WO2021059938A1 - 旋盤 - Google Patents

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WO2021059938A1
WO2021059938A1 PCT/JP2020/033750 JP2020033750W WO2021059938A1 WO 2021059938 A1 WO2021059938 A1 WO 2021059938A1 JP 2020033750 W JP2020033750 W JP 2020033750W WO 2021059938 A1 WO2021059938 A1 WO 2021059938A1
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WO
WIPO (PCT)
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bar
spindle
gripper
lathe
centering
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/033750
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English (en)
French (fr)
Inventor
則夫 賀来
Original Assignee
スター精密株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B13/00—Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock
    • B23B13/02—Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock for turning-machines with a single working-spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B25/00—Accessories or auxiliary equipment for turning-machines
    • B23B25/06—Measuring, gauging, or adjusting equipment on turning-machines for setting-on, feeding, controlling, or monitoring the cutting tools or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms

Definitions

  • the present invention relates to a lathe including a spindle to which a bar material is supplied from the rear end.
  • a spindle moving type lathe in which a bar material is supplied from the rear end of the spindle to the spindle along the center line of the spindle and the bar material protruding from the front end of the spindle is machined by a tool.
  • the spindle moving lathe supports the bar protruding from the front end of the spindle with the guide bush, the bar protruding from the guide bush is processed.
  • a bar feeder is used as a device for supplying rods from the rear end to the spindle.
  • Patent Document 1 discloses a bar feeder as a bar feeder.
  • the bar feeder is installed on the side of the lathe independently of the lathe and supports a long bar that rotates at a high speed around the center line of the spindle. Since the bar feeder requires a rod material transport mechanism and the like in addition to supporting the bar material, it has a size longer than that of the bar material in the direction of the center line of the spindle.
  • centering work is performed on the bar material in order to suppress the rotational runout of the bar material rotating at a high speed. Since this centering work often depends on the senses, it is performed by dispatching a specialized engineer.
  • the present invention discloses a lathe capable of reducing the space required for supplying a bar material to a spindle.
  • the lathe of the present invention has a spindle inside which grips the bar along the center line of the spindle so as to be releasable, and has a machine body for processing the bar protruding from the front end of the spindle. It has a robot arm attached to the outside of the machine body and a gripper attached to the tip of the robot arm, and the bar can be releasably gripped by the gripper outside the machine body. With an articulated robot that supplies the main shaft from the rear end of the main shaft along the center line of the main shaft. Has an aspect.
  • the left side surface schematically shows an example of a lathe.
  • the left side surface schematically shows an example of a gripper.
  • It is a flowchart which shows the example of the bar material supply processing processing performed by a lathe.
  • It is a flowchart which shows the example of the bar material gripping process performed by a lathe.
  • the lathe 1 includes a machine body 10 and an articulated robot 50.
  • the machine body 10 has a spindle 21 inside (for example, a processing chamber 14) that releasably grips the bar W1 along the spindle center line AX1, and the bar W1 protruding from the front end 21a of the spindle 21.
  • the articulated robot 50 has a robot arm 60 attached to the outside of the machine body 10 and a gripper 70 attached to the tip of the robot arm 60 (for example, wrist 63), and is outside the machine body 10. In O1, the gripper 70 grips the bar W1 so as to be releasable, and the bar W1 is supplied to the spindle 21 from the rear end 21b of the spindle 21 along the spindle center line AX1.
  • the bar W1 gripped by the gripper 70 of the articulated robot 50 in the external O1 of the machine body 10 is supplied to the spindle 21 from the rear end 21b of the spindle 21 along the spindle center line AX1.
  • the spindle may or may not move in the direction of the spindle centerline, or may not move in the direction of the spindle centerline.
  • the machine body may have an opposed spindle facing the spindle.
  • the machine body may have a guide bush that slidably supports the bar material protruding from the front end of the spindle in the direction of the spindle center line.
  • the machine body may process the bar material protruding from the front end of the guide bush.
  • the bar material protruding from the front end of the guide bush is included in the bar material protruding from the front end of the spindle.
  • the articulated robot includes a gripper in addition to the robot arm. The above-mentioned additional notes are also applied in the following aspects.
  • the machine body 10 may have a numerical control device (for example, NC device 30) that numerically controls the processing of the bar W1.
  • the numerical control device (30) causes the articulated robot 50 to grip the bar W1 with the gripper 70 at the external O1 of the machine body 10 and move the bar W1 along the spindle center line AX1.
  • the rear end 21b of the main shaft 21 may be controlled to supply the main shaft 21.
  • a dedicated controller for the articulated robot for supplying the bar is unnecessary. Can provide a lathe.
  • the articulated robot 50 is a sensor that acquires information IN1 for centering the bar W1 supplied to the main shaft 21 from the rear end 21b of the main shaft 21. 80 may be provided, and the bar W1 gripped by the gripper 70 may be centered based on the information IN1.
  • the bar member W1 is centered by the articulated robot 50 for supplying the bar member, it is possible to provide a lathe that does not require the centering work.
  • the centering of the bar is performed by rotating the center of rotation of the bar and the spindle so as to suppress the rotational runout of the bar while the bar is supported by the gripper, the spindle, and the guide bush if necessary. It means to bring it closer to the center.
  • Sensors include acceleration sensors, displacement sensors, strain sensors, and the like. The above additions also apply in the following aspects.
  • the main lathe 1 may further include a machine learning unit 311.
  • the machine learning unit 311 includes bar information including the size of the bar W1 that has been centered, the position of the gripper 70 that holds the bar W1, and the information acquired by the sensor 80.
  • a learning model LM for determining whether or not the centering needs to be performed at the current position of the gripper 70 is generated.
  • this learning model LM it is possible to determine whether or not centering needs to be performed at the current position of the gripper 70, and when the gripper 70 is arranged at a position where centering is not necessary, centering can be performed. There is no need to do.
  • the lathe 1 may further include a diameter detection unit 85 and a warning unit (for example, step S210 in FIG. 7).
  • the diameter detection unit 85 detects the diameter Dw of the bar W1 gripped by the gripper 70.
  • the warning unit determines whether or not the diameter Dw detected by the diameter detection unit 85 is within the set allowable range of the diameter Ds, and outputs a warning when it is determined that the diameter Dw is not within the allowable range.
  • a warning is output when the diameter Dw of the bar W1 supplied to the spindle 21 is not within the set allowable range of the diameter Ds, waste of the material can be suppressed.
  • FIG. 1 schematically illustrates the front surface of a lathe 1 including an articulated robot 50.
  • FIG. 1 shows a state in which the door 15 is open to show the processing chamber 14, but the processing of the bar W1 is performed in a state where the door 15 is closed.
  • the rack 90 shown in FIG. 3 is not shown.
  • FIG. 2 schematically illustrates the front surface of the articulated robot 50 by dividing it into a robot arm 60 and a gripper 70.
  • FIG. 3 schematically illustrates the left side surface of the lathe 1.
  • FIG. 4 schematically illustrates the left side surface of the gripper 70 holding the bar W1.
  • the explanation of the positional relationship of each part is merely an example. Therefore, the present technology also includes reversing the left and right sides, reversing the rotation direction, and the like. Further, the same direction, position, etc. are not limited to exact matching, and include deviation from exact matching due to an error.
  • the outer surface of the lathe 1 on which the door 15 exists except for the upper surface is set as the front surface, and in each drawing, the front direction D1, the back direction D2, the upward direction D3, the downward direction D4, the left direction D5, and the left direction D5, as necessary.
  • Right direction D6 is shown.
  • the terms "front direction” and “back direction” refer to the end of the right direction D6 as the front end and the end of the left direction D5 as the rear end when indicating the partial position of the spindle 21 or the bar W1. This is because it is called the end.
  • the left-right direction (D5, D6) is the Z-axis direction
  • the horizontal direction orthogonal to the Z-axis direction is the X-axis direction
  • the vertical direction orthogonal to the Z-axis direction is the Y-axis direction.
  • the Z-axis direction is a direction along the spindle center line AX1 which is the rotation center of the bar W1.
  • 1 to 4 show "X” indicating the X-axis direction, "Y” indicating the Y-axis direction, and "Z” indicating the Z-axis direction.
  • FIGS. 2 and 4 show “Xg” indicating the Xg axis direction, “Yg” indicating the Yg axis direction, and “Zg” indicating the Zg axis direction as control axes of the gripper 70.
  • the lathe 1 shown in FIG. 1 and the like is an NC lathe including an NC (numerical control) device 30 that numerically controls the machining of the bar W1, and the operation unit 40 is arranged in front of the cover 11 surrounding the machining chamber 14.
  • a headstock 20 having a spindle 21 (see FIG. 5), a guide bush 23 located in the right direction D6 from the front end 21a of the spindle 21, and a facing spindle facing the spindle 21 via the guide bush 23.
  • Opposing spindle bases (not shown) including 24, tool rests 25 and 26 for holding tools for machining the bar W1 and the like are arranged.
  • the main shaft 21 is also called a front main shaft, and the opposing main shaft 24 is also called a back main shaft.
  • the bar W1 is processed with the door 15 closed.
  • the headstock 20 provided with the spindle 21 is movable in the Z-axis direction. Therefore, the lathe 1 is a spindle-moving lathe.
  • the main shaft 21 has a grip portion 22 (see FIG. 5) such as a collet at the front end 21a, and grips the bar W1 that has passed through the main shaft 21 along the main shaft center line AX1 so as to be releasable.
  • the spindle 21 that grips the bar W1 is rotatable about the spindle center line AX1.
  • the bar W1 is inserted into the main shaft 21 from the rear end 21b of the main shaft 21, passes through the guide bush 23 from the front end 21a of the main shaft 21, and exits in the right direction D6.
  • the guide bush 23 slidably supports the bar W1 penetrating the guide bush 23 along the spindle center line AX1 in the Z-axis direction, and rotates around the spindle center line AX1 in synchronization with the spindle 21.
  • the facing spindle having the facing spindle 24 is movable at least in the Z-axis direction. After the front surface processing of the bar material W1, the opposed spindle 24 approaches the guide bush 23 in the Z-axis direction to receive the bar material W1 after the front surface processing.
  • the opposed spindle 24 can rotate about the spindle center line AX1 while gripping the bar W1 after the front surface processing.
  • the tool rests 25 and 26 can be moved in at least one axial direction in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the turrets 25 and 26 may be turret turrets, comb-shaped turrets, or the like, as shown in FIG.
  • Tools include tools including parting tools, rotary tools such as drills and end mills, and the like.
  • the machine body 10 processes the bar W1 protruding from the front end 21a of the spindle 21 and supported by the guide bush 23 in the processing chamber 14. As shown in FIG. 3, the bar W1 supplied to the spindle 21 is placed in the rack 90 located in the left direction D5 (see FIG. 1) from the machine body 10.
  • An articulated robot 50 that supplies the bar W1 from the rear end 21b of the spindle 21 to the spindle 21 along the spindle center line AX1 is arranged on the external O1 of the machine body 10.
  • the articulated robot 50 has a robot arm 60 attached to the outer surface of the side portion 12 and a gripper 70 attached to a wrist 63 at the tip of the robot arm 60.
  • the cover 11 of this specific example has an opening 11a on the left side portion 12 for supplying the bar member W1 from the outside O1 to the processing chamber 14. Therefore, the robot arm 60 is attached to the outer surface of the left side portion 12.
  • the robot arm 60 of this specific example refers to a group of elements from the base 61 to the list 63 attached to the machine body 10.
  • the robot arm 60 shown in FIG. 2 has a base 61, links 62a to 62c, a wrist 63, joints 64a to 64d, and a built-in arm drive motor 68.
  • a link is a rigid body that is connected to a mating site by a joint (rotary joint).
  • Listing 63 has an interface 63a for connecting the robot interface 71 of the gripper 70.
  • An articulated robot is a robot having a plurality of joints on a robot arm.
  • the base 61 is a portion for attaching the robot arm 60 to the machine body 10, and is attached to the lower portion 13 of the side portion 12 (for example, the bed of the machine body 10) in the external O1 of the machine body 10. This is because it is necessary to increase the rigidity of the side portion 12 in order to attach the base 61 to the upper portion of the side portion 12, and the robot arm is to receive the lubricating oil falling from the bar W1 by the oil pan 75. This is because it is better that 60 is under the bar W1.
  • the base 61 may be attached to the upper part of the side portion 12 by increasing the rigidity of the side portion 12.
  • the base 61 is fixed to the lower portion 13 of the side portion 12 by, for example, a bolt.
  • a link 62a is rotatably connected to the base 61 via a joint 64a.
  • the joint 64a shown in FIG. 2 allows a rotational movement about the rotation axis along the Z-axis direction with respect to the link 62a.
  • the link 62b is rotatably connected to the link 62a via a joint 64b.
  • the rotation axis of the joint 64b shown in FIG. 2 is orthogonal to the rotation axis of the joint 64a.
  • the joint 64b rotates about the rotation axis along the X-axis direction with respect to the link 62b. Allow exercise.
  • the direction of the rotation axis of the joint 64b changes according to the rotation position of the link 62a.
  • the link 62c is rotatably connected to the link 62b via a joint 64c.
