JP5696771B2

JP5696771B2 - 回転加工機及び回転加工方法

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Publication number: JP5696771B2
Application number: JP2013251424A
Authority: JP
Inventors: 加藤　進; 進加藤; 明高開; 大谷　昌弘; 昌弘大谷; 哲智川西
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP5673622B2; JP2014061591A; JP2013226638A

Description

本発明は、ワークとワークの加工に用いる刃具とを、旋回ローダによって段替え可能にした回転加工機及び回転加工方法に関する。

加工装置において、刃具を用いてワークに加工を行う際、ワークの搬送と刃具の段替えとは別々の装置を用いて行っている。具体的には、ロボット、搬送ローダ等を用いて特定の加工位置にワークをセットし、このワークに対して刃具を用いて加工を行う。そして、必要個数のワークに加工を行った後には、加工するワークの種類に応じて刃具の段替えを行う。この段替えを行うときには、ロボット又は専用の段替え装置を用いている。また、ワークを支持する治具の段替えを行うこともある。
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、特許文献２の加工セルシステムは、ワークに対して加工を行う自動加工機械と、ワークの加工に必要な治具又は工具の段取りを行う段取りステーションとを有している。また、ロボットによって、自動加工機械に対して加工用のワークと加工段取り用の治具又は工具とを供給している。また、搬送手段によって、自動加工機械と段取りステーションの間を任意の行程で、治具又は工具、ワーク、及び段取り情報等の情報を記憶している記憶媒体を１セットにして搬送移動可能にしている。
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。

特開２００２−２３３９２２号公報特公平６−２２７８２号公報特開平１１−２９１１２５号公報

しかしながら、ワークの加工に用いる治具の段替えを行うために、ロボット又は専用の段替え装置を用いると、加工装置全体の初期投資が増大する。また、治具の段替えを行う際に干渉物が多く、段替えに要する時間が長くなってしまう。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、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回転加工機及び回転加工方法を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、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にある。

本発明の他の態様は、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にある。

上記回転加工機においては、加工するワークの種類によって、使用する回転支持治具の種類が異なる場合、この回転支持治具の段替え時間を短縮しようとするものである。
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。

ワークに加工を行うに当たっては、ワークの種類に対応した回転支持治具をグリッパによって把持し、旋回ローダによって、このグリッパを旋回させるとともに旋回中心軸線の方向に移動させることにより、グリッパに把持する回転支持治具を回転装置に装着する。また、グリッパに加工前のワークを把持し、旋回ローダによって、このグリッパを旋回させるとともに旋回中心軸線の方向に移動させることにより、グリッパに把持するワークを回転支持治具に装着（搬入）する。そして、回転装置によって回転させるワークに対して、加工装置における刃具によって加工を行う。次いで、回転装置における加工後のワークを、グリッパによって把持し、旋回ローダを旋回させて搬出する。以降は、加工するワークの数量に応じて、ワークの搬入、加工、搬出の動作を繰り返す。

次いで、加工するワークの種類に応じて、回転支持治具の段替えが必要になったときには、回転装置に装着された回転支持治具をグリッパによって把持し、この回転支持治具を、旋回ローダを旋回させて搬出する。次いで、別の回転支持治具をグリッパによって把持し、旋回ローダによって、このグリッパを旋回させるとともに旋回中心軸線の方向に移動させることにより、グリッパに把持する回転支持治具を回転装置に装着する。以降は、上記と同様に、加工するワークの数量に応じて、各グリッパによるワークの搬入、加工、搬出の動作を繰り返す。
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。

このように、上記回転加工機によれば、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る。そのため、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。
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。

