(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ垂直方向に回転軸線を有する主軸（５）と、
前記主軸（５）を回転可能に軸支して、前記主軸（５）の軸線方向および前記主軸（５）の軸線と直交する水平方向に移動する主軸台（４）と、
前記主軸（５）の下端に設けられ、前記主軸（５）の内部に工作物を挿入可能な中空型のチャック（６）と、
前記主軸台（４）の移動制御および前記主軸（５）の回転制御を行うとともに、前記チャック（６）の開閉を制御する制御手段とを備えた主軸移動型立形工作機械（１）の近傍に並設され、前記主軸移動型立形工作機械（１）に軸線方向寸法が径方向寸法より長い棒状工作物（９）を供給する棒状工作物供給装置（３）であって、
１つ以上の前記棒状工作物（９）を保持可能であるとともに、少なくとも前記チャック（６）が前記棒状工作物（９）を受け取る工作物受け取り位置（Ａ）において前記棒状工作物（９）の軸線方向が前記主軸（５）の軸線方向と平行になるように保持可能である保持手段（３４，３５）と、
前記保持手段（３４，３５）の前記工作物受け取り位置（Ａ）の近傍、かつ、前記主軸（５）の中心軸の移動可能範囲内に位置し、前記棒状工作物（９）を当接する当接面（３９１〜３９３）が階段状に設けられた工作物供給補助部（３９）とを有し、
前記保持手段（３４，３５）は、前記主軸（５）の中心軸の水平方向の移動軌跡上に位置する前記工作物受け取り位置（Ａ）において、前記チャック（６）と対向するものである主軸移動型立形工作機械用の棒状工作物供給装置。
【請求項２】
ほぼ垂直方向に回転軸線を有する主軸（５）と、前記主軸（５）を回転可能に軸支して、少なくとも前記主軸（５）の軸線方向および前記主軸（５）の軸線と直交する方向に移動する主軸台（４）と、前記主軸（５）の下端に設けられ前記主軸（５）の内部に工作物を挿入可能な中空型のチャック（６）と、前記主軸台（４）の移動制御および前記主軸（５）の回転制御を行うとともに、前記チャック（６）の開閉を制御する制御手段とを備えた主軸移動型立形工作機械（１）と、
前記主軸移動型立形工作機械（１）の近傍に並設され、前記主軸移動型立形工作機械（１）に軸線方向寸法が径方向寸法より長い棒状工作物（９）を供給する棒状工作物供給装置（３）であって、１つ以上の前記棒状工作物（９）を保持可能であるとともに、少なくとも前記チャック（６）が前記棒状工作物（９）を受け取る工作物受け取り位置（Ａ）において前記棒状工作物（９）の軸線方向が前記主軸（５）の軸線方向と平行になるように保持可能である保持手段（３４，３５）と、前記保持手段（３４，３５）の前記工作物受け取り位置（Ａ）の近傍、かつ、前記主軸（５）の中心軸の移動可能範囲内に位置し、前記棒状工作物（９）を当接する当接面（３９１〜３９３）が階段状に設けられた工作物供給補助部（３９）とを有し、前記保持手段（３４，３５）は、前記主軸（５）の中心軸の移動可能範囲内の前記工作物受け取り位置（Ａ）において、前記チャック（６）と対向するものである棒状工作物供給装置（３）とにおける棒状工作物供給方法であって、
前記主軸台（４）を前記工作物受け取り位置（Ａ）に移動させる手順と、
前記主軸台（４）を前記主軸（５）の軸線方向に下降させて前記棒状工作物（９）を前記チャック（６）側から前記主軸（５）内に挿入する手順と、
前記主軸台（４）を移動させ、前記チャック（６）に保持した前記棒状工作物（９）の先端を前記工作物供給補助部（３９）の前記当接面（３９１〜３９３）に当接させる手順と、
前記チャック（６）を開状態として、前記主軸台（４）を下降させ、前記棒状工作物（９）を前記主軸（５）内にさらに進入させる手順とを有する主軸移動型立形工作機械における棒状工作物供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほぼ垂直方向の回転軸線を有する主軸を軸支した主軸台を少なくとも２軸方向に移動可能な主軸移動型立形工作機械に対して、主軸下端に設けられたチャックの側から棒状工作物を挿入して供給する棒状工作物供給装置、および、主軸移動型立形工作機械における棒状工作物供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
垂直方向あるいは垂直方向から所定角度だけ傾斜した回転軸線を有する主軸を軸支した主軸台を移動して、主軸下端に設けられたチャックに工作物を着脱し、チャックの下方に設けられた加工工具で工作物を加工する主軸移動型立形工作機械は、工作物を主軸に搬送するための搬送ローダが不要であり、工作物の搬送機構が簡素なものとなる等の利点がある。このような主軸移動型立形工作機械では通常、軸線方向寸法が径方向寸法と同程度かあるいは短い工作物の加工を行っていた。主軸内に軸線方向寸法が径方向寸法より長い棒状工作物を収納し、次々とチャックから必要長さだけ繰り出して加工を行う棒状工作物の加工を行うための主軸移動型立形工作機械用の棒状工作物の供給装置は存在しなかった。
【０００３】
