JP2019214099A - 歯車加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工済歯車及び加工前歯車の交換作業容易化を図る歯車加工装置を提供する。【解決手段】歯車加工装置は、歯車を着脱自在に支持する第１〜第３グリッパ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが旋回中心軸線回り等間隔に配置状態で旋回部材２１に支持され、旋回部材が第１〜第３グリッパを旋回中心軸線回りの搬入位置１１、加工位置１２及び搬出位置１３に順に配置させるように回転駆動される搬送ユニット２０と、加工位置に位置されたグリッパとの間で歯車を受け渡し且つ歯車を軸線回りに回転駆動可能とされた加工ユニット４０と、加工ユニットによって回転駆動される歯車と同期回転されつつ歯車に噛み合うことで歯車を加工する工具を含む工具ユニット５０とを備え、搬入位置に位置されているグリッパへの加工前歯車の装着及び搬出位置に位置されているグリッパからの加工済歯車の取り外しが可能とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、歯車の加工を行う歯車加工装置に関する。

加工対象物となる歯車と歯車状の工具とを同期回転させつつ、前記工具を歯車に押し当てることによって歯車の加工を行う装置は従前から種々提案されている。

例えば、本願出願人は、加工対象物となる歯車が脱着可能に連結される支持部材（アーバー）と、前記支持部材を着脱自在に支持し且つ前記支持部材を軸線回りに回転駆動可能な第１ワーク支持ユニットと、前記第１ワーク支持ユニットに支持された状態の歯車の回転位置を検出する歯車回転位置センサと、歯車の回転位置を変化させずに、前記第１ワーク支持ユニットに支持された前記支持部材に対し歯車を脱着させるワーク移動ユニットと、前記ワーク移動ユニットによって歯車が前記支持部材から取り外されている間に、前記歯車回転位置センサによって検出された歯車の回転位置に対し所定位相差となるように前記第１ワーク支持ユニットを作動させて前記支持部材を回転駆動させる制御部と、歯車が前記所定位相差で連結された状態の前記支持部材を前記第１ワーク支持ユニットから加工位置へ移動させるワーク搬送ユニットと、加工位置に配置され、前記支持部材を着脱自在に支持し且つ前記支持部材を軸線回りに回転駆動可能な第２ワーク支持ユニットと、前記第２ワーク支持ユニットに支持された歯車に噛み合いながら回転しつつ当該歯車を加工する工具を有する工具ユニットとを備え、前記支持部材及び前記工具が前記所定位相差に基づいて同期回転するように、前記制御部が作動制御を行う歯車加工装置を提案している（下記特許文献１参照）。

前記歯車加工装置によれば、前記第２ワーク支持ユニットによって支持されている一の歯車に対して前記工具ユニットによって加工を行っている間に、前記第１ワーク支持ユニットによって支持されている他の歯車の回転位置（位相）の設定を行うことができ、回転位置の設定に係る時間を省略して効率的な加工を行うことができる。

さらに、前記歯車加工装置によれば、前記第１ワーク支持ユニットから前記第２ワーク支持ユニットへ搬送される歯車及び支持部材は常に前記所定位相差を有することになる。従って、歯車及び支持部材の連結体を前記第１ワーク支持ユニットから前記第２ワーク支持ユニットへ搬送させる毎に、当該歯車及び支持部材の位相差に関する情報を前記第１ワーク支持ユニットから前記第２ワーク支持ユニットへ伝達する必要無く、前記第２ワーク支持ユニットに支持された歯車と前記工具との同期回転を実現することができる。

特許第６２１０５１３号公報

前述の通り、従来の前記歯車加工装置は多くの利点を有するものの、加工済歯車及び加工前歯車の交換作業性に関しては改善の余地があった。

即ち、従来の前記歯車加工装置においては、作業者は、前記第２ワーク支持ユニット及び前記工具ユニットの共働下に加工された加工済歯車及び当該加工済歯車が連結された前記支持部材を含む連結体を前記ワーク搬送ユニットによって前記第２ワーク支持ユニットから前記第１ワーク支持ユニットへ搬送させ、前記連結体の支持部材を前記第１ワーク支持ユニットによって支持させた状態で当該支持部材から加工済歯車を取り外し、空き状態となった前記支持部材に次に加工すべき加工前歯車を装着させることになる。

この際、作業者は、前記第１ワーク支持ユニットに支持されている支持部材から取り外した加工済歯車を一方の手で把持しつつ、他方の手に予め把持しておいた加工前歯車を前記支持部材に装着する必要があり、加工済歯車及び加工前歯車の交換作業が厄介であった。

特に、加工対象物となる歯車が大径歯車やシャフトギヤ等の重量物である場合には、作業者は両手のそれぞれに重量物を持つことになり、大きな負担となる。

また、従来の前記歯車加工装置においては、前記第１ワーク支持ユニットに支持された支持部材から加工済歯車を取り外してからでないと、加工前歯車の装着及び当該加工前歯車の回転位置設定を行うことができず、この点においても作業性を向上し難いという問題があった。

本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、加工済歯車及び加工前歯車の交換作業の容易化を図り得る歯車加工装置の提供を目的とする。

本発明は、前記目的を達成する為に、旋回中心軸線回りに回転駆動される旋回部材及び前記旋回部材に旋回中心軸線回り等間隔に支持された第１〜第３グリッパを含み、前記各グリッパは加工対象物である歯車を直接又は間接的に着脱自在に支持可能とされ、前記旋回部材は旋回中心軸線回り等間隔に配置された搬入位置、加工位置及び搬出位置に前記各グリッパを順に位置させ得るように構成されている搬送ユニットと、前記第１〜第３グリッパのうち加工位置に位置されているグリッパとの間で歯車の受け渡しを行うことができ、且つ、歯車を軸線回りに回転駆動可能とされた加工ユニットと、前記加工ユニットによって回転駆動される歯車と同期回転されつつ当該歯車に噛み合うことで当該歯車を加工する工具を含む工具ユニットとを備え、搬入位置に位置されているグリッパへの加工前歯車の装着及び搬出位置に位置されているグリッパからの加工済歯車の取り外しが可能とされている歯車加工装置を提供する。

