JP3874872B2

JP3874872B2 - 主軸頭３軸移動型ｃｎｃ旋盤

Info

Publication number: JP3874872B2
Application number: JP02658797A
Authority: JP
Inventors: 恒彦山崎
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2017-02-10
Also published as: JPH1043904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸頭が切り込み運動と送り運動を行うために互いに直交する２方向に移動できる他、それら２方向の各々に直交する方向にも移動できるように構成した主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＮＣ旋盤は、一般に、定位置に固定された主軸台に主軸を設け、一方、ベッドには往復台を水平縦方向（主軸の軸方向）に移動可能に設けると共に、この往復台に横送り台を水平横方向（主軸の径方向）に移動可能に設け、主軸によりワークを回転させながら、横送り台と往復台の移動を加工プログラムに従って制御することにより、横送り台上の工具台に取り付けられた工具（バイト）に切り込み運動と送り運動を与え、ワークを旋削する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のＣＮＣ旋盤は、定位置で回転するワークに対し、工具台を水平面内の直交２方向に移動させる構成である。このように移動する工具台が直交２方向しか移動しない構成のものでは、旋削のための送り機能しか得られず、他の機能を付加することは困難である。
【０００４】
かかるＣＮＣ旋盤にあっては、例えばワーク搬入・搬出装置と主軸端のチャックとの間でワークを自動的に受け渡しするには、ロボットを主体とするローダー、アンローダーを付帯させる必要がある。しかしながら、そのような付帯設備には、ＣＮＣ旋盤とは別に独立した駆動源およびその制御装置を設ける必要があって高価となり、全体の設備費を押し上げる。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、主軸頭を縦、横、高さの各方向の任意の位置に移動させることができ、加工のための送り機能の他に、種々の機能を付加することができるＣＮＣ旋盤を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ベースに第１の方向に移動可能に設けられた第１移動台と、この第１移動台に前記第１の方向と直交する第２の方向に移動可能に設けられた第２移動台と、この第２移動台に前記第１の方向および第２の方向の各々に直交する第３の方向に移動可能に設けられた第３移動台とを備え、前記第３移動台を主軸頭としてこの第３移動台に把持手段を備えた主軸を設け、ワークを前記把持手段により把持して工具台に設けられた工具により切削するように構成されていることをもって第１の前提とするものである。
【０００７】
この構成のＣＮＣ旋盤では、第１〜第３の各移動台の移動により、主軸を縦、横、高さ（三次元）の任意の位置に移動させることができる。従って、加工のための送りはワーク側で行うことができるので、工具は定位置に固定しておくことができる。ワークの切削は、ワークを把持手段に把持して主軸を回転させながら、第１〜第３の各移動台の移動を制御することにより、工具台に取り付けられた工具に対してワークに切り込み運動と送り運動を与えて切削する。
【０００８】
本発明では、主軸を割り出し可能に構成することができる。また、主軸は第３移動台に横軸形に設けたり、縦軸形に設けたりすることができる。
工具台はベッドに水平方向一列に複数個並ぶようにして複数列設けることができる。このように工具台を複数列設けても、第１〜第３の各移動台の移動を制御して主軸の位置をいずれかの１個の工具台に対応位置させることにより、ワークの加工に使用する工具を選択することができる。
【０００９】
工具台は旋回可能なタレット工具台としてその旋回軸線方向に複数設けるようにしても良い。この場合も、各移動台の移動により複数の工具台が有する１つの工具を選択することできる。また、工具台には回転する工具を設けることもでき、この回転工具によりフライス削りなどを行うこともできる。
【００１０】
本発明は、ワークを洗浄するワーク洗浄装置、ワークの加工寸法などを計測するためのワーク計測装置、把持手段に把持されている部分を加工するためにワークを反転して把持手段に把持し直すためのワーク反転装置、工具の刃先の位置などを計測する刃先計測装置を設けることができる。このような付帯装置を設けても、第１〜第３移動台の移動により各装置を動作させることができる。
【００１１】
特に、主軸を横軸形としたものでは、棒材を切断して所望の長さのワークを得るための棒材供給装置を設けることができる。この棒材供給装置においても、第３移動台の水平方向移動を利用して棒材を所望長さ引き出すことにより、棒材の切断長さを所望に設定することができ、これをもって、第２の前提とするものである。
【００１２】
また、主軸を縦軸形としたものでは、ワークを搬入するパレット、加工終了後のワークを搬出するためのパレットと把持手段との間でのワークの受け渡しを、第１〜第３移動台の移動を利用して直接行うことができる。
【００１３】
本発明は、棒材供給装置と、旋回可能で且つ回転工具を取り付け可能な工具台とを設けることができる。この場合、１台のモータで棒材供給装置のカッタ、工具台、回転工具を駆動できるようにするために、そのモータの回転を棒材供給装置のカッタ、工具台および回転工具取付部に伝える伝動手段と、この伝動手段の回転伝達経路を切り替えて前記モータの回転を前記カッタ、工具台および回転工具取付部に選択的に伝達する切替手段を設けることができる。
このものでは、前記棒材供給装置は、工具台を旋回可能に支持するコラムに配設し、前記伝動手段は、そのコラム内に設けることが好ましい。
【００１４】
本発明では、前記した第１および第２の前提を満たした上で、ワーク排出装置を、上面が閉鎖板により塞がれたケースと、このケースに対し横方向に進退可能に設けられたワーク受けと、このワーク受けをケース内に退避する方向に付勢する復帰ばねとを有するものとして構成し、ワーク加工後の前記移動台の移動に連動して前記ワーク受けがケースから進出動作し、前記把持手段から離されたワークを受けて前記ケースを通じて外部に排出し、その後の前記移動台の移動により前記復帰ばねが前記ワーク受けを前記ケース内に退避させるように構成されていることをもって特徴とするものである。
【００１５】
この場合、ワーク受けを、枢支軸を中心に回動するレバーに連結し、このレバーの枢支軸からワーク受けとの連結部までの長さを枢支軸から移動台が当接する部位までの長さよりも長く設定することにより、僅かな移動台の移動によってワーク受けに必要な動作を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
図１〜図３は第１実施例を示す。この実施例では、主軸のチャックに把持されるワークは３つの移動台の組み合わせにより三次元（縦、横，高さ）の任意の位置に移動できるように構成され、ワークに回転運動と送りおよび切り込み運動が与えられるように構成される。このため、工具に切削のための送り運動や切り込み運動を与えなくとも良いので、本実施例では、工具は定位置に固定、或いは定位置で回転運動のみを行うように構成される。
【００１７】
