JP2023068686A - ワーク支持装置及び工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの装着に要する時間の短縮を実現するワーク支持装置及び工作機械を提供すること。【解決手段】ワーク支持装置は、ベースに対して所定軸線方向に相対移動可能に設けられ、軸体の所定位置に仮装着されたワークを軸体側に押圧するプッシャーと、ベースに対して支持軸の回りに相対回転可能に設けられ、ワークに当接することによりプッシャーによって押圧されたワークを周方向の所定回転位置に位置決めする位置決め部材と、ベースに対するプッシャーの相対移動を位置決め部材の相対回転に変換して、プッシャーと位置決め部材とを連動させる連動機構と、を備える。【選択図】図２

Description

本明細書は、ワーク支持装置及び工作機械に関するものである。

従来から、例えば、下記特許文献１に開示されたワーク支持装置が知られている。この従来のワーク支持装置は、工作機械の主軸の上部に設けられ、上下方向に延びるシリンダのピストンの下方端部にＶヤゲン及びプッシャーが取り付けられている。従来のワーク支持装置は、供給シュートから搬送された機械加工前のワークをＶヤゲンが受けて把持する。そして、従来のワーク支持装置は、ピストンによってワークを主軸の中心に移動させた後、プッシャーがワークを押圧して主軸に装着し、チャックがワークを保持するようになっている。

特開平２－０８８１０６号公報

ところで、上記従来のワーク支持装置は、搬送された機械加工前のワークをＶヤゲンが受けて把持し、その後、ピストンによって主軸における中心まで移動させたワークをプッシャーが押圧することにより、ワークを主軸に装着する。つまり、上記従来のワーク支持装置では、Ｖヤゲンがワークを把持する動作とプッシャーによってワークを押圧する動作とが、それぞれ、独立して行われる。このため、ワークの主軸への装着に要する時間が長くなり、ひいては、主軸に装着したワークの機械加工を完了するまでのサイクルタイムが長くなる可能性がある。

又、工作機械によってワークを加工する際には、ワークの周方向における回転位置（或いは、位相）を所定回転位置に位置決めすることが行われる。ところが、上記従来のワーク支持装置では、Ｖヤゲンがワークを受けて把持する際に、ワークの回転位置（或いは、位相）を所定回転位置に位置決めしない。この場合、例えば、主軸にワークを装着した後に、別途、ワークを所定回転位置に位置決めする必要がある。このため、ワークの主軸への装着に要する時間が長くなり、その結果、サイクルタイムが長くなる可能性がある。従って、生産性を向上させる観点から、ワークの装着に要する時間を短縮できることが望まれる。

本明細書は、ワークの装着に要する時間の短縮を実現するワーク支持装置及び工作機械を提供することを目的とする。

本明細書は、ベースに対して所定軸線方向に相対移動可能に設けられ、軸体の所定位置に仮装着されたワークを軸体側に押圧するプッシャーと、ベースに対して支持軸の回りに相対回転可能に設けられ、ワークに当接することによりプッシャーによって押圧されたワークを周方向の所定回転位置に位置決めする位置決め部材と、ベースに対するプッシャーの相対移動を位置決め部材の相対回転に変換して、プッシャーと位置決め部材とを連動させる連動機構と、を備えるワーク支持装置を開示する。

これによれば、連動機構がプッシャーと位置決め部材とを連動させることにより、プッシャーが仮装着されたワークを押圧して軸体の所定位置に位置決めすると共に、位置決め部材がワークＷの回転位置（位相）を所定回転位置に位置決めすることができる。従って、ワーク支持装置は、ワークを軸体に装着する際に、軸体の所定位置及びワークの所定回転位置の位置決めの両方を連動させて一時に行うことができるため、ワークの軸体への装着に要する時間を短縮することができる。その結果、ワークの加工に要するサイクルタイムを短縮することができ、ワークの生産性を向上させることができる。

ワーク支持装置を備えた工作機械の構成を説明するための側面図である。 図１のワーク支持装置の構成を説明するための一部断面図である。 ワーク支持装置のプッシャーがワークの押圧を開始する状態を説明するための図である。 ワーク支持装置のプッシャーによるワークの押圧に連動して位置決め部材が相対回転する状態を説明するための図である。 ワーク支持装置の位置決め部材がワークを所定回転位置に位置決めする状態を説明するための図である。 図５の位置決め部材によってワークが所定回転位置まで回転する状態を説明するための斜視図である。

以下、ワーク支持装置及び工作機械について、図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、工作機械がワーク支持装置によって位置決めされたワークに対してセンタ穴を加工する場合を例示して説明する。

１．工作機械１０
工作機械１０は、図１に示すように、ベッド１１上に設けられる。工作機械１０は、Ｚ軸駆動装置２０及びＸ軸駆動装置３０によって支持された加工ヘッド４０と、ワークＷを保持する主軸装置５０と、加工ヘッド４０に取り付けられたワーク支持装置６０と、を備えている。

