JPS62224558A - 工作機械の自動加工装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は工作機械において工作物の搬送、加工。

加工済工作物の清掃、段取り組付は等の一連の工程をシ
ステムにまとめた自動加工装置に関する。

従来技術 ＦＭＳなどで自動加工が行われる場合、工作物或いはパ
レットの加工機、コンベアへの搬出入はロボット、ロー
ダ等に寄って自動搬出入されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしこのような場合においても、加工済み工作物の清
掃は取り外して機外で人手によりエア吹き付け、真空吸
引等の手段を用いて行っていた。

また次工程で加工のための段取りと加工済工作物との組
付は操作並びにそれを次工程に送り出す操作は人手に鎖
っているのが実情であり、完全自動化にまで達していな
かった。

問題点を解決するための手段 ＮＣによって直角３方向に位置制御される門形ローダ３
と、該門形ローダ３の搬送範囲に工作物受渡し位置を有
するパレット移送機２と、ＮＣによって制御される複合
加工ａｌｌと、該複合加工機ｌと前記パレット移送機２
との間に介在され複合加工機１で加工された工作物を機
外で清掃する自動清掃装置４と、該自動清掃袋Ｗ！、４
で清掃された工作物を次工程のための段取りに組立てる
自動段取り組付は装置５とを含んだものである。

実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。

先ず本装置の概略を第１．２．３図にもとづいて説明す
る。複合加工機としては本例では自動工具交換装置付の
４軸ＮＣ制御旋盤１を用いる。この旋盤ｌの前側で離れ
た位置に平行にパレット移送機２を配置し、そのパレッ
ト受渡し位置は旋盤に近い位置に設けられている。旋盤
１とパレット移送機２との間には並列して加工済工作物
の機外自動清掃装置４と、機外自動段取り組付は装置５
が設けられている。そしてこれ等の間を自由に搬送する
門形直交座標のＮＣ制御ローダ３が設置されており、パ
レット移送機２の受渡し位置のパレット上の工作物をロ
ーダ３が受取り、旋盤ｌのチャフキング位置に搬送する
。加工中にローダ３０４　はパレット上の段取り５４１
を自動段取り組付は装置５に仮受けさせる０次いでロー
ダ３０４　は加工済みとなった工作物Ｗを機外自動′ｔ
＃掃装置４に搬送し把持状態で清掃したあと次いで機外
自動段取り組付は装置５に搬送して渡し、段取り５４１
に清掃済みの工作物を組付ける０組付けたあと段取り５
４１　をローダ３０４はパレット移送１ａ２上のパレッ
トに渡すものである。

旋盤１は公知のものであって、ベッド１０１上の２＆ｆ
ｌのＸ軸方向案内面上にはサドル１０２がそれぞれ載置
されサーボモータで回転されるボールねしによりそれぞ
れ独立にＺ軸位置制御される。２つのサドル１０２上に
はそれぞれＸ軸方向の案内面が設けられて、各々タレッ
ト１０４を有する刃物台１０３が載置されサーボモータ
で回転されるボールねじによりそれぞれ独立にＸ軸位置
制御される。ベッド１０１　の左端には主軸台１０５が
設けられていて、ヂャソクを嵌着した主軸が回転可能に
軸承され、またヘッド１０１　の右横には多数の工具を
貯蔵したマガジン１０６が設置されていて、上部をＸ軸
方向に走行する自動工具交（負装置及びサブアーム等に
よって上側の四角形のタレット１０４の工具とマガジン
１０６の工具とが必要により交換される。

パレット移送機２は前工程１次工程機と接続されるパレ
ットラインに対して直角方向に設置された２本のレール
２０１端の減速機付モータ２０２で回転される上端のス
プロケット軸２０３のスプロケットと他端のそれぞれの
スプロケットとの間に掛けられたチェーンによってレー
ル２０１　上にｉｊ！！されるパレット台２０４が移送
され、工作物受渡し位置とパレットライン位置にパレッ
トを移送し位置決めさせるものである。

