JPWO2015141298A1 - ワーク搬送装置、工作機械、及びワーク搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄装置を別個に設けることなく、ワークの内側を効率的に洗浄することができるワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに低コスト化を図ることができ、かつメンテナンス面の負担を低減することが可能な工作機械を提供すること。【解決手段】筒状のワーク（Ｗ）を搬送するワーク搬送装置（１００）であって、ワーク（Ｗ）を保持するチャック（１２）と、チャック（１２）により保持したワーク（Ｗ）の内側（Ｗａ）に向けてチャック（１２）側から流体（ＦＬ）を放出するようにチャック（１２）に配置されるノズル（１５）と、を備える。

Description

本発明は、ワーク搬送装置、工作機械、及びワーク搬送方法に関する。

旋盤などの工作機械において、加工対象のワークを保持する主軸と、ワーク搬入部との間においてワークを搬送するワーク搬送装置を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような工作機械において、筒状のワークを加工する場合、加工によって生じる切り屑などの異物がワークの内部に付着するため、例えば加工後にワークの内側へエアを吹き付けて洗浄することなどが行われていた。しかしながら、ワークの一方の端部にはチャック面が配置されているため、該一方の端部からはエアや異物が排出されにくく、ワークの内側に異物が残ってしまうことがあった。このため、従来、工作機械とは別置の洗浄装置や装置外部の手動のエア式洗浄具などを用いて、ワークの内部の異物を洗浄することが行われていた。

特開２０１２−１３９７５７号公報

しかしながら、別置の洗浄装置を用いた場合、該装置を配置するスペースが必要になり、装置全体が大掛かりになる。また、装置外部のエア式洗浄具を用いた場合、装置外部のスペースを切り屑などの異物によって汚してしまうため、清掃等が必要になる。これにより、コストが高くなり、メンテナンス面での負担が大きくなるという問題があった。

以上のような事情に鑑み、本発明は、洗浄装置を別個に設けることなく、ワークの内側を効率的に洗浄することができるワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに低コスト化を図ることができ、かつメンテナンス面の負担を低減することが可能な工作機械を提供することを目的とする。

本発明は、筒状のワークを搬送するワーク搬送装置であって、ワークを保持するチャックと、チャックにより保持したワークの内側に向けて前記チャック側から流体を放出するようにチャックに配置されるノズルと、を備える。

また、チャックは、ワークを水平方向及び下方向に向けるように移動可能に形成され、ノズルは、チャックがワークを下方向に向けた際に流体を放出してもよい。また、チャックは、２つ設けられ、２つのチャックは、一方のチャックが水平方向を向く場合に他方のチャックが下方向を向くように配置されるとともに、一方のチャック及び他方のチャックの向きが互いに切り替え可能に設けられ、ノズルは、一方のチャックに配置され、一方のチャックが下方向を向く場合に、ノズルと、流体を供給する配管とを接続させる接続部を備えてもよい。また、接続部は、配管内の流体の圧力によって移動可能に形成され、移動時に配管とノズルとを接続してもよい。

また、本発明は、ワークを保持する主軸を備える工作機械であって、ワーク搬入出部と主軸との間においてワークを搬送するローダ装置を備え、ローダ装置として、上記のワーク搬送装置が用いられる。

また、本発明は、筒状のワークを搬送するワーク搬送方法であって、ワークをチャックにより保持することと、チャックにより保持したワークの内側に向けてチャック側から流体を放出することと、を含む。

また、ノズルは、ワークの加工領域において流体を放出してもよい。また、ワークを受け取って、ワークの向きを反転させるための反転装置を備える工作機械であって、反転装置として、上記のワーク搬送装置が用いられる。

本発明によれば、チャックにより保持したワークの内側に向けてノズルから流体を放出することにより、チャック側からワークの内側を洗浄することができる。これにより、洗浄装置を別個に設けることなく、ワークの内側を効率的に洗浄することができる。

また、チャックが、ワークを水平方向及び下方向に向けるように移動可能に形成され、ノズルが、チャックがワークを下方向に向けた際に流体を放出するものでは、流体の圧力と重力とによってワークの内側の異物を下方向に落とすことができる。また、チャックは、２つ設けられ、２つのチャックは、一方のチャックが水平方向を向く場合に他方のチャックが下方向を向くように配置されるとともに、一方のチャック及び他方のチャックの向きが互いに切り替え可能に設けられ、ノズルは、一方のチャックに配置され、一方のチャックが下方向を向く場合に、ノズルと、流体を供給する配管とを接続させる接続部を備えるものでは、２つのチャックのうちノズルを有する一方のチャックが下方向を向く場合にノズルと配管とが接続されるため、この場合に接続部に接続されたノズルから流体を放出することができる。これにより、チャックの向きに応じて接続状態を切り替えることができる。また、接続部が、配管内の流体の圧力によって移動可能に形成され、移動時に配管とノズルとを接続するものでは、別途接続機構を設けることなく、配管とノズルとを接続することができる。

また、本発明によれば、ワークの内側を効率的に洗浄することができるワーク搬送装置がローダ装置として設けられるため、低コスト化を図ることができ、かつメンテナンス面の負担を低減できる工作機械を得ることができる。

