KR20130029727A - 공작기계의 워크 반출장치 및 공작기계 - Google Patents

Abstract

공작기계의 가공 영역으로부터 가공 완료 워크를 기외로 반출하는 워크 반출장치에 관한 것으로, 워크의 가공 현장에 있어서의 작업 부담을 경감하여, 가공된 워크를 잘못 집거나 분별 실수에 의한 트러블의 발생을 미연에 방지한다.
1개의 반출장치에 2개의 반출로를 마련하는 동시에, 받아넘김 장치에 복수의 반출로의 어느 한쪽을 선택하는 선택 동작을 행하게 하여, 2종류의 워크, 혹은 가공된 워크와 잔재를 다른 배출 공간으로 반출한다. 가공 영역에 기초단부가 임해서 나와 있고 기외로 연장되는 컨베이어 등의 워크 반송면을 구비한 공작기계에 있어서, 반송면상의 워크 반출로를 반송면의 폭방향으로 구획하는 중간벽을 마련하여, 중간벽으로 구획된 각 반출로의 선단을 다른 워크 반출 공간으로 연이어 통한다.

Description

공작기계의 워크 반출장치 및 공작기계{Apparatus for taking out work of machine tools and the machine tools}

본 발명은, 공작기계의 가공 영역으로부터 가공 완료된 워크를 기외(機外)로 반출하는 장치와 그러한 장치를 구비한 공작기계에 관한 것으로, 주위를 회전하는 벨트나, 주위를 회전하는 체인에 부착된 플레이트 내지 트레이 등의, 워크를 얹어놓는 반송면을 구비한 워크 반출장치 및 그러한 워크 반출장치를 구비한 공작기계에 관한 것이다.

공작기계의 가공 영역(워크와 이것을 가공하는 공구가 이동하는 영역)은, 가공에 사용하는 절삭액이나 절삭가루가 비산하여 작업 환경을 열화시키는 것을 방지하기 위해서, 격벽이나 개폐문 등으로 구획되어 있다. 상방으로부터 긴 승강 스트로크를 가지는 핸드를 가공 영역에 삽입하여 워크의 로드 언로드를 행하는, 예를 들면 겐트리 로더(gantry loader)에서는, 상기 로더의 언로드 동작으로 가공 완료된 워크를 공작기계의 워크 유지구(예를 들면 선반의 주축 척)로부터 기외(공작기계의 바깥)로 반출하지만, 이러한 로더는, 대형이 되어 워크의 공급이나 배출에 시간이 걸린다. 이 시간의 손실을 피하기 위해, 많은 경우는, 가공 영역내에서 동작하고, 가공된 워크를 워크 유지구로부터 반출장치로 반송하는 받아넘김 장치와, 이 받아넘김 장치로부터 받은 가공 완료된 워크를 기외로 반송하는 반출장치로, 가공완료 워크의 배출을 행하고 있다.

도 6은, 이러한 받아넘김 장치(61)와, 반출장치(62)를 구비한 워크 배출장치의 일례를 나타낸 도면으로, 본원 출원인이 특허문헌 1에서 제안한 구조의 것이다. 도면에 나타내는 공작기계는, 주축 축선(a)상에서 대향하는 2개의 워크 척(도면에는 한쪽만 도시되어 있음)(4)과, 주축 축선(a)을 사이에 두고 양측에 배치된 터릿(turret)(5a,5b)을 구비한 선반이고, 받아넘김 장치(61)는, 주축 축선과 평행한 축 주위로 회동(回動)하는 2개의 암(arm)(61a,61b)을 구비하고 있고, 반출장치(62)는, 벨트 컨베이어(11)를 구비하고 있다.

제 1 암(61a)은, 주축 축선(a)의 상방에 주축 축선(a)과 평행하게 걸쳐 장착된 회동축(63)에 의해서 요동(搖動) 구동되고, 또한 주축 축선(a) 방향으로 자유로이 이동 가능하다. 제 2 암(61b)은, 제 1 암(61a)의 선단에 주축 축선(a)과 평행한 연결축(64) 주위로 요동 가능하게 연결되고, 또한 그 요동각이 제 1 암(61a)의 요동각과 관련지어져 연결되어 있다. 제 1 암(61a)은, 제 2 암(61b)보다 짧다. 워크를 파지(把持)하는 핸드(6)는, 제 2 암(61b)의 선단에 마련되어 있다.

