(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を構成する台であるベッドと、
前記ベッドに設けられたタレット支持台と、
前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持される主軸と、
前記主軸に着脱自在に取り付けられ、工作物を供給・排出及び加工時の把持を行うための工作物チャックと、
前記主軸台を移動させて前記工作物チャックで前記工作物を供給・排出のときに前記水平案内レールを延長するために、前記ベッドに着脱自在に設けられた延長水平レールと
を備えている立旋盤。
【請求項２】
請求項１記載の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両端に形成され、前記延長水平レールを取り付けるための延長レール取付面と
を備えていることを特徴とする立旋盤。
【請求項３】
請求項２記載の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両側に配置され、前記タレット支持台を取り付けるためのタレット支持台取付面と
を備えていることを特徴とする立旋盤。
【請求項４】
請求項１又は２記載の立旋盤において、
前記工作物を貯蔵するために前記ベッドに隣接し、かつ前記延長水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置と
を備えたことを特徴とする立旋盤。
【請求項５】
請求項４記載の立旋盤において、
前記工作物貯蔵装置は前記ベッドに固定されている
ことを特徴とする立旋盤。
【請求項６】
請求項２記載の立旋盤において、
少なくとも２台の前記立旋盤を前記水平案内レールが直列になるように配置し、かつ二つの前記水平案内レール間を連結するために、前記延長水平レールに換えて前記延長レール取付面に取り付けられた連結水平案内レールとを有する
ことを特徴とする立旋盤の加工システム。
【請求項７】
請求項６記載の立旋盤において、
前記工作物を貯蔵するために前記両ベッド間に隣接し、かつ前記連結水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置と
を備えたことを特徴とする立旋盤。
【請求項８】
請求項７記載の立旋盤において、
前記工作物貯蔵装置の近傍に配置され、前記工作物貯蔵装置に載置された工作物を反転させるために工作物反転装置と
を備えていることを特徴とする立旋盤。
【請求項９】
本体を構成する台であるベッドと、
前記ベッドに設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持された主軸と、
前記主軸に着脱自在に取り付けられ工作物を把持するための工作物チャックと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられたタレット支持台と、
前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記タレット支持台又は前記タレットに設けられ工作物を供給・排出するための工作物ハンドと、
前記移動台を移動させて前記工作物チャックで前記工作物を供給・排出するときに前記水平案内レールを延長するために、前記ベッドに着脱自在に設けられた延長水平レールと
を備えている立旋盤。
【請求項１０】
請求項９記載の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両端に配置され、前記延長水平レールを取り付けるための延長レール取付面と
を備えていることを特徴とする立旋盤。
【請求項１１】
請求項１０記載の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両側に配置され、前記主軸台を取り付けるための主軸台取付面と
を備えていることを特徴とする立旋盤。
【請求項１２】
請求項１記載の立旋盤と請求項９記載の立旋盤とからなる加工システムであって、
少なくとも２台の前記立旋盤を前記水平案内レールが直列になるように配置し、かつ二つの前記水平案内レール間を連結する連結水平案内レールと
を備えていることを特徴とする立旋盤の加工システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の立旋盤において、
前記工作物を貯蔵するために前記ベッド間に隣接し、かつ前記連結水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置と
を備えていることを特徴とする立旋盤の加工システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立旋盤及びそれらを結合した立旋盤の加工システムに関する。更に詳しくは、主軸台の主軸軸線が垂直方向に設けられ、かつ主軸台が移動又は固定されているタイプの立旋盤と、それらを組み合わせた加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
立旋盤は、主軸台に備えられた主軸の軸線が垂直に設けられている旋盤の一種である。主軸に固定された工作物チャックに工作物が把持され回転駆動され旋削加工されるのであるが、この工作物は手動又はロボット等により自動的に供給・排出される。
【０００３】
本発明の出願人は、スラント（傾斜）型のベッドに水平方向に移動自在な主軸台を搭載した工作機械の加工システムを提案した（特公平２−４６３２１号公報）。工作物の供給・排除は、ロボット又はローダを装備することなく主軸台の主軸に取り付けた工作物チャックで工作物を工作物貯蔵装置から自動的に供給・排出するものである。
【０００４】
