JPH11170101A - 主軸移動型立形工作機械における工作物交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成にして信頼性を高めることがで
き、また、工作物の交換作業の安全性及び作業性を向上
させることができる工作物交換装置が求められていた。 【解決手段】 主軸台４が主軸の軸線方向及びこの主軸
軸線と直交する方向に移動する主軸移動型の立て旋盤１
において、主軸の下端に設けられたチャックとの間で工
作物を授受するための工作物交換装置３であって、旋盤
１の機械本体２の近傍に設置された基体３２と、この基
体に設けられ、主軸台を含む可動体が移動する可動体移
動領域３８と可動体移動領域外との間を移動する旋回台
３５と、この旋回台上に設けられ、チャックが受け取る
ための未加工工作物７を載置する未加工工作物載置部３
０と、旋回台上に未加工工作物載置部と並設され、チャ
ックから渡された加工済工作物８が載置される加工済工
作物載置部３１とを備えている。そして、可動体移動領
域３８で工作物交換装置３とチャックとの間で未加工工
作物及び加工済工作物の授受を行うとともに、可動体移
動領域外で作業者が未加工工作物の載置作業及び加工済
工作物の取り出し作業を行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直方向又はこの
垂直方向に対して所定角度傾斜した方向に軸線を有する
主軸を回転自在に支持する主軸台が前記主軸軸線方向
（Ｚ軸方向）及び前記主軸軸線と直交する方向（Ｘ軸方
向）に移動して、前記主軸の下端に設けられたチャック
で工作物（以下、ワークと記載）を着脱自在に把持する
主軸移動型の立て旋盤など立形工作機械に設けられた工
作物交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械のうち旋盤は、主軸の先端にチ
ャックが取付けられ、このチャックでワークを把持して
回転させ、ワークと工具とをＸ軸方向及びＺ軸方向に相
対移動させて加工を行う機械である。旋盤には、主軸が
水平方向を向く種類の他、主軸の軸線が上下方向（垂直
方向）を向く立て旋盤が知られている。

【０００３】例えば、特開昭６１−２６５２０１号公
報，特開昭６２−１４０７０４号公報等には、テーブル
上の素材を押し出す油圧シリンダ等を備えたワークイン
デックステーブル付き立型複合加工数値制御式旋盤が開
示されている。この旋盤は、主軸台が主軸軸線方向にし
か移動せず、ワークインデックステーブルが進退移動す
る構成である。また、本出願人の出願に係る特公平２−
４６３２１号公報に開示された工作機械は、主軸台が主
軸軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向に移動し
て、主軸先端のチャックがワークストッカ上のワークを
直接把持して、ワークの受け渡しを行うとともに加工を
行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
公報等に開示された従来のワークストッカ，ワークイン
デックステーブルは、連続自動運転をするためのもので
あり、構成が複雑で高価なものになっていた。これに対
して、ワークを載置する装置を簡素な構成にして信頼性
の向上と低価格化を図るため、前記各公報のような自動
式と、作業者がワークをチャックに直接着脱させる手動
式との中間的な性格の工作物交換装置を備えた主軸移動
型立形工作機械の要求もある。

【０００５】例えば、特開昭６０−２４９５０１号公報
には、ＮＣ旋盤における工作物の自動着脱方法が開示さ
れている。このＮＣ旋盤では、架台上に作業者が載置し
た未加工ワークをチャックが把持し、把持したワークに
加工を行い、加工が終了すると加工済ワークは架台上に
返却される。その後、作業者は、加工済ワークを架台か
ら取り出して次の未加工ワークを架台上に載置する作業
を行うようになっており、この作業中、ＮＣ旋盤は加工
することができないので非切削時間が増加し、ＮＣ旋盤
の稼動率が低下する。

【０００６】また、このＮＣ旋盤では、可動体（主軸
台，チャック等）の移動領域と、作業者がワークの交換
作業を行う領域が仕切られておらず重複しているので、
作業者が可動体移動領域内でワークの交換作業を行う必
要があり、作業者の安全性に問題があった。更に、作業
者がワークを直接把持する手動式は、ワークの重量が少
しでも重くなると作業者への負担が増加して疲労をまね
き、作業性，安全性で問題を生じていた。

【０００７】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、簡素な構成にして信頼性を高めることが
でき、また、ワーク交換作業の安全性及び作業性を向上
させ、ワークの交換作業が工作機械の稼動率の低下を生
じさせることのない主軸移動型立形工作機械における工
作物交換装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る工作物交換装置は、垂直方向又はこの
垂直方向に対して所定角度傾斜した方向に軸線を有する
主軸を回転自在に支持する主軸台が前記主軸の軸線方向
及びこの主軸軸線と直交する方向に移動する主軸移動型
立形工作機械において、前記主軸の下端に設けられたチ
ャックとの間で工作物を授受するための工作物交換装置
であって、前記工作機械の機械本体の近傍に設置された
工作物交換装置基体と、この工作物交換装置基体に設け
られ、前記主軸台を含む可動体が移動する可動体移動領
域と可動体移動領域外との間を移動する移動台と、この
移動台上に設けられ、前記チャックが受け取るための未
加工工作物を載置する未加工工作物載置部と、前記移動
台上に前記未加工工作物載置部と並設され、前記チャッ
クから渡された加工済工作物が載置される加工済工作物
載置部とを備え、前記可動体移動領域で前記工作機械の
前記チャックとの間で前記未加工工作物及び前記加工済
工作物の授受を行うとともに、前記可動体移動領域外で
作業者が前記未加工工作物の載置作業及び前記加工済工
作物の取り出し作業を行えるようにした。

【０００９】好ましい実施態様に係る工作物交換装置で
は、前記未加工工作物載置部と前記加工済工作物載置部
とを一つの対として、この対にした前記未加工工作物載
置部と前記加工済工作物載置部を二組以上前記移動台に
設け、少なくとも一組が前記可動体移動領域に位置して
前記チャックとの間で前記未加工工作物及び前記加工済
工作物の授受を行うようにした。

【００１０】他の実施態様に係る工作物交換装置は、垂
直方向又はこの垂直方向に対して所定角度傾斜した方向
に軸線を有する主軸を回転自在に支持する主軸台が前記
主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向に移動
する主軸移動型立形工作機械において、前記主軸の下端
に設けられたチャックとの間で工作物を授受するための
工作物交換装置であって、前記工作機械の機械本体の近
傍に設置された工作物交換装置基体と、この工作物交換
装置基体に対して旋回移動自在に設けられた旋回台と、
この旋回台の一方の側に設けられ、前記チャックとの間
で授受するための未加工工作物及び加工済工作物を載置
する第１の工作物載置部と、前記旋回台の他方の側に設
けられ、前記チャックとの間で授受するための未加工工
作物及び加工済工作物を載置する第２の工作物載置部と
を備え、前記加工済工作物が載置された前記第１の工作
物載置部又は前記第２の工作物載置部と、前記未加工工
作物が載置された前記第２の工作物載置部又は前記第１
の工作物載置部とを、前記旋回台の旋回動作で入れ替え
て工作物の交換を行うようにした。

【００１１】更に、他の実施態様に係る工作物交換装置
は、垂直方向又はこの垂直方向に対して所定角度傾斜し
た方向に軸線を有する主軸を回転自在に支持する主軸台
が前記主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向
に移動する主軸移動型立形工作機械において、前記主軸
の下端に設けられたチャックとの間で工作物を授受する
ための工作物交換装置であって、前記工作機械の機械本
体の近傍に設置された工作物交換装置基体と、この工作
物交換装置基体に設けられ、前記主軸台を含む可動体が
移動する可動体移動領域と可動体移動領域外との間をそ
れぞれ移動する第１，第２の移動台と、この第１の移動
台上に設けられ、前記チャックとの間で授受するための
未加工工作物及び加工済工作物を載置する第１の工作物
載置部と、前記第２の移動台上に設けられ、前記チャッ
クとの間で授受するための未加工工作物及び加工済工作
物を載置する第２の工作物載置部とを備え、前記可動体
移動領域で前記工作機械の前記チャックとの間で前記未
加工工作物及び前記加工済工作物の授受を行うととも
に、前記可動体移動領域外で作業者が前記未加工工作物
の載置作業及び前記加工済工作物の取り出し作業を行え
るようにした。

【００１２】なお、前記記移動台を駆動する駆動手段が
前記工作物交換装置基体に設けられ、この駆動手段の駆
動力により、前記移動台を前記可動体移動領域と前記可
動体移動領域外に移動させるのが好ましい。また、前記
工作機械の前記可動体の移動領域と前記可動体の移動領
域外との間に仕切り手段が設けられているのが好まし
い。

【００１３】前記可動体の移動領域の所定の位置に前記
加工済工作物載置部，前記第１の工作物載置部又は前記
第２の工作物載置部が位置決めされた時、前記加工済工
作物を含む干渉物が前記加工済工作物載置部，前記第１
の工作物載置部又は前記第２の工作物載置部に載置され
ているか否かを検出する干渉物有無検出手段を設けるの
が好ましい。