한편, 반출장치의 컨베이어(11)는, 그 기초단을 가공 영역(3)의 격벽에 임하여 나오게 하여(격벽을 관통한 기초단부만을 가공 영역의 내측으로 하여) 주축 축선(a)과 평행하게 기외로 연장되어 있다.

워크의 가공이 종료하면, 암(61a,61b)의 요동 동작에 의해서 핸드(6)가 주축 축선(a)상에 삽입되어, 암(61a,61b)의 주축 축선방향의 왕복 이동과, 주축 척(4) 및 핸드(6)의 개폐 동작에 의해서 가공 완료된 워크는, 주축 척(4)으로부터 핸드(6)로 받아 넘겨진다. 그리고, 암(61a,61b)의 요동에 의한 핸드(6)의 상방으로의 이동과 암(61a,61b)의 주축 축선방향의 이동에 의해, 핸드(6)는, 가공 영역에 임해서 나와 있는 컨베이어(11)의 기초단부로 이동하고, 핸드(6)의 열림 동작에 의해, 워크를 컨베이어(11)로 받아넘긴다. 컨베이어(11)는, 받은 워크를 기외로 반출한다.

일본 공개특허공보 2005-161420호

2개의 주축과 2개의 날붙이대(공구대)를 구비한 선반에서는, 2개의 주축이 다른 2종류의 워크, 예를 들면 요철을 끼워 맞춰 조립하는 볼록측 워크와 오목측 워크를 동시 병행적으로 가공하는 경우가 있다. 이러한 경우, 상술한 종래 구조의 배출장치에서는, 2종류의 워크가 동일 개소에 반출되게 되어, 다수의 워크를 연속 가공했을 때 등, 가공된 워크의 분별(구분) 작업이 번거롭다. 또한, 소재의 공급 형태에 따라서는, 워크의 가공 후에 잔재(殘在)가 남는 경우가 있다. 이 경우도, 상술한 바와 같은 종래의 배출장치에서는, 잔재도 가공 완료 워크와 같은 곳으로 반출되게 되어, 가공 완료 워크 중에서 잔재를 제거하는 작업이 필요하게 된다.

본 발명은, 상기와 같은 번거로움을 해소하여, 워크의 가공 현장에 있어서의 작업자의 부담을 경감시키는 동시에, 워크를 잘못 잡거나 분별 실수에 의한 트러블의 발생을 미연에 방지하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명은, 1개의 반출장치에 복수의 반출로를 마련하는 동시에, 받아넘김 장치에 복수의 반출로의 어느 한쪽을 선택하는 선택 동작을 행하게 하는 것에 의해, 복수 종류의 워크, 혹은 가공 완료 워크와 잔재가 다른 배출 공간으로 반출되도록 하는 것에 의해, 상기 과제를 해결한 것이다. 2주축 대향 선반에서는, 통상, 3종류 이상의 워크를 동시 연속 가공하는 경우가 없기 때문에, 2개의 반송로를 마련해서 하면 좋다.

본 발명의 공작기계의 워크 반출장치는, 격벽(31)으로 구획된 가공 영역(3)에 기초단부(11a)를 임하여 나오도록 하여 기외로 연장되는 워크 반송면(11)을 구비한 공작기계의 워크 반출장치에 있어서, 상기 워크 반송면(11)상의 워크 반출로를 반송면의 폭방향으로 구획하는 중간벽(15)을 구비하고, 상기 중간벽으로 구획된 각 반출로(7a,7b)의 선단이 다른 워크 반출 공간(2a,2b)에 연이어 통해져 있다고 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 구조에 있어서는, 상기 중간벽(15)은, 워크 반출로(7a,7b)의 반송면을 형성하는 컨베이어의 폭방향 양측에 마련한 측벽(14,14)의 상부를 연결하는 이음재(16)에, 컨베이어 폭방향의 위치를 이동 가능하게 하여 걸어 매달려져 있다. 또한, 측벽(14) 및 중간벽(15)은, 가공 영역(3)에 임해서 나와 있는 기초단부(11a)에 있어서, 받아넘김 장치의 핸드(6)의 컨베이어 폭방향의 이동을 방해하지 않는 낮은 높이를 구비하고 있다.

