WO2013031375A1 - ワーク傾き検出機能付きローダ - Google Patents

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WO2013031375A1
WO2013031375A1 PCT/JP2012/066880 JP2012066880W WO2013031375A1 WO 2013031375 A1 WO2013031375 A1 WO 2013031375A1 JP 2012066880 W JP2012066880 W JP 2012066880W WO 2013031375 A1 WO2013031375 A1 WO 2013031375A1
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WO
WIPO (PCT)
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workpiece
loader
advance
inclination
chuck
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/066880
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賀来則夫
松野修
Original Assignee
村田機械株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 村田機械株式会社 filed Critical 村田機械株式会社
Priority to JP2013531148A priority Critical patent/JP5605514B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work

Definitions

  • the present invention relates to a loader with a workpiece tilt detection function having a function of detecting the tilt of a workpiece with respect to a reference plane when the workpiece is delivered to the machine tool or when the workpiece is received from the machine tool.
  • the end surface of the machined workpiece is tilted with respect to the center axis. Since a workpiece with such an inclined end surface is a defective product, it is necessary to measure whether the workpiece end surface has an inclination. Conventionally, the tilt of the workpiece end surface is measured by a dedicated tilt measuring instrument after the workpiece is unloaded from the lathe, or by a tilt measuring mechanism provided in the loader when the workpiece is taken out of the lathe spindle by the loader. It was.
  • the dedicated tilt measuring device and the tilt measuring mechanism provided in the loader are mechanically the same, and are perpendicular to the center axis of the workpiece for each predetermined rotation phase while rotating the workpiece once around the center axis.
  • the distance from the reference plane, which is a flat surface, to the end face of the work is measured by a sensor, and the inclination of the work end face is detected from the fluctuation of the sensor detection value.
  • a seating confirmation device for example, Patent Document 1 that confirms that the workpiece is correctly seated on the spindle chuck, or the workpiece is gripped in the correct posture by the spindle chuck. It has been proposed to mount a work chucking failure detection device (for example, Patent Document 2) that detects absence of the load on a loader.
  • the conventional dedicated tilt measuring instrument and loader tilt measuring mechanism require a workpiece to rotate once before the measurement is completed, so that the measuring time is longer. For example, a measurement time of about 1 second was required.
  • the dedicated inclination measuring device is installed separately from the machine tool and the loader, there is a problem that an extra expense is required and a space for the inclination measuring device is required separately.
  • the loader tilt measuring mechanism is provided with a mechanism for rotating the workpiece on the loader head, which makes the loader head complicated and large. For this reason, the output of the drive source of the loader must be increased, resulting in an increase in cost.
  • the seating confirmation device disclosed in Patent Document 1 performs seating confirmation by detecting the position of the workpiece in the central axis direction using a displacement sensor provided on the central axis of the loader chuck, and cannot detect the tilt of the workpiece. .
  • the workpiece chucking failure detection device of Patent Document 2 is provided at a position different from the loader chuck, and after the workpiece is transferred from the loader chuck to the spindle chuck, the workpiece and the workpiece gripped by the spindle chuck The loader is moved so as to face the chucking failure detection device, and the workpiece tilt detection is detected by the workpiece chucking failure detection device. Therefore, even if the workpiece tilt detection itself does not take time, it takes extra time to move the loader from the workpiece transfer to the workpiece tilt detection. In particular, in the described example, since the inclination detecting means is a proximity sensor, it may be difficult to accurately detect the inclination of the workpiece.
  • An object of the present invention is to provide a loader with a workpiece tilt detection function that can accurately detect the tilt of a workpiece in a short time, and is compact and can be manufactured at low cost.
  • the loader with a workpiece tilt detection function of the present invention is provided with a detector for detecting the tilt of the end surface of the workpiece at the position facing the loader chuck.
  • This detector is provided at three locations around the loader chuck central axis so as to be movable forward and backward in a direction parallel to the loader chuck central axis, and the forward and backward members whose tips contact the end surface of the workpiece indirectly or directly, and these forward and backward movements, respectively.
  • the detector operates as follows. That is, when the workpiece is delivered to the machine tool or the like, the three advancing and retracting members provided at three positions around the loader chuck central axis are pushed by the workpiece end surface according to the inclination of the workpiece end surface with respect to the reference plane, Advancing and retreating in a direction parallel to.
  • the reference plane is, for example, a plane orthogonal to the loader chuck central axis.
  • a displacement sensor detects a relative position of another advance / retreat member with respect to one advance / retreat member. By providing two such displacement sensors, the relative positions of the three advancing and retracting members can be measured.
  • the detection value comparison means detects the inclination of the end face of the workpiece by comparing the detection values of the two displacement sensors.
  • each of the advance / retreat members can be contacted indirectly or directly with the end face of the work.
  • the relative position of the advancing / retreating member is measured, and the inclination of the end face of the workpiece can be detected instantaneously.
  • the required detection range of the displacement sensor may be narrower than the method of individually measuring the advance / retreat positions of the three advance / retreat members. Because, when the workpiece is delivered, the three advancing and retracting members are moved together by being pushed by the end surface of the workpiece, but the amount of movement that these three advancing and retracting members have moved by the same distance does not affect the inclination of the end surface of the workpiece, but affects the inclination. In order to detect only the difference in the amount of movement, the required detection range of the displacement sensor may be narrow. Therefore, a displacement sensor with high detection accuracy can be used at a relatively low price, and high-precision inclination detection can be performed. Even if the dimensions and shape of the workpiece are different, the required detection range of the displacement sensor does not change much, so it can be used for various workpieces. Furthermore, if the relative position is measured, only two displacement sensors are required, and the cost can be reduced.
  • Detecting the inclination of the end face of the workpiece is performed, for example, when the workpiece is delivered to the machine tool or when the workpiece is received from the machine tool. In any case, since the inclination of the end face of the workpiece can be detected instantaneously as described above, the seating confirmation of the workpiece with respect to the chuck of the spindle and the inspection of the processed workpiece can be performed without lowering the machining efficiency.
  • the two displacement sensors may be attached to one of the three advance / retreat members, respectively, and detect the relative positions of the other two advance / retreat members with respect to the advance / retreat member.
  • the relative position can be easily detected by attaching the displacement sensor to one advance / retreat member.
  • the detection value comparison means compares the detection values of the two displacement sensors and compares the detection values of the two displacement sensors with a predetermined reference value to detect the inclination of the end face of the workpiece. You may make it do. By simply comparing the detection values of the two displacement sensors, the inclination based on the direction in which the two displacement sensors are arranged can be detected, but the inclination based on the direction intersecting the arrangement direction cannot be detected. In addition to comparing the detection values of the two displacement sensors with each other, by comparing the detection values of the two displacement sensors with a predetermined reference value, it is possible to detect both inclinations. The inclination of W in all directions can be detected.
  • the pusher plate is installed on the loader chuck so as to be freely tiltable in an arbitrary direction with respect to a plane perpendicular to the loader chuck central axis and comes into contact with the end surface of the workpiece, whereby a pusher plate whose inclination follows the end surface of the workpiece is provided.
