JP2020069550A - Work-piece processing system and work-piece processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製のワークの加工を行う加工工具を着脱交換自在な加工機械と、各種の加工工具及び各種の加工工具に対応したノズル並びに複数のワークを格納したストッカーと、前記加工機械とストッカーとの間において、加工工具及びノズル並びにワークの着脱交換を行う交換装置を備えたワーク加工システムに関する。 The present invention relates to a processing machine in which a processing tool for processing a metal workpiece is detachably replaceable, various processing tools, a nozzle corresponding to the various processing tools, and a stocker that stores a plurality of workpieces, and the processing machine. The present invention relates to a work machining system including a machining tool, a nozzle, and an exchange device for attaching and detaching a work to and from a stocker.
さらに詳細には、加工工具とノズルとの着脱交換を同時に行って、交換動作の能率向上を図ることができ、また、交換装置において、加工工具を保持する工具保持部と、ワークを保持するワーク保持部とを共通化して、構成の簡素化を図ることができるワーク加工システムに関する。 More specifically, it is possible to simultaneously perform attachment / detachment and replacement of the machining tool and the nozzle to improve the efficiency of the exchanging operation. Further, in the exchanging device, a tool holding portion for holding the machining tool and a workpiece for holding the workpiece. The present invention relates to a work machining system that can be used in common with a holding unit to simplify the configuration.
従来、加工機械の一例としての、例えば研削装置においては、加工工具としての砥石の交換と、クーラント用のノズルとを、自動工具交換装置によって同時に交換することが行われている(例えば、特許文献1参照)。また、加工機械においては、ワーク交換装置によってワークの交換も行われている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, in, for example, a grinding machine as an example of a machining machine, a grinding stone as a machining tool and a nozzle for a coolant are simultaneously replaced by an automatic tool changing machine (for example, Patent Document 1). 1). Further, in the processing machine, the work is also exchanged by the work exchange device (for example, refer to Patent Document 2).
前記特許文献1には、自動工具交換装置における交換アームに、工具ホルダを把持する第1把持部を備え、この第1把持部よりも先端側の位置に、ノズルのフランジ部を把持する第2把持部を直列的に備えて、交換アームによって工具とノズルとを自動的に同時に交換する構成が記載されている。 In Patent Document 1, the exchange arm in the automatic tool changer is provided with a first grip portion for gripping the tool holder, and a second grip portion for gripping the flange portion of the nozzle at a position closer to the tip end than the first grip portion. There is described a configuration in which a grip portion is provided in series and a tool and a nozzle are automatically and simultaneously replaced by a replacement arm.
前記特許文献2には、ワンハンドマニプレータに対して、ワーク用ハンド、工具ハンド、治具用ハンド等の各種のハンドを交換して、ワーク、工具、治具等の交換を自動的に行うことが記載されている。 In Patent Document 2, various hands such as a work hand, a tool hand, and a jig hand can be replaced with respect to the one-hand manipulator, and the work, the tool, the jig, and the like can be automatically replaced. Have been described.
したがって、特許文献1に記載の発明に、特許文献2に記載の発明を適用することにより、工具、ノズル及びワークを自動的に交換することも考えられる。しかし、特許文献1に記載の発明は、研削装置において、工具としての砥石車とクーラント用のノズルとを、自動工具交換アームに直列的に備えた第1把持部と第2把持部によって把持し交換する構成である。そして、特許文献2に記載の発明は、歯車の加工を行うホブ盤を対象として、ワンハンドマニプレータに対して各種ハンドを交換してワーク、工具、治具等の交換を行う構成である。 Therefore, by applying the invention described in Patent Document 2 to the invention described in Patent Document 1, it is possible to automatically replace the tool, the nozzle, and the work. However, in the invention described in Patent Document 1, in a grinding device, a grinding wheel as a tool and a nozzle for a coolant are gripped by a first grip portion and a second grip portion that are provided in series with an automatic tool changing arm. It is a structure to exchange. The invention described in Patent Document 2 is intended for a hobbing machine that processes gears, and has a configuration in which various hands are exchanged with respect to a one-hand manipulator to exchange workpieces, tools, jigs, and the like.
すなわち、特許文献1に記載の発明と、特許文献2に記載の発明は、対象とするワーク及び加工機械、加工装置の形態が異なる。そして、特許文献2に記載の発明は、交換しようとする対象に対応して各種のハンドを交換する構成である。したがって、特許文献1に記載の発明に、特許文献2に記載の発明を適用することは難しいものである。そして、仮に適用することができたとしても、各種のハンドを交換する構成であるから、能率向上を図る上において問題がある。 That is, the invention described in Patent Document 1 and the invention described in Patent Document 2 differ in the form of the target work, the processing machine, and the processing apparatus. The invention described in Patent Document 2 has a configuration in which various hands are exchanged according to the object to be exchanged. Therefore, it is difficult to apply the invention described in Patent Document 1 to the invention described in Patent Document 1. Even if it can be applied, there is a problem in improving efficiency because it is configured to exchange various hands.
