WO2008050912A1 - Machine-outil comprenant un dispositif de réception/dégagement - Google Patents

Description

明 細 書 ワーク授受装置を備えた工作機械 技術分野

本発明は、 主軸に対しワークを受け渡すためのワーク授受装置を 備えた工作機械に関する。 本発明はまた、 工作機械の主軸に対しヮ ークを受け渡すためのワーク授受方法に関する。 背景技術

従来、 工作機械の主軸の先端に設けたチヤック機構等のワーク装 着部にワーク置場から未加工のワークを搬入して供給したり、 ヮー ク装着部から加工済みのワークを回収してワーク置場に搬出したり することが可能なワーク授受装置 （a workpiece transferring app aratus) を備えた工作機械が知られている。

例えば、 特開 2 0 0 1— 2 0 5 5 3 6号公報 （ J P— A— 2 0 0 1 - 2 0 5 5 3 6 ) は、 ワークス トツ力から未加工ワークを取り出 して旋盤の主軸のチャックに供給するローダを備えたワーク供給装 置を開示する。 ローダは、 旋盤及びワークス トツ力の上方に水平に 架設されたガイ ドレールと、 ガイ ドレールに沿って主軸軸線方向及 び垂直方向に移動可能なローダアームと、 ローダアームの下端に設 置されたローダヘッ ドとを備える。 ローダは、 主軸のチャックから 加工済みワークを抜き取ってワークス トツ力に搬出することもでき る。 ローダヘッ ドに、 未加工ワークと加工済みワークとをそれぞれ に把持可能な一対のハンドを設けることも、 記載されている。

主軸のチャックに対するワークの受け渡し （transfer) に際して は、 ワークの加工を終えた刃物台をワーク加工位置から後退させた 後、 まず、 第 1のハンドに未加工ワークを把持して主軸上方に待機 していたローダアームが下降して、 第 2の空のハンドをワーク加工 位置でチャックに対向配置する。 そして、 第 2ハンドが、 主軸軸線 方向 （Z軸方向） へ往復移動して、 加工済みワークを把持するとと もにチャックから抜き取る。 次いで、 ローダアームが僅かに下降し て、 未加工ワークを把持した第 1のハンドをワーク加工位置でチヤ ックに対向配置し、 第 1ハンドが Z軸方向へ移動して未加工ワーク をチャックに装着する。

同様の構成を有するローダは、 特開平 1 1 一 1 9 7 9 0 5号公報 ( J P— A— 1 1 一 1 9 7 9 0 5 ) にも開示されている。

また、 特開 2 0 0 4— 3 1 4 2 0 4号公報 （ J P— A— 2 0 0 4 一 3 1 4 2 0 4) は、 旋盤等の加工機へワークを供給及び排出する 口一ディ ング装置において、 ローディ ング装置のアーム先端部に設 けたクランプ装置の把持爪に揺動機構を設け、 加工機内にローディ ング装置が前進又は後退する際に、 クランプ装置の把持爪がワーク に干渉しないようにした構成を開示する。

従来の工作機械は、 ワークが装着される主軸の前方に、 ワークの 受け渡し作業を行うための空間を確保している。 一方、 工作機械は 、 刃物台やガイ ドブッシュ等を支持する構造物が、 主軸先端の近傍 位置に配置される構成を有する場合がある。 主軸先端の近傍位置に 構造物が配置されている場合、 構造物が障害となって、 ワークの受 け渡し作業を行うための空間を主軸前方に確保できず、 工作機械に ワーク授受装置を装備することが困難である。 発明の開示

本発明の目的は、 主軸先端の近傍位置に構造物が配置されるとと もに、 主軸に対しワークを受け渡すためのワーク授受装置を備えた 工作機械を提供することにある。

本発明の他の目的は、 主軸先端の近傍位置に構造物が配置された 工作機械の主軸に対し、 ワークを受け渡すためのワーク授受方法を 提供することにある。

上記目的を達成するために、 本発明はその一態様として、 工作機 械であって、 ワークが装着されるワーク装着部を有する主軸と、 主 軸に近接して配置される構造物と、 主軸を、 構造物に接近する方向 及び構造物から離れる方向へ移動させることができる主軸移動機構 と、 主軸のワーク装着部に対しワークを受け渡すためのワーク授受 装置とを具備し、 ワーク授受装置は、 ヮ一ク装着部に対向する授受 位置でワークを解放可能に支持できる支持部を備え、 主軸移動機構 は、 ワーク装着部と構造物との間に、 支持部がワークを授受位置で 支持できる空間を形成するための退避ス トロークを有する、 工作機 械を提供する。

上記構成を有する工作機械では、 主軸移動機構は、 主軸に装着さ れたワークを加工するために主軸を主軸の軸線方向へ移動させる加 ェス トロークを有し、 退避ス トロークが、 加工ス トロークの軸線方 向への延長線上に定められている構成とすることができる。

本発明の他の態様によれば、 工作機械であって、 ワークが装着さ れるワーク装着部を有する主軸と、 主軸に近接して配置されるとと もに、 ワーク装着部に装着したワークを心出し支持できるガイ ドブ ッシュを脱離可能に備える構造物と、 主軸と構造物とを、 相互接近 方向及び相互離反方向へ相対移動させることができる移動機構と、 ワーク装着部に対しワークを受け渡すためのワーク授受装置とを具 備し、 ワーク授受装置は、 ワーク装着部に対向する授受位置でヮー クを解放可能に支持できる支持部を備え、 移動機構は、 ワーク装着 部と構造物との間に、 支持部がワークを授受位置で支持できる空間 を形成するための、 主軸と構造物との相対移動ス トロークを有する 、 工作機械が提供される。

