JP2872847B2 - 工作機械 - Google Patents
工作機械Info
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- JP2872847B2 JP2872847B2 JP3304158A JP30415891A JP2872847B2 JP 2872847 B2 JP2872847 B2 JP 2872847B2 JP 3304158 A JP3304158 A JP 3304158A JP 30415891 A JP30415891 A JP 30415891A JP 2872847 B2 JP2872847 B2 JP 2872847B2
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Description
あり、特に、加工能率の向上,加工態様の多様化に関す
るものである。
盤,研削盤等、種々の種類がある。これら工作機械にお
いては、加工が施されるワークあるいは加工を行う加工
工具等の被保持物が主軸のチャックにより保持され、主
軸の回転軸線まわりに回転させられて加工が行われるの
であるが、従来、被保持物は、作業者あるいは搬送装置
が主軸チャックに保持させ、受け取っていた。
は、加工能率が悪く、また、加工態様が限定される問題
があった。例えば、主軸がワークを保持して回転する旋
盤の主軸である場合、加工終了後、主軸チャックからワ
ークを取り外して基準面の清掃を行い、加工屑を除去す
るが、作業者がワークの受渡しを行う場合には、切削液
なしの加工直後はワークが熱いため取扱いが面倒であ
り、切削液が使用される場合にはワークは熱くないが、
多量の切削液が付着していてやはり取扱いが面倒であ
る。また、搬送装置がワークの受渡しを行う場合には、
ワークを加工直後に受け取ることができるが、清掃が終
わるまで次のワークの供給を待つことが必要であって時
間が無駄になる。さらに、搬送装置を使用する場合、被
保持物の保持姿勢が1種類に決まってしまい、被保持物
がワークであればワークの1個所にしか加工を施すこと
ができない。また、被保持物供給装置や搬送装置の構成
が、主軸のチャックに被保持物を所定の姿勢で保持させ
る構成に限定され、装置の設計の自由度が低く、工作機
械を含む加工シテスムの構成の自由度が低くなる問題も
生ずる。請求項1の発明は、加工能率が高く、多様な態
様で加工を行うことができ、かつ、被保持物の搬送が自
動的に行われる工作機械を提供することを課題として成
されたものである。請求項2の発明は、請求項1の発明
の課題に加えて、保持装置をできる限り安価に構成する
ことを課題として為されたものである。請求項3の発明
は、請求項1または請求項2の発明の課題に加えて、作
業環境を良好に維持でき、かつ、作業能率の高い工作機
械を提供することを課題として為されたものである。
作機械は、上記の課題を解決するために、(a)ベース
と、(b)そのベース上に設けられ、先端に主軸チャッ
クを有する主軸を回転可能に支持した主軸台と、(c)
主軸チャックと同心に対向する一時保持チャックを有し
てベース上に主軸の回転軸線に平行な方向のみに移動可
能に設けられ、主軸チャックとの間で被保持物の受渡し
を行うとともに、被保持物を回転させることなく一時的
に保持する保持装置と、(d)被保持物を搬送するとと
もに、主軸チャックおよび一時保持チャックのいずれと
の間においても被保持物の受渡しを行い得る搬送装置と
を含むことを要旨とするものである。請求項2の発明に
係る工作機械は、さらに、(e)前記主軸の軸線と平行
なZ軸方向に移動可能なZ軸スライドと、(f)そのZ
軸スライド上で主軸の軸線と直角なX軸方向に移動可能
なX軸スライドと、(g)そのX軸スライドに取り付け
られた刃物台とを含み、かつ、前記保持装置がZ軸スラ
イドに取り付けられ、Z軸スライドの移動により前記主
軸チャックに接近,離間させられることを要旨とするも
のである。請求項3の発明に係る工作機械は、さらに、
仕切り壁によって加工室と搬送室とに仕切られたハウジ
ングを含み、前記主軸台および前記保持装置が加工室内
に、前記搬送装置が搬送室内にそれぞれ配設され、か
つ、ハウジングの仕切り壁との間に搬送室を形成する前
壁と、仕切り壁とに、それぞれ開閉可能な扉が設けられ
ていることを要旨とするものである。
