JP7809548B2 - 切削加工機 - Google Patents

Description

本発明は、切削加工機に関する。

例えば特許文献１には、切削加工の対象となる被加工物を所望の形状に切削加工する切削加工機が開示されている。この切削加工機は、収容装置と、切削装置と、搬送装置と、制御装置とを備えている。収容装置は、アダプタが装着された状態の円盤状の被加工物を複数収容することができるストッカーを有している。切削装置は、被加工物を切削加工する。搬送装置は、アダプタを把持して収容装置から切削装置へ被加工物を搬送する。制御装置は、加工プログラムに沿って被加工物の搬送と切削加工とを実行する。

搬送装置は、被加工物を把持する把持部を備えている。切削装置は、切削加工時に被加工物を把持するクランプを備えている。被加工物を切削加工する際、把持部が、収容装置のストッカーに収容された被加工物を把持して、切削装置まで移動する。そして、把持部からクランプに被加工物が渡されて、クランプが被加工物を把持する。その後、クランプが把持している被加工物に対して切削加工される。

特開２０２１－１７０２３０号公報

上記切削加工機では、収容装置のストッカーから切削装置へ被加工物を搬送する搬送装置の把持部と、切削加工時に被加工物を把持する切削加工機のクランプとは、別部品である。切削加工機において、部品点数は少ない方が好ましい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を少なくしつつ、ストッカーに収容された被加工物を把持して切削加工が可能な切削加工機を提供することである。

本発明に係る切削加工機は、ストッカーと、ケース本体と、移動機構と、把持部と、把持移動機構とを備えている。前記ストッカーは、被加工物が収容される収容部を有している。前記ケース本体には、ユーザが前記収容部に被加工物を収容する収容エリアと、被加工物を切削加工する加工エリアとが形成されている。前記移動機構は、前記収容エリアと前記加工エリアとの間において、前記ストッカーを移動させる。前記把持部は、前記加工エリアに配置され、切削加工中に被加工物を把持する。前記把持移動機構は、前記加工エリアに配置されている前記ストッカーに向かって前記把持部を移動させる。

前記切削加工機によれば、ストッカーは、収容エリアから加工エリアに移動されるように構成されている。そのため、切削加工時に被加工物を把持する把持部で、加工エリアに移動されたストッカーに収容された被加工物を把持して取り出すことができる。そして、ストッカーに収容された被加工物を把持部が把持した状態で、切削加工を開始することができる。よって、切削加工時に被加工物を把持する把持部を利用して、ストッカーに収容された被加工物を取り出すことができるため、被加工物をストッカーから取り出すための専用の機構を省略することができる。その結果、部品点数を少なくすることができる。

本発明によれば、部品点数を少なくしつつ、ストッカーに収容された被加工物を把持して切削加工が可能な切削加工機を提供することができる。

実施形態に係る切削加工機を示す斜視図である。 アダプタが装着された被加工物を示す平面図である。 アダプタが装着された被加工物を示す正面図である。 切削加工機を左から見たときの断面図である。 切削加工機を左から見たときの断面図である。 隔壁を示す左から見た断面図であり、ストッカーが収容エリアから加工エリアに移動する様子を示す模式図である。 ストッカーのストッカー本体を示す正面図である。 収容部を模式的に示した斜視図である。 切削加工機を右から見たときの断面図である。 把持部および支持部材の平面図である。 収容部および把持部の斜視図である。 実施形態に係る切削加工機のブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る切削加工機について説明する。なお、ここで説明される実施の形態は、当然ながら本発明を特に限定することを意図したものではない。

図１は、本実施形態に係る切削加工機１００を示す斜視図である。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ切削加工機１００の前、後、左、右、上、下を意味するものとする。切削加工機１００は、ＸＹＺ直交座標系に配置されている。ここでは、Ｘ軸方向Ｄ１は、前後方向である。本実施形態では、図４に示すように、Ｘ軸方向Ｄ１は、水平方向から所定の角度だけ傾いている。ただし、Ｘ軸方向Ｄ１は、水平方向であってもよい。Ｙ軸方向Ｄ２は、左右方向である。Ｚ軸方向Ｄ３は、上下方向である。Ｚ軸方向Ｄ３は、Ｘ軸方向Ｄ１およびＹ軸方向Ｄ２と交差（ここでは直交）している。本実施形態では、図４に示すように、Ｚ軸方向Ｄ３は鉛直方向から所定の角度だけ傾いている。ただし、Ｚ軸方向Ｄ３は、鉛直方向であってもよい。本実施形態では、Ｚ軸方向Ｄ３が第１方向の一例である。Ｘ軸方向Ｄ１が、第１方向と交差する第２方向の一例である。Ｙ軸方向Ｄ２が、第１方向および第２方向と交差する第３方向の一例である。なお、上述した方向は、説明の便宜上定めた方向に過ぎず、切削加工機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、切削加工機１００は、被加工物５（図２参照）を切削加工することで、対象物を作製する。ここで、対象物の種類は特に限定されないが、例えば歯冠補綴物である。歯冠補綴物として、例えばインレー、クラウン、ブリッジなどが挙げられる。本実施形態では、切削加工機１００は、デンタル分野で使用されるものであり、被加工物５から歯冠補綴物を作製する。ただし、切削加工機１００が使用される分野は、デンタル分野に限定されない。