第１態様に係る歯車加工装置においては、前記加工ユニットは、歯車が軸線回り相対回転不能且つ着脱可能に連結されるアーバーと、前記アーバーを軸線回りに回転駆動可能な加工スピンドルとを有するものとされる。

前記第１態様に係る歯車加工装置は、搬入位置又は加工位置において加工前歯車の回転位置を検出する歯車回転位置センサを備え、前記歯車回転位置センサによって検出された加工前歯車の回転位置に基づき前記アーバー及び前記工具が同期回転するように、前記加工ユニット及び前記工具ユニットが作動制御されるように構成される。

第２態様に係る歯車加工装置は、搬入位置に配置され、歯車が軸線回り相対回転不能且つ且つ着脱可能に連結されるアーバーを着脱可能に支持する搬入ユニットであって、前記アーバーへの加工前歯車の連結が可能とされた搬入ユニットと、搬出位置に配置され、前記アーバーを着脱可能に支持する搬出ユニットであって、前記アーバーからの加工済歯車の取り外しが可能とされた搬出ユニットとを備え得る。
この場合、前記グリッパは、歯車及びアーバーが連結されてなるワーク体を着脱自在に支持可能とされ、前記加工ユニットは、加工位置の前記グリッパとの間でワーク体の受け渡しを行うことができ、且つ、ワーク体のアーバーを軸線回りに回転駆動可能とされる。

前記第２態様に係る歯車加工装置は、前記搬入ユニットに支持された状態のワーク体における加工前歯車の回転位置を検出する歯車回転位置センサを備え、前記歯車回転位置センサによって検出された加工前歯車の回転位置に基づき前記アーバー及び前記工具が同期回転するように、前記加工ユニット及び前記工具ユニットが作動制御されるように構成される。

好ましくは、前記第２態様に係る歯車加工装置は、前記搬入ユニットに支持された状態のワーク体における加工前歯車及びアーバーの回転位置をそれぞれ検出する歯車回転位置センサ及びアーバー回転位置センサと、前記搬入ユニットに支持された状態のワーク体のアーバーに対して、回転位置を変化させずに加工前歯車の脱着を行う移動ユニットとを備え得る。
この場合、前記搬入ユニットは、アーバーを軸線回りに回転駆動可能な搬入スピンドルを有するものとされる。

斯かる構成の前記歯車加工装置においては、前記移動ユニットによって加工前歯車が前記搬入ユニットに支持されているアーバーから取り外されている際にアーバーが加工前歯車に対して所定位相差となるように前記搬入スピンドルが回転駆動され、加工前歯車が前記所定位相差のままでアーバーに連結されるように前記移動ユニット及び前記搬入ユニットが作動され、前記所定位相差に基づき前記アーバー及び前記工具が同期回転するように、前記加工ユニット及び前記工具ユニットが作動制御される。

本発明の前記種々の構成に係る歯車加工装置において、好ましくは、前記第１〜第３グリッパは互いに対して独立して開閉動作するように構成される。

本発明の前記種々の構成に係る歯車加工装置は、さらに、加工位置において前記加工ユニットと共働して歯車を軸線回り回転可能に狭持するテールストックユニットを備え得る。
前記テールストックユニットは、前記搬送ユニットによって旋回中心軸線回りに搬送される歯車の旋回軌跡より径方向外方で、且つ、旋回中心軸線回りの周方向位置に関し、搬入位置及び加工位置の間、又は、加工位置及び搬出位置の間に位置するように前記歯車加工装置のテーブル（ベッド）上に配置されたサポートコラムに支持され得る。

本発明の前記種々の構成に係る歯車加工装置は、さらに、前記工具をドレッシングするドレッシングユニットを備え得る。
前記ドレッシングユニットは、前記旋回部材を旋回中心軸線回り回転自在に支持するベース支持軸の上面に固着された固定テーブルに前記工具に対して接離可能に支持される。

これに代えて、本発明の前記種々の構成に係る歯車加工装置は、さらに、前記工具をドレッシングする複数のドレッシングユニットを備え得る。
前記複数のドレッシングユニットは、前記旋回部材を旋回中心軸線回り回転自在に支持するベース支持軸に旋回可能に支持された回転テーブルに支持される。

前記回転テーブルは、前記複数のドレッシングユニットのそれぞれを前記工具と対向させる複数のドレッシング位置において固定可能とされ、前記複数のドレッシングユニットは、前記回転テーブルが対応するドレッシング位置に固定された状態において前記工具に対して接離可能となるように前記回転テーブルに支持される。

本発明に係る歯車加工装置によれば、旋回中心軸線回りに回転駆動される旋回部材に歯車を着脱自在に支持する第１〜第３グリッパが旋回中心軸線回り等間隔に支持され、前記旋回部材が旋回中心軸線回り等間隔に配置された搬入位置、加工位置及び搬出位置に前記各グリッパを順に位置させ得るように構成され、加工ユニットが加工位置に位置されているグリッパとの間で歯車の受け渡しを行うことができ、且つ、歯車を軸線回りに回転駆動可能とされ、工具ユニットの工具が前記加工ユニットによって回転駆動される歯車と同期回転されつつ当該歯車に噛み合うことで当該歯車を加工するものとされており、搬入位置に位置されているグリッパに加工前歯車を装着させることができ、且つ、搬出位置に位置されているグリッパから加工済歯車を取り外すことができるように構成されているので、加工済歯車及び加工前歯車の交換作業の容易化を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る歯車加工装置の斜視図である。 図２は、ドレッシングユニットを取り外した状態の前記歯車加工装置の平面図である。 図３は、前記歯車加工装置における搬送ユニットを含む部分斜視図である。 図４は、前記実施の形態１の変形例に係る歯車加工装置の搬送ユニットを含む部分斜視図である。 図５は、前記実施の形態１の他の変形例に係る歯車加工装置のドレッシングユニットを含む部分斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る歯車加工装置の斜視図である。 図７は、ドレッシングユニットを取り外した状態の前記実施の形態２に係る歯車加工装置の平面図である。 図８は、本発明の実施の形態３に係る歯車加工装置の斜視図である。

