JP7123729B2

JP7123729B2 - ローダー

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Publication number: JP7123729B2
Application number: JP2018191746A
Authority: JP
Inventors: 哲輝野々口; 大祐福岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2038-10-10
Also published as: JP2020059086A

Description

本開示は、ワークの搬送に用いられるローダーに関する。

加工後のワークには、切粉やクーラントなどが付着している場合がある。この点、特許文献１のローダーのチャックのワーク取付部には、ノズルが固定されている。ノズルは、チャックに把持された円筒状のワークに対して、径方向内側から流体を噴射する。当該流体により、ワークの内周面を清掃することができる。

国際公開第２０１５／１４１２９８号パンフレット

特許文献１のローダーの場合、ノズルはチャックに固定されている。すなわち、ノズルに対するチャックの相対的な位置は不変である。このため、ワークの内周面（具体的には、ノズルから噴射された流体が当たる部分）だけしか清掃することができない。このように、特許文献１のローダーの場合、清掃可能なワークの部位は固定されている。そこで、本開示は、所望の部位に対して流体を供給可能なローダーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本開示のローダーは、供給部と、前記供給部に対して相対的に移動可能であって、ワークを把持、解放可能なチャックと、を備え、前記供給部は、前記チャックに把持された前記ワークおよび前記チャックのうち、少なくとも一方に対して、流体を供給可能であることを特徴とする。

本開示のローダーによると、供給部に対してチャックが相対的に移動可能である。このため、チャックに把持されたワークおよびチャックのうち少なくとも一方の所望の部位に対して、流体を供給することができる。

図１は、旋盤の斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ方向断面図である。図３は、図２の枠ＩＩＩ内の拡大図である。図４は、第二ステップのローダーのハンド付近の拡大図である。図５は、その他の実施形態のローダーのハンド付近の拡大図である。

以下、本開示のローダーの実施の形態について説明する。ローダーは、旋盤に配置されている。

（旋盤の構成）
まず、本実施形態のローダーを備える旋盤の構成について説明する。図１に、旋盤の斜視図を示す。図２に、図１のＩＩ－ＩＩ方向断面図を示す。なお、図２に示すのは、加工済みのワークＷｂの清掃作業時である。また、図２においては、ベース９の下部を省略する。

図１、図２に示すように、本実施形態の旋盤１は、ローダー２と、清掃ステーション３と、主軸台４と、工具台５と、ハウジング７と、ベース９と、を備えている。なお、説明の便宜上、ハウジング７を透過して示す。ハウジング７は、箱状を呈している。ハウジング７は、ベース９の上面に配置されている。ハウジング７の内部には、加工室７０が区画されている。主軸台４は、主軸４０と、主軸チャック４１と、を備えている。主軸台４は、ベース９の上面の前側に配置されている。主軸台４は、加工室７０の内部に配置されている。主軸４０は、左右方向（主軸方向）に延在する軸周りに、回転可能である。主軸チャック４１は、主軸４０の右側に配置されている。主軸チャック４１は、主軸４０と共に回転可能である。主軸チャック４１は、円筒状のワークＷを、径方向内側から把持、解放可能である。清掃ステーション３は、上向きに開口する箱状を呈している。清掃ステーション３は、加工室７０の外部に配置されている。具体的には、清掃ステーション３は、ベース９およびハウジング７と、後述する右側の中継装置６と、の間に配置されている。清掃ステーション３は、主軸台４の右側（主軸台４から見て、ワークＷの搬送経路における下流側）に配置されている。工具台５は、ベース９の上面の後側に配置されている。工具台５は、加工室７０の内部に配置されている。工具台５は、タレット５０を備えている。タレット５０の外周には、複数の工具Ｔが、脱着可能に取り付けられている。

ローダー２は、走行台２０と、キャリア２１と、を備えている。走行台２０は、左右一対の支柱部２００と、横梁部２０１と、を備えている。左右一対の支柱部２００は、ベース９の左右方向両縁から、上側に向かって立設されている。横梁部２０１は、左右一対の支柱部２００の上端間を連結している。横梁部２０１は、左右方向に延在している。横梁部２０１の左右両端は、各々、後述する中継装置６まで延在している。

