JP4396609B2

JP4396609B2 - 主軸ピックアップ旋盤

Info

Publication number: JP4396609B2
Application number: JP2005293342A
Authority: JP
Inventors: 幸義高須
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2025-10-06
Also published as: JP2007098528A

Description

この発明は、主軸が移動してワーク搬送を行う主軸ピックアップ旋盤に関し、特にその素材と完成品の搬入、搬出の構造に関する。

従来、主軸チャックが下を向いてワーク搬送を行う立型の主軸移動型旋盤、つまり主軸ピックアップ旋盤において、ワーク置き台を一つ設けたものがある（特許文献１）。この種の旋盤は、主軸位置までワークを搬入するローダが不要となり、構成が簡略化できるという利点がある。
特開平１１−３２０３１４号公報

上記従来例では、主軸が、加工に必要な移動領域を超えてワーク置き台の上方まで移動する構成であるため、主軸の移動領域を拡げる必要があり、旋盤の幅寸法が大きくなる。また、ワーク置き台の位置が加工位置から遠くなるため、ワークを把持した主軸がワーク置き台の上方から加工位置まで戻る距離も長く、その移動時間によってワーク加工のサイクルタイムが長くなる。
ワーク置き台は一つであるため、主軸がワーク置き台に完成品を排出した後、ワーク置き台への素材の搬入を行い、この素材を主軸が把持するという一連の動作が必要であり、ワーク置き台に対する素材と完成品との入替え時間がサイクルタイムに加算されることになる。これによっても、ワーク加工のサイクルタイムが長くなる。

そこで、主軸の移動領域の互いに異なる箇所にワーク搬入装置とワーク搬出装置とを設けることにより、ワーク加工のサイクルタイムの短縮化を図ることを提案した（特願２００４−２９６０６６号）。この主軸ピックアップ旋盤では、図１１に示すように、ワーク搬入装置１０１およびワーク搬出装置１０２は、それぞれワーク載置台１０３と、このワーク載置台１０３を加工領域Ｒの内外に切り換える載置台位置切換機構１０４とよりなり、主軸チャック１０５が上下および左右に移動することにより、加工領域Ｒ内に位置するワーク搬入装置１０１から素材ワークをピックアップし、タレットによる切削加工を受け、加工領域Ｒ内に位置するワーク搬出装置１０２に完成品ワークを渡すようになっている。ワーク搬入装置１０１およびワーク搬出装置１０２が加工領域Ｒ外に位置する際に、作業者等によりワークのセッティングまたは取り外しが行われる。

上記構成とすれば、ワークの搬入、搬出が、ワーク載置台１０３の加工領域Ｒへの出入りと、主軸チャック１０５の移動とで行われるため、ワークの搬入、搬出に際する主軸チャック１０５の移動距離が短くて済み、またワーク載置台１０３の移動と主軸チャック１０５の移動が並行して行われるため、ワークの搬入、搬出に要する時間が短縮される。
しかし、上記主軸ピックアップ旋盤の場合、ワーク搬入装置１０１およびワーク搬出装置１０２は、ワーク載置台１０３を９０°旋回させるだけで、ワーク載置台１０３を加工領域Ｒの内外に切り換えるようになっているため、加工領域Ｒの外にあるときのワーク載置台１０３の位置が旋盤本体に近く、作業者によるワークのセッティングおよび取り外し作業がやりにくいという問題があった。

この発明の目的は、幅寸法を狭くでき、かつワークの供給、排出時間を短縮でき、さらにワークのセッティングおよび取り外し作業の作業性を向上させられる主軸ピックアップ旋盤を提供することである。
この発明の他の目的は、ワークの流れが一方向になる加工ラインの構築に適した構造とすることである。
この発明のさらに他の目的は、ワーク搬入装置およびワーク搬出装置を機体カバー内に収めることができて、全体をすっきりとした外観でコンパクトな構成のものとすることである。

この発明の主軸ピックアップ旋盤は、ワークを下向きに支持する主軸チャックと、加工領域に設けられて主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す工具支持手段と、主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段と、前記主軸チャックの左右方向の移動領域の互いに異なる箇所に設けられたワーク搬入装置およびワーク搬出装置とを備える。前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は、それぞれワーク載置台と、このワーク載置台の位置を加工領域の内外に切り換える内外載置台位置切換機構と、加工領域の外側に位置するワーク載置台の位置を前後に切り換える前後載置台位置切換機構とよりなる。前記主軸チャックは、前記上下左右の移動により、ワーク搬入装置からワークをピックアップし、前記工具支持手段による加工を受け、ワーク搬出装置にワークを渡すものとする。

