JP2008221404A - 立旋盤システム - Google Patents

Abstract

【課題】 立旋盤の加工領域に出入してワークの搬入または搬出を行うワーク搬送装置を備えた立旋盤システムにおいて、ワーク搬送装置のワーク載置台に大きな負荷がかかった場合でも、ワーク搬送装置の破損を比較的軽微なものとして、復旧に要するコストを安く抑え、かつ復旧作業を容易にする。
【解決手段】 ワーク載置台２５は、ワーク載置台位置切換手段により、加工領域内の位置と加工領域外の位置とに位置切換される。ワーク載置台２５が設けられたベース部材３０は、ワーク載置台位置切換手段に位置切換可能に支持されたベース部材基部３０ａと、このベース部材基部３０ａに対し水平方向の揺動中心軸４３により上下揺動自在に支持され、かつ揺動中心軸４３よりも強度が弱い部材である留め部材４４により前記上下揺動が規制されたベース部材揺動部３０ｂとからなる。ベース部材揺動部３０ｂにワーク載置台２５を設ける。
【選択図】 図８

Description

この発明は、主軸が下向きの立旋盤と、この立旋盤の加工領域に対してワークの搬入または搬出を行うワーク搬送装置とを組み合わせた立旋盤システムに関する。

下向きの主軸が移動することで、ガントリローダに頼らず自らでワークの搬入および搬出を行うことのできる立旋盤が、特許文献１に開示されている。この立旋盤には、加工前のワークを立旋盤の加工領域に搬入する搬入側ワーク搬送装置、および加工後のワークを前記加工領域から搬出する搬出側ワーク搬送装置が設けられている。これらワーク搬送装置は、ワークを載せるワーク載置台を備え、このワーク載置台を加工領域内の位置と加工領域外の位置とに位置切換することで、ワークを搬入および搬出するものである。
特開２００６−１０２９１０号公報

上記立旋盤では、加工領域内に位置する搬入側ワーク搬送装置のワーク載置台に対し主軸が上方から下降してきて、ワーク載置台上の加工前ワークを把持するとともに、加工領域内に位置する搬出側ワーク搬送装置のワーク載置台に対し主軸が上方から下降してきて、把持している加工後ワークをワーク載置台の上に開放する。この立旋盤の動作中、主軸がワーク搬送装置のワーク載置台に対し下降する際、主軸によりワーク載置台を押し下げる方向に負荷が加わり、ワーク搬送装置の各部に影響が及ぶ。

そこで、ワーク載置台とこのワーク載置台を支持するベース部材との間に緩衝用のスプリングを設け、ワーク載置台にかかる負荷を吸収することを試みた。このような緩衝機構を設けることで、ある程度までの負荷についてなら、ワーク搬送装置に影響が及ぶことを回避できる。しかし、大きな負荷がかかったときには、ワーク搬送装置の破損が避けられない。その場合、破損箇所の部品の交換が必要となる。
破損の程度によっては、ワーク載置台を加工領域内の位置と加工領域外の位置とに位置切換する位置切換機構が破損することがある。この位置切換機構はギヤやカム等の高価かつ複雑な部品からなるものであるため、位置切換機構の破損は、コスト的な損失が大きく、また部品の交換作業による時間ロスが発生する。

この発明の目的は、立旋盤の加工領域に出入してワークの搬入または搬出を行うワーク搬送装置を備えた立旋盤システムにおいて、ワーク搬送装置のワーク載置台に大きな負荷がかかった場合でも、ワーク搬送装置の破損を比較的軽微なものとして、復旧に要するコストを安く抑え、かつ復旧作業を容易にすることである。
この発明の他の目的は、上記目的を達成するために用いられる部材の好ましい形態を提示することである。
この発明のさらに他の目的は、この発明が適用されることにより特に著しい効果が期待できる立旋盤システムの形式を提案することである。

この発明の立旋盤システムは、立旋盤と、この立旋盤の加工領域に対してワークの搬入または搬出を行うワーク搬送装置とを備える。前記立旋盤は、ワークを把持する下向きの主軸と、この主軸に把持されたワークに対して切削加工を行う刃物を支持する刃物台とを前記加工領域内に備える。前記ワーク搬送装置は、ワークを載置するワーク載置面を有するワーク載置台と、このワーク載置台を、前記ワーク載置面に載置されたワークを前記主軸が上方から把持することが可能な加工領域内の位置と、加工領域外の位置とに位置切換するワーク載置台位置切換手段とを備える。前記ワーク載置台は、前記ワーク載置台位置切換手段により位置切換されるベース部材に設けられる。このベース部材は、前記ワーク載置台位置切換手段に位置切換可能に支持されたベース部材基部と、このベース部材基部に対し水平方向の揺動中心軸により上下揺動自在に支持され、かつ前記揺動中心軸よりも強度が弱い部材である留め部材により前記上下揺動が規制されたベース部材揺動部とからなる。ベース部材揺動部に前記ワーク載置台が設けられる。なお、前記加工領域は、刃物によりワークに切削加工を行う空間のことであり、例えば内部に刃物を支持する刃物台や主軸が設けられた機体カバーによって囲まれた空間を指す。

