JP4124871B2 - 主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダおよび主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほぼ垂直方向の回転軸線を有する主軸を軸支した主軸台を移動して、主軸下端に設けられたチャックとのあいだで工作物を授受する主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダおよびその主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
垂直方向あるいは垂直方向から所定角度だけ傾斜した方向に回転軸線を有する主軸を軸支した主軸台を移動して、主軸下端に設けられたチャックに工作物を着脱し、チャックの下方に設けられた加工工具で工作物を加工する主軸移動型立形工作機械は、工作物を主軸に搬送するための搬送ローダが不要であり、工作物の搬送機構が簡素なものとなる等の利点がある。
【０００３】
このような主軸移動型立形工作機械の例としてのワークインデックステーブル付立型数値制御式旋盤は、特開昭６２−１４０７０４号公報、特開昭６１−２６５２０１号公報に開示されている。この旋盤は、上下方向に移動する主軸台、主軸台に支持されている主軸、工作物が置かれるテーブルを割り出すと共に、主軸の中心線に向かって往復移動するワークインデックステーブル、主軸の中心線に向かって往復移動する刃物台等から構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、ワークインデックステーブル付旋盤においては、複数の材料をチャックに順次取り付けて加工を行うことができる。しかし、旋盤で加工する前の素材は、長い材料を切断しただけのものが多い。すなわち、素材である未加工工作物の寸法は正確でなく、工作物の長さ方向（軸線方向）の寸法にばらつきがあり、また、テーブル側の面と、チャックで把持する側の面との平行度にも誤差をもっているものであった。そのため、チャックに未加工工作物を取り付ける際、チャックの爪の端面に未加工工作物が密着しなかったり、未加工工作物とチャックとの衝突が起こったりする可能性があった。このような障害が起きると、工作物の加工精度が低下したり、加工中に工作物がチャックから外れたり、衝突により機械本体や工具、工作物を破損したりするおそれがあった。
【０００５】
そのため、従来技術の旋盤では材料をチャックに取り付ける際に、テーブル下部に設けたシリンダで上昇する押出しピンによって材料をチャックの口に押し込んでいる。しかしながら、上下方向に主軸台が移動できるのに、押し出しピンを昇降させるシリンダ、それを制御する制御部が必要になり、構成が複雑となって信頼性も低下するおそれがあった。
【０００６】
また、チャックに取り付けた材料の加工が終了し、次の材料をチャックに取り付ける場合には次のような動作を行う必要があった。加工の終了した材料をワークインデックステーブルに置いた後、ワークインデックステーブルを割り出し、次の材料をチャックに取り付けて加工を行う。すなわち、材料をテーブルに置いてから、次の材料を把持して加工を行うにはワークインデックステーブルを割り出さなくてはいけないため、旋盤に材料の取り付け、取り外しを行う時間（非加工時間）が長くなり、加工能率を向上させることができない。
【０００７】
さらに、ワークインデックステーブルは加工領域内で主軸の中心に向かって往復移動する。そのため、加工を行っている加工領域内にワークインデックステーブルが位置することになり、テーブル上や材料の上に切り屑、切削油剤等が堆積し、材料のチャックへの着脱に問題を生じるおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、主軸移動型立形工作機械とともに使用して、工作機械の主軸のチャックに工作物を押し付けて確実に把持させることのできる主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダおよびその主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダは、ほぼ垂直方向の回転軸線を有する主軸と、前記主軸を回転可能に軸支して、少なくとも前記主軸の軸線方向および前記主軸の軸線と直交する方向に移動する主軸台と、前記主軸の下端に設けられたチャックと、前記主軸台を移動制御するとともに前記チャックを制御して、前記チャックに工作物を着脱する制御手段とを有する主軸移動型立形工作機械とともに使用され、前記主軸台が加工動作中に移動する領域である加工領域に隣接する工作物授受領域に設けられ、複数の工作物を順次供給するワークフィーダであって、複数の工作物を移動するための移動部材と、前記主軸の軸線方向に移動可能かつ傾斜可能に前記移動部材上に設けられ、工作物を載置する複数の工作物載置部と、前記各工作物載置部を前記チャックの方向に付勢する付勢手段とを有するものである。
