JPH0520844U

JPH0520844U - ワーク受渡装置

Info

Publication number: JPH0520844U
Application number: JP4522091U
Authority: JP
Inventors: 成光出町
Original assignee: 株式会社オオガ
Priority date: 1991-05-21
Filing date: 1991-05-21
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単且つ単純な構成によって、ワークの受け
渡しを確実に行う。【構成】基台フレームに対し水平支軸の周りで回転可
能な回転フレーム、水平支軸の軸心に対し直角向きで回
転フレームに支承され且つ軸心方向の摺動と自転とが可
能な主軸、主軸の先端部に直角向きに固定されたアー
ム、及びアームの先端に取り付けられたワーク把持手段
から構成されたワーク受渡装置において、主軸は、復動
気体シリンダによって軸方向に往復駆動されるようにな
っており、復動気体シリンダは、ワーク把持手段が工作
機械のワークチャックに近付く方向へは低圧力で前進さ
せ、逆方向へは高い圧力で駆動するようになされたこと
を特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種工作機械におけるワークのローディング及びアンローディングに使用されるワーク受渡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のワーク受渡装置を図４〜図１０に基づいて説明する。

【０００３】図４及び図５において、１は数値制御工作機械（ＮＣマシン）等の工作機械であり、ワーク保持部として、水平軸心２ａの周囲で回転駆動されるワークチャック２を備えている。３はワーク搬送装置であって、水平の循環経路４上で等間隔おきに回動させることが出来る多数のワークパレット５を備えている。６はワーク受渡装置であって、基台フレーム７に対し水平支軸８の周りで回転可能な回転フレーム９、水平支軸８の軸心に対し直角向きで回転フレーム９に支承され且つ軸心方向の摺動と自転とが可能な主軸１０及び主軸１０の先端部に直角向きに固定されたアーム１１から構成されたマニピュレータ１２が使用され、マニピュレータ１２におけるアーム１１の先端に、主軸１０と平行な軸心１３ａの周りで回転可能に旋回アーム１３を軸支し、この旋回アーム１３の両端にローディング用ワーク把持手段１４とアンローディング用ワーク把持手段１５とを設けて成るものである。

【０００４】旋回アーム１３は、両端のワーク把持手段１４、１５を結ぶ方向（長さ方向）がアーム１１と平行する向きにあって、旋回アーム１３を回転軸で支持するエアモータ１６により１８０度の範囲で正逆回転駆動される。然して、旋回アーム１３の正逆回転により２つのワーク把持手段１４、１５を主軸１０から遠い側のワーク受渡位置Ａに択一的に位置させることが出来る。このワーク受渡位置Ａにあるワーク把持手段１４又は１５は、図５に実線で示すように回転フレーム９の回転により主軸１０を垂直に起立させてアーム１１を水平に倒伏させたとき、ワーク搬送装置３におけるワーク移動位置Ｂの真上に下向きで位置する。また、図５に仮想線で示すように回転フレーム９の回転により主軸１０を水平に倒伏させると共に主軸１０の回転によりアーム１１を図４に示す如く工作機械１側へ所定角度倒伏させたとき、工作機械１のワークチャック２と同心状態に対向する。

【０００５】回転フレーム９を基台フレーム７に対して回転させる手段は、図６、図７、及び図９に示すように、回転フレーム９から固着突設され且つ基台フレーム７に支承される水平支軸８の一端に固着されたピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７と咬合し且つ基台フレーム７に取り付けられたシリンダユニツト１８により昇降駆動されるラックギヤ１９とから構成され、ラツクギヤ１９の一定ストロークの昇降により回転フレーム９（主軸１０）が９０度の範囲で正逆回転する。

