JPS5820687B2 - スピニング加工機における自動ワ−ク着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マンドレルとこれに沿ってこの囲りを軸方向
移動する加工用ロールとによって筒状ワーク（加工物）
にスピニング加工（へら絞り加工）を加えるスピニング
加工機の自動ワーク着脱装置、すなわち、この加工機へ
のワークの搬入・心出し・装着・取り外しおよび加工機
外への搬出を自動的に図るものに関する。

スピニング加工機本体のマンドレルに筒状のワーク素材
を装着し、これをスライドベース上に進退移動するキャ
リッジに備えられている加工用ロールによってスピニン
グ加工しようとするロール式円筒スピニング加工機は、
従来から加工方面にオイてその自動化が進んでいるが、
ワークを加工機へ搬入したり、心を合わせてマンドレル
へ挿入した秒、加工済ワークをマンドレルから取り外し
たり、加工機外へ搬出したりすることは全て作業者の手
作業によって行なわれていた。

加工そのものｌ勧化されている割には、加工前後の段取
り作業に時間と人手を要していることから、一貫した自
動生産加工により生産性、安全性を向上させようとする
自動化に遜色を与えている。

この円筒スピニング加工機の生産性、安全性をより一層
向上させるだめにも、加工機へのワークの搬入・心出し
・装着・取り外し・搬出などのいわゆるワークのマンド
レルへの着脱を自動化することが要望されている。

本発明は上述の要望に応えるもので、スピニング加工機
のワーク搬入・心出し・装着・取り外し・搬出の自動化
を図る自動ワーク着脱装置を提供することを目的とする
。

斯かる目的を達成する本発明の構成は、ワークを支持す
るマンドレルに当該マンドレルとの間で前記ワークを挟
圧するロールを備えたキャリッジを相対的に前進後退移
動するようにしたスピニング加工機において、側面にＶ
形の溝を有しこの■形溝部でワーク素材を左右から挟み
つける一対の爪を有するワーク把持部と前記キャリッジ
前面に前後方向往復動自在に取り付けられた基板とを前
記ワーク把持部がマンドレルの軸心に向けて左右方向に
往復動するように連結して成るワーク装着装置と、搬入
用傾斜台上に載置されたワークを前記ワーク把持部まで
吸着して搬送するワーク搬入装置と、マンドレルの先端
よりはみ出した加工済ワークの縁部を把持するチャック
を有し前後方向往復動自在に前記キャリッジに備えられ
たワーク数秒外し装置と、マンドレルから引抜かれた加
工済ワークを搬出用傾斜台に吸着搬送するワーク搬出装
置とを具えたことを特徴とする。

以下において、本発明の構成を図面に示す具体例の一つ
に基づいて詳細に説明する。

スピニング加工機は、加工機本体１の右側に形成された
スライドテーブル２上を移動するキャリッジ３に備えら
れた三個の加工用ロール４と、これと対向するように加
工機本体１に取り付けられたマンドレル５とによってス
ピニング加工部が構成されている。

したがって、前記マンドレル５に。円筒状のワーク素材
７Ａを装着しマンドレル５と共に回転させる一方、この
マンドレル５の周囲をへらの役目をする三個の加工用ロ
ール４が軸方向に当接しながら移動すれば、マンドレル
５と加工用ロール４との間でワーク素材７Ａがしごかれ
薄。

く伸ばされる。

この絞り量はマンドレル５と加工用ロール４との間の隙
間で決定されるので、前記加工用ロール４をストローク
調整用モータ６を作動させて調整される。

また、ワーク素材７Ａの径が変わる場合には、マンドレ
ル５を取り替えることにより、加工を可能とする。

斯様に構成された円筒スピニング加工機は、油圧ユニッ
ト８を作動油圧源として制御装置９によって制御される
。

そして、別個に油圧ユニット１０を有する自動ロール交
換装置１１によって加工用ロール４が必要に。

応じ取り替えられるように設けられている。

このように構成された円筒スピニング加工機にワーク素
材７Ａを搬入するワーク搬入装置１３は、加工機本体１
の近傍に設置された搬入用スキッド（傾斜台）１２の上
に設置された架台１４と、吸着部材１５を先端に取り付
けこの吸着部材１５を上下動させる昇降用エアシリンダ
１６と、この昇降用エアシリンダ１６全体を支持し加工
機に向けて押し出す進退用エアシリンダ１７とより構成
されている。

