JP2020185622A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの加工の完了後に次のワークの加工を開始するまでの間の非加工時間を短くし、加工サイクル時間を短縮することが可能な工作機械を提供する。【解決手段】工作機械１は、基台１０と、ワークＷを搭載可能な第１及び第２のスライドテーブル２，３と、ワークＷに対して所定の加工を行う加工装置４と、第１のスライドテーブル２を第１の加工位置と第１の搬入出位置との間で移動させる第１の移動機構６１と、第２のスライドテーブル３を第２の加工位置と第２の搬入出位置との間で移動させる第２の移動機構６２と、加工装置４を第１の加工位置と第２の加工位置との間で移動させる第３の移動機構６３とを有する。加工装置４は、第１の加工位置で第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷの加工を行い、第２の加工位置で第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷの加工を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械に関する。

従来、ローダ（搬送装置）によって搬入位置に供給された未加工のワーク（工作物）を加工位置まで移動し、加工位置で所定の加工を行い、加工済みのワークを搬出位置まで移動してローダに受け渡す工作機械がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の工作機械は、ワークを加工するワーク加工ステーションと、搬入出するワークを載せるためにワーク加工ステーションに臨む位置に設けたワーク授受ステーションと、ワーク加工ステーションとワーク授受ステーションとを結ぶワークの第１の動線に直交する第２の動線上に設けられ、ワーク授受ステーションの両側に各々配置された第１及び第２ワーク待機ステーションと、第１及び第２の動線上でワークを移動させる第１及び第２のワーク移動手段とを有する。

この工作機械におけるワーク移載手順は次のとおりである。すなわち、ワーク加工ステーションでのワークの加工中に次のワークがローダによってワーク授受ステーションに載せられ、この未加工のワークが第２のワーク移動手段によって第１ワーク待機ステーションに退避する。その後、加工済みのワークが第１のワーク移動手段によってワーク加工ステーションからワーク授受ステーションに移動し、さらに第２の移動手段によって加工済みのワークが第２ワーク待機ステーションに、退避していた未加工のワークがワーク授受ステーションに、それぞれ移動する。その後、未加工のワークがワーク授受ステーションからワーク加工ステーションに移動し、加工済みのワークがワーク授受ステーションに移動する。ワーク授受ステーションに移動した加工済みのワークは、ローダによって搬出され、新たに未加工のワークがローダによってワーク授受ステーションに載せられる。

そして、このワーク移載手順によれば、ローダによる加工済みのワークの搬出ならびに未加工のワークの搬入の待ち時間が短縮され、加工サイクル時間を短縮できるとされている。

特開平１０−２６３９７４号公報

特許文献１に記載の工作機械のワーク移載手順では、加工済みのワークがワーク加工ステーションからワーク授受ステーションに移動し、退避していた未加工のワークがワーク授受ステーションに移動し、さらにワーク授受ステーションに移動した未加工のワークがワーク加工ステーションに移動するまでの間は、加工ステーションでのワークの加工が行えない。このため、非加工時間を短縮する効果は限定的であった。

そこで、本発明は、ワークの加工の完了後に次のワークの加工を開始するまでの間の非加工時間を短くし、加工サイクル時間を短縮することが可能な工作機械を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、基台と、ワークを搭載可能な第１及び第２のスライドテーブルと、前記ワークに対して所定の加工を行う加工装置と、前記第１及び第２のスライドテーブル及び前記加工装置を前記基台に対して移動させる移動手段とを備え、前記移動手段は、前記第１のスライドテーブルを第１の加工位置と第１の搬入出位置との間で移動させる第１の移動機構と、前記第２のスライドテーブルを第２の加工位置と第２の搬入出位置との間で移動させる第２の移動機構と、前記加工装置を前記第１の加工位置と前記第２の加工位置との間で移動させる第３の移動機構とを有し、前記加工装置は、前記第１の加工位置で前記第１のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、前記第２の加工位置で前記第２のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行う、工作機械を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、基台と、ワークを搭載可能な第１及び第２のスライドテーブルと、前記ワークに対して所定の加工を行う第１及び第２の加工装置と、第１及び第２のスライドテーブル及び前記第１及び第２の加工装置を前記基台に対して移動させる移動手段とを備え、前記移動手段は、前記第１のスライドテーブルを移動させる第１の移動機構と、前記第２のスライドテーブルを移動させる第２の移動機構と、前記第１の加工装置を移動させる第３の移動機構と、前記第２の加工装置を移動させる第４の移動機構とを有し、前記第１の移動機構は、前記第１のスライドテーブルを、第１の搬入出位置、搭載された前記ワークが前記第１の加工装置によって加工される第１の一次加工位置、及び搭載された前記ワークが前記第２の加工装置によって加工される第１の二次加工位置との間で移動させ、前記第２の移動機構は、前記第２のスライドテーブルを、第２の搬入出位置、前記第１の加工装置によって搭載された前記ワークが加工される第２の一次加工位置、及び前記第２の加工装置によって搭載された前記ワークが加工される第２の二次加工位置との間で移動させ、前記第３の移動機構は、前記第１の加工装置を、前記第１の一次加工位置、及び前記第２の一次加工位置の間で移動させ、前記第４の移動機構は、前記第２の加工装置を、前記第１の二次加工位置、及び前記第２の二次加工位置の間で移動させ、前記第１の加工装置は、前記第１の一次加工位置で前記第１のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、かつ前記第２の一次加工位置で前記第２のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、前記第２の加工装置は、前記第１の二次加工位置で前記第１のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、かつ前記第２の二次加工位置で前記第２のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行う、工作機械を提供する。

