JP2009172725A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを押し出す処理の自由度を向上させる。
【解決手段】工作機械に、主軸５０内に挿入され、ワークＷ１を押し出す前進方向Ｄ２、及び、該前進方向の反対方向Ｄ３へ移動可能なワーク排出部材７０と、該ワーク排出部材を少なくとも前進方向Ｄ２へ駆動するアクチュエータ８０と、ワーク排出部材７０の前進速度を段階的に変えてワークＷ１を主軸５０外に押し出す位置へワーク排出部材７０を前進させる駆動制御をアクチュエータ８０に対して行う制御手段とを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、主軸を備えた工作機械に関する。

主軸端に取り付けた把持具でワークを把持して加工を行う旋盤には、加工後のワーク、すなわち、製品を排出するため、主軸内にワーク排出部材が挿入されている。把持具は、ワークを加工前に把持し、加工後に解放する。把持具の把持から製品が解放されると、ワーク排出部材が前進することにより製品を押し出す。ワーク排出部材を前進させる機構には、ワーク排出部材を前進方向及び後退方向へ駆動するエアシリンダ等がある。
エアシリンダは、ワークの加工前にワーク排出部材をワークから後方へ離間した所定の後退位置に停止させ、該ワークの加工後にワークを主軸外へ押し出す所定の押し出し位置までワーク排出部材を前記後退位置から一定速度で前進させる。

特許文献１（特に段落００３３参照）には、Ｚ₂軸サーボモータが背面主軸台をＺ₂軸方向へ移動させて製品吐出軸を移動させる旋盤が記載されている。この旋盤が背面主軸台を移動させる際、レバーのローラが支柱に当接する手前の所定位置まで比較的高速（例えば１８ｍ／min）で移動させ、次に、低速（例えば３ｍ／min）に切り換えてさらにＺ₂軸方向へ移動させている。レバーのローラが支柱に当接するまで製品吐出軸が移動しないので、製品吐出軸は移動を開始してからは一貫して一定速度（例えば３ｍ／min）でＺ₂軸方向へ移動していくことになる。
特開２００３−８０４０１号公報

エアシリンダでワーク排出部材を駆動する旋盤は、ワーク排出部材の停止位置が上記後退位置及び上記押し出し位置に固定されている。最大挿入長さよりも短い挿入長さとなるワークの加工品が押し出されるとき、ワーク排出部材は後退位置からワーク後部まで移動した後に加工品を押し出すことになる。一方、加工品を勢いよく押し出すと、加工品の後端に傷が生じたり、主軸から勢いよく飛び出した製品が製品受けから出てしまったり、製品が製品受けに当たって傷が生じたりすることがあるため、ワーク排出部材の前進を低速にすることが望ましい。しかし、低速にした場合、最大挿入長さに合わせた後退位置からワーク排出部材がワーク後部まで低速移動する時間が必要となり、ワーク排出に時間がかかるという問題があった。

特許文献１に記載の旋盤も、製品吐出軸が後退位置からワーク後部まで低速移動する時間が必要である。
以上より、ワークを押し出す処理の自由度を向上させることが望まれている。

以上を鑑み、本発明は、ワークを押し出す処理の自由度を向上させることを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、ワークを解放可能に把持する把持手段を設けた主軸と、該主軸内に挿入され、前記ワークを押し出す前進方向、及び、該前進方向の反対方向へ移動可能なワーク排出部材と、該ワーク排出部材を少なくとも前記前進方向へ駆動するアクチュエータと、前記ワーク排出部材の前進速度を段階的に変えて前記ワークを前記主軸外に押し出す位置へ前記ワーク排出部材を前進させる駆動制御を前記アクチュエータに対して行う制御手段とを備えることを特徴とする。

すなわち、上記アクチュエータは、上記制御手段の駆動制御により、前進速度を段階的に変えてワークを主軸外に押し出す位置へワーク排出部材を前進させる。これにより、ワークが主軸外へ押し出される。
ワーク排出部材の前進速度が段階的に変わるので、ワークを押し出す処理の自由度が向上する。

例えば、ワークから離間した位置に待機しているワーク排出部材を前進方向へ移動させる際、ワーク排出部材の前進速度をワーク排出部材がワークに接触する前で高速から低速に切り換えれば、加工品後端の傷の発生を抑止し、製品が製品受けから出ることを抑止しながらワーク排出部材が後退位置からワーク後部まで移動する時間を短縮することができる。

ところで、上記主軸には、正面主軸台に設けられる正面主軸、背面主軸台に設けられる背面主軸、等が含まれる。
上記把持具には、コレットや爪等と呼ばれる種々のものが含まれる。
上記ワーク排出部材は、棒状（筒状を含む）の本体部材の先端部に排出ピンを着脱可能に取り付けた部材でもよいし、単一の部品からなる部材でもよい。
上記アクチュエータは、ワーク排出部材を前進方向とともに後退方向へ駆動してもよいし、ワーク排出部材を前進方向へのみ駆動してもよい。ワーク排出部材を後退させる手段は、ばねといった弾性部材等でもよい。

