JP2022149894A

JP2022149894A - ワーク加工装置

Info

Publication number: JP2022149894A
Application number: JP2021052237A
Authority: JP
Inventors: 浩孝川島; Hirotaka Kawashima
Original assignee: Yamazaki Co Ltd
Current assignee: Yamazaki Co Ltd
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-10-07

Abstract

【課題】大径のワークや異形ワークでも加工の容易なワーク加工装置を提供する。
【解決手段】ベースコラム２にワーク保持手段４を備え、ベースコラム２に揺動軸６と該揺動軸６を駆動する揺動軸駆動モータ７を備え、揺動軸６に揺動アーム８を揺動可能に取り付け、該揺動アーム８の先端部にタレット旋回軸９を取り付けるとともに該タレット旋回軸９を駆動するタレット駆動モータを備え、タレット旋回軸９にタレット１０を取り付け、該タレット１０に大径の第１加工具１１と該第１加工具１１を駆動する第１加工具駆動モータ、タレット１０に第１加工具１１より小径の第２加工具と該第２加工具を駆動する第２加工具駆動モータをそれぞれ取り付け、揺動軸６の軸線と第１加工具１１の加工点及び第２加工具１２の加工点とをオフセットさせてなる。
【選択図】図１０

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り納入した日令和２年１１月２９日納入した場所茨城県土浦市北神立町４－２株式会社ＩＪＴＴ土浦工場

本発明は、複数の研削工具等の加工具を用いてワークを加工するワーク加工装置に関する。

研削加工による鋳物のバリ取り加工に適するワーク加工装置として特許文献１に記載のワーク加工装置がある。大型の円盤状の研削加工具では研削できないような細かい構造部分の研削加工を可能にするため、３種類の研削工具を用いて微細構造部分の研削を可能としたもので、径の大きな第１加工具と、該第１加工具よりも小径の第２加工具と、第１加工具よりも小径の第３加工具とを備え、第２加工具及び第３加工具は第１加工具の回転軸の周りに回動可能に設けたものである。
このワーク加工装置によれば、３種類の加工具を使い分けて微細な構造部分まで加工を行うことができる。

しかしながら、第２加工具及び第３加工具は、大型の第１加工具の回転軸の周りに回動可能に設けてあるため、ワーク加工装置の小型化を図るためには、第１加工具の回転軸線と第２及び第３加工具の回転軸線との間の距離を大きくとることができない。このため、大径のワークや異形ワークの湾曲部の奥まった箇所の加工には限界がある。

特許第５６５８７９９号公報

そこで、本発明は、大径のワークや異形ワークでも加工の容易なワーク加工装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係るワーク加工装置は、ベースコラムにワーク保持手段を備え、ベースコラムに揺動軸と該揺動軸を駆動する揺動軸駆動モータを備え、前記揺動軸に揺動アームを揺動可能に取り付け、該揺動アームの先端部にタレット旋回軸を取り付けるとともに該タレット旋回軸を駆動するタレット駆動モータを備え、前記タレット旋回軸にタレットを取り付け、該タレットに大径の第１加工具と該第１加工具を駆動する第１加工具駆動モータ、前記タレットに前記第１加工具より小径の第２加工具と該第２加工具を駆動する第２加工具駆動モータをそれぞれ取り付け、前記揺動軸の軸線と前記第１加工具の加工点及び前記第２加工具の加工点とをオフセットさせてなること、を特徴としている。
請求項２に係る発明は、タレット旋回軸は揺動軸の軸線と平行な軸線を有し、第１加工具及び第２加工具の軸線は前記タレット旋回軸の軸線に対して放射状に延び、前記第２加工具の軸線を前記第１加工具の軸線よりもベースコラムに対して離隔方向にオフセットさせてなるものである。
請求項３に係る発明は、タレットにタレット旋回軸の軸線に対して放射状に延びる軸線を有する少なくとも１つの追加加工具を取り付けてなるものである。
請求項４に係る発明は、タレットにタレット旋回軸の軸線と平行な軸線を有する少なくとも１つの補助加工具を取り付けてなるものである。
請求項５に係る発明は、揺動軸及びタレット旋回軸を中空軸とし、該中空軸内に配線配管を収容し、ワークの加工作業領域とそれ以外の領域とを仕切る仕切り壁を備えたものである。

