JP6298512B1 - ローディング装置及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被加工物を格納するストッカーの動きや、加工機本体内に設けられた被加工物保持具の動きを可能な限り最小限にしても、被加工物をストッカーから保持具に装填できるようにする。【解決手段】ローディング装置３、複数の被加工物８を上下に配列した状態で格納するストッカー５５と、移載機７０と、移載機７０を昇降させる昇降機６０と、を備える。昇降機６０が移載機７０を複数の被加工物８のうち何れかの被加工物８の高さにまで移動させて、移載機７０がストッカー５５からその被加工物８を引き抜き、昇降機６０が移載機７０を搬送口１２ａの高さにまで移動させて、移載機７０が搬送口１２ａを通じて保持具４８に被加工物８を装填する。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を加工機本体内の保持具に装填するローディング装置及びそれを備えた加工装置に関する。

特許文献１には、複数の被加工物の中から１つの被加工物を加工機本体にローディングして、その被加工物を加工機本体の工具により加工する加工装置が開示されている。以下、特許文献１で用いられた符号を括弧書きで表記し、特許文献１に記載の技術について簡単に説明する。

加工機本体（１０）の内側には、上下方向のＺ軸に沿って移動可能なスピンドル（２０）が設けられており、そのスピンドル（２０）には工具（２２）が装着されている。このスピンドル（２０）は移動機構（２４）によって前後方向のＢ軸及び左右方向のＵ軸に沿って移動する。加工機本体（１０）の内側であって工具（２２）の下側には、被加工物（３６ａ）をクランプするクランパ（３４）が配置されている。このクランパ（３４）はスライド機構（３０）によって左右方向のＺ軸に沿って移動する。加工機本体（１０）の側部には、マガジン（５０）が設けられている。マガジン（５０）内には、搬送盤（５６）が左右方向に延びた回転軸（Ｄ）の回りに回転可能となって収容されている。

特許文献１に記載の加工装置の使用の際には、まず、マガジン（５０）のフロントカバー（５４）を開いて、搬送盤（５６）を回転させつつ、複数の被加工物（３６ｂ〜３６ｚ）を搬送盤（５６）に装着する。
その後のローディングに際しては、搬送盤（５６）が回転させられることによって、マガジン（５０）内の被加工物（３６ｂ〜３６ｚ）の中から一つの被加工物（３６ｊ）がクランパ（３４）の横側に配置される。その後、クランパ（３４）がスライド機構（３０）によって加工機本体（１０）の内部からマガジン（５０）の内部へＸ軸方向に移動して、被加工物（３６ｊ）がクランパ（３４）によって把持される。その後、クランパ（３４）がスライド機構（３０）によって加工機本体（１０）の内部に戻る。

ところが、特許文献１に記載の技術では、マガジン（５０）のフロントカバー（５４）を開いても、搬送盤（５６）の背後には手が届かないので、搬送盤（５６）の後部に被加工物を装着するために搬送盤（５６）を回転する必要がある。そのため、被加工物の交換・装着の作業が煩わしかった。

米国特許第９２４２３２７号明細書

ところで、加工装置の設計の都合上、クランパ（３４）を加工機本体（１０）の内部とマガジン（５０）の内部との間に移動させるスライド機構（３０）を加工機本体（１０）に採用できないことがある。また、加工装置の設計の都合上、回転する搬送盤（５６）をマガジン（５０）に採用することができないことがある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数の被加工物を格納するストッカーの動きや、加工機本体内に設けられた被加工物保持具の動きを可能な限り最小限にしても、被加工物をストッカーから保持具に装填できるようにすることである。

上記目的を達成するための主たる発明は、加工機本体の筐体に形成された搬送口を通じて前記筐体内の保持具に被加工物をローディングするローディング装置であって、前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、移載機と、前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填するローディング装置である。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、加工機本体の保持具やストッカーの動きを最小限に抑えて、ストッカーに格納された複数の被加工物のうち所定の被加工物を筐体内の保持具に被加工物に装填することができる。

図１は、加工機本体の筐体及びローディング装置のハウジングを破断した状態で示した加工装置の正面図である。 図２は、加工機本体の筐体及びローディング装置のハウジングを破断した状態で示した加工装置の平面図である。 図３は、加工装置の動作を説明するための正面図である。 図４は、加工装置の動作を説明するための正面図である。 図５は、加工装置の動作を説明するための正面図である。 図６は、加工装置の動作を説明するための正面図である。 図７は、加工装置の動作を説明するための正面図である。 図８は、加工装置の動作を説明するための正面図である。 図９は、第２実施形態の加工装置の平面図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

加工機本体の筐体に形成された搬送口を通じて前記筐体内の保持具に被加工物をローディングするローディング装置であって、前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、移載機と、前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填するローディング装置が明らかとなる。

また、搬送口が形成された筐体と、前記筐体内に配される工具と、前記筐体内に配され、前記工具を回転駆動する回転駆動機と、前記筐体内に配され、被加工物を保持する保持具と、前記筐体内において前記保持具に対して相対的に前記工具及び前記回転駆動機を前記回転駆動機の回転軸に平行なＺ軸方向と、前記Ｚ軸方向に直交するとともに互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに移動させるよう駆動する三次元変位機構と、前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、移載機と、前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填する加工装置が明らかとなる。