【００１０】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記移動部材を回転円板とすることができる。
【００１１】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記移動部材をチェーンによって互いに連結されたパレットとすることができる。
【００１２】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記付勢手段は、前記工作物載置部と工作物の合計の重さ以上の付勢力によって、前記工作物載置部を前記チャックの方向に付勢するものであることが好ましい。
【００１３】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記工作物載置部は、前記移動部材に対して前記主軸の軸線に直交する方向に移動可能に支持されたものであることが好ましい。
【００１４】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記工作物載置部は、前記工作物載置部を前記移動部材に対して前記主軸の軸線方向に移動可能かつ傾斜可能に支持する足部材を有するものであることが好ましい。
【００１５】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記工作物載置部は、３本の前記足部材を有するものであることが好ましい。
【００１６】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記工作物載置部と前記足部材とは、相対的に傾斜可能に接続されていることが好ましい。
【００１７】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記足部材は、下端部に前記移動部材の下面に当接する膨大径部が形成され、前記膨大径部の上方に部分的に径の小さい小径部が形成されたものであることが好ましい。
【００１８】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、２つの前記工作物載置部を、前記主軸の軸線と直交する方向の前記主軸台の移動軸線上に同時に位置決めすることが可能であり、そのうちの一方の前記工作物載置部の位置を前記チャックから工作物を渡す工作物渡し位置とし、他方の前記工作物載置部の位置を前記チャックが工作物を受け取る工作物受け取り位置とすることが好ましい。
【００１９】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記主軸台の移動軸線上の前記工作物載置部のうち、少なくとも前記工作物受け取り位置に位置している前記工作物載置部が所定の位置または過大な下降位置に下降したことを検出する下降位置検出手段を有することが好ましい。
【００２０】
また、上記の主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダにおいて、前記主軸台の移動軸線上の前記工作物載置部のうち、少なくとも前記工作物渡し位置に位置している前記工作物載置部に工作物が載置されているか否かを検出する工作物有無検出手段を有することが好ましい。
【００２１】
また、本発明の主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法は、ほぼ垂直方向の回転軸線を有する主軸と、前記主軸を回転可能に軸支して、少なくとも前記主軸の軸線方向および前記主軸の軸線と直交する方向に移動する主軸台と、前記主軸の下端に設けられたチャックと、前記主軸台を移動制御するとともに前記チャックを制御して、前記チャックに工作物を着脱する制御手段とを有する主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法であって、複数の工作物を移動するための移動部材と、前記主軸の軸線方向に移動可能かつ傾斜可能に前記移動部材上に設けられ、工作物を載置する複数の工作物載置部と、前記各工作物載置部を前記チャックの方向に付勢する付勢手段とから成るワークフィーダが、前記主軸台が加工動作中に移動する領域である加工領域に隣接する工作物授受領域に設けられており、前記チャックを工作物の上面に押し当て、さらに所定の距離だけ前記付勢手段による付勢力に逆らって押し付ける手順と、その後前記チャックの爪を閉じて、工作物を把持する手順とを有するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の主軸移動型立形工作機械１の正面図である。工作機械としては立旋盤の場合の例である。また、図２は、本発明の主軸移動型立形工作機械１の平面図である。主軸移動型立形工作機械１の工作機械本体２にはワークフィーダ３が並設されている。工作機械本体２は、ベッド１０に刃物台２３が設けられている。刃物台２３には割り出し回転可能なタレット２１が設けられており、タレット２１の外周部には外径加工用バイト、内径加工用工具等の加工工具２２が保持されている。主軸台４には垂直方向の回転軸線を有する主軸５が回転可能に軸支されており、主軸５の下端にはチャック６が設けられている。