また、ノズルが、ワークの加工領域において流体を放出するものでは、加工直前又は加工直後のワークの内側を洗浄することができる。また、ワークを受け取ってワークの向きを反転させるための反転装置として、上記のワーク搬送装置が用いられるため、ワークの向きを反転させる際にワークの内側を効率的に洗浄することができる。

第１実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、接続部の一例を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ワーク搬送装置の動作の一例を示す図である。 変形例に係る接続部の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態に係る工作機械の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、工作機械の動作の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ローダ装置の動作の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、反転装置の動作の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。このＸＹＺ座標系においては、水平面（例、床面Ｆ）に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面に平行な任意の方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るワーク搬送装置１００の一例を示す図である。
ワーク搬送装置１００は、ローダヘッド１０と、ヘッド駆動部２０と、流体供給部３０とを備えている。また、ワーク搬送装置１００は、これらローダヘッド１０、ヘッド駆動部２０及び流体供給部３０を統括的に説御する不図示の制御部を有している。ワークＷとしては、例えば円筒状に形成されたワークを例に挙げて説明する。

ローダヘッド１０は、基部１１と、チャック１２及び１３と、回転機構１４と、ノズル１５とを有している。
基部１１は、チャック１２及び１３を保持する。基部１１は、床面Ｆに対して所定角度（例、４５°）傾斜した軸ＡＸの軸周りに回転可能である。

チャック１２及び１３は、一方が下方向に向けた姿勢（床面Ｆに対面する姿勢）に配置され、他方が水平方向に向けた姿勢（床面Ｆに沿った姿勢）に配置される。図１では、チャック１２が下方向に向けた姿勢で配置され、チャック１３が水平方向に向けた姿勢で配置されている。チャック１２、１３は、ベース部材１２ａ、１３ａと、把握爪１２ｂ、１３ｂと、プッシャプレート１２ｃ、１３ｃと、プレート支持部１２ｄ、１３ｄと、を有している。

ベース部材１２ａ、１３ａは、基部１１に接続される。ベース部材１２ａ、１３ａは、把握爪１２ｂ、１３ｂ及びプレート支持部１２ｄ、１３ｄをそれぞれ支持する。把握爪１２ｂ、１３ｂは、チャック１２、１３の周方向に所定の間隔で複数配置されている。把握爪１２ｂ、１３ｂは、チャック１２、１３の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。なお、把握爪１２ｂ、１３ｂを移動させる駆動源は、例えばローダヘッド１０内に設けられる。

プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、ワークＷの端面を押圧する。プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、把握爪１２ｂ、１３ｂとは干渉しないように、例えば三又のアーム状に形成される。また、プッシャプレート１２ｃは、ノズル１５とは干渉しないように、中央部にノズル１５を配置するための貫通穴が形成されている。なお、プッシャプレート１３ｃの中央部に貫通穴が形成されてもよい。プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、プレート支持部１２ｄ、１３ｄによって支持されている。プレート支持部１２ｄ、１３ｄは、弾性変形可能に設けられている。

回転機構１４は、基部１１を軸ＡＸの軸周りに回転させる。回転機構１４は、例えばモータなど不図示の駆動源を有している。回転機構１４により、軸ＡＸの軸周りに基部１１を１８０°回転させることにより、２つのチャック１２及び１３が互いの位置を入れ替え可能となっている。

ノズル１５は、チャック１２に設けられている。ノズル１５は、後述のリザーバ３５を介してベース部材１２ａの中央部に取り付けられている。ノズル１５の先端は、それぞれ筒状に形成されたワークＷの内側Ｗａに向けられている。ノズル１５は、先端からワークＷの内側Ｗａに向けて流体を放出する。

ヘッド駆動部２０は、ローダヘッド１０を移動させる。ヘッド駆動部２０は、Ｘ駆動部２１と、Ｚ駆動部２２と、Ｙ駆動部２３とを有している。
Ｘ駆動部２１は、Ｘ移動体２１ａと、ガイドレール２１ｂとを有している。ガイドレール２１ｂは、Ｘ方向に平行に延びており、不図示の固定部に固定されている。ガイドレール２１ｂは、Ｘ移動体２１ａを案内する。Ｘ移動体２１ａは、不図示の駆動源により、ガイドレール２１ｂに沿ってＸ方向に移動可能となっている。

Ｚ駆動部２２は、Ｚ移動体２２ａと、ガイド部２２ｂとを有している。このガイド部２２ｂは、Ｚ方向に延びており、Ｘ移動体２１ａに固定されている。ガイド部２２ｂは、Ｚ移動体２２ａを案内する。Ｚ移動体２２ａは、不図示の駆動源により、ガイド部２２ｂに沿ってＺ方向に移動可能となっている。

Ｙ駆動部２３は、Ｙ移動体２３ａと、ガイド部２３ｂとを有している。このガイド部２３ｂは、Ｙ方向に平行に延びており、Ｚ移動体２２ａに固定されている。ガイド部２３ｂは、Ｙ移動体２３ａを案内する。Ｙ移動体２３ａは、棒状に形成されている。Ｙ移動体２３ａは、不図示の駆動源により、ガイド部２３ｂに沿ってＹ方向に移動可能となっている。Ｙ移動体２３ａの−Ｙ側端部には、ローダヘッド１０が固定されている。

