間隔をおいて複数、この実施形態では２つ設けられている。

この実施形態においては、搬送装置(30)が、横型複合加工機(10)と、横型複合加工機(10)の左方に配置されたワークストッカ(50)との間でワークを搬送するローダ装置を兼ねており、搬送装置(30)のハンド爪(34)が、工具受け台(20)の把持およびワークの把持に共用されるようになされている。また、この実施形態においては、ワークストッカ(50)は、加工前の未加工ワークストッカおよび加工後の加工済みワークストッカを兼ねている。

上述した工作機械設備において、横型複合加工機(10)の工具マガジンの最大工具長よりも長い長尺工具(T)の横型複合加工機(10)への搬入方法は次の通りである。

すなわち、まず搬送装置(30)の搬送アーム(32)のガイドレール(31)に対する上下動およびガイドレール(31)に沿う走行によって、搬送ハンド(33)を、両ハンド爪(34)により使用すべき長尺工具(T)が載せられた工具受け台(20)の左右両端部を把持しうる把持位置まで移動させる。ついで、図２に示すように、左右両ハンド爪(34)により工具受け台(20)の左右両端部を把持した後、搬送アーム(32)のガイドレール(31)に対する上下動およびガイドレール(31)に沿う走行によって、長尺工具(T)が刃物台(11)の左方の取付位置に来るように、搬送ハンド(33)を移動させる。こうして、長尺工具(T)が横型複合加工機(10)に搬入される。

その後、刃物台(11)を左方に移動させ、長尺工具(T)の右端部のシャンク部(Ta)を刃物台(11)の取付穴内に挿入することによって、長尺工具(T)が刃物台(11)に取り付けられる。

このとき、阻止部材(23)の働きにより長尺工具(T)の左方への移動が阻止され、長尺工具(T)のシャンク部(Ta)が確実に刃物台(11)の取付穴に挿入される。また、長尺工具(T)と刃物台(11)の取付穴との芯ずれや、回転方向の位相ずれがあったとしても、長尺工具(T)は工具受け台(20)上に非拘束状態で載置されているので、上述したずれ分の偏りは長尺工具(T)側が少し動くことによって、長尺工具が刃物台に倣いやすくなって、スムーズに挿入される。

長尺工具(T)の横型複合加工機(10)からの搬出方法は次の通りである。

すなわち、ハンド爪(34)により空の工具受け台(20)を把持した状態で、搬送アーム(32)のガイドレール(31)に対する上下動およびガイドレール(31)に沿う走行によって、工具受け台(20)が、刃物台(11)の左方でかつ刃物台(11)に取り付けられている長尺工具(T)が両工具支持ブロック(21)(22)に載る取り外し位置に来るように搬送ハンド(33)を移動させる。ついで、刃物台(11)を右方に移動させ、長尺工具(T)の右端部のシャンク部(Ta)を刃物台(11)の取付穴から抜き出し、長尺工具(T)を工具受け台(20)の両工具支持ブロック(21)(22)によって支持する。

その後、搬送装置(30)の搬送アーム(32)のガイドレール(31)に対する上下動およびガイドレール(31)に沿う走行によって、長尺工具(T)が載せられた工具受け台(20)を工具ストッカ(40)まで搬送する。こうして、長尺工具(T)が横型複合加工機(10)から搬出される。

また、ワークのチャック(12)に対する搬入および搬出も搬送装置(30)によって行われる。

横型複合加工機(10)が、工具長や工具径の異なる複数の長尺工具(T)を用いて加工を行う場合には、複数の工具受け台(20)が用意されて各工具受け台(20)に異なる種類の長尺工具が載せられ、これらの工具受け台(20)が工具ストッカ(40)上に載せられることにより、工具ストッカ(40)に複数の長尺工具(T)が保持される。

工具受け台(20)に、工具長の異なる長尺工具が載せられる場合、たとえば図３に示すように、図１に示す長尺工具(T)よりも短い長尺工具(T1)が載せられる場合には、第２工具支持ブロック(22)および阻止部材(23)が、第１工具支持ブロック(21)に接近するように右方に移動させられる。

この発明は、工具マガジンの最大長よりも長い長尺工具を用いて加工を行う横型複合加工機を備えた工作機械設備として好適に用いられる。

(10)：横型複合加工機（工作機械）
(11)：刃物台
(12)：チャック
(20)：工具受け台
(21)：第１工具支持ブロック
(22)：第２工具支持ブロック
(23)：阻止部材
(30)：搬送装置
(31)：ガイドレール
(32)：搬送アーム
(33)：搬送ハンド
(34)：ハンド爪
(40)：工具ストッカ
(50)：ワークストッカ

Claims

刃物台、刃物台に取り付けられる複数の工具を保持する工具マガジン、および主軸に設けられてワークを把持するチャックを有する工作機械と、工作機械と並ぶように配置され、かつ工具マガジンの許容最大工具長よりも長い長尺工具を載置する工具受け台と、工作機械への長尺工具の搬入および搬出を行う搬送装置とを備えており、
搬送装置が、工作機械および工具受け台の上方に両者の並び方向に延びるように架設されたガイドレールと、ガイドレールに、ガイドレールに対して上下動自在でかつガイドレールの長手方向に走行自在に配置された搬送アームと、搬送アームに設けられた搬送ハンドと、搬送ハンドに設けられかつ工具受け台を搬送するために把持するハンド爪とを備えている工作機械設備。
工具受け台に、第１工具支持ブロックおよび第２工具支持ブロックが、工具受け台の長手方向に間隔をおくとともに両工具支持ブロック間の間隔が可変となるように設けられ、１つの長尺工具が両工具支持ブロックにまたがって非拘束状態で載せられるようになされており、工具受け台に、両工具支持ブロックに載せられた長尺工具を刃物台に装着する際の長尺工具の移動を阻止する阻止部材が設けられている請求項１記載の工作機械設備。
複数の工具受け台が載せられる工具ストッカを備えている請求項１または２記載の工作機械設備。
搬送装置の搬送ハンドに、複数のハンド爪が間隔をおいて設けられている請求項１～３のうちのいずれかに記載の工作機械設備。
搬送装置が、工作機械とワークストッカとの間でワークを搬送するローダ装置を兼ねており、搬送装置のハンド爪が、工具受け台の把持およびワークの把持に共用されるようになされている請求項１～４のうちのいずれかに記載の工作機械設備。
請求項１～５のうちのいずれかに記載の工作機械設備において、工具マガジンの許容最大工具長よりも長い長尺工具を工作機械の刃物台に搬送する方法であって、
長尺工具を工具受け台上に非拘束状態で載せておき、搬送アームのガイドレールに対する上下動およびガイドレールに沿う走行によって、搬送ハンドを、ハンド爪で工具受け台を把持しうる把持位置まで移動させ、ついでハンド爪により工具受け台を把持した後、搬送アームのガイドレールに対する上下動およびガイドレールに沿う走行によって、長尺工具を工作機械の刃物台への取付位置に搬送することを含む工作機械設備における長尺工具搬送方法。