保持物が搬送装置によって保持,搬送され、主軸チャッ
クおよび一時保持チャックに対する被保持物の受渡しが
自動的に行われる。そして、搬送装置が被保持物を主軸
台に供給するとき、直接主軸チャックに保持させること
も、一旦一時保持チャックに保持させた後、主軸チャッ
クに保持させることもでき、また、被保持物を主軸台か
ら受け取る場合には、直接主軸チャックから受け取るこ
とも、一旦一時保持チャックに保持させた後、一時保持
チャックから受け取ることもでき、それら動作の選択お
よび順序の組合わせにより、加工能率の向上,加工態様
の多様化等を図ることができる。請求項2の発明に係る
工作機械においては、保持装置が刃物台を移動させるた
めのZ軸スライドの移動により主軸チャックに接近,離
間させられる。請求項3の発明に係る工作機械において
は、ワークの加工や主軸チャックと一時保持チャックと
の間における被保持物の受渡し,主軸チャックの基準面
の清掃等、加工室内に設けられた装置により作業が行わ
れる場合には仕切り壁の扉が閉じられ、搬送装置と主軸
チャックや一時保持チャックとの間における被保持物の
受渡し等加工室外からの作業が行われる場合には仕切り
壁の扉が開かれる。また、搬送装置の清掃,点検等、搬
送室内の装置に対する作業者の作業が行われる場合に
は、前壁の扉が開かれ、主軸台,保持装置等の清掃,点
検等、加工室内の装置に対する作業者による作業が行わ
れる場合には、前壁と仕切り壁との両方の扉が開かれ
る。
送,受渡し等の自動化ができる上、加工能率の向上,加
工態様の多様化,装置の設計の自由度の向上等を図るこ
とができる。例えば、主軸チャックにワークを保持させ
る場合、加工終了後に主軸チャックの基準面を清掃する
際には、一時保持チャックに加工済みのワークを保持さ
せておくことにより、直ちに清掃を行うことができ、そ
の間、搬送装置は次に加工が行われるワークの受取り
等、別の動作を行うことが可能となり、作業能率が向上
するのである。また、被保持物を供給する際、主軸チャ
ックと一時保持チャックとのいずれに先に被保持物を渡
すかにより、主軸チャックにおける被保持物の保持姿勢
を反転させることができる。そのため、被保持物がワー
クであれば、1台の主軸台によってワークの異なる2個
所に加工を施すことができる。また、主軸チャックによ
る被保持物の保持姿勢が1種類に限定されないため、被
保持物供給装置を、被保持物が所定の姿勢で主軸チャッ
クに保持されるように供給する構成とする必要がなく、
また、被保持物の搬送装置についても同様に構成が限定
されなくなり、各装置の設計の自由度が高くなるととも
に、工作機械を含む加工システムの構成の自由度が高く
なる効果が得られる。しかも、保持装置は、主軸の回転
軸線に平行な方向のみに移動し、被保持物を回転させる
ことなく単に一時的に保持するに過ぎないものであっ
て、構成が簡単であり、安価に構成することができる。
請求項2の発明によれば、刃物台を移動させるためのZ
軸スライドを、保持装置を主軸チャックに接近,離間さ
せるための移動装置として利用することができ、構成を
簡略化してコスト低減を図ることができる。請求項3の
発明によれば、加工時や主軸チャックの基準面の清掃時
等、加工室内に設けられた装置の作動時には前壁と仕切
り壁との両方の扉が閉じられるため、騒音が低減させら
れるとともに、加工屑やクーラントがハウジング外へ飛
び散って作業環境を悪化させることは勿論、搬送室に侵
入して搬送装置を汚すことも防止される。また、主軸チ
ャックの清掃のためのワークの取外しがハウジング内の
保持装置によって行われるようにすることができるた
め、仕切り壁の扉を開く必要がなく、従来のように、扉
を開いて搬送装置にワークを取り外させ、扉を閉じて清
掃を行い、再び扉を開いてワークを取り付けさせる場合
に比較して扉の開閉回数が少なくて済み、この点からも
作業能率が向上する効果が得られる。
り、図面に基づいて詳細に説明する。図5および図6に
示すように、本旋盤は、ハウジング10内に設けられて
いる。ハウジング10はボックス状を成し、その内部
は、図2に示すようにベース12の縁に立設された仕切
り壁14により二つに仕切られ、一方が広く、ワークの
加工が行われる加工室16とされ、他方がワーク搬送ロ
ボット18によりワークが搬送される搬送室20とされ
ている。
