JPS61192428A - 自動工作機械 - 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】 又尻■至亙 この発明は全般的に工作物に対して多数の加工作用を行
なう様にプログラムし得る自動工作機械、更に具体的に
云えば、貯蔵ビンから工作物を取出し、該工作物を加工
部へ移送する様に作用し得る工作物移送装置を持つ自動
工作機械に関する。

ｌ米弦歪■ｎ更 自動工作機械は従来周知であり、工作物に対してフライ
ス加工、ドリル加工、ねじ切り、ねじ立て等の種々の切
削作用を行なう。こういう機械は、機械の種々の機能を
遂行する為の多数の切削工具を取付けた工具回転台を備
えているのが普通である。工具ホルダは一般的にドリル
・ヘッドに装着された回転自在の工具主軸であり、この
ドリル・ヘッドが垂直方向に移動出来る様に、垂直コラ
ム又はタイルに調節自在に装着されている。工具主軸が
タイルに対して回転出来る様に装着されていて、ドリル
・ヘッドに対して軸方向に可動である。

更に工作物がワークテーブルに固定され、このワークテ
ーブルはｘ−ｙ水平平面内で可動であって、種々の切削
作業を行なう為に種々の位置が得られる様になっている
。

回転自在の工具主軸がドリル・ヘッドに回転自在に装着
されて、工作物に対して垂直方向に移動する様に配置さ
れることにより、加工作業が行なわれる。回転自在の工
具主軸の軸線に対して開口の中心を精密に位置ぎめする
ことが出来る様に精密な切削作用が行なわれ、ワークテ
ーブルが水平移動平面内で組合せの移動をする。加工作
業の間、主軸が予め選ばれた切削速度で回転し、タイル
上で、予定の送り速度でドリルによって下向きに送られ
る。切削工具がチャックに着脱自在に取付けられ、この
チャックが回転自在の主軸の下端によって支持されてい
て、その一部分を形成する。更に工具交換装置が、切削
作業の終りに、チャ、りから使用済み工具を取外し、使
用済み工具を予め選ばれた新しい工具と交換して、手作
業の工具交換動作に伴うむだ時間をなくす自動的な形で
動作する。

これらの全ての機能が速やかな効率のよい形で実施され
、工作機械の最も効率のよい動作を達成する。工作機械
の自動的な制御が穿孔テープ又はその他のメモリ装置の
制御の下に動作する数値制御装置によって行なわれる。

これがテーブルを調整して、工具の軸線に対して切削セ
ンターを位置ぎめし、回転自在の主軸の速度を自動的に
選択し、タイル上の主軸送り速度を自動的に選択し、そ
の他の機械の機能を行なわせる。

自動工作機械には自動装置の特徴が設けられていないの
が普通である。機械の区域外の治具に工作物をクランプ
し、クランプした後、それを加工位置へレールに乗せて
摺動させることを実施出来る場合が多い。現在の工作物
移送装置は、工作物を加工の為にワークステーションに
移送する為には、その前に移送シャトル装置に工作物を
装着する為に、手作業の介入を必要とする。自動機械が
材料の積重ねから工作物を選択し、この工作物を加工部
へ移送し、最後に材料の積重ねから新しい工作物を選択
することが出来れば、それが望ましい。この様なずっと
高度の自動化を持つ工作機械は、手作業の介入を用いる
加工作業よりも、効率が一層高くなる。

主皿■！立 この発明では、工作物に対して種々の加工作用を行ない
、人間の介入なしに、生材料の積重ねから工作物を選択
し、この工作物を加工部に移送し、生材料の積重ねから
新しい工作物を選択することが出来る工作機械を提供す
る。

この為、この発明は、枠と、該枠に接続されていて、工
作物を支持すると共に、工作物を水平平面内の所望の点
に位置ぎめする為に縦方向及び横方向に可動のワークテ
ーブル手段と、工作物を加エする為の予定の速度で切削
工具を支持して回転する為に、垂直方向に移動出来る様
に前記枠に接続された回転自在の主軸手段と、前記枠に
接続されていて、工具を貯蔵すると共に、回転自在の主
軸手段に支持されている工具をその中に貯蔵された多数
の相異なる工具の内の１つと交換する工具手段と、回転
自在の主軸手段に支持される様になっていて、工具交換
手段に貯蔵されていて、工作物を取上げて、該工作物を
可動のワークテーブル手段上の第２の加工部へ運ぶ工作
物取上げ手段を持つ材料取扱い手段と、可動のワークテ
ーブル手段、回転自在の主軸手段、工具交換手段及び材
料取扱い手段を制御する様に構成されていて、工作物を
ワークテーブルに自動的に装着し、該工作物を加工し、
加工の為に新しい工作物を選択するプログラム可能な制
御手段とを有する自動工作機械を提供する。

