JPH08197367A - 姿勢制御装置付素材ストッカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ストッカに乱雑に収容されたワークを一定の
姿勢でローダに供給する工作機械用のワークストッカに
関し、ワーク形状の変更に容易に対応でき、小型で簡単
な構造で、より省力化された連続自動運転が可能な装置
を得る。 【構成】 バケット型のストッカ１３と、このストッカ
からワークを上方へ搬送する掻上爪２２付きのリフトコ
ンベア２と、このリフトコンベアの上方から斜めに延び
る供給シュート３と、この供給シュートに設けられたス
トッパ４と、このストッパの上流側に配置した姿勢検出
センサ５と、前記ストッパの下流側に位置して前記姿勢
検出センサの出力信号により開閉されるゲート６と、こ
のゲートの下方から前記ストッカの上方に斜めに延びる
戻りシュート３５とを備えている。姿勢検出センサ５と
して複数の透過型光電センサ５１を用いるのが安価であ
り、ワーク形状に合わせた設定も直観的に行うことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械に供給され
る素材（ワーク）のストッカに関するもので、ストッカ
内のワークを上方に取り出して一定方向にして送り出す
姿勢制御装置を備えたストッカに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋盤等の工作機械に素材ストッカとロー
ダとを付設して、ストッカに内の素材を自動的に工作機
械に供給して連続加工を行うことは、従来から広く行わ
れているところである。従来一般に行われている方法
は、ストッカに素材を一定の姿勢で並べ置き、ローダが
それを１個ずつ取り上げて工作機械に供給するというも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ワークが大きいときや
同一ワークを大量生産する単品加工ラインのような場合
には、素材や一次加工済みのワークが一定の姿勢で搬送
されるので、工作機械のローダに素材を一定の姿勢で供
給することにさほど問題は生じない。

【０００４】しかしワークが小物ワークであるときは、
ワークがバケット等に入れた状態で搬送されるので、ワ
ークの姿勢はばらばらであり、これを素材ストッカ上に
一定の姿勢で並べることは相当の作業負担となる。

【０００５】また従来のように、工作機械にローダやス
トッカを別装置として付設するときは、装置全体の設置
面積が大きくなり、また従来のストッカはテーブル面上
にワークを並べ置くというようなものであったから、ス
トック量を多くしようとすると大面積のテーブルが必要
であり、広い設置面積を必要とする問題があった。

【０００６】そこでこの発明は、バケット状のストッカ
内に乱雑に収容されたワークを、一定の姿勢でローダに
供給することができる姿勢制御装置付のストッカを得る
ことにより、工作機械のより省力化された連続自動運転
を実現することを第１の課題としている。またこの発明
は、上記のような姿勢制御装置を備えたストッカを、よ
りコンパクトにかつ簡単な構造で実現するとともに、供
給されるワークの形状の変更にも容易に対応できる汎用
性を備えた上記装置を得ることを第２の課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の姿勢制御装置
付素材ストッカは、工作機械に供給されるワークを収容
するバケット型のストッカ１３と、このストッカの底部
からワークを上方へ搬送する掻上爪２２付きのリフトコ
ンベア２と、このリフトコンベアの上方から斜めに延び
る供給シュート３と、この供給シュートの入口ないし中
間位置に設けられたストッパ４と、このストッパの上流
側で検出光が供給シュートのワーク通路を横切るように
配置した姿勢検出センサ５と、前記ストッパの下流側に
位置して前記姿勢検出センサの出力信号により開閉され
るゲート６と、このゲートの下方から前記ストッカの上
方に斜めに延びる戻りシュート３５とを備えたものであ
る。

【０００８】ストッパ４を、供給シュート３の中間位置
でワーク通路に出没自在に設けた第１ストッパ板４１
と、このストッパの上流側で進退自在な第２ストッパ４
４とで構成することにより、ストッパを開いたときに後
続のワークを停止状態で保持することができる。

【０００９】姿勢検出センサ５を、検出光の投射位置を
個々に移動可能に装着した複数個の透過型光電センサ５
１で形成し、この複数個の光電センサの組合せ信号によ
りゲート６を開閉する構造とすることにより、簡単な構
造で汎用性の高い姿勢制御を行うことができる。

【００１０】この場合、複数個の透過型光電センサ５１
の配置位置の供給シュート壁に光電センサ５１の個数よ
り多い透孔３３を設け、複数の光電センサを取付位置を
変更可能なブラケット５２を介して供給シュート３に装
着することにより、ワーク形状に合わせた姿勢検出が容
易に可能となる。