実施例１にかかる、回転加工機を示す斜視図。実施例１にかかる、グリッパに把持したワークを示す斜視図。実施例１にかかる、グリッパに把持した他のワークを示す斜視図。実施例１にかかる、グリッパに把持した回転支持治具を示す斜視図。実施例１にかかる、グリッパに把持した他の回転支持治具を示す斜視図。実施例１にかかる、バリ取り工具によってワークに形成されるバリを除去する場合を示す斜視図。実施例１にかかる、グリッパに把持した、刃具を保持するパレットを示す斜視図。実施例１にかかる、加工装置の刃具装着部に刃具を装着する状態の回転加工機を示す斜視図。実施例１にかかる、加工装置の刃具装着部に刃具を装着した状態の回転加工機を示す斜視図。実施例１にかかる、回転装置のワーク支持部に回転支持治具を装着する状態の回転加工機を示す斜視図。実施例２にかかる、回転加工機を示す斜視図。実施例２にかかる、円筒状ワークを把持するグリッパを、第１高さ位置にして外部受渡位置から内部受渡位置へ旋回させた回転加工機を示す正面図。実施例２にかかる、回転支持治具を把持するグリッパを、第２高さ位置にして外部受渡位置から内部受渡位置へ旋回させた回転加工機を示す正面図。実施例２にかかる、刃具が保持されたパレットを把持するグリッパを、第３高さ位置にして外部受渡位置から内部受渡位置へ旋回させた回転加工機を示す正面図。実施例２にかかる、一方治具部と他方治具部とによる回転支持治具を示す正面図。

上述した本発明の回転加工機及び回転加工方法における好ましい実施の形態につき説明する。
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。

この場合には、回転装置及び加工装置によってホブ盤を構成し、ホブ盤に対して刃具としてのホブの段替えを短時間で行うことができる。
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。

また、上記複数のグリッパの各々は、上記旋回中心軸線から同一半径の距離に配設されており、かつ、上記ワークと上記刃具とのいずれも直接又は間接的に把持可能であってもよい。
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。

また、上記回転装置は、上下方向に向く回転中心軸線の回りに回転するよう構成されており、上記旋回ローダは、上記旋回中心軸線を上下方向に向け、上記複数のグリッパの各々を水平方向に旋回させるよう構成されており、上記旋回ローダの上記複数のグリッパの各々と、上記回転装置及び上記加工装置とは、上下方向に相対移動可能であるとともに、該相対移動を行って、上記旋回ローダと上記回転装置との間での上記ワークの受渡し、及び上記旋回ローダと上記加工装置との間での上記刃具の受渡しを行うよう構成されていてもよい。
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。

また、上記刃具は、パレットに保持されるよう構成されているとともに、該パレットは、上記グリッパに把持される土台部と、該土台部の中心からオフセットした位置に形成され、上記刃具を保持する刃具保持部と、を有しており、上記加工装置は、その刃具装着部が前進するよう構成されており、該前進した刃具装着部に対して、上記グリッパに把持された上記パレットの上記刃具保持部における上記刃具が装着されるよう構成されていてもよい。
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。

また、上記回転装置は、そのワーク支持部に装着した回転支持治具を介して、上記ワークを支持するよう構成されており、上記旋回ローダは、上記グリッパに上記回転支持治具を直接又は間接的に把持して旋回することにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行うよう構成されていてもよい。
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、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てもよい。

この場合には、回転装置によって、一方の回転支軸の一方治具部と他方の回転支軸の他方治具部との間に挟持したワークを回転させ、このワークに対して加工装置が安定して加工を行うことができる。
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。

また、上記回転支持治具には、バリ取り工具が回転可能に取り付けられており、該バリ取り工具によって、上記加工装置によって加工を行う際に上記ワークに生じるバリを除去するよう構成されていてもよい。
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。

また、上記回転加工方法において、上記回転装置は、そのワーク支持部に装着した回転支持治具を介して、上記ワークを支持するよう構成し、上記グリッパに上記回転支持治具を直接又は間接的に把持して上記旋回ローダを旋回させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行ってもよい。
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。

以下に、上記回転加工機及び回転加工方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（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。

以下に、本例の回転加工機１及び回転加工方法につき、図１〜図１０を参照して詳説する。
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。

