JP5989956B1 - 削り加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して例えば気体噴射装置を設け、この気体噴射装置をコンピュータ制御してワーク上方から下方に向けて気体を自動的に噴射する制御を行うことが考えられる。これによれば、意図する方向に加工屑を飛ばすことで加工屑が飛散するのをある程度抑制することができる。なお、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報は現時点ではない。
まず第1の課題としてはコストの観点である。一般的に、工作機械のマシニングセンタに比して、例えば上記したNCルータで加工されるワークは大きなものが多い。そのため従来のNCルータは、カバーなどで外形を覆うことのない、いわゆるオープン・タイプの形式を採用する装置が大部分を占めている。これは上記したマシニングセンタにおいて、外形をカバーするクローズド・タイプが主流を占めていることとは対照的である。
そこでマシニングセンタと同様に加工空間をクローズド化するとともに、加工機内にコンピュータ制御された気体噴射装置を導入して上記のようなダウンフローを発生させることを考えてみる。この場合、加工空間内にムラなく気流を発生させるには比較的大きな気体噴射装置を加工空間の天井に設置するか、小型ではあるが複数の気体噴射装置を加工空間内の天井に設置するかしなければならない。また、かようなダウンフローを発生させるためには、どうしても加工空間の天井側に気体噴射装置などを配置せねばならず、上記した加工機構の移動を妨げないようにすると加工装置が大型化してしまうことは避けられない。
このように、NCルータに代表される削り加工装置においては、ある程度の集塵装置は付いてはいるものの効果の程度は低く、粉塵が散乱するのはやむを得ないというのが業界の常識となっていた。さらに、上記したマシニングセンタと比べれば装置規模が大きいため、単純な外装カバーで覆う方式では装置の大型化やコスト増を招いてしまい、かような背景から強いてクローズド・タイプへ展開しようとする意欲は生じていないといった実情があった。
また、上述した課題を解決するため、本発明の削り加工装置は、(2)ワークを加工する加工機構と、前記加工機構と対向して加工空間内に配置されるとともに、前記ワークを載置して第1方向に移動可能な載置台と、前記第1方向に延在して前記載置台を内包し、前記加工空間の少なくとも一部を形成する開閉式カバー部材と、前記加工空間とは隔離されて前記載置台を前記第1方向に移動させる駆動機構と、を具備し、前記駆動機構と前記載置台が配置される加工空間とを隔離するスクリーン部材を備え、前記スクリーン部材は、前記載置台の前記第1方向への移動に追従して変位することで前記加工空間に対して前記駆動機構の隔離状態を維持することを特徴とする。
また、上述した課題を解決するため、本発明の削り加工装置は、(3)ワークを加工する加工機構と、前記加工機構と対向して加工空間内に配置されるとともに、前記ワークを載置して第1方向に移動可能な載置台と、前記第1方向に延在して前記載置台を内包し、前記加工空間の少なくとも一部を形成する開閉式カバー部材と、前記加工空間とは隔離されて前記載置台を前記第1方向に移動させる駆動機構と、を具備し、前記駆動機構は、前記加工空間の外側から前記載置台を回転可能に支持することを特徴とする。
なお、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の削り加工装置においては、(4)前記加工機構は前記第1方向と交差する第2方向に移動可能であり、前記開閉式カバー部材と接続されて前記加工機構を覆う外装カバー部材をさらに含んでなることが好ましい。
また、上記(6)に記載の削り加工装置においては、(7)前記スライドカバーには、作業孔と、前記作業孔に取り付けられたマニュピレート操作部が設けられてなることが好ましい。
以下では、本発明を好適に実施できる削り加工装置のうち、切削加工を行う切削加工装置を例にして説明する。しかしながら本発明は切削加工装置に限られず、例えば研削加工を行う研削加工装置など、ワークの加工により加工屑(切削屑や研削屑など)が生ずる他の削り加工装置にも適用が可能であることは言うまでもない。
また、削り加工装置MEのうち以下で詳細に説明する構成や機能以外については、例えば特開2010−46781号公報や特開2010−5710号公報に開示された機構を本発明の趣旨を逸脱しない限りで適宜適用してもよい。
第1実施形態に係る削り加工装置MEは、所定の工具(不図示)を用いてワークを加工可能であり、加工機構1、載置台2、開閉式カバー部材3及び駆動機構4を少なくとも含んで構成されている。
