(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ワーク保持手段が、前記調節手段と一体的に、前記工作機械に対して位置決め可能な状態で着脱自在に設けられることを特徴とする請求項1に記載のワーク供給装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1のようなワーク供給装置(オートローダー装置)では、ワークを保持したローダーチャックをワークの供給姿勢として、ワークを工作機械の主軸に供給する。この際、前記主軸にワークを供給することが可能となるように、前記ローダーチャックをワーク供給姿勢とした際のワークの位置を、主軸チャックの軸線とワークの軸線とが一致するように調節する必要がある。
【0006】
しかしながら、ワーク供給装置が工作機械の加工室付近に設置されている場合等では、ワークの位置調節作業のための作業空間を十分に確保することができず、主軸を用いてワークの位置調節作業を行うことが容易ではないことがあった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の請求項1に係るワーク供給装置は、工作機械の主軸に供給されるワークを保持するワーク保持手段と、前記ワーク保持手段のワーク供給姿勢を調節する調節手段とを備え、前記ワークを保持した前記ワーク保持手段を、前記ワーク供給姿勢として前記主軸に前記ワークを供給するワーク供給装置において、前記ワーク供給姿勢時の前記ワーク保持手段に保持された前記ワークを位置決めするワーク位置決め手段を、前記ワーク保持手段と一体的に設け、該ワーク位置決め手段が、前記ワークを前記主軸に供給可能な位置で支持するように、前記主軸に対して位置決めされ、前記ワーク保持手段に保持された前記ワークが、前記ワーク位置決め手段によって前記ワーク供給姿勢で支持されるように、前記ワーク供給姿勢が前記調節手段によって調節されることを特徴としている。
【0008】
本発明の請求項2に係るワーク供給装置は、前記ワーク保持手段が、前記調節手段と一体的に、前記工作機械に対して位置決め可能な状態で着脱自在に設けられることを特徴としている。
【0009】
本発明の請求項3に係るワーク供給装置は、前記ワーク位置決め手段が、前記ワーク保持手段に対して位置決め可能な状態で着脱自在に設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ワークがワーク位置決め手段によって支持されて位置決めされるように、調節手段によりワーク供給姿勢の調節を行うことで、ワークの位置調節作業のための作業空間が比較的狭い場合であっても、ワーク保持手段をワーク供給姿勢とした際のワークの位置を、主軸に供給可能な位置に、主軸を用いることなく、容易に調節することができる。
【0011】
特に、ワーク保持手段を、調節手段と一体的に、工作機械に対して位置決め可能な状態で着脱自在に設けることによって、ワーク保持手段が工作機械側に装着された状態ではワークの位置決め作業のための作業空間を十分に確保することができない場合であっても、ワーク保持手段と調節手段とワーク位置決め手段とを一体的に工作機械から取り出し、工作機械の機外でワークの位置調節を容易に行うことができる。
【0012】
また、ワーク位置決め手段を、ワーク保持手段に対して位置決め可能な状態で着脱自在に設けることによって、ワーク保持手段の工作機械側への装着状態で、ワーク位置決め手段を主軸を基準として調節した後、ワーク位置決め手段をワーク保持手段から取り外し、工作機械から取り外されたワーク保持手段に、調節状態を再現して取り付けることができる。
【0013】
これにより、ワーク保持手段とワーク位置決め手段とを一体で工作機械から取り外すことが容易ではない場合であっても、ワーク保持手段とワーク位置決め手段とを別々に工作機械から取り外し、工作機械の機外でワークの位置調節を容易に行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るワーク供給装置が設置されている工作機械の一例である自動旋盤の主軸付近を示す概略平面図、