  • FIG. 2 is parallel to the rotation axis of the joint 64b.
  • a wrist 63 is rotatably connected to the link 62c via a joint 64d.
  • the rotation axis of the joint 64d shown in FIG. 2 is parallel to the rotation axis of the joint 64c.
  • the arm drive motor 68 is an actuator that converts electrical energy into the motions of the links 62a to 62c and the wrist 63, and operates the links 62a to 62c and the wrist 63 in accordance with a command from the NC device 30 shown in FIG.
  • the arm drive motor 68 includes a servomotor that rotationally drives the link 62a, a servomotor that rotationally drives the link 62b, a servomotor that rotationally drives the link 62c, and a servomotor that rotationally drives the wrist 63.
  • the gripper 70 is an end effector that releasably grips an object such as a bar W1.
  • the gripper 70 shown in FIGS. 2 and 4 has a robot interface 71, a palm 72, a finger 73, and a built-in gripper drive motor 78, and is attached with a lubricating oil supply unit 76, an oil pan 75, and a sensor 80.
  • the gripper 70 can receive a command or the like for operating the finger 73 or transmit information such as the position information of the finger 73 to the robot arm 60.
  • fingers 73a and 73b are attached to the palm 72 so as to be movable in the Xg axis direction (in the example shown in FIG. 4, the X axis direction).
  • the finger 73 means a combination of the fingers 73a and 73b.
  • the fingers 73a and 73b project from the palm 72 along the Yg-axis direction (Y-axis direction in the example shown in FIG. 4) orthogonal to the Xg-axis direction.
  • the fingers 73 as a combination of the fingers 73a and 73b are attached to the palm 72 at two locations in the Zg-axis direction (Z-axis direction in the example shown in FIG. 2) orthogonal to the Xg-axis direction and the Yg-axis direction.
  • Z-axis direction Z-axis direction in the example shown in FIG. 2
  • the finger 73a has an inclined portion s1 and an inclined portion s2 closer to the palm 72 than the inclined portion s1 on the surface facing the finger 73b.
  • the finger 73b has an inclined portion s3 and an inclined portion s4 closer to the palm 72 than the inclined portion s3 on the surface facing the finger 73a.
  • the inclined portions s1 to s4 are in a positional relationship that forms a part of the rhombus, the inclined portion s1 and the inclined portion s4 are parallel, and the inclined portion s2 and the inclined portion s3 are parallel.
  • Rollers 74a, 74b, 74c, 74d that can roll around a rotation axis along the Zg axis direction are attached to the inclined portions s1, s2, s3, and s4, respectively.
  • the rollers 74a to 74d are driven rollers that roll on the bar W1 in response to rotation. Therefore, even if the spindle 21 that grips the bar W1 by the grip portion 22 rotates about the spindle center line AX1, the gripper 70 that grips the same bar W1 is not easily worn and the bar W1 is not easily scratched. Further, by controlling the distance between the fingers 73a and 73b, rods having various diameters can be brought into contact with the rollers 74a to 74d and gripped by the gripper 70.
  • the rollers 74a to 74d come into contact with the bar W1 and roll when the bar W1 rotates.
  • the movement of the fingers 73a and 73b can be controlled around the spindle center line AX1. Therefore, when the gripper 70 grips the bar W1 having various diameters Dw, the finger 73a , 73b can be easily controlled.
  • the support of the bar W1 is not limited to the four-point support, and may be a three-point support or the like.
  • a pad-type sliding guide may be used instead of the rollers 74a to 74d.
  • crowning rollers having a slightly convex curvature on the rolling surface may be used for the rollers 74a to 74d.
  • the gripper drive motor 78 is an actuator that converts electrical energy into the movement of the finger 73, and operates the finger 73 in accordance with a command from the NC device 30 shown in FIG.
  • the gripper drive motor 78 may include a servomotor that drives the fingers 73a and a servomotor that drives the fingers 73b, or may be a common servomotor that moves the fingers 73a and 73b closer to and further from each other.
  • the gripper drive motor 78 has an encoder 78a (see FIG. 5) capable of detecting the Xg positions of the fingers 73a and 73b in the Xg axis direction.
  • the distance Lf between the fingers 73a and 73b can be obtained from the Xg position of the fingers 73a and 73b, and the diameter Dw of the rod member W1 can be obtained from the distance Lf.
  • the interval Lf shown in FIG. 4 is the interval between the rotation axes of the rollers 74a and 74c, but the interval Lf may be based on any position of the fingers 73a and 73b.
  • the lubricating oil supply unit 76 shown in FIG. 4 supplies lubricating oil to the bar W1 held by the gripper 70.
  • the oil pan 75 is attached to the palm 72 on the surface opposite to the attachment surface of the fingers 73.
  • the robot arm 60 places the oil pan 75 under the finger 73 with the finger 73 facing upward. In this arrangement, the oil pan 75 receives the lubricating oil that falls from the bar W1.
  • the sensor 80 acquires information IN1 for centering the bar W1 supplied from the rear end 21b to the spindle 21.
  • FIG. 4 shows that the acceleration sensor 81 is used as the sensor 80.
  • the acceleration sensor 81 detects the acceleration in the Xg-axis direction, the Yg-axis direction, and the Zg-axis direction in the gripper 70, and transmits information IN1 representing the acceleration to the robot arm 60.
  • the acceleration sensor 81 may be a two-axis type that detects acceleration in the Xg-axis direction and the Yg-axis direction in the gripper 70.
  • the articulated robot 50 having the robot arm 60 and the gripper 70 grips the bar W1 placed on the rack 90 in the external O1 of the machine body 10 so as to be releasable by the gripper 70, and grips the bar W1. It is supplied to the spindle 21 from the rear end 21b along the spindle center line AX1.
  • the operation of the articulated robot 50 of this specific example is controlled by the NC device 30 in the machine body 10.
  • FIG. 5 schematically illustrates the configuration of the electric circuit of the lathe 1.
  • the NC device 30 includes an operation unit 40, a Z-axis motor 36, a rotary motor 37 for the spindle 21, an actuator 38 for opening and closing the grip portion 22 of the spindle 21, a tool post drive motor 39, and the like. Is connected, and an articulated robot 50 is further connected.
  • the NC device 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31, a semiconductor memory ROM (Read Only Memory) 32, a semiconductor memory RAM (Random Access Memory) 33, a timer circuit 34, an I / F (interface) 35, and the like. It has. Therefore, the NC device 30 is a kind of computer.
  • FIG. 1 the NC device 30 includes an operation unit 40, a Z-axis motor 36, a rotary motor 37 for the spindle 21, an actuator 38 for opening and closing the grip portion 22 of the spindle 21, a tool post drive motor 39, and the like. Is connected, and an articulated robot 50 is further connected.
  • the I / Fs of the operation unit 40, the Z-axis motor 36, the rotary motor 37, the actuator 38, the turret drive motor 39, the articulated robot 50, and the like are collectively shown as the I / F 35.
  • An interpretation execution program PR1 for interpreting and executing the machining program PR2 is written in the ROM 32.
  • the processing program PR2 created by the user is rewritably stored in the RAM 33.
  • the machining program is also called an NC program.
  • the CPU 31 uses the RAM 33 as a work area and executes the interpretation execution program PR1 recorded in the ROM 32 to realize the function of the NC device 30.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the operation unit 40 includes an input unit 41 and a display unit 42, and functions as a user interface of the NC device 30.
  • the input unit 41 is composed of, for example, a button or a touch panel for receiving an operation input from an operator.
  • the display unit 42 is composed of, for example, a display that displays various settings related to the operation input received from the operator and various information related to the lathe 1.
  • the operator can store the machining program PR2 in the RAM 33 by using the operation unit 40 or an external computer.
  • the Z-axis motor 36 is a servomotor that moves the headstock 20 in the Z-axis direction in accordance with a command from the NC device 30.
  • the Z-axis motor 36 has an encoder 36a that generates a reference angle pulse according to the X position of the headstock 20, and adjusts the X position of the headstock 20 to a command from the NC device 30 based on the generated pulse of the encoder 36a. ..
  • the rotary motor 37 is a servomotor that rotationally drives the spindle 21 at a rotational speed according to a command from the NC device 30.
  • the rotation speed also called the number of rotations, means the number of rotations per unit time.
  • the rotary motor 37 has an encoder 37a that generates a reference angle pulse according to the rotation position of the spindle 21, and adjusts the rotation position of the spindle 21 to a command from the NC device 30 based on the generation pulse of the encoder 37a.
  • the actuator 38 opens and closes the grip portion 22 of the spindle 21 via a power transmission mechanism such as a sleeve member under the control of the NC device 30.
  • a power transmission mechanism such as a sleeve member under the control of the NC device 30.
  • the bar member W1 can move in the Z-axis direction, and when the grip portion 22 is closed, the bar member W1 is gripped by the grip portion 22.
  • a servomotor including a linear motor, an air cylinder, a hydraulic cylinder, or the like can be used together with a reduction mechanism or the like, if necessary.
  • the tool post drive motor 39 is a servomotor that moves the tool post 25 according to a command from the NC device 30.
  • the turret drive motor 39 has an encoder (not shown) that generates a reference angle pulse according to the position of the turret 25, and the position of the turret 25 is commanded by the NC device 30 based on the generated pulse of the encoder. match.
  • an arm drive motor 68 In the articulated robot 50, an arm drive motor 68, a gripper drive motor 78, and an acceleration sensor 81 are connected to the NC device 30.
  • the arm drive motor 68 built in the robot arm 60 operates the links 62a to 62c and the list 63 in accordance with a command from the NC device 30.
  • the arm drive motor 68 has an encoder 68a that generates a reference angle pulse according to the positions of the links 62a to 62c and the list 63, and an NC device sets the positions of the links 62a to 62c and the list 63 based on the generated pulse of the encoder 68a. Match the command from 30.
  • the gripper drive motor 78 built in the gripper 70 moves the fingers 73a and 73b in the Xg axis direction in accordance with a command from the NC device 30.
  • the gripper drive motor 78 has an encoder 78a that generates a reference angle pulse according to the Xg position of the fingers 73a and 73b, and commands the Xg position of the fingers 73a and 73b from the NC device 30 based on the generated pulse of the encoder 78a. To match.
  • the gripper drive motor 78 can transmit the Xg positions of the fingers 73a and 73b to the NC device 30.
  • the NC device 30 can detect the diameter Dw of the bar W1 from the Xg positions of the fingers 73a and 73b.
  • the gripper drive motor 78 and the NC device 30 include a diameter detection unit 85 that detects the diameter Dw of the bar W1.
  • the lathe 1 of this specific example has a feature that the articulated robot 50 controllable by the NC device 30 is integrated by being attached to the side portion 12 of the machine body 10.
  • FIG. 6 illustrates a bar material supply processing process performed by the lathe 1 mainly by the NC device 30 that executes the interpretation execution program PR1.
  • the bar material supply processing process shown in FIG. 6 indicates a process in which one bar material W1 is used for processing, and when the next bar material W1 is used for processing, the bar material supply processing process shown in FIG. 6 is performed again. Is done.
  • FIG. 7 illustrates the bar gripping process performed in step S104 of FIG.
  • the NC device 30 and the gripper drive motor 78 that perform the bar diameter detection process in step S206 of FIG. 7 correspond to the diameter detection unit 85.
  • the machine body 10 that performs the warning output process in step S210 of FIG. 7 corresponds to a warning unit that outputs a warning.
  • FIG. 8 illustrates the centering process performed in step S108 of FIG.
  • FIG. 9 illustrates the processing assist process performed in step S110 of FIG.
  • step will be omitted.
  • the NC device 30 issues a command to the actuator 38 to open the grip portion 22 of the spindle 21 (S102).
  • the grip portion 22 is opened, and the bar member W1 can be passed through the main shaft 21 so that the front end W1a of the bar member W1 can be pulled out from the front end 21a of the main shaft 21.
  • the process of S102 can be omitted.
  • the lathe 1 performs a bar gripping process of gripping the bar W1 having the set diameter Ds with the gripper 70 (S104). Details of the bar gripping process are shown in FIG.
  • the NC device 30 acquires the set diameter Ds (S202).
  • the NC apparatus 30 may acquire the diameter Ds from the machining program PR2. Further, the NC device 30 may acquire the diameter Ds by receiving the operation of setting the diameter Ds from the operator in the operation unit 40.
  • the NC device 30 After acquiring the set diameter Ds, the NC device 30 issues a command to the articulated robot 50 to releasably grip the bar W1 from the rack 90 with the gripper 70 based on the set diameter Ds (S204).
  • the articulated robot 50 opens the fingers 73a and 73b at intervals at which the rods having the set diameters Ds can pass through, and then grips the rods W1 from the rack 90 with the gripper 70.
  • FIG. FIG. 4 shows that the bar W1 is supported by four points of rollers 74a to 74d of the gripper 70.
  • the articulated robot 50 grips the bar W1 from the step for a bar having a diameter of Ds with a gripper 70. Further, when the lathe 1 is provided with a camera for detecting the diameter of the bar material placed on the rack 90 by image processing, the detection result of the diameter of the bar material by the camera that photographed the rack 90 can be used. It is possible. In this case, the articulated robot 50 may select rods having a detection result matching the diameter Ds from a plurality of rods having a diameter mixed in the rack 90 and grip them with the gripper 70.
