JPWO2007132507A1 - 工作機械装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械を用いた被加工物の加工作業において、被加工物の加工作業を休止する時間を短縮して稼働率を向上できる工作機械を提供すること。【解決手段】筐体２の内部に設けられた第１治具５と、被加工物８が着脱自在に保持される第２治具１４と、から少なくとも構成される治具は、第１治具５に対して第２治具１４を着脱自在に取り付ける着脱手段１７を有するとともに、第２治具１４には、この第２治具１４を移動する際に把持するための把持部３２が設けられており、筐体２には、第２治具１４を加工位置に対して筐体２の外部から出し入れするための開口部Ｓが設けられ、少なくとも加工位置と開口部Ｓとの間には、第２治具１４を略水平方向に移動案内する案内路１８，２２が設けられており、把持部３２を把持した状態で第２治具１４を案内路１８，２２に沿って移動できるようになっている。【選択図】図９

Description

本発明は、治具に保持された被加工物と工具との相対位置を制御することで、工具による被加工物の加工が行われる工作機械装置に関する。

従来の工作機械において、座標値によって特定される工具や被加工物の位置情報を制御装置が把握し、この位置情報に基づいて制御装置が工作機械に内蔵された駆動モータを駆動させることにより工具や被加工物が動作して加工が行われる工作機械がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３１３２３９号公報（第５頁、第１図）

しかしながら、特許文献１に記載されている工作機械にあっては、一般的に加工対象となる被加工物を治具に取り付けて加工を行う際に、被加工物の加工作業が終了するたびに、工作機械を休止し、工具による被加工物の加工が行われる加工位置にて、該加工位置に固定された治具から加工後の被加工物を取り外し、未加工の被加工物を治具に取り付けなければならず、被加工物を交換する着脱作業に時間がかかってしまうため、工作機械を休止させる時間が長くなり、工作機械の稼働率が低下してしまうという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、工作機械を用いた被加工物の加工作業において、被加工物の加工作業を休止する時間を短縮することができ、稼働率を向上させることができる工作機械を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の工作機械装置は、
治具に保持された被加工物と工具との相対位置を制御することで、該工具による前記被加工物の加工が行われる工作機械装置において、
前記治具は、前記工作機械装置の筐体の内部に設けられた前記被加工物の加工位置に配置される第１治具と、該第１治具とは別個に、かつ移動自在に構成され、前記被加工物が着脱自在に保持される第２治具と、から少なくとも構成され、これら第１治具及び第２治具は、該第１治具に対して前記第２治具を着脱自在に取り付ける着脱手段を有するとともに、前記第２治具には、該第２治具を移動する際に把持するための把持部が設けられており、
前記筐体には、前記第２治具を前記加工位置に対して前記筐体の外部から出し入れするための開口部が設けられ、少なくとも前記加工位置と前記開口部との間には、前記第２治具を略水平方向に移動案内する案内路が設けられており、前記把持部を把持した状態で前記第２治具を前記案内路に沿って移動できるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、第２治具が案内路により水平方向に移動案内されるため、使用者が把持部を把持して水平方向に力を加えるだけで、第２治具を筐体の開口部と加工位置との間で容易に移動させることができ、加工が終了した後には、被加工物を第２治具とともに筐体内から取り出し、代わりに予め被加工物が取り付けられた前記第２治具とは別の新たな第２治具を、第１治具、すなわち加工位置に取り付けできるため、被加工物の取り付け、取り外し作業を加工位置で行う必要がなく、被加工物の加工作業を休止する時間を短縮できるため、これにより工作機械装置の稼働率を効果的に向上させることができる。

本発明の請求項２に記載の工作機械装置は、請求項１に記載の工作機械装置であって、
前記案内路がレール部材により構成され、前記第２治具には、前記レール部材に係合される係合溝が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、第２治具をレール部材に沿ってぐらつかせることなく移動させることができるので、第２治具を第１治具に取り付けるときに、第１治具と第２治具との位置合わせが容易になる。

本発明の請求項３に記載の工作機械装置は、請求項１または２に記載の工作機械装置であって、
前記案内路には、前記第２治具に当接される複数のローラが設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、複数のローラによって第２治具が案内路に沿って移動するときの摩擦抵抗が低減されるので、使用者が第２治具を移動させ易くなる。

本発明の請求項４に記載の工作機械装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の工作機械装置であって、
前記第１治具には、前記第２治具と嵌合する凸部が設けられ、前記第２治具には、前記凸部に嵌合する凹部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１治具の凸部に第２治具の凹部が嵌合されることによって、第１治具に対する第２治具の位置決めを正確に行うことができる。

本発明の請求項５に記載の工作機械装置は、請求項４に記載の工作機械装置であって、
前記着脱手段は、前記凸部及び前記凹部の互いの嵌合終端部付近に設けられ、前記凸部と前記凹部との嵌合が完了した後、前記着脱手段による取り付け機能が働くようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１治具と第２治具との着脱を行う部材と、着脱を行う際の位置決めを行う部材とを兼用できるため、製造コストを低減できるばかりか、位置決め完了後に第２治具が第１治具に取り付けられるので、第２治具の取り付けを確実なものとできる。

本発明の請求項６に記載の工作機械装置は、請求項４または５に記載の工作機械装置であって、
前記凸部が前記第１治具の上面に設けられるとともに、前記凹部が前記第２治具の下面に設けられ、前記レール部材は、前記第１治具の上方位置に配置され、前記第２治具を前記上方位置と前記凸部及び前記凹部の嵌合位置との間で昇降する昇降レール部材を含むことを特徴としている。
この特徴によれば、第２治具を第１治具の上方位置まで昇降レール部材により確実に案内されるとともに、第２治具を昇降レール部材に載せたままの状態で、凸部と凹部の嵌合により取り付けが行われるため、第２治具の交換作業が楽になる。

