JP6959889B2 - ワーク整列装置及び工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク整列装置及び工作機械に関する。

従来、主軸により回転させられるワークに工具の刃先を接触させることによりワークを加工する工作機械が知られている。例えば、特許文献１に記載の工作機械は、加工完了後のワークがシュートボックスに落とされ、シュートボックスによりワークがワークコンベアに導かれる。ワークコンベアは、シュートボックスからのワークを工作機械の外部へ排出する。

特開２０１７−２２２０１８号公報

一般的に、ワークコンベアにより外部へ排出されたワークは新たなシュートボックスに落とされ、新たなシュートボックスによりワークが受け皿に導かれる。この場合、複数のワークは、受け皿内において、配置又は向きが定まらずランダムに収容される。よって、次の工程、例えば、ワークの洗浄工程のため、受け皿内のワークを整列する必要があり、余計な工数がかかっていた。

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、受け皿内にワークを整列させることができるワーク整列装置及び工作機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るワーク整列装置は、加工済みのワークを運ぶ運搬面を有するワークコンベアと、複数の前記ワークが整列される受け皿と、前記運搬面に位置する前記ワークを前記受け皿内に向けて押すことにより前記受け皿内で複数の前記ワークを整列させるワークプッシュ装置と、を備え、前記ワークコンベアは、前記運搬面に載る前記ワークを水平面に沿う第１方向に運び、前記受け皿及び前記ワークプッシュ装置は、前記水平面に沿いつつ前記第１方向に直交する第２方向に沿って前記ワークコンベアを挟んで互いに反対側に配置され、前記ワークプッシュ装置は、前記運搬面に載る前記ワークの外周面と同一の高さに位置するプッシャと、前記プッシャを前記第２方向に沿って往復動作させる流体シリンダと、を備え、前記流体シリンダは、前記プッシャを往復動作させる際、前記プッシャを前記受け皿から離れた退避位置から前記運搬面を横切って前記受け皿内の伸長位置に移動させることにより前記ワークを前記運搬面から前記受け皿内に移動させた後、前記プッシャを前記退避位置に戻し、前記受け皿内の第１列における隙間の合計が前記ワークの径以上である場合、前記プッシャを通じて移動中の第１のワークが前記第１列に位置する第２のワークに接触した後、前記第２のワークを前記第１列に沿って押し付けつつ前記第１のワークを前記第１列に進入させることにより前記第１列に前記第１のワーク及び前記第２のワークを整列させる。

また、上記ワーク整列装置において、前記流体シリンダは、前記第１列における前記隙間の合計が前記ワークの径未満である場合、前記プッシャを通じて第３のワークを前記第１列に並ぶ前記ワークに接触する位置まで移動させることにより、前記第３のワークを前記第１列に隣接する第２列に整列させる、ようにしてもよい。

また、上記ワーク整列装置において、前記受け皿は、前記運搬面と同一の高さの上面を有する四角形板状の底板と、前記底板の前記上面の４辺の縁部のうち前記運搬面から遠い縁部に位置し、前記第１方向に延びる奥壁と、前記４辺の縁部のうち前記第２方向に延びる２つの縁部それぞれに位置する側壁と、を備え、前記流体シリンダは、前記プッシャが前記ワークを介して前記奥壁からの反力を受けたときに前記プッシャを停止させる、ようにしてもよい。

また、上記ワーク整列装置において、前記流体シリンダは、１つの前記ワークの加工に要する時間が経過する毎に、前記退避位置を起点として前記プッシャを前記退避位置及び前記伸長位置の間で往復動作させる、ようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る工作機械は、ワークを加工する加工部と、前記ワーク整列装置と、を備える。

本発明によれば、受け皿内にワークを整列させることができる。

本発明の一実施形態に係る工作機械を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る工作機械を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る（ａ）は加工処理の手順を示すフローチャートであり、（ｂ）はワーク整列処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るワークが整列された受け皿を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る（ａ）〜（ｆ）は受け皿内へのワークの整列態様を示す模式図である。 本発明の変形例に係る工作機械を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るワーク整列装置及び工作機械について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、工作機械１は、円柱状の被加工物であるワークＷの前面、側面及び背面を加工する旋盤である。以下では、加工中のワークＷの回転軸に沿った方向を「Ｚ軸方向」といい、そのＺ軸方向に直交する鉛直方向を「Ｙ軸方向」といい、Ｙ軸及びＺ軸方向に垂直な方向を「Ｘ軸方向」という。なお、水平面は、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に沿う方向である。

図１に示すように、工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、主軸ユニット１０と、背面主軸ユニット７０と、第１の工具ユニット５０と、第２の工具ユニット２０と、シュート４１と、機内ワークコンベア４２と、ワーク整列装置６０と、制御部３００と、を備える。

主軸ユニット１０は、ワークＷを把持しつつ回転させる。具体的には、主軸ユニット１０は、主軸１１と、主軸１１を回転可能に支持する主軸台１２と、を備える。

主軸１１は、ワークＷをその外周面から把持するチャック１１ａを備える。主軸台１２には、ワーク回転用モータ１２ａが内蔵されている。このワーク回転用モータ１２ａは、制御部３００による制御のもと、主軸１１及び主軸１１に把持されるワークＷを一体で軸回転させる。

