JP4477441B2 - 関節駒製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の挿入部に設けられる湾曲部を構成する関節駒を製造する関節駒製造装置に関する。

近年、細長の挿入部を体腔内や管路内に挿入することによって、体腔内や管路内の被写体像を例えばモニタ上に表示させて観察を行える内視鏡が広く利用されている。内視鏡の挿入部は一般的に先端側から順に、先端部、湾曲部、可撓管部を連設して構成されている。先端部は硬質部材で形成されている。湾曲部は、複数の関節駒を回動自在に連接して例えば上下左右方向に対して湾曲自在に構成される。可撓管部は、所望の可撓性を有するように、内側から順にフレックス管、網管、外皮を配設して構成される。

例えば、特許１８６６１７４号公報には内視鏡用湾曲管の節輪製造方法が示されている。この公報に示されている湾曲部を構成する関節駒は例えば、図１４に示すように加工ユニット内に配設されたレーザ装置によって加工される。具体的には、薄肉短管（以下、パイプ部材とも記載する）２０１の外表面にレーザ発振器２０２からのレーザ光を照射して所望の形状の関節駒２０１ａを形成する。その際、パイプ部材２０１を回転させるとともに、パイプ部材長手軸方向に対して進退移動させる必要がある。そのため、パイプ部材２０１は、パイプ部材長手軸方向に対して移動可能な図示しないテーブルに対して一体的に固定された回転治具２０３のチャック２０４によって把持される。回転治具２０３は回転テーブル２０６を備え、この回転テーブル２０６にはチャック２０４及び減速器２０５が一体に設けられている。そして、モータ２０７の動力をベルト２０８を介して減速器２０５に伝達することによって、回転テーブル２０６に一体なチャック２０４が回転されてパイプ部材２０１が回転される。

したがって、パイプ部材２０１にレーザ光を照射して関節駒２０１ａの加工を行う際には、回転治具２０３が固定されたテーブルのパイプ部材長手軸方向への進退移動と、回転テーブル２０６の回転とを同期制御する。このことによって、例えば、図１５に示すように凸部２１１や貫通孔２１２を備えた、所望の形状の関節駒２０１ａが前記パイプ部材２０１から形成される。
特許１８６６１７４号公報

しかしながら、前記特許１８６６１７４号公報の内視鏡用湾曲管の節輪製造方法等に示されている関節駒製造装置では、レーザ光をパイプ部材に照射して所定形状の節輪を加工／切断する際、レーザ光によって溶融された溶融物（一般にドロスと呼ばれる）や、パイプ部材の破材がレーザ発振器、回転治具やその他の機器の軸部や摺動部等に飛散して、故障や破損の原因になるおそれがあった。このため、飛散するドロスや破材を吸引するための集塵器を設けて、加工中に発生するドロスや破材が広範囲に飛散することを防止しているが、加工ユニット内の空間が大きなため集塵効率が悪く、広範囲への飛散を防止することが困難であった。このため、毎日、作業開始前の点検作業、作業終了後の清掃作業を行うとともに、メンテナンス作業を頻繁に行って、故障や破損の発生を防止するようにしていた。

また、芯出しユニットを備えた関節駒製造装置においては、アンローダパイプ部材が衝突することを防止するため、関節駒を加工する毎に芯出しユニットを上下動作させる構成にしていた。このため、パイプ部材位置調整工程に時間を要し、１つの関節駒を加工する時間が長くなる原因になっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ加工中に発生するドロスやパイプ部材の破材が広範囲に飛散することを防止して、点検作業やメンテナンスを効率的に行え、かつ１個あたりの関節駒製造時間の短縮を図れる関節駒製造装置を提供することを目的にしている。

本発明の関節駒製造装置は、複数のパイプ部材が配置され、これらパイプ部材を１本ずつ供給する関節駒加工用パイプ部材供給ユニットと、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材にレーザ光を照射するとともに、パイプ部材の回転及び供給方向に対する進退移動を同期制御して、所定形状及び所定寸法の関節駒を加工／切断する関節駒加工ユニットと、前記関節駒加工ユニットで加工／切断された関節駒を、この関節駒加工ユニット内から外部に配置されている収納箱に移動させて収納する関節駒排出ユニットと、パイプ部材を加工／切断する際に発生するドロス又は破材を吸引する集塵機とを具備する、複数の関節駒を連続的に製造する関節駒製造装置において、
前記関節駒加工ユニットが構成する第１内部空間内に、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材にレーザ光を照射して関節駒を加工／切断するための第２内部空間を構成するチャンバーを設けている。

また、前記関節駒加工ユニットの構成する第１内部空間内に、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材を把持し、そのパイプ部材を把持した状態で、パイプ部材を回転させたり、パイプ部材をパイプ供給方向に対して進退移動させる回転軸ユニットと、前記回転軸ユニットによって把持されたパイプ部材に対してレーザー光を照射するレーザ発振器を備えるレーザユニットと、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材が所定の状態で回転軸ユニットに把持されるように位置調整を行う芯出しユニットと、前記集塵機から延出する集塵用配管とが配設される構成において、
前記チャンバーは、前記回転軸ユニットの少なくとも先端部側が挿通される開口と、前記レーザユニットの少なくとも先端部側が挿通される開口と、前記パイプ部材が突出される開口と、前記パイプ部材を加工／切断した際に発生するドロス又は破材を関節駒加工ユニットの外部に排出させる開口と、前記集塵用配管が連結される開口とを有している。

さらに、前記芯出しユニットは、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されるパイプ部材の先端部中央が当接するように配置した当接部と、この当接部にパイプ部材が当接したことを検出する当接検出部とを有するストッパユニットと、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されるパイプ部材を挟んで対向配置される開閉自在な一対の位置調整用チャック部材を有する芯調整チャックユニットとを具備している。

この構成によれば、チャンバーによって構成される第２内部空間内でパイプ部材にレーザ光を照射して関節駒を加工／切断することにより、第２内部空間内で加工／切断の際に発生したドロスや破材が第１内部空間へ飛散することが少なくなる。

また、チャンバーの有する開口を介して関節駒加工ユニット内に配設されている各装置の所定部をチャンバー内に配設することによって、チャンバー内で確実にレーザによる加工／切断を行える。加えて、第１内部空間に比べて空間体積が大幅に小さな第２内部空間を有するチャンバーの開口に集塵用配管を取り付けたることによって、集塵効率が大幅に向上して、加工／切断中に飛散するドロスや破材の大部分は集塵機によって吸引され、吸引されなかったドロスや破材については所定の開口を介して関節駒加工ユニットの外部に排出される。

さらに、芯出しユニットを構成する芯調整チャックユニットの開閉自在な一対の位置調整用チャック部材をパイプ部材を挟んで対向配置させたことによって、アンローダパイプ部材をパイプ部材の貫通孔に配置させる際、位置調整用チャック部材を上下動させることなく、位置調整用チャック部材にアンローダパイプ部材が衝突することが防止される。