  • each of the advancing and retreating members may have a tip that contacts the end surface of the workpiece via the pusher plate.
  • the loader chuck is provided with the pusher plate in order to press the workpiece against a chuck or the like of a machine tool.
  • the pusher plate will be in contact with a wide range of the end surface of the workpiece, unlike when the advancing / retreating member is individually pressed against the end surface of the workpiece. Even if there is a recess or the like on the end surface of the workpiece, the tilt can be detected.
  • the pusher plate for pressing the workpiece is also used for tilt detection, the configuration is simplified.
  • the pusher plate is supported by the loader chuck such that the pusher plate can be tilted in the arbitrary direction by a pivot bearing having a spherical seat at the center thereof, and the distal end surface of the advance / retreat member is a spherical convex.
  • a biasing means that is a curved surface and biases the advance / retreat member toward the pusher plate may be provided.
  • the pusher plate is supported by the pivot bearing, so the pusher plate tilts in any direction according to the tilt of the workpiece end face.
  • the tip surface of the advancement / retraction member is a spherical convex curved surface and provided with a biasing means for biasing the advancement / retraction member toward the pusher plate, the tip of each advancement / retraction member is always kept in contact with the pusher plate. . For this reason, the responsiveness of the advance / retreat member with respect to the change in the inclination of the end face of the work is good, and the inclination of the pusher plate is detected with high accuracy by the detector.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 5.
  • It is explanatory drawing which shows the state in which the loader chuck is holding the workpiece
  • the loader 1 with a workpiece inclination detection function is a gantry type that is installed above the machine tool 50 and is driven in an orthogonal coordinate system.
  • a loader 1 with a workpiece tilt detection function is provided with a lifting rod 5 on a traveling body 3 that travels along a horizontal installation rail 2 that is installed horizontally via a front / rear moving table 4, and a loader head 6 at the lower end thereof. It is provided.
  • the loader head 6 is composed of a fixed portion 7 fixed to the elevating rod 5 and a rotating portion 9 that can rotate about the rotation center axis 8 inclined at an angle of 45 ° with respect to the horizontal relative to the fixed portion 7.
  • Two loader chucks 10 are provided on the rotating unit 9. By rotating the rotating part 9 about the rotation center axis 8 by 180 °, the position of the two loader chucks 10 is converted into a lateral position and a downward position.
  • a machine tool 50 is a lathe, for example, and includes a spindle 51 and a tool post 52.
  • the spindle 51 has a chuck 53 at its tip, and is rotatably supported by a spindle base 55 provided on a bed 54.
  • the chuck 53 has a plurality of chuck claws 53a for gripping the workpiece W (FIG. 2).
  • the tool post 52 is of a turret type, and any one of a plurality of tools T attached to the outer periphery is indexed to the cutting position.
  • the tool post 52 is installed on the bed 54 via a feed base 56 so as to be movable in a direction along the axis of the main shaft 51 (Z-axis direction) and in a horizontal direction (X-axis direction) perpendicular thereto.
  • the workpiece W is delivered to the chuck 53 of the spindle 51 by the loader 1 with a workpiece tilt detection function.
  • FIG. 3 is a perspective view of the loader chuck in a lateral position
  • FIG. 4 is a rear view thereof
  • FIG. 5 is a side view thereof.
  • the loader chuck 10 includes a plurality of (for example, three) chuck claws 12 for gripping the workpiece W (FIG. 2) on the housing 11, and the loader chuck central axis O from the position at which the workpiece W is gripped by the chuck claws 12.
  • a pusher plate 13 to be pushed out is installed.
  • each chuck claw 12 includes a claw support member 16 that is movable in the vertical direction along a radial chuck claw guide groove 15 formed on the front surface of the housing 11, and the claw support.
  • the claw body 18 is detachably attached to the member 16 with bolts 17 or the like. 4 and 5, only the claw support member 16 of the chuck claw 12 is shown.
  • a chuck opening / closing drive mechanism 20 is provided for moving each chuck claw 12 forward and backward along the chuck claw guide groove 15.
  • the chuck opening / closing drive mechanism 20 includes one opening / closing drive source 21 including a fluid pressure cylinder such as an air cylinder in which a piston 21a advances and retreats in the direction of a loader chuck central axis O extending in the front-rear direction, and a piston rod 21b of the opening / closing drive source 21.
  • the number of motion conversion links 22 is equal to the number of chuck claws 12 that convert the forward / backward movement operation into the radial opening / closing operations of the respective claw support members 16.
  • the right side in FIG. 6 is the front side (advance side), and the left side is the rear side (retreat side).
  • the motion conversion link 22 is substantially V-shaped and opened slightly rearward in a side view, and is swingably supported by a support shaft 23 orthogonal to both the loader chuck central axis O and the radial direction at the V-shaped base.
  • the V-shaped branch portion is formed as two arm portions 22a and 22b.
  • one arm portion 22a of the motion conversion link 22 engages with an engagement recess 24 formed on the outer peripheral surface of the piston rod 21b, and the other arm portion 22b is formed on the claw support member 16.
  • the mating recess 25 is engaged.
  • the pusher plate 13 is a plate material having three branch portions 13 a extending radially in three directions around the position of the loader chuck central axis O, and each branch portion 13 a The circumferential position is shifted from the nail 12.
  • the pusher plate 13 can be disposed so as not to interfere with each chuck claw 12 while being able to uniformly apply the pushing force to the workpiece W.
  • the pusher plate 13 is supported by a pivot bearing 27 so that the pusher plate 13 can be freely tilted in any direction around the loader chuck central axis O.
  • the pivot bearing 27 is provided integrally with the pusher plate 13 on the back side, which is the rear side of the pusher plate 13, and has a spherical seat 28 having a spherical concave curved surface 28 a, and a spherical surface provided opposite to the spherical seat 28.
  • a spherical seat 29 having a convex curved surface 29a, and the spherical seat 28 and the spherical seat 29 are in contact with each other through the concave curved surface 28a and the convex curved surface 29a.
  • the spherical seat 29 is provided at the tip, which is the front end of the spherical seat support member 30 disposed on the loader chuck central axis O, and the engagement plate 31 attached to the back surface of the pusher plate 13 is engaged with the back surface of the spherical seat 29.
  • the spherical seat 28 and the spherical seat 29 are always kept in contact with each other.
  • the spherical seat support member 30 is supported by the housing 11 as follows. That is, the guide pins 34 are provided in the first guide holes 33 formed at a plurality of circumferential positions (for example, three positions) of the housing 11 and extending in a direction parallel to the loader chuck central axis O. A common mounting plate 35 is attached to the front end portion (front end portion) of the guide pin 34 protruding from the first guide hole 33, and the spherical seat support member 30 is attached to the central portion of the mounting plate 35.
  • Each guide pin 34 has a rear end thereof in contact with the bottom surface 33 a of the first guide hole 33, and a flange-shaped flange portion 34 a provided near the rear portion of the guide pin 34 on the step surface 33 b of the first guide hole 33. It can move forward and backward within the range of the stroke S between the contact position and is urged toward the distal end side by the pressing spring 36. Therefore, the pusher plate 13 is also urged in a direction in which the pusher plate 13 can move forward and backward within the range of the stroke S and protrude toward the back side (right side in FIG. 6).