ｋましい　ｂ　１のｉ日 第１図には自動マシニング・センタ５が示されている。

自動マニシング・センタ５は全体的に枠１２に可動ベラ
１−１４を取付けて構成されている。

ベラ）１４は水平平面内で縦方向及び横方向に移動する
様に配置されている。可動ベッド１４には細長いトラニ
オン・ワークテーブル１６が取付けられ、このワークテ
ーブルは各々の端が支持構造１８．２０によって旋回自
在に支持されていて、ワークテーブルを駆動モータ２２
によって、その水平軸線の周りに回転させることが出来
る様になっている。大形部品の加工が出来る様にする為
に、トラニオン・ワークテーブルを延長する。油圧ブレ
ーキ２４が支持体２０に取付けられていて、それを作動
すると摩擦制御が加えられ、トラニオン・ワークテーブ
ル１６の回転を所望の位置で停止する。トラニオン・ワ
ークテーブル１６がその水平軸線の周りに回転すること
により、切削工具の垂直軸線に対し、精密な角度で工作
物の切削を行なうことが出来る。テーブルをその水平平
面内でｘ−ｙ移動をさせると同時にトラニオン・ワーク
テーブル１６を回転することにより、工作物３２を加工
することが出来る。全体を２６で示した駆動ヘッドが支
持枠１２に取付けられていて、図面に示してないが、周
知のタイル形の軸により、垂直方向に移動する様に配置
されている。駆動ヘッド２６の端に、機械の切削工具３
０を保持する主軸２８が支持されている。駆動ヘッド２
６は主軸２８及び切削工具３０を一定の速度で回転させ
て、ワークテーブル１６に取付けられた工作物３２を切
削し且つ加工する様に構成されている。工具交換用回転
台３４もドリル・ヘッド２６の直ぐ近くで支持枠１２に
支持されていて、工作物３２に対して異なる加工作業を
行なう為に、主軸２８に支持することが出来る多数の相
異なる切削工具を貯蔵する。異なる加工作業を行なう為
に切削工具を交換したい時、工具交換アーム３６が主軸
２８から工具３０を取外し、使用済み工具を工具交換用
回転台３４へ戻し、工具交換用回転台３４から新しい工
具を取出し、それを回転自在の主軸２８に挿入して、新
しい加工作業を行なう。トラニオン・ワークテーブル１
６には全体を４０で示す材料取扱い装置が取付けられて
おり、これが生材料の積重ねから工作物を取出すが、そ
のやり方は後で説明する。

自動工作機械５の種々の自動的な加工作用及び精密な整
合が、プログラム可能な制御装置３８によって制御され
る。プログラム可能な制御装置３８は、穿孔テーブル又
はその他のメモリ装置にプログラムを貯蔵した数値制御
装置であってよい。プログラム可能な制御装置３８は、
後で説明する他の機能を遂行する他に、材料取扱い装置
４０、水平平面内でのトラニオン・ワークテーブル１６
の移動、トラニオン・ワークテーブル１６の水平軸線の
周りでの回転１回転自在の主軸２８の速度。

