JP6480931B2

JP6480931B2 - 工作機械およびワーク加工システム

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Publication number: JP6480931B2
Application number: JP2016531290A
Authority: JP
Inventors: 尊一中谷; 守窪田; 栄中沢; 一彦三宮
Original assignee: Citizen Machinery Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Machinery Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: CN106470785A; KR101993067B1; US10293409B2; CN106470785B; JPWO2016002589A1; US20170136547A1; TWI659796B; WO2016002589A1; ES2755984T3; EP3162476B1; TW201618880A; KR20170021348A; EP3162476A4; EP3162476A1

Description

本発明は、工作機械および工作機械を用いたワーク加工システムに関する。

従来、ワークを把持する主軸と、前記主軸に把持されたワークを加工する工具を保持する刃物台とが一体的に設けられた複数のモジュールと、前記各モジュールが設置されるベッドとを備え、前記モジュールが、互いに並設された２つのモジュールと、両モジュールの対向側に配置された対向モジュールとからなり、前記ワークを所定の前記モジュール間で受け渡しながら加工する工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。

再公表特許ＷＯ２０１０／００４９６１号

前記工作機械は各モジュールを比較的自由にレイアウトし、様々な形態とすることが容易であるが、例えば、複数のモジュールを、前記主軸の軸線方向に直交する方向に移動可能に設け、ベッドの中央近傍においてモジュール間でワークの授受を行うことができるように構成する場合、メンテナンスの際に、主軸等に作業者の手や工具等が届きにくくなったり、作業する方向が限定されたりして、作業性やメンテナンス性が低下する場合があるという課題があった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、ワークの加工生産性に優れるとともに、メンテナンス性や作業性を向上させることが可能な工作機械およびワーク加工システムを提供することを目的とするものである。

本発明に係る工作機械は、ワークを保持するワーク保持手段と、前記ワーク保持手段に保持された前記ワークに対して所定の作業を行う作業手段を保持する作業手段保持部とが各自のベース上に一体的に設けられた移動モジュール及び固定モジュールと、前記移動モジュール及び前記固定モジュールが設置されるベッドとを備えた工作機械において、前記移動モジュール及び前記固定モジュールの各々は、それぞれ前記ワークに対して前記所定の作業を行うことができ、前記ワークを前記移動モジュール及び前記固定モジュールとの間で受け渡しながら作業するように構成され、前記移動モジュールは、互いに並設された２つのモジュールから構成され、かつ並び方向に移動可能に前記ベッド上に設けられ、前記固定モジュールは、前記並び方向に移動不能に前記移動モジュールの対向側であって前記ベッド上に設けられ、前記固定モジュールの側方に、前記ベッドを切り欠いて形成された切欠部が設けられ、前記両移動モジュールは、前記固定モジュールと互いに一直線上に位置するように移動可能であり、且つ少なくとも一方の前記移動モジュールは前記切欠部の対向位置に移動可能に設けられたことを特徴とする。

また、本発明に係るワーク加工システムは、上述のような工作機械を、前記切欠部を介して複数並列に設けて構成されることを特徴とする。

本発明に係る工作機械およびワーク加工システムによれば、ワークの加工生産性に優れるとともに、メンテナンス性や作業性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る工作機械の全体構成の概略を説明するための斜視図である。図１の工作機械の平面図である。図１の工作機械を切欠部側から見た背面図である。図１の工作機械の平面図であり、各モジュールの移動方向及び各モジュールと作業者との位置関係を示す。図１の工作機械によるワークの加工動作を説明するための概略図であり、固定モジュールＭ１でワークを加工している状態を示す。固定モジュールＭ１から移動モジュールＭ２へのワークの授受を行なっている状態を示す概略図である。移動モジュールＭ２でワークを加工している状態を示す概略図である。移動モジュールＭ２の固定モジュールＭ３の対向位置への移動状態を示す概略図である。移動モジュールＭ２から固定モジュールＭ３へのワークの授受を行うとともに、固定モジュールＭ１に２つ目のワークが供給された状態を示す概略図である。固定モジュールＭ３で１つ目のワークの加工を行うとともに、固定モジュールＭ１で２つ目のワークの加工を行っている状態を示す概略図である。固定モジュールＭ３から移動モジュールＭ４への１つ目のワークの授受を行うとともに、固定モジュールＭ１から移動モジュールＭ２への２つ目のワークの授受を行っている状態を示す概略図である。移動モジュールＭ４で１つ目のワークの加工を行うとともに、移動モジュールＭ２で２つ目のワークの加工を行っている状態を示す概略図である。移動モジュールＭ４の切欠部の対向位置への移動状態と、移動モジュールＭ２の固定モジュールＭ３の対向位置への移動状態を示す概略図である。移動モジュールＭ４から加工が完了したワークを搬出するとともに、移動モジュールＭ２から固定モジュールＭ３への２つ目のワークの授受を行い、さらに、固定モジュールＭ１に３つ目のワークが供給された状態を示す概略図である。本発明の他の実施形態に係る工作機械の概略を示す平面図であって、第１の隔絶壁と第２の隔絶壁とを閉じた状態を示す平面図である。図５Ａの工作機械において、第１の隔絶壁と第２の隔絶壁とを開いた状態を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るワーク加工システムの構成の概略を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係るワーク加工システムの構成の概略を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係るワーク加工システムの構成の概略を示す平面図である。

