JP5621808B2

JP5621808B2 - 回転加工機

Info

Publication number: JP5621808B2
Application number: JP2012080851A
Authority: JP
Inventors: 哲智川西; 大谷　昌弘; 昌弘大谷
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2013208685A

Description

本発明は、刃具装着部における一対の支持穴間に刃具を支持して加工を行う回転加工機に関する。

円筒状ワークの外周に歯面を切削加工する回転加工機としてのホブ盤等においては、回転装置に円筒状ワークを支持するとともに、加工装置に刃具を支持し、回転装置によって回転させる円筒状ワークの外周に、加工装置によって回転させる刃具によって歯面を切削加工している。回転装置においては、円筒状ワークの両端部を支持するために、一対の治具部による回転支持治具を用いている。
また、刃具は、作業者の手作業、又はロボットもしくは専用の段替え装置を用い、加工する円筒状ワークの形状に応じて段替えを行っている。

例えば、特許文献１のワークの段取り方法においては、切削手段を有した往復動可能な加工具台と、ワークを載せるワーク台が配置されたテーブルとを備える工作機械を用いる。そして、加工具台及びテーブルを相対的に移動させることにより、ワーク台を移動させている。

また、例えば、特許文献２の加工セルシステムは、ワークに対して加工を行う自動加工機械と、ワークの加工に必要な治具又は工具の段取りを行う段取りステーションとを有している。また、ロボットによって、自動加工機械に対して加工用のワークと加工段取り用の治具又は工具とを供給している。また、搬送手段によって、自動加工機械と段取りステーションの間を任意の行程で、治具又は工具、ワーク、及び段取り情報等の情報を記憶している記憶媒体を１セットにして搬送移動可能にしている。
また、例えば、ホブ盤に関する特許文献３においては、ワークを回転させるテーブルへ、旋回するローダによって、未加工のワークと加工済のワークとを繰り返し搬入出させることが開示されている。

特開２００２−２３３９２２号公報特公平６−２２７８２号公報特開平１１−２９１１２５号公報

しかしながら、特に、刃具装着部における一対の支持穴間の開口（距離）が、これに支持する刃具の長さよりも短い場合には、刃具の交換が容易ではない。すなわち、この場合に、ロボットもしくは専用の段替え装置によって刃具の交換を行うには、周囲に干渉物が多く、この交換に時間がかかる。また、ロボットもしくは専用の段替え装置を用いると、回転加工機全体の初期投資が増大してしまう。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、特別な設備投資をすることなく、刃具の段替えを迅速に行うことができる回転加工機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、刃具の両側の軸部を支持する一対の支持穴を有し、該一対の支持穴間の距離を変更可能な刃具装着部と、
該刃具装着部を上記一対の支持穴の軸方向へ移動させるＹ移動軸と、
該Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を所定角度回転させるＡ回転軸と、
該Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記Ａ回転軸の軸線に平行な第１方向に移動させるＸ移動軸と、
少なくとも上記Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記第１方向に直交する第２方向に移動させるＺ移動軸と、を備える回転加工機において、
保持手段によって所定の位置に保持された上記刃具の両側の軸部の軸方向に対して上記Ｙ移動軸が斜めになる状態で、上記刃具の一方の軸部に一方の上記支持穴を対向させる傾斜対向動作と、
上記Ａ回転軸を回転させるとともに少なくとも上記Ｙ移動軸と上記Ｚ移動軸とを移動させて、上記Ｙ移動軸と上記刃具の軸方向とが平行になるように変化させて、上記一方の支持穴に上記刃具の一方の軸部を挿入する挿入動作と、
上記刃具装着部の上記一対の支持穴間の距離を縮小させて、該一対の支持穴に上記刃具の両端の軸部を支持する支持動作と、を行うよう構成されていることを特徴とする回転加工機にある（請求項１）。

本発明の他の態様は、刃具の両側の軸部を支持する一対の支持穴を有し、該一対の支持穴間の距離を変更可能な刃具装着部と、
該刃具装着部を上記一対の支持穴の軸方向へ移動させるＹ移動軸と、
該Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を所定角度回転させるＡ回転軸と、
該Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記Ａ回転軸の軸線に平行な第１方向に移動させるＸ移動軸と、
少なくとも上記Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記第１方向に直交する第２方向に移動させるＺ移動軸と、を備える回転加工機において、
上記刃具装着部に装着された上記刃具を保持手段によって保持する保持動作と、
上記刃具装着部の上記一対の支持穴間の距離を拡大させて、他方の上記支持穴から上記刃具の他方の軸部を抜き出す他方抜出動作と、
上記Ａ回転軸を回転させるとともに少なくとも上記Ｙ移動軸と上記Ｚ移動軸とを移動させて、上記刃具の両側の軸部の軸方向に対して上記Ｙ移動軸が斜めになるように変化させて、一方の上記支持穴から上記刃具の一方の軸部を抜き出す一方抜出動作と、を行うよう構成されていることを特徴とする回転加工機にある（請求項２）。