本発明によれば、第１内部空間に比べて空間体積が大幅に小さな第２内部空間を有するチャンバーの開口に集塵用配管を取り付け、この第２内部空間内でパイプ部材にレーザ光を照射して関節駒を加工／切断するので、レーザ加工中に発生するドロスやパイプ部材の破材が、広範囲に飛散することが防止されて、点検作業やメンテナンスを効率的に行える関節駒製造装置を提供することができる。また、位置調整用チャック部材を上下動させることなく、アンローダパイプ部材の衝突が防止されるので、１個あたりの関節駒製造時間の短縮を図れる関節駒製造装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１３は本発明の一実施形態にかかり、図１は関節駒製造装置の概略構成を説明する平面図、図２は関節駒製造装置の構成を説明する作業者側から見た側面図、図３は給材ハンドユニットの構成を説明する図、図４は加工ユニットの構成を説明する図、図５は回転用モータ部の概略構成を説明する模式図、図６は回転用モータ部の正面図、図７は加工ユニット内に配置されるチャンバーと回転用モータ部、レーザ発振器、ストッパユニット、芯調整チャックユニットの関係を説明する図、図８はチャンバーの構成を説明する図、図９はチャンバーに対するレーザ発振器、回転軸ユニット、ストッパユニット、芯調整チャックユニット、アンローダパイプ、破材回収箱の関係を具体的に説明する図、図１０は排出ユニットの構成を説明する図、図１１はパイプ部材をレーザ加工している状態を説明する図、図１２は回収ユニットの構成を説明する図、図１３は吸引孔ドロス除去ユニットの構成を説明する図である。

図１に示すように関節駒製造装置１は、関節駒加工用パイプ部材供給ユニット（以下、給材ユニットと略記する）２と、関節駒加工ユニット（以下、加工ユニットと略記する）３と、関節駒排出ユニット（以下、排出ユニットと略記する）４と、アンローダパイプドロス除去ユニット（以下、ドロス除去ユニットと略記する）５と、第１集塵機６と、第２集塵機７と、レーザ用電源８と、定電圧装置９等とを備えて構成されている。

なお、関節駒製造装置１には操作盤２０が設けられている。操作盤２０は、給材ユニット２、加工ユニット３、排出ユニット４等の動作をシーケンス制御する制御装置である図示しない例えばＰＬＣ（プログラマブルコントローラー）に接続されている。また、関節駒製造装置１には図示しないパソコン（以下、ＰＣと略記する）が設けられている。ＰＣは、関節駒製造装置１で加工する品目、加工数、加工日の入力や、事前に登録されている品目に対応する各種条件の選択等を行えるとともに、関節駒製造工程中の稼働状況を集中管理する。

給材ユニット２、加工ユニット３及び排出ユニット４の構成を順に説明する。
まず、図１ないし図３を参照して給材ユニット２の構成を説明する。

給材ユニット２においては直径寸法が例えば６ｍｍから１５ｍｍまでの範囲の、所定形状の関節駒（例えば図１５で示した関節駒２０１ａ参照）を形成するための部材である、ステンレス製のパイプ部材１０を加工ユニット３に供給する。

給材ユニット２は、ピッチコンベアで構成されるストッカ２１と、パイプ部材直径計測部２２と、パイプ部材送り機構部２３とで主に構成されている。

ストッカ２１には複数のパイプ部材１０が配置される。そのため、ストッカ２１の所定位置には、パイプ部材１０を安定した状態で配置することを可能にするＶ字形状の図示しないＶ溝が所定ピッチで形成されている。パイプ部材１０には図示しない治具が配設され、この治具が図１中の右側に形成されたＶ溝に配置されるようになっている。

パイプ部材直径計測部２２には例えば図示しないレーザ測長器が備えられている。レーザ測長器によってパイプ部材１０の径寸法の計測が行われる。

パイプ部材送り機構部２３は、図示しない例えば複数段階（例えば３段階）で構成された給材エレベータと、給材ハンドユニット２４と、送り込み用モータ２５と、チェーン２６とで主に構成されている。

なお、図１及び図２中の矢印に示す方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とする。Ｘ軸方向はいわゆるパイプ部材供給方向であり、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に直交して図に示す作業者に対して直交する方向であり、Ｚ方向はいわゆる上下方向である。

給材エレベータは、ストッカ２１のＶ溝に配置された状態で所定位置まで移動されたパイプ部材１０をパイプ部材送り機構部２３でＺ軸方向に移動させる。給材ハンドユニット２４には、パイプ部材送り機構部２３の所定位置に移動されたパイプ部材１０に配設されている治具を把持する把持部２７が設けられている。給材ハンドユニット２４は、細長な案内部材２８に摺動自在に配設されている。送り込み用モータ２５のモータ軸にはスプロケット２９が固設されている。スプロケット２９にはチェーン２６が噛合して配置されている。パイプ部材送り機構部２３を構成する機構部本体３０にはチェーン２６が噛合するスプロケット３１が設けられている。

したがって、送り込み用モータ２５が、制御装置からの制御信号に基づいて、回転駆動されてモータ軸が回転を開始することによって、モータ軸に固設されているスプロケット２９が回転を開始して、スプロケット２９、３１に噛合して設けられているチェーン２６が回動移動される。そして、チェーン２６の回動移動に伴って、給材ハンドユニット２４が案内部材２８上をＸ軸方向に対して進退移動する構成になっている。

次に、図１及び図２と、図４ないし図９を参照して加工ユニット３について説明する。
加工ユニット３においては、給材ユニット２によって供給されたパイプ部材１０を所定形状及び所定寸法の関節駒に連続して加工／切断する。

図１、図２及び図４に示すように加工ユニット３は、回転軸ユニット４１と、レーザユニット４２と、芯出しユニット４３と、チャンバー４４とで主に構成されている。これら回転軸ユニット４１、レーザユニット４２、芯出しユニット４３及びチャンバー４４は、加工ユニット３の外装を構成する加工ユニット外装部材４５の内部である第１内部空間４６内に配設されている。加工ユニット外装部材４５には、関節駒製造装置１を集中管理するＰＣに接続された操作盤２０が設けられている。この操作盤２０には、前記ＰＣで登録或いは選択された加工する品目、加工数や、条件等の各種データが送信される。なお、操作盤２０は、図１の矢印Ａに示すように回動自在に構成されている。

なお、符号４５ａは扉である。扉４５ａは例えば透明部材で形成され、開閉自在である。

回転軸ユニット４１は、給材ユニット２によって供給されたパイプ部材１０を把持し、そのパイプ部材を把持した状態で、パイプ部材１０を回転させたり、パイプ部材１０をＸ軸方向に進退移動させる。回転軸ユニット４１は、パイプ部材回転用モータ部（以下、回転用モータ部と略記する）５１と、回転用モータ部５１のに配設されるチャック機構部５２と、回転用モータ部５１が固設されるＸ軸移動テーブル５３とで主に構成されている。

図５及び図６に示すように回転用モータ部５１は、モータ部５４を構成するステータ５５及びロータ５６と、チャック機構部５２のパイプ部材把持部を構成するチャック爪５８ａ及びチャック本体５８ｂと、回転軸ロータ５７と、一対の軸受部５９と、エンコーダ６０とで主に構成されている。

ステータ５５はコイルが巻回して構成されている。ロータ５６はステータ５５内に配設された回転体である。回転軸ロータ５７は前記パイプ部材１０が挿通する中央貫通孔であるパイプ部材挿通孔５７ａを備えた中空部品であり、ロータ５６に対して同軸に一体的に固定されている。

チャック機構部５２はチャック本体５８ｂと例えば３つのチャック爪５８ａとで構成されている。チャック本体５８ｂは回転軸ロータ５７の先端側に図示しないビスによって一体的に連結固定されている。チャック本体５８ｂにはパイプ部材挿通孔５７ａに対向する貫通孔５８ｃが形成されている。パイプ部材挿通孔５７ａ、貫通孔５８ｃ内を通過してチャック爪５８ａより前方に突出したパイプ部材１０の外周面はチャック爪５８ａの把持面５８ｄによって把持される。チャック本体５８ｂには、制御装置からの制御信号に基づいて、チャック爪５８ａを中心軸方向に対して進退移動させて、径寸法の異なるパイプ部材１０の把持を可能にする例えば空圧装置が設けられている。