また、主軸移動型でない立旋盤における棒状工作物の供給装置としては、特公平５−１３７６１号公報に記載されているものが公知である。これは、棒状工作物を主軸の後方すなわち上方から主軸内に供給するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特公平５−１３７６１号公報に記載されているような棒状工作物の供給装置を主軸移動型立形工作機械にそのまま適用すると、工作機械および棒状工作物供給装置の全高が高くなってしまい、工場の天井と干渉するおそれがあった。このため、天井の低い工場では設置することができなかった。また、工場の天井との干渉を避けるために、棒状工作物の軸方向の長さに制限が生じてしまうという問題点もあった。さらに、高い位置にある棒状工作物供給装置に棒状工作物をセットする作業は、作業自体が容易ではなく、棒状工作物を落下させてしまう等の事故のおそれもあり、安全性にも問題が生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、主軸移動型立形工作機械に対して主軸下端に設けられたチャックの側から棒状工作物を挿入して供給するようにし、作業性および安全性を向上させた棒状工作物供給装置、および主軸移動型立形工作機械における棒状工作物供給方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の主軸移動型立形工作機械用の棒状工作物供給装置は、ほぼ垂直方向に回転軸線を有する主軸と、前記主軸を回転可能に軸支して、前記主軸の軸線方向および前記主軸の軸線と直交する水平方向に移動する主軸台と、前記主軸の下端に設けられ、前記主軸の内部に工作物を挿入可能な中空型のチャックと、前記主軸台の移動制御および前記主軸の回転制御を行うとともに、前記チャックの開閉を制御する制御手段とを備えた主軸移動型立形工作機械の近傍に並設され、前記主軸移動型立形工作機械に軸線方向寸法が径方向寸法より長い棒状工作物を供給する棒状工作物供給装置であって、１つ以上の前記棒状工作物を保持可能であるとともに、少なくとも前記チャックが前記棒状工作物を受け取る工作物受け取り位置において前記棒状工作物の軸線方向が前記主軸の軸線方向と平行になるように保持可能である保持手段と、前記保持手段の前記工作物受け取り位置の近傍、かつ、前記主軸の中心軸の移動可能範囲内に位置し、前記棒状工作物を当接する当接面が階段状に設けられた工作物供給補助部とを有し、前記保持手段は、前記主軸の中心軸の水平方向の移動軌跡上に位置する前記工作物受け取り位置において、前記チャックと対向するものである。
【００１４】
また、本発明の主軸移動型立形工作機械における棒状工作物供給方法は、ほぼ垂直方向に回転軸線を有する主軸と、前記主軸を回転可能に軸支して、少なくとも前記主軸の軸線方向および前記主軸の軸線と直交する方向に移動する主軸台と、前記主軸の下端に設けられ前記主軸の内部に工作物を挿入可能な中空型のチャックと、前記主軸台の移動制御および前記主軸の回転制御を行うとともに、前記チャックの開閉を制御する制御手段とを備えた主軸移動型立形工作機械と、前記主軸移動型立形工作機械の近傍に並設され、前記主軸移動型立形工作機械に軸線方向寸法が径方向寸法より長い棒状工作物を供給する棒状工作物供給装置であって、１つ以上の前記棒状工作物を保持可能であるとともに、少なくとも前記チャックが前記棒状工作物を受け取る工作物受け取り位置において前記棒状工作物の軸線方向が前記主軸の軸線方向と平行になるように保持可能である保持手段と、前記保持手段の前記工作物受け取り位置の近傍、かつ、前記主軸の中心軸の移動可能範囲内に位置し、前記棒状工作物を当接する当接面が階段状に設けられた工作物供給補助部とを有し、前記保持手段は、前記主軸の中心軸の移動可能範囲内の前記工作物受け取り位置において、前記チャックと対向するものである棒状工作物供給装置とにおける棒状工作物供給方法であって、前記主軸台を前記工作物受け取り位置に移動させる手順と、前記主軸台を前記主軸の軸線方向に下降させて前記棒状工作物を前記チャック側から前記主軸内に挿入する手順と、前記主軸台を移動させ、前記チャックに保持した前記棒状工作物の先端を前記工作物供給補助部の前記当接面に当接させる手順と、前記チャックを開状態として、前記主軸台を下降させ、前記棒状工作物を前記主軸内にさらに進入させる手順とを有するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、主軸移動型立形工作機械１と主軸移動型立形工作機械１の近傍に設けられた本発明の棒状工作物供給装置３の正面図である。工作機械としては立旋盤の場合の例である。また、図２は、主軸移動型立形工作機械１と棒状工作物供給装置３の平面図である。主軸移動型立形工作機械１のベッド１０には刃物台２３が設けられている。刃物台２３には割り出し回転可能なタレット２１が設けられており、タレット２１の外周部には外径加工用バイト、内径加工用工具等の加工工具２２が保持されている。
【００２０】