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、金属製のワークの加工を行う加工工具を着脱交換自在な加工機械と、各種の加工工具及び各種の加工工具に対応して備えられたノズル並びに複数のワークを格納したストッカーと、前記加工機械と前記ストッカーとの間において、加工工具及びノズル並びにワークの着脱交換を行う交換装置とを備えたワーク加工システムであって、
前記交換装置は、交換アームの先端側に、加工工具を保持する工具保持部と、ノズルを保持するノズル保持部とを並列に備え、前記工具保持部は、ワークを保持するワーク保持部を兼用する構成である。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is provided for a processing machine in which a processing tool for processing a metal workpiece is detachably replaceable, various processing tools, and various processing tools. And a stocker that stores a plurality of workpieces, and between the processing machine and the stocker, a workpiece machining system including a machining tool, a nozzle, and an exchange device that attaches and detaches the workpiece,
The exchanging device includes a tool holding part for holding a machining tool and a nozzle holding part for holding a nozzle in parallel on the tip side of an exchange arm, and the tool holding part also serves as a work holding part for holding a work. It is a configuration that does.
また、前記ワーク加工システムによるワーク加工方法であって、
(a)旋回テーブルに支持されて上側に割出し位置決めされたワークの上面を、加工機械に備えた平形砥石車によって研削加工する工程、
(b)旋回テーブルに支持された前記ワークの垂直な平面をカップ形砥石車によって研削する工程、
(c)前記平形砥石車をカップ形砥石車に、又はカップ形砥石車を平形砥石車に交換する工程、
の各工程を備えている。
Further, a work processing method by the work processing system,
(A) A step of grinding the upper surface of the work, which is supported by the turning table and indexed and positioned to the upper side, by a flat grinding wheel provided in the processing machine,
(B) a step of grinding a vertical plane of the work supported by a turning table with a cup type grinding wheel,
(C) replacing the flat grinding wheel with a cup grinding wheel or the cup grinding wheel with a flat grinding wheel,
Each step of is equipped.
本発明によれば、加工工具と、この加工工具に対応したクーラント用のノズルとを同時に交換することができる。また、工具を保持する工具保持部によってワークの交換を行うことができる。したがって、加工工具、ノズル及びワークの交換を迅速に行うことができる。また、工具交換、ワーク交換を行う交換装置の簡素化を図ることができる。 According to the present invention, the working tool and the nozzle for the coolant corresponding to the working tool can be simultaneously replaced. Further, the work can be exchanged by the tool holding unit that holds the tool. Therefore, the processing tool, the nozzle, and the work can be replaced quickly. Further, it is possible to simplify the exchanging device for exchanging tools and workpieces.
図1を参照するに、本発明の実施形態に係るワーク加工システム1は、金属製のワークWの加工を行う加工機械3と、加工機械3に近接して備えたストッカー5と、加工機械3とストッカー5との間において、例えば加工工具の着脱交換を行う交換装置7とを備えている。
Referring to FIG. 1, a work processing system 1 according to an embodiment of the present invention includes a processing machine 3 for processing a metal work W, a
