JP2003175442A

JP2003175442A - 工作機械システム

Info

Publication number: JP2003175442A
Application number: JP2001374789A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakajima; 章雄中島
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の工作機械または加工部を並設した工作
機械システムにおいて、全体の横幅寸法を小さくすると
共に、高精度加工を実現できるものとする。【解決手段】複数の工作機械１を互いに近接または当
接した状態で並べて設けた工作機械システムとする。工
作機械１は、ワークＷを回転させる主軸９と刃物台１２
とを備え、主軸９は、工作機械１の並び方向と直交する
方向とする。これら工作機械１の並びのうち、少なくと
も一つの工作機械１は、主軸１を搭載するベッド８に設
置されたテールストック１１を有する。また、複数の工
作機械１の間でワークＷを搬送する搬送装置８０を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤等の複数の
工作機械を並べて設け、または複数の加工部を並べて設
けた工作機械システムに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】旋盤は、
基本的には図２３に示すように、正面側から見てベッド
１０１上の左右に主軸台１０２とテールストック１０４
とを対向させ、後ろ側に刃物台１０３を設置した構成が
一般的である。主軸台１０２は主軸１０７を回転自在に
支持した台である。しかし、テールストック１０４を設
けるために横幅寸法Ｌが大きなものとなる。

【０００３】タレット旋盤は、図２４に示すように、刃
物台１０３をタレットとし、多数の各種工具を割出自在
に搭載して高機能化を図ったものであり、ローダ等の搬
送装置（図示せず）を備えて自動運転されるものが多く
ある。自動運転を行うものなどでは、安全面や、切粉，
クーラントの飛散防止等のために、機械の全体を機体カ
バー１０５で覆ったものとされる。機体カバー１０５に
は段取り替え等のために開閉自在な正面扉１０６が設け
られる。１軸のタレット旋盤では、一般に同図に示すよ
うに、ベッド上の前部、つまり機体カバー１０５の扉１
０６を設けた面のある側に、主軸台１０２を設置し、後
部にタレット刃物台１０３Ａを配置した構成とされる。
タレット旋盤の場合、短いワークを扱うものが多く、テ
ールストックは設けない。しかし、テールストックを設
けないタレット旋盤において、比較的長いワークを加工
しようとすると、主軸１０７の主軸チャック１０７ａで
ワークＬの一端を把持しているだけであるため、支持剛
性が不足し、芯出し精度を上げることが難しい。

【０００４】そこで、タレット旋盤において、同図に鎖
線で示すようにテールストック１０９を設けることを考
えたが、同図のような主軸１０７とタレット刃物台１０
３Ａとが前後に並ぶタレット旋盤でその主軸１０７に対
向してテールストックを設けようとすると、旋盤全体の
横幅寸方Ｌが広くなり過ぎる。そのため、工場の床面積
を有効に活用することが難しく、旋盤の設置スペースが
得難くなる。特に、複数台の旋盤を横並びに配列する場
合、個々の旋盤の横幅が広くなると、配列できる台数が
少なくなる。また、このようなタレット旋盤等におい
て、テールストック１０９を設ける場合に、ベッド１０
１に支持フレーム（図示せず）を突出状態に取付け、そ
のフレーム上にテールストックを設置することが考えら
れるが、このような支持フレームを介在させると、テー
ルストックの剛性が低くなり、加工精度の十分な向上が
難しい。

【０００５】この発明の目的は、複数の工作機械または
加工部を並設した工作機械システムにおいて、全体の横
幅寸法を小さくすると共に、高精度加工を実現できるシ
ステムとすることである。この発明の他の目的は、ワー
クを反転して次の工作機械または加工部へ搬送できるよ
うにすることである。この発明のさらに他の目的は、高
精度加工を可能としながら、ワークの支持剛性を高める
ための手段を少なくできて、コスト低下が図れるように
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械シス
テムは、複数の工作機械または加工部を互いに近接また
は当接した状態で並べて設けた工作機械システムであっ
て、前記工作機械または加工部は、前記工作機械または
加工部の並び方向と直交する水平方向を軸心とし、ワー
クを支持して回転させる主軸と、ワークを加工する刃物
台とを備えるものであり、少なくとも一つの工作機械ま
たは加工部は、前記主軸を搭載するベッドに設置された
テールストックを有し、上記複数の工作機械または加工
部の間でワークを搬送する搬送装置を設けたものであ
る。なお、工作機械システムを構成する全ての工作機械
または加工部にテールストックを設けても良いが、一部
の工作機械または加工部だけがテールストックを有する
ものとしても良い。この構成によると、少なくとも一つ
の工作機械または加工部はテールストックを備えるた
め、このテールストックを備える工作機械においては、
棒状ワークであっても、ワークの支持剛性が高く得ら
れ、加工精度を高めることができる。テールストックは
ベッド上に設置されるため、例えばベッドに一体に設け
られた主軸台支持部に設置することができて、フレーム
等を介して支持するものに比べて、剛性の高いものとで
き、より精度の高い加工が可能になる。テールストック
を設けているが、その工作機械または加工部の主軸は、
これら工作機械または加工部の並び方向と直交する水平
方向を軸心としており、その前方にテールストックが配
置されることになるため、テールストックの設置によっ
て横幅寸法が広がらず、または広がりを最小限に抑える
ことができる。このため、工作機械システムの全体の横
幅寸法が小さいものとできる。