刃物台２３およびタレット２１より上方の位置には、主軸５の軸線方向と平行な方向であるＺ軸方向と直交するＸ軸方向（水平方向）に沿って、Ｘ軸ガイドレール１１が設けられており、Ｘ軸ガイドレール１１上にはコラム１２がＸ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸用サーボモータ２０により回転駆動されるＸ軸送りねじ１３、このＸ軸送りねじ１３にねじ込まれているとともにコラム１２に固定されたナット１４により、コラム１２をＸ軸方向に移動させる。コラム１２には垂直方向（Ｚ軸方向）にＺ軸ガイドレール２４が設けられている。直動ころがり案内を構成するＺ軸ガイドレール２４とスライド本体２５によりＺ軸方向に移動可能に主軸台４が設けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６によってＺ軸送りねじ（図示せず）を回転駆動することにより主軸台４をＺ軸方向に移動させる。
【００２１】
主軸台４には垂直方向の回転軸線を有する主軸５が回転可能に軸支されており、主軸５の下端には中空型チャック（以下、チャックと記載する）６が設けられている。チャック６は、主軸５の上端に設けられた中空型チャックシリンダ（以下、チャックシリンダと記載する）２８を駆動することによりドローチューブ（図示せず）を介して把持爪２７の開閉動作を行うものであり、工作物の把持が可能である。また、チャック６とチャックシリンダ２８との間は、主軸５の中心穴内を進退移動する中空のドローチューブで接続されている。なお、チャック６はコレットチャックであってもよい。
【００２２】
主軸台４に支持された主軸５はＸ，Ｚ軸方向に移動可能となっている。主軸台４に支持された主軸５を回転駆動しつつＮＣ装置（図示せず）によりＸ，Ｚ軸方向に移動制御して、チャック６に把持した工作物をタレット２１上の加工工具２２により加工する。主軸５の回転駆動は、主軸台４と主軸５との間に組み込まれたビルトインモータによって行われる。
【００２３】
加工中に主軸台４が移動する領域は加工領域１７として、図１には図示しないが、カバー、スプラッシュガードに覆われている。加工領域１７に隣接して工作物授受領域１８が設けられている。加工領域１７と工作物授受領域１８とは開閉可能な開閉カバーによって仕切られている。通常の短軸物（軸線方向寸法が径方向寸法と同程度かあるいは短い工作物）の加工であれば、工作物授受領域１８にはワークフィーダが設置されており、ワークフィーダ上の複数のパレット上にはそれぞれ工作物が載置可能である。パレットの位置は主軸５の中心軸線のＸ軸方向の移動軌跡の直下に位置決め可能に設けられており、このワークフィーダにより、複数の工作物を連続的に主軸移動型立形工作機械１に供給することが可能である。
【００２４】
この主軸移動型立形工作機械１は、軸線方向寸法が径方向寸法より長い棒状工作物９を加工するために、主軸５内のドローチューブ、チャック６およびチャックシリンダ２８の中心部が中空に構成されており、ドローチューブ等の内部に棒状工作物９を挿入することができる。ドローチューブ等の内部に挿入された棒状工作物９は所定長さだけチャック６から突出されて把持され、所望の加工を施されてから突切りバイト等により切断され加工完了品とされる。その後、棒状工作物９がさらに所定長さだけチャック６から突出されて把持され、同様に連続的に加工が行われる。
【００２５】
棒状工作物９を所定長さだけ突出させるためには、主軸台４を基準面上方に位置させた後、棒状工作物９の下端と基準面とが所定の隙間を有する位置まで主軸台４をＺ軸方向に下降移動させる。チャック６を開状態にして棒状工作物９の下端を基準面に突き当てる。そして、チャック６が開の状態で主軸台４をＺ軸方向に所定位置まで上昇移動してチャック６を閉とすればよい。棒状工作物９は重力により基準面に当接した状態を維持するので、結果としてチャック６から突出する。すなわち、棒状工作物９を突出させるための駆動機構が不要となる。
【００２６】
棒状工作物９を供給するために棒状工作物供給装置３が主軸移動型立形工作機械１近傍の工作物授受領域１８に設置されている。Ｘ軸ガイドレール１１は、Ｘ軸方向に棒状工作物供給装置３の位置まで延びており、チャック６が工作物受け取り位置Ａの棒状工作物９の直上に位置するところまで主軸台４が移動可能である。また、棒状工作物供給装置３の工作物受け取り位置Ａの近傍には、階段状に当接面が形成された工作物供給補助部３９が設けられている。
【００２７】
主軸移動型立形工作機械１および棒状工作物供給装置３は、ＮＣ装置によって制御されている。棒状工作物９を主軸移動型立形工作機械１に供給する場合には、ＮＣ装置はまず棒状工作物供給装置３に指令を送出する。棒状工作物供給装置３は駆動モータ３３２（図３参照）を駆動して、次の棒状工作物を工作物受け取り位置Ａに割り出し、停止しておく。その後、ＮＣ装置により主軸台４の移動制御、チャック６の開閉制御等を行い、棒状工作物９を主軸５内のドローチューブ等内に挿入する。
【００２８】
図３は、第１の実施の形態の棒状工作物供給装置３を一部断面で示す正面図である。供給装置本体３１には、垂直な中心軸を有する回転軸３２が回転駆動可能に設けられている。回転軸３２の下部には基部円板３３が固定されており、回転軸３２とともに駆動モータ３３２によって回転駆動される。また、基部円板３３の下面には、キャスタ３３１が複数個取り付けられており、基部円板３３が滑らかに回転できるようにキャスタ３３１により支持されている。
【００２９】