前記吸着部材１５は、本実施例の場合、吸着パッドとこ
のパッド内を真空にして吸着力を生じさせる真空装置（
図示省略）とから成り、必要に応じて吸着力を発生させ
たりあるいは消滅させたりするように設けられているが
、ワーク素材７Ａが磁性体であれば電磁石のようなもの
でも良い。

前記搬入用スキッド１２は、その台面が加工機に向けて
傾斜するように設けられると共にこの台面上をころがろ
うとするワーク素材７Ａがころがり落ちないようにする
ためと、最前のワーク素材７ Ａ’がワーク搬入装置１
３の吸着部材１５の直下に位置するようにするだめの位
置決めのために、その前端に係止爪１２ａが突設されて
いる。

したがって、最前のワーク素材７ Ａ’をワーク搬入装
置１３で持ち上げてワーク装着装置の心出し部分である
ワーク把持部２１に送り出せば、同時に、次のワーク素
材７Ａが突出する係止爪１２ａに引っ掛かるまでころが
ろうとするので、作業者がｍ−ワーク素材７Ａをワーク
搬入装置１３の吸着部材１５直下にまで運ばすとも自動
供給が可能である。

前記ワーク搬入装置１３により搬入用スキッド１２上か
ら運び入れられるワーク素材７Ａを受は取りこのワーク
素材７Ａの中心をスピニング加工機の回転中心すなわち
マンドレル５の中心と合わせ、その後に、マンドレル５
に挿入させるワーク装着装置は、ワーク６出し部１８と
ワーク挿入部３６とより構成されている。

前記ワーク６出し部１Ｂは、ワーク素材７Ａを左右から
径方向に挟みつける二本の爪１９ａ、１９ｂを備えるワ
ーク把持部２１が、キャリッジ３に取り付けられた基板
３５に二本のサポート棒３３で連結され、油圧シリンダ
ー３４の作動によって前記ワーク搬入装置１３の前進位
置直下（以下、待機位置と称す。

）からマンドレル５の中心までの間を揺動移動し得るよ
うに設けられている。

前記ワーク把持部２１は、相対向する一対の爪１９ａ、
１９ｂのうちの一方（図上１９ａ）が、サポート棒３３
の先端に軸支されているベースプレート２２上の固定ガ
イドレール２３とあり溝状案内面で摺動可能に噛み合っ
ている第１可動ガイドレール２４に止め着けられる一方
、他方の爪（図上１９ｂ）が、前記第１ガイドレール２
４とあり溝状案内面で摺動可能に噛み合うように取り付
けられている第２可動ガイドレール２５に止め着けられ
ている。

そして、この第１可動ガイドレール２４と第２可動ガイ
ドレール２５に、回転軸２６とピニオンギヤ２７とラッ
ク２８を介して駆動用油圧シリンダ２９に伝えられてい
るピニオンギヤ３０と噛合するラック３１．３２がそれ
ぞれ止着され、前記油圧シリンダ２９の作動により、左
右の爪１９ａ、１９ｂが相反する方向に同時に移動する
ように設けられている。

まだ、この相対峙する爪１９ａ、１９ｂには、■ブロッ
クと同様のＶ形溝（角度は任意）２０が設けられており
、ワーク素材７Ａを囲むこのＶ形溝２０の四面に内接す
る円すなわちワーク素材７Ａの中心が直径の大小に関係
なく常に同じ位置に成るように設けられている。

したがって、このＶ形溝２０部分でワーク素材７Ａを挟
みつければ、自動的にこの把持部２１の中心とワーク素
材７Ａの中心とが合わされる。

更に、前記ワーク把持部２１は、二本のサポート棒３３
で基板３５に取り付けられて四節回転平行四辺形リンク
の平行運動機構を構成するように設けられており、油圧
シリンダー３４が最も前進した時に平行運動の一方端で
ある前述の待機位置に、最も後退した時に平行運動の他
方端であるマンドレル５の中心に到達するように設けら
れている。