【０００７】上記搬送装置は、ワークを表裏反転する反
転機構を備えるものであっても良い。このように搬送装
置に反転機構を設けることにより、ワークを反転して次
の工作機械または加工部へ搬送できる。また、搬送装置
と別に反転装置を設けることが不要で、構成が簡単で、
かつワークの受け渡し回数も少なくて済む。

【０００８】この発明の工作機械システムにおいて、高
い芯だし精度の要求される加工と要求されない加工とを
行う場合に、上記テールストックを有する工作機械また
は加工部により、高い芯だし精度の要求される加工を行
うように制御する工作機械システム制御装置を設けても
良い。ここで言う高い芯だし精度を要求される加工か、
要求されない加工であるかは、任意に設定される加工精
度の基準で定めれば良い。旋盤等の機械加工において、
ワークにより、またはワークの加工部位により、高い芯
だし精度の要求される加工と、要求されない加工とがあ
り、これらの加工を並行して行えば良い場合がある。こ
のような場合、全ての工作機械または加工部にテールス
トックを備えていなくても、いずれかの工作機械または
加工部がテールストックを備えていれば、その備えてい
る工作機械または加工部に高い芯だし精度の要求される
加工を行わせることで、全ての加工に対して要求を満足
することができる。したがって、上記のように要求され
る加工精度によって加工を振り分ける制御装置を設ける
ことで、高精度加工を可能としながら、ワークの支持剛
性を高めるための手段を少なくできて、コスト低下が図
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。この工作機械システムは、複数の工作機械
１を互いに近接または当接した状態で並べて設けた工作
機械システムである。これら各工作機械１は、これらの
工作機械１の並び方向（Ｘ軸方向）と直交する水平方向
を軸心とし、ワークＷを支持して回転させる主軸９と、
ワーク９を加工する刃物台１２とを備える。この並び状
態にある工作機械１のうち、少なくとも一つの工作機械
１は、主軸９を搭載するベッド８に設置されたテールス
トック１１を有している。図１では、左端の工作機械１
が、テールストック１１を有するものとしてある。ま
た、上記複数の工作機械１の間でワークＷを搬送する搬
送装置として、搬送装置８０と、ローダ２とが設けられ
ている。搬送装置８０は、ワークＷを表裏反転する反転
機構８５を備える。搬送装置８０およびローダ２は、個
々の工作機械１毎、または隣合う工作機械１毎に設けて
も良く、また配列された全ての工作機械１に渡って搬送
可能なものとしても良い。搬送装置８０とローダ２との
使い分けは、ローダ２が搬送装置８０へワークＷを渡す
ようにしている。なお、ワークＷの表裏反転が必要な場
合に、搬送装置８０を用い、反転させない場合は、ロー
ダ２で直接に次工程の工作機械１へ搬送するようにして
も良い。素材ワークの供給台や完成品ワークの排出台
（図示せず）と工作機械１と間の搬送は、ローダ２によ
り行うようにしてある。

【００１０】図２は、この工作機械システムを制御する
工作機械システム制御装置９０の概念構成を示すブロッ
ク図である。この工作機械システム制御装置９０は、高
い芯だし精度の要求される加工と要求されない加工とを
行う場合に、上記テールストック１１を有する工作機械
１により、高い芯だし精度の要求される加工を行うよう
に制御するものとされている。この制御は具体的には次
のように行われる。

【００１１】工作機械システム制御装置９０は、各工作
機械１を制御する機械制御装置９１の集まりによって構
成され、またはこれにローダ２を制御するローダ制御装
置８３（図１３）を加えて構成される。各機械制御装置
９１は数値制御装置からなり、加工プログラム９５を実
行して工作機械１を制御する。各加工プログラム９５に
おいて、高い芯だし精度の要求される加工を行うもの
と、高い芯だし精度の要求されない加工を行うものとが
混在する場合がある。ここで言う高い芯出し精度は、任
意に定められる精度基準に対して高いか低いかを言う。
このように、高い芯だし精度の要求される加工を行う加
工プログラム９５と、高い芯だし精度の要求されない加
工を行う加工プログラム９５とがある場合は、テールス
トック１１を有する工作機械１の機械制御装置９１に、
高い芯だし精度の要求される加工プログラム９５を分配
する。この分配は、例えばオペレータが行う。

【００１２】搬送装置８０の制御は、工作機械１を制御
する機械制御装置９１で行うようにしても良く、また機
械制御装置９１とは別の搬送制御装置（図示せず）で行
うようにしても良い。機械制御装置９１で搬送装置８０
を制御するようにした場合は、その搬送プログラムは加
工プログラム９５に含める。別の搬送制御装置を設ける
場合、その搬送制御装置も工作機械システム制御装置９
０を構成するものとされる。図１３のローダ制御装置８
３に実行されるローダプログラム（図示せず）は、各加
工プログラム９５毎に設けられる。

【００１３】次に、この工作機械システムにおける個々
の工作機械１の具体的構成を説明する。図３は、工作機
械システムにおける配列の端部に設置された工作機械１
を示す。この工作機械１は、工作機械本体１Ａと、その
上に設置されたローダ２とを備える。工作機械本体１Ａ
およびローダ２の走行経路は、それぞれ機体カバー３お
よびローダカバー４で覆われている。工作機械本体１Ａ
の前面上部に、操作盤５が設けられ、かつ背面に制御盤
６（図３（Ｃ））が設置されている。工作機械本体１Ａ
の後方に延びてチップコンベア７が設けられている。