なお図1に示すとおり、本実施形態の削り加工装置MEは、加工機構1を少なくとも内包する外装カバー10をさらに備えており、この外装カバー10と開閉式カバー部材3とで削り加工装置MEの外観が構成されている。
また、説明の便宜上、以下では載置台が移動する方向をX方向(第1方向)、加工機構が移動する方向をY方向(第1方向と交差する第2方向)、および高さ方向をZ方向(第1方向及び第2方向と交差する第3方向)とそれぞれ定義するが、かような定義付けは本発明を限定的に解釈するものではない。
加工機構1は、後述するフレーム5と共に門型支柱6のガイドGRでガイドされ、制御装置9の制御によってサーボモータなどの駆動機構(後述)によって載置台2の上方をY方向(第2方向)に沿って移動可能となっている。
ここで本実施形態に好適なワークについては特に制限はないが、例えば木工物(木工片や木工板など)や金属物(金属片や金属板)、あるいはエンジニアリングプラスチックなどの樹脂(樹脂片や樹脂板など)などの被加工物が例示される。
なお、加工機構1は、例えば空気などの気体を載置台2やワークへ向けて噴射させるための噴射口(不図示)を更に備えていてもよく、Y方向への移動中に噴射口から流体(気体又は液体)を載置台2へ適宜噴射するように制御されていてもよい。
あるいは、加工機構1は、加工空間WS(詳細は後述)における工具の周囲を吸引する吸引口(不図示)を備えていてもよく、ワークの加工中などにこの吸引口から加工屑を吸引するように制御されていてもよい。このように上記した吸引口を加工機構1に設けることで、この吸引口からの吸引が加工機構1を冷却する冷却機能も兼ねることができる。もちろん、このような吸引口の有無に関わらず、加工機構1を冷却するファンなどの送風機を別途搭載してもよいことは言うまでもない。
また、ATC1bには、加工機構1の先端部tに取り付けられる工具から取り替え可能なクリーニング用ブラシを収納することが好ましい。このとき上述した吸引口を加工機構1が具備する場合には、工具からクリーニング用ブラシに交換してブラシを回転させることにより、加工終了後の載置台2上の粉塵を効率良く吸い取ることが可能となる。
また、加工機構1が移動するY方向(第2方向)は、載置台2が移動するX方向(第1方向)と直交する方向に限られず、第1方向と交差する方向であればよい。
また、本実施形態では加工機構1とフレーム5はガイドGRを介して門型支柱6に対して移動するように構成されているが、これに限られない。例えば載置台2を跨ぐ枠体(不図示)を新たに用意するとともに、この枠体の上面に図示しないレールを設けてこのレールを介して加工機構1がY方向に摺動するように構成されていてもよい。
なお本実施形態では、門型支柱6の背面側(−X方向側)には背面板61が設置されている。この背面板61は、例えば金属で形成されており、この背面板61の少なくとも一部によって加工空間WSの一部が形成されている。
ガイドGRの構造や材質は特に制限はなく、例えばベアリングを用いたリニアガイドなど公知の機構を適用することができる。また、フレーム5に高い剛性を付与するとともにY方向へのガイド機能を付与して加工機構1を支持可能とすれば、この門型支柱6は適宜省略してもよい。
そして作業者は、ワークに対して最適な加工条件などを入力装置で入力し、その結果などを出力装置で確認することができる。
なお、メモリには種々の加工モードに対応した加工プログラムなどが予め保存されていてもよい。また、制御装置9はネットワークを介してリモートで制御する態様であってもよい。
なお、外装カバー10の少なくとも1部を、その内部(例えば加工機構1など)が視認可能なように透明部材(透明な樹脂材料やガラスなど)で構成してもよい。図1の例では、開閉式カバー部材3のスライドカバー31とY方向に関してほぼ同じ幅の透明部材10aが、外装カバー10の側面10bのうちスライドカバー10と同じ側の側面10bに設けられている。
また、外装カバー10は、ビスやボルトなどの公知の固定材や嵌合などによって、後述する開閉式カバー部材3に対して固定されていてもよい。
より具体的に本実施形態においては、載置台2は、架台7上に設置された駆動機構4と接続されており、この駆動機構4によってX方向における位置を可変させることが可能となっている。なお、載置台2と駆動機構4の接続構造に関する詳細は、図を用いて後述される。
また、図4に示すように、載置台2の上面には、ワーク吸着口Vcを備えた複数の載置部2aがX方向およびY方向に沿って並んで配置されている。このワーク吸着口Vcは、不図示の負圧発生源(負圧ポンプなど)とバキューム管46(後述する)を介して接続されており、制御装置9の制御の下で載置台2に載置されたワークを吸着する機能を備えている。 なお、制御装置9によってこの負圧発生源を制御することで、後述する加工空間WS内を外部に対して若干の負圧状態となるようにしてもよい。これにより、ワークの加工によって発生した加工屑等が意図しない経路から加工空間WSの外へ排出されてしまうことを抑制することができる。
