(57)【要約】  【課題】ワークの自動交換を迅速に行なうことができ、トータル加工時間を短縮することができる縦型主軸移動式工作機械を提供する。  【解決手段】縦型主軸による加工位置から水平方向に離反し該主軸の移動範囲にあるワーク授受位置に進入可能なワーク入換え装置と、前記ワーク授受位置から退去した箇所で該ワーク入換え装置に対してワークを供給及び排出する搬送装置とを備え、前記ワーク入換え装置は、少なくとも１個のワークを載せ得る可動台、及び、前記ワーク授受位置に移動した主軸の下方に位置する前進位置と、前記搬送装置からワークの供給及び排出を受ける後退位置とに、前記可動台を移動させる移動装置を備えている縦型主軸移動式工作機械のワーク供給装置。【選択図】図１
2007118182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直又はこれに近い角度で傾斜した主軸を軸線方向及び水平方向に移動させ得る主軸台を備えた縦型主軸移動式工作機械に対し、新たなワークを供給するためのワーク供給装置であって、
主軸による加工位置から水平方向に離反し該主軸の移動範囲にあるワーク授受位置に進入可能なワーク入換え装置と、前記ワーク授受位置から退去した箇所で該ワーク入換え装置に対してワークを供給及び排出する搬送装置とを備え、
前記ワーク入換え装置は、少なくとも１個のワークを載せ得る可動台、及び、前記ワーク授受位置に移動した主軸の下方に位置する前進位置と、前記搬送装置からワークの供給及び排出を受ける後退位置とに、前記可動台を移動させる移動装置を備えていることを特徴とする縦型主軸移動式工作機械のワーク供給装置。
【請求項２】
前記ワーク入換え装置が、前記ワーク授受位置に移動した主軸に対してワークが正確な位置を取るようにするための位置決め装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のワーク供給装置。
【請求項３】
前記位置決め装置が、正確な位置決めのために前記可動台と係合する上昇位置、及び該係合を解く下降位置をとる係合子と、該係合子を前記両位置に上下動させるアクチュエータとを備え、前記可動台が前記後退位置にあるときには前記係合子を前記下降位置に至らしめ、前記可動台が前記前進位置にあるときには前記係合子を前記上昇位置に至らしめるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直又はこれに近い角度で傾斜し主軸を軸線方向及び水平方向に移動させ得る主軸台を備えた縦型主軸移動式工作機械に対し、新たなワークを供給するためのワーク供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直又はこれに近い角度で傾斜し主軸を有する縦型主軸工作機械として、例えば縦型旋盤がある。縦型旋盤には、主軸を支持する主軸台をワーク加工位置から水平方向に移動させ得るものがある。この移動により、ワーク授受位置に到達すると、主軸は、多数のワークを蓄えたワーク供給装置との間で加工済みのワークを放出し未加工のワークの供給を受け、再びワーク加工位置に戻り加工を開始する。
【０００３】
従来のワーク供給装置は、ベルトコンベア上或いは回転円盤上に多数のワークを並べたものであり、縦型旋盤の主軸は加工位置から、循環するベルト又は回転する円盤の直ぐ近くまで移動し、そこでワークの授受を行なう必要があった。ところが、縦型旋盤の主軸は、剛構造と位置決め精度の高いガイド機構を有するために重量が大きく、迅速な動作が困難である。その結果、ワークの自動交換が容易な反面、交換に時間が掛かるという問題があった。特に、ワーク交換中、主軸は、交換動作の最初から最後までその作業に占有され、加工を行なうことができないので、トータル加工時間が長くなってしまうという問題を生じる。
【０００４】
同様の問題は、縦型研削盤等のように、垂直又はこれに近い角度で傾斜し主軸を軸線方向及び水平方向に移動させ得る主軸台を備えた種々の縦型主軸移動式工作機械にも同様に生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の技術の問題を解決し、ワークの自動交換を迅速に行なうことができ、結果としてトータル加工時間を短縮することができる縦型主軸移動式工作機械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】
【０００６】
本発明の前記目的は、垂直又はこれに近い角度で傾斜した主軸を軸線方向及び水平方向に移動させ得る主軸台を備えた縦型主軸移動式工作機械に対し、新たなワークを供給するためのワーク供給装置であって、主軸による加工位置から水平方向に離反し該主軸の移動範囲にあるワーク授受位置に進入可能なワーク入換え装置と、前記ワーク授受位置から退去した箇所で該ワーク入換え装置に対してワークを供給及び排出する搬送装置とを備え、前記ワーク入換え装置は、少なくとも１個のワークを載せ得る可動台、及び、前記ワーク授受位置に移動した主軸の下方に位置する前進位置と、前記搬送装置からワークの供給及び排出を受ける後退位置とに、前記可動台を移動させる移動装置を備えていることを特徴とする縦型主軸移動式工作機械のワーク供給装置により達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、以下の効果を奏するワーク供給装置を提供することができる。すなわち、ワーク供給装置は、主軸による加工位置から水平方向に離反し該主軸の移動範囲にあるワーク授受位置に進入可能なワーク入換え装置と、前記ワーク授受位置から退去した箇所で該ワーク入換え装置に対してワークを供給及び排出する搬送装置とを備え、前記ワーク入換え装置は、少なくとも１個のワークを載せ得る可動台、及び、前記ワーク授受位置に移動した主軸の下方に位置する前進位置と、前記搬送装置からワークの供給及び排出を受ける後退位置とに、前記可動台を移動させる移動装置を備えている。したがって、ワークは移動装置により搬送装置側の後退位置からワーク授受位置まで移動させられ、その結果、主軸はワークの搬送装置より手前のワーク授受位置まで移動すればワークの授受を行なうことができる。したがって、主軸の移動時間が短縮され、実際に加工を行なう時間と合わせたトータル加工時間が短縮される。特に、縦型主軸移動式工作機械の主軸は、剛構造と位置決め精度の高いガイド機構を有するために重量が大きく、迅速な動作が困難であるので、移動距離の短縮による時間短縮効果は高い。
