JP7008715B2 - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばワークに対して機械加工を施す加工装置及び加工方法に関する。

従来、複数の加工面を持つワークに対して加工を施す場合、単軸スピンドルを搭載した切削加工機を多数台並べて編成した切削加工装置を使用していた。この場合、広大な工場スペース、莫大な導入コスト、メンテナンスコスト、ランニングコスト等の増大の原因となっていた。

そこで、特開２０１１－２４０４６６号公報に記載の加工装置は、複数の加工面を持つワークに対しても、各加工面の加工を効率的に行うことを課題としている。

当該課題を解決するため、特開２０１１－２４０４６６号公報記載の加工装置は、複数の加工面を持つワークをそれぞれ位置決め固定可能な２つの位置決め固定部を有し、各位置決め固定部を回転中心対称に備え、モータによって位置決め固定部の回転位相を設定可能なクランプユニットを有する。クランプユニットに対し、加工前のワークを搬入し、且つ、加工後のワークを搬出するトランスファーバーと、クランプユニットに対向して並設されると共に、各位置決め固定部に対応して２台設けられた加工主軸を有する加工ユニットとを備える。

しかしながら、特開２０１１－２４０４６６号公報記載の加工装置は、ワークの１つの加工面に対して複数の加工治具で加工を行うようにしていたため、ワークの全ての加工面に対して加工を施すのに時間がかかるという問題があった。切削加工機の集約度も十分ではなかった。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、下記効果を有する加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
（ａ） ワークの複数の加工面（多面体）を同時に多軸加工することができるレイアウト編成の構築。
（ｂ） コンパクトな設備構成の実現。
（ｃ） コストを抑えることができる設備構成の実現。

［１］ 第１の本発明に係る加工装置は、４つの側面にワーク取付面を有する四角柱が中央に配置され、前記四角柱に対し左側に配された第１加工ユニットと、該四角柱に対し奥側に配された第２加工ユニットと、該四角柱に対し右側に配された第３加工ユニットと、を有し、奥側のワーク取付面に固定された第１ワークと、前記奥側のワーク取付面と直交する２つのワーク取付面のうち、左側のワーク取付面に固定された第２ワークと、右側のワーク取付面に固定された第３ワークと、を備え、前記第１ワークにおいて、奥側の面を第１面とし、該第１面に直交し、互いに対向する２つの面に対し、左側を第２面、右側を第３面とし、前記第２ワークにおいて、左側の面を第４面とし、奥側の面を第５面とし、前記第３ワークにおいて、右側の面を第６面とし、奥側の面を第７面とする構成において、前記第１加工ユニットと前記第３加工ユニットが、前記第２面、前記第３面、前記第４面、前記第６面をそれぞれ同時に加工した後、前記第２加工ユニットが前記第１面、前記第５面、前記第７面をそれぞれ同時に加工することを特徴とする。

これにより、ワークの複数の加工面（多面体）を同時に多軸加工することができるレイアウト編成を構築することができる。また、コンパクトな設備構成並びにコストを抑えることができる設備構成を実現することができる。
第１加工ユニット及び第３加工ユニットによって、１つのワークの互いに対向する２つの面を同時に多軸加工することができ、しかも、第２加工ユニットによって、複数のワークに対して同時に多軸加工することができる。複数の加工ユニットを、それぞれ複数のワーク取付面に対向して設置することが可能となり、ワークの複数の加工面（多面体）を同時に多軸加工することができるレイアウト編成を構築することができる。また、コンパクトな設備構成並びにコストを抑えることができる設備構成を実現することができる。

［２］ 第１の本発明において、前記ワーク取付面は、前記支柱の高さ方向に沿って複数のワークが固定され、前記一対の加工ユニットは、前記支柱の前記１つのワーク取付面に固定された前記複数のワークのそれぞれ互いに対向する面に対して加工を行ってもよい。これにより、複数のワークのそれぞれ互いに対向する面を一対の加工ユニットにて同時に多軸加工することができる。

［３］ 第１の本発明において、前記ワーク取付面は、前記支柱の高さ方向に沿って複数のワークが固定され、同時に加工を行う前記加工ユニットは、前記複数のワーク取付面のうち、前記１つのワーク取付面に固定された複数のワークと、該ワーク取付面と直交する２つのワーク取付面とにそれぞれ固定された複数のワークに対して、同時に加工を行ってもよい。

これにより、１つのワーク取付面に固定された複数のワークと、該ワーク取付面と直交する２つのワーク取付面とにそれぞれ固定された複数のワークに対して、加工ユニットにて同時に多軸加工することができる。

［４］ 第１の本発明において、前記支柱を回転駆動して、前記ワークを複数の前記加工ユニットに順次対向させる位置決め手段を有し、複数の前記加工ユニットのうち、加工順序が後の前記加工ユニットは、前記ワークに対してタップ加工を行う加工ヘッドを有してもよい。

加工順序が先の加工ユニットによって、ワークに中ぐり加工（ドリル加工）が実施された後に、ワークの穴に対して、ねじ切り加工（タップ加工）を行うという一連の加工を連続して行うことができる。

［５］ 第２の本発明に係る加工方法は、複数のワーク取付面を有する四角柱の１つのワーク取付面に少なくとも１つの第１ワークを固定する工程と、１つの前記ワーク取付面に固定された前記第１ワークの互いに対向する２つの面に対して、一対の加工ユニットで、それぞれ加工を行う工程とを有し、前記一対の加工ユニットのうち、一方の加工ユニットで、前記２つの面のうち、一方の面にドリル加工を実施する第１工程と、前記一対の加工ユニットのうち、他方の加工ユニットで、前記２つの面のうち、他方の面にタップ加工を実施する第２工程と、を有し、前記ドリル加工が開始され、前記ドリル加工による加工負荷が定常状態になった後に、前記タップ加工を開始することを特徴とする。

