JPH0556342U - マシニングセンタの自動ワーク交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マシニングセンタが備えている移動テーブル
及び主軸の３軸制御機能を有効に利用して、前記マシニ
ングセンタから離して設置したワークマガジンに収容さ
れているワークを、前記マシニングセンタに設けた割出
し保持装置と前記ワークマガジンとの間で受け渡すこと
ができる自動ワーク交換装置を提供すること。 【構成】 Ｘ・Ｙ軸方向に移動可能な前記移動テーブル
３上に載置されたサブテーブル３ａに受け渡し用ロボッ
トハンド８が設けられている。一方、前記マシニングセ
ンタから離して設置された前記ワークマガジン１０が、
前記受け渡し用ロボットハンド８に向かって前進後退移
動し、ワークマガジン１０と受け渡し用ロボットハンド
８との間でホルダ付き治具２０を受け渡すように構成さ
れている。さらに、前記ホルダ付き治具２０は、受け渡
し用ロボットハンド８から主軸４に挿着された主軸ロボ
ットハンド７に受け渡された後、主軸ロボットハンド７
からワーク割出し保持装置５に受け渡して保持される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マシニングセンタの自動ワーク交換装置に関し、特にマシニングセ ンタが備えている移動テーブル及び主軸の３軸制御機能を利用して、該マシニン グセンタに付設したワークマガジンと、前記マシニングセンタのワーク割出し保 持装置との間で複数のワークを取り付けたホルダ付き治具を交換するようにした 自動ワーク交換装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の自動ワーク交換装置については、例えば特開昭６１−２９３７４９号 及び特開昭６２−２６４８４５号公報に記載されたようなものが存在する。

【０００３】 上記の装置は、既存のマシニングセンタが備えている制御機能を利用してワー クの自動交換を行なうので、ワーク交換に専用の制御装置を設ける必要がなく、 設備費を大幅に節約できるといわれている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

一方、上記従来の装置では、ワークマガジンが工作機械の移動テーブルと共に 移動するように構成されているので、多数のワークを収容したワークマガジンの 大きな重量が常時、移動テーブルに負荷され、機械の精度に悪影響を及ぼすばか りでなく、前記移動テーブルの移動に余分な動力を必要とするという点と、ワー ク加工の際、切削油などの飛散を防止するカバーが設けられない点などいくつか の問題点があった。

【０００５】 本考案は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、ワークマガジンは工作 機械から離して設置しながら、前記工作機械が備えている移動テーブル及び主軸 の同時３軸制御機能を有効に利用して、ワークを自動交換できるようにした自動 ワーク交換装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の自動ワーク交換装置は、前記移動テー ブルに受け渡し用ロボットハンドが設けられる一方、前記ワークマガジンが前記 マシニングセンタから離して設置され、かつ、前記受け渡し用ロボットハンドに 向かって前進後退移動して、前記受け渡し用ロボットハンドとの間で前記ホルダ 付き治具を受け渡すように構成されていること、さらに、前記ホルダ付き治具が 前記受け渡し用ロボットハンドから前記主軸ロボットハンドに受け渡された後、 前記主軸ロボットハンドから前記ワーク割出し保持装置に受け渡して保持される ように構成されていることを特徴とする。

【０００７】 前記ホルダ付き治具は、前記マシニングセンタのワーク割出し保持装置にハー スカップリングを介して保持すると共に、前記ワーク割出し保持装置に対向して 配設した心押し台のセンタで押圧して、両持ち状態に支持することが好ましい。

【０００８】

【作用】

上記構成により、ワークマガジンに収容され、所定の受け渡し位置に割出され た前記ホルダ付き治具は、前記ワークマガジンの前進移動によって、移動テーブ ル上の前記受け渡し用ロボットハンドに受け渡される。続いて、前記移動テーブ ルのＸ軸及びＹ軸方向への移動と、前記主軸のＺ軸方向への移動とによって、前 記ホルダ付き治具は、前記受け渡し用ロボットハンドから前記主軸ロボットハン ドに受け渡されたのち、該主軸ロボットハンドから前記ワーク割出し保持装置に 受け渡して保持せしめられる。この状態において、前記ホルダ付き治具に固定さ れたワークは所定の加工工程を経て逐次加工される。全てのワークの加工が完了 すると、上記した受け渡し手順の逆の順序を経て加工済みワークを取り付けた前 記ホルダ付き治具は再び前記ワークマガジンの所定位置に収容される。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】 図１は本考案による自動ワーク交換装置を備えたマシニングセンタの要部側面 図を示し、図２は同平面図を示している。マシニングセンタ１は、ベッド２上を Ｘ軸方向（左右）及びＹ軸方向（前後）に移動可能な移動テーブル３と、該移動 テーブル３上に載置され、Ｘ軸方向に移動可能なサブテーブル３ａと、Ｚ軸方向 （垂直）に移動可能で、かつ回転自在の主軸４とを備えている。また、移動テー ブル３にはワーク割出し保持装置５が固装され、該ワーク割出し保持装置５にＸ 軸方向に対向して心押し台６が配設されている。