本発明のさらに他の態様は、 ワークが装着されるワーク装着部を 有する主軸と、 主軸に近接して配置される構造物とを具備する工作 機械で、 ワーク装着部に対しワークを受け渡すワーク授受方法であ つて、 ワーク装着部に対向する授受位置でワークを解放可能に支持 できる支持部を備えたワーク授受装置を用意することと、 主軸を構 造物から離れる方向へ移動させて、 ワーク装着部と構造物との間に 、 支持部がワークを授受位置で支持できる空間を形成することと、 ワーク装着部と構造物との間に形成された空間で、 支持部とワーク 装着部との間のワーク授受を行う ことと、 を含むワーク授受方法を 提供する。

本発明のさらに他の態様は、 ワークが装着されるワーク装着部を 有する主軸と、 主軸に近接して配置されるとともにワーク装着部に 装着したワークを心出し支持できるガイ ドブッシュを脱離可能に備 える構造物とを具備する工作機械で、 ワーク装着部に対しワークを 受け渡すためのワーク授受方法であって、 ワーク装着部に対向する 授受位置でワークを解放可能に支持する支持部を備えたワーク授受 装置を用意することと、 主軸と構造物とを相互離反方向へ相対移動 させて、 ワーク装着部と構造物との間に、 支持部がワークを授受位 置で支持できる空間を形成することと、 ワーク装着部と構造物との 間に形成された空間で、 支持部とワーク装着部との間のワーク授受 を行う ことと、 を含むワーク授受方法を提供する。 図面の簡単な説明

本発明の上記並びに他の目的、 特徴及び利点は、 添付図面に関連 した以下の好適な実施形態の説明により一層明らかになろう。 同添 付図面において、

図 1 は、 本発明の一実施形態による工作機械を概略で示す正面図 図 2は、 図 1の工作機械の概略平面図、

図 3は、 図 1の工作機械におけるワーク加工中の状態を概略で示 す正面図、

図 4 A〜図 4 Cは、 図 1の工作機械で遂行される本発明に係るヮ ーク授受方法の未加工ワーク供給手順を例示する概略正面図、

図 5は、 図 1の工作機械で遂行される本発明に係るワーク授受方 法の一ステップを例示する概略正面図、

図 6 A〜図 6 Dは、 図 1の工作機械で遂行される本発明に係るヮ ーク授受方法のワーク受け渡し手順を例示する概略拡大正面図、 図 7は、 本発明の他の実施形態による工作機械を概略で示す正面 図、

図 8は、 図 7の工作機械におけるワーク加工中の状態を概略で示 す正面図、 及び

図 9は、 本発明のさらに他の実施形態による工作機械を概略で示 す平面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 添付図面を参照して、 本発明の実施の形態を詳細に説明す る。 図面において、 同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を 付す。

図面を参照すると、 図 1〜図 3は、 本発明の一実施形態によるェ 作機械 1 0を概略で示す。 工作機械 1 0は、 自動旋盤の構成を有し 、 機台であるベッ ド 1 2 と、 主軸 1 4を収容する主軸台 1 6 とを備 えている。 主軸台 1 6は主軸 1 4を回転自在に支持し、 図示しない 駆動機構により主軸 1 4が軸線 1 4 aを中心に回転駆動される。 主 軸 1 4の前端 （図で左端） 部分には、 内部に、 ワーク （例えば粗形 材） Wを装着するためのチャック機構 （図示せず） が設けられてい る。

チャック機構は、 主軸 1 4の前端面 1 4 bに軸線 1 4 aに沿って 位置するワーク挿入孔を有し、 このチャック機構により、 主軸 1 4 の前端にワーク装着部 1 8が形成されている。 ワーク Wは、 主軸 1 4の前方 （図で左方） からワーク揷入孔に挿入され、 少なくとも被 加工部分が主軸 1 4の前端面 1 4 bから前方へ突出した状態で、 チ ャック機構により主軸 1 4に一体回転可能に固定される。

主軸台 1 6は、 スライ ドユニッ ト 2 0 を介して、 ベッ ド 1 2に、 軸線 1 4 aに沿った方向 （ Z軸方向） へ往復移動自在に搭載される 。 主軸 1 4は、 主軸台 1 6の Z軸移動に伴い、 主軸台 1 6 と一体的 に Z軸方向へ移動する。 主軸 1 4は、 ワーク装着部 1 8 にワーク W を装着して回転するとともに、 必要に応じて主軸台 1 6 と一体的に Z軸方向へ移動する。

ベッ ド 1 2上には、 主軸台 1 6の前方に、 例えば刃物台 2 2ゃガ イ ドブッシュ （図示せず） を備えることができる構造物として、 支 持台 2 4が設置される。 図示実施形態では、 支持台 2 4の前面 （図 で左面） 2 4 aに、 ワーク Wの加工用の工具 2 6を保持した刃物食 2 2が、 前面 2 4 aに沿って移動可能に設けられている。

