(57)【要約】      （修正有）【課題】第１主軸に対する素材ワークの搬入及び第２主軸に対する製品ワークの搬出を適切に行うワーク搬入出装置、及び該ワーク搬入出装置を具備することによりコンパクト化された工作機械を提供する。【解決手段】工作機械１の本体フレーム３の上部にＺ軸方向へ延びた支持ビーム３５が設けられ、支持ビーム３５にＺ軸スライダ３９がＺ軸方向へ移動可能に設けられ、Ｚ軸スライダ３９に鉛直スライダ５１が鉛直方向へ移動可能に設けられ、鉛直スライダ５１に揺動アーム５９がＺ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられ、揺動アーム５９の先端部に素材ハンド７３及び製品ハンド７５がそれぞれ設けられる。【選択図】図１
2014111300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームにおける水平方向に対して傾斜した設置面に設けられた主軸台と、前記主軸台に水平な軸心周りに回転可能に設けられかつ先端側に素材ワークを把持するチャックを有した主軸と、前記本体フレームの前記設置面における前記主軸台の上側に設けられかつ前記主軸に対して相対的にＸ軸方向へ移動可能であってかつ素材ワークに対して上側から切削加工又は研削加工を行うための加工ヘッドと、前記本体フレームに前記主軸台、前記主軸、及び前記加工ヘッドを覆うように設けられたカバーとを具備した工作機械に装備され、
前記主軸に対して素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を行うワーク搬入出装置において、
前記本体フレームの上部に設けられ、前記カバーの内側から外側へかけてＺ軸方向へ延びた支持ビームと、
前記支持ビームにＺ軸方向へ移動可能に設けられたＺ軸スライダと、
前記Ｚ軸スライダに鉛直方向へ移動可能に設けられた鉛直スライダと、
基端部が前記鉛直スライダにＺ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に連結された揺動アームと、
前記揺動アームの先端部に設けられ、素材ワークを把持する素材ハンドと、
前記揺動アームの先端部に設けられ、製品ワークを把持する製品ハンドと、を具備し、
前記Ｚ軸スライダをＺ軸方向へ移動させることによって、前記Ｚ軸スライダ、前記鉛直スライダ、前記揺動アーム、前記素材ハンド、及び前記製品ハンドが前記本体フレームの側壁又は前記カバーの側壁に形成された開口部を通って前記カバー内に対して進退するように構成されたことを特徴とするワーク搬入出装置。
【請求項２】
前記主軸の前記チャックに把持された製品ワークを前記製品ハンドによって把持する直前に、前記鉛直スライダを鉛直下方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側へ揺動させると共に、製品ワークを前記主軸から取り出した直後に、前記鉛直スライダを鉛直上方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側の反対側へ揺動させるように構成され、
前記主軸の前記チャックによって素材ワークを把持する直前に、前記鉛直スライダを鉛直下方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側へ揺動させると共に、素材ワークを前記主軸へ送り出した直後に、前記鉛直スライダを鉛直上方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側の反対側へ揺動させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のワーク搬入出装置。
【請求項３】
前記揺動アームの先端部にＺ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に連結されたハンド取付部材を具備し、
前記素材ハンドが前記ハンド取付部材に設けられ、前記製品ハンドが前記ハンド取付部材に前記素材ハンドと取付角度をずらして設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク搬入出装置。
【請求項４】
前記ハンド取付部材を正逆方向へ揺動させることによって、前記揺動アームの先端部を前記鉛直スライダに対して鉛直下方向に最も離反させた基準の状態における前記素材ハンド及び前記製品ハンドの姿勢を、前記素材ハンドが鉛直下方向を指向しかつ前記製品ハンドが水平方向を指向した素材ワーク搬入用姿勢と、前記素材ハンドが水平方向を指向しかつ前記製品ハンドが鉛直下方向を指向した製品ワーク搬出用姿勢とに切り換えるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のワーク搬入出装置。
【請求項５】
前記揺動アームの基端部と前記鉛直スライダの連結中心から前記揺動アームの先端部と前記ハンド取付部材の連結中心までの長さは、前記鉛直スライダのストロークと同じ長さに設定されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のワーク搬入出装置。
【請求項６】
前記鉛直スライダに、前記鉛直スライダを鉛直方向へ移動させる鉛直アクチュエータと前記揺動アームを揺動させる揺動アクチュエータが鉛直方向に対向して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載のワーク搬入出装置。
【請求項７】
前記揺動アームの側面視形状は、前記揺動アームの中央部が正面側へ突出する湾曲形状を呈していることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載のワーク搬入出装置。
【請求項８】
前記主軸台は、前記本体フレームの前記設置面に設けられた第１主軸台と、前記本体フレームの前記設置面における前記第１主軸台に対してＺ軸方向に離隔した位置に設けられかつ前記第１主軸台に対して相対的にＺ軸方向へ移動可能な第２主軸台とからなり、
前記主軸は、前記第１主軸台に水平な軸心周りに回転可能に設けられかつ先端側に素材ワークを把持する第１チャックを有した第１主軸と、前記第２主軸台に水平な軸心周りに回転可能に設けられかつ先端側に一次加工済みの素材ワークを把持する第２チャックを有した第２主軸とからなり、一次加工済みの素材ワークを前記第１主軸から前記第２主軸に受け渡し可能であって、