主軸台は、工作物を工作物貯蔵装置から自動的に供給・排出するために、工作物貯蔵装置の位置まで水平方向に移動しなければならない。この水平移動のためにベッドを工作物貯蔵装置の位置まで移動できるように、長い水平の案内面を備えたベッドが必要である。すなわち、加工時の切削力を受けることがなくそれほど剛性の必要がない搬送移動のための水平案内面部も一体で形成しており、無駄の多い最大加工寸法に比べて大型の極めて特殊なベッド構造となる。そのため、可能な限りコスト、生産性から、省スペース化小型化が区切られた他の旋盤と兼用できるような汎用のベッドが望ましい。
【０００５】
更に、主軸台上の工作物チャックが工作物を着脱するとき、主軸の軸線が傾斜しているため工作物貯蔵装置の上の工作物も傾斜させなければならない問題もある。また、前記旋削工作機械は、単体機として使用する技術思想は含んでいるが加工個数、加工内容に応じてこれらを組み合わせて加工システムとして使用できる構造ではない。
【０００６】
工作物の加工内容に応じて、複数台の旋削工作機械を組み合わせて加工システムとして使用するには、台数、機械の配置位置等を任意に選択できるような構造でなければならない。しかしながら、従来提案されている立旋盤はこれらの構造・機能を備えていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
【０００８】
本発明の目的は、省スペース化、小型化が図られた汎用性のあるベッドを使用して、しかも移動台がそのベッドを越えて移動可能なベッド構造を備えた立旋盤を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、単体の立旋盤として、又は複数の台数を任意に組み合わせて旋削加工システムとしても使用できる柔軟性の高い立旋盤を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、最小の加工セルとして機能し、しかも簡素な構造の立旋盤とその加工システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、ロボット、ローダ等の工作物自動供給装置を備えずに工作物を自動で供給・排出できる立旋盤とその加工システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、工作物の表・裏を１台で自動的に加工できる立旋盤を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
【００１４】
第１発明の立旋盤は、
本体を構成する台であるベッドと、
前記ベッドに設けられたタレット支持台と、
前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持される主軸と、
前記主軸に着脱自在に取り付けられ、工作物を供給・排出及び加工時の把持を行うための工作物チャックと、
前記主軸台を移動させて前記工作物チャックで前記工作物を供給・排出のときに前記水平案内レールを延長するために、前記ベッドに着脱自在に設けられた延長水平レールとを備えている。
【００１５】
第２発明の立旋盤は、第１発明の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両端に形成され、前記延長水平レールを取り付けるための延長レール取付面とを備えていると良い。
【００１６】
第３発明の立旋盤は、第２発明の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両側に配置され、前記タレット支持台を取り付けるためのタレット支持台取付面とを備えていると良い。
【００１７】
第４発明の立旋盤は、第１発明又は第２発明の立旋盤において、
前記工作物を貯蔵するために前記ベッドに隣接し、かつ前記延長水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置とを備えたものであっても良い。
【００１８】
第５発明の立旋盤は、第４発明の立旋盤において、
前記工作物貯蔵装置は前記ベッドに固定されているものであっても良い。
【００１９】
第６発明の旋盤の加工イステムは、第２発明の立旋盤において、
少なくとも２台の前記立旋盤を前記水平案内レールが直列になるように配置し、かつ二つの前記水平案内レール間を連結するために、前記延長水平レールに換えて前記延長レール取付面に取り付けられた連結水平案内レールとを有するものであっても良い。
【００２０】
第７発明の立旋盤は、第６発明の立旋盤において、
前記工作物を貯蔵するために前記両ベッド間に隣接し、かつ前記連結水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置とを備えたものであっても良い。
【００２１】
第８発明の立旋盤は、第７発明の立旋盤において、
前記工作物貯蔵装置の近傍に配置され、前記工作物貯蔵装置に載置された工作物を反転させるために工作物反転装置とを備えているものであっても良い。
【００２２】
第９発明の立旋盤は、
本体を構成する台であるベッドと、
前記ベッドに設けられた主軸台と、
前記主軸台に軸線を垂直方向に向けて回転自在に支持された主軸と、
前記主軸に着脱自在に取り付けられ工作物を把持するための工作物チャックと、
前記ベッド上に水平方向に設けられた水平案内レールと、
前記水平案内レールに移動自在に設けられ、かつ垂直方向に垂直案内レールを備えた移動台と、
前記垂直案内レール上に垂直方向に移動自在に設けられたタレット支持台と、前記タレット支持台に回転自在に、かつ旋回割出し可能に設けられたタレットと、
前記タレット支持台又は前記タレットに設けられ工作物を供給・排出するための工作物ハンドと、
前記移動台を移動させて前記工作物チャックで前記工作物を供給・排出するときに前記水平案内レールを延長するために、前記ベッドに着脱自在に設けられた延長水平レールとを備えているものである。