【００２３】
主軸５の回転軸線と平行な方向であるＺ軸方向と直交する水平方向（Ｘ軸方向）に沿って、Ｘ軸ガイドレール１１が設けられており、Ｘ軸ガイドレール１１上にはサドル１２がＸ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸ガイドレールは、ベッド１０の後部およびベッド１０の後部に固定されたブラケット１０ａに設けられている。ベッド１０とブラケット１０ａとは一体であってもよい。
【００２４】
サドル１２は、Ｘ軸用サーボモータ２０により歯付プーリ・歯付ベルト機構を介して回転駆動されるＸ軸送りねじ１３、ナット１４によりＸ軸方向に移動される。サドル１２にはＺ軸ガイドレール２４、スライド本体２５によりＺ軸方向に移動可能に主軸台４が設けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６によってＺ軸送りねじ（図示せず）を回転駆動することにより主軸台４をＺ軸方向に移動する。これにより、主軸５および主軸台４はＸ，Ｚ軸方向に移動可能となっている。主軸５をＮＣ装置（図示せず）によりＸ，Ｚ軸方向に移動制御して、チャック６に把持した工作物をタレット２１上の加工工具２２により加工する。
【００２５】
加工中に主軸台４が移動する領域は加工室（加工領域）１７として、カバー、スプラッシュガード６１に覆われている。加工室１７に隣接して工作物授受領域１８が設けられている。加工室１７と工作物授受領域１８とは開閉可能な開閉カバーによって仕切られている。工作物授受領域１８にはワークフィーダ３が少なくとも一部が位置するように設置されている。すなわち、ワークフィーダ３は、後述する工作物渡し位置Ａ、工作物受け取り位置Ｂが少なくとも工作物授受領域１８に位置していればよい。
【００２６】
ワークフィーダ３のワークフィーダ本体３０の上面には、回転円板３１が回転可能かつ割り出し可能に設けられている。回転円板３１の上面に設けられた複数の工作物載置部３２上にはそれぞれ工作物が載置可能である。回転円板３１上には、図２に示すように円周方向の均等角度ごとに８個の工作物載置部３２が設けられている。ワークフィーダ３により、複数の工作物Ｗを連続的に工作機械本体２に供給することが可能である。
【００２７】
Ｘ軸ガイドレール１１は、Ｘ軸方向にワークフィーダ３の位置まで延びている。主軸５のＸ軸方向の移動軸線上には２つの工作物載置部３２が同時に位置決め可能であり、位置決め時にはそれぞれの工作物載置部３２の中心が主軸５の移動軸線上にくる。移動軸線上の１つの工作物載置部３２はチャック６から加工済みの工作物を渡す工作物渡し位置Ａにあり、もう１つの工作物載置部３２はチャック６が未加工の工作物を受け取る工作物受け取り位置Ｂにある。主軸台４は、チャック６がこれらの２つの位置の直上に位置するところまで移動可能である。主軸移動型立形工作機械１は、ＮＣ（数値制御）装置によって制御されている。
【００２８】
ワークフィーダ３の工作物渡し位置Ａ、工作物受け取り位置Ｂの反対側の工作物載置部３２は、スプラッシュガード６１の外方に位置し、この近傍の位置は作業者工作物段取り替え位置Ｃとなっている。すなわち、作業者はこの作業者工作物段取り替え位置Ｃで、加工済み工作物を工作物載置部３２より取り外し、未加工工作物を工作物載置部３２に載置する段取り替えを行う。作業者工作物段取り替え位置Ｃでは段取り替え作業が行えるが、主軸台４が移動する工作物授受領域１８とのあいだは工作物授受領域１８側に手などが入らないようにスプラッシュガード６１で仕切られている。
【００２９】
まず、ＮＣ装置によって加工済み工作物用の工作物載置部３２を工作物渡し位置Ａに、未加工工作物の載置された工作物載置部３２を工作物受け取り位置Ｂに位置決めするようワークフィーダ３を制御する。さらに、ＮＣ装置によって主軸台４をＸ軸方向に移動制御し、チャック６を工作物渡し位置Ａの工作物載置部３２の直上に位置させる。そして、主軸台４をＺ軸方向に下降させ、チャック６の爪２７を開き、加工済みの工作物を工作物載置部３２上に載置する。チャックシリンダ２８を駆動することにより、チャック６の爪２７の開閉動作を行う。
【００３０】
次に主軸台４を上昇させるとともにＸ軸方向に移動制御し、チャック６を未加工工作物を載置した工作物受け取り位置Ｂの工作物載置部３２の直上に位置させる。そして主軸台４をＺ軸方向に下降させ、チャック６の爪２７を閉動作させて未加工工作物を把持する。その後、主軸台４を加工室１７内に移動して加工を行う。そのあいだにワークフィーダ３を制御して、未加工工作物がチャック６側に受け取られた工作物載置部３２を工作物渡し位置Ａに、次の未加工工作物が載置された工作物載置部３２を工作物受け取り位置Ｂに旋回させる。