以上によれば、ストッカーに格納された複数の被加工物のうち所定の被加工物が移載機及び昇降機によって加工機本体の筐体内の保持具に装填されるので、加工機本体の保持具やストッカーの動きを最小限に抑えることができたり、それら保持具やストッカーを固定した状態とすることができたりする。

好ましくは、前記昇降機が前記ストッカーに関して前記搬送口の反対側の昇降位置において前記移載機を昇降させ、前記移載機が前記所定被加工物を前記ストッカーから前記昇降位置にまで引き抜くとともに、前記所定被加工物を前記昇降位置から前記ストッカー及び前記搬送口に通過させて、前記保持具まで送る。
好ましくは、前記移載機が、前記所定被加工物を把持するピッカーと、前記昇降位置から前記保持具までの範囲で前記ピッカーを送る送り機構と、前記送り機構を駆動する駆動機と、を有する。
好ましくは、前記送り機構による前記ピッカーの軌跡が直線的である。

以上によれば、移載機が所定被加工物をストッカーから昇降位置にまで引き抜くとともに、所定被加工物を昇降位置からストッカー及び搬送口に通過させて、保持具まで送るので、上又は下から見て、所定被加工物が引き抜かれる際の軌跡と、所定被加工物が保持具にまで送られる際の軌跡が部分的に重なっている。そのため、ローディング装置をコンパクトにすることができる。

好ましくは、前記ローディング装置が、前記筐体に並設されたハウジングを更に備え、前記ストッカー、前記移載機及び前記昇降機が前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジングには前記筐体の前記搬送口に連なる第二搬送口が形成されている。

以上によれば、筐体の内側とハウジングの内側が別室になっているので、筐体内の保持具に保持された被加工物の加工時に発生する屑がハウジング内に侵入しづらい。

好ましくは、前記ローディング装置が、前記第二搬送口を通常時閉じるように前記第二搬送口を設けられ、前記筐体の内側に向けて開放可能な扉を更に備える。

以上によれば、扉が筐体の内側に向けて開放可能であるので、移載機が搬送口を通じて保持具に所定被加工物を装填する際に、扉が移載機或いは保持具によって押し開かれる。また、扉が通常閉じたものであるので、被加工物の加工時に発生する屑がハウジング内に侵入しづらい。

＝＝＝第１の実施の形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜加工装置について＞
図１は加工装置１の正面図であり、図２は加工装置１の平面図である。図１及び図２において、方向を表す補助線としてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を図示するが、これらＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平な方向であり、Ｚ軸方向は鉛直な方向である。なお、Ｘ軸が水平面に対して傾斜し、Ｚ軸が鉛直方向に対して傾斜してもよい。

図１及び図２に示すように、加工装置１は、板状の被加工物（ワーク、ワークピース）８を加工する加工機本体２と、加工機本体２に対する被加工物８のローディング・アンローディングをするローディング装置３と、加工機本体２及びローディング装置３を制御する制御部４と、を備える。被加工物８は例えばセラミック材料（例えば、ジルコニアセラミック材料）、樹脂材料、ガラス材料、金属材料又はワックス材からなる。被加工物８を加工することで得られる加工物は、例えば義歯、歯科用クラウン、ブリッジ又はアバットメント等である。

＜加工機本体について＞
加工機本体２は、筐体１０と、スピンドルモーター３２と、スピンドル３４と、切削工具３６と、チルト機構４２と、保持具４８と、三次元変位機構とを備える。三次元変位機構は、保持具４８に対して相対的にスピンドル３４をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動するよう駆動する機構である。具体的には、三次元変位機構は、スピンドルモーター３２の回転軸に平行なＺ軸方向にスピンドル３４を移動するよう駆動するＺ軸方向の直動駆動機構３０と、Ｙ軸方向にスピンドル３４を移動するよう駆動するＹ軸方向の直動駆動機構２０と、Ｘ軸方向に保持具４８を移動するよう駆動するＸ軸方向の直動駆動機構４０と、を有する。

筐体１０が箱状に設けられ、筐体１０に内部空間１０ａが形成されている。筐体１０のサイド部１２には、搬送口１２ａが形成されている。

Ｙ軸方向の直動駆動機構２０は、リニアガイド部材２１、キャリッジ２２、Ｙ軸方向直動伝動機構２３及びモーター２４を有する。リニアガイド部材２１の左右両端部が筐体１０のサイド部１２，１３に支持され、リニアガイド部材２１が左右に延在するようにサイド部１２，１３間に架設されている。リニアガイド部材２１の延びる方向がＹ軸方向である。リニアガイド部材２１には、キャリッジ２２が摺動自在に取り付けられている。キャリッジ２２はリニアガイド部材２１に沿ってＹ軸方向に移動可能に設けられている。また、キャリッジ２２にはＹ軸方向直動伝動機構２３が連結され、Ｙ軸方向直動伝動機構２３にはモーター２４が連結されている。Ｙ軸方向直動伝動機構２３はサイド部１２，１３間に設けられ、モーター２４がサイド部１２に設けられている。Ｙ軸方向直動伝動機構２３は例えばベルト伝動機構、チェーン伝動機構、ボールねじ伝動機構又はピニオンラック機構であり、モーター２４の動力がＹ軸方向直動伝動機構２３によってキャリッジ２２に伝動し、モーター２４によってキャリッジ２２がＹ軸方向に移動する。