図2は、本発明に係るワーク供給装置の外観を示す概略斜視図である。
【0016】
自動旋盤1の主軸2は、従来同様にワークWを着脱自在に把持する主軸チャック(図示しない)を先端部に備え、主軸台3に回転駆動自在に支持されている。主軸台3は、従来同様、図示しない送り機構によって主軸軸線Cに沿ったZ軸方向に進退可能に設けられている。なお、本実施形態では、前記Z軸方向に直交する水平方向をX軸方向(
図1の前後方向)、前記Z軸方向及びX軸方向に直交する上下方向をY軸方向とする。
【0017】
ワーク供給装置10は主軸2の先端位置に近接して設置されている。ワークWは、直進フィーダ14によってワーク供給装置10に対してX軸方向に沿って順次搬送される。ワーク供給装置10は、ワークWをハンド30によって直進フィーダ14から取り出し、主軸2に対向するように主軸2の前方側に供給する。
【0018】
自動旋盤1は、開状態の主軸チャックにワークWが挿入されるように、Z軸方向に沿って主軸2をワークW側に移動させ、主軸チャックを閉じることによって、主軸2にワークWを装着し、主軸2の回転駆動や、主軸台4のZ軸方向への移動、加工用の工具を保持した刃物台(ともに図示しない)の移動等により、ワークWの切削加工等を行う。
【0019】
ワーク供給装置10は、
図2〜
図4に示すように、自動旋盤1のベッド側に固定されたワーク供給装置ベース台15に着脱自在に固定されたベース板16と、ベース板16上に設置された駆動ユニット11と、駆動ユニット11に設置されたアーム部12とを備えている。アーム部12の先端側にハンド30が設けられている。ハンド30は、開閉自在に駆動される一対の把持爪13を備え、開状態の両把持爪13の間にワークWを挿入し、把持爪13を閉駆動することによって、ワークWを把持爪13で挟持して把持することができる。
【0020】
アーム部12、把持爪13を備えたハンド30によって、ワークWを把持して保持するワーク保持手段が構成されている。
【0021】
駆動ユニット11は、略L字状断面のブラケット31とブロック32を介して、ベース板16側に設けられた第1ロータリアクチュエータ33によって旋回駆動される旋回軸17に支持されている。ブラケット31は、水平方向に形成された長孔を介して第1ボルト26によってブロック32に水平方向に位置調節自在に固定されている。ブロック32は、旋回軸17を挟み込むようにして第2ボルト27(
図9参照)によって旋回軸17に上下方向に位置調節自在に固定されている。
【0022】
駆動ユニット11は、アーム部12及びハンド30と一体に第1ロータリアクチュエータ33の駆動によって、旋回軸17を旋回中心にしてX−Z平面上で旋回駆動される。第1ロータリアクチュエータ33側には、ブロック32と一体的に旋回する突出部34が設けられている。突出部34が、ベース板16側に位置調節自在に螺合固定されたストッパ28(
図9等参照)に当接することによって、駆動ユニット11の水平旋回の位置が調節されて定められる。
【0023】
駆動ユニット11には、第2ロータリアクチュエータ36を介してリニアスライドシリンダ35(
図4参照)が取り付けられている。アーム部12は、リニアスライドシリンダ35に搭載されている。ハンド30は、アーム部12と一体に駆動ユニット11に対して、第2ロータリアクチュエータ36により水平方向の軸線を中心として垂直旋回駆動され、リニアスライドシリンダ35によって直線状に移動駆動される。
【0024】
ハンド30は、第2ロータリアクチュエアータ36によるアーム部12の垂直旋回によって、把持爪13がワークWを縦向きの上下方向で挟持する縦保持姿勢A1(
図2,
図3参照)と、把持爪13がワークWを横向きの水平方向で挟持する横保持姿勢A2(
