JP5741531B2

JP5741531B2 - 回転加工機及び回転加工方法

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Publication number: JP5741531B2
Application number: JP2012161618A
Authority: JP
Inventors: 加藤　進; 進加藤; 明高開; 大谷　昌弘; 昌弘大谷; 哲智川西
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP2013226636A; CN104023910A; US9522433B2; KR101646428B1; KR20140098154A; CN104023910B; WO2013125550A1; US20130223945A1

Description

本発明は、回転装置によって回転する円筒状ワークに対して、加工装置に装着した刃具によって加工を行う回転加工機及び回転加工方法に関する。

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、加工装置にホブ刃具を支持し、回転装置によって回転する円筒状ワークの外周に、加工装置によって回転するホブ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、ホブ刃具と回転支持治具とは、ロボット又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、ホブ刃具及び回転支持治具は、それぞれロボット又は専用の段替え装置を用いて段替えを行っている。そのため、段替えを行うための加工装置全体の初期投資が増大してしまう。また、ホブ刃具及び回転支持治具の段替えを行う際に干渉物が多く、段替えに要する時間が長くなってしまう。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、円筒状ワーク及び回転支持治具を同じ旋回ローダを用いて受け渡すことができ、回転支持治具の段替えに要する時間を短縮することができる回転加工機及び回転加工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、回転支持治具を介してワークを支持して回転する回転装置と、
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させる旋回ローダと、を備えており、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されており、
上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記ワークを把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡し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）。
また、上記回転加工機において、上記複数のグリッパは、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記ワークが、上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第１高さ位置と、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記回転支持治具が上記回転装置に干渉しない位置である第２高さ位置と、に各々設定可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部位置と、上記回転装置に対向させる内部位置との間で旋回させるよう構成されているとともに、上記ワークの受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記ワークを把持するグリッパの高さ位置を上記第１高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させ、かつ上記回転支持治具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記回転支持治具を把持するグリッパの高さ位置を上記第２高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させるよう構成されていてもよい（請求項２）。
また、本発明のさらに他の態様は、回転支持治具を介してワークを支持して回転する回転装置と、
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させる旋回ローダと、を用い、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されており、
上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記ワークを把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行うことを特徴とする回転加工方法にある（請求項７）。

上記回転加工機は、ワークを把持するグリッパを旋回させ、かつグリッパを旋回中心軸線の方向に移動させることにより、回転装置との間でワークの受渡しを行うとともに、回転支持治具を把持するグリッパを旋回させ、かつグリッパを旋回中心軸線の方向に移動させることにより、回転装置との間で回転支持治具の受渡しを行うものである。
また、上記回転加工機は、旋回ローダの各グリッパの高さ位置を２段階に設定し、この各高さ位置を維持して、各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部位置と、回転装置に対向させる内部位置との間で旋回させるものである。
ワークに加工を行うに当たっては、外部位置においてワークの種類に対応した回転支持治具をグリッパによって把持するとともに、このグリッパを、回転支持治具を受け渡すときの第２高さ位置に設定する。この第２高さ位置は、旋回ローダを旋回させるときに、グリッパ及び回転支持治具が回転装置に干渉しない高さに設定する。そして、この第２高さ位置を維持して、旋回ローダを旋回させ、グリッパに把持する回転支持治具を外部位置から内部位置へ移動し、回転装置に対向させる。そして、グリッパを下降させて、回転装置へグリッパに把持する回転支持治具を装着する。

また、外部位置において加工前のワークをグリッパによって把持するとともに、このグリッパを、ワークを受け渡すときの第１高さ位置に設定する。この第１高さ位置は、旋回ローダを旋回させるときに、グリッパ及びワークが回転装置に干渉しない高さに設定する。そして、この第１高さ位置を維持して、旋回ローダを旋回させ、グリッパに把持するワークを外部位置から内部位置へ移動し、回転装置に対向させる。そして、グリッパを下降させて、回転装置に装着した回転支持治具へワークを装着し、ワークの搬入を行う。

