JP3396154B2 - 主軸移動型立形工作機械におけるワークフィーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直方向又はこの
垂直方向に対して所定角度傾斜した方向に軸線を有する
主軸を回転自在に支持する主軸台が前記主軸軸線方向
（Ｚ軸方向）及びこの主軸軸線方向と直交する方向（Ｘ
軸方向）に移動して、前記主軸の下端に設けられたチャ
ックでワーク（工作物）を着脱自在に把持する主軸移動
型の立て旋盤など立形工作機械に設けられたワークフィ
ーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械のうち旋盤は、主軸の先端にチ
ャックが取付けられ、このチャックでワークを把持して
回転させるが、旋盤には、主軸が水平方向を向く種類の
他、主軸の軸線が上下方向（垂直方向）を向く立て旋盤
が知られている。例えば、特開昭６２−１６６９０２号
公報，特開昭６２−１９９３０１号公報等には、ワーク
インデックステーブル付き立型複合加工数値制御式旋盤
（立形ＮＣ旋盤）が開示されている。この旋盤は主軸固
定型であるため、パワーチャックに材料の取付け，取外
しをするのに材料を昇降させるための材料押出し装置
（油圧シリンダ等），インデックステーブルを往復移動
させるための油圧シリンダ等を設ける必要があるので構
成が複雑になっていた。

【０００３】これに対して、本出願人の出願に係る特公
平２−４６３２１号公報に開示された工作機械は、主軸
が移動して主軸の下端（下方端部）のチャックがワーク
を直接把持して加工を行うようになっている。この工作
機械では、材料押出し装置，油圧シリンダ等を不要にし
て構成の簡素化を図っており、自動的にワークを供給す
るためのワークフィーダ（工作物自動供給装置）が設け
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】加工前の素材ワークな
ど未加工ワークは、その寸法（例えば、直径寸法，軸線
方向寸法）等にばらつきがある場合がある。このばらつ
きがあっても、主軸移動型の立形工作機械では、未加工
ワークを把持する時にチャックを必要以上に押付けて工
作機械側（特に、主軸，主軸を回転自在に支持する軸受
など主軸側）に無理な負荷を与えることがないようにす
るとともに、未加工ワークをチャックに確実に密着させ
て精度よく把持する必要がある。

【０００５】ところが、特公平２−４６３２１号公報に
記載のものは、このような未加工ワークの寸法等のばら
つきを考慮した構成にはなっていないため、未加工ワー
クの寸法等にばらつきがあった場合に、未加工ワークを
チャックに密着させて把持する動作を高精度に行うのが
困難であった。そのため、従来は、未加工ワークをチャ
ックで把持する場合、チャックの爪と未加工ワークとを
密着させるために、旋盤の刃物台や心押台等に専用のプ
ッシャーを別途設ける場合があったが、プッシャーで密
着させるための動作に時間が掛かるので、工作機械の非
加工時間となるワーク交換時間が長くなっていた。

【０００６】しかも、チャックがワークフィーダから未
加工ワークを確実に受け取って把持するためには、作業
者は、未加工ワークをチャックの把持可能範囲内に常に
載置するために、ワークフィーダ上で未加工ワークの中
心がほぼ一致するように載置しなければならず、作業性
がよくなかった。また、作業者がパレットに未加工ワー
クを載置する位置に、チャックの爪の把握ストロークを
こえる大きなばらつきが生じると、チャックで未加工ワ
ークを把持することが困難であった。また、チャックの
爪と未加工ワークが衝突する恐れもあった。

【０００７】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、未加工ワークを主軸側チャックで受け取
る時に、チャックによる未加工ワークの把持動作を確実
且つ高精度に行うことができ、主軸側に大きな負荷をか
けることなくチャックで未加工ワークを密着させて把持
することができ、ワーク交換時間を密着動作のために増
加させることがなく非加工時間の短縮化が図れる主軸移
動型立形工作機械におけるワークフィーダを提供するこ
とを目的とする。また、他の目的は、未加工ワークをワ
ークフィーダに作業者が載置する際の作業を容易にした
主軸移動型立形工作機械におけるワークフィーダを提供
することである。更に他の目的は、未加工ワークを受け
取る際にワークの種類を特定できる主軸移動型立形工作
機械におけるワークフィーダを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係るワークフィーダは、垂直方向又はこの
垂直方向に対して所定角度傾斜した方向に軸線を有する
主軸を回転自在に支持する主軸台が前記主軸の軸線方向
及びこの主軸軸線と直交する方向に移動する主軸移動型
立形工作機械において、前記主軸の下端に設けられたチ
ャックとの間でワークを授受するためのワークフィーダ
であって、前記工作機械の機械本体の近傍の所定の位置
に設置されたワークフィーダ基体と、このワークフィー
ダ基体に設けられ、駆動手段によって駆動されて旋回動
作する旋回体と、この旋回体に昇降移動可能に取付けら
れて前記ワークフィーダ基体の移送面上を移動可能に設
けられ、上面に前記ワークが載置される複数のパレット
と、前記旋回体に対して自在に昇降移動可能になってい
る連結棒を介して前記パレットを支持するパレット支持
部材と、このパレット支持部材の下部に取付けられ、前
記ワークフィーダ基体の前記移送面上を任意の方向に自
在に転動するころがり手段と、前記チャックとの間で前
記ワークを授受するために前記パレットが位置決めされ
るワーク授受位置に配設されて前記ワークフィーダ基体
に設けられ、前記ワーク授受位置に位置決めされた前記
パレットを前記主軸軸線方向に昇降移動自在に支持する
昇降部材を付勢部材で前記チャックの方向に付勢してい
る支持装置とを備え、前記主軸が下方に移動して前記チ
ャックが前記パレット上の前記ワークを下方に押し込む
と、前記パレット，前記連結棒，前記パレット支持部
材，前記ころがり手段及び前記昇降部材が前記付勢部材
の付勢力に抗して下降し、前記チャックに前記ワークが
前記付勢部材により所定の荷重で押圧された状態で、前
記ワークの授受が行えるようにしている。

【０００９】前記ワーク授受位置は、前記工作機械でこ
れから加工するために前記パレット上面に載置された未
加工ワークを前記パレットより前記チャックが受け取る
未加工ワーク受け取り位置と、この未加工ワーク受け取
り位置に併設され、前記工作機械での加工が完了した加
工済ワークを前記チャックが前記パレット上面に載置し
て受け渡す加工済ワーク受け渡し位置とからなり、少な
くとも前記未加工ワーク受け取り位置に前記支持装置が
設けられているのが好ましい。

【００１０】前記パレットを支持する前記支持装置の前
記昇降部材の上面は、前記チャックが前記未加工ワーク
又は前記加工済ワークを前記主軸軸線方向に押圧してい
ない状態の時は前記移送面とほぼ同一面になることによ
り、前記パレットの前記ころがり手段が前記昇降部材の
前記上面と前記移送面を転動して移送可能とするのが好
ましい。

【００１１】好ましくは、前記支持装置の前記昇降部材
は、前記ワークフィーダ基体の前記移送面に設けられた
開口部内に所定の間隙を介して設けられ、前記パレット
を前記主軸軸線方向に昇降移動自在に且つ傾き動作可能
に支持するものであり、前記ワークを前記チャックに密
着させた状態で把持可能にしている。前記昇降部材と一
体的に動作可能な棒状部材の下部には被検出部が取付け
られ、前記ワークフィーダ基体には下限用検出器が取付
けられ、前記チャックで前記ワークを把持するために前
記チャックが前記ワークを押し込んだ時、前記被検出部
が所定位置を越えて下降動作すると、前記下限用検出器
が前記被検出部を検出して異常が発生した旨を検出する
のが好ましい。

【００１２】また、ワークフィーダは、前記未加工ワー
ク受け取り位置に位置決めされている前記パレットの上
面に前記未加工ワークが載置されているか否かを検出す
る未加工ワーク有無検出手段を備えているのが好まし
く、更に、前記加工済ワーク受け渡し位置に位置決めさ
れている前記パレットの上面に前記加工済ワークが載置
されているか否かを検出する加工済ワーク有無検出手段
を備えているのが好ましい。

【００１３】また、前記パレットが未加工ワーク受け取
り位置に割出された時に、前記パレット上の未加工ワー
クを前記チャックが受け取り可能な所定の位置に位置決
めする心出し装置を前記ワークフィーダ基体に設けるの
が好ましい。

