JP4364961B2 - Workpiece reversing device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械において工作物の一方の端面側の加工が終了した後に、工作物を自動的に反転して他方の端面側の加工を行うための工作物反転装置および方法に関し、特に、主軸が略垂直方向の軸線を有し主軸先端のチャックにより工作物の授受および搬送を行う主軸移動型立形工作機械に好適な工作物反転装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤等の工作機械において、工作物の一方の端面側の加工が終了した後に、工作物を自動的に反転して他方の端面側の加工を行うようにすれば、工作機械の長時間にわたる自動運転が可能となり、作業者による段取替え作業等も少なくでき、工作機械の稼働率を向上させて加工コストを減少させることができる。このような工作物の反転装置としては、実公平４−１７３１４号公報に記載されているような技術が公知である。
【０００３】
実公平４−１７３１４号公報の反転装置は、第４図のような受板２６上に工作物Ｗｑを載置し、工作物Ｗｑの外周面をクランプ装置２７によって保持して工作物Ｗｑおよび受板２６を水平回転軸線の回りに回転させて１８０度反転させ、第３図のようにロボットハンド１１によって反転した工作物を工作機械に供給するようにしたものである。また、第５図のようにクランプ装置４９により工作物Ｗｑを上下方向（軸方向）から受板４７とレバー４８間に挟持して反転するとともに、ロボットハンド４６によって工作物の搬送を行う形式のものも記載されている。このクランプ装置４９では、受板４７が１８０度反転動作を行い、レバー４８の回動動作で工作物Ｗｑの挟持、解放動作を行っている。
【０００４】
また、実公平４−１７３１４号公報に記載されたような反転装置以外にも、２本のロボットハンドを使用して、一方から他方に工作物を受け渡してから工作物を工作機械に供給し、工作物の反転を行うようなものも公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
実公平４−１７３１４号公報のような反転装置においては、工作物を外周面または端面のいずれか一方のみを保持して反転しているために、反転後あるいは反転動作中に工作物を摩擦力のみで保持している状態が生じる。このときに工作物を落下させないためには、工作物の自重より大きな摩擦力で工作物を保持させる必要がある。そのため、工作物を保持するクランプ装置の押圧力を大きくしなければならず、クランプ装置、反転装置が大型化してコストが増大してしまう。また反転装置等が大型化すると、反転動作の速度が低下したり、消費エネルギーが増大してしまうという問題点もある。特に、重量の大きな大型の工作物を反転するためにはそのような問題点が顕著に現れる。
【０００６】
また、２本のロボットハンドを使用して工作物を反転させるものも、ロボットハンドを２本使用するためにコストが高い、また工作物反転のための制御が複雑となるといった問題点がある。そして重量の大きな大型の工作物を扱うためには、ロボットハンドのコストがさらに高くなる。
【０００７】
さらに、実公平４−１７３１４号公報の第５図に示されたような従来の反転装置は、主軸が略垂直方向の軸線を有し主軸先端のチャックにより工作物の授受、搬送を行う主軸移動型立形工作機械には適用しにくいものであった。すなわち、受板４７が１８０度反転動作をした後、工作物Ｗｑをチャックで受け取ろうとしても、受板４７とチャックが干渉して工作物Ｗｑを受け取れないという問題点が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、反転動作時に工作物が落下することがなく小型で高速動作が可能であり、さらには主軸移動型立形工作機械に好適な工作物反転装置および方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の工作物反転装置は、工作機械に取り付け可能、または工作機械の近傍に設置可能な本体と、前記本体に対して回動可能に設けられ、工作物を載置可能な載置側挟持部材と、前記本体に対して回動可能に、かつ、前記載置側挟持部材と対向して設けられ、前記載置側挟持部材に載置された前記工作物を前記載置側挟持部材と共働して挟持することが可能な対向側挟持部材と、前記載置側挟持部材と前記対向側挟持部材の少なくともどちらか一方に設けられ、前記載置側挟持部材と前記対向側挟持部材の対向方向と直交する方向への前記工作物の移動を規制する規制部材と、前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材および前記対向側挟持部材を１８０度回動させて前記工作物を反転させる反転駆動手段と、前記対向側挟持部材が前記載置側挟持部材より上方に位置した状態では前記対向側挟持部材を前記工作物の授受が可能な待機位置に移動可能であるとともに、前記載置側挟持部材が前記対向側挟持部材より上方に位置した状態では前記載置側挟持部材を前記待機位置に移動可能である待機移動手段とを有する。そして、前記載置側挟持部材および前記対向側挟持部材の前記工作物を反転させるための回動運動は、水平方向の反転軸線を中心とする回動運動である。
【００１２】
また、上記の工作物反転装置において、前記規制部材は、前記工作物の外周部または内周部と少なくとも３位置で係合可能に設けられたものであることが好ましい。
【００１３】
また、上記の工作物反転装置において、前記規制部材は、前記工作物の径方向に位置調整可能に設けられたものであることが好ましい。
【００１５】
また、上記の工作物反転装置において、前記載置側挟持部材または前記対向側挟持部材の前記待機位置への移動は、前記反転軸線と直交する水平方向の軸線を中心とする回動運動により行うものであることが好ましい。
【００１６】
また、上記の工作物反転装置において、前記載置側挟持部材は、前記対向側挟持部材が前記待機位置へ移動した状態において、前記工作物の載置面が下方を向く上端位置に回動可能なものであることが好ましい。
【００１７】
また、上記の工作物反転装置において、前記工作機械は、主軸が略垂直方向の軸線を有し、前記主軸先端のチャックにより前記工作物の搬送を行うものであることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用する主軸移動型立形工作機械１の正面図である。工作機械としては垂直方向に主軸軸線を有する立て旋盤の場合の例である。主軸移動型立形工作機械１の工作機械本体２にはワークフィーダ３が並設されている。工作機械本体２は、ベッド１０に刃物台２３が設けられている。刃物台２３には割り出し回転可能なタレット２１が設けられており、タレット２１の外周部には外径加工用バイト、内径加工用工具等の加工工具２２が保持されている。主軸台４には垂直方向の回転軸線を有する主軸５が回転可能に軸支されており、主軸５の下端にはチャック６が設けられている。チャック６はチャックシリンダ２８の駆動力により把持爪２７が開閉動作する。
【００２１】
主軸５の回転軸線と平行な方向であるＺ軸方向と直交する水平方向（Ｘ軸方向）に沿って、Ｘ軸ガイドレール１１が設けられており、Ｘ軸ガイドレール１１上にはサドル１２がＸ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸ガイドレール１１は、ベッド１０の後部およびベッド１０の後部に固定されたブラケット１０ａに設けられている。ベッド１０とブラケット１０ａとは一体であってもよい。
【００２２】
サドル１２は、Ｘ軸用サーボモータ２０により歯付プーリ・歯付ベルト機構を介して回転駆動されるＸ軸送りねじ１３、ナット１４によりＸ軸方向に移動される。サドル１２にはＺ軸ガイドレール２４、スライド本体２５（図２参照）によりＺ軸方向に移動可能に主軸台４が設けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６によってＺ軸送りねじ（図示せず）を回転駆動することにより主軸台４をＺ軸方向に移動する。これにより、主軸５および主軸台４はＸ，Ｚ軸方向に移動可能となっている。主軸５をＮＣ装置（図示せず）によりＸ，Ｚ軸方向に移動制御して、チャック６に把持した工作物Ｗをタレット２１上の加工工具２２により加工する。
【００２３】
加工中に主軸台４が移動する領域は加工領域１７として、カバー、スプラッシュガード６１に覆われている。加工領域１７中には、反転装置７が設置されている。反転装置７は工作物Ｗを自動的に反転するためのものである。工作物Ｗの一方の端面側の加工を終了した後、反転装置７を使用して工作物Ｗを自動的に反転し、工作物Ｗの他方の端面側の加工を連続して行うことができる。
【００２４】
加工領域１７に隣接して工作物授受領域１８が設けられている。加工領域１７と工作物授受領域１８とは開閉可能な開閉カバー等によって仕切られている。工作物授受領域１８には、ワークフィーダ３が少なくとも一部がその領域内に位置するように設置されている。すなわち、ワークフィーダ３は、後述する工作物渡し位置、工作物受け取り位置が少なくとも工作物授受領域１８内に位置していればよい。
【００２５】
ワークフィーダ３のワークフィーダ本体３０の上面には、回転円板３１が回転可能かつ割り出し可能に設けられている。回転円板３１の上面に設けられた複数の工作物載置部３２上にはそれぞれ工作物が載置可能である。回転円板３１上には、円周方向の均等角度ごとに複数個（例えば、８個）の工作物載置部３２が設けられている。ワークフィーダ３により、複数の工作物Ｗを連続的に工作機械本体２に供給することが可能である。
【００２６】
Ｘ軸ガイドレール１１は、Ｘ軸方向にワークフィーダ３の位置まで延びている。主軸５のＸ軸方向の移動軸線上には２つの工作物載置部３２が同時に位置決め可能であり、位置決め時にはそれぞれの工作物載置部３２の中心が主軸５の移動軸線上にくる。移動軸線上の１つの工作物載置部３２はチャック６から加工済みの工作物を渡す工作物渡し位置にあり、もう１つの工作物載置部３２はチャック６が未加工の工作物を受け取る工作物受け取り位置にある。主軸台４は、チャック６がこれらの２つの位置の直上に位置するところまで移動可能である。主軸移動型立形工作機械１は、ＮＣ（数値制御）装置によって制御されている。
【００２７】
ワークフィーダ３の工作物載置部３２の少なくとも１つは、スプラッシュガード６１の外方に位置しており、その位置は工作物段取り替え位置となっている。すなわち、作業者はこの工作物段取り替え位置で、加工済み工作物を工作物載置部３２より取り外し、未加工工作物を工作物載置部３２に載置する段取り替えを行う。作業者工作物段取り替え位置では段取り替え作業が行えるが、主軸台４が移動する工作物授受領域１８とのあいだは工作物授受領域１８側に手などが入らないようにスプラッシュガード６１で仕切られている。