請求項１に係る発明によれば、ワークを押し出す処理の自由度を向上させることが可能な工作機械を提供することができる。
請求項２に係る発明では、シリンダを用いてワークを押し出す処理の自由度を向上させることができる。
請求項３に係る発明では、ワーク排出部材の位置を検出した結果に応じて該ワーク排出部材の前進速度が変わるので、ワークを押し出す処理をより正確に行うことができる。
請求項４に係る発明では、流体圧シリンダを用いてワークを押し出す処理の自由度を向上させることができる。

（１）工作機械の説明：
図１は本発明の一実施形態に係る旋盤（工作機械）１の電気回路の概略を示すブロック図、図２は旋盤１を構成する駆動制御回路１４を示すエア回路図、図３，５，６は旋盤１の要部を一部断面視して示す平面図、図４は旋盤１の動作を示すタイミングチャートである。
本実施形態の旋盤１は、ワークを回転させる正面主軸２１を備えた正面主軸台、工具３２を備えた刃物台、ワークを回転させる背面主軸５０を備えた背面主軸台４０、ＮＣ（Numerical Control；数値制御）装置１０、等が設けられている。

正面主軸２１は、ワークを解放可能に把持するコレット（把持具）２２が取り付けられ、図示しない正面主軸用モータにより回転駆動される。また、正面主軸２１は、正面主軸送りモータ２６で少なくともＺ₁方向、すなわち、正面主軸２１の軸方向へ駆動される。
工具３２は、工具主軸送りモータ３６で駆動される。工具３２を設ける刃物台には、正面加工用のバイト、突切バイト、背面加工用のバイト、といった複数の工具が同時に取り付けられてもよいし、これらの工具が交換可能に取り付けられてもよい。

背面主軸５０は、挿入されたワークＷ１を解放可能に把持するコレット６１（把持手段６０）が設けられ、図示しない背面主軸用モータにより回転駆動される。また、背面主軸５０は、背面主軸送りモータ４６で少なくともＺ₂方向（背面主軸５０の軸方向）へ駆動される。
背面主軸台には、エアシリンダ（アクチュエータ）８０が固定されている。このエアシリンダ８０は、図３等に示すワーク排出部材７０を背面主軸５０の軸方向へ駆動する。

ＮＣ装置１０は、内部のバス１０ｇに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、半導体メモリ１０ｂ，１０ｃ、タイマ回路１０ｄ、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）回路１０ｅ、Ｉ／Ｏ（入出力）回路１０ｆ、等が接続されたコンピュータとされている。ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂには、加工プログラムＰや各種データＤが記憶されている。ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｃには、アプリケーションプログラムＡＰＬが書き込まれている。ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂをワークエリアとして利用しながら、アプリケーションプログラムＡＰＬや加工プログラムＰに従って各種サーボアンプや各種アクチュエータ等を数値制御する。
Ｉ／Ｆ回路１０ｅに接続された操作パネル１９は、操作部１９ａや表示部１９ｂを備え、ＮＣ装置１０のユーザインターフェイスとして機能する。操作部１９ａは、例えば、利用者から操作入力を受け付けるためのボタンやタッチパネルから構成される。表示部１９ｂは、例えば、利用者から操作入力を受け付けた各種設定の内容や旋盤１に関する各種情報を表示するディスプレイで構成される。

ＮＣ装置のＩ／Ｏ回路１０ｆには、正面主軸用サーボアンプ２４、正面側コレット開閉用アクチュエータ２３、工具主軸用サーボアンプ３４、背面主軸用サーボアンプ４４、背面側コレット開閉用アクチュエータ６９、センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、電磁弁１４ａ，１４ｂ、等が接続されている。
正面主軸用サーボアンプ２４は、ＮＣ装置１０から入力される指令量に従って、正面主軸２１を少なくともＺ₁方向へ移動させるように正面主軸送りモータ２６を駆動する。
正面側コレット開閉用アクチュエータ２３は、ＮＣ装置１０から入力される指令に従って、正面側コレット２２を閉じる方向又は開く方向にシフターを駆動する。

工具主軸用サーボアンプ３４は、ＮＣ装置１０から入力される指令量に従って、工具３２を移動させるように工具主軸送りモータ３６を駆動する。

背面主軸用サーボアンプ４４は、ＮＣ装置１０から入力される指令量に従って、背面主軸５０を少なくともＺ₂方向へ移動させるように背面主軸送りモータ４６を駆動する。
背面側コレット開閉用アクチュエータ６９は、ＮＣ装置１０から入力される指令に従って、背面側コレット６１を閉じる方向又は開く方向にシフター６７（図３参照）を駆動する。