キャリッジ２２には、直動駆動機構３０、スピンドルモーター３２及びスピンドル３４が搭載されている。具体的には、直動駆動機構３０及びスピンドルモーター３２がキャリッジ２２に取り付けられ、スピンドル３４が伝動機構を介してスピンドルモーター３２及び直動駆動機構３０に接続されている。直動駆動機構３０によってスピンドル３４がＺ軸方向に移動するように駆動され、スピンドルモーター３２によってスピンドル３４がＺ軸に平行な回転軸回りに回転駆動される。スピンドル３４には、例えばエンドミル、ドリル、リーマー又はタップ等の切削工具３６が取り付けられる。なお、切削工具３６がスピンドル３４に対して着脱可能であり、筐体１０内には（例えば、後述の移動体４１上には）、交換用の切削工具が収容されたマガジンが設けられている。

Ｘ軸方向の直動駆動機構４０は、Ｘ軸に対して平行となるように筐体１０のサイド部１３に取り付けられている。この直動駆動機構４０には移動体４１が連結されており、直動駆動機構４０によって移動体４１がＸ軸方向に移動するように駆動される。

移動体４１には、チルト機構４２及び保持具４８が取り付けられている。保持具４８は、被加工物８を保持するものである。チルト機構４２は、Ｙ軸に平行な第一回転軸回りに保持具４８及び被加工物８を揺動するとともに、第一回転軸に直交する第二回転軸回りに保持具４８及び被加工物８を揺動するものである。

チルト機構４２は第一揺動用モーター４３、揺動杆４４及び第二揺動用モーター４５を備える。第一揺動用モーター４３はその出力回転軸（第一回転軸）４３ａがＸ軸に対して平行になるようにして移動体４１の内部に取り付けられ、その出力回転軸４３ａが移動体４１の内側から外側へＸ軸方向に延在している。第一揺動用モーター４３の出力回転軸４３ａにはアーチ状の揺動杆４４の中間部が連結されている。揺動杆４４の一端部の外周側には第二揺動用モーター４５が取り付けられており、第二揺動用モーター４５の出力回転軸（第二回転軸）４５ａが揺動杆４４の一端部を内周側へ貫通している。この第二揺動用モーター４５の出力回転軸４５ａは第一揺動用モーター４３の出力回転軸４３ａに対して垂直である。第二揺動用モーター４５の出力回転軸４５ａにはアーチ状の保持具４８の一端部が連結されている。保持具４８の他端部が、第二揺動用モーター４５の出力回転軸４５ａと同軸の回転軸４６を介して揺動杆４４の他端部に連結されている。

被加工物８はカセット９に装着された状態で保持具４８に保持される。被加工物８は円盤状に設けられ、カセット９はリング状に設けられ、被加工物８の外周部がカセット９に取り付けられることによって被加工物８がカセット９に保持され、被加工物８の上面及び下面はカセット９に覆われずに露出している。保持具４８がカセット９の外周部を磁着、吸着、挟持、係止又は係合等により保持する。なお、カセット９を用いずに、被加工物８が保持具４８に直接保持されてもよい。

第一揺動用モーター４３が作動すると、その出力回転軸４３ａ回りに揺動杆４４、保持具４８及び被加工物８が揺動される。第二揺動用モーター４５が作動すると、その出力回転軸４５ａ回りに保持具４８、カセット９及び被加工物８が揺動される。

＜ローディング装置について＞
ローディング装置３は、ハウジング５０と、ハウジング５０内に設けられたストッカー５５と、被加工物８及びカセット９をＹ軸方向に送るように被加工物８及びカセット９の移載を行う移載機７０と、ハウジング５０内において移載機７０を昇降させる昇降機６０と、を備える。

ハウジング５０が箱状に形成され、ハウジング５０には内部空間５０ａが形成されている。ハウジング５０のサイド部５３が加工機本体２の筐体１０のサイド部１２に固定され、ハウジング５０と筐体１０が並設されている。ハウジング５０のサイド部５３には搬送口５３ａが形成されている。この搬送口５３ａが筐体１０の搬送口１２ａに重なっており、ハウジング５０の内部空間５０ａと筐体１０の内部空間１０ａが搬送口１２ａ，５３ａを通じて連通している。

ハウジング５０のサイド部５３には、搬送口５３ａを開閉する扉５７が設けられている。扉５７は、ハウジング５０の外側且つ筐体１０の内側に向けて開く扉である。また、扉５７は、ばね等の付勢手段により通常時に閉じられた状態となったノーマリークローズ型の扉である。

ハウジング５０内のサイド部５３側には、ストッカー５５が配設されている。ストッカー５５には、複数の被加工物８を横に倒伏した姿勢で上下に並べて格納することができる。具体的には、ストッカー５５には、複数の保持棚５６が上下方向に並べられた状態に設けられている。これら保持棚５６は上下二つのグループに分けられており、上側のグループの最下段の保持棚５６と下側のグループの最上段の保持棚５６との間隔は他の隣り合う保持棚５６の間隔よりも広い。ハウジング５０の搬送口５３ａの位置（高さ）は、上側のグループの最下段の保持棚５６と下側のグループの最上段の保持棚５６との間である。なお、本実施形態では、上側のグループの保持棚５６の数（具体的には３）と下側のグループの保持棚５６の数（具体的には３）が等しいが、これに限るものではない。