以下、本発明に係る工作機械（自動旋盤装置）の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１の斜視図、図２Ａの平面図及び図２Ｂの背面図に示すように、本実施形態の工作機械１００は、ベッド１を備え、ベッド１上に４台のモジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を搭載している。以下、モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の主軸１１の軸線方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と水平方向において直交する方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸と直交する方向をＸ軸方向とする。

ベッド１に、Ｙ軸方向に延出するガイドレール３とボールネジ４ａ等からなるスライド機構２を介して、２つのモジュールＭ２，Ｍ４が、Ｚ軸方向が平行となるように、Ｙ軸方向に並列に配置されている。モジュールＭ２，Ｍ４は、ガイドレール３上をＹ軸方向に往復移動自在となっている（以下、モジュールＭ２，Ｍ４を「移動モジュールＭ２，Ｍ４」と呼ぶ）。移動モジュールＭ２，Ｍ４の対向側に、２つのモジュールＭ１，Ｍ３が、Ｚ軸方向が平行となるようにＹ軸方向に並列に配置され、Ｙ軸方向に移動不能にベッド１に固定されている（以下、モジュールＭ１，Ｍ３を「固定モジュールＭ１，Ｍ３」と呼ぶ）。

ベッド１は、図２Ａに示されるように、ＹＺ方向の一角を凹状に切り欠いてなる切欠部８を有し、平面視が略Ｌ字状に形成されている。切欠部８に隣接し、ベッド１の切欠部８側の外周縁に沿って固定モジュールＭ３が配置されている。固定モジュールＭ３を挟んで切欠部８の反対側に、ベッド１の切欠部８に対向する外周縁に沿って固定モジュールＭ１が配置されている。

各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、同一の基本構成を有し、ベース１０上に、主軸１１を支持する主軸台１２、主軸１１に把持されたワークを加工する工具１６が保持された刃物台１３が一体的に設けられている。

主軸１１は、主軸台１２との間に従来公知のビルトインモータ（図示せず）が形成され、該ビルトインモータにより、軸線を中心に回転駆動される。主軸１１は、前方（ベッド１のＺ軸方向の中心方向）の端部にチャック（図示せず）を有し、チャックの開閉動作により、ワークを着脱自在に把持することができる。

各ベース１０上には、Ｚ軸方向に延出するガイドレール１４がＹ軸方向に平行に２本敷設され、ガイドレール１４上に、主軸台１２が載置されている。主軸台１２は、両ガイドレール１４の間に設けられるボールネジ４ｂに螺合している。ボールネジ４ｂはモータ１７により回転駆動され、主軸台１２は、主軸１１と一体的にガイドレール１４上をＺ軸方向に進退動する（図３参照）。

ベース１０には、主軸台１２の前方に支持台１５が固定され、この支持台１５の前方に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動自在に刃物台１３が設けられている。刃物台１３は、Ｘ軸用のモータ１３ａ及びＹ軸用のモータ１３ｂによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動駆動される。

支持台１５は、図１に示されるように、開口部１５ａを有するゲート状に形成され、開口部１５ａを主軸台１２が通過可能となっている。主軸台１２は、支持台１５の開口部１５ａを通過して、主軸１１で把持したワークを支持台１５の前方に配置した刃物台１３に臨ませて配置可能となっている。

各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、駆動制御用の制御手段（図示せず）等による駆動制御により、主軸１１によってワークを把持し、主軸１１の回転駆動と、主軸台１２のＺ軸方向への移動、刃物台１３のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を各々制御することにより、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の各々において、刃物台１３の所定の工具１６を選択しながらワークを所定の形状に加工することができる。各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４各々は、支持台１５の前方（刃物台１３側）をワークの加工領域とし、主軸１１の端部を該加工領域に配置してワークの加工を行う別々の旋盤として機能する。換言すると工作機械１００は複数の旋盤がモジュールとして組み合わされて構成されている。

