JPH06304838A - ワーク排出装置を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型の工作機械や多軸の工作機械にも搭載可
能な小型のワーク排出装置を提供すること。 【構成】 ワーク排出装置１０は、ワーク受け部２０が
ワーク受け取り位置ＰＡでワークＷを受け取ると、駆動
源５０によって駆動されてワーク受け部２０を排出位置
ＰＢまで旋回させる位置切換機構３０と、その回転体３
１が回転したときに、カム機構４１の摺動ピン４１１の
変位に基づいてリンク機構４２がワーク受け部２０の姿
勢を変える姿勢切換機構４０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工済のワークを受け
取って所定の位置で排出するワーク排出装置を備えた工
作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工済のワークを主軸から受け取って所
定の位置で排出する工作機械のワーク排出装置では、ワ
ークを受け取ったワーク受け部をそこからワークの排出
位置まで移動させる動作と、ワークの受け取り位置にお
けるワーク受け部の姿勢をワークの排出位置で反転させ
てワークを排出可能にする動作とを行う必要がある。こ
のため、従来のワーク排出装置には、各動作を行うため
の複数の機構系と、各機構系を個別に駆動する複数の駆
動源とを設けてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワーク排出装置には、各機構系毎に駆動源を設けてある
ため、駆動源の占めるスペースが大きいので、ワーク排
出装置を小型の工作機械に設けることができないという
問題点がある。また、多軸の工作機械においては、主軸
同士が対向し合っているため、ワーク排出装置を配置可
能なスペースが特に狭いため、従来のワーク排出装置の
ままでは搭載できないという問題点がある。

【０００４】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
小型の工作機械や多軸の工作機械にも搭載可能な小型の
ワーク排出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、図２および図３に示すように、
所定のワーク受け取り位置ＰＡでワークＷを受け取った
ワーク受け部２０を所定の排出位置ＰＢまで移動させて
そこでワークＷを排出するワーク排出装置１０を備えた
工作機械１に対し、ワーク排出装置１０には、ワーク受
け部２０の位置をワークの受け取り位置ＰＡと排出位置
ＰＢとの間で切り換える位置切換機構３０（図２には矢
印Ａおよび矢印Ｂで示す。）と、この位置切換機構３０
と同じ駆動源５０によって駆動され、ワーク受け部２０
の姿勢を受け取り位置ＰＡではワークを受け取り可能な
受け取り姿勢（図２に実線で示す姿勢）にし、排出位置
ＰＢではワークＷを放出可能な排出姿勢（図２に破線で
示す姿勢）に切り換える姿勢切換機構４０（図２には矢
印Ｃおよび矢印Ｄで示す。）とを設けてある。

【０００６】本発明においては、位置切換機構３０に、
駆動源５０からの駆動力により回転してワーク受け部２
０を少なくとも受け取り位置ＰＡから排出位置ＰＢまで
の範囲を旋回させてその位置を切り換える回転体３１を
設け、姿勢切換機構４０には、従動節（摺動ピン４１
１）が回転体３１の側に設けられたカム機構４１と、回
転体３１上において、回転体３１の回転によって生じる
従動節（摺動ピン４１１）の変位に基づいてワーク受け
部２０を回転させてその姿勢を受け取り姿勢と排出姿勢
との間で切り換えるリンク機構４２とを設けることが好
ましい。この場合には、リンク機構４２がワーク受け部
２０を水平な回転中心軸線の回りに所定寸法の回転半径
もって旋回させることによって、ワーク排出位置ＰＢを
受け取り位置ＰＡより高い位置に設定することが好まし
い。ここで、カム機構４１の固定節としては、回転体３
１の内側に配置した筒形カム４１２などを採用できる。

【０００７】このようなワーク排出装置１０は、小型化
が容易であるため、図１に示すような対向する２つの主
軸、メインスピンドルＭＳＰおよびサブスピンドルＳＳ
Ｐを備える工作機械１に搭載するのに適している。

【０００８】

【作用】本発明に係る工作機械１において、ワーク排出
装置１０のワーク受け部２０が、図２に実線で示すよう
に、ワーク受け取り位置ＰＡでサブスピンドルＳＳＰか
らワークＷを受け取ると、駆動源５０が位置切換機構３
０を駆動してワーク受け部２０を排出位置ＰＢまで移動
させる。また、駆動源５０は、姿勢切換機構４０を駆動
してワーク受け部２０を回転させてワークＷを放出可能
な姿勢にする。すなわち、駆動源５０が位置切換機構３
０および姿勢切換機構４０のいずれをも駆動する。この
ため、ワーク排出装置１０を小型できる。また、ワーク
受け部２０の位置および姿勢を切り換えるのに、駆動源
５０のみを制御すればよい。