図２、図３は、それぞれアダプタ６が装着された被加工物５を示す平面図、正面図である。図２および図３に示すように、被加工物５の形状は、Ｘ軸方向Ｄ１およびＹ軸方向Ｄ２に広がった板状である。ここでは、被加工物５は、円盤形状である。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）、石膏などの材料の種類によって形成されている。被加工物５の材料の種類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。

本実施形態では、被加工物５は、アダプタ６に装着されている。ここでは、図２に示すように、アダプタ６には、円形状の嵌合孔６ａが形成されている。被加工物５は、嵌合孔６ａに嵌合（例えば略嵌合）されることで、アダプタ６に装着される。ここでは、被加工物５に対してアダプタ６を押し下げることで、嵌合孔６ａに被加工物５が挿入されて固定される。以下、被加工物５とは、特に記載がない場合には、アダプタ６を含めたものをいう。また、被加工物５に対する前、後、左、右、上、下などの方向は、被加工物５が収容部２１０（図７参照）に収容された状態を基準にした方向である。

図１に示すように、切削加工機１００は、ケース本体１０を備えている。ケース本体１０は、箱状であり、内部に空間を有している。

図４、図５は、切削加工機１００を左から見たときの断面図である。図４および図５では、ケース本体１０の収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２とが示されている。図４に示すように、ケース本体１０には、収容エリアＡＲ１と、加工エリアＡＲ２とが形成されている。収容エリアＡＲ１は、ユーザが、後述のストッカー２００の収容部２１０に被加工物５を収容するためのエリアである。例えばユーザは、手で被加工物５を掴んで、収容エリアＡＲ１において収容部２１０に被加工物５を手動で収容する。

加工エリアＡＲ２は、切削加工機１００が被加工物５を切削加工するエリアである。ここでは、収容エリアＡＲ１においてストッカー２００の収容された被加工物５が加工エリアＡＲ２に移動し、加工エリアＡＲ２にて、被加工物５に対して切削加工が行われる。

本実施形態では、収容エリアＡＲ１と、加工エリアＡＲ２とは、Ｚ軸方向Ｄ３に並んで配置されている。詳しくは、収容エリアＡＲ１は、加工エリアＡＲ２の上方に配置されている。ただし、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との位置関係は、特に限定されるものではない。例えば収容エリアＡＲ１は、加工エリアＡＲ２とＸ軸方向Ｄ１に並んで配置されてもよいし、Ｙ軸方向Ｄ２に並んで配置されてもよい。

図６は、隔壁１５を示す左から見た断面図であり、ストッカー２００が収容エリアＡＲ１から加工エリアＡＲ２に移動する様子を示す模式図である。図６に示すように、本実施形態では、切削加工機１００は、隔壁１５を備えている。隔壁１５は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２とを区画するものである。隔壁１５は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間に配置されている。ここでは、隔壁１５は、Ｘ軸方向Ｄ１およびＹ軸方向Ｄ２に広がった板状のものである。本実施形態では、隔壁１５には、通過孔１６が形成されている。通過孔１６は、ストッカー２００が通過する孔である。ここでは、通過孔１６は、隔壁１５をＺ軸方向Ｄ３に貫通させた孔であり、Ｚ軸方向Ｄ３に向かって開口している。収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２とは、通過孔１６を通じて互いが連通している。

なお、本実施形態では、図１に示すように、ケース本体１０には、収容エリアＡＲ１の部分に開口部１１が形成されている。開口部１１は、Ｘ軸方向Ｄ１の前方に向かって開口している。ここでは、ケース本体１０には、開口部１１を開閉自在な扉１２が設けられている。扉１２は、例えば左端がケース本体１０に支持されている。扉１２は、左端を軸に回転可能に構成されており、左端を軸に回転することで、開口部１１を開閉可能となる。

図７は、ストッカー２００のストッカー本体２０１を示す正面図である。図７に示すように、切削加工機１００は、ストッカー２００を備えている。ストッカー２００は、被加工物５を切削加工する切削加工機１００において、被加工物５が収容されるものである。ストッカー２００には、複数の被加工物５が収容可能である。本実施形態では、ストッカー２００には、６つの被加工物５が収容可能であるが、ストッカー２００に収容される被加工物５の数は、特に限定されない。なお、図７では、ストッカー２００に、４つの被加工物５が収容されている。

本実施形態では、図５に示すように、ストッカー２００は、ストッカー本体２０１と、ストッカーカバー２０２と、収容部２１０と、を備えている。ストッカー本体２０１は、内部に空間を有しており、前方および後方に向かって開口している。ストッカー本体２０１は、Ｚ軸方向Ｄ３に長い直方体形状である。ただし、ストッカー本体２０１の形状は特に限定されない。図４に示すように、ストッカーカバー２０２は、ストッカー本体２０１を覆うものである。本実施形態では、ストッカーカバー２０２は、内部に空間を有しており、少なくとも下方が開口している。ここでは、ストッカーカバー２０２に対してストッカー本体２０１がＺ軸方向Ｄ３に移動可能に構成されている。例えばストッカーカバー２０２内に、ストッカー本体２０１が配置されている状態において、ストッカー本体２０１は、下方に移動可能に構成されている。ストッカー本体２０１が下方に移動するとき、ストッカーカバー２０２の下方の開口を通過する。

