JP2003048137A - 工作機械の工作物反転装置およびこの装置における工作物反転方法。 - Google Patents

工作機械の工作物反転装置およびこの装置における工作物反転方法。

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JP2003048137A JP2002090960A JP2002090960A JP2003048137A JP 2003048137 A JP2003048137 A JP 2003048137A JP 2002090960 A JP2002090960 A JP 2002090960A JP 2002090960 A JP2002090960 A JP 2002090960A JP 2003048137 A JP2003048137 A JP 2003048137A
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work
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Kimitaka Otake
公孝 大竹
Shizuki Yoshino
静木 吉野
Toshinari Ishida
俊成 石田
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Hitachi Seiki Co Ltd
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Hitachi Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重い工作物であっても、安定した状態で且つ
高速で反転動作させることができる工作機械の工作物反
転装置を提供する。 【解決手段】 工作物反転装置1は、立て旋盤2の主軸
の先端に設けられたチャックとの間で中間工作物9の授
受を行うとともに、中間工作物を反転させる。工作物反
転装置は、立て旋盤の基体3に設置された反転装置本体
40と、反転装置本体に両端支持されて旋回可能に設け
られ、内部空間46に中間工作物を配置可能な反転枠体
41と、反転枠体に設けられ、内部空間に配置された中
間工作物を保持可能な工作物保持手段42と、反転装置
本体に設けられ反転枠体を旋回動作させる反転用駆動手
段43とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の工作物
反転装置および工作物反転方法に関し、たとえば、主軸
移動型工作機械において重い工作物を反転させる場合
や、軸線方向長さの異なる複数種類の工作物を反転させ
る場合に好適な、工作機械の工作物反転装置およびこの
装置における工作物反転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械のうちたとえば旋盤は、主軸の
先端にチャックが取付けられ、このチャックで工作物を
把持して回転させるとともに、少なくともX軸方向,Z
軸方向に工作物と工具を相対移動させることにより切削
加工を行う。このような工作機械において工作物を反転
させるものとしては、たとえば、実開平1−12160
1号公報および特開平5−38601号公報に記載の技
術が知られている。
【0003】実開平1−121601号公報には、ワー
ク(工作物)の反転装置付き工作機に関する技術が記載
されている。この工作機は、刃物台上に突切りバイト
(工具)と反転装置とを主軸中心を挟んだ対向位置に設
け、ワークを反転装置の把手爪および開閉手段で掴むよ
うにしている。そして、把手爪で掴んだワークを回動手
段(ロータリアクチュエータ)で反転させている。ま
た、工作機には、把手爪で掴んだワークをチャックの基
準面に押し付ける押圧手段(エアシリンダ)が設けられ
ている。一方、特開平5−38601号公報には、移動
台にバイトと反転装置とが設けられた、板状ワークの両
面旋削加工方法に関する技術が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記二つの公報に記載
された反転装置では、ワークを把持する把手爪(開閉手
段を含む)および反転爪が支持部から突出するように設
けられているので、工作物や把手爪などが片持ち支持状
態で反転動作を行うことになる。工作物には重いものや
軽いものがあるが、前記二つの公報に記載された反転装
置を重い工作物の反転に使用すると、把手爪や反転爪の
回動軸や回動軸支持部に相当大きな負荷がかかる。その
ため、回動軸,回動軸支持部,把手爪および反転爪など
の剛性を向上させる必要があり、各構成部位が大型化す
る。各構成部位が大型化すると、重い工作物の反転動作
を高速化するのが困難であるので、非加工時間となる工
作物反転動作時間が増加する。高速化のために、各構成
部位を軽量化すると、安全性や各構成部位の寿命などに
課題が生じ、また、重い工作物を安定した状態で反転さ
せることが困難であった。
【0005】ところで、工作機械で加工される工作物に
は各種形状のものがあり、その直径や軸線方向の長さ
は、工作物の種類,加工前,加工後などで異なった寸法
になってくる。特に、工作物の軸線方向長さが複数種類
ある場合には、工作物の軸線方向長さのほぼ中央部を保
持して反転動作すればよいが、前記ほぼ中央部から大き
く片寄った位置で工作物を保持して反転動作すれば、重
量のアンバランスが生じて反転動作が安定して行えない
恐れがある。
【0006】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、重い工作物であっても、安定した状
態で且つ高速で反転動作させることができる工作機械の
工作物反転装置およびこの装置における工作物反転方法
を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的
は、軸線方向の長さが異なる複数種類の工作物を反転さ
せる場合であっても、この工作物を安定した状態で反転
動作させることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明にかかる工作機械の工作物反転装置は、工作
機械の主軸の先端に設けられたチャックまたは主軸台に
設けられた工作物把持搬送手段との間で工作物の授受を
行うとともに、この工作物を反転させる。この工作物反
転装置は、前記工作機械の基体または近傍に設置された
反転装置本体と、この反転装置本体および前記工作機械
基体のいずれか一方または両方に両端支持されて旋回可
能に設けられ、内部空間に前記工作物を配置可能な反転
枠体と、この反転枠体に設けられ、前記内部空間に配置
された前記工作物を保持可能な工作物保持手段と、前記
反転装置本体または前記工作機械基体に設けられ、前記
反転枠体を旋回動作させる反転用駆動手段とを備えてい
る。前記工作機械は、前記主軸を回転可能に支持する主
軸台が、前記主軸の軸線方向と平行な第1の方向に対し
て直交する少なくとも第2の方向に移動可能であるとと
もに刃物台に対して前記第1の方向および前記第2の方
向に相対移動して加工領域で前記工作物を加工する主軸
移動型工作機械であり、前記工作物反転装置は、前記主
軸または前記工作物把持搬送手段の前記第2の方向と平
行な移動軌跡上に配置されているのが好ましい。たとえ
ば、前記工作機械は、前記主軸の軸線が床面に対してほ
ぼ垂直方向を向いているとともに、前記主軸を回転可能
に支持する主軸台が前記主軸の軸線方向と平行な第1の
方向およびこの第1の方向に対して直交する第2の方向
に移動可能な主軸移動型立形工作機械であり、前記工作
物反転装置は、前記主軸または前記工作物把持搬送手段
の前記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置されている
のが好ましい。前記工作物反転装置は、前記工作物を前
記チャックまたは前記工作物把持搬送手段と前記工作物
反転装置との間で授受する際に前記工作物を付勢力によ
り前記チャック側または前記工作物把持搬送手段側に押
圧可能な工作物押圧手段を有しているのが好ましい。前
記工作物反転装置または前記工作物押圧手段は、前記チ
ャックまたは前記工作物把持搬送手段による把持が解除
されている前記工作物を載置可能な載置台を有し、前記
工作物保持手段は、前記工作物が前記載置台に載置され
ている状態のときに、この工作物を保持する動作を行う
のが好ましい。前記工作物反転装置は、工作物反転動作
以外のときに前記反転枠体および前記内部空間を覆うと
ともに必要に応じて開閉する反転装置用カバーと、前記
工作物反転装置に飛散する飛散物を除去する飛散物除去
装置とのうち少なくとも一方を有しているのが好まし
い。前記工作物保持手段は、対向配置して前記反転枠体
に取付けられた一対の流体圧シリンダにより進退移動し
て前記工作物を保持可能な一対の移動部と、この一対の
移動部どうしを同期して移動可能に連結する連結手段と
を有し、前記一対の移動部により前記工作物をその直径
の大小にかかわらず常に所定位置で保持可能であるのが
好ましい。前記工作物反転装置による工作物反転方法
は、前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段と前記
工作物反転装置との間で前記工作物の授受を行う工作物
授受位置に前記主軸台を移動させ、前記載置台を工作物
授受用高さ位置に移動させる第1の手順と、前記チャッ
クまたは前記工作物把持搬送手段による前記工作物の把
持を解除して、この工作物を前記載置台に載置する第2
の手順と、前記載置台に載置されている前記工作物を前
記工作物保持手段で保持する第3の手順と、前記主軸台
を待避位置に移動させる第4の手順と、前記載置台を待
機位置に待避させる第5の手順と、前記工作物が保持さ
れている前記反転枠体をほぼ180度旋回させる第6の
手順とを、少なくとも有している。
【0008】上述の他の目的を達成するため、本発明の
別の発明にかかる工作物反転装置は、工作機械の主軸の
先端に設けられたチャックまたは主軸台に設けられた工
作物把持搬送手段との間で工作物の授受を行うとともに
この工作物を反転させる。前記工作物反転装置は、前記
工作機械の基体または近傍に設置された反転装置本体
と、この反転装置本体および前記工作機械基体のいずれ
か一方または両方に支持されて旋回可能に設けられ、前
記工作物を保持可能な工作物保持手段と、前記反転装置
本体または前記工作機械基体に設けられ、前記工作物保
持手段を旋回動作させる反転用駆動手段とを備え、前記
工作物の軸線方向長さに対応させて前記主軸台を移動位
置制御することにより、前記工作物保持手段で前記工作
物を保持する位置を調整可能にしている。前記別の発明
において、一実施態様にかかる前記工作機械は、前記主
軸を回転可能に支持する前記主軸台が、前記主軸の軸線
方向と平行な第1の方向およびこの第1の方向に対して
直交する第2の方向に移動可能であるとともに、刃物台
に対して前記第1の方向および前記第2の方向に相対移
動して加工領域で前記工作物を加工する主軸移動型工作
機械であり、前記工作物反転装置は、前記主軸または前
記工作物把持搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌
跡上に配置されている。他の実施態様にかかる前記工作
機械は、前記主軸の軸線が床面に対してほぼ垂直方向を
向いているとともに、前記主軸を回転可能に支持する前
記主軸台が、前記主軸の軸線方向と平行な第1の方向お
よびこの第1の方向に対して直交する第2の方向に移動
可能であり、且つ刃物台に対して前記第1の方向および
前記第2の方向に相対移動して加工領域で前記工作物を
加工する主軸移動型立形工作機械であり、前記工作物反
転装置は、前記主軸または前記工作物把持搬送手段の前
記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置されている。前
記工作物反転装置は、前記工作物保持手段の近傍に配置
され、且つ前記第1の方向に移動可能に設けられ、前記
工作物を前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段と
前記工作物保持手段との間で授受するとき前記工作物を
載置可能な載置台と、前記反転装置本体または前記工作
機械基体に設けられ、前記載置台を前記第1の方向に移
動させる載置台移動手段とを備え、前記工作物の軸線方
向長さに対応させて前記主軸台または前記載置台を移動
位置制御することにより、前記工作物保持手段で前記工
作物を保持する位置を調整可能にするのが好ましい。こ
の工作物反転装置において、前記載置台移動手段は、前
記主軸台の移動位置制御で所定の位置に位置決めされた
前記工作物に対して前記載置台を移動させ、前記工作物
に前記載置台が当接した位置でこの載置台を停止させて
位置決めするのが好ましい。さらに他の実施態様にかか
る前記工作物反転装置は、工作機械の主軸の先端に設け
られたチャックまたは主軸台に設けられた工作物把持搬
送手段との間で工作物の授受を行うとともにこの工作物
を反転させる工作物反転装置であって、前記工作機械の
基体または近傍に設置された反転装置本体と、この反転
装置本体および前記工作機械基体のいずれか一方または
両方に支持されて旋回可能に設けられ、前記工作物を保
持可能な工作物保持手段と、前記反転装置本体または前
記工作機械基体に設けられ、前記工作物保持手段を旋回
動作させる反転用駆動手段と、前記工作物保持手段の近
傍に配置され、且つ前記主軸の軸線方向と平行な方向に
移動可能に設けられ、前記工作物を載置可能な載置台
と、前記反転装置本体または前記工作機械基体に設けら
れ、前記載置台を前記主軸の軸線方向と平行な方向に移
動させる載置台移動手段とを備え、前記工作物の軸線方
向長さに対応させて前記載置台を移動位置制御すること
により、前記工作物保持手段で前記工作物を保持する位
置を調整可能にしている。この場合の前記工作機械は、
前記主軸を回転可能に支持する前記主軸台が、前記主軸
の軸線方向と平行な第1の方向に対して直交する第2の