【００１４】更に、前記可動体の移動領域の所定の位置
に前記未加工工作物載置部，前記第１の工作物載置部又
は前記第２の工作物載置部が位置決めされた時、前記未
加工工作物載置部，前記第１の工作物載置部又は前記第
２の工作物載置部に前記未加工工作物が載置されている
か否かを検出する未加工工作物有無検出手段を設けるの
が好ましい。また、前記移動台，前記旋回台，前記第１
の移動台又は前記第２の移動台が移動方向の所定の位置
に位置決めされているか否かを検出する位置決め検出手
段を設けるのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の一例を図１から図１３を参照して説明する。下記の各
実施形態では、工作物交換装置を有する主軸移動型の立
形工作機械として立て旋盤の場合を示しているが、上下
方向に軸線を有する主軸を回転自在に支持する主軸台
が、主軸軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向に移
動して、主軸の下端（下方端部）に設けられたチャック
を用いて工作物交換装置にあるワーク（工作物）を着脱
自在に自動的に把持するとともに、ワーク授受領域と加
工領域との間を移動できるタイプの工作機械であれば、
ターニングセンタ，研削盤など他の種類の工作機械であ
ってもよい。また、立形工作機械の主軸の軸線は、床面
に対して垂直方向を向いている場合を示しているが、こ
の垂直方向に対して所定角度傾斜した方向を向いた場合
でもよい。さらに、立形工作機械は、主軸軸線方向及び
主軸軸線と直交する方向に主軸台が移動すれば、主軸軸
線方向を含む直交三軸方向に移動する工作機械であって
もよい。

【００１６】（第１の実施形態）図１から図７は本発明
の第１の実施形態を示す図で、図１及び図２はそれぞれ
主軸移動型立て旋盤に手動旋回式の工作物交換装置を付
属させた全体平面図及び全体正面図、図３は手動旋回式
の旋回台等の断面図である。図４及び図５はそれぞれ自
動旋回式の工作物交換装置の平面図及び正面図、図６
（Ａ）は自動旋回式の旋回台等の断面図、図６（Ｂ）は
位置決め手段の詳細図、図７は自動旋回式の工作物交換
装置の駆動手段を示す拡大平面断面図である。

【００１７】図１及び図２に示すように、主軸移動型立
て旋盤（以下、旋盤と記載）１は、機械本体２と、機械
本体２の近傍に設けられた工作物交換装置３とを備えて
いる。主軸台４及び主軸５など可動体が、主軸軸線Ｃと
平行な方向（Ｚ軸方向）に移動するとともに、Ｚ軸方向
と直交するＸ軸と平行な方向の移動軌跡Ｃ₀ 上を、加工
位置と工作物交換装置３の機械側ワーク授受位置（以
下、ワーク授受位置と記載）Ｄとの間で移動して、この
旋盤１で加工が行われていない未加工ワーク（例えば、
素材ワーク）７をチャック６で着脱自在に直接把持し、
加工後は、この旋盤１で加工が終了した加工済ワーク８
の把持を解除し工作物交換装置３に載置する。主軸台４
（主軸５）がＸ軸方向，Ｚ軸方向に移動するこのタイプ
の旋盤１では、主軸台４の移動がワーク搬送の機能も有
している。

【００１８】旋盤１には、加工位置で加工が行われると
ともにスプラッシュガード１９で遮蔽された加工領域１
７と、加工領域１７に隣接し、工作物交換装置３とチャ
ック６との間でワークの授受が行われるワーク授受領域
１８とが設けられており、主軸台４は両方の領域１７，
１８間を移動する。両方の領域１７，１８が、主軸台
４，主軸５，チャック６，サドル１２など可動体が移動
する可動体移動領域３８になっている。

【００１９】工作物交換装置３はワーク授受領域１８側
に設置されており、工作物交換装置３の一部（例えば、
ワーク授受位置Ｄ側）は可動体移動領域３８に位置し、
他の一部（例えば、作業者側のワーク取り替え作業位置
Ｅ側）は、作業者によるワークの取り替え作業等が行わ
れる可動体非移動領域３９（即ち、可動体移動領域外）
に位置している。ワーク授受位置Ｄでは、旋盤１のチャ
ック６と工作物交換装置３との間で未加工ワーク７及び
加工済ワーク８の授受が行われる。

【００２０】可動体移動領域外のワーク取り替え作業位
置Ｅでは、作業者が、加工済ワーク８を工作物交換装置
３より取り出し、未加工ワーク７を工作物交換装置３の
所定の位置に載置するワーク取り替え作業を行う。工作
物交換装置３は、チャック６と対向するように未加工ワ
ーク７が載置される未加工ワーク載置部３０と、加工済
ワーク８をチャック６が把持解除して載置するための加
工済ワーク載置部３１とを、二個ずつ有している。

【００２１】旋盤１のベッド１０の上面には、Ｘ軸方向
に一対のガイドレール１１が平行に取付けられている。
二本のガイドレール１１上には、図示しないスライド本
体を介してサドル１２がＸ軸方向に移動自在に配置され
ている。ガイドレール１１とスライド本体は直動ころが
り案内を構成している。ベッド１０の工作物交換装置３
側には、ブラケット１０ａがボルト（図示せず）で固定
されており、ガイドレール１１，１１は、ベッド１０と
ブラケット１０ａとにより支持されている。

【００２２】なお、ブラケット１０ａはベッド１０と一
体に形成してもよく、また、ガイドレール１１も、ベッ
ド１０側のレールとブラケット１０ａ側のレールに分割
しておいて、組立調整時に一つのガイドレールとなるよ
うにしてもよい。このように、ガイドレール１１とブラ
ケット１０ａを分割しておくと、後で、工作物交換装置
等が付属する立て旋盤に変更することが可能になる。

【００２３】二本のガイドレール１１のほぼ中間位置に
は、Ｘ軸用ボールねじのねじ軸１３がガイドレール１１
と平行に配置され、ねじ軸１３には、サドル１２に固定
されたナット１４がねじ込まれている。ねじ軸１３の両
端部は、軸受を内蔵した軸受装置１５，１６により回転
自在に軸支されており、ねじ軸１３は、図示しない歯付
プーリ及び歯付ベルト（又は、歯車列）を介してＸ軸用
サーボモータにより正逆方向に回転駆動される。なお、
Ｘ軸用サーボモータの出力軸とねじ軸１３は直結されて
いてもよい。Ｘ軸用サーボモータに駆動されてねじ軸１
３が回転すると、サドル１２が、ナット１４を介してガ
イドレール１１に案内されてＸ軸方向に移動し、この移
動動作が、工具２２に対する主軸台４のＸ軸方向の移動
となる。この旋盤１は、サドル１２のＸ軸方向への移動
可能距離が工作物交換装置３の方向に長くなっている。

【００２４】ベッド１０には刃物台２３が取付けられ、
刃物台２３にはタレット２１がＸ軸軸線と平行な軸線を
中心に旋回割出し可能に設けられ、タレット２１には複
数の工具２２が放射状に取付けられている。なお、旋回
割出しのための軸線は他の方向を向いていてもよい。サ
ドル１２の前面には、Ｚ軸方向に一対のＺ軸ガイドレー
ル２４が平行に設けられ、主軸台４が、スライド本体２
５，２５を介して一対のＺ軸ガイドレール２４，２４に
Ｚ軸方向に移動自在に係合している。Ｚ軸ガイドレール
２４及びスライド本体２５は直動ころがり案内を構成し
ている。

【００２５】サドル１２の上部にはＺ軸用サーボモータ
２６が取付けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６に
は、Ｚ軸用ボールねじ（図示せず）のねじ軸が直結され
て回転駆動されるようになっている。なお、Ｚ軸用サー
ボモータ２６の出力軸とねじ軸とは、歯車列，歯付プー
リ・歯付ベルト機構等を介して回転が伝達されていても
よい。Ｚ軸用ボールねじのねじ軸には、主軸台４に固定
されたナット（図示せず）がねじ込まれているので、Ｚ
軸用サーボモータ２６によりねじ軸が回転すれば、前記
ナットを介して主軸台４がＺ軸ガイドレール２４に案内
されてＺ軸方向に昇降移動する。

【００２６】主軸台４には主軸５が主軸受（図示せず）
等に回転自在に支持されており、主軸５は、その下端に
設けられたチャック６でワークを把持した状態で回転す
る。主軸５は、主軸台４の内部に組み込まれたビルトイ
ン型主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。な
お、主軸台４は、主軸５が歯車機構，ベルト・プーリ機
構など伝達機構を介して回転駆動される主軸台であって
もよい。チャック６には、ワークを把持するための複数
（例えば、三個）の爪２７が設けられている。主軸５の
上部にはチャックシリンダ２８が設けられており、チャ
ックシリンダ２８に所定の圧力の流体を供給することに
より駆動して、爪２７を同時に径方向に開閉移動させる
ことにより、ワークが把持又は把持解除される。