本発明の請求項７に記載の工作機械装置は、請求項６に記載の工作機械装置であって、
前記昇降レール部材が、第２治具の投入方向に向けて下方に傾斜されており、該昇降レール部材により移動案内された前記第２治具を、前記第１治具の上方位置にて停止させる停止手段を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、第２治具の自重と停止手段とが相まって第２治具が第１治具の上方位置に位置決めされて停止され、かつ昇降レール部材の傾斜により第２治具が後戻りしないで済むようになる。

本発明の請求項８に記載の工作機械装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の工作機械装置であって、
前記筐体の外部における前記開口部に近接した位置に、前記第２治具を載置可能な載置台が設けられ、該載置台上には、前記加工位置から前記第２治具を退避させる１つの退避位置と、該退避位置に対して前記第２治具に対する被加工物の着脱が行われる少なくとも２つの待機位置とが設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、第２治具を１つの待機位置に移動させ、もう１つの待機位置に待機していた他の第２治具を、退避位置を介して加工位置まで移動させることができ、載置台上において迅速に第２治具の交換ができる。

本発明の請求項９に記載の工作機械装置は、請求項８に記載の工作機械装置であって、
前記第２治具の下面には、該第２治具を前記載置台の上面で摺動させるための摺動部が形成されているとともに、前記載置台の上面は、前記案内路とほぼ同じ高さに位置決めされていることを特徴としている。
この特徴によれば、使用者が第２治具を水平方向に力を加えるだけで、第２治具を載置台と案内路との間でスムーズに移動させることができる。

実施例１におけるＮＣ工作機械を示す斜視図である。 クランプパレットと載置台を示す平面図である。 クランプパレットを示す正面図である。 ワークパレットを示す平面図である。 ワークパレットを示す正面図である。 ワークパレットを示す底面図である。 （ａ）は、連結前のクランプ装置を示す縦断正面図であり、（ｂ）は、連結後のクランプ装置を示す縦断正面図である。 ＮＣ工作機械を用いたワークの加工作業を示す側面図である。 ＮＣ工作機械を用いたワークの加工作業を示す側面図である。 ＮＣ工作機械を用いたワークの加工作業を示す側面図である。 ＮＣ工作機械を用いたワークの加工作業を示す側面図である。 実施例２における載置台を示す斜視図である。 実施例３におけるＮＣ工作機械を示す斜視図である。 実施例３におけるＮＣ工作機械を示す縦断面図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ ＮＣ工作機械（工作機械装置）
２，２ｂ 筐体
３ ドリル工具（工具）
５ クランプパレット（第１治具，加工位置）
８ ワーク（被加工物）
１１，１１ａ 載置台（待機位置，退避位置）
１３ パレットガイド（待機位置，退避位置）
１４，１４ｂ ワークパレット（第２治具）
１７，１７ｂ クランプ装置（凸部）
１８ 昇降レール部材（案内路，昇降手段）
２１ アクチュエータ（昇降手段）
２２ 固定レール部材（案内路）
２４，２５ ローラ
２６，２６ｂ 当接片（停止手段）
３２，３２ｂ 把手（把持部）
３３ 係合溝
３４ クランプリング（凹部）
３４’ 係合部（着脱手段）
３５’ 摺動面（摺動部）
４４ ボール（着脱手段）
４５ 板部材（待機位置，退避位置）
４７ 加工面板（第１治具，案内路）
４８ 嵌合溝（凹部）
４９ クランプ部（凸部）
５１ ボール（摺動部）

本発明に係る工作機械装置を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、実施例１におけるＮＣ工作機械を示す斜視図であり、図２は、クランプパレットと載置台を示す平面図であり、図３は、クランプパレットを示す正面図であり、図４は、ワークパレットを示す平面図であり、図５は、ワークパレットを示す正面図であり、図６は、ワークパレットを示す底面図であり、図７（ａ）は、連結前のクランプ装置を示す縦断正面図であり、図７（ｂ）は、連結後のクランプ装置を示す縦断正面図であり、図８から図１１は、ＮＣ工作機械を用いたワークの加工作業を示す側面図である。以下、図１の紙面手前側をＮＣ工作機械の正面側（前方側）とし、図２及び図４の紙面下方側をＮＣ工作機械の正面側（前方側）とし、図６の紙面上方側をＮＣ工作機械の正面側（前方側）とし、図８から図１１の紙面左側をＮＣ工作機械の正面側（前方側）として説明する。

図１の符号１は、本発明の工作機械装置としてのＮＣ工作機械１であり、このＮＣ工作機械１の筐体２の内部には、複数のドリル工具３が取り付けられた工具ユニット４が配置されている。工具ユニット４の下方側には、本発明の第１治具としてのクランプパレット５を有する作業台６が配置されており、作業台６にはクランプパレット５を動作させるための駆動モータ７が配置されている（図２参照）。

ＮＣ工作機械１では、工具ユニット４の位置や後述する被加工物としてのワーク８の位置が座標値によって定義されており、その位置情報に基づいて制御装置（図示略）が、工具ユニット４やクランプパレット５を動作させるようになっている。つまり、ワーク８と工具ユニット４との相対位置の制御が自動化されている。尚、クランプパレット５が設けられている作業台６の配置位置がワーク８（被加工物）が加工される加工位置となっている。

また、筐体２の正面側には、後述するワークパレット１４を出し入れするための開口部Ｓが形成されており、制御装置（図示略）により自動で開閉されるスライド式のスライド扉９が、開口部Ｓに設けられている。筐体２内で加工作業が行われる際には、スライド扉９を閉鎖することで研削液や切粉などが筐体２の外部に飛び散らないようになっている。尚、開口部Ｓの近傍には操作パネル１０が設けられており、使用者は操作パネル１０を操作することで制御装置（図示略）に指示を与えて加工作業を行うようになっている。

筐体２の正面側には、長手が左右水平方向に延びる載置台１１が設けられており、この載置台１１の上面には２本のガイドレール部材１２が長手方向に沿って設けられ、このガイドレール部材１２上を左右方向に摺動されるパレットガイド１３が設けられている。尚、パレットガイド１３の上面の高さは、固定レール部材２２の高さをほぼ同じになっている。

