KR20190114758A

KR20190114758A - 가공 시스템 및 가공 방법

Info

Publication number: KR20190114758A
Application number: KR1020190027901A
Authority: KR
Inventors: 도시미 야부타; 히로히코 사카나시
Original assignee: 히라따기꼬오 가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-10-10
Also published as: TW201941847A; CN110315115A; TWI720433B; ES2893462T3; EP3546118B1; KR102155373B1; CN110315115B; DK3546118T3; JP2019171545A; EP3546118A1; US10888934B2; EP3702099A1; JP6767417B2; US20190299303A1; SG10201901796WA

Abstract

판형의 워크의 양면 가장자리의 가공을 효율적으로 행할 수 있는 기술을 제공한다.
판형의 워크의 상면 가장자리 및 하면 가장자리를 가공하는 가공 유닛과, 이를 이동 가능한 이동 장치를 구비한 가공 시스템으로서, 상기 가공 유닛은, 회전 툴과, 가공시에 워크의 상면에 접촉되는 상면 접촉 부재와, 가공시에 워크의 단면에 접촉되는 단면 접촉 부재와, 회전 툴에 대한 상면 접촉 부재의 상하 방향의 위치를 변경하는 승강 수단을 포함한다. 회전 툴은, 가공부 본체, 가공부 본체의 하측에 마련되고 워크의 상면 가장자리를 가공하는 제1 가공부, 및 가공부 본체의 상측에 마련되고 워크의 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공부를 포함한다.

Description

가공 시스템 및 가공 방법{MACHINING SYSTEM AND MACHINING METHOD}

본 발명은, 워크를 가공하는 가공 시스템 및 가공 방법에 관한 것이다.

판형의 워크에 대한 가공을 자동화하는 가공 시스템으로서는 다양한 시스템이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 내지 3에는 워크의 가장자리의 모따기 가공을 행하는 가공 시스템이 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 판형의 워크의 가장자리를 회전 툴을 이동하면서 모따기 가공을 행할 때, 판형의 워크의 표면에 보조 부재를 접촉시키면서 회전 툴을 이동함으로써, 회전 툴을 안정적으로 이동시키는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본특허 제5778792호 공보 특허문헌 2: 일본특허 제5481919호 공보 특허문헌 3: 일본실용신안등록 제2571322호 공보

레이저 절단기나 플라즈마 절단기에 의해 절단된 강판에서는, 강판의 한쪽 면측에서 가장자리의 주위에 요철(슬래그)이 발생한다. 이러한 요철을 가지고 있는 워크의 가장자리 가공에 있어서, 특허문헌 1과 같이 보조 부재를 워크 표면에 접촉시키면서 회전 툴을 이동시키는 경우, 보조 부재가 요철에 걸려 회전 툴의 원활한 이동의 방해가 되는 경우가 있다. 또한, 워크의 양면 측에서 가장자리의 가공을 행하는 경우, 가공 시간이 길어지는 경향이 있어, 단시간에 양면 측의 가장자리를 가공할 수 있는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은, 판형의 워크의 양면 가장자리의 가공을 효율적으로 행할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면,

수평 자세로 보유지지된 판형의 워크의 상면 가장자리 및 하면 가장자리를 가공하는 가공 유닛과,

상기 가공 유닛을 이동 가능한 이동 장치를 구비한 가공 시스템으로서,

상기 가공 유닛은,

상하 방향의 축둘레로 회전하며, 상기 워크를 가공하는 회전 툴과,

상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 워크의 상면에 접촉되는 상면 접촉 부재와,

상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 상면 가장자리와 상기 하면 가장자리 사이의 상기 워크의 단면(端面)에 접촉되는 단면 접촉 부재와,

상기 회전 툴에 대한 상기 상면 접촉 부재의 상하 방향의 위치를 변경하는 승강 수단을 포함하고,

상기 회전 툴은,

가공부 본체와,

상기 가공부 본체의 하측에 마련되고, 상기 워크의 상기 상면 가장자리를 가공하는 제1 가공부와,

상기 가공부 본체의 상측에 마련되고, 상기 워크의 상기 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 시스템이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면,

수평 자세로 보유지지된 판형의 워크의 상면 가장자리 및 하면 가장자리에 가공 유닛을 접촉시키면서, 이 가공 유닛을 이동시켜 상기 워크를 가공하는 가공 방법으로서,

상기 가공 유닛은,

상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 상면 가장자리와 상기 하면 가장자리 사이의 상기 워크의 단면에 접촉되는 단면 접촉 부재와,

상기 회전 툴은,

가공부 본체와,

상기 가공부 본체의 상측에 마련되고, 상기 워크의 상기 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공부를 포함하며,

상기 가공 방법은,

상기 상면 접촉 부재를 상기 워크의 상면에 접촉시키면서, 상기 제1 가공부에 의해 상기 상면 가장자리를 가공하는 제1 가공 공정과,

상기 승강 수단을 구동시켜, 상기 회전 툴의 상기 제2 가공부와 상기 상면 접촉 부재의 상하 방향에 있어서의 상대 위치를 변경하는 변경 공정과,

상기 상면 접촉 부재를 상기 워크의 상면에 접촉시킨 채로, 상기 제2 가공부에 의해 상기 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 가공 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 판형의 워크의 양면 가장자리의 가공을 효율적으로 행할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 가공 시스템의 평면도.
도 2는, 도 1의 가공 시스템의 측면도.
도 3은, 보유지지 장치, 가공 유닛 및 이동 장치의 사시도.
도 4는, 제어 장치의 블록도.
도 5는, 도 1의 가공 시스템의 동작 설명도.
도 6은, 도 1의 가공 시스템의 동작 설명도.
도 7은, 도 1의 가공 시스템의 동작 설명도.
도 8은, 도 1의 가공 시스템의 동작 설명도.
도 9는, 도 1의 가공 시스템의 동작 설명도.
도 10은, 도 1의 가공 시스템의 동작 설명도.
도 11은, 가공 유닛의 설명도.
도 12는, 가공 유닛의 설명도.
도 13은, 승강체의 사시도.
도 14는, 도 11의 I-I선 단면도.
도 15는, 판두께 센서의 설명도.
도 16은, 가공 유닛의 동작 설명도.
도 17은, 가공 유닛의 동작 설명도.
도 18은, 가공 유닛의 동작 설명도.
도 19의 (A) 및 (B)는, 워크의 하면 가장자리의 모따기 가공 전후의 단면 형상을 나타내는 모식도.
도 20의 (A)~(C)는, 상면 접촉 부재의 다른 예의 설명도.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 가공 시스템(1)의 평면도, 도 2는 그 측면도이다. 도면 중, 화살표 X 및 Y는 수평 방향으로서 서로 직교하는 2방향을 나타내고, 화살표 Z는 수직 방향을 나타낸다. 가공 시스템(1)은, 판형의 워크(2)의 상면 가장자리 및 하면 가장자리의 모따기 가공(본 실시형태에서는 R모따기)을 행하는 시스템이다. 워크(2)는 예를 들어 강판이다. 가공 시스템(1)은, 가상적으로 가공 영역(3), 반출 영역(4) 및 반입 영역(5)으로 구분된다. 이들 영역(3~5)은 Y방향으로 나열되어 있다.

가공 시스템(1)은, 보유지지 장치(10), 가공 유닛(20), 이동 장치(30), 검출 장치(40), 안착대(50 및 60), 반송 장치(70)를 구비한다. 안착대(60)는 반입 영역(5)에 배치되어 있고, 미가공의 워크(2)가 적재된다. 안착대(50)는 반출 영역(4)에 배치되어 있고, 가공 완료된 워크(2)가 안착된다.

<보유지지 장치(10)>

도 1 및 도 2와 더불어 도 3을 참조하여 보유지지 장치(10)를 설명한다. 도 3은 보유지지 장치(10), 가공 유닛(20) 및 이동 장치(30)의 사시도이다. 보유지지 장치(10)는, 가공 중에 워크(2)를 수평 자세로 보유지지한다. 보유지지 장치(10)는, 복수의 보유지지 유닛(11a~11j)과, 보유지지 유닛(11a~11j)마다 마련된 이동 기구(12)를 구비한다. 이하, 보유지지 유닛(11a~11j)을 총칭하는 경우, 혹은 특정의 보유지지 유닛을 의미하지 않는 경우는 단순히 보유지지 유닛(11)이라고 한다.

복수의 보유지지 유닛(11)은, 본 실시형태의 경우, 침목 형상으로 Y방향으로 나열되어 배치되어 있다. 보유지지 유닛(11)은, X방향으로 연장 설치되어 있는 유닛 본체부(111)와, 적어도 하나의 지지 부재(112)와, 적어도 하나의 흡착체(113)를 구비한다. 유닛 본체부(111)는, 본 실시형태의 경우, 그 단면이 각(角)형의 봉상(棒狀) 부재이다. 지지 부재(112) 및 흡착체(113)는, 유닛 본체부(111)의 상면에 마련되어 있다.