軸受部５９は回転軸ロータ５７の細径外周面を回動自在に支持する。エンコーダ６０は位置検出器であり、回転軸ロータ５７の回転量を検出する。符号６１はモータ台である。

上述のように構成した回転用モータ部５１は、チャック機構部５２の中心軸とモータ部５４の回転中心とが同一軸上に位置することによって、チャック機構部５２によって把持されたパイプ部材１０の中心軸と回転用モータ部５１の中心軸とが一致した状態になる。また、チャック機構部５２を構成するチャック本体５８ｂがロータ５６に一体固定された回転軸ロータ５７の先端面に配設されていることによって、ロータ５６と回転軸ロータ５７とチャック本体５８ｂとチャック爪５８ａとが直結された状態である。

したがって、回転用モータ部５１を構成するチャック機構部５２によってパイプ部材１０を把持させた状態で、モータ部５４を構成するロータ５６を回転させることによって、ロータ５６の回転がチャック機構部５２に直接的に伝達されて、パイプ部材１０もロータ５６の回転に伴った回転状態になる。

Ｘ軸移動テーブル５３にはテーブル６２及びこのテーブル６２をＸ軸方向に対して進退移動させるＸ軸制御モータ６３が設けられている。テーブル６２にはモータ台６１が一体に固定される。Ｘ軸制御モータ６３が、制御装置からの制御信号に基づいて駆動されることによって、テーブル６２がＸ軸方向に進退移動する。

つまり、テーブル６２がＸ軸制御モータ６３によって直接的にＸ軸方向に対して進退移動される一方、チャック機構部５２がモータ部５４によって直接的に回転されるので、チャック機構部５２によって把持されているパイプ部材１０は制御装置からの制御信号に基づいて同期制御される。

前記図１、図２及び図４に示すようにレーザユニット４２は主に、レーザ発振器６５と、Ｙ軸方向移動機構部６６と、Ｚ軸方向移動機構部６７とで主に構成されている。レーザ発振器６５は、制御装置からの制御信号に基づいて所定のレーザ光をパイプ部材１０の外表面に向けて出射して、パイプ部材１０を加工／切断する。Ｙ軸方向移動機構部６６は、制御装置からの制御信号に基づいて、テーブル６２をＹ軸方向の所定位置に移動させる。Ｚ軸方向移動機構部６７は、制御装置からの制御信号に基づいて、レーザ発振器６５をＺ軸方向に対して所定距離だけ上下動させる。

前記図１、図２及び図７に示すように芯出しユニット４３は主に、ストッパユニット７１と、芯調整チャックユニット７２とで構成されている。ストッパユニット７１には前記給材ユニット２によって供給されたパイプ部材１０の先端部が当接する当接部７３と、当接部７３にパイプ部材１０が当接したことを検出する当接検出部７４とが設けられている。芯調整チャックユニット７２には、一対の位置調整用チャック部材（以下、調整用チャックと略記する）７５が設けられている。調整用チャック７５の間隔は給材ユニット２によって供給されたパイプ部材１０が衝突することなく通過する幅寸法である。パイプ部材１０を挟んで配置された調整用チャック７５は、制御装置からの制御信号に基づいて動作され、具体的には図示しない駆動機構部によって閉動作されることによってパイプ部材１０を把持する。

図１、図４及び図７ないし図９に示すようにチャンバー４４は、第１内部空間４６内にさらに別な空間部である第２内部空間８０を形成する、いわゆるケース体である。チャンバー４４には、破材排出開口８１、回転軸ユニット側開口８２、パイプ部材突出開口８３、レーザ発振器挿抜開口８４、吸引用開口８５が形成されている。回転軸ユニット側開口８２とパイプ部材突出開口８３とは略同軸上に位置して形成されている。

破材排出開口８１の直下には破材回収箱８６が配設されるようになっている。回転軸ユニット側開口８２には、制御装置からの制御信号に基づいて、回転軸ユニット４１のチャック機構部５２が挿抜されるようになっている。パイプ部材突出開口８３からは給材ユニット２によって供給されたパイプ部材１０の先端側部が突出するとともに、後述するアンローダパイプ（符号１０１と記載）が挿抜されるようになっている。レーザ発振器挿抜開口８４には、制御装置からの制御信号に基づいてレーザ発振器６５が上下動することによって挿抜されるようになっている。吸引用開口８５には第２集塵機７から延出する第２ダクト７ａに連結された集塵パイプ８７が連結されるようになっている。吸引用開口８５には比較的大きな破材が集塵パイプ８７内に侵入することを防止する網目状のカバー部材８８が設けられている。

したがって、第２集塵機７を吸引状態にすることによって、レーザ加工によって溶融されてパイプ部材１０の外周面より周囲に飛散するドロスの一部が、吸引用開口８５、集塵パイプ８７、第２ダクト７ａを介して吸引されるようになっている。

なお、符号８９はエアーブローである。エアーブロー８９は、パイプ部材１０を加工／切断している際に形成される破材が、パイプ部材１０とアンローダパイプ１０１との間の隙間に侵入することを防止するためのエアーを噴出する。このエアーブロー８９の噴出方向を作業者の立つ位置方向に調整して、破材が扉４５ａを備えた開口の形成されていない壁側に向かって吹き飛ばされるようにしている。

次いで、図１及び図１０から図１２までを参照して排出ユニット４について説明する。
排出ユニット４においては加工ユニット３で加工／切断して形成された関節駒を収納箱まで移動して収納する。

図に示すように排出ユニット４は、アンローダユニット９１と、取り出しユニット９２と、回収ユニット９３とで主に構成されている。アンローダユニット９１、取り出しユニット９２及び回収ユニット９３は、排出ユニット外装部９４内に配設されている。

排出ユニット外装部９４内には、排出ユニット４に加えて前記ドロス除去ユニット５を構成する吸引孔ドロス除去ユニット（以下、第１ドロスユニットと略記する）９５ａ及び貫通孔内面ドロス切除ユニット（以下、第２ドロスユニットと略記する）９５ｂが設けられている。

アンローダユニット９１は、摺動テーブル９６と、アンローダ本体９７と、回転保持部９８と、例えば４つのアンローダパイプ取付け部材（以下、取付け部材と略記する）９９と、着脱部であるコレットチャック１００に着脱されるアンローダパイプ１０１とで主に構成されている。なお、取付部材９９には予め、加工するパイプ部材１０の径寸法に対応するアンローダパイプ１０１が取り付けられるようになっている。

アンローダ本体９７は、摺動テーブル９６上のＸ軸方向に対して摺動自在に配設され、図示しない駆動機構によってＸ軸方向に進退移動されるようになっている。アンローダ本体９７は初期状態においては例えば図１０中に二点鎖線で示す関節駒取り出し位置に配置され、制御装置からの制御信号に基づいて、関節駒取り出し位置から関節駒加工位置まで及びその逆方向に移動する。

