JP5696771B2 - 回転加工機及び回転加工方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1のワークの段取り方法においては、切削手段を有した往復動可能な加工具台と、ワークを載せるワーク台が配置されたテーブルとを備える工作機械を用いる。そして、加工具台及びテーブルを相対的に移動させることにより、ワーク台を移動させている。
また、例えば、ホブ盤に関する特許文献3においては、ローダが旋回して、ワークを回転させるテーブルに、未加工のワークと加工済のワークとを繰り返し搬入出させることが開示されている。
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させるとともに、該複数のグリッパを上記旋回中心軸線の方向に沿って移動させる旋回ローダと、を備えており、
上記複数のグリッパの各々は、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも直接又は間接的に把持可能であり、
上記旋回ローダは、上記各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部受渡位置と、上記回転装置に対向させる内部受渡位置との間で旋回させるよう構成されており、
上記外部受渡位置と上記内部受渡位置とは、上記旋回ローダを間に挟んで互いに反対側に位置しており、上記複数のグリッパは、いずれかが上記外部受渡位置にあるときに、他のいずれかが上記内部受渡位置にあり、
上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置に装着された使用後の上記回転支持治具を把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から使用前の上記回転支持治具を把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置に上記使用前の回転支持治具を装着するよう構成され、
また、上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置における上記回転支持治具に保持された加工後の上記ワークを把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から加工前の上記ワークを把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに、上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置における上記回転支持治具に上記加工前のワークを装着するよう構成されていることを特徴とする回転加工機にある。
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させるとともに、該複数のグリッパを上記旋回中心軸線の方向に沿って移動させる旋回ローダと、を用い、
上記複数のグリッパの各々は、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも直接又は間接的に把持可能であり、
上記旋回ローダは、上記各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部受渡位置と、上記回転装置に対向させる内部受渡位置との間で旋回させるよう構成されており、
上記外部受渡位置と上記内部受渡位置とは、上記旋回ローダを間に挟んで互いに反対側に位置しており、上記複数のグリッパは、いずれかが上記外部受渡位置にあるときに、他のいずれかが上記内部受渡位置にあり、
上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置に装着された使用後の上記回転支持治具を把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から使用前の上記回転支持治具を把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置に上記使用前の回転支持治具を装着し、
また、上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置における上記回転支持治具に保持された加工後の上記ワークを把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から加工前の上記ワークを把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに、上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置における上記回転支持治具に上記加工前のワークを装着することを特徴とする回転加工方法にある。
回転加工機は、複数のグリッパを有する旋回ローダに工夫をし、回転装置への回転支持治具の装着と回転支持治具へのワークの装着とを短時間で行うことができるようにしている。
なお、グリッパは、ワーク及び回転支持治具を直接把持する以外にも、ワークと回転支持治具との少なくともいずれかをパレット等を介して間接的に把持することもできる。
また、上記回転加工方法によっても、上記回転加工機の場合と同様に、ワークと回転支持治具とを同じ旋回ローダを用いて受け渡すことができ、回転支持治具の段替えに要する時間を短縮することができる。
上記回転加工機において、上記ワークは円筒形状を有しており、上記加工装置は、その刃具装着部に、上記刃具の両端部を装着するよう構成されており、かつ、上記回転装置によって回転する上記ワークの外周に対して、上記刃具装着部における上記刃具を回転させて歯面を加工するよう構成されていてもよい。
