JP2001001234A - ワークの全面加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークのパレットへの取付け面を含む全ての
面を一連の工程の中で加工する。 【解決手段】 パレットを主軸で着脱可能とした工作機
械１００と、この工作機械にてワークを加工する際にパ
レットを固定する加工テーブル装置２００とを備えた加
工ステーションでワークＷを加工するに当り、第１のパ
レットＰ１と第２のパレットＰ２を用意し、第１のパレ
ットＰ１に取付けて所定の加工が終了したら第２のパレ
ットＰ２にワークを移し換え、再び加工テーブル装置に
装着して残りの面の加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多軸の工作機械と加
工テーブル装置とを備えた加工ステーションにおいてワ
ークを全面加工する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平９−２２５７６１号公報の図１３
〜図１７には、多軸の工作機械と加工テーブル装置とを
対向配置し、これら工作機械と加工テーブル装置のそれ
ぞれに旋回動とチルト動を行わせることで、工作機械と
ワークとの相対的な位置決めを容易且つ迅速に行えるよ
うにした加工ステーションが開示されている。

【０００３】また、上記の先行技術の他に加工ステーシ
ョンに数値制御（ＮＣ）された多軸の工作機械と加工テ
ーブル装置とを設け、工作機械自身によってワークまた
はワークを取付けたパレットを加工テーブル装置へ搬送
するようにしたものが特開昭５５−７０５４３号公報、
特開昭５５−１１２７５３号公報及び特開平９−２２５
７６１号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行例によれ
ば、ワークの任意の面を加工し得るのであるが、唯一ワ
ークのパレットへの取付け面（パレットを用いず直接ワ
ークをテーブルに取付ける場合はテーブルへの取付け
面）については加工することができない。

【０００５】ワークの全面を加工するには、ワークを取
り外して再度同じ手順を踏まなければならず、時間がか
かってしまう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るワークの全面加工方法は、主軸に対し加工工
具を着脱可能とするとともに当該主軸にワーク取付用パ
レットを着脱可能とした多軸工作機械と、この多軸工作
機械にてワークを加工する際にパレットを固定する多軸
加工テーブル装置とを備えた加工ステーションで加工す
るものとし、その加工手順は以下の工程から構成される
ようにした。 工作機械によってワークを第１のパレットに取付ける
とともに加工テーブル装置に移載する工程。 加工テーブル装置に第１のパレットを介して保持され
ているワークの少なくともパレットに対する取付け面を
除いた他の面を加工する工程。 加工テーブル装置に第１のパレットを介して保持され
ているワークの加工された面に工作機械によって第２の
パレットを取付ける工程。 前記第２のパレットを工作機械によって保持したまま
第１のパレットを加工テーブルから取り外す工程。 工作機械によって第２のパレットを加工テーブルに取
付ける工程。 第２のパレットを介して加工テーブルに保持されてい
るワークの未加工面に取付けられている第１のパレット
を工作機械で取り外す工程。 工作機械の主軸から第１のパレットを外した後に主軸
に加工工具を取付け、前記第２のパレットに保持されて
いるワークの未加工面を加工する工程。

【０００７】以上の構成とすることにより、連続した一
連の工程で、ワークのパレットへの取付け面を含む全て
の面が加工できる。

【０００８】ここで、前記ワークの全面加工方法におい
て、ワークを収納する６面体を想定し、この６面を基準
にして加工を行うことが好ましい。このように想定する
ことで、加工テーブルでのパレットの旋回角度を９０°
を基準として全て行うことが可能となり、制御を単純化
することが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るワークの
全面加工方法を実施するための加工ステーションの一例
の全体概略斜視図、図２は同加工ステーションの平面
図、図３は同加工ステーションの側面図、図４は同加工
ステーションの異なる方向から見た側面図、図５は別実
施例に係る加工ステーションの平面図、図６は別実施例
に係る加工ステーションのパレットストッカーを示す側
面図、図７は工作機械の側面図、図８は工作機械の図７
とは反対側から見た側面図、図９は工作機械の主軸先端
とパレットとの結合構造を示す図、図１０（ａ）は工作
機械の主軸でパレットを保持した状態の拡大図、（ｂ）
は工作機械の主軸で加工工具を保持した状態の拡大図、
図１１はパレットのクランプ爪を開閉する油圧回路を示
す図、図１２は工作機械が加工テーブル装置にパレット
を移載している状態を示す側面図、図１３は工作機械が
ワークを加工している状態を示す側面図、図１４は加工
テーブル装置のバランス機構を示す側面図、図１５は図
１４のＢ方向から見た部分を一部切欠した拡大図、図１
６は別実施例を示す図１４と同様の図、図１７は図１６
のＣ−Ｃ方向断面図、図１８は加工テーブル装置のテー
ブル面を示す図、図１９は図１８の拡大図、図２０は図
１９のＡ−Ａ線断面図である。