回転保持部９８はアンローダ本体９７に固設されている。回転保持部９８には図示しない回転テーブルが設けられており、この回転テーブルに取付部材９９が等間隔で固定されている。本実施形態においては、回転保持部９８の回転テーブルが９０度ずつ回動される構成である。したがって、制御装置からの制御信号に基づいて回転テーブルの回転が停止された状態において、所定の取付部材９９がＺ軸に平行な状態又はＸ軸に平行な状態になる。

アンローダパイプ１０１は、取付部材９９にコレットチャック１００を介して取り付けられる。アンローダパイプ１０１には、外周面の所定位置に所定の径寸法の吸引孔１０１ａが形成されている。吸引孔１０１ａは、アンローダパイプ１０１の貫通孔に連通する連通孔であって、レーザ光の光路中に位置するように形成され、レーザ加工中に発生するドロスを吸引する。

アンローダパイプ１０１は、レーザ光の透過を防止するとともに、レーザ光によってパイプ部材１０を加工中に発生する溶融した一般的にドロスと呼ばれる、溶融物を吸引する管路を構成する。そのため、アンローダパイプ１０１は、レーザ光の透過を防止するため、反射率が高く、かつ孔のあきにくい、例えばりん脱酸銅で形成されている。
なお、取付部材９９の後部には第１集塵機６から延出する第１ダクト６ａに連結された図示しないドロス吸引用ホースが連結されている。

アンローダパイプ１０１はパイプ部材１０の貫通孔内に配置される。このため、アンローダパイプ１０１の径寸法は、貫通孔の内径寸法より小径である。本実施形態において、アンローダパイプ１０１は、パイプ部材１０の径寸法に対応させて、異なる径寸法のものが例えば４種類、用意してある。

図１１に示すようにドロス吸引孔（以下、吸引孔と略記する）１０１ａを有するアンローダパイプ１０１は、パイプ部材１０にレーザ光を照射して関節駒を形成する際、パイプ部材１０の貫通孔内の所定位置に配置される。アンローダパイプ１０１は、レーザ発振器６５からパイプ部材１０の外表面に向けてレーザ光が照射された際、このレーザ光がパイプ部材１０の照射面と対向した面側の外表面まで到達することを防止するとともに、レーザ光によって溶融されてパイプ部材１０から飛散するドロスの吸引を行う。

具体的に、レーザ発振器６５からパイプ部材１０に向けて照射されたレーザ光は、まずパイプ部材１０の外表面を貫通する。その後、レーザ光は、吸引孔１０１ａを通過してアンローダパイプ１０１の内周面に到達し、この内周面で反射される。このことによって、パイプ部材１０の一方向側から照射されたレーザ光が、アンローダパイプ１０１を通過してパイプ部材の他方向側の外表面まで到達することが防止される。

また、レーザ発振器６５から照射されたレーザ光がパイプ部材１０に到達することによって、パイプ部材１０が溶融される。この状態において、溶融物を除去することによって、パイプ部材１０の加工及び切断を行える。このため、レーザー光を照射した際、溶融物が除去されるように、レーザ光照射面にアシストガスを吹き付けるとともに、第１集塵機６を吸引状態にしておく。このことによって、アシストガスによって飛散されたドロスの一部は、パイプ部材１０の貫通孔側に落下して、レーザ照射面の略直下に配置されている吸引孔１０１ａ、取付部材９９の貫通孔、第１ダクト６ａに連結されたドロス吸引用ホースを介して吸引される。

取り出しユニット９２は、関節駒回収ハンド（以下、ハンドと略記する）１１１と、ハンド上下移動機構部１１２と、ハンド旋回機構部１１３と、関節駒落とし口（以下、落とし口と略記する）１１４とで主に構成されている。符号１１５は支柱であり、支柱１１５にはハンド上下移動機構部１１２及び落とし口１１４が配設されるようになっている。

ハンド１１１は、例えばエアシリンダで構成されるハンド上下移動機構部１１２によって上下動され、例えばエアシリンダとロータリアクチュエータとで構成されるハンド旋回機構部１１３によって旋回動作される。ハンド１１１にはハンド開状態（以下、開状態と略記する）とハンド閉状態（以下、閉状態と略記する）とを適宜切り替える図示しない開閉機構部が設けられている。ハンド１１１は、制御装置からの制御信号に基づいて、開閉機構部が動作されて、開閉状態が切り替えられる。取付部材９９が関節駒取り出し位置に配置されている状態のとき、ハンド１１１をアンローダパイプ１０１に遊嵌配置されている関節駒に対して閉状態にすることによって関節駒を把持することができるようになっている。一方、開閉機構部を動作させて前記ハンド１１１が閉状態から開状態に動作されることによって、例えばハンド１１１によって把持されていた関節駒を落下させることができる。なお、ハンド１１１は、関節駒の径寸法の違いに応じて、大きな径寸法の関節駒に対応した大径用ハンドと径寸法が小さな関節駒に対応した小径用ハンドとに切替え可能である。

回収ユニット９３は、図１２に示すように上段コンベア１２１と、下段コンベア１２２と、収納箱用エレベータ１２３と、収納箱プッシャー１２４とで主に構成されている。上段コンベア１２１及び下段コンベア１２２にはベルト１２５ａ、１２５ｂ及びこのベルト１２５ａ、１２５ｂを所定量移動させるモータ１２６ａ、１２６ｂがそれぞれ設けられている。

収納箱１２７は、ベルト１２５ａ、１２５ｂ上に例えば７個設置されるようになっている。回収口１２８の直下には収納箱１２７の開口部分が配置されるようになっている。

収納箱用エレベータ１２３は、下段コンベア１２２のベルト１２５ｂと上段コンベア１２１のベルト１２５ａとの間を上下動して、下段コンベア１２２に載置されている空の収納箱１２７を上段側に移動させる。収納箱プッシャー１２４は、収納箱用エレベータ１２３によって下段コンベア１２２から上段コンベア１２１に隣り合う位置まで移動された空の収納箱１２７を回収口１２８の直下に配置させる。

次に、ドロス除去ユニット５について説明する。
図１０及び図１３に示す、ドロス除去ユニット５を構成する第１ドロスユニット９５ａは、アンローダパイプ１０１の吸引孔１０１ａの縁部に固着したドロスを除去する。

第１ドロスユニット９５ａは、アンローダパイプ１０１の先端部を保持する先端保持機構部１３０と、吸引孔１０１ａに固着したドロスを除去するドロス除去機構部１４０とで構成される。

先端保持機構部１３０は、当接面１３１を有する先端保持部材１３２と、先端保持部材１３２が配設される摺動ブロック１３３と、保持用摺動テーブル１３４と、摺動ブロック１３３をＹ軸方向に進退移動させる保持機構用エアシリンダ１３５とで主に構成されている。

当接面１３１は、Ｚ軸に平行な状態のアンローダパイプ１０１の先端部側面に当接する。当接面１３１には、アンローダパイプ１０１の径寸法の違いに対応する当接部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄが段階的に設けられている。保持用摺動テーブル１３４には、摺動ブロック１３３が摺動自在に配置される。このことによって、摺動ブロック１３３が摺動移動した際、先端保持部材１３２のＹ軸方向の移動ぶれが防止される。

なお、４種類のアンローダパイプ１０１が、先端保持部材１３２の当接面１３１に設けられている対応する当接部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄに確実に配置されるように、先端保持部材１３２と摺動ブロック１３３との連結固定部には、位置調整を行うための図示しない配置位置調整部が設けられている。配置位置調整部は、例えば摺動ブロック１３３が最もアンローダパイプ１０１側に移動されたとき、先端保持部材１３２の位置を付勢力によって調整する図示しない付勢部材である。

