JPH04348840A - 加工物マガジン - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工物を多数装着し、マ
シニングセンタ−等の工作機械のインデックステ−ブル
等に加工物あるいは工具を連続して供給するための加工
物マガジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＮ／Ｃフライス盤やマシニングセ
ンタ−等の工作機械に加工物を自動供給する手段として
は、特別のロボットハンド装置やチェイン等を利用して
行なわれているが、それらは工作機械の制御系とは別の
専用の新規の制御装置や設備等を備えており、設備費用
も大変高価なものとなっている。

【０００３】上記のような高価な専用設備等を備えるの
に対し、工作機械の移動テ−ブルの移動及び機械主軸の
上下動、即ち工作機械に既に備わっている制御系を最大
限利用して加工物の連続供給を行なうようにすると、新
規の高価な設備費等を節約できる。

【０００４】このようなことに鑑みて本願出願人は、特
願昭６０−１３５７５５において、複数個の加工物を装
着した加工物マガジンを工作機械の移動テ−ブルに固定
し、工作機械の制御系のみで複数個の加工物を連続して
供給できるようにしたものを開発している。

【０００５】ところが移動テ−ブルの面積及びその移動
範囲に制限があるため、特願昭６０−１３５７５５のよ
うな円形の固定式加工物マガジンでは、加工物の装着容
量の点で大幅な制限がある。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、加工物マガジンの加工
物装着容量を大幅に増加させるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、多数の加工物が装着自在なマガジン本体の
一端部を、工作機械の移動テーブル上に固定し、他端部
を移動テ−ブル外に延ばしてマガジン本体延長部分に補
助脚を取り付けて、移動テーブルと共に加工物マガジン
を移動自在としたことを特徴としている。

【０００８】

【実施例】図２において、マシニングセンタ−は垂直な
工具取付用機械主軸１を回転自在に備えており、マシニ
ングセンタ−の移動テ−ブル２の上にはインデックステ
−ブル５が固定されると共に、加工物マガジン３が固定
されている。マシニングセンタ−はＮ／Ｃ（数値制御）
装置でコントロ−ルされ、移動テ―ブル２は前後及び左
右に移動操作される。機械主軸１には加工物ホルダ−６
を握持するロボットハンド７が着脱自在に挿入固定され
ている。ロボットハンド７はＡＴＣ（工具自動交換）装
置用の環状Ｖ溝（グリップ部）８を有し、ＡＴＣ装置の
マニュピュレ−タ−により工具マガジンの工具と取替え
自在となっている。即ち加工物Ｗの取替え運搬の時だけ
機械主軸１に嵌合保持される。インデックステ−ブル５
は回転軸２０、ステッピングモ−タ２２及びホルダ−着
脱用シリンダ−装置３３等を備えている。回転軸２０に
は加工物ホルダ−装着用の中央孔７１が形成されている
。

【０００９】各加工物Ｗは治具１４を介して加工物ホル
ダ−６に固定されており、加工物ホルダ−６は次のよう
にしてカップ２１の凹部２１ａに固定される。即ち第９
図に示すようにホルダ−６は柄部６′及び着脱用ボルト
６２を有し、ボルト６２の先端膨大部がカップ２１のロ
ックピン６４によりロックされていれる。ロックピン６
４はばね６５によりボルト側に付勢されている。加工物
ホルダ−６にはまたロボットハンド７で握持するための
環状Ｖ溝６６が形成されている。

【００１０】加工物マガジン３の図２のＩ矢視図を示す
図１において、加工物マガジン３のマガジン本体９はそ
の前端部（矢印Ｆ側端部）が移動テ−ブル２の上面に固
定され、後端部は移動テ−ブル２から後方へと延び出し
、補助脚１０及び転動輪１１を介して床面Ｍに支持され
、移動テーブル２と共に移動自在となっている。マガジ
ン本体９には前端部に駆動軸２５が回転自在に支承され
、駆動軸２５には駆動スプロケット１６が固着されてい
る。マガジン本体９の後端部には従動軸２４が回転自在
に支承され、従動軸２４には従動スプロケット１７が固
着されている。両スプロケット１６、１７には多数のカ
ップ２１を鎖状に連結したカップチェイン２３が掛け渡
されている。

【００１１】駆動軸２５には、図３に示すようにマガジ
ン本体９の裏側部分に駆動輪（駆動ディスク）２６及び
割出し用ディスク２７が固着され、両者２６、２７は駆
動スプロケット１６と一体的に回転するようになってい
る。駆動輪２６には駆動軸２５と平行な複数本（例えば
８本）の駆動ピン３０が、第４図に示すように円周方向
に等間隔を隔てて固着されており、割出し用ディスク２
７には駆動ピン３０と同数の割出し溝２８が形成されて
いる。