工作機械１は、主軸ユニット１０をＺ軸方向に移動させる図示しない第１Ｚ軸スライド機構を備える。第１Ｚ軸スライド機構は、何れも図示しない、Ｚ軸方向に延びるボールねじと、ボールねじに螺合するナットと、ボールねじを回転させるモータと、を備える。主軸ユニット１０は、制御部３００による制御のもと、モータが駆動されると、ナットと一体でＺ軸方向に移動する。

図１に示すように、第１の工具ユニット５０は、工具保持部５２と、工具保持部５２に固定される工具５１と、を備える。工具５１は、バイト又はドリル等から構成され、その刃先が主軸１１に把持されるワークＷの外周面に向かうように工具保持部５２によって保持される。
工作機械１は、制御部３００による制御のもと、第１の工具ユニット５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる図示しない工具移動機構を備える。工具移動機構は、上述した第１Ｚ軸スライド機構と同様の構成を有する。

第２の工具ユニット２０は、工具保持部２２と、工具保持部２２に固定される工具２１と、を備える。工具２１は、バイト又はドリル等から構成され、その刃先が背面主軸７１に把持されるワークＷの背面に向かうように工具保持部２２によって保持される。

背面主軸ユニット７０は、Ｚ軸方向に主軸ユニット１０と向かい合う位置に設けられている。背面主軸ユニット７０は、背面主軸７１と、背面主軸７１を回転可能に支持する背面主軸台７２と、を備える。

背面主軸７１は、ワークＷをその外周面から把持するチャック７１ａを備える。背面主軸台７２には、ワーク回転用モータ７２ａが内蔵されている。このワーク回転用モータ７２ａは、制御部３００による制御のもと、背面主軸７１及び背面主軸７１に把持されるワークＷを一体で軸回転させる。

工作機械１は、制御部３００による制御のもと、背面主軸ユニット７０をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる図示しない背面主軸移動機構を備える。背面主軸移動機構は、上述した第１Ｚ軸スライド機構と同様の構成を有する。

図１に示すように、シュート４１は、ベッドＳの上面に位置し、背面主軸７１から落とされた加工済みのワークＷを機内ワークコンベア４２に導く。シュート４１は、Ｘ軸方向において機内ワークコンベア４２に近づくにつれてＹ軸方向において低くなる傾斜面４１ａを備える。ワークＷは、自重によりシュート４１の傾斜面４１ａに沿って移動することにより機内ワークコンベア４２の運搬面４２ｂに載せられる。

機内ワークコンベア４２は、シュート４１からのワークＷをワーク整列装置６０に運ぶ。機内ワークコンベア４２は、Ｚ軸方向に延びるように形成され、機内ワークコンベア４２の一端はシュート４１における傾斜面４１ａの最も低い部位の直下に位置し、機内ワークコンベア４２の他端はベッドＳの外面Ｓａよりも外側に位置する。
詳しくは、機内ワークコンベア４２は、一対の歯車４２Ｌ，４２Ｒと、一対の歯車４２Ｌ，４２Ｒの間に巻き回された円環状のベルト４２ａと、を備える。一対の歯車４２Ｌ，４２Ｒは、Ｚ軸方向に沿って並べられ、Ｘ軸方向に延びる回転軸を中心に回転する。歯車４２Ｌはシュート４１に対応して位置し、歯車４２ＲはベッドＳの外面Ｓａよりも外側に位置する。歯車４２Ｒは、Ｙ軸方向において、歯車４２Ｌよりも高い位置に設けられる。よって、図３に示すように、ベルト４２ａはシュート４１から離れるにつれて高くなるように傾斜している。ベルト４２ａの傾斜により、ベルト４２ａの上面である運搬面４２ｂに載るワークＷに付着した油を落とすことができる。
図１に示すように、機内ワークコンベア４２は、一対の歯車４２Ｌ，４２Ｒの何れか一方を回転させる図示しないモータを備える。このモータが駆動されることにより、ベルト４２ａが一対の歯車４２Ｌ，４２Ｒ間で回転する。これにより、ベルト４２ａの上面である運搬面４２ｂに載せられたワークＷがシュート４１に対向する位置からワーク整列装置６０の機外ワークコンベア６１に向けて運ばれる。
ワーク寄せ部４２ｃは、運搬面４２ｂにおける機外ワークコンベア６１に近い端部に位置する。ワーク寄せ部４２ｃは、運搬面４２ｂにおけるワークＷを連結橋部８に導く傾斜面４２ｄを有する。

図１、図２及び図３に示すように、ワーク整列装置６０は、ワークプッシュ装置８０と、機外ワークコンベア６１と、受け皿６８と、連結橋部８と、テーブル台９と、を備える。

図３に示すように、テーブル台９は、ベッドＳの外面Ｓａに対向する位置に設けられる。テーブル台９は、台９ａと、支柱９ｂと、ブラケット９ｃと、を備える。ブラケット９ｃは、ベッドＳの外面Ｓａにボルト９ｄにより固定され、台９ａをその下面から支持する。支柱９ｂは、台９ａの下面から設置面Ｇｄに向けて下方へ延び、台９ａをその下面から支持する。台９ａは、ＸＺ平面、すなわち水平面に沿う長方形板状をなし、台９ａの上面には、機外ワークコンベア６１と受け皿６８が設置される。