実施の形態１
以下、本発明に係る歯車加工装置の一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施の形態に係る歯車加工装置１Ａの斜視図を示す。
また、図２に、下記ドレッシングユニット２００を取り外した状態の前記歯車加工装置１Ａの平面図を示す。

図１及び図２に示すように、前記歯車加工装置１Ａは、旋回中心軸線Ｘ回り等間隔に配置された搬入位置１１、加工位置１２及び搬出位置１３の３つの作業位置を有しており、搬入位置１１での加工前歯車１００ａの装着、加工位置１２での歯車１００への加工、及び、搬出位置１３での加工済歯車１００ｂの取り外しを、それぞれ、独立して行えるように構成されている。

なお、本実施の形態においては、図２に示す平面視において、加工位置１２を基準に紙面上側に搬入位置を、紙面下側に搬出位置をそれぞれ設定し、反時計回りに歯車１００が移送されるように設定したが、搬入位置を下側、搬出位置を上側に設定し、時計回りに歯車１００を移送させるようにしても構わない。

具体的には、前記歯車加工装置１Ａは、歯車１００を旋回中心軸線Ｘ回りに搬送する搬送ユニット２０と、加工位置１２において歯車１００を軸線回りに回転駆動可能な加工ユニット４０と、前記加工ユニット４０によって回転駆動されている歯車１００に対して加工を行う、ネジ状砥石などで構成される工具５１を含む工具ユニット５０とを備えている。

図３に、前記搬送ユニット２０を含む一部のみを取り出した斜視図を示す。
図１〜図３に示すように、前記搬送ユニット２０は、旋回中心軸線Ｘ回り回転可能とされた旋回部材２１と、前記旋回部材２１に支持された第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃと、前記旋回部材２１を旋回中心軸線Ｘ回りに回転駆動する電動モータ等の旋回駆動部材（図略）とを有している。

前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃは、旋回中心軸線Ｘ回り等間隔に配置されており、それぞれが歯車１００を直接又は間接的に着脱自在に支持し得るように構成されている。

本実施の形態においては、前記各グリッパ２５ａ〜２５ｃは、開閉可能な一対のアーム２６を有しており、前記一対のアーム２６の自由端部同士が近接する閉動作を行うことで歯車１００を直接又は間接的に把持し且つ前記一対のアーム２６の自由端部同士が離間する開動作を行うことで歯車１００を開放するようになっている。

前記一対のアーム２６の開閉動作は、種々の構成によって実現され得る。
本実施の形態においては、前記旋回部材２１の上面に、油空圧あるいは電動によって伸縮作動するアクチュエータ２２ａ〜２２ｃを設置し、その両側面から延伸された伸縮自在な作動ロッド２２０ａに前記アーム２６の基端部が連結されており、前記作動ロッド２２０ａの伸張及び短縮に応じて前記アーム２６が開動作及び閉動作する。

これに代えて下記構成によって前記一対のアーム２６の開閉動作を行うことも可能である。
即ち、前記グリッパ２５に、前記一対のアーム２６の自由端部同士を近接する方向に付勢する把持ばね（図略）及び前記把持ばねの付勢力に抗して前記一対のアーム２６を開動作させるカム機構（図略）を設けると共に、前記一対のアーム２６を旋回中心軸線Ｘに沿って上下方向移動可能とすることができる。

前記カム機構は、前記一対のアーム２６が下降位置に位置されると前記把持ばねの付勢力に抗して前記一対のアーム２６を開動作させつつ、前記一対のアーム２６が上昇位置に位置されると前記把持ばねの付勢力による前記一対のアーム２６の閉動作を許容するように構成される。

前記一対のアーム２６の開閉動作は前記旋回部材２１の昇降に応じて行うものとされる。
即ち、図３に示すように、前記旋回部材２１はベース支持軸１５に旋回中心軸線Ｘ回り回転自在で且つ上下方向移動可能に支持され、前記旋回部材２１は、前記旋回駆動部材によって旋回中心軸線Ｘ回りに回転されることに加えて、前記搬送ユニット２０に備えられる旋回昇降駆動部材（図略）によって上昇位置及び下降位置を取り得るものとされる。

そして、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃの一対のアーム２６は、前記旋回部材２１の上下動に応じて一体的に開閉動作を行うようになっている。

即ち、歯車１００の旋回中心軸線Ｘ回りの位置を変更させる際には前記旋回部材２１は上昇位置に位置される。この際、前記アクチュエータ２２ａ〜２２ｃの作動ロッド２２０ａは短縮されて前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃの一対のアーム２６は全て閉動作される。そして、歯車が旋回中心軸線Ｘ回りの目的位置に位置されると、前記旋回部材２１が下降位置に位置される。この際、前記アクチュエータ２２ａ〜２２ｃの作動ロッドは伸張されて前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃの一対のアーム２６は全て開動作される。

これに代えて、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃの各々を前記旋回部材２１に対して個別的に上下方向移動可能とされた搬送ユニット２０Ｂを備えることも可能である。

図４に、前記搬送ユニット２０Ｂを備えた変形例に係る歯車加工装置１Ｂの部分斜視図を示す。

図４に示すように、前記搬送ユニット２０Ｂは、前記旋回部材２１に旋回中心軸線Ｘに沿った上下方向に独立して移動可能に支持された第１〜第３可動体２７ａ〜２７ｃと、前記第１〜第３可動体２７ａ〜２７ｃをそれぞれ上下動させる第１〜第３昇降駆動部材２８ａ〜２８ｃとを有しており、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃは、それぞれ、前記第１〜第３可動体２７ａ〜２７ｃに支持されている。

