JP4058957B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２つの加工機器部を備えた対向２軸旋盤からなる工作機械に関し、特にそのインターロック制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
対向２軸旋盤は、チャック面が互いに対向する２本の主軸と、各主軸に対応した刃物台とを備える。各主軸と刃物台とでそれぞれ構成される２つの加工機器部は、共通の機体カバーで覆われ、その内部の加工領域は、開閉式の中間シャッタにより２つの区分加工領域に仕切られる。中間シャッタを設けるのは、切粉やクーラントが互いに他方の加工機器部に影響することを防止するためである。中間シャッタを開閉式とするのは、両側の主軸の間で相互にワークを受け渡したり、棒状ワークの突き切り加工等において、両側の主軸で同じワークを同時に把持するためである。機体カバーの前面に設ける開閉式前扉は、各区分加工領域毎に設けられている。
このような対向２軸旋盤において、いずれか一方の加工機器部が自動運転による加工中であるときは、作業者の安全のため、左右いずれの開閉式前扉に対しても、開けて作業ができないようにインターロック手段が設けられている。左右いずれかの開閉式前扉が開き状態のときは、上記インターロック手段のため、左右の両方の加工機器部とも起動させることができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記インターロック手段を設けた対向２軸旋盤では、一方の加工機器部の自動運転中に、他方の加工機器部が休止中であっても、他方の加工機器部に対する作業が行えない。そのため、他方の加工機器部に対する人手によるワークの着脱や、加工済みワークの計測等の作業は、上記一方の自動運転が終了するのを待って行うことになる。そのため、稼働率が悪く、生産効率が悪いという課題がある。また、インターロック手段を無くしたり、オフにしたのでは、作業者の安全が確保できない。
【０００４】
この発明の目的は、一方の加工機器部で自動運転中であっても、他方の加工機器部に対して作業者による作業が行え、かつ作業者の安全が確保できる工作機械を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を実施形態に対応する図１と共に説明する。この工作機械は対向２軸旋盤からなり、機体カバー（５）で覆われた共用の加工領域（Ｓ）内に設けられ、同じワークの同時把持および互いに関連した作業を行うことができる左右の加工機器部（３），（４）と、閉じ状態で上記加工領域（Ｓ）を個々の加工機器部（３），（４）に対応する独立した２つの区分加工領域（Ｓ１），（Ｓ２）に仕切りかつ開くことで上記独立した２つの区分加工領域（Ｓ１），（Ｓ２）を一つの共用の加工領域（Ｓ）とする開閉式の中間シャッタ（１１）と、それぞれ上記機体カバー（５）の前面に上記各区分加工領域（Ｓ１），（Ｓ２）に対して設けられて作業者の進入を可能とする左右の開閉式の前扉（１７）とを備える。この工作機械において、上記中間シャッタ（１１）および各前扉（１７）の開閉状態をそれぞれ検出する複数の開閉検出手段（２１）〜（２３）と、前扉（１７）が閉状態でかつ中間シャッタ（１１）が閉状態であることを含む所定の区分加工領域閉条件が充足されたことを確認する閉条件確認手段（３６）と、インターロック手段（３５）とを設ける。上記インターロック手段（３５）は、左右の前扉（１７）の少なくとも一方が開状態にある場合に、両加工機器部（３），（４）の駆動を禁止するものであり、例外として、閉条件確認手段（３６）により、いずれか一方の加工機器部（３），（４）に対応する区分加工領域閉条件の充足が確認されると、他方の加工機器部（３），（４）の前扉（１７）の開閉状態にかかわらずに上記一方の加工機器部（３），（４）の駆動を禁止しないしないものとする。
