WO2020196567A1 - 加工装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a processing apparatus capable of processing an object to be processed.
- Patent Document 1 a device that rotates a spindle to which a processing tool is attached to perform cutting on an object to be machined (work) has been conventionally known (for example, Patent Document 1).
- the work moves and rotates while being supported by the side surface of the frame body constituting the apparatus.
- the processing apparatus of the present invention is a processing apparatus including a first frame having a first surface along the Z-axis direction and a second surface along the Y-axis direction, and is the first surface side of the first frame.
- the X-axis movement mechanism and the Z-axis movement mechanism provided in the above, the Y-axis movement mechanism provided on the second surface side of the first frame, and the second surface side of the first frame.
- the Z of the first frame is provided with a second frame that supports one frame, an A-axis rotation mechanism, a B-axis rotation mechanism, and a support mechanism that supports a workpiece that is moved by the Y-axis movement mechanism.
- the Y-axis moving mechanism is provided in the space formed by the second frame, which is downward in the axial direction.
- FIG. 5 is a side view showing a processing apparatus according to the first embodiment by cutting a part of a gantry in a state where the support mechanism is moved in the Y-axis direction from the state of FIG. 5A.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of a support mechanism and a first rotation mechanism according to another second example of the first embodiment.
- FIG. 15 is a sectional view taken along line DD of FIG.
- FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the holding portion is attached to the supporting portion in the second embodiment.
- FIG. 5 is a plan view showing a configuration in which the holding portion is stopped from rotating in order to attach / detach the holding portion in the second embodiment.
- FIG. 5 is a perspective view showing a configuration in which the holding portion is stopped from rotating in order to attach / detach the holding portion in the second embodiment.
- FIG. 21 is a plan view showing a state in which the support mechanism is rotated about the b-axis from the state of FIG. 21A.
- FIG. 21B is a perspective view showing a state in which the support mechanism is rotated about the b-axis from the state of FIG. 21B.
- the external perspective view of the processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment.
- the cross-sectional view which shows before the clamp of the tool which concerns on 3rd Embodiment.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing after clamping the tool according to the third embodiment.
- the processing device 100 supports the frame 1 as a moving mechanism support member, the first moving mechanism 10, the second moving mechanism 20, and the third moving mechanism 30 supported by the frame 1, respectively, and the work W as a machining object.
- a support mechanism 40, a first rotation mechanism (rotation mechanism) 50 and a second rotation mechanism (another rotation mechanism) 60 capable of rotating the support mechanism 40, a tool magazine 70, and an electrical unit 80 are provided.
- the frame 1 as the first frame is mounted on the gantry 2 as the second frame having a cavity (space) inside, and as shown in FIG. 4, the first part 3 and the first part 3 It is composed of a second portion 4 that is bent at a right angle from the end.
- the first portion 3 is arranged along the vertical direction
- the second portion 4 is arranged along the horizontal direction.
- the surface (left surface in FIG. 4) opposite to the side where the second portion 4 of the first portion 3 is bent is the surface opposite to the first surface 3a and the first portion 3 of the second portion 4 (the left surface in FIG. 4).
- the lower surface of FIG. 4) is referred to as the second surface 4a.
- the first surface 3a and the second surface 4a are orthogonal to each other.
- the first surface 3a corresponds to the first surface along the Z-axis direction
- the second surface 4a corresponds to the second surface along the Y-axis direction.
- the gantry 2 supports the frame 1 from the second surface 4a side of the frame
- the first moving mechanism 10 as the Z-axis moving mechanism is supported on the first surface 3a of the first portion 3 of the frame 1 via the second moving mechanism 20, and is supported in the Z-axis direction (vertical direction, first direction). ),
- the spindle 11 can be moved.
- a machining tool 12 is detachably attached to the spindle 11 via a tool holder.
- the spindle 11 is rotationally driven by the motor 13.
- the first moving mechanism 10 has a motor 14 and a guide shaft 15 arranged in the Z-axis direction, and the main shaft 11 is driven by the motor 14 in the Z-axis direction along the guide shaft 15. Move back and forth (up and down).
- the main shaft 11 is movably supported by the guide shaft 15 via the Z-axis support member 16.
- the guide shaft 15 is a ball screw
- the Z-axis support member 16 is a member that moves along a guide shaft 15 (ball screw) that is rotated by driving a motor 14.
- the guide shaft 15 and the Z-axis support member 16 are covered with a cover 17.
- the second moving mechanism 20 as the X-axis moving mechanism is supported by the first surface 3a of the first portion 3 of the frame 1 and is oriented in the X-axis direction (horizontal direction, second direction) orthogonal to the Z-axis direction.
- the spindle 11 can be moved together with the first moving mechanism 10.
- the second moving mechanism 20 has a motor 21 and a guide shaft (not shown) arranged in the X-axis direction, and the first moving mechanism 10 is reciprocated in the X-axis direction along the guide shaft by driving the motor 21. Move.
- a ball screw may be used as the guide shaft.
- the third moving mechanism 30 as the Y-axis moving mechanism is supported by the second surface 4a of the second portion 4 of the frame 1, and is orthogonal to the Z-axis direction and the X-axis direction in the Y-axis direction (horizontal direction, thirth).
- the support mechanism 40 can be moved in three directions).
- the third moving mechanism 30 has a motor 32 (FIGS. 5A and 5B) and a guide shaft (not shown) arranged in the Y-axis direction, and the support mechanism 40 is driven by the motor to Y along the guide shaft. Move back and forth in the axial direction.
- a ball screw may be used as the guide shaft. As shown in FIGS.
- the third moving mechanism 30 is provided below the frame 1 in the Z-axis direction in the space formed by the gantry 2. Further, the guide surface of the third moving mechanism 30 is in the Z-axis direction with respect to the rotation center axis (a-axis) of the first rotation mechanism 50 and the rotation center axis (b-axis) of the second rotation mechanism 60, which will be described later. Located above.
- the third moving mechanism 30 includes a support plate portion 31 that supports the second rotation mechanism 60, and as shown in FIGS. 5A and 5B, the support plate portion 31 is oriented in the Y-axis direction along the guide axis. Move back and forth. As shown in FIGS. 1 and 3, the support mechanism 40 side of the gantry 2 in the Y-axis direction is open, and the support plate portion 31 and the second rotation mechanism 60 supported by the support plate portion 31 are in the Y-axis direction. Even if it moves, it prevents it from interfering with the gantry 2.
- the third moving mechanism 30 can move the support mechanism 40 in the Y-axis direction together with the second rotating mechanism 60 and the first rotating mechanism 50, as will be described in detail later.
- the support mechanism 40 supports the work W as a processing object to be cut by the processing tool 12 such as a dental prosthesis.
- a holding portion 41 that holds the work W and both end portions are connected to the rotating portions 51 and 52 of the first rotating mechanism 50, respectively, and the supporting portion that supports the work W via the holding portion 41. It has 42 and.
- the holding portion 41 and the supporting portion 42 are separate bodies, and as will be described in detail later, the holding portion 41 is fixed to the supporting portion 42. However, the holding portion 41 and the supporting portion 42 may be integrated.
- the first rotation mechanism 50 as the A-axis rotation mechanism is rotatable about the a-axis (see FIGS. 2 to 4 and 6) as the rotation axis orthogonal to the Z-axis direction of the support mechanism 40.
- the a-axis is parallel to the X-axis direction.
- Such a first rotation mechanism 50 includes a support frame 53 that rotatably supports the rotation portions 51 and 52, and a motor 54 (FIG. 11) that rotationally drives the rotation portion 51.
- the support frame 53 is formed in a substantially U shape so as to surround the circumference of the support mechanism 40, and has a first support portion 53a that supports the motor 54 and the rotating portion 51 and a second support portion 53b that supports the rotating portion 52. And a connecting portion 53c that connects the first supporting portion 53a and the second supporting portion 53b.
- the rotating portion 51 supported by the first support portion 53a and the rotating portion 52 supported by the second support portion 53b are arranged so as to face each other in the a-axis direction and rotatably with the a-axis as the rotation axis. Has been done. Both ends of the support mechanism 40 in the a-axis direction are supported by the rotating portions 51 and 52, respectively. As a result, as shown in FIG. 4, the first rotation mechanism 50 supports the support mechanism 40 so as to be rotatable by ⁇ ° about the a-axis.
- the first rotation mechanism 50 can rotate at least 180 °, and the front and back of the work W supported by the support mechanism 40 can be reversed.
- the first rotation mechanism 50 can rotate the support mechanism 40 by 360 ° about the a-axis.
- the extension line of the a-axis passes through the center of the work W supported by the support mechanism 40 in the thickness direction, the distance from the a-axis, which is the rotation center axis, to the surface and the a-axis The distance to the back is the same. Therefore, even if the front and back sides of the work W are reversed, the positional relationship between the center of the work W in the thickness direction and the processing tool 12 does not change.
- the second rotation mechanism 60 as the B-axis rotation mechanism can rotate the support mechanism 40 around the b-axis (see FIGS. 4 and 5) as another rotation axis orthogonal to the Z-axis direction and the a-axis.
- the b-axis is parallel to the Y-axis direction.
- Such a second rotating mechanism 60 has a rotating portion 61 (FIG. 11) to which the support frame 53 of the first rotating mechanism 50 is attached, and a motor 62 (FIG. 4) that rotationally drives the rotating portion 61.
- the rotating portion 61 is attached with a connecting portion 53c of the support frame 53 and is rotationally driven by the motor 62 so that the support frame 53 can rotate about the b-axis. Therefore, as shown in FIG. 6, the second rotation mechanism 60 supports the support mechanism 40 together with the first rotation mechanism 50 so as to be rotatable ⁇ ° about the b-axis.
- the b-axis passes through the central portion in the X-axis direction between the rotating portion 51 and the rotating portion 52 of the first rotating mechanism 50, and the extension line passes through the center in the X-axis direction of the work W supported by the support mechanism 40. Further, the a-axis and the b-axis intersect each other so as to be orthogonal to each other as shown in FIGS. 4 and 6. Therefore, the a-axis is rotatable about the b-axis, and swings from the a1 axis to the a2 axis, for example, as shown in FIG.
- the tool magazine 70 as a tool holding portion can hold a plurality of machining tools, is arranged adjacent to the first rotation mechanism 50, and is supported by a support member 71 as shown in FIG.
- the support member 71 is supported by the support plate portion 31 of the third moving mechanism 30. Therefore, the tool magazine 70 can be moved in the Y-axis direction together with the support mechanism 40 and the like by the third moving mechanism 30.
- the support mechanism 40 rotates about the b-axis.
- the tool magazine 70 does not rotate. That is, the tool magazine 70 is supported by the support member 71 so that the support mechanism 40 maintains a predetermined posture even when the support mechanism 40 rotates about the a-axis and the b-axis.
- a plurality of types of machining tools integrally formed with the tool holder 12a are arranged in a plurality of rows along the Y-axis direction while being held. Then, the processing tool attached to the spindle 11 can be replaced.
- the tool holder 12a is a portion held by the spindle 11 and may be formed integrally with the machining tool or may be formed separately.
- the machining tool 12 is attached to the tool holder 12a with a chuck, and then the chuck portion for holding the tool of the spindle 11 holds the tool 12 via the tool holder 12a. ..
- the processing tool may be attached directly to the spindle 11.
- the processing tool may be replaced by an operator or automatically by the processing apparatus 100.
- the second moving mechanism 20 and the third moving mechanism 30 move the empty space of the tool magazine 70, which does not contain the machining tool, below the spindle 11. Then, the spindle 11 is lowered by the first moving mechanism 10 and an attachment / detachment device such as a chuck provided on the spindle 11 is operated to remove the machining tool 12 attached to the spindle 11 and empty space of the tool magazine 70. Place in. Next, the spindle 11 is raised by the first moving mechanism 10, and the position where the machining tool 12 to be replaced of the tool magazine 70 is arranged is moved below the spindle 11 by the second moving mechanism 20 and the third moving mechanism 30. ..
- the processing tool 12 is, for example, a drill or an end mill.
- the electrical unit 80 is attached to the inside of the frame 1. That is, the electrical unit 80 is arranged on the opposite side of the first surface 3a of the first portion 3 and on the opposite side of the second surface 4a of the second portion 4.
- Such an electrical unit 80 controls the processing apparatus 100, and as shown in FIG. 7, a control substrate 83 and each control unit 84a, 84b, 84c, 84x, 84y, 84z are supported on the frame body 81. There is.
- the control board 83 controls the drive of the main shaft and the motor of each shaft.
- Each control unit 84a, 84b, 84c, 84x, 84y, 84z calculates, for example, a pulse output to the motor from the signal of the rotary encoder of the corresponding motor, and appropriately controls the rotation of the corresponding motor. is there.
- control unit 84a controls the motor 54 of the first rotation mechanism 50 to rotate the support mechanism 40 about the a-axis.
- the control unit 84b controls the motor 62 of the second rotation mechanism 60 to incline the support mechanism 40 about the b-axis, and determines the posture of the support mechanism 40.
- control unit 84x controls the motor 21 of the second moving mechanism 20 to move the spindle 11 in the X-axis direction, and determines the position of the spindle 11 in the X-axis direction.
- the control unit 84y controls the motor of the third moving mechanism 30 to move the support mechanism 40 in the Y-axis direction, and determines the position of the support mechanism 40 in the Y-axis direction.
- the control unit 84z controls the motor 13 of the first moving mechanism 10 to move the spindle 11 in the Z-axis direction, and determines the position of the spindle 11 in the Z-axis direction. As a result, the relative positions of the spindle 11 and the support mechanism 40 on the X-axis, Y-axis, and Z-axis are determined.
- the control unit 84c controls the motor 13 that rotationally drives the spindle 11. Since the control unit 84c rotates the processing tool 12 attached to the spindle 11 at high speed, the control unit 84c tends to be larger and heavier than the other control units 84a, 84b, 84x, 84y, and 84z. Therefore, in the present embodiment, the frame body 81 of the electrical unit 80 has a partition portion 82 that partitions the installation space of the control unit up and down, and a large and heavy control unit 84c is provided below the partition portion 82 to partition the frame body 81. Small and lightweight 84a, 84b, 84x, 84y, 84z are provided above the portion 82. By arranging the heavy objects downward in this way, the stability of the device can be achieved, and by arranging the small control units together above the partition portion 82, the space can be effectively utilized and the size of the device can be reduced.
- control board 83 is provided on the side surface of the frame body 81 in order to facilitate wiring and the like.
- arrangement of each part of the electrical unit 80 may be changed in any order.
- the moving mechanism support member that supports each moving mechanism, the rotating mechanism, and the electrical unit is an L-shaped frame 1, but as shown in FIG. 8, a box-shaped frame 1A may be used.
- the frame 1A also has a first surface 3a that supports the first moving mechanism 10 and the second moving mechanism 20, and a second surface 4a that supports the third moving mechanism 30.
- the electrical unit 80 is arranged in the box-shaped frame 1A.
- the machined surface of the work W is (1) by moving the spindle 11 up and down by the first moving mechanism 10 while rotating the spindle 11 to which the machining tool 12 is attached.
- the upper surface) is cut by the processing tool 12.
- the spindle 11 is moved up and down by the first moving mechanism 10 while the spindle 11 is moved in the X-axis direction by the second moving mechanism 20 and the support mechanism 40 that supports the work W by the third moving mechanism 30 is moved in the Y-axis direction.
- the work W can be cut by the second rotation mechanism 60 even when the work W is tilted about the b-axis, and the work W can be cut by inverting the front and back sides of the work W by the first moving mechanism 10.
- the processing device 100 of the present embodiment is an NC processing device that automatically performs processing under computer control. Specifically, machining data is created by a CAD / CAM system using an external terminal such as a personal computer, and the work W is machined by numerical control based on this data. For this purpose, an external terminal such as a personal computer that gives a command to the processing device 100 is connected to the processing device 100.
