JP2018030192A - 加工装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手作業によらず、加工物に付着した切削屑を除去できるようにする。
【解決手段】加工装置１が、工具保持具５０と、工具保持具５０を回転駆動する回転駆動機構４０と、被加工物２を保持するワーク保持具７８と、マガジン８０と、マガジン８０に収納可能であるとともに工具保持具５０に装着可能な切削工具５３と、マガジン８０に収納可能であるとともに工具保持具５０に装着可能なブラシ５５と、前記及び前記マガジンに対して相対的に前記工具保持具を前記回転駆動機構の回転軸に平行なＺ軸方向と、前記Ｚ軸方向に直交するとともに互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに移動するよう駆動する三次元変位機構と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物に切削等の加工を施す加工装置とその制御方法に関する。

特許文献１には、トレイに搭載された複数の歯冠の上からブラシを当接させて、そのブラシとトレイを同期させないように回転させて、ブラシのオービタル運動を利用して歯冠を研磨する研磨装置が開示されている。

特許文献２に記載された加工装置においては、切削工具がスピンドルによってほぼ鉛直なＺ軸回りに回転駆動された状態で、そのスピンドル及び切削工具がＸ軸方向駆動機構によってほぼ水平なＸ軸方向に駆動され、スピンドルの下方において被加工物が保持部材に保持され、保持部材及び被加工物がＹ軸方向駆動機構によってＸ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直なＹ軸方向に駆動される。この加工装置を用いると、切削工具により被加工物を切削して、加工物（義歯）を製造することができる。

特開２００７−１１１２８３号公報 特開２０１５−１２０２２２号公報

特許文献２に記載の加工装置を用いて加工物を製造した場合、切削屑が加工物の表面に付着する。それゆえ、加工後に加工物を加工装置の保持部材から取り外した上で、手作業により切削屑を加工物の表面から除去する必要があった。
特に、被加工物が半焼結ジルコニア材、半焼結金属材又は石膏材であると、切削屑が粒度の細かい紛体になり得て、その切削屑が凝集しやすい。それゆえ、切削屑が被加工物の加工溝に残留しやすい上、ブロア等によって飛散しづらい。従って、加工物の表面には多くの切削屑が付着してしまい、切削屑の除去作業に長時間を要していた。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、手作業によらず、加工物に付着した切削屑を除去できるようにすることである。

上記目的を達成するための主たる発明は、工具保持具と、前記工具保持具を回転駆動する回転駆動機構と、被加工物を保持する保持具と、マガジンと、前記マガジンに収納可能であるとともに前記工具保持具に装着可能な切削工具と、前記マガジンに収納可能であるとともに前記工具保持具に装着可能な清掃具と、前記保持具及び前記マガジンに対して相対的に前記工具保持具を前記回転駆動機構の回転軸に平行なＺ軸方向と、前記Ｚ軸方向に直交するとともに互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに移動するよう駆動する三次元変位機構と、を備える加工装置である。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、手作業によらず、加工物に付着した切削屑を除去することができる。

図１は、加工装置の斜視図である。 図２は、加工装置の内部の拡大斜視図である。 図３は、清掃具が取り付けられた工具保持具及びそれを回転駆動する回転駆動機構を示した図面である。 図４は、被加工物の平面図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

工具保持具と、前記工具保持具を回転駆動する回転駆動機構と、被加工物を保持する保持具と、マガジンと、前記マガジンに収納可能であるとともに前記工具保持具に装着可能な工具と、前記マガジンに収納可能であるとともに前記工具保持具に装着可能な清掃具と、前記保持具及び前記マガジンに対して相対的に前記工具保持具を前記回転駆動機構の回転軸に平行なＺ軸方向と、前記Ｚ軸方向に直交するとともに互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに移動するよう駆動する三次元変位機構と、を備える加工装置が明らかとなる。
これにより、工具が装着された工具保持具を回転駆動機構により回転駆動しながら、保持具に保持された被加工物に対して相対的に工具及び工具保持具を三次元変位機構によって移動させることで、被加工物の切削加工を行うことができる。また、その工具保持具を三次元変位機構によって保持具からマガジンに移動させることができ、工具保持具に装着された工具を清掃具に交換することができ、清掃具が装着された工具保持具を三次元変位機構によってマガジンから保持具に移動させることができる。そして、工具保持具及びそれに装着された清掃具を回転駆動機構により回転駆動しながら、保持具に保持された被加工物に対して相対的に清掃具及び工具保持具を移動させることで、被加工物に形成された加工物の表面に付着した切削屑を除去することができる。よって、手作業によらず、加工物に付着した切削屑を除去することができる。