前記加工機械3は、本実施形態においては、研削盤(研削装置)にて例示してある。加工機械3の一例としての研削盤は、ベッド9を備えている。このベッド9上には、前後方向であるZ軸方向へ移動自在なサドル11が備えられている。サドル11のZ軸方向への移動、位置決めは、例えばコンピュータ等のごとき制御装置(図示省略)によって制御駆動されるサーボモータSM1によって行われる。なお、サドル11を、例えばボールネジ機構等を利用して前後方向に移動位置決めする構成は良く知られた構成である。したがって、サドル11を前後方向に移動する構成についての説明は省略する。
In the present embodiment, the processing machine 3 is exemplified by a grinder (grinding device). A grinder, which is an example of the processing machine 3, includes a
前記サドル11上には、テーブル13が左右方向であるX軸方向へ移動自在に備えられている。このテーブル13の左右方向への移動は、サドル11に備えたサーボモータSM2の駆動によって行われる。
A table 13 is provided on the
前記テーブル13上には旋回装置(旋回テーブル)15が備えられている。この旋回装置15には、水平に旋回自在な旋回軸17が備えられている。この旋回軸17には、加工すべきワークWが着脱交換自在に備えられている。なお、旋回軸17に対してワークWを着脱する構成については後述する。また、前記テーブル13には、一般的な研削盤と同様に、加工工具としての砥石車27のドレス加工(ドレッシング)を行うダイヤモンドドレッサなどのごときドレッサ(図示省略)が備えられている。
A turning device (turning table) 15 is provided on the table 13. The revolving
前記構成から理解されるように、旋回装置15は装着したワークWを水平に旋回して、所望の回転位置に割出し位置決めすることができるものである。また、旋回装置15は、サドル11と一体的に前後動されると共に、テーブル13と一体的に左右方向に往復動されるものである。
As can be understood from the above configuration, the turning
加工機械3におけるベッド9のZ軸方向の後側には、コラム19が立設してある。そして、このコラム19の前面(前記テーブル13に対向した側の面)には、上下スライダ21が上下動自在に備えられている。この上下スライダ21は、コラム19に備えた上下動用モータ23の駆動によって行われるものである。
A
前記上下スライダ21には、前方向(前記テーブル13側方向)へ突出した砥石頭(工具ホルダヘッド)25が備えられている。そして、この工具ホルダヘッド25には、スピンドル(図1には図示省略)が水平に、かつ回転自在に備えられている。そして、このスピンドルには、加工工具の一例としての砥石車27が着脱交換自在に備えられている。また、前記工具ホルダヘッド25には、前記各加工工具(砥石車)27に対応して研削液の供給を行うクーラント供給用のノズル29が着脱交換自在に備えられている。すなわち、工具ホルダヘッド25には、ノズル29の基部に備えたノズルカプラ29Aを挿脱自在なノズルソケット29Bが備えられている。
The
上記ノズル29は、加工工具27と対をなして備えられている。そして、加工工具27の着脱交換を行うときに、ノズル29も同時に着脱交換されるものである。
The
前記ストッカー5は、前記加工機械3に近接したX軸方向の側方に備えられている。より詳細には、前記加工機械3のX軸方向に近接した側方位置には、箱状のベースフレーム31が備えられている。そして、このベースフレーム31のZ軸方向の後側上部に、前記ストッカー5が備えられている。このストッカー5は、平面視したときにL形状又はC形状を呈する構成である。また、前記加工機械3と前記ストッカー5との間には、加工工具27、ノズル29等の交換を行う前記交換装置7が備えられている。
The
前記ストッカー5は、前記交換装置7のZ軸方向の後側に位置する後方棚フレーム33Aと、交換装置7を間にして、前記加工機械3の反対側に位置する側方棚フレーム33Bとを備えたL形状に構成してある。前記後方棚フレーム33A及び側方棚フレーム33Bは複数段の棚フレームに構成してある。そして、ストッカー5の棚フレーム33A,33Bには、加工機械3に対して着脱する複数の加工工具27及び各加工工具27に対応したノズル29が着脱可能に格納されている。また、ストッカー5の棚フレーム33A,33Bには、前記旋回装置15に対して着脱交換する複数のワークWが格納されている。
The
前記加工機械3と前記ストッカー5との間において加工工具27等の着脱交換を行う前記交換装置7は、産業用ロボットから構成してある。この種の産業用ロボットは既知の構成である。したがって、交換装置7の構成については簡略的に説明する。
The exchanging
前記交換装置7は、ベースフレーム31に固定した台座35を備えている。この台座35上には、筒状のカバー部材が垂直に備えられている。そして、このカバー部材内には、垂直な軸心回りに矢印A方向に回動自在な旋回台37が備えられている。この旋回台37には、水平な軸心回りに矢印B方向に回動(揺動)自在な第1アーム39が備えられている。そして、この第1アーム39の先端部には、水平な軸心回りの矢印C方向に回動自在な第2アーム41が備えられている。
The exchanging
上記第2アーム41には、第2アーム41の回動軸と直交する方向の軸心回りに、すなわち矢印D方向に回動自在な第3アーム43が備えられている。そして、この第3アーム43の先端部には、第3アーム43の長手方向と直交する方向の軸心回りに、すなわち矢印E方向に回動自在な第4アーム45が備えられている。上記第4アーム45は、第4アーム45の長手方向の軸心回りに、矢印F方向に回動自在に備えられている。そして、第4アーム45には、前記加工工具27等の着脱交換を行うための交換ハンドユニット47(図4参照)が備えられている。
The
上記交換ハンドユニット47には、図5に示すように、交換装置7における第4アーム45の先端部に着脱可能に取付ける取付ベース49が備えられている(第4アーム45に対して取付ベース49を着脱可能に取付ける構成については図示省略)。前記取付ベース49には、上下のブラケット51に上下両端を固定した一対のガイドロッド53が備えられている。そして、このガイドロッド53には昇降ブロック55が上下動自在に案内支持されている。上記昇降ブロック55は、ガイドロッド53に弾装したコイルスプリング57によって常に一方向(図5においては下方向)に付勢されている。
