ワーク搬送システム
【課題】 ワークを確実に搬送することができるとともに、その搬送時間の短縮化をも図ることができるワーク搬送システムを提供すること。
【解決手段】 加工すべきワーク１６をワーク供給域から工作機械のワーク加工域に搬送するワーク搬送システム。この搬送システムは、ワーク１６を保持するためのワーク保持装置２０を具備し、ワーク保持装置２０は、ワークを保持するためのハンドチャック爪３６と、ワーク１６を押し出すためのプッシャ部材４７と、プッシャ部材４７を駆動させるためのエアシリンダ機構３８とを備えている。エアシリンダ機構３８に関連して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源５４と、圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段、例えば電空レギュレータ６２設けられ、圧力制御手段によってエアシリンダ機構３８に送給される圧縮空気の圧力が制御される。
【解決手段】 加工すべきワーク１６をワーク供給域から工作機械のワーク加工域に搬送するワーク搬送システム。この搬送システムは、ワーク１６を保持するためのワーク保持装置２０を具備し、ワーク保持装置２０は、ワークを保持するためのハンドチャック爪３６と、ワーク１６を押し出すためのプッシャ部材４７と、プッシャ部材４７を駆動させるためのエアシリンダ機構３８とを備えている。エアシリンダ機構３８に関連して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源５４と、圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段、例えば電空レギュレータ６２設けられ、圧力制御手段によってエアシリンダ機構３８に送給される圧縮空気の圧力が制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク供給域に置かれたワークを工作機械のワーク加工域に搬送してその加工チャック手段に保持させるためのワーク搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＮＣ旋盤などの工作機械を用いて自動的に加工する場合、ワーク供給域に置かれたワークを工作機械のワーク加工域に搬送するためのワーク搬送システムが広く用いられている。このワーク搬送システムは、加工前のワークを保持するための第１ワーク保持装置（加工前ワーク保持装置）と、加工後ワークを保持するための第２ワーク保持装置（加工後ワーク保持装置）と、これら第１及び第２ワーク保持装置を所要の通りに移動するためのワーク支持移動装置とから構成され、第１ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪を有している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この第１ワーク保持装置（加工前ワーク保持装置）としては、ばね部材の弾性偏倚力でもってプッシャ部材をプッシュするばね形式のものと、空圧シリンダの空圧でもってプッシャ部材をプッシュするエアシリンダ形式のものとが存在する。ばね形式のものでは、ハンドチャック本体にコイルばねが装着され、ハンドチャック爪でもってワークを保持する際にプッシャ部材が押し込まれてコイルばねが収縮され、かく収縮された状態にて、ハンドチャック爪がワークを保持する。このようにワークを保持するので、ハンドチャック爪による保持が解除されると、収縮状態のコイルばねが伸張し、このコイルばねの復元力でもってプッシャ部材が押し出され、かく押し出されるプッシャ部材によってワークが第１ワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段に受け渡される。
【０００４】
また、エアシリンダ形式のものでは、ハンドチャック本体にエアシリンダ機構が設けられ、このエアシリンダ機構の出力部がプッシャ部材として機能し、ハンドチャック爪でもってワークを保持するときにはエアシリンダ機構が収縮状態に保たれ、プッシャ部材が収縮された状態にて、ハンドチャック爪がワークを保持する。また、ワーク加工域にてワークを受け渡すときには、ハンドチャック爪による保持が解除され、更にエアシリンダ機構が伸張され、このエアシリンダ機構の伸張でもってプッシャ部材が押し出され、かく押し出されるプッシャ部材によってワークが第１ワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段に受け渡される。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９３２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したワーク搬送システムには、次の通りの解決すべき問題が存在する。ばね形式のものでは、コイルばねの弾性復元力を利用しているので、ハンドチャックの爪が開放されると同時にコイルばねが伸張してプッシャ部材によってワークが押し出されて受け渡しが行われ、工作機械の加工チャック手段に受け渡しに要する時間が短く、ワークを搬送するためのサイクルタイムを短くすることができるという利点があるが、ワークを保持する間は常にコイルばねの作用によってプッシャ部材がワークに作用し、このコイルばねの弾性復元力が大きくなると、加工域に向けての搬送中にハンドチャック爪からワークが滑り落ちるなどの問題が生じる。特に、ワークを高速で搬送しようとすると、移動中にワークに加わる慣性力も大きくなり、より滑り落ち易くなる。
【０００７】
また、エアシリンダ形式のものでは、エアバルブの電気開閉信号によるエアシリンダ機構の伸縮を利用しているので、ワーク搬送中においては、エアシリンダ機構は収縮状態に保たれてハンドチャック爪に保持されたワークに作用せず、この搬送中にワークがハンドチャック爪から滑り落ちることがなく、ワークを確実に搬送することができるという利点があるが、エアバルブを開閉するための時間、エアラインの圧力損失、エアシリンダ機構の応答性などの要因によってエアシリンダ機構の伸張に要する時間が長く、換言するとワークの受け渡しに要する時間が長くなり、その結果、ワークを搬送するためのサイクルタイムが長くなる問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、ワークを確実に搬送することができるとともに、その搬送時間の短縮化をも図ることができるワーク搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載のワーク搬送システムは、加工すべきワークをワーク供給域から工作機械のワーク加工域に搬送するワーク搬送システムにおいて、
ワークを保持するためのワーク保持装置と、前記ワーク保持装置を前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に所要の通りに移動するためのワーク支持移動装置と、を具備し、前記ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪と、前記ハンドチャック爪に保持されたワークを押し出すためのプッシャ部材と、前記プッシャ部材を駆動させるためのエアシリンダ機構と、を備えており、
前記エアシリンダ機構に関連して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源からの圧縮空気を前記エアシリンダ機構の伸張側に供給するための供給ラインとが設けられており、