前記清掃具がブラシであることが望ましい。
これにより、ブラシを加工物の表面に摺動させて、切削屑と加工物の付着性が高くても、切削屑を容易に除去することができる。

前記加工装置が、前記三次元変位機構及び前記回転駆動機構を制御する制御部を更に備え、前記制御部が、前記工具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記工具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記工具による前記被加工物の切削をする切削処理と、前記切削処理後に、前記工具保持具が前記マガジンまで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記工具を前記マガジンに収納して、前記工具保持具が前記マガジンに装着された前記清掃具まで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記清掃具を前記工具保持具に装着する交換処理と、前記交換処理後に、前記清掃具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記清掃具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記清掃具による前記被加工物の清掃をする清掃処理と、を実行することが望ましい。
前記加工装置を制御する方法は、前記工具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記工具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記工具による前記被加工物の切削をする切削工程と、前記切削工程後に、前記工具保持具が前記マガジンまで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記工具を前記マガジンに収納して、前記工具保持具が前記マガジンに装着された前記清掃具まで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記清掃具を前記工具保持具に装着する交換工程と、前記交換工程後に、前記清掃具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記清掃具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記清掃具による前記被加工物の清掃をする清掃工程と、を含むことが望ましい。
これにより、手作業によらず、加工物に付着した切削屑を除去することができる。

前記制御部は、前記清掃処理において前記清掃具が前記被加工物に対して相対的に、前記切削処理における前記被加工物に対する前記工具の相対的な軌跡と同一又はそれを簡略化した軌跡をとるように前記三次元変位機構を制御することが望ましい。
前記清掃処理において前記清掃具が前記被加工物に対して相対的に、前記切削処理における前記被加工物に対する前記工具の相対的な軌跡と同一又はそれを簡略化した軌跡をとるように前記三次元変位機構を制御することが好ましい。
これにより、清掃具が加工物の表面に接触するので、加工物に付着した切削屑を効率的に除去することができる。特に、清掃処理・清掃工程における軌跡が切削処理における軌跡を簡略化したものであれば、清掃時間の短縮を図れる。

＝＝＝実施形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜加工装置について＞
図１は加工装置１の斜視図であり、図２は加工装置１の内部の拡大斜視図である。図１及び図２において、方向を表す補助線としてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示するが、これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平な方向であり、Ｚ軸方向は鉛直な方向である。なお、Ｘ軸が水平面に対して傾斜し、Ｚ軸が鉛直方向に対して傾斜してもよい。

図１及び図２に示すように、加工装置１は、機枠１０と、集塵器１９と、回転駆動機構４０と、ブロア４５と、工具保持具５０と、チルト機構７０と、ワーク保持具（被加工物保持具）７８と、マガジン８０と、複数の切削工具５３と、複数のブラシ（清掃具）５５と、制御部９０と、三次元変位機構と、を備える。
三次元変位機構は、ワーク保持具７８及びマガジン８０に対して相対的に工具保持具５０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動するよう駆動する機構である。具体的には、三次元変位機構は、回転駆動機構４０の回転軸に平行なＺ軸方向に工具保持具５０を移動するよう駆動するＺ軸方向の直動駆動機構３０と、Ｚ軸方向に直交するＹ軸方向に工具保持具５０を移動するよう駆動するＹ軸方向の直動駆動機構２０と、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直交するＸ軸方向にワーク保持具７８及びマガジン８０を移動するよう駆動するＸ軸方向の直動駆動機構６０と、を有する。

＜機枠及び集塵器について＞
機枠１０は板状のベース部１１、サイド部１２，１３、リア部１４及び扉部１５を有する。サイド部１２，１３がベース部１１の左右両側部にそれぞれ立設され、リア部１４がベース部１１の後部に立設され、リア部１４によってサイド部１２，１３の後部が連結されている。扉部１５がサイド部１２，１３の後部上端に回動可能に連結されており、サイド部１２，１３の前端同士の及び上端同士の間の開口が扉部１５によって開閉される。よって、扉部１５が閉じた状態では、ベース部１１、サイド部１２，１３、リア部１４及び扉部１５によって包囲された内部空間が形成される。機枠１０内のベース部１１の上面には集塵穴１６が設けられており、ベース部１１内の集塵穴１６の下には集塵器（バキューム）１９が設けられている。この集塵器１９は、集塵穴１６を通じて機枠１０内の空気を吸引することによって切削屑を集塵する。