したがって、取付部材９９に最も太径なアンローダパイプ１０１が配置されている場合、先端部側面に最先端側に設けられた当接部１３１ａが当接し、径寸法が細径なアンローダパイプ１０１が配置されている場合には先端部側面に当接部１３１ｄが当接する。

また、符号１３６、１３７は保持機構用固定枠であり、保持機構用エアシリンダ１３５及び保持用摺動テーブル１３４が固設される。

一方、ドロス除去機構部１４０は、ポンチ部１４１を設けた先端構成部１４２と、この先端構成部１４２をＸ軸方向に進退移動させる除去機構用エアシリンダ１４３とで主に構成されている。

ポンチ部１４１を設けた先端構成部１４２は、アンローダパイプ１０１の先端部側面が当接面１３１の当接部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄのいずれかによって保持されている状態で、吸引孔１０１ａに向かって移動される。

除去機構用エアシリンダ１４３によって先端構成部１４２が、最もアンローダパイプ１０１側に移動された突出状態になったとき、ポンチ部１４１の先端がアンローダパイプ１０１に設けられている吸引孔１０１ａの略中心位置に配置される。このことによって、縁部に固着したドロスがポンチ部１４１によって破壊除去される。

なお、符号１４４は支柱１１５に固定された除去機構用固定枠であり、除去機構用エアシリンダ１４３が固設される。

図１０に示す、ドロス除去ユニット５を構成する第２ドロスユニット９５ｂは、アンローダパイプ１０１の貫通孔内面に固着したドロスを切除する。

第２ドロスユニット９５ｂは多軸ドリル１５１として構成され、例えば２種類のドリル１５２が配置されている。第２ドロスユニット９５ｂは、ドリル進退機構１５３によって、Ｘ軸方向に対して進退移動される構成である。ドリル１５２は、アンローダパイプ１０１の貫通孔の径寸法に対応する径寸法であり、制御装置からの制御信号に基づいて交換配置されるようになっている。

ドリル１５２は、回転状態でアンローダパイプ１０１の貫通孔内に配置される。このことによって、吸引孔１０１ａを介して貫通孔内に吸引して貫通孔内面に固着したドロスは、回転するドリル１５２によって切除される。

前記制御装置は、上述したように制御信号を出力することによって例えば、送り込み用モータ２５の動作制御、チャック機構部５２の把持制御、モータ部５４の回転制御及びＸ軸制御モータ６３の動作制御を含む同期制御、レーザ発振器６５からのレーザ光の照射制御、Ｚ軸方向移動機構部６７の動作制御、調整用チャック７５の開閉制御、アンローダ本体９７の移動制御、回転保持部９８の回動位置制御、ハンド１１１の開閉制御、ハンド上下移動機構部１１２の移動制御、ハンド旋回機構部１１３の旋回制御、コンベア１２１、１２２に設けられているモータ１２６ａ、１２６ｂの駆動制御、収納箱用エレベータ１２３の移動制御、収納箱プッシャー１２４の押し出し制御、保持機構用エアシリンダ１３５の進退移動制御及び除去機構用エアシリンダ１４３の進退制御等を行う。

なお、摺動テーブル９６の所定位置にはアンローダ本体９７の移動位置を検出する移動位置検出センサ１０５が設置されている。移動位置検出センサ１０５は、後述するパイプ部材引き抜き動作時において、加工ユニット３側に位置しているアンローダパイプ１０１が加工ユニット外装部材４５に衝突しない位置であるか否かを読み取る。また、落とし口１１４と回収口１２８とは例えば透明の樹脂パイプ部材１２９によって連結されている。したがって、落とし口１１４に落下された関節駒は、樹脂パイプ部材１２９、回収口１２８を介して収納箱１２７内に落下する。そして、回収口１２８には収納箱１２７内に落下する関節駒の個数をカウントする通過センサ（不図示）が設けられている。

上述のように構成されている関節駒製造装置１の作用を説明する。
連続運転（自動運転）工程開始前の段取り作業について説明する。

まず、関節駒製造装置１のメイン電源をＯＮ状態にする。次に、所望の関節駒の連続生産を開始するに当たって、加工する品目、加工数、加工日等の必要事項を入力し、予め登録されている加工品目に対応するＮＣプログラムを集中管理するＰＣにて操作盤２０に送信するための処理を行った後、関節駒製造装置１に設けられている操作盤２０をＯＮ状態にする。すると、操作盤２０にＰＣから送信された情報である品目、加工数、各種条件、ＮＣプログラム等の読み込みが自動的に行われる。また、第１集塵機６及び第２集塵機７が作動状態に切り替えられて集塵を開始する。

次いで、作業者が操作盤２０に設けられている図示しない加工位置移動指令ボタンを操作する。すると、アンローダ本体９７、ストッパユニット７１の当接部７３、回転軸ユニット４１が載置されているＸ軸移動テーブル５３、Ｙ軸方向移動機構部６６、Ｚ軸方向移動機構部６７、給材エレベータ等の周辺装置が加工開始位置に移動して、装置側の準備は完了となる。

最後に、作業者は、給材ユニット２のストッカ２１のＶ字溝に、治具が装着されている所定径寸法のパイプ部材１０を配置する。また、排出ユニット４の下段コンベア１２２のベルト１２５ｂ上に空の収納箱１２７を最大７個までセットする。このことによって、開始前の段取り作業が完了する。

ここで、作業者は操作盤２０に設けられている図示しない運転モードスイッチを「連続」に切替設定し、その後、起動ボタンを操作する。すると、制御装置からＰＣへ連続運転開始時間の情報が書き込まれ、以下に説明する連続運転工程が開始される。

連続運転工程を工程毎に具体的に説明する。
パイプ部材供給位置設置工程を説明する。

給材ユニット２のストッカ２１が図１中の作業者側に向かって１ピッチずつ移動を開始する。これと同時に、加工ユニット３に設けられている回転軸ユニット４１を構成するチャック機構部５２のチャック爪５８ａが対応するパイプ部材１０が通過可能な開状態に切り替えられるとともに、芯調整チャックユニット７２の調整用チャック７５もパイプ部材１０が通過可能な開状態に切り替えられる。

ストッカ２１の移動によってパイプ部材１０が、パイプ部材送り機構部２３の１つ手前である待機位置に到達すると、パイプ部材直径計測部２２によってパイプ部材１０の径寸法の計測が行われる。ここで、パイプ部材１０の径寸法が予め設定した値に一致していた場合には、パイプ部材１０をパイプ部材送り機構部２３に向けて移動する。そして、パイプ部材１０がパイプ部材送り機構部２３の所定位置に移動されたことが図示しないセンサによって検出されることによって、パイプ部材１０の供給位置への設置が完了する。
なお、パイプ部材１０のパイプ部材径が予め設定した値から外れていた場合には、アラーム表示がされるとともに、ストッカ２１が停止状態に切り替えられる。