キャリア２１は、ハウジング７の開口部（図略）を介して、加工室７０の内外に亘ってワークＷを搬送可能である。キャリア２１は、横スライド２１０と、縦スライド２１１と、アーム２１２と、ハンド２１３と、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂと、配管２１５と、複数のノズル２１６を備えている。ノズル２１６は、本開示の「供給部」の概念に含まれる。図１に矢印Ｙ１で示すように、横スライド２１０は、横梁部２０１に対して、左右方向（水平方向）に移動可能である。図２に矢印Ｙ２で示すように、縦スライド２１１は、横スライド２１０に対して、上下方向（垂直方向）に移動可能である。図２に矢印Ｙ３で示すように、アーム２１２は、縦スライド２１１に対して、上下方向に移動可能である。ハンド２１３は、アーム２１２の下端（先端）から、後側（水平方向）に突出している。ハンド２１３は、自身の軸周りに回転可能である。一対のチャック２１４ａ、２１４ｂは、ハンド２１３の先端に取り付けられている。チャック２１４ａ、２１４ｂは、ワークＷを把持、解放可能である。チャック２１４ａ、２１４ｂは、主軸チャック４１との間で、ワークＷを受け渡し可能である。また、チャック２１４ａ、２１４ｂは、後述する中継装置６のトレイ６１との間で、ワークＷを受け渡し可能である。

配管２１５は、アーム２１２に取り付けられている。配管２１５は、アーム２１２と共に、移動可能である。配管２１５は、ハンド２１３等（ハンド２１３、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂ、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂの少なくとも一方にワークＷが把持されている場合は当該ワークＷ）に対して、相対的に移動可能である。配管２１５の上流端には、コンプレッサ（流体輸送装置、図略）が連結されている。コンプレッサは、ベース９に配置されている。コンプレッサは、配管２１５に、空気Ａを供給可能である。空気Ａは、本開示の「流体」の概念に含まれる。配管２１５の先端部（下流端部）２１５ａは、水平方向に延在している。先端部２１５ａは、ハンド２１３等の上側に、所定間隔だけ離間して配置されている。複数のノズル２１６は、先端部２１５ａの下壁に開設されている。複数のノズル２１６は、所定間隔ずつ離間して、前後方向に一列に並んでいる。ノズル２１６は、下向きに空気Ａを噴射可能である。

図１に示すように、旋盤１の左右両外側には、左右一対の中継装置６が配置されている。中継装置６は、ベース６０と、複数のトレイ６１と、を備えている。複数のトレイ６１は、ベース６０の上面に環状配置されている。複数のトレイ６１の位置は、シフト装置（図略）により、切り換え可能である。ワークＷは、トレイ６１に載置されている。

（ワークの動き）
次に、加工時および清掃時におけるワークの動きについて説明する。旋盤１の制御装置（図略）からの指示により、ローダー２は、左側の中継装置６、旋盤１、右側の中継装置６の順に、ワークＷを搬送する。ワークＷの搬送経路とは、搬入位置（ワークＷの取出位置）Ｐ１から搬出位置Ｐ４（ワークＷの解放位置）までの、ローダー２によるワークＷの移動経路をいう。ワークＷの搬送経路には、搬入位置Ｐ１と加工位置Ｐ２と清掃位置Ｐ３と搬出位置Ｐ４とが設定されている。ここで、搬入位置Ｐ１と搬出位置Ｐ４とを仮想直線で結んだ場合の、搬入位置Ｐ１から搬出位置Ｐ４に向かう方向（左側から右側に向かう方向）を「順送方向」と、順送方向の逆方向（右側から左側に向かう方向）を「逆送方向」と、定義する。ワークＷは、順送方向に、搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２、清掃位置Ｐ３、搬出位置Ｐ４の順に搬送される。

まず、搬入位置Ｐ１においては、ローダー２の一対のチャック２１４ａ、２１４ｂのうち第一のチャック２１４ａが、トレイ６１から未加工のワークＷａを取り出す。次に、ローダー２は、搬入位置Ｐ１から加工位置Ｐ２まで、未加工のワークＷａを搬送する。加工位置Ｐ２においては、加工済みのワークＷｂが主軸チャック４１で待機している。加工済みのワークＷｂには、付着物（例えば、切粉やクーラントなど）が付着している。加工済みのワークＷｂは、主軸チャック４１から第二のチャック２１４ｂに引き渡される。また、未加工のワークＷａは、第一のチャック２１４ａから主軸チャック４１に引き渡される。工具Ｔは、未加工のワークＷａに所定の加工を施す。