支持台 2 には、 例えばガイ ドプッシュを脱離可能に取り付ける ことが可能な空洞部 2 4 bが設けられる。 空洞部 2 4 bに何も取り 付けられていないガイ ドブッシュレスの状態では、 図 3 に示すよう に、 主軸台 1 6がスライ ドユニッ ト 2 0によって前方 （図で左方） に移動して、 主軸 1 4が支持台 2 4の空洞部 2 4 bを貫通し、 ヮー ク Wの被加工部分が支持台 2 4の前方 （図で左方） の加工エリアに 配置される。

工作機械 1 0では、 上記のようにワーク Wを配置した状態で、 主 軸 1 4の Z軸移動や刃物台 2 2による工具 2 6の移動によって、 ェ 具 2 6が加工エリアで、 主軸 1 4と一体的に回転するワーク Wを加 ェする。 ワーク Wの加工の際、 刃物台 2 2や支持台 2 4は主軸 1 4 の前方側に近接する。

スライ ドユニッ ト 2 0は、 ベッ ド 1 2の上で主軸 1 4を、 支持台

2 に接近する方向及び支持台 2 4から離れる方向 （図示実施形態 ではいずれも Z軸方向） へ、 直線的に移動させることができる主軸 移動機構を構成する。 スライ ドユニッ ト 2 0は、 ワーク Wを加工す るために主軸 1 4を Z軸方向へ移動させる主軸移動ス トロ一ク （本 願で加工ス トロークと称する） M (図 3 ) を有する。

工作機械 1 0は、 ベッ ド 1 2の上方に、 ワーク Wを支持して搬送 するとともにワーク装着部 1 8 に対しワーク Wを受け渡すためのヮ ーク授受装置 2 8 を備える。 ワーク授受装置 2 8は、 主軸台 1 6 の 上方で軸線 1 4 aに平行な方向へ延設されるガイ ドレール 3 0と、 ガイ ドレール 3 0 に設置されるアーム 3 2 と、 アーム 3 2の下端に 設置されるチャック 3 4とを備える。 ワーク授受装置 2 8は、 べッ ド 1 2の後方 （図で右方） に位置するワーク置場 3 6から未加工の ワーク Wを搬入してワーク装着部 1 8 に供給したり、 ワーク装着部 1 8から加工済みのワーク Wを回収してワーク置場 3 6に搬出した りすることができる。

ガイ ドレール 3 0は、 例えばワーク置場 3 6から立設される支柱

3 6 aに固定的に支持されて、 支持台 2 4の後方で、 主軸台 1 6 よ りも上方かつ支持台 2 4の上端よりも下方の位置に配置される。 7 ーム 3 2は、 ガイ ドレール 3 0に沿って軸線 1 4 aに平行な水平方 向 （矢印 H ) へ往復移動できるとともに、 ガイ ドレール 3 0上の所 定位置で軸線 1 4 aに直交する鉛直方向 （矢印 V ) へ往復移動でき るように、 ガイ ドレール 3 0に取り付けられる。 チャック 3 4は、 ワーク Wを把持する把持姿勢とワーク Wの把持を解除する把持解除 姿勢との間で、 姿勢の切換え （開閉動作） が可能な構造を有する。

ガイ ドレール 3 0上で上限位置に置かれたアーム 3 2が、 ガイ ド レール 3 0に沿って前後 （図で左右） 方向 Hへ移動することにより 、 チャック 3 4は、 主軸^ 1 6の上方に形成された搬送空間 A (図 1 ) を、 前後方向 Hへ自由に移動できる。 したがってワーク授受装 置 2 8は、 チャック 3 4がヮ一ク Wを支持した状態で、 アーム 3 2 が搬送空間 Aを前後に移動することにより、 ワーク Wを、 ワーク置 場 3 6の上方位置とべッ ド 1 2上の支持台 2 4の近傍の待機位置と の間で搬送することができる。

ワーク授受装置 2 8は、 後述するよう に、 チャック 3 4がワーク Wを支持した状態で、 アーム 3 2が、 主軸 1 4と支持台 2 4 との間 に形成される空間 S (図 1 ) を上下方向 Vへ移動することにより、 ワーク Wを、 上記待機位置と、 ワーク装着部 1 8 に対向する授受位 置との間で移送することができる。

このように、 図示実施形態によるワーク授受装置 2 8では、 チヤ ック 3 4が、 ワーク Wを解放可能に支持する支持部を構成し、 ガイ ドレール 3 0及びアーム 3 2が、 ワーク Wを上記授受位置で支持す るようにチャック 3 4を位置決めする位置決め部を構成する。 ァー ム 3 2の前後及び上下移動とチヤック 3 4の開閉動作とは、 図示し ないコントローラによって制御される。

工作機械 1 0は、 スライ ドユニッ ト 2 0 とワーク授受装置 2 8 と の作動により、 ワーク装着部 1 8 とチャック 3 4との間で、 ワーク Wの受け渡しを行う ことができる。 スライ ドユニッ ト 2 0は、 ヮー ク Wを加工するために主軸 1 4を Z軸移動させる前述した主軸移動 機能に加えて、 ワーク Wの受け渡しに際して主軸 1 4 を Z軸移動さ せる主軸移動機能を有している。

上記した両機能を実現するために、 スライ ドユニッ ト 2 0は、 前 述した加工ス トローク M (図 3 ) と、 主軸台 1 6を後方 （図で右方 ) に移動させて、 主軸 1 4の前端面 1 4 bが支持台 2 4から後方に 離隔した退避位置に主軸台 1 6 を配置する、 ワーク授受のための主 軸移動ス トローク （本願で退避ス トロークと称する） T (図 1 ) と を備えている。 図示実施形態では、 スライ ドユニッ ト 2 0の退避ス トローク Tは、 加工ストローク Mの軸線 1 4 aに沿った方向への延 長線上に定められている。