この構成によると、ワーク搬入装置およびワーク搬出装置が設けられており、それぞれ内外載置台位置切換機構により、ワーク載置台を加工領域の内外に出入り可能とされている。このため、上記提案例の場合と同様に、軸チャックの移動範囲が加工領域内で済み、旋盤全体を幅狭にすることができる。また、ワークの搬入、搬出は、ワーク載置台の移動と主軸チャックの移動とで行われるため、ワークの搬入、搬出に際する主軸チャックの移動距離が短くて済み、しかもワーク載置台の移動と主軸チャックの移動とが並行して行えるため、ワークの搬入、搬出に要する時間が短縮される。ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は異なる箇所に設けられているため、ワーク搬入装置のワーク載置台への素材ワークの搬入に、完成品ワークの搬出を待つ必要がなく、加工領域外にあるときに、何時でもワーク載置台に対するワークの搬入、搬出が行える。これらのため、ワークの供給、排出時間が短縮できる。

さらに、ワーク載置台の移動は、内外載置台位置切換機構による加工領域内外の出入りと、前後載置台位置切換機構による加工領域外での前後移動とを組み合せたものであるため、ワーク載置台を加工領域外における旋盤本体から前方に離れた位置まで前進させ、その位置でワークのセッティングや取り外し作業を行うことができる。その場合、旋盤本体から離れているため、旋盤本体が邪魔にならず、セッティングや取り外し作業を行いやすい。また、ワークのセッティングおよび取り外しを旋盤の前に立った作業者が行う場合、作業者は横を向くだけでこれらの作業を行うことができるので、作業能率が向上する。

前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は、前記加工領域を挟んで左右に振り分けて配置する。
左右に振り分けて配置されていると、ワークの流れが一方向になる加工ラインの構築に適した構造となる。

前記加工領域を覆う略直方体の機体カバーを設け、この機体カバーの左右端から中央側に向かう凹部を設け、前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は前記機体カバーの左右幅内に収められ、前記内外載置台位置切換機構により、ワーク載置台が前記凹部内に出入り可能であり、かつ前記前後載置台位置切換機構により、ワーク載置台が前記凹部から前方へ出るように移動を可能とする。
この構成の場合、ワーク搬入装置およびワーク搬出装置が機体カバーの幅内に収められるため、全体をすっきりとした外観でコンパクトな構成とすることができる。機体カバーの左右端から中央側に向かう凹部を設け、加工領域とこの凹部との間でワーク載置台を出入りさせるため、ワーク載置台が加工領域外にあるときでも、機体カバーの両側にワーク載置台が飛び出すことがなく、ワーク搬入装置およびワーク搬出装置を常に機体カバーの幅内に収められる。また、ワーク載置台を前記凹部から前方へ移動させられるため、その前方へ移動させた位置でワーク載置台へのワークのセッティングまたは取り外しを行うことができ、ワークの搬入搬出作業性を向上させることができる。

この発明の主軸ピックアップ旋盤は、ワークを下向きに支持する主軸チャックと、加工領域に設けられて主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す工具支持手段と、主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段と、前記主軸チャックの左右方向の移動領域の互いに異なる箇所に設けられたワーク搬入装置およびワーク搬出装置とを備え、前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は、それぞれワーク載置台と、このワーク載置台の位置を加工領域の内外に切り換える内外載置台位置切換機構と、加工領域の外側に位置するワーク載置台の位置を前後に切り換える前後載置台位置切換機構とよりなり、前記主軸チャックは、前記上下左右の移動により、ワーク搬入装置からワークをピックアップし、前記工具支持手段による加工を受け、ワーク搬出装置にワークを渡すものとしたため、幅寸法を狭くでき、かつワークの供給、排出時間を短縮することができ、さらにワークのセッティングおよび取り外し作業の作業性を向上させられる。
前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置を、前記加工領域を挟んで左右に振り分けて配置したため、ワークの流れが一方向になる加工ラインの構築に適した構造の旋盤となる。
前記加工領域を覆う略直方体の機体カバーを設け、この機体カバーの左右端から中央側に向かう凹部を設け、前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は前記機体カバーの左右幅内に収められ、前記内外載置台位置切換機構により、ワーク載置台が前記凹部内に出入り可能であり、かつ前記前後載置台位置切換機構により、ワーク載置台が前記凹部から前方へ出るように移動を可能としたため、機体カバーの両側にワーク載置台が飛び出すことなく、全体をすっきりとした外観でコンパクトな構成とすることができ、またワークの搬入搬出作業性を向上させることができる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この実施形態の工作機械は、制御盤および操作盤付きの工作機械であって、主軸ピックアップ旋盤となる立型の主軸移動型旋盤である。図１において、この工作機械である旋盤１は、正面部の形状が縦長の長方形である概ね直方体の機体カバー３を備えた工作機械本体２と、この工作機械本体２の背面に設置された制御盤４と、正面部に設置された操作盤５とを備える。

