(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略垂直な方向に軸線を有する主軸（５）を回転可能に支持する主軸台（４）が、少なくとも前記主軸（５）の軸線方向である第１の方向、および、前記第１の方向と直交する第２の方向に移動する主軸移動型立形工作機械（１）に供給するための工作物（７）を載置するとともに、前記主軸（５）の下端に設けられたチャック（６）から前記工作物（７）を受け取る動作、または、前記チャックに前記工作物（７）を渡す動作の少なくとも一方の動作を行う工作物載置装置であって、
前記工作物（７）を載置可能な工作物載置部（３１）と、
前記チャック（６）との間で前記工作物（７）の受け渡し動作を行う領域である工作物授受領域内（１８）またはその近傍にあって、前記工作物載置部（３１）の上方に設けられ、前記主軸（５）の移動軌跡（Ｓ）上の第１の位置と、この第１の位置から所定量離れた第２の位置に移動可能な移動台（３３）と、
前記移動台（３３）に設けられ、前記工作物（７）に対して受け渡し動作以外の動作を行うための工作物処理部（３４，３５）と、
前記移動台（３３）を移動させる移動台駆動部（３６）と、
前記移動台（３３）が前記第２の位置に移動しているときに、前記チャック（６）と前記工作物載置部（３１）との間で前記工作物（７）の受け渡し動作を行うとともに、前記移動台（３３）が前記第１の位置に移動しているときに、前記工作物（７）に対して受け渡し動作以外の動作を行うように制御する制御部（５０）とを有する主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置。
【請求項２】
請求項１に記載した主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置であって、
前記工作物（７）に対する受け渡し動作以外の動作は、前記工作物（７）の計測、前記工作物（７）の反転、前記工作物（７）の押圧、前記工作物（７）へのマーク付け、または、前記工作物（７）の不良品の選別のいずれかの動作である主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置。
【請求項３】
請求項２に記載した主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置であって、
前記工作物処理部は、前記工作物（７）の計測を行う少なくとも１つの計測部（３４，３５）であり、
前記制御部（５０）は、前記移動台（３３）が前記第１の位置に移動しているときに、前記計測部（３４，３５）により前記工作物（７）の計測を行うものである主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置。
【請求項４】
略垂直な方向に軸線を有する主軸（５）を回転可能に支持する主軸台（４）が、少なくとも前記主軸（５）の軸線方向である第１の方向、および、前記第１の方向と直交する第２の方向に移動する主軸移動型立形工作機械に供給するための工作物（７，７１）を載置するとともに、前記主軸（５）の下端に設けられたチャック（６）から前記工作物（７，７１）を受け取る動作、または、前記チャック（６）に前記工作物（７，７１）を渡す動作の少なくとも一方の動作を行う工作物載置装置であって、
前記主軸（５）の移動軌跡（Ｓ）上の第１の位置と、前記第１の位置から所定量離れた第２の位置とに移動可能であるとともに、前記工作物（７，７１）を載置可能な載置台（８２ａ，８２ｂ）と、
前記載置台（８２ａ，８２ｂ）を移動させる載置台駆動部（８６）と、
前記第１の位置の載置台の下方に設けられ、前記工作物（７，７１）に対して受け渡し動作以外の動作を行うための工作物処理部（８７）と、
前記載置台（８２ａ，８２ｂ）が前記第１の位置に移動しているときに、前記チャック（６）と前記載置台（８２ａ，８２ｂ）との間で前記工作物（７，７１）の受け渡し動作を行うとともに、前記載置台（８２ａ，８２ｂ）が前記第２の位置に移動しているときに、前記工作物処理部（８７）により前記工作物（７，７１）に対して受け渡し動作以外の動作を行うように制御する制御部とを有する主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置。
【請求項５】
請求項４に記載した主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置であって、
前記工作物（７，７１）に対する受け渡し動作以外の動作は、前記工作物の計測、前記工作物の反転、前記工作物の押圧、前記工作物へのマーク付け、または、前記工作物の不良品の選別のいずれかの動作である主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置。
