JPH06155219A - ワーク交換装置を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの搬送軌跡における方向転換時のタイ
ムラグをなくして、ワークのローディングおよびアンロ
ーディングのサイクルタイムが短いワーク交換装置を備
えた工作機械を提供すること。 【構成】 工作機械１のワーク交換装置２０は、ワーク
受渡し位置Ａとワークチャッキング機構３との間でのワ
ーク８の搬送軌跡に対応する無縁軌道を構成する複数の
プーリ１０ａ〜１０ｃ，１３を有し、この無縁軌道に沿
って移動するベルト部材９に、ワークハンド機構４は、
ハンド機構支持部材５を介して接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸側のワ
ークチャッキング機構にワークをローディングまたはア
ンローディングするワーク交換装置を備えた工作機械に
関し、特に、そのワークハンド機構の移動機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＮＣ工作機械のなかには、そ
の主軸側のワークチャッキング機構に対して、未加工の
ワークをローディングする機構または加工済のワークを
アンローディングする機構を一体に装備したものがあ
る。図９は、これらの工作機械におけるワークの搬送軌
跡を示したものであり、この図においては、工作機械の
主軸の回転軸線をＹ軸とし、それに垂直な方向をＺ軸と
して説明する。ワーク１０２は、Ｙ軸方向とＺ軸方向に
それぞれ直進動作する第１および第２の直進アクチュエ
ータに接続されたハンド機構に保持されて、まず、Ｙ軸
方向に対する第１の直進アクチュエータの動作によりＡ
位置からＢ位置まで搬送される。そして、Ｂ位置におい
て、第１の直進アクチュエータからＺ軸方向に対する第
２の直進アクチュエータに動作を切り換えることによ
り、ワーク１０２はＢ位置からＣ位置まで移動する。し
かる後に、Ｃ位置において、第２の直進アクチュエータ
から第１のＹ軸方向の直進アクチュエータに動作を切り
換えることによって、Ｃ位置から主軸側のワークチャッ
キング機構１０１に対するワークのローディングを行
う。

【０００３】その後には、加工の妨げにならないよう
に、また、クーラントを浴びないように、上記のローデ
ィングと同じ軌跡を逆に描いて、ハンド機構は、ワーク
チャッキング機構１０１に対して主軸の基端側に退避す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの方向に対する第１
および第２の直進アクチュエータの動作を切り換えるこ
とで、ワーク１０２の搬送方向の転換を行っているた
め、直進アクチュエータの動作切り換え時には、動作中
の直進アクチュエータを停止させてから別の直進アクチ
ュエータを動作させることによるタイムラグが発生する
という問題がある。また、ワーク１０２の移動を搬送方
向の転換位置において停止状態にする必要があり、その
ためには、ワークの慣性力によって停止位置をオーバー
ランしないように、停止位置の近傍でその移動速度を弛
める動作やショックアブソーバーの配置などの対策が必
要なことから、ワークのローディングおよびアンローデ
ィングのサイクルタイムを短くできないという問題もあ
る。

【０００５】以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、ワ
ークの搬送経路における方向転換時のタイムラグをなく
して、ワークのローディングおよびアンローディングの
サイクルタイムが短いワーク交換装置を備えた工作機械
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るワーク交換装置を備えた工作機械にお
いて講じた手段を、図２に示す工作機械を例に以下に説
明する。本発明に係る工作機械１においては、各構成部
分の配置上の制約から、主軸２の側のワークチャッキン
グ機構３に対して離間した位置にワーク受渡し位置Ａが
設定されており、このワーク受渡し位置Ａとワークチャ
ッキング機構３との間でワーク８のローディングまたは
アンローディングをワークハンド機構４を介して行うワ
ーク交換装置２０において、ワーク受渡し位置Ａとワー
クチャッキング機構３との間でのワーク８の搬送軌跡に
対応する軌道を構成する複数のプーリ１０ａ〜１０ｃお
よび大径プーリー１３（回転部材）を有し、この無縁軌
道に沿って移動するベルト部材９に、ワークハンド機構
４がハンド機構支持部材５を介して接続することに特徴
を有する。

