JP2000210833A - 工作物反転装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工作物が落下することがなく小型で高速動作が
可能であり、さらに主軸移動型立形工作機械に好適な工
作物反転装置および方法を提供する。 【構成】本体７７と、前記本体に対して回動可能に設け
られ、工作物を載置可能な載置側挟持部材８１と、前記
本体に対して回動可能に、かつ、前記載置側挟持部材と
対向して設けられ、前記載置側挟持部材に載置された前
記工作物を前記載置側挟持部材と共働して挟持すること
が可能な対向側挟持部材８４と、前記載置側挟持部材と
前記対向側挟持部材の少なくともどちらか一方に設けら
れ、前記載置側挟持部材と前記対向側挟持部材の対向方
向と直交する方向への前記工作物の移動を規制する規制
部材と、前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材およ
び前記対向側挟持部材を１８０度回動させて前記工作物
を反転させる反転駆動手段７６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
工作物の一方の端面側の加工が終了した後に、工作物を
自動的に反転して他方の端面側の加工を行うための工作
物反転装置および方法に関し、特に、主軸が略垂直方向
の軸線を有し主軸先端のチャックにより工作物の授受お
よび搬送を行う主軸移動型立形工作機械に好適な工作物
反転装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ旋盤等の工作機械において、工作物
の一方の端面側の加工が終了した後に、工作物を自動的
に反転して他方の端面側の加工を行うようにすれば、工
作機械の長時間にわたる自動運転が可能となり、作業者
による段取替え作業等も少なくでき、工作機械の稼働率
を向上させて加工コストを減少させることができる。こ
のような工作物の反転装置としては、実公平４−１７３
１４号公報に記載されているような技術が公知である。

【０００３】実公平４−１７３１４号公報の反転装置
は、第４図のような受板２６上に工作物Ｗｑを載置し、
工作物Ｗｑの外周面をクランプ装置２７によって保持し
て工作物Ｗｑおよび受板２６を水平回転軸線の回りに回
転させて１８０度反転させ、第３図のようにロボットハ
ンド１１によって反転した工作物を工作機械に供給する
ようにしたものである。また、第５図のようにクランプ
装置４９により工作物Ｗｑを上下方向（軸方向）から受
板４７とレバー４８間に挟持して反転するとともに、ロ
ボットハンド４６によって工作物の搬送を行う形式のも
のも記載されている。このクランプ装置４９では、受板
４７が１８０度反転動作を行い、レバー４８の回動動作
で工作物Ｗｑの挟持、解放動作を行っている。

【０００４】また、実公平４−１７３１４号公報に記載
されたような反転装置以外にも、２本のロボットハンド
を使用して、一方から他方に工作物を受け渡してから工
作物を工作機械に供給し、工作物の反転を行うようなも
のも公知である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】実公平４−１７３１４
号公報のような反転装置においては、工作物を外周面ま
たは端面のいずれか一方のみを保持して反転しているた
めに、反転後あるいは反転動作中に工作物を摩擦力のみ
で保持している状態が生じる。このときに工作物を落下
させないためには、工作物の自重より大きな摩擦力で工
作物を保持させる必要がある。そのため、工作物を保持
するクランプ装置の押圧力を大きくしなければならず、
クランプ装置、反転装置が大型化してコストが増大して
しまう。また反転装置等が大型化すると、反転動作の速
度が低下したり、消費エネルギーが増大してしまうとい
う問題点もある。特に、重量の大きな大型の工作物を反
転するためにはそのような問題点が顕著に現れる。

【０００６】また、２本のロボットハンドを使用して工
作物を反転させるものも、ロボットハンドを２本使用す
るためにコストが高い、また工作物反転のための制御が
複雑となるといった問題点がある。そして重量の大きな
大型の工作物を扱うためには、ロボットハンドのコスト
がさらに高くなる。

【０００７】さらに、実公平４−１７３１４号公報の第
５図に示されたような従来の反転装置は、主軸が略垂直
方向の軸線を有し主軸先端のチャックにより工作物の授
受、搬送を行う主軸移動型立形工作機械には適用しにく
いものであった。すなわち、受板４７が１８０度反転動
作をした後、工作物Ｗｑをチャックで受け取ろうとして
も、受板４７とチャックが干渉して工作物Ｗｑを受け取
れないという問題点が生じる。

【０００８】そこで、本発明は、反転動作時に工作物が
落下することがなく小型で高速動作が可能であり、さら
には主軸移動型立形工作機械に好適な工作物反転装置お
よび方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の工作物反転装置は、工作機械に取り付け可
能、または工作機械の近傍に設置可能な本体と、前記本
体に対して回動可能に設けられ、工作物を載置可能な載
置側挟持部材と、前記本体に対して回動可能に、かつ、
前記載置側挟持部材と対向して設けられ、前記載置側挟
持部材に載置された前記工作物を前記載置側挟持部材と
共働して挟持することが可能な対向側挟持部材と、前記
載置側挟持部材と前記対向側挟持部材の少なくともどち
らか一方に設けられ、前記載置側挟持部材と前記対向側
挟持部材の対向方向と直交する方向への前記工作物の移
動を規制する規制部材と、前記工作物を挟持した前記載
置側挟持部材および前記対向側挟持部材を１８０度回動
させて前記工作物を反転させる反転駆動手段とを有する
ものである。

【００１０】また、上記の工作物反転装置において、前
記載置側挟持部材と前記対向側挟持部材のうち上方に位
置するものを前記工作物の授受が可能な待機位置に移動
させる待機移動手段を有することが好ましい。

【００１１】また、上記の工作物反転装置において、前
記待機移動手段は、前記対向側挟持部材が前記載置側挟
持部材より上方に位置した状態では前記対向側挟持部材
を前記待機位置に移動可能であるとともに、前記載置側
挟持部材が前記対向側挟持部材より上方に位置した状態
では前記載置側挟持部材を前記待機位置に移動可能であ
ることが好ましい。