【００３１】
加工が終了すると、前述のように、主軸台４を工作物授受領域１８内に移動させて、加工済み工作物を工作物載置部３２に渡す動作と、未加工工作物を工作物載置部３２から受け取る動作とを繰り返し、次の工作物の加工を行う。以上のようにして、複数の工作物を順次工作機械本体２に供給し加工を行うことができる。
【００３２】
図３は、ワークフィーダ３の平面図である。また図４は、ワークフィーダ３を正面から見た部分拡大断面図である。ワークフィーダ３の天板３５の上面には、回転円板３１が回転可能かつ割り出し可能に軸支されている。回転円板３１は、中心軸３１２が軸受３５１に回転可能に軸支されており、外周部が天板３５上の複数個（例えば、４個）の回転補助支持部材（キャスタ）３６によって支持されている。回転円板３１は、ＮＣ装置からの指令を受けてワークフィーダ３を制御するワークフィーダ制御部によって制御される割出モータ３７により割り出し駆動される。
【００３３】
回転円板３１の上面には、同一円周上に均等の中心角（４５度）をもって８個の工作物載置部３２が設けられている。それぞれの工作物載置部３２には工作物が載置可能である。主軸５のＸ軸方向の移動軸線Ｓ上には２つの工作物載置部３２が同時に位置決めされる。すなわち、工作物渡し位置Ａの工作物載置部３２ａと工作物受け取り位置Ｂの工作物載置部３２ｂの中心は、移動軸線Ｓ上にある。
【００３４】
工作物載置部３２は、それぞれ３本の足部材３３により回転円板３１上に支持されており、回転円板３１に対して上下動可能である。また、３本の足部材３３が不均等に下降することにより、工作物載置部３２の載置面が任意の方向に傾斜することも可能である。３本の足部材３３は、工作物載置部３２の円周上の中心角が互いに１２０度の位置に設けられている。
【００３５】
工作物載置部３２は、足部材３３の外周に設けられた付勢部材であるコイルバネ３４により上方に付勢されている。コイルバネ３４の付勢力は、工作物載置部３２に工作物を載置しただけでは下降しない程度とする。すなわち、３本のコイルバネ３４の付勢力の合計値が工作物載置部３２と工作物の重さの和以上の力となって上方に付勢する。工作物載置部３２は、通常状態では足部材３３下端の膨大径部３３１と回転円板３１の下面が当接することにより規制される上昇端位置にある。
【００３６】
割出検出器５１は回転円板３１の割り出し位置を検出するものであり、回転円板３１の中心近傍に等角度に設けられた被検出部材３１１を割出検出器５１である近接スイッチによって検出している。下降過大検出器５２，５３は、工作物載置部３２ａ，３２ｂそれぞれの下降位置が過大であるか否かを検出するためのものである。足部材３３下端の膨大径部３３１の下降を下降過大検出器５２，５３である近接スイッチにより検出する。
【００３７】
なお、下降過大検出器５２，５３は、足部材３３または工作物載置部３２の下降を検出できるものであれば、他の種類のセンサ（例えば、光センサ、磁気センサ、超音波センサ等）であってもよい。下降過大検出器５２，５３により、工作物載置部３２ａ，３２ｂがそれぞれ過大設定距離だけ下降したことが検出できる。すなわち、この過大設定距離以上に工作物載置部３２ａ，３２ｂが下降すると、ＮＣプログラムにミスがある、工作物の種類を間違えているなどの可能性があるとして工作物授受の動作を停止させるためのものである。
【００３８】
工作物有無検出器５４，５５は、工作物載置部３２ａ，３２ｂの上に工作物が載置されているか否かを検出するものである。工作物有無検出器５４，５５は、反射型の光電センサにより工作物を検出する。なお、工作物有無検出器５４，５５は、工作物の有無が検知できるものであれば、他の種類のセンサであってもよい。
【００３９】
工作物渡し位置Ａでは、工作物有無検出器５４によって工作物載置部３２ａ上の工作物の有無を検出し、工作物載置部３２ａが工作物無しの状態であれば主軸台４が下降する等の工作物を渡す動作を行い、すでに工作物有りの状態であれば工作物を渡す動作を行わず、他の工作物載置部３２で工作物無しの状態のものを探す等の動作を行う。このことにより、工作物載置部３２ａ上の工作物と、チャック６に把持された工作物との衝突を防止することができる。
【００４０】
また工作物受け取り位置Ｂでは、工作物有無検出器５５によって工作物載置部３２ｂ上の工作物の有無を検出し、工作物載置部３２ｂが工作物有りの状態であれば工作物を受け取る動作を行い、工作物無しの状態であれば主軸台４が下降する等の工作物を受け取る動作を行わず、他の工作物載置部３２で工作物有りの状態のものを探す等の動作を行う。このことにより、空切削（工作物を把持しない状態で加工室１７内に移動し加工を行ってしまうこと）を防止することができる。なお、工作物受け取り位置Ｂ側の工作物有無検出器５５はなくてもよい。割出検出器５１、下降過大検出器５２，５３、工作物有無検出器５４，５５は、ワークフィーダ本体３０の上端に固定された天板３５に取り付けられている。
