(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを回転可能に保持する主軸台と、工具を保持する刃物台と、複数のワークをストックするワークストッカと、複数の工具をストックする工具ストッカとを備えた旋盤であって、
前記主軸台を加工領域の内外に移動可能に設けるとともに、前記ワークストッカ及び工具ストッカを加工領域の外部において前記主軸台の移動方向に設け、
前記主軸台が、加工領域内から加工領域外への移動により、保持するワークと前記ワークストッカ上のワークとを交換する一方、加工領域内から加工領域外への移動により、工具ハンドを介して工具を前記刃物台と相対する位置から前記工具ストッカと相対する位置まで移動させて、前記刃物台に保持された工具と前記工具ストッカ上の工具とを交換することを特徴とする旋盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク及び工具を自動交換可能な旋盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、主軸台上のワークをローダにより自動交換し、刃物台上の工具を交換アームによって自動交換する旋盤が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の旋盤によると、２台の交換装置を装備しているため、構成が複雑化し製作コストが高くつく問題点があった。また、交換アームは加工領域の近くに自身の旋回スペースと工具マガジンの設置スペースとを必要とするため、旋盤が大型化する不具合もあった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、簡単かつ小型の構成でワーク及び工具を自動交換できる旋盤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明による旋盤は、ワークを回転可能に保持する主軸台と、工具を保持する刃物台と、複数のワークをストックするワークストッカと、複数の工具をストックする工具ストッカとを備えた旋盤であって、前記主軸台を加工領域の内外に移動可能に設けるとともに、前記ワークストッカ及び工具ストッカを加工領域の外部において前記主軸台の移動方向に設け、前記主軸台が、加工領域内から加工領域外への移動により、保持するワークと前記ワークストッカ上のワークとを交換する一方、加工領域内から加工領域外への移動により、工具ハンドを介して工具を前記刃物台と相対する位置から前記工具ストッカと相対する位置まで移動させて、前記刃物台に保持された工具と前記工具ストッカ上の工具とを交換することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を立形旋盤に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、この立形旋盤においては、機枠１の下部に刃物台２が固定され、刃物台２にタレット３が左右方向（Ｘ軸方向）に延びる軸線の周りで旋回可能に支持されている。タレット３には工具Ｔを横向きに保持する複数の孔４（図３参照）と自動工具クランプ機構（図示略）とが設けられている。
【０００９】
機枠１の上部にはスライダ６が横レール７に沿ってＸ軸方向へ摺動可能に支持され、スライダ６に主軸台８が縦レール９に沿って上下方向（Ｚ軸方向）へ摺動可能に装備されている。横レール７は機枠１のほぼ全長にわたって延び、主軸台８がタレット３の旋回軸線と平行なＸ軸方向において加工領域の内外に移動可能に設けられている。主軸台８には主軸１０が回転可能に支持され、その下端にワークＷを把持するチャック１１が取り付けられている。
【００１０】
加工領域の外部において機枠１の下部には、ワークストッカ１３と工具ストッカ１４とがＸ軸方向に並設されている。ワークストッカ１３は、前後方向（Ｙ軸方向）に延びるワークコンベア１５を備え、このコンベア１５上に複数のワークＷがパレット１６を介して等間隔にストックされ、ワークコンベア１５の移動により、未加工ワークＷがチャック１１と相対する交換位置に搬入されるとともに、加工済みワークＷが交換位置から搬出される。そして、チャック１１がワークコンベア１５と相対する交換位置で主軸台８上の加工済みワークＷをワークコンベア１５上の未加工ワークＷと交換するようになっている。
【００１１】