【００１４】更に、前記パレット上の未加工ワークを前
記チャックで把持する時この未加工ワークの軸線方向の
寸法を計測するワーク軸線方向寸法計測手段を設け、前
記未加工ワークの前記軸線方向寸法から前記工作機械で
加工されるワークの種類を特定するのが好ましい。な
お、前記駆動手段はチェーン駆動手段であり、前記旋回
体は、このチェーン駆動手段により駆動されて旋回動作
するエンドレスチェーンであるのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の一例を図１乃至図７を参照して説明する。下記の各実
施形態では、ワークフィーダ（工作物自動供給装置）を
有する主軸移動型の立形工作機械として立て旋盤の場合
を示しているが、上下方向に軸線を有する主軸を回転自
在に支持する主軸台が主軸の軸線方向及びこの主軸軸線
方向と直交する方向に移動して、主軸の下端（下方端
部）に設けられたチャックを用いて、ワークフィーダに
より供給されたワーク（工作物）を着脱自在に自動的に
把持することにより、ワークフィーダとチャックとの間
でワークを授受するタイプの工作機械であれば、ターニ
ングセンタ，研削盤など他の種類の工作機械であっても
よい。また、立形工作機械の主軸の軸線は、床面に対し
て垂直方向を向いている場合を示しているが、この垂直
方向に対して所定角度傾斜した方向を向いた場合でもよ
い。

【００１６】（第１の実施形態） 図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示す図で、図
１及び図２はそれぞれ主軸移動型立て旋盤の全体平面図
及び全体正面図、図３はワークフィーダの部分拡大縦断
面図、図４は図３のIV−IV線平面断面図で心出し装置の
図示を省略した図、図５は心出し装置を有する前記ワー
クフィーダの部分拡大平面図である。

【００１７】図１及び図２に示すように、主軸移動型立
て旋盤（以下、旋盤と記載）１は、機械本体２と、機械
本体２の近傍に設けられ、所定の位置にワークを割出す
動作を行うワークフィーダ３とを備え、ＮＣ装置（図示
せず）により制御される。旋盤１においては、主軸台４
及び主軸５など可動体が、主軸軸線Ｃ方向であるＺ軸方
向に移動するとともに、Ｚ軸方向と直交するＸ軸と平行
な方向の直線状の移動軌跡Ｃ_０ を、加工位置とワーク
フィーダ３のワーク授受位置Ｄとの間で移動する。

【００１８】チャック６は、この旋盤１で素材ワークな
ど未加工のワーク７を、ワークフィーダ３で着脱自在に
直接把持して受け取り、加工位置で加工した後はワーク
フィーダ３で加工済ワーク８の把持を解除して、この加
工済ワーク８をワークフィーダ３に受け渡す。主軸台４
（主軸５）がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動するこのタイ
プの旋盤１では、主軸５がワーク搬送の機能も有してい
る。

【００１９】旋盤１には、加工位置で加工が行われスプ
ラッシュカバー９で遮蔽された加工領域１７と、加工領
域１７に隣接し、チャック６とワークフィーダ３との間
でワークの授受が行われるワーク授受領域１８とが設け
られており、主軸台４と主軸５は両方の領域１７，１８
間を移動する。ワークフィーダ３はワーク授受領域１８
側に設置されており、ワークフィーダ３の一部（例え
ば、ワーク授受位置Ｄ側）はワーク授受領域１８に位置
し、他の一部は、作業者による加工済ワーク８の取り外
し作業，及び未加工ワーク７の載置作業が行われる領域
に位置している。

【００２０】ワークフィーダ３にはワーク授受位置Ｄが
設定されており、このワーク授受位置Ｄには、未加工ワ
ーク受け取り位置３０と加工済ワーク受け渡し位置３１
とがある。未加工ワーク受け取り位置３０では、旋盤１
でこれから加工するために、チャック６と対向するよう
にパレット１９が割出されて位置決めされ、チャック６
の複数の爪でパレット１９の上面に載置された未加工ワ
ーク７を把持して受け取る。

【００２１】未加工ワーク受け取り位置３０に併設され
た加工済ワーク受け渡し位置３１にも、チャック６と対
向するようにパレット１９が割出される。この加工済ワ
ーク受け渡し位置３１では、旋盤１での加工が完了した
加工済ワーク８をチャック６がパレット１９の上面に載
置して受け渡すようになっている。即ち、チャック６
は、加工済ワーク８の把持を加工済ワーク受け渡し位置
３１で解除して、この加工済ワーク８をパレット１９上
に載置する。このように、未加工ワーク受け取り位置３
０と加工済ワーク受け渡し位置３１とを設けるのが好適
であるが、未加工ワーク７を受け取ったパレット１９上
に、加工後、加工済ワーク８を載置して受け渡すように
してもよい。

【００２２】旋盤１のベッド１０の上面には、Ｘ軸方向
に一対のガイドレール１１が平行に取付けられている。
二本のガイドレール１１上には、図示しないスライド本
体を介してサドル１２がＸ軸方向に移動自在に配置され
ている。ガイドレール１１とスライド本体は直線ころが
り案内を構成している。ベッド１０のワークフィーダ３
側には、ブラケット１０ａがボルト（図示せず）で固定
されており、ガイドレール１１，１１は、ベッド１０と
ブラケット１０ａとにより支持されている。

【００２３】なお、ブラケット１０ａはベッド１０と一
体に形成してもよく、また、ガイドレール１１も、ベッ
ド１０側のレールとブラケット１０ａ側のレールに分割
しておいて、組立調整時に一つのガイドレールとなるよ
うにしてもよい。このように、ガイドレール１１とブラ
ケット１０ａを分割しておいて、後で取付け可能に構成
しておくと、通常の立て旋盤を主軸移動型立て旋盤に変
更することが可能になる。

【００２４】二本のガイドレール１１のほぼ中間位置に
は、Ｘ軸用ボールねじのねじ軸１３がガイドレール１１
と平行に配置され、ねじ軸１３には、サドル１２に固定
されたナット１４がねじ込まれている。ねじ軸１３の両
端部は、軸受を内蔵した軸受装置１５，１６により回転
自在に軸支されており、ねじ軸１３は、歯付プーリ１３
ａ，１３ｂ及び歯付ベルト１３ｃを介して、Ｘ軸用サー
ボモータ２０により正逆方向に回転駆動される。なお、
Ｘ軸用サーボモータ２０とＸ軸用ボールねじは連結部材
で直結されていてもよい。Ｘ軸用サーボモータ２０に駆
動されてねじ軸１３が回転すると、サドル１２がナット
１４を介してガイドレール１１に案内されてＸ軸方向に
往復移動することになり、この移動動作が、タレット２
１の工具２２に対するＸ軸線方向の送りとなる。

【００２５】Ｘ軸ガイドレール１１とねじ軸１３は、ワ
ークフィーダ３側の位置まで延長して設けられているの
で、サドル１２のＸ軸方向への移動可能距離がワークフ
ィーダ３方向に長くなっている。主軸５は、加工領域１
７内の加工位置と、ワーク授受領域１８におけるワーク
フィーダ３のワーク授受位置Ｄとの間を、移動軌跡Ｃ_０
に従って移動可能である。主軸５に対する未加工ワー
ク７の供給及び加工済ワーク８の排出を、主軸５の下端
に取付けられたチャック６で直接行う。移動軌跡Ｃ_０
は、加工位置，加工済ワーク受け渡し位置３１の中心Ｃ
_３１（図４），未加工ワーク受け取り位置３０の中心Ｃ
_３０（図４）を結んだ直線で、Ｘ軸方向を向いている。

【００２６】ベッド１０には刃物台２３が取付けられ、
刃物台２３にはタレット２１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、タレット２１には複数の
工具２２が放射状に取付けられている。サドル１２の前
面には、Ｚ軸方向に一対のＺ軸ガイドレール２４が平行
に設けられ、主軸台４が、スライド本体２５，２５を介
して一対のＺ軸ガイドレール２４，２４にＺ軸方向に移
動自在に係合している。Ｚ軸ガイドレール２４及びスラ
イド本体２５は直線ころがり案内を構成している。

【００２７】サドル１２の上部にはＺ軸用サーボモータ
２６が取付けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６の出
力軸には、Ｚ軸用ボールねじ（図示せず）のねじ軸が直
結で連結されて回転駆動されるようになっている。な
お、Ｚ軸用サーボモータ２６の出力軸とＺ軸用ボールね
じは、歯車機構，歯付きプーリ・ベルト機構等を介して
駆動力の伝達が行われるようにしてもよい。Ｚ軸用ボー
ルねじのねじ軸には、主軸台４に固定されたナット（図
示せず）がねじ込まれているので、Ｚ軸用サーボモータ
２６に駆動されてＺ軸用ボールねじのねじ軸が回転すれ
ば、前記ナットを介して主軸台４がＺ軸ガイドレール２
４に案内されてＺ軸方向に昇降移動する。