この構成によると、ワーク載置台が設けられているベース部材は、ベース部材基部と、このベース部材基部に対し水平方向の揺動中心軸により上下揺動自在に支持されたベース部材揺動部とからなる。通常時は、留め部材により、ベース部材基部に対するベース部材揺動部の上下揺動が規制されている。このため、ワーク載置台は適正な位置および姿勢に保持される。ワーク載置台に留め部材の耐力を超える負荷がかかった場合、例えば搬入したワークの種類の間違いや、加工プログラムの誤り等で、主軸がワーク載置台を強く押し付けた場合は、留め部材が折損し、ベース部材揺動部およびこれに設けられたワーク載置台が揺動中心軸を支点に上下に揺動する。留め部材は揺動中心軸よりも強度が弱い部材であるため、ワーク載置台に大きな負荷がかかっても、最初に留め部材が破損することで、揺動中心軸やその他の部材が破損することはない。それにより、ワーク載置台位置切換手段等のような高価かつ複雑な部品を有する箇所の破損を回避できる。

前記留め部材は、前記ベース部材基部に設けたピン挿通孔に挿通される基部側部位と前記ベース部材揺動部に設けたピン挿通孔に挿通される揺動側部位とを有するピンであって、前記基部側部位と前記揺動部側部位との境界の周辺部のせん断強度を部分的に弱くしたものとするのが良い。
留め部材が上記構成のピンであると、留め部材を安価に製作することができる。また、留め部材としてのピンにせん断強度の弱い箇所を部分的に形成すると、ワーク載置台に負荷がかかったとき、前記せん断強度の弱い箇所に応力が集中して、ピンが他の部品よりも先に折損する。このため、ピン以外の部材に破損が及ぶのを極力抑えることができる。

前記主軸は、上下動自在であり、下降時に、把持していたワークを前記ワーク載置台のワーク載置面に載置、または前記ワーク載置台のワーク載置面に載置されているワークを把持する動作を行うものとすることができる。
主軸が上下動自在である場合、主軸によりワーク載置台に上下方向の負荷がかかる。この立旋盤システムは、水平方向の揺動中心軸により、ベース部材基部に対してベース部材揺動部が上下揺動自在に支持されているものであるから、特に主軸による上下方向の負荷に対して留め部材が破損しやすい。また、留め部材の破損により、ベース部材揺動部およびこれに設けられたワーク載置台が上下に揺動するため、揺動中心軸に損傷を与えることが少ない。

この発明の立旋盤システムは、立旋盤と、この立旋盤の加工領域に対してワークの搬入または搬出を行うワーク搬送装置とを備え、前記立旋盤は、ワークを把持する下向きの主軸と、この主軸に把持されたワークに対して切削加工を行う刃物を支持する刃物台とを前記加工領域内に備え、前記ワーク搬送装置は、ワークを載置するワーク載置面を有するワーク載置台と、このワーク載置台を、前記ワーク載置面に載置されたワークを前記主軸が上方から把持することが可能、または前記主軸により前記ワーク載置面にワークを上方から載置することが可能な加工領域内の位置と、加工領域外の位置とに位置切換するワーク載置台位置切換手段とを備え、前記ワーク載置台は、前記ワーク載置台位置切換手段により位置切換されるベース部材に設けられ、このベース部材は、前記ワーク載置台位置切換手段に位置切換可能に支持されたベース部材基部と、このベース部材基部に対し水平方向の揺動中心軸により上下揺動自在に支持され、かつ前記揺動中心軸よりも強度が弱い部材である留め部材により前記上下揺動が規制されたベース部材揺動部とからなり、このベース部材揺動部に前記ワーク載置台が設けたものとしたため、ワーク搬送装置のワーク載置台に大きな負荷がかかった場合でも、ワーク搬送装置の破損を比較的軽微なものとすることができ、復旧に要するコストを安く抑えられ、かつ復旧作業を容易である。

前記留め部材が、前記ベース部材基部に設けたピン挿通孔に挿通される基部側部位と前記ベース部材揺動部に設けたピン挿通孔に挿通される揺動側部位とを有するピンであって、前記基部側部位と前記揺動部側部位との境界の周辺部のせん断強度を部分的に弱くしたものである場合は、留め部材を安価に製作することができ、また、ワーク載置台に大きな負荷がかかったとき、留め部材が他の部品よりも先に折損して、ピン以外の部材に破損が及ぶのを極力抑えることができる。

前記主軸は、上下動自在であり、下降時に、把持していたワークを前記ワーク載置台のワーク載置面に載置、または前記ワーク載置台のワーク載置面に載置されているワークを把持する動作を行うものとした場合は、主軸がワーク載置台に与える負荷に対し顕著な効果が期待できる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この立旋盤システムは、下向きの主軸がワーク搬送を行う立旋盤１と、この立旋盤１に対してワークの搬入・搬出を行うワーク搬送装置１１，１２とを組み合わせたものである。ここでは、ワーク搬入側のワーク搬送装置をワーク搬入装置１１とし、ワーク搬出側のワーク搬送装置をワーク搬出装置１２とする。図１において、立旋盤１は、正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバー３を備えた旋盤本体２と、この旋盤本体２の背面に設置された制御盤４と、正面部に設置された操作盤５とを備える。