【００１２】また、上記の工作物反転装置において、前
記規制部材は、前記工作物の外周部または内周部と少な
くとも３位置で係合可能に設けられたものであることが
好ましい。

【００１３】また、上記の工作物反転装置において、前
記規制部材は、前記工作物の径方向に位置調整可能に設
けられたものであることが好ましい。

【００１４】また、本発明の工作物反転装置は、工作機
械に取り付け可能、または工作機械の近傍に設置可能な
本体と、前記本体に対して回動可能に設けられ、工作物
を載置可能な載置側挟持部材と、前記本体に対して回動
可能に、かつ、前記載置側挟持部材と対向して設けら
れ、前記載置側挟持部材に載置された前記工作物を前記
載置側挟持部材と共働して挟持することが可能な対向側
挟持部材と、前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材
および前記対向側挟持部材を１８０度回動させて前記工
作物を反転させる反転駆動手段と、前記対向側挟持部材
が前記載置側挟持部材より上方に位置した状態では前記
対向側挟持部材を前記工作物の授受が可能な待機位置に
移動可能であるとともに、前記載置側挟持部材が前記対
向側挟持部材より上方に位置した状態では前記載置側挟
持部材を前記待機位置に移動可能である待機移動手段と
を有するものである。

【００１５】また、上記の工作物反転装置において、前
記載置側挟持部材および前記対向側挟持部材の前記工作
物を反転させるための回動運動は、水平方向の反転軸線
を中心とする回動運動であることが好ましい。

【００１６】また、上記の工作物反転装置において、前
記載置側挟持部材および前記対向側挟持部材の前記工作
物を反転させるための回動運動は、水平方向の反転軸線
を中心とする回動運動であり、前記載置側挟持部材また
は前記対向側挟持部材の前記待機位置への移動は、前記
反転軸線と直交する水平方向の軸線を中心とする回動運
動により行うものであることが好ましい。

【００１７】また、上記の工作物反転装置において、前
記工作機械は、主軸が略垂直方向の軸線を有し、前記主
軸先端のチャックにより前記工作物の搬送を行うもので
あることが好ましい。

【００１８】また、本発明の工作物反転方法は、工作物
の搬送手段を有する工作機械に取り付け可能、または前
記工作機械の近傍に設置可能な本体と、前記本体に対し
て回動可能に設けられ、工作物を載置可能な載置側挟持
部材と、前記本体に対して回動可能に、かつ、前記載置
側挟持部材と対向して設けられ、前記載置側挟持部材に
載置された前記工作物を前記載置側挟持部材と共働して
挟持することが可能な対向側挟持部材とを有する工作物
反転装置における工作物反転方法であって、前記載置側
挟持部材を前記工作物を載置可能な位置である載置位置
に移動させるとともに、前記対向側挟持部材を前記搬送
手段および前記工作物と干渉しない待機位置に移動させ
る手順と、前記工作機械による前記工作物の一方の端面
側の加工である第１工程加工を終了した前記工作物を前
記搬送手段によって移動させ、前記載置位置にある前記
載置側挟持部材上に載置する手順と、前記待機位置にあ
る前記対向側挟持部材を、前記工作物を挟持する挟持位
置に移動させて、前記載置側挟持部材と前記対向側挟持
部材とにより前記工作物を挟持する手順と、前記工作物
を挟持した前記載置側挟持部材および前記対向側挟持部
材を１８０度回転させて前記工作物を反転させる手順
と、前記載置側挟持部材を前記待機位置に移動させる手
順と、反転させた前記工作物を前記搬送手段によって前
記対向側挟持部材から移動させる手順とを有するもので
ある。

【００１９】また、本発明の工作物反転方法は、工作機
械に取り付け可能、または前記工作機械の近傍に設置可
能な本体と、前記本体に対して回動可能に設けられ、工
作物を載置可能な載置側挟持部材と、前記本体に対して
回動可能に、かつ、前記載置側挟持部材と対向して設け
られ、前記載置側挟持部材に載置された前記工作物を前
記載置側挟持部材と共働して挟持することが可能な対向
側挟持部材と、前記載置側挟持部材と前記対向側挟持部
材の少なくともどちらか一方に設けられ、前記載置側挟
持部材と前記対向側挟持部材の対向方向と直交する方向
への前記工作物の移動を規制する規制部材とを有する工
作物反転装置における工作物反転方法であって、前記工
作物を前記載置側挟持部材上に載置する手順と、前記対
向側挟持部材を、前記工作物を挟持する挟持位置に移動
させて前記工作物を挟持し、前記載置側挟持部材および
前記対向側挟持部材により前記工作物の軸線方向の移動
を規制するとともに、前記規制部材により前記載置側挟
持部材と前記対向側挟持部材の対向方向と直交する方向
への前記工作物の移動を規制する手順と、前記工作物を
挟持した前記載置側挟持部材および前記対向側挟持部材
を１８０度回転させて前記工作物を反転させる手順とを
有するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明を適用する主軸移
動型立形工作機械１の正面図である。工作機械としては
垂直方向に主軸軸線を有する立て旋盤の場合の例であ
る。主軸移動型立形工作機械１の工作機械本体２にはワ
ークフィーダ３が並設されている。工作機械本体２は、
ベッド１０に刃物台２３が設けられている。刃物台２３
には割り出し回転可能なタレット２１が設けられてお
り、タレット２１の外周部には外径加工用バイト、内径
加工用工具等の加工工具２２が保持されている。主軸台
４には垂直方向の回転軸線を有する主軸５が回転可能に
軸支されており、主軸５の下端にはチャック６が設けら
れている。チャック６はチャックシリンダ２８の駆動力
により把持爪２７が開閉動作する。

【００２１】主軸５の回転軸線と平行な方向であるＺ軸
方向と直交する水平方向（Ｘ軸方向）に沿って、Ｘ軸ガ
イドレール１１が設けられており、Ｘ軸ガイドレール１
１上にはサドル１２がＸ軸方向に移動可能に設けられて
いる。Ｘ軸ガイドレール１１は、ベッド１０の後部およ
びベッド１０の後部に固定されたブラケット１０ａに設
けられている。ベッド１０とブラケット１０ａとは一体
であってもよい。