図２に示すように、パレットガイド１３は、平面視で矩形状をなす板部材の上面に、本発明における第２治具としてのワークパレット１４を左右に２つ並べて載置できるようになっており、パレットガイド１３における正面側及び側面側の縁辺にワークパレット１４の落下防止用の立設片１３’が形成されている。パレットガイド１３は、載置台１１上をガイドレール部材１２に沿って左右方向に移動できるようになっており、パレットガイド１３に左右に載置される２つのワークパレット１４のうち一方のワークパレット１４が、筐体２の開口部Ｓ正面に配置されているときに、他方のワークパレット１４は載置台１１の左右のいずれかの領域にまで移動されるようになっている。

尚、載置台１１における開口部Ｓの正面側の領域が本発明の退避位置αを構成し、載置台１１における左右側の領域、すなわち退避位置αの左右に設けられた領域が本発明の待機位置βを構成している。例えば、図２においては、パレットガイド１３が載置台１１の右側に移動されており、このときにパレットガイド１３の左側が退避位置αとなり、パレットガイド１３の右側が待機位置βとなっている。また、パレットガイド１３が載置台１１の左側に移動された場合には、パレットガイド１３の右側が退避位置αとなり、パレットガイド１３の左側が待機位置βとなる。

図２に示すように、駆動モータ７及びクランプパレット５は、作業台６の上部に設けられており、クランプパレット５は平面視で矩形の板状をなし、その左端側に配置される駆動モータ７からの動力が、回動ギア１５を介してクランプパレット５に伝達されるようになっている。クランプパレット５の右端側には、揺動軸受１６が設けられ、制御装置（図示略）が駆動モータ７を駆動させるとクランプパレット５が垂直方向に回動されるようになっている（図１１参照）。

クランプパレット５の上面には、本発明の凸部を構成する３つのクランプ装置１７が設けられるとともに、前後水平方向に延びる２本の昇降レール部材１８（昇降手段）が設けられている。この昇降レール部材１８は、図３に示すように、クランプパレット５に設けられた孔部１９を介してクランプパレット５を貫通する支持棒２０の上端に固定されており、この支持棒２０はクランプパレット５の下面に設けられた本発明の昇降手段としてのアクチュエータ２１と連結されている。アクチュエータ２１を駆動させることにより、昇降レール部材１８をクランプパレット５に対して相対的に上下動させ、昇降レール部材１８をクランプパレット５に近づけたり遠ざけたりすることができる。

また、図２に示すように、クランプパレット５の正面側には、２本の固定レール部材２２が前後水平方向に延びるように配置されており、この固定レール部材２２は、支持金具２３を介して作業台６に固定され（図８参照）、昇降レール部材１８の前端部近傍から開口部Ｓの近傍まで延設されている。昇降レール部材１８及び固定レール部材２２の側部には、複数のローラ２４，２５が設けられている。尚、昇降レール部材１８と固定レール部材２２とが本発明の案内路を構成している。

図８に示すように、昇降レール部材１８及びクランプパレット５は、ワークパレット１４の後方側（ワークパレット１４の投入方向）に向かって下がるように若干傾斜されており、その傾斜角度は約２〜３度になっている。尚、クランプパレット５の後端側には、本発明の停止手段としての当接片２６が立設されている。

次にワークパレット１４について詳述すると、図４に示すように、ワークパレット１４は平面視で矩形の板状をなし、その上面には、６つの保持手段としてのチャッカ２７が設けられており、複数（本実施例では３つ）のワーク８を着脱自在に保持できるようになっている。図５に示すように、チャッカ２７はワークパレット１４の上面に配置されたシリンダ２８の上部に設けられ、シリンダ２８の内部に配置されたコイルバネ（図示略）によって、常に下方に移動するようにバネ付勢されている。その付勢力によってワーク８を固定するようになっている。

図６に示すように、ワークパレット１４の内部には、シリンダ２８に連結された流体枝管２９が配管されおり、この流体枝管２９はワークパレット１４の正面側の縁辺に設けられたソケット３０と連結されている。使用者がワークパレット１４からワーク８を取り外す際には、ソケット３０にエアホース３１を接続し、流体枝管２９の内部に圧縮空気（流体）を流入させると、その流体圧がシリンダ２８内部のコイルバネ（図示略）の付勢力に抗し、コイルバネ（図示略）を圧縮させてチャッカ２７を上方に押し上げ、ワーク８の保持状態を解除して、ワーク８をワークパレット１４から取り外すことができる。

また、ワークパレット１４の正面側の縁辺には、本発明の把持部としての把手３２が２つ設けられている。更に、ワークパレット１４の底面には、前後方向に延びる係合溝３３が形成されている。この係合溝３３は、金属板を正面視でＬ字状になるように屈曲させて形成しており、係合溝３３の左右幅が固定レール部材２２及び昇降レール部材１８の左右幅とほぼ同じになっている。

ワークパレット１４を載置台１１とクランプパレット５との間で移動させる際には、係合溝３３が固定レール部材２２及び昇降レール部材１８に係合される（図５参照）。尚、固定レール部材２２及び昇降レール部材１８が係合溝３３に係合されると、固定レール部材２２及び昇降レール部材１８に設けられたローラ２４，２５が、係合溝３３に当接される。

尚、ワークパレット１４の底面における正面側，背面側，側面側の縁辺には、ガイド片３５が設けられ、ワークパレット１４がパレットガイド１３上に載置されたときに、ガイド片３５がパレットガイド１３の立設片１３’に当接されるようになっている。

また、ガイド片３５の下端がクランプリング３４の下端よりも下方に延設されるとともに、ガイド片３５の下面は、ワークパレット１４がパレットガイド１３上で摺動移動されたときに当接される本発明の摺動部としての摺動面３５’が形成されている。そのためワークパレット１４がパレットガイド１３上に載置されたときに、クランプリング３４にパレットガイド１３の上面が当接されることを防止でき、クランプリング３４に疵やゆがみが生じる虞がなくなる。