＜Ｙ軸方向の直動駆動機構について＞
Ｙ軸方向の直動駆動機構２０は、リニアガイド部材２１、キャリッジ２２、Ｙ軸方向直動伝動機構２３及びモーター２４を有する。
リニアガイド部材２１の左右両端部がサイド部１２，１３に支持され、リニアガイド部材２１が左右に延在するようにサイド部１２，１３間に架設されている。リニアガイド部材２１の延びる方向がＹ軸方向である。

リニアガイド部材２１には、キャリッジ２２が摺動自在に取り付けられている。キャリッジ２２はリニアガイド部材２１に沿ってＹ軸方向に移動可能に設けられている。また、キャリッジ２２にはＹ軸方向直動伝動機構２３が連結され、Ｙ軸方向直動伝動機構２３にはモーター２４が連結されている。Ｙ軸方向直動伝動機構２３はサイド部１２，１３間に設けられ、モーター２４がサイド部１２に設けられている。Ｙ軸方向直動伝動機構２３は例えばベルト伝動機構、チェーン伝動機構、ボールねじ伝動機構又はピニオンラック機構であり、モーター２４の動力がＹ軸方向直動伝動機構２３によってキャリッジ２２に伝動し、モーター２４によってキャリッジ２２がＹ軸方向に移動される。

＜Ｚ軸方向の直動駆動機構、回転駆動機構及び保持具について＞
キャリッジ２２には、直動駆動機構３０、回転駆動機構４０及び工具保持具５０が搭載されている。具体的には、直動駆動機構３０がキャリッジ２２に取り付けられ、回転駆動機構４０が直動駆動機構３０に連結され、工具保持具５０が回転駆動機構４０に連結されている。直動駆動機構３０によって回転駆動機構４０及び工具保持具５０がＺ軸方向に移動するように駆動され、回転駆動機構４０によって工具保持具５０がＺ軸に平行な回転軸回りに回転駆動される。工具保持具５０には、切削工具５３とブラシ５５の中から１つが選択的に取り付けられる。

工具保持具５０又はキャリッジ２２には、ブロア４５が取り付けられている。ブロア４５は空気を下方に向けて噴射するものであり、工具保持具５０に取り付けられた切削工具５３或いはブラシ５５に空気がブロア４５によって吹き付けられる。

＜Ｘ軸方向の直動駆動機構及び移動体について＞
Ｘ軸方向の直動駆動機構６０は、Ｘ軸方向に沿うようにしてサイド部１３に取り付けられている。この直動駆動機構６０には移動体６５が連結されており、直動駆動機構６０によって移動体６５がＸ軸方向に移動するように駆動される。

＜チルト機構及びワーク保持具について＞
移動体６５には、チルト機構７０及びワーク保持具７８が取り付けられている。ワーク保持具７８は、被加工物である板状のワーク２を保持するものである。チルト機構７０は、Ｙ軸に平行な第一回転軸回りにワーク保持具７８及びワーク２を揺動するとともに、第一回転軸に直交する第二回転軸回りにワーク保持具７８及びワーク２を揺動するものである。

チルト機構７０は第一揺動用モーター７１、揺動杆７２及び第二揺動用モーター７３を備える。第一揺動用モーター７１はその出力回転軸（第一回転軸）７１ａがＹ軸方向に延在するようにして移動体６５の内部に取り付けられ、その出力回転軸７１ａが移動体６５の内側から外側へＹ軸方向に延在している。第一揺動用モーター７１の出力回転軸７１ａにはアーチ状の揺動杆７２の中間部が連結されている。揺動杆７２の一端部の外周側には第二揺動用モーター７３が取り付けられており、第二揺動用モーター７３の出力回転軸（第二回転軸）７３ａが揺動杆７２の一端部を内周側へ貫通している。この第二揺動用モーター７３の出力回転軸７３ａは第一揺動用モーター７１の出力回転軸７１ａに対して垂直である。第二揺動用モーター７３の出力回転軸７３ａにはアーチ状のワーク保持具７８の一端部が連結されている。ワーク保持具７８の他端部が、第二揺動用モーター７３の出力回転軸７３ａと同軸の回転軸７４を介して揺動杆７２の他端部に連結されている。ワーク保持具７８は、ワーク２の外周部を磁着、吸着、挟持、係止又は係合等により保持する。