【００２７】次に、旋盤１の動作について説明する。Ｎ
Ｃ装置からの指令により未加工ワーク７を受け取り、切
削加工する時には、Ｘ軸用サーボモータを駆動して、サ
ドル１２をＸ軸方向の工作物交換装置３側に移動させ
る。サドル１２の移動により、主軸５が移動軌跡Ｃ₀ 上
を移動し、工作物交換装置３のワーク授受位置Ｄにある
未加工ワーク載置部３０上に位置する。次に、Ｚ軸用サ
ーボモータ２６を駆動して主軸台４を下方に移動させ、
チャックシリンダ２８を駆動してチャック６の爪２７を
把持方向に移動させて未加工ワーク７を直接把持する。
チャック６のこの把持動作後、主軸台４は所定位置まで
上昇移動する。

【００２８】次いで、Ｘ軸用サーボモータを駆動して、
サドル１２をＸ軸方向の加工位置側に移動し、Ｚ軸用サ
ーボモータ２６を駆動することにより、主軸台４がＺ軸
方向に移動する。タレット２１を旋回割出しさせて、タ
レット２１に取付けられた所望の工具２２を割出す。そ
して、主軸モータを制御して主軸５を所望の回転数で回
転させるとともに、Ｘ軸用サーボモータ及びＺ軸用サー
ボモータ２６を制御して、工具２２に対して未加工ワー
ク７をＸ軸方向，Ｚ軸方向に移動させて切削加工を行
う。

【００２９】ワークの加工が完了した後、Ｘ軸用サーボ
モータ及びＺ軸用サーボモータ２６を駆動して、主軸台
４を加工位置からワーク授受位置Ｄにある加工済ワーク
載置部３１に移動させ、チャック６の爪２７を把持解除
方向に移動させ、加工済ワーク８をチャック６から離脱
させて加工済ワーク載置部３１上に載置する。次のワー
クの加工がある場合には、主軸台４は、加工済ワーク載
置部３１から未加工ワーク載置部３０に移動して、上述
と同様の動作を繰り返す。

【００３０】次に、工作物交換装置３について説明す
る。工作物交換装置３は、旋盤１の機械本体２の近傍の
所定位置に設置された工作物交換装置基体（以下、基体
と記載）３２と、基体３２に設けられ、旋盤１の可動体
の移動領域３８と移動領域外（可動体非移動領域３９）
との間を自在に移動する移動台としての旋回台３５とを
備えている。基体３２は機械本体２から別体に立設され
ている。基体３２は、機械本体２に対して所定位置に設
けられていればよいので、ベッド１０又はブラケット１
０ａなど機械本体２に一体に設けてもよい。また、別体
に設けられた基体３２をベッド１０等に固定可能に設け
てもよい。

【００３１】未加工ワーク載置部３０と加工済ワーク載
置部３１はそれぞれ一対設けられ、一方の未加工ワーク
載置部３０及び加工済ワーク載置部３１が可動体移動領
域３８に位置している時、他方の未加工ワーク載置部３
０及び加工済ワーク載置部３１は可動体非移動領域３９
（可動体移動領域外）に位置するようにしている。その
ために、旋回台３５の上面の一方側には、一つの未加工
ワーク載置部３０と、この未加工ワーク載置部３０の近
傍に配設された一つの加工済ワーク載置部３１とが並ん
で設けられている。旋回台３５の上面の他方側には、前
記載置部３０，３１とは互いに１８０度離れた点対称の
位置に、別の未加工ワーク載置部３０と加工済ワーク載
置部３１とが並んで設けられている。

【００３２】作業者が旋回台３５を所定角度（本実施形
態では、１８０度）旋回させることにより、一方の未加
工ワーク載置部３０及び加工済ワーク載置部３１と、他
方の未加工ワーク載置部３０及び加工済ワーク載置部３
１とを、ワーク授受位置Ｄとワーク取り替え作業位置Ｅ
の所定位置に交互に移動させる。なお、旋回台３５の旋
回角度が１８０度以外の場合、又は、未加工ワーク載置
部３０及び加工済ワーク載置部３１が三個以上の場合に
は、この旋回角度に対応する位置に、未加工ワーク載置
部３０及び加工済ワーク載置部３１を設ければよい。

【００３３】次に、手動旋回式の旋回台３５及び位置決
め手段３７について、図１から図３を用いて説明を行
う。図１から図３に示すように、手動旋回式の工作物交
換装置３の旋回台３５は、基体３２に取付けられた支持
軸３４を中心として旋回可能に設けられており、位置決
め手段３７で旋回台３５の回転方向の位置決めをしてい
る。支持軸３４は、基体３２の上面４１にボルト４２な
ど締結部材により固定されている。支持軸３４の上部に
は、円板状の固定円板４３が固定されている。

【００３４】支持軸３４には一対の軸受４４が取付けら
れており、回転部材４５が、軸受４４を介して支持軸３
４に回転自在に支持されている。旋回台３５はほぼ円板
状の部材であり、回転部材４５にボルト４６等により位
置決め固定され、固定円板４３の下方に配置されてい
る。旋回台３５にかかる荷重の一部を支持するために、
基体３２の上面には複数のキャスタ等からなる副荷重支
持装置５６が設けられている。なお、この副荷重支持装
置５６は、ワーク等による荷重が軽い場合には省略して
もよい。

【００３５】旋回台３５の外周縁５２の下部には、一対
の係合孔５４を有する円形状の係合部材５３が固定され
ている。一対の係合孔５４は、旋回台３５の半径方向外
方に向けて開口し、旋回台３５の１８０度反転方向にそ
れぞれ位置している。旋回台３５の回転方向の位置決め
をするための位置決め手段３７は、前記係合部材５３
と、旋回台３５の半径方向を向く中心軸線Ｃ₁ を有し、
基体３２に取付けられた係合離脱動作部６０と、基体３
２に取付けられた旋回台の位置決め検出手段６１とを備
えている。位置決め検出手段６１は、係合離脱動作部６
０の動作位置を検出することにより、旋回台３５が回転
方向（移動方向）の所定の位置に位置決めされているか
否かを検出する。

【００３６】係合離脱動作部６０のロッド６０ａは、中
心軸線Ｃ₁ 方向に進退移動する。ロッド６０ａの前端に
は、突出時に係合孔５４に係合離脱自在に係合する位置
決めピン６２が設けられ、ロッド６０ａの後端には被検
出部材６３が設けられている。ロッド６０ａ及び位置決
めピン６２は、ばねなど付勢部材により常時突出方向に
付勢されており、後方の被検出部材６３又は摘み部（図
示せず）等を作業者が後方に引っ張って所定角度回転さ
せることにより後退位置で保持できるようになってい
る。

【００３７】位置決め検出手段６１の一方のセンサ６１
ａ及び他方のセンサ６１ｂが、被検出部材６３を検出す
る。センサ６１ａ，６１ｂには、近接スイッチ，リミッ
トスイッチ，光電スイッチ等が使用できる。位置決めピ
ン６２が前進して係合孔５４に係合することにより、旋
回台３５が回転方向に関して位置決め保持されている
と、一方のセンサ６１ａが、前進位置にある被検出部材
６３を検出する。一方、係合離脱動作部６０を操作し
て、位置決めピン６２を後退位置まで後退させて係合孔
５４から離脱させると、他方のセンサ６１ｂが、後退位
置にある被検出部材６３を検出する。

【００３８】また、一方のセンサ６１ａの信号が出力さ
れている時のみ、主軸台４がワーク授受位置Ｄ側で移動
動作等を行うことができるようになっており、これによ
り、作業者によるワーク取り替え作業が完了していない
状態の時、主軸台４がワーク授受位置Ｄ側に移動するの
を防止している。このように、旋回台３５を手動で旋回
動作させ、位置決めピン６２の進退移動動作を係合離脱
動作部６０の手動操作で行うので、油圧，空気圧など流
体圧及び電力等の駆動源が不要になる。

【００３９】なお、係合離脱動作部６０に流体圧シリン
ダ（例えば、空気圧シリンダ）を使用して、位置決めピ
ン６２の前記進退移動動作を流体圧シリンダの駆動力で
自動的に行うようにしてもよい。この場合には、流体圧
シリンダ（係合離脱動作部６０）が有するピストンロッ
ドは、指令信号により中心軸線Ｃ₁ 方向に進退移動し、
ピストンロッドの前端には位置決めピン６２が設けら
れ、ピストンロッド又はピストンロッドとともに移動す
るロッドの後端には被検出部材６３が設けられている。

【００４０】図１から図３に示す工作物交換装置３で
は、旋回台３５を作業者が手動で旋回動作させている
が、他の例として、駆動手段（旋回駆動体）の駆動力で
旋回台３５を旋回動作させることもできる。駆動手段３
６による自動旋回式の旋回台３５及び他の位置決め手段
３７を使用した例について、図４から図７を用いて説明
を行う。図４から図７に示すように、駆動手段３６は基
体３２に設けられ、この駆動手段３６の駆動力により、
旋回台３５を可動体移動領域３８と可動体移動領域外に
移動させている。

【００４１】回転部材４５には歯車４８がボルト４９等
で固定されている。歯車４８には駆動手段３６のラック
５１が噛み合っているので、駆動手段３６を駆動するこ
とによって、ラック５１，歯車４８，回転部材４５を介
して旋回台３５が矢印Ｂに示すように正逆方向に所定角
度旋回する。また、この駆動手段３６の周りはカバー６
４ａで囲まれている。旋回台３５の下部には、凸状係合
部５２ａが一体的に又は固定用部材で固定されており、
凸状係合部５２ａには、第１，第２の被検出部材６３
ａ，６３ｂがそれぞれ設けられている。