ローダ３は４隅に設立された支柱３０１　をトップビー
ム３０２によって枠組されており、このトップビーム３
０２上をＸ軸方向にＮＣで位置制御される走行ビーム３
０３が載架され、この走行ビーム３０３にオートローダ
３０４がｉｌｌ！置されＸ軸方向にＮＣで位置制御され
る。オートローダ３０４は公知の構造を有するもので、
モータ３０６によって水平に開閉されるグリッパ３０５
が反転可能で且つ上下Ｙ軸方向に位置制御される。

機外自動洗浄装置４は４本の脚４０１上に四角枠４０２
が設けられている。この四角枠４０２の天井は両側の平
行な案内４０３上に水平に載置され駆動シリンダ４０４
で互いに反対方向に中央で開閉されるシャッタ式天井ド
ア４０５が設けられていて、天井ドア４０５が閉じられ
たとき中央にオートローダ３０４のグリッパ３０５を挿
入状態で密閉する窓及びゴムバンキングが設けられてい
る。グリッパ３０５の把持工作物の把持軸上の四角枠４
０２の両横層には工作物側に向は工作物Ｗと平行な一直
線上に複数個のエア及びオイルミスト用のノズルをそれ
ぞれ片側に穿設したノズル板４０６をＴ字状に固着した
中空軸４０７がそれぞれのブラケット４０８によって軸
受を介して回転可能に軸承されている。この中空軸４０
７内のノズルへの配管は回転継手４０９によってオイル
ミスト発生器４２１　と接続した供給管４２０と、また
回転継手４１０によって圧力空気供給管４１１　に接続
されている。そして中空軸４０８にはスプロケソｌ−４
１２が固着されていて、ｍ４０１に回転可能に軸承され
た中間軸４１３のスプロケ−ｚ）４１４とチェーン４１
５で連結され、キャードモータ４１６で回転される。な
おノズル板４０６は片側はエアのみを供給することもあ
る。四角枠４０２の底は移動可能なドレーン受４１７に
ＩＪＰ油を集める漏斗４１８が切粉を受はスクリーン仮
４１９の下に設けられている。

機外自動段取り組付は装置５はベース５０１上第７図左
側に軸心を左右方向水平とする旋回台５０２が設立され
ており、軸受によって割り出し筒５０３が回転可能に軸
承されている０割り出し筒５０３の前端面の凹所直径方
向に同ピンチの右ねじ、左ねじを中央より両側に刻設し
たバイス開閉ねじ５０４が軸端において軸受によって回
転のみ可能に軸承されている。そしてそのそれぞれのね
じに把持■面を互いの対向側に有するバイス爪５０５が
半径方向に移動のみ可能に対称に螺合されている。また
バイス開閉ねじ５０４には歯車５０６が固着されており
、歯車５０６がバイス駆動モータ５０７　の出力軸から
歯車を介して回転が伝達され、バイス爪５０５は同時に
同量互いに反対方向に移動される。割り出し筒５０３に
は同心にウオームホイール５０８が固着され、旋回台５
０２に設けたサーボモータ５０９の出力軸と一体に連結
したウオーム５１０によって精密なＣ軸側出しが行われ
る。この割り出し角度は図示しない位置検出器によって
検出される。さらに割り出し筒５０３の中心貫通穴には
引き込み軸５１１が挿通されており、旋回台５０２に設
けられた引き込み用シリンダ５１２のピストンロード端
と引き込み軸５１１後端とがレバー５１３端におりて枢
結され、レバー５１３がその中央でブラケット５１４に
枢支されている。また引き込み輔５１１　のｍ■端には
スラスト軸受によって回転のみ可能に引き込み軸＠５１
５が連結されている。この引き込み軸頭５１５は基部に
歯車５１６が同心に固着され、基部は軸心と直角方向に
挿通するバイス開閉ねじ５０４に対して引き込み軸頭５
１５が後述の段取り引き込み時の軸方向の移動と段取り
係合のための９０″旋回に対して干渉しないように２個
所の連結部５１５ａを残して大きく削り取られている。