【０００９】また、位置切換機構３０にワーク受け部２
０を旋回させる回転体３１を設け、回転体３１の回転に
よって生じる摺動ピン４１１（従動節）の変位に基づい
てリンク機構４２がワーク受け部２０を回転させる姿勢
切換機構４０を採用した場合には、位置の切り換えに姿
勢の切り換えが確実に連動し、その制御が容易である。

【００１０】

【実施例】次に、図面に基づいて、本発明の実施例に係
るワーク排出装置を備える工作機械を説明する。

【００１１】図１は、本例の工作機械の基本的な構成を
示す概略構成図、図２は、そのワーク排出装置の動作を
模式的に示す説明図、図３は、そのワーク受け部の位置
切換機構および姿勢切換機構の構成を模式的に示す説明
図である。図４は、本例の工作機械のワーク排出装置の
構成を示す正面断面図、図５は、その平面断面図、図６
は、そのセンターシャフト周囲の側面断面図である。

【００１２】本例の工作機械１は、図１に示すように、
メインモータ２によって回転するメインスピンドルＭＳ
Ｐと、サブスピンドルＳＳＰを有し、いずれのスピンド
ルもＺ軸方向に移動可能である。メインスピンドルＭＳ
ＰおよびサブスピンドルＳＳＰの側方位置にはメインタ
レット３を有し、そこに取り付けた工具によってワーク
Ｗを加工可能である。さらに、工作機械１は、メインス
ピンドルＭＳＰに対するガイドブシュ５およびそれを駆
動するサーボモータ４を有するため、加工エリアが狭
く、ガイドブシュ５とサブスピンドルＳＳＰとの距離が
約１６０ｍｍと比較的狭い。

【００１３】本例の工作機械１は、図２および図３に示
すように、狭い加工エリアに、メインスピンドルＭＳＰ
およびサブスピンドルＳＳＰで加工されたワークＷをシ
ュート６に排出するための小型のワーク排出装置１０を
有し、メインスピンドルＭＳＰまたはサブスピンドルＳ
ＳＰの下方位置がワーク排出装置１０のワークの受け取
り位置ＰＡである。また、シュート６の上方位置がワー
クの排出位置ＰＢである。ワーク排出装置１０のワーク
受け部２０は、バケット状であって、その開口を上方に
向けた姿勢でワークＷを受け取り、開口を側方に向けた
姿勢でワークＷを放出可能である。このため、ワーク排
出装置１０は、矢印Ａまたは矢印Ｂで示すように、ワー
ク受け部２０を旋回させて、その位置をワークの受け取
り位置ＰＡと排出位置ＰＢとの間で切り換える位置切換
機構３０と、矢印Ｃまたは矢印Ｄで示すように、ワーク
受け部２０を回転させて、その姿勢を受け取り位置ＰＡ
ではワークを受け取り可能な受け取り姿勢（図２に実線
で示す姿勢）にし、排出位置ＰＢではワークを放出可能
な排出姿勢（図２に破線で示す姿勢）に切り換える姿勢
切換機構４０とを有する。

【００１４】本例では、姿勢切換機構４０および位置切
換機構３０は、いずれも、１本のエアシリンダ５１とラ
ック５２とを備える駆動源５０によって駆動される。

【００１５】位置切換機構３０は、図４ないし図６に示
すように、駆動源５０からの駆動力をラック５２を介し
て伝達されるギヤ３２と、このギヤ３２にボルト止めさ
れたスリーブ３３と、スリーブ３３を取り囲む状態で端
部同士がボルト止めされてスリーブ３３に固定され、ギ
ヤ３２と一体に回転する回転体３１（ボディ）を有す
る。また、位置切換機構３０は、回転体３１の内側に、
工作機械１の本体にベースブラケット３０１を介してボ
ルト止めされたセンターシャフト３０２を有する。ここ
で、位置切換機構３０のギア３２には、駆動源５０のラ
ック５２が噛み合っており、エアーシリンダ５１がラッ
ク５２を駆動すると、ギヤ３２が回転し、回転体３１が
センターシャフト３０２の回りを回転可能である。

【００１６】姿勢切換機構４０は、従動節としての摺動
ピン４１１が回転体３１の側に設けられたカム機構４１
と、回転体３１上において、回転体３１の回転によって
生じる従動節（摺動ピン４１１）の変位に基づいてワー
ク受け部２０を回転させてその姿勢を受け取り姿勢と排
出姿勢との間で切り換えるリンク機構４２とを有する。
そのうち、カム機構４１は、回転体３１の内側に筒形カ
ム４１２を有し、この筒形カム４１２は、スリーブ３０
３を介してセンターシャフト３０２に固定された固定節
である。