主軸 1 4の前端面 1 4 bを、 支持台 2 4から後方へ退避ス トロー ク Tに対応する距離 け離隔した位置に配置することにより、 主軸 1 4の前端面 1 4 bと支持台 2 4 との間に、 所定寸法の空間 Sが形 成される。 空間 Sは、 チャック 3 4がワーク Wを授受位置で支持で きる寸法を有する。

以下、 図 4 A〜図 4 Cを参照して、 工作機械 1 0において遂行さ れる本発明の一実施形態によるワーク授受方法を説明する。 なお本 願において、 「授受 （受け渡し） 」 という用語は、 主軸 1 4のヮー ク装着部 1 8に対するワーク Wの供給及び回収の、 少なく とも一方 の動作を含むものとする。

まず、 図 4 Aに示すように、 主軸 1 4にヮ一ク Wが装着されてい ない状態で、 スライ ドュニッ ト 2 0により主軸台 1 6 を後方の退避 位置 Rに移動させて、 主軸 1 4と支持台 2 4との間に前述した空間 Sを形成する。 他方、 ワーク授受装置 2 8のアーム 3 2を、 ガイ ド レール 3 0の後方所定位置で、 ワーク置場 3 6 (図 1 ) に向けて下 降させ、 チャック 3 4を開閉動作させて、 ワーク置場 3 6 (図 1 ) から未加工のヮ一ク Wを取り出して把持させる。 次に、 図 4 Bに示すように、 アーム 3 2を上昇させた後、 ガイ ド レール 3 0に沿って前方へ移動させて、 ワーク Wを搬送空間 A内で 搬送する。 そして、 支持台 2 4に近接する前方所定位置でアーム 3 2を停止させ、 ワーク Wが搬送空間 A内の待機位置 P 1 に配置され る位置にチヤック 3 4を位置決めする。 待機位置 P 1は、 空間 Sの 上方に設定されている。

次に、 図 4 Cに示すように、 アーム 3 2を下降させ、 チャック 3 4に支持したワーク Wが、 待機位置 P 1から下方へ移送されて前述 した授受位置 P 2 に配置されるように、 チャック 3 4を空間 S内で 位置決めする。 待機位置 P 1 と授受位置 P 2 とは、 鉛直方向へ所定 の直線距離だけ離れた相対位置関係にある。 授受位置 P 2に配置さ れたワーク Wは、 ワーク装着部 1 8のワーク挿入孔に対し、 軸線 1 4 a (図 1 ) に沿った方向で対向した状態に置かれる。

次に、 チャック 3 4が授受位置 P 2にワーク Wを支持した状態 （ 図 4 C ) で、 スライ ドユニッ ト 2 0の駆動により主軸台 1 6を前方 へ所定距離だけ移動させる。 これによりワーク Wは、 少なくとも被 加工部分が主軸 1 4から外方へ突出した状態で、 ワーク装着部 1 8 のワーク挿入孔に挿入される。 このようにスライ ドュニッ ト 2 0は 、 授受位置 P 2でワーク Wを支持したチャック 3 4とワーク装着部 1 8 との間でワーク Wを受け渡すために主軸 1 4を軸線方向へ移動 させる主軸移動ス トローク （本願で授受ストロークと称する） を有 する。 ワーク Wのワーク挿入孔への挿入は、 チャック 3 4の後方移 動により、 又は主軸台 1 6の前方移動とチヤック 3 4の後方移動と の組み合わせにより行う こともできる。

ヮ一ク Wがワーク装着孔に揷入された状態で、 図示しないチヤッ ク機構を作動してワーク Wを把持することにより、 ワーク Wをヮー ク装着部 1 8に固定して装着する。 そしてチャック 3 4によるヮー ク Wの支持を解除することにより、 チャック 3 4とワーク装着部 1 8 との間でのワーク Wの受け渡しが完了し、 ワーク Wが主軸 1 4に 供給される。 その後、 空のチャック 3 4と共にアーム 3 2を上昇さ せ、 主軸台 1 6を Z軸方向へ前進させてワーク "Wを前述した加工ェ リアに配置することで、 ワーク Wを加工することができる。

上記構成により、 工作機械 1 0が刃物台 2 2やガイ ドブッシュ等 を支持台 2 4に設置した構成のままで、 ワーク Wの受け渡し作業を 行うための空間 Sを主軸 1 4の前方に容易に確保することができる 。 その結果、 主軸 1 4の前方に近接して配置される刃物台 2 2や支 持台 2 4が妨げになることなく、 空間 S内で、 チャック 3 4と主軸 1 との間でワーク Wの授受を円滑かつ正確に実行することができ る。

また、 支持台 2 4や刃物台 2 2の構成とは無関係に、 ワーク授受 のための空間 Sを必要に応じて形成できるので、 比較的大型の工具 2 6や複数かつ多種類の工具 2 6 を刃物台 2 2 に取り付けて、 工作 機械 1 0の加工効率を向上させることができる。

特に、 前述したように工作機械 1 0がガイ ドブッシュレスタイプ の場合、 支持台 2 4を、 ガイ ドブッシュの装着ができないゲート状 に構成することもできる。

