JP6807669B2 - 工作機械ユニット - Google Patents

Description

この発明は、一般的には、工作機械ユニットに関し、より特定的には、マシニングセンターと旋盤とを並べて配置した工作機械ユニットに関する。

従来の工作機械に関して、たとえば、特開２０１５−１９９１８６号公報には、機械の左右方向寸法および上下方向寸法をコンパクト化でき、また刃物台の交換作業を容易にすることを目的とした、工作機械が開示されている（特許文献１）。

特許文献１に開示された工作機械は、オペレータ側を向くように配置されたチャックを有し、チャックに把持されたワークを回転駆動する主軸と、複数の刃物を、主軸の軸線と平行な軸線周りに割り出し可能に支持するタレットを有する刃物台とを備える。刃物台は、オペレータ側に位置する刃物台設置部に、タレットがチャック側を向くように配置されている。

特開２０１５−１９９１８６号公報

複雑な加工や複数工程の加工を実施可能とする工作機械を、より小さい据え付け面積（ライン長）により設置する方法として、たとえば、マシニングセンターと旋盤とを並べて配置し、マシニングセンターおよび旋盤間をワーク搬送装置により接続するものが考えられる。しかしながら、このような工作機械ユニットにおいては、マシニングセンターおよび旋盤間で軸構成が異なるため、ワーク搬送装置が複雑な構成となり、コスト高を招くおそれがある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送を、簡易な構成のワーク搬送装置により実現する工作機械ユニットを提供することである。

この発明の１つの局面に従った工作機械ユニットは、マシニングセンターと、水平方向に延びる第１軸の軸方向にマシニングセンターと並んで配置される旋盤と、マシニングセンターおよび旋盤にワークを搬送するワーク搬送装置とを備える。マシニングセンターは、第１軸に直交し、水平方向に延びる第２軸に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸と、第２軸の軸方向において工具主軸と対向する位置にワークを保持するためのテーブルとを有する。旋盤は、水平方向に延び、第１軸に直交する第３軸に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸を有する。ワーク搬送装置は、ワークを把持可能な把持部と、把持部を、それぞれ、第１軸の軸方向、および、鉛直方向に延びる第４軸の軸方向に移動させるための第１移動機構部および第２移動機構部と、把持部を、第４軸の軸方向においてテーブルと対向させる第１状態と、第３軸の軸方向においてワーク主軸と対向させる第２状態との間で傾転させる傾転機構部とを有する。把持部は、第２移動機構部に接続される。第１移動機構部は、工具主軸およびテーブルよりも高い位置において、第１軸の軸方向に延びる長尺形状を有し、第２移動機構部を第１軸の軸方向に移動可能なように構成される。第２移動機構部は、第４軸の軸方向に延びる長尺形状を有し、第１移動機構部と直角に交差するように設けられ、把持部を第４軸の軸方向に移動可能なように構成される。工具が装着される工具主軸の主軸端面と、ワークを把持可能なチャックが設けられるワーク主軸の主軸端面とは、第２軸および第３軸の軸方向に沿った同一方向を向いている。
この発明の別の局面に従った工作機械ユニットは、マシニングセンターと、水平方向に延びる第１軸の軸方向にマシニングセンターと並んで配置される旋盤と、マシニングセンターおよび旋盤にワークを搬送するワーク搬送装置とを備える。マシニングセンターは、第１軸に直交する第２軸に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸と、第２軸の軸方向において工具主軸と対向する位置にワークを保持するためのテーブルとを有する。旋盤は、水平方向に延び、第１軸に直交する第３軸に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸を有する。ワーク搬送装置は、ワークを把持可能な把持部と、把持部を、第１軸の軸方向、および、鉛直方向に延びる第４軸の軸方向に移動させる移動機構部と、把持部を、第４軸の軸方向においてテーブルと対向させる第１状態と、第３軸の軸方向においてワーク主軸と対向させる第２状態との間で傾転させる傾転機構部とを有する。

このように構成された工作機械ユニットによれば、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送時、傾転機構部により把持部の姿勢を変化させることによって、把持部をテーブルおよびワーク主軸と対向させることができる。これにより、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送を、簡易な構成のワーク搬送装置により実現することができる。

この発明の別の局面に従った工作機械ユニットは、マシニングセンターと、水平方向に延びる第１軸の軸方向にマシニングセンターと並んで配置される旋盤と、マシニングセンターおよび旋盤にワークを搬送するワーク搬送装置とを備える。マシニングセンターは、第１軸に直交する第２軸に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸と、第２軸の軸方向において工具主軸と対向する位置にワークを保持するためのテーブルとを有する。旋盤は、水平方向に延び、第１軸に直交する第３軸に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸を有する。ワーク搬送装置は、第３軸の軸方向においてワーク主軸と対向し、ワークを把持可能な把持部と、把持部を、第１軸の軸方向、および、鉛直方向に延びる第４軸の軸方向に移動させる移動機構部とを有する。テーブルは、ワークを着脱可能に搭載する搭載部と、搭載部を、第１軸に平行な軸を中心に旋回させる旋回機構部とを含む。

このように構成された工作機械ユニットによれば、マシニングセンターにおけるワーク搬送時、把持部に姿勢に合わせて、旋回機構部により搭載部を旋回させることができる。これにより、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送を、簡易な構成のワーク搬送装置により実現することができる。