【００１１】

【作用】バケット状のストッカ１３内に乱雑な方向で入
れられたワークは、リフトコンベア２の掻上爪２２に載
って上方に搬送される。ワークはこの掻上爪２２に載っ
た時点で最初の姿勢制御が行われる。すなわち掻上爪２
２に載ったワークは、当該爪２２とリフトコンベア２の
コンベア面に沿う姿勢となり、そのような姿勢にならな
かったワークは、掻上爪２２上で安定することなく落下
する。

【００１２】リフトコンベア２の上方に運ばれたワーク
は、供給シュート３に移送されるときまたは供給シュー
ト３に沿って移動する途中で、ストッパ４に当接して停
止し、この停止したワークを姿勢検出センサ５が検出す
る。姿勢検出センサとしてはビデオセンサが一般に用い
られているが、複数の透過型光電センサ５１を用いるの
が安価であり、ワーク形状に合わせた設定も直観的に行
うことができる。

【００１３】複数の光電センサを用いるときは、ワーク
の形状とどのような姿勢でローダに引き渡すかにより、
各センサ５１の位置とワークの姿勢が正規の姿勢である
ときの各センサのオンオフ状態を設定する。すなわち供
給シュート３内でのワークの姿勢が正規の姿勢であると
きにのみ、複数の光電センサ５１からある特有の組合せ
のオンオフ信号が出力される位置に、必要な個数のセン
サを配置する。そしてワークを検出したときの各センサ
のオンオフ信号の組合せを、予め登録した正規姿勢の場
合におけるオンオフ信号の組合せと照合することによ
り、ワークが正規の姿勢であるかどうかが検出される。

【００１４】検出した信号の組合せが正規の姿勢におけ
る信号の組合せと一致したときは、戻りシュート３５へ
のゲート６を閉じて、ワークを供給シュート３の先端に
送り出す。ストッパ４を出没自在に設けたものでは、ス
トッパ４を退避させてワークを送り出す。ストッパ４を
退避させたときに後続するワークが同時に送り出される
のを防止するときは、ストッパ４の上流側に設けた第２
のストッパ４を進出させて、後続のワークの移動を阻止
する。ストッパ４を退避させる代わりにストッパの上流
にプッシャを設けて、プッシャを動作させてワークを送
り出す構造も可能である。

【００１５】検出されたワークの姿勢が正規の姿勢でな
いときは、ゲート６を開いた後ワークを送り出して、ワ
ークを戻りシュート３５に導き、ストッカ１３に返送す
る。従って供給シュート３の先端には正規の姿勢のワー
クのみが送り出されてくるから、供給シュート３の先端
にローダへのワークフィード位置７３を設けることによ
り、ローダにワークを正規の姿勢で引き渡すことができ
る。

【００１６】複数の透過型光電センサ５１でワークの姿
勢を検出するものにおいて、供給シュート３の壁に多数
の透孔３３を設けて、ワーク形状に応じて透孔のいくつ
かを選んで各センサ５１を固定できるようにしておけ
ば、ワークの形状が変わったときのセンサの位置の変更
を容易に行うことができ、旋盤に各種の形状のワークが
供給されるときに便利である。

【００１７】

【実施例】以下この発明のストッカを一体に内蔵した旋
盤を示す図１ないし図７の実施例に基いて説明する。

【００１８】図示装置は、旋盤１、旋盤１に供給される
ワークを貯留するバケット型のストッカ１３、ストッカ
からワークを取り出して旋盤１の主軸より高い位置まで
持ち上げるリフトコンベア２、上端でリフトコンベア２
から受け取ったワークを滑落させて主軸の直上部に送り
出すシュート３、シュート３の中間位置に設けられた出
没するストッパ４、ストッパ４の上流側でシュート内の
ワーク通路を横切るように検出光を投射している複数個
の光電センサ５１からなる姿勢検出センサ５、ストッパ
４の下流側でゲート６により開閉される分岐口３４、分
岐口３４の下方からストッカ１３の上方に装架された戻
りシュート３５、ワークを旋盤のチャックに供給する直
角座標型ロボットのローダ８、シュート３の出口とロー
ダ８へのワークフィード位置７３との間に設けられたベ
ルトコンベア７を備えている。

