專利名稱：機(jī)床的工件更換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使機(jī)床的工件把持部所把持的已加工工件與未加工工件自 動更換的機(jī)床的工件更換裝置。
背景技術(shù)：
例如，日本專利特開平7-96404號公報(bào)中公開有車床的工件更換裝置。該工件更 換裝置包括被架設(shè)于車床上方的門形的導(dǎo)軌支承成可在Z軸方向(左右方向)上移動的 裝載臂；被該裝載臂支承成可在Y軸方向(上下方向)上移動的裝載頭；以及配置于該裝載 頭、利用壓縮空氣來開閉的2個卡盤。在上述工件更換裝置中，當(dāng)工件加工結(jié)束時，在機(jī)器外部待機(jī)的裝載臂移動到車 床的主軸卡盤的上方，然后，裝載頭下降到機(jī)器內(nèi)部，一方的卡盤接取主軸卡盤所把持的已 加工工件，并將另一方卡盤所把持的未加工工件供給到主軸卡盤。但是，在上述以往的工件更換裝置中存在以下問題由于裝載頭在機(jī)器外部與機(jī) 器內(nèi)部之間、在Z軸方向及Y軸方向上移動，從而進(jìn)行工件更換，因此，移動量變大，且需要 等待裝載頭朝機(jī)器內(nèi)部移動時的振動的減弱，這使得工件更換花費(fèi)時間。此外還存在以下問題由于采用利用壓縮空氣開閉上述卡盤的結(jié)構(gòu)，因此，卡盤的 開閉動作花費(fèi)時間，這點(diǎn)也使得工件更換所需的時間變長。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決上述以往技術(shù)的問題。通過獨(dú)立權(quán)利要求中記載的特征的組合來達(dá)成上述目的，此外，從屬權(quán)利要求規(guī) 定實(shí)用新型的更有利的具體例。本實(shí)用新型是使機(jī)床的工件把持部所把持的已加工工件與未加工工件進(jìn)行更換 的機(jī)床的工件更換裝置，其特征是，包括第一工件搬送裝置，其通過對已加工工件作用工 件把持部的軸線方向的按壓力，將已加工工件從該工件把持部取出，并將未加工工件供給 到該工件把持部；以及第二工件搬送裝置，其將未加工工件供給到該第一供給搬送裝置。本實(shí)用新型中，能將實(shí)際的工件更換時間縮短到第一工件搬送裝置在待機(jī)位置與 工件更換位置之間在軸線方向上進(jìn)退移動的時間，與以往的在機(jī)器外部與機(jī)器內(nèi)部之間在 Z軸、Y軸方向上移動的工件更換裝置相比，能縮短工件更換所需的時間。此外，由于第一工件搬送裝置通過按壓工件把持部的已加工工件、或利用未加工 工件按壓工件把持部來進(jìn)行工件更換，因此，能以簡單的結(jié)果，可靠地、且在短時間內(nèi)更換 工件。特別地，與以往利用壓縮空氣來開閉卡盤的情形相比，能大幅度縮短開閉所需的時 間。在本實(shí)用新型的1個優(yōu)選實(shí)施例中，上述第一工件搬送裝置包括將已加工工件 從上述工件把持部取出的工件取出機(jī)構(gòu)；以及將未加工工件供給到上述工件把持部的工件 供給機(jī)構(gòu)，使上述工件取出機(jī)構(gòu)及工件供給機(jī)構(gòu)中的任一機(jī)構(gòu)在與上述工件把持部的軸線同軸的狀態(tài)下在上述軸線方向上進(jìn)退。此外，上述工件取出機(jī)構(gòu)具有把持已加工工件的第一把持爪，通過在與上述工件 把持部的軸線同軸的狀態(tài)下將已加工工件朝上述軸線方向按壓，上述第一把持爪移動到把 持位置，把持已加工工件，然后將已加工工件從上述工件把持部取出。上述工件供給機(jī)構(gòu)具有把持未加工工件的第二把持爪，通過在與上述工件把持部 的軸線同軸的狀態(tài)下將未加工工件朝上述軸線方向按壓，上述第二把持爪移動到松開位 置，松開未加工工件，然后將未加工工件供給到上述工件把持部。上述優(yōu)選實(shí)施例中，第一工件搬送裝置包括工件取出機(jī)構(gòu)和工件供給機(jī)構(gòu)，通過 使工件取出機(jī)構(gòu)和工件供給機(jī)構(gòu)中的任一機(jī)構(gòu)在與工件把持部的軸線同軸的狀態(tài)下在該 軸線方向上進(jìn)退，來進(jìn)行工件更換，因此，能以簡單的結(jié)構(gòu)，可靠地、且在短時間內(nèi)進(jìn)行工件 更換。在本實(shí)用新型的其他優(yōu)選實(shí)施例中，上述第一把持爪及上述第二把持爪被支承成 可在與上述工件把持部的軸線成直角的方向上的松開位置與把持位置之間移動。上述工件取出機(jī)構(gòu)具有第一保持機(jī)構(gòu)，該第一保持機(jī)構(gòu)在上述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)使上 述第一把持爪移動到松開位置或把持位置時，將該第一把持爪保持于松開位置或把持位置。上述工件供給機(jī)構(gòu)具有第二保持機(jī)構(gòu)，該第二保持機(jī)構(gòu)在上述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)使上 述第二把持爪移動到松開位置或把持位置時，將該第二把持爪保持于松開位置或把持位置。在上述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，通過將上述工件把持部所把持的已加工工件朝上述軸線 方向按壓，使得被上述第一保持機(jī)構(gòu)保持于松開位置的上述第一把持爪移動到把持位置， 在該第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，利用由上述第二把持爪所把持的未加工工件按壓上述工件把持部， 使得被上述第二保持機(jī)構(gòu)保持于把持位置的上述第二把持爪移動到松開位置。上述其他優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置通過按壓工件把持部所把持的已加工工件使第一把 持爪移動到把持位置的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，此外，設(shè)置通過第二把持爪所把持的未加工工件按 壓工件把持部使第二把持爪移動到松開位置的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，因此，能利用第一把持爪把 持已加工工件，并能將未加工工件供給到工件把持部。