  • the housing 11 apart from the first guide hole 33, three directions around the loader chuck central axis O which are the same as the circumferential position of the branching portion 13 a of the pusher plate 13 are parallel to the loader chuck central axis O.
  • a second guide hole 38 extending in the direction is provided, and advance / retreat members 39 (39U, 39L, 39R) are inserted into the respective second guide holes 38 so as to freely advance and retract.
  • the front end portion (front end portion) of the advance / retreat member 39 protrudes from the second guide hole 38, and the front end surface thereof is a spherical convex curved surface 39a.
  • the advancing / retreating member 39 is urged toward the pusher plate 13 side (front side) by the urging means 40 such as a coil spring, and the convex curved surface 39 a is always in contact with the back surface of the branching portion 13 a of the pusher plate 13.
  • the urging means 40 such as a coil spring
  • sensor arms 42U, 42L, and 42R are attached to the rear ends of the three advance / retreat members 39U, 39L, and 39R, respectively.
  • the lower sensor arm 42U attached to the lower advance / retreat member 39U has a long left and right shape, and is attached to the lower advance / retreat member 39U at the left and right central portions, and left and right displacement sensors 43L at the left and right ends. , 43R are fixedly attached.
  • the left and right sensor arms 42L, 42R attached to the left and right advance / retreat members 39L, 39R extend downward from the attachment bases to the left and right advance / retreat members 39L, 39R, and the lower ends of the sensor arms 42L, 42R.
  • the left and right displacement sensors 43L and 43R are positioned so as to overlap in the front-rear direction on the detection end side.
  • the left and right displacement sensors 43L and 43R detect the relative displacement in the front-rear direction of the left and right sensor arms 42L and 42R with respect to the lower sensor arm 42U. From the detection value of the left displacement sensor 43L, the relative position in the axial direction of the left advance / retreat member 39L with respect to the lower advance / retreat member 39U can be found. From the detection value of the right displacement sensor 43R, the relative position in the axial direction of the right advancing / retracting member 39R with respect to the lower advancing / retreating member 39U is known.
  • the relative position in the axial direction of the right advance / retreat member 39R with respect to the left advance / retreat member 39L can be obtained.
  • the two left and right displacement sensors 43L, 43R are attached to the lower sensor arm 42U fixed to one lower advance / retreat member 39U, so that each of the advance / retreat members 39U, 39L, 39R The relative positions of each other can be easily detected.
  • the detection signals of the left and right displacement sensors 43L and 43R are transmitted to the detection value comparison means 44.
  • the detection value comparison means 44 compares the detection values of the left and right displacement sensors 43L and 43R with predetermined reference values, respectively, and compares the detection values of the left and right displacement sensors 43L and 43R with each other.
  • the inclination of the pusher plate 13, that is, the inclination of the end face of the workpiece W at the position facing the loader chuck 10 is detected.
  • the reference value is, for example, a detection value of the left and right displacement sensors 43L and 43R when the inclination of the end face of the workpiece W is zero.
  • the detected value comparing means 44 is composed of an electronic circuit, a computer, or the like, and is provided, for example, in a computer-type loader control device (not shown) that controls the loader 1 with a workpiece inclination detecting function.
  • the inclination based on the horizontal direction that is the alignment direction of the two left and right displacement sensors 43L and 43R can be detected.
  • the inclination based on the vertical direction intersecting the alignment direction cannot be detected.
  • Tilt can also be detected, and the tilt of the workpiece end surface W in all directions can be detected.
  • the above three advance / retreat members 39U, 39L, 39R, the left and right two left and right displacement sensors 43L, 43R, and the detection value comparison means 44 constitute a detector 45 that detects the inclination of the end face of the workpiece W.
  • the detector 45 of this embodiment by detecting the inclination of the pusher plate 13, the inclination of the end surface of the workpiece W that is in contact with the pusher plate 13 is detected.
  • the detector 45 is configured to detect the inclination of the end face of the work W by measuring the relative positions of the respective advancing and retracting members 39U, 39L, 39R, only by bringing the pusher plate 13 into contact with the end face of the work W, The relative positions of the advance / retreat members 39U, 39L, 39R are measured, and the inclination of the end face of the workpiece W can be detected instantaneously.
  • the measurement time is significantly shorter than conventional tilt measuring instruments and tilt measuring mechanisms that measure the tilt of the end face of the workpiece W while rotating the workpiece W once. Further, since it is not necessary to mount a mechanism for rotating the workpiece W on the loader head 6, the loader head 6 can be made light and compact.
  • the left and right displacement sensors 43L are compared with the method of individually measuring the advance / retreat positions of the three advance / retreat members 39U, 39L, 39R. , 43R may be narrow. This is because, when the workpiece W is delivered, the three advance / retreat members 39U, 39L, 39R are moved together by being pushed by the end face of the workpiece W, and the amount of movement of the three advance / retreat members 39U, 39L, 39R moved by the same distance is Since only the difference in the amount of movement that affects the tilt is detected without affecting the tilt of the end face of the workpiece W, the necessary detection range of the displacement sensor may be narrow. Therefore, it is possible to use the left and right displacement sensors 43L and 43R with high detection accuracy while being relatively inexpensive, and it is possible to detect inclination with high accuracy.
  • the left and right displacement sensors 43L and 43R are attached to the lower sensor arm 42U fixed to the rear end of the lower advance / retreat member 39U, and are rear surfaces that are the surfaces of the loader chuck 6 that grip the workpiece W. Therefore, the electronic components such as the left and right displacement sensors 43L and 43R are hardly affected by the coolant and the like, and there are few failures.
  • the loader 1 with the workpiece tilt detection function grips the workpiece W by the loader chuck 10 in a downward posture at a standby position (not shown) of the unmachined workpiece W.
  • the pusher plate 13 of the loader chuck 10 resists the urging force of the pressing spring 36 (FIG. 6) and the urging means 40 (FIG. 6).
  • the workpiece W is pushed back to the vicinity of the left end).
  • the front-and-rear movement table 4 is moved back and forth (Z-axis direction), and the lifting arm 5 is raised and lowered (Y-axis direction).
  • the loader head 6 moves to the front surface of the chuck 53 of the main shaft 51.
  • the loader chuck 10 that has gripped the workpiece W is switched from a downward posture to a lateral posture facing the chuck 53 of the spindle 51 by the rotation of the turntable 9 shown in FIG.
  • the chuck claws 12 of the loader chuck 10 are opened to release the workpiece W.
  • the predetermined axial position is a position immediately before the tip of the work W comes into contact with the seating surface 53 b of the main shaft 51, and is determined in advance for each work W.