これにより、少なくとも１つのワークの互いに対向する２つの面を一対の加工ユニットにて同時に多軸加工することができる。この多軸加工では、一方の加工ユニットで、２つの面のうち、一方の面にドリル加工を実施することができ、しかも、他方の加工ユニットで、２つの面のうち、他方の面にタップ加工を実施することができる。その結果、ワークの複数の加工面（多面体）を同時に多軸加工することができるレイアウト編成を構築することができる。また、コンパクトな設備構成並びにコストを抑えることができる設備構成を実現することができる。さらに、多軸加工ヘッドによるドリル加工の振動等の影響をタップ加工に及ぼすことがほとんどなくなり、タップ加工を精度よく実施することができる。

［６］ 第２の本発明において、前記ドリル加工と前記タップ加工とが同時に開始されてもよい。これにより、ドリル加工からタップ加工への一連の加工の処理時間の短縮を図ることができる。

本発明に係る加工装置及び加工方法によれば、下記効果を奏することができる。
（ａ） ワークの複数の加工面（多面体）を同時に多軸加工することができるレイアウト編成を構築することができる。
（ｂ） コンパクトな設備構成を実現することができる。
（ｃ） コストを抑えた設備構成を実現することができる。

本実施の形態に係る加工装置を示す斜視図である。 加工装置を上面から見て示す平面図である。 図３Ａは加工装置の加工動作を示す模式図であり、図３Ｂは加工装置の加工動作を示すフローチャートである。 図４Ａは一対の加工ユニットによるドリル加工とタップ加工を上面から見て示す模式図であり、図４Ｂは図４Ａの矢印Ａから見た模式図である。 加工装置の一連の処理動作を示す表１である。 第１の変形例に係る加工装置（第１加工装置）を一部省略して示す斜視図である。 第１加工装置を上面から見て示す平面図である。 第１加工ユニット、第２加工ユニット及び第３加工ユニットによって形成される加工領域の例を示す平面図である。 第１プレート、第２加工ユニット及び第３加工ユニットによって形成される新たな加工領域の例を示す平面図である。 第１加工ユニット、第２プレート及び第３加工ユニットによって形成される新たな加工領域の例を示す平面図である。 第１加工装置の加工動作を示すフローチャートである。 第２の変形例に係る加工装置（第２加工装置）を一部省略して示す平面図である。

以下、本発明に係る加工装置及び加工方法の実施の形態例を図１～図１２を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る加工装置１０は、図１に示すように、中央に設置されたワークステーション１２と、ワークステーション１２の例えば左側に設置された第１加工機１４Ａと、ワークステーション１２の例えば奥側に設置された第２加工機１４Ｂと、ワークステーション１２の例えば右側に設置された第３加工機１４Ｃとを有する。例えば正面に沿って第１加工機１４Ａとワークステーション１２と第３加工機１４Ｃが並び、ワークステーション１２の後方に第２加工機１４Ｂが配置されて、上面から見たとき、Ｔ字状の配置とされている。なお、加工装置１０は、第２加工機１４Ｂの後方に、制御装置１６のほか、クーラントタンク１７（図２参照）、図示しないチップコンベア、空圧機器及び油圧ユニット等が設置されている。クーラントタンク１７は、第１加工機１４Ａ、第２加工機１４Ｂ等による加工の際に出る切り屑等を含む使用済みクーラントから切り屑等を除去する。

ワークステーション１２は、例えば平面正方形状の土台１８と、土台１８上に回転自在に取り付けられたターンテーブル２０と、ターンテーブル２０の中心に固定された支柱２２と、支柱２２の上部に設置され、且つ、内部に図示しないモータが格納され、支柱２２を回転駆動する回転駆動部２４と、を有する。モータによって支柱２２がターンテーブル２０と共に支軸を中心に一方向に回転駆動する。この場合、支柱２２を上から見たとき、時計方向に回転駆動する。支柱２２は、鉛直方向を長手方向とする柱状に形成され、４つの側面、すなわち、４つのワーク取付面２５を有する。各ワーク取付面２５には、それぞれ例えば３つのワークＷ（図４Ｂ参照）が装着可能となっている。支柱２２の各ワーク取付面２５には、図示しない位置決めピン（又は位置決め穴）や係止爪等の位置決め手段２６（図４Ａ参照）が設けられており、これによりワークＷを正確に且つ確実に位置決め固定することができる。なお、各ワーク取付面２５に垂直方向に３つのワークＷをそれぞれ１つずつ取り付ける場合は、ワークＷの取り付け位置を下から下段、中段及び上段と記す。

制御装置１６は、支柱２２を１／４回転ずつ時計方向に回転するための位置決め駆動部２７を有する。位置決め駆動部２７は、支柱２２を１／４回転ずつ時計方向に回転することによって、各ワーク取付面２５を、正面と対向する位置、第１加工機１４Ａと対向する位置、第２加工機１４Ｂと対向する位置、第３加工機１４Ｃと対向する位置に位置決めする。

なお、本実施の形態では、加工装置１０で加工するワークＷとして、内燃機関（エンジン）のシリンダブロックを例示するが、ワークＷとして、他の工作物、例えば車両のミッションケース等を適用することも勿論可能である。

支柱２２へのワークＷの着脱は、支柱２２の４つのワーク取付面２５のうち、正面を向いたワーク取付面２５に対して行われる。その間、他のワーク取付面２５に装着されたワークＷに対して加工が行われる。すなわち、支柱２２の４つのワーク取付面２５のうち、正面を向いたワーク取付面２５には、ワークＷが取り付けられる。支柱２２が時計方向に回転することで、ワークＷに対する加工が実施され、支柱２２の回転に伴って、再び正面を向いたワーク取付面２５からワークＷが取り外されることになる。

そして、第１加工機１４Ａは、ワークステーション１２に向かって延在する第１レール台２８Ａと、第１レール台２８Ａの上面に設けられた第１レール３０Ａ（図２参照）に沿って移動する第１加工ユニット３２Ａと、第１加工ユニット３２Ａをワークステーション１２に対して進退可能に駆動する第１移動駆動手段３４Ａ（例えばねじ送り機構：図２参照）とを有する。第１レール台２８Ａは、少なくとも切り屑やクーラントをワークステーション１２に向けて流すための排出用溝Ｍ１及びＭ２（図２参照）を有する。