また好ましくは、ワーク搬送装置は、把持部が第３軸の軸方向に沿った第１方向を向く第３状態と、把持部が第３軸の軸方向に沿った、第１方向とは反対の第２方向を向く第４状態との間で、把持部を反転させる反転機構部をさらに有する。

このように構成された工作機械ユニットによれば、マシニングセンターにおけるワーク搬送時、搭載部の旋回位置に合わせて、反転機構部により把持部の姿勢を反転させることができる。

また好ましくは、ワーク主軸は、第４軸の軸方向に移動可能に構成されている。
このように構成された工作機械ユニットによれば、ワーク搬送装置の取り付け時におけるテーブルおよびワーク主軸間の第４軸の軸方向の位置調整を、テーブルの位置を基準に第４軸の軸方向におけるワーク主軸の位置を変化させることにより行なうことができる。これにより、ワーク搬送装置の取り付け時の作業性を向上させることができる。

また好ましくは、テーブルは、第１軸の軸方向に移動可能に構成されている。
このように構成された工作機械ユニットによれば、ワーク搬送装置の取り付け時におけるテーブルおよびワーク主軸間の第１軸の軸方向の位置調整を、ワーク主軸の位置を基準に第１軸の軸方向におけるテーブルの位置を変化させることにより行なうことができる。これにより、ワーク搬送装置の取り付け時の作業性を向上させることができる。

この発明のさらに別の局面に従った工作機械ユニットは、マシニングセンターと、水平方向に延びる第１軸の軸方向にマシニングセンターと並んで配置される旋盤と、マシニングセンターおよび旋盤にワークを搬送するワーク搬送装置とを備える。マシニングセンターは、第１軸に直交する第２軸に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸と、第２軸の軸方向において工具主軸と対向する位置にワークを保持するためのテーブルとを有する。旋盤は、鉛直方向に延びる第３軸に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸を有する。ワーク搬送装置は、第３軸の軸方向においてワーク主軸およびテーブルと対向し、ワークを把持可能な把持部と、把持部を、第１軸の軸方向、および、第３軸の軸方向に移動させる移動機構部とを有する。

このように構成された工作機械ユニットによれば、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送時、把持部を同じ姿勢でワーク主軸およびテーブルと対向させることができる。このため、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送を、簡易な構成のワーク搬送装置により実現することができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、マシニングセンターおよび旋盤におけるワーク搬送を、簡易な構成のワーク搬送装置により実現する工作機械ユニットを提供することができる。

この発明の実施の形態１における工作機械ユニットを示す斜視図である。 図１中の工作機械ユニットの内部構造を示す正面図である。 図１中の工作機械ユニットの内部構造を示す斜視図である。 図１中の工作機械ユニットの内部構造を示す別の斜視図である。 ワーク搬送装置における把持部の傾転動作を示す側面図である。 ワーク搬送装置における把持部の傾転動作を示す別の側面図である。 マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。 旋盤におけるワーク搬送時の待機工程を示す斜視図である。 旋盤におけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２における工作機械ユニットにおいて、マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング工程を示す側面図である。 この発明の実施の形態２における工作機械ユニットにおいて、マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング工程を示す別の側面図である。 図１１中の工作機械ユニットにおけるワーク搬送装置の変形例を示す側面図である。 この発明の実施の形態３における工作機械ユニットの内部構造を示す正面図である。 図１３中の工作機械ユニットの内部構造を示す斜視図である。 図１３中の工作機械ユニットの内部構造を示す別の斜視図である。 マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。 旋盤におけるワーク搬送時の待機工程を示す斜視図である。 旋盤におけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における工作機械ユニットを示す斜視図である。図２は、図１中の工作機械ユニットの内部構造を示す正面図である。図３は、図１中の工作機械ユニットの内部構造を示す斜視図である。図４は、図１中の工作機械ユニットの内部構造を示す別の斜視図である。

なお、本明細書では、機械の左右方向であって、水平方向に延びる軸を「Ｘ軸」といい、機械の前後方向であって、水平方向に延びる軸を「Ｚ軸」といい、鉛直方向に延びる軸を「Ｙ軸」という。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する直交３軸である。

図１から図４を参照して、この発明の実施の形態１における工作機械ユニット１００Ａは、マシニングセンター１２０および旋盤１３０を有する。マシニングセンター１２０および旋盤１３０は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。

まず、工作機械ユニット１００Ａの外観構造について説明すると、工作機械ユニット１００Ａは、スプラッシュガード５１と、操作盤５８とを有する。

スプラッシュガード５１は、工作機械ユニット１００Ａの外観をなすカバー体である。スプラッシュガード５１は、マシニングセンター１２０および旋盤１３０を一体に覆うように設けられている。スプラッシュガード５１は、マシニングセンター１２０および旋盤１３０の各加工エリアを区画形成している。