此外，設(shè)置當(dāng)?shù)谝话殉肿σ苿拥剿砷_位置時將該第一把持爪保持于松開位置的第 一保持機(jī)構(gòu)，并設(shè)置當(dāng)?shù)诙殉肿σ苿拥剿砷_位置時將該第二把持爪保持于松開位置的第 二把持機(jī)構(gòu)，因此，不使用特別的驅(qū)動源就能將第一把持爪及第二把持爪保持于松開位置。本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在上述工件取出機(jī)構(gòu)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，通過 使形成于第一驅(qū)動軸的前端部的凸輪前進(jìn)，使上述第一把持爪移動到松開位置，通過使形 成于第一驅(qū)動軸的前端部的凸輪后退，使上述第一把持爪移動到把持位置。上述第一保持機(jī)構(gòu)通過阻止上述第一驅(qū)動軸從前進(jìn)位置后退，將上述第一把持爪 保持于松開位置。在上述工件供給機(jī)構(gòu)的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，通過使形成于第二驅(qū)動軸的前端部的凸 輪前進(jìn)，使上述第二把持爪移動到松開位置，通過使形成于第二驅(qū)動軸的前端部的凸輪后 退，使上述第二把持爪移動到把持位置。上述第二保持機(jī)構(gòu)通過阻止上述第二驅(qū)動軸從前進(jìn)位置后退，將上述第二把持爪保持于松開位置。上述其他優(yōu)選實(shí)施例中，通過使形成于第一、第二驅(qū)動軸的凸輪進(jìn)退來開閉第一、 第二把持爪，通過阻止第一、第二驅(qū)動軸的后退，將第一、第二把持爪保持于松開位置，因 此，不使用特別的驅(qū)動源，僅使第一、第二驅(qū)動軸進(jìn)退，就能將第一、第二把持爪保持于松開 位置。本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例中，上述工件取出機(jī)構(gòu)包括設(shè)置成可在上述工件 把持部的軸線方向上進(jìn)退的第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件；以及配置成可在該第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件的前 方、后方，相對于該第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件在上述軸線方向上相對移動的第一構(gòu)件及第二構(gòu)件。上述第一把持爪被上述第一構(gòu)件的前端部支承，上述第一驅(qū)動軸配置于上述第一 進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件、第一構(gòu)件及第二構(gòu)件的軸芯上，在上述第一構(gòu)件內(nèi)配置有上述第一保持機(jī) 構(gòu)，在上述第二構(gòu)件內(nèi)配置有對上述第一驅(qū)動軸朝后方施力的施力彈簧。上述工件供給機(jī)構(gòu)包括設(shè)置成可在上述工件把持部的軸線方向上進(jìn)退的第二進(jìn) 退驅(qū)動構(gòu)件；以及配置成可在該第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件的前方、后方，相對于該第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu) 件在上述軸線方向上相對移動的第三構(gòu)件及第四構(gòu)件。上述第二把持爪被上述第三構(gòu)件的前端部支承，上述第二驅(qū)動軸配置于上述第二 進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件、第三構(gòu)件及第四構(gòu)件的軸芯上，在上述第三構(gòu)件內(nèi)配置有對上述第二驅(qū)動 軸朝后方施力的施力彈簧，在上述第四構(gòu)件內(nèi)配置有上述第二保持機(jī)構(gòu)。上述另一優(yōu)選實(shí)施例中，工件取出機(jī)構(gòu)包括可在軸線方向上進(jìn)退的第一進(jìn)退驅(qū) 動構(gòu)件；以及配置成可相對于該第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件相對移動的第一構(gòu)件、第二構(gòu)件，在第一 構(gòu)件內(nèi)配置開閉第一把持爪的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在第二構(gòu)件內(nèi)配置對第一驅(qū)動軸朝后退方向 施力的施力彈簧，因此，能緊湊地構(gòu)成工件取出機(jī)構(gòu)。此外，工件供給機(jī)構(gòu)包括第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件；以及配置成可相對于該第二進(jìn)退 驅(qū)動構(gòu)件相對移動的第三構(gòu)件、第四構(gòu)件，在第三構(gòu)件內(nèi)配置對第二驅(qū)動軸朝后退方向施 力的施力彈簧，在第四構(gòu)件內(nèi)配置將第二把持爪保持于松開狀態(tài)的第二保持機(jī)構(gòu)，因此，能 緊湊地構(gòu)成工件供給機(jī)構(gòu)。