旋盤本体２は、図２に示すように、ワークＷを下向きに支持する主軸チャック６と、加工領域Ｒに設けられて主軸チャック６に支持されたワークＷに対して切削加工を施す刃物２２を支持する刃物支持手段７と、主軸チャック６を上下および左右に移動させる主軸移動手段８とを備える。
この旋盤本体２は、固定して設けられた刃物支持手段７の刃物２２に対して、主軸チャック６が上下左右に移動することで、旋削等の切削加工を行うものである。このため、主軸移動手段８およびその配線、配管系等が、加工領域Ｒに対して仕切られる加工機器設置領域Ｓに配置される加工機器１０を構成する。

主軸移動手段８は、ベッド９上の左右方向に延びる案内１３上を左右移動自在な左右移動台１４と、この左右移動台１４に上下方向に延びる案内１５を介して昇降自在に設置された主軸台１６とを備える。主軸台１６に支持された主軸１７の先端に上記主軸チャック６が設けられている。主軸チャック６は、複数のチャック爪６ａでワークＷを把持するものとされる。

主軸台１６は、詳しくは、左右移動台１４に前記案内１５を介して昇降自在に設置された昇降台１８に搭載されており、この昇降台１８に設置された主軸モータ１９により主軸１７の回転駆動が行われる。主軸台１６の昇降は、左右移動台１４に設置されたモータ等の昇降用駆動源２０と、この昇降用駆動源２０の回転を上下動作に変換するボールねじ等の回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。左右移動台１４の左右移動は、ベッド９に設置された左右移動用駆動源２１と、この左右移動用駆動源２１の回転を左右動作に変換するねじ等の回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。

刃物支持手段７は、切削加工を施すバイトや回転工具等の刃物２２を支持する手段であり、タレット刃物台７Ａと、櫛歯式等の固定型刃物台７Ｂとの２種類が設けられている。タレット刃物台７Ａは、ベッド９の前方の加工領域Ｒにおける側壁部に、左右方向に延びる水平軸心回りに旋回可能に設置されている。タレット刃物台７Ａは、周面に取付けられた刃物の割出の為の旋回動作は可能であるが、移動機能は有しないものとされている。固定型刃物台７Ｂは、上記加工領域Ｒにおけるベッド９の正面に固定設置されている。

機体カバー３内における加工領域Ｒは、スライドカバー７０（図１）によって、加工機器設置領域Ｓと仕切られている。加工領域Ｒは、主軸チャック６および刃物支持手段７が内部にあって、ワークＷの加工を行う空間であり、加工機器設置領域Ｓは、主軸移動手段８等の加工機器１０の設置された空間である。

図１において、機体カバー３は、背面に加工機器１０のメンテナンス等のために作業者が機体カバー３内に進入可能な背面開口部７１を有し、前記制御盤４が背面開口部７１を蓋している。制御盤４は、機体カバー３から後方に延びる上下の支持部材７２，７３に鉛直軸Ｏ１回りに開閉回動自在に支持されている。制御盤４は、機体カバー３の上部に設けられ、制御盤４の下方にはチップコンベア７４が後方へ退避自在に配置されている。

機体カバー３の正面部の幅方向中央には、作業者が機械に進入するための開閉カバー部７５が設けられており、操作盤５は、開閉カバー部７５の上方位置と、この上方位置から退避する退避位置との間で位置切換自在とされている、作業者は、開閉カバー部７５を介して上半身を機械内にいれて、機械内のメンテナンス作業等（チャックや工具の段取り）を行う。操作盤５は、左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂに２分割されており、各分割操作盤部５Ａ，５Ｂは、その外側端で、機体カバー３のブラケット７６に鉛直旋回軸Ｏ２回りに回動自在に支持されている。

図３に示すように、機体カバー３の正面部左右両側には、機体カバー３の左右端から中央側に向かって凹む凹部２３，２４が設けられている。そして、凹部２３内にワーク搬入装置１１、凹部２４内にワーク搬出装置１２がそれぞれ設けられている。つまり、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、機体カバー３の左右幅内に、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されている。なお、凹部２３，２４には、加工領域Ｒへのワーク搬入口、加工領域Ｒからのワーク搬出口となる後記開口部６０がそれぞれ形成されている。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、加工領域Ｒ内の位置と加工領域Ｒ外の位置に位置切換可能なワーク載置台２５を備え、このワーク載置台２５によって主軸チャック６とワークＷの受け渡しを行う。ワークＷの受け渡しの概略を示すと、次のようになる。加工領域Ｒ外に位置するワーク搬入装置１１のワーク載置台２５にワークＷが供給され、このワーク載置台２５が加工領域Ｒ内へ移動する。主軸チャック６は、上下左右の移動によりワーク搬入装置１１のワーク載置台２５からワークＷをピックアップし、刃物支持手段７に支持された刃物２２による旋削加工を受け、加工領域Ｒ内に位置するワーク搬出装置１２のワーク載置台２５にワークＷを渡す。ワークＷを受けたワーク搬出装置１２のワーク載置台２５は加工領域Ｒ外へ移動して、そこでワークＷの排出が行われる。