室20を構成する前壁22には、図5および図6に示す
ように扉24および操作盤26が取り付けられている。
また、搬送室20を構成する一対の側壁30(図には一
方のみ示されている)にはそれぞれ、ハウジング10に
隣接して設けられたワーク供給装置36からワークWを
受け取って搬送室20内に搬入するワーク搬入口(図示
省略),加工済みのワークWを搬出するワーク搬出口3
8が設けられている。ワークWは段付の円筒状を成し、
ワーク供給装置36においては、その小径部を上向きに
して複数個ずつ積み重ねられている。また、仕切り壁1
4にも、図6に示すように扉40が設けられ、加工室1
6内に入ることができるようにされている。
方向(図2において左右方向)の中央には、図1および
図2に示すように、コラム50が垂直に立設されてい
る。コラム50は、ベース12のワーク供給装置36側
から排出側に至る長さを有し、その搬送室20側の側面
の下側には主軸台52が固定されている。主軸台52に
は、先端に主軸チャック54を有する主軸56がその軸
線まわりに回転可能に支持されている。主軸チャック5
4は、3個の爪の開閉によりワークWを把持,解放する
三つ爪チャックである。この主軸56の後端部にはプー
リ60が相対回転不能に取り付けられるとともに、主軸
駆動用モータ62の出力軸に固定のプーリ64にベルト
66によって連結されており、主軸56は主軸駆動用モ
ータ62によって回転させられる。
の上側には、Z軸スライド70が主軸56の回転軸線に
平行なZ軸方向に移動可能に設けられている。Z軸スラ
イド70は、コラム50に固定され、Z軸方向に延びる
一対のガイドレール72,74に摺動可能に嵌合される
とともに、コラム50に取り付けられたねじ軸76にナ
ット78において螺合されている。ねじ軸76がプーリ
80,ベルト82,プーリ84およびZ軸スライド駆動
用モータ86によって回転させられることにより、Z軸
スライド70が移動させられる。
0がX軸方向(上下方向)に移動可能に取り付けられて
いる。X軸スライド90は、Z軸スライド70上に設け
られた一対のガイドレール92,94に摺動可能に嵌合
されるとともに、Z軸スライド70に支持されたねじ軸
(図示省略)に螺合されており、このねじ軸が、プーリ
96,ベルト100およびプーリ102(図2参照)を
介してX軸スライド駆動用モータ104によって回転さ
せられることにより、X軸スライド90が昇降させられ
る。
する側の面にタレット刃物台110が取り付けられてい
る。タレット刃物台110は、図2に示すように、X軸
スライド90に、主軸56の回転軸線と平行であって、
同一垂直面内に位置する回転軸線まわりに回転可能に取
り付けられている。タレット刃物台110には、4個ず
つの切削工具112,114が等角度間隔に取り付けら
れており、それら合計8個の切削工具112,114が
順次使用位置(真下の位置)に位置決めされ、Z軸スラ
イド70およびX軸スライド90の移動によりZ軸方向
およびX軸方向に移動させられてワークWに加工を施
す。
に示すように、ブラケット120により一時保持チャッ
ク122が固定されている。図3および図4に示すよう
に、ブラケット120は、Z軸スライド70の下面から
コラム50の側面に直角に延び出させられ、その突出端
部に一時保持チャック122が主軸チャック54と同心
に対向して取り付けられている。一時保持チャック12
2は、主軸チャック54と同様の三つ爪チャックであ
り、3個の爪124が開閉させられてワークWを把持,
解放する。Z軸スライド70はコラム50に移動可能に
取り付けられ、Z軸方向のみに移動するスライドであ
り、一時保持チャック122は、Z軸スライド70の移
動により主軸56の回転軸線上を移動させられ、主軸チ
ャック54に接近,離間させられてワークWの受渡しを
行う。Z軸スライド70,ブラケット120,一時保持
チャック122が保持装置128を構成しているのであ
る。
に、主軸チャック54のワークWを位置決めする基準面
に付着した加工粉をエアにより吹き飛ばす吹飛ばし装置
130が設けられている。吹飛ばし装置130は、図示
しない移動装置により、主軸チャック54に対向し、加
工粉の吹き飛ばしを行う作動位置と、主軸チャック54
に対向する位置から退避してワークWの加工を妨げない
退避位置とに移動させられる。
分には、加工屑搬出装置140が設けられている。ベー