すなわち、全体の概略構成を示す図１に示すように、ベース１の前部外側には、水平方向に延びるガイドレール２が設けられており、このガイドレール２に第１移動台３が第１の方向である水平横方向（図１に示すＸ軸方向）に移動可能に支持されている。上記第１移動台３の前面部には、垂直方向に延びるガイドレール４が設けられ、このガイドレール４に第２移動台５が第２の方向である上下方向（図１に示すＹ軸方向）に移動可能に支持されている。更に、第２移動台５の上面部には、上記ガイドレール２および４の各々に直交する第３の方向である水平縦方向（図１に示すＺ軸方向）に延びるガイドレール６が設けられ、このガイドレール６に第３移動台７がＺ軸方向に移動可能に支持されている。
【００１８】
上記第３移動台７は主軸頭とされ、該第３移動台７には主軸８が回転可能に支承されている。この場合、主軸８は横軸形、すなわち第２移動台５に対する第３移動台７の移動方向に一致するＺ軸方向の水平軸線を中心に回転するように支承されている。そして、主軸８の先端部分には把持手段としての自動開閉チャック９が取り付けられている。
【００１９】
このように各ガイドレール２，４，６に支持された第１〜第３の各移動台３，５，７がそれぞれ水平の横方向、上下方向、水平の縦方向に移動できることから、主軸８ひいては自動開閉チャック９に把持されるワークは三次元の任意の位置に移動できるようになる。
【００２０】
一方、ベース１の後部位には前面側が傾斜する工具台ベッド１０が設けられている。この工具台ベッド１０の傾斜前面部には、図２にも示すように、例えば上下２段に位置決め溝１１，１２が形成され、工具台を縦方向（Ｚ軸方向）に隔てて上下２段に取り付け得るようにしている。そのうち、下段の位置決め溝１１に複数の工具台１３が横方向（Ｘ軸方向）一列となるように位置決めされた状態で固定されており、各工具台１３にはそれぞれ工具１４が固定されている。
【００２１】
また、上段の位置決め溝１２には、横長の工具台１５が固定されている。この工具台１５には１個のモータ１６と左右方向に並ぶ複数の回転軸（図示せず）が設けられ、モータ１６の回転は工具台１５に内蔵された回転伝達機構により複数の回転軸に伝達されるようになっている。そして、それら回転軸にはドリル、リーマ、フライスなどの回転工具１７が取り付けられている。
なお、ベース１のうち、第１移動台３を支持するガイドレール２が設けられた前部と工具台ベッド１０との間は切り屑、切削剤や洗浄液などを受けるタンクを構成するために凹所となっている。
【００２２】
以上のように構成されたＣＮＣ旋盤は、図３に示す数値制御装置１８を有する。この数値制御装置１８はコンピュータを内蔵し、キーボードなどの入力装置１９から入力されたデータに基いてＮＣプログラムを作成し、図示しない記憶装置に記憶する。
【００２３】
ここで、前記ベース１、第１移動台３、第２移動台５には、それぞれ第１〜第３の各移動台３，５，７をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に直線移動させるために、サーボモータ２０〜２２を駆動源とする周知の直線送り装置（図示せず）が設けられている。数値制御装置１８は駆動回路２３〜２５を介してサーボモータ２０〜２２を制御し、第１〜第３の各移動台３，５，７をＮＣプログラムにより指令された位置に移動させる。
【００２４】
この場合、各移動台３，５，７の移動位置はそれぞれ位置検出手段としての位置センサ２６〜２８により検出され、その検出信号は数値制御装置１８にフィードバックされる。数値制御装置１８は位置センサ２３〜２５の検出信号とＮＣプログラムの指令位置とを比較し、実際の移動台３，５，７の位置が指令位置と一致するようにサーボモータ２０〜２２を制御する。
【００２５】
また、前記第３移動台７には主軸８を正方向および逆方向に回転駆動する主軸駆動用サーボモータ２９が設けられており、このサーボモータ２９も数値制御装置１８により駆動回路３０を介して制御される。この数値制御装置１８によるサーボモータ２９の制御には、主軸８の割り出し制御、すなわち主軸８が基準位置から任意の角度だけ回転したところでサーボモータ２９を停止させたり、主軸８が任意の角度だけ連続的に定速度で回転するようにサーボモータ２９を回転させる制御が含まれている。
【００２６】
この割り出し制御のために、主軸８の回転を検出する回転検出手段としてのロータリーエンコーダ３１が設けられており、このロータリエンコーダ３１は主軸８の回転速度、回転方向、回転量の他、１回転内の特定の位置（基準位置）も検出できるようになっている。そして、このロータリエンコーダ３１の検出信号は数値制御装置１８に与えられ、数値制御装置１８は主軸８がＮＣプログラムで指令された回転角度位置で停止するようにロータリエンコーダ３１の検出信号に基づいてサーボモータ２９を制御するように構成されている。
【００２７】
以上のように構成されたＣＮＣ旋盤では、第１移動台３の横方向（Ｘ軸方向）移動と第２移動台５の上下方向（Ｙ軸方向）移動とにより、横方向に複数並ぶ上下２列の工具のうちから１つの工具が選択される。
そして、下段の横１列の工具１４から１つの工具が選択された場合、その工具によるワークの切削は、主軸８を回転させて自動開閉チャック９により把持されたワークを回転させながら第３移動台７を縦方向に移動させることによって工具による切削のための送りを行い、第１移動台３を横方向（Ｘ軸方向）に移動させることによって切り込み深さを設定することによって行われる。
【００２８】
また、上段の横１列の回転工具１７のうちから１つの回転工具が選択された場合、その回転工具１７による切削方法としては、一つには、主軸８を割り出し制御によって任意の回転位置で停止させ、回転工具１７を回転させながら主軸８に送り運動或いは切り込み運動を与えることによって切削する方法がある。他の切削方法としては、回転工具１７を回転させ、且つ主軸８を割り出し制御によって任意の角度だけ連続的に定速度で回転させながら、主軸８に送り運動或いは切り込み運動を与えることによって切削する方法がある。この場合の主軸８の送り運動、切り込み運動は第１〜第３の移動台３，５，７を移動させることによって与えられるが、その運動方向は選択した回転工具１７の種類や加工形状などによって異なる。
【００２９】
これらの切削方法により、例えばワークの外周面の任意の位置にキー溝を加工したり、ワークの外周を六角形に加工したり、外周面に等角度間隔に穴を明けたり、ワークの端面の任意の位置に穴や直線の溝を加工したり、或いはワークの外周面に粗ねじを加工したり、端面に円弧状の溝や螺旋状の溝を加工したりすることができる。
【００３０】
このように主軸頭である第３移動台７を水平横（Ｘ軸）方向、水平縦（Ｚ軸）方向、上下（Ｙ軸）方向の任意の位置に移動させることができるので、この第３移動台７のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向への移動を利用して、加工用の送り運動の他に種々の機能、例えばこの実施例では多数の工具１３，１７から任意の工具を選択するという機能を付加することができる。この場合において、例えば主軸頭が加工のための送り運動方向であるＸ軸，Ｚ軸方向の２軸方向しか移動できないものを仮想し、この２軸移動方式と比較して本実施例の３軸移動方式の優れたところを説明する。
【００３１】
すなわち、主軸頭２軸移動型のものも、工具台を複数設け、主軸頭の移動により複数の工具台に取り付けられた工具のうちから任意の工具を選択することは可能である。しかしながら、この２軸移動方式のものでは、工具台を横方向１列にしか並べることができないため、工具台ベッドに取り付け得る工具台の数を増加させるには、工具台ベッドを横方向に長くする必要がある。これは、ベースの横方向長さが増大し、その設置のための床面積の増加を招来する。
【００３２】
これに対し、本実施例の主軸頭３軸移動型の場合には、工具ベッド１０に横方向１列に並ぶ工具台を上下複数列（本実施例では２列）に設けることができる。このため、ベース１の床面積の増加を招来することなく、工具ベッド１０に取り付け得る工具台の数の増加を図ることができるものである。なお、本実施例では、工具台１３，１５を上下２列に取り付けるための工具台ベッド１０が傾斜しているので、ベース１の床面積の多少の増加はあるが、主軸頭２軸移動型のものに比べ、その増加程度はごく少ない。
