(57)【要約】【課題】  着座面が得られないような特殊形状のワークであっても、ローダからワーク支持手段に受け渡されたワークの姿勢不良を検出できる工作機械を提供する。【解決手段】  この工作機械は、ワークＷを支持するワーク支持手段３と、この支持されたワークＷを加工する加工手段と、ワーク姿勢不良検出手段１９とを備える。ワーク姿勢不良検出手段１９は、ワーク支持手段３によって支持されたワークＷが正しいワーク姿勢とは異なっているワーク姿勢不良を検出する手段である。このワーク姿勢不良検出手段１９はワーク受渡し方向に進退自在な進退部材２０を有し、所定のワークＷの姿勢とは異なる場合に生じる前記進退部材２０の進退位置によりワーク姿勢不良を検出する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持するワーク支持手段と、このワーク支持手段に支持されたワークを加工する加工手段と、前記ワーク支持手段によって支持されたワークが正しいワーク姿勢とは異なっているワーク姿勢不良を検出するワーク姿勢不良検出手段とを備え、前記ワーク姿勢不良検出手段はワーク受渡し方向に進退自在な進退部材を有し、正しいワークの姿勢とは異なる場合に生じる前記進退部材の進退により前記ワーク姿勢不良を検出するものである工作機械。
【請求項２】
前記進退部材は、進退方向の任意の位置に位置決め可能とされ、ワーク種類毎に、前記所定のワークの姿勢のときには後退しない位置に位置決めされる請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記進退部材の位置を検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段により進退部材の前記後退を確認するものとした請求項１または請求項２記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガントリー式等のローダによりワークの受渡しが行われる旋盤等の工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤等の工作機械において、ローダよりワークを主軸チャックに受け取った際に、受渡し時のワークの傾き等により、ワークが正しい姿勢で主軸チャックに把持されない場合がある。ワーク姿勢不良の状態で加工を行うと加工誤差が生じる。
このため、従来、このようなワークのミスチャッキングを検出するものとして、例えば主軸チャックの着座面に孔を設けてエアを吹き付け、主軸チャックの着座面にワークが密着状態に正しく着座されているか否かを、エア供給系の背圧で検出する空圧式のエア漏れ検知装置などが用いられていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ワークの形状によっては主軸チャックの着座面に密着する面を確保できない場合が有る。このような場合には上記した空圧式検出装置でワークのミスキャッチングを検出することができない。例えば、ベルト溝付きプーリでは、ワーク外周の溝内でチャックを行い、その溝内面を基準としてワークの加工を行うため、主軸チャックへの着座面が得られない。
加工されたワークは、加工後に機外計測等で加工適否を確認するが、前記のようなワーク形状の場合、チャック姿勢の不良により発生する加工不良を、加工前に未然に防ぐことができなかった。
【０００４】
この発明の目的は、着座面が得られないような特殊形状のワークであっても、ローダ等からワーク支持手段に受け渡されたワークの姿勢不良を検出できる工作機械を提供することである。
この発明の他の目的は、ワークの種類が異なってもワークの姿勢不良を検出できるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、上記ワークの姿勢不良の検出を確実に行えるものとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の工作機械は、ワークを支持するワーク支持手段と、このワーク支持手段に支持されたワークを加工する加工手段と、前記ワーク支持手段によって支持されたワークが正しいワーク姿勢とは異なっているワーク姿勢不良を検出するワーク姿勢不良検出手段とを備え、前記ワーク姿勢不良検出手段はワーク受渡し方向に進退自在な進退部材を有し、正しいワークの姿勢とは異なる場合に生じる前記進退部材の進退により前記ワーク姿勢不良を検出するものである。
