JP4725043B2 - ローダ装置およびその段取り替え方法 - Google Patents

Description

この発明は、旋盤やその他の工作機械等にワークを供給するガントリ形式等のローダ装置およびその段取り替え方法に関する。

この種のローダ装置では、前後左右および上下に移動可能なローダヘッドに、開閉爪とプッシャーとを設け、開閉爪で把持したワークを、爪開き時にプッシャーで押し出して工作機械等へ受け渡すように構成したものが一般的である。この場合に、ワークの形状や寸法が変わると、開閉爪やプッシャーを、ワークの形状や寸法に合わせてそれぞれ別々に交換する段取り替えが行われる。

しかし、ワークの多様化が進むにつれて、開閉爪やプッシャーを交換する段取り替えの回数が増えてきている。また、段取り替え時間の短縮の要望も増して来ている。

この発明の目的は、開閉爪およびプッシャーを交換する段取り替えの所要時間を短縮できるローダ装置を提供することである。
この発明の他の目的は、段取り替え作業が容易に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、開閉爪およびプッシャーを交換する段取り替えの所要時間を短縮できるローダ装置の段取り替え方法を提供することである。

この発明のローダ装置は、対象装置にワークを供給するローダ装置であって、ローダヘッドと、このローダヘッドに対して着脱自在に設けられた段取替え部品とを備え、前記段取替え部品に、対象装置にワークを供給するときにワークを押し出すプッシャーと、このプッシャーの周囲に配置され前記プッシャーの移動方向と直交する方向に開閉してワークを把持する複数の開閉爪とを設けたことを特徴とする。
この構成によると、ローダヘッドに対して段取替え部品を交換して取付けることで、プッシャーと開閉爪が同時に交換される。そのため、プッシャーと開閉爪とを別々に交換する必要がなく、ワークの種類変更による段取り替えの所要時間が短縮できる。

前記ローダヘッドには、開閉爪を開閉する開閉機構が設けられ、前記開閉機構は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられるときに、この開閉機構と前記開閉爪とが連結される構造を有するものとする。前記複数の開閉爪は、前記段取替え部品に前記開閉爪の開閉方向にそれぞれ進退自在に設置された各開閉爪支持台に取付けられ、これら各開閉爪支持台は裏面に係合凹部を有する。前記開閉機構は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられるときに、この開閉機構と前記開閉爪とが連結されるものであって、駆動源により駆動されてプッシャーの進退方向と平行に移動自在な進退部材と、この進退部材の周囲に各開閉爪と同じ周方向位置で設けられた複数のリンク部材とを有し、これらリンク部材は、それぞれ２つのアーム部を有し揺動自在に支持されていて、一方のアーム部の先端は、前記進退部材の周面に形成された係合溝に係合し、他方のアーム部の先端は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられたときに、前記開閉爪支持台の前記係合凹部に係合し、前記進退部材の進退により前記複数の開閉爪を同期して開閉させる。
この構成の場合、段取替え部品をローダヘッドに取付けるときに、開閉機構の連結作業を行うことが不要であり、段取替え部品の交換を行うだけで、使用可能な状態となる。そのため、段取り替え作業が容易に行える。
この発明において、前記開閉機構は、前記駆動源が流体圧シリンダからなり、その進退ロッドが前記進退部材と直交する方向を向き、前記リンク部材とは別のリンク部材が揺動可能に設置されていて、この別のリンク部材は２つのアーム部を有し、一方のアーム部の先端が前記進退ロッドの周面に形成された係合凹部に係合し、他方のアーム部の先端が前記進退部材の周面に形成された係合凹部に係合し、前記進退ロッドの進退により、前記別のリンク部材を介して前記進退部材を進退させるものとしても良い。