  • the NC device 30 After gripping the bar W1, the NC device 30 acquires the Xg positions of the fingers 73a and 73b from the gripper drive motor 78, and detects the diameter Dw of the bar W1 based on the Xg positions (S206).
  • the NC device 30 may calculate the interval Lf of the fingers 73a and 73b from the Xg position of the fingers 73a and 73b, and calculate the diameter Dw of the bar W1 from the interval Lf. In this way, the NC device 30 can detect the diameter Dw of the bar W1.
  • the NC device 30 determines whether or not the detected diameter Dw is within the set allowable range of the set diameter Ds (S208). When the diameter Dw is within the permissible range of the diameter Ds, the NC device 30 ends the bar gripping process and proceeds to S106 in FIG. If the diameter Dw is not within the permissible range of the diameter Ds, the NC device 30 issues a command to output a warning to the warning means (S210). As a result, the warning means outputs a warning. After that, the NC device 30 returns the process to S204.
  • the warning means a warning light, a buzzer, a display unit 42, a combination of at least a part thereof, and the like can be used.
  • a warning may be output to a predetermined server, computer, smartphone, or the like connected to the network line.
  • the processes of S204 to S208 are performed, so that the process proceeds to S106 of FIG. 6 after the detected diameter Dw is within the set allowable range of the set diameter Ds.
  • a warning is output when the diameter Dw of the bar W1 supplied to the spindle 21 is not within the set allowable range of the diameter Ds, so that waste of the material can be suppressed.
  • the NC device 30 issues a command to the articulated robot 50 to supply the bar W1 from the rear end 21b of the spindle 21 to the spindle 21 along the spindle center line AX1 (S106).
  • the articulated robot 50 supplies the rod W1 from the rear end 21b to the spindle 21 along the spindle center line AX1.
  • FIG. 10 schematically illustrates a state in which the articulated robot 50 supplies the bar W1 to the spindle 21 in a cross-sectional view of the machine body 10. In the articulated robot 50 shown in FIG.
  • the bar W1 is aligned with the spindle center line AX1 at the outer O1 of the machine body 10, and the front end W1a of the bar W1 is directed to the opening 11a in the side portion 12.
  • the Cartesian coordinate systems of Xg, Yg, and Zg in the gripper 70 are aligned with the Cartesian coordinate systems of X, Y, and Z in the machine body 10.
  • the articulated robot 50 passes the front end W1a of the rod W1 through the opening 11a and the rear end 21b through the main shaft 21 by moving the rod W1 in the right direction D6.
  • the gripping portion 22 of the main shaft 21 can grip the bar W1.
  • the lathe 1 After that, the lathe 1 performs a centering process for centering the bar W1 supplied from the rear end 21b to the spindle 21 (S108). Details of the centering process are shown in FIG.
  • the NC device 30 issues a command to the actuator 38 to close the grip portion 22 of the spindle 21 (S302).
  • the grip portion 22 is closed, and the rod W1 is gripped by the grip portion 22 in a state where the front end W1a of the rod W1 protrudes from the front end 21a of the main shaft 21.
  • the NC device 30 issues a command to the rotary motor 37 to rotate the spindle 21 at a low speed VL slower than the high speed at the time of machining (S304).
  • the bar W1 gripped by the grip portion 22 of the spindle 21 rotates at a low speed VL around the spindle center line AX1, and the rollers 74a to 74d of the gripper 70 roll according to the rotation of the bar W1.
  • the vibration generated by the rotation of the bar W1 is transmitted to the gripper 70, and the acceleration caused by the vibration of the gripper 70 is detected by the acceleration sensor 81.
  • the acceleration sensor 81 is the X-axis in the gripper 70. Detects acceleration in the direction, Y-axis direction, and Z-axis direction.
  • the acceleration in at least one axial direction in the X-axis direction and the Y-axis direction is usually large.
  • the NC device 30 After the rotation of the spindle 21, the NC device 30 acquires information IN1 representing the acceleration in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction in the gripper 70 from the acceleration sensor 81 for a predetermined period (S306).
  • the period for acquiring the information IN1 is a period during which the bar W1 makes at least one rotation.
  • the NC device 30 branches the process depending on whether or not the acceleration in the X-axis direction and the Y-axis direction (referred to as a XY ) is within the permissible range during the predetermined period (S308). ..
  • the acceleration a XY is (a X 2 + a Y 2 ) 1/2, where the acceleration in the X-axis direction is a X and the acceleration in the Y-axis direction is a Y.
  • the NC device 30 can determine that the maximum value of the acceleration a XY during a predetermined period is within the permissible range when it is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the NC device 30 may perform the determination process of S308 in consideration of the acceleration in the Z-axis direction.
  • the NC device 30 searches for a direction in which the acceleration a XY of the gripper 70 becomes smaller by moving the gripper 70 from the current position by a small distance d in the XY plane (S310).
  • the direction in which the gripper 70 is moved by a small distance d from the current position on the XY plane is a predetermined number of directions such as eight directions.
  • the NC device 30 may determine as a search result the direction in which the maximum value of the acceleration a XY during the above-mentioned predetermined period is the smallest when the gripper 70 is moved in these directions by a small distance d from the current position.
  • the NC device 30 searches for the X and Y positions where the acceleration a XY of the gripper 70 is the smallest by moving the gripper 70 in the searched direction (S312). For example, the NC device 30 moves the gripper 70 by a minute distance d in the searched direction, acquires the maximum value of the acceleration a XY during a predetermined period at each position, and X in which the obtained maximum value becomes the minimum. , Y position may be determined as a search result.
  • the NC device 30 After that, the NC device 30 returns the process to S308.
  • the NC device 30 ends the centering process and proceeds to S110 of FIG. If the acceleration a XY during the predetermined period at the searched X and Y positions is not within the permissible range in the determination process of S308, the NC device 30 repeats the processes of S310, S312 and S308. Therefore, the process proceeds to S110 in FIG. 6 after the acceleration a XY during the predetermined period at the searched X and Y positions is within the permissible range.
  • the articulated robot 50 centers the rod W1 gripped by the gripper 70 based on the acceleration information IN1 under the control of the NC device 30. Since the bar material W1 is centered by the articulated robot 50 for supplying the bar material, the centering work performed by dispatching a specialized engineer becomes unnecessary.
  • the lathe 1 After the processing of S108 in FIG. 6, the lathe 1 performs a bar processing process for processing the bar W1 protruding from the front end 21a of the spindle 21 (S110). Since the machine body 10 shown in FIG. 1 includes a guide bush 23, the NC device 30 moves the headstock 20 in the Z-axis direction so that the front end W1a of the bar member W1 comes out of the guide bush 23 as shown in FIG. Advance along. In this state, the NC device 30 controls the machine body 10 to process the bar W1 from which the front end W1a comes out from the guide bush 23. During processing of the bar W1, the gripper 70 supports a long bar W1 that rotates at a high speed about the spindle center line AX1. At the same time, the NC device 30 controls the articulated robot 50 to assist the processing of the bar W1. The details of the processing assist processing for controlling the articulated robot 50 are shown in FIG.
  • the NC device 30 issues a command to the articulated robot 50 to grip the bar W1 with the gripper 70 at the Z position corresponding to the current length of the bar W1 (S402). ..
  • the articulated robot 50 grips the bar W1 with the gripper 70 at the Z position corresponding to the current length of the bar W1.
  • the reason why the processing of S402 is performed is that as the processing of the bar W1 progresses, the remaining amount of the bar W1 becomes shorter, so that the optimum gripping position changes.
  • the NC device 30 issues a command to the articulated robot 50 to move the gripper 70 in accordance with the movement of the headstock 20 in the Z-axis direction (S404). As a result, the articulated robot 50 performs synchronous control in which the operation of the gripper 70 is matched with the movement of the spindle 21 in the Z-axis direction.
  • FIG. 11 schematically illustrates a state in which the operation of the gripper 70 holding the bar W1 is synchronized with the movement of the spindle 21.
  • the NC device 30 issues a command to move the headstock 20 by + ⁇ Z in the Z-axis direction to the Z-axis motor 36
  • the NC device 30 issues a command to move the gripper 70 by + ⁇ Z in the Z-axis direction by the articulated robot. Put out to 50.
  • the spindle 20 including the spindle 21 moves by + ⁇ Z
  • the gripper 70 moves by + ⁇ Z.
  • the state of the headstock 20 and the gripper 70 after movement is shown in the lower part of FIG.
  • the gripper 70 By moving the gripper 70 in the Z-axis direction in accordance with the movement of the spindle 21, the occurrence of damage to the bar W1 due to the sliding of the bar W1 with respect to the gripper 70 is suppressed.
  • the movement of the spindle 21 may be faster than the movement of the gripper 70, but even in this case, the rod W1 is less likely to be scratched due to the reduced sliding of the rod W1 with respect to the gripper 70.
  • the above-mentioned synchronous control process of S404 is repeated until one cycle of front machining of the bar W1 is completed (S406). That is, the NC apparatus 30 returns the processing to S404 when it is determined that one cycle of front machining has not been completed, and proceeds to S408 when it is determined that one cycle of front machining has been completed.
  • the bar member W1 whose front surface is processed at the portion protruding from the guide bush 23 is gripped by the opposing main shaft 24 and the back surface is processed.
  • the NC device 30 branches the process depending on whether or not it is necessary to replace the bar W1 inserted in the spindle 21. For example, the NC device 30 may determine that it is necessary to replace the bar W1 when the remaining bar W1 is less than a predetermined length. When it is not necessary to replace the bar W1, the NC apparatus 30 returns the processing to S402 and performs the processing auxiliary processing in the next processing cycle. When it is necessary to replace the bar W1, the NC apparatus 30 ends the processing auxiliary process. After that, the process proceeds to S112 of FIG.
  • the NC device 30 issues a command to the articulated robot 50 to remove the residual material of the bar W1 from the spindle 21 (S112).
  • the articulated robot 50 removes the residual material of the bar W1 from the spindle 21.
  • the articulated robot 50 may pull out the residual material of the bar W1 with the gripper 70, or if a dedicated end effector for pulling out the residual material is prepared, the gripper 70 is replaced with a dedicated end effector.
  • the residual material of the bar material W1 may be pulled out.
  • the bar material supply processing process in which one bar W1 is used for processing is completed.
  • the bar material supply processing process shown in FIG. 6 is repeatedly performed.
  • FIG. 12 schematically illustrates lathe 1 when it is not in operation.
  • the articulated robot 50 shown in FIG. 12 is arranged along the side portion 12 of the machine body 10 so as to reduce the occupied area as much as possible.
  • the non-operating articulated robot 50 may be folded and arranged.
  • the work can be facilitated by arranging the articulated robot 50 in the arrangement shown in FIG. 12 or in the folded arrangement.
  • FIG. 14 schematically shows the front surface of the lathe 900 according to the comparative example. Elements similar to the above-mentioned example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 14 also shows a state in which the door 15 is open to show the processing chamber 14, but the processing of the bar W1 is performed in a state where the door 15 is closed.
  • a bar feeder 950 is juxtaposed in the left direction D5 of the lathe 900 shown in FIG. 14 independently of the lathe 900.
  • the bar feeder 950 supports a long bar W1 that rotates at a high speed about the spindle center line AX1. Therefore, the lathe 900 and the bar feeder 950 are used as a set.
  • the bar feeder 950 has a size longer than that of the bar W1 in the Z-axis direction because a transport mechanism for the bar W1 is required in addition to supporting the bar W1. Therefore, in order to install the bar feeder 950 in the factory, an installation space longer than that of the long bar W1 in the Z-axis direction is required. Further, since the centering work of the bar W1 that rotates around the spindle center line AX1 often depends on the senses, a specialized engineer dispatched to the factory is performing the work.
  • the control of the bar feeder 950 is independent of the control of the lathe 900.
  • systematization of the bar feeder 950 and the lathe 900 is not easy.
  • the lathe 900 and the bar feeder 950 are once installed and then moved or moved to another place, they have to be moved separately, so that a centering work by a specialized engineer is required again.
  • the articulated robot 50 grips the bar W1 with the gripper 70 at the external O1 of the machine body 10, and the main shaft starts from the rear end 21b along the main shaft center line AX1. Supply to 21.
  • the lathe 1 of this specific example can also carry out various incidental work, and thus can contribute to labor saving in the factory. Further, by arranging the articulated robot 50 in the arrangement shown in FIG. 12 or in the folded arrangement, the lathe 1 can be easily carried or relocated to another place.
  • the lathe to which this technique can be applied may be a lathe without a guide bush or a fixed spindle type lathe.
  • the robot arm 60 of the articulated robot 50 described above has four joints, but the number of joints of the robot arm may be three or five or more.
  • a receiving member for example, a V-shaped receiving member that supports the bar is attached to the gripper 70 at a place separated from the gripper 70 in the Zg axis direction by a predetermined distance. May be good.
  • the NC device 30 calculates the amplitude of the gripper 70 from the acceleration of the gripper 70 within a predetermined period, and when the amplitude is not within the permissible range, the amplitude becomes within the permissible range X, You may search for the Y position.