以下、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２の詳細について説明するが、両装置１１，１２は基本的に互いに左右対称の同一構成であるので、ここでは代表してワーク搬入装置１１について説明する。図４ないし図６はワーク搬入装置のそれぞれ異なる状態を示す全体斜視図、図７はワーク搬入装置の側面図、図８ないし図１２はワーク搬入装置の各部を示す図である。

ワーク搬入装置１１（またはワーク搬出装置１２）は、前記ワーク載置台２５を含むワーク載置装置２６と、ワーク載置台２５を加工領域Ｒ内の位置と加工領域Ｒ外の位置とに位置切換する内外ワーク載置台位置切換手段２７と、加工領域Ｒの外側に位置するワーク載置台２５の前後位置を切り換える前後ワーク載置台位置切換手段２８とよりなる。

図８に示すように、ワーク載置装置２６は、内外ワーク載置台位置切換手段２７（図７）のカムケース４１から下方に突出する旋回中心軸４２にベース部材３０を一体に設け、このベース部材３０によりワーク載置台２５を支持させたものである。前記ベース部材３０は、旋回中心軸４２側の基部３０ａと、この基部３０ａよりも先端側で基部３０ａとは別部材の揺動部３０ｂとでなり、揺動部３０ｂに前記ワーク載置台２５が支持されている。揺動部３０ｂは、基部３０ａに対し、旋回中心軸４２側の端部が基部３０ａの下面に設けた水平方向の揺動中心軸４３により上下揺動自在に支持され、かつ留め部材４４により前記上下揺動が規制されている。基部３０ａおよび揺動部３０ｂは、それぞれ平板状の部材とされ、留め部材４４による揺動の規制状態では、揺動部３０ｂは、その基端側部分が基部３０ａの下面に重なった状態にある。留め部材４４は揺動中心軸４３よりも強度が弱い部材とされており、通常時には揺動部３０ｂの上下揺動が留め部材４４により規制されているが、ワーク載置台２５に下向きの大きな荷重がかかると留め部材４４が他の部品よりも先に破損して、図８（Ｂ）において２点鎖線で示すように、ワーク載置台２５ごと揺動部３０ｂが下方に回動するようになっている。

この実施形態では、図１０に示すように、前記留め部材４４は、ベース部材基部３０ａの先端部に形成された基部側ピン挿通孔４５と、ベース部材揺動部３０ｂの上面に設けたサポート部材４６に形成された揺動部側ピン挿通孔４７とにわたって挿通したピンとされている。サポート部材４６は、ベース部材揺動部３０ｂの長さ方向の中間位置で、両側縁に立片状に設けられている。留め部材４４であるピンは、前記基部側ピン挿通孔４５に挿通された基部側部位４４ａと前記揺動部側ピン挿通孔４７に挿通された揺動部側部材４４ｂとの境界の周辺部に、断面を部分的に狭くしてせん断強度を弱くした低強度部４４ｃが形成されている。これにより、ワーク載置台２５に下向きの大きな荷重がかかったとき、低強度部４４ｃに応力が集中して、留め部材４４が他の部品よりも先に折損する。このため、留め部材４４以外の部材、例えばギヤやカム等の高価な部品が内蔵されているカムケース４１に影響が及ばない。低強度部４４ｃのせん断強度を弱くするには、低強度部４４ｃの断面を部分的に狭くする代わりに、低強度部４４ｃに他の箇所よりも強度の弱い材質を用いてもよい。
また、前記揺動中心軸４３は、ベース部材基部３０ａに固定のサポート部材４８に形成された挿通孔（図示せず）と、ベース部材揺動部３０ｂの基端部に形成された挿通孔（図示せず）とにわたって挿通されている。サポート部材４８は、ベース部材基部３０ａの先端部の下面に、両側縁に立片状に設けられている。

ワーク載置台２５は、平面形状が円形の板材で、その上面がワークを載置するワーク載置面２５ａとされている。このワーク載置台２５は、ベース部材３０の上方に、ワーク載置台傾斜許容支持手段３１を介して支持されている。ワーク載置台傾斜許容支持手段３１は、ワーク載置台２５の中心Ｏ３と同心円周上の複数箇所（この実施形態では６箇所）に等間隔で配置されている。