第一揺動用モーター７１が作動すると、その出力回転軸７１ａ回りに揺動杆７２、ワーク保持具７８及びワーク２が揺動される。第二揺動用モーター７３が作動すると、その出力回転軸７３ａ回りにワーク保持具７８及びワーク２が揺動される。ワーク２は例えば半焼結材料（例えば、ジルコニアセラミック材、金属材）、樹脂材料、ガラス材料、金属材料、石膏材料またはワックス材料からなる。

＜切削工具、ブラシ及びマガジン＞
移動体６５の上面には、マガジン８０が設けられている。マガジン８０の上面には、穴型、凹型又は孔型の複数の収納部８１が形成されており、これら収納部８１に切削工具５３及びブラシ５５が立てられた状態で収納されている。切削工具５３は、例えばエンドミル、ドリル、リーマー、タップである。これら切削工具５３は種類或いは直径が互いに異なるものであり、ブラシ５５も直径が互いに異なる。ここで、ブラシ５５は切削工具５３に対応付けられている。なお、ブラシ５５の直径とは、線条体５７の集合体を柱状とみなした場合の直径をいう。

図３はブラシ５５の側面図である。ブラシ５５は、軸部５６と、軸部５６の先端から軸部５６の軸方向に突出した多数の線条体５７と、を有する。このブラシ５５の軸部５６が回転駆動機構４０の回転軸と同軸になるように工具保持具５０に把持されることによって、ブラシ５５が工具保持具５０に装着される。線条体５７は例えば樹脂繊維、ガラス繊維、金属繊維又は炭素繊維である。

＜制御部及びコンピュータについて＞
直動駆動機構２０（特にモーター２４）、直動駆動機構３０、回転駆動機構４０、直動駆動機構６０、チルト機構７０（特にモーター７１，７３）、集塵器１９及びブロア４５は制御部９０によって制御される。この制御部９０は例えば機枠１０に設けられている。制御部９０は各種の駆動回路（例えばモータードライバ）及びマイクロコンピュータ（例えばプログラムロジックコントローラ）等を有する制御回路である。制御部９０には、加工物（例えば、歯科用の補綴物、例えばクラウン、コーピング、ブリッジ、アパットメント等）の三次元形状を表したモデルデータからツールバスデータを生成する外部コンピュータ９５が接続され、コンピュータ９５によって生成されたツールバスデータがコンピュータ９５から制御部９０に転送される。

ここで、ツールパスデータは、経路データと、傾斜角データとからなる。ツールパスデータ中の経路データは、切削工具５３又はブラシ５５の先端の相対的な三次元位置を時系列で配列した経路を表すデータである。つまり、経路データは、直動駆動機構２０によって位置決めされる切削工具５３又はブラシ５５の先端のＹ座標（Ｙ軸方向の位置）を時系列で配列したＹ軸方向の経路を表すデータと、直動駆動機構３０によって位置決めされる切削工具５３又はブラシ５５の先端のＺ座標（Ｚ軸方向の位置）を時系列で配列したＺ軸方向の経路を表すデータと、直動駆動機構６０によって位置決めされるワーク２の中心点のＸ座標（Ｘ軸方向の位置）を時系列で配列したＸ軸方向の経路を表すデータとからなる。制御部９０がツールパスデータ中の経路データに従って直動駆動機構２０、直動駆動機構３０及び直動駆動機構６０を制御することによって、ワーク２の中心に対して相対的に切削工具５３又はブラシ５５の先端が変位する。傾斜角データは第一揺動用モーター７１の出力回転軸７１ａ回りのワーク２の傾斜角を時系列で配列したデータと、第二揺動用モーター７３の出力回転軸７３ａ回りのワーク２の傾斜角を時系列で配列したデータとからなる。制御部９０がツールパスデータ中の傾斜角データに従ってチルト機構７０を制御することによって、ワーク２の傾斜角が変位する。