【００２８】主軸台４には主軸５が回転自在に支持され
ており、主軸５は、その下端に設けられたチャック６で
ワークを把持した状態で回転する。主軸５は、主軸台４
の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。チャック６には、ワークを把持す
るための複数（例えば、三個）の爪２７が設けられてい
る。主軸５の上部にはチャックシリンダ２８が設けられ
ており、チャックシリンダ２８を駆動して爪２７の位置
を径方向に移動させることにより、ワークが把持又は開
放される。

【００２９】次に、旋盤１の動作について説明する。旋
盤１のＮＣ装置からの指令により未加工ワーク７を切削
加工する時には、Ｘ軸用サーボモータ２０を駆動して、
サドル１２をＸ軸方向のワークフィーダ３側に移動させ
る。サドル１２の移動により、主軸５が、ワークフィー
ダ３の未加工ワーク受け取り位置３０に移動軌跡Ｃ_０
上を移動する。次に、Ｚ軸用サーボモータ２６を駆動し
て、主軸台４とともに主軸５を下方に移動させ、チャッ
クシリンダ２８を駆動してチャック６の爪２７を移動さ
せて未加工ワーク７を直接把持する。チャック６のこの
把持動作後、主軸台４は所定位置まで上昇移動する。

【００３０】次いで、Ｘ軸用サーボモータ２０を回転駆
動することにより、サドル１２がＸ軸ガイドレール１１
に案内されてＸ軸方向の加工位置側に移動し、Ｚ軸用サ
ーボモータ２６を駆動することにより、主軸台４がＺ軸
ガイドレール２４に案内されてＺ軸方向に移動する。こ
うして、主軸５を移動軌跡Ｃ_０ に従って加工位置に移
動させた後、タレット２１を旋回割出しさせてタレット
２１に取付けられた所望の工具２２を割出す。そして、
ＮＣ装置でＸ軸用サーボモータ２０及びＺ軸用サーボモ
ータ２６を制御するとともに、主軸５の回転数を制御し
て、工具２２によりワークの切削加工を行う。

【００３１】ワークの加工が完了した後、Ｘ軸用サーボ
モータ２０及びＺ軸用サーボモータ２６を駆動して、主
軸台４と主軸５を加工位置から加工済ワーク受け渡し位
置３１に移動させ、加工済ワーク８をチャック６から離
脱させて加工済ワーク受け渡し位置３１にあるパレット
１９の上に載置する。次のワークの加工がある場合に
は、主軸台４は、加工済ワーク受け渡し位置３１から未
加工ワーク受け取り位置３０に移動して、上述と同様に
未加工ワーク７を把持する動作を行ったのち前記手順を
繰り返す。

【００３２】次に、心出し装置付きのワークフィーダ３
について説明する。ワークフィーダ３は、所定の位置
（即ち、未加工ワーク受け取り位置３０）に未加工ワー
ク７を順次割出すために間欠的な旋回動作を行う。ワー
クフィーダ３の旋回面はほぼ水平になっている。ワーク
フィーダ３は、旋盤１の機械本体２の近傍の所定の位置
に設置されたワークフィーダ基体（以下、基体と記載）
３２を備えており、基体３２は、機械本体２から別体で
床面３３に自立している。機械本体２に対してワークフ
ィーダ３を所定位置に位置決めすることができればよい
ので、基体３２は機械本体２と一体でも別体でもよい。
例えば、基体３２を、ベッド１０又はブラケット１０ａ
に一体的又は別体で取付けてもよい。

【００３３】図１乃至図５に示すように、ワークフィー
ダ３は、基体３２に設けられ駆動手段によって駆動され
て旋回動作する旋回体と、この旋回体に取付けられて基
体３２の移送面上を移動可能に設けられ、上面にワーク
７，８が着脱自在に載置される複数のパレット１９とを
備えている。本実施形態では、旋回体として、基体３２
に設けられ駆動手段としてのチェーン駆動手段４０によ
り駆動されて旋回動作するエンドレスチェーン（以下、
チェーンと記載）４１が使用されており、このチェーン
４１に複数のパレット１９が取付けられている。

【００３４】また、ワークフィーダ３は、チャック６と
の間でワークを授受するためにパレット１９が位置決め
されるワーク授受位置Ｄに配設されて基体３２に設けら
れた支持装置４２を備えている。この支持装置４２は、
ワーク授受位置Ｄに位置決めされたパレットを主軸軸線
Ｃ方向に昇降移動自在に支持している。これにより、ワ
ークフィーダ３は、チャック６にワークが所定の荷重で
押圧された状態でワークの授受が行えるようにしてい
る。本実施形態の支持装置４２は未加工ワーク受け取り
位置３０に配設されており、この未加工ワーク受け取り
位置３０に位置決めされたパレット１９を主軸軸線Ｃ方
向に昇降移動自在に且つ傾き動作可能に支持するととも
に、主軸軸線Ｃのチャック６側にパレット１９を付勢す
る構成になっている。

【００３５】なお、支持装置４２を未加工ワーク受け取
り位置３０のみに配設した場合を示したが、支持装置４
２を加工済ワーク受け渡し位置３１にも設けてもよい。
このようにすれば、加工済ワーク８を主軸側チャック６
から加工済ワーク受け渡し位置３１のパレット１９に受
け渡す時に、加工済ワーク８をパレット１９上に衝突，
落下などなくスムーズに載置することができるので、加
工済ワーク８に傷がつくことがない。

【００３６】チェーン駆動手段４０は、基体３２に取付
けられ減速機を有する駆動用モータ４３と、基体３２に
回動自在に軸支され、駆動用モータ４３に駆動されて駆
動側の一方の回転中心Ｃ_１ 回りに正逆方向に自在に回
転するスプロケット４４と、基体３２に軸支され、他方
の回転中心Ｃ_２ 回りに正逆方向に自在に回転する別の
スプロケット４５又は回転リングとを有している。スプ
ロケット４４は、基体３２を構成する上部フレーム４９
に固定された支持軸８６に、軸受（図示せず）を介して
正逆方向に回転自在に軸支されている。スプロケット４
４と別のスプロケット４５には、チェーン４１が巻き掛
けられている。基体３２側に設けられたこのチェーン４
１としては、複数のリンクが連結された金属製のチェー
ンが使用されており、チェーン４１は、プレート４１
ａ，４１ｂ，ピン４１ｃ，ローラ部４１ｄ等により構成
される公知なものである。

【００３７】スプロケット４４には、大径の歯車４６が
同心状に平行に取付けられて一体的に回転するようにな
っている。この歯車４６と、駆動用モータ４３の出力軸
４７に取付けられた小径の歯車４８とが噛み合って減速
機構を構成している。駆動用モータ４３の回転駆動力
は、出力軸４７，歯車４８，４６，スプロケット４４を
介して減速された状態でチェーン４１に伝達され、チェ
ーン４１は旋回動作を行う。

【００３８】上部フレーム４９の上面には案内板５０が
固定されており、案内板５０は、チェーン４１の全体形
状に対応して長細い矩形状をなして水平方向に配設され
ている。チェーン４１は、案内板５０の上方にこれと平
行に位置している。パレット１９は、垂直方向に配設さ
れた複数（例えば、二本）の連結棒５１を介してパレッ
ト支持部材５２に支持されている。板状で円形のパレッ
ト１９及びパレット支持部材５２は、互いに平行，同心
且つ水平に配設されている。連結棒５１は、ねじ５３，
５４など締結部材により、パレット１９及びパレット支
持部材５２に固定されている。なお、パレット１９等は
四角形など他の形状をしていてもよい。即ち、ワークを
載置可能で、且つ旋回体により移動可能なものであれば
よい。パレット支持部材５２の下部には、案内板５０の
上面を任意の方向に自在に転動するころがり手段が取付
けられている。本実施形態では、ころがり手段として各
パレット１９に複数（例えば、四個）のキャスタ５５が
使用されており、キャスタ５５は、直進動作及び旋回動
作の自在な自在輪５６を有している。