後退端センサ１８ａは、ワーク排出部材７０が最も後退した位置（図３に示す後退位置Ｌ１）にあることを検出するための位置検出センサである。後退端センサ１８ａは、図３に示す背面主軸５０の後端部に設けられ、ワーク排出部材７０が後退位置Ｌ１にあるか否かを表す検出信号を生成する。速度切換用センサ１８ｂは、ワーク排出部材７０が図５に示す速度切換位置Ｌ２にあることを検出するための位置検出センサである。速度切換用センサ１８ｂは、エアシリンダ８０に取り付けられ、移動するピストン８１が速度切換位置Ｌ２に対応する位置を通過したときに電圧の状態が切り換わる検出信号を生成する。前進端センサ１８ｃは、ワーク排出部材７０が最も前進した位置（図６に示す押し出し位置Ｌ３）にあることを検出するための位置検出センサである。前進端センサ１８ｃは、エアシリンダ８０に取り付けられ、ピストン８１が押し出し位置Ｌ３に対応する位置にあるか否かを表す検出信号を生成する。これらのセンサ１８ａ〜１８ｃは、ワーク排出部材の位置を検出する検出手段１８を構成している。
位置検出センサは、光センサや磁気センサ等の非接触式センサでもよいし、リミットスイッチ等の接触式センサでもよい。

ＮＣ装置１０は、センサ１８ａ〜１８ｃで生成された検出信号の電圧の状態を読み込み、読み込んだ検出信号の電圧状態に基づいてエアシリンダ８０にワーク排出部材７０を駆動させる。ＮＣ装置１０は、検出手段１８による検出信号（検出結果）に応じてワーク排出部材７０の前進速度を変える駆動制御をエアシリンダ８０に対して行う。

電磁弁１４ａ，１４ｂは、内蔵するばねの付勢力により非通電時の空気（流体）の流通状態が所定の状態とされ、通電時の空気の流通状態が別の状態に切り換わる。方向切換用電磁弁１４ａは、スピードコントローラ１４ｃ，１４ｄに繋がる管路に取り付けられ、ＮＣ装置１０から通電されるとスピードコントローラ１４ｃ，１４ｄに流す空気の流れ方向をワーク排出部材７０が前進する方向とし、ＮＣ装置１０からの通電が停止するとスピードコントローラ１４ｃ，１４ｄに流す空気の流れ方向をワーク排出部材７０が後退する方向とする。速度切換用電磁弁１４ｂは、スピードコントローラ１４ｅに繋がる管路に取り付けられ、ＮＣ装置１０から通電されるとスピードコントローラ１４ｅに空気を流し、ＮＣ装置１０からの通電が停止するとスピードコントローラ１４ｅへの空気の流れを遮断する。これらの電磁弁１４ａ，１４ｂは、図２に示す駆動制御回路１４に組み込まれている。

図２に示すように、駆動制御回路１４は、電磁弁１４ａ，１４ｂ、スピードコントローラ１４ｃ〜１４ｅ、サイレンサ１４ｆ、管路１４ｇ〜１４ｊ，１４ｍ〜１４ｓ、マニホールド１５、等を備えるエア回路である。駆動制御回路１４は、ＮＣ装置１０とともに本発明にいう制御手段２を構成している。この制御手段２に制御されるエアシリンダ８０は、接続された管路の空気の流れに応じて作動する流体圧シリンダの一種である。
本駆動制御回路１４は、メータアウト制御により、エアシリンダ８０内の空気の流れを制御する。すなわち、スピードコントローラ１４ｃ〜１４ｅは、空気がエアシリンダ８０から流出するときに空気の流量を制限し、空気がエアシリンダ８０に流入するときに空気の流量を制限しない。

後退速度調整用スピードコントローラ１４ｃは、入口側管路１４ｇを介してエアシリンダ８０の入口側接続部８０ａに接続され、管路１４ｍを介して方向切換用電磁弁１４ａに接続されている。

第一の前進速度調整用スピードコントローラ１４ｄ（第一の流量調整手段）は、管路１４ｉ及び出口側管路１４ｈを介してエアシリンダ８０の出口側接続部８０ｂに接続され、管路１４ｎを介して方向切換用電磁弁１４ａに接続されている。ここで、管路１４ｉは、エアシリンダ８０に繋がる管路、すなわち、本発明にいう第一の管路である。シリンダ８０からスピードコントローラ１４ｄを通って電磁弁１４ａに向かう空気の設定流量をＱ１（リットル／min）とすると、スピードコントローラ１４ｄは、第一の管路１４ｉに対してワーク排出部材７０を前進させる向きへ第一の設定流量Ｑ１の空気を流す。

