JP6687972B2 - ワークの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの加工方法に関し、特に、複数のワークを一度に加工するための方法に関する。

従来、ワークの加工方法としては、マシニングセンタ等の加工装置に設けられたテーブル上にワークを位置決め固定した後、当該ワークに対して加工を行うのが一般的である。また、この際のワークの位置決め手段として、テーブル表面に設けられた複数の溝（一方向の溝）に装着された所定の取付け金具によって、ワークをテーブルに位置決め固定するのが一般的である（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００４−７４３７６号公報

しかしながら、従来の加工方法だと、加工対象となるワークを加工装置のテーブル上に直接的に取付けた後、当該ワークに対して所定の加工を施すことになる。そのため、例えば複数のワークに対して一度に所定の加工を施そうとした場合には、同一のテーブル上に、複数のワークを一つずつ位置決めを伴って取付ける必要が生じる。これだと、加工対象となるワークの数だけ例えば専用の治具を用いて正確に位置決め固定を行わなければならず、非常に手間がかかる、といった問題があった。

また、テーブル上に位置決めを伴ってワークを取付けている間（いわゆる段取りの間）は、当然ながら、上記テーブルを備えた加工装置で加工を行うことはできない。そのため、段取りを含めた総加工時間が増大する、といった問題もあった。

以上の事情に鑑み、複数のワークに対する加工を、効率よく短時間に行うことのできるワークの加工方法を提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るワークの加工方法によって達成される。すなわち、この加工方法は、複数のワークに対して機械加工を施すための方法であって、複数のワークを位置決め用ワークに位置決めを伴って取付ける工程と、複数のワークが位置決めを伴って取付けられた状態の位置決め用ワークを、機械加工に用いる加工装置のテーブル上に固定する工程と、位置決め用ワークのテーブルに対する少なくとも一方向の位置出しを行う工程と、複数のワークに対して機械加工を施す工程とを備えた点をもって特徴付けられる。

このように、本発明では、直接の加工対象となる複数のワークをまず位置決め用ワークに位置決めを伴って取付けるようにした。位置決め用ワークに対する取付け作業であれば、作業スペースに制限が生じやすい加工装置の周囲に比べて、効率よく複数のワークを取付けることができる。また、上述のようにして複数のワークが取付けられた状態の位置決め用ワークを加工装置のテーブルに取付けた後、このテーブルに対する位置決め用ワークの位置出しを行うようにすれば、テーブルに対する複数のワークの位置決めを位置決め用ワークの取付け作業のみで行うことができる。もちろん、複数のワークを位置決め用ワークに対して取付けるようにすれば、その間、加工装置による複数のワークに対する加工を行うことができるので、加工装置の待ち時間を解消することもできる。以上より、本発明によれば、加工前の工程（いわゆる段取り）に要する時間を大幅に短縮して、結果的に、複数のワークに対する加工を効率よく短時間に行うことが可能となる。

以上のように、本発明によれば、複数のワークに対する加工を、効率よく短時間に行うことのできるワークの加工方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るワークの加工方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る位置決め用ワークの平面図である。 図２に示す位置決め用ワークの側面図である。 図２に示す位置決め用ワークを構成する第一の嵌合部品の斜視図である。 図２に示す位置決め用ワークを構成する第二の嵌合部品の斜視図である。 図２に示す位置決め用ワークに、取付け対象となる複数のワークを取付けた状態を示す平面図である。 図６の要部Ａ−Ａ断面図である。 図７の要部Ｂ−Ｂ断面図である。 本発明の一実施形態に係る加工装置のテーブル上に図６に示す複数のワーク及び位置決め用ワークを取付けた状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る位置決め用ワークの斜視図である。 図１０に示す位置決め用ワークに、複数のワークを取付けた状態を示す斜視図である。 本発明の他の形態に係る加工装置のテーブル上に図１１に示す複数のワーク及び位置決め用ワークを取付けた状態を示す斜視図である。

以下、本発明に係るワークの加工方法の一実施形態を図面に基づき説明する。なお、本実施形態では、板状金属部材のトリミング等に用いられる複数の切刃に対して一度に所定の研削加工を施す場合を例にとって説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るワークの加工方法の手順を示すフローチャートである。このチャートに示すように、本発明に係るワークの加工方法は、複数のワークを位置決め用ワークに位置決めを伴って取付ける第一の取付け工程Ｓ１と、複数のワークが取付けられた状態の位置決め用ワークを加工装置のテーブルに取付ける第二の取付け工程Ｓ２と、テーブルに取付けた状態の位置決め用ワークのテーブルに対する位置出しを行う位置出し工程Ｓ３と、位置出し後、複数のワークに対して機械加工を施す機械加工工程Ｓ４とを備える。