Ｚ軸駆動装置２０は、Ｚ軸線方向（前後方向）に平行に延設されたボールねじ２１と、ボールねじ２１に螺合するナット（図示省略）に組み付けられたＺ軸スライド２２とを有する。ボールねじ２１は、Ｚ軸移動用サーボモータ２３によって回転駆動される。これにより、Ｚ軸スライド２２は、ベッド１１上に設けられた一対のガイドレール２４と、Ｚ軸スライド２２に固定されたガイドブロック２５とによって案内されて、Ｚ軸線方向（前後方向）に沿って移動する。

Ｘ軸駆動装置３０は、Ｚ軸駆動装置２０のＺ軸スライド２２上にて、Ｘ軸線方向（左右方向）に平行に延設されたボールねじ３１を有する。又、Ｘ軸駆動装置３０は、ボールねじ３１に螺合するナット（図示省略）に組み付けられたＸ軸スライド３２を有する。ボールねじ３１は、Ｘ軸移動用サーボモータ３３によって回転駆動される。これにより、Ｘ軸スライド３２は、ベッド１１上に設けられた一対のガイドレール３４によって案内されて、Ｘ軸線方向（左右方向）に沿って移動する。

加工ヘッド４０は、Ｘ軸駆動装置３０のＸ軸スライド３２上にて支持されている。これにより、加工ヘッド４０は、Ｚ軸駆動装置２０及びＸ軸駆動装置３０の駆動により、ベッド１１に対してＺ軸線方向（前後方向）及びＸ軸線方向（左右方向）、即ち、水平面内の方向に移動することができる。

加工ヘッド４０は、図１に示すように、タレット４１とタレット回転装置４２とを備えている。タレット４１は、多角形状（例えば、十角形）の刃物台（工具台）であり、ワークを加工する複数の工具４３及び工具４４を保持する。又、タレット４１は、後述するワーク支持装置６０も保持する。

ここで、本実施形態においては、３つの工具４３がセンタ穴ドリルであり、１つの工具４４が端面切削工具である場合を例示する。尚、工具４３，４４については、これらに限られるものではなく、バイト等の切削工具や、エンドミル等の回転工具であっても良い。

タレット回転装置４２は、図１に示すように、タレット４１を回転駆動するタレット駆動用モータ４５を備えている。これにより、加工ヘッド４０においては、タレット回転装置４２が回転駆動することによってタレット４１が回転し、ワークＷの加工に対応する工具４３又は工具４４が旋回割出しによって選択され、又、ワーク支持装置６０が旋回割出しによって選択される。

主軸装置５０は、ベッド１１上において、加工ヘッド４０のＺ軸線方向（前後方向）における前進端の位置近傍に設けられている。主軸装置５０は、Ｙ軸線方向（上下方向）に平行に延設されたボールねじ５１と、ボールねじ５１に螺合するナット（図示省略）に組み付けられたＹ軸スライド５２とを有する。ボールねじ５１は、Ｙ軸移動用サーボモータ５３によって回転駆動される。これにより、Ｙ軸スライド５２は、ベッド１１上に立設された一対のガイドレール５４によって案内されて、Ｙ軸方向（上下方向）に沿って移動（昇降）する。

又、主軸装置５０は、Ｙ軸スライド５２に組み付けられたチャック保持台５５に支持された軸体であり主軸としてのチャック５６を備える。チャック５６は、所定軸線であるＺ軸線方向（前後方向）に沿って水平に配置されている。又、チャック５６の先端部には、後述するワーク支持装置６０によって位置決めされるワークＷの所定回転位置に対応する位置決めピン５６ａが設けられる（図６を参照）。

又、チャック５６の先端部には、チャック爪５７及び着座部材５８が設けられている。チャック爪５７は、チャック５６の先端部に設けられている。そして、チャック爪５７は、鉤状に形成されており（図６を参照）、例えば、Ｚ軸線方向（前後方向）に平行な回転軸線回りに回転することにより、ワークＷを着座部材５８と共に挟持してワークＷを保持する。

尚、チャック保持台５５は、内部に回転角度を制御可能な回転駆動モータ等を含むチャック回転装置（図示省略）を備えている。これにより、チャック５６、チャック爪５７及び着座部材５８と、チャック５６（より詳しくは、着座部材５８）に着座し且つチャック爪５７によって保持されたワークＷは、チャック回転装置によって加工ヘッド４０の回転軸線に直角な回転軸線回りに回転することができる。