【００３９】連結棒５１は連結部材５７を介してチェー
ン４１に連結され、連結部材５７は、ほぼ矩形板状に形
成されて水平方向に配設されている。連結部材５７は、
チェーン４１の所定のリンクの下部にねじ５８など締結
部材により固定され、チェーン４１に同一ピッチＰで複
数個（例えば、合計１４個）設けられている。連結部材
５７には、連結棒５１が嵌合する嵌合孔５９が垂直方向
に穿設されており、連結棒５１は嵌合孔５９内を自在に
昇降移動可能になっている。こうして、連結部材５７，
連結棒５１を介してチェーン４１に連結された複数のパ
レット１９は、同一ピッチＰで案内板５０上に配設され
て旋回動作を行う。

【００４０】スプロケット４４の支持軸８６には、スプ
ロケット４４と一体的に回転運動する割出し用の被検出
部材である円板８７と、ボルト８７ｃにより割出し検出
用センサ取付け用板部材８７ａが取付けられている。こ
の板部材８７ａに取付けられた割出し検出用センサ（以
下、センサと記載）８７ｂで、円板８７に形成された凹
凸を検出し、センサ８７ｂの出力信号により駆動用モー
タ４３を回転制御している。円板８７とセンサ８７ｂ等
によって、割出し位置検出手段８８が構成される。この
割出し位置検出手段８８はエンコーダ等であってもよ
く、パレットの割出し位置を検出できるものであればよ
い。したがって、パレット１９は、矢印Ｇに示すように
反時計回りに旋回運動をするとともに、一ピッチＰずつ
間欠的に送られて所定位置に割出される。なお、必要に
応じて駆動用モータ４３を逆転させれば、パレット１９
は時計回りに旋回動作を行うこともできる。

【００４１】次に、未加工ワーク受け取り位置３０に配
設された支持装置４２について説明する。未加工ワーク
受け取り位置３０では、開口部６０が案内板５０と上部
フレーム４９に形成され、開口部６０内に、昇降部材６
１が昇降移動自在に且つ傾き動作可能に配設されてい
る。本実施形態の開口部６０は円形状をなしているの
で、昇降部材６１は、円形の平面形状をなして開口部６
０内に所定の間隙６０ａを介して配設されている。昇降
部材６１が上部位置にある時には、その上面８１と案内
板５０の上面はほぼ同一面になっている。なお、開口部
６０，昇降部材６１は、四角形など他の形状であっても
よく、所定の間隙を有して配設されていればよい。

【００４２】支持装置４２は、基体３２及び案内板５０
に対して、昇降部材６１を主軸軸線Ｃ方向に昇降移動自
在に且つ傾き動作可能に支持するとともに、付勢部材と
しての圧縮ばね６２により、昇降部材６１を主軸軸線Ｃ
の上方向（即ち、チャック６の方向）に付勢している。
基体３２は円盤状の基台６４を備えており、基台６４
は、周方向に均等に配置された複数（例えば、四本）の
連結部材６３により上部フレーム４９に固定され、上部
フレーム４９とほぼ平行に配設されている。

【００４３】昇降部材６１は、開口部６０内に所定の間
隙６０ａを介して配設された円形状の円板６５と、円板
６５の下面にねじ６６など締結部材により固定されたス
トッパ取付け部材６７とを有している。ストッパ取付け
部材６７は、円板６５の下面に密着しねじ６６でねじ込
み固定された円形板部６８と、円形板部６８に固定され
て下方に延びる円筒部６９と、円筒部６９の下端に固定
されて半径方向外方に延びる円環状のフランジ部７０と
を有している。

【００４４】圧縮ばね６２は、上部にある円形板部６８
と下部にある円形のばね用支持板７１との間に圧縮され
た状態で配置され、昇降部材６１等を上方に付勢してい
る。ばね用支持板７１，基台６４，ストッパ取付け部材
６７及び円板６５は、未加工ワーク受け取り位置３０の
中心Ｃ_３０と同心に且つ互いにほぼ平行に配置されてい
る。ばね用支持板７１は、基台６４にねじ込まれて周方
向に均等に配置された複数（例えば、四本）のねじ部材
７２により、その下面が支持されている。ねじ部材７２
を調整することにより、ばね用支持板７１を上下させ
て、圧縮ばね６２のばね力を調整することができる。

【００４５】円形板部６８の中心部には、棒状部材７３
が下方に向けてねじ込み固定されている。棒状部材７３
は、ばね用支持板７１の中心部に穿設された貫通孔７４
と、基台６４の中心部に穿設された貫通孔７５とに挿通
されて、昇降部材６１と一体的に動作可能になってい
る。ばね用支持板７１の貫通孔７４に棒状部材７３が嵌
合しているので、ばね用支持板７１は、横方向にずれる
ことなくねじ部材７２に常に係合している。

【００４６】棒状部材７３の下部には、被検出部７６が
位置調節可能に取付けられ、基体３２には、近接スイッ
チ，光電センサ等を用いた下限用検出器７７が、図示し
ない取付け部材を介して取付けられている。チャック６
で未加工ワーク７を把持するためにチャック６が未加工
ワーク７を押し込んだ時、被検出部７６が所定位置を越
えて下降動作すると、下限用検出器７７が被検出部７６
を検出して、異常が発生した旨を検出できるようになっ
ている。

【００４７】したがって、未加工ワーク受け取り位置３
０での主軸台４の正規の昇降動作位置をプログラムして
おき、供給された未加工ワーク７の軸線方向寸法（厚み
寸法）ｈが正規の寸法より大きい場合に、チャックの爪
２７が未加工ワーク７を下方に押し込むと、パレット１
９，昇降部材６１，棒状部材７３等が所定距離以上に下
降する。すると、下限用検出器７７が被検出部７６の下
降動作位置を検出するので、この検出信号に基づいてＮ
Ｃ装置が制御され、主軸５の下降動作を停止するととも
に、アラーム等を表示する。このようにして、規定以外
の種類の未加工ワーク７が供給されたことを作業者に知
らせ、加工ミスを防止している。

【００４８】パレット１９を支持する支持装置４２の上
面８１は、チャック６が未加工ワーク７（又は、加工済
ワーク８）を主軸軸線Ｃ方向に押圧していない状態の時
は基体３２の移送面（即ち、案内板５０の上面）とほぼ
同一面になることにより、パレット１９を移送可能にし
ている。そのために、フランジ部７０には、第１のスト
ッパとしての複数（例えば、四本）のねじ部材７８がね
じ込まれて、周方向に均等に配置されている。ねじ部材
７８は、昇降部材６１の上方向への移動を規制するため
に設けられたもので、ねじ部材７８の上端部７９が、圧
縮ばね６２のばね力により上部フレーム４９の下面８０
に当接している。

【００４９】ねじ部材７８を調節すれば、昇降部材６１
を上下方向に移動させることができるので、円板６５の
上面８１と案内板５０の上面とがほぼ同一面になるよう
に、円板６５の高さ位置を調整することができる。これ
により、キャスタ５５は、案内板５０と円板６５の上面
をスムーズに転動する。主軸５が未加工ワーク７を受け
取りに行っていない状態では、ねじ部材７８の上端部７
９が上部フレーム４９の下面８０に当接して、円板６５
と案内板５０とがほぼ同一面の状態になって、主軸５が
来るのを待っている。

【００５０】基台６４には、第２のストッパとしての複
数（例えば、四本）のねじ部材８２がねじ込まれて周方
向に均等に配置されている。ねじ部材８２は、昇降部材
６１の下方向への移動を規制するために設けられたもの
で、ねじ部材８２の上端部８３は、フランジ部７０の下
面に対向配置されている。昇降部材６１が、圧縮ばね６
２のばね力に抗して下降して、フランジ部７０がねじ部
材８２に当接すると、昇降部材６１はそれ以上は下降し
ない。ねじ部材８２を調整することにより、昇降部材６
１の昇降移動動作の最大ストローク（即ち、円板６５の
下降移動可能量）Ｓを調整することができる。フランジ
部７０には、上方に突出する回り止め用の規制部材８４
（図４）が固定されている。規制部材８４の上部は、上
部フレーム４９に形成された係合孔（図示せず）に軸線
方向等に移動自在に隙間を有して嵌合しており、昇降部
材６１を非回転状態に規制している。

【００５１】チャック６が未加工ワーク７を把持する際
には、主軸台４のＺ軸方向の移動ストロークを多少大き
めにプログラムして、チャック６が未加工ワーク７を下
方に若干押し込んで圧縮ばね６２を圧縮した状態で把持
動作をするようにしている。したがって、チャック６が
未加工ワーク７を受け取る場合に、チャック６の爪２７
が未加工ワーク７に接触した後も、主軸５が主軸軸線Ｃ
の下方向に更に若干移動する。未加工ワーク７とともに
パレット１９，連結棒５１，パレット支持部材５２，キ
ャスタ５５，昇降部材６１が、主軸５の移動動作に伴っ
て圧縮ばね６２のばね力に抗して所定位置まで下降す
る。所定位置まで下降した状態で、チャック６の爪２７
を閉じて未加工ワーク７を把持する。