（Ｓ１）第一の取付け工程
まず、直接の加工対象となる複数のワークを位置決め用ワークに位置決めを伴って取付ける。図２はその一例に係る位置決め用ワーク１０の平面図である。この位置決め用ワーク１０は、複数の溝１１，１２が形成されている位置決め用ワーク本体１３と、位置決め用ワーク本体１３に形成された溝１１，１２に嵌まり合う嵌合部品１４，１５とで構成される。

このうち、位置決め用ワーク本体１３は、本実施形態では、全体として板状をなす。また、複数の溝１１，１２は互いに直交する向きに伸びており、本実施形態では、一方の溝１１（以下、便宜的に第一の溝１１と称する。）が、位置決め用ワーク本体１３の短辺に沿って伸び、他方の溝１２（以下、便宜的に第二の溝１２と称する。）が、位置決め用ワーク本体１３の長辺に沿って伸びている。

また、本実施形態では、第一の溝１１は、図３に示すように、ワーク１（図６を参照）を載置する側の表面１６に近い側の幅寸法（溝１１の長手方向に直交する向きの寸法）が、表面１６から遠い側の幅寸法より小さい段付き形状をなしている。これにより、後述する嵌合部品１４，１５を介してワーク１を位置決め用ワーク本体１３に締結する際、ナット１７（図７）又は締結用部材１８（図５）を挿入可能としている。第二の溝１２についても、第一の溝１１と同様に、位置決め用ワーク本体１３の表面１６に近い側の幅寸法が、表面１６から遠い側の幅寸法より小さい段付き形状をなしており、ナット１７又は締結用部材１８を挿入可能としている。

嵌合部品１４，１５は共に、第一の溝１１と第二の溝１２に対して、位置決め用ワーク本体１３の表面１６側から嵌合可能な形状及び寸法に形成される。ここで、一方の嵌合部品１４（以下、便宜的に第一の嵌合部品１４と称する。）は、図４に示すように、略十字形状をなす。また、他方の嵌合部品１５（以下、便宜的に第二の嵌合部品１５と称する。）は、図５に示すように、角柱形状をなす。

また、各嵌合部品１４，１５には、ワーク１及び各嵌合部品１４，１５を位置決め用ワーク本体１３に締結する際に用いるボルト穴１９，２０が設けられており、これら各嵌合部品１４，１５のボルト穴１９，２０と、ワーク１に設けられたボルト穴２，３とに、後述するボルト２１，２２を挿入可能としている。

なお、本実施形態では、角柱状をなす第二の嵌合部品１５に、予め雌ねじ部２３（後述する図８を参照）が形成された締結用部材１８が一体的に形成されている（図５）。

上述のように構成された位置決め用ワーク１０を用いた複数のワーク１の取付け工程Ｓ１は、例えば以下のようにして行われる。

まず、図６に示すように、予め、位置決め用ワーク本体１３の、複数のワーク１の取付けが予定される箇所に、二種類の嵌合部品１４，１５を嵌合する。具体的には、例えば図６の左上部分に示すように、載置されるべきワーク１の一方のボルト穴２（図６中、二点鎖線で示す）と、第一の嵌合部品１４のボルト穴１９とが重複するように、第一の嵌合部品１４を第一の溝１１と第二の溝１２との交差部２４に嵌合する。また、載置されるべきワーク１の他方のボルト穴３と、第二の嵌合部品１５のボルト穴２０とが重複するように、第二の嵌合部品１５を第一の溝１１，第二の溝１２、あるいは交差部２４に嵌合する。ここで、第二の嵌合部品１５が図５に示す形態をとる場合には、第二の嵌合部品１５を何れかの溝１１，１２の端部から導入して、上記所定位置にまで移動させる。このようにして残りのワーク１についても、適切な位置に第一及び第二の嵌合部品１４，１５を配置することにより、複数のワーク１をそれぞれ所定の位置に取り付けるための準備が完了する。