【００４２】位置決め手段３７において、基体３２の上
面には、一対の取付け部材３７ａ，３７ｃを介してスト
ッパ部材３７ｂ，３７ｄがそれぞれ固定されているの
で、二つのストッパ部材３７ｂ，３７ｄのうちどちらか
一方に凸状係合部５２ａが当接することにより、旋回台
３５が位置決めされる。また、取付け部材３７ａには、
第１の被検出部材６３ａに対向可能な一方のセンサ６１
ａが取付けられ、取付け部材３７ｃには、第２の被検出
部材６３ｂに対向可能な他方のセンサ６１ｂが、それぞ
れ取付けられている。これにより、旋回台３５が一方の
旋回位置に位置したとき一方のセンサ６１ａで第１の被
検出部材６３ａを検出し、他方の旋回位置に位置したと
き他方のセンサ６１ｂで第２の被検出部材６３ｂを検出
することにより、旋回台３５が位置決めされたことを確
認する。

【００４３】旋回台３５を正逆方向に１８０度旋回させ
るための駆動手段３６は、回転部材４５を介して旋回台
３５に固定されている前記歯車４８と、流体圧シリンダ
装置である油圧シリンダ装置７１とを備えている。油圧
シリンダ装置７１は、歯車４８に噛み合うラック５１を
旋回用ピストン７０，７０ａにより往復移動させ、基体
３２上に横方向（即ち、水平方向）に向けて取付けられ
ている。

【００４４】ラック５１は、油圧シリンダ装置７１が有
する円筒状のシリンダ部材７２の内部に嵌合する一対の
旋回用ピストン７０，７０ａに挟持されて、中心軸線Ｃ
₂ 方向に往復移動する。油圧シリンダ装置７１の一方の
シリンダ室７３又は他方のシリンダ室７４に、一方の供
給口７５又は他方の供給口７６から圧力油を供給すれ
ば、旋回用ピストン７０，７０ａとラック５１は一体的
に往復移動動作をする。これにより、歯車４８，回転部
材４５を介して、旋回台３５が正逆方向に１８０度旋回
することになる。

【００４５】なお、油圧シリンダ装置７１に代えて、駆
動モータの出力軸又は減速機構付きの駆動モータの出力
軸に設けた歯車で、歯車４８を正逆方向に（又は、同一
方向に）１８０度ずつ回転させてもよい。この駆動モー
タは、電動機だけでなく流体圧モータ等を含むものであ
る。他の変形例として、主軸台４など可動体の移動動作
を利用して旋回台３５を旋回させてもよいが、この場合
には、旋回台３５と可動体との係脱機構が必要になる。
例えば、可動体が加工領域１７側に移動する時のみ、旋
回台３５を旋回動作可能にするのがよい。

【００４６】未加工ワーク載置部３０には、中心位置Ｏ
₁ と同心円状の複数の円形溝５７が、未加工ワーク７の
載置時の目印用に形成されている。ワーク取り替え作業
位置Ｅで、作業者が未加工ワーク７を円形溝５７とほぼ
同心になるように未加工ワーク載置部３０に載置すれ
ば、未加工ワーク７はチャック６が把持可能な位置とな
る。したがって、作業者は未加工ワーク７を容易に載置
することができ、心出しのための作業時間を短縮でき、
未加工ワーク載置部３０の構成も簡素にできる。なお、
円形溝５７の代わりに、未加工ワーク載置部３０の上面
に、未加工ワーク７の外径寸法に対応する内径寸法を有
する一つ又は複数の段部を形成し、この段部により未加
工ワーク７を心出ししてもよい。

【００４７】旋回台３５を旋回させて、一方の未加工ワ
ーク載置部３０と加工済ワーク載置部３１を可動体移動
領域３８のワーク授受位置Ｄに移動させた状態では、一
方の未加工ワーク載置部３０の中心位置Ｏ₁ と加工済ワ
ーク載置部３１の中心位置Ｏ₂ は、主軸５の移動軌跡Ｃ
₀ 上に位置するとともに、加工済ワーク載置部３１が加
工領域１７に近い方に位置するようになっている。一方
の未加工ワーク載置部３０と加工済ワーク載置部３１を
ワーク授受位置Ｄに移動させた後、旋回台３５を１８０
度旋回させれば、他方の未加工ワーク載置部３０と加工
済ワーク載置部３１がワーク授受位置Ｄに位置し、且つ
一方の未加工ワーク載置部３０と加工済ワーク載置部３
１がワーク取り替え作業位置Ｅに位置する。即ち、作業
者の手動操作又は駆動手段３６の駆動力で、旋回台３５
を正逆方向に１８０度ずつ旋回させることにより、一方
のワーク載置部３０，３１と他方のワーク載置部３０，
３１を、ワーク授受位置Ｄとワーク取り替え作業位置Ｅ
に交互に移動させることができる。

【００４８】図１から図５，図８及び図９に示すよう
に、ワーク授受位置Ｄとワーク取り替え作業位置Ｅとの
間には仕切り手段４０が設けられている。仕切り手段４
０は、機械本体２，基体３２及び旋回台３５に設けら
れ、両方の領域３８，３９を仕切って作業者の作業範囲
を規制しているので、作業者は可動体移動領域３８に手
などを侵入させて作業できないようになっている。仕切
り手段４０は、可動体移動領域３８を囲むように機械本
体２（又は、機械本体２と基体３２）に取付けられた固
定側カバー６４と、旋回台３５の上面に直径方向に取付
けられた回転側カバー６５とを備えている。

【００４９】旋回台３５の中央部上方に位置する固定円
板４３の中心部直径方向にもカバー６７が配設されてい
る。このカバー６７はＸ軸方向を向き、固定円板４３と
接触又は非接触で固定側カバー６４に一体的に取付けら
れている。なお、カバー６７を固定円板４３に取付けて
もよい。固定側カバー６４には、この旋盤１で加工可能
なワークの直径，高さ及び旋回台３５のサイズに対応し
た大きさの開口部６６が形成されている。この開口部６
６を設けることにより、未加工ワーク７及び加工済ワー
ク８を載置した旋回台３５が自在に旋回動作できる。

【００５０】回転側カバー６５は、旋回台３５の上面に
締結部材６８により垂直方向に固定され、開口部６６を
塞ぐように開口部６６の形状に対応した形状を有し、開
口部６６内を所定の隙間を介して自在に通過できるよう
になっている。旋回台３５が位置決め手段３７で位置決
め保持された時には、回転側カバー６５が開口部６６の
位置にほぼ一致するので、カバー６７を含む固定側カバ
ー６４と回転側カバー６５がほぼ同一面の状態になっ
て、可動体移動領域３８と可動体非移動領域３９が仕切
られる。こうして、可動体移動領域３８と可動体移動領
域外とが分離されて作業者の作業範囲が規制されるの
で、作業者は、旋盤１の可動体から離れた安全なワーク
取り替え作業位置Ｅでワークの取り替え作業を行うこと
ができる。

【００５１】図８及び図９は、仕切り手段及び旋回台の
他の例を示す工作物交換装置３ａの平面図及び正面図で
ある。図８及び図９に示すように、工作物交換装置３ａ
の旋回台３５ａは、一方の未加工ワーク載置部３０及び
これに並ぶ加工済ワーク載置部３１と、他方の未加工ワ
ーク載置部３０及びこれに並ぶ加工済ワーク載置部３１
が設けられるような最小の形状（例えば、ほぼ矩形状）
になっている。これにより、旋回台３５ａを軽量化し
て、旋回台３５ａの旋回動作の高速化を実現している。
また、可動体移動領域３８と、作業者がワークの取り替
え作業を行う可動体移動領域外とを仕切る仕切り手段４
０ａは、開口部６６が開口した状態になっている。そこ
で、固定側カバー９０を、旋回台３５ａの回転中心位置
Ｏ₃ よりワーク取り替え作業位置Ｅ側によせて配置する
ことにより、安全性を向上させている。

【００５２】図１から図９において、工作物交換装置
３，３ａには、干渉物有無検出手段としての加工済ワー
ク有無検出手段８０と未加工ワーク有無検出手段８１が
設けられている。加工済ワーク有無検出手段８０には透
過形の光電スイッチが使用されており、この加工済ワー
ク用光電スイッチ８０は、基体３２及び固定円板４３の
いずれか一方及び他方にそれぞれ取付けられた投光器８
２及び受光器８３を備えている。加工済ワーク用光電ス
イッチ８０は、ワーク授受位置Ｄに加工済ワーク載置部
３１が位置決めされている時に、この加工済ワーク載置
部３１に、加工済ワーク８又は加工済ワーク８に相当す
る干渉物が載置されているか否かを検出している。この
干渉物としては、作業者がワーク取り替え作業の際に加
工済ワーク載置部３１に載置してしまった未加工ワーク
７等がある。