図７に示すように、収容部２１０には、被加工物５が収容される。ここでは、１つの被加工物５が１つの収容部２１０に収容される。収容部２１０は、ストッカー本体２０１内に配置されている。本実施形態では、複数の収容部２１０がストッカー本体２０１に配置されている。収容部２１０の数は特に限定されない。ここでは、収容部２１０の数が６つである。複数の収容部２１０は、Ｚ軸方向Ｄ３に並んで配置されている。複数の収容部２１０は、収容エリアＡＲ１から加工エリアＡＲ２に向かうＺ軸方向Ｄ３に延びた直線状に配置されている。そのため、ストッカー２００では、複数の被加工物５は、Ｚ軸方向Ｄ３に並ぶようにして収容されている。ストッカー２００において、複数の被加工物５は、Ｚ軸方向Ｄ３に延びた直線状に配置されている。

本実施形態では、収容部２１０は、前方に開口しており、ユーザは、収容部２１０の前方から収容部２１０に挿入し、収容する。また、収容部２１０は、ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されている状態において、後方に開口している。なお、ストッカー２００が収容エリアＡＲ１に配置されている状態では、収容部２１０の後方には、ストッカーカバー２０２の後面が配置されている。

図８は、収容部２１０を模式的に示した斜視図である。図８に示すように、本実施形態では、収容部２１０は、第１上壁２２１と、第２上壁２２２と、第１下壁２２５と、第２下壁２２６とを有している。第１上壁２２１は、収容部２１０の左上部を構成している。第２上壁２２２は、収容部２１０の右上部を構成している。ここでは、第１上壁２２１と、第２上壁２２２は、Ｙ軸方向Ｄ２に離間した状態で配置されている。第１上壁２２１および第２上壁２２２は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。

第１下壁２２５は、収容部２１０の左下部を構成している。第１下壁２２５は、第１上壁２２１とＺ軸方向Ｄ３で対向しており、第１上壁２２１とＺ軸方向Ｄ３において離間している。第１下壁２２５は、第１上壁２２１の下方（ここでは真下）に配置されている。第２下壁２２６は、収容部２１０の右下部を構成している。第２下壁２２６は、第２上壁２２２とＺ軸方向Ｄ３で対向しており、第２上壁２２２とＺ軸方向Ｄ３において離間している。第２下壁２２６は、第２上壁２２２の下方（ここでは真下）に配置されている。ここでは、第１下壁２２５と第２下壁２２６とは、Ｙ軸方向Ｄ２に離間した状態で配置されている。第１下壁２２５および第２下壁２２６は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。

本実施形態では、第１上壁２２１、第２上壁２２２、第１下壁２２５および第２下壁２２６のそれぞれの前端によって囲まれて、前方開口２１１が形成されている。前方開口２１１は、前方に向かって開口している。また、第１上壁２２１、第２上壁２２２、第１下壁２２５および第２下壁２２６のそれぞれの後端によって囲まれて、後方開口２１２が形成されている。後方開口２１２は、後方に向かって開口している。本実施形態では、ユーザは、被加工物５を前方開口２１１から挿入する。前方開口２１１から収容部２１０に挿入された被加工物５は、第１下壁２２５および第２下壁２２６の上に載置される。被加工物５は、第１下壁２２５および第２下壁２２６に支持されることで、収容部２１０に収容された状態になる。

本実施形態では、図６に示すように、ストッカー２００は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間を移動可能に構成されている。詳しくは、図４および図５に示すように、ストッカー２００のうちストッカー本体２０１と収容部２１０は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間を移動可能に構成されている。ストッカーカバー２０２は、収容エリアＡＲ１に配置されており、加工エリアＡＲ２に移動しない。以下の説明において、ストッカー２００が移動するとは、ストッカー本体２０１と収容部２１０が移動することを意味する。

図４に示すように、切削加工機１００は、移動機構３００を備えている。移動機構３００は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間において、ストッカー２００を移動させるものである。ここでは、移動機構３００は、ストッカー２００をＺ軸方向Ｄ３に移動させるように構成されている。図６に示すように、ストッカー２００は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間を移動する際、隔壁１５の通過孔１６を通過する。

なお、移動機構３００の構成は特に限定されない。図５に示すように、移動機構３００は、第１ガイドレール３０１と、第１駆動モータ３０３とを備えている。第１ガイドレール３０１は、Ｚ軸方向Ｄ３に延びている。ここでは、第１ガイドレール３０１は、ストッカー２００が収容エリアＡＲ１に配置されている状態において、ストッカー２００から開口部１１に向かう方向（ここでは前方に向かう方向）以外のケース本体１０の部分に配置されている。本実施形態では、第１ガイドレール３０１は、ストッカー２００の左右両側に一対となるように配置されている。詳しくは、第１ガイドレール３０１は、ストッカー本体２０１の左方および右方に配置されるように、ストッカーカバー２０２の左右両側の側壁の内面に配置されている。なお、図５では、右側の第１ガイドレール３０１が示されており、左側の第１ガイドレール３０１は省略されている。第１ガイドレール３０１は、収容エリアＡＲ１内に配置されている。ストッカー本体２０１は、一対の第１ガイドレール３０１に係合している。