引き込み軸頭５１５の前方突出部は小径軸５１５ｂであ
って、先端に側面が二方取りされた保合片５１９が垂直
方向に丁字形に形成されている。歯車５１６は割り出し
筒５０３の凹所に半径と平行に設けられた旋回用シリン
ダ５１７のピストンロッドに一体のラック５１８　と噛
み合っており、保合片５１’ｌｌを保合位置の水平方向
に９０°旋回させる。

ベース５０１　にはさらに旋回台５０２の軸心方向の水
平案内面５０１ａ上にサドル５２１が摺動可能にｉｚさ
れサーボモータ５２２で回転される送りねじ５２３によ
ってナンドを介してＺ軸方向に位置制御される。サドル
５２１上のＸ軸方向の案内面５２１ａにはテーブル５２
４が載置されサーボモータ５２５で回転される送りねじ
５２６でナツトを介してＸ軸方向に位置制御される。こ
のテーブル５２４上には段取り仮受装置の枠体５３１が
締着されており、割り出し筒５０３の軸心と同じ高さで
平行な軸心を有する段取り仮受軸５３２が軸受けによっ
て旋回のみ可能に軸承されている０段取り仮受軸５３２
にはシリンダ５３３が形成され嵌装されたピストン５３
４　のピストンロード５３５がシリンダの割り出し筒便
の壁面を貫通して穴５３２ａ内に突出している。穴５３
２ａには段取り５４１　のプルスタッド５４２を引き込
む周知の割コレフト５３Ｇが基部のリングばねで開き得
手に収納されており、ピストンロッド５３５の首部と係
合していてピストン５３４　の前後進でコレット５３６
が開閉されるとともに後述の段取りのプルスタッド５４
２を引き込む。段取り５４１　は例えばマシニングセン
タの自動位置決め且つ自動撞着されうるように裏側に取
り付は面と位置決めカップリングと中心にプルスタンド
５４２を有し、表面の工作物取り付は面には芯出し案内
面を有し且つ工作物Ｗを一体に締着するボルト５４３が
円周上数個所軸心と平行に設けられている。このボルト
５４３　はばね５４４によってねじ部が引き込み方向に
常時付勢され、後述の締付装置によって押し出され工作
物Ｗのねじ穴に螺合する位置関係に設けられている。ま
た段取り５４１表面の工作物のボルトねし穴とボルト５
４３の位置を合わせるため先端がテーバの位置決めピン
５３３が植設されている。そして段取り５４１の表面中
心に引き込み軸頭の保合片５１９が挿入しうる穴が設け
られ、穴の蓋５４５は二方通りされた保合片５１９が通
過できる相似の窓が垂直方向に穿設され、係合片５１９
の９０＠旋回によって蓋５４５と係合片５１９が係合し
うる状態となる。仮受軸５３２の外径に切欠５３２ｂが
設けられていて枠体５３１　よりの突片５３８が挿入し
、切欠５３２ｂとの間にばねが介装されていて仮受軸５
３２がフローティング可能となっている。

テーブル５２４上には段取仮受装置に並んで工作物押し
付は装置の取り付は台５５１　が締着されており、割り
出し筒５０３の軸心に平行に押付シリンダ５５２及び割
り出し筒５０３の軸心と同じ高さで平行に摺動可能に押
付軸５５３　とが設けられており、押付シリンダ５５２
のピストンのピストンロッド５５４と押付軸５５３とは
連結板によって連結されている。

更にテーブル５２４上には工作物押付装置に並んで段取
り組付ボルト緊締装置の取り付は台５６１が締着されて
おり、ドライバ本体５６２には先端六角ドライバ６５３
を固着し、軸方向に摺動且つ回転可能にドライバ６５４
　が装入されている。ドライバ６５４は内側より中心に
スプライン穴が穿設されており図示しない油圧駆動モー
タによって回転されるスプライン軸６５５が嵌装され、
このドライバ６５４はばね６５６によって常時突出方向
に付勢されている。油圧駆動モータの油圧を変更にする
ことにより仮締め増締めを行うことができる。