【００２８】
また、図２は、主軸移動型立形工作機械１の図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。加工領域１７のベッド１０の後部側の前壁面１０ｂには、反転装置７の横支持部材７１の後端部が取り付けられている。横支持部材７１はほぼ水平に設置されており、横支持部材７１の前端部には縦支持部材７２がほぼ垂直に立設されている。縦支持部材７２の上端部には反転装置本体７７が固定されている。反転装置本体７７には、載置側挟持部材８１と対向側挟持部材８４とが水平回転軸線回りに回動可能に設けられている。載置側挟持部材８１と対向側挟持部材８４は、その間に工作物Ｗを挟持して一体的に回動することができ、ロータリアクチュエータ７６により正方向あるいは逆方向に１８０度回動される。
【００２９】
チャック６に把持された工作物Ｗは、下端面側の加工を終了すると主軸台４のＸＺ軸移動によって反転装置７に搬送され、反転装置７の載置側挟持部材８１上に載置される。そして工作物Ｗは、載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４によって上下方向から挟持され、そのまま水平方向の回転軸線の回りに１８０度回動される。この回動により工作物Ｗの下端面と上端面とは位置が反転され、すでに加工を終了した既加工側の端面が上側となり、チャック６に保持されていて未加工側の端面は下側となる。この工作物Ｗの既加工側の端面をチャック６で把持すれば、工作物Ｗの下側の未加工部分の加工を行うことができる。反転装置７の構造および動作の詳細は後述する。
【００３０】
図３は、反転装置７の斜視図である。横支持部材７１の後端部はベッド１０の後部側の前壁面１０ｂに固定されている。横支持部材７１の前端部には縦支持部材７２が立設され、縦支持部材７２の上端部には反転装置本体７７が固定されている。反転装置本体７７の前面側にはロータリアクチュエータ７６が取り付けられており、後面側には環状の案内溝が形成されている。その案内溝に案内されて水平軸線の回りに回動可能に、載置側回動部材７９と対向側回動部材８２とが１８０度対向する位置に設けられている。
【００３１】
載置側回動部材７９には載置側取付部材８０を介して載置側挟持部材８１が取り付けられている。対向側回動部材８２には対向側取付部材８３を介して対向側挟持部材８４が取り付けられている。載置側挟持部材８１が下端位置（載置位置）にあるとき、載置側挟持部材８１の上面には工作物Ｗを載置することができる。載置側挟持部材８１に載置した工作物Ｗの上面を、載置側挟持部材８１に対向する対向側挟持部材８４によって押圧するように、または工作物Ｗの上面と対向側挟持部材８４が接するように、または工作物Ｗを載置側挟持部材８１と対向側挟持部材８４とによってすきまを有して挟み込むようにして、工作物Ｗを載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４により挟持することができる。
【００３２】
反転装置本体７７の上部には、待機回動部材７８が水平の回動軸７８１によって回動可能に設けられている。待機回動部材７８の前面側にも反転装置本体７７の案内溝と連続する案内溝が設けられており、上端位置にある対向側回動部材８２または載置側回動部材７９は待機回動部材７８の案内溝に案内されている。回動軸７８１と待機回動部材７８とは相対回転不能に取り付けられている。対向側回動部材８２が待機回動部材７８側にあるとき、シリンダ７５によって回動軸７８１を回動させることにより、対向側挟持部材８４を、図３のような工作物Ｗを挟持する挟持位置と、チャック６および工作物Ｗ等との干渉を避けるために垂直姿勢となる待機位置（図７参照）との間で回動させることができる。
【００３３】
待機回動部材７８は、載置側挟持部材８１と対向側挟持部材８４のうちで上端位置にある方を待機位置と挟持位置との間で回動させることができる。図７の状態では対向側挟持部材８４を待機位置とすることができるが、工作物Ｗを反転させて載置側挟持部材８１が上端位置となっていれば載置側挟持部材８１を待機位置とすることができる。
【００３４】
シリンダ７５はトラニオン形シリンダであり、シリンダ支持部材７３に設けられたブラケット７４に回動可能に支持軸７４１により支持されている。シリンダ支持部材７３は縦支持部材７２に固定されている。ピストンロッド７５１の先端は回動軸７８１に固定された腕部材７８２に接続されている。シリンダ７５のロッド側シリンダ室またはヘッド側シリンダ室に圧力流体を供給することによってピストンロッド７５１を進退させることにより、回動軸７８１および待機回動部材７８を挟持位置を待機位置との間で回動させることができる。
【００３５】
図４は、反転装置７を右側面から見た一部断面図である。反転装置本体７７は縦支持部材７２の上端部に固定されている。反転装置本体７７は外形がほぼ円柱状であり、その中心軸がほぼ水平になるように取り付けられている。反転装置本体７７の前面側にはロータリアクチュエータ７６が固定されており、反転装置本体７７の後面側には環状の案内溝７７１，７７２が設けられている。この案内溝７７１，７７２に案内されて回動可能に載置側回動部材７９と対向側回動部材８２が設けられている。
【００３６】
反転装置本体７７の上部には、待機回動部材７８が回動軸７８１とともに回動可能に設けられている。待機回動部材７８を回動させることにより、対向側挟持部材８４または載置側挟持部材８１を、図４に示すように工作物Ｗを挟持可能な挟持位置と、チャック６および工作物Ｗ等との干渉を避けるために垂直姿勢となる待機位置との間で回動させることができる。待機回動部材７８の挟持位置における前面側にも案内溝７８３，７８４が形成されている。
【００３７】
案内溝７７１と案内溝７８３とは連続しており、これらの案内溝７７１，７８３が連続して端面部全周に渡る環状の案内溝を構成する。また、案内溝７７２と案内溝７８４とは連続しており、これらの案内溝７７２，７８４が連続して外周部全周に渡る環状の案内溝を構成する。対向側回動部材８２には２個（図５参照）のローラ８２１，８２１と別の２個（図５参照）のローラ８２２，８２２が設けられている。このローラ８２１，８２２はカムフォロアのように軸部に対してローラ部（外輪部）が回転可能になっているものが好ましい。
【００３８】
ローラ８２１，８２１は案内溝７７１，７８３に案内されて径方向の動きを規制されており、ローラ８２２，８２２は案内溝７７２，７８４に案内されて軸方向（反転装置本体７７の中心軸方向）の動きを規制されている。したがって、対向側回動部材８２は径方向、軸方向の動きは規制され、反転装置本体７７および待機回動部材７８から脱落することなく、回動方向にのみ移動することができる。ローラ８２１，８２１は、回転軸が軸方向（反転装置本体７７の中心軸方向）となるように対向側回動部材８２に取り付けられている。また、ローラ８２２，８２２は、回転軸が径方向（案内溝７７２，７８４の径方向）となるように対向側回動部材８２に取り付けられている。
【００３９】
同様に、載置側回動部材７９にも回転軸が軸方向の２個のローラ７９１，７９１と、回転軸が径方向の別の２個のローラ７９２，７９２が設けられている。ローラ７９１，７９２もカムフォロアのように軸部に対してローラ部（外輪部）が回転可能になっているものが好ましい。ローラ７９１，７９１は案内溝７７１，７８３に案内されて径方向の動きを規制されており、ローラ７９２，７９２は案内溝７７２，７８４に案内されて軸方向の動きを規制されている。したがって載置側回動部材７９も径方向、軸方向の動きが規制され、反転装置本体７７および待機回動部材７８から脱落することなく、回動方向にのみ移動することができる。
【００４０】
載置側回動部材７９の前面（ロータリアクチュエータ７６側の面）中心側には係合溝７９３が形成されている。対向側回動部材８２にも同様に係合溝８２３が形成されている。また、ロータリアクチュエータ７６の出力軸７６１には伝達部材７６２が固定されており、伝達部材７６２の先端部には円周上の１８０度対向する位置に２個の係合突起７６３，７６４が形成されている。係合突起７６３は係合溝８２３に嵌入し、係合突起７６４は係合溝７９３に嵌入している。
【００４１】
これにより載置側回動部材７９と対向側回動部材８２とは、案内溝７７１，７７２，７８３，７８４上で１８０度対向する位置となり、ロータリアクチュエータ７６を駆動することにより、１８０度対向する位置関係を保ったまま回動させることができる。このロータリアクチュエータ７６は、圧力流体を一方または他方のポート（図示せず）から供給することにより、出力軸７６１を０度と１８０度の２位置に回動および停止できるラックピニオン型ロータリアクチュエータ、ベーン型ロータリアクチュエータ等の公知のロータリアクチュエータである。すなわち出力軸７６１を正方向あるいは逆方向に１８０度回動することができる。
【００４２】
載置側回動部材７９には載置側取付部材８０を介して載置側挟持部材８１が取り付けられている。載置側回動部材７９の後面には２本の係止溝７９４，７９５が形成されている。載置側取付部材８０の係止突起８０１を係止溝７９４，７９５のどちらに係止するかを選択することによって、載置側挟持部材８１の挟持方向（図４では上下方向）の位置を複数位置に調節することができる。
【００４３】
載置側挟持部材８１の上面側には載置板８１１が設けられている。載置板８１１には案内軸８１４が固定されている。案内軸８１４は載置側挟持部材８１に対して所定の距離だけ上下方向に移動可能に設けられている。また、載置板８１１はコイルばね８１３により挟持方向（図４では上方）に付勢されており、載置側挟持部材８１に対して浮動状態となっている。載置板８１１の上面には３本（図６参照）の当接部材８１２が固定されている。当接部材８１２は円柱状に形成されており、その中心軸が互いに１２０度の角度をなすように配置されている。３本の当接部材８１２によりどのような直径の工作物でも３点支持で安定して載置することができる。
【００４４】
対向側回動部材８２には対向側取付部材８３を介して対向側挟持部材８４が取り付けられている。対向側回動部材８２の後面にはセレーション８２４が形成されている。対向側取付部材８３にもセレーション８３１が形成されている。セレーション８２４，８３１により対向側挟持部材８４の挟持方向（図４では上下方向）の位置は、工作物の高さ（軸方向の寸法）に応じて精密に調整することができる。そして対向側取付部材８３は、対向側回動部材８２に形成されたＴ溝８２５（図５参照）に挿入されたＴナットをボルト８３ａで固定することによって任意の挟持方向（図４では上下方向）位置で固定することができる。
【００４５】
