JPH0691403A

JPH0691403A - 工作機械のワーク供給装置

Info

Publication number: JPH0691403A
Application number: JP26647992A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Sakumoto; 一正作本; Naoki Okuno; 直起奥野
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【目的】主として旋削加工用の工作機械にワークを供
給する装置に関するもので、ワークの旋削加工中に素材
から所定長さのワークを切断して次々と工作機械に供給
する最小限のハンドリングを備えた装置を提供すること
により、高精度で高能率の加工を実現する技術手段を得
る。【構成】工作機械のＺ軸と平行に載置された素材２を
その軸方向に間歇送りで給送する給送手段１と、この給
送手段の送り出し側に位置して上記素材の軸直角方向移
動により当該素材の送り出し端を切断する切断装置１１
と、当該切断により切り離されたワークピース２０を受
ける受け装置３１と、この受け装置３１と工作機械のワ
ーク把持装置４７との間で上記ワークピースを搬送する
搬送手段４１とを備えている。搬送手段４１は少なくと
も上記チャック側に伸びたときにＺ軸と平行な軸回りに
回動する少なくとも一個の関節４５を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として旋削加工用
の工作機械にワークを供給する装置に関するもので、素
材としての長尺材から所定長さのワークピースを切断し
つつ当該ワークピースを工作機械に供給する装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】旋削によって一定長さのワークを加工す
る場合、予め所定長さに切断したワークピースをストッ
カに貯留し、これを１個ずつ工作機械に供給して加工を
行う方法と、工作機械のチャックの中心孔を通して素材
を供給してその先端を加工した後、素材の先端から加工
部を切り落とす方法とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記前者の方法は、切
断機からストッカへ、そしてストッカから工作機械へと
ワークピースを２回搬送する必要があり、またワークピ
ースは長尺材に比べて搬送時のハンドリングが面倒であ
るという問題があり、少なくともストッカ上へのワーク
ピースの搭載は人手によって整然と行う必要があるな
ど、長時間連続した無人加工が困難であるという欠点が
ある。

【０００４】一方上記後者の方法は、長時間の連続無人
加工が容易に可能となるが、長い素材全体を回転させた
状態で旋削加工が行われるため、工作機械のワーク把持
軸に掛かる負担が大きく、振動発生の原因となり、加工
精度を悪くする問題があり、またワークの回転数を高く
することが困難で、従って加工能率が悪くなるという問
題があった。

【０００５】この発明は以上の問題を解決するために為
されたもので、素材を所定長さに次々と切断しながら工
作機械に供給することができる装置を提供することによ
り、ワークの旋削加工中に素材から所定長さのワークを
切断し、ハンドリングの問題を最小限に抑え、旋削加工
から突っ切り工程を省き、高精度で高能率の加工を実現
する技術手段を得ることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械のワ
ーク供給装置は、工作機械のワーク把持装置４７の回転
軸（以下「Ｚ軸」という）と平行に載置された素材２を
その軸方向に実質的に間歇送りで給送する給送手段１
と、この給送手段の送り出し側に位置して上記素材の軸
直角方向移動により当該素材の送り出し端を切断する切
断装置１１と、当該切断により切り離されたワークピー
ス２０を受ける受け装置３１と、この受け装置３１と工
作機械のワーク把持装置４７との間で上記ワークピース
を搬送する搬送手段４１とを備えている。この搬送手段
４１は少なくとも上記ワーク把持装置側に伸びたときに
Ｚ軸と平行な軸回りに回動する少なくとも一個の関節４
５を備えている。

【０００７】搬送手段４１は、Ｚ軸と直角に交叉する水
平方向の軸回りに９０度回動可能とすることができ、ま
たＺ軸回りに回動する関節を２個備えた構造とすること
ができる。前者の構造の場合には、受け装置３１にワー
クピースの軸方向を鉛直方向から水平方向に変換する姿
勢変換手段３７を設けるか、搬送手段４１のハンド４２
を搬送手段４１の軸線に対して４５度をなす方向の軸回
りに１８０度回動可能に設けることができる。