然る後、複数のワーク１を、対応する第一の嵌合部品１４及び第二の嵌合部品１５上に載置し、ボルト２１をワーク１の一方のボルト穴２及び第一の嵌合部品１４のボルト穴１９に挿入し、第一の溝１１、又は第二の溝１２の端部から導入したナット１７に螺合させる（図７を参照）。これにより、ワーク１がその厚み方向（ボルト２１の長手方向）に締め付けられて、位置決め用ワーク本体１３に締結される。次に、ワーク１の他方のボルト穴３及び第二の嵌合部品１５のボルト穴２０にボルト２２を挿入し、第二の嵌合部品１５の下方に位置する締結用部材１８の雌ねじ部２３に螺合させる（図８を参照）。これにより、ワーク１が所定の位置及び姿勢で位置決め用ワーク本体１３に取付けられる。そして、上述した作業を全てのワーク１に対して行うことで、例えば図６に示すように、所定個数（図６では、１８個）の互いに形状の異なるワーク１がそれぞれ所定の位置及び姿勢で位置決め用ワーク１０に取付けられる。

（Ｓ２）第二の取付け工程
次に、複数のワーク１が位置決めを伴って取付けられた位置決め用ワーク１０を、加工装置２５のテーブル２６に載置し、取付ける（図９を参照）。この際、例えばテーブル２６の長手方向に沿って伸びる溝などの位置決め部（図示は省略）を利用して位置決め用ワーク１０を取付けることで、複数のワーク１及び位置決め用ワーク１０がテーブル２６の一方向に対して位置決めされた状態となる。

（Ｓ３）位置出し工程
上述のようにして位置決め用ワーク１０をテーブル２６に取付けた後、所定の位置検出部を利用して、位置決め用ワーク１０の位置出しを行う。具体的には、例えば図９に示すように、加工装置２５が有する位置検出用プローブなどの位置検出部２７を移動させて、位置決め用ワーク本体１３の一方の側面１３ａと他方の側面１３ｂ（上述のように位置決め用ワーク１０がテーブル２６の一方向に対して位置決めされている場合には、この一方向と直交する向きの側面）に位置検出部２７を接触させることで、加工装置２５の座標系における位置決め用ワーク１０の位置を取得する。これにより、予め位置決め用ワーク１０の所定位置に位置決めを伴って取り付けられている各ワーク１の加工装置２５の座標系における位置を同時に取得することが可能となる。

（Ｓ３．５）ワークの位置確認工程
なお、位置決め用ワーク１０の位置出しを完了した後、続けて、位置決め用ワーク１０上に取付けられた各ワーク１の取付け位置が適切か否かを確認することもできる。第一の取付け工程Ｓ１において、位置決め用ワーク１０に対する各ワーク１の取付け位置は予め決まっているが、作業者が手作業で各ワーク１を指示通りに位置決め用ワーク１０上に取付ける際、誤って本来取付けるべきワーク１とは異なる種類のワーク１を取付けることが考えられる。この場合、例えば上述した位置検出部２７を移動させて、各ワーク１の所定表面、例えば各ワーク１が切刃の場合、当該切刃の互いに直交する向きの基準面１ａ，１ｂ（切刃を使用する金型に対する基準面）の位置をそれぞれ検出することで、本来取付けられるべき位置に、取付けられるべき種類のワーク１が取付けられているか否かを判定することができる。この場合、全てのワーク１に対して取付けミスがないか、予め図示しない制御部に記憶させてある各基準面１ａ，１ｂの位置データと、検出して得た位置検出データとを比較し、全てのワーク１に対して取付けミスがないものと判定した上で、次の工程（機械加工工程Ｓ４）に進む。取付けミスがあると判定した場合には、該当箇所のワーク１の種類を確認し、適切な位置にワーク１を取付け直した後、次工程に進む。

（Ｓ４）機械加工工程
このようにして加工装置２５に対する位置決め用ワーク１０及び複数のワーク１の位置を取得した状態で、各ワーク１に対して所定の機械加工を施す。一例として、ワーク１がプレス金型の切刃である場合には、その基準面１ａ，１ｂ、切刃プロファイル１ｃを含むワーク１の全側面に研削加工を施して、所定の形状及び寸法に仕上げると共に、上記金型に対する取付け穴となるノック穴（図示は省略）を穿孔形成する。この加工は、例えば同一種類の加工を全てのワーク１に対して行った後、加工装置２５の加工部２８として使用する工具を変更して、異なる種類の加工を全てのワーク１に対して行うようにしてもよいし、一個のワーク１に対して必要な二以上の加工を施した後、すなわちワーク１を一つずつ所定形状及び寸法に仕上げるようにしてもよい。

以上のようにして一連の加工が終了した後、加工済みのワーク１を位置決め用ワーク１０と共にテーブル２６から外す。そして、予め第一の取付け工程Ｓ１で複数のワーク１を取付けた状態の新たな位置決め用ワーク１０をテーブル２６に取付けて、上述した一連の工程Ｓ２〜Ｓ４を行う。以上のようにして、複数のワーク１に対する機械加工が継続して実施される。