この発明のローダ装置の段取り替え方法は、この発明の上記いずれかの構成のローダ装置における段取り替え方法であって、前記段取替え部品として、開閉爪およびプッシャーのいずれか一方または両方の種類が異なる複数種類の段取替え部品を準備し、ローダヘッドから取り外した段取替え部品を、この段取替え部品とは開閉爪およびプッシャーのいずれか一方または両方の種類が異なる段取替え部品と交換する方法である。
この方法によると、ワークの種類に応じた開閉爪およびプッシャーを有する段取替え部品を予め用意しておくことができる。段取替えにおいては、ローダヘッドに取付けられていた段取替え部品を予め用意された段取替え部品に交換するだけで、新たなワークに対応した開閉爪およびプッシャーに交換できる。そのため、ワークの種類変更による段取り替えの所要時間を短縮できる。

この発明のローダ装置は、ローダヘッドと、このローダヘッドに対して着脱自在に設けられた段取替え部品とを備え、前記段取替え部品に、対象装置にワークを供給するときにワークを押し出すプッシャーと、このプッシャーの周囲に配置され前記プッシャーの移動方向と直交する方向に開閉してワークを把持する複数の開閉爪とを設け、これら複数の開閉爪は、前記段取替え部品に前記開閉爪の開閉方向にそれぞれ進退自在に設置された各開閉爪支持台に取付けられ、これら各開閉爪支持台は裏面に係合凹部を有し、前記ローダヘッドに、開閉爪を開閉する開閉機構が設けられ、この開閉機構は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられるときに、この開閉機構と前記開閉爪とが連結されるものであって、駆動源により駆動されてプッシャーの進退方向と平行に移動自在な進退部材と、この進退部材の周囲に各開閉爪と同じ周方向位置で設けられた複数のリンク部材とを有し、これらリンク部材は、それぞれ２つのアーム部を有し揺動自在に支持されていて、一方のアーム部の先端は、前記進退部材の周面に形成された係合溝に係合し、他方のアーム部の先端は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられたときに、前記開閉爪支持台の前記係合凹部に係合し、前記進退部材の進退により前記複数の開閉爪を同期して開閉させるため、ローダヘッドに対して開閉爪およびプッシャーを交換する段取り替えの所要時間を短縮することができる。
この発明のローダ装置の段取り替え方法は、この発明のローダ装置における段取り替え方法であって、前記段取替え部品として、開閉爪およびプッシャーのいずれか一方または両方の種類が異なる複数種類の段取替え部品を準備し、ローダヘッドから取り外した段取替え部品を、この段取替え部品とは開閉爪およびプッシャーのいずれか一方または両方の種類が異なる段取替え部品と交換するため、ローダヘッドに対して開閉爪およびプッシャーを交換する段取り替えの所要時間を短縮することができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この実施形態のローダ装置、およびこのローダ装置によってワークが供給される対象装置である工作機械を概略的に示す正面図である。工作機械３１は旋盤であり、主軸３２と工具支持体３５とを備える。主軸３２は、その先端にワーク支持手段である主軸チャック３３を有し、ベッド３７の上に設けられた主軸台３４に回転自在に支持されている。主軸チャック３３は、ワークＷを把持する複数のチャック爪３３ａを有している。工具支持体３５は刃物台であり、タレット式のものとされている。工具支持体３５は、送り台３６を介して主軸軸心に沿う方向（Ｚ軸方向）と主軸軸心に直交する水平方向（Ｘ軸方向）とに移動可能とされる。主軸チャック３３へはローダ装置１によってワークＷの受け渡しが行われる。

ローダ装置１は、前記工作機械３１の上方に設置されて、直交座標系で駆動されるガントリ式のものである。すなわち、このローダ装置１は、図１および図２に正面図および側面図で示すように、架設レール２に沿って走行する走行体３に前後移動台４を介して昇降ロッド５を設け、その下端にローダヘッド６を設けたものである。ローダヘッド６は、図３のようにワークＷを把持する２個のローダチャック７Ａ，７Ｂを取付けた回転台８を有し、回転台８が傾斜した回転中心Ｑ回りで回転することにより、両ローダチャック７Ａ，７Ｂが、下向き位置と主軸チャック対面位置とに入れ替えられる。