ここで、Ｚ軸移動用サーボモータ２３、Ｘ軸移動用サーボモータ３３及びＹ軸移動用サーボモータ５３の各回転位置は、図示を省略するエンコーダによって検出されるようになっている。これにより、Ｚ軸スライド２２、Ｘ軸スライド３２及びＹ軸スライド５２の各々の位置が把握できるようになっている。又、本実施形態においては、サーボモータを用いるが、回転角度を制御可能なモータであれば、如何なるモータであってもよく、例えば、サーボモータに代えてステップモータを用いることも可能である。

２．ワーク支持装置６０
ワーク支持装置６０は、図２に示すように、ベース６１、プッシャー６２、位置決め部材６３、及び、連動機構６４を有している。ベース６１は、例えば、金属製であり、複数のブロックからなるベース本体６１１と、加工ヘッド４０のタレット４１に取り付けるための取付プレート６１２とを有する。そして、本実施形態においては、ベース６１は、ベース本体６１１が取付プレート６１２に固定された状態でタレット４１に組み付けられる。

２－１．プッシャー６２
プッシャー６２は、ベース６１、より詳しくは、ベース本体６１１に対して所定軸線方向であるＺ軸線方向（前後方向）に相対移動可能に設けられ、主軸装置５０のチャック５６の所定位置に仮装着されたワークＷをチャック５６側（即ち、主軸装置５０側）に押圧する。このため、本実施形態において、プッシャー６２は、押圧部６２１、ロッド６２２、第一スプリング６２３、プレート部材６２４、及び、第二スプリング６２５を有する。

押圧部６２１は、チャック５６に仮装着されたワークＷに接触し、ワークＷをＺ軸線方向（前後方向）にてチャック５６側に押圧する。このため、押圧部６２１は、ロッド６２２のワークＷ側の端部に固定される（例えば、図３を参照）。そして、押圧部６２１は、ベース６１（ベース本体６１１）の端面からワークＷ側に向けて突出している（例えば、図３を参照）。

ロッド６２２は、図２に示すように、押圧部６２１が固定されてベース６１（ベース本体６１１）の端面からワークＷ側に向けて突出している先端側に比べて、基端側が大径となる段付き形状に形成されている。そして、ロッド６２２は、大径部分がベース本体６１１の内部に収容されており、大径部分がベース本体６１１の内部においてスリーブ部材６１３によって摺動可能に（相対移動可能）に支持される。ここで、ロッド６２２の大径部分は、ベース本体６１１に組み付けられたストッパ部材６１４によって、ベース本体６１１から離脱することが防止されている。又、ロッド６２２の基端側には、第一スプリング６２３を収容する収容凹部６２２ａが設けられている。

第一スプリング６２３は、ロッド６２２の収容凹部６２２ａに収容される。第一スプリング６２３は、収容凹部６２２ａの底面（図２において収容凹部６２２ａの左側）とプレート部材６２４との間において圧縮状態とされている。これにより、ロッド６２２は、第一スプリング６２３の付勢力により、常に、大径部分がストッパ部材６１４に当接する方向、即ち、押圧部６２１がワークＷを押圧する方向に付勢されている（例えば、図３を参照）。

プレート部材６２４は、例えば、円盤状に形成されており、ベース本体６１１に対して相対移動可能に設けられている。プレート部材６２４には、第二スプリング６２５を収容する凹部６２４ａが設けられる。第二スプリング６２５は、第一スプリング６２３よりも大径であり、第一スプリング６２３よりも大きな付勢力を発生する。

ここで、プレート部材６２４及び第二スプリング６２５は、ワーク支持装置６０がワークＷを押圧する際に、ワークＷ及びプッシャー６２が破損することを防止する安全装置として機能する。例えば、ワークＷを押圧する際にプッシャー６２に過大な反力が作用した場合、第一スプリング６２３の付勢力に抗して押圧部６２１及びロッド６２２が後退し、ロッド６２２の基端側がプレート部材６２４に当接する場合がある。この場合、プレート部材６２４が、第一スプリング６２３よりも大きな第二スプリング６２５の付勢力に抗してロッド６２２と共に後退する。これにより、プレート部材６２４及び第二スプリング６２５は、押圧部６２１からワークＷに作用する押圧力を低減してワークＷが破損することを防止することができ、又、プッシャー６２が過大な反力によって破損することも防止することができる。

２－２．位置決め部材６３
位置決め部材６３は、ベース６１、より詳しくは、ベース本体６１１に対して相対回転可能に設けられ、チャック５６の所定位置に仮装着されたワークＷの外周面に当接することにより、プッシャー６２によって押圧されたワークＷを周方向の所定回転位置に位置決めする。このため、本実施形態において、位置決め部材６３は、図２に示すように、レバー６３１、支持軸６３２、当接部としてのＶヤゲン６３３、付勢部材としての第三スプリング６３４、及び、ばね受け６３５を有する。