図4参照)とに姿勢が切り換えられる。ハンド30は、リニアスライドシリンダ35によって、縦保持姿勢A1で上下方向に、横保持姿勢A2で水平方向に各々移動することができる。なお、第2ロータリアクチュエータ36の旋回位置は、第2ロータリアクチュエータ36自体に備えられる調節ネジ29によって調節されて定められる。
【0025】
次に、ワーク供給装置10によるワーク供給動作について説明する。
【0026】
ワーク供給装置10は、
図2に示すように、第2ロータリアクチュエータ36によりハンド30を縦保持姿勢A1に切り換え、第1ロータリアクチュエータ33によりハンド30を、直進フィーダ14によって搬送された最先端側のワークWの上方に配置し、リニアスライドシリンダ35によってワークWに対して上方から下降させて把持爪13で縦向きのワークWを挟持する。
【0027】
そして、
図3に示すように、把持爪13でワークWを縦向きで挟持した状態で、リニアスライドシリンダ35によってハンド30を上昇させて、ワークWを直進フィーダ14から上方側に取り出し、
図4に示すように、第2ロータリアクチュエータ36によりハンド30を90度旋回させて横保持姿勢A2に切り換える。この際、主軸2を
図4のZ軸方向右側に後退させておくことが望ましい。
【0028】
そして、ハンド30で横向きに把持されたワークWの軸線が主軸軸線C(
図1参照)に合致するように、第1ロータリアクチュエータ33により、駆動ユニット11をハンド30が直進フィーダ14からワークWを把持した初期位置より所定角度旋回させる。本実施形態においては80度旋回させることによって、ハンド30で把持されたワークWの軸線が主軸軸線C(
図1参照)に合致するように設定されている。ハンド30が所定角度(80度)旋回すると、この状態でリニアスライドシリンダ35によりハンド30を水平方向に移動させることによって、ハンド30はZ軸方向に移動する。
【0029】
本実施形態においては、ハンド30をZ軸方向に所定距離(例えば、30mm程度)だけ主軸2側に前進させて位置決めすることによって、ハンド30がワーク供給姿勢に切り換えられる。この際、ハンド30は、リニアスライドシリンダ35を駆動するエア等の流動体によって、Z軸方向に弾力的に保持されて、位置決めされる。
【0030】
ハンド30をワーク供給姿勢に切り換えることにより、上記のようにワーク供給装置10から自動旋盤1へのワークWの供給が可能となる。ワークWを主軸2に受け渡した後、ハンド30は上記のワーク供給動作時と逆の動作で、把持爪13によって直進フィーダ14からワークWを挟持することができる位置に戻り、次のワーク供給動作に備える。
【0031】
図4に示したワーク供給動作時において、ハンド30のワーク供給姿勢時に、主軸2のZ軸方向への移動によって、主軸チャック内にワークWが挿入される程度に、把持爪13で挟持されたワークWの軸芯と、主軸2の主軸軸線CとがZ軸方向で一致する必要がある。
【0032】
以下、ハンド30のワーク供給姿勢時に、把持爪13で挟持されたワークWの軸芯と、主軸2の主軸軸線Cとを一致させる調節動作について説明する。
【0033】
図5に示すように、ハンド30を横保持姿勢A2とし、芯出し冶具ブラケット18を固定した芯出し冶具ベース19をベース板16に着脱自在に固定する。
【0034】
この際、ワークWに代えて、ワークWの主軸2に挿入される先端側と同径の棒状のワーク位置決めピン20を、両把持爪13の略中間に位置するようにしてアーム部12に固定して取り付ける。
【0035】
そして、
図6(a),(b)に示すように、芯出し冶具ブラケット18の上面に、スイベルスクリュー22によって芯出し冶具23が保持される筒状の保持部材21を固定する。スイベルスクリュー22は、複数(本実施形態においては6つ)設けられている。スイベルスクリュー22によって、保持部材21に対する芯出し治具23の位置と姿勢を調節することができる。