図１に示すように、機外ワークコンベア６１は、機内ワークコンベア４２から連結橋部８を通過したワークＷをワークプッシュ装置８０により受け皿６８へ押される位置まで運ぶ。機外ワークコンベア６１は、機内ワークコンベア４２よりも短く、Ｚ軸方向に延びるように形成され、機内ワークコンベア４２と同一の直線上に位置する。
機外ワークコンベア６１は、機内ワークコンベア４２と同様に、一対の歯車６１Ｌ，６１Ｒと、一対の歯車６１Ｌ，６１Ｒの間に巻き回された円環状のベルト６１ａと、ストッパ６１ｓと、を備える。
一対の歯車６１Ｌ，６１ＲはＺ軸方向に沿って並べられ、Ｘ軸方向に延びる回転軸を中心に回転する。一対の歯車６１Ｌ，６１Ｒは同一の高さに位置する。このため、ベルト６１ａの上面である運搬面６１ｂはＸＺ平面、すなわち水平面に沿う。
機外ワークコンベア６１は、一対の歯車６１Ｌ，６１Ｒの何れか一方を回転させる図示しないモータを備える。このモータが駆動されることにより、ベルト６１ａが一対の歯車６１Ｌ，６１Ｒ間で回転する。これにより、運搬面６１ｂに載せられたワークＷがワークプッシュ装置８０により押される位置に運ばれる。

図１に示すように、ストッパ６１ｓは、運搬面６１ｂにおけるワークプッシュ装置８０のプッシャ８１に対向する領域にワークＷを止める機能を有する。ストッパ６１ｓは、運搬面６１ｂに立設するＸ軸方向に延びる板状をなす。ストッパ６１ｓは、Ｚ軸方向において、プッシャ８１に対してワークＷの径よりも小さい隙間を持つ。これにより、ストッパ６１ｓにより止められたワークＷはプッシャ８１に押される。

図１に示すように、連結橋部８は、機内ワークコンベア４２の運搬面４２ｂと機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂを連結し、機内ワークコンベア４２の運搬面４２ｂから機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂにワークＷを受け渡すために設けられる。連結橋部８は、運搬面４２ｂ，６１ｂにおいて背面主軸ユニット７０から遠い位置に設けられる。
図１及び図３に示すように、連結橋部８は、傾斜底板８ａと、２つの側壁８ｂと、を備える。
傾斜底板８ａは、機内ワークコンベア４２から機外ワークコンベア６１に近づくにつれて低くなるように傾斜する。傾斜底板８ａは、機内ワークコンベア４２の運搬面４２ｂから落ちたワークＷを自重により機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂへ導く。
２つの側壁８ｂは、それぞれ傾斜底板８ａのＺ軸方向に延びる両縁部に沿って設けられる。２つの側壁８ｂは、傾斜底板８ａの上面に位置するワークＷが外部へ落下することを抑制する。２つの側壁８ｂは、Ｘ軸方向において、ワークＷの径よりも大きく、かつワークＷの径の２倍よりも小さい距離だけ互いに離間している。これにより、連結橋部８には１つずつワークＷを通過させることができ、複数のワークＷがＸ軸方向に重なった状態で機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂに載せられることが抑制される。

図２に示すように、受け皿６８は、加工済みの複数のワークＷが整列された状態で収容される金属製の容器である。受け皿６８は、台９ａの上面に支持部材６９を介して設置される。受け皿６８は、支持部材６９から取り外し可能に支持部材６９に設置されている。受け皿６８は、機外ワークコンベア６１を挟んでワークプッシュ装置８０とＸ軸方向に対向する位置に設けられる。
受け皿６８は、底板６８ａと、奥壁６８ｂと、２つの側壁６８ｓと、を備える。
底板６８ａは、ＸＺ平面に沿って延びる長方形板状に形成される。底板６８ａの上面６８ａ１は、運搬面６１ｂと同一の高さにて運搬面６１ｂと連続する。
図１及び図２に示すように、奥壁６８ｂは、底板６８ａの上面６８ａ１における４辺の縁部のうち運搬面６１ｂから遠い縁部に沿って形成される。奥壁６８ｂは、Ｙ軸方向においてワークＷの厚さよりも高く、底板６８ａの上面６８ａ１に立設し、Ｚ軸方向に長い長方形状をなす。
２つの側壁６８ｓは、底板６８ａの上面６８ａ１における４辺の縁部のうちＸ軸方向に延びる２つの縁部に沿って形成される。２つの側壁６８ｓは、ワークＷの厚さよりも高く、底板６８ａの上面６８ａ１に立設し、Ｘ軸方向に長い長方形状をなす。２つの側壁６８ｓは、プッシャ８１の押圧部８１ｂの長さよりも互いにＺ軸方向に離れている。

図１に示すように、ワークプッシュ装置８０は、機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂに載るワークＷを受け皿６８に向けて押す。詳しくは、ワークプッシュ装置８０は、プッシャ８１と、エアシリンダ８２と、ガイドシャフト８３と、ブラケット８４と、連結部８７と、ブッシュ８８と、を備える。

図２に示すように、ブラケット８４は、Ｌ字板状の金属金具であり、ベッドＳの外面Ｓａにボルト８４ｃにより固定され、ＸＺ平面に延びる設置面８４ａを有する。ブラケット８４の設置面８４ａには、２つのＬ字状の金具８２ｃ，８２ｄがＸ軸方向に沿って並べられる。２つの金具８２ｃ，８２ｄは、それぞれエアシリンダ８２の両端を支持する。