【００１２】駆動輪２６を間欠的に回転させるために、
マガジン本体９には駆動用シリンダ−（例えば油圧シリ
ンダ−）３１が固定されており、駆動用シリンダ−３１
のロッド部３１ａにはピン３５を介して一定角度上下回
動可能にラチェット板３２が枢着連結されている。ラチ
ェット板３２は駆動輪２６の上部付近へと矢印Ｆ方向に
延び、その先端部分には駆動ピン３０と係合自在な下端
開放状の挟み溝３６が形成され、さらに先端部には解除
用のカム面３７が形成されている。挟み溝３６は駆動ピ
ン３０に対して矢印Ｆ方向に少しの遊びを有する幅に形
成されており、また挟み溝３６の矢印Ｒ側の端縁の方が
矢印Ｆ側の端縁よりも駆動輪中心側へと長く形成されて
いる。

【００１３】駆動輪２６を所定位置に位置決め係止する
ために、割出し用ディスク２７の矢印Ｒ側の端面に対し
てエアシリンダ−４２が対向配置されており、エアシリ
ンダ−４２のロッド部４２ａは割出し溝２８内に突出自
在となっている。

【００１４】前記両シリンダ−３１、４２の動作は、カ
ムピン４０及びリミットスイッチ４１によるリミットス
イッチ機構と、マシニングセンタ−のコントロ−ラの指
令により制御されるように構成されている。

【００１５】即ちカムピン４０はマガジン本体９に固着
されると共に、ラチェット板３２のカム面３７に対して
矢印Ｆ方向に間隔を隔てて対向している。またカムピン
４０は、ラチェット板３２が駆動ピン３０の１ピッチの
距離を矢印Ｆ方向に移動した時にカム面３７が当接して
ラチェット板３２を上方に押し上げる位置に配置されて
いる。リミットスイッチ４１は図５のようにラチェット
板３２がカムピン４０により押し上げらた時に、ラチェ
ット板３２の突起部４４に当接する位置に配置されてお
り、リミットスイッチ４１の作動により、駆動用シリン
ダ−３１の伸長動作を停止すると共にエアシリンダ−４
２のロッド部４２ａを突出させるように構成されている
。またマシニングセンタ−のコントロ−ラの指令により
エアシリンダ−４２のロッド部４２ａを後退させ、駆動
用シリンダ−３１のロッド部３１ａを前進させるように
構成されている。

【００１６】図１の補助脚１０は上側部材１０ａと下側
部材１０ｂとに分割され、下側部材１０ｂに固定された
ガイドロッド４６が上側部材１０ａの内周孔に上下方向
移動自在位に嵌合し、両部材１０ａ、１０ｂ間にコイル
ばね４７が縮設されている。コイルばね４７により下側
部材１０ｂを下方に付勢し、転動輪１１を床面Ｍに当接
させている。転動輪１１はそのホルダ−１１ａが垂直軸
回りに回転自在に下側部材１０ｂに支持されており、全
方位に転向自在となっている。

【００１７】インデックステ−ブル５の拡大断面図を示
す図７において、柄部６′は円筒状のホルダ−軸部６８
とテ−パ−コ−ン６９とに別れている。テ−パ−コ−ン
６９の内周円筒面は軸部６８に軸方向移動自在に嵌合す
ると共に、皿ばね６９′により矢印Ｆ′方向に付勢され
、スナップリング７０により係止されている。インデッ
クステ−ブル５の回転軸２０はホルダ−装着用の中心孔
テ−パ−７１を有すると共に、ボルト７３によりボス部
７５に一体的に固着されている。ボス部７５はインデッ
クステ−ブルケ−ス７６に軸受を介して回転自在に支持
されている。ボス部７５は図示しないがウォ−ムギヤを
備えており、ウォ−ムギヤは割出し回転用のウォ−ムね
じに噛合い、ウォ−ムねじはＮ／Ｃ装置（コントロ−ラ
−）で制御されるステッピングモ−タ２２（図２）に連
動連結している。

【００１８】回転軸２０の内周部にはスライド筒８１、
ロックボ−ル８２及びシリンダ−装置３３（図２）等か
らなるロック機構が連結されており、該ロック機構によ
り加工物ホルダ−６を固定、解放できるようになってい
る。