【００１１】 主軸４には後述するホルダ付き治具２０を把持する主軸ロボットハンド７が着 脱自在に装着されている。該主軸ロボットハンド７は、マシニングセンタ１が備 えている図示しない自動工具交換装置（ＡＴＣ）により工具マガジン（図示せず ）に収容した工具と交換可能になっている。サブテーブル３ａには受け渡し用ロ ボットハンド８が固装されている。

【００１２】 ワークマガジン１０は、マシニングセンタ１から離してその近傍位置に設置さ れている。該ワークマガジン１０は、基台１１に載置したマガジン本体１２に多 数のカップ１４を一定ピッチに連結した無端チェイン１３が配設され、各カップ １４を所定の受け渡し位置Ａに割出し可能となっている。また、マガジン本体１ ２は基台１１に対してリニアガイド１５を介してＹ軸方向に摺動自在に取り付け られていて、受け渡し位置Ａに割出されたカップ１４に装着されているホルダ付 き治具２０（図２参照）を受け渡し用ロボットハンド８に向かって前進、後退移 動させ得るようになっている。各カップ１４は、図４に示すように、ホルダ付き 治具２０を着脱自在に装着して保持するために、テーパ穴１６と、ばね１７によ り付勢されているボールクランプ１８とを備えている。

【００１３】 ホルダ付き治具２０は、多数のワーク（図示せず）を取り付けた治具本体２１ の一端にホルダ２２を一体的に設けた構造である。ホルダ２２は、図４に示すよ うに、主軸ロボットハンド７及び受け渡し用ロボットハンド８の把持部となる環 状溝２４及び回り止めキー溝２５を設けたフランジ部２３と、該フランジ部２３ に連設した短いテーパ嵌合部２６と、該テーパ嵌合部２６の端面に突設したプル スタッド２７とを有し、かつフランジ部２３の端面にハースカップリングＣ１の 歯部２８がリング状に形成されている。また、フランジ部２３の端面に位置決め キー２９が固着されていて、該キー２９をカップ１４の入口端に設けた位置決め 溝１９に係合させることにより、ホルダ付き治具２０がカップ１４に位置決め保 持されるようになっている。

【００１４】 ワーク割出し保持装置５は、図５に示すように、一定角度ずつ割出し回転され る割出し円盤３０を有し、該円盤３０に短い円筒状の支持体３１が固着されてい る。支持体３１は中心部分にホルダ付き治具２０のプルスタッド２７が進入する 空所３２を有し、かつ端部に固着したリング体３３にハースカップリングＣ２の 歯部３４が設けられている。そして、リング体３３に外嵌して固着したシールリ ング３５が歯部３４を覆っている。該シールリング３５は歯部３４にホルダ付き 治具２０の歯部２８を噛み合わせたとき、噛み合い部分を密閉する構造を有して いる。一方、支持体３１には接続口３７を有するロータリーカップリング３６が 回転自在に外嵌されていて、接続口３７を通じて供給される圧空気が支持体３１ に設けた環状流路３８と歯部３４の谷に開孔するエアブロー孔３９を通じてハー スカップリングＣ１、Ｃ２の歯部３４と歯部２８の噛み合い部分に吹き出し、両 歯部３４，２８の係合面を清掃するようになっている。

【００１５】 主軸ロボットハンド７は、図６に示すように、主軸４の嵌合穴にテーパシャン クホルダ（図示せず）を介し挿入してクランプされるシャンク４０には支持枠４ １が固着され、該支持枠４１に２つ爪のフィンガ４２と１つ爪のフィンガ４３が 上下に相対向し、かつピン４４を支点に回動自在に取り付けられている。両フィ ンガ４２，４３はばね４５によって閉じ勝手に付勢されると共に、ストッパピン ４６によって回動が制限されている。支持枠４１には回り止め爪４７が固着され ている。