勿論、この運動の軌跡はマンドレル５の中心と、ワーク
把持部２１の中心すなわちＶ形溝２０の四面に内接する
円の中心を通過するものである。

また、前述の待機位置は、昇降用エアシリンダ１６の作
動ストロークを変更しないで済むように搬入用スキッド
１２の最前のワーク素材７ Ａ’と同一高さでかつ進退
用エアシリンダ１７の前進位置直下に位置するように設
けられている。

前記ワーク石川し部１８によって、ワーク素材７Ａの中
心とマンドレル５の中心とが一致するようにマンドレル
５前方に位置させられたワーク素材７Ａをマンドレル５
に挿入させるワーク挿入部３６は、ワーク石川し部１８
の一部である基板３５と、キャリッジ３と、このキャリ
ッジ３と前記基板３５とを連結するガイドバー３７およ
び油圧シリンダー（図示省略）とより構成されている。

すなわち、キャリッジ３よりマンドレル５側に突設され
ている三本のガイドバー３７にワーク石川し部１８を支
える基板３５が摺動自在に嵌め込まれ、キャリッジ３と
基板３５との間に介在された前記油圧シリンダーでワー
ク石川し部１８全体をマンドレル５に向けて押し出しワ
ーク素材７Ａを装着しようとするものである。

前記ワーク装着装置によってマンドレル５へ装着された
ワーク素材７Ａは、加工機の稼動によってスピニング加
工が施される。

この加工により得られた加工済ワーク７Ｂをマンドレル
５より取り外すワーク取り外し装置３８は、加工済ワー
クｍの縁部を把持するワークチャック用爪３９がキャリ
ッジ３後部中央に載置された進退用油圧シリンダ−４０
の先端の取付部材４１に軸着される一方、このワークチ
ャック用爪３９の軸支された基端部に平歯車が刻設され
ると共にこの平歯車と噛み合うラック４２を先端に取や
付けた油圧シリンダー４３が前記取付部材４１に取り付
けられ、前記油圧シリンダー４３の作動により爪３９が
開閉するように設けられている。

そして、ワーク素材をスピニング加工するために、キャ
リッジ３がマンドレル５に向かって前進する時にこのキ
ャリッジ３と共に移動し、スピニング加工終了後に前記
油圧シリンダ４０を作動させて開いたままの状態のワー
クチャック用爪３９をスピニング加工によりマンドレル
５よりはみ出た加工済ワーク７Ｂの縁部にくわえこませ
るように近づけ、それから、油圧シリンダー４３を作動
させて加工済ワーク７Ｂを把持させる。

而して、キャリッジ３の後退移動時の後退動作を利用し
て、加工済ワーク７Ｂをマンドレル５より取り外すよう
に設けられている。

尚、前記ワークチャック用爪３９は、取付部材４１に二
対取り付けられており、加工済ワーク７Ｂを二点で支持
するように設けられている。

前記ワーク取り外し装置３８によってマンドレル５より
取り外された加工済ワーク７Ｂを支持するワーク受台４
４は、前記ワーク取り外し装置羽よりマンドレル５寄り
のキャリッジ３上に設けられている。

このワーク受台４４は、取り外された加工済ワーク７Ｂ
がスライドテーブル２上に落下しないように支持し、搬
出の便宜を図ろうとするもので、油圧シリンダー４５に
よって前記ワーク取り外し装置３８と共に上下動自在に
キャリッジ３に取り付けられ、取り外しの際に下から当
てかうように設けられている。

前記ワーク受台４４上に取り外された加工済ワーク７Ｂ
を本加工機外に搬出するワーク搬出装置４６は、前記ワ
ーク搬入装置１３と同様に、加工済ワーク７Ｂを吸着す
る吸着部材４７と、これを先端に取り付ける昇降用エア
シリンダー４８と、この昇降用エアシリンダ−４８全体
を支持し加工機外の搬出用スキッド５０に向けて押し出
す進退用エアシリンダー４９とより構成され、キャリッ
ジ３の上から懸架されている。