上記一態様の回転加工機においては、特に、刃具装着部における一対の支持穴間の開口（距離）が、これに支持する刃具の長さよりも短い場合に、刃具の段替え（交換）を容易に行う工夫をしている。回転加工機は、保持手段によって所定の位置に保持された刃具に対して刃具装着部を移動・回転させて、この刃具装着部に刃具を装着する。
刃具装着部に刃具を装着するに当たっては、回転加工機は、まず、傾斜対向動作として、保持手段によって所定の位置に保持された刃具の両側の軸部の軸方向に対してＹ移動軸が斜めになる状態で、刃具の一方の軸部に刃具装着部の一方の支持穴を対向させる。

次いで、挿入動作として、Ａ回転軸を回転させるとともに少なくともＹ移動軸とＺ移動軸とを移動させる。そして、Ｙ移動軸と刃具の両側の軸部の軸方向とが平行になるように変化させて、一方の支持穴に刃具の一方の軸部を挿入する。その後、支持動作として、刃具装着部の一対の支持穴間の距離を縮小させて、一対の支持穴に刃具の両端の軸部を支持する。

このように、一態様の回転加工機においては、刃具装着部を移動・回転させて、この刃具装着部に刃具を装着することができる。これにより、刃具を装着するための専用のロボット・装置が不要になり、特別な設備投資をなくすことができる。また、刃具装着部自体を移動・回転させて、刃具装着部に刃具を装着するため、周辺の干渉物がなく、迅速に刃具の段替え（交換）を行うことができる。
それ故、一態様の回転加工機によれば、特別な設備投資をすることなく、刃具の段替えを迅速に行うことができる。

上記他の態様の回転加工機においては、特に、刃具装着部における一対の支持穴間の開口（距離）が、これに支持する刃具の長さよりも短い場合に、刃具の段替え（交換）を容易に行う工夫をしている。回転加工機は、刃具装着部に装着された刃具を、保持手段によって保持し、刃具装着部を移動・回転させて、この刃具装着部から刃具を離脱する。
刃具装着部から刃具を離脱するに当たっては、回転加工機は、まず、保持動作として、刃具装着部に装着された刃具を保持手段によって保持する。次いで、他方抜出動作として、刃具装着部の一対の支持穴間の距離を拡大させて、他方の支持穴から刃具の他方の軸部を抜き出す。
次いで、一方抜出動作として、Ａ回転軸を回転させるとともに少なくともＹ移動軸とＺ移動軸とを移動させる。そして、刃具の両側の軸部の軸方向に対してＹ移動軸が斜めになるように変化させて、一方の支持穴から刃具の一方の軸部を抜き出す。

このように、他の態様の回転加工機においては、刃具装着部を移動・回転させて、この刃具装着部から刃具を離脱することができる。これにより、刃具を離脱するための専用のロボット・装置が不要であり、特別な設備投資をなくすことができる。また、刃具装着部自体を移動・回転させて、刃具装着部から刃具を離脱するため、周辺の干渉物がなく、迅速に刃具の段替え（交換）を行うことができる。
それ故、他の態様の回転加工機によっても、特別な設備投資をすることなく、刃具の段替えを迅速に行うことができる。

実施例にかかる、回転加工機を示す斜視図。実施例にかかる、回転加工機の刃具装着部の周辺を上方から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、回転加工機の刃具装着部をパレット上の刃具に近づけた状態を、上方から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、刃具の一方の軸部に、刃具装着部の一方の支持穴を斜めに対向させた状態を、正面から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、刃具の一方の軸部を、刃具装着部の一方の支持穴に挿入する状態を、正面から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、刃具の一方の軸部を、刃具装着部の一方の支持穴に挿入する状態を、正面から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、刃具の一方の軸部を、刃具装着部の一方の支持穴に挿入した状態を、正面から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、刃具の両端の軸部を、刃具装着部の一対の支持穴に支持した状態を、正面から見た状態で示す説明図。実施例にかかる、旋回ローダを配設した回転加工機を示す斜視図。実施例にかかる、グリッパによって円筒状ワークを把持する状態を示す斜視図。実施例にかかる、グリッパを示す斜視図。実施例にかかる、グリッパによって回転支持治具を把持する状態を示す斜視図。実施例にかかる、グリッパによって、刃具が保持されたパレットを把持する状態を示す斜視図。

上述した回転加工機における好ましい実施の形態につき説明する。
上記回転加工機において、上記挿入動作を行う際に、上記Ａ回転軸を回転させるとともに上記Ｙ移動軸と上記Ｚ移動軸とを移動させるときには、上記Ｘ移動軸も移動させることができる。この場合は、上記保持手段又はその周辺の部分が上記刃具装着部に干渉するおそれがあるときに、この干渉を避けるために有効である。
また、上記一方抜出動作を行う際に、上記Ａ回転軸を回転させるとともに上記Ｙ移動軸と上記Ｚ移動軸とを移動させるときには、上記Ｘ移動軸も移動させることができる。この場合は、上記保持手段又はその周辺の部分が上記刃具装着部に干渉するおそれがあるときに、この干渉を避けるために有効である。