このように、本発明では、直接の加工対象となる複数のワーク１をまず位置決め用ワーク１０に位置決めを伴って取付けるようにした。位置決め用ワーク１０に対する取付け作業であれば、作業スペースに制限が生じやすい加工装置２５の周囲に比べて、効率よく複数のワーク１を取付けることができる。また、上述のようにして複数のワーク１が取付けられた状態の位置決め用ワーク１０を加工装置のテーブル２６に取付けた後、このテーブル２６に対する位置決め用ワーク１０の位置出しを行うようにすれば、テーブル２６に対する複数のワーク１の位置決めを位置決め用ワーク１０の取付け作業のみで行うことができる。もちろん、複数のワーク１を位置決め用ワーク１０に対して取付けるようにすれば、その間、加工装置２５による複数のワーク１に対する加工を行うことができるので、複数の位置決め用ワーク１０を予め用意しておくことで、加工装置の待ち時間を解消することもできる。以上より、本発明によれば、加工前の工程（いわゆる段取り）に要する時間を大幅に短縮して、結果的に、複数のワーク１に対する加工を効率よく短時間に行うことが可能となる。

また、本実施形態では、位置決め用ワーク１０として、互いに直交する第一の溝１１及び第二の溝１２を一定の間隔で表面１６に形成した位置決め用ワーク本体１３と、位置決め用ワーク本体１３の各溝１１，１２に嵌合する第一及び第二の嵌合部品１４，１５とで構成したものを用いるようにした。このようにすることで、作業者が各ワーク１を位置決め用ワーク１０に取付けるべき位置を容易に認識し、取付けることができる。従って、取付けるべきワーク１の数が多い場合であっても、比較的短時間で全てのワーク１を指示通りに間違いなく位置決めを伴って取付けることが可能となる。

また、図５に示すように、第二の嵌合部品１５に、締結用部材１８を一体的に設けるようにすれば、第二の嵌合部品１５を第一又は第二の溝１１，１２の所定位置まで導入するのと同時に、対応する締結用部材１８を所要の位置に導入することができる。従って、位置決め用ワーク本体１３に第二の嵌合部品１５及び締結用部材１８をセットするのに要する時間を短縮することが可能となる。

以上、本発明に係るワークの加工方法の一実施形態を説明したが、もちろん、本発明は上記形態に限定されるものではなく、他の形態を採ることも可能である。

例えば上記実施形態では、位置決め用ワーク１０として、板状をなす位置決め用ワーク本体１３を採用した場合を説明したが、もちろん用途に応じてこれ以外の形態をとることも可能である。図１０はその一例（他の実施形態）を示すもので、同図に示す位置決め用ワーク３０は、ワーク１取付け用の表面３２を複数有する多面体形状の位置決め用ワーク本体３１と、第一及び第二の嵌合部品１４，１５（図４及び図５を参照）とで構成される。本実施形態では、この位置決め用ワーク本体３１は、略立方体形状をなすもので、周囲の四つの側面がワーク１取付け用の表面３２となっている。これら四つの表面３２にはそれぞれ互いに直交する複数の第一の溝３３及び第二の溝３４が形成されている。

（Ｓ１）第一の取付け工程
この場合、第一の取付け工程Ｓ１では、図１１に示すように、位置決め用ワーク本体３１の四つの表面３２それぞれに、対応する一又は複数のワーク１を位置決めを伴って取付ける。個々のワーク１の取付け態様は、上記実施形態と同じであるので、ここでは省略する。

（Ｓ２）第二の取付け工程
次に、複数のワーク１を取付けた状態の位置決め用ワーク３０を、加工装置３６のテーブル３７に載置し、取付ける。図１２に示す態様では、位置決め用ワーク３０の下方に連結した取付け部３５をテーブル３７に載置し、固定することで、位置決め用ワーク３０がテーブル３７に取付けられる。

（Ｓ３）位置出し工程
上述のようにして位置決め用ワーク３０をテーブル３７に取付けた後、所定の位置検出部を利用して、位置決め用ワーク３０の位置出しを行う。具体的には、例えば図９に示す如き位置検出部（図示は省略）を移動させて、位置決め用ワーク本体３１の表面３２のうち、少なくとも互いに隣接して直交する表面３２，３２に位置検出部を接触させることで、加工装置３６の座標系における位置決め用ワーク３０の位置を取得する。これにより、予め位置決め用ワーク３０の所定位置に位置決めを伴って取り付けられている各ワーク１の加工装置３６の座標系における位置を同時に取得することが可能となる。なお、この場合も、上記実施形態と同様に、位置決め用ワーク３０の位置出しを完了した後、続けて、位置決め用ワーク３０上に取付けられた各ワーク１の取付け位置が適切か否かを確認してもよい。