ワーク載置台傾斜許容支持手段３１について説明する。図９に示すように、ベース部材３０に形成された上下に連通するガイド孔３３に昇降ガイド３４が昇降自在に遊嵌し、その昇降ガイド３４の上端が、ワーク載置台２５の下面に固定された上プレート３５に固定され、昇降ガイド３４の下端が、ベース部材３０の下方に位置する下プレート３６に固定されている。昇降ガイド３４は、ガイド孔３３の内側面に対して間隔３４ａをもって挿入されている。これら複数組のガイド孔３３および昇降ガイド３４でワーク載置台傾斜許容支持手段３１を構成する。このワーク載置台傾斜許容支持手段３１は、主軸チャック６および主軸移動手段８からなる主軸装置が下降してワーク載置台２５のワークをピックアップする際に、ワーク載置台２５のワーク載置面２５ａが水平に対して傾斜することを許容するように作用する。

前記ガイド孔３３は上部側の径が大きい段付きの孔で、その大径部３３ａの段面と上プレート３５の下面との間に、前記昇降ガイド３４の外周に遊嵌させた圧縮バネ３７が設けられている。この圧縮バネ３７は、主軸装置が下降してワーク載置台２５のワークをピックアップする際に、主軸装置の下降に抗してワークを主軸装置に押し付けると共に、主軸装置が上昇した際にはワーク載置台２５を水平に保持する弾性手段となっている。

また、ベース部材３０の下面には、前記中心Ｏ３と同心円周上の複数箇所（この実施形態では３箇所）に位置決め凹部３８が形成されている。この凹部３８に対向して、前記下プレート３６の上面に位置決めピン３９が上向きに突出させて設けられている。これら位置決め凹部３８および位置決めピン３９は、ワーク載置台２５の上昇状態でワーク載置台２５とベース部材３０とを水平移動不能な係合状態とし（図９（Ａ））、主軸装置の下降によるワーク載置台２５の下降によって前記係合状態が解消される（図９（Ｂ））ように作用する位置決め手段となっている。

ワークＷが載置されていない状態またはワークＷが静止して載置されている状態では、図９（Ａ）に示すように、圧縮バネ３７によってワーク載置台２５が持ち上げられて、位置決めピン３９が位置決め凹部３８に係合しているため、ワーク載置台２５は水平位置が正確に位置決めされている。詳しくは、位置決め凹部３８のテーパ状の底面と位置決めピン３９のテーパ状の先端面との係合により、ワーク載置台２５の水平位置は常に精度良く位置決めされる。また、中心Ｏ３と同心円上の複数個所に設けられた弾性部材である圧縮バネ３７によって、ワーク載置台２５に水平復元力が与えられているため、このときワーク載置台２５は水平に保たれる。
ワーク載置台２５が水平でないと、その上に載置されているワークＷが傾斜する。ワークＷの形状にもよるが、ワークＷが傾斜していると、ワークＷの外形部が主軸チャック６のチャック爪６ａの位置よりも水平方向の外側に位置することとなり、ワークピックアップのために下降してきた主軸チャック６がワークＷと干渉してワークＷをピックアップできない恐れがある。このため、ワーク載置台２５を水平に保つ必要がある。

主軸チャック６によりワーク載置台２５からワークＷをピックアップする際には、主軸チャック６がワークＷを下に押しながら把持する。これにより、図９（Ｂ）に示すように、ワークＷを介してワーク載置台２５が押し下げられ、位置決めピン３９と位置決め凹部３８との係合が解消され、ワーク載置台２５は自由に傾くことができるようになる。同時に、圧縮バネ３７の張力により、ワークＷが主軸チャック６に押し付けられるため、主軸チャック６がワークＷを正確に把持することができる。主軸チャック６がワークＷをピックアップした後は、圧縮バネ３７によってワーク載置台２５が持ち上げられて、図９（Ａ）の状態に戻る。

内外ワーク載置台位置切換手段２７および前後ワーク載置台位置切換手段２８は、図７に図示されている。内外ワーク載置台位置切換手段２７は、内外ワーク載置台位置切換駆動用のモータ４０と、このモータ４０と一体のカムケース４１とからなり、カムケース４１から下方に突出する旋回中心軸４２に前記ワーク載置台２５のベース部材３０の後端部が固定支持されている。カムケース４１内のカム機構（図示せず）により、モータ４０の回転が旋回中心軸４２の所定の角度範囲内での正逆反復回動として出力される。旋回中心軸４２の反復回動の範囲は、例えば９０°とされる。旋回中心軸４２の回動により、ワーク載置台２５が水平に回動し、ワーク載置台２５が加工領域Ｒの外側に位置する中立位置Ｎと、加工領域Ｒの内側に位置するワーク渡し位置Ｐ１（ワーク搬出装置１２の場合、ワーク受け位置Ｐ２）とに切り換わる。ワーク渡し位置Ｐ１およびワーク受け位置Ｐ２の前後方向位置は、主軸チャック６の軸心Ｏ４と同じ位置である。