上記回転加工機は、上記刃具装着部を水平方向に配置し、上記Ｘ移動軸を奥行方向に配置し、上記Ｚ移動軸を上下方向に配置した縦型の回転加工機とすることができる。また、上記回転加工機は、上記刃具装着部を垂直方向に配置し、上記Ｘ移動軸を奥行方向に配置し、上記Ｚ移動軸を水平方向に配置した横型の回転加工機とすることもできる。

また、上記回転加工機は、上記刃具装着部を回転させて、円筒状ワークの外周に歯面を切削加工するホブ盤であり、該ホブ盤には、上記円筒状ワークを保持して回転させる回転装置と、該回転装置へ加工前の上記円筒状ワークを搬入し、上記回転装置から加工後の上記円筒状ワークを搬出する搬送装置と、が配設されており、上記保持手段は、上記搬送装置のグリッパに把持され、上記刃具を水平状態にして保持するよう構成されたパレットであってもよい（請求項３）。
この場合には、ホブ盤に対する刃具（ホブカッタ）の着脱を、ホブ盤自体の動作によって行い、特別な設備投資をすることなく、刃具の段替えを迅速に行うことができる。
また、ホブ盤の回転装置との間で円筒状ワークの搬入・搬出を行う搬送装置を利用して、刃具を所定位置で保持することにより、回転加工機の構成を一層簡単にすることができる。

以下に、回転加工機にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の回転加工機１は、図１、図２に示すごとく、刃具装着部３１、Ｙ移動軸３Ｙ、Ａ回転軸３Ａ、Ｘ移動軸３Ｘ及びＺ移動軸３Ｚを備えている。刃具装着部３１は、刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂを支持する一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂを有し、一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の距離を変更可能である。Ｙ移動軸３Ｙは、刃具装着部３１を一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂの軸方向へ移動させるよう構成されている。Ａ回転軸３Ａは、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１を所定角度回転させるよう構成されている。Ｘ移動軸３Ｘは、Ｚ移動軸３Ｚ、Ａ回転軸３Ａ、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１をＡ回転軸３Ａの軸線に平行な第１方向としての奥行方向Ｄに移動させるよう構成されている。Ｚ移動軸３Ｚは、Ａ回転軸３Ａ、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１を第１方向に直交する第２方向としての上下方向Ｈに移動させるよう構成されている。

回転加工機１は、次の各動作を行って、刃具装着部３１に刃具７を装着する。
まず、図３、図４に示すごとく、傾斜対向動作として、保持手段７０によって所定の位置に保持された刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂの軸方向に対してＹ移動軸３Ｙが斜めになる状態で、刃具７の一方の軸部７３Ａに一方の支持穴３３Ａを対向させる。次いで、図５〜図７に示すごとく、挿入動作として、Ａ回転軸３Ａを回転させるとともにＹ移動軸３ＹとＺ移動軸３Ｚとを移動させて、Ｙ移動軸３Ｙと刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂの軸方向とが平行になるように変化させて、一方の支持穴３３Ａに刃具７の一方の軸部７３Ａを挿入する。その後、図８に示すごとく、支持動作として、刃具装着部３１の一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の距離を縮小させて、一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂに刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂを支持する。

また、回転加工機１は、次の各動作を行って、刃具装着部３１から刃具７を離脱する。
まず、保持動作として、刃具装着部３１に装着された刃具７を保持手段７０によって保持する（図８参照）。次いで、他方抜出動作として、刃具装着部３１の一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の距離を拡大させて、他方の支持穴３３Ｂから刃具７の他方の軸部７３Ｂを抜き出す（図７、図６、図５参照）。その後、一方抜出動作として、Ａ回転軸３Ａを回転させるとともにＹ移動軸３ＹとＺ移動軸３Ｚとを移動させて、刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂの軸方向に対してＹ移動軸３Ｙが斜めになるように変化させて、一方の支持穴３３Ａから刃具７の一方の軸部７３Ａを抜き出す（図４参照）。

以下に、本例の回転加工機１につき、図１〜図１３を参照して詳説する。
図９に示すごとく、本例の回転加工機１は、刃具装着部３１を水平方向に配置し、Ｘ移動軸３Ｘを奥行方向Ｄに配置し、Ｚ移動軸３Ｚを上下方向Ｈに配置した縦型の回転加工機である。
本例の回転加工機１は、刃具装着部３１を回転させて、円筒状ワーク８の外周に歯面を切削加工するホブ盤１である。ホブ盤１には、円筒状ワーク８を保持して回転させる回転装置２と、回転装置２へ加工前の円筒状ワーク８を搬入し、回転装置２から加工後の円筒状ワーク８を搬出する旋回ローダ（搬送装置）４とが配設されている。