본 발명의 공작기계는, 워크 반출 컨베이어(11)의 폭방향으로 이동 위치 결정 가능한 공구 터릿(5a)과, 공구 터릿(5a)의 이동 영역의 둘레가장자리부에 기초단부(11a)가 위치된 상기 구조의 워크 반출 컨베이어(11)를 구비하고, 공구 터릿(5a)의 공구 부착부에 장착한 워크 파지구(6)로 파지한 워크를 기초단부(11a)로 반송하는 동시에, 공구 터릿(5a)의 폭방향 이동에 의해 구획된 각 반출로(7a,7b)의 한쪽을 선택하여 워크를 반출할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 반출장치에 의하면, 받아넘김 장치에 워크의 종류에 따른 워크 반출로(7a,7b)의 선택 동작을 행하게 하는 것에 의해, 2종류의 가공 완료 워크, 혹은 가공 완료 워크와 잔재를 분별하여 반출할 수 있다. 따라서, 2종류의 워크를 연속 가공한 경우에도, 가공 후에 2종류의 워크를 분별하거나 가공 완료 워크 중에서 잔재를 없애는 작업이 불필요하게 된다.

받아넘김 장치에 의한 워크 반출로(7a,7b)의 선택은, 반출 컨베이어의 기초단부(11a)의 상방에서의 핸드(6)의 컨베이어 폭방향의 위치의 제어에 의해서 행하여지기 때문에, 이 선택 동작을 행하게 하기 위한 구조나 제어가 간단하다. 특히, 본 발명의 공작기계에 의하면, 공작기계를 제어하고 있는 NC장치의 가공 프로그램에 의해서, 공구 터릿(5a)을 제어하는 것에 의해, 반출장치로의 가공 완료 워크의 받아넘김 및 반출로(7a,7b)의 선택을 행할 수 있으므로, 별개로 받아넘김 장치를 마련할 필요가 없어지는 동시에, 가공 순서를 지시하는 가공 프로그램에 의해서, 워크의 받아넘김 동작 및 워크 반출로의 선택 동작을 지시할 수 있어, 제어 실수의 발생도 미연에 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 워크 반출장치의 일례를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 공작기계에 있어서의 워크 반출 동작의 예를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 공작기계에 있어서의 워크 반출 동작의 다른 예를 나타내는 도면.
도 4는 도 2, 3의 반출 동작의 측면도.
도 5는 슬랜트형의 공작기계에 있어서의 워크 반출 동작의 측면도.
도 6은 종래 구조의 워크 배출장치의 일례를 나타내는 측면도.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1은, 실시예의 워크 반출장치를 모식적으로 나타낸 사시도이고, 1은 본 발명의 워크 반출장치, 11은 그 반송면(도면의 예에서는 컨베이어), 12(12a,12b)는 컨베이어(11)의 선단(반출단)(11b)에 연이어 접한 슈트, 2(2a,2b)는 슈트(12)의 출구에 배치한 워크상자이다. 컨베이어(11)는, 도 6에서 설명한 바와 같은 종래 구조의 반출장치에 있어서의 반출 컨베이어와 같이, 그 기초단부(11a)가 가공 영역(3)을 구획하고 있는 격벽(31)(도 2 참조)에 임하여 나와 있고, 그 선단부(11b)는, 기외에 위치하고 있다.

즉, 워크 반출장치(1)는, 가공 영역(3)의 도 2에 있어서의 우측에 인접하는 기구부(기계 장치를 수용한 공간)를 관통하여, 선단부(11b)가 기외로 연장되어 있다. 슈트(12) 및 워크상자(2)는, 기계의 설치장소에 따른 형태로, 공작기계의 바깥에 설치된 것이다. 컨베이어(11)는, 도시하지 않는 구동장치로, 컨베이어 벨트가 감아 돌려져 있는 롤러(13)를 구동하는 것에 의해, 기초단부(11a)에서 컨베이어(11)상에 얹어 놓여진 워크를 선단부(11b)측으로 이송하여 슈트(12)에 떨어뜨린다. 즉, 반송되는 워크의 반출로(7)는, 컨베이어(11)의 위와 슈트(12)의 바닥판 위에 형성된다.

워크 반송중에 컨베이어(11)상으로부터 워크가 낙하하는 것을 방지하기 위해서, 컨베이어(11)의 폭방향 양측에는 측벽(14)이 마련되어 있다. 이 측벽(14)은, 기초단부(11a)부분의 높이가 낮아지고 있어, 받아넘김 장치의 핸드(6)가 기초단부(11a)에 낮은 높이로 진입하는 것을 방해하지 않는 구조가 되고 있다.