【００１０】図１〜図４に示すように、加工ステーショ
ンにはベース１が設けられ、このベース１の上に工作機
械１００及び加工テーブル装置２００が載置され、ベー
ス１の外側に工作機械１００を囲むようにパレットスト
ッカー３００が配置され、また、工作機械１００の上方
にオートツールチェンジャー（ＡＴＣ）４００が配置さ
れている。

【００１１】工作機械１００はベース１に対しターンブ
ロック１０１が垂直軸を中心として水平面内で旋回可能
とされ、また前記パレットストッカー３００は複数のパ
レット受け枠３０１からなり、これらパレット受け枠３
０１及び前記加工テーブル装置２００は前記工作機械１
００の旋回中心を中心として略放射状に配置され、同じ
く工作機械１００の旋回範囲内にワークＷの搬入と搬出
を兼ねる搬送ラインＬ１の先端が臨み、この先端をワー
ク供給位置５００としている。これにより工作機械１０
０が加工テーブル装置２００、パレットストッカー３０
０及びワーク供給位置５００に対し対向する。

【００１２】また工作機械１００は、前記ターンブロッ
ク１０１に対し水平軸１０２を中心として支持部１０３
がモータ１０４の駆動により垂直面内でチルト動作可能
に取り付けられ、この支持部１０３には主軸受け１０５
がモータ１０６の駆動により進退可能に支持され、更に
主軸受け１０５内には図示しないモータにて高速回転せ
しめられる主軸（スピンドル軸）１０７が支持されてい
る。

【００１３】また、図１２及び図１３にも示すように、
前記支持部１０３から後方に向けて延びる雄ネジ棒１１
０にナット部材１１１を介して前記主軸受け１０５が取
り付けられ、前記モータ１０６の駆動で雄ネジ棒１１０
を回転せしめることで、ナット部材１１１がガイドロッ
ド１１２に沿って移動し、このナット部材１１１ととも
に主軸受け１０５が進退動する。

【００１４】支持部１０３が垂直面内でチルト動を行う
ことで、主軸１０７が図３または図４に示すように、加
工テーブル装置２００、パレットストッカー３００或い
はオートツールチェンジャー４００の高さに適合する方
向を向く。

【００１５】また、図８に示すように、モータ１０４と
反対側の水平軸１０２の端部には、レバー１０８の基端
部を取り付け、このレバー１０８の先端部にバランスシ
リンダ１０９のロッドを取り付け、主軸受け１０５の進
退動に伴う重量のアンバランスを吸収するようにしてい
る。

【００１６】前記主軸１０７の先端の構造は、ワークＷ
を取り付けるパレットＰとワークに対して切削、穴開け
等の加工を施す加工工具Ｔが選択的に保持し得る構造に
なっている。

【００１７】図９〜図１１に基づいて主軸１０７による
パレットＰと加工工具Ｔの保持構造について説明する。
主軸１０７には軸方向に貫通穴１０７ａが形成され、こ
の貫通穴１０７ａの先端部は受け凹部１１３とされ、こ
の受け凹部１１３は図１０に示すように、雌テーパ部１
１３ａとこの雌テーパ部１１３ａに連続するストレート
部１１３ｂとから構成され、パレットＰを保持する場合
には、図１０（ａ）に示すように、パレットＰの外側ブ
ロック６００のストレートシャンク部６０１が受け凹部
１１３のストレート部１１３ｂに嵌合し、加工工具Ｔを
保持する場合には、図１０（ｂ）に示すように、加工工
具Ｔのテーパコーン部７００が受け凹部１１３の雌テー
パ部１１３ａに嵌合するようにしている。

【００１８】本発明では、主軸１０７でパレットＰと加
工工具Ｔを保持する。この場合、受け凹部１１３の同じ
箇所でパレットＰと加工工具Ｔを保持すると、パレット
ＰはワークＷを取り付けるとかなりの重量物となり、受
け凹部１１３の表面を傷つける虞れがある。そして、内
面が傷ついた受け凹部１１３で加工工具Ｔを保持した場
合、主軸１０７は加工時に高速回転するので、加工工具
Ｔの回転軸芯がブレたり、ガタつき加工精度が悪くな
る。