更に、前記供給ラインには、前記圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載のワーク搬送システムでは、前記圧力制御手段は、電気信号の大きさによって圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータから構成され、前記電空レギュレータは、電気信号の電流又は電圧の大きさに比例して前記供給ラインを通して供給される圧縮空気の圧力を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載のワーク搬送システムでは、前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク加工域において前記ハンドチャック爪が開放されると、電気信号の大きさが大きいプッシャ信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の請求項４に記載のワーク搬送システムでは、前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間にローディング準備位置が存在し、前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ローディング準備位置に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい第１保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク保持装置が前記ローディング準備位置から前記ワーク加工域に搬送される間は、前記信号の大きさが前記第１保持信号よりも大きく且つ前記プッシャ信号よりも小さい第２保持信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載のワーク搬送システムによれば、ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪と、ハンドチャック爪に保持されたワークを押し出すためのプッシャ部材と、プッシャ部材を駆動させるためのエアシリンダ機構と、を備え、このエアシリンダ機構の伸張側に圧縮空気を供給するための供給ラインに圧力制御手段が設けられているので、この圧力制御手段によりエアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力を制御することができる。この圧力制御手段による圧力制御は、例えば、ワークの搬送中において圧縮空気の圧力が小さくなるように制御することによって、ワーク保持装置の保持されたワークに作用する力を小さくしてワークの落下を防止することができ、またワーク加工域にてワークを加工チャック手段に受け渡すときに圧縮空気の圧力が大きくなるように制御することによって、ワークに作用する押出し力が大きくなり、ワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段への受渡しを短時間で行うことができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載のワーク搬送システムによれば、圧力制御手段が電気信号の大きさに比例して圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータから構成されているので、電流値又は電圧値の大きい（又は小さい）電気信号を電空レギュレータに送給することによって、エアシリンダ機構に供給される圧縮空気の圧力を大きく（又は小さく）することができ、比較的簡単な構成及び制御でもって、圧縮空気の圧力を所要の通りに制御することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載のワーク搬送システムによれば、ワーク供給域からワーク加工域に搬送される間は、保持信号が前記電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が小さく、これによって、ワーク保持装置に保持されたワークに作用する力が小さくなり、搬送中のワークの落下を防止することができる。また、ワーク加工域においてハンドチャック爪が開放されると、プッシャ信号が電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が大きく、これによって、ワーク保持装置に保持されたワークに作用する押出し力が大きくなり、工作機械の加工チャック手段へのワークの受け渡しを短時間に行うことができる。
【００１６】
更に、本発明の請求項４に記載のワーク搬送システムによれば、ワーク保持装置がワーク供給域からローディング準備位置に搬送される間は、第１保持信号が電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が小さく、またワーク保持装置がローディング準備位置に搬送されると、第１保持信号より大きい第２保持信号が電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が上昇し、このようにワーク供給域に搬送される前に圧縮空気の圧力を上昇させることによって、プッシャ信号が電空レギュレータに送給された際に所定圧力に達するまでの時間を短くし、ワークの受渡し時間の短縮化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うワーク搬送システムの一実施形態について説明する。図１は、一実施形態のワーク搬送システムを装備した工作機械の一例を示す簡略図であり、図２は、図１のワーク搬送システムのワーク保持装置及びそのエア制御系を示す断面図であり、図３は、図２のエア制御系における電空レギュレータの一例を示す断面図であり、図４は、図２のワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段へのワークの受け渡しを説明するための断面図であり、図５は、図１のワーク搬送システムのワーク保持装置の移動を説明するための簡略説明図であり、図６は、図３の電空レギュレータに送給される入力信号の電流値の変化を示す図であり、図７は、加工するワークの搬送の流れを説明するためのフローチャートである。
【００１８】
図１において、工作機械の一例としての図示のＮＣ旋盤２は、工場の床面などに設置される旋盤本体４を備え、この旋盤本体４の左上部に主軸部６が設けられ、この主軸部６に回転自在に支持された主軸（図示せず）に加工チャック手段８が装着されている。加工チャック手段８は周方向に間隔をおいて配設された三つの加工チャック爪１０（図１において二つ示す）を備え、これら加工チャック爪１０が径方向に移動自在に装着されている。この旋盤本体４には、更に、移動テーブル１２が横方向（図１において左右方向）に移動自在に支持され、この移動テーブル１２には工具取付テーブル１４が前後方向（図１において紙面に垂直な方向）に移動自在に支持され、かかる工具取付テーブル１４に、ワーク１６に所望の加工を施すための加工工具（図示せず）が取り付けられる。
【００１９】
このＮＣ旋盤２には、加工すべきワーク１６を所要の通りに搬送するためのワーク搬送システム１８が装備されている。このワーク搬送システム１８は、加工前のワーク１６を保持するための第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）と、加工後のワーク１６を保持するための第２ワーク保持装置（図示せず）（加工後ワーク保持装置）と、これら第１及び第２ワーク保持装置２０を後述する如く移動させるためのワーク支持移動装置２２とから構成され、第１ワーク保持装置２０及び第２ワーク保持装置はワーク支持移動装置２２によって一体的に移動される。ワーク支持移動装置２２は、ワーク１６を供給するワーク供給域（図示せず）からＮＣ旋盤２のワーク加工域２４を超えて延びる案内支持部材２６を備え、この案内支持部材２６に昇降支持アーム２８が移動自在に支持され、この昇降支持アーム２８の先端部に第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）及び第２ワーク保持装置（図示せず）（加工後ワーク保持装置）が取り付けられている。
【００２０】
このようなワーク搬送システム１８では、ワーク支持移動装置２２（案内支持部材２６、昇降支持アーム２８）は、例えば、図５に示すように第１及び第２ワーク保持装置２０を搬送する。ワーク供給域の供給位置Ｐ２において加工すべきワーク１６が第１ワーク保持装置２０に供給され、加工前のワーク１６を保持する第１ワーク保持装置は、供給位置Ｐ２から図１及び図５において右方に位置Ｐ１に移動し、この位置Ｐ１から上昇して位置Ｐ０に移動し、かく上昇した状態で位置Ｐ０から図１及び図５において右方に待機位置Ｐ３まで移動して待機する。
【００２１】
その後、この第１ワーク保持装置２０は、待機位置Ｐ３から位置Ｐ６に下降し、かく下降した状態で図１及び図５において左方に移動し、ローディング準備位置Ｐ７を経て加工域のローディング位置Ｐ８に移動し、このローディング位置Ｐ８において、第１ワーク保持装置２０に保持された加工前のワーク１６がＮＣ旋盤２の加工チャック手段８に取り付けられる。
【００２２】
また、この実施形態では、後述するように、加工後のワーク１６が第２ワーク保持装置に受け渡された後に、第１ワーク保持装置２０に保持された加工前のワーク１６が加工チャック手段８に取り付けられるように構成されており、従って、この位置Ｐ４から下方に位置Ｐ６に移動し、この位置Ｐ６からローディング準備位置Ｐ７を経てローディング位置Ｐ８に移動し、更にローディング位置Ｐ８から位置Ｐ６に戻り、その後上昇して待機位置Ｐ３に移動する。
【００２３】
その後、この第２ワーク保持装置は、待機位置Ｐ３から図１及び図５において左方に位置Ｐ０に移動し、この位置Ｐ０から位置Ｐ１まで下降し、かく下降した状態で図１及び図５において左方に排出位置Ｐ２（この位置Ｐ２は、第１ワーク保持装置２０の供給位置に対応する）まで移動し、この排出位置にて第２ワーク保持装置に保持された加工後のワーク１６が排出され、第１及び第２ワーク保持装置２０は、上述したようにして一体的に移動される。