尚、係合溝３３やガイド片３５には、その表面に摺動抵抗を低減させるためのフッ素樹脂加工を施してもよいし、係合溝３３やガイド片３５自体を摺動抵抗の低い樹脂等を用いて形成してもよい。また、特に図示はしないが、ワークパレット１４の底面に複数のローラなどを配置して、固定レール部材２２や昇降レール部材１８やパレットガイド１３上を摺動移動するときの摩擦抵抗を低減させるようにしてもよい。

また、ワークパレット１４の底面には、前述した３つのクランプ装置１７に連結される本発明の凹部を構成する３つのクランプリング３４が設けられており、このクランプリング３４がクランプ装置１７に連結されることで、ワークパレット１４はクランプパレット５に対して取り付けられる。

尚、本実施例におけるワークパレット１４は、その重量を低減させるために、アルミニウムやジュラルミン等の軽量な金属材質で形成されているとともに、ワークパレット１４の底面には、複数箇所に肉抜き用の肉抜部３６が形成されている。更に尚、本実施例のワークパレット１４の重量は１５ｋｇ以下になるように形成され、使用者が容易に持ち運びできる重量及び大きさを有している。

次にクランプ装置１７及びクランプリング３４について詳述すると、図７（ａ）に示すように、クランプ装置１７には、クランプバネ３７によって下方に付勢されるピストンロッド３８が設けられ、クランプパレット５からワークパレット１４が取り外された状態では、ピストンロッド３８は油液供給管３９からピストンロッド３８の下面に供給される油液の圧力によって上方に移動されている。

また、クランプ装置１７には、空気供給管４０が連結されており、この空気供給管４０から供給される圧縮空気がピストンロッド３８の上端部に設けられた噴出口４１やクランプ装置１７の段部に設けられた間隙４２から噴出され、この噴射される空気によってクランプ装置１７やクランプリング３４に付着する研削液や切粉などが排除されるようになっている。

図７（ｂ）に示すように、ワークパレット１４とクランプパレット５とを連結する際には、昇降レール部材１８を降下させてクランプリング３４がクランプ装置１７の上方に当接されたときに、制御装置（図示略）が油液供給管３９からの油液の供給される油圧を低下させる。すると、クランプバネ３７の付勢力によってピストンロッド３８が下がり、クランプ装置１７の上部がクランプリング３４内に挿入され、クランプ装置１７とクランプリング３４とが互いに嵌合する。

また、ピストンロッド３８の降下と同時に、ピストンロッド３８の側面に形成された傾斜面４３にボール４４が当接して、ボール４４がクランプ装置１７の外方に突出される。この突出されたボール４４がクランプリング３４に形成された係合部３４’と係合されて、クランプリング３４とクランプ装置１７とが連結される。尚、クランプリング３４及びクランプ装置１７における係合部３４’及びボール４４が設けられた部位が本発明の嵌合終端部を構成している。

尚、クランプリングとクランプ装置１７とが連結されて互いに密着されると、噴出口４１や間隙４２からの空気の流出が止まり、その空気の流出が止まったことを空気供給管４０内に設けられたセンサ（図示略）が感知し、このセンサ（図示略）の感知に基づいて制御装置（図示略）が駆動モータ７や工具ユニット４を動作させて加工作業が開始される。

また、ワークパレット１４とクランプパレット５との連結状態を解除する際には、油液供給管３９から供給される油液の油圧を上昇させれば、ピストンロッド３８が油圧によって上方に移動されるとともに、ボール４４がピストンロッド３８の傾斜面４３から離れるので、ボール４４がクランプ装置１７の内方に収納され、ボール４４とクランプリング３４との係合状態が解除されて、ワークパレット１４がクランプパレット５から取り外せるようになる。

次にＮＣ工作機械１の使用例を図２及び図８から図１１に基づいて説明する。図２に示すように、先ず使用者は、パレットガイド１３上に載置されている左右２つのワークパレット１４のうち、ワーク８を保持した一方のワークパレット１４を固定レール部材２２の正面側、すなわち退避位置αに配置されるようにパレットガイド１３を移動させる。そして、図８に示すように、使用者Ｕが退避位置αに配置された一方のワークパレット１４の把手３２を把持し、そのワークパレット１４を固定レール部材２２及び昇降レール部材１８の上を摺動させながら筐体２内部に押し込む。つまり、ワークパレット１４は固定レール部材２２及び昇降レール部材１８により案内されながら加工位置まで水平移動される。

図９に示すように、ワークパレット１４が移動する際に、固定レール部材２２及び昇降レール部材１８に複数のローラ２４，２５が配置されていることで、固定レール部材２２及び昇降レール部材１８とワークパレット１４との間に発生する摺動抵抗を低減でき、ワークパレット１４がスムーズに固定レール部材２２及び昇降レール部材１８上を摺動移動される。

更に、ワークパレット１４が昇降レール部材１８上に載置されると、昇降レール部材１８が後方側に向かって下がるように傾斜されていることで、昇降レール部材１８上に載せられたワークパレット１４は自重によって後方側（投入方向）に移動する。そして、ワークパレット１４の後端部が当接片２６に当接することで移動が停止され、昇降レール部材１８の傾斜によりワークパレット１４が後戻りしないで位置決めされる。つまり、ワークパレット１４の後端部が当接片２６に当接する停止位置においてワークパレット１４の把手３２から手を離しても、ワークパレット１４は当接片２６に押し当てられた状態で保持されるため、確実な位置決めが行われる。

尚、ワークパレット１４は底面に設けられた係合溝３３が固定レール部材２２及び昇降レール部材１８に係合されながら摺動されることで、ワークパレット１４が左右方向にぐらつくことなく案内移動され（図５参照）、かつワークパレット１４の後端部が当接片２６に当接されることで、ワークパレット１４の底面に設けられたクランプリング３４が、クランプパレット５の上面に設けられたクランプ装置１７の上方で位置決めされるようになっている。また、クランプパレット５の上方まで、ワークパレット１４を案内する昇降レール部材１８が配設されていることで、ワークパレット１４を加工位置まで確実に案内できる。