工作機械本体２は、図２に示すように、ワークＷを下向きに支持する主軸チャック６と、加工領域Ｒに設けられて主軸チャック６に支持されたワークＷに対して切削加工を施す工具支持手段７と、主軸チャック６を上下および左右に移動させる主軸移動手段８と、主軸チャック６の左右方向の移動可能な領域における互いに異なる箇所にそれぞれ設けられたワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２とを備える。
この工作機械本体２は、固定の工具支持手段７の工具に対して、主軸チャック６が上下左右に移動することで、旋削等の切削加工を行うものである。このため、主軸移動手段８およびその配線、配管系等が、加工領域Ｒに対して仕切られる加工機器設置領域Ｓに配置される加工機器１０を構成する。

主軸移動手段８は、ベッド９上の左右方向に延びる案内１３上を左右移動自在な左右移動台１４と、この左右移動台１４に上下方向に延びる案内１５を介して昇降自在に設置された主軸台１６とを備える。主軸台１６に支持された主軸１７の先端に上記主軸チャック６が設けられている。主軸チャック６は、複数のチャック爪６ａでワークＷを把持するものとされる。

主軸台１６は、詳しくは、左右移動台１４に前記案内１５を介して昇降自在に設置された昇降台１８に搭載されており、この昇降台１８に設置された主軸モータ１９により主軸１７の回転駆動が行われる。主軸台１６の昇降は、左右移動台１４に設置されたモータ等の昇降用駆動源２０と、この昇降用駆動源２０の回転を上下動作に変換するボールねじ等の回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。左右移動台１４の左右移動は、ベッド９に設置された左右移動用駆動源２１と、この左右移動用駆動源２１の回転を左右動作に変換するねじ等の回転・直進変換機構（図示せず）とで行われる。

工具支持手段７は、切削加工を施すバイトや回転工具等の工具２２を支持する手段であり、タレット刃物台７Ａと、櫛歯式等の固定型刃物台７Ｂとの２種類が設けられている。タレット刃物台７Ａは、ベッド９の前方の加工領域Ｒにおける側壁部に、左右方向に延びる水平軸心回りに旋回可能に設置されている。タレット刃物台７Ａは、周面に取付けられた工具の割出の為の旋回動作は可能であるが、移動機能は有しないものとされている。固定型刃物台７Ｂは、上記加工領域Ｒにおけるベッド９の正面に固定設置されている。

機体カバー３内における加工領域Ｒは、スライドカバー７０（図１）によって、加工機器設置領域Ｓと仕切られている。加工領域Ｒは、主軸チャック６および工具支持手段７が内部にあって、ワークＷの加工を行う空間であり、加工機器設置領域Ｓは、主軸移動手段８等の加工機器１０の設置された空間である。

図１において、機体カバー３は、背面に加工機器１０のメンテナンス等のために作業者が機体カバー３内に進入可能な背面開口部７１を有し、前記制御盤４が背面開口部７１を蓋している。制御盤４は、機体カバー３から後方に延びる上下の支持部材７２，７３に鉛直軸Ｏ１回りに開閉回動自在に支持されている。制御盤４は、機体カバー３の上部に設けられ、制御盤４の下方にはチップコンベア７４が後方へ退避自在に配置されている。