圖1是包括本實(shí)用新型實(shí)施例1的工件更換裝置的機(jī)床的機(jī)器主視圖。圖2是上述工件更換裝置的俯視圖。圖3是上述工件更換裝置的第一、第二工件搬送裝置的主視圖。圖4是上述第一工件搬送裝置的截面?zhèn)纫晥D。圖5是表示上述第一工件搬送裝置的工件取出機(jī)構(gòu)的松開狀態(tài)(驅(qū)動軸壓入時) 的截面?zhèn)纫晥D。圖6是上述工件取出機(jī)構(gòu)把持已加工工件的關(guān)閉狀態(tài)(工件把持部的按壓時)的 截面?zhèn)纫晥D。圖7是上述工件取出機(jī)構(gòu)把持已加工工件并后退的狀態(tài)的截面?zhèn)纫晥D。圖8是上述第一工件搬送裝置的工件供給機(jī)構(gòu)把持未加工工件的狀態(tài)的截面?zhèn)?視圖。圖9是上述工件供給機(jī)構(gòu)松開未加工工件狀態(tài)(工件把持部的按壓時)的截面?zhèn)纫晥D。圖10是上述工件供給機(jī)構(gòu)松開未加工工件并后退的狀態(tài)的截面?zhèn)纫晥D。圖11是上述工件供給機(jī)構(gòu)關(guān)閉把持爪的狀態(tài)(按壓部壓入時)的截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1至圖11是用于說明本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)床的工件搬送裝置的圖。本實(shí) 施例所涉及的工件搬送裝置由許多零件構(gòu)成，在圖4中，為了便于理解，將各構(gòu)成零件中實(shí) 質(zhì)上是一體動作的零件作為一體的構(gòu)件進(jìn)行描述。圖中，符號1表示車床(機(jī)床)，從機(jī)器正面觀察，包括傾斜型床身2 ；設(shè)于該床身 2的前方左側(cè)端部的主軸座3 ；以及設(shè)于上述床身2的中央部里側(cè)的刀座4。上述刀座4包括轉(zhuǎn)刀架5，其上安裝有多個刀具T ；以及轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)6，其使上述轉(zhuǎn) 刀架5轉(zhuǎn)位并定位以使所需要的刀具T位于加工位置。上述刀座4分別被未圖示的Z軸傳送機(jī)構(gòu)及Y軸傳送機(jī)構(gòu)在與主軸座3的軸線A 平行的Z軸方向及與軸線A垂直的Y軸方向上驅(qū)動。上述主軸座3包括固定于床身2的主軸頭10 ；被該主軸頭10支承成可自由旋轉(zhuǎn) 的主軸11 ；以及安裝于該主軸11、把持工件的工件把持部12。該工件把持部12具有相對 于上述軸線A放射狀配置的3組爪部12a，通過使該爪部12a在上述放射方向上移動，把持 或松開工件。上述車床1具有工件更換裝置15，該工件更換裝置15對被上述工件把持部12把 持的已加工工件Wl與未加工工件W2進(jìn)行更換。該工件更換裝置15在位于待機(jī)位置時被 蓋構(gòu)件13圍住，滑門14可開閉地設(shè)于上述蓋構(gòu)件13的面對上述主軸座3的部分。該滑門 14形成加工區(qū)域Pl與待機(jī)位置P2的邊界。上述工件更換裝置15包括第一工件搬送裝置16，其將已加工工件Wl從上述工 件把持部12取出，并將未加工工件W2供給到該工件把持部12 ；以及第二工件搬送裝置17， 其將未加工工件W2供給到上述第一工件搬送裝置16，并將已加工工件Wl從第一工件搬送 裝置16取出(參照圖3)。上述第二工件搬送裝置17包括接取來自上述第一工件搬送裝置16的已加工工 件Wl的裝載卡盤17a ；將未加工工件W2供給到第一工件搬送裝置16的裝載卡盤17b ；支承 該裝載卡盤17a、17b的裝載頭17c ；以及使該裝載頭17c在Z軸、X軸方向上移動的裝載臂 17d。上述第二工件搬送裝置17將已加工工件Wl搬到設(shè)置于機(jī)器外部的未圖示的工件儲 藏庫中，并將未加工工件W2從該工件儲藏庫搬入機(jī)器內(nèi)部。上述第一工件搬送裝置16包括將已加工工件Wl從上述工件把持部12取出的工 件取出機(jī)構(gòu)18 ；將未加工工件W2供給到上述工件把持部12的工件供給機(jī)構(gòu)19 ；使上述工 件取出機(jī)構(gòu)18及工件供給機(jī)構(gòu)19旋轉(zhuǎn)并定位于其中之一與上述工件把持部12的軸線A 構(gòu)成同軸的位置的旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)20 ；以及驅(qū)動上述構(gòu)件在軸線A方向上進(jìn)退的進(jìn)退驅(qū)動機(jī) 構(gòu)21。上述旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)20包括支承上述工件取出機(jī)構(gòu)18及工件供給機(jī)構(gòu)19、并使 其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臂20a ；固定有該旋轉(zhuǎn)臂20a的旋轉(zhuǎn)軸20b ；以及驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)軸20b旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)20c。上述進(jìn)退驅(qū)動機(jī)構(gòu)21包括安裝有上述旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)20的底座構(gòu)件21a ；固定于 上述床身2上、將該底座構(gòu)件21a支承成可在Z軸方向上移動的導(dǎo)軌21b ；使上述底座構(gòu)件 21a在Z軸方向上移動的滾珠絲杠21c ；以及驅(qū)動該滾珠絲杠21c旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電動機(jī)21e。 符號21d是將驅(qū)動電動機(jī)21e的旋轉(zhuǎn)傳遞到滾珠絲杠21c的傳動皮帶。上述工件取出機(jī)構(gòu)18包括第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25，其由上述旋轉(zhuǎn)臂20a支承、并 被上述進(jìn)退驅(qū)動機(jī)構(gòu)21驅(qū)動而在上述工件把持部12的軸線A方向上進(jìn)退；以及第一構(gòu)件 26、第二構(gòu)件27，其分別可在該第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25的前方、后方在上述軸線A方向上相對 移動，并被配置成與上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25同軸。