【００１４】図４は、テールストック付きの工作機械１
について、工作機械本体１Ａを機体カバー３の部分で破
断した破断平面図である。工作機械本体１Ａは、ワーク
Ｗを支持して回転させる主軸９と、この主軸９によって
支持されたワークＷを加工する加工手段１２Ａと備え
る。加工手段１２Ａは、刃物台１２と、この刃物台１２
に装着された工具１８とで構成される。主軸９は、ベッ
ド８の後部に設置された主軸台１０に回転自在に支持さ
れている。主軸９と対向して、ベッド８の前部にテール
ストック１１が設けられている。主軸９は、前後方向
（Ｚ軸方向）に沿って設けられ、前端にワークＷを支持
する主軸チャック９ａを有しており、主軸モータ１３に
より回転駆動される。刃物台１２は、タレット刃物台か
らなり、送り台１４を介してベッド８上に、直交する２
軸方向（Ｚ軸方向およびＸ軸方向）に移動自在に設置さ
れている。送り台１４は、主軸台１０の側方でベッド８
の上面に設けられたガイド１５上に、主軸９と直交する
水平方向（Ｘ軸方向）に進退自在に設置されており、進
退駆動装置１６により進退駆動される。進退駆動機構１
６は、モータと送りねじ機構からなる。刃物台１２は、
送り台１４にタレットバー１７を介して軸方向（Ｚ軸方
向）の進退が自在で、かつ軸心回りの割出回転が自在と
されている。送り台１４は、上記ガイド１５上に設置さ
れた送り台ベース部と、この送り台ベース部上に搭載さ
れてタレットバー１７を設置した前後移動台部との２段
積み構成のものであり、これら送り台ベース部の左右移
動および前後移動台部の進退により、上記直交２軸方向
の進退が行われる。なお送り台１４を上記２段積み構成
とする代わりに、タレットバー１７を送り台１４に対し
て進退自在としてもよい。タレット刃物台１２は、正面
形状が多角形のドラム状のものであり、各角間の周面部
分からなる各工具ステーションＳに、工具１８がそれぞ
れ設置される。工具１８は、バイト等の固定工具であ
り、ドリル，ミリングヘッド等の回転工具等を適宜設置
することができる。テールストック１１は、前後方向に
進退自在な心押軸１９を有し、主軸９によって支持され
たワークＷを軸方向に押さえて支持するものである。

【００１５】機体カバー３は、主軸９、テールストック
１１、および刃物台１２を含めて、ベッド８の上方にお
ける加工空間Ｒを覆うカバーである。機体カバー３は、
この例ではベッド８の上面の全体に渡ってその上方空間
を覆うように設けられている。機体カバー３は、内部仕
切りカバー部３ａを有していて、この内部仕切りカバー
部３ａにより、ベッド８上の空間を、主軸台１０および
送り台１４の配置された後部空間Ｑと、主軸チャック９
ａ，テールストック１１、および刃物台１２が位置する
前部空間である加工空間Ｒとに仕切っている。機体カバ
ー３は、テールストック１１の前方に位置して、開閉可
能な正面扉２０を有している。また、テールストック１
１の配置された前部側面に位置して、側面扉２１を有し
ている。これら正面扉２０および側面扉２１は、いずれ
もスライド扉とされ、それぞれ矢印ａ，ｂで示すよう
に、左右方向および前後方向にスライドして開閉され
る。

【００１６】図５は正面扉２０および側面扉２１の両方
を閉じた状態の外観斜視図である。同図においてローダ
２（図３）は図示を省略してある。正面扉２１は、覗き
窓２２および把手２３を有している。側面扉２１は手動
で開閉させられる。図６は、正面扉２０および側面扉２
１の両方を閉じた状態の部分拡大外観斜視図である。

【００１７】図７および図８に示すように、ベッド８
は、主軸台設置台部８ａおよびテールストック設置台部
８ｂを一体に有していて、これら主軸台設置台部８ａお
よびテールストック設置台部８ｂ上に図４の主軸台１０
およびテールストック１１が設置される。ベッド８が鋳
造品である場合、主軸台設置台部８ａおよびテールスト
ック設置台部８ｂは、ベッド８における他の部分と一体
に鋳造される。ベッド８は、前部の上面が、切粉回収用
のホッパー状の凹部８ｃとして形成され、その最下部に
切粉排出開口２５が形成されている。テールストック設
置台部８ｂはホッパー状凹部８ｃの底面から一体に突出
した台として形成されている。主軸台設置部８ａは、ベ
ッド８の後部の平坦上面部８ｄに設けられている。主軸
台設置部８ａは、平坦上面部８ｄから若干突出して設け
てあるが、平坦面部８ｄと同一平面の部分であっても良
い。ベッド８の後方に、ローダ設置フレーム２６が配置
され、ベッド８に組付けられる。

