JPH04201044A - 工作機械におけるワーク受け渡し装置 - Google Patents
工作機械におけるワーク受け渡し装置Info
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- JPH04201044A JPH04201044A JP33180890A JP33180890A JPH04201044A JP H04201044 A JPH04201044 A JP H04201044A JP 33180890 A JP33180890 A JP 33180890A JP 33180890 A JP33180890 A JP 33180890A JP H04201044 A JPH04201044 A JP H04201044A
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- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Feeding Of Workpieces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、マシニングセンタの如く工具の交換が自動化
された工作機械（以下それらを単に工作機械という）に
おける可動部の動作を有効利用し、ストッカとワークセ
ツティング位置相互間のワーク受け渡しを行なうワーク
受け渡し装置に関する。
された工作機械（以下それらを単に工作機械という）に
おける可動部の動作を有効利用し、ストッカとワークセ
ツティング位置相互間のワーク受け渡しを行なうワーク
受け渡し装置に関する。
前記工作機械において、比較的小物の量産加工における
自動ワークチェンジは、工作機械の横に付設された各種
のロボットやローダーにより行なわれるが、それらは工
作機械から独立した装置であった。そのため、例えばス
トッカに配置されている多数のワークの中から一つのワ
ークを選択して取り出す場合を考えると、ロボットやロ
ーダのワーク把持部をそのワークの把持位置へ位置決め
するに、三次元の移動機構が必要であった。 又工作機械には、ＮＣ制御により、少なくとも旋回と、
所定の一方向へ直線運動する自動工具交換装置の交換ア
ームが装備されている。
自動ワークチェンジは、工作機械の横に付設された各種
のロボットやローダーにより行なわれるが、それらは工
作機械から独立した装置であった。そのため、例えばス
トッカに配置されている多数のワークの中から一つのワ
ークを選択して取り出す場合を考えると、ロボットやロ
ーダのワーク把持部をそのワークの把持位置へ位置決め
するに、三次元の移動機構が必要であった。 又工作機械には、ＮＣ制御により、少なくとも旋回と、
所定の一方向へ直線運動する自動工具交換装置の交換ア
ームが装備されている。
工作機械に対しては、近年、自動長時間運転を行うニー
ズが強くなっているが、自動化に不可欠なロボットやロ
ーダ−は、ワークの形状、重量等により個々に設計、調
整されるので非常に高価であるため、よほど大量物加工
が要求されない限り、過大投資になりかねない。
ズが強くなっているが、自動化に不可欠なロボットやロ
ーダ−は、ワークの形状、重量等により個々に設計、調
整されるので非常に高価であるため、よほど大量物加工
が要求されない限り、過大投資になりかねない。
本発明は、交換アームが、ＡＴＣマガジン内の予備工具
と主軸の工具との交換専用のものとして装備されている
ものの、その交換アームは、ＮＣ制御された動作を行え
る構造であることに着目し、その交換アームの動作をワ
ークの受け渡し動作に活用させるもので、その構成は、
交換アームにワークハンドを取り付け、前記交換アーム
による工具交換動作とワークハンドによるワークの把持
動作とを含む三次元の複合運動により、ワークストッカ
とワークセツティング位置相互間においてワークの受け
渡しを可能としたことにある。
と主軸の工具との交換専用のものとして装備されている
ものの、その交換アームは、ＮＣ制御された動作を行え
る構造であることに着目し、その交換アームの動作をワ
ークの受け渡し動作に活用させるもので、その構成は、
交換アームにワークハンドを取り付け、前記交換アーム
による工具交換動作とワークハンドによるワークの把持
動作とを含む三次元の複合運動により、ワークストッカ
とワークセツティング位置相互間においてワークの受け
渡しを可能としたことにある。
交換アームによる工具交換に加え、交換アームに取り付
けたワークハンドによるワークの把持操作が、ワーク交
換プログラムの命令に従って行なわれ、ワークストッカ
とワークセツティング位置相互間においてワークの受け
渡しか行なわれる。
けたワークハンドによるワークの把持操作が、ワーク交
換プログラムの命令に従って行なわれ、ワークストッカ