【００５２】これにより、未加工ワーク７の主軸軸線Ｃ
方向の寸法ｈに多少のばらつきがあっても、このばらつ
きは圧縮ばね６２の弾性変形で吸収され、未加工ワーク
７がチャックの爪２７の端面８５に確実に密着する。し
たがって、主軸軸線Ｃ方向の位置決めができ、チャック
の爪２７の把持動作による心出しとともに、チャック６
による未加工ワーク７の把持動作を確実且つ高精度に行
うことができる。また、圧縮ばね６２のばね力に抗し
て、チャックの爪２７と未加工ワーク７とが当接するの
で、チャックの爪２７の端面８５と未加工ワーク７とが
強く密着した状態で未加工ワーク７を把持することがで
きるとともに、主軸５側に過大な負荷を掛けることがな
い。

【００５３】ワークフィーダ３には、未加工ワーク有無
検出手段９０と加工済ワーク有無検出手段９１とが設け
られている。未加工ワーク有無検出手段９０は、未加工
ワーク受け取り位置３０に位置決めされているパレット
１９の上面に未加工ワーク７が載置されているか否かを
検出しており、例えば、透過形の光電スイッチが使用さ
れている。この未加工ワーク用光電スイッチ（未加工ワ
ーク有無検出手段）９０は、基体３２又は案内板５０に
取付けられた投光器９２及び受光器９３を備えている。
加工済ワーク有無検出手段９１は、加工済ワーク受け渡
し位置３１に位置決めされているパレット１９の上面に
加工済ワーク８が載置されているか否かを検出してお
り、例えば、透過形の光電スイッチが使用されている。
この加工済ワーク用光電スイッチ（加工済ワーク有無検
出手段）９１は、基体３２又は案内板５０に取付けられ
た投光器９４及び受光器９５を備えている。

【００５４】投光器９２から受光器９３に光を照射する
ことにより未加工ワーク７の有無が検出され、投光器９
４から受光器９５に光を照射することにより加工済ワー
ク８の有無が検出される。なお、光電スイッチ９０，９
１は、透過形のほか回帰反射形や拡散反射形等であって
もよく、また、投光器と受光器を逆の位置に設置しても
よい。

【００５５】加工済ワーク用光電スイッチ９１が、加工
済ワーク受け渡し位置３１のパレット１９上に加工済ワ
ーク８がある旨の検出信号を出力している時に、主軸５
が加工済ワーク受け渡し位置３１に移動すると、チャッ
ク６が把持しているワークと、パレット１９上の加工済
ワーク８とが衝突する恐れがある。したがって、加工済
ワーク用光電スイッチ９１が、加工済ワーク８がない旨
の検出信号を出力していることが、主軸５が加工済ワー
ク受け渡し位置３１に移動できる条件である。この条件
を満足すれば、加工済ワーク受け渡し位置３１で加工済
ワーク８がパレット１９上に受け渡され載置される。一
方、加工済ワーク用光電スイッチ９１が、加工済ワーク
８がある旨の検出信号を出力している間は、主軸５が加
工済ワーク受け渡し位置３１に移動しないようなインタ
ーロックを設けることにより、衝突を防止している。

【００５６】未加工ワーク用光電スイッチ９０は、空加
工や加工済ワーク８の再加工等を防止するために設けら
れている。未加工ワーク用光電スイッチ９０が、未加工
ワーク受け取り位置３０のパレット１９上に未加工ワー
ク７がある旨の検出信号を出力していることを条件とし
て、主軸５を未加工ワーク受け取り位置３０に移動させ
て未加工ワーク７を把持するようにしている。したがっ
て、未加工ワーク７がない状態でチャック６が未加工ワ
ーク受け取り位置３０で把持動作をすることはなくな
り、空加工を防止して加工作業の効率を向上させること
ができる。また、加工済ワークの再加工を防止すること
もできる。

【００５７】次に、基体３２に取付けられた心出し装置
１００について説明する。心出し装置１００は、パレッ
ト１９が未加工ワーク受け取り位置３０に割出されて位
置決めされた時に、パレット１９上の未加工ワーク７を
チャック６が受け取り可能な所定の位置に位置決めして
心出しする機能を有しており、未加工ワーク受け取り位
置３０に配設されて、基体３２に設けられている。心出
し装置１００の中心軸線Ｃ_３ は、ワークフィーダ３の
長手方向中心軸線Ｃ_４ に対して所定角度傾斜した位置
に配設されている。これにより、心出し装置１００が、
ワークを載せたパレット１９等の旋回動作の邪魔になら
ず、また、未加工ワーク受け取り位置３０や加工済ワー
ク受け渡し位置３１における主軸５のワークの把持動作
の邪魔にならない。

【００５８】心出し装置１００は、中心軸線Ｃ_３ 上に
配設された固定側心出し部材１０１と、加工プログラム
により自動的に制御される移動側心出し部材１０２とを
備えている。固定側心出し部材１０１は、未加工ワーク
受け取り位置３０に割出されて位置決めされたパレット
１９の上面に載置された未加工ワーク７の径方向に位置
調節可能に基体３２に設けられ、中心軸線Ｃ_３ 方向の
所望の位置に締付け用ボルト１０３など締結部材により
位置決め固定されて、未加工ワーク７の外周面の一方の
側と当接することができるようになっている。締付け用
ボルト１０３は、固定側心出し部材１０１に中心軸線Ｃ
_３ 方向に長く形成された長孔１０９に位置調節可能に
係合しており、未加工ワーク７の径に合わせて所望の位
置に位置決め固定される。

【００５９】移動側心出し部材１０２は、固定側心出し
部材１０１と対向するように中心軸線Ｃ_３ 上に位置し
て基体３２に設けられ、進退移動手段であるエアシリン
ダ１０４により駆動される。なお、符号１０４ａ，１０
４ａはガイドロッドである。移動側心出し部材１０２の
前面に取付けられた押圧部材１０５が、エアシリンダ１
０４により中心軸線Ｃ_３ 方向（即ち、未加工ワーク７
の径方向）に進退移動し、未加工ワーク７の外周面を他
方の側より固定側心出し部材１０１に向け押圧して心出
しするようになっている。

【００６０】固定側心出し部材１０１は、基体３２に固
定されたブラケット１０６に支持されて水平方向に配設
されている。固定側心出し部材１０１の先端部１０７
は、未加工ワーク７の側面を保持するようにＶ字型をな
しているので、未加工ワーク７の中心位置を、中心軸線
Ｃ_３上で且つ未加工ワーク受け取り位置３０の中心Ｃ
_３０に一致させることができる。固定側心出し部材１０
１は板状をなしており、パレット１９の上面より僅かに
上方に配設されている。

【００６１】未加工ワーク受け取り位置３０に割出され
た未加工ワーク７が、心出し装置１００により心出しさ
れて主軸５のチャック６で把持された後は、この未加工
ワーク受け取り位置３０のパレット１９は空になる。し
たがって、固定側心出し部材１０１を後退させる段取り
替え作業をしなくても、このパレット１９は、未加工ワ
ーク受け取り位置３０から、固定側心出し部材１０１に
邪魔されることなくその下側を通過して、加工済ワーク
受け渡し位置３１に一ピッチＰだけ旋回移動する。その
結果、同一径のワークを加工している間は、固定側心出
し部材１０１の段取り替え作業は不要である。

【００６２】移動側心出し部材１０２は、基体３２に固
定されたブラケット１０８に取付けられて、パレット１
９より僅かに上方側に配設されている。押圧部材１０５
は、中心軸線Ｃ_３ に直交する板状又はＶ字状をなして
おり、中心軸線Ｃ_３ 方向に前進して未加工ワーク７の
側面に当接し、未加工ワーク７を固定側心出し部材１０
１の先端部１０７側に押し付けて、未加工ワーク７の中
心位置を未加工ワーク受け取り位置３０の中心Ｃ_３０に
一致させる。心出し動作が完了した後は、押圧部材１０
５は後退位置まで移動してそこで待機しており、この
時、パレット１９は押圧部材１０５に邪魔されないで旋
回動作を行うことができる。