前記搬出用スキッド５０は、加工機より外側に向けて傾
斜する台面を有している。

尚、前記ワーク搬出装置４６の吸着部材４７を、取り外
し中の加工済ワーク７Ｂに吸着させて支持するように設
ければ、ワーク受台４４は必要なくなる。

斯様に構成したので、本発明の自動ワーク着脱装置は後
述の如く作動する。

搬入用スキッド１２上にワーク素材７Ａを多数載置する
一方、ワーク搬入装置１３の昇降用エアシリンダ１６を
作動させて吸着部材１５をワーク素材７Ａに接触する位
置まで下降させる。

そして、真空装置を作動させて吸着部材１５にワーク素
材７Ａを吸着させる。

吸着確認後、昇降用エアシリンダ１６を作動させてワー
ク素材７Ａを持ち上げる。

その後、進退用エアシリンダ１７を作動させて待機位置
で爪１９ａ。

１９ｂを開いて待っているワーク装着装置のワー４り把
持部２１にまでワーク素材７Ａを押し出す。

次いで、再び昇降用エアシリンダ１６を作動させてワー
ク素材７Ａを爪１９ａ、１９ｂの間に挿入し、この後、
真空装置を停止させてワーク素材７Ａを吸着部材１５よ
り切や離す。

ワーク素材搬入完了後、ワーク搬入装置１３は逆作動し
て元の位置に戻り、次の作動に備える。

ワーク素材７Ａがワーク把持部２１内に搬入させてから
、装置内の油圧シリンダ２９を作動させて開いている爪
１９ａ。

１９ｂを閉じさせ、この爪１９ａ、１９ｂのＶ形溝２０
の部分でワーク素材７Ａを左右から径方向に挟みつけさ
せる。

この時、ワーク素材７ＡをＶ形溝２０の四面で把持する
ので、取り付けと同時にワーク素材７Ａの心出しが行な
われる。

しかし、まだこの段階ではワーク把持部２１の中心とワ
ーク素材７Ａの中心とが合わされているに過ぎない。

この後に、油圧シリンダー３４を作動させてサポート棒
３３を傾倒させ、前記ワーク把持部２１をマンドレル５
の中心まで揺動移動させれば、ワーク素材７Ａの中心と
マンドレル５の中心とが合致する。

この段階で真に心合わせが完了したといえる。

次に、キャリッジ３に備えられたワーク挿入用の油圧シ
リンダ（図示省略）を作動させて、ワーク把持部２１を
支承する基板３５をマンドレル５側に前進させ、ワーク
素材７Ａをマンドレル５の所定の位置まで挿入する。

それから、ワーク把持部２１の油圧シリンダー２９を逆
作動させて爪１９ａ、１９ｂを開放し、ワーク素材７Ａ
をマンドレル５に残したままの状態で前記ワーク把持部
２１等を元の位置ま・で後退させる。

更に、油圧シリンダー３４を逆作動させてワーク把持部
２１を待機位置にまで復帰させ、次の作動に備えさせる
と共にスピニング加工の邪魔をしないようにする。

次に、ストローク調整用モータ６で加工用ロール４を所
定の位置まで移動させてからキャリッジ３をマンドレル
５に向けて前進させ、マンドレル５の回転と加工用ロー
ル４の軸方向移動とによってスピニング加工が施される
。

加工完了後、油圧シリンダー４５を作動させ、加工済ワ
ーク７Ｂの外径に合わせてワーク受台４４とともにワー
ク取り外し装置３８を上昇位置決めする。

それから、油圧シリンダー４０を作動させて開いた状態
のままのワークチャック用爪３９をマンドレル５からは
み出ている加工済ワーク７Ｂの縁部にまで押し出し、く
わえ込むように位置させる。

そこで、油圧シリンダー４３を作動させてワークチャッ
ク用爪３９を閉じ、加工済ワーク７Ｂを把持させる。

チャック完了後、後退するキャリッジ３の後退動作を利
用して加工済ワーク７Ｂをマンドレル５から取や出す。

加工済ワーク７Ｂが完全にマンドレル５から抜けてから
油圧シリンダー４０を逆作動させて加工済ワーク７Ｂと
これを把持するワークチャック用爪３９を搬出原点位置
まで後退させる。

