JPWO2007052813A1 - カバー構造体及び該カバー構造体を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

セパレータシュートは、部品加工中は待機位置に配置され、ある部品の加工が終了したら受取位置に旋回移動して主軸から分離された部品を受け取る。セパレータシュートの枢軸の近傍に形成されたカバー構造体の開口部は、加工された部品が排出され得るような大きさに画定されるとともに、セパレータシュートが待機位置にあるときはセパレータシュートによって閉鎖され、セパレータシュートが受取位置にあるときは開口した状態となる。

Description

１．技術分野
本発明は、加工中の切粉や研削油の飛散を防止するための工作機械のカバー構造体、特には、棒材を加工する自動旋盤のカバー構造体に関し、さらにそのカバー構造体を備えた工作機械に関する。
２．関連技術の説明
一般的に、長尺の材料すなわち棒材から連続的に複数の部品を加工したり、短尺棒材の自動供給を行いながら連続的に複数の部品を加工したりする自動旋盤においては、例えば特開２００１−３１０２０１号公報に示すような、加工された部品を受ける可動式のセパレータシュートと、セパレータシュート上を移動した部品を収容する受け箱とが設けられる。従って棒材を加工する自動旋盤の場合は、加工中の切り粉や切削油の飛散を防止するためのカバーは主軸近傍のみを覆うものではなく、安全上及び構造上の観点から自動旋盤全体を覆うカバー構造体が設けられることが多い。
特開２００１−３１０２０１号公報に示すような構成を備えた自動旋盤においては、加工され主軸から分離された部品は、セパレータシュートを経由して受け箱に収容され蓄積される。あるいは、主軸から分離された加工後の部品を、受け箱の代わりに自動旋盤の内部（カバー構造体の内側）に設けられたベルトコンベア上に配置し（落下させ）、適所に設けられたコンベア口から外部に排出するようにした構成の自動旋盤も公知である。
上述の自動旋盤においては、受け箱及びベルトコンベアのいずれを使用する場合であっても、加工された部品を直ちに確認することができない。また切削油及び切削屑等と部品との分離も容易ではない。すなわち、加工後の部品を受け箱に蓄積していく方式では、棒材を加工している間は安全上の問題からカバー部に設けた扉等の開閉を行うことはできず、また受け箱部分のみが開閉可能であったとしても加工中の切削油及び切削屑が飛散してくるため部品の確認に手間がかかることになる。故に加工後の部品は、部品の加工をし終えた後かあるいは加工を意図的に中断した後に取り出して確認することになる。従って加工初期の部品の加工状態の確認を容易に行うことができず、加工初期に何らかの異常があったときのロスが大きくなる。
またベルトコンベアを使用する場合は、加工された部品はベルトコンベアによって順次搬送されて排出されてくるので、受け箱の場合のように一連の加工が全て終わるまで部品の確認ができないことはない。しかし、ベルトコンベアは、加工後の部品同士を接触させて傷を付けないように間欠送りを行うことが多く、また、ベルトコンベアは機械のカバー構造体の内側に配置されている。従って、加工後のある部品がセパレータシュートを経由してベルトコンベアによって自動旋盤の外部に排出されるまでには相当の時間がかかり、やはり加工の異常を直ちに知ることはできない。
発明の概要
そこで本発明は、部品を連続的に加工する自動旋盤に使用されるカバー構造体のように自動旋盤全体を覆う構造であっても、加工された部品の異常を安全性を確保した上で迅速に確認することができるカバー構造体、及びそのカバー構造体を備えた工作機械を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、互いに相対移動可能に構成された主軸及び刃物台が上部に配置された架台を有し、前記主軸に把持された被加工物を、前記刃物台に回転自在に保持又は所定の方向に固定された工具を用いて、所定の形状の複数の部品を順次加工するように構成された工作機械が有する、前記主軸及び前記刃物台を覆うカバー構造体であって、前記カバー構造体の一部又は前記架台と前記カバー構造体との境目の近傍に形成された凹状部と、加工が終了して前記主軸から分離された所定の形状の部品を前記カバー構造体の外部に排出するために、前記凹状部に連通する開口部と、前記排出時は前記開口部を開放し、前記排出時以外は前記開口部を閉鎖するように構成された開口部開閉手段と、を有することを特徴とする、カバー構造体を提供する。
前記開口部閉鎖手段は、前記開口部の近傍に設けられるとともに、加工が終了して前記主軸から分離された部品を受け取ることができるように構成されたセパレータシュートであり、前記セパレータシュートは、前記複数の部品の各々を加工している間は前記主軸から離れるとともに前記開口部を閉鎖する待機位置に位置し、ある部品の加工が終了して前記主軸から分離されようとするときに前記主軸に接近して該部品を受け取る受取位置に移動するとともに前記開口部を開放するように構成可能である。
前記セパレータシュートは、樋形状を有するとともに、前記開口部の近傍に設けられた枢軸を中心として旋回することにより前記待機位置と前記受取位置との間を移動することができる。
前記開口部閉鎖手段は具体的には、前記複数の部品の各々を加工している間は前記開口部を閉鎖し、ある部品の加工が終了したときに前記開口部を開放するシャッタである。
この場合においてカバー構造体は、前記開口部の近傍に設けられるとともに、加工が終了して前記主軸から分離された部品を受け取ることができるように構成されたセパレータシュートをさらに有してもよく、前記セパレータシュートは、前記複数の部品の各々を加工している間は前記主軸から離れた待機位置に位置し、前記複数の部品の各々の加工が終了して前記主軸から分離されようとするときに前記主軸に接近して該各々の部品を受け取る受取位置に移動するように構成され、かつ、前記シャッタは、前記セパレータシュートが前記待機位置にあるときは前記開口部を閉鎖し、前記セパレータシュートが前記受取位置にあるときは前記開口部を開放するように構成される。
さらに、前記セパレータシュートは、樋形状を有する第１部材と、該第１部材を入れ子式に収容する第２部材とを有し、前記待機位置にあるときは、前記第２部材が前記第１部材を収容した状態で前記開口部に関して前記カバー構造体の外側に位置し、前記受取位置にあるときは、前記第２部材が前記開口部の内側に移動し、かつ前記第１部材が前記第２部材に対して、受け取るべき部品に向かって移動するように構成される。
本発明は、上記カバー構造体を備えた工作機械を提供する。
工作機械は、前記カバー構造体の前記開口部から排出された部品を収容するために、前記凹状部内に配置された受け箱をさらに有することができる。
前記カバー構造体の前記凹状部は、前記主軸の軸線方向に平行に延びるチャネルを有してもよく、前記工作機械は、前記開口部から排出された部品を搬送するために、前記凹状部の前記チャネルに配置された機外への搬送装置をさらに有することができる。

