JPH1043904A

JPH1043904A - 主軸頭３軸移動型ｃｎｃ旋盤

Info

Publication number: JPH1043904A
Application number: JP2658797A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Yamazaki; 恒彦山崎
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 1998-02-17
Anticipated expiration: 2017-02-10
Also published as: JP3874872B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＮＣ旋盤において、移動台の移動を利用し
て種々の機能を付加できるようにする。【解決手段】ベース１に第１移動台３をＸ軸方向に移
動可能に設け、この第１移動台３に第２移動台５をＹ軸
方向に移動可能に設け、更にこの第２移動台５に第３移
動台７をＺ軸方向に移動可能に設ける。そして、第３移
動台７を主軸頭としてこれに自動開閉チャック９を有し
た主軸８を割り出し可能に設ける。以上により主軸８は
横、縦、上下の任意の位置に移動できるので、例えば工
具台ベッド１０に多数の工具１４，１７を複数段に設け
ても、それらから任意の一つの工具を選択できる。ま
た、主軸８の割り出しにより、回転する工具１７を使用
してフライス削り作業などを行うことも可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸頭が切り込み
運動と送り運動を行うために互いに直交する２方向に移
動できる他、それら２方向の各々に直交する方向にも移
動できるように構成した主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＮＣ旋盤は、一般に、定位置に
固定された主軸台に主軸を設け、一方、ベッドには往復
台を水平縦方向（主軸の軸方向）に移動可能に設けると
共に、この往復台に横送り台を水平横方向（主軸の径方
向）に移動可能に設け、主軸によりワークを回転させな
がら、横送り台と往復台の移動を加工プログラムに従っ
て制御することにより、横送り台上の工具台に取り付け
られた工具（バイト）に切り込み運動と送り運動を与
え、ワークを旋削する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のＣＮ
Ｃ旋盤は、定位置で回転するワークに対し、工具台を水
平面内の直交２方向に移動させる構成である。このよう
に移動する工具台が直交２方向しか移動しない構成のも
のでは、旋削のための送り機能しか得られず、他の機能
を付加することは困難である。

【０００４】かかるＣＮＣ旋盤にあっては、例えばワー
ク搬入・搬出装置と主軸端のチャックとの間でワークを
自動的に受け渡しするには、ロボットを主体とするロー
ダー、アンローダーを付帯させる必要がある。しかしな
がら、そのような付帯設備には、ＣＮＣ旋盤とは別に独
立した駆動源およびその制御装置を設ける必要があって
高価となり、全体の設備費を押し上げる。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、主軸頭を縦、横、高さの各方向の任意
の位置に移動させることができ、加工のための送り機能
の他に、種々の機能を付加することができるＣＮＣ旋盤
を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ベースに第１の方向に移動可能に設けら
れた第１移動台と、この第１移動台に前記第１の方向と
直交する第２の方向に移動可能に設けられた第２移動台
と、この第２移動台に前記第１の方向および第２の方向
の各々に直交する第３の方向に移動可能に設けられた第
３移動台とを備え、前記第３移動台を主軸頭としてこの
第３移動台に把持手段を備えた主軸を設け、ワークを前
記把持手段により把持して工具台に設けられた工具によ
り切削する構成としたことを特徴とするものである。

【０００７】この構成のＣＮＣ旋盤では、第１〜第３の
各移動台の移動により、主軸を縦、横、高さ（三次元）
の任意の位置に移動させることができる。従って、加工
のための送りはワーク側で行うことができるので、工具
は定位置に固定しておくことができる。ワークの切削
は、ワークを把持手段に把持して主軸を回転させなが
ら、第１〜第３の各移動台の移動を制御することによ
り、工具台に取り付けられた工具に対してワークに切り
込み運動と送り運動を与えて切削する。

【０００８】本発明では、主軸を割り出し可能に構成す
ることができる。また、主軸は第３移動台に横軸形に設
けたり、縦軸形に設けたりすることができる。工具台は
ベッドに水平方向一列に複数個並ぶようにして複数列設
けることができる。このように工具台を複数列設けて
も、第１〜第３の各移動台の移動を制御して主軸の位置
をいずれかの１個の工具台に対応位置させることによ
り、ワークの加工に使用する工具を選択することができ
る。

【０００９】工具台は旋回可能なタレット工具台として
その旋回軸線方向に複数設けるようにしても良い。この
場合も、各移動台の移動により複数の工具台が有する１
つの工具を選択することできる。また、工具台には回転
する工具を設けることもでき、この回転工具によりフラ
イス削りなどを行うこともできる。

【００１０】本発明は、ワークを洗浄するワーク洗浄装
置、ワークの加工寸法などを計測するためのワーク計測
装置、把持手段に把持されている部分を加工するために
ワークを反転して把持手段に把持し直すためのワーク反
転装置、工具の刃先の位置などを計測する刃先計測装置
を設けることができる。このような付帯装置を設けて
も、第１〜第３移動台の移動により各装置を動作させる
ことができる。

【００１１】特に、主軸を横軸形としたものでは、棒材
を切断して所望の長さのワークを得るための棒材供給装
置を設けることができる。この棒材供給装置において
も、第３移動台の水平方向移動を利用して棒材を所望長
さ引き出すことにより、棒材の切断長さを所望に設定す
ることができる。

【００１２】また、主軸を縦軸形としたものでは、ワー
クを搬入するパレット、加工終了後のワークを搬出する
ためのパレットと把持手段との間でのワークの受け渡し
を、第１〜第３移動台の移動を利用して直接行うことが
できる。

【００１３】本発明は、棒材供給装置と、旋回可能で且
つ回転工具を取り付け可能な工具台とを設けることがで
きる。この場合、１台のモータで棒材供給装置のカッ
タ、工具台、回転工具を駆動できるようにするために、
そのモータの回転を棒材供給装置のカッタ、工具台およ
び回転工具取付部に伝える伝動手段と、この伝動手段の
回転伝達経路を切り替えて前記モータの回転を前記カッ
タ、工具台および回転工具取付部に選択的に伝達する切
替手段を設けることができる。このものでは、前記棒材
供給装置は、工具台を旋回可能に支持するコラムに配設
し、前記伝動手段は、そのコラム内に設けることが好ま
しい。

【００１４】また、本発明では、ワーク排出装置を、上
面が閉鎖板により塞がれたケースと、このケースに対し
横方向に進退可能に設けられたワーク受けと、このワー
ク受けをケース内に退避する方向に付勢する復帰ばねと
を有するものとして構成し、ワーク加工後の前記移動台
の移動に連動して前記ワーク受けがケースから進出動作
し、前記把持手段から離されたワークを受けて前記ケー
スを通じて外部に排出し、その後の前記移動台の移動に
より前記復帰ばねが前記ワーク受けを前記ケース内に退
避させるように構成しても良い。

【００１５】この場合、ワーク受けを、枢支軸を中心に
回動するレバーに連結し、このレバーの枢支軸からワー
ク受けとの連結部までの長さを枢支軸から移動台が当接
する部位までの長さよりも長く設定することにより、僅
かな移動台の移動によってワーク受けに必要な動作を確
保することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により具体
的に説明する。図１〜図３は第１実施例を示す。この実
施例では、主軸のチャックに把持されるワークは３つの
移動台の組み合わせにより三次元（縦、横，高さ）の任
意の位置に移動できるように構成され、ワークに回転運
動と送りおよび切り込み運動が与えられるように構成さ
れる。このため、工具に切削のための送り運動や切り込
み運動を与えなくとも良いので、本実施例では、工具は
定位置に固定、或いは定位置で回転運動のみを行うよう
に構成される。

【００１７】すなわち、全体の概略構成を示す図１に示
すように、ベース１の前部外側には、水平方向に延びる
ガイドレール２が設けられており、このガイドレール２
に第１移動台３が第１の方向である水平横方向（図１に
示すＸ軸方向）に移動可能に支持されている。上記第１
移動台３の前面部には、垂直方向に延びるガイドレール
４が設けられ、このガイドレール４に第２移動台５が第
２の方向である上下方向（図１に示すＹ軸方向）に移動
可能に支持されている。更に、第２移動台５の上面部に
は、上記ガイドレール２および４の各々に直交する第３
の方向である水平縦方向（図１に示すＺ軸方向）に延び
るガイドレール６が設けられ、このガイドレール６に第
３移動台７がＺ軸方向に移動可能に支持されている。

【００１８】上記第３移動台７は主軸頭とされ、該第３
移動台７には主軸８が回転可能に支承されている。この
場合、主軸８は横軸形、すなわち第２移動台５に対する
第３移動台７の移動方向に一致するＺ軸方向の水平軸線
を中心に回転するように支承されている。そして、主軸
８の先端部分には把持手段としての自動開閉チャック９
が取り付けられている。