【０００７】ここで、ワーク受渡し位置Ａおよび軌道
は、ワークチャッキング機構３に対して主軸２の基端側
に設定されていることが望ましい。

【０００８】

【作用】本発明に係るワーク交換装置を備えた工作機械
の作用を、図２に示す工作機械１において、ワーク受渡
し位置Ａから未加工のワーク８をワークチャッキング機
構３にローディングする場合を例に説明する。

【０００９】まず、搬送された未加工のワーク８は、ワ
ーク受渡し位置Ａでワークハンド機構４に把持される。
つぎに、タイミングベルト９（ベルト部材）は、ワーク
受渡し位置Ａから＋Ｙの方向に移動を始め、このタイミ
ングベルト９に固定されたハンド機構支持部材５は、そ
の支持部５ａがＢ位置に至るまでの間においては＋Ｙの
方向に移動した後に、Ｂ位置からＣ位置の間においてタ
イミングベルト９のコーナーＲに倣って＋Ｙの方向およ
び−Ｚの方向に移動し、その後に、Ｃ位置からＤ位置の
間においては−Ｚの方向に移動する。そして、Ｄ位置か
らＥ位置の間において、タイミングベルト９のコーナー
Ｒに倣って−Ｙの方向および＋Ｚの方向に移動する。こ
こで、支持部５ａがＥ位置に位置するとき、未加工のワ
ーク８は、ワークチャッキング機構３の中心軸線上にあ
って、Ｙ軸方向に対してワークチャッキング機構３と離
間したところに位置している。そして、支持部５ａがＥ
位置からＦ位置まで移動することで、ワーク８は、ワー
クチャッキング機構３にローディングされる。

【００１０】このように、本発明に係るワーク交換装置
においては、ハンド機構支持部材５をタイミングベルト
９に沿って移動するように構成して、ワーク８の搬送軌
跡におけるＹ軸方向とＺ軸方向の方向転換を一連の流れ
で可能としているため、その方向転換時におけるタイム
ラグがなく、また、ワーク８の搬送軌跡のいずれの位置
においても、その搬送速度を減速する必要がなく、ショ
ックアブソーバーなども不要である。

【００１１】

【実施例】つぎに、添付図面に基づいて、本発明の実施
例について説明する。

【００１２】〔実施例１〕図２は、本発明の実施例１に
係るワーク交換装置を搭載した工作機械の概略を示す斜
視図である。この図において、主軸２の先端側にはワー
クチャッキング装置３が位置しており、このワークチャ
ッキング装置３と対面する位置には、複数の異なるツー
ル２５をストックしてこのなかからワーク８に施す加工
に適したものを選択可能なタレット２４がある。主軸２
の基端側の上方には、ワークを搬送するインコンベア１
５ａが、工作機械１の外部の未加工ワーク供給部（図示
せず。）から工作機械１の内部に向かって設けられてい
る。なお、ワークチャッキング装置３の基端側上方に
は、内部の構成部材を加工エリアから遮断し、ワークの
ローディング、アンローディング時に開放状態になるカ
バー１９がある。また、工作機械１の前面側には、作業
者が数値入力などの操作を行う入力部を備えて工作機械
１の各機構の動作を制御するＮＣ制御部２３が設けられ
ている。さらに、ワークチャッキング装置３とタレット
２４を含む加工エリアの前面側は、加工の確認やツール
の交換のために加工エリアを外部に対して遮蔽、開放す
るスライドカバー２６が主軸２の軸線方向に移動可能に
なっている。

【００１３】図２、図３および図４は、それぞれ本例の
工作機械に搭載されたワーク交換装置の構成を示す概略
構成図であって、このうち、図２は、互いに直交するＸ
軸、Ｙ軸およびＺ軸のうち、Ｙ軸方向に工作機械の主軸
２の回転軸線ＬがあるとしたときにおけるＸ軸方向から
の側面図であり、図３は、このＹ軸方向からみた正面
図、図４は、このＺ軸方向からみた平面図である。