【０００６】主軸１０の押し引き駆動手段は、図６に示すように、回転フレーム９内に主軸１０と平行に固定された液圧シリンダユニット２０と主軸１０の後端に設けられた緩衝構造２２とから構成されている。緩衝構造２２は、主軸１０の後端部に相対回転のみ可能に結合されたプレート２２ａ、プレート２２ａに取り付けられたスプリング受け座２２ｂ、液圧シリンダユニット２０によって押し引き駆動されると共にスプリング受け座２２ｂを貫通するロッド２０ａ、ロッド２０ａの中間部とスプリング受け座２２ｂとの間に介装された圧縮コイルスプリング２２ｃ、及びスプリング受け座２２ｂの外側でロッド２０ａに取り付けられたストッパプレート２２ｄから構成されている。

【０００７】従って、液圧シリンダユニット２０によりロッド２０ａを進出移動させることにより、スプリング２２ｃ、スプリング受け座２２ｂ、及びプレート２２ａを介して主軸１０がワーク押圧方向Ｆに移動する。逆に、液圧シリンダユニツト２０によりロツド２０ａを引き戻すことにより、ストッパプレート２２ｄ、スプリング受け座２２ｂ、及びプレート２２ａを介して主軸１０が後退方向Ｒに強制復帰せしめられる。

【０００８】尚、２５は主軸１０と平行に回転フレーム９に支承されたガイドロッドであつて、その外端はプレート２２ａに部材２６を介して固定されている。２７はワーク押しつけ検出スイッチであって、ストッパプレート２２ｄの遊端部に固定され、仮想線で示すようにプレート２２ａ（主軸１０）が停止してロッド２０ａのみがスプリング２２ｃを圧縮しながら所定量移動したとき、部材２６からアクチュエータ２７ａが離間することにより検出動作を行う。

【０００９】２８は液圧シリンダユニット２０のストローク制限機構であって、図８〜図１０に示すように、ガイドローラユニット２９により液圧シリンダユニツト２０と平行な方向にのみ移動可能に回転フレーム９に支承された摺動杆３０、この摺動杆３０の外端から固着連設され且つ遊端がロッド２０ａの中間部に結合された連結板３０ａ、摺動杆３０の内端から同心状に突設され且つ回転フレーム９に設けられた貫通孔３１を貫通する螺軸３２、制限ストローク調節手段として螺軸３２に位置調節可能に螺嵌され且つ貫通孔３１を貫通移動し得る大きさのナット３３、一端が球面軸受３４を介して回転フレーム９に支承された可動ストッパ３５、基台フレーム７に固着されたストッパ切り換え板３６、及び可動ストッパ３５を付勢する２つのスプリング３７、３８から構成されている。

【００１０】然して可動ストッパ３５は、球面軸受３４を中心に螺軸３２と直交する方向に一定範囲内移動可能であって、外端近傍位置には螺軸３２に嵌合する凹部３９が形成されており、通常はスプリング３７の付勢力により、図９に仮想線で示すように凹部３９が螺軸３２から離間する制限解除位置に後退している。図４に実線及び図５に仮想線で示すように、主軸１０が水平に倒伏する位置まで回転フレーム９が回転したとき、図９に実線で示すように可動ストッパ３５の内端突出部３５ａが基台フレーム７側のストッパ切り換え板３６上に乗り上げる。これにより、可動ストッパ３５がスプリング３７の付勢力に抗して揺動し、凹部３９が螺軸３２に嵌合してナット３３を受け止めるストローク制限位置に切り替えられる。すなわち、可動ストッパ３５は、ストローク制限位置と制限解除位置とに切り換え可能であって、アーム１１がワーク搬送装置側の位置にあるとき可動ストッパ３５を制限解除位置に切り替えると共に、アーム１１が工作機械側の位置にあるとき可動ストッパ３５をストローク制限位置に切り替える切り換え手段が、ストッパ切り換え板３６とスプリング３７とによって構成されている。