【００４１】
このワークフィーダ３を使用した主軸移動型立形工作機械１の動作を詳しく説明する。加工が終了すると、ＮＣ装置によって主軸台４をＸ軸方向に移動制御し、チャック６を工作物渡し位置Ａの工作物載置部３２ａの直上に位置させる。そしてＺ軸方向に下降させ、チャック６の爪２７を開き、加工済みの工作物を工作物載置部３２ａ上に載置する。次に主軸台４を上昇させるとともにＸ軸方向に移動制御し、チャック６を工作物受け取り位置Ｂの未加工工作物を載置した工作物載置部３２ｂの直上に位置させる。
【００４２】
そして主軸台４をＺ軸方向に下降させ、チャック６の爪２７を工作物の上面に押し当てる。さらに、コイルバネ３４の付勢力に逆らって工作物載置部３２ｂが所定距離だけ下降するように、ＮＣプログラムにプログラムされた距離だけ主軸台４の下降を続ける。工作物載置部３２ｂが下降する所定距離は、未加工工作物の厚さ等の誤差以上の値にプログラムしてある。したがって、工作物載置部３２ｂを所定距離下降させた時点では、工作物の取り付け面はチャック６の爪２７に確実に押し付けられた状態となる。
【００４３】
また、工作物載置部３２ｂが傾斜可能であるので、工作物の取り付け面はチャック６の爪２７に均等に押し付けられる。この状態でチャック６の爪２７を閉動作させて未加工工作物を把持する。また、下降過大検出器５２，５３が設けられているので、作業者がミスをしても主軸５、チャック６等を工作物載置部３２ｂに過大の荷重で押し付けて工作機械本体２側に精度不良を生じさせることがない。
【００４４】
このようにして工作物の厚さ、平行度等の寸法誤差を工作物載置部３２の移動により吸収するため、工作物を確実に把持することができる。また、チャック６が工作物に接触しても、コイルバネ３４により工作物が逃げるため、工作機械や工作物が破損することがなくなる。
【００４５】
なお、以上の実施の形態では、工作物載置部３２ａ，３２ｂの両方に対して下降過大検出器５２，５３が設けられているが、工作物受け取り位置Ｂ側の工作物載置部３２ｂのみに対して下降過大検出器５３を設けるようにしてもよい。また、回転円板３１上に工作物載置部３２を８個設けるようにしているが、２個以上の任意の個数であってもよい。ただし、互いに隣接する工作物載置部３２は、工作物載置部３２とチャック６（主軸台４）とのあいだで工作物の授受動作を行う際、隣りの工作物載置部３２と干渉しないように設けられる。
【００４６】
図５は、他の実施の形態のワークフィーダのパレット４１の部分を示す平面図である。また図６は、パレット４１の正面図である。これは多数のパレット４１をチェーン４６によってリング状に連結し、回動させるようにしたロータリフィーダである。パレット４１の下面には３個のキャスタ４５が取り付けられており、パレット４１はワークフィーダの天板上を滑らかに移動できる。パレット４１はリング状に張設されたチェーン４６に接続されており、チェーン４６によって移動駆動される。
【００４７】
パレット４１の上面には、工作物載置部４２が３本の足部材４３により支持されており、パレット４１に対して上下動可能である。また、３本の足部材４３が不均等に下降することにより、工作物載置部４２の載置面が任意の方向に傾斜することも可能である。３本の足部材４３は、工作物載置部４２の円周上の中心角が互いに１２０度の位置に設けられている。工作物載置部４２は、足部材４３の外周に設けられたコイルバネ４４により上方に付勢されている。
【００４８】
コイルバネ４４の付勢力は、工作物載置部４２に工作物を載置しただけでは下降しない程度とする。すなわち、３本のコイルバネ４４の付勢力の合計値が工作物載置部４２と工作物の重さの和以上の力となって上方に付勢する。その他、下降過大検出器、工作物有無検出器も前述の実施の形態と同様に設けられる。ワークフィーダの使用方法は前述の実施の形態と同様であるため省略する。
【００４９】
次に、他の形態の工作物載置部３２と足部材３３の構成について説明する。前述の実施の形態においては、工作物載置部３２と足部材３３とは固定されており、足部材３３の外周面と回転円板３１の貫通孔との隙間も小さいため、工作物載置部３２に水平方向の力が加わった場合には十分に追従できないことがある。すなわち、チャック６の爪２７を工作物の上面に押し付けた状態で爪２７を閉動作させて工作物を把持する場合、工作物の中心軸とチャック６の中心軸がずれているとチャック６の爪は、工作物を工作物載置部３２に対して、ずれをなくす方向に移動させる。しかしながら、工作物が移動できないようなことが生じた場合には、工作物載置部３２に水平方向の力が加わり、足部材３３の上端部にも水平方向の力が加わる。
【００５０】