【００１９】そこで、前記したように受け凹部１１３の
形状を単純な雌テーパ状とせず、雌テーパ部１１３ａに
連続してストレート部１１３ｂを設け、このストレート
部１１３ｂでパレットＰのストレートシャンク部６０１
を保持し、雌テーパ部１１３ａにはパレットＰの一部が
接触しないようにした。

【００２０】尚、パレットＰの外側ブロック６００の主
軸１０７との対向面には環状の凸部６０２を形成し、保
持状態ではこの凸部６０２が主軸１０７端面に当接する
ようにしている。

【００２１】外側ブロック６００の対向面の全面を主軸
１０７端面に当接せしめると当接面積が大きいのでガタ
つきが生じる虞れがあるが、小面積の凸部６０２を当接
せしめることで、ガタつきを未然に防止できる。また、
環状の凸部６０２が主軸１０７端面に当接することで、
変形やコジリに起因してストレート部１１３ｂとストレ
ートシャンク部６０１に多少の隙間等が生じてもパレッ
トを正確に保持することができる。

【００２２】また、図９に示すように、主軸１０７に形
成した貫通穴１０７ａ内には図示しないシリンダにて進
退動（図において左右動）せしめられるクランピングス
リーブ１１５が臨み、このクランピングスリーブ１１５
の外側に軸方向にすり割を形成したグリッパ１１６が設
けられ、またクランピングスリーブ１１５内はクーラン
トの流路１１７とされている。

【００２３】而して、図９の状態よりもクランピングス
リーブ１１５が左側に位置しているときは、グリッパ１
１６は縮径し、パレットＰのストレート部６０１を受け
凹部１１３から引き抜くことが可能である。そして、斯
かる状態から図示しないシリンダを駆動すると、クラン
ピングスリーブ１１５が図中右側に引き込まれる。する
と、クランピングスリーブ１１５の雄テーパ部がグリッ
パ１１６内に入り込み、グリッパ１１６を拡開し、パレ
ットＰのストレート部６０１を受け凹部１１３のストレ
ート部１１３ｂとの間で強固に保持する。

【００２４】また、パレットＰの保持部の構造は、図９
に示すように、パレットＰの本体に固定部材６０３を介
して前記シャンク部６００を固着している。固定部材６
０３及びシャンク部６００には共通の貫通穴が形成さ
れ、この貫通穴にチェックバルブ６０４が挿入されてい
る。

【００２５】チェックバルブ６０４はパレットＰの本体
との間に設けたスプリング６０５によって突出方向に付
勢され、主軸１０７に保持されていない状態ではチェッ
クバルブ６０４のランド部が固定部材６０３に形成した
バルブシート面６０６に密に当接する。

【００２６】また、チェックバルブ６０４内にはクーラ
ント通路６０７が形成され、この通路６０７は前記クラ
ンピングスリーブ１１５内のクーラントの流路１１７を
介してクーラント（切削液）の供給源につながってい
る。

【００２７】図９及び図１１に示すように、供給源から
のクーラントは、チェックバルブ６０４内のクーラント
流路６０７、パレットＰ内のクーラント流路６１１及び
クーラント配管６１２を介してクランプ爪６０８のアン
クランプを行う流体室６１０に供給される。

【００２８】前記パレットＰにはワークＷを固着するた
めの４個のクランプ爪６０８が設けられている。このク
ランプ爪６０８はロッド６１３の一端に取り付けられ、
このロッド６１３の他端はシリンダ６１４内に挿入され
ピストン６１５に連結されている。そしてこのピストン
６１５にてシリンダ６１４内は前記流体室６１０と他の
室６１６に画成され、この室６１６に設けた皿ばね等の
強力な弾発部材６０９にてクランプ爪６０８はクランプ
方向に常時付勢されている。尚、図９において６１８は
ストッパである。上記クランプ爪６０８のクランプ・ア
ンクランプ動作を以下に説明する。

【００２９】先ず、パレットＰが主軸１０７に保持され
ていない状態では、前記したようにチェックバルブ６０
４にてパレットＰ内のクーラント流路６０９及びクーラ
ント配管６１０は閉じられているので、クーラント流路
６０９内、及びクランプ爪６０８にアンクランプ方向の
力を付与する流体室６１０にはクーラントが満たされて
いる。ただし、流体室６１０内のクーラントから与えら
れる力よりも弾発部材６０９の力が大きいため、クラン
プ爪６０８はクランプ状態を維持する。

【００３０】一方、パレットＰが主軸１０７に保持され
た状態を図９で示しており、この状態ではチェックバル
ブ６０４がスプリング６０５の弾発力に抗してクランピ
ングスリーブ１１５によって内方に押され、チェックバ
ルブ６０４のランド部が固定部材６０３に形成したバル
ブシート面６０６から離れ、クーラント流路が連通す
る。

