JP2021053713A

JP2021053713A - 旋盤

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Publication number: JP2021053713A
Application number: JP2019176604A
Authority: JP
Inventors: 則夫賀来; Norio Kaku
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-04-08
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: TW202112470A; JP7348499B2; WO2021059938A1

Abstract

【課題】主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせる旋盤を提供する。【解決手段】旋盤１は、機械本体１０と多関節ロボット５０を備える。機械本体１０は、主軸中心線ＡＸ１に沿って棒材Ｗ１を解放可能に把持する主軸２１を加工室１４に有し、主軸２１の前端２１ａから出た棒材Ｗ１を加工する。多関節ロボット５０は、機械本体１０の外側に取り付けられたロボットアーム６０、及び、該ロボットアーム６０のリスト６３に取り付けられたグリッパ７０を有し、機械本体１０の外部Ｏ１においてグリッパ７０で棒材Ｗ１を解放可能に把持し、該棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、後端から棒材が供給される主軸を備える旋盤に関する。

旋盤として、主軸の後端から棒材を主軸中心線に沿って主軸に供給して主軸の前端から出た棒材を工具により加工する主軸移動型旋盤が知られている。主軸移動型旋盤が主軸の前端から出た棒材をガイドブッシュで支持する場合、ガイドブッシュから出た棒材が加工される。
後端から主軸に棒材を供給する装置として、バーフィーダーが使用されている。例えば、特許文献１には、バーフィーダーとしての棒材供給機が開示されている。バーフィーダーは、旋盤とは独立して旋盤の側方に設置され、主軸中心線を中心として高速度で回転する長尺な棒材を支持する。バーフィーダーは、棒材を支持する以外に棒材の搬送機構等が必要であるため、主軸中心線方向において棒材よりも長い大きさを有している。バーフィーダーを設置する際には、高速度で回転する棒材の回転振れを抑制するため、棒材の芯出し作業が行われている。この芯出し作業は、感覚に頼る部分が多いため、専門の技術者を派遣することにより行われている。

特開平０５−１１１８０７号公報

旋盤の側方にバーフィーダーを設置するためには、主軸中心線方向において長尺な棒材よりも長い設置スペースが工場に必要である。
尚、上述のような問題は、主軸の後端から棒材を主軸中心線に沿って主軸に供給する必要がある限り、主軸固定型旋盤にも存在する。

本発明は、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせることが可能な旋盤を開示するものである。

本発明の旋盤は、主軸中心線に沿った棒材を解放可能に把持する主軸を内部に有し、前記主軸の前端から出た前記棒材を加工する機械本体と、
前記機械本体の外側に取り付けられたロボットアーム、及び、該ロボットアームの先端に取り付けられたグリッパを有し、前記機械本体の外部において前記グリッパで前記棒材を解放可能に把持し、該棒材を前記主軸中心線に沿って前記主軸の後端から前記主軸に供給する多関節ロボットと、
を備える、態様を有する。

本発明によれば、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせる旋盤を提供することができる。

旋盤の例を模式的に示す正面図である。多関節ロボットの例を模式的に示す正面図である。旋盤の例を模式的に示す左側面である。グリッパの例を模式的に示す左側面である。旋盤の電気回路の構成例を模式的に示すブロック図である。旋盤で行われる棒材供給加工処理の例を示すフローチャートである。旋盤で行われる棒材把持処理の例を示すフローチャートである。旋盤で行われる芯出し処理の例を示すフローチャートである。旋盤で行われる加工補助処理の例を示すフローチャートである。多関節ロボットが棒材を主軸に供給する例を模式的に示す図である。棒材を把持しているグリッパの動作を主軸の移動に同期させる例を模式的に示す正面図である。稼働していない時の旋盤の例を模式的に示す正面図である。現在のグリッパ７０の位置で芯出しが必要かどうかを機械学習によって予測する構成の簡易ブロック図である。旋盤にバーフィーダーを並置した比較例を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。

（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１〜１３に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。

［態様１］
本技術の一態様に係る旋盤１は、機械本体１０、及び、多関節ロボット５０を備える。前記機械本体１０は、主軸中心線ＡＸ１に沿った棒材Ｗ１を解放可能に把持する主軸２１を内部（例えば加工室１４）に有し、前記主軸２１の前端２１ａから出た前記棒材Ｗ１を加工する。前記多関節ロボット５０は、前記機械本体１０の外側に取り付けられたロボットアーム６０、及び、該ロボットアーム６０の先端（例えばリスト６３）に取り付けられたグリッパ７０を有し、前記機械本体１０の外部Ｏ１において前記グリッパ７０で前記棒材Ｗ１を解放可能に把持し、該棒材Ｗ１を前記主軸中心線ＡＸ１に沿って前記主軸２１の後端２１ｂから前記主軸２１に供給する。

上記態様１では、機械本体１０の外部Ｏ１において多関節ロボット５０のグリッパ７０で把持された棒材Ｗ１が主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給される。これにより、主軸中心線方向において長い設置スペースが必要なバーフィーダーを旋盤１の側方に設置する必要が無くなる。従って、本態様は、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせることが可能な旋盤を提供することができる。

ここで、主軸は、主軸中心線の方向へ移動してもよいし、主軸中心線の方向へ移動しなくてもよい。機械本体は、主軸に対向する対向主軸を有していてもよい。また、機械本体は、主軸の前端から出た棒材を主軸中心線の方向へ摺動可能に支持するガイドブッシュを有していてもよい。この場合、機械本体は、ガイドブッシュの前端から出た棒材を加工すればよい。むろん、ガイドブッシュの前端から出た棒材は、主軸の前端から出た棒材に含まれる。
本願において、多関節ロボットは、ロボットアームに加えてグリッパを含むものとする。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。

［態様２］
図１，５に例示するように、前記機械本体１０は、前記棒材Ｗ１の加工の数値制御を行う数値制御装置（例えばＮＣ装置３０）を有していてもよい。前記数値制御装置（３０）は、前記多関節ロボット５０に対して、前記機械本体１０の外部Ｏ１において前記グリッパ７０で前記棒材Ｗ１を把持させて該棒材Ｗ１を前記主軸中心線ＡＸ１に沿って前記主軸２１の前記後端２１ｂから前記主軸２１に供給させる制御を行ってもよい。本態様は、棒材Ｗ１の加工の数値制御を行う数値制御装置（３０）により棒材供給用の多関節ロボット５０が制御されるので、棒材供給用の多関節ロボットの専用コントローラーが不要になる旋盤を提供することができる。

［態様３］
図４，５に例示するように、前記多関節ロボット５０は、前記主軸２１の前記後端２１ｂから前記主軸２１に供給された前記棒材Ｗ１の芯出しを行うための情報ＩＮ１を取得するセンサー８０を有していてもよく、前記グリッパ７０で把持した前記棒材Ｗ１に対して前記情報ＩＮ１に基づいた芯出しを行ってもよい。本態様は、棒材供給用の多関節ロボット５０により棒材Ｗ１の芯出しが行われるので、芯出し作業が不要になる旋盤を提供することができる。
ここで、棒材の芯出しは、グリッパと主軸と必要に応じてガイドブッシュとで棒材を支持している状態において棒材の回転振れを抑制するように棒材の回転中心と主軸の回転中心とを近付けることを意味する。
センサーには、加速度センサー、変位センサー、歪みセンサー、等が含まれる。
以上の付言は、以下の態様においても適用される。