保持棚５６に対してはカセット９がＹ軸方向に挿抜可能であり、カセット９及びそれに装着された被加工物８を保持棚５６に差し込んだり、保持棚５６からカセット及び被加工物８を引き出したりすることができる。ここで、カセット９が保持棚５６に差し込まれる向きはハウジング５０から搬送口１２ａ，５３ａを通じて筐体１０に向かう向きと同じであり、カセット９が保持棚５６から引き出される向きは筐体１０から搬送口１２ａ，５３ａを通じてハウジング５０に向かう向きと同じである。磁着、吸着、挟持、係止又は係合等を利用したロック機構が保持棚５６に設けられており、カセット９が保持棚５６に差し込まれた状態ではロック機構によってカセット９が保持棚５６にロックされるとともに、そのロックの解除が可能である。

ハウジング５０のフロント部５４ａには、カセット９及び被加工物８をストッカー５５に装着したり、ストッカー５５からカセット９及び被加工物８を取り外したりするために開閉ドア５４ｃが設けられている。なお、開閉ドア５４ｃは、フロント部５４ａではなく、サイド部５２又はリア部５４ｂに設けられてもよい。

ハウジング５０内のサイド部５３の反対のサイド部５２側には、昇降機６０が設けられている。昇降機６０は、リニアガイド部材６１、昇降体６２、直動伝動機構６３及びモーター６４を有する。リニアガイド部材６１が上下方向（Ｚ軸方向）に延在するようにハウジング５０に取り付けられており、リニアガイド部材６１には昇降体６２が摺動自在に取り付けられている。昇降体６２は、ストッカー５５に関して搬送口１２ａ，５３ａの反対側の位置（昇降位置）において、リニアガイド部材６１に沿ってＺ軸方向に移動可能に設けられている。また、昇降体６２には直動伝動機構６３が連結され、直動伝動機構６３にはモーター６４が連結されている。直動伝動機構６３はハウジング５０の頂部５１ｂと底部５１ａの間に設けられ、モーター６４がハウジング５０の頂部５１ｂに設けられている。直動伝動機構６３は例えばボールねじ伝動機構、ピニオンラック機構、ベルト伝動機構又はチェーン伝動機構であり、モーター６４の動力が直動伝動機構６３によって昇降体６２に伝動し、モーター６４によって昇降体６２がＺ軸方向に移動する。
なお、上述したようにＺ軸が水平面に対して直交又は斜交するので、昇降体６２が水平面に対して垂直に昇降するか、又は水平面に対して斜めに昇降する。

昇降体６２には移載機７０が設けられている。移載機７０はピッカー（例えば、クランパ）７１、送り機構７２及びモーター７３等を有する。送り機構７２がＹ軸方向に展開・折り畳み可能なアーム機構等からなり、送り機構７２の基部が昇降体６２に取り付けられており、送り機構７２の先端部にはピッカー７１が設けられている。モーター７３が送り機構７２に連結され、モーター７３の動力が送り機構７２に伝動する。送り機構７２がモーター７３により駆動され、モーター７３の動力によって送り機構７２が昇降体６２からサイド部１３に向かってＹ軸方向に展開・伸長したり、反対方向に折り畳み・収縮したりする。送り機構７２の伸縮に伴うピッカー７１の軌跡はＹ軸に対してほぼ平行な直線であり、送り機構７２によるピッカー７１の軌跡の範囲は昇降体６２からＹ軸に沿って保持具４８までの範囲である。
ピッカー７１は、磁着、吸着、挟持、係止又は係合等によりカセット９を把持するものである。例えば、ピッカー７１は、カセット９を挟み込むクランパ、カセット９を磁力により保持する電磁石、又は、カセット９を負圧により吸着するノズル等である。

＜制御部について＞
直動駆動機構２０（特にモーター２４）、直動駆動機構３０、スピンドルモーター３２、直動駆動機構４０、チルト機構４２（特にモーター４３，４５）、昇降機６０（特にモーター６４）及び移載機７０（特にモーター７３）は制御部４によって制御される。この制御部４は例えば筐体１０に設けられている。制御部４は各種の駆動回路（例えばモータードライバ）及びマイクロコンピュータ（例えばプログラムロジックコントローラ）等を有する制御回路である。

＜加工装置の動作及び使用方法＞
加工装置１の動作及び加工装置１の使用方法について説明する。

（１） 初期状態
加工装置１を起動すると、制御部４が加工装置１の各部を初期状態にまで動作させる。具体的には、保持具４８がスピンドル３４の下にまで移動するように直動駆動機構２０，３０，４０が制御部４によって作動される。また、保持具４８が横に倒伏した状態（Ｙ軸及びＸ軸に対して平行な状態）になるようにチルト機構４２が制御部４によって作動される。また、ピッカー７１が昇降体６２に引き込まれるように移載機７０が制御部４によって収縮動作させられる。また、昇降機６０が制御部４によって作動されて、昇降体６２が所定の待機位置（例えば、ハウジング５０内の上端部、或いは、最上段の保持棚５６よりも上の位置）にまで移動する。