【００３３】
また、本実施例では主軸８が割り出し制御されるので、旋削作業の他に、フライス削り作業などの種々の切削作業を行うことができる。更に言えば、工具台１３に固定された工具に対し、第３移動台７を縦方向に移動させることによってワークの外周に軸方向に延びる溝などを切削する形削り作業をも行うことが可能となる。
【００３４】
図４は本発明の第２実施例を示すもので、この第２実施例が上述の第１実施例と異なるところは工具を旋回可能な工具台、例えばタレット工具台に取り付けたところにある。
すなわち、同図に示すように、ベース１の後部にはコラム３２が立設され、このコラム３２の前面側にタレット工具台３３が回転可能に設けられている。このタレット工具台３３には複数の工具が設けられている。この工具には、タレット工具台３２に固定された工具１４、図示しないモータにより回転される工具１７が含まれている。
タレット工具台３２はコラム３２内の割り出し装置により割り出しが行われるようになっており、この割り出しおよび第１〜第３の各移動台３，５，７の移動によりワークを加工する工具が選択される。
【００３５】
図５に示す本発明の第３実施例は第２実施例と同様にタレット工具台３３に工具１４，１７を取り付けたものであるが、第２実施例との相違はタレット工具台３３をコラム３２の図示右側面に設けたところにある。
このようにコラム３２の側面にタレット工具台３３を設けるものでは、そのタレット工具台３３を横方向に複数個設けることができ、これにより、取り付け可能な工具本数を増やすことができる。
【００３６】
図６は本発明の第４実施例を示すもので、上述の第１実施例との相違は主軸８を垂直の軸線を中心にして回転する縦軸形に設けたところにある。
以下、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明するに、ベース１の後部上面には水平方向に延びるガイドレール３４が設けられており、このガイドレール３４に第１移動台３が第１の方向である水平横方向（図６に示すＸ軸方向）に移動可能に支持されている。上記第１移動台３の上面部には、水平縦方向に延びるガイドレール３５が設けられ、このガイドレール３５に第２移動台５が第２の方向である水平縦方向（図６に示すＹ軸方向）に移動可能に支持されている。更に、第２移動台５の前面部には、上記ガイドレール３４および３５の各々に直交する第３の方向である上下方向（図６に示すＺ軸方向）に延びるガイドレール３６が設けられ、このガイドレール３６に第３移動台７が上下方向に移動可能に支持されている。
【００３７】
主軸頭である第３移動台７には主軸８が縦軸配置、すなわち第２移動台５に対する第３移動台７の移動方向と一致する垂直軸線を中心に回転するように支承されている。そして、主軸８の先端（下端）部分に自動開閉チャック９が取り付けられている。
一方、工具台ベッド１０には横方向１列に並ぶ複数の工具台１３が縦方向に間隔を存して上下２列に固定されていると共に、ベース１の前部に回転工具１７を横方向一列に設けた工具台１５が取り付けられている。
このように構成したＣＮＣ旋盤では、第１移動台３の横方向移動および第２移動台５の縦方向移動によってワークを加工する１つの工具が選択されるようになる。
【００３８】
そして、第１移動台３の横方向移動および第２移動台５の縦方向移動によって工具台１３に取り付けられた工具１４および工具台１５に取り付けられた回転工具１７のうちから所望の工具が選択される。このとき、工具１４によりワークを加工する場合には、第３移動台７のＺ軸方向移動により送り運動が与えられ、第１移動台３の横方向（Ｘ軸方向）移動により切り込み運動が与えられる。また、回転工具１７によりワークを加工する場合には、その回転工具１７の種類に応じて第１〜第３の移動台３，５，７が移動することにより送り運動或いは切り込み運動が与えられる。
このように主軸８を縦軸形に設けても、前述の第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
上記第４実施例のように主軸８を縦軸形配置としたものにあっても、図７に示す第５実施例のように工具をタレット工具台３３に取り付けることができる。同図では、タレット工具台３３は縦方向に２個並べてベース１の前部内側に割り出し回転可能に配設されている。
【００４０】
ところで、前述の第１〜第３実施例のように、主軸８を横軸形に設けたものでは、棒材作業のための棒材供給装置を設けることができる。この棒材供給装置の一例を図８および図９に示す第６実施例により説明する。
図８において、ベース１には棒材供給装置３７のソーヘッド３８および流体圧シリンダ例えば油圧シリンダ３９がそれぞれ支軸４０および４１を介して揺動可能に支持されている。上記ソーヘッド３８には切断手段としての丸鋸４２を取り付けるソー軸４３とこのソー軸４３の駆動源であるモータ４４が取り付けられている。
【００４１】
上記油圧シリンダ３９はソーヘッド３８に送り運動を与える送り手段を構成するもので、そのロッド３９ａがソーヘッド３８にピン４５を介して回動可能に連結されている。そして、ロッド３９ａが進退動作すると、ソーヘッド３８が矢印Ａ方向およびこれとは反対の矢印Ｂ方向に揺動するようになっている。
【００４２】
さて、油圧シリンダ３９のロッド３９ａは常には進出した状態にあってソーヘッド３８を矢印Ａ方向に揺動した後退位置に保持している。そして、棒材４６は図示しないスタンド式ホルダーにより長さ方向に移動できるように略水平に保持されており、その先端部分は丸鋸４２から矢印Ｂ方向側に離れた位置にある。
【００４３】
棒材４６を所望の長さに切断し、これをワークとして得るには、第１移動台３および第２移動台５を横方向（図１のＸ軸方向）および上下方向（図１のＹ軸方向）に移動させて主軸８をその回転中心が棒材４６の中心に一致する位置に移動させる。この後、第３移動台７を棒材４６側に向けてＺ軸方向に沿って矢印Ｃで示す前進方向に移動させ、自動開閉チャック９の爪９ａの内側に棒材４６の先端部分が挿入されるようにする。そして、自動開閉チャック９の爪９ａを閉じて棒材４６を把持し、第３移動台７を矢印Ｃとは反対方向に後退移動させる。すると、棒材４６が第３移動台７の後退移動長さ分だけ引き出される。
【００４４】
そこで、丸鋸４２を回転させながら、油圧シリンダ３９のロッド３９ａを低速度で後退移動させることにより、ソーヘッド３８を矢印Ｂ方向に揺動（送り移動）させて丸鋸４２により棒材４６を切断する（図９参照）。これにより、棒材４６から所望長さのワークが得られたこととなり、その後、先の第１実施例で述べたように第１〜第３の移動台３，５，７を移動させワークを加工する。
【００４５】
ここで、従来の棒材供給装置は自動送り出し機構を備え、棒材は主軸の中空穴を通してチャックに後側から供給されるようになっている。そして、チャックにより棒材を把持して所定の加工を行い、最後に突切り作業を行った後、チャックを緩めて自動送り出し機構により棒材を工具台に取り付けられたストッパに当たるまで送り出し、再びチャックを締めて所定の加工を行うということを繰り返すようになっている。このように従来の棒材供給装置では、棒材を送り出す自動送り出し機構を必要とし、該機構を駆動するための独立した駆動源とこれを制御するための制御装置を必要とするから、設備費が高くなる。
【００４６】
これに対し、本実施例では、主軸８の縦、横、上下の各方向の移動を利用して自動開閉チャック９により棒材を把持し、その後に第３移動台７を後退移動させることにより、長尺な棒材４６から所望長さのワークを切断することができる。このときの各移動台３，５，７の移動を制御するためのＮＣプログラムは、数値制御装置１８により加工ＮＣプログラムを作成する際に同時に作成できる。このため、棒材供給装置３７としては、棒材４６を送出す機構、その駆動モータの制御装置を設ける必要がなく、棒材供給装置３７全体の大きさ、設備費を抑えることができる。