さらに、 図示実施形態では、 ワーク授受のための空間 Sが、 支持 台 2 4を挟んで工具 2 6によるワーク加工エリアの反対側に形成さ れるから、 例えばワーク加工中に次のワークを待機位置 P 1で待機 させる場合に、 オイル飛散防止シャツ夕等を設けることなく、 待機 中のワークが加工用のオイル等によって汚染されることを防止でき る。

また、 図示実施形態では、 ヮ一ク Wの加工のために主軸 1 4を軸 線方向へ移動させるスライ ドュニッ ト 2 0の主軸移動ストロークを P T/JP2007/071361 延長することで、 スライ ドユニッ ト 2 0 を、 ワーク授受用の空間 S を形成するための主軸移動機構として兼用する構成としたから、 ヮ —ク授受のための 用の主軸移動機構を追加する必要が無く、 工作 機械 1 0の構造の複雑化を防止できる。

上記した工作機械 1 0及びワーク授受方法は、 主軸 1 4へのヮー ク¹ の供給が完了した後、 直ちにアーム 3 2 を後方へ移動させて、 ワーク置場 3 6から次に加工を行うワーク W ' をチャック 3 4に支 持させ、 アーム 3 2 を前方へ移動させて、 ワーク W ' を待機位置 P 1で支持するようにチャック 3 4を位置決めすることができる （図 5参照） 。 このような構成によれば、 主軸 1 4に装着したワーク W の加工中、 或いは加工完了後の主軸台 1 6の退避位置 R (図 4 A ) への移動中に、 次に加工するワーク W ' を待機位置 P 1に配置して 、 主軸台 1 6の退避移動の終了時点では次のワーク W ' が既に待機 位置 P 1で待機している状態を実現できるので、 ワーク加工工程の サイクルタイムの増加を防止できる。

待機位置 P 1は、 ワーク加工中の主軸台 1 6の上方に位置するよ うに空間 Sの上方に設定されているから、 待機中のワーク W並びに アーム 3 2及びチャック 3 4と主軸台 1 6 との相互干渉を防止でき る。 ワーク Wの加工が完了すると、 主軸 1 4から加工済みのワーク Wを例えば排出 トレィ （図示せず） 等に排出した後に、 前述したよ うに主軸台 1 6を退避位置 R (図 4 A ) へ移動させて主軸 1 4の前 方に空間 Sを形成する。 空間 Sを形成した直後に、 既に待機位置 P 1で待機している未加工のワーク W ' を、 前述したアーム 3 2の下 降により授受位置 P 2に配置することができるので、 短時間で次の ワーク W ' の加工を開始でき、 加工効率が向上する。

上記した工作機械 1 0及びワーク授受方法は、 ワーク Wの加工完 了後、 ワーク授受装置 2 8によって、 加工済みのワーク Wを主軸 1 4から回収することができる。 この場合、 加工済みのワーク Wを主 軸 1 4のワーク装着部 1 8 に装着したままで、 主軸台 1 6を退避位 置 R (図 4 A ) に移動させて主軸 1 4の前方に空間 Sを形成する。 そしてァ一ム 3 2をガイ ドレール 3 0上で前方位置に配置するとと もに空間 S内に下降させ、 空のチャック 3 4を、 授受位置 P 2にあ るワーク Wを支持可能な位置に位置決めする。 チャック 3 4が位置 決めされた状態で、 主軸台 1 6 を前進させて、 主軸 1 4に装着した ワーク Wを授受位置 P 2に配置するとともに、 チャック 3 4を開閉 動作させて、 主軸 1 4に固定的に装着されたままのワーク Wをチヤ ック 3 4に把持させる。

次に、 チャック 3 4がワーク Wを支持した状態で、 ワーク装着部 1 8のチャック機構によるワーク固定を解除し、 主軸台 1 6を後方 へ移動させる。 これにより、 加工済みのワーク Wが、 ワーク装着部 1 8からチャック 3 4に持ち替えられて、 ワーク Wが主軸 1 4から 回収される。 なおワーク Wの主軸 1 4からの回収は、 チャック 3 4 の前方移動により、 又は主軸台 1 6の後方移動とチャック 3 4の前 方移動との組み合わせにより行うこともできる。 その後、 チャック 3 4がワーク Wを支持したアーム 3 2を移動させることにより、 加 ェ済みのワーク Wをワーク置場 3 6に搬出することができる。

上記したワーク回収作業においては、 主軸台 1 6の退避によって 加工済みワーク Wを装着した主軸 1 4の前方に空間 Sが形成される までの間に、 予めガイ ドレ一ル 3 0上でアーム 3 2を前方に移動さ せて、 ワーク Wを待機位置 P 1で支持する位置にチャック 3 4を位 置決めしておく こと力 加工工程のサイクルタイムを削減する観点 で有利である。

なお、 ワーク Wの受け渡し時にワーク Wを支持したチャック 3 4 を後方または前方に移動させると、 比較的大きなワーク Wの振動が 発生する場合がある。 主軸台 1 6のみを前述した授受ス トロークで 移動させることによって、 ワーク Wの振動を抑制して、 チャック 3 4 とワーク装着部 1 8 との間でワーク Wを円滑に受け渡すことがで きる。