回転軸３２にはまた、棒状工作物９の保持手段である上段支持円板３４と下段支持円板３５が固定されている。上段支持円板３４と下段支持円板３５の外周部にはＶ字状の切欠部が複数形成されており、それぞれの切欠部に棒状工作物９が支持されている。棒状工作物９は、その軸線が主軸５の軸線と平行になるように垂直に支持されている。また、工作物受け取り位置Ａの棒状工作物９をチャック６に受け取る際に、隣接する棒状工作物９とチャック６等の可動部材が干渉しないように、棒状工作物９の支持ピッチが設定されている。
【００３０】
工作物受け取り位置Ａの近傍であって、かつ主軸５のＸ軸方向の移動軌跡上には工作物供給補助部３９が設けられている。工作物供給補助部３９には、階段状に第１当接面３９１、第２当接面３９２、第３当接面３９３が形成されており、それぞれの当接面に棒状工作物９の下端が当接可能となっている。棒状工作物がそれぞれの当接面に当接した状態は、９ａ，９ｂ，９ｃにより示されている。これらの当接面の段差を利用して棒状工作物９をチャック６側よりチャック６、ドローチューブ、チャックシリンダ２８の内部に進入させるものである。それぞれの段差の距離は、主軸台４のＺ軸方向のストロークよりも若干小さく設定されている。
【００３１】
図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。下段支持円板３５上には調整円板３５１が回動および固定可能に載置されており、調整円板３５１の外周には位置決め部材３５２が下段支持円板３５の切欠部に対応して設けられている。位置決め部材３５２は、調整円板３５１の回動位置により支持面の半径方向位置が変化するような形状とされている。支持する棒状工作物９の径に応じて、調整円板３５１を回動して調整し、固定ねじ３５３により位置を固定する。これにより、径の異なる棒状工作物でも正確な位置に支持することができる。
【００３２】
棒状工作物段取り位置Ｄは、棒状工作物９を棒状工作物供給装置３にセットする位置である。すなわち、作業者は調整円板３５１を回動して、位置決め部材３５２と下段支持円板３５の切欠部との隙間が棒状工作物９の径より大きくなるようにした後、棒状工作物９を下段支持円板３５と位置決め部材３５２の間に順次挿入していく。その後、調整円板３５１を回動させて調整し、固定ねじ３５３により固定する。
【００３３】
支持径の調整作業は、全ての支持部の支持径を連動して調整できるので容易に行うことができる。さらに、棒状工作物９の径が異なっても、工作物受け取り位置Ａの棒状工作物９の中心軸の位置がＸ軸方向にずれるだけであるから、棒状工作物９の中心軸は主軸５のＸ軸方向の移動軌跡上にあり、正常に棒状工作物９の供給を行うことができる。棒状工作物９の径に応じて工作物受け取り位置ＡのＸ軸方向の移動位置を適宜変更すればよい。
【００３４】
工作物受け取り位置Ａの近傍には工作物飛び出し防止カバー部（以下、防止カバー部と記載する）４０が設けられている。防止カバー部４０は、調整円板３５１の調整が不良の場合などのとき、棒状工作物９を回動させるとゲート部４０ａから外方に飛び出そうとすることを防止するためのカバー部である。防止カバー部４０はばね４１により押圧の付勢力が与えられている。また、棒状工作物９を押圧力に逆らって図４の左方向に移動させることにより、防止カバー部４０が回動して棒状工作物９を支持部から離脱させることができる。具体的には、棒状工作物９をチャック６により把持し、棒状工作物９の下端位置が位置決め部材３５２より上になるまで上昇させ、さらにＸ軸負方向（図４の左方向）に移動させる。
【００３５】
図５は、第１の実施の形態の棒状工作物供給装置３における棒状工作物９の供給手順を示すフローチャートである。まず手順１０１では、棒状工作物９をチャック６に把持していない状態で、主軸台４をＸ軸方向に移動させチャック６を工作物受け取り位置Ａの上方に位置させる。手順１０２でチャック６を開き、棒状工作物９を挿入可能な状態とする。次に手順１０３で主軸台４をＺ軸方向に下降させ、棒状工作物９をチャック６に挿入する。そしてチャック６を閉じ、棒状工作物９を把持する。
【００３６】
手順１０４では、棒状工作物９を把持した状態で棒状工作物９の下端位置が位置決め部材３５２より上になるまで主軸台４を上昇させ、さらにＸ軸負方向に移動させて棒状工作物９の下端位置が工作物供給補助部３９の第１当接面３９１の直上の近接位置となるようにする。そこでチャック６を開けば、棒状工作物９は重力により下降し、下端が第１当接面３９１に当接する。次に手順１０５で主軸台４を下降させ、主軸５中にさらに棒状工作物９を進入させる。主軸台４を最大限下降させた位置で、チャック６を閉じる。
【００３７】
手順１０６では、棒状工作物９の下端位置が第２当接面３９２より上になるまで主軸台４を上昇させ、さらに主軸台４をＸ軸方向に移動させて棒状工作物９の下端位置が第２当接面３９２の直上の近接位置となるようにする。そこでチャック６を開き、棒状工作物９を重力により下降させて下端を第２当接面３９２に当接させる。次に手順１０７で主軸台４を下降させ、棒状工作物９を主軸５中にさらに進入させる。主軸台４を最大限下降させた位置で、チャック６を閉じる。
【００３８】