ローダヘッド１０をＸ方向に移動させる場合、ヘッド駆動部２０は、Ｘ移動体２１ａをＸ方向に移動させる。このとき、Ｚ移動体２２ａ及びＹ移動体２３ａは、Ｘ移動体２１ａと一体的にＸ方向に移動する。この移動では、Ｘ移動体２１ａ、Ｚ移動体２２ａ及びＹ移動体２３ａの間に相対的な移動は生じない。

また、ローダヘッド１０をＺ方向に移動させる場合、ヘッド駆動部２０は、Ｚ移動体２２ａをＺ方向に移動させる。このとき、Ｙ移動体２３ａはＺ移動体２２ａと一体的にＺ方向に移動するが、Ｘ移動体２１ａは移動しない。したがって、このＺ移動体２２ａの移動により、Ｙ移動体２３ａは、Ｘ移動体２１ａに対してＺ方向に移動する。

また、ローダヘッド１０をＹ方向に移動させる場合、ヘッド駆動部２０は、Ｙ移動体２３ａをＹ方向に移動させる。このとき、Ｘ移動体２１ａ及びＺ移動体２２ａは移動しない。したがって、このＹ移動体２３ａの移動により、Ｙ移動体２３ａは、Ｘ移動体２１ａ及びＺ移動体２２ａの両方に対してＹ方向に移動する。

ヘッド駆動部２０は、これらの動作により、ローダヘッド１０が移動体２１と一体で三次元的に移動する。これにより、ヘッド駆動部２０は、搬入部から搬送先まで所定の搬送経路でワークＷを搬送する。

流体供給部３０は、供給源３１と、供給管３２と、接続部３３と、引き回し管３４と、リザーバ３５とを有している。流体供給部３０は、ノズル１５に対して流体を供給する。流体としては、液体（水など）や気体（空気など）、液体と気体との混合物などが挙げられるが、これには限定されず、紛体やゲル状体など他の種類の流体であってもよい。また、流体として、ワークＷを加工する際に用いられる切削剤（クーラント）が用いられてもよい。本実施形態では、流体として、切削剤と、気体と、その混合物とを切り替えて用いる場合を例に挙げて説明する。

供給源３１は、液体供給源と、気体供給源とを有している。液体供給源としては、例えば上記の切削剤の供給系などを用いることができる。また、気体供給源としては、不図示のボンベなどが用いられる。また、供給源３１には、液体の供給、気体の供給、及び、液体と気体との混合物の供給を切り替え可能な不図示の切り換え機構が設けられている。供給源３１は、このような流体を供給管３２に供給する。なお、供給源３１として、液体供給源のみ、又は気体供給源のみが設けられた構成であってもよい。

供給管３２の一方の端部は、供給源３１に接続されている。供給管３２の他方の端部は、基部１１の回転に干渉しない位置に配置されている。供給管３２には、例えば電磁弁３２ａが設けられている。この電磁弁３２ａを開閉させることにより、接続部３３側へ流体を供給するタイミングや流体の供給量等を調整可能である。この電磁弁３２ａの開閉は、例えば制御部によって制御される。なお、スイッチなどにより作業者が手動で電磁弁３２ａの開閉を切り替えるようにしてもよい。接続部３３は、供給管３２の他方の端部と引き回し管３４とを接続する。接続部３３の構成については、後述する。

引き回し管３４は、チャック１２側から接続部３３に引き回される。引き回し管３４は、チャック１２又は基部１１に固定されており、基部１１と一体で回転する。引き回し管３４のうち接続部３３側の端部３４ａは、引き回し管３４の他の部分よりも内径が大きく形成されている。端部３４ａは、チャック１２が下向きに配置される場合に接続部３３に対して間隔を空けて対向するように配置されている。なお、端部３４ａの内径が引き回し管３４の他の部分の内径に対して等しい又は小さい構成であってもよい。引き回し管３４の他方の端部は、リザーバ３５に接続されている。

リザーバ３５は、ベース部１２ａに固定されている。リザーバ３５は、引き回し管３４からの流体を一時的に収容し、ノズル１５に流す。なお、リザーバ３５は、設けられなくてもよい。この場合、引き回し管３４の端部にノズル１５が接続される。

図２（ａ）及び（ｂ）は、接続部３３の一例を示す断面図である。
図２（ａ）に示すように、接続部３３は、シリンダー３３ａと、ピストン３３ｂと、付勢部材３３ｃとを有している。シリンダー３３ａは、供給管３２に接続されている。供給管３２を流通する流体は、シリンダー３３ａの内部に流入するようになっている。

ピストン３３ｂは、シリンダー３３ａの内部に配置されている。ピストン３３ｂは、シリンダー３３ａの内部を、流体の流通方向に沿って往復して移動可能に設けられている。ピストン３３ｂの上流側（供給管３２側）の端部は、シリンダー３３ａの内壁側に張り出すように形成されている。ピストン３３ｂの下流側（引き回し管３４側）の端部は、シリンダー３３ａの下流側の壁部を貫通して配置されている。