【００１１】なお、図１０に示すように可動ストッパ３５は、球面軸受３４を中心に螺軸３２と平行な方向にも若干の範囲内で揺動可能であって、スプリング３８により回転フレーム９から離間した位置に保持されている。ナット３３がこの可動ストッパ３５を押圧することにより、可動ストッパ３５はスプリング３８の付勢力に抗して回転フレーム９の側面に当接し、液圧シリンダユニット２０の押圧力を回転フレーム９で受け止めることができる。勿論、可動ストッパ３５を常に回転フレーム９の側面に摺接する状態に設けることもできる。

【００１２】主軸１０の回転駆動手段は、図７に示すように主軸１０の後端に固定されたピニオンギヤ４０と、主軸１０と一体に移動するプレート２２ａに図８に示すように取り付けられた液圧シリンダユニット４１と、ピニオンギヤ４０に咬合し且つ液圧シリンダユニット４１により昇降駆動されるラックギヤ４２とから構成されている。従って、液圧シリンダユニット４１によりラックギヤ４２を昇降駆動することによって、ピニオンギヤ４０を介して主軸１０を任意の角度範囲で正逆回転させることができる。勿論、主軸１０の軸心方向移動とは無関係に主軸１０を回転移動させることができる。

【００１３】ワーク把持手段１４、１５は、同一構造のものであって従来周知の構成を有している。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来のワーク受渡装置において、ストローク制限機構２８を液圧シリンダユニット２０に関連して設けたのは、以下の理由による。

【００１５】アーム１１が工作機械側の位置にあって、ワーク把持手段１４又は１５が工作機械１のワークチャック２に近付く時には、所定の位置でその前進を停止させる必要がある。ワーク把持手段１４又は１５が工作機械１のワークチャック２に当接した後もワーク把持手段１４又は１５が駆動されると、アーム１１及び／又は主軸１０が曲り、以後の正確な位置制御ができなくなるからである。

【００１６】一方、アーム１１がワーク搬送装置側の位置にあるときは、ワーク把持手段１４又は１５はワーク搬送装置３におけるワーク移動位置Ｂの真上において下向きとなる。このワーク移動位置Ｂにおいて、ワークパレット５の昇降テーブルが上下に移動し、ワークの排出又は摘み上げを所定の上昇位置で行えるようになっている。この上昇位置は、主軸１０がストローク端に位置した場合に相当する。即ち、主軸１０がストローク端に位置した時、ワーク把持手段１４又は１５が上昇位置に対しワークを排出又は上昇位置からワークを摘み上げることができる状態となっている。

【００１７】このように、アーム１１がワーク搬送装置側にあるときは、主軸１０をストローク端に位置させれば良いが、アーム１１が工作機械側の位置にある時は主軸１０を所定の位置で停止させる必要がある。

【００１８】かかる必要性のために、従来のワーク受渡装置においては、上述した緩衝構造２２、ストローク制限機構２８等の複雑且つ種々の付加的な機構が設けられており、従って製造コストも高い欠点があった。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上述した従来技術の課題を解決し、簡単且つ単純な構成によって、従って、安い製造コストで上述と同様の機能を果たすことができるようにしたワーク受渡装置を提供することである。

【００２０】本考案は、基台フレームに対し水平支軸の周りで回転可能な回転フレーム、水平支軸の軸心に対し直角向きで回転フレームに支承され且つ軸心方向の摺動と自転とが可能な主軸、主軸の先端部に直角向きに固定されたアーム、及びアームの先端に取り付けられたワーク把持手段から構成されたワーク受渡装置において、主軸は、復動気体シリンダによって軸方向に往復駆動されるようになっており、復動気体シリンダは、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックに近付く方向へはゆっくり且つ柔らかく当接するように低圧力で前進させ、一方、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックから遠ざかる方向へは素早く後退するように高い圧力で駆動するようになされたことを特徴とする。