【００１９】上記実施例で、ストッカ１３、リフトコン
ベア２、シュート３、ストッパ４、姿勢検出センサ５、
ゲート６、分岐口３４および戻りシュート３５で構成さ
れる部分が、この発明の姿勢制御装置付素材ストッカと
なっている。

【００２０】旋盤１は通常構造のもので、正面から見て
左手前側に主軸台１１を備え、この主軸台に軸支された
主軸の先端にチャック１２が装着されている。ベッドや
刃物台等は図示していない。

【００２１】ローダ８のフレーム８１は、主軸台１１の
背面側に固定されており、主軸台１１の上方部分に位置
する主軸と平行な横ガイド８２を備えている。横ガイド
８２には、その背後に配置したシリンダ８３によって往
復駆動されるスライド台８４が摺動自在に嵌合してお
り、このスライド台の先端側（図２の右側）には、鉛直
方向の縦ガイド８５が設けられている。縦ガイド８５に
は、上方に配置したシリンダ８６で昇降駆動されるヘッ
ド８７が摺動自在に嵌合しており、このヘッド８７に旋
盤のチャック１２と対向する開閉フィンガ８８と、この
開閉フィンガの中心で主軸と平行に進退するプッシュロ
ッド８９と、それらの駆動装置９０、９１が装着されて
いる。

【００２２】ヘッド８７は、旋盤の主軸の軸心を含む鉛
直面内で上下および左右方向に移動する。ヘッド８７が
下降端に移動したとき、フィンガ８８の中心と旋盤の主
軸中心とが一致する。

【００２３】ストッカ１３は、主軸台１１の後方の主軸
より低い位置に配置されている。ストッカ１３は、底部
がロート状に狭くなったホッパ状のもので、旋盤の側面
カバー板１４の外側に一体に設けられている。

【００２４】リフトコンベア２は、旋盤の側面カバー板
１４およぴストッカ１３と実質上一体のコンベアフレー
ム２１に軸支された上下のローラ間に巻架されており、
若干主軸台側に傾斜してストッカ１３の底部から主軸台
１１後方の主軸台より高い位置まで延びている。

【００２５】リフトコンベア２は、その外周面に一定間
隔で傾斜した掻上爪２２を備えている。掻上爪２２は、
ストッカ１３から持ち上げられるワークの載置台となる
もので、持ち上げられたワークが掻上爪の傾斜で滑り落
ちないように、リフトコンベア２の外側にガイドプレー
ト２３が設けられている。このガイドプレートは、リフ
トコンベア２の上昇端部分に開口２４を備えている。

【００２６】シュート３は、リフトコンベア２の上端部
分から主軸台１１の主軸の直上に延びる断面コ字形の滑
り台で、その上端および下端に屈曲部３１、３２を備
え、上端はリフトコンベアの前記開口２４に連接され、
下端は主軸と平行な方向に向けられている。

【００２７】ストッパ４は、シュート３の中間に配置さ
れており、ソレノイド４１でシュートのワーク通路内に
進出するストッパ板４２を備えている。このストッパ板
４２の上流側には、第２のソレノイド４３で進出してシ
ュート３内のワークをシュートの底面との間で挟持する
第２ストッパ板４４が配置されている。ストッパ板４２
と第２ストッパ板４４との間の部分のシュートの内側に
は、シュート幅をワークに合わせて調整するガイド板３
６が設けられており、このガイド板とシュートの反対側
の両側壁には、多数の透孔３３が穿設されている。

【００２８】姿勢検出センサ５は、複数個の透過型光電
センサ５１・・・で構成されており、各光電センサ５１
の投光器（又は受光器）は前記ガイド板３６とその側の
シュート側壁との間に位置しており、受光器（又は投光
器）は、シュートの反対側の側壁の外側に配置されてい
る。各光電センサ５１の検出光は、前記透孔３３を通っ
てシュート３のワーク通路を横断している。複数の光電
センサ５１は、それぞれ取付ブラケット５２に固定され
ている。各取付ブラケット５２は、シュート３と一体の
固定側ブラケット５３や取付ブラケット５２に設けた長
孔５４内での固定ネジ５６の移動により、任意の位置に
固定できるようになっている。また必要に応じて光電セ
ンサ５１の装着個数を増減できる。