スプラッシュガード５１は、その構成部位として、前部５２を有する。前部５２は、工作機械ユニット１００Ａの機械前部に設けられている。

スプラッシュガード５１は、扉部５６Ｌ，５６Ｍを有する。扉部５６Ｌ，５６Ｍは、前部５２に設けられている。扉部５６Ｌ，５６Ｍは、開閉可能に設けられている。扉部５６Ｌが閉状態とされることにより、旋盤１３０の加工エリアが、外部空間から遮断され、扉部５６Ｌが開状態とされることにより、旋盤１３０の加工エリアが、外部空間に解放される。扉部５６Ｍが閉状態とされることにより、マシニングセンター１２０の加工エリアが、外部空間から遮断され、扉部５６Ｍが開状態とされることにより、マシニングセンター１２０の加工エリアが、外部空間に解放される。

スプラッシュガード５１は、窓部５７Ｌ，５７Ｍをさらに有する。窓部５７Ｌおよび窓部５７Ｍは、それぞれ、扉部５６Ｌおよび扉部５６Ｍに設けられている。窓部５７Ｌ，５７Ｍは、透明部材から形成されている。窓部５７Ｌおよび窓部５７Ｍは、それぞれ、ユーザが外部空間から旋盤１３０およびマシニングセンター１２０の加工エリア内を視認するために設けられている。

操作盤５８は、工作機械ユニット１００Ａの運転操作や調整に必要な各種装置をまとめて配置したものである。操作盤５８は、スプラッシュガード５１に設けられている。操作盤５８は、前部５２に設けられている。操作盤５８は、前部５２において、扉部５６Ｌおよび扉部５６Ｍの間に設けられている。

本実施の形態では、スプラッシュガード５１に１つの操作盤５８が設けられており、その操作盤５８は、旋盤１３０およびマシニングセンター１２０におけるワーク加工で共用される。

続いて、工作機械ユニット１００Ａの内部構造について説明する。マシニングセンター１２０は、ベッド１２と、主軸頭２１と、サドル２６と、コラム３１と、マガジン３７と、テーブル４１と、テーブル支持台４６とを有する。

ベッド１２は、コラム３１やテーブル支持台４６等を搭載するためのベース部材であり、工場などの据え付け面に設置されている。

ベッド１２には、コラム３１が取り付けられている。コラム３１は、ベッド１２に固定されている。コラム３１は、Ｘ軸方向におけるマシニングセンター１２０の機械中心に対して左右非対称の形状を有する。コラム３１は、Ｚ軸方向から見て、略Ｌ字形状を有する。

より具体的には、コラム３１は、その構成部位として、基部３２および立ち上がり部３３を有する。基部３２は、ベッド１２上に配置されている。基部３２は、ベッド１２に締結されている。立ち上がり部３３は、基部３２から鉛直上方向に立ち上がるように設けられている。立ち上がり部３３は、ベッド１２の、Ｘ軸方向における一方の端部の直上に設けられている。

コラム３１には、サドル２６が取り付けられている。サドル２６は、コラム３１に対して、Ｙ軸方向にスライド移動可能に設けられている。サドル２６には、主軸頭２１が取り付けられている。主軸頭２１は、サドル２６に対して、Ｚ軸方向にスライド移動可能に設けられている。

主軸頭２１は、工具主軸２２を有する。工具主軸２２は、Ｚ軸に平行な中心軸２１０を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。工具主軸２２には、マシニングセンター１２０におけるワーク加工のための工具が装着される。工具主軸２２の回転に伴って、工具主軸２２に装着された工具が中心軸２１０を中心に回転する。

コラム３１、サドル２６および主軸頭２１には、サドル２６のＹ軸方向へのスライド移動、および、主軸頭２１のＺ軸方向へのスライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、駆動源としてのサーボモータなどが適宜、設けられている。

マガジン３７は、支持部材３６を介して、サドル２６により支持されている。すなわち、マガジン３７は、主軸頭２１とともにＹ軸方向に移動する。

マガジン３７は、工具主軸２２に装着する交換用の工具を収納するための装置である。マガジン３７には、Ｘ軸に平行な中心軸２２０を中心に旋回可能なように複数の工具が保持されている。工具主軸２２に装着された工具と、マガジン３７において所定の工具交換位置に割り出しされた工具とが、図示しない自動工具交換装置（ＡＴＣ：Automatic Tool Changer）により交換される。

ベッド１２には、テーブル支持台４６が取り付けられている。テーブル支持台４６は、ベッド１２に固定されている。テーブル支持台４６は、工具主軸２２が配置される機械後方側に傾いて設けられている。テーブル支持台４６には、テーブル４１が取り付けられている。テーブル４１は、テーブル支持台４６に対して、Ｘ軸方向にスライド移動可能に設けられている。

テーブル４１は、ワークを保持するための装置である。テーブル４１は、Ｚ軸方向において工具主軸２２と対向する位置にワークを保持する。テーブル４１は、搭載部（ゆりかご治具）４２と、旋回機構部４４と、基台４５とを有する。

搭載部４２は、主面４８を有する。主面４８は、Ｘ軸に平行な軸を含む平面である。主面４８は、搭載部４２の平板部分の一面である。主面４８には、各種のクランプ機構（不図示）を用いて、ワークが着脱可能に搭載される。

搭載部４２は、旋回機構部４４により支持されている。搭載部４２は、Ｘ軸に平行な中心軸２３０の両端において、旋回機構部４４により支持されている。搭載部４２は、旋回機構部４４により、中心軸２３０を中心に旋回可能なように設けられている。