本例の保持手段７０は、旋回ローダ４のグリッパ５に把持され、刃具７を水平状態にして保持するよう構成されたパレット７０である。
旋回ローダ４は、複数のグリッパ５が旋回中心支柱４１の旋回中心軸線４０１の周りに配設され、複数のグリッパ５を回転装置２に順次対向させるよう構成されている。本例のグリッパ５は、回転装置２に対向したとき、一対の挟持部５１を、加工装置３の刃具７及び刃具７を支持する刃具装着部（ホブヘッド）３１から退避させるよう構成されている。

本例のホブ盤１は、旋回ローダ４によって、ホブ盤１に対して円筒状ワーク８の搬送と回転支持治具６及び刃具７の段替え（交換）とを可能にしたものである。本例の加工装置３及び回転装置２においては、断面円形状の円筒状ワーク８に対して歯切りを行い、製品としてのはすば歯車を製造する。
加工装置３は、装着した工具７を回転させる刃具装着部３１の回転中心軸線３０１を、水平方向に傾斜して向けられるよう構成されている。回転装置２は、上下方向に向く回転中心軸線２０１の回りに回転するよう構成されている。加工装置３は、回転装置２によって回転する円筒状ワーク８の外周を、回転する刃具７によって切削して、はすば状の歯面８１を加工する。加工装置３は、刃具装着部３１を、回転可能であるとともに前後及び上下に移動させるよう構成されている。加工装置３は、旋回ローダ４に対して回転装置２が配設された方向の延長上に配設されている。

図２、図４に示すごとく、加工装置３における刃具装着部３１は、一方の支持穴３３Ａが形成された一方側支持部３２Ａと、他方の支持穴３３Ｂが形成された他方側支持部３２Ｂとを有している。一方側支持部３２Ａは、一方の支持穴３３Ａが形成された軸方向の回りに回転する円柱形状に形成されている。一方側支持部３２Ａには、これを回転させるモータ等の駆動源３５が設けられている。一方側支持部３２Ａには、一方の支持穴３３Ａに挿入された刃具７の一方の軸部７３Ａを、一方の支持穴３３Ａの奥側へ引き込んで、一方の支持穴３３Ａに一方の軸部７３Ａをロックする引込みシリンダ３４Ａが配設されている。他方側支持部３２Ｂは、他方の支持穴３３Ｂが形成された軸方向の回りに回転する円柱形状に形成されている。他方側支持部３２Ｂには、他方の支持穴３３Ｂの奥側へ刃具７の他方の軸部７３Ｂが押し込まれるよう、他方側支持部３２Ｂを刃具７の他方の軸部７３Ｂへ押し当てるための押当てシリンダ３４Ｂが配設されている。

図７、図８に示すごとく、この押当てシリンダ３４Ｂは、他方側支持部３２Ｂを、一方側支持部３２Ａへ接近させる装着位置３４１と、一方側支持部３２Ａから離隔させる離脱位置３４２とに移動させるよう構成されている。そして、この押当てシリンダ３４Ｂを装着位置３４１と離脱位置３４２との間で移動させることにより、刃具装着部３１の一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の距離を変更させることができる。
図２に示すごとく、一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂの開口部分には、奥側へ向かうほど縮径するテーパ内周面３３１が形成されており、刃具７の一対の軸部７３Ａ，７３Ｂの端部には、テーパ内周面３３１に当接させて、一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂに対する刃具７の中心位置決めを行うテーパ外周面７３１が形成されている。

図１、図２に示すごとく、本例のＹ移動軸３Ｙは、一方側支持部３２Ａと他方側支持部３２Ｂとによる刃具装着部３１の全体を、一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂが形成された軸方向へ移動させるよう構成されている。
一方側支持部３２Ａ及び他方側支持部３２Ｂは、定位置においてその軸方向を水平方向に向けて配設されている。Ｙ移動軸３Ｙは、定位置においてその軸方向を水平方向に向けて配設されている。

Ａ回転軸３Ａは、刃具装着部３１及びＹ移動軸３Ｙの軸方向に直交する水平方向に設けられた回転中心軸線の回りに回転して、刃具装着部３１及びＹ移動軸３Ｙの軸方向を水平方向に対して傾斜させるよう構成されている。
Ｚ移動軸３Ｚは、Ａ回転軸３Ａ、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１を上下方向（鉛直方向）Ｈに移動させるよう構成されている。Ｘ移動軸３Ｘは、Ａ回転軸３Ａの回転中心軸線と平行な方向へ、Ｚ移動軸３Ｚ、Ａ回転軸３Ａ、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１を移動させるよう構成されている。また、Ｘ移動軸３Ｘは、ベッド３０上をスライドするよう構成されている。