- the processing apparatus 100 itself may be provided with a computer equipped with a CPU and memory capable of numerical control.
- the processing device 100 when the dental prosthesis is created by the processing device 100, the data of the dental prosthesis measured by the three-dimensional measuring instrument is transferred to the CAD / CAM system, and the processing data is created by the CAD / CAM system. Then, based on this processing data, the processing apparatus 100 is controlled and the work W is cut by the processing tool 12 to create a dental prosthesis.
- the processing device for processing the work it is preferable to sufficiently secure the rigidity of the moving mechanism support member that supports the moving mechanism for moving the spindle and the work and the rotating mechanism for rotating the work.
- the rigidity of the moving mechanism support member that supports the moving mechanism for moving the spindle and the work and the rotating mechanism for rotating the work.
- the work moves and rotates while being supported by the side surface of the frame body constituting the device. Therefore, it is difficult to secure the rigidity for supporting the work. If the rigidity of the part that supports the work or spindle is insufficient, machining stability may decrease.
- the frame 1 and the frame 1A that support each moving mechanism and each rotating mechanism have a first surface 3a and a second surface 4a orthogonal to the first surface 3a. It has a structure. Then, the first moving mechanism 10 and the second moving mechanism 20 are supported on the first surface 3a, the third moving mechanism 30 is supported on the second surface 4a, and the first moving mechanism 30 is used. The rotation mechanism 50 and the second rotation mechanism 60 are supported on the second surface 4a.
- the configuration in which each of the moving mechanisms and the rotating mechanisms is supported on the frames 1 and 1A having the L-shaped portion has higher support rigidity than the configuration in which the moving mechanism and the rotating mechanism are supported on the side plates.
- the support mechanism 40A of the work W of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 9 to 13.
- the support mechanism 40A shown in FIGS. 9 to 13 is different from the support mechanism 40 shown in FIGS. 1 to 8 described above in that it has pressing portions 43a, 43b, and 43c. That is, the support mechanism 40A shown in FIGS. 9 to 13 is also connected to the holding portion 41 for holding the work W and the rotating portions 51 and 52 of the first rotating mechanism 50, and supports the work W via the holding portion 41. It is provided with a support portion 42. Then, the holding portion 41 is fixed to the supporting portion 42 by pressing the holding portion 41 with the pressing portions 43a, 43b, 43c.
- the holding portion 41 may be fixed to the supporting portion 42 by a fixing member such as a screw, or may be fixed by the configuration of the second embodiment described later. You may.
- the relationship between the center of the work W held by the holding portion 41 in the thickness direction and the position where the supporting portion 42 is connected to the rotating portions 51 and 52. Is the same as in the following case.
- the support mechanism 40A has a pressing device 44 arranged so as to sandwich the holding portion 41 for holding the work W, and a receiving device 45.
- the pressing device 44 and the receiving device 45 are arranged on the a-axis, the pressing device 44 is arranged on the rotating portion 52 side of the first rotating mechanism 50, and the receiving device 45 is arranged on the rotating portion 51 side.
- the pressing device 44 has pressing portions 43a, 43b, and 43c, and presses the holding portion 41 toward the device 45 side and the support portion 42.
- the receiving device 45 comes into contact with the holding unit 41 and receives the pressing force applied to the holding unit 41 by the pressing device 44. Further, the pressing device 44 and the receiving device 45 are fixed on the support portion 42.
- FIG. 11 is a cross-sectional perspective view of the first rotation mechanism 50 and the support mechanism 40A cut on the a-axis, and is a view of the support mechanism 40A viewed from the support portion 42 side.
- the work W is a disk-shaped member, and a protrusion W1 is provided on the outer peripheral portion over the entire circumference.
- the holding portion 41 has a main body portion 41a and a holding plate portion 41b.
- the main body 41a is formed with a recess 41c into which the protrusion W1 of the work W can enter.
- the work W is held by the holding portion 41 by sandwiching the protrusion W1 between the recess 41c of the main body portion 41a and the holding plate portion 41b.
- the holding plate portion 41b is fixed to the main body portion 41a with, for example, a screw 41d (see FIG. 12 or the like) in a state where the work W is sandwiched between the main body portion 41a.
- the support portion 42 is formed with a through hole 42a that is larger than the outer diameter of the work W and smaller than the outer diameter of the circumscribed circle of the holding portion 41.
- the work W is inverted by the first rotation mechanism 50, and when the back surface of the work W is machined, the machining tool 12 can come into contact with the work W through the through hole 42a. That is, the back surface of the work W can be cut through the through hole 42a.
- the holding portion 41 can be placed on the outer portion of the through hole 42a of the supporting portion 42.
- FIG. 12 is a plan view of the support mechanism 40A as viewed from the holding portion 41 side.
- a sectional view of BB passing through the a-axis is shown in FIG. 13B
- a sectional view of AA deviated from the a-axis by a predetermined angle counterclockwise around the center O of the work W is shown in FIG.
- FIG. 13C shows a cross-sectional view taken along the line CC with a predetermined angle deviated clockwise around the center O of W.
- the a-axis deviation angles of the AA cross section and the CC cross section are the same.
- the center O of the work W is the center when the disk-shaped work W is viewed in a plan view.
- a plane along the a-axis which is the rotation axis of the first rotation mechanism 50, is defined as a plane P.
- the direction orthogonal to the plane P is defined as the thickness direction of the work W.
- the center Q in the thickness direction of the work W is set as the center Q.
- the holding portion 41 holds the work W at a position through which the plane P passes. Further, the holding portion 41 holds the work W so that the extension line of the a-axis passes through the center Q in the thickness direction of the work W.
- the support portion 42 that supports the holding portion 41 is located on one side (lower side of FIG. 13B) of the position where the work W is held by the holding portion 41 in the thickness direction of the work W, and is eccentric to the a-axis. It is connected to the first rotation mechanism 50 at the connection position c.
- connecting portions 42b and 42c are provided at both ends of the support portion 42 in the a-axis direction. As shown in FIG. 11, the connecting portions 42b and 42c are connected to the connecting protrusion 51a of the rotating portion 51 and the connecting protrusion 52a of the rotating portion 52, respectively.
- the connecting protrusion 51a of the rotating portion 51 and the connecting protrusion 52a of the rotating portion 52 are formed so as to project along the a-axis from a position eccentric from the a-axis, respectively.
- the connecting portions 42b and 42c formed in the supporting portion 42 have a notch shape into which the connecting protrusions 51a and 52a can enter, respectively. Then, the connecting portions 42b and 42c and the connecting protrusions 51a and 52a are fixed in a state where the connecting protrusions 51a and 52a have entered the connecting portions 42b and 42c, respectively.
- the amount of eccentricity of the connecting protrusions 51a and 52a from the a-axis is the same, and the amount of notch of the connecting portions 42b and 42c is also the same. Therefore, as shown in FIG. 13B, the connecting protrusions 51a and 52a and the connecting portions 42b and 42c are connected at the connecting position c, and the connecting position c is biased to the a-axis.
- the work W is held by the holding portion 41 so that the a-axis passes through the center Q in the thickness direction of the work W. Therefore, even if the connecting position c between the support portion 42 and the rotating portions 51 and 52 is eccentric from the a-axis, the rotating portions 51 and 52 rotate around the a-axis to move the work W together with the support mechanism 40A. It can rotate around the a-axis.
- the pressing device 44 has pressing portions 43a, 43b, and 43c at a plurality of locations (three locations in the present embodiment) around the holding portion 41, respectively.
- the pressing portions 43a, 43b, and 43c press a part of the periphery through which the plane P of the holding portion 41 passes.
- the pressing portion 43b arranged at a position passing through the a-axis presses the holding portion 41 in a direction substantially parallel to the a-axis, as shown in FIG. 13B.
- the pressing portion 43b receives the holding portion 41 by a spring (not shown) and presses the holding portion 41 toward the device 45.
- the pressing device 44 has a guide hole 44b that movably guides the pressing portion 43b along a direction substantially parallel to the a-axis direction.
- a protrusion 43b1 is provided at the tip of the pressing portion 43b, and by engaging the protrusion 43b1 with a recess 41e provided on the outer peripheral surface of the holding portion 41, the axis orthogonal to the plane P of the holding portion 41 is centered. Positioning in the direction of rotation is performed.
- the protrusion 43b1 may be a ball rotatably provided at the tip of the pressing portion 43b, or may be a hemispherically rounded tip of the pressing portion 43b.
- the holding portion 41 When the holding portion 41 is attached to the supporting portion 42, the holding portion 41 is inserted between the pressing device 44 provided on the supporting portion 42 and the receiving device 45. At this time, the phases of the recess 41e of the holding portion 41 and the protrusion 43b1 of the pressing portion 43b are shifted in the rotation direction. Then, by rotating the holding portion 41 relative to the supporting portion 42, the recess 41e and the protrusion 43b1 are in phase with each other and engaged with each other. As a result, the holding portion 41 is positioned in the rotational direction with respect to the supporting portion 42.
- the pressing portions 43a and 43c arranged on both sides of the pressing portion 43b in the rotation direction press the holding portion 41 in a direction inclined with respect to the plane P as shown in FIGS. 13A and 13C.
- the pressing portions 43a and 43c receive the holding portion 41 and press it toward the device 45 by a spring (not shown).
- the pressing directions of the pressing portions 43a and 43c are inclined with respect to the plane P so as to face one side (support portion 42 side) with respect to the direction along the plane P. That is, a part of the component force of the force in the pressing direction of the pressing portions 43a and 43c acts in the direction of pressing the holding portion 41 toward the supporting portion 42.
- the pressing device 44 has guide holes 44a and 44c that guide the pressing portions 43a and 43c so as to be movable along a direction inclined with respect to the plane P, respectively.
- Protrusions 43a1 and 43c1 are also provided at the tips of the pressing portions 43a and 43c.
- the holding portion 41 is provided with inclined surfaces 41f and 41g that engage with the protruding portions 43a1 and 43c1.
- the inclined surfaces 41f and 41g are surfaces substantially orthogonal to the pressing direction of the pressing portions 43a and 43c, and the holding portion 41 is effectively pushed toward the support portion 42 by the pressing force of the pressing portions 43a and 43c.
- the protrusions 43a1 and 43c1 may be spheres rotatably provided at the tips of the pressing portions 43a and 43c, or the tips of the pressing portions 43a and 43c may be rounded in a hemispherical shape. Further, the pressing portions 43a, 43b and 43c may be the same members, respectively.
- the holding portion 41 By pressing the holding portion 41 toward the supporting portion 42 by the pressing portions 43a and 43c in this way, the holding portion 41 is fixed to the supporting portion 42. Further, the pressing portion 43b positions the holding portion 41 with respect to the supporting portion 42 in the rotational direction.
- the support portion 42 that supports the holding portion 41 is on one side (lower side of FIG. 13B) of the position where the work W is held by the holding portion 41 in the thickness direction of the work W. Moreover, it is connected to the first rotation mechanism 50 at the connection position c which is a position eccentric to the a-axis. Therefore, when machining the work W, it is easy to secure sufficient rigidity against the machining load on the work W. That is, in the case of the present embodiment, by shifting the holding position of the work W and the connecting position of the support mechanism 40A and the first rotation mechanism 50, sufficient rigidity can be ensured against the machining load of the work W.
- Patent Document 1 describes a configuration having a holding portion for holding the object to be processed by sandwiching it, and having a rotation mechanism for rotating the object to be processed via the holding portion.
- the position where the holding portion holds the workpiece, the position where the rotating mechanism supports the workpiece via the holding portion, and the rotation center for rotating the workpiece are substantially the same. It is thought to be on the axis.
- the structure for supporting the object to be machined is such that the load on the object to be machined is subjected to It is difficult to secure sufficient rigidity. Therefore, there is a possibility that the processing accuracy of the object to be processed cannot be sufficiently ensured.
- the position where the work W is held by the holding portion 41 and the connecting position c between the supporting portion 42 and the first rotation mechanism 50 are deviated from each other. Therefore, from the connecting position to the work W via the support portion 42 and the holding portion 41 can be regarded as an integral crank-shaped member. Therefore, the strength against bending when a load is applied to the work W due to a machining load can be increased. As a result, sufficient rigidity can be ensured against a load on the work W during machining, and it is easy to sufficiently secure machining accuracy of the work W.
- the a-axis which is the rotation axis of the first rotation mechanism 50, passes through the center Q in the thickness direction of the work W, and the connection position c between the support portion 42 and the first rotation mechanism 50 is deviated from the a-axis. I have a heart. Therefore, even if the work W is rotated about the a-axis and inverted so that the front surface and the back surface are interchanged, the positional relationship between the center Q in the thickness direction of the work W and the processing tool 12 does not change. Therefore, by reversing, machining can be performed without newly correcting the positional relationship between the machining tool 12 and the work W.
- the support portion 42 is arranged on one side of the holding portion 41, and the holding portion 41 is supported by the support portion 42. Therefore, when the surface of the work W (upper surfaces of FIGS. 13A, B, C) is machined, the load acting on the work W can be sufficiently supported by the support portion 42. On the other hand, with respect to the machining load on the back surface of the work W, the support strength is ensured by the following configuration.
- the holding portion 41 is pressed against the supporting portion 42 by being pressed by the pressing portions 43a and 43c, so that the holding portion 41 is pressed against the supporting portion 42.
- sufficient strength can be secured in the direction of separation. Therefore, even when the support mechanism 40A is inverted and the back surface of the work W is processed from the support portion 42 side, the load transmitted to the holding portion 41 via the work W can be sufficiently supported by the pressing portions 43a and 43c. That is, when processing the back surface of the work W, a force acts on the holding portion 41 in the direction away from the supporting portion 42 via the work W, but the holding portion 41 is pressed against the supporting portion 42 by the pressing pressure of the pressing portions 43a and 43c. Therefore, it is possible to secure a sufficient holding strength of the work W against the load during processing. As a result, the back surface of the work W can be stably machined, and the machining accuracy of the work W can be sufficiently ensured.
- the tool magazine 70 as the tool holding portion of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
- the tool magazine 70 can hold a plurality of machining tools, is arranged adjacent to the first rotation mechanism 50, and is supported by the support member 71 as shown in FIG.
- a plurality of processing tools 12 can be arranged in a plurality of rows (two rows in the present embodiment).
- the machining tool 12 is integrally formed with the tool holder 12a.
- the tool magazine 70 has a plurality of first tool arranging portions 72a and a plurality of second tool arranging portions 73a.
- a plurality of processing tools 12 are detachably formed in the first tool arranging portion 72a and the second tool arranging portion 73a, respectively, in a predetermined direction (Z-axis direction in the present embodiment).
- the plurality of first tool arranging portions 72a can arrange the plurality of processing tools 12 along the first row 72.
- the plurality of second tool arranging portions 73a can arrange a plurality of processing tools 12 along the second row 73 substantially parallel to the first row 72 and adjacent to the first row 72.
- the first row 72 and the second row 73 are rows along the Y-axis direction, and are adjacent to each other in the X-axis direction.
- the first row 72 and the second row 73 may be rows along the X-axis direction and may be adjacent to each other in the Y-axis direction.
- the plurality of first tool arranging portions 72a and the plurality of second tool arranging portions 73a are the processing tools arranged in the first row 72 with respect to the directions along the first row 72 and the second row 73.
- a plurality of processing tools 12 are arranged so that the center of the processing tool 12 and the center of the processing tool 12 arranged in the second row 73 are deviated from each other.
- the plurality of first tool arranging portions 72a and the plurality of second tool arranging portions 73a are arranged so as to be offset from each other in the directions (Y-axis direction) along the first row 72 and the second row 73.
- first tool arranging portion 72a and the second tool arranging portion 73a are arranged so that a part of one first tool arranging portion 72a enters, respectively. Further, the plurality of first tool arranging portions 72a and the plurality of second tool arranging portions 73a are arranged in a staggered manner.
- the plurality of first tool arranging portions 72a and the plurality of second tool arranging portions 73a can be arranged with each other. It can be placed close to each other and can be miniaturized in the X-axis direction.