【００２４】
図２をも参照して、図示のワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）について説明すると、このワーク保持装置２０は、昇降支持アーム２８の先端部に取り付けられた保持装置本体３４を備え、この保持装置本体３４の一端部（図２において左端部）には、相互に対向して配設された一対のハンドチャック爪３６を備え、一対のハンドチャック爪３６が径方向に移動自在に装着され、かかる一対のハンドチャック爪３６間に、図２に実線で示すように、加工すべきワーク１６が挟持される。この保持装置本体３４の他端部（図２において右端部）には、エアシリンダ機構３８が配設されている。このエアシリンダ機構３８は、保持装置本体３４に取り付けられたシリンダ本体４０を備え、このシリンダ本体４０内にピストン４２が移動自在に装着され、このピストン４２に出力軸４４が固定されている。出力軸４４は保持装置本体３４を貫通して一端側に突出し、この突出端部に押圧部材４６が取付ねじ４８により取り付けられ、この出力軸４４及び押圧部材４６がワーク１６を押し出すプッシャ部材４７として機能する。この出力軸４４を被嵌してコイルばね４９が配設され、このコイルばね４９はピストン４２とシリンダ本体４０の端壁（図２において左端壁）との間に介在されている。コイルばね４９はピストン４２を図２において右方に弾性的に偏倚し、図２に示すように出力軸４４が収縮する収縮状態にエアシリンダ機構３８を保持する。
【００２５】
このエアシリンダ機構３８は、図２に示すエア制御系によって制御される。このエア制御系は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源５４（例えば、エアコンプレッサから構成される）を備えている。圧縮空気供給源５４は供給ライン５２を介してエアシリンダ機構３８の伸張側に接続されている。また、エアシリンダ機構３８の収縮側は大気ライン５８を介して大気開放されている。このように構成されているので、供給ライン５２を通して供給される圧縮空気の圧力が大きいと、この圧力によってピストン４２が図２において左方に移動され、これによって、出力軸４４が伸張し、プッシャ部材４７は、図４に示す押出し状態となる。また、この圧縮空気の圧力が小さいと、コイルばね４９の弾性偏倚力が圧縮空気の圧力よりも大きく、コイルばね４９の作用によってピストン４２が図２において右方に移動され、これによって、出力軸４４が収縮され、プッシャ部材４７は、図２に示す収縮状態となる。
【００２６】
このワーク搬送システム１８においては、エアシリンダ機構３８に送給される圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段を設けることが重要であり、この実施形態では、圧力制御手段として電空レギュレータ６２が用いられている。図３を参照して、電空レギュレータ６２は、それ自体周知のものであり、流入口６４から流出口６６に至る流路６８が設けられたレギュレータ本体７０を備え、流入口６４が圧縮空気供給源５４に接続され、流出口６６がエアシリンダ機構３８の伸張側に接続されている。このレギュレータ本体７０には排出口７２が設けられ、この排出口７２は大気中に開放されている。流路６８には給気弁７４が配設され、この流路６８と排出口７２との間に排気弁７６が配設されている。
【００２７】
このレギュレータ本体７０には、更に、ダイヤフラム７８が配設され、このダイヤフラム７８に取り付けられた作動軸８０が排気弁７６を貫通して給気弁７４に作用するように構成されている。この給気弁７４には第１コイルばね８２が設けられ、第１コイルばね８２は給気弁７４を給気弁座８３に向けて弾性的に偏倚し、給気弁７４を閉状態に保持する。また、排気弁７６には第２コイルばね８４が設けられ、第２コイルばね８４は排気弁７６を排気弁座８５に向けて弾性的に偏倚し、排気弁７６を閉状態に保持する。また、作動軸８０には排気弁７６に作用するフランジ８６が設けられている。
【００２８】
電空レギュレータ６２は、更に、給気弁７４及び排気弁７６を開閉制御するための給気電磁弁８８及び排気電磁弁９０を含んでいる。レギュレータ本体７０の流路６８の流入側（流入口６４側）が第１ライン９２を介して給気電磁弁８８の流入ポートに接続され、ダイヤフラム７８の第１室９４が第２ライン９６を介して給気電磁弁８８の流出ポート及び排気電磁弁９０の流入ポートに接続され、排気電磁弁９０の流出ポートが大気中に開放されている。
【００２９】
また、ダイヤフラム７８の第２室９８は、連通流路１００を介してレギュレータ本体７０の流路６８の流出側（流出口６６側）に連通されている。この連通流路１００にはその空気圧力を検知するための圧力センサ１０２が配設されている。圧力センサ１０２の検知信号は制御手段１０４に送給され、またこの制御手段１０４には入力信号、即ちエアシリンダ機構３８に送給される圧縮空気の圧力を制御するための信号が送給され、制御手段１０４は、上記入力信号及び上記検知信号に基づいて給気電磁弁８８及び排気電磁弁９０を制御する。
【００３０】
この電空レギュレータ６２による圧力空気の制御は、次のように行われる。制御手段１０４に入力される入力信号が大きくなる（入力信号の電流値又は電圧値が大きくなる）と、給気電磁弁８８がオン（ＯＮ）になって連通状態に、また排気電磁弁９０がオフ（ＯＦＦ）となって遮断状態になる。このように切り換わると、圧縮給気供給源５４からの圧縮空気が第１ライン９２、給気電磁弁８８及び第２ライン９６を通してダイヤフラム７８の第１室９４に流れる。かくすると、この第１室の圧力が上昇し、ダイヤフラム７８の図３において上面に作用し、作動軸８０が給気弁７４に作用して開放し、圧縮空気供給源５４からの圧縮空気の一部が給気弁７４を通して下流側に流れる。このように圧縮空気の一部が流れると、流路６８の流出側の圧力が上昇し、この圧力が圧力センサ１０２により検知され、この圧力センサ１０２からの検知信号が制御手段１０４に送給され、圧縮空気の出力圧力が圧力センサ１０２を介して制御手段１０４にフィードバックされ、このようにして入力信号の大きさ（電流又は電圧の大きさ）に比例した出力圧力となるようにフィードバック制御され、入力信号に比例した圧縮空気の出力圧力が得られ、このように圧力制御された圧縮空気がエアシリンダ機構３８に送給される。
【００３１】
このワーク搬送システムにおいては、電空レギュレータ６２の制御手段１０４に、図６に示す通りの入力信号が送給される。即ち、ワーク供給域の供給位置Ｐ２からワーク加工域２４のローディング位置Ｐ８まで搬送する間は、入力信号の大きさが小さい、即ち電気信号の大きさが小さい保持信号が、この制御手段１０４に送給される。従って、この間は、圧縮空気供給源５４から供給ライン５２を通して圧力の小さい圧縮空気がエアシリンダ機構３８（伸張側）に送給される。また、ローディング位置Ｐ８まで搬送されてワーク保持装置２０の一対のハンドチャック爪３６が図４に示すように開放されると、入力信号の大きさが大きい、即ち電気信号の大きさが大きいプッシャ信号が、この制御手段１０４に送給される。従って、このときには、圧縮空気供給源５４から供給ライン５２を通して圧力の大きい圧縮空気がエアシリンダ機構３８（伸張側）に送給される。
【００３２】
尚、図６に示すように、ローディング位置Ｐ８の上流側にローディング準備位置Ｐ７を設け、ワーク保持装置２０がこのローディング準備位置Ｐ８に移動すると、電空レギュレータ６２に供給される入力信号の大きさを上昇させるのが好ましい。即ち、ワーク保持装置２０がワーク供給域からこのローディング準備位置Ｐ８まで移動する間は、電気信号が小さい第１保持信号が電空レギュレータ６２に送給され、またこのローディング準備位置Ｐ８からローディング位置Ｐ８まで移動される間は、電気信号の大きさが上記第１保持信号よりも大きく且つプッシャ信号よりも小さい第２保持信号が送給されるようにするのが好ましく、このように圧縮空気の圧力を制御することによって、ワーク保持装置２０のプッシャ部材４７による押出し時間の短縮化を図ることができる。
【００３３】
次に、主として図１、図２、図５及び図７を参照して、上述したワーク搬送システムによるワーク１６のＮＣ旋盤２への取付けについて説明する。ワーク供給域にてワーク１６を保持した第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）は、ＮＣ旋盤２によるワーク１６の加工中は待機位置Ｐ３に保持されている（ステップＳ１）。このとき、制御手段１０４（図３）から電空レギュレータ６２には入力信号の大きさが小さい保持信号（第１保持信号）が送給されている。従って、このときには、電空レギュレータ６２によって圧力が小さくなるように制御された圧縮空気がエアシリンダ機構３８送給され、プッシャ部材４７は、シリンダ機構３８に内蔵されたコイルばね４９の作用によって収縮側に偏倚され、その押圧部材４６が一対のハンドチャック爪３６の底部に位置する収縮状態に保持される。