ワークパレット１４をクランプパレット５の上方に配置させた後、使用者Ｕは操作パネル１０を操作することで、加工作業が開始される。図１０に示すように、操作パネル１０の操作に基づいて制御装置（図示略）は、アクチュエータ２１を駆動させて昇降レール部材１８を降下させ、前述したクランプリング３４とクランプ装置１７とを連結させる。

尚、図９に示すワークパレット１４の後端部が当接片２６に当接されたときのワークパレット１４の位置が、本発明の第１治具の上方位置となっているとともに、図１０に示す昇降レール部材１８が降下され、クランプリング３４とクランプ装置１７とが連結される位置が、本発明の凸部及び凹部の嵌合位置となっている。

図１１に示すように、前述したクランプ装置１７の噴出口４１や間隙４２からの空気の流出が停止されたことをセンサ（図示略）が感知したことに基づいて、制御装置（図示略）は駆動モータ７や工具ユニット４を動作させて加工作業を開始する。駆動モータ７の駆動によりクランプパレット５が垂直方向に回転され、ワーク８は上面のみならず正面や背面が工具ユニット４に取り付けられたドリル工具３によって研削加工される。

一方、図２に示すように、一方のワークパレット１４に保持されたワーク８が加工されているときに、パレットガイド１３は、ワークパレット１４が配置された部位が、待機位置βに配置されるように左右方向に移動されている。

使用者は、パレットガイド１３のソケット３０にエアホース３１が接続してチャッカ２７を上方に押し上げ、待機位置βに待機された他方のワークパレット１４に未加工のワーク８を取り付ける。そして、エアホース３１をソケット３０から外すと、チャッカ２７が下がり、ワークパレット１４にワーク８が保持される。使用者は一方のワークパレット１４に保持されているワーク８の加工作業の時間を利用して、他方のワークパレット１４のワーク８の着脱（交換）作業を行える。

一方のワークパレット１４に保持されているワーク８の加工作業が終了すると、制御装置（図示略）がクランプ装置１７とクランプリング３４との連結を解除するとともに、昇降レール部材１８を上昇させる。ワークパレット１４はワーク８の保持状態を維持したままクランプパレット５から分離される。そして、図９に示すように、使用者Ｕはクランプパレット５上、すなわち加工位置に配置されたワークパレット１４の把手３２を掴み、手前に引き寄せてパレットガイド１３上の退避位置αにワークパレット１４を退避させる（図８参照）。

使用者Ｕは未加工のワーク８を保持している他方のワークパレット１４を待機位置βから固定レール部材２２の正面側、すなわち退避位置αに配置されるようにパレットガイド１３を左右方向に移動させる。そして、使用者Ｕが他方のワークパレット１４の把手３２を把持し、ワークパレット１４を固定レール部材２２及び昇降レール部材１８の上を摺動移動させながら押し込み、ワークパレット１４をクランプパレット５の上方に移動させ、前述した一方のワークパレット１４と同様に加工作業を開始させる。また、このとき加工後のワーク８が保持された一方のワークパレット１４は待機位置βに配置されている。

使用者Ｕは一方のワークパレット１４のソケット３０にエアホース３１を接続してチャッカ２７を上方に押し上げてワーク８を取り外す。使用者は一方のワークパレット１４保持されたワーク８は他方のワークパレット１４に保持されているワーク８の加工作業の時間を利用して、加工後のワーク８をワークパレット１４から取り外すとともに、未加工のワーク８をワークパレット１４に取り付けるワーク８の着脱作業が行えるようになっている。以後、前述した動作を繰り返しながらワーク８を順次加工していく。

以上、本実施例のＮＣ工作機械１によれば、ワークパレット１４が昇降レール部材１８及び固定レール部材２２により水平方向に移動案内されるため、使用者が把手３２を把持して水平方向に力を加えるだけで、ワークパレット１４を筐体２の開口部Ｓと加工位置との間で容易に移動させることができ、ワーク８の加工が終了した後、ワーク８をワークパレット１４とともに加工位置から退避させた後、代わりに予めワーク８が取り付けられたワークパレット１４とは別の新たなワークパレット１４を、加工位置に配置されたクランプパレット５に取り付けできる。つまり、複数のワーク８の取り付け、取り外し作業を従来のように加工位置で行うことなく、該加工位置とは別個に設けた退避位置αや待機位置βにて行うことができ、これによりワーク８の加工作業時間が該ワーク８の取り付け、取り外し作業により割かれることがないので、ワーク８の加工作業を休止する時間を極力短縮でき、これによりＮＣ工作機械１の稼働率を効果的に向上させることができる。

すなわち、ワーク８を加工位置にて交換する場合、本実施例のようにワーク８が複数ある場合には、ワーク８のワークパレット１４に対する着脱作業に時間がかかることになるが、これに対して本発明では、第１治具としてのクランプパレット５に対して第２治具としてのワークパレット１４を取り付け、取り外しするだけで済むため、着脱作業時間を大幅に短縮できる。また、特に加工するワーク８の種類が複数あり、加工するワーク８の種類を変えたりする場合、これに伴いワークパレット１４自体も交換するのはもちろん、ワーク８の着脱形態が変わることもあるため、これにより使用者Ｕによる着脱作業効率が低下する恐れがある。これに対して、ワークパレット１４を複数種類のワーク８に対して共通化しておけば、クランプパレット５に対するワークパレット１４の着脱作業がワーク８の種類に応じて変わることがないため、加工するワーク８の種類を変えても着脱作業効率が低下することはない。