図２、図３に示すごとく、本例のワーク８は、歯車用の円盤形状を有しており、グリッパ５は、円盤形状の外周を挟持するよう構成されている。グリッパ５は、一対の挟持部５１の間隔を可変させることにより、外径が異なる複数種類のワーク８を把持できるよう構成されている。図２は、外径の大きな歯車を形成するためのワーク８Ａを示し、図３は、外径の小さな歯車を形成するためのワーク８Ｂを示す。
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。

図１に示すごとく、加工装置３は、刃具７を装着する刃具装着部３１（ホブ軸）の回転中心軸線３０１を水平方向に傾斜して向けて構成されている。回転装置２は、上下方向に向く回転中心軸線２０１の回りに回転するよう構成されている。加工装置３は、回転装置２によって回転するワーク８の外周に対して、刃具７を回転させてはすば状の歯面８１を加工する。
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。

図１に示すごとく、回転装置２のワーク支持部２１は、ワーク８を下方から支持する下側支持部２１１と、ワーク８を上方から支持する上側支持部２１２とによって構成されている。下側支持部２１１は、回転テーブル２０の上端部に取り付けられており、上側支持部２１２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。
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。

図４に示すごとく、回転支持治具６は、下側支持部２１１に装着される下治具部６１と、上側支持部２１２に装着される上治具部６２とに分かれて、上下からワーク８を挟持するよう構成されている。ワーク８は、その軸方向を上下方向にして回転装置２に支持される。
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。

図５に示すごとく、下治具部６１には、バリ取り工具６３を取り付けることができる。バリ取り工具６３は、下治具部６１の回転中心軸線の回りに公転可能に下治具部６１に支持する。また、バリ取り工具６３は、回転装置２の回転中心軸線２０１と平行な回転中心軸線の回りに自転自在となるよう、下治具部６１に支持する。さらに、バリ取り工具６３には、回転加工機１の架台に配設（立設）されたロッド６５と係合するストッパ溝６４を設ける。そして、バリ取り工具６３は、下治具６１が下側支持部２１１に装着されたときに、ストッパ溝６４がロッド６５と係合することにより、下治具部６１の回転中心軸線の回りに公転しないようにすることができる。

この場合、図６に示すごとく、バリ取り工具６３は、刃具７によってワーク８の外周に、軸方向の上方から歯切りを行う際に、ワーク８の軸方向の下方に形成されるバリ８２（切削を行った端部に形成される複数の突起）を除去することができる。なお、バリ取り工具６３は、ワーク８の回転を受けて回転しながらバリ８２を除去する。また、バリ取り工具６３は、上治具部６２に取り付けることも可能である。

図７に示すごとく、本例の刃具７は、旋回ローダ４の各グリッパ５によって把持されるパレット７０に保持される。パレット７０は、グリッパ５に把持される土台部７１と、土台部７１の中心からオフセットした位置に形成され、刃具７を保持する刃具保持部７２とを有している。土台部７１は、各グリッパ５によって把持しやすいように、円盤形状に形成されている。刃具保持部７２は、一対の受け部７２１によって、軸方向を水平方向に向けた刃具７の両端部分の軸部を受けるよう構成されている。パレット７０の刃具保持部７２は、パレット７０がグリッパ５に把持された状態において、グリッパ５の旋回半径の外側に配置される。
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。

図１に示すごとく、本例の旋回ローダ４は、旋回中心支柱４１の回りに複数のグリッパ５を旋回可能に配設して構成されている。旋回中心支柱４１の旋回中心軸線４０１は上下方向に向けられており、各グリッパ５は、旋回中心支柱４１の回りに水平方向に旋回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。

本例の旋回ローダ４は、ワーク８、回転支持治具６及び刃具７を保持するパレット７０のいずれもの搬入・搬出を行うよう構成されている。各グリッパ５は、回転装置２に対向する受渡位置５０１と、旋回中心支柱４１に対して回転装置２が位置する方向とは反対方向に位置する搬入出位置５０２とに逐次回転するよう構成されている。
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。

図示は省略するが、旋回ローダ４に対して回転装置２が配設された方向とは反対側の方向には、ワーク８、回転支持治具６及びパレット７０のいずれをも搬送可能である搬送装置が配設される。
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。