しかし、足部材３３の下端部は回転円板３１の貫通孔との隙間分しか移動できないので、足部材３３が傾斜して回転円板３１の貫通孔との摩擦力が大きくなってしまうこともある。そうなると足部材３３は上下動の動きが悪くなり、チャック６の把持面に対する工作物上面の追従性が悪化してしまう。このような現象を回避するために、図７に示すような、工作物載置部３２と足部材３３の構成を採用する。
【００５１】
足部材３３の上端には、取付ネジ３３３によりカラー３３４が固定されている。工作物載置部３２の取付部３２１は、足部材３３の上端とカラー３３４に挟まれて上下に隙間を有するように取り付けられている。また、工作物載置部３２の取付部３２１の貫通孔の直径は、カラー３３４の側面との間に所定の隙間を生じるように、カラー３３４の首部の直径に比べて大きく設定されている。工作物載置部３２が足部材３３と直接固定されていないので、工作物載置部３２は足部材３３に対して任意の方向に傾斜することができる。
【００５２】
工作物載置部３２はコイルバネ３４によって上方に付勢されており、付勢力は工作物載置部３２からカラー３３４のつば部、取付ネジ３３３を介して足部材３３に伝達される。通常状態では、図７のように足部材３３下端の膨大径部３３１と回転円板３１の下面が当接し、工作物載置部３２を上昇端位置に規制する。足部材３３の膨大径部３３１の上方には、他の部分より直径の小さい小径部３３２が所定の軸方向長さにわたり形成されている。
【００５３】
図８は、工作物載置部３２が下降した状態を示す図である。これは、コイルバネ３４の付勢力に逆らって工作物載置部３２がＮＣプログラムにプログラムされた所定距離だけ下降した状態である。このときに回転円板３１の貫通孔と対向する位置に、足部材３３の小径部３３２が形成されている。このため、この下降状態では足部材３３と回転円板３１との貫通孔における隙間が大きくなっており、足部材３３が水平方向（主軸５の軸線方向と直交する方向）に移動することができる。
【００５４】
したがって、下降状態でチャック６の爪２７を閉動作させて工作物を把持する場合に、工作物の中心軸とチャック６の中心軸がずれていても、足部材３３が回転円板３１に対して傾斜動作および水平移動が可能である。また、足部材３３に対して工作物載置部３２が傾斜可能になっている。すなわち、工作物の中心軸とチャック６の中心軸のずれ量が多い場合には、足部材３３が水平移動とともに傾斜するが、工作物載置部３２はコイルバネ３４によって上方に付勢され、チャック６の爪２７と工作物の取り付け面とが密着した状態に維持される。
【００５５】
工作物載置部３２は足部材３３の傾斜等によって、中心軸のずれ量に十分追従して水平方向に移動することができる。また、足部材３３が傾斜しても、工作物載置部３２はこの傾斜に影響されることなく、チャック６の爪２７と工作物の取り付け面との当接状態にならうことができる。図９に、工作物載置部３２が回転円板３１に対してずれ量ｅだけ移動した状態を示す。このとき、足部材３３上端の中心が初期位置からずれ量ｅだけ移動し、足部材３３が傾斜した状態となる。これにより、工作物の取り付け面とチャック６の爪２７との密着度がさらに向上し、工作物の把持精度がさらに向上する。
【００５６】
また、チャック６が工作物を把持してＺ軸方向に上昇し、工作物載置部３２を押圧しなくなると工作物載置部３２はコイルバネ３４の付勢力で図７のような初期の状態に戻る。図７、図８、図９の工作物載置部と足部材の構成は、回転型のワークフィーダ３に基づいて説明したが、ロータリフィーダの工作物載置部４２と足部材４３にも適用できる。
【００５７】
なお、以上の実施の形態においては、主軸５の軸線方向（Ｚ軸方向）は垂直方向としたが、Ｚ軸方向を垂直方向から所定角度だけ傾斜させるようにした工作機械でもよい。また、工作機械としては立旋盤を例にして説明したが、立旋盤以外にもターニングセンタ、研削盤、マシニングセンタ等の他の任意の工作機械にも適用できる。さらに、工作物載置部３２，４２を３本の足部材３３，４３によって支持しているが、足部材の数は３本以上であれば何本でもよい。足部材の配置も必ずしも円周上に均等に設ける必要はなく、任意の位置でよい。
【００５８】
さらに、下降過大検出器の過大設定位置よりも上方の位置に下降位置検出器を設け、工作物載置部３２が所定位置まで下降したことを検出するとともに、その検出信号によりＮＣ装置にスキップ信号を与え主軸台４の移動を停止させるようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００６０】
ワークフィーダの工作物載置部がチャック方向に付勢され移動可能かつ傾斜可能に設けられているので、工作物の厚さ、平行度等の寸法誤差を工作物載置部の移動により吸収することができ、工作物を確実に把持することができる。また、チャックが工作物に接触しても、付勢手段の作用により工作物が逃げるため、工作機械や工作物が破損することがなくなる。また、付勢手段により付勢するだけの簡素な構成のため信頼性が高い。さらに、ワークフィーダが加工領域外に位置しているので、切り屑、切削油剤等の影響を受けることなく確実に工作物の授受動作を行うことができる。
