(57)【要約】工作機械（１０）は、ワーク（Ｗ）が装着されるワーク装着部（１８）を有する主軸（１４）と、主軸に近接して配置される構造物（２４）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（２０）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（２８）とを備える。ワーク授受装置は、ワーク装着部に対向する授受位置（Ｐ２）でワークを解放可能に支持できる支持部（３４）を備える。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（Ｓ）を形成するための退避ストローク（Ｔ）を有する。
2008050912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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工ストロークを有し、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。
【請求項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ロークを有する、請求項１に記載の工作機械。
【請求項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。
【請求項５】
前記構造物がガイドブッシュを備える、請求項１に記載の工作機械。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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１０に記載の工作機械。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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工ストロークを有し、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１２に記載のワーク授受方法。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ワ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】
【０００２】
従来、工作機械の主軸の先端に設けたチャ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、ワ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  ａｐｐａｒａｔｕｓ）を備えた工作機械が知られている。
例えば、特開２００１−２０５５３６号公報（ＪＰ−Ａ−２００１−２０５５３６）は、ワークストッカ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ッカ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ッカ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ャックに対向配置し、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１１−１９７９０５号公報（ＪＰ−Ａ−１１−１９７９０５）にも開示されている。
また、特開２００４−３１４２０４号公報（ＪＰ−Ａ−２００４−３１４２０４）は、旋盤等の加工機へワークを供給及び排出するロー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】
【０００３】
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、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、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工ストロークを有し、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ワ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】
【０００４】
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４Ａ〜図４Ｃ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６Ａ〜図６Ｄ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】
【０００５】
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工作機械１０を概略で示す。工作機械１０は、自動旋盤の構成を有し、機台であるベッド１２と、主軸１４を収容する主軸台１６とを備えている。主軸台１６は主軸１４を回転自在に支持し、図示しない駆動機構により主軸１４が軸線１４ａを中心に回転駆動される。主軸１４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１４の前端面１４ｂに軸線１４ａ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１４の前端にワーク装着部１８が形成されている。ワークＷは、主軸１４の前方（図で左方）からワーク挿入孔に挿入され、少なくとも被加工部分が主軸１４の前端面１４ｂから前方へ突出した状態で、チャック機構により主軸１４に一体回転可能に固定される。
主軸台１６は、スライドユニット２０を介して、ベッド１２に、軸線１４ａ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１４は、主軸台１６のＺ軸移動に伴い、主軸台１６と一体的にＺ軸方向へ移動する。主軸１４は、ワーク装着部１８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１６と一体的にＺ軸方向へ移動する。
ベッド１２上には、主軸台１６の前方に、例えば刃物台２２やガイドブッシュ（図示せず）を備えることができる構造物として、支持台２４が設置される。図示実施形態では、支持台２４の前面（図で左面）２４ａに、ワークＷの加工用の工具２６を保持した刃物台２２が、前面２４ａに沿って移動可能に設けられている。
支持台２４には、例えばガイドブッシュを脱離可能に取り付けることが可能な空洞部２４ｂが設けられる。空洞部２４ｂ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１６がスライドユニット２０によって前方（図で左方）に移動して、主軸１４が支持台２４の空洞部２４ｂを貫通し、ワークＷの被加工部分が支持台２４の前方（図で左方）の加工エリアに配置される。
工作機械１０では、上記のようにワークＷを配置した状態で、主軸１４のＺ軸移動や刃物台２２による工具２６の移動によって、工具２６が加工エリアで、主軸１４と一体的に回転するワークＷを加工する。ワークＷの加工の際、刃物台２２や支持台２４は主軸１４の前方側に近接する。