［態様４］
図１３に例示するように、本旋盤１は、機械学習部３１１をさらに備えていてもよい。前記機械学習部３１１は、前記芯出しが行われた前記棒材Ｗ１のサイズを含む棒材情報、前記棒材Ｗ１を把持した前記グリッパ７０の位置、及び、前記センサー８０により取得された前記情報ＩＮ１に基づいた機械学習により、現在の前記グリッパ７０の位置で前記芯出しを行う必要があるか否かを判定する学習モデルＬＭを生成する。この学習モデルＬＭを用いることにより、現在のグリッパ７０の位置で芯出しを行う必要があるか否かを判定することができ、芯出しが不要な位置にグリッパ７０が配置されているときには芯出しを行う必要が無くなる。

［態様５］
図５に例示するように、前記旋盤１は、径検出部８５と警告部（例えば図７のステップＳ２１０）をさらに備えていてもよい。ここで、前記径検出部８５は、前記グリッパ７０で把持された前記棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出する。前記警告部は、前記径検出部８５により検出された径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲内でないと判断した場合に警告を出力する。本態様は、主軸２１に供給する棒材Ｗ１の径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内でない場合に警告が出力されるので、材料の無駄を抑制することができる。

（２）旋盤の具体例：
図１は、多関節ロボット５０を備える旋盤１の正面を模式的に例示している。図１は加工室１４を示すためドア１５が開いている状態を示しているが、棒材Ｗ１の加工はドア１５が閉じている状態で行われる。また、図１では、図３に示すラック９０の図示が省略されている。図２は、多関節ロボット５０の正面をロボットアーム６０とグリッパ７０とに分けて模式的に例示している。図３は、旋盤１の左側面を模式的に例示している。図４は、棒材Ｗ１を把持しているグリッパ７０の左側面を模式的に例示している。尚、本明細書において参照される図面は、本技術を説明するための例を示しているに過ぎず、本技術を限定するものではない。また、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右を逆にしたり、回転方向を逆にしたり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。

便宜上、旋盤１において上面を除いてドア１５が存在する外面を前面として、各図には、必要に応じて、前面方向Ｄ１、背面方向Ｄ２、上方向Ｄ３、下方向Ｄ４、左方向Ｄ５、及び、右方向Ｄ６を示している。「前面方向」や「背面方向」と記載しているのは、主軸２１や棒材Ｗ１の部分的な位置を示す場合に、右方向Ｄ６の端を前端と呼び、左方向Ｄ５の端を後端と呼ぶためである。また、機械本体１０の制御軸として、左右方向（Ｄ５，Ｄ６）をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する水平方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する鉛直方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向は、棒材Ｗ１の回転中心となる主軸中心線ＡＸ１に沿った方向である。図１〜４には、Ｘ軸方向を示す「Ｘ」、Ｙ軸方向を示す「Ｙ」、及び、Ｚ軸方向を示す「Ｚ」を示している。さらに、図２，４には、グリッパ７０の制御軸として、Ｘｇ軸方向を示す「Ｘｇ」、Ｙｇ軸方向を示す「Ｙｇ」、及び、Ｚｇ軸方向を示す「Ｚｇ」を示している。

図１等に示す旋盤１は、棒材Ｗ１の加工の数値制御を行うＮＣ（数値制御）装置３０を備えるＮＣ旋盤であり、加工室１４を囲む覆い１１の前面に操作部４０が配置されている。加工室１４には、主軸２１を備える主軸台２０（図５参照）、主軸２１の前端２１ａから右方向Ｄ６にあるガイドブッシュ２３、該ガイドブッシュ２３を介して主軸２１に対向している対向主軸２４を備える対向主軸台（不図示）、棒材Ｗ１を加工するための工具を保持する刃物台２５，２６、等が配置されている。主軸２１は正面主軸とも呼ばれ、対向主軸２４は背面主軸とも呼ばれる。棒材Ｗ１の加工は、ドア１５が閉じている状態で行われる。

主軸２１を備える主軸台２０は、Ｚ軸方向へ移動可能とされている。従って、旋盤１は、主軸移動型旋盤である。主軸２１は、コレット等といった把持部２２（図５参照）を前端２１ａに有し、主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１を貫通した棒材Ｗ１を解放可能に把持する。棒材Ｗ１を把持した主軸２１は、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。棒材Ｗ１は、主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に挿入され、主軸２１の前端２１ａからガイドブッシュ２３を貫通して右方向Ｄ６へ出ている。

ガイドブッシュ２３は、主軸中心線ＡＸ１に沿ってガイドブッシュ２３を貫通した棒材Ｗ１をＺ軸方向へ摺動可能に支持し、主軸２１と同期して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転する。
対向主軸２４を備える対向主軸台は、少なくともＺ軸方向へ移動可能とされている。棒材Ｗ１の正面加工後、対向主軸２４は、Ｚ軸方向においてガイドブッシュ２３に近付くことにより、正面加工後の棒材Ｗ１を受け取る。対向主軸２４は、正面加工後の棒材Ｗ１を把持した状態で主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。

刃物台２５，２６は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の少なくとも１軸方向へ移動可能である。刃物台２５，２６は、図１に示すようにタレット刃物台でもよいし、くし形刃物台等でもよい。工具には、突っ切りバイトを含むバイト、ドリルやエンドミルといった回転工具、等が含まれる。ガイドブッシュ２３と対向主軸２４との間で正面加工後の棒材Ｗ１が突っ切り工具により切断され、対向主軸２４に把持された正面加工後の棒材Ｗ１に背面加工が行われると、製品Ｐ１となる。
以上のようにして、機械本体１０は、加工室１４において、主軸２１の前端２１ａから出てガイドブッシュ２３に支持された棒材Ｗ１を加工する。主軸２１に供給される棒材Ｗ１は、図３に示すように、機械本体１０から左方向Ｄ５（図１参照）にあるラック９０に置かれている。

機械本体１０の外部Ｏ１には、棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給する多関節ロボット５０が配置されている。多関節ロボット５０は、側部１２の外側面に取り付けられたロボットアーム６０、及び、ロボットアーム６０の先端にあるリスト６３に取り付けられたグリッパ７０を有している。本具体例の覆い１１は、棒材Ｗ１を外部Ｏ１から加工室１４に供給するための開口１１ａを左側の側部１２に有している。そこで、ロボットアーム６０は、左側の側部１２の外側面に取り付けられている。

本具体例のロボットアーム６０は、機械本体１０に取り付けられたベース６１からリスト６３までの要素群を指すものとする。図２に示すロボットアーム６０は、ベース６１、リンク６２ａ〜６２ｃ、リスト６３、関節６４ａ〜６４ｄ、及び、内蔵のアーム駆動モーター６８を有している。リンクは、関節（回転ジョイント）により相手部位に連結される剛体である。リスト６３は、グリッパ７０のロボットインターフェイス７１を接続するためのインターフェイス６３ａを有している。多関節ロボットは、ロボットアームに複数の関節を有するロボットである。

ベース６１は、ロボットアーム６０を機械本体１０に取り付けるための部位であり、機械本体１０の外部Ｏ１において側部１２の下部１３（例えば機械本体１０のベッド）に取り付けられている。これは、側部１２の上部にベース６１を取り付けるためには側部１２の剛性を高くする必要があること、及び、棒材Ｗ１から落下する潤滑油をオイルパン７５で受けるためにはロボットアーム６０が棒材Ｗ１の下側に有る方がよいことによる。むろん、側部１２の剛性を高くすることにより側部１２の上部にベース６１を取り付けてもよい。ベース６１は、例えば、ボルトにより側部１２の下部１３に固定される。ベース６１には、関節６４ａを介してリンク６２ａが回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ａは、リンク６２ａに対してＺ軸方向に沿った回転軸を中心とした回転運動を許容する。