本発明に係る工作機械によれば、ワークの加工の完了後に次のワークの加工を開始するまでの間の非加工時間を短くし、加工サイクル時間を短縮することが可能となる。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る工作機械をローダと共に示す構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は、工作機械を斜め上方から見た斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、工作機械を斜め上方から見た斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、工作機械を斜め上方から見た斜視図である。 工作機械の基台を移動手段及び制御盤と共にＺ軸方向に沿って上方から見た構成図である。 加工装置が第１のスライドテーブルに搭載されたワークを加工している加工状態の一例を示す説明図である。 第１のスライドテーブルを示す斜視図である。 （ａ）は、Ｘ軸方向から見た第１のスライドテーブルの構成例を示す構成図であり、（ｂ）は、同方向から見た第１のスライドテーブルを一部の構成部材の図示を省略して示す構成図である。 第１乃至第３の移動機構、加工装置、計測装置、及びローダの動作を、横軸を時間軸として示す稼動線図である。 本発明の第２の実施の形態に係る工作機械の構成例を示す斜視図である。

［第１実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る工作機械をローダと共に示す構成図である。この工作機械１は、搬送装置としてのローダ９によって供給されたワークＷに所定の加工を行い、加工後に加工箇所の計測を行う。ローダ９は、加工及び計測後のワークＷを取り出し、次工程に搬送する。本実施の形態では、ワークＷが自動車用エンジンのシリンダブロックであり、工作機械１がこのワークＷにシリンダボアを形成する加工を行う場合について説明するが、工作機械１が加工を行うワークはシリンダブロックに限らず、様々な種類及び形状のワークを工作機械１により加工することができる。

図１（ａ）及び（ｂ）では、図面上下方向が鉛直方向の上下方向にあたる。以下、図１（ａ）及び（ｂ）の横方向をＸ軸方向とし、奥行き方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向として説明する。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、工場の床面Ｆに平行な水平方向である。また、以下の説明では、便宜上、Ｘ軸方向に沿った図面左側を単に左側といい、Ｘ軸方向に沿った図面右側を単に右側という場合がある。

ローダ９は、工作機械１の上方でＸ軸方向に延在するレール９０に沿って移動する本体９１と、前行程から搬送した未加工のワークＷを把持する左側ローダハンド９２と、左側ローダハンド９２に連結された左側ロッド９３と、加工済のワークＷを把持する右側ローダハンド９４と、右側ローダハンド９４に連結された右側ロッド９５とを有している。本体９１は、左側ロッド９３及び右側ロッド９５を上下方向（Ｚ軸方向）に動かすことが可能である。

図１（ａ）は、工作機械１から加工済のワークＷを取り出す際の状態を示し、図１（ｂ）は、工作機械１に未加工のワークＷを供給する状態を示している。工作機械１から加工済のワークＷを取り出す際には、右側ロッド９５を右側ローダハンド９４と共に下方に移動し、右側ローダハンド９４によって加工済のワークＷを把持する。工作機械１に未加工のワークＷを供給する際には、左側ロッド９３を下方に移動して左側ローダハンド９２によってワークＷを供給する。右側ローダハンド９４に把持されたワークＷは、次工程に搬送される。

図２乃至図４は、工作機械１を斜め上方から見た斜視図である。図５は、工作機械１の基台１０を移動手段６及び制御盤７と共にＺ軸方向に沿って上方から見た構成図である。図５では、基台１０の一部を破断した部分断面図として工作機械１の構成を示している。

工作機械１は、床面Ｆ（図１に示す）に設置された基台１０と、ワークＷを搭載可能な第１及び第２のスライドテーブル２，３と、ワークＷに対して所定の加工を行う加工装置４と、加工装置４によって加工されたワークＷの加工箇所を計測する計測装置５と、基台１０に取り付けられた移動手段６と、制御盤７とを備えている。第１のスライドテーブル２の動線と第２のスライドテーブル３の動線とは、Ｘ軸方向に沿った左右方向に並んでいる。制御盤７には、加工装置４、計測装置５、及び移動手段６を制御する制御装置などが収容されている。