対向側挟持部材８４の下面側には挟持板８４１が設けられている。挟持板８４１には案内軸８４６が固定されている。案内軸８４６は対向側挟持部材８４に対して所定の距離だけ上下方向に移動可能に設けられている。また、挟持板８４１はコイルばね８４５により挟持方向（図４では下方）に付勢されており、対向側挟持部材８４に対して浮動状態となっている。さらに対向側挟持部材８４には、工作物の挟持方向と直交する方向（工作物の挟持端面と平行な平面内の方向）への工作物の移動を規制する３個（図５参照）の規制部材８４２が設けられている。規制部材８４２は、挟持板８４１から下方に突出するように設けられ、工作物の外周側面に係合して挟持方向と直交する方向への工作物の移動を規制する。
【００４６】
図５は、反転装置７を上側から見た平面図である。対向側挟持部材８４は、ほぼ正三角形の板状体であり、案内軸８４６を中心として径方向に３本の直線溝８４４が形成されている。直線溝８４４は互いに１２０度の角度をなすように設けられている。直線溝８４４内には、規制部材８４２（図４参照）が直線溝８４４に沿って移動可能に設けられている。規制部材８４２は、固定ねじ８４３を締めることにより位置を固定することもできる。挟持板８４１には３本の曲線溝８４７が形成されており、規制部材８４２は曲線溝８４７の溝内を貫通するように設けられている。すなわち、規制部材８４２は直線溝８４４と曲線溝８４７の交点の位置に位置決めされる。
【００４７】
曲線溝８４７の曲線形状としては、角度に応じて案内軸からの距離が単調に変化する曲線とすればよく、例えば、アルキメデスの渦巻き曲線等が使用できる。挟持板８４１は案内軸８４６を中心として回転させることができ、挟持板８４１を回転させることにより、規制部材８４２の径方向の位置を工作物の直径に応じて調節することができる。
【００４８】
規制部材８４２の位置調節を行うには、まず３個の固定ねじ８４３を緩めて規制部材８４２を直線溝８４４に沿って移動可能とし、挟持板８４１を適宜の角度だけ回転させて規制部材８４２の位置を調節する。３個の規制部材８４２は連動して移動し、案内軸８４６から等距離の位置に調節される。図５は規制部材８４２を最小径の位置に移動させた状態を示している。規制部材８４２を最大径の位置に移動させると、挟持板８４１の回転位置は対向側挟持部材８４とほぼ重なり合う位置となる。
【００４９】
図６は、反転装置７の図４におけるＢ−Ｂ矢視図であり、載置側挟持部材８１の構造を示すものである。前述のように、載置側挟持部材８１の上面側には載置板８１１が設けられている。載置板８１１はコイルばね８１３により上方に付勢されており、載置側挟持部材８１に対して浮動状態となっている。載置側挟持部材８１および載置板８１１は、案内軸８１４を中心として１２０度間隔の３方向に放射状に延びる構造となっている。載置板８１１の上面には３本の当接部材８１２がその中心軸が互いに１２０度の角度をなすように放射状に配置され固定されている。当接部材８１２は前述のように円柱状に形成されている。
【００５０】
図７は、反転装置７の対向側挟持部材８４が待機位置にある状態を示す一部断面図である。対向側挟持部材８４が上端位置にある状態で、シリンダ７５によって回動軸７８１を回動させることにより、対向側挟持部材８４を図４のような挟持位置から図７のような待機位置に移動させることができる。載置側挟持部材８１に工作物を載置する際には、チャック６が図７に２点鎖線で示す位置まで移動してくるが、対向側挟持部材８４を待機位置に移動させることにより、対向側挟持部材８４とチャック６および工作物との干渉を避けることができる。
【００５１】
対向側挟持部材８４を待機位置とした状態で、ロータリアクチュエータ７６により載置側挟持部材８１を上端位置まで回動させることができる。２点鎖線で表示した載置側挟持部材８１ａが上端位置に回動させた状態を示す。主軸移動型立形工作機械１が加工動作を行っている間は、載置側挟持部材８１を上端位置に回動させておけば、載置板８１１および当接部材８１２が下方を向いた倒立状態となり、切削屑や切削油剤等が載置板８１１および当接部材８１２にかかりにくくなる。また、切削屑が当接部材８１２上に堆積するようなこともない。このため当接部材８１２等に異物が付着したり腐食が発生したりすることが生じにくくなり、工作物載置の安定性や精度を長期に渡って維持することができる。
【００５２】
待機回動部材７８には、待機位置でも載置側回動部材７９を案内可能とするための案内溝７８５が形成されている。案内溝７８５は、待機回動部材７８が待機位置に回動した状態で案内溝７７１と連続し、環状の案内溝を構成する。また待機回動部材７８には、補助案内溝７８６が形成されている。補助案内溝７８６は、待機位置で載置側回動部材７９に設けられた係合突起７９６を案内するためのものである。載置側挟持部材８１を上端位置まで回動させたときに、係合突起７９６が補助案内溝７８６に係合することによって、載置側挟持部材８１は水平姿勢を保つことができる。
【００５３】
載置側挟持部材８１の上下方向位置は、前述のように、載置側取付部材８０の係止突起８０１を載置側回動部材７９の後面の２本の係止溝７９４，７９５のいずれかに選択的に係止することによって、２つの上下方向の位置を任意に選択することができる。そして載置側取付部材８０を上下反転して取り付けることにより、載置側挟持部材８１をさらに上方の位置に取り付けることができる。２点鎖線で表示した載置側挟持部材８１ｂは、その取り付け状態を示すものである。
【００５４】
次に、図８、図９、図１０により、反転装置７の動作を説明する。主軸移動型立形工作機械１は、工作物Ｗの一方の端面側の加工である第１工程加工が終了した後、工作物Ｗを反転装置７により反転して他方の端面側の加工である第２工程加工を行う。図８（ａ）は、主軸移動型立形工作機械１が加工動作を行っている間の反転装置７の状態を示すものである。対向側挟持部材８４は待機位置に移動しており、載置側挟持部材８１は上端位置に回動して倒立状態となっている。主軸移動型立形工作機械１が工作物Ｗの第１工程加工を終了すると、反転装置７のロータリアクチュエータ７６を正方向（または逆方向）に駆動して、図８（ｂ）のように載置側挟持部材８１を下端位置（載置位置）に回動させる。
【００５５】
次に主軸台４を移動して、チャック６に把持した工作物Ｗを載置側挟持部材８１の位置まで移動し、図９（ｃ）に示すように工作物Ｗを載置側挟持部材８１上に載置する。そして主軸台４を反転装置７と干渉しない上方位置に移動させてから、対向側挟持部材８４を挟持位置まで回動させ、図９（ｄ）に示すように工作物Ｗを載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４によって挟持する。次に図９（ｅ）のように、ロータリアクチュエータ７６を逆方向（または正方向）に駆動して、載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４によって挟持した工作物Ｗを上下に反転させる。その際、工作物Ｗは規制部材８４２によって挟持方向と直交する方向の移動を規制されているので、落下したり位置が移動してしまうおそれはない。
【００５６】
次に挟持位置にある載置側挟持部材８１を待機位置に回動し、主軸台４を移動してチャック６に工作物Ｗを把持する。工作物Ｗは反転しており、第１工程加工の終了した端面側が把持されるので、続いて未加工の端面側の第２工程加工が行われる。図１０（ｆ）は工作物Ｗがチャック６に把持され加工位置に移動された状態である。その後、図１０（ｇ）のように載置側挟持部材８１を挟持位置に戻して、図１０（ｈ）のように、ロータリアクチュエータ７６を正方向（または逆方向）に駆動して、載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４の位置を反転させる。
【００５７】
さらに、対向側挟持部材８４を待機位置に移動させ、載置側挟持部材８１を上端位置に回動させて倒立状態とすれば、反転装置７は図８（ａ）のような加工中状態となる。反転装置７を加工中状態として、主軸移動型立形工作機械１により工作物Ｗの第２工程加工を行う。第２工程加工が終了すると、主軸台４を工作物授受領域１８内に移動させて、加工済みの工作物Ｗを工作物載置部３２に渡す動作を行い、さらに未加工工作物を工作物載置部３２から受け取る動作を行う。以上のような動作を繰り返し、連続的に工作物の加工を行う。
【００５８】
以上のように、反転装置７により工作物を反転させて、第１工程加工と第２工程加工とを連続して行うことができるため、工作機械の長時間にわたる自動運転が可能となり、作業者による段取替え作業等も少なくでき、工作機械の稼働率を向上させて加工コストを減少させることができる。また、対向側挟持部材８４に規制部材８４２を備えているため、反転動作中にも工作物が落下するようなことがない。このため、工作物を挟持するための力をいたずらに増大させる必要もなく、反転装置を小型化することができる。反転する工作物としても、小型のものから大型で重量の大きなものまで広範囲の工作物に適用することができる。
【００５９】
さらに、対向側挟持部材８４と載置側挟持部材８１の両方が待機位置に移動可能であるため、通常のチャックによる工作物の授受が可能となり、主軸移動型立形工作機械１に好適な反転装置として使用できる。
【００６０】
なお、以上の実施の形態においては、主軸移動型立形工作機械としては立て旋盤を例にして説明したが、立て旋盤以外にもターニングセンタ、研削盤、マシニングセンタ等の他の任意の工作機械にも適用できる。また、反転装置における規制部材を対向側挟持部材に設けるようにしているが、規制部材を載置側挟持部材に設けるようにしてもよく、さらに規制部材を対向側挟持部材と載置側挟持部材の両方に設けるようにしてもよい。また、規制部材としては工作物の外周側に係合するものに限らず、工作物の内周側に係合するものであってもよい。
【００６１】
また、反転装置を加工領域内に設けているが、工作物授受領域等の加工領域外に設けるようにしてもよい。すなわち、主軸の移動軸線上に載置側挟持部材、対向側挟持部材が位置するようにすれば、加工領域内外のどの位置に設けてもよい。反転装置を加工領域外に設置した場合は、工作機械の加工動作中も切削屑や切削油剤等が反転装置にかかることがないので、切削屑や切削油剤の影響を避けるための動作が不要となる。さらに、反転装置は、ベッドの他の面（前部ベッド側の壁面等）、ブラケット、ワークフィーダ本体等に支持されるものであってもよい。
【００６２】
さらに、反転装置の載置側挟持部材、対向側挟持部材を待機位置に移動させるアクチュエータ（シリンダ）を両挟持部材に共通に設けているが、載置側挟持部材、対向側挟持部材を待機位置に回動または移動させるアクチュエータをそれぞれに対して別々に設けてもよい。すなわち、チャックと対向する側に移動した載置側挟持部材または対向側挟持部材が工作物の授受動作の際、チャックまたは工作物と干渉しない待機位置に移動できる構成の反転装置であればよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００６４】