第二の前進速度調整用スピードコントローラ１４ｅ（第二の流量調整手段）は、管路１４ｊ，１４ｈを介してエアシリンダの出口側接続部８０ｂに接続され、管路１４ｏを介して速度切換用電磁弁１４ｂに接続されている。ここで、管路１４ｊは、エアシリンダ８０に繋がる管路、すなわち、本発明にいう第二の管路である。シリンダ８０からスピードコントローラ１４ｅを通って電磁弁１４ｂに向かう空気の設定流量をＱ２（リットル／min）とすると、スピードコントローラ１４ｅは、第二の管路１４ｊに対してワーク排出部材７０を前進させる向きへ第二の設定流量Ｑ２の空気を流す。ここで、設定流量をＱ２＞Ｑ１＞０に設定すると、ワーク排出部材は、前進の際にワークに接触する位置（図５に示す速度切換位置Ｌ２）まで十分に高速度となり、速度切換位置Ｌ２からワークを押し出す位置（図６に示す押し出し位置Ｌ３）まで十分に低速度となる。むろん、設定流量をＱ２＜Ｑ１に設定することも本発明に含まれる。
なお、後退速度調整用スピードコントローラ１４ｃの設定流量Ｑ３（リットル／min）の制限は、特に無い。例えば、Ｑ３＞Ｑ２とすると、ワーク排出部材７０が速やかに後退する。

マニホールド１５には、空気流出用管路１５ａ，１５ｃ及び空気流入用管路１５ｂが設けられている。方向切換用電磁弁１４ａは、管路１４ｐ，１４ｑ，１４ｒを介して管路１５ａ，１５ｂ，１５ｃに接続されている。一方、速度切換用電磁弁１４ｂは、マニホールド１５に接続されず、管路１４ｓを介してサイレンサ１４ｆに接続されている。

以上の構成により、駆動制御回路１４及びＮＣ装置１０は、ワーク排出部材７０の前進速度を段階的に変えてワークを背面主軸外に押し出す位置Ｌ３へワーク排出部材７０を前進させる駆動制御をエアシリンダ８０に対して行う。本実施形態のワーク排出部材７０の前進速度は、後退位置Ｌ１から速度切換位置Ｌ２までの高速度と、速度切換位置Ｌ２から押し出し位置Ｌ３までの低速度と、の二段階とされている。

図３は、本発明にいう主軸となる背面主軸５０を含む旋盤１の要部を示している。図に示すように、背面主軸台４０の上には、背面主軸５０、把持手段６０、ワーク排出部材７０、エアシリンダ８０、等が設けられている。
背面主軸５０は、背面主軸台４０に対してベアリング５３を介して回転可能に取り付けられ、ワーク排出部材７０を軸方向Ｄ１へ挿入可能とされている。すなわち、背面主軸５０は、ワーク排出部材７０の周りで回転軸ＡＸ１を中心として回転する。背面主軸５０は、ＮＣ装置１０の制御に従ったタイミングで背面主軸用モータにより回転駆動される。

把持手段６０は、背面側コレット（把持具）６１、コレット保持部材６２、コレット開閉機構６３〜６９、を備え、背面主軸５０に挿入されたワークＷ１を加工前に把持して加工後に解放する。
コレット６１は、背面主軸５０の先端部に取り付けられ、前方から供給されるワークＷ１を解放可能に把持し、背面主軸５０とともに回転するようにされている。コレット６１は、後側となるほど細くなるテーパ部分６１ａが形成され、このテーパ部分の複数の箇所（例えば３箇所）にすりわりが形成されている。従って、テーパ部分６１ａが締め付けられるとワークが把持され、テーパ部分６１ａが緩められるとワークが解放される。
コレット保持部材６２は、背面主軸５０の先端部に取り付けられ、該背面主軸５０の先端部にコレット６１を保持する。

コレット開閉機構は、コレット閉じ部材６３、コレット開き用のコイルばね６４、延長部材６５、爪開閉機構６６、シフター６７、シフターレバー６８、背面側コレット開閉用アクチュエータ６９、を有している。コレット閉じ部材６３は、コレットのテーパ部分６１ａに接触し、背面主軸５０の軸方向Ｄ１へスライドするようにされている。コイルばね６４は、前進方向Ｄ２側の端部がコレット６１に掛止され、後退方向Ｄ３側の端部がコレット閉じ部材６３の内周面に掛止されて、コレット閉じ部材６３を後退方向Ｄ３へ付勢している。延長部材６５は、コレット閉じ部材６３の後端部に接触し、軸方向Ｄ１へスライドするようにされている。爪開閉機構６６は、背面主軸５０と共に回転動作可能な爪部材６６ａと、この爪部材６６ａを背面主軸５０に保持するホルダ６６ｂとを有している。爪部材６６ａの基部６６ａ１は、延長部材６５の後端部に接触している。シフター６７は、後側となるほど細くなるテーパ部分６７ａが形成され、軸方向Ｄ１へスライドするようにされている。シフターのテーパ部分６７ａは、爪部材６６ａの先端部６６ａ２に接触している。シフターレバー６８は、アクチュエータ６９の駆動によりシフター６７を軸方向Ｄ１へスライドさせる。アクチュエータ６９は、コレット６１を締め付けるための駆動力をＮＣ装置１０の制御に従って発生させる。