【０００８】また、加工済ワークを搬送する完成品搬出
装置５１を、上記給送手段１と互いに平行に且つ送り方
向を反対方向にして上下２段にして設ける構造や、受け
装置３１に昇降手段を設けてその下降位置において切断
装置１１からワークピース２０を受取り、その上昇位置
において上記搬送手段４１にワークピース２０を引き渡
す構造など、種々の付加構造が採用可能である。

【０００９】

【作用】給送手段１は、計算機制御によるプッシャ４の
間歇移動あるいはストッパ２４に素材２の先端が当接す
るまでプッシャ４を移動することによって、素材２を所
定長さずつ間歇的に送り出す。素材２の送り出し端に配
置された切断装置１１は、素材２の送り出し動作が停止
した後、必要により素材２の先端をクランプした状態
で、切断刃１３、６７を素材２の軸直角方向に移動させ
て素材２の先端を切り離す。素材２の先端から切り離さ
れたワークピース２０は、リフトコンベヤの受け皿３
３、切断前に素材の先端を把持する受けワーク把持装置
６１、あるいは切断時に素材の送り出し端をクランプす
るバイス６４等の受け装置により受け取られる。その後
ワークピース２０は、必要に応じて受け装置３１の昇降
動作あるいは姿勢変換動作によりその位置及び／又は方
向を変換された後、搬送手段４１の先端のハンド４２に
引き渡される。搬送手段４１は、工作機械の前方に位置
しておりＺ軸と平行な軸回りの回動動作により、ハンド
４２で保持したワークピース２０を工作機械のワーク把
持装置４７に装填する。

【００１０】この発明の装置では、素材２の先端から切
り離されたワークピース２０が次々と搬送手段４１に引
き渡されて工作機械に供給され、又工作機械上でのワー
クピースの加工中に素材２の切断を行うことができるか
ら、素材２から所定長さのワークをロスタイムを生じる
ことなく加工することができ、ワークの旋削速度を高速
化でき、ワークピースのストッカ及び当該ストッカへの
ワークピースの搭載作業も不要である。

【００１１】そしてワークピースの受け渡し用の搬送手
段４１、素材の切断装置１１及び給送手段１が工作機械
の手前側に別置きで設置できるので、既設の工作機械に
も設置することができ、工場における機械配置上の自由
度も大きい。また搬送手段４１によって加工済ワークの
アンロードも行わせることもできるから、この発明のワ
ーク供給装置に完成品搬出装置５１を連接した構成とす
ることも可能で、この場合に給送手段１と完成品搬出装
置５１とを平行にして上下２段に配置してやればワーク
搬送ラインのスペースを小さくできる。

【００１２】

【実施例】図１及び図２はこの発明の第１実施例の全体
を示す図である。素材の給送手段（図示実施例ではバー
フィーダ）１は公知の構造のもので、供給する長尺素材
２を軸方向に案内する溝３とプッシャ４とを備えてい
る。プッシャ４は、図示しない駆動装置により溝３に沿
って間歇駆動され、素材２を図の右側の方向へ一定長さ
ずつ送り出す。従来のバーフィーダ１は、図４に示すよ
うに、傾斜ストッカ５上に素材を一列に並べて載置して
おき、送り板６の上昇により先端の素材を１個ずつ溝３
に落とし込むような構造のものが一般的であるが、図５
に示すように、ストックケース７内に積み込まれた素材
をストックケースの前壁８に沿って上昇する傾斜台９で
押し上げて一本の素材のみを傾斜台９の上面に残し、こ
れを溝３に落とし込む構造とすることもでき、この図５
の構造によれば素材２のストック量を図４のものに比べ
て大幅に増大することができる。又傾斜ストッカ５やス
トックケース７の下方に生ずるスペースは、工作機械の
切削液容器として利用することができる。