【００５３】未加工ワーク有無検出手段８１にも透過形
の光電スイッチが使用されており、この未加工ワーク用
光電スイッチ８１は、基体３２及び固定円板４３のいず
れか一方及び他方にそれぞれ取付けられた投光器８４及
び受光器８５を備えている。未加工ワーク用光電スイッ
チ８１は、ワーク授受位置Ｄに未加工ワーク載置部３０
が位置決めされている時に、この未加工ワーク載置部３
０に未加工ワーク７が載置されているか否かを検出して
いる。

【００５４】投光器８２から受光器８３に光を照射する
ことにより干渉物の有無が検出され、投光器８４から受
光器８５に光を照射することにより、未加工ワーク７の
有無が検出される。即ち、干渉物や未加工ワーク７があ
る場合には受光器８３，８５が照射光を受光することが
できないので、干渉物，ワークの有無を検出することが
できる。なお、光電スイッチ８０，８１は、透過形のほ
か回帰反射形や拡散反射形などであってもよい。また、
非接触式，接触式で物の有無が判定できるセンサであっ
てもよい。例えば、レーザセンサなど光センサ，超音波
センサ，磁気センサ，リミットスイッチ等であってもよ
い。

【００５５】加工済ワーク用光電スイッチ８０が、加工
済ワーク載置部３１上に加工済ワーク８がある旨の信号
を出力している時に、主軸台４が加工領域１７からワー
ク授受領域１８に移動して、加工済ワーク載置部３１上
にワークを載置しようとすると、チャック６が把持して
いる加工済ワーク８と、加工済ワーク載置部３１にある
加工済ワーク８とが衝突する恐れがある。したがって、
加工済ワーク８など干渉物がない旨の信号を加工済ワー
ク用光電スイッチ８０で出力していることが、主軸台４
が加工済ワーク載置部３１に移動して加工済ワーク８を
渡すことのできる条件の一つである。一方、加工済ワー
ク用光電スイッチ８０で加工済ワーク８がある旨の信号
を出力している間は、主軸台４がワーク授受領域１８に
移動して加工済ワーク８を加工済ワーク載置部３１に渡
さないようなインタロックを設けることにより、衝突を
防止している。

【００５６】未加工ワーク用光電スイッチ８１は、旋盤
１による空加工を防止するために設けられている。未加
工ワーク用光電スイッチ８１が、ワーク授受位置Ｄの未
加工ワーク載置部３０に未加工ワーク７がある旨の信号
を出力した場合に、主軸台４を未加工ワーク載置部３０
に移動させて未加工ワーク７を把持するようにしてい
る。したがって、チャック６が、未加工ワーク７のない
状態の未加工ワーク載置部３０で把持動作をすることは
なく、空加工を防止することができる。なお、未加工ワ
ーク用光電スイッチ８１は省略してもよい。

【００５７】次に、旋盤１と工作物交換装置３の全体の
動作について説明する。作業者がワーク取り替え作業位
置Ｅでワークの取り替え作業を行う場合には、旋回台３
５を位置決め手段３７により位置決め保持しておく。ワ
ーク取り替え作業位置Ｅに位置決めされた加工済ワーク
載置部３１に加工済ワーク８があり、これに並ぶ未加工
ワーク載置部３０は空になっている場合には、作業者は
加工済ワーク８を取り出し、未加工ワーク７を未加工ワ
ーク載置部３０に載置するワーク取り替え作業を行う。
ワーク授受位置Ｄの未加工ワーク載置部３０には未加工
ワーク７が載置され、これに並ぶ加工済ワーク載置部３
１は空になっている。一方、機械本体２においては、チ
ャック６によってワークが把持された主軸５を主軸モー
タにより回転駆動し、Ｘ軸用サーボモータ及びＺ軸用サ
ーボモータ２６を制御するとともに主軸５の回転数を制
御して、工具２２によりワークを切削加工する。

【００５８】加工終了後、ワーク授受領域１８への移動
指令が出力される。加工済ワーク用光電スイッチ８０
は、干渉物の有無を検出し、干渉物がない旨の信号を出
力している。また、旋回台３５が手動旋回式の場合に
は、位置決め検出手段６１の一方のセンサ６１ａが被検
出部材６３を検出して、位置決めピン６２が係合孔５４
に係合し旋回台３５が位置決めされている旨の信号を出
力している。この二つの条件を満足している状態の時に
のみ、主軸台４はワーク授受領域１８に移動してワーク
の受け渡しを行う。さらに、未加工ワーク７は、未加工
ワーク載置部３０上にチャック６が把持可能な位置に載
置されており、しかも、未加工ワーク用光電スイッチ８
１で未加工ワーク７がある旨の信号を出力している。

【００５９】主軸台４が加工済ワーク載置部３１上方に
到着すると、主軸台４を下降させて加工済ワーク載置部
３１上に加工済ワーク８を載置し、チャック６の爪２７
を把持解除方向に移動させ、加工済ワーク８の把持を解
除して渡す。次いで、主軸台４を所定の位置（ワークと
チャック６とが干渉しない位置）まで上昇させる。その
後、主軸台４を、加工済ワーク載置部３１から未加工ワ
ーク載置部３０上方に移動させたのち下降させて、ここ
に載置されている未加工ワーク７をチャック６の爪２７
で把持する。チャック６による未加工ワーク７の把持
後、主軸台４を所定位置まで上昇させる。主軸台４は、
加工領域１７側に移動して切削加工を開始する。

【００６０】一方、作業者は、旋盤１が切削加工を行っ
ている間に、ワークの取り替え作業を行う。なお、手動
旋回式の旋回台３５を使用した例で説明を行う。この
時、ワーク授受位置Ｄにある一方の側の未加工ワーク載
置部３０の上は空であり、加工済ワーク載置部３１の上
には、旋盤１のチャック６から渡された加工済ワーク８
が載置され、ワーク取り替え作業位置Ｅにある他方の側
の未加工ワーク載置部３０の上には、これから旋盤１の
チャック６が受け取る未加工ワーク７が載置され、加工
済ワーク載置部３１の上は空の状態になっているものと
する。

【００６１】主軸台４が加工領域１７側に移動して加工
を行っているとき、作業者は、ロッド６０ａを操作し、
位置決めピン６２を係合孔５４から離脱させる。このこ
とにより旋回台３５は旋回自在となるので、作業者は旋
回台３５を１８０度旋回させる。その結果、一方の側の
未加工ワーク載置部３０及び加工済ワーク載置部３１が
ワーク取り替え作業位置Ｅ側に移動し、他方の側の未加
工ワーク載置部３０及び加工済ワーク載置部３１がワー
ク授受位置Ｄ側に移動する。次いで、ロッド６０ａを操
作し、位置決めピン６２を係合孔５４に係合させて旋回
台３５を位置決めする。作業者は、ワーク取り替え作業
位置Ｅで、加工済ワーク載置部３１から加工済ワーク８
を取り出し、未加工ワーク載置部３０に新しい未加工ワ
ーク７を載置する。これにより初期の状態に戻るので、
旋盤１側で加工が終了し、主軸台４のチャック６との間
で加工済ワーク８，未加工ワーク７が授受されるのを待
つ。

【００６２】次に、自動旋回式旋回台の説明を行う。こ
の時、ワーク授受位置Ｄ側にある一方の側の未加工ワー
ク載置部３０には、これから旋盤１のチャック６が受け
取る未加工ワーク７が載置されており、加工済ワーク載
置部３１は空の状態になっているものとする。同様に、
ワーク取り替え作業位置Ｅ側の他方の側の未加工ワーク
載置部３０には、これから旋盤１のチャック６が受け取
る未加工ワーク７が載置されており、加工済ワーク載置
部３１は空の状態になっているものとする。

【００６３】主軸台４が、加工領域１７からワーク授受
領域１８に移動し、加工済ワーク８を一方の側の加工済
ワーク載置部３１に渡し、未加工ワーク７を未加工ワー
ク載置部３０より受け取る動作を行う。主軸台４が、旋
回台３５等と干渉しない位置例えば加工領域１７側に移
動した時、旋回台３５は旋回可能となるので、作業者は
操作盤（図示せず）の旋回用操作ボタンを操作する。こ
の操作により、旋回台３５は、駆動手段３６に駆動され
て１８０度旋回動作を行う。即ち、旋回用の圧力流体
（例えば、圧力油）を流体圧シリンダ装置（油圧シリン
ダ装置）７１の一方のシリンダ室７３に供給し、他方の
シリンダ室７４を大気圧にする。旋回用ピストン７０及
びラック５１が中心軸線Ｃ₂ 方向に移動し、歯車４８，
回転部材４５を介して旋回台３５を回転させる。

【００６４】一方の側の未加工ワーク載置部３０及び加
工済ワーク載置部３１がワーク取り替え作業位置Ｅ側に
位置し、他方の側の未加工ワーク載置部３０及び加工済
ワーク載置部３１がワーク授受位置Ｄ側に位置する。作
業者は、ワーク取り替え作業位置Ｅ側の加工済ワーク載
置部３１から加工済ワーク８を取り出し、未加工ワーク
載置部３０に新しい未加工ワーク７を載置する。この状
態で、初期の状態に戻るので、旋盤１側で加工が終了
し、主軸台４のチャック６との間で加工済ワーク８，未
加工ワーク７が授受されるのを待つ。