【００２３】
第１０発明の立旋盤は、第９発明の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両端に配置され、前記延長水平レールを取り付けるための延長レール取付面とを備えているものであっても良い。
【００２４】
第１１発明の立旋盤は、第９発明の立旋盤において、
前記ベッドの水平方向両側に配置され、前記主軸台を取り付けるための主軸台取付面とを備えているものであっても良い。
【００２５】
第１２発明の立旋盤の加工システムは、
第１発明の立旋盤と第９発明の立旋盤とからなる加工システムであって、
少なくとも２台の前記立旋盤を前記水平案内レールが直列になるように配置し、かつ二つの前記水平案内レール間を連結する連結水平案内レールとを備えているものである。
【００２６】
第１３発明の立旋盤の加工システムは、第１２発明の立旋盤において、
前記工作物を貯蔵するために前記ベッド間に隣接し、かつ前記連結水平レールの近傍に配置された工作物貯蔵装置とを備えているものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（発明の実施の形態１）
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す主軸移動型立旋盤１の正面図である。図２は図１のII−II線で切断した断面図である。主軸移動型立旋盤１のベッド２は、主軸移動型立旋盤１の本体を構成する台である。ベッド２は、概略すると箱状の後部ベッド部３と、この後部ベッド部３より垂直方向の高さが低くこの後部ベッド部３の前部に一体に設けられ配置された箱状の前部ベッド部４とから構成されている。
【００２８】
後部ベッド部３の上面には、Ｘ軸方向に２本のＸ軸案内面（ころがり案内機構の軌道台）５が形成されている。２本のＸ軸案内面５上には、移動台６がＸ軸線方向に複数のころがりガイド本体５ａを介して移動自在に配置されている。Ｘ軸案内面５ところがりガイド本体５ａとで直線ころがり案内機構を構成する。また、２本のＸ軸案内面５が水平案内レールとなる。２本のＸ軸案内面５のほぼ中間の位置でこれに沿ってＸ軸方向送りねじ７が配置されている。Ｘ軸方向送りねじ７には、移動台６に固定されたナット７ａがねじ込まれている。
【００２９】
Ｘ軸方向送りねじ７の一端は、軸受ブラケット８内に設けられた軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。同様に、Ｘ軸方向送りねじ７の他端は、ベッドに固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｘ軸方向送りねじ７の先端には、歯付プーリ９が固定されている。歯付プーリ９は、歯付ベルト１０と噛み合っている。歯付ベルト１０は、Ｘ軸サーボモータ１２の出力軸に固定された歯付プーリ１１に噛み合っている。
【００３０】
Ｘ軸サーボモータ１２は、後部ベッド部３内に形成された空洞１３内に配置され、軸受ブラケット８に固定されている。結局、Ｘ軸サーボモータ１２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ１２の出力軸の歯付プーリ１１、歯付ベルト１０、歯付プーリ９、及びＸ軸方向送りねじ７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ７は、移動台６に固定されたナット７ａがねじ込まれているのでこのＸ軸方向送りねじ７の回転駆動により、移動台６がＸ軸案内面５上を移動する。この移動がタレット１７の工具ＴへのＸ軸線方向の送りとなる。
【００３１】
なお、軸受ブラケット８は、前記説明では一方の後部ベッド部３の側面５１に固定されているが、反対側の側面にも取り付け可能である。すなわち、軸受ブラケット８、Ｘ軸サーボモータ１２、歯付プーリ１１、歯付ベルト１０、及びタイミングプーリ９等のＸ軸送り機構は他の側面５１にも固定可能な構造である。
【００３２】
後部ベッド部３の前面の両端には、垂直な面であるタレット支持台取付面１５が形成されている。タレット支持台取付面１５は、タレット１７を回転自在に支持しているタレット支持台１６を固定するための取付面である。何れか一方のタレット支持台取付面１５にタレット支持台１６が固定されている。すなわち、タレット支持台取付面１５は、右勝手または左勝手の工作機械を構成するためのものであり、生産ライン、工場施設等状況に応じて選択して何れか一方又は両方が使用される。
【００３３】
タレット支持台１６には、タレット１７がＸ軸と平行な軸線を中心に旋回割出し可能に設けられている。タレット１７には、工具Ｔが放射状に取り付けられている。後部ベッド３の前面中央部には、平面１８が形成されている。この平面１８は、垂直面または垂直面に近い平面であることが好ましい。
【００３４】
しかしながら、略箱形状の後部ベッド部３を形成できるとともに切粉の落下がスムースに行える形状のものであればこの実施の形態のように所定の角度を有する傾斜した平面であってもよい。さらに、若干曲面状になっていてもよい。この平面１８は、タレット支持台取付面１５に対してＸ軸案内面５側に凹状になるように形成されている。また、この平面１８を形成することによりタレット１７の振りを大きくすることができる。
【００３５】
後部ベッド部３の前部には、前部ベッド部４が一体に形成されている。前部ベッド部４は、加工時に排出される切粉を受け入れ、図示しない切粉排出手段（チップコンベア）によりベッド２の側部または後部から切粉を排出するための長方体状の切粉排出空間２０が形成されている。切粉排出空間２０の上部は開口２１が形成されている。加工中に発生する切粉は、開口２１からクーラント（切削油剤）とともに切粉排出空間２０に直接落下する。
【００３６】