【００１９】このように各ガイドレール２，４，６に支
持された第１〜第３の各移動台３，５，７がそれぞれ水
平の横方向、上下方向、水平の縦方向に移動できること
から、主軸８ひいては自動開閉チャック９に把持される
ワークは三次元の任意の位置に移動できるようになる。

【００２０】一方、ベース１の後部位には前面側が傾斜
する工具台ベッド１０が設けられている。この工具台ベ
ッド１０の傾斜前面部には、図２にも示すように、例え
ば上下２段に位置決め溝１１，１２が形成され、工具台
を縦方向（Ｚ軸方向）に隔てて上下２段に取り付け得る
ようにしている。そのうち、下段の位置決め溝１１に複
数の工具台１３が横方向（Ｘ軸方向）一列となるように
位置決めされた状態で固定されており、各工具台１３に
はそれぞれ工具１４が固定されている。

【００２１】また、上段の位置決め溝１２には、横長の
工具台１５が固定されている。この工具台１５には１個
のモータ１６と左右方向に並ぶ複数の回転軸（図示せ
ず）が設けられ、モータ１６の回転は工具台１５に内蔵
された回転伝達機構により複数の回転軸に伝達されるよ
うになっている。そして、それら回転軸にはドリル、リ
ーマ、フライスなどの回転工具１７が取り付けられてい
る。なお、ベース１のうち、第１移動台３を支持するガ
イドレール２が設けられた前部と工具台ベッド１０との
間は切り屑、切削剤や洗浄液などを受けるタンクを構成
するために凹所となっている。

【００２２】以上のように構成されたＣＮＣ旋盤は、図
３に示す数値制御装置１８を有する。この数値制御装置
１８はコンピュータを内蔵し、キーボードなどの入力装
置１９から入力されたデータに基いてＮＣプログラムを
作成し、図示しない記憶装置に記憶する。

【００２３】ここで、前記ベース１、第１移動台３、第
２移動台５には、それぞれ第１〜第３の各移動台３，
５，７をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に直線移動させるた
めに、サーボモータ２０〜２２を駆動源とする周知の直
線送り装置（図示せず）が設けられている。数値制御装
置１８は駆動回路２３〜２５を介してサーボモータ２０
〜２２を制御し、第１〜第３の各移動台３，５，７をＮ
Ｃプログラムにより指令された位置に移動させる。

【００２４】この場合、各移動台３，５，７の移動位置
はそれぞれ位置検出手段としての位置センサ２６〜２８
により検出され、その検出信号は数値制御装置１８にフ
ィードバックされる。数値制御装置１８は位置センサ２
３〜２５の検出信号とＮＣプログラムの指令位置とを比
較し、実際の移動台３，５，７の位置が指令位置と一致
するようにサーボモータ２０〜２２を制御する。

【００２５】また、前記第３移動台７には主軸８を正方
向および逆方向に回転駆動する主軸駆動用サーボモータ
２９が設けられており、このサーボモータ２９も数値制
御装置１８により駆動回路３０を介して制御される。こ
の数値制御装置１８によるサーボモータ２９の制御に
は、主軸８の割り出し制御、すなわち主軸８が基準位置
から任意の角度だけ回転したところでサーボモータ２９
を停止させたり、主軸８が任意の角度だけ連続的に定速
度で回転するようにサーボモータ２９を回転させる制御
が含まれている。

【００２６】この割り出し制御のために、主軸８の回転
を検出する回転検出手段としてのロータリーエンコーダ
３１が設けられており、このロータリエンコーダ３１は
主軸８の回転速度、回転方向、回転量の他、１回転内の
特定の位置（基準位置）も検出できるようになってい
る。そして、このロータリエンコーダ３１の検出信号は
数値制御装置１８に与えられ、数値制御装置１８は主軸
８がＮＣプログラムで指令された回転角度位置で停止す
るようにロータリエンコーダ３１の検出信号に基づいて
サーボモータ２９を制御するように構成されている。

【００２７】以上のように構成されたＣＮＣ旋盤では、
第１移動台３の横方向（Ｘ軸方向）移動と第２移動台５
の上下方向（Ｙ軸方向）移動とにより、横方向に複数並
ぶ上下２列の工具のうちから１つの工具が選択される。
そして、下段の横１列の工具１４から１つの工具が選択
された場合、その工具によるワークの切削は、主軸８を
回転させて自動開閉チャック９により把持されたワーク
を回転させながら第３移動台７を縦方向に移動させるこ
とによって工具による切削のための送りを行い、第１移
動台３を横方向（Ｘ軸方向）に移動させることによって
切り込み深さを設定することによって行われる。

【００２８】また、上段の横１列の回転工具１７のうち
から１つの回転工具が選択された場合、その回転工具１
７による切削方法としては、一つには、主軸８を割り出
し制御によって任意の回転位置で停止させ、回転工具１
７を回転させながら主軸８に送り運動或いは切り込み運
動を与えることによって切削する方法がある。他の切削
方法としては、回転工具１７を回転させ、且つ主軸８を
割り出し制御によって任意の角度だけ連続的に定速度で
回転させながら、主軸８に送り運動或いは切り込み運動
を与えることによって切削する方法がある。この場合の
主軸８の送り運動、切り込み運動は第１〜第３の移動台
３，５，７を移動させることによって与えられるが、そ
の運動方向は選択した回転工具１７の種類や加工形状な
どによって異なる。

【００２９】これらの切削方法により、例えばワークの
外周面の任意の位置にキー溝を加工したり、ワークの外
周を六角形に加工したり、外周面に等角度間隔に穴を明
けたり、ワークの端面の任意の位置に穴や直線の溝を加
工したり、或いはワークの外周面に粗ねじを加工した
り、端面に円弧状の溝や螺旋状の溝を加工したりするこ
とができる。

【００３０】このように主軸頭である第３移動台７を水
平横（Ｘ軸）方向、水平縦（Ｚ軸）方向、上下（Ｙ軸）
方向の任意の位置に移動させることができるので、この
第３移動台７のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向への移動を
利用して、加工用の送り運動の他に種々の機能、例えば
この実施例では多数の工具１３，１７から任意の工具を
選択するという機能を付加することができる。この場合
において、例えば主軸頭が加工のための送り運動方向で
あるＸ軸，Ｚ軸方向の２軸方向しか移動できないものを
仮想し、この２軸移動方式と比較して本実施例の３軸移
動方式の優れたところを説明する。

【００３１】すなわち、主軸頭２軸移動型のものも、工
具台を複数設け、主軸頭の移動により複数の工具台に取
り付けられた工具のうちから任意の工具を選択すること
は可能である。しかしながら、この２軸移動方式のもの
では、工具台を横方向１列にしか並べることができない
ため、工具台ベッドに取り付け得る工具台の数を増加さ
せるには、工具台ベッドを横方向に長くする必要があ
る。これは、ベースの横方向長さが増大し、その設置の
ための床面積の増加を招来する。

【００３２】これに対し、本実施例の主軸頭３軸移動型
の場合には、工具ベッド１０に横方向１列に並ぶ工具台
を上下複数列（本実施例では２列）に設けることができ
る。このため、ベース１の床面積の増加を招来すること
なく、工具ベッド１０に取り付け得る工具台の数の増加
を図ることができるものである。なお、本実施例では、
工具台１３，１５を上下２列に取り付けるための工具台
ベッド１０が傾斜しているので、ベース１の床面積の多
少の増加はあるが、主軸頭２軸移動型のものに比べ、そ
の増加程度はごく少ない。

【００３３】また、本実施例では主軸８が割り出し制御
されるので、旋削作業の他に、フライス削り作業などの
種々の切削作業を行うことができる。更に言えば、工具
台１３に固定された工具に対し、第３移動台７を縦方向
に移動させることによってワークの外周に軸方向に延び
る溝などを切削する形削り作業をも行うことが可能とな
る。

【００３４】図４は本発明の第２実施例を示すもので、
この第２実施例が上述の第１実施例と異なるところは工
具を旋回可能な工具台、例えばタレット工具台に取り付
けたところにある。すなわち、同図に示すように、ベー
ス１の後部にはコラム３２が立設され、このコラム３２
の前面側にタレット工具台３３が回転可能に設けられて
いる。このタレット工具台３３には複数の工具が設けら
れている。この工具には、タレット工具台３２に固定さ
れた工具１４、図示しないモータにより回転される工具
１７が含まれている。タレット工具台３２はコラム３２
内の割り出し装置により割り出しが行われるようになっ
ており、この割り出しおよび第１〜第３の各移動台３，
５，７の移動によりワークを加工する工具が選択され
る。