スライドユニット２０は、ベッド１２の上で主軸１４を、支持台２４に接近する方向及び支持台２４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２０は、ワークＷを加工するために主軸１４をＺ軸方向へ移動させる主軸移動ストローク（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１０は、ベッド１２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１８に対しワークＷを受け渡すためのワーク授受装置２８を備える。ワーク授受装置２８は、主軸台１６の上方で軸線１４ａに平行な方向へ延設されるガイドレール３０と、ガイドレール３０に設置されるアーム３２と、アーム３２の下端に設置されるチャック３４とを備える。ワーク授受装置２８は、ベッド１２の後方（図で右方）に位置するワーク置場３６から未加工のワークＷを搬入してワーク装着部１８に供給したり、ワーク装着部１８から加工済みのワークＷを回収してワーク置場３６に搬出したりすることができる。
ガイドレール３０は、例えばワーク置場３６から立設される支柱３６ａに固定的に支持されて、支持台２４の後方で、主軸台１６よりも上方かつ支持台２４の上端よりも下方の位置に配置される。アーム３２は、ガイドレール３０に沿って軸線１４ａ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３０上の所定位置で軸線１４ａ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３０に取り付けられる。チャック３４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３０上で上限位置に置かれたアーム３２が、ガイドレール３０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３４は、主軸台１６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２８は、チャック３４がワークＷを支持した状態で、アーム３２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３６の上方位置とベッド１２上の支持台２４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２８は、後述するように、チャック３４がワークＷを支持した状態で、アーム３２が、主軸１４と支持台２４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１８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２８では、チャック３４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３０及びアーム３２が、ワークＷを上記授受位置で支持するようにチャック３４を位置決めする位置決め部を構成する。アーム３２の前後及び上下移動とチャック３４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１０は、スライドユニット２０とワーク授受装置２８との作動により、ワーク装着部１８とチャック３４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２０は、ワークＷを加工するために主軸１４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１４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２０は、前述した加工ストロークＭ（図３）と、主軸台１６を後方（図で右方）に移動させて、主軸１４の前端面１４ｂが支持台２４から後方に離隔した退避位置に主軸台１６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２０の退避ストロークＴは、加工ストロークＭの軸線１４ａに沿った方向への延長線上に定められている。
主軸１４の前端面１４ｂを、支持台２４から後方へ退避ストロークＴに対応する距離だけ離隔した位置に配置することにより、主軸１４の前端面１４ｂと支持台２４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３４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４Ａ〜図４Ｃを参照して、工作機械１０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１４のワーク装着部１８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４Ａに示すように、主軸１４にワークＷが装着されていない状態で、スライドユニット２０により主軸台１６を後方の退避位置Ｒに移動させて、主軸１４と支持台２４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２８のアーム３２を、ガイドレール３０の後方所定位置で、ワーク置場３６（図１）に向けて下降させ、チャック３４を開閉動作させて、ワーク置場３６（図１）から未加工のワークＷを取り出して把持させる。
次に、図４Ｂに示すように、アーム３２を上昇させた後、ガイドレール３０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２４に近接する前方所定位置でアーム３２を停止させ、ワークＷが搬送空間Ａ内の待機位置Ｐ１に配置される位置にチャック３４を位置決めする。待機位置Ｐ１は、空間Ｓの上方に設定されている。
次に、図４Ｃに示すように、アーム３２を下降させ、チャック３４に支持したワークＷが、待機位置Ｐ１から下方へ移送されて前述した授受位置Ｐ２に配置されるように、チャック３４を空間Ｓ内で位置決めする。待機位置Ｐ１と授受位置Ｐ２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Ｐ２に配置されたワークＷは、ワーク装着部１８のワーク挿入孔に対し、軸線１４ａ（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３４が授受位置Ｐ２にワークＷを支持した状態（図４Ｃ）で、スライドユニット２０の駆動により主軸台１６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１４から外方へ突出した状態で、ワーク装着部１８のワーク挿入孔に挿入される。このようにスライドユニット２０は、授受位置Ｐ２でワークＷを支持したチャック３４とワーク装着部１８との間でワークＷを受け渡すために主軸１４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３４の後方移動により、又は主軸台１６の前方移動とチャック３４の後方移動との組み合わせにより行うこともできる。