作用 コンベアラインよりパレット手多送４ｉＳ１２のライン
受取り位置に移動しているパレット台２０４上に工作物
素材と位置決めピン５３３の位置を決めた段取りを立て
た状態で固定したパレットが搬入されると、モータ２０
２が駆動されてスプロケット軸２０３の回転によりチェ
ーンでパレット台２０４　が移送されローダ３０４　と
の受渡し位置に位置決めされる。

ローダ３０４がＸ軸２　Ｚ軸制御されて、パレットーヒ
の工作物素材の真上に位置決めされる。グリッパ３０５
がモータ３０６で開けられＹ軸制御にて下降して把持位
置に位置決めされ、グリッパ３０５が閉じて工作物素材
を把持して上昇搬送位置に停止する。

ローダ３０４がＸ軸、Ｚ軸制御されて、旋盤１の開いた
チャックに搬入してチャックに渡す。ローダ３０４　は
再びパレット台２０４上に位置決めされ、旋盤はサドル
１０２．刃物台１０３をＸ軸、Ｚ軸制御しタレ、）１０
４が必要工具を割り出して所定の加工を行つ。この間に
ローダ３０４　はグリッパ３０５を開は段取り把持位置
に下降して段取り５４１の把持溝を把持して搬送位置に
上昇しＸ、ｚ軸制御されて自動段取り組付は装置５の待
機している段取り仮受装置の仮受軸５３２の手前で下降
し同心に位置決めされる。仮受は装置はシリンダ５３３
の後室に圧力空気を送りピストン５３４．ピストンロフ
ト５３５を前進させてコレット５３６を開いた状態とし
、サーボモータ５２２を駆動して送りねじ５２３を回転
させサドル５２１　を前進させる０段取り５４１　の裏
面の取り付は部とプルスタッド５４２が仮受軸５３２の
穴に挿入され、取付は部の接触寸前でサドル５２１が停
止される。シリンダ５３３の圧力空気を切り換え前室に
圧力空気を送ってピストン５３４を後退させ、ピストン
ロッド５３５の頭部がコレット５３６の保合部と係合し
て引き、コレット５３５がプルスタンド５４２を引き込
んで段取り５４１　の取り付は部を仮受軸５３２　と同
心に固着する。グリッパ３０５　は開放し搬送位置に上
昇させ、サーボモータ５２２は駆動してサドル５２１を
待機位置に戻す。旋盤１における加工終了の信号でロー
ダ３０４が位置制御されて加工済工作物を把持し自動清
掃装置４の真上に位置決めされる。駆動シリンダ４０４
を作用させて天井ドア４０５を両側に開く。ローダ３０
４　のグリ７パ３０５を下降させ天井ドア４０５を閉じ
る０次いでモータ４１６を駆動してスプロケット４１４
を回転してチェーン４１５を介してノズル板４０６を有
する中空軸４０７を回転するとともに、図示しない電磁
切り換え弁を作動してオイル供給管４２０．エア供給管
４１１　にオイルミスト及び圧力空電を送り込む。それ
ぞれの回転継手４０９，４１０よりノズル板４０６のミ
スト用ノズルとエア用ノズルより工作物に向けて両側よ
り噴出させる。圧力空気によって切粉が吹き落とされ、
オイルミストにより加工表面を防錆し、潤滑油を付着さ
せる。これらの切粉はスクリーン板４１９の上に溜めら
れ、滴下した油はスクリーン板４１９を通してドレーン
受け４１７に溜められる。清掃終了でシリンダ４０４を
作用させ天井ドア４０５を開き、グリッパ３０５を搬送
位置に上昇させ天井ドア４０５を閉める。ローダ３０４
　が位置制御されて、自動段取り組付は装置５の割り出
し筒５０３の開いた状ｍにあるバイス爪５０５の手前で
同一軸心となるようにグリッパ３０５が位置決めされる
。ローダ３０４を移動させてバイス爪５０５の間に工作
物Ｗを挿入するとともに工作物Ｗの中心に引き込み軸頭
５１５の小径軸５１５ｂ、係合片５１９が挿入される。