- the first row 72 is arranged on the side of the first rotation mechanism 50
- the second row 73 is arranged on the side away from the first rotation mechanism 50.
- FIG. 16A shows the attachment / detachment detection configuration of the machining tool 12 in the first tool arrangement portion 72a arranged in the first row 72.
- the first arm portion 74 in order to detect the attachment / detachment of the machining tool 12 in the first tool arrangement portion 72a, it has a first arm portion 74 as a plurality of first swing portions and a first detection portion 75.
- the first arm portion 74 can swing around the swing shaft 74a.
- the first detection unit 75 is a photo interrupter having a light emitting unit and a light receiving unit, and the base end portion of the first arm unit 74 can pass between the light emitting unit and the light receiving unit. ..
- the plurality of first arm portions 74 are arranged so as to pass through positions deviating from the second tool arranging portion 73a in the direction along the second row 73 from the side opposite to the first row 72 of the second row 73. .. Then, the plurality of first arm portions 74 swing in conjunction with the attachment / detachment operation of the processing tool 12 to / from the first tool arrangement portion 72a, respectively.
- the first detection unit 75 is arranged on the side opposite to the first row 72 of the second row 73, and detects the attachment / detachment of the machining tool 12 to / from the first tool arrangement portion 72a by the swinging motion of the first arm portion 74.
- the tip of the first arm portion 74 is engageable with a part of the machining tool 12 mounted on the first tool placement portion 72a, and the machining tool 12 is mounted on the first tool placement portion 72a. , It swings to the position shown in FIG. 16A, and the base end portion is located between the light emitting portion and the light receiving portion of the first detection unit 75 to block the light of the light emitting unit.
- the first arm portion 74 swings so that the tip portion rises about the swing shaft 74a, and the base end portion is the first detection unit 75.
- the control board 83 (FIG. 7) recognizes attachment / detachment to the first tool arrangement portion 72a of the machining tool 12 from the detection result of the first detection unit 75.
- FIG. 16B shows the attachment / detachment detection configuration of the machining tool 12 in the second tool arrangement portion 73a arranged in the second row 73.
- it in order to detect the attachment / detachment of the machining tool 12 in the second tool arranging portion 73a, it has a second arm portion 76 as a plurality of second swinging portions and a second detection unit 77.
- the second arm portion 76 has a shorter length than the first arm portion 74, and can swing around the swing shaft 76a.
- the second detection unit 77 is a photo interrupter similar to the first detection unit 75, and the base end portion of the second arm portion 76 can pass between the light emitting unit and the light receiving unit.
- the plurality of second arm portions 76 are arranged from the side opposite to the first row 72 of the second row 73 toward the second tool arranging portion 73a. Then, the plurality of second arm portions 76 swing in conjunction with the attachment / detachment operation of the processing tool 12 to / from the second tool arrangement portion 73a, respectively.
- the second detection unit 77 is arranged on the side opposite to the first row 72 of the second row 73, and detects the attachment / detachment of the machining tool 12 to / from the second tool arrangement unit 73a by the swinging motion of the second arm unit 76.
- the tip of the second arm portion 76 is engageable with a part of the machining tool 12 mounted on the second tool placement portion 73a, and the machining tool 12 is mounted on the second tool placement portion 73a. , It swings to the position shown in FIG. 16B, and the base end portion is located between the light emitting portion and the light receiving portion of the second detection unit 77 to block the light of the light emitting unit.
- the second arm portion 76 swings so that the tip portion rises about the swing shaft 76a, and the base end portion becomes the second detection unit 77.
- the control board 83 (FIG. 7) recognizes attachment / detachment to the second tool arrangement portion 73a of the machining tool 12 from the detection result of the second detection unit 77.
- the first detection unit 75 and the second detection unit 77 are arranged for the number of the corresponding first arm unit 74 and the second arm unit 76, respectively. Further, the first detection unit 75 and the second detection unit 77 are arranged in one row on the opposite side of the second row 73 from the first row 72, substantially parallel to the second row 73. However, the first detection unit 75 and the second detection unit 77 do not have to be arranged in a single row, and may be arranged in a staggered pattern, for example.
- the plurality of first tool arranging portions 72a and the plurality of second tool arranging portions 73a are arranged in a staggered pattern, and the attachment / detachment of the machining tool 12 to the plurality of first tool arranging portions 72a is detected.
- the first arm portion 74 is arranged between the plurality of second tool arranging portions 73a. Therefore, the first detection unit 75 and the second detection unit 77 can be arranged together on one side of the first row 72 and the second row 73, facilitating wiring to each detection unit. Further, the first detection unit 75 and the second detection unit 77 can be arranged side by side in a row, so that the device can be miniaturized.
- a processing device for cutting a block for a single crown is provided as a dental prosthesis, and a plurality of blocks for a single crown are fixed with a dedicated jig and continuously processed.
- the work 201 is a work 201 in which such a plurality of single crown blocks 200 are fixed to a jig 202.
- the work 201 including the jig 202 is formed in a substantially disk shape, and the outer peripheral shape is the same as that of the work W of the first embodiment.
- the work 201 having the plurality of blocks 200 can be easily attached to and detached from the device in order to attach and detach the block 200 to and from the jig. Therefore, in the present embodiment, the holding portion 41A for holding the work 201 is easily attached to and detached from the supporting portion 42A.
- the work 201 is held by the holding portion 41A as shown in FIGS. 17A and 17B. Then, as will be described later, the holding portion 41A is attached to the supporting portion 42A to form a support mechanism 40B that supports the work 201 (see FIG. 20).
- the holding portion 41A is removable from the support portion 42A in a direction orthogonal to the plane P, and has a main body portion 410, a protruding portion 411, and a first protrusion 412.
- the main body 410 holds the work 201.
- the configuration in which the work 201 is held by the main body 410 is the same as that in the first embodiment.
- the protruding portion 411 is a portion that protrudes from the back surface of the main body portion 410 in a direction orthogonal to the plane P (FIG. 13B).
- the back surface of the main body 410 is the surface on which the holding portion 41A is supported by the supporting portion 42A.
- Such a protruding portion 411 is formed in a cylindrical shape so that the back surface of the work 201 is exposed inside.
- the first protrusion 412 is formed so as to protrude from the outer peripheral surface of the protrusion 411 in a direction parallel to the plane P (outward in the radial direction of the cylindrical protrusion 411).
- Such first protrusions 412 are provided at a plurality of places (three places in the present embodiment) at intervals on the outer peripheral surface of the protrusions 411.
- the support portion 42A has an opening 420, a second protrusion 421, an approach portion 422, and a leaf spring 423 as an urging portion.
- the opening 420 is a cylindrical hole so that the protruding portion 411 of the holding portion 41A has an inner diameter into which it can be inserted.
- the opening 420 penetrates, and with the holding portion 41A attached, the back surface of the work 201 can be processed by a processing tool through the inside of the opening 420 and the protruding portion 411.
- the second protrusion 421 is formed so as to project from the inner peripheral surface of the opening 420 in a direction parallel to the plane P (inward in the radial direction of the cylindrical opening 420). Such second protrusions 421 are provided at a plurality of locations (three locations in the present embodiment) at intervals on the inner peripheral surface of the opening 420. Further, the number of the first protrusion 412 and the second protrusion 421 is the same as each other. Further, the second protrusion 421 is located downstream of the first protrusion 412 with respect to the insertion direction into the protrusion 411 in a state where the protrusion 411 is attached to the opening 420.
- the approach portion 422 is a portion of the inner peripheral surface of the opening 420 in which the second protrusion 421 is not formed.
- the first protrusion 412 is located downstream of the second protrusion 421 in the insertion direction of the protrusion 411.
- the number of approach portions 422 is the same as that of the first protrusion 412, and the number of the approach portions 422 is the same as that of the first protrusion 412 in the circumferential direction.
- the circumferential length of each approach portion 422 is longer than the circumferential length of each first protrusion 412.
- the leaf spring 423 is provided on the lower side of the second protrusion 421 (downstream side in the insertion direction of the protrusion 411). Then, as shown in FIG. 20B, the first protrusion 412 and the second protrusion 421 are located between the first protrusion 412 and the second protrusion 421 in a state where they overlap in the insertion direction of the protrusion 411, and the first protrusion The 412 and the second protrusion 421 are urged so as to be separated from each other.
- the leaf spring 423 may be formed so that a predetermined range of the central portion in the circumferential direction is located below both end portions and is inclined upward from this predetermined range to both end portions.
- the holding portion 41A is guided to both ends of the leaf spring 423.
- the leaf spring 423 is smoothly guided to a predetermined range.
- the support portion 42A is provided with an abutting portion 424 on the lower side (downstream side in the insertion direction of the protrusion 411) of the second protrusion 421 and the leaf spring 423 on the inner peripheral surface of the opening 420.
- the abutting portion 424 is formed over the entire circumference so as to project radially inward from the inner peripheral surface of the opening 420. In the state where the holding portion 41A is attached to the supporting portion 42A, the tip of the protruding portion 411 in the insertion direction abuts on the abutting portion 424. That is, as shown in FIG.
- the leaf spring 423 urges the first protrusion 412 and the second protrusion 421 in a direction in which they are separated from each other, so that the protrusion 411 on which the first protrusion 412 is formed is inserted in the insertion direction. It is pushed further downstream and hits the abutting portion 424. As a result, the frictional force between the first protrusion 412 and the abutting portion 424 increases, and the holding portion 41A is fixed to the supporting portion 42A.
- the holding portion 41A When the holding portion 41A is attached to the supporting portion 42A, a part of the surface (lower surface) of the holding portion 41A on the insertion direction side of the main body portion 410 and a part of the peripheral portion of the opening portion 420 of the supporting portion 42A are formed. It may be brought into contact with each other. Even in this case, the leaf spring 423 urges the first protrusion 412 and the second protrusion 421 in a direction in which they are separated from each other, so that a part of the lower surface of the main body 410 and a part of the peripheral part of the opening 420 are formed. The frictional force of the portion in contact with the holding portion 41A is increased, and the holding portion 41A is fixed to the supporting portion 42A.
- FIG. 19A when the holding portion 41A is attached to the supporting portion 42A, the holding portion 41A is moved in a direction orthogonal to the plane P with respect to the supporting portion 42A. At this time, the holding portion 41A is moved by rotating the holding portion 41A by a predetermined angle in the rotation direction so that the first projection 412 of the holding portion 41A and the approaching portion 422 of the supporting portion 42A are in phase with each other. Then, as shown in FIG. 19B, the protruding portion 411 of the holding portion 41A is inserted into the opening portion 420 of the supporting portion 42A. At this time, the protrusion 411 is inserted into the opening 420 until the first protrusion 412 is located on the downstream side in the insertion direction of the second protrusion 421.
- FIG. 20A shows a state in which the mounting operation of the holding portion 41A on the supporting portion 42A is completed.
- the first protrusion 412 enters the downstream side in the insertion direction of the second protrusion 421 and the leaf spring 423, and as described above, the first protrusion 412 and the second protrusion 421 are separated from each other by the leaf spring 423. Be urged.
- the holding portion 41A is mounted and fixed to the supporting portion 42A.
- the holding portion 41A is removed from the supporting portion 42A, the holding portion 41A is rotated relative to the supporting portion 42A in the direction opposite to that at the time of mounting, and the phases of the first protrusion 412 and the approaching portion 422 are matched. Then, in this state, the holding portion 41A is moved in the direction opposite to the insertion direction, and the protruding portion 411 is pulled out from the opening 420, so that the removal operation of the holding portion 41A with respect to the support portion 42A is completed.
- the leaf spring 423 is provided in the support portion 42A, but it may be provided in the holding portion 41A. In this case, it is preferable to provide the leaf spring 423 on the upstream side of the first protrusion 412 in the insertion direction. As a result, the leaf spring 423 is positioned between the first protrusion 412 and the second protrusion 421, and is urged in a direction in which they are separated from each other. That is, the leaf spring 423 may be provided in either the holding portion 41A or the supporting portion 42A.
- the attachment / detachment operation of the holding portion 41A to the supporting portion 42A as described above may be performed manually, but in the present embodiment, it is performed automatically.
- the support mechanism 40B is rotated by the first rotation mechanism 50 so that the holding portion 41A can be easily grasped by hand.
- the support mechanism 40B may be tilted so that the surface of the work 201 faces upward within a range in which the center of rotation of the holding portion 41A with respect to the support portion 42A is 30 ° or more and 60 ° or less with respect to the b-axis.
- FIGS. 21 and 22 a case where the attachment / detachment operation is automatically performed will be described with reference to FIGS. 21 and 22.
- the jig 210 is inserted into a jig hole 413 (see FIGS. 17A and 20A) formed in a part of the holding portion 41A.
- the support mechanism 40B is rotated by the first rotation mechanism 50 so that the surface of the work 201 faces the side opposite to the second rotation mechanism 60.
- the center of rotation of the holding portion 41A with respect to the supporting portion 42A is located on the b-axis.
- the support mechanism 40B is rotated around the b-axis together with the first rotation mechanism 50 by the second rotation mechanism 60.
- the rotation of the holding portion 41A is restricted by inserting the jig 210 into the hole 413. That is, the holding portion 41A is in a state of being stopped by the jig 210. Therefore, the support mechanism 40B is rotated about the b-axis by the second rotation mechanism 60, so that the holding portion 41A and the support portion 42A rotate relative to each other.
- the rotation angle at this time is set to an angle at which the phases of the first protrusion 412 and the approach portion 422 match. As a result, the holding portion 41A can be removed from the supporting portion 42A.
- the holding portion 41A is attached to the supporting portion 42A, as shown in FIGS. 22A and 22B, the protruding portion 411 of the holding portion 41A is inserted into the opening 420 of the supporting portion 42A. Further, the rotation of the holding portion 41A is regulated by the jig 210. Then, by rotating the second rotation mechanism 60 in the direction opposite to the above-mentioned case, the mounting state as shown in FIGS. 21A and 21B can be obtained.
- the holding portion 41A is grasped by the robot hand, moved toward the supporting portion 42A, and the protruding portion 411 of the holding portion 41A is inserted into the opening 420 of the supporting portion 42A. Then, in a state where the holding portion 41A is grasped by the robot hand and the rotation of the holding portion 41A is stopped, the holding portion 41A and the supporting portion 42A are relatively rotated by rotating the second rotation mechanism 60 in the same manner as in the above-mentioned case. Let me. When removing, the second rotation mechanism 60 is rotated in the direction opposite to that at the time of mounting while the holding portion 41A is grasped by the robot hand and the rotation of the holding portion 41A is stopped. Then, the robot hand holding the holding portion 41A is moved in the direction opposite to the insertion direction. As a result, the holding portion 41A can be automatically attached to and detached from the supporting portion 42A.
- the rotation of the second rotation mechanism 60 By utilizing the rotation of the second rotation mechanism 60 in this way, the attachment / detachment operation of the holding portion 41A and the supporting portion 42A can be automated or semi-automated. As a result, work efficiency such as work exchange can be improved. Even when such an attachment / detachment operation is performed manually, the rotation of the second rotation mechanism 60 may be used.
- machining apparatus machine tool
- tools machining tool
- a strong air pressure is required to resist the force of the spring inside the spindle chuck and open the spindle chuck. If you want to open the spindle chuck with a weak air pressure, you need to weaken the spring force, but you cannot grip the cutting tool firmly during machining, which causes unnecessary troubles. It is desirable to close the spindle chuck with a strong spring during machining to firmly grip the cutting tool, and after machining, open the spindle chuck with strong air pressure to release the cutting tool. At that time, a pressure boosting valve may be used to increase the air pressure. The pressure boosting valve operates when the air pressure difference between the input and the output is equal to or more than a predetermined value, and may not operate when the air pressure difference between the input and the output is smaller than the predetermined value.