지지 부재(112)는, 유닛 본체부(111)의 상면으로부터 상방으로 돌출되어 있고, 본 실시형태의 경우, 선단이 둥글게 되고 볼록면부를 가진다. 워크(2)는 이 지지 부재(112)의 볼록면부 상에 안착되어 지지된다. 선단을 둥글게 함으로써 워크(2)에 상처가 나는 것을 저감할 수 있다. 흡착체(113)는, 워크(2)를 흡착한다. 흡착체(113)는 본 실시형태의 경우 전자석이지만, 진공 척 등 다른 종류의 흡착체이어도 된다. 본 실시형태의 경우, 각 흡착체(113)는, 보유지지 유닛(11)마다 흡착 및 흡착 해제가 제어된다.

지지 부재(112)의 선단과 흡착체(113)의 상면은 대략 동일 수평면 상(대략 같은 높이)에 위치하고 있고, 지지 부재(112) 상에 안착된 워크(2)를 흡착체(113)에 의해 흡착함으로써, 워크(2)를 수평 자세로 고정할 수 있다.

본 실시형태의 경우, 보유지지 유닛(11)에 따라 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치가 다르다. 예를 들면, 보유지지 유닛(11a)은 3개의 지지 부재(112)와 4개의 흡착체(113)를 가지고 있지만, 보유지지 유닛(11b)은 5개의 지지 부재(112)와 2개의 흡착체(113)를 가지고 있다. 이와 같이 보유지지 유닛(11)의 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치를 워크(2)의 부위에 따라 다르게 함으로써, 워크(2)의 부위에 따라 지지 위치나 흡착 위치가 다르게 되어, 워크(2)의 지지와 흡착을 치우치지 않고 행할 수 있다. 물론 모든 보유지지 유닛(11)에 대해 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치를 동일하게 해도 된다.

또, 보유지지 유닛(11a, 11d, 11g, 11j)은 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치가 동일하다. 또한, 보유지지 유닛(11b, 11e, 11h)은 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치가 동일하다. 나아가 보유지지 유닛(11c, 11f, 11i)은 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치가 동일하다. 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치가 동일한 보유지지 유닛(11)을 분산적으로 배치함으로써, 지지 부재(112) 및 흡착체(113)의 수나 배치가 다른 보유지지 유닛(11)의 종류를 줄이면서 워크(2)의 지지와 흡착을 치우치지 않고 행할 수 있다.

이동 기구(12)는, 보유지지 유닛(11)을 보유지지 위치와 퇴피 위치의 사이에서 Z방향으로 이동시킨다. 이동 기구(12)는 예를 들어 전동(電動) 실린더나 에어 실린더이고, 개별로 제어된다. 보유지지 위치는, 워크(2)를 보유지지하기 위한 위치이다. 도 2는 모든 보유지지 유닛(11)이 보유지지 위치에 위치하고 있는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 모든 지지 부재(112)의 선단과, 모든 흡착체(113)의 상면은 대략 동일 수평면 상에 위치하고 있다. 이 때문에, 지지 부재(112) 상에 안착된 워크(2)를 흡착체(113)에 의해 흡착함으로써, 워크(2)를 수평 자세로 고정할 수 있다. 퇴피 위치는, 보유지지 위치로부터 하방으로 이격된 위치로서, 가공 중에 가공 유닛(20)의 회전 툴(25)(후술하는 도 11 등을 참조)과의 간섭을 피하는 위치이다. 보유지지 유닛(11)은, 통상은 보유지지 위치에 위치하고, 가공시의 필요한 경우에만 개별로 퇴피 위치로 이동된다.

또, 본 실시형태에서는, 모든 보유지지 유닛(11)에 이동 기구(12)를 마련하여 상하 이동 가능하게 하였지만, 반드시 모든 보유지지 유닛을 이동 가능하게 할 필요는 없고, 고정된 보유지지 유닛이 존재하고 있어도 된다. 예를 들면, 보유지지 유닛(11a)이나 보유지지 유닛(11j)과 같이, 단부에 위치하는 보유지지 유닛을 보유지지 위치에 고정으로 해도 된다.

<이동 장치(30)>

도 1~도 3을 참조하여, 이동 장치(30)는, 보유지지 장치(10)에 보유지지된 워크(2)의 가공 대상 부위로 가공 유닛(20)을 이동시키는 장치이다. 본 실시형태의 경우, 이동 장치(30)는 워크(2) 상에서 가공 유닛(20)을 3차원적으로 이동시킨다.

이동 장치(30)는, Y방향으로 연장 설치된 한 쌍의 안내 부재(31, 31)와 이동체(32)를 구비한다. 한 쌍의 안내 부재(31, 31)는, 보유지지 장치(10)의 양측부에 위치하도록 X방향으로 서로 이격되어 마련되어 있다. 본 실시형태의 경우, 보유지지 장치(10)와 안착대(50)와 안착대(60)는 Y방향으로 나열하여 배치되어 있고, 한 쌍의 안내 부재(31, 31)는 이들에 걸쳐 Y방향으로 연장 설치되어 있다.

이동체(32)는, 한 쌍의 안내 부재(31, 31)에 가설(架設)되어 있고, 안내 부재(31)로 안내되어 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이동체(32)는, 한 쌍의 슬라이더(321, 321)와, 한 쌍의 기둥 부재(322, 322)와, 한 쌍의 기둥 부재(322, 322) 사이에 가설된 빔 부재(323)를 구비한다. 슬라이더(321)는, 안내 부재(31)와 걸어맞춤되어 안내 부재(31)를 따라 이동 가능하다. 기둥 부재(322)는, 슬라이더(321) 상에 세워져 설치되어 있다. 빔 부재(323)는 X방향으로 연장 설치되어 있다.

이동체(32)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 이동된다. 구동 기구로서는 랙-피니언 기구, 벨트 전동 기구, 볼-나사 기구 등 각종 구동 기구가 채용 가능하다. 랙-피니언 기구를 채용하는 경우, 예를 들어 한 쌍의 슬라이더(321, 321) 중 한쪽에 피니언붙이 모터를 고정하고, 안내 부재(31)를 따라 랙을 마련해도 된다.

이동 장치(30)는, 이동체(32)에 지지된 이동체(33)를 구비한다. 이동체(33)는 빔 부재(323)와 걸어맞춤되어 빔 부재(323)를 따라 X방향으로 이동 가능하다. 이동체(33)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 이동된다. 구동 기구로서는 랙-피니언 기구, 벨트 전동 기구, 볼-나사 기구 등 각종 구동 기구가 채용 가능하다.

이동 장치(30)는, 이동체(33)에 지지된 이동체(34)를 구비한다. 이동체(34)는 이동체(33)와 걸어맞춤되어 이동체(33)를 따라 Z방향으로 이동 가능하다. 이동체(34)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 이동된다. 구동 기구로서는 랙-피니언 기구, 벨트 전동 기구, 볼-나사 기구 등 각종 구동 기구가 채용 가능하다.

가공 유닛(20)은 빔(35)을 개재하여 이동체(34)에 지지되어 있다. 그리고, 이동체(34)의 이동에 의해 Z방향으로, 이동체(33)의 이동에 의해 X방향으로, 이동체(32)의 이동에 의해 Y방향으로 각각 가공 유닛(20)을 이동시킬 수 있다. 빔(35)에는, 워크(2)의 판두께를 계측하는 판두께 센서(6)도 지지되어 있다.

<가공 유닛(20)>

도 1~도 3과 더불어 도 11 및 도 12를 참조하여 가공 유닛(20)에 대해 설명한다. 도 11은 가공 유닛(20)의 측면도 및 그 동작 설명도이며, 도 12는 가공 유닛(20)의 정면도 및 그 동작 설명도이다. 가공 유닛(20)은, 회전 툴(25)에 의해 워크(2)를 절삭하는 장치이다.

가공 유닛(20)은, 빔(35)에 고정되는 베이스 플레이트(21)와, 베이스 플레이트(21)에 대해 Z방향으로 슬라이드가 자유롭게 지지된 가동 플레이트(22)를 포함한다. 베이스 플레이트(21) 및 가동 플레이트(22)는, Z-X 평면으로 연장되는 판형의 부재이다.

가동 플레이트(22)에는, 지지 플레이트(22a, 22b, 22c)가 고정되어 있다. 지지 플레이트(22a~22c)는, X-Y 평면으로 연장되는 판형의 부재이다. 최상단의 플레이트(22a)에는 구동 유닛(24 및 26)이 지지되어 있다. 구동 유닛(24)은, 회전 툴(25)을 Z방향의 축둘레로 회전시키는 유닛으로, 전동 모터 및 전동 모터의 출력 회전을 감속하는 감속기를 포함한다. 구동 유닛(24)의 출력축(24a)은, 지지 플레이트(22a)에 마련한 개구(도시생략)를 통과하여 Z방향의 하방으로 연장되어 스핀들(23)에 접속되어 있다. 지지 플레이트(22b)는 스핀들(23)의 도중 부위를 지지하고, 지지 플레이트(22c)는 스핀들(23)의 하부를 지지한다. 회전 툴(25)은 스핀들(23)에 연결되고, 구동 유닛(24), 스핀들(23) 및 회전 툴(25)은 동축 상에 위치한다.