Ｚ移動軸３Ｚ及びＸ移動軸３Ｘをそれぞれ構成する機構部分は、リニヤガイドを設けて直線状にスライドするよう構成されている。Ｙ移動軸３Ｙ、Ａ回転軸３Ａ、Ｘ移動軸３Ｘ及びＺ移動軸３Ｚは、それぞれモータ等の駆動力を受けて、任意に位置を変えられるよう制御可能である。
Ｙ移動軸３Ｙ、Ａ回転軸３Ａ、Ｘ移動軸３Ｘ及びＺ移動軸３Ｚの移動・回転動作は、これらを駆動するモータ等を制御する制御装置において、所定位置に保持した刃具７に対してオンラインティーチングを行って設定することができる。

図９に示すごとく、回転装置２は、回転駆動源によって、回転テーブルに設けられた一方の回転支軸２１を回転させるよう構成されており、他方の回転支軸２２は、一方の回転支軸２１の回転を受けて回転するようになっている。本例の回転装置２は、回転中心軸線２０１を鉛直方向に向けて配設されており、一方の回転支軸２１は鉛直方向下側に配設され、他方の回転支軸２２は鉛直方向上側に配設される。他方の回転支軸２２は、旋回ローダ４の旋回中心支柱４１に昇降可能に取り付けられている。

本例の旋回ローダ４は、円筒状ワーク８、回転支持治具６及び刃具７を保持するパレット７０のいずれもの搬入・搬出を行うよう構成されている。各グリッパ５は、回転装置２に対向する内部受渡位置５０１と、旋回中心支柱４１に対して回転装置２が位置する方向とは反対方向に位置する外部受渡位置５０２とに逐次回転するよう構成されている。
本例の各グリッパ５は、旋回ローダ４の旋回によって、回転装置２との間での加工前の円筒状ワーク８の供給及び加工後の円筒状ワーク８の取出、回転装置２との間での回転支持治具６の供給及び取出、加工装置３との間での刃具７の供給及び取出を行うよう構成されている。

図９に示すごとく、本例の旋回ローダ４は、旋回中心支柱４１の回りに複数のグリッパ５を旋回可能に配設して構成されている。旋回ローダ４は、モータ等の駆動源によって、複数のグリッパ５の全体を、グリッパ５が配設された周方向の所定角度ずつ旋回させるよう構成されている。旋回中心支柱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５は、旋回中心支柱４１の回りに水平方向に旋回するよう構成されている。

本例のグリッパ５は、旋回中心支柱４１の回りにおいて互いに９０°ずれた位置の４箇所に配設されている。各グリッパ５は、旋回中心支柱４１に対して、個別に上下移動可能である。なお、グリッパ５は、旋回中心支柱４１の回りの２箇所もしくは３箇所、あるいは５箇所以上に等間隔に配設することもできる。
また、旋回ローダ４は、外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１とのいずれか一方でグリッパ５の各高さ位置を設定し、この各高さ位置を維持して外部受渡位置５０２と内部受渡位置５０１との他方へ旋回するよう構成されている。

図９に示すごとく、各グリッパ５は、旋回ローダ４の旋回中心支柱４１に配設された電動アクチュエータ４２によって、それぞれ個別に上下にスライド可能である。旋回中心支柱４１においては、一対のリニヤガイド４３が配設されている。各グリッパ５は、電動アクチュエータ４２による駆動力を受け、リニヤガイド４３に沿って上下にスライド可能である。
電動アクチュエータ４２及び一対のリニヤガイド４３は、旋回中心支柱４１に設けられたベースプレート４４に配設されている。電動アクチュエータ４２及び一対のリニヤガイド４３には、板形状のカムプレート５２が取り付けられている。

図９、図１０に示すごとく、各グリッパ５は、円筒状ワーク８を挟持する一対の挟持部５１が、カムプレート５２に形成された挟持ガイド５３に係合して構成されている。挟持ガイド５３は、一対の挟持部５１を互いに平行な状態で移動させる直線状の平行ガイド部５３１と、平行ガイド部５３１の両端部分において一対の挟持部５１の先端側を両側へ開かせる曲線状の一対の開きガイド部５３２とを有している。一対の挟持部５１は、平行ガイド部５３１に沿って互いに接近して円筒状ワーク８を挟持する挟持位置と、開きガイド部５３２に沿って互いに離隔して先端側が後退する退避位置とに移動可能である。本例の一対の挟持部５１は、開きガイド部５３２の端部にある退避位置まで移動したときには、先端側が略９０°開く状態になる。

図１２に示すごとく、回転支持治具６は、回転装置２の一方の回転支軸２１に装着される一方治具部６１と、回転装置２において一方の回転支軸２１と同一軸線上に配置された他方の回転支軸２２に装着される他方治具部６２とによって構成されている。他方治具部６２は、一方治具部６１と組み合わせて運搬可能である。回転支持治具６は、一方治具部６１の上に他方治具部６２が組み合わさった状態で、旋回ローダ４によって回転装置２まで搬送（運搬）される。