As shown in FIG. 5, the
前記昇降ブロック55には、図5に示すように、加工工具27に備えた円盤状の工具パレット59を保持自在な工具保持部材61が備えられている。この工具保持部材61は、前記工具パレット59を係合保持するU形状の工具保持部63を備えている。より詳細には、工具保持部63は、工具保持部材61に固定フィンガー65を備え、この固定フィンガー65に対向して可動フィンガー67を備えた構成によって工具保持部63をU形状に形成してある。
As shown in FIG. 5, the elevating
前記固定フィンガー65には、前記工具パレット59の周面に形成した断面V形状の周溝59Gに係合自在なV形状のガイド部65Gが形成してある。前記可動フィンガー67は、図6に示すように、ヒンジピン69を介して、前記工具保持部材61に回転自在に保持されている。そして、可動フィンガー67の先端部には、前記工具パレット59の周溝59Gに係合自在な三角形状の係合ブロック71が一体的に備えられている。そして、前記係合ブロック71を前記工具パレット59側へ付勢するために、前記可動フィンガー67の基端部側は、工具保持部材61に備えたコイルスプリング73によって押圧付勢されている。
The fixed
上記構成により、コイルスプリング73の付勢力に抗して、工具保持部63へ工具パレット59を先端側から挿入することにより、工具パレット59は固定フィンガー65と可動フィンガー67との間に挟持される。すなわち、加工工具27は、工具保持部材61に保持される。そして、コイルスプリング73の付勢力に抗して、工具保持部63から工具パレット59を先端側へ取り外すことにより、加工工具27は工具保持部材61から取り外されることになる。すなわち、工具保持部材61に備えた工具保持部63に対して加工工具27の着脱が行われることになる。
With the above-described configuration, the
図5に示すように、前記昇降ブロック55には、前記工具保持部材61に隣接してノズル保持部材75が並列に備えられている。このノズル保持部材75は、前記工具保持部材61が工具パレット59を保持するときに、前記ノズル29の基端部に備えたノズルカプラ29Aを同時に保持する作用をなすものである。
As shown in FIG. 5, the elevating
より詳細には、前記ノズル保持部材75の先端部には、前記ノズルカプラ29Aを保持自在な一対のフィンガー75A,75Bがノズル保持部として備えられている。このフィンガー75A,75Bは、弾性変形によって僅かに開閉することによって、ノズルカプラ29Aを挟持自在(把持自在)である。
More specifically, a pair of
ところで、前記工具保持部材61及びノズル保持部材75は、工具パレット59とノズルカプラ29Aとを同時に保持するものである。したがって、工具保持部材61の工具保持部63とノズル保持部材75がノズルカプラ29Aを保持する部分(ノズル保持部)との位置的関係は、加工機械3における前記工具ホルダヘッド25に取付けてある加工工具27とノズル29との位置的関係に等しい関係にある。
By the way, the
よって、工具ホルダヘッド25に取付けてある加工工具27の軸心とノズルカプラ29Aの軸心とを結ぶ直線に対して直交する方向に工具保持部材61、ノズル保持部材75を移動して着脱動作を行うことにより、前記工具保持部材61、ノズル保持部材75に対して加工工具27、ノズル29とを、先端側から同時に着脱することができるものである。
Therefore, the
既に理解されるように、前記ストッカー5に対をなして格納されている加工工具27とノズル29との位置的関係も、工具ホルダヘッド25に対して着脱交換される加工工具27とノズル29との位置的関係に等しい位置的関係を保持しているものである。
As is already understood, the positional relationship between the
ところで、工具ホルダヘッド25に対して加工工具27を着脱する構成について説明する。
By the way, a configuration in which the
図7に示すように、工具ホルダヘッド25におけるヘッドハウジング77内には筒状の軸受ハウジング79が備えられている。この軸受ハウジング79内には、複数の軸受81を介してスピンドル83が水平に、かつ回転自在に備えられている。また、軸受ハウジング79内には、中空回転軸85を備えたモータ87が備えられている。そして、前記中空回転軸85には、前記スピンドル83の一部を嵌入して一体化してある。したがって、モータ87を駆動すると、スピンドル83は、中空回転軸85と一体的に回転される。
As shown in FIG. 7, a cylindrical bearing
前記軸受ハウジング79の先端面には、前記軸受81の部分への研削液等の侵入を防止するためのラビリンスシール機構89が備えられている。また、前記軸受ハウジング79の先端部には、軸受ハウジング79の微調節を行う微調節機構91が備えられている。すなわち、前記ヘッドハウジング77の先端面には螺子支持部材93が一体的に備えられている。そして、この螺子支持部材93の複数箇所には、前記軸受ハウジング79における先端外周面を内方向へ押圧自在な微調節ねじ95が備えられている。
A
したがって、各微調節ねじ95を微調節することにより、軸受ハウジング79の軸心を、例えばマイクロメータ単位でもって僅かに傾斜することが可能である。換言すれば、軸受ハウジング79の軸心の水平度、傾斜度を微調節することができるものである。
Therefore, by finely adjusting each
前記スピンドル83の先端部には、前記加工工具27に備えた前記工具パレット59におけるテーパ軸97を嵌入固定自在なテーパ孔99が形成してある。
A
