JP4303810B2 - 旋盤のワーク排出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋盤から加工済ワークを排出する装置に関し、旋盤の機内で揺動するアームを備えたワーク排出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤のワーク排出装置には種々の構造のものがある。最も簡単なものはワーク加工領域の下方にシュートを設けたもので、加工が終わった後、旋盤のチャックを開いて加工済ワークをシュート上に落下させて排出するというものである。
【０００３】
他の構造としてロボットを用いてワークの排出を行うものがある。この構造は、加工が終わった後主軸を停止し、旋盤の加工領域を覆っているカバーの扉を開いて機内にロボットアームを差し込み、ロボットハンドでワークを把持して機外へ取り出し、一定の姿勢でストッカやワークコンベヤに載せるというものである。この構造はワークを傷つけるおそれがなく、加工済ワークの整列も可能であるが、排出操作に時間がかかり、装置が高価になる。
【０００４】
構造が簡単で機能的にも優れ、多く採用されている他の構造として、旋盤のチャックと排出用のシュートやコンベヤとの間でワークの受渡しを行う排出装置を旋盤の機内に設けた構造がある。図６はこのような排出装置の一例を示したもので、旋盤の加工領域２５の手前側（操作側）２８に設けた主軸と平行な支点軸２まわりに揺動駆動されるアーム３を設け、このアームの先端にワークバケット１９を設け、このアームと略平行に設けた補助リンク２６の作用により、アーム３の揺動に連動してバケット１９が揺動する構造を備えたものである。バケット１９はアーム３が加工領域２５側に回動したとき、開口を上方に向けてチャック２７から落下するワークを受け取る姿勢となり、アーム３が加工領域２５から離れる方向に揺動したとき、その揺動動作と連動して開口が横向きになる方向に回動し、その揺動端に設けたシュートやコンベヤ２２上にワークを落下させる。この構造のワーク排出装置は、チャック２７から落下してくるワークをバケット１９で受け取る関係上、バケット１９の移動領域が加工領域２５の手前側下方となる。
【０００５】
一方旋盤には、第１主軸と第２主軸とを対向させて配置しかつそれぞれの主軸と協働してワークの加工を行う２個以上のタレット刃物台を設けた２主軸対向旋盤が知られている。一般にこの種の旋盤では第１主軸と第１刃物台とで第１工程の加工を行い、次に第２主軸の軸方向移動によってワークを第１主軸から第２主軸に受け渡し、第２主軸と第２刃物台とで第２工程の加工を行った後、ワークを排出する。
【０００６】
２主軸対向旋盤の基本的な構造のものは、第１刃物台と第２刃物台とを加工領域の奥側に配置するというものである。しかし刃物台の他の配置態様として第２刃物台または第３刃物台を加工領域の手前側下方に配置することがある。この手前側下方に配置した刃物台は、主軸方向（Ｚ軸方向）に移動できるようになっており、第２主軸と協働して加工を行うほか、第１主軸と協働して加工を行うことも可能である。すなわちこの構造のものでは、機械コストは高くなるが、第１主軸に把持したワークを（第３刃物台を設けたものでは第２主軸に把持したワークも）２台の刃物台で同時加工を行うことができるという特徴がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
２主軸対向旋盤における一般的な加工態様では、加工済ワークは第２主軸側から排出される。この排出手段としてシュートやロボットを用いると、前述したような問題が生ずる。そこで２主軸対向旋盤においても、旋盤の機内に図６で説明したような排出装置を設けることが考えられる。ところが従来のこの種排出装置は、排出ワークの経路（図６のものではバケット１９の経路）が旋盤の加工領域２５の手前側下方となるため、第２刃物台または第３刃物台を加工領域の手前側下方に設けた旋盤では、カバーの形状寸法や排出装置の取り付け位置に制限が生ずる。近時の旋盤は加工領域が蛇腹等の伸縮部材を備えた隔壁で囲まれており、タレットを第１主軸側に移動させても、タレットを支持している刃物台やその周囲に取り付けられている隔壁が加工領域内に進出し、これが排出装置と干渉してその動作を妨げるのである。