【００６３】次に、旋盤１とワークフィーダ３の全体の
動作について説明する。ワークフィーダ３は、運転開始
時には、少なくとも一つのパレット１９を空の状態に
し、残りのパレット１９の全部又は一部に未加工ワーク
７を載せておく。そして、このワークフィーダ３から順
次供給される未加工ワーク７を旋盤１で加工し、加工済
ワーク８はワークフィーダ３に戻していく。待機状態の
ワークフィーダ３においては、未加工ワーク受け取り位
置３０のパレット１９には未加工ワーク７が載置され、
加工済ワーク受け渡し位置３１のパレット１９は空にな
っている。

【００６４】一方、機械本体２においては、チャック６
でワークが把持された主軸５を主軸駆動モータにより回
転駆動し、Ｘ軸用サーボモータ２０及びＺ軸用サーボモ
ータ２６を制御するとともに主軸５の回転数を制御し
て、工具２２によりワークを切削加工する。加工終了
後、次のワークへのワーク交換指令が出力されると、Ｘ
軸用サーボモータ２０及びＺ軸用サーボモータ２６を駆
動して、主軸５をワーク授受位置Ｄに移動させる。この
旋盤１は、主軸５が加工領域に移動した時、サドル１２
に取付けられた遮蔽カバー（図示せず）によりスプラッ
シュカバー９の開口部を遮蔽するように構成されている
が、加工領域とワーク授受領域との間にシャッタを設け
てもよい。

【００６５】ワークフィーダ３が待機状態なので、未加
工ワーク用光電スイッチ９０は未加工ワーク７がある旨
の検出信号を出力し、加工済ワーク用光電スイッチ９１
は加工済ワーク８がない旨の検出信号を出力している。
少なくともこの二つの条件を満足している時にのみ、主
軸台４はワーク授受位置Ｄに移動してワークの受け渡し
を行う。主軸台４が加工済ワーク受け渡し位置３１に到
着すると、主軸５を下降させてパレット１９上に加工済
ワーク８を載置し、チャック６の爪２７を開いて加工済
ワーク８の把持を解除する。

【００６６】次いで、主軸５を加工済ワーク受け渡し位
置３１から未加工ワーク受け取り位置３０に移動させ
て、この未加工ワーク受け取り位置３０にあるパレット
１９上に載置されている未加工ワーク７をチャック６の
爪２７で把持する。主軸５が加工位置から最初に到着す
る加工済ワーク受け渡し位置３１が、加工位置に近い方
に配置されているので、主軸５の移動動作には無駄がな
い。未加工ワーク７は、未加工ワーク受け取り位置３０
のパレット１９上に心出しされた状態で載置されてお
り、しかも、未加工ワーク用光電スイッチ９０で未加工
ワーク７があることが確認されているので、チャック６
による未加工ワーク７の把持を確実に行うことができ
る。

【００６７】チャックの爪２７を開いた状態の主軸台４
が未加工ワーク受け取り位置３０に到着すると、主軸５
を下降させる。そして、チャックの爪２７の端面８５を
未加工ワーク７の上面７ａに押し当てた後、未加工ワー
ク７を更に所定距離（例えば、数ミリメートル）、圧縮
ばね６２のばね力に抗して下方に押し込む。すると、パ
レット１９，連結棒５１，パレット支持部材５２，キャ
スタ５５が、一体的に下方に移動する。連結棒５１は、
チェーン４１に取付けられた連結部材５７の嵌合孔５９
に移動自在に嵌合しているので、連結棒５１が下降して
も、連結部材５７，チェーン４１等の高さ位置は変化し
ない。

【００６８】キャスタ５５等により下方に押圧された円
板６５など昇降部材６１は、開口部６０内を圧縮ばね６
２のばね力に抗して下方に若干移動するので、ねじ部材
７８は上部フレーム４９の下面８０から離れる。未加工
ワーク７の厚み寸法ｈが規定寸法の場合には、昇降部材
６１の下方への移動ストロークも所定の寸法範囲内なの
で、フランジ部７０はねじ部材８２には当接しない。こ
のようにして、未加工ワーク７が下方に押されるので、
未加工ワーク７の上面７ａはチャックの爪２７の端面８
５に圧縮ばね６２のばね力により強く密着し、この状態
でチャックの爪２７を閉じて未加工ワーク７をしっかり
と把持する。

【００６９】ところで、上述のように、未加工ワーク７
は加工前なのでその形状や軸線方向寸法ｈはかなりラフ
でばらつきがある。例えば、未加工ワーク７の上面７ａ
が、二点鎖線Ｅ（図３）に示すように、パレット１９の
載置面に対して傾斜している場合もある。このような場
合に、チャックの爪２７が未加工ワーク７を圧縮ばね６
２のばね力に抗して押付けた場合には、パレット１９，
昇降部材６１等は傾いた姿勢で下降する。

【００７０】昇降部材６１と開口部６０との間の隙間６
０ａを比較的大きくとってあるので、昇降部材６１は開
口部６０内を傾いた状態でスムーズに下降する。その結
果、未加工ワーク７の上面７ａが、チャックの爪２７の
端面８５にばね力により強く密着した状態で、未加工ワ
ーク７はしっかりと把持される。このように、支持装置
４２によれば、チャック６による未加工ワーク７の把持
を高精度且つ確実に行うことができる。こうして未加工
ワーク７を把持した主軸５は、加工領域１７側に移動し
て切削加工を開始する。

【００７１】一方、ワークフィーダ３では、パレット割
出し指令により次の未加工ワーク７を未加工ワーク受け
取り位置３０に割出す。即ち、駆動用モータ４３を駆動
すると、この回転駆動力は、出力軸４７，歯車４８，４
６を介して伝達されてスプロケット４４を回転させる。
この時、割出し用の円板８７の凹凸をセンサ８７ｂで検
出することにより、駆動用モータ４３を回転制御して、
スプロケット４４を所定角度だけ反時計回りに回転させ
る。スプロケット４４の回転によりチェーン４１が旋回
運動すると、チェーン４１に取付けられた連結部材５７
を介して、連結棒５１，パレット１９，パレット支持部
材５２，キャスタ５５が一体的に旋回運動する。キャス
タ５５は、案内板５０，円板６５上を転動しながら移動
する。

【００７２】パレット１９が一ピッチＰだけ移動する
と、未加工ワーク受け取り位置３０にあった空のパレッ
ト１９が、加工済ワーク受け渡し位置３１に移動する。
移動したこのパレット１９は空なので、ワークが固定側
心出し部材１０１に干渉することはない。そして、次の
未加工ワーク７を載せたパレット１９が、未加工ワーク
受け取り位置３０に移動する。

【００７３】こうして割出し動作がなされた後、流体圧
シリンダであるエアシリンダ１０４を駆動して押圧部材
１０５を前進させ、新たな未加工ワーク７を、固定側心
出し部材１０１の先端部１０７と押圧部材１０５との間
に挟み込んだ状態で位置決めする。これにより、未加工
ワーク７の心出しがなされ、未加工ワーク７の中心位置
が未加工ワーク受け取り位置３０の中心Ｃ_３０に一致す
る。次いで、エアシリンダ１０４を逆方向に駆動して押
圧部材１０５を後退位置まで後退させる。その結果、未
加工ワーク受け取り位置３０では未加工ワーク７が心出
しされた状態で位置決めされ、加工済ワーク受け渡し位
置３１は空になっているので、パレット割出し指令の実
行が完了する。この状態は、今回のワーク交換手順の当
初の状態と同じ状態になったことを意味しており、次回
以降は前記と同様の手順を繰り返す。

【００７４】（第２の実施形態） 図６は、本発明の第２の実施形態を示す図で、心出し装
置１００ａを有するワークフィーダ３ａの部分拡大平面
図である。なお、第１の実施形態のワークフィーダ３と
同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略
し、異なる部分のみ説明する。

【００７５】図６に示すように、心出し装置１００ａ
は、基体３２に固定されたブラケット１１９に支持され
て水平方向に配設されている。心出し装置１００ａは、
未加工ワーク受け取り位置３０に割出されて位置決めさ
れたパレット１９の上面に載置された未加工ワーク７の
外周面を両側から挟み込んで心出しをする一対のアーム
部材１１０と、この一対のアーム部材１１０を同期して
互いに逆方向に移動させることにより開閉動作させるア
ーム開閉駆動手段１１１とを備えている。一対のアーム
部材１１０の先端部は「く」の字状に折曲形成されて対
向配置されている。アーム部材１１０の先端部の内側面
が未加工ワーク７の外周面に当接することにより、一対
のアーム部材１１０間の中心位置と未加工ワーク７の中
心との位置ずれを修正して、未加工ワーク７の心出しを
するようになっている。