【００１８】図９ないし図１２と共に、テールストック
１１の具体例を説明する。テールストック１１の外形の
正面形状は、図９（Ｂ）および図１１に示すように、タ
レット刃物台１２側の側面に切欠状部分１１ａを有する
形状とされている。この切欠状部分１１ａは、タレット
刃物台１２の主軸側に割り出された工具ステーションＳ
の下側隣の工具ステーションＳ₁の工具１８との干渉を
避け、タレット刃物台１２の前後方向の移動を許容する
形状に形成されている。テールストック１１は、上部の
上記側面側に偏って心押軸１９の支持部となるシリンダ
部２７を有し、このシリンダ部２７がその下部よりも側
方へ突出していて、この側面の下端付近にガイド係合部
２８が側方に突出して設けられ、これらシリンダ部２７
とガイド係合部２８との間の側面部分が上記切欠状部分
１１ａとなる。テールストック１１の上面におけるシリ
ンダ部２７から切欠状部分１１ａと反対側の側面までの
部分は、側面側へ下降する傾斜面とされ、この傾斜面
は、後に説明するテールストック本体３０に取付けらた
切粉滑り落とし用のカバー３７により形成されている。

【００１９】テールストック１１は、ベッド８のテール
ストック設置台部８ｂ上のガイド２９に沿って前後方向
に移動自在なテールストック本体３０と、このテールス
トック本体３０に前後方向に進退自在に設置された心押
軸１９とを有する。上記シリンダ部２７は、テールスト
ック本体３０の上部の一側部に一体に設けた部分であ
る。ガイド２９は、テールストック設置台部８ｂ上にボ
ルト等で固定されたテールストックベース３１に設けら
れ、例えば１本の滑り案内突条として設けられている。
ガイド２９は、テールストック本体３０のシリンダ部２
７側に偏った位置にある。上記ガイド係合部２８は、テ
ールストック本体３０に設けられてガイド部２９に摺動
自在に係合する部分である。テールストック本体３０
は、ガイド２９上を手で押して進退移動可能であり、任
意の位置で、締付け固定具３５により進退不能に固定さ
れる。締付け固定具３５は、ガイド２９に沿ってテール
ストックベース３１に設けられた断面逆Ｔ字状の係合溝
３２と、この係合溝３２に進退自在に係合する逆Ｔ字状
の係合具３３と、この係合具３３を係合溝３２の下向き
の内壁面に押し付け状態となるように締め付ける締め付
けボルト３４とで構成される。

【００２０】心押軸１９は、テールストック本体３０に
内蔵の心押軸駆動手段３８により進退駆動が可能であ
り、この心押軸１９のテールストック本体３０に対する
軸方向の位置を連続的に検出する心押軸位置検出手段３
９が設けられている。この心押軸位置検出手段３９は、
心押軸９と一体に進退するラック部材４０と、このラッ
ク部材４０に噛み合って回転自在なピニオン４１と、こ
のピニオン４１の回転数を係数する係数手段４２とで構
成される。心押軸位置検出手段３９は、係数手段４２で
係数された回転数から進退位置のデータに変換するデー
タ変換手段４３を有するものとしても良い。係数手段４
２は、例えばロータリエンコーダからなり、テールスト
ック本体３０に取付けられてその回転入力軸に上記ピニ
オン４１が取付けられる。ラック部材４０は、テールス
トック本体３０のシリンダ部２７に設けられた長窓４４
を貫通した連結部材４５（図９（Ｃ））を介して心押軸
１９に連結される。

【００２１】図１０は、テールストック１１の心押軸１
９の高さ位置における水平断面図である。心押軸１９は
中空軸とされて先端にセンタ４６が取付けられており、
テールストック本体３０のシリンダ部２７に進退自在に
嵌合している。心押軸駆動手段３８は、心押軸１９の後
部に一体に設けられた中空軸部分からなる可動のシリン
ダ本体１９ａと、テールストック本体３０に設けられた
固定ピストン５０ａとでなる油圧シリンダとされてい
る。すなわち、テールストック本体３０は、シリンダ部
２７の軸心部に固定の中央軸５０を有しており、中央軸
５０の中間に上記固定ピストン５０ａが設けられてい
る。固定ピストン５０ａは、心押軸１９のシリンダ本体
１９ａ内に相対的に摺動自在に嵌合しており、シリンダ
本体１９ａ内を前後の油室４９，４８に仕切っている。
シリンダ本体１９ａの後端は、中央軸５０の外周に摺動
自在に嵌合する環状の後端蓋４７で密閉されている。各
油室４８，４９は、中央軸５０、およびシリンダ部２７
の後端のキャップ２７ａに設けられた油路５１，５２を
介して油圧ユニット（図示せず）に連結される。

【００２２】図１０（Ａ）は、心押軸１９が前進端まで
突出した状態を示し、同図（Ｂ）は心押軸１９が後退端
まで後退した状態を示す。

【００２３】図１３〜図２１と共に、ローダ２の構成を
説明する。図１４に示すように、ローダ２は、主軸９の
軸心方向である水平なＺ軸方向と、このＺ軸方向に直交
する水平な方向であるＸ軸方向、および鉛直方向である
Ｙ軸方向に移動自在なローダヘッド６１を有する。ロー
ダ２は、レール６２上を左右方向（Ｘ軸方向）に走行す
る走行体６３と、この走行体６３に前後方向（Ｚ軸方
向）に進退自在に搭載された前後移動台６４と、この前
後移動台６４に昇降自在に設置された昇降ロッド６５と
を有し、昇降ロッド６５の下端に上記ローダヘッド６１
が設けられている。これら走行体６３の走行、前後移動
台６４の進退、および昇降ロッド６５の昇降により、ロ
ーダヘッド６１の上記３軸方向の移動が行われる。