搭載部４２は、少なくとも、主面４８がＸ軸−Ｚ軸平面上で延在する水平面となる姿勢（以下、「搭載部４２の基本姿勢」という）と、搭載部４２が基本姿勢からその両側に９０°旋回し、主面４８がＸ軸−Ｙ軸平面上で延在する鉛直面となる姿勢（以下、主面４８が工具主軸２２とは反対側を向いて鉛直面となる搭載部４２の姿勢を、「搭載部４２の第１旋回姿勢」といい、主面４８が工具主軸２２の側を向いて鉛直面となる搭載部４２の姿勢を、「搭載部４２の第２旋回姿勢」という）との間で旋回可能に設けられている。

旋回機構部４４は、基台４５に接続されている。テーブル４１のうちの基台４５が、テーブル支持台４６に取り付けられている。

テーブル支持台４６および基台４５には、テーブル４１のＸ軸方向へのスライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、駆動源としてのサーボモータなどが適宜、設けられている。

旋盤１３０は、ベッド７１と、コラム７３と、主軸台７４と、刃物台７９とを有する。
ベッド７１は、コラム７３および刃物台７９等を搭載するためのベース部材であり、工場などの据え付け面に設置されている。ベッド７１は、Ｘ軸方向においてマシニングセンター１２０のベッド１２と隣り合って配置されている。

ベッド７１には、コラム７３が取り付けられている。コラム７３は、ベッド７１に対して、Ｚ軸方向にスライド移動可能に設けられている。コラム７３には、主軸台７４が取り付けられている。主軸台７４は、コラム７３に対して、Ｙ軸方向にスライド移動可能に設けられている。

主軸台７４は、ワーク主軸７５およびチャック７６を有する。ワーク主軸７５は、Ｚ軸に平行な中心軸２４０を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。チャック７６は、ワーク主軸７５の先端に設けられている。チャック７６は、ワークを把持可能なように構成されている。ワーク主軸７５の回転に伴って、チャック７６に把持されたワークが中心軸２４０を中心に回転する。

ベッド７１、コラム７３および主軸台７４には、コラム７３のＺ軸方向へのスライド移動、および、主軸台７４のＹ軸方向へのスライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、駆動源としてのサーボモータなどが適宜、設けられている。

刃物台７９は、タレット７８を有する。タレット７８には、旋盤１３０におけるワーク加工のための複数の工具が放射状に取り付けられている。タレット７８は、Ｚ軸に平行な中心軸２５０を中心に旋回可能に設けられている。タレット７８が中心軸２５０を中心に旋回することによって、タレット７８に取り付けられた工具が周方向に移動し、ワーク加工に用いられる工具が割り出される。

刃物台７９は、ベッド７１に取り付けられている。より具体的には、ベッド７１は、前部７２を有する。前部７２は、旋盤１３０の機械前部に設けられている。刃物台７９は、前部７２に取り付けられている。刃物台７９は、タレット７８がＺ軸方向においてワーク主軸７５（チャック７６）の側を向くように設けられている。

工作機械ユニット１００Ａは、ワーク搬送装置６１をさらに有する。ワーク搬送装置６１は、マシニングセンター１２０および旋盤１３０にワークを搬送するための装置である。ワーク搬送装置６１は、マシニングセンター１２０および旋盤１３０の間に渡って、各工作機械の加工エリアの上方の空間に設けられている。

本実施の形態では、ワーク搬送装置６１が、マシニングセンター１２０および旋盤１３０の間でワークを搬送する。マシニングセンター１２０に隣り合う位置および／または旋盤１３０に隣り合う位置に、ワークを収納するためのワークストッカが設けられてもよい。この場合に、ワーク搬送装置６１は、マシニングセンター１２０、旋盤１３０およびワークストッカの間でワークを搬送してもよい。

ワーク搬送装置６１は、把持部６４と、移動機構部６２と、傾転機構部６６とを有する。

把持部６４は、ワークを把持可能なように構成されている。把持部６４としては、たとえば、周方向に配列される複数の爪部材を有し、その複数の爪部材を、空圧や油圧により縮径方向および拡径方向に動作させることによって、ワークを把持したり、解放したりする構造が用いられる。

移動機構部６２は、把持部６４を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なように構成されている。

より具体的には、移動機構部６２は、第１移動機構部６２Ｘおよび第２移動機構部６２Ｙを有する。把持部６４は、第２移動機構部６２Ｙに接続されている。第２移動機構部６２Ｙは、Ｙ軸方向に延びる長尺形状を有し、把持部６４は、その第２移動機構部６２Ｙの下端に接続されている。第２移動機構部６２Ｙは、リニアガイド等の直動機構により、把持部６４をＹ軸方向に移動可能なように構成されている。第２移動機構部６２Ｙは、第１移動機構部６２Ｘに接続されている。第１移動機構部６２Ｘは、Ｘ軸方向に延びる長尺形状を有する。第２移動機構部６２Ｙは、その第１移動機構部６２Ｘに直角に交差するように設けられている。第１移動機構部６２Ｘは、リニアガイド等の直動機構により、第２移動機構部６２ＹをＸ軸方向に移動可能なように構成されている。

