JPH0788702A - 旋盤のワークの供給排出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸台が軸方向移動自在でかつテールストッ
クが設けられていない旋盤に採用されるワークの供給排
出方法に関し、小型で作業の邪魔になることなく迅速に
旋盤へのワークの供給排出を行う技術手段を提供する。 【構成】 旋盤の主軸台２と対向して下端の支点軸７ま
わりに起倒自在なアーム８を設け、このアーム８の先端
にアーム８が起立状態にあるときに水平方向を向きかつ
垂直軸まわりに旋回自在なロボットハンド１０を旋盤の
主軸チャック５と同一軸線上で対向するように設け、ア
ーム８の起倒動作によりアーム８の反主軸台側に配置し
たワークパレット１２との間でワークの受け渡しを行
い、主軸台２の軸方向移動により主軸チャック５とロボ
ットハンド１０との間でのワークの受け渡しを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤へのワーク（被
加工物）の供給および排出方法に関するもので、特に主
軸台が軸方向移動自在でかつテールストックが設けられ
ていない旋盤に適用されるワークの供給排出方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤にワークを供給および排出する方法
として、従来種々の方法が提唱されている。図４および
５はワークパレット１２との間でワークの供給排出を行
う従来方法を例示したものである。図４に示すものは旋
盤１の前面に旋盤１の主軸と平行な軸２１および旋盤１
の主軸と直交する方向の水平軸２２まわりに起伏可能な
アーム２３の先端に設けたロボットハンド１０によりワ
ークパレット１２と旋盤の主軸チャック５との間でワー
クの受け渡しを行う方法である。図４はロボットハンド
１０が主軸チャック５に対向している状態で描かれてい
るが、この状態でアーム２３の軸２１方向の移動と主軸
チャック５とロボットハンド１０との交互開閉動作によ
り、加工済ワークを主軸チャック５からロボットハンド
１０に受け取り、次にアーム２３を軸２１まわりに回動
してアーム２３を起立させ、次に水平軸２２まわりにア
ーム２３を図で左回転させてワークパレット１２側に倒
伏し、加工済ワークをワークパレット１２上に置く。次
にワークパレット１２を移動しロボットハンド１０の開
閉動作とアーム２３の軸２１方向移動（このとき軸２１
は鉛直方向を向いている）とによりワークパレット１２
から未加工ワークをロボットハンド１０で掴み上げ、ア
ーム２３を水平軸２２まわりに右回動させた後、軸２１
まわりに倒伏してロボットハンド１０を主軸チャック５
に対向させ、アーム２３の軸２１方向の移動とロボット
ハンド１０と主軸チャック５との交互開閉により、未加
工ワークを主軸チャック５に引き渡すのである。

【０００３】図５に示したものはガントリー型のロード
アンローダを用いてワークパレット１２と旋盤１との間
でワークの受け渡しを行うもので、旋盤１の上方で主軸
方向に走行する台車２５に昇降自在に設けたアーム２６
の下端に主軸チャック５と対向する方向と下方とに向き
を変えられるようにしたロボットハンド１０が装着さ
れ、ワークパレット１２は旋盤１の側方に配置されてい
る。図５に示す主軸チャック５とロボットハンド１０が
対向した位置から台車２５の主軸方向移動と主軸チャッ
ク５とロボットハンド１０との交互開閉動作により、主
軸チャック５から加工済ワークをロボットハンド１０に
引き渡し、アーム２６を上昇させて台車２５をワークパ
レット１２側に走行させ、次いでアーム２６を下降さ
せ、その間にロボットハンド１０を下方に転向しておく
ことにより、加工済ワークをワークパレット１２上に置
く。そしてワークパレット１２を移動して未加工ワーク
をロボットハンド１０に対向させ、アーム２６の昇降動
作とロボットハンド１０の開閉により未加工ワークをロ
ボットハンド１０で把持し、アーム２６の上昇と台車２
５の旋盤１上への移動とアーム２６の下降とロボットハ
ンド１０の方向変換とにより、未加工ワークを把持した
ロボットハンド１０を旋盤の主軸チャック５に対向さ
せ、台車２５の軸方向移動動作とロボットハンド１０と
主軸チャック５との交互開閉動作により、未加工ワーク
を主軸チャック５に引き渡すのである。