【００３１】クーラント流路が連通しても、弾発部材６
０９の力が大きいため、クランプ爪６０８はクランプ状
態を維持する。弾発部材６０９の力に抗してアンクラン
プ状態にするには、図１１に示すように、ブースター６
１７にて高圧状態でクーラントを供給する。これにより
室６１０内の圧力が弾発部材６０９の弾発力よりも大き
くなり、クランプ爪６０８がアンクランプ状態となる。

【００３２】前記したように、クランプ爪６０８を作動
させる流体として、作動油を用いずにクーラントを使用
している。クーラントは工作機械によって切削或いは穴
開け加工をする場合に必要であり、このクーラントを作
動流体として用いることで、作動油を供給するための配
管が不要で、今までの主軸の構造をそのまま利用するこ
とができる。

【００３３】また、パレットＰ内に形成された通路や室
には常にクーラントが満たされているので、クランプ爪
６０８をアンクランプさせるためにブースター６１７で
加圧した際の圧力伝達が瞬時になされ、クランプ・アン
クランプの動作切替が確実且つ遅れ動作なく行える。

【００３４】一方、加工テーブル装置２００はベース１
に対し支持ブロック２０１が垂直軸を中心として水平面
内で旋回可能とされ、この支持ブロック２０１に対し水
平軸２０２が取り付けられている。水平軸２０２の一端
には水平軸２０２を回転させるためのモータ２０３（図
２参照）が設けられている。

【００３５】水平軸２０２は重量物である加工テーブル
更にはワークＷを取り付けたパレットＰとともに加工テ
ーブルを回動させるため、水平軸２０２の他端側にはバ
ランス機構を設けている。

【００３６】このバランス機構は図１４及び図１５に示
すように、支持ブロック２０１にブラケット２０４ａ，
２０４ｂを設け、ブラケット２０４ａにはシリンダユニ
ット２０５の基部を取り付け、ブラケット２０４ｂには
ロッド２０４ｃの一端を取り付けている。また、前記ブ
ラケット２０４ａにはプレート２０６の下端を溶接等に
て固着し、このプレート２０６の先端に前記ロッド２０
４ｃの先端をナットを介して位置調整可能に取り付けて
いる。更に、プレート２０６には軸２０７を回転自在に
支持し、軸２０７の一端にはクランク２０８を取り付
け、他端にはギヤ２０９を取り付け、クランク２０８に
は前記シリンダユニット２０５のロッドを連結し、また
水平軸２０２の他端側に設けたギヤ２１０と前記ギヤ２
０９との間にタイミングベルト２１１を張設している。
ここで、加工テーブル２１２が水平軸２０２に対し側方
位置となった状態で停止し、水平軸２０２に対しねじり
力を与える位置にあるとき、タイミングベルト２１１の
上側または下側（ギヤ２０９，２１０に対して）が引張
状態となり、プレート２０６に倒れ方向の力（図１４に
おいて右方向の力）が作用する。そして、このままで
は、プレート２０６の下端取付部に過大な力が作用する
ことになるので、前記ロッド２０４ｃで突っ張りプレー
ト２０６の倒れを防止している。

【００３７】尚、水平軸２０２のギヤ２１０よりも外側
にはロータリジョイント２１３（図１７参照）を設けて
いる。このロータリジョイント２１３が水平軸２０２端
に取付けられているので、工作機械に適用するような一
般的なバランス機構を採用することができず上記のよう
な構造を採用している。

【００３８】而して、水平軸２０２には加工テーブル２
１２が取り付けられているので、加工テーブル２１２の
重さが水平軸２０２に捩りモーメントとなって作用する
が、シリンダユニット２０５を駆動し、この駆動力をク
ランク２０８、軸２０７、ギヤ２０９、タイミングベル
ト２１１及びギヤ２１０を介して当該捩り力と反対方向
の力を水平軸２０２に付与することでキャンセルされ、
バランスが維持されるる。このバランスの維持は、水平
軸２０２廻り３６０°の何れの箇所に加工テーブル２１
２が位置した場合でも発揮することができる。

【００３９】図１６及び図１７はバランス機構の別実施
例を示す図１４及び図１５と同様の図であり、この実施
例にあっては、タイミングベルト２１１の代りにギヤ２
１４を用い、他の部材については図１４及び図１５に示
した実施例と同一としている。

【００４０】前記した工作機械１００にあっては、水平
軸にレバー１０８を取り付け、このレバー１０８の先端
部にバランスシリンダ１０９のロッド１００を取り付け
るようにしたが、スペース的な制約等があって、軸にレ
バーを取り付けられない場合には、上記したように、軸
の動きをタイミングベルトやギヤ列を介して離れた箇所
に設けたレバーやクランクを介してバランスシリンダに
伝達するようにすればよい。