도 14는 도 11의 I-I선을 따른 단면도인데, 이 도면은 회전 툴(25)의 외관을 나타낸다. 회전 툴(25)은, 가공부 본체(251), 가공부(252 및 253), 단면 접촉 부재(254 및 255)를 포함한다.

가공부 본체(251)는 Z방향으로 연장되는 축형상의 로드 부재로서, 스핀들(23)을 통해 구동 유닛(24)의 구동력이 전달되어 Z방향의 축둘레로 회전한다. 가공부(252 및 253)는, 각각 워크(2)를 절삭하는 칼날을 가지며, 가공부 본체(251)에 고정되어 있다. 가공부(252)는 워크(2)의 상면 가장자리를 절삭 가공하는 부분으로, 하향으로 직경 축소된 원뿔 형상을 가지고 있다. 가공부(253)는 워크(2)의 하면 가장자리를 절삭 가공하는 부분으로, 상향으로 직경 축소된 원뿔 형상을 가지고 있다. 본 실시형태의 경우, 워크(2)의 가장자리를 R모따기 가공하기 위해, 가공부(252 및 253)의 둘레면의 단면 형상은 곡면을 가지고 있다.

가공부(252)는 가공부 본체(251)의 하측에 마련되고, 가공부(253)는 가공부 본체(251)의 상측에 마련되어 있다. 워크(2)의 상면 가장자리를 절삭 가공하는 가공부(252)를 하측에, 워크(2)의 하면 가장자리를 절삭 가공하는 가공부(253)를 상측에 배치함으로써, 워크(2)의 상면 가장자리, 하면 가장자리를 연속적으로 효율적으로 가공할 수 있고, 또한, 회전 툴(25)의 전체 길이를 보다 짧게 할 수 있다.

단면 접촉 부재(254 및 255)는, 회전 툴(25)에 의한 워크(2)의 가공시에, 워크(2)의 단면에 접촉되는 부재이다. 단면 접촉 부재(254 및 255)는, 가공부 본체(251)가 삽입통과되는 통형의 부재로서, 단면 접촉 부재(254)의 상단의 둘레면 및 단면 접촉 부재(255)의 하단의 둘레면에 지름 방향으로 돌출된 접촉부(254a, 255a)가 형성되어 있다.

단면 접촉 부재(254)는 가공부(252)보다 하측에 위치하고, 가공부(252)에 의해 워크(2)의 상면 가장자리를 절삭할 때에는, 단면 접촉 부재(254)의 접촉부(254a)를 워크(2)의 단면에 접촉시킨다. 이에 의해, 가공부(252)의 절삭 깊이를 적절히 유지할 수 있다. 여기서 말하는 절삭 깊이란, 후술하는 워크(2)의 상면(2a) 및 단면(2e) 각각으로부터의 워크(2)에 있어서의 깎여들어간 깊이이다.

단면 접촉 부재(255)는 가공부(253)보다 상측에 위치하고, 가공부(253)에 의해 워크(2)의 하면 가장자리를 절삭할 때에는, 단면 접촉 부재(255)의 접촉부(255a)를 워크(2)의 단면에 접촉시킨다. 이에 의해, 가공부(253)의 절삭 깊이를 적절히 유지할 수 있다. 여기서 말하는 절삭 깊이란, 후술하는 워크(2)의 하면(2b) 및 단면(2e) 각각으로부터의 워크(2)에 있어서의 깎여들어간 깊이이다.

또, 본 실시형태에서의 단면 접촉 부재(254 및 255)의 구성예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 실시형태에서는 회전 툴(25)에 단면 접촉 부재(254 및 255)를 마련하였지만, 회전 툴(25)과는 별도로 마련해도 된다. 그 경우, 상면 가장자리 가공용의 단면 접촉 부재와, 하면 가장자리 가공용의 단면 접촉 부재를 동일한 부재로 구성해도 된다.

도 11~도 12를 참조한다. 승강 유닛(26)은 승강체(27)를 승강시키는 구동 유닛으로, 전동 모터를 포함한다. 승강 유닛(26)의 출력축은, 볼 나사축(26a)의 상단부에 연결되어 있다. 볼 나사축(26a)은, 지지 플레이트(22a)에 마련한 개구(도시생략)를 통과하여 Z방향의 하방으로 연장 설치되어 있다. 볼 나사축(26a)에는 볼 너트(26b)가 걸어맞춤되어 있다. 볼 너트(26b)는 승강체(27)(특히 상부 플레이트(270))에 고정되어 있다.

승강 유닛(26)의 구동에 의해 볼 나사(26a)를 회전시키면 볼 너트(26b)가 Z방향으로 이동한다. 이 결과, 승강체(27)의 회전 툴(25)에 대한 Z방향의 위치를 변경할 수 있다. 도 11의 상태(ST31)와 상태(ST32)는, 승강체(27)를 Z방향으로 이동시킨 예를 나타낸다. 상태(ST32)는 상태(ST31)보다 승강체(27)가 하강한 상태를 나타내고, 회전 툴(25)에 대한 위치가 변경되어 있다.

또, 본 실시형태에서는, 볼 나사 기구에 의해 승강체(27)를 승강시키는 구성으로 하였지만, 랙-피니언 기구 등 다른 기구도 채용 가능하다.

승강체(27)는, 상부 플레이트(270)와, 상면 접촉 부재(271)와, 이들을 접속하는 복수의 기둥 부재(272)를 포함한다. 도 13과 도 14를 더 참조한다. 도 13은 승강체(27)의 사시도로서, 상면 접촉 부재(271)의 하측으로부터 승강체(27)를 본 사시도이다. 도 14는 도 11의 I-I선 단면도이다.

상부 플레이트(270) 및 상면 접촉 부재(271)는, 모두 사각형으로 판형의 부재이다. 그러나, 상부 플레이트(270) 및 상면 접촉 부재(271)의 형상은 사각형에 한정되지 않고, 원형이어도 된다. 상부 플레이트(270)의 중앙부에는, 구동 유닛(24)의 출력축(24a)이 삽입통과 가능한 원형의 개구부(270a)가 형성되어 있다.

상면 접촉 부재(271)는, 회전 툴(25)에 의한 워크(2)의 가공시에, 워크(2)의 상면에 접촉하는 부재이다. 상면 접촉 부재(271)의 중앙부에는, 회전 툴(25)이 삽입통과되는 삽입통과부(271b)가 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 삽입통과부(271b)는 회전 툴(25)과 동축의 원형 구멍이다. 상면 접촉 부재(271)의 하면에 있어서 삽입통과부(271b)의 주위에는, 삽입통과부(271b)를 둘러싸도록 형성된 환상의 접촉부(271a)가 형성되어 있다. 이 접촉부(271a)가, 회전 툴(25)에 의한 워크(2)의 가공시에, 워크(2)의 상면에 실제로 접촉한다. 접촉부(271a)는, 상면 접촉 부재(271)의 하면으로부터 하방으로 돌출되고, 또한 그 하단은 단면 형상이 반원형으로 형성되어 있다. 접촉부(271a)가 환상임으로써, 회전 툴(25)과 가공 대상 부위의 위치 관계에 관계없이, 접촉부(271a)의 적어도 일부를, 상시(常時) 워크(2)의 상면에 접촉시킬 수 있다. 접촉부(271a)의 선단이 곡면임으로써, 워크(2)의 상면에의 접촉부(271a)의 접촉 면적을 줄일 수 있고, 나아가서는 접촉부(271a)와 워크(2)의 마찰을 저감할 수 있다. 접촉부(271a)는, 상면 접촉 부재(271)의 본체에 탈착 가능한 다른 부재로서 형성할 수도 있다. 예를 들어 접촉부(271a)가 워크(2)의 상면과의 마찰에 의해 마모되어 교환을 필요로 하는 경우에는, 상면 접촉 부재(271) 전체가 아니라 접촉부(271a)만 교환할 수 있다.

복수의 기둥 부재(272)는, 상면 접촉 부재(271)를 매달아 지지하기 위한 부재로서, 본 실시형태의 경우, 4개의 기둥 부재(272)가 마련되어 있다. 복수의 기둥 부재(272)로 상면 접촉 부재(271)를 지지함으로써, 상면 접촉 부재(271)를 수평 자세로 안정적으로 유지하면서, 수직으로 승강시킬 수 있다. 각 기둥 부재(272)는 지지 플레이트(22c)에 마련한 통 부재(22d)를 삽입통과시키고 있고, 통 부재(22d)에 의해 그 Z방향의 이동이 안내된다.