基台１０は、ベッド１００と、ベッド１００上に固定された門型のコラム１０１とを有している。コラム１０１は、Ｘ軸方向に延びる梁部１０２と、梁部１０２の両端部からＺ軸方向に沿って基台１０に向かって下方に延びる一対の脚部１０３とを有している。

移動手段６は、第１のスライドテーブル２を基台１０に対して移動させる第１の移動機構６１と、第２のスライドテーブル３を基台１０に対して移動させる第２の移動機構６２と、加工装置４を基台１０に対して移動させる第３の移動機構６３と、計測装置５を基台１０に対して移動させる第４の移動機構６４とを有している。第１及び第２の移動機構６１，６２による第１及び第２のスライドテーブル２，３の移動方向は互いに平行である。第３及び第４の移動機構６３，６４による加工装置４及び計測装置５の移動方向は、互いに平行であり、第１及び第２のスライドテーブル２，３の移動方向に対して直角である。

図５では、第１の移動機構６１による第１のスライドテーブル２の移動方向を示す動線を矢印Ａ_１で示し、第２の移動機構６２による第２のスライドテーブル３の移動方向を示す動線を矢印Ａ_２で示し、第３の移動機構６３による加工装置４の移動方向を示す動線を矢印Ａ_３で示し、第４の移動機構６４による計測装置５の移動方向を示す動線を矢印Ａ_４で示している。

第１の移動機構６１は、ベッド１００に固定された第１の電動モータ６１１と、第１の電動モータ６１１によって回転駆動される第１のボールねじ６１２とを有している。第１の移動機構６１は、第１のボールねじ６１２の回転により、第１のスライドテーブル２を、第１の搬入出位置Ｐ_１１、第１の加工位置Ｐ_１２、及び第１の計測位置Ｐ_１３の間で移動させる。第１のスライドテーブル２は、ベッド１００に固定された複数のレール１１に案内されてＹ軸方向に沿って移動する。

第２の移動機構６２は、ベッド１００に固定された第２の電動モータ６２１と、第２の電動モータ６２１によって回転駆動される第２のボールねじ６２２とを有している。第２の移動機構６２は、第２のボールねじ６２２の回転により、第２のスライドテーブル３を、第２の搬入出位置Ｐ_２１、第２の加工位置Ｐ_２２、及び第２の計測位置Ｐ_２３の間で移動させる。第２のスライドテーブル３は、ベッド１００に固定された複数のレール１２に案内されてＹ軸方向に沿って移動する。

第３の移動機構６３は、コラム１０１の梁部１０２に固定された第３の電動モータ６３１と、第３の電動モータ６３１によって回転駆動される第３のボールねじ６３２とを有している。第３の移動機構６３は、第３のボールねじ６３２の回転により、加工装置４を、第１の加工位置Ｐ_１２及び第２の加工位置Ｐ_２２の間で移動させる。加工装置４は、コラム１０１の梁部１０２に固定された複数のレール１３に案内されてＸ軸方向に沿って移動する。第１の加工位置Ｐ_１２と第２の加工位置Ｐ_２２とは、Ｘ軸方向に隣り合っている。

第４の移動機構６４は、コラム１０１の梁部１０２に固定された第４の電動モータ６４１と、第４の電動モータ６４１によって回転駆動される第４のボールねじ６４２とを有している。第４の移動機構６４は、第４のボールねじ６４２の回転により、計測装置５を、第１の計測位置Ｐ_１３及び第２の計測位置Ｐ_２３の間で移動させる。計測装置５は、コラム１０１の梁部１０２固定された複数のレール１４に案内されてＸ軸方向に沿って移動する。第１の計測位置Ｐ_１３と第２の計測位置Ｐ_２３とは、Ｘ軸方向に隣り合っている。

第１乃至第４の電動モータ６１１，６２１，６３１，６４１は、制御盤７の制御装置によって制御される。なお、第１及び第２のスライドテーブル２，３、加工装置４、及び計測装置５を移動させる移動機構としては、駆動源である電動モータが移動体側に取り付けられた自走式のものであってもよい。また、電動モータ及びボールねじを用いたものに限らず、例えばラックアンドピニオン式のものやベルト駆動機構を用いたもの、あるいは油圧又は空圧シリンダを用いたもの等であってもよい。

第１の搬入出位置Ｐ_１１及び第２の搬入出位置Ｐ_２１は、ローダ９との間で加工前後のワークＷの受け渡しを行う位置である。図２（ａ）では、第１の搬入出位置Ｐ_１１における第１のスライドテーブル２及び第２の搬入出位置Ｐ_２１における第２のスライドテーブル３に未加工のワークＷが搭載された状態を示している。

本実施の形態では、第１のスライドテーブル２が第１の搬入出位置Ｐ_１１にあるときに、ローダ９によってワークＷがＺ軸方向に沿って第１のスライドテーブル２に対して供給及び取り出しされる。また、第２のスライドテーブル３が第２の搬入出位置Ｐ_２１にあるときに、ローダ９によってワークＷがＺ軸方向に沿って第２のスライドテーブル３に対して供給及び取り出しされる。これにより、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に平行な水平方向からワークＷが第１及び第２のスライドテーブル２，３に供給され、また取り出される場合に比較して、簡易な構成によりワークＷの供給及び取り出しが可能となる。