エアシリンダ８２は、Ｘ軸方向に延びる円柱状をなし、制御部３００による制御のもと、プッシャ８１をＸ軸方向に移動させる駆動源として機能する。エアシリンダ８２は、筒部８２ａと、筒部８２ａのプッシャ８１側の端面から筒部８２ａに挿通される円柱状のロッド８２ｂと、を備える。ロッド８２ｂの先端には連結部８７を介してプッシャ８１が連結されている。筒部８２ａは、図示しない２つの内部空間を有し、２つの空間の圧力差によりロッド８２ｂを直線移動させる。エアシリンダ８２は、ロッド８２ｂを変位させることで、プッシャ８１をＸ軸方向に沿って図１に示す伸長位置Ｐ１及び退避位置Ｐ２の何れかに位置させる。退避位置Ｐ２は、受け皿６８から遠い位置であって、機外ワークコンベア６１を挟んで受け皿６８と反対側の位置である。伸長位置Ｐ１は、受け皿６８内の位置である。エアシリンダ８２は、プッシャ８１をワークＷとともに受け皿６８の奥壁６８ｂに向けて移動させ、図６（ａ）、（ｃ）〜（ｆ）に示すように、受け皿６８内に位置するワークＷを介して奥壁６８ｂからの反力を受けたときにプッシャ８１を停止する。

図１に示すように、ブッシュ８８は、２つの金具８２ｃ，８２ｄのうちプッシャ８１に近い金具８２ｃに設けられる。ブッシュ８８は、ガイドシャフト８３が挿通され、ガイドシャフト８３を直線移動可能に支持する滑り軸受けとして機能する。ガイドシャフト８３は、円柱状をなし、エアシリンダ８２の筒部８２ａと平行をなし、筒部８２ａに対してＺ軸方向に並ぶ。ブッシュ８８及びガイドシャフト８３によりプッシャ８１の移動が安定する。

連結部８７は、ブッシュ８８の先端部、ロッド８２ｂの先端部及びプッシャ８１を連結する。詳しくは、連結部８７は、連結板部８７ａと、連結板部８７ａを挟み込むように連結板部８７ａに重ねられる補強プレート８７ｂ，８７ｃと、を備える。
連結板部８７ａは、ＹＺ平面に延びる長方形板状をなす。補強プレート８７ｂ，８７ｃは、プッシャ８１を移動させる際に大きな負荷が加わりやすい連結板部８７ａを補強するために設けられている。

図１及び図２に示すように、プッシャ８１は、エアシリンダ８２の駆動により、機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂに載せられたワークＷを受け皿６８内に押す。
プッシャ８１は、本体板部８１ａと、押圧部８１ｂと、一対の側壁部８１ｃと、を備える。
本体板部８１ａは、ＸＺ平面に沿う長方形板状をなし、連結板部８７ａの下面に固定されている。押圧部８１ｂは、本体板部８１ａの先端側に位置し、Ｚ軸方向において本体板部８１ａよりも長い角棒状をなす。図５に示すように、押圧部８１ｂのＺ軸方向の両端は、対向する受け皿６８の側壁６８ｓに対してワークＷの径よりも小さい距離の隙間Ｄ１を持つ。これにより、ワークＷが隙間Ｄ１を通過しないため、押圧部８１ｂによりワークＷを受け皿６８内に確実に押し込むことができる。
図２に示すように、２つの側壁部８１ｃは、それぞれ本体板部８１ａの上面におけるＸ軸方向に延びる２つの縁部に沿う板状をなす。一対の側壁部８１ｃは、連結板部８７ａをＺ軸方向から挟み込むように位置し、連結板部８７ａに連結されている。

図１に示すように、制御部３００は、工作機械１の各部、例えば、主軸１１、背面主軸７１、機内ワークコンベア４２、機外ワークコンベア６１及びワークプッシュ装置８０のエアシリンダ８２を制御する。
制御部３００は、後述する加工処理及びワーク整列処理に係るプログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）３０１と、ＲＯＭ３０１に記憶されるプログラムを実行することにより後述する加工処理及びワーク整列処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２と、ＣＰＵ３０２のワークエリアとして利用されるＲＡＭ（Random Access Memory）３０３と、時間を計測するタイマ３０４と、を備える。制御部３００は、数値制御（ＮＣ（Numerical Control））によってワークＷの加工を行う。

次に、加工処理の処理手順について図４（ａ）のフローチャートを参照しつつ説明する。この加工処理は、オペレーターによる操作に応じて、制御部３００により繰り返し実行される。

まず、制御部３００は、主軸１１を介して、ワークＷを把持しつつワークＷを軸回転させる（ステップＳ１０１）。次に、制御部３００は、主軸１１にてワークＷを軸回転させた状態で、ワークＷを第１の工具ユニット５０の工具５１に接触させることによりワークＷの外周面等を切削する（ステップＳ１０２）。

そして、制御部３００は、ワークＷを主軸１１から背面主軸７１へ受け渡す（ステップＳ１０３）。そして、制御部３００は、背面主軸７１を介して、ワークＷを把持しつつワークＷを軸回転させた状態で、ワークＷを第２の工具ユニット２０の工具２１に接触させることによりワークＷの背面を加工する（ステップＳ１０４）。最後に、制御部３００は、背面主軸７１に把持された加工済みのワークＷがシュート４１の上方に位置するように背面主軸７１を移動させた後、そのワークＷをシュート４１に落下させる（ステップＳ１０５）。具体的には、背面主軸７１のチャック７１ａによるワークＷの把持状態を解消することにより、加工済みのワークＷがシュート４１に落とされる。
以上で、加工処理が終了となる。この加工処理が繰り返されることにより、連続的にワークＷを加工することができる。