その後、回転装置によって回転させるワークに対して、加工装置における刃具によって加工を行う。次いで、回転装置における加工後のワークを、内部位置にあるグリッパによって把持し、旋回ローダを旋回させて外部位置へ移動させ、ワークの搬出を行う。以降は、加工するワークの数量に応じて、ワークの搬入、加工、搬出の動作を繰り返す。
また、加工するワークの種類に応じて、回転支持治具の段替えが必要になったときには、上記と同様に、回転支持治具を把持するグリッパの高さ位置を維持して、グリッパが内部位置と外部位置との間を移動するように旋回ローダを旋回させる。

そして、第１高さ位置と第２高さ位置とは、互いに異なる高さ位置に設定することができる。つまり、回転加工機においては、搬送ローダのグリッパの高さ位置を、ワークを受け渡すときと回転支持治具を受け渡すときとの２つの高さ位置で変更することができる。これにより、ワーク及び回転支持治具の受渡しを行う際に、搬送ローダのグリッパを上下移動させる時間を短縮することができる。そのため、ワークの搬送及び回転支持治具の段替えに要する時間を短縮することができる。
また、回転加工機においては、ワーク及び回転支持治具を同じ旋回ローダを用いて受け渡すことができる。これによっても、回転支持治具の段替えに要する時間を短縮することができる。

実施例にかかる、回転加工機を示す斜視図。実施例にかかる、円筒状ワークを把持するグリッパを、第１高さ位置にして外部位置から内部位置へ旋回させた回転加工機を示す正面図。実施例にかかる、回転支持治具を把持するグリッパを、第２高さ位置にして外部位置から内部位置へ旋回させた回転加工機を示す正面図。実施例にかかる、刃具が保持されたパレットを把持するグリッパを、第３高さ位置にして外部位置から内部位置へ旋回させた回転加工機を示す正面図。実施例にかかる、一方治具部と他方治具部とによる回転支持治具を示す正面図。実施例にかかる、回転支持治具及び円筒状ワークがセットされた回転加工機を示す斜視図。実施例にかかる、刃具を保持するパレットをグリッパに把持した状態を示す斜視図。

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、上記回転支持治具は、上記回転装置の一方の回転支軸に装着される一方治具部と、上記回転装置において上記一方の回転支軸と同一軸線上に配置された他方の回転支軸に装着される他方治具部とによって構成されており、上記旋回ローダは、上記一方治具部と上記他方治具部とを組み合わせた状態の上記回転支持治具を上記グリッパに把持するよう構成されていてもよい（請求項３）。

この場合には、回転装置によって、一方の回転支軸の一方治具部と他方の回転支軸の他方治具部との間に挟持したワークを回転させ、このワークに対して加工装置が安定して加工を行うことができる。
また、旋回ローダは、一方治具部と他方治具部とによって構成される回転支持治具をグリッパに把持し、この回転支持治具を外部位置と内部位置との間で移動させることができる。

また、上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具の他に上記刃具も直接又は間接的に把持可能に構成されているとともに、上記加工装置との間で上記刃具の受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記刃具が、上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第３高さ位置に設定可能に構成されており、上記旋回ローダは、上記刃具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記刃具を直接又は間接的に把持するグリッパの高さ位置を上記第３高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させるよう構成されていてもよい（請求項４）。

この場合には、ワークに加工を行うに当たって、外部位置においてワークの種類に対応した刃具をグリッパによって直接又は間接的に把持するとともに、このグリッパを、刃具を受け渡すときの第３高さ位置に設定する。この第３高さ位置は、旋回ローダを旋回させるときに、グリッパ及び刃具が回転装置に干渉しない高さに設定する。そして、この第３高さ位置を維持して、旋回ローダを旋回させ、グリッパに把持する刃具を外部位置から内部位置へ移動し、回転装置及び加工装置に対向させる。そして、加工装置の刃具装着部を移動させて、この刃具装着部へグリッパに把持する刃具を装着する。
なお、グリッパは、刃具については、直接把持する以外にも、パレット等を介して間接的に把持することもできる。