【００１９】スライド筒８１は回転軸２０の内周面に軸
方向移動自在に嵌合すると共に、矢印Ｆ側の先端部に複
数個のテ−パ−孔８５を備え、テ−パ−孔８５内にはロ
ック用ボ−ル８２が半径方向外方に移動可能に挿入され
ている。回転軸２０の内周面には矢印Ｆ′側に行くに従
い小径になるテ−パ−カム面８６が形成され、ボ−ル８
２がカム面８６よりも小径側（矢印Ｆ′側）に来た時に
ボ−ル８２が軸中心側に突出する状態になって着脱用ボ
ルト６２の膨大部に係合するようになっている。スライ
ド筒８１は連結ボルト８７を介して図２のシリンダ−装
置３３のピストンに連結している。

【００２０】回転軸２０には位置決め兼ドライブキ−５
０が装着され、一方ホルダ−６にはキ−５０が挿入され
るキ−溝５０ａが形成されている。

【００２１】次に作用を説明する。まず加工物交換の一
連の作業について説明すると、加工物Ｗを取付けた多数
の加工物ホルダ−６を、図１の加工物マガジン３の各カ
ップ２１にそれぞれ取付けておく。

【００２２】Ｎ／Ｃ装置による移動テ−ブル２の前後及
び左右の移動及びロボットハンド７を備えた機械主軸１
の上下の移動により、例えば移動テ−ブル２上のＡ部分
に位置する加工物Ｗのホルダ−６がロボットハンド７に
握持され、インデックステ−ブル５まで運ばれ、回転軸
２０に装着される。

【００２３】装着完了後、機械主軸１のロボットハンド
７は、工具自動交換装置により工具マガジンの所望の切
削工具と取替えられ、機械主軸１の回転により工具が回
転させられ、切削加工等が行なわれる。切削中のホルダ
−６は切削油等で冷却される。一方インデックステ−ブ
ル５は、Ｎ／Ｃ装置で制御される第２図のステッピング
モ−タ２２の駆動により、加工物Ｗに必要な回転角と回
転速さに割出し回転を行なう。指示されたプログラムが
完了すると、作業動作完了信号を機械本体のＮ／Ｃ装置
に伝える。

【００２４】切削終了後は、主軸１には工具自動交換装
置により再びロボットハンド７が装着され、移動テ−ブ
ル２の前後、左右方向の移動及び機械主軸１の上下方向
の移動により、加工完了後の加工物Ｗのホルダ−６を握
持してインデックステ−ブル５から外し、例えば第１図
の矢印Ａ部分のカップ２１に戻す。

【００２５】切削終了後の加工物Ｗが戻されると、マシ
ニングセンタ−のコントロ−ラの指令により図４の駆動
用シリンダ−３１のロッド部３１ａが矢印Ｆ方向に伸長
し、駆動ピン３０を介して駆動輪２６を矢印Ｆ′方向に
回動する。駆動輪２６の回動と共に割出し用ディスク２
７、駆動軸２５及び第１図の駆動スプロケット１６も矢
印Ｆ′方向に回動し、次のカップ２１をＡ部分に移動さ
せる。

【００２６】次のカップ２１がＡ部分迄来ると、図４の
カム面３７がカムピン４０に当接し、カムピン４０によ
りラチェット板３２を上方に押し上げ、図５のように駆
動ピン３０と挟み溝３６との係合を外すと共に、リミッ
トスイッチ４１を作動させる。リミットスイッチ４１の
作動により、ラチェット板３２は停止し、エアシリンダ
−４２のロッド部４２ａが割出し溝２８内に突出し、駆
動輪２６は定位置に係止保持される。

【００２７】そして前回同様に移動テ−ブル２等の移動
により、ロボットハンド７でＡ部分の新しい加工物Ｗ（
ホルダ−６）をつかみ、インデックステ−ブル５の回転
軸２０に装着する。

【００２８】上述のような作業中において、移動テ−ブ
ル２が前後左右に移動する場合には、補助脚１０は移動
テ−ブル２と共に床面Ｍを移動する。

【００２９】また加工物Ｗの交換等によりカップチェイ
ン２３に各部の重量アンバランス等が生じるが、例えば
単にラチェット板３２が駆動ピン３０を押すだけの構造
であるとすると、上記重量アンバランスにより、カップ
チェイン２３の停止状態から起動、移動、減速及び停止
の一連の運動で停止しなければならない時に、慣性力が
減衰するまで完全に停止せず、停止位置がずれる可能性
がある。ところが図４のようにラチェット板３２の挟み
溝３６で駆動ピン３０を挟み込んだ状態で駆動するよう
に構成している場合には、ブレ−キや逆力機構等のよう
に特別の減速停止機構を備えなくとも、加速による行き
過ぎは挟み溝３６の幅範囲内で防止される。

