特許 6831685 ワーク後方排出装置及び工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6831685

(24)【登録日】2021年2月2日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】ワーク後方排出装置及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 15/00 20060101AFI20210208BHJP

【ＦＩ】

   B23B15/00 G

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-241316(P2016-241316)

(22)【出願日】2016年12月13日

(65)【公開番号】特開2018-94674(P2018-94674A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年10月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000133593

【氏名又は名称】株式会社ツガミ

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】池嶋 隆太郎

【審査官】 中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０１−１１４２０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭４４−０２２０６１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開昭４８−００２４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１６１２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２８５７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６１９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１８２７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９８７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２６９４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ １／００−２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸の前方にて前記主軸に支持されるワークを後方へ移動させることで、前記ワークを前記主軸の外部へ排出するワーク後方排出装置であって、
動力源と、
前記動力源からの動力を受けて直線的に移動し、当該移動に伴い前記ワークを前記後方に押すことで前記ワークを前記主軸から排出するプッシャと、
前記プッシャが内在した状態で前記プッシャの移動を案内するプッシャガイド部と、を備え、
前記プッシャガイド部の両端のうち前記プッシャが前記ワークを押す際に前記主軸に対向する前記プッシャガイド部の端部は、工具を保持する刃物台又は前記刃物台の近傍に固定される、
ワーク後方排出装置。

【請求項2】

前記プッシャガイド部は、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、
前記プッシャは、前記湾曲部に沿って湾曲する可撓性を有するフレキシブルシャフトである、
請求項１に記載のワーク後方排出装置。

【請求項3】

前記動力源はサーボモータであり、
前記ワーク後方排出装置は、
前記サーボモータの回転運動を直線運動に変換し、前記直線運動を前記プッシャに伝達する変換機構と、
前記サーボモータを通じて前記プッシャの位置を制御する制御部と、を備える、
請求項１又は２に記載のワーク後方排出装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記ワークの種類に応じて、前記ワークを排出する際の前記プッシャの移動速度を設定し、前記ワークを排出する際、設定した前記移動速度にて前記プッシャを移動させる、
請求項３に記載のワーク後方排出装置。

【請求項5】

主軸の前方にて前記主軸に支持されるワークを後方へ移動させることで、前記ワークを前記主軸の外部へ排出するワーク後方排出装置であって、
動力源と、
前記動力源の回転運動を直線運動に変換する変換機構と、
前記変換機構から伝達された前記直線運動を受けて直線的に移動し、当該移動に伴い前記ワークを前記後方に押すことで前記ワークを前記主軸から排出するプッシャと、
前記動力源を通じて前記プッシャの位置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ワークの種類に応じて、前記ワークを排出する際の前記プッシャの移動速度を設定し、前記ワークを排出する際、設定した前記移動速度にて前記プッシャを移動させる、
ワーク後方排出装置。

【請求項6】

長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、前記プッシャが内在した状態で前記プッシャの移動を案内するプッシャガイド部を備え、
前記プッシャは、前記湾曲部に沿って湾曲する可撓性を有するフレキシブルシャフトである、
請求項５に記載のワーク後方排出装置。

【請求項7】

請求項１から６の何れか１項に記載のワーク後方排出装置と、
前記主軸と、を備える、
工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク後方排出装置及び工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ワークを加工する旋盤等の工作機械が知られている。例えば、特許文献１に記載の工作機械は、ワークの前面側を加工する主軸と、ワークの背面側を加工する背面主軸と、を備える。この背面主軸の内部には、後方に向かって延びるワーク排出用ガイドパイプが設けられている。
この背面主軸は、第１のワークの加工完了後に、主軸から第２のワークを受け取る。この際、第１のワークは第２のワークによってワーク排出用ガイドパイプに沿って後方へ押される。このように、ワーク排出用ガイドパイプには、その先端側から次々に加工が完了したワークが挿入される。ワーク排出用ガイドパイプ内に多数のワークが充填されると、ワーク排出用ガイドパイプの後端からワークが外部に押し出されることで、ワークが外部へ排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−６１９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の工作機械では、背面主軸は、ワークの加工を行う際、加工完了後のワークが収容されるワーク排出用ガイドパイプとともに回転する。このため、加工完了後のワークに傷がつく等して、加工完了後のワークの品質に影響がでるおそれがある。

【0005】

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、加工完了後のワークの品質の低下を抑制できるワーク後方排出装置及び工作機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るワーク後方排出装置は、主軸の前方にて前記主軸に支持されるワークを後方へ移動させることで、前記ワークを前記主軸の外部へ排出するワーク後方排出装置であって、動力源と、前記動力源からの動力を受けて直線的に移動し、当該移動に伴い前記ワークを前記後方に押すことで前記ワークを前記主軸から排出するプッシャと、前記プッシャが内在した状態で前記プッシャの移動を案内するプッシャガイド部と、を備え、前記プッシャガイド部の両端のうち前記プッシャが前記ワークを押す際に前記主軸に対向する前記プッシャガイド部の端部は、工具を保持する刃物台又は前記刃物台の近傍に固定される。

【0007】

また、上記ワーク後方排出装置において、前記プッシャガイド部は、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、前記プッシャは、前記湾曲部に沿って湾曲する可撓性を有するフレキシブルシャフトである、ようにしてもよい。