また、ワークパレット１４には、昇降レール部材１８及び固定レール部材２２に係合される係合溝３３が形成されていることで、ワークパレット１４を昇降レール部材１８及び固定レール部材２２に沿ってぐらつかせることなく移動させることができるので、ワークパレット１４をクランプパレット５に取り付けるときに、クランプパレット５とワークパレット１４との位置合わせが容易になる。

また、昇降レール部材１８及び固定レール部材２２には、ワークパレット１４に当接される複数のローラ２４，２５が設けられていることで、ワークパレット１４が昇降レール部材１８及び固定レール部材２２に沿って移動するときの摩擦抵抗が低減されるので、使用者がワークパレット１４を移動させ易くなる。

また、クランプパレット５には、クランプ装置１７が設けられ、ワークパレット１４には、クランプ装置１７に嵌合するクランプリング３４が設けられ、クランプ装置１７とクランプリング３４とが互いに嵌合されることによって、クランプパレット５に対するワークパレット１４の位置決めを正確に行うことができる。

また、クランプ装置１７とクランプリング３４との嵌合が完了した後、係合部３４’及びボール４４による取り付け機能が働くようになっていることで、クランプパレット５とワークパレット１４との着脱を行う部材と、着脱を行う際の位置決めを行う部材とを兼用できるため、製造コストを低減できるばかりか、位置決め完了後にワークパレット１４がクランプパレット５に取り付けられるので、ワークパレット１４の取り付けを確実なものとできる。

また、ワークパレット１４をクランプパレット５の上方位置とクランプ装置１７及びクランプリング３４の嵌合する位置との間で昇降する昇降レール部材１８が設けられていることで、ワークパレット１４をクランプパレット５の上方位置まで昇降レール部材により確実に案内されるとともに、ワークパレット１４を昇降レール部材１８に載せたままの状態で、クランプ装置１７及びクランプリング３４の嵌合により取り付けが行われるため、ワークパレット１４の交換作業が楽になる。

つまり本実施例では、クランプパレット５とワークパレット１４とが、クランプ装置１７（凸部）とクランプリング３４（凹部）との嵌合作用により正確に位置決めされるようにしているため、ワークパレット１４を退避位置αからクランプパレット５の上方位置まで水平移動させた後、ワークパレット１４をクランプパレット５に向けて下降させる必要がある。すなわち、ワークパレット１４は、退避位置αとクランプパレット５に取り付けられる嵌合位置との間で水平及び昇降移動が必要となるが、この間の移動を、全てレール部材である固定レール部材２２及び昇降レール部材１８により案内された状態で行うことができるため、使用者Ｕは手によるワークパレット１４の移動を極めて容易に行うことができる。

また、昇降レール部材１８が、ワークパレット１４の投入方向に向けて下方に傾斜されており、昇降レール部材１８により移動案内されたワークパレット１４を、クランプパレット５の上方位置にて停止させる当接片２６を備えることで、ワークパレット１４の自重と当接片２６とが相まってワークパレット１４がクランプパレット５の上方位置に位置決めされて停止され、かつ昇降レール部材１８の傾斜によりワークパレット１４が後戻りしないで済むようになっている。

また、載置台１１上には、加工位置からワークパレット１４を退避させる１つの退避位置αと、退避位置αに対してワークパレット１４に対するワーク８の着脱が行われる少なくとも２つの待機位置βとが設けられていることで、ワークパレット１４を１つの待機位置βに移動させ、もう１つの待機位置βに待機していた他のワークパレット１４を、退避位置αを介して加工位置まで移動させることができ、載置台１１上において迅速にワークパレット１４の交換ができる。

また、ワークパレット１４の底面に、ワークパレット１４をパレットガイド１３の上面で摺動させるための摺動面３５’が形成されているとともに、パレットガイド１３の上面は、固定レール部材２２とほぼ同じ高さに位置決めされていることで、使用者がワークパレット１４を水平方向に力を加えるだけで、ワークパレット１４をパレットガイド１３と固定レール部材２２との間でスムーズに移動させることができる。

更に、本実施例のＮＣ工作機械１によれば、クランプパレット５とワークパレット１４とが、クランプ装置１７（凸部）とクランプリング３４（凹部）とで正確に位置決めされて連結されるため、最初のワーク８の加工作業の際に、ワーク８またはワークパレット１４の座標取り（芯出し）を行えば、ワークパレット１４を交換するたびに座標取りを行う必要がなくなり、複数のワーク８の加工作業を休止する時間を短縮できる。

尚、複数（本実施例では３つ）のワーク８を保持する保持手段としてのチャッカ２７が１つワークパレット１４に設けられ、そのワークパレット１４がクランプパレット５に取り付けられることで、複数のワーク８を1度の着脱作業によってクランプパレット５、すなわち加工位置に配置できるようになっており、そのため加工位置にて複数のワーク８をワークパレット１４に着脱させるよりも短い時間で複数のワーク８を加工位置に配置でき、ＮＣ工作機械１を休止させる時間が短くて済むようになる。

次に、実施例２に係るＮＣ工作機械１ａの載置台１１ａにつき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図１２は、実施例２における載置台１１ａを示す斜視図である。以下、図１２の紙面左方側をＮＣ工作機械１ａの正面側（前方側）として説明する。

図１２に示すように、実施例２における載置台１１ａは、長手が左右水平方向を向く平坦な板部材４５を有しており、この板部材４５の四方の縁辺における開口部Ｓに対応する部位以外の部位には、立設片４６が立設されている。また、板部材４５の上面の高さと本発明の案内路としての固定レール部材２２の高さはほぼ同じになっているとともに、板部材４５の上面に２つののワークパレット１４を載置できる。

尚、実施例２では、板部材４５の上面における開口部Ｓの正面側の領域が、本発明の退避位置αを構成し、それ以外の板部材４５の上面の領域、すなわち板部材４５の上面における退避位置αの左右側の領域が本発明の待機位置βを構成している。