第１加工ユニット３２Ａは、第１レール３０Ａに移動可能に取り付けられた第１コラム３６Ａと、第１コラム３６Ａのうち、ワークステーション１２に対向する面に取り付けられた第１治具取付板３８Ａとを有する。第１治具取付板３８Ａには、図３Ａ及び図４Ａに模式的に示すように、少なくとも２種類の第１多軸加工ヘッド４０Ａが取り付けられている。例えば第１治具取付板３８Ａの水平方向中央位置と、第２加工機１４Ｂ寄りの位置に、それぞれ第１多軸加工ヘッド４０Ａが垂直方向に沿って取り付けられている。もちろん、ワークステーション１２の支柱２２に取り付けられたワークＷの位置（下段、中段及び上段）に対応して第１多軸加工ヘッド４０Ａが取り付けられている。これは、後述する第２加工ユニット３２Ｂ及び第３加工ユニット３２Ｃにおいても同様である。また、第１加工ユニット３２Ａは、第２加工機１４Ｂ寄りの位置に、ワークステーション１２に向かって突出する３つの長い第１筒部４２Ａが形成され、各長い第１筒部４２Ａを通してそれぞれ第１多軸加工ヘッド４０Ａが取り付けられて、中央位置における他の第１多軸加工ヘッド４０Ａよりもワークステーション１２側に突出した形態となっている。なお、第１コラム３６Ａ内には、第１多軸加工ヘッド４０Ａをそれぞれ個別に回転駆動する図示しない回転駆動機構が組み込まれている。

図１及び図２に示すように、第２加工機１４Ｂは、ワークステーション１２に向かって延在する第２レール台２８Ｂと、第２レール台２８Ｂの上面に設けられた第２レール３０Ｂに沿って移動する第２加工ユニット３２Ｂと、第２加工ユニット３２Ｂをワークステーション１２に対して進退可能に駆動する第２移動駆動手段３４Ｂ（例えばねじ送り機構：図２参照）とを有する。第２レール台２８Ｂは、少なくとも使用済みクーラントをクーラントタンク１７及びワークステーション１２に向けて流すための排出用溝Ｍ３及びＭ４（図２参照）を有する。

第２加工ユニット３２Ｂは、第２レール３０Ｂに移動可能に取り付けられた第２コラム３６Ｂと、第２コラム３６Ｂのうち、ワークステーション１２に対向する面に取り付けられた第２治具取付板３８Ｂとを有する。第２治具取付板３８Ｂには、図３Ａに模式的に示すように、少なくとも３種類の第２多軸加工ヘッド４０Ｂが取り付けられている。例えば第２治具取付板３８Ｂの水平方向中央位置と、第１加工機１４Ａ寄りの位置と、第３加工機１４Ｃ寄りの位置に、それぞれ第２多軸加工ヘッド４０Ｂが垂直方向に沿って取り付けられている。また、第１加工機１４Ａ寄りの位置及び第３加工機１４Ｃ寄りの位置には、ワークステーション１２に向かって突出する長い第２筒部４２Ｂが形成され、各長い第２筒部４２Ｂを通してそれぞれ第２多軸加工ヘッド４０Ｂが取り付けられて、中央位置における他の第２多軸加工ヘッド４０Ｂよりもワークステーション１２側に突出した形態となっている。なお、第２コラム３６Ｂ内にも、第２多軸加工ヘッド４０Ｂをそれぞれ個別に回転駆動する図示しない回転駆動機構が組み込まれている。

図１及び図２に示すように、第３加工機１４Ｃは、第１加工機１４Ａと同様に、ワークステーション１２に向かって延在する第３レール台２８Ｃと、第３レール台２８Ｃの上面に設けられた第３レール３０Ｃに沿って移動する第３加工ユニット３２Ｃと、第３加工ユニット３２Ｃをワークステーション１２に対して進退可能に駆動する第３移動駆動手段３４Ｃ（例えばねじ送り機構：図２参照）とを有する。第３レール台２８Ｃは、少なくとも使用済みクーラントをワークステーション１２に向けて流すための排出用溝Ｍ５及びＭ６（図２参照）を有する。

第３加工ユニット３２Ｃは、第３レール３０Ｃに移動可能に取り付けられた第３コラム３６Ｃと、第３コラム３６Ｃのうち、ワークステーション１２に対向する面に取り付けられた第３治具取付板３８Ｃとを有する。第３治具取付板３８Ｃには、図３Ａ及び図４Ａに模式的に示すように、少なくとも２種類の第３多軸加工ヘッド４０Ｃが取り付けられている。例えば第３治具取付板３８Ｃの水平方向中央位置と、第２加工機１４Ｂ寄りの位置に、それぞれ第３多軸加工ヘッド４０Ｃが垂直方向に取り付けられている。また、第２加工機１４Ｂ寄りの位置には、ワークステーション１２に向かって突出する３つの長い第３筒部４２Ｃが形成され、各長い第３筒部４２Ｃを通してそれぞれ第３多軸加工ヘッド４０Ｃが取り付けられて、中央位置における他の第３多軸加工ヘッド４０Ｃよりもワークステーション１２側に突出した形態となっている。なお、第３コラム３６Ｃ内にも、第３多軸加工ヘッド４０Ｃをそれぞれ個別に回転駆動する図示しない回転駆動機構が組み込まれている。

上述した構成により、図３Ａに示すように、第１加工ユニット３２Ａの第１多軸加工ヘッド４０Ａのうち、中央の第１多軸加工ヘッド４０Ａは、支柱２２に固定されたワークＷのうち、第１治具取付板３８Ａに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段に固定された３つのワークＷの各正面に対して加工（例えばドリル加工）を行う。第２加工機１４Ｂ寄りの第１多軸加工ヘッド４０Ａは、支柱２２のワーク取付面２５に固定されたワークＷのうち、第２加工機１４Ｂに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段の３つのワークＷの右側面（第１加工機１４Ａに対向する面）に対して加工（例えばドリル加工）を行う。