【0008】

また、上記ワーク後方排出装置において、前記動力源はサーボモータであり、前記ワーク後方排出装置は、前記サーボモータの回転運動を直線運動に変換し、前記直線運動を前記プッシャに伝達する変換機構と、前記サーボモータを通じて前記プッシャの位置を制御する制御部と、を備える、ようにしてもよい。

【0009】

また、上記ワーク後方排出装置において、前記制御部は、前記ワークの種類に応じて、前記ワークを排出する際の前記プッシャの移動速度を設定し、前記ワークを排出する際、設定した前記移動速度にて前記プッシャを移動させる、ようにしてもよい。

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るワーク後方排出装置は、主軸の前方にて前記主軸に支持されるワークを後方へ移動させることで、前記ワークを前記主軸の外部へ排出するワーク後方排出装置であって、動力源と、前記動力源の回転運動を直線運動に変換する変換機構と、前記変換機構から伝達された前記直線運動を受けて直線的に移動し、当該移動に伴い前記ワークを前記後方に押すことで前記ワークを前記主軸から排出するプッシャと、前記動力源を通じて前記プッシャの位置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ワークの種類に応じて、前記ワークを排出する際の前記プッシャの移動速度を設定し、前記ワークを排出する際、設定した前記移動速度にて前記プッシャを移動させる。

【0011】

また、上記ワーク後方排出装置において、長手方向に沿って湾曲する湾曲部を有し、前記プッシャが内在した状態で前記プッシャの移動を案内するプッシャガイド部を備え、前記プッシャは、前記湾曲部に沿って湾曲する可撓性を有するフレキシブルシャフトである、ようにしてもよい。

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る工作機械は、上記ワーク後方排出装置と、前記主軸と、を備える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、加工完了後のワークの品質の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械を模式的に示す平面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る工作機械の第１の主軸ユニットを模式的に示す正面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る工作機械の第２の主軸ユニット及びワーク後方排出装置を模式的に示す正面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るワークが排出される前の第２の主軸ユニット及びワーク後方排出装置を示す断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るワークが排出される際の第２の主軸ユニット及びワーク後方排出装置を示す断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るワークを加工するための制御部の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】本発明の変形例に係る工作機械を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態に係るワーク後方排出装置を備えた工作機械について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、工作機械１は、円柱状の被加工物であるワークＷの前面及び背面を加工する旋盤である。以下では、加工中のワークＷの回転軸に沿った方向を「Ｚ方向」といい、そのＺ方向に直交する鉛直方向を「Ｙ方向」といい、Ｙ軸及びＺ方向に直交する方向を「Ｘ方向」という。

【0016】

（工作機械１の構成）
図１に示すように、工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、第１の主軸ユニット１０と、第１の工具ユニット５５を有する工具移動機構４０と、第２の工具ユニット２０と、第２の主軸ユニット７０と、ワーク後方排出装置９０と、ワーク受け箱８０と、制御部３００と、を備える。

【0017】

第１の主軸ユニット１０は、ワークＷを把持しつつ回転させる。具体的には、第１の主軸ユニット１０は、第１の主軸１１と、第１の主軸１１を回転可能に支持する第１の主軸台１２と、第１の主軸台１２をＺ方向に移動させる第１Ｚ軸スライド機構１５と、を備える。

【0018】

図１に示すように、第１の主軸１１は、ワークＷをその側周面から把持するチャック１１ａを備える。第１の主軸台１２には、ワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。このワーク回転用モータは、第１の主軸１１及び第１の主軸１１に把持されるワークＷを一体で軸回転させる。第１の主軸１１には、そのチャック１１ａの反対側から図示しないバーフィーダを通じて加工前のワークＷが供給される。

【0019】

図２に示すように、第１Ｚ軸スライド機構１５は、ベッドＳ上に位置する軸受部１５ａと、Ｚ方向に伸び、軸受部１５ａに軸回転可能に支持されるボールねじ１５ｂと、ボールねじ１５ｂを回転させるＺ軸モータ１５ｃと、ボールねじ１５ｂに螺合するＺ軸ボールねじナット部１５ｄと、を備える。Ｚ軸ボールねじナット部１５ｄには、第１の主軸台１２が連結されている。
Ｚ軸モータ１５ｃが駆動することで、ボールねじ１５ｂが回転し、これにより、Ｚ軸ボールねじナット部１５ｄは第１の主軸ユニット１０とともにＺ方向に移動する。従って、第１の主軸ユニット１０は、ワークＷを軸回転させながらＺ方向に移動させることができる。

【0020】

工具移動機構４０は、ワークＷを加工するための工具群５５ａをＸ方向及びＹ方向に移動させるための機構である。具体的には、工具移動機構４０は、図１及び図２に示すように、ベッドＳに固定された固定台４１と、固定台４１に取り付けられたＸ軸移動部４２と、Ｘ軸移動部４２に取り付けられたＹ軸移動部４３と、を備える。固定台４１には、Ｚ方向に貫通する空洞部４１ｈが設けられている。第１の主軸ユニット１０の第１の主軸１１は、第１Ｚ軸スライド機構１５の駆動により空洞部４１ｈ内に進入することができる。