【００１４】これらの図において、互いに直交するＸ
軸、Ｙ軸およびＺ軸のうち、Ｙ軸方向においては、主軸
２の側のワークチャッキング機構３の開口部が向く方
向、すなわち、図２に向かって右側を＋Ｙ、主軸２の基
端側、すなわち、図２に向かって左側を−Ｙにしてあ
る。これに対して、Ｙ軸に対して垂直なＸ軸およびＺ軸
のうち、工作機械１の垂直方向をＺ軸としてあり、この
Ｚ軸方向において、工作機械１の上方、すなわち、図２
に向かって上の方向を＋Ｚ、工作機械１の下方、すなわ
ち、図２に向かって下の方向を−Ｚにしてある。また、
工作機械１の水平方向をＸ軸としてあり、このＸ軸方向
において、工作機械１の左方、すなわち、図３に向かっ
て左の方向を−Ｘ、工作機械１の右方、すなわち、図３
に向かって右の方向を＋Ｘにしてある。

【００１５】次に、本例のワーク交換装置の構成を説明
する。本例の工作機械１の−Ｙの方向であって回転軸線
Ｌの上方位置には、ワーク８を、未加工ワーク供給部か
ら工作機械１内部の反転ハンド１６に受け渡す位置まで
搬送するインコンベア１５ａがある。また、加工済のワ
ーク８を工作機械１の内部から次工程の加工済ワーク受
取部（図示せず。）に搬送するアウトコンベア１５ｂ
が、このインコンベア１５ａに対し＋Ｘの方向に並行し
て設けられている。反転ハンド１６は、ワーク８を把持
した状態と開放した状態とに切り換え可能な構造になっ
ており、この反転ハンド１６は、リアベット２２のレー
ル１８ｄ上をＹ軸方向にスライド移動するガイドブロッ
ク１８ａに対してＸ軸方向において連結軸１８ｂを介し
て連結され、これらの反転ハンド１６およびガイドブロ
ック１８ａなどによってワークの反転機構１８が構成さ
れている。この反転機構１８に対して−Ｙの側におい
て、基端側を固定されたシリンダ１７は、このガイドブ
ロック１８ａの上面から上方に突出したレバーにピンな
どの連結部材を介して接続されている。

【００１６】また、主軸２の基端側において、ＸＹ面に
対して垂直面を形成するフロントベット２１の側面に
は、主軸２の回転軸線Ｌの上方側に、回転軸線がＸ方向
のプーリー１０ａと、回転軸線Ｌの下方側にプーリー１
０ａの回転軸線のＹ方向における位置を同じくするプー
リー１０ｂと、同じく下方側にプーリー１０ｂの回転軸
線にＺ方向における位置を同じくするプーリー１０ｃと
があり、さらに、回転軸線Ｌの上方側には、同じく回転
軸線がＸ方向の大径プーリー１３と、この大径プーリー
１３と回転軸線を共にして固定されたピニオンギヤ１２
とがある。さらに、これらのプーリー１０ａ〜１０ｃと
大径プーリー１３の外周側にわたって無縁軌道を規定さ
れたタイミングベルト９がある。また、ピニオンギヤ１
２と噛み合うラックギヤ１１ｂは、駆動モータ（図示せ
ず）からの駆動トルクを伝達するギヤ１１ａに噛み合っ
て駆動源１１を構成している。

【００１７】ここで、タイミングベルト９の軌道の内側
において、フロントベット２１の側面には、スライド方
向をＹ軸方向に対して平行になるように配置されたガイ
ドロッド１４が並列配置されて固定されている。ここ
で、ガイドベース６は、ガイドロッド１４をガイドとし
て外力が与えられたときにＹ軸方向にスライド可能なガ
イドブロック６ａと、そのスライド方向に対して直交す
る方向、すなわち、Ｚ軸方向にスライド方向を有するガ
イドロッド６ｂとを備えている。したがって、ガイドベ
ース６は、ガイドブロック６ａを介してガイドロッド１
４に沿ってＹ軸方向（矢印＋Ｙの方向および−Ｙの方
向）に移動可能になっている。