【００２４】レール６２は、工作機械本体１Ａの上方に
左右に延びて設置された水平フレーム６６に設けられて
いる。水平フレーム６６は、上記ローダ設置フレーム２
６（図７）の一部を構成する。図１５に示すように、前
後移動台６４は、走行体６３に設けられたガイド６７上
に進退自在に支持されている。図１３のように、工作機
械本体１Ａの機体カバー１の上面には、ローダヘッド６
１が出入りするローダ出入り口６８が設けられ、駆動手
段６９で開閉駆動されるシャッタ６８ａがローダ出入り
口６８に設けられている。

【００２５】ローダヘッド６１は、図１７，図１８に示
すように、ワーク軸心がＺ軸方向に向くように把持する
２つのローダチャック７０を有し、これら２つのローダ
チャック７０を、Ｚ軸方向の軸心回りに旋回させる旋回
機構７１を有する。旋回機構７１は、図１８（Ａ）に示
すように、ローダヘッド６１の本体にＺ軸方向の旋回中
心回りに旋回自在に設けられた旋回ヘッド７２と、この
旋回ヘッド７２を旋回させる旋回付与部７３とでなる。
旋回ヘッド７２は、ローダヘッド６１における旋回側部
分を構成する。２つのローダチャック７０は、旋回ヘッ
ド７２の直交する２面にそれぞれ設けられており、旋回
ヘッド７２と共に旋回する。旋回ヘッド７２は、正面形
状が正方形状に形成されている。旋回機構７１によるロ
ーダチャック７０の旋回は、９０°毎の割出角度で旋回
可能であれば良く、旋回可能角度が９０°であっても、
１８０°であっても、また３６０°であっても良い。

【００２６】図１９に示すように、旋回ヘッド７２は、
背面に突出して設けられた軸部７２ａが、ローダヘッド
６１に軸受７４で回転自在に支持されている。旋回付与
部７３はカム機構からなり、軸部７２ａに設けられたカ
ムフォロア７５と、これに当接するカム７６とで構成さ
れる。カム７６は、ローダヘッド６１内に設けられた回
転軸７７に設けられており、昇降ロッド６５内に設けら
れた旋回操作軸７８の回転が、傘歯車機構等からなる伝
達機構７９を介して伝達される。旋回操作軸７８を回転
させるモータ等の駆動源（図示せず）は、昇降ロッド６
５を支持した前後移動台６４（図１５）に設置されてい
る。

【００２７】図２０に示すように、旋回付与部７３とな
るカム機構のカムフォロア７５は、旋回部材７５ａの円
周方向複数個所にローラ７５ｂを取付けたものとされ、
非円形の板状のカム７６が回転によりローラ７５ｂに接
して、旋回部材７５ａを旋回させる。

【００２８】図２１に示すように、各ローダチャック７
０は、互いに開閉可能な複数のチャック爪７０ａの開閉
によりワークＷを把持するものであり、各ローダチャッ
ク７０の開閉は、旋回ヘッド７２に取付けられたチャッ
ク開閉機構７７により行われる。チャック開閉機構７７
は、開閉駆動源７８と、この開閉駆動源７８の駆動をチ
ャック爪７０ａに伝達する伝達機構７９とで構成され
る。開閉駆動源７８は、流体圧シリンダからなる。伝達
機構７９は、支軸７９ａ回りに回動自在なＬ形レバーの
一端を、開閉駆動源７８で進退されるロッド７８ａの係
合溝に係合させ、他端をチャック爪７０ａに係合させた
ものである。なお、チャック爪７０ａは、ワークＷに応
じて交換可能であり、図２１はチャック爪７０ａにおけ
る爪基部だけが図示してある。この爪基部に、チャック
爪７０ａの交換自在な部分が取付けられる。

【００２９】図１６に示すように、工作機械本体１Ａの
上方には、主軸９の上方の所定の受取位置Ｕでローダ２
からワークＷを受け取る搬送装置８０が設置されてい
る。上記受取位置Ｕは、主軸９の真上であっても良い
が、この実施形態では主軸９の真上の側方としてある。
この搬送装置８０は、次工程の工作機械１にワークＷを
搬送するものであり、次工程の工作機械１の上方まで延
びている。なお、工作機械１が、主軸と刃物台とで構成
される複数の加工部を有するものである場合、例えば平
行２軸旋盤の場合、搬送装置８０は同じ工作機械１にお
ける隣合う加工部間にワークＷを搬送するものとしても
良い。搬送装置８０は、ワークＷを把持する把持具８１
が、ローダ２の２つのローダチャック７０のうちの横側
位置にあるローダチャック７０に対面してワークＷを受
け取り可能なものとされている。把持具８１は、例えば
チャック爪を有する開閉自在なチャックとされる。