【0021】

図２に示すように、Ｙ軸移動部４３は、Ｘ軸移動部４２に設けられる軸受部４３ａと、軸受部４３ａに軸回転可能に支持されるＹ方向に伸びるボールねじ４３ｂと、ボールねじ４３ｂを回転させるＹ軸モータ４３ｃと、ボールねじ４３ｂに螺合するＹ軸スライド部４３ｄと、を備える。Ｙ軸モータ４３ｃが駆動することで、ボールねじ４３ｂが回転し、これにより、Ｙ軸スライド部４３ｄはＹ方向に移動する。

【0022】

図１に示すように、Ｘ軸移動部４２は、固定台４１に設けられる軸受部４２ａと、軸受部４２ａに軸回転可能に支持されるＸ方向に延びるボールねじ４２ｂと、ボールねじ４２ｂを回転させるＸ軸モータ４２ｃと、ボールねじ４２ｂに螺合するＸ軸スライド部４２ｄと、を備える。このＸ軸モータ４２ｃが駆動することで、ボールねじ４２ｂが回転し、これにより、Ｘ軸スライド部４２ｄはＹ軸移動部４３とともにＸ方向に移動する。

【0023】

図２に示すように、Ｙ軸スライド部４３ｄには、第１の工具ユニット５５が固定されている。第１の工具ユニット５５は、刃物台５５ｂと、刃物台５５ｂに保持される工具群５５ａと、を備える。工具群５５ａは、バイト又はドリルから構成されている。工具群５５ａは、Ｘ方向に沿い、かつ、その刃先が第１の主軸１１に把持されるワークＷの側周面に向かうように刃物台５５ｂによって把持される。工具移動機構４０により工具群５５ａを回転するワークＷに接触させることで、ワークＷは切削される。

【0024】

図４に示すように、第２の主軸ユニット７０は、ワーク排出用パイプ７８を含む第２の主軸７１と、第２の主軸台７２と、ワーク回転用モータ７３と、２つの軸受７７ａ，７７ｂと、第２Ｚ軸スライド機構１７５と、Ｘ軸スライド機構１７６と、を備える。
なお、「Ｚ方向」において、ワーク排出用パイプ７８がワーク受け箱８０に向けて延びる方向を＋Ｚ方向と規定し、ワーク排出用パイプ７８が第２の主軸７１のチャック７１ａに向かって延びる方向を−Ｚ方向と規定する。第２の主軸７１の前方は−Ｚ方向であり、第２の主軸７１の後方は＋Ｚ方向である。

【0025】

第２Ｚ軸スライド機構１７５及びＸ軸スライド機構１７６は、それぞれ上述した第１Ｚ軸スライド機構１５と同様に、主に、軸受部と、ボールねじと、モータと、ボールねじナット部とから構成されている。第２Ｚ軸スライド機構１７５は、第２の主軸ユニット７０をＺ方向に移動させる。Ｘ軸スライド機構１７６は、第２Ｚ軸スライド機構１７５及び第２の主軸ユニット７０をＸ方向に移動させる。従って、第２Ｚ軸スライド機構１７５及びＸ軸スライド機構１７６により、第２の主軸ユニット７０をＺ方向及びＸ方向に沿う水平方向に移動させることができる。よって、第２の主軸ユニット７０は、第１の主軸ユニット１０、第２の工具ユニット２０及びワーク後方排出装置９０のそれぞれに対向することができる。

【0026】

図４に示すように、第２の主軸台７２は中空の略円筒状に形成されている。第２の主軸７１は、略円筒状をなすとともに、２つの軸受７７ａ，７７ｂを介して第２の主軸台７２に対して回転可能に第２の主軸台７２内に収容されている。第２の主軸７１の先端側は第２の主軸台７２から露出している。

【0027】

第２の主軸７１は、いわゆる背面主軸に相当する。詳しくは、第２の主軸７１は、その前側に位置するワークＷを側周面から把持するチャック７１ａと、ワークＷを保持するガイド７１ｃと、ガイド７１ｃから後方（＋Ｚ方向）へ向かって延びるワーク排出用パイプ７８と、を備える。ワーク排出用パイプ７８は、その内部空間にワークＷ及びプッシャ９８が通過するようにワークＷ及びプッシャ９８の外径以上の内径を持つ円筒状をなす。図４に示すように、第２の主軸７１にワークＷが把持された状態で、そのワークＷの＋Ｚ方向の端部が、ワーク排出用パイプ７８の−Ｚ方向の端部内に位置している。また、ワーク排出用パイプ７８における＋Ｚ方向の排出端部７８ｏは、ワークＷを排出する際、ワーク受け箱８０の上方に位置する。

【0028】

ワーク回転用モータ７３は、第２の主軸台７２内における第２の主軸７１の外周に位置する。このワーク回転用モータ７３は、第２の主軸７１及び第２の主軸７１に把持されるワークＷを一体で軸回転させる。