前記第１〜第３昇降駆動部材２８ａ〜２８ｃは油空圧あるいは電動式のアクチュエータにて構成される。
前記第１〜第３昇降駆動部材２８ａ〜２８ｃは、前記旋回部材２１に固定される第１〜第３駆動本体と、前記第１〜第３駆動本体から上方へ延びて前記第１〜第３可動体２７ａ〜２７ｃに連結され、前記駆動本体によって上下方向に伸縮される上下作動ロッド２８０ａ〜２８０ｃとを有するものとされる。前記第１〜第３駆動本体は、例えば、前記旋回部材２１の下面に固定され、この場合、前記第１〜第３上下作動ロッド２８０ａ〜２８０ｃは前記旋回部材２１を貫通して上方へ延在される。
なお、図４中の符号２９ａ〜２９ｃは前記旋回部材２１の上面に立設されて前記第１〜第３可動体２７ａ〜２７ｃを上下方向移動可能に案内支持するスライドレールである。

このような前記搬送ユニット２０Ｂにおいては、例えば、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃを下降させた際、加工位置において、後述する加工スピンドルへの歯車１００（本実施の形態においては歯車１００及びアーバー１１０を含むワーク体Ｗ）のクランプが異物の存在で不十分だった場合、加工位置のグリッパのみを当該グリッパが支持するワーク体Ｗと共に上昇させて、（例えば、クーラント油の放出によって）着座箇所を清掃し、その後に、当該グリッパの再下降を行うという動作を、ワーク体Ｗが加工スピンドルに正常にクランプされるまで繰り返す。この間、他の作業位置、即ち、搬入位置および搬出位置に位置されているグリッパは下降位置のまま待機することができ、各作業位置での効率良く作業を行うことができる。

前記旋回部材２１は、旋回中心軸線Ｘ回り一方側へ回転されることによって、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃを、旋回中心軸線Ｘ回り等間隔に配置された搬入位置１１、加工位置１２及び搬出位置１３に順に位置させるようになっている。

即ち、前記旋回部材２１は、旋回中心軸線Ｘ回りに、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃをそれぞれ搬入位置１１、加工位置１２及び搬出位置１３に位置させる第１旋回位置（図１及び図２に示す位置）と、前記第１旋回位置から旋回中心軸線Ｘ回り一方側へ１／３回転されて、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃをそれぞれ加工位置、搬出位置及び搬入位置に位置させる第２旋回位置と、前記第２旋回位置から旋回中心軸線Ｘ回り一方側へ１／３回転されて、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃをそれぞれ搬出位置、搬入位置及び加工位置に位置させる第３旋回位置とを取り得る。

図２等に示すように、本実施の形態においては、前記旋回部材２１は、前記ベース支持軸１５が挿通される中央孔を有するリング状とされており、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃは、前記一対のアーム２６の自由端部が径方向外方に位置する状態で前記リング状旋回部材２１に旋回中心軸線Ｘ回り等間隔に支持されている。

前記加工ユニット４０は、加工位置１２に位置された前記グリッパ２５との間で歯車１００の受け渡しを行うことができ、前記グリッパ２５から受け取った歯車１００を所定回転速度で軸線回りに回転させ得るように構成されている。

詳しくは、図示は省略するが、前記加工ユニット４０は、歯車１００に直接又は間接的に軸線回り相対回転不能に連結される加工スピンドルと、前記加工スピンドルを軸線回りに回転駆動する歯車加工駆動部材と、歯車１００の回転位置を直接又は間接的に検出する歯車側回転センサと、歯車１００の加工スピンドルへの直接又は間接的な連結を保持・解除自在なクランプ機構と、歯車１００が加工スピンドルに直接又は間接的に連結される際の密着状態を確認する着座センサーとを備えている。

本実施の形態に係る前記歯車加工装置１Ａにおいては、前述の通り、前記搬送ユニット２０は、歯車１００及び当該歯車１００が着脱自在に連結されるアーバー１１０を含むワーク体Ｗを旋回中心軸線Ｘ回りに搬送するように構成されている。

従って、前記加工ユニット４０は、加工位置１２に位置されたグリッパ２５との間で歯車１００及びアーバー１１０を含むワーク体Ｗの受け渡しを行い、且つ、前記グリッパ２５から受け取ったワーク体Ｗのアーバー１１０と前記加工スピンドルとを軸線回り相対回転不能で且つ脱着可能に連結するように構成されている。

詳しくは、アーバー１１０及び加工前歯車１００ａが連結されてなるワーク体Ｗを支持する一のグリッパ２５が加工位置へ位置されると、当該一のグリッパ２５が他のグリッパ２５と共に又は当該一のグリッパ２５だけが下降位置に位置され、ワーク体Ｗが前記加工スピンドルにクランプされる。ワーク体Ｗが前記加工スピンドルにクランプされた後に、当該一のグリッパ２５における一対のアーム２６が開動作されて、ワーク体Ｗが当該一のグリッパ２５から切り離される。この状態で、前記工具ユニット５０による加工前歯車１００ａへの加工が行われる。そして、加工完了後に、当該一のグリッパ２５における一対のアーム２６が閉動作されて加工済歯車１００ｂを把持し、この状態で当該一のグリッパ２５が他のグリッパ２５と共に又は当該一のグリッパ２５だけが上昇位置に位置されて、前記旋回部材２１の旋回中心軸線Ｘ回りの旋回に応じて加工位置１２ら搬出位置１３へ移送される。

前記工具ユニット５０は、前記加工ユニット４０によって支持された歯車１００の回転軸線と当該歯車１００の回転軸線及び前記搬送ユニット２０の旋回中心軸線Ｘを結ぶ仮想軸線Ｌ（図２参照）との双方に直交する工具回転軸線Ｙ回り回転可能に支持された前記工具５１と、前記工具５１を工具回転軸線Ｙ回りに回転駆動する工具駆動部材（図略）と、前記工具５１の回転位置を検出する工具側回転センサ（図略）とを備え、前記歯車側回転センサの検出結果に応じて歯部同士が衝突しないように歯の位置合わせを行なった後、前記工具５１を、前記加工ユニット４０によって回転駆動されている歯車１００と同期回転させて加工を行えるように構成されている。