【請求項６】
請求項５に記載した主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置であって、
前記工作物処理部は、前記工作物（７，７１）の計測を行う少なくとも１つの計測部（８７）であり、
前記制御部は、前記載置台（８２ａ，８２ｂ）が前記第２の位置に移動しているときに、前記計測部（８７）により前記工作物（７，７１）の計測を行うものである主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置。
【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、工作物を受け渡すための工作物載置装置に関し、詳しくは、工作物の受け渡し以外の計測等の処理を行うことが可能な工作物載置装置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、加工領域と主軸の移動方向（Ｘ軸方向）に隣接する工作物授受領域にある工作物載置装置から未加工の工作物を受け取り、加工済みの工作物もその工作物載置装置に戻すようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、主軸移動型立形工作機械では、工作物の加工を行う加工領域と工作物の受け渡しを行う工作物授受領域とが、Ｘ軸方向に隣接するように設けられている。これに加えて、例えば、工作物の加工寸法等を計測するための計測領域を設けることができる。そして、加工終了後の工作物をチャックに保持したまま、主軸をＸ軸方向に移動させて工作物を計測領域に搬送し、さらに、主軸をＸ軸方向、Ｚ軸方向（主軸の軸線と平行な方向）に移動させて工作物寸法の計測を行うことができる。
【０００４】
この場合に、加工領域、工作物授受領域、計測領域をＸ軸方向に並べて配置すると、主軸台のＸ軸方向の移動距離を大きくせざるを得ず、工作機械が特別仕様となってしまったり、大型化して設置面積の増大を招いたり、工作機械のコスト上昇の原因となったりするという問題点が生じる。すなわち、主軸台のＸ軸方向移動により、加工領域、工作物授受領域、計測領域等の各領域に移動することは可能であるが、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークの増大により、工作機械のコスト上昇や設置面積の増大という問題点が生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、工作物の受け渡し以外の寸法計測等の処理を行うことが可能となる主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置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における工作物載置装置は、略垂直な方向に軸線を有する主軸を回転可能に支持する主軸台が、少なくとも前記主軸の軸線方向である第１の方向、および、前記第１の方向と直交する第２の方向に移動する主軸移動型立形工作機械に供給するための工作物を載置するとともに、前記主軸の下端に設けられたチャックから前記工作物を受け取る動作、または、前記チャックに前記工作物を渡す動作の少なくとも一方の動作を行う工作物載置装置であって、前記工作物を載置可能な工作物載置部と、前記チャックとの間で前記工作物の受け渡し動作を行う領域である工作物授受領域内またはその近傍にあって、前記工作物載置部の上方に設けられ、前記主軸の移動軌跡上の第１の位置と、この第１の位置から所定量離れた第２の位置に移動可能な移動台と、前記移動台に設けられ、前記工作物に対して受け渡し動作以外の動作を行うための工作物処理部と、前記移動台を移動させる移動台駆動部と、前記移動台が前記第２の位置に移動しているときに、前記チャックと前記工作物載置部との間で前記工作物の受け渡し動作を行うとともに、前記移動台が前記第１の位置に移動しているときに、前記工作物に対して受け渡し動作以外の動作を行うように制御する制御部とを有するものである。
【０００７】
また、上記の主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置において、前記工作物に対する受け渡し動作以外の動作は、前記工作物の計測、前記工作物の反転、前記工作物の押圧、前記工作物へのマーク付け、または、前記工作物の不良品の選別のいずれかの動作であることが好ましい。
【０００８】