本実施形態では、ストッカー本体２０１の後方には、Ｚ軸方向Ｄ３に延びたボールねじ３０５が設けられている。ボールねじ３０５は、ストッカーカバー２０２に固定されおり、ストッカー本体２０１に係合している。ここでは、ボールねじ３０５には、ストッカー本体２０１に設けられたナット３０２が螺合している。ナット３０２は、ストッカー本体２０１の後面の上部に固定されている。ここでは、ストッカーカバー２０２の後面には、Ｚ軸方向Ｄ３に延びた摺動孔（図示せず）が形成されている。ナット３０２は、上記摺動孔を通ってストッカー本体２０１に固定されている。図４に示すように、第１駆動モータ３０３は、ボールねじ３０５に接続されている。ここでは、第１駆動モータ３０３が駆動すると、ボールねじ３０５が中心軸を軸に回転し、ストッカー本体２０１は、第１ガイドレール３０１に沿ってＺ軸方向Ｄ３に移動する。ストッカー本体２０１によるＺ軸方向Ｄ３への移動に伴い、収容部２１０は、Ｚ軸方向Ｄ３に移動する。このようにして、ストッカー本体２０１および収容部２１０は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間を移動する。

図９は、切削加工機１００を右から見たときの断面図である。本実施形態では、切削加工機１００は、把持部４００（図４参照）と、把持移動機構５００（図９参照）とを備えている。図１０は、把持部４００の平面図である。図１０に示すように、把持部４００は、被加工物５を把持するものである。詳しくは、把持部４００は、被加工物５に装着されたアダプタ６を把持する。ここでは、把持部４００は、切削加工時に被加工物５を把持するものであり、かつ、ストッカー２００の収容部２１０に収容された被加工物５を把持して、収容部２１０から取り出すものである。図４に示すように、把持部４００は、加工エリアＡＲ２に配置されている。把持部４００は、ストッカー２００に対して開口部１１とは反対側に配置されている。ここでは、図５に示すように、把持部４００は、加工エリアＡＲ２にストッカー２００が配置されている状態において、ストッカー２００よりも後方に配置されている。

なお、把持部４００の形状および構成は特に限定されない。本実施形態では、図１０に示すように、把持部４００は、後方に向かって凹んだＵ字状の形状を有している。把持部４００は、第１挟持部４０１と、第２挟持部４０２と、連結部４０３とを有している。以下の説明では、図１０に示すように、第１挟持部４０１と第２挟持部４０２とがＹ軸方向Ｄ２に並んだときの把持部４００の向きを基準にしている。第１挟持部４０１は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びた棒状のものである。第１挟持部４０１は、被加工物５のＹ軸方向Ｄ２の一端部を支持する。ここでは、第１挟持部４０１は、被加工物５の左端部を支持する。

第２挟持部４０２は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びた棒状のものである。把持部４００が回転していない状態において、第２挟持部４０２は、第１挟持部４０１の右方に配置されている。第２挟持部４０２は、被加工物５のＹ軸方向Ｄ２の他端部を支持する。ここでは、第２挟持部４０２は、被加工物５の右端部を支持する。本実施形態では、把持部４００は、第１挟持部４０１と第２挟持部４０２とで被加工物５の幅方向の両端（ここではＹ軸方向Ｄ２の両端）を挟むことで、被加工物５を把持する。

連結部４０３は、把持部４００が回転していない状態において、Ｙ軸方向Ｄ２に延びている。連結部４０３は、第１挟持部４０１と第２挟持部４０２とを連結するものである。詳しくは、連結部４０３は、第１挟持部４０１におけるストッカー２００と反対側の端部と、第２挟持部４０２におけるストッカー２００と反対側の端部とを連結する。言い換えると、連結部４０３の一端（ここでは左端）は、第１挟持部４０１の後端と接続している。連結部４０３の他端（ここでは右端）は、第２挟持部４０２の後端と接続している。

図９に示す把持移動機構５００は、把持部４００を加工エリアＡＲ２で移動させる機構である。ここでは、把持移動機構５００は、加工エリアＡＲ２に配置されているストッカー２００（図５参照）に向かって把持部４００を移動させる。また、把持移動機構５００は、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に移動させる。

把持移動機構５００は、ストッカー２００が収容エリアＡＲ１に配置されている状態において、ストッカー２００から開口部１１に向かう方向以外のケース本体１０内の部分に配置されている。把持移動機構５００は、収容エリアＡＲ１には配置されていない。本実施形態では、図９に示すように、ケース本体１０には、駆動エリアＡＲ３が形成されている。図１に示すように、駆動エリアＡＲ３は、加工エリアＡＲ２とＹ軸方向Ｄ２に並ぶように配置されている。ここでは、駆動エリアＡＲ３は、加工エリアＡＲ２の右方に配置されている。把持移動機構５００は、駆動エリアＡＲ３に配置されている。すなわち、把持移動機構５００は、ストッカー２００よりも右方に配置されている。