上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25包括固定于上述旋轉(zhuǎn)臂20a的基部25a ；以及形成于 該基部25a的前方的圓筒狀的筒部25b。上述第一構(gòu)件26包括收容后述第一保持機(jī)構(gòu)9 的保持部26a ；形成于該保持部26a的前部、收容后述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)8的驅(qū)動部26b ；以及形 成于上述保持部26a的后端部的引導(dǎo)部26c。上述第一構(gòu)件26的引導(dǎo)部26c被上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25的基部25a支承成可 自由滑動。此外，上述第一構(gòu)件26的保持部26a插入上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25的筒部25b 內(nèi)，保持部26a內(nèi)插入有設(shè)于上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25上的導(dǎo)向銷25c。上述第一進(jìn)退驅(qū) 動構(gòu)件25和第一構(gòu)件26被設(shè)于上述導(dǎo)向銷25c的施力彈簧28朝彼此離開的方向施力。在上述第一構(gòu)件26的驅(qū)動部26b的前端部形成有與已加工工件Wl抵接的抵接板 26d，此外，在抵接板26d的軸芯部形成有插入已加工工件Wl的軸芯孔的突起26e。此外，在上述驅(qū)動部26b的前端部配置有3組第一把持爪7。該第一把持爪7包 括滑動器7a ；以及固定于滑動器7a的爪主體7b。上述3組第一把持爪7相對于上述工件 把持部12的軸線A放射狀配置，并被支承成可在與該軸線A成直角的方向上的松開位置與 把持位置之間移動。此外，在上述驅(qū)動部26b內(nèi)內(nèi)藏有使上述3組第一把持爪7移動到上述松開位置 或把持位置的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)8，此外在上述保持部26a內(nèi)內(nèi)藏有在使上述第一把持爪7移動 到松開位置時、將該第一把持爪7保持于松開位置的第一保持機(jī)構(gòu)9。上述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)8采取以下結(jié)構(gòu)通過使配置于上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25、第 一構(gòu)件26及第二構(gòu)件27的軸芯上的第一驅(qū)動軸23前進(jìn)，形成于該第一驅(qū)動軸23前端部 的第一驅(qū)動凸輪23a將上述滑動器7a及上述爪主體7b朝徑向外側(cè)推開，使得第一把持爪 7移動到松開位置，通過使配置于上述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25、第一構(gòu)件26及第二構(gòu)件27軸 芯上的第一驅(qū)動軸23后退，上述第一驅(qū)動凸輪23a將滑動器7a及爪主體7b朝徑向內(nèi)側(cè)拉 入，使得第一把持爪7移動至把持位置。上述第一保持機(jī)構(gòu)9包括第一卡定構(gòu)件30，其配置于上述保持部26a內(nèi)，并可 在其軸垂直方向上移動；第一卡定凸輪23c，其形成于上述第一驅(qū)動軸23，且通過其后端面 23c’與上述第一卡定構(gòu)件30的前端面30’卡定，將上述第一把持爪7保持于松開位置；第 一活塞31，其使上述第一卡定構(gòu)件30在上述軸垂直方向上移動；以及彈簧32，其對上述第 一活塞31朝使上述第一卡定構(gòu)件30關(guān)閉的方向施力。上述第一卡定凸輪23c的外表面具 有圓錐狀的凸輪面，其與形成于上述第一卡定構(gòu)件30的內(nèi)表面的凸輪面滑動接觸，隨著前 進(jìn)，將第一卡定構(gòu)件30朝徑向外側(cè)推開。[0063]上述第二構(gòu)件27被上述第一驅(qū)動軸23支承成可在軸向上滑動，形成于上述第一 驅(qū)動軸23的后端的第一按壓部23b突出于上述第二構(gòu)件27的后方。此外，上述第二構(gòu)件 27內(nèi)內(nèi)藏有將上述第一驅(qū)動軸23朝后退方向即、朝將上述第一把持爪7關(guān)閉的方向施力的 第一施力彈簧27a。對工件取出機(jī)構(gòu)18的動作進(jìn)行說明。將第一按壓部23b朝前方(圖示左方)壓入時，第二構(gòu)件27與第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件 25抵接，第一驅(qū)動軸23 —邊壓縮上述第一施力彈簧27a，一邊前進(jìn)，第一卡定凸輪23c將第 一卡定構(gòu)件30朝徑向外側(cè)推開，此外，第一驅(qū)動凸輪23a前進(jìn)，使滑動器7a朝徑向外側(cè)移 動。藉此，第一把持爪7移動到松開位置，且第一卡定凸輪23c移動到第一卡定構(gòu)件30的前 方，第一活塞31在彈簧32的作用力下后退，從而使第一卡定構(gòu)件30朝徑向內(nèi)側(cè)移動。藉 此，第一卡定凸輪23c的后端面23c’與第一卡定構(gòu)件30的前端面30’卡定，第一把持爪7 被保持于松開位置(參照圖5)。上述第一按壓部23b的壓入操作可以是利用分別設(shè)置的汽缸等，將該第一按壓部 23b直接壓入前方的方法，也可以是利用進(jìn)退驅(qū)動機(jī)構(gòu)21使工件取出機(jī)構(gòu)18朝后方移動， 將第一按壓部23b按壓于固定部34 (參照圖5的雙點(diǎn)劃線)，從而使該第一按壓部23b朝前 方相對移動的方法。