続いて、ローダー２は、加工位置Ｐ２から清掃位置Ｐ３まで、加工済みのワークＷｂを搬送する。清掃位置Ｐ３は、清掃ステーション３の内部に設定されている。清掃位置Ｐ３においては、加工済みのワークＷｂの清掃が行われる。加工済みのワークＷｂの清掃作業は、第一ステップと、第二ステップと、を有している。図３に、図２の枠ＩＩＩ内の拡大図を示す。図３に示すのは、第一ステップである。図４に、第二ステップのローダーのハンド付近の拡大図を示す。図４は、図３に対応している。

図３に矢印Ｙ４で示すように、第一ステップにおいては、ハンド２１３に対して、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂを、自身の軸（上下方向に延在する軸）周りに回転させる。すなわち、加工済みのワークＷｂを、自身の軸周りに回転させる。同時に、複数のノズル２１６から、下向きに空気Ａを噴射する。空気Ａは、回転中のワークＷｂ、チャック２１４ａ、２１４ｂ、ハンド２１３に衝突する。当該空気Ａにより、ワークＷｂ、チャック２１４ａ、２１４ｂ、ハンド２１３から付着物が除去される。除去された付着物は、清掃ステーション３の下面（底面）に堆積する。

図４に矢印Ｙ５で示すように、第二ステップにおいては、アーム２１２に対して、ハンド２１３を、自身の軸（前後方向に延在する軸）周りに回転させる。すなわち、加工済みのワークＷｂを、自身の直径周りに回転させる。同時に、複数のノズル２１６から、下向きに空気Ａを噴射する。空気Ａは、回転中のワークＷｂ、チャック２１４ａ、２１４ｂ、ハンド２１３に衝突する。当該空気Ａにより、ワークＷｂ、チャック２１４ａ、２１４ｂ、ハンド２１３から付着物が除去される。除去された付着物は、清掃ステーション３の下面（底面）に堆積する。その後、ローダー２は、図１に示す清掃位置Ｐ３から搬出位置Ｐ４まで、清掃済みのワークＷｂを搬送する。

（作用効果）
次に、本実施形態のローダーの作用効果について説明する。図３に示すように、複数のノズル２１６に対して、ハンド２１３等は相対的に移動可能である。このため、チャック２１４ａ、２１４ｂにノズル２１６を固定する場合と比較して、チャック２１４ａ、２１４ｂに把持されたワークＷｂ、チャック２１４ａ、２１４ｂ、ハンド２１３のうち、少なくとも一つの所望の部位（例えば、ワークＷｂの内周面以外の部位）に対して、空気Ａを噴射することができる。したがって、当該部位を確実に清掃することができる。

また、図３、図４に示すように、ハンド２１３等を移動させながら、空気Ａを吹き付けることができる。このため、ハンド２１３等を停止させて空気Ａを吹き付ける場合（この場合も、ノズル２１６に対してチャック２１４ａ、２１４ｂが相対的に移動可能であれば、本開示の範囲に含まれる）と比較して、ハンド２１３等の清掃面積を広くすることができる。

また、第一ステップ（図３、矢印Ｙ４）、第二ステップ（図４、矢印Ｙ５）を実行することにより、ハンド２１３等を複数の方向に移動させながら、空気Ａを吹き付けることができる。このため、ハンド２１３等の清掃面積を広くすることができる。例えば、ワークＷｂの内周面、外周面、端面を清掃することができる。

また、図３に示すように、配管２１５、複数のノズル２１６は、アーム２１２に配置されている。このため、清掃ステーション３に配管やノズルを配置する必要がない。したがって、清掃ステーション３の構成を簡単にすることができる。また、清掃ステーション３の構成が簡単なので、清掃ステーション３の設置場所の自由度が高くなる。

また、図３に示すように、アーム２１２とチャック２１４ａ、２１４ｂとは、ハンド２１３を介して、連結されている。このため、ハンド２１３等に近接した位置から、ハンド２１３等に空気Ａを吹き付けることができる。したがって、ノズル２１６からハンド２１３等までの間で、空気Ａの流速が落ちにくい。