【０００８】
また、前記ワーク入換え装置は、前記ワーク授受位置に移動した主軸に対してワークが正確な位置を取るようにするための位置決め装置を備えることができる。これにより、ワーク授受位置でのワークの授受が円滑に行なわれる。その結果、搬送装置の方はワーク搬送時のワークの位置についてさほど高い精度を持たなくても良くなる。このように、搬送装置とワーク入換え装置とを分離すれば、位置決め精度の管理をワーク入換え装置に集中し、搬送装置では大まかに行なうようにことができ、ワーク供給装置全体の製造が容易となり製造コストを低減することができる。
【０００９】
さらに、前記位置決め装置は、正確な位置決めのために前記可動台と係合する上昇位置、及び該係合を解く下降位置をとる係合子と、該係合子を前記両位置に上下動させるアクチュエータとを備え、前記可動台が前記後退位置にあるときには前記係合子を前記下降位置に至らしめ、前記可動台が前記前進位置にあるときには前記係合子を前記上昇位置に至らしめるように構成することができる。このように、ワークをワーク授受位置に移動させる可動台自身に係合子を設けてその上下動を利用してワークの位置決めを行なうようにすれば、ワークをワーク授受位置に移動させることと位置決めとを同時に行なうことができ、装置の簡略化及び動作時間の短縮の点で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。説明に用いる図面においては、同一又は同種の部分に同じ番号を付して説明を省略することがある。
【００１１】
以下では、縦型旋盤に適用されたワーク供給装置について説明する。先ず、縦型旋盤の一例について説明し、その後、ワーク供給装置について説明する。
I. 縦型旋盤
図１に示すように、縦型旋盤Ｌは、主軸３０３を移動する主軸駆動装置３０５と、主軸駆動装置３０５を支持する基台３０７と、ワークＷを加工する加工装置３０９とを備えている。
【００１２】
主軸３０３は、同図中のＺ方向に延び下端にワークＷを着脱自在に把持するチャック３１１を備えており、主軸台３１３に回転自在に支持されている。主軸台３１３には、図示を省略するモータが内蔵されており、主軸３０３を主軸軸線周りに回転駆動する。
【００１３】
主軸駆動装置３０５は、主軸台３１３を図１中のＺ方向、及び同図紙面上でＺ方向に直交し後述する加工装置に向かって延びるＸ方向に移動位置決めするためのものであり、基台３０７上に立設された支持台３１５と、この支持台３１５上でＸ方向に移動するテーブル３１７とを備えている。テーブル３１７にはＺ方向に延びる一対のレール３１９が取り付けられており、このレール３１９を介して主軸台３１３がテーブル３１７上でＺ方向に移動自在になっている。図２に示すように、テーブル３１７には、Ｚ方向に延び第１サーボモータ３２１により回転駆動される第１ボールねじ３２５が内蔵されており、このボールねじ３２５に螺合する第１ナット３２３が主軸台３１３に固着されている。したがって、ボールねじ３２５の回転によりナット３２３が移動すると、主軸台３１３がＺ方向に移動する。
【００１４】
図１に示すように、支持台３１５には、テーブル３１７をＸ方向に移動自在に支持する一対のレール３２７が取り付けられている。さらに、支持台３１５には、Ｘ方向に延び第２サーボモータ３２９により回転駆動される第２ボールねじ３３１、及びこれに螺合する第２ナット（図示省略）が内蔵されており、このナットはテーブル３１７に固着されている。この構成により、サーボモータ３２９が回転してナットが移動すると、これに伴ってテーブル３１７がＸ方向に移動する。
【００１５】
加工装置３０９は、工具Ｔが装着されるタレット３３５と、タレット３３５を支持する可動部材３３７とを備えており、可動部材３３７は、基台３０７上の一方の側部（図１の右側）で支持台３１５に固着された支持フレーム３３３に支持されている。支持フレーム３３３は、側面部３３３ａと底面部３３３ｂとからなる正面視Ｌ字形に形成されており、側面部３３３ａ及び底面部３３３ｂそれぞれに、図１の紙面に垂直なＹ方向に延びるレール３３９が設けられている。可動部材３３７は、これらレール３３９を介して支持フレーム３３３に支持されており、Ｙ方向に移動可能となっている。
【００１６】
タレット３３５には、複数種の工具Ｔが着脱自在に装着されるとともに、Ｘ方向を軸として可動部材３３７に旋回自在に支持されている。図示の例では、２種類の工具、すなわちＺ方向に延びワークＷの底部に溝を形成するエンドミルＴ１、及びＸ方向に延びワークＷの側面に穴を穿設するためのドリルＴ２が取り付けられており、タレット３３５が旋回することで、いずれか一方の工具を選択的に所定の加工位置へと配置できるようになっている。なお、タレット３３５に、これ以外の工具を装着可能であることは言うまでもなく、例えば、バイト、ボーリングバー、タップ等を装着することができる。
【００１７】
図２に示すように、支持フレーム３３３の側面部３３３ａには大径のボア３４７が形成されており、このボア３４７から可動部材３３７に取り付けられた２つのモータ、つまりタレット３３５を旋回するモータ３４９及び工具Ｔを回転するモータ３５１が突出している。
【００１８】
図２に示すように、支持台３１５の背面には制御盤３５９が配設されており、この制御盤３５９により上記主軸駆動装置３０５、加工装置３０９、及び以下に説明するワーク供給装置の制御を行う。
II. ワーク供給装置
（第１実施形態）
図３に示すように、基台３０７上における加工装置３０９と反対側の側部には、本発明の第１実施形態に係るワーク供給装置Ｆ１が配置されている。
【００１９】