また、上記の主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置において、前記工作物処理部は、前記工作物の計測を行う少なくとも１つの計測部であり、前記制御部は、前記移動台が前記第１の位置に移動しているときに、前記計測部により前記工作物の計測を行うものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置は、略垂直な方向に軸線を有する主軸を回転可能に支持する主軸台が、少なくとも前記主軸の軸線方向である第１の方向、および、前記第１の方向と直交する第２の方向に移動する主軸移動型立形工作機械に供給するための工作物を載置するとともに、前記主軸の下端に設けられたチャックから前記工作物を受け取る動作、または、前記チャックに前記工作物を渡す動作の少なくとも一方の動作を行う工作物載置装置であって、前記主軸の移動軌跡上の第１の位置と、前記第１の位置から所定量離れた第２の位置とに移動可能であるとともに、前記工作物を載置可能な載置台と、前記載置台を移動させる載置台駆動部と、前記第１の位置の載置台の下方に設けられ、前記工作物に対して受け渡し動作以外の動作を行うための工作物処理部と、前記載置台が前記第１の位置に移動しているときに、前記チャックと前記載置台との間で前記工作物の受け渡し動作を行うとともに、前記載置台が前記第２の位置に移動しているときに、前記工作物処理部により前記工作物に対して受け渡し動作以外の動作を行うように制御する制御部とを有するものである。
【００１０】
また、上記の主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置において、前記工作物に対する受け渡し動作以外の動作は、前記工作物の計測、前記工作物の反転、前記工作物の押圧、前記工作物へのマーク付け、または、前記工作物の不良品の選別のいずれかの動作であることが好ましい。
【００１１】
また、上記の主軸移動型立形工作機械における工作物載置装置において、前記工作物処理部は、前記工作物の計測を行う少なくとも１つの計測部であり、前記制御部は、前記載置台が前記第２の位置に移動しているときに、前記計測部により前記工作物の計測を行うものであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１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、その近傍に設けられた本発明の工作物載置装置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と工作物載置装置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。
【００１３】
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（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がスライド本体（図示せず）を介してＸ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸ガイドレール１１とスライド本体とは直動ころがり案内を構成する。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と、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。
【００１４】
コラム１２には垂直方向である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。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の下端にはチャック６が設けられている。チャック６は、主軸５の上端部に設けられたチャックシリンダ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。
【００１５】
主軸５を回転可能に支持している主軸台４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５０（図３参照）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。
【００１６】
加工中に主軸台４が移動する領域は加工領域１７として、スプラッシュガード９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９１によって仕切られている。開閉カバー９１は、スプラッシュガード９の仕切りカバーに主軸台４が移動可能な空間部を設け、主軸台４が加工領域１７側に移動したときのみ空間部を遮蔽する開閉カバーであってもよい。工作物授受領域１８には、主軸移動型立形工作機械１に工作物７を供給するための工作物載置装置３が設置されている。この工作物載置装置３により、複数の工作物７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。