【００１８】ここで、ガイドロッド６ｂに接続された状
態で、ハンド機構支持部材５は、タイミングベルト９に
連結されている。このハンド機構支持部材５は、ガイド
ベース６のガイドロッド６ｂをガイドとしてＺ軸方向に
移動可能なガイドブロック５ｃと、タイミングベルト９
の軌道面９ａに常時接するように固定された支持部５ａ
と、この支持部５ａを固定する支持脚５ｂと、この支持
脚５ｂを固定して、ガイドブロック５ｃから＋Ｙの方向
に突出して形成されたアーム部５ｄと、このアーム部５
ｄの先端側で＋Ｘ方向に突出するように形成されたワー
クハンド機構保持部５ｅとで構成され、ワークハンド機
構保持部５ｅには、ワーク８が把持されるワークハンド
機構４が接続されている。ハンド機構支持部材５は、Ｙ
軸方向に移動可能なガイドベース６のガイドロッド６ｂ
を介してＺ軸方向（矢印＋Ｚの方向および−Ｚの方向）
に移動が可能であることと、タイミングベルト９の軌道
面に常時接していることから、タイミングベルト９の軌
道に沿ってＹ軸方向およびＺ軸方向のいずれの方向に対
しても移動可能である。ここで、タイミングベルト９の
軌道のうち、そのコーナー部分に相当するＢ，Ｃ位置お
よびＤ，Ｅ位置には、支持部５ａの移動軌跡の外周側に
ガイドレール５５ａ，５５ｂが設けられており、タイミ
ングベルト９の移動にともなって、ハンド機構支持部材
５がＢ，Ｃ位置またはＤ，Ｅ位置を通過するとき、ハン
ド機構支持部材５に対して大きな遠心力が作用しても、
支持部５ａの外周側がガイドレール５５ａ，５５ｂの内
側を倣うため、ハンド機構支持部材５がＢ，Ｃ位置また
はＤ，Ｅ位置において軌道から脱落することがないよう
になっている。

【００１９】また、ワークハンド機構４は、インコンベ
ア１５ａから搬送される未加工のワーク８を把持した状
態と開放した状態とに切り換え可能なインハンド４ａ
と、このインハンド４ａと同じ構造であってワークチャ
ッキング装置３から加工済のワーク８を受け取るアウト
ハンド４ｂとを有し、これらのインハンド４ａおよびア
ウトハンド４ｂを保持するベース４ｃが支持軸４ｄを介
してワークハンド機構保持部５ｅに取り付けられてい
る。また、インハンド４ａおよびアウトハンド４ｂを動
作させるシリンダ７は、ワークハンド機構保持部５ｅに
基端側を固定されており、その先端側のシリンダロッド
には軸穴が形成されてこの軸穴に挿入された連結ピンを
介して、ベース４ｃの上方に形成された連結部４ｅに接
続されている。したがって、ワークハンド機構４は、シ
リンダ７の動作により、支持軸４ｄを中心として−Ｘの
方向と＋Ｘの方向とに揺動可能になっている。

【００２０】このような構成のワーク交換装置２０を備
えた工作機械１において、各機構の動作手順は、そのＮ
Ｃ制御部２３のＣＰＵに予め格納されているプログラム
に基づいて行われ、その動作の一例を以下説明する。
尚、図２、図３および図４においては、加工済のワーク
８がワークチャッキング装置３に保持されている状態に
あって、ワークハンド機構４には、未加工のワーク８が
把持されている状態にある。