【0029】

図１に示すように、第２の工具ユニット２０は、第２の主軸ユニット７０により把持及び軸回転されるワークＷを加工するために利用される。第２の工具ユニット２０は、ベッドＳ上に固定された背面刃物台２１と、背面刃物台２１に保持される工具群２２と、を備える。背面刃物台２１は角柱状に形成されている。工具群２２はバイト又はドリルから構成されている。工具群２２は、背面刃物台２１における＋Ｚ方向を向く後面に設けられている。工具群２２の先端は＋Ｚ方向に向けて突出する。
なお、背面刃物台２１は、工具群２２の各工具を固定的に保持してもよいし、工具群２２の各工具を軸回転させる図示しないモータを備えていてもよい。

【0030】

図１に示すように、ワーク後方排出装置９０は、本例では、第１の主軸ユニット１０及び第２の工具ユニット２０の作業者Ａに近いサイド（図１の下方向のサイド）においてＺ方向に延びるように配置される。
詳しくは、ワーク後方排出装置９０は、図３に示すように、一対のプーリ９２ａ，９２ｂ及びベルト９２ｃからなる変換機構９２と、直線可動部９３と、ホルダ９４と、プッシャガイド部９５と、ブラケット９６と、プッシャスリーブ９７と、プッシャ９８と、図１に示すように、動力源の一例であるサーボモータ９１と、プッシャ検出センサ９９と、を備える。
なお、制御部３００におけるワーク後方排出装置９０の制御に係る部分は、ワーク後方排出装置９０の一部を構成してもよい。

【0031】

図３に示すように、各プーリ９２ａ，９２ｂは、例えば、平歯車から構成される。また、一対のプーリ９２ａ，９２ｂは、Ｚ方向に沿って配列されている。一対のプーリ９２ａ，９２ｂ間の距離は、ワークＷの排出に必要となるプッシャ９８の移動距離に応じて設定される。プーリ９２ａは第２の工具ユニット２０から遠い位置に設けられ、プーリ９２ｂは第２の工具ユニット２０に近い位置に設けられている。

【0032】

ベルト９２ｃは、その内周に各プーリ９２ａ，９２ｂに噛み合う歯が形成される円環状に形成されている。ベルト９２ｃは、一対のプーリ９２ａ，９２ｂ間に掛け渡され、一対のプーリ９２ａ，９２ｂ間で回転力を伝達可能に構成されている。

【0033】

図３に示すように、直線可動部９３は、プッシャ９８及びベルト９２ｃとともに一対のプーリ９２ａ，９２ｂ間を直線的に移動する。詳しくは、直線可動部９３は、ベルト９２ｃに固定されるテーブル９３ａと、プッシャ９８における−Ｚ方向の端部を保持するホルダ９３ｂと、を備える。テーブル９３ａは、一対のプーリ９２ａ，９２ｂ間で平行に延びるベルト９２ｃの２辺のうち上側の辺（ベッドＳから遠い辺）の一部に固定されている。ホルダ９３ｂは、テーブル９３ａの上側に固定されている。ホルダ９３ｂには、＋Ｚ方向に向けて開口する挿入穴９３ｃが形成されている。この挿入穴９３ｃには、プッシャ９８における−Ｚ方向の端部が挿入されている。また、ホルダ９３ｂの上面には、挿入穴９３ｃに連通するねじ孔９３ｄが形成され、そのねじ孔９３ｄには図示しないねじが螺合されている。このねじは、その先端でプッシャ９８の端部を挿入穴９３ｃ内に固定する。

【0034】

図４に示すように、プッシャスリーブ９７は、Ｚ方向に延びる貫通孔９７ａを有する略長方形柱状をなす。プッシャスリーブ９７の上面には、貫通孔９７ａに連通するねじ孔９７ｂが形成されている。プッシャスリーブ９７は、ブラケット９６を介して背面刃物台２１に固定されている。プッシャスリーブ９７の先端は、第２の主軸７１のチャック７１ａと同一の高さに位置する。図１に示すように、ブラケット９６は、板状に形成され、背面刃物台２１における作業者Ａ側の側面２１ａに固定されている。図１の平面視において、プッシャスリーブ９７は、工具群２２と並ぶように位置するとともに、ベルト９２ｃよりもＸ方向において第１の主軸１１に近い位置にある。

【0035】

図３に示すように、ホルダ９４は、ベッドＳの上面に固定される角柱状に形成され、高さはプッシャスリーブ９７よりも低い。ホルダ９４は、ベルト９２ｃよりも＋Ｚ方向に位置している。ホルダ９４には、Ｚ方向に沿って延びる貫通孔９４ａが形成されている。ホルダ９４の上面には、貫通孔９４ａに連通するねじ孔９４ｂが形成されている。図１に示すように、ホルダ９４はプッシャスリーブ９７よりもＸ方向における作業者Ａ側（図１中の下側）に位置する。

【0036】

図３に示すように、プッシャガイド部９５は、その長手方向に沿って湾曲した円筒状に形成されている。プッシャガイド部９５の−Ｚ方向の端部は、ホルダ９４の貫通孔９４ａに挿通されている。このプッシャガイド部９５の端部は、ホルダ９４の貫通孔９４ａ内で、ねじ孔９４ｂに挿通される図示しないねじにより固定されている。
プッシャガイド部９５の＋Ｚ方向側の端部は、プッシャスリーブ９７の貫通孔９７ａに挿通されている。このプッシャガイド部９５の端部は、プッシャスリーブ９７の貫通孔９７ａ内で、ねじ孔９７ｂに挿通される図示しないねじにより固定されている。

