【実施例1】
【0021】
図1ないし
図10は本発明の実施例1に係る工作機械を説明するための図である。
【0022】
図において、1は本実施例1に係る工作機械である。この工作機械1は、ワークWに機械加工を施す機械本体2と、該機械本体2に未加工ワークW1を搬入すると共に、該機械本体2から加工済ワークW2を搬出するワーク搬出入装置3とを備えている。
【0023】
前記機械本体2は、ベッド2aにX軸(左右)方向及びZ軸(前後)方向に移動可能に支持された主軸4と、ワークWが位置決め固定されるワークテーブル5と、該ワークテーブル5を、Y軸(上下)方向に移動可能とすると共に、該Y軸と平行なB軸回りに回転可能とし、さらにX軸と平行なA軸回りに回転可能とするテーブル駆動機構6とを備えている。この機械本体2の左,右側面,背面及び上面は機体カバー2bで囲まれている。
【0024】
前記テーブル駆動機構6は、テーブル支持部6aを、支持ベース部6bにより前記A軸回りに回転可能に支持すると共に、A軸回り駆動部6cによりA軸回りに回転駆動するように構成されている。
【0025】
前記ワークテーブル5は、テーブル基板6i上に固定され、該テーブル基板6iは前記テーブ支持部6aに設けられたB軸回り駆動部6d上に搭載されている。
【0026】
また、前記ワークテーブル5には、複数の位置決めピン5aが植設されており、前記ワークWの下面には、前記位置決めピン5aが係合する位置決め孔5bが形成されている。この位置決めピン(凸部)5aと位置決め孔(凹部)5bとはワークの位置決め及びワークの横方向移動阻止を十分に実現可能の所定の係合長さLだけ係合可能となるようにその寸法が設定されている。なお、
図7に示すように、前記ワークWは前記ワークテーブル5に形成された受け座5c上に搭載され、図示しないクランプ機構により前記ワークテーブル5上に位置決め固定される。
【0027】
また、前記支持ベース部6bは、ガイドレール6hを介して前記ベッド2aによりY軸方向に移動可能に支持され、Y軸移動機構(上下軸移動機構)6eによりY軸方向に昇降駆動される。このY軸移動機構6eは、ボールねじ6fを前記支持ベース部6bに設けられたナット部材に螺挿し、該ボールねじ6fをモータ6gにより回転駆動することにより前記支持ベース部6bひいては前記ワークテーブル5をY軸方向に移動させるようになっている。
【0028】
さらにまた前記Y軸移動機構6eは、前記ワークWが受け渡し待機位置D′に位置するように前記ワークテーブル5を移動可能に構成されている。ここで、前記受け渡し待機位置D′は、後述する搬送ライン7と同じ高さに設定された受け渡し位置Dより少し低い位置に、具体的には前記位置決めピン5aと位置決め孔5bとの係合長さLより所定の隙間αだけ低い位置に設定されている。
【0029】
そして前記ワーク搬出入装置3は、前記受け渡し位置Dに位置している後述する受け渡しレール8a上の加工済みワークW2を機外に搬出すると共に、該受け渡しレール8a上に未加工ワークW1を搬入するための搬送ライン7と、ワークを前記受け渡し待機位置D′に位置しているワークテーブル5と受け渡し位置Dとの間で昇降させるワーク昇降機構8とを有する。
【0030】
前記搬送ライン7は、前記機体カバー2bの外側に配置固定された搬入側固定レール7a及び搬出側固定レール7bと、前記機体カバー2bの開口2c付近に配置された搬入側可動レール7c及び搬出側可動レール7dとを有する。この搬入側,搬出側可動レール7c,7dは、前記搬入側,搬出側固定レール7a,7bと、前記ワーク昇降機構8の後述する受け渡しレール8aとの間に、直線状の使用状態と折り畳まれた待機状態とに変化可能に配設されている。
【0031】
前記ワーク昇降機構8は、前記受け渡しレール8a上のワークの位置決め孔5bと前記ワークテーブル5の位置決めピン5aとを、その所定の係合長さLの内の一部L′だけ係合させ、又は該係合を解除させる第1昇降機構9と、前記係合長さLの内の残り(L−L′)だけ係合させ、又は該係合を解除させる第2昇降機構10とを有する。
【0032】
前記第1昇降機構9は、前記搬入側可動レール7c及び搬出側可動レール7dを使用状態、つまり直線状態に変化させることにより、該両可動レール7c,7dが、前記受け渡しレール8aを前記受け渡し位置Dと同じ高さとなるように上昇させ、一方、前記両可動レール7c,7dを待機状態、つまり折り畳んだ状態に変化させることにより、該可動レール7c,7dが、前記受け渡しレール8aを前記受け渡し位置Dより(L′+α)だけ低い一部係合位置D′′に下降させるように構成されている。
【0033】
具体的には、
図10に示すように、前記両可動レール7c,7dの前記受け渡しレール8a側の端部に、先端側ほど低くなる可動レール側楔面aを形成すると共に、受け渡しレール8aの後端部及び前端部に、前記可動レール側楔面aに摺接可能の受け渡し側楔面bを形成した構造となっている。可動レール側楔面aを受け渡し側楔面bの下側に押し込むことで、受け渡しレール8aが上昇する。なお、受け渡しレール8aは、後述するシリンダ機構8bの支持プレート8cに植設されたガイドロッド8dにガイドされつつ上昇する。この上昇時には、受け渡しレール8aと前記支持プレート8cとの間には隙間cが生じる。