対向側挟持部材と載置側挟持部材の少なくとも一方に規制部材を備えるようにしたので、反転動作中にも工作物が落下するようなことがない。このため、工作物を挟持するための力が小さくて済み、反転装置を小型化することができる。反転する工作物としても、小型のものから大型で重量の大きなものまで広範囲の工作物に適用することができる。
【００６５】
対向側挟持部材と載置側挟持部材の両方が待機位置に移動可能であるため、通常のチャックによる工作物の授受が可能となり、主軸移動型立形工作機械に好適な反転装置として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用する主軸移動型立形工作機械の正面図である。
【図２】図２は、主軸移動型立形工作機械の図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図３は、反転装置の斜視図である。
【図４】図４は、反転装置を右側面から見た一部断面図である。
【図５】図５は、反転装置を上側から見た平面図である。
【図６】図６は、反転装置の図４におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】図７は、反転装置の対向側挟持部材が待機位置にある状態を示す図である。
【図８】図８は、反転装置の動作を示す図である。
【図９】図９は、反転装置の動作を示す図である。
【図１０】図１０は、反転装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１…主軸移動型立形工作機械
２…工作機械本体
３…ワークフィーダ
４…主軸台
５…主軸
６…チャック
７…反転装置
Ｗ…工作物
１０…ベッド
１１…Ｘ軸ガイドレール
１２…サドル
１３…Ｘ軸送りねじ
１４…ナット
１７…加工領域
１８…工作物授受領域
２０…Ｘ軸用サーボモータ
２１…タレット
２２…加工工具
２３…刃物台
２４…Ｚ軸ガイドレール
２５…スライド本体
３０…ワークフィーダ本体
３１…回転円板
３２…工作物載置部
６１…スプラッシュガード
７１…横支持部材
７２…縦支持部材
７３…シリンダ支持部材
７５…シリンダ
７６…ロータリアクチュエータ
７７…反転装置本体
７８…待機回動部材
７９…載置側回動部材
８０…載置側取付部材
８１…載置側挟持部材
８２…対向側回動部材
８３…対向側取付部材
８４…対向側挟持部材
８４２…規制部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece reversing apparatus and method for automatically reversing a workpiece and performing machining on the other end surface side after machining on one end surface side of the workpiece in a machine tool, in particular, The present invention relates to a workpiece reversing apparatus and method suitable for a spindle moving type vertical machine tool in which a spindle has an axis in a substantially vertical direction and receives and conveys a workpiece by a chuck at the tip of the spindle.
[0002]
[Prior art]
In a machine tool such as an NC lathe, if machining of one end face side of a work piece is completed and the work piece is automatically reversed to perform machining of the other end face side, the machine tool will take a long time. Automatic operation is possible, the number of setup change work by the operator can be reduced, the operating rate of the machine tool can be improved, and the processing cost can be reduced. As such a workpiece reversing device, a technique described in Japanese Utility Model Publication No. 4-17314 is known.
[0003]
In the reversing device disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-17314, a workpiece Wq is placed on a receiving plate 26 as shown in FIG. 4, and the outer peripheral surface of the workpiece Wq is held by a clamp device 27 to receive the workpiece Wq and the receiving device. The plate 26 is rotated around a horizontal rotation axis and inverted 180 degrees, and the workpiece inverted by the robot hand 11 as shown in FIG. 3 is supplied to the machine tool. Further, as shown in FIG. 5, the workpiece Wq is sandwiched between the receiving plate 47 and the lever 48 from the vertical direction (axial direction) by the clamping device 49 and reversed, and the workpiece is conveyed by the robot hand 46. Things are also listed. In this clamping device 49, the receiving plate 47 performs a 180-degree reversing operation, and the rotating operation of the lever 48 performs the clamping and releasing operations of the workpiece Wq.
[0004]
In addition to the reversing device described in Japanese Utility Model Publication No. 4-17314, using two robot hands, the workpiece is delivered from one to the other, and then the workpiece is supplied to the machine tool. Also known are those that invert the workpiece.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a reversing device such as Japanese Utility Model Publication No. 4-17314, since the work piece is reversed while holding only one of the outer peripheral surface and the end face, the work force is applied to the work piece after reversing or during the reversing operation. The state of holding only occurs. In order not to drop the workpiece at this time, it is necessary to hold the workpiece with a frictional force larger than the weight of the workpiece. Therefore, it is necessary to increase the pressing force of the clamp device that holds the workpiece, which increases the size of the clamp device and the reversing device and increases the cost. Further, when the reversing device or the like is increased in size, there are problems that the speed of the reversing operation is reduced and the energy consumption is increased. In particular, such a problem appears remarkably in reversing a large workpiece having a large weight.
[0006]
Moreover, the thing which reverses a workpiece using two robot hands also has a problem that the cost for using two robot hands is high and the control for turning the workpiece is complicated. And in order to handle a large workpiece with a large weight, the cost of the robot hand is further increased.