以下、このワーク供給装置Ｆ１について説明する。図１及び図３に概略的に示されているように、ワーク供給装置Ｆ１は、主軸による加工位置から水平方向に離反し該主軸の移動範囲にあるワーク授受位置に進入可能なワーク入換え装置１０と、ワーク授受位置から退去した箇所で該ワーク入換え装置に対してワークＷを供給及び排出する搬送装置３０とを備えている。搬送装置３０は種々の形態をとることができ、この実施形態においては、搬送装置３０は、多数の可動台３１を周回させる形態をとっている。先ず、この搬送装置３０について説明する。
（１）搬送装置
以下の説明において搬送装置３０における位置として、ワーク入換え装置１０に近い側の端部を近端部、遠い側の端部を遠端部、これらを結ぶ部分を中間部と称することとする。遠端部（又は中間部）では、図外のロボット等の給排装置或いは手作業により搬送装置３０に対するワークＷの供給及び排出が行なわれる。搬送装置３０は、供給されたワークＷを図３の矢印３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの方向に各々駆動する第１、第２、第３、第４の駆動装置を備えている。以下、これらを中心に説明する。
(1-1)第１駆動装置
図４は、搬送装置３０の遠端部及び中間部の一部を示す平面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。これらの図に示すように、搬送装置３０は、平面視矩形の多数の可動台３１を矩形の搬送路に沿って移動させる形態をとっている。その搬送路には可動台３１の１個分に相当する空所があり、その空所への移動を１コマとして１台ずつ可動台３１を移動させる。搬送装置の遠端部には、支持台３２（図７）に支えられた支持プレート３３上に回転ボール付きのガイド部材３４が多数設けられている。可動台３１は、このガイド部材３４に下面を支持されて水平方向に滑らかに移動する。
【００２０】
遠端部では、可動台３１は、第１駆動装置４０により、搬送装置３０の中間部が延びる長手方向に直角に、すなわち搬送装置３０の幅方向（図３の矢印３０ａ）に移動させられる。第１駆動装置４０は、支持プレート３３上のレール４１に案内されて可動台３１の移動方向に摺動するプッシャ４２を備えている。プッシャ４２は、先端部で可動台３１の側面を押し可動台３１を移動させる。その駆動は、支持プレート３３の下方に設置されたエアシリンダ４３によっている。支持プレート３３の下面から延びる支持板４４の下端部には第１レバー４５が軸支されており、第１レバー４５の先端には第２レバー４６が軸支され、第２レバー４６の先端はプッシャ４２に軸支されている。エアシリンダ４３のプランジャ４３ａは第１レバー４５の中間部に軸支されている。したがって、プッシャ４２が図５に示す後退位置にあるときにエアシリンダ４３が作動してプランジャ４３ａが突出すると、第１レバー４５が図５において右方向に回転し、第２レバーはこれに伴われてプッシャ４２を引き動かす。これにより、プッシャ４２は、可動台３１を搬送装置３０の幅方向に移動させる。この移動の前に、図５の右側に位置する可動台３１は、後述する第２駆動装置により搬送装置３０の長手方向に１コマ分移動させられ、その後に空所が形成されている。その状態で第１レバー４５が図５の実線で示す位置から二点差線で示す位置まで回動すると、可動台３１は搬送装置３０の幅方向に１コマ分送られる。
【００２１】
支持プレート３３上には、コマ送りされた可動台３１が逆行しないように、可動台３１の移動路の下方に戻り止め装置３５が設けられている。図６は戻り止め装置３５の詳細を示している。図示のように、戻り止め装置３５は、支持プレート３３上に固着された支持部材に３５ａに戻り止め片３５ｂが上下方向に回動可能に支持されている。戻り止め片３５ｂには、下面に開く凹所が形成されており、その中に圧縮ばね３５ｃが挿入されている。圧縮ばね３５ｃは、凹所の天面と支持プレート３３上面とに接して戻り止め装置３５を上方へ付勢している。戻り止め片３５ｂの先端部は、可動台３１の移動方向に向かって上昇する傾斜面を有し、その最上端からは下方へ鉛直方向に延びて端面を形成している。したがって、可動台３１がプッシャに押されて移動するときは、戻り止め片３５ｂは先端部の傾斜面を可動台３１に押されてばね３５ｃに抗して下降し、可動台３１はその上を通過する。可動台３１が１コマ分送られると、戻り止め片３５ｂの先端部が可動台３１から解放されてばね３５ｃのばね力で上昇する。これにより戻り止め片３５ｂの先端面は可動台３１の下部側面に接し、可動台３１が逆行しようとしても、それを阻止する。戻り止め装置３５は、可動台３１が１コマ分送られる毎に同じ動作をして、各コマ送りを確実にする。
(1-2)第２駆動装置
図７は、図４のVI−VI線に沿う断面図である。図７に示すように、中間部において遠端部から近端部方向へ可動台３１を移動させるために第２駆動装置５０等が設けられている。その構造は、第１駆動装置４０とほぼ同様である。すなわち、中間部には、支持プレート３３上にローラを可動台移動方向に多数並べたガイド部材３６が設けられている。可動台３１は、このガイド部材３６に下面を支持されて水平方向に滑らかに移動する。この中間部では、第２駆動装置５０により搬送装置３０の長手方向に可動台３１が移動させられる。第２駆動装置５０は、エアシリンダ５３によって駆動され支持プレート３３上のレール５１に案内されて摺動し可動台３１を移動させるプッシャ５２を備えている。支持プレート３３の下面から延びる支持板５４の下端部には第１レバー５５が軸止され、これに第２レバー５６、プッシャ５２が順次回動可能に連結されている。エアシリンダ５３のプランジャ５３ａは第１レバー５５の中間部に軸支されている。プッシャ５２が図７に示す後退位置にあるときにエアシリンダ５３が作動してプランジャ５３ａが突出すると、第１レバー５５が図７において右方向に回転し、第２レバーはこれに伴われてプッシャ５２を引き動かし、可動台３１を移動させる。第１レバー５５が図７の実線で示す位置から二点差線で示す位置まで回動すると、可動台３１は搬送装置３０の長手方向に１コマ分送られる。遠端部から近端部へ向かう最初の移動後の可動台３１係合するように戻り止め装置３５が設けられている。
(1-3)第３駆動装置
図８は、搬送装置３０の近端部及び中間部の一部を示す平面図であり、図９は、図８のVIII矢視図である（後述する第４駆動装置７０の一部を切欠いて示す）。
【００２２】