ピストン３３ｂの内部には、流路３３ｄが形成されている。流路３３ｄは、ピストン３３ｂの上流側の端面から下流側の端面までを貫通して形成されている。流路３３ｄの径は、供給管３２の径よりも小さくなっている。したがって、流体の配管抵抗は、供給管３２よりも流路３３ｄの方が大きくなっている。

付勢部材３３ｃは、シリンダー３３ａの下流側の内壁とピストン３３ｂの張り出し部との間に配置されている。付勢部材３３ｃは、ピストン３３ｂに対して下流側から上流側へ向けて弾性力を付与している。この弾性力により、流体が流れない場合には、ピストン３３ｂがシリンダー３３ａの内部に収容された状態となる。

引き回し管３４の端部３４ａは、チャック１２が下方向に向けられる場合にピストン３３ｂに対向するように配置される。なお、チャック１３が下方向に向けられる場合、端部３４ａは、基部１１の＋Ｘ側に配置されるため、ピストン３３ｂの下流側には配置されない。

図２（ａ）に示すようにピストン３３ｂの上流側が供給管３２に当接された状態で供給管３２からシリンダー３３ａ内に流体が流れ込む場合、一部の流体ＦＬが流路３３ｄを下流側に流通すると共に、ピストン３３ｂの上流側端面に流体ＦＬの圧力が加えられる。この流体ＦＬの圧力が付勢部材３３ｃの弾性力よりも大きくなった場合、図２（ｂ）に示すように、ピストン３３ｂが下流側へ移動する。ピストン３３ｂの移動により、ピストン３３ｂの下流側の端部が引き回し管３４の端部３４ａに挿入される。これにより、流路３３ｄと引き回し管３４とが接続され、供給管３２からノズル１５までが接続される。この場合、流路３３ｄを流れる流体ＦＬが引き回し管３４の内部に流入することになる。

供給管３２からシリンダー３３ａへの流体の流入が停止した場合、ピストン３３ｂの上流側端面に加えられた流体ＦＬの圧力が減少する。この流体ＦＬの圧力が付勢部材３３ｃの弾性力よりも小さくなった場合、ピストン３３ｂが上流側へ移動して元の位置に戻る。ピストン３３ｂの移動により、ピストン３３ｂの下流側の端部が引き回し管３４の端部３４ａから抜かれる。これにより、流路３３ｄと引き回し管３４との接続状態が解消される。

このように、接続部３３は、供給管３２内の流体ＦＬの圧力によってピストン３３ｂがシリンダー３３ａ内を移動可能に形成される。また、チャック１２を下方向に向けた場合に、引き回し管３４の端部３４ａがピストン３３ｂに対向して配置される。この場合にピストン３３ｂが下流側に移動すると、供給管３２とノズル１５とが接続される。したがって、ノズル１５は、チャック１２を下方向に向けたときに供給管３２に接続可能となり、流体ＦＬを放出する。また、チャック１２を水平方向に向けた場合には、引き回し管３４の端部３４ａが基部１１の＋Ｘ側に移動するため、ピストン３３ｂとは対向しない。この場合にピストン３３ｂが下流側に移動しても端部３４ａには挿入されない。したがって、ノズル１５は、チャック１２を水平方向に向けたときには供給管３２には接続されず、ノズル１５からは流体ＦＬが放出されないことになる。このように、チャック１２の配置（向き）に応じて、ピストン３３ｂと端部３４ａ（引き回し管３４、ノズル１５）との間の接続及び非接続が切り替わるようになっている。

次に、上記のように構成されたワーク搬送装置１００の動作例を説明する。図３（ａ）及び（ｂ）は、ワーク搬送装置１００の動作の一例を示す図である。なお、図３（ａ）及び（ｂ）では、流体の流路系の一部を断面で示している。
まず、制御部は、ヘッド駆動部２０を制御することにより、所定の位置に配置されたワークＷに対してローダヘッド１０を近づける。そして、例えばチャック１２の把握爪１２ｂによってワークＷの端部を保持させる。

ワークＷを保持させた後、制御部は、ワークＷの内側Ｗａの洗浄を行う。この洗浄動作において、制御部は、まず図３（ａ）に示すように、回転機構１４によってチャック１２を下方向に向けさせる。この動作により、引き回し管３４の端部３４ａが接続部３３のピストン３３ｂに対向して配置される。なお、チャック１２が下方向に向けられている場合には、この動作を省略する。

次に、制御部は、供給管３２に設けられる電磁弁３２ａを開いた状態とする。なお、この電磁弁３２ａが手動で切り替える構成の場合、作業者が手動で電磁弁３２ａを開くようにする。これにより、供給源３１から供給管３２を介して接続部３３に流体が供給される。この流体の圧力により、図３（ｂ）に示すように、ピストン３３ｂの下流側の端部が引き回し管３４の端部３４ａに挿入される。そして、流体ＦＬが供給管３２から、ピストン３３ｂ内の流路３３ｄ、端部３４ａ、引き回し管３４を介してリザーバ３５に流れ込み、ノズル１５から放出される。この流体ＦＬは、ワークＷの内側Ｗａに向けて放出され、重力によって下方向に流れ、ワークＷの先端（下側端部）から排出される。ワークＷの内側Ｗａを下方向に流れる流体ＦＬにより、ワークＷの内側Ｗａはチャック１２側からワークＷの先端へ向けて洗浄される。これにより、ワークＷの内側Ｗａに存在する異物が流体ＦＬによって排出される。なお、制御部は、供給源３１の不図示の切り替え弁を適宜切り替えることにより、液体、気体、及び液体と気体の混合物を切り替えて放出することができる。例えば、まずは液体と気体の混合物を放出して異物を大まかに洗い流し、次に液体を放出して残った異物を洗い流し、次に気体を放出してワークＷの内側Ｗａを乾燥させる、という手順を行ってもよい。