及び回転自在の主軸２８から使用済み工具を取外し、そ
れを工具交換用回転台３４に貯蔵されている工具と交換
する工具交換アーム３６の自動的な動作を制御する。

第２図及び第３図には、可動のワークテーブル１６に取
付けられる様に配置される全体を４０で示した材料取扱
い装置が示されている。材料取扱い装置４０は、一対の
案内レール４４．４６の上に装着された貯蔵ビン４２で
構成される。貯蔵ビン４２は加工すべき生材料の積重ね
４８を収容する様に構成されている。溝孔形開口５０が
貯蔵ビン４２から工作物３２を個別に取出すことが出来
る様にする。シャトル・アーム５２が全体的に一対の案
内レール４４．４６の間で、貯蔵ビン４２の下方のトラ
ック５４上を移動する様に取付けられている。割出して
こ５６がシャトル・アーム５２に枢着されてばねで偏圧
されている。シャトル・アーム５２がトラック５４に沿
って移動し、生材料の積重ね４８から、一番下にある工
作物３２を第１対の案内レール４４．４６に沿って、ト
ランク５９により第２対の案内レール５８．６０の上へ
移動させる様に構成されている。工作物３２は、一旦第
２組の案内レール５８．６０上の所定位置に来ると、ク
ランプ６２．６４によってその位置が固定される。係止
ビン６６がシャトル・アーム５２に接続されていて、シ
ャトル・アーム５２がトラック５４．５９の上を移動し
易くする。係止ビン６６は開口を持ち、移送作業の間、
この開口が割出し工具７０と相互接続される様に設計さ
れているが、その詳細は後で説明する。割出し工具７０
は工具交換用回転台３４に貯蔵することが出来、回転自
在の主軸２８に取付けられる。自動工作機械５の加工作
業の初めに、貯蔵ビン４２内にある生材料の積重ね２日
から工作物３２を取出す。

この為、最初に割出し工具７０を工具交換用回転台３４
から検索し、それを回転自在の主軸２８に挿入する。ト
ラニオン・ワークテーブル１６は、水平平面内で可動で
あるが、係止ビン６６の開口の中心線が回転自在の主軸
２８に取付けられた割出し工具７０の軸線と整合する様
に位置ぎめされる。割出し工具７０は主軸２８に取付け
られる様に設計された工具ヘッド７２と、工具ヘッド７
２に接続された細長い軸７４とを有する。割出し工具７
０を使うには、主軸２８の回転は不必要である。この後
、駆動ヘッド２８を垂直に下げ、細長い軸７４が係止ビ
ン６６の開口に挿入される様にする。次にトラニオン・
ワークテーブル１６を長さ方向に直線運動で動かし、シ
ャトル・アーム５２がトラック５４に沿って引張られ、
割出してこ５６が工作物３２を貯蔵ビン４２から案内レ
ール４４゜４６に沿って第２組の案内レール５８．６０
上へ押出す様にする。第２組の案内レール５８．６０上
に来た時、流体圧クランプ６２．６４が工作物３２を所
定位置に締付ける。−置所定位置に締付けられると、マ
シニング・センタ５が必要な加工作用を行うことが出来
る。

工作物３２が加工された後、第５図、第６図及び第７図
に示す工作物取上げ装置９０により、工作物を加工部か
ら取出す。プログラム可能な制御装置３８の指令により
、工具交換アーム３６が工作物取上げ装置９０を検索し
、それを回転自在の主軸２８に挿入する。工作物取上げ
装置９０は全体として３つの分離した捕捉パッドを持つ
三点形取上げ集成体であり、１つのパッドが材料を持上
げる為に必要な捕捉力を発生する様にばねで荷重されて
おり、他の２つのパッドは固定であって、取扱う材料の
いろいろな寸法に合せられる様になっている。

第４図及び第５図について説明すると、工作物取上げ装
２９０は全体的に中空の支持部材９２を持ち、チャック
９４がそれに接続されている。チャック９４は回転自在
の主軸２８に接続されて。

それによって支持される様に配置されている。支持部材
９２の中に入れ吊部材９３が挿入され、その一端に２つ
の捕捉バンド９６．９８を持つブラケットが取付けられ
ている。支持部材９２には捕捉パッド１００も取付けら
れているが、これは枢着されていてばねで偏圧されてい
る。固定ナツト１０２が入れ吊部材９４を固定し、支持
部材９２内での移動を制限して、原材料のいろいろな寸
法に合せる為に、捕捉パッド９６．９８．１００の間の
距離を設定する。ばね１０４が捕捉パッド１００を偏圧
して、捕捉パッド９６．９８と併せて、原材料に対する
圧力を保つ。一旦工作物取上げ装置９０が回転自在の主
軸２８に取付けられると、捕捉パッド工作物と接触する
まで、ドリル・ヘッドを下げ、捕捉パッド１００がばね
１０４の偏圧に逆らって旋回し、ばね１０４によって加
えられる圧力により、工作物３２が捕捉バンド９６゜９
８，１００の間に支持される様にする。次にドリル・ヘ
ッド２６が垂直に上昇し、工作物３２を工作物取上げ装
置９０の中に担持し、トラニオン・ワークテーブル１６
がその水平平面内で、工作物が次の加工部の真上に来る
まで、予めプログラムされた位置まで移動する。予定の
位置に達した時、ドリル・ヘッド２６が工作物を次の加
工部へ下げる。