【０００６】
この構成によると、ワーク姿勢不良検出手段として上記進退部材を設けたため、ワーク支持手段によって支持されたワークが正しいワーク姿勢とは異なるワーク姿勢不良であると、前記進退部材の進退位置が所定のワーク姿勢の場合と異なることになる。例えば、所定のワーク姿勢の場合よりも後退した位置、または前進した位置となる。この進退位置の違いによって、ワーク姿勢不良検出手段がワーク姿勢不良を検出することになる。したがって、着座面を持たないような特殊形状のワークであっても、ローダからワーク支持手段に受け渡されたワークの姿勢不良を検出することができる。また、進退部材の進退位置でワークの姿勢不良を検出するため、瞬時に検出することができる。これにより、姿勢不良で加工されることによる加工不良を未然に防止することができる。
【０００７】
この発明において、前記進退部材は、進退方向の任意の位置に位置決め可能とされ、ワーク種類毎に、前記所定のワークの姿勢のときには後退しない位置に位置決めされるものとしても良い。
このように、ワークの種類に応じて、進退部材の正規進出位置を変更できるようにした場合は、ワークの種類が異なってもワークの姿勢不良を検出することができる。また、この構成の場合、進退部材は、所定のワーク姿勢のときには後退しない位置に位置決めされるものとしたため、ワーク姿勢の不良によってワークの進退部材と対応する部分が主軸チャックから軸方向に離れるように姿勢不良を生じるときは検出不能である。しかし、ワークの傾き等の姿勢不良は、進退部材の進退位置の後退を伴うことが多く、一般的な姿勢不良は大抵検出することができる。進退部材が、所定のワーク姿勢のときには後退しない位置に位置決めされるものとし、進退方向の一方向のみの不良検出としたため、上記のように検出可能な姿勢不良が制限されるが、ワーク種類毎に適正な位置を変更しながら、ワーク姿勢不良検出手段が簡易な構成のもので済む。
【０００８】
この発明において、前記進退部材の位置を検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段により進退部材の前記後退を確認するものとしても良い。
進退部材の位置を検出する位置検出手段であると、進退部材の後退を確実に検出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の工作機械は、ワークを支持するワーク支持手段と、このワーク支持手段に支持されたワークを加工する加工手段と、前記ワーク支持手段によって支持されたワークが正しいワーク姿勢とは異なっているワーク姿勢不良を検出するワーク姿勢不良検出手段とを備え、前記ワーク姿勢不良検出手段はワーク受渡し方向に進退自在な進退部材を有し、正しいワークの姿勢とは異なる場合に生じる前記進退部材の進退により前記ワーク姿勢不良を検出するものであるため、着座面が得られないような特殊形状のワークであっても、ローダ等からワーク支持手段に受け渡されたワークの姿勢不良を検出することができる。  前記進退部材が、進退方向の任意の位置に位置決め可能とされ、ワーク種類毎に、前記所定のワークの姿勢のときには後退しない位置に位置決めされる場合は、ワークの種類が異なってもワークの姿勢不良を検出することができる。
前記進退部材の位置を検出する位置検出手段を設け、この位置検出手段により進退部材の前記後退を確認するものとした場合は、上記ワークの姿勢不良の検出を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は、この実施形態の工作機械およびローダを概略的に示す正面図である。工作機械１は旋盤であり、主軸２と加工手段５とを備える。主軸２は、その先端にワーク支持手段である主軸チャック３を有し、ベッド７の上に設けられた主軸台４に回転自在に支持されている。主軸チャック３は、ワークＷを把持する複数のチャック爪３ａを有している。加工手段５は、前記主軸チャック３に支持されたワークＷを加工する刃物台５ａを有し、刃物台５ａはタレットとされている。刃物台５ａは、送り台６を介して主軸軸心に沿う方向（Ｚ軸方向）と主軸軸心に直交する水平方向（Ｘ軸方向）とに移動可能とされる。前記主軸チャック３へはローダ１１によってワークＷの受け渡しが行われる。