【００２１】

【作用】

本考案に係るワーク受渡装置において、主軸の軸方向の往復運動は、復動気体シリンダによって行われている。従って、液圧シリンダのようにワーク把持手段が工作機械のワークチャックに当接した後に駆動しても、アーム及び／又は主軸を曲げるということがない。

【００２２】さらに、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックに近付く方向へは低圧力で前進させるため、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックにゆっくり且つ柔らかく当接する。このような当接位置が、工作機械における加工の基準位置となる。また、ワーク把持手段とワークチャックとの当接は、従来周知の検知手段により容易に且つ確実に検出することができ、従って、アーム及び／又は主軸を曲げてしまうといった大事に至る前に主軸の駆動を確実に停止することができる

【００２３】。

【実施例】

以下、図面を用いて本考案に係るワーク受渡装置について詳細に説明する。

【００２４】図１〜図３に、本考案に係るワーク受渡装置の一実施例が示されている。図示されているように、図１〜図３のワーク受渡装置は、基本的に、図４〜図１０の従来装置と同様の構成を有している。従って、従来装置と同様の構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。

【００２５】本考案に係るワーク受渡装置と従来装置との相違点は、主軸１０の軸方向の駆動機構の点である。

【００２６】本考案においては、主軸１０を軸方向に駆動する駆動手段は、復動エアシリンダ５０となっている。復動エアシリンダ５０には、２つのエアポート５１，５２が設置されている。第一のエアポート５１は、主軸１０を図５のＦ方向、即ち、ワーク把持手段１４又は１５を工作機械１のワークチャック２に近付ける場合及びワーク把持手段１４又は１５をワーク移動位置Ｂにおいて所定の上昇位置まで下降する場合に使用する。一方、第二のエアポート５２は、主軸１０を図５のＲ方向、即ち、ワーク把持手段１４又は１５を工作機械１のワークチャック２から離間する場合及びワーク把持手段１４又は１５をワーク移動位置Ｂにおいて所定の上昇位置から持ち上げる場合に使用する。

【００２７】第一及び第二のエアポート５１，５２は、それぞれ、図示されていないエア供給源及びエアの供給圧力及び供給速度を制御する制御手段に接続されている。そして、アーム１１が工作機械側にあって、ワーク把持手段１４又は１５が工作機械１のワークチャック２に近付く時、第一のエアポート５１には、低圧力のエアが低速度で供給される。これにより、ワーク把持手段１４又は１５は工作機械１のワークチャック２にゆっくり且つ柔らかく当接するように近付く。一方、アーム１１が工作機械側にあって、ワーク把持手段１４又は１５が工作機械１のワークチャック２から離間する時、第二のエアポート５２には、高圧力のエアが供給される。これにより、ワーク把持手段１４又は１５は工作機械１のワークチャック２から迅速に離間する。

【００２８】アーム１１がワーク搬送装置側にあるときは、前述のように、ワーク把持手段１４又は１５はワーク搬送装置３におけるワーク移動位置Ｂの真上において下向きとなる。ワーク把持手段１４又は１５は、図５の実線の位置とワークパレット５の昇降テーブルの上昇位置との間を昇降するが、主軸１０を図５のＦ方向に下降させる場合には、第一のエアポート５１に、低圧力のエアを低速度で供給し、一方、主軸１０を図５のＲ方向に上昇させる場合には、第二のエアポート５２に、高圧力のエアを供給する。主軸１０が図５のＦ方向に下降する場合には、重力の作用も加わるため、結局、ワーク把持手段１４又は１５は、図５の実線の位置とワークパレット５の昇降テーブルの上昇位置との間を比較的高速で昇降することができる。

【００２９】尚、本考案に係るワーク受渡装置においては、従来のワーク受渡装置のごとき緩衝構造２２、ストローク制限機構２８等の複雑且つ種々の付加的な機構は設けられていない。