サーボモータ５２５を駆動してテーブル５２４を移動さ
せサーボモータ５２２を駆動してサドル５２１を移動さ
せ加工物押付は装置の押付は軸５５３を把持工作物Ｗの
前面に位置決めし、シリンダ５５２を作用させて押し付
は軸５５３を前進させ、工作物Ｗを押圧してその端面を
バイス爪５０５の基小面に当接させる。モータ５０７を
回転させ歯車５０６よりねじ５０４を回転させる。２個
のバイス爪５０５は右、左ねしにより同時に同量移動し
て工作物Ｗを軸心上に把持する。グリッパ３０５を開い
て搬送位置に上昇させる。シリンダ５５２の作動方向を
切り損え押付は軸５５３を後退させ、サーボモータ５２
２を駆動してサドル５２１を途中まで後退させる。次い
でサーボモータ５２５を駆動してテーブル５２４を移動
さ上段取り仮受装置の仮受は軸５３２の中心と割り出し
筒５０３の中心即ち工作物Ｗ中心とを一致させ、サーボ
モータ５２２を駆動してサドル５２１　を前進させ、段
取り５４１の位置決めピン５３３が工作物Ｗの位置決め
穴にまた引き込み軸５１５ｂ及び係合片５１９が段取り
５４１　の蓋体５４５の窓に挿入されてサドル５２１の
送りが停止される。これらの挿入時の各部の位相は、工
作物Ｗの位置決め穴及びボルトのねし穴が旋盤加工にお
いて主軸のＣ軸割り出しで所定位置に正確に穿設されて
おり、ローダ３０４　も清掃中把持したままであり、ま
た段取り５４１　もパレット上に位置決めされた姿勢で
段取り組付は装置５に搬入されるので位相は変わらない
０位置決めビン５３３が穴に望めば僅かな狂いは仮受軸
５３２がフローティングとなっているため挿入時の支障
は起こらない。

工作物Ｗと段取り５４１がほぼトンキングされると旋回
シリンダ５１７を作用させてラック５１８．　Ｖｉ１車
５１６を介して引き込み軸頭５１５を９０°旋回させる
。

この旋回で保合片５１９　は水平に位置して蓋５４５　
と保合可能状態となる。シリンダ５３３を作用させてピ
ストン５３４．ピストンロッド５３５を前進させてコレ
ット５３６を開く。引き込み用シリンダ５１２を作用さ
せて引き込み軸５１１　を後退させると引き込み軸頭５
１５は図示しないスライド軸受を介して引かれ係合片５
１９がＭ５４５　と係合し、プルスタンド５４２が開放
されているので、段取り５４１　はともに引かれて把持
工作物Ｗの取り付は面に同心に嵌合される。次いでサー
ボモータ５２２を駆動してサドル５２１を途中まで退避
させ、サーボモータ５２５を駆動してテーブル５２４を
移動させるとともにサーボモータ５２２を駆動してサド
ル５２１　を前進させボルト緊締装置の六角ドライバ６
５３を段取り締付位置に位置決めする。Ｃ軸サーボモー
タ５０９を駆動し割り出し筒５０３を旋回させ段取り締
付ボルト５４３を六角ドライバ６５３の前面に角度位置
検出器によって割出す。サーボモータ５２２を駆動して
サドル５２１を更に前進させ六角ドライバ６５３を段取
り締付はボルト５４３　と係合させる。スプライン軸６
５５の駆動の油圧モータを作用させてスプライン軸６５
５を回転させる。このとき若しドライバ先端が係合して
いなければドライバ６５４　はばね６５６を押して後退
しているので回転によって保合位置となったときばね力
で押し出されて係合する。ボルト５４４は加工物Ｗのね
じ穴に螺合し締着される。油圧モータの油圧を調整する
ことによって締付力は適宜調整される。一本の締付けが
終わればサーボモータ５２２を駆動してサドル５２１を
僅か後退させ、六角ドライバ６５３を抜きＣ軸サーボモ
ータ５０９を駆動して割り出し筒５０３を所定角度回転
させ締付はボルト５４３　とねし穴を一致させ同様にし
てボルトを締付けていく、全部のボルト５４３が蹄付け
られると、サーボモータ５２２を駆動してサドル５２１
を待機位置に戻し、Ｃ軸サーボモータ５０９を駆動して
割り出し筒５０３を初め位置に旋回させる。ローダ３０
４を位置制御しグリッパ３０５を開き段取り５４１　の
把持溝を把持する。油圧モータ５０７を駆動してねじ５
０４を逆転してバイス爪５０５を開き工作物Ｗを開放す
る。ローダ３０４　は割り出し筒５０３の軸方向に移動
して引き込み軸頭５１５を抜きローダ３０４をＸ軸、Ｚ
軸制御してパレット移送機２のパレット台２０４上のパ
レットにそのままの姿勢で渡すものである。次工程が段
取りを水平にする必要がある場合はコンベアの途中また
は次加工機微入手前で水平に位置を変える。