- the processing apparatus of this embodiment is a processing apparatus that opens the chuck of the processing tool by a pressure boosting valve connected to the air compressor.
- air is input to the chuck via a booster valve before the chuck holds the tool.
- a machining apparatus that stabilizes the output of the booster valve, facilitates clamping of the tool, and facilitates stable machining by a simple method.
- FIG. 23 is an external perspective view of the processing apparatus 100A according to the present embodiment, in which a pressure boosting valve 90 is attached to an air compressor (not shown) that generates air, and the pressure is increased by the pressure boosting valve 90.
- the chuck described later is put into the unclamped state.
- An air pressure detection sensor 91 is provided after the pressure boosting valve 90.
- the air pressure detection sensor 91 may be provided inside the machine tool to measure how much pressure is applied to the chuck of the tool.
- the processing apparatus 100A houses the processing apparatus main body in the exterior cover 101.
- the exterior cover 101 has an opening / closing door 102, and the work can be replaced by opening the opening / closing door 102. Further, the opening / closing door 102 is closed during the processing of the work. The opening and closing of the opening / closing door 102 is detected by a sensor (not shown).
- the opening / closing door 102 is provided with a translucent window 103.
- the opening / closing door 102 is configured such that the opening / closing rod 104 is connected to a portion where the window 103 is not provided, and the opening / closing operation is slowed down by a shock absorber mechanism (not shown) provided on the opening / closing rod 104.
- the opening / closing door 102 can be easily opened and closed, a large impact is less likely to be transmitted to the window 103, and the translucent member provided in the window 103 is less likely to be broken.
- FIG. 24A will be described. Since this figure is the state before the tool clamp, the tool holder 113 and the spindle 110 are separated from each other.
- the tool 114 is attached to the tool holder 113.
- the spindle 110 is one structural example of the spindle 11.
- the distance between the spindle 110 and the flange portion of the tool holder 113 is represented by d1.
- the tool holder 113 is provided with a pull stud 112, and the pull stud 112 is pulled by the drawbar 111 in the thrust direction of the spindle 110.
- the drawbar 111 When pulling, the drawbar 111 pulls by hooking the claw of the drawbar 111 on the protruding portion of the pull stud 112. Depending on the position of the drawbar 111, the tool is chucked.
- FIG. 24B shows the state after the tool clamp, the tool holder 113 and the spindle 110 are in contact with each other. Then, as described above, the drawbar 111 hooks the claw of the drawbar 111 on the protruding portion of the pull stud 112. When air is blown out from the state of FIG. 24B, the drawbar 111 is in the state of FIG. 24A and the processing tool can be replaced.
- the electrical unit 80 includes a CPU 85 as a calculation means, an input / output port (I / O) 86i, control units 84x, 84y, 84z of each motor, a spindle control unit 84c, and an a-axis control unit. It includes 84a, a b-axis control unit 84b, and the like.
- the CPU 85 performs various calculations using the memory 86m based on the input data and signals.
- the I / O 86i is connected to the air blow unit 87 of the processing apparatus main body, the dust collector 88, and the tool length sensor 96.
- the air blow unit 87 blows air onto the tool attached to the spindle 110 to cool the tool and remove chips adhering to the tool. Further, foreign matter such as chips removed from the tool and chips existing in the support mechanism 40 and the first rotation mechanism 50 (work holding device) after processing are sucked from the chip suction unit 89 provided in the work holding device. , Collected by the dust collector 88.
- the tool length sensor 96 is provided in the vicinity of the tool magazine 70 (support frame 53 of the first rotation mechanism 50 in the illustrated example), and the length of the tool is determined by a touch sensor method.
- the CPU 85 detects and sends a signal to the CPU 85.
- the length of the tool is detected by moving the spindle above the tool length sensor 96 with the tool chucked on the spindle, and further lowering the spindle to bring the tip of the tool into contact with the tool length sensor 96.
- the control units 84x, 84y, 84z of each motor provided in the CPU 85 drive the motors 21, 32, 14 of the X, Y, and Z based on the command from the CPU 85.
- Each motor 21, 32, 14 is provided with an encoder.
- the encoder detects, for example, the number of rotations, the rotation angle, and the rotation direction of the rotation shafts of the motors 21, 32, and 14. Then, the amount (actual position) of the stages X, Y, and Z actually moved by driving the motors 21, 32, and 14 is detected.
- the stage X moves the spindle 110 in the X-axis direction
- the stage Y moves the work holding device in the Y-axis direction
- the stage Z moves the spindle 110 in the Z-axis direction by driving the motors 21, 32, and 14, respectively. Equivalent to.
- the spindle control unit 84c controls the motor 13 (see FIG. 1) that rotates the spindle 110 to control the rotation speed of the spindle (spindle). Further, the a and b-axis control units 84a and 84b drive the a-axis and b-axis motors 54 and 62 based on the command from the CPU 85.
- FIG. 26 shows a control flowchart in the processing apparatus according to this embodiment.
- Each operation is executed by the CPU 85 reading a program into the memory 86m, calculating the operation, and executing the operation.
- a processing device that opens the chuck of a machining tool by a pressure boosting valve 90 connected to an air compressor, and inputs air to the chuck through the pressure boosting valve 90 before the chuck (draw bar 111) holds the machining tool. As a result, stable unclamping can be performed even when the pressure boosting valve 90 is used.
- An air pressure detection sensor 91 that detects the air pressure of air via the booster valve 90 is provided, and when the air pressure detected by the air pressure detection sensor 91 is smaller than a predetermined air pressure, air is input to the chuck. May be a feature. Since the air pressure is detected, it is possible to more accurately detect the excess or deficiency of air and execute the process.
- the CPU 85 stores the measurement start time in a variable that stores the elapsed time in order to measure the elapsed time from the spindle chuck closed state to the open state (starting). S11). That is, the elapsed time is initialized. Then, the CPU 85 issues a chuck opening instruction to the spindle (S12), and measures the elapsed time since the chuck opening instruction is issued (S13).
- the elapsed time measurement method is, for example, to obtain the difference between the measurement start time and the current time.
- the CPU 85 confirms whether or not the air pressure of the spindle chuck has reached a predetermined air pressure by using an air pressure detection sensor 91 (not shown) (S14).
- the predetermined air pressure is reached in S14, the procedure for stabilizing the air pressure on the output side of the booster valve 90 ends normally (end). If the predetermined air pressure is not reached in S14, it may take some time for the air pressure to rise, and an error is not immediately determined. Therefore, in order to wait until the air pressure rises to a predetermined pressure, it is confirmed whether the elapsed time measured in S13 has passed the predetermined time (S15).
- the predetermined time has not passed in S15, return to S13 and measure the elapsed time again.
- the predetermined time has elapsed in S15
- the CPU 85 performs spindle chuck closing (S19), predetermined waiting time waiting (S20), chuck opening (S21), and predetermined waiting time waiting (S22), and from this S19. Repeat up to S22 a predetermined number of times.
- S19 spindle chuck closing
- S20 predetermined waiting time waiting
- S21 chuck opening
- S22 predetermined waiting time waiting
- the process After the chuck opening / closing process, the process returns to S13 and the elapsed time is measured again. If the air bleeding operation has been performed in S18, the process returns to S13 and the elapsed time is measured again.
- FIG. 27 shows a control flowchart when selecting a tool. It is a processing device that processes a processing object by exchanging a plurality of processing tools, and when one of the plurality of processing tools is selected and used, the tool breakage detection of the plurality of processing tools and the tool breakage detection of the plurality of processing tools are performed.
- the processing tool to be used is determined based on the usage time.
