JPH10337623A - 自動加工設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】短時間でワークの交換を行うことができ、効率
良くワークへの加工を繰り返すことができる自動加工設
備を提供する。 【解決手段】自動加工設備１は、ワークユニット８の面
盤９に２個のチャック１０，１１が設けられているとと
もに、ローダ１３のアーム１５に２個のチャック１６，
１７が設けられている。そして、加工後のワークを未加
工のワークと交換する場合には、アーム１５の下側のチ
ャック１７の掴持動作および面盤９の下側のチャック１
１の開放動作によって加工後のワークの受け渡しが行わ
れ、その受け渡しと略同時に、面盤９の上側のチャック
１０の掴持動作およびアーム１５の上側のチャック１６
の開放動作によって、未加工のワークの受け渡しが行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動加工設備に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動加工設備としては、図５の如
きものが知られている。この自動加工設備５１は、工具
Ｔを保持した主軸５２と対向する位置にワークユニット
５３が配置されており、前面に設置された面盤５４のチ
ャック５５をＣ軸（面盤５４と垂直な軸）の周りで回動
して、チャック５５が掴持したワークを任意の位相に割
り出すようになっている。また、上方には、ローダ５６
が設置されている。ローダ５６は、２個のチャック５
８，５９を設けたアーム６０が、レール５７に垂下設置
されており、Ｚ軸方向に摺動可能なっている。かかる自
動加工設備５１は、ワークへの加工を繰り返す場合に
は、面盤５４のチャック５５の掴持している加工後のワ
ークを、ローダ５６が搬送した未加工のワークと交換す
るようになっている。

【０００３】図６、図７は、それぞれ、ワークの交換
（ローディング）時の自動加工設備５１の作動内容を示
したものであり、ワークを交換する場合には、まず、ス
テップ１で、ローダ５６のアーム６０が下降し（図７
（ａ））、ステップ２で、下側のチャック５９が面盤５
４のチャック５５と対向する（図７（ｂ））。次に、ス
テップ３で、アーム６０が面盤５４に接近し、下側のチ
ャック５９が掴持動作を実行する。また、その掴持動作
と略同時に、面盤５４のチャック５５が開放する（図７
（ｃ））。そして、ステップ４で、アーム６０が面盤５
４から一旦離反する（図７（ｄ））。しかる後、ステッ
プ５で、さらにアーム６０が下降し、上側のチャック５
８と面盤５４のチャック５５とが対向する（図７
（ｅ））。次に、ステップ６で、アーム６０が面盤５４
に再度接近し、面盤５４のチャック５５が掴持動作を実
行すると略同時に、アーム６０の上側のチャック５８が
開放する（図７（ｆ））。さらに、ステップ７で、アー
ムが面盤から離反し（図７（ｇ））、続くステップ８
で、ワークユニット５３の上方まで上昇する（図７
（ｈ））。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動加工設備５１は、加工後のワークＷ’を未加工のワ
ークＷと交換する際に、上記の如く、非常に多くのステ
ップの作動をしなければならず、長い時間を要するた
め、ワークへの加工を繰り返す場合の作業効率が非常に
悪かった。

【０００５】本発明の目的は、短時間でワークの交換を
行うことができ、効率良くワークへの加工を繰り返すこ
とができる自動加工設備を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の構成は、
先端に工具が回転可能に保持される主軸と、主軸と対向
する位置に割り出し可能に設けられておりチャックによ
ってワークを掴持するワークユニットと、ワークユニッ
トに未加工のワークを搬入し、またワークユニットから
加工済みのワークを搬出するローダとを有しており、主
軸とワークユニットとの相対移動によってワークユニッ
トが掴持したワークに所望の加工を行うとともに、加工
されたワークがローダによって搬送された未加工のワー
クと交換される自動加工設備であって、前記ワークユニ
ットに、複数のチャックが設けられているとともに、前
記ローダに、ワークユニットのチャックと同数のチャッ
クが設けられており、ワークユニットのチャックが掴持
している加工済みのワークをローダのチャックへ受け渡
す動作と、ローダのチャックが掴持している未加工のワ
ークをワークユニットのチャックへ受け渡す動作とを並
行して行うことにある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の自動加工設備の一
実施形態について、図面にしたがって詳細に説明する。
図１は、本発明に係る横型自動加工設備を示したもので
あり、自動加工設備１は、ベッド２上にＸ軸ユニット３
がＸ軸方向（図中前後方向）に水平移動可能に設けられ
ており、そのＸ軸ユニット３上に、Ｚ軸ユニット４がＸ
軸と直交するＺ軸方向（左右方向）へ水平移動可能に設
置されている。Ｚ軸ユニット４には工具Ｔを保持する主
軸５が支持されており、モータ６によってベルト７を介
して水平軸線周りで回転するようになっている。