把持移動機構５００の構成は特に限定されない。本実施形態では、図９に示すように、把持移動機構５００は、第２ガイドレール５０１と、第２キャリッジ５０２と、第２駆動モータ５０３とを有している。第２ガイドレール５０１は、駆動エリアＡＲ３において、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。そのため、第２ガイドレール５０１は、ストッカー２００が収容エリアＡＲ１に配置されている状態において、ストッカー２００から開口部１１に向かう方向（ここでは、ストッカー２００から前方に向かう方向）以外のケース本体１０内の部分に配置されている。ここでは、第２ガイドレール５０１は、上下一対のものであり、第２ガイドレール５０１の数は２つである。しかしながら、第２ガイドレール５０１の数は、特に限定されず、１つであってもよい。

第２キャリッジ５０２は、第２ガイドレール５０１に対して摺動自在に係合している。第２キャリッジ５０２は、第２ガイドレール５０１に沿ってＸ軸方向Ｄ１に移動可能である。詳しくは後述するが、第２キャリッジ５０２は、図１０に示すように、第２回転軸５２２、支持部材５０５、第１回転軸５２１を介して把持部４００に接続されている。そのため、把持部４００は、第２ガイドレール５０１に対してＸ軸方向Ｄ１に摺動自在である。

図９に示すように、第２駆動モータ５０３は、例えば第２キャリッジ５０２に接続されている。本実施形態では、第２駆動モータ５０３は、ボールねじ５０４に接続されている。ボールねじ５０４は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びており、第２キャリッジ５０２に係合している。ボールねじ５０４には、例えば第２キャリッジ５０２に設けられたナット（図示せず）が螺合している。ここでは、第２駆動モータ５０３が駆動すると、ボールねじ５０４が中心軸を軸に回転し、第２キャリッジ５０２は、第２ガイドレール５０１に沿ってＸ軸方向Ｄ１に移動する。第２ガイドレール５０１によるＸ軸方向Ｄ１への移動に伴い、把持部４００もＸ軸方向Ｄ１に移動する。本実施形態では、把持移動機構５００は、切削加工時、把持部４００を第２ガイドレール５０１に沿って移動させるように構成されている。また、把持移動機構５００は、収容部２１０に収容された被加工物５を把持部４００が把持するとき、把持部４００を第２ガイドレール５０１に沿って移動させるように構成されている。

図４に示すように、支持部材５０５は、加工エリアＡＲ２に配置されており、把持部４００を支持するものである。ここでは、図１０に示すように、支持部材５０５は、Ｙ軸方向Ｄ２に延びた第１部分５１１と、Ｘ軸方向Ｄ１に延びた第２部分５１２とを有している。第１部分５１１は、把持部４００の後方に配置されている。第１部分５１１は、第１回転軸５２１を介して把持部４００に接続されている。ここでは、第１回転軸５２１は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。第１回転軸５２１は、支持部材５０５の第１部分５１１から前方に向かって延び、把持部４００に接続されている。第１回転軸５２１の一端は、把持部４００の連結部４０３に接続されている。第１回転軸５２１の他端は、支持部材５０５（詳しくは第１部分５１１）に接続されている。ここでは、把持部４００は、支持部材５０５に対して第１回転軸５２１を軸に回転可能に構成されている。

支持部材５０５の第２部分５１２は、第１部分５１１の右方に配置されており、第１部分５１１の右端部の前部に接続されている。第２部分５１２は、把持部４００の右方に配置され、第１部分５１１から前方に向かって延びている。支持部材５０５は、第１部分５１１と第２部分５１２とによってＬ字状に形成されている。

支持部材５０５の第２部分５１２は、第２回転軸５２２を介して第２キャリッジ５０２（図９参照）に接続されている。図１０に示すように、第２回転軸５２２は、Ｙ軸方向Ｄ２に延びている。第２回転軸５２２は、第２部分５１２から右方に向かって延びている。第２回転軸５２２の一端は、支持部材５０５（ここでは第２部分５１２）に接続され、第２回転軸５２２の他端は、第２キャリッジ５０２に接続されている。支持部材５０５は、第２回転軸５２２を軸に回転可能に構成されている。ここでは、支持部材５０５が回転すると、把持部４００は、同様に、第２回転軸５２２を軸に回転する。

本実施形態では、図５に示すように、ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されているとき、把持部４００は、ストッカー２００よりもＸ軸方向Ｄ１の一方側（ここでは後方側）に配置されている。ストッカー２００よりも後方に配置されているときの把持部４００の位置を第１位置Ｐ１（図４参照）という。ここで、第１位置Ｐ１は、把持部４００が最も後方に配置されているときの把持部４００の位置である。また、図５に示すように、ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されているとき、把持部４００が収容部２１０に収容された被加工物５を把持しているときの把持部４００の位置を第２位置Ｐ２という。第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１よりもＸ軸方向Ｄ１の前方に位置している。第２位置Ｐ２は、被加工物５が収容部２１０に収容されている状態で、把持部４００が被加工物５を把持している位置である。図１１は、収容部２１０および把持部４００の斜視図である。図１１では、把持部４００が収容部２１０に収容された被加工物５を把持しようとする状態が示されている。図１１において、把持部４００が更に前方に移動し、収容部２１０内に配置されて被加工物５を把持したときの把持部４００の位置が第２位置Ｐ２である。本実施形態では、図９に示す把持移動機構５００は、第１位置Ｐ１（図４参照）と第２位置Ｐ２（図１１参照）との間で把持部４００を移動させるように構成されている。