ところで、工具パレット59には、加工工具27としての砥石車の中央部を貫通自在な中空状の取付軸59Sが備えられている。そして、この取付軸59Sには、加工工具27を、工具パレット59の取付面59Fへ押圧固定自在なナット等のごとき固定具101が螺合してある。そして、前記取付軸59Sの反対側(取付面59Fの反対面)に、前記テーパ軸97が備えられている。
By the way, the
前記テーパ軸97は中空状の穴97Hを備えた構成であって、穴97Hの内周面には、前記スピンドル83に備えたチャック103によって係止される係止凹部105を備えている。前記チャック103は、一般的なコレットチャックと逆の動作(開動作)を行ってテーパ軸97を固定する作用をなすものである。
The
すなわち、チャック103は、放射外方向へ弾性変形可能な複数のチャック爪を備えている。そして、各チャック爪の先端部に備えた外方向突出部103Pでもって係止凹部105を係止する作用をなすものである。前記チャック103におけるチャック爪の径を拡大縮小するために、前記チャック103内にはテーパ部材107が軸方向へ移動可能に備えられている。
That is, the
前記テーパ部材107を軸方向に移動するために、前記スピンドル83の軸心部には、先端部に前記テーパ部材107を備えたドローバー109が、図7において左右方向へ移動自在に備えられている。上記ドローバー109は、流体圧機構(図示省略)の作動によって、図7において左方向へ作動されるものである。そして、前記スピンドル83内に弾装したスプリング等のごとき弾性部材111によって、ドローバー109は、図7において常に右方向へ付勢されているものである。
In order to move the
上記構成により、ドローバー109を、図7において左方向へ移動すると、テーパ部材107がチャック103から突出するように移動される。したがって、チャック103が縮径され、加工工具27に備えた工具パレット59のテーパ軸97は、スピンドル83のテーパ孔99から取り外し可能になるものである。
With the above configuration, when the
以上のごとき説明から理解されるように、加工機械3における工具ホルダヘッド25に備えたスピンドル83に対して、加工工具27を着脱交換することができる。この際、交換装置7における工具保持部材61によって加工工具27を保持して着脱交換を行うことができる。ところで、加工工具27と対をなすノズル29は、ノズル保持部材75によって同時に着脱交換されるものである。
As can be understood from the above description, the
前記加工工具27とノズル29の着脱交換を同時に行うために、前記ストッカー5における棚フレーム33Aの棚部材113には、図4に示すように、対をなす加工工具27とノズル29は隣接して配置してある。前記棚部材113において加工工具27を支持する部分には、図8に示すように、工具ポット115が備えられている。
In order to attach and detach the
上記工具ポット115の上面には、加工工具27に固定した工具パレット59を支持する環状の支持面115Fを備えている。そして、工具ポット115の中央部には、加工工具27における前記テーパ軸97を嵌入自在なテーパ孔状の収納凹部115Tが備えられている。そして、収納凹部115Tの底面中央には、前記テーパ軸97の穴97Hに係合して位置決めするピン状の位置決め突起部材115Pが備えられている。そして、工具ポット115には、加工工具27が有るか否かを検出するための近接センサなどのごとき工具検出センサ117が備えられている。
The upper surface of the
したがって、工具ポット115に保持された加工工具27は、軸心が工具ポット115の軸心と一致するように位置決めされているものである。そして、工具ポット115に加工工具27が有るか否かは工具検出センサ117によって検出されるものである。
Therefore, the
前記加工工具27と一体的に交換されるノズル29を着脱可能に支持する棚部材113の部分は、図9に示すように、ノズルポット119が備えられている。このノズルポット119には、ノズル29の基部に備えたノズルカプラ29Aを支持する支持面119Fが備えられている。そして、ノズルポット119には、ノズルカプラ29Aに備えた位置決めパイプ121の位置決めを行う位置決め孔119Hが備えられている。
As shown in FIG. 9, a
ノズルポット119には、ノズルカプラ29Aに形成した切欠部29Cに係合して、ノズルカプラ29Aの回動を防止する回動防止ピン123が備えられている。さらに、ノズルポット119には、前記位置決めパイプ121を検出してノズル29の有無を検出する近接センサなどのごときノズル検出センサ125が備えられている。
The
上記構成により、ノズルポット119に格納されたノズル29の方向性は、常に一定に保持されるものである。そして、ノズル検出センサ125によって、ノズル29の有無が検出されるものである。
With the above configuration, the directionality of the
既に理解されるように、交換装置7における工具保持部材61によって工具パレット59を先端側から相対的に挿入し保持すると同時に、ノズル保持部材75によってノズルカプラ29Aを先端側から相対的に挿入し保持する。そして、工具ポット115から工具パレット59を引き抜くように取り外すと同時に、ノズルポット119からノズルカプラ29Aを引き抜くように取り外すことにより、ストッカー5から加工工具27、ノズル29を同時に取り外すことができる。逆に、加工工具27、ノズル29をストッカー5に同時に格納することができる。
As already understood, the
ところで、上述のように、加工工具27、ノズル29をストッカー5の工具ポット115、ノズルポット119に格納するようなときに、又は後述するように、加工機械3に加工工具27、ノズル29を装着するようなときに、例えば加工工具27、又はノズル29が円滑に装着されずに負荷が生じた場合には、前記交換ハンドユニット47に備えたコイルスプリング57が圧縮されることになる。したがって、大きな負荷の発生による交換ハンドユニット47等の損傷を防止できる。