第１の加工位置Ｐ_１２は、第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷが加工装置４によって加工される位置である。第２の加工位置Ｐ_２２は、第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷが加工装置４によって加工される位置である。加工装置４は、第１の加工位置Ｐ_１２に移動して第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷに対して加工を行い、第２の加工位置Ｐ_２２に移動して第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷに対して加工を行う。

第１の計測位置Ｐ_１３は、第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷが計測装置５によって計測される位置である。第２の計測位置Ｐ_２３は、第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷが計測装置５によって計測される位置である。計測装置５は、第１の測定位置Ｐ_１３に移動して第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷの測定を行い、第２の計測位置Ｐ_２３に移動して第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷの測定を行う。

加工装置４は、レール１３に案内されてＸ軸方向に沿って移動する台座４１と、台座４１に取り付けられた主軸４２とを有している。台座４１は、第３の移動機構６３の第３のボールねじ６３２に複数のボールを介して螺合するナット部４１１を有しており、第３のボールねじ６３２の回転によって進退移動する。

図６は、加工装置４が第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷを加工している加工状態の一例を示す説明図である。主軸４２は、工具ホルダ４２１に工具４３を保持しており、工具４３を回転させることによってワークＷを加工する。本実施の形態では、加工装置４が工具４３によってワークＷに複数のシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４を形成する。

それぞれのシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の加工時には、シリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の直径の範囲で加工装置４がＸ軸方向に進退移動すると共に、第１のスライドテーブル２がＹ軸方向に進退移動し、これらの協調動作によって工具４３とワークＷとを相対的に円運動させる。また、第１のスライドテーブル２は、シリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の加工時にワークＷをＺ軸方向に移動させることが可能である。Ｚ軸方向は、シリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の深さ方向に相当する。第１のスライドテーブル２の構成の詳細については後述する。

計測装置５は、レール１４に案内されてＸ軸方向に沿って移動する台座５１と、台座５１に取り付けられた測定器５２とを有している。台座５１は、第４の移動機構６４の第４のボールねじ６４２に複数のボールを介して螺合するナット部５１１を有しており、第４のボールねじ６４２の回転によって進退移動する。

測定器５２は、加工装置４によってワークＷに形成されたシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の内径を測定する。この測定方法としては、例えばシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の内面にレーザー光を照射してその反射光を受光することにより内径を測定する非接触方式であってもよく、測定子をシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の内面に接触させて内径を測定する接触方式であってもよい。測定器５２によって測定されたシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の内径の測定値の情報は制御盤７に送られ、制御盤７内の制御装置にてワークＷの加工状態の良否判定が行われる。

図７は、第１のスライドテーブル２を示す斜視図である。図８（ａ）は、Ｘ軸方向から見た第１のスライドテーブル２を示す構成図であり、図８（ｂ）は、同方向から見た第１のスライドテーブル２を一部の構成部材の図示を省略して示す構成図である。

第１のスライドテーブル２は、Ｚ軸方向から見た形状が長方形状の枠体２１と、枠体２１に対してＺ軸方向に沿って上下方向に移動する昇降台２２と、昇降台２２に取り付けられた第１及び第２のクランプ装置２３，２４と、枠体２１に対して昇降台２２を移動させる移動機構２５と、複数のレール１１をそれぞれ摺動する複数のブロック２６と、第１のボールねじ６１２に複数のボールを介して螺合するナット２７と、昇降台２２の昇降動作をガイドする一対のリニアガイド２８とを有している。

枠体２１は、Ｘ軸方向に対して垂直な背板２１１を有し、この背板２１１の一側の面に複数のブロック２６及びナット２７が取り付けられ、他側の面に一対のリニアガイド２８が取り付けられている。ブロック２６は、複数のボールを保持しており、これらのボールがレール１１に形成された直線状の溝を循環転動するように構成されている。一対のリニアガイド２８のそれぞれは、背板２１１に固定されたレール２８１と、レール２８１に沿ってＺ軸方向に移動する二つのブロック２８２とを有している。

図７では、昇降台２２がＺ軸方向の上昇端にある状態を示し、図８（ａ）及び（ｂ）では、昇降台２２がＺ軸方向の下降端にある状態を示している。移動機構２５は、枠体２１のモータ支持部２１３に固定された電動モータ２５１と、電動モータ２５１によって回転駆動されるボールねじ２５２とを有している。ボールねじ２５２は、Ｚ軸方向に沿って、電動モータ２５１から下方に延在している。電動モータ２５１は、制御盤７の制御装置によって制御される。