【００２２】サドル１２は、Ｘ軸用サーボモータ２０に
より歯付プーリ・歯付ベルト機構を介して回転駆動され
るＸ軸送りねじ１３、ナット１４によりＸ軸方向に移動
される。サドル１２にはＺ軸ガイドレール２４、スライ
ド本体２５（図２参照）によりＺ軸方向に移動可能に主
軸台４が設けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６によ
ってＺ軸送りねじ（図示せず）を回転駆動することによ
り主軸台４をＺ軸方向に移動する。これにより、主軸５
および主軸台４はＸ，Ｚ軸方向に移動可能となってい
る。主軸５をＮＣ装置（図示せず）によりＸ，Ｚ軸方向
に移動制御して、チャック６に把持した工作物Ｗをタレ
ット２１上の加工工具２２により加工する。

【００２３】加工中に主軸台４が移動する領域は加工領
域１７として、カバー、スプラッシュガード６１に覆わ
れている。加工領域１７中には、反転装置７が設置され
ている。反転装置７は工作物Ｗを自動的に反転するため
のものである。工作物Ｗの一方の端面側の加工を終了し
た後、反転装置７を使用して工作物Ｗを自動的に反転
し、工作物Ｗの他方の端面側の加工を連続して行うこと
ができる。

【００２４】加工領域１７に隣接して工作物授受領域１
８が設けられている。加工領域１７と工作物授受領域１
８とは開閉可能な開閉カバー等によって仕切られてい
る。工作物授受領域１８には、ワークフィーダ３が少な
くとも一部がその領域内に位置するように設置されてい
る。すなわち、ワークフィーダ３は、後述する工作物渡
し位置、工作物受け取り位置が少なくとも工作物授受領
域１８内に位置していればよい。

【００２５】ワークフィーダ３のワークフィーダ本体３
０の上面には、回転円板３１が回転可能かつ割り出し可
能に設けられている。回転円板３１の上面に設けられた
複数の工作物載置部３２上にはそれぞれ工作物が載置可
能である。回転円板３１上には、円周方向の均等角度ご
とに複数個（例えば、８個）の工作物載置部３２が設け
られている。ワークフィーダ３により、複数の工作物Ｗ
を連続的に工作機械本体２に供給することが可能であ
る。

【００２６】Ｘ軸ガイドレール１１は、Ｘ軸方向にワー
クフィーダ３の位置まで延びている。主軸５のＸ軸方向
の移動軸線上には２つの工作物載置部３２が同時に位置
決め可能であり、位置決め時にはそれぞれの工作物載置
部３２の中心が主軸５の移動軸線上にくる。移動軸線上
の１つの工作物載置部３２はチャック６から加工済みの
工作物を渡す工作物渡し位置にあり、もう１つの工作物
載置部３２はチャック６が未加工の工作物を受け取る工
作物受け取り位置にある。主軸台４は、チャック６がこ
れらの２つの位置の直上に位置するところまで移動可能
である。主軸移動型立形工作機械１は、ＮＣ（数値制
御）装置によって制御されている。

【００２７】ワークフィーダ３の工作物載置部３２の少
なくとも１つは、スプラッシュガード６１の外方に位置
しており、その位置は工作物段取り替え位置となってい
る。すなわち、作業者はこの工作物段取り替え位置で、
加工済み工作物を工作物載置部３２より取り外し、未加
工工作物を工作物載置部３２に載置する段取り替えを行
う。作業者工作物段取り替え位置では段取り替え作業が
行えるが、主軸台４が移動する工作物授受領域１８との
あいだは工作物授受領域１８側に手などが入らないよう
にスプラッシュガード６１で仕切られている。

【００２８】また、図２は、主軸移動型立形工作機械１
の図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。加工領域１７
のベッド１０の後部側の前壁面１０ｂには、反転装置７
の横支持部材７１の後端部が取り付けられている。横支
持部材７１はほぼ水平に設置されており、横支持部材７
１の前端部には縦支持部材７２がほぼ垂直に立設されて
いる。縦支持部材７２の上端部には反転装置本体７７が
固定されている。反転装置本体７７には、載置側挟持部
材８１と対向側挟持部材８４とが水平回転軸線回りに回
動可能に設けられている。載置側挟持部材８１と対向側
挟持部材８４は、その間に工作物Ｗを挟持して一体的に
回動することができ、ロータリアクチュエータ７６によ
り正方向あるいは逆方向に１８０度回動される。

【００２９】チャック６に把持された工作物Ｗは、下端
面側の加工を終了すると主軸台４のＸＺ軸移動によって
反転装置７に搬送され、反転装置７の載置側挟持部材８
１上に載置される。そして工作物Ｗは、載置側挟持部材
８１および対向側挟持部材８４によって上下方向から挟
持され、そのまま水平方向の回転軸線の回りに１８０度
回動される。この回動により工作物Ｗの下端面と上端面
とは位置が反転され、すでに加工を終了した既加工側の
端面が上側となり、チャック６に保持されていて未加工
側の端面は下側となる。この工作物Ｗの既加工側の端面
をチャック６で把持すれば、工作物Ｗの下側の未加工部
分の加工を行うことができる。反転装置７の構造および
動作の詳細は後述する。

【００３０】図３は、反転装置７の斜視図である。横支
持部材７１の後端部はベッド１０の後部側の前壁面１０
ｂに固定されている。横支持部材７１の前端部には縦支
持部材７２が立設され、縦支持部材７２の上端部には反
転装置本体７７が固定されている。反転装置本体７７の
前面側にはロータリアクチュエータ７６が取り付けられ
ており、後面側には環状の案内溝が形成されている。そ
の案内溝に案内されて水平軸線の回りに回動可能に、載
置側回動部材７９と対向側回動部材８２とが１８０度対
向する位置に設けられている。