【００２１】まず、工作機械１の外部に位置するワーク
供給部（図示せず。）からインコンベア１５ａによって
工作機械１の内部に搬送された未加工のワーク８は、反
転ハンド１６に把持される。つぎに、シリンダ１７が、
ガイドブロック１８ａのレバーを＋Ｙの方向に押すよう
に動作して、反転ハンド１６に保持されたワーク８は、
その姿勢を連結軸１８ｂを移動中心として＋Ｙの方向に
向けて９０°転換される。さらに、シリンダ１７を＋Ｙ
の方向に動作させると、ガイドブロック１８ａは、ガイ
ドロッド１８ｄ上を＋Ｙの方向に移動することにより、
反転ハンド１６に保持されているワーク８は、ワーク受
渡し位置Ａまで搬送されて、ワークハンド機構４のイン
ハンド４ａに把持される。この状態で、反転ハンド１６
は、ワーク８をインハンド４ａに受け渡すべく開放した
後に、シリンダ１７が−Ｙの方向に動作することで初期
の位置に戻り、次の未加工のワーク８を受取り可能な状
態で待機する。

【００２２】続いて、タイミングベルト９に対する時計
方向（ＣＷ）の駆動トルクがギヤ１１ａおよびラックギ
ヤ１１ｂを介してピニオンギヤ１１に伝達されると、タ
イミングベルト９は、時計方向（ＣＷ）に移動を始め、
同時に、ワークハンド機構４を支持するハンド機構支持
部材５は、タイミングベルト９とともに＋Ｙの方向に移
動を始める。そして、ハンド機構支持部材５は、タイミ
ングベルト９上に固定されたハンド機構支持部材５の支
持部５ａがＢ位置に至るまでの間においては＋Ｙの方向
に移動し、それ以降、Ｂ位置からＣ位置の間においては
タイミングベルト９のコーナーＲに倣って＋Ｙの方向お
よび−Ｚの方向に移動し、Ｃ位置からＤ位置の間におい
ては−Ｚの方向に、そして、Ｄ位置からＥ位置の間にお
いてはタイミングベルト９のコーナーＲに倣って−Ｙの
方向および−Ｚの方向に移動する。このため、支持部５
ａがＥ位置にあるとき、加工済のワーク８を把持するア
ウトハンド４ｂは、図５に示すように、その把持中心が
Ｘ軸方向とＺ軸方向のいずれの方向においてもワークチ
ャッキング装置３の軸中心Ｓに一致する位置にあって、
Ｙ軸方向に対してはワークチャッキング装置３から離間
した位置にある。一方、インハンド４ａに把持された未
加工のワーク８は、ワークチャッキング装置３の軸中心
Ｓに対してそのＺ軸座標が一致しており、Ｘ軸方向とＹ
軸方向において、ワークチャッキング装置３に干渉しな
いところに位置している。

【００２３】この状態から、支持部５ａがＥ位置からＦ
位置まで移動すると、アウトハンド４ｂは、ワークチャ
ッキング装置３に保持された加工済ワーク８を把持した
後に、ワークチャッキング装置３がワーク８を開放する
ことでワーク８の受け渡しがされる。そして、タイミン
グベルト９に対する反時計方向（ＣＣＷ）の駆動トルク
がピニオンギヤ１２を介して伝達されて、タイミングベ
ルト９が移動を始めるのにともなって、支持部５ａがＦ
位置からＥ位置まで戻って、加工済のワーク８は、ワー
クチャッキング装置３からアンローディングされる。

【００２４】この状態から、図６に示すように、シリン
ダ７を−Ｘの方向に動作させると、ワークハンド機構４
が支持軸４ｄを介して＋Ｘの方向に揺動することから、
インハンド４ａに把持された未加工のワーク８は、ワー
クチャッキング装置３の軸中心Ｓに対して同一Ｙ軸線上
に移動する。そして、再び、タイミングベルト９を時計
方向（矢印ＣＷの方向）に移動することにより、未加工
のワーク８は、ワークチャッキング装置３にローディン
グされる。