前記工具ユニット５０には、さらに、前記工具５１を上下方向、工具回転軸線方向及び前記仮想軸線方向へ移動させる工具移動機構（図略）が備えられている。

斯かる構成の前記歯車加工装置１Ａによれば、搬入位置１１に位置されているグリッパ２５への加工前歯車１００ａの装着作業、及び、搬出位置１３に位置されているグリッパ２５からの加工済歯車１００ｂの取出作業を、個別に行うことができ、作業者に対する作業負荷を有効に軽減させることができる。

即ち、加工済歯車の取出作業及び加工前歯車の装着作業を一箇所で行うように構成されている従来の歯車加工装置においては、作業者は一方の手で対応するグリッパから加工済歯車を取り外して把持しつつ、他方の手に予め把持していた加工前歯車を当該グリッパに装着させる必要があり、作業性に関し問題があった。
特に、加工対象物である歯車が大径歯車やシャフト付きギヤ等の大型歯車である場合には、作業者の作業負荷が大きくなっていた。

これに対し、本実施の形態に係る歯車加工装置１Ａにおいては、作業者は、前記第１〜第３グリッパ２５ａ〜２５ｃのうち搬入位置１１に位置されているグリッパへの加工前歯車１００ａの装着作業一の箇所で行い、搬出位置１２に位置されているグリッパからの加工済歯車１００ｂの搬出作業を他の箇所で行うことができる。
従って、加工済歯車１００ａ及び加工前歯車１００ｂの交換ををそれぞれ両手で行うことができ、作業性を向上することができる。

前述の通り、本実施の形態に係る歯車加工装置１Ａにおいては、前記搬送ユニット２０は歯車１００及びアーバー１１０が連結されてなるワーク体Ｗを搬送するように構成されている。

この場合、前記歯車加工装置１Ａには、さらに、搬入位置１１に配置された搬入ユニット６０及び搬出位置１３に配置された搬出ユニット７０が備えられる。

前記搬出ユニット７０は、アーバー１１０を脱着可能に支持する搬出側アーバー支持機構７１と、前記搬出側アーバー支持機構７１によって支持されているアーバー１１０に対する歯車１００の脱着を行う搬出側歯車脱着機構（図略）とを有している。

詳しくは、前記旋回部材２１の旋回によって、アーバー１１０及び加工済歯車１００ｂが連結されてなるワーク体Ｗを支持する一のグリッパ２５が搬出位置１３に移送されると、当該一のグリッパ２５は下降位置へ下降されて、ワーク体Ｗのアーバー１１０を前記搬出側アーバー支持機構７１に連結させ、その後に、当該一のグリッパ２５の前記一対のアーム２６が開動作される。これにより、前記一のグリッパ２５とワーク体Ｗ（アーバー１１０及び加工済歯車１００ｂの連結体）とが切り離される。

アーバー１１０に連結されている加工済歯車１００ｂは、前記搬出側歯車脱着機構によって当該アーバー１１０との連結が解除されるので、作業者は加工済歯車１００ｂを速やかに搬送コンベアなどに移し変えることができる。

加工済歯車１００ｂがアーバー１１０から切り離された後、当該一のグリッパ２５は、前記一対のアーム２６が閉動作されて空のアーバー１１０を把持した状態で、上昇位置へ上昇される。そして、当該一のグリッパ２５は、空のアーバー１１０を把持した状態で、前記旋回部材２１の旋回中心軸線Ｘ回りの旋回に応じて、搬出位置１３から搬入位置１１へ移送される。

前記搬入ユニット６０は、アーバー１１０を脱着可能に支持する搬入側アーバー支持機構６１と、前記搬入側アーバー支持機構６１によって支持されているアーバー１１０に対する歯車１００の脱着を行う搬入側歯車脱着機構（図略）とを有している。

空のアーバー１００を把持する一のグリッパ２５が搬出位置１３から搬入位置１１へ移送されると、当該一のグリッパ２５が上昇位置から下降位置へ下降されて、空のアーバー１１０が前記搬入側アーバー支持機構６１に連結される。その状態で、当該一のグリッパ２５の前記一対のアーム２６は開動作される。

作業者は、次に加工すべき加工前歯車１００ａを、開状態とされている前記一対のアーム２６の間に差し入れるようにして、前記搬入側アーバー支持機構６１によって支持されている空のアーバー１１０に差し込む。アーバー１１０に差し込まれた加工前歯車１００ａは、前記搬入側歯車脱着機構によって当該アーバー１１０に連結される。

その後、前記一対のアーム２６が閉動作されて加工前歯車１００ａ及びアーバー１１０が連結されてなるワーク体Ｗを把持し、前記搬入側アーバー支持機構６１による前記アーバー１１０の連結が解除された後に、前記一のグリッパ２５が下降位置から上昇位置へ上昇される。

そして、前記一のグリッパ２５は、加工前歯車１００ａ及びアーバー１１０が連結されてなるワーク体Ｗを把持した状態で、前記旋回部材２１の旋回中心軸線Ｘ回りの旋回に応じて、搬入位置１１から加工位置１２へ移送される。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る前記歯車加工装置１Ａは、さらに、前記加工位置１２において前記加工ユニット４０と共働して歯車１００を狭持するテールストックユニット８０を有している。

前記テールストックユニット８０は、前記加工ユニット４０によって支持されている歯車１００を上方から支持し得るように構成されている。

図２に示すように、前記テールストックユニット８０は、前記搬送ユニット２０によって旋回中心軸線Ｘ回りに搬送される歯車１００の旋回軌跡Ｒより径方向外方で、且つ、旋回中心軸線Ｘ回りの周方向位置に関し搬入位置１１及び加工位置１２の間に位置するようにテーブル（ベッド）９５上に立設されたサポートコラム９０に片持ち状に支持されている。

斯かる構成によれば、加工対象物である歯車１００が大径である場合であっても、前記サポートコラム９０が前記搬送ユニット２０によって搬送される歯車１００に接触することを防止することができる。

なお、図２の二点鎖線で示すように、前記サポートコラム９０を、歯車１００の旋回軌跡Ｒより径方向外方で、且つ、旋回中心軸線Ｘ回りの周方向位置に関し加工位置１２及び搬出位置１３の間に位置するように前記テーブル（ベッド）９５上に配置させることも可能である。