近端部では、可動台３１は、第３駆動装置６０により、搬送装置３０の中間部が延びる長手方向に直角に、すなわち搬送装置３０の幅方向（図３の矢印３０ｃ）の方向に移動させられる。
【００２３】
第３駆動装置６０の構造も、第１駆動装置４０とほぼ同様である。搬送装置３０の支持プレート３３は、近端部の手前で終端しており、これに隣り合って移動プレート８１が位置している（移動プレート８１の支持構造に衝いては後述する）。移動プレート８１上には、回転ボール付きのガイド部材６４が多数設けられており、可動台３１は、このガイド部材６４に下面を支持されて水平方向に滑らかに移動する。第３駆動装置６０は、エアシリンダ６３によって駆動され移動プレート８１上のレール６１に案内されて摺動し可動台３１を移動させるプッシャ６２を備えている。移動プレート８１の下面から延びる支持板６４の下端部には第１レバー６５が軸止され、これに、第２レバー６６、プッシャ６２が順次回動可能に連結されている。エアシリンダ６３のプランジャ６３ａは第１レバー６５の中間部に軸支されている。プッシャ６２が図９に示す後退位置にあるときにエアシリンダ６３が作動してプランジャ６３ａが突出すると、第１レバー６５が図９において右方向に回転し、第２レバーはこれに伴われてプッシャ６２を引き動かし、可動台３１を移動させる。第１レバー６５が図９の実線で示す位置から二点差線で示す位置まで回動すると、可動台３１は搬送装置３０の幅方向に１コマ分送られる。その移動後の可動台３１係合するように戻り止め装置３５が設けられている。
(1-4)第４駆動装置
図１０は、図８のX−X線に沿う断面図である。図１０に示すように、中間部において近端部から遠端部の方向へ可動台３１を移動させるために第４駆動装置７０等が設けられている。その構造も、第１駆動装置４０とほぼ同様である。すなわち、支持プレート３３上にローラを可動台移動方向に多数並べたガイド部材３６が設けられており、可動台３１は、このガイド部材３６に下面を支持されて水平方向に滑らかに移動する。第４駆動装置７０は、エアシリンダ７３によって駆動されるプッシャ７２を備えている。このプッシャ７２は、図８に示すように平面視矩形の箱状をなし、両側部をガイド板７１’に案内されて摺動し可動台３１を移動させる。近端部における支持台３７には、搬送装置３０長手方向に延びる支持板７４が取り付けられている。支持板７４は、略Ｃ字状をなし、下部が支持台３７に固着され、中央の湾曲部内に前述の第３駆動装置の支持板６４、第１レバー６５、第２レバー６６等が位置している。支持板７４には、第４駆動装置の第１レバー７５が軸止され、これに第２レバー７６、プッシャ７２が順次回動可能に連結されている。第１レバー７５は、Ｌ字形をなし、エアシリンダ７３のプランジャ７３ａは第１レバー７５の一端部に軸支されている。プッシャ７２が図１０に示す後退位置にあるときにエアシリンダ７３が作動してプランジャ７３ａが突出すると、第１レバー７５が図１０において左方向に回転し、第２レバーはこれに伴われてプッシャ７２を引き動かし、可動台３１を移動させる。第１レバー７５が図１０の実線で示す位置から二点差線で示す位置まで回動すると、可動台３１は搬送装置３０の長手方向に１コマ分送られる。近端部から遠端部へ向かう最初の移動後の可動台３１係合するように戻り止め装置３５が設けられている。この戻り止め装置３５の戻り止め片３５ｂ’は、既に説明したものと取付け方向が逆向きとなっており、それに伴って先端部の傾斜面も先端から基端側へ上昇するように形成され、傾斜面の最高位置から下方へ鉛直方向に延びた係止面が形成されている。戻り止め装置３５をこの向きに配置することにより、ワーク入換え装置１０の設置スペースが確保し易くなる。
（２）ワーク入換え装置
次に、図８、図９及び図１０を参照してワーク入換え装置１０について説明する。ワーク入換え装置１０は、第３駆動装置６０で説明した移動プレート８１、これを移動させる往復動装置９０、及びワーク授受位置に移動した主軸に対してワークが正確な位置をとるようにするための位置決め装置１００を備えている。
【００２４】
移動プレート８１は下面に摺動部材８３を複数個備え、これにより枠状の支持台３７の上端部に設けられたレール３８と接し、搬送装置３０の幅方向に摺動可能となっている。すなわち、図示の後退位置とワーク授受位置に相当する前進位置との間で摺動する。
【００２５】
往復動装置９０は、支持台３７における第３駆動装置の第１アーム等とは反対側に設けられた基台９１を備えている。基台９１の下部からは、支持台３７側に軸９２が突出しており、これに第１アーム９３が回転可能に支持されている。第１アーム９３の先端部には第２アーム９４が軸止され、第２アーム９４の先端部には、移動プレート８１における第４駆動装置７０から遠い側の端部から下方へ延びる連結部材８２に軸止されている。
【００２６】
基台９１には、駆動モータが内蔵されその軸に円盤９５が固着されている。円盤９５の外周寄り部分にはピン９６が設けられ、これに連結ロッド９７の一端が結合され、連結ロッド９７の他端は第１アーム９３の中間部にのピン９８に結合されている。連結ロッド９７は、第１アーム９３がワーク授受位置から最も遠い後退位置にあるときに、ピン９６もワーク授受位置から最も遠い位置を取るように取り付けられている。
【００２７】
位置決め装置１００は、可動台３１と係合する上昇位置、及び該係合を解く下降位置をとる係合子１０１と、該係合子１０１を前記両位置に上下動させるアクチュエータ１０２とを備えている。図１１は、図９を元に位置決め装置１００を中心に表したものである。この例では係合子１０１は、可動台３１の角部付近に対応する位置を取るように移動プレート８１に設けられ、各々移動プレート８１の貫通孔に通され固定された筒１０３に摺動可能に通されている。係合子１０１の先端部はテーパ状とされ、わずか下方にフランジ１０１ａが形成されている。係合子１０１の下端部は段部を経て径を細くされ保持プレート１０５を貫通し、ナット１０６で固定されている。係合子１０１下部の段部と保持プレート１０５との間には圧縮コイルばね１０４が挿入されている。保持プレート１０５は平面視十字状をなしている（図８）。アクチュエータ１０２は、この例では、シリンダ本体１０２ａとプランジャ１０２ｂとを備えたエアシリンダ１０２で構成されている。プランジャ１０２ｂの先端部は保持プレート１０５に結合されている。可動台３１には、４つの角部付近に係合子１０１と略同径の孔３１ａが明けられている。アクチュエータ１０２は、作動するとプランジャ１０２ｂを引き上げ、ばね１０４に抗して保持プレート１０５及び係合子１０１を上昇させる。その結果、係合子１０１は図１２に示すように可動台３１の孔３１ａに侵入し、可動台３１の位置決めを行なう。係合子１０１は、そのフランジ１０１ａにより可動台３１をガイド部材３４上の位置から僅かに持ち上げる。アクチュエータ１０２は、可動台３１が搬送装置３０により移動させられている間は作動せず係合子１０１を下降位置とし、、ワーク入換え装置１０によりワーク授受位置との間で移動させられるときに作動して係合子１０１を上昇位置に至らしめるように制御される。