流体ＦＬによって洗浄を行った後、制御部（又は作業者）は、供給管３２の電磁弁３２ａを閉じた状態とし、流体ＦＬの供給を停止させる。その後、制御部は、ヘッド駆動部２０により、移動体２１をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに移動させて、ワークＷを所定の搬送先に搬送する。

以上のように、第１実施形態によれば、チャック１２により保持したワークＷの内側Ｗａに向けてノズル１５から流体ＦＬを放出することにより、チャック１２側からワークＷの内側Ｗａを洗浄することができる。これにより、洗浄装置を別個に設けることなく、ワークＷの内側Ｗａを効率的に洗浄することができる。

＜変形例１＞
次に、第１変形例を説明する。上記第１実施形態では、ピストン３３ｂが供給管３２の流体ＦＬの圧力によって移動することで、供給管３２と引き回し管３４との接続の切り替えを行う構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。

図４は、本変形例に係る接続部３３Ａの一例を示す図である。
接続部３３Ａでは、供給管３２の端部と引き回し管３４Ａの端部とが対向した状態で配置されている。引き回し管３４Ａの端部の内径Ｄ２は、供給管３２の端部の内径Ｄ１に比べて大きくなっている。なお、他の構成については第１実施形態と同様のものが採用される。本実施例の構成によれば、供給管３２の端部から放出された流体ＦＬは、引き回し管３４Ａの内部に流入しやすくなる。これにより、接続部３３Ａでは、ピストン３３ｂなどの機構を設けることなく、供給管３２と引き回し管３４Ａとを接続することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態に記載のワーク搬送装置１００を備える工作機械を例に挙げて説明する。第２実施形態では、第１実施形態と共通のＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。ただし、第２実施形態では、主軸１１１、１１２の回転軸方向をＺ方向とし、ワークＷに対する切削量を規定する方向をＸ方向とする。

図５（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態に係る工作機械２００の一例を示す図である。図５（ａ）及び（ｂ）に示す工作機械２００は、例えば平行２軸旋盤である。図５（ａ）及び（ｂ）において、工作機械２００の＋Ｚ側が正面であり、−Ｚ側が背面である。また、工作機械２００の±Ｘ側は側面であり、Ｘ方向は工作機械２００の左右方向である。

工作機械２００は、本体部１１０と、ワーク搬入部１２０と、ローダ装置１３０と、反転装置１４０とを有している。また、工作機械２００は、これら本体部１１０、ワーク搬入部１２０、ローダ装置１３０及び反転装置１４０を統括的に説御する不図示の制御部を有している。

本体部１１０は、主軸１１１、１１２と、タレット１１３、１１４とを有している。主軸１１１、１１２は、Ｘ方向に並んで配置されている。主軸１１１、１１２は、不図示の軸受け等によって回転可能に支持されている。主軸１１１、１１２の＋Ｚ側の端部には、それぞれ把握爪１１１ａ、１１２ａが設けられている。把握爪１１１ａ、１１２ａは、主軸１１１、１１２の回転軸周りに所定の間隔で複数配置されている。把握爪１１１ａ、１１２ａは、主軸１１１、１１２の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。

タレット１１３は、主軸１１１の−Ｘ側に配置されている。タレット１１４は、主軸１１２の＋Ｘ側に配置されている。タレット１１３、１１４のそれぞれには、モータ等の回転駆動装置が設けられている。タレット１１３、１１４は、回転駆動装置により、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能となっている。タレット１１３、１１４の周面には、切削工具を保持するための複数の保持部が設けられている（不図示）。これら保持部の全部または一部には切削工具が保持される。したがって、タレット１１３、１１４を回転させることにより、所望の切削工具が選択される。タレット１１３、１１４の保持部に保持される切削工具は、各保持台に対して交換可能である。切削工具としては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。また、タレット１１３、１１４は、不図示の駆動装置により、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能となっている。これにより、切削工具は、ワークＷに対してＸ方向及びＺ方向に移動可能となっている。

本体部１１０のうち主軸１１１、１１２及びタレット１１３、１１４が設けられる部分は、ワークＷが加工される加工領域１１０ａである。加工領域１１０ａは、筐体２４との間が天井部１１０ｂを介して仕切られている。天井部１１０ｂには、貫通穴１１０ｃ及び１１０ｄが形成されている。貫通穴１１０ｃは、主軸１１１の上方（＋Ｙ側）に形成されている。貫通穴１１０ｄは、主軸１１２の上方（＋Ｙ側）に形成されている。貫通穴１１０ｃ及び１１０ｄは、それぞれローダヘッド１０が通過可能な寸法に形成されている。貫通穴１１０ｃ、１１０ｄは、不図示のシャッタ部材によって開閉可能に設けられる。工作機械２００の動作中において、貫通穴１１０ｃ、１１０ｄは、例えば開いた状態となっている。貫通穴１１０ｃ、１１０ｄの−Ｘ側には、それぞれエアカーテン形成部１１５、１１６が設けられている。エアカーテン形成部１１５、１１６は、貫通穴１１０ｃ、１１０ｄの開口部分にそれぞれエアカーテンを形成する。このエアカーテンは、加工領域１１０ａから切り屑や切削剤などが貫通穴１１０ｃ、１１０ｄから筐体２４内に飛び出すのを防いでいる。