By the way, as described above, when the
既に理解されるように、交換装置7によっての、ストッカー5からの加工工具27、ノズル29の取り外し、及びストッカー5に対する格納を同時に行い得るものである。
As is already understood, the exchanging
次に、前記ストッカー5と前記旋回装置15との間においてワークWの着脱を行う構成について説明する。前記ストッカー5には、ワークWを収納する複数のワークポット127(図10参照)が備えられている。上記各ワークポット127の間隔は、前記交換ハンドユニット47に備えた工具保持部材61とノズル保持部材75との間隔寸法よりも大きな間隔に設定してある。したがって、交換ハンドユニット47に備えた工具保持部材61によってワークWの取り外しを行うとき、ノズル保持部材75が他のワークポット127と干渉することはないものである。
Next, a configuration for attaching and detaching the work W between the
上記説明より理解されるように、前記工具保持部材61は、ワークWを保持するワーク保持部材61を兼用するものである。
As can be understood from the above description, the
前記交換装置7における工具保持部材61によってワークWを保持するために、ワークWの下面には、前述した工具パレット59に相当するワークパレット129(図11参照)が、例えば接着剤や複数の固定ねじ等の適宜の固定手段(図示省略)を介して着脱可能に取付けてある。そして、ワークパレット129の下面中央部には、ワークポット127に備えた位置決め穴133(図12参照)に嵌合自在な位置決め軸135が備えられている。
In order to hold the work W by the
前記ワークパレット129の下面には、前記ワークポット127に備えた位置決めピン127Pと係合自在な位置決め孔129Hが備えられている。さらに、前記ワークパレット129の外周面には断面V形状の周溝129Gが形成してあると共に、外周面の一部には、前記工具保持部材61における工具保持部63の最奥部に水平に備えたピン穴137に挿入自在な位置決めピン139(図13参照)が水平に突出して備えられている。
On the lower surface of the
したがって、ワークポット127とワークパレット129の方向性は常に一定に保持されている。そして、交換装置7における工具保持部材61によってワークパレット129を保持するとき、前記ピン穴137に位置決めピン139が挿入される。よって、ワークWの方向性と工具保持部材61との方向性は、常に同一方向に保持されるものである。
Therefore, the directionality of the
前記ワークポット127には、位置決め軸135を検出する検出センサ141(図14参照)が備えられている。したがって、検出センサ141によってワークWの有無が検出される。
The
前記旋回装置15には、前記旋回軸17が垂直に、かつ適宜の角度に割出し自在に備えられている。この旋回軸17は、旋回装置に備えた適宜の伝達機構(図示省略)をサーボモータによって回転することにより、所望の回転角に割出し位置決めできるものである。前記旋回軸17は、前記ワークパレット129に備えた位置決め軸135を着脱可能な中空軸に構成してある。そして、前記位置決め軸135を一体的に固定するために、例えばコレットチャックやスクロールチャックなどのごとき適宜のチャック(図示省略)が備えられている。
The revolving
したがって、旋回装置15に備えた旋回軸17に対してワークWを着脱することができる。
Therefore, the work W can be attached to and detached from the turning shaft 17 provided in the
以上のごとき構成において、加工機械3における工具ホルダヘッド25に、加工工具27及びノズル29を装着するには、図15(A),(B)に示すように、交換装置7によって、ストッカー5に収納されている加工工具27及びノズル29を同時に取り外す。この際、テーブル13をZ軸方向の前側へ移動すると共に、旋回装置15をX軸方向の一側方へ移動する。すなわち、交換する加工工具27、ノズル29とワークWとが干渉しないように位置決めする。
In order to mount the
次に、図15(C)に示すように、取り出した加工工具27、ノズル29を工具ホルダヘッド25に装着すべく、工具ホルダヘッド25に対応した位置へ移動する。そして、図15(D)に示すように、工具ホルダヘッド25に対して加工工具27、ノズル29を装着する。
Next, as shown in FIG. 15C, the
次に、旋回装置15に対してワークWを装着する場合に付いて説明する。
Next, a case where the work W is mounted on the
旋回装置15に対してワークWを装着する場合には、図16(A)に示すように、テーブル13をX軸方向へ移動して、旋回装置15を、交換装置7に対応する位置に位置決めする。前記交換装置7においては、ストッカー5からワークWを取り出す。そして、図16(B)に示すように、ワークWを旋回装置15側へ移動する。そして、図16(C)に示すように、ワークWを装着した後、図16(D)に示すように、旋回装置15に装着したワークWから交換装置7を離反する。
When the work W is mounted on the
以上のごとき説明から理解されるように、加工機械3に備えた工具ホルダヘッド25に対して、ストッカー5に格納されている加工工具27及びノズル29を、交換装置7によって、制御装置の制御の下に自動的に着脱交換することができる。また、加工機械3に備えた旋回装置15に対して、ストッカー5に格納されているワークWを自動的に着脱することができる。
As can be understood from the above description, with respect to the