上記した工作機械 1 0及びワーク授受方法は、 ワーク Wの加工完 了後、 ワーク授受装置 2 8が主軸 1 4に対し、 加工済みのワーク W の回収及び未加工のワーク W ' の供給を、 短時間で連続して行う こ とができる。 図 6 Aに示すように、 ワーク授受装置 2 8は、 主軸 1 4のワーク装着部 1 8から回収される加工済みのワーク Wとワーク 装着部 1 8に供給される未加工のワーク W ' とを、 それぞれ把持可 能な一対のチャック 3 4によって、 ワークを解放可能に支持する支 持部を構成することができる。 図示の例では、 一対のチャック 3 4 が鉛直方向へ並んで配置されている。

この構成では、 まず図 6 Aに示すように、 加工済みのワーク Wを 主軸 1 4に装着したままで主軸台 1 6 を退避位置 Rに移動させて、 主軸 1 4と支持台 2 4との間に前述した空間 Sを形成する。 他方、 上側の第 1 のチャック 3 4に、 ワーク置場 3 6 (図 1 ) から取り出 した未加工のワーク W ' を支持させた状態で、 アーム 3 2をガイ ド レール 3 0の前方に移動させ、 未加工のワーク W ' が待機位置 P 1 に配置される位置に一対のチャック 3 4を位置決めする。

次に、 図 6 Bに示すように、 アーム 3 2 を空間 S内に下降させて 、 下側の第 2の空のチャック 3 4を、 授受位置 P 2にある加工済み ワーク Wを支持可能な位置に位置決めする。 空の第 2チャック 3 4 が位置決めされた状態で、 主軸台 1 6 を前進させて、 主軸 1 4に装 着したワーク Wを授受位置 P 2に配置するとともに、 第 2チャック 3 4を開閉動作させて、 主軸 1 4に固定的に装着されたままの加工 済みワーク Wを第 2チャック 3 4に把持させる。 次に、 第 2チャック 3 4が加工済みワーク Wを支持した状態で、 ワーク装着部 1 8のチャック機構によるワーク固定を解除し、 主軸 台 1 6を後方へ移動させる。 これにより、 加工済みワーク Wが、 主 軸 1 4のワーク装着部 1 8からヮ一ク授受装置 2 8の第 2チャック 3 4に持ち替えられて、 ヮ一ク Wが主軸 1 4から回収される。 ヮ一 ク Wの回収後、 第 1チャック 3 4に支持された未加工ワーク W ' は 、 授受位置 P 2の直上に配置されている。

次に、 図 6 Cに示すように、 アーム 3 2を下降させて、 第 1チヤ ック 3 4に支持した未加工ワーク W ' が授受位置 P 2に配置される ように、 一対のチャック 3 4を位置決めする。 第 1チャック 3 4が 位置決めされた状態で、 主軸台 1 6 を前進させて、 未加工ワーク W ' を主軸 1 4のワーク装着部 1 8に固定して装着する。 そして、 第 1チャック 3 4による未加工ワーク W ' の支持を解除することによ り、 第 1チャック 3 4からヮーク装着部 1 8に未加工ワーク W ' が 受け渡され、 未加工ワーク W ' が主軸 1 4に供給される。

その後、 図 6 Dに示すように、 主軸台 1 6 を退避位置 Rに移動さ せて、 主軸 1 4と支持台 2 4との間に空間 Sを形成するとともに、 アーム 3 2を上昇させて、 第 2チャック 3 4に支持された加工済み ワーク Wを待機位置 P 1に配置する。 加工済みワーク Wが待機位置 P 1 に配置された状態で、 主軸台 1 6を Z軸方向へ前進させて未加 ェワーク _w ' を前述した加工エリアに配置することで、 ヮ一ク w ' を加工することができる。

図 7及び図 8は、 本発明の他の実施形態による工作機械 1 0 ' を 概略で示す。 工作機械 1 0 ' は、 支持台 2 4にガイ ドブッシュ 3 8 が装着されている点を除いて、 前述した工作機械 1 0 と同一の構成 を有する。 したがって、 対応する構成要素には共通する参照符号を 付して、 その説明を省略する。 工作機械 1 0 ' では、 比較的長尺の粗形材としてのワーク Wを高 精度に旋削加工する目的で、 支持台 2 4の空洞部 2 4 bに、 主軸 1 4のワーク装着部 1 8 に装着したワーク Wを心出し支持できるガイ ドプッシュ 3 8が、 脱離可能に装着される。 ガイ ドブッシュ 3 8は 、 旋削加工中にワーク Wを被加工部位に振れが生じないように支持 する公知の補助支持装置である。 ガイ ドブッシュ 3 8によって製品 の高精度成形を実現することができる。

上記構成を有する工作機械 1 0 ' も、 前述した工作機械 1 0 と同 様に、 スライ ドユニッ ト 2 0とワーク授受装置 2 8 とが作動するこ とにより、 ワーク装着部 1 8とチャック 3 4との間で、 ワーク Wの 受け渡しを行うことができる。 図 7に示すように、 退避ストローク Tを有するスライ ドュニッ ト 2 0により、 主軸台 1 6 を後方の退避 位置 Rに移動させ、 ワーク装着部 1 8 と支持台 2 4との間に、 チヤ ック 3 4がワーク Wを授受位置 P 2で支持できる空間 Sを形成する 。 空間 Sが形成された状態で、 前述のようにアーム 3 2の移動によ りチャック 3 4を空間 S内で適所に位置決めして、 ワーク装着部 1 8とチャック 3 4 との間でワーク Wを円滑かつ正確に受け渡すこと ができる。