【００６５】また、下記のように、ＮＣプログラムの指
令で旋回させるようにしてもよい。この場合には、作業
者は、ワーク取り替え作業位置Ｅ側の加工済ワーク載置
部３１から加工済ワーク８を取り出し、未加工ワーク載
置部３０に新しい未加工ワーク７を載置する作業が完了
すると、操作盤（図示せず）のワーク準備完了操作スイ
ッチを操作して、ワーク準備完了信号を例えばＯＮ状態
にしておく。ＮＣプログラムの所定の位置に挿入された
工作物交換指令（例えば、Ｍ６０；等の指令）を実行す
ることにより、旋回台３５は旋回動作を行う。動作完了
後、ワーク準備完了信号はＯＦＦ状態となる。即ち、ワ
ーク授受位置Ｄ側で加工済ワーク８を加工済ワーク載置
部３１に渡し、未加工ワーク載置部３０より未加工ワー
ク７を受け取る動作を行い、加工領域１７での加工が完
了してワーク授受位置Ｄ側に移動するＮＣプログラムの
ブロックの前などに、工作物交換指令を挿入しておけば
よい。

【００６６】なお、工作物交換指令が実行状態になった
時、ワーク準備完了操作スイッチが操作されていない場
合（即ち、ワーク準備完了信号がＯＦＦ状態の時）に
は、旋回台３５の旋回動作は実行されず完了信号が出力
されない。旋盤１及び工作物交換装置３は、作業者が加
工済ワーク８を取り出して次の未加工ワーク７の載置を
行い、その後、ワーク準備完了操作スイッチが操作され
るまで待つ。

【００６７】（第２，第３の実施形態）第１の実施形態
では、旋回台３５，３５ａの一方と他方に、未加工ワー
ク載置部３０とこれに並ぶ加工済ワーク載置部３１から
なる載置部をそれぞれ設けたが、第２，第３の実施形態
のように、工作物交換装置をより簡素な構成にすること
も可能である。なお、前記工作物交換装置３，３ａと同
一又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略
し、異なる部分のみ説明する。

【００６８】図１０は本発明の第２の実施形態に係る工
作物交換装置３ｂの平面図である。図１０に示すよう
に、工作物交換装置３ｂは、基体３２に対して旋回移動
自在に設けられた旋回台１３５と、旋回台１３５の一方
の側に設けられ、未加工ワーク７及び加工済ワーク８を
載置する第１のワーク載置部１３０と、旋回台１３５の
他方の側に設けられ、未加工ワーク７及び加工済ワーク
８を載置する第２のワーク載置部１３１と、旋回台１３
５を駆動するための駆動手段（旋回駆動体）３６と、旋
回台１３５の位置決め保持をするための位置決め手段１
３７とを備えている。

【００６９】そして、加工済ワーク８が載置された第１
のワーク載置部１３０又は第２のワーク載置部１３１
と、未加工ワーク７が載置された第２のワーク載置部１
３１又は第１のワーク載置部１３０とを、駆動手段３６
の駆動力による旋回台１３５の旋回動作で入れ替えてワ
ークの交換を行うようにしている。旋回台１３５が旋回
することにより、第１のワーク載置部１３０と第２のワ
ーク載置部１３１が、ワーク授受位置Ｄとワーク取り替
え作業位置Ｅに交互に移動する。

【００７０】光電スイッチ８０は、加工済ワーク有無検
出手段と未加工ワーク有無検出手段の両方の機能を有し
ている。即ち、光電スイッチ８０は、ワーク授受位置Ｄ
に第１のワーク載置部１３０及び第２のワーク載置部１
３１のいずれか一方が位置決めされている時に、この第
１のワーク載置部１３０又は第２のワーク載置部１３１
に、ワーク（加工済ワーク８又は未加工ワーク７）が載
置されているか否かを検出している。位置決め検出手段
６１は、旋回台１３５が旋回方向の所定の位置に位置決
めされているか否かを検出している。

【００７１】この実施形態では、ワーク授受位置Ｄ側に
ある第１のワーク載置部１３０は空であり、ワーク取り
替え作業位置Ｅ側にある第２のワーク載置部１３１には
次に加工する未加工ワーク７が載置されている状態とす
る。また、ワーク準備完了信号がＯＮ状態（即ち、ワー
ク準備完了操作スイッチを操作した状態）になっている
ものとする。ＮＣプログラムの動作指令に従って主軸台
４が移動し、チャック６が把持している加工済ワーク８
を第１のワーク載置部１３０に渡す。主軸台４が旋回台
１３５等と干渉しない所定の位置に上昇するように、Ｎ
Ｃプログラム（移動指令）の後に工作物交換指令をプロ
グラムしてある。

【００７２】したがって、主軸台４が所定の位置まで上
昇した後、旋回台１３５は駆動手段３６の駆動力で旋回
動作を行う。ワーク授受位置Ｄ側に第２のワーク載置部
１３１が移動し、ワーク取り替え作業位置Ｅ側に第１の
ワーク載置部１３０が移動する。主軸台４が下降し、未
加工ワーク７を第２のワーク載置部１３１よりチャック
６が把持して受け取る。主軸台４は、所定位置まで上昇
したのち加工領域１７側に移動して加工を行う。ワーク
取り替え作業位置Ｅ側では、作業者が第１のワーク載置
部１３０より加工済ワーク８を取り出し、この第１のワ
ーク載置部１３０に次の未加工ワーク７を載置する。そ
して、ワーク準備完了操作スイッチを操作してワーク準
備完了状態とする。これで、当初の状態に戻る。

【００７３】また、下記のように、必ずしもＮＣプログ
ラムの工作物交換指令で旋回台１３５を旋回させなくて
もよい。この場合には、主軸台４が、ワーク授受位置Ｄ
側にある第１のワーク載置部１３０（又は、第２のワー
ク載置部１３１）に加工済ワーク８を載置し、主軸台４
が所定の位置まで上昇した後、ＮＣプログラムをプログ
ラム休止指令（例えば、Ｍ００）を実行させ、旋盤１及
び工作物交換装置３ｂをプログラム休止状態とする。こ
の状態で、手動操作又は操作盤の旋回台旋回用操作スイ
ッチを操作することにより旋回台１３５を旋回させる。
旋回台１３５が旋回動作終了後、ＮＣプログラムを再起
動させる。

【００７４】主軸台４は、ワーク授受位置Ｄ側に旋回し
た第２のワーク載置部１３１（又は、第１のワーク載置
部１３０）の未加工ワーク７をチャック６で把持し、加
工領域１７側に移動して加工を行う。作業者は、ワーク
取り替え作業位置Ｅ側に移動してきた第１のワーク載置
部１３０（又は、第２のワーク載置部１３１）より加工
済ワーク８を取り出し、次の未加工ワーク７を載置す
る。

【００７５】図１１は本発明の第３の実施形態に係る工
作物交換装置３ｃの平面図である。図１１に示すよう
に、この工作物交換装置３ｃでは、チャック６と対向す
るように未加工ワーク７が載置される未加工ワーク載置
部３０と、加工済ワーク８を載置する加工済ワーク載置
部３１とが、旋回台３５ｃの一方の側にのみ設けられて
いる。工作物交換装置３ｃは、旋回台３５ｃを旋回させ
る駆動手段３６と、旋回台３５ｃを位置決め保持する位
置決め手段３７とを有している。この位置決め手段３７
は、旋回台３５ｃが旋回方向の所定の位置に位置決めさ
れているか否かを検出する位置決め検出手段６１を有し
ている。この第３の実施形態の場合には、チャック６が
加工済ワーク８を加工済ワーク載置部３１に渡して載置
した後、主軸台４（チャック６）は、未加工ワーク７が
載置されている未加工ワーク載置部３０に移動して未加
工ワーク７を受け取る。主軸台４は、加工領域１７に移
動して、受け取った未加工ワーク７の加工を行う。

【００７６】一方、作業者は、駆動手段３６を操作して
旋回台３５ｃを１８０度旋回させ、未加工ワーク載置部
３０と加工済ワーク載置部３１をワーク取り替え作業位
置Ｅ側に位置させる。加工済ワーク載置部３１より加工
済ワーク８を取り出し、未加工ワーク載置部３０に次の
未加工ワーク７を載置する。そして、駆動手段３６を操
作して旋回台３５ｃを旋回させ、未加工ワーク載置部３
０と加工済ワーク載置部３１をワーク授受位置Ｄ側に位
置させる。

【００７７】未加工ワーク載置部３０と加工済ワーク載
置部３１がワーク授受位置Ｄに位置決めされていること
をセンサ６１ａの信号で確認するとともに、ワーク授受
位置Ｄにおける未加工ワーク載置部３０に未加工ワーク
有り，加工済ワーク載置部３１に加工済ワークなしの状
態になったことを、未加工ワーク有無検出手段８１，加
工済ワーク有無検出手段８０の信号でそれぞれ確認す
る。これらの条件が確認できた時のみ、主軸台４は、ワ
ーク授受領域１８側に移動してワーク授受が可能となる
ように制御される。