以上の構成により、シフター６７を後退方向Ｄ３へ移動させる駆動力をアクチュエータ６９がシフターレバー６８へ伝えると、後退したシフター６７が爪部材先端部６６ａ２を拡げるように爪部材６６ａを回転動作させる。すると、爪部材の基部６６ａ１が延長部材６５を介してコレット閉じ部材６３を前進方向Ｄ２へスライドさせ、コレット６１が締め付けられる。これにより、コレット６１でワークＷ１が把持される。一方、シフター６７を前進方向Ｄ２へ移動させる駆動力をアクチュエータ６９がシフターレバー６８へ伝えると、コレット開き用ばね６４の付勢力によりコレット閉じ部材６３及び延長部材６５が後退し、爪部材先端部６６ａ２が狭まるように爪部材６６ａが回転動作する。これにより、コレット６１が緩められ、ワークＷ１がコレット６１から解放される。

ワーク排出部材７０は、前進方向Ｄ２及び後退方向Ｄ３へ移動可能に背面主軸５０内へ挿入され、背面主軸５０の回転軸ＡＸ１を中心として回転可能とされている。ここで、前進方向Ｄ２はワークＷ１を軸方向Ｄ１に沿って背面主軸５０の前方外部へ押し出す方向であり、後退方向Ｄ３は前進方向Ｄ２の反対方向である。本ワーク排出部材７０は、軸方向Ｄ１へ貫通した貫通穴７２ｃを有する略円筒状のワーク排出軸７２と、このワーク排出軸の先端部７２ａに対して着脱可能に取り付けられた排出ピン７４とを有する構成とされている。

エアシリンダ８０は、背面主軸台４０に取り付けられ、ピストン８１を前進方向Ｄ２へ突出させている。ピストン８１の先端は、ワーク排出軸７２の後端に連結されている。エアシリンダ８０には、速度切換用センサ１８ｂがセンサ固定部材（速度切換位置調整手段）８２で固定され、前進端センサ１８ｃがセンサ固定部材（押し出し位置調整手段）８３で固定されている。センサ固定部材８２，８３は、ねじ８２ａ，８３ａを緩めると背面主軸の軸方向Ｄ１へ移動可能となり、ねじ８２ａ，８３ａを締めるとエアシリンダ８０に固定される。速度切換用センサ１８ｂは、速度切換位置Ｌ２に対応するエアシリンダ８０内の位置をピストン８１が横切っているか否かを検出し、対応する検出信号をＮＣ装置１０へ出力する。前進端センサ１８ｃは、押し出し位置Ｌ３に対応するエアシリンダ８０内の位置をピストン８１が横切っているか否かを検出し、対応する検出信号をＮＣ装置１０へ出力する。従って、センサ固定部材８２，８３の位置を調整することにより、ワーク排出部材の速度切換位置Ｌ２や押し出し位置Ｌ３が調節される。

また、背面主軸５０の後端部にある後退端センサ１８ａは、後退位置Ｌ１に対応する位置をワーク排出部材７０の後端部が横切っているか否かを検出し、対応する検出信号をＮＣ装置１０へ出力する。
エアシリンダ８０は、センサ１８ａ〜１８ｃによる検出信号に応じた駆動速度でワーク排出部材７０を前進方向Ｄ２及び後退方向Ｄ３へ駆動する。

以上の他、背面主軸台４０には、ワークＷ１に切削油を供給する切削油供給機構５５、コレット６１のすりわりから背面主軸５０内に切削くずや油が入らないように抑止するための圧空を背面主軸５０内に供給するブロー用エア供給機構５６、ベアリング５３部分の油が主軸内に入らないように抑止するための圧空を供給するシール用エア供給機構５７、等も設けられている。