同様に、第２加工ユニット３２Ｂの第２多軸加工ヘッド４０Ｂのうち、中央の第２多軸加工ヘッド４０Ｂは、支柱２２に固定されたワークＷのうち、第２治具取付板３８Ｂに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段に固定された３つのワークＷの各正面に対して加工（例えばドリル加工）を行う。第１加工機１４Ａ寄りの第２多軸加工ヘッド４０Ｂは、支柱２２のワーク取付面２５のうち、第１加工機１４Ａに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段に固定された３つのワークＷの左側面（第２加工機１４Ｂに対向する面）に対して加工（例えばドリル加工）を行う。第３加工機１４Ｃ寄りの第２多軸加工ヘッド４０Ｂは、支柱２２のワーク取付面２５に固定されたワークＷのうち、第３加工機１４Ｃに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段に固定された３つのワークＷの右側面（第２加工機１４Ｂに対向する面）に対して加工（例えばドリル加工）を行う。

同様に、第３加工ユニット３２Ｃの第３多軸加工ヘッド４０Ｃのうち、中央の第３多軸加工ヘッド４０Ｃは、支柱２２に固定されたワークＷのうち、第３治具取付板３８Ｃに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段に固定された３つのワークＷの各正面に対して加工（例えばタップ加工）を行う。第２加工機１４Ｂ寄りの第３多軸加工ヘッド４０Ｃは、支柱２２のワーク取付面２５に固定されたワークＷのうち、第２加工機１４Ｂに対向するワーク取付面２５の下段、中段及び上段に固定された３つのワークＷの左側面（第３加工機１４Ｃに対向する面）に対して加工（例えばタップ加工）を行う。

第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工の順番は、図３Ａの模式図及び図３Ｂのフローチャートに示すように、ステップＳ１において、第１加工ユニット３２Ａによるドリル加工と第３加工ユニット３２Ｃによるタップ加工（加工１）を行った後、ステップＳ２において、第２加工ユニット３２Ｂによるドリル加工（加工２）が行われる。加工１における第１加工ユニット３２Ａによるドリル加工と第３加工ユニット３２Ｃによるタップ加工は、同時に行うことが好ましい。「同時に行う」とは、同時に開始することのほか、開始時間をずらしながらも、ドリル加工とタップ加工とが時間的に一部重複している場合を含む。特に、ドリル加工による加工負荷が定常状態になった後に、タップ加工を開始することが好ましい。これにより、タップ加工による加工精度を高めることができる。

ここで、加工装置１０による４つのワークＷ１～Ｗ４に対する加工処理を図５の表１を参照しながら説明する。なお、ワークステーション１２の支柱２２が上面から見て時計方向に１／４回転する毎に１ステップ進むと定義する。

また、表１において、「正○」は正面へのドリル加工を示し、「正◎」は正面へのタップ加工を示す。「右○」はワークに向かって右側面へのドリル加工を示し、「右◎」はワークに向かって右側面へのタップ加工を示す。「左○」はワークに向かって左側面へのドリル加工を示し、「左◎」はワークに向かって左側面へのタップ加工を示す。

先ず、ステップ１において、支柱２２のワーク取付面２５のうち、正面を向いたワーク取付面２５の下段のみに、１つのワークＷ１を固定する。すなわち、ステップ１において、１つのワークＷ１を投入する。

次のステップ２において、正面を向いたワーク取付面２５の下段に、１つのワークＷ２を固定（投入）する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、図３Ａ～図４Ｂに示すように、第１加工ユニット３２Ａによるドリル加工と第３加工ユニット３２Ｃによるタップ加工を行った後、第２加工ユニット３２Ｂによるドリル加工が行われる。この段階では、ワークＷ１のみが加工領域に入っているため、ワークＷ１の正面と左側面にそれぞれドリル加工（下段）が行われる。

次のステップ３において、正面を向いたワーク取付面２５の下段に、１つのワークＷ３を固定（投入）する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、ワークＷ１が第２加工ユニット３２Ｂに対向し、ワークＷ２が第１加工ユニット３２Ａに対向していることから、最初に第１加工ユニット３２Ａと第３加工ユニット３２Ｃによって、ワークＷ１の右側面にドリル加工（下段）、左側面にタップ加工（下段）が行われると共に、ワークＷ２の正面にドリル加工（下段）が行われる。その後、第２加工ユニット３２Ｂによって、ワークＷ１の正面及びワークＷ２の左側面にドリル加工（下段）が行われる。

次のステップ４において、正面を向いたワーク取付面２５の下段に、１つのワークＷ４を固定（投入）する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、ワークＷ１が第３加工ユニット３２Ｃに対向し、ワークＷ２が第２加工ユニット３２Ｂに対向し、ワークＷ３が第１加工ユニット３２Ａに対向していることから、最初に第１加工ユニット３２Ａと第３加工ユニット３２Ｃによって、ワークＷ１の正面にタップ加工（下段）が行われ、ワークＷ２の左側面にタップ加工（下段）、右側面にドリル加工（下段）が行われ、ワークＷ３の正面にドリル加工（下段）が行われる。その後、第２加工ユニット３２Ｂによって、ワークＷ１の右側面にドリル加工（下段）、ワークＷ２の正面にドリル加工（下段）、ワークＷ３の左側面にドリル加工（下段）が行われる。

次のステップ５において、正面を向いたワーク取付面２５のワークＷ１を下段から取り外して中段に固定する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、第１加工ユニット３２Ａに対向してワークＷ４、第２加工ユニット３２Ｂに対向してワークＷ３、第３加工ユニット３２Ｃに対向してワークＷ２が位置されている。これにより、ワークＷ２の正面にタップ加工（下段）が行われ、右側面にドリル加工（下段）が行われる。また、ワークＷ３の正面及び右側面にドリル加工（下段）が行われ、左側面にタップ加工（下段）が行われる。また、ワークＷ４の正面及び左側面にドリル加工（下段）が行われる。