また、上記刃具は、パレットに保持されるよう構成されており、該パレットは、上記グリッパに把持される土台部と、該土台部の中心からオフセットした位置に形成され、上記刃具を保持する刃具保持部とを有しているとともに、上記グリッパに把持された状態においては、上記刃具保持部が上記グリッパの旋回半径の外側に配置されるよう構成されており、上記加工装置は、その刃具装着部が前進するよう構成されており、該前進した刃具装着部に対して、上記グリッパに把持された上記パレットの上記刃具保持部に保持されている上記刃具が装着されるよう構成されていてもよい（請求項５）。
この場合には、パレットを用いることにより、各グリッパと加工装置との間での刃具の受渡しを短時間で容易に行うことができる。

また、上記加工装置は、その刃具装着部が上下移動するよう構成されているとともに、上記グリッパを上記第３高さ位置に固定した状態で、上記グリッパに把持された上記パレットの上記刃具保持部における上記刃具を、上記刃具装着部に受け取るよう構成されていてもよい（請求項６）。
一般に、刃具装着部は、ワークの加工精度を確保するために、高精度に移動可能になっている。そして、加工装置の刃具装着部を上下移動させて、パレットから刃具を受け取ることにより、搬送ローダ及び複数のグリッパの動作を単純化することができる。

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。
（実施例１）
本例の回転加工機１は、図１に示すごとく、回転支持治具６を介して円筒状ワーク８を支持して回転する回転装置２と、刃具７を装着して円筒状ワーク８に加工を行う加工装置３と、複数のグリッパ５が旋回中心軸線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旋回する旋回ローダ４とを備えている。複数のグリッパ５は、それぞれ別々に上下移動するよう構成されているとともに、図２に示すごとく、回転装置２との間で円筒状ワーク８を受け渡すときの第１高さ位置５０Ａ、図３に示すごとく、回転装置２との間で回転支持治具６を受け渡すときの第２高さ位置５０Ｂ、図４に示すごとく、加工装置３との間で刃具７を受け渡すときの第３高さ位置５０Ｃに各々設定可能に構成されている。

旋回ローダ４は、各グリッパ５を、外部の搬送台（図示略）に対向させる外部位置５０２と、回転装置２に対向させる内部位置５０１との間で旋回させるよう構成されている。また、旋回ローダ４は、外部位置５０２と内部位置５０１とのいずれか一方でグリッパ５の高さ位置を第１〜第３高さ位置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃのいずれか１つの高さ位置に設定し、この設定した高さ位置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを維持して外部位置５０２と内部位置５０１との他方へ旋回するよう構成されている。

以下に、本例の回転加工機１につき、図１〜図７を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例の回転加工機１における加工装置３及び回転装置２は、刃具７としてのホブによって円筒状ワーク８の外周に歯面８１を加工するホブ盤を構成する。本例の回転加工機１は、旋回ローダ４によって、ホブ盤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。

本例の円筒状ワーク８は、歯車用の円盤形状を有しており、グリッパ５は、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。
グリッパ５の一対の挟持部５１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係合部５１１が形成されている。本例のグリッパ５は、水平方向の両側から円筒状ワーク８、支持治具６又はパレット７０を挟み持つ一対の挟持部５１を接近・離隔させるよう構成されている。

同図に示すごとく、加工装置３は、刃具７を装着する刃具装着部（ホブ軸）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に取り付けられている。
また、回転装置２は、加工装置３と旋回ローダ４との間に挟まれて配設されており、かつ、ワーク８を両側から支持して、旋回ローダ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。
加工前の円筒状ワーク８は、旋回ローダ４によって、一方の回転支軸２１に装着された一方治具部６１と、他方の回転支軸２２に装着された他方治具部６２との間に搬入される。また、加工後の円筒状ワーク８は、旋回ローダ４によって、一方の回転支軸２１に装着された一方治具部６１と、他方の回転支軸２２に装着された他方治具部６２との間から搬出される。