【０００４】なお一般に図４および図５の装置において
は、アーム２３、２６の先端に交互に位置変換できるよ
うにした２個のロボットハンドが設けられ、アーム２
３、２６の一往復動作で未加工ワークの供給と加工済ワ
ークの排出とが行われるようにしている。すなわち１個
のロボットハンドでワークパレット１２上の未加工ワー
クを掴んだ状態で旋盤１の機内に進入し、空のロボット
ハンドを主軸チャックに対向させて加工済ワークを受け
取り、ロボットハンドの位置を反転して未加工ワークを
主軸チャック５に受け渡し、ワークパレット１２側に戻
ることにより、加工済ワークをワークパレット１２に引
き渡すのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４のように旋盤１の
前面からワークの供給排出を行うものは、ワークの供給
排出装置が機械の前面に設置され、作業者の邪魔にな
る。またアーム進入時に旋盤の安全カバー２７を開閉す
る必要があり、ロボットハンド１０が旋盤の機外で動作
するため、油受け２８や作業者とアームとの接触を防ぐ
ための安全装置が必要である。一方図５の構造はワーク
の供給排出装置１７が旋盤１の上方にかなり高く突出す
るため、工場の天井が高くないと大型の装置は設置でき
ないし、装置の保守点検が面倒である。

【０００６】また従来構造のものは、アームの２つの軸
まわりの起伏や長いストロークの直線移動などとロボッ
トハンドの位置反転動作を必要とするため、構造が複雑
になりまたアームが長くなるため装置が強固で大きなも
のとなり、高速動作をさせるためにはサーボ制御が必要
となって装置が高価になるという問題がある。

【０００７】この発明は、より小型で作業の邪魔になる
ことなく迅速に旋盤へのワークの供給排出を行う技術手
段を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る旋盤におけ
るワークの供給排出方法は、旋盤の主軸台２と対向して
下端の支点軸７まわりに起倒自在なアーム８を設け、こ
のアーム８の先端にアーム８が起立状態にあるときに水
平方向を向きかつ垂直軸まわりに旋回自在なロボットハ
ンド１０を旋盤の主軸チャック５と同一軸線上で対向す
るように設け、アーム８の起倒動作によりアーム８の反
主軸台側に配置したワークパレット１２との間でワーク
の受け渡しを行い、主軸台２の軸方向移動により主軸チ
ャック５とロボットハンド１０との間でのワークの受け
渡しを行うことを特徴とするものである。前記アーム８
が起倒するときのロボットハンド１０の移動軌跡と旋盤
の主軸の延長線Ｄとが交叉するようにアームの支点軸７
を角度をもって配置し、ロボットハンド１０の反主軸チ
ャック５側に棒状素材の軸方向送り装置と軸直角切断装
置１６とを備えた材料切断供給装置１５をその材料の送
り中心軸と主軸中心とを一致させて設け、前記軸方向送
り装置により所定長送り出された棒状材料の先端をロボ
ットハンド１０で把持して上記切断装置１６で棒状材料
から切り離した後ロボットハンド１０を鉛直軸回りに回
動して主軸チャック５と対向させ、主軸台２の軸方向移
動により主軸チャック５とロボットハンド１０との間で
ワークの受け渡しを行い、ロボットハンド１０で受け取
った加工済みワークは、ロボットハンド１０の鉛直軸回
りの回動とアーム８の倒伏動作によりアーム８の反主軸
台側に上記材料切断供給装置１５と隣接して配置したワ
ークパレット１２に排出することができる。

【０００９】

【作用】この発明の方法によるワークの受け渡しは、旋
盤の主軸の延長上で行われるため、ワークの供給排出装
置が旋盤の前方や上方に突出することがなく、特に旋盤
の主軸チャック５とワークパレット１２との間でワーク
の受け渡しを行うロボットハンド１０を支持するアーム
８は、単に１つの支点軸７まわりの起伏動作を行うだけ
であり、その長さも短くできるため、旋盤１の機内に組
み込んだ形で装着することができ、動作が単純でアーム
長さも短いため高速動作が可能であるとともに、サーボ
制御の必要性も少なくなる。

【００１０】また旋盤の安全カバーを開閉することなく
ワークの供給排出を行うことができ、ワークの供給排出
装置の動作範囲が小さくしかも旋盤の側方で行われるた
め、作業の邪魔にならず安全性にも優れ設置スペースも
小さくできる。

【００１１】ロボットハンド１０のアーム８の先端での
旋回は、従来の装置においても未加工ワークを掴んだロ
ボットハンドと加工済ワークを掴むロボットハンドとを
交互に主軸チャックに対向させるために必要であるが、
この発明の方法では２つのロボットハンド１０の位置変
換を行わせるための旋回動作により同時にワークの向き
を主軸チャック５側とワークパレット１２側に変換でき
るため、ワークの供給排出動作が単純化される。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明の第１実施例を示したもので
ある。旋盤１の主軸台２は、主軸台フレーム３に主軸方
向に摺動自在に装着され、図示されていない送りネジに
より主軸方向（矢印Ａ方向）に移動自在である。主軸台
２で支持された主軸４の先端には、主軸チャック５が装
着されている。工具を装着するタレットヘッド６は機内
の奥側に位置しており、主軸直角方向にのみ移動自在に
設けられ、主軸台２の主軸方向移動と共同して、ワーク
に対する工具刃先の位置が設定される。