昇降台２２は、天板２２１と、移動機構２５のボールねじ２５２とＸ軸方向に向かい合う縦板２２２と、縦板２２２に取り付けられてボールねじ２５２に複数のボールを介して螺合するナット２２３と、天板２２１と縦板２２２との間に設けられた一対の側板２２４とを有している。図８（ｂ）では、縦板２２２の輪郭を仮想線（二点鎖線）で示し、ナット２２３が螺合している部分のボールねじ２５２を破線で示している。縦板２２２には、一対のリニアガイド２８のそれぞれのブロック２８２が固定されている。昇降台２２は、ボールねじ２５２の回転により、一対のリニアガイド２８に案内されてＺ軸方向に移動する。

昇降台２２の天板２２１には、ワークＷを固定するための第１及び第２のクランプ装置２３，２４が取り付けられている。第１のクランプ装置２３は、旋回並びに上下する二つのクランプアーム２３１，２３２を有し、第２のクランプ装置２４は、旋回並びに上下する一つのクランプアーム２４１を有している。ローダ９により供給された未加工のワークＷは、これらのクランプアーム２３１，２３２，２４１によって昇降台２２に固定され、加工装置４によって加工される。加工済のワークＷがローダ９によって取り出される際には、クランプアーム２３１，２３２，２４１が上昇し、ワークＷと干渉しない位置まで旋回したアンクランプ状態となる。

電動モータ２５１は、加工装置４によるワークＷの加工時に、加工装置４のＸ軸方向への進退移動及び第１のスライドテーブル２のＹ軸方向への進退移動に協調して、昇降台２２をＺ軸方向に移動させる。これにより、工具４３及びワークＷを三次元的に相対移動させることができ、様々な形状の加工をワークＷに対して行うことができる。

なお、詳細な図示は省略しているが、第２のスライドテーブル３も、第１のスライドテーブル２と同様に構成されており、シリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の加工時にワークＷをＺ軸方向に移動させることが可能である。このワークＷのＺ軸方向への移動は、加工装置４のＸ軸方向への進退移動及び第２のスライドテーブル３のＹ軸方向への進退移動に協調するように制御される。

図９は、第１乃至第３の移動機構６１〜６３、加工装置４、計測装置５、及びローダ９の動作を、横軸を時間軸として示す稼動線図である。図２（ａ）は、図９の稼動線図の時刻Ｔ_１における工作機械１の初期状態を示している。この初期状態から時刻Ｔ_２までの間に、第１の移動機構６１は、第１のスライドテーブル２を第１の加工位置Ｐ_１２に移動させる（ステップＳ_１）。加工装置４は、第１の加工位置Ｐ_１２に移動したワークＷに対して加工を行う（ステップＳ_２）。図２（ｂ）は、この加工中の状態を示している。この間に、第２の移動機構６２は、第２のスライドテーブル３を第２の加工位置Ｐ_２２に移動させる（ステップＳ_３）。

時刻Ｔ_３において加工装置４による加工が終了すると、第１の移動機構６１が第１のスライドテーブル２を第１の計測位置Ｐ_１３に移動させると共に（ステップＳ_４）、第３の移動機構６３が加工装置４を第２の加工位置Ｐ_２２に移動させる（ステップＳ_５）。加工装置４は、第２の加工位置Ｐ_２２に移動した時刻Ｔ_４以降、同ワークＷに対して加工を行う（ステップＳ_７）。これと並行して、計測装置５は、第１のスライドテーブル２が第１の計測位置Ｐ_１３に移動した時刻Ｔ_５から時刻Ｔ_６までの間に、第１の計測位置Ｐ_１３に移動したワークＷのシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の内径を計測する（ステップＳ_６）。図３（ａ）は、このときの状態を示している。

時刻Ｔ_６において計測装置５による計測が終了すると、第１の移動機構６１は、第１のスライドテーブル２を第１の計測位置Ｐ_１３から第１の搬入出位置Ｐ_１１に移動させる（ステップＳ_８）。図３（ｂ）は、第１のスライドテーブル２が第１の搬入出位置Ｐ_１１に移動したときの状態を示している。時刻Ｔ_７において第１の搬入出位置Ｐ_１１への第１のスライドテーブル２の移動が完了すると、ローダ９は、第１のスライドテーブル２から加工済のワークＷを取り出し（ステップＳ_９）、未加工のワークＷを第１のスライドテーブル２の昇降台２２上に載置する（ステップＳ_１０）。昇降台２２に載置されたワークＷは、直ちに第１及び第２のクランプ装置２３，２４によりクランプされる。つまり、クランプアーム２３１，２３２，２４１がワークＷと干渉する位置まで旋回し、下降する。図４（ａ）は、このときの状態を示している。

時刻Ｔ_８においてワークＷが第１のスライドテーブル２に搭載されると、第１の移動機構６１は、第１のスライドテーブル２を第１の加工位置Ｐ_１２に移動させる（ステップＳ_１１）。ステップＳ_８における第１のスライドテーブル２の第１の搬入出位置Ｐ_１１への移動、及びステップＳ_１１における第１のスライドテーブル２の第１の加工位置Ｐ_１２への移動は、ステップＳ_７における加工装置４によるワークＷの加工中に行われる。