【００２８】
往復動装置９０の駆動モータは、このようにして可動台３１が位置決めされた後に作動する。これにより、円盤９５が回転し、連結ロッド９７を介して第１アーム９３が回動させられる。その結果、第２アーム９４も移動し、連結部材８２と共に移動プレート８１がレール３８に案内されつつ摺動する。図示の後退位置から円盤が半回転すると、図１３に示すように、移動プレート８１が最も前進した位置を取り、可動台３１上に置かれたワークＷは、ワーク授受位置に至る（図９の最も右側の状態）。
【００２９】
縦型旋盤Ｌの主軸３０３は、このワーク授受位置に移動して可動台３１との間でワークの授受を行なう。ワークを受けるときに主軸３０３は、チャックを開いて下降し、ワークに接したところで停止してチャックを閉じてワークを把持し、上昇する。また、ワークを渡すときに主軸３０３は、ワークを把持した状態で下降し、ワークが可動台３１に接したところで停止してチャックを開いてワークを把持し解放し、上昇する。いずれのときも、主軸３０３が下降してワーク又は可動台３１と接触をするときに、衝撃が生じる。係合子１０１は、コイルばね１０４により上方へ付勢された状態で可動台３１を持ち上げている。したがって、主軸３０３の接触時の衝撃は、ばね１０４により緩和される。
（３）飛散防止機構
この実施形態においては、主軸３０３に支持されたワークＷの切削等の加工時に加工屑が周囲に飛散するのを防止するための飛散防止機構８４が設けられている。飛散防止機構８４は、加工位置にあるワークＷを囲むように工作機械の各所に配置された飛散防止板を備えている。この例では、図１に示す工作機械の手前側、すなわち図２の左側は、カバー３６０で覆われている（図２に二点差線により概略的に示す）。
【００３０】
加工位置から上方への加工屑の飛散は、第１飛散防止板８４ａにより防止される。第１飛散防止板８４ａは、主軸台３１３の下面に取り付けられた可動板８４ａ1 と、カバー３６０に取り付けられた固定板８４ａ2 とからなる。可動板８４ａ1 は、主軸台の下面から略水平に延び、中央部には主軸及びワークを通す間隙が形成され、左右方向へは主軸台の移動の際に後述する第２及び第３の飛散防止板との係合を維持する範囲に亘って延びている。また、奥側は支持台３１５に接触乃至接近し、手前側は固定板８４ａ2 に接している。固定板８４ａ2は、固定板８４ａ2 に接した位置からカバー３６０まで延びている。
【００３１】
加工位置から右方への飛散は、タレット３３５の可動部材３３７及びカバー３６０に取り付けられた第２飛散防止板８４ｂにより防止される。第２飛散防止板８４ｂは、カバー３６０に取り付けられた固定板８４ｂ2と、可動部材３３７に取り付けられた可動板８４ｂ1とからなる。固定板８４ｂ2は、カバー３６０から上下方向及び主軸に向かう方向に延び、上部は加工位置のスペースを確保するために傾斜し、上端部がシールリップを介して第１飛散防止板８４ａに接している。固定板８４ｂ2の中央部にはタレット３３５の移動を許容するために水平方向に長い長円形の窓が形成されている。可動板８４ｂ1は、可動部材３３７から延び、可動板が移動しても固定板８４ｂ2の窓を覆う位置をとるように該固定板に平行に延びている。
【００３２】
加工位置から左方への飛散は、移動プレート８１側に設けられた第３侵入防止板８４ｃにより防止される。第３飛散防止板８４ｃは、移動プレート８１前端部に取り付けられた可動板８４ｃ1 と、支持台３１５及びカバー３６０に取り付けられた固定板８４ｃ2 とからなる。可動板８４ｃ1は、上下方向に延び、移動プレート８１から両側部へ突出する幅を有し、上端部はシールリップを介して第１飛散防止板８４ａに接している。固定板８４ｃ2 は、可動板８４ｃ1と略平行に上下方向に延び、移動プレート８１が後退位置にある時に側端部を移動プレートの両側部と重ならせるように配置され、上端部は第１飛散防止板８４ａに接触乃至接近している。
【００３３】
このように、飛散防止機構８４は、加工位置を囲んで、加工屑の飛散を防止するとともに、装置各部の機能を妨げないように設けられている。
III. 動作説明
次に、図１４及び図１５を参照しつつ、上記装置の動作について説明する。
【００３４】
ステップａ：搬送装置３０により最初に近端部に到達したワークＷは、第２駆動装置５０により移動させられて、移動プレート８１におけるワーク授受位置から遠い側に位置している。ここに至るまでに、遠端部において第１駆動装置４０及び第２駆動装置５０による１コマずつの移動が繰り返されている。
【００３５】
ステップｂ：ワーク入換え装置１０が作動する。先ず、位置決め装置１００が作動してワークＷを正確に位置決めし、往復動装置９０が作動して移動プレート８１を前進位置へと移動させる(b)。この間に主軸３０３はワーク授受位置に移動する。
【００３６】
ステップｃ：主軸３０３は下降してチャックでワークＷを把持し、その後上昇して元の加工位置に戻る。
【００３７】
ステップｄ：ワーク入換え装置１０は移動プレート８１を後退位置に戻し、旋盤Ｌは主軸３０３を下降させ工具Ｔを使用した加工を開始する。
【００３８】
ステップｅ：搬送装置３０は、第３駆動装置６０により可動台３１をワーク授受位置側へ移動させ、可動台３１移動後の箇所は一旦空所となる。
【００３９】