次のステップ６において、正面を向いたワーク取付面２５のワークＷ２を下段から取り外して中段に固定する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、第１加工ユニット３２Ａに対向してワークＷ１、第２加工ユニット３２Ｂに対向してワークＷ４、第３加工ユニット３２Ｃに対向してワークＷ３が位置されている。これにより、ワークＷ１の正面及び左側面にドリル加工（中段）が行われ、ワークＷ３の正面にタップ加工（下段）が行われ、右側面にドリル加工（下段）が行われる。また、ワークＷ４の正面及び右側面にドリル加工（下段）が行われ、左側面にタップ加工（下段）が行われる。

次のステップ７において、正面を向いたワーク取付面２５のワークＷ３を下段から取り外して中段に固定する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、第１加工ユニット３２Ａに対向してワークＷ２、第２加工ユニット３２Ｂに対向してワークＷ１、第３加工ユニット３２Ｃに対向してワークＷ４が位置されている。これにより、ワークＷ１の正面及び右側面にドリル加工（中段）が行われると共に左側面にタップ加工（中段）が行われる。また、ワークＷ２の正面及び左側面にドリル加工（中段）が行われ、ワークＷ４の正面にタップ加工（下段）が行われ、右側面にドリル加工（下段）が行われる。

次のステップ８において、正面を向いたワーク取付面２５のワークＷ４を下段から取り外して中段に固定する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。このとき、第１加工ユニット３２Ａに対向してワークＷ３、第２加工ユニット３２Ｂに対向してワークＷ２、第３加工ユニット３２Ｃに対向してワークＷ１が位置されている。これにより、ワークＷ１の正面にタップ加工（中段）が行われ、右側面にドリル加工（中段）が行われる。また、ワークＷ２の正面及び右側面にドリル加工（中段）が行われると共に、左側面にタップ加工（中段）が行われ、ワークＷ３の正面及び左側面にドリル加工（中段）が行われる。

次のステップ９において、正面を向いたワーク取付面２５のワークＷ１を中段から取り外して上段に固定する。その後、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工処理を行う。これにより、ワークＷ２の正面にタップ加工（中段）が行われ、右側面にドリル加工（中段）が行われる。また、ワークＷ３の正面及び右側面にドリル加工（中段）が行われると共に、左側面にタップ加工（中段）が行われ、ワークＷ４の正面及び左側面にドリル加工（中段）が行われる。以下同様である。

そして、ステップ１３において、ワークＷ１が取り外され、ステップ１４において、ワークＷ２が取り外され、ステップ１５において、ワークＷ３が取り外され、ステップ１６において、ワークＷ４が取り外される。

上述の例では、４つのワークＷ１～Ｗ４に対する加工処理について説明したが、その他、ステップ５、６、７及び８でワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４をそれぞれ下段から中段に移動した後に、新たなワークＷ５、Ｗ６、Ｗ７及びＷ８を下段に投入してもよい。

さらに、ステップ９、１０、１１及び１２でワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４をそれぞれ中段から上段に移動した後に、新たなワークＷ５、Ｗ６、Ｗ７及びＷ８を下段から中段に移動し、その後、さらに、新たなワークＷ９、Ｗ１０、Ｗ１１及びＷ１２を下段に投入してもよい。

つまり、ワークＷの中段や上段への移動に伴って、下段が空いた段階で、下段に新たなワークＷを投入することで、５個以上のワークＷに対して加工することができる。ここでは、下段から中段や上段へワークＷを移動させたが、上段から中段や下段に移動させてもよい。また、移動の際に、取付けの向きを９０°回転させたり、ワークＷのワーク取付面２５を反転させることで、ワークＷのすべての外表面を加工することができる。移動の際、図示しない機内シャッターで加工領域と加工装置の正面とを区切ることで、加工中にワークＷの投入と払い出しを行うことができる。

なお、図２に示すように、第１加工機１４Ａ、第２加工機１４Ｂ及び第３加工機１４Ｃからの切り屑やクーラントは、第１加工機１４Ａの排出用溝Ｍ１及びＭ２、第２加工機１４Ｂの排出用溝Ｍ４並びに第３加工機１４Ｃの排出用溝Ｍ５及びＭ６を通じてワークステーション１２に流される。ワークステーション１２のオイルパン１３のうち、支柱２２の周囲に形成された排出用溝は、第１加工機１４Ａ寄りに形成された第１排出用溝Ｍａと、第２加工機１４Ｂ寄りに形成された第２排出用溝Ｍｂと、第３加工機１４Ｃ寄りに形成された第３排出用溝Ｍｃとを有する。なお、オイルパン１３は上面から見て例えば矩形状を有する。

そして、第１加工機１４Ａからの使用済みクーラントは、排出用溝Ｍ１及びＭ２を通じてワークステーション１２に向かって流れ、第２加工機１４Ｂからの使用済みクーラントは、排出用溝Ｍ４を通じてワークステーション１２に向かって流れ、第３加工機１４Ｃからの使用済みクーラントは、排出用溝Ｍ５及びＭ６を介してワークステーション１２に向かって流れる。ワークステーション１２に流れ込んだ使用済みクーラントは、第１排出用溝Ｍａ、第２排出用溝Ｍｂ及び第３排出用溝Ｍｃを通じて第２加工機１４Ｂの排出用溝Ｍ３に流れ、さらに、この排出用溝Ｍ３を通じてクーラントタンク１７に流れる。

次に、本実施の形態に係る加工装置１０のいくつかの変形例について図６～図９を参照しながら説明する。

第１の変形例に係る加工装置（以下、第１加工装置１０Ａと記す）は、図６及び図７に示すように、上述した加工装置１０とほぼ同様の構成を有するが、第１プレート進退機構５０Ａと、第２プレート進退機構５０Ｂとを有する点で異なる。

第１プレート進退機構５０Ａは、ワークステーション１２の支柱２２と第１加工ユニット３２Ａの間に、第１多軸加工ヘッド４０Ａの折損を検知する第１折損センサ５２Ａを取り付けた第１プレート５４Ａを進退させる。この場合、第１プレート進退機構５０Ａは、第１プレート５４Ａを上下方向に移動させてもよいし、横方向に移動させてもよい。第１プレート５４Ａは、通常は、例えば初期位置、すなわち、支柱２２と第１加工ユニット３２Ａの間から退避した位置にある。