（２） セッティング（図３参照）
次に、ハウジング５０の開閉ドア５４ｃを開く。そして、未加工の被加工物８が装着されたカセット９をハウジング５０内のストッカー５５の保持棚５６に差し込んで、カセット９を保持棚５６に支持する。その後、ハウジング５０の開閉ドア５４ｃを閉じる。

（３） 保持棚の高さにまで移動（図４参照）
次に、昇降機６０が制御部４によって制御される。これにより、図４に示すように、昇降体６２が何れかの保持棚５６の高さにまでモーター６４によって移動する。

（４） ピックアップ（図５参照）
次に、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、図５に示すように、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により展開・伸長されて、ピッカー７１がＹ軸方向に保持棚５６へ近接する。そして、ピッカー７１がカセット９にまで到達すると、カセット９がピッカー７１に把持される。

（５） 抜き取り（図６参照）
次に、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により折り畳み・収縮されて、ピッカー７１が保持棚５６からＹ軸方向に離間する。そして、カセット９及び被加工物８が保持棚５６から抜き取られて、ピッカー７１が昇降体６２にまで到達すると、移載機７０及びモーター７３が停止される。

（６） 搬送口の高さにまで移動（図７参照）
次に、昇降機６０が制御部４によって制御される。これにより、図７に示すように、昇降体６２が搬送口１２ａ，５３ａの高さにまでモーター６４によって移動（上昇又は下降）する。

（７） 装填（図８参照）
次に、直動駆動機構４０が制御部４によって制御される。これにより、保持具４８のＸ軸方向の位置が搬送口１２ａ，５３ａに揃うまで、保持具４８が直動駆動機構４０によってＸ軸方向に移動する（図２の矢印Ａ参照）。
また、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、図８に示すように、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により展開・伸長されて、ピッカー７１がＹ軸方向に保持具４８に向かって移動する。ピッカー７１が搬送口１２ａ，５３ａを通過する際には、送り機構７２、ピッカー７１又はカセット９によって扉５７が押し開かれる。そして、カセット９が保持具４８に到達して装填されると、そのカセット９が保持具４８に保持されるとともに、ピッカー７１によるカセット９の把持が解除される。

（８） 引き込み（図１参照）
次に、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により折り畳み・収縮されて、ピッカー７１が保持具４８からＹ軸方向に離間する。そして、ピッカー７１が搬送口１２ａ，５３ａを通って昇降体６２にまで到達すると、移載機７０及びモーター７３が停止される。また、ピッカー７１がハウジング５０内に入ると、扉５７が付勢手段の付勢力により閉じられる。

（９） 加工
次に、スピンドルモーター３２が制御部４によって作動される。そうすると、スピンドル３４及び切削工具３６がスピンドルモーター３２により回転駆動される。スピンドルモーター３２が作動された状態で、制御部４が直動駆動機構２０，３０，４０を制御する。これにより、スピンドル３４及び切削工具３６が直動駆動機構２０によりＹ軸方向に移動するともに直動駆動機構３０により昇降し、被加工物８及び保持具４８が直動駆動機構４０によりＸ軸方向に移動する。従って、被加工物８の中心点（チルト機構４２の第一回転軸と第二回転軸の交点）に対する切削工具３６の先端の相対的な三次元位置が変位する。そのような変位中に切削工具３６が被加工物８に当接すると、被加工物８が切削工具３６によって切削される。また、被加工物８の切削中に制御部４がチルト機構４２を制御すると、保持具４８及び被加工物８がチルト機構４２によってモーター４３，４５の出力回転軸４３ａ，４５ａ回りに揺動される。これにより切削工具３６と被加工物８との成す接触角度が変位する。

（１０） 受け取り
次に、直動駆動機構４０が制御部４によって制御される。これにより、保持具４８のＸ軸方向の位置が搬送口１２ａ，５３ａに揃うまで、保持具４８が直動駆動機構４０によってＸ軸方向に移動する。
また、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により展開・伸長されて、ピッカー７１がＹ軸方向に保持具４８に向かって移動する。ピッカー７１が搬送口１２ａ，５３ａを通過する際には、送り機構７２、ピッカー７１又はカセット９によって扉５７が押し開かれる。そして、ピッカー７１が保持具４８に保持されたカセット９にまで到達すると、カセット９がピッカー７１に把持される。

（１１） 引き込み
次に、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により折り畳み・収縮されて、ピッカー７１が保持具４８からＹ軸方向に離間する。そして、ピッカー７１が搬送口１２ａ，５３ａを通って昇降体６２にまで到達すると、移載機７０及びモーター７３が停止される。また、ピッカー７１がハウジング５０内に入ると、扉５７が付勢手段の付勢力により閉じられる。

（１２） 保持棚の高さにまで移動
次に、昇降機６０が制御部４によって制御される。これにより、昇降体６２が空の保持棚５６の高さにまでモーター６４によって移動（上昇又は下降）する。