  • the pusher plate 13 is supported by the pivot bearing 27 and can be tilted in an arbitrary direction with respect to a plane perpendicular to the loader chuck central axis O. Therefore, when the workpiece W is seated, the tilt follows the end surface of the workpiece W. Normally, since the end surface of the workpiece W is perpendicular to the center line of the workpiece W, when the workpiece W is correctly seated, the pusher plate 13 is not inclined as shown in FIG. However, when the workpiece W is seated in a tilted posture for some reason, the pusher plate 13 is also tilted following the tilt of the end surface of the workpiece W as shown in FIG. The inclination of the pusher plate 13 is detected by the detector 45 (FIG. 7).
  • the forward / backward member 39 has a spherical convex curved surface 39a and is provided with urging means 40 (FIG. 6) for urging the forward / backward members 39U, 39L, 39R toward the pusher plate 13 side.
  • the tips of 39U, 39L, and 39R are kept in contact with the pusher plate 13. Therefore, the responsiveness of the advance / retreat members 39U, 39L, 39R with respect to the change in the inclination of the end face of the workpiece W is good, and the inclination of the pusher plate 13 is accurately detected by the detector 45 (FIG. 7).
  • the inclination of the pusher plate 13 When the inclination of the pusher plate 13 is not detected by the detector 45, it is determined that the workpiece W is normally seated on the chuck 53 of the spindle 51, and the workpiece W is processed by the machine tool 50. When the inclination of the pusher plate 13 is detected, it is determined that a chucking mistake of the chuck 53 of the spindle 51 is detected, and delivery of the workpiece W from the loader chuck 10 to the chuck 53 of the spindle 51 is retried. If the inclination of the pusher plate 13 continues to be detected after a predetermined number of attempts, the work W is judged to be defective, and the work W is transported to the work disposal position (not shown) by the loader 1 with the work inclination detection function. Dispose of it.
  • the loader head 6 moves to the vicinity of the machine tool 50, and the loader chuck 10 in a lateral posture not gripping the workpiece W faces the chuck 53 of the spindle 51.
  • the loader head 6 With the empty loader chuck 10 in a state where the chuck claws 12 are opened, the loader head 6 is advanced in the Z-axis direction, and the pusher plate 13 is moved to the end face of the processed workpiece W held by the chuck 53 of the main shaft 51. Make contact.
  • the pusher plate 13 is supported by the pivot bearing 27 and can be tilted in an arbitrary direction with respect to a surface perpendicular to the loader chuck central axis O. Therefore, when the pusher plate 13 is brought into contact with the end surface of the processed workpiece W, The inclination follows.
  • the end face of the machined workpiece W is perpendicular to the loader chuck central axis O, and therefore the pusher plate 13 does not tilt.
  • the pusher plate 13 is also inclined following the inclination of the end face of the workpiece W. The inclination of the pusher plate 13 is detected by the detector 45.
  • the loader 1 with the workpiece tilt detection function conveys a processed workpiece W that is a non-defective product to a processed workpiece storage place (not shown), and a workpiece disposal position (not shown) for a processed workpiece W that is a defective product. ).
  • the loader 1 with the workpiece inclination detection function can check the seating of the workpiece W by detecting the inclination of the pusher plate 13 when the workpiece is delivered to the machine tool 50, and the workpiece from the machine tool 50 can be confirmed.
  • the workpiece W can be inspected by detecting the inclination of the pusher plate 13 at the time of receipt. In any case, since the inclination of the end face of the workpiece W can be detected instantaneously, the workpiece W can be supplied to and discharged from the machine tool 50 without lowering the machining efficiency.