方向に少なくとも移動可能であるとともに、刃物台に対
して前記第1の方向および前記第2の方向に相対移動し
て加工領域で前記工作物を加工する主軸移動型工作機械
であり、前記工作物反転装置は、前記主軸または前記工
作物把持搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌跡上
に配置されているのが好ましい。前記工作物保持手段
は、前記工作物の軸線方向長さのほぼ中央部を保持可能
であるのが好ましい。前記別の発明で、工作物反転装置
における工作物反転方法は、前記主軸台または前記載置
台を前記第1の方向の所定の工作物授受位置まで移動さ
せる第1の手順と、前記チャックまたは前記工作物把持
搬送手段に把持された前記工作物と前記載置台とが当接
する位置まで、前記載置台または前記主軸台を移動させ
る第2の手順と、前記工作物が前記載置台に載置された
状態で、前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段に
よる前記工作物の把持を解除するとともに前記工作物保
持手段で前記工作物を保持する第3の手順と、前記主軸
台を前記工作物から離れた待避位置に移動させる第4の
手順と、前記載置台を前記工作物から離れた待機位置に
移動させる第5の手順と、前記工作物保持手段がほぼ1
80度旋回して、前記工作物の向きを反転させる第6の
手順とを、少なくとも有している。前記工作物授受位置
は、前記工作物保持手段が前記工作物の軸線方向長さの
ほぼ中央部を保持可能な位置であるのが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる実施の形態
の一例を、図1から図13までを参照して説明する。以
下の第1,第2の実施形態では、工作物反転装置が付属
されてNC(数値制御)装置により制御される工作機械
として、主軸移動型工作機械の場合を示している。ま
た、工作機械の主軸の軸線は、床面に対して垂直方向を
向いている場合を示しているが、この垂直方向に対して
所定角度傾斜した方向を向いている場合でもよく、また
は水平方向を向いている場合でもよい。主軸移動型工作
機械では、主軸を回転可能に支持する主軸台が、主軸の
軸線方向と平行な第1の方向に対して直交する少なくと
も第2の方向に移動可能である。主軸台は、刃物台に対
して第1の方向および第2の方向に相対移動して、加工
領域で工作物を加工する。
【0010】主軸移動型工作機械として立て旋盤を例に
とって示しており、この立て旋盤の主軸の先端に設けら
れたチャックと工作物反転装置との間で工作物の授受を
行うとともに、この工作物を反転させている。立て旋盤
は、主軸の軸線が床面に対してほぼ垂直方向を向いてい
る立形の工作機械の一つである。なお、本発明における
工作機械は、主軸台が少なくとも第2の方向に移動可能
な直交2軸方向以上移動する構成とした、ターニングセ
ンタ,研削盤などの工作機械であってもよい。
【0011】また、本発明の工作機械は、主軸頭(本発
明の主軸台に相当)が少なくとも第2の方向に移動可能
な直交3軸方向に移動する構成としたマシニングセンタ
(以下、MCと記載)などの工作機械であってもよい。
主軸頭を有する工作機械として、たとえば図13に示す
MC202では、主軸206を回転可能に支持する主軸
頭212が、主軸206の軸線CL方向と平行な第1の
方向(Z軸方向)に対して直交する少なくとも第2の方
向(X軸方向)に移動可能である。主軸206には工具
215が着脱可能に装着されている。主軸頭212が、
テーブル上の工作物に対して第1の方向,第2の方向、
および第1,第2の方向に直交する第3の方向に相対移
動して、加工領域で工作物を加工する。主軸頭212に
は工作物把持搬送手段210が設けられている。工作物
把持搬送手段210は、工作物209を着脱可能に把持
するとともに、主軸頭212の移動動作により工作物2
09を搬送する機能を有している。このMC202の場
合には、工作物把持搬送手段210と本発明の工作物反
転装置との間で、工作物209の授受を行うとともに工
作物209を反転させることになる。図13に示すMC
202の構成は、主軸頭を有する他の種類の工作機械に
も適用可能である。これらMC202などの主軸頭は、
本発明における主軸台に相当するので「主軸台」と読み
替えるものとする。
【0012】工作機械で工作物を加工するには、工作物
の一方の側を加工(第1工程の加工)したのち同じ工作
物の他方の側を加工(第2工程の加工)する場合のほ
か、第1工程の加工のみを行う場合、第2工程の加工の
みを行う場合などがある。第1,第2の実施形態では、
第1工程の加工と第2工程の加工を行う場合について説
明する。
【0013】(第1の実施形態)図1から図7は本発明
の第1の実施形態を示す図で、図1は、主軸移動型の立
て旋盤(主軸移動型立形工作機械)に工作物反転装置を
付属させた平面図、図2は図1に示す立て旋盤の右側面
図、図3は図2に示す工作物反転装置の拡大図、図4は
図1に示す工作物反転装置の拡大平面図である。まず最
初に、主軸移動型の立て旋盤について説明する。図1お
よび図2に示すように、工作機械基体3を有する立て旋
盤(以下、旋盤と記載)2には、工作物反転装置1と工
作物搬送装置4が付属している。これら旋盤2,装置
1,4はNC装置により制御される。工作物搬送装置4
は、工作機械基体3の近傍に設けられている。工作物搬
送装置4は、旋盤2が未加工工作物(第1工程および第
2工程共に未加工の工作物で、たとえば素材ワーク)7
を受け取るための未加工工作物受け取り位置B1に、未
加工工作物7を搬送するとともに載置する。工作物搬送
装置4は、旋盤2が加工済工作物(第1工程および第2
工程で加工済の工作物で、たとえば完成品ワーク)8を
渡すための加工済工作物渡し位置B2で、旋盤2から加
工済工作物8を受け取って載置するとともに搬出する。
【0014】工作物反転装置1は、旋盤2の加工領域5
内で且つ主軸6の移動軌跡Co上に配置されている。工
作物反転装置1は、旋盤2の主軸6の先端に設けられた
チャック10(図13に示すMC202の場合には、主
軸頭(主軸台)212に設けられた工作物把持搬送手段
210である。以下、第1,第2の実施形態において同
様。)との間で中間工作物9の授受(受け渡し)を行な
って、工作物としての中間工作物9を反転させる機能を
有している。中間工作物9は、第1工程で加工済で且つ
第2工程で未加工の工作物のことである。
【0015】なお、MC202で、主軸頭212がX軸
方向のみに、またはX軸方向,Z軸方向に移動可能な機
械(すなわち、主軸頭212がY軸方向に移動しない機
械)の場合、工作物反転装置1は、工作物把持搬送手段
210のX軸方向と平行な移動軌跡上に配置されること
が好ましい。主軸頭212がY軸方向にも移動可能な機
械の場合には、工作物把持搬送手段210の移動範囲内
に工作物反転装置1が配置されていればよいが、この場
合も、工作物反転装置1は、工作物把持搬送手段210
のX軸方向と平行な移動軌跡上に配置されることが好ま
しい。
【0016】旋盤2は、主軸6を回転可能に支持してい
る主軸台12を備えている。主軸6は、床面に対して垂
直方向に軸線CLを有し、主軸6の下方端部(主軸の先
端)にはチャック10が設けられている。主軸台12
は、主軸軸線CL方向と平行なZ軸方向(第1の方向)
に移動する。サドル13は、主軸台12をZ軸方向に移
動可能に支持するとともに、Z軸方向に対して直交する
X軸方向(第2の方向)に移動する。旋盤2は、チャッ
ク10に把持された工作物を加工するための加工領域5
を有している。加工領域5には、チャック10と工作物
反転装置1との間で中間工作物9の授受が行われる工作
物授受位置B3が設定されている。主軸6の中心は、X
軸方向と平行な移動軌跡Co上を、加工領域5内で加工
が行われる位置(加工位置)と、工作物授受位置B3
と、加工領域5外の未加工工作物受け取り位置B1およ
び加工済工作物渡し位置B2との間で移動する。
【0017】加工領域5では、主軸6のチャック10に
把持された工作物を所定の回転速度で回転させるととも
に、刃物台14の工具15と工作物とをX軸方向,Z軸
方向に相対移動させて、第1工程の加工(たとえば、工
作物の表側(一方の側)の加工)と、第2工程の加工
(たとえば、工作物の裏側(他方の側)の加工)を行
う。なお、主軸台12が、X軸方向およびZ軸方向に移
動する旋盤2で説明を行なっているが、主軸台がX軸方
向にのみ移動する工作機械であってもよい。その場合に
は、刃物台が主軸台に対して相対的にZ軸方向に移動
し、工作物搬送装置は、未加工工作物7および加工済工
作物8を載置するための載置台を昇降させる昇降手段を
有し、工作物反転装置は、工作物を保持して旋回する反
転装置側保持部(後述する反転枠体など)を昇降させる
昇降手段を有しているのが好ましい。旋盤2には、スプ
ラッシュガードが設けられている。スプラッシュガード
は、主軸台12が加工領域5内で工作物を加工している
とき、加工領域5内の切りくずや切削油剤(クーラン
ト)などが加工領域5の外部に飛散するのを防止してい
る。
【0018】チャック10は、旋盤2でこれから加工を
行う予定の未加工の工作物7を、未加工工作物受け取り
位置B1において複数の爪(たとえば、三つ爪)16で
直接把持して工作物搬送装置4から受け取る。チャック
10の爪16は、主軸6の上部に設けられたチャックシ
リンダ17に駆動されて開閉動作を行い、工作物の把
持,把持解除を行う。加工領域5の加工位置では、主軸
台12と刃物台14との相対移動により未加工工作物7
が加工される。その後、主軸台12は工作物授受位置B
3に移動し、チャック10が中間工作物9の把持を解除
して、この中間工作物9を工作物反転装置1に渡す。工
作物反転装置1は、工作物授受位置B3でチャック10
から中間工作物9を受け取った後、中間工作物9をほぼ
180度反転させて、同じ工作物授受位置B3でチャッ
ク10に中間工作物9を渡す。加工位置では、主軸台1
2により中間工作物9が加工される。その後、主軸台1
2は加工済工作物渡し位置B2に移動し、チャック10
は、加工済工作物8の把持を解除して、この加工済工作
物8を工作物搬送装置4に渡す。主軸台12がX軸方向
およびZ軸方向に移動するこの旋盤2では、主軸台12
の移動動作が、工作物の搬送(搬出入)の機能も発揮し
ている。
【0019】工作物搬送装置4は、未加工工作物受け取
り位置B1において、チャック10との間で未加工工作
物7の授受を行う。未加工工作物7は、複数の工作物載
置台18に載置される。未加工工作物受け取り位置B1
では、旋盤2でこれから未加工工作物7を加工するため
に移動してきたチャック10と対向するように、工作物
載置台18が位置決めされる。そして、工作物載置台1
8に載置された未加工工作物7を、チャック10の爪1
6で把持して受け取る。工作物搬送装置4の一部(たと
えば、未加工工作物受け取り位置B1側と加工済工作物
渡し位置B2の部位)は工作物授受領域AR1に位置し、
他の部位は作業領域AR2に位置している。作業領域A
R2では、作業者による未加工工作物7の載置作業や加
工済工作物8の取外し作業などが行われる。加工済工作
物渡し位置B2では、旋盤2での加工が完了した加工済
工作物8を把持して移動してきたチャック10と対向し
て、たとえば空の工作物載置台18が加工済工作物8を
載置可能に位置決めされる。そして、チャック10は、
加工済工作物渡し位置B2で、加工済工作物8を工作物
載置台18上に載置したのち把持解除して渡す。このよ
うなことから、未加工工作物受け取り位置B1,加工位
置,工作物授受位置B3および加工済工作物渡し位置B2
は、主軸6の移動軌跡Co上に配置されている。なお、
図13に示すMC202の場合には、未加工工作物受け
取り位置B1,工作物授受位置B3および加工済工作物渡
し位置B2が、工作物把持搬送手段210のX軸方向と
平行な移動軌跡上に配置されることが好ましい。
【0020】旋盤2のベッド20は、加工領域5の下方
に位置する前部より後部の方が高くなっており、側面視
でほぼL字状をなしている。ベッド20は、前部ベッド
21と後部ベッド22を有している。後部ベッド22の
上面には、一対の平行なX軸用ガイドレール23がX軸
方向に設けられている。サドル13にはスライド本体2
4が固定されている。X軸用ガイドレール23とスライ
ド本体24は、直動転がり案内を構成するものである。
サドル13は、X軸用ガイドレール23に沿ってX軸方
向に移動可能に配置されている。ベッド20の工作物搬
送装置4側の端面には、ブラケット25が固定されてい
る。X軸用ガイドレール23は、ベッド20とブラケッ
ト25とにより支持されている。なお、ブラケット25
はベッド20と一体に形成されていてもよい。
【0021】二本のX軸用ガイドレール23の間には、
X軸用ボールねじのねじ軸26が、X軸用ガイドレール
23と平行に配置されている。ねじ軸26には、サドル
13に固定されたナット27がねじ込まれている。ねじ
軸26は、歯付きプーリ,歯付きベルトなどを有する伝
達機構28を介して、X軸用サーボモータにより正逆方
向に回転駆動される。X軸用サーボモータに駆動されて
ねじ軸26が回転すると、ナット27が固定されている
サドル13が、一対のX軸用ガイドレール23に案内支
持されてX軸方向に往復移動する。サドル13の移動動
作が、工具15に対する主軸台12のX軸方向の移動と
なる。この旋盤2では、X軸方向へのサドル13の移動
可能距離が、工作物搬送装置4の方向に長くなってい
る。後部ベッド22の前面45には、刃物台14が取付
けられている。刃物台14には、タレット29が、所定
の方向(たとえば、X軸方向)と平行な軸線CL2を中
心に旋回割出し可能に設けられている。タレット29に
は複数の工具15が取付けられている。サドル13の前
面には、一対の平行なZ軸用ガイドレール30がZ軸方
向に設けられている。主軸台12にはスライド本体31
が固定されている。Z軸用ガイドレール30とスライド