ワーク搬入部１２０には、工作機械２００における加工対象であるワークＷが載置される。ワーク搬入部１２０としては、例えば固定台が用いられるが、これに限定されるものではなく、コンベアやロータリー式の台などが用いられてもよい。
ローダ装置１３０としては、例えば第１実施形態に記載のワーク搬送装置１００が用いられる。ローダ装置１３０は、ワーク搬入部１２０と主軸１１１（又は主軸１１２）との間でワークＷを搬送する。ローダ装置１３０は、ローダヘッド１０が主軸１１１、１１２とワーク搬入部１２０との間で移動可能となるように、ヘッド駆動部２０のガイドレール２１ｂが本体部１１０とワーク搬入部１２０との間をＸ方向に跨ぐように配置されている。これにより、ローダ装置１３０は、主軸１１１、１１２とワーク搬入部１２０との間でワークＷを搬送可能となっている。

反転装置１４０は、例えばローダ装置１３０からワークＷを受け取り、ワークＷの向きを反転させてローダ装置１３０に渡す。反転装置１４０は、図５（ａ）に示すように、第１チャック１４１及び第２チャック１４２を有している。なお、図５（ｂ）では、主軸１１１及び１１２を主として図示するため、反転装置１４０の図示を省略している。第１チャック１４１及び第２チャック１４２は、Ｘ方向に並んで配置されている。第１チャック１４１は、主軸１１１の＋Ｙ側に配置されている。また、第２チャック１４２は、主軸１１２の＋Ｙ側の配置されている。

第１チャック１４１及び第２チャック１４２は、不図示の軸受け等によって回転可能に支持されている。第１チャック１４１及び第２チャック１４２の＋Ｚ側の端部には、それぞれ把握爪１４１ａ、１４２ａが設けられている。把握爪１４１ａ、１４２ａは、第１チャック１４１及び第２チャック１４２の回転軸周りに所定の間隔で複数配置されている。把握爪１４１ａ、１４２ａは、第１チャック１４１及び第２チャック１４２の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。

第１チャック１４１及び第２チャック１４２は、回転機構１４１ｂ、１４２ｂを有している。回転機構１４１ｂ、１４２ｂは、第１チャック１４１及び第２チャック１４２をＹ軸に平行な軸線周りに回転させる。回転機構１４１ｂ、１４２ｂにより、第１チャック１４１と第２チャック１４２とが対向可能となっている。また、第１チャック１４１には、Ｘスライド機構１４１ｃが設けられている。第１チャック１４１は、Ｘスライド機構１４１ｃにより、Ｘ方向に移動可能となっている。

また、第１チャック１４１及び第２チャック１４２には、ノズル１５１、１５２が設けられている。ノズル１５１、１５２は、それぞれチャック１２、１３に設けられるノズル１５（１５ａ、１５ｂ）と同一の構成を有している。また、ノズル１５１、１５２に流体ＦＬを供給するための流体供給部が設けられている。なお、この流体供給部は、流体供給部３０と同一の構成を有するものを採用することができる。なお、ノズル１５１、１５２に流体ＦＬを供給する流体供給部として、流体供給部３０が共通して用いられてもよい。

次に、上記のように構成された工作機械２００の動作を説明する。図６（ａ）及び（ｂ）は、工作機械２００の動作の一例を示す図である。
まず、制御部は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すローダ装置１３０のローダヘッド１０をワーク搬入部１２０の上方（＋Ｙ側）に配置させる。その後、制御部は、ローダヘッド１１のローダチャック１２を下側（−Ｙ方向）に向けた状態でＹ移動体２３ａを−Ｙ方向に移動させ、予めワーク搬入部１２０上に配置されたワークＷを把握爪１２ｂによって保持させる。

次に、制御部１４０は、ローダヘッド１０の回転機構１４によってローダチャック１２とローダチャック１３とを入れ替えさせる。これにより、ローダチャック１２及びワークＷが−Ｚ方向に向けられ、ローダチャック１３が−Ｙ方向に向けられる。ローダチャック１２を−Ｚ方向に向けた後、制御部は、ローダ駆動部２０によってローダヘッド１０を＋Ｙ方向に移動させ筐体２４内の所定の高さ位置に配置させる。

次に、制御部１４０は、ローダヘッド１０を＋Ｘ方向に移動させることにより、ローダヘッド１０及びワークＷを例えば主軸１１１の上方（＋Ｙ側）に配置させる。以下、ワークＷを主軸１１１に配置する場合を例に挙げて説明する。なお、ワークＷを主軸１１２に配置する場合には、主軸１１２の上方にローダヘッド１０及びワークＷを配置させる。