次に、本例の回転加工機１及び回転加工方法による動作につき説明する。
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。

また、図１０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、下治具部６１の上に上治具部６２が載置された回転支持治具６を把持する。このとき、グリッパ５は下治具部６１を把持する。
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、搬入出位置５０２にあるグリッパ５は、回転支持治具６に対応したワーク８を把持する。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を上方へ退避させる。そして、旋回ローダ４が旋回し、ワーク８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、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。

また、回転中心軸線３０１が水平方向に傾斜して向けられた刃具装着部３１における刃具７をワーク８に接近させ、刃具装着部３１を回転中心軸線３０１の回りに回転させる。そして、回転するワーク８に対して回転する刃具７が歯切り加工を行い、ワーク８の外周にはすば状の歯面８１を形成していく。
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。

次いで、加工するワーク８を変更するための段取りを行う際には、ワーク８を回転装置２へ搬入するに先立って、刃具７の入替えと回転支持治具６の入替えとを行う。刃具７の入替えを行うに当たっては、図８、図９に示すごとく、刃具装着部３１を移動させて、使用後の刃具７を、受渡位置５０１にあるグリッパ５に把持されたパレット７０の刃具保持部７２へ受け渡し、旋回ローダ４の旋回によって搬入出位置５０２へ移動させる。また、これから使用する次の刃具７を保持するパレット７０を他のグリッパ５に把持し、旋回ローダ４の旋回によって、この他のグリッパ５を受渡位置５０１へ移動させる。そして、次の刃具７を、上記と同様に刃具装着部３１に装着する。

また、回転支持治具６の入替えを行うに当たっては、図１０に示すごとく、上側支持部２１２を下降させて、上側支持部２１２から上治具部６２を下治具部６１の上に離脱する。次いで、受渡位置５０１にあるグリッパ５は、この下治具部６１の上に上治具部６２が載置された回転支持治具６を把持し、この回転支持治具６を、旋回ローダ４の旋回によって搬入出位置５０２まで移動させる。また、これから使用する次の回転支持治具６を他のグリッパ５に把持し、旋回ローダ４の旋回によって、この他のグリッパ５を受渡位置５０１へ移動させる。そして、次の回転支持治具６を、上記と同様にワーク支持部２１に装着する。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。

このように、上記回転加工機１及び回転加工方法によれば、ワーク８と回転支持治具６と刃具７とを同じ旋回ローダ４を用いて受け渡すことができる。そのため、加工するワーク８の種類が替わるときには、旋回ローダ４を用いて回転支持治具６及び刃具７の段替えを短時間で行うことができる。

なお、複数のグリッパ５は、ワーク８、刃具７、回転支持治具６のいずれも把持可能に構成することができる。また、複数のグリッパ５は、ワーク８、刃具７、回転支持治具６のいずれかをそれぞれ専用で把持するように構成することもできる。
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。

（実施例２）
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。

旋回ローダ４は、各グリッパ５を、外部の搬送台（図示略）に対向させる外部受渡位置５０２と、回転装置２に対向させる内部受渡位置５０１との間で旋回させるよう構成されている。また、旋回ローダ４は、外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１とのいずれか一方でグリッパ５の高さ位置を第１〜第３高さ位置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃのいずれか１つの高さ位置に設定し、この設定した高さ位置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを維持して外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１との他方へ旋回するよう構成されている。

以下に、本例の回転加工機１につき、図１１〜図１５を参照して詳説する。
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。

回転支持治具６は、回転装置２の一方の回転支軸２１に装着される一方治具部（下治具部）６１と、回転装置２において一方の回転支軸２１と同一軸線上に配置された他方の回転支軸２２に装着される他方治具部（上治具部）６２とによって構成されている。他方治具部６２は、一方治具部６１と組み合わせて運搬可能である。
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１１に示すごとく、旋回ローダ４は、モータ等の駆動源によって、複数のグリッパ５の全体を、グリッパ５が配設された周方向の所定角度ずつ旋回させるよう構成されている。各グリッパ５は、旋回中心支柱４１に配設された電動アクチュエータ４２によって、それぞれ個別に上下にスライド可能である。旋回中心支柱４１においては、電動アクチュエータ４２の両側にリニヤガイド４３が配設されている。各グリッパ５は、電動アクチュエータ４２による駆動力を受け、リニヤガイド４３に沿って上下にスライド可能である。