機体カバー３の正面部の幅方向中央には、作業者が機械に進入するための開閉カバー部７５が設けられており、操作盤５は、開閉カバー部７５の上方位置と、この上方位置から退避する退避位置との間で位置切換自在とされている、作業者は、開閉カバー部７５を介して上半身を機械内にいれて、機械内のメンテナンス作業等（チャックや工具の段取り）を行う。操作盤５は、左右の分割操作盤部５Ａ，５Ｂに２分割されており、各分割操作盤部５Ａ，５Ｂは、その外側端で、機体カバー３のブラケット７６に鉛直旋回軸Ｏ２回りに回動自在に支持されている。

図３に示すように、機体カバー３の正面部左右両側には、機体カバー３の左右端から中央側に向かって凹む凹部２３，凹部２４が設けられている。そして、凹部２３内にワーク搬入装置１１、凹部２４内にワーク搬出装置１２がそれぞれ設けられている。したがって、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、機体カバー３の左右幅内に、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されている。なお、凹部２３，２４には、加工領域Ｒへのワーク搬入口、加工領域Ｒからのワーク搬出口となる後記開口部６０がそれぞれ形成されている。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬送装置１２は、加工領域Ｒの内外を出入り可能なワーク載置台２５を備え、このワーク載置台２５によって主軸チャック６とワークＷの受け渡しを行う。ワークＷの受け渡しの概略を示すと、次のようになる。加工領域Ｒ外に位置するワーク搬入装置１１のワーク載置台２５にワークＷが供給され、このワーク載置台２５が加工領域Ｒ内へ移動する。主軸チャック６は、上下左右の移動によりワーク搬入装置１１のワーク載置台２５からワークＷをピックアップし、工具支持手段７の旋削加工を受け、加工領域Ｒ内に位置するワーク搬出装置１２のワーク載置台２５にワークＷを渡す。ワークＷを受けたワーク搬出装置１２のワーク載置台２５は加工領域Ｒ外へ移動して、そこでワークＷの排出が行われる。

以下、ワーク搬入装置１１およびワーク搬送装置１２の詳細について説明するが、両装置１１，１２は互いに左右対称の同一構成であるので、ここでは代表してワーク搬入装置１１について説明することとする。図４ないし図６はワーク搬入装置のそれぞれ異なる状態を示す全体斜視図、図７はワーク搬入装置の側面図および平面図、図８ないし図１０はワーク搬入装置の各部を示す図である。

ワーク搬入装置１１（またはワーク搬出装置１２）は、前記ワーク載置台２５を含むワーク載置装置２６と、ワーク載置台２５の位置を加工領域Ｒの内外に切り換える内外載置台位置切換機構２７と、加工領域Ｒの外側に位置するワーク載置台２５の位置を前後に切り換える前後載置台位置切換機構２８とよりなる。

図８に示すように、ワーク載置装置２６は、ベース部材３０の先端部の上方に、ワーク載置台傾斜許容支持手段３１および圧縮バネ３７を介して、ワーク載置台２５が支持されている。ワーク載置台２５は平面形状が略三角形の板材で、その中心Ｏ３と各角部とを結ぶ線上に計3本のワーク保持ピン２５ａが上向きに突出させて設けられている。ワークＷは、これらワーク保持ピン２５ａの間に位置させて、ワーク載置台２５の上に載置される。ワーク保持ピン２５ａ取付け用のねじ孔２５ｂは、中心Ｏ３からの距離が異なる複数箇所に設けられており、ワークＷの寸法に合わせてワーク保持ピン２５ａを取付けるねじ孔２５ｂを変更することができるようになっている。

