JP2015054364A - 回転加工機用の刃具パレット及び回転加工機における刃具着脱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装置の構造によって、刃具の交換に要する時間を短縮することができる回転加工機用の刃具パレット及び回転加工機における刃具着脱方法を提供すること。【解決手段】回転加工機用の刃具パレット７０は、回転装置、加工装置及び搬送装置を備える回転加工機に用いられ、加工装置への刃具７の搬入出を行う際に、搬送装置に設けられた上下移動可能なグリッパ５１によって挟持される。刃具パレット７０は、グリッパ５１によって挟持されるパレットベース部７１と、パレットベース部７１の挟持中心から横方向にオフセットした位置に設けられ、刃具７を支持するパレット支持部７２とを有している。パレットベース部７１の挟持中心を含む中心部には、刃具把持部３１とパレット支持部７２との間で刃具７を受け渡す際に、回転装置に装着された下治具部を挿入することができる挿入穴７１１が形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、回転加工機において用いる刃具を保持するパレット及び回転加工機における刃具着脱方法に関する。

回転装置によって回転させるワークに対して、加工装置の刃具によって切削加工を行う回転加工機においては、加工するワークの種類等に応じて、刃具を交換している。この刃具の交換は、ワークの搬送を行う装置とは別に設置された専用のロボット等を用いて行われている。
また、例えば、特許文献１のハンドは、加工領域へワークを搬入する搬入ハンドと、加工領域からワークを搬出する搬出ハンドとを、旋回軸によって旋回させる構造を有している。また、搬入ハンドには、ワークを把持する搬入把持爪の他に、工具交換用の工具搬入把持爪が設けられており、搬出ハンドには、ワークを把持する搬出把持爪の他に、工具交換用の工具搬出把持爪が設けられている。

特開２００２−６６８６１号公報

しかしながら、刃具の交換を行うために専用のロボット等を用いる場合には、このロボット等の先端部が周囲に干渉するおそれがある。そのため、刃具の交換を短時間に行うことが難しい。また、上記特許文献１のハンドにおいては、ワークを把持する搬入把持爪及び搬出把持爪の他に、工具を把持する工具搬入把持爪及び工具搬出把持爪を用いている。そのため、ハンドの構造が複雑になってしまう。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、簡単な装置の構造によって、刃具の交換に要する時間を短縮することができる回転加工機用の刃具パレット及び回転加工機における刃具着脱方法を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、ワークを上下から支持するための上治具部及び下治具部を把持して回転させる回転装置と、刃具把持部に刃具を把持して上記回転装置によって回転する上記ワークに加工を行う加工装置と、上記回転装置に対する上記ワークの搬入出を行うとともに上記刃具把持部に対する上記刃具の搬入出を行う搬送装置と、を備える回転加工機において用いられ、上記刃具の搬入出を行う際に、上記搬送装置に設けられた上下移動可能なグリッパによって挟持される刃具パレットであって、
該刃具パレットは、上記グリッパによって挟持されるパレットベース部と、該パレットベース部の挟持中心から横方向にオフセットした位置に設けられ、上記刃具を支持するパレット支持部とを有しており、
上記パレットベース部の挟持中心を含む中心部には、上記パレットベース部が上記グリッパに挟持された状態で、上記刃具把持部と上記パレット支持部との間で上記刃具を受け渡す際に、上記下治具部が挿入される挿入穴が形成されていることを特徴とする回転加工機用の刃具パレットにある。

本発明の他の態様は、ワークを上下から支持するための上治具部及び下治具部を把持して回転させる回転装置と、刃具把持部に刃具を把持して上記回転装置によって回転する上記ワークに加工を行う加工装置と、上記回転装置に対する上記ワークの搬入出を行うとともに上記刃具把持部に対する上記刃具の搬入出を行う搬送装置と、を備える回転加工機において、上記刃具把持部に対する上記刃具の着脱を行う方法であって、
上記刃具の搬入出を行う際に、上記搬送装置に設けられた上下移動可能なグリッパによって挟持される刃具パレットを用い、
該刃具パレットは、上記グリッパによって挟持されるパレットベース部と、該パレットベース部の挟持中心から横方向にオフセットした位置に設けられ、上記刃具を支持するパレット支持部とを有しており、
上記パレットベース部の挟持中心を含む中心部には、上記下治具部が挿入される挿入穴が形成されており、
上記パレットベース部が上記グリッパに挟持された状態で、上記パレット支持部に載置された上記刃具を上記刃具把持部に取り付ける、又は上記刃具把持部に把持された上記刃具を上記パレット支持部に取り外す際に、上記刃具把持部に上記パレット支持部を対向させるよう、上記下治具部が上記挿入穴に挿入される位置まで上記グリッパを下降させることを特徴とする回転加工機における刃具着脱方法にある。