この構成によると、通常は、左右の前扉（１７）の少なくとも一方が開状態にある場合は、インターロック手段（３５）により両加工機器部（３），（４）の駆動が禁止され、作業者の安全が図られる。ただし、一方の区分加工領域（Ｓ１），（Ｓ２）の閉条件が閉条件確認手段（３６）により確認されると、他方の加工機器部（３），（４）の前扉（１７）の開閉状態にかかわらずに、上記一方の加工機器部（３），（４）の駆動が、インターロック手段（３５）によって禁止されず、駆動可能となる。そのため、一方の加工機器部（３），（４）が自動運転等による加工中であっても、他の加工機器部（３），（４）に対して、手作業による処理、例えばワーク（Ｗ）の入替えや、加工済みワーク（Ｗ）の検査等の処理が行える。したがって、稼働率、生産効率を向上させることができる。この前扉（１７）の開き状態で駆動を禁止をしないのは、閉条件確認手段（３６）により、一方の区分加工領域（Ｓ１），（Ｓ２）の前扉（１７）が閉状態でかつ中間シャッタ（１１）が閉状態であることを含む所定の区分加工領域閉条件が充足されたことを確認した場合であるから、駆動を禁止しなくても、作業者の安全性が確保される。
したがって、一方の加工機器部（３），（４）で自動運転中に、他方の加工機器部（３），（４）に対して手作業でワークの入替えを行い、自動運転を起動するという運転サイクルを、２つの加工機器部（３），（４）において交互に行うことができる。
【０００６】
この発明において、上記中間シャッタ（１１）が閉じている状態を保持する中間シャッタロック手段（１９）と、この中間シャッタロック手段（１９）がロック状態にあることを検出するロック検出手段（２４）とを設け、上記閉条件確認手段（３６）は、上記ロック検出手段（２４）がロック状態を検出していることを上記区分加工領域閉条件に含めるものとする。
このように、中間シャッタ（１１）の閉状態を保持する中間シャッタロック手段（１９）を設けることにより、一方の加工機器部（３），（４）で自動運転して他方の加工機器部（３），（４）で手作業を行っているときに、中間シャッタ（１１）が不測に開くことが防止され、作業者の安全性が高められる。また、中間シャッタロック手段（１９）がロック状態にあることを区分加工領域閉条件に含めるため、中間シャッタ（１１）の閉確認を、開閉検出手段（２１）〜（２３）の閉検出とロック検出手段（２４）のロック検出とで２重に確認することになるため、作業者に対する安全性が、これによってもさらに高められる。
また、いずれか一方の加工機器部（３），（４）の自動運転中は、中間シャッタロック手段（１９）をロック状態とするロックオンオフ手段（３７）を設ける。
【０００７】
上記中間シャッタ（１１）は、開き状態で左右の加工機器部（３），（４）により同じワーク（Ｗ）の同時把持を可能とするものである。
この構成のため、一つの機械としての機能、すなわち加工領域（Ｓ）を共有した作業は自動で行え、このような共有形式の機械においても、一方の加工機器部（３），（４）の自動運転中に、他方の加工部（３），（４）における手作業が行える。左右の加工機器部（３），（４）により同じワーク（Ｗ）を同時把持する場合としては、例えば、左右の加工機器部（３），（４）による相互のワーク（Ｗ）の受渡しや、突き切り加工等の場合がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この工作機械は、工作機械本体１と、この工作機械本体１を制御する工作機械制御装置２とで構成される。この実施形態は対向２軸旋盤に適用した例である。図２に示すように、工作機械本体１は、左右の加工機器部３，４を備え、これら左右の加工機器部３，４は、機体カバー５で覆われた共用の加工領域Ｓ内に設けられている。
【０００９】