【０００８】一方、主軸５と対向する位置にはワークユ
ニット８が配置されている。また、ワークユニット８の
主軸５側には、面盤９が設けられており、その面盤９に
は、加工するワークを掴持するための２個のチャック１
０，１１が設置されている。ワークユニット８は、チャ
ック１０，１１をＣ軸（Ｚ軸と平行な軸）周りで回動し
て、ワークを任意の位相に割り出すことができるように
なっている。なお、チャック１０，１１は、中心から等
間隔に配置された３個の爪状体が放射線方向に拡大、縮
小摺動することによって、ワークを掴持するタイプのも
のである。さらに、ワークユニット８の下側にはＢ軸ユ
ニット１２が配設されており、ワークユニット８をＢ軸
（鉛直方向の軸）周りで旋回して、ワークの姿勢を正面
から側面まで９０゜の範囲で切換可能になっている。な
お、ベッド２の内部のＢ軸ユニット１２の下方には、Ｙ
軸ユニット（図示せず）が組み付けられており、Ｂ軸ユ
ニット１２およびワークユニット８を一体に昇降できる
ようになっている。また、Ｂ軸ユニット１２およびＹ軸
ユニットは、防塵カバー（図示せず）によって覆われて
いる。

【０００９】さらに、機台の上方には、ローダ１３が設
置されている。図２は、ローダ１３を示したものであ
り、ローダ１３には、アーム１５がレール１４に垂下設
置されており、レール１４に沿ってＺ軸と平行な方向に
摺動可能なっている。そして、アーム１５には、ワーク
を掴持するための２個のチャック１６，１７が、ワーク
ユニット８の面盤９に設けられた２つのチャック１０，
１１と等間隔に併設されている。なお、チャック１６，
１７は、面盤９のチャック１０，１１と同様に、中心か
ら等間隔に配置された３個の爪状体が放射線方向に拡
大、縮小摺動することによって、ワークを掴持するタイ
プのものである。また、アーム１５は、外フレーム１８
の内部を内フレーム１９がスライドすることによって、
上下に昇降可能になっている。

【００１０】かかる自動加工設備１は、未加工のワーク
を、面盤９の２個のチャック１０，１１の内のいずれか
一方に掴持させ、その状態で、Ｘ軸ユニット３、Ｚ軸ユ
ニット４、ワークユニット８、Ｂ軸ユニット１２、Ｙ軸
ユニットを作動させ、主軸５の先端の工具Ｔによってワ
ークに所望の加工ができるように割り出した後に、加工
を実行する。そして、多くのワークに加工を繰り返す場
合には、ローダ１３によって搬送された新たな未加工の
ワークが、面盤９のチャック１０，１１の内のいずれか
一方によって掴持されている加工後のワークと交換され
る。

【００１１】以下、自動加工設備１が、未加工のワーク
を加工後のワークとする場合の作動内容を、図３、図４
にしたがって説明する。ワークＷを交換する場合には、
まず、ステップ１で、ローダ１３のアーム１５が下降し
（図４（ａ））、次のステップ２で、アーム１５のチャ
ック１６，１７と面盤９のチャック１０，１１とが、そ
れぞれ対向する（図４（ｂ））。そして、ステップ３
で、アーム１５が面盤９に接近し、アーム１５の下側の
チャック１７が掴持動作を実行するとともに、面盤９の
下側のチャック１１が開放する。また、それらの掴持、
開放動作と略同時に、面盤９の上側のチャック１０が掴
持動作を実行するとともに、アーム１５の上側のチャッ
ク１６が開放する（図４（ｃ））。すなわち、アーム１
５の下側のチャック１７の掴持動作および面盤９の下側
のチャック１１の開放動作によって加工後のワークＷ’
の受け渡しが行われ、その受け渡しと略同時に、面盤９
の上側のチャック１０の掴持動作およびアーム１５の上
側のチャック１６の開放動作によって、未加工のワーク
Ｗの受け渡しが行われる。しかる後、ステップ４で、ア
ーム１５が面盤９から離反し（図４（ｄ））、続くステ
ップ５で、アーム１５がワークユニット８の上方まで上
昇する（図４（ｅ））。