【００１３】切断装置１１としては、構造が簡単なこと
及び長い素材を高速回転させる必要がないという理由
で、ディスクグラインダや丸鋸を用いるのが好ましい。
図１及び図３は、ディスクグラインダによる場合の一例
を示したもので、モータ１２によって回転駆動されるデ
ィスクグラインダ１３が素材２の送り方向と平行な支軸
１４回りに揺動可能な揺動フレーム１５によって支持さ
れており、揺動フレーム１５を揺動させるシリンダ１６
が設けられている。バーフィーダ１の素材の送り出し端
には、２つの駆動ローラ２２、２２と進退可能な１個の
従動ローラ２３とで構成されたローラクランプ装置２１
が設けられており、又素材の送り出し側の延長上にバー
フィーダ１に向けて進退するストッパ２４が設けられて
いる。

【００１４】素材２は、従動ローラ２３を退避させスト
ッパ２４を進出させた状態でプッシャ４の移動によって
送り出され、素材２の先端がストッパ２４に当接して停
止した後、従動ローラ２３が進出して２つの駆動ローラ
２２、２２との間で素材２の先端を固定し、ストッパ２
４を退避させ、駆動ローラ２２、２２で素材２をゆっく
り回転させながら高速回転するディスクグラインダ１３
をシリンダ１６で進出させて素材２の先端部を切断す
る。ディスクグラインダ１３の復帰位置及びその切刃の
摩耗は、センサ１７によって検出されている。

【００１５】素材２の先端の送り出し位置には、リフト
コンベヤ３２が設けられており、素材２の先端は停止中
のリフトコンベヤの２枚の受け皿３３の間に送り出され
る。従って切断されたワークピース２０は、リフトコン
ベヤ３２の受け皿３３の上に落下する。そこでリフトコ
ンベヤ３２を受け皿３３の一間隔分だけ上昇させる。こ
の動作を順次行うことによりリフトコンベヤ３２の受け
皿３３に素材２から切り離された一定長さのワークピー
ス２０が１個ずつ搭載されて上方へ送られて行く。なお
図示のリフトコンベヤ３２は、上下のスプロケット３４
（図には下側のスプロケットは示されていない）に掛け
回されたチェン３５に一定間隔で受け皿３３を固定した
チェンコンベヤで、受け皿３３からのワークピース２０
の落下を防止する案内板３６が設けられている。

【００１６】リフトコンベヤ３２の上方には、姿勢変換
チャック３７とプッシャ３８とが対向して配置されてい
る。姿勢変換チャック３７は素材２の送り方向と直角に
交叉する方向の支軸ピン３９回りに水平方向と鉛直方向
に図示しない駆動装置により９０度回動可能で、プッシ
ャ３８は水平方向に回動した姿勢変換チャック３７と対
向している。リフトコンベヤ３２によって上昇したワー
クピース２０は、プッシャ３８によって姿勢変換チャッ
ク３７に押しつけられ、姿勢変換チャック３７が閉じた
後９０度回動することによりその軸方向を鉛直方向に変
換される。

【００１７】先端にハンド４２を設けた搬送手段（図示
実施例では搬送アーム）４１は、中間部に伸縮自在なテ
レスコピック部４３を有しており、基端部が９０度屈曲
して素材２の送り方向と直角に交叉する支軸４４に９０
度回動自在に軸支されている。そしてアーム４１の屈曲
部４５は、図１に実線で示す状態で、素材２の送り方向
と平行な方向の軸（Ｚ軸）回りに回動可能な関節となっ
ている。ハンド４２は、２個のフィンガ４６を背中合わ
せに設けたもので、アーム４１の先端に当該アームの長
手中心軸Ａ回りに１８０度回動可能である。