とワークセツティング位置相互間においてワークの受け
渡しか行なわれる。
本発明に係る工作機械におけるワーク受け渡し装置を、
立形マシニングセンタにおいて実施した一例を図面に基
いて説明する。 第１図及び第２図において、ＮＣ制御される自動工具交
換装置を装備した立形マシニングセンタのコラム１の上
部には、主軸頭２がＹ軸方向へ移動可能に設けられてい
ると共に、コラム１の下部には、ワークＷ等を載置する
テーブル３がＸ軸、Ｙ軸の方向に対して二次元の複合運
動をＮＣ制御により移動可能に配設されている。主軸頭
２には主軸４が回転可能に軸承されていると共に、その
横にはＮＣ制御された交換アームユニット５とＡＴＣマ
ガジン６が設けられている。そしてテーブル３の動作範
囲上には、ワーククランプチャック付きＮＣ円テーブル
７及び簡易ワークストッカー８が配置され、そのワーク
ストッカー８内には定められた位置にワークＷが収容さ
れる。 第３図はワークハンド付交換アームユニット５を示す。 ９はボールネジ及びスプライン軸形状をした中空の旋回
中心軸であり、ＡＴＣフレームに固着されたポールネジ
ナツト１０及びスプラインナツト１１へ旋回及びＹ軸方
向へ移動可能に支承されている。旋回中心軸９の一端に
は、後述する旋回油圧用継手１２が旋回可能に支承され
ている。１３は前記旋回中心軸９の他端に嵌合する中空
のアーム旋回軸であり、そのアーム旋回軸１３の一端に
は、対象位置に工具Ｔを把持するツインアーム形式の交
換アーム１４が固着されている。１５は、前記旋回中心
軸９に噛合する前記ポールネジナツト１０を歯車、減速
機を介して駆動する上下用サーボモーターであって、前
記サーボモーター１５の回転により前記旋回中心軸９及
び前記アーム旋回軸１３をＹ軸方向へ上下動することが
できる。ボールネジ及びポールネジナツト１０に代わり
、ラックピニオン駆動等も可能である。また、１６は、
前記旋回中心軸９に噛合する前記スプラインナツト１１
を歯車を介して駆動する旋回用サーボモーターであって
、前記スプラインナツト１１を回転することで前記旋回
中心軸９及び前記アーム旋回軸１３を旋回することがで
きる。 前記サーボモーター１５．１６には位置検出器が内蔵さ
れ、前記旋回中心軸９及び前記アーム旋回軸１３は図示
されないＮＣ制御装置によって旋回、上下、位置、速度
を制御しながら動作させることができる。 １７は、前記交換アーム１４の中央部へボルトにより固
着されてたワークハンドであり、前記ワークハンド１７
には前記旋回油圧用継手１２を介して前記旋回中心軸９
及び前記アーム旋回軸１３の中空部に挿通して接続供給
される流体油圧を利用したクランクピストン１８の摺動
によりワークＷを把持する一対のグリップ１９が開口可
能に取り付けられている。グリップ１９間にはバネ２０
が嵌挿され、そのバネ２０の付勢力により閉じてワーク
Ｗを保持し、クランプピストン１８のクサビ作用でバネ
２ｏの付勢力に抗してグリップ１９が開きワークＷを解
放する。尚、その油圧の制御は図示しない油圧ユニット
、ＳＱＬバルブからＮＣ制御装置で行われ、またワーク
Ｗの把持機構は前記グリップ１９に限定されず、ワーク
の形状、把持位置等によりチャックなどの公知の把持手
段を用いることができる。 次に本発明の詳細な説明すると、ワークＷの加工作業が
完了した際に、ワークセツティング位置であるＮＣ円テ
ーブル７のチャック２１には完成したワークＷ１が把持
され、ワークストッカ８上には次の未加工のワークＷ２
が収容させていると共に、主軸には最終加工工程に及び
ＡＴＣマガジンの待機位置には第１加工工程に、それぞ
れ使われる工具が把持されている状態において１、マシ
ニングセンタのテーブル３に固設されたＮＣ円テーブル
７から、ワークＷ１をワークストッカ８へ移載するには
、まずＮＣ制御装置の指令によりテーブル３をＸ軸Ｙ軸
方向へ二次元の複合運動を制御しながら、ＮＣ円テーブ
ル７を交換アーム１４付近まで移動させ、次に把持する
ワークＷ１の上方へ位置決めする。この時交換アーム１
４は、長手方向がＸ軸と平行となるように旋回し、主軸
に把持された工具との干渉を防止する。同じＮＣ制御装
置によりグリップ１９を開口した交換アーム１４を、ワ
ークＷ１の高さまでＹ軸方向に沿って降下させ、開口さ
れたグリップ１９内にチャック２１に把持されたワーク
Ｗ１を挿入し、チャック２１を解放しながらグリップ１
９を閉め、ワークＷ１はワークハンド１７に接続される
。 続いて、同じＮＣ制御装置によりテーブル３をＸ軸２軸
方向へ二次元の複合運動を制御しながら、ワークストッ
カ８を交換アーム付近まで移動させ、ワークＷ１を把持
する交換アームを、ワーク１を載置する任意の位置上へ
Ｙ軸方向に降下させ、ワークＷ１を載置できる位置に割
り出されたら、グリップ１９を解放する。 次に、マシニングセンタのテーブル３１に固設されたＮ