在上述第一把持爪7被保持于松開位置的狀態(tài)下，利用旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)20使工件取 出機(jī)構(gòu)18與上述軸線A —致，利用進(jìn)退驅(qū)動機(jī)構(gòu)21使工件取出機(jī)構(gòu)18和工件供給機(jī)構(gòu)19 一起前進(jìn)，通過抵接板26d按壓已加工工件Wl。這樣，第一構(gòu)件26的前進(jìn)被阻止，第一進(jìn)退 驅(qū)動構(gòu)件25朝前方移動，其突起部25d使第一活塞31前進(jìn)。藉此，第一活塞31使第一卡 定構(gòu)件30朝外側(cè)移動，第一卡定凸輪23c與第一卡定構(gòu)件30的卡定解除。其結(jié)果是，在第 一施力彈簧27a的作用力下，第一驅(qū)動軸23后退，第一驅(qū)動凸輪23a使滑動器7a朝關(guān)閉方 向移動，第一把持爪7移動到把持位置，把持已加工工件Wl (參照圖6)。在該狀態(tài)下，為使 第一活塞31位于前方，第一卡定構(gòu)件30停在徑向外側(cè)。接著，當(dāng)利用進(jìn)退驅(qū)動機(jī)構(gòu)21使工件取出機(jī)構(gòu)18后退時，第一活塞31在彈簧32 的作用下后退，從而使第一卡定構(gòu)件30朝內(nèi)側(cè)移動，且第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25與第二構(gòu)件27 抵接。已加工工件Wl維持在被第一把持爪7保持的狀態(tài)(參照圖7)。如圖5所示，將第一按壓部23b朝前方壓入，使第一驅(qū)動軸23的第一驅(qū)動凸輪23a 前進(jìn)，使滑動器7a朝外側(cè)移動，藉此，第一把持爪7松開，已加工工件Wl被轉(zhuǎn)移到第二工件 搬送裝置17。上述工件供給機(jī)構(gòu)19包括第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43，其固定于上述旋轉(zhuǎn)臂20a、并被 驅(qū)動而可在上述構(gòu)件把持部12的軸線A方向上進(jìn)退；以及第三構(gòu)件44、第四構(gòu)件48，其分 別可在該第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43的前方、后方在上述軸線A方向上相對移動，并被配置成與 上述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43同軸。上述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43包括固定于上述旋轉(zhuǎn)臂20a的基部43a ；以及形成于 該基部43a的前方的圓筒狀的筒部43b。上述第三構(gòu)件44包括內(nèi)藏第二施力彈簧51的 保持部44a ；形成于該保持部44a的前部、收容后述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)46的驅(qū)動部44b ；以及形 成于上述保持部44a的后部的引導(dǎo)部44c。上述第三構(gòu)件44的引導(dǎo)部44c被上述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43的基部43a支承成可自由滑動。此外，上述第三構(gòu)件44的保持部44a插入上述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43的筒部43b 內(nèi)，保持部44a內(nèi)插入有設(shè)于上述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43上的導(dǎo)向銷43c。上述第二進(jìn)退驅(qū) 動構(gòu)件43和第三構(gòu)件44被設(shè)于上述導(dǎo)向銷43c的施力彈簧45朝彼此離開的方向施力。在上述第三構(gòu)件44的驅(qū)動部44b的前端部形成有與未加工工件W2抵接的抵接板 44d，此外，在抵接板44d的軸芯部形成有插入未加工工件W2的軸芯孔的突起44e。此外，在上述驅(qū)動部26b的前端部配置有3組第二把持爪41。該第二把持爪41包 括滑動器41a ；以及固定于滑動器41a的爪主體41b。上述3組第二把持爪41相對于上述 工件把持部12的軸線A放射狀配置，并被支承成可在與該軸線A成直角的方向上的松開位 置與把持位置之間移動。此外，上述驅(qū)動部44b內(nèi)內(nèi)藏有使上述3組第二把持爪41移動到上述松開位置或 把持位置的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)46。該第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)46采取以下結(jié)構(gòu)通過使配置于上述第二進(jìn) 退驅(qū)動構(gòu)件43、第三構(gòu)件44及第四構(gòu)件48軸芯上的第二驅(qū)動軸40前進(jìn)，形成于該第二驅(qū) 動軸40前端部的第二驅(qū)動凸輪40a將上述滑動器41a及上述爪主體41b朝徑向外側(cè)推開， 使得第二把持爪41移動到松開位置，通過使配置于上述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43、第三構(gòu)件44 及第四構(gòu)件48軸芯上的第二驅(qū)動軸40后退，上述第二驅(qū)動凸輪40a將滑動器41a及爪主 體41b朝徑向內(nèi)側(cè)拉入，使得第二把持爪41移動至把持位置。上述保持部44a內(nèi)設(shè)有對上述第二驅(qū)動軸40朝后退方向施力的第二施力彈簧51， 利用該施力使上述第二把持爪41處于把持狀態(tài)。上述第四構(gòu)件48被上述第二驅(qū)動軸40支承成可在軸向上滑動，在該第四構(gòu)件48 內(nèi)內(nèi)藏有在使上述第二把持爪41移動到松開位置時、將該第二把持爪41保持于松開位置 的第二保持機(jī)構(gòu)47。