【００３１】載置側回動部材７９には載置側取付部材８
０を介して載置側挟持部材８１が取り付けられている。
対向側回動部材８２には対向側取付部材８３を介して対
向側挟持部材８４が取り付けられている。載置側挟持部
材８１が下端位置（載置位置）にあるとき、載置側挟持
部材８１の上面には工作物Ｗを載置することができる。
載置側挟持部材８１に載置した工作物Ｗの上面を、載置
側挟持部材８１に対向する対向側挟持部材８４によって
押圧するように、または工作物Ｗの上面と対向側挟持部
材８４が接するように、または工作物Ｗを載置側挟持部
材８１と対向側挟持部材８４とによってすきまを有して
挟み込むようにして、工作物Ｗを載置側挟持部材８１お
よび対向側挟持部材８４により挟持することができる。

【００３２】反転装置本体７７の上部には、待機回動部
材７８が水平の回動軸７８１によって回動可能に設けら
れている。待機回動部材７８の前面側にも反転装置本体
７７の案内溝と連続する案内溝が設けられており、上端
位置にある対向側回動部材８２または載置側回動部材７
９は待機回動部材７８の案内溝に案内されている。回動
軸７８１と待機回動部材７８とは相対回転不能に取り付
けられている。対向側回動部材８２が待機回動部材７８
側にあるとき、シリンダ７５によって回動軸７８１を回
動させることにより、対向側挟持部材８４を、図３のよ
うな工作物Ｗを挟持する挟持位置と、チャック６および
工作物Ｗ等との干渉を避けるために垂直姿勢となる待機
位置（図７参照）との間で回動させることができる。

【００３３】待機回動部材７８は、載置側挟持部材８１
と対向側挟持部材８４のうちで上端位置にある方を待機
位置と挟持位置との間で回動させることができる。図７
の状態では対向側挟持部材８４を待機位置とすることが
できるが、工作物Ｗを反転させて載置側挟持部材８１が
上端位置となっていれば載置側挟持部材８１を待機位置
とすることができる。

【００３４】シリンダ７５はトラニオン形シリンダであ
り、シリンダ支持部材７３に設けられたブラケット７４
に回動可能に支持軸７４１により支持されている。シリ
ンダ支持部材７３は縦支持部材７２に固定されている。
ピストンロッド７５１の先端は回動軸７８１に固定され
た腕部材７８２に接続されている。シリンダ７５のロッ
ド側シリンダ室またはヘッド側シリンダ室に圧力流体を
供給することによってピストンロッド７５１を進退させ
ることにより、回動軸７８１および待機回動部材７８を
挟持位置を待機位置との間で回動させることができる。

【００３５】図４は、反転装置７を右側面から見た一部
断面図である。反転装置本体７７は縦支持部材７２の上
端部に固定されている。反転装置本体７７は外形がほぼ
円柱状であり、その中心軸がほぼ水平になるように取り
付けられている。反転装置本体７７の前面側にはロータ
リアクチュエータ７６が固定されており、反転装置本体
７７の後面側には環状の案内溝７７１，７７２が設けら
れている。この案内溝７７１，７７２に案内されて回動
可能に載置側回動部材７９と対向側回動部材８２が設け
られている。

【００３６】反転装置本体７７の上部には、待機回動部
材７８が回動軸７８１とともに回動可能に設けられてい
る。待機回動部材７８を回動させることにより、対向側
挟持部材８４または載置側挟持部材８１を、図４に示す
ように工作物Ｗを挟持可能な挟持位置と、チャック６お
よび工作物Ｗ等との干渉を避けるために垂直姿勢となる
待機位置との間で回動させることができる。待機回動部
材７８の挟持位置における前面側にも案内溝７８３，７
８４が形成されている。

【００３７】案内溝７７１と案内溝７８３とは連続して
おり、これらの案内溝７７１，７８３が連続して端面部
全周に渡る環状の案内溝を構成する。また、案内溝７７
２と案内溝７８４とは連続しており、これらの案内溝７
７２，７８４が連続して外周部全周に渡る環状の案内溝
を構成する。対向側回動部材８２には２個（図５参照）
のローラ８２１，８２１と別の２個（図５参照）のロー
ラ８２２，８２２が設けられている。このローラ８２
１，８２２はカムフォロアのように軸部に対してローラ
部（外輪部）が回転可能になっているものが好ましい。

【００３８】ローラ８２１，８２１は案内溝７７１，７
８３に案内されて径方向の動きを規制されており、ロー
ラ８２２，８２２は案内溝７７２，７８４に案内されて
軸方向（反転装置本体７７の中心軸方向）の動きを規制
されている。したがって、対向側回動部材８２は径方
向、軸方向の動きは規制され、反転装置本体７７および
待機回動部材７８から脱落することなく、回動方向にの
み移動することができる。ローラ８２１，８２１は、回
転軸が軸方向（反転装置本体７７の中心軸方向）となる
ように対向側回動部材８２に取り付けられている。ま
た、ローラ８２２，８２２は、回転軸が径方向（案内溝
７７２，７８４の径方向）となるように対向側回動部材
８２に取り付けられている。

【００３９】同様に、載置側回動部材７９にも回転軸が
軸方向の２個のローラ７９１，７９１と、回転軸が径方
向の別の２個のローラ７９２，７９２が設けられてい
る。ローラ７９１，７９２もカムフォロアのように軸部
に対してローラ部（外輪部）が回転可能になっているも
のが好ましい。ローラ７９１，７９１は案内溝７７１，
７８３に案内されて径方向の動きを規制されており、ロ
ーラ７９２，７９２は案内溝７７２，７８４に案内され
て軸方向の動きを規制されている。したがって載置側回
動部材７９も径方向、軸方向の動きが規制され、反転装
置本体７７および待機回動部材７８から脱落することな
く、回動方向にのみ移動することができる。