【００４１】次に前記加工テーブル２１２の構造を図１
８〜図２０に基づいて説明する。加工テーブル２１２の
取付面側の四隅には、パレットＰをクランプする爪２１
５を備え、このクランプ爪２１５の内側位置には、パレ
ットＰの着座を確認するためのセンサ２１６を設けてい
る。このセンサ２１６の構造としては、例えば、常時エ
アを噴出するものとし、パレットＰが着座した際にパレ
ットＰによってエア噴出口を塞ぎ、これを検知する構造
とする。

【００４２】また、加工テーブル２１２の裏面側には爪
２１５によるクランプを解除した状態でパレットを旋回
（９０°）せしめる旋回用モータ２１７を設け、クラン
プを解除した状態でパレットＰの落下を防ぐためのチャ
ック２１８を加工テーブル２１２の取付面側の中央に設
けている。このチャック２１８は図示しないシリンダユ
ニットとリンク機構を組み合わせることで開閉動を行
う。

【００４３】また、加工テーブル２１２には前記旋回用
モータ２１７によってパレットＰと一体的に旋回するア
ーム２１９を設け、また、このアーム２１９の旋回位置
を規制する近接スイッチ２２０，２２１を加工テーブル
２１２側に９０°離間して設け、更に、アーム２１９に
は三角形状のプレート２２２を取り付け、この旋回限に
おいてプレート２２２を加工テーブル２１２に設けたダ
ンパ２２３，２２４に当てることでパレットＰの旋回を
衝撃なく停止せしめるようにしている。

【００４４】尚、ダンパ２２３，２２４は外周部に雄ネ
ジが刻設され、ナット部材２２５，２２６を介して支持
プレート２２７に位置調整可能に取り付けられ、位置調
整することにより旋回範囲を調整し得る構成にしてい
る。

【００４５】また、加工テーブル２１２の裏面側の中心
から離れた位置には、２つの昇降用シリンダ２２８，２
２９が設けられ、この昇降用シリンダ２２８，２２９の
作動によりパレットＰの位置決めを行うロケートピン２
３０，２３１が加工テーブル２１２の取付面側に出没す
る。

【００４６】次に、パレットストッカー３００について
説明する。パレットストッカー３００は、図２に示すよ
うに工作機械１００を囲むように複数のパレット受け枠
３０１を配置している。各パレット受け枠３０１には１
枚のパレットＰが収納される。

【００４７】ところで、本発明にあっては、ワークＷの
６面（全面）を加工することを可能にしている。パレッ
トＰにワークＷを固定した状態でワークＷを加工する場
合、加工テーブル２１２を回動したり、加工テーブル２
１２に保持されたままでパレットＰを旋回することによ
り、最大５面までは加工することができる。しかしなが
ら、残る１面、即ち、パレットＰに取り付けられた面に
ついてはパレットＰ自体が邪魔になって加工することが
できない。

【００４８】そこで、本発明にあっては後述するよう
に、ワークＷを所定の面まで加工したならば、別のパレ
ットＰを用意し、このパレットＰにワークＷを移し換
え、残りの未加工の面を加工するようにしている。

【００４９】したがって、ワークＷの全面を加工するた
めには、２種類のパレットＰが必要となり、図２に示す
例では６つのパレット受け枠３０１を配置しているの
で、３種類のワークＷを加工することができる。

【００５０】パレット受け枠３０１の構造は、図１及び
図３に示すように、パレット載置部３０２が工作機械１
００の水平軸１０２に向かって前上がりに傾斜し、後端
部にパレットＰのストッパ３０３を設け、パレット載置
部３０２からパレットＰを受け取るには、工作機械１０
０の支持部１０３のチルト動によって主軸受け１０５を
パレット載置部３０２に平行にし、この状態のまま、主
軸受け１０５をパレット載置部３０２に向けて伸張し、
この後は図９に示したように、主軸１０７の受け凹部１
１３にパレットＰのストレート部６０１を嵌合するとと
もに、クランピングスリーブ１１５を引き込み、グリッ
パ１１６を拡開して、主軸１０７でパレットＰを保持す
る。

【００５１】図１〜図４に全体構成を示した実施例で
は、パレットストッカー３００が工作機械１００の周囲
約１８０°を囲み、ワーク搬入ラインＬ１がワーク搬出
ラインを兼ねる構成としている。斯かる構成とすること
で、前記したように３種類のワークＷの加工に対処でき
るのであるが、ワーク搬入ラインＬ１が搬出ラインを兼
ねるため、加工手順等に制約が生じる。