【0037】

詳しくは、図１及び図３に示すように、プッシャガイド部９５は、プッシャスリーブ９７とホルダ９４との間を連結するとともに、プッシャガイド部９５の内部にてプッシャ９８をガイドする。本例では、プッシャガイド部９５は、その両端側に形成される２つの直線部９５ａ，９５ｂと、２つの直線部９５ａ，９５ｂ間を連結する連結部９５ｃと、を備える。連結部９５ｃは、図３に示すように正面視において、＋Ｚ方向に向かうにつれてベッドＳから離れる方向に延び、図１に示すように平面視において＋Ｚ方向に向かうにつれて第２の工具ユニット２０に接近する方向に延びる。連結部９５ｃは、各直線部９５ａ，９５ｂとの接続部分において、プッシャ９８をガイド可能な曲率を持つ湾曲部９５ｄを有する。この曲率は、例えば、プッシャ９８の可撓性等に応じて設定される。

【0038】

プッシャ９８は、可撓性を有する棒状に形成されるフレキシブルシャフトである。プッシャ９８は、例えば、鋼線を右巻き及び左巻きに交互に巻かれることで構成される。プッシャ９８は、プッシャガイド部９５内に挿通されることでガイドされる。図３に示すように、プッシャ９８の−Ｚ方向の端部は直線可動部９３に固定される。プッシャ９８の先端（プッシャ９８の＋Ｚ方向の端部）は、プッシャ９８の移動に伴い、第２の主軸７１により支持される加工完了後のワークＷを後方（＋Ｚ方向）に押すように機能する。

【0039】

図３に示すように、直線可動部９３が最もプッシャスリーブ９７から離れて位置する場合、プッシャ９８の先端はプッシャスリーブ９７内に位置する。また、直線可動部９３が最もプッシャスリーブ９７に接近して位置する場合、図５に示すように、プッシャ９８の先端は、ワーク排出用パイプ７８の排出端部７８ｏに対応して位置する。

【0040】

図１に示すように、プッシャ検出センサ９９は、プッシャスリーブ９７の側面に設けられている。このプッシャスリーブ９７の側面は、本例では、背面刃物台２１と反対側の側面である。
詳しくは、プッシャ検出センサ９９は、ニードル９９ａと、ニードル９９ａをその一端を中心に回転させる回転部９９ｂと、を備える。回転部９９ｂは、例えばモータにより構成され、制御部３００による制御のもと、Ｚ方向に沿う回転中心に沿ってニードル９９ａを回転させる。ニードル９９ａは、回転中において、プッシャスリーブ９７の先端側におけるプッシャ９８の進路を通過する。

【0041】

例えば、プッシャ９８がプッシャスリーブ９７の先端から第２の主軸ユニット７０側に突出していない場合、ニードル９９ａの回転はプッシャ９８に阻害されない。ニードル９９ａの回転中においては、回転部９９ｂに流れる電流が閾値未満となる。一方、プッシャ９８がプッシャスリーブ９７の先端から第２の主軸ユニット７０側に突出している場合、そのプッシャ９８に回転中のニードル９９ａが接触する。これにより、ニードル９９ａの回転が停止し、回転部９９ｂに流れる電流が閾値以上となる。制御部３００は、回転部９９ｂに流れる電流が閾値以上となるか否かを通じて、ニードル９９ａの回転又は停止、ひいては、プッシャ９８がプッシャスリーブ９７の先端から突出しているか否かを判別する。

【0042】

サーボモータ９１は、制御部３００による制御のもとで、プーリ９２ａを回転させることで、ベルト９２ｃ、直線可動部９３、ひいてはプッシャ９８を直線的に移動させる。これにより、図３に示すように、プッシャ９８の先端は、プッシャスリーブ９７の先端に対応する第１の位置Ｐａとワーク排出用パイプ７８の排出端部７８ｏに対応する第２の位置Ｐｂとの間で移動する。
なお、図５の例では、第２の位置Ｐｂは、ワーク排出用パイプ７８の排出端部７８ｏの端面に一致する位置にあるが、第２の位置Ｐｂは、プッシャ９８の先端が到達したとき、ワークＷを排出できる位置であれば、いずれの位置であってもよい。例えば、第２の位置Ｐｂは、排出端部７８ｏの端面よりも−Ｚ方向に位置していてもよいし、排出端部７８ｏの端面よりも＋Ｚ方向に位置していてもよい。

【0043】

制御部３００は、工作機械１の各部の動作を制御するものであり、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる処理の手順を定義したプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。制御部３００は、数値制御（ＮＣ（Numerical Control））によって、第１の主軸ユニット１０をＺ方向に移動させ、工具移動機構４０をＸ方向及びＹ方向に移動させ、第２の主軸ユニット７０をＸ方向及びＺ方向に移動させ、ワーク後方排出装置９０のプッシャ９８をＺ方向に移動させる。