レバー６３１は、棒状に形成されており、ベース本体６１１の内部に設けられた支持軸６３２の回りに相対回転する。そして、レバー６３１は、支持軸６３２よりも先端側、即ち、ワークＷ側（例えば、図３を参照）がベース６１（ベース本体６１１）の端面から突出し、支持軸６３２よりも基端側がベース６１（ベース本体６１１）の内部に収容されている。

支持軸６３２は、図２に示すように、プッシャー６２及び位置決め部材６３のレバー６３１を含む仮想平面Ｓの面内において、レバー６３１をベース６１（ベース本体６１１）に対して相対回転するように支持する軸である。ここで、本実施形態において、支持軸６３２は、図２に紙面に垂直な方向に延びる軸として設けられ、仮想平面Ｓは、支持軸６３２に直交する平面である。

当接部としてのＶヤゲン６３３は、レバー６３１の先端において、支持軸６３２と平行な軸線の回りで回転可能に設けられる。Ｖヤゲン６３３は、Ｚ軸線方向から見た場合に、Ｚ軸線に沿って延びるＶ字状の溝６３３ａを有する。これにより、後述するように、Ｖヤゲン６３３の溝６３３ａがワークＷの周面に設けられた凸部Ｗ１に当接した場合、Ｖ字状の溝６３３ａは、凸部Ｗ１を二点で当接する。そして、Ｖヤゲン６３３は、後述するように、溝６３３ａの内部に凸部Ｗ１を案内することにより、ワークＷを周方向に沿って回転させて所定回転位置に位置決めする。

尚、本実施形態においては、所定回転位置をチャック５６に設けられた位置決めピン５６ａにより決定するようにする。しかし、例えば、Ｖヤゲン６３３の溝６３３ａが凸部Ｗ１を二点で支持した回転位置を所定回転位置として決定することも可能である。又、本実施形態においては、当接部としてＶ字状の溝６３３ａを有するＶヤゲン６３３を用いるが、当接部としてＵ字状の溝を有するＵブロック等を用いることが可能であることは言うまでもない。

付勢部材としての第三スプリング６３４は、レバー６３１の基端側に設けられた収容凹部６３１ａに収容される。第三スプリング６３４は、収容凹部６３１ａの底面（図２において収容凹部６３１ａの上側）と、ベース本体６１１に固定されたばね受け６３５との間において圧縮状態とされている。これにより、レバー６３１は、第三スプリング６３４の付勢力により、常に、支持軸６３２よりも基端側がロッド６２２の基端に向けて付勢されている。

２－３．連動機構６４
連動機構６４は、ベース６１（ベース本体６１１）に対するプッシャー６２の相対移動を位置決め部材６３の相対回転に変換して、プッシャー６２と位置決め部材６３とを連動させる機構である。このため、連動機構６４は、図２に示すように、押圧面６４１及び被押圧面６４２を有する。

押圧面６４１は、プッシャー６２のロッド６２２の基端に設けられる。押圧面６４１は、仮想平面Ｓにおいて断面直線状に形成され、且つ、所定軸線方向であるＺ軸線方向（前後方向）に対して傾斜した斜面である。本実施形態において、押圧面６４１は、図２に示すように、Ｚ軸線方向においてロッド６２２の基端側（後側であって第一スプリング６２３側））からロッド６２２の先端側（前側であって押圧部６２１側）に向けてＹ軸線方向に下がる傾斜した斜面に形成されている（例えば、図６を参照）。

被押圧面６４２は、支持軸６３２に対してＶヤゲン６３３と反対側であるレバー６３１の基端に設けられる。被押圧面６４２は、仮想平面Ｓにおいて断面曲線状の凸状曲面である（例えば、図６を参照）。そして、凸状曲面の被押圧面６４２は、第三スプリング６３４の付勢力によって斜面の押圧面６４１に向けて付勢されており、常に、押圧面６４１と被押圧面６４２とは接触した状態が維持される。

本実施形態の連動機構６４においては、プッシャー６２がベース６１（ベース本体６１１）に対して相対的に後退すると（相対移動が生じると）、ロッド６２２に設けられた斜面の押圧面６４１がレバー６３１に設けられた凸状曲面の被押圧面６４２に対して相対的に後退する。これにより、押圧面６４１は、被押圧面６４２をＹ軸線方向にて下方に向けて押圧する。

その結果、レバー６３１が支持軸６３２の回り（図２においては時計回り）に相対回転移動するため、レバー６３１の先端に設けられたＶヤゲン６３３は、支持軸６３２の回りに相対回転移動し、Ｙ軸線方向にて上方に向けて移動する。従って、連動機構６４は、プッシャー６２のベース６１（ベース本体６１１）に対する相対移動を位置決め部材６３のベース６１（ベース本体６１１）に対する支持軸６３２の回りに相対回転に変換することにより、プッシャー６２と位置決め部材６３とを連動させることができる。