各加工機器部３，４は、それぞれ主軸６と、この主軸６に把持されたワークＷを加工する刃物台７とで構成される。各主軸６は主軸台９に支持されていて、ワークＷを把持可能な主軸チャックを有している。片方（図の左側）の主軸台９は、ベッド８上に固定設置されている。もう片方（図の右側）の主軸台９は、固定側の主軸台９に対面して進退自在なように、ベッド８上にレール９ａを介して設置され、主軸台進退装置（図示せず）により進退駆動される。この主軸台９の移動により、両加工機器部３，４は、互いに関連した作業が可能となっている。この互いに関連した作業は、図３に示すように、主軸６，６の相互間でのワークＷの受渡しと、左右の主軸６，６により同じワークＷを同時に把持して行う加工、例えば棒状ワークの突切り加工が可能となっている。棒状ワークを加工可能とする場合、可動側または固定側のいずれかの主軸６を、内部に棒状ワークが貫通可能なものとされる。
各刃物台７はタレットからなり、送り台１０を介してベッド８上に設置されている。固定側（左側）の主軸台７に対する送り台１０は、刃物台７を主軸６の軸方向（Ｚ軸方向）とこれに直交する方向（Ｘ軸方向）との２軸方向に移動可能に搭載している。可動側（右側）の主軸台７に対する送り台１０は、主軸６の軸方向（Ｚ軸方向）に対する直交方向（Ｘ軸方向）のみに移動自在とされ、ワークＷに対する軸方向Ｚの相対送りは、主軸台７の移動が利用される。
【００１０】
機体カバー５には、共通の加工領域Ｓを、個々の加工機器部３，４に対応する独立した２つの区分加工領域Ｓ１，Ｓ２に仕切る開閉式の中間シャッタ１１が設けられている。中間シャッタ１１は、詳しくは固定仕切り板１２と共に、加工領域Ｓを左右に仕切っており、開き状態で左右の加工機器部３，４の主軸６，６間でワークＷのワークの受渡しまたは同時把持が可能なものとされている（図３参照）。中間シャッタ１１は、図４，図５に示すように、支点１４回りに回動自在に支持されており、シャッタ開閉駆動装置１５により回動駆動され、開閉する。加工領域Ｓは、ベッド８の上方の底部カバー１６よりも上方の空間とされており、中間シャッタ１１は、底部カバー１６に設けられたスリット（図示せず）内を出入りする。
【００１１】
機体カバー５の前面には、各区分加工領域Ｓ１，Ｓ２に対して開閉式の前扉１７，１７が設けられている。前扉１７は、開き状態で作業者の区分加工領域Ｓ１，Ｓ２内への進入を可能とするものである。この進入は、主軸６および刃物台７に対して作業者が作業ができる程度に進入できれば良い。両側の前扉１７は、両側とも開いた状態で、機体カバー５の前面が連続した窓となるように設けられており、閉じ状態で互いに先端が当接する。また、前扉１７は、閉じ状態で加工領域Ｓの前面から上面の前部に渡って覆うものとされている。
【００１２】
各前扉１７に対しては、図１に示すように、扉開閉駆動装置１８が設けられている。また、中間シャッタ１１および各前扉１７に対して、それぞれの閉じ状態保持するシャッタロック手段１９および扉ロック手段２０が設けられている。これらシャッタロック手段１９および扉ロック手段２０は、電磁石の駆動でロックおよびロック解除を行う電磁ロック装置とされている。また、シャッタロック手段１９および扉ロック手段２０は、図示は省略するが、例えば、それぞれ中間シャッタ１１および前扉１７に設けられた孔または凹部等の被係合部に、電磁石で進退駆動される係合子が係合するものとされる。
【００１３】
中間シャッタ１１および各前扉１７に対しては、これら中間シャッタ１１および前扉１７の開閉状態をそれぞれ検出する開閉検出手段２１，２２，２３が設けられている。これら開閉検出手段２１，２２，２３は、例えば閉検出状態でオンとなる。また、シャッタロック手段１９に対しては、ロック状態にあることを検出するロック検出手段２４が設けられている。このロック検出手段２４は、シャッタロック手段１９に対して直接に設けても良く、また図示のように、このシャッタロック手段１９を制御するロックオンオフ手段３７に対して設けても良い。ロックオンオフ手段３７は、シャッタロック手段１９の他に、各前扉１７に対する扉ロック手段２０の制御も行うものとしてある。また、ロック検出手段２４は、シャッタロック手段１９の他に各扉ロック手段２０がロック状態にあることを検出する機能を備えるものとしてある。ロック検出手段２４によるロック状態の検出信号は、シャッタロック手段１９と各扉ロック手段２０について個別に出力される。なお、同図ではロックオンオフ手段３７およびロック検出手段２４を一つで示したが、これらロックオンオフ手段３７およびロック検出手段２４は、中間シャッタ１１と各前扉１７に対して個別に設けても良い。