【００６１】
工作物載置部が移動部材に対して主軸の軸線に直交する方向に移動可能に支持されているから、工作物載置部が工作物とチャック中心軸のずれ量に十分追従して移動でき、工作物の取り付け面とチャックの爪との密着度がさらに向上し、工作物の把持精度がさらに向上する。
【００６２】
２つの工作物載置部が主軸の移動軸線上に同時に位置決め可能であるから、主軸台の移動によって工作物の渡し動作と受け取り動作とを連続して行うことができる。工作物の渡し動作と受け取り動作の間にワークフィーダの割り出し動作が不要のため、短時間で工作物の授受を行うことができる。
【００６３】
過大な下降距離を検出する下降過大検出手段を設けたので、作業者のプログラムミス、素材の段取り替えミス等があっても、主軸、チャック等を工作物載置部に過大な荷重で押し付けてしまうことを防止でき安全である。
【００６４】
工作物載置部に工作物が載置されているか否かを検出する工作物有無検出手段を設けたので、工作物載置部上の工作物とチャックに把持された工作物との衝突を防止することができるとともに、空切削を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の主軸移動型立形工作機械の正面図である。
【図２】図２は、本発明の主軸移動型立形工作機械の平面図である。
【図３】図３は、ワークフィーダの平面図である。
【図４】図４は、ワークフィーダを正面から見た部分拡大断面図である。
【図５】図５は、他の実施の形態のワークフィーダのパレットの平面図である。
【図６】図６は、パレットの正面図である。
【図７】図７は、他の形態の工作物載置部と足部材の構成を示す拡大図である。
【図８】図８は、工作物載置部が下降した状態を示す図である。
【図９】図９は、工作物載置部がずれ量分移動した状態を示す図である。
【符号の説明】
１…主軸移動型立形工作機械
２…工作機械本体
３…ワークフィーダ
４…主軸台
５…主軸
６…チャック
Ｗ…工作物
１０…ベッド
１２…サドル
１７…加工室
１８…工作物授受領域
２１…タレット
２２…加工工具
２３…刃物台
３０…ワークフィーダ本体
３１…回転円板
３２…工作物載置部
３３…足部材
３４…コイルバネ
３５…天板
３６…回転補助支持部材
３７…割出モータ
４１…パレット
４２…工作物載置部
４３…足部材
４４…コイルバネ
４５…キャスタ
４６…チェーン
５１…割出検出器
５２，５３…下降過大検出器
５４，５５…工作物有無検出器
３３１…膨大径部
３３２…小径部
３３３…取付ネジ
３３４…カラー

Claims (13)

1. ほぼ垂直方向の回転軸線を有する主軸（５）と、
   前記主軸（５）を回転可能に軸支して、少なくとも前記主軸（５）の軸線方向および前記主軸（５）の軸線と直交する方向に移動する主軸台（４）と、
   前記主軸（５）の下端に設けられたチャック（６）と、
   前記主軸台（４）を移動制御するとともに前記チャック（６）を制御して、前記チャック（６）に工作物（Ｗ）を着脱する制御手段とを有する主軸移動型立形工作機械とともに使用され、
   前記主軸台（４）が加工動作中に移動する領域である加工領域（１７）に隣接する工作物授受領域（１８）に設けられ、複数の工作物（Ｗ）を順次供給するワークフィーダ（３）であって、
   複数の工作物（Ｗ）を移動するための移動部材（３１，４１）と、
   前記主軸（５）の軸線方向に移動可能かつ傾斜可能に前記移動部材（３１，４１）上に設けられ、工作物（Ｗ）を載置する複数の工作物載置部（３２，４２）と、
   前記各工作物載置部（３２，４２）を前記チャック（６）の方向に付勢する付勢手段（３４，４４）とを有する主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
2. 請求項１に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記移動部材は、回転円板（３１）である主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