図１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。
複数のグリッパ５は、旋回ローダ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、刃具７及び回転支持治具６をそれぞれ把持し、回転装置２の一方の回転支軸２１と他方の回転支軸２２との間を通過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。

図２〜図４に示すごとく、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、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、及び加工装置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。
図示は省略するが、旋回ローダ４に対して回転装置２が配設された方向とは反対側の方向には、円筒状ワーク８、回転支持治具６及びパレット７０のいずれをも搬送可能である搬送装置が配設される。

図１に示すごとく、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。各グリッパ５は、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、電動アクチュエータ４２の両側にリニヤガイド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、カムガイド４５が取り付けられている。カムガイド４５は、グリッパ５を構成する一対の挟持部５１が開閉する際のガイド部４５１を有している。このガイド部４５１は、一対の挟持部５１が閉じる中心部分では一対の挟持部５１が互いに平行になるよう直線状に形成され、一対の挟持部５１が開く外側部分では、旋回中心支柱４１に近づく方向へ曲がる曲線状に形成されている。

図５に示すごとく、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。また、回転支持治具６、円筒状ワーク８及び刃具７は、外部位置５０２にあるグリッパ５によって外部搬送台又はロボットから把持され、旋回ローダ４が旋回してこのグリッパ５を内部位置５０１へ移動させることによって、回転装置２に対向する位置まで搬送される。

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８３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８３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。

回転支持治具６は、次のようにして回転装置２に装着される。
図３、図５に示すごとく、まず、外部位置５０２にあるグリッパ５が外部搬送台又はロボットから、一方治具部６１の上に他方治具部６２が載置された回転支持治具６を把持する。次いで、旋回ローダ４が旋回し、外部位置５０２にあるグリッパ５を内部位置５０１まで移動させる。次いで、内部位置５０１に移動したグリッパ５を下降させ、一方治具部６１を一方の回転支軸２１に装着する。次いで、旋回ローダ４の旋回中心支柱４１に設けられた他方の回転支軸２２を下降させ、この他方の回転支軸２２に他方治具部６２を装着する。その後、他方の回転支軸２２を上昇させておき、一方治具部６１と他方治具部６２との間に円筒状ワーク８を受入可能な状態を形成する。

図５、図６に示すごとく、回転支持治具６の一方治具部６１には、バリ取り工具６３が取り付けられている。バリ取り工具６３は、一方治具部６１の中心軸線６０１の回りに回転自在に取り付けられ、一方治具部６１と他方治具部６２との間に挟持する円筒状ワーク８の端面８０にバリ取り加工を行うよう構成されている。

本例のバリ取り工具６３は、一方治具部６１の中心軸線６０１の回りに回転自在なリング部６３１と、リング部６３１から周方向一方に突出して設けられた支持アーム部６３２と、支持アーム部６３２において一方治具部６１の中心軸線６０１と平行な中心軸線の回りに回転自在に支持された回転工具部６３３とを有している。支持アーム部６３２には、回転加工機の架台に配設（立設）された回り止め部材６５と係合するストッパ溝６４が設けられている。
そして、バリ取り工具６３は、一方治具部６１が一方の回転支軸２１に装着されたときに、支持アーム部６３２のストッパ溝６４が回り止め部材６５と係合することにより、一方の回転支軸２１及び一方治具部６１が回転する際に、一方治具部６１の中心軸線６０１の回りに回転しないようにすることができる。