図１に示すように、本実施の形態に係る歯車加工装置１Ａは、さらに、前記工具５１をドレッシングするドレッシングユニット２００を備えている。
本実施の形態においては、前記ドレッシングユニット２００は、前記ベース支持軸１５の上面に固着された固定テーブル５１０に、ドレス歯（図示せず）を前記工具５１に対して接離可能とするなスライド機構を介してに支持されている。

なお、本実施の形態に係る歯車加工装置１Ａは、単一の前記ドレッシングユニット２００を備えているが、これに代えて、複数のドレッシングユニット２０５ａ、２０５ｂを備えることも可能である。
図５に、複数のドレッシングユニット２０５ａ、２０５ｂを備えた変形例に係る歯車加工装置１Ｃの部分斜視図を示す。

図５に示すように、前記変形例１Ｃにおいては、前記複数のドレッシングユニット２０５ａ、２０５ｂは、前記ベース支持軸１５に旋回可能に支持された回転テーブル２１５に支持されている。

前記回転テーブル２１５は、前記複数のドレッシングユニット２０５ａ、２０５ｂのそれぞれを前記工具５１と対向させる複数のドレッシング位置において固定可能とされている。

前記複数のドレッシングユニット２０５ａ、２０５ｂは、前記回転テーブル２１５が対応するドレッシング位置に固定された状態においてドレス歯（図示せず）を前記工具５１に対して接離可能とするスライド機構を介して前記回転テーブル２１５に支持されている。

斯かる変形例においては、ドレッシングユニット２０５ａ、２０５ｂの取替作業を行うことなく、複数種類の工具５１に対して適切なドレッシング処理を行うことができる。
なお、前記ドレッシングユニットが単一の場合又は複数の場合の何れの場合であっても、ドレス作業時には、前記ドレス歯（図示せず）を工具５１に近接させると同時に、工具５１をドレッシングユニット方向へ移動させる。これにより、前記スライド機構に要求されるスライド長を短縮することができる。

なお、前述したように未加工歯車１００ａが加工位置１２に到達した後に歯の割り出しを行って工具５１との歯合わせを行なうのではなく、一の歯車１００の加工中、搬入位置にある他の未加工歯車１００ａの歯の回転角度を検出しておくことにより、加工位置での、加工に入るまでの時間（加工準備時間）を短縮することができる。

即ち、前記搬入ユニット６０には、さらに、前記搬入側アーバー支持機構６１によって支持されているアーバー１１０の回転位置を検出するアーバー回転位置センサ（図略）及び前記搬入側アーバー支持機構６１によって支持されているアーバー１１０に装着された加工前歯車１００ａの回転位置を検出する歯車回転位置センサ（図略）を備えさせ、搬入位置１１において、加工前歯車１００ａのアーバー１１０に対する位相（歯車１００がアーバー１１０に固着されているワーク体Ｗの状態において前記歯車１００の軸線回り基準位置が前記アーバー１１０の軸線回り基準位置に対してどれだけ回転されているかを示す角度）を検出するように構成するのがよい。

当該アーバー１１０が加工位置１２に移動されて前記加工ユニット４０の加工スピンドルにセットされたとき、前記検出信号に基づいて当該加工スピンドルは、工具ユニット５０に対して適切な相対回転位置に修正される。これにより、両者を同期駆動して噛み合わせる際に歯同士は衝突する恐れが無くなる。

実施の形態２
以下、本発明に係る歯車加工装置の他の実施の形態ついて、添付図面を参照しつつ説明する。
図６に、本実施の形態に係る歯車加工装置２の斜視図を示す。
また、図７に、前記ドレッシングユニット２００を取り外した状態の前記歯車加工装置２の平面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を適宜省略する。

図６及び図７に示すように、本実施の形態に係る歯車加工装置２は、前記実施の形態１に係る歯車加工装置１Ａに比して、さらに、移動ユニット２５０を有している。

前記移動ユニット２５０は、前記搬入ユニット６０によって支持された状態のワーク体Ｗのアーバー１１０に対して、回転位置を変化させずに加工前歯車１００ａを脱着させ得るように構成されている。

本実施の形態においては、前記移動ユニット２５０は前記サポートコラム９０に支持されている。
即ち、図７に示すように、前記サポートコラム９０は、前記搬送ユニット２０によって搬送される歯車１００の搬送軌跡Ｒより径方向外方で、且つ、旋回中心軸線Ｘ回りに関し搬入位置１１及び加工位置１２の間に配置されている。

前記移動ユニット２５０は、前記搬入ユニット６０によって支持されたワーク体Ｗより上方に位置するように前記サポートコラム９０に支持された上下方向に延びる上下移動レール２５２と、前記上下移動レール２５２に上下方向移動自在に支持された移動体２５４と、前記移動体２５４に支持され、前記搬入ユニット６０によって支持されたワーク体Ｗの歯車１００を脱着可能に把持する一対の把持アーム２５６と、前記移動体２５４を上下方向に移動させる移動体駆動部材（図略）と、前記一対の把持アーム２５６を開閉動作させる把持アーム駆動部材（図略）とを備えている。

本実施の形態においては、前記搬入ユニット６０の前記搬入側アーバー支持機構６１には、前記アーバー１１０に脱着可能に連結される搬入スピンドル（図略）と、前記アーバー１１０上の加工前歯車１１０ａに対する歯車回転位置センサとが備えられている。

本実施の形態に係る歯車加工装置２は以下のように作動する。
作業者によって搬入位置１１に位置する一のグリッパ２５に装着された加工前歯車１００ａは、当該一のグリッパ２５から前記搬入スピンドルに支持されているアーバー１１０に装着され、当該アーバー１１０に軸線回り相対回転不能に連結される。

この状態で前記歯車回転位置センサによって加工前歯車１００ａの位相（回転位置）が検出され、この位相情報は前記歯車加工装置２の制御装置に送信される。

次いで、前記移動ユニット２５０の前記移動体２５４を下降させて、前記一対の把持アーム２５６が、前記グリッパ２５との干渉を避けつつ前記搬入スピンドルに支持されているワーク体Ｗの加工前歯車１１０ａを把持し、前記一対の把持アーム２５６が加工前歯車１００ａを把持している状態で前記アーバー１１０と加工前歯車１００ａとの連結を解除させて前記移動体２５４を上昇させることにより、加工前歯車１００ａの位相（回転位置）を変化させずに、前記アーバー１１０から加工前歯車１００ａを取り外す。