  • the sensor 80 that acquires the information IN1 for centering the bar W1 may be a displacement sensor.
  • the displacement sensors facing the spindle center line AX1 from three different directions on the XY plane detect the displacement of the bar W1
  • the spindle center line AX1 is based on the displacement detected by each displacement sensor.
  • the position of the gripper 70 can be adjusted so as to be the center of rotation.
  • the sensor 80 may be a distortion sensor or the like.
  • FIG. 13 illustrates a configuration in which machine learning is used to predict whether centering is necessary at the current position of the gripper 70.
  • FIG. 13 description and description of elements that partially overlap with FIG. 5 are omitted.
  • a structural example of the database DB is shown in the lower part of FIG.
  • the machine learning program PR3 shown in FIG. 13 is written in the ROM 32, the machine learning program may be stored in the RAM 33.
  • a database DB is constructed in the RAM 33.
  • the NC device 30 When centering the bar W1, the NC device 30 records information on the centering ID (Mid), length Lw, diameter Dw, and material Mw of the target bar W1 in the database DB of the RAM 33. To do.
  • the centering ID (Mid) is an ID (identification information) given during the centering work of the bar material to be centered, and the same ID is used while centering the bar material of the same individual. Is given.
  • the centering ID (Mid) is also changed.
  • the centering ID (Mid) and the information of the bar W1 may be input from the input unit 41 of the operation unit 40 by the operator of the lathe 1. Further, the centering ID (Mid) may be an ID uniquely assigned to each bar material.
  • the NC device 30 is centered in a state where the gripper 70 is arranged at the positions of the coordinate information XC1 in the X direction and the coordinate information YC1 in the Y direction, the coordinate information XC1 and the coordinate information YC1 of the gripper 70 when the centering is started.
  • the information IN1 at the time of starting to be output is recorded in the database DB of the RAM 33.
  • the coordinate information XC1 and the coordinate information YC1 may be numerical values estimated from the information acquired by the encoder 68a, or may be numerical values input by the operator of the lathe 1 from the input unit 41 of the operation unit 40.
  • the determination result JR is set to 2, and the centering work is completed without performing the centering work.
  • the NC device 30 records the determination result JR in the database DB of the RAM 33. If the acquired information IN1 does not fall within the threshold range, the determination result JR is set to 1, it is determined that the centering work is necessary, and the centering work is performed again.
  • the NC device 30 again acquires the coordinate information XC1 in the X direction of the gripper 70, the coordinate information YC1 in the Y direction, and the information IN1 at the coordinates, and the acquired information IN1 is the threshold value. It is determined whether or not it is within the range. If the acquired information IN1 falls within the threshold range, the determination result JR is set to 2, and the centering work is completed without further centering work.
  • the determination result JR is set to 1, and the centering work is continued.
  • the centering operation is repeated n times, and the centering operation is repeated until the information IN1 falls within the threshold range.
  • the centering ID (Mid) is given the same value.
  • the threshold value a predetermined value determined by the operator of the lathe 1 may be stored in the ROM 32 or the RAM 33.
  • the centering ID (Mid), the bar material information (length Lw, diameter Dw, material Mw) including the bar material size, the coordinate information XC1, YC1, the information IN1, and the judgment result JR are associated with each other. It is recorded in the database DB of the RAM 33. Data is accumulated by updating the database DB (adding a record of the database DB) every time the operator of the lathe 1 performs centering work.
  • the lower part of FIG. 13 shows a construction image of the database DB.
  • the data accumulated in the database DB of the RAM 33 is input to the machine learning unit 311.
  • the NC device 30 may perform a process of inputting the data accumulated in the database DB into the machine learning unit 311 when the input instruction by the operator is received from the input unit 41 of the operation unit 40.
  • the data when the determination result JR is 1 is extracted and extracted. Let the data be "data when it is necessary to move the gripper for centering".
  • the bar material information (length Lw, diameter Dw, material Mw), the coordinate information of the gripper (XC1, YC1), and the information IN1 recorded in the same record as the judgment result JR is "for centering".
  • the data when the determination result JR is 2 (when the information IN1 falls within the threshold range) is extracted, and the extracted data is referred to as ".
  • Data after the centering is completed data after moving the clipper 70 to an appropriate position) ”.
  • the bar material information (length Lw, diameter Dw, material Mw), the gripper coordinate information (XC1, YC1), and the information IN1 recorded in the same record as the judgment result JR is "after centering is completed”.
  • Data data after moving the clipper 70 to an appropriate position
  • a process is performed in which both data of "data when it is necessary to move the gripper for centering” and “data after completion of centering” are input to the machine learning unit 311 as teacher data.
  • the centering ID (Mid) does not overlap (that is, there is only one record with the same centering ID (Mid)) and the information IN1 does not exceed the threshold range (when the judgment result JR is 2).
  • the bar material information (length Lw, diameter Dw, material Mw), the coordinate information of the gripper 70 (XC1, YC1), and the information IN1 are described as "when there is no need to move the gripper for centering".
  • the process of inputting these data into the machine learning unit 311 as teacher data is performed.
  • the machine learning unit 311 provides teacher data (data when it is necessary to move the gripper for centering, data after completion of centering, and data when there is no need to move the gripper for centering). ), Supervised learning is performed, and a learning model LM is constructed to determine whether or not it is necessary to perform centering at the current gripper position. Then, the machine learning unit 311 stores the constructed learning model LM in the RAM 33.
  • the NC device 30 uses the bar material information (length Lw, diameter Dw, material Mw), the coordinate information of the current gripper 70, and the learning model LM. Information IN1 is predicted based on.
  • the machine learning unit 311 may predict appropriate coordinates of the gripper 70 using the learning model LM. Based on this prediction result, the NC device 30 can move the gripper 70 to an appropriate position. Therefore, it is possible to reduce the number of centering operations in the first place.
  • the learning model LM constructed by the machine learning unit 311 any learning model LM that can predict whether or not the information IN1 exceeds the threshold value from the input data may be used.
  • a known neural network Bayesian network, or the like can be used.
  • learning may be advanced by a deep learning method. Since the details of the neural network, deep learning, etc. are known, the description thereof will be omitted.