上述第二保持機(jī)構(gòu)47包括第二卡定構(gòu)件47a，其配置于上述第四構(gòu) 件48內(nèi)，并可在其軸垂直方向上移動；第二卡定凸輪40c，其形成于上述第二驅(qū)動軸40，且 通過其后端面40c’與上述第二卡定構(gòu)件47a的前端面47a’卡定，將上述第二把持爪41保 持于松開位置；第二活塞49，其使上述第二卡定構(gòu)件47a在上述軸垂直方向上移動；以及彈 簧50，其對上述第二活塞49朝使上述第二卡定構(gòu)件47a關(guān)閉的方向施力。形成于上述第二活塞49的后端的第二按壓部53突出于上述第四構(gòu)件48的后方， 在該第二按壓部53與上述第四構(gòu)件48的后端面之間安裝有上述彈簧50。對工件供給機(jī)構(gòu)19的動作進(jìn)行說明。當(dāng)工件供給機(jī)構(gòu)19處于待機(jī)位置時，相對于第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43，第三構(gòu)件44朝 前方遠(yuǎn)離，第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43與第四構(gòu)件48抵接。利用第二施力彈簧51對第二驅(qū)動軸 40朝后方施力，第二驅(qū)動凸輪40a使滑動器41a朝內(nèi)側(cè)移動，藉此，第二把持爪41把持未加 工工件W2 (參照圖8)。第二卡定凸輪40c沒入第二卡定構(gòu)件47a內(nèi)。當(dāng)使工件供給機(jī)構(gòu)19在與軸線A同軸的狀態(tài)下前進(jìn)時，未加工工件W2與工件把 持部12抵接。當(dāng)工件供給機(jī)構(gòu)19進(jìn)一步前進(jìn)時，第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43的突起43d與第二 驅(qū)動軸40的凸緣部40’抵接，使該第二驅(qū)動軸40克服第二施力彈簧51的施力前進(jìn)，第二 驅(qū)動凸輪40a使滑動器41a朝外側(cè)移動，第二把持爪41移動到松開位置。藉此，松開未加 工工件W2，將其供給到工件把持部12。由于上述第二驅(qū)動軸40的前進(jìn)，第二卡定凸輪40c 推開第二卡定構(gòu)件47a并前進(jìn)，當(dāng)?shù)诙ǘㄍ馆?0c出現(xiàn)在第二卡定構(gòu)件的前方時，第二活 塞49在施力彈簧50的作用下后退，從而使第二卡定構(gòu)件47a朝關(guān)閉位置移動。藉此，上述第二卡定凸輪40c的后端面40c’與第二卡定構(gòu)件47a的前端面47a’卡定，其結(jié)果是，第二 把持爪41被保持于松開位置(參照圖9)。當(dāng)工件供給機(jī)構(gòu)19后退時，相對于第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43，第三構(gòu)件44在彈簧構(gòu) 件45的作用力下相對地前進(jìn)，第四構(gòu)件48與第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43抵接。此時，第二把持 爪41被保持于松開位置(參照圖10)。在將第二按壓部53朝前方壓入時，第二活塞49朝前方移動，推開第二卡定構(gòu)件 47a，第二卡定凸輪40c與第二卡定構(gòu)件47a的卡定解除，第二驅(qū)動軸40在第二施力彈簧51 的作用下后退。藉此，第二驅(qū)動凸輪40a使第二把持爪41移動到把持位置，該第二把持爪 41把持未加工工件W2(參照圖11)。對已加工工件Wl與未加工工件W2的更換動作進(jìn)行說明。在車床1加工工件時，將已加工工件Wl從第一工件搬送裝置16的工件取出機(jī)構(gòu) 18轉(zhuǎn)移到第二工件搬送裝置17，將未加工工件W2從第二工件搬送裝置17供給到工件構(gòu)件 機(jī)構(gòu)19 (參照圖3)，第一工件搬送裝置16在該狀態(tài)下在待機(jī)位置P2待機(jī)(參照圖1的實(shí) 線)。在車床1對工件把持部12所把持的工件的加工結(jié)束時，滑門14打開，在工件取出 機(jī)構(gòu)18以與軸線A同軸的方式定位的狀態(tài)下，第一工件搬送裝置16在軸線A方向上前進(jìn)。 然后，通過工件取出機(jī)構(gòu)18的抵接板26d按壓已加工工件W1，第一把持爪7關(guān)閉而把持已 加工工件Wl (參照圖1的雙點(diǎn)劃線)，通過使該第一工件搬送裝置16略微后退，將已加工工 件Wl從工件把持部12取出。接著，工件供給機(jī)構(gòu)19以與軸線A同軸的方式旋轉(zhuǎn)并前進(jìn)，通過未加工工件W2按 壓工件把持部12，第二把持爪41松開，該未加工工件W2被供給到工件把持部12。當(dāng)?shù)谝还ぜ崴脱b置16在軸線A方向上后退到待機(jī)位置P2時，滑門14關(guān)閉，開 始對未加工工件W2的加工。在加工時，通過再次將第一工件搬送裝置16的工件取出機(jī)構(gòu) 18的第一按壓部23b壓入，第一把持爪7移動到松開位置，已加工工件Wl被轉(zhuǎn)移到第二工 件搬送裝置17，且該第一把持爪7被保持于松開位置。此外，通過將工件供給機(jī)構(gòu)19的第 二按壓部53壓入，第二把持爪41移動到把持位置，把持來自第二工件搬送裝置17的未加 工工件W2，且該第二把持爪41被保持于關(guān)閉狀態(tài)。本實(shí)施例中，包括第一工件搬送裝置16，其將已加工工件Wl從安裝于主軸11的 工件把持部12取出，并將未加工工件W2供給到該工件把持部12 ；以及第二工件搬送裝置 17，其將已加工工件Wl從該第一工件搬送裝置16取出，并將未加工工件W2供給到該第一 工件搬送裝置16。由此，能將實(shí)際的工件更換時間縮短到第一工件搬送裝置16在待機(jī)位 置P2與工件更換位置Pl之間在軸線A方向上進(jìn)退移動的時間，與以往的在機(jī)器外部與機(jī) 器內(nèi)部之間在Z軸、Y軸方向上移動的工件更換裝置相比，能縮短工件更換所需的時間。