前記加工ヘッドは、前記素材ワークに対して上側から切削加工又は研削加工を行うための上部加工ヘッドであって、
前記工作機械は、前記本体フレームの前記設置面における前記主軸の下側に設けられかつ前記主軸に対して相対的にＸ軸方向へ移動可能であってかつ素材ワークに対して下側から切削加工又は研削加工を行うための下部加工ヘッドを具備し、
前記第１主軸に対して素材ワークの搬入及び前記第２主軸に対して製品ワークの搬出を行うようになっていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれかの請求項に記載のワーク搬入出装置。
【請求項９】
素材ワークに対して上側から切削加工又は研削加工を行う工作機械において、
請求項１から請求項８のうちのいずれかの請求項に記載のワーク搬入出装置を具備したことを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械における主軸のチャックに対して素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を行うワーク搬入出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面的な設置スペースを削減する等の理由により、素材ワークに対して上側から切削加工等を行うタイプの工作機械が広く用いられており、前記タイプの工作機械の一般的な構成は、次のようになる。即ち、前記タイプの工作機械は、本体フレームを具備しており、この本体フレームにおける水平方向に対して傾斜した設置面には、主軸台が設けられている。また、主軸台には、主軸がその水平な軸心周りに回転可能に設けられており、この主軸は、先端側に、素材ワーク（ワーク）を把持するチャックを有している。そして、本体フレームの設置面における主軸台の上側には、素材ワークに対して上側から切削加工等を行うための加工ヘッドが設けられており、この加工ヘッドは、主軸に対して相対的にＸ軸方向へ移動可能である。更に、本体フレームには、カバーが主軸台、主軸、及び加工ヘッド等を覆うように設けられている。
【０００３】
一方、一連の加工の動作を自動運転化を促進するために、前記タイプ以外の工作機械を含めて工作機械全般において、主軸のチャックに対して素材ワークの搬入及び製品ワーク（加工済みのワーク）の搬出を行うワーク搬入出装置としてガントリーローダ又は多関節ロボットを装備することがある。
【０００４】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７１３７２号公報
【特許文献２】特開２００１−２５９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ガントリーローダを前記タイプの工作機械に装備した場合には、ガントリーローダのハンド部が直交する３軸方向のみ移動するだけであるため、ガントリーローダの一部と加工ヘッド等との干渉を回避しつつ、主軸に対して素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を適切に行うことが困難であるという問題がある。また、ガントリーローダを装備することによって工作機械の機械高さが高くなるという問題がある。
【０００７】
一方、多関節ロボットを前記タイプの工作機械に装備した場合には、多関節ロボットのロボットアームのハンド部を任意の位置に位置決めして、主軸に対して素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を適切に行うことができるものの、ロボットアームの長さに応じてロボットアームのＺ軸方向に直交する水平方向の揺動範囲が大きくなって、それに伴い、工作機械自体が大型化するという問題がある。
【０００８】
つまり、素材ワークに対して上側から切削加工等を行う工作機械にワーク搬入出装置を装備して、主軸に対する素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を適切に行うと共に、工作機械のコンパクト化を図ることは困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のワーク搬入出装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の特徴は、本体フレームにおける水平方向に対して傾斜した設置面に設けられた主軸台と、前記主軸台に水平な軸心周りに回転可能に設けられかつ先端側に素材ワーク（ワーク）を把持するチャックを有した主軸と、前記本体フレームの前記設置面における前記主軸台の上側に設けられかつ前記主軸に対して相対的にＸ軸方向へ移動可能であってかつ素材ワークに対して上側から切削加工又は研削加工を行うための加工ヘッドと、前記本体フレームに前記主軸台、前記主軸、及び前記加工ヘッドを覆うように設けられたカバーとを具備した工作機械に装備され、前記主軸の前記チャックに対して素材ワークの搬入及び製品ワーク（加工済みのワーク）の搬出を行うワーク搬入出装置において、前記本体フレームの上部に設けられ、前記カバーの内側から外側へかけてＺ軸方向へ延びた支持ビームと、前記支持ビームにＺ軸方向へ移動可能に設けられたＺ軸スライダと、前記Ｚ軸スライダに鉛直方向（垂直方向）へ移動可能に設けられた鉛直スライダと、基端部（上端部）が前記鉛直スライダにＺ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に連結された揺動アームと、前記揺動アームの先端部（下端部）に設けられ、素材ワークを把持する素材ハンドと、前記揺動アームの先端部に設けられ、製品ワークを把持する製品ハンドと、を具備し、前記Ｚ軸スライダをＺ軸方向へ移動させることによって、前記Ｚ軸スライダ、前記鉛直スライダ、前記揺動アーム、前記素材ハンド、及び前記製品ハンドが前記本体フレームの側壁又は前記カバーの側壁に形成された開口部（導入口）を通って前記カバー内に対して進退するように構成されたことを要旨とする。
【００１１】
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「Ｚ軸方向」とは、主軸の軸心に対して平行な水平方向をいい、「Ｘ軸方向」とは、本体フレームの設置面に平行な上下方向のことをいい、本体フレームの設置面が水平方向に対して直交する場合には、鉛直方向と同じ方向になる。また、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。