【００２５】この後、タイミングベルト９が反時計方向
（矢印ＣＣＷの方向）に移動する過程において、ワーク
ハンド機構４は、シリンダ７によって揺動姿勢を初期の
状態に戻しながらワーク受け渡し位置Ａまで移動し、ア
ウトハンド４ｂに把持された加工済ワーク８は、アウト
コンベア１５ｂに受け渡されて工作機械１から排出され
る。

【００２６】以上のとおり、本例のワーク交換装置２０
を備える工作機械１においては、インハンド４ａおよび
アウトハンド４ｂ（ワークハンド機構４）が接続された
ハンド機構支持部材５をタイミングベルト９によって移
動可能に構成して、ワークの搬送軌跡におけるＹ軸方向
の搬送とＺ軸方向の搬送とを一連の流れで可能としてい
るため、その方向転換時におけるタイムラグがなく、ま
た、ワークの搬送軌跡のいずれの位置においてもその搬
送速度を減速する必要がない。

【００２７】また、ワークの搬送範囲が広い場合におい
て、シリンダ機構などを採用すると、搬送軌跡の複雑化
にともなって、シリンダなどの数を増やす必要があるた
め、工作機械１の小型化が阻害されるのに対して、本例
のワーク交換装置２０を備える工作機械１においては、
プーリー１０ａ〜１０ｃおよび大径プーリー１３の配置
のみによって、無縁軌道を自由に設定でき、この設定の
みによってワークの搬送軌跡に容易に対応することがで
きるので、工作機械１の小型化にも有利である。それ
故、ワーク受渡し位置Ａおよび軌道をワークチャッキン
グ装置３に対して主軸２の基端側に配置することもで
き、ワークチャッキング装置３の開口側、すなわち、加
工エリアのスペースを広く確保することができる。

【００２８】さらに、タイミングベルト９の軌道のう
ち、コーナー部分に相当するＢ，Ｃ位置およびＤ，Ｅ位
置には、そこをハンド機構支持部材５が通過するときに
支持部５ａの外周側が倣うガイドレール５５ａ，５５ｂ
を有するため、ハンド機構支持部材５がＢ，Ｃ位置また
はＤ，Ｅ位置において軌道から脱落することがないの
で、そこを高速度で通過させることが可能であって減速
する必要がない。

【００２９】また、未加工と加工済のそれぞれのワーク
専用のハンドを備えたワークハンド機構４が、ワークチ
ャッキング装置３の近傍において揺動することでワーク
のローディングとアンローディングを行うことから、ワ
ークのローディングおよびアンローディングのサイクル
タイムを短くできる。

【００３０】〔実施例２〕図７および図８には、本発明
の実施例２に係るワーク交換装置を備えた工作機械の構
成を示してあり、そのうち、図７は、本例に係るワーク
交換装置をＹ軸方向からみた正面図、図８は、このワー
ク交換装置における無縁軌道の設置位置方向からみた矢
視図である。尚、本例のワーク交換装置の特徴点は、無
縁軌道の設定と、ワークハンド機構の構造にあって、そ
の他の構造は実施例１と同様になっているので、対応す
る部分には同符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。

【００３１】これらの図において、インコンベア１５ａ
は、ワークチャッキング装置３に対して上方側に位置
し、アウトコンベア１５ｂは、その下方側に位置してい
る。また、リアベット２２はＸ軸方向（水平方向）に対
して傾きを有して形成されており、タイミングベルト９
が構成する無縁軌道は、このリアベット２２の上面に対
して平行、すなわち傾きを有している。

【００３２】ここで、未加工ワーク専用のインハンド４
ａを備えたワークハンド機構４は、タイミングベルト９
に支持部５ａを固定されたハンド機構支持部材５に支持
されており、また、ハンド機構支持部材５のガイドブロ
ック５ｃに対してガイドベース６のガイドロッド６ｂ、
ガイドベース６のガイドブロック６ａに対してリアベッ
ト２２の上面に設置されたガイドロッド１４とによっ
て、タイミングベルト９の軌道に沿って移動することが
できる。