リンク６２ａには、関節６４ｂを介してリンク６２ｂが回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ｂの回転軸は、関節６４ａの回転軸と直交している。図２に示すように関節６４ｂの回転軸がＸ軸方向（図３参照）に沿った方向である場合、関節６４ｂは、リンク６２ｂに対してＸ軸方向に沿った回転軸を中心とした回転運動を許容する。むろん、関節６４ｂの回転軸の向きは、リンク６２ａの回転位置に応じて変わる。リンク６２ｂには、関節６４ｃを介してリンク６２ｃが回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ｃの回転軸は、関節６４ｂの回転軸と平行である。リンク６２ｃには、関節６４ｄを介してリスト６３が回転運動可能に接続されている。図２に示す関節６４ｄの回転軸は、関節６４ｃの回転軸と平行である。

アーム駆動モーター６８は、電気エネルギーをリンク６２ａ〜６２ｃ及びリスト６３の運動に変換するアクチュエーターであり、図１に示すＮＣ装置３０からの指令に従ってリンク６２ａ〜６２ｃ及びリスト６３を動作させる。アーム駆動モーター６８は、リンク６２ａを回転駆動するサーボモーター、リンク６２ｂを回転駆動するサーボモーター、リンク６２ｃを回転駆動するサーボモーター、及び、リスト６３を回転駆動するサーボモーターを含んでいる。

グリッパ７０は、棒材Ｗ１といった対象物を解放可能に把持するエンドエフェクタである。図２，４に示すグリッパ７０は、ロボットインターフェイス７１、掌７２、指７３、及び、内蔵のグリッパ駆動モーター７８を有し、潤滑油供給部７６やオイルパン７５やセンサー８０が取り付けられている。ロボットインターフェイス７１をリスト６３のインターフェイス６３ａに接続すると、グリッパ７０は、指７３を動作させる指令等を受信したり、指７３の位置情報等の情報をロボットアーム６０に送信したりすることができる。

図４に示すように、掌７２には、指７３ａ，７３ｂがＸｇ軸方向（図４に示す例ではＸ軸方向）へ移動可能に取り付けられている。ここで、指７３は、指７３ａ，７３ｂの組合せを意味する。指７３ａ，７３ｂは、掌７２からＸｇ軸方向と直交するＹｇ軸方向（図４に示す例ではＹ軸方向）に沿って突出している。図２に示すように、指７３ａ，７３ｂの組合せとしての指７３は、Ｘｇ軸方向及びＹｇ軸方向と直交するＺｇ軸方向（図２に示す例ではＺ軸方向）において掌７２に２箇所取り付けられている。

図４に示すように、指７３ａは、指７３ｂと対向する面において、傾斜部ｓ１、及び、該傾斜部ｓ１よりも掌７２に近い傾斜部ｓ２を有している。指７３ｂは、指７３ａと対向する面において、傾斜部ｓ３、及び、該傾斜部ｓ３よりも掌７２に近い傾斜部ｓ４を有している。Ｚｇ方向から見て、傾斜部ｓ１〜ｓ４は菱形の一部となる位置関係にあり、傾斜部ｓ１と傾斜部ｓ４とが平行であり、傾斜部ｓ２と傾斜部ｓ３とが平行である。

傾斜部ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４には、それぞれ、Ｚｇ軸方向に沿った回転軸を中心として転動可能なローラー７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄが取り付けられている。ローラー７４ａ〜７４ｄは、棒材Ｗ１に回転に応じて転動する従動ローラーである。従って、把持部２２で棒材Ｗ１を把持した主軸２１が主軸中心線ＡＸ１を中心として回転しても、同じ棒材Ｗ１を把持したグリッパ７０が摩耗し難く、棒材Ｗ１に傷が付き難い。また、指７３ａ，７３ｂの間隔を制御することにより、様々な径の棒材をローラー７４ａ〜７４ｄに接触させてグリッパ７０で把持することができる。図４に示すようにグリッパ７０が主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に棒材Ｗ１を把持する時、ローラー７４ａ〜７４ｄが棒材Ｗ１に接触して棒材Ｗ１の回転時に転動する。棒材Ｗ１を４点で支持することにより、主軸中心線ＡＸ１を中心として指７３ａ，７３ｂの移動を制御することができるので、グリッパ７０が様々な径Ｄｗの棒材Ｗ１を把持する時に指７３ａ，７３ｂの制御が容易となる。むろん、棒材Ｗ１の支持は、４点支持に限定されず、３点支持等でもよい。また、ローラー７４ａ〜７４ｄの代わりにパッド式の滑り案内を用いてもよい。
さらに、棒材Ｗ１をＺ軸方向へ摺動させ易くするため、転動面に僅かな凸の曲率を有するクラウニングローラーをローラー７４ａ〜７４ｄに用いてもよい。

グリッパ駆動モーター７８は、電気エネルギーを指７３の運動に変換するアクチュエーターであり、図１に示すＮＣ装置３０からの指令に従って指７３を動作させる。グリッパ駆動モーター７８は、指７３ａを駆動するサーボモーターと指７３ｂを駆動するサーボモーターとを含んでいてもよく、指７３ａ，７３ｂを互いに近接及び離隔させる共通のサーボモーターでもよい。グリッパ駆動モーター７８は、Ｘｇ軸方向における指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置を検出可能なエンコーダー７８ａ（図５参照）を有している。指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置から指７３ａ，７３ｂの間隔Ｌｆが求まり、該間隔Ｌｆから棒材Ｗ１の径Ｄｗが求まる。尚、図４に示す間隔Ｌｆはローラー７４ａ，７４ｃの回転軸の間隔であるが、間隔Ｌｆは指７３ａ，７３ｂのどの位置を基準にしてもよい。

図４に示す潤滑油供給部７６は、グリッパ７０が把持している棒材Ｗ１に潤滑油を供給する。
図２に示すように、オイルパン７５は、掌７２において指７３の取り付け面とは反対側の面に取り付けられている。グリッパ７０で棒材Ｗ１を把持する時、ロボットアーム６０は、指７３を上向きにしてオイルパン７５を指７３の下に配置させる。この配置において、オイルパン７５は、棒材Ｗ１から落下する潤滑油を受ける。

センサー８０は、後端２１ｂから主軸２１に供給された棒材Ｗ１の芯出しを行うための情報ＩＮ１を取得する。図４には、センサー８０として加速度センサー８１が用いられていることが示されている。加速度センサー８１は、グリッパ７０におけるＸｇ軸方向、Ｙｇ軸方向、及び、Ｚｇ軸方向の加速度を検出し、該加速度を表す情報ＩＮ１をロボットアーム６０に送信する。尚、加速度センサー８１は、グリッパ７０におけるＸｇ軸方向、及び、Ｙｇ軸方向の加速度を検出する２軸タイプでもよい。

ロボットアーム６０とグリッパ７０とを有する多関節ロボット５０は、機械本体１０の外部Ｏ１においてラック９０に置かれている棒材Ｗ１をグリッパ７０で解放可能に把持し、把持している棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って後端２１ｂから主軸２１に供給する。本具体例の多関節ロボット５０の動作は、機械本体１０に有るＮＣ装置３０により制御される。