本体31は、直動転がり案内を構成するものである。主
軸台12は、Z軸用ガイドレール30に沿ってZ軸方向
に移動可能に配置されている。
【0022】サドル13の上部には、Z軸用サーボモー
タ32が取付けられている。Z軸用サーボモータ32
は、歯付きプーリと歯付きベルトを介して、Z軸用ボー
ルねじ33のねじ軸を回転駆動するようになっている。
Z軸用ボールねじ33のねじ軸には、主軸台12に固定
されたナットがねじ込まれている。Z軸用サーボモータ
32に駆動されてねじ軸が回転すれば、前記ナットが固
定されている主軸台12が、Z軸用ガイドレール30に
案内支持されてZ軸方向に移動する。主軸台12の移動
動作が、工具15に対する主軸台12のZ軸方向の移動
となる。主軸台12の内部には、ビルトイン型の主軸モ
ータが組み込まれている。この主軸モータは、主軸台1
2側に取付けられたステータと、主軸6側に取付けられ
たロータとを有している。主軸受を介して主軸台12に
回転可能に支持されている主軸6は、チャック10で工
作物を把持した状態で、主軸モータにより回転駆動され
る。なお、主軸台12およびサドル13に関するZ軸方
向およびX軸方向の案内面を、直動転がり案内で説明を
行なっているが、他の転がり案内、滑り案内等の案内面
であってもよい。また、主軸台12の主軸モータは、ビ
ルトイン型が好ましいが、歯車機構、ベルト・プーリ機
構など伝達機構を介して駆動するものであってもよい。
【0023】次に、工作物反転装置1について説明す
る。図1から図4に示すように、工作物反転装置1は、
反転装置本体40と、反転枠体41と、工作物保持手段
42と、反転用駆動手段としてのロータリアクチュエー
タ43とを有している。反転装置本体40は、旋盤2の
基体3(または、近傍)に設けられ、前部ベッド21の
上面44と後部ベッド22の前面45に固定されてい
る。反転装置本体40は、前部ベッド21の上面44に
垂直方向に取付けられた柱40aと、後部ベッド22の
前面45に柱40aと平行な方向に取付けられたプレー
ト40bと、柱40aとプレート40bに固定されて水
平方向に配置されたプレート40cと、プレート40c
に垂直に上方に向けて取付けられた柱40dと、柱40
dの上部に水平方向に取付けられた支持台40eと、プ
レート40bに取付けられた支持台40fとを有して、
全体がフレーム状をなしている。プレート40cは、反
転装置本体40全体の高さのほぼ中間の高さ位置に配置
されている。プレート40cは、その上面に固定された
支持台を有している。反転装置本体40は、前部ベッド
21と後部ベッド22の両方で支持されているが、反転
装置本体40やベッド20の剛性が十分であれば、反転
装置本体40は、前部ベッド21と後部ベッド22のい
ずれか一方のみに支持される場合であってもよい。
【0024】反転枠体41は、反転装置本体40および
工作機械基体3のいずれか一方または両方に両端支持さ
れて旋回可能に設けられ、内部空間46に中間工作物9
を配置可能になっている。本実施形態では、反転枠体4
1は、反転装置本体40により両端支持されている。工
作物保持手段42は、内部空間46に配置された状態の
中間工作物9を保持可能であり、反転枠体41に設けら
れている。ロータリアクチュエータ43は、反転装置本
体40(または、工作機械基体3)に設けられ、矢印E
1に示すように、反転枠体41をほぼ180度旋回動作
させることができる。
【0025】さらに、工作物反転装置1は、反転装置本
体40に設けられた工作物押圧手段47を有している。
工作物押圧手段47は、チャック10と工作物反転装置
1との間で中間工作物9を授受する際に、中間工作物9
を付勢力によりチャック10側に押圧可能になってい
る。工作物押圧手段47の載置台48は、チャック10
で把持または把持解除されている中間工作物9を載置可
能であり、また、矢印E2に示すように昇降移動可能に
なっている。工作物保持手段42は、中間工作物9が載
置台48に載置されている状態のときに、中間工作物9
を保持する動作を行う。この場合、載置台48があるの
で中間工作物9は下方に落下することはない。
【0026】反転枠体41は、反転装置本体40の上端
部に配置されている。水平状態の反転枠体41の中心C
が、工作物授受位置B3の中心にほぼ一致している。反
転枠体41には、旋回軸50,51が水平に取付けられ
ている。一方の旋回軸50と他方の旋回軸51は、水平
な旋回軸線CL3を中心とする同心位置で、180度離
れて且つ反対方向に外方に突出して設けられている。旋
回軸50,51は、反転装置本体40に設けられた軸受
部52,53により、旋回軸線CL3を中心として回動
可能にそれぞれ軸支されている。軸受部52は支持台4
0eに支持され、軸受部53は支持台40fに支持され
ている。一方の旋回軸50には、ロータリアクチュエー
タ43の出力軸54がカップリング55を介して連結さ
れている。なお、ロータリアクチュエータ43は、流体
圧シリンダ56の直線移動動作をラック・ピニオン機構
やリンク機構で揺動動作に変換する構成になっている。
その他の反転用駆動手段43としては、たとえば、圧力
流体の供給により所定角度出力軸が揺動する揺動型アク
チュエータがあるが、モータに減速機または減速機構を
設けた手段を使用してもよい。
【0027】ロータリアクチュエータ43を、圧力流体
(たとえば、圧縮空気や所定の圧力の作動油など)を供
給することで駆動すると、その出力軸54,カップリン
グ55および一方の旋回軸50を介して、反転枠体41
が矢印E1に示すように旋回軸線CL3を中心としてほぼ
180度旋回動作する。旋回軸50,51が軸受部5
2,53によりそれぞれ軸支されているので、反転枠体
41は、安定した状態でスムーズに正逆方向にほぼ18
0度旋回動作する。反転枠体41の旋回動作に伴って、
内部空間46に配置されて工作物保持手段42により保
持されている中間工作物9と工作物保持手段42も、反
転枠体41と一体的に旋回する。このように、反転枠体
41は、旋回軸50,51および軸受部52,53で両
端支持されている。したがって、中間工作物9が重い場
合であっても、この中間工作物9を保持している反転枠
体41などは、大型化することなく、安定した状態で且
つ高速で反転動作することができる。
【0028】工作物保持手段42は、プランジャ64を
有して反転枠体41に取付けられた保持部材60と、反
転枠体41に取付けられた一対の流体圧シリンダ61
と、流体圧シリンダ61のピストンロッド62の先端部
に着脱可能に設けられた工作物押圧部材63とを有して
いる。保持部材60は、中間工作物9の外周面を保持す
るためにほぼV字状の当接面を有している。中間工作物
9の直径(工作物の直径)Dに対応させた形状の所望の
保持部材60に、プランジャ64により容易に交換可能
になっている。すなわち、保持部材60を交換する際に
は、プランジャ64の軸部64aを引くことにより、保
持部材60の係合孔60aよりプランジャ64の先端を
離脱させる。すると、保持部材60は、図4の紙面と直
交する方向に引き抜くことが可能となり、直径Dに対応
した形状の保持部材60に交換することができる。
【0029】一対の流体圧シリンダ61は、その中心軸
線CL4が反転枠体41の中心Cを通るように、配置さ
れている。一対の流体圧シリンダ61は、保持部材60
とは反対側の位置で且つ所定角度離れて配置されてい
る。本実施形態では、二つのピストンロッド62の中心
軸線CL4は、移動軌跡Coに対して対称で、互いにほぼ
90度離れている。一対の流体圧シリンダ61は、圧力
流体(たとえば、圧縮空気や所定の圧力の作動油など)
を供給することでピストンロッド62が進退移動する。
工作物押圧部材63も、中間工作物9の直径(工作物の
直径)Dに対応させた所望の軸線方向寸法のものに交換
可能になっていることが好ましい。本実施形態では、ピ
ストンロッド62の先端部に工作物押圧部材63がねじ
込まれているので、工作物押圧部材63を容易に交換す
ることができる。
【0030】保持部材60と一対の工作物押圧部材63
により、中間工作物9の外周面が保持されるので、中間
工作物9は、内部空間46に配置された状態で強固に保
持される。しかし、工作物保持手段42で保持されてい
るときの中間工作物9の中心位置が、反転枠体41の中
心Cからずれて、移動軌跡Co上をX軸方向に変化する
場合もある。中間工作物9を反転させるために、主軸6
も移動軌跡Co上をX軸方向に移動するので、内部空間
46に位置している状態の中間工作物9の中心と反転枠
体41の中心Cとの偏心量を計算して、工作物授受位置
B3を変化させたNCプログラムを作成すればよい。こ
のようにすれば、チャック10は新しい工作物授受位置
B3に移動して、スムーズに中間工作物9の授受動作を
行うことができる。
【0031】工作物押圧手段47は、反転装置本体40
のプレート40cに取付けられた押圧用流体圧シリンダ
66およびガイド部材67と、押圧用流体圧シリンダ6
6に連結された移動プレート68と、移動プレート68
に取付けられたガイドバー69と、移動プレート68に
載置台支持手段70を介して支持された載置台48とを
有している。工作物押圧手段47を設けたので、工作物
反転装置1で反転した中間工作物9をチャック10に渡
す際に、中間工作物9を、主軸軸線CL方向と平行な方
向(ここでは、Z軸方向)で且つチャック10側に付勢
力により押圧した状態で、チャック10が中間工作物9
を把持できる。
【0032】押圧用流体圧シリンダ66は、工作物反転
装置1の中心軸線CL1と同心位置でプレート40cに
固定されてZ軸方向を向いている。押圧用流体圧シリン
ダ66には、圧力流体としてたとえば圧縮空気83(図
5)が供給されている。なお、圧力流体は、所定の圧力
の作動油など他の圧力流体であってもよい。押圧用流体
圧シリンダ66のピストンロッド71は上方に突出して
移動可能であり、ピストンロッド71には、移動プレー
ト68が取付けられて水平方向に配置されている。プレ
ート40cには、押圧用流体圧シリンダ66を挟んで一
対のガイド部材67がZ軸方向を向いて取付けられてい
る。ガイド部材67は、ガイドバー69の軸部と転がり
接触しながら軸方向に無限直線運動する転がり軸受であ
る。なお、ガイド部材67は滑り軸受であってもよい。
移動プレート68には、一対のガイドバー69がZ軸方
向を向いて下方に延びた状態で固定されている。ガイド
バー69は、Z軸方向に移動自在にガイド部材67に嵌
合している。載置台48は、円形の板状部材であり水平
方向に配置されている。載置台48の上面には、中間工
作物9を支持するための三つの支持片48aが、中心軸
線CL1を中心に120度ずつ離れて均等に且つ放射状
に配置されている。支持片48aを設けることにより、
中間工作物9を三点で安定して支持することができる。
【0033】中間工作物9は、第2工程での加工前の工
作物なので、その一方の端面が少し傾斜して両方の端面
が平行でない場合がある。このような場合には、この工
作物端面の形状に合わせて載置台48も傾斜動作する必
要がある。また、反転して載置台48上に載置されてい
る中間工作物9の中心軸とチャック10の中心軸がずれ
ている場合もある。このような場合には、載置台48が
水平方向に移動する必要がある。そこで、移動プレート
68には、載置台支持手段70が取付けられている。載
置台支持手段70は、載置台48を移動プレート68に
対して支持する少なくとも三本(本実施形態では、四
本)の足部材72と、各足部材72毎に設けられた複数
(ここでは、合計四本)の付勢部材としての圧縮ばね7
3とを有している。四本の足部材72は、載置台48の
周方向にほぼ均等に配置されており、移動プレート68
の貫通孔に緩く係合している。したがって、四本の足部
材72は、不均等に独立して上下移動することができる
とともに、水平方向にも移動することができる。その結
果、載置台48は、移動プレート68に対して、少なく
とも中間工作物9の軸線方向に移動可能で、しかも、任
意の方向に傾斜動作および水平移動動作が可能である。
【0034】押圧用流体圧シリンダ66を駆動すると、
ピストンロッド71を介して、移動プレート68,載置
台支持手段70,載置台48およびガイドバー69はZ
軸方向に移動する。ガイドバー69がガイド部材67に
案内されてZ軸方向に移動するので、載置台48など
は、ガイドバー69と一体になって安定した状態で移動
することができる。載置台48は、下方の待機位置L1
と上方の工作物授受用高さ位置L2との間を、矢印E2に
示すように移動可能である。こうして、押圧用流体圧シ
リンダ66は、工作物反転装置1側からチャック10に
中間工作物9を渡すときのプッシャとしての機能も有し
ている。
【0035】移動プレート68に対する載置台48の相
対的な上昇端位置は、載置台支持手段70により規制さ
れている。載置台48は、足部材72の外周に設けられ
た圧縮ばね73のばね力(付勢力)により上方に付勢さ
れている。四本の圧縮ばね73のばね力の合計値が、載
置台48および中間工作物9の重さの和以上の力となっ
て、圧縮ばね73は載置台48を上方に付勢している。
すなわち、圧縮ばね73は、中間工作物9をチャック1
0の爪16に所定の力で押し付けることができるばね力
を有している。載置台48は、通常状態では、移動プレ
ート68から離れた上昇端位置にある。載置台48は、
圧縮ばね73のばね力に抗して下降することができ、こ
の下降状態では、傾斜動作や水平方向に移動することが
できる。
【0036】したがって、載置台48に中間工作物9が
載置され、載置台48が圧縮ばね73のばね力に抗して
移動プレート68に近づいた状態で、チャック10の爪
16を閉動作させて中間工作物9を把持する場合に、中
間工作物9の端面が傾斜していたり、載置台48上の中
間工作物9の中心軸とチャック10の中心軸がずれてい
ても、足部材72が、移動プレート68に対して傾斜動
作および水平移動などを行う。すなわち、移動プレート
68に対して、載置台48が少なくとも中間工作物9の
軸線方向に移動可能で、また傾斜動作および水平移動動