前記ワーク載置台傾斜許容支持手段３１は次の構造となっている。すなわち、ベース部材３０に形成された上下に連通するガイド孔３３に昇降ガイド３４が昇降自在に遊嵌し、その昇降ガイド３４の上端が、ワーク載置台２５の下面に固定された上プレート３５に固定され、昇降ガイド３４の下端が、ベース部材３０の下方に位置する下プレート３６に固定されている。昇降ガイド３４は、ガイド孔３３の内側面に対して間隔３４ａをもって挿入されている。ガイド孔３３および昇降ガイド３４は、前記中心Ｏ３と同心円周上の複数箇所（この実施形態では６箇所）に等間隔で配置されている。これら複数組のガイド孔３３および昇降ガイド３４でワーク載置台傾斜許容支持手段３１を構成し、このワーク載置台傾斜許容支持手段３１は、ワークピックアップ装置である主軸装置（主軸チャック６、主軸移動手段８）が下降してワーク載置台２５のワークをピックアップする際に、ワーク載置台２５のワーク載置面が水平に対して傾斜することを許容するように作用する。
前記ガイド孔３３は上部側の径が大きい段付きの孔で、その大径部３３ａの段面と上プレート３５の下面との間に、前記昇降ガイド３４の外周に遊嵌させた前記圧縮バネ３７が設けられている。この圧縮バネ３７は、主軸装置が下降してワーク載置台２５のワークをピックアップする際に、主軸装置の下降に抗してワークを主軸装置に押し付けると共に、主軸装置が上昇した際にはワーク載置台２５を水平に保持する弾性手段となっている。
また、ベース部材３０の下面には、前記中心Ｏ３と同心円周上の複数箇所（この実施形態では３箇所）に位置決め凹部３８が形成されている。この凹部３８に対向して、前記下プレート３６の上面に位置決めピン３９が上向きに突出させて設けられている。これら位置決め凹部３８および位置決めピン３９は、ワーク載置台２５の上昇状態でワーク載置台２５とベース部材３０とを水平移動不能な係合状態とし（図８Ｂ）、主軸装置の下降によるワーク載置台２５の下降によって前記係合状態が解消される（図８Ｃ）ように作用する位置決め手段となっている。

ワークＷが載置されていない状態またはワークＷが静止して載置されている状態では、図８（Ｂ）に示すように、圧縮バネ３７によってワーク載置台２５が持ち上げられて、位置決めピン３９が位置決め凹部３８に係合しているため、ワーク載置台２５は水平位置が正確に位置決めされている。詳しくは、位置決め凹部３８のテーパ状の底面と位置決めピン３９のテーパ状の先端面との係合により、ワーク載置台２５の水平位置は常に精度良く位置決めされる。また、中心Ｏ３と同心円上の複数個所に設けられた弾性部材である圧縮バネ３７によって、ワーク載置台２５に水平復元力が与えられているため、このときワーク載置台２５は水平に保たれる。
ワーク載置台２５が水平でないと、その上に載置されているワークＷが傾斜する。ワークＷの形状にもよるが、ワークＷが傾斜していると、ワークＷの外形部が主軸チャック６のチャック爪６ａの位置よりも水平方向の外側に位置することとなり、ワークピックアップのために下降してきた主軸チャック６がワークＷと干渉してワークＷをピックアップできない恐れがある。このため、ワーク載置台２５を水平に保つ必要がある。

主軸チャック６によりワーク載置台２５からワークＷをピックアップする際には、主軸チャック６がワークＷを下に押しながら把持する。これにより、図８（Ｃ）に示すように、ワークＷを介してワーク載置台２５が押し下げられ、位置決めピン３９と位置決め凹部３８との係合が解消され、ワーク載置台２５は自由に傾くことができるようになる。同時に、圧縮バネ３７の張力により、ワークＷが主軸チャック６に押し付けられるため、主軸チャック６がワークＷを正確に把持することができる。主軸チャック６がワークＷをピックアップした後は、圧縮バネ３７によってワーク載置台２５が持ち上げられて、図８（Ｂ）の状態に戻る。

内外載置台位置切換機構２７および前後載置台位置切換機構２８は、図７に図示されている。内外載置台位置切換機構２７は、内外載置台位置切換駆動用のモータ４０と、このモータ４０と一体のカムケース４１とからなり、カムケース４１から下方に突出する出力軸４２に前記ワーク載置台２５のベース部材３０の後端部が固定支持されている。カムケース４１内のカム機構（図示せず）により、モータ４０の回転が出力軸４２の所定の角度範囲内での正逆反復回動として出力される。出力軸４２の反復回動の範囲は、例えば９０°とされる。出力軸４２の回動により、ワーク載置台２５が水平に回動し、ワーク載置台２５が加工領域Ｒの外側に位置する中立位置Ｎと、加工領域Ｒの内側に位置するワーク渡し位置Ｐ１（ワーク搬出装置１２の場合、ワーク受け位置Ｐ２）とに切り換わる。ワーク渡し位置Ｐ１およびワーク受け位置Ｐ２の前後方向位置は、主軸チャック６の軸心Ｏ４と同じ位置である。