時刻Ｔ_９において、ステップＳ_７におけるワークＷの加工が終了すると、第２の移動機構６２が第２のスライドテーブル３を第２の計測位置Ｐ_２３に移動させると共に（ステップＳ_１２）、第３の移動機構６３が加工装置４を第１の加工位置Ｐ_１２に移動させる（ステップＳ_１３）。加工装置４は、第１の加工位置Ｐ_１２に移動した時刻Ｔ_１０以降、第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷに対して加工を行う（ステップＳ_１４）。これと並行して、計測装置５は、第２のスライドテーブル３が第２の計測位置Ｐ_２３に移動した時刻Ｔ_１１から時刻Ｔ_１２までの間に、第２の計測位置Ｐ_２３に移動したワークＷのシリンダボアＷ_１〜Ｗ_４の内径を計測する（ステップＳ_１５）。図４（ｂ）は、このときの状態を示している。

時刻Ｔ_１２において計測装置５による計測が終了すると、第２の移動機構６２は、第２のスライドテーブル３を第２の計測位置Ｐ_２３から第２の搬入出位置Ｐ_２１に移動させる（ステップＳ_１６）。時刻Ｔ_１３において第２の搬入出位置Ｐ_２１への第２のスライドテーブル３の移動が完了すると、ローダ９は、第２のスライドテーブル３から加工済のワークＷを取り出し（ステップＳ_１７）、未加工のワークＷを第２のスライドテーブル３に載置する（ステップＳ_１８）。

ワークＷが第１のスライドテーブル２に搭載された時刻Ｔ_１４以降、第２の移動機構６２は、第２のスライドテーブル３を第２の加工位置Ｐ_２２に移動させる（ステップＳ_１９）。以降、時刻Ｔ_３以降のステップＳ_４〜Ｓ_１９までの各工程が繰り返し実行され、複数のワークＷが連続して加工及び計測される。

なお、ステップＳ_６及びステップＳ_１５における計測装置５の測定結果に基づくワークＷの加工状態の良否判定の結果が否であった場合には、当該ワークＷが次工程に送られることなく、ローダ９によって製造ラインから排除される。

（第１の実施の形態の効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、第１の加工位置Ｐ_１２におけるワークＷの加工と、第２の加工位置Ｐ_１２におけるワークＷの加工との間の非加工時間を、第３の移動機構６２による加工装置４の移動時間のみにすることができ、加工サイクル時間を短縮することが可能となる。換言すれば、第１の加工位置Ｐ_１２におけるワークＷの加工が完了した時点で、既に第２の加工位置Ｐ_２２に次のワークＷが準備されているので、加工装置４が短時間で次のワークＷの加工に取り掛かることができる。また、第２の加工位置Ｐ_２２におけるワークＷの加工が完了した時点で既に第１の加工位置Ｐ_１２に次のワークＷが準備されているので、加工装置４が短時間でこのワークＷの加工に取り掛かることができる。これにより、非加工時間を可及的に短くすることができ、加工サイクル時間における加工正味時間の割合である加工正味率を高めることができる。

また、第１の実施の形態によれば、加工装置４による第１の加工位置Ｐ_１２でのワークＷの加工（ステップＳ_２，Ｓ_１４）と第２の移動機構６２による第２のスライドテーブル３の移動（ステップＳ_３，Ｓ_１６，Ｓ_１９）との並行動作、ならびに加工装置による第２の加工位置Ｐ_２２でのワークＷの加工（ステップＳ_７）と第１の移動機構６１による第１のスライドテーブル２の移動（ステップＳ_８，Ｓ_１１）との並行動作を行うので、さらに加工正味率を高めることができる。

また、第１の実施の形態によれば、加工装置４によるワークＷの加工と、計測装置５による他のワークＷの計測とを同時並行で行うことが可能であるので、より加工正味率を高めることができる。

またさらに、基台１０がベッド１００とコラム１０１からなり、コラム１０１が門型に形成されているので、第１及び第２の移動機構６１，６２による第１及び第２のスライドテーブル２，３の動線と、第３及び第４の移動機構６３，６３による加工装置４及び計測装置５の動線とを立体交差させることができる。そして、コラム１０１の梁部１０２に加工装置４と計測装置５とをＹ軸方向に並べ、かつＸ軸方向にそれぞれ移動可能に容易に配置することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図１０を参照すると共に、図５及び図９を援用して説明する。図１０は、本実施の形態に係る工作機械１Ａの構成例を示す斜視図である。本実施の形態に係る工作機械１Ａは、第１の実施の形態における工作機械１の加工装置４及び計測装置５に替えて、第１及び第２の加工装置８１，８２を備えた構成が異なり、他の構成は同様である。図１０において、第１の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、第１の実施の形態で用いた符号と同一の符号を付して重複した説明を省略する。