【００３４】
このような待機状態において、ＮＣ旋盤２にてワーク１６に対する所定の加工が終了すると、ステップＳ２からステップＳ３に進み、第２ワーク保持装置（図示せず）（加工後ワーク保持装置）が待機位置Ｐ３から位置Ｐ４を経てアンローディング位置Ｐ５に移動する。そして、このアンローディング位置Ｐ５にて、ＮＣ旋盤２の加工チャック手段８に保持された加工後のワーク１６が第２ワーク保持装置に受け渡され、こようにして加工チャック手段８から加工後のワーク１６が取り外されて第２ワーク保持装置に保持される（ステップＳ４）（このような第２ワーク保持装置の移動に伴って、第１ワーク保持装置２０も一体的に移動する）。
【００３５】
このようにワーク１６が外されると、第２ワーク保持装置がアンローディング位置Ｐ５から位置Ｐ４に移動し、その後第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）が位置Ｐ６に移動し（ステップＳ５）、更にローディング準備位置Ｐ７に移動する（ステップＳ６）（このような第１ワーク保持装置２０の移動に伴って、第２ワーク保持装置も一体的に移動する）。かくすると、制御手段１０４（図３）が第２保持信号を生成し、この第２保持信号が電空レギュレータ６２に供給され（ステップＳ７）、エアシリンダ機構３８の伸張側に供給される圧縮空気の圧力が上昇し、これによって、第１ワーク保持装置２０に保持されたワーク１６に作用するプッシャ部材４７の押圧力が大きくなる（この押圧力が大きくなるが、第１ワーク保持装置２０に保持されたワーク１６が離脱することはない）。
【００３６】
このようにして第１ワーク保持装置２０がローディング位置Ｐ８に移動する（ステップＳ８）と、図４に示すように、第１ワーク保持装置２０の一対のハンドチャック爪３６が開放され（ステップＳ９）、この開放と同時に制御手段１０４はプッシャ信号を生成し、このプッシャ信号が電空レギュレータ６２に送給される（ステップＳ１０）。かくすると、圧縮エアシリンダ機構３８の伸張側に送給される圧縮空気の圧力が急激に上昇し、図４に示すように、プッシャ部材４７の押圧部材４６が伸張してワーク１６に強く作用してこれを押し出し（ステップＳ１１）、このワーク１６は開放された状態の加工チャック手段８（三つの加工チャック爪１０の間）に受け入れられる。このとき、圧力の大きい圧縮空気がエアシリンダ機構３８の伸張側に送給されるので、プッシャ部材４７の伸張速度が速く、このプッシャ部材４７の押圧作用によってワーク１６を短時間で加工チャック手段８に受け渡すことができる。
【００３７】
このようにワーク１６の加工チャック手段８への受け渡しが終わると、ＮＣ旋盤２の加工チャック爪１０が閉じられ（ステップＳ１２）、加工すべきワーク１６は加工チャック手段８に保持される。その後、ワーク１６の受渡しが確実に行われたかの検知が行われる（ステップＳ１３）。この実施形態では、図４に示すように、加工チャック手段８に関連して確認センサ５１が配設されており、この確認センサ５１はワーク１６の受渡しの検知を行う。尚、このワーク１６の受渡しに代えて、第１ワーク保持装置２０のローディング位置Ｐ８への前進を検知するようにしてもよい。
【００３８】
その後、第１ワーク保持装置２０は位置Ｐ６を経て待機位置Ｐ３に戻る（ステップＳ１４）と、加工チャック手段８に保持されたワーク１６に対する加工が行われ（ステップＳ１５）、このワーク１６に対する加工中に、第２ワーク保持装置（加工後ワーク保持装置）が位置Ｐ０、位置Ｐ１を経て排出位置Ｐ２に移動し、第２ワーク保持装置に保持された加工後のワーク１６の排出が行われ（ステップＳ１６）、また第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）が供給位置Ｐ２にて新しいワーク１６を保持する（ステップＳ１７）。
【００３９】
このようにして新しいワーク１６の保持が行われると、制御手段１０４からの第１保持信号が電空レギュレータ６２に送給され（ステップＳ１８）、上述したと同様に、圧縮空気供給源５４から供給ライン５２を通して圧力の小さい圧縮空気がエアシリンダ機構３８の収縮側に送給され、これによって、プッシャ部材４７による押圧が弱くなり、第１ワーク保持装置２０に保持されたワーク１６の脱着が防止される。
【００４０】
そして、ワーク１６を保持する第１ワーク保持装置２０が上述したと反対に移動して待機位置Ｐ３に移動し、ワーク１６に対する加工が終了するまでこの待機位置Ｐ３に保持され、ワーク１６に対する加工が終了すると、上述したステップＳ２からステップＳ１９が繰り返し遂行される。
【００４１】
以上、本発明に従うワーク搬送システムをＮＣ旋盤に適用して説明したが、このようなＮＣ旋盤に限定されず、その他の工作機械、例えばタレット旋盤、フライス盤などにも同様に適用することができる。
【００４２】
また、上述した実施形態では、加工チャック手段が三つ爪のチャック爪から構成されているが、このようなチャック手段に限定されず、二つ爪又は四つ爪のチャック爪から構成されたもの、或いは異形チャック、コレットチャックなどの種々のチャック手段にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態のワーク搬送システムを装備した工作機械の一例を示す簡略図。
【図２】図１のワーク搬送システムのワーク保持装置及びそのエア制御系を示す断面図。
【図３】図２のエア制御系における空電レギュレータの一例を示す断面図。
【図４】図２のワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段へのワークの受け渡しを説明するための断面図。
【図５】図１のワーク搬送システムのワーク保持装置の移動を説明するための簡略説明図。
【図６】図３の空電レギュレータに送給される入力信号の電流値の変化を示す図。
【図７】加工するワークの搬送の流れを説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
２ ＮＣ旋盤
６ 主軸部
８ 加工チャック手段
１６ ワーク
１８ ワーク搬送システム
２０ ワーク保持装置
２２ ワーク支持移動装置
２４ ワーク加工域
３４ 保持装置本体
３６ ハンドチャック爪
３８ エアシリンダ機構
４７ プッシャ部材
５４ 圧縮空気供給源
６２ 電空レギュレータ
１０４ 制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク供給域に置かれたワークを工作機械のワーク加工域に搬送してその加工チャック手段に保持させるためのワーク搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＮＣ旋盤などの工作機械を用いて自動的に加工する場合、ワーク供給域に置かれたワークを工作機械のワーク加工域に搬送するためのワーク搬送システムが広く用いられている。このワーク搬送システムは、加工前のワークを保持するための第１ワーク保持装置（加工前ワーク保持装置）と、加工後ワークを保持するための第２ワーク保持装置（加工後ワーク保持装置）と、これら第１及び第２ワーク保持装置を所要の通りに移動するためのワーク支持移動装置とから構成され、第１ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪を有している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この第１ワーク保持装置（加工前ワーク保持装置）としては、ばね部材の弾性偏倚力でもってプッシャ部材をプッシュするばね形式のものと、空圧シリンダの空圧でもってプッシャ部材をプッシュするエアシリンダ形式のものとが存在する。ばね形式のものでは、ハンドチャック本体にコイルばねが装着され、ハンドチャック爪でもってワークを保持する際にプッシャ部材が押し込まれてコイルばねが収縮され、かく収縮された状態にて、ハンドチャック爪がワークを保持する。このようにワークを保持するので、ハンドチャック爪による保持が解除されると、収縮状態のコイルばねが伸張し、このコイルばねの復元力でもってプッシャ部材が押し出され、かく押し出されるプッシャ部材によってワークが第１ワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段に受け渡される。
【０００４】