【００１８】アーム４１は、図１に想像線で示すよう
に、テレスコピック部４３を縮退させた状態で支軸４４
回りに９０度回動して倒伏したとき、先端のフィンガ４
６の一方が鉛直方向に回動した姿勢変換チャック３７と
対向する。この状態でワークピース２０は、姿勢変換チ
ャック３７からアームの先端のハンド４２へと引き渡さ
れる。アーム４１は、支軸４４回りに回動して起立した
後、関節４５部分の軸（Ｚ軸）回りの角度位置決めとテ
レスコピック部４３の伸縮位置決めにより、受け取った
ワークピース２０の中心を工作機械のチャック４７の中
心と一致させる。アーム４１の関節４５と支軸４４との
間には、第２のテレスコピック部４８が設けられてお
り、この部分の縮退動作によってワークピース２０は工
作機械のチャック４７に挿入される。

【００１９】なおハンド４２にフィンガ４６を背中合わ
せに２個設けた図の実施例の装置では、チャック４７に
加工前のワークピースを装填する前にハンド４２を１８
０度回転させて反対側のフィンガで加工済みのワークを
工作機械のチャック４７から受け取り、その後ハンド４
２を１８０度回転させて未加工のワークピースをチャッ
ク４７に装填する。そしてアーム４１を垂直方向に復帰
させた後、ハンド４２を１８０度回動させ、アーム４１
を伸長した状態で支軸４４回りに９０度倒伏させること
により、加工済ワークをバーフィーダ１の上方に設けた
完成品搬出装置５１に引き渡す構造となっている。

【００２０】この図１、２に示す完成品搬出装置５１は
間歇周回するパレットコンベヤで、加工済ワークは各パ
レット５２に立設された状態で搬送される。完成品搬出
装置５１はバーフィーダ１の上方に設けられて互いに平
行な方向に延びており、下層のバーフィーダ１で供給さ
れた素材が加工されて上層のパレットコンベヤ５１で反
供給方向に排出されて行くこととなる。

【００２１】なおこの図１、２の実施例のものは、予め
切断済みのワークピースの供給排出装置としても用いる
ことができる。その場合には予め切断したワークピース
を完成品搬出装置５１のパレット５２に載せる。アーム
４１のハンド４２は、パレット５２から未加工ワークピ
ースを一つずつ取り出して工作機械のチャック４７に装
填し、チャック４７から取り出した加工済ワークを同じ
パレット５２上に排出するという動作で切断済みワーク
ピースのロードアンロードを行う。

【００２２】上記第１実施例は、比較的軸長さの短いワ
ークの供給及び排出に適した構造であるが、軸長さが長
い場合の構造として図６に示した構造を例示することが
できる。この第２実施例は、第１実施例と同様な構造の
アーム４１の先端にその長手方向中心軸Ａとこれに４５
度傾斜した軸Ｃとの２軸回りに１８０度回動するハンド
４２を設けたものである。ハンド４２の２つのフィンガ
４６、４６は、ワークピース２０を側方より把持する構
造とされ（図７(b) 参照）、又完成品搬出装置５１とし
てベルトコンベヤが用いられている。

【００２３】素材２から切り離されたワークピース２０
をアームのハンド４２に引き渡す受け装置３１として
は、第１実施例のリフトコンベヤ３２と同じものを用い
ることができるが、図６ではローラチャック６１を用い
た例を示した。ローラチャック６１は、図７（ｃ）に示
すように三つ爪チャックの爪先に自由回転ローラ６２を
軸着した構造をしており、上下に延びるガイド杆６３に
沿って図示しないシリンダ等により昇降駆動される。