効果 以上詳述したように本発明は複合加工機、パレット移送
機の間に機外自動ｍ掃装置、機外自動段取り組付は装置
を配置し門形ローダで連結するシステムを持つ装置とな
したので本機と装置を個々に結ぶコンベアが不要で類似
部品の加工をも含めて完全自動化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の配置図、第２図は複合加工機の正面と
門形ローダを示す図、第３図は複合加工機、ローダを主
とする側面図、第４図は機外自動清掃装置の正面説明図
、第５図は同側面説明図、第６図は第４図き外観説明図
、第７図は機外自動段取り組付は装置の縦断説明図、第
８図は同正面説明図、第９図は第７図のＡ−Ａ線断面説
明図、第１１図は第８図のＣ−Ｃ線断面説明図、第１２
図は第８図のＤ−Ｄ線一部断面説明図である。 ｌ・・複合加工８２・・パレット移送機３・・門形ロー
ダ　４・・機外自動ＩＮ掃装置５・・機外自動段取り組
付は装置 ２０４　　・・パレット台３０４・・オートローダ３０
５　　・・グリッパ　　４０３　　・・天井ドア４０６
　　・・ノズル仮　　５０３　　・・割り出し筒５０５
　　・・バイス爪　　５１１　　・・引き込み軸５１５
　　・・引き込み軸頭　５１９　　・・係合片５３２　
　・・段取り軸　　５３６　　・・コレット５４！　　
・・段取り　　５５３　　・・押付軸６５３　　・・六
角ドライバ　６５５　　・・スプライン軸特許出廓人 第３図 第４図 １ｂ 第９図 第１０図 ０５Ｊ、’ａ　ｌ’　Ｍえる手続補　　正　書（方式）
％式％ ２、　発明の名称　　工作機械の自動加工装置３、補正
をする者 事ｆ１・どの関係　　　特許出願人 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 補正の内容 以下のとおり補正する。 １、明細書　第２０頁第２行目〜第３行目「説明図、第
１１図」とあるを ［説明図、第１０図は第７図のＢ−Ｂ線断面説明図、第
１１図」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＣによって直角３方向に位置制御される門形ロ
   ーダと、該門形ローダの搬送範囲に工作物受渡し位置を
   有するパレット移送機と、ＮＣによって制御される複合
   加工機と、該複合加工機と前記パレット移送機との間に
   介在され複合加工機で加工された工作物を機外で清掃す
   る自動清掃装置と、該自動清掃装置で清掃された工作物
   を次工程のための段取りに組立てる自動段取り組付け装
   置とを含んでなることを特徴とする工作機械の自動加工
   装置。