３．工作機械１０の作動
３－１．ワークＷの搬入及び仮装着
次に、工作機械１０の作動について説明する。本実施形態の工作機械１０においては、先ず、自動搬送機であるロボット（図示省略）が機械加工前のワークＷを搬送して工作機械１０まで搬入する。具体的に、ロボットは、例えば、ロボットハンドによって把持（クランプ）している機械加工前のワークＷを、図３に示すように、主軸装置５０のチャック５６に対して仮装着する。

この場合、ワークＷは、チャック５６に設けられた受け部材としての同軸調整部材Ｍａにより、チャック５６（より詳しくは、着座部材５８）に対して同軸となるように、且つ、チャック５６の所定位置に仮装着される。そして、工作機械１０は、チャック爪５７により、仮装着されたワークＷを一時的に保持する。このように、ワークＷがチャック爪５７によって一時的に保持されると、ロボットは、工作機械１０から退避する。

３－２．ワーク支持装置６０によるワークＷの押圧
次に、工作機械１０においては、加工ヘッド４０のタレット回転装置４２を駆動させることにより、タレット４１を回転させる。そして、工作機械１０においては、タレット４１における旋回割出しにより、タレット４１に取り付けられたワーク支持装置６０を、図３に示すように、所定軸線方向であるＺ軸線方向にてチャック５６即ち仮装着されたワークＷと同軸となるように対向させる。

そして、工作機械１０においては、Ｚ軸駆動装置２０及びＸ軸駆動装置３０を駆動させると共に、主軸装置５０のＹ軸移動用サーボモータ５３を駆動させ、加工ヘッド４０に取り付けられたワーク支持装置６０とワークＷ（チャック５６）とを同軸配置させる。続いて、工作機械１０においては、Ｚ軸駆動装置２０を駆動させ、加工ヘッド４０即ちワーク支持装置６０をＺ軸線方向に沿ってワークＷに向けて移動させる。

ワーク支持装置６０は、加工ヘッド４０の移動により、プッシャー６２の押圧部６２１がワークＷに接触し、引き続き加工ヘッド４０が移動することにより、押圧部６２１がワークＷをＺ軸線方向に沿ってチャック５６（即ち、主軸装置５０）に向けた押圧を開始する。そして、押圧部６２１がワークＷの押圧を開始した後、更に加工ヘッド４０がワークＷに向けて移動することにより、図４に示すように、押圧部６２１を支持するロッド６２２が第一スプリング６２３に付勢力に抗して、ベース６１（ベース本体６１１）に対して後方に相対移動する。この場合、押圧部６２１は、ワークＷを押圧することによって同軸調整部材Ｍａと共にワークＷを挟持するため、チャック５６に対して同軸且つ所定位置にワークＷを位置決めすることができる。

３－３．ワーク支持装置６０によるワークＷの回転位置（位相）決め
ロッド６２２がベース６１に対して相対移動すると、連動機構６４を形成する押圧面６４１が、連動機構６４を形成する被押圧面６４２をＹ軸線方向（上下方向）にて下方に向けて押し下げる。これにより、レバー６３１は、付勢部材としての第三スプリング６３４の付勢力に抗して基端が押し下げられる。従って、レバー６３１は、図４において支持軸６３２を中心とする時計回りに、ベース６１（ベース本体６１１）に対して相対回転する。これにより、レバー６３１の先端側に連結された当接部としてのＶヤゲン６３３は、支持軸６３２の回りに相対回転移動することにより、ワークＷに向けて接近する。

更に、加工ヘッド４０がワークＷに向けて移動することにより、図５に示すように、Ｖヤゲン６３３は、溝６３３ａにおいてワークＷの周方向に設けられた凸部Ｗ１に二点で当接する。このとき、Ｖヤゲン６３３は、凸部Ｗ１を溝６３３ａの内部に案内することにより、図６に示すように、ワークＷを周方向に回転させる。そして、ワークＷが回転することにより、例えば、ワークＷの凸部Ｗ１と位置決めピン５６ａとが当接し、ワークＷの回転位置（位相）が所定回転位置に位置決めされる。このように、ワーク支持装置６０がワークＷをチャック５６の所定位置に位置決めすると共にワークＷの回転位置（位相）を所定回転位置に位置決めすると、工作機械１０においては、チャック爪５７を作動させて最終的にワークＷを保持する。これにより、ワークＷのチャック５６への装着が完了する。

３－４．工作機械１０による加工（ドリル加工）
ワークＷのチャック５６への装着が完了すると、工作機械１０においては、Ｚ軸駆動装置２０を駆動させ、加工ヘッド４０をＺ軸線方向に沿って移動させ、ワーク支持装置６０をワークＷから退避させる。これにより、押圧部６２１がワークＷから離間し、ロッド６２２は図３に示す初期位置に向けて相対移動する。この相対移動に伴い、押圧面６４１による被押圧面６４２の下方への押圧量（被押圧面６４２の下方への移動距離）が小さくなり、その結果、レバー６３１が第三スプリング６３４の付勢力（及び、本実施形態においては重力）により、支持軸６３２を中心として、図４及び図５にて反時計回りに相対回転する。従って、レバー６３１の先端に連結されたＶヤゲン６３３は、ワークＷの凸部Ｗ１からＺ軸線方向にて下方に離間して退避する。