図５および図６は、ワーク搬送装置における把持部の傾転動作を示す側面図である。図１から図６を参照して、傾転機構部６６は、把持部６４および移動機構部６２（第２移動機構部６２Ｙ）の接続部分に設けられている。傾転機構部６６は、把持部６４をＹ軸方向においてマシニングセンター１２０のテーブル４１と対向させる第１状態（図５中に示す状態）と、把持部６４をＺ軸方向において旋盤１３０のワーク主軸７５と対向させる第２状態（図６中に示す状態）との間で傾転可能なように構成されている。

把持部６４は、第１状態および第２状態の間において、Ｙ軸−Ｚ軸平面内で９０°傾きを変化させる。第１状態において、把持部６４は、Ｙ軸方向において鉛直下側を向く。把持部６４として上記の複数の爪部材が用いられる場合、複数の爪部材は、鉛直下方向に向けて突出し、Ｘ軸−Ｚ軸平面内で縮径方向および拡径方向に動作するように位置決めされる。第２状態において、把持部６４は、Ｚ軸方向において機械後方側を向く。把持部６４として上記の複数の爪部材が用いられる場合、複数の爪部材は、Ｚ軸方向において機械後方側に向けて突出し、Ｘ軸−Ｙ軸平面内で縮径方向および拡径方向に動作するように位置決めされる。傾転機構部６６としては、たとえば、空圧や油圧により作動するピストンや、電動モータなどが用いられる。

図２から図４中には、マシニングセンターにおけるワーク搬送時の待機工程が示されている。図７は、マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング（装着）工程を示す斜視図である。図８は、旋盤におけるワーク搬送時の待機工程を示す斜視図である。図９は、旋盤におけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。

図２から図４を参照して、マシニングセンター１２０にワークを搬送する場合、第１移動機構部６２Ｘを動作させることによって、ワークを把持した把持部６４を、マシニングセンター１２０の加工エリアの上方に移動させ、その位置に待機させる。把持部６４は、Ｙ軸方向において鉛直下側を向く第１状態にされている。

図７を参照して、第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において下降させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内に進入させる。マシニングセンター１２０の加工エリア内では、テーブル４１の搭載部４２が、主面４８が水平面となる基本姿勢とされている。

把持部６４により把持されたワークを、搭載部４２の主面４８上に載置する。クランプ機構（不図示）を動作させることによりワークを搭載部４２に装着するとともに、把持部６４によるワークの把持を解消する。第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において上昇させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内から退避させる。

図８を参照して、旋盤１３０にワークを搬送する場合、第１移動機構部６２Ｘを動作させることによって、ワークを把持した把持部６４を、旋盤１３０の加工エリアの上方に移動させ、その位置に待機させる。把持部６４は、Ｚ軸方向において機械後方側を向く第２状態にされている。

図９を参照して、第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において下降させ、旋盤１３０の加工エリア内に進入させる。把持部６４を、Ｚ軸方向においてワーク主軸７５（チャック７６）と対向する位置まで移動させる。

コラム７３をＺ軸方向において機械前方側に移動させることによって、チャック７６を、把持部６４に把持されたワークに接近させる。チャック７６を動作させることによりワークをワーク主軸７５に装着するとともに、把持部６４によるワークの把持を解消する。コラム７３をＺ軸方向において機械後方側に移動させることによって、チャック７６を、把持部６４から後退させる。第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において上昇させ、旋盤１３０の加工エリア内から退避させる。

このように本実施の形態では、マシニングセンター１２０および旋盤１３０におけるワーク搬送時、傾転機構部６６により把持部６４の姿勢を変化させることによって、把持部６４をテーブル４１およびワーク主軸７５に対向させることができる。このため、３軸の移動機構部やロボットなどの複雑なワーク搬送システムを用いることなく、マシニングセンター１２０および旋盤１３０におけるワーク搬送を可能にできる。

また、本実施の形態では、ワーク主軸７５が、Ｙ軸方向に移動可能に構成され、テーブル４１が、Ｘ軸方向に移動可能に構成されている。

このような構成によれば、ワーク搬送装置６１の取り付け時（据え付け時）におけるテーブル４１およびワーク主軸７５間のＹ軸方向の位置調整を、テーブル４１の位置（主面４８の高さ）を基準にＹ軸方向におけるワーク主軸７５の位置を変化させることにより行なうことができる。また、ワーク搬送装置６１の取り付け時（据え付け時）におけるテーブル４１およびワーク主軸７５間のＸ軸方向の位置調整を、ワーク主軸７５の位置を基準にＸ軸方向におけるテーブル４１の位置を変化させることにより行なうことができる。これにより、ワーク搬送装置６１の取り付け時におけるマシニングセンター１２０および旋盤１３０間の位置調整を容易に行なうことができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態１における工作機械ユニット１００Ａの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における工作機械ユニット１００Ａは、マシニングセンター１２０と、水平方向に延びる第１軸（Ｘ軸）の軸方向にマシニングセンター１２０と並んで配置される旋盤１３０と、マシニングセンター１２０および旋盤１３０にワークを搬送するワーク搬送装置６１とを備える。マシニングセンター１２０は、第１軸（Ｘ軸）に直交する第２軸（Ｚ軸）に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸２２と、第２軸（Ｚ軸）の軸方向において工具主軸２２と対向する位置にワークを保持するためのテーブル４１とを有する。旋盤１３０は、水平方向に延び、第１軸（Ｘ軸）に直交する第３軸（Ｚ軸）に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸７５を有する。ワーク搬送装置６１は、ワークを把持可能な把持部６４と、把持部６４を、第１軸（Ｘ軸）の軸方向、および、鉛直方向に延びる第４軸（Ｙ軸）の軸方向に移動させる移動機構部６２と、把持部６４を、第４軸（Ｙ軸）の軸方向においてテーブル４１と対向させる第１状態と、第３軸（Ｚ軸）の軸方向においてワーク主軸７５と対向させる第２状態との間で傾転させる傾転機構部６６とを有する。