【００１２】
第１の特徴によると、前記素材ハンドによって素材ワークを把持した後に、前記Ｚ軸スライダをＺ軸方向の一方側へ移動させる。これにより、前記Ｚ軸スライダ等を前記本体フレーム又は前記カバーの前記開口部を通って前記カバー内に進入させて、前記Ｚ軸スライダをＺ軸方向の所定位置に位置決めすることができる。
【００１３】
前記Ｚ軸スライダをＺ軸方向の所定位置に位置決めした後であって素材ワークに対して切削加工又は研削加工を行った後に、前記鉛直スライダを鉛直下方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側へ揺動させることにより、前記製品ハンドを前記主軸（前記主軸に把持された製品ワーク）に対して接近させる。そして、前記製品ハンドによって製品ワークを把持し、前記主軸の前記チャックによる製品ワークの把持状態を解除する。これにより、製品ワークを前記主軸から取り出すことができる。
【００１４】
続いて、前記鉛直スライダを鉛直上方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側の反対側へ揺動させることにより、製品ワークを把持した前記製品ハンドを前記主軸に対して離反させる。これにより、前記主軸に対する製品ワークの搬出が終了する。
【００１５】
前記主軸に対する製品ワークの搬出の終了後に、前記鉛直スライダを鉛直下方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側へ揺動させることにより、素材ワークを把持した前記素材ハンドを前記主軸に対して接近させる。そして、前記主軸の前記チャックによって素材ワークを把持し、前記素材ハンドによる素材ワークの把持状態を解除する。これにより、素材ワークを前記主軸へ送り出すことができる。
【００１６】
続いて、前記鉛直スライダを鉛直上方向へ移動させつつ、前記揺動アームを前記主軸側の反対側へ揺動させることにより、前記素材ハンドを前記主軸に対して離反させる。これにより、前記主軸に対する素材ワークの搬入が終了する。
【００１７】
前記主軸に対する素材ワークの搬入の終了後に、前記Ｚ軸スライダをＺ軸方向の他方側へ移動させる。これにより、前記Ｚ軸スライダ等を前記本体フレーム又は前記カバーの前記開口部を通って前記カバー内から退出させることができる。
【００１８】
要するに、前記Ｚ軸スライダのＺ軸方向の移動動作に前記鉛直スライダの鉛直方向の移動動作及び前記揺動アームの揺動動作を組み合わせて、前記主軸の前記チャックに対して素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を行うことができる。そのため、前記揺動アーム等の前記ワーク搬入出装置の一部と前記加工ヘッド等との干渉を回避しつつ、前記素材ハンド及び前記製品ハンドを前記主軸に対して接近させることができる。また、前記揺動アームのＺ軸方向に直交する水平方向の揺動範囲、換言すれば、前記ワーク搬入出装置の前記水平方向の動作範囲が大きくなることを十分に抑えることができる。
【００１９】
本発明の第２の特徴は、素材ワークに対して上側から切削加工又は研削加工を行う工作機械において、第１の特徴からなるワーク搬入出装置を具備したことを要旨とする。
【００２０】
第２の特徴によると、第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、素材ワークに対して上側から切削加工等を行うタイプの前記工作機械に前記ワーク搬入出装置を装備しても、前記主軸に対する素材ワークの搬入及び製品ワークの搬出を適切に行うことができると共に、前記工作機械のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る工作機械の正面斜視図であって、Ｚ軸スライダ等がカバーの外側に位置している状態を示している。なお、図１においてはシャッタを省略してある。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る工作機械の正面斜視図であって、Ｚ軸スライダ等がカバー内に位置しかつシャッタが開いた状態を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る工作機械の正面斜視図であって、第２主軸を第１主軸に対して接近させた状態を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るワーク搬入出装置の主要部を示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、図４におけるＶＡ−ＶＡ線の沿った断面の上側部分を示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＶＢ−ＶＢ線に沿った断面図である。
【図６】図６（ａ）は、基準のハンド姿勢を製品ワーク搬出用姿勢に切り換えた状態を示す図、図６（ｂ）は、基準のハンド姿勢を素材ワーク搬入用姿勢に切り換えた状態を示す図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２主軸に対して製品ワークを搬出する動作を示す図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第１主軸に対して素材ワークの搬入する動作を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、図８（ａ）の部分拡大図、図９（ｂ）は、図８（ｂ）の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態について図１から図９を参照して説明する。
【００２４】
図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係る工作機械１は、素材ワーク（ワーク）ＷＡに対して上側及び下側から切削加工を行うタイプの機械であって、本体フレーム３をベースとして具備しており、この本体フレーム３は、水平方向に対して傾斜した設置面３ｆを有している。なお、本発明の実施形態において、素材ワークＷＡに対して行う加工は、素材ワークＷＡの一端部以外の部位に対して行う一次加工（第１加工）と、素材ワークＷＡの一端部に対して行う二次加工（第２加工）とに分かれている。