図５は、旋盤１の電気回路の構成を模式的に例示している。図５に示す旋盤１において、ＮＣ装置３０には、操作部４０、Ｚ軸モーター３６、主軸２１用の回転モーター３７、主軸２１の把持部２２を開閉するアクチュエーター３８、刃物台駆動モーター３９、等が接続され、さらに多関節ロボット５０が接続されている。ＮＣ装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）３２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）３３、タイマー回路３４、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）３５、等を備えている。従って、ＮＣ装置３０は、コンピューターの一種である。図５では、操作部４０、Ｚ軸モーター３６、回転モーター３７、アクチュエーター３８、刃物台駆動モーター３９、多関節ロボット５０、等のＩ／ＦをまとめてＩ／Ｆ３５と示している。ＲＯＭ３２には、加工プログラムＰＲ２を解釈して実行するための解釈実行プログラムＰＲ１が書き込まれている。ＲＡＭ３３には、ユーザーにより作成された加工プログラムＰＲ２が書き換え可能に記憶される。加工プログラムは、ＮＣプログラムとも呼ばれる。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３をワークエリアとして使用し、ＲＯＭ３２に記録されている解釈実行プログラムＰＲ１を実行することにより、ＮＣ装置３０の機能を実現させる。むろん、解釈実行プログラムＰＲ１により実現される機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）といった他の手段により実現させてもよい。

操作部４０は、入力部４１及び表示部４２を備え、ＮＣ装置３０のユーザーインターフェイスとして機能する。入力部４１は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けるためのボタンやタッチパネルから構成される。表示部４２は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けた各種設定の内容や旋盤１に関する各種情報を表示するディスプレイで構成される。オペレーターは、操作部４０や外部コンピューターを用いて加工プログラムＰＲ２をＲＡＭ３３に記憶させることが可能である。

Ｚ軸モーター３６は、ＮＣ装置３０からの指令に従って主軸台２０をＺ軸方向へ移動させるサーボモーターである。Ｚ軸モーター３６は、主軸台２０のＸ位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー３６ａを有し、エンコーダー３６ａの発生パルスに基づいて主軸台２０のＸ位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。
回転モーター３７は、ＮＣ装置３０からの指令に従った回転速度で主軸２１を回転駆動するサーボモーターである。回転速度は、回転数とも呼ばれ、単位時間当たりの回転の回数を意味する。回転モーター３７は、主軸２１の回転位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー３７ａを有し、エンコーダー３７ａの発生パルスに基づいて主軸２１の回転位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。

アクチュエーター３８は、ＮＣ装置３０の制御に従い、スリーブ部材等の動力伝達機構を介して主軸２１の把持部２２を開閉する。把持部２２が開くと棒材Ｗ１がＺ軸方向へ移動可能となり、把持部２２が閉じると棒材Ｗ１が把持部２２に把持される。アクチュエーター３８には、リニアモーターを含むサーボモーター、エアーシリンダー、油圧シリンダー、等を必要に応じて減速機構等とともに用いることができる。
刃物台駆動モーター３９は、ＮＣ装置３０からの指令に従って刃物台２５を移動させるサーボモーターである。刃物台駆動モーター３９は、刃物台２５の位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー（不図示）を有し、エンコーダーの発生パルスに基づいて刃物台２５の位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。

多関節ロボット５０において、ＮＣ装置３０には、アーム駆動モーター６８、グリッパ駆動モーター７８、及び、加速度センサー８１が接続されている。

ロボットアーム６０に内蔵されているアーム駆動モーター６８は、ＮＣ装置３０からの指令に従ってリンク６２ａ〜６２ｃ及びリスト６３を動作させる。アーム駆動モーター６８は、リンク６２ａ〜６２ｃ及びリスト６３の位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー６８ａを有し、エンコーダー６８ａの発生パルスに基づいてリンク６２ａ〜６２ｃ及びリスト６３の位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。

グリッパ７０に内蔵されているグリッパ駆動モーター７８は、ＮＣ装置３０からの指令に従って指７３ａ，７３ｂをＸｇ軸方向へ移動させる。グリッパ駆動モーター７８は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置に応じた基準角パルスを発生するエンコーダー７８ａを有し、エンコーダー７８ａの発生パルスに基づいて指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置をＮＣ装置３０からの指令に合わせる。グリッパ駆動モーター７８は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置をＮＣ装置３０に送信可能である。ＮＣ装置３０は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置から棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出することが可能である。本具体例において、グリッパ駆動モーター７８とＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出する径検出部８５を含んでいる。
以上説明したように、本具体例の旋盤１は、ＮＣ装置３０で制御可能な多関節ロボット５０が機械本体１０の側部１２に取り付けられることにより一体化されたという特徴を有する。

（３）棒材供給加工処理の具体例：
図６は、解釈実行プログラムＰＲ１を実行するＮＣ装置３０が主体となって旋盤１が行う棒材供給加工処理を例示している。図６に示す棒材供給加工処理は１本の棒材Ｗ１が加工に使用される処理を示しており、次の棒材Ｗ１が加工に使用される時には再び図６に示す棒材供給加工処理が行われる。図７は、図６のステップＳ１０４で行われる棒材把持処理を例示している。図７のステップＳ２０６の棒材径検出処理を行うＮＣ装置３０及びグリッパ駆動モーター７８は、径検出部８５に対応している。図７のステップＳ２１０の警告出力処理を行う機械本体１０は、警告を出力する警告部に対応している。図８は、図６のステップＳ１０８で行われる芯出し処理を例示している。図９は、図６のステップＳ１１０で行われる加工補助処理を例示している。以下、「ステップ」の記載を省略する。

図６に示す棒材供給加工処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、主軸２１の把持部２２を開く指令をアクチュエーター３８に出す（Ｓ１０２）。これにより、把持部２２が開き、棒材Ｗ１を主軸２１に通して棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａを主軸２１の前端２１ａから出すことが可能となる。尚、把持部２２が開いている場合、Ｓ１０２の処理は省略可能である。次に、旋盤１は、設定された径Ｄｓの棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する棒材把持処理を行う（Ｓ１０４）。棒材把持処理の詳細が図７に示されている。

図７に示す棒材把持処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、設定された径Ｄｓを取得する（Ｓ２０２）。径Ｄｓが加工プログラムＰＲ２に記述されている場合、ＮＣ装置３０は、加工プログラムＰＲ２から径Ｄｓを取得すればよい。また、ＮＣ装置３０は、オペレーターから径Ｄｓを設定する操作を操作部４０において受け付けることにより径Ｄｓを取得してもよい。

設定された径Ｄｓの取得後、ＮＣ装置３０は、設定された径Ｄｓに基づいて、ラック９０から棒材Ｗ１をグリッパ７０で解放可能に把持する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ２０４）。これにより、多関節ロボット５０は、指７３ａ，７３ｂを設定された径Ｄｓの棒材が通り抜けることが可能な間隔に開いたうえ、ラック９０から棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する。この状態が図４に示されている。図４には、棒材Ｗ１がグリッパ７０のローラー７４ａ〜７４ｄの４点で支持されていることが示されている。
ラック９０が径Ｄｓの棒材用の段を有している場合、多関節ロボット５０は、径Ｄｓの棒材用の段から棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する。また、ラック９０に置かれている棒材の径を画像処理により検出するためのカメラを旋盤１が備えている場合、ラック９０を撮影したカメラによる棒材の径の検出結果を利用することが可能である。この場合、多関節ロボット５０は、ラック９０に混在して置かれている複数の径の棒材から検出結果が径Ｄｓに合った棒材を選択してグリッパ７０で把持してもよい。

棒材Ｗ１の把持後、ＮＣ装置３０は、グリッパ駆動モーター７８から指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置を取得し、該Ｘｇ位置に基づいて棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出する（Ｓ２０６）。図４を参照して説明すると、ＮＣ装置３０は、指７３ａ，７３ｂのＸｇ位置から指７３ａ，７３ｂの間隔Ｌｆを計算し、該間隔Ｌｆから棒材Ｗ１の径Ｄｗを計算してもよい。このようにして、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の径Ｄｗを検出することができる。