Ｃ円テーブル７に、未完成ワークＷ２をワークストッカ
８から移載するには、まずＮＣ制御装置の指令で、テー
ブル３をＸ軸Ｚ軸方向へ二次元の複合運動を制御しなが
ら交換アーム１４付近まで移動させ、次に把持するワー
クＷ２の上方へ位置決めする６同じＮＣ制御装置により
グリップ１９を開口した交換アーム１４を、ワークＷ２
の高さまでＹ軸方向に沿って降下させ、開口されたグリ
ップ１９内にワークＷ２を挿入し、グリップ１９が閉め
られてワークＷ２はワークハンド１７に把持される。 続いて、同じＮＣ制御装置によりテーブル３をＸ軸２軸
方向へ二次元の複合運動を制御しながら、ＮＣ円テーブ
ル７を交換アーム付近まで移動させ、ワークＷ２を把持
する交換アーム１４を、開口したチャック２１の高さま
でＹ軸方向へ降下させ、開口されたチャック２１内にワ
ークＷ２を挿入できる位置に割り出されたら、テーブル
３を２軸方向へ若干移動をし、開口されたチャック２１
内にワークＷ２を挿入後、グリップ１９を解放すると共
に、チャック２１が閉められてワークＷ２はチャック２
１に把持される。 そして、テーブル３をＸ軸Ｚ軸方向の制御しながらマシ
ニングセンタの主軸下方まで移動させ、主軸に対してＮ
Ｃ円テーブル７を加工作業を開始する位置に割り出しす
ると共に、交換アーム１４は、長手方向がＺ軸と平行と
なるように旋回し、最終工程用及び第１工程用工具の交
換を公知の技術により行う作動とを同時に行えば、より
段取り時間の短縮が図れる。 この工具の交換は、ワークＷ１、Ｗ２を把持してテーブ
ル３をＸ軸２軸方向へ二次元の複合運動を制御しながら
、ＮＣ円テーブル７からワークストッカ８まで若しくは
その逆方向に移動させている間に行うことができる。但
し、ツインアーム形式の交換アーム１４では工具の交換
に伴い、ワークハンドに把持したワークＷ１、Ｗ２はＹ
軸に対して１８０度回転しているので、ワークストッカ
８上のワークＷの載置方向を加工時と比べ、Ｙ軸に対し
て１８０度回転させておくことが望ましい。
立形マシニングセンタにおいて実施した一例を図面に基
いて説明する。 第１図及び第２図において、ＮＣ制御される自動工具交
換装置を装備した立形マシニングセンタのコラム１の上
部には、主軸頭２がＹ軸方向へ移動可能に設けられてい
ると共に、コラム１の下部には、ワークＷ等を載置する
テーブル３がＸ軸、Ｙ軸の方向に対して二次元の複合運
動をＮＣ制御により移動可能に配設されている。主軸頭
２には主軸４が回転可能に軸承されていると共に、その
横にはＮＣ制御された交換アームユニット５とＡＴＣマ
ガジン６が設けられている。そしてテーブル３の動作範
囲上には、ワーククランプチャック付きＮＣ円テーブル
７及び簡易ワークストッカー８が配置され、そのワーク
ストッカー８内には定められた位置にワークＷが収容さ
れる。 第３図はワークハンド付交換アームユニット５を示す。 ９はボールネジ及びスプライン軸形状をした中空の旋回
中心軸であり、ＡＴＣフレームに固着されたポールネジ
ナツト１０及びスプラインナツト１１へ旋回及びＹ軸方
向へ移動可能に支承されている。旋回中心軸９の一端に
は、後述する旋回油圧用継手１２が旋回可能に支承され
ている。１３は前記旋回中心軸９の他端に嵌合する中空
のアーム旋回軸であり、そのアーム旋回軸１３の一端に
は、対象位置に工具Ｔを把持するツインアーム形式の交
換アーム１４が固着されている。１５は、前記旋回中心
軸９に噛合する前記ポールネジナツト１０を歯車、減速
機を介して駆動する上下用サーボモーターであって、前
記サーボモーター１５の回転により前記旋回中心軸９及
び前記アーム旋回軸１３をＹ軸方向へ上下動することが
できる。ボールネジ及びポールネジナツト１０に代わり
、ラックピニオン駆動等も可能である。また、１６は、
前記旋回中心軸９に噛合する前記スプラインナツト１１
を歯車を介して駆動する旋回用サーボモーターであって
、前記スプラインナツト１１を回転することで前記旋回
中心軸９及び前記アーム旋回軸１３を旋回することがで
きる。 前記サーボモーター１５．１６には位置検出器が内蔵さ
れ、前記旋回中心軸９及び前記アーム旋回軸１３は図示
されないＮＣ制御装置によって旋回、上下、位置、速度
を制御しながら動作させることができる。 １７は、前記交換アーム１４の中央部へボルトにより固
着されてたワークハンドであり、前記ワークハンド１７
には前記旋回油圧用継手１２を介して前記旋回中心軸９
及び前記アーム旋回軸１３の中空部に挿通して接続供給
される流体油圧を利用したクランクピストン１８の摺動
によりワークＷを把持する一対のグリップ１９が開口可
能に取り付けられている。グリップ１９間にはバネ２０
が嵌挿され、そのバネ２０の付勢力により閉じてワーク
Ｗを保持し、クランプピストン１８のクサビ作用でバネ