【００２５】
本体フレーム３の設置面３ｆには、第１主軸台５が設けられている。また、第１主軸台５には、第１主軸７がその水平な軸心周りに回転可能に設けられており、この第１主軸７は、先端側に、素材ワークＷＡを把持する第１チャック９を有している。更に、第１主軸台５には、第１主軸７を回転させる第１回転モータ（図示省略）が設けられている。
【００２６】
本体フレーム３の設置面３ｆにおける第１主軸台５に対してＺ軸方向に離隔した位置には、第２主軸台１１がＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能に設けられている。ここで、第２主軸台１１は、第２主軸台用のＸ軸モータ（図示省略）及びＺ軸モータ（図示省略）の駆動によりＸ軸方向及びＺ軸方向へ移動するものである。また、第２主軸台１１には、第２主軸１３がその水平な軸心周りに回転可能に設けられており、この第２主軸１３は、先端側に、一次加工済みの素材ワークＷＡを把持する第２チャック１５を有している。更に、第２主軸台１１には、第２主軸１３を回転させる第２回転モータ（図示省略）が設けられている。そして、第２主軸１３を第１主軸７と同心上に位置（対向）させた状態において、一次加工済みの素材ワークＷＡを第１主軸７から第２主軸１３に受け渡し可能になっている。
【００２７】
本体フレーム３の設置面３ｆにおける第１主軸台５の上側には、素材ワークＷＡに対して上側から切削加工を行うための上部加工ヘッドとしての上部タレット刃物台１７がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動可能に設けられている。また、上部タレット刃物台１７は、複数の切削加工用の工具（図示省略）を備えており、所定の切削加工用の工具を所定の上部切削位置に割り出し可能になっている。そして、上部タレット刃物台１７は、上部タレット刃物台用のＸ軸モータ（図示省略）、Ｙ軸モータ（図示省略）、及びＺ軸モータ（図示省略）の駆動によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動するようになっている。
【００２８】
なお、上部加工ヘッドとしての上部タレット刃物台１７を用いる代わりに、素材ワークＷＡに対して上側から研削加工を行うための上部研削台（図示省略）を用いても構わない。
【００２９】
本体フレーム３の設置面３ｆにおける第２主軸台１１の下側には、素材ワークＷＡに対して下側から切削加工を行うための下部加工ヘッドとしての下部タレット刃物台１９がＸ軸方向、Ｙ軸方向（本体フレーム３の設置面３ｆに直交する方向）、及びＺ軸方向へ移動可能に設けられている。また、下部タレット刃物台１９は、センタ穴加工用の工具を含む複数の切削加工用の工具（図示省略）を備えており、所定の切削加工用の工具を所定の下部切削位置に割り出し可能になっている。そして、下部タレット刃物台１９は、下部タレット刃物台用のＸ軸モータ（図示省略）、Ｙ軸モータ（図示省略）、及びＺ軸モータ（図示省略）の駆動によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動するようになっている。
【００３０】
なお、下部加工ヘッドとしての下部タレット刃物台１９を用いる代わりに、素材ワークＷＡに対して下側から研削加工を行うための下部研削台（図示省略）を用いても構わない。
【００３１】
本体フレーム３の適宜位置には、センタ（図示省略）を支持するセンタ置台（図示省略）が設けられている。また、本体フレーム３の正面側（前側）には、箱形のカバー２１が第１主軸台５、第１主軸７、第２主軸台１１、第２主軸１３、上部タレット刃物台１７、下部タレット刃物台１９、及びセンタ置台を覆うように設けられている。更に、本体フレーム３の側壁３ｗには、開口部（導入口）２３が形成されており、本体フレーム３の側壁３ｗには、本体フレーム３の開口部２３を開閉するシャッタ２５が設けられている。なお、本体フレーム３から側壁３ｗが省略され、カバー２１が側壁（図示省略）を有している場合には、カバー２１の側壁に開口部（図示省略）が形成されるようにしても構わない。
【００３２】
本体フレーム３の側部には、取付台２７が設けられており、この取付台２７は、カバー２１の外側に位置している。また取付台２７には、複数の素材ワークＷＡを載置する素材ストッカ２９及び複数の製品ワークＷＢを支持する製品ストッカ３１がＺ軸方向へ隣接してそれぞれ設けられている。
【００３３】
工作機械１は、第１主軸７に対して素材ワークＷＡの搬入及び第２主軸１３に対して製品ワーク（加工済みのワーク）ＷＢの搬出を行うワーク搬入出装置３３を装備している。そして、ワーク搬入出装置３３の具体的な構成は、次のようになる。
【００３４】
図１、図４、及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、本体フレーム３の上部には、角形パイプ状の支持ビーム３５が設けられており、この支持ビーム３５は、カバー２１の内側から外側（カバー２１の外側）の製品ストッカ３１の鉛直上方位置へかけてＺ軸方向へ延びている。また、支持ビーム３５には、Ｚ軸方向へ延びた一対のＺ軸ガイドレール３７が設けれており、一対のＺ軸ガイドレール３７には、Ｚ軸スライダ３９がＺ軸方向へ移動可能に設けられている。換言すれば、支持ビーム３５には、Ｚ軸スライダ３９が一対のＺ軸ガイドレール３７を介してＺ軸方向へ移動可能に設けられている。そして、Ｚ軸スライダ３９には、Ｚ軸スライダ３９をＺ軸方向へ移動させるＺ軸アクチュエータとしてのＺ軸モータ４１が設けられている。更に、Ｚ軸モータ４１の出力軸には、減速機構４３を介してピニオン４５が設けられており、支持ビーム３５には、Ｚ軸方向へ延びかつピニオン４５に噛合したラック４７が設けられている。
【００３５】
Ｚ軸スライダ３９には、鉛直方向へ延びた一対の鉛直ガイドレール４９が設けられており、一対の鉛直ガイドレール４９には、箱形の鉛直スライダ５１が鉛直方向へ移動可能に設けられている。換言すれば、Ｚ軸スライダ３９には、鉛直スライダ５１が一対の鉛直ガイドレール４９を介して鉛直方向へ移動可能に設けられている。そして、鉛直スライダ５１には、鉛直スライダ５１を鉛直方向へ移動させる鉛直アクチュエータとしての鉛直モータ５３が設けられている。更に、鉛直モータ５３の出力軸には、減速機構（図示省略）を介してピニオン５５が設けられており、Ｚ軸スライダ３９には、鉛直方向へ延びかつピニオン５５に噛合したラック５７が設けられている。