【００７８】また、下記のように、ＮＣプログラムの工
作物交換指令で旋回台３５ｃを旋回させてもよい。この
場合、主軸台４が加工領域１７側に移動した後、第１の
工作物交換指令で旋回台３５ｃを旋回させる。ワーク取
り替え作業位置Ｅ側で、作業者が加工済ワーク載置部３
１から加工済ワーク８を取り出し、次の未加工ワーク７
を未加工ワーク載置部３０に載置する。そして、ワーク
準備完了操作スイッチを操作し、ワーク準備完了状態と
する。

【００７９】加工領域１７側での加工が完了した後、第
２の工作物交換指令が実行され、旋回台３５ｃが１８０
度旋回する。主軸台４が、ワーク授受位置Ｄに移動して
加工済ワーク８を渡す動作、及び未加工ワーク７を受け
取る動作を実行する。未加工ワーク７をチャック６が把
持した主軸台４は、加工領域１７側で加工を行う。ま
た、第２の工作物交換指令は、ワーク準備完了状態の時
のみ旋回動作を実行し、ワーク準備完了状態でない時に
はワーク準備完了状態になるのを待つことになる。な
お、旋回台３５ｃを駆動手段３６による駆動力で駆動さ
せる例で説明を行ったが、作業者が手動で旋回台３５ｃ
を旋回させてもよい。

【００８０】（第４，第５の実施形態）更に、第４，第
５の実施形態として、ワークを載置するワーク載置部を
一対設けて、ワーク授受位置Ｄとワーク取り替え作業位
置Ｅとの間で、ワーク載置部を往復移動させることもで
きる。図１２，図１３は、それぞれ本発明の第４，第５
の実施形態に係る工作物交換装置３ｄ，３ｅの平面図で
ある。なお、前記各実施形態の工作物交換装置と同一又
は相当部分には同一符号を付してその説明を省略し、異
なる部分のみ説明する。

【００８１】図１２に示す工作物交換装置３ｄは、基体
３２に設けられ可動体移動領域３８と可動体非移動領域
３９（可動体移動領域外）との間を自在に進退移動する
移動台２３５と、移動台２３５上に設けられ、未加工ワ
ーク７を載置する未加工ワーク載置部２３０と、移動台
２３５上に未加工ワーク載置部２３０と並設され、チャ
ック６から渡された加工済ワーク８が載置される加工済
ワーク載置部２３１とを備えている。そして、可動体移
動領域３８で旋盤１のチャック６との間で未加工ワーク
７及び加工済ワーク８の授受を行うとともに、可動体移
動領域外で作業者が未加工ワーク７の載置作業及び加工
済ワーク８の取り出し作業を行えるようにしている。

【００８２】基体３２に取付けられた一対の平行なガイ
ドレール２３６が、ワーク授受位置Ｄからワーク取り替
え作業位置Ｅの方向に向けて配設されている。基体３２
には、一方のストッパ２３８と、移動台２３５を一方の
ストッパ２３８側に押圧して保持する保持部材２４０と
が、ワーク授受位置Ｄ側に取付けられている。一方のス
トッパ２３８と保持部材２４０とで位置決め手段が構成
されている。他方のストッパ２３９は、ワーク取り替え
作業位置Ｅ側に位置して基体３２に取付けられている。
移動台２３５は、スライド部材（図示せず）を介してガ
イドレール２３６，２３６により、矢印Ｆに示すように
往復移動自在に案内支持されており、一方のストッパ２
３８によりワーク授受位置Ｄ側に、他方のストッパ２３
９によりワーク取り替え作業位置Ｅ側に、それぞれ移動
位置が規制されて進退移動する。ガイドレール２３６，
２３６とスライド部材は、公知の直動ころがり案内を構
成するものである。なお、移動台２３５は、公知のすべ
り案内等に案内されて移動してもよい。

【００８３】保持部材２４０は、内蔵された圧縮ばね等
の付勢力によって先端部側に付勢されている球状又は円
錐状等の係合部材２４０ａが前記付勢力に抗して進退移
動可能な機構を有している。移動台２３５に形成された
被係合部２４１と係合部材２４０ａが、前記付勢力に抗
して着脱自在に係合可能になっているので、移動台２３
５は、被係合部２４１と保持部材２４０とが係合するこ
とにより、ワーク授受位置Ｄ側の一方のストッパ２３８
に当接した位置に位置決めされる。

【００８４】移動台２３５には、可動体非移動領域３９
に常に位置している取っ手２３７が取付けられており、
作業者は、この取っ手２３７を把持して移動台２３５を
矢印Ｆ方向に手動で移動させる。位置決め検出手段２４
２が、ワーク授受位置Ｄ側に位置して基体３２側即ち一
方のストッパ２３８に取付けられている。位置決め検出
手段２４２は、移動台２３５がワーク授受位置Ｄ側の所
定の位置に位置決めされているか否かを検出する。

【００８５】図１３に示す工作物交換装置３ｅは、基体
３２に設けられ可動体移動領域３８と可動体移動領域外
との間をそれぞれ往復移動する第１の移動台２５０及び
第２の移動台２５１と、第１の移動台２５０上に設けら
れ、未加工ワーク７及び加工済ワーク８を載置する第１
のワーク載置部１３０と、第２の移動台２５１上に設け
られ、未加工ワーク７及び加工済ワーク８を載置する第
２のワーク載置部１３１とを備えている。そして、可動
体移動領域３８でチャック６との間で未加工ワーク７及
び加工済ワーク８の授受を行うとともに、可動体移動領
域外で作業者が未加工ワーク７の載置作業及び加工済ワ
ーク８の取り出し作業を行えるようにしている。

【００８６】基体３２には、一対の平行なガイドレール
２３６が、ワーク授受位置Ｄからワーク取り替え作業位
置Ｅの方向に向けて、第１，第２の移動台２５０，２５
１用に二組配設されている。基体３２には、第１の移動
台２５０用の一組のストッパ２３８，２３９及び一方の
保持部材２４０と、第２の移動台２５１用の他の一組の
ストッパ２３８，２３９及び他方の保持部材２４０とが
設けられている。一方の保持部材２４０とストッパ２３
８は、第１の移動台２５０をワーク授受位置Ｄに位置決
め保持するようにワーク授受位置Ｄ側に配置され、他方
の保持部材２４０と一方のストッパ２３８も、第２の移
動台２５１をワーク授受位置Ｄに位置決め保持するよう
にワーク授受位置Ｄ側に配置されている。また、他方の
ストッパ２３９，２３９は、ワーク取り替え作業位置Ｅ
側に配置されている。

【００８７】第１の移動台２５０，第２の移動台２５１
は、ガイドレール２３６により矢印Ｆに示すように独立
して往復移動自在にそれぞれ案内支持されており、一方
のストッパ２３８によりワーク授受位置Ｄ側に、他方の
ストッパ２３９によりワーク取り替え作業位置Ｅ側に、
それぞれ移動動作が規制されている。第１の移動台２５
０，第２の移動台２５１には、移動台がワーク授受位置
Ｄに位置決め保持されているか否かを検出するための位
置決め検出手段２４２が、ワーク授受位置Ｄ側に位置し
て、基体３２側即ち一方のストッパ２３８にそれぞれ取
付けられている。

【００８８】加工済ワーク有無検出手段と未加工ワーク
有無検出手段の両方の機能を有している光電スイッチ８
０（例えば、図１０に示す光電スイッチ８０と同様のも
の）が、第１のワーク載置部１３０用と第２のワーク載
置部１３１用に一つずつ基台３２に設けられている。な
お、第１の移動台２５０，第２の移動台２５１が互いに
独立して進退移動する場合を示したが、第１の移動台２
５０，第２の移動台２５１が連動して互いに逆方向に往
復移動するようにしてもよい。また、第４，第５の実施
形態では、移動台２３５，第１，第２の移動台２５０，
２５１を手動で往復移動させる例で説明を行ったが、駆
動手段による駆動力で移動させてもよい。また、ＮＣプ
ログラムに工作物交換指令を挿入しておいてもよい。

【００８９】上述のように、本発明の工作物交換装置
３，３ａから３ｅは、自動式と手動式の中間的な性格を
有するものであり、自動化した従来の工作物交換装置よ
り構成を簡素化して信頼性を高めることができる。ま
た、仕切り手段４０，４０ａで作業者の作業範囲を規制
するとともに、位置決め検出手段６１及び加工済ワーク
有無検出手段８０を設けて、安全な条件の時にのみ、主
軸台４，サドル１２など可動体が工作物交換装置側に移
動できるようなインタロックを設けている。これによ
り、作業者は常に安全にワークの取り替え作業を行うこ
とができ、また、旋盤の可動体と工作物交換装置との干
渉を防止して安全性を高めることができる。