ステップｆ：搬送装置３０は、第２駆動装置５０によりワークＷを載せた次の可動台３１を近端部の空所に移動させる。加工を終えた旋盤Ｌは主軸３０３を上昇させる。
【００４０】
ステップｇ：ワーク入換え装置１０は、往復動装置９０により移動プレート８１をワーク授受位置に移動させる。旋盤Ｌは、主軸３０３の上昇、ワーク授受位置Ｐへの移動、及び下降を行ない、ワークＷを元の可動台３１上に戻す。
【００４１】
ステップｈ：旋盤Ｌの主軸３０３は、チャックを開いて加工済みのワークＷを解放し、移動プレート８１上で隣にある未加工ワークＷの方へ移動してチャックによりその未加工ワークＷを把持する。
【００４２】
ステップｉ：旋盤ＬはワークＷを把持したまま主軸３０３の上昇及び加工位置への移動を行なう。
ステップｊ：ワーク入換え装置１０は、往復動装置９０により移動プレート８１を後退位置に戻す。旋盤Ｌは、主軸３０３を下降させ工具Ｔを使用して加工を開始する。
【００４３】
ステップｋ：搬送装置３０は、移動プレート８１におけるワーク授受位置側にある可動台３１を第４駆動装置７０により遠端部側へ１コマ移動させる。移動プレート８１には、加工中のワークＷを載せていた可動台３１が残存している。この状態は、先程のステップｄに戻っているのであり、そこから再びステップを繰り返すことにより、順次新たなワークＷが加工され、搬送されて行く。
（第２実施形態）
次に本発明に係るワーク供給装置の第２実施形態について説明する。図１６は、第２実施形態に係るワーク供給装置Ｆ２の平面図である。このワーク供給装置Ｆ２は、第１実施形態に係るワーク供給装置Ｆ１のものと異なるがそれらと略同様の機能を有するワーク入換え装置１１０と搬送装置１３０とを備えている。搬送装置１３０は、この実施形態においては、多数の保持台１４０をチェーン１５０に連結して周回させる形態をとっている。先ず、この搬送装置１３０について説明する。
（１）搬送装置
図１７及び図１８は、各々図１６に示すワーク供給装置Ｆ２の近端部及び中間部の一部を示す平面図及び正面図である。搬送装置１３０は、支持台（図示せず）により水平に支持された支持プレート１３１上を周回する多数の保持台１４０を備えている。支持プレート１３１は、第１実施形態と同様に主軸３０３の水平移動方向に直角をなすように細長く延びている。保持台１４０は、下部にローラ１４２を取り付けられた基部１４１とその上に延びる円柱状の載置部１４３とを備えており、基部１４１は、側部をチェーン１５０に結合されている（後に参照する図２１をも参照のこと）。
【００４４】
チェーン１５０は、周回する両端部に配置されたスプロケット１５１，１５２に噛合し、一方のスプロケットに設けられたモータ（図示せず）により駆動される。チェーン１５０は、平行に延びる２本の直進路とその両端部を結ぶ半円形の旋回路とを備えている。この例では、旋回路の長さと直進路における保持台１４０の取付けピッチとが等しくされている。これにより、１個の保持台１４０が周回路を通り過ぎた直後には、後続する保持台１４０が直進路から周回路へ入る直前の位置をとる。すなわち、相前後する保持台１４０が、２本の直進路の端部に各々に位置することとなる。これは、後述するようにワーク入換え装置の機能上望ましい。
【００４５】
載置部１４３上にはワークを載せる可動台１２０が載置されている。可動台１２０は、載置部１４３よりも径方向に突出した部分を有し、その突出部分に後述する係合子を通すための孔１２１が形成され、載置部１４３の上面に接する部分に下方へ延びる２本のピン１２２が設けられている。載置部１４３には、このピン１２２に対応する孔１４４が形成されており、両者の係合により、載置部１４３上で可動台１２０の位置が保持される。孔１４４は、後の可動台１２０の正確な位置決めを可能にするためにピン１２２より径を大きくし隙間を持たせておく。
（２）ワーク位置決め装置
搬送装置１３０の支持プレート１３１は、近端部の手前で終端しており、これに隣り合ってワーク入換え装置１１０の移動プレート１６１が位置している。この例では、移動プレート１６１は、スペーサ１６２を介して下部プレート１６３に支持されている。下部プレート１６３は、搬送装置１３０の支持台１３１上で搬送装置幅方向に延びるレール１６４上に摺動可能に支持されている。下部プレート１６３における搬送装置遠端側には縦部材１６５を介して第２アーム９４’の一端が軸支され、第２アーム９４’の他端は第１アーム９３’に軸支されている。これらのアームは下部プレート１６３を搬送装置幅方向に往復動させる図外の往復動装置９０’の一部となっている。この往復動装置９０’の構造は図８〜図１０に示した往復動装置９０と同様のものであるので、説明を省略する。
【００４６】
下部プレート１６３は移動プレート１６１を支持する位置から搬送装置長手方向に延びており、その上には、ワーク授受位置に移動した主軸に対してワークが正確な位置をとるようにするための位置決め装置１７０が支持されている。位置決め装置１７０は、下部プレート１６３上で搬送装置長手方向に延びるレール１７１及びその上に支持された摺動プレート１７２を備えている。摺動プレート１７２には、鉛直方向に延びる保持板１７３が立設され、該保持板１７３の移動プレート側には上下方向に延びるレール１７４が２本設けられている。レール１７４には、摺動部材１７６を介して１対の保持部材１７５が摺動可能に支持されている。保持部材１７５は、図１７に見られるように平面視略Ｃ字状をなし、保持台１４０の載置部１４３に向かって延びている。保持部材１７５は、Ｃ字形状の中央部に載置部１４３を通す寸法を有し、その４隅部に貫通孔が形成され、該貫通孔に位置決め用の係合子１８１が挿入されている。係合子１８１の先端部はテーパ状とされ、その下部は下方へ開いた空所を有する筒状とされている。該空所にはロッド１８２の上部が挿入されている。ロッド１８２の下端部は止め板１８３を介してナット１８４で保持部材１７５に固定されている。係合子１８１下部と止め板１８３との間には圧縮コイルばね１８５が挿入されている。
【００４７】
保持台１７３における保持部材１７５とは反対側にはエアシリンダ１８７が取り付けられている。エアシリンダ１８７の下端部は保持部材１７５から突出した支持板１８８に支持され、上端部は保持部材１７５の上端から、保持台１７３の切欠きを越えて延びる連結板１８９に結合されている。このエアシリンダは、係合子１８１を上下動させるためのアクチュエータとして機能する。