第２プレート進退機構５０Ｂは、ワークステーション１２の支柱２２と第２加工ユニット３２Ｂの間に、第２多軸加工ヘッド４０Ｂの折損を検知する第２折損センサ５２Ｂを取り付けた第２プレート５４Ｂを進退させる。この場合、第２プレート進退機構５０Ｂは、第２プレート５４Ｂを上下方向に移動させてもよいし、横方向に移動させてもよい。第２プレート５４Ｂも、通常は、例えば初期位置、すなわち、支柱２２と第２加工ユニット３２Ｂの間から退避した位置にある。

そして、第１プレート進退機構５０Ａは、例えば制御装置１６からの第１閉鎖信号Ｓｃ１の入力に基づいて、初期位置にある第１プレート５４Ａを駆動して、支柱２２と第１加工ユニット３２Ａの間に位置決めする。さらに、第１折損センサ５２Ａからの折損の検知結果Ｓ１を制御装置１６に出力する。また、制御装置１６からの第１開放信号Ｓｏ１の入力に基づいて、第１プレート５４Ａを駆動して、第１プレート５４Ａを初期位置に戻す。

第２プレート進退機構５０Ｂは、例えば制御装置１６からの第２閉鎖信号Ｓｃ２の入力に基づいて、初期位置にある第２プレート５４Ｂを駆動して、支柱２２と第２加工ユニット３２Ｂの間に位置決めする。さらに、第２折損センサ５２Ｂからの折損の検知結果Ｓ２を制御装置１６に出力する。また、制御装置１６からの第２開放信号Ｓｏ２の入力に基づいて、第２プレート５４Ｂを駆動して、第２プレート５４Ｂを初期位置に戻す。

第１プレート５４Ａの大きさは、横方向の幅が第１加工機１４Ａの第１レール台２８Ａの横幅とほぼ同じで、縦方向の長さが第１加工ユニット３２Ａの第１治具取付板３８Ａの縦方向の長さとほぼ同じとされている。従って、第１プレート５４Ａ及び第２プレート５４Ｂがそれぞれ初期位置にある場合、すなわち、図８に示すように、第１加工ユニット３２Ａ及び第２加工ユニット３２Ｂの各前面に、それぞれ第１プレート５４Ａ及び第２プレート５４Ｂが存在しない場合は、第１加工ユニット３２Ａ、第２加工ユニット３２Ｂ及び第３加工ユニット３２Ｃによって加工領域Ｚが形成される。そして、図９に示すように、第１プレート５４Ａを第１加工ユニット３２Ａの前面に位置決めしたとき、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工領域Ｚ（図８参照）を第１プレート５４Ａによって区切ることができる。すなわち、ワークステーション１２を中心とした、第１プレート５４Ａと第２加工ユニット３２Ｂと第３加工ユニット３２Ｃとで囲まれた新たな加工領域Ｚａが形成されることとなる。

一方、第２プレート５４Ｂの大きさは、横方向の幅が第２加工機１４Ｂの第２レール台２８Ｂの横幅とほぼ同じで、縦方向の長さが第２加工ユニット３２Ｂの第２治具取付板３８Ｂの縦方向の長さとほぼ同じとされている。従って、図１０に示すように、第２プレート５４Ｂを第２加工ユニット３２Ｂの前面に位置決めしたとき、第１加工ユニット３２Ａ～第３加工ユニット３２Ｃによる加工領域Ｚ（図８参照）を第２プレート５４Ｂによって区切ることができる。すなわち、ワークステーション１２を中心とした、第１加工ユニット３２Ａと第２プレート５４Ｂと第３加工ユニット３２Ｃとで囲まれた新たな加工領域Ｚｂが形成されることとなる。

ここで、第１加工装置１０Ａの処理動作を図１１のフローチャートも参照しながら説明する。

先ず、図１１のステップＳ１０１において、第１プレート５４Ａ及び第２プレート５４Ｂは、初期状態、例えば上方に位置されている。

その後、第１加工ユニット３２Ａによるドリル加工及び第３加工ユニット３２Ｃによるタップ加工が行われる前に、ステップＳ１０２において、第２プレート進退機構５０Ｂは、第２プレート５４Ｂを下降して、第２加工ユニット３２Ｂと支柱２２との間に第２プレート５４Ｂを位置決めする。

その後、ステップＳ１０３において、ワークＷに対して第１加工ユニット３２Ａ及び第３加工ユニット３２Ｃによる加工を実施する。この第１加工ユニット３２Ａ及び第３加工ユニット３２Ｃによる加工の間に、第２移動駆動手段３４Ｂは、第２加工ユニット３２Ｂの第２多軸加工ヘッド４０Ｂを第２折損センサ５２Ｂに近づける。第２折損センサ５２Ｂは、第２多軸加工ヘッド４０Ｂの折損を検知する。

第１加工ユニット３２Ａ及び第３加工ユニット３２Ｃによるドリル加工及びタップ加工の間、特に、ドリル加工で出た切り屑は第２加工ユニット３２Ｂの方向に飛散することになる。しかし、第２プレート５４Ｂによって第２加工ユニット３２Ｂへの切り屑の飛散が遮られることになる。つまり、第１加工ユニット３２Ａによるドリル加工で出た切り屑を第２加工ユニット３２Ｂに飛散させることを防ぐことができる。

ワークＷに対する第１加工ユニット３２Ａ及び第３加工ユニット３２Ｃによる加工が終了した段階で、ステップＳ１０４において、第２プレート進退機構５０Ｂは、第２プレート５４Ｂを初期位置に戻す。すなわち、第２折損センサ５２Ｂを元の位置に戻し、第２プレート５４Ｂを上昇して、第２プレート５４Ｂを初期位置に戻す。

その後、第２加工ユニット３２Ｂによるドリル加工が行われる前に、ステップＳ１０５において、第１プレート進退機構５０Ａは、第１プレート５４Ａを下降して、第１加工ユニット３２Ａと支柱２２との間に第１プレート５４Ａを位置決めする。