【００２９】光電センサ５１は、シュート３を通過する
ワークの姿勢が正規の姿勢であるかどうかを検出できる
ように、ワークの形状に合わせて必要な個数を必要な位
置に配置する。たとえばワークが図８に示すようなハッ
ト形のフランジワーク１０であれば、ワークの鍔１０ａ
の前後端部分を低い位置で検出する３個の光電センサ５
１ａ、５１ｂ、５１ｃ（図では光電センサの光路を示し
ている）を設けることにより、図８の（Ｂ）ないし
（Ｄ）に示すように上下逆になったワークと、たとえワ
ークがどのような方向に傾斜していたとしても、正規の
姿勢（Ａ）のワークとを識別できる。

【００３０】シュート３は、ストッパ板４２の下流側で
側壁の一部が切り欠かれて、分岐口３４が設けられてい
る。この分岐口３４には往復回動型のソレノイド６１で
揺動駆動されるゲート６が設けられており、ゲート６が
開いたとき、当該ゲートがシュートのワーク通路を斜め
に塞いでシュート３を落下するワークを分岐口３４に案
内し、ゲート６が閉じたときはワークをシュート３の出
口に導く。

【００３１】戻りシュート３５は、シュート３と同様な
断面コ字形の滑り台で、前記分岐口３４とストッカ１３
の上端との間に装架されている。

【００３２】ベルトコンベア７は、主軸台１１に固定し
た台枠７１に装架して主軸の直上部分に配置されてお
り、シュート３から送り出されたワークを主軸の先端側
（チャック側）へと搬送する。ベルトコンベア７の先端
側には、ストッパ７２が設けられており、ベルトコンベ
ア７で搬送されたワークは、このストッパ７２に当接し
て停止する。このワークの停止位置がローダ８へのワー
クのフィード位置７３となっている。

【００３３】加工されるワークが図８で示したようなフ
ランジワークであるときは、フィード位置７３にあるワ
ークを９０度転向してローダ８のフィンガ８８に引き渡
すための転向装置７４が設けられる。この転向装置７４
は、旋盤の主軸と直角に交叉する方向の支軸７５まわり
に９０度揺動する揺動フレーム７６に開閉爪７７を設け
たもので、フィード位置７３のワークを開閉爪７７で把
持して、揺動フレーム７６が９０度起立することによ
り、フランジワークの軸を主軸と平行な方向にして、ロ
ーダのフィンガ８８に引き渡す。

【００３４】次に上記実施例装置の動作を説明する。

【００３５】ワークはストッカ１３内に乱雑な方向で収
容されている。リフトコンベア２はその掻上爪２２にワ
ークを載せて上方へ搬送する。ワークは掻上爪２２に載
ることによって、最初の姿勢制御が行われる。すなわち
ワークがロッド材であれば、その軸が掻上爪２２と平行
になって掻上爪上に載り、またフランジ材であればその
フランジ面がリフトコンベア２のコンベア面に当接した
状態で掻上爪２２上に載る。掻上爪２２に載ったワーク
は、上方へ運ばれ、掻上爪２２がガイドプレートの開口
２４に達したとき、傾斜した掻上爪２２上を滑りまたは
転動して、シュート３へと導かれる。

【００３６】シュート３に入ったワークは、これに沿っ
て滑落し、進出しているストッパ板４２に当接して停止
する。そしてこの停止状態で光電センサ５１によりワー
クの姿勢が検出され、ワークの姿勢が正規の姿勢であれ
ば、ゲート６を閉じる。ワークが正規の姿勢でなけれ
ば、ゲート６は開いたままとなる。

【００３７】ワークの姿勢が検出されたら、第２ストッ
パ板４２を進出させた後、ストッパ板４２を退避させ
る。もし姿勢を検出したワークに後続のワークが続いて
いれば、後続のワークは第２ストッパ板４４とシュート
３の底面との間で挟持され、ストッパ板４２が退避した
ときに姿勢を検出されたワークのみが落下していく。そ
して正規の姿勢のワークは、シュート３の先端から送り
出され、ワークの姿勢が正規の姿勢でないときは、ゲー
ト６で分岐口３４に案内され、戻りシュート３５を通っ
てストッカ１３に返送される。

【００３８】シュート３から送出されたワークは、ベル
トコンベア７によってフィード位置７３に運ばれ、ワー
クがフランジワークであれば、転向装置７４で転向した
後、ローダ８のフィンガ８８で把持される。ワークがロ
ッドワークであれば、転向装置７４を設けないで、フィ
ード位置７３にあるワークの先端がローダのフィンガ８
８で直接把持される。