作可能であり、しかも、載置台48は、圧縮ばね73に
より上方に付勢されている。
【0037】したがって、チャック10の爪16と中間
工作物9の把持端面9aとが密着した状態で、中間工作
物9は精度よく把持される。また、中間工作物9の中心
軸とチャック10の中心軸がずれていても、足部材72
が傾斜したり水平方向に移動するので、載置台48は、
前記二つの中心軸のずれ量に十分追従して水平方向に移
動することができる。チャック10が中間工作物9を把
持してZ軸方向に上昇して、載置台48を下方に押し付
けなくなると、載置台48は圧縮ばね73のばね力で上
方に押されて初期の状態に戻る。このように、工作物反
転装置1とチャック10との間で中間工作物9を授受す
る際に、中間工作物9は、チャック10の爪16に密着
した状態で、落下などすることなく確実に受け渡しされ
る。なお、工作物押圧手段47に載置台48を設けるの
が好ましいが、工作物反転装置1に載置台を設ける場合
であってもよい。
【0038】図5は、移動カバー80およびエアブロー
装置81などの概略構成図である。図5に示すように、
工作物反転装置1は、反転装置用カバーとエアブロー装
置81を有している。反転装置用カバーは、固定カバー
と移動カバー80とを有している。固定カバーは、工作
物反転装置1全体の上部を覆うとともに、中間工作物9
を通過させるため、内部空間46上方に開口部が形成さ
れて反転枠体41に設けられている。移動カバー80
は、固定カバーの開口部を塞ぐため反転枠体41にヒン
ジなどで揺動可能に設けられている。移動カバー80
は、反転枠体41に取付けられた揺動手段82により、
矢印E3に示すように開閉動作する。揺動手段82はN
C装置により制御される。なお、移動カバー80を有す
る反転装置用カバーおよびエアブロー装置81の一方の
みを設ける場合であってもよい。反転装置用カバーの移
動カバー80は、工作物反転動作以外のときに、反転枠
体41および内部空間46を覆うとともに、必要に応じ
て開閉するようになっている。これにより、主軸台12
で加工を行なっているときなどに、切りくずや切削油剤
が反転枠体41や載置台48などに付着するのを防止ま
たは低減することができる。なお、切りくずや切削油剤
の飛散が少ない場合には、移動カバー80を有する反転
装置用カバーのみを設け、反転枠体41と内部空間46
とを覆うようにしてもよい。さらに、反転装置用カバー
には所定の傾斜を設け、この傾斜に沿って切削油剤を流
すとともに切りくずを流し落とすのが好ましい。
【0039】飛散物除去装置としてのエアブロー装置8
1は、工作物反転装置1に飛散する飛散物(ここでは、
切りくずと切削油剤)を、圧縮空気83などを噴射する
ことにより除去する機能を有している。本実施形態で
は、押圧用流体圧シリンダ66に圧縮空気83が供給さ
れているので、この圧縮空気83を分岐してエアブロー
装置81に兼用している。これにより、エアブロー装置
81用の圧縮空気の供給流路を別途準備する必要がな
い。反転装置本体40には、反転枠体41の内部空間に
配置された中間工作物9の上面(すなわち、把持端面9
a)などをエアブローするための第1のノズル84と、
反転枠体41および上方の工作物授受用高さ位置L2に
位置している載置台48などをエアブローするための第
2のノズル85と、載置台48が下方の待機位置L1に
位置しているときの載置台48の上面をエアブローする
ための第3のノズル86とが取付けられている。
【0040】圧縮空気源87は、ごみや油分などが取り
除かれて乾燥した清浄な圧縮空気83を流路88に供給
している。流路88には、第1のノズル84および第2
のノズル85に接続された第1の切換弁89と、第3の
ノズル86に接続された第2の切換弁90と、押圧用流
体圧シリンダ66に接続された第3の切換弁91が設け
られている。第1の切換弁89を切換制御することによ
り、第1のノズル84および第2のノズル85によるエ
アブローの供給,供給停止を行い、第2の切換弁90を
切換制御することにより、第3のノズル86によるエア
ブローの供給,供給停止を行う。また、第3の切換弁9
1を切換制御することにより、押圧用流体圧シリンダ6
6を駆動している。なお、第1のノズル84および第2
のノズル85によるエアブローは、移動カバー80を開
いて、中間工作物9を反転させる前から後までの間行う
のが好ましい。これは、反転枠体41の反転動作以外の
ときは、移動カバー80を有する反転装置用カバーによ
り切りくずなどの付着を防止できるからである。第3の
ノズル86によるエアブローは、載置台48が待機位置
L1に位置している間は連続的に行うのが好ましい。た
とえば、主軸台12による加工が行われているときにも
このエアブローを継続すれば、載置台48に切りくずや
切削油剤などが付着するのを防止することができる。エ
アブロー装置81を設けたので、工作物反転装置1は、
反転枠体41,載置台48および中間工作物9に切りく
ずや切削油剤などが付着していない清浄な状態で、チャ
ック10との間で中間工作物9の授受を行い、中間工作
物9を載置台48に載置することができる。これによ
り、工作物反転装置1は、精度よく中間工作物9を反転
させてチャック10に渡すことができる。
【0041】次に、旋盤2と工作物反転装置1の動作に
ついて、図1から図6までを参照して説明する。図6
は、中間工作物9を反転させるための動作を示すフロー
チャートである。図1から図6に示すように、工作物反
転装置1における本発明の工作物反転方法は、少なくと
も第1から第6の手順を有している。第1の手順では、
チャック10と工作物反転装置1との間で中間工作物
(工作物)9の授受を行う工作物授受位置B3に主軸台
12を移動させ、載置台48を工作物授受用高さ位置L
2に移動させる。第2の手順では、チャック10による
中間工作物9の把持を解除して、中間工作物9を載置台
48に載置する。第3の手順では、載置台48に載置さ
れている中間工作物9を工作物保持手段42で保持す
る。第4の手順では、主軸台12を工作物授受位置B3
の上方の待避位置に移動させる。第5の手順では、載置
台48を、工作物授受用高さ位置L2より下方の待機位
置L1に待避させる。第6の手順では、中間工作物9が
保持されている反転枠体41を、旋回軸線CL3を中心
としてほぼ180度旋回させる。
【0042】運転開始時には、工作物搬送装置4の所定
数の工作物載置台18には未加工工作物7を載置してお
く。待機状態の工作物搬送装置4では、未加工工作物7
が載置されている工作物載置台18は、未加工工作物受
け取り位置B1に位置決めされる。加工済工作物8を載
置するためのたとえば空の他の工作物載置台18は、加
工済工作物渡し位置B2に位置決めされる。一方、待機
状態の工作物反転装置1では、工作物保持手段42の流
体圧シリンダ61は、そのピストンロッド62を後退さ
せて、中間工作物9を受け入れ可能な状態になってい
る。載置台48は待機位置L1に位置決めされ、移動カ
バー80は閉じた状態になっている。
【0043】運転が開始されると、主軸台12が移動軌
跡Coを移動して、チャック10が工作物搬送装置4か
ら未加工工作物7を受け取る。その後、主軸台12と刃
物台14との相対移動により、加工位置で未加工工作物
7に対する第1工程の加工を行う。第1工程の加工が終
了すると(ステップ101)、工作物反転装置1で中間
工作物9を反転させるための指令がNC装置から出力さ
れる。すると、主軸台12が、加工位置から工作物授受
位置B3の上方に移動し、移動カバー80が開く。載置
台48は、待機位置L1から上昇して、工作物授受用高
さ位置L2に移動する(ステップ102)。主軸台12
が下降して工作物授受位置B3に移動した後、チャック
10が、爪16による把持を解除して中間工作物9を載
置台48に載置する。このとき、載置台48は、圧縮ば
ね73のばね力に抗して下方に移動したり傾斜すること
ができる。これにより、中間工作物9は、載置台48に
衝突したり落下したりすることなく、載置台48にスム
ーズに載置される(ステップ103)。
【0044】一方、チャック10の把持解除動作開始
後、工作物保持手段42の流体圧シリンダ61を駆動し
て、一対の工作物押圧部材63で中間工作物9の外周面
を保持部材60側に押圧し、中間工作物9を保持部材6
0と一対の工作物押圧部材63で挟むようにして保持す
る。このとき、中間工作物9の中心軸線と工作物保持手
段42の保持中心とが少しずれている場合も生じる。そ
こで、流体圧シリンダ61の保持動作による載置台48
の水平移動,傾斜動作および中間工作物9の移動等によ
り、両者(前記中心軸線と前記保持中心)はほぼ一致
し、中間工作物9は工作物保持手段42の保持中心に保
持される。これにより、中間工作物9は、保持部材60
と一対の工作物押圧部材63とにより強固に保持され
る。また、中間工作物9は、チャック10により把持さ
れておらず且つ工作物保持手段42にも保持されていな
い状態が生じるが、中間工作物9は載置台48上に載置
されているので落下する恐れはない。こうして、工作物
保持手段42は、載置台48に載置されている中間工作
物9を保持する(ステップ104)。なお、この実施形
態では、チャック10の把持解除動作開始直後に、保持
部材60と工作物押圧部材63による保持動作を行うと
説明したが、この保持動作の開始直後にチャック10の
把持解除動作を行なってもよく、または、前記保持動作
とチャック10の把持解除動作の両方を同時に(もしく
は、ほぼ同時に)行なってもよい。さらに、両方の動作
は、並行して行われる時間が長いほうが工作物反転動作
時間の短縮が図れて好ましいが、両方の動作を順次行な
ってもよい。
【0045】その後、主軸台12は、上昇して工作物授
受位置B3の上方の待避位置に移動する(ステップ10
5)。次いで、載置台48は、中間工作物9から離れて
下降し待機位置L1に移動する(ステップ106)。こ
うして、主軸台12と載置台48は、工作物反転装置1
が反転動作しても干渉しない位置まで待避する。次に、
ロータリアクチュエータ43を駆動すると、中間工作物
9を工作物保持手段42で保持している反転枠体41
が、旋回軸線CL3を中心としてほぼ180度旋回する
(ステップ107)。これにより、中間工作物9の上下
位置が反転したことになる。次いで、主軸台12は、下
降して待避位置から工作物授受位置B3に移動する(ス
テップ108)。載置台48は、待機位置L1から工作
物授受用高さ位置L2に移動する(ステップ109)。
すると、チャック10の爪16は、反転した中間工作物
9を把持する(ステップ110)。
【0046】チャック10のこの把持動作開始直後に、
流体圧シリンダ61を駆動して、工作物保持手段42が
中間工作物9の保持を解除する(ステップ111)。こ
のとき、チャック10の中心と中間工作物9の中心軸線
とが少しずれていても、載置台48の傾斜動作,水平移
動および中間工作物9の水平移動等で、両者はほぼ一致
するので問題は生じない。中間工作物9は、軸線方向に
所定の押圧力で押圧された状態となり、爪16に押圧さ
れた状態で把持される。また、中間工作物9をチャック
10が把持しておらず且つ工作物保持手段42も保持し
ていない状態が生じても、中間工作物9は載置台48に
載置されているので落下する恐れはない。さらに、工作
物保持手段42の保持解除動作とチャック10の把持動
作とをほぼ同時に行うことができるので、工作物反転動
作時間の短縮化を図ることができる。なお、この実施形
態では、チャック10の把持動作開始直後に保持解除動
作を行うと説明したが、保持解除動作開始直後にチャッ
ク10の把持動作を行なってもよく、または、把持動作
と保持解除動作の両方を同時に(もしくは、ほぼ同時
に)行なってもよい。さらに、両方の動作が並行して行
われる時間が長いほうが工作物反転動作時間の短縮化が
図れて好ましいが、両方の動作を順次行なってもよい。
【0047】次に、非常に精度よくチャック10で中間
工作物9を把持させるために、チャック10につかみ直
しさせるための指令(すなわち、把持解除指令と、この
後の把持指令)の有無が判断される(ステップ11
2)。このつかみ直しの指令がある場合には、中間工作
物9を把持しているチャック10の爪16をいったん把
持解除した後(ステップ115)、チャック10に再度
把持動作させる(ステップ116)。このように、チャ
ック10の中心と中間工作物9の中心がほぼ一致してい
るとともに中間工作物9をチャック10側に押圧した状
態で、爪16に中間工作物9のつかみ直しをさせること
により、さらにチャック10の把持精度を向上させるこ
とができる。一方、把持精度が通常の精度でよければつ
かみ直しを行うことは不要であり、この場合には、つか
み直しのための時間の分だけ短縮される。つかみ直しの
指令がないと判断された場合と(ステップ112)、つ
かみ直し動作が終了した場合には(ステップ116)、
主軸台12は、工作物授受位置B3の上方に上昇したの
ち加工位置に移動して、中間工作物9に対して第2工程
の加工を行う。また、載置台48は下降して待機位置L
1に移動する(ステップ113)。反転枠体41は、旋
回軸線CL3を中心としてほぼ180度逆旋回して原位
置に戻る(ステップ114)。このような工作物反転動
作が終了すると、移動カバー80が閉じる。なお、工作
物反転動作中も、必要に応じてエアブロー装置81によ
るエアブローが行われている。中間工作物9に対する第
2工程の加工が終了すると、主軸台12は、移動軌跡C
o上を移動して加工済工作物8を工作物搬送装置4に渡
す。
【0048】図7(A)は、第1の実施形態の変形例に
かかる工作物反転装置1aの概略平面図、図7(B),
(C)は、それぞれ図7(A)のF−F線断面図、G−
G線断面図である。なお、この変形例および後述する第
2の実施形態では、第1の実施形態と同一または相当部
分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分
のみ説明する。図7(A)〜(C)に示すように、工作
物反転装置1aの反転枠体41aは、前記反転枠体41
