JP5309884B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

この発明は、旋盤等の工作機械に関し、特に加工前および加工済みワークを載せるワーク載置台と加工時にワークを支持する主軸との間でワークの受渡しを効率良く行わせる技術に関する。

従来、旋盤では、素材ワークの主軸への取付けおよび加工済みワークの主軸からの取外しを作業者が直接手で行うタイプが主流である。これに対し、加工終了時に主軸に残ったワークの残材を機外に排出する残材排出装置を設けた旋盤が提案されている（例えば特許文献１）。しかし、特許文献１のものは、ワークの着脱は作業者が直接手で行うようになっている。

上記のようにワークの着脱を作業者が行うのは、作業性を向上させることが難しく、しかも作業者毎にワークの取付け精度および着脱時間のばらつきが生じるという問題がある。この問題に対してはワークの着脱を自動で行わせることが有効であり、自動化に関する各種提案がなされている。例えば、特許文献２に記載の旋盤は、主軸に支持されたワークおよび刃物台の位置する空間である加工空間にワークを出入りさせるワーク搬入装置およびワーク搬出装置を設け、前記加工空間内で主軸が移動することにより、ワーク搬入装置から素材ワークを主軸が受け取り、かつ主軸が加工済みワークをワーク搬入装置に渡すように構成されている。

この構成であれば、ワーク搬入装置およびワーク搬出装置による加工空間へのワークの出入りと、加工空間内での主軸の移動とで、ワークの着脱を自動で行うことができ、ワークの取付け精度および着脱時間のばらつきを排除できる。また、ワーク搬入装置およびワーク搬出装置の動作と、主軸の移動とが並行して行えるため、ワークの搬入、搬出に要する時間を短縮でき、作業性を向上させられる。
実開平６−６９８０３号公報 特開２００６−１０２９１０号公報

特許文献２の旋盤は、比較的小さなワークを対象としたものであるため、主軸でワークを把持して搬送することができるが、長尺なワークを主軸で搬送することは難しい。仮に主軸でワークを搬送することができたとしても、長尺なワークの場合、ワークの両端を主軸と心押し台とで支持する必要があるため、主軸が移動する構成であると心押し台による心出しが困難である。

この発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、長尺なワークであっても主軸への着脱が自動で行える旋盤等の工作機械を提供することを目的としている。
この発明の他の目的は、主軸に対してワークの受渡しを行うワーク中継装置を移動させる機構を別途に設けなくて済むようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、加工空間内の主軸に対して加工空間の外に載置されたワークを着脱できるようにすることである。

この発明の工作機械は、ベッドと、このベッドに設置されて主軸を支持する主軸台と、前記ベッドに移動可能に設置され前記主軸に支持されたワークを加工する一対の刃物台と、ワークを置くワーク載置台装置と、前記各刃物台に設置されそれぞれワークを把持可能であり、前記刃物台の移動によって前記ワーク載置台装置と前記主軸との間でワークの受渡しを行うワーク中継装置とを備える。

この構成によれば、ワーク中継装置によりワーク載置台装置と主軸間でワークの受渡しを行うことで、主軸を移動させずに主軸に対しワークを着脱することができる。主軸を移動させないため、長尺なワークを主軸と心押し台とで支持させる場合に、心押し台によるワークの心出しが容易である。このように、ワークを自動で主軸に着脱することにより、作業性を向上させられると共に、ワークの取付け精度および着脱時間のばらつきを排除できる。

前記ワーク中継装置は、前記刃物台を移動させる刃物台移動機構により、この刃物台と共に、前記主軸の軸心方向および前記主軸軸心と直交する方向への直線移動が可能、かつ前記刃物台を旋回させる刃物台旋回機構により、この刃物台と共に、前記主軸軸心と平行な旋回軸心回りの旋回が可能である。
ワーク中継装置が移動および旋回可能であるため、ワーク中継装置により、ワーク載置台装置と主軸との間でワークの受渡しを確実に行える。刃物台を移動させる刃物台移動機構によりワーク中継装置を移動させ、かつ刃物台を旋回させる刃物台旋回機構によりワーク中継装置を旋回させるため、ワーク中継装置のための移動機構および旋回機構を別途設ける必要がなく、構成を簡略にできる。

前記主軸に支持されたワークおよび前記刃物台の位置する空間である加工空間とその前方の外部空間とが、機体カバーの前面カバー部で仕切られ、この前面カバーに設けられた開口を開閉自在なシャッタがあり、
前記ワーク載置台装置は、ワークを載せるワーク載置台と、前記シャッタが設けられた前記開口から前記加工空間の内外に前記ワーク載置台を出入りさせる内外位置切換機構とを有し、前記ワーク中継装置は、前記ワーク載置台が前記加工空間内に位置する状態でこのワーク載置台と前記主軸との間でワークの受渡しを行うものとする。
この構成であれば、ワーク載置台装置のワーク載置台が加工空間に出入りし、ワーク中継装置により、加工空間に位置するワーク載置台と主軸との間でワークの受渡しを行うため、ワーク中継装置の移動が加工空間内だけで済む。そのため、刃物台を移動させる刃物台移動機構だけで、ワーク中継装置を移動させることができる。