次いで、加工前歯車１００ａが前記移動ユニット２５０によって前記アーバー１１０から取り外されている際に、前記アーバー１１０が加工前歯車１００ａに対して予め設定されている所定位相差となるように前記アーバー１１０だけが前記搬入スピンドル（図略）によって回転される。

そして、前記移動体２５４を下降させて、前記一対の把持アーム２５６によって把持されている加工前歯車１００ａを再び前記アーバー１１０に受け渡して、加工前歯車１００ａを前記アーバー１１０に相対回転不能に連結させる。

このようにして形成されたワーク体Ｗにおいては、加工前歯車１００ａ及び前記アーバー１１０は前記所定位相差を有する状態となっている。

その後、前記搬送ユニット２０によってワーク体Ｗが搬入位置１１から加工位置１２へ搬送されて、加工位置１２において前記搬送ユニット２０から前記加工ユニット４０へ受け渡される。

前記工具ユニット５０及び前記加工ユニット４０においては、前記所定位相差に基づいて前記工具５１が加工前歯車１００ａに対して回転位置の位置合わせをされた状態で、前記工具５１及び前記アーバー１１０が同期回転されつつ前記工具５１による加工前歯車１００ａへの加工が行われる。

斯かる構成を備えた前記歯車加工装置２によれば、前記実施の形態１におけると同様の効果、即ち、加工済歯車１００ｂと加工前歯車１００ａとの交換作業性の向上という効果に加えて、前記工具５１及び加工前歯車１００ａを同期噛合させる際の時間短縮と作動制御の簡略化を図ることができる。

即ち、本実施の形態においては、加工位置１２へ搬送された際には加工前歯車１００ａ及びアーバー１１０は必ず前記所定位相差を有する状態となっている。
従って、搬入位置１１で検出した回転位置情報を加工位置へ送信することなく、前記所定位相差に基づいて加工前歯車１００ａ及び前記工具５１の同期噛合を行うことができ、これにより、作動制御の簡略化を図ることができる。

実施の形態３
以下、本発明に係る歯車加工装置の他の実施の形態ついて、添付図面を参照しつつ説明する。
図８に、本実施の形態に係る歯車加工装置３の斜視図を示す。
なお、図中、前記実施の形態１及び２におけると同一部材には同一符号を付して、その説明を適宜省略する。

本実施の形態に係る歯車加工装置３は、前記搬送ユニット２０によって搬送される搬送対象物が歯車１００のみとされている点において、前記実施の形態１及び２に係る歯車加工装置１Ａ、２と相違している。

即ち、本実施の形態に係る歯車加工装置３においては、搬入位置１１において一のグリッパ２５に狭持された加工前歯車１００ａは歯車単体で加工位置１２に搬送され、加工位置１２において当該一のグリッパ２５から加工ユニット３４０に加工前歯車１００ａが受け渡され、加工ユニット３４０及び工具ユニット５０の共働下に加工が行われた加工済歯車１００ｂが当該加工ユニット３４０から前記一のグリッパ２５へ受け渡され、前記一のグリッパ２５に狭持された加工済歯車１００ｂが歯車単体で搬出位置１３へ搬送され、搬出位置１３において前記一のグリッパ２５から搬出される。空になった当該グリッパ２５は再び搬入位置１１に戻る。

具体的には、本実施の形態に係る歯車加工装置３は、前記実施の形態１に係る歯車加工装置１Ａに比して、前記加工ユニット４０に代えて加工ユニット３４０を有し、さらに、前記搬入ユニット６０及び前記搬出ユニット７０が削除されている。

前記加工ユニット３４０は、前記加工スピンドル及び前記歯車加工駆動部材に加えて、前記加工スピンドルに軸線回り相対回転不能に連結された加工アーバー３４５と、前記加工アーバー３４５に対する歯車１００の脱着を行う加工側歯車脱着機構（図略）とを備えている。

前記加工アーバー３４５は、加工位置１２に位置されたグリッパ２５との間で歯車１００の受け渡しを行えるように配置されている。

本実施の形態に係る前記歯車加工装置３においては、加工前歯車１００ａの位相（回転位置）を検出する歯車回転センサ（図略）は、前記加工アーバー３４５に装着された状態の加工前歯車１００ａの位相を検出するように配置される。

本実施の形態に係る前記歯車加工装置３は以下のように作動する。
作業者は搬入位置１１において一のグリッパ２５に加工前歯車１００ａを装着する。
前記一のグリッパ２５によって把持された加工前歯車１００ａが搬入位置１１から加工位置１２へ搬送されるように、前記旋回部材２１が旋回中心軸線Ｘ回りに回転駆動される。

加工位置１２において、一のグリッパ２５から前記加工アーバー３４５へ加工前歯車１００ａが受け渡される。

前記歯車回転位置センサ（図略）によって検出された加工前歯車１００ａの位相（回転位置）に基づき前記工具５１との位相合わせを行なった後、加工前歯車１００ａ及び前記工具５１を噛み合わせ、前記加工アーバー３４５及び前記工具５１が同期回転するように、前記加工ユニット３４０及び前記工具ユニット５０が作動制御されて、歯車の加工が実行される。

加工済歯車１００ｂは前記加工アーバー３４５から対応するグリッパ２５へ受け渡され、当該グリッパ２５に把持された加工済歯車１００ｂが加工位置１２から搬出位置１３へ搬送されるように、前記旋回部材２１が旋回中心軸線Ｘ回りに回転駆動され、搬出位置１３において加工済歯車１００ｂが当該グリッパ２５から搬出される。

斯かる構成を備えた前記歯車加工装置３においても、前記各実施の形態１Ａ、２におけると同様に、加工済歯車１００ｂと加工前歯車１００ａとの交換作業性の向上を図ることができる。