前後ワーク載置台位置切換手段２８は、ワーク載置台２５を前後方向に移動可能に案内する上下２本のガイド棒５０，５１と、このガイド棒５０，５１に沿ってワーク載置台２５を移動させる前後ワーク載置台位置切換駆動用のシリンダ５２とからなる。上下のガイド棒５０，５１は両端を機体カバー３に固定して設けられ、前記カムケース４１に固定の上垂直板５３の上端部に設けられたスライド部材５４が上のガイド棒５０に摺動自在に嵌合し、同じくカムケース４１に固定の下垂直板５５の下端部に設けられたスライド部材５６が下のガイド棒５１に摺動自在に嵌合している。また、シリンダ５２は基部を機体カバー３に固定して設けられ、このシリンダ５２のピストンロッド５２ａの先端部が前記上垂直板５３に連結されている。これにより、シリンダ５２を伸縮作動させると、モータ４０およびカムケース４１と共にワーク載置台２５が、ガイド棒５０，５１に沿って前後に移動する。前後移動行程の後端が中立位置Ｎで、前端がワーク供給位置Ｑ１（ワーク搬出装置１２の場合、ワーク排出位置Ｑ２）である。

図１１および図１２に示すように、前記凹部２３，２４と加工領域Ｒとのそれぞれの境界部には、ワーク載置台２５が出入りするための開口部６０が形成され、その開口部６０に開閉カバー６１が設けられている。この開閉カバー６１は、開閉カバー６１の下端部の前後２箇所に設けられた回動支持部６２により、前後方向に沿う回動軸心６３回りに上下回動自在となっている。開閉カバー６１が回動範囲の上端の立ち位置Ａ（図１１）にあるときは開口部６０が塞がれ、開閉カバー６１が回動範囲の下端の倒れ位置Ｂ（図１２）にあるときは開口部６０が開放された状態となる。なお、図１２（Ｃ）は開閉途中の状態を示す。

この開閉カバー６１の開閉作動は、前記ワーク載置台２５の加工領域Ｒ内外の位置切換動作に連動する。その載置台・開閉カバー連動機構６５は、左右方向に移動自在な左右移動板６６に形成されたカム溝６７にワーク載置台２５に設けたガイドピン６８を係合させて、ワーク載置台２５の水平回動を左右移動板６６の左右移動に変換し、また左右移動板６６と開閉カバー６１とを前後２箇所でリンク６９を介して連結して、左右移動板６６の左右移動に連動して開閉カバー６１が回動軸心６３回りに上下回動するようにしている。

前記カム溝６７は、後側へいくほど左右内側に位置し、かつ左右内側に凸となる曲線状の溝とされている。この形状とすることにより、ワーク載置台２５の回動によるガイドピン６８の左右方向の変位を左右移動板６６に円滑に伝えることができ、またワーク載置台２５の回動時における左右移動板６６の移動速度の変化を小さくし、開閉カバー６１の開閉動作をスムーズなものとしている。なお、上記曲線状のカム溝６７の前端部に続いて前方に形成されている前後方向に直線状のガイド溝６９は、ワーク載置台２５が中立位置Ｎとワーク供給位置Ｑ１との間で前後移動する際にガイドピン６８を案内する。

ワーク搬入装置１１は次のように作動する。初期状態では、ワーク載置台２５は中立位置Ｎで待機し、開閉カバー６１が開口部６０を塞いだ状態となっている（図４）。作業を開始すると、ワーク載置台２５がワーク供給位置Ｑ１まで前進する（図５）。そして、このワーク供給位置Ｑ１で、人手等により、ワーク載置台２５の上にワークＷが載置される。ワークＷを載せたワーク載置台２５は、中立位置Ｎまで後退し、さらにワーク渡し位置Ｐ１まで回動する（図６）。その際、ワーク載置台２５の回動に連動して、開閉カバー６１が開く。ワーク渡し位置Ｐ１で、主軸チャック６により、ワーク載置台２５からワークＷがピックアップされる。ワークＷを渡したワーク載置台２５は中立位置Ｎまで回動する。その際、ワーク載置台２５の回動に連動して、開閉カバー６１が閉じる。以後、これまでと同じ動作を繰り返す。

一方、ワーク搬出装置１２は次のように作動する。旋削加工が終了するまでに、ワーク載置台２５がワーク受け位置Ｐ２まで移動しており、このワーク受け位置Ｐ２で、主軸チャック６から加工後のワークＷを受け取る。ワークＷを受け取ったワーク載置台２５は、中立位置Ｎまで回動し、さらにワーク排出位置Ｑ２まで前進する。そして、このワーク排出位置Ｑ２で、人手等により、ワーク載置台２５からワークＷが排出される。ワークＷが排出されたワーク載置台２５は、中立位置Ｎまで後退し、さらにワーク受け位置Ｐ２まで回動する。以後、これまでと同じ動作を繰り返す。ワーク搬出装置１２の場合も、ワーク載置台２５の回動に連動して、開閉カバー６１が開閉する。