前後載置台位置切換機構２８は、ワーク載置台２５を前後方向に移動可能に案内する上下２本のガイド棒５０，５１と、このガイド棒５０，５１に沿ってワーク載置台２５を移動させる前後載置台位置切換駆動用のシリンダ５２とからなる。上下のガイド棒５０，５１は両端を機体カバー３に固定して設けられ、前記カムケース４１に固定の上垂直板５３の上端部に設けられたスライド部材５４が上のガイド棒５０に摺動自在に嵌合し、同じくカムケース４１に固定の下垂直板５５の下端部に設けられたスライド部材５６が下のガイド棒５１に摺動自在に嵌合している。また、シリンダ５２は基部を機体カバー３に固定して設けられ、このシリンダ５２のピストンロッド５２ａの先端部が前記上垂直板５３に連結されている。これにより、シリンダ５２を伸縮作動させると、モータ４０およびカムケース４１と共にワーク載置台２５が、ガイド棒５０，５１に沿って前後に移動する。前後移動行程の後端が中立位置Ｎで、前端がワーク供給位置Ｑ１（ワーク搬出装置１２の場合、ワーク排出位置Ｑ２）である。

図９および図１０に示すように、前記凹部２３，２４と加工領域Ｒとのそれぞれの境界部には、ワーク載置台２５が出入りするための開口部６０が形成され、その開口部６０に開閉カバー６１が設けられている。この開閉カバー６１は、開閉カバー６１の下端部の前後２箇所に設けられた回動支持部６２により、前後方向に沿う回動軸心６３回りに上下回動自在となっている。開閉カバー６１が回動範囲の上端の立ち位置Ａ（図９）にあるときは開口部６０が塞がれ、開閉カバー６１が回動範囲の下端の倒れ位置Ｂ（図１０）にあるときは開口部６０が開放された状態となる。なお、図１０（Ｃ）は開閉途中の状態を示す。

この開閉カバー６１の開閉作動は、前記ワーク載置台２５の加工領域Ｒ内外の位置切換動作に連動する。その載置台・開閉カバー連動機構６５は、左右方向に移動自在な左右移動板６６に形成されたカム溝６７にワーク載置台２５に設けたガイドピン６８を係合させて、ワーク載置台２５の水平回動を左右移動板６６の左右移動に変換し、また左右移動板６６と開閉カバー６１とを前後２箇所でリンク６９を介して連結して、左右移動板６６の左右移動に連動して開閉カバー６１が回動軸心６３回りに上下回動するようにしている。

前記カム溝６７は、後側へいくほど左右内側に位置し、かつ左右内側に凸となる曲線状の溝とされている。この形状とすることにより、ワーク載置台２５の回動によるガイドピン６８の左右方向の変位を左右移動板６６に円滑に伝えることができ、またワーク載置台２５の回動時における左右移動板６６の移動速度の変化を小さくし、開閉カバー６１の開閉動作をスムーズなものとしている。なお、上記曲線状のカム溝６７の前端部に続いて前方に形成されている前後方向に直線状のガイド溝６９は、ワーク載置台２５が中立位置Ｎとワーク供給位置Ｑ１との間で前後移動する際にガイドピン６８を案内する。

以上のように構成されたワーク搬入装置１１は次のように作動する。初期状態では、ワーク載置台２５は中立位置Ｎで待機し、開閉カバー６１が開口部６０を塞いだ状態となっている（図４）。作業を開始すると、ワーク載置台２５がワーク供給位置Ｑ１まで前進する（図５）。そして、このワーク供給位置Ｑ１で、人手等により、ワーク載置台２５の上にワークＷが載置される。ワークＷを載せたワーク載置台２５は、中立位置Ｎまで後退し、さらにワーク渡し位置Ｐ１まで回動する（図６）。その際、ワーク載置台２５の回動に連動して、開閉カバー６１が開く。ワーク渡し位置Ｐ１で、主軸チャック６により、ワーク載置台２５からワークＷがピックアップされる。ワークＷを渡したワーク載置台２５は中立位置Ｎまで回動する。その際、ワーク載置台２５の回動に連動して、開閉カバー６１が閉じる。以後、これまでと同じ動作を繰り返す。