同様に、手順１０８では、棒状工作物９の下端位置が第３当接面３９３より上になるまで主軸台４を上昇させ、さらに主軸台４をＸ軸方向に移動させて棒状工作物９の下端位置が第３当接面３９３の直上の近接位置となるようにする。そこでチャック６を開き、棒状工作物９を重力により下降させて下端を第３当接面３９３に当接させる。次に手順１０９で主軸台４を下降させ、棒状工作物９を主軸５中にさらに進入させる。主軸台４を第３当接面３９３から所定距離の位置まで下降させチャック６を閉じる。
【００３９】
手順１１０では主軸台４を上昇させ、手順１１１で主軸台４を加工領域１７に移動させる。棒状工作物９を加工領域内に設けた基準面の直上の所定の隙間を有する位置に移動させ、チャック６を開いて基準面に当接させる。そして主軸台４をＺ軸方向に所定量上昇させる。棒状工作物９は重力により基準面に当接した状態を維持している。チャック６を閉じることにより、チャック６より棒状工作物９を所定量突出させた状態とする。このように主軸５中に棒状工作物９を挿入させた状態で、加工領域１７において所望の加工を行う。
【００４０】
加工が終了したチャック６からの突出部分は突切りバイトにより切断され、アンローダバケット、排出用シュート等により加工領域１７から排出される。次に主軸台４を移動させて、棒状工作物９が加工領域１７中に設けた基準面の直上位置となるようにし、チャック６開閉動作と主軸台４の移動動作により棒状工作物９を所定量突出させる。このようにして連続的に加工を行うことができる。棒状工作物９の全長の加工が終了すればチャック６内に残った把持部分を排出して、棒状工作物供給装置３から新しい棒状工作物９を供給する。
【００４１】
このように、工作物供給補助部３９に形成した階段状の当接面を利用して、複数段階で棒状工作物９を主軸５内に挿入することにより、主軸台４のＺ軸方向のストロークよりも長い棒状工作物９でも自動的にドローチューブ等の内部に挿入可能となり、棒状工作物９の自動供給が可能となる。また、主軸台４のＺ軸方向のストロークをむやみに大きくしなくても済むため、工作機械のコストを増加させることがない。なお、この第１の実施の形態では工作物供給補助部３９の当接面を３段設けているが、当接面の数は、主軸台４のＺ軸方向のストロークと棒状工作物９の長さに応じて適宜決定すればよく、１段以上の任意の数とすることができる。
【００４２】
図６は、第２の実施の形態の棒状工作物供給装置３を一部断面で示す正面図である。第１の実施の形態と同様に、供給装置本体３１には、垂直な中心軸を有する回転軸３２が回転駆動可能に設けられている。回転軸３２の下部には基部円板３３が固定されており、回転軸３２とともに駆動モータ３３２によって回転駆動される。また、基部円板３３の下面には、キャスタ３３１が複数個取り付けられており、基部円板３３が滑らかに回転できるようにキャスタ３３１によって支持されている。回転軸３２にはまた、上段支持円板３４と下段支持円板３５が固定されている。上段支持円板３４と下段支持円板３５の外周部にはＶ字状の切欠部が複数形成されており、それぞれの切欠部に棒状工作物９が支持されている。棒状工作物９は、その軸線が主軸５の軸線と平行になるように垂直に支持されている。
【００４３】
図７は、図６におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。上段支持円板３４と下段支持円板３５の外周部の切欠部に対応した位置に、位置決め部材３６が固定されている。この第２の実施の形態では第１の実施の形態よりも小さなピッチで棒状工作物９が支持されている。したがって数多くの棒状工作物９を連続して供給することが可能である。工作物受け取り位置Ａの近傍には上昇駆動部３７が設けられている。上昇駆動部３７の駆動爪３７１は、非作動時には棒状工作物９の下端の下側に位置するように設定されている。また、基部円板３３の外周部および位置決め部材３６には、駆動爪３７１が上下に通過できるように半径方向の溝が設けられている。
【００４４】
上昇駆動部３７は、駆動部本体３７２に対して上下方向に移動体３７３が移動できる。上昇駆動部３７の移動体３７３が上昇移動すると、工作物受け取り位置Ａの棒状工作物９の下端に駆動爪３７１が係合し、棒状工作物９を軸方向に上昇駆動することができる。このため、工作物受け取り位置Ａの棒状工作物９だけを他の棒状工作物９より上方に突出させることができ、棒状工作物９の支持ピッチを小さくし支持密度を大きくしても、チャック６や主軸５と他の棒状工作物９とが干渉することなく、棒状工作物９の供給を行うことができる。上昇駆動部３７の上下動のストロークは棒状工作物９の軸方向長さと同程度とされている。上昇駆動部３７としてはロッドレスシリンダが好適であるが、駆動モータとねじ機構、駆動モータとラック・ピニオン機構等、他の駆動機構であってもよい。
【００４５】
図８は、棒状工作物９の位置決め部材３６の拡大図である。位置決め部材３６は、固定部材３６１と調整部材３６２からなり、固定部材３６１は、上段支持円板３４と下段支持円板３５の外周部の棒状工作物支持位置に固定されている。調整部材３６２は固定部材３６１上に載置され、調整部材３６２に設けられた凸部３６３，３６４が調整部材３６２に設けられた長孔３６６，３６７に遊嵌されている。これにより調整部材３６２は上段支持円板３４、下段支持円板３５の半径方向に調整移動可能となっている。棒状工作物９の径に応じて、調整部材３６２の半径方向位置を調整し、固定ねじ３６５によって固定する。