請求項１に係る発明によれば、タレットに第１加工具及び第２加工具を取り付けたので、第１加工具で大径のワークや異形のワークを加工する際に、第２加工具が干渉して加工の妨げになることがない。また、第２加工具でワークを加工する際にも、第１加工具が干渉して加工の妨げになることもない。
請求項２に係る発明によれば、タレット旋回軸は揺動軸の軸線と平行な軸線を有し、第１加工具及び第２加工具の軸線は前記タレット旋回軸の軸線に対して放射状に延び、前記第２加工具の軸線を前記第１加工具の軸線よりもベースコラムに対して離隔方向にオフセットさせてなるので、小径の加工具である第２加工具をベースコラムよりさらに離隔させることになり、懐を深くしてワークのより奥まった箇所の加工作業も容易となる。
請求項３に係る発明によれば、タレットにタレット旋回軸の軸線に対して放射状に延びる軸線を有する少なくとも１つの追加加工具を取り付けてなるので、追加加工具によりさらに効率よくワーク加工作業を進めることができる。
請求項４に係る発明によれば、タレットにタレット旋回軸の軸線と平行な軸線を有する少なくとも１つの補助加工具を取り付けてなるので、さらに多様な加工作業を行うことができる。
請求項５に係る発明によれば、揺動軸及びタレット旋回軸を中空軸とし、該中空軸内に配線配管を収容し、ワークの加工作業領域とそれ以外の領域とを仕切る仕切り壁を備えた
ので、ワークの加工作業領域での加工作業中に火花が飛んだとしても電気配線に影響を及ぼすことがなく安全に作業することができる。また、加工作業中に加工作業領域に切り屑や粉塵が飛び散っても加工作業領域以外のベースコラム側の領域に悪影響をおよぼすことがない。掃除作業もワークの加工作業領域だけで済み楽である。

第１加工具で大型のワークを加工する際の様子を示す斜視図である。図１の平面図である。第２加工具で大型のワークを加工する際の様子を示す斜視図である。図３の左側面図である。第３加工具で大型のワークを加工する際の様子を示す斜視図である。図５の右側面図である。第３加工具で異形のワークを加工する際の様子を示す斜視図である。図７の右側面図である。ワーク加工装置を背面側から見た要部斜視図である。天井のカバーと揺動アームの一部カバーを取り外した状態の装置全体の平面図である。カバーの一部を取り外した状態の加工部の斜視図である。図１１の平面図である。図１１の正面図である。補助加工具で大型のワークを加工する際の様子を示す斜視図である。図１４の平面図である。従来例において異形ワークを加工する際の様子を示す要部斜視図である。図１６の要部側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。本発明の実施形態によるワーク加工装置１は、ベースコラム２（ワーク支持基台３）にワーク保持手段４を備え、ベースコラム２（揺動軸基台５）に揺動軸６と該揺動軸６を駆動する揺動軸駆動モータ７を備え、揺動軸６には揺動アーム８を揺動（回動）可能に取り付け、揺動アーム８の先端部にタレット旋回軸９を取り付け、該タレット旋回軸９にタレット１０を取り付け、該タレット１０に第１加工具１１、第２加工具１２、第３加工具１３を取り付けたものである。

揺動軸６の軸線（軸心）１４は、水平方向かつ前後方向（ベースコラムの中心軸線に対して接離方向）に向く（図１２、図１３）。揺動アーム８は揺動軸６の軸線１４を中心として鉛直面（揺動軸６の軸線１４に対して垂直な面）内で図１３の矢印Ａ方向に揺動する。タレット旋回軸９は揺動軸６の軸線１４と平行な軸線２２を有する。