また、加工装置は、刃具装着部の回転中心軸線を水平方向又は水平方向に傾斜させた状態で、刃具装着部における刃具を回転させることができる。回転装置及び加工装置によるホブ盤において加工する製品は、平歯車、はすば歯車、ウォーム歯車等の歯車とすることができる。また、回転装置に保持するワークは、歯面を形成する外周面を有する断面円形状の部品とすることができる。
この場合には、複数のグリッパの構成を同じにすることができ、いずれのグリッパによってもワーク及び刃具の把持を行うことができる。そのため、ワークの受渡し及び刃具の受渡しを効率よく行うことができる。
この場合には、ワークの受渡し及び刃具の受渡しを安定して行うことができる。
この場合には、パレットを用いることにより、各グリッパと加工装置との間での刃具の受渡しを短時間で容易に行うことができる。
この場合は、ワークの種類に応じて、回転支持治具の付替えが必要な場合であり、刃具及び回転支持治具の段替えを短時間で行うことができる。
また、旋回ローダは、一方治具部と他方治具部とによって構成される回転支持治具をグリッパに把持し、この回転支持治具を外部受渡位置と内部受渡位置との間で移動させることができる。
この場合は、ワークの種類に応じて、回転支持治具及びバリ取り工具の付替えが必要な場合であり、回転支持治具の段替えを行う際にバリ取り工具の段替えを行うことができる。
この場合は、ワークの種類に応じて、回転支持治具の付替えが必要な場合であり、刃具及び回転支持治具の段替えを短時間で行うことができる。
(実施例1)
本例の回転加工機1は、図1に示すごとく、ワーク8を保持して回転する回転装置2と、刃具7を装着してワーク8に加工を行う加工装置3と、複数のグリッパ5が旋回中心軸線401から同一半径距離に配設され、各グリッパ5を回転装置2に順次対向させるよう旋回する旋回ローダ4とを備えている。
各グリッパ5は、ワーク8と刃具7とのいずれも直接又は間接的に把持可能に構成されているとともに、回転装置2との間でのワーク8の受渡し、及び加工装置3との間での刃具7の受渡しを行うよう構成されている。
図1に示すごとく、本例の加工装置3及び回転装置2は、刃具7としてのホブによってワーク8の外周に歯面81を加工するホブ盤を構成する。本例の回転加工機1は、ホブ盤に対してワーク8の搬送及び刃具7の段替え(交換)を可能にしたものである。本例の加工装置3及び回転装置2においては、断面円形状のワーク8に対して歯切りを行い、製品としてのはすば歯車を製造する。
グリッパ5の一対の挟持部51には、外径の小さなワーク8Bを把持するときに、上下に重なって互いに係合する係合部511が形成されている。本例のグリッパ5は、水平方向の両側からワーク8、回転支持治具6又はパレット70を挟み持つ一対の挟持部51を接近・離隔させるよう構成されている。
加工装置3は、刃具装着部31を、回転可能であるとともに前後及び上下に移動させるよう構成されている。刃具装着部31は、刃具7の両端の軸部を把持するように構成されている。加工装置3は、旋回ローダ4に対して回転装置2が配設された方向の延長上に配設されている。
回転装置2は、そのワーク支持部21に装着した回転支持治具6を介して、ワーク8を支持するよう構成されている。また、回転装置2は、加工装置3と旋回ローダ4との間に挟まれて配設されており、かつ、ワーク8を両側から支持して、旋回ローダ4の旋回中心軸線401と平行な回転中心軸線201の回りに回転するよう構成されている。
同図においては、下治具部61と上治具部62とが直接重なった状態の回転支持治具6を、グリッパ5によって把持した状態を示す。
加工装置3は、刃具装着部31を前進及び上下させて、この刃具装着部31に、グリッパ5に把持されたパレット70の刃具保持部72における刃具7を装着するよう構成されている。
複数のグリッパ5は、旋回ローダ4の旋回中心軸線401及び回転装置2の回転中心軸線201に対して直交する方向からワーク8、刃具7及び回転支持治具6をそれぞれ把持し、回転装置2の下側支持部211(後述する一方の回転支軸21)と上側支持部212と(他方の回転支軸22)との間を通過するよう構成されている。
本例のグリッパ5は、旋回中心支柱41の外周において互いに90°ずれた位置の4箇所に配設されている。各グリッパ5は、旋回中心支柱41に対して、個別に上下移動可能である。なお、グリッパ5は、旋回中心支柱の回りの2箇所もしくは3箇所、あるいは5箇所以上に等間隔に配設することもできる。
本例の各グリッパ5は、回転装置2との間での加工前ワーク8の供給及び加工後ワーク8の取出、回転装置2との間での回転支持治具6の供給及び取出、及び加工装置3との間での刃具7の供給及び取出を行うよう構成されている。
また、旋回ローダ4に対して搬送装置は、種々の態様で配設することができる。例えば、ワーク8、回転支持治具6及びパレット70を同じ搬送装置によって搬入出することができ、別々の搬送装置によって搬入出することもできる。また、搬送装置は、グリッパ5が回転する、旋回中心支柱41の回りの複数の位置に配設することもできる。
ワーク8に加工を行うに当たっては、図8に示すごとく、搬入出位置502にあるグリッパ5は、ワーク8の種類に対応した刃具7を保持するパレット70を把持する。このとき、グリッパ5は、刃具保持部72及び刃具7が位置する側を前方側(旋回中心支柱から遠い側)に位置させて、パレット70の土台部71を把持する。
そして、旋回ローダ4が旋回し、刃具7が保持されたパレット70を把持するグリッパ5を受渡位置501まで移動させる。次いで、図9に示すごとく、加工装置3における刃具装着部31の回転中心軸線301が水平方向に向けられた状態で、この刃具装着部31が、前進するとともに上下左右に移動して、パレット70に保持された刃具7を装着する。