3. 請求項１に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記移動部材は、チェーン（４６）によって互いに連結されたパレット（４１）である主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記付勢手段（３４，４４）は、前記工作物載置部（３２，４２）と工作物の合計の重さ以上の付勢力によって、前記工作物載置部（３２，４２）を前記チャック（６）の方向に付勢するものである主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記工作物載置部（３２，４２）は、前記移動部材（３１，４１）に対して前記主軸（５）の軸線に直交する方向に移動可能に支持されたものである主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記工作物載置部（３２，４２）は、前記工作物載置部（３２，４２）を前記移動部材（３１，４１）に対して前記主軸（５）の軸線方向に移動可能かつ傾斜可能に支持する足部材（３３，３４）を有するものである主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
7. 請求項６項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記工作物載置部（３２，４２）は、３本の前記足部材（３３，３４）を有するものである主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
8. 請求項６〜７のいずれか１項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記工作物載置部（３２，４２）と前記足部材（３３，３４）とは、相対的に傾斜可能に接続されている主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
   前記足部材（３３，３４）は、下端部に前記移動部材（３１，４１）の下面に当接する膨大径部（３３１）が形成され、前記膨大径部（３３１）の上方に部分的に径の小さい小径部（３３２）が形成されたものである主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
    ２つの前記工作物載置部（３２ａ，３２ｂ）を、前記主軸（５）の軸線と直交する方向の前記主軸台（４）の移動軸線上に同時に位置決めすることが可能であり、そのうちの一方の前記工作物載置部（３２ａ）の位置を前記チャック（６）から工作物（Ｗ）を渡す工作物渡し位置（Ａ）とし、他方の前記工作物載置部（３２ｂ）の位置を前記チャック（６）が工作物（Ｗ）を受け取る工作物受け取り位置（Ｂ）とする主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
11. 請求項１０に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
    前記主軸台（４）の移動軸線上の前記工作物載置部（３２ａ，３２ｂ）のうち、少なくとも前記工作物受け取り位置（Ｂ）に位置している前記工作物載置部（３２ｂ）が所定の位置または過大な下降位置に下降したことを検出する下降位置検出手段（５３）を有する主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
12. 請求項１０または１１に記載した主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダであって、
    前記主軸台（４）の移動軸線上の前記工作物載置部（３２ａ，３２ｂ）のうち、少なくとも前記工作物渡し位置（Ａ）に位置している前記工作物載置部（３２ａ）に工作物（Ｗ）が載置されているか否かを検出する工作物有無検出手段（５４）を有する主軸移動型立形工作機械用のワークフィーダ。
13. ほぼ垂直方向の回転軸線を有する主軸（５）と、
    前記主軸（５）を回転可能に軸支して、少なくとも前記主軸（５）の軸線方向および前記主軸（５）の軸線と直交する方向に移動する主軸台（４）と、
    前記主軸（５）の下端に設けられたチャック（６）と、
    前記主軸台（４）を移動制御するとともに前記チャック（６）を制御して、前記チャック（６）に工作物（Ｗ）を着脱する制御手段とを有する主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法であって、
    複数の工作物（Ｗ）を移動するための移動部材（３１，４１）と、前記主軸（５）の軸線方向に移動可能かつ傾斜可能に前記移動部材（３１，４１）上に設けられ、工作物（Ｗ）を載置する複数の工作物載置部（３２，４２）と、前記各工作物載置部（３２，４２）を前記チャック（６）の方向に付勢する付勢手段（３４，４４）とから成るワークフィーダが、前記主軸台（４）が加工動作中に移動する領域である加工領域（１７）に隣接する工作物授受領域（１８）に設けられており、
    前記チャック（６）を工作物（Ｗ）の上面に押し当て、さらに所定の距離だけ前記付勢手段（３４，４４）による付勢力に逆らって押し付ける手順と、
    その後前記チャック（６）の爪を閉じて、工作物（Ｗ）を把持する手順とを有する主軸移動型立形工作機械における工作物把持方法。

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