なお、本実施形態においては、架台7のうち少なくとも載置台2と対向可能な面は、ボールねじやリニアガイドなどの駆動部品が無いフラットな構造となっている。これにより、例えばワークの加工時に発生した加工屑が出っ張りなどに留まってしまうことを抑制することができ、上記した排出口62などを介して加工屑を除去することが可能となっている。
この開閉式カバー部材3は、図1及び図3から明らかなとおり、本実施形態の開閉式カバー部材3は、スライドカバー31、固定カバー32、下カバー33、および把持部34を含んで構成されている。
固定カバー32は、このスライドカバー31がY方向へ移動した時に当該スライドカバー31が収容できるスペースを備えており、下カバー33の上部のうちY方向に関して両端に設置される。この固定カバー32の材質に特に制限はないが、例えば樹脂板や金属板などが好適である。
下カバー33は、後述する架台7および駆動機構4を囲むように配置されている。この下カバー33の材質は特に制限はないが、固定カバー32と同様に例えば樹脂板や金属板など公知の材料で構成できる。
このように本実施形態では、スライドカバー31をスライドさせることにより加工空間WSを解放状態にしてワークの出し入れなどを行うことが可能となっている。
一方、スライドカバー31を閉めた状態とすれば、加工空間WSは密閉された状態となり、例えば加工時に生じるワークからの加工屑が加工空間WS外へ不用意に飛び出ることが抑制される。
駆動機構4は、加工空間WSの外側に配置されて載置台2をX方向(第1方向)に移動させる機能を有し、例えばY方向に関して載置台2の両側で対となってX方向に延びるように配置される公知のラック&ピニオン機構などで構成されている。
より具体的には、図4に示されるとおり、本実施形態の駆動機構4は、電動モータ41、モータ取付部42、ピニオン43、ラック44を少なくとも含んで構成されている。なお、本実施形態においては、駆動機構4は、ケーブルベア45、バキューム管46及び取付軸47などをさらに含んで構成されている。
モータ取付部42は、載置台2の脚部2bに固定されるとともに、電動モータ41を固定支持する部材である。例えば載置台2の脚部2bに対してモータ取付部42は公知の締結手法(ねじ止めや溶接など)を用いて固定されている。換言すれば、本実施形態においては、モータ取付部42は載置台2と一体化しているとも言える。
ピニオン43は、後述するラック44と噛み合っており、電動モータ41の動力によって回転駆動される。
ラック44は、本実施形態では例えば支柱80上に固定して配置されている。従って、この固定されたラック44上をピニオン43が回転駆動することで、載置台2がX方向へ駆動される。
バキューム管46は、不図示の負圧源と載置台2のワーク吸着口Vcとをつなぐ配管である。これにより、載置台2はワークを吸着して保持することが可能となっている。
取付軸47は、上記したバキューム管46が接続される部材であり、バキューム管46から供給される負圧をワーク吸着口Vcへ導くための空孔(不図示)が形成されている。この取付軸47は、ケーブルベア45を保持する機能を有していてもよい。
なお、載置台2における脚部2bの底面側には公知のローラー(不図示)が設置されており、図4に示されるとおりこのローラーに対応するレール80aが支柱80に設置されている。これにより、載置台2の重量をローラーとレールで支えることができるため、載置台2を少ない動力でスムーズにX方向へ移動することが可能となっている。なお、レール80aは必ずしも支柱80に設置する必要はなく、例えば加工空間WS外の架台7上に設置されていてもよい。
この隔離装置8は、加工空間WSから駆動機構4を隔離する機能を有しており、これにより例えば加工空間WSで発生したワークの加工屑が駆動機構4へ混入することが抑制されている。
以下、図5〜10を用いて駆動機構4、隔離装置8および加工空間WSの位置関係を詳述することで、この隔離装置8などを介して加工空間WSから駆動機構4が如何にして隔離されているかを明らかにする。
支柱80は、例えば金属材料から成り、図6に示すようにX方向に沿って延びるように架台7上に設置されている。また、支柱80は、載置台2の脚部2bと駆動機構4とが接続されるように空隙が形成された枠体となっており、これにより載置台2のX方向への移動が支柱80によって阻害されないようになっている。なお、説明の便宜上、図6では載置台2の一部だけが示されており、ワーク吸着口Vcや載置部2aなどは適宜省略されている。
また、上述したとおり支柱80のうち空隙を形成する下面にはレール80aが設置されており、このレール80a上に上記した脚部2bの底面に設置されたローラーが配置可能な構造となっている。