【００４７】
本実施例の棒材供給装置３７では、丸鋸４２の駆動源であるモータ４４、ソーヘッド３８を揺動させるための駆動源である油圧シリンダ３９を必要とする。しかしながら、それらは、簡単なシーケンス回路により制御できる。例えば自動開閉チャック９の接近を検出する近接スイッチを設け、この近接スイッチの検出信号によりモータ４４と油圧シリンダ３９にロッド３９ａを後退動作させるための圧力油を供給する電磁弁を作動させ、一定時間後にモータ４４を停止させると共に、油圧シリンダ３９にロッド３９ａを前進動作させるための圧力油を供給する電磁弁を作動させるというようなシーケンス回路である。
なお、切断手段としては丸鋸に限らず、帯鋸、切断砥石などであっても良く、その送り手段は流体圧シリンダに限られず、ねじ機構などであっても良い。
【００４８】
第１〜第３の各実施例に示すように主軸８を横軸形に設けたもの、第４および第５の各実施例のように主軸８を縦軸形に設けたものの双方には、工具の刃先を検出する工具刃先計測装置、加工途中でワークを反転して自動開閉チャック９に把持し直させるワーク反転装置、ワークを洗浄するワーク洗浄装置、ワークの寸法を計測するワーク計測装置、加工後のワークを受けて排出するためのワーク排出装置などを装備することができる。それらの装置を以下の第７〜第１０の各実施例に別けて具体的に説明する。なお、第７〜第１０の各実施例は主軸８を横軸形に設けたＣＮＣ旋盤に適用して説明する。
【００４９】
工具刃先計測装置４７は図１０および図１１の第７実施例に示されている。図１０において、第３移動台７の側面部には、アーム４８がピン４９を介して上下方向に回動可能に支持されており、このアーム４８の先端部に互いに直交する方向に向く５個のセンサ５０が設けられている。なお、このセンサ５０は刃先との接触を検出する感圧センサからなるが、距離センサなど刃先の位置を検出できるものであれば良い。また、第３移動台７の側面部には、ラック５１が移動可能に支持されており、このラック５１にアーム４８と一体のピニオン５２が噛合している。
【００５０】
上記ラック５１は圧縮コイルばね５３により矢印Ｄ方向に付勢されており、その付勢力に抗してラック５１が矢印Ｄとは反対の矢印Ｅ方向に移動すると、アーム４８が図１０に二点鎖線および図１１（ａ）に示す退避位置から図１０に実線および図１１（ｂ）に示す水平の計測位置まで矢印Ｆ方向に回動するようになっている。
【００５１】
第３移動台７には、圧縮コイルばね５４により下方に付勢されたロック部材５５と、圧縮コイルばね５６により矢印Ｇ方向に付勢されたカム板５７が移動可能に支持されている。ロック部材５５は常時はラック５１の上面に当接しており、アーム４８が計測位置に回動すると、ラック５１の切欠部５１ａに係合する。この切欠部５１ａへのロック部材５５の係合は、カム板５７が矢印Ｇとは反対の矢印Ｈ方向に移動してロック部材５５のカム受け部５５ａを押し上げることにより解除される。
一方、第３移動台７に設けられたラック５１とカム板５７に対し、ベース１側にはプッシャ５８が設けられている。
【００５２】
このような工具刃先計測装置４７により工具の刃先位置を検出する場合、先ず第１および第２の各移動台３および５により第３移動台７が横方向および上下方向に移動され、これによりラック５１の後端（図１０および図１１で右端）がプッシャ５８に対向する位置に移動される。
【００５３】
次に、第３移動台７が矢印Ｃとは反対の後退方向に所定位置まで移動し、この移動途中で図１１（ａ）に示すようにラック５１がプッシャ５８に当接する。すると、ラック５１がその位置で停止するため、その後の第３移動台７の後退移動により、ラック５１が第３移動台７に対して相対的に矢印Ｅ方向に移動することとなるため、図１１（ｂ）に示すように、アーム４８が退避位置から計測位置まで矢印Ｆ方向に回動し、且つロック部材５５が切欠部５１ａに係合してラック５１ひいてはアーム４８を計測位置にロックする。
【００５４】
その後、第１および第２の各移動台３および５により第３移動台７が横方向および上下方向に移動され、これにより計測する工具が選択される。次いで、第１〜第３移動台３，５，７のいずれかが移動することにより、５つのセンサ５０のいずれかが選択した工具に対して横方向、縦方向或いは上下方向から接近する。そして、センサ５０が工具の刃先に接触すると、その信号が数値制御装置１８に与えられることにより、その第１〜第３移動台３，５，７が当該センサ５０の接触位置で停止する。
【００５５】
ここで、数値制御装置１８はセンサ５０が刃先検出により停止した位置の座標値と予め設定された工具刃先の座標値との差を演算し、これを工具補正値として記憶する。この工具補正値は加工プログラムで該当する工具が選択されたとき、第１〜３移動台３，５，７のいずれかの移動量補正値として使用される。なお、このような刃先位置の計測を加工の都度行うことにより、刃先の摩耗の程度を検出し、工具の交換時期を報知するように構成することができる。
【００５６】
さて、刃先位置の計測を終了した後、第１および第２の各移動台３および５により第３移動台７が横方向および上下方向に移動され、これによりカム板５７の後端がプッシャ５８に対向する位置に移動される。この状態で第３移動台７が後退方向に所定位置まで移動し、この移動途中でカム板５７がプッシャ５８に当接して停止する。すると、その後に第３移動台７が所定位置まで後退移動することにより、カム板５７が第３移動台７に対して相対的に矢印Ｈ方向に移動することとなるため、図１１（ｃ）に示すように、カム板５７がカム受け部５５ａに接してロック部材５５を上方に移動させて切欠部５１ａから外す。これにより、ラック５１が圧縮コイルばね５３の付勢力により矢印Ｄ方向に移動するので、アーム４８が計測位置から退避位置まで回動する。一般には、この後、計測を終了した工具による加工が行われる。
なお、全ての工具の刃先位置を計測した後、ワークの加工に移行するように構成しても良い。
【００５７】
このように本実施例の工具刃先計測装置４７は第１〜第３移動台３，５，７の移動を利用して刃先位置の計測を行うので、ＣＮＣ旋盤とは別の駆動源およびその制御装置を備えた計測装置を設ける必要がない。
【００５８】
ワーク反転装置５９は図１２〜図１４の第８実施例に示されている。図１２において、ベース１側には、圧縮コイルばね６０により矢印Ｉ方向に付勢されたラック６１が移動可能に設けられていると共に、中空の回転軸６２が回転可能に支承されている。そして、第３移動台７の側面部には、ラック６１を押圧して矢印Ｉとは反対の矢印Ｊ方向に移動させるためのロッド６３が取り付けられている。
【００５９】
上記回転軸６２の一端側にはラック６１に噛合するピニオン６４を有した一方向クラッチ６５が設けられ、矢印Ｋで示すピニオン６４の一方向の回転が回転軸６２に伝達されるようになっている。また、回転軸６２の他端側には、上下一対の把持爪６６が開閉可能に設けられており、この把持爪６６は一方向クラッチ６５側から回転軸６２の中空内部に挿入されたアクチュエータ６７のシャフト６７ａによって開閉される構成となっている。
【００６０】
また、上記回転軸６２の不用意な回転を防止するために、ベース１側にロック部材６８が上下動可能に設けられていると共に、回転軸６２の他端側に円盤６９が設けられている。そして、ロック部材６８は圧縮コイルばね７０より下方に付勢され、円盤６９の外周に１８０度隔てて形成された一対の凹部６９ａのうちの一方に係合している。
【００６１】
自動開閉チャック９に把持されたワークＷの一端側の加工を終了した後、他端側を加工するために該ワークＷを反転させるには、先ず第１および第２移動台３および５が移動し、これにより第３移動台７が自動開閉チャック９により把持したワークＷを一対の把持爪６６間に対応位置させる。次に第３移動台７が矢印Ｃで示す前進方向に移動して図１３（ａ）および図１４（ａ）に二点鎖線で示すように開いた状態にある一対の把持爪６６間にワークＷを挿入する。この後、図１３（ｂ）に示すように把持爪６６が閉じ、ワークＷを掴み、次いで自動開閉チャック９が開いてワークＷを離す。
