JPS62264845A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は加工物を多数装着し、マシニングセンター等の
工作機械のインデックステー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。

（従来技術及びその問題点） 一般にＮ／Ｃフライス盤やマシニングセンター等の工作
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
０１＋装置や設漏等を備えており、設備費用も大変高１
ｌＩｉなものとなっている。

上記のようなｉａｉ　Ｉｄ５な専用設備等を協えるのに
対し、■ｆｆｙＡ械の移０ノテーブルの移動及び門緘土
軸の上下動、即ち工作機械に既に備わっている制岨系を
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。

このようなことに鑑みて本願出願人は、特願昭６０−１
３５７５５において、複数個の加工物を装着した加工物
マガジンを工作鳴緘の移動テーブルに固定し、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
うにした者を開発している。

ところが移動テーブル等の移動範囲に制限があるため、
特願昭６０−１３５７５５のに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。

（発明の目的） 本発明の目的は、加工物マガジンの加工物ボルダはを大
幅に増加させるようにすると共に、工作機械の制御系に
簡単な制御系を加えるだけで、工作機械の移動テーブル
等の移動を利用して加工物の連続自動交換を行えるよう
にすることである。

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するために本発明は、工作機械の移動テ
ーブルと共に移動するマガジン本体を尚え、マガジン本
体に駆動スプロケットと従動スプロケットを回転自在に
支承すると共に駆動用シリンダーを設け、多数の加工物
装着用カップを有するカップチェインを上記両スプロケ
ットに掛け渡し、各カップには加工物を装着自在とし、
駆動スプロケットには駆動スプロケットと一体的に回転
する駆動輪を設け、該駆動輪に同一円周上に複数の駆動
ピンを形成し、駆動用シリンダーに往復動自在にラチェ
ット板を連結し、ラチェット板をその往復動により上記
ピンに順次係合して、駆動輪を一方向に間欠回転させる
ようにしている。

（実施例） 第２図において、マシニングセンターは垂直な工具取付
用機械主軸１を回転自在１．：備えてあり、マシニング
センターの移動テーブル２の上にはインデックステーブ
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。マシニングセンターはＮ／Ｃ（数値制御）装置
でコントロールされ、移動テーブル２は前後及び左右に
移動操作される。機械工＠１には加工物ホルダー６を握
持する（］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！萬（グリップ部）８を有し、ＡＴＣ装置の
マニュピユレータ−により工具マガジンの工具と取替え
自在となっている。Ｉ」】ち加工物Ｗの取替え運搬の時
だｉす機械工＋ｌ１１に嵌合保持される。インデックス
テーブル５は回転’１ｕｌｌ　２０　、ステッピングモ
ータ２２及びホルダー−？ｌ？Ｉ悦用シリンダー装置３
３等を備えている。回転軸２０には加工物ホルダー装着
用の中央孔７１が形成されている。

各加工物Ｗは冶具１４を介して加工物ホルダー６に固定
されており、加工物ボルダ−６は次のようにして力・ツ
ブ２１の凹部２１ａに１．！、ｌ定される。

叩ら第９図に示すようにボルダ−６は柄部６′及び着脱
用ポル１−６２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Ｊ：す［コックされていれる
。ロックピン６４はぽね６ｂにＪζリボルト側に付勢さ
れている。加工物ホルダー６にはまた中央部に上記白ボ
ッｌ−ハンド７で握持りるだめの環状■溝６６が形成さ
れている。

加工物マガジン３の第２図工矢視図を示す第１図におい
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）が移動テーブル２の上面に固定され、後
端部は移動テーブル２から多方へと延び出し、補助脚１
０及び転動輪１１を介して床面Ｍに支持されている。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。

駆動軸２５には、第３図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図に示びょ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２７には駆動
ピン３０と同数の割出し溝２８が形成されている。

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ー（例えば油圧シリンダー）３１
が固定されており、駆動用シリンダー３１のロッド部３
１ａ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而３
７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。

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
ダー４２が対向配置されており、エアシリンダー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。

前記両シリンダー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
、マシニングセンターのコントローラの指令により制御
されるように構成されている。

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のカム而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ピツチの距離を矢印Ｆ
方向に移動した時にカム而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は第５図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、駆動用シリンダー３１の
伸１％　ｆＪ＋作を停止すると共にエアシリンダー４２
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ーのコントローラの指令によりエ
アシリンダー４２のロッド部４２ａを後退させ、駆動用
シリンダー３１のロッド部３１ａを前進させるように構
成されている。