本発明の上述又は他の目的、特徴及び長所は、以下の好適な実施形態を添付図面を参照しつつ説明することによりさらに明らかになるであろう。
図１は、本発明に係るカバー構造体を備えた自動旋盤及びバーフィーダの側面図であり、
図２は、図１の２−２断面を示す図であり、
図３は、図２に類似する図であって、カバー構造体の他の好適な実施形態を示す図である。
詳細な説明
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係るカバー構造体１０を備えた自動旋盤１、及び自動旋盤１に加工すべき棒材（図示せず）を供給する棒材供給装置すなわちバーフィーダ２の側面図である。カバー構造体１０は、自動旋盤１の主軸３及び刃物台（図示せず）が配置された架台並びにその近傍（すなわち加工領域）を含む自動旋盤１の上半分全体を覆うように構成され、加工中の切粉や研削油の飛散を防止するとともに自動旋盤内部（特に加工領域）への作業者のアクセスを禁止する。カバー構造体１０は全体としては鋼板又は鉄板から構成されるが、加工状態を外部から目視できるようにするための窓部１２を有してもよい。窓部１２は、アクリル板等の透明材料から作製される。
図２は、図１のカバー構造体の２−２断面を示す図である。カバー構造体１０は、セパレータシュート１４、セパレータシュート１４及び棒材が加工された部品が通過可能な大きさを有する開口部１６、並びに開口部１６を閉鎖する開閉手段すなわちシャッタ１８を有する。カバー構造体１０は、図示するように、架台９と協働してカバー構造体１０と架台９との境目の近傍に凹状部２０を形成し、開口部１６は凹状部２０と連通する位置に設けられる。なお凹状部２０は、カバー構造体１０と架台９との境目の近傍以外のカバー構造体の部分に形成されてもよい。
セパレータシュート１４は、樋状に形成された入れ子式の第１部材１４ａ及び１４ｂを有して全体として伸縮自在に構成され、部品加工中は図２の実線に示すように第１部材１４ａが第２部材１４ｂ内に収容された状態で外部すなわちシャッタ１８の外側に位置する。当然このときシャッタ１８は閉じている。なお開口部１６の位置は、図１に示すような主軸３のガイドブッシュ４（すなわち部品が加工される位置）の近傍が好ましい。
棒材からある部品Ｗが加工されて主軸３から分離されようとするときは、シャッタ１８が開いてセパレータシュート１４が主軸に接近して部品Ｗを受けられる位置まで移動する。詳細には、第１部材１４ａを収容した第２部材１４ｂが図示しないスライド機構等によって開口部１６を通って２点鎖線の位置まで移動し、さらに第１部材１４ａが、２点鎖線で示すように第１部材１４ａの先端が部品Ｗの下方に位置するまで、主軸２の中心に向かって移動する（すなわちセパレータシュート１４が伸長する）。なおシャッタ１８の開閉操作は、部品の加工のタイミングに合わせて自動で行われる。
セパレータシュート１２が図２の２点鎖線で示すような状態に配置されると、加工済みの部品Ｗが主軸から分離され（落下して）第１部材１４ａに受けられる。第１及び第２部材１４ａ及び１４ｂは図示するように傾斜しているので、部品Ｗはシュート１４上を転がるように又は滑るように移動して開口部１６から外部に排出される。排出された部品は、凹状部２０内であって開口部１６の外側かつ下方の架台９に形成されたチャネル５内に配置されたベルトコンベア６に載せられて搬送される。チャネル５は、ベルトコンベア６がカバー構造体の外側に張出さないように、主軸３の軸線方向に平行に延びるように構成される。その後、次の部品の加工が始まるまでの間に第１及び第２部材１４ａ及び１４ｂは再び図２の実線の位置まで移動し、シャッタ１８が閉じられて次の加工が始まる。
