JPH0520844U - ワーク受渡装置 - Google Patents

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１ ３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１ ０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３ ５ａ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３ ２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１ ４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１ ０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１ ４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 (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。