- the machining apparatus configured in this way can be used in a state in which the tool is more suitable for machining.
- the tool to be used may be determined by the flowcharts of S101 to S118.
- the control is such that one of the five processing tools can be selected, but if one processing tool is selected from a plurality of processing tools, any number of processing tools may be selected. Further, among the machining tools, by determining the machining tool that uses the machining tool that does not break and has the shortest usage time, it becomes easier to finish the object to be machined with higher accuracy.
- Each operation such as these selections is executed by the CPU 85 as a control means by reading the program into the memory 86m, calculating the operation, and executing the operation.
- the CPU 85 may function as a control means. Further, each operation may be executed in response to an instruction from an external PC or the like.
- spare tool selection four spare tools are prepared for one master tool.
- master tool T0
- spare tool 1 T1
- spare tool 2 T2
- spare tool 3 T3
- spare tool 4 T4.
- the T code value is stored as the tool number specified in the NC file (S101). Then, it is confirmed whether or not the value of the T code is the master tool (S102).
- the tool number in the master tool group is acquired (S103). This corresponds to the above-mentioned T0, T1, T2, T3, and T4. Then, in order to sequentially investigate the usable tools from the total of five tools, the repeat variable i is initialized (S104).
- Ti is a broken tool (S105). If Ti is not broken in S105, it is confirmed whether or not the usage time of Ti is less than the permissible time (less than the predetermined time) (S106). If the usage time of Ti is less than the permissible time in S106, it is confirmed whether or not Ti has been detected (stored) in the tool magazine (ATC magazine) 70 (see FIG. 1 and the like) (S107). If Ti has been detected as a tool in S107, Ti is selected as the tool to be used (S108), and the tool selection process ends (end).
- S105, S106, and S107 if NO, the following processes are executed, respectively. If Ti is a broken tool in S105, 1 is added to the repeat variable i (S109). When the usage time of Ti is longer than the permissible time in S106, 1 is added to the repeat variable i (S109). If the tool is not detected in S107, 1 is added to the repeat variable i (S109). After these processes, if the repeat variable i is 4 or less in S110, the process moves to S105 to investigate the next tool. In S110, when the repeating variable i is more than 4, the repeating variable j is initialized (S111).
- Tj confirms whether or not the tool is broken (S112). If Tj is not a broken tool in S112, it is confirmed whether or not Tj has detected (stored) the tool (S113). If Tj has already been detected in S113, select Tj as the tool to be used (S114) and end (end).
- Tj is a broken tool in S112, or if Tj is not detected in S113, 1 is added to the repeat variable j (S115).
- S116 when the repeat variable j is 4 or less, the process moves to S112 in order to investigate the next tool.
- S115 when the repeat variable j is more than 4, an error process is executed because a usable tool could not be found (S117), and the tool selection process ends as an error (end).
- the T code value is stored as the tool to be used (S118), and the tool selection process ends (end).
- the Y-axis movement mechanism and the Z-axis movement mechanism are provided along the frame extending in the Y-axis direction and the Z-axis direction, and the a-axis is not tilted in the Z-axis direction, and the b-axis is The rotation axis is arranged below the portion extending in the Y-axis direction of the frame.
- the processing device according to the present invention is suitable for a processing device for processing a dental prosthesis and a processing device for performing each tail such as cutting on a processing object.
- CPU control means
- 100 100A ... Processing device / 201, W ... ⁇ Work (workpiece) / 410 ⁇ ⁇ ⁇ Main body / 411 ⁇ ⁇ ⁇ Projection / 412 ⁇ ⁇ ⁇ First protrusion / 420 ⁇ ⁇ ⁇ Opening / 421 ⁇ ⁇ ⁇ Second protrusion / 422 ⁇ ⁇ ⁇ Enter Part / 423 ⁇ ⁇ ⁇ Leaf spring (urging part) / c ⁇ ⁇ ⁇ Connection position / P ⁇ ⁇ ⁇ Flat surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
加工装置100は、Z軸方向に沿う第1の面3a、及び、Y軸方向に沿う第2の面4aを有するフレーム1を備えている。第1移動機構10及び第2移動機構30は、フレーム1の第1の面3a側に設けられている。第3移動機構30は、フレーム1の第2の面4a側に設けられている。架台2は、フレーム1の第2の面4a側からフレーム1を支持する。第1回転機構50、第2回転機構60、及び、ワークWを支持する支持機構40は、第3移動機構30によって移動する。第3移動機構30は、フレーム1のZ軸方向における下方であって、架台2によって形成された空間内に設けられている。これにより、ワークW加工精度を確保し易くできる。
Description
本発明は、加工対象物を加工可能な加工装置に関する。
加工装置として、加工具が取り付けられた主軸を回転させて加工対象物(ワーク)に切削加工などをする装置が従来から知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の構成の場合、ワークは装置を構成する枠体の側面に支持されつつ、移動及び回転する。
特許文献1に記載の構成の場合、ワークが装置を構成する枠体の側面に支持されつつ、移動及び回転するため、ワークを支持するための剛性を確保しにくい。ワークや主軸を支持する部分の剛性が不足すると、加工安定性が低下する可能性がある。加工安定性が低下すると、ワークの加工精度を十分に確保できない可能性がある。
本発明の加工装置は、Z軸方向に沿う第1面、及び、Y軸方向に沿う第2面を有する第1フレームを備えた加工装置であって、前記第1フレームの前記第1面側に設けられた、X軸移動機構及びZ軸移動機構と、前記第1フレームの前記第2面側に設けられた、Y軸移動機構と、前記第1フレームの前記第2面側から前記第1フレームを支持する第2フレームと、前記Y軸移動機構によって移動する、A軸回転機構、B軸回転機構、及び、加工対象物を支持する支持機構と、を備え、前記第1フレームのZ軸方向における下方であって、前記第2フレームによって形成された空間内に前記Y軸移動機構を設けることを特徴とする。
本発明によれば、加工対象物の加工精度を確保し易い。
<第1の実施形態>
第1の実施形態について、図1ないし図16を用いて説明する。まず、本実施形態の加工装置100の全体構成について、図1ないし図6を用いて説明する。
第1の実施形態について、図1ないし図16を用いて説明する。まず、本実施形態の加工装置100の全体構成について、図1ないし図6を用いて説明する。
[加工装置]
加工装置100は、移動機構支持部材としてのフレーム1と、それぞれフレーム1に支持された第1移動機構10、第2移動機構20及び第3移動機構30と、加工対象物としてのワークWを支持する支持機構40と、支持機構40を回転可能な第1回転機構(回転機構)50及び第2回転機構(別の回転機構)60と、工具マガジン70と、電装ユニット80とを備える。
加工装置100は、移動機構支持部材としてのフレーム1と、それぞれフレーム1に支持された第1移動機構10、第2移動機構20及び第3移動機構30と、加工対象物としてのワークWを支持する支持機構40と、支持機構40を回転可能な第1回転機構(回転機構)50及び第2回転機構(別の回転機構)60と、工具マガジン70と、電装ユニット80とを備える。
第1フレームとしてのフレーム1は、内部に空洞(空間)を有する第2フレームとしての架台2上に載置されており、図4に示すように、第1部分3と、第1部分3の端部から直角に折り曲げられた第2部分4とから構成される。本実施形態では、第1部分3は、鉛直方向に沿って配置されており、第2部分4は、水平方向に沿って配置されている。また、第1部分3の第2部分4が折り曲げられた側と反対側の面(図4の左面)を第1の面3a、第2部分4の第1部分3とは反対側の面(図4の下面)を第2の面4aとする。第1の面3aと第2の面4aとは互いに直交する。第1の面3aがZ軸方向に沿う第1面、第2の面4aがY軸方向に沿う第2面に相当する。架台2は、フレーム1の第2の面4a側からフレーム1を支持する。
Z軸移動機構としての第1移動機構10は、第2移動機構20を介してフレーム1の第1部分3の第1の面3aに支持されており、Z軸方向(鉛直方向、第1方向)に主軸11を移動可能である。主軸11には、加工具12が工具ホルダを介して着脱自在に取り付けられている。主軸11は、モータ13により回転駆動される。第1移動機構10は、図4に示すように、モータ14と、Z軸方向に配置された案内軸15とを有し、モータ14の駆動により主軸11を案内軸15に沿ってZ軸方向に往復移動(昇降)させる。主軸11は、Z軸支持部材16を介して案内軸15に移動可能に支持されている。例えば、案内軸15はボールねじであり、Z軸支持部材16はモータ14の駆動により回転する案内軸15(ボールねじ)に沿って移動する部材である。案内軸15やZ軸支持部材16は、カバー17により覆われている。
X軸移動機構としての第2移動機構20は、フレーム1の第1部分3の第1の面3aに支持されており、Z軸方向に直交するX軸方向(水平方向、第2方向)に第1移動機構10と共に主軸11を移動可能である。第2移動機構20は、モータ21と、X軸方向に配置された案内軸(不図示)とを有し、モータ21の駆動により第1移動機構10を案内軸に沿ってX軸方向に往復移動させる。第2移動機構20についても、第1移動機構10と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。
Y軸移動機構としての第3移動機構30は、フレーム1の第2部分4の第2の面4aに支持されており、Z軸方向及びX軸方向に直交するY軸方向(水平方向、第3方向)に支持機構40を移動可能である。第3移動機構30は、モータ32(図5A、図5B)と、Y軸方向に配置された案内軸(不図示)とを有し、モータの駆動により支持機構40を案内軸に沿ってY軸方向に往復移動させる。第3移動機構30についても、第1移動機構10と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。第3移動機構30は、図5A、図5Bに示すように、フレーム1のZ軸方向における下方であって、架台2によって形成された空間内に設けられている。また、第3移動機構30の案内面は、後述する第1回転機構50の回転中心軸(a軸)、及び、第2回転機構60の回転中心軸(b軸)よりも、Z軸方向の上方に位置する。
また、第3移動機構30は、第2回転機構60を支持する支持板部31を備えており、図5A、図5Bに示すように、支持板部31が案内軸に沿ってY軸方向に往復移動する。図1及び図3に示すように、架台2のY軸方向の支持機構40側は開口しており、支持板部31及び支持板部31に支持された第2回転機構60がY軸方向に移動しても架台2と干渉することを防いでいる。そして、第3移動機構30は、詳しくは後述するように、第2回転機構60及び第1回転機構50と共に支持機構40をY軸方向に移動可能である。
支持機構40は、例えば、歯科用補綴物など加工具12により切削加工される加工対象物としてのワークWを支持する。このような支持機構40は、ワークWを保持する保持部41と、両端部が第1回転機構50の回転部51、52にそれぞれ連結され、保持部41を介してワークWを支持する支持部42とを有する。保持部41と支持部42は別体であり、詳しくは後述するが、保持部41が支持部42に対して固定されている。但し、保持部41と支持部42とを一体としても良い。
A軸回転機構としての第1回転機構50は、支持機構40をZ軸方向に直交する回転軸としてのa軸(図2~4、6参照)を中心として回転可能である。本実施形態では、a軸は、X軸方向と平行としている。このような第1回転機構50は、回転部51、52を回転自在に支持する支持フレーム53と、回転部51を回転駆動するモータ54(図11)とを有する。支持フレーム53は、支持機構40の周囲を囲むように略コの字型に形成され、モータ54及び回転部51を支持する第1支持部53aと、回転部52を支持する第2支持部53bと、第1支持部53aと第2支持部53bとを連結する連結部53cとから構成される。
第1支持部53aに支持された回転部51と、第2支持部53bに支持された回転部52は、a軸方向に互いに対向するように、且つ、a軸を回転軸として回転可能に配置されている。そして、支持機構40のa軸方向両端部が、それぞれ回転部51、52に支持されている。これにより、第1回転機構50は、図4に示すように、支持機構40を、a軸を中心としてα°回転可能に支持する。
第1回転機構50は、少なくとも180°回転可能であり、支持機構40に支持されたワークWの表裏を反転可能である。本実施形態では、第1回転機構50は、支持機構40をa軸を中心として360°回転させることができる。なお、詳しくは後述するように、a軸の延長線が支持機構40に支持されたワークWの厚さ方向の中心を通るため、回転中心軸であるa軸から表面までの距離とa軸から裏面までの距離は同じである。したがって、ワークWの表裏が反転しても、ワークWの厚さ方向の中心と加工具12との位置関係は変わらない。
B軸回転機構としての第2回転機構60は、支持機構40をZ軸方向及びa軸に直交する別の回転軸としてのb軸(図4、5参照)を中心として回転可能である。本実施形態では、b軸は、Y軸方向と平行としている。このような第2回転機構60は、第1回転機構50の支持フレーム53が取り付けられる回転部61(図11)と、回転部61を回転駆動するモータ62(図4)とを有する。回転部61は、支持フレーム53の連結部53cが取り付けられ、モータ62に回転駆動されることにより支持フレーム53を、b軸を中心として回転可能である。したがって、第2回転機構60は、図6に示すように、第1回転機構50と共に支持機構40を、b軸を中心としてβ°回転可能に支持する。
b軸は、第1回転機構50の回転部51と回転部52の間のX軸方向中央部を通り、延長線が支持機構40に支持されたワークWのX軸方向の中心を通る。また、a軸とb軸とは、図4及び図6に示すように、互いに直交するように交わる。このため、a軸は、b軸を中心として回転可能であり、例えば、図6に示すように、a1軸からa2軸まで揺動する。
工具保持部としての工具マガジン70は、複数の加工具を保持可能であり、第1回転機構50に隣接して配置され、図2に示すように、支持部材71に支持されている。支持部材71は、第3移動機構30の支持板部31に支持されている。このため、工具マガジン70は、第3移動機構30により支持機構40などと共にY軸方向に移動可能である。但し、図4に示すように、支持機構40がa軸を中心に回転しても、工具マガジン70は回転せず、図6に示すように、支持機構40がb軸を中心に回転しても、工具マガジン70は回転しない。即ち、工具マガジン70は、支持機構40がa軸及びb軸を中心に回転しても所定の姿勢を維持するように、支持部材71に支持されている。