同図に示すごとく、回転支持治具６は、他方治具部６２の中心位置において下方へ突出する中心軸部６２１を、一方治具部６１の中心位置に形成された中心穴６１１内に挿入して、一方治具部６１と他方治具部６２との中心位置決めを行った状態で組み合わさるよう構成されている。円筒状ワーク８の中心には、中心穴が形成されており、一方治具部６１と他方治具部６２とによって円筒状ワーク８を挟持するときには、円筒状ワーク８の中心穴内に挿通された中心軸部６２１が中心穴６１１に挿入される。一方治具部６１と他方治具部６２とは、円筒状ワーク８を挟持する場合と、円筒状ワーク８を挟持しない場合とのいずれにおいても、中心軸部６２１と中心穴６１１との中心位置決めを行って組み合わせるよう構成されている。

図１３に示すごとく、本例の刃具７は、加工装置３の刃具装着部３１に装着される前は、パレット７０上に保持されて保管されている。旋回ローダ４の各グリッパ５は、パレット７０を把持するよう構成されている。パレット７０は、グリッパ５に把持される土台部７１と、土台部７１の中心からオフセットした位置に形成され、刃具７を保持する刃具保持部７２とを有している。土台部７１は、各グリッパ５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。刃具保持部７２は、一対の受け部７２１によって、軸方向を水平方向に向けた刃具７の両端部分の軸部を受けるよう構成されている。

また、図９に示すごとく、刃具７の段替えは、次のように行うことができる。
具体的には、内部受渡位置５０１にあって空のパレット７０を把持するグリッパ５が、空のパレット７０の上に使用後の刃具７を加工装置３から受け取るとともに、外部受渡位置５０２にあるグリッパ５が、搬送ローダ４に対向する外部搬送台上にあって使用前の刃具７が保持されたパレット７０を受け取る。そして、旋回ローダ４が旋回して、使用後の刃具７が保持されたパレット７０を把持するグリッパ５を外部受渡位置５０２へ移動させるとともに、使用前の刃具７が保持されたパレット７０を把持するグリッパ５を内部受渡位置５０１へ移動させる。その後、使用後の刃具７が保持されたパレット７０を、外部搬送台へ返却するとともに、使用前の刃具７が保持されたパレット７０から、この刃具７を加工装置３の刃具装着部３１へ装着する。

図１０に示すごとく、グリッパ５は、一対の挟持部５１によって、円筒状ワーク８、回転支持治具６又は刃具７のパレット７０の円盤形状の外周を挟持するよう構成されている。グリッパ５は、一対の挟持部５１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円筒状ワーク８を把持できるよう構成されている。
図１１に示すごとく、グリッパ５における一対の挟持部５１は、円筒状ワーク８の２箇所に当接するＶ形状の内側面５１３と、内側面５１３の下端位置において突出する鍔部５１４とを有している。グリッパ５は、一対の挟持部５１の内側面５１３によって円筒状ワーク８を挟み込んで、この円筒状ワーク８の位置決めを行うよう構成されている。各挟持部５１において、Ｖ形状の内側面５１３の横方向の両端部には、外径の小さな円筒状ワーク８を把持するときに、上下に重なって互いに係合する複数段の係合部５１５が形成されている。

図１２に示すごとく、一対の挟持部５１によって、他方治具部６２が上側に組み合わさった一方治具部６１を挟持するときには、各挟持部５１のＶ形状の内側面５１３によって一方治具部６１の外周を挟み込み、鍔部５１４によって一方治具部６１の外周に形成されたフランジ部６６を掛止して、一方治具部６１及び他方治具部６２の落下防止を行うことができる。
図１３に示すごとく、一対の挟持部５１によってパレット７０を挟持するときには、各挟持部５１のＶ形状の内側面５１３によってパレット７０の外周を挟み込み、鍔部５１４によってパレット７０の下側角部を掛止して（図１１参照）、パレット７０の落下防止を行うことができる。

次に、ホブ盤１の刃具装着部３１に刃具７を着脱する動作につき説明する。
本例のホブ盤１においては、図２に示すごとく、特に、刃具装着部３１における一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の開口（距離）Ｌ１が、これに支持する刃具７の長さＬ２よりも短い場合に、刃具７の段替え（交換）を容易に行う工夫をしている。
ホブ盤１は、グリッパ５に把持されたパレット７０によって所定の位置に保持された刃具７に対して刃具装着部３１を移動・回転させて、この刃具装着部３１に刃具７を装着する。刃具装着部３１に刃具７を装着するに当たっては、図２に示すごとく、使用前の刃具７が保持されたパレット７０を外部受渡位置５０２にあるグリッパ５によって把持し、旋回ローダ４を旋回させて、このグリッパ５を内部受渡位置５０１へ移動させる。

次いで、図３に示すごとく、ホブ盤１は、Ｘ移動軸３Ｘを動作させて、旋回ローダ４の内部受渡位置５０１にあるグリッパ５に保持するパレット７０へ、刃具装着部３１を接近させる。このとき、グリッパ５に把持されたパレット７０上の刃具７は水平状態に保持されている。また、このとき、図４に示すごとく、Ａ回転軸３Ａの回転角度を調整して、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１を水平方向に対して約２０°傾斜させる。このＹ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１の傾斜角度は、１０〜３０°とすることができる。