【００３５】図５に示す本発明の第３実施例は第２実施
例と同様にタレット工具台３３に工具１４，１７を取り
付けたものであるが、第２実施例との相違はタレット工
具台３３をコラム３２の図示右側面に設けたところにあ
る。このようにコラム３２の側面にタレット工具台３３
を設けるものでは、そのタレット工具台３３を横方向に
複数個設けることができ、これにより、取り付け可能な
工具本数を増やすことができる。

【００３６】図６は本発明の第４実施例を示すもので、
上述の第１実施例との相違は主軸８を垂直の軸線を中心
にして回転する縦軸形に設けたところにある。以下、第
１実施例と同一部分には同一符号を付して説明するに、
ベース１の後部上面には水平方向に延びるガイドレール
３４が設けられており、このガイドレール３４に第１移
動台３が第１の方向である水平横方向（図６に示すＸ軸
方向）に移動可能に支持されている。上記第１移動台３
の上面部には、水平縦方向に延びるガイドレール３５が
設けられ、このガイドレール３５に第２移動台５が第２
の方向である水平縦方向（図６に示すＹ軸方向）に移動
可能に支持されている。更に、第２移動台５の前面部に
は、上記ガイドレール３４および３５の各々に直交する
第３の方向である上下方向（図６に示すＺ軸方向）に延
びるガイドレール３６が設けられ、このガイドレール３
６に第３移動台７が上下方向に移動可能に支持されてい
る。

【００３７】主軸頭である第３移動台７には主軸８が縦
軸配置、すなわち第２移動台５に対する第３移動台７の
移動方向と一致する垂直軸線を中心に回転するように支
承されている。そして、主軸８の先端（下端）部分に自
動開閉チャック９が取り付けられている。一方、工具台
ベッド１０には横方向１列に並ぶ複数の工具台１３が縦
方向に間隔を存して上下２列に固定されていると共に、
ベース１の前部に回転工具１７を横方向一列に設けた工
具台１５が取り付けられている。このように構成したＣ
ＮＣ旋盤では、第１移動台３の横方向移動および第２移
動台５の縦方向移動によってワークを加工する１つの工
具が選択されるようになる。

【００３８】そして、第１移動台３の横方向移動および
第２移動台５の縦方向移動によって工具台１３に取り付
けられた工具１４および工具台１５に取り付けられた回
転工具１７のうちから所望の工具が選択される。このと
き、工具１４によりワークを加工する場合には、第３移
動台７のＺ軸方向移動により送り運動が与えられ、第１
移動台３の横方向（Ｘ軸方向）移動により切り込み運動
が与えられる。また、回転工具１７によりワークを加工
する場合には、その回転工具１７の種類に応じて第１〜
第３の移動台３，５，７が移動することにより送り運動
或いは切り込み運動が与えられる。このように主軸８を
縦軸形に設けても、前述の第１実施例と同様の効果を得
ることができる。

【００３９】上記第４実施例のように主軸８を縦軸形配
置としたものにあっても、図７に示す第５実施例のよう
に工具をタレット工具台３３に取り付けることができ
る。同図では、タレット工具台３３は縦方向に２個並べ
てベース１の前部内側に割り出し回転可能に配設されて
いる。

【００４０】ところで、前述の第１〜第３実施例のよう
に、主軸８を横軸形に設けたものでは、棒材作業のため
の棒材供給装置を設けることができる。この棒材供給装
置の一例を図８および図９に示す第６実施例により説明
する。図８において、ベース１には棒材供給装置３７の
ソーヘッド３８および流体圧シリンダ例えば油圧シリン
ダ３９がそれぞれ支軸４０および４１を介して揺動可能
に支持されている。上記ソーヘッド３８には切断手段と
しての丸鋸４２を取り付けるソー軸４３とこのソー軸４
３の駆動源であるモータ４４が取り付けられている。

【００４１】上記油圧シリンダ３９はソーヘッド３８に
送り運動を与える送り手段を構成するもので、そのロッ
ド３９ａがソーヘッド３８にピン４５を介して回動可能
に連結されている。そして、ロッド３９ａが進退動作す
ると、ソーヘッド３８が矢印Ａ方向およびこれとは反対
の矢印Ｂ方向に揺動するようになっている。

【００４２】さて、油圧シリンダ３９のロッド３９ａは
常には進出した状態にあってソーヘッド３８を矢印Ａ方
向に揺動した後退位置に保持している。そして、棒材４
６は図示しないスタンド式ホルダーにより長さ方向に移
動できるように略水平に保持されており、その先端部分
は丸鋸４２から矢印Ｂ方向側に離れた位置にある。

【００４３】棒材４６を所望の長さに切断し、これをワ
ークとして得るには、第１移動台３および第２移動台５
を横方向（図１のＸ軸方向）および上下方向（図１のＹ
軸方向）に移動させて主軸８をその回転中心が棒材４６
の中心に一致する位置に移動させる。この後、第３移動
台７を棒材４６側に向けてＺ軸方向に沿って矢印Ｃで示
す前進方向に移動させ、自動開閉チャック９の爪９ａの
内側に棒材４６の先端部分が挿入されるようにする。そ
して、自動開閉チャック９の爪９ａを閉じて棒材４６を
把持し、第３移動台７を矢印Ｃとは反対方向に後退移動
させる。すると、棒材４６が第３移動台７の後退移動長
さ分だけ引き出される。

【００４４】そこで、丸鋸４２を回転させながら、油圧
シリンダ３９のロッド３９ａを低速度で後退移動させる
ことにより、ソーヘッド３８を矢印Ｂ方向に揺動（送り
移動）させて丸鋸４２により棒材４６を切断する（図９
参照）。これにより、棒材４６から所望長さのワークが
得られたこととなり、その後、先の第１実施例で述べた
ように第１〜第３の移動台３，５，７を移動させワーク
を加工する。

【００４５】ここで、従来の棒材供給装置は自動送り出
し機構を備え、棒材は主軸の中空穴を通してチャックに
後側から供給されるようになっている。そして、チャッ
クにより棒材を把持して所定の加工を行い、最後に突切
り作業を行った後、チャックを緩めて自動送り出し機構
により棒材を工具台に取り付けられたストッパに当たる
まで送り出し、再びチャックを締めて所定の加工を行う
ということを繰り返すようになっている。このように従
来の棒材供給装置では、棒材を送り出す自動送り出し機
構を必要とし、該機構を駆動するための独立した駆動源
とこれを制御するための制御装置を必要とするから、設
備費が高くなる。

【００４６】これに対し、本実施例では、主軸８の縦、
横、上下の各方向の移動を利用して自動開閉チャック９
により棒材を把持し、その後に第３移動台７を後退移動
させることにより、長尺な棒材４６から所望長さのワー
クを切断することができる。このときの各移動台３，
５，７の移動を制御するためのＮＣプログラムは、数値
制御装置１８により加工ＮＣプログラムを作成する際に
同時に作成できる。このため、棒材供給装置３７として
は、棒材４６を送出す機構、その駆動モータの制御装置
を設ける必要がなく、棒材供給装置３７全体の大きさ、
設備費を抑えることができる。

【００４７】本実施例の棒材供給装置３７では、丸鋸４
２の駆動源であるモータ４４、ソーヘッド３８を揺動さ
せるための駆動源である油圧シリンダ３９を必要とす
る。しかしながら、それらは、簡単なシーケンス回路に
より制御できる。例えば自動開閉チャック９の接近を検
出する近接スイッチを設け、この近接スイッチの検出信
号によりモータ４４と油圧シリンダ３９にロッド３９ａ
を後退動作させるための圧力油を供給する電磁弁を作動
させ、一定時間後にモータ４４を停止させると共に、油
圧シリンダ３９にロッド３９ａを前進動作させるための
圧力油を供給する電磁弁を作動させるというようなシー
ケンス回路である。なお、切断手段としては丸鋸に限ら
ず、帯鋸、切断砥石などであっても良く、その送り手段
は流体圧シリンダに限られず、ねじ機構などであっても
良い。

【００４８】第１〜第３の各実施例に示すように主軸８
を横軸形に設けたもの、第４および第５の各実施例のよ
うに主軸８を縦軸形に設けたものの双方には、工具の刃
先を検出する工具刃先計測装置、加工途中でワークを反
転して自動開閉チャック９に把持し直させるワーク反転
装置、ワークを洗浄するワーク洗浄装置、ワークの寸法
を計測するワーク計測装置、加工後のワークを受けて排
出するためのワーク排出装置などを装備することができ
る。それらの装置を以下の第７〜第１０の各実施例に別
けて具体的に説明する。なお、第７〜第１０の各実施例
は主軸８を横軸形に設けたＣＮＣ旋盤に適用して説明す
る。