【００１６】 受け渡し用ロボットハンド８は、図７に示すように、サブテーブル３ａに固着 突設した支柱５０に支持枠５１が横方向に突出して固着され、該支持枠５１に１ つ爪のフィンガ５２と２つ爪のフィンガ５３とが上下に相対向し、かつピン５４ を支点に回動自在に取り付けられている。両フィンガ５２，５３は、支持枠５１ に付設した復動油圧シリンダ５５のピストンロッド５６，５６に連結され、同時 に開閉動作を行なうようになっている。支持枠５１には回り止め爪５７が固着さ れている。

【００１７】 次に、上記構成からなる自動ワーク交換装置の作動について説明する。

【００１８】 先ず、ワークマガジン１０の無端チェイン１３を駆動して交換すべきホルダ付 き治具２０を受け渡し位置Ａに移動させる。続いて、マガジン本体１２が受け渡 し用ロボットハンド８に向かって前進し、前記ホルダ付き治具２０のホルダ２２ を受け渡し用ロボットハンド８で把持させる。このとき、受け渡し用ロボットハ ンド８のフィンガ５２がホルダ２２の環状溝２４に係合すると共に、フィンガ５ ３がホルダ２２のフランジ部２３に係合し、かつ、キー５７が回り止めキー溝２ ５に係合して、治具２０を定姿勢に把持する。続いて、移動テーブル３上に載置 されたサブテーブル３ａがＸ軸方向に移動し、治具２０をカップ１４から引き抜 く。治具２０がカップ１４から引き出されると、マガジン本体１２が図１及び図 ２に示す位置に後退する。しかるのち、サブテーブル３ａが主軸４にテーパシャ ンクホルダを介して挿着された主軸ロボットハンド７の位置までＸ・Ｙ軸方向に 移動し、治具２０を受け渡し用ロボットハンド８から主軸ロボットハンド７に受 け渡す。この受け渡しは、図８に示すように、主軸ロボットハンド７の２つ爪の フィンガ４２がホルダ２２のフランジ部２３に係合すると共に、１つ爪のフィン ガ４３が環状溝２４に係合することによって、受け渡しロボットハンド８の両フ ィンガ５２，５３と干渉することなく行なわれる。治具２０を主軸ロボットハン ド７に受け渡したロボットハンド８はアンクランプの状態となり、かつ、サブテ ーブル３ａが図２に示す位置まで移動して待機位置に戻る。一方、治具２０を把 持した主軸ロボットハンド７がＺ軸方向に移動し、治具２０のホルダ２２をワー ク割出し保持装置５に対向位置させる。このとき、ワーク割出し保持装置５及び 心押し台６を設置した移動テーブル３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動して主軸ロ ボットハンド７との位置合わせを行ない、主軸ロボットハンド７に把持されてい る治具２０のホルダ２２に設けたハースカップリングの歯部２８をワーク割出し 保持装置５側のハースカップリングＣ２の歯部３４に接近させて、両歯部２８， ３４を緩く噛み合わせる。この状態で、接続口３７を通じて供給される圧空気が エアブロー孔３９から両歯部３４，２８の噛み合い部分に吹き出し、両歯部３４ ，２８の係合面を清掃する。続いて心押し台６のセンタにより治具本体２１の端 面を押圧して、両歯部２８，３４を完全に密着状態に噛み合わせ、治具２０をワ ーク割出し保持装置５に固定保持させる。この時、両歯部３４，２８の噛み合い 部分がシールリング３５によって密閉されるので、エアブロー孔３９を通じて供 給される圧空気の圧力が上昇する。この圧力の上昇を圧力スイッチによって検出 するようにすれば、ハースカップリングＣ１，Ｃ２の噛み合いを容易に確認する ことができる。この様に治具２０がワーク割出し保持装置５に固定保持されたこ とを確認すると、移動テーブル３を移動させることによって治具２０を主軸ロボ ットハンド７から外す。しかるのち、マシニングセンタ１のＡＴＣにより主軸ロ ボットハンド７と加工工具（図示せず）とを交換し、該工具によって治具本体２ １に取り付けられているワーク（図示せず）を加工する。このとき、ワーク割出 し保持装置５の割出し操作によって、ワークの複数面を加工することが可能であ る。加工が完了すると、ＡＴＣにより再び主軸ロボットハンド７を主軸４に挿着 して、上記と反対の動作を行ない、治具２０をワークマガジン１０に戻す。以下 、上記動作を繰り返す。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は、上述のような構成を有しているので、マシニングセンタから離して 設置したワークマガジンに収容されているワークを、前記工作機械が備えている 移動テーブル及び主軸の３軸制御機能を有効に利用して自動交換することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る自動ワーク交換装置を備えたマシ
ニングセンタの要部側面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】同主要構成部の斜視図である。