第１の加工装置８１は、ワークＷに対して粗加工を行い、第２の加工装置８１は、第１の加工装置８１によって粗加工されたワークＷに対して仕上げ加工を行う。第１の加工装置８１は、レール１３に案内される台座８１１と、台座８１１に取り付けられた主軸８１２とを有し、第３の移動機構６３によってＸ軸方向に沿って移動する。第２の加工装置８２は、レール１４に案内される台座８２１と、台座８２１に取り付けられた主軸８２２とを有し、第４の移動機構６４によってＸ軸方向に沿って移動する。

第１の移動機構６１は、第１の実施の形態で用いた図５を援用して示すように、第１のスライドテーブル２を、第１の搬入出位置Ｐ_１１、搭載されたワークＷが第１の加工装置８１によって加工される第１の一次加工位置Ｐ_１２、及び搭載されたワークＷが第２の加工装置８２によって加工される第１の二次加工位置Ｐ_１３との間で移動させる。同様に、第２の移動機構６２は、第２のスライドテーブル３を、第２の搬入出位置Ｐ_２１、搭載されたワークＷが第２の加工装置８２によって加工される第２の一次加工位置Ｐ_２２、及び搭載されたワークＷが第２の加工装置８２によって加工される第２の二次加工位置Ｐ_２３との間で移動させる。

第３の移動機構は、第１の加工装置８１を、第１の一次加工位置Ｐ_１２及び第２の一次加工位置Ｐ_２２の間で移動させる。第４の移動機構６４は、第２の加工装置８２を、第１の二次加工位置Ｐ_１３及び第２の二次加工位置Ｐ_２３の間で移動させる。第１の加工装置８１は、第１の一次加工位置Ｐ_１２で第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷの加工を行い、第２の一次加工位置Ｐ_２２で第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷの加工を行う。第２の加工装置８２は、第１の二次加工位置Ｐ_１３で第１のスライドテーブル２に搭載されたワークＷの加工を行い、第２の二次加工位置Ｐ_２３で第２のスライドテーブル３に搭載されたワークＷの加工を行う。

この工作機械１Ａにおけるワーク加工方法は、援用する図９における加工装置４のステップＳ_２，Ｓ_７，及びＳ_１４の動作時期を第１の加工装置８１の動作時期に置き換え、計測装置５のステップＳ_６及びＳ_１５の動作時期を第２の加工装置８２の動作時期に置き換えたものである。このワーク加工方法では、第１の加工装置８１によるワークＷの一次加工と、第２の加工装置８２によるワークＷの二次加工とが同時並行で行われる。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、非加工時間を可及的に短くすることができ、加工サイクル時間を短縮し、加工正味率を高めることができる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向であり、Ｚ軸方向が鉛直方向である場合について説明したが、これに限らず、Ｘ軸方向又はＹ軸方向が鉛直方向で、他の二軸の方向が水平方向であってもよい。

また、第１の実施の形態では、加工装置４及び計測装置５がＸ軸方向の二箇所を移動して加工及び計測を行い、第２の実施の形態では、第１及び第２の加工装置８１，８２がＸ軸方向の二箇所を移動して一次加工及び二次加工を行う場合について説明したが、第３のスライドテーブルを増設し、加工装置４及び計測装置５がＸ軸方向の三箇所以上を移動して加工及び計測を行うように工作機械を構成してもよく、第１及び第２の加工装置８１，８２がＸ軸方向の三箇所以上を移動して一次加工及び二次加工を行うように工作機械を構成してもよい。

また、第１の実施の形態において、計測装置５に替えて他の装置を設けてもよく、あるいは計測装置５及び第４の移動機構６４を省略してもよい。また、第２の実施の形態において、ワークＷに対して三次加工を行う第３の加工装置をさらに設けてもよい。

さらに、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、ローダ９によってＸ軸方向にワークＷを移動させ、第１及び第２の搬入出位置Ｐ_１１，Ｐ_２１に対し、ワークＷの供給及び取り出しを行ったが、他の実施の形態として、基台１０のＹ軸方向前方に、ワークＷがＸ軸方向に移動するコンベアを設置し、このコンベアのＹ軸方向に並べてロボットを設置し、このロボットによってＹ軸方向にワークＷを移動させ、第１及び第２の搬入出位置Ｐ_１１，Ｐ_２１に対し、コンベアとの間でワークＷの供給及び取り出しを行ってもよい。

１，１Ａ…工作機械 １０…基台
２…第１のスライドテーブル ２３…第１のクランプ装置
３…第２のスライドテーブル ４…加工装置
５…計測装置 ６…移動手段
６１〜６４…第１乃至第４の移動機構 ８１…第１の加工装置
８２…第２の加工装置 Ｐ_１１…第１の搬入出位置
Ｐ_１２…第１の一次加工位置 Ｐ_１２…第１の加工位置
Ｐ_１３…第１の計測位置 Ｐ_１３…第１の二次加工位置
Ｐ_２１…第２の搬入出位置 Ｐ_２２…第２の一次加工位置
Ｐ_２２…第２の加工位置 Ｐ_２３…第２の計測位置
Ｐ_２３…第２の二次加工位置 Ｗ…ワーク