上記回転加工機用の刃具パレットにおいては、回転加工機の加工装置における刃具把持部に対して刃具の着脱（交換）を行う際に、刃具の搬入出を行うために用いられる刃具パレットの構造に工夫をしている。
回転加工機においては、回転装置の上治具部及び下治具部に対してワークの搬入出を行うとともに、加工装置の刃具把持部に対して刃具の搬入出を行う搬送装置が用いられる。刃具パレットは、刃具の搬入出を行う際に用いられるものであり、搬送装置に設けられた上下移動可能なグリッパによって挟持されるパレットベース部と、刃具を支持するパレット支持部とを有している。そして、パレットベース部の挟持中心を含む中心部には、回転装置の下支持部に装着された下治具部を挿入することができる挿入穴が形成されている。

回転加工機においては、搬送装置によって、上治具部及び下治具部が装着された回転装置へ加工前のワークを搬入し、上治具部及び下治具部によって上下から支持するワークを回転装置によって回転させ、このワークに対して加工装置の刃具把持部に把持する刃具によって加工を行う。そして、搬送装置によって、加工後のワークを上治具部及び下治具部から搬出する。
また、加工するワークの種類等の変更に応じて刃具を交換する際には、搬送装置のグリッパによって、刃具パレットのパレットベース部を挟持し、この刃具パレットを、回転装置の上支持部における上治具部と下支持部における下治具部との間へ搬入する。このとき、加工装置の刃具把持部にパレット支持部が対向し、パレットベース部の挿入穴が下治具部の上方に対向する。

そして、刃具把持部から刃具パレットへ刃具を受け渡す（取り外す）ときには、加工装置の刃具把持部に対し、刃具パレットを挟持するグリッパを下降させる。このとき、グリッパは、パレットベース部の挿入穴に、回転装置の下治具部が挿入される位置まで下降させることができる。これにより、グリッパの上下移動の動作を利用して、刃具把持部とパレット支持部とを迅速に接近させることができる。そのため、刃具把持部からの刃具の取り外しに要する時間を短縮することができる。

また、刃具把持部に取り付ける別の刃具がパレット支持部に支持された刃具パレットを、グリッパによって、回転装置の上支持部における上治具部と下支持部における下治具部との間へ搬入する。そして、上記刃具の取り外しを行うときと同様にして、刃具パレットから刃具把持部へ他の刃具を取り付けることができる。そのため、刃具把持部への刃具の取り付けに要する時間を短縮することができる。

また、ワークの搬入出を行う搬送装置を利用して刃具の交換を行うことができ、特別な装置の追加を伴うことなく、刃具の交換を行うことができる。さらに、搬送装置を利用して刃具の交換を行うことにより、刃具パレット及び刃具が周囲の加工装置、回転装置等に干渉することを容易に避けることができる。

それ故、上記回転加工機用の刃具パレットによれば、簡単な装置の構造によって、刃具の交換に要する時間を短縮することができる。
また、上記回転加工機における刃具着脱方法によれば、上記刃具パレットの発明と同様に、簡単な装置の構造によって、刃具の交換に要する時間を短縮することができる。

実施例にかかる、回転加工機を示す正面図。 実施例にかかる、刃具パレットとグリッパを示す斜視図。 実施例にかかる、刃具を支持する刃具パレットとグリッパを示す斜視図。 実施例にかかる、パレットベース部の挿入穴に下治具部が挿入された刃具パレットを示す図。 実施例にかかる、パレットベース部の挿入穴に下治具部が挿入された他の刃具パレットを示す図。 実施例にかかる、搬送装置によってワークを搬送する状態の回転加工機を示す斜視図。 実施例にかかる、ワーク支持治具を搬入出する状態の回転加工機を示す正面図。