【００３０】次に、本考案に係るワーク受渡装置の動作について説明する。

【００３１】図４の実線の位置にローディング用ワーク把持手段１４及びアンローディング用ワーク把持手段１５があり、工作機械１のワークチャック２に把持されたワークの加工が終ったとする。この状態において、ローディング用ワーク把持手段１４は、加工前ワークを把持しており、一方、アンローディング用ワーク把持手段１５は何も把持していない。

【００３２】初に、第一のエアポート５１に、低圧力のエアを低速度で供給する。これにより、アンローディング用ワーク把持手段１５は、工作機械１のワークチャック２にゆっくり且つ柔らかく当接するように近付く。アンローディング用ワーク把持手段１５が工作機械１のワークチャック２に当接した後、これを、図示されていない検知手段により検知して、主軸１０の前進を停止する。

【００３３】次に、アンローディング用ワーク把持手段１５により、加工済ワークを把持すると共に工作機械１のワークチャック２による把持を解除する。しかる後、第二のエアポート５２に高圧力のエアを供給し、アンローディング用ワーク把持手段１５を工作機械１のワークチャック２から迅速に離間させ、再び、図４の実線の位置に戻す。

【００３４】次に、エアモータ１６により旋回アーム１３を１８０度回転し、加工前ワークを把持しているローディング用ワーク把持手段１４が工作機械１のワークチャック２に相対する位置にくるようにする。第一のエアポート５１に、低圧力のエアを低速度で供給する。これにより、ローディング用ワーク把持手段１４は、工作機械１のワークチャック２にゆっくり且つ柔らかく当接するように近付く。ローディング用ワーク把持手段１４が工作機械１のワークチャック２に当接した後、これを、図示されていない検知手段により検知して、主軸１０の前進を停止する。図示された好ましい実施例においては、ローディング用ワーク把持手段１４が工作機械１のワークチャック２に当接したことを検知手段により検知するようにしたが、他の適当なタイミングを検知するようになすこともできる。例えば、ローディング用ワーク把持手段１４及びワークチャック２に関連して、精密に位置決めされた基準面をそれぞれ設けておき、それらの当接を検知するようにもできる。ワークの精密加工を行う必要があるような適用例に最適である。

【００３５】次に、ワークチャック２により加工前ワークを把持すると共にローディング用ワーク把持手段１４の把持を解除する。しかる後、第二のエアポート５２に高圧力のエアを供給し、ローディング用ワーク把持手段１４を工作機械１のワークチャック２から迅速に離間させ、再び、図４の実線の位置に戻す。

【００３６】次に、シリンダユニット４１を作動させて、ラックギヤ４２及びピニオンギヤ４０を介して主軸１０を約９０度回転し、図５の二点鎖線の位置に移動する。次に、シリンダユニット１８を作動させて、ラックギヤ１９及びピニオンギヤ１７を介して水平支軸８を約９０度回転し、図５の実線の位置に移動する。

【００３７】アーム１１がワーク搬送装置側にあるときは、ローディング用ワーク把持手段１４はワーク搬送装置３におけるワーク移動位置Ｂの真上において下向きとなっている。このワーク移動位置Ｂにあるワークパレット５の加工前ワークを積層した昇降テーブルを上下に移動し、最上部の加工前ワークを摘み上げることができるようにする。これと平行して、第一のエアポート５１に低圧力のエアを低速度で供給し主軸１０をストローク端に位置させる。この時、ローディング用ワーク把持手段１４は上昇位置に移動してきており、この高さにあるワークパレット５の最上部の加工前ワークを摘み上げる。