【００３０】次にインデックステ−ブル５の回転軸２０
に加工物ホルダ−６を着脱する際の詳しい作動について
説明する。インデックステ−ブル５にホルダ−６を挿入
する時は、まず図７のドライブキ−５０が挿入され、次
にボルト６２がボ−ル８２を介して引込まれる。この時
ホルダ−６のつば部６ａとインデクステ−ブル５の回転
軸２０の端面２０ａが圧接されると同時にテ−パ−コ−
ン６９が中心孔７１の内周面に密着して皿ばね６９′は
圧縮し、確実にテ−パ−コ−ン６９と中心孔７１との密
着状態を保つ。

【００３１】上記キ−５０が挿入されてから両端面２０
ａ、６ｂが圧接するまでの両端面２０ａ、６ｂの間隙は
ホルダ−６がキ−５０に誘導されるが、キ−５０と図９
のホルダ−６のキ−溝５０ａとは軸方向に移動するため
、この両者５０、５０ａはこの移動長さだけ移動しうる
構造になっている。

【００３２】なお上記キ−５０がキ−溝５０ａに保持さ
れている状態で、図７の両端面２０ａ、６ｂが未だ圧接
していない時においては、ホルダ−６と回転軸２０との
軸中心合せを行なう部分であるテ−パ−コ−ン６９は未
だ中央孔７１に接触していないため、テ−パ−コ−ン６
９と中央孔が接触するまでの間は、加工物ホルダ−６は
キ−５０とキ−溝５０ａとで保持されている。従ってキ
−溝５０ａの軸方向長さはキ−５０の長さよりも軸移動
分だけ長く形成されている。また加工物ホルダ−６に加
工物Ｗが取り付けらている時、加工物の重さでその分重
量のアンバランスにより傾きながら挿入される時に、上
記キ−５０の案内により正常姿勢でホルダ−６は回転軸
２０に挿入される。

【００３３】

【別の実施例】（１）図６は補助脚１０の変形例を示し
ており、コイルばね４７のばね力を調整できるようにな
っている。

【００３４】即ち下側部材１０ｂのガイドロッド４６に
ばね力調整ナット５０を螺合し、ナット５０の上面に有
底筒状のばね座５１を配置し、ばね座５１と上側部材１
０ａの間にコイルばね４７を縮設している。ガイドロッ
ド４６は上端の固定用取付け板５２を上方に貫通し、そ
の上端部には上下位置決めナット５３が螺合され、位置
決めナット５３は取付け板５２の上面に当接する。取付
け板５２はマガジン本体９に固着されている。

【００３５】図６の補助脚１０によると、調整ナット５
０を回動してばね座５１の上下方向の位置を変更するこ
とより、加工物マガジンの大きさ及び重量に適合したば
ね力に調整できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、加
工物マガジン３を、工作機械の移動テーブル上に固定し
て移動テ−ブル２の移動と共に移動するように構成して
いるので、移動テ−ブル２の移動及び機械主軸１の上下
動により簡単に加工物を自動交換するようにすることが
でき、既存の工作機械（マシニングセンタ−等）の制御
系を極めて有効に加工物交換用に利用できる。従って前
述第１項のように多量の加工物を連続して無人加工でき
るようにしながらも、加工物搬送用の専門の制御装置を
備える必要はなく、投資金額を節約できる。マガジン本
体の一端部を、工作機械の移動テーブル上に固定し、他
端部を移動テ−ブル外に延ばしてマガジ本体延長部分に
補助脚１０を取り付けているので、マガジン本体自体を
大型化して加工物装着数を増加させることができる。ま
た補助脚１０の下端に全方位移動可能な車輪を備えた請
求項１記載の加工物マガジン。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明を適用した加工物マガジンの左側面
図（図２のＩ矢視図）である。

【図２】　　図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】　　図１のＩＩＩ　−ＩＩＩ　断面図である。

【図４】　　図２のＩＶ矢視拡大図である。

【図５】　　駆動シリンダ−が伸長した状態を示す図２
のＶ矢視図である。

【図６】　　補助脚の変形例を示す断面図である。

【図７】　　インデックステ−ブルの縦断面部分拡大図
である。

【図８】　　図７のＶＩＩＩ矢視拡大図である。

【図９】　　カップの縦断面拡大図である。

【符合の説明】

１　　機械主軸 ２　　移動テ−ブル ３　　加工物マガジン １０　　補助脚 １１　　車輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多数の加工物が装着自在なマガジン本
   体の一端部を、工作機械の移動テーブル上に固定し、他
   端部を移動テ−ブル外に延ばしてマガジン本体延長部分
   に補助脚を取り付けて、移動テーブルと共に加工物マガ
   ジンを移動自在としたことを特徴とする加工物マガジン
   。
2. 【請求項２】　　補助脚の下端に全方位移動可能な車輪
   を備えた請求項１記載の加工物マガジン。