パイプ部材送り込み工程を説明する。
パイプ部材１０がパイプ部材送り機構部２３の所定位置に移動されたことが検出されると、給材エレベータが上昇を開始して給材ハンドユニット２４の把持部２７によってパイプ部材１０に設けられている治具が把持される。そして、図示しないセンサによってパイプ部材１０の把持が検出されると、送り込み用モータ２５が駆動されて、チェーン２６が所定方向に回転移動される。このことによって、給材ハンドユニット２４が案内部材２８上を移動して、パイプ部材１０が徐々に加工ユニット３内に送り込まれていく。そして、加工ユニット３に送り込まれていくパイプ部材１０は、回転軸ユニット４１に設けられている回転軸ロータ５７のパイプ部材挿通孔５７ａ、チャック本体５８ｂの貫通孔５８ｃ、チャンバー４４に形成されている回転軸ユニット側開口８２、第２内部空間８０、パイプ部材突出開口８３を通過して、ストッパユニット７１の当接部７３に向かって移動していく。そして、パイプ部材１０がストッパユニット７１の当接部７３に当接すると、当接検出部７４によってパイプ部材１０が当接部７３に当接したことが検出されて、前記給材ユニット２に設けられている送り込み用モータ２５の駆動が停止される。このことによって、パイプ部材１０の送り込みが完了する。
なお、パイプ部材１０の送り込み途中において、すなわち、給材ハンドユニット２４の位置が移動して変化するごとに、給材エレベータが順に下降していくように構成されている。

パイプ部材の加工位置調整工程を説明する。
パイプ部材１０の送り込みが停止されると、制御装置から制御信号に基づいて、まず、調整用チャック７５が開状態から閉状態に切り替えられてパイプ部材１０を把持した状態になる。また、チャック機構部５２のチャック爪５８ａが開状態から閉状態に切り替えられてパイプ部材１０を把持した状態になる。その後、再び、調整用チャック７５が把持状態から開状態に切り替えられるとともに、給材ハンドユニット２４、給材ユニット２のチェーン２６がフリーな状態になる。次いで、チャック機構部５２が一体な回転軸ユニット４１が載置されているＸ軸移動テーブル５３が給材ユニット２側に移動を開始して、パイプ部材１０の先端部側がチャンバー４４に設けられているレーザ発振器挿抜開口８４直下のレーザ加工位置近傍まで移動される。

パイプ部材１０がレーザ加工位置まで移動されたことが検出されると、パイプ部材移動軸上に配置されていたストッパユニット７１の当接部７３が例えば作業者から離れる方向である奥側に待避してパイプ部材１０の加工位置調整が完了する。
なお、当接部７３は、新たなパイプ部材１０の送り込みが開始されるまで継続的に待避位置に留まっている。

レーザ加工工程について説明する。
当接部７３が所定値に待避したことが図示しないセンサによって検出されると、Ｚ軸方向移動機構部６７が駆動されて、レーザ発振器６５がレーザ発振器挿抜開口８４を通過してパイプ部材１０の径寸法に対応する加工位置まで下降する。また、排出ユニット４に設けられているアンローダ本体９７が摺動テーブル９６上を加工ユニット３側に移動される。このことによって、回転保持部９８に設けられて所定位置に平行配置されていたアンローダパイプ１０１がパイプ部材突出開口８３を通過してパイプ部材１０の貫通孔内の所定位置に配置される。つまり、レーザ発振器６５及び取付部材９９が第２内部空間８０内に位置する。

そして、回転軸ユニット４１、レーザ発振器６５、アンローダパイプ１０１が加工位置に配置されたなら、予め指定したＮＣプログラムによって回転用モータ部５１によるパイプ部材１０の回転と、Ｘ軸移動テーブル５３の進退移動によるパイプ部材１０のＸ軸方向の同期制御が行われるとともに、レーザ発振器６５からパイプ部材１０の外表面に向けてレーザ光が照射されて加工及び切断が行われる。

レーザ光による加工／切断中においては、レーザ発振器６５に設けられている図示しないノズルからパイプ部材１０に向けてアシストガスが噴射される。アシストガスが噴出されることによって、レーザ光によって溶融されたドロスが加工部から飛散されていく。また、パイプ部材１０を加工／切断する際に形成されてしまう破材が、パイプ部材１０と取付部材９９との間の隙間に侵入することを防止するためのエアーを、エアーブロー８９からパイプ部材１０に向けて噴出させる。なお、第１集塵機６によるアンローダパイプ１０１を介してのドロスの吸引や、第２集塵機７による吸引用開口８５を介しての第２内部空間８０内で飛散するドロスや破材の吸引も行われる。

このことによって、レーザ光によって溶融されてパイプ部材１０の貫通孔側に落下するドロスがアンローダパイプ１０１を介して第１集塵機６によって吸引され、アシストガスによって第２内部空間８０に飛散されるドロスの一部が第２集塵機７によって吸引され、残りのドロスは破材排出開口８１から破材回収箱８６に落下していく。また、エアーブローによって吹き飛ばされた破材は、破材排出開口８１から破材回収箱８６に落下する。

本実施形態においては、チャンバー４４内の第２内部空間８０内において、パイプ部材１０にレーザ光を照射して加工／切断を行うとともに、チャンバー４４に設けた吸引用開口８５及びアンローダパイプ１０１を介して工程中常時集塵を行うことによって、レーザ加工の際に発生するドロスや破材がチャンバー４４の第２内部空間８０内から外部に飛散することを確実に防止することができる。

また、チャック機構部５２を構成するチャック本体５８ｂと回転軸ロータ５７とを回転用モータ部５１を構成するロータ５６に直結させたことによって、ロータ５６を回転させることによって、ロータ５６の回転をチャック機構部５２に直接的に伝達させて、パイプ部材１０もロータ５６の回転に伴って回転させることができる。加えて、チャック機構部５２によって把持されたパイプ部材１０を高速で回転制御することができる。このことによって、レーザ光による加工／切断速度を大幅に向上させて、高精度の関節駒が加工される。

関節駒取り出し工程について説明する。
ＮＣプログラムによる関節駒の加工／切断が終了すると、アンローダパイプ１０１上に関節駒が遊嵌状態で載置された状態になるとともに、加工／切断された旨を告知する制御信号が制御装置から出力される。すると、レーザ発振器６５からのレーザー光照射及びアシストガスの噴出が停止される。その後、Ｚ軸方向移動機構部６７が上方向に移動を開始してレーザ発振器６５がレーザ発振器挿抜開口８４を通過してチャンバー４４より外側の所定位置に移動される。また、加工ユニット３側に移動配置されていたアンローダ本体９７が関節駒取り出し位置方向に移動を開始して、パイプ部材１０の貫通孔内に配置されて関節駒が載置された状態のアンローダパイプ１０１がパイプ部材突出開口８３を通過して排出ユニット４側に移動される。

アンローダ本体９７が移動している状態において、移動位置検出センサ１０５によってアンローダ本体９７の移動が検出される。すると、アンローダパイプ１０１が衝突しない状態である。このため、次の関節駒を加工するための準備として、まず、前記パイプ部材１０を把持するチャック機構部５２を備えた回転軸ユニット４１が載置されているＸ軸移動テーブル５３が芯調整チャックユニット７２側に所定量移動される。そして、開状態の調整用チャック７５が閉状態になってパイプ部材１０を把持した状態になる。

次に、閉状態であったチャック機構部５２のチャック爪５８ａが開状態に変化し、その後、Ｘ軸移動テーブル５３が関節駒加工長さ分だけ給材ユニット２側に移動される。このことによって、パイプ部材１０がチャック機構部５２の先端側から突出するように引き抜き動作が行われる。

次いで、Ｘ軸移動テーブル５３が移動を完了すると、チャック爪５８ａが再び閉状態に変化してパイプ部材１０を把持する。このとき、調整用チャック７５が開状態になる。このことによって、パイプ部材１０の引き抜き動作が完了する。この後、Ｘ軸移動テーブル５３が再び給材ユニット２側に移動して、パイプ部材１０の先端側をレーザ加工位置に配置させる。このことによって、次の関節駒の加工を開始することが可能な状態になる。