在本實(shí)施例中，工件取出機(jī)構(gòu)18包括3組第一把持爪7和開閉該第一把持爪7的 第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)8，該第1驅(qū)動機(jī)構(gòu)8采用以下結(jié)構(gòu)利用抵接板26d按壓工件把持部12所把 持的已加工工件W1，從而使第一把持爪7移動到把持位置，因此，能以簡單的結(jié)構(gòu)，可靠地、 并在短時間內(nèi)把持已加工工件Wl，并將其取出。在本實(shí)施例中，工件供給機(jī)構(gòu)19包括多個第二把持爪41和開閉該第二把持爪41 的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)46，該第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)46采用以下結(jié)構(gòu)利用第二把持爪41所把持的未加工工件W2按壓工件把持部12，從而使第二把持爪41移動到松開位置，因此，能以簡單的結(jié) 構(gòu)，可靠地、并在短時間內(nèi)松開未加工工件W2，并將其供給到主軸11。在本實(shí)施例中，設(shè)置通過阻止第一驅(qū)動軸23的后退來將第一把持爪7保持于松開 位置的第一保持機(jī)構(gòu)9，此外還設(shè)置通過阻止第二驅(qū)動軸40的后退來將第二把持爪41保持 于松開位置的第二保持機(jī)構(gòu)47，因此，不使用特別的驅(qū)動源就能將第一把持爪7、第二把持 爪41保持于松開位置。由于在本實(shí)施例中采用以下結(jié)構(gòu)通過使形成于第一驅(qū)動軸23的第一卡定凸輪 23c與配置成可開閉的第一卡定構(gòu)件30卡定，來阻止第一驅(qū)動軸23的后退，通過使形成于 第二驅(qū)動軸40的第二卡定凸輪40c與配置成可開閉的第二卡定構(gòu)件47a卡定，來阻止第二 驅(qū)動軸40的后退，因此，第一保持機(jī)構(gòu)9及第二保持機(jī)構(gòu)47的結(jié)構(gòu)簡單，且能將第一把持 爪7、第二把持爪41可靠地保持于松開位置。在本實(shí)施例中，工件取出機(jī)構(gòu)18包括第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25 ；以及相對于該第一 進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件25在軸線A方向上可相對移動地設(shè)置的第一構(gòu)件26和第二構(gòu)件27，將第一 把持爪7配置于第一構(gòu)件26的前端部，將第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)8配置于驅(qū)動部26b內(nèi)，此外，將第 一保持機(jī)構(gòu)9配置于保持部26a內(nèi)，并將第一施力彈簧27a配置于第二構(gòu)件27內(nèi)，因此，能 緊湊地構(gòu)成工件取出機(jī)構(gòu)18。在本實(shí)施例中，工件供給機(jī)構(gòu)19包括第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43 ；以及相對于該第二 進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件43在軸線A方向上可相對移動地設(shè)置的第三構(gòu)件44和第四構(gòu)件48，將第二 把持爪41配置于第三構(gòu)件44的前端部，將第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)46配置于驅(qū)動部44b內(nèi)，將第二 施力彈簧51配置于保持部44a內(nèi)，并將第二保持機(jī)構(gòu)47配置于第四工件48內(nèi)，因此，能緊 湊地構(gòu)成工件供給機(jī)構(gòu)19。在上述實(shí)施例中，對于第一、第二保持機(jī)構(gòu)將第一、第二把持爪保持于松開位置的 情形進(jìn)行了說明，但在本實(shí)用新型中，第一、第二保持機(jī)構(gòu)也可采用將第一、第二把持爪保 持于把持位置的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求一種機(jī)床的工件更換裝置(15)，使機(jī)床(1)的工件把持部(12)所把持的已加工工件(W1)與未加工工件(W2)進(jìn)行更換，其特征在于，包括第一工件搬送裝置(16)，該第一工件搬送裝置(16)通過對已加工工件作用工件把持部的軸線方向的按壓力，將已加工工件從該工件把持部取出，并將未加工工件供給到該工件把持部；以及第二工件搬送裝置(17)，該第二工件搬送裝置(17)將未加工工件供給到所述第一供給搬送裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床的工件更換裝置，其特征在于，所述第一工件搬送裝置(16)包括將已加工工件(Wl)從所述工件把持部(12)取出的工件取出機(jī)構(gòu)(18)；以及將未加工工件(W2)供給到所述工件把持部的工件供給機(jī)構(gòu)(19)，使所述工件取出機(jī)構(gòu)和工件供給機(jī)構(gòu)中的任一機(jī)構(gòu)在與所述工件把持部的軸線(A) 同軸的狀態(tài)下在所述軸線方向上進(jìn)退，所述工件取出機(jī)構(gòu)具有把持已加工工件的第一把持爪(7)，通過在與所述工件把持部的軸線同軸的狀態(tài)下將已加工工件朝所述軸線方向按壓，所 述第一把持爪移動到把持位置，把持已加工工件，然后將已加工工件從所述工件把持部取 出，所述工件供給機(jī)構(gòu)具有把持未加工工件的第二把持爪(41)，通過在與所述工件把持 部的軸線同軸的狀態(tài)下將未加工工件沿所述軸線方向按壓，所述第二把持爪移動到松開位 置，松開未加工工件，然后將未加工工件供給到所述工件把持部。