本実施形態では、図４および図５に示すように、把持部４００は、切削加工時、Ｘ軸方向Ｄ１に移動可能に構成されている。図４に示すように、把持移動機構５００は、切削加工時、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に向かって第１距離Ｄ１１移動させるように構成されている。また、把持移動機構５００は、収容部２１０に収容された被加工物５を把持するとき、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に向かって第２距離Ｄ１２移動させるように構成されている。ここで、第２距離Ｄ１２は、第１距離Ｄ１１よりも長い。第１距離Ｄ１１は、上記の第１位置Ｐ１を起点として、Ｘ軸方向Ｄ１の前方に向かった距離である。第２距離Ｄ１２は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの距離である。そのため、第１距離Ｄ１１は、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの距離よりも短いと言い換えることができる。

図示は省略するが、加工エリアＡＲ２には、先端に刃物部を有する棒状の加工ツールを把持するツール把持部を有するスピンドルが設けられている。スピンドルは、加工ツールの中心軸を軸にして加工ツールを回転させる。本実施形態では、スピンドルと、把持部４００は、加工エリアＡＲ２において相対的に３次元方向に移動可能に構成されている。本実施形態において、切削加工中とは、加工エリアＡＲ２において、スピンドルと把持部４００との相対的な位置関係を変更しながら、スピンドルのツール把持部に把持された加工ツールを、把持部４００に把持された被加工物５の所望の部分に接触させて切削加工し、被加工物５を所望の形状に切削加工することをいう。

図１２は、本実施形態に係る切削加工機１００のブロック図である。本実施形態では、図１２に示すように、切削加工機１００は、制御装置１１０を備えている。制御装置１１０は、被加工物５に対する切削加工に関する制御を行う装置である。また、制御装置１１０は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間をストッカー２００が移動することを制御し、かつ、把持部４００が被加工物５を把持する制御を行う装置である。制御装置１１０の構成は特に限定されない。制御装置１１０は、例えばマイクロコンピュータである。制御装置１１０は、例えばＩ／Ｆと、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、記憶装置と、を備えている。制御装置１１０は、ケース本体１０の内部に設けられている。ただし、制御装置１１０は、ケース本体１０の外部に設置されたコンピュータなどであってもよい。この場合、制御装置１１０は、有線または無線を介して切削加工機１００と通信可能に接続されている。

本実施形態では、制御装置１１０は、移動機構３００および把持移動機構５００と通信可能に接続されている。制御装置１１０は、移動機構３００を制御することで、ストッカー２００をＺ軸方向Ｄ３に移動させるように制御する。制御装置１１０は、把持移動機構５００を制御することで、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に移動させるように制御する。

本実施形態では、制御装置１１０は、記憶部１２０と、第１移動制御部１２１と、第２移動制御部１２２と、ストッカー移動制御部１２３と、を少なくとも備えている。記憶部１２０と、第１移動制御部１２１と、第２移動制御部１２２と、ストッカー移動制御部１２３は、ソフトウェアによって構成されていてもよいし、ハードウェアによって構成されていてもよい。例えば記憶部１２０と、第１移動制御部１２１と、第２移動制御部１２２と、ストッカー移動制御部１２３は、１つまたは複数のプロセッサによって行われるものであってもよいし、回路に組み込まれるものであってもよい。

本実施形態では、ストッカー２００の収容部２１０に被加工物５をユーザが手動で収容するとき、ストッカー２００は、収容エリアＡＲ１に配置されている。このとき、まずケース本体１０に支持された扉１２（図１参照）をユーザが操作して、開口部１１を開放させる。このことで、ストッカー２００の収容部２１０は、前方開口２１１（図８参照）を通じて前方からアクセス可能になる。このような状態で、ユーザは、被加工物５を手で掴み、開口部１１を通じて収容部２１０の前方開口２１１から収容部２１０に被加工物５を挿入し、収容部２１０に収容する。収容部２１０に被加工物５を収容した後、扉１２を閉じて開口部１１を閉鎖する。

次に、切削加工を開始するとき、図５に示すように、ストッカー２００を収容エリアＡＲ１から加工エリアＡＲ２へ移動させる。ここでは、図１２のストッカー移動制御部１２３は、移動機構３００を制御し、ストッカー２００（詳しくはストッカー本体２０１）を下方に移動させて、図５に示すように、ストッカー２００を加工エリアＡＲ２に配置する。ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されている状態において、収容部２１０に収容された被加工物５に把持部４００を把持させて、被加工物５を収容部２１０から取り出す。