4개의 기둥 부재(272)는, 도 13에 도시된 바와 같이 삽입통과부(271b)를 중심으로 하여(즉 회전 툴(25)을 중심으로 하여), 원주 방향으로 등각도 피치(θ(90도))로, 삽입통과부(271b)의 중심(즉 회전 툴(25)의 축심)으로부터 등거리로 배치되어 있다. 이에 의해, 워크(2)의 상면에 대해 상면 접촉 부재(271)를 보다 안정적으로 접촉시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 기둥 부재(272)를 4개로 하였지만, 1개~3개이어도 되고, 5개 이상이어도 된다. 2개 이상의 기둥 부재(272)를 마련한 경우, 기둥 부재(272)는 도 13의 예와 마찬가지로 원주 방향으로 등각도 피치(θ)로 배치해도 된다. 2개의 기둥 부재의 경우는 배치의 각도 피치가 180도가 되고, 3개의 기둥 부재의 경우는 배치의 각도 피치가 120도가 된다.

도 12를 참조한다. 베이스 플레이트(21)에는, 베이스 플레이트(21)에 대해 가동 플레이트(22)를 승강하는 구동 유닛(28)이 마련되어 있다. 구동 유닛(28)은, 여기서는 로드(28a)를 갖는 에어 실린더이다. 그러나, 구동 유닛(28)은 전동 실린더이어도 되고, 또한, 전동 모터와, 볼 나사 기구 혹은 랙-피니언 기구 등을 구비한 유닛이어도 된다.

로드(28a)는 Z방향으로 연장 설치되어 있고, 그 상단부는 가동 플레이트(22)의 고정부(22e)에 고정되어 있다. 로드(28a)를 이동하여 구동 유닛(28)을 신축시킴으로써, 베이스 플레이트(21)에 대해 가동 플레이트(22)를 승강시킬 수 있다. 도 12의 상태(ST33)와 상태(ST34)는, 구동 유닛(28)을 신축시켜 가동 유닛(22)을 이동시킨 예를 나타낸다. 상태(ST34)는 상태(ST33)보다 구동 유닛(28)이 신장한 상태를 나타내고, 가동 플레이트(22)를 상승시키고 있다. 회전 툴(25)의 가공부(253)에 의해, 워크(2)의 하면 가장자리를 절삭 가공할 때, 구동 유닛(28)에 의해 가동 플레이트(22)를 상승시키는 방향으로 바이어스시킴으로써, 가공부(253)를 워크(2)의 하면 가장자리에 안정적으로 눌러붙일 수 있다.

<판두께 센서(6)>

판두께 센서(6)에 대해 도 15를 참조하여 설명한다. 판두께 센서(6)는, C자형의 본체(61)와 계측부(62)를 포함한다. 판두께의 계측에 있어서는, 본체(61)의 C자형 공극에 워크(2)를 받아들이고, 안착부(61a)에 워크(2)를 올려놓아둔다. 계측부(62)의 계측자(62a)를 하강시켜, 워크(2)의 상면에 접촉시킨다. 계측자(62a)의 하강 스트로크에 의해 워크(2)의 판두께를 계측할 수 있다. 계측에 앞서서, 워크(2)가 없는 상태에서 계측자(62a)와 안착부(61a)를 접촉시키고, 그 접촉 위치(계측자 높이)가 판두께 제로인 제로점으로 설정된다.

가공시의 판두께 센서(6)의 사용예로서는, 예를 들어, 미리 판두께 측정의 기준이 되는 마스터 피스(도시생략)를 보유지지 장치(10)에 수평 자세로 보유지지하고, 그 판두께를 판두께 센서(6)로 계측한다. 그 계측 결과는 기준값으로서 후술하는 제어 장치(80)에 저장해 둔다. 가공 대상인 워크(2)마다 그 판두께를 판두께 센서(6)로 계측하고, 기준값과의 차를 제어 장치(80)가 연산한다. 연산 결과에 따라, 회전 툴(25)에 대한 승강체(27)의 위치를 보정하여, 승강 유닛(26)을 제어한다. 이에 의해, 워크(2)의 개체차에 대응하여, 그 가장자리의 가공을 보다 고정밀도로 행할 수 있다.

또, 판두께 센서(6)로서는, 도 15의 예 이외에, 레이저 측거계 등 다른 종류의 센서도 이용 가능하다.

<검출 장치(40)>

도 1~도 3을 참조한다. 검출 장치(40)는, 보유지지 장치(10)에 보유지지된 워크(2)의 가공 대상 부위의 형상을 검출한다. 본 실시형태의 경우, 검출 장치(40)는 워크(2)의 형상을 촬영하는 촬영 장치이다. 검출 장치(40)는 지지 부재(41)와, 지지 부재(41)에 지지된 카메라(42)와, 지지 부재(41)에 지지된 조명 장치(43)를 구비한다.

지지 부재(41)는 빔 부재(323)에 고정되어 있다. 즉, 이동체(32)에는 가공 유닛(20)과 더불어 검출 장치(40)도 탑재되어 있다. 따라서, 검출 장치(40)는 이동 장치(30)에 의해 Y방향으로 이동할 수 있다. 그리고, 이동 장치(30)를 가공 유닛(20)과 더불어 검출 장치(40)의 이동 기구로서 겸용할 수 있어, 시스템 간소화를 도모할 수 있다.

조명 장치(43)는 X방향으로 연장 설치되어 있고, 그 하방을 조명한다. 조명 장치(43)는 예를 들어 LED나 레이저 장치 등으로 구성된다. 카메라(42)는 그 하방을 촬영한다. 카메라(42)는, CCD 센서 등의 촬상 소자와 광학계 등으로 구성된다. 본 실시형태에서는, 카메라(42)에 의해 워크(2)의 형상을 촬영하는 방식으로 하였지만, 워크(2)의 형상을 검출 가능하면 다른 방식이어도 된다.

<반송 장치(70)>

도 1 및 도 2를 참조하여, 반송 장치(70)는 워크(2)를 보유지지 장치(10)와 안착대(50 및 60)의 사이에서 반송한다. 반송 장치(70)는 이동체(71)와, 승강 장치(72)와, 반송용 보유지지 장치(73)를 구비한다. 본 실시형태의 경우, 반송 장치(70)는, 한 쌍의 안내 부재(31, 31)를 이동 장치(30)와 공용하고 있다. 이에 의해, 시스템 간소화를 도모할 수 있다.

이동체(71)는, 한 쌍의 안내 부재(31, 31)에 가설되어 있고, 안내 부재(31)로 안내되어 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이동체(71)는, 한 쌍의 슬라이더(711, 711)와, 한 쌍의 기둥 부재(712, 712)와, 한 쌍의 기둥 부재(712, 712) 사이에 가설된 빔 부재(713)를 구비한다. 슬라이더(711)는, 안내 부재(31)와 걸어맞춤되어 안내 부재(31)를 따라 이동 가능하다. 기둥 부재(712)는 슬라이더(711) 상에 세워져 설치되어 있다. 빔 부재(713)는 X방향으로 연장 설치되어 있다.

이동체(71)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 이동된다. 구동 기구로서는 랙-피니언 기구, 벨트 전동 기구, 볼-나사 기구 등 각종 구동 기구가 채용 가능하다. 랙-피니언 기구를 채용하는 경우, 예를 들어 한 쌍의 슬라이더(711, 711) 중 한쪽에 피니언붙이 모터를 고정하고, 안내 부재(31)를 따라 랙을 마련해도 된다. 이동 장치(30)의 이동체(32)의 구동 기구로서 랙-피니언 기구를 채용하는 경우, 안내 부재(31)를 따라 마련한 랙을 공용해도 된다.

승강 장치(72)는, 이동체(71)에 지지되어 있다. 본 실시형태의 경우, 승강 장치(72)는 빔 부재(713)의 중앙부에 고정되어 있지만, 빔 부재(713)를 따라 X방향으로 이동 가능하게 해도 된다. 승강 장치(72)는, 이동체(72a)를 Z방향으로 승강시키는 액추에이터로서, 예를 들어 전동 실린더나 에어 실린더이다.

보유지지 장치(73)는 이동체(72a)의 하단부에 고정되어 있다. 보유지지 장치(73)는, 복수의 흡착체(731)를 구비한다. 흡착체(731)가 워크(2)의 표면에 흡착됨으로써, 보유지지 장치(73)가 워크(2)를 보유지지한다. 본 실시형태의 경우, 흡착체(731)는 전자석이지만, 진공 척 등 다른 종류의 흡착체이어도 된다. 또한, 보유지지 장치(73)는 워크(2)를 파지하는 클램프식 보유지지 장치이어도 된다.