このように構成された、この発明の実施の形態１における工作機械ユニット１００Ａによれば、マシニングセンター１２０および旋盤１３０におけるワーク搬送を、簡易な構成のワーク搬送装置６１により実現することができる。

なお、本実施の形態では、工具主軸２２の回転軸（中心軸２１０）が水平方向に延びるマシニングセンター１２０について説明したが、本発明においては、工具主軸の回転軸が水平方向および鉛直方向の間の斜め方向に延びるマシニングセンターであってもよい。

（実施の形態２）
図１０および図１１は、この発明の実施の形態２における工作機械ユニットにおいて、マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング工程を示す側面図である。本実施の形態における工作機械ユニットは、実施の形態１における工作機械ユニット１００Ａと比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。

図１０および図１１を参照して、この発明の実施の形態２における工作機械ユニットでは、ワーク搬送装置６１が、実施の形態１において説明した傾転機構部６６を有しない。把持部６４は、Ｚ軸方向において機械後方側を向く第２状態に固定されている。

マシニングセンター１２０にワークを搬送する場合、第１移動機構部６２Ｘを動作させることによって、ワークを把持した把持部６４を、マシニングセンター１２０の加工エリアの上方に移動させ、その位置に待機させる。

第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において下降させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内に進入させる。マシニングセンター１２０の加工エリア内では、テーブル４１の搭載部４２が、主面４８が工具主軸２２とは反対側を向いて鉛直面となる第１旋回姿勢とされている。

把持部６４により把持されたワークを、Ｚ軸方向において搭載部４２の主面４８と対向するように位置決めする。クランプ機構（不図示）を動作させることによりワークを搭載部４２に装着するとともに、把持部６４によるワークの把持を解消する。第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において上昇させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内から退避させる。

なお、搭載部４２に備えられるクランプ機構には、Ｙ軸方向において移動するワークとの干渉を避けるための各種の退避機構が設けられてもよい。

このような構成によれば、マシニングセンター１２０におけるワーク搬送時に、テーブル４１の旋回機構（チルト機構）を利用することによって、把持部６４を、旋盤１３０におけるワーク搬送時と同じ姿勢（第２状態）でテーブル４１と対向させることができる。これにより、実施の形態１においてワーク搬送装置６１に備えられていた傾転機構部６６を省略することができる。

図１２は、図１１中の工作機械ユニットにおけるワーク搬送装置の変形例を示す側面図である。図１２を参照して、本変形例では、ワーク搬送装置６１が、反転機構部６７をさらに有する。

反転機構部６７は、把持部６４がＺ軸方向に沿った第１方向を向く第３状態（図１０および図１１中に示す、把持部６４がＺ軸方向において機械後方側を向く状態）と、把持部６４がＺ軸の軸方向に沿った、第１方向とは反対の第２方向を向く第４状態（図１２中に示す、把持部６４がＺ軸方向において機械前方側を向く状態）との間で、把持部６４を反転可能なように構成されている。把持部６４は、反転機構部６７により、Ｙ軸に平行な中心軸２６０を中心に回転する。第３状態から第４状態に変化する場合の把持部６４の回転方向と、第４状態から第３状態に変化する場合の把持部６４の回転方向とは、同じであってもよいし、反対であってもよい。把持部６４が反転する際の中心軸は、Ｘ軸に平行な軸であってもよい。

マシニングセンター１２０にワークを搬送する場合、第１移動機構部６２Ｘを動作させることによって、ワークを把持した把持部６４を、マシニングセンター１２０の加工エリアの上方に移動させ、その位置に待機させる。把持部６４は、Ｚ軸方向において機械前方側を向く第４状態にされている。

第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において下降させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内に進入させる。マシニングセンター１２０の加工エリア内では、テーブル４１の搭載部４２が、主面４８が工具主軸２２の側を向いて鉛直面となる第２旋回姿勢とされている。

把持部６４により把持されたワークを、Ｚ軸方向において搭載部４２の主面４８と対向するように位置決めする。クランプ機構（不図示）を動作させることによりワークを搭載部４２に装着するとともに、把持部６４によるワークの把持を解消する。第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において上昇させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内から退避させる。

このようにワーク搬送装置６１に反転機構部６７が設けられることによって、マシニングセンター１２０におけるワーク搬送時の搭載部４２の姿勢を、主面４８が工具主軸２２とは反対側を向いて鉛直面となる第１旋回姿勢としてもよいし、主面４８が工具主軸２２の側を向いて鉛直面となる第２旋回姿勢としてもよい。