ここでは、第２移動制御部１２２は、収容部２１０に収容された被加工物５を把持部４００が把持するとき、把持部４００を第２ガイドレール５０１（図９参照）に沿って移動させる。詳しくは、ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されているとき、把持部４００は、ストッカー２００よりも後方に位置する第１位置Ｐ１（図４参照）に配置されている。第２移動制御部１２２は、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１の前方に向かって第２距離Ｄ１２移動させるように、把持移動機構５００を制御する。このことで、把持部４００は、第２位置Ｐ２に到達し、第２位置Ｐ２において、収容部２１０の後方開口２１２（図８参照）から収容部２１０内に挿入され、収容部２１０に収容された被加工物５を把持する。このとき、把持部４００は、収容部２１０の後方から被加工物５を把持する。

その後、被加工物５を把持部４００が把持している状態で、第２移動制御部１２２は、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１の後方に向かって移動させるように把持移動機構５００を制御する。このことで、把持部４００は、被加工物５を把持した状態で、収容部２１０から後方に向かって離れる。そのため、収容部２１０から被加工物５が取り出される。

なお、収容部２１０から被加工物５を取り出した後、把持部４００が把持している被加工物５に対して切削加工される。ここでは、まず図１２のストッカー移動制御部１２３は、移動機構３００を制御して、ストッカー２００を上方に移動させて、収容エリアＡＲ１に配置させる。その後、被加工物５に対する切削加工が開始される。ここでは、図１２の第１移動制御部１２１は、切削加工時、把持部４００を第２ガイドレール５０１（図９参照）に沿って移動させる。切削加工時、把持部４００がＸ軸方向Ｄ１に移動可能な距離は、第１距離Ｄ１１（図４参照）である。本実施形態では、記憶部１２０に記憶された加工データに基づいて、把持部４００と、上記のスピンドルとの相対的な位置関係を変更させながら、スピンドルのツール把持部に把持された加工ツールを、把持部４００に把持された被加工物５に接触させながら、被加工物５を所望の形状に切削加工する。

以上、本実施形態では、切削加工機１００は、ストッカー２００（図７参照）と、ケース本体１０（図１参照）と、移動機構３００（図４参照）と、把持部４００（図１０参照）と、把持移動機構５００（図９参照）とを備えている。図７に示すように、ストッカー２００は、被加工物５が収容される収容部２１０を有している。図４に示すように、ケース本体１０には、ユーザが収容部２１０に被加工物５を収容する収容エリアＡＲ１と、被加工物５を切削加工する加工エリアＡＲ２とが形成されている。図４および図５に示すように、移動機構３００は、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間において、ストッカー２００を移動させる。図１０に示すように、把持部４００は、加工エリアＡＲ２に配置され、切削加工中に被加工物５を把持する。図９の把持移動機構５００は、加工エリアＡＲ２に配置されているストッカー２００に向かって把持部４００を移動させる。このことによって、ストッカー２００は、収容エリアＡＲ１から加工エリアＡＲ２に移動されるように構成されている。そのため、切削加工時に被加工物５を把持する把持部４００で、加工エリアＡＲ２に移動されたストッカー２００に収容された被加工物５を把持して取り出すことができる。そして、ストッカー２００に収容された被加工物５を把持部４００が把持した状態で、切削加工を開始することができる。よって、切削加工時に被加工物５を把持する把持部４００を利用して、ストッカー２００に収容された被加工物５を取り出すことができるため、被加工物５をストッカー２００から取り出すための専用の機構を省略することができる。その結果、部品点数を少なくすることができる。

本実施形態では、図４に示すように、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２とは、Ｚ軸方向Ｄ３に並んで配置されている。移動機構３００は、ストッカー２００をＺ軸方向Ｄ３に移動させる。このことによって、ストッカー２００をＺ軸方向Ｄ３に直線移動させることで、収容エリアＡＲ１と加工エリアＡＲ２との間を移動させることができる。

本実施形態では、図９の把持移動機構５００は、Ｚ軸方向Ｄ３と交差するＸ軸方向Ｄ１に把持部４００を移動させる。ここでは、ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されている状態において、把持移動機構５００は、ストッカー２００よりもＸ軸方向Ｄ１の一方側（ここでは後方側）に把持部４００が位置する第１位置Ｐ１（図４参照）と、把持部４００が収容部２１０に収容されている被加工物５を把持する第２位置Ｐ２（図５参照）との間で、把持部４００を移動させる。このことによって、例えばストッカー２００を収容エリアＡＲ１から加工エリアＡＲ２に移動させるときには、把持部４００を第１位置Ｐ１で待機させる。このことで、ストッカー２００が加工エリアＡＲ２に配置されたときに、把持部４００がストッカー２００と干渉することを防止することができる。そして、把持部４００を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させることで、ストッカー２００の収容部２１０に収容された被加工物５を把持部４００が把持することができ、収容部２１０から被加工物５を取り出すことができる。

本実施形態では、把持移動機構５００は、切削加工時、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に向かって第１距離Ｄ１１（図４参照）移動させるように構成され、かつ、収容部２１０に収容された被加工物５を把持するとき、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に向かって、第１距離Ｄ１１よりも長い第２距離Ｄ１２（図４参照）移動させるように構成されている。このように、把持部４００をＸ軸方向Ｄ１に第２距離Ｄ１２移動させることができるため、切削加工時に被加工物５を把持する把持部４００を使用して、収容部２１０に収容された被加工物５を取り出すことができる。