１Ａ〜１Ｃ、２、３ 歯車加工装置
１１ 搬入位置
１２ 加工位置
１３ 搬出位置
２０ 搬送ユニット
２１ 旋回部材
２５ａ〜２５ｃ 第１〜第３グリッパ
４０、３４０ 加工ユニット
５０ 工具ユニット
５１ 工具
６０ 搬入ユニット
７０ 搬出ユニット
８０ テールストックユニット
９０ サポートコラム
１００ａ 加工前歯車
１００ｂ 加工済歯車
１１０、３４５ アーバー
２００、２０５ａ、２０５ｂ ドレッシングユニット
２１０ 固定テーブル
２１５ 回転テーブル
２５０ 移動ユニット
Ｗ ワーク体
Ｘ 旋回中心軸線
Ｒ 旋回軌跡

Claims (10)

1. 旋回中心軸線回りに回転駆動される旋回部材及び前記旋回部材に旋回中心軸線回り等間隔に支持された第１〜第３グリッパを含み、前記各グリッパは加工対象物である歯車を直接又は間接的に着脱自在に支持可能とされ、前記旋回部材は旋回中心軸線回り等間隔に配置された搬入位置、加工位置及び搬出位置に前記各グリッパを順に位置させ得るように構成されている搬送ユニットと、
   前記第１〜第３グリッパのうち加工位置に位置されているグリッパとの間で歯車の受け渡しを行うことができ、且つ、歯車を軸線回りに回転駆動可能とされた加工ユニットと、
   前記加工ユニットによって回転駆動される歯車と同期回転されつつ当該歯車に噛み合うことで当該歯車を加工する工具を含む工具ユニットとを備え、
   搬入位置に位置されているグリッパへの加工前歯車の装着及び搬出位置に位置されているグリッパからの加工済歯車の取り外しが可能とされていることを特徴とする歯車加工装置。
2. 前記加工ユニットは、歯車が軸線回り相対回転不能且つ着脱可能に連結されるアーバーと、前記アーバーを軸線回りに回転駆動可能な加工スピンドルとを有していることを特徴とする請求項１に記載の歯車加工装置。
3. 搬入位置又は加工位置において加工前歯車の回転位置を検出する歯車回転位置センサを備え、
   前記歯車回転位置センサによって検出された加工前歯車の回転位置に基づき前記アーバー及び前記工具が同期回転するように、前記加工ユニット及び前記工具ユニットが作動制御されることを特徴とする請求項２に記載の歯車加工装置。
4. 搬入位置に配置され、歯車が軸線回り相対回転不能且つ且つ着脱可能に連結されるアーバーを着脱可能に支持する搬入ユニットであって、前記アーバーへの加工前歯車の連結が可能とされた搬入ユニットと、
   搬出位置に配置され、前記アーバーを着脱可能に支持する搬出ユニットであって、前記アーバーからの加工済歯車の取り外しが可能とされた搬出ユニットとを備え、
   前記グリッパは、歯車及びアーバーが連結されてなるワーク体を着脱自在に支持可能とされ、
   前記加工ユニットは、加工位置の前記グリッパとの間でワーク体の受け渡しを行うことができ、且つ、ワーク体のアーバーを軸線回りに回転駆動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の歯車加工装置。
5. 前記搬入ユニットに支持された状態のワーク体における加工前歯車の回転位置を検出する歯車回転位置センサを備え、
   前記歯車回転位置センサによって検出された加工前歯車の回転位置に基づき前記アーバー及び前記工具が同期回転するように、前記加工ユニット及び前記工具ユニットが作動制御されることを特徴とする請求項４に記載の歯車加工装置。
6. 前記搬入ユニットに支持された状態のワーク体における加工前歯車及びアーバーの回転位置をそれぞれ検出する歯車回転位置センサ及びアーバー回転位置センサと、
   前記搬入ユニットに支持された状態のワーク体のアーバーに対して、回転位置を変化させずに加工前歯車の脱着を行う移動ユニットとを備え、
   前記搬入ユニットは、アーバーを軸線回りに回転駆動可能な搬入スピンドルを有し、
   前記移動ユニットによって加工前歯車が前記搬入ユニットに支持されているアーバーから取り外されている際にアーバーが加工前歯車に対して所定位相差となるように前記搬入スピンドルが回転駆動され、加工前歯車が前記所定位相差のままでアーバーに連結されるように前記移動ユニット及び前記搬入ユニットが作動され、前記所定位相差に基づき前記アーバー及び前記工具が同期回転するように、前記加工ユニット及び前記工具ユニットが作動制御されることを特徴とする請求項４に記載の歯車加工装置。
7. 前記第１〜第３グリッパは互いに対して独立して開閉動作することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の歯車加工装置。
8. 加工位置において前記加工ユニットと共働して歯車を軸線回り回転可能に狭持するテールストックユニットを備え、
   前記テールストックユニットは、前記搬送ユニットによって旋回中心軸線回りに搬送される歯車の旋回軌跡より径方向外方で、且つ、旋回中心軸線回りの周方向位置に関し、搬入位置及び加工位置の間、又は、加工位置及び搬出位置の間に配置されたサポートコラムに支持されていることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の歯車加工装置。
9. 前記工具をドレッシングするドレッシングユニットを備え、
   前記ドレッシングユニットは、前記旋回部材を旋回中心軸線回り回転自在に支持するベース支持軸の上面に固着された固定テーブルに前記工具に対して接離可能に支持されていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の歯車加工装置。
10. 前記工具をドレッシングする複数のドレッシングユニットを備え、
    前記複数のドレッシングユニットは、前記旋回部材を旋回中心軸線回り回転自在に支持するベース支持軸に旋回可能に支持された回転テーブルに支持されており、
    前記回転テーブルは、前記複数のドレッシングユニットのそれぞれを前記工具と対向させる複数のドレッシング位置において固定可能とされており、
    前記複数のドレッシングユニットは、前記回転テーブルが対応するドレッシング位置に固定された状態において前記工具に対して接離可能となるように前記回転テーブルに支持されていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の歯車加工装置。

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