また、開口２１の周囲に落下した切粉は、開口２１の周囲に形成された傾斜面２２及び傾斜面２３により案内されて切粉排出空間２０に落下する。切粉排出空間２０の底部にはフイルター（図示せず）が配置され、このフイルターで切粉とクーラントが分離される。分離されたクーラントは、クーラント溜まり空間２４に落下する。クーラント溜まり空間２４内のクーラントは、加工部位に循環供給されて再度使用される。
【００３７】
移動台６の前面には、Ｘ軸案内面５と直交するＺ軸方向に２本のＺ軸案内面３０が形成されている。２本のＺ軸案内面（ころがり案内機構の軌道台）３０上には、主軸台３１がＺ軸線方向に複数のころがりガイド本体（図示せず）を介して移動自在に配置されている。２本のＺ軸案内面３０のほぼ中間の位置でこれに沿ってＺ軸方向送りねじ３２が配置されている。Ｚ軸方向送りねじ３２には、主軸台３１に固定されたナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｚ軸方向送りねじ３２の一端は、軸受ブラケット３３に設けられた軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００３８】
同様に、Ｚ軸方向送りねじ３２の他端は、移動台６に固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｚ軸方向送りねじ３２の先端には、歯付プーリ３４が固定されている。歯付プーリ３４は、歯付きの歯付ベルト３５と噛み合っている。歯付ベルト３５は、Ｚ軸サーボモータ３７の出力軸に固定された歯付プーリ３６に噛み合っている。
【００３９】
Ｚ軸サーボモータ３７は、移動台６内に形成された空洞（図示せず）内に配置されている。結局、Ｚ軸サーボモータ３７が回転駆動されると、Ｚ軸サーボモータ３７の出力軸の歯付プーリ３６、歯付ベルト３５、歯付プーリ３４、及びＺ軸方向送りねじ３２が回転駆動される。このＺ軸方向送りねじ３２には、主軸台３１に固定されたナットがねじ込まれているのでこのＺ軸方向送りねじ３２の回転駆動により、主軸台３１がＺ軸案内面３０上を上下に移動する。
【００４０】
主軸台３１には、Ｚ軸線方向に軸線を向けて回転自在に支持されている主軸４０を備え、工作物を回転駆動する。主軸４０は主軸台３１内部に組み込まれたビルトインモータ（図示せず）により回転駆動される。主軸４０の下部（前部）には工作物チャック４１が着脱自在に取り付け可能である。工作物チャック４１としては、三つ爪また四つ爪等の流体圧（油圧、空圧）チャック、コレットチャックなどが主軸台３１の上部４２に設けられたリテーナ内には、ビルトインモータの回転速度などを検知するエンコーダが組み込まれている。エンコーダ、工作物チャック４１等の構造は周知の構造であり、その詳細な機能の説明は省略する。
【００４１】
主軸４０の上部（後部）には、チャックシリンダ４３が設けられている。チャックシリンダ４３は、工作物把持用の把持爪４４を駆動して工作物を解放するための駆動用シリンダである。チャックシリンダ４３の上部には、ロータリジョイント４５が搭載されている。ロータリジョイント４５は、回転しているチャックシリンダ４３に油圧ユニットからの油圧を供給するための回転継手であり、外周部が図示しない固定部に固定されている回転規制部材により回転しないようになっている。すなわち、主軸４０が回転したとき、ロータリジョイント４５の軸部側は回転するが、外周部側は回転しないようになっている。
【００４２】
後部ベッド部３の後部には、ＮＣ装置（図示せず）、プログラマブルコントローラ（図示せず）等を搭載した制御盤４６が配置されている。
【００４３】
（主軸移動型立旋盤１の動作）
次に、前記実施の形態１の動作を説明する。以上のような構成で、ＮＣ装置を起動し、Ｘ軸サーボモータ１２を駆動して移動台６を移動させて工作物チャック４１を工作物貯蔵装置（図示せず）の位置まで移動させる。この位置で加工しようとする工作物を工作物チャック４１にチャックシリンダ４３を駆動させて把持する。次に、旋削加工が開始される。ＮＣ装置は、タレット１７を旋回割出しさせて所望の工具Ｔを割り出す。
【００４４】
Ｘ軸サーボモータ１２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ１２の出力軸の歯付プーリ１１、歯付ベルト１０、歯付プーリ９、及びＸ軸方向送りねじ７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ７の回転駆動により、移動台６がＸ軸案内面５上を移動する。同様に、Ｚ軸サーボモータ３７の駆動により、Ｚ軸方向送りねじ３２が回転駆動され、主軸台３１がＺ軸案内面３０上を移動する。
【００４５】
Ｘ軸サーボモータ１２及びＺ軸サーボモータ３７を制御することにより、直線移動、直線補間、円弧補間して工具の経路と速度を制御するとともに、主軸４０の回転数を制御して所望の旋削加工を工具により行う。加工中に発生する切粉、クーラントは、切粉排出空間２０に落下する。この切粉、クーラントから発生する切削熱は、前部ベッド部４、後部ベッド部３を加熱する。
【００４６】
また、工作物と工具Ｔとの切削点近傍にはクーラントを供給して工作物および工具刃先の冷却を行うため、クーラント温度も徐々に上昇する。この切粉およびクーラントより発生する熱は、タレット支持台取付け面１５、平面１８等を加熱する。しかしながら、後部ベッド部３は、略箱型の形状をしているためにつぎのように熱変形する。
【００４７】
後部ベッド部３およびＸ軸案内面は、平面視（平面から見た状態）で加熱された部分が腹（中央部）となる凸形状に微小量熱変形するが、工具は図２の紙面に対して直交する方向（Ｘ軸方向）より加工を行うため前記熱変形が工作物の加工精度に影響を与えない。また、図２のような側面視（側面から見た状態）では、タレット支持台１６に対して相対的に主軸台３１側が反りかえるような熱変形をするが、工具は図２の紙面に対して直交する方向（Ｘ軸方向）より加工を行うため工作物の加工精度に影響を与えない。このように、熱変形を生じても工作物の加工精度へ影響を与えないように構成されている。