一方、前記アンローダ本体９７が関節駒取り出し位置に戻ったことが確認されると、回転保持部９８が９０度回転する。このことによって、加工／切断された関節駒を載置しているアンローダパイプ１０１が配設されている取付部材９９がＺ軸の上方を指した状態で停止される。すると、このアンローダパイプ１０１の延長線上に配置されているハンド１１１がハンド上下移動機構部１１２によって下方向に動作される。そして、開状態のハンド１１１が関節駒回収位置に到達すると、ハンド１１１が閉状態に切り替えられる。このことによって、関節駒がハンド１１１によって把持される。

次に、ハンド上下移動機構部１１２が上方向に動作して関節駒を把持しているハンド１１１が上昇を開始する。そして、ハンド１１１が所定量上昇することによってハンド１１１が上限に到達したことが検知される。すると、ハンド１１１がハンド旋回機構部１１３によって落とし口１１４に向けて旋回される一方、前記回転保持部９８を前述とは逆方向に９０°回転されて、再び、取付部材９９に設けられているアンローダパイプ１０１の先端側をパイプ部材突出開口８３に対向させた状態になる。このとき、前述したパイプ部材１０の引き抜き動作が終了して、パイプ部材１０が加工位置に配置されている状態であるなら、次の関節駒を加工するためにアンローダ本体９７が加工ユニット３側に移動される。このことによって、再び、アンローダパイプ１０１がパイプ部材１０の貫通孔内の所定位置に配置され、次の関節駒の加工／切断が開始される。

前記ハンド旋回機構部１１３によって旋回されたハンド１１１が落とし口１１４に対向する所定位置に到達したなら旋回が停止される。そして、ハンド１１１が閉状態から開状態に切り替えられる。このことによって、ハンド１１１によって把持されていた関節駒が落とし口１１４内に落下し、その後、この落とし口１１４から樹脂パイプ部材１２９、回収口１２８を通過して収納箱１２７内に落下する。この収納箱１２７内に関節駒が落下するとき、通過センサによって収納箱１２７に収容された関節駒の個数がカウントされる。

前記落とし口１１４でハンド１１１から関節駒が落下されると、このハンド１１１は前述とは逆方向に旋回して、元の位置に戻り、次の関節駒が加工／切断されるまで待機状態になる。

関節駒回収工程について説明する。

連続運転工程が開始されると同時に下段コンベア１２２のモータ１２６ｂが駆動されて、空の収納箱１２７が加工ユニット３側に移動されていく。そして、空の収納箱１２７が下段コンベア１２２の端部まで移動されたら、モータ１２６ｂの駆動が停止される。すると、図示しない収納箱ホルダが作業者側に移動されて、空の収納箱１２７を下位置に配置されて収納箱用エレベータ１２３の昇降テーブル１２３ａ上に載置される。

昇降テーブル１２３ａ上に収納箱１２７が載置されると、収納箱用エレベータ１２３が駆動されて、昇降テーブル１２３ａが上位置まで上昇する。そして、昇降テーブル１２３ａが上位置に到達すると、収納箱プッシャー１２４が空の収納箱１２７を回収口１２８方向に向けて押し出していく。このことによって、収納箱１２７が上段コンベア１２１のベルト１２５ａ上に配置される。

空の収納箱１２７が上段コンベア１２１に配置されると、上段コンベア１２１のモータ１２６ａが駆動されて、空の収納箱１２７が回収口１２８の直下に移動して、収納箱１２７内に所定の数の関節駒が収納されるまでその位置に留まる。このことによって、回収口１２８を通過した関節駒が収納箱１２７に１つずつ収納されていく。

前記収納箱プッシャー１２４によって空の収納箱１２７が上段コンベア１２１に押し出されて昇降テーブル１２３ａ上から収納箱１２７が移動されると、昇降テーブル１２３ａが下位置に移動される。

回収口１２８の直下に配置されていた収納箱１２７内に所定の数の関節駒が収納されると、モータ１２６ａが駆動されて関節駒が所定の数だけ収納された収納箱１２７を所定量移動する。その後、上述した動作を繰り返し行って、空の収納箱１２７を回収口１２８の直下に配置させる。

アンローダパイプ吸引孔ドロス除去工程について説明する。
アンローダユニット９１を構成するアンローダパイプ１０１には、ドロス吸引用ホースが接続されている。このため、ドロス吸引用ホースを介してアンローダパイプ１０１でドロスを吸引することによって、アンローダパイプ１０１の吸引孔１０１ａの縁部及びアンローダパイプ１０１の内周面にドロスが固着する。

このため、まず、アンローダパイプ１０１の吸引孔１０１ａに固着したドロスを、第２ドロスユニット９５ｂに備えられているポンチ部１４１によって除去する。具体的には、先端保持機構部１３０を構成する先端保持部材１３２の当接面１３１でアンローダパイプ１０１の先端部側面を当接保持した状態で、ドロス除去機構部１４０を構成する先端構成部１４２を移動させ、この先端構成部１４２に設けられているポンチ部１４１の先端を吸引孔１０１ａ内に配置させる。このことによって、吸引孔１０１ａに固着したドロスが除去される。

ここで、吸引孔１０１ａの縁部に固着したドロスを除去する際の動作を簡単に説明する。
前記ハンド上下移動機構部１１２が上方向に動作されて、関節駒を把持しているハンド１１１が所定量上昇したことを検知されると、ハンド旋回機構部１１３によってハンド１１１が旋回する。すると、制御装置から出力される制御信号に基づいて、保持機構用エアシリンダ１３５が動作を開始する。つまり、待機位置に位置していた摺動ブロック１３３が移動を開始する。そして、摺動ブロック１３３が移動を開始することによって、先端保持部材１３２がアンローダパイプ１０１の先端部側面に向かって移動していく。

保持機構用エアシリンダ１３５が所定量移動して最先端位置に到達するとき、例えば、先端保持部材１３２の当接面１３１に設けられている当接部１３１ｃと当接部１３１ｄとによって構成される段部にアンローダパイプ１０１が当接する。すると、先端保持部材１３２が付勢部材の付勢力に抗して移動される。このことによって、当接部１３１ｃがアンローダパイプ１０１の先端部側面に当接した状態に配置される。このことによって、アンローダパイプ１０１の先端部側面が当接面１３１によって保持される。

次に、前記保持機構用エアシリンダ１３５の最先端位置までの移動が確認されると、制御装置は、除去機構用エアシリンダ１４３を動作させる。つまり、待機位置に位置していた先端構成部１４２が移動を開始して、この先端構成部１４２に設けられているポンチ部１４１がアンローダパイプ１０１の吸引孔１０１ａに向かって移動していく。

除去機構用エアシリンダ１４３が所定量移動して最先端位置に到達すると、ポンチ部１４１の先端が吸引孔１０１ａ内に配置される。このことによって、アンローダパイプ１０１の吸引孔１０１ａの縁部に固着しているドロスがポンチ部１４１によって除去される。このとき、アンローダパイプ１０１の先端部側面が当接面１３１によって保持されていることによって、ポンチ部１４１の作用力がドロスに十分に働いてドロスの除去を確実に行える。