続いて、工作機械１０においては、加工ヘッド４０のタレット回転装置４２が駆動することにより、端面切削工具である工具４４を旋回割出しにより選択する。そして、工作機械１０においては、Ｚ軸駆動装置２０が駆動し、ワークＷの軸状部分に対して端面切削加工を施す。

又、工作機械１０においては、加工ヘッド４０のタレット回転装置４２が駆動することにより、センタ穴ドリルである工具４３を旋回割出しにより選択する。そして、工作機械１０においては、Ｚ軸駆動装置２０が駆動し、ワークＷの加工位置、例えば、ワークＷの凸部Ｗ１に対して、ドリル加工を施す。尚、このドリル加工において、主軸装置５０は、チャック保持台５５に内蔵されたチャック回転装置を作動させ、上述したワーク支持装置６０によって位置決めされた所定回転位置を基準として、加工位置に対応する位置までチャック５６、チャック爪５７及び着座部材５８と共にワークＷを回転させる。

３－５．ワークＷの搬出
端面切削加工及びドリル加工後においては、例えば、ロボットがロボットハンドを用いて機械加工後のワークＷを把持（クランプ）する。このように、ロボットハンドによってワークＷが把持（クランプ）されると、工作機械１０においては、主軸装置５０のチャック爪５７を解放する。これにより、ロボットは、ロボットハンドによって把持（クランプ）した機械加工後のワークＷをチャック５６から取り外して搬出する。これにより、ワークＷに対する加工が完了する。

以上の説明からも理解できるように、ワーク支持装置６０は、ベース６１に対して所定軸線方向であるＸ軸線方向に相対移動可能に設けられ、軸体としての主軸であるチャック５６の所定位置に仮装着されたワークＷをチャック５６（主軸装置５０）側に押圧するプッシャー６２と、ベース６１に対して支持軸６３２の回りに相対回転可能に設けられ、ワークＷに当接することによりプッシャー６２によって押圧されたワークＷを周方向の所定回転位置に位置決めする位置決め部材６３と、ベース６１に対するプッシャー６２の相対移動を位置決め部材６３の相対回転に変換して、プッシャー６２と位置決め部材６３とを連動させる連動機構６４と、を備える。

これによれば、ワーク支持装置６０は、連動機構６４がプッシャー６２と位置決め部材６３とを連動させることにより、仮装着されたワークＷを押圧してチャック５６のＺ軸線方向における所定位置に位置決めすると共に、ワークＷの回転位置（位相）を所定回転位置に位置決めすることができる。従って、ワーク支持装置６０は、ワークＷをチャック５６に装着する際に、チャック５６の所定位置及びワークＷの所定回転位置の位置決めの両方を連動させて一時（ほぼ同時）に行うことができるため、ワークＷのチャック５６への装着に要する時間を短縮することができる。その結果、ワークＷの加工に要するサイクルタイムを短縮することができ、ワークＷの生産性を向上させることができる。

又、ワーク支持装置６０は、連動機構６４を有することにより、プッシャー６２と位置決め部材６３とを一体化することができる。これにより、ワーク支持装置６０の小型化を達成することができる。又、プッシャー６２と位置決め部材６３とを一体化したワーク支持装置６０を用いることにより、例えば、工作機械１０のタレット４１にプッシャーと位置決め部材とを別々に取り付ける必要がない。これにより、工具４３，４４の取付数（例えば、１０個）が限られたタレット４１においては、プッシャー及び位置決め部材を別々に取り付けることに起因して他の工具４３，４４がタレット４１に取り付けられない等の問題を解消することができる。

４．変形例
４－１．第一変形例
上述した実施形態においては、ワーク支持装置６０を工作機械１０の加工ヘッド４０（より詳しくは、タレット４１）に取り付けるようにした。しかし、ワーク支持装置６０を、例えば、工作機械１０のベッド１１上に独立して設けることも可能である。この場合、ワーク支持装置６０は、上下方向（Ｙ軸線方向）及び前後方向（Ｚ軸線方向）に沿って移動させる移動装置を備えることが好ましい。尚、工作機械１０とは異なる他の工作機械として、例えば、主軸装置が水平方向にも移動可能である場合には、ワーク支持装置６０に向けてワークを相対的に移動させることができる。従って、ワーク支持装置６０が移動装置を備えない場合であっても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

