JPH04244348A - 工作機械のワークローダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は旋盤、研削盤等の工作
機械にワークを自動的に受渡すワークローダに係り、詳
しくは、旋回体の外周に複数のワークハンドを放射状に
備えたワークローダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のワークローダは全自動
化された加工ラインに設置されるが、例えば、一台のワ
ークローダで複数種のワークを工作機械に供給したり、
或いは、ワークを搬入装置、一次加工機、反転装置、二
次加工機、搬出装置へ順次送って加工するような場合に
は、寸法形状が異なる多種類のワークを把持できるロー
ダが必要であり、特に近年は、多品種少量生産に適合す
る把持範囲の広いローダが望まれている。そこで、従来
、例えば、図６及び図７に示すワークローダが提案され
ている。

【０００３】図６は第一従来例のワークローダを示す要
部斜視図、図７は第二従来例のワークローダを示す正面
図である。第一従来例のワークローダは、開閉可能な一
対のハンド５１に段付きのグリッパ５２を取着し、各グ
リッパ５２の高部５２ａ間で小径のワーク５３を把持し
、低部５２ｂ間で大径のワーク５４を把持するように構
成されている。第二従来例のワークローダは、機箱５５
上に一対のハンド５６をスライド可能に支持し、各ハン
ド５６の裏面に設けたラック板５７に一対のピニオン５
８を噛合わせるとともに、各ピニオン５８には両歯ラッ
ク５９を噛合わせ、その両歯ラック５９をシリンダ６０
により駆動して、ハンド５６を比較的長いストロークで
開閉できるように構成されている。

【０００４】また、第三従来例として、特開昭５８−１
３７５９３号公報及び特開昭５９−２３２７８６号公報
には、ハンドをワークの種類に応じて自動的に交換でき
るように構成したワークローダが開示されている。更に
、第四従来例として、特願昭６０−１５２７２４号では
、グリッパをワークの種類に応じて自動交換できるワー
クローダが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第一従来例
のワークローダによると、段付きのグリッパ５２で把持
できるワーク５３，５４の寸法範囲が限定されるため、
それ以外の寸法のワークを把持する場合には、グリッパ
５２を設計し直す必要があって、設計工数が増加すると
いう問題点があった。第二従来例のワークローダによる
と、ハンド５６の開閉機構がラック５７，５９とピニオ
ン５８とで構成されているので、長いストロークを得る
ためにハンド５６が長大化し、しかも、把持力が弱く、
また、把持力を増強するためにギア比を変えると、ハン
ド５６の開閉時間が長くなるという不都合があった。第
三従来例のワークローダは、複雑なハンド交換機構及び
それを制御する特別のシステムが必要となり、コストが
高くつくばかりでなく、電線、ホースの引きずりやワー
ク着脱時の干渉などのトラブルが発生しやすく、信頼性
が不十分であった。また、第四従来例のワークローダの
場合は、グリッパの交換時間が長くかかり、しかも、機
構が複雑でコスト高を招いていた。

【０００６】そこで、この発明の課題は、簡単な構成で
かつ把持範囲の広いワークハンドにより多種類のワーク
を迅速、確実に受渡しできる工作機械のワークローダを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の工作機械のワークローダにおいては、
アームに旋回体が支持され、その旋回体の外周には複数
のワークハンドが放射状に配設され、各ワークハンドに
は、ワークを把持するグリッパが開閉可能に軸支される
とともに、そのグリッパを閉鎖方向へ付勢する付勢手段
が設けられ、アームには、旋回体を駆動してワークハン
ドをローディング位置に割出す割出手段、及び、ローデ
ィング位置に割出されたワークハンドのグリッパを付勢
手段の付勢力に抗して開放するグリッパ開放手段が設置
される。

【０００８】

【作用】この発明の工作機械のワークローダによれば、
旋回体の外周に複数のワークハンドが配設されるので、
各ワークハンドを加工工程及びワークの寸法形状に適合
するように簡単に設計できる。また、ワークハンドにグ
リッパが回動可能に軸支されているため、スライド式の
場合と比較して、小型で把持範囲の広いグリッパを容易
に構成でき、かつ、それを迅速に開閉動作させてワーク
の受渡し時間を短縮できる。加えて、グリッパは付勢手
段により常に閉鎖方向に付勢されているから、電源遮断
時等におけるワークの落下を確実に防止できて安全であ
る。しかも、グリッパはローディング位置において共通
のグリッパ開放手段により開放されるので、ワークハン
ド毎にアクチュエータを設ける必要がなく、装置全体を
少ない部品点数でコンパクトかつ安価に構成できるとと
もに、制御システムも簡略化でき、そのうえ、電線また
はホースの引きずり等のトラブルがなくなり、信頼性が
向上する。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した実施例を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施例によるワー
クローダの要部を示す断面図、図２は図１の左側面図、
図３は図１のワークハンド部分のみを拡大して示す断面
図、図４は図３の右側面図、図５は図１のワークローダ
の動作を説明する加工ラインの正面図である。