図４は、図３における下向き位置のローダチャック７Ａの下面図を示し、図５は図４におけるＡ−Ａ矢視断面図を示す。回転台８におけるローダチャック７Ａ側の設置面には、段取替え部品９がボルト２９で締結することにより着脱自在に設けられている。この段取替え部品９には、工作機械３１の主軸チャック３３にワークＷを供給するときにワークＷを押し出すプッシャー１０と、このプッシャー１０の移動方向（図５では上下方向）と直交する方向に開閉してワークＷを把持する３つの開閉爪１１とが設けられている。

プッシャー１０は、図４に示すように３方向に放射状に延びる分岐部１０ａを有するスター状のプレートからなり、弾性部材であるコイルばね１２（図５）により押し出し方向に付勢される。プッシャー１０は、その各分岐部１０ａが、段取替え部品９に設けられたガイド孔１４にそれぞれ挿入された３本のガイドロッド１３にボルト１５で着脱自在に取付けられている。これにより段取替え部品９に対してプッシャー１０が進退自在となるようにされている。ガイドロッド１３は前端部が閉塞部となった円筒部材からなり、その後端外周には、ガイド孔１４の前端口縁に設けられたリング状のストッパ１６に係止される係止部１３ｂが設けられ、これによりプッシャー１０の進出量が規制される。ガイド孔１４内には前記コイルばね１２が装填されて、その一端が前記ガイドロッド１３の後端円筒部１３ａ内で受けられ、他端がガイド孔１４の後端に設けられた蓋部材１７で受けられている。これにより、コイルばね１２の付勢力がガイドロッド１３を介してプッシャー１０に作用するようになされている。

段取替え部品９におけるプッシャー１０の中心Ｏに対面する位置には、前記回転台８に設けられた後述の開閉機構２２の進退部材２４をガイドするガイド孔１８Ａが設けられている。また、段取替え部品９におけるプッシャー設置側面の前記ガイド孔１８を中心とする周方向の等配位置には、３つの開閉爪支持台１９が、ガイド孔１８を中心とする径方向に進退自在に設けられている。これら開閉爪支持台１９は、各プッシャー分岐部１０ａを避けた位置とされている。これら開閉爪支持台１９は、段取替え部品９のプッシャー設置面側に形成された各ガイド溝２０に係合して前記ガイド孔１８を中心とする径方向に進退自在とされている。これら各開閉爪支持台１９の上面に、上記した３つの開閉爪１１のそれぞれがボルト２１で締結して着脱自在に取付けられている。これらの各開閉爪１１は開閉機構２２により同期して開閉駆動される。

なお、ここでは、段取替え部品９を回転台８に取付けるボルト２９は２つとして、図４のようにプッシャー１０の中心Ｏ回りの等配位置で段取替え部品９を回転台８に締結しているが、３つ以上のボルト２９を用いてプッシャー１０の中心Ｏ回りの等配位置で段取替え部品９を回転台８に締結しても良い。

前記開閉機構２２は、駆動源２３により駆動されてプッシャー１０の進退方向と平行に移動自在な進退部材２４と、この進退部材２４の移動を開閉爪１１の移動に変換する変換機構２５とでなる。回転台８には、段取替え部品９に設けられたガイド孔１８Ａとでプッシャー１０の進退方向と平行に延びる１つのガイド孔１８を構成するガイド孔１８Ｂが設けられている。このガイド孔１８に、前記進退部材２４が進退自在に挿入されている。

変換機構２５は、回転台８内における前記進退部材２４の周囲に各開閉爪１１と同じ等配位置で設けられた３つのリンク部材２６からなる。これらリンク部材２６は、それぞれ２つのアーム部２６ａ，２６ｂを有し、各開閉爪１１の進退方向と直交する水平方向の軸心回りに揺動自在に支持されている。一方のアーム部２６ａの先端は、前記進退部材２４の周面に形成された係合溝２４ａに係合する。他方のアーム部２６ｂの先端は、対応する開閉爪支持台１９の裏面に形成された係合凹部１９ａに係合する。アーム部２６ｂの先端は、段取替え部品９が回転台８に取付けられるときに、開閉爪支持台１９の係合凹部１９ａに係合するように構成されている。この係合のため、進退部材２４がガイド孔１８に沿って進退すると、各リンク部材２６が軸心回りに揺動し、開閉爪支持台１９がガイド溝２０に沿って進退することで開閉爪１１が開閉する。このように構成することで、開閉機構２２は、段取替え部品９がローダヘッド６に取付けられるときに、この開閉機構２２と前記開閉爪１１とが連結される構造を有するものとされる。また、このように構成することで、開閉機構２２の動作に影響を与えることなく、回転台８に対して段取替え部品９の交換を行うことができる。