【００４０】載置側回動部材７９の前面（ロータリアク
チュエータ７６側の面）中心側には係合溝７９３が形成
されている。対向側回動部材８２にも同様に係合溝８２
３が形成されている。また、ロータリアクチュエータ７
６の出力軸７６１には伝達部材７６２が固定されてお
り、伝達部材７６２の先端部には円周上の１８０度対向
する位置に２個の係合突起７６３，７６４が形成されて
いる。係合突起７６３は係合溝８２３に嵌入し、係合突
起７６４は係合溝７９３に嵌入している。

【００４１】これにより載置側回動部材７９と対向側回
動部材８２とは、案内溝７７１，７７２，７８３，７８
４上で１８０度対向する位置となり、ロータリアクチュ
エータ７６を駆動することにより、１８０度対向する位
置関係を保ったまま回動させることができる。このロー
タリアクチュエータ７６は、圧力流体を一方または他方
のポート（図示せず）から供給することにより、出力軸
７６１を０度と１８０度の２位置に回動および停止でき
るラックピニオン型ロータリアクチュエータ、ベーン型
ロータリアクチュエータ等の公知のロータリアクチュエ
ータである。すなわち出力軸７６１を正方向あるいは逆
方向に１８０度回動することができる。

【００４２】載置側回動部材７９には載置側取付部材８
０を介して載置側挟持部材８１が取り付けられている。
載置側回動部材７９の後面には２本の係止溝７９４，７
９５が形成されている。載置側取付部材８０の係止突起
８０１を係止溝７９４，７９５のどちらに係止するかを
選択することによって、載置側挟持部材８１の挟持方向
（図４では上下方向）の位置を複数位置に調節すること
ができる。

【００４３】載置側挟持部材８１の上面側には載置板８
１１が設けられている。載置板８１１には案内軸８１４
が固定されている。案内軸８１４は載置側挟持部材８１
に対して所定の距離だけ上下方向に移動可能に設けられ
ている。また、載置板８１１はコイルばね８１３により
挟持方向（図４では上方）に付勢されており、載置側挟
持部材８１に対して浮動状態となっている。載置板８１
１の上面には３本（図６参照）の当接部材８１２が固定
されている。当接部材８１２は円柱状に形成されてお
り、その中心軸が互いに１２０度の角度をなすように配
置されている。３本の当接部材８１２によりどのような
直径の工作物でも３点支持で安定して載置することがで
きる。

【００４４】対向側回動部材８２には対向側取付部材８
３を介して対向側挟持部材８４が取り付けられている。
対向側回動部材８２の後面にはセレーション８２４が形
成されている。対向側取付部材８３にもセレーション８
３１が形成されている。セレーション８２４，８３１に
より対向側挟持部材８４の挟持方向（図４では上下方
向）の位置は、工作物の高さ（軸方向の寸法）に応じて
精密に調整することができる。そして対向側取付部材８
３は、対向側回動部材８２に形成されたＴ溝８２５（図
５参照）に挿入されたＴナットをボルト８３ａで固定す
ることによって任意の挟持方向（図４では上下方向）位
置で固定することができる。

【００４５】対向側挟持部材８４の下面側には挟持板８
４１が設けられている。挟持板８４１には案内軸８４６
が固定されている。案内軸８４６は対向側挟持部材８４
に対して所定の距離だけ上下方向に移動可能に設けられ
ている。また、挟持板８４１はコイルばね８４５により
挟持方向（図４では下方）に付勢されており、対向側挟
持部材８４に対して浮動状態となっている。さらに対向
側挟持部材８４には、工作物の挟持方向と直交する方向
（工作物の挟持端面と平行な平面内の方向）への工作物
の移動を規制する３個（図５参照）の規制部材８４２が
設けられている。規制部材８４２は、挟持板８４１から
下方に突出するように設けられ、工作物の外周側面に係
合して挟持方向と直交する方向への工作物の移動を規制
する。

【００４６】図５は、反転装置７を上側から見た平面図
である。対向側挟持部材８４は、ほぼ正三角形の板状体
であり、案内軸８４６を中心として径方向に３本の直線
溝８４４が形成されている。直線溝８４４は互いに１２
０度の角度をなすように設けられている。直線溝８４４
内には、規制部材８４２（図４参照）が直線溝８４４に
沿って移動可能に設けられている。規制部材８４２は、
固定ねじ８４３を締めることにより位置を固定すること
もできる。挟持板８４１には３本の曲線溝８４７が形成
されており、規制部材８４２は曲線溝８４７の溝内を貫
通するように設けられている。すなわち、規制部材８４
２は直線溝８４４と曲線溝８４７の交点の位置に位置決
めされる。

【００４７】曲線溝８４７の曲線形状としては、角度に
応じて案内軸からの距離が単調に変化する曲線とすれば
よく、例えば、アルキメデスの渦巻き曲線等が使用でき
る。挟持板８４１は案内軸８４６を中心として回転させ
ることができ、挟持板８４１を回転させることにより、
規制部材８４２の径方向の位置を工作物の直径に応じて
調節することができる。

【００４８】規制部材８４２の位置調節を行うには、ま
ず３個の固定ねじ８４３を緩めて規制部材８４２を直線
溝８４４に沿って移動可能とし、挟持板８４１を適宜の
角度だけ回転させて規制部材８４２の位置を調節する。
３個の規制部材８４２は連動して移動し、案内軸８４６
から等距離の位置に調節される。図５は規制部材８４２
を最小径の位置に移動させた状態を示している。規制部
材８４２を最大径の位置に移動させると、挟持板８４１
の回転位置は対向側挟持部材８４とほぼ重なり合う位置
となる。

【００４９】図６は、反転装置７の図４におけるＢ−Ｂ
矢視図であり、載置側挟持部材８１の構造を示すもので
ある。前述のように、載置側挟持部材８１の上面側には
載置板８１１が設けられている。載置板８１１はコイル
ばね８１３により上方に付勢されており、載置側挟持部
材８１に対して浮動状態となっている。載置側挟持部材
８１および載置板８１１は、案内軸８１４を中心として
１２０度間隔の３方向に放射状に延びる構造となってい
る。載置板８１１の上面には３本の当接部材８１２がそ
の中心軸が互いに１２０度の角度をなすように放射状に
配置され固定されている。当接部材８１２は前述のよう
に円柱状に形成されている。