【００２４】ローラチャック６１は、その加工端におい
て送り出されてくる素材２の先端に対向し、送り出され
た素材の先端を３個のローラ６２によって把持する。ロ
ーラチャック６１が素材２の先端を回転可能に把持する
ので、ディスクグラインダ１３による素材切断時のロー
ラクランプ装置２１による素材２の回転が許容される。
ワークピース２０が素材２の先端から切り離されると、
ローラチャック６１は軸方向に若干後退した後ガイド杆
６３に沿って上昇し、その上動端においてアームのハン
ド４２にワークピース２０を引き渡す。この第２実施例
のハンド４２は、４５度の軸Ｃ回りに回動することによ
ってワークをアーム４１の軸方向とこれに直交する方向
とに変換することができるから、水平方向のワークピー
ス２０を受け取った後、アーム４１を起立させ、ハンド
４２をアーム４１の中心軸Ａ及び４５度の軸Ｃ回りにそ
れぞれ１８０度ずつ回転させることにより、ワークピー
ス２０を工作機械のチャック４７の方向に向けることが
できる。

【００２５】また未加工ワークピース２０をチャック４
７に装填する前のチャック４７からの加工済ワークの受
け取りは、４５度の軸Ｃ回りにハンド４２を回転させる
ことによって行うことができる。そして受け取った加工
済ワークは、第１実施例の場合と同様に、ハンド４２を
アーム中心軸Ａ回りに１８０度回動させ（ハンド４２は
未加工ワークピースを装填する時に４５度の軸Ｃ回りに
既に１８０度回動している）、アーム４１を伸長させた
状態で支軸４４回りに倒伏させることにより、完成品搬
出装置５１に寝かせた状態で引き渡すことができる。

【００２６】なおこの図６の実施例のものでは、フィン
ガ４６の方向を９０度変換することができるので、ロー
ラチャック６１をその上昇端で９０度回動させる機構を
付加してやれば、ワークピースを縦方向にでも横方向に
でも任意の方向で供給排出可能である。

【００２７】図７及び図８はこの発明の第３実施例を示
したものである。この第３実施例のものは、素材２から
切断されたワークピースを受け取る受け装置３１が昇降
機構や姿勢変換機構を備えておらず、ワークピース２０
は切り離された位置でアームのハンド４２に引き渡され
る。また切断装置１１として丸鋸が用いられており、素
材２の先端をその切断位置の両側でクランプするバイス
６４が設けられている。バイス６４は、その固定爪６５
と可動爪６６の両方に丸鋸６７が挿入されるスリット６
８、６８を備えており、下方に位置する固定爪６５を素
材２の送り方向に延在させて切り離されたワークピース
２０の受け装置としている。丸鋸６７は、図示しない駆
動装置によりガイドレール７１に沿って往復駆動される
スライド台７２に搭載されており、バーフィーダ１から
送り出された素材の先端がバイス６４でクランプされた
後、バイス６４のスリット６８に進入して素材２の先端
からワークピース２０を切り離す。従って切り離された
ワークピース２０は、バイス６４でクランプされた状態
となっている。

【００２８】先端にワークピースを側方から把持するフ
ィンガ４６、４６を設けたハンド４２は、第１実施例と
同様にアーム４１の先端にアームの中心軸回りに１８０
度回動可能に装着されており、このアーム４１は、Ｚ軸
と平行な軸回りに回動可能な２つの関節４５、７３を備
えている。第１の関節４５はアームの基端に設けられ、
第２の関節７３はアームの中間部に設けられている。ま
たこのアーム４１には伸縮機構は設けられていない。ア
ームの基端は、ベースに立設されたコラム７４の縦溝７
５に沿って上下動自在に装着され、これを上下動させる
ボールねじ７６とその駆動モータ７７が設けられてい
る。

【００２９】またこの第３実施例のものでは、完成品搬
出装置５１がバーフィーダ１の反対側に延びており、ワ
ークピース２０を工作機械のチャック４７に挿抜する際
及び加工済ワークを完成品搬出装置５１に搭載する際
に、アーム４１全体をＺ軸と平行な方向に往復移動させ
る直線運動機構が第１の関節４５部分に設けられてい
る。この直線運動機構は、第１実施例のテレスコピック
部４３と同様な公知の構造を用いることができる。