次の参考提案例は、長尺なワークであっても主軸への着脱が自動で行うことができ、作業者が移動せずに素材ワークの供給と加工済みワークの排出とを行える旋盤等の工作機械を提供することを目的としている。
この参考提案例の他の目的は、ワーク載置台装置と主軸間のワークの受渡しを効率良く行えるようにすることである。
この参考提案例のさらに他の目的は、ワーク中継装置を移動させる機構を別途に設けなくて済むようにすることである。
この参考提案例における工作機械は、工作機械本体と、この工作機械本体にワークを搬入出するワーク搬入出装置を備える。前記ワーク搬入出装置は、前記工作機械本体の前部に上下に並べて設けられた搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台からなり、これら両ワーク載置台装置は、それぞれ、ワークの長手方向を左右にしてワークを置くことのできるワーク載置台と、このワーク載置台を工作機械本体の内外に出入りさせる内外位置切換機構とを有し、前記工作機械本体は、ベッドと、このベッドの左右方向である長手方向一側部に配置され、左右方向に長いワークの一端部を支持可能な主軸を有する主軸台と、前記主軸に支持されたワークを加工する刃物台と、工作機械本体内で前記搬入側ワーク載置台装置のワーク載置台から素材ワークを受け取ってそれを前記主軸に渡し、かつ前記主軸から加工済みワークを受け取ってそれを工作機械本体内に位置する前記搬出側ワーク載置台装置のワーク載置台に渡すワーク中継装置とを備える。

この構成によれば、ワーク搬入出装置として上下に並べて設けられた搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台を備え、ワーク中継装置により、搬入側ワーク載置台装置と主軸との間で素材ワークの受渡しを行い、主軸と搬出側ワーク載置台装置との間で加工済みワークの受渡しを行う。それにより、主軸を移動させずに主軸に対しワークを着脱することができる。主軸を移動させないため、長尺なワークを主軸と心押し台とで支持させる場合に、心押し台によるワークの心出しが容易である。このように、ワークを自動で主軸に着脱することにより、作業性を向上させられると共に、ワークの取付け精度および着脱時間のばらつきを排除できる。また、搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台が上下に並べて設けられているため、搬入側ワーク載置台装置に対する素材ワークの供給、および搬出側ワーク載置台からの加工済みワークの排出を、作業者が移動せずに行える。

この参考提案例において、前記ワーク中継装置が、前記搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台装置に対応する上下位置にそれぞれ個別に設けられているのが良い。 搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台装置に対応してワーク中継装置が設けられていれば、搬入側ワーク載置台装置と主軸との間での素材ワークの受渡し、および、主軸と搬出側ワーク載置台装置との間での加工済みワークの受渡しを並行して行えるため、ワークの搬入、搬出に要する時間を短縮できる。

この参考提案例において、前記ワーク中継装置を前記刃物台に設けてもよい。
ワーク中継装置を刃物台に設ければ、刃物台を移動させる刃物台移動機構を用いてワーク中継装置を移動させることができる。そのため、ワーク中継装置のための移動機構を別途設ける必要がなく、構成を簡略にできる。

この発明の工作機械は、ベッドと、このベッドに設置されて主軸を支持する主軸台と、前記ベッドに移動可能に設置され前記主軸に支持されたワークを加工する一対の刃物台と、ワークを置くワーク載置台装置と、前記各刃物台に設置されそれぞれワークを把持可能であり、前記刃物台の移動によって前記ワーク載置台装置と前記主軸との間でワークの受渡しを行うワーク中継装置とを備えるため、長尺なワークであっても主軸への着脱が自動で行える。

前記ワーク中継装置が、前記刃物台を移動させる刃物台移動機構により、この刃物台と共に、前記主軸の軸心方向および前記主軸軸心と直交する方向への直線移動が可能、かつ前記刃物台を旋回させる刃物台旋回機構により、この刃物台と共に、前記主軸軸心と平行な旋回軸心回りの旋回移動が可能であるため、主軸に対してワークの受渡しを行うワーク中継装置を移動および旋回させる機構を別途に設けなくて済む。

前記主軸に支持されたワークおよび前記刃物台の位置する空間である加工空間とその前方の外部空間とが、機体カバーの前面カバー部で仕切られ、この前面カバーに設けられた開口を開閉自在なシャッタがあり、前記ワーク載置台装置が、ワークを載せるワーク載置台と、前記主軸に支持されたワークおよび前記刃物台の位置する空間である加工空間の内外に前記ワーク載置台を出入りさせる内外位置切換機構とを有し、前記ワーク中継装置は、前記ワーク載置台が前記加工空間内に位置する状態でこのワーク載置台と前記主軸との間でワークの受渡しを行うため、加工空間内の主軸に対して加工空間の外に載置されたワークを着脱できる。