第１図の補助脚１０は上側部材１０ａと下側部材１０ｂ
とに分割され、下側部材１０ｔ）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ｖノ自
在位に嵌合し、両部材１０ａ、１０ｂ間にコイルばね４
７が縮設されている。コイルばね４７により下側部材１
０ｂ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はそのホルダー１１８が垂直軸回りに
回転自在に下側部Ｕ１０ｂに支持されてＪ３す、全方位
に転向自在とイｊっでいる。

インデックステーブル５の拡大断面図を示す第７図にお
いて、柄部６′は円筒状のホルダー軸部６８とテーパー
コーン６９とに別れている。テーパーコーン６つの内周
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」：り矢印Ｆ′力方向付勢され、スナッ
プリング７ｏにより係止されている。インデックステー
ブル５の回転軸２０はホルダー装着用の中心孔テーパー
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はインデックステー
ブルケース７６に軸受を介して回転自在に支持されてい
る。ボス部７５は図示しないがつＡ−ムギャを備えてお
り、つＡ−ムギャは割出し回転用のウオ一ムねじに噛合
い、ウオームねじはＮ／Ｃ装置（コントローラー〉で制
御されるステッピングモータ２２（第２図）に連動連結
している。

回転軸２０の内周部にはスライド筒８１、ロックボール
８２及びシリンダー装置３３（第２図）等からなるロッ
ク機構が連結されており、該ロック別格により加工物ホ
ルダー６を固定、解放できるようになっている。

スライド筒８１は回転’Ｉｔ　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
テーパ一孔８５を備え、テーパ一孔８５内にはロック用
ボール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
になるテーパーカム面８６が形成され、ボール８２がカ
ム面８６よりも小径側（矢印Ｆ′側）に来た時にボール
８２が軸中心側に突出する状態になって着脱用ボルト６
２の膨大部に係合するようになっている。スライド筒８
１は連結ボルト８７を介して第２図のシリンダー装置３
３のピストンに連結している。

回転軸２０には位置決め兼ドライブキー５０が装着され
、一方ホルダー６にはキー５０が挿入されるキー満５０
ａが形成されている。

（作用） 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ー６を、第１図の加工物
マガジン３の各カップ２１にそれぞれ取付けておく。

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

装着完了後、灘械主軸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。切削中のホルダー６は切削油
等で冷ｕ１される。一方インデックステーブル５は、Ｎ
／Ｃ装置で制御される第２図のステッピングモータ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。

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、移動テーブル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のホルダー６を握持してインデ
ックステーブル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。

切削終了後の加工物Ｗが戻されると、マシニングセンタ
ーのコントローラの指令により第４図の駆動用シリンダ
ー３１のロッド部３１ａが矢印Ｆ方向に伸良し、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２７、駆ｆ）
Ｊ　’ＩＯ２５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
ける。

次のカップ２１がＡ部分迄来ると、第４図のカム面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、第５図のように駆動ピン３
０と挟み溝３６との係合を外すと共に、リミットスイッ
チ４１を作動さける。

リミットスイッチ４１の作動により、ラチェット板３２
は停十し、エアシリンダー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。

そして前回同様に移動テーブル２等の移動により、ロボ
ットハンド７でＡ部分の♀Ｊｉ　シい加工ｖ！ＪＷ（ホ
ルダー６）をつかみ、インデックステーブル５の回・転
輪２０に装着する。

上述のような作業中において、加工物Ｗの交換等により
カップチェイン２３に各部の重石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往ず、停止位置が
ずれる可能性がある。ところが第４図のようにラチェッ
ト板３２の挟み溝３６で駆動ピン３０を挟み込／υだ状
態で駆動するように構成している場合には、ブレーキや
逆力礪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満３６の幅範囲内で防止さ
れる。

また移動テーブル２が前後左右に移動する場合には、補
助脚１０は移動テーブル２と共に床面Ｍを移動する。

次にインデックステーブル５の回転軸２ｏに加工物ホル
ダー６を着脱する際の詳しい作動について説明する。イ
ンデックステーブル５にホルダー６を挿入する時は、ま
ず第７図のドライブキー５０が挿入され、次にボルト６
２がボール８２を介して引込まれる。この時ホルダー６
のつば部６ａとインデクステーブル５の回転軸２０の端
面２０ａが圧接されると同時にテーパーコーン６９が中
心孔７１の内周面に密着して皿ばね６９′は圧縮し、確
実にテーパー−コーン６９と中心孔７１との密着状態を
保つ。

上記キ〜５０が挿入されてから両端面２０ａ、６ｂが圧
接するまでの両端面２０ａ、６ｂの間隙はホルダー６が
キー５０に誘導されるが、キー５０と第９図のホルダー
６のキー溝５０ａとは軸方向に移動するため、この両者
５０，５０ａはこの移動長ざだけ移動しうる構造になっ
ている。