と同じ機能を有して両端支持されている。反転枠体41
aに設けられた工作物保持手段42aは、内部空間46
に配置された中間工作物9を保持可能である。工作物保
持手段42aは、一対の移動部100と、一対の移動部
100どうしを連結して一対の移動部100を同期移動
させる連結手段であるリンク機構101とを有してい
る。一対の移動部100は、対向配置して反転枠体41
aに取付けられた一対の流体圧シリンダ61により、軸
線CL5方向に進退移動する。これにより、工作物保持
手段42aは、一対の移動部100により、中間工作物
9をその直径Dの大小にかかわらず常に所定位置(ここ
では、反転枠体41aの中心C)で保持することができ
る。
【0049】移動部100は、流体圧シリンダ61のピ
ストンロッド62に固定された移動部材100aを有し
ている。移動部材100aには、中間工作物9の外周面
に当接するV字状の当接面102が形成されている。リ
ンク機構101は、一端が連結部103に他端が連結部
105にそれぞれ連結された合計四つの弧状のリンク1
04a,104b,104c,104dにより構成され
ている。移動部材100aには、軸部100b,100
bが設けられている。この軸部100b,100bに、
リンク104a,104dの一方の孔が挿入され、止め
輪100c,100cで軸線方向に抜けないようになっ
ている(図7(C))。すなわち、リンク104aとリ
ンク104dは、軸部100bに回動可能に設けられて
いる。リンク104bとリンク104cが連結される連
結部103についても同様の構成になっている。リンク
104a〜104dは、弧状の場合を示したが、直線
状,湾曲状,その他の形状であってもよい。
【0050】反転枠体41aには、移動部100の軸線
CL5と直交する軸線CL6を有する一対のガイド部材1
06が取付けられている。一対のガイド部材106は、
反転枠体41aの中心Cに対して半径方向に180度離
れて、同一軸線CL6上に配置されている。二つの連結
部105の連結部材105aは、ガイド部材106に係
合して、拘束された状態で軸線CL6方向にスライド自
在になっている。連結部材105aにも、軸部105
b,105bが設けられている。この軸部105b,1
05bに、リンク104a,104bの他方の孔が挿入
され、止め輪105c,105cで軸線方向に抜けない
ようになっている(図7(B))。すなわち、リンク1
04a,104bは、軸部105bに回動可能に設けら
れている。リンク104cとリンク104dが連結され
る連結部105についても同様の構成になっている。こ
れにより、連結部105が、ガイド部材106に案内さ
れて、ピストンロッド62の中心軸線CL5に対して直
交する軸線CL6方向に移動可能である。したがって、
流体圧シリンダ61,61を進退移動させると、一対の
移動部材100aは、リンク機構101を介して連動し
て進退移動する。この工作物反転装置1aでは、中間工
作物9は常に反転枠体41aの中心Cに保持され中心位
置がずれないので、各種直径Dの中間工作物9に容易に
対応することができる。
【0051】上述の旋盤2のように、主軸軸線CLが床
面に対して垂直方向を向いている工作機械の場合には、
工作物反転装置1,1aは、水平な旋回軸線CL3を中
心として工作物(中間工作物9)を垂直面内で旋回させ
ることになる。そのため、もし、工作物反転装置による
工作物の保持が不十分であったり旋回動作が不安定だ
と、授受動作中や旋回動作中などに工作物が落下する可
能性がある。特に、重い工作物の場合に、工作物が落下
すると工作機械の基体にダメージを与えてしまう。これ
に対して、本発明では、上述のように反転枠体41,4
1aは両端支持されて旋回可能になっており、工作物保
持手段42,42aで中間工作物9を強固に保持してい
る。また、反転装置本体40は、前部ベッド21と後部
ベッド22により強固に支持されている。その結果、工
作物反転装置1,1aは、重い中間工作物(たとえば、
約100kgの工作物)9であっても、反転枠体41,4
1aと中間工作物9などを、安定した状態で且つ高速で
垂直面内で旋回動作させることができる。この旋回動作
中などに、中間工作物9が落下することはない。また、
反転枠体41,41aは両端支持されているので、工作
物反転装置1,1aは、大型化せずにコンパクトであ
る。
【0052】(第2の実施形態)図8から図12は本発
明の第2の実施形態を示す図である。図8(A)〜
(C)は各種工作物の外形図、図9は、載置台移動手段
の構成と動作を示す概略構成図、図10は、工作物保持
手段が片持ち式の場合の概略構成図である。第1の実施
形態の工作物反転装置1では、工作物の直径Dが複数種
類ある場合、保持部材60(または、保持部材60と工
作物押圧部材63)を、工作物の直径Dに対応した部材
に交換することにより対応可能である。また、図7に示
す工作物反転装置1aでは、一対の移動部100をリン
ク機構101で連結することにより、一対の移動部材1
00aはリンク機構101を介して連動して進退移動す
る。これにより、工作物の直径Dが複数種類ある場合で
も対応可能になっている。また、図1から図3に示すよ
うに、載置台48を上方の工作物授受用高さ位置L2に
移動させた後、載置台48上に工作物(たとえば、中間
工作物9)を載置して、チャック10と工作物保持手段
42との間で工作物の授受を行うようにしている。
【0053】ところで、工作機械で加工される工作物に
は、上述のように直径Dが複数種類ある場合のほか、図
8に示すように、軸線方向の長さHが異なる複数種類の
工作物(中間工作物9)などの場合がある。第1の実施
形態の工作物反転装置1,1aにおいて、たとえば図8
(A)に示すように、軸線方向長さHが短い中間工作物
9を多く加工する工作機械では、中間工作物9を反転さ
せるとき、工作物保持手段42の旋回軸線CL3の高さ
位置に、中間工作物9の軸線方向長さHのほぼ中央部の
位置(たとえば、下面9bからの寸法h1の位置)に合
わせておく場合が多い。なお、中間工作物9の軸線方向
の長さH,下面9bと旋回軸線CL3との間の寸法h1,
中間工作物9の上面(把持端面9a)と旋回軸線CL3
との間の寸法h2は、H=h1+h2の関係を有してい
る。ところが、図8(B)に示すように、軸線方向長さ
Hの長い中間工作物9を反転させる場合もある。この場
合、中間工作物9の下面9bからの寸法h1が、図8
(A)の場合と同じになるように載置台を位置決めし
て、旋回軸線CL3の高さ位置で工作物保持手段42が
中間工作物9を保持すると、旋回軸線CL3の高さ位置
から中間工作物9の上面9aまでの寸法h2が大きくな
る。すると、工作物保持手段42から中間工作物9の一
方側が出っ張るので、この状態で反転動作を行うと、重
量のアンバランスが生じて反転動作が不安定になる可能
性がある。
【0054】そこで、第2の実施形態にかかる工作物反
転装置1b(図9)では、主軸台12が本来有している
Z軸方向およびX軸方向(特に、Z軸方向)の位置決め
機能を利用して、主軸台12の移動位置制御を優先さ
せ、載置台48を従属的に移動させている。これは、主
軸台12が、Z軸用サーボモータ32およびボールねじ
などを有し、NC装置により制御されるので、位置決め
機能を有しているからである。すなわち、中間工作物9
の軸線方向長さHに対応させて主軸台12を移動位置制
御することにより、工作物保持手段42で中間工作物9
を保持する位置を調整し、工作物保持手段42が中間工
作物9の軸線方向長さHのほぼ中央部を保持できるよう
にしている(図8(B)の実線参照)。そして、中間工
作物9を、載置台48との間で受け渡し且つ反転させて
いる。なお、図8(C)に示すように、中間工作物9に
一つまたは複数の段部があって、形状的に軸線方向長さ
Hの中央部を保持できない場合は、中間工作物9の中央
部近傍または重心になるべく近い位置で且つ保持可能な
位置(すなわち、ほぼ中央部)で、工作物保持手段42
が中間工作物9を保持することになる。このようにすれ
ば、軸線方向の長さHが異なる複数種類の中間工作物9
を反転させる場合であっても、中間工作物9を常に安定
した状態で反転動作させることができる。工作物の重量
は、重い場合でも軽い場合でもよい。なお、工作物反転
装置1bにおいて、図示しない部分の構成は、第1の実
施形態の工作物反転装置1,1aと同じである。また、
以下の説明では、工作物保持手段42(図1,図4)を
使用した場合について説明しているが、工作物保持手段
42a(図7)を使用することもできる。
【0055】図9および第1の実施形態の各図に示すよ
うに、第2の実施形態の工作物反転装置1bは、旋盤2
の主軸6の先端に設けられたチャック10(または、図
13に示す主軸台(主軸頭)に設けられた工作物把持搬
送手段210。以下同じ。)との間で中間工作物9(図
13に示す工作物把持搬送手段210では、工作物20
9。以下同じ。)の授受を行うとともにこの中間工作物
9を反転させる機能を有している。工作物反転装置1b
は、旋盤2の基体3または近傍に設置された反転装置本
体40と、反転装置本体40および基体3のいずれか一
方または両方に支持されて旋回可能に設けられ、中間工
作物9を保持可能な工作物保持手段42と、反転装置本
体40または基体3に設けられ、工作物保持手段42を
旋回動作させる反転用駆動手段としてのロータリーアク
チュエータ43とを備えている。そして、中間工作物9
の軸線方向長さHに対応させて主軸台12を移動位置制
御することにより、工作物保持手段42で中間工作物9
を保持する位置を調整可能にしている。
【0056】工作物保持手段42は反転枠体41に設け
られ、反転枠体41は反転装置本体40および基体3の
いずれか一方または両方に両端支持されて旋回可能に設
けられ、内部空間に中間工作物9を配置可能になってい
る。したがって、中間工作物9は反転枠体41が両端支
持された状態で旋回するが、この工作物反転装置1bで
は、工作物が軽量の場合には片持ち支持した状態で旋回
させる場合であってもよい。たとえば、図10に示すよ
うに、軸受部53aに旋回軸50aが片持ち支持された
工作物保持手段42bを、ロータリーアクチュエータ4
3で旋回動作させてもよい。この場合、旋回軸50aに
は、ロータリーアクチュエータ43の出力軸54がカッ
プリング55aを介して連結されている。この工作物保
持手段42bは、ハンド251,251をアクチュエー
タ252で平行に相対移動させるようなものである。本
実施形態では、工作物保持手段42が中間工作物9を保
持する位置を、その軸線方向長さHに対応させて調整で
きる。したがって、図8(A)〜(C)に示すように、
工作物保持手段42は、中間工作物9の軸線方向長さH
のほぼ中央部を保持して旋回動作する。
【0057】工作物反転装置1bは、旋盤2の加工領域
5内で且つ主軸6の移動軌跡C0上に配置されており、
載置台48と載置台移動手段120とを備えている。な
お、MC202の場合、工作物反転装置1bは、工作物
把持搬送手段210のX軸方向と平行な移動軌跡上に配
置されることが好ましい。載置台48は、工作物保持手
段42の近傍に配置され、且つZ軸方向に移動可能に設
けられている。載置台48は、中間工作物9をチャック
10と工作物保持手段42との間で授受するとき、中間
工作物9を載置可能になっている。載置台移動手段12
0は、反転装置本体40または基体3に設けられ、載置
台48をZ軸方向に移動させる機能を有している。載置
台移動手段120は、主軸台12の移動位置制御で所定
の位置に位置決めされた中間工作物9に対して載置台4
8を移動させ、中間工作物9に載置台48が当接した位
置でこの載置台48を停止させて位置決めするようにな
っている。
【0058】載置台移動手段120は、第1の実施形態
の工作物押圧手段47とほぼ同じ構成を有している。載
置台移動手段120に設けられた流体圧シリンダ66b
は、載置台48をZ軸方向に昇降移動させるために駆動
される。流体圧シリンダ66bには、圧力流体としてた
とえば所定の圧力の作動油83bが圧力流体供給装置1
40により供給されている。なお、圧力流体としては、
所定の圧力の作動油83bが好ましいが、他の圧力流体
(たとえば、圧縮空気など)であってもよい。載置台移
動手段120は、第1の実施形態の工作物押圧手段47
と同様に、図9および図3に示す、ガイド部材67と、
流体圧シリンダ66bのピストンロッド71に連結され
た移動プレート68と、移動プレート68に取付けられ
たガイドバー69とを有している。なお、中間工作物9
が軽量の場合には、載置台48と載置台移動手段120
を使用しないで、チャック10と工作物保持手段42と
の間で、中間工作物9を直接授受する場合であってもよ
い。また、移動プレート68に載置台支持手段70が取
付けられ、載置台支持手段70が足部材72と圧縮ばね
73とを有している点も、第1の実施形態と同様であ
る。載置台移動手段120は、載置台48が中間工作物
9に当接したことを検出するための当接検出手段121
と、載置台48が中間工作物9に当接したことを当接検
出手段121が検出したとき流体圧シリンダ66bの駆
動を停止させる制御を行う制御装置122とを有し、工
作物保持手段42が、中間工作物9の軸線方向長さHの
ほぼ中央部を保持できるようにしている。
【0059】旋盤2の制御装置122は、NC装置12
7と、インターフェースを介してNC装置127に接続
されたPLC(プログラマブル・ロジック・コントロー
ラ)126とを有している。NC装置127は、旋盤2
のX軸用サーボモータ,Z軸用サーボモータ32などを
移動,位置決め制御する。なお、各軸のサーボモータ
は、他の制御モータ,リニアモータなどであってもよ
い。PLC126は、各種機器との間の入出力信号によ
り、各種機器をNC装置127からの指令などに基づい
てシーケンス制御するためのものである。なお、PLC
126は、NC装置127内に設けられたPLC部であ
ってもよい。
【0060】当接検出手段121は、第1のセンサ12
4と第1の被検出部材125とを備えている。第1のセ