前記参考提案例の工作機械は、工作機械本体と、この工作機械本体にワークを搬入出するワーク搬入出装置を備えた工作機械であって、前記ワーク搬入出装置は、前記工作機械本体の前部に上下に並べて設けられた搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台からなり、これら両ワーク載置台装置は、それぞれ、ワークの長手方向を左右にしてワークを置くことのできるワーク載置台と、このワーク載置台を工作機械本体の内外に出入りさせる内外位置切換機構とを有し、前記工作機械本体は、ベッドと、このベッドの左右方向である長手方向一側部に配置され、左右方向に長いワークの一端部を支持可能な主軸を有する主軸台と、前記主軸に支持されたワークを加工する刃物台と、工作機械本体内で前記搬入側ワーク載置台装置のワーク載置台から素材ワークを受け取ってそれを前記主軸に渡し、かつ前記主軸から加工済みワークを受け取ってそれを工作機械本体内に位置する前記搬出側ワーク載置台装置のワーク載置台に渡すワーク中継装置とを備えるため、長尺なワークであっても主軸への着脱が自動で行うことができ、作業者が移動せずに素材ワークの供給と加工済みワークの排出とを行える。

この参考提案例において、前記ワーク中継装置が、前記搬入側ワーク載置台装置および搬出側ワーク載置台装置に対応する上下位置にそれぞれ個別に設けられている場合は、ワーク載置台装置と主軸間のワークの受渡しを効率良く行える。

この参考提案例において、前記ワーク中継装置を前記刃物台に設けた場合は、ワーク中継装置を移動させる機構を別途に設けなくて済む。

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、長尺なワークの加工に適した旋盤である。図１〜図４において、旋盤である工作機械１は、工作機械本体２と、この工作機械本体２にワークＷを搬入出するワーク搬入出装置３と、工作機械本体２の背面に設置された制御盤４と、正面に設置された操作盤５とを備える。上記ワーク搬入出装置３は、工作機械本体２の前部に上下に並べて設けられた搬入側ワーク載置台装置３Ａおよび搬出側ワーク載置台装置３Ｂからなる。

工作機械本体２は、ベッド６と、このベッド６の左右方向である長手方向一側部に配置された主軸台７と、この主軸台７に左右方向に対向して配置された心押し台８と、これら主軸台７および心押し台８の上方と下方とにそれぞれ配置された上下一対の刃物台９Ａ，９Ｂとを備える。これら主軸台７、心押し台８、および刃物台９Ａ，９Ｂは、工作機械本体２の前部に位置する加工空間Ｓに設けられている。加工空間Ｓとその前方の外部空間とは、工作機械本体２を覆う略直方体をした機体カバー１１の前面カバー部１１ａによって仕切られている。この前面カバー部１１ａの左右中央部には、左右にスライド自在なスライドドア１２が設けられている。

主軸台７には、左右方向に延びる水平な主軸１３が回転自在に支持されている。そして、主軸１３の心押し台８に対向する側の端部に、ワークＷの一端を把持することのできる主軸チャック１４が設けられている。主軸モータ１５の回転がベルト伝動機構１６を介して主軸１３に伝達されて、主軸１３が回転する。

心押し台８は、主軸１３に向かって突出し先端が円すい状に尖った心押し軸１８を有する。心押し台８は、ベッド６に設けた左右案内１９により左右に移動自在に支持され、進退機構（図示せず）により主軸１３に対して進退可能とされている。

刃物台９Ａ，９Ｂは共に、それぞれの刃物台支持体２１に対し主軸軸心Ｏ１と平行な旋回軸心Ｏ２回りに旋回可能なタレット刃物台である。刃物台９Ａ，９Ｂの周面には、ワークＷに対して切削加工を施すバイトや回転工具等の工具２２が複数取付けられている。また、刃物台９Ａ，９Ｂの端面には、ワーク中継装置としてのタレットチャック２３が取付けられている。タレットチャック２３は、開閉式の爪２３ａにより長尺なワークの中間部を把持することが可能である。刃物台９Ａ，９Ｂを旋回させる刃物台旋回機構２４は、刃物台支持体２１に内蔵されている。刃物台旋回機構２４（図５）については後で説明する。

刃物台９Ａ，９Ｂおよび刃物台支持体２１は、刃物台移動機構２５により、前記主軸軸心Ｏ１の方向（左右方向）および主軸軸心Ｏ１と直交する方向（上下方向）への直線移動が可能である。刃物台移動機構２５は、ベッド６に設けた左右案内２６に沿って左右送り台２７を左右移動自在に支持し、この左右送り台２７に設けた上下案内２８に沿って刃物台支持体２１を上下移動自在に支持してなり、この刃物台支持体２１に、上記のように刃物台９Ａ，９Ｂが旋回可能に支持されている。