すなわち、図5に示す状態を基準にすると、スクリーン部材82は、まず+X方向端部に位置する第1ポール81aから−X方向に沿って延び、続いて載置台2に設置された1番目の第2ポール81b1で約90度折り返されて+Y方向に延びるように延伸方向を変化させる。この後、スクリーン部材82は、2番目の第2ポール81b2で再び約90度折り返されて−X方向に延びるように延伸方向を変化させて、載置台2のX方向における幅の分だけ延伸する。さらにこの後、スクリーン部材82は、3番目の第2ポール81b3で約90度折り返されて−Y方向に延びるように延伸方向を変化させる。最後に、スクリーン部材82は、4番目の第2ポール81bで約90度折り返されて−X方向に延びるように延伸方向を変化させた後、−X方向端部に位置する第1ポール81aまで延伸する。
これにより載置台2のX方向における位置に依らずに、スクリーン部材82によって加工空間WSの密閉状態を維持することが可能となっている。よって、本実施形態によれば、載置台2がX方向の如何なる位置へ移動しようとも、スクリーン部材82によって上述した支柱80の空隙を塞いで加工空間WSからの加工屑の侵入を抑制することが可能となっている。
また、上記の例では、スクリーン部材82は、載置台2の脚部2bを避けるように、第1方向(X方向)から第2方向(Y方向)あるいはその逆のパターンで延伸する方向を変化させたが、必ずしも約90度の直交で変化する必要はなく第1方向と第2方向が交差していればよい。
また、スクリーン部材82の材質は種々の材料が適用可能であり、例えばビニールやゴムなどの樹脂、あるいは布などが挙げられる。
例えばスクリーン部材82として伸縮可能な蛇腹部材を2つ用い、X方向における脚部2bの両側にそれぞれ空隙を塞ぐように蛇腹部材を配置してもよい。このとき、それぞれの蛇腹部材の一方の端部は脚部2bに固定され、他方の端部は支柱80に固定される。
あるいは、例えばフレーム5に搭載される可変カバー52と巻き取り装置53(後述)を転用して、X方向における脚部2bの両側に巻き取り装置を配置して可変シートでそれぞれ空隙を塞ぐようにしてもよい。このとき、それぞれの可変シートの一方の端部は巻き取り装置により巻き取り方向に引っ張られるとともに、他方の端部は支柱80に固定される。
この仕切部材83のうち−Y方向における端部は開閉式カバー部材3の側面に接続されており、これにより仕切部材83によって加工空間WSから加工屑が駆動機構4へ侵入するのを抑制することが可能となっている。
吸引管84は、図7にも示されるように、スクリーン部材82の一部を吸引可能なように支柱80のうち載置台2側の側面に配置されている。換言すれば、吸引管84は、載置台2に設置される第2ポール81bと支柱80との間に配置されているともいえる。また、スクリーン部材82は、一部の第2ポール(81b1と81b4)と吸引管84とに挟まれるように配置されているとも言える。
図8に示すとおり、本実施形態の吸引管84は、例えば断面が矩形状で中空の金属管であって、不図示の負圧源と接続されている。また、この吸引管84は、X方向に延伸するように支柱80の側面に公知の固定具を介して設置されている。なお、本実施形態では、スクリーン部材82のZ方向における上端部分と下端部分に対応するように、Z方向に関して2つの吸引管84が支柱80の側面に配置されている。
それぞれの吸引管84のうちスクリーン部材82と対向する側には吸引孔84aがX方向に沿って複数形成されており、上記負圧源の作用によってこの吸引孔84aを介してスクリーン部材82が吸着されるようになっている。
このように、支柱82に形成された空隙のうち載置台2(脚部2b)以外の領域については、吸引管84がスクリーン部材82を吸着することで加工空間WSの密閉状態が維持されている。また、支柱82に形成された空隙のうち載置台2(脚部2b)が通過する領域については、載置台2自身によって加工空間WSの密閉状態が維持されている。
なお、本実施形態では吸引管84の下部には高さ調整部材85が設けられているが、この高さ調整部材85を省略して吸引管84のZ方向における長さを調整してもよいし、架台7の一部を突出させてもよい。
図示されるように、本実施形態の載置台2は、脚部2bの上面と載置面とがZ方向に関して同じ高さになっておらず、載置面に対して脚部2bが低くなるように段差が形成されている。
従って、載置台2に設置される第2ポール(81b1〜81b4)は、この脚部2bを避けるように配置されている。換言すれば、複数の第2ポール81bで囲まれる空間に載置台2の脚部2bが配置されるとともに、この空間から支柱80の空隙内を通過するように脚部2bは延伸して駆動機構4と接続された構造となっている。
