JPH077045Y2

JPH077045Y2 - 工作機械

Info

Publication number: JPH077045Y2
Application number: JP1987187166U
Authority: JP
Inventors: 幸次吉田
Original assignee: 池貝鉄工株式会社
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2002-12-10
Also published as: JPH0192302U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、ロボットおよび工作物の搬送装置を機械本体
に一体的に組み込んで構成した工作機械に関する。

［従来の技術］近年、機械本体にロボットを一体的に組み込んだ工作機
械の開発が進み実用化されている。そして、この種工作
機械の実用化にともなってFA,FMS等の自動化技術を実現
ならしめている。

上述したロボット組込み型の工作機械の代表的なものと
して、旋盤にロボットを組み込んだものがある。通常、
旋盤にロボットを組み込んだタイプのものは、工作物の
搬送装置が旋盤の前後左右のいずれかの側方に、旋盤と
別個に配置されている。

また、旋盤に組み込まれるロボットは、工作物の着脱，
搬送を円滑に行なうために制御軸を四軸以上必要として
いた（例えば、特開昭59-115146号）。

［解決すべき問題点］上述した従来のロボット組込み型の工作機械は、ロボッ
トを一体的に組み込んであるものの、工作物の搬送装置
を機械本体の側方に、機械本体と別個に配置した構成と
してあるため、工作機械全体の設置スペースを広く必要
とした。このため、折角狭いスペースに設置できるよう
小形化した工作機械であっても、ロボット組込み型とす
ると狭いスペースに設置できず、結局広いスペースを用
意しなければならないといった問題があった。

また、工作物の搬送装置が機械本体の側方に配置されて
いることと相まって、ロボットに四軸以上の制御軸をも
たせないと工作物の着脱，搬送を円滑に行なえないた
め、制御が面倒になるとともに、高機能のNC装置を用意
しなければならずコスト高になるという問題があった。

さらに、機械本体の外方に設けた搬送装置との間で工作
物の受け渡しを行なうため、ロボットのアーム部分が長
尺になり、作業領域を広く必要とするとともに、剛性に
欠けるといった問題があった。

本考案は上記の問題点にかんがみてなされたもので、ロ
ボット組込み型の工作機械であっても、設置のために広
いスペースを必要とせずに、小型の工作機械であれば小
型工作機械本来の設置スペースのみで設置できるように
するとともに、三軸の制御軸で工作物の着脱，搬送を円
滑に行なえるようにし、しかも剛性の向上を図った工作
機械の提供を目的とする。

［問題点の解決手段］本考案の工作機械は、上記目的を達成するため、主軸を
回転自在に支承する主軸台と、この主軸台の側方に、前
記主軸の中心線と同一方向に設けられた摺動台と、この
摺動台にガイドされ、前記主軸の中心線と同一方向に移
動するサドルと、このサドルの垂直方向に設けられた摺
動面にガイドされ垂直方向に移動するスライドユニット
と、所定角度回転可能に前記スライドユニットに支持さ
れたハンド部と、前記主軸台の上部に配置された工作物
の搬送装置とを備え、かつ、前記ハンド部の把持中心線
と前記搬送装置の工作物搬出入位置を、前記主軸の中心
線を含む垂直面上に位置するよう、前記ハンド部と前記
搬送装置を配置した構成としてある。

［実施例］以下、本考案の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図と第２図は、本考案の一実施例工作機械の一部截
断斜視図と平面図を示す。

これら図面において、10は工作物の加工を行なう機械本
体で、本実施例では旋盤の例を示している。この機械本
体10は、従来使用されているものと同様の構成となって
おり、主軸台11に回転自在に支持された主軸の先端に設
けられた工作物把持用のチャック12と、複数の工具を備
え切込み方向および送り方向に移動可能な刃物台13を有
している。そして、図示せざるNC装置からの指令によっ
て刃物台13を作動させ、チャック12に把持されている工
作物の加工を行なう。

14は機械本体10の前面において、横方向へ移動可能に設
けられたスプラッシュガードで、工作物の加工時に閉じ
て使用する。

20はロボットであり、摺動台21と、サドル22と、スライ
ドユニット23と、アーム24（アーム24を含めてスライド
ユニット23と称することもある）およびハンド部25とか
らなっている。摺動台21は主軸台11の側方において、主
軸台11に直接もしくは取付部材等を介し主軸の中心線と
同一方向に設けてあり、その一端は主軸台11の前部付近
に位置している。