図５は刃物台支持体２１の内部構造を示す。ここでは、上側の刃物台９Ａを支持する刃物台支持体２１を示すが、下側の刃物台９Ｂ用のものも同じ構造である。
刃物台９Ａは、その基端部が、刃物台支持体２１のハウジング３１に転がり軸受３２を介して回転自在に支持されている。刃物台９Ａの基端部の外周には従動ギア３３が形成されており、この従動ギア３３に、伝動軸３４の一端に形成された駆動ギア３５が噛み合っている。伝動軸３４は、ハウジング３１に転がり軸受３６を介して回転自在に支持されている。伝動軸３４の他端には内歯ギア３７が一体回転するように取付けられ、この内歯ギア３７に、刃物台旋回モータ３８の出力軸３８ａに取付けたピニオン３９が噛み合っている。これらで刃物台旋回機構２４が構成され、刃物台旋回モータ３８を回転駆動させると、その回転がピニオン３９、内歯ギア３７、伝動軸３４、駆動ギア３５、従動ギア３３の順に伝達されて、刃物台９Ａが旋回する。それにより、工具２２の割出しおよびタレットチャック２３の角度決めが行われる。

ハウジング３１内には、刃物台９Ａの旋回を許容しないクランプ状態と、旋回を許容するアンクランプ状態とに切り換えるクランプ・アンクランプ機構４１が設けられている。このクランプ・アンクランプ機構４１は、刃物台９Ａの旋回軸心Ｏ２と同心で旋回軸心Ｏ２に沿って移動自在な筒軸４２を備える。筒軸４２の外周にはクランプ体４３が一体に設けられ、このクランプ体４３の軸心と垂直な面上に移動クランプ歯４４が形成されている。対して、刃物台９Ａおよびハウジング３１には、前記移動クランプ歯４４に軸方向に対向する固定クランプ歯４５，４６がそれぞれ形成されている。筒軸４２を刃物台９Ａから遠ざけると、移動クランプ歯４４が固定クランプ歯４５，４６と噛み合ってクランプ状態となり、筒軸４２を刃物台９Ａに近づけると、移動クランプ爪４４と固定クランプ爪４５，４６の噛み合いが解除されてアンクランプ状態となる。

上記筒軸４２の移動は、油圧等の流体圧で行われる。すなわち、筒軸４２は大径となったピストン部４２ａを有し、このピストン部４２ａがハウジング３１のシリンダ室４７に摺動自在に嵌合しており、ピストン部４２ａの両側のシリンダ室内に流体流路４８，４９より油等の流体を出し入れすることにより、筒軸４２を移動させる。

また、ハウジング３１および刃物台９Ａ内には、タレットチャック２３を開閉させるためのエア配管５１，５２が設けられている。これらエア配管５１，５２は、タレットチャック本体２３ｂに設けた機械部分５３と共に、タレットチャック駆動機構５４を構成している。

図６の拡大図に示すように、エア配管５１，５２は二重パイプで構成されている。二重パイプの軸心は、刃物台９Ａの旋回軸心Ｏ２と同一線上に位置する。例えば、内周側パイプ部が、爪２３ａを閉じる側すなわちワーク把持側へ駆動するエアを供給する把持用エア配管５１であり、外周側パイプ部が、爪２３ａを開く側すなわちワーク開放側へ駆動するエアを供給する開放用エア配管５２である。外部からエア流路５５，５６によりエアがエア配管５１，５２の基端に供給され、エア配管５１，５２の先端から刃物台９Ａ内のエア流路５７，５８を通ってタレットチャック２３にエアが送られる。そして、送られてきたエアにより前記機械部分５３が作動して、爪２３ａが開閉する。

前記刃物台旋回モータ３８は、ハウジング３１から後方に突出させて設けられている。加工空間Ｓ内の飛散したクーラントが刃物台旋回モータ３８やハウジング３１から露出した他の駆動部（図示せず）にかかるのを防ぐため、刃物台旋回モータ３８等を覆う駆動部カバー６１がハウジング３１の基端面に結合して設けられている。ハウジング３１と駆動部カバー６１の結合部にはニトリルゴム等からなるシール材６２を介在させてあるが、この結合部からのクーラントの浸入を完全に防ぐことは難しい。そこで、駆動部カバー６１の底部に、浸入したクーラントを外部に排出する水抜き孔６３が設けられている。

図７に示すように、水抜き孔６３には、駆動部カバーへ６１内への水の逆浸入を防止するラビリンス６４が設けられている。ラビリンス６４は、水抜き孔６３に続く水の通路６５に設けられたものであり、水抜き孔６３から落下する水を受け、水抜き孔６３から水平にずれて位置する第１の排水口６６より水を下方に流す第１の受け片６４ａと、前記第１の排水口６６から落下する水を受け、水抜き孔６３から水平にずれて位置する第２の排水口６７より水を下方または外部に流す第２の受け片６４ｂとを有する。このラビリンス６４によれば、水抜き孔６３の直下が第１および第２の受け片６４ａ，６４ｂにより二重に遮断されているため、外部から水が水抜き孔６３を通って駆動部カバー６１内へ浸入することを効果的に防ぐことができる。