【００３６】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、鉛直スライダ５１には、揺動アーム５９の基端部（上端部）が連結ピン６１を介してＺ軸方向に平行な軸心（連結ピン６１の軸心）周りに揺動可能に連結されており、この揺動アーム５９の側面視形状は、揺動アーム５９の中央部が正面側へ突出する湾曲形状を呈している。そして、鉛直スライダ５１には、揺動アーム５９を揺動させる鉛直スライダ用の揺動アクチュエータとしての揺動モータ６３が鉛直モータ５３と鉛直方向に対向して設けられており、この揺動モータ６３の出力軸は、減速機構（図示省略）を介して揺動アーム５９の基部に連動連結してある。
【００３７】
図１、図４、及び図６（ａ）（ｂ）に示すように、揺動アーム５９の先端部には、ハンド取付部材６５が連結ピン６７を介してＺ軸方向に平行な軸心（連結ピン６７の軸心）周りに揺動可能に連結されている。また、揺動アーム５９の先端部には、ハンド取付部材６５を揺動させるハンド取付部材用の揺動アクチュエータとしての揺動シリンダ６９が設けられており、この揺動シリンダ６９は、往復動可能な作動ロッド７１を備えており、この作動ロッド７１の先端部は、ハンド取付部材６５に連結されている。更に、ハンド取付部材６５には、素材ワークＷＡを把持する素材ハンド７３が設けられており、ハンド取付部材６５には、製品ワークＷＢを把持する製品ハンド７５が素材ハンド７３と取付角度を９０度ずらして設けられている。なお、製品ハンド７５は、製品ワークＷＢの他に、センタを把持するようになっている。
【００３８】
ここで、図６（ａ）（ｂ）及び図９（ａ）（ｂ）に示すように、揺動アーム５９の基端部と鉛直スライダ５１の連結中心（連結ピン６１の軸心）から揺動アーム５９の先端部とハンド取付部材６５の連結中心（連結ピン６７軸心）までの長さＬは、鉛直スライダ５１の鉛直方向のストローク（最大移動量）Ｓと同じ長さに設定されている。なお、「同じ長さに設定され」とは、厳密に同じ長さに設定されることだけでなく、鉛直スライダ５１の鉛直方向のストロークＳの９０〜１１０％に設定されることも含む意である。
【００３９】
ワーク搬入出装置３３は、シャッタ２５によって本体フレーム３の開口部２３を開いた状態で、Ｚ軸スライダ３９をＺ軸方向へ移動させることによって、Ｚ軸スライダ３９、鉛直スライダ５１、揺動アーム５９、ハンド取付部材６５、素材ハンド７３、及び製品ハンド７５等が本体フレーム３の開口部２３を通ってカバー２１内に対して進退するように構成されている。また、ワーク搬入出装置３３は、ハンド取付部材６５を正逆方向へ９０度揺動させることによって、基準の状態における素材ハンド７３及び製品ハンド７５の姿勢（基準のハンド姿勢）を素材ワーク搬入用姿勢と製品ワーク搬出用姿勢とに切り換えるように構成されている。ここで、基準の状態とは、図６（ａ）（ｂ）に示すように、揺動アーム５９の先端部を鉛直スライダ５１に対して鉛直下方向に最も離反させた状態のことをいい、素材ワーク搬入用姿勢とは、図６（ｂ）に示すように、素材ハンド７３が鉛直下方向を指向しかつ製品ハンド７５が水平方向を指向した姿勢のことをいい、製品ワーク搬出用姿勢とは、図６（ａ）に示すように、素材ハンド７３が水平方向を指向しかつ製品ハンド７５が鉛直下方向を指向した姿勢のことをいう。
【００４０】
ワーク搬入出装置３３は、第２主軸１３の第２チャック１５に把持された製品ワークＷＢを製品ハンド７５によって把持する直前に、基準のハンド姿勢を製品ワーク搬出用姿勢に保った状態で、鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動アーム５９を第２主軸１３側へ揺動させるように構成されている。また、ワーク搬入出装置３３は、製品ワークＷＢを第２主軸１３から取り出した直後に、基準のハンド姿勢を製品ワーク搬出用姿勢に保った状態で、鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動アーム５９を第２主軸１３側の反対側へ揺動させるように構成されている（第２主軸１３に対する動作のタイミングに関する構成）。
【００４１】
ワーク搬入出装置３３は、第１主軸７の第１チャック９によって素材ワークＷＡを把持する直前に、基準のハンド姿勢を素材ワーク搬入用姿勢に保った状態で、鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動アーム５９を第１主軸７側へ揺動させるように構成されている。また、ワーク搬入出装置３３は、素材ワークＷＡを第１主軸７へ送り出した直後に、鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動アーム５９を第１主軸７側の反対側へ揺動させるように構成されている（第１主軸７に対する動作のタイミングに関する構成）。
【００４２】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について参照して説明する。
【００４３】
(i)  切削加工に関する作用
第１主軸７の第１チャック９によって素材ワークＷＡの一端部を把持した状態で、第１回転モータの駆動により第１主軸７をその水平な軸心周りに回転させつつ、下部タレット刃物台用のＺ軸モータの駆動により下部タレット刃物台１９をＺ軸方向の一方側へ移動させる。これにより、所定の下部切削位置に割り出したセンタ穴加工用の工具を素材ワークＷＡの他端面の中心に接触させて、素材ワークＷＡの他端面に対してセンタ穴加工を行い、素材ワークＷＡの他端面の中心にセンタ穴（図示省略）を形成することができる。
【００４４】
素材ワークＷＡの他端面に対してセンタ穴加工を行った後又はセンタ加工の途中に、基準のハンド姿勢を製品ワーク搬出用姿勢に保った状態で、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向へ移動させることにより、製品ハンド７５をセンタ置台の真上に位置決めする。次に、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させることにより、製品ハンド７５をセンタ置台に載置したセンタに接近させる。そして、製品ハンド７５によってセンタを把持し、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させる。これにより、センタ置台からセンタを取り出すことができる。