【0044】

制御部３００は、第１の位置Ｐａから第２の位置Ｐｂまでのプッシャ９８の移動速度をワークＷの種類に応じて変化させてもよい。例えば、作業者Ａは、図示しない操作部への操作によりワークＷの種類を設定する。ワークＷの種類によって、ワークＷの形状、寸法、材質等が異なる。制御部３００は、設定されたワークＷの種類に応じて、最も適したプッシャ９８の移動速度を設定し、設定した移動速度でプッシャ９８を移動させる。
例えば、制御部３００は、ワークＷが軽くなるほど、プッシャ９８の移動速度を遅くする。これにより、ワークＷを確実にワーク受け箱８０内に収めることができる。
なお、プッシャ９８を第２の位置Ｐｂから第１の位置Ｐａまで移動させる際の移動速度は、プッシャ９８を第１の位置Ｐａから第２の位置Ｐｂまで移動させる際の移動速度と同一であっても異なっていてもよい。

【0045】

（工作機械１の動作手順）
次に、工作機械１の動作手順について図６のフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートは、制御部３００に記憶されるプログラムに基づき制御部３００によって実行される。

【0046】

まず、第１の主軸ユニット１０は、図示しないバーフィーダから供給されたワークＷを加工する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部３００は、ワークＷを把持する第１の主軸１１を軸回転させつつ、Ｙ軸移動部４３及びＸ軸移動部４２を介して工具群５５ａをワークＷの前面側に接触するように移動させる。これにより、ワークＷの前面側が切削される。

【0047】

次に、第２の主軸ユニット７０は、そのチャック７１ａが第１の主軸１１のチャック１１ａにＺ方向に対向する位置に移動し、第１の主軸ユニット１０による加工が完了したワークＷを第１の主軸ユニット１０から受け取る（ステップＳ１０２）。そして、第２の主軸ユニット７０は、第２Ｚ軸スライド機構１７５及びＸ軸スライド機構１７６により、第２の主軸ユニット７０が保持するワークＷを第２の工具ユニット２０の工具群２２の何れかの工具に接触する位置まで移動させる。その後、第２の主軸ユニット７０は、ワーク回転用モータ７３の駆動を通じてワークＷを把持する第２の主軸７１を回転させることで、ワークＷの背面側を加工する（ステップＳ１０３）。

【0048】

次に、第２の主軸ユニット７０は、第２Ｚ軸スライド機構１７５及びＸ軸スライド機構１７６により、ワーク後方排出装置９０のプッシャスリーブ９７に対向する位置まで移動する（ステップＳ１０４）。図１を参照しつつ上述したように、プッシャスリーブ９７は第２の工具ユニット２０に固定されているため、ワークＷの加工後の第２の主軸ユニット７０の移動距離を低減させることができ、ひいてはワークＷの製造に要する時間を短縮することができる。

【0049】

そして、ワーク後方排出装置９０は、制御部３００による制御のもとで、サーボモータ９１が駆動することで、プッシャ９８の先端を第１の位置Ｐａから第２の位置Ｐｂに移動させる（ステップＳ１０５）。この際、制御部３００は、第２の主軸ユニット７０のチャック７１ａを加工完了後のワークＷを把持しない状態に切り替える。これにより、加工完了後のワークＷは、プッシャ９８により後方（＋Ｚ方向）に押し出され、ワーク排出用パイプ７８の排出端部７８ｏからワーク受け箱８０に排出される。
最後に、ワーク後方排出装置９０は、プッシャ９８の先端を第２の位置Ｐｂから第１の位置Ｐａに戻し（ステップＳ１０６）、当該フローチャートに係る処理を終了する。

【0050】

上記フローチャートが繰り返し実行されることで、複数のワークＷが連続的に加工される。なお、上記フローチャートに係る処理は、適宜、同時に行われてもよい。例えば、上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理と同時に、次のワークＷについて上記ステップＳ１０１の処理が行われてもよい。

【0051】

上記ステップＳ１０５，Ｓ１０６において、制御部３００は、プッシャ検出センサ９９の検出結果に基づき、本例では回転部９９ｂに流れる電流が閾値以上となるか否かに基づき、プッシャ９８の先端がプッシャスリーブ９７から突出しているか否かを判別する。
例えば、制御部３００は、ステップＳ１０５の処理の後、プッシャ検出センサ９９の検出結果に基づきプッシャ９８の先端がプッシャスリーブ９７から突出していない旨判別したとき、図示しないディスプレイ又はスピーカーなどを通じて、異常が生じている旨警告を行ってもよい。また、制御部３００は、ステップＳ１０６の処理の後、プッシャ検出センサ９９の検出結果に基づきプッシャ９８の先端がプッシャスリーブ９７から突出している旨判別したとき、上記同様に警告を行ってもよい。
また、例えば、制御部３００は、ステップＳ１０５の処理の後、プッシャ検出センサ９９の検出結果に基づきプッシャ９８の先端がプッシャスリーブ９７から突出していることを条件に、次のステップＳ１０６の処理に移行してもよい。また、制御部３００は、ステップＳ１０６の処理の後、プッシャ検出センサ９９の検出結果に基づきプッシャ９８の先端がプッシャスリーブ９７から突出していないことを条件に、当該フローチャートに係る処理を終了してもよい。