【００１７】
工作物載置装置３の上面には、複数のパレット３１がチェーン（図示せず）に接続されて閉曲線状に接続配置されている。パレット３１の下部には複数のキャスタ３１ａが設けられている。パレット３１が接続されたチェーンはスプロケット３２，３２により、図２における左回りに駆動され、それに伴って各パレット３１も矢印方向に旋回する。工作物載置装置３上の複数のパレット３１上にはそれぞれ工作物７が載置可能である。各パレット３１は、主軸５の中心軸線のＸ軸方向の移動軌跡Ｓの直下の供給位置Ａおよび加工済載置位置Ｂに位置決め可能に配置されている。
【００１８】
このように工作物載置装置３は、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。主軸移動型立形工作機械１のＸ軸ガイドレール１１は、Ｘ軸方向に工作物載置装置３の位置まで延びており、チャック６に工作物を供給する位置である供給位置Ａの工作物７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。チャック６が供給位置Ａの直上にくると、主軸５を上下移動させて供給位置Ａの工作物７をチャック６に保持することができる。
【００１９】
あるパレット３１が供給位置Ａに位置決めされるとき、同時に他のパレット３１（１ピッチ前方のパレット）が加工済載置位置Ｂに位置決めされる。チャック６に保持した工作物７の加工が終了すると、主軸５を加工済載置位置Ｂの直上位置まで移動させ、次に主軸５を上下移動させてチャック６に保持されている加工済みの工作物を加工済載置位置Ｂのパレット上に載置する。
【００２０】
供給位置Ａの未加工工作物をチャック６に保持してから加工を終了して主軸５が再び工作物授受領域１８に移動してくる間に、パレット３１は１ピッチ分旋回されており、未加工工作物の供給時に供給位置Ａにあったパレット３１が、空状態（工作物未搭載状態）で加工済載置位置Ｂに移動位置決めされている。そうすると、供給位置Ａには新しい未加工の工作物を載置したパレットが位置決めされた状態となる。加工済みの工作物を加工済載置位置Ｂのパレット３１上に載置すると、次いで、主軸５を供給位置Ａの直上に移動させ、主軸５を上下移動させて新しい未加工の工作物をチャック６に保持する。
【００２１】
これらのパレット３１群の上方には移動台３３が移動可能に設けられており、この移動台３３の上面には第１計測部３４および第２計測部３５が設けられている。移動台３３は、工作物の寸法等の計測を行うための計測位置と、計測時以外の退避位置とに移動可能である。工作物載置装置３の上面には支持台３７が設けられており、支持台３７上を案内部３６ａにより移動可能に移動台３３が設けられている。案内部３６ａとしては、直動ころがり案内、ころがり案内、すべり案内等の案内部が使用できる。移動台３３の移動方向は、Ｘ軸およびＺ軸の両軸方向に直交する方向（Ｙ軸方向）とされ、移動台駆動部３６によって移動駆動される。移動台駆動部３６としては、ロッドレスシリンダ、シリンダ、モータとねじ機構、モータとラック・ピニオン機構、リニアモータ等が使用できる。
【００２２】
図２に実線で示した移動台３３の位置は退避位置である。また、２点鎖線で示した移動台３３の位置は計測位置である。移動台３３が計測位置にあるときは、第１計測部３４および第２計測部３５が主軸５の中心軸線の移動軌跡Ｓの直下の位置となる。そして、チャック６に保持した状態の工作物の寸法等を第１計測部３４および第２計測部３５によって計測することができる。計測時には、主軸５をＸ，Ｚ軸方向に移動して工作物の所定部位の計測を行う。
【００２３】
第１計測部３４および第２計測部３５としては、内径計測部、外径計測部、表面性状計測部等を設置することができる。計測を行うための検出器は、電気マイクロメータ、空気マイクロメータ、デジタルスケール、タッチセンサ等を使用することができる。なお、第１計測部３４および第２計測部３５にタッチセンサを使用すると、タッチ信号出力時の主軸５の位置データから各部位の計測値を求めることができるため、一つのタッチセンサで内径寸法、外形寸法、軸線方向の寸法等の一つまたは複数の所定部位の計測を行うことができる。
【００２４】
また、移動台３３が退避位置にあるときは、前述のように、主軸５先端部のチャック６に保持された加工済み工作物を加工済載置位置Ｂのパレット３１上に載置したり、チャック６に供給位置Ａのパレット３１上の未加工工作物を供給したりすることができる。なお、当然のことながら、移動台３３、第１計測部３４、第２計測部３５、支持台３７等は、工作物を載置したパレット３１および主軸移動型立形工作機械１の各可動部と干渉しないように配置されている。
【００２５】