【００４６】
このようにして、種々の径の棒状工作物９に対して遊びがなく正確な位置での支持が可能となる。また、調整部材３６２の先端側には、上昇駆動部３７の駆動爪３７１が通過するための溝３６８が設けられている。この位置決め部材３６においては、調整部材３６２を個々の位置決め部材３６ごとに調整するようにしたが、第１の実施の形態における位置決め部材３５２のように連動して調整するものとしてもよい。
【００４７】
図９は、第２の実施の形態における棒状工作物９の供給手順を示すフローチャートである。まず手順２０１では、棒状工作物９をチャック６に把持していない状態で、主軸台４をＸ軸方向に移動させチャック６を工作物受け取り位置Ａの上方に位置させる。手順２０２でチャック６を開き、棒状工作物９を挿入可能な状態とする。次に、手順２０３で主軸台４を棒状工作物供給装置３に干渉しない下限位置近傍までＺ軸方向に下降させる。次に、手順２０４で上昇駆動部３７により棒状工作物９を上昇端まで上昇させ、棒状工作物９をチャック６およびドローチューブ内に挿入する。そして、手順２０６でチャック６を閉じ、棒状工作物９を把持する。
【００４８】
手順２０６では主軸台４を上昇させ、手順２０７で主軸台４を加工領域１７に移動させる。このように主軸５内に棒状工作物９を挿入させた状態で、加工領域１７において所望の加工を行う。加工および加工後の棒状工作物９の突出方法は第１の実施の形態における説明と同様である。棒状工作物９の全長の加工が終了すれば把持部分をチャック６から排出して、棒状工作物供給装置３から新しい棒状工作物９を供給する。
【００４９】
この第２の実施の形態においては、上昇駆動部３７により棒状工作物９を上昇駆動させるようにしたので、棒状工作物９の保持ピッチを小さくして数多くの棒状工作物９を保持するようにしても、他の棒状工作物９が主軸台４に干渉することなく棒状工作物９の自動供給が行える。このため棒状工作物供給装置３に保持する棒状工作物９の数を増加させることができ、工作機械の長時間の連続自動運転が可能となる。また、この第２の実施の形態においては、上昇駆動部３７の駆動ストロークが棒状工作物９の軸方向長さと同程度であり、１回の上昇駆動で棒状工作物９の供給を完了できる。このため棒状工作物９の供給のための時間が短時間で済むという利点がある。
【００５０】
なお、上昇駆動部３７の駆動ストロークをそれほど長くせず、上昇駆動部３７を棒状工作物９の上端をチャック６に挿入するために使用し、その後の棒状工作物９の主軸５中への収納は第１の実施の形態における工作物供給補助部３９を使用するようにしてもよい。また、上昇駆動部３７と工作物供給補助部３９とを併用する場合、上昇駆動部３７の駆動ストロークを長くすれば、工作物供給補助部３９の当接面の段数を減らすことができる。
【００５１】
図１０は、第３の実施の形態の棒状工作物供給装置３を一部断面で示す正面図である。これはチャック６としてコレットチャックのように開き量が小さいものを使用する場合に有効なものである。工作物受け取り位置Ａの棒状工作物９の上方に、芯出し部３８が設けられている。芯出し部３８は、供給装置本体３１の天板上に取り付けられている。棒状工作物９の上端近傍の位置で、芯出し部３８により棒状工作物９の芯出しを行うため、棒状工作物９上端位置の精度が向上し、コレットチャック等の開き量が小さいチャック６でも棒状工作物９の確実な挿入が可能となる。
【００５２】
図１１は、芯出し部３８の拡大図である。芯出し部本体３８１は、供給装置本体３１の天板上に取り付け固定される。可動部３８２はガイドバー３８４上を移動可能に設けられており、シリンダ３８３によってＸ軸方向に駆動される。棒状工作物９は、芯出し部本体３８１および可動部３８２に形成されたＶ溝により挟持され芯出しされる。棒状工作物９の径が異なっても、棒状工作物９の中心軸の位置はＸ軸方向にのみ変化し、主軸５の移動軌跡上にある。棒状工作物９の径に応じて、その芯出し位置は容易に算出することができる。
【００５３】
芯出し部３８を使用する場合は、まず、芯出し部３８の可動部３８２を、シリンダ３８３により開放側に駆動しておき、棒状工作物９を上昇駆動部３７により挿入位置まで上昇させる。棒状工作物９は芯出し部本体３８１と可動部３８２の間を通過して挿入位置まで上昇する。次に可動部３８２を挟持側に駆動し、棒状工作物９を芯出しした状態で、チャック６を開状態で下降させ棒状工作物９をチャック６内に挿入するようにすればよい。その後、再び可動部３８２を開放側に駆動し、上昇駆動部３７によって棒状工作物９を上昇させ、主軸５内に挿入させる。
【００５４】
図１２は、他の形態の芯出し部３８の拡大平面図である。また図１３は、図１２の芯出し部３８の正面図である。芯出し部本体３８１は、供給装置本体３１の天板上に取り付け固定される。可動部３８５は揺動アーム３８６に対して固定ねじ３８８により固定されているが、固定ねじ３８８を緩めれば、棒状工作物９の径に応じて位置の調整が可能となる。揺動アーム３８６は揺動軸３８７により揺動可能に軸支されており、ばねにより挟持方向に付勢されている。揺動アーム３８６の挟持側の位置はストッパ３８９により規制されている。
【００５５】