【００３０】この第３実施例のものでは、Ｚ軸回りの２
つの関節４５、７３を持ったアーム４１により、低い位
置で切り離されたワークピースを高い位置に持ち上げて
工作機械のチャック４７に装填することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、素材か
ら所定長さのワークピースを切り離して、次々と工作機
械に供給することができ、素材の切断とワークピースの
旋削とを並行して行うことができ、振動を抑えて旋削速
度も高速にできるから、高精度かつ高能率の加工が可能
である。またワーク供給装置が工作機械の手前側に別置
きで設置され且つＺ軸と平行な軸回りに回動する搬送手
段によってワークピースの受け渡しが行われるので、径
の大きな素材の供給も容易であり、工場内での機器配置
の自由度も大きく、既設の工作機械に設置することも容
易であるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の内部機構の要部を示す正面図

【図２】第１実施例の外観を示す斜視図

【図３】第１実施例の切断装置と受け装置を示す側面図

【図４】給送手段の一例を示す側面図

【図５】給送手段の他の例を示す側面図

【図６】第２実施例の内部機構の要部を示す正面図

【図７】ワーク把持部の各種の例を示す正面図

【図８】第３実施例の外観を示す斜視図

【図９】第３実施例の要部の構成を示す側面図

【符号の説明】

１給送手段（バーフィーダ）２素材 11 切断装置 20 ワークピース 31 受け装置 37 姿勢変換チャック 41 搬送手段（アーム） 42 ハンド 45 関節 47 ワーク把持装置（チャック） 51 完成品搬出装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械のワーク把持装置(47)の回転軸
と平行に載置された素材(2) をその軸方向に実質的に間
歇送りで給送する給送手段(1) と、この給送手段の送り
出し側に位置して上記素材の軸直角方向移動により当該
素材の送り出し端を切断する切断装置(11)と、当該切断
により切り離されたワークピース(20)を受ける受け装置
(31)と、この受け装置(31)と工作機械のワーク把持装置
(47)との間で上記ワークピースを搬送する搬送手段(41)
とを備えており、この搬送手段は少なくとも上記ワーク
把持装置側に向いたときに当該ワーク把持装置の回転軸
と平行な軸回りに回動する少なくとも一個の関節(45)を
備えている、工作機械のワーク供給装置。
【請求項２】搬送手段(41)が工作機械のワーク把持装
置(47)の回転軸と直交する水平軸に平行な軸回りに回動
可能で、受け装置(31)がワークピースの軸方向を鉛直方
向から水平方向に変換する姿勢変換手段(37)を備えてい
る、請求項１記載の工作機械のワーク供給装置。
【請求項３】搬送手段(41)が工作機械のワーク把持装
置(47)の回転軸と直交する水平軸に平行な軸回りに回動
可能で、そのハンド(42)が搬送手段(41)の軸線に対して
４５度をなす方向の軸回りに１８０度回動可能に設けら
れた、請求項１記載の工作機械のワーク供給装置。
【請求項４】搬送手段(41)が工作機械のワーク把持装
置(47)の回転軸と平行な軸回りに回動する関節を２個備
えている、請求項１記載の工作機械のワーク供給装置。
【請求項５】加工済ワークを搬送する完成品搬出装置
(51)と、請求項１記載の給送手段(1) とが互いに平行に
且つ送り方向を反対方向にして上下２段にして設けられ
ていることを特徴とする、請求項１、２、３又は４記載
の工作機械のワーク供給装置。
【請求項６】請求項１記載の受け装置(31)が昇降手段
を備え、その下降位置において請求項１記載の切断装置
(11)からワークピース(20)を受取り、その上昇位置にお
いて上記搬送手段(41)にワークピース(20)を引き渡すこ
とを特徴とする、請求項１、２、３、４又は５記載の工
作機械のワーク供給装置。