そして、同図に示すごとく、ホブ盤１は、傾斜対向動作として、グリッパ５に把持されたパレット７０によって所定の位置に保持された刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂの軸方向に対してＹ移動軸３Ｙが斜めになる状態で、刃具７の一方の軸部７３Ａに刃具装着部３１の一方の支持穴３３Ａを対向させる。すなわち、刃具７の一方の軸部７３Ａの水平方向に、一方の支持穴３３Ａが斜めに対向する状態を形成する。本例では、一方の支持穴３３Ａが、刃具７の一方の軸部７３Ａに対して斜め下方から対向する状態を形成する。

次いで、図５、図６に示すごとく、ホブ盤１は、挿入動作として、パレット７０及び刃具７の位置を保持して、一方の支持穴３３Ａに刃具７の一方の軸部７３Ａが挿入されるように、Ａ回転軸３Ａを回転させるとともにＹ移動軸３ＹとＺ移動軸３Ｚとを移動させる。この移動・回転は、水平方向に近い角度での移動と、垂直方向に近い角度での移動とを繰り返すようにして行うことができる。また、この移動・回転は、Ａ回転軸３Ａの動作による一方の支持穴３３Ａの傾斜角度が水平方向に近づくごとに、一方の支持穴３３Ａの中心を刃具７の一方の軸部７３Ａの中心へ近づけ、一方の支持穴３３Ａにおけるさらに奥側へ一方の軸部７３Ａが挿入されるようにする。

そして、図７に示すごとく、一方の支持穴３３Ａ及びＹ移動軸３Ｙの軸方向を、刃具７の軸方向と平行な水平方向にしたときには、一方の支持穴３３Ａに刃具７の一方の軸部７３Ａが挿入される。
その後、図８に示すごとく、ホブ盤１は、支持動作として、引込みシリンダ３４Ａによって、一方の支持穴３３Ａへ刃具７の一方の軸部７３Ａを引き込むとともに、押当てシリンダ３４Ｂを離脱位置３４２から装着位置３４１へ移動させ、他方の支持穴３３Ｂへ刃具７の他方の軸部７３Ｂを押し当てる。こうして、刃具装着部３１の一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の距離を縮小させ、一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂに刃具７の両端の軸部７３Ａ，７３Ｂを支持する。

一方、ホブ盤１は、刃具装着部３１に装着された刃具７を、グリッパ５に把持されたパレット７０によって保持し、刃具装着部３１を移動・回転させて、この刃具装着部３１から刃具７を離脱する。
刃具装着部３１に装着された刃具７を離脱するときには、ホブ盤１は、刃具装着部３１に刃具７を装着する動作と逆の動作を行う。刃具装着部３１から刃具７を離脱するに当たっては、空のパレット７０を外部受渡位置５０２にあるグリッパ５によって把持し、旋回ローダ４を旋回させて、このグリッパ５を内部受渡位置５０１へ移動させる。

次いで、ホブ盤１は、Ａ回転軸３Ａの回転角度を調整して、刃具装着部３１の一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂの軸方向が水平方向になるようにする。そして、Ｘ移動軸３Ｘを動作させて、旋回ローダ４の内部受渡位置５０１にあるグリッパ５に保持するパレット７０へ、刃具装着部３１を接近させる。このとき、グリッパ５に把持されたパレット７０上の刃具７は水平状態に保持されている。

次いで、ホブ盤１は、保持動作として、Ｚ移動軸３Ｚを動作させて、グリッパ５に把持されたパレット７０の上方へ刃具装着部３１に支持された刃具７を近づける（図８参照）。そして、パレット７０に刃具７が保持される状態を形成する。
次いで、ホブ盤１は、他方抜出動作として、引込みシリンダ３４Ａによる一方の支持穴３３Ａへの刃具７の一方の軸部７３Ａの引き込みを解除するとともに、押当てシリンダ３４Ｂを装着位置３４１から離脱位置３４２へ移動させ、他方の支持穴３３Ｂへの刃具７の他方の軸部７３Ｂの押し当てを解除する（図７参照）。こうして、刃具装着部３１の一対の支持穴３３Ａ，３３Ｂ間の距離を拡大させて、他方の支持穴３３Ｂから刃具７の他方の軸部７３Ｂを抜き出す。

次いで、ホブ盤１は、一方抜出動作として、パレット７０及び刃具７の位置を保持して、一方の支持穴３３Ａから刃具７の一方の軸部７３Ａを抜き出すように、Ａ回転軸３Ａを回転させるとともにＹ移動軸３ＹとＺ移動軸３Ｚとを移動させる（図６、図５参照）。この移動・回転は、水平方向に近い角度での移動と、垂直方向に近い角度での移動とを繰り返すようにして行うことができる。また、この移動・回転は、Ａ回転軸３Ａの動作による一方の支持穴３３Ａの軸方向が水平方向から傾斜するごとに、一方の支持穴３３Ａの中心を刃具７の一方の軸部７３Ａの中心から遠ざけ、一方の支持穴３３Ａにおけるさらに手前側へ一方の軸部７３Ａが抜き出されるようにする（図４参照）。