このように、工作物載置装置３において、工作物の授受を行うためのパレット３１と、第１計測部３４および第２計測部３５を備えた移動台３３とを、上下方向に２段に重なるように配置したので、主軸台４のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、工作物の受け渡し以外の寸法計測等の処理を行うことが可能となった。以上に説明した主軸移動型立形工作機械１および工作物載置装置３は、ＮＣ装置５０によって制御されている。
【００２６】
図３は、ＮＣ装置５０および各制御モータ等の構成を示すブロック図である。ＮＣ装置５０としては、ＮＣ専用機や、個人用小型コンピュータ（パソコン）の拡張スロットにサーボモータの制御、シーケンス制御等を行うＮＣボード等を装備して数値制御機能とパソコン機能とを有するいわゆるパソコンＮＣ装置が使用できる。ＮＣ装置５０には、種々のデータ処理を行う情報処理手段としてのＣＰＵ５１が設けられており、ＣＰＵ５１にはバス５２を介して主記憶装置としてＲＯＭ５５およびＲＡＭ５６が接続されている。
【００２７】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５５に記憶されているシステムプログラムおよびデータと、ＲＡＭ５６にロード（メモリ中に読み込むこと）されたプログラムおよびデータに従って動作する。このようにＲＡＭ５６にロードされるプログラムとしては、基本プログラムであるＯＳ（オペレーティング・システム）や主軸移動型立形工作機械１の各部の制御を行うための工作機械制御プログラム５６１、工作物載置装置３の各部の制御を行うための工作物載置装置制御プログラム５６２、チャック６とパレット３１との間で工作物の授受を行うための工作物授受プログラム５６３、チャック６に保持した工作物の各部の寸法等を計測するための工作物計測プログラム５６４、数多くあるＮＣ指令の各ＮＣ指令に応じた処理を行うＮＣ指令処理プログラム、表示手段５３に対して文字や図形の表示を行う表示制御プログラム等がある。
【００２８】
さらに、ＣＰＵ５１にはバス５２を介してＮＣ加工プログラムメモリ５７が接続されている。ＮＣ加工プログラムメモリ５７には、工作物をチャック６から解放させたり、工作物をチャック６に把持させたり、主軸を回転させたり、刃物台２３と主軸台４とを相対的にＸ，Ｚ軸方向に移動制御して工作物に加工を行うためのＮＣ加工プログラムが記憶されている。
【００２９】
ＣＰＵ５１にはバス５２を介して入出力機器が接続されている。入出力機器としては、文字および図形を表示する表示手段５３、作業者がデータを入力するための入力手段５４がインターフェース回路を介してバス５２に接続されている。表示手段５３としてはＣＲＴ、ＥＬ表示板や液晶表示板等が使用でき、入力手段５４としてはキーボード、表示手段５３と一体に組み合わせたタッチパネル等が使用できる。
【００３０】
また、ＣＰＵ５１にはバス５２を介して補助記憶装置としての固定ディスク装置を接続するようにしてもよい。その場合、固定ディスク装置にはＣＰＵ５１によって実行されるべき種々のプログラム等を記憶しておき、適宜、これらのプログラム等を固定ディスク装置からＲＡＭ５６やＮＣ加工プログラムメモリ５７にロードすればよい。
【００３１】
ＮＣ装置５０は、Ｃ軸／主軸制御部４１１、アンプ４１２を介して主軸移動型立形工作機械１の主軸５を回転駆動する主軸モータ４１に接続されている。主軸モータ４１の回転速度は検出器４１３を介してアンプ４１２にフィードバックされ、所定の回転速度が維持される。主軸５のＣ軸回りの角度位置は、検出器４１３からアンプ４１２およびＣ軸／主軸制御部４１１にフィードバックされ、主軸５をＣ軸方向に速度と位置を制御し、所望の角度位置に位置決めすることが可能である。
【００３２】
同様にＮＣ装置５０は、Ｘ軸位置決め制御部２０１、アンプ２０２を介して主軸移動型立形工作機械１のＸ軸用サーボモータ２０に接続されており、工作物と刃物台２３とのＸ軸方向の相対移動を制御する。Ｘ軸用サーボモータ２０の回転速度と回転角度は検出器２０３を介してアンプ２０２とＸ軸位置決め制御部２０１にフィードバックされ、工作物と刃物台２３との相対移動のＸ軸方向の速度と位置の制御に用いられる。Ｚ軸用サーボモータ２６、Ｚ軸位置決め制御部２６１、アンプ２６２、検出器２６３の機能もＸ軸に対するものと同様であり、工作物と刃物台２３とのＺ軸方向の相対移動を制御する。
【００３３】