ス12には、主軸チャック54の真下の位置から主軸チ
ャック54から離れる向きに傾斜した壁面を有する加工
屑収集穴142が設けられており、その収集穴142に
は、図2に示すように、加工屑搬出装置140のベルト
コンベア144の一端部が配設され、加工屑が載置され
るようになっている。ベルトコンベア144の他端部
は、ベース12の後端から斜め上方に抜け出させられ、
その上端部においてコンベア駆動モータ146により駆
動されるようにされるとともに、下側には屑箱148が
設置され、ベルトコンベア144により搬送されて来た
加工屑を収容するようになっている。
切り壁14の扉40は、主軸チャック54および一時保
持チャック122に対応する位置に設けられている。
ロボット18は、ベース12の前面にZ軸方向に取り付
けられたガイドレール150に摺動可能に嵌合され、図
示しない移動装置によりZ軸方向に移動させられる。ワ
ーク搬送ロボット18は、垂直軸線まわりに回動可能な
回動盤152と、水平軸線まわりに回動可能な回動アー
ム154と、その回動アーム154の先端に設けられた
第一,第二の搬送チャック156,158とを備えてい
る。これら搬送チャック156,158は三つ爪チャッ
クであって、回動アーム154先端の手首160に背中
合わせに設けられており、回動アーム154の回動によ
り、主軸チャック54と一時保持チャック122との間
に移動させられ、手首160の回動アーム軸線まわりの
180度の回動により、主軸チャック54と一時保持チ
ャック122とに選択的に対向させられてワークWの受
渡しを行う。ワーク搬送ロボット18が搬送装置を構成
しているのである。なお、手首160は、正逆両方向に
90度ずつ間欠回転可能なものである。
18が主軸台52にワークWを供給するとき、主軸チャ
ック54に渡すか、一時保持チャック122に渡すかに
より、ワークWの加工のされる個所が変わるが、まず、
図7に示す順序に従って受渡しが行われ、ワークWの小
径部に加工が行われる場合について説明する。なお、図
7においてワークWはT字形に図示されており、Tの字
の横棒が大径部,縦棒が小径部を表す。また、ワークW
の受渡しは、ワーク搬送ロボット18のZ軸方向の移
動,ワーク搬送ロボット18の回動盤152,回動アー
ム154および手首160の回動,各チャックの開閉等
が所定の順序で行われることにより行われるが、これら
の動作は既に知られており、詳細な説明は省略する。
がワーク供給装置36へワークWを取りに行き、第一搬
送チャック156においてワークWを把持し、主軸台5
2へ移動する。この際、ワーク搬入口から回動アーム1
54がハウジング10外へ突出してワークWを把持し、
ワーク搬送ロボット18が主軸台52近傍へ移動した
後、扉40が開かれ、回動アーム154が回動させられ
て加工室16内に入り、第一搬送チャック156の軸心
が主軸チャック54の軸心と一致する位置において停止
する。そして、第一搬送チャック156から主軸チャッ
ク54にワークWが渡された後、回動アーム154が加
工室16から退出させられて扉40が閉じられ、加工が
開始される。
をワーク供給装置36へ取りに行き、主軸台52におけ
る加工の終了後、加工済みのワークWと交換する。主軸
台52においては、加工終了後、ワークWが主軸チャッ
ク54から一時保持チャック122に渡され、吹飛ばし
装置130によって主軸チャック54の基準面の清掃が
行われる。清掃終了後、扉40が開かれて回動アーム1
54が加工室16内へ回動させられ、搬送チャック15
6,158がそれぞれ主軸チャック54,一時保持チャ
ック122の軸心と一致させられたならば、新たなワー
クWが主軸チャック54に渡されるとともに、加工済み
のワークWが一時保持チャック122から第二搬送チャ
ック158に渡される。第二搬送チャック158と一時
保持チャック122との間におけるワークWの受渡し
は、ワーク搬送ロボット18と一時保持チャック122
とのいずれか一方がZ軸方向に移動させられて行われ
る。受渡し完了後、回動アーム154が加工室16から
退出させられて扉40が閉じられ、主軸台52において
加工が開始されるとともに、ワーク搬送ロボット18は
ワーク搬出口38へ移動して回動アーム154がワーク
搬出口38から外部へ突出してワークWを解放する。解