【図４】ワークマガジンの要部縦断側面図である。

【図５】ワーク割出し保持装置の要部縦断側面図であ
る。

【図６】主軸ロボットハンドの側面図（ａ）及び正面図
（ｂ）である。

【図７】受け渡し用ロボットハンドの正面図（ａ）及び
側面図（ｂ）である。

【図８】受け渡し用ロボットハンドから主軸ロボットハ
ンドにワークを受け渡す状態を示す要部の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ マシニングセンタ ３ 移動テーブル ３ａ サブテーブル ４ 主軸 ５ ワーク割出し保持装置 ６ 心押し台 ７ 主軸ロボットハンド ８ 受け渡し用ロボットハンド １０ ワークマガジン ２０ ホルダ付き治具 ２１ 治具本体 ２２ ホルダ ２８，３４ ハースカップリングの歯部 ３５ シールリング ３９ エアブロー孔

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のワークを取り付けたホルダ付き治
   具が多数収容され、かつ所定の受け渡し位置に割出し可
   能となっているワークマガジンをマシニングセンタに付
   設し、前記マシニングセンタが備えている移動テーブル
   及び主軸の３軸制御機能を利用し、かつ、前記主軸に装
   着した主軸ロボットハンドによって、前記マシニングセ
   ンタに設けたワーク割出し保持装置と前記ワークマガジ
   ンとの間で前記ホルダ付き治具を交換するように構成さ
   れている自動ワーク交換装置であって、 前記移動テーブルに受け渡し用ロボットハンドが設けら
   れる一方、 前記ワークマガジンが前記マシニングセンタから離して
   設置され、かつ、前記受け渡し用ロボットハンドに向か
   って前進後退移動して、前記受け渡し用ロボットハンド
   との間で前記ホルダ付き治具を受け渡すように構成され
   ていること、さらに、 前記ホルダ付き治具が前記受け渡し用ロボットハンドか
   ら前記主軸ロボットハンドに受け渡された後、前記主軸
   ロボットハンドから前記ワーク割出し保持装置に受け渡
   して保持されるように構成されていることを特徴とする
   マシニングセンタの自動ワーク交換装置。
2. 【請求項２】 前記ホルダ付き治具のホルダは、前記主
   軸ロボットハンド及び受け渡し用ロボットハンドの把持
   部となるフランジ部と、該フランジ部に連設したテーパ
   嵌合部と、該テーパ嵌合部の端面に突設したプルスタッ
   ドとを有し、かつ前記フランジ部の端面にハースカップ
   リングの一方の歯部が環状に設けられており、 前記ワーク割出し保持装置は、前記ホルダのハースカッ
   プリングの歯部と噛み合う前記ハースカップリングの他
   方の歯部が設けられており、 前記主軸ロボットハンドにより把持した前記ホルダ付き
   治具のホルダを、前記両ハースカップリングの歯部を噛
   み合わせたのち、前記ワーク割出し保持装置に対向して
   配設した心押し台のセンタにより前記ホルダ付き治具の
   端面を押圧して、前記ホルダ付き治具を支持するように
   構成されている請求項１記載のマシニングセンタの自動
   ワーク交換装置。
3. 【請求項３】 前記ワーク割出し保持装置が、前記ハー
   スカップリングの両歯部の噛み合い部分を切削屑やクー
   ラントなどから保護するシールリングと、前記噛み合い
   部分を清掃する目的で圧空気を供給するエアブロー孔と
   を備えている請求項２記載のマシニングセンタの自動ワ
   ーク交換装置。
4. 【請求項４】 前記エアブロー孔内のエア圧上昇によっ
   て、前記ハースカップリングの噛み合いを確認、検出す
   るように構成されている請求項３記載のマシニングセン
   タの自動ワーク交換装置。