一旦工作物が取出されると、トラニオン・ワークテーブ
ル１６が再び長さ方向に直線運動で移動するが、逆方向
に移動し、割出し工具７０がシャトル・アームを貯蔵ビ
ン４２へ戻す様にする。割出してこ５６が貯蔵ビン４２
から離れるまで、そのばねの偏圧に逆らって、貯蔵ビン
４２内にある一番下の次の工作物の下で時計層りに旋回
する様に強制される。この後、ばねの偏圧によって割出
してこ５６が反時計廻りに所定位置に旋回し、次の工作
物を加工部へ駆動する。貯蔵ビン４２内にある各々の工
作物に対してこの動作が繰返される。

以上特定の構造を図示し且つ説明したが、これは例示に
すぎず、この発明の範囲内で、当業者によって変更を加
えることが出来ることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の考えを取入れた自動工作機械の斜視
図、第２図は第１図に示した材料取扱い装置の正面図、
第３図は第２図に示した材料取扱い装置の平面図、第４
図はこの発明の考えを取入れた工作物取上げ装置の正面
図、第５図は第４図に示した工作物取上げ装置の平面図
である。 主な符号の説明 １２・・・枠、１６・・・トラニオン・ワークテーブル
、２８・・・主軸、３２・・・工作物、３４・・・工具
交換用回転台、３６・・・工具交換アーム、３８・・・
プログラム可能な制御装置、４０・・・材料取扱い装置
、９０・・・工作物取上げ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）枠と、該枠に接続されていて工作物を支持し、水平
   平面内の所望の点に工作物を位置ぎめする為に縦方向及
   び横方向に可動のワークテーブル手段と、工作物を加工
   する為の予定の速度で切削工具を支持して回転する為に
   、垂直方向に移動出来る様に前記枠に接続された回転自
   在の主軸手段と、前記枠に接続されていて、工具を貯蔵
   すると共に、回転自在の主軸手段に支持されている工具
   をその中に貯蔵されている多数の相異なる工具の内の１
   つと交換する工具交換手段と、回転自在の主軸手段に支
   持される様になっている工作物取上げ手段を持っていて
   、工具交換手段に貯蔵されていて、工作物を取上げて該
   工作物を可動のワークテーブル手段上の第２の加工部へ
   運ぶ材料取扱い手段と、可動のワークテーブル手段、回
   転自在の主軸手段、工具交換手段及び材料取扱い手段を
   制御する様に構成されていて、工作物をワークテーブル
   に自動的に装着し、該工作物を加工し、加工の為に新し
   い工作物を選択するプログラム可能な制御手段とを有す
   る自動工作機械。 ２）特許請求の範囲１）に記載した自動工作機械に於て
   、前記材料取扱い装置が工作物を運ぶ為に可動のワーク
   テーブル手段に装着された一組の案内レールと、全体的
   に該一組の案内レールに取付けられていて、加工すべき
   材料の積重ねを貯蔵する貯蔵手段と、開口を持つ係止ピ
   ンを持っていて、全体的に前記貯蔵手段の下方で前記一
   組の案内レールに装着されるシャトル・アームに接続さ
   れ、工作物を貯蔵手段から作動して該工作物を前記一組
   の案内レールの上で駆動するトラックと、細長い軸を持
   つと共に、前記交換手段の中に貯蔵され且つ回転自在の
   主軸手段によって支持される形になっていて、当該割出
   し工具の細長い軸が係止ピンの開口に挿入されて、可動
   のワークテーブル手段の移動に応答して、トラックに装
   着されたシャトル・アームを駆動する様になっている割
   出し工具と、捕捉力を発生する様にばねで偏圧されると
   共に、工具交換手段の中に貯蔵されて、プログラム可能
   な制御手段に応答して、案内レールから工作物を取上げ
   て該工作物を別の加工部へ移送する為に、回転自在の主
   軸手段によって使われる形になっている調節自在の３点
   形メカニカル・ハンドとで構成されている自動工作機械
   。