【００４９】工具刃先計測装置４７は図１０および図１
１の第７実施例に示されている。図１０において、第３
移動台７の側面部には、アーム４８がピン４９を介して
上下方向に回動可能に支持されており、このアーム４８
の先端部に互いに直交する方向に向く５個のセンサ５０
が設けられている。なお、このセンサ５０は刃先との接
触を検出する感圧センサからなるが、距離センサなど刃
先の位置を検出できるものであれば良い。また、第３移
動台７の側面部には、ラック５１が移動可能に支持され
ており、このラック５１にアーム４８と一体のピニオン
５２が噛合している。

【００５０】上記ラック５１は圧縮コイルばね５３によ
り矢印Ｄ方向に付勢されており、その付勢力に抗してラ
ック５１が矢印Ｄとは反対の矢印Ｅ方向に移動すると、
アーム４８が図１０に二点鎖線および図１１（ａ）に示
す退避位置から図１０に実線および図１１（ｂ）に示す
水平の計測位置まで矢印Ｆ方向に回動するようになって
いる。

【００５１】第３移動台７には、圧縮コイルばね５４に
より下方に付勢されたロック部材５５と、圧縮コイルば
ね５６により矢印Ｇ方向に付勢されたカム板５７が移動
可能に支持されている。ロック部材５５は常時はラック
５１の上面に当接しており、アーム４８が計測位置に回
動すると、ラック５１の切欠部５１ａに係合する。この
切欠部５１ａへのロック部材５５の係合は、カム板５７
が矢印Ｇとは反対の矢印Ｈ方向に移動してロック部材５
５のカム受け部５５ａを押し上げることにより解除され
る。一方、第３移動台７に設けられたラック５１とカム
板５７に対し、ベース１側にはプッシャ５８が設けられ
ている。

【００５２】このような工具刃先計測装置４７により工
具の刃先位置を検出する場合、先ず第１および第２の各
移動台３および５により第３移動台７が横方向および上
下方向に移動され、これによりラック５１の後端（図１
０および図１１で右端）がプッシャ５８に対向する位置
に移動される。

【００５３】次に、第３移動台７が矢印Ｃとは反対の後
退方向に所定位置まで移動し、この移動途中で図１１
（ａ）に示すようにラック５１がプッシャ５８に当接す
る。すると、ラック５１がその位置で停止するため、そ
の後の第３移動台７の後退移動により、ラック５１が第
３移動台７に対して相対的に矢印Ｅ方向に移動すること
となるため、図１１（ｂ）に示すように、アーム４８が
退避位置から計測位置まで矢印Ｆ方向に回動し、且つロ
ック部材５５が切欠部５１ａに係合してラック５１ひい
てはアーム４８を計測位置にロックする。

【００５４】その後、第１および第２の各移動台３およ
び５により第３移動台７が横方向および上下方向に移動
され、これにより計測する工具が選択される。次いで、
第１〜第３移動台３，５，７のいずれかが移動すること
により、５つのセンサ５０のいずれかが選択した工具に
対して横方向、縦方向或いは上下方向から接近する。そ
して、センサ５０が工具の刃先に接触すると、その信号
が数値制御装置１８に与えられることにより、その第１
〜第３移動台３，５，７が当該センサ５０の接触位置で
停止する。

【００５５】ここで、数値制御装置１８はセンサ５０が
刃先検出により停止した位置の座標値と予め設定された
工具刃先の座標値との差を演算し、これを工具補正値と
して記憶する。この工具補正値は加工プログラムで該当
する工具が選択されたとき、第１〜３移動台３，５，７
のいずれかの移動量補正値として使用される。なお、こ
のような刃先位置の計測を加工の都度行うことにより、
刃先の摩耗の程度を検出し、工具の交換時期を報知する
ように構成することができる。

【００５６】さて、刃先位置の計測を終了した後、第１
および第２の各移動台３および５により第３移動台７が
横方向および上下方向に移動され、これによりカム板５
７の後端がプッシャ５８に対向する位置に移動される。
この状態で第３移動台７が後退方向に所定位置まで移動
し、この移動途中でカム板５７がプッシャ５８に当接し
て停止する。すると、その後に第３移動台７が所定位置
まで後退移動することにより、カム板５７が第３移動台
７に対して相対的に矢印Ｈ方向に移動することとなるた
め、図１１（ｃ）に示すように、カム板５７がカム受け
部５５ａに接してロック部材５５を上方に移動させて切
欠部５１ａから外す。これにより、ラック５１が圧縮コ
イルばね５３の付勢力により矢印Ｄ方向に移動するの
で、アーム４８が計測位置から退避位置まで回動する。
一般には、この後、計測を終了した工具による加工が行
われる。なお、全ての工具の刃先位置を計測した後、ワ
ークの加工に移行するように構成しても良い。

【００５７】このように本実施例の工具刃先計測装置４
７は第１〜第３移動台３，５，７の移動を利用して刃先
位置の計測を行うので、ＣＮＣ旋盤とは別の駆動源およ
びその制御装置を備えた計測装置を設ける必要がない。

【００５８】ワーク反転装置５９は図１２〜図１４の第
８実施例に示されている。図１２において、ベース１側
には、圧縮コイルばね６０により矢印Ｉ方向に付勢され
たラック６１が移動可能に設けられていると共に、中空
の回転軸６２が回転可能に支承されている。そして、第
３移動台７の側面部には、ラック６１を押圧して矢印Ｉ
とは反対の矢印Ｊ方向に移動させるためのロッド６３が
取り付けられている。

【００５９】上記回転軸６２の一端側にはラック６１に
噛合するピニオン６４を有した一方向クラッチ６５が設
けられ、矢印Ｋで示すピニオン６４の一方向の回転が回
転軸６２に伝達されるようになっている。また、回転軸
６２の他端側には、上下一対の把持爪６６が開閉可能に
設けられており、この把持爪６６は一方向クラッチ６５
側から回転軸６２の中空内部に挿入されたアクチュエー
タ６７のシャフト６７ａによって開閉される構成となっ
ている。

【００６０】また、上記回転軸６２の不用意な回転を防
止するために、ベース１側にロック部材６８が上下動可
能に設けられていると共に、回転軸６２の他端側に円盤
６９が設けられている。そして、ロック部材６８は圧縮
コイルばね７０より下方に付勢され、円盤６９の外周に
１８０度隔てて形成された一対の凹部６９ａのうちの一
方に係合している。

【００６１】自動開閉チャック９に把持されたワークＷ
の一端側の加工を終了した後、他端側を加工するために
該ワークＷを反転させるには、先ず第１および第２移動
台３および５が移動し、これにより第３移動台７が自動
開閉チャック９により把持したワークＷを一対の把持爪
６６間に対応位置させる。次に第３移動台７が矢印Ｃで
示す前進方向に移動して図１３（ａ）および図１４
（ａ）に二点鎖線で示すように開いた状態にある一対の
把持爪６６間にワークＷを挿入する。この後、図１３
（ｂ）に示すように把持爪６６が閉じ、ワークＷを掴
み、次いで自動開閉チャック９が開いてワークＷを離
す。

【００６２】次に、第３移動台７が図１２に軌跡を示す
矢印Ｌのように、先ず図１４（ａ）に二点鎖線で示す位
置から実線に示す位置まで後退移動し、その後、第１移
動台３が横方向に移動してロッド６３をラック６１の端
面に対向させる。そして、第３移動台７が前進移動し、
これによりロッド６３がラック６１に当接して該ラック
６１を矢印Ｊ方向に移動させる。このラック６１の矢印
Ｊ方向の移動により、ピニオン６４が矢印Ｋ方向に１８
０度回転する。

【００６３】ピニオン６４の矢印Ｋ方向の回転は一方向
クラッチ６５により回転軸６２に伝えられるため、該回
転軸６２が同方向に１８０度回転し、ワークＷが反転す
ることとなる。このとき、ロック部材６８が凹部６９ａ
に係合し、回転軸６２が不用意に回転することのないよ
うにロックする。この後、第３移動台７が矢印Ｌで示す
軌跡と逆の順路を辿って図１４に二点鎖線で示す元の位
置まで戻る。これにより、把持爪６６に把持されている
ワークＷが自動開閉チャック９の内側に位置されるよう
になるので、引き続いて自動開閉チャック９がワークＷ
を把持し、その後に把持爪６６がワークＷの把持を解
く。以上のようにして反転されたワークＷが自動開閉チ
ャック９に渡されると、該ワークＷの加工の再開のため
に第１〜第３の移動台３，５，７が移動する。このよう
にワークＷの反転も第１〜第３移動台３，５，７の移動
を利用して行うことができるので、ワークＷ反転のため
の駆動源や制御装置を別途設けずとも済む。