【００１１】
ローダ１１は、工作機械１の上方に設置されて、直交座標系で駆動されるガントリ式のものである。このローダ１１は、図１および図２に正面図および側面図で示すように、架設レール１２に沿って走行する走行体１３に前後移動台１４を介して昇降ロッド１５を設け、その下端にローダヘッド１６を設けたものである。ローダヘッド１６は、図２のようにワークＷを把持する２個のローダチャック１７Ａ，１７Ｂを取付けた回転台１８を有し、この回転台１８が傾斜した回転中心Ｑ回りで回転することにより、両ローダチャック１７Ａ，１７Ｂが、下向き位置と主軸チャック対面位置とに入れ替えられる。各ローダチャック１７Ａ，１７Ｂは、それぞれチャック中心に対して連動して遠近移動する複数のチャック爪２３によりワークＷを把持するものである。
【００１２】
図３は、上記主軸２を、一部破断して示す側面図である。同図において、主軸台４に回転自在に支持された主軸２は中空軸であり、主軸２の後部にはプーリ２７が設けられている。このプーリ２７に掛装された主軸ベルト８を介して、図示しない駆動源の回転が主軸２に伝達され、これにより主軸２の先端に設けられた主軸チャック３が回転する。主軸チャック３の複数のチャック爪３ａは、それぞれチャック中心に対して連動して半径方向に移動可能に主軸チャック前面に配置されている。主軸２内には、同じく中空軸のチャック爪作動軸９が、主軸軸心と同心で主軸軸心に沿う方向（Ｚ軸方向）に進退自在に設けられている。このチャック爪作動軸９の先端は、主軸チャック３内に設けられたリンク機構（図示せず）を介して各チャック爪３ａに連結され、チャック爪作動軸９の進退動作がリンク機構を介して各チャック爪３ａに開閉動作として伝達される。主軸台４の後部には、前記チャック爪作動軸９を進退駆動する作動軸駆動装置１０が設置されている。作動軸駆動装置１０は、例えば油圧シリンダ等からなる。
【００１３】
この工作機械は、主軸チャック３によって支持されたワークＷが正しいワーク姿勢とは異なっているワーク姿勢不良を検出するワーク姿勢不良検出手段１９が設けられている。  このワーク姿勢不良検出手段１９につき説明する。前記中空軸からなるチャック爪作動軸９内に、主軸チャック３の前面に突出してワーク受渡し方向（Ｚ軸方向）に進退自在な進退部材２０が設けられている。進退部材２０の先端には主軸軸心に対して垂直な面を有するワーク接触板部２０ａが設けられている。この進退部材２０の後端側には、進退部材２０を進退させる進退駆動装置２１が設けられている。この進退駆動装置２１は、例えばサーボモータおよびボ−ルねじ等の進退機構等からなる。この進退駆動装置２１には、主軸チャック３でのワーク姿勢が所定のワークＷの姿勢とは異なる場合に生じる前記進退部材２０の後退を検出する位置検出手段２２が設けられている。この位置検出手段２２は、例えば変位センサからなる。位置検出手段２２を変位センサとして進退部材２０の外周面に対向するように設置する場合は、進退部材２０に、変位センサに検出させるための段部、周溝，異材質部分等の被検出部（図示せず）を設けるようにする。前記進退部材２０、進退駆動装置２１および位置検出手段２２により、ワーク姿勢不良検出手段１９が構成される。
【００１４】
次に、上記工作機械１におけるワークＷの搬送ないしチャッキング、およびワーク姿勢不良検出手段１９の動作を説明する。ワークＷの形状は特に問わないが、ここでは、ワークＷが図５に示すような外周溝付きプーリである場合につき説明する。このワークＷは、円筒状の芯金Ｗａの外周に合成樹脂製のプーリ本体Ｗｂを設けたものである。プーリ本体Ｗｂは、外周に円周溝からなるベルト溝Ｗｃを有しており、主軸チャック３ａのチャック爪３ａは、同図のように並びの一端のベルト溝Ｗｃに噛み込み状態にワークＷをチャックする。この場合、ベルト溝Ｗｃの内周面を基準面としてワークＷのチャッキングの位置決めを行い、芯金Ｗａの内径面の旋削を行う。したがって、ワークＷは、主軸チャック３に対する着座面を有しない形状となっている。
【００１５】