【００１４】
図１と共に、工作機械制御装置１を説明する。この工作機械制御装置１は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコントローラにより構成される。この工作機械制御装置１は、左右の加工機器部３，４を、それぞれ左右の加工機器制御部３３，３４により制御するものであり、この他にインターロック手段３５と、閉条件確認手段３６と、ロックオンオフ手段３７とを備える。
【００１５】
加工機器制御部３３，３４は、それぞれ加工プログラム（図示せず）によって加工機器部３，４を自動運転可能なものであり、工作機械制御装置１に設けられた操作盤（図示せず）の操作により、自動運転と手動運転との切換が可能とされている。両加工機器制御部３３，３４は、相互に信号を送受して、左右の加工機器部３，４による互いに関連した作業、例えば上記主軸６，６間のワークＷの受渡しや、両主軸６，６でワークＷを同時に把持する突切り加工等が可能とされている。
【００１６】
ロックオンオフ手段３７は、加工機器部３，４がいずれか片方でも自動運転中の場合は、シャッタロック手段１９をロックオンにする手段である。このロックオンは、いずれか片方の加工機器部３，４の自動運転中の場合は、無条件に行うようにしても良い。ロックオンオフ手段３７は、シャッタロック手段１９の他に、各前扉１７に対する扉ロック手段２０の制御も行うものとしてある。ロックオンオフ手段３７による扉ロック手段２０のロックオンは、設定条件が充足されることで行われる。この設定条件は、例えば対応する加工機器部３，４が自動運転中であること等とされる。
【００１７】
インターロック手段３５は、前扉１７等の開閉状態に応じて上記加工機器部３，４の駆動を禁止する手段であり、基本的には、各開閉検出手段２２の検出信号により、左右の前扉１７の少なくとも一方が開状態にあることが検出されると、上記加工機器部３，４の駆動を禁止するものとしてある。この駆動の禁止は、駆動中の加工機器部３，４については強制停止させ、非駆動中の加工機器部３，４については起動を禁止することである。インターロック手段３５は、上記開閉の検出信号の他に、ロック検出手段２４によるシャッタロック手段１９および各扉ロック手段２０のロック検出信号も、駆動禁止を行うか否かの判断に用いるものとしてある。インターロック手段３５は、詳しくは、次の閉条件確認手段３６による区分加工領域閉条件の充足の確認が得られた場合の他は、左右の前扉１７と中間シャッタ１１のいずれか一つでも開いていた場合、つまり開閉検出手段２１，２２，２３のいずれか一つでも閉検出信号がない場合は、両方の加工機器部３，４とも駆動を禁止するものとしてある。インターロック手段３５の駆動禁止の条件として、上記の条件に加え、ロック検出手段２４によるシャッタロック手段１９のロック検出信号、および各扉ロック手段２０のロック検出信号のいずれか一つでも得られなかったときは、両方の加工機器部３，４とも駆動を禁止するものとしても良い。ただし、この場合も、閉条件確認手段３６による区分加工領域閉条件の充足確認が得られた場合は禁止しない。
【００１８】
閉条件確認手段３６は、２つの区分加工領域Ｓ１，Ｓ２のそれぞれについて、前扉１７が閉状態でかつ中間シャッタ１１が閉状態であることを必ず含む所定の区分加工領域閉条件が充足されたことを確認する手段である。閉条件確認手段３６は、区分加工領域閉条件として、上記の他に、ロック検出手段２４がシャッタロック手段１９のロック状態を検出していることを条件に含むものとしてある。前扉１７および中間シャッタ１１が閉状態であることは、対応する各開閉検出手段２１〜２３の検出信号により認識する。閉条件確認手段３６は、個々の区分加工領域Ｓ１，Ｓ２について、区分加工領域閉条件の充足を確認する左確認部３６ａおよび右確認部３６ｂを有する。