  • the learning model LM When constructing the learning model LM, data such as the date and time when the information IN1 was acquired, the operating status of the lathe 1, the lot number of the material, the operator ID of the lathe 1, and the environmental temperature of the factory where the lathe 1 is installed are collected. It may be used additionally. As a result, machine learning can be performed in consideration of the continuous operation time of the lathe, individual differences depending on the material, individual differences in machine settings by the operator, thermal displacement due to the environmental temperature, and the like. Further, the machine learning unit 311 is composed of a CPU 31 that executes the machine learning program PR3 in the NC device 30, but is connected to the network when the I / F 35 of the NC device 30 is connected to a network such as the Internet or an intranet. A predetermined server, computer, smartphone, or the like may have a machine learning unit.

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Abstract

主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせる旋盤を提供する。旋盤１は、機械本体１０と多関節ロボット５０を備える。機械本体１０は、主軸中心線ＡＸ１に沿って棒材Ｗ１を解放可能に把持する主軸２１を加工室１４に有し、主軸２１の前端２１ａから出た棒材Ｗ１を加工する。多関節ロボット５０は、機械本体１０の外側に取り付けられたロボットアーム６０、及び、該ロボットアーム６０のリスト６３に取り付けられたグリッパ７０を有し、機械本体１０の外部Ｏ１においてグリッパ７０で棒材Ｗ１を解放可能に把持し、該棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給する。

Description

旋盤
　本発明は、後端から棒材が供給される主軸を備える旋盤に関する。
　旋盤として、主軸の後端から棒材を主軸中心線に沿って主軸に供給して主軸の前端から出た棒材を工具により加工する主軸移動型旋盤が知られている。主軸移動型旋盤が主軸の前端から出た棒材をガイドブッシュで支持する場合、ガイドブッシュから出た棒材が加工される。
　後端から主軸に棒材を供給する装置として、バーフィーダーが使用されている。例えば、特許文献１には、バーフィーダーとしての棒材供給機が開示されている。バーフィーダーは、旋盤とは独立して旋盤の側方に設置され、主軸中心線を中心として高速度で回転する長尺な棒材を支持する。バーフィーダーは、棒材を支持する以外に棒材の搬送機構等が必要であるため、主軸中心線方向において棒材よりも長い大きさを有している。バーフィーダーを設置する際には、高速度で回転する棒材の回転振れを抑制するため、棒材の芯出し作業が行われている。この芯出し作業は、感覚に頼る部分が多いため、専門の技術者を派遣することにより行われている。
特開平０５－１１１８０７号公報
　旋盤の側方にバーフィーダーを設置するためには、主軸中心線方向において長尺な棒材よりも長い設置スペースが工場に必要である。
　尚、上述のような問題は、主軸の後端から棒材を主軸中心線に沿って主軸に供給する必要がある限り、主軸固定型旋盤にも存在する。
　本発明は、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせることが可能な旋盤を開示するものである。
　本発明の旋盤は、主軸中心線に沿った棒材を解放可能に把持する主軸を内部に有し、前記主軸の前端から出た前記棒材を加工する機械本体と、
　前記機械本体の外側に取り付けられたロボットアーム、及び、該ロボットアームの先端に取り付けられたグリッパを有し、前記機械本体の外部において前記グリッパで前記棒材を解放可能に把持し、該棒材を前記主軸中心線に沿って前記主軸の後端から前記主軸に供給する多関節ロボットと、
を備える、態様を有する。
　本発明によれば、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせる旋盤を提供することができる。
旋盤の例を模式的に示す正面図である。 多関節ロボットの例を模式的に示す正面図である。 旋盤の例を模式的に示す左側面である。 グリッパの例を模式的に示す左側面である。 旋盤の電気回路の構成例を模式的に示すブロック図である。 旋盤で行われる棒材供給加工処理の例を示すフローチャートである。 旋盤で行われる棒材把持処理の例を示すフローチャートである。 旋盤で行われる芯出し処理の例を示すフローチャートである。 旋盤で行われる加工補助処理の例を示すフローチャートである。 多関節ロボットが棒材を主軸に供給する例を模式的に示す図である。 棒材を把持しているグリッパの動作を主軸の移動に同期させる例を模式的に示す正面図である。 稼働していない時の旋盤の例を模式的に示す正面図である。 現在のグリッパ７０の位置で芯出しが必要かどうかを機械学習によって予測する構成の簡易ブロック図である。 旋盤にバーフィーダーを並置した比較例を示す正面図である。
　以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
（１）本発明に含まれる技術の概要：
　まず、図１～１３に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
［態様１］
　本技術の一態様に係る旋盤１は、機械本体１０、及び、多関節ロボット５０を備える。前記機械本体１０は、主軸中心線ＡＸ１に沿った棒材Ｗ１を解放可能に把持する主軸２１を内部（例えば加工室１４）に有し、前記主軸２１の前端２１ａから出た前記棒材Ｗ１を加工する。前記多関節ロボット５０は、前記機械本体１０の外側に取り付けられたロボットアーム６０、及び、該ロボットアーム６０の先端（例えばリスト６３）に取り付けられたグリッパ７０を有し、前記機械本体１０の外部Ｏ１において前記グリッパ７０で前記棒材Ｗ１を解放可能に把持し、該棒材Ｗ１を前記主軸中心線ＡＸ１に沿って前記主軸２１の後端２１ｂから前記主軸２１に供給する。
　上記態様１では、機械本体１０の外部Ｏ１において多関節ロボット５０のグリッパ７０で把持された棒材Ｗ１が主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給される。これにより、主軸中心線方向において長い設置スペースが必要なバーフィーダーを旋盤１の側方に設置する必要が無くなる。従って、本態様は、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせることが可能な旋盤を提供することができる。
　ここで、主軸は、主軸中心線の方向へ移動してもよいし、主軸中心線の方向へ移動しなくてもよい。機械本体は、主軸に対向する対向主軸を有していてもよい。また、機械本体は、主軸の前端から出た棒材を主軸中心線の方向へ摺動可能に支持するガイドブッシュを有していてもよい。この場合、機械本体は、ガイドブッシュの前端から出た棒材を加工すればよい。むろん、ガイドブッシュの前端から出た棒材は、主軸の前端から出た棒材に含まれる。
　本願において、多関節ロボットは、ロボットアームに加えてグリッパを含むものとする。
　尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
［態様２］
　図１，５に例示するように、前記機械本体１０は、前記棒材Ｗ１の加工の数値制御を行う数値制御装置（例えばＮＣ装置３０）を有していてもよい。前記数値制御装置（３０）は、前記多関節ロボット５０に対して、前記機械本体１０の外部Ｏ１において前記グリッパ７０で前記棒材Ｗ１を把持させて該棒材Ｗ１を前記主軸中心線ＡＸ１に沿って前記主軸２１の前記後端２１ｂから前記主軸２１に供給させる制御を行ってもよい。本態様は、棒材Ｗ１の加工の数値制御を行う数値制御装置（３０）により棒材供給用の多関節ロボット５０が制御されるので、棒材供給用の多関節ロボットの専用コントローラーが不要になる旋盤を提供することができる。
［態様３］
　図４，５に例示するように、前記多関節ロボット５０は、前記主軸２１の前記後端２１ｂから前記主軸２１に供給された前記棒材Ｗ１の芯出しを行うための情報ＩＮ１を取得するセンサー８０を有していてもよく、前記グリッパ７０で把持した前記棒材Ｗ１に対して前記情報ＩＮ１に基づいた芯出しを行ってもよい。本態様は、棒材供給用の多関節ロボット５０により棒材Ｗ１の芯出しが行われるので、芯出し作業が不要になる旋盤を提供することができる。
　ここで、棒材の芯出しは、グリッパと主軸と必要に応じてガイドブッシュとで棒材を支持している状態において棒材の回転振れを抑制するように棒材の回転中心と主軸の回転中心とを近付けることを意味する。
　センサーには、加速度センサー、変位センサー、歪みセンサー、等が含まれる。
　以上の付言は、以下の態様においても適用される。
［態様４］
　図１３に例示するように、本旋盤１は、機械学習部３１１をさらに備えていてもよい。前記機械学習部３１１は、前記芯出しが行われた前記棒材Ｗ１のサイズを含む棒材情報、前記棒材Ｗ１を把持した前記グリッパ７０の位置、及び、前記センサー８０により取得された前記情報ＩＮ１に基づいた機械学習により、現在の前記グリッパ７０の位置で前記芯出しを行う必要があるか否かを判定する学習モデルＬＭを生成する。この学習モデルＬＭを用いることにより、現在のグリッパ７０の位置で芯出しを行う必要があるか否かを判定することができ、芯出しが不要な位置にグリッパ７０が配置されているときには芯出しを行う必要が無くなる。
［態様５］
　図５に例示するように、前記旋盤１は、径検出部８５と警告部（例えば図７のステップＳ２１０）をさらに備えていてもよい。ここで、前記径検出部８５は、前記グリッパ７０で把持された前記棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出する。前記警告部は、前記径検出部８５により検出された径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲内でないと判断した場合に警告を出力する。本態様は、主軸２１に供給する棒材Ｗ１の径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内でない場合に警告が出力されるので、材料の無駄を抑制することができる。
（２）旋盤の具体例：
　図１は、多関節ロボット５０を備える旋盤１の正面を模式的に例示している。図１は加工室１４を示すためドア１５が開いている状態を示しているが、棒材Ｗ１の加工はドア１５が閉じている状態で行われる。また、図１では、図３に示すラック９０の図示が省略されている。図２は、多関節ロボット５０の正面をロボットアーム６０とグリッパ７０とに分けて模式的に例示している。図３は、旋盤１の左側面を模式的に例示している。図４は、棒材Ｗ１を把持しているグリッパ７０の左側面を模式的に例示している。尚、本明細書において参照される図面は、本技術を説明するための例を示しているに過ぎず、本技術を限定するものではない。また、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右を逆にしたり、回転方向を逆にしたり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。　
　便宜上、旋盤１において上面を除いてドア１５が存在する外面を前面として、各図には、必要に応じて、前面方向Ｄ１、背面方向Ｄ２、上方向Ｄ３、下方向Ｄ４、左方向Ｄ５、及び、右方向Ｄ６を示している。「前面方向」や「背面方向」と記載しているのは、主軸２１や棒材Ｗ１の部分的な位置を示す場合に、右方向Ｄ６の端を前端と呼び、左方向Ｄ５の端を後端と呼ぶためである。また、機械本体１０の制御軸として、左右方向（Ｄ５，Ｄ６）をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する水平方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する鉛直方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は、棒材Ｗ１の回転中心となる主軸中心線ＡＸ１に沿った方向である。図１～４には、Ｘ軸方向を示す「Ｘ」、Ｙ軸方向を示す「Ｙ」、及び、Ｚ軸方向を示す「Ｚ」を示している。さらに、図２，４には、グリッパ７０の制御軸として、Ｘｇ軸方向を示す「Ｘｇ」、Ｙｇ軸方向を示す「Ｙｇ」、及び、Ｚｇ軸方向を示す「Ｚｇ」を示している。
　図１等に示す旋盤１は、棒材Ｗ１の加工の数値制御を行うＮＣ（数値制御）装置３０を備えるＮＣ旋盤であり、加工室１４を囲む覆い１１の前面に操作部４０が配置されている。加工室１４には、主軸２１を備える主軸台２０（図５参照）、主軸２１の前端２１ａから右方向Ｄ６にあるガイドブッシュ２３、該ガイドブッシュ２３を介して主軸２１に対向している対向主軸２４を備える対向主軸台（不図示）、棒材Ｗ１を加工するための工具を保持する刃物台２５，２６、等が配置されている。主軸２１は正面主軸とも呼ばれ、対向主軸２４は背面主軸とも呼ばれる。棒材Ｗ１の加工は、ドア１５が閉じている状態で行われる。
　主軸２１を備える主軸台２０は、Ｚ軸方向へ移動可能とされている。従って、旋盤１は、主軸移動型旋盤である。主軸２１は、コレット等といった把持部２２（図５参照）を前端２１ａに有し、主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１を貫通した棒材Ｗ１を解放可能に把持する。棒材Ｗ１を把持した主軸２１は、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。棒材Ｗ１は、主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に挿入され、主軸２１の前端２１ａからガイドブッシュ２３を貫通して右方向Ｄ６へ出ている。
　ガイドブッシュ２３は、主軸中心線ＡＸ１に沿ってガイドブッシュ２３を貫通した棒材Ｗ１をＺ軸方向へ摺動可能に支持し、主軸２１と同期して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転する。
　対向主軸２４を備える対向主軸台は、少なくともＺ軸方向へ移動可能とされている。棒材Ｗ１の正面加工後、対向主軸２４は、Ｚ軸方向においてガイドブッシュ２３に近付くことにより、正面加工後の棒材Ｗ１を受け取る。対向主軸２４は、正面加工後の棒材Ｗ１を把持した状態で主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。
　刃物台２５，２６は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の少なくとも１軸方向へ移動可能である。刃物台２５，２６は、図１に示すようにタレット刃物台でもよいし、くし形刃物台等でもよい。工具には、突っ切りバイトを含むバイト、ドリルやエンドミルといった回転工具、等が含まれる。ガイドブッシュ２３と対向主軸２４との間で正面加工後の棒材Ｗ１が突っ切り工具により切断され、対向主軸２４に把持された正面加工後の棒材Ｗ１に背面加工が行われると、製品Ｐ１となる。
　以上のようにして、機械本体１０は、加工室１４において、主軸２１の前端２１ａから出てガイドブッシュ２３に支持された棒材Ｗ１を加工する。主軸２１に供給される棒材Ｗ１は、図３に示すように、機械本体１０から左方向Ｄ５（図１参照）にあるラック９０に置かれている。
　機械本体１０の外部Ｏ１には、棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給する多関節ロボット５０が配置されている。多関節ロボット５０は、側部１２の外側面に取り付けられたロボットアーム６０、及び、ロボットアーム６０の先端にあるリスト６３に取り付けられたグリッパ７０を有している。本具体例の覆い１１は、棒材Ｗ１を外部Ｏ１から加工室１４に供給するための開口１１ａを左側の側部１２に有している。そこで、ロボットアーム６０は、左側の側部１２の外側面に取り付けられている。