【００７６】アーム部材１１０を支持する本体部１１２
の一方の側には、流体圧シリンダ１１３が取付けられて
いる。流体圧シリンダ１１３のシリンダロッド１１４
が、取付け部材を介して一方のアーム部材１１０の基部
１１５に取付けられている。本体部１１２には、両方の
アーム部材１１０を移動自在に案内支持するガイドロッ
ド１１６が、アーム部材１１０の移動方向に向けて一本
又は複数本（例えば、二本）設けられている。一方のア
ーム部材１１０は、流体圧シリンダ１１３に駆動され
て、ガイドロッド１１６に沿って進退移動する。本体部
１１２内にある二つのローラ１２０ａ，１２０ｂには、
ワイヤ１１７ａ，１１７ｂが正逆方向に旋回移動自在に
巻き掛けられている。

【００７７】一方のアーム部材１１０の基部１１５に連
結された一方のワイヤ１１７ａは、ローラ１２０ａを介
して、他方のアーム部材１１０の基部１１８に連結され
ている。また、一方のアーム部材１１０の基部１１５に
連結された他方のワイヤ１１７ｂは、ローラ１２０ｂを
介して、他方のアーム部材１１０の基部１１８に連結さ
れており、このワイヤ１１７ｂは、基部１１５に形成さ
れた孔１２１内を移動自在に貫通している。したがっ
て、流体圧シリンダ１１３を駆動すれば、シリンダロッ
ド１１４，ワイヤ１１７ａ，１１７ｂを介して、一対の
アーム部材１１０は同期して逆方向に移動して開閉動作
を行う。

【００７８】待機状態では、アーム部材１１０は最大に
開いた状態になっている。未加工ワーク受け取り位置３
０に未加工ワーク７が割出されると、流体圧シリンダ１
１３を駆動してアーム部材１１０を閉じる方向（即ち、
矢印Ｆ_１ ，Ｆ_２ 方向）に移動させれば、一対のアーム
部材１１０が、未加工ワーク７を両側から挟み込んで心
出しを行う。心出し装置１００ａでは、一対のアーム部
材１１０が同期して開閉動作するので、高精度な心出し
ができる。

【００７９】また、一対のアーム部材１１０の間の中心
位置が心出しの中心になるので、この中心位置を未加工
ワーク受け取り位置３０の中心Ｃ_３０と一致させる段取
り作業を一度行っておけば、未加工ワーク７の外径寸法
が変わっても段取り替え作業は不要であり、高精度な心
出しが自動的にできる。アーム部材１１０の開閉位置を
検出すれば、未加工ワーク７の外径寸法を自動的に測定
することができる。なお、ロータリ型の流体圧シリンダ
や駆動モータ等で、ラック・ピニオン機構，左右ねじ機
構等を備えたアーム開閉駆動手段を駆動して、一対のア
ーム部材１１０を同期して開閉動作させてもよい。

【００８０】（第３の実施形態） 図７は本発明の第３の実施形態を示す図で、支持装置４
２ａを有する旋盤１ａでワークの種類を識別する場合を
示す説明図である。なお、前記第１，第２の実施形態と
同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略
し、異なる部分のみ説明する。

【００８１】図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、この旋盤１ａにおいては、チャック６の爪２７が、
ワーク（未加工ワーク７又は加工済ワーク８）に密着し
た状態で支持装置４２ａの付勢力に抗してワークを若干
押し込んで把持する時に、把持位置検出用センサ７７ａ
を有する把持位置検出手段で支持装置４２ａの正常な下
降動作位置を検出し、把持位置検出手段から検出信号が
出力された時に、主軸台４のＺ軸方向の移動動作を停止
させるとともに、主軸台４のＺ軸方向の位置情報をＮＣ
装置により読み取る。そして、読み取ったこの位置情報
によりワークの軸線方向の寸法ｈ_１ ，ｈ_２，ｈ_３ を
演算し、この軸線方向寸法からワークの種類を識別する
ようにしている。

【００８２】把持位置検出手段は、基体３２に取付けら
れ近接スイッチ，光電センサ等を用いた把持位置検出用
センサ７７ａと、この把持位置検出用センサ７７ａによ
り検出される被検出部７６とを有している。把持位置検
出用センサ７７ａは、下限用検出器７７より上方で、且
つ上昇位置にある時の被検出部７６の位置より下方に配
置されている。把持位置検出用センサ７７ａは、棒状部
材７３の下部に取付けられている被検出部７６が所定位
置（Ｚ軸方向の所定位置）まで下降した時の動作を検出
する。即ち、未加工ワーク受け取り位置３０で、主軸台
４を−Ｚ軸方向（下方向）に所定の送り速度で移動さ
せ、チャックの爪２７が未加工ワーク７に正常に密着
し、把持位置検出用センサ７７ａが被検出部７６を検出
するまで、未加工ワーク７を圧縮ばね６２のばね力に抗
して若干押し込む。

【００８３】こうして、パレット１９，昇降部材６１，
棒状部材７３等が下降することにより、被検出部７６が
所定位置まで下降移動すると、把持位置検出用センサ７
７ａは、被検出部７６を検出しＮＣ装置にスキップ信号
を出力する。これと同時に、主軸台４のＺ軸方向の送り
を停止するとともに、チャックの爪２７を把持方向に移
動させて未加工ワーク７を把持する。検出信号が出力さ
れた時のＺ軸方向の位置情報をＮＣ装置（図示せず）に
より読み取って、この位置情報から未加工ワーク７の軸
線方向の寸法ｈ_１ ，ｈ_２，ｈ_３ を、ＮＣ装置内に設
けられたカスタムプログラム等による演算部（図示せ
ず）で演算することにより、未加工ワーク７の種類を特
定する。このようにしてワークの種類を特定することが
できると、複数の種類の未加工ワーク７をランダムにパ
レット１９上に載置しても、種類に対応したＮＣ加工プ
ログラムで加工することができる。

【００８４】例えば、この第３の実施形態では、把持位
置検出用センサ７７ａ，ＮＣ装置内の位置情報読み取り
部，演算部等により、パレット上の未加工ワーク７をチ
ャック６で把持する時、この未加工ワーク７の軸線方向
の寸法を計測するワーク軸線方向寸法計測手段が構成さ
れている。なお、このワーク軸線方向寸法計測手段は、
チャック６がパレット１９上の未加工ワーク７を受け取
る動作時にこの未加工ワーク７の軸線方向の寸法を計測
して、未加工ワーク７の軸線方向寸法から旋盤１で加工
されるワークの種類を特定することができるものであれ
ばよく、円板６５等の位置をデジタルスケール等で計測
してもよい。また、付勢部材６２の代わりに流体圧シリ
ンダであるエアシリンダを用いると、ワーク軸線方向の
円板６５の移動ストロークが大きくとれる。

【００８５】上述のように、第１乃至第３の実施形態に
係るワークフィーダでは、加工済ワーク用光電スイッチ
９１を設けて、安全な条件の時にのみ、機械本体２の主
軸５など可動体がワークフィーダ側に移動できるような
インターロックを設けている。これにより、旋盤の可動
体とワークフィーダとの干渉を防止して安全性を高める
ことができる。また、ロボット，ローダなどワーク搬送
装置等を設けなくとも、ワークフィーダと主軸との間で
直接ワークの交換を行って、旋盤でワークの連続加工が
できる。専用のプッシャー等を設けなくとも、チャック
の爪２７と未加工ワーク７とを密着させて把持すること
ができるので、未加工ワーク７の受け取り時間が短くな
る。

【００８６】なお、前記説明では、主軸５がビルトイン
モータで回転駆動されている場合を示したが、歯車機
構，ベルト・プーリ機構を介して駆動する主軸モータで
主軸を回転駆動してもよい。チャックも、チャックシリ
ンダで把持・把持解除動作を行う流体圧チャックの場合
を示したが、スクロールチャック等を駆動モータで駆動
して把持爪の把持・把持解除を行う電動チャックなど他
のチャックであってもよい。更に、旋回体として、パレ
ットをエンドレスチェーンで旋回動作させた場合を示し
たが、複数のパレットをワークフィーダ基体上で旋回動
作させるものであればよいので、円盤状の旋回体等であ
ってもよい。

【００８７】本発明では、一つの心出し装置１００，１
００ａを、未加工ワーク受け取り位置３０に設けたの
で、各パレット毎に心出し用の治具等を取付ける必要が
なく、心出しのための構造がシンプルになる。特に主軸
移動型の立形工作機械では、チャックの爪のストローク
が小さいので精度のよい心出しが要求されるが、本発明
の心出し装置１００，１００ａでは高精度な心出しがで
きる。なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