その後、ステップＳ１０６において、ワークＷに対して第２加工ユニット３２Ｂによる加工を実施する。この第２加工ユニット３２Ｂによる加工の間に、第１移動駆動手段３４Ａは、第１加工ユニット３２Ａの第１多軸加工ヘッド４０Ａを第１折損センサ５２Ａに近づける。第１折損センサ５２Ａは、第１多軸加工ヘッド４０Ａの折損を検知する。

ワークＷに対する第２加工ユニット３２Ｂによる加工が終了した段階で、ステップＳ１０７において、第１プレート進退機構５０Ａは、第１プレート５４Ａを初期位置に戻す。すなわち、第１折損センサ５２Ａを元の位置に戻し、第１プレート５４Ａを上昇して、第１プレート５４Ａを初期位置に戻す。

第２加工ユニット３２Ｂによるドリル加工の間、ドリル加工で出た切り屑は第１加工ユニット３２Ａの方向に飛散することになる。しかし、第１プレート５４Ａによって第１加工ユニット３２Ａへの切り屑の飛散が遮られることになる。つまり、第２加工ユニット３２Ｂによるドリル加工で出た切り屑を第１加工ユニット３２Ａに飛散させることを防ぐことができる。

次に、第２の変形例に係る加工装置（以下、第２加工装置１０Ｂと記す）は、図１２に示すように、上述した加工装置１０とほぼ同様の構成を有するが、使用済みクーラントの排出構造に特徴を有する。

具体的には、第１加工機１４Ａの両側の排出用溝Ｍ１及びＭ２は、それぞれワークステーション１２に向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成されている。第２加工機１４Ｂも、両側の排出用溝Ｍ３及びＭ４は、それぞれワークステーション１２に向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成されている。第３加工機１４Ｃも、両側の排出用溝Ｍ５及びＭ６は、それぞれワークステーション１２に向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成されている。これらの溝の傾斜角度としては、例えば２°～４°の範囲である。

ワークステーション１２のオイルパン１３に形成された第１排出用溝Ｍａ及び第３排出用溝Ｍｃは、それぞれ第２加工機１４Ｂに向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成され、第２排出用溝Ｍｂは、第１加工機１４Ａに向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成されている。また、上記オイルパン１３には、その正面側に第４排出用溝Ｍｄ及び第５排出用溝Ｍｅを有する。第４排出用溝Ｍｄは、第１加工機１４Ａに向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成され、第５排出用溝Ｍｅは、第３加工機１４Ｃに向かって下り傾斜とされた傾斜溝に形成されている。この場合、第４排出用溝Ｍｄの下流端と第１排出用溝Ｍａの上流端とがほぼ一致し、第５排出用溝Ｍｅの下流端と第３排出用溝Ｍｃの上流端とがほぼ一致している。

そして、この第２加工装置１０Ｂでは、ワークステーション１２のオイルパン１３のうち、第１加工機１４Ａと第２加工機１４Ｂとの境界に対応する隅に、排出口６０が形成されている。排出口６０の下部には、排出口６０を通じて落下する使用済みクーラントをクーラントタンク１７に導くガイド部６１（樋や導管等）が形成されている。

従って、第１排出用溝Ｍａ上又は第２排出用溝Ｍｂ上の使用済みクーラントは、それぞれ第１排出用溝Ｍａ又は第２排出用溝Ｍｂを通じて排出口６０に流れる。第３排出用溝Ｍｃ上の使用済みクーラントは、第３排出用溝Ｍｃ及び第２排出用溝Ｍｂを通じて排出口６０に流れる。同様に、第４排出用溝Ｍｄ上の使用済みクーラントは、第４排出用溝Ｍｄ及び第１排出用溝Ｍａを通じて排出口６０に流れ、第５排出用溝Ｍｅ上の使用済みクーラントは、第５排出用溝Ｍｅ、第３排出用溝Ｍｃ及び第２排出用溝Ｍｂを通じて排出口６０に流れる。

上述した各種排出用溝Ｍ１～Ｍ６、Ｍａ～Ｍｅの傾斜角の大小関係は、以下の通りである。この大小関係はあくまでも一例である。

先ず、第１加工機１４Ａの両側の排出用溝Ｍ１及びＭ２の傾斜角をθ１１及びθ１２とする。第２加工機１４Ｂの両側の排出用溝Ｍ３及びＭ４の傾斜角をθ２１及びθ２２とする。第３加工機１４Ｃの両側の排出用溝Ｍ５及びＭ６の傾斜角をθ３１及びθ３２とする。オイルパン１３の第１排出用溝Ｍａの傾斜角をθａ、第２排出用溝Ｍｂの傾斜角をθｂ、第３排出用溝Ｍｃの傾斜角をθｃ、第４排出用溝Ｍｄの傾斜角をθｄ、第５排出用溝Ｍｅの傾斜角をθｅとする。

θ１１、θ１２、θ２１、θ２２、θ３１及びθ３２はほぼ同じで、例えば２°～４°の範囲が挙げられる。

θａ＞θｃ＞θｂで、θｂはθ１１、θ１２等よりも大きい。θａ、θｂ、θｃは、例えば３°～６°の範囲が挙げられる。θｄはθａとほぼ同程度であり、θｅはθｃとほぼ同程度である。

これらの傾斜角の大きさは、あくまでも一例であり、第１加工機１４Ａ、第２加工機１４Ｂ及び第３加工機１４Ｃでの使用済みクーラントの排出流量に応じて適宜設定すればよい。

さらに、この第２加工装置１０Ｂでは、第１加工機１４Ａ及び第２加工機１４Ｂがドリル加工のみを行うことから、使用済みクーラントの排出流量が第３加工機１４Ｃよりも多くなる。そこで、排出口６０の平面形状として、第１加工機１４Ａによる加工方向を長手方向とする形状、例えば長方形としている。そのため、第１加工機１４Ａからの使用済みクーラントを効率よく排出口６０に流すことができる。