【0034】
前記第2昇降機構10は、前記受け渡しレール8aを、前記ワークが受け渡し待機位置D′に位置するように下降させたとき、前記位置決め孔5bと位置決めピン5aとの係合長さがLとなるように構成されている。具体的には、前記受け渡しレール8aと前記テーブル支持部6aとの間に、前記受け渡しレール8aを前記一部係合位置D′′と受け渡し待機位置D′との間で昇降させるシリンダ機構8bを有する。なお、このシリンダ機構8bはピストンロッドの先端に固定された前記支持プレート8cを介して前記受け渡しレール8aを昇降させる。
【0035】
次に、本実施例装置における加工済ワークW2の機外への搬出工程及び加工済ワークW1の機内への搬入工程を説明する。
【0036】
機械加工終了時には、
図2,
図7に示すように、加工済ワークW2は、ワークテーブル5の受け座5c上にクランプされており、位置決めピン5aと位置決め孔5bは長さLだけ係合している。
【0037】
前記ワークテーブル5は、
図3,
図7に示すように、その受け座5cひいては加工済ワークW2が受け渡し待機位置D′に位置するように前記Y軸移動機構6eにより上昇駆動され、この後加工済ワークW2のクランプが解除される。
【0038】
続いて
図4,
図8に示すように、前記第2昇降機構10のシリンダ機構8bが伸長して受け渡しレール8aひいてはワークW2を一部係合位置D′′に上昇させ、これにより前記位置決めピン5aと位置決め孔5bとの係合の大部分が解除され、係合長さはL′となる。
【0039】
さらに
図5,
図6及び
図9に示すように、搬入側,搬出側可動レール7c,7dが直線状の使用状態に変化され、これにより該両可動レール7c,7dの楔面aが受け渡しレール8aの楔面bに当接し、該受け渡しレール8aを前記係合長さ(L′+α)だけ、具体的には数mm程度押し上げる。その結果、受け渡しレール8aは、前記両可動レール7c,7d及び両固定レール7a,7bと同じ高さの受け渡し位置Dに上昇し、前記位置決めピン5aと位置決め孔5bとの係合は解除され、さらに位置決めピン5aとワーク下面との間に隙間αが形成される。これにより加工済ワークW2の搬出側固定レール7b上への搬出が可能となる。
前記加工済ワークW2の搬出工程に続く未加工ワークW1の加工位置への搬入工程は以下の通りとなる。
【0040】
前記受け渡しレール8aは、前記両可動レール7c,7d及び両固定レール7a,7bと同じ高さの受け渡し位置Dに位置しており、この受け渡しレール8a上に未加工ワークW1が搬入される(
図6,
図9参照)。
【0041】
そして前記両可動レール7c,7dが折り畳まれて待機状態に変化すると、前記受け渡しレール8aが前記一部係合位置D′′に下降し、ワークW1の位置決め孔5bにワークテーブル5側の位置決めピン5aが前記係合長さの一部L′だけ係合する(
図5,
図8参照)。
【0042】
さらに前記シリンダ機構8bが収縮して受け渡しレール8aがワーク受け渡し待機位置D′まで下降し、前記ワークW1の位置決め孔5bとワークテーブル5側の位置決めピン5aとの係合長さはLとなり、ワークW1はワークテーブル5の受け座5c上に搭載され、図示しないクランプ機構によりワークテーブル5上にクランプされる(
図3,
図7参照)。
【0043】
最後に
図2,
図3に示すように、Y軸移動機構6eがワークテーブル5を加工位置まで下降させ、機械加工が開始される。
【0044】
このように本実施例では、ワーク昇降機構8によりワークW を昇降させることにより、ワーク側の位置決め孔5bをワークテーブル側の位置決めピン5aに
係合させるようにしているので、前記位置決め孔5bと位置決めピン5aとの軸線の小さなずれがある場合は、前記位置決めピン5aや位置決め孔5bを損傷させることなく両者のずれを吸収できる。即ち、本実施例では、ワークテーブルを昇降させることで前記位置決めピンと位置決め孔を係合させる場合に比較してその質量ひいては慣性力が小さいため、前記ワークを所望の速度で昇降させることができ、その結果、前記位置決めピン5a等が損傷するのを回避できる。
【0045】
また、前記ずれが大きいため前記位置決めピン5aと位置決め孔5bとがうまく係合しない場合は、前述のよう慣性力が小さいのでワークの昇降を直ちに停止することができる。この場合、前記凹部と凸部とが係合していないことを検出するセンサを設け、警報等を発するようにすることが望ましい。
【0046】
また、本実施例では、まず、受け渡しレール8aを一部係合位置D′′に低速で下降させることで位置決めピン5aと位置決め孔5bとを一部L′だけ係合させ、続いて受け渡しレール8aを低速で受け渡し待機位置D′に下降させることで前記位置決めピン5aと位置決め孔5bとの係合長さをLとする2段階で係合させるようにしているので、この点から前記位置決めピン5a等の損傷をより一層確実に回避できる。
【0047】
また、本実施例では、ワーク昇降機構8により位置決めピン5aと位置決め孔5bとを係合させ、その後にY軸移動機構6eによりワークテーブル5を加工位置まで移動させるようにしたので、位置決めピン5aと位置決め孔5bとにずれがあった場合でも、Y軸駆動機構6eに大きな横方向力が直接作用するのを回避できる。