  • the loader 1 with a workpiece tilt detection function of this embodiment has a pusher plate 13, and the tips of the three advancing / retracting members 39U, 39L, 39R are in direct contact with the end face of the workpiece W via the pusher plate 13. . Therefore, unlike the case where each advance / retreat member 39U, 39L, 39R is individually pressed against the end surface of the workpiece W, the pusher plate 13 is in contact with a wide range of the end surface of the workpiece W, and even if there is a recess or the like on the end surface of the workpiece W Can be detected. Further, since the pusher plate 13 for pressing the workpiece is also used for tilt detection, the configuration is simplified. In some cases, the pusher plate 13 may not be provided, and the tips of the three advance / retreat members 39U, 39L, 39R may be in direct contact with the end surface of the workpiece W.
  • the loader 1 with the workpiece inclination detection function of the above embodiment is of a gantry type
  • the loader 1 with the workpiece detection function of the present invention is of an articulated type or other various types. It can also be applied when it is a thing.
  • the machine tool 50 is not limited to a general lathe that opens and closes the chuck 53 by stopping the rotation of the main shaft 51 as shown in the figure, but, for example, a single function board that opens and closes the chuck while rotating the main shaft ( A single-capacity lathe) or other machine tools may be used. Therefore, such a thing is also included in the scope of the present invention.

Landscapes

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Abstract

　ローダチャック（１０）に、このローダチャック（１０）に対面する位置にあるワーク（Ｗ）の端面の傾きを検出する検出器（４５）を設ける。検出器（４５）は、ローダチャック中心軸（Ｏ）回りの３箇所にローダチャック中心軸（Ｏ）と平行な方向に進退自在に設けられて、それぞれ先端が前記ワーク（Ｗ）の端面に接する進退部材（３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒ）と、これら進退部材（３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒ）のうちの１つの進退部材（３９Ｕ）に対する他の進退部材（３９Ｌ，３９Ｒ）の相対位置を検出する２つの変位センサ（４３Ｌ、４３Ｒ）と、これら変位センサ（４３Ｌ、４３Ｒ）の検出値を比較してワーク（Ｗ）の端面の傾きを検出する検出値比較手段（４４）とを有する。

Description

ワーク傾き検出機能付きローダ 関連出願
　この出願は、２０１１年８月２６日出願の特願２０１１－１８４５５５の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、工作機械へのワーク受渡し時や工作機械からのワーク受取り時に、基準平面に対するワークの傾きを検出する機能を備えたワーク傾き検出機能付きローダに関する。
　例えば、旋盤によってワークを加工する場合、主軸の軸心に対してワークの中心軸が傾いた姿勢で加工されると、加工後のワークは、中心軸に対して端面が傾いた状態となる。このような端面が傾いたワークは不良品であるため、ワーク端面に傾きが有るか無いかを測定する必要がある。従来、ワーク端面の傾きを、旋盤からワークを搬出した後で専用の傾き測定器により測定するか、または旋盤の主軸からローダでワークを取り出すときにローダに設けられた傾き測定機構により測定していた。
　専用の傾き測定器もローダに設けられた傾き測定機構も機構的には同じであって、ワークを中心軸回りに１回転させながら、定められた回転位相ごとに、ワークの中心軸と垂直な平面である基準平面からワークの端面までの距離をセンサで測定し、そのセンサ検出値の振れからワーク端面の傾きを検出する構成である。
　また、上記したような加工不良を予防するために、主軸のチャックにワークが正しく着座したことを確認する着座確認装置（例えば特許文献１）や、主軸のチャックにワークが正しい姿勢で把持されていないことを検出するワークチャッキング不良検出装置（例えば特許文献２）をローダに搭載することが提案されている。
特開２００６－７４６４号公報 特開２００６－１３０６２６号公報
　従来の専用の傾き測定器やローダの傾き測定機構は、測定を完了するまでにワークを１回転させる必要があるため、その分だけ測定時間が長くかかった。例えば、１秒程度の測定時間を要した。加えて、専用の傾き測定器の場合、工作機械やローダとは別に設置されるため、余分の出費がかかると共に、傾き測定器用のスペースを別に必要とするという課題がある。また、ローダの傾き測定機構は、ローダヘッドにワークを回転させる機構を設けることとなり、ローダヘッドが複雑で大型化する。そのため、ローダの駆動源の出力を大きくしなければならず、コスト高となる。
　特許文献１の着座確認装置は、ローダチャックの中心軸上に設けた変位センサにより、ワークの中心軸方向の位置を検出して着座確認を行うものであり、ワークの傾きは検出することができない。
　特許文献２のワークチャッキング不良検出装置は、ローダチャックとは別の位置に設けられており、ローダチャックから主軸のチャックへワークが受け渡された後、主軸のチャックに把持されたワークとワークチャッキング不良検出装置とが対面するようにローダを移動させて、ワークチャッキング不良検出装置によりワークの傾きを検出する。そのため、ワークの傾き検出そのものは時間がかからなくても、ワークの受け渡しからワークの傾き検出までのローダの移動に余分な時間がかかる。特に記載例では、傾斜検出手段が近接センサであるため、ワークの傾きを精度良く検出するのは難しいのではないかと考えられる。
　この発明の目的は、短時間でワークの傾きを精度良く検出することができ、コンパクトで、低コストに製作できるワーク傾き検出機能付きローダを提供することである。
　この発明のワーク傾き検出機能付きローダは、ローダチャックに、このローダチャックに対面する位置にあるワークの端面の傾きを検出する検出器を設けた。この検出器は、ローダチャック中心軸回りの３箇所にローダチャック中心軸と平行な方向に進退自在に設けられて、それぞれ先端が前記ワークの端面に間接的または直接に接する進退部材と、これら進退部材のうちの１つの進退部材に対する他の進退部材の相対位置を検出する２つの変位センサと、これら変位センサの検出値を比較してワークの端面の傾きを検出する検出値比較手段とを有する。
　この構成によると、検出器が以下のように作用する。すなわち、工作機械等に対するワークの受渡し時に、基準平面に対するワークの端面の傾きに応じ、ローダチャック中心軸回りの３箇所に設けられた３つの進退部材がワーク端面で押されて、ローダチャック中心軸と平行な方向に進退する。基準平面は、例えばローダチャック中心軸と直交する平面である。変位センサで、１つの進退部材に対する他の進退部材の相対位置を検出する。このような変位センサを２つ設けることで、３つの進退部材の互いの相対位置を測定することができる。検出値比較手段は、２つの変位センサの検出値を比較することで、ワークの端面の傾きを検出する。
　検出器は、各進退部材の相対位置を測定することでワークの端面の傾きを検出する構成であるため、ワークの端面に３つの進退部材の先端を間接的または直接に接触させるだけで、各進退部材の相対位置が測定されて、瞬時にワークの端面の傾きを検出することができる。