ワーク搬入に際して、未加工のワークＷの待機位置（図示せず）でワークＷを把持したローダ１１は、架設レール１２に沿って走行する走行体１３の左右移動（Ｘ軸方向）と、前後移動１４の前後移動（Ｚ軸方向）と、昇降ロッド１５の昇降（Ｙ軸方向）とにより、ワークＷを主軸チャック３の前面まで搬送する。ワークＷを把持した例えばローダチャック１７Ａは、回転台１８の回転により、下向き姿勢から主軸チャック３に対面する図４（Ａ）のような横向き姿勢に入れ替えられる。
【００１６】
ローダチャック１７Ａから主軸チャック３へのワークＷの受渡しに先立ち、主軸２側では、ワーク姿勢不良検出手段１９の進退部材２０の先端のワーク接触板部２０ａが所定の進出位置に位置決めされる。この位置決めは、進退部材２０を進退駆動装置２１で進出駆動させることにより行う。この場合の進退部材２０の進出位置は、主軸チャック３へ受け渡されたワークＷが姿勢不良でない所定の姿勢となったときには進退部材２０が後退しない位置とされる。この進出位置は、ワーク種類毎に異なって設定される。
【００１７】
図４（Ｂ）のように、ローダチャック１７Ａから主軸チャック３にワークＷが受け渡されたときに、主軸チャック３で把持されたワークＷが正しい姿勢とは異なっている（ここではワークＷが傾斜姿勢となっている）と、進退部材２０の先端のワーク接触板部２０ａが鎖線で示す正規位置から実線で示す位置まで若干後退する。この進退部材２０の後退を、位置検出手段２２（図３）が確認することにより、ワーク姿勢不良検出手段１９はワーク姿勢不良を瞬時に検出する。前記のようなワークＷの姿勢の傾斜は、例えば一部のチャック爪３ａがワークＷの位置決め基準となるベルト溝Ｗｃ（図５）とは異なるベルト溝Ｗｃに噛み込んでいるような場合に生じる。
【００１８】
これに対して、上記動作において、ローダチャック１７Ａから主軸チャック３にワークＷが受け渡されたとき、進退部材２０が正規位置から後退しない場合は、ワーク姿勢不良検出手段１９はワークＷが正しい姿勢で把持されたものと判断する。
【００１９】
このように、ワーク姿勢不良検出手段１９は、ワーク受渡し方向（Ｚ軸方向）に進退自在な進退部材２０を有し、所定のワークＷの姿勢とは異なる場合に生じる進退部材２０の進退位置によりワーク姿勢不良を検出するようにしたので、着座面を有しない特殊形状のワークＷであっても、ローダ１１から主軸チャック３に受け渡されたワークＷの姿勢不良を検出することができる。また、この姿勢不良を瞬時に検出できる。そのため、姿勢不良の検出時は加工を停止し、姿勢不良のままで加工されて加工不良品が発生することを未然に防止することができる。
【００２０】
また、この実施形態では、前記進退部材２０が進退方向の任意の位置に位置決め可能とされ、ワーク種類毎に、所定のワークの姿勢のときには後退しない位置に位置決めされるようにしているので、ワークＷの種類に応じて、進退部材２０の正規進出位置を変更できる。そのため、種々の種類のワークＷの姿勢不良検出が行える。
【００２１】
また、この実施形態では、進退部材２０の位置を検出する位置検出手段２２を設け、この位置検出手段２２により進退部材２０の後退を確認するものとしているので、進退部材２０の後退を確実に検出することができる。
【００２２】
なお、上記実施形態は、ローダ１１がガントリ式のものである場合につき説明したが、この発明は、ローダ１１が多関節式等のものや、その他種々の形式のものである場合にも適用することができる。また、工作機械１も旋盤に限らず、各種のものに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械およびローダの概略構成を示す正面図である。
【図２】同ローダの側面断面図である。
【図３】同工作機械における主軸を一部破断して示す側面図である。
【図４】ワーク姿勢不良検出手段の動作説明図である。
【図５】ワークの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…工作機械
３…主軸チャック（ワーク支持手段）
５…加工手段
１９…ワーク姿勢不良検出手段
２０…進退部材
２２…位置検出手段
Ｗ…ワーク
【図１】
2006130624.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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