【００６４】ワーク洗浄装置の一例は図１５の第９実施
例に示されている。同図において、ベース１側には、ワ
ーク洗浄装置７１のノズル７２が設けられている。この
ノズル７２によりワークＷを洗浄するには、第１〜第３
の各移動台３，５，７を移動させてワークＷをノズル７
２の下方に位置させ、そして第３移動台７を縦方向に往
復移動させてノズル７２から吐出される洗浄液により洗
浄する。

【００６５】ワーク洗浄装置の他の例は図１６の第１０
実施例に示されている。同図において、ベース１側に
は、ワーク洗浄装置７３の円筒状スリーブ７４が設けら
れ、このスリーブ７４の内周面と奥面に合計４つのノズ
ル孔７５が設けられている。このワーク洗浄装置７３に
よりワークＷを洗浄するには、第１および第２移動台３
および５を横および上下方向に移動させてワークＷをス
リーブ７４の前側に対向位置させる。そして、第３移動
台７を前進移動させてワークＷをスリーブ７４内に挿入
する。これにより、ノズル孔７５から噴出する洗浄液に
よりワークＷが洗浄される。なお、この第１０実施例の
洗浄装置７３は主軸８を縦軸形に設けたものには最適で
はない。その理由は洗浄液がスリーブ７４内に溜まるか
らである。縦軸形のものにも適用できるようにするに
は、スリーブ７４の奥面に排出口を設けるなどして洗浄
液が良好に排出されるようにすれば良い。

【００６６】以上のようなワークＷの洗浄も、第１〜第
３移動台３，５，７の移動を利用して行うことができる
ので、ノズル７２、スリーブ７４の移動のための駆動源
やその制御装置を別途設けずとも済む。

【００６７】ワーク計測装置の一例は図１７に示す第１
１実施例に示されている。同図において、ワーク計測装
置７５はベース１側に取り付けられたヘッド７６に、先
端に例えば変位センサ７７を取着したプローブ７８を設
けて構成されている。このワーク計測装置７５により加
工されたワークＷの寸法、例えば外径寸法を計測するに
は、先ず第１〜第３の各移動台３，５，７を移動させて
ワークＷの回転中心が例えばセンサ７７と同一の高さと
なるようにする。

【００６８】この後、第１移動台３を横方向に移動させ
てワークＷをセンサ７７に接近させてゆく。そして、数
値制御装置１８はセンサ７７の検出信号により、該セン
サ７７とワークＷとの距離が所定距離となった第１移動
台３の位置を位置センサ２６の検出信号により検知し、
その検知位置と既知のセンサ７７の位置とからワークＷ
の外径を検出する。なお、この検出寸法は図示しないデ
ィスプレーに表示されるようになっている。

【００６９】ワーク排出装置７９は図１８および図１９
の第１２実施例に示されている。図１８において、ベー
ス１には、切削液や洗浄液が外部に飛散することを防止
するためのカバー８０が設けられている。このカバー８
０には排出口８１が形成されており、この排出口８１の
下端部に設けられた支軸８２にＶ字形底面を有した容器
状のワークキャッチャ８３が回動可能に支持されてい
る。

【００７０】ワークキャッチャ８３は捩りコイルばね８
４により矢印Ｍ方向に回動付勢され、常には図１９に二
点鎖線で示すように排出口８１から外側に突出した状態
になっている。なお、ワークキャッチャ８３のＶ字形底
面の一方の底面８３ａは排出口８１より一回り大きくな
っており、ワークキャッチャ８３の矢印Ｍ方向の回動は
当該面８３ａが排出口８１の周縁部に当接することによ
って止められる。

【００７１】ワークキャッチャ８３の底面８３ａには突
片８５が設けられており、この突片８５にローラからな
るカムフォロア８６が取り付けられている。このカムフ
ォロア８６に対し、第２移動台５の下面部にはカム板８
７が突設されている。

【００７２】加工を終了したワークＷを上記ワーク排出
装置７９により外部に排出する場合、第２および第３の
移動台５および７が上下方向および縦方向に移動し、こ
れにより図１９に二点鎖線で示すようにカム板８７がカ
ムフォロア８６に対向する位置に移動する。この後、第
１移動台３が横方向に移動し、カム板８７がカムフォロ
ア８６に当接する。すると、ワークキャッチャ８３が矢
印Ｍと反対方向に回動して図１９に実線で示すように自
動開閉チャック９に把持されているワークＷの下方に位
置する。この状態で自動開閉チャック９が開き、ワーク
Ｗが自重でワークキャッチャ８３に落下する。

【００７３】次いで、第１移動台３が元の位置に向かっ
て横方向に移動し、これによりワークキャッチャ８３が
捩りコイルばね８４のばね力により矢印Ｍ方向に回動さ
れ、ワークＷを排出口８１から外部のシュートなどに排
出する。

【００７４】このように構成した本実施例では、第１〜
第３の移動台３，５，７の移動によりワークキャッチャ
８３を動作させてワークＷを自動的に排出できるので、
ワークキャッチャ８３の駆動源やその制御装置を別途設
ける必要がない。また、このワーク排出装置７９を棒材
供給装置３７と組み合わせて付帯させることにより、ワ
ークの供給から排出までの全体を自動で行うことができ
る。

【００７５】さて、前述した第４および第５の実施例の
ように主軸８を縦軸形に設けたものでは、加工前のワー
クをパレット上に配置して搬入する搬入装置、および加
工終了後のワークをパレット上に収納して搬出する搬出
装置を設け、それらパレットと自動開閉チャック９との
間でワークを直接受け渡しする構成とすることができ
る。

【００７６】上記搬入装置および搬出装置は例えばコン
ベア、無人搬送車から構成され、搬入されたパレット、
搬出前のパレットは所定の搬入部、搬出部に載置され
る。第１３実施例を示す図２０および図２１のうち、図
２０にはパレット８８の一例が示されている。このパレ
ット８８にはワークＷを収納する穴８９が多数設けら
れ、また各穴８９には位置合せ表示（例えば矢印）９０
が付されている。

【００７７】今、図２０では、パレット８８は搬入部に
載置され、各穴８９に加工前のワークＷが収納されてい
るものとする。この場合、ワークＷは突起ｗ1 を４個有
し、そのうちの１個の突起ｗ1 をパレット８９に付され
た位置合せ表示９０に合せることによって姿勢が揃えら
れているものとする。

【００７８】一方、自動開閉チャック９の３個の爪９ａ
のうち１個の爪には、図２１に示すように、ワークＷの
１個の突起ｗ1 を逃げるための切欠９ｂが形成されてい
る。この自動開閉チャック９によりワークＷを把持する
際、切欠９ｂに１個の突起ｗ1 が嵌まるようにする必要
がある。これは、主軸８の割り出し機能によって自動開
閉チャック９の切欠９ｂを有した爪９ａが１個の突起ｗ
1 に対応位置するように回転軸８を割り出し制御するこ
とによって達成される。

【００７９】パレット８８に配置されたワークＷを自動
開閉チャック９により把持するには、第１および第２の
移動台３，５が横方向、縦方向に移動して主軸８を１個
のワークＷの直上に位置させると共に、主軸８が割り出
し制御されて爪９ａの切欠９ｂを１個の突起ｗ1 に対応
位置させる。

【００８０】この後、第３移動台７が所定の位置まで下
方に移動し、自動開閉チャック９の３個の爪９ａの内側
にワークＷを位置させる。そして、自動開閉チャック９
の爪９ａを閉じてワークＷを把持し、次いで第３移動台
７を上昇させてワークＷをパレット８８から引き上げ
る。この後、第１〜第３の移動台３，５，７が移動し、
ワークＷの加工に移る。

【００８１】加工終了後、第１および第２の移動台３，
５は横方向、縦方向に移動し、自動開閉チャック９を搬
出部に載置されたパレット８８上に位置させる。その
後、第３移動台７が下降してワークＷをパレット８８の
穴８９に収納し、そして自動開閉チャック９の爪９ａが
開いてワークＷの把持を解く。この後、第３移動台７が
上昇し、搬入位置に載置されているパレット８８から次
のワークＷを把持する動作に移る。

【００８２】このように第１〜第３の移動台３，５，７
の移動を利用して搬入位置や搬出位置にあるパレット８
８と自動開閉チャック９との間で直接ワークＷを受け渡
しすることができる。このとき、ワークＷに爪９ａによ
る把持の邪魔になる突起ｗ1などが存在していても、主
軸８の割り出しによりその突起ｗ1 を避けてワークＷを
把持できる。このため、ＣＮＣ旋盤とは独立した駆動源
や制御装置を備えたロボットを主体とするローダー、ア
ンローダーを設けずとも済む。