２ｏの付勢力に抗してグリップ１９が開きワークＷを解
放する。尚、その油圧の制御は図示しない油圧ユニット
、ＳＱＬバルブからＮＣ制御装置で行われ、またワーク
Ｗの把持機構は前記グリップ１９に限定されず、ワーク
の形状、把持位置等によりチャックなどの公知の把持手
段を用いることができる。 次に本発明の詳細な説明すると、ワークＷの加工作業が
完了した際に、ワークセツティング位置であるＮＣ円テ
ーブル７のチャック２１には完成したワークＷ１が把持
され、ワークストッカ８上には次の未加工のワークＷ２
が収容させていると共に、主軸には最終加工工程に及び
ＡＴＣマガジンの待機位置には第１加工工程に、それぞ
れ使われる工具が把持されている状態において１、マシ
ニングセンタのテーブル３に固設されたＮＣ円テーブル
７から、ワークＷ１をワークストッカ８へ移載するには
、まずＮＣ制御装置の指令によりテーブル３をＸ軸Ｙ軸
方向へ二次元の複合運動を制御しながら、ＮＣ円テーブ
ル７を交換アーム１４付近まで移動させ、次に把持する
ワークＷ１の上方へ位置決めする。この時交換アーム１
４は、長手方向がＸ軸と平行となるように旋回し、主軸
に把持された工具との干渉を防止する。同じＮＣ制御装
置によりグリップ１９を開口した交換アーム１４を、ワ
ークＷ１の高さまでＹ軸方向に沿って降下させ、開口さ
れたグリップ１９内にチャック２１に把持されたワーク
Ｗ１を挿入し、チャック２１を解放しながらグリップ１
９を閉め、ワークＷ１はワークハンド１７に接続される
。 続いて、同じＮＣ制御装置によりテーブル３をＸ軸２軸
方向へ二次元の複合運動を制御しながら、ワークストッ
カ８を交換アーム付近まで移動させ、ワークＷ１を把持
する交換アームを、ワーク１を載置する任意の位置上へ
Ｙ軸方向に降下させ、ワークＷ１を載置できる位置に割
り出されたら、グリップ１９を解放する。 次に、マシニングセンタのテーブル３１に固設されたＮ
Ｃ円テーブル７に、未完成ワークＷ２をワークストッカ
８から移載するには、まずＮＣ制御装置の指令で、テー
ブル３をＸ軸Ｚ軸方向へ二次元の複合運動を制御しなが
ら交換アーム１４付近まで移動させ、次に把持するワー
クＷ２の上方へ位置決めする６同じＮＣ制御装置により
グリップ１９を開口した交換アーム１４を、ワークＷ２
の高さまでＹ軸方向に沿って降下させ、開口されたグリ
ップ１９内にワークＷ２を挿入し、グリップ１９が閉め
られてワークＷ２はワークハンド１７に把持される。 続いて、同じＮＣ制御装置によりテーブル３をＸ軸２軸
方向へ二次元の複合運動を制御しながら、ＮＣ円テーブ
ル７を交換アーム付近まで移動させ、ワークＷ２を把持
する交換アーム１４を、開口したチャック２１の高さま
でＹ軸方向へ降下させ、開口されたチャック２１内にワ
ークＷ２を挿入できる位置に割り出されたら、テーブル
３を２軸方向へ若干移動をし、開口されたチャック２１
内にワークＷ２を挿入後、グリップ１９を解放すると共
に、チャック２１が閉められてワークＷ２はチャック２
１に把持される。 そして、テーブル３をＸ軸Ｚ軸方向の制御しながらマシ
ニングセンタの主軸下方まで移動させ、主軸に対してＮ
Ｃ円テーブル７を加工作業を開始する位置に割り出しす
ると共に、交換アーム１４は、長手方向がＺ軸と平行と
なるように旋回し、最終工程用及び第１工程用工具の交
換を公知の技術により行う作動とを同時に行えば、より
段取り時間の短縮が図れる。 この工具の交換は、ワークＷ１、Ｗ２を把持してテーブ
ル３をＸ軸２軸方向へ二次元の複合運動を制御しながら
、ＮＣ円テーブル７からワークストッカ８まで若しくは
その逆方向に移動させている間に行うことができる。但
し、ツインアーム形式の交換アーム１４では工具の交換
に伴い、ワークハンドに把持したワークＷ１、Ｗ２はＹ
軸に対して１８０度回転しているので、ワークストッカ
８上のワークＷの載置方向を加工時と比べ、Ｙ軸に対し
て１８０度回転させておくことが望ましい。
以上のように本発明のワーク受け渡し装置によれば、交
換アームの動作を活用してワークの受け渡しが行われる
ので、低コストにて一体的に装備でき、ロボットやロー
ダを設置することなく自動運転が可能となる。
換アームの動作を活用してワークの受け渡しが行われる
ので、低コストにて一体的に装備でき、ロボットやロー
ダを設置することなく自動運転が可能となる。
図面は本発明のマシニングセンタのＡＴＣ交換アームを
示したもので、第１図はマシニングセンタの側面図、第
２図は同正面図、第３図はＡＴＣ交換アームを示す断面
図である。 １・・コラム、２・・主軸頭、３・・テーブル、４・・
主軸、５・・ＡＴＣ交換アームユニット、６・・ＡＴＣ
マガジン、７・・ＮＣ円テーブル、８・・簡易ワークス
トッカー、９・・旋回中心軸、１０・・ポールネジナツ
ト、１１・・スプラインナツト、１２・・旋回油圧用継