そして、旋回ローダ4が旋回し、回転支持治具6を把持するグリッパ5を受渡位置501まで移動させる。次いで、このグリッパ5を下降させ、回転支持治具6における下治具部61を回転装置2の回転テーブル20における下側支持部211に装着する。次いで、旋回ローダ4の旋回中心支柱41における上側支持部212が下降し、上側支持部212に回転支持治具6における上治具部62を装着する。
次いで、ワーク8を把持するグリッパ5を下降させ、ワーク8を、回転テーブル20の下側支持部211における下治具部61に装着する。次いで、上側支持部212及び上治具部62を下降させ、下治具部61に装着されたワーク8の上側に上治具部62を装着する。次いで、下治具部61及び上治具部62によってワーク8を支持した状態で、回転テーブル20を回転中心軸線201の回りに回転させる。
次いで、ワーク8の外周にはすば状の歯面81が形成されたときには、刃具装着部31及び刃具7を退避させるとともに、上側支持部212及び上治具部62を上方に退避させる。次いで、受渡位置501にあるグリッパ5によって加工後のワーク8を把持し、旋回ローダ4を旋回させて、このワーク8を搬入出位置502へ移動させる。また、この移動を行うと同時に、加工前のワーク8をグリッパ5に把持して受渡位置501へ移動させる。そして、この加工前のワーク8に対して、上記と同様に歯面81を形成する。その後、加工するワーク8の数量に応じて、ワーク8の搬入、加工、搬出の動作を繰り返す。
また、旋回ローダ4は、回転支持治具6の受渡しは行わず、ワーク8と刃具7との受渡しを行うよう構成することもできる。この場合には、刃具7の段替えに要する時間を短縮することができる。また、旋回ローダ4は、刃具7の受渡しは行わず、ワーク8と回転支持治具6との受渡しを行うよう構成することもできる。この場合には、回転支持治具6の段替えに要する時間を短縮することができる。
本例の回転加工機1は、図11に示すごとく、回転支持治具6を介して円筒状ワーク8を支持して回転する回転装置2と、刃具7を装着して円筒状ワーク8に加工を行う加工装置3と、複数のグリッパ5が旋回中心軸線401の周りに配設され、複数のグリッパ5を回転装置2に順次対向させるよう旋回する旋回ローダ4とを備えている。複数のグリッパ5は、それぞれ別々に上下移動するよう構成されているとともに、図12に示すごとく、回転装置2との間で円筒状ワーク8を受け渡すときの第1高さ位置50A、図13に示すごとく、回転装置2との間で回転支持治具6を受け渡すときの第2高さ位置50B、図14に示すごとく、加工装置3との間で刃具7を受け渡すときの第3高さ位置50Cに各々設定可能に構成されている。
図12に示すごとく、回転装置2は、回転駆動源によって、回転テーブルに設けられた一方の回転支軸21を回転させるよう構成されており、他方の回転支軸22は、一方の回転支軸21の回転を受けて回転するようになっている。本例の回転装置2は、回転中心軸線201を鉛直方向に向けて配設されており、一方の回転支軸21は鉛直方向下側に配設され、他方の回転支軸22は鉛直方向上側に配設される。他方の回転支軸22は、旋回ローダ4の旋回中心支柱41に取り付けられている。
加工前の円筒状ワーク8は、旋回ローダ4によって、一方の回転支軸21に装着された一方治具部61と、他方の回転支軸22に装着された他方治具部62との間に搬入される。また、加工後の円筒状ワーク8は、旋回ローダ4によって、一方の回転支軸21に装着された一方治具部61と、他方の回転支軸22に装着された他方治具部62との間から搬出される。
図13、図15に示すごとく、まず、外部受渡位置502にあるグリッパ5が外部搬送台又はロボットから、一方治具部61の上に他方治具部62が載置された回転支持治具6を把持する。次いで、旋回ローダ4が旋回し、外部受渡位置502にあるグリッパ5を内部受渡位置501まで移動させる。次いで、内部受渡位置501に移動したグリッパ5を下降させ、一方治具部61を一方の回転支軸21に装着する。次いで、旋回ローダ4の旋回中心支柱41に設けられた他方の回転支軸22を下降させ、この他方の回転支軸22に他方治具部62を装着する。その後、他方の回転支軸22を上昇させておき、一方治具部61と他方治具部62との間に円筒状ワーク8を受入可能な状態を形成する。
そして、バリ取り工具63は、一方治具部61が一方の回転支軸21に装着されたときに、支持アーム部632のストッパ溝64が回り止め部材65と係合することにより、一方の回転支軸21及び一方治具部61が回転する際に、一方治具部61の中心軸線601の回りに回転しないようにすることができる。
円筒状ワーク8に加工を行うに当たっては、図14に示すごとく、外部受渡位置502において円筒状ワーク8の種類に対応した刃具7を保持するパレット70をグリッパ5によって把持するとともに、このグリッパ5を、刃具7を受け渡すときの第3高さ位置50Cに設定する。この第3高さ位置50Cは、旋回ローダ4を旋回させるときに、グリッパ5及びパレット70が回転装置2の一方の回転支軸21における一方治具部61及び他方の回転支軸22における他方治具部62に干渉しない高さに設定する。そして、この第3高さ位置50Cを維持して、旋回ローダ4を旋回させ、グリッパ5に把持するパレット70における刃具7を外部受渡位置502から内部受渡位置501へ移動し、回転装置2及び加工装置3に対向させる。そして、加工装置3の刃具装着部31を移動させて、この刃具装着部31へグリッパ5に把持する刃具7を装着する。
また、旋回中心支柱41における他方の回転支軸22を下降させ、一方治具部61に組み合わされた他方治具部62を他方の回転支軸22に装着し、その後、他方の回転支軸22を上昇させて退避させておく。
こうして、円筒状ワーク8の搬入を行い、一方治具部61と他方治具部62との間に円筒状ワーク8を挟持し、この円筒状ワーク8を回転装置2によって回転可能な状態にする。