【００３９】ワークを把持したローダは、図２の右方に
横移動したあと下降し、次に左移動して、フィンガ８８
で把持しているワークをチャック１２に受け渡す。チャ
ック１２がワーク１０を軽く把持した状態でローダのフ
ィンガ８８が開き、プッシュロッド８９が進出してワー
クをチャック１２の奥に押し込む。その後チャック１２
が正規の把持力でワークを把持し、ローダのヘッド８７
はワークのフィード位置に戻る。この状態で旋盤はワー
クの加工を行い、加工済みのワークはチャック１２が開
くことにより落下排出される。

【００４０】以上の動作を繰り返すことにより、ストッ
カ１３内のワークが正規の姿勢でローダ８に供給され、
ローダ８がフィード位置のワークを旋盤のチャック１２
に供給して、多数のワークの連続自動加工が行われる。

【００４１】上記の実施例では、シュート３の出口から
ローダ８へのワークのフィード位置７３との間にベルト
コンベア７を設けているが、シュート３の出口の位置を
フィード位置とすることにより、図示実施例のベルトコ
ンベア７を設けない構造とすることができる。

【００４２】また供給されるワークがロッド材のみであ
る場合には、シュートからワークをフィード位置の上方
に落とし込むようにして供給する構造も可能である。こ
の場合にはフィード位置上に積み重なったワークをプッ
シャによって押し出して、ローダに受け渡すようにする
ことができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したこの発明の姿勢制御装置付
ストッカは、工作機械に供給される各種形状のワークを
所定の姿勢でフィード位置に供給することができ、また
ストッカとしてバケット形のものを用いることができる
から、ストッカの設置面積を小さくできるとともに、姿
勢をそろえて並べ置く手間が省ける。またストッカから
ワークを取り出して姿勢を制御する部分の構造も簡単で
コンパクトであるから、各種の工作機械に種々の形状の
ワークを供給するためのストッカとして極めて有用であ
り、装置全体の設置面積も小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置を旋盤に内蔵した例を示す側面図

【図２】図１の旋盤の要部の正面図

【図３】ストッカとリフトコンベアの側面図

【図４】リフトコンベアの正面図（旋盤の背面から見た
図）

【図５】実施例装置の平面図

【図６】ストッパの詳細を示す側面図

【図７】姿勢検出装置の配置を示す図６のＡ矢視図

【図８】光電センサによる姿勢検出の説明図

【符号の説明】

２ リフトコンベア ３ 供給シュート ４ ストッパ ５ 姿勢検出センサ ６ ゲート 13 ストッカ 22 掻上爪 33 透孔 35 戻りシュート 44 第２ストッパ 51 透過型光電センサ 52 ブラケット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械に供給されるワークを収容する
   バケット型のストッカ(13)と、このストッカの底部から
   ワークを上方へ搬送する掻上爪(22)付きのリフトコンベ
   ア(2) と、このリフトコンベアの上方から斜めに延びる
   供給シュート(3) と、この供給シュートの入口ないし中
   間位置に設けられたストッパ(4) と、このストッパの上
   流側で検出光が供給シュートのワーク通路を横切るよう
   に配置した姿勢検出センサ５と、前記ストッパの下流側
   に位置して前記姿勢検出センサの出力信号により開閉さ
   れるゲート(6) と、このゲートの下方から前記ストッカ
   の上方に斜めに延びる戻りシュート(35)とを備えてい
   る、姿勢制御装置付素材ストッカ。
2. 【請求項２】 ストッパ(4) が供給シュート(3) の中間
   位置でワーク通路に出没自在に設けられており、このス
   トッパの上流側に後続のワークを停止状態で保持する進
   退自在な第２ストッパ(44)が設けられている、請求項１
   記載の姿勢制御装置付素材ストッカ。
3. 【請求項３】 姿勢検出センサ(5) が検出光の投射位置
   を個々に移動可能に装着された複数個の透過型光電セン
   サ(51)であり、ゲート(6) は前記複数個の光電センサの
   組合せ信号により開閉される、請求項１または２記載の
   姿勢制御装置付素材ストッカ。
4. 【請求項４】 複数個の透過型光電センサ(51)の配置位
   置の供給シュート壁に光電センサ(51)の個数より多い透
   孔(33)が設けられており、複数の光電センサは取付位置
   を変更可能なブラケット(52)を介して供給シュート(3)
   に装着されている、請求項３記載の姿勢制御装置付素材
   ストッカ。