図１〜図３に示されるように、固定モジュールＭ１，Ｍ３のベース１０は、ベッド１上に固定される。ガイドレール３はＺ軸方向に平行に２本設けられ、固定モジュールＭ１の対向位置から、切欠部８の対向位置に亘って、ベッド１上に敷設されている。ガイドレール３にはスライド体５がスライド自在に装着されている。移動モジュールＭ２，Ｍ４のベース１０は、スライド体５に固定され、ガイドレール３に沿って移動できるようにガイドレール３上に支持されている。

移動モジュールＭ２，Ｍ４のベース１０は、各々両ガイドレール３の間に設けられた別々のボールネジ４ａにナット１０ａを介して螺合している。各ボールネジ４ａは同軸で配置され、図１、図２Ｂに示されるように、各々ベッド１側に設けられた駆動モータ６とベルト７を介して連結されている。各駆動モータ６を回転駆動することによって各移動モジュールＭ２，Ｍ４がガイドレール３に沿ってＹ軸方向に独立して往復駆動される。

本実施形態の工作機械１００において、図２Ａに示されるように、ナット１０ａはベース１０の底面端部に配置される。図３に示されるように、移動モジュールＭ４が、切欠部８に対向するように移動することによって、ナット１０ａがボールネジ４ａの端部と当接することなく、移動モジュールＭ２は、両固定モジュールＭ１，Ｍ３と対向し、互いに主軸軸線が一直線上に一致する位置に移動することができる。移動モジュールＭ４は、移動モジュールＭ２が固定モジュールＭ１と対向する位置に移動することによって、一方の固定モジュールＭ３と対向し、互いの主軸軸線が一致する位置に移動することができる。

移動モジュールＭ２，Ｍ４を、固定モジュールＭ１又は固定モジュールＭ３の対向位置に、互いに主軸軸線が一致するように移動させ、互いの主軸台１２を近接方向に移動させることによって、移動モジュールと固定モジュールとの間でワークの授受を行うことができる。

移動モジュールＭ２，Ｍ４は、固定モジュールＭ１又は固定モジュールＭ３に対向するように移動することで、ベッド１のＹ軸方向の外周縁近傍や切欠部８の端縁近傍に配置される。そのため、作業者Ｓは、固定モジュールＭ１側のベッド１の外周縁近傍や、切欠部８内に位置することによって、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の各部位、特に固定モジュールＭ１，Ｍ３といずれかの移動モジュールＭ２，Ｍ４とのワークの授受部分に、手や工具が届き易くなり、メンテナンス作業等を容易に行うことができる。

つまり、本実施形態の工作機械１００のように１つのベッド上に４つのモジュールを搭載した場合であっても、固定モジュールＭ３の一側の切欠部８によって、各モジュールのメンテナンスやワークの受け渡し等の調整等を容易に行うことができる。各モジュールのレイアウトの自由度が向上し、様々な形態とすることが可能となり、ワークの加工生産性を向上させることができる。

本実施形態では、並設された２つの移動モジュールＭ２，Ｍ４の対向側に配置される対向モジュールとして、２つの固定モジュールＭ１，Ｍ３を設けているが、本願がこの構成に限定されることはない。例えば、ベッド１に、対向モジュールとして固定モジュールＭ３のみ設け、この固定モジュールＭ３に対して、移動モジュールＭ２，Ｍ４がＹ軸方向に移動可能に構成することもできる。この構成でも、作業者Ｓは、切欠部８内に位置することによって、固定モジュールＭ３といずれかの移動モジュールＭ２，Ｍ４とのワークの授受部分に、手や工具が届き易く、作業性やメンテナンス性を向上させることができる。

また、対向モジュールとして固定モジュールＭ３を１つのみ設けた場合、固定モジュールＭ３の両側に切欠部８を設けることもできる。この構成では、作業者Ｓは、いずれかの切欠部８内に位置することで、固定モジュールＭ３といずれかの移動モジュールＭ２，Ｍ４とのワークの授受部分の調整を、左右いずれの方向からでも行うことが可能となり、作業性やメンテナンス性を向上させることができる。なおメンテナンス等の終了後には、切欠部８内にワークのローダやアンローダ等を配置し、ワークの供給や搬出を容易に行わせることもできる。

また、本実施形態では、対向モジュールを、固定モジュールとしてＹ軸方向に移動不能にベッド１に固定しているが、本願がこの構成に限定されることはない。対向モジュールも、両移動モジュールのいずれかに対向するように、スライド機構等によってＹ軸方向に移動可能とすることもできる。この構成では、両移動モジュール又は対向モジュールを適宜移動して互いに対向させることで、ワークの授受や加工の順序を任意に設定することができ、多様性に優れた加工が可能となる。メンテナンス等においても、メンテナンス作業や受け渡しの調整等を行い易い位置に各モジュールを移動させることで、作業性やメンテナンス性を向上させることができる。