また、エアシリンダ形式のものでは、ハンドチャック本体にエアシリンダ機構が設けられ、このエアシリンダ機構の出力部がプッシャ部材として機能し、ハンドチャック爪でもってワークを保持するときにはエアシリンダ機構が収縮状態に保たれ、プッシャ部材が収縮された状態にて、ハンドチャック爪がワークを保持する。また、ワーク加工域にてワークを受け渡すときには、ハンドチャック爪による保持が解除され、更にエアシリンダ機構が伸張され、このエアシリンダ機構の伸張でもってプッシャ部材が押し出され、かく押し出されるプッシャ部材によってワークが第１ワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段に受け渡される。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９３２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したワーク搬送システムには、次の通りの解決すべき問題が存在する。ばね形式のものでは、コイルばねの弾性復元力を利用しているので、ハンドチャックの爪が開放されると同時にコイルばねが伸張してプッシャ部材によってワークが押し出されて受け渡しが行われ、工作機械の加工チャック手段に受け渡しに要する時間が短く、ワークを搬送するためのサイクルタイムを短くすることができるという利点があるが、ワークを保持する間は常にコイルばねの作用によってプッシャ部材がワークに作用し、このコイルばねの弾性復元力が大きくなると、加工域に向けての搬送中にハンドチャック爪からワークが滑り落ちるなどの問題が生じる。特に、ワークを高速で搬送しようとすると、移動中にワークに加わる慣性力も大きくなり、より滑り落ち易くなる。
【０００７】
また、エアシリンダ形式のものでは、エアバルブの電気開閉信号によるエアシリンダ機構の伸縮を利用しているので、ワーク搬送中においては、エアシリンダ機構は収縮状態に保たれてハンドチャック爪に保持されたワークに作用せず、この搬送中にワークがハンドチャック爪から滑り落ちることがなく、ワークを確実に搬送することができるという利点があるが、エアバルブを開閉するための時間、エアラインの圧力損失、エアシリンダ機構の応答性などの要因によってエアシリンダ機構の伸張に要する時間が長く、換言するとワークの受け渡しに要する時間が長くなり、その結果、ワークを搬送するためのサイクルタイムが長くなる問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、ワークを確実に搬送することができるとともに、その搬送時間の短縮化をも図ることができるワーク搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載のワーク搬送システムは、加工すべきワークをワーク供給域から工作機械のワーク加工域に搬送するワーク搬送システムにおいて、
ワークを保持するためのワーク保持装置と、前記ワーク保持装置を前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に所要の通りに移動するためのワーク支持移動装置と、を具備し、前記ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪と、前記ハンドチャック爪に保持されたワークを押し出すためのプッシャ部材と、前記プッシャ部材を駆動させるためのエアシリンダ機構と、を備えており、
前記エアシリンダ機構に関連して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源からの圧縮空気を前記エアシリンダ機構の伸張側に供給するための供給ラインとが設けられており、
更に、前記供給ラインには、前記圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載のワーク搬送システムでは、前記圧力制御手段は、電気信号の大きさによって圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータから構成され、前記電空レギュレータは、電気信号の電流又は電圧の大きさに比例して前記供給ラインを通して供給される圧縮空気の圧力を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載のワーク搬送システムでは、前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク加工域において前記ハンドチャック爪が開放されると、電気信号の大きさが大きいプッシャ信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の請求項４に記載のワーク搬送システムでは、前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間にローディング準備位置が存在し、前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ローディング準備位置に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい第１保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク保持装置が前記ローディング準備位置から前記ワーク加工域に搬送される間は、前記信号の大きさが前記第１保持信号よりも大きく且つ前記プッシャ信号よりも小さい第２保持信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載のワーク搬送システムによれば、ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪と、ハンドチャック爪に保持されたワークを押し出すためのプッシャ部材と、プッシャ部材を駆動させるためのエアシリンダ機構と、を備え、このエアシリンダ機構の伸張側に圧縮空気を供給するための供給ラインに圧力制御手段が設けられているので、この圧力制御手段によりエアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力を制御することができる。この圧力制御手段による圧力制御は、例えば、ワークの搬送中において圧縮空気の圧力が小さくなるように制御することによって、ワーク保持装置の保持されたワークに作用する力を小さくしてワークの落下を防止することができ、またワーク加工域にてワークを加工チャック手段に受け渡すときに圧縮空気の圧力が大きくなるように制御することによって、ワークに作用する押出し力が大きくなり、ワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段への受渡しを短時間で行うことができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載のワーク搬送システムによれば、圧力制御手段が電気信号の大きさに比例して圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータから構成されているので、電流値又は電圧値の大きい（又は小さい）電気信号を電空レギュレータに送給することによって、エアシリンダ機構に供給される圧縮空気の圧力を大きく（又は小さく）することができ、比較的簡単な構成及び制御でもって、圧縮空気の圧力を所要の通りに制御することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載のワーク搬送システムによれば、ワーク供給域からワーク加工域に搬送される間は、保持信号が前記電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が小さく、これによって、ワーク保持装置に保持されたワークに作用する力が小さくなり、搬送中のワークの落下を防止することができる。また、ワーク加工域においてハンドチャック爪が開放されると、プッシャ信号が電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が大きく、これによって、ワーク保持装置に保持されたワークに作用する押出し力が大きくなり、工作機械の加工チャック手段へのワークの受け渡しを短時間に行うことができる。
【００１６】