よって、本実施形態によれば、ワークの加工時に発生する加工屑が駆動機構4へ侵入することが抑制されて駆動機構4の故障を防止することが可能となる。また、駆動機構4へ加工屑が侵入することが抑制されることから、駆動機構4のクリーニングを含めたメンテナンスを頻繁に行う必要がなくなるので低コストで高効率な生産を実現することができる。
図10は、開閉式カバー部材3を上方から見た模式図である。
同図に示すとおり、開閉式カバー部材3の上面のうちスライドカバー31および固定カバー32以外で外装カバー10と対向する領域には、上面板35が配置されている。
ここで、本実施形態では上述した加工空間WSの密閉性を維持するため、開閉式カバー部材3の上面に開口35aが設けられるとともに可変カバー52が当該開口35aに設置されている。そして、加工機構1のY方向(第2方向)への移動に伴って可変カバー52が変形することで、加工空間WS内の密閉状態が維持される。
なお、本実施形態ではATC1bが外装カバー10内に配置されている。そのため、このATC1bの工具交換位置まで加工機構1が移動可能なように、開口35aは開閉式カバー部材3の−Y側端部まで延びるとともに、加工機構1の−Y側に位置する可変カバー52の端部は上記した屋根部材91に固定される。なお、ATC1bが搭載されない場合などには、開口35aの−Y側は開閉式カバー部材3の端まで延ばさずに+Y側の端と同様な形状としてもよい。
このときフレーム5には、加工機構1がZ方向に移動可能なように収容される開口51が形成されるとともに、加工機構1のY方向における両側に位置するように一対の巻き取り装置53が設置されている。そして開口51の内側には可撓性包囲カバー54及び底板カバー55(それぞれ後述する)が設置されているので、この開口51内での加工空間WSに対する密閉性は維持されている。
なお、フレーム5は、上述したとおりガイドGRにガイドされて加工機構1と共にY方向へ移動可能であるが、図12を用いて後に詳述されるとおりZ方向へは加工機構1と共に移動はしない構成となっている。
一方、可変カバー52のうち巻き取り装置53とは反対側の端部は、Y方向における開口35aの縁に固定されている。
本実施形態では、Y方向に関して加工機構1の両側に巻き取り装置53がそれぞれ配置され、更に上記した可変カバー52の端部がY方向における開口35aの縁にそれぞれ固定されている。
また、図10(c)から明らかなとおり、円孔51aは、図示しない公知の密閉材(例えばゴムパッキンや接着剤など)を介して、工具を含む加工機構1の先端部tを加工空間WS内へ導くように構成されている。なお図10(c)では、説明の便宜上、後述する可撓性包囲カバー54及び底部カバー55は省略されている。
これにより、加工機構1がY方向へ移動したとしても、可変カバー52が加工機構1の移動に追従して変形することで、加工空間WSの密閉性は維持される。
なお加工機構1とフレーム5をY方向へ移動させる機構に特に制限はなく、例えばラック&ピニオンなど公知の種々の駆動機構が適用できる(なお図12(c)ではこの駆動機構へ動力を供給する電動モータ56が示されている)。
以下では、この加工機構1のZ方向への移動を許容して加工空間WSの密閉性が維持される構造について詳述する。
すなわち図12(a)〜(c)に示されるように、フレーム5のうち−Z側の面には、加工機構1の周囲を囲むように可撓性包囲カバー54が固定されている。換言すれば、可撓性包囲カバー54の上端部(+Z方向の端部)はフレーム5に固定されている。
また、この可撓性包囲カバー54の下端部には、少なくとも加工機構1の先端部tを囲む底部カバー55が取り付けられている。なお図12(a)では説明の便宜上、加工機構1に対してY方向の両側にだけ可撓性包囲カバー54が示されているが、上述したとおり実際は加工機構1の周囲を囲むようにX方向の側にも可撓性包囲カバー54が存在している。
底部カバー55は、例えばパッキンなどを介して加工機構1の先端部tを封止する開口が形成された金属板であり、公知の接着材などを介して可撓性包囲カバー54と接続されていると共に加工機構1と上記開口にて固定されている。この底部カバー55も、可撓性包囲カバー54と同様に加工空間WSから加工機構1の駆動部を隔離する機能を有している。
また、図12(c)に示すように、加工機構1は移動架台71に固定されており、この移動架台71のZ方向への移動に伴って加工機構1もZ方向に移動する構成となっている。より具体的には、移動架台71は、制御装置9に制御された電動モータ73を介して駆動する駆動機構72によって、Z方向における任意の位置へ移動可能とされている。なお、本実施形態では駆動機構72は公知のラック&ピニオン機構が用いられているが、例えばエアシリンダなど他の公知の駆動機構を用いてもよい。また、加工機構1のZ方向における位置を検出するセンサーは、光学センサーなど種々の公知の位置検出センサーが適用できる。