次に、制御部１４０は、Ｙ移動体２３ａを−Ｙ方向に移動させ、ワークＷを主軸１１１に対向させる。そして、制御部１４０は、Ｚ移動体２２ａを−Ｚ方向に移動させ、ワークＷを主軸１１１の把握爪１１１ａに保持させる。その後、Ｚ移動体２２ａを＋Ｚ方向及び＋Ｙ方向に移動させてローダヘッド１０を筐体２４内に戻す。そして、制御部１４０は、タレット１１４に設けられる不図示の工具を用いて、所定の加工レシピに基づいてワークＷの内側Ｗａを加工させる。

加工後、制御部は、主軸１１１からチャック１２にワークＷ受け渡しを行わせる。具体的には、制御部は、まずＹ移動体２３ａを再び−Ｙ方向に移動させ、図６（ａ）に示すように、ローダヘッド１０のチャック１２をワークＷに対向させる。次に、ローダヘッド１０を−Ｚ方向に移動させ、チャック１２の把握爪１２ｂによってワークＷを保持させる。次に、制御部は、主軸１１１の把握爪１１１ａを開かせてワークＷをチャック１２に渡す。

ワークＷの受け渡しを行った後、制御部は、ローダヘッド１０を＋Ｚ方向に移動させ、回転機構１４によってチャック１２を下向きにする。そして、図６（ｂ）に示すように、制御部は、供給管３２に設けられる電磁弁３２ａを開いた状態とし、ノズル１５から流体ＦＬを放出させる。その後、制御部は、ヘッド駆動部２０により、移動体２１をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに移動させて、例えば不図示のワーク搬出部など所定の搬送先にワークＷを搬送する。

図７（ａ）は加工後のワークＷの受け渡し動作の一例を示す図であり、図７（ｂ）は流体ＦＬの放出動作の一例を示す図である。
図７（ａ）に示すように、加工後のワークＷの内側Ｗａには、切り屑ＳＣ等の異物が付着している場合がある。この状態でワークＷを搬送すると、内側Ｗａの切り屑ＳＣが工作機械２００の内部及びその周辺に飛散し、清掃に手間が掛かってしまう。

これに対して、第２実施形態では、図７（ｂ）に示すように、主軸１１１からワークＷを受け取った後、加工領域１１０ａ内でチャック１２を下向きにし、ノズル１５から流体ＦＬを放出させる。これにより、ノズル１５から放出された流体ＦＬは、ワークＷの内側Ｗａを下向きに流れる。この流体ＦＬにより、内側Ｗａに付着した切り屑ＳＣ等の異物が洗い流される。洗い流された切り屑ＳＣは、加工領域１１０ａ内に放出される。加工領域１１０ａの底部には、例えば加工によって飛散する切り屑を下方向に排出する不図示の排出部が設けられている。放出された切り屑ＳＣは、この排出部から排出される。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は、反転装置１４０の動作の一例を示す図である。
反転装置１４０を用いる場合、制御部は、図８（ａ）に示すように、まず第１チャック１４１の把握爪１４１ａにワークＷの一方の端部（以下、端部Ｗｂと表記する）を保持させる。ワークＷは、端部Ｗｂが＋Ｚ方向に向けられた状態で保持される。

なお、制御部は、把握爪１４１ａによってワークＷを保持した状態で、第１チャック１４１のノズル１５１から流体ＦＬを放出させてもよい。ノズル１５１から放出された流体ＦＬは、端部Ｗｂ側からワークＷの内側Ｗａに入り込み、他方の端部Ｗｃ側へ流れる。これにより、内側Ｗａに異物が付着している場合には、この異物を他方の端部（以下、端部Ｗｃと表記する）から排出することができる。なお、この場合の流体ＦＬとしては、気体が好ましいが、液体や、液体と気体の混合物など他の種類の流体であってもよい。

次に、制御部は、図８（ｂ）に示すように、把握爪１４１ａで端部Ｗｂを保持させたまま、回転機構１４１ｂによって第１チャック１４１を＋Ｘ側に向けると共に、第２チャック１４２を−Ｘ側に向ける。これにより、ワークＷの端部Ｗｂと、第２チャック１４２とが対向する。その後、制御部は、第１チャック１４１をガイド１４１ｃに沿って＋Ｘ側に移動させ、ワークＷを第２チャック１４２に近づける。そして、制御部は、第２チャック１４２の把握爪１４２ａにワークＷの端部Ｗｃを保持させると共に、第１チャック１４１の把握爪１４１ａの保持を解除する。これにより、ワークＷが第１チャック１４１から第２チャック１４２に受け渡される。

次に、制御部は、図８（ｃ）に示すように、第２チャック１４２を＋Ｚ方向に向けると共に、第１チャック１４１を−Ｘ方向に移動させて＋Ｚ方向に向ける。これにより、ワークＷは、端部Ｗｃが＋Ｚ方向に向けられた状態で保持される。なお、制御部は、把握爪１４２ａによってワークＷを保持した状態で、第２チャック１４２のノズル１５２から流体ＦＬを放出させてもよい。ノズル１５２から放出された流体ＦＬは、端部Ｗｃ側からワークＷの内側Ｗａに入り込み、他方の端部Ｗｂ側へ流れる。これにより、内側Ｗａに異物が付着している場合には、この異物を端部Ｗｂから排出することができる。なお、この場合の流体ＦＬとしては、上記同様に気体が好ましいが、液体や、液体と気体の混合物など他の種類の流体であってもよい。