更に、本発明の請求項４に記載のワーク搬送システムによれば、ワーク保持装置がワーク供給域からローディング準備位置に搬送される間は、第１保持信号が電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が小さく、またワーク保持装置がローディング準備位置に搬送されると、第１保持信号より大きい第２保持信号が電空レギュレータに送給されるので、エアシリンダ機構に送給される圧縮空気の圧力が上昇し、このようにワーク供給域に搬送される前に圧縮空気の圧力を上昇させることによって、プッシャ信号が電空レギュレータに送給された際に所定圧力に達するまでの時間を短くし、ワークの受渡し時間の短縮化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うワーク搬送システムの一実施形態について説明する。図１は、一実施形態のワーク搬送システムを装備した工作機械の一例を示す簡略図であり、図２は、図１のワーク搬送システムのワーク保持装置及びそのエア制御系を示す断面図であり、図３は、図２のエア制御系における電空レギュレータの一例を示す断面図であり、図４は、図２のワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段へのワークの受け渡しを説明するための断面図であり、図５は、図１のワーク搬送システムのワーク保持装置の移動を説明するための簡略説明図であり、図６は、図３の電空レギュレータに送給される入力信号の電流値の変化を示す図であり、図７は、加工するワークの搬送の流れを説明するためのフローチャートである。
【００１８】
図１において、工作機械の一例としての図示のＮＣ旋盤２は、工場の床面などに設置される旋盤本体４を備え、この旋盤本体４の左上部に主軸部６が設けられ、この主軸部６に回転自在に支持された主軸（図示せず）に加工チャック手段８が装着されている。加工チャック手段８は周方向に間隔をおいて配設された三つの加工チャック爪１０（図１において二つ示す）を備え、これら加工チャック爪１０が径方向に移動自在に装着されている。この旋盤本体４には、更に、移動テーブル１２が横方向（図１において左右方向）に移動自在に支持され、この移動テーブル１２には工具取付テーブル１４が前後方向（図１において紙面に垂直な方向）に移動自在に支持され、かかる工具取付テーブル１４に、ワーク１６に所望の加工を施すための加工工具（図示せず）が取り付けられる。
【００１９】
このＮＣ旋盤２には、加工すべきワーク１６を所要の通りに搬送するためのワーク搬送システム１８が装備されている。このワーク搬送システム１８は、加工前のワーク１６を保持するための第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）と、加工後のワーク１６を保持するための第２ワーク保持装置（図示せず）（加工後ワーク保持装置）と、これら第１及び第２ワーク保持装置２０を後述する如く移動させるためのワーク支持移動装置２２とから構成され、第１ワーク保持装置２０及び第２ワーク保持装置はワーク支持移動装置２２によって一体的に移動される。ワーク支持移動装置２２は、ワーク１６を供給するワーク供給域（図示せず）からＮＣ旋盤２のワーク加工域２４を超えて延びる案内支持部材２６を備え、この案内支持部材２６に昇降支持アーム２８が移動自在に支持され、この昇降支持アーム２８の先端部に第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）及び第２ワーク保持装置（図示せず）（加工後ワーク保持装置）が取り付けられている。
【００２０】
このようなワーク搬送システム１８では、ワーク支持移動装置２２（案内支持部材２６、昇降支持アーム２８）は、例えば、図５に示すように第１及び第２ワーク保持装置２０を搬送する。ワーク供給域の供給位置Ｐ２において加工すべきワーク１６が第１ワーク保持装置２０に供給され、加工前のワーク１６を保持する第１ワーク保持装置は、供給位置Ｐ２から図１及び図５において右方に位置Ｐ１に移動し、この位置Ｐ１から上昇して位置Ｐ０に移動し、かく上昇した状態で位置Ｐ０から図１及び図５において右方に待機位置Ｐ３まで移動して待機する。
【００２１】
その後、この第１ワーク保持装置２０は、待機位置Ｐ３から位置Ｐ６に下降し、かく下降した状態で図１及び図５において左方に移動し、ローディング準備位置Ｐ７を経て加工域のローディング位置Ｐ８に移動し、このローディング位置Ｐ８において、第１ワーク保持装置２０に保持された加工前のワーク１６がＮＣ旋盤２の加工チャック手段８に取り付けられる。
【００２２】
また、この実施形態では、後述するように、加工後のワーク１６が第２ワーク保持装置に受け渡された後に、第１ワーク保持装置２０に保持された加工前のワーク１６が加工チャック手段８に取り付けられるように構成されており、従って、この位置Ｐ４から下方に位置Ｐ６に移動し、この位置Ｐ６からローディング準備位置Ｐ７を経てローディング位置Ｐ８に移動し、更にローディング位置Ｐ８から位置Ｐ６に戻り、その後上昇して待機位置Ｐ３に移動する。
【００２３】
その後、この第２ワーク保持装置は、待機位置Ｐ３から図１及び図５において左方に位置Ｐ０に移動し、この位置Ｐ０から位置Ｐ１まで下降し、かく下降した状態で図１及び図５において左方に排出位置Ｐ２（この位置Ｐ２は、第１ワーク保持装置２０の供給位置に対応する）まで移動し、この排出位置にて第２ワーク保持装置に保持された加工後のワーク１６が排出され、第１及び第２ワーク保持装置２０は、上述したようにして一体的に移動される。
【００２４】
図２をも参照して、図示のワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）について説明すると、このワーク保持装置２０は、昇降支持アーム２８の先端部に取り付けられた保持装置本体３４を備え、この保持装置本体３４の一端部（図２において左端部）には、相互に対向して配設された一対のハンドチャック爪３６を備え、一対のハンドチャック爪３６が径方向に移動自在に装着され、かかる一対のハンドチャック爪３６間に、図２に実線で示すように、加工すべきワーク１６が挟持される。この保持装置本体３４の他端部（図２において右端部）には、エアシリンダ機構３８が配設されている。このエアシリンダ機構３８は、保持装置本体３４に取り付けられたシリンダ本体４０を備え、このシリンダ本体４０内にピストン４２が移動自在に装着され、このピストン４２に出力軸４４が固定されている。出力軸４４は保持装置本体３４を貫通して一端側に突出し、この突出端部に押圧部材４６が取付ねじ４８により取り付けられ、この出力軸４４及び押圧部材４６がワーク１６を押し出すプッシャ部材４７として機能する。この出力軸４４を被嵌してコイルばね４９が配設され、このコイルばね４９はピストン４２とシリンダ本体４０の端壁（図２において左端壁）との間に介在されている。コイルばね４９はピストン４２を図２において右方に弾性的に偏倚し、図２に示すように出力軸４４が収縮する収縮状態にエアシリンダ機構３８を保持する。
【００２５】
このエアシリンダ機構３８は、図２に示すエア制御系によって制御される。このエア制御系は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源５４（例えば、エアコンプレッサから構成される）を備えている。圧縮空気供給源５４は供給ライン５２を介してエアシリンダ機構３８の伸張側に接続されている。また、エアシリンダ機構３８の収縮側は大気ライン５８を介して大気開放されている。このように構成されているので、供給ライン５２を通して供給される圧縮空気の圧力が大きいと、この圧力によってピストン４２が図２において左方に移動され、これによって、出力軸４４が伸張し、プッシャ部材４７は、図４に示す押出し状態となる。また、この圧縮空気の圧力が小さいと、コイルばね４９の弾性偏倚力が圧縮空気の圧力よりも大きく、コイルばね４９の作用によってピストン４２が図２において右方に移動され、これによって、出力軸４４が収縮され、プッシャ部材４７は、図２に示す収縮状態となる。
【００２６】
このワーク搬送システム１８においては、エアシリンダ機構３８に送給される圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段を設けることが重要であり、この実施形態では、圧力制御手段として電空レギュレータ６２が用いられている。図３を参照して、電空レギュレータ６２は、それ自体周知のものであり、流入口６４から流出口６６に至る流路６８が設けられたレギュレータ本体７０を備え、流入口６４が圧縮空気供給源５４に接続され、流出口６６がエアシリンダ機構３８の伸張側に接続されている。このレギュレータ本体７０には排出口７２が設けられ、この排出口７２は大気中に開放されている。流路６８には給気弁７４が配設され、この流路６８と排出口７２との間に排気弁７６が配設されている。
【００２７】
このレギュレータ本体７０には、更に、ダイヤフラム７８が配設され、このダイヤフラム７８に取り付けられた作動軸８０が排気弁７６を貫通して給気弁７４に作用するように構成されている。この給気弁７４には第１コイルばね８２が設けられ、第１コイルばね８２は給気弁７４を給気弁座８３に向けて弾性的に偏倚し、給気弁７４を閉状態に保持する。また、排気弁７６には第２コイルばね８４が設けられ、第２コイルばね８４は排気弁７６を排気弁座８５に向けて弾性的に偏倚し、排気弁７６を閉状態に保持する。また、作動軸８０には排気弁７６に作用するフランジ８６が設けられている。
【００２８】