【００１７】リンク機構４２は、摺動ピン４１１および
伝達ピン４２０を備えるスライドプレート４２１と、そ
の伝達ピン４２０が係合する長穴４２２が形成されたス
イングブロック４２３と、このスイングブロック４２３
にボルトで連結されたロールバー４２４と、ロールバー
４２４にアダプタ４２５によって連結されたアーム４２
６とを有し、アーム４２６の先端側にワーク受け部２０
が固定されている。スライドプレート４２１は、それに
形成された孔４２７にガイドバー４２８が貫通し、ガイ
ドバー４２８に沿って上下移動可能である。ガイドバー
４２８は、回転体３１およびそれに連結されたガイドブ
ロック３１０に支持され、リンク機構４２全体が、回転
体３１上に構成された状態にあって、回転体３１と共
に、センターシャフト３０２の回りを回転可能である。
なお、ロールバー４２４は、図７にロールバー周囲の側
面断面を示すように、基端側がガイドブロック３１０の
バー受け孔３１１に装着された状態で、後端面に抜け防
止のためのボルト３１２が取り付けられている。

【００１８】カム機構４１の筒形カム４１２は、図８に
示すカム曲線を有し、回転体３１が約９０°旋回する間
に、ワーク受け部２０が姿勢を９０°変えるように設定
されている。すなわち、回転体３１が回転し、摺動ピン
４１１が筒形カム４１２のカム溝に倣って従動すると、
スライドプレート４２１が上下移動してスイングブロッ
ク４２３を揺動し、ロールバー４２４が回転することに
よって、ワーク受け部２０がロールバー４２４（水平な
回転中心軸線）の回りを９０°回転可能である。

【００１９】このように構成した工作機械１のワーク排
出装置１０の動作を、サブスピンドルＳＳＰに保持され
た加工済のワークＷをシュート６に排出するまでの動作
を例に説明する。

【００２０】まず、ワークＷが加工中は、ワーク排出装
置１０のワーク受け部２０が、図２に破線で示すよう
に、シュート６の上方位置に退避した状態にあって、し
かも、開口部を外側に向けた姿勢、すなわち、サブスピ
ンドルＳＳＰに背面を向けた姿勢になっている。

【００２１】この状態から、ワークＷに対する加工が終
了すると、駆動源５０のエアシンリンダ５１は、図３に
示すように、ラック５２を矢印Ｇの方向に後退させる。
この後退動作によって、ラック５２は、ギア３２を矢印
Ｅの方向に回転させる。

【００２２】ギヤ５２が回転すると、これに固定されて
いるスリーブ３３および回転体３１が回転し、回転体３
１に固定されているガイドブロック３１０も矢印Ｅの方
向に回転する。この回転によって、ガイドブロック３１
０に固定されているロールバー４２４が回転し、ロール
バー４２４にアダプタ４２５およびアーム４２６を介し
て固定されているワーク受け部２０は、矢印Ａの方向に
９０°旋回し、図２に実線で示すように、サブスピンド
ルＳＳＰの先端側、すなわち、ワークの受け取り位置Ｐ
Ａの方向に移動する。

【００２３】このようにして、ワーク受け部２０の位置
が切り換わる間に、ワーク受け部２０の姿勢が切り換わ
る。まず、ワークＷに対する加工が終了したときに、ラ
ック５２がギア３２を矢印Ｅの方向に回転させると、回
転体３１が回転し、スライドプレート４２１も矢印Ｅの
方向に回転する。この回転中に、スライドプレート４２
１の摺動ピン４１１は、円筒カム４１２のカム溝に倣っ
て上方に向けて変位するため、スライドプレート４２１
は、ガイドバー４２８に案内されて上方に移動する。こ
の移動によって、スライドプレート４２１の伝達ピン４
２０がスイングブロック４２３の長穴４２２内を移動し
ながら、スイングブロック４２３の一方端を押し上げ、
スイングブロック４２３は、ロールバー４２４を中心軸
線として矢印Ｃの方向に回転する。その結果、ワーク受
け部２０は、矢印Ａの方向に旋回しながら、ワークＷの
受け取り位置ＰＡに移動し、そこでは、開口部を上方に
向けた姿勢、すなわち、ワークＷの受け取り姿勢に切り
換わる。

【００２４】この状態で、サブスピンドルＳＳＰからワ
ークＷが放出されると、ワークＷは、ワーク受け部２０
の内部に落下する。以降、ワーク排出装置１０は、ワー
クＷの排出動作を行う。