上述した回転加工機用の刃具パレット及び回転加工機における刃具着脱方法における好ましい実施の形態につき説明する。
上記回転加工機用の刃具パレット及び回転加工機における刃具着脱方法においては、上記搬送装置は、上記グリッパを旋回中心軸線の周りに複数有し、該複数のグリッパを上記回転装置に順次対向させるよう構成されており、上記加工装置は、上記刃具としてのホブカッタを上記刃具把持部に把持して、上記ワークの外周面にヘリカル歯面を形成するよう構成されており、上記パレット支持部は、上記ホブカッタの中心軸線を横方向に向けて、該ホブカッタの両端部のホブアーバを支持するよう構成されていてもよい。
この場合には、搬送装置における複数のグリッパを利用して、刃具の交換を一層迅速に行うことができる。また、ワークの外周面にヘリカル歯面を形成するホブ盤又は歯車研削盤において、刃具の交換を迅速かつ容易に行うことができる。

以下に、回転加工機用の刃具パレット及び回転加工機における刃具着脱方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
図１、図６に示すごとく、本例の回転加工機用の刃具パレット７０は、回転加工機１において用いられる。回転加工機１は、ワーク８を上下から支持するための上治具部６２及び下治具部６１を把持して回転させる回転装置２と、刃具把持部３１に刃具７を把持して回転装置２によって回転するワーク８に加工を行う加工装置３と、回転装置２に対するワーク８の搬入出を行うとともに刃具把持部３１に対する刃具７の搬入出を行う搬送装置４とを備えている。刃具パレット７０は、刃具７の搬入出を行う際に、搬送装置４に設けられた上下移動可能なグリッパ５１によって挟持されるよう構成されている。

図２、図３に示すごとく、刃具パレット７０は、グリッパ５１によって挟持されるパレットベース部７１と、パレットベース部７１の挟持中心から横方向にオフセットした位置に設けられ、刃具７を支持するパレット支持部７２とを有している。パレットベース部７１の挟持中心を含む中心部には、上下に貫通された挿入穴７１１が形成されている。図４に示すごとく、挿入穴７１１は、パレットベース部７１がグリッパ５１に挟持された状態で、刃具把持部３１とパレット支持部７２との間で刃具７を受け渡す際に、下治具部６１を挿入することができるものである。

以下に、本例の回転加工機用の刃具パレット７０及び回転加工機１における刃具着脱方法につき、図１〜図７を参照して詳説する。
図６に示すごとく、本例の加工装置３及び回転装置２は、ワーク８の外周にヘリカル歯面を切削加工するホブ盤を構成する。加工装置３及び回転装置２においては、ヘリカルギヤが製造される。ヘリカルギヤは、互いに噛合する歯車の軸方向を平行にして使用するはすば歯車、又は互いに噛合する歯車の軸方向を直交させて使用するねじ歯車とすることができる。本例の刃具７は、ワーク８の外周にヘリカル歯面を切削加工するためのホブカッタである。
なお、加工装置３及び回転装置２は、ワーク８の外周に形成されたヘリカル歯面に研削加工をする歯車研削盤とすることもできる。この場合、刃具７は、ヘリカル歯面に研削加工するための回転砥石とすることができる。

図１、図６に示すごとく、加工装置３は、刃具７を装着する刃具把持部（ホブ軸）３１の回転中心軸線３０１を水平方向に対して傾斜させて構成されている。回転装置２は、上下方向に沿った回転中心軸線２０１の回りに回転するよう構成されている。
加工装置３は、刃具７を、その軸部の回りに回転可能であるとともに、刃具把持部３１を、前後、左右及び上下に移動可能にし、かつ軸部に直交する方向に旋回可能にしている。刃具把持部３１は、刃具７の両側の軸部であるホブアーバ７３を把持するように構成されている。加工装置３は、刃具把持部３１を前進、上下及び旋回させて、この刃具把持部３１に、グリッパ５１に挟持された刃具パレット７０のパレット支持部７２における刃具７を装着するよう構成されている。