これにより、Z方向への加工機構1の先端部tの移動に追従して可撓性包囲カバー54が変形(Z方向へ伸縮)することで、加工機構1がZ方向に移動したとしても加工空間WS内の密閉状態が維持される。
また、本実施形態においては、可変カバー52と巻き取り装置53によって、加工機構1の駆動部を加工空間WSから隔離して加工空間WSの密閉性を維持したが、この態様に限られない。例えば、可変カバー52と巻き取り装置53に代えて、Y方向に伸縮自在な蛇腹シートの一端を加工機構1の+Y側および−Y側にそれぞれ設置し、蛇腹シートの他端を上述した開口35aの縁にそれぞれ固定するようにしてもよい。
その結果、この粉塵が作業者に影響を与えることを抑制し、更には機械の駆動部における寿命が短くなってしまうことを防止することができる。
次に本発明に係る削り加工装置MEの第2実施形態について、図13を参照して説明する。
なお、以下では第1実施形態との相違点のみについて説明するとともに、第1実施形態で既述した削り加工装置と同じ構成及び機能を有する要素については第1実施形態と同一の符号を付して説明や図示を適宜省略する。
すなわち、図13(a)に示されるとおり、本実施形態の架台7´には吸引装置11が設置されている。この吸引装置11は、吸引口11aと、加工屑を吸引口11aに導く吸引用凹部11bとを含んで構成されている。
吸引口11aは、不図示の配管および負圧発生源と接続されており、加工空間WSで生じた木片などの加工屑を吸引するために設けられている。このように本実施形態では、負圧発生源によって負圧を発生させて加工屑を吸引口11aから吸引して加工空間WSの外部に排出し得るよう構成されている。
このように本実施形態においては、吸引口11aは、載置台2より低い位置に複数配設されているとともに、各々の吸引口11aの周囲にはテーパー面としての吸引用凹部11bが設置されている。これにより、加工屑がテーパー面を滑って吸引口11aに入り易いようになり、効率的に加工屑を回収することが可能となっている。
なお、吸引口11aは必ずしも負圧源と接続されている必要はなく、この負圧源は適宜省略することができる。
なお、本実施形態では吸引口11aはY方向に並ぶように2つ配置されているが、1つのみ吸引口11aが配置されていてもよいし、3つ以上配置されていてもよい。
また、吸引口11aを介した吸引動作は、加工空間WSが密閉状態となったときに開始される例に限定されず様々なタイミングで開始することができ、例えば上記の他に加工機構1の工具が加工空間WS内に挿入された時点やワークの加工が開始された時点で開始してもよい。
また、本実施形態では載置台2のすぐ近くに吸引用凹部10bが配置される構成としたが、後述する変形例などのように載置台2が回転可能な場合には、載置台2と吸引用凹部11bの間には適切なクリアランス(距離)が設定される。
第1実施形態及び第2実施形態に好適な変形例について、適宜図も参照して説明する。なお、以下の説明においても、既述した機能・構成については同じ参照番号を付して適宜その説明を省略する。
図14は、変形例1に係る開閉式カバー部材3Aを上方から見た模式図である。
本変形例1の開閉式カバー部材3Aは、上記各実施形態における開閉式カバー部材3に比して、X方向に関する長さと構造が異なっている。
より具体的には、加工機構1などを収容する外装カバー10を中心に、載置台2の移動方向における双方に開閉式カバー部材3が配置された構造となっている。換言すれば、開閉式カバー部材3Aは2つの開閉式カバー部材3が対称構造で接合された構造であり、載置台2が移動する方向(X方向)の両端にそれぞれスライドカバー31及び把持部34が設けられた構造となっている。
なお、本変形例1では、載置台2は一台のみ搭載されているが、例えば載置台2を2つ駆動機構4と接続してもよい。そして制御装置9は、一方の載置台2がワーク交換や調整作業を行っている間に、他方の載置台2でワークを載置して加工機構1による加工を実施することもできる。これによれば、例えば高い生産性(スループット)を要求するワークの加工において、ワーク交換とワーク加工をほぼ並行して実施することが可能となる。
また、本変形例1では、外装カバー10に対して+X方向側の開閉式カバー部材3と−X方向側の開閉式カバー部材3の大きさはほぼ等しいが、この大きさを互いに異ならせてもよい。
次に図15及び図16を用いて変形例2に係る開閉式カバー部材3Bを説明する。
本変形例2の開閉式カバー部材3Bは、上記各実施形態および変形例1に比して、作業孔36a、マニュピレート操作部36b及び気体噴射装置37を少なくとも含んで構成されている点で異なっている。
すなわち、図15に示すとおり、変形例2の開閉式カバー部材3Bのスライドカバー31には、作業孔36aと、この作業孔36aに連結されるマニュピレート操作部36bがそれぞれ付加されている。