【００８３】ところで、パレット８９と自動開閉チャッ
ク９との間でワークＷを受け渡しするには、ＮＣプログ
ラムの作成時にパレットに配置されるワークＷの位置
（パレット８８の場合、穴８９の位置）をＸ，Ｙ，Ｚ座
標で教示しなければならない。この場合、ワークＷの位
置決め部（パレット８８の場合、穴８９）を有するパレ
ットをワークＷの種類毎に用意し、各パレットを指定す
ることでパレット上のワークＷの座標位置が自動的にＮ
Ｃプログラムに記録されるように構成することができ
る。このように構成することにより、ワークＷの座標位
置を一つ一つ教示せずとも済む。

【００８４】また、非円形の異形ワーク、例えば比較的
大きな突起を有するワークの場合、突起ｗ2 の位置を揃
えてパレット８８に配置するよりも、図２２に示すよう
に各ワークＷの突起ｗ2 が他のワークＷの突起ｗ2 相互
間に位置するように収納した方がワークＷの収納可能個
数が増える。このように収納されたワークＷをパレット
８８から取り出したり、ワークＷをパレット８８にその
ように収納するには、主軸８を割り出し制御することに
より容易に行うことができる。

【００８５】以上のように本発明のＣＮＣ旋盤では、前
述の第６実施例で示したように、棒材供給装置３７を設
けることができる。棒材供給装置は棒材をカッタで切断
するから、その駆動源としてのモータを必要とする。ま
た、本発明のＣＮＣ旋盤では、第５実施例で示したよう
に、工具台としてタレット工具台３３を採用することが
できる。このように、タレット工具台３３を採用したＣ
ＮＣ旋盤に、棒材供給装置３７を設けた場合には、棒材
供給装置３７の丸鋸４２を駆動するモータ４４、図示は
されていないがタレット工具台３３を旋回により割り出
し動作させるためのモータ、タレット工具台３３に設け
られた回転工具１７を回転させるためのモータが必要と
なり、モータ数が多く、その制御のための部品点数も多
くなる。

【００８６】この問題を解消するために、図２３〜図２
７に示す本発明の第１４実施例は、１台のモータ９０
を、棒材供給装置３７の回転カッタである丸鋸４２の回
転用、タレット工具台３３の旋回用、回転工具１７の回
転用に共通に使用できるようにしている。これは、棒材
供給装置３７の丸鋸４２、タレット工具台３３、回転工
具１７が同時に駆動されることがない点に着目したもの
で、以下にその構成を説明する。

【００８７】この第１４実施例では、図２３および図２
４に示すように、ベース１の前部に設けられた水平横方
向のガイドレール９１に第１の移動台３がＸ軸方向に移
動可能に支持され、この第１の移動台３の水平縦方向の
ガイドレール９２に第２の移動台５がＺ軸方向に移動可
能に支持され、更に第２の移動台５の垂直方向のガイド
レール９３に第３の移動台５がＹ軸方向に移動可能に支
持されている。

【００８８】ベース１の後部には、コラム３２が設けら
れ、このコラム３２の側面部に旋回可能なタレット工具
台３３が設けられていると共に、コラム３２の上部には
棒材供給装置３７が設けられている。

【００８９】タレット工具台３３は、図２５に示すよう
に、ドラム軸９４を有し、このドラム軸９４を介してコ
ラム３２に旋回可能に支持されている。コラム３２内に
は、支持筒９５がタレット工具台３３の旋回中心と同軸
に配設されている。この支持筒９５は、一端側がコラム
３２に固定され、他端側がドラム軸９４を通じてタレッ
ト工具台３３の内部に挿入されている。

【００９０】コラム３２内に配設された前記モータ９０
の回転は、まず、上記の支持筒９５に挿入支持された基
軸９６にベルト伝動機構９７を介して伝達されるように
なっており、この基軸９６の一端側には歯車９８が取り
付けられている。

【００９１】基軸９６と平行に工具台旋回用のドライブ
シャフト９９が配設されている。このドライブシャフト
９９の一端部には歯車１００が形成されており、この歯
車１００はタレット工具台３３のドラム軸９４に固定さ
れた歯車１０１に噛合している。また、ドライブシャフ
ト９９の他端部には、スプライン係合により歯車１０２
が軸方向に移動可能に取り付けられており、この歯車１
０２は、油圧シリンダ１０３により軸方向に往復移動さ
れるようになっている。

【００９２】そして、歯車１０２は、一方向への移動に
より基軸９６の歯車９８に噛合し、基軸９６の回転をド
ライブシャフト９９に伝達してタレット工具台３３を旋
回させ、また、他方向への移動により基軸９６の歯車９
８との噛合を解除し、基軸９６からドライブシャフト９
９への回転伝達を断つ。従って、油圧シリンダ１０３に
よって往復移動される歯車１０２は、モータ９０の回転
をタレット工具台３３に伝達したり、その伝達を断つ切
替手段として機能する。

【００９３】前記タレット工具台３３の内側に位置する
支持筒９５の他端側には、互いに直交する一対のかさ歯
車１０４，１０５が設けられており、一方のかさ歯車１
０４は基軸９６に固定され、他方のかさ歯車１０５に
は、例えばスプライン係合によって連結軸１０６が軸方
向に移動できるように連結されている。

【００９４】上記連結軸１０６は、タレット工具台３３
の回転工具１７を回転駆動するためのもので、支持筒９
５に設けられた空圧シリンダ１０７に圧縮空気が供給さ
れると進出動作し、圧縮空気の供給が断たれると復帰ば
ね１０８のばね力によって後退動作して元の位置に戻る
ようになっている。

【００９５】この連結軸１０６に対し、タレット工具台
３３に配設される回転工具１７の取付部１０９には回転
受け１１０が設けられており、この回転受け１１０に
は、連結軸１０６の先端部に設けた凹部１０６ａと嵌合
する凸部１１０ａが形成されている。そして、回転工具
１７の取付部１０９がタレット工具台３３の旋回動作に
よって連結軸１０６と対向する位置で停止し、そして上
述のようにして連結軸１０６が進出動作を行なうと、連
結軸１０６が回転受け１１０に連結され、基軸９６の回
転が回転受け１１０に伝達されて回転工具１７が回転す
るようになっている。

【００９６】また、空圧シリンダ１０７への圧縮空気の
供給が断たれると、連結軸１０６が復帰ばね１０８のば
ね力により後退して回転受け１１０との連結を断つ。こ
のように空圧シリンダ１０７によって往復移動される連
結軸１０６は、モータ９０の回転を回転工具１７に伝達
したり、その伝達を断つ切替手段として機能する。

【００９７】棒材供給装置３７のソーヘッド３８は、コ
ラム３２に揺動自在に支持されており、先の第６実施例
で説明したと同様に、油圧シリンダ３９によって矢印
Ａ、或いは矢印Ｂ方向に揺動される。ソーヘッド３８に
は、ソー軸４３が回転自在に支持され、このソー軸４３
に丸鋸４２が取着されている。この丸鋸４２への回転伝
達経路につき説明するに、コラム３２内には、基軸９６
と平行にスプライン軸１１１が設けられており、このス
プライン軸１１１には、歯車１１２が軸方向に移動可能
に取り付けられている。この歯車１１２は、油圧シリン
ダ１１３により軸方向に往復移動されるようになってお
り、一方向に移動されると、基軸９６の歯車９８に噛合
し、他方向に移動されると、基軸９６の歯車９８との噛
合を解除する。従って、油圧シリンダ１１３によって往
復移動される歯車１１２は、モータ９０の回転を丸鋸４
２に伝達したり、その回転伝達を断ったりする切替手段
として機能する。

【００９８】スプライン軸１１１に設けられた歯車１１
２は、基軸９６に設けられた歯車９８の回転を別の歯車
１１４に伝達する。そして、以後、この歯車１１４の回
転は、一対のかさ歯車１１５，１１６、一対の平歯車１
１７，１１８を介してプーリ軸１１９に伝達される。こ
のプーリ軸１１９の先端部は、コラム３２から外方に突
出され、この突出端部に駆動側のプーリ１２０が取り付
けられている。この駆動側のプーリ１２０は、棒材供給
装置３７のソーヘッド３８の揺動中心と同心に設けら
れ、ソーヘッド３８のソー軸４３に取り付けられた従動
側のプーリ１２１にベルト１２２を介して連結されてい
る。なお、図２５において、１２３，１２４は油圧シリ
ンダ１０３，１１３によって軸方向に移動される歯車１
０２，１１２の位置を検出するセンサである。

【００９９】上記構成において、棒材４６を切断して所
定長さのワークＷを得るには、移動台３，５，７を移動
させて自動開閉チャック９により棒材４６の先端部を把
持し、そして第２の移動台５を矢印Ｃとは反対方向に移
動させて棒材４６を所定長さ引き出す。