【００６２】
次に、第３移動台７が図１２に軌跡を示す矢印Ｌのように、先ず図１４（ａ）に二点鎖線で示す位置から実線に示す位置まで後退移動し、その後、第１移動台３が横方向に移動してロッド６３をラック６１の端面に対向させる。そして、第３移動台７が前進移動し、これによりロッド６３がラック６１に当接して該ラック６１を矢印Ｊ方向に移動させる。このラック６１の矢印Ｊ方向の移動により、ピニオン６４が矢印Ｋ方向に１８０度回転する。
【００６３】
ピニオン６４の矢印Ｋ方向の回転は一方向クラッチ６５により回転軸６２に伝えられるため、該回転軸６２が同方向に１８０度回転し、ワークＷが反転することとなる。このとき、ロック部材６８が凹部６９ａに係合し、回転軸６２が不用意に回転することのないようにロックする。この後、第３移動台７が矢印Ｌで示す軌跡と逆の順路を辿って図１４に二点鎖線で示す元の位置まで戻る。これにより、把持爪６６に把持されているワークＷが自動開閉チャック９の内側に位置されるようになるので、引き続いて自動開閉チャック９がワークＷを把持し、その後に把持爪６６がワークＷの把持を解く。以上のようにして反転されたワークＷが自動開閉チャック９に渡されると、該ワークＷの加工の再開のために第１〜第３の移動台３，５，７が移動する。
このようにワークＷの反転も第１〜第３移動台３，５，７の移動を利用して行うことができるので、ワークＷ反転のための駆動源や制御装置を別途設けずとも済む。
【００６４】
ワーク洗浄装置の一例は図１５の第９実施例に示されている。同図において、ベース１側には、ワーク洗浄装置７１のノズル７２が設けられている。このノズル７２によりワークＷを洗浄するには、第１〜第３の各移動台３，５，７を移動させてワークＷをノズル７２の下方に位置させ、そして第３移動台７を縦方向に往復移動させてノズル７２から吐出される洗浄液により洗浄する。
【００６５】
ワーク洗浄装置の他の例は図１６の第１０実施例に示されている。同図において、ベース１側には、ワーク洗浄装置７３の円筒状スリーブ７４が設けられ、このスリーブ７４の内周面と奥面に合計４つのノズル孔７５が設けられている。このワーク洗浄装置７３によりワークＷを洗浄するには、第１および第２移動台３および５を横および上下方向に移動させてワークＷをスリーブ７４の前側に対向位置させる。そして、第３移動台７を前進移動させてワークＷをスリーブ７４内に挿入する。これにより、ノズル孔７５から噴出する洗浄液によりワークＷが洗浄される。なお、この第１０実施例の洗浄装置７３は主軸８を縦軸形に設けたものには最適ではない。その理由は洗浄液がスリーブ７４内に溜まるからである。縦軸形のものにも適用できるようにするには、スリーブ７４の奥面に排出口を設けるなどして洗浄液が良好に排出されるようにすれば良い。
【００６６】
以上のようなワークＷの洗浄も、第１〜第３移動台３，５，７の移動を利用して行うことができるので、ノズル７２、スリーブ７４の移動のための駆動源やその制御装置を別途設けずとも済む。
【００６７】
ワーク計測装置の一例は図１７に示す第１１実施例に示されている。同図において、ワーク計測装置７５はベース１側に取り付けられたヘッド７６に、先端に例えば変位センサ７７を取着したプローブ７８を設けて構成されている。このワーク計測装置７５により加工されたワークＷの寸法、例えば外径寸法を計測するには、先ず第１〜第３の各移動台３，５，７を移動させてワークＷの回転中心が例えばセンサ７７と同一の高さとなるようにする。
【００６８】
この後、第１移動台３を横方向に移動させてワークＷをセンサ７７に接近させてゆく。そして、数値制御装置１８はセンサ７７の検出信号により、該センサ７７とワークＷとの距離が所定距離となった第１移動台３の位置を位置センサ２６の検出信号により検知し、その検知位置と既知のセンサ７７の位置とからワークＷの外径を検出する。なお、この検出寸法は図示しないディスプレーに表示されるようになっている。
【００６９】
ワーク排出装置７９は図１８および図１９の第１２実施例に示されている。図１８において、ベース１には、切削液や洗浄液が外部に飛散することを防止するためのカバー８０が設けられている。このカバー８０には排出口８１が形成されており、この排出口８１の下端部に設けられた支軸８２にＶ字形底面を有した容器状のワークキャッチャ８３が回動可能に支持されている。
【００７０】
ワークキャッチャ８３は捩りコイルばね８４により矢印Ｍ方向に回動付勢され、常には図１９に二点鎖線で示すように排出口８１から外側に突出した状態になっている。なお、ワークキャッチャ８３のＶ字形底面の一方の底面８３ａは排出口８１より一回り大きくなっており、ワークキャッチャ８３の矢印Ｍ方向の回動は当該面８３ａが排出口８１の周縁部に当接することによって止められる。
【００７１】
ワークキャッチャ８３の底面８３ａには突片８５が設けられており、この突片８５にローラからなるカムフォロア８６が取り付けられている。このカムフォロア８６に対し、第２移動台５の下面部にはカム板８７が突設されている。
【００７２】
加工を終了したワークＷを上記ワーク排出装置７９により外部に排出する場合、第２および第３の移動台５および７が上下方向および縦方向に移動し、これにより図１９に二点鎖線で示すようにカム板８７がカムフォロア８６に対向する位置に移動する。この後、第１移動台３が横方向に移動し、カム板８７がカムフォロア８６に当接する。すると、ワークキャッチャ８３が矢印Ｍと反対方向に回動して図１９に実線で示すように自動開閉チャック９に把持されているワークＷの下方に位置する。この状態で自動開閉チャック９が開き、ワークＷが自重でワークキャッチャ８３に落下する。
【００７３】
次いで、第１移動台３が元の位置に向かって横方向に移動し、これによりワークキャッチャ８３が捩りコイルばね８４のばね力により矢印Ｍ方向に回動され、ワークＷを排出口８１から外部のシュートなどに排出する。
【００７４】
このように構成した本実施例では、第１〜第３の移動台３，５，７の移動によりワークキャッチャ８３を動作させてワークＷを自動的に排出できるので、ワークキャッチャ８３の駆動源やその制御装置を別途設ける必要がない。また、このワーク排出装置７９を棒材供給装置３７と組み合わせて付帯させることにより、ワークの供給から排出までの全体を自動で行うことができる。
【００７５】
さて、前述した第４および第５の実施例のように主軸８を縦軸形に設けたものでは、加工前のワークをパレット上に配置して搬入する搬入装置、および加工終了後のワークをパレット上に収納して搬出する搬出装置を設け、それらパレットと自動開閉チャック９との間でワークを直接受け渡しする構成とすることができる。
【００７６】
上記搬入装置および搬出装置は例えばコンベア、無人搬送車から構成され、搬入されたパレット、搬出前のパレットは所定の搬入部、搬出部に載置される。第１３実施例を示す図２０および図２１のうち、図２０にはパレット８８の一例が示されている。このパレット８８にはワークＷを収納する穴８９が多数設けられ、また各穴８９には位置合せ表示（例えば矢印）９０が付されている。
【００７７】
今、図２０では、パレット８８は搬入部に載置され、各穴８９に加工前のワークＷが収納されているものとする。この場合、ワークＷは突起ｗ1 を４個有し、そのうちの１個の突起ｗ1 をパレット８９に付された位置合せ表示９０に合せることによって姿勢が揃えられているものとする。
【００７８】
一方、自動開閉チャック９の３個の爪９ａのうち１個の爪には、図２１に示すように、ワークＷの１個の突起ｗ1 を逃げるための切欠９ｂが形成されている。この自動開閉チャック９によりワークＷを把持する際、切欠９ｂに１個の突起ｗ1 が嵌まるようにする必要がある。これは、主軸８の割り出し機能によって自動開閉チャック９の切欠９ｂを有した爪９ａが１個の突起ｗ1 に対応位置するように回転軸８を割り出し制御することによって達成される。