工作機械 1 0 ' でワーク Wを旋削加工する際は、 図 8に示すよう に、 スライ ドユニッ ト 2 0により主軸台 1 6を前進させて、 主軸 1 4に固定的に装着したワーク Wをガイ ドブッシュ 3 8に挿入し、 ヮ ーク Wの被加工部分を加工エリァに配置して、 ガイ ドブッシュ 3 8 の心出し支持作用の下で工具 2 6 によりワーク Wを旋削加工する。 前述した加エス 卜ローク Mでスライ ドュニッ ト 2 0 を作動させるこ とにより、 ワーク Wを Z軸方向へ送りながら加工することができる なお工作機械 1 0 ' は、 ガイ ドブッシュ 3 8を支持台 2 4から脱 離した状態で、 工作機械 1 0 と同様に、 ワーク Wの加工を行う こと ができる （図 3 ) 。

工作機械 1 0 ' は、 主軸 1 4と支持台 2 4との間に空間 Sを形成 するために、 スライ ドユニッ ト 2 0 により主軸 1 4を移動させる代 わりに、 ガイ ドブッシュ 3 8を装備した支持台 2 4を、 主軸 1 4に 対して移動させるように構成できる。 支持台 2 4を移動させる場合 、 工作機械 1 0 ' は、 支持台 2 4を主軸 1 4に対し、 破線矢印 Z ' で示す相互接近方向及び相互離反方向へ移動させることが可能な移 動機構 （図示せず） を備える。 移動機構は、 ワーク装着部 1 8 と支 持台 2 4との間に、 チャック 3 4がワーク Wを授受位置 P 2で支持 できる空間 Sを形成するための相対移動ス トロークを有する。 この ような移動機構を設けることにより、 主軸移動機構であるスライ ド ユニッ ト 2 0に、 退避ス トロ一ク Tを追加設計する必要が無くなる 。 或いは、 スライ ドユニッ ト 2 0と支持台 2 4の移動機構との双方 を作動させることにより、 主軸 1 4 と支持台 2 4とを相対的に移動 させて、 主軸 1 4と支持台 2 4との間に空間 Sを形成する構成とす ることもできる。

図 9は、 本発明の他の実施形態による工作機械 1 0〃 を概略で示 す。 工作機械 1 0〃 は、 ワーク授受装置 2 8 のガイ ドレール 3 0及 びワーク置場 3 6の配置が異なる点を除いて、 前述した工作機械 1 Q と同一の構成を有する。 したがって、 対応する構成要素には共通 する参照符号を付して、 その説明を省略する。

前述したように工作機械 1 0のガイ ドレ一ル 3 0は、 アーム 3 2 を、 軸線 1 4 aに平行な方向へ案内するように構成される。 ガイ ド レール 3 0を軸線 1 4 aに平行な方向に延設することにより、 主軸 台 1 6の上方の空間を利用してガイ ドレール 3 0 を設置できる。 ガ ィ ドレール 3 0は、 支持台 2 4の後方にのみ設置すればよいから、 ガイ ドレ一ル 3 0を支持台 2 4の上端よりも下方に配置できる。 ガ イ ドレール 3 0を支持台 2 4の上端より も下方に配置することによ り、 ワーク授受装置 2 8の全高が削減され、 比較的天井が低い工場 等でもェ 機械 1 0 を採用することが可能になる。 また、 ワーク W の待機位置 P 1 と授受位置 P 2 との距離が短縮されるので、 アーム

3 2の鉛直方向移動を安定して行うことができる。

これに対し、 図 9 に示す工作機械 1 0〃 のガイ ドレール 3 0は、 アーム 3 2 を、 軸線 1 4 aに交差 （図では直交） する矢印 H ' 方向 へ案内するように構成される。 ガイ ドレール 3 0 を軸線 1 4 aに直 交する方向に延設することにより、 ガイ ドレール 3 0の全長及び搬 送空間 Aのワーク搬送距離を短縮できるので、 ワーク Wの水平方向 の搬送を安定化することができる。 なお図示のように、 工作機械 1 0 、 1 0〃 においては、 ガイ ドレール 3 0を支持台 2 4の上端から 上方に突出するように設置することもできる。

本発明は図示構成に限定されない。 例えば、 主軸 1 4と支持台 2 4 との間に空間 Sを形成するための主軸移動機構として、 スライ ド ユニッ ト 2 0から独立した別の移動機構を設置することもできる。 別の移動機構を設ける場合、 主軸 1 4を、 Z軸方向ではなく軸線 1

4 aに交差する他の方向へ移動させるようにしてもよい。 例えば図 9 に破線矢印 Yで示すように、 主軸 1 4を、 軸線 1 4 aに直交する Y軸方向へ移動させるように構成できる。 支持台 2 4を移動させる 構成の場合も、 支持台 2 4を軸線 1 4 aに交差する方向へ移動させ ることができる。 本発明は、 図示の支持台 2 4や刃物台 2 2に限ら ず、 加工動作中の主軸 1 4に近接して配置される構造物がベッ ド 1 2上に設置されている工作機械に適用できる。

以上、 本発明をその好適な実施形態に関連して説明したが、 後述 する請求の範囲の開示から逸脱することなく様々な修正及び変更を 為し得ることは、 当業者に理解されよう