なお上記キー５０がキー溝５０８に保持されている状態
で、第７図の両端面２０ａ、６ｂが未だ圧接していない
時においては、ホルダー６と回転軸２０との軸中心合せ
を行なう部分であるテーパーコーン６つは未だ中央孔７
１に接触していないため、テーパーコーン６９と中央孔
が接触するまでの間は、加工物ホルダー６はキー５０と
キー溝５０ａとで保持されている。従ってキー溝５０ａ
の軸方向長さはキー５０の艮ざよりも軸移動分だけ長く
形成されている。また加工物ホルダー６に加工物Ｗが取
り付けらでいる時、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、上記キー５０
の案内により正常姿勢でホルダー６は回転軸２０に挿入
される。

（別の実ＭＰＩＪ’） （１）第６図は補助脚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。

即ち下側部材１０ｂのガイドロッド４６にばね力調整ナ
ツト５０を螺合し、ナツト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１０ａ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
の固定用取付は根５２を上方に貫通し、その上端部には
上下位置決めナツト５３が螺合され、位置決めナツト５
３は取付は板５２の上面に当接する。取付は扱５２はマ
ガジン本体９に固着されている。

第６図の補助脚１０によると、調整ナツト５０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ざ及びｆｆＪｆｆｉに適合したばね
力に調整できる。

（２）図示の実施例ではマガジン本体９の一端部を移動
テーブル２に固定しているが、マガジン仝体を移動テー
ブル２外の外に設置することもできる。勿論この場合に
は、加工物マガジンを移Ｏ」デープルとは別の装置で移
動させることが必要となる。

（３）駆動用シリンダー３１としてエアシリンダーを用
いることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると： （１）マガジン本体９に駆動スプロケット１６、従動ス
プロケット１７及びそれらに掛【プ渡されたカップチェ
イン２３を備え、カップチェイン２３に多数のカップ２
１を備え、各カップ２１に加工物を装着自在としている
ので、マガジンの装着加工物数を大幅に増加させて、無
人連続運転の作業時間を延ばすことができ、省力化によ
る人件費等を節約できる。

（２）加工物マガジン３を工作機械の移動テーブル２の
移動と共に移動するように構成し、駆動輪２６設番ノら
れる複数の駆動ピン３０及び駆動用シリンダー３１のラ
チェット板３２により、駆動輪２６を間欠回転させるよ
うにして、所望の加工物を所定位置に移動させるように
しているので、移動テーブル２の移動及び機械主＠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（マシニングセンター等）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
首を備える必要はなく、投資金額を節約できる。

（３）駆動シリンダー３１の往復運動を利用してカップ
チェイン２３を間欠運動させるようにしているので、高
価な搬送専用装置等に比べて安価であり、メンテナンス
も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した加工物マガジンの左側面図（
第２図の■矢視図）、第２図は第１図のＩｆ−Ｉ断面図
、第３図は第１図の■−■断面図、第４図は第２図のＩ
Ｖ矢祝拡大図、第５図は駆動シリンダーが伸長した状態
を示ず第２図のＩＶ矢視図、第６図は補助脚の変形例を
示す断面図、第７図はインデックステーブルの縦断面部
分拡大図、第８図は第７図の■矢視拡大図、第９図はカ
ップの縦断面拡大図である。１・・・機械主軸、２・・
・移動テーブル、３・・・加工物マガジン、１６・・・
駆動スプロケット、１７・・・従動スプロケット、２１
・・・カップ、２３・・・カップチェイン、２６・・・
駆動輪、３０・・・駆動ピン、３１・・・駆動用シリン
ダー、３２・・・ラチェット板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の移動テーブルと共に移動するマガジン
   本体を備え、マガジン本体に駆動スプロケットと従動ス
   プロケットを回転自在に支承すると共に駆動用シリンダ
   ーを設け、多数の加工物装着用カップを有するカップチ
   ェインを上記両スプロケットに掛け渡し、各カップには
   加工物を装着自在とし、駆動スプロケットには駆動スプ
   ロケットと一体的に回転する駆動輪を設け、該駆動輪に
   同一円周上に複数の駆動ピンを形成し、駆動用シリンダ
   ーに往復動自在にラチェット板を連結し、ラチェット板
   をその往復動により上記ピンに順次係合して、駆動輪を
   一方向に間欠回転させるようにしたことを特徴とする加
   工物マガジン。
2. （２）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、他端部をテーブル外に延ばして補助脚を設
   け、補助脚を弾性部材により上下方向伸縮自在とし、床
   面に当接し全方位に移動可能な転動輪を補助脚の下端に
   取付けた特許請求の範囲第１項記載の加工物マガジン。