【００７９】
パレット８８に配置されたワークＷを自動開閉チャック９により把持するには、第１および第２の移動台３，５が横方向、縦方向に移動して主軸８を１個のワークＷの直上に位置させると共に、主軸８が割り出し制御されて爪９ａの切欠９ｂを１個の突起ｗ1 に対応位置させる。
【００８０】
この後、第３移動台７が所定の位置まで下方に移動し、自動開閉チャック９の３個の爪９ａの内側にワークＷを位置させる。そして、自動開閉チャック９の爪９ａを閉じてワークＷを把持し、次いで第３移動台７を上昇させてワークＷをパレット８８から引き上げる。この後、第１〜第３の移動台３，５，７が移動し、ワークＷの加工に移る。
【００８１】
加工終了後、第１および第２の移動台３，５は横方向、縦方向に移動し、自動開閉チャック９を搬出部に載置されたパレット８８上に位置させる。その後、第３移動台７が下降してワークＷをパレット８８の穴８９に収納し、そして自動開閉チャック９の爪９ａが開いてワークＷの把持を解く。この後、第３移動台７が上昇し、搬入位置に載置されているパレット８８から次のワークＷを把持する動作に移る。
【００８２】
このように第１〜第３の移動台３，５，７の移動を利用して搬入位置や搬出位置にあるパレット８８と自動開閉チャック９との間で直接ワークＷを受け渡しすることができる。このとき、ワークＷに爪９ａによる把持の邪魔になる突起ｗ1 などが存在していても、主軸８の割り出しによりその突起ｗ1 を避けてワークＷを把持できる。このため、ＣＮＣ旋盤とは独立した駆動源や制御装置を備えたロボットを主体とするローダー、アンローダーを設けずとも済む。
【００８３】
ところで、パレット８９と自動開閉チャック９との間でワークＷを受け渡しするには、ＮＣプログラムの作成時にパレットに配置されるワークＷの位置（パレット８８の場合、穴８９の位置）をＸ，Ｙ，Ｚ座標で教示しなければならない。この場合、ワークＷの位置決め部（パレット８８の場合、穴８９）を有するパレットをワークＷの種類毎に用意し、各パレットを指定することでパレット上のワークＷの座標位置が自動的にＮＣプログラムに記録されるように構成することができる。このように構成することにより、ワークＷの座標位置を一つ一つ教示せずとも済む。
【００８４】
また、非円形の異形ワーク、例えば比較的大きな突起を有するワークの場合、突起ｗ2 の位置を揃えてパレット８８に配置するよりも、図２２に示すように各ワークＷの突起ｗ2 が他のワークＷの突起ｗ2 相互間に位置するように収納した方がワークＷの収納可能個数が増える。このように収納されたワークＷをパレット８８から取り出したり、ワークＷをパレット８８にそのように収納するには、主軸８を割り出し制御することにより容易に行うことができる。
【００８５】
以上のように本発明のＣＮＣ旋盤では、前述の第６実施例で示したように、棒材供給装置３７を設けることができる。棒材供給装置は棒材をカッタで切断するから、その駆動源としてのモータを必要とする。また、本発明のＣＮＣ旋盤では、第５実施例で示したように、工具台としてタレット工具台３３を採用することができる。このように、タレット工具台３３を採用したＣＮＣ旋盤に、棒材供給装置３７を設けた場合には、棒材供給装置３７の丸鋸４２を駆動するモータ４４、図示はされていないがタレット工具台３３を旋回により割り出し動作させるためのモータ、タレット工具台３３に設けられた回転工具１７を回転させるためのモータが必要となり、モータ数が多く、その制御のための部品点数も多くなる。
【００８６】
この問題を解消するために、図２３〜図２７に示す本発明の第１４実施例は、１台のモータ９０を、棒材供給装置３７の回転カッタである丸鋸４２の回転用、タレット工具台３３の旋回用、回転工具１７の回転用に共通に使用できるようにしている。これは、棒材供給装置３７の丸鋸４２、タレット工具台３３、回転工具１７が同時に駆動されることがない点に着目したもので、以下にその構成を説明する。
【００８７】
この第１４実施例では、図２３および図２４に示すように、ベース１の前部に設けられた水平横方向のガイドレール９１に第１の移動台３がＸ軸方向に移動可能に支持され、この第１の移動台３の水平縦方向のガイドレール９２に第２の移動台５がＺ軸方向に移動可能に支持され、更に第２の移動台５の垂直方向のガイドレール９３に第３の移動台５がＹ軸方向に移動可能に支持されている。
【００８８】
ベース１の後部には、コラム３２が設けられ、このコラム３２の側面部に旋回可能なタレット工具台３３が設けられていると共に、コラム３２の上部には棒材供給装置３７が設けられている。
【００８９】
タレット工具台３３は、図２５に示すように、ドラム軸９４を有し、このドラム軸９４を介してコラム３２に旋回可能に支持されている。コラム３２内には、支持筒９５がタレット工具台３３の旋回中心と同軸に配設されている。この支持筒９５は、一端側がコラム３２に固定され、他端側がドラム軸９４を通じてタレット工具台３３の内部に挿入されている。
【００９０】
コラム３２内に配設された前記モータ９０の回転は、まず、上記の支持筒９５に挿入支持された基軸９６にベルト伝動機構９７を介して伝達されるようになっており、この基軸９６の一端側には歯車９８が取り付けられている。
【００９１】
基軸９６と平行に工具台旋回用のドライブシャフト９９が配設されている。このドライブシャフト９９の一端部には歯車１００が形成されており、この歯車１００はタレット工具台３３のドラム軸９４に固定された歯車１０１に噛合している。また、ドライブシャフト９９の他端部には、スプライン係合により歯車１０２が軸方向に移動可能に取り付けられており、この歯車１０２は、油圧シリンダ１０３により軸方向に往復移動されるようになっている。
【００９２】
そして、歯車１０２は、一方向への移動により基軸９６の歯車９８に噛合し、基軸９６の回転をドライブシャフト９９に伝達してタレット工具台３３を旋回させ、また、他方向への移動により基軸９６の歯車９８との噛合を解除し、基軸９６からドライブシャフト９９への回転伝達を断つ。従って、油圧シリンダ１０３によって往復移動される歯車１０２は、モータ９０の回転をタレット工具台３３に伝達したり、その伝達を断つ切替手段として機能する。
【００９３】
前記タレット工具台３３の内側に位置する支持筒９５の他端側には、互いに直交する一対のかさ歯車１０４，１０５が設けられており、一方のかさ歯車１０４は基軸９６に固定され、他方のかさ歯車１０５には、例えばスプライン係合によって連結軸１０６が軸方向に移動できるように連結されている。
【００９４】
上記連結軸１０６は、タレット工具台３３の回転工具１７を回転駆動するためのもので、支持筒９５に設けられた空圧シリンダ１０７に圧縮空気が供給されると進出動作し、圧縮空気の供給が断たれると復帰ばね１０８のばね力によって後退動作して元の位置に戻るようになっている。
【００９５】
この連結軸１０６に対し、タレット工具台３３に配設される回転工具１７の取付部１０９には回転受け１１０が設けられており、この回転受け１１０には、連結軸１０６の先端部に設けた凹部１０６ａと嵌合する凸部１１０ａが形成されている。そして、回転工具１７の取付部１０９がタレット工具台３３の旋回動作によって連結軸１０６と対向する位置で停止し、そして上述のようにして連結軸１０６が進出動作を行なうと、連結軸１０６が回転受け１１０に連結され、基軸９６の回転が回転受け１１０に伝達されて回転工具１７が回転するようになっている。
【００９６】
また、空圧シリンダ１０７への圧縮空気の供給が断たれると、連結軸１０６が復帰ばね１０８のばね力により後退して回転受け１１０との連結を断つ。このように空圧シリンダ１０７によって往復移動される連結軸１０６は、モータ９０の回転を回転工具１７に伝達したり、その伝達を断つ切替手段として機能する。
【００９７】