　本具体例のロボットアーム６０は、機械本体１０に取り付けられたベース６１からリスト６３までの要素群を指すものとする。図２に示すロボットアーム６０は、ベース６１、リンク６２ａ～６２ｃ、リスト６３、関節６４ａ～６４ｄ、及び、内蔵のアーム駆動モーター６８を有している。リンクは、関節（回転ジョイント）により相手部位に連結される剛体である。リスト６３は、グリッパ７０のロボットインターフェイス７１を接続するためのインターフェイス６３ａを有している。多関節ロボットは、ロボットアームに複数の関節を有するロボットである。
　ベース６１は、ロボットアーム６０を機械本体１０に取り付けるための部位であり、機械本体１０の外部Ｏ１において側部１２の下部１３（例えば機械本体１０のベッド）に取り付けられている。これは、側部１２の上部にベース６１を取り付けるためには側部１２の剛性を高くする必要があること、及び、棒材Ｗ１から落下する潤滑油をオイルパン７５で受けるためにはロボットアーム６０が棒材Ｗ１の下側に有る方がよいことによる。むろん、側部１２の剛性を高くすることにより側部１２の上部にベース６１を取り付けてもよい。ベース６１は、例えば、ボルトにより側部１２の下部１３に固定される。ベース６１には、関節６４ａを介してリンク６２ａが回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ａは、リンク６２ａに対してＺ軸方向に沿った回転軸を中心とした回転運動を許容する。
　リンク６２ａには、関節６４ｂを介してリンク６２ｂが回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ｂの回転軸は、関節６４ａの回転軸と直交している。図２に示すように関節６４ｂの回転軸がＸ軸方向（図３参照）に沿った方向である場合、関節６４ｂは、リンク６２ｂに対してＸ軸方向に沿った回転軸を中心とした回転運動を許容する。むろん、関節６４ｂの回転軸の向きは、リンク６２ａの回転位置に応じて変わる。リンク６２ｂには、関節６４ｃを介してリンク６２ｃが回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ｃの回転軸は、関節６４ｂの回転軸と平行である。リンク６２ｃには、関節６４ｄを介してリスト６３が回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ｄの回転軸は、関節６４ｃの回転軸と平行である。
　アーム駆動モーター６８は、電気エネルギーをリンク６２ａ～６２ｃ及びリスト６３の運動に変換するアクチュエーターであり、図１に示すＮＣ装置３０からの指令に従ってリンク６２ａ～６２ｃ及びリスト６３を動作させる。アーム駆動モーター６８は、リンク６２ａを回転駆動するサーボモーター、リンク６２ｂを回転駆動するサーボモーター、リンク６２ｃを回転駆動するサーボモーター、及び、リスト６３を回転駆動するサーボモーターを含んでいる。
　グリッパ７０は、棒材Ｗ１といった対象物を解放可能に把持するエンドエフェクタである。図２，４に示すグリッパ７０は、ロボットインターフェイス７１、掌７２、指７３、及び、内蔵のグリッパ駆動モーター７８を有し、潤滑油供給部７６やオイルパン７５やセンサー８０が取り付けられている。ロボットインターフェイス７１をリスト６３のインターフェイス６３ａに接続すると、グリッパ７０は、指７３を動作させる指令等を受信したり、指７３の位置情報等の情報をロボットアーム６０に送信したりすることができる。
　図４に示すように、掌７２には、指７３ａ，７３ｂがＸｇ軸方向（図４に示す例ではＸ軸方向）へ移動可能に取り付けられている。ここで、指７３は、指７３ａ，７３ｂの組合せを意味する。指７３ａ，７３ｂは、掌７２からＸｇ軸方向と直交するＹｇ軸方向（図４に示す例ではＹ軸方向）に沿って突出している。図２に示すように、指７３ａ，７３ｂの組合せとしての指７３は、Ｘｇ軸方向及びＹｇ軸方向と直交するＺｇ軸方向（図２に示す例ではＺ軸方向）において掌７２に２箇所取り付けられている。
　図４に示すように、指７３ａは、指７３ｂと対向する面において、傾斜部ｓ１、及び、該傾斜部ｓ１よりも掌７２に近い傾斜部ｓ２を有している。指７３ｂは、指７３ａと対向する面において、傾斜部ｓ３、及び、該傾斜部ｓ３よりも掌７２に近い傾斜部ｓ４を有している。Ｚｇ方向から見て、傾斜部ｓ１～ｓ４は菱形の一部となる位置関係にあり、傾斜部ｓ１と傾斜部ｓ４とが平行であり、傾斜部ｓ２と傾斜部ｓ３とが平行である。
　傾斜部ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４には、それぞれ、Ｚｇ軸方向に沿った回転軸を中心として転動可能なローラー７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄが取り付けられている。ローラー７４ａ～７４ｄは、棒材Ｗ１に回転に応じて転動する従動ローラーである。従って、把持部２２で棒材Ｗ１を把持した主軸２１が主軸中心線ＡＸ１を中心として回転しても、同じ棒材Ｗ１を把持したグリッパ７０が摩耗し難く、棒材Ｗ１に傷が付き難い。また、指７３ａ，７３ｂの間隔を制御することにより、様々な径の棒材をローラー７４ａ～７４ｄに接触させてグリッパ７０で把持することができる。図４に示すようにグリッパ７０が主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に棒材Ｗ１を把持する時、ローラー７４ａ～７４ｄが棒材Ｗ１に接触して棒材Ｗ１の回転時に転動する。棒材Ｗ１を４点で支持することにより、主軸中心線ＡＸ１を中心として指７３ａ，７３ｂの移動を制御することができるので、グリッパ７０が様々な径Ｄｗの棒材Ｗ１を把持する時に指７３ａ，７３ｂの制御が容易となる。むろん、棒材Ｗ１の支持は、４点支持に限定されず、３点支持等でもよい。また、ローラー７４ａ～７４ｄの代わりにパッド式の滑り案内を用いてもよい。
　さらに、棒材Ｗ１をＺ軸方向へ摺動させ易くするため、転動面に僅かな凸の曲率を有するクラウニングローラーをローラー７４ａ～７４ｄに用いてもよい。
　グリッパ駆動モーター７８は、電気エネルギーを指７３の運動に変換するアクチュエーターであり、図１に示すＮＣ装置３０からの指令に従って指７３を動作させる。グリッパ駆動モーター７８は、指７３ａを駆動するサーボモーターと指７３ｂを駆動するサーボモーターとを含んでいてもよく、指７３ａ，７３ｂを互いに近接及び離隔させる共通のサーボモーターでもよい。グリッパ駆動モーター７８は、Ｘｇ軸方向における指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置を検出可能なエンコーダー７８ａ（図５参照）を有している。指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置から指７３ａ，７３ｂの間隔Ｌｆが求まり、該間隔Ｌｆから棒材Ｗ１の径Ｄｗが求まる。尚、図４に示す間隔Ｌｆはローラー７４ａ，７４ｃの回転軸の間隔であるが、間隔Ｌｆは指７３ａ，７３ｂのどの位置を基準にしてもよい。
　図４に示す潤滑油供給部７６は、グリッパ７０が把持している棒材Ｗ１に潤滑油を供給する。
　図２に示すように、オイルパン７５は、掌７２において指７３の取り付け面とは反対側の面に取り付けられている。グリッパ７０で棒材Ｗ１を把持する時、ロボットアーム６０は、指７３を上向きにしてオイルパン７５を指７３の下に配置させる。この配置において、オイルパン７５は、棒材Ｗ１から落下する潤滑油を受ける。
　センサー８０は、後端２１ｂから主軸２１に供給された棒材Ｗ１の芯出しを行うための情報ＩＮ１を取得する。図４には、センサー８０として加速度センサー８１が用いられていることが示されている。加速度センサー８１は、グリッパ７０におけるＸｇ軸方向、Ｙｇ軸方向、及び、Ｚｇ軸方向の加速度を検出し、該加速度を表す情報ＩＮ１をロボットアーム６０に送信する。尚、加速度センサー８１は、グリッパ７０におけるＸｇ軸方向、及び、Ｙｇ軸方向の加速度を検出する２軸タイプでもよい。
　ロボットアーム６０とグリッパ７０とを有する多関節ロボット５０は、機械本体１０の外部Ｏ１においてラック９０に置かれている棒材Ｗ１をグリッパ７０で解放可能に把持し、把持している棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って後端２１ｂから主軸２１に供給する。本具体例の多関節ロボット５０の動作は、機械本体１０に有るＮＣ装置３０により制御される。
　図５は、旋盤１の電気回路の構成を模式的に例示している。図５に示す旋盤１において、ＮＣ装置３０には、操作部４０、Ｚ軸モーター３６、主軸２１用の回転モーター３７、主軸２１の把持部２２を開閉するアクチュエーター３８、刃物台駆動モーター３９、等が接続され、さらに多関節ロボット５０が接続されている。ＮＣ装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）３２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）３３、タイマー回路３４、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）３５、等を備えている。従って、ＮＣ装置３０は、コンピューターの一種である。図５では、操作部４０、Ｚ軸モーター３６、回転モーター３７、アクチュエーター３８、刃物台駆動モーター３９、多関節ロボット５０、等のＩ／ＦをまとめてＩ／Ｆ３５と示している。ＲＯＭ３２には、加工プログラムＰＲ２を解釈して実行するための解釈実行プログラムＰＲ１が書き込まれている。ＲＡＭ３３には、ユーザーにより作成された加工プログラムＰＲ２が書き換え可能に記憶される。加工プログラムは、ＮＣプログラムとも呼ばれる。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３をワークエリアとして使用し、ＲＯＭ３２に記録されている解釈実行プログラムＰＲ１を実行することにより、ＮＣ装置３０の機能を実現させる。むろん、解釈実行プログラムＰＲ１により実現される機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）といった他の手段により実現させてもよい。
　操作部４０は、入力部４１及び表示部４２を備え、ＮＣ装置３０のユーザーインターフェイスとして機能する。入力部４１は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けるためのボタンやタッチパネルから構成される。表示部４２は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けた各種設定の内容や旋盤１に関する各種情報を表示するディスプレイで構成される。オペレーターは、操作部４０や外部コンピューターを用いて加工プログラムＰＲ２をＲＡＭ３３に記憶させることが可能である。
　Ｚ軸モーター３６は、ＮＣ装置３０からの指令に従って主軸台２０をＺ軸方向へ移動させるサーボモーターである。Ｚ軸モーター３６は、主軸台２０のＸ位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー３６ａを有し、エンコーダー３６ａの発生パルスに基づいて主軸台２０のＸ位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。
　回転モーター３７は、ＮＣ装置３０からの指令に従った回転速度で主軸２１を回転駆動するサーボモーターである。回転速度は、回転数とも呼ばれ、単位時間当たりの回転の回数を意味する。回転モーター３７は、主軸２１の回転位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー３７ａを有し、エンコーダー３７ａの発生パルスに基づいて主軸２１の回転位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。
　アクチュエーター３８は、ＮＣ装置３０の制御に従い、スリーブ部材等の動力伝達機構を介して主軸２１の把持部２２を開閉する。把持部２２が開くと棒材Ｗ１がＺ軸方向へ移動可能となり、把持部２２が閉じると棒材Ｗ１が把持部２２に把持される。アクチュエーター３８には、リニアモーターを含むサーボモーター、エアーシリンダー、油圧シリンダー、等を必要に応じて減速機構等とともに用いることができる。
　刃物台駆動モーター３９は、ＮＣ装置３０からの指令に従って刃物台２５を移動させるサーボモーターである。刃物台駆動モーター３９は、刃物台２５の位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー（不図示）を有し、エンコーダーの発生パルスに基づいて刃物台２５の位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。
　多関節ロボット５０において、ＮＣ装置３０には、アーム駆動モーター６８、グリッパ駆動モーター７８、及び、加速度センサー８１が接続されている。
　ロボットアーム６０に内蔵されているアーム駆動モーター６８は、ＮＣ装置３０からの指令に従ってリンク６２ａ～６２ｃ及びリスト６３を動作させる。アーム駆動モーター６８は、リンク６２ａ～６２ｃ及びリスト６３の位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー６８ａを有し、エンコーダー６８ａの発生パルスに基づいてリンク６２ａ～６２ｃ及びリスト６３の位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。
　グリッパ７０に内蔵されているグリッパ駆動モーター７８は、ＮＣ装置３０からの指令に従って指７３ａ，７３ｂをＸｇ軸方向へ移動させる。グリッパ駆動モーター７８は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー７８ａを有し、エンコーダー７８ａの発生パルスに基づいて指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。グリッパ駆動モーター７８は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置をＮＣ装置３０に送信可能である。ＮＣ装置３０は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置から棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出することが可能である。本具体例において、グリッパ駆動モーター７８とＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出する径検出部８５を含んでいる。
　以上説明したように、本具体例の旋盤１は、ＮＣ装置３０で制御可能な多関節ロボット５０が機械本体１０の側部１２に取り付けられることにより一体化されたという特徴を有する。
（３）棒材供給加工処理の具体例：
　図６は、解釈実行プログラムＰＲ１を実行するＮＣ装置３０が主体となって旋盤１が行う棒材供給加工処理を例示している。図６に示す棒材供給加工処理は１本の棒材Ｗ１が加工に使用される処理を示しており、次の棒材Ｗ１が加工に使用される時には再び図６に示す棒材供給加工処理が行われる。図７は、図６のステップＳ１０４で行われる棒材把持処理を例示している。図７のステップＳ２０６の棒材径検出処理を行うＮＣ装置３０及びグリッパ駆動モーター７８は、径検出部８５に対応している。図７のステップＳ２１０の警告出力処理を行う機械本体１０は、警告を出力する警告部に対応している。図８は、図６のステップＳ１０８で行われる芯出し処理を例示している。図９は、図６のステップＳ１１０で行われる加工補助処理を例示している。以下、「ステップ」の記載を省略する。
　図６に示す棒材供給加工処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、主軸２１の把持部２２を開く指令をアクチュエーター３８に出す（Ｓ１０２）。これにより、把持部２２が開き、棒材Ｗ１を主軸２１に通して棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａを主軸２１の前端２１ａから出すことが可能となる。尚、把持部２２が開いている場合、Ｓ１０２の処理は省略可能である。次に、旋盤１は、設定された径Ｄｓの棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する棒材把持処理を行う（Ｓ１０４）。棒材把持処理の詳細が図７に示されている。
　図７に示す棒材把持処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、設定された径Ｄｓを取得する（Ｓ２０２）。径Ｄｓが加工プログラムＰＲ２に記述されている場合、ＮＣ装置３０は、加工プログラムＰＲ２から径Ｄｓを取得すればよい。また、ＮＣ装置３０は、オペレーターから径Ｄｓを設定する操作を操作部４０において受け付けることにより径Ｄｓを取得してもよい。
　設定された径Ｄｓの取得後、ＮＣ装置３０は、設定された径Ｄｓに基づいて、ラック９０から棒材Ｗ１をグリッパ７０で解放可能に把持する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ２０４）。これにより、多関節ロボット５０は、指７３ａ，７３ｂを設定された径Ｄｓの棒材が通り抜けることが可能な間隔に開いたうえ、ラック９０から棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する。この状態が図４に示されている。図４には、棒材Ｗ１がグリッパ７０のローラー７４ａ～７４ｄの４点で支持されていることが示されている。