【０１００】この後、油圧シリンダ１１３を動作させて
歯車１１２を基軸９６の歯車９８に噛合させ、モータ９
０を起動させる。すると、モータ９０から基軸９６に伝
達された回転は、歯車９８から歯車１１２に伝達され、
更に歯車列１１５〜１１８を介してプーリ軸１１９に伝
達される。そして、プーリ軸１１９の回転は、ベルト１
２２を介してプーリ１２１に伝達され、これにより丸鋸
４２が回転駆動される。このようにして丸鋸４２を回転
させた状態で、油圧シリンダ３９によりソーヘッド３８
を矢印Ｂ方向に揺動させて丸鋸により棒材４６を切断す
る。

【０１０１】このようにして棒材４６から所定長さのワ
ークＷを切断した後、このワークＷを回転工具１７によ
り加工するには、油圧シリンダ１１３により歯車１１２
を係合解除方向に移動させて歯車９８との噛合から外す
と共に、油圧シリンダ１０３を動作させて歯車１０２を
基軸９６の歯車９８に噛合させ、モータ９０を起動させ
る。

【０１０２】すると、モータ９０から基軸９６に伝達さ
れた回転は、歯車９８から歯車１０２、ドライブシャフ
ト９９、歯車１００，１０１を順に介してドラム軸９４
に伝達され、タレット工具台３３が旋回する。そして、
タレット工具台３３が所定の角度旋回して回転工具１７
の回転受け１１０が連結軸１０６と同軸となる位置に至
ると、モータ９０が断電されると共に、油圧シリンダ１
０３が作動して歯車１０２を基軸９６の歯車９８から外
す。

【０１０３】この後、空圧シリンダ１０７に圧縮空気が
供給され、これにより連結軸１０６が復帰ばね１０８の
ばね力に抗して前進して凸部１０６ａを回転受け１１０
の凹部１１０ａに嵌合連結する。この状態でモータ９０
が起動すると、基軸９６に伝達された回転が一対のかさ
歯車１０４，１０５、連結軸１０６を介して回転受け１
１０に伝達され、これにて回転工具１７が回転されてワ
ークＷを加工する。

【０１０４】このように１台のモータ９０を、タレット
工具台３３の旋回用、回転工具１７の駆動用、棒材供給
装置３７の丸鋸４３の回転用に共用することができるの
で、使用するモータの台数を減少することができ、安価
に製造することができる。また、棒材供給装置３７をコ
ラム３２の上部に設け、モータ９０の回転を丸鋸４２に
伝達するための伝動機構を構成する各部材をコラム３２
内に収納配設するようにしたので、図２４に示すよう
に、コラム３２の上部を背丈の高い蓋３２ａで覆う構成
として、棒材供給装置３７を設けない機種のときには、
その背丈の高い蓋３２ａを背丈の低い蓋に代えることに
より、ＣＮＣ旋盤の主たる構成部分の共通化を図ること
が可能となる。

【０１０５】ところで、本実施例の主軸頭３軸移動型Ｃ
ＮＣ旋盤は、その全体をカバー１２５で覆っている。こ
のため、加工を終えたワークＷを外部に排出するための
ワーク排出装置を設けることが好ましい。ワーク排出装
置としては、先に第１２実施例（図１８および図１９）
に示す構成のワーク排出装置７９を例示したが、図２３
〜図２７に示す上記第１４実施例には、別のワーク排出
装置１２６を示した。以下これについて説明する。

【０１０６】図２４、図２６に示すように、カバー１２
５の外側に収納箱１２７が取り付けられ、内側にケース
１２８が取り付けられている。このケース１２８は、底
面が傾斜する箱形に形成され、その傾斜底面１２８ａの
最下部に収納箱１２７に連なる連通口１２８ｂが形成さ
れている。また、ケース１２８のカバー１２５からの突
出端の側面、すなわち傾斜底面１２８ａの最上部とケー
ス１２８の上面を塞ぐ閉鎖板１２８ｃとの間の側面は開
口されている。

【０１０７】ケース１２８の内側には、スライド板１２
９が閉鎖板１２８ｃに沿って底面１２８ａの傾斜方向に
移動可能に配設されている。このスライド板１２９の一
端側には、ケース１２８の開口端を塞ぐ上面開放形のワ
ーク受け１３０が設けられており、このワーク受け１３
０は底面がケース１２８の底面１２８ａと同一方向に傾
斜し、且つその傾斜下端の側部はケース１２８内に開放
されている。そして、スライド板１２９とケース１２８
との間には圧縮ばねからなる復帰ばね１３１が設けら
れ、ワーク受け１３０はこの復帰ばね１３１のばね力に
よって図２６に矢印Ｐで示す方向に付勢されて常には図
２６に二点鎖線で示すようにケース１２８内に収納され
た状態になっている。

【０１０８】上記スライド板１２９には、ケース１２８
の閉鎖板１２８ｃに形成されたスリット１３２から上方
に突出する連結子１２９ａが固定されており、この連結
子１２９ａにレバー１３３が連結ピン１３４により回動
可能に連結されている。このレバー１３３の両端間の途
中部分には長孔１３３ａが形成されており、この長孔１
３３ａにカバー１２５側に固定された枢支軸１３５が挿
通されている。

【０１０９】これに対し、第３の移動台７には、押圧ピ
ン１３６が固定されており、第３の移動台７が横方向に
移動すると、図２６に二点鎖線で示すように、押圧ピン
１３６がレバー１３３の上端寄りの部分に当接し、その
後の第３の移動第７の横方向移動により同図に実線で示
すように該押圧ピン１３６がレバー１３３を矢印Ｑ方向
に回動させるようになる。そして、このレバー１３３の
矢印Ｑ方向の回動により、スライド板１２９（ワーク受
け１３０）が矢印Ｐ方向にスライドするようになってい
る。

【０１１０】ここで、押圧ピン１３６がレバー１３３に
当接する位置Ｒは、レバー１３３の回動中心である枢支
軸１３５から当接位置Ｐまでの長さよりも、枢支軸１３
５から連結ピン１３４までの長さの方が長くなってい
る。これにより、第３の移動台７の僅かな移動量で、ス
ライド板１２９をワーク受け１３０がケース１２８から
突出するように移動させることができるようになってい
る。

【０１１１】この構成において、加工後のワークＷを収
納箱１２７に排出するには、移動台３，５，７が移動し
て押圧ピン１３６をレバー１３３の上端部の横方向に対
向位置させ、その後、第１の移動台３が横方向に移動し
て押圧ピン１３６をレバー１３３の上端部に当接させ
る。すると、レバー１３３が枢支軸１３５を中心に矢印
Ｑ方向に回動してケース受け１３０を矢印Ｐとは反対方
向に移動させ、自動開閉チャック９に把持されているワ
ークＷの直下に位置させる。この状態で自動開閉チャッ
ク９が開き、これに伴いワークＷが自重でケース受け１
３０内に落下し、該ケース受け１３０から収納箱１２７
内に転動してここに溜められる。

【０１１２】このようなワーク排出装置１２６を設けて
も、前記第１２実施例と同様の効果を奏するものであ
る。また、特に本実施例のワーク排出装置１２６のよう
に、レバー１３３を設け、このレバー１３３の回動変位
を拡大してケース１２８に伝達する構成とすれば、第３
の移動台７の僅かな移動量でケース受け１３０を動作さ
せることができ、重量のある移動台の移動量を少なくす
ることができる。

【０１１３】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、次のような拡張または変
更が可能である。第１〜第３の各移動台３，５，７は水
平面内、垂直面内で移動するものに限られず、傾斜面内
で移動するようにしても良い。主軸８の割り出し機能は
なくとも良い。

【０１１４】主軸８の回転中心軸線は第３移動台７の移
動方向と必ずしも一致する必要はなく、縦方向に移動す
る第３移動台７に対して主軸８を縦軸形に設けたり、上
下方向に移動する第３移動台７に対して主軸８を横軸形
に設けても良い。センサ５０，７７は工具の刃先やワー
クの存在を検出できる他のセンサに変えても良い。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ワ
ークを把持する把持手段を有する主軸を第１〜第３の各
移動台の移動によって縦、横、高さの各方向の任意の位
置に移動させることができる。このため、多数の工具を
複数段に配列し、そのうちから所望の工具を選択する機
能を果たすように構成したり、工具刃先検出装置、ワー
ク反転装置、ワーク洗浄装置、ワーク計測装置、ワーク
排出装置などの付帯設備を、第１〜第３移動台の移動を
利用して動作させたりすることができる。このため、そ
れらの付帯設備に独立した駆動源やその制御装置を設け
ずとも済む。