タレット１０には、大径円板状の第１加工具１１と該第１加工具１１を駆動する第１加工具駆動モータ１５、第１加工具１１より小径の第２加工具１２と該第２加工具１２を駆動する第２加工具駆動モータ１６、第１加工具１１より小径の第３加工具１３と該第３加工具１３を駆動する第３加工具駆動モータ１７、をそれぞれ取り付けてある。これら３種類の加工具１１，１２，１３を使い分けてワークＷの細かい部分まで加工できるようにしてある。

上記第１加工具１１～第３加工具１３の内、大径の第１加工具１１と該第１加工具１１より小径の第２加工具１２は必須であるが、第３加工具１３は必要に応じて追加できる追加加工具である。なお、図においては、第２加工具１２は第３加工具１３より少し大きい径の加工具として示しているが、これに限定されるものではなく、第２加工具１２を第３加工具１３より小径の加工具とすることもできる。

第１加工具１１はその回転軸の軸線１９を中心として回転する。同様に、第２加工具１２はその回転軸の軸線２０を中心として回転する。第３加工具１３はその回転軸の軸線２１を中心として回転する。第２加工具１２の回転軸の軸線２０と第３加工具１３の回転軸の軸線２１とは同じ軸線としてある。なお、別の軸線となるようにしてもよい。
第１加工具、第２加工具、第３加工具の軸線１９，２０，２１は、タレット旋回軸９の軸線２２に対して放射状に延びる。

図１１～図１３は、タレット部の一部カバーを取り外した状態を示し、各駆動モータ１５，１６，１７，１８や、配線配管がカバー内に収容されている様子を示している。

タレット１０はタレット旋回軸９の軸線２２を中心として鉛直面（タレット旋回軸９の軸線２２に対して垂直な面）内で図１３の矢印Ｂ方向に旋回する。タレット１０の旋回はタレット駆動モータ１８により駆動される。

第１加工具１１の軸線１９と第２加工具１２の軸線２０とのなす角は９０°、第１加工具１１の軸線１９と第３加工具１３の軸線２１とのなす角は９０°、第２加工具１２の軸線２０と第３加工具１３の軸線２１とのなす角は１８０°となっている。なお、各加工具１１，１２，１３のなす角はこれに限らず、例えば、それぞれ１２０°の角度で取り付けるようにしてもよい。第１加工具～第３加工具１１，１２，１３のいずれかで加工作業をする際に、他の加工具が干渉して加工作業の妨げとならない取り付け角度であればよい。
上記は、第１加工具～第３加工具の３個の加工具をタレット１０に取り付けたものを示したが、タレット旋回軸９の軸線２２に対して放射状に延びる軸線を有するさらに追加の加工具（第４加工具、第５加工具等）を取り付けるようにすることもできる。

第２加工具１２の回転軸の軸線２０及び第３加工具１３の回転軸の軸線２１は第１加工具１１の回転軸の軸線１９よりもベースコラム２（揺動軸基台５）又は揺動アーム８に対して前方（離れる方向）にオフセット（２３）させてある（図１２等）。これにより、小径の加工具である第２加工具１２及び第３加工具１３をベースコラム２（揺動軸基台５）よりさらに離隔させることになり、懐を深くしてワークのより奥まった箇所の加工作業も容易となる。

なお、タレット旋回軸９の軸線（タレット旋回中心）２２から第１加工具１１の加工点、第２加工具１２の加工点及び第３加工具１３の加工点までの軸線距離は同程度としてある。これにより、加工プログラムのティーチングが容易になる。