【００３８】次に、第二のエアポート５１に高圧力のエアを供給し、主軸１０を図５のＲ方向に上昇させ、再び、図５の実線の位置に戻す。

【００３９】次に、エアモータ１６により旋回アーム１３を１８０度回転し、アンローディング用ワーク把持手段１５がワーク移動位置Ｂの真上において下向きとなるようにする。同時に、ワークパレット５を水平の循環経路４に沿って回動させ、加工済ワークを積層したワークパレット５がワーク移動位置Ｂにくるようにする。しかる後、加工済ワークを積層した昇降テーブルを上下に移動し、最上部の加工済ワークの上にワークの排出ができるようにする。同時に、第一のエアポート５１に低圧力のエアを低速度で供給し主軸１０をストローク端に位置させる。この時、アンローディング用ワーク把持手段１５は上昇位置に移動してきており、この高さにあるワークパレット５の最上部の加工済ワークの上に把持していた加工済ワークを排出する。

【００４０】次に、第二のエアポート５２に高圧力のエアを供給し、主軸１０を図５のＲ方向に上昇させ、再び、図５の実線の位置に戻す。

【００４１】次に、シリンダユニット１８を作動させて、ラックギヤ１９及びピニオンギヤ１７を介して水平支軸８を前述と逆の方向に約９０度回転し、図５の二点鎖線の位置に移動する。次に、シリンダユニット４１を作動させて、ラックギヤ４２及びピニオンギヤ４０を介して主軸１０を前述と逆の方向に約９０度回転し、図４の実線の位置に移動する。

【００４２】この時、アンローディング用ワーク把持手段１５が工作機械１のワークチャック２に相対する位置に移動し、最初の状態に１サイクルして戻る。

【００４３】

【考案の効果】

本考案に係るワーク受渡装置において、主軸の軸方向の往復運動は、復動気体シリンダによって行われている。従って、液圧シリンダのようにワーク把持手段が工作機械のワークチャックに当接した後に駆動しても、直ぐにアーム及び／又は主軸を曲げるということがない。従って、常にアーム及び／又は主軸を、ひいては、アームに取り付けられるワーク把持手段を正確に位置制御することができる。

【００４４】さらに、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックに近付く方向へは低圧力で前進させるため、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックにゆっくり且つ柔らかく当接する。このような当接位置が、工作機械における加工の基準位置となる。これにより、ワークの加工精度を飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るワーク受渡装置の一実施例の一部
を切り欠いた要部正面図である。

【図２】図１に示されたワーク受渡装置の側面図であ
る。

【図３】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】従来のワーク受渡装置を含む加工システムの平
面図である。

【図５】図４に示されたワーク受渡装置の正面図であ
る。

【図６】図４に示されたワーク受渡装置の一部を切り欠
いた要部正面図である。

【図７】図６に示されたワーク受渡装置の右側面図であ
る。

【図８】図６のＹ−Ｙ線断面図である。

【図９】図６に示されたワーク受渡装置の左側面図であ
る。

【図１０】図６に示されたワーク受渡装置におけるシリ
ンダユニットのストローク制限機構を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１工作機械２ワークチャック７基台フレーム８水平支軸９回転フレーム１０主軸１１アーム５０復動気体シリンダ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基台フレームに対し水平支軸の周りで回
転可能な回転フレーム、水平支軸の軸心に対し直角向き
で回転フレームに支承され且つ軸心方向の摺動と自転と
が可能な主軸、主軸の先端部に直角向きに固定されたア
ーム、及びアームの先端に取り付けられたワーク把持手
段から構成されたワーク受渡装置において、前記主軸
は、復動気体シリンダによって軸方向に往復駆動される
ようになっており、前記復動気体シリンダは、ワーク把
持手段が工作機械のワークチャックに近付く方向へはゆ
っくり且つ柔らかく当接するように低圧力で前進させ、
一方、ワーク把持手段が工作機械のワークチャックから
遠ざかる方向へは素早く後退するように高い圧力で駆動
するようになされたことを特徴とするワーク受渡装置。
【請求項２】前記アームの先端に主軸と平行な軸心の
周りで回転可能に軸支しされた旋回アームと、そして、
この旋回アームの両端に取り付けられたローディング用
ワーク把持手段及びアンローディング用ワーク把持手段
とをさらに供えたことを特徴とするワーク受渡装置。