図７のラビリンス６４は、第２の排水口６７が水平に向いているが、図２３に示すラビリンス６４のように、第２の排水口６７を下向きに設けてもよい。第２の排水口６７が下向きであると、水平方向からの水の逆浸入を防ぐ効果が高い。

また、図２４のように、水抜き孔６３およびそれに続く水の通路に、水の排出は行うが水の逆浸入を阻害する栓材６８を設けて、これをラビリンスとしてもよい。栓材６８としては、例えば多孔質の焼結金属を用いることができる。

図４に示すように、ベッド６の下部には、床面Ｆから浮き上がり状態でクーラントタンク７１が取付けられている。クーラントタンク７１は、ベッド６の前端から後端まで延び、さらにベッド６の後方に突出している。クーラントタンク７１の後端には、内部のクーラントを循環させる循環用モータ７２が設けられている。前記加工空間Ｓに面するクーラントタンク７１の上面部は開放され、その開放部分にクーラント排出案内部材７３が設けられている。クーラント排出案内部材７３は、加工空間Ｓで使用されたクーラントおよび切削加工により発生した切粉を集めてクーラントタンク７１内へ導く。

クーラントタンク７１の内部には、チップコンベア７４が設けられている。チップコンベア７４は、クーラントを通過して切粉の通過を阻止する網または孔付きベルト等からなる無端のコンベア回動体７５を、ローラなどのガイド７６を介して回動自在に設けたものである。コンベア回動体７５は、チップコンベア７４の後端に設けられたコンベア駆動モータ７７により回動駆動される。チップコンベア７４は、ベッド６から後方に突出した部分が上方に傾斜する傾斜部７４ａとされ、傾斜部７４ａの上端からコンベア回動体７５の切粉を外部に排出する。クーラント排出案内部材７３から落下してきたクーラントは、コンベア回動体７５を通過して、クーラントタンク７１に貯えられる。

搬入側ワーク載置台装置３Ａおよび搬出側ワーク載置台装置３Ｂは同じ構成であって、それぞれ前記スライドドア１２に設けられている。図８および図９に示すように、各ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂは、ワークを載せるワーク載置台８１と、このワーク載置台８１を加工空間Ｓの内外に出入りさせる内外位置切換機構８２とを有する。加工空間Ｓへのワーク載置台８１の出入りは、各ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂに対応して前記スライドドア１２に設けられた上下の開口８３Ａ，８３Ｂを通じて行われる。各開口８３Ａ，８３Ｂには、開閉自在なシャッタ８４Ａ，８４Ｂがそれぞれ取付けられている。

ワーク載置台８１は、左右方向に長い基板８５と、この基板８５に設けられた左右一対のワーク支持板８６と、このワーク支持板８６に外側に設けられた左右一対の位置決め板８７とでなる。ワーク支持板８６は上部がＶ字状になっており、このＶ字状部分でワークＷを下から支える。位置決め板８７は、垂直部８７ａと、その上側に続く外開き部８７ｂとでなり、上方から供給されるワークＷを一対の外開き部８７ｂにより一対の垂直部８７ａ間に導いて、ワークＷの左右方向の位置決めを行う。各左右一対のワーク支持板８６および位置決め板８７は、左右方向に移動可能に設けられ、ワークＷの長さに応じて互いの間隔を変更可能とされている。

内外位置切換機構８２は、第１の位置切換部８２ａと第２の位置切換部８２ｂとでなる。第１の位置切換部８２ａは、スライドドア１２に設けた左右一対の第１の前後案内８９で前後移動板９０を前後に移動自在に支持し、第１の前後移動シリンダ９１により前後移動板９０を前後移動させる。第２の位置切換部８２ｂは、前後移動板９０に設けた左右一対の第２の前後案内９２で基板８５を前後に移動自在に支持して、第２の前後移動シリンダ９３により基板８５を前後移動させる。前後移動板９０は平面形状が前方に開いたＣ字状（図示せず）で、その左前後部９０ａに左側の第２の前後案内９２および第２の前後移動シリンダ９３が設けられ、その右前後部９０ｂに右側の第２の前後案内９２が設けられている。このように、第１の位置切換部８２ａおよび第２の位置切換部８２ｂで基板８５を２段に前後移動させることにより、必要長さの前後ストロークを確保しつつ、内外位置切換機構８２の前後長を短くできる。それにより、前後幅の狭いスライドドア１２に内外位置切換機構８２を設置することが可能となっている。

上記内外位置切換機構８２は、切換機構カバー９５によって覆われている。切換機構カバー９５は、左側の第１、第２の前後案内８９，９２、第１、第２の前後移動シリンダ９１，９３、および前後移動板９０の左前後部９０ａを覆う左カバー部９５ａと、右側の第１、第２の前後案内８９，９２、および前後移動板９０の右前後部９０ｂを覆う右カバー部９５ｂとでなる。左カバー部９５ａと右カバー部９５ｂの間には、作業用空間９６が形成されている。