【0036】
なお、芯出し冶具ブラケット18は、芯出し冶具ベース19に上下方向の長孔18aを介してボルト50によって固定されている。このため、芯出し冶具ブラケット18の芯出し冶具ベース19に対する上下方向の固定位置や、芯出し治具23の上下方向の位置を調節することができる。
【0037】
ワーク位置決め手段としての芯出し冶具23は、一端側(
図6(b)の左側)に、ワーク位置決めピン20が所定の嵌合誤差で、略隙間なく挿入される挿入部23aが形成され、他端側(
図6(b)の右側)には、主軸チャックに把持される棒状部23bが同軸で形成されている。棒状部23bの径は、ワーク位置決めピン20の径と同一に設定されている。
【0038】
そして、
図6(b)に示すように、主軸2を芯出し冶具23側に前進させて、主軸チャックに棒状部23bを把持させて、各スイベルスクリュー22を締め、芯出し冶具23(棒状部23b)の軸線が主軸2の主軸軸線Cと一致した姿勢を保持して、芯出し治具23を保持部材21に固定する。そして、主軸チャックを開き、主軸2を後退させる。
【0039】
芯出し冶具23は、芯出し治具23の軸線が主軸2の主軸軸線Cと一致した姿勢で保持部材21に保持されるので、主軸2に代えて、芯出し冶具23を用いてハンド30の姿勢を調節することが可能となる。
【0040】
芯出し治具23の姿勢を調節した後、ベース板16をワーク供給装置ベース台15から一旦取り外すことによって、ワーク供給装置10全体を、ワークWを主軸2に供給するように配置された位置から自動旋盤1の外部に取り出すことができる。ワーク供給装置ベース台15から取り外されたワーク供給装置10は、例えば、
図7に示す自動旋盤1の背面側外部に設けた調整台24上にボルト等によって固定することができる。この調整台24は、
図1に示すように、直進フィーダ14付近に位置している。
【0041】
ワーク供給装置10全体を取り外す際に、直進フィーダ14を先に取り外す必要がある場合は、直進フィーダ14は予め取り外される。ワーク供給装置10を取り出す際に、芯出し冶具ベース19が周囲に干渉するようなときは、芯出し冶具23が位置決め固定された芯出し冶具ブラケット18が取り付けられた状態で、芯出し冶具ベース19をベース板16上から一旦取り外し、ワーク供給装置10全体を取り外した後、芯出し冶具ベース19を再度固定してもよい。
【0042】
なお、芯出し冶具ベース19をベース板16上から一旦取り外す必要がある場合は、ベース板16と芯出し冶具ベース19との間に、位置決めピン等の周知の位置決め機構を構成する必要がある。位置決め機構によってベース板16に対して位置決めされた芯出し冶具ベース19を、ボルト等を介して固定することで、ベース板16に対して芯出し冶具ベース19を固定する際の位置決めの再現性は高精度に維持され、芯出し冶具23の位置や姿勢は高精度に再現性を有する。
【0043】
そして、
図8に示すように、ワーク供給装置10が調整台(不図示)上にボルト固定された状態で、ワーク位置決めピン20に対し、両把持爪13が片当たりすることなくワーク位置決めピン20を挟持するように、ハンド爪固定ボルト25によって把持爪13の位置を調節する。
【0044】
把持爪13の位置調節後、
図9に示すように、必要に応じてワーク位置決めピン20を取り外し、把持爪13でワークWを挟持させる。
【0045】
そして、
図10に示すように、リニアスライドシリンダ35をガイドにしてハンド30を直線状に移動させる。これによりハンド30は、芯出し冶具23側に移動するため、ワークWが挿入部23aに挿入されて支持されるように、ハンド30の姿勢を調節することができる。挿入部23aの軸線と、主軸軸線Cとが一致しているため、ハンド30の姿勢調節により、ワーク供給姿勢時のハンド30の把持爪13に挟持されたワークWの軸線を主軸軸線Cに一致させることができる。
【0046】
ハンド30の姿勢は、