回転装置２は、ワーク支持治具６を介してワーク８を上下に支持するよう構成されている。回転装置２の治具支持部２１は、上支持部２１２と下支持部２１１とによって構成されている。ワーク支持治具６は、回転装置２における上支持部２１２に装着する上治具部６２と、回転装置２における下支持部２１１に装着する下治具部６１とに分かれて、上下からワーク８を挟持するよう構成されている。ワーク８は、その軸方向を上下方向にして回転装置２に支持される。回転装置２は、加工装置３と搬送装置４との間のスペースに配設されている。

回転装置２は、ワーク支持治具６を介してワーク８を上下の両側から支持し、搬送装置４の旋回中心軸線４０１と平行な回転中心軸線２０１の回りに回転するよう構成されている。回転装置２の下支持部２１１は、モータ等の駆動源によって回転する回転テーブル２０の上端部に取り付けられている。回転装置２の上支持部２１２は、搬送装置４の旋回支柱部４１に、アクチュエータによって上下にスライド可能に設けられている。

図１、図６に示すごとく、搬送装置４は、旋回中心軸線４０１が通過する旋回支柱部４１に、旋回ローダ部４２を旋回可能に配設して構成されている。各グリッパ５１は、旋回ローダ部４２に、アクチュエータに駆動されて上下方向に移動可能に配設されている。また、各グリッパ５１は、他のアクチュエータに駆動されて横方向に開閉する一対の挟持部５１１によって、ワーク８を挟持するよう構成されている。旋回支柱部４１の旋回中心軸線４０１は上下方向に向けられており、各グリッパ５１は、旋回ローダ部４２によって、旋回支柱部４１の回りを水平方向に旋回するよう構成されている。

図２、図３に示すごとく、回転加工機１は、搬送装置４によって、ワーク８の搬送、ワーク８を支持するワーク支持治具６の段替え（交換）及び刃具７の段替え（交換）を可能にしたものである。搬送装置４の各グリッパ５１は、ワーク８を挟持する以外にも、上治具部６２が載置された下治具部６１又は刃具７が載置された刃具パレット７０を挟持するよう構成されている。各グリッパ５１は、一対の挟持部５１１の間隔を可変させることにより、外径が異なる複数種類のワーク８、下治具部６１及び刃具パレット７０を挟持できるよう構成されている。一対の挟持部５１１の挟持内側面５１２は、ワーク８、下治具部６１及び刃具パレット７０の挟持を容易にするために、周方向の２箇所に傾斜面が当接するＶ形状に形成されている。

図３、図６、図７に示すごとく、搬送装置４は、旋回中心軸線４０１から同一半径距離に配設された複数のグリッパ５１を、回転装置２に順次対向させるよう旋回可能にした旋回ローダである。各グリッパ５１は、ワーク８とワーク支持治具６とをそれぞれ別個に直接挟持可能である。また、各グリッパ５１は、刃具パレット７０に保持された刃具７を間接的に挟持可能である。搬送装置４は、ワーク８、ワーク支持治具６又は刃具パレット７０をグリッパ５１に挟持し、旋回ローダ部４２を旋回させて、回転装置２との間でのワーク８、ワーク支持治具６又は刃具パレット７０の受け渡しを行うよう構成されている。

複数のグリッパ５１は、搬送装置４の旋回中心軸線４０１及び回転装置２の回転中心軸線２０１に対して直交する方向からワーク８、ワーク支持治具６又は刃具パレット７０をそれぞれ把持し、回転装置２の下支持部２１１と上支持部２１２との間を通過するよう構成されている。
本例のグリッパ５１は、旋回ローダ部４２の周方向において、互いに９０°周方向にずれた位置の４箇所に設けられている。なお、グリッパ５１は、旋回ローダ部４２の回りの２箇所又は３箇所、あるいは５箇所以上に設けることもできる。

図２、図３に示すごとく、刃具パレット７０のパレットベース部７１は、各グリッパ５１によって把持しやすいように、円盤形状に形成されている。パレット支持部７２は、パレットベース部７１の挟持中心から横方向及び上方にオフセットした位置に設けられている。パレット支持部７２は、一対の受け部７２１によって、中心軸線を水平方向に向けた刃具７の両端部分のホブアーバ７３を受けるよう構成されている。パレット支持部７２は、刃具パレット７０がグリッパ５１に把持された状態において、グリッパ５１の先端部の旋回半径領域の外側に配置される。