また、ＮＣ装置５０には、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）５８が接続されており、ＰＬＣ５８を介して、タレット割出制御部２１２、チャックシリンダ制御部２８１、パレット移動制御部３１２、移動台制御部３６１が接続されている。タレット割出駆動部２１１、チャックシリンダ２８、パレット移動駆動部３１１、移動台駆動部３６は、ＮＣ装置５０およびこれらの各制御部によって制御される。ここで、タレット割出駆動部２１１は、タレット２１の割出駆動を行う駆動部であり、チャックシリンダ２８は、チャック６の把持爪２７の開閉駆動を行うものであり、パレット移動駆動部３１１は、パレット３１群の旋回移動および位置決めの制御を行うための駆動部であり、移動台駆動部３６は、移動台３３を退避位置および計測位置に移動するための駆動部である。
【００３４】
さらに、ＮＣ装置５０には、第１計測部３４および第２計測部３５がインターフェース回路３４ａを介して接続されている。ＮＣ装置５０では、第１計測部３４および第２計測部３５から送出されるデータに基づいて、工作物の良品または不良品の合否判定や工具補正メモリ５９の工具補正データの補正等を行うことができる。
【００３５】
図４は、ＮＣ装置５０による主軸移動型立形工作機械１と工作物載置装置３の制御の概要を示すフローチャートである。主軸移動型立形工作機械１を起動して、主軸５のチャック６には工作物が保持されていない状態から考える。まず、手順５０１で、主軸５を工作物授受領域１８の供給位置Ａの直上の位置まで移動させる。それと同時に、手順５０２において、未加工工作物を載置したパレット３１を供給位置Ａに位置決めする。なお、この手順５０１，５０２は、順序を逆にしてもよいし、同時に実行してもよい。
【００３６】
次に、手順５０３で、主軸５の上下移動およびチャック６の開閉により未加工工作物をチャック６に保持する。そして、手順５０４において主軸５を加工領域１７に移動させ、手順５０５で工作物の加工を行う。加工が終了すると、手順５０６で主軸５を工作物授受領域１８に再び移動させる。それと同時に、手順５０７で新しい未加工工作物を載置したパレット３１を供給位置Ａに位置決めするとともに、空のパレット３１を加工済載置位置Ｂに位置決めし、手順５０８で移動台３３を計測位置に位置決めする。なお、これらの手順５０６〜５０８は、順序をどのように変更してもよいし、同時に実行してもよい。
【００３７】
次に、手順５０９で、移動台３３上の第１計測部３４および第２計測部３５により、チャック６に保持した加工済み工作物の所定の加工部位の寸法等の計測を行う。計測時には、主軸５をＸ，Ｚ軸方向に移動して工作物の所定部位の計測を行う。計測が終了すれば、手順５１０で移動台３３を退避位置に退避させる。次に、手順５１１で、主軸５先端部のチャック６に保持された加工済み工作物を加工済載置位置Ｂの空のパレット３１上に載置する。
【００３８】
そして、手順５１２で、全工作物の加工が終了したかどうかを判断し、終了していなければ、手順５０３に戻り、次の未加工工作物をチャック６に保持して、手順５０３から手順５１２を繰り返し、自動的に工作物の連続加工を行う。手順５１２で、全工作物の加工が終了したものと判断されれば、主軸５は自動的に加工領域１７に戻され、以上の制御手順を終了する。以上のように制御を行い、複数工作物の加工および計測を自動的に連続して行うことができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、第２の実施の形態の工作物載置装置８を示す平面図であり、図６は、工作物載置装置８の主要部の正面図である。工作物載置装置８の上面には支持台８４が設けられており、支持台８４上を案内部８５により移動可能に移動台８１が設けられている。案内部８５としては、直動ころがり案内、ころがり案内、すべり案内等の案内部が使用できる。移動台８１の移動方向はＹ軸方向とされ、移動台８１は移動台駆動部８６によって移動駆動される。移動台駆動部８６としては、ロッドレスシリンダ、シリンダ、モータとねじ機構、モータとラック・ピニオン機構、リニアモータ等が使用できる。
【００４０】
移動台８１上には、２つの載置台８２ａ，８２ｂが設けられている。載置台８２ａ，８２ｂには、未加工の工作物または加工済みの工作物が載置可能である。工作物７，７１は図６に２点鎖線で示されている。載置台８２ａ，８２ｂは、それぞれ移動台８１に対して所定量上下移動可能に設けられており、コイルばね８３により上方に付勢された状態で移動台８１に支持されている。また、載置台８２ａ，８２ｂが３点支持されていることにより、載置台８２ａ，８２ｂの上面は水平状態から所定角度だけ傾斜することも可能である。
【００４１】
主軸５下端部のチャック６に工作物を保持する際に、コイルばね８３を所定量圧縮する位置まで主軸５を下降させると、工作物がチャック６の把持爪２７に所定圧で押圧され、工作物が把持爪２７に均一に接触するように載置台８２ａ，８２ｂの傾きが自動的に決まる。工作物を把持爪２７に均一に接触させた状態でチャック６に保持することにより、工作物の保持精度が向上する。このように、載置台８２ａ，８２ｂは、工作物を載置するための台としての機能と、工作物をチャック６の把持爪２７に均一に押圧する工作物押圧手段としての機能とを併せ持っている。