【００４５】
センタ置台からセンタを取り出した後に、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向へ移動させて、Ｚ軸方向の所定位置に位置決めする。次に、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第２主軸１３側へ揺動させることにより、センタを第２主軸１３の第２チャック１５にＺ軸方向に対向させる。そして、第２主軸台用のＺ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＺ軸方向の一方側へ僅かに移動させて、第２主軸１３の第２チャック１５によってセンタを把持し、製品ハンド７５によるセンタの把持状態を解除する。これにより、センタを第２主軸１３へ送り出すことができる。なお、第２主軸台１１をＺ軸方向の一方側へ僅かに移動させる代わりに、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向の他方側へ僅かに移動させても構わない。
【００４６】
素材ワークＷＡの他端面に対してセンタ穴加工を行った後であって、センタを第２主軸１３へ送り出した後に、第２主軸台用のＺ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＺ軸方向の一方側へ移動させることにより、センタによって素材ワークＷＡのセンタ穴を押圧支持する。そして、第１回転モータの駆動により第１主軸７をその軸心周りに回転させつつ、上部タレット刃物台用のＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、及びＺ軸モータの駆動により上部タレット刃物台１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させる。これにより、所定の上部切削位置に割り出した所定の切削加工用の工具を素材ワークＷＡに接触させて、素材ワークＷＡの一端部以外の部位に対して上側から一次加工としての切削加工を行うことができる。なお、上部タレット刃物台１７による一次加工としての切削加工中に、上部タレット刃物台１７をＹ軸方向又はＺ軸方向へ移動させなくても構わない。
【００４７】
上部タレット刃物台１７による一次加工としての切削加工を行った後又は切削加工の途中に、第１回転モータの駆動により第１主軸７をその軸心周りに回転させつつ、下部タレット刃物台用のＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、及びＺ軸モータの駆動により下部タレット刃物台１９をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させる。これにより、所定の下部切削位置に割り出した所定の切削加工用の工具を素材ワークＷＡに接触させて、素材ワークＷＡの一端部以外の部位に対して下側から一次加工としての切削加工を行うことができる。なお、下部タレット刃物台１９による一次加工としての切削加工中に、下部タレット刃物台１９をＹ軸方向又はＺ軸方向へ移動させなくても構わなく、下部タレット刃物台１９による一次加工としての切削加工自体を省略しても構わない。
【００４８】
素材ワークＷＡに対して一次加工を行った後に、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第２主軸１３側へ揺動させることにより、製品ハンド７５を第２主軸１３に対して接近させる。そして、製品ハンド７５によってセンタを把持し、第２主軸１３の第２チャック１５によるセンタの把持状態を解除して、第２主軸台用のＺ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＺ軸方向の他方側へ僅かに移動させる。これにより、センタを第２主軸１３から取り出すことができる。なお、第２主軸台１１をＺ軸方向の他方側へ僅かに移動させる代わりに、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向の一方側へ僅かに移動させても構わない。
【００４９】
センタを第２主軸１３から取り出した後に、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第２主軸１３側の反対側へ揺動させることにより、センタを把持した製品ハンド７５を第２主軸１３に対して離反させる。次に、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向へ移動させることにより、製品ハンド７５をセンタ置台の真上に位置決めする。そして、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させることにより、製品ハンド７５をセンタ置台に接近させる。更に、製品ハンド７５によるセンタの把持状態を解除し、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させる。これにより、センタ置台にセンタを送り出すことができる。
【００５０】
センタを第２主軸１３から取り出した後に、第２主軸台用のＸ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＸ軸方向へ移動させることにより、第２主軸１３を第１主軸７と同心上に位置（対向）させる。次に、第２主軸台用のＺ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＺ軸方向の一方側へ移動させることにより、第２主軸１３を第１主軸７に対して接近させる（図３参照）。そして、第２主軸１３の第２チャック１５によって素材ワークＷＡの他端部を把持し、第１主軸７の第１チャック９による素材ワークＷＡの一端部の把持状態を解除する。更に、第２主軸台用のＺ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＺ軸方向の他方側へ移動させることにより、第２主軸１３を第１主軸７に対して離反させる。これにより、一次加工済みの素材ワークＷＡを第１主軸７から第２主軸１３に受け渡すことができる。