<제어 장치>

도 4는 가공 시스템(1)의 제어를 행하는 제어 장치(80)의 블록도이다. 제어 장치(80)는, 처리부(81)와 기억부(82)와 인터페이스부(83)를 구비하고, 이들은 서로 도시하지 않은 버스에 의해 접속되어 있다. 처리부(81)는 기억부(82)에 기억된 프로그램을 실행한다. 처리부(81)는 예를 들어 CPU이다. 기억부(82)는 예를 들어 RAM, ROM, 하드디스크 등이다. 인터페이스부(83)는, 처리부(81)와 외부 디바이스(호스트 컴퓨터(86), 센서(84), 액추에이터(85))의 사이에 마련되고, 예를 들어 통신 인터페이스나 I/0 인터페이스이다.

센서(84)에는, 예를 들어 가공 유닛(20)의 위치를 검출하는 센서(예를 들어, 이동체(32, 33, 34)의 각 위치를 검출하는 센서), 보유지지 장치(73)의 위치를 검출하는 센서, 카메라(42)의 촬상 소자, 판두께 센서(6) 등이 포함된다. 액추에이터(85)에는, 흡착체(113), 이동 기구(12)의 구동원, 이동 장치(30)가 구비하는 각 구동원, 가공 유닛(20)의 각 구동원, 반송 장치(70)의 구동원, 흡착체(731) 등이 포함된다.

제어 장치(80)는, 호스트 컴퓨터(86)의 지시에 의해 가공 시스템(1)을 제어한다. 이하, 제어예에 대해 설명한다.

<워크 반송>

도 5 및 도 6을 참조하여 워크(2)의 반송예에 대해 설명한다. 개략 설명하면, 우선, 미가공의 복수의 워크(2)가, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 안착대(60) 상에 반입된다. 반송 장치(70)에 의해, 안착대(60) 상의 워크(2)를 1장씩 보유지지 장치(10) 상으로 반송한다. 보유지지 장치(10) 상에서 워크(2)의 가공이 종료되면, 그 가공 완료된 워크(2)를 반송 장치(70)에 의해 안착대(50)로 반송한다. 안착대(50) 상에는 가공 완료된 워크(2)가 적재되어 간다. 안착대(50) 상의 가공 완료된 워크(2)가 소정 수에 도달하면, 안착대(50)로부터 가공 완료된 워크(2)를 도시하지 않은 반송 장치에 의해 외부로 반출한다.

도 5의 상태(ST1)는, 반송 장치(7O)의 보유지지 장치(73)에 의해 안착대(6O) 상의 워크(2)를 보유지지하는 상태를 나타내고 있다. 보유지지 장치(73)는, 적재되어 있는 워크(2) 중에서 최상부 워크(2)의 표면 상에 승강 장치(72)에 의해 강하된다. 그리고, 흡착체(731)를 작동하여 워크(2)를 보유지지한다. 이어서 승강 장치(72)에 의해 보유지지 장치(73)를 상승시켜 워크(2)를 들어올린다.

다음에, 도 5의 상태(ST2)에 나타내는 바와 같이, 이동체(71)를 보유지지 장치(10)로 이동시킨다. 이에 의해, 워크(2)가 보유지지 장치(10) 상에 위치한다. 승강 장치(72)에 의해 보유지지 장치(73)를 강하시키고, 워크(2)를 보유지지 장치(10) 상에 올려놓는다. 그리고, 흡착체(731)에 의한 흡착을 정지하여 워크(2)의 보유지지를 해제하고, 승강 장치(72)에 의해 보유지지 장치(73)를 상승시킨다.

다음에, 도 5의 상태(ST3)에 나타내는 바와 같이, 이동체(71)를 안착대(60) 측으로 이동시킨다. 이상에 의해, 안착대(60)로부터 보유지지 장치(10)로의 1장의 워크(2) 반송이 종료된다. 반송된 워크(2)는 보유지지 장치(10) 상에 보유지지되고 가공된다.

가공이 종료되면, 보유지지 장치(10)에 의한 워크(2)의 보유지지가 해제되고, 보유지지 장치(10) 상의 워크(2)를 안착대(50)로 반송 장치(70)에 의해 반송한다. 우선, 이동체(71)를 보유지지 장치(10)로 이동시키고, 보유지지 장치(73)를 보유지지 장치(10) 상에 위치시킨다. 이에 의해, 워크(2) 상에 보유지지 장치(73)가 위치한다. 승강 장치(72)에 의해 보유지지 장치(73)를 강하시키고, 흡착체(731)를 작동시켜 워크(2)를 보유지지한다. 이어서 승강 장치(72)에 의해 보유지지 장치(73)를 상승시켜 워크(2)를 들어올린다.

다음에, 도 6의 상태(ST4)에 나타내는 바와 같이, 이동체(71)를 안착대(50)로 이동시킨다. 이에 의해, 워크(2)가 안착대(50) 상에 위치한다. 승강 장치(72)에 의해 보유지지 장치(73)를 강하시키고, 워크(2)를 안착대(50) 상(또는, 안착대(50)에 적재되어 있는 워크(2) 상)에 올려놓는다. 그리고, 흡착체(731)에 의한 흡착을 정지하여 워크(2)의 보유지지를 해제한다.

그 후, 도 6의 상태(ST5)에 나타내는 바와 같이, 이동체(71)를 안착대(60) 상으로 이동시키고, 다음 워크(2)를 보유지지 장치(10)로 반송하게 된다.

<워크의 가공>

다음에, 보유지지 장치(10) 상으로 반송되어 온 워크(2)의 가공예에 대해 설명한다. 개략 설명하면, 워크(2)의 가공 대상 부위의 형상 및 위치를 우선 검출한다. 그리고, 그 검출 결과에 기초하여 이동 기구(12), 이동 장치(30) 및 가공 유닛(20)을 제어하여 워크(2)에 대한 가공을 행한다.

본 실시형태의 경우, 이들 처리는 이동체(32)의 1회 왕복 이동에 의해 행한다. 구체적으로 워크(2)의 형상 검출은, 이동체(32)의 왕로(往路) 이동 중에 행하고, 워크(2)의 가공은 이동체(32)의 복로(復路) 이동 중에 행한다.

<형상의 검출>

도 7 및 도 8을 참조하여 워크(2) 형상의 검출예에 대해 설명한다. 도 7 및 도 8은, 가공 영역(3)의 각 상태(ST11~ST13)를 평면에서 본 경우(도 7)와 측면에서 본 경우(도 8)를 나타낸다.

상태(ST11)는, 이동체(32)가 초기 위치에 있는 경우를 나타내고 있다. 카메라(42)는, 보유지지 장치(10)에 보유지지된 워크(2)로부터 Y방향으로 벗어난 위치에 있다. 이 위치로부터 워크(2)의 형상 검출을 시작한다. 우선, 조명 장치(43)에 의한 워크(2)에의 조사를 시작하고, 카메라(42)에 의한 워크(2)의 촬영을 시작한다.

다음에, 상태(ST12)에 나타내는 바와 같이 이동체(32)를 이동시켜 워크(2) 상을 주사(走査)한다. 카메라(42)에 의해 워크(2)의 형상이 순차적으로 촬영되고, 그 화상 데이터와 위치 정보가 기억부(82)에 저장된다. 상태(ST13)에 나타내는 바와 같이, 이동체(32)가 워크(2)로부터 Y방향으로 벗어난 위치(반환점 위치)까지 도달하면 촬영을 종료한다. 이렇게 하여 워크(2) 상을 전면(全面)에 걸쳐 주사한다.

또, 본 실시형태에서는 검출 장치(40)를 빔 부재(323)에 고정하였지만, 승강 장치를 개재하여 빔 부재(323)에 장착함으로써, 승강 가능하게 해도 된다. 그리고, 검출 장치(40)와 워크(2)의 거리를 검출하는 센서를 마련하고, 워크(2)의 주사 중에 그 거리가 일정하게 되도록 승강 장치를 제어해도 된다. 이러한 제어에 의해, 워크(2)의 주사 중에 카메라(42)의 초점이 워크(2)에 맞는 상태를 확실히 유지할 수 있다.

이 촬영 결과, 예를 들어 도 8에 나타내는 워크(2)의 형상 데이터(2')가 얻어진다. 이 형상 데이터(2')는, 워크(2)의 외형과 그 위치 정보(좌표 데이터)를 나타낸다. 도 8의 예에서는, 또한 워크(2)에 복수의 가공 대상 부위(P1~P8)가 존재하는 것을 나타내고 있다. 형상 데이터(2')는, 이들 가공 대상 부위(P1~P8)의 외형과 그 위치 정보도 포함하고 있다.

또, 도 8의 예에서는, 하나의 워크(2)에 복수의 가공 대상 부위가 존재하는 경우를 예시하였지만, 하나의 워크(2)에 가공 대상 부위는 하나이어도 된다. 또한, 어디가 가공 대상 부위인지는, 자동 판정으로 해도 되고, 오퍼레이터가 지정하도록 해도 된다.