上記ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２の作動において、ワーク搬入装置１１のワーク載置台２５がワーク渡し位置Ｐ１とワーク供給位置Ｑ１とを往復してワークＷを供給する動作、およびワーク搬出装置１２のワーク載置台２５がワーク受け位置Ｐ２とワーク排出位置Ｑ２とを往復してワークＷを排出する動作は、ワークＷを把持した主軸チャック６が上下および左右に移動してワークＷの旋削加工を行う動作と並行して行われる。
また、主軸チャック６は、常時は機体の左右幅方向の中央となる原点位置で待機し、ワークの搬入、搬出時にワーク渡し位置Ｐ１またはワーク受け位置Ｐ２まで移動して、搬入側または搬出側のワーク載置台２５と出会うようになっている。その際、主軸チャック６の移動とワーク載置台２５の移動が並行して行われる。

この構成の立旋盤システムによると、上記のようにワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が設けられており、それぞれ内外ワーク載置台位置切換手段２７により、ワーク載置台２５を加工領域Ｒの内外に出入り可能とされている。このため、主軸チャック６の移動範囲が加工領域Ｒ内で済み、立旋盤システム全体を幅狭にすることができる。また、ワークＷの搬入、搬出は、ワーク載置台２５の移動と主軸チャック６の移動とで行われるため、ワークＷの搬入、搬出に際する主軸チャック６の移動距離が短くて済み、しかもワーク載置台２５の移動と主軸チャック６の移動とが並行して行えるため、ワークＷの搬入、搬出に要する時間が短縮される。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は異なる箇所に設けられているため、ワーク搬入装置１１のワーク載置台２５への加工前ワークＷの搬入に、加工後ワークＷの搬出を待つ必要がなく、加工領域Ｒ外にあるときに、何時でもワーク載置台２５に対するワークの搬入、搬出が行える。これらのため、ワークの供給、排出時間が短縮できる。

さらに、ワーク載置台２５の移動は、内外ワーク載置台位置切換手段２７による加工領域Ｒ内外の出入りと、前後ワーク載置台位置切換手段２８による加工領域Ｒ外での前後移動とを組み合わせたものであるため、ワーク載置台２５を加工領域Ｒ外における旋盤本体２から前方に離れた位置まで前進させ、その位置でワークのセッティングおよび取り外し作業を行うことができる。この位置であれば、旋盤本体２が邪魔にならないため、上記セッティングおよび取り外し作業を行いやすい。また、ワークのセッティングおよび取り外しを旋盤本体２の前に立った作業者が行う場合、作業者はワーク着脱一連動作の流れにのって作業を行うだけで、これらの作業を行うことができるので、作業能率が向上する。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されているため、ワークの流れが一方向になる加工ラインの構築が行い易い。
また、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が機体カバー３の左右幅内に収められるため、全体をすっきりした外観でコンパクトな構成とすることができる。機体カバー３に凹部２３，２４を設け、加工領域Ｒとこの凹部２３，２４との間でワーク載置台２５を出入りさせるため、ワーク載置台２５が加工領域Ｒ外にあるときでも、機体カバー３の両側にワーク載置台２５が飛び出すことがなく、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２を常に機体カバー３の幅内に収められる。また、ワーク載置台２５を前記凹部２３，２４から前方へ移動させられるため、その前方へ移動させた位置でワーク載置台２５へのワークＷのセッティングまたは取り外しを行うことができ、ワークの搬入搬出作業性を向上させることができる。

ワーク搬送装置としてのワーク搬入装置１１およびワーク搬送装置１２は、ワーク載置台２５に下向きの大きな荷重がかかった場合、留め部材４４が折損して、ベース部材基部３０ａに対してベース部材揺動部３０ｂが、ワーク載置台２５ごと揺動中心軸４３を支点にして下方に回動するようになっている。このため、留め部材４４以外の破損を回避できる。例えば、ギヤやカム等の高価かつ複雑な部品を有する内外ワーク載置台位置切換手段２７のカムケース４１の破損を回避できる。このため、仮にワーク搬入装置１１やワーク搬送装置１２が破損する事態が生じた場合でも、その破損の程度を比較的軽微なものとすることができ、復旧に要するコストを安く抑えられ、かつ復旧作業を容易である。

この立旋盤システムは、主軸１７が上下動自在する形式であり、主軸１７によりワーク載置台２５に上下方向の負荷がかかる。水平方向の揺動中心軸４３により、ベース部材基部３０ａに対してベース部材揺動部３０ｂが上下揺動自在に支持されているため、上記上下方向の負荷に対して留め部材４４が折損しやすい。また、留め部材４４の折損により、ベース部材揺動部３０ｂおよびこれに設けられたワーク載置台２５が上下に揺動するため、揺動中心軸４３に損傷を与えることが少ない。
さらに、留め部材４４を部分的にせん断強度の弱い箇所が形成されたピンとしたため、留め部材４４の安価に製作することができ、かつワーク載置台２５に負荷がかかったときに留め部材４４が他の部品よりも先に折損し、留め部材４４以外の部材に破損が及ぶのを極力抑えることができる。