【００５１】
一次加工済みの素材ワークＷＡを第２主軸１３に受け渡した後に、第２回転モータの駆動により第２主軸１３をその軸心周りに回転させつつ、上部タレット刃物台用のＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、及びＺ軸モータの駆動により上部タレット刃物台１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させる。これにより、所定の上部切削位置に割り出した所定の切削加工用の工具を素材ワークＷＡに接触させて、素材ワークＷＡの一端部に対して上側から二次加工としての切削加工を行うことができる。なお、上部タレット刃物台１７による二次加工としての切削加工中に、上部タレット刃物台１７をＹ軸方向又はＺ軸方向へ移動させなくても構わない。
【００５２】
上部タレット刃物台１７による二次加工としての切削加工を行った後又は切削加工の途中に、第２回転モータの駆動により第２主軸１３をその軸心周りに回転させつつ、下部タレット刃物台用のＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、及びＺ軸モータの駆動により下部タレット刃物台１９をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ移動させる。これにより、所定の下部切削位置に割り出した所定の切削加工用の工具を素材ワークＷＡに接触させて、素材ワークＷＡの一端部に対して下側から二次加工としての切削加工を行うことができる。なお、下部タレット刃物台１９による二次加工としての切削加工中に、下部タレット刃物台１９をＹ軸方向又はＺ軸方向へ移動させなくても構わなく、下部タレット刃物台１９による二次加工としての切削加工を省略しても構わない。
【００５３】
(ii)  素材ワークＷＡの搬入及び製品ワークＷＢの搬出に関する作用
Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向へ移動させて、素材ストッカ２９の真上に位置決めする。また、揺動シリンダ６９の駆動によりハンド取付部材６５を正方向へ９０度揺動させて、基準のハンド姿勢を製品ワーク排出用姿勢から素材ワーク搬入用姿勢に切り換える。続いて、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を素材ストッカ２９側へ揺動させることにより、素材ハンド７３を素材ストッカ２９に載置した素材ワークＷＡに接近させる。そして、素材ハンド７３によって素材ワークＷＡを把持し、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を素材ストッカ２９側の反対側へ揺動させる。これにより、素材ストッカ２９から素材ワークＷＡを取り出すことができる。なお、素材ワークＷＡを取り出し中に、揺動アーム５９を揺動させなくても構わない。
【００５４】
素材ストッカ２９から素材ワークＷＡを取り出した後に、シャッタ２５によって本体フレーム３の開口部２３を開く。そして、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向の一方側へ移動させる。これにより、Ｚ軸スライダ３９等を本体フレーム３の開口部２３を通ってカバー２１内に進入させて、Ｚ軸スライダ３９をＺ軸方向の所定位置に位置決めする。
【００５５】
Ｚ軸スライダ３９をＺ軸方向の所定位置に位置決めした後であって、素材ワークＷＡに対して二次加工を行った後に、図７（ａ）に示すように、揺動シリンダ６９の駆動によりハンド取付部材６５を逆方向へ９０度揺動させて、基準のハンド姿勢を素材ワーク搬入用姿勢から製品ワーク搬出用姿勢に切り換える。続いて、図７（ｂ）に示すように、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第２主軸１３側へ揺動させることにより、製品ハンド７５を第２主軸１３（第２主軸１３の第２チャック１５に把持された製品ワークＷＢ）に対して接近させる。そして、製品ハンド７５によって製品ワークＷＢを把持し、第２主軸１３の第２チャック１５による製品ワークＷＢの把持状態を解除して、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向の一方側へ僅かに移動させる。これにより、製品ワークＷＢを第２主軸１３から取り出すことができる。なお、Ｚ軸スライダ３９をＺ軸方向の一方側へ僅かに移動させる代わりに、第２主軸台用のＺ軸モータの駆動により第２主軸台１１をＺ軸方向の他方側へ僅かに移動させても構わない。
【００５６】
続いて、図７（ｃ）に示すように、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第２主軸１３側の反対側へ揺動させることにより、製品ワークＷＢを把持した製品ハンド７５を第２主軸１３に対して離反させる。これにより、第２主軸１３に対する製品ワークＷＢの搬出が終了する。
【００５７】
第２主軸１３に対する製品ワークＷＢの搬出の終了後に、図８（ａ）に示すように、揺動シリンダ６９の駆動によりハンド取付部材６５を正方向へ９０度揺動させる。これにより、基準のハンド姿勢を製品ワーク搬出用姿勢から素材ワーク搬入用姿勢に切り換える。
【００５８】
基準のハンド姿勢を素材ワーク搬入用姿勢に切り換えた後であって一次加工済みの素材ワークＷＡを第２主軸１３の第２チャック１５に受け渡した後に、図８（ｂ）に示すように、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第１主軸７側へ揺動させることにより、素材ワークＷＡを把持した素材ハンド７３を第１主軸７に対して接近させる。そして、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向の一方側（第１主軸７に対して接近するＺ軸方向）へ僅かに移動させて、第１主軸７の第１チャック９によって素材ワークＷＡを把持し、素材ハンド７３による素材ワークＷＡの把持状態を解除する。これにより、素材ワークＷＡを第１主軸７へ送り出すことができる。
【００５９】