なお本実施形態においては、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を、ワークを保持するワーク保持手段が、ワークを把持する主軸１１からなり、前記ワーク保持手段に保持されたワークに対して所定の作業を行う作業手段が、前記主軸に把持されたワークを加工する工具１６からなり、前記作業手段を保持する作業手段保持部が、前記工具１６を保持する刃物台１３からなる旋盤モジュールである例について説明したが、所定のモジュールを、研削、フライス、歯切り等を行うことができる加工モジュールとすることや、前記作業手段を計測手段等とし、計測機能をモジュール化した計測モジュールとすることも可能であり、複合的な加工や加工後の計測を行うことができる工作機械とすることもできる。

本実施形態の工作機械１００を用いたワークの加工動作を、図４Ａ〜図４Ｊを参照しながら説明する。これらの図において、説明を容易とするため、モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の構成を簡略化し、ベース１０及び主軸１１のみで表している。また、複数のワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３・・・を連続して加工するものとする。

なお、以下では、固定モジュールＭ１、移動モジュールＭ２、固定モジュールＭ３、移動モジュールＭ４の順にワークを受け渡しながら加工を行っているが、本願がこの順に限定されることはなく、加工目的等に応じて、所望の順でワークを受け渡して加工することができる。

まず、固定モジュールＭ１にワークＷ１が供給される。ワークＷ１の供給は、例えば、ローダ（図示せず）によって短尺なワークＷ１が固定モジュールＭ１の主軸１１に供給される。または、固定モジュールＭ１の後方から、バーフィーダ（図示せず）によって棒状のワークを供給する構成とすることもできる。

固定モジュールＭ１では、図４Ａに示されるように、加工に応じて選択された工具１６によってワークＷ１の加工が行われる。

固定モジュールＭ１によるワークＷ１の加工が終了すると、移動モジュールＭ２が、固定モジュールＭ１の対向位置Ｐ１に位置し、固定モジュールＭ１の主軸１１と移動モジュールＭ２の主軸１１とが、互いの近接方向に移動し、ワークＷ１の授受を行う（図４Ｂ）。その後、ワークＷ１を受け取った移動モジュールＭ２において、ワークＷ１の加工を行う（図４Ｃ）。

加工終了後又はワークＷ１の加工作業を行いながら、移動モジュールＭ２は、対向位置Ｐ１からモジュールＭ３の対向位置Ｐ２へ移動する（図４Ｄ）。なお移動モジュールＭ２は、対向位置Ｐ２において加工を行うこともできる。次に、移動モジュールＭ２の主軸１１と固定モジュールＭ３の主軸１１とが、互いの近接方向に移動し、ワークＷ１の授受を行う。この授受と並行して、２つ目のワークＷ２が固定モジュールＭ１の主軸１１に供給される（以上、図４Ｅ）。

ワークＷ１を受け取った固定モジュールＭ３において、該ワークＷ１の加工を行う。この加工と並行して、固定モジュールＭ１において、２つ目のワークＷ２の加工を行う（図４Ｆ）。

固定モジュールＭ３でのワークＷ１の加工が終了すると、移動モジュールＭ４が、モジュールＭ３の対向位置Ｐ２に位置し、固定モジュールＭ３の主軸１１と移動モジュールＭ４の主軸１１とが、互いの近接方向に移動し、ワークＷ１の授受を行う。この授受と並行して、移動モジュールＭ２が、モジュールＭ１の対向位置Ｐ１に位置し、固定モジュールＭ１の主軸１１と移動モジュールＭ２の主軸１１とが、互いの近接方向に移動し、ワークＷ２の授受を行う（以上、図４Ｇ）。

ワークＷ１を受け取った移動モジュールＭ４において、該ワークＷ１の加工を行う。この加工と並行して、ワークＷ２を受け取った移動モジュールＭ２において、該ワークＷ２の加工を行う（以上、図４Ｈ）。

ワークＷ１の加工終了後又はワークＷ１の加工作業を行いながら、移動モジュールＭ４が、対向位置Ｐ２から切欠部８の対向位置Ｐ３へ移動する。この移動と並行して、移動モジュールＭ２が、ワークＷ２の加工終了後又はワークＷ２の加工作業を行いながら対向位置Ｐ１から固定モジュールＭ３の対向位置Ｐ２へ移動する（以上、図４Ｉ）。なお移動モジュールＭ２，Ｍ４は、対向位置Ｐ２，Ｐ３において加工を行うこともできる。

そして、対向位置Ｐ３において、移動モジュールＭ４の主軸１１から加工後のワークＷ１が搬出される。この搬出と並行して、移動モジュールＭ２の主軸１１と固定モジュールＭ３の主軸１１とが、互いの近接方向に移動し、ワークＷ２の授受を行うとともに、固定モジュールＭ１に３つ目のワークＷ３が供給される（以上、図４Ｊ）。

その後、１つ目のワークＷ１と同様に、ワークＷ２は固定モジュールＭ３で加工され、移動モジュールＭ４に引き渡されて加工された後、移動モジュールＭ４から搬出される。３つ目以降のワークＷ３・・・についても同様の受け渡しと加工とが行われる。

以上のように、４台のモジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４間でワークを受け渡しながら加工するとともに、複数のワークを並行して加工することもでき、モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を効率的に稼働させて、加工生産性を向上させることができる。

次に、本発明に係る工作機械の他の実施形態を、図５Ａ、図５Ｂを参照して説明する。図５Ａ、図５Ｂに示される本実施形態の工作機械１００Ａは、図１〜図３等に示される実施形態の工作機械１００と同一の基本構成を有し、切欠部８を有するベッド１上に、固定モジュールＭ１，Ｍ３、移動モジュールＭ２，Ｍ４を搭載している。本実施形態でも、ベッド１に切欠部８を設けたことで、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の各部位に、手や工具が届き易くなり、メンテナンス作業等を容易に行うことができる。

上記基本構成に加えて、本実施形態の工作機械１００Ａには、固定モジュールＭ１及び移動モジュールＭ２の各対向（前方）側に位置する各加工領域と、固定モジュールＭ３及び移動モジュールＭ４側の各対向（前方）側に位置する各加工領域とを隔絶する第１の隔絶壁２０、並びに移動モジュールＭ４の前記加工領域を、他の各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の前記加工領域から隔絶する第２の隔絶壁２１が、それぞれ開閉自在に設けてられている。

第１の隔絶壁２０は、移動モジュールＭ２に一体的に固定され、隣接する移動モジュールＭ４側から前方に突出するように配置された固定壁２０ａと、固定モジュールＭ１に、前方へスライド移動可能に設けられ、隣接する固定モジュールＭ３側において前後に可動する可動壁２０ｂとを備えている。可動壁２０ｂのスライド移動は、手動で行うようにしてもよいし、適宜の駆動手段により自動で行うようにしてもよい。

移動モジュールＭ２を、固定モジュールＭ１の対向位置に移動させた状態で、可動壁２０ｂを前方（移動モジュールＭ２方向）にスライド移動することで、図５Ａに示すように、可動壁２０ｂの先端側と固定壁２０ａの先端側とが重なり、第１の隔絶壁２０が閉じる。これにより、固定モジュールＭ１及び移動モジュールＭ２の前記各加工領域と、固定モジュールＭ３及び移動モジュールＭ４の前記各加工領域とが隔絶される。

したがって、移動モジュールＭ２又は固定モジュールＭ１の各加工領域でワークの加工を行っている場合でも、固定モジュールＭ３や移動モジュールＭ４側に対する、この加工による切削液や切削屑等の飛散等の影響が抑制される。そのため、加工終了まで待機する必要がなく、この加工と並行して固定モジュールＭ３及び移動モジュールＭ４側で、ワークの授受やワークの加工、主軸１１等のメンテナンス、移動モジュールＭ４からのワークの排出等を行うことができ、作業効率を向上させることができる。

一方、固定モジュールＭ３又は移動モジュールＭ４でワークの加工を行っている場合でも、移動モジュールＭ２又は固定モジュールＭ１側に対する、この加工による切削液の飛散等の影響が抑制され、この加工と並行して固定モジュールＭ１へのワークの供給、固定モジュールＭ１及び移動モジュールＭ２側でのワークの授受や加工、メンテナンス等を行うことができる。

可動壁２０ｂを加工領域とは反対方向（後方）にスライド移動させることで、図５Ｂに示されるように第１の隔絶壁２０を開くことができる。これにより、移動モジュールＭ２の移動が許容され、固定モジュールＭ１又は移動モジュールＭ２での加工終了後、移動モジュールＭ２を固定モジュールＭ３の対向位置に移動させることができる。なお固定壁２０ａの端部を、移動モジュールＭ２の移動を妨げない位置に配置することによって、ワークの加工作業を行いながら移動モジュールＭ２を移動させることができる。

この際固定壁２０ａの端部を、移動モジュールＭ４側から可動壁２０ｂの端部に重複させることによって、移動モジュールＭ２の移動中において、移動モジュールＭ２又は固定モジュールＭ１によるワークの加工による切削液や切削屑等の飛散等の移動モジュールＭ４又は固定モジュールＭ３側に対する悪影響や、移動モジュールＭ４又は固定モジュールＭ３によるワークの加工による切削液や切削屑等の飛散等の移動モジュールＭ２又は固定モジュールＭ１側に対する悪影響は、ある程度抑制される。

第２の隔絶壁２１は、ベッド１側に固定した固定壁２１ａと、移動モジュールＭ４の隣接する移動モジュールＭ２側に折り畳み自在に設けられた可動壁２１ｂとを備えている。可動壁２１ｂは、折り畳むことで、図５Ｂに示されるように、移動モジュールＭ４側に収容することができ、移動モジュールＭ４の移動を妨げないようにすることができる。可動壁２１ｂは、手動又は自動で折り畳むことができるように構成することができる。

移動モジュールＭ４を切欠部８への対向位置に移動させた状態で、可動壁２１ｂの折り畳みを解除し、可動壁２１ｂの一端側を固定壁２１ａに当接させることで、図５Ａに示されるように第２の隔絶壁２１を閉じることができる。これにより、移動モジュールＭ４を、他のモジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の加工領域と隔絶することができる。したがって、他のモジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の何れかでワークの加工中であっても、切削液の飛散等の加工の影響を受けることがなく、移動モジュールＭ４でのワークの排出やメンテナンス等を行うことができる。

さらに、第１の隔絶壁２０と第２の隔絶壁２１とを閉じて、固定モジュールＭ１及び移動モジュールＭ２、固定モジュールＭ３、及び移動モジュールＭ４を、それぞれ隔絶することで、それぞれの加工領域で独立してワークの加工、授受、メンテナンス等を行うことができる。したがって、工作機械１００Ａでの作業性や作業の自由度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、固定壁２１ａを、ベッド１上に設けているが、本願がこれに限定されることはなく、固定モジュールＭ３側に設けることもできる。また、本願の隔絶壁が第１の隔絶壁２０、第２の隔絶壁２１の構成に限定されることもなく、適宜の構成を採用することができる。

次に、上述のような工作機械を用いた本発明に係るワーク加工システムの一実施形態を、図６を参照して説明する。本実施形態のワーク加工システムは、図６に示されるように、切欠部８を設けたベッド１上に、固定モジュールＭ１、Ｍ３と、Ｙ軸方向に移動自在に配置された移動モジュールＭ２，Ｍ４と、を備えた２台の工作機械１００，２００を、切欠部８を介してＹ軸方向に並列に配置して構成される。本実施形態では、加工工程の上流側に配置した工作機械１００で加工したワークを、下流側に配置した工作機械２００で追加工する。

２台の工作機械１００，２００では、Ｙ軸方向に延出するガイドレール３は、両工作機械１００，２００に亘って形成されており、各工作機械１００，２００で兼用され、上流側の工作機械１００の移動モジュールＭ４が下流側の工作機械２００との間を往復移動可能となっている。移動モジュールＭ４は、ワークの加工手段としての機能と、上流側の工作機械１００で加工されたワークを下流側の工作機械２００へ搬送して供給するワーク供給手段としての機能とを兼ね備える。

本実施形態のワーク加工システムでは、上流側の工作機械１００で、前述したような工程でモジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４間でワークを受け渡しながら加工を行う。工作機械１００での加工が終了すると、移動モジュールＭ４が、ワークを把持した状態で、ガイドレール３上をＹ軸方向に、工作機械２００の固定モジュールＭ１の対向位置Ｐ１まで移動する。

そして、移動モジュールＭ４の主軸１１及び工作機械２００の固定モジュールＭ１の主軸１１が、互いの近接方向に移動することで、移動モジュールＭ４と工作機械２００の固定モジュールＭ１との間でワークの授受を行う。

ワークの授受が終わると、移動モジュールＭ４は工作機械１００側に戻る。一方、ワークを受け取った工作機械２００では、固定モジュールＭ１によりワークの加工を行う。その後、工作機械１００と同様の工程で、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４間でワークを受け渡しながら加工を行った後、ワークが搬出される。なお工作機械２００の固定モジュールＭ１，Ｍ３と移動モジュールＭ２、及び工作機械１００の移動モジュールＭ４と切欠部８とによっても１つの工作機械が構成されることになる。

本実施形態では、複数のモジュールを備えた工作機械を並列に設けることで、ワークに対してより多くの加工を施すことができるとともに、複数のワークの加工を並行して行うこともでき、加工生産性を向上させることができる。また、メンテナンス等の際には、各工作機械１００，２００の移動モジュールＭ２，Ｍ４を、固定モジュールＭ１又は固定モジュールＭ３に対向するように移動する。これにより、作業者Ｓは、固定モジュールＭ１側のベッド１の外周縁近傍（図６の作業域Ａ１）や、切欠部８内（図６の作業域Ａ２，Ａ３）に位置することによって、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の各部位、特に固定モジュールＭ１，Ｍ３といずれかの移動モジュールＭ２，Ｍ４とのワークの授受部分に、手や工具が届き易くなり、メンテナンスやワークの受け渡し等の調整等を容易に行うことができる。

次に、本発明に係るワーク加工システムの他の実施形態を、図７を参照して説明する。本実施形態では、ワーク加工システム全体で、２台の移動モジュールＭ２，Ｍ４のみ有し、この２台の移動モジュールＭ２，Ｍ４を、並列に設けられた工作機械１００，２００の移動モジュールＭ２，Ｍ４として兼用するように構成している。移動モジュールＭ２は、工作機械１００の固定モジュールＭ１の対向位置Ｐ１と工作機械２００の固定モジュールＭ３の対向位置Ｐ２との間を往復移動し、移動モジュールＭ４は、工作機械１００の固定モジュールＭ３の対向位置Ｐ２と工作機械２００の切欠部８の対向位置Ｐ３との間を往復移動する。

本実施形態のワーク加工システムでは、工作機械１００で加工を行うときは、移動モジュールＭ２，Ｍ４が工作機械１００側に位置し、前述したような工程で、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４間でワークを受け渡しながら加工を行う。

工作機械１００での加工が終了すると、移動モジュールＭ４が工作機械２００の対向位置Ｐ１に移動して、工作機械２００の固定モジュールＭ１とのワークの授受を行う。その後、工作機械２００側に移動モジュールＭ２，Ｍ４が移動して、工作機械２００の移動モジュールとして機能し、各モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４間でワークを受け渡しながら加工を行う。加工終了後は、移動モジュールＭ４が切欠部８の対向位置Ｐ３に移動し、ワークを搬出する。

以上、本実施形態のワーク加工システムによっても、複数のモジュールを備えた工作機械を並列に設けることで、ワークに対してより多くの加工を施すことができ、加工生産性を向上させることができる。また、移動モジュールの台数をさらに低減することができ、ワーク加工システムの低コスト化や軽量化も可能となる。メンテナンス等の際には、移動モジュールＭ２，Ｍ４を、工作機械１００，２００のいずれかの固定モジュールＭ１又は固定モジュールＭ３に対向するように移動する。これにより、作業者Ｓは、工作機械１００の固定モジュールＭ１側のベッド１の外周縁近傍の作業域Ａ１や、切欠部８内の作業域Ａ２，Ａ３に位置することで、メンテナンスやワークの受け渡し等の調整等を容易に行うことができる。

次に、本発明に係るワーク加工システムの他の実施形態を、図８を参照して説明する。本実施形態のワーク加工システムでは、３台の工作機械１００，２００，３００を、切欠部８を介してＹ軸方向に並列に配置している。工作機械１００，２００，３００は、図８に示されるように、それぞれ１台の移動モジュールＭ２（Ｍ２−１，Ｍ２−２，Ｍ２−３）を有し、各移動モジュールＭ２を、当該工作機械の移動モジュールとしてだけでなく、隣接する工作機械の移動モジュールとして兼用している。

本実施形態のワーク加工システムでは、工作機械１００で加工が行われるときは、移動モジュールＭ２−１，Ｍ２−２が工作機械１００側に位置し、工作機械１００の移動モジュールとして機能する。そして、各モジュールＭ１，Ｍ２−１，Ｍ３，Ｍ２−２間でワークを受け渡して加工を行う。

次に、工作機械２００で加工を行う際には、移動モジュールＭ２−２がワークを把持した状態で、工作機械１００から工作機械２００側に移動し、工作機械２００の固定モジュールＭ１へのワークの授受を行う。このとき、移動モジュールＭ２−３も工作機械２００側に移動し、工作機械２００の移動モジュールとして機能することができる。そして、各モジュールＭ１，Ｍ２−２，Ｍ３，Ｍ２−３間でワークを受け渡して加工を行う。なお、移動モジュールＭ２−３に代えて、工作機械１００側のＭ２−１を工作機械２００側の移動モジュールとして用いることもできる。

その後、工作機械３００で加工を行う際には、移動モジュールＭ２−３又は移動モジュールＭ２−２がワークを把持した状態で、工作機械２００から工作機械３００側に移動し、工作機械３００の固定モジュールＭ１へのワークの授受を行う。その後、移動モジュールＭ２−３が切欠部８の対向位置Ｐ３へ移動するとともに、移動モジュールＭ２−２が工作機械２００側から工作機械３００側に移動し、工作機械３００の移動モジュールとして機能する。そして、各モジュールＭ１，Ｍ２−２，Ｍ３，Ｍ２−３間でワークを受け渡して加工を行った後、対向位置Ｐ３に移動した移動モジュールＭ２−３からワークが搬出される。

以上、本実施形態のワーク加工システムによっても、複数のモジュールを備えた工作機械を並列に設けることで、ワークに対してより多くの加工を施すことができ、加工生産性を向上させることができる。また、移動モジュールの台数を低減することができ、ワーク加工システムの低コスト化や軽量化も可能となる。メンテナンス等の際には、移動モジュールＭ２−１，Ｍ２−２，Ｍ２−３を、工作機械１００，２００，３００のいずれかの固定モジュールＭ１又は固定モジュールＭ３に対向するように移動する。これにより、作業者Ｓは、工作機械１００の固定モジュールＭ１側のベッド１の外周縁近傍の作業域Ａ１や、切欠部８内の作業域Ａ２，Ａ３，Ａ４に位置することで、メンテナンスやワークの受け渡し等の調整等を容易に行うことができる。

また、各実施形態のワーク加工システムにおいても、図５Ａ、図５Ｂに示されるような隔絶壁を備えた工作機械１００Ａを用いることができる。この場合、各工作機械内においては、隣接するモジュール間を隔絶壁で隔絶することで、他のモジュールでの加工に影響されることなく、各モジュールでのワークの加工やモジュール間でのワークの受け渡し、ワークの排出等を行うことができる。また、各工作機械間においては、隣接する工作機械の何れかのモジュールでワークを加工中であっても、加工中のモジュール側の加工領域を隔絶壁で隔絶しておくことで、切削液の飛散等を考慮することなく、隣接する工作機械間でのワークの受け渡し等も可能となる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施形態の構成にのみ限定されるものではない。特に本工作機械を使用する加工方法は、加工に応じて様々な形態が考えられ、本発明の要旨を逸脱しない範囲である限りは、設計の変更等は可能である。

［関連出願への相互参照］
本出願は、２０１４年６月３０日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−１３４６３４に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims

ワークを保持するワーク保持手段と、前記ワーク保持手段に保持された前記ワークに対して所定の作業を行う作業手段を保持する作業手段保持部とが各自のベース上に一体的に設けられた移動モジュール及び固定モジュールと、前記移動モジュール及び前記固定モジュールが設置されるベッドとを備えた工作機械において、
前記移動モジュール及び前記固定モジュールの各々は、それぞれ前記ワークに対して前記所定の作業を行うことができ、前記ワークを前記移動モジュール及び前記固定モジュールとの間で受け渡しながら作業するように構成され、
前記移動モジュールは、互いに並設された２つのモジュールから構成され、かつ並び方向に移動可能に前記ベッド上に設けられ、
前記固定モジュールは、前記並び方向に移動不能に前記移動モジュールの対向側であって前記ベッド上に設けられ、
前記固定モジュールの側方に、前記ベッドを切り欠いて形成された切欠部が設けられ、
前記両移動モジュールは、前記固定モジュールと互いに一直線上に位置するように移動可能であり、且つ少なくとも一方の前記移動モジュールは前記切欠部の対向位置に移動可能に設けられたことを特徴とする工作機械。
前記移動モジュール及び前記固定モジュールは、前記ワーク保持手段として前記ワークを把持する主軸を有し、前記作業手段として前記主軸に把持された前記ワークを加工する工具を有し、前記作業手段保持部として前記工具を保持する刃物台を有する構成の、モジュールであることを特徴とする請求項１の工作機械。
前記固定モジュールを、並設される２つのモジュールから構成し、一方の前記固定モジュールの側方に前記切欠部が設けられ、他方の前記固定モジュールは、一方の前記固定モジュールを挟んで前記切欠部と反対側に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
隣接する前記モジュール間に、前記ワークを加工する互いの加工領域を隔絶する隔絶壁を、開閉自在に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の工作機械。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の工作機械を、前記切欠部を介して複数並列に設けて構成されるワーク加工システム。
隣接する一方の前記工作機械の前記移動モジュールが、他方の前記工作機械の前記固定モジュールの対向位置に移動可能に設けられ、隣接する前記工作機械の間で前記ワークの受け渡しを行い、各工作機械間で前記ワークを受け渡しながら、前記ワークに対して複数の加工を行うことを特徴とする請求項５に記載のワーク加工システム。
１つの前記移動モジュールが、隣接する一方の前記工作機械側の前記移動モジュール及び隣接する他方の前記工作機械側の前記移動モジュールとして兼用されて構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載のワーク加工システム。
２つの前記移動モジュールが、並列に設けられた各工作機械の前記移動モジュールとして兼用されて構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載のワーク加工システム。