作業孔36aは、例えば作業者の手が挿入可能な程度の径を有した円孔である。
マニュピレート操作部36bは、例えば可撓性の樹脂手袋を含み、作業孔36aと連結する基端部36b1と、作業者の手に対応する形状の先端部36b2とを有している。なお、基端部36b1は、スライドカバー31の作業孔36aに対応する円孔が形成された突起31bを有する取付板31aを含み、例えば図16(a)に示されるように突起31bと樹脂手袋の一端が公知の締結材(ホースバンドなど)とで封止されていてもよい。これにより、図15に示すように、取付板31aの突起31bとは反対側の面を、スライドカバー31における加工空間WS側の取付面に、公知の締結手段(ボルトなど)を介して固定することができる。
なお突起31bが形成された取付板31aをマニュピレート操作部36bが具備する必要は必ずしもなく、例えばスライドカバー31の上記した取付面が取付板31aを兼ねる構成としてもよい。この場合には突起31bがスライドカバー31の取付面に形成されていてもよい。
また、制御装置9によって加工空間WS内が外部(加工空間WSの外)に比して負圧状態となるように調整されている場合などは、いったん形成した負圧状態を解消することなく調整作業などを行うことができる。
すなわち、流体制御装置37の設置は必須ではないが、マニュピレート操作部36bを利用して加工空間WS内をクリーニングしたい場合には特に好ましい。この場合においては、マニュピレート操作部36bは、流体制御装置37まで到達可能な形状と大きさを備えて構成されている。
これにより、作業者は流体制御装置37の本体部37aを直接手で持って操作することができ、加工空間WSから作業者の手など隔離することが可能となっている。
なお、流体制御装置37としては、気体を噴射又は吸引する装置の他、液体を噴射又は吸引する装置も例示できる。このうち噴射する気体としては、例えば空気、水蒸気、あるいは窒素などの不活性ガスなど適宜用いることができる。また、噴射する液体としては、例えば水、水蒸気、洗浄液などの薬液を適宜用いても良い。したがって流体制御装置37は、噴射や吸引など目的に応じて陽圧ポンプや負圧ポンプに適宜接続される。例えば図16(a)に示す流体制御装置37がエアーガンである場合には、流体管37cは圧縮空気を導入する気体導入管となる。
以下では流体制御装置37の一例として気体噴射装置37を例にして説明を継続する。気体噴射装置37に上記した気体導入管を接続し、作業者がマニュピレート操作部36bを介してこの気体噴射装置37を任意の方向に引き出し可能となっている。
また、加工屑の発生する加工空間WSを密閉したまま作業エリアにいる作業者が気体噴射装置37で加工屑を吹き飛ばすことができるため、この吹き飛ばされた加工屑が作業者へ到達することはなく、作業者への加工屑の影響を遮断することができる。
次に図17を用いて変形例3に係る載置台2´と開閉式カバー部材3Cとを説明する。
本変形例3の削り加工装置MEは、上記各実施形態および各変形例に比して、X方向に関して移動可能であるとともにY軸周りに回転可能な載置台2´と、この載置台2´が収容される開閉式カバー部材3Cを少なくとも有していることに特徴がある。
すなわち、本変形例3の載置台2´は、駆動機構4との接続部位をベアリングなどの軸受Beで保持することでY軸周り方向に回転可能とされている。換言すれば、本変形例3の駆動機構4は、加工空間WSの外側で載置台2´を回転可能に支持する機能を具備している。
このとき、載置台2´が移動する方向である第1方向(X方向)における幅をL、開閉式カバー部材3Cの高さ方向である第3方向(Z方向)における高さをHとすると、H>Lが成立する。
また、載置台2´の高さ方向(第3方向)における厚みをThとすると、H>L+Thの関係であることが好ましい。
また、本変形例3の載置台2´は回転可能とされていることから、開閉式カバー部材3Cは、載置台2´が回転することを許容するだけの高さ(Z方向)を有して構成されている。
以上説明した変形例3によれば、載置台2´を回転させることで、載置台2´に残存する加工屑を振り落して除去することが可能となる。
変形例2では加工空間WS内に流体制御装置39が配置される例を説明したが、これに加え又は代えて電動または手動のブラシを有する清掃部材を加工空間WS内に設置してもよい。
また、加工屑が静電気により強固に閉空間内に付着している場合に備え、除電に必要なイオンを簡易的に照射するイオナイザーを配置してもよい。
また、作業孔36aおよびマニュピレート操作部36bは、互いに対となってZ方向に関して複数設けられていてもよい。更には、例えばX方向に関して複数設けられていてもよい。
以上、本発明の実施形態および変形例を種々説明してきたが、これらの実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて削り加工装置MEを実現してもよい。