この形態の芯出し部３８では、シリンダ等による可動部３８５の駆動が不要である。棒状工作物９の上端部を芯出し部本体３８１と可動部３８５の間を通過させるだけで、ばねによる付勢力により棒状工作物９を挟持し芯出しを行うことができる。また、棒状工作物９の上端部をチャック６によって把持した後、主軸台４をＸ軸負方向に移動させれば、揺動アーム３８６および可動部３８５は開放方向に揺動し、棒状工作物９を芯出し部３８から離脱させることができる。これにより、上昇駆動部３７と工作物供給補助部３９とを併用して棒状工作物９を供給することができる。
【００５６】
なお、第４の実施の形態として、図１０の構成の棒状工作物供給装置３において、棒状工作物９の供給手順を異なるものとすることができる。芯出し部３８としては、図１１のような棒状工作物９の軸方向の固定、固定解除が制御可能なものを使用する。そして、芯出し部３８とチャック６とによって交互に棒状工作物９を保持して主軸台４を上下動させることにより、主軸５内に棒状工作物９を挿入するものである。
【００５７】
図１４は、第４の実施の形態における棒状工作物９の供給手順を示すフローチャートである。まず手順３０１では、棒状工作物９をチャック６に把持していない状態で、主軸台４をＸ軸方向に移動させチャック６を工作物受け取り位置Ａの上方に位置させる。手順３０２でチャック６を開き、チャック６に棒状工作物９を挿入可能な状態とするとともに、芯出し部３８を開き、棒状工作物９が芯出し部本体３８１と可動部３８２の間を通過可能な状態とする。
【００５８】
次に、手順３０３で上昇駆動部３７により棒状工作物９をチャック６への挿入位置まで上昇させる。そして芯出し部３８を閉じ、棒状工作物９の上端部を芯出しするともに軸方向にも固定する。次に、手順３０４で主軸台４を芯出し部３８に干渉しない下限位置近傍までＺ軸方向に下降させ、棒状工作物９をチャック６に挿入する。次に、手順３０５でチャック６を閉じて棒状工作物９を把持するとともに、芯出し部３８を開いて棒状工作物９を軸方向に移動可能とする。次に、手順３０６で主軸台４を上昇させ棒状工作物９を上昇駆動する。
【００５９】
次に、手順３０７で芯出し部３８を閉じて棒状工作物９を軸方向に固定するとともに、チャック６を開いて棒状工作物９を主軸５内に進入可能とする。次に、手順３０８で主軸台４を下降させ棒状工作物９を主軸５内に進入させる。そして、手順３０９において棒状工作物９の主軸５内への進入量が所定量に達したか否かを判断する。所定量に達していなければ、手順３０５に戻り棒状工作物９を主軸５内にさらに進入させ、所定量に達していれば、手順３１０に進む。
【００６０】
手順３１０では、チャック６を閉じて棒状工作物９を把持するとともに、芯出し部３８を開いて棒状工作物９を軸方向に移動可能とする。そして、手順３１１では主軸台４を上昇させて棒状工作物９を芯出し部３８から離脱させ、手順３１２で主軸台４を加工領域１７に移動させる。
【００６１】
このようにして、棒状工作物９を軸方向に固定および固定解除することが可能な工作物固定手段としての芯出し部３８と、チャック６により棒状工作物９を交互に保持し、複数段階で棒状工作物９を主軸５内に挿入するようにしたので、主軸台４のＺ軸方向のストロークよりも長い棒状工作物９でも自動的に主軸内に挿入可能となり、棒状工作物９の自動供給が可能となる。また、主軸台４のＺ軸方向のストロークをむやみに大きくしなくても済むため、工作機械のコストを増加させることがない。
【００６２】
この第４の実施の形態では上昇駆動部３７と芯出し部３８とを併用しているが、上昇駆動部３７を省略して、第１の実施の形態と同様に主軸台４の下降のみで棒状工作物９をチャック６内に挿入することもできる。棒状工作物９を軸方向に固定および固定解除することが制御可能な手段が設けられていればよく、その手段には必ずしも芯出し機能は必要ではない。
【００６３】
なお、以上の実施の形態においては、主軸５の軸線方向（Ｚ軸方向）は垂直方向としたが、Ｚ軸方向を垂直方向から所定角度だけ傾斜させるようにした工作機械でもよい。また、工作機械としては立旋盤を例にして説明したが、立旋盤以外にもターニングセンタ、研削盤、マシニングセンタ等の他の任意の工作機械にも適用できる。さらに、主軸台４がＸ軸方向およびＺ軸方向に移動する工作機械について説明したが、主軸台がこれらのＸ，Ｚ軸に加えて両軸に直交するＹ軸方向にも移動可能な工作機械であってもよい。
【００６４】
また、棒状工作物の軸線方向長さが、主軸台が最上部に位置したときのチャック面から棒状工作物供給装置の底面までの高さより長い場合には、棒状工作物供給装置が設置される場所を工場床面より下がったピット（床面より掘り下げた凹んだ場所）とすればよい。このことにより、さらに長い棒状工作物の加工が工作機械の大きさを変更することなく可能となる。
【００６５】
さらに、棒状工作物供給装置が棒状工作物を同一円周上に並べて保持しているものと説明したが、工作機械前面または後面より傾斜する傾斜シュート上に棒状工作物を水平状態で並べておき、工作物受け取り位置にきた棒状工作物を保持して姿勢変更用シリンダ等により主軸軸線と平行な方向に姿勢変更させるものであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００６７】