【００４８】
（発明の実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２の主軸移動型立旋盤１の正面図である。前記主軸移動型立旋盤１のベッド２上のＸ軸案内面５は、後部ベッド部３に形成されている。このため主軸台３１は、Ｘ軸案内面５を越えて移動できない。実施の形態２の主軸移動型立旋盤１は、Ｘ軸案内面５をベッド２から延長して主軸台３１をベッド２の外に移動可能にし工作物の供給・排出を主軸台３１の工作物チャック４４で直接行うようにしたものである。
【００４９】
後部ベッド部３には、水平なＸ軸案内面５を延長するための延長Ｘ軸案内レール５０が配置されている。延長Ｘ軸案内レール５０は、支持台５２上に支持されており、この支持台５２は後部ベッド部３の側面５１の延長レール取付面５３に固定されている。延長レール取付面５３は、支持台５２を着脱自在に固定するための取付面であり、ベッド部３の反対側の他の側面５１にも形成されている。延長レール取付面５３は、ボルト用のねじ穴（図示せず）等の固定手段を備えている。
【００５０】
延長Ｘ軸レール５０及びその支持台５２は、機械本体のベッド２とは別部品として設けたので、そのベッド２より精度・剛性が低くて良い。更に、ベッド２の側方には、工作物供給・排出のための工作物貯蔵装置５５が配置され固定されている。工作物貯蔵装置５５は、未加工の素材、加工済みの工作物を貯蔵するためのものであり、チェーン（図示せず）で連結されたパレットに素材Ｍ、工作物Ｗを搭載するためのものである。
【００５１】
工作物貯蔵装置５５の構造・機能は公知であり、例えば実開平２−５３３３７号公報、特開平５−１９２８４１号公報等に開示されており、素材Ｍまたは工作物Ｗをパレット５８上に一個単位で平積み、または複数個段積みしている。工作物貯蔵装置５５の本体５６は、後部ベッド部３の側面５１にボルト（図示せず）等の固定手段で着脱自在に固定されていてもよい。
【００５２】
本体５６の上面５７には、複数のパレット５８が搭載され、このパレット５８はチェーンで連結されている。パレット５８上には加工済みの工作物Ｗ又は素材Ｍが搭載される。パレット５８の下面には、複数個（例えば３個または４個）のキャスタ５９が設けられている。キャスタ５９は、パレット５８を上面５７上で転動させるためのものである。
【００５３】
パレット５８を連結し駆動しているチェーンは、これに噛み合うスプロケットで駆動される。スプロケットは駆動モータで駆動され、パレット５８を工作物又は素材を供給又は排出位置に位置決めする。主軸台３１を延長Ｘ軸レール５０の位置まで移動させて素材Ｍを工作物チャック４４で掴み加工終了後、再び工作物Ｗを空いているパレット５８に戻すものである。
【００５４】
本実施の形態２の主軸移動型立旋盤１は、主軸台３１が移動して工作物供給・排出を行う機能を備え、かつ工作物貯蔵装置５５が工作物貯蔵機能を備えている。すなわち、工作物を工作機械に自動で供給する機能を備えているので、工作機械の加工セルを構成する。
【００５５】
（発明の実施の形態３）
図４は、前記主軸移動型立旋盤１を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置５５及び工作物反転装置６０を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。２台の主軸移動型立旋盤１の後部ベッド部３間には、水平なＸ軸案内面５を延長し、かつ連結するための連結Ｘ軸案内レール６１が配置されている。連結Ｘ軸案内レール６１は、支持台６２上に支持されており、この支持台６２は後部ベッド部３の側面５１にボルト等の固定手段で固定されている。
【００５６】
それぞれ主軸移動型立旋盤１は、主軸台３１を連結Ｘ軸案内レール６１上を移動可能であり、工作物Ｗ又は素材Ｍの供給・排出を主軸台３１の工作物チャック４４で直接行うことができる。２台の主軸移動型立旋盤１の間には、工作物貯蔵装置５５の本体６３が配置されている。工作物反転装置６０は、パレット５８上に搭載されている工作物Ｗを掴んで反転するためのものである。
【００５７】
素材Ｍは、工作物チャック４４に把持されているため一方の側しか旋削加工できない。このようなとき、一端部の加工が終了した工作物Ｗは、工作物貯蔵装置５５のパレット５８上に搭載される。工作物反転装置６０のハンド６５は工作物Ｗを掴むためのものである。ハンド６５は、進退アーム６６の先端に搭載されている。
【００５８】
進退アーム６６は、進退アーム駆動装置６７により進退アーム軸線方向の進退運動、上下運動、垂直軸を中心とする旋回運動、または進退アーム６６の軸線を中心とする旋回運動を行なう。すなわち、ハンド６５をパレット５８上の工作物Ｗを把持可能な把持位置と、パレット５８が本体６３上を移動するとき工作物Ｗと干渉しない退避位置の間の進退運動、工作物Ｗによってハンド６５の把持位置を移動調整する等のための上下運動、ハンド６５が把持した工作物Ｗの表裏を反転する旋回運動を行う。
【００５９】
２台の主軸移動型立旋盤１による旋削加工は、平行して同じ内容の機械加工運転方法でも良いし、一方で前工程の加工を行い、工作物反転装置６０でこれを反転し他方で後工程の加工を行う運転方法でも良い。
【００６０】
（発明の実施の形態４）
図５は、前記主軸移動型立旋盤１を２台並列して配置し、この中央部に工作物貯蔵装置５５、及び上部に工作物反転装置７０を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。前記発明の実施の形態３の工作物反転装置６０は、主軸移動型立旋盤１の中央部に配置されたものである。本発明の実施の形態例４の工作物反転装置７０は、主軸移動型立旋盤１の上部に配置したものである。