図１０および図１１に示すように、スライドドア１２は、左右案内手段１０１により左右にスライド自在に支持されている。左右案内手段１０１は、工作機械本体２から前方に突出するドア案内部１０２に設けられた転動ローラ１０３と、スライドドア１２の底面に設けられて左右方向に延びる案内突条１０４とでなり、スライドドア１２のスライド時に、転動する転動ローラ１０３の上を案内突条１０４の底面が接触しながら移動するようになっている。スライドドア１２の左右両側部には、スライドドア１２をスライド操作する際に手で掴む上下に長い一対の把手１０５Ｌ，１０５Ｒが設けられている。

スライドドア１２には、閉めた状態でスライドするのをロックするロック手段１０６が設けられている。このロック手段１０６は、ドア案内部１０２の上面に設けた凹部１０７と、スライドドア１２を閉じた状態において前記凹部１０７に下端が係合可能なロックピン１０８とでなる。ロックピン１０８は、左の把手１０５Ｌに一体に取付けられている。左の把手１０５Ｌは若干量だけ上下動可能に設けられており、自重で把手１０５Ｌが上下動範囲の下端に位置するときは、ロックピン１０８の先端が凹部１０７に係合した状態となり、手で把手１０５Ｌを引き上げると、ロックピン１０８の先端が凹部１０７から抜けた状態となる。したがって、スライドドア１２を閉じた状態では、外力が作用しない限り、ロックピン１０８が凹部１０７に係合して自動的にロックされる。スライドドア１２を開く場合は、左の把手１０５Ｌを引き上げてロックを解除させてから、スライドドア１２をスライドさせる。

この工作機械１は以上の構成であり、大略的には次のように動作を行う。すなわち、作業者により搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１に素材ワークＷを供給し、搬入側ワーク載置台装置３Ａにより素材ワークＷを工作機械本体２の加工空間Ｓに搬入し、工作機械本体２により素材ワークＷに所定の加工を施し、搬出側ワーク載置台装置３Ｂにより加工済みワークＷを加工空間Ｓから搬出し、作業者により搬出側ワーク載置台装置３Ｂのワーク載置台８１から加工済みワークＷを排出する。以下、各部の動作を、図１２〜図２２と共に詳しく説明する。

主軸台７の主軸１３と心押し台８の心押し軸１８とで支持されたワークＷに対し刃物台９Ａ，９Ｂの工具２２による加工が完了し、かつ搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１に素材ワークＷが載置されている状態を初期状態とする（図１２）。
まず、下側の刃物台９Ｂのタレットチャック２３および搬出側ワーク載置台装置３Ｂによる加工済みワークＷの搬出動作について説明する。

図１２の初期状態から、下側の刃物台９Ｂが旋回して、主軸１３と心押し軸１８とで支持されている加工済みワークＷにタレットチャック２３を対向させる（図１３）。このとき、タレットチャック２３は、加工済みワークＷの直下に位置している。次いで、下側の刃物台９Ｂが上昇し、さらにタレットチャック２３の爪２３ａが閉じることにより、タレットチャック２３で加工済みワークＷを把持する（図１４）。この状態を正面から見た図が図１５（Ａ）である。

タレットチャック２３が加工済みワークＷを把持したならば、主軸チャック１４が開き、かつ心押し台８が主軸１３に対して後退した後、下側の刃物台９Ｂが主軸１３から遠ざかる側へ左右移動することにより、主軸１３から加工済みワークＷを引き抜く（図１５（Ｂ））。その後、下側の刃物台９Ｂが旋回して、タレットチャック２３を前向きにさせる（図１６）。

説明が前後するが、図１３の段階でシャッタ８４Ａ，８４Ｂが開かれる。そのシャッタ８４Ａ，８４Ｂが開いた状態で、搬出側ワーク載置台装置３Ｂのワーク載置台８１を後方へ移動させることで、ワーク載置台８１が開口８３Ｂを通って加工空間Ｓに侵入する。ワーク載置台８１が加工空間Ｓに侵入したなら、下側の刃物台９Ｂが下降し（図１７）、タレットチャック２３の爪２３ａを開いて加工済みワークＷを開放する。それにより、タレットチャック２３からワーク載置台８１へ加工済みワークＷが渡される（図１８）。

加工済みワークＷを受け取った搬出側ワーク載置台装置３Ｂのワーク載置台８１は、前方へ移動して加工空間Ｓから退出する（図２１）。ワーク載置台８１の退出後、下側の刃物台９Ｂは、旋回と上下および左右の移動を行い、ワーク加工の原点位置に戻る（図２２）。

下側の刃物台９Ｂのタレットチャック２３、および搬出側ワーク載置台装置３Ｂが加工済みワークＷの搬出動作を行っている間、上側の刃物台９Ａのタレットチャック２３および搬出側ワーク載置台装置３Ａは、素材ワークＷの搬入動作を行う。この搬入動作について説明する。