【００５２】そこで、ワークＷの搬入ラインと搬出ライ
ンとを別々にした例を図５及び図６に示す。ここで、図
５は別実施例に係る加工ステーションの平面図、図６は
別実施例に係る加工ステーションのパレットストッカー
を示す側面図である。

【００５３】この実施例にあっては、ワーク搬入ライン
Ｌ１とワーク搬出ラインＬ２とを一直線上に設け、この
間に工作機械１００が位置し、ラインの一方側にパレッ
トストッカー３００を、他方側に加工テーブル装置２０
０を配置し、全体として左右対象とし、他の装置の配置
との兼ね合い等に自由度が高くなるレイアウトになって
いる。

【００５４】その反面、ワーク搬入ラインＬ１とワーク
搬出ラインＬ２とを一直線上に設けため、パレットスト
ッカー３００を配置するスペースが狭まってしまう。そ
こで、この実施例にあっては、パレット受け枠３０１に
パレット載置部３０２を上下２段設け、１つのパレット
受け枠３０１に２種類のパレットＰをストックするよう
にしている。

【００５５】尚、下段のパレット載置部３０２は前記と
同じであるが、上段のパレット載置部３０２は、工作機
械１００の水平軸１０２に向かって前下がり傾斜し、前
端部にパレットＰのストッパ３０３を設けている。

【００５６】また、工作機械１００の上方に配置される
オートツールチェンジャー（ＡＴＣ）４００は、図１に
示すように、多数の加工工具Ｔをガンベルト状に保持し
た工具ストッカー４０１と、この工具ストッカー４０１
と前記主軸１０７との間で工具Ｔの交換を行う交換装置
４０２とからなる。

【００５７】工具ストッカー４０１は環状に移動可能と
され、交換装置４０２は図４に示すように、軸４０３を
中心として旋回するアーム４０４の両端に工具ホルダ４
０５を設け、これら２つの工具ホルダ４０５の一方に工
作機械１００から工具ストッカー４０１に戻す工具を、
他方に工具ストッカー４０１から新たに工作機械１００
の主軸１０７に取り付ける工具Ｔを保持し、旋回と進退
動を組み合わせることで交換を行う。

【００５８】次に、以上の構成からなる加工ステーショ
ンにおけるシリンダブロック等のワークＷの６面（全
面）を加工する手順を図２１〜図３４に基づいて説明す
る。尚、図２１〜図３４のうち、図２１〜図２３、図２
５、図２６、図３０、図３１、図３３及び図３４は加工
ステーションの概略平面図、残りの図は概略側面図であ
る。

【００５９】先ず、図２１に示すように、工作機械１０
０を垂直軸廻りに旋回させ、図２２に示すように工作機
械１００の主軸１０７を第１のパレットＰ１に向け、次
いで、主軸１０７で第１のパレットＰ１を保持する。こ
の状態を図３でも示している。

【００６０】そして、上記の状態のまま工作機械１００
を垂直軸廻りに前記とは反対方向に旋回させ、図２３に
示すように、主軸１０７を第１のパレットＰ１をワーク
供給位置５００に向け、ワークＷの上方に主軸１０７に
保持された状態の第１のパレットＰ１を臨ませる。

【００６１】この後、クーラントを作動流体とした前記
クランプ・アンクランプ機構により、クランプ爪６０８
を開とし、ワークＷの位置決めが終了したらクランプ爪
６０８によって第１のパレットＰ１にワークＷを固着す
る。

【００６２】次いで、図２３及び図２４に示すように、
第１のパレットＰ１にワークＷを固着したまま、主軸１
０７を上方にチルト動せしめるとともに工作機械１００
を垂直軸廻りに旋回させ、主軸１０７に保持された第１
のパレットＰ１を下向きの加工テーブル２１２の下方に
位置せしめ、更に主軸１０７を上方にチルト動せしめる
ことで、第１のパレットＰ１の裏面（ワーク保持面の反
対側面）を加工テーブル２１２の取付面に押し当て、第
１のパレットＰ１を加工テーブル２１２側に受け渡す。

【００６３】この後、第１のパレットＰ１が外れた主軸
１０７に、加工工具Ｔを取付け、図１３に示すように、
加工工具ＴにてワークＷの所定面を加工する。図１３に
示した状態での加工が終了したならば、第１のパレット
Ｐ１を右に９０°旋回させ右側面を、次いで左に９０°
旋回させ左側面を加工し、更に、水平軸２０２を中心と
して加工テーブル２１２を垂直面内で９０°回動せし
め、ワークの上面を加工する。