【００１２】なお、加工後のワークＷ’を未加工のワー
クＷと交換した後には、未加工のワークＷを主軸５の先
端の工具Ｔによって加工可能な位置に割り出してから加
工を繰り返す。また、ローダ１３は、加工後のワーク
Ｗ’を所定位置まで搬送する。

【００１３】自動加工設備１は、上記の如く構成されて
おり、非常に少ないステップで短時間の内に、加工後の
ワークＷ’を未加工のワークＷと交換することができる
ため、非常に効率良くワークへの加工を繰り返すことが
できる。

【００１４】なお、本発明の自動加工設備は、上記実施
形態の態様に何ら限定されるものではなく、ベッド、Ｘ
軸ユニット、Ｚ軸ユニット、主軸、ワークユニット、ロ
ーダ等の形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲内で適宜変更することができる。

【００１５】たとえば、上記実施形態においては、主軸
が１個である自動加工設備について説明したが、本発明
の自動加工設備は、主軸が２個併設されており、面盤の
２個のチャックが、各主軸の先端に保持された２個の工
具と同じ間隔で併設されたものであっても良い。かかる
如く構成した場合には、２個の未加工のワークへの同時
加工が可能となり作業効率が一層向上する、というメリ
ットがある。

【００１６】また、自動加工設備は、面盤およびアーム
に４個ずつチャックが設けられており２個の加工後のワ
ークと２個の未加工のワークとを同時に交換するもの、
あるいは、面盤およびアームに６個ずつチャックが設け
られており３個の加工後のワークと３個の未加工のワー
クとを同時に交換するもの等に変更することも可能であ
る。かかる構成を採用した場合には、ワークの交換に要
する時間が一層短縮され、ワークへの加工を繰り返す場
合の作業効率がより一層向上する。

【００１７】加えて、ワークを掴持するチャックの構
造、形状も、何ら上記実施形態のものに限定されるもの
ではなく、必要に応じて適宜変更することができる。な
お、上記実施形態の如く、中心から等間隔に配置された
複数の爪状体が放射線方向に拡大、縮小摺動するチャッ
クを用いた場合には、ワークの掴持動作を短時間で確実
に行うことが可能となり作業効率が一段と良好なものと
なる、というメリットがある。

【００１８】また、自動加工設備は、ワークユニットの
チャックからローダのチャックへの加工済みのワークの
受け渡し動作と、ローダのチャックからワークユニット
のチャックへの未加工のワークの受け渡し動作とを並行
して行うものであれば、それらの受け渡し動作を同時に
行うものでなくても良く、片方の受け渡し動作を実行し
た直後に他方の受け渡し動作を実行するものに変更する
ことも可能である。なお、両方の受け渡し動作を同時に
実行するものとした場合には、作業効率が最も良好なも
のとなることは言うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】本発明の自動加工設備は、非常に少ない
ステップで短時間の内に、加工後のワークを未加工のワ
ークと交換することができるため、非常に効率良くワー
クへの加工を繰り返すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動加工設備を一部切り欠いて示す説明図であ
る。

【図２】ローダを示す説明図である。

【図３】ワーク交換時の作動内容を示すフローチャート
である。

【図４】ワーク交換時の作動内容を示す説明図である。

【図５】従来の自動加工設備を示す説明図である。

【図６】ワーク交換時の作動内容を示すフローチャート
である。

【図７】ワーク交換時の作動内容を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・自動加工設備、５・・主軸、８・・ワークユニッ
ト、９・・面盤、１０，１１・・チャック、１３・・ロ
ーダ、１６，１７・・チャック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に工具が回転可能に保持される主軸
   と、主軸と対向する位置に割り出し可能に設けられてお
   りチャックによってワークを掴持するワークユニット
   と、ワークユニットに未加工のワークを搬入し、またワ
   ークユニットから加工済みのワークを搬出するローダと
   を有しており、主軸とワークユニットとの相対移動によ
   ってワークユニットが掴持したワークに所望の加工を行
   うとともに、加工されたワークがローダによって搬送さ
   れた未加工のワークと交換される自動加工設備であっ
   て、 前記ワークユニットに、複数のチャックが設けられてい
   るとともに、前記ローダに、ワークユニットのチャック
   と同数のチャックが設けられており、 ワークユニットのチャックが掴持している加工済みのワ
   ークをローダのチャックへ受け渡す動作と、ローダのチ
   ャックが掴持している未加工のワークをワークユニット
   のチャックへ受け渡す動作とを並行して行うことを特徴
   とする自動加工設備。