そして、水平方向に向けられた刃具７の両側の軸部７３Ａ，７３Ｂの軸方向に対して、Ｙ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１が約２０°傾斜する状態にして、一方の支持穴３３Ａから刃具７の一方の軸部７３Ａを抜き出す（図４参照）。このＹ移動軸３Ｙ及び刃具装着部３１の傾斜角度は、１０〜３０°とすることができる。
その後、ホブ盤１は、Ｘ移動軸３Ｘを動作させて、刃具装着部３１を、パレット７０に保持された刃具７から遠ざける。また、グリッパ５に把持され、刃具７が保持されたパレット７０は、旋回ローダ４の旋回によって、内部受渡位置５０１から外部受渡位置５０２へと移動される。

このように、本例のホブ盤１においては、刃具装着部３１を移動・回転させて、この刃具装着部３１への刃具７の装着、及びこの刃具装着部３１からの刃具７の離脱を行うことができる。これにより、刃具７を着脱するための専用のロボット・装置が不要になり、特別な設備投資をなくすことができる。また、刃具装着部３１自体を移動・回転させて、刃具装着部３１に刃具７を着脱するため、周辺の干渉物がなく、迅速に刃具７の段替え（交換）を行うことができる。
それ故、本例のホブ盤１によれば、特別な設備投資をすることなく、刃具７の段替えを迅速に行うことができる。

１ホブ盤（回転加工機）
３加工装置
３１刃具装着部
３ＡＡ回転軸
３ＸＸ移動軸
３ＹＹ移動軸
３ＺＺ移動軸
３３Ａ一方の支持穴
３３Ｂ他方の支持穴
７刃具
７０パレット（保持手段）
７３Ａ一方の軸部
７３Ｂ他方の軸部

Claims

刃具の両側の軸部を支持する一対の支持穴を有し、該一対の支持穴間の距離を変更可能な刃具装着部と、
該刃具装着部を上記一対の支持穴の軸方向へ移動させるＹ移動軸と、
該Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を所定角度回転させるＡ回転軸と、
該Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記Ａ回転軸の軸線に平行な第１方向に移動させるＸ移動軸と、
少なくとも上記Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記第１方向に直交する第２方向に移動させるＺ移動軸と、を備える回転加工機において、
保持手段によって所定の位置に保持された上記刃具の両側の軸部の軸方向に対して上記Ｙ移動軸が斜めになる状態で、上記刃具の一方の軸部に一方の上記支持穴を対向させる傾斜対向動作と、
上記Ａ回転軸を回転させるとともに少なくとも上記Ｙ移動軸と上記Ｚ移動軸とを移動させて、上記Ｙ移動軸と上記刃具の軸方向とが平行になるように変化させて、上記一方の支持穴に上記刃具の一方の軸部を挿入する挿入動作と、
上記刃具装着部の上記一対の支持穴間の距離を縮小させて、該一対の支持穴に上記刃具の両端の軸部を支持する支持動作と、を行うよう構成されていることを特徴とする回転加工機。
刃具の両側の軸部を支持する一対の支持穴を有し、該一対の支持穴間の距離を変更可能な刃具装着部と、
該刃具装着部を上記一対の支持穴の軸方向へ移動させるＹ移動軸と、
該Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を所定角度回転させるＡ回転軸と、
該Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記Ａ回転軸の軸線に平行な第１方向に移動させるＸ移動軸と、
少なくとも上記Ａ回転軸、上記Ｙ移動軸及び上記刃具装着部を上記第１方向に直交する第２方向に移動させるＺ移動軸と、を備える回転加工機において、
上記刃具装着部に装着された上記刃具を保持手段によって保持する保持動作と、
上記刃具装着部の上記一対の支持穴間の距離を拡大させて、他方の上記支持穴から上記刃具の他方の軸部を抜き出す他方抜出動作と、
上記Ａ回転軸を回転させるとともに少なくとも上記Ｙ移動軸と上記Ｚ移動軸とを移動させて、上記刃具の両側の軸部の軸方向に対して上記Ｙ移動軸が斜めになるように変化させて、一方の上記支持穴から上記刃具の一方の軸部を抜き出す一方抜出動作と、を行うよう構成されていることを特徴とする回転加工機。
請求項１又は２に記載の回転加工機において、該回転加工機は、上記刃具装着部を回転させて、円筒状ワークの外周に歯面を切削加工するホブ盤であり、
該ホブ盤には、上記円筒状ワークを保持して回転させる回転装置と、該回転装置へ加工前の上記円筒状ワークを搬入し、上記回転装置から加工後の上記円筒状ワークを搬出する搬送装置と、が配設されており、
上記保持手段は、上記搬送装置のグリッパに把持され、上記刃具を水平状態にして保持するよう構成されたパレットであることを特徴とする回転加工機。