放後、ワーク搬送ロボット18はワーク供給装置36へ
ワークWを取りに行き、以下、主軸台52へ移動して前
述のようにワークWの受渡しを行う。
Wの加工終了後、主軸チャック54の基準面が吹飛ばし
装置130によって清掃されるが、その際、加工の済ん
だワークWは一時保持チャック122により保持される
ため、清掃を行うためにワーク搬送ロボット18がワー
クWを受け取る場合に比較して加工能率を向上させるこ
とができる。一時保持チャック122がなければ、加工
終了後、扉40が開かれてワーク搬送ロボット18がワ
ークWを受け取り、加工室16からの退出後、扉40が
閉じられた後、清掃が行われ、清掃終了後、再び扉40
が開かれてワーク搬送ロボット18が加工室16内に入
り、新たなワークWを主軸チャック54に渡すこととな
り、扉40の開閉が2回行われるとともに、清掃終了を
ワーク搬送ロボット18が待っていることが必要であ
る。それに対し、一時保持チャック122を設ければ、
それら加工済みのワークWを一時的に保持させることに
より主軸チャック54の清掃を行うことができ、ワーク
搬送ロボット18は清掃の終了に合わせてワークWの受
渡しを行うように主軸台52へ移動すればよく、扉40
の開閉は、清掃終了後のワークWの受渡しのための1回
で済み、ワーク搬送ロボット18による加工済のワーク
Wおよび未加工のワークWの受渡しもまとめて1回で行
うことができる。また、ワーク搬送ロボット18は清掃
終了を待つ必要がなく、その間、新たなワークWの受け
取りや、加工済みのワークWの排出など、他の動作を行
うことができ、加工を能率良く行うことができるのであ
る。
準面の清掃が行われる間、扉40は閉じられており、そ
れら加工や清掃は加工室16内で行われるため、クーラ
ントや加工屑等が飛散して作業者にかかったり、工場内
の空気が汚染されることがなく、また、騒音が低減させ
られて作業環境が向上する効果が得られる。扉40が開
いていても、搬送室20の扉24が閉じていれば、クー
ラントや加工屑等が飛散することはないのであるが、そ
の場合には搬送室内20内にクーラントや加工屑が溜
り、ワーク搬送ロボット18の走行の妨げとなって好ま
しくない。このように扉40を閉じた状態で加工や清掃
が行われることが望ましく、加工能率を下げることなく
作業環境向上の効果を得ることができるのは、保持装置
128を設け、ワークWを一時的に保持させるようにし
たからである。
ていれば、主軸台52等は二重に覆われていることとな
り、騒音等が極めて良好に低減され、また、扉40が閉
じていれば、加工中あるいは清掃中に搬送室20内にお
いて作業を行うことができる。
にコラム50が垂直に立設されているため、加工屑が飛
散してもZ軸スライド70やX軸スライド90の走行面
に溜ることがなく、それらの走行が妨げられることがな
い。
ース10上に垂直に立設されたコラム50の前面に設け
られたX軸スライド90に取り付けられているため、扉
40に近く、作業者は工具の交換を容易に行うことがで
きる。
に、ワーク供給装置36から受け取ったワークWを一時
保持チャック122に渡し、一時保持チャック122か
ら主軸チャック54に渡すようにすれば、ワークWの大
径部に加工を施すことができる。この場合、加工後、主
軸チャック54の基準面の清掃前に扉40を開き、加工
済みのワークWを主軸チャック54からワーク搬送ロボ
ット18に渡すとともに、新たなワークWをワーク搬送
ロボット18から一時保持チャック122に渡した後、
扉40を閉じ、基準面の清掃を行った後に一時保持チャ
ック122から主軸チャック54にワークWを渡し、加
工を行うことにより、扉40の開閉が1回で済む。
ット18から直接主軸チャック54に渡されて小径部に
加工が施されたワークWを、一時保持チャック122か
らワーク搬送ロボット18に一旦渡した後、再度主軸チ
ャック54に保持させれば、ワークWの保持姿勢が反転
し、大径部に加工を施すことができる。この場合には、
加工終了後、一時保持チャック122にワークWを保持
させ、清掃終了後、ワーク搬送ロボット122に渡して
搬出することとなる。
台設けられた工作機械を例に取って説明したが、主軸台
が複数台設けられた工作機械にも本発明を適用すること
ができる。その場合、主軸台は互に並列に並べてもよ
く、あるいは直列に並べてもよい。また、複数の主軸台