径Ｄｗの検出後、ＮＣ装置３０は、検出された径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内であるか否かを判断する（Ｓ２０８）。径Ｄｗが径Ｄｓの許容範囲内である場合、ＮＣ装置３０は、棒材把持処理を終了させ、図６のＳ１０６に処理を進める。径Ｄｗが径Ｄｓの許容範囲内でない場合、ＮＣ装置３０は、警告を出力する指令を警告手段に出す（Ｓ２１０）。これにより、警告手段は、警告を出力する。その後、ＮＣ装置３０は、処理をＳ２０４に戻す。警告手段には、警告灯、ブザー、表示部４２、これらの少なくとも一部の組合せ、等を用いることができる。Ｓ２１０の警告出力処理には、図示しない警告灯の点灯又は点滅、図示しないブザーの音声出力、表示部４２への警告表示、これらの少なくとも一部の組合せ、等の処理を採用することができる。なお、ＮＣ装置３０をインターネットやイントラネットなどのネットワーク回線に接続した場合、該ネットワーク回線に接続されている所定のサーバーやコンピューター、スマートフォン等に対して警告を出力するようにしてもよい。警告の出力後、Ｓ２０４〜Ｓ２０８の処理が行われるので、検出された径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内となってから図６のＳ１０６に処理が進められることになる。
図７に示す棒材把持処理において主軸２１に供給する棒材Ｗ１の径Ｄｗが設定された径Ｄｓの許容範囲内でない場合に警告が出力されるので、材料の無駄を抑制することができる。

図６のＳ１０４の処理後、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って主軸２１の後端２１ｂから主軸２１に供給する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ１０６）。これにより、多関節ロボット５０は、棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に沿って後端２１ｂから主軸２１に供給する。図１０は、機械本体１０を断面視した状態で、多関節ロボット５０が棒材Ｗ１を主軸２１に供給する様子を模式的に例示している。図１０に示す多関節ロボット５０は、機械本体１０の外部Ｏ１において棒材Ｗ１を主軸中心線ＡＸ１に合わせ、棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａを側部１２にある開口１１ａに向けている。これにより、グリッパ７０におけるＸｇ、Ｙｇ、及び、Ｚｇの直交座標系が機械本体１０におけるＸ、Ｙ、及び、Ｚの直交座標系に合わせられる。その後、多関節ロボット５０は、棒材Ｗ１を右方向Ｄ６へ動かすことにより、棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａを開口１１ａに通して後端２１ｂから主軸２１に通す。棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａが主軸２１の前端２１ａから出ると、主軸２１の把持部２２が棒材Ｗ１を把持することが可能である。

その後、旋盤１は、後端２１ｂから主軸２１に供給された棒材Ｗ１の芯出しを行う芯出し処理を行う（Ｓ１０８）。芯出し処理の詳細が図８に示されている。

図８に示す芯出し処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、主軸２１の把持部２２を閉じる指令をアクチュエーター３８に出す（Ｓ３０２）。これにより、把持部２２が閉じ、棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａが主軸２１の前端２１ａから出ている状態で棒材Ｗ１が把持部２２に把持される。

把持部２２が閉じた後、ＮＣ装置３０は、加工時の高速度よりも遅い低速度ＶＬで主軸２１を回転する指令を回転モーター３７に出す（Ｓ３０４）。これにより、主軸２１の把持部２２に把持されている棒材Ｗ１が主軸中心線ＡＸ１を中心として低速度ＶＬで回転し、グリッパ７０のローラー７４ａ〜７４ｄが棒材Ｗ１の回転に応じて転動する。すると、棒材Ｗ１の回転により生じる振動がグリッパ７０に伝わり、グリッパ７０の振動に起因する加速度が加速度センサー８１により検出される。ここで、グリッパ７０におけるＸｇ、Ｙｇ、及び、Ｚｇの直交座標系が機械本体１０におけるＸ、Ｙ、及び、Ｚの直交座標系に合わせられているので、加速度センサー８１は、グリッパ７０におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の加速度を検出する。棒材Ｗ１の芯ずれがある場合、通常、Ｘ軸方向とＹ軸方向の少なくとも一軸方向の加速度が大きくなる。

主軸２１の回転後、ＮＣ装置３０は、加速度センサー８１からグリッパ７０におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向の加速度を表す情報ＩＮ１を所定期間取得する（Ｓ３０６）。情報ＩＮ１を取得する期間は、棒材Ｗ１が少なくとも１回転する期間である。情報ＩＮ１の取得後、ＮＣ装置３０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速度（ａ_X-Yとする。）が所定期間中、許容範囲内であるか否かに応じて処理を分岐させる（Ｓ３０８）。加速度ａ_X-Yは、Ｘ軸方向の加速度をａ_Xとし、Ｙ軸方向の加速度をａ_Yとして、（ａ_X ²＋ａ_Y ²）^1/2であるとする。ＮＣ装置３０は、所定期間中の加速度ａ_X-Yの最大値が所定の閾値以下である場合に許容範囲内であると判断することができる。尚、ＮＣ装置３０は、Ｚ軸方向の加速度を加味してＳ３０８の判断処理を行ってもよい。

加速度ａ_X-Yが許容範囲内でない場合、ＮＣ装置３０は、Ｘ−Ｙ平面においてグリッパ７０を現在位置から微小距離ｄ移動させることによりグリッパ７０の加速度ａ_X-Yが小さくなる方向を探索する（Ｓ３１０）。例えば、Ｘ−Ｙ平面においてグリッパ７０を現在位置から微小距離ｄ移動させる方向を８方向といった所定数の方向であるものとする。ＮＣ装置３０は、これらの方向へグリッパ７０を現在位置から微小距離ｄ移動させた時に上述の所定期間中の加速度ａ_X-Yの最大値が最も小さい方向を探索結果として決定すればよい。

次に、ＮＣ装置３０は、探索された方向においてグリッパ７０を移動させることによりグリッパ７０の加速度ａ_X-Yが最も小さくなるＸ，Ｙ位置を探索する（Ｓ３１２）。例えば、ＮＣ装置３０は、探索された方向においてグリッパ７０を微小距離ｄずつ移動させ、各位置において所定期間中の加速度ａ_X-Yの最大値を取得し、得られた最大値が極小となったＸ，Ｙ位置を探索結果として決定すればよい。

その後、ＮＣ装置３０は、処理をＳ３０８に戻す。探索されたＸ，Ｙ位置における所定期間中の加速度ａ_X-YがＳ３０８の判断処理において許容範囲内である場合、ＮＣ装置３０は、芯出し処理を終了させ、図６のＳ１１０に処理を進める。探索されたＸ，Ｙ位置における所定期間中の加速度ａ_X-YがＳ３０８の判断処理において許容範囲内でない場合、ＮＣ装置３０は、Ｓ３１０，Ｓ３１２，Ｓ３０８の処理を繰り返す。従って、探索されたＸ，Ｙ位置における所定期間中の加速度ａ_X-Yが許容範囲内となってから図６のＳ１１０に処理が進められることになる。
以上のようにして、多関節ロボット５０は、ＮＣ装置３０の制御に従って、グリッパ７０で把持した棒材Ｗ１に対して加速度の情報ＩＮ１に基づいた芯出しを行う。棒材供給用の多関節ロボット５０により棒材Ｗ１の芯出しが行われるので、専門の技術者を派遣することにより行われていた芯出し作業が不要になる。