棒材供給装置３７のソーヘッド３８は、コラム３２に揺動自在に支持されており、先の第６実施例で説明したと同様に、油圧シリンダ３９によって矢印Ａ、或いは矢印Ｂ方向に揺動される。ソーヘッド３８には、ソー軸４３が回転自在に支持され、このソー軸４３に丸鋸４２が取着されている。この丸鋸４２への回転伝達経路につき説明するに、コラム３２内には、基軸９６と平行にスプライン軸１１１が設けられており、このスプライン軸１１１には、歯車１１２が軸方向に移動可能に取り付けられている。この歯車１１２は、油圧シリンダ１１３により軸方向に往復移動されるようになっており、一方向に移動されると、基軸９６の歯車９８に噛合し、他方向に移動されると、基軸９６の歯車９８との噛合を解除する。従って、油圧シリンダ１１３によって往復移動される歯車１１２は、モータ９０の回転を丸鋸４２に伝達したり、その回転伝達を断ったりする切替手段として機能する。
【００９８】
スプライン軸１１１に設けられた歯車１１２は、基軸９６に設けられた歯車９８の回転を別の歯車１１４に伝達する。そして、以後、この歯車１１４の回転は、一対のかさ歯車１１５，１１６、一対の平歯車１１７，１１８を介してプーリ軸１１９に伝達される。このプーリ軸１１９の先端部は、コラム３２から外方に突出され、この突出端部に駆動側のプーリ１２０が取り付けられている。この駆動側のプーリ１２０は、棒材供給装置３７のソーヘッド３８の揺動中心と同心に設けられ、ソーヘッド３８のソー軸４３に取り付けられた従動側のプーリ１２１にベルト１２２を介して連結されている。
なお、図２５において、１２３，１２４は油圧シリンダ１０３，１１３によって軸方向に移動される歯車１０２，１１２の位置を検出するセンサである。
【００９９】
上記構成において、棒材４６を切断して所定長さのワークＷを得るには、移動台３，５，７を移動させて自動開閉チャック９により棒材４６の先端部を把持し、そして第２の移動台５を矢印Ｃとは反対方向に移動させて棒材４６を所定長さ引き出す。
【０１００】
この後、油圧シリンダ１１３を動作させて歯車１１２を基軸９６の歯車９８に噛合させ、モータ９０を起動させる。すると、モータ９０から基軸９６に伝達された回転は、歯車９８から歯車１１２に伝達され、更に歯車列１１５〜１１８を介してプーリ軸１１９に伝達される。そして、プーリ軸１１９の回転は、ベルト１２２を介してプーリ１２１に伝達され、これにより丸鋸４２が回転駆動される。このようにして丸鋸４２を回転させた状態で、油圧シリンダ３９によりソーヘッド３８を矢印Ｂ方向に揺動させて丸鋸により棒材４６を切断する。
【０１０１】
このようにして棒材４６から所定長さのワークＷを切断した後、このワークＷを回転工具１７により加工するには、油圧シリンダ１１３により歯車１１２を係合解除方向に移動させて歯車９８との噛合から外すと共に、油圧シリンダ１０３を動作させて歯車１０２を基軸９６の歯車９８に噛合させ、モータ９０を起動させる。
【０１０２】
すると、モータ９０から基軸９６に伝達された回転は、歯車９８から歯車１０２、ドライブシャフト９９、歯車１００，１０１を順に介してドラム軸９４に伝達され、タレット工具台３３が旋回する。そして、タレット工具台３３が所定の角度旋回して回転工具１７の回転受け１１０が連結軸１０６と同軸となる位置に至ると、モータ９０が断電されると共に、油圧シリンダ１０３が作動して歯車１０２を基軸９６の歯車９８から外す。
【０１０３】
この後、空圧シリンダ１０７に圧縮空気が供給され、これにより連結軸１０６が復帰ばね１０８のばね力に抗して前進して凸部１０６ａを回転受け１１０の凹部１１０ａに嵌合連結する。この状態でモータ９０が起動すると、基軸９６に伝達された回転が一対のかさ歯車１０４，１０５、連結軸１０６を介して回転受け１１０に伝達され、これにて回転工具１７が回転されてワークＷを加工する。
【０１０４】
このように１台のモータ９０を、タレット工具台３３の旋回用、回転工具１７の駆動用、棒材供給装置３７の丸鋸４３の回転用に共用することができるので、使用するモータの台数を減少することができ、安価に製造することができる。また、棒材供給装置３７をコラム３２の上部に設け、モータ９０の回転を丸鋸４２に伝達するための伝動機構を構成する各部材をコラム３２内に収納配設するようにしたので、図２４に示すように、コラム３２の上部を背丈の高い蓋３２ａで覆う構成として、棒材供給装置３７を設けない機種のときには、その背丈の高い蓋３２ａを背丈の低い蓋に代えることにより、ＣＮＣ旋盤の主たる構成部分の共通化を図ることが可能となる。
【０１０５】
ところで、本実施例の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤は、その全体をカバー１２５で覆っている。このため、加工を終えたワークＷを外部に排出するためのワーク排出装置を設けることが好ましい。
ワーク排出装置としては、先に第１２実施例（図１８および図１９）に示す構成のワーク排出装置７９を例示したが、図２３〜図２７に示す上記第１４実施例には、別のワーク排出装置１２６を示した。以下これについて説明する。
【０１０６】
図２４、図２６に示すように、カバー１２５の外側に収納箱１２７が取り付けられ、内側にケース１２８が取り付けられている。このケース１２８は、底面が傾斜する箱形に形成され、その傾斜底面１２８ａの最下部に収納箱１２７に連なる連通口１２８ｂが形成されている。また、ケース１２８のカバー１２５からの突出端の側面、すなわち傾斜底面１２８ａの最上部とケース１２８の上面を塞ぐ閉鎖板１２８ｃとの間の側面は開口されている。
【０１０７】
ケース１２８の内側には、スライド板１２９が閉鎖板１２８ｃに沿って底面１２８ａの傾斜方向に移動可能に配設されている。このスライド板１２９の一端側には、ケース１２８の開口端を塞ぐ上面開放形のワーク受け１３０が設けられており、このワーク受け１３０は底面がケース１２８の底面１２８ａと同一方向に傾斜し、且つその傾斜下端の側部はケース１２８内に開放されている。そして、スライド板１２９とケース１２８との間には圧縮ばねからなる復帰ばね１３１が設けられ、ワーク受け１３０はこの復帰ばね１３１のばね力によって図２６に矢印Ｐで示す方向に付勢されて常には図２６に二点鎖線で示すようにケース１２８内に収納された状態になっている。
【０１０８】
上記スライド板１２９には、ケース１２８の閉鎖板１２８ｃに形成されたスリット１３２から上方に突出する連結子１２９ａが固定されており、この連結子１２９ａにレバー１３３が連結ピン１３４により回動可能に連結されている。このレバー１３３の両端間の途中部分には長孔１３３ａが形成されており、この長孔１３３ａにカバー１２５側に固定された枢支軸１３５が挿通されている。
【０１０９】
これに対し、第３の移動台７には、押圧ピン１３６が固定されており、第３の移動台７が横方向に移動すると、図２６に二点鎖線で示すように、押圧ピン１３６がレバー１３３の上端寄りの部分に当接し、その後の第３の移動第７の横方向移動により同図に実線で示すように該押圧ピン１３６がレバー１３３を矢印Ｑ方向に回動させるようになる。そして、このレバー１３３の矢印Ｑ方向の回動により、スライド板１２９（ワーク受け１３０）が矢印Ｐ方向にスライドするようになっている。
【０１１０】
ここで、押圧ピン１３６がレバー１３３に当接する位置Ｒは、レバー１３３の回動中心である枢支軸１３５から当接位置Ｐまでの長さよりも、枢支軸１３５から連結ピン１３４までの長さの方が長くなっている。これにより、第３の移動台７の僅かな移動量で、スライド板１２９をワーク受け１３０がケース１２８から突出するように移動させることができるようになっている。
【０１１１】