[0007]
Furthermore, the conventional reversing device as shown in FIG. 5 of the Japanese Utility Model Publication No. 4-17314 has a spindle movement in which the spindle has a substantially vertical axis, and the workpiece is transferred and conveyed by a chuck at the tip of the spindle. It was difficult to apply to a vertical machine tool. In other words, after the receiving plate 47 is rotated 180 degrees, even if an attempt is made to receive the workpiece Wq by the chuck, there arises a problem that the receiving plate 47 and the chuck interfere with each other and the workpiece Wq cannot be received.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a workpiece reversing apparatus and method that are compact and capable of high-speed operation without dropping the workpiece during the reversing operation, and that are suitable for a spindle-driven vertical machine tool. And
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a workpiece reversing device of the present invention is provided with a main body that can be attached to a machine tool or can be installed in the vicinity of a machine tool, and is rotatable with respect to the main body. A mounting-side holding member that can be mounted, and the workpiece that is pivotable with respect to the main body and that faces the mounting-side holding member, and is placed on the mounting-side holding member. Is provided on at least one of the above-mentioned mounting-side clamping member and the above-mentioned opposing-side clamping member, and can be clamped in cooperation with the above-mentioned mounting-side clamping member. A regulating member that regulates movement of the workpiece in a direction orthogonal to the opposing direction of the member and the opposing clamping member, and the placement-side clamping member and the opposing clamping member that sandwiched the workpiece are rotated 180 degrees. Reversing drive means for reversing the workpiece by moving it; In the state where the opposing side clamping member is positioned above the placement side clamping member, the opposing side clamping member can be moved to a standby position where the workpiece can be transferred, and the placement side clamping member is In a state of being positioned above the opposing-side clamping member, the above-mentioned holding-side clamping member has standby movement means that can move to the standby position. Then, the rotational movement for reversing the workpiece of the placement-side clamping member and the opposing-side clamping member is a rotational movement about the horizontal reversal axis. .
[0012]
In the workpiece reversing device, it is preferable that the regulating member is provided so as to be able to engage with an outer peripheral portion or an inner peripheral portion of the workpiece at at least three positions.
[0013]
In the workpiece reversing device, it is preferable that the regulating member is provided so that the position of the regulating member can be adjusted in the radial direction of the workpiece.
[0015]
In the workpiece reversing device, The movement of the placement-side clamping member or the opposing-side clamping member to the standby position is performed by a rotational movement around a horizontal axis orthogonal to the reversal axis. It is preferable.
[0016]
In the workpiece reversing device, The placement-side clamping member is rotatable to an upper end position where the placement surface of the workpiece faces downward in a state where the opposing-side clamping member has moved to the standby position. It is preferable.
[0017]
In the workpiece reversing device, the machine tool preferably has a spindle having a substantially vertical axis and conveys the workpiece by a chuck at the tip of the spindle.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a spindle moving vertical machine tool 1 to which the present invention is applied. This is an example of a vertical lathe having a spindle axis in the vertical direction as a machine tool. A work feeder 3 is juxtaposed to the machine tool main body 2 of the spindle movement type vertical machine tool 1. The machine tool body 2 is provided with a tool post 23 on a bed 10. The tool post 23 is provided with a turret 21 which can be indexed and rotated, and a processing tool 22 such as an outer diameter processing tool and an inner diameter processing tool is held on the outer peripheral portion of the turret 21. A main shaft 5 having a rotation axis in the vertical direction is rotatably supported on the main shaft 4, and a chuck 6 is provided at the lower end of the main shaft 5. The chucking claw 27 of the chuck 6 is opened and closed by the driving force of the chuck cylinder 28.
[0021]
An X-axis guide rail 11 is provided along a horizontal direction (X-axis direction) orthogonal to the Z-axis direction, which is a direction parallel to the rotation axis of the main shaft 5, and a saddle 12 is disposed on the X-axis guide rail 11. It is provided so as to be movable in the X-axis direction. The X-axis guide rail 11 is provided on a bracket 10 a fixed to the rear portion of the bed 10 and the rear portion of the bed 10. The bed 10 and the bracket 10a may be integrated.
[0022]
The saddle 12 is moved in the X-axis direction by an X-axis feed screw 13 and a nut 14 that are rotationally driven by an X-axis servomotor 20 via a toothed pulley / toothed belt mechanism. The saddle 12 is provided with a headstock 4 that can be moved in the Z-axis direction by a Z-axis guide rail 24 and a slide body 25 (see FIG. 2). A Z-axis feed screw (not shown) is provided by a Z-axis servomotor 26. ) To rotate the head stock 4 in the Z-axis direction. Thereby, the main shaft 5 and the head stock 4 are movable in the X and Z axis directions. The spindle 5 is controlled to move in the X and Z axis directions by an NC device (not shown), and the workpiece W gripped by the chuck 6 is machined by the machining tool 22 on the turret 21.
[0023]
A region in which the head stock 4 moves during processing is covered with a cover and a splash guard 61 as a processing region 17. A reversing device 7 is installed in the processing area 17. The reversing device 7 is for automatically reversing the workpiece W. After the machining of one end face side of the workpiece W is completed, the workpiece W is automatically reversed using the reversing device 7 and the machining of the other end face side of the workpiece W can be continuously performed. .
[0024]
A workpiece transfer area 18 is provided adjacent to the machining area 17. The machining area 17 and the workpiece transfer area 18 are partitioned by an openable / closable cover or the like. In the workpiece transfer area 18, the work feeder 3 is installed so that at least a part thereof is located in the area. In other words, the workpiece feeder 3 only needs to have a workpiece transfer position and a workpiece reception position, which will be described later, at least in the workpiece transfer area 18.
[0025]
On the upper surface of the work feeder main body 30 of the work feeder 3, a rotating disk 31 is provided so as to be rotatable and indexable. A workpiece can be placed on each of the plurality of workpiece placement portions 32 provided on the upper surface of the rotating disk 31. On the rotating disk 31, a plurality of (for example, eight) workpiece mounting portions 32 are provided for each equal angle in the circumferential direction. A plurality of workpieces W can be continuously supplied to the machine tool body 2 by the work feeder 3.
[0026]
The X-axis guide rail 11 extends to the position of the work feeder 3 in the X-axis direction. Two workpiece placement portions 32 can be simultaneously positioned on the movement axis line of the main shaft 5 in the X-axis direction, and the center of each workpiece placement portion 32 is on the movement axis line of the main shaft 5 at the time of positioning. One workpiece mounting portion 32 on the moving axis is in a workpiece transfer position for passing a processed workpiece from the chuck 6, and the other workpiece mounting portion 32 receives an unmachined workpiece on the chuck 6. In the workpiece receiving position. The headstock 4 is movable to a position where the chuck 6 is located immediately above these two positions. The spindle moving type vertical machine tool 1 is controlled by an NC (numerical control) device.
[0027]
At least one of the workpiece placing portions 32 of the work feeder 3 is located outside the splash guard 61, and the position is a workpiece setup changing position. In other words, the worker removes the processed workpiece from the workpiece placing portion 32 and performs the setup change to place the unmachined workpiece on the workpiece placing portion 32 at this workpiece setup changing position. The worker can perform setup change work at the workpiece setup change position, but is separated by a splash guard 61 so that a hand or the like does not enter the workpiece delivery area 18 side with the workpiece delivery area 18 where the headstock 4 moves. ing.
[0028]
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. A rear end portion of the lateral support member 71 of the reversing device 7 is attached to the front wall surface 10 b on the rear side of the bed 10 in the processing region 17. The horizontal support member 71 is installed substantially horizontally, and a vertical support member 72 is erected substantially vertically at the front end of the horizontal support member 71. A reversing device main body 77 is fixed to the upper end portion of the vertical support member 72. The reversing device main body 77 is provided with a placement-side clamping member 81 and an opposing-side clamping member 84 so as to be rotatable about a horizontal rotation axis. The placement-side clamping member 81 and the opposing-side clamping member 84 can rotate integrally with the workpiece W interposed therebetween, and are rotated 180 degrees in the forward or reverse direction by the rotary actuator 76.
[0029]
The workpiece W gripped by the chuck 6 is transferred to the reversing device 7 by the XZ-axis movement of the headstock 4 when the processing on the lower end surface side is finished, and is placed on the placing-side clamping member 81 of the reversing device 7. . Then, the workpiece W is clamped from above and below by the mounting side clamping member 81 and the opposing side clamping member 84, and is rotated 180 degrees around the horizontal rotation axis as it is. By this rotation, the positions of the lower end surface and the upper end surface of the workpiece W are reversed, the already processed end surface that has already been processed is the upper side, and the end surface on the unprocessed side that is held by the chuck 6 is the lower side. Become. If the end surface on the already processed side of the workpiece W is gripped by the chuck 6, the unprocessed portion on the lower side of the workpiece W can be processed. Details of the structure and operation of the reversing device 7 will be described later.
[0030]
FIG. 3 is a perspective view of the reversing device 7. The rear end portion of the lateral support member 71 is fixed to the front wall surface 10 b on the rear side of the bed 10. A vertical support member 72 is erected at the front end portion of the horizontal support member 71, and a reversing device main body 77 is fixed to the upper end portion of the vertical support member 72. A rotary actuator 76 is attached to the front surface side of the reversing device main body 77, and an annular guide groove is formed on the rear surface side. The placement-side rotation member 79 and the opposite-side rotation member 82 are provided at positions that face each other by 180 degrees so that they can be guided around the guide groove and rotate about the horizontal axis.