【００９０】本発明によれば、作業者は、工作物交換装
置のワーク載置部（例えば、未加工ワーク載置部３０，
２３０，第１のワーク載置部１３０，第２のワーク載置
部１３１）の上に未加工ワーク７を載せる作業と、他の
ワーク載置部（例えば、加工済ワーク載置部３１，２３
１，第１のワーク載置部１３０及び第２のワーク載置部
１３１）から加工済ワーク８を取り出す作業を行うだけ
でよい。したがって、ワークを上方向に高く持ち上げる
ような無理な動作を行わなくてもワークの交換ができる
ので、ワークが比較的重い場合や、交換するワーク数が
多い場合などでも、ワークの交換作業を行う作業者の負
担を従来より軽減することができる。また、ロボット，
ローダなどワーク搬送装置等を設けなくとも、工作物交
換装置でワークの交換を行って旋盤１でワークの連続加
工ができる。

【００９１】前記説明では、チャックがチャックシリン
ダで把持・把持解除動作を行う流体圧チャックの場合を
示したが、スクロールチャック等を駆動モータで駆動し
て把持爪の把持・把持解除を行う電動チャックなど他の
チャックであってもよい。なお、各図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。

【００９２】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、工
作物交換装置を簡素な構成にして信頼性を高めることが
でき、また、ワーク交換作業の安全性及び作業性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１から図９は本発明の第１の実施形態を示す
図で、図１は主軸移動型立て旋盤に手動旋回式の工作物
交換装置を付属させた全体平面図である。

【図２】図１に示す主軸移動型立て旋盤の全体正面図で
ある。

【図３】図１に示す手動旋回式の旋回台等の断面図であ
る。

【図４】自動旋回式の工作物交換装置の平面図である。

【図５】図４に示す工作物交換装置の正面図である。

【図６】図６（Ａ）は図４に示す自動旋回式の旋回台等
の断面図、図６（Ｂ）は位置決め手段の詳細図である。

【図７】自動旋回式の工作物交換装置の駆動手段を示す
拡大平面断面図である。

【図８】第１の実施形態の他の例に係る工作物交換装置
の平面図である。

【図９】図８に示す工作物交換装置の正面図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態に係る工作物交換装
置の平面図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態に係る工作物交換装
置の平面図である。

【図１２】本発明の第４の実施形態に係る工作物交換装
置の平面図である。

【図１３】本発明の第５の実施形態に係る工作物交換装
置の平面図である。

【符号の説明】

１ 主軸移動型立て旋盤（主軸移動型立形工作機械） ２ 機械本体 ３，３ａから３ｅ 工作物交換装置 ４ 主軸台 ５ 主軸 ６ チャック ７ 未加工ワーク（工作物） ８ 加工済ワーク（工作物） ３０ 未加工ワーク載置部 ３１ 加工済ワーク載置部 ３２ 工作物交換装置基体 ３５，３５ａ，３５ｃ 旋回台（移動台） ３８ 可動体移動領域 ３９ 可動体非移動領域（可動体移動領域外） ４０，４０ａ 仕切り手段 ６１ 位置決め検出手段 ８０ 加工済ワーク用光電スイッチ（干渉物有無検出
手段） ８１ 未加工ワーク用光電スイッチ（未加工工作物有
無検出手段） １３０ 第１のワーク載置部 １３１ 第２のワーク載置部 １３５ 旋回台（移動台） ２３５ 移動台 ２４２ 位置決め検出手段 ２５０ 第１の移動台 ２５１ 第２の移動台 Ｃ 主軸軸線

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向又はこの垂直方向に対して所定
   角度傾斜した方向に軸線を有する主軸を回転自在に支持
   する主軸台が前記主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直
   交する方向に移動する主軸移動型立形工作機械におい
   て、前記主軸の下端に設けられたチャックとの間で工作
   物を授受するための工作物交換装置であって、 前記工作機械の機械本体の近傍に設置された工作物交換
   装置基体と、 この工作物交換装置基体に設けられ、前記主軸台を含む
   可動体が移動する可動体移動領域と可動体移動領域外と
   の間を移動する移動台と、 この移動台上に設けられ、前記チャックが受け取るため
   の未加工工作物を載置する未加工工作物載置部と、 前記移動台上に前記未加工工作物載置部と並設され、前
   記チャックから渡された加工済工作物が載置される加工
   済工作物載置部とを備え、 前記可動体移動領域で前記工作機械の前記チャックとの
   間で前記未加工工作物及び前記加工済工作物の授受を行
   うとともに、前記可動体移動領域外で作業者が前記未加
   工工作物の載置作業及び前記加工済工作物の取り出し作
   業を行えるようにしたことを特徴とする主軸移動型立形
   工作機械における工作物交換装置。
2. 【請求項２】 前記未加工工作物載置部と前記加工済工
   作物載置部とを一つの対として、この対にした前記未加
   工工作物載置部と前記加工済工作物載置部を二組以上前
   記移動台に設け、 少なくとも一組が前記可動体移動領域に位置して前記チ
   ャックとの間で前記未加工工作物及び前記加工済工作物
   の授受を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載の主軸移動型立形工作機械における工作物交換装置。
3. 【請求項３】 垂直方向又はこの垂直方向に対して所定
   角度傾斜した方向に軸線を有する主軸を回転自在に支持
   する主軸台が前記主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直
   交する方向に移動する主軸移動型立形工作機械におい
   て、前記主軸の下端に設けられたチャックとの間で工作
   物を授受するための工作物交換装置であって、 前記工作機械の機械本体の近傍に設置された工作物交換
   装置基体と、 この工作物交換装置基体に対して旋回移動自在に設けら
   れた旋回台と、 この旋回台の一方の側に設けられ、前記チャックとの間
   で授受するための未加工工作物及び加工済工作物を載置
   する第１の工作物載置部と、 前記旋回台の他方の側に設けられ、前記チャックとの間
   で授受するための未加工工作物及び加工済工作物を載置
   する第２の工作物載置部とを備え、 前記加工済工作物が載置された前記第１の工作物載置部
   又は前記第２の工作物載置部と、前記未加工工作物が載
   置された前記第２の工作物載置部又は前記第１の工作物
   載置部とを、前記旋回台の旋回動作で入れ替えて工作物
   の交換を行うようにしたことを特徴とする主軸移動型立
   形工作機械における工作物交換装置。
4. 【請求項４】 垂直方向又はこの垂直方向に対して所定
   角度傾斜した方向に軸線を有する主軸を回転自在に支持
   する主軸台が前記主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直
   交する方向に移動する主軸移動型立形工作機械におい
   て、前記主軸の下端に設けられたチャックとの間で工作
   物を授受するための工作物交換装置であって、 前記工作機械の機械本体の近傍に設置された工作物交換
   装置基体と、 この工作物交換装置基体に設けられ、前記主軸台を含む
   可動体が移動する可動体移動領域と可動体移動領域外と
   の間をそれぞれ移動する第１，第２の移動台と、 この第１の移動台上に設けられ、前記チャックとの間で
   授受するための未加工工作物及び加工済工作物を載置す
   る第１の工作物載置部と、 前記第２の移動台上に設けられ、前記チャックとの間で
   授受するための未加工工作物及び加工済工作物を載置す
   る第２の工作物載置部とを備え、 前記可動体移動領域で前記工作機械の前記チャックとの
   間で前記未加工工作物及び前記加工済工作物の授受を行
   うとともに、前記可動体移動領域外で作業者が前記未加
   工工作物の載置作業及び前記加工済工作物の取り出し作
   業を行えるようにしたことを特徴とする主軸移動型立形
   工作機械における工作物交換装置。
5. 【請求項５】 前記移動台を駆動する駆動手段が前記工
   作物交換装置基体に設けられ、 この駆動手段の駆動力により、前記移動台を前記可動体
   移動領域と前記可動体移動領域外に移動させることを特
   徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の主軸移
   動型立形工作機械における工作物交換装置。
6. 【請求項６】 前記工作機械の前記可動体の移動領域と
   前記可動体の移動領域外との間に仕切り手段が設けら
   れ、作業者が前記可動体移動領域に侵入できないように
   したことを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に
   記載の主軸移動型立形工作機械における工作物交換装
   置。
7. 【請求項７】 前記可動体の移動領域の所定の位置に前
   記加工済工作物載置部，前記第１の工作物載置部又は前
   記第２の工作物載置部が位置決めされた時、前記加工済
   工作物を含む干渉物が前記加工済工作物載置部，前記第
   １の工作物載置部又は前記第２の工作物載置部に載置さ
   れているか否かを検出する干渉物有無検出手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかの項に記載
   の主軸移動型立形工作機械における工作物交換装置。
8. 【請求項８】 前記可動体の移動領域の所定の位置に前
   記未加工工作物載置部，前記第１の工作物載置部又は前
   記第２の工作物載置部が位置決めされた時、前記未加工
   工作物載置部，前記第１の工作物載置部又は前記第２の
   工作物載置部に前記未加工工作物が載置されているか否
   かを検出する未加工工作物有無検出手段を設けたことを
   特徴とする請求項１から７のいずれかの項に記載の主軸
   移動型立形工作機械における工作物交換装置。
9. 【請求項９】 前記移動台，前記旋回台，前記第１の移
   動台又は前記第２の移動台が移動方向の所定の位置に位
   置決めされているか否かを検出する位置決め検出手段を
   設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれかの項
   に記載の主軸移動型立形工作機械における工作物交換装
   置。