図７に示すごとく、本例の刃具７は、旋回ローダ４の各グリッパ５によって把持されるパレット７０に保持される。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。パレット７０の刃具保持部７２は、パレット７０がグリッパ５に把持された状態において、グリッパ５の旋回半径の外側に配置される。
加工装置３は、刃具装着部３１を前進及び上下させて、この刃具装着部３１に、第３高さ位置に固定されたグリッパ５に把持されたパレット７０の刃具保持部７２における刃具７を装着するよう構成されている。

図２に示すごとく、グリッパ５は、円筒状ワーク８を把持して、外部位置５０２と内部位置５０１との間で移動する際には、次の３つの高さ位置に変更される。すなわち、グリッパ５は、外部位置５０２において円筒状ワーク８を受け渡すときの高さ位置、円筒状ワーク８を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置、及び内部位置５０１において円筒状ワーク８を受け渡すときの高さ位置に変更可能である。円筒状ワーク８を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置が、回転装置２との間で円筒状ワーク８を受け渡すときの第１高さ位置５０Ａとなる。この第１高さ位置５０Ａは、グリッパ５に把持した円筒状ワーク８が、回転装置２における一方治具部６１よりも若干高い位置として設定される。

図３に示すごとく、グリッパ５は、回転支持治具６を把持して、外部位置５０２と内部位置５０１との間で移動する際には、次の３つの高さ位置に変更される。すなわち、グリッパ５は、外部位置５０２において回転支持治具６を受け渡すときの高さ位置、回転支持治具６を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置、及び内部位置５０１において回転支持治具６を受け渡すときの高さ位置に変更可能である。回転支持治具６を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置が、回転装置２との間で回転支持治具６を受け渡すときの第２高さ位置５０Ｂとなる。この第２高さ位置５０Ｂは、グリッパ５に把持した回転支持治具６が、回転装置２における一方の回転支軸２１よりも若干高い位置として設定される。

図４に示すごとく、グリッパ５は、刃具７が保持されたパレット７０を把持して、外部位置５０２と内部位置５０１との間で移動する際には、次の３つの高さ位置に変更される。すなわち、グリッパ５は、外部位置５０２においてパレット７０を受け渡すときの高さ位置、パレット７０を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置、及び内部位置５０１においてパレット７０に保持する刃具７を加工装置３の刃具装着部３１に受け渡すときの高さ位置に変更可能である。パレット７０を把持して旋回ローダ４によって旋回するときの高さ位置が、加工装置３との間で刃具７を受け渡すときの第３高さ位置５０Ｃとなる。この第３高さ位置５０Ｃは、グリッパ５に把持したパレット７０が、回転装置２における一方治具部６１よりも若干高い位置として設定される。

次に、本例の回転加工機１による動作につき説明する。
円筒状ワーク８に加工を行うに当たっては、図４に示すごとく、外部位置５０２において円筒状ワーク８の種類に対応した刃具７を保持するパレット７０をグリッパ５によって把持するとともに、このグリッパ５を、刃具７を受け渡すときの第３高さ位置５０Ｃに設定する。この第３高さ位置５０Ｃは、旋回ローダ４を旋回させるときに、グリッパ５及びパレット７０が回転装置２の一方の回転支軸２１における一方治具部６１及び他方の回転支軸２２における他方治具部６２に干渉しない高さに設定する。そして、この第３高さ位置５０Ｃを維持して、旋回ローダ４を旋回させ、グリッパ５に把持するパレット７０における刃具７を外部位置５０２から内部位置５０１へ移動し、回転装置２及び加工装置３に対向させる。そして、加工装置３の刃具装着部３１を移動させて、この刃具装着部３１へグリッパ５に把持する刃具７を装着する。