続いて、図８（ｃ）に示すように、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を第１主軸７側の反対側へ揺動させることにより、素材ハンド７３を第１主軸７に対して離反させる。これにより、第１主軸７に対する素材ワークＷＡの搬入が終了する。
【００６０】
第１主軸７に対する素材ワークＷＡの搬入の終了後に、揺動シリンダ６９の駆動によりハンド取付部材６５を逆方向へ９０度揺動させて、基準のハンド姿勢を素材ワーク搬入用姿素材から製品ワーク搬出用姿勢に切り換える。そして、Ｚ軸モータ４１の駆動によりＺ軸スライダ３９をＺ軸方向の他方側へ移動させる。これにより、Ｚ軸スライダ３９等を本体フレーム３の開口部２３を通ってカバー２１内から退出させて、Ｚ軸スライダ３９を製品ストッカ３１の真上に位置決めすることができる。
【００６１】
Ｚ軸スライダ３９を製品ストッカ３１の真上に位置決めした後に、シャッタ２５によって本体フレーム３の開口部２３を閉じる。続いて、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直下方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を製品ストッカ３１側へ揺動させることにより、製品ハンド７５を製品ストッカ３１に接近させる。そして、製品ハンド７５による製品ワークＷＢの把持状態を解除し、鉛直モータ５３の駆動により鉛直スライダ５１を鉛直上方向へ移動させつつ、揺動モータ６３の駆動により揺動アーム５９を製品ストッカ３１側の反対側へ揺動させる。これにより、製品ストッカ３１に製品ワークＷＢを送り出すことができる。なお、製品ワークＷＢを送り出し中に、揺動アーム５９を揺動させなくても構わない。
【００６２】
要するに、第２主軸１３に対する動作のタイミングに関する構成、第１主軸７に対する動作のタイミングに関する構成を有することにより、Ｚ軸スライダ３９のＺ軸方向の移動動作に、鉛直スライダ５１の鉛直方向の移動動作、揺動アーム５９の揺動動作、及びハンド取付部材６５の揺動動作を組み合わせて、第１主軸７に対して素材ワークＷＡの搬入及び第２主軸１３に対して製品ワークＷＢの搬出を行うことができる。そのため、揺動アーム５９等のワーク搬入出装置３３の一部と上部タレット刃物台１７等との干渉を回避しつつ、素材ハンド７３及び製品ハンド７５をそれぞれ第１主軸７及び第２主軸１３に対して接近させることができる。また、揺動アーム５９のＺ軸方向に直交する水平方向の揺動範囲、換言すれば、ワーク搬入出装置３３の前記水平方向の動作範囲が大きくなることを十分に抑えることができる。特に、揺動アーム５９の側面視形状が揺動アーム５９の中央部が正面側へ突出する湾曲形状を呈しているため、ワーク搬入出装置３３の前記水平方向の動作範囲が大きくなることをより十分に抑えることができる。
【００６３】
そして、揺動アーム５９の基端部と鉛直スライダ５１の連結中心から揺動アーム５９の先端部とハンド取付部材６５の連結中心までの長さＬが鉛直スライダ５１の鉛直方向のストロークＳと同じ長さに設定されているため、揺動アーム５９の収納スペースの最小化を図りつつ、カバー２１内における鉛直スライダ５１の鉛直方向の移動スペースを揺動アーム５９の収納スペースとして利用することができる。また、揺動モータ６３が鉛直モータ５３と鉛直方向に対向して設けられているため、Ｚ軸スライダ３９のＺ軸方向の長さを短くすることができる。
【００６４】
(iii)  本発明の実施形態の効果
以上のごとき、本発明の実施形態によれば、ワーク搬入出装置３３の一部と上部タレット刃物台１７等との干渉を回避しつつ、素材ハンド７３及び製品ハンド７５を第１主軸７及び第２主軸１３に対してそれぞれ接近させることができるため、素材ワークＷＡに対して上側から切削加工等を行うタイプの工作機械１にワーク搬入出装置３３を装備しても、第１主軸７に対する素材ワークＷＡの搬入及び第２主軸１３に対する製品ワークＷＢの搬出を適切に行うことができる。
【００６５】
また、ワーク搬入出装置３３の前記水平方向の動作範囲が大きくなることをより十分に抑えることができるため、工作機械１のコンパクト化を図ることができる。特に、揺動アーム５９の収納スペースの最小化を図りつつ、カバー２１内における鉛直スライダ５１の鉛直方向の移動スペースを揺動アーム５９の収納スペースとして利用することができると共に、Ｚ軸スライダ３９のＺ軸方向の長さを短くすることができるため、工作機械１のコンパクト化をより一層図ることができる。
【００６６】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、次のように種々の態様で実施可能である。また、そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００６７】
ＷＡ    素材ワーク
ＷＢ    製品ワーク
１      工作機械
３      本体フレーム
３ｆ    設置面
３ｗ    側壁
５      第１主軸台
７      第１主軸
９      第１チャック
１１      第２主軸台
１３      第２主軸
１５      第２チャック
１７      上部タレット刃物台
１９      下部タレット刃物台
２１      カバー
２３      開口部
２５      シャッタ
２７      取付台
２９      素材ストッカ
３１      製品ストッカ
３３      ワーク搬入出装置
３５      支持ビーム
３７      Ｚ軸ガイドレール
３９      Ｚ軸スライダ
４１      Ｚ軸モータ
４９      鉛直ガイドレール
５１      鉛直スライダ
５３      鉛直モータ
５９      揺動アーム
６３      揺動モータ
６５      ハンド取付部材
６９      揺動シリンダ
７３      素材ハンド
７５      製品ハンド
【図１】
2014111300.tif 000003
【図２】
2014111300.tif 000004
【図３】
2014111300.tif 000005
【図４】
2014111300.tif 000006
【図５】
2014111300.tif 000007
【図６】
2014111300.tif 000008
【図７】
2014111300.tif 000009
【図８】
2014111300.tif 000010
【図９】
2014111300.tif 000011