【００５０】図７は、反転装置７の対向側挟持部材８４
が待機位置にある状態を示す一部断面図である。対向側
挟持部材８４が上端位置にある状態で、シリンダ７５に
よって回動軸７８１を回動させることにより、対向側挟
持部材８４を図４のような挟持位置から図７のような待
機位置に移動させることができる。載置側挟持部材８１
に工作物を載置する際には、チャック６が図７に２点鎖
線で示す位置まで移動してくるが、対向側挟持部材８４
を待機位置に移動させることにより、対向側挟持部材８
４とチャック６および工作物との干渉を避けることがで
きる。

【００５１】対向側挟持部材８４を待機位置とした状態
で、ロータリアクチュエータ７６により載置側挟持部材
８１を上端位置まで回動させることができる。２点鎖線
で表示した載置側挟持部材８１ａが上端位置に回動させ
た状態を示す。主軸移動型立形工作機械１が加工動作を
行っている間は、載置側挟持部材８１を上端位置に回動
させておけば、載置板８１１および当接部材８１２が下
方を向いた倒立状態となり、切削屑や切削油剤等が載置
板８１１および当接部材８１２にかかりにくくなる。ま
た、切削屑が当接部材８１２上に堆積するようなことも
ない。このため当接部材８１２等に異物が付着したり腐
食が発生したりすることが生じにくくなり、工作物載置
の安定性や精度を長期に渡って維持することができる。

【００５２】待機回動部材７８には、待機位置でも載置
側回動部材７９を案内可能とするための案内溝７８５が
形成されている。案内溝７８５は、待機回動部材７８が
待機位置に回動した状態で案内溝７７１と連続し、環状
の案内溝を構成する。また待機回動部材７８には、補助
案内溝７８６が形成されている。補助案内溝７８６は、
待機位置で載置側回動部材７９に設けられた係合突起７
９６を案内するためのものである。載置側挟持部材８１
を上端位置まで回動させたときに、係合突起７９６が補
助案内溝７８６に係合することによって、載置側挟持部
材８１は水平姿勢を保つことができる。

【００５３】載置側挟持部材８１の上下方向位置は、前
述のように、載置側取付部材８０の係止突起８０１を載
置側回動部材７９の後面の２本の係止溝７９４，７９５
のいずれかに選択的に係止することによって、２つの上
下方向の位置を任意に選択することができる。そして載
置側取付部材８０を上下反転して取り付けることによ
り、載置側挟持部材８１をさらに上方の位置に取り付け
ることができる。２点鎖線で表示した載置側挟持部材８
１ｂは、その取り付け状態を示すものである。

【００５４】次に、図８、図９、図１０により、反転装
置７の動作を説明する。主軸移動型立形工作機械１は、
工作物Ｗの一方の端面側の加工である第１工程加工が終
了した後、工作物Ｗを反転装置７により反転して他方の
端面側の加工である第２工程加工を行う。図８（ａ）
は、主軸移動型立形工作機械１が加工動作を行っている
間の反転装置７の状態を示すものである。対向側挟持部
材８４は待機位置に移動しており、載置側挟持部材８１
は上端位置に回動して倒立状態となっている。主軸移動
型立形工作機械１が工作物Ｗの第１工程加工を終了する
と、反転装置７のロータリアクチュエータ７６を正方向
（または逆方向）に駆動して、図８（ｂ）のように載置
側挟持部材８１を下端位置（載置位置）に回動させる。

【００５５】次に主軸台４を移動して、チャック６に把
持した工作物Ｗを載置側挟持部材８１の位置まで移動
し、図９（ｃ）に示すように工作物Ｗを載置側挟持部材
８１上に載置する。そして主軸台４を反転装置７と干渉
しない上方位置に移動させてから、対向側挟持部材８４
を挟持位置まで回動させ、図９（ｄ）に示すように工作
物Ｗを載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４に
よって挟持する。次に図９（ｅ）のように、ロータリア
クチュエータ７６を逆方向（または正方向）に駆動し
て、載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８４によ
って挟持した工作物Ｗを上下に反転させる。その際、工
作物Ｗは規制部材８４２によって挟持方向と直交する方
向の移動を規制されているので、落下したり位置が移動
してしまうおそれはない。

【００５６】次に挟持位置にある載置側挟持部材８１を
待機位置に回動し、主軸台４を移動してチャック６に工
作物Ｗを把持する。工作物Ｗは反転しており、第１工程
加工の終了した端面側が把持されるので、続いて未加工
の端面側の第２工程加工が行われる。図１０（ｆ）は工
作物Ｗがチャック６に把持され加工位置に移動された状
態である。その後、図１０（ｇ）のように載置側挟持部
材８１を挟持位置に戻して、図１０（ｈ）のように、ロ
ータリアクチュエータ７６を正方向（または逆方向）に
駆動して、載置側挟持部材８１および対向側挟持部材８
４の位置を反転させる。

【００５７】さらに、対向側挟持部材８４を待機位置に
移動させ、載置側挟持部材８１を上端位置に回動させて
倒立状態とすれば、反転装置７は図８（ａ）のような加
工中状態となる。反転装置７を加工中状態として、主軸
移動型立形工作機械１により工作物Ｗの第２工程加工を
行う。第２工程加工が終了すると、主軸台４を工作物授
受領域１８内に移動させて、加工済みの工作物Ｗを工作
物載置部３２に渡す動作を行い、さらに未加工工作物を
工作物載置部３２から受け取る動作を行う。以上のよう
な動作を繰り返し、連続的に工作物の加工を行う。