本実施形態では、図２に示すように、被加工物５は、Ｚ軸方向Ｄ３およびＸ軸方向Ｄ１と交差するＹ軸方向Ｄ２と、Ｘ軸方向Ｄ１に広がった板状のものである。図１０に示すように、把持部４００は、第１挟持部４０１と、第２挟持部４０２と、連結部４０３とを有している。第１挟持部４０１は、被加工物５のＹ軸方向Ｄ２の一端部（ここでは左端部）を支持し、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。第２挟持部４０２は、被加工物５のＹ軸方向Ｄ２の他端部（ここでは右端部）を支持し、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。連結部４０３は、第１挟持部４０１におけるストッカー２００と反対側の端部（ここでは後端部）と、第２挟持部４０２におけるストッカー２００と反対側の端部（ここでは後端部）とを連結する。このことで、把持部４００は、第１挟持部４０１と第２挟持部４０２とで被加工物５を挟むことで、収容部２１０に収容された被加工物５を把持することができる。

本実施形態では、図１０に示すように、切削加工機１００は、第１回転軸５２１と、支持部材５０５とを備えている。第１回転軸５２１は、Ｘ軸方向Ｄ１に延びている。第１回転軸５２１の一端は、把持部４００の連結部４０３に接続されている。支持部材５０５は、第１回転軸５２１の他端に接続され、把持部４００を支持する。把持部４００は、支持部材５０５に対して第１回転軸５２１を軸に回転可能に構成されている。このことによって、第１回転軸５２１が被加工物５に干渉することなく、把持部４００が被加工物５を把持することでき、かつ、第１回転軸５２１を軸に把持部４００を回転させることができる。

本実施形態では、切削加工機１００は、支持部材５０５に接続され、Ｙ軸方向Ｄ２に延びた第２回転軸５２２を備えている。支持部材５０５は、第２回転軸５２２を軸に回転可能に構成されている。このことによって、支持部材５０５と共に把持部４００を、第２回転軸５２２を軸に回転させることができる。

５ 被加工物
１０ ケース本体
１００ 切削加工機
２００ ストッカー
２１０ 収容部
３００ 移動機構
４００ 把持部
４０１ 第１挟持部
４０２ 第２挟持部
４０３ 連結部
５００ 把持移動機構
５０５ 支持部材
５２１ 第１回転軸
５２２ 第２回転軸

Claims (8)

1. 被加工物が収容される収容部を有するストッカーと、
   ユーザが前記収容部に被加工物を収容する収容エリアと、被加工物を切削加工する加工エリアとが形成されたケース本体と、
   前記収容エリアと前記加工エリアとの間において、前記ストッカーを移動させる移動機構と、
   前記加工エリアに配置され、切削加工中に被加工物を把持する把持部と、
   前記加工エリアに配置されている前記ストッカーに向かって前記把持部を移動させる把持移動機構と、
   を備え、
   前記把持部は、前記把持移動機構によって前記ストッカーに向かって移動することで、前記ストッカーの前記収容部に収容された被加工物を把持して、前記収容部から取り出すように構成されている、切削加工機。
2. 前記収容エリアと前記加工エリアとは、第１方向に並んで配置され、
   前記移動機構は、前記ストッカーを前記第１方向に移動させる、請求項１に記載された切削加工機。
3. 前記把持移動機構は、前記第１方向と交差する第２方向に前記把持部を移動させる、請求項２に記載された切削加工機。
4. 前記ストッカーが前記加工エリアに配置されている状態において、
   前記把持移動機構は、前記ストッカーよりも前記第２方向の一方側に前記把持部が位置する第１位置と、前記把持部が前記収容部に収容されている被加工物を把持する第２位置との間で、前記把持部を移動させる、請求項３に記載された切削加工機。
5. 前記把持移動機構は、切削加工時、前記把持部を前記第２方向に向かって第１距離移動させるように構成され、かつ、前記収容部に収容された被加工物を把持するとき、前記把持部を前記第２方向に向かって、前記第１距離よりも長い第２距離移動させるように構成されている、請求項３または４に記載された切削加工機。
6. 被加工物は、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向と、前記第２方向に広がった板状であり、
   前記把持部は、
   被加工物の前記第３方向の一端部を支持し、前記第２方向に延びた第１挟持部と、
   被加工物の前記第３方向の他端部を支持し、前記第２方向に延びた第２挟持部と、
   前記第１挟持部における前記ストッカーと反対側の端部と、前記第２挟持部における前記ストッカーと反対側の端部とを連結する連結部と、
   を有する、請求項３から５までの何れか１つに記載された切削加工機。
7. 一端が前記把持部の前記連結部に接続され、前記第２方向に延びた第１回転軸と、
   前記第１回転軸の他端に接続され、前記把持部を支持する支持部材と、
   を備え、
   前記把持部は、前記支持部材に対して前記第１回転軸を軸に回転可能に構成された、請求項６に記載された切削加工機。
8. 前記支持部材に接続され、前記第３方向に延びた第２回転軸を備え、
   前記支持部材は、前記第２回転軸を軸に回転可能に構成された、請求項７に記載された切削加工機。