電動アクチュエータ４２及び一対のリニヤガイド４３は、旋回中心支柱４１に設けられたベースプレート４４に配設されている。電動アクチュエータ４２及び一対のリニヤガイド４３には、カムガイド４５が取り付けられている。カムガイド４５は、グリッパ５を構成する一対の挟持部５１が開閉する際のガイド部４５１を有している。このガイド部４５１は、一対の挟持部５１が閉じる中心部分では一対の挟持部５１が互いに平行になるよう直線状に形成され、一対の挟持部５１が開く外側部分では、旋回中心支柱４１に近づく方向へ曲がる曲線状に形成されている。

図１５に示すごとく、回転支持治具６は、一方治具部６１の上に他方治具部６２が組み合わさった状態で、旋回ローダ４によって回転装置２まで搬送（運搬）される。また、回転支持治具６、円筒状ワーク８及び刃具７は、外部受渡位置５０２にあるグリッパ５によって外部搬送台又はロボットから把持され、旋回ローダ４が旋回してこのグリッパ５を内部受渡位置５０１へ移動させることによって、回転装置２に対向する位置まで搬送される。

回転支持治具６は、他方治具部６２の中心位置において下方へ突出する中心軸部６２１を、一方治具部６１の中心位置に形成された中心穴６１１内に挿入して、一方治具部６１と他方治具部６２との中心位置決めを行った状態で組み合わさるよう構成されている。円筒状ワーク８の中心には、中心穴８３が形成されており、一方治具部６１と他方治具部６２とによって円筒状ワーク８を挟持するときには、円筒状ワーク８の中心穴８３内に挿通された中心軸部６２１が中心穴６１１に挿入される。一方治具部６１と他方治具部６２とは、円筒状ワーク８を挟持する場合と、円筒状ワーク８を挟持しない場合とのいずれにおいても、中心軸部６２１と中心穴６１１との中心位置決めを行って組み合わせるよう構成されている。

回転支持治具６は、次のようにして回転装置２に装着される。
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。

図１５に示すごとく、回転支持治具６の一方治具部６１には、バリ取り工具６３が取り付けられている。バリ取り工具６３は、一方治具部６１の中心軸線６０１の回りに回転自在に取り付けられ、一方治具部６１と他方治具部６２との間に挟持する円筒状ワーク８の端面８０にバリ取り加工を行うよう構成されている。

本例のバリ取り工具６３は、一方治具部６１の中心軸線６０１の回りに回転自在なリング部６３１と、リング部６３１から周方向一方に突出して設けられた支持アーム部６３２と、支持アーム部６３２において一方治具部６１の中心軸線６０１と平行な中心軸線の回りに回転自在に支持された回転工具部６３３とを有している。支持アーム部６３２には、回転加工機の架台に配設（立設）された回り止め部材（ロッド）６５（図６参照）と係合するストッパ溝６４が設けられている。
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。

図１２に示すごとく、グリッパ５は、円筒状ワーク８を把持して、外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１との間で移動する際には、次の３つの高さ位置に変更される。すなわち、グリッパ５は、外部受渡位置５０２において円筒状ワーク８を受け渡すときの高さ位置、円筒状ワーク８を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置、及び内部受渡位置５０１において円筒状ワーク８を受け渡すときの高さ位置に変更可能である。円筒状ワーク８を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置が、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となる。この第１高さ位置５０Ａは、グリッパ５に把持した円筒状ワーク８が、回転装置２における一方治具部６１よりも若干高い位置として設定される。