　また、各進退部材の相対位置を測定する手法であると、３つの進退部材の進退位置をそれぞれ個別に測定する手法に比べて、変位センサの必要検出範囲が狭くてもよい。なぜなら、ワーク受渡し時に、ワークの端面に押されて３つの進退部材が共に移動するが、これら３つの進退部材が同じ距離だけ移動した移動量はワークの端面の傾きに影響せず、傾きに影響する移動量の差のみを検出するため、変位センサの必要検出範囲が狭くてもよいのである。そのため、比較的低価格でありながら検出精度の高い変位センサを用いることができ、高精度の傾き検出が可能になる。ワークの寸法や形状が異なる場合でも、変位センサの必要検出範囲はあまり変わらないため、多様なワークにも対応できる。さらに、相対位置を測定する手法であると、変位センサが２つで済み、低コスト化を図ることができる。
　上記ワークの端面の傾き検出は、例えば、工作機械へのワーク受渡し時や工作機械からのワーク受取り時に行う。いずれの場合も、前記のように瞬時にワークの端面の傾きを検出することができるため、加工効率を低下させることなく、主軸のチャックに対するワークの着座確認や、加工済みワークの検品を行える。
　前記２つの変位センサは、前記３つの進退部材のうちの１つの進退部材にそれぞれ取付けられて、この進退部材に対する他の２つの進退部材の相対位置をそれぞれ検出するようにしてもよい。このように、変位センサを１つの進退部材に取付けることで、上記相対位置を容易に検出できる。
　また、前記検出値比較手段は、前記２つの変位センサの検出値を比較すると共に、前記２つの変位センサの検出値を予め定められた基準値とそれぞれ比較して、ワークの端面の傾きを検出するようにしてもよい。単に２つの変位センサの検出値を比較するだけでは、これら２つの変位センサの並び方向を基準にした傾きは検出できても、前記並び方向と交差する方向を基準にした傾きは検出できない。２つの変位センサの検出値を互いに比較するに加えて、２つの変位センサの検出値を予め定められた基準値とそれぞれ比較することで、どちらの傾きも検出することが可能となり、ワークの端面Ｗの全方向への傾きを検出できるようになる。
　この発明において、前記ローダチャックに、前記ローダチャック中心軸に垂直な面に対して任意方向に傾き自在に設置されて前記ワークの端面に接することにより、ワークの端面にその傾きが倣うプッシャプレートが設けられている場合、前記各進退部材は、先端が前記プッシャプレートを介して前記ワークの端面に接するものであってよい。
　一般的に、ローダチャックには、ワークを工作機械のチャック等に押付けるために上記プッシャプレートが設けられている。その場合、各進退部材の先端がプッシャプレートを介してワークの端面に接するようにすれば、進退部材を個別にワークの端面に押し当てる場合と異なり、プッシャプレートがワークの端面の広範囲に接するため、ワークの端面に凹部等があっても傾きの検出を行える。また、ワーク押付け用のプッシャプレートを傾き検出に兼用するため、構成が簡易化される。
　この発明において、前記プッシャプレートは、その中心部で、球面座を持つピボット軸受により前記任意方向の傾きが自在なように前記ローダチャックに支持され、かつ前記進退部材の先端面は球面状の凸曲面であり、前記進退部材を前記プッシャプレート側へ付勢する付勢手段を設けてもよい。
　この構成であると、プッシャプレートがピボット軸受に支持されているため、ワーク端面の傾きに合わせてプッシャプレートが任意方向に傾く。また、進退部材の先端面を球面状の凸曲面とし、進退部材をプッシャプレート側へ付勢する付勢手段を設けたことにより、常に各進退部材の先端がプッシャプレートに接する状態に保たれる。このため、ワークの端面の傾きの変化に対する進退部材の進退の応答性が良く、検出器によりプッシャプレートの傾きが精度良く検出される。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。 
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
この発明の一実施形態にかかるワーク傾き検出機能付きローダの正面図である。 同ローダの一部破断側面図である。 同ローダのローダチャックの斜視図である。 同ローダチャックの背面図である。 同ローダチャックの側面図である。 図４のVI－VI断面図である。 図５のVII－VII断面図である。 図５のVIII－VIII断面図である。 ローダチャックがワークを把持している状態を示す説明図である。 ローダチャックから主軸のチャックへワークが正常に渡される状態を示す説明図である。 ローダチャックから主軸のチャックへワークが正常に渡されない状態を示す説明図である。
　この発明の一実施形態を図１ないし図８と共に説明する。
　図１および図２に示すように、このワーク傾き検出機能付きローダ１は、工作機械５０の上方に設置されて、直交座標系で駆動させるガントリ式のものである。ワーク傾き検出機能付きローダ１は、水平に設置された左右方向の架設レール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を設けてなる。ローダヘッド６は、昇降ロッド５に固定された固定部７と、この固定部７に対し、水平に対し４５°の角度に傾斜した回転中心軸８回りに回転可能な回転部９とでなり、回転部９に、２つのローダチャック１０が設けられている。回転中心軸８回りに回転部９を１８０°回転させることで、２つのローダチャック１０が横向き位置と下向き位置とに位置変換される。
　図１において、工作機械５０は例えば旋盤であり、主軸５１と刃物台５２とを備える。主軸５１は、その先端にチャック５３を有し、ベッド５４上に設けられた主軸台５５に回転自在に支持されている。チャック５３はワークＷ（図２）を把持する複数のチャック爪５３ａを有している。刃物台５２は、タレット式のものであり、外周に取付けた複数の工具Ｔのうち任意に一つが切削位置に割り出される。刃物台５２は、送り台５６を介して、主軸５１の軸心に沿う方向（Ｚ軸方向）と、それと直交する水平方向（Ｘ軸方向）とに移動可能にベッド５４に設置されている。主軸５１のチャック５３へは、ワーク傾き検出機能付きローダ１によってワークＷの受渡しが行われる。
　図３は横向き位置にあるローダチャックの斜視図、図４はその背面図、図５はその側面図である。ローダチャック１０は、ハウジング１１に、ワークＷ（図２）を把持する複数個（例えば３個）のチャック爪１２と、ワークＷを前記チャック爪１２により把持された位置からローダチャック中心軸Ｏに沿って押し出すプッシャプレート１３とを設置したものである。
　各チャック爪１２は、ローダチャック中心軸Ｏの外周に放射状に等間隔で配置され、それぞれが半径方向に開閉することでワークＷを把持および解放する。図６の断面図に示すように、各チャック爪１２は、ハウジング１１の正面に形成された半径方向のチャック爪案内溝１５に沿って上下方向に進退自在な爪支持部材１６と、この爪支持部材１６にボルト１７等により着脱可能に取付けられる爪本体１８とでなる。なお、図４、図５では、チャック爪１２のうち爪支持部材１６だけが図示されている。ハウジング１１の内部には、各チャック爪１２をチャック爪案内溝１５に沿って進退させるチャック開閉駆動機構２０が設けられている。
　チャック開閉駆動機構２０は、前後方向に延びるローダチャック中心軸Ｏの方向にピストン２１ａが進退するエアシリンダ等の流体圧シリンダからなる１つの開閉駆動源２１と、この開閉駆動源２１のピストンロッド２１ｂの進退動作を各爪支持部材１６の半径方向の開閉動作にそれぞれ変換するチャック爪１２と同数の動作変換リンク２２とでなる。図６の右側を前側（進行側）、左側を後側（後退側）とする。動作変換リンク２２は、側面視で、下方やや後方に開いたほぼＶ字形状であり、Ｖ字形の基部においてローダチャック中心軸Ｏおよび半径方向のいずれとも直交する支持軸２３に揺動自在に支持され、Ｖ字形の枝部が２つのアーム部２２ａ，２２ｂとされている。
　そして、この動作変換リンク２２の一方のアーム部２２ａが、前記ピストンロッド２１ｂの外周面に形成された係合凹部２４に係合し、他方のアーム部２２ｂが爪支持部材１６に形成された係合凹部２５に係合している。開閉駆動源２１のピストン２０ａを進退駆動させると、ピストンロッド２１ｂの進退動作が動作変換リンク２２を介して各爪支持部材１６に伝えられて、各チャック爪１２が開閉する。
　プッシャプレート１３は、図４のように、３つの分岐部１３ａがローダチャック中心軸Ｏの位置を中心にして３方向に放射状に延びる形状の板材であって、各分岐部１３ａは、前記各チャック爪１２に対し円周方向位置をずらして配置してある。プッシャプレート１３を上記放射状とすることで、ワークＷに押出し力を均等に与えることを可能としつつ、プッシャプレート１３を各チャック爪１２と干渉しないように配置できる。
　図６のように、プッシャプレート１３は、ピボット軸受２７により、ローダチャック中心軸Ｏを中心に任意方向の傾きが自在なように支持されている。ピボット軸受２７は、プッシャプレート１３の後側である裏面側にプッシャプレート１３と一体に設けられ球面状の凹曲面２８ａを有する球面受座２８と、この球面受座２８に対向して設けられ球面状の凸曲面２９ａを有する球面座２９とでなり、球面受座２８と球面座２９とがそれぞれの凹曲面２８ａと凸曲面２９ａとで互いに接触している。球面座２９は、ローダチャック中心軸Ｏ上に配置した球面座支持部材３０の前端である先端に設けられ、プッシャプレート１３の裏面に取付けた係合板３１が球面座２９の裏面に係合することで、球面受座２８と球面座２９とが常に接触する状態に保持されている。