また、図３に示すごとく、外部位置５０２において円筒状ワーク８の種類に対応した回転支持治具６をグリッパ５によって把持するとともに、このグリッパ５を、回転支持治具６を受け渡すときの第２高さ位置５０Ｂに設定する。この第２高さ位置５０Ｂは、旋回ローダ４を旋回させるときに、グリッパ５及び回転支持治具６が回転装置２の一方の回転支軸２１に干渉しない高さに設定する。そして、この第２高さ位置５０Ｂを維持して、旋回ローダ４を旋回させ、グリッパ５に把持する回転支持治具６を外部位置５０２から内部位置５０１へ移動し、回転装置２に対向させる。そして、グリッパ５を下降させて、回転装置２の一方の回転支軸２１へグリッパ５に把持する回転支持治具６の一方治具部６１を装着する。
また、旋回中心支柱４１における他方の回転支軸２２を下降させ、一方治具部６１に組み合わされた他方治具部６２を他方の回転支軸２２に装着し、その後、他方の回転支軸２２を上昇させて退避させておく。

また、図２に示すごとく、外部位置５０２において加工前の円筒状ワーク８をグリッパ５によって把持するとともに、このグリッパ５を、円筒状ワーク８を受け渡すときの第１高さ位置５０Ａに設定する。この第１高さ位置５０Ａは、旋回ローダ４を旋回させるときに、グリッパ５及び円筒状ワーク８が回転装置２の一方の回転支軸２１における一方治具部６１に干渉しない高さに設定する。また、回転装置２の他方の回転支軸２２における他方治具部６２を円筒状ワーク８に干渉しない位置に退避させておく。そして、この第１高さ位置５０Ａを維持して、旋回ローダ４を旋回させ、グリッパ５に把持する円筒状ワーク８を外部位置５０２から内部受渡位置５０１へ移動し、回転装置２に対向させる。

そして、グリッパ５を下降させて、回転装置２の一方の回転支軸２１に装着した一方治具部６１へ円筒状ワーク８を装着する。また、回転装置２の他方の回転支軸２２を下降させて、この他方の回転支軸２２に装着した他方治具部６２における中心軸部６２１を、円筒状ワーク８の中心穴８３、及び一方の回転支軸２１に装着した一方治具部６１における中心穴６１１に挿入する（図５参照）。
こうして、円筒状ワーク８の搬入を行い、一方治具部６１と他方治具部６２との間に円筒状ワーク８を挟持し、この円筒状ワーク８を回転装置２によって回転可能な状態にする。

その後、回転装置２によって回転させる円筒状ワーク８に対して、加工装置３における刃具７を回転させて、円筒状ワーク８の外周に歯面８１を切削加工する。次いで、他方の回転支軸２２及び他方治具部６２を上方に退避させ、一方の回転支軸２１の一方治具部６１に装着された加工後の円筒状ワーク８を、内部位置５０１にあるグリッパ５によって把持し、旋回ローダ４を旋回させて外部位置５０２へ移動させ、円筒状ワーク８の搬出を行う。以降は、加工する円筒状ワーク８の数量に応じて、円筒状ワーク８の搬入、加工、搬出の動作を繰り返す。
また、加工する円筒状ワーク８の種類に応じて、回転支持治具６又は刃具７の段替えが必要になったときには、上記と同様に、回転支持治具６又は刃具７を把持するグリッパ５の第２高さ位置５０Ｂ又は第３高さ位置５０Ｃを維持して、グリッパ５が内部位置５０１と外部位置５０２との間を移動するように旋回ローダ４を旋回させる。

このように、回転加工機１においては、旋回ローダ４のグリッパ５の高さ位置を、円筒状ワーク８を受け渡すとき、回転支持治具６を受け渡すとき、及び刃具７を受け渡すときの３つの高さ位置で変更することができる。これにより、円筒状ワーク８、回転支持治具６及び刃具７の受渡しを行う際に、旋回ローダ４のグリッパ５を上下移動させる時間を短縮することができる。そのため、円筒状ワーク８の搬送、回転支持治具６及び刃具７の段替えに要する時間を短縮することができる。
また、回転加工機１においては、円筒状ワーク８、回転支持治具６及び刃具７を同じ旋回ローダ４を用いて受け渡すことができる。これによっても、回転支持治具６及び刃具７の段替え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
３加工装置
４旋回ローダ
５グリッパ
５０１内部位置
５０２外部位置
６回転支持治具
７刃具
８円筒状ワーク