次いで、除去機構用エアシリンダ１４３が最先端位置まで移動すると、この除去機構用エアシリンダ１４３は瞬時に逆方向に移動を開始する。また、制御装置は、除去機構用エアシリンダ１４３が逆方向に移動を開始したことを確認すると、保持機構用エアシリンダ１３５を逆方向に移動させる。これらのことによって、先端構成部１４２及び摺動ブロック１３３が待機位置に戻って、再び待機状態になる。

除去機構用エアシリンダ１４３及び保持機構用エアシリンダ１３５が待機位置に戻ったことが、制御装置によって確認されると、アンローダパイプ吸引孔ドロス除去工程が終了したと判断して、回転保持部９８を回転させてアンローダパイプ内面ドロス切除工程に移行する。

アンローダパイプ内面ドロス切除工程について説明する。
アンローダパイプ吸引孔ドロス除去工程によって、吸引孔１０１ａの縁部に固着したドロスの除去が完了すると、アンローダパイプ１０１の内周面に固着したドロスの切除行うため、関節駒を３個ないし５個、加工／切断する毎に、アンローダパイプ１０１の先端開口側から第２ドロスユニット９５ｂに備えられているドリル１５２をアンローダパイプ１０１の貫通孔内に挿通させてドロスの除去を行う。

具体的には、まず貫通孔内のドロス切除を行うために、第２ドロスユニット９５ｂに設けられている２種類のドリル１５２が備えられる多軸ドリル１５１の中からアンローダパイプ１０１の内径寸法に対して最適なドリルを選択する。このドリルの選択切替えは制御装置からの制御信号に基づいて図示しないシリンダによって行われる。

ここで、アンローダパイプ１０１内のドロスを除去する際の動作を簡単に説明する。
制御装置によって、除去機構用エアシリンダ１４３及び保持機構用エアシリンダ１３５が待機位置に戻ったことが確認されて、アンローダパイプ吸引孔ドロス除去工程が終了すると、回転保持部９８が９０度回転する。このことによって、吸引孔１０１ａのドロス除去が完了したアンローダパイプ１０１が配設されている取付部材９９がＸ軸に平行な状態で停止されて、アンローダパイプ１０１の貫通孔の開口がドリル１５２に対向した位置になる。

次に、制御装置はドリル１５２を回転状態にして、第２ドロスユニット９５ｂをアンローダ本体９７側に移動させていく。すると、回転状態のドリル１５２がアンローダパイプ１０１の貫通孔内に進入して最先端位置まで移動する。このことによって、アンローダパイプ１０１の内周面に固着しているドロスが回転しているドリル１５２によって切除される。

このとき、ドリル１５２を数回、所定量だけアンローダパイプ１０１の貫通孔内に対して繰り返し出し入れすることによってドロスの除去を確実に行える。そして、アンローダパイプ１０１の内面のドロス除去作業を完了したなら、制御装置は、第２ドロスユニット９５ｂを後退させるとともに、ドリル１５２の回転を停止させる。

その後、ドリル１５２のアンローダパイプ１０１の貫通孔からの抜去が確認されたなら、回転保持部９８を１８０°回転させて、アンローダパイプ１０１の先端をパイプ部材突出開口８３に対向させた状態にする。そして、次の関節駒加工のため、アンローダ本体９７を、加工ユニット３側に移動させ、再び、アンローダパイプ１０１をパイプ部材１０の貫通孔内の所定位置に配置させて、次の関節駒の加工／切断を開始する。
そして、これらの工程を繰り返し行うことによって、連続的に関節駒が生産される。

このように、加工ユニットの第１内部空間内に、この第１内部空間の体積に比べて小さな第２内部空間を有するチャンバーを配設し、この第２内部空間内において、パイプ部材にレーザ光を照射しての加工／切断を行うとともに、チャンバーの吸引用開口及びアンローダパイプを介して集塵を行うことによって、レーザ加工の際に発生するドロスや破材をチャンバーの第２内部空間の外に飛散することを確実に防止することができる。

なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

図１は関節駒製造装置の概略構成を説明する平面図 関節駒製造装置の構成を説明する作業者側から見た側面図 給材ハンドユニットの構成を説明する図 加工ユニットの構成を説明する図 回転用モータ部の概略構成を説明する模式図 回転用モータ部の正面図 加工ユニット内に配置されるチャンバーと回転用モータ部、レーザ発振器、ストッパユニット、芯調整チャックユニットの関係を説明する図 チャンバーの構成を説明する図 チャンバーに対するレーザ発振器、回転軸ユニット、ストッパユニット、芯調整チャックユニット、アンローダパイプ、破材回収箱の関係を具体的に説明する図 排出ユニットの構成を説明する図 パイプ部材をレーザ加工している状態を説明する図 回収ユニットの構成を説明する図 吸引孔ドロス除去ユニットの構成を説明する図 従来の回転治具とモータとの関係を説明する図 レーザ加工によって加工／切断される関節駒の１例を示す図

符号の説明

９…パイプ部材
４４…チャンバー
６５…レーザ発振器
８０…第２内部空間
８１…破材排出開口
８２…回転軸ユニット側開口
８３…突出開口
８４…レーザ発振器挿抜開口
８５…吸引用開口
８７…集塵パイプ
１０１…アンローダパイプ
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 複数のパイプ部材が配置され、これらパイプ部材を１本ずつ供給する関節駒加工用パイプ部材供給ユニットと、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材にレーザ光を照射するとともに、パイプ部材の回転及び供給方向に対する進退移動を同期制御して、所定形状及び所定寸法の関節駒を加工／切断する関節駒加工ユニットと、前記関節駒加工ユニットで加工／切断された関節駒を、この関節駒加工ユニット内から外部に配置されている収納箱に移動させて収納する関節駒排出ユニットと、パイプ部材を加工／切断する際に発生するドロス又は破材を吸引する集塵機とを具備する、複数の関節駒を連続的に製造する関節駒製造装置において、
   前記関節駒加工ユニットが構成する第１内部空間内に、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されるパイプ部材にレーザ光を照射して関節駒を加工／切断するための第２内部空間を構成するチャンバーを設けたことを特徴とする関節駒製造装置。
2. 前記関節駒加工ユニットの構成する第１内部空間内に、
   前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材を把持し、そのパイプ部材を把持した状態で、パイプ部材を回転させたり、パイプ部材をパイプ供給方向に対して進退移動させる回転軸ユニットと、前記回転軸ユニットによって把持されたパイプ部材に対してレーザー光を照射するレーザ発振器を備えるレーザユニットと、前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されたパイプ部材が所定の状態で回転軸ユニットに把持されるように位置調整を行う芯出しユニットと、前記集塵機から延出する集塵用配管とを配設する構成において、
   前記チャンバーは、前記回転軸ユニットの少なくとも先端部側が挿通される開口と、前記レーザユニットの少なくとも先端部側が挿通される開口と、前記パイプ部材が突出される開口と、前記パイプ部材を加工／切断した際に発生するドロス又は破材を関節駒加工ユニットの外部に排出させる開口と、前記集塵用配管が連結される開口と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の関節駒製造装置。
3. 前記芯出しユニットは、
   前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されるパイプ部材の先端部中央が当接するように配置した当接部と、この当接部にパイプ部材が当接したことを検出する当接検出部とを有するストッパユニットと、
   前記関節駒加工用パイプ部材供給ユニットによって供給されるパイプ部材を挟んで対向配置される開閉自在な一対の位置調整用チャック部材を有する芯調整チャックユニットと、
   を具備することを特徴とする請求項２に記載の関節駒製造装置。

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