【００８８】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、未
加工ワークを主軸側チャックで受け取る時に、未加工ワ
ークの主軸軸線方向の寸法に多少のばらつきがあって
も、このばらつきは付勢部材の弾性変形で吸収され、未
加工ワークがチャックの爪に確実に密着する。したがっ
て、チャックによる未加工ワークの把持動作を確実且つ
高精度に行うことができる。また、付勢部材の付勢力に
抗して、チャックの爪と未加工ワークとが当接するの
で、チャックの爪と未加工ワークとが強く密着した状態
で未加工ワークを把持することができるとともに、主軸
側に過大な負荷を掛けることがない。専用のプッシャー
等を設けなくとも、チャックの爪と未加工ワークとを密
着させて把持することができるので、未加工ワークの受
け取り時間が短くなる。ワーク交換時間を密着動作のた
めに増加させることがないので、非加工時間の短縮化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示す
図で、図１は主軸移動型立て旋盤の全体平面図である。

【図２】前記主軸移動型立て旋盤の全体正面図である。

【図３】ワークフィーダの部分拡大縦断面図である。

【図４】図３のIV−IV線平面断面図で、心出し装置の図
示を省略している。

【図５】心出し装置を有するワークフィーダの部分拡大
平面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態を示す図で、他の心出
し装置を有するワークフィーダの部分拡大平面図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施形態を示す図で、ワークの
種類を識別する場合を示す説明図である。

【符号の説明】

１，１ａ 主軸移動型立て旋盤（主軸移動型立形工作
機械） ２ 機械本体 ３，３ａ ワークフィーダ ４ 主軸台 ５ 主軸 ６ チャック ７ 未加工ワーク（ワーク） ８ 加工済ワーク（ワーク） １９ パレット ３０ 未加工ワーク受け取り位置 ３１ 加工済ワーク受け渡し位置 ３２ ワークフィーダ基体 ４０ チェーン駆動手段（駆動手段） ４１ エンドレスチェーン（旋回体） ４２，４２ａ 支持装置５１ 連結棒 ５２ パレット支持部材 ５５ キャスタ（ころがり手段） ６０ 開口部 ６０ａ 間隙 ６１ 昇降部材 ６２ 圧縮ばね（付勢部材） ７３ 棒状部材 ７６ 被検出部 ７７ 下限用検出器 ８１ 上面（支持装置の上面） ９０ 未加工ワーク用光電スイッチ（未加工ワーク有
無検出手段） ９１ 加工済ワーク用光電スイッチ（加工済ワーク有
無検出手段） １００，１００ａ 心出し装置 Ｃ 主軸軸線 Ｄ ワーク授受位置 ｈ_１ ，ｈ_２ ，ｈ_３ 未加工ワークの軸線方向の寸
法（ワークの軸線方向寸法）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 15/00 B23B 3/20 B23Q 7/00 B23Q 17/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向又はこの垂直方向に対して所定
   角度傾斜した方向に軸線を有する主軸を回転自在に支持
   する主軸台が前記主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直
   交する方向に移動する主軸移動型立形工作機械におい
   て、前記主軸の下端に設けられたチャックとの間でワー
   クを授受するためのワークフィーダであって、 前記工作機械の機械本体の近傍の所定の位置に設置され
   たワークフィーダ基体と、 このワークフィーダ基体に設けられ、駆動手段によって
   駆動されて旋回動作する旋回体と、 この旋回体に昇降移動可能に取付けられて前記ワークフ
   ィーダ基体の移送面上を移動可能に設けられ、上面に前
   記ワークが載置される複数のパレットと、前記旋回体に対して自在に昇降移動可能になっている連
   結棒を介して前記パレットを支持するパレット支持部材
   と、 このパレット支持部材の下部に取付けられ、前記ワーク
   フィーダ基体の前記移送面上を任意の方向に自在に転動
   するころがり手段と、 前記チャックとの間で前記ワークを授受するために前記
   パレットが位置決めされるワーク授受位置に配設されて
   前記ワークフィーダ基体に設けられ、前記ワーク授受位
   置に位置決めされた前記パレットを前記主軸軸線方向に
   昇降移動自在に支持する昇降部材を付勢部材で前記チャ
   ックの方向に付勢している支持装置とを備え、 前記主軸が下方に移動して前記チャックが前記パレット
   上の前記ワークを下方に押し込むと、前記パレット，前
   記連結棒，前記パレット支持部材，前記ころがり手段及
   び前記昇降部材が前記付勢部材の付勢力に抗して下降
   し、前記チャックに前記ワークが前記付勢部材により所
   定の荷重で押圧された状態で、前記ワークの授受が行え
   るようにしたことを特徴とする主軸移動型立形工作機械
   におけるワークフィーダ。
2. 【請求項２】 前記ワーク授受位置は、 前記工作機械でこれから加工するために前記パレット上
   面に載置された未加工ワークを前記パレットより前記チ
   ャックが受け取る未加工ワーク受け取り位置と、 この未加工ワーク受け取り位置に併設され、前記工作機
   械での加工が完了した加工済ワークを前記チャックが前
   記パレット上面に載置して受け渡す加工済ワーク受け渡
   し位置とからなり、 少なくとも前記未加工ワーク受け取り位置に前記支持装
   置が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
   主軸移動型立形工作機械におけるワークフィーダ。
3. 【請求項３】 前記パレットを支持する前記支持装置の
   前記昇降部材の上面は、前記チャックが前記未加工ワー
   ク又は前記加工済ワークを前記主軸軸線方向に押圧して
   いない状態の時は前記移送面とほぼ同一面になることに
   より、前記パレットの前記ころがり手段が前記昇降部材
   の前記上面と前記移送面を転動して移送可能としている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の主軸移動型立
   形工作機械におけるワークフィーダ。
4. 【請求項４】 前記支持装置の前記昇降部材は、前記ワ
   ークフィーダ基体の前記移送面に設けられた開口部内に
   所定の間隙を介して設けられ、前記パレットを前記主軸
   軸線方向に昇降移動自在に且つ傾き動作可能に支持する
   ものであり、前記ワークを前記チャックに密着させた状
   態で把持可能にしたことを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかの項に記載の主軸移動型立形工作機械における
   ワークフィーダ。
5. 【請求項５】 前記昇降部材と一体的に動作可能な棒状
   部材の下部には被検出部が取付けられ、 前記ワークフィーダ基体には下限用検出器が取付けら
   れ、 前記チャックで前記ワークを把持するために前記チャッ
   クが前記ワークを押し込んだ時、前記被検出部が所定位
   置を越えて下降動作すると、前記下限用検出器が前記被
   検出部を検出して異常が発生した旨を検出することを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の主軸移
   動型立形工作機械におけるワークフィーダ。
6. 【請求項６】 前記未加工ワーク受け取り位置に位置決
   めされている前記パレットの上面に前記未加工ワークが
   載置されているか否かを検出する未加工ワーク有無検出
   手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至５のい
   ずれかの項に記載の主軸移動型立形工作機械におけるワ
   ークフィーダ。
7. 【請求項７】 前記加工済ワーク受け渡し位置に位置決
   めされている前記パレットの上面に前記加工済ワークが
   載置されているか否かを検出する加工済ワーク有無検出
   手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至６のい
   ずれかの項に記載の主軸移動型立形工作機械におけるワ
   ークフィーダ。
8. 【請求項８】 前記パレットが未加工ワーク受け取り位
   置に割出された時に、前記パレット上の未加工ワークを
   前記チャックが受け取り可能な所定の位置に位置決めす
   る心出し装置を前記ワークフィーダ基体に設けたことを
   特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の主軸
   移動型立形工作機械におけるワークフィーダ。
9. 【請求項９】 前記パレット上の未加工ワークを前記チ
   ャックで把持する時この未加工ワークの軸線方向の寸法
   を計測するワーク軸線方向寸法計測手段を設け、 前記未加工ワークの前記軸線方向寸法から前記工作機械
   で加工されるワークの種類を特定することを特徴とする
   請求項１乃至８のいずれかの項に記載の主軸移動型立形
   工作機械におけるワークフィーダ。
10. 【請求項１０】 前記駆動手段はチェーン駆動手段であ
    り、前記旋回体は、このチェーン駆動手段により駆動さ
    れて旋回動作するエンドレスチェーンであることを特徴
    とする請求項１乃至９のいずれかの項に記載の主軸移動
    型立形工作機械におけるワークフィーダ。