[0031]
A placement-side clamping member 81 is attached to the placement-side rotation member 79 via a placement-side attachment member 80. A counter-side clamping member 84 is attached to the counter-side rotation member 82 via a counter-side mounting member 83. When the placement-side clamping member 81 is at the lower end position (placement position), the workpiece W can be placed on the upper surface of the placement-side clamping member 81. The upper surface of the workpiece W placed on the placement-side clamping member 81 is pressed by the opposing-side clamping member 84 facing the placement-side clamping member 81, or the upper surface of the workpiece W and the opposing-side clamping member 84 are The workpiece W is sandwiched between the placement-side clamping member 81 and the opposing-side clamping member 84 so that the workpiece W is sandwiched between the placement-side clamping member 81 and the opposing-side clamping member 84 so as to be in contact with each other. Can be pinched.
[0032]
A standby rotation member 78 is provided on the upper portion of the reversing device main body 77 so as to be rotatable by a horizontal rotation shaft 781. A guide groove that is continuous with the guide groove of the reversing device main body 77 is also provided on the front surface side of the standby rotation member 78, and the opposing side rotation member 82 or the placement side rotation member 79 at the upper end position is standby rotation. It is guided in the guide groove of the member 78. The rotation shaft 781 and the standby rotation member 78 are attached so as not to be relatively rotatable. When the opposite side rotation member 82 is on the standby rotation member 78 side, the rotation shaft 781 is rotated by the cylinder 75, whereby the opposite side holding member 84 is clamped to hold the workpiece W as shown in FIG. It can be rotated between the position and a standby position (see FIG. 7) in a vertical posture in order to avoid interference with the chuck 6 and the workpiece W or the like.
[0033]
The standby rotation member 78 can rotate the one at the upper end position between the placement side clamping member 81 and the opposing side clamping member 84 between the standby position and the clamping position. In the state of FIG. 7, the opposing side clamping member 84 can be set to the standby position. However, if the workpiece W is reversed and the placement side clamping member 81 is at the upper end position, the placement side clamping member 81 is set to the standby position. It can be.
[0034]
The cylinder 75 is a trunnion type cylinder, and is supported by a support shaft 741 so as to be rotatable on a bracket 74 provided on the cylinder support member 73. The cylinder support member 73 is fixed to the vertical support member 72. The tip of the piston rod 751 is connected to an arm member 782 fixed to the rotation shaft 781. By supplying the pressure fluid to the rod side cylinder chamber or the head side cylinder chamber of the cylinder 75, the piston rod 751 is advanced and retracted, whereby the rotating shaft 781 and the standby rotating member 78 are rotated between the standby position and the standby position. Can be moved.
[0035]
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the reversing device 7 as viewed from the right side. The reversing device main body 77 is fixed to the upper end portion of the vertical support member 72. The reversing device main body 77 has a substantially cylindrical outer shape and is attached so that its central axis is substantially horizontal. A rotary actuator 76 is fixed to the front surface side of the reversing device main body 77, and annular guide grooves 771 and 772 are provided on the rear surface side of the reversing device main body 77. A placement side turning member 79 and an opposing side turning member 82 are provided so as to be guided by the guide grooves 771 and 772 and turnable.
[0036]
A standby rotation member 78 is provided on the upper portion of the reversing device main body 77 so as to be rotatable together with the rotation shaft 781. By rotating the standby rotation member 78, the opposing side holding member 84 or the placement side holding member 81 can hold the workpiece W as shown in FIG. 4, the chuck 6, the workpiece W, and the like. In order to avoid interference with the vertical position, it can be rotated between the vertical position and the standby position. Guide grooves 783 and 784 are also formed on the front surface side in the holding position of the standby rotation member 78.
[0037]
The guide groove 771 and the guide groove 783 are continuous, and the guide grooves 771 and 783 continuously form an annular guide groove over the entire circumference of the end surface portion. Further, the guide groove 772 and the guide groove 784 are continuous, and the guide grooves 772 and 784 continuously form an annular guide groove over the entire outer periphery. The counter-side rotation member 82 is provided with two (see FIG. 5) rollers 821 and 821 and another two (see FIG. 5) rollers 822 and 822. The rollers 821 and 822 are preferably such that the roller portion (outer ring portion) is rotatable with respect to the shaft portion, such as a cam follower.
[0038]
The rollers 821 and 821 are guided by the guide grooves 771 and 783 to restrict the radial movement, and the rollers 822 and 822 are guided by the guide grooves 772 and 784 in the axial direction (the central axis direction of the reversing device main body 77). The movement is regulated. Therefore, the opposing side rotation member 82 is restricted from moving in the radial direction and the axial direction, and can move only in the rotation direction without dropping from the reversing device main body 77 and the standby rotation member 78. The rollers 821 and 821 are attached to the facing rotation member 82 so that the rotation axis is in the axial direction (the central axis direction of the reversing device main body 77). In addition, the rollers 822 and 822 are attached to the opposite-side rotation member 82 so that the rotation axis is in the radial direction (the radial direction of the guide grooves 772 and 784).
[0039]
Similarly, the placement-side rotating member 79 is also provided with two rollers 791 and 791 whose rotational axes are in the axial direction and two other rollers 792 and 792 whose rotational axes are in the radial direction. The rollers 791 and 792 are preferably such that the roller portion (outer ring portion) is rotatable with respect to the shaft portion like a cam follower. The rollers 791 and 791 are guided by the guide grooves 771 and 783 to restrict the movement in the radial direction, and the rollers 792 and 792 are guided by the guide grooves 772 and 784 to restrict the movement in the axial direction. Accordingly, the placement-side rotation member 79 is also restricted from moving in the radial direction and the axial direction, and can move only in the rotation direction without dropping from the reversing device main body 77 and the standby rotation member 78.
[0040]
An engaging groove 793 is formed on the center side of the front surface (the surface on the rotary actuator 76 side) of the mounting side rotation member 79. Similarly, an engagement groove 823 is formed in the facing side rotation member 82. In addition, a transmission member 762 is fixed to the output shaft 761 of the rotary actuator 76, and two engagement protrusions 763 and 764 are formed at positions on the tip of the transmission member 762 that are opposed to each other by 180 degrees on the circumference. ing. The engaging protrusion 763 is fitted in the engaging groove 823, and the engaging protrusion 764 is fitted in the engaging groove 793.
[0041]
As a result, the placement-side rotation member 79 and the opposite-side rotation member 82 are positioned at 180 degrees on the guide grooves 771, 772, 783, and 784, and are opposed to each other by 180 degrees by driving the rotary actuator 76. It can be rotated while maintaining the positional relationship. The rotary actuator 76 is a rack and pinion type rotary actuator, vane capable of rotating and stopping the output shaft 761 at two positions of 0 degrees and 180 degrees by supplying pressure fluid from one or the other port (not shown). This is a known rotary actuator such as a type rotary actuator. That is, the output shaft 761 can be rotated 180 degrees in the forward direction or the reverse direction.
[0042]
A placement-side clamping member 81 is attached to the placement-side rotation member 79 via a placement-side attachment member 80. Two locking grooves 794 and 795 are formed on the rear surface of the mounting side rotation member 79. By selecting which of the locking grooves 794 and 795 the locking projection 801 of the mounting side mounting member 80 is locked to, the position of the mounting side clamping member 81 in the clamping direction (vertical direction in FIG. 4) is determined. Can be adjusted to multiple positions.
[0043]
A placement plate 811 is provided on the upper surface side of the placement-side clamping member 81. A guide shaft 814 is fixed to the mounting plate 811. The guide shaft 814 is provided so as to be movable in the vertical direction by a predetermined distance with respect to the placement-side clamping member 81. Further, the mounting plate 811 is biased in the clamping direction (upward in FIG. 4) by the coil spring 813 and is in a floating state with respect to the mounting side clamping member 81. Three contact members 812 (see FIG. 6) are fixed on the upper surface of the mounting plate 811. The abutting members 812 are formed in a cylindrical shape, and are arranged so that their central axes form an angle of 120 degrees with each other. The three contact members 812 can stably place a workpiece of any diameter with three-point support.
[0044]
A counter-side clamping member 84 is attached to the counter-side rotation member 82 via a counter-side mounting member 83. A serration 824 is formed on the rear surface of the facing side rotation member 82. A serration 831 is also formed on the opposing attachment member 83. With the serrations 824 and 831, the position in the clamping direction (vertical direction in FIG. 4) of the opposing clamping member 84 can be precisely adjusted according to the height (dimension in the axial direction) of the workpiece. And the opposing side attachment member 83 fixes arbitrary pinching directions (in FIG. 4, an up-down direction by fixing the T nut inserted in the T groove 825 (refer FIG. 5) formed in the opposing side rotation member 82 with the volt | bolt 83a. ) Can be fixed in position.