【０００８】
そこでこの発明は、刃物台が加工領域の手前側下方に配置されている旋盤においても、当該刃物台やそのタレットに干渉させることなく旋盤の機内に配置することができるワーク排出装置を提供することにより、特に２主軸対向旋盤におけるワークの排出を、簡単な構造の装置で能率良くかつワークを傷つけることなく行うことができるようにすることを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の旋盤のワーク排出装置は、第１主軸と第２主軸とを対向させて配置した２主軸対向旋盤の主軸と平行な支点軸２に基端を枢着されて旋盤の機内で揺動駆動されるアーム３と、このアームの先端に装着されたバケット１９とを備えた旋盤のワーク排出装置において、主軸の上部において前記旋盤のフレーム１１に両端を支持して配置された前記支点軸２と、主軸方向のピン２０回りに揺動自在なシェル１９ｂを備えたクラムシェル形の底部が開口可能なバケットであって第２主軸側の面にワーク通過切欠１９ｃが設けられかつ反第２主軸側の面が閉鎖されているバケット１９と、前記アームが振り上がった位置でかつ加工領域から第２主軸側移動端に退避したバケット１９の直下の位置に配置されたコンベヤ２２ないしシュートと、アーム３を支点軸２の軸方向に往復移動させる往復移動装置１０と、この往復移動と連動して前記第２主軸側移動端で前記シェルをバケットの底部を開口する方向に揺動させる連動手段２３とを備えることにより、上記課題を解決している。
【００１１】
往復駆動装置１０としては、モータとボールねじないしラックピニオンを用いることもできるが、シリンダ装置を用いるのが最も簡単である。連動手段としては、バケットの往復移動方向に沿うカムや、バケットの往復移動と連動するリンク装置や、ラックピニオン機構等の機械的連動手段、またはバケットの退避移動端を検出する電気センサとソレノイド等の電気アクチュエータとの組合せや、同様な油圧スイッチと油圧アクチュエータの組合せ等の電気ないし油圧連動機構を採用することができる。カムを用いるのが最も簡単である。このような連動機構により、バケット１９が退避側移動端に達したとき、バケットの下方を開いてワークをコンベヤないしシュートに落下させる。バケットから落下したワークを受け取って搬送する手段として、コンベヤはワークに傷をつけない点でシュートより優れている。
【００１２】
支点軸２の軸方向のアームの往復移動とバケットからワークを受け取るコンベヤないしシュートの移動関係は相対的なものである。すなわちアーム３を往復移動させる代わりに、コンベヤ２２ないしシュートを往復進退させる構成とすることが可能である。この場合にはワークを排出するためにバケット１９を回動ないし開くための連動手段は、コンベヤないしシュートの進退動作と連動させるように設ける。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図５に示す実施例を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１はこの発明のワーク排出装置を備えた２主軸対向旋盤の第２主軸側の加工領域を第１主軸側から見た図で、１が主軸の軸線である。図１には示してないが、この主軸の軸線上には第２主軸のチャック２７（図２参照）が配置され、その手前側下方（図１で右下方向）には第２刃物台のタレットが配置されている。第２主軸のチャック及び第２刃物台のタレットは主軸方向（図１の紙面直角方向）に移動可能である。
【００１４】
主軸軸線１のほぼ直上部に第２チャック２７の主軸方向の移動ストロークをカバーする長さの支点軸２が主軸軸線１と平行に設けられている。支点軸２は旋盤のフレーム１１に両端支持されたボールスプライン軸で、アーム３の基端のボス４が軸方向移動可能かつ相対回動不能に装着されている。支点軸２は切粉等が付着しないように軸受ユニット５とボス４との間に配置された蛇腹６で保護されている。支点軸２の一端には図２、３に示す揺動モータ７が連結されており、この揺動モータを駆動することにより、支点軸２を介してアーム３が図１に実線と想像線で示す範囲を揺動する。