【００６１】
２台の主軸移動型立旋盤１間には、レール７２が配置されている。レール７２の両端は、ベッド２から立てられた支柱７１で支持されている。レール７２上には、ハンド装置７３が上下シリンダ７４により上下動自在に設けられている。ハンド装置７３の先端には、工作物Ｗ又は素材Ｍを把持する爪７４を備えている。工作物Ｗ又は素材Ｍを反転するときは、上下シリンダ７４を駆動してハンド装置７３を上下動して行う。
【００６２】
ハンド装置７３の工作物Ｗの反転機能については前記工作物反転装置６０と同様である。２台の主軸移動型立旋盤を連結している支持台６２の上面６２ａに工作物貯蔵装置５５のパレット５８、チェーン（図示せず）、スプロケット（図示せず）、駆動モータ（図示せず）等を配置している。この工作物貯蔵装置５５の機能は前述したものと同様である。
【００６３】
（発明の実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５を示す主軸固定型立旋盤８０の正面図である。図７は図６のVII−VII線で切断した断面図である。主軸固定型立旋盤８０のベッド８１は、主軸固定型立旋盤８０の本体を構成する台である。ベッド８１の構造は、前記した主軸移動型立旋盤１と基本的には同一であり、前部ベッド部８２及び後部ベッド部８３とからなる。その詳細な説明は省略する。
【００６４】
後部ベッド部８３の上面には、Ｘ軸方向に２本のＸ軸案内面８５が形成されている。２本のＸ軸案内面８５上には、移動台８６がＸ軸方向に複数のころがりガイド本体８５ａを介して移動自在に配置されている。Ｘ軸案内面８５ところがりガイド本体８５ａとで、直線ころがり案内機構を構成している。２本のＸ軸案内面８５のほぼ中間の位置でこれに沿ってＸ軸方向送りねじ８７が配置されている。
【００６５】
Ｘ軸方向送りねじ８７には、移動台８６に固定されたナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｘ軸方向送りねじ８７の一端は、後部ベッド部８３の側面９４に固定された軸受ブラケット８８に内蔵された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００６６】
同様に、Ｘ軸方向送りねじ８７の他端は、後部ベッド部８３に固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｘ軸方向送りねじ８７の先端には、歯付プーリ８９が固定されている。歯付プーリ８９は、歯付きの歯付ベルト９０と噛み合っている。歯付ベルト９０は、Ｘ軸サーボモータ９２の出力軸に固定された歯付プーリ９１に噛み合っている。
【００６７】
Ｘ軸サーボモータ９２は、後部ベッド部８３内に形成された空洞９３内に配置されている。結局、Ｘ軸サーボモータ９２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ９２の出力軸の歯付プーリ９１、歯付ベルト９０、歯付プーリ８９、及びＸ軸方向送りねじ８７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ８７は、移動台８６に固定されたナット８７ａがねじ込まれているのでこのＸ軸方向送りねじ８７の回転駆動により、移動台８６がＸ軸案内面８５上を移動する。
【００６８】
後部ベッド部８３の前面の両端には、垂直な面である主軸台取付面９５が形成されている。主軸台取付面９５は、主軸台９６を固定するための取付面である。何れかの一方の主軸台取付面９５に主軸台９６が固定されている。すなわち、主軸台取付面９５は、右勝手、または左勝手の工作機械を構成するもので生産ライン、工場施設等状況に応じて選択して使用できる。
【００６９】
主軸台９６には、Ｚ軸線方向に工作物を回転駆動する主軸９７を備えている。主軸９７は主軸台９６内部に組み込まれたビルトインモータ（図示せず）により回転駆動される。主軸９７の上部には工作物チャック９８が着脱自在に取り付け可能である。主軸台９６の内部構造については、前記実施の形態１の主軸台３１と実質的に同一でありその詳細な説明は省略する。
【００７０】
移動台８６の前面には、Ｚ軸方向に２本のＺ軸案内面１００が形成されている。２本のＺ軸案内面１００上には、タレット支持台１０１がＺ軸方向に直線ころがり案内機構を構成するころがりガイド本体（図示せず）を介して移動自在に配置されている。２本のＺ軸案内面１００のほぼ中間の位置でこれに沿ってＺ軸方向送りねじ１０２が配置されている。Ｚ軸方向送りねじ１０２には、タレット支持台１０１に固定されたナット（図示せず）がねじ込まれている。Ｚ軸方向送りねじ１０２の一端は、軸受ブラケット１０３に内蔵された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００７１】
同様に、Ｚ軸方向送りねじ１０２の他端は、移動台８６に固定された軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。Ｚ軸方向送りねじ１０２の先端には、歯付プーリ１０４が固定されている。歯付プーリ１０４は、歯付きの歯付ベルト１０５と噛み合っている。歯付ベルト１０５は、Ｚ軸サーボモータ１０７の出力軸に固定された歯付プーリ１０６に噛み合っている。
【００７２】
Ｚ軸サーボモータ１０７は、移動台８６内に形成された空洞内に配置されている。結局、Ｚ軸サーボモータ１０７が回転駆動されると、Ｚ軸サーボモータ１０７の出力軸の歯付プーリ１０６、歯付ベルト１０５、歯付プーリ１０４、及びＺ軸方向送りねじ１０２が回転駆動される。このＺ軸方向送りねじ１０２には、タレット支持台１０１に固定されたナットがねじ込まれているのでこのＺ軸方向送りねじ１０２の回転駆動により、タレット支持台１０１がＺ軸案内面１００上を移動する。