主軸移動型立形工作機械の近傍に棒状工作物を主軸と平行に保持する棒状工作物供給装置を並設し、主軸台の移動により棒状工作物を主軸内に収納するようにしたので、主軸移動型立形工作機械により棒状工作物を自動的に供給しながら連続的に加工を行うことが可能となった。また、重力を利用して棒状工作物をチャックから所定量突出させることができるため、棒状工作物を突出させるための駆動機構が不要となる。さらに、棒状工作物供給装置が主軸移動型立形工作機械と並んで設けられ、チャックと対向する低い位置にあるため、工作機械と棒状工作物供給装置の全高が低くなり工場の天井等に干渉することがなくなり、通常の天井高さの工場にも設置可能となる。そして作業者が棒状工作物供給装置に棒状工作物をセットする作業も低位置での作業となり作業が容易となるとともに、棒状工作物を落下させてしまう等の事故のおそれもなくなり安全性も向上する。
【００６８】
工作物供給補助部に形成した階段状の当接面を利用して、複数段階で棒状工作物を主軸内に挿入するようにしたので、主軸台のＺ軸方向のストロークよりも長い棒状工作物でも自動的に主軸内に挿入可能となり、棒状工作物の自動供給が可能となる。また、主軸台のＺ軸方向のストロークをむやみに大きくしなくても済むため、工作機械のコストを増加させることがない。
【００６９】
上昇駆動部により棒状工作物を上昇駆動させるようにしたので、棒状工作物の保持ピッチを小さくして数多くの棒状工作物を保持するようにしても、他の棒状工作物が主軸台に干渉することなく棒状工作物の自動供給が行える。このため棒状工作物供給装置に保持する棒状工作物の数を増加させることができ、工作機械の長時間の連続自動運転が可能となる。また、上昇駆動部の駆動ストロークを棒状工作物の軸方向長さと同程度とすれば、１回の上昇駆動で棒状工作物の供給を完了でき、棒状工作物の供給が短時間で行える。
【００７０】
棒状工作物を軸方向に固定および固定解除することが可能な工作物固定手段とチャックにより棒状工作物を交互に保持し、複数段階で棒状工作物を主軸内に収納するようにしたので、主軸台のＺ軸方向のストロークよりも長い棒状工作物でも自動的に主軸内に収納可能となり、棒状工作物の自動供給が可能となる。また、主軸台のＺ軸方向のストロークをむやみに大きくしなくても済むため、工作機械のコストを増加させることがない。
【００７１】
工作物受け取り位置の棒状工作物の上端部を芯出し部により芯出しするようにしたので、棒状工作物の上端位置の位置精度が向上し、コレットチャック等の開き量が小さいチャックでも棒状工作物の確実な挿入が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、主軸移動型立形工作機械および本発明の棒状工作物供給装置の正面図である。
【図２】図２は、主軸移動型立形工作機械と棒状工作物供給装置の平面図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態の棒状工作物供給装置を一部断面で示す正面図である。
【図４】図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態における棒状工作物の供給手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２の実施の形態の棒状工作物供給装置を一部断面で示す正面図である。
【図７】図７は、図６におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図８】図８は、棒状工作物の位置決め部材の拡大図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態における棒状工作物の供給手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態の棒状工作物供給装置を一部断面で示す正面図である。
【図１１】図１１は、芯出し部の拡大図である。
【図１２】図１２は、他の形態の芯出し部の拡大平面図である。
【図１３】図１３は、図１２の芯出し部の正面図である。
【図１４】図１４は、第４の実施の形態における棒状工作物の供給手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…主軸移動型立形工作機械
３…棒状工作物供給装置
４…主軸台
５…主軸
６…チャック
９…棒状工作物
１０…ベッド
１１…Ｘ軸ガイドレール
１２…コラム
１３…Ｘ軸送りねじ
１４…ナット
１７…加工領域
１８…工作物授受領域
２０…Ｘ軸用サーボモータ
２１…タレット
２２…加工工具
２３…刃物台
２４…Ｚ軸ガイドレール
２５…スライド本体
２６…Ｚ軸用サーボモータ
２７…把持爪
２８…チャックシリンダ
３１…供給装置本体
３２…回転軸
３３…基部円板
３４…上段支持円板
３５…下段支持円板
３７…上昇駆動部
３８…芯出し部
３９…工作物供給補助部
４０…防止カバー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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