キャリッジ３を完全に原点位置まで後退・停止させた時
に、油圧シリンダ４３を逆作動させてワークチャック用
爪３９を開放・退避させ、その後に、油圧シリンダ４０
を再度作動させてワーク搬出の際の干渉を防ぐようにす
る。

同時に、ワークチャック用爪３９も後退・退避させ、ワ
ーク搬出準備可能な状態にする。

次に、ワーク搬出装置４６の吸着部材４７を加工済ワー
ク７Ｂに接触する位置まで下降させる。

そして、前述の搬入装置１３と同様に、真空装置を作動
させてワーク受台４４上の加工済ワーク７Ｂを吸着部材
４７に吸着させる。

吸着確認後、昇降用エアシリンダー４８を逆作動させて
持ち上げてから、進退用エアシリンダ４９を作動させ搬
出用スキッド５０上に運ぶ。

それから、再び昇降用エアシリンダ４８を作動させて加
工済ワーク７Ｂを下降させる。

この時、搬出用スキッド５０に当たる手前から下降速度
を下げ緩やかに加工済ワーク７Ｂが搬出用スキッド５０
に接触するように降下させてから切り離す。

そして、各シリンダ４８．４９を逆作動させて次の作動
に備えさせる。

以上本発明によれば、スピニング加工機へのワーク素材
の搬入・心出し・装着および加工済ワークのマンドレル
からの取り外し・加工機外への搬出を自動的に行なわせ
ることができる。

したがって、従来手作業によって行なっていたこれら各
作業が自動的にかつ迅速に出来ることにより、段取り時
間および機械停止時間の短縮ができ、生産性を向上させ
得る。

また、安全上の点からも危険が少なくなる。

而して、スピニング加工機の総合的な自動化が図れる。

【図面の簡単な説明】 第１図は自動化を図ったロール式円筒スピニング加工機
の概略を示す平面図、第２図は第１図に示すＡ−Ａ矢視
に沿う正面図、第３図は第１図に示すＢ−Ｂ矢視断面図
、第４図はワーク心出し機構であるワーク把持部の断面
図、第５図はワーク取り外し装置とこれによって取り出
される加工済ワークとを示す側面図である。 図面中 １はスピニング加工機本体、３はキャリッジ、
５はマンドレル、７ａはワーク素材、乃は加工済ワーク
、１２は搬入用スキッド（傾斜台）、１３はワーク搬入
装置、１８と３６はワーク装着装置を構成するワーク心
出し部と挿入部、１９ａ。 １９ｂは爪、２０はＶ形溝、２１はワーク把持部、３３
はサポート棒、３４はワーク把持部を移動させる油圧シ
リンダ、３５は基板、３７はガイドバー、３８はワーク
取り外し装置、３９はワークチャック用爪、４０は油圧
シリンダー、４４はワーク受台、４６はワーク搬出装置
、５０は搬出用スキッドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークを支持するマンドレルに当該マンドレルとの
   間で前記ワークを挟圧するロールを備えたキャリッジを
   相対的に前進後退移動するようにしたスピニング加工機
   において、側面にＶ形の溝を有しこのＶ形溝部でワーク
   素材全左右から挟みつける一対の爪を有するワーク把ｉ
   部と前記キャリッジ前面に前後方向往復動自在に取り付
   けられた基板とを前記ワーク把持部がマンドレルの軸心
   に向けて左右方向に往復動するように連結して成るワー
   ク装着装置と、搬入用傾斜台上に載置されたワークを前
   記ワーク把持部まで吸着して搬送するワーク搬入装置と
   、マンドレルの先端よりはみ出した加工済ワークの縁部
   を把持するチャックを有、し前後方向往復動自在に前記
   キャリッジに備えられたワーク取り外し装置と、マンド
   レルから引抜かれた加工済ワークを搬出用傾斜台に吸着
   搬送するワーク搬出装置とを具えて成るスピニング加工
   機における自動ワーク着脱装置。