（２）工作機械の動作、作用、効果：
本旋盤１は、ＮＣ装置１０の制御により、例えば、図４に示すタイミングチャートに従ってワークＷ１を連続して背面加工する。なお、速度切換用センサ１８ｂの取り付け位置は製品の種類に合わせた速度切換位置Ｌ２に対応する位置とされ、前進端センサ１８ｃの取り付け位置はワーク排出部材７０に合わせた押し出し位置Ｌ３に対応する位置とされ、スピードコントローラ１４ｃ〜１４ｅの設定流量は製品の種類に合わせた流量とされているものとする。
背面側コレット６１が開いているとき、図３に示すように、ＮＣ装置１０の制御により正面加工後のワークＷ１が背面側コレット６１に供給される（タイミングt1〜t2）。このタイミングで、例えば、正面主軸２１が背面主軸５０の方へ移動する。このとき、後退端センサ１８ａはワーク排出部材７０が後退位置Ｌ１に存在する意味のオンの検出信号を生成し、速度切換用センサ１８ｂはワーク排出部材７０が速度切換位置Ｌ２よりも後退側に存在する意味のオフの検出信号を生成し、前進端センサ１８ｃはワーク排出部材７０が押し出し位置Ｌ３に存在しない意味のオンの検出信号を生成している。ここで、オンの検出信号は例えばハイレベルの電圧信号で表され、オフの検出信号は例えばローレベルの電圧信号で表される。

その後のタイミングt3では、背面側コレット開閉用アクチュエータ６９がシフター６７を後退方向Ｄ３へ移動させる。これにより、コレット６１が閉じ、ワークＷ１がコレット６１に把持される。そして、正面側コレット２２からワークＷ１が解放される。
その後のタイミングt4〜t5では、ＮＣ装置１０の制御によりワークＷ１の背面加工が行われる。このタイミングで、例えば、工具主軸送りモータ３６が工具３２をワークＷ１に当てるように駆動し、背面主軸５０が軸方向Ｄ１へ移動する。
その後のタイミングt6では、コレット開閉用アクチュエータ６９がシフター６７を前進方向Ｄ２へ移動させる。これにより、コレット６１が開き、背面加工後のワークＷ１が解放される。

以下、ＮＣ装置１０及び駆動制御回路１４は、ワークＷ１から離間した後退位置Ｌ１に待機しているワーク排出部材７０を前進方向Ｄ２へ移動させる際、まず、第一の管路１４ｉに第一の設定流量Ｑ１の空気を流すとともに第二の管路１４ｊに第二の設定流量Ｑ２の流体を流す。次に、ＮＣ装置１０及び駆動制御回路１４は、前進するワーク排出部材７０がワークＷ１に接触する位置となるまでに第二の管路１４ｊの流体の流れを停止させる。その後、ワーク排出部材７０がワークＷ１を背面主軸外へ押し出す位置Ｌ３となったときに第一の管路１４ｉの流体の流れが停止する。

まず、タイミングt7では、ＮＣ装置１０が方向切換用電磁弁１４ａと速度切換用電磁弁１４ｂとをオン（通電状態）にする。図２を参照して説明すると、後退速度調整用スピードコントローラ１４ｃは、方向切換用電磁弁１４ａを介して空気流入用管路１５ｂに繋がり、エアシリンダ８０の入口側接続部８０ａに空気を供給可能とされる。第一の前進速度調整用スピードコントローラ１４ｄは、方向切換用電磁弁１４ａを介して空気流出用管路１５ａに繋がり、エアシリンダ８０の出口側から第一の設定流量Ｑ１の空気を流出させる。第二の前進速度調整用スピードコントローラ１４ｅは、速度切換用電磁弁１４ｂを介してサイレンサ１４ｆに繋がり、エアシリンダ８０の出口側から第二の設定流量Ｑ２の空気を流出させる。従って、エアシリンダ８０で駆動されるワーク排出部材７０は、流量（Ｑ１＋Ｑ２）に対応した高速度で後退位置Ｌ１から前進していく。
なお、後退端センサ１８ａの検出信号は、オンからオフに切り換わる。

タイミングt8で図５に示すようにワーク排出部材７０が速度切換位置Ｌ２を通過すると、速度切換用センサ１８ｂの検出信号がオフからオンに切り換わる。ＮＣ装置１０は、速度切換用センサ１８ｂの検出信号を監視しており、この検出信号がオフからオンに切り換わったと判断すると速度切換用電磁弁１４ｂをオフ（非通電状態）にする。すると、第二の前進速度調整用スピードコントローラ１４ｅは、サイレンサ１４ｆから遮断され、第二の管路１４ｊに空気を流さない。従って、ワーク排出部材７０は、背面加工後のワークＷ１に接触する直前の速度切換位置Ｌ２で前進速度が流量Ｑ１に対応した低速度に切り換わる。そして、低速度で前進する排出ピン７４は、ワークＷ１を押し、タイミングt9で図６に示すように押し出し位置Ｌ３に到達する。加工後のワークＷ１は、背面主軸５０から前進方向Ｄ２へ押し出され、図示しない製品受けへ排出される。
なお、押し出し位置Ｌ３にあるときの排出ピン７４の先端は、図６では背面主軸５０の外部となる位置として示しているが、背面主軸５０の先端と等しくなる位置とすることも可能であるし、背面主軸５０の先端よりも後退側の位置とすることも可能である。