Claims

回転支持治具を介してワークを支持して回転する回転装置と、
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させる旋回ローダと、を備えており、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されており、
上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記ワークを把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡し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に記載の回転加工機において、上記複数のグリッパは、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記ワークが上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第１高さ位置と、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記回転支持治具が上記回転装置に干渉しない位置である第２高さ位置と、に各々設定可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記各グリッパを、外部の搬送台に対向させる外部位置と、上記回転装置に対向させる内部位置との間で旋回させるよう構成されているとともに、上記ワークの受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記ワークを把持するグリッパの高さ位置を上記第１高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させ、かつ上記回転支持治具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記回転支持治具を把持するグリッパの高さ位置を上記第２高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させる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、上記回転支持治具は、上記回転装置の一方の回転支軸に装着される一方治具部と、上記回転装置において上記一方の回転支軸と同一軸線上に配置された他方の回転支軸に装着される他方治具部とによって構成されており、
上記旋回ローダは、上記一方治具部と上記他方治具部とを組み合わせた状態の上記回転支持治具を上記グリッパに把持する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２に記載の回転加工機において、上記複数のグリッパは、上記ワーク及び上記回転支持治具の他に上記刃具も直接又は間接的に把持可能に構成されているとともに、上記加工装置との間で上記刃具の受渡しを行う前に設定する位置であって、上記グリッパ及び上記刃具が上記回転装置に装着された上記回転支持治具に干渉しない位置である第３高さ位置に設定可能に構成されており、
上記旋回ローダは、上記刃具の受渡しを行う前において、上記外部位置と上記内部位置とのいずれか一方において、上記複数のグリッパのうちの上記刃具を直接又は間接的に把持するグリッパの高さ位置を上記第３高さ位置に設定し、該設定した高さ位置を維持して当該グリッパを上記外部位置と上記内部位置との他方へ旋回させる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４に記載の回転加工機において、上記刃具は、パレットに保持されるよう構成されており、
該パレットは、上記グリッパに把持される土台部と、該土台部の中心からオフセットした位置に形成され、上記刃具を保持する刃具保持部とを有しているとともに、上記グリッパに把持された状態においては、上記刃具保持部が上記グリッパの旋回半径の外側に配置されるよう構成されており、
上記加工装置は、その刃具装着部が前進するよう構成されており、該前進した刃具装着部に対して、上記グリッパに把持された上記パレットの上記刃具保持部に保持されている上記刃具が装着される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４又は５に記載の回転加工機において、上記加工装置は、その刃具装着部が上下移動するよう構成されているとともに、上記グリッパを上記第３高さ位置に固定した状態で、上記グリッパに把持された上記パレットの上記刃具保持部における上記刃具を、上記刃具装着部に受け取るよう構成されていることを特徴とする回転加工機。
回転支持治具を介してワークを支持して回転する回転装置と、
刃具を装着して上記ワークに加工を行う加工装置と、
複数のグリッパが旋回中心軸線の周りに配設され、該複数のグリッパが上記回転装置に順次対向するよう該複数のグリッパを旋回させる旋回ローダと、を用い、
上記複数のグリッパは、それぞれ個別に上記旋回中心軸線の方向に移動するよう構成されているとともに、上記ワーク及び上記回転支持治具のいずれも把持可能に構成されており、
上記ワークを把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置に装着された上記回転支持治具との間で上記ワークの受渡しを行うとともに、上記回転支持治具を把持する上記グリッパを上記旋回ローダによって旋回させ、かつ該グリッパを上記旋回ローダによって上記旋回中心軸線の方向に移動させることにより、上記回転装置との間で上記回転支持治具の受渡しを行うことを特徴とする回転加工方法。