揺動軸６の軸線１４と第１加工具１１の加工点、第２加工具１２の加工点及び第３加工具１３の加工点とはオフセット（２４）（例えば、１０ｍｍ程度）させてある（図１２）。図１２、図１３では、揺動軸６の軸線１４と第１加工具１１の加工点とをオフセット（２４ａ）させた様子を示してある。第２加工具１２とのオフセットは、図１３において、タレット１０を右方向に９０°旋回させれば、揺動軸６の軸線１４と第２加工具１２の加工点とがオフセット（２４ｂ）されている様子が分かる。同様に、第３加工具１３とのオフセットは、図１３において、タレット１０を左方向に９０°旋回させれば、揺動軸６の軸線１４と第３加工具１３の加工点とがオフセット（２４ｃ）されている様子が分かる。

揺動軸６及びタレット旋回軸９は中空軸とし、該中空軸内に配線配管２５を収容してある。また、揺動アーム８内も中空状となっており、配線配管２５が通っている（図９、図１０）。なお、配線配管２５は代表して太い線で示してあるが、実際には複数の配線や配管が中空軸６，９や中空状の揺動アーム８内を通っている。配線等２５は後方の制御装置２６等に接続される。

各加工具１１，１２，１３の駆動モータ収容部等はカバーで覆われている。また、ワーク保持手段４の各アームや駆動モータ部もカバーで覆われている。

図９、図１０に示すように、揺動軸６と揺動アーム８との間、ワーク保持手段４とワーク支持基台３との間には仕切り壁（仕切り板）２７を備えてあり、ワークの加工作業領域２８とそれ以外の領域（ベースコラム２側の領域、ベースコラム２や制御装置２６を収容する領域）とを仕切っている。
この仕切り壁２７により、ワーク加工作業により生ずる火花、切り屑などからベースコラム２側の機器や制御装置２６等が保護され、装置の安全性が高められる。
ワーク加工装置１は、側壁３０、扉３１、天井（図示せず）により、加工作業領域２８を密閉状態にして加工作業を行う。加工作業の様子は透明な窓から確認できるようにしてある。

ワーク保持手段４は、第１アーム３３と該第１アーム３３に連結される第２アーム３４、該第２アーム３４の先端部にワーク挟持部３５を有して加工対象となるワークＷを保持する。第１アーム３３は第１アーム駆動モータ３６、第２アーム３４は第２アーム駆動モータ３７によりそれぞれ駆動される。ワーク挟持部３５で挟持されたワークＷはワーク駆動モータ３８により回動可能となっている。ワーク保持手段４はワーク支持基台３に上下動可能に取り付けられている。符号３９は上下動駆動モータである。
ワーク保持手段４は、第１アーム３３と第２アーム３４が水平面内で移動し、上下動機構４０により上下動させ、ワーク挟持部３５でワークＷを任意角度に回転させることにより、ワークＷを任意の位置に配置させて保持する。

第１加工具１１でワークＷ（大型ワークＷ１）を加工する際、他の第２加工具１２及び第３加工具１３はワークＷ１から十分離れており、ワークＷ１の加工作業に支障を来すことがない（図１及び図２）。
第２加工具１２でワークＷ（大型ワークＷ１）を加工する際、他の第１加工具１１及び第３加工具１３はワークＷ１から十分離れており、ワークＷ１の加工作業に支障を来すことがない（図３及び図４）。
第３加工具１３でワークＷ（大型ワークＷ１）を加工する際、他の第１加工具１１及び第２加工具１２はワークＷ１から十分離れており、ワークＷ１の加工作業に支障を来すことがない（図５及び図６）。

また、第３加工具１３で異形ワークＷ２のＶ字状の奥まった箇所を加工する際も、他の第１加工具１１及び第２加工具１２が加工作業の妨げとなることがない（図７及び図８）。同様に、第２加工具１２で異形ワークＷ２のＶ字状の奥まった箇所を加工する際も、他の第１加工具１１及び第３加工具１３が加工作業の妨げとなることがない。
このように、本実施形態によるワーク加工装置１によれば、大型のワークＷ１や異形ワークＷ２の加工作業も容易に行うことができる。異形ワークＷ２の加工にあっては、クランパー（符号４１）の中心付近まで加工できる。

