JP5741531B2 - 回転加工機及び回転加工方法 - Google Patents
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Description
また、ホブ刃具と回転支持治具とは、ロボット又は専用の段替え装置を用い、加工する円筒状ワークの形状に応じて段替えを行っている。
また、例えば、ホブ盤に関する特許文献3においては、ワークを回転させるテーブルへ、旋回するローダによって、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旋回ローダと、を備えており、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されており、
上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記ワークを把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行う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(請求項1)。
また、上記回転加工機において、上記複数のグリッパは、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記ワークが、上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第1高さ位置と、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前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記回転支持治具が上記回転装置に干渉しない位置である第2高さ位置と、に各々設定可能に構成されており、
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位置と、上記回転装置に対向させる内部位置との間で旋回させるよう構成されているとともに、上記ワークの受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記ワークを把持するグリッパの高さ位置を上記第1高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させ、かつ上記回転支持治具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記回転支持治具を把持するグリッパの高さ位置を上記第2高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させるよう構成されていてもよい(請求項2)。
また、本発明のさらに他の態様は、回転支持治具を介してワークを支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旋回ローダと、を用い、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されており、
上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記ワークを把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行うことを特徴とする回転加工方法にある(請求項7)。
また、上記回転加工機は、旋回ローダの各グリッパの高さ位置を2段階に設定し、この各高さ位置を維持して、各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部位置と、回転装置に対向させる内部位置との間で旋回させるものである。
ワークに加工を行うに当たっては、外部位置において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するとともに、このグリッパを、回転支持治具を受け渡すときの第2高さ位置に設定する。この第2高さ位置は、旋回ローダを旋回させるときに、グリッパ及び回転支持治具が回転装置に干渉しない高さに設定する。そして、この第2高さ位置を維持して、旋回ローダを旋回させ、グリッパに把持する回転支持治具を外部位置から内部位置へ移動し、回転装置に対向させる。そして、グリッパを下降させて、回転装置へグリッパに把持する回転支持治具を装着する。
また、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、上記と同様に、回転支持治具を把持するグリッパの高さ位置を維持して、グリッパが内部位置と外部位置との間を移動するように旋回ローダを旋回させる。
また、回転加工機においては、ワーク及び回転支持治具を同じ旋回ローダ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(請求項3)。
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位置と内部位置との間で移動させることができる。
なお、グリッパは、刃具については、直接把持する以外にも、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。
一般に、刃具装着部は、ワークの加工精度を確保するために、高精度に移動可能になっている。そして、加工装置の刃具装着部を上下移動させて、パレットから刃具を受け取ることにより、搬送ローダ及び複数のグリッパの動作を単純化することができる。
(実施例1)
本例の回転加工機1は、図1に示すごとく、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2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3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4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1に示すごとく、本例の回転加工機1における加工装置3及び回転装置2は、刃具7としてのホブによって円筒状ワーク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、旋回ローダ4によって、ホブ盤に対して円筒状ワーク8の搬送と回転支持治具6及び刃具7の段替え(交換)と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、断面円形状の円筒状ワーク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、外径の小さな円筒状ワーク8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円筒状ワーク8、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。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。
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。
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。
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の一方の回転支軸21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の回りにおいて互いに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41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との間での加工前の円筒状ワーク8の供給及び加工後の円筒状ワーク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、円筒状ワーク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。
図3、図5に示すごとく、まず、外部位置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、外部位置502にあるグリッパ5を内部位置501まで移動させる。次いで、内部位置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。
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、第3高さ位置に固定されたグリッパ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。
円筒状ワーク8に加工を行うに当たっては、図4に示すごとく、外部位置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を外部位置502から内部位置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が内部位置501と外部位置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
501 内部位置
502 外部位置
6 回転支持治具
7 刃具
8 円筒状ワーク
Claims (7)
- 回転支持治具を介してワークを支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旋回ローダと、を備えており、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されており、
上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記ワークを把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行う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、上記複数のグリッパは、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記ワークが上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第1高さ位置と、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前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記回転支持治具が上記回転装置に干渉しない位置である第2高さ位置と、に各々設定可能に構成されており、
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位置と、上記回転装置に対向させる内部位置との間で旋回させるよう構成されているとともに、上記ワークの受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記ワークを把持するグリッパの高さ位置を上記第1高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させ、かつ上記回転支持治具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記回転支持治具を把持するグリッパの高さ位置を上記第2高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させ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又は2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。 - 請求項2に記載の回転加工機において、上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具の他に上記刃具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、上記加工装置との間で上記刃具の受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記刃具が上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第3高さ位置に設定可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記刃具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記刃具を直接又は間接的に把持するグリッパの高さ位置を上記第3高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させ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4に記載の回転加工機において、上記刃具は、パレットに保持されるよう構成されており、
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いるとともに、上記グリッパに把持された状態においては、上記刃具保持部が上記グリッパの旋回半径の外側に配置されるよう構成されており、
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保持されている上記刃具が装着され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4又は5に記載の回転加工機において、上記加工装置は、その刃具装着部が上下移動するよう構成されているとともに、上記グリッパを上記第3高さ位置に固定した状態で、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を、上記刃具装着部に受け取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支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旋回ローダと、を用い、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されているとともに、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記ワークを把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行うことを特徴とする回転加工方法。
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