また、加工する円筒状ワーク8の種類に応じて、回転支持治具6又は刃具7の段替えが必要になったときには、上記と同様に、回転支持治具6又は刃具7を把持するグリッパ5の第2高さ位置50B又は第3高さ位置50Cを維持して、グリッパ5が内部受渡位置501と外部受渡位置502との間を移動するように旋回ローダ4を旋回させる。
また、回転加工機1においては、円筒状ワーク8、回転支持治具6及び刃具7を同じ旋回ローダ4を用いて受け渡すことができる。これによっても、回転支持治具6及び刃具7の段替えに要する時間を短縮することができる。
2 回転装置
3 加工装置
4 旋回ローダ
5 グリッパ
6 回転支持治具
7 刃具
8 ワーク
Claims (3)
- 回転支持治具を介してワークを保持して回転する回転装置と、
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させるとともに、該複数のグリッパを上記旋回中心軸線の方向に沿って移動させる旋回ローダと、を備えており、
上記複数のグリッパの各々は、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも直接又は間接的に把持可能であり、
上記旋回ローダは、上記各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部受渡位置と、上記回転装置に対向させる内部受渡位置との間で旋回させるよう構成されており、
上記外部受渡位置と上記内部受渡位置とは、上記旋回ローダを間に挟んで互いに反対側に位置しており、上記複数のグリッパは、いずれかが上記外部受渡位置にあるときに、他のいずれかが上記内部受渡位置にあり、
上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置に装着された使用後の上記回転支持治具を把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から使用前の上記回転支持治具を把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置に上記使用前の回転支持治具を装着するよう構成され、
また、上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置における上記回転支持治具に保持された加工後の上記ワークを把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から加工前の上記ワークを把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに、上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置における上記回転支持治具に上記加工前のワークを装着するよう構成されていることを特徴とする回転加工機。 - 請求項1に記載の回転加工機において、上記回転支持治具は、上記回転装置の一方の回転支軸に装着される一方治具部と、上記回転装置において上記一方の回転支軸と同一軸線上に配置された他方の回転支軸に装着される他方治具部とによって構成されており、
上記旋回ローダは、上記一方治具部と上記他方治具部とを組み合わせた状態の上記回転支持治具を上記グリッパに把持するよう構成されていることを特徴とする回転加工機。 - 回転支持治具を介してワークを保持して回転する回転装置と、
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させるとともに、該複数のグリッパを上記旋回中心軸線の方向に沿って移動させる旋回ローダと、を用い、
上記複数のグリッパの各々は、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも直接又は間接的に把持可能であり、
上記旋回ローダは、上記各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部受渡位置と、上記回転装置に対向させる内部受渡位置との間で旋回させるよう構成されており、
上記外部受渡位置と上記内部受渡位置とは、上記旋回ローダを間に挟んで互いに反対側に位置しており、上記複数のグリッパは、いずれかが上記外部受渡位置にあるときに、他のいずれかが上記内部受渡位置にあり、
上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置に装着された使用後の上記回転支持治具を把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から使用前の上記回転支持治具を把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置に上記使用前の回転支持治具を装着し、
また、上記内部受渡位置にあるいずれかの上記グリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して上記回転装置における上記回転支持治具に保持された加工後の上記ワークを把持するときには、上記外部受渡位置にある他のいずれかの上記グリッパが上記搬送台から加工前の上記ワークを把持し、かつ、上記旋回ローダの旋回によって、上記いずれかのグリッパが上記外部受渡位置に旋回すると同時に、上記他のいずれかのグリッパが上記内部受渡位置に旋回し、さらに、上記他のいずれかのグリッパが上記旋回中心軸線の方向に沿って移動して、上記回転装置における上記回転支持治具に上記加工前のワークを装着することを特徴とする回転加工方法。
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