図４に示すごとく、本例の刃具パレット７０のパレット支持部７２は、パレットベース部７１の挿入穴７１１の上方に位置している。そして、本例の下治具部６１の上端部は、パレットベース部７１の挿入穴７１１に挿入され、パレットベース部７１の上方へ突出しない。この刃具パレット７０の構成により、グリッパ５１に挟持されて旋回ローダ部４２によって旋回する刃具パレット７０のパレット支持部７２及び刃具７が、グリッパ５１の先端部の旋回半径領域の外側にできるだけ突出しないようにすることができる。

図５に示すごとく、刃具パレット７０のパレット支持部７２は、パレットベース部７１の挿入穴７１１の上方を避けるように横方向にオフセットして設けることもできる。この場合には、下治具部６１の上端部は、パレットベース部７１の挿入穴７１１に挿入され、パレットベース部７１の上方へ突出する。この刃具パレット７０の構成により、グリッパ５１に挟持された刃具パレット７０を、できるだけ低い位置まで下降させることができる。

回転加工機１においては、次のようにして、加工装置３の刃具把持部３１における刃具７によってワーク８に加工を行う。
図６に示すごとく、回転装置２にワーク８を搬入するときには、回転装置２には、加工を行うワーク８に対応したワーク支持治具６を、搬送装置４におけるグリッパ５１の挟持及び旋回ローダ部４２の旋回の動作を行って装着しておく。そして、グリッパ５１にワーク８を挟持し、このワーク８を、旋回ローダ部４２の旋回によって回転装置２に接近させる。次いで、グリッパ５１の昇降及び上支持部２１２における上治具部６２の昇降を行って、ワーク８を、回転装置２における上治具部６２と下治具部６１との間に支持させる。次いで、回転装置２によって回転させるワーク８に、加工装置３における刃具７が加工を行う。その後、回転装置２からワーク８を搬出するときには、加工が行われた後のワーク８を回転装置２からグリッパ５１に挟持し、搬送装置４の旋回ローダ部４２を旋回させる。

次に、回転加工機１の加工装置３に対して刃具７の着脱を行う方法、及びその作用効果につき説明する。
図１、図３に示すごとく、加工するワーク８の種類等の変更に応じて刃具７を交換する際には、搬送装置４のグリッパ５１によって、刃具パレット７０のパレットベース部７１を挟持し、この刃具パレット７０を、回転装置２の上支持部２１２における上治具部６２と下支持部２１１における下治具部６１との間へ搬入する。このとき、加工装置３の刃具把持部３１にパレット支持部７２が対向し、パレットベース部７１の挿入穴７１１が下治具部６１の上方に対向する。

そして、図４に示すごとく、刃具把持部３１から刃具パレット７０へ刃具７を受け渡す（取り外す）ときには、加工装置３の刃具把持部３１に対し、刃具パレット７０を挟持するグリッパ５１を下降させる。このとき、グリッパ５１は、パレットベース部７１の挿入穴７１１に、回転装置２の下治具部６１が挿入される位置まで下降させることができる。これにより、グリッパ５１の上下移動の動作を利用して、刃具把持部３１とパレット支持部７２とを迅速に接近させることができる。そのため、刃具把持部３１からの刃具７の取り外しに要する時間を短縮することができる。

また、刃具把持部３１に取り付ける別の刃具７がパレット支持部７２に支持された刃具パレット７０を、グリッパ５１によって、回転装置２の上支持部２１２における上治具部６２と下支持部２１１における下治具部６１との間へ搬入する。そして、上記刃具７の取り外しを行うときと同様にして、刃具パレット７０から刃具把持部３１へ他の刃具７を取り付けることができる。そのため、刃具把持部３１への刃具７の取り付けに要する時間を短縮することができる。

また、ワーク８の搬入出を行う搬送装置４を利用して刃具７の交換を行うことができ、特別な装置の追加を伴うことなく、刃具７の交換を行うことができる。さらに、搬送装置４を利用して刃具７の交換を行うことにより、刃具パレット７０及び刃具７が周囲の加工装置３、回転装置２等に干渉することを容易に避けることができる。