【００１０】図５に示すように、この実施例の加工ライ
ンは搬入装置１、一次加工機２、二次加工機３、及び搬
出装置４から構成され、この加工ラインを跨ぐように門
形フレーム５が設置されている。門形フレーム５には走
行体６が水平方向に往復移動可能に支持され、その走行
体６にはワーク７を各機械に受渡すワークローダ８が装
備されている。なお、ワーク７の種類によっては加工ラ
イン中に反転装置（図示略）が設置される。

【００１１】図１及び図２に示すように、前記ワークロ
ーダ８は上下に延びるアーム９を備え、そのアーム９は
ガイド１０及びラック１１を介して走行体６に対し昇降
駆動可能に支持されている。アーム９の下端部にはスリ
ーブ１３が側方へ突出するように固定され、このスリー
ブ１３の外周には軸受１４を介して八角形状の旋回体１
５が回動可能に支持されている。スリーブ１３の先端に
は一方の軸受１４を押える蓋板１６が固定され、この蓋
板１６により旋回体１５のスラスト方向への移動が規制
されている。また、旋回体１５のアーム９と対向する側
面には、内歯車１７がスリーブ１３の基端部を囲繞する
ように取着されている。

【００１２】前記旋回体１５の外周には８個のワークハ
ンド１９が放射状に配設されている。各ワークハンド１
９は取付ベース２０を備え、その取付ベース２０は旋回
体１５に形成した貫通孔２１の外端に固着されている。 図３及び図４に示すように、取付ベース２０には作動軸
２２がスライド可能に挿通され、その基端部には押圧板
２３が形成され、先端部にはナット２４が螺着されてい
る。また、取付ベース２０には支軸２５により一対の略
く字状のグリッパ２６が回動可能に軸支され、それらの
基端部には係合溝２７が形成されるとともに、先端部に
はワーク７を把持する把持片２８が装着されている。作
動軸２２の押圧板２３には前記係合溝２７に係合するピ
ン２９が設けられ、これにより、作動軸２２のスライド
に伴いグリッパ２６が開閉される。前記ナット２４と取
付ベース２０との間には、作動軸２２を介してグリッパ
２６を閉鎖方向へ付勢する付勢手段としての圧縮ばね３
０が介装され、そのばね力をナット２４で加減して、グ
リッパ２６の把持力を調整できるように構成されている
。

【００１３】図１に示すように、前記アーム９の下端部
には支持ブロック３２が固定され、その上面にはブラケ
ット３３を介してロータリーアクチュエータ３４が設置
されている。このロータリーアクチュエータ３４は前記
内歯車１７に噛合するピニオン３５を備え、旋回体１５
を駆動してワークハンド１９をローディング位置（本実
施例では垂下位置）に割出す割出手段を構成している。 旋回体１５の割出位置はロータリーアクチュエータ３４
に付設したロータリーエンコーダ３６によって検出され
る。また、ロータリーアクチュエータ３４より上方位置
のアーム９にはロックシリンダ４３が設置され、その付
勢時にはピストンロッド４４が旋回体１５の側面に形成
した係止孔４５に係止される。

【００１４】一方、支持ブロック３２の先端面にはブラ
ケット３７によりシリンダ３８が設置され、そのピスト
ンロッド３９はスリーブ１３の挿通孔４０を介してワー
クハンド１９の作動軸２２に対向配置されている。そし
て、前記シリンダ３８はグリッパ開放手段を構成し、ピ
ストンロッド３９により作動軸２２を下方へ押動して、
ローディング位置に割出されたワークハンド１９のグリ
ッパ２６を圧縮ばね３０の付勢力に抗して開放できるよ
うになっている。

【００１５】次に、上記のように構成したこの実施例の
ワークローダ８の作用について説明する。図５に示すよ
うに、走行体６の水平移動及びアーム９の昇降に伴い、
ワークローダ８が搬入装置１、一次加工機２、二次加工
機３、搬出装置４または反転装置におけるコンベア４１
またはチャック４２等のワーク支持要素の近傍位置に順
次配置される。そして、旋回体１５の回動により所定の
ワークハンド１９がローディング位置に割出されたのち
、そのワークハンド１９のグリッパ２６が開閉されて、
ワーク７が各機械のワーク支持要素とワークローダ８と
の間で受渡される。ワークハンド１９の割出しに際して
は、図１に示すように、ロータリーアクチュエータ３４
が起動され、ロータリーエンコーダ３６の検出信号に基
づき、ピニオン３５及び内歯車１７を介して旋回体１５
が所定の角度で回動され、ワークハンド１９がローディ
ング位置に割出される。このとき、ロックシリンダ４３
が付勢され、ピストンロッド４４が係止孔４５に係止さ
れ、旋回体１５が正確な割出位置に静止保持されて、受
渡し時のワークハンド１９の振れが防止される。 また、グリッパ２６の開閉に際しては、シリンダ３８が
付勢され、そのピストンロッド３９により作動軸２２が
押動され、圧縮ばね３０の付勢力に抗して一対のグリッ
パ２６が開放されて、そこからワーク７が解放され、こ
れに対し、シリンダ３８が消勢されると、圧縮ばね３０
の付勢力に従い各グリッパ２６が閉鎖されて、それらの
間にワーク７がナット２４によって調整された適正な把
持力で把持される。