以上に説明した、この発明の実施の形態２における工作機械ユニットの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における工作機械ユニットは、マシニングセンター１２０と、水平方向に延びる第１軸（Ｘ軸）の軸方向にマシニングセンター１２０と並んで配置される旋盤１３０と、マシニングセンター１２０および旋盤１３０にワークを搬送するワーク搬送装置６１とを備える。マシニングセンター１２０は、第１軸（Ｘ軸）に直交する第２軸（Ｚ軸）に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸２２と、第２軸（Ｚ軸）の軸方向において工具主軸２２と対向する位置にワークを保持するためのテーブル４１とを有する。旋盤１３０は、水平方向に延び、第１軸（Ｘ軸）に直交する第３軸（Ｚ軸）に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸７５を有する。ワーク搬送装置６１は、第３軸（Ｚ軸）の軸方向においてワーク主軸７５と対向し、ワークを把持可能な把持部６４と、把持部６４を、第１軸（Ｘ軸）の軸方向、および、鉛直方向に延びる第４軸（Ｙ軸）の軸方向に移動させる移動機構部６２とを有する。テーブル４１は、ワークを着脱可能に搭載する搭載部４２と、搭載部４２を、第１軸（Ｘ軸）に平行な軸を中心に旋回させる旋回機構部４４とを含む。

このように構成された、この発明の実施の形態２における工作機械ユニットによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３における工作機械ユニットの内部構造を示す正面図である。図１４は、図１３中の工作機械ユニットの内部構造を示す斜視図である。図１５は、図１３中の工作機械ユニットの内部構造を示す別の斜視図である。

本実施の形態における工作機械ユニットは、実施の形態１における工作機械ユニット１００Ａと比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。

図１３から図１５を参照して、この発明の実施の形態３における工作機械ユニット１００Ｂは、実施の形態１における旋盤１３０に替えて、旋盤（立旋盤）１４０を有する。マシニングセンター１２０および旋盤１４０は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。

旋盤１４０は、ベッド８１と、コラム８７と、刃物台８５と、主軸台８２とを有する。
ベッド８１は、コラム８７および主軸台８２等を搭載するためのベース部材であり、工場などの据え付け面に設置されている。ベッド８１は、Ｘ軸方向においてマシニングセンター１２０のベッド１２と隣り合って配置されている。

ベッド８１には、コラム８７が取り付けられている。コラム８７は、ベッド８１に対して、Ｚ軸方向にスライド移動可能に設けられている。コラム８７には、刃物台８５が取り付けられている。刃物台８５は、コラム８７に対して、Ｙ軸方向にスライド移動可能に設けられている。

刃物台８５は、タレット８６を有する。刃物台８５は、タレット８６がＹ軸方向において鉛直下側を向くように設けられている。タレット８６には、旋盤１４０におけるワーク加工のための複数の工具が放射状に取り付けられている。タレット８６は、Ｙ軸に平行な中心軸２８０を中心に旋回可能に設けられている。タレット８６が中心軸２８０を中心に旋回することによって、タレット８６に取り付けられた工具が周方向に移動し、ワーク加工に用いられる工具が割り出される。

ベッド８１、コラム８７および刃物台８５には、コラム８７のＺ軸方向へのスライド移動、および、刃物台８５のＹ軸方向へのスライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、駆動源としてのサーボモータなどが適宜、設けられている。

ベッド８１には、主軸台８２が取り付けられている。主軸台８２は、ベッド８１に固定されている。

主軸台８２は、ワーク主軸８４およびチャック８３を有する。ワーク主軸８４は、Ｙ軸に平行な中心軸２７０を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。チャック８３は、ワーク主軸８４の先端に設けられている。チャック８３は、ワークを把持可能なように構成されている。ワーク主軸８４の回転に伴って、チャック８３に装着されたワークが中心軸２７０を中心に回転する。

ワーク搬送装置６１は、実施の形態１において説明した傾転機構部６６を有しない。把持部６４は、Ｙ軸方向において鉛直下側を向く第１状態に固定されている。

図１３から図１５中には、マシニングセンターにおけるワーク搬送時の待機工程が示されている。図１６は、マシニングセンターにおけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。図１７は、旋盤におけるワーク搬送時の待機工程を示す斜視図である。図１８は、旋盤におけるワーク搬送時のローディング工程を示す斜視図である。

図１３から図１５を参照して、マシニングセンター１２０にワークを搬送する場合、第１移動機構部６２Ｘを動作させることによって、ワークを把持した把持部６４を、マシニングセンター１２０の加工エリアの上方に移動させ、その位置に待機させる。

図１６を参照して、第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において下降させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内に進入させる。マシニングセンター１２０の加工エリア内では、テーブル４１の搭載部４２が、主面４８が水平面となる基本姿勢とされている。

把持部６４により把持されたワークを、搭載部４２の主面４８上に載置する。クランプ機構（不図示）を動作させることによりワークを搭載部４２に装着するとともに、把持部６４によるワークの把持を解消する。第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において上昇させ、マシニングセンター１２０の加工エリア内から退避させる。

図１７を参照して、旋盤１４０にワークを搬送する場合、第１移動機構部６２Ｘを動作させることによって、ワークを把持した把持部６４を、旋盤１４０の加工エリアの上方に移動させ、その位置に待機させる。