既に理解されるように、加工機械3の一例としての研削盤に対して、加工工具27としての砥石車を着脱交換することができる。したがって、図17(A)に概略的に示すように、加工工具27として平形の砥石車27Aを使用して、ワークWの上面UF1,UF2,UF3の研削加工を行うことができる。
As already understood, the grinding wheel as the
また、図17(B)に示すように、加工工具27としてカップ形の砥石車27Bに着脱交換してワークWの側面SF1,SF2の研削を行うことができる。さらに、ワークWを180°旋回させて側面SF3,SF4の研削加工を行うことができる。この際、微調節ねじ95によって、軸受ハウジング79を、Y軸方向(上下方向)及びX軸方向(左右方向)に極く僅かに傾斜すると、砥石車27Bにおける研削面がワークWに対して面当たりすることを抑制できる。
Further, as shown in FIG. 17B, the side surfaces SF1 and SF2 of the work W can be ground by attaching / detaching to / from the cup-shaped
すなわち、ワークWの研削面に綾目模様が発生することを防止でき、綾目模様のない綺麗な面性状に仕上げ加工することができる。換言すれば、砥石車27BがワークWの側面の研削加工をより高精度に加工することができる。次に、ワークWを90°回動して、ワークWの端面EF1,EF2を研削位置に割出し位置決めし、前記砥石車27Bによって端面EF1,EF2の研削加工を行う。
That is, it is possible to prevent the generation of a twill pattern on the ground surface of the work W, and it is possible to finish the work W into a beautiful surface texture without a twill pattern. In other words, the
ところで、加工工具としてカップ形の砥石車27Bを使用することにより、ワークWと砥石車27Bとの間へクーラントの進入を効果的に行うことができる。よって、研削焼けを防止することができる。さらに、側面の研削加工時においても加工剛性を保つことができ、研削加工の向上を図ることができる。
By the way, by using the cup-shaped
上記説明から理解されるように、ワークWの加工面に対応して加工工具27としての砥石車27A,27Bを交換して研削加工を行い得るものであるから、ワークWの5面の研削加工を行い得るものである。この際、砥石車27Bを僅かに傾斜して、研削面の面当たりを抑制して研削加工を行うことができる。
As can be understood from the above description, since the grinding
ところで、平形の砥石車27Aとカップ形の砥石車27Bは、着脱交換するものである。したがって、平形の砥石車27Aを使用しての研削加工と、カップ形の砥石車27Bを使用しての研削加工とのどちらを先行して行うかは任意である。
By the way, the
既に理解されるように、加工機械3における工具ホルダヘッド25におけるスピンドル83に対して、カップ形の砥石車27Bと平形の砥石車27Aとを着脱交換して研削加工を行うことができる。そして、前述したように、カップ形の砥石車27Bを使用するときには、スピンドル83を、例えばマイクロメータ単位でもって僅かに傾斜することにより、砥石車27Bの面当たりを防止した状態でもって研削加工を行うことができる。
As will be understood, the cup-shaped
この際、スピンドル83を予め僅かに傾斜した構成とすることも可能である。この場合、カップ形の砥石車27Bに代えて平形の砥石車27Aを使用する場合には、砥石車27Aをドレス加工する必要がある。すなわち、平形の砥石車27Aにおける周面を、僅かに傾斜したテーパ状に形成する。換言すれば、上記砥石車27Aの外周面の最下縁部が水平な面に接触するように、砥石車27Aの外周面を、スピンドル83の僅かな傾斜に対応したテーパ面に形成する。
At this time, the
既に理解されるように、砥石車を、カップ形の砥石車27Bに、又は平形の砥石車27Aに着脱交換した場合であっても、容易に高精度の研削加工を行い得るものである。
As already understood, even if the grinding wheel is detachably attached to the cup-shaped
以上のごとき説明から理解されるように、本実施形態においては、交換装置7に備えた交換ハンドユニット47によって、加工機械3における工具ホルダヘッド25に対する加工工具27、ノズル29の着脱交換と、旋回装置15に対するワークWの着脱交換とを行うことができる。すなわち、加工工具27の交換を行う工具保持部材61を、ワークWの交換を行うワーク保持部と兼用することができる。したがって、交換装置7の簡素化を図ることができる。
As can be understood from the above description, in the present embodiment, the exchanging
ところで、前記説明においては、加工機械3として研削盤を例示し、加工工具27として砥石車を交換する場合について説明した。しかし、加工機械3としては、例えばフライス盤とし、加工工具としてのフライスを交換する構成とすることも可能である。
By the way, in the above description, the case where the grinding machine is used as the processing machine 3 and the grinding wheel is replaced as the
なお、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, but can be implemented in other forms by making appropriate changes.