図６のＳ１０８の処理後、旋盤１は、主軸２１の前端２１ａから出た棒材Ｗ１を加工する棒材加工処理を行う（Ｓ１１０）。図１に示す機械本体１０はガイドブッシュ２３を備えているので、ＮＣ装置３０は、図１に示すように棒材Ｗ１の前端Ｗ１ａがガイドブッシュ２３から出るように主軸台２０をＺ軸方向に沿って前進させる。この状態で、ＮＣ装置３０は、ガイドブッシュ２３から前端Ｗ１ａが出た棒材Ｗ１を加工する制御を機械本体１０に行う。棒材Ｗ１の加工中、グリッパ７０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として高速度で回転する長尺な棒材Ｗ１を支持する。併せて、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の加工を補助する制御を多関節ロボット５０に対して行う。多関節ロボット５０に対する制御を行う加工補助処理の詳細が図９に示されている。

図９に示す加工補助処理が開始すると、ＮＣ装置３０は、現在の棒材Ｗ１の長さに応じたＺ位置において棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ４０２）。これにより、多関節ロボット５０は、現在の棒材Ｗ１の長さに応じたＺ位置において棒材Ｗ１をグリッパ７０で把持する。Ｓ４０２の処理を行うのは、棒材Ｗ１の加工が進むにつれて棒材Ｗ１の残りが短くなることにより最適な把持位置が変わっていくためである。次に、ＮＣ装置３０は、Ｚ軸方向において主軸台２０の移動に合わせてグリッパ７０を移動させる指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ４０４）。これにより、多関節ロボット５０は、Ｚ軸方向においてグリッパ７０の動作を主軸２１の移動に合わせる同期制御を行う。

図１１は、棒材Ｗ１を把持しているグリッパ７０の動作を主軸２１の移動に同期させる様子を模式的に例示している。図１１の上段に示す状態において、ＮＣ装置３０は、主軸台２０をＺ軸方向へ＋ΔＺ移動させる指令をＺ軸モーター３６に出す場合、グリッパ７０をＺ軸方向へ＋ΔＺ移動させる指令を多関節ロボット５０に出す。すると、主軸２１を含む主軸台２０が＋ΔＺ移動するのと同時にグリッパ７０が＋ΔＺ移動する。移動後の主軸台２０及びグリッパ７０の状態が図１１の下段に示されている。また、図１１の下段に示す状態において、ＮＣ装置３０は、主軸台２０をＺ軸方向へ−ΔＺ移動させる指令をＺ軸モーター３６に出す場合、グリッパ７０をＺ軸方向へ−ΔＺ移動させる指令を多関節ロボット５０に出す。すると、主軸２１を含む主軸台２０が−ΔＺ移動するのと同時にグリッパ７０が−ΔＺ移動する。移動後の主軸台２０及びグリッパ７０の状態が図１１の上段に示されている。

Ｚ軸方向において主軸２１の移動に合わせてグリッパ７０が移動することにより、グリッパ７０に対して棒材Ｗ１が摺動することによる棒材Ｗ１への傷の発生が抑制される。尚、主軸２１の移動がグリッパ７０の移動よりも速いことがあり得るが、この場合でも、グリッパ７０に対して棒材Ｗ１の摺動が減ることにより棒材Ｗ１に傷が生じ難くなる。

上述したＳ４０４の同期制御処理は、棒材Ｗ１の正面加工の１サイクルが終了するまで繰り返される（Ｓ４０６）。すなわち、ＮＣ装置３０は、正面加工の１サイクルが終了していないと判断した時に処理をＳ４０４に戻し、正面加工の１サイクルが終了したと判断した時に処理をＳ４０８に進める。ガイドブッシュ２３から出た部分において正面加工が行われた棒材Ｗ１は、対向主軸２４に把持されて背面加工が行われる。

Ｓ４０８において、ＮＣ装置３０は、主軸２１に挿入されている棒材Ｗ１を交換する必要があるか否かに応じて処理を分岐させる。例えば、ＮＣ装置３０は、棒材Ｗ１の残りが所定の長さ未満となった場合に棒材Ｗ１を交換する必要があると判断してもよい。棒材Ｗ１の交換が必要でない場合、ＮＣ装置３０は、処理をＳ４０２に戻し、次の加工サイクルにおける加工補助処理を行う。棒材Ｗ１の交換が必要である場合、ＮＣ装置３０は、加工補助処理を終了させる。その後、図６のＳ１１２に処理が進められることになる。

図６のＳ１１０の処理後、ＮＣ装置３０は、主軸２１から棒材Ｗ１の残材を除去する指令を多関節ロボット５０に出す（Ｓ１１２）。これにより、多関節ロボット５０は、主軸２１から棒材Ｗ１の残材を除去する。多関節ロボット５０は、グリッパ７０で棒材Ｗ１の残材を引き抜いてもよいし、残材を引き抜くための専用のエンドエフェクタを用意しておけばグリッパ７０を専用のエンドエフェクタに交換してから棒材Ｗ１の残材を引き抜いてもよい。
以上により、１本の棒材Ｗ１が加工に使用される棒材供給加工処理が終了する。棒材Ｗ１の加工を継続する時、図６に示す棒材供給加工処理が繰り返し行われる。

旋盤１が稼働していない時には、専有面積が少なくなるように多関節ロボット５０を配置することが可能である。図１２は、稼働していない時の旋盤１を模式的に例示している。図１２に示す多関節ロボット５０は、なるべく専有面積が少なくなるように機械本体１０の側部１２に沿って配置されている。むろん、非稼働時の多関節ロボット５０は、折り畳まれて配置されてもよい。
また、旋盤１を別の場所に動かしたり移設したりする時も、多関節ロボット５０を図１２に示す配置や折り畳まれた配置とすることにより作業が容易となる。

（４）具体例の作用、及び、効果：
図１４は、比較例に係る旋盤９００の正面を模式的に示している。尚、上述した例に類似する要素は、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図１４も加工室１４を示すためドア１５が開いている状態を示しているが、棒材Ｗ１の加工はドア１５が閉じている状態で行われる。
図１４に示す旋盤９００の左方向Ｄ５には、旋盤９００とは独立してバーフィーダー９５０が並置されている。バーフィーダー９５０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として高速度で回転する長尺な棒材Ｗ１を支持する。従って、旋盤９００とバーフィーダー９５０とは、セットで使用される。バーフィーダー９５０は、棒材Ｗ１を支持する以外に棒材Ｗ１の搬送機構等が必要であるため、Ｚ軸方向において棒材Ｗ１よりも長い大きさを有している。従って、工場には、バーフィーダー９５０を設置するため、Ｚ軸方向において長尺な棒材Ｗ１よりも長い設置スペースが必要である。また、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転する棒材Ｗ１の芯出し作業は、感覚に頼る部分が多いため、工場に派遣された専門の技術者が行っている。

バーフィーダー９５０の制御は、旋盤９００の制御から独立している。バーフィーダー９５０と旋盤９００とをシステム化するためには、同期用のサーボシステムを構築する等、複雑なシステムを構築する必要がある。従って、バーフィーダー９５０と旋盤９００とのシステム化は、容易ではない。
また、バーフィーダー９５０では、棒材Ｗ１の径の変更による段取り替えが面倒であり、段取り替えに時間がかかる。さらに、旋盤９００とバーフィーダー９５０とを一旦設置した後に別の場所に動かしたり移設したりしようとすると、別々に移すしかないため、再び、専門の技術者による芯出し作業が必要となる。