Claims (9)

1. 基台と、ワークを搭載可能な第１及び第２のスライドテーブルと、前記ワークに対して所定の加工を行う加工装置と、前記第１及び第２のスライドテーブル及び前記加工装置を前記基台に対して移動させる移動手段とを備え、
   前記移動手段は、前記第１のスライドテーブルを第１の加工位置と第１の搬入出位置との間で移動させる第１の移動機構と、前記第２のスライドテーブルを第２の加工位置と第２の搬入出位置との間で移動させる第２の移動機構と、前記加工装置を前記第１の加工位置と前記第２の加工位置との間で移動させる第３の移動機構とを有し、
   前記加工装置は、前記第１の加工位置で前記第１のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、前記第２の加工位置で前記第２のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行う、
   工作機械。
2. 前記加工装置による前記第１の加工位置での前記ワークの加工と前記第２の移動機構による前記第２のスライドテーブルの移動との並行動作、ならびに前記加工装置による前記第２の加工位置での前記ワークの加工と前記第１の移動機構による前記第１のスライドテーブルの移動との並行動作を行う、
   請求項１に記載の工作機械。
3. 前記第１及び第２の移動機構による前記第１及び第２のスライドテーブルの移動方向と、前記第３の移動機構による前記加工装置の移動方向とが直角をなす、
   請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 前記加工装置の移動方向をＸ軸方向とし、前記第１及び第２のスライドテーブルの移動方向をＹ軸方向としたとき、前記第１及び第２のスライドテーブルは、前記ワークを前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に対して垂直なＺ軸方向に移動させることが可能である、
   請求項３に記載の工作機械。
5. 前記加工装置の移動方向をＸ軸方向とし、前記第１及び第２のスライドテーブルの移動方向をＹ軸方向とし、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向としたとき、
   前記第１のスライドテーブルが前記第１の搬入出位置にあるときに、前記ワークが前記Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向に移動することにより前記第１のスライドテーブルに対して前記ワークが供給及び取り出しされ、
   前記第２のスライドテーブルが前記第２の搬入出位置にあるときに、前記ワークが前記Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向に移動することにより前記第２のスライドテーブルに対して前記ワークが供給及び取り出しされる、
   請求項３又は４に記載の工作機械。
6. 前記加工装置によって加工された前記ワークの加工箇所を計測する計測装置を備え、
   前記移動手段は、前記計測装置を前記基台に対して前記加工装置の移動方向と平行に移動させる第４の移動機構を有する、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の工作機械。
7. 前記加工装置による前記ワークの加工と、前記計測装置による他の前記ワークの前記加工箇所の計測とを同時並行で行う、
   請求項６に記載の工作機械。
8. 基台と、ワークを搭載可能な第１及び第２のスライドテーブルと、前記ワークに対して所定の加工を行う第１及び第２の加工装置と、第１及び第２のスライドテーブル及び前記第１及び第２の加工装置を前記基台に対して移動させる移動手段とを備え、
   前記移動手段は、前記第１のスライドテーブルを移動させる第１の移動機構と、前記第２のスライドテーブルを移動させる第２の移動機構と、前記第１の加工装置を移動させる第３の移動機構と、前記第２の加工装置を移動させる第４の移動機構とを有し、
   前記第１の移動機構は、前記第１のスライドテーブルを、第１の搬入出位置、搭載された前記ワークが前記第１の加工装置によって加工される第１の一次加工位置、及び搭載された前記ワークが前記第２の加工装置によって加工される第１の二次加工位置との間で移動させ、
   前記第２の移動機構は、前記第２のスライドテーブルを、第２の搬入出位置、搭載された前記ワークが前記第１の加工装置によって加工される第２の一次加工位置、及び搭載された前記ワークが前記第２の加工装置によって加工される第２の二次加工位置との間で移動させ、
   前記第３の移動機構は、前記第１の加工装置を、前記第１の一次加工位置、及び前記第２の一次加工位置の間で移動させ、
   前記第４の移動機構は、前記第２の加工装置を、前記第１の二次加工位置、及び前記第２の二次加工位置の間で移動させ、
   前記第１の加工装置は、前記第１の一次加工位置で前記第１のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、かつ前記第２の一次加工位置で前記第２のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、
   前記第２の加工装置は、前記第１の二次加工位置で前記第１のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行い、かつ前記第２の二次加工位置で前記第２のスライドテーブルに搭載された前記ワークの加工を行う、
   工作機械。
9. 前記第１の加工装置による前記ワークの加工と、前記第２の加工装置による前記ワークの加工とを同時並行で行う、
   請求項８に記載の工作機械。

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