また、図１に示すように、ワークＷの清掃位置Ｐ３は、左側の加工位置Ｐ２と右側の搬出位置Ｐ４との間に設定されている。このため、清掃位置Ｐ３が加工位置Ｐ２よりも左側に設定されている場合や、清掃位置Ｐ３が搬出位置Ｐ４よりも右側に設定されている場合と比較して、清掃作業のためにワークＷを逆送方向に搬送する必要がない。したがって、ワークＷの搬送距離（搬入位置Ｐ１から搬出位置Ｐ４までのワークＷの移動距離）を短縮することができる。また、清掃位置Ｐ３は、箱状の清掃ステーション３の内部に設定されている。このため、空気Ａにより吹き飛ばされた付着物は、清掃ステーション３内に堆積する。したがって、清掃ステーション３外の部位（例えば、主軸台４、工具台５、走行台２０、中継装置６など）が、付着物により汚れにくい。

また、図３に示すように、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂに対して、複数のノズル２１６は共用化されている。このため、チャック２１４ａ、２１４ｂごとに専用のノズル２１６を配置する場合と比較して、配管２１５やノズル２１６の構成を簡単にすることができる。

（その他）
以上、本開示のローダーの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図５に、その他の実施形態のローダーのハンド付近の拡大図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す（図５は、図２の枠ＩＩＩに対応している）。図５に示すように、ハンド２１３に対して、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂが９０°（図３の場合は１８０°）離間して配置されていてもよい。また、矢印Ｙ６で示すように、回転させながらハンド２１３等に空気Ａを吹き付けてもよい。また、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂの各々に、ワークＷｂが取り付けられていてもよい。すなわち、一対のワークＷｂを同時に清掃してもよい。また、配管２１５の先端に単一のノズル２１６が配置されていてもよい。また、一対のチャック２１４ａ、２１４ｂの双方にワークＷｂを取り付けない状態で、清掃作業を行ってもよい。すなわち、ハンド２１３およびチャック２１４ａ、２１４ｂのうち、少なくとも一方だけを清掃してもよい。図５に示すローダーの構成のうち少なくとも一つを、図３に示すローダーに組み込んでもよい。

図３、図４に示す清掃作業において、ノズル２１６に対して、チャック２１４ａ、２１４ｂを連続的（スロープ的）に回転させながら、空気Ａを吹き付けてもよい。また、ノズル２１６に対して、チャック２１４ａ、２１４ｂを断続的（ステップ的）に回転させながら、空気Ａを吹き付けてもよい。チャック２１４ａ、２１４ｂを断続的に回転させる場合、チャック２１４ａ、２１４ｂは、所定角度ずつ、回転と停止とを繰り返すことになる。空気Ａは、回転時および停止時のうち少なくとも一方のときに、ハンド２１３等に吹き付ければよい。

チャック２１４ａ、２１４ｂの回転方向は、特に限定しない。ワークＷの中心軸周りに回転させてもよい。また、ハンド２１３の中心軸周りに回転させてもよい。複数のノズル２１６に対するチャック２１４ａ、２１４ｂの移動形態は特に限定しない。回転動であっても、直線動（上下動、左右動、前後動など）であってもよい。走行台２０の横梁部２０１に対して、キャリア２１を移動させながら、ハンド２１３等の清掃を実行してもよい。こうすると、清掃に要するダウンタイムを削減することができる。

清掃作業時におけるノズル２１６に対するチャック２１４ａ、２１４ｂの移動方向は、単一であっても複数であってもよい。例えば、ノズル２１６に対して、チャック２１４ａ、２１４ｂを直線動させながら回転動させてもよい。また、ノズル２１６に対して、チャック２１４ａ、２１４ｂを同時に二方向に回転動させてもよい。また、ノズル２１６に対して、チャック２１４ａ、２１４ｂを同時に二方向に直線動させてもよい。

清掃ステーション３の設置場所は、特に限定しない。旋盤１に、清掃ステーション３を配置しても、配置しなくてもよい。清掃ステーション３は、例えば、加工室７０の外部に配置しても、加工室７０の内部に配置してもよい。清掃ステーション３を加工室７０の外部に配置すると、清掃作業の際、加工室７０の内部（例えば、主軸台４、工具台５など）が汚れにくい。他方、清掃ステーション３を加工室７０の内部に配置すると、清掃作業の際、加工室７０の外部（例えば、右側の中継装置６など）が汚れにくい。