ンサ124は、移動プレート68に固定されて、検出部
が載置台48とは反対側に配置されている。第1の被検
出部材125は、少なくとも一本の足部材72の一方の
端部(移動プレート68の下面側)に取付けられ、第1
のセンサ124により検出可能になっている。載置台4
8に中間工作物9が当接していないときには、第1のセ
ンサ124は第1の被検出部材125に接触するかまた
は所定寸法未満の隙間を介して位置しており、信号はオ
フ状態になっている(図9(A))。図9(B)に示す
ように、チャック10と工作物反転装置1bとの間で中
間工作物9を授受するときは、中間工作物9が載置台4
8に当接する。すると、載置台48が移動プレート68
側に移動するので、第1の被検出部材125は、下方に
移動して第1のセンサ124から離れる。第1の被検出
部材125と第1のセンサ124との間の隙間dが所定
寸法(たとえば、d=0.3mm)以上になると、第1の
センサ124は、オフ状態からオン状態になってPLC
126にオン信号を出力する。これにより、制御装置1
22は、流体圧シリンダ66bへの所定の圧力の作動油
83bの供給方向を切換制御して、載置台48の上昇動
作を停止させる。
【0061】工作物反転装置1bには、載置台48が中
間工作物9を上方に押し過ぎているか否かを検出するた
めの、押し過ぎ検出手段123が設けられている。押し
過ぎ検出手段123は、移動プレート68に固定されて
横方向を向く第2のセンサ130と、載置台48に突出
して取付けられ、第2のセンサ130により検出可能な
第2の被検出部材131とを備えている。チャック10
と工作物反転装置1bとの間で中間工作物9を授受する
とき、チャック10が、何らかの原因(たとえば、第1
のセンサ124の故障などの原因)で中間工作物9を介
して載置台48を下方に所定量以上押圧し過ぎたときに
は、載置台48に取付けられた第2の被検出部材131
が下方に移動する(図9(C))。載置台48とともに
第2の被検出部材131が下降して、第2の被検出部材
131が第2のセンサ130により検出されると、第2
のセンサ130は、オフ状態からオン状態になってPL
C126にオン信号を出力する。これにより、制御装置
122は、流体圧シリンダ66bへの所定の圧力の作動
油83bの供給方向または供給を制御して載置台48の
上昇動作を停止させ、載置台48が中間工作物9を上方
に押し過ぎている動作を停止することができるので、安
全である。また、制御装置122はアラーム処理を行
う。
【0062】図9(A)は、第1のセンサ124がオフ
状態,第2のセンサ130もオフ状態で、載置台48を
上下方向に移動可能である旨の信号が制御装置122か
ら送出されている。図9(B)は、第1のセンサ124
がオン状態,第2のセンサ130がオフ状態で、載置台
48の上昇動作を停止させて位置決め保持する旨の信号
が制御装置122から送出されている。図9(C)は、
何らかの原因で載置台48が押し過ぎになって第2のセ
ンサ130がオン状態になっているので、載置台48の
上昇動作を停止させ、アラーム処理を行なう旨の信号が
制御装置122から送出されている。なお、第1のセン
サ124と第2のセンサ130は、オフ状態からオン状
態になったときに信号を出力するものとして説明を行な
っているが、載置台48が移動していないときオン状態
で、所定の移動量下降したときオフ状態となって信号を
出力するものであってもよい。また、当接検出手段12
1および押し過ぎ検出手段123は、接点式センサや近
接スイッチを使用するのが好ましいが、本実施形態のよ
うに流体圧シリンダ66bを制御する場合には流体圧を
検出する圧力スイッチでもよい。載置台48を移動させ
るのに流体圧シリンダ66bに代えてモータを使用する
場合には、モータのトルクを検出する検出器であっても
よい。
【0063】流体圧シリンダ66bには、圧力流体供給
装置140により作動油83bが供給され、圧力流体供
給装置140は制御装置122により制御される。流体
圧シリンダ66bは、ピストンロッド71に連結された
ピストン141により、一方(上方側)の室142と他
方(下方側)の室143に仕切られている。一方の室1
42には、圧力流体供給装置140から所定の圧力の作
動油83bが供給され、他方の室143にも、圧力流体
供給装置140で供給方向が切換えられた所定の圧力の
作動油83bが供給されるようになっている。圧力流体
供給装置140の流路144は、所定の圧力の作動油8
3bを供給する作動油供給源PとタンクTに接続され
て、所定の圧力の作動油83bを供給するようになって
いる。流路144には、電磁式の切換弁145が接続さ
れており、切換弁145には制御装置122から信号が
出力される。
【0064】切換弁145は、流体圧シリンダ66bに
供給される作動油83bの供給方向を切換えて、載置台
48を上昇または下降動作させる。PLC126は、切
換弁145に信号を送出して所定の圧力の作動油83b
の供給方向を切換える制御を行う。切換弁145は、流
体圧シリンダ66bに対する所定の圧力の作動油83b
の供給方向を切換えるために、三位置スプリングセンタ
型(A位置,中間位置,B位置)の切換弁が使用されて
いる。切換弁145において、A側ソレノイド146を
励磁し且つB側ソレノイド147を消磁すれば、切換弁
145はA位置に切換えられる。そうすると、所定の圧
力の作動油83bは一方の室142に供給され、他方の
室143の作動油はタンクTに戻り、流体圧シリンダ6
6bは載置台48を下方に移動させる。
【0065】これとは逆に、B側ソレノイド147を励
磁し且つA側ソレノイド146を消磁すれば、切換弁1
45はB位置に切換えられる。そうすると、所定の圧力
の作動油83bは他方の室143に供給され、一方の室
142の作動油はタンクTに戻り、流体圧シリンダ66
bは載置台48を上方に移動させる。両方のソレノイド
146,147を消磁すれば、切換弁145は中間位置
に切換えられる。そうすると、一方の室142と他方の
室143にそれぞれ接続されている両方のポートともブ
ロックされる。その結果、両方の室142,143がそ
れぞれ密封された状態になって、ピストン141は所望
の高さ位置に位置決め保持される。これにより、載置台
48は、流体圧シリンダ66bにより上下方向への移動
動作を停止して所望の高さ位置に位置決め保持される。
【0066】なお、載置台48を上下方向に移動させ且
つ任意の高さ位置に位置決め保持できる載置台移動手段
120であれば、流体圧シリンダ66bに代えて、モー
タとねじ機構,モータとラック・ピニオン機構など駆動
機構に、ブレーキなど固定手段を付属させたものであっ
てもよい。たとえば、これらモータとしてサーボモータ
など制御モータを使用しブレーキなどを付属すれば、中
間工作物9の軸線方向長さHに対応させて載置台48を
移動位置制御することにより、中間工作物9を所定の高
さ位置に位置決め保持することができる。この場合は、
載置台48の移動位置制御を優先させ、主軸台12を従
属的に移動させることもできる。すなわち、工作物保持
手段42が中間工作物9を保持する位置を載置台48の
移動位置制御で調整したのち、位置決めされた載置台4
8上に中間工作物9を主軸台12の移動で載置すること
になる。このように、制御モータで載置台48を位置決
めする場合には、当接検出手段121を省略してもよ
い。
【0067】上述のように、本実施形態の工作物反転装
置1bでは、載置台48側は位置決め機能を有していな
いが、まず、主軸台12が工作物授受位置B3に移動
し、中間工作物9を所定位置に位置決めし、その後、載
置台48を移動させている。この場合、中間工作物9に
載置台48が当接したことを当接検出手段121で検出
して、載置台48を工作物授受位置B3で停止させる必
要がある。そのために、三位置スプリングセンタ型の切
換弁145で流体圧シリンダ66bを駆動して、載置台
48を上昇,下降,停止可能にしている。したがって、
主軸台12の移動動作で位置決めされた中間工作物9に
載置台48が当接した状態で、載置台48を停止させる
ことができ、チャック10と工作物保持手段42との間
で、中間工作物9をスムーズに受け渡しすることができ
る。
【0068】このように、主軸台12の位置決め能力を
活用して、工作物保持手段42が保持する中間工作物9
の被保持位置を、中間工作物9の軸線方向長さHのほぼ
中央部にすることができる。その結果、中間工作物9
は、軸線方向長さHのほぼ中央部で工作物保持手段42
により保持された状態でほぼ180度反転動作を行う。
これにより、旋盤2が、軸線方向長さHの異なる複数種
類の中間工作物9が混在した状態で各中間工作物9を順
次反転させて加工する場合でも、常に、工作物保持手段
42は、中間工作物9の軸線方向長さのほぼ中央部を保
持して、安定した状態で反転動作させることができる。
また、主軸台12の位置決め能力を活用しているので、
中間工作物9の軸線方向長さHのほぼ中央部を工作物保
持手段42で保持するための装置を別途設ける必要がな
い。
【0069】本実施形態の変形例として、載置台48の
移動位置決め制御のみで、工作物保持手段42が中間工
作物9を保持する位置を調整してもよい。すなわち、中
間工作物9の軸線方向長さHに対応させて載置台48を
移動位置制御することにより、工作物保持手段42で中
間工作物9を保持する位置を調整可能にしている。この
場合、まず、主軸台12を所定の工作物授受位置に移動
させ、チャック10が把持解除するとともに工作物保持
手段42が中間工作物9を保持する。載置台48を所定
の工作物授受位置に移動させた後、工作物保持手段42
が、中間工作物9を保持解除して載置台48に中間工作
物9を載置する。その後、主軸台12を待避位置に移動
(上昇)させるとともに、載置台48を中間工作物9の
軸線方向長さHに対応する所定の位置(工作物保持手段
42が中間工作物9の軸線方向長さのほぼ中央部を保持
可能な位置)に移動させる。工作物保持手段42が、載
置台48上の中間工作物9を保持する。載置台48を待
機位置に移動(下降)させた後、工作物保持手段42を
180度旋回させて中間工作物9の向きを反転させる。
なお、他の手順として、主軸台12と載置台48を所定
の工作物授受位置に移動させ、チャック10が中間工作
物9を把持解除して載置台48上に載置し、主軸台12
を待避位置に移動させるとともに、載置台48を中間工
作物9の軸線方向長さHに対応する所定の位置(工作物
保持手段42が中間工作物9の軸線方向長さのほぼ中央
部を保持可能な位置)に移動させて、工作物保持手段4
2が載置台48上の中間工作物9を保持し、載置台48
を待機位置に移動(下降)させた後、工作物保持手段4
2を180度旋回させて中間工作物9の向きを反転させ
るようにしてもよい。
【0070】こうして向きが反転された中間工作物9
は、次のようにして主軸台12側に戻される。すなわ
ち、主軸台12を所定の工作物授受位置に移動させる。
その後、チャック10が中間工作物9を把持するととも
に工作物保持手段42が中間工作物9を保持解除して、
チャック10が中間工作物9を受け取る。なお、他の手
順として、載置台48を所定の工作物授受位置に移動さ
せた後、工作物保持手段42が中間工作物9を保持解除
して、載置台48に中間工作物9を載置し、その後、主
軸台12を所定の工作物授受位置に移動させた後、チャ
ック10が載置台48上の中間工作物9を把持して受け
取ってもよい。
【0071】このようにすれば、載置台48の移動位置
決め制御のみで、工作物保持手段42が中間工作物9の
軸線方向長さHのほぼ中央部を保持可能なように保持位
置を制御することができる。さらに、主軸台12がX軸
方向およびZ軸方向に移動する旋盤2で説明を行なって
いるが、載置台48を移動位置制御可能にした場合に
は、主軸台がX軸方向にのみ移動する工作機械であって
もよい。その場合には、刃物台が主軸台に対して相対的
にZ軸方向に移動し、工作物搬送装置は、未加工工作物
7および加工済工作物8を載置するための工作物載置台
を昇降させる昇降手段を有し、工作物反転装置は工作物
保持手段42を昇降させる昇降手段を有しているのが好
ましい。
【0072】次に、旋盤2と工作物反転装置1bの動作
について、図9から図12までを参照して説明する。図
11は、中間工作物9を反転させるための動作の説明
図、図12は図11の動作を示すフローチャートであ
る。図9から図12に示すように、工作物反転装置1b
における本発明の工作物反転方法は、少なくとも第1の
手順から第6の手順を有している。第1の手順では、主
軸台12(または、載置台48)をZ軸方向の所定の工
作物授受位置B3まで移動させる。工作物授受位置B3
は、チャック10と工作物反転装置1bとの間で中間工
作物9(工作物)の授受を行う位置であり、たとえば、
工作物保持手段42が中間工作物9の軸線方向長さHの
ほぼ中央部を保持可能な位置である。第2の手順では、
チャック10(または、図13に示す工作物把持搬送手
段210)に把持された中間工作物9と載置台48とが
当接する位置まで、載置台48(または、主軸台12)
を移動させる。第3の手順では、中間工作物9が載置台
48に載置された状態で、チャック10(または、工作
物把持搬送手段210)による中間工作物9の把持を解
除するとともに、工作物保持手段42で中間工作物9を
保持する。第4の手順では、主軸台12を、中間工作物
9から離れた所定の位置(待避位置)に移動させる。第
5の手順では、載置台48を、中間工作物9から離れた
所定の位置(待機位置L1)に移動させる。第6の手順
では、工作物保持手段42がほぼ180度旋回して、中
間工作物9の向きを反転させる。
【0073】次に、中間工作物9を反転させる手順につ
いて順次説明する。図1〜図5,図7〜図12に示すよ
うに、運転開始時には、工作物搬送装置4の所定数の工
作物載置台18には未加工工作物7を載置しておく。待
機状態の工作物搬送装置4では、未加工工作物7が載置
されている工作物載置台18は、未加工工作物受け取り
位置B1に位置決めされる。加工済工作物8を載置する