【００４２】
移動台８１は、主軸移動型立形工作機械１と工作物の授受を行うための工作物授受位置と、作業者やロボットにより工作物の搬入および搬出を行うための搬入搬出位置とに、それぞれ移動し位置決めすることが可能である。図５における、２点鎖線で示した移動台８１の位置が工作物授受位置であり、実線で示した移動台８１の位置が搬入搬出位置である。
【００４３】
移動台８１が工作物授受位置にあるときは、載置台８２ａ，８２ｂのそれぞれの中心が、主軸５の中心軸線の移動軌跡Ｓの直下の位置となる。このとき、主軸５をＸ，Ｚ軸方向に移動させて、載置台８２ａ，８２ｂからチャック６に未加工工作物を供給したり、チャック６から載置台８２ａ，８２ｂに加工済み工作物を載置したりすることが可能である。この第２の実施の形態においては、載置台８２ａを未加工工作物を載置する載置台、載置台８２ｂを加工済み工作物を載置する載置台としてもよいし、未加工工作物を供給する位置と加工済み工作物を載置する位置は同一の位置としてもよい。すなわち、載置台８２ａから供給された工作物は同じ位置の載置台８２ａに戻され、載置台８２ｂから供給された工作物は同じ位置の載置台８２ｂに戻されるようにしてもよい。
【００４４】
移動台８１の搬入搬出位置は、載置台８２ａ，８２ｂがスプラッシュガード９の外部に突出する位置に設定されている。移動台８１がこの搬入搬出位置にあるときは、作業者やロボットにより、載置台８２ａ，８２ｂ上にある加工済み工作物を載置台８２ａ，８２ｂから搬出したり、未加工工作物を搬入して載置台８２ａ，８２ｂ上に載置したりすることができる。
【００４５】
また、工作物載置装置８の上面の移動軌跡Ｓの直下の位置には、チャック６に保持した工作物を計測するための計測部８７が設けられている。計測部８７は、工作物授受位置の移動台８１の下方位置に設けられている。したがって、移動台８１が工作物授受位置にあるときには、工作物の授受のみが可能であって工作物の計測を行うことはできないが、移動台８１を工作物授受位置から搬入搬出位置に移動させれば、計測部８７による工作物の計測が可能となる。なお、工作物の計測時には、移動台８１を必ずしも搬入搬出位置まで移動させる必要はなく、工作物授受位置と搬入搬出位置との中間に設定された待機位置等まで移動させるようにしてもよい。
【００４６】
工作物の計測時には、前述の第１の実施の形態と同様に、主軸５をＸ，Ｚ軸方向に移動して工作物の所定部位の計測を行う。計測部８７としては、内径計測部、外径計測部、表面性状計測部等を設置することができる。計測を行うための検出器は、電気マイクロメータ、空気マイクロメータ、デジタルスケール、タッチセンサ等を使用することができる。なお、計測部８７にタッチセンサを使用すると、タッチ信号出力時の主軸５の位置データから各部位の計測値を求めることができるため、内径寸法、外形寸法、軸線方向寸法等の一つまたは複数の所定部位の計測を行うことができる。
【００４７】
この第２の実施の形態における主軸移動型立形工作機械１および工作物載置装置８の制御は、前述の第１の実施の形態における図３のＮＣ装置５０と同様の制御装置、および、図４の制御手順と同様の制御手順によって行うことができる。以上のように、第２の実施の形態においても、複数工作物の加工および計測を自動的に連続して行うことができる。そして、工作物の授受を行う載置台と計測部とを、上下方向に２段に重なるように配置したので、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、工作物の受け渡し以外の寸法計測等の処理を行うことが可能となる。
【００４８】
さらに、第２の実施の形態においては、工作物を載置する載置台８２ａ，８２ｂを移動可能に上方に設け、その下方に計測部８７を設けるようにしたので、移動機構としては載置台８２ａ，８２ｂを支持した移動台８１の移動機構だけで、工作物の受け渡し動作と寸法計測等の他の動作の切り換えを行うことができる。このように、第２の実施の形態では、移動機構の数を減少させ、工作機械のコストを低減させることができる。
【００４９】
以上の第１および第２の実施の形態においては、工作物処理部の工作物の受け渡し以外の動作として、工作物の加工部位の寸法等の測定を例にとって説明したが、それ以外にも、工作物の反転、工作物の押圧、工作物へのマーク付け、工作物の投入等の動作を行うものでもよい。ここで、工作物の反転とは、まず工作物の一方の端部をチャックに保持して加工を行い、次に、反転装置により工作物を上下反転させて、工作物の他方の端部をチャックに保持して加工を行う場合等に行う動作である。また、工作物の押圧とは、例えば、工作物をチャックの把持爪に均一に押圧するために行う動作である。