【００１５】
アームのボス４の右側（以下、特に指定しない場合の方向を示す手前と奥及び左右の語は、旋盤の操作者側から見た方向を示す。図１の右側が手前側、図２、３の右側が右側となる。）の位置に移動アーム８が回動可能に嵌合されている。旋盤のフレーム１１に固定された右側の軸受ユニット５と一体のシリンダ支え１４にシリンダ１０が主軸と平行に装着されている。フレーム１１に実質上一体のガイド１２の孔とシリンダ支え１４の孔に挿通されて主軸方向に移動可能な位置決めボルト１３と、前記シリンダ１０のシリンダロッド１０ａとが、移動アーム８の先端部９に各々のナットによって固定されている。この固定により、移動アーム８の回動が阻止されている。シリンダ１０のシリンダロッド１０ａの進退動作は、移動アーム８従ってアーム３を主軸方向に移動させる。
【００１６】
揺動モータ７の駆動でアーム３が揺動するときは、ボス４と移動アーム８とは滑り回動する。アーム３が上下の揺動端で振動しないように、また位置決めを正確にするために、支点軸２の左端にクッション１５と回動ストッパ１６が備えられており、更にこの位置で揺動モータ７の油圧源を停止させる近接スイッチ１７が設けられている。
【００１７】
シリンダ１０の進出端及び縮退端は、シリンダ１０に内蔵した近接スイッチで検出され、切換弁を切り換えてシリンダ１０を停止させる。また機械的な安全装置として、シリンダ１０の進出位置では位置決めボルト１３の右端のナット１３ａがガイド１２の右端に当接するようになっており、縮退位置では移動アーム８に取り付けられたストッパボルト１８がシリンダ支え１４に当接するようになっている。
【００１８】
アーム３は先端側が内側に向けてく字形に屈曲しており、その先端にバケット１９が装着されている。バケット１９は図４及び図５（ａ）のように、クラムシェル（二枚貝の殻）形の開閉バケットで、手前側と奥側に位置する２枚のシェル１９ａ、１９ｂを備えている。手前側のシェル１９ａはアーム３の先端に固定されており、奥側のシェル１９ｂは主軸方向のピン２０で揺動開閉自在である。両方のシェル１９ａ、１９ｂの左側面（図５、６はバケットを奥側から見た図で、左右が反転して示されている。）は小口板で閉鎖されているが、右側面（第２主軸側の面）には第２主軸のチャック２７に把持されたワーク３０がバケット１９内に進入できるように、ワーク通過切欠１９ｃが設けられている。揺動開閉自在な奥側のシェル１９ｂは、スプリング２１（図４参照）ないし自重により外力が作用してない状態で閉状態を保っている。
【００１９】
バケット１９の他の実施例を図５（ｂ）、（ｃ）に示す。シェル１９ｂには第２主軸のチャック２７に把持されたワーク３０がバケット１９の奥側２９からバケット内に進入できるようにワーク通過切欠１９ｃが設けられており、その下方にワーク受部１９ｄがある。バケットからワークを放出するときは、シェル１９ｂの下方を開く。
【００２１】
第２主軸のチャックは主軸方向に移動しながら加工を行うので、主としてワークの長さにより、ワーク排出時のチャックの位置が異なることがあり得る。図５（ａ）のバケットを取り付けたものでは、シリンダ１０のロッド１０ａが進出したとき即ちナット１３ａがガイド１２に当接したときに、バケット１９が第２チャック２７で把持されているワーク３０の左横の位置に進出するように設定される。
【００２２】
図１にはアーム３及びバケット１９を退避位置（実線）と進出位置（想像線）とで示してある。バケットの退避位置の直下の部分には、主軸方向右側に延びるコンベヤ２２が配置されている。コンベヤ２２は旋盤の機内から機外へと延びており、その機内側の端部は第２チャックが第１チャックから一番遠ざかったときの第２チャックの位置より若干反第１チャック側の位置である。バケット１９の退避位置すなわちアーム３が振り上がった位置でシリンダ１０のロッド１０ａを縮退させることにより、バケット１９はこのベルトコンベヤ２２上の位置に移動する。
【００２３】