これに対して、従来例によるワーク加工装置５０では、大径の第１加工具５１の回転軸線５２と小径の第２加工具５３（又は第３加工具）の回転軸線５４との距離を大きくとることができない。このため、図１６、図１７に示すように、異形ワークＷ２のＶ形状の奥まった箇所を小径の第２加工具５３で加工しようとする際に、大径の加工具５１がワークＷ２に干渉して加工作業を進めることができない。

図１４、図１５は、本発明の他の実施形態によるワーク加工装置１を示し、タレット１０にタレット旋回軸９の軸線２２に対して放射状に延びる軸線を有する第１加工具１１及び第２加工具１２を取り付けた点は、上述と同じであるが、タレット１０にタレット旋回軸９の軸線２２と平行な軸線４２を有する補助加工具４３を取り付けたものである。かかる補助加工具４３を取り付けることにより、さらに多様なワークの加工作業が可能となる。なお、このようなタレット旋回軸９の軸線２２と平行な軸線を有する補助加工具をさらに追加してもよい。

１ワーク加工装置
２ベースコラム
３ワーク支持基台
４ワーク保持手段
５揺動軸基台
６揺動軸
７揺動軸駆動モータ
８揺動アーム
９タレット旋回軸
１０タレット
１１第１加工具
１２第２加工具
１３第３加工具（追加加工具）
１４揺動軸の軸線
１５第１加工具駆動モータ
１６第２加工具駆動モータ
１７第３加工具駆動モータ
１８タレット駆動モータ
１９第１加工具の回転軸の軸線
２０第２加工具の回転軸の軸線
２１第３加工具の回転軸の軸線
２２タレット旋回軸の軸線
２３オフセット
２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）オフセット
２５配線配管
２６制御装置
２７仕切り板
２８加工作業領域
３０側壁
３１扉
３３第１アーム
３４第２アーム
３５ワーク挟持部
３６第１アーム駆動モータ
３７第２アーム駆動モータ
３８ワーク駆動モータ
３９上下動駆動モータ
４０上下動機構
４１クランパー
４２補助加工具の軸線
４３補助加工具
Ｗワーク
Ｗ１大型ワーク
Ｗ２異形ワーク

Claims

ベースコラムにワーク保持手段を備え、ベースコラムに揺動軸と該揺動軸を駆動する揺動軸駆動モータを備え、前記揺動軸に揺動アームを揺動可能に取り付け、該揺動アームの先端部にタレット旋回軸を取り付けるとともに該タレット旋回軸を駆動するタレット駆動モータを備え、前記タレット旋回軸にタレットを取り付け、該タレットに大径の第１加工具と該第１加工具を駆動する第１加工具駆動モータ、前記タレットに前記第１加工具より小径の第２加工具と該第２加工具を駆動する第２加工具駆動モータをそれぞれ取り付け、前記揺動軸の軸線と前記第１加工具の加工点及び前記第２加工具の加工点とをオフセットさせてなることを特徴とするワーク加工装置。
タレット旋回軸は揺動軸の軸線と平行な軸線を有し、第１加工具及び第２加工具の軸線は前記タレット旋回軸の軸線に対して放射状に延び、前記第２加工具の軸線を前記第１加工具の軸線よりもベースコラムに対して離隔方向にオフセットさせてなる請求項１に記載のワーク加工装置。
タレットにタレット旋回軸の軸線に対して放射状に延びる軸線を有する少なくとも１つの追加加工具を取り付けてなる請求項２に記載のワーク加工装置。
タレットにタレット旋回軸の軸線と平行な軸線を有する少なくとも１つの補助加工具を取り付けてなる請求項２又は３に記載のワーク加工装置。
揺動軸及びタレット旋回軸を中空軸とし、該中空軸内に配線配管を収容し、ワークの加工作業領域とそれ以外の領域とを仕切る仕切り壁を備えた請求項１～４のいずれか１項に記載のワーク加工装置。