（１３） 差し込み
次に、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により展開・伸長されて、ピッカー７１がＹ軸方向に保持棚５６へ近接する。そして、カセット９が保持棚５６に差し込まれて保持棚５６に保持されるとともに、ピッカー７１によるカセット９の把持が解除される。

（１４） 引き込み
次に、移載機７０が制御部４によって制御される。これにより、移載機７０の送り機構７２がモーター７３により折り畳み・収縮されて、ピッカー７１が保持棚５６からＹ軸方向に離間する。そして、ピッカー７１が昇降体６２にまで到達すると、移載機７０及びモーター７３が停止される。

（１５） 続いて別の被加工物８を加工する場合には、上記（３）〜（１４）の工程が行われる。一方、別の被加工物８を加工しない場合には、昇降機６０が制御部４によって制御されて、昇降体６２が所定の待機位置（例えば、ハウジング５０内の上端部、或いは、最上段の保持棚５６よりも上）にまで移動する。

＜効果・利点について＞
以上の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
（１） 保持具４８に対する被加工物８及びカセット９の着脱がローディング装置３により自動的に行われるので、作業効率が向上する。

（２） 複数の保持棚５６が上下に配列されているので、ハウジング５０の開閉ドア５４ｃを開放して全ての保持棚５６に対して被加工物８及びカセット９の出し入れをすることができる。

（３） ストッカー５５に格納された複数の被加工物８のうち何れかが移載機７０及び昇降機６０によって筐体１０内の保持具４８に装填されるので、保持具４８の動きを最小限に抑えることができるとともに、ストッカー５５を固定した状態とすることができる。そのようなストッカー５５、昇降機６０及び移載機７０がハウジング５０の内側に取り付けられているので、ローディング装置３をモジュール（機能的にまとまったユニット）として採用することができる。

（４） 筐体１０の内部空間とハウジング５０の内部空間がサイド部１２，５３によって仕切られて別室になっているので、筐体１０内の被加工物８の切削により発生した切削屑がハウジング５０内の被加工物８に付着しない。特に、筐体１０内の被加工物８の切削中に扉５７が閉じるので、切削屑がハウジング５０内に入り込まない。

（５） 保持棚５６に対して被加工物８及びカセット９を挿抜する方向と、保持具４８に対して被加工物８及びカセット９を挿抜する方向が同一方向である。つまり、保持具４８に対して被加工物８及びカセット９を挿抜する際には、被加工物８、カセット９及びピッカー７１が保持棚５６の下又は上をＹ軸方向に通過するようになっており、上又は下から見て、ストッカー５５及び保持棚５６が被加工物８、カセット９及びピッカー７１の軌跡に部分的に重なっている。このように昇降機６０、ストッカー５５及び保持棚５６の設置場所を工夫した上、移載機７０の運動方向を工夫したので、ローディング装置３がコンパクトとなっている。特に、送り機構７２による被加工物８、カセット９及びピッカー７１の軌跡が直線的であるので、ローディング装置３をよりコンパクトにすることができる。

（６） 昇降機６０がハウジング５０内に設けられ、移載機７０が昇降機６０の昇降体６２に取り付けられているので、被加工物８の切削時には移載機７０はその全体がハウジング５０内に収容された状態で待機した状態となる。それゆえ、被加工物８の切削時に発生した切削屑が移載機７０に付着しない。

＝＝＝第２の実施の形態＝＝＝
図９は、第２の実施の形態に係る加工装置１Ａの平面図である。ここで、第２実施形態の加工装置１Ａと第１実施形態の加工装置１との間で互いに対応する構成要素には同一の符号を付す。また、以下では、第２実施形態の加工装置１Ａの構成要素のうち、第１実施形態の加工装置１と相違する構成要素について主に説明する。

＜加工機本体について＞
第１実施形態では、搬送口１２ａが筐体１０のサイド部１２に形成されているのに対して、第２実施形態では、搬送口１５ａが筐体１０のリア部１５に形成されている。それ以外については、第２実施形態の加工機本体２と第１実施形態の加工機本体２は同様に構成されている。

＜ローディング機構のハウジングについて＞
第１実施形態では、ハウジング５０と筐体１０が左右に並設されているのに対して、第２実施形態では、ハウジング５０と筐体１０が前後に並設されている。以下、第２実施形態におけるハウジング５０について詳細に説明する。

箱状に形成されたハウジング５０のフロント部５４ａが筐体１０のリア部１５に固定され、ハウジング５０と筐体１０が並設されている。ハウジング５０のフロント部５４ａに搬送口５４ｄが形成され、この搬送口５４ｄが筐体１０の搬送口１５ａに重なっており、ハウジング５０の内部空間５０ａと筐体１０の内部空間１０ａが搬送口１５ａ，５４ｄを通じて連通している。
また、ハウジング５０のサイド部５２には、カセット９及び被加工物８の出し入れのための開閉ドア５２ａが設けられている。
なお、扉５７は搬送口５４ｄを開閉するようにハウジング５０のフロント部５４ａに設けられている。

＜ローディング機構の昇降機＞
第２実施形態の昇降機６０は、第１実施形態の昇降機６０と同様に設けられている。つまり、第２実施形態の昇降機６０はリニアガイド部材６１、昇降体６２、直動伝動機構６３及びモーター６４を有する。
なお、上から見て、昇降体６２が後述のストッカー５５と保持具４８との間に配置され、その位置において昇降体６２がＺ軸方向に移動する。