摺動台21は駆動機構（例えば、DCモータとボールスクリ
ュ）211および案内路212を有しており、これらによって
サドル22を主軸の中心線と同一方向に移動させる。摺動
台21にガイドされ水平方向に移動するサドル22の表面垂
直方向にも、駆動機構（例えば、DCモータとボールスク
リュ）221および案内路222を有する摺動面が形成してあ
る。この摺動面にはスライドユニット23が取り付けてあ
り、駆動機構221および案内路222によって垂直方向に移
動する。

スライドユニット23は、機械本体10側に向けてアーム24
を設けてあり、このアーム24の先端には、二対（上下の
把持爪251で一対）の開閉自在な把持爪251からなり、ア
ーム24の軸線を中心として所定角度（例えば、０度〜27
0度）回転可能なハンド部25を有している。

このハンド部25の中心、すなわち、上下一対の把持爪25
1が閉じたときの上下把持爪間の中心である把持中心
（断面円形の工作物を把持したときには工作物の中心と
一致する）は、チャック12の中心すなわち主軸の中心線
（第２図の線Ｃ）を垂直方向に延長した面（垂直面）上
に位置している。

このように、上述したロボット20は、サドル21の主軸中
心線と同一方向への移動と、スライドユニット22の垂直
方向への移動および、ハンド部25の回転からなる三軸制
御によって種々作動する。

また、上述したロボット20は、短いアーム24の先端にハ
ンド部25を設けた構成としてあるので、ハンド部25の剛
性を高くできる。

30は搬送装置であり、主軸台11の上部に直接もしくは間
接的に設けてある。この搬送装置30は、水平に配置した
基台31上を、複数のパレット32を循環移動させるタイプ
としてある。これら、循環移動する複数のパレット32の
うち、少なくとも一以上のパレット32は、主軸中心線と
ハンド部の把持中心（線）を含む垂直面上に位置するよ
うになっており、そしてこの位置が工作物の搬出入位置
となっている。

すなわち、搬送装置30の工作物搬出入位置は、主軸中心
線の垂直方向上方に位置している。

搬送装置30の上記搬出入位置以外の位置において、搬送
装置30と機外間の加工済み工作物および未加工工作物の
交換を行なう。

搬送装置30としては、上記タイプのもののほか、水平パ
レタイジングタイプ、あるいはベルトコンベアタイプ等
他のタイプのものを使用することもできる。

40は挟持部材41と係合突起42からなる連結体であり、第
３図（ａ），（ｂ）に示すような構成となっている。こ
のうち挟持部材41は係合突起42の係入する切込み部411
を有し、この切込み部411の開口部が係合突起42に向っ
て位置するようスプラッシュガード14の表面上端部に設
けてある。また挟持部材41は、切込み部411の両側に、
対向した状態でボール412が設けてあり、このボール412
はスプリング413によって切込み部411内に突出するよう
押圧されている。さらに、切込み部411の開口部と反対
側にはウレタンゴム等からなる緩衝材414が設けてあ
る。

一方、係合突起42は、挟持部材41の切込み部411の中心
を通す垂直面上に位置するようアーム24の側部に設けて
ある。この係合突起42は挟持部材41の切込み部411の幅
より細く、かつ両側の適所に、上述したボール412の係
合する縦溝421が形成してある。

なお、チャック12を先端に設けた主軸，刃物台13とロボ
ット20のサドル22,スライドユニット23、ハンド部25,把
持爪251および搬送装置30等における各部の各種動作
は、図示せざるNC装置等の制御部によって行なわれる。

次に、上記構成からなる工作機械の作動について説明す
る。

いま、機械本体10において工作物の加工が終了すると、
主軸の回転が停止し、刃物台13が待機位置まで戻る。工
作物の加工終了時、ロボット20のスライドユニット23
は、サドル22の上部に位置し、サドル22は摺動台21の正
面からみて左方に位置している。このとき、ハンド部に
おける一方の一対の把持爪251は未加工の工作物を把持
している。

そして、工作物の加工が終了すると、サドル22が右方に
移動を開始する。サドル22がある程度右方に移動する
と、アーム24の側部に設けられた係合突起42が、スプラ
ッシュガード14の表面上端部に設けられた挟持部材41の
切込み部411に係入し、かつその両側縦溝421にボール41
2が係合する。

この状態においてさらにサドル22が右方に移動すると、
ハンド部25がチャック12の把持する工作物の前方上方に
位置するとともに、連結体40を介してスプラッシュガー
ド14も右方に移動し開いた状態となる。このスプラッシ
ュガード14の開き具合（移動長さ）は、工作物の長さに
応じて調整することができる。