（Ｓ４）機械加工工程
このようにして加工装置３６に対する位置決め用ワーク３０及び複数のワーク１の位置を取得した状態で、加工装置３６に適切な加工部３８を装着して、各ワーク１に対して所定の機械加工を施す。一例として、テーブル３７が回転及び傾動可能に構成されている場合、テーブル３７と共に位置決め用ワーク３０を回転（自転）させて、各表面３２に取付けたワーク１に順次加工を施す。また、この際、適宜テーブル３７を傾動させることで、例えば負角となる箇所についてもワーク１に対して所定の加工を施すことができる。

以上のようにして一連の加工が終了した後、加工済みのワーク１を位置決め用ワーク３０と共にテーブル３７から外す。そして、予め第一の取付け工程Ｓ１で複数のワーク１を取付けた状態の新たな位置決め用ワーク３０をテーブル３７に取付けて、上述した一連の工程Ｓ２〜Ｓ４を行う。なお、図示は省略するが、加工装置３６が複数のテーブル３７を有する場合、複数のテーブル３７を共通の回転軸まわりに回転（公転）させることで、各テーブル３７を、加工可能位置と、待機位置との間で順次移動させるようにしてもよい。すなわち、予め、待機位置にあるテーブル３７に、未加工のワーク１を位置決めを伴って取付けた状態の位置決め用ワーク３０を取付けておき、テーブル３７の公転により加工済みのワーク１を取付けた位置決め用ワーク３０を加工可能位置から待機位置に移動させると共に、待機位置にある位置決め用ワーク３０を加工可能位置に移動させる。このようにワーク１を移動させることで、空き時間を作ることなく、加工装置３６による所定の機械加工を連続して実施することができる。

また、上記実施形態では、一個のワーク１につき二種類の嵌合部品（第一の嵌合部品１４、第二の嵌合部品１５）を一個ずつ使用する場合を例示したが、もちろん、これ以外の取付け態様をとることも可能である。例えばワーク１の大きさに応じて、第一の嵌合部品１４と第二の嵌合部品１５の少なくとも一方を二個あるいは三個以上使用してもよい。あるいは、第一の嵌合部品１４と第二の嵌合部品１５の何れか一方のみを二個以上使用してワーク１を取付けるようにしてもかまわない。また、その際に使用する嵌合部品の形状も図示例に限らず、溝１１，１２（３３，３４）に嵌合可能な限りにおいて任意にとり得ることはもちろんである。

１ ワーク
１ａ，１ｂ 基準面
１ｃ 切刃プロファイル
２，３ ボルト穴
１０，３０ 位置決め用ワーク
１１，１２，３３，３４ 溝
１３，３１ 位置決め用ワーク本体
１３ａ，１３ｂ 側面
１４ 第一の嵌合部品
１５ 第二の嵌合部品
１６，３２ 表面
１７ ナット
１８ 締結用部材
１９，２０ ボルト穴
２１，２２ ボルト
２３ 雌ねじ部
２４ 交差部
２５，３６ 加工装置
２６，３７ テーブル
２７ 位置検出部
２８，３８ 加工部

Claims (1)

1. 複数のワークに対して機械加工を施すための方法であって、
   前記複数のワークを位置決め用ワークに位置決めを伴って取付ける工程と、
   前記複数のワークが前記位置決めを伴って取付けられた状態の前記位置決め用ワークを、前記機械加工に用いる加工装置のテーブル上に固定する工程と、
   前記位置決め用ワークの前記テーブルに対する少なくとも一方向の位置出しを行う工程と、
   前記複数のワークに対して前記機械加工を施す工程とを備え、
   前記位置決め用ワークは、複数のワークを取付け可能なワーク取付け用の平坦な表面を一つ以上有しかつ一つの前記平坦な表面には互いに交差する複数の溝が前記表面に形成されている位置決め用ワーク本体と、
   前記溝に嵌合可能とされ、前記平坦な表面に載置した状態の前記ワークをボルト締めにより前記位置決め用ワーク本体に固定可能とするための嵌合部品とで構成され、
   前記複数の溝は、平面視した状態で格子状の交差部を形成すると共に、前記嵌合部品は十字状をなしており、
   前記交差部に前記十字状の嵌合部品を嵌合した状態で、前記平坦な表面に載置した状態の前記ワークを前記十字状の嵌合部品と共に前記ボルト締めにより前記位置決め用ワーク本体に固定する、ワークの加工方法。

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