【００１３】カバー３１で覆われた旋盤の機内の主軸台
２と対向する側に下端を主軸と直角に交叉する方向の支
点軸７で枢支したアーム８が設けられており、アーム８
は支点軸７まわりに起倒（矢印Ｂ）自在である。アーム
８の先端にはアーム８が起立したときの鉛直軸まわりに
１８０度旋回自在なハンドブラケット９が設けられ、こ
のハンドブラケットの両側に背反する方向を向いた２つ
のロボットハンド１０が装着されている。ロボットハン
ド１０はアーム８が起立した状態でその一方が旋盤の主
軸の軸線上で主軸チャック５と対向している。アーム８
の反主軸ヘッド側にはパレット装置１１が設置され、こ
のパレット装置の間歇移動するワークパレット１２によ
り未加工ワークがワーク受け渡し位置Ｃに搬送され、加
工済ワークがワーク受け渡し位置Ｃから搬出される。パ
レット装置のワーク受け渡し位置Ｃはアーム８が倒れて
水平状態になったときにパレット装置側を向いたロボッ
トハンド１０と対向する位置に設定される。アーム８が
起立しているときの主軸チャック５側を向いたロボット
ハンド１０の直前（主軸チャック側直近）には、開閉自
在なシャッタ１３が設けられて、加工中に切削油や切粉
がロボットハンド１０側に飛散するのを防止している。

【００１４】次に第１実施例の装置の動作を説明する。
旋盤でのワークの加工中ロボットハンド１０はパレット
装置側を向いたロボットハンドで未加工ワークを把持
し、アーム８を起立した状態で待機している。ワークの
加工が終了すると、シャッタ１３が開かれ、主軸台２が
ロボットハンド１０側に移動して、主軸チャック５と主
軸チャック側を向いたロボットハンド１０との交互開閉
動作により、加工済ワークを主軸チャック５からロボッ
トハンド１０へと受け渡す。次に主軸台２を稍後退さ
せ、ハンドブラケット９を１８０度旋回させた後、再び
主軸台２を前進させて主軸チャック５と未加工ワークを
把持しているロボットハンド１０との交互開閉動作によ
り未加工ワークをロボットハンド１０から主軸チャック
５に引き渡す。そして主軸台２が加工位置に後退し、シ
ャッタ１３が閉じて新たに供給された未加工ワークに対
する加工が開始される。

【００１５】旋盤が加工動作を行っている間にアーム８
は水平に倒伏して、ロボットハンド１０を開いて加工済
ワークをワークパレット１２上に載置する。次にアーム
８が稍上動した後、ワークパレット１２が１ピッチ移動
して再びアーム８が水平位置に倒伏し、ロボットハンド
１０が閉じることによって新たにワーク受け渡し位置Ｃ
に移動してきたワークパレットに搭載された未加工ワー
クを把持する。そしてアーム８が起立し、旋盤でのワー
クの加工が終了するまで待機するのである。以上の動作
を繰り返すことにより、パレット装置のワークパレット
１２上に載置した未加工ワークが順次加工されていく。

【００１６】図２及び図３はこの発明の方法を用いて材
料切断供給装置１５から供給されたワークを加工した
後、パレット装置１１に排出する方法を示したもので、
図１と同様に構成された旋盤の主軸チャック５に対向し
て設けたロボットハンド１０のさらに延長上に材料切断
供給装置１５が配置されている。材料切断供給装置１５
は装置内に旋盤の主軸と平行な方向にして装填した棒状
材料を軸方向に押し出す軸方向送り装置が内装されてお
り、棒状材料が送り出される側のロボットハンド１０に
対向する端部には棒材を軸直角方向に切断する切断装置
１６が設けられている。材料切断供給装置１５と旋盤の
主軸チャック５との間に置かれたワーク供給排出装置１
７は、そのアーム８の支点軸７を図３に示すように平面
視で主軸の軸線Ｄと４５度の角度で交叉するように斜め
に配置しており、アーム８を倒伏させたときアーム８は
旋盤の側部後方に倒伏するようにしてある。そしてアー
ム８の先端のハンドブラケット９はロボットハンドの一
方１０を旋盤の主軸チャック５に向けた方向（このとき
反対側のロボットハンド１０は材料切断供給装置１５に
向いている）と反主軸チャック側を向いたロボットハン
ド１０を旋盤の側後方４５度の方向に向ける方向とに位
置決めできるようにしてある。そしてパレット装置１１
は材料切断供給装置１５の奥側に配置される。