　ラック９０が径Ｄｓの棒材用の段を有している場合、多関節ロボット５０は、径Ｄｓの棒材用の段から棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する。また、ラック９０に置かれている棒材の径を画像処理により検出するためのカメラを旋盤１が備えている場合、ラック９０を撮影したカメラによる棒材の径の検出結果を利用することが可能である。この場合、多関節ロボット５０は、ラック９０に混在して置かれている複数の径の棒材から検出結果が径Ｄｓに合った棒材を選択してグリッパ７０で把持してもよい。
　棒材Ｗ１の把持後、ＮＣ装置３０は、グリッパ駆動モーター７８から指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置を取得し、該Ｘｇ位置に基づいて棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出する（Ｓ２０６）。図４を参照して説明すると、ＮＣ装置３０は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置から指７３ａ，７３ｂの間隔Ｌｆを計算し、該間隔Ｌｆから棒材Ｗ１の径Ｄｗを計算してもよい。このようにして、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出することができる。
　径Ｄｗの検出後、ＮＣ装置３０は、検出された径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内であるか否かを判断する（Ｓ２０８）。径Ｄｗが径Ｄｓの許容範囲内である場合、ＮＣ装置３０は、棒材把持処理を終了させ、図６のＳ１０６に処理を進める。径Ｄｗが径Ｄｓの許容範囲内でない場合、ＮＣ装置３０は、警告を出力する指令を警告手段に出す（Ｓ２１０）。これにより、警告手段は、警告を出力する。その後、ＮＣ装置３０は、処理をＳ２０４に戻す。警告手段には、警告灯、ブザー、表示部４２、これらの少なくとも一部の組合せ、等を用いることができる。Ｓ２１０の警告出力処理には、図示しない警告灯の点灯又は点滅、図示しないブザーの音声出力、表示部４２への警告表示、これらの少なくとも一部の組合せ、等の処理を採用することができる。なお、ＮＣ装置３０をインターネットやイントラネットなどのネットワーク回線に接続した場合、該ネットワーク回線に接続されている所定のサーバーやコンピューター、スマートフォン等に対して警告を出力するようにしてもよい。警告の出力後、Ｓ２０４～Ｓ２０８の処理が行われるので、検出された径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内となってから図６のＳ１０６に処理が進められることになる。
　図７に示す棒材把持処理において主軸２１に供給する棒材Ｗ１の径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内でない場合に警告が出力されるので、材料の無駄を抑制することができる。
　図６のＳ１０４の処理後、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ１０６）。これにより、多関節ロボット５０は、棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って後端２１ｂから主軸２１に供給する。図１０は、機械本体１０を断面視した状態で、多関節ロボット５０が棒材Ｗ１を主軸２１に供給する様子を模式的に例示している。図１０に示す多関節ロボット５０は、機械本体１０の外部Ｏ１において棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に合わせ、棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａを側部１２にある開口１１ａに向けている。これにより、グリッパ７０におけるＸｇ、Ｙｇ、及び、Ｚｇの直交座標系が機械本体１０におけるＸ、Ｙ、及び、Ｚの直交座標系に合わせられる。その後、多関節ロボット５０は、棒材Ｗ１を右方向Ｄ６へ動かすことにより、棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａを開口１１ａに通して後端２１ｂから主軸２１に通す。棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａが主軸２１の前端２１ａから出ると、主軸２１の把持部２２が棒材Ｗ１を把持することが可能である。
　その後、旋盤１は、後端２１ｂから主軸２１に供給された棒材Ｗ１の芯出しを行う芯出し処理を行う（Ｓ１０８）。芯出し処理の詳細が図８に示されている。
　図８に示す芯出し処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、主軸２１の把持部２２を閉じる指令をアクチュエーター３８に出す（Ｓ３０２）。これにより、把持部２２が閉じ、棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａが主軸２１の前端２１ａから出ている状態で棒材Ｗ１が把持部２２に把持される。
　把持部２２が閉じた後、ＮＣ装置３０は、加工時の高速度よりも遅い低速度ＶＬで主軸２１を回転する指令を回転モーター３７に出す（Ｓ３０４）。これにより、主軸２１の把持部２２に把持されている棒材Ｗ１が主軸中心線ＡＸ１を中心として低速度ＶＬで回転し、グリッパ７０のローラー７４ａ～７４ｄが棒材Ｗ１の回転に応じて転動する。すると、棒材Ｗ１の回転により生じる振動がグリッパ７０に伝わり、グリッパ７０の振動に起因する加速度が加速度センサー８１により検出される。ここで、グリッパ７０におけるＸｇ、Ｙｇ、及び、Ｚｇの直交座標系が機械本体１０におけるＸ、Ｙ、及び、Ｚの直交座標系に合わせられているので、加速度センサー８１は、グリッパ７０におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の加速度を検出する。棒材Ｗ１の芯ずれがある場合、通常、Ｘ軸方向とＹ軸方向の少なくとも一軸方向の加速度が大きくなる。
　主軸２１の回転後、ＮＣ装置３０は、加速度センサー８１からグリッパ７０におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の加速度を表す情報ＩＮ１を所定期間取得する（Ｓ３０６）。情報ＩＮ１を取得する期間は、棒材Ｗ１が少なくとも１回転する期間である。情報ＩＮ１の取得後、ＮＣ装置３０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速度（ａX-Yとする。）が所定期間中、許容範囲内であるか否かに応じて処理を分岐させる（Ｓ３０８）。加速度ａX-Yは、Ｘ軸方向の加速度をａXとし、Ｙ軸方向の加速度をａYとして、（ａX 2＋ａY 2）1/2であるとする。ＮＣ装置３０は、所定期間中の加速度ａX-Yの最大値が所定の閾値以下である場合に許容範囲内であると判断することができる。尚、ＮＣ装置３０は、Ｚ軸方向の加速度を加味してＳ３０８の判断処理を行ってもよい。
　加速度ａX-Yが許容範囲内でない場合、ＮＣ装置３０は、Ｘ－Ｙ平面においてグリッパ７０を現在位置から微小距離ｄ移動させることによりグリッパ７０の加速度ａX-Yが小さくなる方向を探索する（Ｓ３１０）。例えば、Ｘ－Ｙ平面においてグリッパ７０を現在位置から微小距離ｄ移動させる方向を８方向といった所定数の方向であるものとする。ＮＣ装置３０は、これらの方向へグリッパ７０を現在位置から微小距離ｄ移動させた時に上述の所定期間中の加速度ａX-Yの最大値が最も小さい方向を探索結果として決定すればよい。
　次に、ＮＣ装置３０は、探索された方向においてグリッパ７０を移動させることによりグリッパ７０の加速度ａX-Yが最も小さくなるＸ，Ｙ位置を探索する（Ｓ３１２）。例えば、ＮＣ装置３０は、探索された方向においてグリッパ７０を微小距離ｄずつ移動させ、各位置において所定期間中の加速度ａX-Yの最大値を取得し、得られた最大値が極小となったＸ，Ｙ位置を探索結果として決定すればよい。
　その後、ＮＣ装置３０は、処理をＳ３０８に戻す。探索されたＸ，Ｙ位置における所定期間中の加速度ａX-YがＳ３０８の判断処理において許容範囲内である場合、ＮＣ装置３０は、芯出し処理を終了させ、図６のＳ１１０に処理を進める。探索されたＸ，Ｙ位置における所定期間中の加速度ａX-YがＳ３０８の判断処理において許容範囲内でない場合、ＮＣ装置３０は、Ｓ３１０，Ｓ３１２，Ｓ３０８の処理を繰り返す。従って、探索されたＸ，Ｙ位置における所定期間中の加速度ａX-Yが許容範囲内となってから図６のＳ１１０に処理が進められることになる。
　以上のようにして、多関節ロボット５０は、ＮＣ装置３０の制御に従って、グリッパ７０で把持した棒材Ｗ１に対して加速度の情報ＩＮ１に基づいた芯出しを行う。棒材供給用の多関節ロボット５０により棒材Ｗ１の芯出しが行われるので、専門の技術者を派遣することにより行われていた芯出し作業が不要になる。
　図６のＳ１０８の処理後、旋盤１は、主軸２１の前端２１ａから出た棒材Ｗ１を加工する棒材加工処理を行う（Ｓ１１０）。図１に示す機械本体１０はガイドブッシュ２３を備えているので、ＮＣ装置３０は、図１に示すように棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａがガイドブッシュ２３から出るように主軸台２０をＺ軸方向に沿って前進させる。この状態で、ＮＣ装置３０は、ガイドブッシュ２３から前端Ｗ１ａが出た棒材Ｗ１を加工する制御を機械本体１０に行う。棒材Ｗ１の加工中、グリッパ７０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として高速度で回転する長尺な棒材Ｗ１を支持する。併せて、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の加工を補助する制御を多関節ロボット５０に対して行う。多関節ロボット５０に対する制御を行う加工補助処理の詳細が図９に示されている。
　図９に示す加工補助処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、現在の棒材Ｗ１の長さに応じたＺ位置において棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ４０２）。これにより、多関節ロボット５０は、現在の棒材Ｗ１の長さに応じたＺ位置において棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する。Ｓ４０２の処理を行うのは、棒材Ｗ１の加工が進むにつれて棒材Ｗ１の残りが短くなることにより最適な把持位置が変わっていくためである。次に、ＮＣ装置３０は、Ｚ軸方向において主軸台２０の移動に合わせてグリッパ７０を移動させる指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ４０４）。これにより、多関節ロボット５０は、Ｚ軸方向においてグリッパ７０の動作を主軸２１の移動に合わせる同期制御を行う。
　図１１は、棒材Ｗ１を把持しているグリッパ７０の動作を主軸２１の移動に同期させる様子を模式的に例示している。図１１の上段に示す状態において、ＮＣ装置３０は、主軸台２０をＺ軸方向へ＋ΔＺ移動させる指令をＺ軸モーター３６に出す場合、グリッパ７０をＺ軸方向へ＋ΔＺ移動させる指令を多関節ロボット５０に出す。すると、主軸２１を含む主軸台２０が＋ΔＺ移動するのと同時にグリッパ７０が＋ΔＺ移動する。移動後の主軸台２０及びグリッパ７０の状態が図１１の下段に示されている。また、図１１の下段に示す状態において、ＮＣ装置３０は、主軸台２０をＺ軸方向へ－ΔＺ移動させる指令をＺ軸モーター３６に出す場合、グリッパ７０をＺ軸方向へ－ΔＺ移動させる指令を多関節ロボット５０に出す。すると、主軸２１を含む主軸台２０が－ΔＺ移動するのと同時にグリッパ７０が－ΔＺ移動する。移動後の主軸台２０及びグリッパ７０の状態が図１１の上段に示されている。
　Ｚ軸方向において主軸２１の移動に合わせてグリッパ７０が移動することにより、グリッパ７０に対して棒材Ｗ１が摺動することによる棒材Ｗ１への傷の発生が抑制される。尚、主軸２１の移動がグリッパ７０の移動よりも速いことがあり得るが、この場合でも、グリッパ７０に対して棒材Ｗ１の摺動が減ることにより棒材Ｗ１に傷が生じ難くなる。
　上述したＳ４０４の同期制御処理は、棒材Ｗ１の正面加工の１サイクルが終了するまで繰り返される（Ｓ４０６）。すなわち、ＮＣ装置３０は、正面加工の１サイクルが終了していないと判断した時に処理をＳ４０４に戻し、正面加工の１サイクルが終了したと判断した時に処理をＳ４０８に進める。ガイドブッシュ２３から出た部分において正面加工が行われた棒材Ｗ１は、対向主軸２４に把持されて背面加工が行われる。
　Ｓ４０８において、ＮＣ装置３０は、主軸２１に挿入されている棒材Ｗ１を交換する必要があるか否かに応じて処理を分岐させる。例えば、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の残りが所定の長さ未満となった場合に棒材Ｗ１を交換する必要があると判断してもよい。棒材Ｗ１の交換が必要でない場合、ＮＣ装置３０は、処理をＳ４０２に戻し、次の加工サイクルにおける加工補助処理を行う。棒材Ｗ１の交換が必要である場合、ＮＣ装置３０は、加工補助処理を終了させる。その後、図６のＳ１１２に処理が進められることになる。
　図６のＳ１１０の処理後、ＮＣ装置３０は、主軸２１から棒材Ｗ１の残材を除去する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ１１２）。これにより、多関節ロボット５０は、主軸２１から棒材Ｗ１の残材を除去する。多関節ロボット５０は、グリッパ７０で棒材Ｗ１の残材を引き抜いてもよいし、残材を引き抜くための専用のエンドエフェクタを用意しておけばグリッパ７０を専用のエンドエフェクタに交換してから棒材Ｗ１の残材を引き抜いてもよい。
　以上により、１本の棒材Ｗ１が加工に使用される棒材供給加工処理が終了する。棒材Ｗ１の加工を継続する時、図６に示す棒材供給加工処理が繰り返し行われる。
　旋盤１が稼働していない時には、専有面積が少なくなるように多関節ロボット５０を配置することが可能である。図１２は、稼働していない時の旋盤１を模式的に例示している。図１２に示す多関節ロボット５０は、なるべく専有面積が少なくなるように機械本体１０の側部１２に沿って配置されている。むろん、非稼働時の多関節ロボット５０は、折り畳まれて配置されてもよい。
　また、旋盤１を別の場所に動かしたり移設したりする時も、多関節ロボット５０を図１２に示す配置や折り畳まれた配置とすることにより作業が容易となる。
（４）具体例の作用、及び、効果：
　図１４は、比較例に係る旋盤９００の正面を模式的に示している。尚、上述した例に類似する要素は、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図１４も加工室１４を示すためドア１５が開いている状態を示しているが、棒材Ｗ１の加工はドア１５が閉じている状態で行われる。
　図１４に示す旋盤９００の左方向Ｄ５には、旋盤９００とは独立してバーフィーダー９５０が並置されている。バーフィーダー９５０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として高速度で回転する長尺な棒材Ｗ１を支持する。従って、旋盤９００とバーフィーダー９５０とは、セットで使用される。バーフィーダー９５０は、棒材Ｗ１を支持する以外に棒材Ｗ１の搬送機構等が必要であるため、Ｚ軸方向において棒材Ｗ１よりも長い大きさを有している。従って、工場には、バーフィーダー９５０を設置するため、Ｚ軸方向において長尺な棒材Ｗ１よりも長い設置スペースが必要である。また、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転する棒材Ｗ１の芯出し作業は、感覚に頼る部分が多いため、工場に派遣された専門の技術者が行っている。
　バーフィーダー９５０の制御は、旋盤９００の制御から独立している。バーフィーダー９５０と旋盤９００とをシステム化するためには、同期用のサーボシステムを構築する等、複雑なシステムを構築する必要がある。従って、バーフィーダー９５０と旋盤９００とのシステム化は、容易ではない。
　また、バーフィーダー９５０では、棒材Ｗ１の径の変更による段取り替えが面倒であり、段取り替えに時間がかかる。さらに、旋盤９００とバーフィーダー９５０とを一旦設置した後に別の場所に動かしたり移設したりしようとすると、別々に移すしかないため、再び、専門の技術者による芯出し作業が必要となる。
　尚、図１４に示す旋盤９００のようにガイドブッシュ２３を備える主軸移動型旋盤の場合、加工室１４からワークを搬入するためには、ワークをガイドブッシュ２３に通してから主軸２１に挿入して把持部２２に把持させる必要がある。しかし、ワークをガイドブッシュ２３に通してから主軸２１に挿入することは、精度の高い位置決めが必要であり、非常に煩雑な制御が求められる。また、ガイドブッシュ２３を通してから主軸２１に挿入することが可能な長さがワークに必要であるため、その長さのワークを外部Ｏ１から加工室１４に進入させることが求められる。従って、加工室１４の入口スペースを大きくする必要がある。むろん、主軸２１に挿入されない程度の短いワークをガイドブッシュ２３に挿入しても、ワークを加工することができない。
　主軸移動型旋盤では、長尺なワークを連続加工することが多いため、主軸２１の後端２１ｂから棒材Ｗ１を挿入することが望まれる。