更に、ワークパレット１４の下面には、前述した実施例１と同様に、ガイド片３５が設けられており（図６参照）、このガイド片３５の摺動面３５’が板部材４５の上面に摺動されることで、ワークパレット１４が板部材４５の上面を自在に摺動移動できるようになっている。また、ガイド片３５が立設片４６に当接されるので、ワークパレット１４が板部材４５の上面から落下する虞がない。

使用者は、開口部Ｓから取り出した加工後のワーク８が取り付けられたワークパレット１４を一旦退避位置αに載置し、その退避位置αから左右いずれか一方の待機位置βにワークパレット１４を移動させた後、他方の待機位置βに載置された未加工のワーク８が取り付けられたワークパレット１４を退避位置αに移動させ、そのワークパレット１４を開口部Ｓから筐体２内に投入する。そして、一方の待機位置βにてワークパレット１４のワーク８の着脱作業を行うようになっている。

以上、本実施例２のＮＣ工作機械１ａの載置台１１ａによれば、ワークパレット１４の底面に、ワークパレット１４を板部材４５の上面で摺動させるための摺動面３５’が形成されているとともに、板部材４５の上面の高さが、固定レール部材２２の高さとほぼ同じ高さに位置決めされていることで、使用者がワークパレット１４の把手３２を把持して水平方向に力を加えるだけで、ワークパレット１４を板部材４５の上面から持ち上げることなく、板部材４５と固定レール部材２２との間でスムーズに移動させることができる。

次に、実施例３に係るＮＣ工作機械１ｂにつき、図１３及び図１４を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。図１３は、実施例３におけるＮＣ工作機械１ｂを示す斜視図であり、図１４は、実施例３におけるＮＣ工作機械１ｂを示す縦断面図である。以下、図１３の紙面手前側をＮＣ工作機械１ｂの正面側（前方側）として説明する。

図１３に示すように、実施例３におけるＮＣ工作機械１ｂは、筐体２ｂの正面側に、前記実施例２と同様の載置台１１ａが設けられており、筐体２ｂの内部には、載置台１１ａの板部材４５の上面と同じ高さの平坦面をなす加工面板４７を有している。尚、本実施例３では、板部材４５の上面における開口部Ｓの正面側の領域が退避位置を構成し、その退避位置の左右の領域が待機位置を構成している。

尚、本実施例３では、加工面板４７が本発明の第１治具及び案内路を構成している。また、加工面板４７上には、本発明の着脱手段及び凸部としてのクランプ装置１７ｂが２つ配置されているとともに、本発明の停止手段としての当接片２６ｂが立設されている。更に尚、加工面板４７上におけるクランプ装置１７ｂ及び当接片２６ｂで囲まれた領域が本発明の加工位置を構成している。

また、載置台１１ａにおける板部材４５上には、立方体状をなし、ワーク８を保持する本発明の第２治具としてのワークパレット１４ｂが載置されている。このワークパレット１４ｂの左右側縁辺には、本発明の着脱手段及び凹部としての嵌合溝４８が上方に開口するように設けられている。更に、ワークパレット１４ｂの正面側縁辺には、使用者が把持する本発明の把持部としての把手３２ｂが設けられている。

図１４に示すように、ワークパレット１４ｂの下面には、本発明の摺動部としてのボール５１が配置されており、使用者がワークパレット１４ｂを板部材４５上及び加工面板４７上で自在に摺動移動させることができる。また、クランプ装置１７ｂは、板状部材が正面視で略コ字形状をなすように屈曲されたクランプ部４９を有し、このクランプ部４９が加工面板４７に設けられたアクチュエータ５０によって上下動されるようになっている。

使用者が加工を行う際には、載置台１１ａ上のワークパレット１４ｂの把手３２ｂを把持して、ワークパレット１４ｂを板部材４５上及び加工面板４７上を摺動移動させ、加工面板４７におけるクランプ装置１７ｂ及び当接片２６ｂで囲まれた領域、すなわち加工位置にワークパレット１４ｂを配置する。そして、制御装置（図示略）がアクチュエータ５０を駆動させてクランプ部４９を降下させることで、クランプ部４９が嵌合溝４８に嵌合される。すると、ワークパレット１４ｂは加工位置に固定され、工具ユニット４によるワーク８の加工作業が開始される。

以上、本実施例３では、第１治具と案内路とが加工面板４７により兼用され、かつ加工面板４７と、退避位置が設けられた板部材４５とが同じ高さになっているため、使用者はワークパレット１４ｂに対して水平方向に力を加えるだけで、容易にワークパレット１４ｂを加工位置と退避位置との間で移動させることができる。また、本発明の案内路は少なくともワークパレット１４ｂを水平方向に案内させる部材であればよく、使用者がワークパレット１４ｂの把手３２ｂを把持して水平方向に移動できるものならどのような部材を用いてもよい。

また、ワークパレット１４ｂの下面に摺動部としてのボール５１が設けられていることで、例えば、重量のあるワークパレット１４ｂであっても、使用者が容易に移動させることができる。尚、本発明の摺動部はボール５１に限ることなく、ローラや車輪をワークパレット１４ｂの下面に取り付けることで、ワークパレット１４ｂを移動させるときの摺動抵抗を低減させるようにしてもよい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例１では、２つのワークパレット１４を用いて１つのクランプパレット５に交代でワークパレット１４を取り付けることで、ワーク８の加工作業を行っていたが、３つ以上の複数のワークパレット１４を用いて加工作業を行うようにしてもよい。

また、前記実施例では、１つのクランプパレット５に対して１つのワークパレット１４が着脱自在に取り付けられるようになっていたが、１つのクランプパレット５に対して複数のワークパレット１４が、上下または左右に着脱自在に取り付けられるようにしてもよい。

また、前記実施例では、複数のワークパレット１４に同じ種類のワーク８が保持され、制御装置がそれぞれのワーク８に同じ加工を施す設定としているが、本発明はこれに限ることなく、複数のワークパレット１４にそれぞれ異なる種類のワーク８を保持させ、制御装置がそれぞれのワーク８に異なる加工を施す設定としてもよく、このようにすれば、１つのＮＣ工作機械１を用いて異なる種類のワーク８の加工作業を行うことができ、ワークパレット１４がクランプパレット５から着脱できるので、ＮＣ工作機械１に異なる種類のワーク８を順次投入することも容易になる。