자동 판정으로 하는 경우는, 가공 대상 부위가 지정되어 있는, 워크(2)의 설계 데이터를 준비해 두고, 이 설계 데이터와 형상 데이터(2')를 비교함으로써, 가공 대상 부위를 자동 판정할 수 있다. 또한, 가공 대상 부위를 워크(2)의 외주연(外周緣) 전부로 하는 경우는, 외주연을 인식할 수 있으면 되므로, 설계 데이터를 준비할 필요도 없이 자동 판정할 수 있다.

오퍼레이터가 지정하는 경우는, 예를 들어 형상 데이터(2')를 호스트 컴퓨터(86)로 송신하여 그 화상을 표시시키고, 호스트 컴퓨터(86)의 오퍼레이터가 입력 디바이스로부터 가공 대상 부위를 지정하도록 할 수도 있다.

또, 취득한 형상 데이터(2')의 좌표는, 예를 들어 미리 취득한 보유지지 장치(10)의 레이아웃을 나타내는 평면 데이터와, 이동체(32)를 구동하는 모터의 인코더의 출력 신호를 조합(照合)함으로써 인식할 수 있다.

<워크의 가공 상세>

도 9 및 도 10을 참조하여 워크(2) 형상의 검출 결과에 기초하는 가공예에 대해 설명한다. 도 9 및 도 10은, 가공 영역(3)의 상태마다(ST21~ST24마다) 가공 영역(3)을 평면에서 본 경우와 측면에서 본 경우를 상하 2단으로 나타내고 있다. 또한, 보유지지 장치(10) 상의 워크(2)를 투과도로서 나타내고 있다.

도 9의 상태(ST21)는, 이동체(32)가 워크(2)의 단부에 위치하는 경우를 나타내고 있다. 본 실시형태에서는 P1→P2→…→P8의 순서로 가공 대상 부위의 가공을 행하는 경우를 상정하고 있다. 우선, 이동 장치(30)에 의해 가공 대상 부위(P1)에 가공 유닛(20)을 접근시킨다(이동 공정). 병행하여, 형상 데이터(2')에 기초하여, 가공 대상 부위(P1)에 위치하고 있는 보유지지 유닛(11)을 특정한다. 가공 대상 부위(P1)에는 보유지지 유닛(11h)이 위치하고 있다. 따라서, 보유지지 유닛(11h)의 흡착체(113)에 의한 흡착을 정지하여 보유지지를 해제한다. 그리고, 보유지지 유닛(11h)을 이동시키는 이동 기구(12)를 구동하여 보유지지 유닛(11h)의 위치를 보유지지 위치로부터 퇴피 위치로 절환한다(위치 변경 공정). 또, 가공 유닛(20)의 이동과, 보유지지 유닛(11)의 위치 절환은, 병행하여 행하는 것 이외에 어느 쪽인가를 먼저 행하는 제어이어도 되고, 이 경우, 어느 쪽이 먼저이어도 된다.

도 9의 상태(ST22)에 나타내는 바와 같이, 가공 유닛(20)이 가공 대상 부위(P1)의 상방에 도달하면, 가공 유닛(20)을 강하시킴과 아울러 가공 유닛(20)을 구동하여 회전 툴(25)에 의해 가공 대상 부위(P1)의 가장자리의 모따기 가공을 시작한다. 모따기 가공의 상세는 도 16~도 18을 참조하여 후술한다.

가공 유닛(20)을 가공 대상 부위(P1)의 형상을 따라 화살표 방향으로 이동시킴으로써, 가공 대상 부위(P1)의 가장자리의 모따기가 연속적으로 행해진다. 가장자리의 모따기 가공은, 워크(2)의 상면 가장자리, 하면 가장자리에 대해 각각 행하므로, 가공 유닛(20)은 가공 대상 부위(P1)의 형상을 따라 화살표 방향으로 2회 이동하게 된다. 그러나, 워크(2)의 상면 가장자리, 하면 가장자리를 가공함에 있어서 워크(2)를 뒤집을 필요는 없다. 가공 유닛(20)의 이동은, 형상 데이터(2')에 기초하여 이동 장치(30)에 의해 행할 수 있다.

모따기 가공시, 보유지지 유닛(11h)은 퇴피 위치에 있어, 회전 툴(25)과 간섭하는 일은 없다. 다시 말하면, 보유지지 유닛(11h)을 퇴피 위치로 이동시킴으로써, 보유지지 장치(10)에서의 보유지지 유닛(11h) 부분이, 워크(2)를 안착, 지지하는 받침대로서가 아니라, 워크(2)에서의 가공 대상 부위(P1)의 작업 영역(작업 공간)으로서 기능하게 된다. 따라서, 보유지지 유닛(11h)이 가공의 방해가 되거나, 회전 툴(25)에 의해 손상되는 일도 없다. 또한, 보유지지 유닛(11h) 이외의 다른 보유지지 유닛(11)은 보유지지 위치에 있고, 워크(2)를 보유지지하고 있다. 따라서, 가공 중에 워크(2)의 위치가 어긋나거나 하는 일도 없다.

가공 대상 부위(P1)의 가공이 종료되면, 가공 대상 부위(P2)에의 가공으로 이동한다. 도 10의 상태(ST23)는, 가공 대상 부위(P2)의 가공으로의 이행을 시작한 상태를 나타낸다. 우선, 가공 유닛(20)을 상승시키고, 이동 장치(30)에 의해 가공 대상 부위(P2)에 가공 유닛(20)을 접근시킨다. 병행하여, 형상 데이터(2')에 기초하여, 가공 대상 부위(P2)에 위치하고 있는 보유지지 유닛(11)을 특정한다. 가공 대상 부위(P2)에는 보유지지 유닛(11g)이 위치하고 있다. 따라서, 보유지지 유닛(11g)의 흡착체(113)에 의한 흡착을 정지하여 보유지지를 해제한다. 그리고, 보유지지 유닛(11g)을 이동시키는 이동 기구(12)를 구동하여 보유지지 유닛(11g)의 위치를 보유지지 위치로부터 퇴피 위치로 절환한다(위치 변경 공정). 또한, 가공을 마친 가공 대상 부위(P1)에 위치하는 보유지지 유닛(11h)을 퇴피 위치로부터 보유지지 위치로 절환한다. 그리고, 보유지지 유닛(11h)의 흡착체(113)를 구동하여 워크(2)를 보유지지한다.

도 10의 상태(ST24)에 나타내는 바와 같이, 가공 유닛(20)이 가공 대상 부위(P2)의 상방에 도달하면, 가공 유닛(20)을 강하시킴과 아울러 가공 유닛(20)을 구동하여 회전 툴(25)에 의해 가공 대상 부위(P2)의 가공을 시작한다. 가공 유닛(20)을 가공 대상 부위(P2)의 형상을 따라 화살표 방향으로 이동시킴함으로써, 가공 대상 부위(P2)의 가장자리의 모따기가 행해진다. 가공 유닛(20)의 이동은, 형상 데이터(2')에 기초하여 이동 장치(30)에 의해 행할 수 있다.

보유지지 유닛(11g)은 퇴피 위치에 있어, 가공 대상 부위(P1)의 경우와 마찬가지로, 회전 툴(25)과 보유지지 유닛(11g)이 간섭하는 일은 없다. 따라서, 보유지지 유닛(11g)이 가공의 방해가 되거나, 회전 툴(25)에 의해 손상되는 일도 없다. 또한, 보유지지 유닛(11g) 이외의 다른 보유지지 유닛(11)은 보유지지 위치에 있고, 워크(2)를 보유지지하고 있다. 따라서, 가공 중에 워크(2)의 위치가 어긋나거나 하는 일도 없다.

가공 대상 부위(P2)의 가공이 종료되면, 가공 대상 부위(P3)에의 가공으로 이동한다. 가공 대상 부위(P2)와 가공 대상 부위(P3)에서는, 이들에 위치하고 있는 보유지지 유닛(11)이 공통되어 있다(보유지지 유닛(11g)). 따라서, 보유지지 유닛(11g)을 퇴피 위치에 위치시킨 채로 가공 대상 부위(P3)의 가공을 행하게 된다. 이하, 마찬가지의 순서에 의해 가공 작업이 진행되어 간다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 가공 대상 부위에 위치하고 있는 보유지지 유닛(11)을 퇴피 위치로 이동시키고, 나머지 보유지지 유닛(11)에 의해 워크(2)를 보유지지함으로써, 워크(2)를 확실히 보유지지하면서, 회전 툴(25)과 보유지지 유닛(11)의 간섭을 회피할 수 있다. 보유지지 유닛(11)을 퇴피 위치와 보유지지 위치에서 이동 가능하게 함으로써, 다른 가공 대상 부위에 대응할 수 있다. 따라서, 형상이나 가공 대상 부위가 다른 다종의 워크에 대해, 하나의 보유지지 장치(10)로 신속하게 대응할 수 있다.