【００３０】搬送装置８０は、ワークＷの搬送と、ワー
クＷを表裏反転させる反転装置としての機能とを備えた
ものとされている。搬送装置８０は、把持具８１を水平
なガイド８２に沿って左右方向（Ｘ軸方向）に進退自在
に設置し、かつ把持具８１を任意の進退位置で正面（Ｚ
軸方向）を向く回転角度と、同図に鎖線で示すように横
方向（Ｘ軸方向）を向く回転角度とに回転自在としたも
のである。把持具８１の進退および回転は、それぞれ駆
動源（図示せず）によって行われる。搬送装置８０は、
上記把持具８１を２つ有していて、それぞれ現工程側お
よび次工程側に配置される。両把持具８１を互いに対面
するように横向き姿勢とすることで、これら２つの把持
具８１の間でワークＷの受渡しが可能である。一方の把
持具８１が正面を向く姿勢でワークＷを受け取り、両把
持具８１でワークＷの受渡しを行った後に、その受取り
側の把持具８１が正面を向くことで、ワークＷの表裏反
転が行われる。上記２つの把持具８１と、これら把持具
８１を方向転換させる機構（図示せず）とで、反転機構
８５が構成される。なお、搬送装置８０は反転機構８５
を有しないものてあっても良い。

【００３１】図１３に示すように、ローダ２はローダ制
御装置８３によって制御される。ローダ制御装置８３
は、例えばコンピュータ式の数値制御装置で構成され
る。ローダ制御装置８３は、ローダヘッド６１の下側位
置にあるローダチャック７０で主軸９からワークＷを受
け取り、この受け取ったローダチャック７０がローダヘ
ッド６１の横側位置に来るように２つのローダチャック
７０を旋回させ、その後、この受け取ったローダチャッ
ク７０が上記受取位置Ｕの把持具８１と対面するように
ローダヘッド６１を移動させるものとしてある。

【００３２】なお、図１に示す工作機械システムの各工
作機械１のうち、テールストック１１を有しない工作機
械１は、テールストック１１を設けないこと、およびベ
ッド８にそのテールストック設置台部８ｂを設けない他
は、上記のテールストック１１を設けた工作機械１と同
じ構成である。また、そのテールストック１１を有しな
い工作機械１においても、搬送装置８０およびローダ２
が設置される。

【００３３】この構成の工作機械システムによると、図
１に示すように、少なくとも一つの工作機械１がテール
ストック１１を備えるため、このテールストック１１を
備えた工作機械１（図４）においては、棒状ワークであ
っても、ワークＷの支持剛性が高く得られ、加工精度を
高めることができる。テールストック１１はベッド８に
一体に設けられた主軸台支持部８ｂに設置されているた
め、フレーム等を介して支持するものに比べて、剛性の
高いものとできて、より精度の高い加工が可能になる。
テールストック１１を設けているが、その工作機械１の
主軸９は、複数の工作機械１の並び方向（Ｘ軸方向）と
直交する水平方向を軸心としており、その前方にテール
ストック１１が配置されているため、テールストック１
１の設置によって横幅寸法Ｌが広がらず、または広がり
を最小限に抑えることができる。このため、工作機械シ
ステムの全体の横幅寸法が小さいものとできる。

【００３４】上記搬送装置８０は、ワークＷを表裏反転
する反転機構８５を有するため、ワークＷを反転して次
の工作機械１に搬送することができる。そのため、搬送
装置８０とは別に反転装置を設けることが不要で、構成
が簡単で、かつワークＷの受け渡し回数も少なくて済
む。

【００３５】図２に示すように、工作機械システム制御
装置９０は、高い芯だし精度の要求される加工と要求さ
れない加工とを行う場合に、テールストック１１を有す
る工作機械１により、高い芯だし精度の要求される加工
を行うように制御する。そのため、全ての工作機械１に
テールストック１１を備えていなくても、工作機械シス
テムとして、高い芯だし精度の要求される加工を行うこ
とができる。したがって、高精度加工を可能としなが
ら、ワークＷの支持剛性を高めるための手段であるテー
ルストック１１を少なくできて、コスト低下が図れる。

【００３６】テールストック１１を備えた工作機械１に
おいて、テールストック１１は上記の構成としたため、
次の各作用，効果が得られる。すなわち、刃物台１２
は、ベッド８の主軸９の側方に設置された平行型のタレ
ット刃物台であるため、テールストック１１を設けた場
合、一般的に考えるとテールストック１１との干渉の問
題が生じる。例えば、図１２に示すように、タレット刃
物台１２は、主軸９側に最も近づいた場合、図中に刃物
台１２の移動位置を鎖線ｍで示すように、主軸チャック
９ａの直ぐ前まで移動する。図中のハッチングを付して
示すエリアＲａは、工具１８がワークＷに接して加工可
能な加工エリアである。このように、タレット刃物台１
２が主軸軸心に近づくと、そままタレット刃物台１２を
前後に移動させたときに、タレット刃物台１２の主軸側
に割り出された工具ステーションＳの下側隣の工具ステ
ーションＳ₁（図１１）の工具１８がテールストック１
１と干渉する恐れが生じる。しかし、この実施形態で
は、テールストック１１のタレット刃物台１２側の側面
に切欠状部分１１ａを設けたため、この切欠状部分１１
ａ内に工具１８が位置し、工具１８とテールストック１
１との干渉を避けることができる。なお、この干渉は、
テールストック本体３０から心押軸１９を長く突出させ
ることでも回避できるが、その場合、心押軸１９が片持
ち状に長く延びるために支持剛性が低くなる。上記のよ
うに切欠状部分１１ａを設けた場合は、心押軸１９を長
く突出させることなく干渉回避が行え、テールストック
１１による支持剛性を高めることができる。