次に、ワーク整列処理の処理手順について図４（ｂ）のフローチャートを参照しつつ説明する。このワーク整列処理は、上述した加工処理の開始と同時に開始される。このワーク整列処理の開始時においては、プッシャ８１は退避位置Ｐ２に存在する。

まず、制御部３００は、機内ワークコンベア４２及び機外ワークコンベア６１を駆動させる（ステップＳ２０１）。そして、制御部３００は、タイマ３０４を介して時間の計測を開始する（ステップＳ２０２）。次に、制御部３００は、タイマ３０４により計測された時間が予め設定される設定時間Ｔｔｈに達するのを待つ（ステップＳ２０３；ＮＯ）。
設定時間Ｔｔｈは、例えば、上述した加工処理により１個のワークＷの加工完了に要するサイクルタイムに設定される。サイクルタイムは、例えば、３０秒である。
なお、ワーク整列処理において、最初のステップＳ２０３における設定時間Ｔｔｈは、サイクルタイムに加算時間を加算してもよい。この加算時間は、ワークＷがシュート４１に落とされたときから機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂにおけるプッシャ８１に対向する位置に到達するまでに要する時間に設定される。２回目以降のステップＳ２０３における設定時間Ｔｔｈは、上述のように、サイクルタイムに設定される。

制御部３００は、タイマ３０４により計測された時間が設定時間Ｔｔｈに達した旨判別したとき（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、エアシリンダ８２を介して、ワークプッシュ装置８０のプッシャ８１を退避位置Ｐ２と伸長位置Ｐ１の間で往復動作させる（ステップＳ２０４）。詳しくは、このステップＳ２０４においては、制御部３００は、プッシャ８１を退避位置Ｐ２から伸長位置Ｐ１に移動させた後、伸長位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に戻す。

次に、制御部３００は、タイマ３０４により計測された時間をゼロにリセットし（ステップＳ２０５）、上述した加工処理が継続されているか否かを判別する（ステップＳ２０６）。制御部３００は、上述した加工処理が継続されている旨判別したとき（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、上述したステップＳ２０２の処理に戻る。よって、上述した加工処理が継続されている期間においては、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理が繰り返されることにより、設定時間Ｔｔｈが経過する毎にプッシャ８１が往復動作する。これにより、後述するように、受け皿６８内にワークＷが整列される。

一方、制御部３００は、上述した加工処理が継続していない、すなわち、ワークＷの加工が終了した旨判別したとき（ステップＳ２０６；ＮＯ）、機内ワークコンベア４２及び機外ワークコンベア６１の駆動を停止させる（ステップＳ２０７）。以上で、ワーク整列処理が終了となる。

次に、上述したワーク整列処理が実行されている際のワークＷの運搬及び整列態様について説明する。
図１に示すように、背面主軸７１からシュート４１に落とされた加工済みのワークＷは、シュート４１の傾斜面４１ａに沿って機内ワークコンベア４２の運搬面４２ｂに載せられる。運搬面４２ｂに載るワークＷは、機内ワークコンベア４２により機外ワークコンベア６１に向けて運ばれる。そして、ワークＷは、連結橋部８に到達すると、自重により連結橋部８の傾斜底板８ａに沿って滑ることで、機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂに載る。
なお、図１に示すワークＷが機内ワークコンベア４２の運搬面４２ｂにおける背面主軸ユニット７０側に位置している場合、ワークＷは、ワーク寄せ部４２ｃの傾斜面４２ｄに沿って連結橋部８に導かれる。

そして、ワークＷは、機外ワークコンベア６１の運搬面６１ｂに載ると、機外ワークコンベア６１によりストッパ６１ｓに向けて運ばれる。ワークＷが運搬面６１ｂにおいてプッシャ８１の押圧部８１ｂに対向する位置に到達すると、プッシャ８１は退避位置Ｐ２と伸長位置Ｐ１の間で往復動作される。これにより、ワークＷは、プッシャ８１により受け皿６８内に押し込まれる。この際、プッシャ８１は、ワークＷの外周面を押し、ワークＷの端面が受け皿６８の底板６８ａの上面６８ａ１に摺動することにより、ワークＷを移動させる。プッシャ８１の往復動作は、１つのワークＷを加工するのに要するサイクルタイムの経過毎に行われる。

ここで、図６（ａ）〜（ｆ）を参照しつつ、受け皿６８内でのワークＷの整列態様について説明する。
簡単に説明すると、図６（ｄ）に示すように、受け皿６８内の第１列Ｂ１に１１個のワークＷが並べられ、その後、図６（ｆ）に示すように、受け皿６８内の第２列Ｂ２に１１個のワークＷが並べられる。以降同様に、第３列以降の各列にもワークＷが１１個ずつ並べられる。第１列Ｂ１及び第２列Ｂ２はそれぞれＺ軸方向に沿って延び、第１列Ｂ１は第２列Ｂ２よりも奥壁６８ｂの近くに位置する。

詳しくは、受け皿６８内にワークＷが存在しない状態において、１つ目のワークＷは、図６（ａ）に示すように、プッシャ８１により受け皿６８の奥壁６８ｂに接する第１列Ｂ１まで押される。このように、プッシャ８１によりワークＷが受け皿６８内に押し込まれる毎に、第１列Ｂ１にワークＷが並べられる。第１列Ｂ１にワークＷが並べられる際のプッシャ８１の伸長位置Ｐ１は、ワークＷの径の距離だけ奥壁６８ｂから離れた位置にある。