【0052】

（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0053】

（１）ワーク後方排出装置９０は、第２の主軸７１の前方（−Ｚ方向）にて第２の主軸７１に支持されるワークＷを後方（＋Ｚ方向）へ移動させることで、ワークＷを第２の主軸７１の外部へ排出する。ワーク後方排出装置９０は、動力源の一例であるサーボモータ９１と、サーボモータ９１からの動力を受けて直線的に移動し、当該移動に伴いワークＷを後方に押すことでワークＷを第２の主軸７１から排出するプッシャ９８と、を備える。
この構成によれば、ワーク後方排出装置９０によって、第２の主軸７１から外部へワークＷが排出される。よって、加工完了後のワークＷが第２の主軸７１に残ることがない。これにより、加工完了後のワークの品質の低下を抑制できる。具体的には、加工完了後のワークＷが第２の主軸７１とともに軸回転することがない。このため、加工完了後のワークＷに傷がついたり、変形したりして品質に影響が出ることが防止される。また、ワークＷを加工しているとき、加工中のワークＷが加工完了後のワークＷと接触することがなく、加工しているワークＷの品質に影響がでることが抑制される。
また、上記構成によれば、第２の主軸７１内において複数のワークＷの端部同士が重なることがないため、複数のワークＷ間に作用するいわゆる楔効果によってワークＷの排出が困難となることが抑制される。
また、上記構成によれば、加工完了後のワークＷを即座に第２の主軸７１から取り出すことができる。よって、ワークＷ毎における加工完了からワークＷの排出までの時間のばらつきを低減することができる。また、１つのワークＷを加工する場合でも、容易に第２の主軸７１からワークＷを取り出すことができる。
さらに、ワーク後方排出装置９０は第２の主軸７１の後方にワークＷを排出できるため、ワークＷの長さが長い場合でも、ワークＷを円滑に排出することができる。

【0054】

（２）ワーク後方排出装置９０は、プッシャ９８が内在した状態でプッシャ９８の移動を案内するプッシャガイド部９５を備える。このプッシャガイド部９５は長手方向に沿って湾曲する複数の湾曲部９５ｄを有する。プッシャ９８は、湾曲部９５ｄに沿って湾曲する可撓性を有するフレキシブルシャフトである。
この構成によれば、プッシャ９８及びサーボモータ９１等、ひいてはワーク後方排出装置９０の設置位置の自由度が高まる。

【0055】

（３）プッシャガイド部９５の両端のうちプッシャ９８がワークＷを押す際に第２の主軸７１に対向するプッシャガイド部９５の端部は、工具群２２を保持する背面刃物台２１に固定される。
この構成によれば、ワークＷの加工完了からワークＷを排出するまでの第２の主軸ユニット７０の移動距離を低減させることができ、ひいてはワークＷの製造に要する時間を短縮することができる。

【0056】

（４）ワーク後方排出装置９０は、サーボモータ９１の回転運動を直線運動に変換し、直線運動をプッシャ９８に伝達する変換機構９２と、サーボモータ９１を通じてプッシャ９８の位置を制御する制御部３００と、を備える。
この構成によれば、サーボモータ９１を用いることで、プッシャ９８を任意の位置に移動させることができる。また、ワークＷの長さが違うものに対してセットアップの変更が容易となる。

【0057】

（５）制御部３００は、ワークＷの種類に応じて、ワークＷを排出する際のプッシャ９８の移動速度を設定し、ワークＷを排出する際、設定した移動速度にてプッシャ９８を移動させる。
この構成によれば、ワークＷの種類に関わらず、ワークＷを確実にワーク受け箱８０内に収めることができる。

【0058】

（６）ワーク後方排出装置９０は、プッシャ９８の位置を検出するプッシャ検出センサ９９を備える。この構成によれば、ワーク後方排出装置９０は、プッシャ９８が適切に動作しているか否かを確認することができ、例えば、プッシャ９８が適切に動作していない場合には、工作機械１の動作を停止することやその旨を作業者Ａに警告することができる。

【0059】

（７）工作機械１は、ワーク後方排出装置９０と、第２の主軸７１と、を備える。この構成によれば、上記（１）に記載のように、加工完了後のワークの品質の低下を抑制できる。

【0060】

（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。

【0061】

上記実施形態では、工作機械１は、第１及び第２の主軸ユニット１０，７０を備えていたが、何れかのユニットを省略して、１つの主軸ユニットを備えていてもよい。この場合、ワーク後方排出装置９０は、当該１つの主軸ユニットに支持されるワークＷを排出する。

【0062】

上記実施形態においては、プッシャ９８を移動させる動力源としてサーボモータ９１が用いられていたが、サーボモータ以外のモータ、例えばステッピングモータが用いられていてもよい。

【0063】

上記実施形態においては、変換機構９２は、一対のプーリ９２ａ，９２ｂ及びベルト９２ｃから構成されていたが、これに限らず、回転運動を直線運動に変換する公知の機構であれば適応可能である。例えば、変換機構９２は、サーボモータ９１により軸回転するボールねじと、このボールねじに螺合し、このボールねじの軸回転に伴い直線運動するボールねじナットと、を備えていてもよく、これらボールねじ及びボールねじナットにより回転運動を直線運動に変換してもよい。また、変換機構９２は、ラック＆ピニオン機構から構成されてもよい。
さらに、ワーク後方排出装置９０は、サーボモータ９１に代えて、油圧、空圧等の流体シリンダ又は磁気型アクチュエーターを用い、これらによりプッシャ９８を直線運動させてもよい。この場合、回転運動を直線運動に変換する変換機構９２は不要となる。