【０１１６】また、主軸を横軸形に設けたものでは、棒
材供給装置を独立した駆動源やその制御装置を設けるこ
となく付加することができる。更に、主軸を割り出し制
御できるようにし、この割り出し制御と回転工具との組
み合わせにより、旋削の他、フライス削りなどの作業を
行うことが可能になると共に、主軸を縦軸形に設けたも
のでは、搬入位置に搬入されたワークを直接把持手段に
より把持したり、加工後のワークを搬出位置に直接移送
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すＣＮＣ旋盤の斜視図

【図２】工具台ベッドの拡大斜視図

【図３】制御構成を示すブロック図

【図４】本発明の第２実施例を示す斜視図

【図５】本発明の第３実施例を示す斜視図

【図６】本発明の第４実施例を示す斜視図

【図７】本発明の第５実施例を示す斜視図

【図８】本発明の第６実施例を示す棒材供給装置の概略
的な正面図

【図９】同斜視図

【図１０】本発明の第７実施例を示す工具刃先計測装置
の概略的な斜視図

【図１１】動作説明用の側面図

【図１２】本発明の第８実施例を示す工具刃先計測装置
の概略的な斜視図

【図１３】動作説明用の側面図

【図１４】動作説明用の平面図

【図１５】本発明の第９実施例を示すワーク洗浄装置の
概略的な斜視図

【図１６】本発明の第１０実施例を示す他のワーク洗浄
装置の概略的な斜視図

【図１７】本発明の第１１実施例を示すワーク計測装置
の概略的な斜視図

【図１８】本発明の第１２実施例を示すワーク排出装置
の概略的な斜視図

【図１９】側面図

【図２０】本発明の第１３実施例を示すワーク搬入、搬
出用パレットの斜視図

【図２１】自動開閉チャックの正面図

【図２２】パレットへのワークの他の配列構成を示す平
面図

【図２３】本発明の第１４実施例を示す全体の側面図

【図２４】背面図

【図２５】回転の伝動経路を示す概略図

【図２６】ワーク排出装置の断面図

【図２７】分解斜視図

【符号の説明】

図中、１はベース、３は第１移動台、５は第２移動台、
７は第３移動台、８は主軸、９は自動開閉チャック（把
持手段）、１０は工具台ベッド、１３は工具台、１４は
工具、１５は工具台、１６はモータ、１７は回転工具、
１８は数値制御装置、３２はタレット工具台、３３は工
具、３７は棒材供給装置、４２は丸鋸（切断手段）、４
６は棒材、４７は工具刃先計測装置、５０はセンサ、５
９はワーク反転装置、６１はラック、６２は回転軸、６
３はロッド、６４はピニオン、６５は一方向クラッチ、
６６は把持爪、６７はアクチュエータ、７１はワーク洗
浄装置、７１はワーク洗浄装置、７２はノズル、７３は
ワーク計測装置、７５はワーク計測装置、７７はセン
サ、７９はワーク排出装置、８３はワークキャッチャ、
８６はカムフォロア、８７はカム板、８８はパレットで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｂ 25/06 Ｂ２３Ｂ 25/06 Ｂ２３Ｑ 1/25 Ｂ２３Ｑ 7/00 Ｅ 7/00 11/00 Ｚ 11/00 17/22 Ａ 17/22 Ｄ 1/08 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースに第１の方向に移動可能に設けら
れた第１移動台と、この第１移動台に前記第１の方向と
直交する第２の方向に移動可能に設けられた第２移動台
と、この第２移動台に前記第１の方向および第２の方向
の各々に直交する第３の方向に移動可能に設けられた第
３移動台とを備え、前記第３移動台を主軸頭としてこの第３移動台に把持手
段を備えた主軸を設け、ワークを前記把持手段により把
持して工具台に設けられた工具により切削する構成とし
たことを特徴とする主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項２】主軸は割り出し可能であることを特徴と
する請求項１記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項３】前記主軸は水平軸線を中心にして回転す
る横軸形に設けられていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項４】前記主軸は垂直軸線を中心にして回転す
る縦軸形に設けられていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項５】前記工具台を取り付けるベッドを有し、
このベッドには、工具台を水平方向一列に複数個並ぶよ
うに複数列取り付け可能であることを特徴とする請求項
１または２記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項６】前記工具台は、旋回可能に且つ旋回中心
軸線方向に沿って複数設けられていることを特徴とする
請求項１または２記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項７】前記工具台は、回転駆動される工具を取
り付ける工具台を含むことを特徴とする請求項５または
６記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項８】切断手段を有した棒材供給装置を備え、
棒材を前記把持手段により把持し、前記移動台の移動に
より前記棒材を引き出して前記切断手段により切断する
ことを特徴とする請求項３記載の主軸頭３軸移動型ＣＮ
Ｃ旋盤。
【請求項９】受け位置と排出位置との間を移動可能な
ワークキャッチャを有したワーク排出装置を備え、その
ワークキャッチャは、ワーク加工後の前記移動台の移動
に連動して前記受け位置に移動し前記把持手段から離さ
れたワークを受け、その後の前記移動台の移動に連動し
て前記排出位置に復帰しワークを排出するように構成さ
れていることを特徴とする請求項１または８記載の主軸
頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１０】ワークを複数個配置したパレットをセ
ットするワーク搬入部が設けられ、前記移動台の移動に
より前記主軸を前記パレット上に移動させて前記把持手
段によりワークを把持する構成としたことを特徴とする
請求項４記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１１】加工完了後のワークを複数個配置する
パレットをセットする完成品搬出部を備え、前記移動台
の移動により前記把持手段に把持されたワークを前記パ
レット上に移動させてその把持を解くことにより、ワー
クを前記パレットに移す構成としたことを特徴とする請
求項４記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１２】前記パレットはワークの配置箇所が予
め定められていることを特徴とする請求項１０または１
１記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１３】洗浄液を吐出する洗浄装置を備え、前
記移動台の移動により前記把持手段に把持されたワーク
を前記洗浄装置に移動させて洗浄するように構成されて
いることを特徴とする請求項１記載の主軸頭３軸移動型
ＣＮＣ旋盤。
【請求項１４】ワーク計測装置を備え、前記移動台の
移動により前記把持手段に把持されたワークを前記ワー
ク計測装置に移動させてその計測を行わしめることを特
徴とする請求項１記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１５】ワークを把持するハンドと、前記移動
台の移動に連動して前記ハンドを反転させる反転機構と
を有するワーク反転装置を備え、前記移動台を移動させ
てワークを前記把持手段から前記ハンドに移し、その後
の前記移動台の移動により前記反転機構を動作させた
後、再びワークを前記ハンドから前記把持手段に移すよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１記載の主
軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１６】前記第３移動台に刃先計測装置を設
け、前記移動台を移動させて前記刃先計測装置により前
記工具の刃先を計測するように構成されていることを特
徴とする請求項１記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１７】回転するカッタを有し、棒材を前記把
持手段により把持した状態で前記移動台を移動させるこ
とより前記棒材を引き出して前記カッタにより切断する
棒材供給装置と、旋回可能に設けられ、複数個取り付け可能な工具のうち
に回転工具を含む工具台と、１台のモータの回転を前記棒材供給装置のカッタ、工具
台およびその工具台の回転工具取付部に伝える伝動手段
と、この伝動手段の回転伝達経路を切り替えて前記モータの
回転を前記カッタ、工具台および回転工具取付部に選択
的に伝達する切替手段とを備えていることを特徴とする
請求項３記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１８】前記棒材供給装置は、工具台を旋回可
能に支持するコラムに配設され、前記伝動手段は、その
コラム内に設けられていることを特徴とする請求項１７
記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。
【請求項１９】上面が閉鎖板により塞がれたケース
と、このケースに対し横方向に進退可能に設けられたワ
ーク受けと、このワーク受けをケース内に退避する方向
に付勢する復帰ばねとを有するワーク排出装置を備え、このワーク排出装置は、ワーク加工後の前記移動台の移
動に連動して前記ワーク受けがケースから横方向に進出
動作し、前記把持手段から離されたワークを受けて前記
ケースを通じて外部に排出し、その後の前記移動台の移
動により前記復帰ばねが前記ワーク受けを前記ケース内
に後退させるように構成されていることを特徴とする請
求項１，８，１７のいずれかに記載の主軸頭３軸移動型
ＣＮＣ旋盤。
【請求項２０】ワーク受けは、枢支軸を中心に回動す
るレバーに連結され、このレバーの枢支軸からワーク受
けとの連結部までの長さは枢支軸から移動台が当接する
部位までの長さよりも長く設定されていることを特徴と
する請求項１９記載の主軸頭３軸移動型ＣＮＣ旋盤。