なお、排出された異物は、例えば天井部１１０ｂ上に飛散する。天井部１１０ｂ上には、飛散した異物や流体を工作機械２００の外部に排出する不図示の排出ブラシや排出経路などが設けられている。この排出ブラシ及び排出経路を用いることにより、流体ＦＬによってワークＷの内側Ｗａから排出された異物を工作機械２００の外部に排出することができる。

以上のように、第２実施形態によれば、チャック１２により保持したワークＷの内側Ｗａに向けてノズル１５から流体ＦＬを放出することにより、チャック１２側からワークＷの内側Ｗａを洗浄することができる。これにより、ワークＷの内側Ｗａを効率的に洗浄することができる。また、ローダ装置１３０として、洗浄装置を別個に設けることなくワークＷの内側Ｗａを効率的に洗浄することが可能なワーク搬送装置１００が用いられるため、低コスト化を図ることができ、かつメンテナンス面の負担を低減できる工作機械２００を得ることができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態及び変形例では、供給管３２とノズル１５との間がチャック１２の外側を引き回して接続された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、チャック１２の内側を介して供給管３２とノズル１５との間が接続された構成であってもよい。この場合、チャック１２、１３の把握爪１２ｂ、１３ｂを駆動する駆動部など、他の機構と干渉しない位置に配置すればよい。

また、上記実施形態及び変形例では、供給源３１（液体供給源）として、ワークＷを加工する際に吐出する切削剤の供給系が用いられる場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、水等の各種液体を貯留したタンクなど、他の供給源が用いられる構成であってもよい。

また、上記実施形態では、ノズル１５がチャック１２のみに配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、例えばチャック１３にもノズル１５が配置された構成であってもよい。この場合、チャック１２、１３に設けられる各ノズル１５が、チャック１２、１３の向きに応じて供給管３２に切り替えて接続されるように構成してもよい。例えば、下方向に向けられたチャック１２、１３に設けられるノズル１５が供給管３２に接続される構成とすることができる。

また、第２実施形態では、ワークＷの加工領域１１０ａにおいてノズル１５から流体ＦＬを放出する構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、ワーク搬入部１２０のワークＷを保持する際に、ノズル１５から流体を放出してもよい。これにより、ワークＷの内側Ｗａにスラグ等が残っている場合に、該スラグ等を除去することができる。また、ローダヘッド１０によってワークＷを搬送している途中において、ワークＷを保持するチャック１２を下に向けて、ノズル１５から適宜流体を放出してもよい。また、ワークＷを搬送していない場合であっても、ノズル１５から流体を放出してもよい。

ＦＬ…流体 Ｗ…ワーク １０…ローダヘッド １２、１３…チャック １５、１５１、１５２…ノズル ２０…ヘッド駆動部 ３０…流体供給部 ３２…供給管（配管） ３３…接続部 １１０ａ…加工領域 １１１、１１２…主軸 １２０…ワーク搬入部 １３０…ローダ装置 １４０…反転装置 １４１…第１チャック １４２…第２チャック

Claims (8)

1. 筒状のワークを搬送するワーク搬送装置であって、
   前記ワークを保持するチャックと、
   前記チャックにより保持した前記ワークの内側に向けて前記チャック側から流体を放出するように前記チャックに配置されるノズルと、を備えるワーク搬送装置。
2. 前記チャックは、前記ワークを水平方向及び下方向に向けるように移動可能に形成され、
   前記ノズルは、前記チャックが前記ワークを下方向に向けた際に前記流体を放出する請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記チャックは、２つ設けられ、
   ２つの前記チャックは、一方の前記チャックが前記水平方向を向く場合に他方の前記チャックが前記下方向を向くように配置されるとともに、一方の前記チャック及び他方の前記チャックの向きが互いに切り替え可能に設けられ、
   前記ノズルは、一方の前記チャックに配置され、
   一方の前記チャックが前記下方向を向く場合に、前記ノズルと、前記流体を供給する配管とを接続させる接続部を備える請求項１または請求項２記載のワーク搬送装置。
4. 前記接続部は、前記配管内の流体の圧力によって移動可能に形成され、移動時に前記配管と前記ノズルとを接続する請求項３記載のワーク搬送装置。
5. ワークを保持する主軸を備える工作機械であって、
   ワーク搬入出部と前記主軸との間において前記ワークを搬送するローダ装置を備え、
   前記ローダ装置として、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のワーク搬送装置が用いられる工作機械。
6. 前記ノズルは、前記ワークの加工領域において前記流体を放出する請求項５記載の工作機械。
7. 前記ワークを受け取って、前記ワークの向きを反転させるための反転装置を備える工作機械であって、
   前記反転装置として、請求項１記載のワーク搬送装置が用いられる請求項６記載の工作機械。
8. 筒状のワークを搬送するワーク搬送方法であって、
   前記ワークをチャックにより保持することと、
   前記チャックにより保持した前記ワークの内側に向けて前記チャック側から流体を放出することと、を含むワーク搬送方法。

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