ための空の状態の他の工作物載置台18は、加工済工作
物渡し位置B2に位置決めされる。一方、待機状態の工
作物反転装置1bでは、工作物保持手段42の流体圧シ
リンダ61は、そのピストンロッド62を後退させて、
中間工作物9を受け入れ可能な状態になっている。載置
台48は待機位置L1に位置決めされ、移動カバー80
は閉じた状態になっている。
【0074】運転が開始されると、主軸台12が移動軌
跡Coを移動して、チャック10が工作物搬送装置4か
ら未加工工作物7を受け取る。その後、主軸台12と刃
物台14との相対移動により、加工位置で未加工工作物
7に対する第1工程の加工を行う。第1工程の加工が終
了すると(ステップ201)、工作物反転装置1bで中
間工作物9を反転させるための指令がNC装置127か
ら出力される。すると、図11(A)に示すように、主
軸台12が、加工位置から工作物授受位置B3の上方に
移動し、移動カバー80が開く(ステップ202)。図
11(B)に示すように、主軸台12が下降して所定の
工作物授受位置B3に移動し停止することにより、主軸
台12は、工作物授受位置B3まで中間工作物9を移動
させる。この状態のとき、主軸台12は、中間工作物9
の軸線方向長さHのほぼ中央部を工作物保持手段42が
保持可能な高さ位置に停止している(ステップ20
3)。
【0075】その後、流体圧シリンダ66bを駆動すれ
ば、図11(C)に示すように、載置台48が上昇して
工作物授受位置B3方向に移動し、やがて、載置台48
が中間工作物9の下面9bに当接する(ステップ20
4)。載置台48が中間工作物9に当接したことを当接
検出手段121が検出したか否かを判断する。すなわ
ち、第1のセンサ124がオン状態になったか否かを判
断する(ステップ205)。もし、当接した場合には、
載置台48の上昇移動を停止させる(ステップ20
6)。すなわち、図9(B)に示すように、載置台48
が中間工作物9に当接して、第1のセンサ124が第1
の被検出部材125から所定寸法d以上離れると、第1
のセンサ124はオン状態となる。すると、切換弁14
5が切換えられて中間位置に移動するので、流体圧シリ
ンダ66bの駆動が停止して、載置台48はその高さ位
置で位置決め保持される。
【0076】ステップ205で載置台48が中間工作物
9に当接していないと判断された場合、ステップ207
では、載置台48による押し過ぎか否かを、押し過ぎ検
出手段123の第2のセンサ130が作動したか否かで
判断する。図9(C)に示すように、載置台48が中間
工作物9に当接しても第1のセンサ124がオン状態に
ならないで(ステップ205)、ステップ207で第2
のセンサ130がオン状態になるのは異常状態である。
そこでこの場合には、切換弁145を切換えて流体圧シ
リンダ66bを停止し、載置台48の上昇移動を停止す
る。これと同時に、アラーム処理も行なう(ステップ2
08)。第1のセンサ124がオフ状態であり(ステッ
プ205)、第2のセンサ130もオフ状態である場合
には(ステップ207)、載置台48は上方への移動動
作を継続する。ステップ206で載置台48の上昇移動
が停止すると、図11(D)に示すように、チャック1
0の爪16が開いて爪16による把持を解除し、チャッ
ク10は中間工作物9を載置台48に載置する。このと
き、載置台48は、圧縮ばね73のばね力に抗して下方
に移動したり傾斜することができる。これにより、中間
工作物9は、載置台48に衝突したり落下したりするこ
となく、載置台48にスムーズに載置される(ステップ
209)。
【0077】一方、チャック10の把持解除動作開始
後、工作物保持手段42の流体圧シリンダ61を駆動し
て、一対の工作物押圧部材63で中間工作物9の外周面
を保持部材60側に押圧し、中間工作物9を保持部材6
0と一対の工作物押圧部材63で挟むようにして保持す
る。このとき、中間工作物9の中心軸線と工作物保持手
段42の保持中心とが少しずれている場合も生じる。そ
こで、流体圧シリンダ61の保持動作による載置台48
の水平移動,傾斜動作および中間工作物9の移動等によ
り、両者(前記中心軸線と前記保持中心)はほぼ一致
し、中間工作物9は工作物保持手段42の保持中心に保
持される。これにより、中間工作物9は、保持部材60
と一対の工作物押圧部材63とにより強固に保持され
る。また、中間工作物9は、チャック10に把持されて
おらず且つ工作物保持手段42にも保持されていない状
態が生じるが、中間工作物9は載置台48上に載置され
ているので落下する恐れはない。
【0078】こうして、工作物保持手段42は、載置台
48に載置されている中間工作物9を保持する(ステッ
プ210)。この保持動作は、流体圧シリンダ61に供
給される流体の圧力を圧力スイッチで確認するようにし
てもよい。なお、チャック10の把持解除動作開始直後
に、保持部材60と工作物押圧部材63による保持動作
を行うと説明したが、この保持動作の開始直後にチャッ
ク10の把持解除動作を行なってもよく、または、保持
動作とチャック10の把持解除動作の両方を同時に(も
しくは、ほぼ同時に)行なってもよい。さらに、両方の
動作は、並行して行われる時間が長いほうが工作物反転
動作時間の短縮が図れて好ましいが、両方の動作を順次
行なってもよい。
【0079】その後、図11(E)に示すように、主軸
台12は、上昇して工作物授受位置B3の上方の待避位
置に移動する(ステップ211)。載置台48は、中間
工作物9から離れて下降し待機位置L1に移動する(ス
テップ212)。こうして、主軸台12と載置台48
は、中間工作物9から離れて、工作物反転装置1bが反
転動作しても干渉しない所定の位置まで移動する。次
に、ロータリアクチュエータ43を駆動すると、中間工
作物9を工作物保持手段42で保持している反転枠体4
1が、旋回軸線CL3を中心としてほぼ180度旋回す
る(ステップ213)。これにより、中間工作物9の上
下位置が反転したことになる。次いで、図11(F)に
示すように、主軸台12は、下降して待避位置から工作
物授受位置B3に移動して停止する。このとき、チャッ
ク10の爪16は、中間工作物9と衝突または当接しな
いように開いた状態になっている(ステップ214)。
次に、図11(G)に示すように、載置台48は、待機
位置L1から上昇して工作物授受位置B3に移動し(ステ
ップ215)、やがて中間工作物9に当接する。
【0080】載置台48が中間工作物9に当接したか否
かを判断する手順(ステップ216)は、ステップ20
5と同じである。また、押し過ぎ検出手段123の第2
のセンサ130が作動したか否かを判断する手順、すな
わち載置台48が押し過ぎ状態になったか否かを判断す
る手順(ステップ217)と、押し過ぎ状態になった場
合に載置台48の移動を停止し、アラーム処理を行う手
順(ステップ218)は、ステップ207,208の手
順とそれぞれ同じである。第1のセンサ124がオフ状
態と判断され(ステップ216)、第2のセンサ130
もオフ状態と判断される場合には(ステップ217)、
載置台48は上方への移動動作を継続する。ステップ2
16で、第1のセンサ124がオン状態と判断されれ
ば、載置台48が中間工作物9に当接したことが分かる
ので、切換弁145を切換えて載置台48の移動を停止
する(ステップ219)。
【0081】次いで、チャック10の爪16は、反転し
た中間工作物9を把持する(ステップ220)。チャッ
ク10のこの把持動作開始直後に、流体圧シリンダ61
を駆動して、工作物保持手段42が中間工作物9の保持
を解除する(ステップ221)。このとき、チャック1
0の中心と中間工作物9の中心軸線とが少しずれていて
も、載置台48の傾斜動作,水平移動および中間工作物
9の水平移動等で、両者はほぼ一致するので問題は生じ
ない。中間工作物9は、軸線方向上方に所定の押圧力で
押圧されて爪16に当接した状態になる。また、中間工
作物9が、チャック10により把持されておらず且つ工
作物保持手段42にも保持されていない状態が生じて
も、中間工作物9は載置台48上に載置されているので
落下する恐れはない。さらに、工作物保持手段42の保
持解除動作とチャック10の把持動作とをほぼ同時に行
うことができるので、工作物反転動作時間の短縮化を図
ることができる。なお、チャック10の把持動作開始直
後に保持解除動作を行うと説明したが、保持解除動作開
始直後にチャック10の把持動作を行なってもよく、ま
たは、把持動作と保持解除動作の両方を同時に(もしく
は、ほぼ同時に)行なってもよい。さらに、両方の動作
が並行して行われる時間が長いほうが工作物反転動作時
間の短縮化が図れて好ましいが、両方の動作を順次行な
ってもよい。
【0082】次に、非常に精度よくチャック10で中間
工作物9を把持させるために、チャック10につかみ直
しさせるための指令(すなわち、把持解除指令と、この
後の把持指令)の有無が判断される(ステップ22
2)。このつかみ直しの指令がある場合には、中間工作
物9を把持しているチャック10の爪16を開動作させ
て中間工作物9をいったん把持解除した後(ステップ2
23)、チャック10の爪16を閉動作させて、中間工
作物9を再度把持する(ステップ224)。このよう
に、チャック10の中心と中間工作物9の中心がほぼ一
致しているとともに中間工作物9をチャック10側に押
圧した状態で、爪16に中間工作物9のつかみ直しをさ
せることにより、さらにチャック10の把持精度を向上
させることができる。一方、把持精度が通常の精度でよ
ければつかみ直しを行うことは不要であり、この場合に
は、つかみ直しのための時間の分だけ短縮される。
【0083】つかみ直しの指令がないと判断された場合
と(ステップ222)、つかみ直し動作が終了した場合
には(ステップ224)、図11(H)に示すように、
主軸台12は、工作物授受位置B3の上方に上昇したの
ち加工位置に移動して、中間工作物9に対して第2工程
の加工を行う(ステップ225)。一方、載置台48
は、下降して待機位置L1に移動する(ステップ22
6)。その後、図11(I)に示すように、反転枠体4
1は、旋回軸線CL3を中心としてほぼ180度逆旋回
して原位置に戻る(ステップ227)。このような工作
物反転動作が終了すると、移動カバー80が閉じる。な
お、工作物反転動作中も、必要に応じてエアブロー装置
81によるエアブローが行われている。中間工作物9に
対する第2工程の加工が終了すると、主軸台12は、移
動軌跡Co上を移動して加工済工作物8を工作物搬送装
置4に渡す。
【0084】上述の第1,第2の実施形態において、工
作物反転装置1,1a,1bは載置台48を有してい
る。したがって、チャック10と工作物反転装置1,1
a,1bとの間で中間工作物9の受け渡しを行うとき
に、中間工作物9は、載置台48で支持されるので落下
することがない。なお、中間工作物9が落下する恐れが
なければ、載置台48を省略してもよい。また、中間工
作物9を圧縮ばね73のばね力によりチャック10側に
押圧するための工作物押圧手段47(第2の実施形態で
は、載置台移動手段120)を設けている。したがっ
て、チャック10が反転枠体41,41aから中間工作
物9を受け取るときに、中間工作物9は、チャック10
の爪16に確実に密着して精度よく把持される。これに
より、旋盤2は第2工程で高精度の加工ができ、また、
授受動作中に中間工作物9が落下することがない。
【0085】このように、本発明では、工作物の授受動
作中や反転動作中に工作物が落下することがないので、
安全であり、工作機械の基体にダメージを与える恐れも
ない。チャック10と工作物反転装置1,1a,1bと
の間で工作物を授受する際に、工作物を載置台48に載
置するようにしている。これにより、チャック10の把
持・把持解除動作、工作物反転装置1,1a,1bの保
持解除・保持動作を並行して行うことができる。したが
って、工作物反転時間の短縮化が図れ、旋盤2の非加工
時間を短縮することができる。また、工作物反転装置
1,1a,1bが、加工領域5内で且つ加工位置の近傍
に位置している。したがって、主軸台12が加工位置と
工作物反転装置1,1a,1bとの間を移動する移動時
間が短くて済むので、中間工作物9の反転に要する時間
が短縮し、旋盤2の非加工時間を短縮することができ
る。以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、
上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要
旨の範囲で種々の変形,付加などが可能である。なお、
各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【0086】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、重
い工作物であっても、安定した状態で且つ高速で反転動
作させることができる。また、本発明の別の発明は、工
作物の軸線方向長さに対応させて主軸台等を移動位置制
御することにより、工作物保持手段で工作物を保持する
位置を調整可能にしたので、軸線方向の長さが異なる複
数種類の工作物を反転させる場合であっても、この工作
物を安定した状態で反転動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1から図7は本発明の第1の実施形態を示す
図で、図1は、主軸移動型の立て旋盤に工作物反転装置
を付属させた平面図である。
【図2】図1に示す立て旋盤の右側面図である。
【図3】図2に示す工作物反転装置の拡大図である。
【図4】図1に示す工作物反転装置の拡大平面図であ
る。
【図5】移動カバーおよびエアブロー装置などの概略構
成図である。
【図6】中間工作物を反転させるための動作を示すフロ
ーチャートである。
【図7】図7(A)は、第1の実施形態の変形例にかか
る工作物反転装置の概略平面図、図7(B),(C)
は、それぞれ図7(A)のF−F線断面図、G−G線断
面図である。
【図8】図8から図12は本発明の第2の実施形態を示