＜加工装置の動作及び使用方法＞
続いて、加工装置１の動作及び加工装置１の使用方法について説明する。

（１） セッティング及び起動の工程
まず、扉部１５を開いて、ワーク２の一方の面を上方に向けた状態でそのワーク２をワーク保持具７８に取り付けて固定する。また、複数の切削工具５３及びブラシ５５を立てた状態でマガジン８０の収納部８１に収納する。そして、扉部１５を閉じる。次に、コンピュータ９５によりツールパスデータを生成して、そのツールパスデータがコンピュータ９５から制御部９０に転送される。

（２） 工具装着工程
ツールパスデータが制御部９０に転送されると、直動駆動機構２０及び直動駆動機構６０が制御部９０によって制御されて、工具保持具５０が切削工具５３の上に位置決めされる。その後、直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０が直動駆動機構３０により下降される。これにより、何れかの切削工具５３が工具保持具５０に装着される。その後、工具保持具５０が切削工具５３を保持した状態で直動駆動機構３０によって上昇された後に、その工具保持具５０が直動駆動機構２０によってワーク２の上にまで移動される。

（３） 切削工程
次に、集塵器１９、ブロア４５及び回転駆動機構４０が制御部９０によって作動される。そうすると、工具保持具５０及び切削工具５３が回転駆動機構４０により回転駆動され、ブロア４５から切削工具５３の先端に向けて空気が吹き付けられ、機枠１０内の空気が集塵器１９によって吸引される。

集塵器１９、ブロア４５及び回転駆動機構４０が作動された状態で、制御部９０がツールパスデータの経路データに従って直動駆動機構２０，３０，６０を制御する。これにより、工具保持具５０及び切削工具５３が直動駆動機構２０によりＹ軸方向に移動するともに、直動駆動機構３０により昇降され、ワーク２及びワーク保持具７８が直動駆動機構６０によりＸ軸方向に移動する。従って、ワーク２の中心点（チルト機構７０の第一回転軸と第二回転軸の交点）に対する切削工具５３の先端の相対的な三次元位置が変位する。そのような変位中に切削工具５３がワーク２に当接すると、ワーク２が切削工具５３によって切削される。

更に、制御部９０がツールパスデータ中の傾斜角データに従ってチルト機構７０を制御する。これにより、ワーク保持具７８及びワーク２がチルト機構７０によってモーター７１，７３の出力回転軸７１ａ，７３ａ回りに揺動される。これにより切削工具５３とワーク２との成す接触角度が変位する。

以上のようにワーク２が切削工具５３によって切削されると、切削屑が発生する。ワーク２から発生した切削屑はブロア４５によって吹き飛ばされて、集塵器１９に集塵される。

以上のようにしてワーク２の一方の面の切削が完了したら、制御部９０によって直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０及び切削工具５３が直動駆動機構３０により上昇されてワーク２から離間される。その後、制御部９０によってチルト機構７０の第二揺動用モーター７３が制御されて、ワーク２及びワーク保持具７８が反転される。

その後、制御部９０がツールパスデータの経路データに従って直動駆動機構２０，３０，６０を制御するので、切削工具５３がＹ軸方向及びＺ軸方向に移動されるとともに、ワーク２がＸ軸方向に移動され、これによってワーク２の中心点に対する切削工具５３の先端の相対的な三次元位置が変位する。更に、制御部９０がツールパスデータ中の傾斜角データに従ってチルト機構７０を制御するので、ワーク保持具７８及びワーク２が揺動して、これにより切削工具５３とワーク２との成す接触角度が変位する。そうすると、ワーク２の他方の面が切削工具５３により切削される。ワーク２の他方の面の切削が完了したら、直動駆動機構２０，３０，６０、チルト機構７０、集塵器１９、ブロア４５及び回転駆動機構４０が制御部９０によって停止される。

以上のようにワーク２の両面が切削加工されることによって、図４に示すように複数の加工物３が形状加工される。ブロア４５によって空気をワーク２に吹き付けたものとしても、加工物３の表面に切削屑が付着する。特に、ワーク２の両面には溝４が加工物３を囲うように形成されるので、溝４に切削屑が貯まりやすい。また、ワーク２が半焼結材料（例えば、ジルコニアセラミック材料、金属材料）又は石膏材料からなる場合、切削屑が凝集しやすく、多くの切削屑が加工物３の表面に付着してしまうことがある。そこで、後述の切削屑除去工程により、加工物３の表面に付着した切削屑を除去する。