Claims

1 . 工作機械であって、

ワークが装着されるワーク装着部を有する主軸と、

前記主軸に近接して配置される構造物と、

前記主軸を、 前記構造物に接近する方向及び前記構造物から離れ 請

る方向へ移動させることができる主軸移動機構と、

前記主軸の前記ワーク装着部に対しワークを受け渡すためのヮー ク授受装置とを具備し、

前記ワーク授受装置は、

前記ワーク装着部に対向する授受位置で囲ワークを解放可能に支持 できる支持部を備え、

前記主軸移動機構は、 前記ワーク装着部と前記構造物との間に、 前記支持部がワークを前記授受位置で支持できる空間を形成するた めの退避ス トロークを有する、

工作機械。

2 . 前記主軸移動機構は、 前記主軸に装着されたワークを加工す るために前記主軸を該主軸の軸線方向へ移動させる加エス トローク を有し、 前記退避ス トロークが、 該加工ストロークの該軸線方向へ の延長線上に定められている、 請求項 1に記載の工作機械。

3 . 前記主軸移動機構は、 前記授受位置でワークを支持した前記 支持部と前記ワーク装着部との間でワークを受け渡すために前記主 軸を該主軸の軸線方向へ移動させる授受スト口一クを有する、 請求 項 1 に記載の工作機械。

4 . 前記構造物が刃物台を備える、 請求項 1 に記載の工作機械。

5 . 前記構造物がガイ ドブッシュを備える、 請求項 1に記載のェ 作機械。

6 . 前記構造物は、 前記ガイ ドブッシュを脱離可能に備え、 前記 工作機械は、 該ガイ ドブッシュを該構造物に設置した状態と該ガイ ドブッシュを該構造物から脱離した状態との双方で、 前記主軸に装 着されたワークを加工できる、 請求項 5に記載の工作機械。

7 . 前記ワーク授受装置は、 前記支持部を前記主軸の軸線に平行 な方向へ案内するレールを有する、 請求項 1 に記載の工作機械。

8 . 前記ワーク授受装置は、 前記支持部を前記主軸の軸線に交差 する方向へ案内するレールを有する、 請求項 1 に記載の工作機械。

9 . 前記支持部は、 ワークを、 前記授受位置から前記主軸の軸線 に交差する方向へ直線的に離隔した待機位置で支持することができ る、 請求項 1 に記載の工作機械。

1 0 . 前記支持部は、 前記ワーク装着部に供給されるワークと該 ワーク装着部から回収されるワークとを、 それぞれに把持可能な複 数のチャックを有する、 請求項 1 に記載の工作機械。

1 1 . 工作機械であって、

ワークが装着されるワーク装着部を有する主軸と、

前記主軸に近接して配置されるとともに、 前記ワーク装着部に装 着したワークを心出し支持できるガイ ドブッシュを脱離可能に備え る構造物と、

前記主軸と前記構造物とを、 相互接近方向及び相互離反方向へ相 対移動させることができる移動機構と、

前記ワーク装着部に対しワークを受け渡すためのワーク授受装置 とを具備し、

前記ワーク授受装置は、

前記ワーク装着部に対向する授受位置でワークを解放可能に支持 できる支持部を備え、

前記移動機構は、 前記ワーク装着部と前記構造物との間に、 前記 支持部がワークを前記授受位置で支持できる空間を形成するための 、 前記主軸と前記構造物との相対移動ス トロークを有する、 工作機械。

1 2 . 前記構造物に前記ガイ ドブッシュを設置した状態と前記構 造物から前記ガイ ドブッシュを脱離した状態との双方で、 前記主軸 に装着されたワークを加工できる、' 請求項 1 0に記載の工作機械。

1 3 . ワークが装着されるワーク装着部を有する主軸と、 該主軸 に近接して配置される構造物とを具備する工作機械で、 該ワーク装 着部に対しワークを受け渡すワーク授受方法であって、

前記ワーク装着部に対向する授受位置でワークを解放可能に支持 できる支持部を備えたワーク授受装置を用意することと、

前記主軸を前記構造物から離れる方向へ移動させて、 前記ワーク 装着部と前記構造物との間に、 前記支持部がワークを前記授受位置 で支持できる空間を形成することと、

前記ワーク装着部と前記構造物との間に形成された前記空間で、 前記支持部と前記ワーク装着部との間のワーク授受を行う ことと、 を含むワーク授受方法。

1 4 . 前記工作機械は、 前記主軸に装着されたワークを加工する ために前記主軸を該主軸の軸線方向へ移動させる加エストロークを 有し、 前記空間を形成することは、 該加工ス トロークの該軸線方向 への延長線上に定められる退避ストロークによって前記主軸を移動 させて前記空間を形成することを含む、 請求項 1 2に記載のワーク 授受方法。

1 5 . ワークが装着されるワーク装着部を有する主軸と、 該主軸 に近接して配置されるとともに該ワーク装着部に装着したワークを 心出し支持できるガイ ドブッシュを脱離可能に備える構造物とを具 備する工作機械で、 該ワーク装着部に対しワークを受け渡すための ワーク授受方法であって、

前記ワーク装着部に対向する授受位置でワークを解放可能に支持 できる支持部を備えたワーク授受装置を用意することと、

前記主軸と前記構造物とを相互離反方向へ相対移動させて、 前記 ワーク装着部と前記構造物との間に、 前記支持部がワークを前記授 受位置で支持できる空間を形成することと、

前記ワーク装着部と前記構造物との間に形成された前記空間で、 前記支持部と前記ワーク装着部との間のワーク授受を行う ことと、 を含むワーク授受方法。