【００５０】
工作物へのマーク付けとは、加工済み工作物を計測して不良品を判別した際に、その工作物に不良品であることを識別できるマークを付与するような動作である。また、工作物へのマーク付けは、良品の工作物にそれを識別可能なマークを付与してもよいし、良品と不良品の両方の工作物に良否を識別可能なマークを付与してもよい。工作物の投入とは、不良品であると判別された工作物を選別して、不良品用のシュータに投入するような動作である。このような、工作物の受け渡し以外の種々の動作を行う手段を、第１の実施の形態における第１計測部３４または第２計測部３５に換えて設置することができ、あるいは、第２の実施の形態における計測部８７に換えて設置することができる。
【００５１】
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。また、主軸移動型立形工作機械を制御するＮＣ装置によって、工作物載置装置の制御も行うものとして説明したが、工作物載置装置には専用の制御装置を設けるようにしてもよい。さらに、ＮＣ装置によって工作物の良品または不良品の合否判定を行うものとして説明したが、計測部に計測制御部を設け、その計測制御部により合否判定、補正有無判定等を行って、その判定結果をＮＣ装置に送出するものであってもよい。
【００５２】
【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。
【００５３】
工作物載置部の上方に工作物処理部を備えた移動台を移動可能に設けるようにしたので、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、工作物の受け渡しに加えて、工作物の受け渡し以外の寸法計測等の処理を行うことが可能となり、複数工作物の加工および計測等の処理を自動的に連続して行うことができる。
【００５４】
工作物処理部の上方に工作物を載置する載置台を移動可能に設けるようにしたので、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、工作物の受け渡しに加えて、工作物の受け渡し以外の寸法計測等の処理を行うことが可能となり、複数工作物の加工および計測等の処理を自動的に連続して行うことができる。さらに、移動機構の数を減少させ、工作機械のコストを低減させることができる。
【００５５】
工作物に対する受け渡し動作以外の動作は、工作物の計測、工作物の反転、工作物の押圧、工作物へのマーク付け、または、工作物の投入等の種々の動作とすることができ、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、主軸移動型立形工作機械の種々の自動化を行うことができる。
【００５６】
工作物に対する受け渡し動作以外の動作を工作物の計測とした場合には、主軸台のＸ軸方向の移動ストロークを増加させることなく、主軸移動型立形工作機械による工作物の加工と計測とを自動的に連続して行うことができる。このため、製品の加工と品質管理とを自動化して高能率に実行することができる。
【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工作物載置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工作物載置装置の平面図である。
【図３】図３は、ＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、ＮＣ装置による制御の概要を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第２の実施の形態の工作物載置装置の平面図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態の工作物載置装置の主要部の正面図である。
【符号の説明】
１…主軸移動型立形工作機械
３…工作物載置装置
４…主軸台
５…主軸
６…チャック
７，７１…工作物
８…工作物載置装置
９…スプラッシュガード
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…パレット
３２…スプロケット
３３…移動台
３４…第１計測部
３５…第２計測部
３６…移動台駆動部
３７…支持台
４１…主軸モータ
５０…ＮＣ装置
８１…移動台
８２ａ，８２ｂ…載置台
８３…コイルばね
８４…支持台
８５…案内
８６…移動台駆動部
８７…計測部
９１…開閉カバー
【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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