工具ストッカ１４は、ワークコンベア１５と同一方向に延びる工具コンベア１８を備え、このコンベア１８上に複数の工具Ｔがパレット１９及びスタンド２０を介して等間隔にストックされ、工具コンベア１８の移動により、次の加工に使用する工具Ｔがチャック１１と相対する交換位置に割り出されるとともに、前の加工で使用した工具Ｔが交換位置から搬出される。そして、チャック１１は刃物台２と相対する交換位置と工具コンベア１８と相対する交換位置とに移動され、工具ハンド２１を介してタレット３上の前工具Ｔを工具コンベア１８上の次工具Ｔと交換するようになっている。
【００１２】
工具ハンド２１は工具コンベア１８上の全ての工具Ｔに縦向きに装着され、工具交換時にチャック１１によって運搬される。図４及び図５に示すように、工具ハンド２１には、チャック１１に把持される取付部２２と、工具Ｔを横向きに挟持する一対の挟持片２３と、挟持片２３を閉鎖方向へ付勢するバネ２４とが設けられている。
【００１３】
次に、上記のように構成された旋盤の作用について説明する。図１に示すように、加工時には、主軸１０がワークＷを回転し、主軸台８がＸ軸及びＺ軸方向に移動し、タレット３上の工具ＴがワークＷを旋削する。加工が終了すると、主軸台８が加工領域の外部に移動し、ワークストッカ１３の上方で昇降し、チャック１１が主軸台８上の加工済みワークＷをワークコンベア１５上の未加工ワークＷと交換する。
【００１４】
ここで、工具交換指令が出力されると、まず、図６の（Ａ）に示すように、主軸台８がワークストッカ１３から工具ストッカ１４側に移動し、工具コンベア１８の上方で昇降し、チャック１１が空の工具ハンド２１を把持する。次いで、（Ｂ）に示すように、主軸台８が工具ストッカ１４から刃物台２側に移動し、タレット３に向けて下降し、チャック１１が工具ハンド２１を前工具Ｔに装着する。そして、（Ｃ）に示すように、主軸台８のＸ軸移動によりチャック１１が前工具Ｔをタレット３から抜き取る。
【００１５】
次に、（Ｄ）に示すように、主軸台８が工具ストッカ１４側へ移動し、工具コンベア１８に向けて下降し、チャック１１が工具ハンド２１を解放して前工具Ｔを工具コンベア１８上にアンロードする。続いて、（Ｅ）に示すように、主軸台８が工具コンベア１８の上方で待機し、その間に工具コンベア１８が次工具Ｔ及びその工具ハンド２１をチャック１１と相対する位置に割り出す。その後、チャック１１が工具ハンド２１を介して次工具Ｔを主軸台８に載せ、主軸台８がアンロード時と逆の経路を移動し、次工具Ｔをタレット３に装着したのち、加工開始位置に復帰して、１工具交換サイクルを終了する。
【００１６】
従って、この立形旋盤によれば、主軸台８の移動に伴いチャック１１がワークＷ及び工具Ｔの自動交換を行うため、従来とは異なり、２台の交換装置を装備する必要がなく、構成を簡略化して、製作コストを大幅に削減することができる。特に、ワークストッカ１３及び工具ストッカ１４が加工領域の外部に並設されているので、加工領域の周辺に交換アームや工具マガジンを設置する必要がなく、旋盤を小型に構成できる利点がある。
【００１７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、工具ストッカに垂直面内で周回する無端コンベアを用いたり、工具ハンドを単体でストッカにストックさせるようにしたり、ワークと工具及び工具ハンドを単一のコンベア式ストッカに混在してストックさせるようにしたり、主軸が水平な横形旋盤に適用したりするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の旋盤によれば、主軸台が、加工領域内から加工領域外へ移動して、保持するワークとワークストッカ上のワークとを交換するとともに、工具ハンドを介して工具を刃物台と相対する位置から工具ストッカと相対する位置まで移動させ、刃物台に保持された工具と工具ストッカ上の工具とを交換するようにした。このように、主軸台にワーク交換機能と工具交換機能とを具備したため、簡単かつ小型の構成でワーク及び工具を自動交換できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す立形旋盤の正面図である。
【図２】図１の旋盤の平面図である。
【図３】図１の旋盤の側面図である。
【図４】図１の工具ハンドの拡大図である。
【図５】図４の要部側面図である。
【図６】図１の旋盤による工具交換動作を説明する概略図である。
【符号の説明】
１・・機枠、２・・刃物台、３・・タレット、８・・主軸台、１０・・主軸、１１・・チャック、１３・・ワークストッカ、１４・・工具ストッカ、１５・・ワークコンベア、１８・・工具コンベア、２１・・工具ハンド、Ｔ・・工具、Ｗ・・ワーク。
【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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