[0045]
A clamping plate 841 is provided on the lower surface side of the opposing clamping member 84. A guide shaft 846 is fixed to the sandwiching plate 841. The guide shaft 846 is provided so as to be movable in the vertical direction by a predetermined distance with respect to the opposing clamping member 84. The clamping plate 841 is urged in the clamping direction (downward in FIG. 4) by the coil spring 845 and is in a floating state with respect to the opposing clamping member 84. Further, the opposing clamping member 84 has three (see FIG. 5) regulation that regulates the movement of the workpiece in a direction perpendicular to the clamping direction of the workpiece (a direction in a plane parallel to the clamping end surface of the workpiece). A member 842 is provided. The regulating member 842 is provided so as to protrude downward from the clamping plate 841 and engages with the outer peripheral side surface of the workpiece to regulate the movement of the workpiece in the direction orthogonal to the clamping direction.
[0046]
FIG. 5 is a plan view of the reversing device 7 as viewed from above. The opposing clamping member 84 is a substantially equilateral triangular plate-like body, and three linear grooves 844 are formed in the radial direction around the guide shaft 846. The straight grooves 844 are provided so as to form an angle of 120 degrees with each other. A regulating member 842 (see FIG. 4) is provided in the straight groove 844 so as to be movable along the straight groove 844. The position of the regulating member 842 can also be fixed by tightening the fixing screw 843. Three curved grooves 847 are formed in the sandwiching plate 841, and the regulating member 842 is provided so as to penetrate through the curved groove 847. That is, the regulating member 842 is positioned at the intersection of the straight groove 844 and the curved groove 847.
[0047]
The curved shape of the curved groove 847 may be a curve whose distance from the guide shaft changes monotonously according to the angle. For example, an Archimedean spiral curve may be used. The clamping plate 841 can be rotated around the guide shaft 846. By rotating the clamping plate 841, the radial position of the regulating member 842 can be adjusted according to the diameter of the workpiece.
[0048]
In order to adjust the position of the restriction member 842, first, the three fixing screws 843 are loosened so that the restriction member 842 can be moved along the straight groove 844, and the holding plate 841 is rotated by an appropriate angle to thereby adjust the restriction member 842. Adjust the position. The three regulating members 842 move in conjunction with each other and are adjusted to a position equidistant from the guide shaft 846. FIG. 5 shows a state where the regulating member 842 is moved to the position of the minimum diameter. When the regulating member 842 is moved to the position of the maximum diameter, the rotation position of the clamping plate 841 is a position that substantially overlaps the opposing clamping member 84.
[0049]
FIG. 6 is a BB arrow view of the reversing device 7 in FIG. 4 and shows the structure of the placement side clamping member 81. As described above, the mounting plate 811 is provided on the upper surface side of the mounting side clamping member 81. The placement plate 811 is biased upward by a coil spring 813 and is in a floating state with respect to the placement-side clamping member 81. The placement-side clamping member 81 and the placement plate 811 have a structure that extends radially in three directions at intervals of 120 degrees with the guide shaft 814 as the center. Three contact members 812 are radially arranged and fixed on the upper surface of the mounting plate 811 so that the central axes thereof form an angle of 120 degrees with each other. The contact member 812 is formed in a cylindrical shape as described above.
[0050]
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state in which the opposite-side clamping member 84 of the reversing device 7 is in the standby position. In a state where the opposing side clamping member 84 is at the upper end position, the opposing side clamping member 84 is moved from the clamping position as shown in FIG. 4 to the standby position as shown in FIG. Can be made. When the workpiece is placed on the placement side clamping member 81, the chuck 6 moves to the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 7, but by moving the opposing side clamping member 84 to the standby position, Interference between the opposing clamping member 84 and the chuck 6 and the workpiece can be avoided.
[0051]
With the opposing side clamping member 84 in the standby position, the mounting side clamping member 81 can be rotated to the upper end position by the rotary actuator 76. The mounting side holding member 81a indicated by a two-dot chain line shows a state rotated to the upper end position. While the main spindle moving type vertical machine tool 1 is performing a machining operation, the mounting plate 811 and the abutting member 812 are turned upside down by rotating the mounting side clamping member 81 to the upper end position. It becomes a state, and it becomes difficult for cutting waste, cutting oil agent, etc. to apply to the mounting board 811 and the contact member 812. Further, the cutting waste does not accumulate on the contact member 812. For this reason, it is difficult for foreign matter to adhere to the contact member 812 or the like and corrosion occurs, and the stability and accuracy of the workpiece placement can be maintained over a long period of time.
[0052]
The standby rotation member 78 is formed with a guide groove 785 for enabling the placement-side rotation member 79 to be guided even at the standby position. The guide groove 785 is continuous with the guide groove 771 in a state where the standby rotation member 78 is rotated to the standby position, and constitutes an annular guide groove. An auxiliary guide groove 786 is formed in the standby rotation member 78. The auxiliary guide groove 786 is for guiding the engaging protrusion 796 provided on the placement side rotation member 79 at the standby position. When the mounting side holding member 81 is rotated to the upper end position, the engaging protrusion 796 engages with the auxiliary guide groove 786, whereby the mounting side holding member 81 can maintain a horizontal posture.
[0053]
As described above, the vertical position of the mounting-side clamping member 81 is set so that the locking projection 801 of the mounting-side mounting member 80 is positioned between the two locking grooves 794 and 795 on the rear surface of the mounting-side rotating member 79. By selectively locking the crab, two vertical positions can be arbitrarily selected. Then, by mounting the mounting side mounting member 80 upside down, the mounting side clamping member 81 can be mounted at a further upper position. The placement-side clamping member 81b indicated by a two-dot chain line indicates the attached state.
[0054]
Next, the operation of the reversing device 7 will be described with reference to FIGS. The main spindle moving type vertical machine tool 1 performs processing on the other end surface side by reversing the workpiece W by the reversing device 7 after the first step processing, which is processing on one end surface side of the workpiece W, is completed. A second process is performed. FIG. 8A shows a state of the reversing device 7 while the main spindle moving type vertical machine tool 1 is performing a machining operation. The opposing side clamping member 84 has moved to the standby position, and the placement side clamping member 81 is turned to the upper end position and is in an inverted state. When the main spindle moving type vertical machine tool 1 finishes the first process machining of the workpiece W, the rotary actuator 76 of the reversing device 7 is driven in the forward direction (or the reverse direction) and mounted as shown in FIG. The placement side clamping member 81 is rotated to the lower end position (placement position).
[0055]
Next, the head stock 4 is moved to move the workpiece W gripped by the chuck 6 to the position of the placement-side clamping member 81, and the workpiece W is placed on the placement-side clamping member 81 as shown in FIG. Place on top. Then, after moving the headstock 4 to an upper position where it does not interfere with the reversing device 7, the opposing side clamping member 84 is rotated to the clamping position, and the workpiece W is placed on the placement side clamping member as shown in FIG. 9 (d). 81 and the opposing clamping member 84. Next, as shown in FIG. 9E, the rotary actuator 76 is driven in the reverse direction (or forward direction), and the workpiece W clamped by the mounting side clamping member 81 and the opposing side clamping member 84 is inverted up and down. . At this time, since the workpiece W is restricted by the restricting member 842 from moving in the direction orthogonal to the clamping direction, there is no possibility that the workpiece W will fall or move its position.
[0056]
Next, the mounting side clamping member 81 in the clamping position is rotated to the standby position, the spindle stock 4 is moved, and the workpiece W is gripped by the chuck 6. Since the workpiece W is reversed and the end face side after the first process machining is gripped, the second process machining on the unmachined end face side is subsequently performed. FIG. 10F shows a state in which the workpiece W is gripped by the chuck 6 and moved to the machining position. Thereafter, the mounting side clamping member 81 is returned to the clamping position as shown in FIG. 10G, and the rotary actuator 76 is driven in the forward direction (or the reverse direction) as shown in FIG. The positions of the side clamping member 81 and the opposing side clamping member 84 are reversed.
[0057]
Furthermore, if the opposing side clamping member 84 is moved to the standby position and the placement side clamping member 81 is turned to the upper end position to be in an inverted state, the reversing device 7 is in the in-process state as shown in FIG. Become. With the reversing device 7 in the machining state, the workpiece W is processed in the second step by the spindle moving vertical machine tool 1. When the second step machining is completed, the head stock 4 is moved into the workpiece transfer area 18 to perform the operation of passing the machined workpiece W to the workpiece placing unit 32, and further, the unmachined workpiece is transferred to the workpiece. The operation of receiving from the placement unit 32 is performed. The above operations are repeated to continuously process the workpiece.
[0058]
As described above, since the workpiece can be reversed by the reversing device 7 and the first process machining and the second process machining can be performed continuously, the machine tool can be automatically operated over a long period of time. Therefore, it is possible to reduce the setup change work and the like, improve the operating rate of the machine tool, and reduce the machining cost. Moreover, since the opposing side clamping member 84 includes the regulating member 842, the workpiece does not fall during the reversing operation. For this reason, there is no need to unnecessarily increase the force for clamping the workpiece, and the reversing device can be miniaturized. As the workpiece to be reversed, it can be applied to a wide range of workpieces from small to large and heavy.