　一方、図１～１２に示す本具体例の旋盤１は、機械本体１０の外部Ｏ１において多関節ロボット５０がグリッパ７０で棒材Ｗ１を把持して主軸中心線ＡＸ１に沿って後端２１ｂから主軸２１に供給する。これにより、Ｚ軸方向において長い設置スペースが必要なバーフィーダーを旋盤１の側方に設置する必要が無くなる。バーフィーダーが不要になることにより、本具体例の旋盤１は、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせることができ、作業者のスキルが要求され且つ手間がかかる芯出し作業が不要となり、棒材の径を変更する等の段取り替えの時間を少なくさせることができる。また、ＮＣ装置３０により棒材供給用の多関節ロボット５０が制御されるので、多関節ロボット５０の専用コントローラーが不要である。
　以上の解決に加え、本具体例の旋盤１は、様々な付帯作業も実施可能であるので、工場の省人化に寄与することができる。さらに、多関節ロボット５０を図１２に示す配置や折り畳まれた配置とすることにより、容易に旋盤１を別の場所に運んだり移設したりすることができる。
（５）変形例：
　本発明は、種々の変形例が考えられる。
　例えば、本技術を適用可能な旋盤は、ガイドブッシュを備えていない旋盤でもよいし、主軸固定型旋盤でもよい。
　上述した多関節ロボット５０のロボットアーム６０は４個の関節を有しているが、ロボットアームの関節数は、３個でもよいし、５個以上でもよい。
　多関節ロボットにより棒材を支持する箇所を増やすために、グリッパ７０からＺｇ軸方向へ所定距離離れた箇所において棒材を支持する受け部材（例えばＶ形の受け部材）がグリッパ７０に取り付けられてもよい。
　図８で示した芯出し処理において、ＮＣ装置３０は、所定期間内のグリッパ７０の加速度からグリッパ７０の振幅を計算し、該振幅が許容範囲内でない場合に振幅が許容範囲内となるＸ，Ｙ位置を探索してもよい。
　棒材Ｗ１の芯出しを行うための情報ＩＮ１を取得するセンサー８０は、変位センサーでもよい。例えば、Ｘ－Ｙ平面において互いに異なる３方向から主軸中心線ＡＸ１の方を向いた変位センサーが棒材Ｗ１の変位を検出する場合、各変位センサーにより検出された変位に基づいて主軸中心線ＡＸ１が回転中心となるようにグリッパ７０の位置を調整することが可能である。また、センサー８０は、歪みセンサー等でもよい。
　また、図１３に例示するように、ＮＣ装置３０において、機械学習プログラムＰＲ３を実行するＣＰＵ３１に機械学習部３１１、ＲＡＭ３３にデーターベースＤＢを構成し、機械学習によってグリッパ７０の最適な位置を予測してもよい。図１３は、現在のグリッパ７０の位置で芯出しが必要かどうかを機械学習によって予測する構成を例示している。図１３において、図５と一部重複する要素については記載及び説明を省略している。図１３の下部には、データーベースＤＢの構造例が示されている。図１３に示す機械学習プログラムＰＲ３はＲＯＭ３２に書き込まれているが、ＲＡＭ３３に機械学習プログラムが格納されていてもよい。
　まず、ＲＡＭ３３にはデーターベースＤＢが構築される。棒材Ｗ１の芯出しを行う際、ＮＣ装置３０は、対象となる棒材Ｗ１の芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）、長さＬｗ、径Ｄｗ、および、材質Ｍｗの情報をＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録する。芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）は、芯出し対象の棒材の芯出し作業中に付与されるＩＤ（識別情報）であり、同じ個体の棒材の芯出しを行っている最中には同一のＩＤが付与される。棒材の個体が変わって芯出しがされるときには、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）も変更される。なお、これらの芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）および棒材Ｗ１の情報は、旋盤１のオペレーターにより操作部４０の入力部４１から入力されてもよい。また、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）は個々の棒材ごとに固有に割り振られるＩＤでもよい。
　次に、ＮＣ装置３０は、芯出しを開始するときのグリッパ７０のＸ方向の座標情報ＸＣ１およびＹ方向の座標情報ＹＣ１、座標情報ＸＣ１および座標情報ＹＣ１の位置にグリッパ７０を配置した状態で芯出しし始めたときの情報ＩＮ１をＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録する。このとき、座標情報ＸＣ１および座標情報ＹＣ１はエンコーダー６８ａで取得される情報から推定した数値でもよいし、操作部４０の入力部４１から旋盤１のオペレーターが入力した数値でもよい。次に、情報ＩＮ１を利用して、芯出し作業が必要かどうかが判断される。詳細には、センサー８０で取得する情報に閾値を設定しておくことにより、取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まっているかどうかを判定することができる。この判定は、芯出し作業が必要か（グリッパ７０を移動させる必要があるかどうか）どうかを判定するものであり、ＮＣ装置３０が判定してもよいし、旋盤１のオペレーターが判定してもよい。仮に取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まる場合は、判定結果ＪＲを２とし、芯出し作業は行わずに芯出し作業完了とする。なお、ＮＣ装置３０は、判定結果ＪＲをＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録する。もし、取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まらない場合は、判定結果ＪＲを１とし、芯出し作業が必要であると判定して再度芯出し作業を行う。
　判定結果ＪＲが１となり、再度芯出し作業を行う場合、データーベースＤＢに新たなレコードが生成される。このとき、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）および棒材Ｗ１の長さＬｗおよび径Ｄｗ、材質Ｍｗの情報は同一の情報が自動で入力される。そして、芯出し作業を行っているとき、ＮＣ装置３０は再度グリッパ７０のＸ方向の座標情報ＸＣ１およびＹ方向の座標情報ＹＣ１および該座標での情報ＩＮ１を取得し、取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まっているかどうかが判定される。取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まる場合は、判定結果ＪＲを２とし、更なる芯出し作業は行わずに芯出し作業完了とする。取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まらない場合は、判定結果ＪＲを１とし、芯出し作業を継続する。以下、芯出し作業をｎ回繰り返し、情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まるまで芯出し作業が繰り返される。繰り返しの間、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）は同一の値が付与される。なお、閾値については旋盤１のオペレーターが定めた所定の数値をＲＯＭ３２もしくはＲＡＭ３３に記憶させておけばよい。
　なお、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）、棒材のサイズを含む棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）および座標情報ＸＣ１，ＹＣ１、情報ＩＮ１、判定結果ＪＲは、それぞれが紐付けされてＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録される。旋盤１のオペレーターが芯出し作業を行うたびにデーターベースＤＢを更新する（データーベースＤＢのレコードを追加する）ことにより、データーの蓄積を行う。なお、図１３の下部にはデーターベースＤＢの構築イメージを表している。
　旋盤１においては、ＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに蓄積したデーターが機械学習部３１１に入力される。ＮＣ装置３０は、例えば、オペレーターによる入力指示を操作部４０の入力部４１から受け付けた時にデーターベースＤＢに蓄積したデーターを機械学習部３１１に入力する処理を行えばよい。具体的には、同一の芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が付与されているデーターのうち、判定結果ＪＲが１のとき（情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まらないとき）のデーターを抽出し、抽出したデーターを「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター」とする。詳細には、判定結果ＪＲが１と同じレコードに記録されている棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）およびグリッパの座標情報（ＸＣ１、ＹＣ１）、情報ＩＮ１を「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター」とする。次に、同一の芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が付与されているデーターのうち、判定結果ＪＲが２のとき（情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まるとき）のデーターを抽出し、抽出したデーターを「芯出し完了後のデーター（クリッパ７０を適切な位置に移動させた後のデーター）」とする。詳細には、判定結果ＪＲが２と同じレコードに記録されている棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）およびグリッパの座標情報（ＸＣ１、ＹＣ１）、情報ＩＮ１を「芯出し完了後のデーター（クリッパ７０を適切な位置に移動させた後のデーター）」とする。そして、「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター」と「芯出し完了後のデーター」の両方のデーターを教師データーとして機械学習部３１１に入力する処理が行われる。また、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が重複せず（つまり芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が同一のレコードが１つしかなく）、情報ＩＮ１が閾値の範囲を超えないとき（判定結果ＪＲが２のとき）のデーターにおいては、棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）およびグリッパ７０の座標情報（ＸＣ１、ＹＣ１）、情報ＩＮ１を「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が無い場合のデーター」とし、これらのデーターを教師データーとして機械学習部３１１に入力する処理が行われる。
　機械学習部３１１は、教師データー（芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター、芯出し完了後のデーター、および芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が無い場合のデーター）に基づいて教師あり学習を行い、現在のグリッパの位置で芯出しを行う必要があるか否かを判定する学習モデルＬＭを構築する。そして、機械学習部３１１は、構築した学習モデルＬＭをＲＡＭ３３に記憶する。学習モデルＬＭが構築された状態で、旋盤１において芯出しを行うとき、ＮＣ装置３０は、棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）、現在のグリッパ７０の座標情報、学習モデルＬＭをもとに情報ＩＮ１を予測する。この予測結果に基づき、現状のグリッパ７０の位置で芯出しが必要かどうかを予測することが出来る。よって、芯出しが不要な位置にグリッパ７０が配置されているときには芯出し作業が不要となる。なお、現状のグリッパ７０の位置で芯出しが必要と判断された場合、機械学習部３１１は学習モデルＬＭを利用してグリッパ７０の適切な座標を予測してもよい。この予測結果に基づき、ＮＣ装置３０はグリッパ７０を適切な位置に移動させることができる。よって、芯出し作業のそもそもの回数を減らすことが可能になる。機械学習部３１１が構築する学習モデルＬＭは、入力データーから情報ＩＮ１が閾値を超えるか否かの予測をすることが可能な学習モデルＬＭであればどのようなものを用いてもよい。例えば、公知のニューラルネットワークや、ベイジアンネットワークなどを用いることができる。ニューラルネットワークを学習モデルとして用いる場合には深層学習の手法により学習を進めるようにしてもよい。なお、ニューラルネットワーク、深層学習などの詳細については公知であるため説明を省略する。
　なお、学習モデルＬＭを構築する際に、情報ＩＮ１を取得した日時や旋盤１の稼動状況、材料のロットナンバー、旋盤１のオペレーターＩＤ、旋盤１が設置されている工場の環境温度などのデータを追加で利用してもよい。これにより、旋盤の連続運転時間や材料による個体差、オペレーターによる機械の設定の個体差や環境温度による熱変位などを加味して機械学習を行えるようになる。また、機械学習部３１１はＮＣ装置３０において機械学習プログラムＰＲ３を実行するＣＰＵ３１により構成されたが、例えばＮＣ装置３０のＩ／Ｆ３５をインターネットやイントラネットなどのネットワークに接続した状態では、ネットワークに接続された所定のサーバーやコンピューター、スマートフォン等に機械学習部を持たせてもよい。
（６）結び：
　以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせる旋盤等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
　また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
１…旋盤、１０…機械本体、１１…覆い、１２…側部、１３…下部、
１４…加工室、２０…主軸台、２１…主軸、２１ａ…前端、２１ｂ…後端、
２２…把持部、２３…ガイドブッシュ、２４…対向主軸、
２５，２６…刃物台、３０…ＮＣ装置、３６…Ｚ軸モーター、
３７…回転モーター、３８…アクチュエーター、
３９…刃物台駆動モーター、５０…多関節ロボット、
６０…ロボットアーム、６１…ベース、６２ａ～６２ｃ…リンク、
６３…リスト、６４ａ～６４ｄ…関節、６８…アーム駆動モーター、
６８ａ…エンコーダー、７０…グリッパ、７２…掌、
７３，７３ａ，７３ｂ…指、７４ａ～７４ｄ…ローラー、
７５…オイルパン、７６…潤滑油供給部、７８…グリッパ駆動モーター、
７８ａ…エンコーダー、８０…センサー、８１…加速度センサー、
８５…径検出部、ＡＸ１…主軸中心線、Ｄ１…前面方向、Ｄ２…背面方向、
Ｄ３…上方向、Ｄ４…下方向、Ｄ５…左方向、Ｄ６…右方向、
ＩＮ１…情報、Ｏ１…外部、Ｗ１…棒材、Ｗ１ａ…前端。

Claims (5)

  1. 　主軸中心線に沿った棒材を解放可能に把持する主軸を内部に有し、前記主軸の前端から出た前記棒材を加工する機械本体と、
    　前記機械本体の外側に取り付けられたロボットアーム、及び、該ロボットアームの先端に取り付けられたグリッパを有し、前記機械本体の外部において前記グリッパで前記棒材を解放可能に把持し、該棒材を前記主軸中心線に沿って前記主軸の後端から前記主軸に供給する多関節ロボットと、を備える、旋盤。
  2. 　前記機械本体は、前記棒材の加工の数値制御を行う数値制御装置を有し、
    　前記数値制御装置は、前記多関節ロボットに対して、前記機械本体の外部において前記グリッパで前記棒材を把持させて該棒材を前記主軸中心線に沿って前記主軸の前記後端から前記主軸に供給させる制御を行う、請求項１に記載の旋盤。
  3. 　前記多関節ロボットは、前記主軸の前記後端から前記主軸に供給された前記棒材の芯出しを行うための情報を取得するセンサーを有し、前記グリッパで把持した前記棒材に対して前記情報に基づいた芯出しを行う、請求項１又は請求項２に記載の旋盤。
  4. 　前記芯出しが行われた前記棒材のサイズを含む棒材情報、前記棒材を把持した前記グリッパの位置、及び、前記センサーにより取得された前記情報に基づいた機械学習により、現在の前記グリッパの位置で前記芯出しを行う必要があるか否かを判定する学習モデルを生成する機械学習部をさらに備える、請求項３に記載の旋盤。
  5. 　前記グリッパで把持された前記棒材の径を検出する径検出部と、
    　該径検出部により検出された径が設定された径の許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲内でないと判断した場合に警告を出力する警告部と、をさらに備える、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の旋盤。
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