【００１９】
インターロック手段３５は、閉条件確認手段３６によりいずれか一方の加工機器部３，４に対応する区分加工領域閉条件の充足が確認されると、他方の前扉１７の開閉状態にかかわらずに上記一方の加工機器部３，４の駆動を禁止しない。インターロック手段３５は、閉条件確認手段３６により区分加工領域閉条件の充足が確認されていない加工機器部３，４については、その加工機器部３，４の駆動を禁止する。例えば、前扉１７の開いている加工機器部３，４については、駆動を禁止する。また、インターロック手段３５は、扉ロック手段２０のロックが確認されていない加工機器部３，４についても、駆動を禁止する。
【００２０】
上記構成のインターロック等の動作を説明する。いずれか一方の区分加工領域Ｓ１，Ｓ２の閉条件が閉条件確認手段３６により確認されると、他方の加工機器部３，４の前扉１７の開閉状態にかかわらずに、上記一方の加工機器部３，４の駆動が、インターロック手段３５により禁止されずに可能になる。そのため、一方の加工機器部３，４が自動運転等による加工中であっても、他方の加工機器部３，４に対して、前扉１７を開けて、ワークＷの入替えや加工済みワークＷの検査等の手作業による処理が行える。
例えば、図の左側の加工機器部３の区分加工領域Ｓ１の閉じ条件が閉条件確認手段３６により確認されると、右側の加工機器部４の前扉１７が開いていても、左側の加工機器部３の駆動が、インターロック手段３５により禁止されずに可能になる。そのため、左側の加工機器部３の自動運転中に、右側の加工機器部４に対して手作業による処理が行える。したがって、稼働率、生産効率を向上させることができる。
【００２１】
また、閉条件確認手段３６により、少なくとも前扉１７および中間シャッタ１１が閉状態である閉条件が充足されたことを確認した場合に、インタロックによる駆動禁止を行わないものとするので、作業者の安全性も確保される。この実施形態では、中間シャッタ１１の閉状態を保持する中間シャッタロック手段１９を設けたため、いずれか一方の加工機器部３，４で自動運転して他方の加工機器部３，４で手作業を行っているときに、中間シャッタ１１が不測に開くことが防止され、作業者の安全性がより一層高められる。ロックオンオフ手段３７は、いずれか一方の加工機器部３，４が自動運転中は無条件に中間シャッタロック手段１９をロック状態とするため、これによっても安全性が高められる。
閉条件確認手段３６は、中間シャッタロック手段１９がロック状態にあることも区分加工領域閉条件に含めるため、中間シャッタ１１の閉確認を、開閉検出手段２１の閉検出とロック検出手段２４のロック検出とで２重に確認することになる。したがって、作業者に対する安全性が、さらに高められる。
【００２２】
このように作業者の安全性が十分に確保できるため、いずれか一方の加工機器部３，４の自動運転中に、他方の加工機器部３，４に対して手作業でワークＷの入替えを行い、自動運転を起動するという運転サイクルを、２つの加工機器部３，４において交互に行うことができる。
【００２３】