開閉カバー６１は、その下端に設けた前後方向に沿う回動軸心６３回りに上下方向に開閉させ、開口部６０を塞ぐ立ち位置Ａと加工領域Ｒ内に位置する倒れ位置Ｂとに切り換わるため、倒れ位置Ｂにあるときの開閉カバー６１の位置がワーク載置台２５および主軸チャック６の下方に位置し、ワーク載置台２５と主軸チャック６とのワークの受け渡しに制限を与えることが少なく、また開閉カバー６１が主軸チャック６に対して邪魔にならない。このため、ワークの受け渡し終了後、主軸チャック６が加工のための動作を素早く開始することができ、１ワーク当たりの加工に要するサイクルタイムが短縮され、加工の効率が向上する。

また、開閉カバー６１の支持構造を上記のようにしたため、ワーク載置台２５の動作に連動して開閉カバー６１を開閉させる載置台・開閉カバー連動機構６５を、ワーク載置台２５と干渉させずに設けることが可能となり、開閉カバーの開閉動作を駆動する駆動源が不要な簡略な構成の旋盤とすることができるようになった。

この発明の一実施形態にかかる立旋盤システムの斜視図である。 （Ａ）は同立旋盤システムの立旋盤の内部構造を示す破断正面図、（Ｂ）は同立旋盤の破断側面図である。 同立旋盤システムのワーク搬入装置およびワーク搬出装置と主軸チャックとの関係を示す破断平面図である。 ワーク搬入装置の一状態を示す斜視図である。 ワーク搬入装置の異なる状態を示す斜視図である。 ワーク搬入装置のさらに異なる状態を示す斜視図である。 ワーク搬入装置の側面図である。 （Ａ）はワーク載置装置の平面図、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は一部を拡大して表示したワーク載置装置の一部断面側面図、（Ｂ）は同ワーク載置装置の異なる状態を示す一部断面側面図である。 留め部材によるベース部材基部とベース部材揺動部との連結部の断面図である。 （Ａ）は主に開閉カバーおよび載置台・開閉カバー連動機構の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその平面図である。 （Ａ）は主に開閉カバーおよび載置台・開閉カバー連動機構の異なる状態を示す正面図、（Ｂ）はその平面図、（Ｃ）は開閉カバーの開閉途中の状態を示す平面図である。

符号の説明

１…立旋盤
２…旋盤本体
３…機体カバー
４…制御盤
５…操作盤
６…主軸チャック
７…刃物支持手段
８…主軸移動手段
９…ベッド
１１…ワーク搬入装置（ワーク搬送装置）
１２…ワーク搬出装置（ワーク搬送装置）
１４…左右移動台
１６…主軸台
１７…主軸
２２…刃物
２５…ワーク載置台
２５ａ…ワーク載置面
２６…ワーク載置装置
２７…内外ワーク載置台位置切換手段
２８…前後ワーク載置台位置切換手段
３０…ベース部材
３０ａ…ベース部材基部
３０ｂ…ベース部材揺動部
３１…ワーク載置台傾斜許容支持手段
４１…カムケース
４２…旋回中心軸
４３…揺動中心軸
４４…留め部材
４４ａ…基部側部材
４４ｂ…揺動部側部材
４４ｃ…低強度部
４５…基部側ピン挿通孔
４７…揺動部側ピン挿通孔
Ｒ…加工領域
Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. 立旋盤と、この立旋盤の加工領域に対してワークの搬入または搬出を行うワーク搬送装置とを備え、
   前記立旋盤は、ワークを把持する下向きの主軸と、この主軸に把持されたワークに対して切削加工を行う刃物を支持する刃物台とを前記加工領域内に備え、
   前記ワーク搬送装置は、ワークを載置するワーク載置面を有するワーク載置台と、このワーク載置台を、前記ワーク載置面に載置されたワークを前記主軸が上方から把持することが可能、または前記主軸により前記ワーク載置面にワークを上方から載置することが可能な加工領域内の位置と、加工領域外の位置とに位置切換するワーク載置台位置切換手段とを備え、
   前記ワーク載置台は、前記ワーク載置台位置切換手段により位置切換されるベース部材に設けられ、このベース部材は、前記ワーク載置台位置切換手段に位置切換可能に支持されたベース部材基部と、このベース部材基部に対し水平方向の揺動中心軸により上下揺動自在に支持され、かつ前記揺動中心軸よりも強度が弱い部材である留め部材により前記上下揺動が規制されたベース部材揺動部とからなり、このベース部材揺動部に前記ワーク載置台が設けられた立旋盤システム。
2. 前記留め部材は、前記ベース部材基部に設けたピン挿通孔に挿通される基部側部位と前記ベース部材揺動部に設けたピン挿通孔に挿通される揺動側部位とを有するピンであって、前記基部側部位と前記揺動部側部位との境界の周辺部のせん断強度を部分的に弱くしたものである請求項１記載の立旋盤システム。
3. 前記主軸は、上下動自在であり、下降時に、把持していたワークを前記ワーク載置台のワーク載置面に載置、または前記ワーク載置台のワーク載置面に載置されているワークを把持する動作を行うものとした請求項１または請求項２記載の立旋盤システム。

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