【００６４】以上により、ワークＷの正面、左右の側面
及び上面の加工が終了する。このときワークＷの４面が
加工され、ワークＷの後面及び底面（加工テーブル２１
２への取付け面）が未加工のまま残る。

【００６５】そこで、図２５に示すように、主軸１０７
を後退させ、主軸１０７の先端部に保持されている工具
Ｔを工具ストッカー４０１に戻し、主軸１０７先端は空
の状態として、第２のパレットＰ２方向に工作機械１０
０を旋回せしめる。ここで、第２のパレットＰ２にはワ
ークＷの上面を取り付けるための位置決め穴等が設けら
れている。

【００６６】第２のパレットＰ２方向に工作機械１００
が向いたならば、図２６に示すように、主軸１０７で第
２のパレットＰ２を保持し、この状態のまま工作機械１
００を前記とは反対方向に旋回させ、図２７に示すよう
に、第２のパレットＰ２を第１のパレットＰ１に固着さ
れたワークＷの上方に位置させる。

【００６７】この後、第２のパレットＰ２をワークＷの
上面に取り付ける。このとき、ワークＷは第１のパレッ
トＰ１及び第２のパレットＰ２でサンドイッチされた状
態になる。この後、加工テーブル２１２による第１のパ
レットＰ１の保持状態を解除し、加工テーブル２１２の
み水平軸廻りに約１８０°回転させ、第２のパレットＰ
２の上方に加工テーブル２１２を位置せしめる。

【００６８】次いで、図２８に示すように、加工テーブ
ル２１２に第２のパレットＰ２を保持せしめる。この状
態で、第２のパレットＰ２は加工テーブル２１２と主軸
１０７の双方に保持されている。この後、主軸１０７を
第２のパレットＰ２から外し、次いで、図２９に示すよ
うに、加工テーブル２１２を水平軸廻りに約１８０°回
転させ、Ｐ１の保持部を主軸１０７に向け、パレットＰ
１を主軸１０７で保持するとともにパレットＰ１をワー
クＷから取り外し、この後、図３０に示すように再び加
工テーブル２１２を水平軸廻りに約１８０°回転させ、
ワークＷを下に向ける。

【００６９】この後、図３１に示すように、工作機械１
００を垂直軸廻りに旋回させ、主軸１０７先端で保持す
る第１のパレットＰ１をパレットストッカーに戻す。そ
して、図３２に示すように、主軸１０７先端に工具Ｔを
取り付け、この工具Ｔによって未加工年て残された面を
加工する。

【００７０】このようにして、ワークＷの６面が加工さ
れたならば、再び主軸１０７先端から工具Ｔを取り外
し、図３３に示すように、主軸１０７先端で第２のパレ
ットＰ２を保持し、加工テーブル２１２による保持状態
を解除し、主軸１０７先端で第２のパレットＰ２を保持
したまま、工作機械１００を垂直軸廻りに旋回させ、図
３４に示すように、加工後のワークＷをワーク供給位置
５００に戻す。

【００７１】そして、図３５に示すように、第２のパレ
ットＰ２を元のパレットストッカーの位置に戻して一連
の作業が終了する。

【００７２】尚、図示例では、ワークの全面加工方法に
あたり、ワークを収納する６面体を想定し、この６面を
基準にして加工を行うようにしたが、特に６面体に限定
されるわけではなく、ワークの形状に応じて５面体、７
面体、８面体等を想定して行うようにしてもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
パレットを主軸で着脱可能とした工作機械と、この工作
機械にてワークを加工する際にパレットを固定する加工
テーブル装置とを備えた加工ステーションでワークを加
工するに当り、２つのパレットを用意し、所定の加工が
終了したら別のパレットにワークを移し換え、再び加工
テーブル装置に装着して残りの面の加工を行うようにし
たので、連続した一連の工程で、ワークのパレットへの
取付け面を含む全ての面が加工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワークの全面加工方法を実施する
ための加工ステーションの一例の全体概略斜視図