手、１３・・アーム旋回軸、１４・・交換アーム、１５
・・上下用サーホモーター、１６・・旋回用サーボモー
ター、１７・・ワークハンド、１８・・クランクピスト
ン、１９・・グリップ、２０−− ハネ、２トチャック
、Ｗ、Ｗｌ、Ｗ２・・ワーク、Ｔ・・工具。
示したもので、第１図はマシニングセンタの側面図、第
２図は同正面図、第３図はＡＴＣ交換アームを示す断面
図である。 １・・コラム、２・・主軸頭、３・・テーブル、４・・
主軸、５・・ＡＴＣ交換アームユニット、６・・ＡＴＣ
マガジン、７・・ＮＣ円テーブル、８・・簡易ワークス
トッカー、９・・旋回中心軸、１０・・ポールネジナツ
ト、１１・・スプラインナツト、１２・・旋回油圧用継
手、１３・・アーム旋回軸、１４・・交換アーム、１５
・・上下用サーホモーター、１６・・旋回用サーボモー
ター、１７・・ワークハンド、１８・・クランクピスト
ン、１９・・グリップ、２０−− ハネ、２トチャック
、Ｗ、Ｗｌ、Ｗ２・・ワーク、Ｔ・・工具。
Claims (1)
- 工作機械に装備され、ＮＣ制御された自動工具交換装置
の交換アームにワークハンドを取り付け、前記交換アー
ムによる工具交換動作とワークハンドによるワークの把
持動作とを含む三次元の複合運動により、ワークストッ
カとワークセッティング位置相互間においてワークの受
け渡しを可能とする工作機械におけるワーク受け渡し装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02331808A JP3099197B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 工作機械におけるワーク受け渡し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02331808A JP3099197B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 工作機械におけるワーク受け渡し装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04201044A true JPH04201044A (ja) | 1992-07-22 |
| JP3099197B2 JP3099197B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=18247878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02331808A Expired - Fee Related JP3099197B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 工作機械におけるワーク受け渡し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099197B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0731250U (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-13 | 浜井産業株式会社 | マシニングセンタ |
| JP2017007061A (ja) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 株式会社東陽 | マシニングセンタ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0569296U (ja) * | 1991-05-16 | 1993-09-21 | 吉田工業株式会社 | シャッターカーテン降下時の異物感知装置 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP02331808A patent/JP3099197B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0731250U (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-13 | 浜井産業株式会社 | マシニングセンタ |
| JP2017007061A (ja) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 株式会社東陽 | マシニングセンタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3099197B2 (ja) | 2000-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |