以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る被加工物搬送装置を備えた切削加工システムについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略する。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る切削加工システム100の斜視図である。図2は、アダプタ8が取り付けられた被加工物5の平面図である。以下の説明では、切削加工システム100を正面から見たときに、切削加工システム100から遠ざかる方を前方、切削加工システム100に近づく方を後方とする。左、右、上、下とは、切削加工システム100を正面から見たときの左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。また、図面中の符号F、Rr、L、R、U、Dは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。本実施形態では、切削加工システム100は、相互に直交する軸を、X軸、Y軸およびZ軸としたとき、X軸とY軸とで構成される平面に配置されている。ここでは、X軸は前後方向に延びた軸である。Y軸は左右方向に延びた軸である。Z軸は上下方向に延びた軸である。また、符号θx、θy、θzは、それぞれX軸回り、Y軸回り、Z軸回りの回転方向を示している。ただし、上述した方向は、説明の便宜上定めた方向に過ぎず、切削加工システム100の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものではない。本実施形態では、前後方向は本発明の「第1方向」に対応し、左右方向は本発明の「第2方向」に対応している。
本実施形態では、切削加工システム100は、複数の被加工物5(図2参照)が収容され、収容された複数の被加工物5の中から1つの被加工物5を選択し、選択された被加工物5に対して切削加工するシステムである。例えば、切削加工システム100は、被加工物5を切削して人工歯を作製する。本実施形態では、図2に示すように、被加工物5の形状は、円板状である。被加工物5は、ジルコニア、ワックス、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ハイブリッドレジン、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)、石膏などの各種の材料によって形成されている。被加工物5の材料としてジルコニアを用いるときには、例えば、半焼結したジルコニアが用いられる。ただし、被加工物5の形状および材料は特に限定されない。
なお、本実施形態では、被加工物5にはアダプタ8が取り付けられている。アダプタ8が取り付けられた状態で、被加工物5は、切削加工システム100に収容され、かつ、切削加工される。ここでは、アダプタ8の中央部分には、挿入孔8aが形成されている。この挿入孔8aに被加工物5が挿入されることで、アダプタ8に被加工物5が取り付けられる。以下の説明において、被加工物5とは、アダプタ8が取り付けられた被加工物5のことをいう。被加工物5には、被加工物5の他に、被加工物5に取り付けられたアダプタ8が含まれる。
本実施形態では、図1に示すように、切削加工システム100は、被加工物搬送装置(以下、搬送装置という。)10と、切削加工機60と、を備えている。以下、搬送装置10および切削加工機60について説明する。
図3は、切削加工システム100の斜視図であり、搬送装置10の扉部12が開いている状態を示す図である。本実施形態では、図3に示すように、搬送装置10には、複数の被加工物5が収容されている。搬送装置10は、収容された複数の被加工物5から1つの被加工物5を選択し、選択した被加工物5を、切削加工機60に搬送する装置である。搬送装置10は、箱状に形成されている。ここでは、搬送装置10は、搬送用ケース本体11と、扉部12と、ストッカー13と、搬送部14(図6参照)と、を備えている。
搬送用ケース本体11は、箱状に形成されており、内部に空間を有している。この搬送用ケース本体11の内部の空間は、複数の被加工物5が収容されたストッカー13が収容される空間である。また、搬送用ケース本体11の前部には、開口17が形成されている。本実施形態では、搬送用ケース本体11は、本発明の「本体」に対応している。
扉部12は、搬送用ケース本体11の前部の開口17を開閉自在に搬送用ケース本体11に設けられている。本実施形態では、扉部12は、右端を軸に回転可能に搬送用ケース本体11に支持されている。ここでは、扉部12は、上下方向に延びた板状の部材である。図1に示すように、扉部12には、右部から右方に延びた支持突起12aが設けられており、この支持突起12aが搬送用ケース本体11に支持されている。ここでは、扉部12は、支持突起12aを軸にして回転することで、図3に示すように、搬送用ケース本体11の開口17を開閉する。扉部12によって開口17が開放されているとき、搬送用ケース本体11の内部の空間は、外部と連通した状態となる。なお、扉部12には、扉部12が開口17を開放している際に、搬送用ケース本体11に対して扉部12の移動をロックするロック機構が設けられていてもよい。
ストッカー13には、複数の被加工物5が収容される。本実施形態では、ストッカー13は、扉部12に設けられている。以下の説明では、ストッカー13の前、後、左、右とは、扉部12が搬送用ケース本体11の開口17を閉鎖している状態において、搬送装置10を正面から見たときの前、後、左、右をそれぞれ意味するものとする。本実施形態では、ストッカー13は、ストッカー本体21と、複数の収容部22とを備えている。ストッカー本体21は、上下方向に延びた箱状のものであり、内部に空間を有している。ストッカー本体21の左部には、開口25が形成されている。
図4は、搬送装置10の平面図であり、扉部12が閉じている状態を示す概念図である。図5は、搬送装置10の平面図であり、扉部12が開いている状態を示す概念図である。図4に示すように、ストッカー本体21の前端は、扉部12の右端に接続されている。図3に示すように、ストッカー本体21の上端と、扉部12の上端とは、上側連結板26によって連結されている。ストッカー本体21の下端と、扉部12の下端とは、下側連結板27によって連結されている。図4に示すように、平面視において、ストッカー本体21における扉部12と向い合う面(ここでは、左面)と、扉部12における搬送用ケース本体11側の面(ここでは、後面)とが成す角度R1は、90度である。言い換えると、平面視において、ストッカー本体21の開口端上の直線L1と、扉部12の後面上の直線L2とが成す角度R1は、例えば90度である。ここでは、90度には、厳密な90度の他に、若干の誤差(例えば、85度〜95度)が含まれる。ただし、平面視において、ストッカー本体21の開口端上の直線L1と、扉部12の後面上の直線L2とが成す角度R1の具体的な数値は、特に限定されない。本実施形態では、扉部12が支持突起12a(図1参照)を軸にして回転する際、ストッカー本体21は、扉部12とともに回転する。例えば、図4に示すように、扉部12が搬送用ケース本体11の開口17(図3参照)を閉鎖している際には、ストッカー本体21の開口25は、左に向かって開口している。図5に示すように、扉部12が開口17を開放している際には、ストッカー本体21の開口25は、前に向かって開口している。扉部12が開いているとき、ストッカー13は前方に移動し、ストッカー13に収容された被加工物5の一部は、搬送用ケース本体11よりも前方に突出している。
図3に示すように、複数の収容部22には、それぞれアダプタ8(図2参照)が取り付けられた被加工物5が収容される。複数の収容部22は、ストッカー本体21の内部の空間に配置されている。複数の収容部22は、上下方向に並ぶように配置されている。ここでは、収容部22は、内部に空間を有した部材であり、この内部の空間に、被加工物5が収容される。例えば、収容部22の空間を形成する内周面の形状は、アダプタ8が取り付けられた被加工物5に対応した形状をしている。1つの収容部22に対して1つの被加工物5が収容される。本実施形態では、9つの収容部22が配置され、9つの被加工物5をストッカー13に収容することが可能である。しかしながら、収容部22の数は特に限定されない。また、複数の収容部22の配置位置は特に限定されず、例えば、複数の収容部22の一部は、左右方向に並んで配置されていてもよい。
次に、搬送部14について説明する。図6は、搬送部14の平面図であり、搬送部14に被加工物5が把持されている状態を示す図である。図7は、搬送部14の平面図であり、搬送部14に被加工物5が把持されていない状態を示す図である。図6に示すように、搬送部14は、ストッカー13の収容部22に収容された被加工物5をストッカー13から取り出すものであり、かつ、取り出した被加工物5を切削加工機60に搬送するものである。また、搬送部14は、ストッカー13の収容部22に被加工物5を収容するものである。図示は省略するが、搬送部14は、搬送用ケース本体11の内部の空間に配置されている。本実施形態では、搬送部14は、搬送部本体31と、第1フック32と、第2フック33と、第1バネ34と、第2バネ35と、固定部材36とを備えている。
搬送部本体31は、板状の部材である。第1フック32および第2フック33は、アダプタ8が取り付けられた被加工物5を挟み込む部材である。第1フック32と第2フック33とは、前後方向に対向するように配置されている。本実施形態では、第1フック32は、搬送部本体31の上面に設けられている。ここでは、搬送部本体31の上面の後部には、上方に延びた第1軸41が設けられている。第1フック32は、第1軸41に支持されており、第1軸41を軸にして回転可能である。第2フック33は、第1フック32と同様に、搬送部本体31の上面に設けられている。ここでは、搬送部本体31の上面の前部には、上方に延びた第2軸42が設けられている。第2軸42は、第1軸41と前後方向において対向している。第2フック33は、第2軸42に支持されており、第2軸42を軸にして回転可能である。
本実施形態では、第1フック32の先端部、および、第2フック33の先端部とは、それぞれ第1フック32の右部および第2フック33の右部であって、ストッカー13に収容された被加工物5に向かう側の端部のことをいう。図7に示すように、第1フック32の先端部には、被加工物5に取り付けられたアダプタ8の一部と係合する第1係合凹部43が形成されている。第1係合凹部43は、第2フック33側の第1フック32の面から後方に凹んでいる。ここでは、アダプタ8の後面の左部には、後方に突出した第1係合突起8bが形成されている。第1フック32の第1係合凹部43は、アダプタ8の第1係合突起8bと係合する。また、本実施形態では、第1フック32の先端部の前面であって、第1係合凹部43よりも先端側には、先端に向かうにしたがって第2フック33とは反対側に傾斜する第1傾斜面45が形成されている。また、第1フック32の先端部とは反対側の端部である末端部には、第1突起47aが形成されている。ここでは、第1突起47aは、第1フック32の末端部から後方、すなわち、第2フック33とは反対側の方向に向かって延びている。また、第1フック32の末端部であって、第1突起47aよりも末端側には、第1末端突起47bが形成されている。第1末端突起47bは、左右方向に延びた突起である。以下、第1末端突起47bも含めて、第1フック32の末端部という。
第2フック33の先端部には、被加工物5に取り付けられたアダプタ8の一部と係合する第2係合凹部44が形成されている。第2係合凹部44は、第1フック32の第1係合凹部43と前後方向で対向しており、第1フック32側の第2フック33の面から前方に凹んでいる。ここでは、アダプタ8の前面の左部には、前方に突出した第2係合突起8cが形成されている。第2フック33の第2係合凹部44は、アダプタ8の第2係合突起8cと係合する。また、本実施形態では、第2フック33の先端部の後面であって、第2係合凹部44よりも先端側には、先端に向かうにしたがって第1フック32側とは反対側に傾斜する第2傾斜面46が形成されている。この第2傾斜面46は、第1フック32の第1傾斜面45と前後方向で対向している。また、第2フック33の先端部とは反対側の端部である末端部には、第2突起48aが形成されている。ここでは、第2突起48aは、第2フック33の末端部から前方、すなわち、第1フック32とは反対側の方向に向かって延びている。また、第2フック33の末端部であって、第2突起48aよりも末端側には、左方に延びた第2末端突起48bが形成されている。以下、第2末端突起48bも含めて、第2フック33の末端部という。
第1バネ34は、第1フック32に対して弾性力を付与するものである。本実施形態では、第1バネ34は、第1フック32の第1傾斜面45の少なくとも一部がアダプタ8の第1係合突起8bの先端(ここでは、後端)よりも前方に位置しているとき、第1フック32の先端部が第2フック33側に移動するような向きに弾性力を付与する。図8は、搬送部14の平面図であり、搬送部14に被加工物5が把持されていない状態を示す図である。図8に示すように、第1バネ34は、第1傾斜面45がアダプタ8の第1係合突起8bよりも後方に位置しているとき、第1フック32の先端部が移動しないように第1フック32に弾性力を付与する。図8において、第1フック32の先端部は、第1バネ34の弾性力によって移動しない。また、図7に示すように、第1バネ34は、第1フック32の第1係合凹部43内にアダプタ8の第1係合突起8bが位置しているとき、第1フック32の先端部が第2フック33側に移動するような向きに弾性力を付与する。図8に示すように、第1バネ34は、第1係合凹部43内にアダプタ8の第1係合突起8bが位置していないとき、第1フック32の先端部が移動しないように第1フック32に弾性力を付与する。本実施形態では、第1バネ34は、搬送部本体31の上面であって、第1軸41よりも左方に設けられているとともに、第1フック32の第1末端突起47bに接続されている。
第2バネ35は、第2フック33に対して弾性力を付与するものである。本実施形態では、図7に示すように、第2バネ35は、第2フック33の第2傾斜面46の少なくとも一部がアダプタ8の第2係合突起8cの先端(ここでは、前端)よりも後方に位置しているときには、第2フック33の先端部が第1フック32側、すなわち、後方に移動するような向きに弾性力を付与する。図8に示すように、第2バネ35は、第2傾斜面46が第2係合突起8cよりも前方に位置しているとき、第2フック33の先端部が移動しないように第2フック33に弾性力を付与する。図8において、第2フック33の先端部は、第2バネ35の弾性力によって移動しない。また、図7に示すように、第2バネ35は、第2フック33の第2係合凹部44内にアダプタ8の第2係合突起8cが位置しているとき、第2フック33の先端部が第1フック32側に移動するような向きに弾性力を付与する。図8に示すように、第2バネ35は、第2係合凹部44内にアダプタ8の第2係合突起8cが位置していないとき、第2フック33の先端部が移動しないように第2フック33に対して弾性力を付与する。本実施形態では、第2バネ35は、搬送部本体31の上面であって、第2軸42よりも左方に設けられているとともに、第2フック33の第2末端突起48bに接続されている。
なお、以下の説明において、図6に示すように、第1フック32の第1傾斜面45の少なくとも一部がアダプタ8の第1係合突起8bの先端よりも前方に位置し、かつ、第2フック33の第2傾斜面46の少なくとも一部がアダプタ8の第2係合突起8cの先端よりも後方に位置しているときの第1フック32の先端部、および、第2フック33の先端部の向きを把持向きD11という。把持向きD11は、第1フック32の第1係合凹部43と第1係合突起8bとが係合しているときの第1フック32の先端部の向き、および、第2フック33の第2係合凹部44と第2係合突起8cとが係合しているときの第2フック33の先端部の向きである。把持向きD11は、第1フック32と第2フック33とで被加工物5を把持可能な向きである。一方、図8に示すように、第1フック32の第1傾斜面45がアダプタ8の第1係合突起8bよりも後方に位置し、かつ、第2フック33の第2傾斜面46が第2係合突起8cよりも前方に位置しているときの第1フック32の先端部、および第2フック33の先端部の向きを非把持向きD12という。非把持向きD12は、第1フック32の第1係合凹部43と第1係合突起8bとが係合していないときの第1フック32の先端部の向き、および、第2フック33の第2係合凹部44と第2係合突起8cとが係合していないときの第2フック33の先端部の向きである。非把持向きD12は、第1フック32と第2フック33とで被加工物5を把持していないときの第1フック32および第2フック33の向きである。
本実施形態では、搬送部本体31の上面には、上方に向かって延びた第1接触突起49aおよび第2接触突起49bが設けられている。第1接触突起49aは、第1軸41よりも第2フック33とは反対側の搬送部本体31の部位に設けられている。ここでは、第1接触突起49aは、第1軸41よりも左方に設けられている。図8に示すように、第1フック32の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第1接触突起49aには、第1フック32の第1突起47aが接触する。なお、図6に示すように、第1フック32の先端部の向きが把持向きD11のとき、第1接触突起49aには、第1フック32の他端部(ここでは、第1末端突起47b)における第2フック33とは反対側の面が接触しない。図示は省略するが、本実施形態では、第1接触突起49aは、第1フック32の先端部の向きが把持向きD11よりも更に第2フック33側に移動したとき、第1フック32の他端部における第2フック33とは反対側の面が接触する。そのため、第1接触突起49aは、第1フック32の先端部の向きが把持向きD11よりも更に第2フック33側に入り過ぎないように規制する役割を担う。
第2接触突起49bは、第2軸42よりも第1フック32とは反対側の搬送部本体31の部位に設けられている。ここでは、第2接触突起49bは、第2軸42よりも左方に設けられている。図8に示すように、第2フック33の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第2接触突起49bには、第2フック33の第2突起48aが接触する。なお、図6に示すように、第2フック33の先端部の向きが把持向きD11のとき、第2接触突起49bには、第2フック33の末端部(ここでは、第2末端突起48b)における第1フック32とは反対側の面が接触しない。図示は省略するが、本実施形態では、第2接触突起49bは、第2フック33の先端部の向きが把持向きD11よりも更に第1フック32側に移動したとき、第2フック33の他端部における第1フック32とは反対側の面が接触する。そのため、第2接触突起49bは、第2フック33の先端部の向きが把持向きD11よりも更に第1フック32側に入り過ぎないように規制する役割を担う。
固定部材36は、搬送部14の第1フック32と第2フック33とによって被加工物5が把持されているとき、被加工物5が落下することを抑制するためのものである。本実施形態では、固定部材36は、搬送部本体31の下面から右方に向かって延びている。固定部材36は、第1フック32および第2フック33よりも下方の位置であって、平面視において、第1フック32と第2フック33との間に配置されている。図6に示すように、被加工物5が第1フック32と第2フック33によって把持されている状態では、固定部材36の上に被加工物5に取り付けられたアダプタ8の一部が位置する。ここでは、固定部材36は、金属によって形成された板金である。しかしながら、固定部材36を形成する材料は特に限定されない。なお、本実施形態では、搬送部本体31の右部には、板バネ37が設けられている。板バネ37は、固定部材36の上面に被加工物5が配置されたとき、被加工物5に向かって弾性力を付与する。ここでは、アダプタ8が取り付けられた被加工物5が固定部材36の上面に配置された状態で、板バネ37によって挟まれることで、被加工物5は、搬送部14に対して固定される。
なお、本実施形態では、図3に示すように、搬送部14は、被加工物5を搬送させないときに、待機位置P1に待機するように構成されている。具体的な待機位置P1の位置は特に限定されない。ここでは、待機位置P1は、搬送用ケース本体11の内部の空間の下部であって、複数の収容部22のうち、下から2番目に位置する収容部22と、最も下に位置する収容部22との間である。図9は、待機位置P1において、第1接触部材38が第1フック32に接触し、第2接触部材39が第2フック33に接触している状態を示す平面図である。ここでは、図9に示すように、待機位置P1には、第1フック32の第1突起47aと接触可能な第1接触部材38と、第2フック33の第2突起48aと接触可能な第2接触部材39とが設けられている。第1接触部材38は、第1フック32の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第1フック32の第1突起47aを左方から接触させることによって、第1フック32の向きを把持向きD11にする部材である。第2接触部材39は、第2フック33の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第2フック33の第2突起48aを左方から接触させることで、第2フック33の向きを把持向きD11にする部材である。ここでは、第1接触部材38および第2接触部材39は、搬送用ケース本体11内の空間を形成する内周面から内側に突出するようにそれぞれ設けられている。第1接触部材38および第2接触部材39の材質は特に限定されないが、ここでは、金属の板である。
図10は、搬送装置10のブロック図である。本実施形態では、図10に示すように、搬送装置10は、搬送部14をストッカー13(図3参照)に対して相対的に3次元方向に移動させる移動機構15を備えている。移動機構15の具体的な構成は特に限定されない。ここでは、移動機構15は、搬送部14を3次元方向に移動させることで、搬送部14をストッカー13に対して3次元方向に移動させる。例えば、移動機構15は、前後方向に延びた第1ガイドレール(図示せず)と、左右方向に延び、搬送部14における収容部22へ向かう方向への移動をガイドする第2ガイドレール(図示せず)と、上下方向に延びた第3ガイドレール(図示せず)と、搬送部14の搬送部本体31に接続されたモータ15aを備えている。モータ15aが駆動することによって、搬送部14は、第1ガイドレールに沿って前後方向に移動し、第2ガイドレールに沿って左右方向に移動し、かつ、第3ガイドレールに沿って上下方向に移動する。
本実施形態では、搬送装置10は、制御装置16を備えている。制御装置16は、被加工物5の搬送を制御する装置である。制御装置16は、マイクロコンピュータからなっており、搬送用ケース本体11の内部に設けられている。制御装置16は、中央処理装置(CPU)と、CPUが実行するプログラムなどを格納したROMと、RAMなどを備えている。ここでは、マイクロコンピュータ内に保存されたプログラムを使用して、被加工物5の搬送に関する制御を行う。
制御装置16は、移動機構15のモータ15aに電気的に接続されており、モータ15aの駆動を制御する。ここでは、制御装置16は、モータ15aの駆動を制御することで、搬送部14の3次元方向への移動を制御する。
次に、切削加工機60について説明する。本実施形態では、図1に示すように、切削加工機60は、搬送装置10から搬送された被加工物5を切削するものである。例えば、切削加工機60は、箱状に形成されており、一部が搬送装置10と連通している。切削加工機60は、切削用ケース本体61と、カバー62とを備えている。切削用ケース本体61は、箱状に形成されており、内部に空間を有している。切削用ケース本体61の前部は開口している。カバー62は、切削用ケース本体61の開口を開閉自在に、切削用ケース本体61に支持されている。
図11は、切削加工機60の正面図である。図11では、カバー62が開いている状態が示されている。また、図11では、搬送装置10は省略されている。図12は、ツールマガジン64の斜視図である。図13は、回転支持部材65およびクランプ66の斜視図である。例えば、図11に示すように、切削加工機60は、スピンドル63と、ツールマガジン64と、回転支持部材65(図13参照)と、クランプ66(図13参照)とを備えている。
スピンドル63は、加工ツール6を使用して、加工ツール6を回転させて被加工物5を切削するものである。スピンドル63は、把持部71と、回転部72とを備えている。把持部71は、加工ツール6の上端部を把持するものである。本実施形態では、把持部71の上端には、回転部72が設けられている。
回転部72は、把持部71に把持された加工ツール6を回転させるものである。回転部72は、上下方向に延びている。ここでは、回転部72には、図示しないモータが接続されている。このモータが駆動することで、回転部72は、Z軸回りθzに回転可能に構成されている。回転部72の回転に伴い、把持部71に把持された加工ツール6はZ軸回りθzに回転する。また、回転部72は、図示しない第1駆動部材によって左右方向および上下方向に移動するように構成されている。
図12に示すように、ツールマガジン64は、複数の加工ツール6を収容することが可能なものである。本実施形態では、ツールマガジン64は、箱状に形成されている。ツールマガジン64の上面には、加工ツール6を収容する複数の孔部81が形成されている。加工ツール6は、その上部が露出された状態で孔部81に挿通されている。加工ツール6を交換する際には、把持部71によって把持されている加工ツール6を孔部81に戻す。そして、次に使用する加工ツール6の上方の位置まで把持部71および回転部72を移動させ、把持部71の下方に位置する加工ツール6の上端を把持部71が把持する。
ツールマガジン64には、回転支持部材65を回転可能に支持する回転軸83が設けられている。回転軸83は左右方向に延びており、図13に示すように、回転支持部材65に連結している。図示は省略するが、ツールマガジン64には、第2駆動部材が設けられている。回転軸83は、この第2駆動部材によって、Y軸回りθyに回転可能に構成されている。回転軸83がY軸回りθyに回転することによって、回転支持部材65はY軸回りθyに回転する。
回転支持部材65は、クランプ66を回転可能に支持している。回転支持部材65は、平面視で、略U字形状に形成されている。回転支持部材65は、回転軸83と連結され、前後方向に延びた第1部分91と、第1部分91の後端から左方に延びる第2部分92と、第1部分91の前端から左方に延びる第3部分93とを備えている。クランプ66は、第2部分92および第3部分93に回転可能に支持されている。第3部分93には、クランプ66をX軸回りθxに回転させるモータ95が設けられている。
クランプ66は、被加工物5を保持する部材である。例えば、クランプ66は、被加工物5に取り付けられたアダプタ8(図2参照)の形状に対応した形状をしている。クランプ66は、平面視において、略C字形状である。クランプ66は、搬送装置10の搬送部14に把持された被加工物5を保持する。本実施形態では、クランプ66によって保持された被加工物5に対して、切削加工が行われる。
以上、本実施形態に係る切削加工システム100の構成について説明した。次に、切削加工システム100の搬送装置10において、搬送部14がストッカー13の収容部22に収容された被加工物5を収容部22から取り出す手順について説明する。なお、本実施形態において、収容部22に収容されている被加工物5には、図2に示すように、アダプタ8が取り付けられている。図7に示すように、搬送部14が収容部22に収容された被加工物5を取り出す前において、搬送部14の第1フック32および第2フック33の向きは、把持向きD11である。
まず、制御装置16は、収容部22から取り出す被加工物5が収容された収容部22の左方(ここでは、ストッカー本体21の開口25の前に位置する方向)に搬送部14が位置するように移動機構15のモータ15a(図10参照)を制御する。そして、収容部22の左方に搬送部14に移動した後、制御装置16は、図7に示すように、搬送部14の第1フック32の先端部と第2フック33の先端部が収容部22に収容された被加工物5に接近させるために、搬送部14が右方に移動するように移動機構15を制御する。搬送部14が右方に移動すると、図14に示すように、第1フック32の第1傾斜面45が被加工物5に取り付けられたアダプタ8の第1係合突起8bに接触するとともに、第2フック33の第2傾斜面46がアダプタ8の第2係合突起8cに接触する。このような状態で搬送部14が更に右方に移動すると、図15に示すように、第1フック32の先端部は、第1係合突起8bに押されて、第1傾斜面45が第1係合突起8bに接触した状態で、第1軸41を軸にして、第2フック33とは反対側の方向(ここでは、後方)に移動する。同時に、第2フック33の先端部は、第2係合突起8cに押されて、第2傾斜面46が第2係合突起8cに接触した状態で、第2軸42を軸にして、第1フック32とは反対側の方向(ここでは、前方)に移動する。
このような状態で搬送部14が更に右方に移動すると、図6に示すように、第1フック32の先端部の第1係合凹部43にアダプタ8の第1係合突起8bが係合する。このとき、第1フック32の先端部は、第1バネ34による弾性力によって、第2フック33側に押された状態になる。同時に、第2フック33の先端部の第2係合凹部44にアダプタ8の第2係合突起8cが係合する。このとき、第2フック33の先端部は、第2バネ35による弾性力によって、第1フック32側に押された状態になる。このことによって、第1フック32の向き、および、第2フック33の向きは、把持向きD11となる。このとき、第1フック32の他端部(ここでは、第1末端突起47b)における第2フック33とは反対側の面は、第1接触突起49aに接触せず、第2フック33の末端部(ここでは、第2末端突起48b)における第1フック32とは反対側の面は、第2接触突起49bに接触しない。このように、第1フック32の第1係合凹部43にアダプタ8の第1係合突起8bが嵌り、かつ、第2フック33の第2係合凹部44にアダプタ8の第2係合突起8cが嵌ることによって、被加工物5は、搬送部14によって把持された状態となり、搬送部14に対する被加工物5の前後方向および左右方向の移動が規制される。また、被加工物5が搬送部14によって把持されているとき、被加工物5は、固定部材36の上面に配置され、搬送部本体31に設けられた板バネ37によって固定された状態になる。よって、搬送部14に対する被加工物5の上下方向の移動が規制される。
次に、被加工物5が搬送部14によって把持されている状態において、制御装置16は、搬送部14が収容部22から離れる方向に移動するように、移動機構15を制御する。このとき、搬送部14は、被加工物5を把持した状態で左方に移動する。以上のようにして、搬送部14は、収容部22に収容された被加工物5を収容部22から取り外すことができる。なお、収容部22から被加工物5を取り外した後、制御装置16は、搬送部14が切削加工機60に被加工物5を搬送するように移動機構15を制御してもよい。
次に、搬送装置10において、搬送部14が把持している被加工物5をストッカー13の収容部22に収容する手順について説明する。図6に示すように、搬送部14の第1フック32および第2フック33が被加工物5を把持している状態において、制御装置16は、被加工物5を収容する収容部22の左方に搬送部14が位置するように移動機構15のモータ15a(図10参照)を制御する。その後、制御装置16は、搬送部14が収容部22に接近するために、搬送部14が右方に移動するように移動機構15を制御する。搬送部14が右方に移動し、搬送部14に把持された被加工物5が収容部22内に到達することで、搬送部14に把持された被加工物5は収容部22に収容される。
搬送部14に把持された被加工物5が収容部22に収容された状態で、制御装置16は、搬送部14を更に右方に移動させるように、移動機構15を制御する。このとき、図16に示すように、第1フック32の先端部は、アダプタ8の第1係合突起8bに押されることで、第2フック33とは反対側の方向に移動する。同時に、第2フック33の先端部は、アダプタ8の第2係合突起8cに押されることで、第1フック32とは反対側の方向に移動する。このことによって、第1フック32の第1係合凹部43とアダプタ8の第1係合突起8bとにおける係合状態、および、第2フック33の第2係合凹部44とアダプタ8の第2係合突起8cとにおける係合状態がそれぞれ解除される。これら係合状態が解除されることで、第1フック32の向き、および、第2フック33の向きが非把持向きD12となる。このとき、第1フック32の第1突起47aには、第1接触突起49aが接触する。第2フック33の第2突起48aには、第2接触突起49bが接触する。なお、第1フック32の向き、および、第2フック33の向きが非把持向きD12のとき、第1バネ34の弾性力は、第1フック32の先端部が移動しないような向きに付与され、かつ、第2バネ35の弾性力は、第2フック33の先端部が移動しないような向きに付与される。そのため、非把持向きD12において、第1フック32の先端部は、第1バネ34の弾性力によって移動しない。非把持向きD12において、第2フック33の先端部は、第2バネ35の弾性力によって移動しない。
第1フック32の第1係合凹部43とアダプタ8の第1係合突起8bとの係合状態、および、第2フック33の第2係合凹部44とアダプタ8の第2係合突起8cとの係合状態がそれぞれ解除された後、制御装置16は、搬送部14が収容部22から離れるように、移動機構15を制御する。このことによって、搬送部14は、左方に移動する。以上のようにして、搬送部14が把持している被加工物5をストッカー13の収容部22に収容することができる。
なお、搬送部14が把持している被加工物5を収容部22に収容させた後、搬送部14の第1フック32の向き、および、第2フック33の向きは、非把持向きD12である。このとき、制御装置16は、図9に示すように、搬送部14を待機位置P1に移動させるように移動機構15を制御してもよい。搬送部14が待機位置P1に移動するとき、搬送部14の第1フック32および第2フック33は、待機位置P1に設けられた第1接触部材38の先端、および、第2接触部材39の先端に向かって、末端側から接近する。その後、第1フック32の第1突起47aの左面が第1接触部材38の先端と接触し、第1突起47aと第1接触部材38とが接触した状態で、第1フック32が第1接触部材38側に移動する。同時に、第2フック33の第2突起48aの左面が第2接触部材38の先端と接触し、第2突起48aと第2接触部材39とが接触した状態で、第2フック33が第2接触部材39側に移動する。
このとき、第1フック32が第1接触部材38によって右方に押されるとともに、第2フック33が第2接触部材39によって右方に押される。このことで、図7に示すように、第1フック32は、第1軸41を軸に回転することで、第1フック32の先端部の向きが非把持向きD12から把持向きD11になる。また、第2フック33は、第2軸42を軸に回転することで、第2フック33の向きが非把持向きD12から把持向きD11になる。
以上のように、本実施形態では、図3に示すように、ストッカー13には、被加工物5が収容される複数の収容部22が備えられているため、ストッカー13に複数の被加工物5を収容することができる。本実施形態では、ストッカー13の収容部22に収容された被加工物5を取り出す際には、まず、収容部22に収容されている被加工物5に向かって搬送部14が移動するように、制御装置16は移動機構15を制御する。そして、図6に示すように、搬送部14の第1フック32と第2フック33との間に被加工物5が位置するように搬送部14が移動したとき、第1フック32の第1係合凹部43に、被加工物5に取り付けられたアダプタ8の第1係合突起8bが係合すると共に、第2フック33の第2係合凹部44にアダプタ8の第2係合突起8cが係合する。このとき、第1フック32の先端部は、第1バネ34による弾性力によって、第2フック33側に移動し、第2フック33の先端部は、第2バネ35による弾性力によって、第1フック32側に移動する。よって、第1バネ34の弾性力および第2バネ35の弾性力を利用して、搬送部14は被加工物5を把持することができる。そして、被加工物5を把持した状態で搬送部14が移動することで、被加工物5をストッカー13から取り出すことができる。したがって、搬送装置10によって被加工物5をストッカー13から自動で取り出すことができるため、ユーザの作業を軽減させることができる。
本実施形態では、第1フック32は、第1軸41に対して回転可能に第1軸41に支持されている。第2フック33は、第2軸42に対して回転可能に第2軸42に支持されている。第1バネ34は、第1係合凹部43内にアダプタ8の第1係合突起8bが位置しているときに、第1フック32の先端部が第2フック33側に回転するように第1フック32に弾性力を付与する。そして、第1バネ34は、図8に示すように、第1係合凹部43内に第1係合突起8bが位置していないときには、第1フック32の先端部が回転しないように第1フック32に弾性力を付与する。また、第2バネ35は、図6に示すように、第2係合凹部44内に第2係合突起8cが位置しているときに、第2フック33の先端部が第1フック32側に回転するように第2フック33に弾性力を付与する。そして、第2バネ35は、図8に示すように、第2係合凹部44内に第2係合突起8cが位置していないときには、第2フック33の先端部が回転しないように第2フック33に弾性力を付与する。このことによって、第1フック32の先端部の向き、および、第2フック33の先端部の向きが、非把持向きD12の場合、第1フック32は第1バネ34の弾性力によって後方に移動しないと共に、第2フック33は第2バネ35の弾性力によって前方に移動しない。よって、第1フック32の先端部の向き、および、第2フック33の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第1フック32と第2フック33との間隔が広がり過ぎるのを抑制することができる。
本実施形態では、図8に示すように、第1フック32の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第1フック32の第1突起47aには、第1接触突起49aが接触する。第2フック33の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第2フック33の第2突起48aには、第2接触突起49bが接触する。このことによって、第1フック32の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第1フック32の先端部が後方に移動することを防ぐことができる。また、第2フック33の先端部の向きが非把持向きD12のとき、第2フック33の先端部が前方に移動することを防ぐことができる。本実施形態では、第1フック32と第2フック33との間隔が広がりすぎると、第1フック32および第2フック33のそれぞれの向きを把持向きD11に自動で戻すことができない。よって、本実施形態によれば、第1フック32および第2フック33のそれぞれの向きが把持向きD11に自動で戻せなくなることを抑制することができる。
本実施形態では、第1フック32の先端部の向きが非把持向きD12のとき、図9に示すように、待機位置P1において、第1接触部材38によって第1フック32の第1突起47aが先端側に押し当てられることで、第1フック32の向きを把持向きD11にすることができる。また、第2フック33の先端部の向きが非把持向きD12のとき、待機位置P1において、第2接触部材39によって第2フック33の第2突起48aが先端側に押し当てられることで、第2フック33の向きを把持向きD11にすることができる。よって、搬送部14が待機位置P1から収容部22に向かって移動するとき、第1フック32および第2フック33の向きをそれぞれ把持向きD11にすることができる。
本実施形態では、図7に示すように、第1フック32および第2フック33のそれぞれの向きが把持向きD11の状態で、搬送部14が収容部22に収容された被加工物5に向かって移動する。搬送部14が収容部22に向かって移動すると、図14に示すように、第1フック32の第1傾斜面45が被加工物5に取り付けられたアダプタ8の第1係合突起8bに接触するとともに、第2フック33の第2傾斜面46がアダプタ8の第2係合突起8cに接触する。このような状態で搬送部14が更に右方に移動すると、図15に示すように、第1フック32の先端部は、第1係合突起8bに押されて、第1傾斜面45が第1係合突起8bに接触した状態で、第1軸41を軸にして、第2フック33とは反対側の方向に移動する。同時に、第2フック33の先端部は、第2係合突起8cに押されて、第2傾斜面46が第2係合突起8cに接触した状態で、第2軸42を軸にして、第1フック32とは反対側の方向に移動する。このような状態で搬送部14が更に収容部22に向かって移動すると、図6に示すように、第1フック32の先端部の第1係合凹部43にアダプタ8の第1係合突起8bが係合する。同時に、第2フック33の先端部の第2係合凹部44にアダプタ8の第2係合突起8cが係合する。よって、本実施形態では、第1傾斜面45は、第1フック32の移動をガイドする役割を担い、第2傾斜面46は、第2フック33の移動をガイドする役割を担っている。したがって、第1フック32および第2フック33は、被加工物5に取り付けられたアダプタ8に接触しながら把持する方向に移動し易い。
本実施形態では、固定部材36は、第1フック32および第2フック33よりも下方の位置であり、かつ、第1フック32と第2フック33との間の位置において、搬送部本体31から右方に向かって延びている。このことによって、第1フック32と第2フック33とで被加工物5が把持されているとき、被加工物5が搬送部14から落下することを抑制することができる。
本実施形態では、搬送部本体31には、固定部材36の上面に被加工物5が配置されたとき、被加工物5に向かって弾性力を付与する板バネ37が設けられている。このことによって、第1フック32と第2フック33とで被加工物5が把持されているとき、被加工物5は、板バネ37によって被加工物5が固定される。よって、被加工物5が搬送部14からより落下し難くすることができる。
本実施形態では、図3に示すように、ストッカー13(詳しくは、ストッカー本体21)は、扉部12における搬送用ケース本体11側の面に接続されている。ストッカー13は、扉部12が移動することに伴って移動するように構成されている。このことによって、図5に示すように、ユーザが扉部12を開けたとき、ストッカー13が前方に移動する。よって、ユーザは、ストッカー13に被加工物5を補充し易い。また、ユーザは、ストッカー13の収容部22から被加工物5を手で取り出し易い。
本実施形態では、図4に示すように、平面視において、ストッカー本体21における扉部12と向い合う面と、扉部12における搬送用ケース本体11側の面(ここでは、後面)とが成す角度R1は、90度である。言い換えると、平面視において、ストッカー本体21の開口端上の直線L1と、扉部12の後面上の直線L2とが成す角度R1は、90度である。このことによって、扉部12の後面と、搬送用ケース本体11の開口端面とが成す角度が90度になるように、扉部12を開けたとき、ストッカー13の開口25が前方を向いた状態になるようにストッカー13は配置される。よって、ユーザは、ストッカー13に被加工物5を補充し易く、かつ、ストッカー13の収容部22から被加工物5を手で取り出し易い。
以上、第1実施形態に係る搬送装置10を備えた切削加工システム100について説明した。本発明に係る搬送装置は、第1実施形態に係る搬送装置10に限定されず、他の種々の形態で実施することができる。次に、他の実施形態について簡単に説明する。なお、以下の説明では、既に説明した構成と同様の構成には同じ符号を使用し、その説明は適宜省略する。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る搬送装置110について説明する。図17は、搬送部114の平面図であり、搬送部114に被加工物5が把持されている状態を示す図である。図18は、搬送部114の平面図であり、搬送部114に被加工物5が把持されていない状態を示す図である。
本実施形態では、第1実施形態と同様に、図2に示すように、アダプタ8が取り付けられた被加工物5がストッカー13の収容部22に収容されている。
図17に示すように、搬送装置110は、搬送部114を備えている。搬送部114は、図3に示すように、ストッカー13の収容部22に収容された被加工物5を収容部22から取り出すものであり、かつ、取り出した被加工物5を切削加工機60に搬送するものである。また、搬送部114は、収容部22に被加工物5を収容するものである。搬送部114は、搬送部本体131と、第1フック132と、第2フック133と、第1バネ134と、第2バネ135と、固定部材136とを備えている。
本実施形態では、搬送部本体131は板状の部材である。ここでは、搬送部本体131には、移動機構15のモータ15a(図10参照)が接続されており、モータ15aが駆動することで、搬送部114は、ストッカー13に対して3次元方向に移動する。第1フック132および第2フック133は、アダプタ8が取り付けられた被加工物5を挟み込む部材であり、第1フック132と第2フック133とは、前後方向に対向するように配置されている。本実施形態では、第1フック132および第2フック133は、搬送部本体131の下面に設けられている。ここでは、図示は省略するが、搬送部本体131の下面には、上下方向にそれぞれ延びた第1軸および第2軸が設けられている。第1フック132は、上記第1軸に設けられており、上記第1軸を軸にして回転可能である。第2フック133は、上記第2軸に設けられており、上記第2軸を軸にして回転可能である。
本実施形態では、第1フック132の先端部には、第1実施形態の第1係合凹部43と同様の第1係合凹部143、および、第1実施形態の第1傾斜面45と同様の第1傾斜面145がそれぞれ形成されている。また、第1フック132の末端部には、第1実施形態の第1突起47aと同様の第1突起147aが形成されている。第2フック133の先端部には、第1実施形態の第2係合凹部44と同様の第1係合凹部144、および、第1実施形態の第2傾斜面46と同様の第2傾斜面146がそれぞれ形成されている。また、第2フック133の末端部には、第1実施形態の第1突起48aと同様の第2突起148aが形成されている。なお、ここでは、第1フック132には、第1実施形態の第1末端突起47bと同様の突起が省略され、第2フック133には、第1実施形態の第2末端突起48bと同様の突起が省略されている。