従来は加工終了後の部品を受容する受け箱又はベルトコンベアはカバー構造体の内側に設けられていたため、加工後の部品の確認は、一連の加工（棒材の加工）が全て終了するか一定の時間が経過するまで行うことができなかった。しかし本実施形態においては、図示するように、ベルトコンベア６は常時外部からアクセス可能な位置に設けられるので、棒材の加工の途中であっても加工された各部品の状態を直ちに確認することができる。またベルトコンベア６を凹状部２０内に配置することにより、カバー構造体２０全体としての占有領域は従来のものと実質的に変えることなく、上述の本発明の利点を享受することができる。
また上述の実施形態では加工後の部品を開口部１６まで移動させるために樋状のセパレータシュート１４を使用したが、加工後の部品を保持して開口部まで搬送するマニピュレータ等をセパレータシュートの代わりに使用することも可能である。
次に図３は、図２と同じ角度からみた、第２の好適な実施形態に係るカバー構造体３０を示す断面図である。第２の実施形態に係るカバー構造体３０が第１の実施形態に係るカバー構造体１０と異なる点は、セパレータシュートが開口部の開閉機能を兼ねることである。
図３に示すように、カバー構造体３０は枢軸３２を中心にして旋回可能に構成された樋状のセパレータシュート３４を有する。セパレータシュート３４は、部品加工中は実線で示す待機位置に配置され、ある部品の加工が終了したら２点鎖線で示す受取位置に旋回移動して主軸３から分離された部品を受け取る。またカバー構造体３０は、セパレータシュート３４の枢軸３２の近傍に開口部３６を有する。カバー構造体３０は、第１の実施形態と同様に、架台９と協働してカバー構造体３０と架台９との境目の近傍に凹状部４０を形成し、開口部３６は凹状部４０と連通する位置に設けられる。なお凹状部４０は、カバー構造体３０と架台９との境目の近傍以外のカバー構造体の部分に形成されてもよい。
開口部３６は、加工された部品が排出され得るような大きさに画定されるとともに、セパレータシュート３４が待機位置にあるときはセパレータシュート３４によって閉鎖され、セパレータシュート３４が受取位置にあるときは開口した状態となる。第２の実施形態のカバー構造体３０は、上述の第１の実施形態のカバー構造体１０が有するシャッタ１８を必要としないので、より構造が単純となって有利である。
セパレータシュート３４が図３の２点鎖線で示す受取位置に旋回移動すると、加工済みの部品Ｗが主軸から分離され（落下して）シュート３４の先端付近に受けられる。シュート３４は図示するように傾斜しているので、部品Ｗはシュート３４上を転がるように又は滑るように移動して開口部３６から外部に排出され、凹状部４０内であって開口部３６の外側かつ下方に形成されたポケット７内に配置された受け箱８上に収容される。その後、次の部品の加工が始まるまでの間にシュート３４は再び待機位置まで旋回移動し、開口部３６が閉じられて次の加工が始まる。このようにすれば、加工後の部品Ｗは直ちに外部の受け箱８に収容されるので、作業者は部品の加工状態や異常の有無を迅速かつ容易に確認することができる。またこの場合も、受け箱８を凹状部４０内に配置することにより、カバー構造体２０全体としての占有領域は従来のものと実質的に変化しない。
なお図３では、セパレータシュート３４から排出された部品は受け箱８に収容されるように図示しているが、受け箱８を図１に示したようなベルトコンベア６や、図示しない直線的移動体（例えばエアシリンダ等で直線移動動作をする部品載置台）等に置換することももちろん可能である。
本発明によれば、例えば長尺棒材から部品を連続的に加工する自動旋盤や、短尺部品の自動供給による部品加工において、加工された部品を安全性を確保しつつ自動旋盤の外部に直ちに取り出すことができる。従って、加工初期の部品のチェックを容易に行うことができるとともに、加工に何らかの異常が生じた場合にはそのことを直ちに知ることができるので、適切な対応をしてロスを最小限に抑えることが可能となる。
説明のために選定された特定の実施形態を参照して本発明が説明されたが、当業者には本発明の基本的概念及び範囲から逸脱することなく多数の変更が可能であることは明らかである。