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)床的工件更換裝置，其特征在于，所述第一把持爪(7)及所述第二把持爪(41)被支承成可在與所述工件把持部(12)的 軸線(A)成直角的方向上的松開位置與把持位置之間移動，所述工件取出機(jī)構(gòu)(18)具有第一保持機(jī)構(gòu)(9)，該第一保持機(jī)構(gòu)(9)在第一驅(qū)動機(jī)構(gòu) (8)使所述第一把持爪移動到松開位置或把持位置時，將該第一把持爪保持于松開位置或 把持位置，所述工件供給機(jī)構(gòu)(19)具有第二保持機(jī)構(gòu)(47)，該第二保持機(jī)構(gòu)(47)在第二驅(qū)動機(jī) 構(gòu)(46)使所述第二把持爪移動到松開位置或把持位置時，將該第二把持爪保持于松開位 置或把持位置，在所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，通過將所述工件把持部所把持的已加工工件朝所述軸線方向 按壓，使得被所述第一保持機(jī)構(gòu)保持于松開位置的所述第一把持爪移動到把持位置，在所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，利用由所述第二把持爪所把持的未加工工件按壓所述工件把 持部，使得被所述第二保持機(jī)構(gòu)保持于把持位置的所述第二把持爪移動到松開位置。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)床的工件更換裝置，其特征在于，所述工件取出機(jī)構(gòu)(18)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)(8)采用以下結(jié)構(gòu)通過使形成于第一驅(qū)動軸 (23)的前端部的第一驅(qū)動凸輪(23a)前進(jìn)，使所述第一把持爪(7)移動到松開位置，通過使 形成于第一驅(qū)動軸(23)的前端部的第一驅(qū)動凸輪(23a)后退，使所述第一把持爪移動到把 持位置，所述第一保持機(jī)構(gòu)(9)通過阻止所述第一驅(qū)動軸從前進(jìn)位置后退來將所述第一把持 爪保持于松開位置，所述工件供給機(jī)構(gòu)(19)的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)(46)采用以下結(jié)構(gòu)通過使形成于第二驅(qū)動 軸(40)的前端部的第二驅(qū)動凸輪(40a)前進(jìn)，使所述第二把持爪(41)移動到松開位置，通 過使形成于第二驅(qū)動軸(40)的前端部的第二驅(qū)動凸輪(40a)后退，使所述第二把持爪移動 到把持位置，所述第二保持機(jī)構(gòu)(47)通過阻止所述第二驅(qū)動軸從前進(jìn)位置后退來將所述第二把持 爪保持于松開位置。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)床的工件更換裝置，其特征在于， 所述工件取出機(jī)構(gòu)(18)包括設(shè)置成可在所述工件把持部(12)的軸線(A)方向上進(jìn)退的第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件(25)；以及配置成可在該第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件的前方、后方，相對于該第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件在所述軸 線方向上相對移動的第一構(gòu)件(26)及第二構(gòu)件(27)，所述第一把持爪(7)被所述第一構(gòu)件(26)的前端部支承，所述第一驅(qū)動軸(23)配置于所述第一進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件、第一構(gòu)件及第二構(gòu)件的軸芯上， 在所述第一構(gòu)件內(nèi)配置有所述第一保持機(jī)構(gòu)(9)，在所述第二構(gòu)件內(nèi)配置有對所述第 一驅(qū)動軸朝后方施力的第一施力彈簧(27a)， 所述工件供給機(jī)構(gòu)(19)包括設(shè)置成可在所述工件把持部的軸線方向上進(jìn)退的第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件(43)；以及 配置成可在該第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件的前方、后方，相對于該第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件在所述軸 線方向上相對移動的第三構(gòu)件(44)及第四構(gòu)件(48)， 所述第二把持爪(41)被所述第三構(gòu)件的前端部支承，所述第二驅(qū)動軸(40)配置于所述第二進(jìn)退驅(qū)動構(gòu)件、第三構(gòu)件及第四構(gòu)件的軸芯上， 在所述第三構(gòu)件內(nèi)配置有對所述第二驅(qū)動軸朝后方施力的第二施力彈簧(51)，在所述 第四構(gòu)件內(nèi)配置有所述第二保持機(jī)構(gòu)(47)。
專利摘要一種機(jī)床的工件更換裝置，包括第一工件搬送裝置(16)，該第一工件搬送裝置(16)通過對工件把持部(12)作用工件把持部(12)的軸線A方向的按壓力，將已加工工件W1從該工件把持部(12)取出，并將未加工工件W2供給到該工件把持部(12)；以及第二工件搬送裝置(17)，該第二工件搬送裝置(17)將未加工工件W2供給到所述第一供給搬送裝置(16)。
文檔編號B23Q7/00GK201711800SQ20102020174
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者前島伸一, 奧山嘉信, 小川晉一朗, 龜山智毅 申請人:株式會社森精機(jī)制作所