ワークＷがワーク装着孔に挿入された状態で、図示しないチャ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をワーク装着部１８に固定して装着する。そしてチャック３４によるワークＷの支持を解除することにより、チャック３４とワーク装着部１８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１４に供給される。その後、空のチャック３４と共にアーム３２を上昇させ、主軸台１６をＺ軸方向へ前進させてワークＷを前述した加工エ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１０が刃物台２２やガイドブッシュ等を支持台２４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１４の前方に容易に確保することができる。その結果、主軸１４の前方に近接して配置される刃物台２２や支持台２４が妨げになることなく、空間Ｓ内で、チャック３４と主軸１４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２４や刃物台２２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２６や複数かつ多種類の工具２６を刃物台２２に取り付けて、工作機械１０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１０がガイドブッシュレスタイプの場合、支持台２４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２４を挟んで工具２６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Ｐ１で待機させる場合に、オイル飛散防止シャッタ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、ワークＷの加工のために主軸１４を軸線方向へ移動させるスライドユニット２０の主軸移動ストロークを延長することで、スライドユニット２０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、ワーク授受のための専用の主軸移動機構を追加する必要が無く、工作機械１０の構造の複雑化を防止できる。
上記した工作機械１０及びワーク授受方法は、主軸１４へのワークＷの供給が完了した後、直ちにアーム３２を後方へ移動させて、ワーク置場３６から次に加工を行うワークＷ′をチャック３４に支持させ、アーム３２を前方へ移動させて、ワークＷ′を待機位置Ｐ１で支持するようにチャック３４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１４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１６の退避位置Ｒ（図４Ａ）への移動中に、次に加工するワークＷ′を待機位置Ｐ１に配置して、主軸台１６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Ｐ１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Ｐ１は、ワーク加工中の主軸台１６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３２及びチャック３４と主軸台１６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１４から加工済みのワークＷを例えば排出トレイ（図示せず）等に排出した後に、前述したように主軸台１６を退避位置Ｒ（図４Ａ）へ移動させて主軸１４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Ｐ１で待機している未加工のワークＷ′を、前述したアーム３２の下降により授受位置Ｐ２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１０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２８によって、加工済みのワークＷを主軸１４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１４のワーク装着部１８に装着したままで、主軸台１６を退避位置Ｒ（図４Ａ）に移動させて主軸１４の前方に空間Ｓを形成する。そしてアーム３２をガイドレール３０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３４を、授受位置Ｐ２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３４が位置決めされた状態で、主軸台１６を前進させて、主軸１４に装着したワークＷを授受位置Ｐ２に配置するとともに、チャック３４を開閉動作させて、主軸１４に固定的に装着されたままのワークＷをチャック３４に把持させる。
次に、チャック３４がワークＷを支持した状態で、ワーク装着部１８のチャック機構によるワーク固定を解除し、主軸台１６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１８からチャック３４に持ち替えられて、ワークＷが主軸１４から回収される。なおワークＷの主軸１４からの回収は、チャック３４の前方移動により、又は主軸台１６の後方移動とチャック３４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３４がワークＷを支持したアーム３２を移動させることにより、加工済みのワークＷをワーク置場３６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１６の退避によって加工済みワークＷを装着した主軸１４の前方に空間Ｓが形成されるまでの間に、予めガイドレール３０上でアーム３２を前方に移動させて、ワークＷを待機位置Ｐ１で支持する位置にチャック３４を位置決めしておくことが、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３４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１６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３４とワーク装着部１８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１０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２８が主軸１４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６Ａに示すように、ワーク授受装置２８は、主軸１４のワーク装着部１８から回収される加工済みのワークＷとワーク装着部１８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３４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３４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６Ａに示すように、加工済みのワークＷを主軸１４に装着したままで主軸台１６を退避位置Ｒに移動させて、主軸１４と支持台２４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３４に、ワーク置場３６（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３２をガイドレール３０の前方に移動させ、未加工のワークＷ′が待機位置Ｐ１に配置される位置に一対のチャック３４を位置決めする。
次に、図６Ｂに示すように、アーム３２を空間Ｓ内に下降させて、下側の第２の空のチャック３４を、授受位置Ｐ２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３４が位置決めされた状態で、主軸台１６を前進させて、主軸１４に装着したワークＷを授受位置Ｐ２に配置するとともに、第２チャック３４を開閉動作させて、主軸１４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３４に把持させる。