一方、ワーク搬出装置１２は次のように作動する。旋削加工が終了するまでに、ワーク載置台２５がワーク受け位置Ｐ２まで移動しており、このワーク受け位置Ｐ２で、主軸チャック６から加工済みのワークＷを受け取る。ワークＷを受け取ったワーク載置台２５は、中立位置Ｎまで回動し、さらにワーク排出位置Ｑ２まで前進する。そして、このワーク排出位置Ｑ２で、人手等により、ワーク載置台２５からワークＷが排出される。ワークＷが排出されたワーク載置台２５は、中立位置Ｎまで後退し、さらにワーク受け位置Ｐ２まで回動する。以後、これまでと同じ動作を繰り返す。ワーク搬出装置１２の場合も、ワーク載置台２５の回動に連動して、開閉カバー６１が開閉する。

上記ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２の作動において、ワーク搬入装置１１のワーク載置台２５がワーク渡し位置Ｐ１とワーク供給位置Ｑ１とを往復してワークＷを供給する動作、およびワーク搬出装置１２のワーク載置台２５がワーク受け位置Ｐ２とワーク排出位置Ｑ２とを往復してワークＷを排出する動作は、ワークＷを把持した主軸チャック６が上下および左右に移動してワークＷの旋削加工を行う動作と並行して行われる。
また、主軸チャック６は、常時は機体の左右幅方向の中央となる原点位置で待機し、ワークの搬入、搬出時にワーク渡し位置Ｐ１またはワーク受け位置Ｐ２まで移動して、搬入側または搬出側のワーク載置台２５と出会うようになっている。その際、主軸チャック６の移動とワーク載置台２５の移動が並行して行われる。

この構成の主軸ピックアップ旋盤１によると、上記のようにワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が設けられており、それぞれ内外載置台位置切換機構２７により、ワーク載置台２５を加工領域Ｒの内外に出入り可能とされている。このため、主軸チャック６の移動範囲が加工領域Ｒ内で済み、旋盤全体を幅狭にすることができる。また、ワークＷの搬入、搬出は、ワーク載置台２５の移動と主軸チャック６の移動とで行われるため、ワークＷの搬入、搬出に際する主軸チャック６の移動距離が短くて済み、しかもワーク載置台２５の移動と主軸チャック６の移動とが並行して行えるため、ワークＷの搬入、搬出に要する時間が短縮される。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は異なる箇所に設けられているため、ワーク搬入装置１１のワーク載置台２５への素材ワークＷの搬入に、完成品ワークＷの搬出を待つ必要がなく、加工領域Ｒ外にあるときに、何時でもワーク載置台２５に対するワークの搬入、搬出が行える。これらのため、ワークの供給、排出時間が短縮できる。

さらに、ワーク載置台２５の移動は、内外載置台位置切換機構２７による加工領域Ｒ内外の出入りと、前後載置台位置切換機構２８による加工領域Ｒ外での前後移動とを組み合せたものであるため、ワーク載置台２５を加工領域Ｒ外における旋盤本体から前方に離れた位置まで前進させ、その位置でワークのセッティングおよび取り外し作業を行うことができる。この位置であれば、旋盤本体が邪魔にならないため、上記セッティングおよび取り外し作業を行いやすい。また、ワークのセッティングおよび取り外しを旋盤の前に立った作業者が行う場合、作業者は横を向くだけでこれらの作業を行うことができるので、作業能率が向上する。

ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２は、加工領域Ｒを挟んで左右に振り分けて配置されているため、ワークの流れが一方向になる加工ラインの構築が行い易い。
また、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２が機体カバー３の左右幅内に収められるため、全体をすっきりした外観でコンパクトな構成とすることができる。機体カバー３に凹部２３，２４を設け、加工領域Ｒとこの凹部２３，２４との間でワーク載置台２５を出入りさせるため、ワーク載置台２５が加工領域Ｒ外にあるときでも、機体カバー３の両側にワーク載置台２５が飛び出すことがなく、ワーク搬入装置１１およびワーク搬出装置１２を常に機体カバー３の幅内に収められる。また、ワーク載置台２５を前記凹部２３，２４から前方へ移動させられるため、その前方へ移動させた位置でワーク載置台２５へのワークＷのセッティングまたは取り外しを行うことができ、ワークの搬入搬出作業性を向上させることができる。