【００１６】したがって、この実施例のワークローダ８
によれば、旋回体１５の外周に８個のワークハンド１９
が配設されているので、各ワークハンド１９を加工内容
及びワーク７の寸法形状に適合するように簡単に設計で
きる。また、ワークハンド１９にはグリッパ２６が支軸
２５により回動可能に軸支されているため、図７に示し
た従来のスライド式ハンド５６と比較して、小型で把持
範囲の広いグリッパ２６を容易に構成でき、かつ、それ
を迅速に開閉動作させてワーク７の受渡し時間を短縮で
きる。加えて、グリッパ２６は圧縮ばね３０により常に
閉鎖方向に付勢されているから、電源遮断時等における
ワーク７の落下を確実に防止できて安全である。しかも
、各グリッパ２６はローディング位置において共通のシ
リンダ３８によって開放されるので、複数のワークハン
ド１９毎にアクチュエータを設ける必要がなく、装置全
体を少ない部品点数でコンパクトかつ安価に構成できる
とともに、制御システムも簡略化でき、そのうえ、電線
またはホースの引きずり等のトラブルがなくなり、ワー
クローダ８の信頼性を向上できる。

【００１７】なお、上記実施例では、八角形状の旋回体
１５に８個のワークハンド１９が配設されているが、そ
の個数は特に限定されず、加工数または機械台数を考慮
して適宜に変更でき、それに応じて旋回体１５も各種形
状に変形できる。しかしながら、通常は４〜１２個のワ
ークハンド１９が適当で、それ以上になると旋回体１５
が大型化して実用的でなくなる。また、上記実施例では
、付勢手段が圧縮ばね３０により構成されているが、こ
れにかえ、皿ばね、板ばね等の弾性部材を使用してもよ
い。更に、上記実施例では、ワークハンド１９のローデ
ィング位置が垂下方向に設定されているが、ワークロー
ダ８と各機械との相対位置等に応じ、ローディング位置
を水平方向、或いは、垂下及び水平の二方向に設定する
こともできる、二方向に設定する場合には、各方向に対
応してシリンダ３８等からなる一対のグリッパ開閉手段
を設置する。その他、上記実施例のワークローダ８によ
り複数種のワークを一台の工作機械に順次供給できるよ
うに構成するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各
部の形状並びに構成を適宜に変更して具体化することも
可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、複数のワークハンドを加工内容及びワークの寸法形
状に適合するように簡単に設計でき、小型で把持範囲の
広いグリッパを迅速に開閉動作させてワークの受渡し時
間を短縮でき、かつ、グリッパを付勢手段により閉鎖方
向へ付勢して、電源遮断時等におけるワークの落下を確
実に防止でき、しかも、グリッパを共通のグリッパ開放
手段により開放して、装置全体を少ない部品点数でコン
パクトかつ安価に構成できるとともに、制御システムも
簡略化でき、もって、信頼性の高いワークローダが得ら
れるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるワークローダの要部を
示す断面図である。

【図２】図１の左側面図である。

【図３】図１のワークハンド部分のみを拡大して示す断
面図である。

【図４】図３の右側面図である。

【図５】図１のワークローダの動作を説明する加工ライ
ンの正面図である。

【図６】第一従来例のワークローダを示す要部斜視図で
ある。

【図７】第二従来例のワークローダを示す正面図である
。

【符号の説明】

１・・搬入装置、２・・一次加工機、３・・二次加工機
、４・・搬出装置、５・・門形フレーム、６・・走行体
、７・・ワーク、８・・ワークローダ、９・・アーム、
１０・・ガイド、１１・・ラック、１３・・スリーブ、
１４・・軸受、１５・・旋回体、１６・・蓋板、１７・
・内歯車、１９・・ワークハンド、２０・・取付ベース
、２１・・貫通孔、２２・・作動軸、２３・・押圧板、
２４・・ナット、２５・・支軸、２６・・グリッパ、２
７・・係合溝、２８・・把持片、２９・・ピン、３０・
・圧縮ばね、３２・・支持ブロック、３３・・ブラケッ
ト、３４・・ロータリーアクチュエータ、３５・・ピニ
オン、３６・・ロータリーエンコーダ、３７・・ブラケ
ット、３８・・シリンダ、３９・・ピストンロッド、４
０・・挿通孔、４１・・コンベア、４２・・チャック、
４３・・ロックシリンダ、４４・・ピストンロッド、４
５・・係止孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アームに旋回体を支持し、前記旋回体
   の外周に複数のワークハンドを放射状に配設し、前記ワ
   ークハンドには、ワークを把持するグリッパを開閉可能
   に軸支するとともに、前記グリッパを閉鎖方向へ付勢す
   る付勢手段を設け、前記アームには、旋回体を駆動して
   ワークハンドをローディング位置に割出す割出手段と、
   前記ローディング位置に割出されたワークハンドのグリ
   ッパを付勢手段の付勢力に抗して開放するグリッパ開放
   手段とを設置したことを特徴とする工作機械のワークロ
   ーダ。