開閉機構２２の駆動源２３は、エアシリンダ等の流体圧シリンダからなり、その進退ロッド２７が前記進退部材２４と直交する方向を向くように回転台８に設けられている。この進退ロッド２７の進退動作が、別のリンク部材２８を介して前記進退部材２４にその進退動作として伝達される。すなわち、リンク部材２８は、２つのアーム部２８ａ，２８ｂを有し、前記進退ロッド２７の進退方向と直交する水平方向の軸心回りに揺動自在に支持されており、一方のアーム部２８ａの先端が前記進退ロッド２７の周面に形成された係合凹部２７ａに係合し、他方のアーム部２８ｂの先端が進退部材２４の周面に形成された係合凹部２４ｂに係合している。

次に、上記ローダ装置１の動作を説明する。未加工のワークＷの待機位置（図示せず）において、ローダ装置１は、そのローダヘッド６の下向き位置のローダチャック（例えば７Ａ）でワークＷを把持する。図５は、このときのローダチャック７Ａのワーク把持前の状態を示す。この状態から、ローダヘッド６が下降してプッシャー１０がワークＷに押し当てられると、プッシャー９が回転台８側に後退して、コイルばね１２が圧縮する。次に、開閉爪１１が閉じて、ワークＷが把持される。すなわち、図７のように、駆動源２３の進退ロッド２７が後退動作するとリンク部材２８が左回りに回動し、これに伴い進退部材２４が後退する。進退部材２４が後退すると、変換機構２５の各リンク部材２６が左回りに回動し、これに伴い各開閉爪支持台１９がガイド溝２０に沿ってガイド孔１８側へ移動することで開閉爪１１が閉じ、ワークＷがバランス良く把持される。

ワークＷを把持したローダ装置１は、架設レール２に沿って走行する走行体３の左右移動（Ｘ軸方向）と、前後移動台４の前後移動（Ｚ軸方向）と、昇降ロッド５の昇降（Ｙ軸方向）とにより、ワークＷを主軸３２の前面まで搬送する。このとき、先ずローダヘッド６の前後移動で、主軸チャック対面位置（横向き位置）のローダチャク７Ｂにより加工済みのワークＷが主軸チャック３３から受け取られる。次に、回転台８の１８０°回転により、未加工のワークＷを把持した前記ローダチャック７Ａが下向き位置から主軸チャック３３に対面する横向き位置に入れ替えられる。この状態から、ローダヘッド６が主軸チャック３３の前面の所定位置まで前進した後、開閉爪１１を開くと、コイルばね１２の付勢力で前進するプッシャー１０によりワークＷが押し出されて主軸チャック３３に受け渡される。

段取り替えを説明する。ローダ装置１で工作機械３１に受け渡すワークＷの寸法や形状が変わった場合は、ローダヘッド６の回転台８に取付けられていたそれまでの段取替え部品９を取り外す。これに替えて、新たなワークＷに対応できるプッシャー１０および開閉爪１１を設けた別の段取替え部品９を上記ボルト２９（図４）で回転台８に取付けることで、段取り替えを行う。
すなわち、変更前のワークＷを加工している段階で、変更後のワークＷに対応したプッシャー１０および開閉爪１１を別の段取替え部品９に予め取付けておき、段取替時は、回転台８に対して段取替え部品９を付け替えるだけとする。あるいは、各種のワークＷの形状，寸法に応じたプッシャー１０および開閉爪１１をそれぞれ取付けた複数の段取替え部品９を準備しておき、対応する段取替え部品９を選択する。これにより、プッシャー１０および開閉爪１１を個別に取り替える作業が省略され、ローダ装置１を停止させて段取替えする処理時間を短縮できる。