電空レギュレータ６２は、更に、給気弁７４及び排気弁７６を開閉制御するための給気電磁弁８８及び排気電磁弁９０を含んでいる。レギュレータ本体７０の流路６８の流入側（流入口６４側）が第１ライン９２を介して給気電磁弁８８の流入ポートに接続され、ダイヤフラム７８の第１室９４が第２ライン９６を介して給気電磁弁８８の流出ポート及び排気電磁弁９０の流入ポートに接続され、排気電磁弁９０の流出ポートが大気中に開放されている。
【００２９】
また、ダイヤフラム７８の第２室９８は、連通流路１００を介してレギュレータ本体７０の流路６８の流出側（流出口６６側）に連通されている。この連通流路１００にはその空気圧力を検知するための圧力センサ１０２が配設されている。圧力センサ１０２の検知信号は制御手段１０４に送給され、またこの制御手段１０４には入力信号、即ちエアシリンダ機構３８に送給される圧縮空気の圧力を制御するための信号が送給され、制御手段１０４は、上記入力信号及び上記検知信号に基づいて給気電磁弁８８及び排気電磁弁９０を制御する。
【００３０】
この電空レギュレータ６２による圧力空気の制御は、次のように行われる。制御手段１０４に入力される入力信号が大きくなる（入力信号の電流値又は電圧値が大きくなる）と、給気電磁弁８８がオン（ＯＮ）になって連通状態に、また排気電磁弁９０がオフ（ＯＦＦ）となって遮断状態になる。このように切り換わると、圧縮給気供給源５４からの圧縮空気が第１ライン９２、給気電磁弁８８及び第２ライン９６を通してダイヤフラム７８の第１室９４に流れる。かくすると、この第１室の圧力が上昇し、ダイヤフラム７８の図３において上面に作用し、作動軸８０が給気弁７４に作用して開放し、圧縮空気供給源５４からの圧縮空気の一部が給気弁７４を通して下流側に流れる。このように圧縮空気の一部が流れると、流路６８の流出側の圧力が上昇し、この圧力が圧力センサ１０２により検知され、この圧力センサ１０２からの検知信号が制御手段１０４に送給され、圧縮空気の出力圧力が圧力センサ１０２を介して制御手段１０４にフィードバックされ、このようにして入力信号の大きさ（電流又は電圧の大きさ）に比例した出力圧力となるようにフィードバック制御され、入力信号に比例した圧縮空気の出力圧力が得られ、このように圧力制御された圧縮空気がエアシリンダ機構３８に送給される。
【００３１】
このワーク搬送システムにおいては、電空レギュレータ６２の制御手段１０４に、図６に示す通りの入力信号が送給される。即ち、ワーク供給域の供給位置Ｐ２からワーク加工域２４のローディング位置Ｐ８まで搬送する間は、入力信号の大きさが小さい、即ち電気信号の大きさが小さい保持信号が、この制御手段１０４に送給される。従って、この間は、圧縮空気供給源５４から供給ライン５２を通して圧力の小さい圧縮空気がエアシリンダ機構３８（伸張側）に送給される。また、ローディング位置Ｐ８まで搬送されてワーク保持装置２０の一対のハンドチャック爪３６が図４に示すように開放されると、入力信号の大きさが大きい、即ち電気信号の大きさが大きいプッシャ信号が、この制御手段１０４に送給される。従って、このときには、圧縮空気供給源５４から供給ライン５２を通して圧力の大きい圧縮空気がエアシリンダ機構３８（伸張側）に送給される。
【００３２】
尚、図６に示すように、ローディング位置Ｐ８の上流側にローディング準備位置Ｐ７を設け、ワーク保持装置２０がこのローディング準備位置Ｐ８に移動すると、電空レギュレータ６２に供給される入力信号の大きさを上昇させるのが好ましい。即ち、ワーク保持装置２０がワーク供給域からこのローディング準備位置Ｐ８まで移動する間は、電気信号が小さい第１保持信号が電空レギュレータ６２に送給され、またこのローディング準備位置Ｐ８からローディング位置Ｐ８まで移動される間は、電気信号の大きさが上記第１保持信号よりも大きく且つプッシャ信号よりも小さい第２保持信号が送給されるようにするのが好ましく、このように圧縮空気の圧力を制御することによって、ワーク保持装置２０のプッシャ部材４７による押出し時間の短縮化を図ることができる。
【００３３】
次に、主として図１、図２、図５及び図７を参照して、上述したワーク搬送システムによるワーク１６のＮＣ旋盤２への取付けについて説明する。ワーク供給域にてワーク１６を保持した第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）は、ＮＣ旋盤２によるワーク１６の加工中は待機位置Ｐ３に保持されている（ステップＳ１）。このとき、制御手段１０４（図３）から電空レギュレータ６２には入力信号の大きさが小さい保持信号（第１保持信号）が送給されている。従って、このときには、電空レギュレータ６２によって圧力が小さくなるように制御された圧縮空気がエアシリンダ機構３８送給され、プッシャ部材４７は、シリンダ機構３８に内蔵されたコイルばね４９の作用によって収縮側に偏倚され、その押圧部材４６が一対のハンドチャック爪３６の底部に位置する収縮状態に保持される。
【００３４】
このような待機状態において、ＮＣ旋盤２にてワーク１６に対する所定の加工が終了すると、ステップＳ２からステップＳ３に進み、第２ワーク保持装置（図示せず）（加工後ワーク保持装置）が待機位置Ｐ３から位置Ｐ４を経てアンローディング位置Ｐ５に移動する。そして、このアンローディング位置Ｐ５にて、ＮＣ旋盤２の加工チャック手段８に保持された加工後のワーク１６が第２ワーク保持装置に受け渡され、こようにして加工チャック手段８から加工後のワーク１６が取り外されて第２ワーク保持装置に保持される（ステップＳ４）（このような第２ワーク保持装置の移動に伴って、第１ワーク保持装置２０も一体的に移動する）。
【００３５】
このようにワーク１６が外されると、第２ワーク保持装置がアンローディング位置Ｐ５から位置Ｐ４に移動し、その後第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）が位置Ｐ６に移動し（ステップＳ５）、更にローディング準備位置Ｐ７に移動する（ステップＳ６）（このような第１ワーク保持装置２０の移動に伴って、第２ワーク保持装置も一体的に移動する）。かくすると、制御手段１０４（図３）が第２保持信号を生成し、この第２保持信号が電空レギュレータ６２に供給され（ステップＳ７）、エアシリンダ機構３８の伸張側に供給される圧縮空気の圧力が上昇し、これによって、第１ワーク保持装置２０に保持されたワーク１６に作用するプッシャ部材４７の押圧力が大きくなる（この押圧力が大きくなるが、第１ワーク保持装置２０に保持されたワーク１６が離脱することはない）。
【００３６】
このようにして第１ワーク保持装置２０がローディング位置Ｐ８に移動する（ステップＳ８）と、図４に示すように、第１ワーク保持装置２０の一対のハンドチャック爪３６が開放され（ステップＳ９）、この開放と同時に制御手段１０４はプッシャ信号を生成し、このプッシャ信号が電空レギュレータ６２に送給される（ステップＳ１０）。かくすると、圧縮エアシリンダ機構３８の伸張側に送給される圧縮空気の圧力が急激に上昇し、図４に示すように、プッシャ部材４７の押圧部材４６が伸張してワーク１６に強く作用してこれを押し出し（ステップＳ１１）、このワーク１６は開放された状態の加工チャック手段８（三つの加工チャック爪１０の間）に受け入れられる。このとき、圧力の大きい圧縮空気がエアシリンダ機構３８の伸張側に送給されるので、プッシャ部材４７の伸張速度が速く、このプッシャ部材４７の押圧作用によってワーク１６を短時間で加工チャック手段８に受け渡すことができる。
【００３７】
このようにワーク１６の加工チャック手段８への受け渡しが終わると、ＮＣ旋盤２の加工チャック爪１０が閉じられ（ステップＳ１２）、加工すべきワーク１６は加工チャック手段８に保持される。その後、ワーク１６の受渡しが確実に行われたかの検知が行われる（ステップＳ１３）。この実施形態では、図４に示すように、加工チャック手段８に関連して確認センサ５１が配設されており、この確認センサ５１はワーク１６の受渡しの検知を行う。尚、このワーク１６の受渡しに代えて、第１ワーク保持装置２０のローディング位置Ｐ８への前進を検知するようにしてもよい。
【００３８】
その後、第１ワーク保持装置２０は位置Ｐ６を経て待機位置Ｐ３に戻る（ステップＳ１４）と、加工チャック手段８に保持されたワーク１６に対する加工が行われ（ステップＳ１５）、このワーク１６に対する加工中に、第２ワーク保持装置（加工後ワーク保持装置）が位置Ｐ０、位置Ｐ１を経て排出位置Ｐ２に移動し、第２ワーク保持装置に保持された加工後のワーク１６の排出が行われ（ステップＳ１６）、また第１ワーク保持装置２０（加工前ワーク保持装置）が供給位置Ｐ２にて新しいワーク１６を保持する（ステップＳ１７）。
【００３９】
このようにして新しいワーク１６の保持が行われると、制御手段１０４からの第１保持信号が電空レギュレータ６２に送給され（ステップＳ１８）、上述したと同様に、圧縮空気供給源５４から供給ライン５２を通して圧力の小さい圧縮空気がエアシリンダ機構３８の収縮側に送給され、これによって、プッシャ部材４７による押圧が弱くなり、第１ワーク保持装置２０に保持されたワーク１６の脱着が防止される。