４－２．第二変形例
上述した実施形態においては、ワークＷの押圧に伴ってロッド６２２がベース６１に対して相対的に後方に相対移動し、押圧面６４１が被押圧面６４２をＹ軸線方向（上下方向（鉛直方向））にて下方に押し下げることによってプッシャー６２と位置決め部材６３を連動させ、Ｖヤゲン６３３をワークＷに向けて相対回転移動させるようにした。ところで、ワーク支持装置６０が、例えば、図示省略の油圧機構や電動機構等の駆動装置を備え、ワークＷを押圧する際に駆動装置の駆動によって押圧部６２１及びロッド６２２をベース６１に対して相対移動させることも可能である。

この場合、プッシャー６２と位置決め部材６３とを連動させるために、ロッド６２２のワークＷに向けた移動（前進）に伴って押圧面６４１が被押圧面６４２をＹ軸線方向（上下方向）にて下方に押し下げるようにする。具体的には、例えば、押圧面６４１がロッド６２２の先端側（前側であって押圧部６２１側）からロッド６２２の基端側（後側であって第一スプリング６２３側）に向けてＹ軸線方向に下がる傾斜するように形成する。これにより、ロッド６２２の前進に伴い、押圧面６４１が被押圧面６４２をＹ軸線方向（上下方向）にて下方に押し下げることが可能となる。従って、この場合においても、プッシャー６２と位置決め部材６３とを連動させることができ、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

４－３．第三変形例
上述した実施形態においては、押圧面６４１を仮想平面Ｓにおいて断面直線状の平面とし、被押圧面６４２を仮想平面Ｓにおいて断面曲線状の凸状曲面とした。しかし、押圧面６４１及び被押圧面６４２の仮想平面Ｓにおける断面形状については、これらに限られず、位置決め部材６３の作動態様（例えば、位置決め部材６３の作動タイミング等）に合わせて適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、押圧面６４１の仮想平面Ｓにおける断面形状を断面曲線状としたり、被押圧面６４２の仮想平面Ｓにおける断面形状を断面直線状としたりすることが可能である。又、被押圧面６４２を仮想平面Ｓにおいて断面曲線状となる凸状球面とすることも可能である。この場合においても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

４－４．第四変形例
上述した実施形態においては、位置決め部材６３が当接部としてＶヤゲン６３３を有し、ワークＷに設けられた凸部Ｗ１を二点で当接可能なＶ溝を有するようにした。しかしながら、当接部がワークＷに当接する部分に凹部が設けられている場合には、当接部が凹部に嵌ることによって所定回転位置に位置決めするように、当接部を棒状に形成することも可能である。この場合においても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

又、上述した実施形態においては、円盤状のワークＷの外周面に凸部Ｗ１を設けると共に、位置決め部材６３が当接部としてのＶヤゲン６３３を有し、Ｖヤゲン６３３が凸部Ｗ１を溝６３３ａに案内することによってワークＷを所定回転位置に位置決めするようにした。しかし、上述したように当接部がワークＷの凹部に当接可能な場合には、例えば、環状或いは筒状のワークＷの内周面に凹部を設けることができる。そして、この場合には、当接部は、例えば、プッシャー６２によるワークＷの押圧に連動してワークＷの内周面に進入し、内周面に設けられた凹部に当接することによってワークＷを所定回転位置に位置決めすることが可能になる。従って、この場合においても、上述した実施形態と同様の効果が期待できる。

４－５．第五変形例
上述した実施形態においては、工作機械１０の主軸装置５０におけるチャック５６がＺ軸線方向（即ち、水平方向）に延設され、ワーク支持装置６０がＺ軸線方向（即ち、水平方向）にてワークＷに対して移動するようにした。しかし、工作機械１０とは異なる他の工作機械において、例えば、ワークＷを保持する主軸がＹ軸線方向（即ち、上下方向であって鉛直方向）に沿って配置される場合には、ワーク支持装置６０がＹ軸線方向（即ち、鉛直方向）にてワークＷに対して移動するようにすることも可能である。この場合、位置決め部材６３のＶヤゲン６３３は、プッシャー６２によるワークＷの押圧に伴い、Ｚ軸線方向又はＸ軸線方向（即ち、水平方向）に沿って相対回転移動し、ワークＷに対して移動するようになる。従って、この場合においても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

１０…工作機械、１１…ベッド、２０…Ｚ軸駆動装置、３０…Ｘ軸駆動装置、４０…加工ヘッド、４１…タレット、５０…主軸装置、５６…チャック（軸体（主軸））、５６ａ…位置決めピン、５７…チャック爪、５８…着座部材、６０…ワーク支持装置、６１…ベース、６１１…ベース本体、６１２…取付プレート、６１３…スリーブ部材、６１４…ストッパ部材、６２…プッシャー、６２１…押圧部、６２２…ロッド、６２２ａ…収容凹部、６２３…第一スプリング、６２４…プレート部材、６２４ａ…凹部、６２５…第二スプリング、６３…位置決め部材、６３１…レバー、６３１ａ…収容凹部、６３２…支持軸、６３３…Ｖヤゲン（当接部）、６３３ａ…溝、６３４…第三スプリング（付勢部材）、６３５…ばね受け、６４…連動機構、６４１…押圧面、６４２…被押圧面、Ｗ…ワーク、Ｗ１…凸部、Ｓ…仮想平面、Ｍａ…同軸調整部材（受け部材）