【００３７】図９に示すように、テールストック１１
は、ベッド８上のガイド２８に沿って前後方向に移動自
在なテールストック本体３０と、このテールストック本
体３０に前後方向に進退自在に設置された心押軸１９と
でなるため、ワークＷの長さに応じてテールストック本
体３０の前後位置を調整することができる。そのため、
テールストック本体３０に対する心押軸１９の小さなス
トロークで種々の長さのワークＷに対応することができ
る。したがって、ワークＷのロット替え時等にテールス
トック本体３０の位置調整を行っておくことにより、ワ
ークＷのクランプとその解除を行う各回の心押軸１９の
動作距離が短くて済み、動作時間が短縮できる。

【００３８】また、この工作機械システムにおいて、ロ
ーダ２および搬送装置８０は、次のように優れた作用，
効果を奏する。ローダヘッド６１は、主軸９に平行な方
向を向く２つのローダチャック７０を有し、これら２つ
のローダチャック７０が、主軸９と平行な旋回軸心回り
に旋回自在とされるため、旋回動作は図１７や図１４か
ら判るように、ローダチャック７０に支持されたワーク
Ｗの軸心が円筒面を成すように旋回することになる。そ
のためワークＷを大きく振り回すことがなく、旋回のた
めに必要な空間が小さくて済み、刃物台１２等の加工手
段１２Ａとの干渉が生じない。したがって、ワークＷが
棒状であっても、加工手段１２Ａとの干渉回避のための
ローダ動作を無くすことができる。

【００３９】図１６のように、工作機械本体１Ａの上方
に、所定の受取位置Ｕでローダ２からワークＷを受け取
る搬送装置８０を設けた場合は、加工済みのワークＷを
ローダ２から搬送装置８０に渡し、搬送装置８０から次
工程の工作機械１や加工部に搬送することができる。こ
の搬送装置８０は、ワークＷを把持する把持具８１が、
ローダ２の２つのローダチャック７０のうちの横側位置
にあるローダチャック７０に対面してワークＷを受け取
るものであるため、ローダ２により主軸９から加工済み
ワークＷを片方のローダチャック７０で受け取った後、
旋回動作を行ってもう片方のローダチャック７０から主
軸９に未加工のワークＷを渡した後、ローダ２にローダ
チャック７０の旋回動作を行わせることなく、搬送装置
８０に渡すことができる。このため、ローダ２の動作を
回数を減らし、ローダ制御を簡素化できる。この制御
は、上記構成のローダ制御装置８３を設けることで実現
される。

【００４０】このように制御する場合、ローダチャック
７０が主軸９からワークＷを受け取った後、旋回動作で
既にそのローダチャック７０がある程度上昇しているた
め、ローダチャック７０が搬送装置８０と対応する位置
までローダチャック７０を上昇させるについて、昇降量
は主軸９と搬送装置８０の高さの差ｈから、旋回動作で
ローダチャック７０が上昇する高さ分ｈ₂（図１８
（Ｂ））を差し引いた残り高さｈ₁で済む（なお、図１
３では、図示の都合上、旋回動作による高さ分ｈ₂を残
り高さｈ₁の上側に示してあるが、旋回動作はローダヘ
ッド６１が主軸９と対向する高さの時に行われる）。こ
のため、ローダヘッド６１の上昇量（ｈ₁）が小さくて
済み、それだけローダ２が昇降ストロークの短いもので
済み、機械全体の実質高さを低くすることかできる。ま
た、このように上昇量（ｈ₁）が少なくて済むため、主
軸９とローダヘッド６１間のワーク受け渡しの後に搬送
装置８０へワークＷを渡すまでの上昇時間が短縮でき
て、ワーク加工のサイクルタイムが短縮される。

【００４１】図２２は、工作機械システム制御装置９０
の変形例を示す。この例の工作機械システム制御装置９
０は、各機械制御装置９１の他に、上位制御装置９２を
備える。各工作機械１は、それぞれ数値制御装置からな
る機械制御装置９１により制御される。これら機械制御
装置９１は、上位制御装置９２により管理される。ロー
ダ２は、ローダ制御装置８３（図１３）によって制御さ
れる。上位制御装置９２は、プログラム記憶手段９３と
制御部９４とを有していて、プログラム記憶手段９３に
はいずれかの工作機械１の機械制御装置９１に実行させ
る加工プログラム９５が記憶されている。プログラム記
憶手段９３には、各加工プログラム９５毎に、ローダ２
を制御するローダプログラム（図示せず）が記憶されて
いる。搬送装置８０を制御するプログラムは、加工プロ
グラム９５に含めても良く、また加工プログラム９５と
は別に設けてプログラム記憶手段９３に記憶させても良
い。制御部９４は、プログラム記憶手段９３に記憶され
た加工プログラム９５を、所定の基準で各機械制御手段
９１に分配する処理を行う。加工プログラム９５の分配
に従って、ローダ制御プログラムもローダ制御装置８３
へ分配する。上記所定の基準は、例えば、設定された加
工スケジュールである。