工具マガジン70には、それぞれ工具ホルダ12aと一体に形成された複数種類の加工具が保持された状態でY軸方向に沿って複数列並べて配置されている。そして、主軸11に取り付ける加工具を交換可能としている。なお、工具ホルダ12aは、主軸11に保持される部分で、加工具と一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。なお、本実施形態では、加工具12をチャック付の工具ホルダ12aに取り付けた上で、主軸11の工具保持用のチャック部が工具ホルダ12aを介して保持する2重チャックの構成となっている。但し、主軸11に直接、加工具を取り付けても良い。加工具の交換は、作業者が行っても良いし、加工装置100により自動で行っても良い。
加工具の交換を自動で行う場合には、第2移動機構20及び第3移動機構30により工具マガジン70の加工具が入っていない空きスペースを主軸11の下方に移動させる。そして、第1移動機構10により主軸11を下降させ、主軸11に設けられたチャックなどの着脱装置を動作させることで、主軸11に取り付けられている加工具12を外して工具マガジン70の空きスペースに配置する。次いで、第1移動機構10により主軸11を上昇させると共に、第2移動機構20及び第3移動機構30により工具マガジン70の交換したい加工具12が配置されている位置を主軸11の下方に移動させる。そして、再度、第1移動機構10により主軸11を下降させ、着脱装置を動作させることで、主軸11に交換したい加工具12を装着する。なお、加工具12は、例えば、ドリルやエンドミルである。
電装ユニット80は、フレーム1の内側に取り付けられている。即ち、電装ユニット80は、第1部分3の第1の面3aの反対側で、第2部分4の第2の面4aの反対側に配置されている。このようにL字型に形成されたフレーム1の、各移動機構や回転機構が配置されていない内側に電装ユニット80を配置することで、スペースを有効に利用でき、装置の小型化を図れる。
このような電装ユニット80は、加工装置100を制御するもので、図7に示すように、枠体81に制御基板83、各制御部84a、84b、84c、84x、84y、84zが支持されている。制御基板83は、主軸や各軸のモータの駆動を制御する。各制御部84a、84b、84c、84x、84y、84zは、例えば、それぞれ対応するモータのロータリーエンコーダの信号からモータに出力するパルスを演算し、それぞれ対応するモータの回転を適切に制御するものである。
即ち、制御部84aは、第1回転機構50のモータ54を制御して、支持機構40をa軸を中心に回転させる。制御部84bは、第2回転機構60のモータ62を制御して、支持機構40をb軸を中心に傾斜させ、支持機構40の姿勢を決定する。また、制御部84xは、第2移動機構20のモータ21を制御して主軸11をX軸方向に移動させ、主軸11のX軸方向の位置を決定する。制御部84yは、第3移動機構30のモータを制御して支持機構40をY軸方向に移動させ、支持機構40のY軸方向の位置を決定する。制御部84zは、第1移動機構10のモータ13を制御して主軸11をZ軸方向に移動させ、主軸11のZ軸方向の位置を決定する。これにより、主軸11と支持機構40のX軸、Y軸、Z軸の相対位置が決定される。
制御部84cは、主軸11を回転駆動するモータ13を制御する。制御部84cは、主軸11に取り付けられた加工具12を高速で回転させるため、他の制御部84a、84b、84x、84y、84zよりも大型、高重量になり易い。そこで、本実施形態では、電装ユニット80の枠体81は、制御部の設置スペースを上下に仕切る仕切り部82を有し、仕切り部82の下方に大型で高重量の制御部84cを設け、仕切り部82の上方に小型で軽量の84a、84b、84x、84y、84zを設けるようにしている。このように重量物を下方に配置することで装置の安定性を図れると共に、小型の制御部を仕切り部82の上方にまとめて配置することでスペースを有効活用して装置の小型化を図れる。
また、制御基板83は、配線等を行い易くするため枠体81の側面に設けるようにしている。但し、これら電装ユニット80の各部の配置は、どのような順番に入れ変えても良い。
なお、上述の説明では、各移動機構や回転機構、電装ユニットを支持する移動機構支持部材をL字型のフレーム1としたが、図8に示すように、箱型のフレーム1Aとしても良い。フレーム1Aも、フレーム1と同様に、第1移動機構10及び第2移動機構20を支持する第1の面3aと、第3移動機構30を支持する第2の面4aとを有する。また、電装ユニット80は、箱型のフレーム1A内に配置される。
このような加工装置100によりワークWを加工する場合には、加工具12が取り付けられた主軸11を回転させつつ、第1移動機構10により主軸11を昇降させることで、ワークWの加工面(上面)を加工具12により切削する。この際、第2移動機構20により主軸11をX軸方向に、第3移動機構30によりワークWを支持した支持機構40をY軸方向に移動させつつ、第1移動機構10により主軸11を昇降させることで、ワークWの加工面の任意の位置を切削加工可能である。また、第2回転機構60によりワークWを、b軸を中心として傾斜させた状態でも切削加工可能であり、更に、第1移動機構10によりワークWの表裏を反転して切削加工可能である。
また、本実施形態の加工装置100は、コンピュータ制御により自動加工を行うNC加工装置である。具体的には、パーソナルコンピュータなどの外部端末を用いてCAD/CAMシステムにより加工データを作成し、このデータに基づいて数値制御によりワークWの加工を行う。このために、加工装置100には、加工装置100に指令を行うパーソナルコンピュータなどの外部端末が接続される。なお、加工装置100自体に、数値制御が可能なCPUやメモリを搭載したコンピュータが設けられていても良い。
例えば、加工装置100により歯科用補綴物の作成を行う場合、3次元計測器で計測した歯科用補綴物のデータをCAD/CAMシステムに転送し、CAD/CAMシステムにより加工データを作成する。そして、この加工データに基づいて、加工装置100を制御してワークWを加工具12により切削加工することで、歯科用補綴物を作成する。
このようにワークを加工する加工装置では、主軸やワークを移動させる移動機構やワークを回転させる回転機構を支持する移動機構支持部材の剛性を十分に確保することが好ましい。特に、主軸を高回転で回転させて切削を行う場合、移動機構支持部材の剛性を十分に確保することが望まれる。例えば、特許文献1に記載された構成の場合、ワークは装置を構成する枠体の側面に支持されつつ、移動及び回転する。このため、ワークを支持するための剛性を確保しにくい。ワークや主軸を支持する部分の剛性が不足すると、加工安定性が低下する可能性がある。
これに対して本実施形態の場合、各移動機構や各回転機構を支持するフレーム1やフレーム1Aを、第1の面3aと、第1の面3aと直交する第2の面4aとを有する構成としている。そして、第1の面3aに第1移動機構10及び第2移動機構20を支持し、第2の面4aに第3移動機構30を支持し、更に、第3移動機構30を介して第1回転機構50及び第2回転機構60を第2の面4aに支持している。このようにL字型の部分を有するフレーム1、1Aに各移動機構や各回転機構を支持する構成は、側板に移動機構や回転機構を支持する構成に比べて支持剛性が高い。このため、本実施形態のように構成することで、ワークの加工安定性を確保して、ワークの加工精度を高めることができる。また、高速回転する主軸を有する加工装置に適用しても、十分な剛性を確保できる。
[支持機構]
次に、本実施形態のワークWの支持機構40Aについて、図9ないし図13を用いてより詳しく説明する。図9ないし図13に示す支持機構40Aは、上述の図1ないし図8に示した支持機構40に対して、押圧部43a、43b、43cを有する点が異なる。即ち、図9ないし図13に示す支持機構40Aも、ワークWを保持する保持部41と、第1回転機構50の回転部51、52に連結され、保持部41を介してワークWを支持する支持部42とを備える。そして、保持部41を押圧部43a、43b、43cにより押圧することで、保持部41を支持部42に対して固定している。
次に、本実施形態のワークWの支持機構40Aについて、図9ないし図13を用いてより詳しく説明する。図9ないし図13に示す支持機構40Aは、上述の図1ないし図8に示した支持機構40に対して、押圧部43a、43b、43cを有する点が異なる。即ち、図9ないし図13に示す支持機構40Aも、ワークWを保持する保持部41と、第1回転機構50の回転部51、52に連結され、保持部41を介してワークWを支持する支持部42とを備える。そして、保持部41を押圧部43a、43b、43cにより押圧することで、保持部41を支持部42に対して固定している。
なお、図1ないし図8に示した支持機構40は、例えば、ビスなどの固定部材により保持部41を支持部42に固定しても良いし、後述する第2の実施形態の構成により固定しても良い。但し、図1ないし図8に示した支持機構40についても、保持部41により保持されるワークWの厚さ方向の中心と、支持部42が回転部51、52に連結される位置との関係は、次述する場合と同じである。
図9及び図10に示すように、支持機構40Aは、ワークWを保持する保持部41を挟持するように配置された押圧装置44と、受け装置45とを有する。押圧装置44と受け装置45は、a軸上に配置されており、押圧装置44が第1回転機構50の回転部52側に、受け装置45が回転部51側にそれぞれ配置されている。押圧装置44は、後述する図13に示すように、押圧部43a、43b、43cを有し、保持部41を受け装置45側及び支持部42に向かう側に押圧している。受け装置45は、保持部41と接触して、押圧装置44により保持部41に付与された押圧力を受けるようになっている。また、押圧装置44と受け装置45は、支持部42上に固定されている。
図11は、第1回転機構50及び支持機構40Aをa軸上で切断した断面斜視図で、支持機構40Aを支持部42側から見た図である。図11に示すように、ワークWは、円板状の部材であり、外周部に全周に亙って突部W1が設けられている。保持部41は、本体部41aと、抑え板部41bとを有する。本体部41aには、ワークWの突部W1が進入可能な凹部41cが形成されている。ワークWは、突部W1が本体部41aの凹部41cと抑え板部41bとで挟持されることにより、保持部41に保持される。抑え板部41bは、ワークWを本体部41aとの間で挟持した状態で、本体部41aに、例えば、ビス41d(図12など参照)により固定される。
支持部42は、ワークWの外径よりも大きく、保持部41の外接円の外径よりも小さい貫通孔42aが形成されている。これにより、第1回転機構50でワークWが反転されて、ワークWの裏面を加工する際に、貫通孔42aを介して加工具12がワークWに接触可能となる。即ち、ワークWの裏面を貫通孔42aを介して切削加工可能である。また、支持部42の貫通孔42aの外側部分に保持部41が載置可能である。
図12は、支持機構40Aを保持部41側から見た平面図である。図12において、a軸を通るB-B断面図を図13Bに、a軸からワークWの中心O周りに反時計方向に所定角度ずれたA-A断面図を図13Aに、a軸からワークWの中心O周りに時計方向に所定角度ずれたC-C断面図を図13Cに、それぞれ示す。A-A断面とC-C断面のa軸のずれ角度は同じである。ワークWの中心Oは、円板状のワークWを平面視した場合の中心である。
ここで、図13Bに示すように、第1回転機構50の回転軸であるa軸に沿った平面を平面Pとする。また、平面Pに直交する方向をワークWの厚さ方向とする。また、ワークWの厚さ方向の中心を中心Qとする。この場合に、保持部41は、平面Pが通る位置においてワークWを保持する。また、保持部41は、a軸の延長線がワークWの厚さ方向の中心Qを通るようにワークWを保持する。
一方、保持部41を支持する支持部42は、ワークWの厚さ方向に関して保持部41によりワークWを保持した位置よりも片側(図13Bの下側)で、且つ、a軸と偏心した位置である連結位置cで第1回転機構50と連結されている。このために、支持部42のa軸方向の両端部には、連結部42b、42cが設けられている。連結部42b、42cは、図11に示すように、回転部51の連結突部51a、回転部52の連結突部52aとそれぞれ連結される。
回転部51の連結突部51a及び回転部52の連結突部52aは、それぞれa軸から偏心した位置からa軸に沿って突出形成されている。一方、支持部42に形成された連結部42b、42cは、連結突部51a、52aがそれぞれ進入可能な切り欠き形状を有する。そして、連結部42b、42cに連結突部51a、52aがそれぞれ進入した状態で、連結部42b、42cと連結突部51a、52aとが固定される。連結突部51a、52aのa軸からの偏心量は同じであり、連結部42b、42cの切り欠き量も同じである。このため、図13Bに示すように、連結突部51a、52aと連結部42b、42cとは連結位置cで連結され、連結位置cは、a軸と偏した位置となる。
本実施形態の場合、a軸がワークWの厚さ方向の中心Qを通るようにワークWが保持部41に保持されている。このため、支持部42と回転部51、52との連結位置cがa軸から偏心していても、回転部51、52がa軸を中心に回転することで、支持機構40Aと共にワークWを、a軸を中心に回転可能である。
押圧装置44は、図13A~Cに示すように、保持部41の周囲の複数箇所(本実施形態では3箇所)に、それぞれ押圧部43a、43b、43cを有する。押圧部43a、43b、43cは、保持部41の平面Pが通る周囲の一部を押圧する。具体的には、a軸を通る位置に配置された押圧部43bは、図13Bに示すように、a軸と略平行な方向に保持部41を押圧する。押圧部43bは、不図示のバネにより保持部41を受け装置45に向けて押圧する。このために、押圧装置44には、押圧部43bをa軸方向と略平行な方向に沿って移動自在に案内する案内孔44bを有する。
押圧部43bの先端には突部43b1が設けられ、突部43b1が保持部41の外周面に設けられた凹部41eと係合することで、保持部41の平面Pに直交する軸を中心とした回転方向の位置決めを行う。なお、突部43b1は、押圧部43bの先端に回転自在に設けられた球でも良いし、押圧部43bの先端を半球状に丸めたものであっても良い。
保持部41を支持部42に装着する際には、支持部42に設けられた押圧装置44と受け装置45との間に保持部41を挿入する。この際、保持部41の凹部41eと押圧部43bの突部43b1との回転方向の位相をずらしておく。そして、保持部41を支持部42に対して相対回転させることで、凹部41eと突部43b1の位相を合わせ、互いに係合させる。これにより、保持部41の支持部42に対する回転方向の位置決めが行われる。
一方、押圧部43bの回転方向両側に配置された押圧部43a、43cは、図13A、Cに示すように、平面Pに対して傾斜した方向に保持部41を押圧する。押圧部43a、43cは、それぞれ不図示のバネにより保持部41を受け装置45に向けて押圧する。ここで、押圧部43a、43cの押圧方向は、平面Pに沿った方向よりも片側(支持部42側)を向くように平面Pに対して傾斜している。即ち、押圧部43a、43cの押圧方向の力の分力の一部は、保持部41を支持部42に向けて押し付ける方向に作用する。このために、押圧装置44には、押圧部43a、43cを、それぞれ平面Pに対して傾斜した方向に沿って移動自在に案内する案内孔44a、44cを有する。
押圧部43a、43cの先端にも、突部43a1、43c1が設けられている。一方、保持部41には、これら突部43a1、43c1と係合する傾斜面41f、41gが設けられている。傾斜面41f、41gは、押圧部43a、43cの押圧方向に略直交する面であり、押圧部43a、43cの押圧力により保持部41が支持部42に向けて効果的に押されるようになっている。なお、突部43a1、43c1は、押圧部43a、43cの先端に回転自在に設けられた球でも良いし、押圧部43a、43cの先端を半球状に丸めたものであっても良い。また、押圧部43a、43b、43cは、それぞれ同じ部材としても良い。
このように押圧部43a、43cにより保持部41が支持部42に向けて押し付けられることで、保持部41が支持部42に対して固定される。また、押圧部43bにより保持部41の支持部42に対する回転方向の位置決めがなされる。
上述のように、本実施形態では、保持部41を支持する支持部42は、ワークWの厚さ方向に関して保持部41によりワークWを保持した位置よりも片側(図13Bの下側)で、且つ、a軸と偏心した位置である連結位置cで第1回転機構50と連結されている。このため、ワークWを加工する際に、ワークWへの加工負荷に対して十分な剛性を確保し易い。即ち、本実施形態の場合、ワークWの保持位置と支持機構40Aと第1回転機構50との連結位置をずらすことで、ワークWの加工負荷に対して十分な剛性を確保できる。
ここで、特許文献1には、加工対象物を挟み込むことで保持する保持部を有し、保持部を介して加工対象物を回転させる回転機構を備えた構成が記載されている。特許文献1に記載の構成の場合、保持部が加工対象物を保持した位置、回転機構に保持部を介して加工対象物を支持する位置、及び、加工対象物を回転させる回転中心が略同一軸上にあると考えられる。このように加工対象物を保持した位置と加工対象物を回転機構に支持する位置とが略同一軸上である場合、加工対象物を支持する構成として加工時の加工対象物への負荷に対して十分な剛性を確保しにくい。このため、加工対象物の加工精度を十分に確保できない可能性がある。
具体的に説明する。ワークWの加工時には、ワークWから保持部41を介して支持部42に力が伝わる。そして、支持部42と第1回転機構50との連結部にこの力が作用することになる。この際、仮に、保持部41によりワークWを保持した位置と、ワークWを第1回転機構50に支持する位置、即ち、支持部42と回転部51、52との連結部とが同一直線状にあった場合、この連結部からワークWまでを一体の「真直はり」として捉えることができる。このため、ワークWに加工負荷により荷重がかかった場合に曲げが生じ易く、加工精度が低下する虞がある。
これに対して本実施形態の場合、保持部41によりワークWを保持した位置と、支持部42と第1回転機構50との連結位置cとの位置がずれている。このため、連結位置から支持部42及び保持部41を介してワークWまでが、一体のクランク形状の部材として捉えることができる。このため、ワークWに加工負荷により荷重がかかった場合の曲げに対する強度を強くできる。この結果、加工時のワークWへの負荷に対して十分な剛性を確保でき、ワークWの加工精度を十分に確保し易い。
また、第1回転機構50の回転軸であるa軸は、ワークWの厚さ方向の中心Qを通り、且つ、支持部42と第1回転機構50との連結位置cは、a軸と偏心している。このため、ワークWをa軸を中心に回転させて、表面と裏面とを入れ替えるように反転させても、ワークWの厚さ方向の中心Qと加工具12の位置関係が変わらない。このため、反転により加工具12とワークWとの位置関係を新たに補正せずに加工を行うことができる。即ち、本実施形態では、ワークWを反転して加工可能な構成において、ワークWの反転に伴う加工性の低下を防止しつつ、ワークWの表面の加工時の加工負荷に対する剛性確保を図れる。
また、本実施形態では、保持部41の片側に支持部42を配置して、保持部41を支持部42により支持している。このため、ワークWの表面(図13A、B、Cの上面)を加工する際に、ワークWに作用する負荷を支持部42により十分に支持できる。一方、ワークWの裏面の加工負荷に対しては、以下のような構成で支持強度を確保するようにしている。
即ち、本実施形態では、上述のように、保持部41が押圧部43a、43cにより押圧されることで、保持部41が支持部42に押し付けられているため、保持部41が支持部42に対して離れる方向に対する強度を十分に確保できる。したがって、支持機構40Aを反転させて、支持部42側からワークWの裏面を加工した場合でも、ワークWを介して保持部41に伝わる負荷を押圧部43a、43cに十分に支持できる。即ち、ワークWの裏面の加工時には、ワークWを介して保持部41に支持部42から離れる方向に力が作用するが、保持部41が押圧部43a、43cの押圧力により支持部42に押し付けられているため、加工時の負荷に対して十分なワークWの保持強度を確保できる。この結果、ワークWの裏面の加工を安定して行うことができ、ワークWの加工精度を十分に確保できる。