開閉カバー６１は、その下端に設けた前後方向に沿う回動軸心６３回りに上下方向に開閉させ、開口部６０を塞ぐ立ち位置Ａと加工領域Ｒ内に位置する倒れ位置Ｂとに切り換わるため、倒れ位置Ｂにあるときの開閉カバー６１の位置がワーク載置台２５および主軸チャック６の下方に位置し、ワーク載置台２５と主軸チャック６とのワークの受け渡しに制限を与えることが少なく、また開閉カバー６１が主軸チャック６に対して邪魔にならない。このため、ワークの受け渡し終了後、主軸チャック６が加工のための動作を素早く開始することができ、１ワーク当たりの加工に要するサイクルタイムが短縮され、加工の効率が向上する。

また、開閉カバー６１の支持構造を上記のようにしたため、ワーク載置台２５の動作に連動して開閉カバー６１を開閉させる載置台・開閉カバー連動機構６５を、ワーク載置台２５と干渉させずに設けることが可能となり、開閉カバーの開閉動作を駆動する駆動源が不要な簡略な構成の旋盤とすることができるようになった。

この発明の一実施形態にかかる主軸ピックアップ旋盤の斜視図である。（Ａ）は同旋盤の内部構造を示す破断正面図、（Ｂ）は同旋盤の破断側面図である。同旋盤のワーク搬入装置およびワーク搬出装置と主軸チャックとの関係を示す破断平面図である。ワーク搬入装置の一状態を示す斜視図である。ワーク搬入装置の異なる状態を示す斜視図である。ワーク搬入装置のさらに異なる状態を示す斜視図である。ワーク搬入装置の側面図である。（Ａ）はワーク載置装置の平面図、（Ｂ）は一部を拡大して表示した同ワーク載置装置の一部断面側面図、（Ｃ）は同ワーク載置装置の異なる状態を示す要部の断面側面図である。（Ａ）は主に開閉カバーおよび載置台・開閉カバー連動機構の一状態を示す正面図、（Ｂ）はその平面図である。（Ａ）は主に開閉カバーおよび載置台・開閉カバー連動機構の異なる状態を示す正面図、（Ｂ）はその平面図、（Ｃ）は開閉カバーの開閉途中の状態を示す平面図である。提案例のワーク搬入装置およびワーク搬出装置と主軸チャックとの関係を示す破断平面図である。

符号の説明

１…旋盤
２…工作機械本体
３…機体カバー
４…制御盤
５…操作盤
６…主軸チャック
７…工具支持手段
８…主軸移動手段
９…ベッド
１１…ワーク搬入装置
１２…ワーク搬出装置
１４…左右移動台
１６…主軸台
２３，２４…凹部
２５…ワーク載置台
２６…ワーク載置装置
２７…内外載置台位置切換機構
２８…前後載置台位置切換機構
３１…ワーク載置台傾斜許容支持手段
６０…開口部
６１…開閉カバー
６５…載置台・開閉カバー連動機構
Ｐ１…ワーク渡し位置
Ｐ２…ワーク受け位置
Ｑ１…ワーク供給位置
Ｑ２…ワーク排出位置
Ｒ…加工領域
Ｗ…ワーク

Claims

ワークを下向きに支持する主軸チャックと、加工領域に設けられて主軸チャックに支持されたワークに対して切削加工を施す工具支持手段と、主軸チャックを上下および左右に移動させる主軸移動手段と、前記主軸チャックの左右方向の移動領域の互いに異なる箇所に設けられたワーク搬入装置およびワーク搬出装置とを備え、
前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は、それぞれワーク載置台と、このワーク載置台の位置を加工領域の内外に切り換える内外載置台位置切換機構と、加工領域の外側に位置するワーク載置台の位置を前後に切り換える前後載置台位置切換機構とよりなり、
前記主軸チャックは、前記上下左右の移動により、ワーク搬入装置からワークをピックアップし、前記工具支持手段による加工を受け、ワーク搬出装置にワークを渡すものとし、前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は、前記加工領域を挟んで左右に振り分けて配置し、前記加工領域を覆う略直方体の機体カバーを設け、この機体カバーの左右端から中央側に向かう凹部を設け、前記ワーク搬入装置およびワーク搬出装置は前記機体カバーの左右幅内に収められ、前記内外載置台位置切換機構により、ワーク載置台が前記凹部内に出入り可能であり、かつ前記前後載置台位置切換機構により、ワーク載置台が前記凹部から前方へ出るように移動を可能とした主軸ピックアップ旋盤。