尚、図１４に示す旋盤９００のようにガイドブッシュ２３を備える主軸移動型旋盤の場合、加工室１４からワークを搬入するためには、ワークをガイドブッシュ２３に通してから主軸２１に挿入して把持部２２に把持させる必要がある。しかし、ワークをガイドブッシュ２３に通してから主軸２１に挿入することは、精度の高い位置決めが必要であり、非常に煩雑な制御が求められる。また、ガイドブッシュ２３を通してから主軸２１に挿入することが可能な長さがワークに必要であるため、その長さのワークを外部Ｏ１から加工室１４に進入させることが求められる。従って、加工室１４の入口スペースを大きくする必要がある。むろん、主軸２１に挿入されない程度の短いワークをガイドブッシュ２３に挿入しても、ワークを加工することができない。
主軸移動型旋盤では、長尺なワークを連続加工することが多いため、主軸２１の後端２１ｂから棒材Ｗ１を挿入することが望まれる。

一方、図１〜１２に示す本具体例の旋盤１は、機械本体１０の外部Ｏ１において多関節ロボット５０がグリッパ７０で棒材Ｗ１を把持して主軸中心線ＡＸ１に沿って後端２１ｂから主軸２１に供給する。これにより、Ｚ軸方向において長い設置スペースが必要なバーフィーダーを旋盤１の側方に設置する必要が無くなる。バーフィーダーが不要になることにより、本具体例の旋盤１は、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせることができ、作業者のスキルが要求され且つ手間がかかる芯出し作業が不要となり、棒材の径を変更する等の段取り替えの時間を少なくさせることができる。また、ＮＣ装置３０により棒材供給用の多関節ロボット５０が制御されるので、多関節ロボット５０の専用コントローラーが不要である。
以上の解決に加え、本具体例の旋盤１は、様々な付帯作業も実施可能であるので、工場の省人化に寄与することができる。さらに、多関節ロボット５０を図１２に示す配置や折り畳まれた配置とすることにより、容易に旋盤１を別の場所に運んだり移設したりすることができる。

（５）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、本技術を適用可能な旋盤は、ガイドブッシュを備えていない旋盤でもよいし、主軸固定型旋盤でもよい。
上述した多関節ロボット５０のロボットアーム６０は４個の関節を有しているが、ロボットアームの関節数は、３個でもよいし、５個以上でもよい。
多関節ロボットにより棒材を支持する箇所を増やすために、グリッパ７０からＺｇ軸方向へ所定距離離れた箇所において棒材を支持する受け部材（例えばＶ形の受け部材）がグリッパ７０に取り付けられてもよい。

図８で示した芯出し処理において、ＮＣ装置３０は、所定期間内のグリッパ７０の加速度からグリッパ７０の振幅を計算し、該振幅が許容範囲内でない場合に振幅が許容範囲内となるＸ，Ｙ位置を探索してもよい。

棒材Ｗ１の芯出しを行うための情報ＩＮ１を取得するセンサー８０は、変位センサーでもよい。例えば、Ｘ−Ｙ平面において互いに異なる３方向から主軸中心線ＡＸ１の方を向いた変位センサーが棒材Ｗ１の変位を検出する場合、各変位センサーにより検出された変位に基づいて主軸中心線ＡＸ１が回転中心となるようにグリッパ７０の位置を調整することが可能である。また、センサー８０は、歪みセンサー等でもよい。

また、図１３に例示するように、ＮＣ装置３０において、機械学習プログラムＰＲ３を実行するＣＰＵ３１に機械学習部３１１、ＲＡＭ３３にデーターベースＤＢを構成し、機械学習によってグリッパ７０の最適な位置を予測してもよい。図１３は、現在のグリッパ７０の位置で芯出しが必要かどうかを機械学習によって予測する構成を例示している。図１３において、図５と一部重複する要素については記載及び説明を省略している。図１３の下部には、データーベースＤＢの構造例が示されている。図１３に示す機械学習プログラムＰＲ３はＲＯＭ３２に書き込まれているが、ＲＡＭ３３に機械学習プログラムが格納されていてもよい。
まず、ＲＡＭ３３にはデーターベースＤＢが構築される。棒材Ｗ１の芯出しを行う際、ＮＣ装置３０は、対象となる棒材Ｗ１の芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）、長さＬｗ、径Ｄｗ、および、材質Ｍｗの情報をＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録する。芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）は、芯出し対象の棒材の芯出し作業中に付与されるＩＤ（識別情報）であり、同じ個体の棒材の芯出しを行っている最中には同一のＩＤが付与される。棒材の個体が変わって芯出しがされるときには、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）も変更される。なお、これらの芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）および棒材Ｗ１の情報は、旋盤１のオペレーターにより操作部４０の入力部４１から入力されてもよい。また、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）は個々の棒材ごとに固有に割り振られるＩＤでもよい。

次に、ＮＣ装置３０は、芯出しを開始するときのグリッパ７０のＸ方向の座標情報ＸＣ１およびＹ方向の座標情報ＹＣ１、座標情報ＸＣ１および座標情報ＹＣ１の位置にグリッパ７０を配置した状態で芯出しし始めたときの情報ＩＮ１をＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録する。このとき、座標情報ＸＣ１および座標情報ＹＣ１はエンコーダー６８ａで取得される情報から推定した数値でもよいし、操作部４０の入力部４１から旋盤１のオペレーターが入力した数値でもよい。次に、情報ＩＮ１を利用して、芯出し作業が必要かどうかが判断される。詳細には、センサー８０で取得する情報に閾値を設定しておくことにより、取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まっているかどうかを判定することができる。この判定は、芯出し作業が必要か（グリッパ７０を移動させる必要があるかどうか）どうかを判定するものであり、ＮＣ装置３０が判定してもよいし、旋盤１のオペレーターが判定してもよい。仮に取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まる場合は、判定結果ＪＲを２とし、芯出し作業は行わずに芯出し作業完了とする。なお、ＮＣ装置３０は、判定結果ＪＲをＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録する。もし、取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まらない場合は、判定結果ＪＲを１とし、芯出し作業が必要であると判定して再度芯出し作業を行う。

判定結果ＪＲが１となり、再度芯出し作業を行う場合、データーベースＤＢに新たなレコードが生成される。このとき、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）および棒材Ｗ１の長さＬｗおよび径Ｄｗ、材質Ｍｗの情報は同一の情報が自動で入力される。そして、芯出し作業を行っているとき、ＮＣ装置３０は再度グリッパ７０のＸ方向の座標情報ＸＣ１およびＹ方向の座標情報ＹＣ１および該座標での情報ＩＮ１を取得し、取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まっているかどうかが判定される。取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まる場合は、判定結果ＪＲを２とし、更なる芯出し作業は行わずに芯出し作業完了とする。取得した情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まらない場合は、判定結果ＪＲを１とし、芯出し作業を継続する。以下、芯出し作業をｎ回繰り返し、情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まるまで芯出し作業が繰り返される。繰り返しの間、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）は同一の値が付与される。なお、閾値については旋盤１のオペレーターが定めた所定の数値をＲＯＭ３２もしくはＲＡＭ３３に記憶させておけばよい。

なお、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）、棒材のサイズを含む棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）および座標情報ＸＣ１，ＹＣ１、情報ＩＮ１、判定結果ＪＲは、それぞれが紐付けされてＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに記録される。旋盤１のオペレーターが芯出し作業を行うたびにデーターベースＤＢを更新する（データーベースＤＢのレコードを追加する）ことにより、データーの蓄積を行う。なお、図１３の下部にはデーターベースＤＢの構築イメージを表している。