[工具マガジン]
次に、本実施形態の工具保持部としての工具マガジン70について、図14ないし図16を用いて説明する。上述したように、工具マガジン70は、複数の加工具を保持可能であり、第1回転機構50に隣接して配置され、図2に示したように、支持部材71に支持されている。このような工具マガジン70は、複数列(本実施形態では2列)に、それぞれ複数の加工具12を配置可能である。加工具12は、工具ホルダ12aと一体に形成されている。
次に、本実施形態の工具保持部としての工具マガジン70について、図14ないし図16を用いて説明する。上述したように、工具マガジン70は、複数の加工具を保持可能であり、第1回転機構50に隣接して配置され、図2に示したように、支持部材71に支持されている。このような工具マガジン70は、複数列(本実施形態では2列)に、それぞれ複数の加工具12を配置可能である。加工具12は、工具ホルダ12aと一体に形成されている。
具体的に説明する。工具マガジン70は、図14及び図15に示すように、複数の第1工具配置部72aと、複数の第2工具配置部73aとを有する。第1工具配置部72a及び第2工具配置部73aは、それぞれ所定方向(本実施形態ではZ軸方向)に複数の加工具12を着脱可能に形成されている。また、複数の第1工具配置部72aは、複数の加工具12を第1列72に沿って配置可能である。更に、複数の第2工具配置部73aは、第1列72と略平行で第1列72に隣接した第2列73に沿って複数の加工具12を配置可能である。本実施形態では、第1列72及び第2列73は、Y軸方向の沿った列であり、互いにX軸方向に隣接している。但し、第1列72及び第2列73は、X軸方向の沿った列とし、互いにY軸方向に隣接するようにしても良い。
特に本実施形態では、複数の第1工具配置部72aと複数の第2工具配置部73aは、第1列72及び第2列73に沿った方向に関して、第1列72に配置された加工具12の中心と第2列73に配置された加工具12の中心とがずれるように、それぞれ複数の加工具12が配置されるように形成されている。言い換えれば、複数の第1工具配置部72aと複数の第2工具配置部73aとは、第1列72及び第2列73に沿った方向(Y軸方向)に互いにずれて配置されている。そして、隣り合う1対の第1工具配置部72aの間に1個の第2工具配置部73aの一部が進入するように、又は、隣り合う1対の第2工具配置部73aの間に1個の第1工具配置部72aの一部が進入するように、それぞれ第1工具配置部72a及び第2工具配置部73aを配置している。更に言えば、複数の第1工具配置部72aと複数の第2工具配置部73aは、千鳥状に配置されている。
このように複数の第1工具配置部72aと複数の第2工具配置部73aとを千鳥状に配置することで、複数の第1工具配置部72aと複数の第2工具配置部73aとを互いに近づけて配置でき、X軸方向の小型化を図れる。なお、本実施形態では、第1列72を第1回転機構50側に、第2列73を第1回転機構50から離れた側にそれぞれ配列している。
また、本実施形態では、複数の第1工具配置部72a、複数の第2工具配置部73aのそれぞれへの加工具12の着脱を検知可能としている。この点について、図16A、Bを用いて説明する。図16Aは、第1列72に配置された第1工具配置部72aにおける加工具12の着脱検知構成を示している。
本実施形態では、第1工具配置部72aにおける加工具12の着脱を検知すべく、複数の第1揺動部としての第1アーム部74と、第1検知部75とを有する。第1アーム部74は、揺動軸74aを中心に揺動可能である。第1検知部75は、本実施形態では、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタであり、第1アーム部74の基端部が発光部と受光部との間を通過可能となっている。
複数の第1アーム部74は、第2列73の第1列72と反対側から、第2列73に沿った方向に関して第2工具配置部73aから外れた位置を通るように配置されている。そして、複数の第1アーム部74は、それぞれ第1工具配置部72aへの加工具12の着脱動作に連動して揺動する。第1検知部75は、第2列73の第1列72と反対側に配置され、第1アーム部74の揺動動作により第1工具配置部72aへの加工具12の着脱を検知する。
即ち、第1アーム部74は、先端部が第1工具配置部72aに装着された加工具12の一部と係合自在であり、加工具12が第1工具配置部72aに装着されると、図16Aに示す位置に揺動し、基端部が第1検知部75の発光部と受光部との間に位置し、発光部の光を遮る。一方、加工具12が第1工具配置部72aから抜け出ると、第1アーム部74は、揺動軸74aを中心に先端部が上昇するように揺動し、基端部が第1検知部75の発光部と受光部との間から抜け出て、受光部が発光部の光を受光する。制御基板83(図7)は、第1検知部75の検知結果から加工具12の第1工具配置部72aに着脱を認識する。
図16Bは、第2列73に配置された第2工具配置部73aにおける加工具12の着脱検知構成を示している。本実施形態では、第2工具配置部73aにおける加工具12の着脱を検知すべく、複数の第2揺動部としての第2アーム部76と、第2検知部77とを有する。第2アーム部76は、第1アーム部74よりも長さが短く、揺動軸76aを中心に揺動可能である。第2検知部77は、第1検知部75と同様のフォトインタラプタであり、第2アーム部76の基端部が発光部と受光部との間を通過可能となっている。
複数の第2アーム部76は、第2列73の第1列72と反対側から第2工具配置部73aに向けて配置されている。そして、複数の第2アーム部76は、それぞれ第2工具配置部73aへの加工具12の着脱動作に連動して揺動する。第2検知部77は、第2列73の第1列72と反対側に配置され、第2アーム部76の揺動動作により第2工具配置部73aへの加工具12の着脱を検知する。
即ち、第2アーム部76は、先端部が第2工具配置部73aに装着された加工具12の一部と係合自在であり、加工具12が第2工具配置部73aに装着されると、図16Bに示す位置に揺動し、基端部が第2検知部77の発光部と受光部との間に位置し、発光部の光を遮る。一方、加工具12が第2工具配置部73aから抜け出ると、第2アーム部76は、揺動軸76aを中心に先端部が上昇するように揺動し、基端部が第2検知部77の発光部と受光部との間から抜け出て、受光部が発光部の光を受光する。制御基板83(図7)は、第2検知部77の検知結果から加工具12の第2工具配置部73aに着脱を認識する。
本実施形態では、第1検知部75及び第2検知部77は、それぞれ対応する第1アーム部74及び第2アーム部76の数分配置されている。また、第1検知部75及び第2検知部77は、第2列73の第1列72と反対側に、第2列73と略平行に1列に配置されている。但し、第1検知部75及び第2検知部77は、一列に配置されていなくても良く、例えば、千鳥状に配置されていても良い。
このように本実施形態では、複数の第1工具配置部72aと複数の第2工具配置部73aとを千鳥状に配置し、複数の第1工具配置部72aへの加工具12の着脱を検知するための第1アーム部74を、複数の第2工具配置部73aの間を通して配置している。このため、第1検知部75及び第2検知部77を第1列72及び第2列73の片側にまとめて配置でき、各検知部への配線を行い易くしている。また、第1検知部75及び第2検知部77を一列に並べて配置することができ、装置の小型化を図れる。
<第2の実施形態>
第2の実施形態について、図17ないし図22を用いて説明する。上述の第1の実施形態では、保持部41を支持部42に対して押圧部43a、43b、43cにより固定する構成について説明した。これに対して本実施形態では、保持部41Aを支持部42Aに対して相対回転させることで、容易に着脱可能とした構成としている。また、本実施形態では、加工対象部として複数のブロック200を有するワーク201を用いているが、このようなワーク201は、第1の実施形態で用いても良いし、第1の実施形態のワークWを本実施形態に用いていても良い。その他の構成及び作用は、上述の第1の実施形態と同様であるため、同様の構成については、同じ符号を付して図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
第2の実施形態について、図17ないし図22を用いて説明する。上述の第1の実施形態では、保持部41を支持部42に対して押圧部43a、43b、43cにより固定する構成について説明した。これに対して本実施形態では、保持部41Aを支持部42Aに対して相対回転させることで、容易に着脱可能とした構成としている。また、本実施形態では、加工対象部として複数のブロック200を有するワーク201を用いているが、このようなワーク201は、第1の実施形態で用いても良いし、第1の実施形態のワークWを本実施形態に用いていても良い。その他の構成及び作用は、上述の第1の実施形態と同様であるため、同様の構成については、同じ符号を付して図示及び説明を省略又は簡略にし、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
まず、ワーク201について、図17A、Bを用いて説明する。歯科の分野において、歯科用補綴物として単冠用のブロックを切削加工する加工装置が提供されており、複数個の単冠用ブロックを専用の治具にて固定し、連続して加工を行うことができる加工装置がある。ワーク201は、このような複数の単冠用のブロック200を治具202に固定したものをワーク201とする。治具202を含めたワーク201は、略円板状に形成されており、外周形状は第1の実施形態のワークWと同じである。また、複数のブロック200を有するワーク201は、治具に対してブロック200の着脱を行うために、装置から容易に着脱できることが好ましい。そこで、本実施形態では、ワーク201を保持する保持部41Aを支持部42Aに対して着脱を容易な構成としている。
ワーク201は、図17A、Bに示すように、保持部41Aに保持される。そして、後述するように、保持部41Aが支持部42Aに装着されることで、ワーク201を支持する支持機構40Bを構成する(図20参照)。保持部41Aは、支持部42Aに対して平面Pと直交する方向に着脱可能であり、本体部410と、突出部411と、第1突起412とを有する。本体部410は、ワーク201を保持する。本体部410によりワーク201を保持する構成は、第1の実施形態と同様である。
突出部411は、図17Bに示すように、本体部410の裏面から平面P(図13B)に直交する方向に突出した部分である。本体部410の裏面は、保持部41Aが支持部42Aに支持される側の面である。このような突出部411は、内側にワーク201の裏面が露出するように円筒状に形成されている。第1突起412は、突出部411の外周面から平面Pと平行な方向(円筒状の突出部411の径方向外側)に突出するように形成されている。このような第1突起412は、突出部411の外周面に互いに間隔をあけて複数箇所(本実施形態では3箇所)に設けられている。
支持部42Aは、図18A、Bに示すように、開口部420と、第2突起421と、進入部422と、付勢部としての板バネ423とを有する。開口部420は、保持部41Aの突出部411が挿入可能な内径を有するように円筒状の孔である。開口部420は貫通しており、保持部41Aが装着された状態で、開口部420及び突出部411の内側を通じて、ワーク201の裏面を加工具により加工可能となっている。
第2突起421は、開口部420の内周面から平面Pと平行な方向(円筒状の開口部420の径方向内側)に突出するように形成されている。このような第2突起421は、開口部420の内周面に互いに間隔をあけて複数箇所(本実施形態では3箇所)に設けられている。また、第1突起412と第2突起421は、互いに同数としている。また、第2突起421は、突出部411を開口部420に装着した状態で、突出部411への挿入方向に関して第1突起412の下流に位置する。
進入部422は、開口部420の内周面のうち、第2突起421が形成されていない部分である。このような進入部422は、第2突起421から外れた位置で突出部411が開口部420に挿入される際に第1突起412が第2突起421よりも突出部411の挿入方向下流側に進入可能とする。本実施形態では、進入部422は、第1突起412と同数であり、且つ、第1突起412と周方向の位相が同じとなるように形成されている。また、それぞれの進入部422の周方向の長さは、それぞれの第1突起412の周方向の長さよりも長くしている。これにより、突出部411が開口部420に進入する際に、第1突起412が第2突起421と干渉せずに、進入部422を通る。
板バネ423は、図18Bに示すように、第2突起421の下側(突出部411の挿入方向下流側)に設けられている。そして、図20Bに示すように、第1突起412と第2突起421とが突出部411の挿入方向に重なった状態で第1突起412と第2突起421との間に位置し、第1突起412と第2突起421とを互いに離間する方向に付勢する。なお、板バネ423は、周方向中央部分の所定範囲が両端部よりも下側に位置し、この所定範囲から両端部にかけて上側に傾斜するように形成しても良い。これにより、後述するように、保持部41Aを支持部42Aに対して相対回転させることで第1突起412が第2突起421の下側に進入する際に、板バネ423の両端側に案内されて板バネ423の所定範囲に円滑に案内される。
また、支持部42Aは、開口部420の内周面の第2突起421及び板バネ423の下側(突出部411の挿入方向下流側)に突き当て部424を設けている。突き当て部424は、開口部420の内周面から径方向内側に突出するように全周に亙って形成されている。保持部41Aを支持部42Aに装着した状態では、突出部411の挿入方向先端が突き当て部424に突き当たる。即ち、図20Bに示すように、板バネ423により第1突起412と第2突起421とが互いに離間する方向に付勢されることで、第1突起412が形成された突出部411が挿入方向下流に更に押されて突き当て部424に突き当たる。この結果、第1突起412と突き当て部424との摩擦力が増大し、保持部41Aが支持部42Aに固定される。
なお、保持部41Aの支持部42Aへの装着時に、保持部41Aの本体部410の挿入方向側の面(下面)の一部と、支持部42Aの開口部420の周囲部分の一部とを当接させるようにしても良い。この場合でも、板バネ423により第1突起412と第2突起421とが互いに離間する方向に付勢されることで、本体部410の下面の一部と開口部420の周囲部分の一部とが当接した部分の摩擦力が増大し、保持部41Aが支持部42Aに固定される。
保持部41Aの支持部42Aに対する装着動作について、図19A、Bを用いて説明する。図19Aに示すように、保持部41Aを支持部42Aに装着する際には、保持部41Aを支持部42Aに対して平面Pと直交する方向に移動させる。この際、保持部41Aの第1突起412と支持部42Aの進入部422との位相が合うように、保持部41Aを支持部42Aに回転方向に所定角度回転させた移動させる。そして、図19Bに示すように、保持部41Aの突出部411を支持部42Aの開口部420に挿入する。この際、第1突起412が第2突起421の挿入方向下流側に位置するまで、突出部411を開口部420に挿入する。
次いで、図19Bの状態から保持部41Aを支持部42Aに対して相対回転させる。即ち、第1突起412が進入部422を通った状態で保持部41Aと支持部42Aとを相対回転させ、図20Aの状態とする。図20Aは、保持部41Aの支持部42Aに対する装着動作が終了した状態である。この状態で、第1突起412が第2突起421及び板バネ423の挿入方向下流側に進入し、上述したように、第1突起412と第2突起421とが板バネ423により互いに離れる方向に付勢される。この結果、保持部41Aが支持部42Aに対して装着固定される。
一方、保持部41Aを支持部42Aから取り外す場合には、保持部41Aを支持部42Aに対して装着時とは逆方向に相対回転させ、第1突起412と進入部422との位相を合わせる。そして、この状態で、保持部41Aを挿入方向と反対方向に移動させて、突出部411を開口部420から抜き出すことで、保持部41Aの支持部42Aに対する取り外し動作が完了する。
なお、上述の説明では、板バネ423は、支持部42Aに設けたが、保持部41Aに設けても良い。この場合、第1突起412の挿入方向上流側に板バネ423を設けることが好ましい。これにより、板バネ423が第1突起412と第2突起421との間に位置した状態で、これらを互いに離間する方向に付勢する。即ち、板バネ423は、保持部41Aと支持部42Aとの何れかに設けられていれば良い。
上述のような保持部41Aの支持部42Aに対する着脱動作は、手動で行っても良いが、本実施形態では自動で行うようにしている。なお、手動で行う場合、第1回転機構50により支持機構40Bを回転させて、保持部41Aを手で掴みやすい角度とすることが好ましい。例えば、保持部41Aの支持部42Aに対する回転中心がb軸に対して30°以上60°以下の範囲で、ワーク201の表面が上方に向くように支持機構40Bを傾けるようにしても良い。
一方、着脱動作を自動で行う場合について、図21及び図22を用いて説明する。まず、保持部41Aを支持部42Aから取り外す場合、図21A、Bに示すように、保持部41Aの一部に形成された治具用の穴413(図17A、図20A参照)に治具210を挿入する。この際、支持機構40Bを第1回転機構50により回転させて、ワーク201の表面が第2回転機構60と反対側に向くようにする。この場合に、保持部41Aの支持部42Aに対する回転中心がb軸上に位置させることが好ましい。
この状態で、図22A、Bに示すように、第2回転機構60により支持機構40Bを第1回転機構50と共にb軸を中心として回転させる。この時、保持部41Aは、治具210が穴413に挿入されることで回転が規制されている。即ち、保持部41Aは、治具210により回転止めされた状態である。このため、第2回転機構60により支持機構40Bがb軸回りに回転することで、保持部41Aと支持部42Aとが相対回転する。また、この時の回転角度を第1突起412と進入部422との位相が合う角度とする。これにより、保持部41Aを支持部42Aから取り外すことができる。
一方、保持部41Aを支持部42Aに装着する際には、図22A、Bに示すように、保持部41Aの突出部411を支持部42Aの開口部420に挿入する。また、治具210により保持部41Aの回転を規制しておく。そして、上述した場合と逆方向に第2回転機構60を回転させることで、図21A、Bに示すような装着状態とできる。
なお、上述の説明では、第2回転機構60の回転により保持部41Aと支持部42Aとを相対回転させる工程を自動化(半自動化)したが、着脱動作の全工程を自動化するようにしても良い。
例えば、ロボットハンドにより保持部41Aを掴み、支持部42Aに向けて移動させ、保持部41Aの突出部411を支持部42Aの開口部420に挿入する。そして、ロボットハンドにより保持部41Aを掴んで保持部41Aの回転止めをした状態で、上述した場合と同様に第2回転機構60を回転させることで、保持部41Aと支持部42Aとを相対回転させる。取り外す場合には、ロボットハンドで保持部41Aを掴んで保持部41Aの回転止めをした状態で、第2回転機構60を装着時と反対方向に回転させる。そして、保持部41Aを掴んだロボットハンドを挿入方向と反対方向に移動させる。これにより、保持部41Aの支持部42Aへの着脱動作を自動で行える。
このように第2回転機構60の回転を利用することで、保持部41Aと支持部42Aの着脱動作を自動化、又は、半自動化することができる。この結果、ワークの交換などの作業効率を上げることができる。なお、このような着脱動作を手動で行う場合にも、第2回転機構60の回転を利用するようにしても良い。
<第3の実施形態>
第3の実施形態について、図23ないし図27を用いて説明する。本実施形態は、上述の第1、第2の実施形態で説明したような加工装置(工作機械)において、主軸に加工具(以下、「工具」或いは「切削工具」ともいう)をクランプ又はアンクランプする構成に関する。
第3の実施形態について、図23ないし図27を用いて説明する。本実施形態は、上述の第1、第2の実施形態で説明したような加工装置(工作機械)において、主軸に加工具(以下、「工具」或いは「切削工具」ともいう)をクランプ又はアンクランプする構成に関する。
例えば、主軸から工具をアンクランプする場合には、エアや作動油などの流体を作動させてアンクランプさせる技術が知られている(特開2018-1323号公報参照)。