【００４２】各加工プログラム９５において、高い芯だ
し精度の要求される加工を行うものと、高い芯だし精度
の要求されない加工を行うものとが混在する場合があ
る。ここで言う高い芯出し精度は、任意に定められる精
度基準に対して高いか低いかを言う。このように、高い
芯だし精度の要求される加工を行う加工プログラム９５
と、高い芯だし精度の要求されない加工を行う加工プロ
グラム９５とがある場合に、制御部９４は、テールスト
ック１１を有する工作機械１の機械制御装置９１に、高
い芯だし精度の要求される加工プログラム９５を分配す
る。この分配は、加工プログラム９５にある所定のデー
タから、制御部９４が自動的に要求精度の高い低いを判
断して行うようにしても良く、またスケジュール設定等
において、上記の分配が行われるように、各加工プログ
ラム９５とそれを実行する機械制御装置９１の関係をオ
ペレータが定めて設定しておくようにしても良い。

【００４３】なお、上記各実施形態は、工作機械がタレ
ット旋盤である場合につき説明したが、この発明におい
て、配列される工作機械は、旋盤に限らず、主軸と刃物
台を有する工作機械であれば良い。また、配列は、工作
機械に限らず、加工部であっても良い。ここで言う加工
部は、工作機械の一部であって、主軸と刃物台とで構成
されて独立して加工を行える部分のことである。例え
ば、上記加工部は、平行２軸旋盤において、左右の各主
軸と刃物台の組からなる部分であっても良い。工作機械
システムの全体または一部が平行２軸旋盤である場合、
その平行２軸旋盤の一方の加工部にテールストックを設
置しても良い。

【００４４】

【発明の効果】この発明の工作機械システムは、複数の
工作機械または加工部を互いに近接または当接した状態
で並べて設けた工作機械システムであって、前記工作機
械または加工部は、前記工作機械または加工部の並び方
向と直交する水平方向を軸心とし、ワークを支持して回
転させる主軸と、ワークを加工する刃物台とを備えるも
のであり、少なくとも一つの工作機械または加工部は、
前記主軸を搭載するベッドに設置されたテールストック
を有し、上記複数の工作機械または加工部の間でワーク
を搬送する搬送装置を設けたものであるため、全体の横
幅寸法を小さくすると共に、高精度加工を実現できるシ
ステムとできる。上記搬送装置が、ワークを表裏反転す
る反転機構を備えるものである場合は、ワークを反転し
て次の工作機械または加工部へ搬送することができる。
工作機械システム制御装置として、高い芯だし精度の要
求される加工と要求されない加工とを行う場合に、上記
テールストックを有する工作機械または加工部により、
高い芯だし精度の要求される加工を行うように制御する
制御装置を設けた場合は、高精度加工を可能としなが
ら、ワークの支持剛性を高めるための手段を少なくでき
て、コスト低下が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械システ
ムの破断平面図である。

【図２】同工作機械システムの制御系のブロック図であ
る。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれこの発明の一実施形
態にかかるローダ付き工作機械の正面図、側面図、およ
び平面図である。

【図４】同工作機械の拡大破断平面図である。

【図５】同工作機械のローダ省略状態の外観斜視図であ
る。

【図６】同工作機械の扉開き状態の部分拡大斜視図であ
る。

【図７】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同工作機械のベッド
の平面図および正面図である。

【図８】同ベッドの斜視図である。

【図９】（Ａ）は同工作機械のテールストックの側面
図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ
断面図である。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同テールストック
の心押軸伸長状態および短縮状態をそれぞれ示す拡大水
平断面図である。

【図１１】テールストックとタレット刃物台の関係を示
す概略正面図である。

【図１２】主軸とテールストックと刃物台の位置関係を
示す破断平面図である。

【図１３】同工作機械とローダの関係を示す破断側面図
である。

【図１４】同ローダの正面図である。

【図１５】同ローダの側面図である。

【図１６】同ローダと搬送装置の関係を示す側面図であ
る。

【図１７】ローダヘッドの斜視図である。

【図１８】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれローダヘッドの側
面図および正面図である。

【図１９】同ローダヘッドの破断側面図である。

【図２０】同ローダヘッドのヘッド回転機構の側面図で
ある。

【図２１】同ローダヘッドの旋回付与部の破断正面図で
ある。

【図２２】同工作機械システムの制御系の変形例を示す
ブロック図である。

【図２３】従来例の側面図である。

【図２４】他の従来例の側面図である。

【符号の説明】１…工作機械２…ローダ３…機体カバー４…ローダカバー８…ベッド９…主軸１０…主軸台１１…テールストック１２…刃物台６１…ローダヘッド７０…ローダチャック８０…搬送装置８１…把持具８３…ローダ制御装置８５…反転機構９０…工作機械システム制御装置９１…機械制御装置９２…上位制御装置Ｗ…ワーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の工作機械または加工部を互いに近
接または当接した状態で並べて設けた工作機械システム
であって、前記工作機械または加工部は、前記工作機械
または加工部の並び方向と直交する水平方向を軸心と
し、ワークを支持して回転させる主軸と、ワークを加工
する刃物台とを備えるものであり、少なくとも一つの工
作機械または加工部は、前記主軸を搭載するベッドに設
置されたテールストックを有し、上記複数の工作機械ま
たは加工部の間でワークを搬送する搬送装置を設けた工
作機械システム。
【請求項２】上記搬送装置は、ワークを表裏反転する
反転機構を備えるものである請求項１記載の工作機械シ
ステム。
【請求項３】高い芯だし精度の要求される加工と要求
されない加工とを行う場合に、上記テールストックを有
する工作機械または加工部により、高い芯だし精度の要
求される加工を行うように制御する工作機械システム制
御装置を設けた請求項１または請求項２記載の工作機械
システム。