ノズル２１６から噴射される流体の種類は特に限定しない。気体（空気Ａ、窒素など）、液体（洗浄液、クーラントなど）であってもよい。また、流体に固体（粉状体、粒状体）が含まれていてもよい。配管２１５に対するノズル２１６の位置、形状、大きさ（開口面積）、配置数、流体噴射角度は特に限定しない。ノズル２１６の配置数は、単一であっても複数であってもよい。複数のチャック２１４ａ、２１４ｂに対して、ノズル２１６を共用化してもよい。反対に、複数のチャック２１４ａ、２１４ｂごとに専用のノズル２１６を配置してもよい。ローダー２におけるチャック２１４ａ、２１４ｂの配置数は特に限定しない。単一であっても複数であってもよい。供給部（ノズル２１６）は、配管２１５の内部から外部に、流体を放出できればよい。流体の流速は特に限定しない。つまり、「噴射」でなくてもよい。

アーム２１２に対する配管２１５の位置、形状（延在形状、横断面形状）、大きさ、配置数は特に限定しない。例えば、配管２１５の延在形状は、直線状、Ｌ字状、Ｓ字状などであってもよい。配管２１５は、途中で分岐していてもよい。配管２１５の横断面積は、配管２１５の全長に亘って、同一であっても異なっていてもよい。配管２１５の配置数は、単一であっても複数であってもよい。例えば、アーム２１２に、クーラント用の配管２１５と、空気用の配管２１５と、を配置してもよい。また、アーム２１２に、クーラント、空気共用の配管２１５を配置してもよい。

ノズル２１６の配置場所は特に限定しない。チャック２１４ａ、２１４ｂに対して、相対的に移動可能であればよい。例えば、キャリア２１におけるチャック２１４ａ、２１４ｂ以外の部位（横スライド２１０、縦スライド２１１など）であってもよい。ハンド２１３等に流体を噴射する目的は特に限定しない。例えば、清掃、冷却などであってもよい。ワークＷの形状は特に限定しない。ワークＷは、中実（円柱状、角柱状など）、中空（円筒状、角筒状など）であってもよい。

ローダー２の種類は特に限定しない。ガントリーローダー（直交ローダー、２軸ローダー、３軸ローダーなど）の場合、横梁部２０１が加工位置Ｐ２の上側に離間して配置されている。このため、横梁部２０１が汚れにくい。したがって、キャリア２１を円滑に移動させることができる。

既設のローダー２に、流体供給装置（流体輸送装置（コンプレッサ、ポンプなど）、配管２１５、ノズル２１６）を追加配置してもよい。チャック２１４ａ、２１４ｂの種類、配置数、爪の本数は特に限定しない。ワークＷの内周面を径方向内側から把持する内径チャック、ワークＷの外周面を径方向外側から把持する外径チャックなどであってもよい。

ローダー２を配置する工作機械の種類は特に限定しない。横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤、一軸旋盤、二軸旋盤、フライス盤、ボール盤、ミーリングセル、ターニングセンタ、マシニングセンタなどであってもよい。ローダー２は、旋盤１に対して、独立して配置されていてもよい。

１：旋盤、２：ローダー、３：清掃ステーション、４：主軸台、５：工具台、６：中継装置、７：ハウジング、９：ベース、２０：走行台、２１：キャリア、４０：主軸、４１：主軸チャック、５０：タレット、６０：ベース、６１：トレイ、７０：加工室、２００：支柱部、２０１：横梁部、２１０：横スライド、２１１：縦スライド、２１２：アーム、２１３：ハンド、２１４ａ：チャック、２１４ｂ：チャック、２１５：配管、２１５ａ：先端部、２１６：ノズル（供給部）、Ａ：空気（流体）、Ｐ１：搬入位置、Ｐ２：加工位置、Ｐ３：清掃位置、Ｐ４：搬出位置、Ｔ：工具、Ｗ～Ｗｂ：ワーク

Claims

供給部と、
前記供給部に対して相対的に移動可能であって、ワークを把持、解放可能なチャックと、
を備え、
前記供給部は、前記チャックに把持された前記ワークおよび前記チャックのうち、少なくとも一方に対して、前記ワークの搬送経路に設置された箱状の清掃ステーションの内部で流体を供給するローダー。
前記供給部は、前記供給部に対して前記チャックを移動させながら、前記流体を供給可能である請求項１に記載のローダー。
前記供給部は、前記チャックに対して相対的に移動可能なアームに配置される請求項１または請求項２に記載のローダー。
前記チャックは、前記供給部に対して複数の方向に相対的に移動可能である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のローダー。