【００５８】以上のように、反転装置７により工作物を
反転させて、第１工程加工と第２工程加工とを連続して
行うことができるため、工作機械の長時間にわたる自動
運転が可能となり、作業者による段取替え作業等も少な
くでき、工作機械の稼働率を向上させて加工コストを減
少させることができる。また、対向側挟持部材８４に規
制部材８４２を備えているため、反転動作中にも工作物
が落下するようなことがない。このため、工作物を挟持
するための力をいたずらに増大させる必要もなく、反転
装置を小型化することができる。反転する工作物として
も、小型のものから大型で重量の大きなものまで広範囲
の工作物に適用することができる。

【００５９】さらに、対向側挟持部材８４と載置側挟持
部材８１の両方が待機位置に移動可能であるため、通常
のチャックによる工作物の授受が可能となり、主軸移動
型立形工作機械１に好適な反転装置として使用できる。

【００６０】なお、以上の実施の形態においては、主軸
移動型立形工作機械としては立て旋盤を例にして説明し
たが、立て旋盤以外にもターニングセンタ、研削盤、マ
シニングセンタ等の他の任意の工作機械にも適用でき
る。また、反転装置における規制部材を対向側挟持部材
に設けるようにしているが、規制部材を載置側挟持部材
に設けるようにしてもよく、さらに規制部材を対向側挟
持部材と載置側挟持部材の両方に設けるようにしてもよ
い。また、規制部材としては工作物の外周側に係合する
ものに限らず、工作物の内周側に係合するものであって
もよい。

【００６１】また、反転装置を加工領域内に設けている
が、工作物授受領域等の加工領域外に設けるようにして
もよい。すなわち、主軸の移動軸線上に載置側挟持部
材、対向側挟持部材が位置するようにすれば、加工領域
内外のどの位置に設けてもよい。反転装置を加工領域外
に設置した場合は、工作機械の加工動作中も切削屑や切
削油剤等が反転装置にかかることがないので、切削屑や
切削油剤の影響を避けるための動作が不要となる。さら
に、反転装置は、ベッドの他の面（前部ベッド側の壁面
等）、ブラケット、ワークフィーダ本体等に支持される
ものであってもよい。

【００６２】さらに、反転装置の載置側挟持部材、対向
側挟持部材を待機位置に移動させるアクチュエータ（シ
リンダ）を両挟持部材に共通に設けているが、載置側挟
持部材、対向側挟持部材を待機位置に回動または移動さ
せるアクチュエータをそれぞれに対して別々に設けても
よい。すなわち、チャックと対向する側に移動した載置
側挟持部材または対向側挟持部材が工作物の授受動作の
際、チャックまたは工作物と干渉しない待機位置に移動
できる構成の反転装置であればよい。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下のような効果を奏する。

【００６４】対向側挟持部材と載置側挟持部材の少なく
とも一方に規制部材を備えるようにしたので、反転動作
中にも工作物が落下するようなことがない。このため、
工作物を挟持するための力が小さくて済み、反転装置を
小型化することができる。反転する工作物としても、小
型のものから大型で重量の大きなものまで広範囲の工作
物に適用することができる。

【００６５】対向側挟持部材と載置側挟持部材の両方が
待機位置に移動可能であるため、通常のチャックによる
工作物の授受が可能となり、主軸移動型立形工作機械に
好適な反転装置として使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を適用する主軸移動型立形工作
機械の正面図である。

【図２】図２は、主軸移動型立形工作機械の図１におけ
るＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】図３は、反転装置の斜視図である。

【図４】図４は、反転装置を右側面から見た一部断面図
である。

【図５】図５は、反転装置を上側から見た平面図であ
る。

【図６】図６は、反転装置の図４におけるＢ−Ｂ矢視図
である。

【図７】図７は、反転装置の対向側挟持部材が待機位置
にある状態を示す図である。

【図８】図８は、反転装置の動作を示す図である。

【図９】図９は、反転装置の動作を示す図である。

【図１０】図１０は、反転装置の動作を示す図である。

【符号の説明】

１…主軸移動型立形工作機械 ２…工作機械本体 ３…ワークフィーダ ４…主軸台 ５…主軸 ６…チャック ７…反転装置 Ｗ…工作物 １０…ベッド １１…Ｘ軸ガイドレール １２…サドル １３…Ｘ軸送りねじ １４…ナット １７…加工領域 １８…工作物授受領域 ２０…Ｘ軸用サーボモータ ２１…タレット ２２…加工工具 ２３…刃物台 ２４…Ｚ軸ガイドレール ２５…スライド本体 ３０…ワークフィーダ本体 ３１…回転円板 ３２…工作物載置部 ６１…スプラッシュガード ７１…横支持部材 ７２…縦支持部材 ７３…シリンダ支持部材 ７５…シリンダ ７６…ロータリアクチュエータ ７７…反転装置本体 ７８…待機回動部材 ７９…載置側回動部材 ８０…載置側取付部材 ８１…載置側挟持部材 ８２…対向側回動部材 ８３…対向側取付部材 ８４…対向側挟持部材 ８４２…規制部材