【００４０】
そして、ワーク１６を保持する第１ワーク保持装置２０が上述したと反対に移動して待機位置Ｐ３に移動し、ワーク１６に対する加工が終了するまでこの待機位置Ｐ３に保持され、ワーク１６に対する加工が終了すると、上述したステップＳ２からステップＳ１９が繰り返し遂行される。
【００４１】
以上、本発明に従うワーク搬送システムをＮＣ旋盤に適用して説明したが、このようなＮＣ旋盤に限定されず、その他の工作機械、例えばタレット旋盤、フライス盤などにも同様に適用することができる。
【００４２】
また、上述した実施形態では、加工チャック手段が三つ爪のチャック爪から構成されているが、このようなチャック手段に限定されず、二つ爪又は四つ爪のチャック爪から構成されたもの、或いは異形チャック、コレットチャックなどの種々のチャック手段にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態のワーク搬送システムを装備した工作機械の一例を示す簡略図。
【図２】図１のワーク搬送システムのワーク保持装置及びそのエア制御系を示す断面図。
【図３】図２のエア制御系における空電レギュレータの一例を示す断面図。
【図４】図２のワーク保持装置から工作機械の加工チャック手段へのワークの受け渡しを説明するための断面図。
【図５】図１のワーク搬送システムのワーク保持装置の移動を説明するための簡略説明図。
【図６】図３の空電レギュレータに送給される入力信号の電流値の変化を示す図。
【図７】加工するワークの搬送の流れを説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
２ ＮＣ旋盤
６ 主軸部
８ 加工チャック手段
１６ ワーク
１８ ワーク搬送システム
２０ ワーク保持装置
２２ ワーク支持移動装置
２４ ワーク加工域
３４ 保持装置本体
３６ ハンドチャック爪
３８ エアシリンダ機構
４７ プッシャ部材
５４ 圧縮空気供給源
６２ 電空レギュレータ
１０４ 制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工すべきワークをワーク供給域から工作機械のワーク加工域に搬送するワーク搬送システムにおいて、
ワークを保持するためのワーク保持装置と、前記ワーク保持装置を前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に所要の通りに移動するためのワーク支持移動装置と、を具備し、前記ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪と、前記ハンドチャック爪に保持されたワークを押し出すためのプッシャ部材と、前記プッシャ部材を駆動させるためのエアシリンダ機構と、を備えており、
前記エアシリンダ機構に関連して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源からの圧縮空気を前記エアシリンダ機構の伸張側に供給するための供給ラインとが設けられており、
更に、前記供給ラインには、前記圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段が設けられていることを特徴とするワーク搬送システム。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、電気信号の大きさによって圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータから構成され、前記電空レギュレータは、電気信号の電流又は電圧の大きさに比例して前記供給ラインを通して供給される圧縮空気の圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送システム。
【請求項３】
前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク加工域において前記ハンドチャック爪が開放されると、電気信号の大きさが大きいプッシャ信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送システム。
【請求項４】
前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間にローディング準備位置が存在し、前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ローディング準備位置に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい第１保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク保持装置が前記ローディング準備位置から前記ワーク加工域に搬送される間は、前記信号の大きさが前記第１保持信号よりも大きく且つ前記プッシャ信号よりも小さい第２保持信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする請求項３に記載のワーク搬送システム。
【請求項１】
加工すべきワークをワーク供給域から工作機械のワーク加工域に搬送するワーク搬送システムにおいて、
ワークを保持するためのワーク保持装置と、前記ワーク保持装置を前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に所要の通りに移動するためのワーク支持移動装置と、を具備し、前記ワーク保持装置は、ワークを保持するための開閉自在なハンドチャック爪と、前記ハンドチャック爪に保持されたワークを押し出すためのプッシャ部材と、前記プッシャ部材を駆動させるためのエアシリンダ機構と、を備えており、
前記エアシリンダ機構に関連して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源からの圧縮空気を前記エアシリンダ機構の伸張側に供給するための供給ラインとが設けられており、
更に、前記供給ラインには、前記圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を制御するための圧力制御手段が設けられていることを特徴とするワーク搬送システム。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、電気信号の大きさによって圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータから構成され、前記電空レギュレータは、電気信号の電流又は電圧の大きさに比例して前記供給ラインを通して供給される圧縮空気の圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送システム。
【請求項３】
前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク加工域において前記ハンドチャック爪が開放されると、電気信号の大きさが大きいプッシャ信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送システム。
【請求項４】
前記ワーク供給域から前記ワーク加工域に搬送される間にローディング準備位置が存在し、前記ワーク保持装置が前記ワーク供給域から前記ローディング準備位置に搬送される間は、電気信号の大きさが小さい第１保持信号が前記電空レギュレータに送給され、また前記ワーク保持装置が前記ローディング準備位置から前記ワーク加工域に搬送される間は、前記信号の大きさが前記第１保持信号よりも大きく且つ前記プッシャ信号よりも小さい第２保持信号が前記電空レギュレータに送給されることを特徴とする請求項３に記載のワーク搬送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−５７６６（Ｐ２０１０−５７６６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６９９６６（Ｐ２００８−１６９９６６）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（５９１０１４８３５）高松機械工業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（５９１０１４８３５）高松機械工業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
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