（４） 交換工程
ワーク２の両面の切削の完了後、制御部９０によって直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０及び切削工具５３が直動駆動機構３０により上昇されてワーク２から離間される。

次に、直動駆動機構２０及び直動駆動機構６０が制御部９０によって制御されて、工具保持具５０が空の収納部８１の上に位置決めされる。その後、直動駆動機構３０が制御部９０によって制御されて、工具保持具５０が直動駆動機構３０により下降される。これにより、工具保持具５０に装着された切削工具５３がマガジン８０の収納部８１に収納される。

次に、制御部９０によって直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０及び切削工具５３が直動駆動機構３０により上昇される。次に、直動駆動機構２０及び直動駆動機構６０が制御部９０によって作動されて、工具保持具５０がブラシ５５の上に位置決めされる。その後、直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０が直動駆動機構３０により下降される。これにより、何れかのブラシ５５が工具保持具５０に装着される。このブラシ５５は、先に工具保持具５０に装着されていた切削工具５３に対応付けられたものであって、その切削工具５３よりも僅かに直径が短い。その後、工具保持具５０がブラシ５５を保持した状態で直動駆動機構３０により上昇された後に、その工具保持具５０が直動駆動機構２０によりワーク２の上にまで移動される。

（５） 切削屑除去工程（清掃工程）
次に、制御部９０がチルト機構７０を制御することによって、ワーク２が回転駆動機構４０の回転軸に対してほぼ垂直に位置決めされる。また、集塵器１９、ブロア４５及び回転駆動機構４０が制御部９０によって作動される。回転駆動機構４０によりブラシ５５が回転駆動されると、線条体５７の束が遠心力に広がる。

集塵器１９、ブロア４５及び回転駆動機構４０が作動された状態で、制御部９０がツールパスデータの経路データに従って直動駆動機構２０，３０，６０を制御する。これにより、工具保持具５０及びブラシ５５が直動駆動機構２０によりＹ軸方向に移動するともに、直動駆動機構３０により昇降され、ワーク２及びワーク保持具７８が直動駆動機構６０によりＸ軸方向に移動する。従って、ワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な三次元位置が変位する。そのような変位中に、加工物３の表面に付着した切削屑がブラシ５５の線条体５７によって取り除かれる。ブロア４５によって空気が線条体５７に吹き付けられているので、線条体５７によって加工物３から剥離された切削屑が飛散して、線条体５７に残留し難い。飛散した切削屑は集塵器１９に集塵される。

切削除去工程で利用する経路データは、切削工程における経路データを簡略化したものであるか、切削工程における経路データと同じものである。従って、ワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な軌跡は、切削工程におけるワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な軌跡を簡略化したものであるか、切削工程におけるワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な軌跡と同一である。

ここで、制御部９０がツールパスデータの経路データに従って直動駆動機構２０，３０，６０を制御しているので、ブラシ５５の線条体５７がワーク２の溝４に挿入された状態でブラシ５５が溝４に沿って移動する。そのため、溝４に貯まった切削屑が溝４から排出される。遠心力によって線条体５７の束が広がるため、切削屑を溝４から効率良く取り出すことができる。

以上のようにしてワーク２の片面の切削屑除去が完了したら、制御部９０によって直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０及びブラシ５５が直動駆動機構３０により上昇されてワーク２から離間される。その後、制御部９０によってチルト機構７０の第二揺動用モーター７３が制御されて、ワーク２及びワーク保持具７８が反転される。

その後、制御部９０がツールパスデータの経路データに従って直動駆動機構２０，３０，６０を制御するため、ブラシ５５がＹ軸方向及びＺ軸方向に移動されるとともに、ワーク２がＸ軸方向に移動され、これによってワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な三次元位置が変位する。これにより、ワーク２の裏側面についても切削屑が除去される。ここでの経路データも、切削工程における経路データを簡略化したものであるか、切削工程における経路データと同じものである。
ワーク２の裏側面の切削屑除去が完了したら、直動駆動機構２０，３０，６０、集塵器１９、ブロア４５及び回転駆動機構４０が制御部９０によって停止される。