に対して、搬送装置は一つ設けるのみでもよく、主軸台
の数より少ない複数設けてもよく、あるいは主軸台の各
々について設けてもよい。
く、当業者の知識に基づいて種々の変形,改良を施した
態様で本発明を実施することができる。
いた状態で示す正面図である。
ある。
保持チャックとワーク搬送ロボットとの間におけるワー
クの受渡しを説明する図である。
保持チャックとワーク搬送ロボットとの間におけるワー
クの受渡しの別の態様を説明する図である。
保持チャックとワーク搬送ロボットとの間におけるワー
クの受渡しの更に別の態様を説明する図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ベースと、 そのベース上に設けられ、先端に主軸チャックを有する
主軸を回転可能に支持した主軸台と、 前記主軸チャックと同心に対向する一時保持チャックを
有して前記ベース上に前記主軸の回転軸線に平行な方向
のみに移動可能に設けられ、主軸チャックとの間で被保
持物の受渡しを行うとともに、被保持物を回転させるこ
となく一時的に保持する保持装置と、 前記被保持物を搬送するとともに、前記主軸チャックお
よび前記一時保持チャックのいずれとの間においても前
記被保持物の受渡しを行い得る搬送装置と を含むことを
特徴とする工作機械。 - 【請求項2】 さらに、 前記主軸の軸線と平行なZ軸方向に移動可能なZ軸スラ
イドと、 そのZ軸スライド上で前記主軸の軸線と直角なX軸方向
に移動可能なX軸スライドと、 そのX軸スライドに取り付けられた刃物台とを含み、か
つ、前記保持装置が前記Z軸スライドに取り付けられ、
Z軸スライドの移動により前記主軸チャックに接近,離
間させられることを特徴とする請求項1に記載の工作機
械。 - 【請求項3】 さらに、仕切り壁によって加工室と搬送
室とに仕切られたハウジングを含み、前記主軸台および
前記保持装置が前記加工室内に、前記搬送装置が前記搬
送室内にそれぞれ配設され、かつ、前記ハウジングの前
記仕切り壁との間に前記搬送室を形成する前壁と、前記
仕切り壁とに、それぞれ開閉可能な扉が設けられたこと
を特徴とする請求項1または2に記載の工作機械。
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JP3304158A JP2872847B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 工作機械 |
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JP3304158A JP2872847B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 工作機械 |
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JP3304158A Expired - Lifetime JP2872847B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 工作機械 |
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JPH0544029Y2 (ja) * | 1985-08-05 | 1993-11-08 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3304158A patent/JP2872847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108247401A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 兄弟工业株式会社 | 工件更换装置和工件更换方法 |
CN108247401B (zh) * | 2016-12-28 | 2020-11-10 | 兄弟工业株式会社 | 工件更换装置和工件更换方法 |
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JPH05111808A (ja) | 1993-05-07 |
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