図１３に示すごとく、グリッパ５は、回転支持治具６を把持して、外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１との間で移動する際には、次の３つの高さ位置に変更される。すなわち、グリッパ５は、外部受渡位置５０２において回転支持治具６を受け渡すときの高さ位置、回転支持治具６を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置、及び内部受渡位置５０１において回転支持治具６を受け渡すときの高さ位置に変更可能である。回転支持治具６を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置が、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となる。この第２高さ位置５０Ｂは、グリッパ５に把持した回転支持治具６が、回転装置２における一方の回転支軸２１よりも若干高い位置として設定される。

図１４に示すごとく、グリッパ５は、刃具７が保持されたパレット７０を把持して、外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１との間で移動する際には、次の３つの高さ位置に変更される。すなわち、グリッパ５は、外部受渡位置５０２においてパレット７０を受け渡すときの高さ位置、パレット７０を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置、及び内部受渡位置５０１においてパレット７０に保持する刃具７を加工装置３の刃具装着部３１に受け渡すときの高さ位置に変更可能である。パレット７０を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置が、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となる。この第３高さ位置５０Ｃは、グリッパ５に把持したパレット７０が、回転装置２における一方治具部６１よりも若干高い位置として設定される。

次に、本例の回転加工機１による動作につき説明する。
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、図１３に示すごとく、外部受渡位置５０２において円筒状ワーク８の種類に対応した回転支持治具６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、回転支持治具６を受け渡すときの第２高さ位置５０Ｂに設定する。この第２高さ位置５０Ｂは、旋回ローダ４を旋回させるときに、グリッパ５及び回転支持治具６が回転装置２の一方の回転支軸２１に干渉しない高さに設定する。そして、この第２高さ位置５０Ｂを維持して、旋回ローダ４を旋回させ、グリッパ５に把持する回転支持治具６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に対向させる。そして、グリッパ５を下降させて、回転装置２の一方の回転支軸２１へグリッパ５に把持する回転支持治具６の一方治具部６１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。

また、図１２に示すごとく、外部受渡位置５０２において加工前の円筒状ワーク８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、円筒状ワーク８を受け渡すときの第１高さ位置５０Ａに設定する。この第１高さ位置５０Ａは、旋回ローダ４を旋回させるときに、グリッパ５及び円筒状ワーク８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に干渉しない高さに設定する。また、回転装置２の他方の回転支軸２２における他方治具部６２を円筒状ワーク８に干渉しない位置に退避させておく。そして、この第１高さ位置５０Ａを維持して、旋回ローダ４を旋回させ、グリッパ５に把持する円筒状ワーク８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に対向させる。

そして、グリッパ５を下降させて、回転装置２の一方の回転支軸２１に装着した一方治具部６１へ円筒状ワーク８を装着する。また、回転装置２の他方の回転支軸２２を下降させて、この他方の回転支軸２２に装着した他方治具部６２における中心軸部６２１を、円筒状ワーク８の中心穴８３、及び一方の回転支軸２１に装着した一方治具部６１における中心穴６１１に挿入する（図１５参照）。
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。

その後、回転装置２によって回転させる円筒状ワーク８に対して、加工装置３における刃具７を回転させて、円筒状ワーク８の外周に歯面８１を切削加工する。次いで、他方の回転支軸２２及び他方治具部６２を上方に退避させ、一方の回転支軸２１の一方治具部６１に装着された加工後の円筒状ワーク８を、内部受渡位置５０１にあるグリッパ５によって把持し、旋回ローダ４を旋回させて外部受渡位置５０２へ移動させ、円筒状ワーク８の搬出を行う。以降は、加工する円筒状ワーク８の数量に応じて、円筒状ワーク８の搬入、加工、搬出の動作を繰り返す。
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。

このように、回転加工機１においては、旋回ローダ４のグリッパ５の高さ位置を、円筒状ワーク８を受け渡すとき、回転支持治具６を受け渡すとき、及び刃具７を受け渡すときの３つの高さ位置で変更することができる。これにより、円筒状ワーク８、回転支持治具６及び刃具７の受渡しを行う際に、旋回ローダ４のグリッパ５を上下移動させる時間を短縮することができる。そのため、円筒状ワーク８の搬送、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。
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。

１回転加工機
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

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。