旋盤１においては、ＲＡＭ３３のデーターベースＤＢに蓄積したデーターが機械学習部３１１に入力される。ＮＣ装置３０は、例えば、オペレーターによる入力指示を操作部４０の入力部４１から受け付けた時にデーターベースＤＢに蓄積したデーターを機械学習部３１１に入力する処理を行えばよい。具体的には、同一の芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が付与されているデーターのうち、判定結果ＪＲが１のとき（情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まらないとき）のデーターを抽出し、抽出したデーターを「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター」とする。詳細には、判定結果ＪＲが１と同じレコードに記録されている棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）およびグリッパの座標情報（ＸＣ１、ＹＣ１）、情報ＩＮ１を「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター」とする。次に、同一の芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が付与されているデーターのうち、判定結果ＪＲが２のとき（情報ＩＮ１が閾値の範囲内に収まるとき）のデーターを抽出し、抽出したデーターを「芯出し完了後のデーター（クリッパ７０を適切な位置に移動させた後のデーター）」とする。詳細には、判定結果ＪＲが２と同じレコードに記録されている棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）およびグリッパの座標情報（ＸＣ１、ＹＣ１）、情報ＩＮ１を「芯出し完了後のデーター（クリッパ７０を適切な位置に移動させた後のデーター）」とする。そして、「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター」と「芯出し完了後のデーター」の両方のデーターを教師データーとして機械学習部３１１に入力する処理が行われる。また、芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が重複せず（つまり芯出しＩＤ（Ｍｉｄ）が同一のレコードが１つしかなく）、情報ＩＮ１が閾値の範囲を超えないとき（判定結果ＪＲが２のとき）のデーターにおいては、棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）およびグリッパ７０の座標情報（ＸＣ１、ＹＣ１）、情報ＩＮ１を「芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が無い場合のデーター」とし、これらのデーターを教師データーとして機械学習部３１１に入力する処理が行われる。

機械学習部３１１は、教師データー（芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が有る場合のデーター、芯出し完了後のデーター、および芯出しのためにグリッパを移動させる必要性が無い場合のデーター）に基づいて教師あり学習を行い、現在のグリッパの位置で芯出しを行う必要があるか否かを判定する学習モデルＬＭを構築する。そして、機械学習部３１１は、構築した学習モデルＬＭをＲＡＭ３３に記憶する。学習モデルＬＭが構築された状態で、旋盤１において芯出しを行うとき、ＮＣ装置３０は、棒材情報（長さＬｗ、径Ｄｗ、材質Ｍｗ）、現在のグリッパ７０の座標情報、学習モデルＬＭをもとに情報ＩＮ１を予測する。この予測結果に基づき、現状のグリッパ７０の位置で芯出しが必要かどうかを予測することが出来る。よって、芯出しが不要な位置にグリッパ７０が配置されているときには芯出し作業が不要となる。なお、現状のグリッパ７０の位置で芯出しが必要と判断された場合、機械学習部３１１は学習モデルＬＭを利用してグリッパ７０の適切な座標を予測してもよい。この予測結果に基づき、ＮＣ装置３０はグリッパ７０を適切な位置に移動させることができる。よって、芯出し作業のそもそもの回数を減らすことが可能になる。機械学習部３１１が構築する学習モデルＬＭは、入力データーから情報ＩＮ１が閾値を超えるか否かの予測をすることが可能な学習モデルＬＭであればどのようなものを用いてもよい。例えば、公知のニューラルネットワークや、ベイジアンネットワークなどを用いることができる。ニューラルネットワークを学習モデルとして用いる場合には深層学習の手法により学習を進めるようにしてもよい。なお、ニューラルネットワーク、深層学習などの詳細については公知であるため説明を省略する。

なお、学習モデルＬＭを構築する際に、情報ＩＮ１を取得した日時や旋盤１の稼動状況、材料のロットナンバー、旋盤１のオペレーターＩＤ、旋盤１が設置されている工場の環境温度などのデータを追加で利用してもよい。これにより、旋盤の連続運転時間や材料による個体差、オペレーターによる機械の設定の個体差や環境温度による熱変位などを加味して機械学習を行えるようになる。また、機械学習部３１１はＮＣ装置３０において機械学習プログラムＰＲ３を実行するＣＰＵ３１により構成されたが、例えばＮＣ装置３０のＩ／Ｆ３５をインターネットやイントラネットなどのネットワークに接続した状態では、ネットワークに接続された所定のサーバーやコンピューター、スマートフォン等に機械学習部を持たせてもよい。

（６）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、主軸に棒材を供給するために必要なスペースを少なくさせる旋盤等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

１…旋盤、
１０…機械本体、１１…覆い、１２…側部、１３…下部、１４…加工室、
２０…主軸台、２１…主軸、２１ａ…前端、２１ｂ…後端、２２…把持部、
２３…ガイドブッシュ、２４…対向主軸、２５，２６…刃物台、
３０…ＮＣ装置、
３６…Ｚ軸モーター、３７…回転モーター、
３８…アクチュエーター、３９…刃物台駆動モーター、
５０…多関節ロボット、
６０…ロボットアーム、
６１…ベース、６２ａ〜６２ｃ…リンク、６３…リスト、６４ａ〜６４ｄ…関節、
６８…アーム駆動モーター、６８ａ…エンコーダー、
７０…グリッパ、７２…掌、７３，７３ａ，７３ｂ…指、７４ａ〜７４ｄ…ローラー、
７５…オイルパン、７６…潤滑油供給部、
７８…グリッパ駆動モーター、７８ａ…エンコーダー、
８０…センサー、８１…加速度センサー、８５…径検出部、
ＡＸ１…主軸中心線、
Ｄ１…前面方向、Ｄ２…背面方向、Ｄ３…上方向、Ｄ４…下方向、
Ｄ５…左方向、Ｄ６…右方向、
ＩＮ１…情報、
Ｏ１…外部、
Ｗ１…棒材、Ｗ１ａ…前端。

Claims

主軸中心線に沿った棒材を解放可能に把持する主軸を内部に有し、前記主軸の前端から出た前記棒材を加工する機械本体と、
前記機械本体の外側に取り付けられたロボットアーム、及び、該ロボットアームの先端に取り付けられたグリッパを有し、前記機械本体の外部において前記グリッパで前記棒材を解放可能に把持し、該棒材を前記主軸中心線に沿って前記主軸の後端から前記主軸に供給する多関節ロボットと、
を備える、旋盤。
前記機械本体は、前記棒材の加工の数値制御を行う数値制御装置を有し、
前記数値制御装置は、前記多関節ロボットに対して、前記機械本体の外部において前記グリッパで前記棒材を把持させて該棒材を前記主軸中心線に沿って前記主軸の前記後端から前記主軸に供給させる制御を行う、請求項１に記載の旋盤。
前記多関節ロボットは、前記主軸の前記後端から前記主軸に供給された前記棒材の芯出しを行うための情報を取得するセンサーを有し、前記グリッパで把持した前記棒材に対して前記情報に基づいた芯出しを行う、請求項１又は請求項２に記載の旋盤。
前記芯出しが行われた前記棒材のサイズを含む棒材情報、前記棒材を把持した前記グリッパの位置、及び、前記センサーにより取得された前記情報に基づいた機械学習により、現在の前記グリッパの位置で前記芯出しを行う必要があるか否かを判定する学習モデルを生成する機械学習部をさらに備える、請求項３に記載の旋盤。
前記グリッパで把持された前記棒材の径を検出する径検出部と、
該径検出部により検出された径が設定された径の許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲内でないと判断した場合に警告を出力する警告部と、をさらに備える、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の旋盤。