【図２】同加工ステーションの平面図

【図３】同加工ステーションの側面図

【図４】同加工ステーションの異なる方向から見た側面
図

【図５】別実施例に係る加工ステーションの平面図

【図６】別実施例に係る加工ステーションのパレットス
トッカーを示す側面図

【図７】工作機械の側面図

【図８】工作機械の図７とは反対側から見た側面図

【図９】工作機械の主軸先端とパレットとの結合構造を
示す図

【図１０】（ａ）は工作機械の主軸でパレットを保持し
た状態の拡大図、（ｂ）は工作機械の主軸で加工工具を
保持した状態の拡大図

【図１１】パレットのクランプ爪を開閉する油圧回路を
示す図

【図１２】工作機械が加工テーブル装置にパレットを移
載している状態を示す側面図

【図１３】工作機械がワークを加工している状態を示す
側面図

【図１４】加工テーブル装置のバランス機構を示す側面
図

【図１５】図１４のＢ方向から見た部分を一部切欠した
拡大図

【図１６】別実施例を示す図１４と同様の図

【図１７】図１６のＣ−Ｃ方向断面図

【図１８】加工テーブル装置のテーブル面を示す図

【図１９】図１８の拡大図

【図２０】図１９のＡ−Ａ線断面図

【図２１】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２２】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２３】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２４】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２５】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２６】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２７】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２８】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２９】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３０】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３１】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３２】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３３】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３４】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３５】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【符号の説明】 １…ベース、１００…工作機械、１０１…ターンブロッ
ク、１０２…水平軸、１０３…支持部、１０４…モー
タ、１０５…主軸受け、１０６…モータ、１０７…主
軸、１０８…レバー、１０９…バランスシリンダ、１１
０…雄ネジ棒、１１１…ナット部材、１１２…ガイドロ
ッド、１１３…受け凹部、１１３ａ…雌テーパ部、１１
３ｂ…ストレート部、１１５…クランピングスリーブ、
１１６…グリッパ、１１７…クーラント流路、２００…
加工テーブル装置、２０１…支持ブロック、２０２…水
平軸、２０３…モータ、２０４ａ，２０４ｂ…ブラケッ
ト、２０５…シリンダユニット、２０６…プレート、２
０７…軸、２０８…クランク、２０９，２１０，２１４
…ギヤ、２１１…タイミングベルト、２１２…加工テー
ブル、２１３…ロータリージョイント、２１５…クラン
プ爪、２１６…センサ、２１７…旋回用モータ、２１８
…チャック、２１９…アーム、２２０，２２１…近接ス
イッチ、２２２…プレート、２２３，２２４…ダンパ、
２２５，２２６…ナット部材、２２７…支持プレート、
２２８，２２９…昇降用シリンダ、２３０，２３１…ロ
ケートピン、３００…パレットストッカー、３０１…パ
レット受け枠、３０２…パレット載置部、３０３…スト
ッパ、、４００…オートツールチェンジャー（ＡＴ
Ｃ）、４０１…工具ストッカー、４０２…工具交換装
置、５００…ワーク供給位置、６００…外側ブロック、
６０１…ストレートシャンク部、６０２…凸部、６０３
…固定部材、６０４…チェックバルブ、６０５…スプリ
ング、６０６…バルブシート面、６０７…通路、６０８
…クランプ爪、６０９…弾発部材、６１０…流体室、６
１１…パレット内のクーラント流路、６１２…クーラン
ト配管、６１３…ロッド、６１４…シリンダ、６１５…
ピストン、６１６…弾発部材を収納するシリンダ内の
室、６１７…ブースター、７００…加工工具Ｔのテーパ
コーン部、Ｌ１…ワーク搬入ライン、Ｌ２…ワーク搬出
ライン、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…パレット、Ｔ…加工工具、Ｗ
…ワーク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に対し加工工具を着脱可能とすると
   ともに当該主軸にワーク取付用パレットを着脱可能とし
   た多軸工作機械と、この多軸工作機械にてワークを加工
   する際にパレットを固定する多軸加工テーブル装置とを
   備えた加工ステーションにおける以下の工程からなるワ
   ークの全面加工方法。 工作機械によってワークを第１のパレットに取付ける
   とともに加工テーブル装置に移載する工程。 加工テーブル装置に第１のパレットを介して保持され
   ているワークの少なくともパレットに対する取付け面を
   除いた他の面を加工する工程。 加工テーブル装置に第１のパレットを介して保持され
   ているワークの加工された面に工作機械によって第２の
   パレットを取付ける工程。 前記第２のパレットを工作機械によって保持したまま
   第１のパレットを加工テーブルから取り外す工程。 工作機械によって第２のパレットを加工テーブルに取
   付ける工程。 第２のパレットを介して加工テーブルに保持されてい
   るワークの未加工面に取付けられている第１のパレット
   を工作機械で取り外す工程。 工作機械の主軸から第１のパレットを外した後に主軸
   に加工工具を取付け、前記第２のパレットに保持されて
   いるワークの未加工面を加工する工程。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のワークの全面加工方法
   において、ワークを収納する６面体を想定し、この６面
   を基準にして加工を行うことを特徴とするワークの全面
   加工方法。