また、第１排出用溝Ｍａ上でワークＷに対してドリル加工を行うドリル加工用のヘッドの数が、第２排出用溝Ｍｂ上でワークＷに対してドリル加工を行うヘッドの数よりも多い場合は、傾斜角θａ＞θｂとすることが好ましい。

ここで、第１排出用溝Ｍａ上でワークＷに対してドリル加工を行うドリル加工用のヘッドの数は、例えば図３Ａに示すように、第１加工ユニット３２Ａのうち、中央における第１多軸加工ヘッド４０Ａにおけるドリル加工用のヘッドの数と、第２加工ユニット３２Ｂのうち、第１加工ユニット３２Ａ寄りの第２多軸加工ヘッド４０Ｂにおけるドリル加工用のヘッドの数との合計である。

また、第２排出用溝Ｍｂ上でワークＷに対してドリル加工を行うドリル加工用のヘッドの数は、例えば図３Ａに示すように、第２加工ユニット３２Ｂのうち、中央における第２多軸加工ヘッド４０Ｂにおけるドリル加工用のヘッドの数と、第１加工ユニット３２Ａのうち、第２加工ユニット３２Ｂ寄りの第１多軸加工ヘッド４０Ａにおけるドリル加工用のヘッドの数との合計である。

上述のように、第１排出用溝Ｍａ上でワークＷに対してドリル加工を行うヘッドの数が、第２排出用溝Ｍｂ上でワークＷに対してドリル加工を行うヘッドの数よりも多いことから、第１排出用溝Ｍａへの切り屑等の量が第２排出用溝Ｍｂへの切り屑等の量よりも多くなる。そこで、第１排出用溝Ｍａの傾斜角θａを第２排出用溝Ｍｂの傾斜角θｂよりも大きくことで、切り屑等の量が多い使用済みクーラントの排出効率が高くなり、オイルパン１３に切り屑等が残存する量を少なくすることができる。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記の実施の形態の記載範囲に限定されることはない。上記の実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは、当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。また、請求の範囲に記載された括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号をつけた要素に限定されて解釈されるものではない。

Claims (5)

1. ４つの側面にワーク取付面（２５）を有する四角柱（２２）が中央に配置され、前記四角柱（２２）に対し左側に配された第１加工ユニット（３２Ａ）と、該四角柱（２２）に対し奥側に配された第２加工ユニット（３２Ｂ）と、該四角柱（２２）に対し右側に配された第３加工ユニット（３２Ｃ）と、を有し、
   奥側のワーク取付面（２５）に固定された第１ワーク（Ｗ）と、前記奥側のワーク取付面（２５）と直交する２つのワーク取付面（２５）のうち、左側のワーク取付面（２５）に固定された第２ワーク（Ｗ）と、右側のワーク取付面（２５）に固定された第３ワーク（Ｗ）と、を備え、
   前記第１ワーク（Ｗ）において、奥側の面を第１面とし、該第１面に直交し、互いに対向する２つの面に対し、左側を第２面、右側を第３面とし、
   前記第２ワーク（Ｗ）において、左側の面を第４面とし、奥側の面を第５面とし、
   前記第３ワーク（Ｗ）において、右側の面を第６面とし、奥側の面を第７面とする構成において、
   前記第１加工ユニット（３２Ａ）と前記第３加工ユニット（３２Ｃ）が、前記第２面、前記第３面、前記第４面、前記第６面をそれぞれ同時に加工した後、
   前記第２加工ユニット（３２Ｂ）が前記第１面、前記第５面、前記第７面をそれぞれ同時に加工することを特徴とする加工装置（１０）。
2. 請求項１記載の加工装置（１０）において、
   前記ワーク取付面（２５）は、前記四角柱（２２）の高さ方向に沿って複数のワーク（Ｗ）が固定され、
   前記第１加工ユニット（３２Ａ）及び前記第３加工ユニット（３２Ｃ）は、前記四角柱（２２）の１つの前記ワーク取付面（２５）に固定された前記複数のワーク（Ｗ）のそれぞれ互いに対向する面に対して加工を行うことを特徴とする加工装置（１０）。
3. 請求項１又は２記載の加工装置（１０）において、
   前記ワーク取付面（２５）は、前記四角柱（２２）の高さ方向に沿って複数のワーク（Ｗ）が固定され、
   同時に加工を行う前記加工ユニット（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）は、前記複数のワーク取付面（２５）のうち、１つの前記ワーク取付面（２５）に固定された複数のワーク（Ｗ）と、該ワーク取付面（２５）と直交する２つのワーク取付面（２５）とにそれぞれ固定された複数のワーク（Ｗ）に対して、同時に加工を行うことを特徴とする加工装置（１０）。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の加工装置（１０）において、
   前記四角柱（２２）を回転駆動して、前記ワーク（Ｗ）を複数の前記加工ユニット（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）に順次対向させる位置決め手段（２７）を有し、複数の前記加工ユニット（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）のうち、加工順序が後の前記加工ユニット（３２Ｃ）は、前記ワーク（Ｗ）に対してタップ加工を行う加工ヘッド（４０Ｃ）を有することを特徴とする加工装置（１０）。
5. 複数のワーク取付面（２５）を有する四角柱（２２）の１つのワーク取付面（２５）に少なくとも１つの第１ワーク（Ｗ）を固定する工程と、
   １つの前記ワーク取付面（２５）に固定された前記第１ワーク（Ｗ）の互いに対向する２つの面に対して、一対の加工ユニット（３２Ａ、３２Ｃ）で、それぞれ加工を行う工程と、を有し、
   前記一対の加工ユニット（３２Ａ、３２Ｃ）のうち、一方の加工ユニット（３２Ａ）で、前記２つの面のうち、一方の面にドリル加工を実施する第１工程と、
   前記一対の加工ユニット（３２Ａ、３２Ｃ）のうち、他方の加工ユニット（３２Ｃ）で、前記２つの面のうち、他方の面にタップ加工を実施する第２工程と、を有し、
   前記ドリル加工が開始され、前記ドリル加工による加工負荷が定常状態になった後に、前記タップ加工を開始することを特徴とする加工方法。

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