例えば、図６（ｂ）に示すように、プッシャ８１を通じて第１のワークＷａが移動している途中で第１のワークＷａが第１列Ｂ１に位置する第２のワークＷｂに接触したとする。この場合、第１列Ｂ１に合計してワークＷの径以上の隙間Ｓｍがあれば、第１のワークＷａは、図６（ｃ）に示すように、第２のワークＷｂを第１列Ｂ１に沿って押し付けつつ第１のワークＷａを第１列Ｂ１に進入する。以降、同様に、図６（ｄ）に示すように、第１列Ｂ１の隙間ＳｍがワークＷの径未満となるまで、第１列Ｂ１にワークＷが並べられていく。本例では、第１列Ｂ１に１１個のワークＷｂが並べられる。
この状態からプッシャ８１により新たな第３のワークＷｃが受け皿６８内に押されると、図６（ｅ）に示すように、第３のワークＷｃは、第１列Ｂ１に位置するワークＷに接触し、第２列Ｂ２に位置する。この場合、プッシャ８１は、第３のワークＷｃ及び第１列Ｂ１に位置するワークＷを介して奥壁６８ｂからの反力を受けて、その位置で停止する。言い換えると、第１列Ｂ１の隙間ＳｍがワークＷの径未満であるため、第３のワークＷｃは第１列Ｂ１のワークＷを第１列Ｂ１に沿って押し付けない。第１列Ｂ１と同様に、図６（ｆ）に示すように、第２列Ｂ２にも１１個のワークＷが並べられる。第２列Ｂ２の１１個のワークＷは、第１列Ｂ１の１１個のワークＷに対して列方向（Ｚ方向）にワークＷの半径分の距離だけずれて位置している。言い換えると、第２列Ｂ２の１つのワークＷは、第１列Ｂ１において隣接する２つのワークＷの中間に位置する。これにより、空間的に効率良く受け皿６８内にワークＷを整列させることができる。第２列Ｂ２にワークＷが並べられる際のプッシャ８１の伸長位置Ｐ１は、ワークＷの径の約２倍の距離だけ奥壁６８ｂから離れた位置にある。
同様に、第３列以降の各列にもワークＷが１１個ずつ並べられる。各列に１１個ずつワークＷが並べられるため、オペレーターは容易に受け皿６８内に並べられるワークＷの数を把握することができる。

加工処理が終了し、最後の加工済みワークＷが受け皿６８内に並べられると、オペレーターにより受け皿６８が図２に示す支持部材６９から取り外される。そして、オペレーターは、受け皿６８を図示しない洗浄装置に投入する。この洗浄装置にて受け皿６８内に整列されたワークＷが洗浄される。

（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１）ワーク整列装置６０は、加工済みのワークＷを運ぶ運搬面６１ｂを有する機外ワークコンベア６１と、複数のワークＷが整列される受け皿６８と、運搬面６１ｂに位置するワークＷを受け皿６８内に向けて押すことにより受け皿６８内で複数のワークＷを整列させるワークプッシュ装置８０と、を備える。
この構成によれば、受け皿６８内で複数のワークＷを整列させることができる。このため、次の工程、例えば、ワークの洗浄工程のため、受け皿６８内のワークＷを整列する手間がなくなり、工数を省くことができる。
また、ワーク整列装置６０は、例えばロボットアームを使ってワークを整列させる構成に比べて、簡易に構成することができる。

（２）機外ワークコンベア６１は、運搬面６１ｂに載るワークＷを水平面に沿う第１方向に相当するＺ軸方向に沿って運ぶ。受け皿６８及びワークプッシュ装置８０は、水平面に沿いつつＺ軸方向に直交する第２方向に相当するＸ軸方向に沿って機外ワークコンベア６１を挟んで互いに反対側に配置される。ワークプッシュ装置８０は、運搬面６１ｂに載るワークＷの外周面と同一の高さに位置するプッシャ８１と、運搬面６１ｂを横切るようにプッシャ８１をＸ軸方向に沿って往復動作させる流体シリンダの一例であるエアシリンダ８２と、を備える。エアシリンダ８２は、プッシャ８１を往復動作させる際、プッシャ８１を受け皿６８から離れた退避位置Ｐ２から運搬面６１ｂを横切って受け皿６８内の伸長位置Ｐ１に移動させることによりワークＷを運搬面６１ｂから受け皿６８内に移動させた後、プッシャ８１を退避位置Ｐ２に戻す。
この構成によれば、プッシャ８１は運搬面６１ｂを横切るように往復動作する。このため、プッシャ８１が退避位置Ｐ２にあるとき、運搬面６１ｂのワークＷの運搬がプッシャ８１により阻害されない。また、プッシャ８１が退避位置Ｐ２から伸長位置Ｐ１に移動することにより、運搬面６１ｂに位置するワークＷを確実に受け皿６８内に移動させることができる。
さらに、受け皿６８及びワークプッシュ装置８０は、機外ワークコンベア６１を挟み込むように配置されるため、ワーク整列装置６０をコンパクトに構成することができる。