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械（１）に取り付け可能、または工
   作機械（１）の近傍に設置可能な本体（７７）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に設けられ、工作物
   を載置可能な載置側挟持部材（８１）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に、かつ、前記載置
   側挟持部材（８１）と対向して設けられ、前記載置側挟
   持部材（８１）に載置された前記工作物を前記載置側挟
   持部材（８１）と共働して挟持することが可能な対向側
   挟持部材（８４）と、 前記載置側挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８
   ４）の少なくともどちらか一方に設けられ、前記載置側
   挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８４）の対向
   方向と直交する方向への前記工作物の移動を規制する規
   制部材（８４２）と、 前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材（８１）およ
   び前記対向側挟持部材（８４）を１８０度回動させて前
   記工作物を反転させる反転駆動手段（７６）とを有する
   工作物反転装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した工作物反転装置であっ
   て、 前記載置側挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８
   ４）のうち上方に位置するものを前記工作物の授受が可
   能な待機位置に移動させる待機移動手段（７５，７８）
   を有する工作物反転装置。
3. 【請求項３】請求項２項に記載した工作物反転装置であ
   って、 前記待機移動手段（７５，７８）は、前記対向側挟持部
   材（８４）が前記載置側挟持部材（８１）より上方に位
   置した状態では前記対向側挟持部材（８４）を前記待機
   位置に移動可能であるとともに、前記載置側挟持部材
   （８１）が前記対向側挟持部材（８４）より上方に位置
   した状態では前記載置側挟持部材（８１）を前記待機位
   置に移動可能である工作物反転装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載した工
   作物反転装置であって、 前記規制部材（８４２）は、前記工作物の外周部または
   内周部と少なくとも３位置で係合可能に設けられたもの
   である工作物反転装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載した工
   作物反転装置であって、 前記規制部材（８４２）は、前記工作物の径方向に位置
   調整可能に設けられたものである工作物反転装置。
6. 【請求項６】工作機械（１）に取り付け可能、または工
   作機械（１）の近傍に設置可能な本体（７７）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に設けられ、工作物
   を載置可能な載置側挟持部材（８１）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に、かつ、前記載置
   側挟持部材（８１）と対向して設けられ、前記載置側挟
   持部材（８１）に載置された前記工作物を前記載置側挟
   持部材（８１）と共働して挟持することが可能な対向側
   挟持部材（８４）と、 前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材（８１）およ
   び前記対向側挟持部材（８４）を１８０度回動させて前
   記工作物を反転させる反転駆動手段（７６）と、 前記対向側挟持部材（８４）が前記載置側挟持部材（８
   １）より上方に位置した状態では前記対向側挟持部材
   （８４）を前記工作物の授受が可能な待機位置に移動可
   能であるとともに、前記載置側挟持部材（８１）が前記
   対向側挟持部材（８４）より上方に位置した状態では前
   記載置側挟持部材（８１）を前記待機位置に移動可能で
   ある待機移動手段（７５，７８）とを有する工作物反転
   装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載した工
   作物反転装置であって、 前記載置側挟持部材（８１）および前記対向側挟持部材
   （８４）の前記工作物を反転させるための回動運動は、
   水平方向の反転軸線を中心とする回動運動である工作物
   反転装置。
8. 【請求項８】請求項２，３，６のいずれか１項に記載し
   た工作物反転装置であって、 前記載置側挟持部材（８１）および前記対向側挟持部材
   （８４）の前記工作物を反転させるための回動運動は、
   水平方向の反転軸線を中心とする回動運動であり、 前記載置側挟持部材（８１）または前記対向側挟持部材
   （８４）の前記待機位置への移動は、前記反転軸線と直
   交する水平方向の軸線を中心とする回動運動により行う
   ものである工作物反転装置。
9. 【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載した工
   作物反転装置であって、 前記工作機械（１）は、主軸（５）が略垂直方向の軸線
   を有し、前記主軸（５）先端のチャック（６）により前
   記工作物の搬送を行うものである工作物反転装置。
10. 【請求項１０】工作物の搬送手段（６）を有する工作機
    械（１）に取り付け可能、または前記工作機械（１）の
    近傍に設置可能な本体（７７）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に設けられ、工作物
    を載置可能な載置側挟持部材（８１）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に、かつ、前記載置
    側挟持部材（８１）と対向して設けられ、前記載置側挟
    持部材（８１）に載置された前記工作物を前記載置側挟
    持部材（８１）と共働して挟持することが可能な対向側
    挟持部材（８４）とを有する工作物反転装置における工
    作物反転方法であって、 前記載置側挟持部材（８１）を前記工作物を載置可能な
    位置である載置位置に移動させるとともに、前記対向側
    挟持部材（８４）を前記搬送手段および前記工作物と干
    渉しない待機位置に移動させる手順と、 前記工作機械（１）による前記工作物の一方の端面側の
    加工である第１工程加工を終了した前記工作物を前記搬
    送手段（６）によって移動させ、前記載置位置にある前
    記載置側挟持部材（８１）上に載置する手順と、 前記待機位置にある前記対向側挟持部材（８４）を、前
    記工作物を挟持する挟持位置に移動させて、前記載置側
    挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８４）とによ
    り前記工作物を挟持する手順と、 前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材（８１）およ
    び前記対向側挟持部材（８４）を１８０度回転させて前
    記工作物を反転させる手順と、 前記載置側挟持部材（８１）を前記待機位置に移動させ
    る手順と、 反転させた前記工作物を前記搬送手段（６）によって前
    記対向側挟持部材（８４）から移動させる手順とを有す
    る工作物反転方法。
11. 【請求項１１】工作機械（１）に取り付け可能、または
    前記工作機械（１）の近傍に設置可能な本体（７７）
    と、 前記本体（７７）に対して回動可能に設けられ、工作物
    を載置可能な載置側挟持部材（８１）と、 前記本体（７７）に対して回動可能に、かつ、前記載置
    側挟持部材（８１）と対向して設けられ、前記載置側挟
    持部材（８１）に載置された前記工作物を前記載置側挟
    持部材（８１）と共働して挟持することが可能な対向側
    挟持部材（８４）と、 前記載置側挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８
    ４）の少なくともどちらか一方に設けられ、前記載置側
    挟持部材（８１）と前記対向側挟持部材（８４）の対向
    方向と直交する方向への前記工作物の移動を規制する規
    制部材（８４２）とを有する工作物反転装置における工
    作物反転方法であって、 前記工作物を前記載置側挟持部材（８１）上に載置する
    手順と、 前記対向側挟持部材（８４）を、前記工作物を挟持する
    挟持位置に移動させて前記工作物を挟持し、前記載置側
    挟持部材（８１）および前記対向側挟持部材（８４）に
    より前記工作物の軸線方向の移動を規制するとともに、
    前記規制部材（８４２）により前記載置側挟持部材（８
    １）と前記対向側挟持部材（８４）の対向方向と直交す
    る方向への前記工作物の移動を規制する手順と、 前記工作物を挟持した前記載置側挟持部材（８１）およ
    び前記対向側挟持部材（８４）を１８０度回転させて前
    記工作物を反転させる手順とを有する工作物反転方法。