すなわち、前記実施形態においては、旋回装置15の旋回軸17を、垂直なY軸の軸心回りに回動する場合について説明した。しかし、旋回軸17を水平にして、例えばX軸の軸心回りに、又はZ軸の軸心回りに回動する構成とすることも可能である。
That is, in the above-described embodiment, the case has been described in which the turning shaft 17 of the
前述のように、例えばZ軸の軸心回りにワークWを回動して研削加工を行うには、旋回テーブル15(図18には図示省略)に支持されて上側に割出し位置決めされた上面UFを平形砥石車27Aによって研削する。そして、旋回テーブル15に支持されたワークWの垂直な平面VFをカップ形砥石車S27Bによって研削する。
As described above, in order to rotate the workpiece W about the axis of the Z axis for grinding, for example, the upper surface supported by the turning table 15 (not shown in FIG. 18) and indexed and positioned on the upper side. The UF is ground by the
この場合、平形砥石車27AによってワークWの割出し位置決めされた上面UFの研削を先に行うか、カップ形砥石車27Bによって垂直な平面VFの研削を先に行うかは任意である。すなわち、平形砥石車27Aとカップ形砥石車27Bとの交換を行えばよいものである。
In this case, it is arbitrary whether to grind the upper surface UF where the workpiece W is indexed and positioned by the
すなわち、Z軸の軸心回りにワークWを回動する構成の場合であっても、平形砥石車27Aとカップ形砥石車27Bとの交換を行うことにより、ワークの5面の研削加工を容易に行い得るものである。
That is, even in the case of the structure in which the work W is rotated around the axis of the Z axis, the grinding of the five surfaces of the work can be easily performed by exchanging the
1 ワーク加工システム
3 加工機械
5 ストッカー
7 交換装置
15 旋回テーブル(旋回装置)
25 砥石頭(工具ホルダヘッド)
27 加工工具(砥石車)
29 ノズル
33A 後方棚フレーム
33B 側方棚フレーム
47 交換ハンドユニット
59 工具パレット
61 工具保持部材
63 工具保持部
65 固定フィンガー
67 可動フィンガー
75 ノズル保持部材
79 軸受ハウジング
83 スピンドル
85 中空回転軸
91 微調節機構
95 微調節ねじ
103 チャック
109 ドローバー
113 棚部材
115 工具ポット
119 ノズルポット
123 回転防止ピン
127 ワークポット
129 ワークパレット
133 位置決め穴
135 位置決め軸
139 位置決めピン
1 Work processing system 3
25 Grindstone Head (Tool Holder Head)
27 Processing tools (grinding wheel)
29
Claims (8)
前記交換装置は、交換アームの先端側に、加工工具を保持する工具保持部と、ノズルを保持するノズル保持部とを並列に備え、前記工具保持部は、ワークを保持するワーク保持部を兼用する構成である、
ことを特徴とするワーク加工システム。 A processing machine capable of detaching and replacing a processing tool for processing a metal work, various processing tools, a nozzle provided for each processing tool and a stocker storing a plurality of works, and the processing machine A work machining system including a machining tool, a nozzle, and an exchange device for detaching and exchanging a work with the stocker,
The exchanging device includes a tool holding part for holding a machining tool and a nozzle holding part for holding a nozzle in parallel on the tip side of an exchange arm, and the tool holding part also serves as a work holding part for holding a work. Is configured to
Work processing system characterized by that.
(a)旋回テーブルに支持されて上側に割出し位置決めされたワークの上面を、加工機械に備えた平形砥石車によって研削加工する工程、
(b)旋回テーブルに支持された前記ワークの垂直な平面をカップ形砥石車によって研削する工程、
(c)前記平形砥石車をカップ形砥石車に、又はカップ形砥石車を平形砥石車に交換する工程、
の各工程を備えていることを特徴とするワーク加工方法。 A work processing method using the work processing system according to claim 3, 4, or 5,
(A) A step of grinding the upper surface of the work, which is supported by the turning table and indexed and positioned to the upper side, by a flat grinding wheel provided in the processing machine,
(B) a step of grinding a vertical plane of the work supported by a turning table with a cup type grinding wheel,
(C) replacing the flat grinding wheel with a cup grinding wheel or the cup grinding wheel with a flat grinding wheel,
A method for processing a work, characterized in that each of the steps is provided.
In the method for machining a work according to claim 6 or 7, when the flat grinding wheel is used instead of the cup grinding wheel, the lowermost edge of the outer peripheral surface of the flat grinding wheel is horizontal. In addition, a work processing method characterized by performing dressing in a slight taper shape.
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