＜ローディング機構のストッカー＞
第１実施形態では、ストッカー５５がハウジング５０内のサイド部５３側に配設されているのに対して、第２実施形態では、ストッカー５５がハウジング５０内のリア部５４ｂ側に配設されている。また、第１実施形態では、ストッカー５５の保持棚５６に対してカセット９がＹ軸方向に挿抜可能であるのに対して、第２実施形態では、ストッカー５５の保持棚５６に対してカセット９が後述の回転軸７５ａを中心とした円弧に沿う方向に挿抜可能である。
それ以外については、第２実施形態のストッカー５５と第１実施形態のストッカー５５は同様に構成されている。

＜ローディング機構の移載機＞
第１実施形態では、移載機７０が被加工物８及びカセット９をＹ軸に沿って直線的に送るに対して、第２実施形態では、移載機７０が被加工物８及びカセット９を円弧に沿って送る。以下、第２実施形態における移載機７０について詳細に説明する。

第２実施形態の移載機７０はピッカー７１、回転駆動機７５及びアーム７６を有する。回転駆動機７５は昇降機６０の昇降体６２に取り付けられている。モーター等であり、回転駆動機７５の回転軸７５ａがＺ軸に対して平行である。アーム７６の基端部が回転駆動機７５の回転軸７５ａに連結され、そのアーム７６が回転軸７５ａから径方向に延出し、アーム７６の先端部にピッカー７１が取り付けられている。アーム７６は回転駆動機７５によって回転軸７５ａから後方に延出した状態と前方に延出した状態との間に回転させられ、ピッカー７１が回転駆動機７５によって回転軸７５ａを中心にして回転駆動される。回転駆動機７５によるピッカー７１の軌跡は半円弧である。

アーム７６がＹ軸に対してほぼ平行になった状態では、アーム７６全体がハウジング５０内に配置される。アーム７６がＸ軸に対してほぼ平行に後方へ延出した状態では、ピッカー７１がストッカー５５に近接している。アーム７６がＸ軸に対してほぼ平行に前方へ延出した状態では、アーム７６が搬送口１５ａ，５４ｄを貫通して、ピッカー７１が保持具４８に近接する。

ピッカー７１は、第１実施形態のピッカー７１と同様に、磁着、吸着、挟持、係止又は係合等によりカセット９を把持するものである。

＜加工装置の動作＞
移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＹ軸に対して平行になるまで回転させられる。
次に、昇降体６２及び移載機７０が何れかの保持棚５６の高さにまでモーター６４によって移動した後、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＸ軸に対してほぼ平行に後方へ延出した状態になるまで回転する。これにより、ピッカー７１が保持棚５６へ近接して、カセット９がピッカー７１に把持される。

次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＹ軸に対して平行になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１が保持棚５６から離間して、カセット９及び被加工物８が保持棚５６から抜き取られる。
次に、昇降体６２及び移載機７０が搬送口１５ａ，５４ｄの高さにまでモーター６４によって移動する。

次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＸ軸に対してほぼ平行に前方へ延出した状態になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１が保持具４８に向かって移動する。そして、ピッカー７１が搬送口１５ａ，５４ｄを通過した後に保持具４８にまで到達すると、カセット９が保持具４８に装填される。この際、そのカセット９が保持具４８に保持されるとともに、ピッカー７１によるカセット９の把持が解除される。
次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＹ軸に対して平行になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１がハウジング５０内に戻る。

次に、スピンドルモーター３２が作動された状態で、スピンドル３４及び切削工具３６が直動駆動機構２０によりＹ軸方向に移動するともに直動駆動機構３０により昇降し、被加工物８及び保持具４８が直動駆動機構４０によりＸ軸方向に移動する。これにより、被加工物８が切削工具３６によって切削される。切削完了後、スピンドルモーター３２、直動駆動機構２０，３０，４０が停止する。

次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＸ軸に対してほぼ平行に前方へ延出した状態になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１が保持具４８に向かって移動する。そして、ピッカー７１が搬送口１５ａ，５４ｄを通過した後に保持具４８にまで到達すると、カセット９がピッカー７１に把持される。

次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＹ軸に対して平行になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１が保持具４８から離間してハウジング５０内に戻る。
次に、昇降体６２及び移載機７０が空の保持棚５６の高さにまでモーター６４によって移動する。
次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＸ軸に対してほぼ平行に後方へ延出した状態になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１が保持棚５６に向かって移動する。そして、ピッカー７１が保持棚５６にまで到達すると、カセット９が保持棚５６に差し込まれる。この際、カセット９が保持棚５６に保持されるとともに、ピッカー７１によるカセット９の把持が解除される。

次に、移載機７０の回転駆動機７５によってアーム７６がＹ軸に対して平行になるまで回転させられる。これにより、ピッカー７１が保持棚５６から離間する。
なお、上述のような動作タイミングは制御部４によって制御される。

＝＝＝変形例＝＝＝＝
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する変更点は、可能な限り組み合わせて適用してもよい。