なお、この明細書の各部で、「確認されると」とある記載は、「確認されている間は」という記載で置き換えても良い。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の工作機械は、対向２軸旋盤からなり、機体カバーで覆われた共用の加工領域内に設けられ、同じワークの同時把持および互いに関連した作業を行うことができる左右の加工機器部と、閉じ状態で上記加工領域を個々の加工機器部に対応する独立した２つの区分加工領域に仕切りかつ開くことで上記独立した２つの区分加工領域を一つの共用の加工領域とする開閉式の中間シャッタと、それぞれ上記機体カバーの前面に上記各区分加工領域に対して設けられて作業者の進入を可能とする左右の開閉式の前扉と、上記中間シャッタおよび各前扉の開閉状態をそれぞれ検出する複数の開閉検出手段と、前扉が閉状態でかつ中間シャッタが閉状態であることを含む所定の区分加工領域閉条件が充足されたことを確認する閉条件確認手段と、左右の前扉の少なくとも一方が開状態にある場合に、両加工機器部の駆動を禁止するが、閉条件確認手段により、いずれか一方の加工機器部に対応する区分加工領域閉条件の充足が確認されると、他方の加工機器部の前扉の開閉状態にかかわらずに上記一方の加工機器部の駆動を禁止しないインターロック手段そを備えたものであるため、一方の加工機器部で自動運転中であっても、他方の加工機器部に対して作業者による作業が行え、かつ作業者の安全を確保することができる。
また、上記中間シャッタが閉じている状態を保持する中間シャッタロック手段と、この中間シャッタロック手段がロック状態にあることを検出するロック検出手段とを設け、上記閉条件確認手段は、上記ロック検出手段がロック状態を検出していることを上記区分加工領域閉条件に含めるものとしたため、作業者の安全性がより一層高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同工作機械の工作機械本体の破断平面図である。
【図３】同工作機械の左右の加工機器部による関連作業状態を示す破断説明図である。
【図４】同工作機械の拡大破断側面図である。
【図５】同工作機械のシャッタ開閉動作の説明図である。
【符号の説明】
１…工作機械本体
２…工作機械制御装置
３，４…加工機器部
５…機体カバー
６…主軸
７…刃物台
９…主軸台
１１…中間シャッタ
１２…固定仕切り板
１５…シャッタ開閉駆動装置
１７…前扉
１９…シャッタロック手段
２０…扉ロック手段
２１，２２，２３…開閉検出手段
２４…ロック検出手段
３７…ロックオンオフ手段
３３，３４…加工機器制御部
３５…インターロック手段
３６…閉条件確認手段
３７…ロックオンオフ手段
Ｓ…加工領域
Ｓ１，Ｓ２…区分加工領域
Ｗ…ワーク

Claims (1)

1. 対向２軸旋盤からなる工作機械であって、機体カバーで覆われた共用の加工領域内に設けられ、同じワークの同時把持および互いに関連した作業を行うことができる左右の加工機器部と、閉じ状態で上記加工領域を個々の加工機器部に対応する独立した２つの区分加工領域に仕切りかつ開き状態で上記独立した２つの区分加工領域を一つの共用の加工領域として左右の加工機器部による同じワークの同時把持を可能とする開閉式の中間シャッタと、それぞれ上記機体カバーの前面に上記各区分加工領域に対して設けられて作業者の進入を可能とする左右の開閉式の前扉と、上記中間シャッタおよび各前扉の開閉状態をそれぞれ検出する複数の開閉検出手段と、前扉が閉状態でかつ中間シャッタが閉状態であることを含む所定の区分加工領域閉条件が充足されたことを確認する閉条件確認手段と、左右の前扉の少なくとも一方が開状態にある場合に、両加工機器部の駆動を禁止するが、閉条件確認手段により、いずれか一方の加工機器部に対応する区分加工領域閉条件の充足が確認されると、他方の加工機器部の前扉の開閉状態にかかわらずに上記一方の加工機器部の駆動を禁止しないインターロック手段とを備え、上記中間シャッタが閉じている状態を保持する中間シャッタロック手段と、この中間シャッタロック手段がロック状態にあることを検出するロック検出手段とを設け、上記閉条件確認手段は、上記ロック検出手段がロック状態を検出していることを上記区分加工領域閉条件に含めるものとし、いずれか一方の加工機器部の自動運転中は、上記中間シャッタロック手段をロック状態とするロックオンオフ手段を設けた工作機械。

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