次いで、スライドユニット23が下降を開始すると、係合
突起42が挟持部材41の切込み部411から外れる。これに
より、スプラッシュガード14の開いた部分よりアーム24
およびハンド部25が下降し、チャック12の中心（主軸中
心線）とハンド部25の把持中心（線）が同一線上で一致
した状態で停止する。

ここで、ハンド部25の未加工工作物を把持していない他
方の把持爪251を開き、かつサドル22を左方に多少移動
させる。そして、他方の把持爪251を再度閉じることに
より、チャック12に把持されている加工済みの工作物を
他方の把持爪251によって把持する。その後、サドル22
を再度右方に多少移動させて、加工済み工作物をチャッ
ク12より引き抜く。

次いで、ハンド部25を180度回転させ、加工済み工作物
を外したときと反対の順序で、一方の把持爪251に把持
されている未加工工作物をチャック12に把持させる。こ
のようにして、チャック12への未加工工作物の把持が終
了すると、スライドユニット23が上昇し、他方の把持爪
251で加工済み工作物を把持したハンド部25も上昇す
る。

そして、係合突起42と挟持部材41が係合する位置まで上
昇すると、サドル22が左方に移動する。これにより、ス
プラッシュガード14が閉じて、機械本体が加工を開始す
る。同時に、ハンド部25が搬送装置30の所定のパレット
32の上方に位置したところで停止する。ここで、ハンド
部25はアーム24の軸線を中心として90度もしくは270度
回転する。そして、他方の把持爪251を開いて加工済み
工作物を所定のパレット32の上部に載置し搬出する。

続いて、ハンド部25は未加工工作物を載置してあるパレ
ット32の上方まで移動し、ここで、そのまま他方の把持
爪か、180度回転して一方の把持爪によって未加工工作
物を把持し、搬入可能な状態で待機位置に待機する。

すなわち、ロボット20によって、搬送装置30からの工作
物の搬出入及び搬送装置30とチャック12間の工作物の移
送を行なう場合は、ハンド部25（把持爪251）の把持中
心（線）が、常に主軸中心線から垂直方向に延長した面
（垂直面）上に位置し、また、チャック12への工作物の
着脱を行なう場合は、ハンド部25（把持爪251）の把持
中心（線）が、常に主軸中心線と同一線上に位置してい
る。したがって、搬送装置30からの工作物の搬出入及び
チャック12への工作物の着脱の際に、ロボット20のハン
ド部25の振込み動作（スライドユニット23を回転中心と
したアーム24の180度の回転動作）が不要となり、従来
の四軸制御に比べて一軸少ない三軸制御でロボットの動
作制御を行なうことができる。

また、本実施例のように、ロボット20の動きに連動して
スプラッシュガード14を開閉させると、スプラッシュガ
ード開閉用の駆動機構を省略でき、構成の簡素化を図れ
るとともに、サイクルタイムの短縮化を図れる。

なお、本考案は上記の実施例に限定されるものではな
く、要旨の範囲における種々変形例を含むものであり、
例えば、旋盤以外にロボットと搬送装置を装備してなる
工作機械を含む。

［考案の効果］以上のように本考案によれば、ロボットのみならず搬送
装置をも機械本体に一体的に組み込んであるので、従来
の同種機能を有する工作機械に比べて、設備スペースを
大幅に削減できる。

また、ハンド部の把持中心及び搬送装置の工作物搬出入
位置を主軸中心線を含む垂直面上に位置するようにして
あるので、三軸制御で、四軸制御と同様の機能を発揮で
きるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案工作機械の一実施例の一部截断全体斜視
図、第２図は同じく平面図、第３図（ａ），（ｂ）は連
結体の一部截断平面図と縦断面図を示す。 10:機械本体、11:主軸台 12:チャック、14:スプラッシュガード、20:ロボット 21:摺動台、22:サドル 23:スライドユニット、24:アーム 25:ハンド部、30:搬送装置 32:パレット、40:連結体 41:挟持部材、42:係合突起

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】主軸を回転自在に支承する主軸台と、この主軸台の側方に、前記主軸の中心線と同一方向に設
けられた摺動台と、この摺動台にガイトされ、前記主軸の中心線と同一方向
に移動するサドルと、このサドルの垂直方向に設けられた摺動面にガイドされ
垂直方向に移動するスライドユニットと、所定角度回転可能に前記スライドユニットに支持された
ハンド部と、前記主軸台の上部に配置された工作物の搬送装置とを備
え、かつ、前記ハンド部の把持中心線と前記搬送装置の工作
物搬出入位置が前記主軸の中心線を含む垂直面上に位置
するよう、前記ハンド部と前記搬送装置を配置した構成
としたことを特徴とする工作機械。