【００２５】まず、駆動源５０のエアシンリンダ５１
は、ラック５２を矢印Ｈの方向に前進させ、この前進動
作によって、ラック５２は、ギア３２を矢印Ｆの方向に
回転させる。

【００２６】ギア３２が回転すると、回転体３１が矢印
Ｆの方向に回転し、回転体３１に固定されているガイド
ブロック３１０も矢印Ｆの方向に回転する。従って、ガ
イドブロック３１０にロールバー４２４およびアーム４
２６を介して固定されているワーク受け部２０は、矢印
Ｂの方向に旋回し、ワークの受け取り位置ＰＡからシュ
ート６の方向（ワークの排出位置ＰＢの方向）に移動す
る。

【００２７】このようにして、ワーク受け部２０の位置
が切り換わる間に、ワーク受け部２０の姿勢が切り換わ
る。ラック５２がギア３２を矢印Ｆの方向に回転させる
と、回転体３１が回転し、スライドプレート４２１も矢
印Ｆの方向に回転する。ここで、スライドプレート４２
１の摺動ピン４１１は、円筒カム４１２のカム溝に倣い
ながら矢印Ｆの方向に回転することによって、下方に向
けて変位するため、スライドプレート４２１は、ガイド
バー４２８に案内されて下方に移動する。このため、ス
ライドプレート４２１の伝達ピン４２０がスイングブロ
ック４２３の長穴４２２内を移動しながら、その一方端
を押し下げるため、スイングブロック４２３は、ロール
バー４２４を中心軸線として矢印Ｄの方向に揺動する。
その結果、ロールバー４２４も矢印Ｄの方向に回転する
ため、ワーク受け部２０は、矢印Ｂの方向に旋回しなが
ら、ワークの排出位置ＰＢに移動し、そこでは、開口部
を水平に向けた姿勢、すなわち、ワークＷの排出姿勢に
切り換わる。そして、ワーク受け部２０は、ワークＷを
シュート６上に放出する。

【００２８】以上のとおり、本例の工作機械１におい
て、ワーク受け部２０は、ワーク受け取り位置ＰＡでそ
の開口部を上方に向けてサブスピンドルＳＳＰからワー
クＷを受け取ると、位置切換機構３０によって、排出位
置ＰＢまで移動すると共に、姿勢切換機構４０によっ
て、ワークＷを放出可能な姿勢に切り換わる。ここで、
位置切換機構３０と姿勢切換機構４０とは、１つの駆動
源５０で駆動されるため、ワーク排出装置１０を小型化
できる。従って、本例のワーク排出装置１０は、対向す
るメインスピンドルＭＳＰとサブスピンドルＳＳＰとを
備える工作機械１のように、ワーク排出装置を配置する
スペースが狭い工作機械１に搭載するのに適している。

【００２９】また、本例のワーク排出装置１０では、位
置切換機構３０の回転体３１の側に、姿勢切換機構４０
のカム機構４１の従動節（摺動ピン４１１）を設け、回
転体３１の回転に連動して、リンク機構４２がワーク受
け部２０を回転させる。従って、ワーク排出装置１０
は、ワーク受け部２０の位置の切り換えと、姿勢の切り
換えとが確実に連動するため、ワーク受け部２０の位置
や姿勢を監視するためのセンサが最小限でよい。また、
動作を制御するための信号系も、駆動源５０に対しての
み設ければよい。

【００３０】さらに、ワーク受け部２０は、ロールバー
４２４の回りをアーム４２６の長さに対応する回転半径
をもって旋回するため、その回転半径に対応して、ワー
ク排出位置ＰＢを受け取り位置ＰＡより高い位置に設定
できる。このため、ワーク受け部２０が排出したワーク
Ｗをシュート６などで所定の位置に簡単に移送できる。
しかも、排出位置ＰＢが高い位置にあって、しかも、こ
の位置では、ワーク受け部２０がサブスピンドルＳＳＰ
に背面を向けた姿勢になるため、ワークＷの加工中に発
生する切屑や切削油がワーク受け部２０の内部に入らな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係るワーク排出
装置を備えた工作機械においては、ワーク受け部の位置
を切り換える位置切換機構と、ワーク受け部の姿勢を切
り換える姿勢切換機構とが同じ駆動源によって駆動され
ることに特徴を有する。従って、本発明によれば、１つ
の駆動源でワークの移送を行うため、ワーク排出装置を
小型化できるので、対向する２つのスピンドルを有する
工作機械など、スペースに余裕がない工作機械にもワー
ク排出装置を搭載できる。また、１つの駆動源の動作の
みを制御すればよいので、ワーク排出装置の構成を簡略
化できると共に、動作が確実である。