（３）エアシリンダ８２は、受け皿６８内の第１列Ｂ１における隙間Ｓｍの合計がワークＷの径以上である場合、プッシャ８１を通じて第１のワークＷａを移動させている途中で第１のワークＷａが第１列Ｂ１に位置する第２のワークＷｂに接触した後、第２のワークＷｂを第１列Ｂ１に沿って押し付けつつ第１のワークＷａを第１列Ｂ１に進入させることにより第１列Ｂ１に第１のワークＷａ及び第２のワークＷｂを整列させる。
この構成によれば、ワークＷを押すプッシャ８１の位置に関わらず、ワークＷを簡単に整列させることができる。

（４）エアシリンダ８２は、第１列Ｂ１における隙間Ｓｍの合計がワークＷの径未満である場合、プッシャ８１を通じて第３のワークＷｃを第１列Ｂ１に並ぶワークに接触する位置まで移動させることにより、第３のワークＷｃを第１列Ｂ１に隣接する第２列Ｂ２に整列させる。
この構成によれば、ワークＷを押すプッシャ８１の位置を制御することなく、第１列Ｂ１におけるワークＷの整列が完了すると、第２列Ｂ２におけるワークＷの整列が開始される。

（５）受け皿６８は、運搬面６１ｂと同一の高さの上面６８ａ１を有する四角形板状の底板６８ａと、底板６８ａの上面６８ａ１の４辺の縁部のうち運搬面６１ｂから遠い縁部に位置し、Ｚ軸方向に延びる奥壁６８ｂと、底板６８ａの上面６８ａ１の４辺の縁部のうちＸ軸方向に延びる２つの縁部それぞれに位置する側壁６８ｓと、を備える。エアシリンダ８２は、プッシャ８１がワークＷを介して奥壁６８ｂからの反力を受けたときにプッシャ８１を停止させる。
この構成によれば、プッシャ８１は、ワークＷを介して奥壁６８ｂからの反力により停止するため、制御部３００によりプッシャ８１の停止位置を制御する必要がなく、簡単にワークＷを整列することができる。

（６）エアシリンダ８２は、１つのワークＷの加工に要する時間Ｔｔｈが経過する毎に、退避位置Ｐ２を起点としてプッシャ８１を退避位置Ｐ２及び伸長位置Ｐ１の間で往復動作させる。
この構成によれば、無駄にプッシャ８１が往復動作することが抑制される。よって、ワーク整列装置６０の消費電力の低減を図ることができる。また、ワークＷを１つずつ受け皿６８内に移動させることにより、エアシリンダ８２の出力が小さくて済む。よって、小型のエアシリンダ８２が採用可能であり、ワーク整列装置６０をコンパクトに構成することができる。

（７）工作機械１は、ワークＷを加工する加工部に相当する主軸ユニット１０、第２の工具ユニット２０、第１の工具ユニット５０及び背面主軸ユニット７０と、ワーク整列装置６０と、を備える。
この構成によれば、主軸ユニット１０及び第２の工具ユニット２０等によって加工が行われたワークＷをワーク整列装置６０により整列させることができる。

（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。

上記実施形態においては、制御部３００は、ワーク整列処理において、設定時間Ｔｔｈの経過毎に、プッシャ８１を往復動作させていたが、これに限らない。例えば、ワークプッシュ装置８０は、ワークＷがプッシャ８１に対向する位置に到達したことを検出するセンサを備えていてもよい。制御部３００は、このセンサによりワークＷがプッシャ８１に対向する位置に到達したことが検出されたとき、プッシャ８１を往復動作させてもよい。このセンサは、ワークの接近を検出する磁気式、光学式の近接センサであってもよいし、運搬面６１ｂに載るワークＷの重量を計測する重量センサであってもよい。

上記実施形態においては、プッシャ８１を動作させるためにエアシリンダ８２が利用されていたが、プッシャ８１を動作させることができれば、エアシリンダ８２に限らず、油圧シリンダ、磁気ソレノイド、又はモータ及びモータの回転力を直線運動に変換する機構であってもよい。

上記実施形態においては、設定時間Ｔｔｈは、１個のワークＷの加工完了に要するサイクルタイムに設定されていたが、オペレーターにより任意に設定されてもよい。

上記実施形態においては、プッシャ８１は、ワークＷを１個ずつ受け皿６８内に移動させていたが、プッシャ８１は、複数のワークＷを同時に受け皿６８内に移動させてもよい。この場合、設定時間Ｔｔｈはサイクルタイムよりも長く設定され、プッシャ８１はストッパ６１ｓにより止められたワークＷを受け皿６８内に移動させてもよい。

上記実施形態においては、工作機械１は、機内ワークコンベア４２及び機外ワークコンベア６１、すなわち２つのワークコンベアを備えていたが、１つのワークコンベアを備えていてもよい。この場合、連結橋部８を省略することができる。

上記実施形態においては、工作機械１は旋盤であったが、旋盤に限らず、転造盤又は研削盤であってもよい。

上記実施形態においては、工作機械１は、主軸ユニット１０及び背面主軸ユニット７０を備えていたが、主軸ユニット１０及び背面主軸ユニット７０の何れか一方が省略されてもよい。

受け皿６８及びワークプッシュ装置８０の位置関係は、上記実施形態に限らず、反対であってもよい。
また、上記実施形態においては、受け皿６８及びワークプッシュ装置８０は、Ｘ軸方向に沿って配置されていたが、水平面におけるＸ軸方向に対して傾斜する方向に沿って配置されてもよい。
さらに、上記実施形態においては、ワーク整列装置６０は、ベッドＳの外面Ｓａに対向する位置に設けられていたが、これに限らず、ベッドＳの上面に設けられていてもよい。この場合、機外ワークコンベア６１が省略され、受け皿６８及びワークプッシュ装置８０は機内ワークコンベア４２を挟み込むように位置する。この構成によれば、ワーク整列装置６０を有する工作機械１をコンパクトに構成することができる。