この場合に、段取替え部品９は、各開閉爪１１が最も開いた状態としておいてローダヘッド６に対する装着を行うようにする。これにより、段取替え部品９をローダヘッド６のローダチャック７Ａ（または７Ｂ）の中心に合わせると、段取替え部品９の開閉爪１１における係合凹部１９ａに、変換機構２５のアーム部２６ｂの先端位置が整合する位置となる。このまま段取替え部品９の取付けを行うと、アーム部２６ｂが開閉爪１１に係合し、アーム部２６ｂの動作の開閉爪１１への伝達が可能となる。そのため、段取替え部品９の取付作業に際して、開閉機構２２に開閉爪１１を連結する作業を特に必要とせず、段取り替えがより一層簡単に行える。

なお、上記実施形態は、ガントリ式のローダ装置に適用した場合につき説明したが、この発明は、多関節式や他の各種の形式のローダ装置に適用することができる。

この発明の一実施形態にかかるローダ装置、およびこのローダ装置の対象装置である工作機械の概略構成を示す正面図である。 同ローダ装置の側面断面図である。 同ローダ装置におけるローダヘッドの概略構成を示す側面図である。 同ローダ装置における下向き位置のローダチャックの下面図である。 図４におけるローダチャックのＡ−Ａ矢視断面図である。 同ローダチャックの段取替え部品を取り外した状態を示す説明図である。 同ローダチャックによるワーク把持直後の状態を示す説明図である。

符号の説明

１…ローダ装置
６…ローダヘッド
９…段取替え部品
１０…プッシャー
１１…開閉爪
２２…開閉機構
２６…リンク部材
２６ｂ…アーム部
１９ａ…係合凹部
Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. 対象装置にワークを供給するローダ装置であって、ローダヘッドと、このローダヘッドに対して着脱自在に設けられた段取替え部品とを備え、前記段取替え部品に、対象装置にワークを供給するときにワークを押し出すプッシャーと、このプッシャーの周囲に配置され前記プッシャーの移動方向と直交する方向に開閉してワークを把持する複数の開閉爪とを設け、これら複数の開閉爪は、前記段取替え部品に前記開閉爪の開閉方向にそれぞれ進退自在に設置された各開閉爪支持台に取付けられ、これら各開閉爪支持台は裏面に係合凹部を有し、前記ローダヘッドに、開閉爪を開閉する開閉機構が設けられ、この開閉機構は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられるときに、この開閉機構と前記開閉爪とが連結されるものであって、駆動源により駆動されてプッシャーの進退方向と平行に移動自在な進退部材と、この進退部材の周囲に各開閉爪と同じ周方向位置で設けられた複数のリンク部材とを有し、これらリンク部材は、それぞれ２つのアーム部を有し揺動自在に支持されていて、一方のアーム部の先端は、前記進退部材の周面に形成された係合溝に係合し、他方のアーム部の先端は、前記段取替え部品がローダヘッドに取付けられたときに、前記開閉爪支持台の前記係合凹部に係合し、前記進退部材の進退により前記複数の開閉爪を同期して開閉させるローダ装置。
2. 前記開閉機構は、前記駆動源が流体圧シリンダからなり、その進退ロッドが前記進退部材と直交する方向を向き、前記リンク部材とは別のリンク部材が揺動可能に設置されていて、この別のリンク部材は２つのアーム部を有し、一方のアーム部の先端が前記進退ロッドの周面に形成された係合凹部に係合し、他方のアーム部の先端が前記進退部材の周面に形成された係合凹部に係合し、前記進退ロッドの進退により、前記別のリンク部材を介して前記進退部材を進退させる請求項１記載のローダ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のローダ装置における段取り替え方法であって、前記段取替え部品として、開閉爪およびプッシャーのいずれか一方または両方の種類が異なる複数種類の段取替え部品を準備し、ローダヘッドから取り外した段取替え部品を、この段取替え部品とは開閉爪およびプッシャーのいずれか一方または両方の種類が異なる段取替え部品と交換するローダ装置の段取り替え方法。

Images