【００３３】一方、加工済のワーク８専用のアウトハン
ド４ｂを備えたアンローディング機構３０は、ハンドア
ーム３０ａの基端側におけるシリンダー３０ｂの推力を
伝達するラックギヤ３０ｃおよびギヤ３０ｄによって、
支持軸３０ｅを介して、アウトコンベア１５ｂにワーク
８を受け渡す位置とワークチャッキング装置３近傍位置
との間を揺動可能になっている。また、このアンローデ
ィング機構３０は、アウトハンド４ｂとワークチャッキ
ング装置３に保持されているワーク８とのＹ軸方向にお
ける接触を回避するため、アウトハンド４ｂをＹ軸方向
に直線移動可能なＹ軸方向移動機構を備えている。

【００３４】このような構成のワーク交換装置１０を備
えた工作機械１において、インハンド４ａに把持された
未加工のワーク８は、タイミングベルト９に対する時計
方向（矢印ＣＷの方向）の駆動トルクによって回転を行
うタイミングベルト９の軌道に従って、図７に示すよう
に、ワーク受渡し位置Ａとワークチャッキング装置３と
を結ぶ軌跡を描いて、ワークチャッキング装置３にロー
ディングされる。その後に、ワークハンド機構４は、ワ
ーク受渡し位置Ａに退避して次のワーク８を受取り可能
な状態で待機する。

【００３５】また、加工が終了すると、駆動トルクが伝
達されたハンドアーム３０ａが支持軸３０ｅを介してワ
ークチャッキング装置３まで移動して、Ｙ軸方向移動機
構によりアウトハンド４ｂを−Ｙの方向に移動させて、
ワーク８のアンローディングを行う。そして、ワーク８
は、ハンドアーム３０ａからアウトコンベア１５ｂに受
け渡される。

【００３６】このように、本例のワーク交換装置１０を
備えた工作機械１においては、ワークのローディングと
アンローディングをそれぞれ専用の機構で行って、イン
ハンドとアウトハンドの一方を、ワークチャッキング装
置３に対峙するように切り換える揺動機構を省くことに
より、ローディングの１サイクルは、タイミングベルト
９を一定の範囲で正転および逆転を一度ずつ行うだけ
で、ワークのローディングを行うことができる。ここ
で、インハンド４ａをタイミングベルト９によって移動
可能に構成して、Ｙ軸方向のワークの搬送とＺ軸方向の
ワークの搬送とを一連の流れで可能としているため、そ
の方向転換時におけるタイムラグがなく、また、ワーク
の搬送軌跡のいずれの位置においてもその搬送速度を減
速する必要がない。しかも、無縁軌道の設定のみによっ
てワークの搬送軌跡に容易に対応することができるの
で、工作機械１の小型化にも有利である。それ故、ワー
ク受渡し位置Ａおよび軌道をワークチャッキング装置３
に対して主軸２の基端側に配置して、加工エリアのスペ
ースを広く確保することができる。

【００３７】また、無縁軌道を構成するタイミングベル
ト９が、水平方向に対して傾きを持ち、ワークの搬送軌
跡がこの傾きに平行であって、工作機械１の内部空間を
有効に利用していることから、工作機械１の小型化が実
現できる。さらに、インコンベアとアウトコンベアのＸ
軸上の座標位置を一致させることも可能であるため、こ
の工作機械を介したラインの構成を容易にすることがで
きる。

【００３８】なお、上記の実施例において、無縁軌道を
構成するベルト部材にタイミングベルト９を採用した
が、これに限らず、与えられた駆動トルクの方向に従っ
て移動可能なもの、たとえば、スプロケットによって駆
動されるチェーンなどを用いてもよい。また、反転ハン
ド１６のワーク受け渡し位置Ａへの移動と初期の位置へ
の復帰をともにシリンダ１７を用いて行ったが、図４に
破線で示すように、圧縮コイルバネ１１７などによって
初期位置への復帰が可能な構成にしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係るワーク交換
装置を備えた工作機械においては、ワークの搬送軌跡に
対応するように配置した回転部材によって軌道を構成
し、この軌道に沿って移動するチェーンベルトやタイミ
ングベルトなどのベルト部材に対して、ハンド機構支持
部材が接続されていることに特徴を有する。従って、本
発明によれば、ワークの搬送における方向転換を一連の
流れで行なえるため、その方向転換時におけるタイムラ
グがなく、また、方向転換するときに不必要な減速を行
う必要がない。