【００７３】
タレット支持台１０１には、タレット１１７が旋回割出し可能に設けられている。タレット１１７には、工具Ｔが放射状に取り付けられている。更に、タレット１１７の一面には、工作物ハンド機構１１５が取り付けられている。工作物ハンド機構１１５は把持爪１１６を備えており、この把持爪１１６は工作物貯蔵装置（図示せず）に貯蔵された素材Ｍまたは加工済みの工作物Ｗを把持した後、工作物チャック９８に把持させたり、又は工作物チャック９８に把持されている工作物Ｗを把持し反転し、再び工作物チャック９８に把持させるためのものである。
【００７４】
更に、タレット支持台１０１の下面には、工作物ハンド機構１２０を取り付けることもできる（図６参照）。この場合には、タレット１１７の一面を使わずに済み、より大径の工作物に対応可能な工作物ハンド機構１２０を装着することができる利点がある。工作物ハンド機構１２０は把持爪１２１を備えており、この把持爪１２１により工作物貯蔵装置（図示せず）に貯蔵された素材Ｍ又は加工済みの工作物Ｗを把持し、工作物チャック９８に把持させるためのものである。
【００７５】
後部ベッド８３の前面中央部には、平面１１０が形成されている。この平面１１０は、垂直面または垂直面に近い平面であることが好ましい。しかしながら、略箱形状のベッド２を形成できるとともに切粉の落下がスムースに行える形状のものであればこの実施の形態のように所定の角度を有する傾斜した平面であってもよい。さらに、若干曲面状になっていてもよい。この平面１１０は、主軸取付面９５に対してＸ軸案内面８５側に凹状になるように形成されている。
【００７６】
（主軸固定型立旋盤８０の動作）
次に、前記実施の形態５の動作を説明する。ＮＣ装置を起動させて、この制御により加工動作を開始する。先ずタレット支持台１０１を移動させ、工作物ハンド機構１２０の把持爪１２１で工作物貯蔵装置（図示せず）に貯蔵された素材Ｍを把持し、工作物チャック９８に把持させる。
【００７７】
次に、タレット１１７を旋回割出しさせて所望の工具Ｔを割り出す。Ｘ軸サーボモータ９２が回転駆動されると、Ｘ軸サーボモータ９２の出力軸の歯付プーリ９１、歯付ベルト９０、歯付プーリ８９、及びＸ軸方向送りねじ８７が回転駆動される。このＸ軸方向送りねじ８７の回転駆動により、移動台８６がＸ軸案内面８５上を移動する。
【００７８】
同様に、Ｚ軸サーボモータ１０７の駆動により、Ｚ軸方向送りねじ１０２が回転駆動され、タレット支持台１０１がＺ軸案内面１００上を移動する。Ｘ軸サーボモータ９２及びＺ軸サーボモータ１０７を制御することにより、直線移動、直線補間、円弧補間し所望の加工を行う。加工中に排出される切粉、クーラントは、前記した主軸移動型立旋盤１と同様に処理されるので、ベッド８１の熱変形による工作物の加工精度に影響を与えない。
【００７９】
工作物の表面の加工が完了すると、工作物ハンド機構１２０の把持爪１２１により工作物チャック９８に把持されている工作物Ｗを把持し反転し、再び工作物チャック９８に把持させる。再びＸ軸サーボモータ９２及びＺ軸サーボモータ１０７を制御することにより、直線、移動、直線補間、円弧補間し裏面の加工を行う。加工が完了すると、工作物ハンド機構１２０により加工済み工作物Ｗを工作物貯蔵装置に排出する。
【００８０】
（発明の実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６を示し、前記実施の形態１の主軸移動型立旋盤１及び主軸固定型立旋盤８０を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置１３０を配置した立旋盤の加工システムである。主軸移動型立旋盤１のＸ軸案内面５と、主軸固定型立旋盤８０のＸ軸案内面８５との間にはＸ軸案内面５を延長し、かつ連結する連結Ｘ軸案内レール１３１が配置されている。
【００８１】
連結Ｘ軸案内レール１３１は、支持台１３２上に支持されており、この支持台１３２は後部ベッド８３の側面９４に形成された延長レール取付面９３にボルト等の固定手段で固定されている。それぞれ主軸移動型立旋盤１の主軸台３１および主軸固定型立旋盤８０のタレット支持台１０１は連結Ｘ軸案内レール１３１上を移動可能であり、工作物Ｗ又は素材Ｍの供給・排出を主軸台３１の工作物チャック４４またはタレット支持台１０１の工作物ハンド機構１２０で直接行うことができる。
【００８２】
また、主軸移動型立旋盤１及び主軸固定型立旋盤８０の間には、工作物貯蔵装置１３０の本体１３３が配置されている。本体１３３の上には、前記した工作物貯蔵装置１３０のパレット５８等が搭載されている。主軸移動型立旋盤１で前記した加工を行う。加工が終了した工作物Ｗは、工作物貯蔵装置１３０に戻す。次に、タレット支持台１０１を移動させ、工作物ハンド機構１２０の把持爪１２１で工作物貯蔵装置１３０に貯蔵された前記加工済みの工作物Ｗを把持し、工作物チャック９８に把持させる。
【００８３】
主軸台３１の工作物チャック４４から、主軸台９６の工作物チャック９８に直接受け渡してもよい。このとき、主軸台３１は、Ｘ軸案内面５、連結Ｘ軸案内レール１３１、Ｘ軸案内面８５上を移動する。次に、タレット１１７を旋回割出しさせて所望の工具Ｔを割り出し、前記した動作で加工を行う。加工が完了すると、工作物ハンド機構１１５又は工作物ハンド機構１２０により加工済み工作物Ｗを工作物貯蔵装置１３０に排出する。結局、主軸移動型立旋盤１及び主軸固定型立旋盤８０で必要な加工を行う。
【００８４】
（その他の実施の形態）