본 발명의 워크 반출장치에서는, 컨베이어(11)상의 워크 반출로(7)를 컨베이어 폭방향으로 2분하도록 중간벽(15)이 마련되어 있다. 도면의 중간벽(15)은, 컨베이어 양측의 측벽(14,14)의 상부에 건너지르게 걸쳐진 이음재(16)의 컨베이어 폭방향의 긴 구멍(17)에 삽입통과된 볼트(18)로 상변을 고정하고, 그 하변과 컨베이어 상면과의 사이에 빈틈을 두고 걸어 매달려져 있다. 중간벽(15)은, 상변을 직각으로 접어 구부린 금속판으로 형성되어 있고, 그 상변의 접어 구부려진 부분에 형성한 볼트구멍에 긴 구멍(17)에 삽입통과된 볼트(18)를 통하여 너트(도면에는 도시되지 않음)로 체결하는 것에 의해, 이음재(16)에 고정되어 있다. 따라서, 상기 너트를 느슨하게 하여 볼트(18)를 이동시키고, 다시 너트를 조이는 것에 의해서 중간벽(15)의 위치는, 컨베이어의 폭방향으로 이동할 수 있다.

워크 반출장치에 중간벽(15)을 마련한 것에 대응하여, 슈트(12) 및 워크상자(2)에는 각각 칸막이판(19,21)이 마련되어 있다. 따라서, 기초단부(11a)에 있어서, 중간벽(15)에 의해서 구획된 워크 반출로(7a,7b)의 어느 한쪽에 얹어 놓은 워크는, 각각 그 쪽의 워크 반출로 및 슈트(12a,12b)를 지나 워크상자(2a,2b)로 배출된다.

도 6에 도시한 암 구조의 받아넘김 장치의 경우에는, 그 암(61a,61b)의 요동각을 2단계로 하는 것에 의해서, 반출장치의 기초단부에 있어서의 핸드(6)의 위치를 변화시켜 중간벽(15)으로 분할된 2개의 워크 반출로(7a,7b)의 어느 한쪽을 선택시킬 수 있다.

도 2 내지 4는, 공작기계측의 터릿에 핸드를 장착하고 공작기계의 유지구(도면에서는 주축 척)와 워크의 반출장치와의 사이에 워크의 주고받기를 행하는 예를 나타낸 도면이다.

도면의 공작기계는, 주축 축선(a)상에서 대향하는 2주축과, 그 상하에 배치된 2터릿을 구비한 2주축 2터릿 선반이고, 4a 및 4b는, 각각의 주축에 장착되어 주축 축선(a)상에서 대향하고 있는 제 1 주축 척과 제 2 주축 척, 5a 및 5b는, 상부 터릿과 하부 터릿이다. 상부 터릿(5a)은, 주축 축선방향인 Z축방향, 공구의 절삭깊이 이송방향인 X축방향, 및 이 양축에 직교하는 Y축방향(도 2, 3의 지면 직각방향)으로 자유로이 이동 위치 결정 가능한 상부 날붙이대(51)에 선회대(旋回臺)(52)를 사이에 두고 Y축 주위(B축)로 선회 위치 결정 가능하게 마련되어 있다.

상부 터릿(5a)의 터릿 헤드(53)의 공구 부착부의 한 개소에는, 워크를 파지하는 핸드(6)가 장착되어 있다. 이 핸드(6)는, 내장된 전기모터 내지 유체압 실린더를 구동원으로서, 또는 터릿(5a)에 마련되어 있는 공구 모터(54)를 구동원으로 하는 캠 기구, 링크 기구, 랙 피니언 기구 등에 의해, 개폐 구동된다. 1은, 도 1에서 설명한 본 발명의 워크 반출장치이고, 그 구성 부재에는, 도 1과 같은 부호를 붙이고 있다.

대향하는 2주축을 구비한 선반에서는, 통상, 제 1 주축측에서 가공한 워크를 제 2 주축측에 넘겨, 제 2 주축측에서 가공이 완료된다. 제 2 주축측의 제 2 척(4b)에서 유지된 가공 완료 워크(W2)는, 핸드(6)를 인덱스하여, 워크(W2)의 유지 위치로 이동한 상부 터릿(5a)의 핸드(6)로 파지되고, 상부 날붙이대(51)의 Z, X 및 Y축방향의 이동에 의해, 반출장치의 컨베이어(11)의 기초단부(11a)상에 이송되어, 핸드(6)를 여는 것에 의해서 컨베이어(11)상에 얹어 놓여진다. 이 때, 상기 공작기계를 제어하고 있는 NC장치로 상부 날붙이대(51)의 Y축방향의 이동 위치를 제어하는 것에 의해, 도 4에 도시하는 바와 같이, 가공된 워크(W2)가 얹어 놓여진 개소를 2분할된 워크 반출로(7a,7b)의 어느 한쪽에 설정할 수 있다.