（１） 上記実施形態では、Ｘ軸方向の直動駆動機構４０によって移動体４１、チルト機構４２及び保持具４８がＸ軸方向に移動する構成であった。それに対して、移動体４１の代わりに固定体が筐体１０に取り付けられて固定され、チルト機構４２及び保持具４８が上述のように移動体４１に設けられたのと同様にして、これらチルト機構４２及び保持具４８がその固定体に設けられてもよい。この場合、リニアガイド部材２１、キャリッジ２２、Ｙ軸方向直動伝動機構２３及びモーター２４が、Ｘ軸方向の直動駆動機構によって一体的にＸ軸方向に移動するように駆動される。

（２） 上記実施形態では、スピンドル３４がＹ軸方向の直動駆動機構２０によりＹ軸方向に移動する構成であった。それに対して、直動駆動機構２０のキャリッジ２２が例えばリニアガイド部材２１の中央部に固定された固定部であり、スピンドル３４がＹ軸方向に移動しないものとしてもよい。この場合、別途、Ｙ軸方向直動駆動機構が筐体１０に設けられ、そのＹ軸方向駆動機構にＸ軸方向の直動駆動機構４０が連結され、直動駆動機構４０、移動体４１、チルト機構４２及び保持具４８が一体的にＹ軸方向直動駆動機構によってＹ軸方向に移動するように駆動される。

（３） 上記実施形態では、スピンドル３４及びスピンドルモーター３２が直動駆動機構３０によってＺ軸方向に移動する構成であった。それに対して、スピンドル３４及びスピンドルモーター３２がキャリッジ２２に固定され、スピンドル３４及びスピンドルモーター３２がＺ軸方向に移動しないものとしてもよい。この場合、Ｚ軸方向直動駆動機構がＸ軸方向直動駆動機構４０と移動体４１との間に設けられ、移動体４１、チルト機構４２及び保持具４８が一体的にＺ軸方向直動駆動機構によってＺ軸方向に移動するように駆動される。

（４） 上記実施形態では、搬送口１２ａ，５３ａの高さは変更してもよく、例えば最下段の保持棚５６の下であってもよい。

（５） 上記実施形態では、初期の待機位置がハウジング５０内の上端部、或いは、最上段の保持棚５６よりも上の位置であったが、これに限らず、ハウジング５０内の下端部、最下段の保持棚５６よりも下の位置、或いは、搬送口１２ａ、５３ａと同じ高さであってもよい。

１…加工装置， １Ａ…加工装置， ２…加工機本体， ３…ローディング装置， ８…被加工物， １０…筐体， ３６…工具， ３２…回転駆動機， ４８…保持具， ５５…ストッカー， ６０…昇降機， ７０…移載機， ７１…ピッカー， ７２…送り機構， ７３…モーター（駆動機）， ５０…ハウジング， ５３ａ…第二搬送口， ５７…扉

Claims (6)

1. 加工機本体の筐体に形成された搬送口を通じて前記筐体内の保持具に被加工物をローディングするローディング装置であって、
   前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、
   移載機と、
   前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、
   前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、
   前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填し、
   前記ストッカーに対して前記搬送口が位置する側とは反対側の昇降位置において、前記昇降機が前記移載機を昇降させ、
   前記移載機が前記所定被加工物を前記ストッカーから前記昇降位置にまで引き抜くとともに、前記所定被加工物を前記昇降位置から前記ストッカー及び前記搬送口に通過させて、前記保持具まで送るローディング装置。
2. 前記移載機が、
   前記所定被加工物を把持するピッカーと、
   前記昇降位置から前記保持具までの範囲で前記ピッカーを送る送り機構と、
   前記送り機構を駆動する駆動機と、を有する請求項１に記載のローディング装置。
3. 前記送り機構による前記ピッカーの軌跡が直線的である請求項２に記載のローディング装置。
4. 前記筐体に並設されたハウジングを更に備え、
   前記ストッカー、前記移載機及び前記昇降機が前記ハウジング内に設けられ、
   前記ハウジングには前記筐体の前記搬送口に連なる第二搬送口が形成されている請求項１から３の何れか一項に記載のローディング装置。
5. 前記第二搬送口を通常時閉じるように前記第二搬送口を設けられ、前記筐体の内側に向けて開放可能な扉を更に備える請求項４に記載のローディング装置。
6. 搬送口が形成された筐体と、
   前記筐体内に配される工具と、
   前記筐体内に配され、前記工具を回転駆動する回転駆動機と、
   前記筐体内に配され、被加工物を保持する保持具と、
   前記筐体内において前記保持具に対して相対的に前記工具及び前記回転駆動機を前記回転駆動機の回転軸に平行なＺ軸方向と、前記Ｚ軸方向に直交するとともに互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに移動させるよう駆動する三次元変位機構と、
   前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、
   移載機と、
   前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、
   前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、
   前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填し、
   前記ストッカーに対して前記搬送口が位置する側とは反対側の昇降位置において、前記昇降機が前記移載機を昇降させ、
   前記移載機が前記所定被加工物を前記ストッカーから前記昇降位置にまで引き抜くとともに、前記所定被加工物を前記昇降位置から前記ストッカー及び前記搬送口に通過させて、前記保持具まで送る加工装置。
   

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