[0059]
Furthermore, since both the opposing side clamping member 84 and the placement side clamping member 81 can move to the standby position, it is possible to transfer the workpiece by a normal chuck, which is suitable for the spindle moving type vertical machine tool 1. Can be used as a device.
[0060]
In the above embodiment, a vertical lathe has been described as an example of a spindle moving vertical machine tool. However, in addition to a vertical lathe, other arbitrary machine tools such as a turning center, a grinding machine, and a machining center can be used. Is also applicable. Moreover, although the regulating member in the reversing device is provided on the opposing side clamping member, the regulating member may be provided on the mounting side clamping member, and the regulating member may be provided on the opposing side clamping member and the mounting side clamping member. You may make it provide in both. Further, the regulating member is not limited to one that engages with the outer peripheral side of the workpiece, but may be one that engages with the inner peripheral side of the workpiece.
[0061]
Further, although the reversing device is provided in the machining area, it may be provided outside the machining area such as the workpiece transfer area. That is, as long as the placement side clamping member and the opposite side clamping member are positioned on the movement axis of the main shaft, they may be provided at any position inside or outside the processing region. If the reversing device is installed outside the machining area, cutting scraps or cutting fluid will not be applied to the reversing device even during the machining operation of the machine tool, so there is no need to operate to avoid the influence of cutting waste or cutting fluid. Become. Further, the reversing device may be supported by another surface of the bed (such as a wall surface on the front bed side), a bracket, a work feeder main body, or the like.
[0062]
In addition, an actuator (cylinder) that moves the mounting-side clamping member and the opposing-side clamping member of the reversing device to the standby position is provided in common to both the clamping members, but the mounting-side clamping member and the opposing-side clamping member are in the standby position. Actuators that rotate or move to each other may be provided separately. That is, any reversing device may be used as long as the mounting-side holding member or the opposing-side holding member that has moved to the side facing the chuck can move to a standby position that does not interfere with the chuck or the workpiece during the workpiece transfer operation.
[0063]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0064]
Since the restricting member is provided on at least one of the facing-side holding member and the placement-side holding member, the workpiece does not fall during the reversing operation. For this reason, the force for clamping a workpiece is small, and the reversing device can be miniaturized. As the workpiece to be reversed, it can be applied to a wide range of workpieces from small to large and heavy.
[0065]
Since both the opposing side clamping member and the placement side clamping member can move to the standby position, the workpiece can be exchanged by a normal chuck, and can be used as a reversing device suitable for a spindle moving vertical machine tool.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a spindle moving vertical machine tool to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 of the spindle movement type vertical machine tool.
FIG. 3 is a perspective view of a reversing device.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the reversing device viewed from the right side.
FIG. 5 is a plan view of the reversing device viewed from above.
6 is a view of the reversing device as seen from the direction of arrows BB in FIG. 4;
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which an opposing clamping member of the reversing device is in a standby position.
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of the inverting device.
FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the reversing device.
FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the reversing device.
[Explanation of symbols]
1 ... Spindle-moving vertical machine tool
2 ... Machine tool body
3 ... Work feeder
4 ... headstock
5 ... Spindle
6 ... Chuck
7 ... Inversion device
W ... Workpiece
10 ... Bed
11 ... X-axis guide rail
12 ... saddle
13 ... X-axis feed screw
14 ... Nut
17 ... Machining area
18 ... Work transfer area
20 ... Servo motor for X axis
21 ... Turret
22 ... Machining tools
23 ... Tool post
24 ... Z-axis guide rail
25 ... Slide body
30 ... Work feeder body
31 ... Rotating disc
32. Workpiece placement section
61 ... Splash guard
71 ... Lateral support member
72. Vertical support member
73 ... Cylinder support member
75 ... Cylinder
76 ... Rotary actuator
77 ... Reversing device body
78 ... Standing rotation member
79 .. Placement side rotating member
80: Mounting side mounting member
81: Mounting side clamping member
82 ... Opposite side rotating member
83 ... Opposite side mounting member
84 ... Opposite side clamping member
842 ... Restricting member

Claims (6)

工作機械（１）に取り付け可能、または工作機械（１）の近傍に設置可能な本体（７７）と、
前記本体（７７）に対して回動可能に設けられ、工作物を載置可能な載置側挟持部材（８１）と、
前記本体（７７）に対して回動可能に、かつ、前記載置側挟持部材（８１）と対向して設けられ、前記載置側挟持部材（８１）に載置された前記工作物を前記載置側挟持部材（８１）と共働して挟持することが可能な対向側挟持部材（８４）と、
前記載置側挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８４）の少なくともどちらか一方に設けられ、前記載置側挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８４）の対向方向と直交する方向への前記工作物の移動を規制する規制部材（８４２）と、
前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材（８１）および前記対向側挟持部材（８４）を１８０度回動させて前記工作物を反転させる反転駆動手段（７６）と、
前記対向側挟持部材（８４）が前記載置側挟持部材（８１）より上方に位置した状態では前記対向側挟持部材（８４）を前記工作物の授受が可能な待機位置に移動可能であるとともに、前記載置側挟持部材（８１）が前記対向側挟持部材（８４）より上方に位置した状態では前記載置側挟持部材（８１）を前記待機位置に移動可能である待機移動手段（７５，７８）とを有し、
前記載置側挟持部材（８１）および前記対向側挟持部材（８４）の前記工作物を反転させるための回動運動は、水平方向の反転軸線を中心とする回動運動である工作物反転装置。A body (77) that can be attached to the machine tool (1) or installed in the vicinity of the machine tool (1);
A mounting-side clamping member (81) provided rotatably with respect to the main body (77) and capable of mounting a workpiece;
The workpiece mounted on the mounting-side clamping member (81) is provided in front of the mounting-side clamping member (81) so as to be rotatable with respect to the main body (77). An opposing side clamping member (84) capable of cooperating and clamping with the placement side clamping member (81);
Provided in at least one of the placement side clamping member (81) and the opposing side clamping member (84), and orthogonal to the opposing direction of the placement side clamping member (81) and the opposing side clamping member (84). A regulating member (842) for regulating the movement of the workpiece in the direction to
Reversal drive means (76) for reversing the workpiece by rotating the placing-side clamping member (81) and the opposing-side clamping member (84) which sandwiched the workpiece 180 degrees ;
In a state where the opposing side clamping member (84) is positioned above the placement side clamping member (81), the opposing side clamping member (84) can be moved to a standby position where the workpiece can be transferred. In the state in which the placement side clamping member (81) is positioned above the opposing side clamping member (84), the standby movement means (75,) capable of moving the placement side clamping member (81) to the standby position. 78)
The work reversing device in which the rotational motion for reversing the workpiece of the placement-side clamping member (81) and the opposing-side clamping member (84) is a rotational motion about a horizontal reversal axis. . 請求項１に記載した工作物反転装置であって、
前記規制部材（８４２）は、前記工作物の外周部または内周部と少なくとも３位置で係合可能に設けられたものである工作物反転装置。The workpiece reversing device according to claim 1 ,
The workpiece reversing device, wherein the regulating member (842) is provided so as to be able to engage with an outer peripheral portion or an inner peripheral portion of the workpiece at at least three positions. 請求項１，２のいずれか１項に記載した工作物反転装置であって、
前記規制部材（８４２）は、前記工作物の径方向に位置調整可能に設けられたものである工作物反転装置。The workpiece reversing device according to any one of claims 1 and 2 ,
The workpiece reversing device, wherein the regulating member (842) is provided so that its position can be adjusted in the radial direction of the workpiece. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した工作物反転装置であって、
前記載置側挟持部材（８１）または前記対向側挟持部材（８４）の前記待機位置への移動は、前記反転軸線と直交する水平方向の軸線を中心とする回動運動により行うものである工作物反転装置。The workpiece reversing device according to any one of claims 1 to 3 ,
The movement of the placement-side clamping member (81) or the opposing-side clamping member (84) to the standby position is performed by a rotational movement about a horizontal axis perpendicular to the reverse axis. Object reversing device. 請求項１〜４のいずれか１項に記載した工作物反転装置であって、The workpiece reversing device according to any one of claims 1 to 4,
前記載置側挟持部材（８１）は、前記対向側挟持部材（８４）が前記待機位置へ移動した状態において、前記工作物の載置面が下方を向く上端位置に回動可能なものである工作物反転装置。  The placement-side clamping member (81) can be rotated to the upper end position where the workpiece mounting surface faces downward in a state where the opposing-side clamping member (84) has moved to the standby position. Workpiece reversing device. 請求項１〜５のいずれか１項に記載した工作物反転装置であって、
前記工作機械（１）は、主軸（５）が略垂直方向の軸線を有し、前記主軸（５）先端のチャック（６）により前記工作物の搬送を行うものである工作物反転装置。The workpiece reversing device according to any one of claims 1 to 5 ,
In the machine tool (1), the spindle (5) has a substantially vertical axis, and the workpiece is transferred by a chuck (6) at the tip of the spindle (5).

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