【００４８】
摺動プレート１７２からは、図１９に示すように、延長部材１７７が搬送装置遠端部側へ延びており、これにエアシリンダ１７７が取り付けられている。エアシリンダ１７７のプランジャ１７８ａは、摺動プレート１７２を越えて搬送装置長手方向に延び下部プレート１６３の端部に結合されている。
（３）動作説明
このワーク入換え装置１１０は、以下のように作動する。搬送装置１３０により保持台１４０が移動し、移動プレート１６１上に位置する保持台１４０が支持プレート１３１上に至ると、チェーン１５０による駆動は一旦停止する。このとき、前述の通り相前後する保持台１４０は、支持プレート１３１上の２つの直進路の端部に位置している。次に、エアシリンダ１７８が作動し、プランジャ１７８ａが突出することにより、摺動プレート１７２が図１８に示す位置から図１９に示す位置へとレール１７１に案内されて摺動する。このとき、位置決め装置１７０の係合子１８１が可動台１２０の孔１２１の略真下に位置する。２個の保持台１４０は、各直進路の端部に整列しているので、各々の上の可動台１２０は相互に同じように、１対の保持部材１７５に対する位置をとる。ここで、エアシリンダ１８７が作動し、プランジャ１８７ａの突出により連結板１８９を介して保持部材１７５が上昇させられる。これにより係合子１８１は、孔１２１に侵入し可動台１２０を持ち上げる。その結果、可動台１２０の位置が正確に決められる。次に、往復動装置９０’が作動する。これにより、下部プレート１６３が搬送装置幅方向に移動する。その結果、図２１に示すように可動台１２０及びその上のワークＷも移動し、ワーク授受位置に至る。
【００４９】
この後は、第１実施形態での説明と同様にして主軸３０３との間でワークＷの授受が行なわれる。
（第３実施形態）
次に本発明に係るワーク供給装置の第３実施形態について説明する。図２２は、第３実施形態に係るワーク供給装置Ｆ３の平面図、図２３はその要部を示す図、図２４は図２２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。このワーク供給装置Ｆ３もワーク位置決め装置２１０と搬送装置２３０とを備えている。先ず、搬送装置２３０について説明する。
（１）搬送装置
搬送装置２３０は、この実施形態においては、多数の可動台２４０を周方向に載置して断続的に回転するロータリーディスク２５０の形態をとっている。可動台２４０は、図示のように円板状の台本体２４１と、その下面外周寄りの４箇所から下方に突出した設けられた小円形の係合部２４２とを備え、係合部２４２及びその上の台本体２４１にはこれらを貫通する孔２４３が形成されている。
【００５０】
ロータリーディスク２５０には、周方向に多数の可動台受け入れ用の切欠き２５１が形成されている。切欠き２５１は、ロータリーディスク２５０を貫通して形成されており、図２３に示すように、可動台２４０の外周より小径で略円形をなし、係合部２４２を受け入れるように半円形の凹部が周部の３箇所に設けられている。切欠き２５１は開口部２５３を通じてロータリーディスク２５０外に開いており、該開口部２５３にも可動台の係合部２４２を受け入れる。
【００５１】
搬送装置２３０は、支持台（図示せず）に支持されたロータリーディスク２５０の周方向に等間隔で配置された多数の可動台２４０を備えている。ロータリーディスク２５０は、中央の支柱２５５に支持され、可動台２４０が後述するワーク入換え装置に対応した位置で停止するように、図外の駆動装置により間欠的に回転させられる。
（２）ワーク入換え装置
この例ではワーク入換え装置２１０は、ロータリーディスク２５０の内、２箇所の切欠きに臨む位置からワーク授受位置の方に延びる下部プレート２６１とこれを支持する支持台２６２とを備えている。下部プレート２６１の上には下部プレート２６１と同方向に延びる２本のレール２６３が設けられている。このレールに、摺動部材２６４を介して移動プレート２６５が摺動可能に支持されている。
【００５２】
移動プレート２６５におけるロータリーディスク２５０に向く側には縦部材２６６を介して第２アーム９４''の一端が軸支され、第２アーム９４''の他端は第１アーム９３''に軸支されている。これらのアームは移動プレート２６５を搬送装置幅方向に往復動させる往復動装置９０''の一部となっている。この往復動装置９０''の構造は図８〜図１０に示した往復動装置９０と同様のものであるので、説明を省略する。
【００５３】
移動プレート２６５の上には、ワーク授受位置に移動した主軸に対してワークが正確な位置をとるようにするための位置決め装置２７０が支持されている。位置決め装置２７０は、次の構成を備えている。移動プレート２６５には、鉛直方向に延びる保持板２７３が立設され、該保持板２７３のロータリーディスク２５０側には上下方向に延びるレール２７４が２本設けられている。レール２７４には、摺動部材によりレールと係合する摺動板２７６が支持され、該摺動板２７６に２個の保持部材２７５が支持されている。２個の保持部材２７５は各々、図２３に見られるように平面視略Ｘ字状をなし、Ｘ字における１つの端部が摺動部材２７６に結合され、他の３つの端部が可動台２４０の係合部２４２に一致し得るように延びている。これら２個の保持部材２７５は、ロータリーディスク２５０の切欠きに受け入れられた可動台２４０の４つの係合部に各々対応する位置に貫通孔が形成され、該貫通孔に位置決め用の係合子２８１が挿入されている。係合子２８１の先端部はテーパ状とされ、その下部は下方へ開いた空所を有する筒状とされている。該空所にはロッド２８２の上部が挿入されている。ロッド２８２の下端部は止め板２８３を介してナット２８４で保持部材２７５に固定されている。係合子２８１下部と止め板２８３との間には圧縮コイルばね２８５が挿入されている。
【００５４】
保持板２７３における保持部材２７５とは反対側にはエアシリンダ２８７が取り付けられている。エアシリンダ２８７の下端部は移動プレート２６５に支持され、上端部は保持部材２７５の上端から、保持板２７３の切欠きを越えて延びる連結板２８９に結合されている。このエアシリンダは、係合子２８１を上下動させるためのアクチュエータとして機能する。