旋盤のサイドフレーム１１ａにベルトコンベヤ２２と略平行な板カム２３が設けられており、一方バケット１９の２枚のシェル１９ａ、１９ｂにはこの板カムと係合するカムフォロワ２４（図４、５には板状で表わしている）が設けられている。シリンダ１０の縮退動作によってバケット１９がベルトコンベヤ２２上に移動してくると、カムフォロワ２４が板カム２３に係合して、バケットの開閉側のシェル１９ｂを開く。
【００２４】
次に図１〜４及び図５（ａ）の実施例装置の動作について説明する。旋盤の第１主軸側での加工が終わったワークは、第２主軸の軸方向移動と第１及び第２チャックの開閉動作により第２チャックに引き渡され、その後第２チャックが軸方向に後退して、旋盤の手前側下方に配置された第２刃物台のタレットに装着された工具により、ワークに対する第２工程の加工を行う。第２工程の加工が終了したら、第２タレットは主軸直角方向（Ｘ軸方向）に退避するか、あるいは第１主軸側に移動する。これと同時に油圧シリンダ１０のロッド１０ａが伸長し、さらに揺動モータ７が揺動することにより、アーム３先端のバケット１９は第２チャックで把持されているワーク３０の左横の位置に進出してくる。バケット１９の第２チャック側にはワークを通過させる切欠１９ｃが設けられているから、バケット１９が主軸軸線上まで進出したとき、第２チャックに把持されたワーク３０は、第２主軸の第１主軸側への移動によってバケット１９内に挿入される。次に第２チャックを開いてノックアウトピンでワーク３０を押し出すことにより、加工済ワークがバケット１９内に収容する。
【００２５】
一方、図５（ｂ）、（ｃ）に示すバケットを採用した場合は、バケット１９の奥側２９にワークを通過させる切欠１９ｃが設けてあるので、揺動モータ７の動作によりバケット１９を第２チャックの直近の位置に進出させることができ、主軸軸線１上まで進出させたとき第２チャックに把持されたワーク３０はバケット１９内に挿入される。その後第２チャックを開いてノックアウトピンでワーク３０を押し出すことにより、加工済ワークがバケット１９のワーク受部１９ｄに落下収容される。
【００２６】
ワークを受け取ったバケットは、揺動モータ７で図１に実線で示す退避位置に揺動した後、シリンダ１０のロッドの縮退動作により、図１の奥側（図２の右方）へと移動する。そして開閉側シェルのカムフォロワ２４が板カム２３により押動されて、開閉側シェル１９ｂを開く。このときバケット１９はベルトコンベヤ２２上に移動してきているから、バケット内の加工済ワークは自重によりベルトコンベヤ２２上に落下し、ベルトコンベヤ２２により機外へと搬出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例装置を第１主軸側からみた側面図
【図２】 同手前側からみた正面図
【図３】 同上方からみた平面図
【図４】 図２のバケットのＡ−Ａ断面図
【図５】 底部開閉型バケットの斜視図
【図６】 従来のワーク排出装置の側面図
【符号の説明】
２ 支点軸
３ アーム
10 シリンダ
19 バケット
19ｃ ワーク通過切欠
22 ベルトコンベヤ
23 板カム

Claims (1)

1. 第１主軸と第２主軸とを対向させて配置した２主軸対向旋盤の主軸と平行な支点軸(2)に基端を枢着されて旋盤の機内で揺動駆動されるアーム(3)と、このアームの先端に装着されたバケット(19)とを備えた旋盤のワーク排出装置において、主軸の上部において前記旋盤のフレーム(11)に両端を支持して配置された前記支点軸(2)と、主軸方向のピン(20)回りに揺動自在なシェル(19b)を備えたクラムシェル形の底部が開口可能なバケットであって第２主軸側の面にワーク通過切欠(19c)が設けられかつ反第２主軸側の面が閉鎖されているバケット(19)と、前記アームが振り上がった位置でかつ加工領域から第２主軸側移動端に退避した当該バケットの直下の位置に配置されたコンベヤ(22)ないしシュートと、アーム(3)を支点軸(2)の軸方向に往復移動させる往復移動装置(10)と、この往復移動と連動して前記第２主軸側移動端で前記シェルをバケットの底部を開口する方向に揺動させる連動手段(23)とを備えていることを特徴とする、旋盤のワーク排出装置。

Images