JP4303810B2 - 旋盤のワーク排出装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
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