第1バネ134は、第1フック132に対して弾性力を付与するものである。図17に示すように、第1バネ134は、第1フック132の第1係合凹部143内にアダプタ8の第1係合突起8bが位置しているとき、第1フック132の先端部が第2フック133側に移動するような向きに弾性力を付与する。また、図18に示すように、第1バネ134は、第1係合凹部143内にアダプタ8の第1係合突起8bが位置していないとき、第1フック132の先端部が移動しないように第1フック132に弾性力を付与する。第1バネ134は、搬送部本体131の上面に設けられている。本実施形態では、第1バネ134は、コイルバネである。第1バネ134の一端は搬送部本体131の上面に接続されており、第1バネ134の他端は第1フック132における上記第1軸が接続されている部位よりも右方の部位に接続されている。
第2バネ135は、第2フック133に対して弾性力を付与するものである。図17に示すように、第2バネ135は、第2フック133の第2係合凹部144内にアダプタ8の第2係合突起8cが位置しているとき、第2フック133の先端部が第1フック132側に移動するような向きに弾性力を付与する。また、図18に示すように、第2バネ135は、第2係合凹部144内にアダプタ8の第2係合突起8cが位置していないとき、第2フック133の先端部が移動しないように第2フック133に対して弾性力を付与する。第2バネ135は、搬送部本体131の上面であって、第1バネ134よりも前方に設けられている。本実施形態では、第2バネ135は、第1バネ134と同様にコイルバネである。第2バネ135の一端は搬送部本体131の上面に接続されており、第2バネ135の他端は第2フック133における上記第2軸が接続されている部位よりも右方の部位に接続されている。
固定部材136は、搬送部114の第1フック132と第2フック133とによって被加工物5が把持されているとき、被加工物5が落下することを抑制するためのものである。本実施形態では、固定部材136は、搬送部本体131の下面から右方に向かって延びた第1固定部材136aと、第1固定部材136aの上方において、搬送部本体131から右方に延びた第2固定部材(図示せず)によって構成されている。第1固定部材136aおよび上記第2固定部材は、共に板状の部材である。第1固定部材136aと上記第2固定部材との間に、第1フック132および第2フック133はそれぞれ配置されている。被加工物5が第1フック132と第2フック133によって把持されている状態では、第1固定部材136aと上記第2固定部材との間に被加工物5が位置する。
以上、本実施形態に係る搬送部114の構成について説明した。搬送部114は、第1実施形態の搬送部14において、ストッカー13の収容部22(図3参照)に収容された被加工物5を取り出す手順と同様の手順で、制御装置16が移動機構15を制御することで、収容部22に収容された被加工物5を取り出すことができる。また、本実施形態では、第1実施形態の搬送部14において、把持している被加工物5を収容部22に収容する手順と同様の手順で、制御装置16が移動機構15を制御することで、搬送部114に把持された被加工物5を収容部22に収容することができる。本実施形態に係る搬送部114であっても、第1実施形態に係る搬送部14と同様の効果が得られる。
<その他の発明>
特許文献1に開示された切削加工機では、複数の被加工物に対して切削加工を行う際、複数の被加工物を収容するスペースを切削加工機とは別の場所で確保する必要があった。また、ユーザは、複数の被加工物から被加工物を1つずつ手で取り出して、保持部材に取り付ける必要があった。
そこで、その他の発明では、複数の被加工物を収容することができ、かつ、ユーザが行う作業を軽減させることができる被加工物搬送装置、および、切削加工システムを提供することを目的としている。
その他の発明に係る被加工物搬送装置は、ストッカーと、搬送部と、移動機構と、制御装置とを備えている。前記ストッカーには、複数の被加工物が収容される。前記搬送部は、前記ストッカーに収容された前記被加工物を前記ストッカーから取り出す。前記移動機構は、前記搬送部を前記ストッカーに対して相対的に3次元方向に移動させる。前記制御装置は、前記移動機構を制御する。前記被加工物には、第1方向側の一端部に形成された第1係合突起と、前記一端部とは反対側の他端部に形成された第2係合突起とを有するアダプタが取り付けられている。前記搬送部は、搬送部本体と、第1フックと、第2フックと、第1バネと、第2バネとを備えている。前記第1フックは、前記搬送部本体から前記第1方向と直交する第2方向に向かって延び、前記第1係合突起に係合可能な第1係合凹部が先端部に形成されている。前記第2フックは、前記第1フックと前記第1方向で対向する位置において、前記搬送部本体から前記第2方向に向かって延び、前記第2係合突起に係合可能な第2係合凹部が先端部に形成されている。前記第1バネは、前記第1係合凹部内に前記第1係合突起が位置しているときに、前記第1フックの先端部が前記第2フック側に移動するように前記第1フックに弾性力を付与する。前記第2バネは、前記第2係合凹部内に前記第2係合突起が位置しているときに、前記第2フックの先端部が前記第1フック側に移動するように前記第2フックに弾性力を付与する。
その他の発明に係る被加工物保持装置によれば、ストッカーに複数の被加工物を収容することができる。ストッカーに収容された被加工物を取り出す際には、まず、ストッカーに収容されている被加工物に向かって搬送部が移動するように、移動機構を制御装置が制御する。そして、搬送部の第1フックと第2フックとの間に被加工物が位置するように搬送部が移動したとき、第1フックの第1係合凹部に、被加工物に取り付けられたアダプタの第1係合突起が係合すると共に、第2フックの第2係合凹部に、アダプタの第2係合突起が係合する。このとき、第1フックの先端部は、第1バネによる弾性力によって、第2フック側に移動し、第2フックの先端部は、第2バネによる弾性力によって、第1フック側に移動する。よって、第1バネの弾性力および第2バネの弾性力を利用して、搬送部は被加工物を把持することができる。そして、被加工物を把持した状態で搬送部が移動することで、被加工物をストッカーから取り出すことができる。したがって、被加工物搬送装置によって被加工物をストッカーから自動で取り出すことができるため、ユーザの作業を軽減させることができる。
その他の発明によれば、複数の被加工物を収容することができ、かつ、ユーザが行う作業を軽減させることができる被加工物搬送装置を提供することができる。