次に、第２チャック３４が加工済みワークＷを支持した状態で、ワーク装着部１８のチャック機構によるワーク固定を解除し、主軸台１６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１４のワーク装着部１８からワーク授受装置２８の第２チャック３４に持ち替えられて、ワークＷが主軸１４から回収される。ワークＷの回収後、第１チャック３４に支持された未加工ワークＷ′は、授受位置Ｐ２の直上に配置されている。
次に、図６Ｃに示すように、アーム３２を下降させて、第１チャック３４に支持した未加工ワークＷ′が授受位置Ｐ２に配置されるように、一対のチャック３４を位置決めする。第１チャック３４が位置決めされた状態で、主軸台１６を前進させて、未加工ワークＷ′を主軸１４のワーク装着部１８に固定して装着する。そして、第１チャック３４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３４からワーク装着部１８に未加工ワークＷ′が受け渡され、未加工ワークＷ′が主軸１４に供給される。
その後、図６Ｄに示すように、主軸台１６を退避位置Ｒに移動させて、主軸１４と支持台２４との間に空間Ｓを形成するとともに、アーム３２を上昇させて、第２チャック３４に支持された加工済みワークＷを待機位置Ｐ１に配置する。加工済みワークＷが待機位置Ｐ１に配置された状態で、主軸台１６をＺ軸方向へ前進させて未加工ワークＷ′を前述した加工エ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。
図７及び図８は、本発明の他の実施形態による工作機械１０′を概略で示す。工作機械１０′は、支持台２４にガイドブッシュ３８が装着されている点を除いて、前述した工作機械１０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１０′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２４の空洞部２４ｂに、主軸１４のワーク装着部１８に装着したワークＷを心出し支持できるガイドブッシュ３８が、脱離可能に装着される。ガイドブッシュ３８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３８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１０′も、前述した工作機械１０と同様に、スライドユニット２０とワーク授受装置２８とが作動することにより、ワーク装着部１８とチャック３４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を有するスライドユニット２０により、主軸台１６を後方の退避位置Ｒに移動させ、ワーク装着部１８と支持台２４との間に、チャック３４がワークＷを授受位置Ｐ２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３２の移動によりチャック３４を空間Ｓ内で適所に位置決めして、ワーク装着部１８とチャック３４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１０′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２０により主軸台１６を前進させて、主軸１４に固定的に装着したワークＷをガイドブッシュ３８に挿入し、ワークＷの被加工部分を加工エリアに配置して、ガイドブッシュ３８の心出し支持作用の下で工具２６によりワークＷを旋削加工する。前述した加工ストロークＭでスライドユニット２０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１０′は、ガイドブッシュ３８を支持台２４から脱離した状態で、工作機械１０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１０′は、主軸１４と支持台２４との間に空間Ｓを形成するために、スライドユニット２０により主軸１４を移動させる代わりに、ガイドブッシュ３８を装備した支持台２４を、主軸１４に対して移動させるように構成できる。支持台２４を移動させる場合、工作機械１０′は、支持台２４を主軸１４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１８と支持台２４との間に、チャック３４がワークＷを授受位置Ｐ２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２０に、退避ストローク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２０と支持台２４の移動機構との双方を作動させることにより、主軸１４と支持台２４とを相対的に移動させて、主軸１４と支持台２４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１０″を概略で示す。工作機械１０″は、ワーク授受装置２８のガイドレール３０及びワーク置場３６の配置が異なる点を除いて、前述した工作機械１０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１０のガイドレール３０は、アーム３２を、軸線１４ａ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３０を軸線１４ａに平行な方向に延設することにより、主軸台１６の上方の空間を利用してガイドレール３０を設置できる。ガイドレール３０は、支持台２４の後方にのみ設置すればよいから、ガイドレール３０を支持台２４の上端よりも下方に配置できる。ガイドレール３０を支持台２４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２８の全高が削減され、比較的天井が低い工場等でも工作機械１０を採用することが可能になる。また、ワークＷの待機位置Ｐ１と授受位置Ｐ２との距離が短縮されるので、アーム３２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１０″のガイドレール３０は、アーム３２を、軸線１４ａ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３０を軸線１４ａに直交する方向に延設することにより、ガイドレール３０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１０、１０″においては、ガイドレール３０を支持台２４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１４と支持台２４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２０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１４を、Ｚ軸方向ではなく軸線１４ａ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１４を、軸線１４ａ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２４を移動させる構成の場合も、支持台２４を軸線１４ａ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２４や刃物台２２に限らず、加工動作中の主軸１４に近接して配置される構造物がベッド１２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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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