す図で、図8(A)〜(C)は各種工作物の外形図であ
る。
【図9】載置台移動手段の構成と動作を示す概略構成図
である。
【図10】本発明の工作物保持手段が片持ち式の場合の
概略構成図である。
【図11】中間工作物を反転させるための動作の説明図
である。
【図12】図11の動作を示すフローチャートである。
【図13】本発明の工作機械がマシニングセンタの場合
の概略構成図である。
【符号の説明】
1,1a,1b 工作物反転装置 2 主軸移動型の立て旋盤(工作機械) 3 基体 5 加工領域 6 主軸 9 中間工作物(工作物) 10 チャック 12 主軸台 14 刃物台 40 反転装置本体 41,41a 反転枠体 42,42a,42b 工作物保持手段 43 ロータリアクチュエータ(反転用駆動手段) 46 内部空間 47 工作物押圧手段 48 載置台 61 流体圧シリンダ 66b 流体圧シリンダ 81 エアブロー装置(飛散物除去装置) 100 移動部 101 リンク機構(連結手段) 120 載置台移動手段 121 当接検出手段 122 制御装置 202 マシニングセンタ(工作機械) 206 主軸 209 工作物 210 工作物把持搬送手段 212 主軸頭(主軸台) B3 工作物授受位置 C 反転枠体の中心(所定位置) CL 主軸の軸線 Co 移動軌跡 D 中間工作物の直径(工作物の直径) H 軸線方向の長さ L1 待機位置 L2 工作物授受用高さ位置 X軸方向 第2の方向 Z軸方向 第1の方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 俊成 千葉県我孫子市我孫子1番地 日立精機株 式会社内 Fターム(参考) 3C033 BB00 EE03 EE05 3C045 BA02 BA04 BA40 FB10

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作機械の主軸の先端に設けられたチャ
    ックまたは主軸台に設けられた工作物把持搬送手段との
    間で工作物の授受を行うとともにこの工作物を反転させ
    る工作物反転装置であって、 前記工作機械の基体または近傍に設置された反転装置本
    体と、 この反転装置本体および前記工作機械基体のいずれか一
    方または両方に両端支持されて旋回可能に設けられ、内
    部空間に前記工作物を配置可能な反転枠体と、この反転
    枠体に設けられ、前記内部空間に配置された前記工作物
    を保持可能な工作物保持手段と、 前記反転装置本体または前記工作機械基体に設けられ、
    前記反転枠体を旋回動作させる反転用駆動手段とを備え
    たことを特徴とする工作機械の工作物反転装置。
  2. 【請求項2】 前記工作機械は、 前記主軸を回転可能に支持する主軸台が、前記主軸の軸
    線方向と平行な第1の方向に対して直交する少なくとも
    第2の方向に移動可能であるとともに刃物台に対して前
    記第1の方向および前記第2の方向に相対移動して加工
    領域で前記工作物を加工する主軸移動型工作機械であ
    り、 前記工作物反転装置は、前記主軸または前記工作物把持
    搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の工作機械の
    工作物反転装置。
  3. 【請求項3】 前記工作機械は、 前記主軸の軸線が床面に対してほぼ垂直方向を向いてい
    るとともに、前記主軸を回転可能に支持する主軸台が、
    前記主軸の軸線方向と平行な第1の方向およびこの第1
    の方向に対して直交する第2の方向に移動可能な主軸移
    動型立形工作機械であり、 前記工作物反転装置は、前記主軸または前記工作物把持
    搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の工作機械の
    工作物反転装置。
  4. 【請求項4】 前記工作物反転装置は、 前記工作物を前記チャックまたは前記工作物把持搬送手
    段と前記工作物反転装置との間で授受する際に前記工作
    物を付勢力により前記チャック側または前記工作物把持
    搬送手段側に押圧可能な工作物押圧手段を有しているこ
    とを特徴とする請求項1,2または3に記載の工作機械
    の工作物反転装置。
  5. 【請求項5】 前記工作物反転装置または前記工作物押
    圧手段は、前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段
    による把持が解除されている前記工作物を載置可能な載
    置台を有し、 前記工作物保持手段は、前記工作物が前記載置台に載置
    されている状態のときに、この工作物を保持する動作を
    行うことを特徴とする請求項1から4のいずれかの項に
    記載の工作機械の工作物反転装置。
  6. 【請求項6】 前記工作物反転装置は、 工作物反転動作以外のときに前記反転枠体および前記内
    部空間を覆うとともに必要に応じて開閉する反転装置用
    カバーと、前記工作物反転装置に飛散する飛散物を除去
    する飛散物除去装置とのうち少なくとも一方を有してい
    ることを特徴とする請求項1から5のいずれかの項に記
    載の工作機械の工作物反転装置。
  7. 【請求項7】 前記工作物保持手段は、 対向配置して前記反転枠体に取付けられた一対の流体圧
    シリンダにより進退移動して前記工作物を保持可能な一
    対の移動部と、この一対の移動部どうしを同期して移動
    可能に連結する連結手段とを有し、 前記一対の移動部により前記工作物をその直径の大小に
    かかわらず常に所定位置で保持可能にしたことを特徴と
    する請求項1から6のいずれかの項に記載の工作機械の
    工作物反転装置。
  8. 【請求項8】 請求項5に記載の工作物反転装置におけ
    る工作物反転方法であって、 前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段と前記工作
    物反転装置との間で前記工作物の授受を行う工作物授受
    位置に前記主軸台を移動させ、前記載置台を工作物授受
    用高さ位置に移動させる第1の手順と、 前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段による前記
    工作物の把持を解除して、この工作物を前記載置台に載
    置する第2の手順と、 前記載置台に載置されている前記工作物を前記工作物保
    持手段で保持する第3の手順と、 前記主軸台を待避位置に移動させる第4の手順と、 前記載置台を待機位置に待避させる第5の手順と、 前記工作物が保持されている前記反転枠体をほぼ180
    度旋回させる第6の手順とを、少なくとも有しているこ
    とを特徴とする工作機械の工作物反転装置における工作
    物反転方法。
  9. 【請求項9】 工作機械の主軸の先端に設けられたチャ
    ックまたは主軸台に設けられた工作物把持搬送手段との
    間で工作物の授受を行うとともにこの工作物を反転させ
    る工作物反転装置であって、 前記工作機械の基体または近傍に設置された反転装置本
    体と、 この反転装置本体および前記工作機械基体のいずれか一
    方または両方に支持されて旋回可能に設けられ、前記工
    作物を保持可能な工作物保持手段と、 前記反転装置本体または前記工作機械基体に設けられ、
    前記工作物保持手段を旋回動作させる反転用駆動手段と
    を備え、 前記工作物の軸線方向長さに対応させて前記主軸台を移
    動位置制御することにより、前記工作物保持手段で前記
    工作物を保持する位置を調整可能にしたことを特徴とす
    る工作機械の工作物反転装置。
  10. 【請求項10】 前記工作機械は、 前記主軸を回転可能に支持する前記主軸台が、前記主軸
    の軸線方向と平行な第1の方向およびこの第1の方向に
    対して直交する第2の方向に移動可能であるとともに、
    刃物台に対して前記第1の方向および前記第2の方向に
    相対移動して加工領域で前記工作物を加工する主軸移動
    型工作機械であり、 前記工作物反転装置は、前記主軸または前記工作物把持
    搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置さ
    れていることを特徴とする請求項9に記載の工作機械の
    工作物反転装置。
  11. 【請求項11】 前記工作機械は、 前記主軸の軸線が床面に対してほぼ垂直方向を向いてい
    るとともに、前記主軸を回転可能に支持する前記主軸台
    が、前記主軸の軸線方向と平行な第1の方向およびこの
    第1の方向に対して直交する第2の方向に移動可能であ
    り、且つ刃物台に対して前記第1の方向および前記第2
    の方向に相対移動して加工領域で前記工作物を加工する
    主軸移動型立形工作機械であり、 前記工作物反転装置は、前記主軸または前記工作物把持
    搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置さ
    れていることを特徴とする請求項9に記載の工作機械の
    工作物反転装置。
  12. 【請求項12】 前記工作物反転装置は、 前記工作物保持手段の近傍に配置され、且つ前記第1の
    方向に移動可能に設けられ、前記工作物を前記チャック
    または前記工作物把持搬送手段と前記工作物保持手段と
    の間で授受するとき前記工作物を載置可能な載置台と、 前記反転装置本体または前記工作機械基体に設けられ、
    前記載置台を前記第1の方向に移動させる載置台移動手
    段とを備え、 前記工作物の軸線方向長さに対応させて前記主軸台また
    は前記載置台を移動位置制御することにより、前記工作
    物保持手段で前記工作物を保持する位置を調整可能にし
    たことを特徴とする請求項9,10または11に記載の
    工作機械の工作物反転装置。
  13. 【請求項13】 前記載置台移動手段は、 前記主軸台の移動位置制御で所定の位置に位置決めされ
    た前記工作物に対して前記載置台を移動させ、前記工作
    物に前記載置台が当接した位置でこの載置台を停止させ
    て位置決めすることを特徴とする請求項12に記載の工
    作機械の工作物反転装置。
  14. 【請求項14】 工作機械の主軸の先端に設けられたチ
    ャックまたは主軸台に設けられた工作物把持搬送手段と
    の間で工作物の授受を行うとともにこの工作物を反転さ
    せる工作物反転装置であって、 前記工作機械の基体または近傍に設置された反転装置本
    体と、 この反転装置本体および前記工作機械基体のいずれか一
    方または両方に支持されて旋回可能に設けられ、前記工
    作物を保持可能な工作物保持手段と、 前記反転装置本体または前記工作機械基体に設けられ、
    前記工作物保持手段を旋回動作させる反転用駆動手段
    と、 前記工作物保持手段の近傍に配置され、且つ前記主軸の
    軸線方向と平行な方向に移動可能に設けられ、前記工作
    物を載置可能な載置台と、 前記反転装置本体または前記工作機械基体に設けられ、
    前記載置台を前記主軸の軸線方向と平行な方向に移動さ
    せる載置台移動手段とを備え、 前記工作物の軸線方向長さに対応させて前記載置台を移
    動位置制御することにより、前記工作物保持手段で前記
    工作物を保持する位置を調整可能にしたことを特徴とす
    る工作機械の工作物反転装置。
  15. 【請求項15】 前記工作機械は、 前記主軸を回転可能に支持する前記主軸台が、前記主軸
    の軸線方向と平行な第1の方向に対して直交する第2の
    方向に少なくとも移動可能であるとともに、刃物台に対
    して前記第1の方向および前記第2の方向に相対移動し
    て加工領域で前記工作物を加工する主軸移動型工作機械
    であり、 前記工作物反転装置は、前記主軸または前記工作物把持
    搬送手段の前記第2の方向と平行な移動軌跡上に配置さ
    れていることを特徴とする請求項14に記載の工作機械
    の工作物反転装置。
  16. 【請求項16】 前記工作物保持手段は、 前記工作物の軸線方向長さのほぼ中央部を保持可能であ
    ることを特徴とする請求項9から15のいずれかの項に
    記載の工作機械の工作物反転装置。
  17. 【請求項17】 請求項12または13に記載の工作機
    械の工作物反転装置における工作物反転方法であって、 前記主軸台または前記載置台を前記第1の方向の所定の
    工作物授受位置まで移動させる第1の手順と、 前記チャックまたは前記工作物把持搬送手段に把持され
    た前記工作物と前記載置台とが当接する位置まで、前記
    載置台または前記主軸台を移動させる第2の手順と、 前記工作物が前記載置台に載置された状態で、前記チャ
    ックまたは前記工作物把持搬送手段による前記工作物の
    把持を解除するとともに前記工作物保持手段で前記工作
    物を保持する第3の手順と、 前記主軸台を前記工作物から離れた待避位置に移動させ
    る第4の手順と、 前記載置台を前記工作物から離れた待機位置に移動させ
    る第5の手順と、 前記工作物保持手段がほぼ180度旋回して、前記工作
    物の向きを反転させる第6の手順とを、少なくとも有し
    ていることを特徴とする工作機械の工作物反転装置にお
    ける工作物反転方法。
  18. 【請求項18】 前記工作物授受位置は、前記工作物保
    持手段が前記工作物の軸線方向長さのほぼ中央部を保持
    可能な位置であることを特徴とする請求項17に記載の
    工作機械の工作物反転装置における工作物反転方法。
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