また、特開2018-1323号公報に記載の油圧方式以外に、エア圧によって、アンクランプする場合もある。このような仕組みでは、主軸チャック内部のばねの力に抗い、主軸チャックを開くには、強いエア圧が必要となる。弱いエア圧で主軸チャックを開かせたい場合は、ばねの力を弱める必要があるが、加工中に切削工具をしっかり把持できないため、不要なトラブルの元になる。加工中は強いばねで主軸チャックを閉じて、切削工具をしっかり把持し、加工後には強いエア圧で主軸チャックを開き、切削工具を放すことが望ましい。その際にエア圧を大きくするために増圧弁を利用することがある。増圧弁は入力と出力とのエア圧力差が所定値以上の場合に動作し、エア圧力差が所定値よりも少ない場合には、動作しないことがある。
本実施形態は、簡易な方法で、増圧弁の出力が安定し易い技術を提供するものである。即ち、本実施形態の加工装置は、エアコンプレッサに接続された増圧弁によって、加工具のチャックを開く加工装置である。特に、チャックが加工具を保持する前に、増圧弁を介して、チャックへエアを入力するようにしている。この構成によれば、簡易な方法で、増圧弁の出力を安定化させ、工具のクランプを行い易くし、安定した加工を行い易い加工装置を提供することできる。
以下、本実施形態に係る加工装置100Aついて、図23~図25を用いて説明する。図23は、本実施形態に係る加工装置100Aの外観斜視図であり、エアーを発生させる不図示のエアーコンプレッサに、増圧弁90が取り付けられて、増圧弁90によって、圧力が上昇したエアーによって、後述するチャックをアンクランプ状態にする。増圧弁90の後段にエア圧検知センサ91が設けられている。工具のチャックにどの程度の圧力がかかっているか測定するために、エア圧検知センサ91は、工作機械の内部に設けられてもよい。加工装置100Aは、図23に示すように、外装カバー101内に加工装置本体を収容している。外装カバー101は、開閉ドア102を有しており、開閉ドア102を開けることで、ワークの交換が可能となっている。また、ワークの加工中には、開閉ドア102を閉めるようにしている。開閉ドア102の開閉は、不図示のセンサにより検知される。
開閉ドア102には、透光性の窓103が設けられている。開閉ドア102は、窓103が設けられていない部分に、開閉ロッド104が接続され、開閉ロッド104に設けられた不図示のショックアブソーバー機構により、開き動作がゆっくりになるように構成されている。開閉ドア102が開閉を行い易くなるとともに、窓103に大きな衝撃が伝わりにくくし、窓103に設けられた透光性の部材が壊れにくくなっている。
図24Aについて説明する。この図はツールクランプ前の状態であるので、ツールホルダ113と主軸110とは離れている。ツール114はツールホルダ113に装着されている。ここで、主軸110は、上記主軸11の1つの構造例である。
この時の、主軸110とツールホルダ113のフランジ部分との距離はd1で表される。そして、ツールホルダ113にはプルスタッド112が備わっており、プルスタッド112をドローバー111で主軸110のスラスト方向に引っ張る。
引っ張る際に、ドローバー111はプルスタッド112の出っ張り部にドローバー111の爪を引っかけて引っ張ることになる。ドローバー111の位置によって、工具はチャックされる。
続いて、図24Bについて説明する。この図はツールクランプ後の状態であるので、ツールホルダ113と主軸110とは接触している。そして、前述のように、ドローバー111はプルスタッド112の出っ張り部にドローバー111の爪を引っかけてある。図24Bの状態から、エアを吹き出すとドローバー111が図24Aの状態となり加工具を交換できる状態になる。
図25に示すように、電装ユニット80は、演算手段であるCPU85、入出力ポート(I/O)86i、各モータの制御部84x、84y、84z、主軸の制御部84c、a軸の制御部84a、b軸の制御部84bなどを備える。CPU85は、入力されたデータや信号に基づいてメモリ86mを用いて各種の演算を行う。
I/O86iは、加工装置本体のエアーブロー部87、集塵装置88、工具長センサ96に接続される。なお、エアーブロー部87は、主軸110に取り付けた工具にエアーを吹き付けて、工具を冷却すると共に工具に付着した切粉を除去するものである。また、工具から除去した切粉や加工後に支持機構40や第1回転機構50(ワーク保持装置)内に存在する切粉などの異物は、ワーク保持装置に設けた切粉吸引部89から吸引され、集塵装置88により集められる。また、工具長センサ96は、例えば、図1に示すように、工具マガジン70の近傍(図示の例では第1回転機構50の支持フレーム53)に設けられ、タッチセンサ方式で工具の長さを検知してCPU85に信号を送る。例えば、主軸に工具をチャックした状態で主軸を工具長センサ96の上方に移動させ、更に主軸を下降させて工具の先端を工具長センサ96に接触させることで、工具の長さを検知する。
CPU85に設けた各モータの制御部84x、84y、84zは、CPU85からの指令に基づいてX、Y、Zの各モータ21、32、14を駆動する。各モータ21、32、14には、それぞれエンコーダを設けている。エンコーダは、例えば、各モータ21、32、14の回転軸の回転回数や回転角度、回転方向を検知する。そして、各モータ21、32、14の駆動により各ステージX、Y、Zが実際に移動した量(実際の位置)を検知する。なお、ステージXは主軸110をX軸方向に、ステージYはワーク保持装置をY軸方向に、ステージZは主軸110をZ軸方向に、それぞれモータ21、32、14の駆動により移動させる部分に相当する。
主軸の制御部84cは、主軸110を回転させるモータ13(図1参照)を制御して、主軸(スピンドル)の回転速度を制御する。また、a、b軸の制御部84a、84bは、CPU85からの指令に基づいてa軸、b軸の各モータ54、62を駆動する。
このようにCPU85により加工装置本体の各部を制御することにより、上述のように保持されたワークWに所定の加工を施す。
図26に、本実施形態に係る加工装置における制御フローチャートを示す。各動作は、CPU85がメモリ86mにプログラムを読み込んで演算し実行する。エアコンプレッサに接続された増圧弁90によって、加工具のチャックを開く加工装置であって、チャック(ドローバー111)が加工具を保持する前に、増圧弁90を介して、チャックへエアを入力することで、増圧弁90を利用した場合にも、安定したアンクランプを実行できる。
詳細には、S11~S22により、実行してもよい。増圧弁90を介したエアのエア圧を検知するエア圧検知センサ91を備え、エア圧検知センサ91により検知されるエア圧が所定のエア圧よりも小さい場合に、チャックへエアを入力することを特徴としてもよい。エア圧を検知するため、エアの過不足をより精度よく検知して処理を実行することができる。
図26を参照しつつ、工具を掴む際に、増圧弁90の出力側のエア圧を安定させる手順を、具体的に説明する。主軸チャック開き処理が開始されると(開始)、CPU85は主軸チャック閉じ状態から開き状態への経過時間を計測するために、経過時間を格納している変数へ、計測の開始時刻を格納する(S11)。即ち、経過時間を初期化する。そして、CPU85は主軸に対し、チャック開き指示を出し(S12)、チャック開き指示を出してからの経過時間を計測する(S13)。経過時間の計測方法は、例えば、計測の開始時刻と現在の時刻との差を求める。
次に、CPU85は、主軸チャックのエア圧が所定のエア圧に到達したか否かを、図示しないエア圧検知センサ91により確認する(S14)。S14で所定のエア圧に到達した場合は、増圧弁90の出力側のエア圧を安定させる手順は正常に終了となる(終了)。S14で所定のエア圧に到達しない場合、エア圧が上昇するまでは時間がかかることがあり、すぐにエラーと判断しない。そこで、エア圧が所定の圧力まで上昇するまで待つために、S13で計測した経過時間が、所定の時間を経過したかを確認する(S15)。
S15で所定の時間が経過していない場合は、S13へ戻り、経過時間を再度計測する。S15で所定の時間が経過した場合は、所定のタイムアウト時間を超えたか否かを確認する(S16)。S16で所定のタイムアウト時間を超えた場合は、エラー処理(S17)を実行し、増圧弁90のエア圧を安定させる手順はエラーとして終了する(終了)。S16で所定のタイムアウト時間を超えない場合は、エア抜き動作が未実施か確認する(S18)。
S18でエア抜き動作未実施の場合は、CPU85は、主軸チャック閉じ(S19)、所定の待ち時間待ち(S20)、チャック開き(S21)、所定の待ち時間待ち(S22)を行い、このS19からS22までを所定の回数繰り返す。これにより、増圧弁90の出力側のエアが少しずつ漏れ、増圧弁90の入力側と出力側の圧力差が少ない場合に、増圧弁90の出力側のエア圧を下げることができ、増圧弁90の入力側と出力側の圧力差が大きくなり、増圧弁90を再度起動させることができ、出力側のエア圧を所定のエア圧に到達させることができる。
前記、チャック開閉処理後には、S13へ戻り、経過時間を再度計測する。S18でエア抜き動作実施済みの場合は、S13へ戻り、経過時間を再度計測する。
図27に、工具を選択する際の制御フローチャートを示す。複数の加工具を交換して加工対象物を加工する加工装置であって、複数の加工具のうちから1つを選択して、使用する際に、複数の加工具の工具折れ検知、及び、使用時間に基づいて、使用する加工具を決定する。このように構成した加工装置は、工具をより加工に適した状態で利用することができる。
詳細には、S101~S118のフローチャートによって使用する工具を決めてもよい。図27では、5本のなかから一つを選べる制御としたが、複数の加工具の内から一つの加工具を選ぶのであれば、何本の加工具から選択してもよい。また、加工具のうち、工具が折れていない、かつ、最も使用時間が短い加工具を使用する加工具として決定することにより、加工対象物をより精度よく仕上げ易くなる。これらの選択等の各動作は、制御手段としてのCPU85がメモリ86mにプログラムを読み込んで演算し実行する。CPU85が制御手段として機能してもよい。また、外部のPC等からの指示を受けて各動作を実行してもよい。
図27を参照しつつ、工具を選択する際の手順を、具体的に説明する。本実施形態では、工具選択において、マスタ工具1本に対し、予備の工具4本を用意している。図27ではマスタ工具=T0、予備工具1=T1、予備工具2=T2、予備工具3=T3、予備工具4=T4としている。
工具選択処理が開始されると(開始)、NCファイルで指定された工具番号として、Tコードの値を格納する(S101)。そして、Tコードの値はマスタ工具か否かを確認する(S102)。
S102で、指定された工具番号がマスタ工具と一致する場合は、マスタ工具のグループ内の工具番号を取得する(S103)。これが前述の、T0、T1、T2、T3、T4に相当する。そして、合計5本ある工具から、使用可能な工具を順々に調査するため、繰り返し用変数iを初期化する(S104)。
これ以降の処理で、選択可能な工具を調査する。まず、Tiが工具折れでないか否かを確認する(S105)。S105でTiが工具折れではない場合は、Tiの使用時間が許容時間未満(所定時間未満)か否かを確認する(S106)。S106でTiの使用時間が許容時間未満の場合は、Tiは工具マガジン(ATCマガジン)70(図1など参照)に工具検出済み(格納済み)か否かを確認する(S107)。S107でTiが工具検出済みの場合は、使用すべき工具としてTiを選択し(S108)、工具選択処理は終了する(終了)。
また、S105、S106、S107において、NOの場合には、以下の処理をそれぞれ実行する。S105でTiが工具折れの場合は、繰り返し用変数iに1を加算する(S109)。S106でTiの使用時間が許容時間以上の場合は、繰り返し用変数iに1を加算する(S109)。S107で工具が未検出の場合は、繰り返し用変数iに1を加算する(S109)。これらの処理の後、S110で、繰り返し用変数iが4以下の場合は、次の工具を調査するために、S105へ移動する。S110で、繰り返し用変数iが4よりも多い場合には、繰り返し用変数jを初期化する(S111)。
これ以降は、S111より後の処理について、説明する。ここまで来た場合は、本来探していた、正常な状態の工具(工具折れておらず、使用時間が許容時間未満、ATCマガジンに格納済み)は発見できなかったことになる。そこで、次善の策として、使用時間は許容するとし、その他の条件(工具折れておらず、ATCマガジンに格納済み)を満たす工具を、T0、T1、T2、T3、T4から順々に探していく。
まず、Tjは工具折れでないか否かを確認する(S112)。S112でTjが工具折れでない場合は、Tjが工具検出済み(格納済み)か否かを確認する(S113)。S113でTjが工具検出済みの場合は、使用すべき工具としてTjを選択し(S114)、終了する(終了)。
S112でTjが工具折れの場合、またはS113でTjが工具未検出の場合は、繰り返し用変数jに1を加算する(S115)。S116で、繰り返し用変数jが4以下の場合は、次の工具を調査するために、S112へ移動する。S115で、繰り返し用変数jが4よりも多い場合には、使用可能な工具が発見できなかったので、エラー処理を実行し(S117)、工具選択処理はエラーとして終了する(終了)。
また、S102で、指定された工具番号がマスタ工具と一致しない場合は、使用すべき工具として、Tコードの値を格納し(S118)、工具選択処理は終了する(終了)。
なお、a軸、及び、b軸を中心に加工対象物を回転させる5軸加工機を小型化する場合には、下記特徴であってもよい。Y軸移動機構、及び、Z軸移動機構は、Y軸方向、及び、Z軸方向に向かって延びるフレームに沿って設けられ、Z軸方向において、a軸が傾いていない状態で、b軸の回転軸は、フレームのY軸方向に延びる部分よりも下方に配置される。
本発明に係る加工装置は、歯科用補綴物の加工を行う加工装置、その他、加工対象物に切削などの各尾を施す加工装置に好適である。
1・・・フレーム(第1フレーム)/2・・・架台(第2フレーム)/3a・・・第1の面(第1面)/4a・・・第2の面(第2面)/10・・・第1移動機構(Z軸移動機構)/11・・・主軸/12・・・加工具/20・・・第2移動機構(X軸移動機構)/30・・・第3移動機構(Y軸移動機構)/40、40A、40B・・・支持機構/41、41A・・・保持部/42、42A・・・支持部/43a、43b、43c・・・押圧部/50・・・第1回転機構(A軸回転機構)/60・・・第2回転機構(B軸回転機構)/70・・・工具マガジン(工具保持部)/72・・・第1列/72a・・・第1工具配置部/73・・・第2列/73a・・・第2工具配置部/74・・・第1アーム部(第1揺動部)/75・・・第1検知部/76・・・第2アーム部(第2揺動部)/77・・・第2検知部/85・・・CPU(制御手段)/100、100A・・・加工装置/201、W・・・ワーク(加工対象物)/410・・・本体部/411・・・突出部/412・・・第1突起/420・・・開口部/421・・・第2突起/422・・・進入部/423・・・板バネ(付勢部)/c・・・連結位置/P・・・平面
Claims (9)
- Z軸方向に沿う第1面、及び、Y軸方向に沿う第2面を有する第1フレームを備えた加工装置であって、
前記第1フレームの前記第1面側に設けられた、X軸移動機構及びZ軸移動機構と、
前記第1フレームの前記第2面側に設けられた、Y軸移動機構と、
前記第1フレームの前記第2面側から前記第1フレームを支持する第2フレームと、
前記Y軸移動機構によって移動する、A軸回転機構、B軸回転機構、及び、加工対象物を支持する支持機構と、を備え、
前記第1フレームのZ軸方向における下方であって、
前記第2フレームによって形成された空間内に前記Y軸移動機構を設けることを特徴とする加工装置。 - 前記Y軸移動機構の案内面は、前記A軸回転機構の回転中心軸、及び、前記B軸回転機構の回転中心軸よりも、Z軸方向の上方に位置することを特徴とする請求項1に記載の加工装置。
- 前記A軸回転機構は、前記支持機構を、A軸を中心として回転可能であり、
前記支持機構は、
前記A軸に沿った平面が通る位置において前記加工対象物を保持する保持部であって、前記A軸の延長線が前記加工対象物の前記平面に直交する方向の中心を通るように前記加工対象物を保持する保持部と、
前記平面に直交する方向に関して前記保持部により前記加工対象物を保持した位置よりも片側で、且つ、前記A軸と偏心した位置で前記A軸回転機構と連結され、前記保持部を介して前記加工対象物を支持する支持部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の加工装置。 - 前記支持機構は、前記保持部の前記平面が通る周囲の一部を押圧する押圧部を有することを特徴とする請求項3に記載の加工装置。
- 前記押圧部の押圧方向は、前記平面に沿った方向よりも前記片側を向くように前記平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項4に記載の加工装置。
- 前記保持部は、前記支持部に対して前記平面と直交する方向に着脱可能であり、前記加工対象物を保持する本体部と、前記本体部から前記平面に直交する方向に突出した突出部と、前記突出部から前記平面と平行な方向に突出した第1突起とを有し、
前記支持部は、前記突出部が挿入可能な開口部と、前記開口部の内周面から前記平面と平行な方向に突出した第2突起と、前記第2突起から外れた位置で前記突出部が前記開口部に挿入される際に前記第1突起が前記第2突起よりも前記突出部の挿入方向下流側に進入可能とする進入部と、を有し、
前記保持部と前記支持部との何れかに設けられ、前記第1突起が前記進入部を通った状態で前記保持部と前記支持部とを相対回転させ、前記第1突起と前記第2突起とが前記挿入方向に重なった状態で前記第1突起と前記第2突起との間に位置し、前記第1突起と前記第2突起とを互いに離間する方向に付勢する付勢部を有することを特徴とする請求項3ないし5の何れか1項に記載の加工装置。 - 前記Z軸移動機構は、加工具をZ軸方向に移動可能であり、
複数の加工具を保持可能な工具保持部を備え、
前記工具保持部は、
複数の加工具を第1列に沿って配置可能で、それぞれ所定方向に複数の加工具を着脱可能な複数の第1工具配置部と、
前記第1列と略平行で前記第1列に隣接した第2列に沿って複数の加工具を配置可能で、それぞれ所定方向に複数の加工具を着脱可能であり、且つ、前記第1列及び前記第2列に沿った方向に関して、前記第1列に配置された加工具の中心と前記第2列に配置された加工具の中心とがずれるように複数の加工具が配置される複数の第2工具配置部と、
前記第2列の前記第1列と反対側から、前記第2列に沿った方向に関して前記第2工具配置部から外れた位置を通るように配置され、それぞれ前記第1工具配置部への加工具の着脱動作に連動して揺動する複数の第1揺動部と、
前記第1揺動部よりも長さが短く、前記第2列の前記第1列と反対側から前記第2工具配置部に向けて配置され、それぞれ前記第2工具配置部への加工具の着脱動作に連動して揺動する複数の第2揺動部と、
前記第2列の前記第1列と反対側に配置され、前記第1揺動部の揺動動作により前記第1工具配置部への加工具の着脱を検知する第1検知部と、
前記第2列の前記第1列と反対側に配置され、前記第2揺動部の揺動動作により前記第2工具配置部への加工具の着脱を検知する第2検知部と、を有することを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載の加工装置。 - エアコンプレッサに接続された増圧弁によって、加工具のチャックを開く加工装置であって、前記チャックが前記加工具を保持する前に、前記増圧弁を介して、前記チャックへエアを入力することを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の加工装置。
- 複数の加工具を交換して加工対象物を加工する加工装置であって、
前記複数の加工具のうちから1つを選択して、使用する加工具を決定する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記複数の加工具のうちから、折れておらず、且つ、使用時間が所定時間未満の加工具を選択して、使用する加工具として決定することを特徴とする請求項1ないし8の何れか1項に記載の加工装置。
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