【００４０】また、ワークの搬送範囲が広い場合にシリ
ンダ機構などを採用すると、搬送軌跡の複雑化にともな
って、シリンダなどの数を増やす必要があるため、工作
機械の小型化が阻害されるのに対して、本発明において
は、回転部材の配置によって軌道を自由に設定できるの
で、ワークの搬送経路にかかわらず、必要な部材が少な
いので、工作機械の小型化にも有利である。それ故、ワ
ーク受渡し位置および軌道をワークチャッキング機構に
対して主軸の基端側に配置することもでき、ワークチャ
ッキング機構の開口側に加工エリアを広く確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１に係るワーク交換装
置を備えた工作機械の概略を示す斜視図である。

【図２】図２は、本例のワーク交換装置の構成を示す側
面図である。

【図３】図３は、本例のワーク交換装置の構成を示す正
面図である。

【図４】図４は、本例のワーク交換装置の構成を示す平
面図である。

【図５】図５は、同装置におけるアウトハンドがワーク
チャッキング装置に対峙した状態を示す正面図である。

【図６】図６は、同装置におけるインハンドがワークチ
ャッキング装置に対峙した状態を示す正面図である。

【図７】図７は、本発明の実施例２に係るワーク交換装
置を備えた工作機械の構成を示す正面図である。

【図８】図８は、同装置における無縁軌道の設置位置方
向からみた矢視図である。

【図９】図９は、従来のワーク交換装置におけるワーク
の搬送軌跡を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・工作機械 ２・・・主軸 ３・・・ワークチャッキング装置 ４・・・ワークハンド機構 ４ａ・・インハンド ４ｂ・・アウトハンド ５・・・ハンド機構支持部材 ５ａ・・支持部 ５ｂ・・支持脚 ５ｃ・・ガイドブロック ５ｄ・・アーム部 ５ｅ・・ワークハンド機構保持部 ６・・・ガイドベース ６ａ・・ガイドブロック ６ｂ・・ガイドロッド ７・・・シリンダ ８・・・ワーク ９・・・タイミングベルト ９ａ・・軌道面 １０ａ〜１０ｃ・・プーリー（回転部材） １１・・・Ｙ軸方向送り機構 １３・・・大径プーリー（回転部材） １４・・・ガイドロッド １５ａ・・インコンベア １５ｂ・・アウトコンベア １６・・・反転アーム １７・・・シリンダ １８・・・反転機構 １８ａ・・ガイドブロック １８ｃ・・反転レバー １８ｄ・・レール ２０・・・ワーク交換装置 ２３・・・ＮＣ制御部 ５５ａ，５５ｂ・・・ガイドレール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前記主軸側のワークチャッキング機構
   と、このワークチャッキング機構に対して離間した位置
   に設定されたワーク受渡し位置との間でワークのローデ
   ィングおよびアンローディングのうちの少なくとも一方
   の動作をワークハンド機構を介して行うワーク交換装置
   を備えた工作機械において、前記ワーク受渡し位置と前
   記ワークチャッキング機構との間でのワークの搬送軌跡
   に対応する軌道を構成する複数の回転部材を有し、前記
   軌道に沿って移動するベルト部材に、前記ワークハンド
   機構がハンド機構支持部材を介して接続されていること
   を特徴とするワーク交換装置を備えた工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ワーク受渡し位
   置および前記軌道は、前記ワークチャッキング機構に対
   して前記主軸の基端側に設定されていることを特徴とす
   るワーク交換装置を備えた工作機械。