この構成において、加工後のワークＷを収納箱１２７に排出するには、移動台３，５，７が移動して押圧ピン１３６をレバー１３３の上端部の横方向に対向位置させ、その後、第１の移動台３が横方向に移動して押圧ピン１３６をレバー１３３の上端部に当接させる。すると、レバー１３３が枢支軸１３５を中心に矢印Ｑ方向に回動してケース受け１３０を矢印Ｐとは反対方向に移動させ、自動開閉チャック９に把持されているワークＷの直下に位置させる。この状態で自動開閉チャック９が開き、これに伴いワークＷが自重でケース受け１３０内に落下し、該ケース受け１３０から収納箱１２７内に転動してここに溜められる。
【０１１２】
このようなワーク排出装置１２６を設けても、前記第１２実施例と同様の効果を奏するものである。また、特に本実施例のワーク排出装置１２６のように、レバー１３３を設け、このレバー１３３の回動変位を拡大してケース１２８に伝達する構成とすれば、第３の移動台７の僅かな移動量でケース受け１３０を動作させることができ、重量のある移動台の移動量を少なくすることができる。
【０１１３】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、次のような拡張または変更が可能である。
第１〜第３の各移動台３，５，７は水平面内、垂直面内で移動するものに限られず、傾斜面内で移動するようにしても良い。
主軸８の割り出し機能はなくとも良い。
【０１１４】
主軸８の回転中心軸線は第３移動台７の移動方向と必ずしも一致する必要はなく、縦方向に移動する第３移動台７に対して主軸８を縦軸形に設けたり、上下方向に移動する第３移動台７に対して主軸８を横軸形に設けても良い。
センサ５０，７７は工具の刃先やワークの存在を検出できる他のセンサに変えても良い。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ワークを把持する把持手段を有する主軸を第１〜第３の各移動台の移動によって縦、横、高さの各方向の任意の位置に移動させることができる。
このため、多数の工具を複数段に配列し、そのうちから所望の工具を選択する機能を果たすように構成したり、工具刃先検出装置、ワーク反転装置、ワーク洗浄装置、ワーク計測装置、ワーク排出装置などの付帯設備を、第１〜第３移動台の移動を利用して動作させたりすることができる。このため、それらの付帯設備に独立した駆動源やその制御装置を設けずとも済む。
【０１１６】
また、主軸を横軸形に設けたものでは、棒材供給装置を独立した駆動源やその制御装置を設けることなく付加することができる。更に、主軸を割り出し制御できるようにし、この割り出し制御と回転工具との組み合わせにより、旋削の他、フライス削りなどの作業を行うことが可能になると共に、主軸を縦軸形に設けたものでは、搬入位置に搬入されたワークを直接把持手段により把持したり、加工後のワークを搬出位置に直接移送することができる。更に、棒材供給装置に切断手段としての回転するカッタを付設して、棒材を第３移動台に備えた把持手段により把持し、該第３移動台の移動により棒材を引き出してカッタにより所定の長さに切断し、そのまま所定長さのワークの主軸への装着を完了するように構成されているので、切断する棒材料の長さを管理し、そのまま直ちに加工作業に入ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すＣＮＣ旋盤の斜視図
【図２】工具台ベッドの拡大斜視図
【図３】制御構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２実施例を示す斜視図
【図５】本発明の第３実施例を示す斜視図
【図６】本発明の第４実施例を示す斜視図
【図７】本発明の第５実施例を示す斜視図
【図８】本発明の第６実施例を示す棒材供給装置の概略的な正面図
【図９】同斜視図
【図１０】本発明の第７実施例を示す工具刃先計測装置の概略的な斜視図
【図１１】動作説明用の側面図
【図１２】本発明の第８実施例を示す工具刃先計測装置の概略的な斜視図
【図１３】動作説明用の側面図
【図１４】動作説明用の平面図
【図１５】本発明の第９実施例を示すワーク洗浄装置の概略的な斜視図
【図１６】本発明の第１０実施例を示す他のワーク洗浄装置の概略的な斜視図
【図１７】本発明の第１１実施例を示すワーク計測装置の概略的な斜視図
【図１８】本発明の第１２実施例を示すワーク排出装置の概略的な斜視図
【図１９】側面図
【図２０】本発明の第１３実施例を示すワーク搬入、搬出用パレットの斜視図
【図２１】自動開閉チャックの正面図
【図２２】パレットへのワークの他の配列構成を示す平面図
【図２３】本発明の第１４実施例を示す全体の側面図
【図２４】背面図
【図２５】回転の伝動経路を示す概略図
【図２６】ワーク排出装置の断面図
【図２７】分解斜視図
【符号の説明】
図中、１はベース、３は第１移動台、５は第２移動台、７は第３移動台、８は主軸、９は自動開閉チャック（把持手段）、１０は工具台ベッド、１３は工具台、１４は工具、１５は工具台、１６はモータ、１７は回転工具、１８は数値制御装置、３２はタレット工具台、３３は工具、３７は棒材供給装置、４２は丸鋸（切断手段）、４６は棒材、４７は工具刃先計測装置、５０はセンサ、５９はワーク反転装置、６１はラック、６２は回転軸、６３はロッド、６４はピニオン、６５は一方向クラッチ、６６は把持爪、６７はアクチュエータ、７１はワーク洗浄装置、７１はワーク洗浄装置、７２はノズル、７３はワーク計測装置、７５はワーク計測装置、７７はセンサ、７９はワーク排出装置、８３はワークキャッチャ、８６はカムフォロア、８７はカム板、８８はパレットである。

Claims

ベースに第１の方向に移動可能に設けられた第１移動台と、この第１移動台に前記第１の方向と直交する第２の方向に移動可能に設けられた第２移動台と、この第２移動台に前記第１の方向および第２の方向の各々に直交する第３の方向に移動可能に設けられた第３移動台とを備え、前記第３移動台を主軸頭としてこの第３移動台に把持手段を備えると共に、水平軸線を中心にして回転する横軸形に設けられた主軸を備え、ワークを前記把持手段により把持して工具台に設けられた旋削工具もしくは回転工具により旋削加工もしくは回転加工する構成とし、前記ベース上の所定位置に位置付けた前記主軸頭に対面させて切断手段としての回転するカッタを有した棒材供給装置を備え、該棒材を前記第３移動台に備えた前記把持手段により把持し、前記第３移動台の移動により前記棒材を引き出して前記カッタにより所定の長さに切断し、そのまま所定長さのワークの前記主軸への装着を完了するようにしてなる主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤において、
上面が閉鎖板により塞がれたケースと、このケースに対し横方向に進退可能に設けられたワーク受けと、このワーク受けをケース内に退避する方向に付勢する復帰ばねとを有するワーク排出装置を備え、このワーク排出装置は、ワーク加工後の前記移動台の移動に連動して前記ワーク受けがケースから横方向に進出動作し、前記把持手段から離されたワークを受けて前記ケースを通じて外部に排出し、その後の前記第３移動台の移動により前記復帰ばねが前記ワーク受けを前記ケース内に後退させるように構成されていることを特徴とする主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
前記棒材供給装置と、旋回可能に設けられ、複数個取り付け可能な工具のうちに回転工具を含む工具台と、１台のモータの回転を前記棒材供給装置のカッタ及び前記工具台の回転工具取付部に伝える伝動手段と、この伝動手段の回転伝達経路を切り替えて前記モータの回転を前記カッタ、工具台および回転工具取付部に選択的に伝達する切替手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
前記ワーク受けは、枢支軸を中心に回動するレバーに連結され、このレバーの枢支軸からワーク受けとの連結部までの長さは枢支軸から移動台が当接する部位までの長さよりも長く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。