図１８を参照して、第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において下降させ、旋盤１４０の加工エリア内に進入させる。把持部６４を、ワーク主軸８４（チャック８３）に接近させる。チャック８３を動作させることによりワークをワーク主軸８４に装着するとともに、把持部６４によるワークの把持を解消する。第２移動機構部６２Ｙを動作させることによって、把持部６４をＹ軸方向において上昇させ、旋盤１４０の加工エリア内から退避させる。

このように本実施の形態では、マシニングセンター１２０および旋盤１４０におけるワーク搬送時、把持部６４の姿勢を変化させることなく、把持部６４をテーブル４１およびワーク主軸８４に対向させることができる。このため、３軸の移動機構部やロボットなどの複雑なワーク搬送システムを用いることなく、マシニングセンター１２０および旋盤１４０におけるワーク搬送を可能にできる。

以上に説明した、この発明の実施の形態３における工作機械ユニット１００Ｂの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における工作機械ユニット１００Ｂは、マシニングセンター１２０と、水平方向に延びる第１軸（Ｘ軸）の軸方向にマシニングセンター１２０と並んで配置される旋盤１４０と、マシニングセンター１２０および旋盤１４０にワークを搬送するワーク搬送装置６１とを備える。マシニングセンター１２０は、第１軸（Ｘ軸）に直交する第２軸（Ｚ軸）に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸２２と、第２軸（Ｚ軸）の軸方向において工具主軸２２と対向する位置にワークを保持するためのテーブル４１とを有する。旋盤１４０は、鉛直方向に延びる第３軸（Ｙ軸）に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸８４を有する。ワーク搬送装置６１は、第３軸（Ｙ軸）の軸方向においてワーク主軸８４およびテーブル４１と対向し、ワークを把持可能な把持部６４と、把持部６４を、第１軸（Ｘ軸）の軸方向、および、第３軸（Ｙ軸）の軸方向に移動させる移動機構部６２とを有する。

このように構成された、この発明の実施の形態３における工作機械ユニット１００Ｂによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、マシニングセンターと旋盤とを並べて配置した工作機械ユニットに適用される。

１２，７１，８１ ベッド、２１ 主軸頭、２２ 工具主軸、２６ サドル、３１，７３，８７ コラム、３２ 基部、３３ 立ち上がり部、３６ 支持部材、３７ マガジン、４１ テーブル、４２ 搭載部、４４ 旋回機構部、４５ 基台、４６ テーブル支持台、４８ 主面、５１ スプラッシュガード、５２，７２ 前部、５６Ｌ，５６Ｍ 扉部、５７Ｌ，５７Ｍ 窓部、５８ 操作盤、６１ ワーク搬送装置、６２ 移動機構部、６２Ｘ 第１移動機構部、６２Ｙ 第２移動機構部、６４ 把持部、６６ 傾転機構部、６７ 反転機構部、７４，８２ 主軸台、７５，８４ ワーク主軸、７６，８３ チャック、７８，８６ タレット、７９，８５ 刃物台、１００Ａ，１００Ｂ 工作機械ユニット、１２０ マシニングセンター、１３０，１４０ 旋盤、２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２７０，２８０ 中心軸。

Claims (3)

1. マシニングセンターと、
   水平方向に延びる第１軸の軸方向に前記マシニングセンターと並んで配置される旋盤と、
   前記マシニングセンターおよび前記旋盤にワークを搬送するワーク搬送装置とを備え、
   前記マシニングセンターは、
   前記第１軸に直交し、水平方向に延びる第２軸に平行な軸を中心に工具を回転させる工具主軸と、
   前記第２軸の軸方向において前記工具主軸と対向する位置にワークを保持するためのテーブルとを有し、
   前記旋盤は、
   水平方向に延び、前記第１軸に直交する第３軸に平行な軸を中心にワークを回転させるワーク主軸を有し、
   前記ワーク搬送装置は、
   ワークを把持可能な把持部と、
   前記把持部を、それぞれ、前記第１軸の軸方向、および、鉛直方向に延びる第４軸の軸方向に移動させるための第１移動機構部および第２移動機構部と、
   前記把持部を、前記第４軸の軸方向において前記テーブルと対向させる第１状態と、前記第３軸の軸方向において前記ワーク主軸と対向させる第２状態との間で傾転させる傾転機構部とを有し、
   前記把持部は、前記第２移動機構部に接続され、
   前記第１移動機構部は、前記工具主軸および前記テーブルよりも高い位置において、前記第１軸の軸方向に延びる長尺形状を有し、前記第２移動機構部を前記第１軸の軸方向に移動可能なように構成され、
   前記第２移動機構部は、前記第４軸の軸方向に延びる長尺形状を有し、前記第１移動機構部と直角に交差するように設けられ、前記把持部を前記第４軸の軸方向に移動可能なように構成され、
   工具が装着される前記工具主軸の主軸端面と、ワークを把持可能なチャックが設けられる前記ワーク主軸の主軸端面とは、前記第２軸および前記第３軸の軸方向に沿った同一方向を向いている、工作機械ユニット。
2. 前記ワーク主軸は、前記第４軸の軸方向に移動可能に構成されている、請求項１に記載の工作機械ユニット。
3. 前記テーブルは、前記第１軸の軸方向に移動可能に構成されている、請求項１または２に記載の工作機械ユニット。

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