（３）動作説明
このワーク入換え装置２１０は、以下のように作動する。搬送装置２３０によりロータリーディスク２５０が回転し、ワークＷを載せた可動台２４０の内の隣り合う２個が保持部材２７５上の位置に到達すると、ロータリーディスク２５０の回転は一旦停止する（図２２、図２４）。ここで、エアシリンダ２８７が作動し、プランジャ２８７ａの突出により連結板２８９を介して摺動板２７６及び保持部材２７５が上昇させられる。これにより係合子２８１は、孔２４３に侵入し可動台２４０を持ち上げる（図２６）。その結果、可動台２４０の位置が正確に決められる。次に、往復動装置９０''が作動する。これにより、移動プレート２６５がワーク授受位置側へ移動する。その結果、図２５に示すように可動台２４０及びその上のワークＷも移動し、ワーク授受位置に至る。
【００５５】
この後は、第１実施形態での説明と同様にして主軸３０３との間でワークＷの授受が行なわれる。
（その他の形態）
以上では、本発明を縦型旋盤に適用した例を示したが、同様にして他の縦型主軸移動式工作機械に適用することも可能である。本発明に使用する搬送装置としては、以上の他に種々のものを採用することができる。また、以上の説明ではワーク入換え装置が同時に２個のワークを保持し得る実施形態を示したが、必要に応じて、１個のみを保持するものとすることもでき、或いは３個以上を保持し得るものとすることもできる。
【００５６】
ワーク入換え装置の位置決め装置としては、前述した係合子と可動台との係合によるものの他、可動台に保持されたワークに係合子を係合させる構造とすることもできる。また、係合子の動作は、前述した上下方向への直線運動の他、回転運動とすることも可能であり、上下方向の動作によりワーク又は可動台に作用する重力を利用して位置決めを行なうことができる。しかしながら、ワークの形態によっては、係合子の動作は、左右方向など位置決めのための係合に必要な適宜のものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク供給装置を縦型旋盤に適用した例を示す正面図である。
【図２】図１の装置の右側面図である。
【図３】図１の装置の平面図である。
【図４】図１に示したワーク供給装置における搬送装置の第１実施形態の一部を示す平面図である。
【図５】図４に示した部分のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図４における戻り止め装置の正面図である。
【図７】図４に示した部分のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】図１に示したワーク供給装置における搬送装置の一部及びワーク入換え装置を示す平面図である。
【図９】図８に示した部分を矢符IXの方向から見た側面図である。
【図１０】図８に示した部分のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】装置を図９と同じ方向から見て位置決め装置の位置決め及び移動の第１段階を示す側面図である。
【図１２】装置を図９と同じ方向から見て位置決め装置の位置決め及び移動の第２段階を示す側面図である。
【図１３】装置を図９と同じ方向から見て位置決め装置の位置決め及び移動の第３段階を示す側面図である。
【図１４】装置の動作を順次示す説明図（前半）である。
【図１５】装置の動作を順次示す説明図（後半）である。
【図１６】本発明に係るワーク供給装置の第２実施形態を示す平面図である。
【図１７】図１６に示したワーク供給装置における搬送装置の一部及びワーク入換え装置を示す平面図である。
【図１８】図１７に示した部分の位置決め及び移動の第１段階を示す縦断正面図である。
【図１９】図１７に示した部分の位置決め及び移動の第２段階を示す縦断正面図である。
【図２０】図１７に示した部分の位置決め及び移動の第３段階を示す縦断正面図である。
【図２１】図１７に示した部分の位置決め及び移動の第４段階を示す平面図である。
【図２２】本発明に係るワーク供給装置の第３実施形態を示す平面図である。
【図２３】図２２に示したワーク供給装置が位置決め及び移動の第１段階にあるのを示す要部の平面図である。
【図２４】図２３の状態の縦断正面図である。
【図２５】図２２に示したワーク供給装置が位置決め及び移動の第２段階にあるのを示す要部の平面図である。
【図２６】図２５の状態の縦断正面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  ワーク入換え装置
３０  搬送装置
３１  可動台
４０  第１駆動装
５０  第２駆動装置
６０  第３駆動装置
７０  第４駆動装置
８１  移動プレート
９０  往復動装置
１００  位置決め装置
１０１  係合子
１０２  アクチュエータ
１１０  ワーク入換え装置
１３０  搬送装置
１６０  可動台
１８１  係合子
２１０  ワーク入換え装置
２３０  搬送装置
２４０  可動台
２７０  位置決め装置
２８１  係合子
２８７  エアシリンダ（アクチュエータ）
３０３  主軸
３１３  主軸台
Ｗ  ワークＷ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３  ワーク供給装置
Ｌ  縦型旋盤
【図１】
2007118182.tif 000003
【図２】
2007118182.tif 000004
【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】
2007118182.tif 000010
【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】
2007118182.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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