タイミングt9でワーク排出部材７０が押し出し位置Ｌ３に到達すると、前進端センサ１８ｃの検出信号がオフからオンに切り換わる。ＮＣ装置１０は、前進端センサ１８ｃの検出信号を監視しており、この検出信号がオフからオンに切り換わったと判断すると、タイミングt10で方向切換用電磁弁１４ａをオフ（非通電状態）にする。すると、図２に示すように、後退速度調整用スピードコントローラ１４ｃは、方向切換用電磁弁１４ａを介して空気流出用管路１５ｃに繋がり、エアシリンダ８０の入口側から設定流量Ｑ３の空気を流出させる。第一の前進速度調整用スピードコントローラ１４ｄは、方向切換用電磁弁１４ａを介して空気流入用管路１５ｂに繋がり、エアシリンダ８０の出口側接続部８０ｂに空気を供給可能とされる。従って、ワーク排出部材７０は、流量Ｑ３に対応した速度で押し出し位置Ｌ３から後退していく。
なお、後退するワーク排出部材７０が速度切換位置Ｌ２を通過すると、速度切換用センサ１８ｂの検出信号がオンからオフに切り換わる。

タイミングt11でワーク排出部材７０が後退位置Ｌ１に到達すると、後退端センサ１８ａの検出信号がオフからオンに切り換わる。ＮＣ装置１０は、後退端センサ１８ａの検出信号を監視しており、この検出信号がオフからオンに切り換わったと判断すると、タイミングt1〜t11で次のワークＷ１が背面加工される。
以上のタイミングt1〜t11に従った動作が繰り返されることにより、ワークＷ１が連続して背面加工される。

以上説明したように、本実施形態の旋盤１は、ワーク排出部材７０の前進速度が段階的に変わる。従って、旋盤１として例示した本発明によると、ワークを押し出す処理の自由度を向上させることが可能な工作機械を提供することができる。ここで、ワーク排出部材７０は速度切換位置Ｌ２まで高速度で前進してワークＷ１に接触する前で低速度に切り換わるので、加工品後端の傷の発生が抑止され、製品が製品受けから出てしまうことも抑止される。その上で、ワーク排出部材７０が後退位置からワーク後部まで移動する時間が短くなる。
また、本旋盤１は、上記駆動制御回路１４を備えているので、高価なサーボモータを用いずに、安価なエアシリンダを用いてワーク排出部材の移動速度を段階的に変えることができる。ここで、駆動制御回路１４は、電磁弁１４ａ，１４ｂ及びスピードコントローラ１４ｃ〜１４ｅを用いて構成されている。従って、本旋盤１は、安価な回路でワーク排出部材の前進速度を速やかに切り換えることができ、ワークを押し出す処理を迅速に行うことができる。
さらに、本旋盤１は、上記検出手段１８を備えているので、ワーク排出部材７０の位置を検出した結果に応じてワーク排出部材７０の前進速度が変わる。従って、本旋盤１は、ワークを押し出す処理をより正確に行うことができる。

（３）変形例：
ところで、本発明は正面加工を行う部分の旋盤等にも適用可能であるため、本発明にいう主軸が正面主軸で構成されてもよい。この場合、正面主軸にワークを供給するワーク供給手段をローダー等で構成すればよい。
ワーク排出部材は、単一の部品からなる棒状（筒状を含む）の部材でもよい。
ワーク排出部材を駆動するアクチュエータは、前進方向及び後退方向へワーク排出部材を駆動するアクチュエータでなく、前進方向へのみワーク排出部材を駆動するアクチュエータでもよい。例えば、ワーク排出部材を後退方向へ付勢するばねやゴム等の弾性部材が主軸内に設けられると、この弾性部材によりワーク排出部材が後退する。

ワーク排出部材を駆動するアクチュエータは、エアシリンダを用いて構成される以外にも、油圧シリンダ等の流体圧シリンダを用いて構成されてもよいし、電動シリンダ等のように電気エネルギーから機械的な仕事をするアクチュエータを用いて構成されてもよい。流体圧シリンダ内に流す流体は、空気でなく、油等でもよい。
流体圧シリンダの駆動制御は、メータアウト制御でなく、メータイン制御等でもよい。例えば、工作機械に、流体圧シリンダの入口側に第一の設定流量の流体を供給する手段と、流体圧シリンダの入口側に第二の設定流量の流体を供給する手段と、速度切換位置で第二の設定流量の流体の供給を停止させる手段とを設けてもよい。この工作機械は、流体圧シリンダのメータイン制御を行うことができる。
ワーク排出部材の前進速度は、二段階ではなく、三段階以上とされてもよい。