それ故、本例の回転加工機用の刃具パレット７０及び回転加工機１における刃具着脱方法によれば、簡単な装置の構造によって、刃具７の交換に要する時間を短縮することができる。

１ 回転加工機
２ 回転装置
２１１ 下支持部
２１２ 上支持部
３ 加工装置
３１ 刃具把持部
４ 搬送装置
５１ グリッパ
６ ワーク支持治具
６１ 下治具部
６２ 上治具部
７ 刃具
７０ 刃具パレット
７１ パレットベース部
７１１ 挿入穴
７２ パレット支持部
８ ワーク

Claims (4)

1. ワークを上下から支持するための上治具部及び下治具部を把持して回転させる回転装置と、刃具把持部に刃具を把持して上記回転装置によって回転する上記ワークに加工を行う加工装置と、上記回転装置に対する上記ワークの搬入出を行うとともに上記刃具把持部に対する上記刃具の搬入出を行う搬送装置と、を備える回転加工機において用いられ、上記刃具の搬入出を行う際に、上記搬送装置に設けられた上下移動可能なグリッパによって挟持される刃具パレットであって、
   該刃具パレットは、上記グリッパによって挟持されるパレットベース部と、該パレットベース部の挟持中心から横方向にオフセットした位置に設けられ、上記刃具を支持するパレット支持部とを有しており、
   上記パレットベース部の挟持中心を含む中心部には、上記パレットベース部が上記グリッパに挟持された状態で、上記刃具把持部と上記パレット支持部との間で上記刃具を受け渡す際に、上記下治具部が挿入される挿入穴が形成されていることを特徴とする回転加工機用の刃具パレット。
2. 上記搬送装置は、上記グリッパを旋回中心軸線の周りに複数有し、該複数のグリッパを上記回転装置に順次対向させるよう構成されており、
   上記加工装置は、上記刃具としてのホブカッタを上記刃具把持部に把持して、上記ワークの外周面にヘリカル歯面を形成するよう構成されており、
   上記パレット支持部は、上記ホブカッタの中心軸線を横方向に向けて、該ホブカッタの両端部のホブアーバを支持するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転加工機用の刃具パレット。
3. ワークを上下から支持するための上治具部及び下治具部を把持して回転させる回転装置と、刃具把持部に刃具を把持して上記回転装置によって回転する上記ワークに加工を行う加工装置と、上記回転装置に対する上記ワークの搬入出を行うとともに上記刃具把持部に対する上記刃具の搬入出を行う搬送装置と、を備える回転加工機において、上記刃具把持部に対する上記刃具の着脱を行う方法であって、
   上記刃具の搬入出を行う際に、上記搬送装置に設けられた上下移動可能なグリッパによって挟持される刃具パレットを用い、
   該刃具パレットは、上記グリッパによって挟持されるパレットベース部と、該パレットベース部の挟持中心から横方向にオフセットした位置に設けられ、上記刃具を支持するパレット支持部とを有しており、
   上記パレットベース部の挟持中心を含む中心部には、上記下治具部が挿入される挿入穴が形成されており、
   上記パレットベース部が上記グリッパに挟持された状態で、上記パレット支持部に載置された上記刃具を上記刃具把持部に取り付ける、又は上記刃具把持部に把持された上記刃具を上記パレット支持部に取り外す際に、上記刃具把持部に上記パレット支持部を対向させるよう、上記下治具部が上記挿入穴に挿入される位置まで上記グリッパを下降させることを特徴とする回転加工機における刃具着脱方法。
4. 上記搬送装置は、上記グリッパを旋回中心軸線の周りに複数有し、該複数のグリッパを上記回転装置に順次対向させるよう構成されており、
   上記加工装置は、上記刃具としてのホブカッタを上記刃具把持部に把持して、上記ワークの外周面にヘリカル歯面を形成するよう構成されており、
   上記パレット支持部は、上記ホブカッタの中心軸線を横方向に向けて、該ホブカッタの両端部のホブアーバを支持するよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転加工機における刃具着脱方法。

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