　前記球面座支持部材３０は、以下のようにハウジング１１に支持されている。すなわち、ハウジング１１の円周方向複数箇所（例えば３箇所）に形成されローダチャック中心軸Ｏと平行な方向に延びる第１ガイド孔３３内にガイドピン３４が進退自在に設けられ、これら複数本のガイドピン３４の第１ガイド孔３３から突出した先端部（前端部）に共通の取付プレート３５が取付けられ、この取付プレート３５の中心部に球面座支持部材３０が取付けられている。
　各ガイドピン３４は、その後端が第１ガイド孔３３の底面３３ａに当接する位置と、ガイドピン３４の後部寄りに設けられた鍔状のフランジ部３４ａが第１ガイド孔３３の段面３３ｂに当接する位置との間のストロークＳの範囲内で進退自在であり、かつ押付けばね３６により先端側に付勢されている。よって、プッシャプレート１３も、ストロークＳの範囲内で進退自在であり、かつ背面側（図６の右側）へ突出する方向に付勢されている。
　また、ハウジング１１には、前記第１ガイド孔３３とは別に、プッシャプレート１３の分岐部１３ａの円周方向位置と同じローダチャック中心軸Ｏ回りの３箇所にローダチャック中心軸Ｏと平行な方向に延びる第２ガイド孔３８が設けられ、これら各第２ガイド孔３８にそれぞれ進退部材３９（３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒ）が進退自在に挿通されている。進退部材３９の先端部（前端部）は第２ガイド孔３８から突出し、その先端面は球面状の凸曲面３９ａとされている。コイルばね等の付勢手段４０により進退部材３９がプッシャプレート１３側（前側）へ付勢されて、前記凸曲面３９ａがプッシャプレート１３の分岐部１３ａの裏面に常時接している。図６では、３箇所の第２ガイド孔３８および進退部材３９のうち、ローダチャック中心軸Ｏの下方に位置する下側の進退部材３９Ｕだけが図示されている。
　図７および図８に示すように、上記３本の進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの後端には、センサアーム４２Ｕ，４２Ｌ，４２Ｒがそれぞれ取付けられている。下側の進退部材３９Ｕに取付けられた下側のセンサアーム４２Ｕは、左右に長い形状であり、その左右中央部で下側の進退部材３９Ｕに取り付けられ、その左右両端に左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒがそれぞれ固定状態に取付けられている。また、左側および右側の進退部材３９Ｌ，３９Ｒに取付けられた左側および右側のセンサアーム４２Ｌ，４２Ｒは、左側および右側の進退部材３９Ｌ，３９Ｒへの取付基部から下方に延びて、その下端部が前記左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出端側に前後に重なって位置している。
　これにより、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒは、下側のセンサアーム４２Ｕに対する左右のセンサアーム４２Ｌ，４２Ｒの前後方向の相対変位を検出する。左側の変位センサ４３Ｌの検出値から、下側の進退部材３９Ｕに対する左側の進退部材３９Ｌの軸方向の相対位置が分かる。右側の変位センサ４３Ｒの検出値から、下側の進退部材３９Ｕに対する右側の進退部材３９Ｒの軸方向の相対位置が分かる。また、左側および右側の変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値を比較することで、左側の進退部材３９Ｌに対する右側の進退部材３９Ｒの軸方向の相対位置が分かる。この実施形態のように、２つの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒを１つの下側の進退部材３９Ｕに固定された下側のセンサアーム４２Ｕに取付けることで、各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの相互の相対位置を簡単に検出できる。
　上記左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出信号は、検出値比較手段４４へ送信される。検出値比較手段４４は、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値を予め定められた基準値とそれぞれ比較すると共に、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値を相互に比較することで、プッシャプレート１３の傾き、すなわちローダチャック１０に対面する位置にあるワークＷの端面の傾きを検出する。前記基準値は、例えばワークＷの端面の傾きが零であるときの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値とする。この検出値比較手段４４は、電子回路またはコンピュータ等からなり、例えばワーク傾き検出機能付きローダ１の制御を行うコンピュータ式のローダ制御装置（図示せず）等に設けられる。
　単に２つの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値を比較するだけでは、これら２つの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの並び方向である左右方向を基準にした傾きは検出できても、前記並び方向と交差する上下方向を基準にした傾きは検出できない。２つの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値を互いに比較するに加えて、２つの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの検出値を予め定められた基準値とそれぞれ比較することで、どちらの傾きも検出することが可能となり、ワークの端面Ｗの全方向への傾きを検出できる。
　上記３つの進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒと、左右２つの左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒと、検出値比較手段４４とで、ワークＷの端面の傾きを検出する検出器４５が構成される。この実施形態の検出器４５の場合、プッシャプレート１３の傾きを検出することで、プッシャプレート１３と接するワークＷの端面の傾きを検出する。
　この検出器４５は、各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの相対位置を測定することでワークＷの端面の傾きを検出する構成であるため、ワークＷの端面にプッシャプレート１３を接触させるだけで、各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの相対位置が測定されて、瞬時にワークＷの端面の傾きを検出することができる。ワークＷを１回転させながらワークＷの端面の傾きを測定する従来の傾き測定器や傾き測定機構に比べ、格段に測定時間が短い。また、ローダヘッド６にワークＷを回転させる機構を搭載しなくてよいので、ローダヘッド６を軽量・コンパクトにできる。
　また、各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの相対位置を測定する手法であると、３つの進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの進退位置をそれぞれ個別に測定する手法に比べて、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの必要検出範囲が狭くてもよい。なぜなら、ワークＷの受渡し時に、ワークＷの端面に押されて３つの進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒが共に移動するが、これら３つの進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒが同じ距離だけ移動した移動量はワークＷの端面の傾きに影響せず、傾きに影響する移動量の差のみを検出するため、変位センサの必要検出範囲が狭くてもよいのである。そのため、比較的低価格でありながら検出精度の高い左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒを用いることができ、高精度の傾き検出が可能になる。
　ワークＷの寸法や形状が異なる場合でも、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒの必要検出範囲はあまり変わらないため、多様なワークＷにも対応できる。さらに、相対位置を測定する手法であると、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒが２つで済み、低コスト化を図ることができる。
　また、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒは、下側の進退部材３９Ｕの後端に固定の下側のセンサアーム４２Ｕに取付けられて、ローダチャック６のワークＷを把持する側の面である背面から離れているため、左側および右側変位センサ４３Ｌ，４３Ｒ等の電子部品がクーラント等の影響を受け難く、故障が少ない。
　次に、このワーク傾き検出機能付きローダ１の動作を説明する。