【0064】

上記実施形態におけるプッシャガイド部９５の形状は適宜変更可能である。例えば、図７に示すように、プッシャガイド部１９５は、第２の主軸ユニット７０の側方に向けてＵ字状に形成されてもよい。この側方は、例えば、第２の主軸ユニット７０の作業者Ａ側の側方である。この場合、サーボモータ９１等を第２の主軸ユニット７０の側方に配置することができる。

【0065】

上記実施形態におけるプッシャ検出センサ９９の構成は適宜変更可能である。例えば、プッシャ検出センサ９９は、磁気センサ、光センサ、超音波センサ等であってもよい。また、プッシャ検出センサ９９は、上記実施形態における位置に限らず、例えば、ワーク排出用パイプ７８の内部に設けられていてもよい。また、プッシャ検出センサ９９は、複数の位置に設けられていてもよい。

【0066】

上記実施形態においては、制御部３００は、ワークＷの種類に応じて、第１の位置Ｐａから第２の位置Ｐｂまでのプッシャ９８の移動速度を調整していたが、ワークＷの種類に関わらず移動速度を一定としてもよい。
また、制御部３００は、第１の位置Ｐａから第２の位置Ｐｂまでのプッシャ９８の移動中に移動速度を変化させてもよい。例えば、制御部３００は、第２の位置Ｐｂに近づくにつれてプッシャ９８の移動速度を遅くしてもよい。これにより、ワークＷを確実にワーク受け箱８０内に収めることができる。同様に、制御部３００は、第２の位置Ｐｂから第１の位置Ｐａまでのプッシャ９８の移動速度を移動中に変えてもよい。

【0067】

上記実施形態においては、ワーク後方排出装置９０は、工作機械１に予め組み込まれていたが、ワーク後方排出装置９０は既存の工作機械に後付け可能に構成されてもよい。

【0068】

上記実施形態においては、ワーク後方排出装置９０は、プッシャ９８を介してワークＷを排出することで、直接にワークＷをワーク受け箱８０に収容していた。しかし、工作機械１は、新たにワーク後方排出装置９０から排出されたワークＷを把持するロボットアームを備え、このロボットアームは、把持したワークＷをワーク受け箱８０に対応する位置まで移動させ、その位置でワークＷを離してもよい。

【0069】

上記実施形態におけるワーク受け箱８０に代えて、加工完了後のワークＷを工作機械１の外部に搬送するベルトコンベアを設けてもよい。

【0070】

上記実施形態においては、プッシャガイド部９５は湾曲していたが、直線状に形成されていてもよい。プッシャガイド部９５が直線状に形成される場合、プッシャ９８は剛体であってもよい。また、プッシャ９８が剛体の場合、プッシャガイド部９５は省略されてもよい。
また、上記実施形態においては、プッシャガイド部９５は、図３に示すように正面視においても湾曲していたが、この正面視において直線状に形成され、かつ図１に示すように平面視において湾曲して形成されてもよい。この場合、ホルダ９４は、プッシャガイド部９５の端部をプッシャスリーブ９７と同一の高さにて保持し、直線可動部９３もプッシャスリーブ９７と同一の高さになるようにサーボモータ９１、一対のプーリ９２ａ，９２ｂ及びベルト９２ｃを配置する。同様に、プッシャガイド部９５は、図３に示すように正面視において湾曲し、平面視において直線状に形成されてもよい。

【0071】

上記実施形態においては、プッシャ９８は、鋼線を右巻き及び左巻きに交互に巻かれることで構成されるフレキシブルシャフトであったが、フレキシブルシャフトは、この構成に限らず、例えば、可撓性を有する樹脂等であってもよい。

【0072】

上記実施形態においては、プッシャガイド部９５の先端は、プッシャスリーブ９７及びブラケット９６を介して背面刃物台２１に固定されていたが、プッシャスリーブ９７及びブラケット９６を介さず直接に背面刃物台２１に固定されてもよい。

【0073】

上記実施形態においては、ワーク後方排出装置９０は、ベッドＳに対して固定されていたが、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の少なくとも何れかに移動可能に構成されてもよい。この場合、第１Ｚ軸スライド機構１５、第２Ｚ軸スライド機構１７５及びＸ軸スライド機構１７６と同様の構成が採用されてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１ 工作機械
１０ 第１の主軸ユニット
１１ 第１の主軸
２０ 第２の工具ユニット
２１ 背面刃物台
４０ 工具移動機構
５５ 第１の工具ユニット
７０ 第２の主軸ユニット
７１ 第２の主軸
７８ ワーク排出用パイプ
８０ ワーク受け箱
９０ ワーク後方排出装置
９１ サーボモータ
９２ 変換機構
９５ プッシャガイド部
９５ｄ 湾曲部
９９ プッシャ検出センサ
３００ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】