また、上記では削り加工装置を例にして説明したが、3Dプリンターなどの造形装置を含む加工装置に対しても本発明は適用が可能である。
1b ATC
2、2´ 載置台
2a 載置部
2b 脚部
3、3A、3B、3C 開閉式カバー部材
4 駆動機構
5 フレーム
6 門型支柱
7、7´ 架台
8 隔離装置
9 制御装置
10 外装カバー
10a 透明部材
10b 側面
11 吸引装置
11a 吸引口
11b 吸引用凹部
31 スライドカバー
31a カバー取付面
31b 凸部
32 固定カバー
33 下カバー
34 把持部
35 上面板
35a 開口
36a 作業孔
36b マニュピレート操作部
37 流体制御装置
37a 本体部
37b ノズル部
37c 流体管
41 電動モータ
42 モータ取付部
43 ラック
44 ピニオン
45 ケーブルベア
46 バキューム管
47 取付軸
51 開口
52 可変カバー
53 巻き取り装置
54 可撓性包囲カバー
55 底部カバー
56 Y方向駆動用の電動モータ
61 背面板
62 排出口
71 移動架台
72 Z方向用の駆動機構
73 電動モータ
80 支柱
81 ロール装置
82 スクリーン部材
83 仕切部材
84 吸引機構
85 高さ調整部材
WS 加工空
GR ガイド
Vc ワーク吸着口
Be 軸受
t 加工機構1の先端部
Claims (8)
- ワークを加工する加工機構と、
前記加工機構と対向して加工空間内に配置されるとともに、前記ワークを載置して第1方向に移動可能な載置台と、
前記第1方向に延在して前記載置台を内包し、前記加工空間の少なくとも一部を形成する開閉式カバー部材と、
前記加工空間とは隔離されて前記載置台を前記第1方向に移動させる駆動機構と、を具備し、
前記開閉式カバー部材の上面に開口が設けられるとともに可変カバーが当該開口に設置され、
前記加工機構の前記第1方向と交差する第2方向への移動に伴って前記可変カバーが変形することで、前記加工空間内の密閉状態が維持されることを特徴とする削り加工装置。 - ワークを加工する加工機構と、
前記加工機構と対向して加工空間内に配置されるとともに、前記ワークを載置して第1方向に移動可能な載置台と、
前記第1方向に延在して前記載置台を内包し、前記加工空間の少なくとも一部を形成する開閉式カバー部材と、
前記加工空間とは隔離されて前記載置台を前記第1方向に移動させる駆動機構と、を具備し、
前記駆動機構と前記載置台が配置される加工空間とを隔離するスクリーン部材を備え、
前記スクリーン部材は、前記載置台の前記第1方向への移動に追従して変位することで前記加工空間に対して前記駆動機構の隔離状態を維持することを特徴とする削り加工装置。 - ワークを加工する加工機構と、
前記加工機構と対向して加工空間内に配置されるとともに、前記ワークを載置して第1方向に移動可能な載置台と、
前記第1方向に延在して前記載置台を内包し、前記加工空間の少なくとも一部を形成する開閉式カバー部材と、
前記加工空間とは隔離されて前記載置台を前記第1方向に移動させる駆動機構と、を具備し、
前記駆動機構は、前記加工空間の外側から前記載置台を回転可能に支持することを特徴とする削り加工装置。 - 前記加工機構は前記第1方向と交差する第2方向に移動可能であり、
前記開閉式カバー部材と接続されて前記加工機構を覆う外装カバー部材をさらに含んでなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の削り加工装置。 - 前記加工機構の周囲に可撓性包囲カバーが設置されるとともに、当該包囲カバーの下部には少なくとも前記加工機構の先端部を囲む底部カバーが設置され、
前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向への前記加工機構の移動に伴って前記可撓性包囲カバーが変形することで、前記加工空間内の密閉状態が維持される請求項1〜4のいずれか一項に記載の削り加工装置。 - 前記開閉式カバー部材は前記第2方向に関して相対移動可能なスライドカバーを含み、
前記スライドカバーを前記第2方向に移動させることで開閉可能とされてなる請求項1〜5のいずれか一項に記載の削り加工装置。 - 前記スライドカバーには、作業孔と、前記作業孔に取り付けられたマニュピレート操作部が設けられてなる請求項6に記載の削り加工装置。
- 前記加工空間の内部に配置されて流体の噴射又は吸引が可能な流体制御装置をさらに備え、
前記マニュピレート操作部は前記流体制御装置まで到達可能な形状を備えてなる請求項7に記載の削り加工装置。
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