また、前記実施例１では、凸部としてのクランプ装置１７がクランプパレット５に設けられるとともに、クランプ装置１７に嵌合される凹部としてのクランプリング３４がワークパレット１４に設けられていたが、クランプパレット５に凹部としてのクランプリング３４を設け、ワークパレット１４に凸部としてのクランプ装置１７を設ける構成としてもよく、クランプパレット５及びワークパレット１４のどちらに凸部や凹部が設けられていても、クランプパレット５に対するワークパレット１４の位置決めを正確に行うことができる。

また、前記実施例１では、昇降手段としてのアクチュエータ２１が駆動されることにより昇降レール部材１８が昇降してワークパレット１４が昇降し、ワークパレット１４のクランプパレット５に対する取り付け、取り外しが行われていたが、昇降レール部材１８が昇降しなくても、クランプパレット５を昇降させることで、昇降レール部材１８上のワークパレット１４とクランプパレット５との着脱を行うようにしてもよいし、ワークパレット１４及びクランプパレット５の夫々が昇降しなくても、クランプパレット５のクランプ装置１７が昇降されることで、ワークパレット１４のクランプリング３４に着脱され、ワークパレット１４とクランプパレット５とが互いに着脱されるようにしてもよい。

また、前記実施例では、加工が終了したワーク８を載置台１１上まで退避させた状態、つまり待機位置βにてワークパレット１４にワーク８を着脱する着脱作業を行っていたが、必ずしもワーク８の加工が終了する毎にワークパレット１４に対するワーク８の着脱作業を待機位置βにて行う必要はなく、例えば加工するワーク８の種類の変更に応じてワークパレット１４の種類を変更するときのみ、ワークパレット１４に対するワーク８の着脱作業を待機位置βにて行うようにし、ワーク８の種類の変更がないときには、ワーク８の加工が終了する毎に使用者が筐体２の開口部Ｓから手を入れて、加工位置としてのクランプパレット５上に配置されているワークパレット１４に直接ワーク８を着脱させる、つまり加工位置にてワーク８の着脱作業を行うようにしてもよい。

また、前記実施例では、工作機械の一例として、座標値によって定義された工具ユニット４の配置位置やワーク８の配置位置などの位置情報に基づいて、制御装置（図示略）がドリル工具３や工具ユニット４とワーク８との相対位置の制御を自動的に行う数値制御方式のＮＣ工作機械１が適用されていたが、本発明はＮＣ工作機械１に限定されるものではなく、ドリル工具３や工具ユニット４とワーク８との相対位置の制御を手動により行う手動式の工作機械にも適用可能である。尚、この種の手動式の工作機械を適用する場合、加工位置にて一方のワークパレット１４に保持されたワーク８の加工作業と並行して、他のワークパレット１４に未加工のワーク８を着脱させる着脱作業を行うようにすれば、ワーク８の加工作業を休止する時間を短縮し、工作機械装置の稼働率を効果的に向上させることができる。

Claims (9)

1. 治具に保持された被加工物と工具との相対位置を制御することで、該工具による前記被加工物の加工が行われる工作機械装置において、
   前記治具は、前記工作機械装置の筐体の内部に設けられた前記被加工物の加工位置に配置される第１治具と、該第１治具とは別個に、かつ移動自在に構成され、前記被加工物が着脱自在に保持される第２治具と、から少なくとも構成され、これら第１治具及び第２治具は、該第１治具に対して前記第２治具を着脱自在に取り付ける着脱手段を有するとともに、前記第２治具には、該第２治具を移動する際に把持するための把持部が設けられており、
   前記筐体には、前記第２治具を前記加工位置に対して前記筐体の外部から出し入れするための開口部が設けられ、少なくとも前記加工位置と前記開口部との間には、前記第２治具を略水平方向に移動案内する案内路が設けられており、前記把持部を把持した状態で前記第２治具を前記案内路に沿って移動できるようになっていることを特徴とする工作機械装置。
2. 前記案内路がレール部材により構成され、前記第２治具には、前記レール部材に係合される係合溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械装置。
3. 前記案内路には、前記第２治具に当接される複数のローラが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械装置。
4. 前記第１治具には、前記第２治具と嵌合する凸部が設けられ、前記第２治具には、前記凸部に嵌合する凹部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の工作機械装置。
5. 前記着脱手段は、前記凸部及び前記凹部の互いの嵌合終端部付近に設けられ、前記凸部と前記凹部との嵌合が完了した後、前記着脱手段による取り付け機能が働くようになっていることを特徴とする請求項４に記載の工作機械装置。
6. 前記凸部が前記第１治具の上面に設けられるとともに、前記凹部が前記第２治具の下面に設けられ、前記レール部材は、前記第１治具の上方位置に配置され、前記第２治具を前記上方位置と前記凸部及び前記凹部の嵌合位置との間で昇降する昇降レール部材を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の工作機械装置。
7. 前記昇降レール部材が、第２治具の投入方向に向けて下方に傾斜されており、該昇降レール部材により移動案内された前記第２治具を、前記第１治具の上方位置にて停止させる停止手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の工作機械装置。
8. 前記筐体の外部における前記開口部に近接した位置に、前記第２治具を載置可能な載置台が設けられ、該載置台上には、前記加工位置から前記第２治具を退避させる１つの退避位置と、該退避位置に対して前記第２治具に対する被加工物の着脱が行われる少なくとも２つの待機位置とが設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の工作機械装置。
9. 前記第２治具の下面には、該第２治具を前記載置台の上面で摺動させるための摺動部が形成されているとともに、前記載置台の上面は、前記案内路とほぼ同じ高さに位置決めされていることを特徴とする請求項８に記載の工作機械装置。

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