모든 가공 대상 부위의 가공이 종료되면, 이동체(32)는 초기 위치로 되돌아간다. 이렇게 하여, 이동체(32)의 1회 왕복 이동 동안에 워크(2)의 형상 검출과 워크(2)의 가공을 행할 수 있다. 그 후, 반송 장치(70)에 의해 가공 완료한 워크(2)가 보유지지 장치(10)로부터 반송되고, 또한 새로운 미가공의 워크(2)가 보유지지 장치(10)로 반송된다. 그리고, 새로운 미가공의 워크(2)에 대해 마찬가지의 순서로 워크(2)의 형상 검출과 워크(2)의 가공을 행하게 된다.

본 실시형태에서는, 워크(2)마다 그 형상 검출과 가공을 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 같은 종류의 워크(2)를 연속적으로 가공하는 경우에, 그 형상 검출은 처음 1회만으로 해도 된다. 이 경우, 2장째 이후의 워크(2)가 1장째 워크(2)와 같은 위치에 보유지지되도록, 보유지지 장치(10) 상에서 그 위치 결정을 행하는 위치 결정 장치를 마련하면 된다. 또한, 워크(2)의 형상을 검출하면서 워크(2) 가공을 행하는 것도 가능하다. 예를 들면, 이동체(32)가 초기 위치로부터 반환점 위치로 이동하는 동안에, 워크(2)의 형상을 검출하면서, 그 검출 결과에 기초하여 워크(2) 가공을 행할 수도 있다.

<모따기 가공의 상세>

모따기 가공의 상세에 대해 도 16~도 18을 참조하여 설명한다. 도 16의 상태(ST51)는, 가공 유닛(20)이 이번 가공 대상 부위(P) 상에 위치하고 있는 상태를 나타낸다. 각 도면에서 회전 툴(25)은 정지되어 있는 것처럼 도시하였지만, 회전하고 있다.

워크(2)는, 상면(2a), 하면(2b), 단면(2e)을 가지고 있다. 상면(2a)과 단면(2e)의 모서리부가 상면 가장자리(2c)이며, 하면(2b)과 단면(2e)의 모서리부가 하면 가장자리(2d)이다. 워크(2)의 형상이, 그 원료 강판을 레이저 절단기나 플라즈마 절단기로 절단하여 형성되어 있는 경우, 강판 하면 측에서 절단 가장자리의 주위에 용융 찌꺼기(슬래그)(2f)가 부착된다. 절단 가장자리의 주위에 슬래그(2f)가 부착된 상태에서는 표면이 올록볼록하고, 이대로 최종 제품에 사용하면 최종 제품에 악영향이 미친다. 이에 따라, 이 슬래그(2f)의 제거도 포함하여 절단 가장자리의 모따기 가공(예를 들어, R모따기 가공이나 C모따기 가공)을 행할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 슬래그(2f)가 발생한 면을 하면(2b)으로 하여 워크(2)가 보유지지된다. 워크(2)의 판두께는, 가공 전에 판두께 센서(6)에 의해 계측된다.

워크(2)의 모따기 가공은, 본 실시형태의 경우, 상면 가장자리(2c)→하면 가장자리(2d)의 순서로 행한다. 도 16의 상태(ST52)는, 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)을 강하시켜 상면 가장자리(2c)의 측방에 회전 툴(25)의 가공부(252)를 위치시킨 상태를 나타내고 있다. 그 때, 상면 접촉 부재(271)의 접촉부(271a)가 상면(2a)에 접촉하도록, 회전 툴(25)에 대한 상면 접촉 부재(271)의 Z방향 위치가 승강 유닛(26)에 의해 변경된다. 상태(ST52)에서의 가공 유닛(20)의 위치(가공부(252)의 위치)나, 승강체(27)(상면 접촉 부재(271))의 위치는, 사전에 행한 판두께 센서(6)에 의한 워크(2)의 판두께 계측 결과에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 마스터 피스에서의 가공 유닛(20)(가공부(252))이나, 승강체(27)의 최적의 위치를, 이번 워크(2)의 판두께 계측 결과로 보정하여, 이번의 각 위치를 설정할 수 있다.

다음에, 도 17의 상태(ST53)에 나타내는 바와 같이 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)을 수평으로 이동시키고, 가공부(252)에 의한 상면 가장자리(2c)의 모따기 가공을 시작한다(가공 공정). 그 때, 단면 접촉 부재(254)의 접촉부(254a)가 단면(2e)에 접촉함으로써, 이동 장치(30)에 의해 가공부(252)를 상면 가장자리(2c)에 압압하면서도, 절삭 깊이가 깊어져 버리는 것을 억제할 수 있다. 모따기 가공을 시작하면, 도 9의 상태(ST22) 등에 나타낸 바와 같이, 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)이 가공 대상 부위(P)의 형상을 따라 이동된다(1회째 이동). 그 때, 상면 접촉 부재(271)의 접촉부(271a)가 워크(2)의 상면(2a)에 접촉되는데, 그 접촉 위치는, 상면 가장자리(2c)로부터 멀리 떨어진 위치가 되도록, 상면 접촉 부재(271)의 크기 또는 지름이 조정된다. 따라서, 설령 상면 가장자리(2c)의 근방에 슬래그(2f)가 부착되어 있었다고 해도, 슬래그(2f)의 영향을 받지 않고 안정적으로 상면 접촉 부재(271)를 워크(2)의 상면(2a)에 접촉시킬 수 있다. 또한, 단면 접촉 부재(254)의 접촉부(254a)가 워크(2)의 단면(2e)에 각각 접촉한 상태가 유지된다. 이들에 의해, 상면 가장자리(2c)에 대한 가공부(252)의 위치를 적절한 위치로 유지하면서, 절삭 부위를 연속적으로 이동시켜 갈 수 있다.

상면 가장자리(2c)의 모따기 가공이 종료되면, 하면 가장자리(2d)의 모따기 가공으로 이행한다. 우선, 도 17의 상태(ST54)에 나타내는 바와 같이, 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)을 수평으로 이동시키고, 가공부(252)를 상면 가장자리(2c)로부터 이간시켜 상승시킨다. 이어서, 도 18의 상태(ST55)에 나타내는 바와 같이, 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)을 강하시켜 하면 가장자리(2d)의 측방에 회전 툴(25)의 가공부(253)를 위치시킨다. 그 때, 상면 접촉 부재(271)의 접촉부(271a)가 상면(2a)에 접촉하도록, 회전 툴(25)에 대한 상면 접촉 부재(271)의 Z방향 위치가 승강 유닛(26)에 의해 변경된다(변경 공정). 가공 유닛(20)의 위치(가공부(253)의 위치)나, 승강체(27)의 위치(상면 접촉 부재(271)의 위치)는, 상면 가장자리(2c)의 가공시와 마찬가지로, 판두께 센서(6)에 의한 워크(2)의 판두께 계측 결과에 기초하여 설정된다.

다음에, 도 18의 상태(ST56)에 나타내는 바와 같이 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)을 수평으로 이동시키고, 가공부(253)에 의한 하면 가장자리(2d)의 모따기 가공을 시작한다(가공 공정). 그 때, 단면 접촉 부재(255)의 접촉부(255a)가 단면(2e)에 접촉함으로써, 이동 장치(30)에 의해 가공부(253)를 하면 가장자리(2d)에 압압하면서도, 절삭 깊이가 깊어져 버리는 것을 억제할 수 있다.

모따기 가공을 시작하면, 도 9의 상태(ST22) 등에 나타낸 바와 같이, 이동 장치(30)에 의해 가공 유닛(20)이 가공 대상 부위(P)의 형상을 따라 이동된다(2회째 이동). 그 때, 상면 접촉 부재(271)의 접촉부(271a)가 워크(2)의 상면(2a)에, 단면 접촉 부재(255)의 접촉부(255a)가 워크(2)의 단면(2e)에 각각 접촉한 상태가 유지되므로, 하면 가장자리(2d)에 대한 가공부(253)의 위치를 적절한 위치로 유지하면서, 절삭 부위를 연속적으로 이동시켜 갈 수 있다. 상면 접촉 부재(271)는, 슬래그(2f)가 없는 워크(2)의 상면(2a)에 접촉되기 때문에, 하면 가장자리(2d)의 모따기 가공시의 위치 결정시에, 슬래그(2f)가 악영향을 미치는 일은 없다. 또한, 도 19의 (A), 도 19의 (B)에 도시된 하면 가장자리(2d)의 모따기 가공 전후의 모식도와 같이, 이 슬래그(2f) 자체는, 워크(2)의 하면 가장자리(2d)의 모따기 가공에 의해 제거되기 때문에, 본 실시형태에 관한 가공 시스템(1)에 의해 모따기 가공된 워크(2)를 제품에 사용한 경우, 양호한 최종 제품을 얻을 수 있다.