図１２の初期状態から、上側の刃物台９Ａが旋回して、タレットチャック２３を前向きにする（図１３）。すると、シャッタ８４Ａ，８４Ｂが開くと共に、タレットチャック２３が搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１によるワーク載置高さと同じ高さになるまで上側の刃物台９Ａが下降して、素材ワークＷの受入れ態勢が整えられる（図１４）。

そして、搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１を後方へ移動させることで、ワーク載置台８１が開口８３Ａを通って加工空間Ｓに侵入する（図１６）。ワーク載置台８１が加工空間Ｓに侵入したなら、タレットチャック２３がワーク載置台８１の素材ワークＷを把持し、さらに上側の刃物台９Ａが上昇することにより、タレットチャック２３がワーク載置台８１から素材ワークＷを取り上げる（図１７）。

次いで、上側の刃物台９Ａが旋回して、タレットチャック２３を下向きにし（図１８）、さらに上側の刃物台９Ａが下降して、タレットチャック２３に把持されている素材ワークＷを、主軸１３と心押し軸１８とによる加工時ワーク支持高さに保持する（図１９）。この状態を正面から見た図が図２０（Ａ）である。

図１９および図２０（Ａ）の状態から、上側の刃物台９Ａが主軸１３に近づく側へ左右移動して、タレットチャック２３に把持されている素材ワークＷの一端を主軸チャック１４内に挿入する。次に、主軸チャック１４が閉じ、かつ心押し台８が主軸１３に対して前進した後、タレットチャック２３が開いて素材ワークＷを開放する。これにより、素材ワークＷが、主軸１３および心押し軸１８により支持される（図２０（Ｂ））。

素材ワークＷを主軸１３および心押し軸１８に渡した搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１は、前方へ移動して加工空間Ｓから退出する（図２１）。ワーク載置台８１の退出後、上側の刃物台９Ａは、旋回と上下および左右の移動とを行い、ワーク加工開始状態になる（図２２）。なお、図２２の状態から、人手により、搬出側ワーク載置台装置３Ｂのワーク載置台８１から加工済みワークＷが排出され、かつ搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１に素材ワークＷが供給される。

この工作機械１は、上下２つの刃物台９Ａ，９Ｂを有するため、２つの刃物台９Ａ，９Ｂで同時にワークＷの加工を行うことが可能で、加工能率が良い。また、２つの刃物台９Ａ，９ＢでワークＷを挟み付けながら加工することにより、加工時にワークＷが撓むことを防ぐことができ、精度の良い加工を行うことができる。主軸１３へのワークＷの着脱は自動で行われるので、作業者は、搬入側ワーク載置台装置３Ａのワーク載置台８１に素材ワークＷを供給し、搬出側ワーク載置台装置３Ｂのワーク載置台８１から加工済みワークＷを排出するだけでよい。そのため、作業性を向上させられると共に、ワークＷの取付け精度および着脱時間のばらつきを排除できる。搬入側ワーク載置台装置３Ａおよび搬出側ワーク載置台装置３Ｂは上下に並べて配置されているため、作業者が移動せずにワークＷの供給および排出を行える。

ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂと主軸１３間のワークＷの受渡しがワーク中継装置であるタレットチャック２３を介して行われるので、主軸１３を移動させずに主軸１３に対しワークＷを着脱することが可能である。主軸１３を移動させないため、この実施形態のように長尺なワークＷを主軸１３と心押し台８とで支持させる場合に、心押し台１６によるワークＷの心出しが容易である。

ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂのワーク載置台８１が加工空間Ｓに出入りするため、タレットチャック２３の移動は加工空間Ｓだけで済む。加工空間Ｓにおいて、タレットチャック２３は、主軸軸心Ｏ１の方向および主軸軸心Ｏ１と直交する方向への直線移動と、主軸軸心Ｏ１と平行な旋回軸心Ｏ２回りの旋回が可能である。そのため、ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂと主軸１３との間でワークＷの受渡しを確実に行える。

タレットチャック２３は刃物台９Ａ，９Ｂに設けられ、タレットチャック２３の直線移動および旋回は、刃物台９Ａ，９Ｂを移動させる刃物台移動機構２５、および刃物台９Ａ，９Ｂを旋回させる刃物台旋回機構２４によりそれぞれ行われる。そのため、タレットチャック２３のための移動機構および旋回機構を別途設ける必要がなく、構成を簡略にできる。また、タレットチャック２３は、搬入側ワーク載置台装置３Ａおよび搬出側ワーク載置台装置３Ｂに対応する上下位置にそれぞれ個別に設けられているため、搬入側ワーク載置台装置３Ａと主軸１３との間での素材ワークＷの受渡し、および主軸１３と搬出側ワーク載置台装置３Ｂとの間での加工済みワークＷの受渡しを並行して行うことができ、ワークＷの搬入、搬出に要する時間を短縮できる。

ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂはスライドドア１２に設置され、その内外位置切換機構８２が開口８３Ａ，８３Ｂよりも外部側に設けられているため、加工空間Ｓの外に位置するワーク載置台８１に対してワークＷの供給および排出を行うことができ、これらの作業が容易である。ワーク載置台装置３Ａ，３Ｂからなるワーク搬入出装置３をスライドドア１２に設置すれば、ワーク搬入出装置３の組付けを工作機械本体２とは別に行うことができ、組立作業が容易である。

前記内外位置切換機構８２の各動作部は左右に分配して配置されており、この内外位置切換機構８２を覆う切換機構カバー９５の左カバー部９５ａと右カバー部９５ｂとの間に作業用空間９６が形成されているため、この作業用空間９６に手を入れて、ワーク載置台８１にワークＷを供給する作業やワーク載置台８１からワークＷを排出する作業を能率良く行える。また、作業用空間９６があると、加工空間Ｓ内のメンテナンス作業も行いやすい。さらに、シャッタ８４Ａ，８４Ｂを透明素材で構成することで、作業用空間９６からシャッタ８４Ａ，８４Ｂ越しに加工時の加工空間Ｓ内の様子を監視することもできる。

搬入側ワーク載置台装置３Ａおよび搬出側ワーク載置台装置３Ｂのワーク載置台８１の加工空間Ｓへの出入りは、スライドドア１２が閉じた状態で行われる。ロック手段１０６により、スライドドア１２が閉じた状態ではスライドがロックされるため、ワーク載置台８１が加工領域Ｓに位置するときスライドドア１２が開くことがなく安全である。

タレットチャック２３を開閉させるエア配管５１，５２を二重パイプで構成し、その二重パイプの軸心を刃物台９Ａ，９Ｂの旋回軸心Ｏ２と同一線上に位置させたことにより、刃物台支持体２１の内部に上記配管５１，５２を配置することが可能となった。それにより、配管５１，５２を刃物台支持体２１の外部に設ける場合に比べ、構成を簡略にできる。

上記実施形態は工作機械が旋盤であるが、この発明は、旋盤以外の主軸を備えた工作機械にも適用できる。

この発明の一実施形態にかかる工作機械の斜視図である。 同工作機械の正面図である。 同工作機械の平面図である。 同工作機械の破断側面図である。 同工作機械の刃物台支持体の断面図である。 （Ａ）は図５のVIＡ部拡大図、（Ｂ）はそのVIＢ−VIＢ断面図である。 （Ａ）は図５のVIIＡ部拡大図、（Ｂ）はそのVIIＢ矢視図である。 同工作機械のスライドカバー支持部の正面図である。 同スライドカバー支持部の側面図である。 同工作機械の搬入側ワーク載置台装置の正面図である。 同搬入側ワーク載置台装置の側面図である。 同工作機械の動作の第１段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第２段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第３段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第４段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第５段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第６段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第７段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第８段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第９段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第１０段階を示す説明図である。 同工作機械の動作の第１１段階を示す説明図である。 異なるラビリンスの断面図である。 さらに異なるラビリンスの断面図である。

符号の説明

１…工作機械
２…工作機械本体
３…ワーク搬入出装置
３Ａ…搬入側ワーク載置台装置
３Ｂ…搬出側ワーク載置台装置
６…ベッド
７…主軸台
８…心押し台
９Ａ，９Ｂ…刃物台
１１…機体カバー
１２…スライドドア
１３…主軸
２３…タレットチャック（ワーク中継装置）
２４…刃物台旋回機構
２５…刃物台移動機構
８１…ワーク載置台
８２…内外位置切換機構
Ｏ１…主軸軸心
Ｏ２…旋回軸心
Ｓ…加工空間
Ｗ…ワーク

Claims (1)

1. ベッドと、このベッドに設置されて主軸を支持する主軸台と、前記ベッドに移動可能に設置され前記主軸に支持されたワークを加工する一対の刃物台と、ワークを置くワーク載置台装置と、前記各刃物台に設置されそれぞれワークを把持可能であり、前記刃物台の移動によって前記ワーク載置台装置と前記主軸との間でワークの受渡しを行うワーク中継装置とを備え、
   前記ワーク中継装置は、前記刃物台を移動させる刃物台移動機構により、この刃物台と共に、前記主軸の軸心方向および前記主軸軸心と直交する方向への直線移動が可能、かつ前記刃物台を旋回させる刃物台旋回機構により、この刃物台と共に、前記主軸軸心と平行な旋回軸心回りの旋回移動が可能であり、
   前記主軸に支持されたワークおよび前記刃物台の位置する空間である加工空間とその前方の外部空間とが、機体カバーの前面カバー部で仕切られ、この前面カバーに設けられた開口を開閉自在なシャッタがあり、
   前記ワーク載置台装置は、ワークを載せるワーク載置台と、前記シャッタが設けられた前記開口から前記加工空間の内外に前記ワーク載置台を出入りさせる内外位置切換機構とを有し、前記ワーク中継装置は、前記ワーク載置台が前記加工空間内に位置する状態でこのワーク載置台と前記主軸との間でワークの受渡しを行う
   工作機械。

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