Claims (13)

1. ベースに対して所定軸線方向に相対移動可能に設けられ、軸体の所定位置に仮装着されたワークを前記軸体側に押圧するプッシャーと、
   前記ベースに対して支持軸の回りに相対回転可能に設けられ、前記ワークに当接することにより前記プッシャーによって押圧された前記ワークを周方向の所定回転位置に位置決めする位置決め部材と、
   前記ベースに対する前記プッシャーの前記相対移動を前記位置決め部材の前記相対回転に変換して、前記プッシャーと前記位置決め部材とを連動させる連動機構と、
   を備えた、ワーク支持装置。
2. 前記位置決め部材は、前記支持軸よりも前記ワーク側において前記ワークに当接して、前記ワークを前記所定回転位置に位置決めする当接部を有しており、
   前記連動機構は、
   前記プッシャーに設けられた押圧面と、
   前記位置決め部材において前記支持軸に対して前記当接部と反対側に設けられて、前記押圧面に接触して押圧される被押圧面と、を有し、
   前記プッシャーの前記相対移動に伴って前記押圧面が前記被押圧面を押圧することにより、前記当接部を前記支持軸の回りに相対回転移動させて前記ワークに当接させる、請求項１に記載のワーク支持装置。
3. 前記押圧面は、前記支持軸に直交する仮想平面において断面直線状に形成され且つ前記所定軸線方向に対して傾斜した斜面を有し、
   前記被押圧面は、前記仮想平面において断面曲線状の凸状曲面を有する、請求項２に記載のワーク支持装置。
4. 前記当接部は、前記ワークの周面に当接した状態で、前記ワークを周方向に沿って回転させて前記所定回転位置に位置決めする、請求項２又は３に記載のワーク支持装置。
5. 前記当接部は、前記ワークの周面に設けられた凸部を二点で当接可能な溝を有し、
   前記溝の内部に前記凸部を案内することにより、前記ワークを周方向に沿って回転させて前記所定回転位置に位置決めする、請求項４に記載のワーク支持装置。
6. 前記位置決め部材は、前記支持軸の回りに相対回転移動する棒状のレバーを有し、
   前記レバーの前記支持軸よりも前記ワーク側に前記当接部が設けられ、且つ、前記レバーの前記支持軸に対して前記当接部と反対側に前記被押圧面が設けられる、請求項２－５の何れか一項に記載のワーク支持装置。
7. 前記被押圧面を前記押圧面に向けて付勢する付勢部材を有する、請求項２－６の何れか一項に記載のワーク支持装置。
8. 前記位置決め部材が位置決めした後において、前記プッシャー及び前記位置決め部材は、前記ワークから離間して退避する、請求項１－７の何れか一項に記載のワーク支持装置。
9. 請求項１－８の何れか一項に記載の前記ワーク支持装置を備え、
   前記ワーク支持装置により前記軸体に対して周方向に位置決めされた前記ワークに機械加工を施す工作機械。
10. 主軸を前記所定軸線の回りに回転可能に支持する主軸装置を備え、
    前記プッシャーは、前記主軸の前記所定位置に仮装着された前記ワークを前記主軸装置側に押圧し、
    前記位置決め部材は、前記連動機構による前記プッシャーとの連動により、前記ワークと当接して前記ワークの前記所定回転位置に位置決めする、請求項９に記載の工作機械。
11. 前記主軸装置は、前記主軸における前記所定位置に組み付けられて、前記ワークを前記主軸と同軸に配置する受け部材を有しており、
    前記プッシャーが前記受け部材と共に前記ワークを挟持して前記ワークを押圧することにより、前記ワークが前記主軸と同軸に配置されて仮装着された状態で、前記位置決め部材が前記ワークの前記所定回転位置に位置決めする、請求項１０に記載の工作機械。
12. 前記プッシャーは、前記ベースから前記ワーク側に突出して設けられており、前記ワークを前記主軸装置に向けて押圧することに伴い、前記所定軸線方向に沿って前記ベース側に相対移動する、請求項１０又は１１に記載の工作機械。
13. 前記主軸装置は、前記ワークが前記位置決め部材によって前記所定回転位置に位置決めされた後、前記ワークを前記主軸に対して固定して装着する、請求項１０－１２の何れか一項に記載の工作機械。

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