図９は、主軸移動型立旋盤１のその他の実施の形態を示した図であり、工具Ｔを直線状に１列又は２列に配列したくし型刃物台１５０としたものである。くし型刃物台１５０は垂直な面である両側の工具台取付面１５ａ、１５ａに取付けられる。すなわち、両側の工具台取付面１５ａ、１５ａに取付けることにより、ベッド２の前面である平面１８と、くし型刃物台１５０とのあいだに大きな空間１５１を形成することができ、切粉の下側の開口２１にスムースに落下させることができる。また、主軸移動型立旋盤１はＸ軸方向に長ストロークを有しており、工具Ｔを一線上に数多く並べることができる。
【００８５】
前記実施の形態１は、タレット支持台取付面１５の２ヶ所の何れか一方に、タレット支持台１６が取り付けられているが両方に取り付けても良い。前記実施の形態１の２本のＸ軸案内面５、及び実施の形態５の２本のＸ軸案内面８５は、水平面に配置されているが２つの水平面に配置しても良い。Ｘ軸案内レール、Ｚ軸案内レールをころがり直線案内機構のＸ軸案内面、Ｚ軸案内面として説明しているが案内機構をすべり案内機構とし、すべり案内機構のＸ軸案内面、Ｚ軸案内面であってもよい。また、前記前部ベッド部４及び前部ベッド部８２は、切粉、クーラントを受けて処理するものがあれば工作機械の本体の機能上なくても良い。
【００８６】
前記実施の形態５のタレット１１７に搭載したハンド機構１１５及びタレット支持台１０１に搭載したハンド機構１２０は、何れか一方に搭載すれば良く、両方に搭載する必要はない。前記実施の形態３及び４では、立旋盤は２台であったが２台以上の複数台であっても良い。
【００８７】
前記実施の形態２では、Ｘ軸案内面５と延長Ｘ軸案内レール５０とは、別部品として説明したが、一体に形成された一本の長い案内レールでも良く、後部ベッド部３からオーバーハングする部分を、別部品の支持台５２で支持することができる。
【００８８】
前記実施の形態５ではＸ軸レール８５の延長部分は備えていないが、前記実施の形態２の構造から理解されるように、同様構造の片持ち構造の延長Ｘ軸レール、及び工作物貯蔵装置を備えたものであっても良い。この延長Ｘ軸レールの詳細な構造は、前記実施の形態２と実質的に同一であり、その説明は省略する。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によると、次の効果が奏される。本発明の立旋盤は、延長Ｘ軸レールを機械本体のベッドとは別部品として設けたので、そのベッドより精度・剛性が低くて良い、ベッドの重量が軽くなる、機械本体の製作が容易である等の効果がある。また、本発明の立旋盤は、複数の旋盤を連結して使用するシステムの場合に構造的に簡素であるから連結が容易である。
【００９０】
単体の立旋盤として、又は複数の台数を組み合わせて旋削加工システムとしても使用でき柔軟性が高い。また、本発明の立旋盤は、最小の加工セルとして機能し、しかも簡素な構造である。また、本発明の立旋盤の加工システムは、ロボット、ローダ等の工作物自動供給装置を備えずに工作物を自動で供給・排出できる。
【００９１】
更に、本発明の立旋盤は、工作物の表・裏を１台で自動的に加工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１を示す主軸移動型立旋盤１の正面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線で切断した断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２の主軸移動型立旋盤１の正面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３を示し、主軸移動型立旋盤を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置及び工作物反転装置を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４を示し、主軸移動型立旋盤１を２台並列して配置し、この中央部に工作物貯蔵装置、及び上部に工作物反転装置を配置した主軸移動型立旋盤の加工システムである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態５を示し、主軸固定型立旋盤の正面図である。図５の正面図である。
【図７】図７は、図６のVII−VII線で切断した断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態６を示し、実施の形態１の主軸移動型立旋盤及び主軸固定型立旋盤を２台並列して配置し、中央部に工作物貯蔵装置を配置した立旋盤の加工システムである。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、主軸台移動型旋盤１のその他の実施の形態を示した図であり、工具Ｔを定間隔位置に配置したくし型刃物台を備えたものである。図９（ａ）は、側面図であり、図９（ｂ）はくし型刃物台の部分拡大図である。
【符号の説明】
１…主軸移動型立旋盤
２…ベッド
３，８３…後部ベッド部
４，８２…前部ベッド部
５，８５…Ｘ軸案内面
６，８６…移動台
１２，９２…Ｘ軸サーボモータ
１５，９５…タレット支持台取付面
１６，１０１…タレット支持台
１７，１１７…タレット
３０，１００…Ｚ軸案内面
５０…延長Ｘ軸案内レール
３１，９６…主軸台
８０…主軸固定型立旋盤
９５…主軸台取付面
１５０…くし型刃物台
【図１】
0003772926.tif 000002
【図２】
0003772926.tif 000003
【図３】
0003772926.tif 000004
【図４】
0003772926.tif 000005
【図５】
0003772926.tif 000006
【図６】
0003772926.tif 000007
【図７】
0003772926.tif 000008
【図８】
0003772926.tif 000009
【図９】
0003772926.tif 000010