（６） ブラシ取り外し工程
ワーク２の両面の切削屑の除去完了後、制御部９０によって直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０及び切削工具５３が直動駆動機構３０により上昇されてワーク２から離間される。次に、直動駆動機構２０及び直動駆動機構６０が制御部９０によって制御されて、工具保持具５０が空の収納部８１の上に位置決めされる。次に、直動駆動機構３０が制御部９０によって制御されて、工具保持具５０が直動駆動機構３０により下降される。これにより、工具保持具５０に装着されたブラシ５５が収納部８１に収納される。次に、制御部９０によって直動駆動機構３０が制御されて、工具保持具５０及び切削工具５３が直動駆動機構３０により上昇される。

＜効果・利点について＞
以上の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
（１） 切削工具５３とブラシ５５をマガジン８０に収納することによって、切削工具５３とブラシ５５を交換して工具保持具５０に装着することができる。

（２） 制御部９０によって加工装置１の各部が制御されることにより上述のような切削工程、交換工程、切削屑除去工程が順に行われるため、切削加工から切削屑除去までの一連の作業が手作業によらず自動に行われる。

（３） 切削屑除去工程においてはブラシ５５の線条体５７が加工物３の表面に摺動されるため、切削屑と加工物３の付着性が高くても、切削屑を容易に除去することができる。

（４） 切削屑除去工程におけるワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な軌跡は、切削工程におけるワーク２の中心点に対するブラシ５５の先端の相対的な軌跡と同一であるか、それを簡略化したものであるため、切削屑除去工程においてブラシ５５が加工物３の表面に確実に接触する。それゆえ、加工物３に付着した切削屑を効率的に除去することができる。特に、切削屑除去工程における軌跡が切削工程における軌跡を簡略化したものであれば、清掃時間の短縮を図れる。

（５） ブラシ５５による切削屑の除去に加えて、加工物３の表面には空気がブロア４５によって吹き付けられるため、切削屑が加工物３の表面から取り除かれやすい。更に、加工物３から取り除かれた切削屑がワーク２の周囲に飛散することため、加工物３への再付着を抑制することができる。

（６） ブラシ５５が線条体５７の束であるため、線条体５７の束が遠心力に広がる。それゆえ、溝４内に残留した切削屑が溝４から効率良く取り出される。

＜変形例について＞
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する変更点は、可能な限り組み合わせて適用してもよい。

（１） 上記実施形態では、Ｘ軸方向の直動駆動機構６０によって移動体６５、チルト機構７０、ワーク保持具７８及びマガジン８０がＸ軸方向に移動される構成であった。それに対して、移動体６５の代わりに固定体がサイド部１２，１３又はベース部１１に取り付けられて固定され、チルト機構７０、ワーク保持具７８及びマガジン８０が上述のように移動体６５に設けられたのと同様にして、これらチルト機構７０、ワーク保持具７８及びマガジン８０がその固定体に設けられてもよい。この場合、リニアガイド部材２１、キャリッジ２２、Ｙ軸方向直動伝動機構２３及びモーター２４が、Ｘ軸方向の直動駆動機構によって一体的にＸ軸方向に移動するように駆動される。

（２） 上記実施形態では、工具保持具５０がＹ軸方向の直動駆動機構２０によりＹ軸方向に移動される構成であった。それに対して、直動駆動機構２０のキャリッジ２２が例えばリニアガイド部材２１の中央部に固定された固定部であり、工具保持具５０がＹ軸方向に移動しないものとしてもよい。この場合、別途、Ｙ軸方向直動駆動機構がベース部１１に設けられ、そのＹ軸方向駆動機構にＸ軸方向の直動駆動機構６０が連結され、直動駆動機構６０、移動体６５、チルト機構７０、ワーク保持具７８及びマガジン８０が一体的にＹ軸方向直動駆動機構によってＹ軸方向に移動するように駆動される。

（３） 上記実施形態では、工具保持具５０及び回転駆動機構４０が直動駆動機構３０によってＺ軸方向に移動される構成であった。それに対して、工具保持具５０及び回転駆動機構４０がキャリッジ２２に固定され、工具保持具５０及び回転駆動機構４０がＺ軸方向に移動されないものとしてもよい。この場合、Ｚ軸方向直動駆動機構がＸ軸方向直動駆動機構６０と移動体６５との間に設けられ、移動体６５、チルト機構７０、ワーク保持具７８及びマガジン８０が一体的にＺ軸方向直動駆動機構によってＹ軸方向に移動されるように駆動される。