ワーク排出部材の前進速度を切り換える制御は、ＮＣ装置に関係無く行われてもよい。例えば、速度切換用センサ１８ｂからの検出信号に基づいて速度切換用電磁弁１４ｂの通電状態と非通電状態とを切り換える電気回路が工作機械に設けられてもよい。前進するワーク排出部材７０が速度切換位置Ｌ２を通過したときに前記電気回路が速度切換用電磁弁１４ｂを通電状態から非通電状態に切り換えると、ＮＣ装置１０に関係無くワーク排出部材７０の前進速度が切り換わる。
むろん、ワーク排出部材の移動方向を切り換える制御も、ＮＣ装置に関係無く行われてもよい。

ワーク排出部材の前進速度を低速にする構成は、上記駆動制御回路１４を用いた構成でなくてもよい。例えば、前進するワーク排出部材に対して速度切換位置から押し出し位置まで摩擦力等の負荷を加える構成を工作機械が備えていれば、ワーク排出部材の前進速度が速度切換位置で切り換わる。また、前進するピストンが速度切換位置に対応する位置で増加する負荷を検出する工作機械では、負荷の増加を検出したときにピストンの前進速度を低下させてもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。

旋盤の電気回路の一例を示すブロック図。 図１に示す旋盤を構成する駆動制御回路を示すエア回路図。 ワーク排出部材を後退位置で停止させた旋盤の要部を一部断面視して示す平面図。 旋盤の動作の一例を示すタイミングチャート。 ワーク排出部材が速度切換位置にあるときの旋盤の要部を一部断面視して示す平面図。 ワーク排出部材を押し出し位置へ移動させた旋盤の要部を一部断面視して示す平面図。

符号の説明

１…旋盤（工作機械）、２…制御手段、
１０…数値制御装置、
１４…駆動制御回路、
１４ａ…方向切換用電磁弁、１４ｂ…速度切換用電磁弁、
１４ｃ…後退速度調整用スピードコントローラ、
１４ｄ…第一の前進速度調整用スピードコントローラ（第一の流量調整手段）、
１４ｅ…第二の前進速度調整用スピードコントローラ（第二の流量調整手段）、
１４ｇ…入口側管路、１４ｈ…出口側管路、１４ｉ…第一の管路、１４ｊ…第二の管路、
１５…マニホールド、１５ａ〜１５ｃ…管路、
１８…検出手段、
１８ａ…後退端センサ、１８ｂ…速度切換用センサ、１８ｃ…前進端センサ、
２１…正面主軸、３２…工具、
４０…背面主軸台、５０…背面主軸、
６０…把持手段、６１…背面側コレット、６９…背面側コレット開閉用アクチュエータ、
７０…ワーク排出部材、７２…ワーク排出軸、７４…排出ピン、
８０…エアシリンダ（アクチュエータ）、
８０ａ…入口側接続部、８０ｂ…出口側接続部、
８１…ピストン、８２…センサ固定部材（速度切換位置変更手段）、
ＡＸ１…回転軸、Ｄ１…軸方向、Ｄ２…前進方向、Ｄ３…後退方向、
Ｌ１…後退位置、Ｌ２…速度切換位置、Ｌ３…押し出し位置、
Ｗ１…ワーク、

Claims (4)

1. ワークを解放可能に把持する把持手段を設けた主軸と、
   該主軸内に挿入され、前記ワークを押し出す前進方向、及び、該前進方向の反対方向へ移動可能なワーク排出部材と、
   該ワーク排出部材を少なくとも前記前進方向へ駆動するアクチュエータと、
   前記ワーク排出部材の前進速度を段階的に変えて前記ワークを前記主軸外に押し出す位置へ前記ワーク排出部材を前進させる駆動制御を前記アクチュエータに対して行う制御手段とを備えることを特徴とする工作機械。
2. 前記アクチュエータは、シリンダを用いて構成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。
3. 前記ワーク排出部材の位置を検出する検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に応じて前記ワーク排出部材の前進速度を変える駆動制御を前記アクチュエータに対して行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
4. 前記アクチュエータは、接続された管路の流体の流れに応じて作動する流体圧シリンダを用いて構成され、
   前記制御手段は、
   前記流体圧シリンダに繋がる第一の管路に対して前記ワーク排出部材を前進させる向きへ第一の設定流量の流体を流す第一の流量調整手段と、
   前記流体圧シリンダに繋がる第二の管路に対して前記ワーク排出部材を前進させる向きへ第二の設定流量の流体を流す第二の流量調整手段とを有し、
   前記ワークから離間した位置に待機している前記ワーク排出部材を前記前進方向へ移動させる際、前記第一の管路に前記第一の設定流量の流体を流すとともに前記第二の管路に前記第二の設定流量の流体を流し、前進する前記ワーク排出部材が前記ワークに接触する位置となるまでに前記第二の管路の流体の流れを停止させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の工作機械。

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