上記実施形態においては、受け皿６８及びワークプッシュ装置８０は、機外ワークコンベア６１を挟み込むように配置されていたが、これに限らず、例えば、図７に示すように、受け皿６８及びワークプッシュ装置８０の両方が機外ワークコンベア６１の一方側に設けられていてもよい。この場合、例えば、プッシャ８１は、運搬面６１ｂに対してワークＷの厚さよりも大きい距離だけ上方に離れて位置する本体板部８１ａと、本体板部８１ａの先端から運搬面６１ｂに向けて延びる押圧部８１ｂと、を備える。プッシャ８１が伸長位置Ｐ１にあるとき、プッシャ８１の本体板部８１ａと運搬面６１ｂの間にはワークＷが進入可能である。そして、プッシャ８１は、上記図４（ｂ）のステップＳ２０４において、伸長位置Ｐ１を起点として、プッシャ８１を退避位置Ｐ２と伸長位置Ｐ１の間で往復動作させる。プッシャ８１が伸長位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に移動する際、ワークＷが押圧部８１ｂに押されることにより受け皿６８内に移動する。この構成では、ワーク整列装置６０をよりコンパクトに構成することができる。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

１ 工作機械
１０ 主軸ユニット
１１ 主軸
２０ 第２の工具ユニット
４１ シュート
４２ 機内ワークコンベア
５０ 第１の工具ユニット
６０ ワーク整列装置
６１ 機外ワークコンベア
６１ｓ ストッパ
６８ 受け皿
６８ａ 底板
６８ｂ 奥壁
６８ａ１ 上面
６８ｓ 側壁
７０ 背面主軸ユニット
７１ 背面主軸
８０ ワークプッシュ装置
８１ プッシャ
８１ａ 本体板部
８１ｂ 押圧部
８１ｃ 側壁部
８２ エアシリンダ（流体シリンダ）
８２ａ 筒部
８２ｂ ロッド
８７ 連結部
３００ 制御部
Ｂ１ 第１列
Ｂ２ 第２列
Ｐ１ 伸長位置
Ｐ２ 退避位置
Ｓ ベッド
Ｗ ワーク
Ｗａ 第１のワーク
Ｗｂ 第２のワーク
Ｗｃ 第３のワーク
Ｓｍ 隙間

Claims (5)

1. 加工済みのワークを運ぶ運搬面を有するワークコンベアと、
   複数の前記ワークが整列される受け皿と、
   前記運搬面に位置する前記ワークを前記受け皿内に向けて押すことにより前記受け皿内で複数の前記ワークを整列させるワークプッシュ装置と、を備え、
   前記ワークコンベアは、前記運搬面に載る前記ワークを水平面に沿う第１方向に運び、
   前記受け皿及び前記ワークプッシュ装置は、前記水平面に沿いつつ前記第１方向に直交する第２方向に沿って前記ワークコンベアを挟んで互いに反対側に配置され、
   前記ワークプッシュ装置は、
   前記運搬面に載る前記ワークの外周面と同一の高さに位置するプッシャと、
   前記プッシャを前記第２方向に沿って往復動作させる流体シリンダと、を備え、
   前記流体シリンダは、前記プッシャを往復動作させる際、前記プッシャを前記受け皿から離れた退避位置から前記運搬面を横切って前記受け皿内の伸長位置に移動させることにより前記ワークを前記運搬面から前記受け皿内に移動させた後、前記プッシャを前記退避位置に戻し、前記受け皿内の第１列における隙間の合計が前記ワークの径以上である場合、前記プッシャを通じて移動中の第１のワークが前記第１列に位置する第２のワークに接触した後、前記第２のワークを前記第１列に沿って押し付けつつ前記第１のワークを前記第１列に進入させることにより前記第１列に前記第１のワーク及び前記第２のワークを整列させる、
   ことを特徴とするワーク整列装置。
2. 前記流体シリンダは、前記第１列における前記隙間の合計が前記ワークの径未満である場合、前記プッシャを通じて第３のワークを前記第１列に並ぶ前記ワークに接触する位置まで移動させることにより、前記第３のワークを前記第１列に隣接する第２列に整列させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のワーク整列装置。
3. 前記受け皿は、
   前記運搬面と同一の高さの上面を有する四角形板状の底板と、
   前記底板の前記上面の４辺の縁部のうち前記運搬面から遠い縁部に位置し、前記第１方向に延びる奥壁と、
   前記４辺の縁部のうち前記第２方向に延びる２つの縁部それぞれに位置する側壁と、を備え、
   前記流体シリンダは、前記プッシャが前記ワークを介して前記奥壁からの反力を受けたときに前記プッシャを停止させる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク整列装置。
4. 前記流体シリンダは、１つの前記ワークの加工に要する時間が経過する毎に、前記退避位置を起点として前記プッシャを前記退避位置及び前記伸長位置の間で往復動作させる、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のワーク整列装置。
5. ワークを加工する加工部と、
   請求項１から４の何れか一項に記載のワーク整列装置と、を備える、
   ことを特徴とする工作機械。

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