제 1 주축측과 제 2 주축측으로 다른 워크를 가공할 때는, 제 2 주축측의 척(4b)은, 상기의 형태로 반출하고, 제 1 주축측의 워크(W1)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 핸드(6)를 워크를 향해서 인덱스한 상부 터릿(5a)을 제 1 주축의 척(4a)으로 유지된 워크의 위치로 이동하여, 핸드(6)로 워크를 받는다. 그리고, 상부 날붙이대(51)의 Z, X 및 Y축방향의 이동과, 선회대(52)의 180도의 선회 및 터릿의 인덱싱축 주위로의 180도의 회전에 의해, 워크(W1)를 반출장치의 컨베이어(11)의 기초단부(11a)상으로 이송한다. 그리고, 제 2 주축측으로부터 반송한 워크(W2)와 다른 반출로에 얹어놓는 것에 의해, 제 1 주축측의 워크(W1)와 제 2 주축측의 워크(W2)를 구분하여, 워크상자(2a,2b)로 배출할 수 있다.

상기는, 상부 터릿(5a)과 하부 터릿(5b)을 주축 축선(a)의 바로 위와 바로 아래에 배치한 선반에 있어서의 것이지만, 도 4에 나타내는 오퍼레이터측이 낮아지는 방향으로 경사진 슬랜트(slant)형의 베드를 가지는 선반에 있어서도, 상부 날붙이대(51)의 X축방향과 Y축방향과의 합성 이동에 의해, 터릿(5a)에 장착한 핸드(6)를 컨베이어(11)의 폭방향(도 4의 수평방향)으로 이동시킬 수 있으므로, 워크(W1,W2)를 파지한 핸드(6)의 상기 합성 이동에 의해, 반출장치(1)의 분할된 워크 반출로(7a,7b)의 어느 한쪽을 선택하여, 가공 완료 워크의 구분 배출을 행하는 것이 가능하다. 한편, 반송로를 3개로 할 때는, 2개의 중간벽(15)을 상기와 같은 구조로 마련하여, 각각의 반송로에 연결된 3개의 슈트 및 워크상자를 마련해서 하면 좋다.

2(a,b) : 워크 반출 공간
3 : 가공 영역
5a : 공구 터릿
6 : 핸드
7(a,b) : 반출로
11 : 워크 반출 컨베이어
11a : 기초단부
14 : 측벽
15 : 중간벽
16 : 이음재
31 : 격벽

Claims (4)

1. 격벽으로 구획된 가공 영역에 기초단부가 임해서 나와 있고 기외(機外)로 연장되는 워크 반출로를 구비한 공작기계의 워크 반출장치에 있어서, 상기 워크 반출로를 그 폭방향으로 구획하는 중간벽을 구비하고, 상기 중간벽으로 구획된 각 반출로의 선단이 다른 워크 반출 공간으로 연이어 통해져 있는, 공작기계의 워크 반출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 중간벽이, 워크 반출로의 폭방향 양측에 마련한 측벽의 상부를 연결하는 이음재에, 상기 반출로의 폭방향 위치를 이동 가능하게 하여 걸어 매달려져 있는, 워크 반출장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 측벽 및 중간벽이, 상기 가공 영역에 임해서 나와 있는 반출로의 기초단부에 있어서, 이들의 선단측의 높이보다 낮은 높이를 구비하고 있는, 워크 반출장치.
4. 워크 반출로의 폭방향으로 이동 위치 결정 가능한 공구 터릿과, 상기 공구 터릿의 이동 영역의 둘레가장자리부에 기초단부를 위치시킨 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 워크 반출장치를 구비하고, 상기 공구 터릿의 공구 부착부에 장착된 워크파지구로 파지한 워크를 상기 기초단부로 반송하는 동시에, 상기 공구 터릿의 상기 폭방향의 이동 위치를 설정하는 것에 의해, 구획된 각 반출로의 한쪽을 선택하여 워크를 반출할 수 있는, 공작기계.

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