（４） 上記実施形態では、ブラシ５５によって切削屑が除去されている際に、ワーク２が揺動しなかった。それに対して、ブラシ５５によって切削屑が除去されている際に、制御部９０がチルト機構７０を制御することによってワーク保持具７８及びワーク２がチルト機構７０によって揺動されてもよい。

（５） 上記実施形態では、ブラシ５５の形態を変更してもよい。例えば、線条体５７の代わりに、例えば織物、不織布、スポンジ（例えば、発泡樹脂）、綿（繊維又は繊維状のものが絡まりあってひとまとまりの状態になったもの）が軸部５６の先端面及び先端側の外周面に設けられてもよいし、軸部５６の先端面から芯材が延出して、その芯材に例えば線条体、織物、不織布、スポンジ、綿（繊維又は繊維状のものが絡まりあってひとまとまりの状態になったもの）が設けられてもよい。

１…加工装置， ２…ワーク（被加工物）， ３…加工物， ４…溝， ２０…Ｙ軸方向直動駆動機構， ３０…Ｚ軸方向直動駆動機構， ４０…回転駆動機構， ５０…工具保持具， ５３…切削工具， ５５…ブラシ（清掃具）， ６０…Ｘ軸方向直動駆動機構， ７８…ワーク保持具（保持具）， ８０…マガジン， ９０…制御部

Claims (6)

1. 工具保持具と、
   前記工具保持具を回転駆動する回転駆動機構と、
   被加工物を保持する保持具と、
   マガジンと、
   前記マガジンに収納可能であるとともに前記工具保持具に装着可能な工具と、
   前記マガジンに収納可能であるとともに前記工具保持具に装着可能な清掃具と、
   前記保持具及び前記マガジンに対して相対的に前記工具保持具を前記回転駆動機構の回転軸に平行なＺ軸方向と、前記Ｚ軸方向に直交するとともに互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに移動するよう駆動する三次元変位機構と、を備える加工装置。
2. 前記清掃具がブラシである請求項１に記載の加工装置。
3. 前記三次元変位機構及び前記回転駆動機構を制御する制御部を更に備え、
   前記制御部が、
   前記工具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記工具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記工具による前記被加工物の切削をする切削処理と、
   前記切削処理後に、前記工具保持具が前記マガジンまで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記工具を前記マガジンに収納して、前記工具保持具が前記マガジンに装着された前記清掃具まで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記清掃具を前記工具保持具に装着する交換処理と、
   前記交換処理後に、前記清掃具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記清掃具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記清掃具による前記被加工物の清掃をする清掃処理と、を実行する請求項１又は２に記載の加工装置。
4. 前記制御部は、前記清掃処理において前記清掃具が前記被加工物に対して相対的に、前記切削処理における前記被加工物に対する前記工具の相対的な軌跡と同一又はそれを簡略化した軌跡をとるように前記三次元変位機構を制御することを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
5. 請求項１又は２に記載の加工装置を制御する方法であって、
   前記工具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記工具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記工具による前記被加工物の切削をする切削工程と、
   前記切削工程後に、前記工具保持具が前記マガジンまで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記工具を前記マガジンに収納して、前記工具保持具が前記マガジンに装着された前記清掃具まで移動するよう前記三次元変位機構を制御することによって前記清掃具を前記工具保持具に装着する交換工程と、
   前記交換工程後に、前記清掃具が前記工具保持具に装着された状態で前記回転駆動機を作動させつつ、前記保持具及び前記被加工物に対して相対的に前記工具保持具及び前記清掃具が前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｚ軸方向に移動するように前記三次元変位機構を制御することによって、前記清掃具による前記被加工物の清掃をする清掃工程と、を含む加工装置の制御方法。
6. 前記清掃処理において前記清掃具が前記被加工物に対して相対的に、前記切削処理における前記被加工物に対する前記工具の相対的な軌跡と同一又はそれを簡略化した軌跡をとるように前記三次元変位機構を制御する請求項５に記載の加工装置の制御方法。

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