【００１７】次にこの第２実施例の動作について説明す
る。旋盤でワークを加工している間ロボットハンド１０
はその一方を主軸チャック５に向け、他方に切断後の棒
状材料の先端を把持した状態で待機している。ワークの
加工が終了すると、主軸チャック５は第１実施例と同様
な動作で加工済ワークをロボットハンド１０に引き渡
し、未加工ワークをロボットハンド１０から受け取って
後退し、シャッタ１３を閉じて新たなワークに対する加
工を開始する。この加工の間にロボットハンド１０を４
５度旋回して加工済ワークを把持したロボットハンドを
旋盤の側後方（パレット装置側）に向けアーム８を倒伏
させる。そしてロボットハンド１０を開き加工済ワーク
をワークパレット１２上に排出する。次にアーム８が起
立してロボットハンド１０を材料切断供給装置１５側に
向ける。ここで材料切断供給装置は軸方向送り装置を駆
動して棒状材料の先端を対向するロボットハンド１０に
挿入し、ロボットハンド１０は挿入された棒状材料の先
端を把持する。この状態で切断装置１６が棒状材料の先
端を切り離す。そして加工中のワークの加工が終了する
まで待機するのである。すなわちこの第２実施例の方法
によれば棒状材料から所定長のワークを切断しつつ旋盤
１に供給し、旋盤１で加工されたワークをロボットハン
ド１０で受け取って材料切断供給装置１５と並置された
パレット装置１１に加工済ワークを排出することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したこの発明の方法によれば、
旋盤へのワークの供給排出を従来装置に比べてはるかに
単純な動作のコンパクトな装置で行うことができ、旋盤
へのワークの供給排出を高速でしかも安価な装置で行う
ことができるとともに、材料の供給排出装置がカバーで
囲まれた旋盤の機内に配置されるため、作業の邪魔にな
らず安全性や保守の点でも優れ、また装置の設置スペー
スも小さくできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の斜視図

【図２】第２実施例の斜視図

【図３】第２実施例の動作線を平面視で示す説明図

【図４】第１従来装置を示す斜視図

【図５】第２従来装置を示す斜視図

【符号の説明】

１ 旋盤 ２ 主軸台 ５ 主軸チャック ７ 支点軸 ８ アーム 10 ロボットハンド 12 ワークパレット 15 材料切断供給装置 16 切断装置 Ｄ 延長線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋盤の主軸台(2) と対向して下端の支点
   軸(7) まわりに起倒自在なアーム(8) を設け、このアー
   ム(8) の先端にアーム(8) が起立状態にあるときに水平
   方向を向きかつ垂直軸まわりに旋回自在なロボットハン
   ド(10)を旋盤の主軸チャック(5) と同一軸線上で対向す
   るように設け、アーム(8) の起倒動作によりアーム(8)
   の反主軸台側に配置したワークパレット(12)との間でワ
   ークの受け渡しを行い、主軸台(2) の軸方向移動により
   主軸チャック(5) とロボットハンド(10)との間でのワー
   クの受け渡しを行うことを特徴とする、旋盤におけるワ
   ークの供給排出方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアーム(8) が起倒すると
   きのロボットハンド(10)の移動軌跡と旋盤の主軸の延長
   線(D) とが交叉するようにアームの支点軸(7) を角度を
   もって配置し、ロボットハンド(10)の反主軸チャック
   (5) 側に棒状素材の軸方向送り装置と軸直角切断装置(1
   6)とを備えた材料切断供給装置(15)をその材料の送り中
   心軸と主軸中心とを一致させて設け、前記軸方向送り装
   置により所定長送り出された棒状材料の先端をロボット
   ハンド(10)で把持して上記切断装置(16)で棒状材料から
   切り離した後ロボットハンド(10)を鉛直軸回りに回動し
   て主軸チャック(5) と対向させ、主軸台(2) の軸方向移
   動により主軸チャック(5)とロボットハンド(10)との間
   でワークの受け渡しを行い、ロボットハンド(10)で受け
   取った加工済みワークは、ロボットハンド(10)の鉛直軸
   回りの回動とアーム(8) の倒伏動作によりアーム(8) の
   反主軸台側に上記材料切断供給装置(15)と隣接して配置
   したワークパレット(12)に排出することを特徴とする、
   旋盤におけるワークの供給排出方法。