【００３２】また、ワーク受け部を旋回させる位置切換
機構の回転体の側にカム機構の従動節を設け、この従動
節の変位に基づいて、姿勢切換機構のリンク機構がワー
ク受け部の姿勢を変える場合には、ワーク受け部は、位
置を変えながらカム機構のカム曲線どおりに姿勢を変え
るため、簡単な構成で、より確実な動作を行う。

【００３３】さらに、ワーク受け部が姿勢を変えるとき
に所定の回転半径をもって旋回する場合には、この回転
半径に相当して、排出位置を受け取り位置より高い位置
に設定できる。このため、ワーク受け部が排出したワー
クを落差を利用して移送できる。しかも、排出位置が高
い位置にあって、そこでは、ワーク受け部が主軸などに
背面を向けた姿勢になっているため、ワークの加工中に
発生する切屑や切削油がワーク受け部の内部に入らな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るワーク排出装置を備えた
工作機械の要部構成を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す工作機械のワーク排出装置の動作を
模式的に示す説明図である。

【図３】図１に示す工作機械のワーク排出装置のワーク
受け部の位置切換機構および姿勢切換機構の構成を模式
的に示す説明図である。

【図４】図１に示す工作機械のワーク排出装置の構成を
示す正面断面図である。

【図５】図１に示す工作機械のワーク排出装置の構成を
示す平面断面図である。

【図６】図１に示す工作機械のワーク排出装置のセンタ
ーシャフト周囲の側面断面図である。

【図７】図１に示す工作機械のワーク排出装置のロール
バー周囲の側面断面図である。

【図８】図１に示す工作機械のワーク排出装置に用いた
カム機構のカム線図である。

【符号の説明】

１・・・工作機械 ５・・・ガイドブシュ ６・・・シュート １０・・・ワーク排出装置 ２０・・・ワーク受け部 ３０・・・位置切換機構 ３２・・・ギヤ ４０・・・姿勢切換機構 ４１・・・カム機構 ４２・・・リンク機構 ５０・・・駆動源 ５１・・・エアシリンダ ５２・・・ラック ３１・・・回転体 ４１１・・・摺動ピン（従動節） ４１２・・・筒形カム（固定節） ４２４・・・ロールバー ４２６・・・アーム ＭＳＰ・・・メインスピンドル ＰＡ・・・ワーク受け取り位置 ＰＢ・・・ワークの排出位置 ＳＳＰ・・・サブスピンドル Ｗ・・・ワーク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のワーク受け取り位置でワークを受
   け取ったワーク受け部を所定の排出位置まで移動させて
   そこでワークを排出するワーク排出装置を備えた工作機
   械であって、前記ワーク排出装置は、前記ワーク受け部
   の位置をワークの受け取り位置と排出位置との間で切り
   換える位置切換機構と、この位置切換機構と同じ駆動源
   によって駆動され、前記ワーク受け部の姿勢を前記受け
   取り位置ではワークを受け取り可能な受け取り姿勢に
   し、前記排出位置ではワークを放出可能な排出姿勢に切
   り換える姿勢切換機構とを有することを特徴とするワー
   ク排出装置を備えた工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記位置切換機構
   は、前記駆動源からの駆動力により回転して前記ワーク
   受け部を少なくとも前記受け取り位置から前記排出位置
   までの範囲で旋回させてその位置を切り換える回転体を
   有し、前記姿勢切換機構は、従動節が前記回転体の側に
   設けられたカム機構と、前記回転体上において、前記回
   転体の回転によって生じる前記従動節の変位に基づいて
   前記ワーク受け部を回転させてその姿勢を前記受け取り
   姿勢と前記排出姿勢とに切り換えるリンク機構とを有す
   ることを特徴とするワーク排出装置を備えた工作機械。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記カム機構の固定
   節は、前記回転体の内側で工作機械本体の側に固定され
   た筒形カムであることを特徴とするワーク排出装置を備
   えた工作機械。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記リンク
   機構は、前記ワーク受け部を略水平な回転中心軸線の回
   りに所定寸法の回転半径をもって旋回させて前記ワーク
   受け部の姿勢を前記受け取り位置より高い位置で前記排
   出姿勢に切り換えることを特徴とするワーク排出装置を
   備える工作機械。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれの項におい
   て、前記ワーク排出装置は、対向する２つの主軸のうち
   の少なくとも一方の主軸からワークを受け取ることを特
   徴とするワーク排出装置を備えた工作機械。