図9において、第1ボルト26を緩め、ブラケット31を水平方向に移動させることで水平方向の位置を調節することができ、第2ボルト27を緩め、ブロック32を上下方向に移動させることで上下方向の調節を行うことができる。ストッパ28の位置調節によって第1ロータリアクチュエータ33の旋回によるハンド30の旋回姿勢のヨーイング調整(水平面方向調節)を行うことができ、調節ネジ29の調節によって、第2ロータリアクチュエータ36の旋回によるハンド30の旋回姿勢をピッチング調整(垂直面方向調節)することができる。
【0047】
なお、本実施形態においてストッパ28は、ショックアブソーバから構成され、ベース板16側に位置調節自在にネジ固定されている。ストッパ28と突出部34とが弾力的に当接して、駆動ユニット11の水平旋回の位置が定められる。また、第1ロータリアクチュエータ33が備える旋回位置調節用の調節ネジ42によって、駆動ユニット11の水平旋回の位置を調節するように構成してもよい。
【0048】
第1ボルト26、第2ボルト27、ストッパ28、調節ネジ29によって、ハンド30の姿勢を調節する調節手段が構成され、この調節手段によって、ワーク供給姿勢時のハンド30の姿勢を調節することができる。
【0049】
ワーク供給姿勢時のハンド30の把持爪13に挟持されたワークWの軸線が挿入部23aの軸線(主軸軸線)と一致するようにハンド30の姿勢を調節し、第1、第2ボルト26,27やストッパ28、調節ネジ29を締め付けたり固定したりすることによって、ハンド30(把持爪13)の姿勢(ワーク供給姿勢)が調節された状態に保持される。
【0050】
ハンド30のワーク供給姿勢の調節後、芯出し冶具ベース19を取り外し、
図11に示すように、ベース板16上に旋回角度調整用冶具40を固定し、駆動ユニット11を前記初期位置の方向に旋回させ、ハンド30を縦保持姿勢A1に切り換えて、旋回角度調整用冶具40の側面40aに、駆動ユニット11側に設けられ、リニアスライドシリンダ35を固定しているベース41が、旋回角度基準部材として当接するように、ストッパ28を調節することで、駆動ユニット11の前記初期位置を調整することができる。
【0051】
そして、上記したようにハンド30の姿勢や駆動ユニット11の初期位置の調節を終えると、旋回角度調整用冶具40を取り外し、ワーク供給装置10を自動旋盤1の主軸2(主軸チャック)近傍の所定位置に再度戻し、ベース板16をワーク供給装置ベース台15に固定する。その後、取り外していた直進フィーダ14を最初の位置に取り付けることで、一連の作業を終える。
【0052】
なお、ベース板16とワーク供給装置ベース台15との間には、位置決めピン等の周知の位置決め機構が構成されている。位置決め機構によってワーク供給装置ベース台15に対して位置決めされたベース板16を、ボルト等を介して固定することによって、ワーク供給装置ベース台15に対してベース板16を固定する際の位置決めの再現性は高精度に維持される。
【0053】
位置決め機構を介してベース板16をワーク供給装置ベース台15に固定することにより、ハンド30の姿勢や駆動ユニット11の初期位置が調節されたワーク供給装置10を、高精度で自動旋盤1に取り付けることができ、駆動ユニット11の初期位置で確実に把持爪13によってワークWを挟持して直進フィーダ14から取り出すことができ、ハンド30のワーク供給姿勢時に、把持爪13で挟持されたワークWの軸芯と主軸2の主軸軸線Cとを一致させることができる。
【0054】
このように、ワーク供給装置10を自動旋盤1の主軸2近傍の設置箇所から外部に取り出して、主軸2を用いることなく芯出し冶具23を用いて、ハンド30のワーク供給姿勢でワークWの軸線と主軸2の主軸軸線CとがZ軸方向で一致するための調節を作業性よく容易に行うことができる。
【0055】
特に前記調節作業は、比較的スペースが小さく作業性が低い主軸2近傍で行う必要がなく、自動旋盤1の機外で容易に行うことができる。