　ワーク傾き検出機能付きローダ１は、未加工のワークＷの待機位置（図示せず）で下向き姿勢のローダチャック１０によりワークＷを把持する。このとき、ローダチャック１０のプッシャプレート１３は、図９のように、押付けばね３６（図６）および付勢手段４０（図６）の付勢力に抗して、ストロークＳの後端（図９では左端）付近までワークＷで押し戻された状態となる。その後、図１の架設レール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、昇降アーム５の昇降（Ｙ軸方向）とにより、ローダヘッド６が主軸５１のチャック５３の前面まで移動する。ワークＷを把持したローダチャック１０は、図２に示す回転台９の回転により、下向き姿勢から主軸５１のチャック５３に対面する横向き姿勢に入れ替えられる。
　次いで、ローダヘッド６が主軸５１のチャック５３に対して所定の軸方向位置までＺ軸方向に進出してから、ローダチャック１０のチャック爪１２が開いてワークＷの把持を解放する。上記所定の軸方向位置は、図１０のように、ワークＷの先端が主軸５１の着座面５３ｂに接する直前の位置であって、ワークＷごとに予め定められている。チャック爪１２によるワークＷの把持が解放されると、押付けばね３６（図６）および付勢手段４０（図６）の付勢力を受けているプッシャプレート１３に押されて、ワークＷが主軸５１の着座面５３ｂに着座する。プッシャプレート１３は、ストロークＳの中間部まで進出する。
　プッシャプレート１３は、ピボット軸受２７に支持されてローダチャック中心軸Ｏに垂直な面に対して任意方向に傾き自在であるため、ワークＷの着座時、ワークＷの端面にその傾きが倣う。通常、ワークＷの端面はワークＷの中心線に対し垂直であるため、ワークＷが正しく着座した場合は、図１０のように、プッシャプレート１３に傾きが生じない。しかし、何らかの事情でワークＷが傾いた姿勢で着座した場合、図１１のように、ワークＷの端面の傾きに倣ってプッシャプレート１３も傾く。このプッシャプレート１３の傾きは、検出器４５（図７）に検出される。
　進退部材３９の先端面を球面状の凸曲面３９ａとし、各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒをプッシャプレート１３側へ付勢する付勢手段４０（図６）を設けたことにより、常に各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの先端がプッシャプレート１３に接する状態に保たれる。このため、ワークＷの端面の傾きの変化に対する進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの応答性が良く、検出器４５（図７）によりプッシャプレート１３の傾きが精度良く検出される。
　検出器４５によりプッシャプレート１３の傾きが検出されなかった場合、主軸５１のチャック５３へのワークＷの着座が正常に行われたと判断し、工作機械５０によりワークＷの加工が行われる。プッシャプレート１３の傾きが検出された場合は、主軸５１のチャック５３のチャッキングミスであると判断し、ローダチャック１０から主軸５１のチャック５３へのワークＷの受渡しを再トライする。定められた回数だけトライしてもプッシャプレート１３の傾きが検出され続ける場合、ワークＷが不良であるとして、ワーク傾き検出機能付きローダ１によりワークＷをワーク廃棄位置（図示せず）まで搬送して廃棄処分する。
　工作機械５０による加工が終了すると、ローダヘッド６が工作機械５０の近傍まで移動して、ワークＷを把持していない横向き姿勢のローダチャック１０を主軸５１のチャック５３と対面させる。その空のローダチャック１０をチャック爪１２が開いた状態にして、ローダヘッド６をＺ軸方向に進出させて、プッシャプレート１３を主軸５１のチャック５３に把持されている加工済みワークＷの端面に接触させる。プッシャプレート１３は、ピボット軸受２７に支持されてローダチャック中心軸Ｏに垂直な面に対して任意方向に傾き自在であるため、加工済みワークＷの端面に接触させたとき、ワークＷの端面にその傾きが倣う。
　工作機械５０による加工が正常に行われた場合、加工済みワークＷの端面はローダチャック中心軸Ｏに対し垂直であるため、プッシャプレート１３に傾きが生じない。しかし、加工が正常に行われなかった場合、ワークＷの端面の傾きに倣ってプッシャプレート１３も傾く。このプッシャプレート１３の傾きは、検出器４５に検出される。
　検出器４５によりプッシャプレート１３の傾きが検出されなかった場合は、加工済みワークＷが良品であると判定される。傾きが検出された場合は、加工済みワークＷが不良品であると判定される。その後、主軸５１のチャック５３が加工済みワークＷを解放し、ローダチャック１０のチャック爪１２が閉じて、ローダチャック１０が加工済みワークＷを把持する。そして、ワーク傾き検出機能付きローダ１は、良品である加工済みワークＷについては加工済みワーク置き場（図示せず）まで搬送し、不良品である加工済みワークＷについてはワーク廃棄位置（図示せず）まで搬送する。
　このように、このワーク傾き検出機能付きローダ１は、工作機械５０へのワーク受渡し時にプッシャプレート１３の傾きを検出することでワークＷの着座確認を行うことができ、かつ工作機械５０からのワーク受取り時にプッシャプレート１３の傾きを検出することで加工済みワークＷの検品を行うことができる。いずれの場合も、瞬時にワークＷの端面の傾きを検出することができるため、加工効率を低下させることなく、工作機械５０に対するワークＷの供給および排出を行える。
　この実施形態のワーク傾き検出機能付きローダ１は、プッシャプレート１３を有し、３本の進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの先端がプッシャプレート１３を介して間接的にワークＷの端面に接している。そのため、各進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒを個別にワークＷの端面に押し当てる場合と異なり、プッシャプレート１３がワークＷの端面の広範囲に接して、ワークＷの端面に凹部等があっても傾きの検出を行える。また、ワーク押付け用のプッシャプレート１３を傾き検出に兼用するため、構成が簡易化される。場合によっては、プッシャプレート１３を設けずに、３本の進退部材３９Ｕ，３９Ｌ，３９Ｒの先端が直接にワークＷの端面に接するようにしてもよい。
　以上のとおり、図面を参照しながらこの発明の好適な実施形態を説明したが、この発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態のワーク傾き検出機能付きローダ１はガントリ式のものである場合について説明したが、この発明のワーク検出機能付きローダ１は多関節式等のものや、その他の種々の形式のものである場合にも適用できる。また、工作機械５０は、図例のような主軸５１の回転を停止させてチャック５３の開閉を行う一般的な旋盤に限らず、例えば主軸を回転させたままチャックの開閉を行う単能盤（単能力旋盤）や、その他の工作機械であってもよい。したがって、そのようなものもこの発明の範囲内に含まれる。
１　ワーク傾き検出機能付きローダ
１０　ローダチャック
１３　プッシャプレート
２７　ピボット軸受
２９　球面座
３９　進退部材
３９ａ…凸曲面
３９Ｌ　左側の進退部材
３９Ｒ　右側の進退部材
３９Ｕ　下側の進退部材
４０　付勢手段
４３Ｌ　左側変位センサ
４３Ｒ　右側変位センサ
４４　検出値比較手段
４５　検出器
Ｏ　ローダチャック中心軸
Ｗ　ワーク

Claims (5)

  1. 　ローダチャックに、このローダチャックに対面する位置にあるワークの端面の傾きを検出する検出器を設け、
    　この検出器は、
    　ローダチャック中心軸回りの３箇所にローダチャック中心軸と平行な方向に進退自在に設けられて、それぞれ先端が前記ワークの端面に間接的または直接に接する進退部材と、
    　これら進退部材のうちの１つの進退部材に対する他の進退部材の相対位置を検出する２つの変位センサと、
    　これら変位センサの検出値を比較してワークの端面の傾きを検出する検出値比較手段と、
    　を有する、ワーク傾き検出機能付きローダ。
  2. 　前記２つの変位センサは、前記３つの進退部材のうちの１つの進退部材に取付けられ、この１つの進退部材に対する他の２つの前記進退部材の相対位置をそれぞれ検出する請求項１記載のワーク傾き検出機能付きローダ。
  3. 　前記検出値比較手段は、前記２つの変位センサの検出値を比較すると共に、前記２つの変位センサの検出値を予め定められた基準値とそれぞれ比較して、ワークの端面の傾きを検出する請求項１または２記載のワーク傾き検出機能付きローダ。
  4. 　前記ローダチャックに、前記ローダチャック中心軸に垂直な面に対して任意方向に傾き自在に設置されて前記ワークの端面に接することにより、ワークの端面にその傾きが倣うプッシャプレートを設け、前記各進退部材は、先端が前記プッシャプレートを介して前記ワークの端面に接する請求項１，２または３記載のワーク傾き検出機能付きローダ。
  5. 　前記プッシャプレートは、その中心部で、球面座を持つピボット軸受により前記任意方向の傾きが自在なように前記ローダチャックに支持され、かつ前記進退部材の先端面は球面状の凸曲面であり、前記進退部材を前記プッシャプレート側へ付勢する付勢手段を設けた請求項４記載のワーク傾き検出機能付きローダ。
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