Claims (9)

1. 互いに相対移動可能に構成された主軸及び刃物台が上部に配置された架台を有し、前記主軸に把持された被加工物を、前記刃物台に回転自在に保持又は所定の方向に固定された工具を用いて、所定の形状の複数の部品を順次加工するように構成された工作機械が有する、前記主軸及び前記刃物台を覆うカバー構造体であって、
   前記カバー構造体の一部又は前記架台と前記カバー構造体との境目の近傍に形成された凹状部と、
   加工が終了して前記主軸から分離された所定の形状の部品を前記カバー構造体の外部に排出するために、前記凹状部に連通する開口部と、
   前記排出時は前記開口部を開放し、前記排出時以外は前記開口部を閉鎖するように構成された開口部開閉手段と、
   を有することを特徴とする、カバー構造体。
2. 前記開口部閉鎖手段は、前記開口部の近傍に設けられるとともに、加工が終了して前記主軸から分離された部品を受け取ることができるように構成されたセパレータシュートであり、
   前記セパレータシュートは、前記複数の部品の各々を加工している間は前記主軸から離れるとともに前記開口部を閉鎖する待機位置に位置し、ある部品の加工が終了して前記主軸から分離されようとするときに前記主軸に接近して該部品を受け取る受取位置に移動するとともに前記開口部を開放するように構成される、請求の範囲１に記載のカバー構造体。
3. 前記セパレータシュートは、樋形状を有するとともに、前記開口部の近傍に設けられた枢軸を中心として旋回することにより前記待機位置と前記受取位置との間を移動する、請求の範囲２に記載のカバー構造体。
4. 前記開口部閉鎖手段は、前記複数の部品の各々を加工している間は前記開口部を閉鎖し、ある部品の加工が終了したときに前記開口部を開放するシャッタである、請求の範囲１に記載のカバー構造体。
5. 前記開口部の近傍に設けられるとともに、加工が終了して前記主軸から分離された部品を受け取ることができるように構成されたセパレータシュートをさらに有し、
   前記セパレータシュートは、前記複数の部品の各々を加工している間は前記主軸から離れた待機位置に位置し、前記複数の部品の各々の加工が終了して前記主軸から分離されようとするときに前記主軸に接近して該各々の部品を受け取る受取位置に移動するように構成され、かつ、前記シャッタは、前記セパレータシュートが前記待機位置にあるときは前記開口部を閉鎖し、前記セパレータシュートが前記受取位置にあるときは前記開口部を開放するように構成される、請求の範囲４に記載のカバー構造体。
6. 前記セパレータシュートは、樋形状を有する第１部材と、該第１部材を入れ子式に収容する第２部材とを有し、前記待機位置にあるときは、前記第２部材が前記第１部材を収容した状態で前記開口部に関して前記カバー構造体の外側に位置し、前記受取位置にあるときは、前記第２部材が前記開口部の内側に移動し、かつ前記第１部材が前記第２部材に対して、受け取るべき部品に向かって移動するように構成される、請求の範囲５に記載のカバー構造体。
7. 請求の範囲１に記載のカバー構造体を備えた工作機械。
8. 前記カバー構造体の前記開口部から排出された部品を収容するために、前記凹状部内に配置された受け箱をさらに有する、請求の範囲７に記載の工作機械。
9. 前記カバー構造体の前記凹状部は、前記主軸の軸線方向に平行に延びるチャネルを有し、前記工作機械は、前記開口部から排出された部品を搬送するために、前記凹状部の前記チャネルに配置された機外への搬送装置をさらに有する、請求の範囲７に記載の工作機械。

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