상면 접촉 부재(271)를 대신하는 접촉 부재를 하면(2b)에 접촉시킨 경우, 슬래그(2f)와 접촉 부재가 간섭하여 가공 유닛(20)의 원활한 이동이 손상된다. 본 실시형태에서는, 하면 가장자리(2d)의 가공시에서도, 상면 접촉 부재(271)를 상면(2a)에 접촉시킴으로써, 슬래그(2f)의 영향을 받지 않고 가공 유닛(20)을 원활하게 이동시킬 수 있다.

하면 가장자리(2d)의 가공 중에는, 구동 유닛(28)을 신장시켜, 도 12의 상태(ST34)에 나타내는 바와 같이 가동 스테이지(22)를 상방으로 바이어스시킨다. 이에 의해, 가공부(253)를 하면 가장자리(2d)에 대해 상시 상향으로 눌러붙일 수 있어, 하면 가장자리(2d)를 보다 확실히 가공할 수 있다. 하면 가장자리(2d)의 모따기 가공이 종료되면, 이동 장치(30)에 의해 다른 가공 대상 부위로 가공 유닛(20)을 이동시켜 마찬가지의 처리를 반복한다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 상면 가장자리(2c), 하면 가장자리(2d)를 회전 툴(25)의 교환이나 워크(2)의 뒤집음을 행하지 않고 연속적으로 가공할 수 있어, 판형의 워크(2)의 양면 가장자리의 가공을 효율적으로 행할 수 있다. 회전 툴(25)의 가공부(252, 253)를 본 실시형태의 배치로 함으로써, 반대의 배치로 하는 경우보다 회전 툴(25)의 전체 길이를 짧게 할 수 있고, 또한, 가공 대상을 상면 가장자리(2c)와 하면 가장자리(2d)에서 절환할 때의 회전 툴(25)의 승강 스트로크도 짧게 할 수 있다. 이것도 가공 효율의 향상에 기여한다. 나아가 상면 가장자리(2c), 하면 가장자리(2d)의 각 가공의 어느 것에 있어서도 상면 접촉 부재(271)를 워크(2)의 상면(2a)에 접촉시킴으로써, 슬래그(2f)의 영향을 배제할 수 있고, 상면 가장자리(2c), 하면 가장자리(2d)의 각 가공의 절환시에는, 상면 접촉 부재(271)를 승강시키는 것만으로 되므로, 이것도 가공 효율의 향상에 기여한다.

<다른 실시형태>

상기 실시형태에서는, 상면 접촉 부재(271)를 1장의 판형 부재로 하고, 삽입통과부(271b)로서 원형 구멍을 마련하였지만, 다른 구성도 채용 가능하다. 도 20의 (A)~도 20의 (C)는 다른 예를 나타낸다.

도 20의 (A)~도 20의 (C)의 각 예는, 상면 접촉 부재(271)를 복수의 판형 부재(271c)로 구성한 것이다. 각 판형 부재(271c)의 하면은, 수평면 상에서 평탄하고 동일한 면이 되며, 하면이 워크(2)의 상면(2a)에 접촉하는 구성이다. 삽입통과부(271d)는 판형 부재(271c) 사이의 간극으로 형성되어 있다.

도 20의 (A)의 예는, 판형 부재(271c)가 4장인 예이다. 각 판형 부재(271c)는 기둥 부재(272)로 지지되어 있다. 4개의 기둥 부재(272)는, 삽입통과부(271d)를 중심으로 하여(즉, 회전 툴(25)을 중심으로 하여), 원주 방향으로 등각도 피치(θ(90도))로 삽입통과부(271d)의 중심(즉, 회전 툴(25)의 축심)으로부터 등거리로 배치되어 있다.

도 20의 (B)의 예는, 판형 부재(271c)가 3장인 예이다. 각 판형 부재(271c)는 기둥 부재(272)로 지지되어 있다. 3개의 기둥 부재(272)는, 삽입통과부(271d)를 중심으로 하여, 원주 방향으로 등각도 피치(θ(120도))로 삽입통과부(271d)의 중심으로부터 등거리로 배치되어 있다.

도 20의 (C)의 예는, 판형 부재(271c)가 2장인 예이다. 각 판형 부재(271c)는 기둥 부재(272)로 지지되어 있다. 2개의 기둥 부재(272)는, 삽입통과부(271d)를 중심으로 하여, 원주 방향으로 등각도 피치(θ(180도))로 삽입통과부(271d)의 중심으로부터 등거리로 배치되어 있다.

1 가공 시스템, 20 가공 유닛, 25 회전 툴, 30 이동 장치, 26 승강 유닛, 252 가공부, 253 가공부, 254 단면 접촉 부재, 255 단면 접촉 부재, 271 상면 접촉 부재

Claims

수평 자세로 보유지지된 판형의 워크의 상면 가장자리 및 하면 가장자리를 가공하는 가공 유닛과,
상기 가공 유닛을 이동 가능한 이동 장치를 구비한 가공 시스템으로서,
상기 가공 유닛은,
상하 방향의 축둘레로 회전하며, 상기 워크를 가공하는 회전 툴과,
상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 워크의 상면에 접촉되는 상면 접촉 부재와,
상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 상면 가장자리와 상기 하면 가장자리 사이의 상기 워크의 단면(端面)에 접촉되는 단면 접촉 부재와,
상기 회전 툴에 대한 상기 상면 접촉 부재의 상하 방향의 위치를 변경하는 승강 수단을 포함하고,
상기 회전 툴은,
가공부 본체와,
상기 가공부 본체의 하측에 마련되고, 상기 워크의 상기 상면 가장자리를 가공하는 제1 가공부와,
상기 가공부 본체의 상측에 마련되고, 상기 워크의 상기 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 단면 접촉 부재는,
상기 제2 가공부의 상측에서 상기 가공부 본체에 지지된 제1 단면 접촉 부재와,
상기 제1 가공부의 하측에서 상기 가공부 본체에 지지된 제2 단면 접촉 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 상면 접촉 부재는, 상기 회전 툴을 삽입통과시키는 삽입통과부를 갖는 부재인 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 삽입통과부가 구멍이며,
상기 상면 접촉 부재는, 상기 구멍의 주위에 마련되고, 상기 워크의 상기 상면에 접촉되는 환상 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 상면 접촉 부재는, 상기 워크의 상기 상면에 접촉되는 평탄한 하면을 갖는 적어도 2개의 판형 부재이며,
상기 삽입통과부는, 상기 판형 부재 사이의 간극인 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 워크의 판두께를 계측하는 센서와,
상기 센서의 계측 결과에 기초하여 상기 승강 수단을 승강시켜, 상기 회전 툴에 대한 상기 상면 접촉 부재의 위치를 제어하는 제어 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 승강 수단은, 상기 상면 접촉 부재를 지지하는 복수의 기둥 부재를 포함하고,
상기 복수의 기둥 부재는,
상기 회전 툴을 중심으로 하여 원주 방향으로 등각도 피치로 배치된 것을 특징으로 하는 가공 시스템.
수평 자세로 보유지지된 판형의 워크의 상면 가장자리 및 하면 가장자리에 가공 유닛을 접촉시키면서, 이 가공 유닛을 이동시켜 상기 워크를 가공하는 가공 방법으로서,
상기 가공 유닛은,
상하 방향의 축둘레로 회전하며, 상기 워크를 가공하는 회전 툴과,
상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 워크의 상면에 접촉되는 상면 접촉 부재와,
상기 회전 툴에 의한 상기 워크의 가공시에, 상기 상면 가장자리와 상기 하면 가장자리 사이의 상기 워크의 단면에 접촉되는 단면 접촉 부재와,
상기 회전 툴에 대한 상기 상면 접촉 부재의 상하 방향의 위치를 변경하는 승강 수단을 포함하고,
상기 회전 툴은,
가공부 본체와,
상기 가공부 본체의 하측에 마련되고, 상기 워크의 상기 상면 가장자리를 가공하는 제1 가공부와,
상기 가공부 본체의 상측에 마련되고, 상기 워크의 상기 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공부를 포함하며,
상기 가공 방법은,
상기 상면 접촉 부재를 상기 워크의 상면에 접촉시키면서, 상기 제1 가공부에 의해 상기 상면 가장자리를 가공하는 제1 가공 공정과,
상기 승강 수단을 구동시켜, 상기 회전 툴의 상기 제2 가공부와 상기 상면 접촉 부재의 상하 방향에 있어서의 상대 위치를 변경하는 변경 공정과,
상기 상면 접촉 부재를 상기 워크의 상면에 접촉시킨 채로, 상기 제2 가공부에 의해 상기 하면 가장자리를 가공하는 제2 가공 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.