JP6058386B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物に加工を施す加工装置に関する。

被加工物を加工する加工装置には、被加工物を回転可能に保持する加工テーブルと、複数の加工テーブルが配設され回転可能なターンテーブルと、加工テーブルに保持された被加工物に加工を施す加工手段と、加工手段を鉛直方向に昇降させる加工送り手段と、を少なくとも備えているタイプのものがある。

上記のような加工装置において被加工物を加工する際には、ターンテーブルが回転し、被加工物を保持した加工テーブルを加工手段の作用を受ける加工領域に位置づける。そして、加工手段によって１つの被加工物が加工された後、ターンテーブルがさらに回転し、加工前の被加工物を保持した次の加工テーブルを加工領域に位置づけてその被加工物の加工を行っている。

ここで、加工テーブルを加工領域に位置づける際は、ターンテーブルの下面側に連通する配管に空気を送り込んで、ターンテーブルを装置ベースから浮上させながら回転させる。一方、被加工物を加工する際は、ターンテーブルの回転を停止するとともに、ターンテーブルの下面側を吸引することにより装置ベースにおいてターンテーブルを確実に着座（吸引保持）させる。すなわち、ターンテーブルは、その動作中は浮上し、停止時においては装置ベースに吸引保持されるため、ターンテーブルの動作としては、浮上と着座との繰り返しとなっており、浮上と着座との切り換えを瞬時に行うことで、装置の動作を速くすることができる（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開平１０−２３５５５８号公報

しかし、上記したような配管の内部における圧力は、ターンテーブルが浮上する時には吸引保持のための負圧から陽圧へと変化させ、ターンテーブルを吸引保持する時には浮上のための陽圧から負圧へと変化させているため、配管の内部には残圧が残ってしまう。かかる配管は、装置内の他の機構においても使用されているため、残圧がある状態のまま配管内を陽圧から負圧または負圧から陽圧に切り換えると、圧力消耗によって同一装置における他の機構が使用する圧力に悪影響を及ぼすという問題がある。

本発明は上記の事情にかんがみてなされたものであり、ターンテーブルの浮上および着座（吸引保持）を瞬時に切り換えて装置の動作を速くさせるとともに装置の他の機構に影響を及ぼさないようにすることに発明の解決すべき課題を有している。

本発明は、円盤状のターンテーブルと、該ターンテーブルの上面に配設された複数の加工テーブルと、該ターンテーブルの中心を軸として該ターンテーブルを回転させる回転部と、該加工テーブルに保持される被加工物を加工する加工手段とから構成される加工装置において、該加工装置は、該ターンテーブルの下面に空気を吹きつけ該ターンテーブルを浮上させる浮上機構と、該浮上機構により浮上した該ターンテーブルを該回転部によって該加工手段に対応する所定の位置に回転移動させたときに、該回転部の停止後、該ターンテーブルの下面を吸引保持する着座機構と、を備え、該浮上機構は、該ターンテーブルの下面に対面するスライダー面を備えるスライダー部と、該スライダー部に接続される第１の配管と、該第１の配管に連結し空気源に連通する第２の配管と、該第２の配管に配設される浮上バルブとから構成され、該着座機構は、該スライダー部と、該スライダー部に接続される該第１の配管に連結し吸引源に連通する第３の配管と、該第３の配管に配設される吸引バルブとから構成され、該第１の配管には、一方を接続して他方を大気開放する開放バルブが配設され、該浮上バルブと該吸引バルブと該開放バルブとを制御する制御部を備え、該スライダー部に対する該ターンテーブルの浮上と該スライダー部における該ターンテーブルの着座とを切り換えるときに、該制御部により該開放バルブを開くことによって該第１の配管を大気開放して残圧を除去し、該浮上機構と該着座機構とを機能させる。

上記制御部は、上記浮上バルブを開いて上記第１の配管の内部が陽圧となることにより上記ターンテーブルが浮上している浮上状態から該浮上バルブを閉じ、上記開放バルブを瞬時開閉することにより該第１の配管を大気開放し、上記吸引バルブを開いて上記スライダー面に該ターンテーブルの下面を吸引保持させる上記着座機構を機能させることができる。

さらに、上記制御部は、上記吸引バルブを開いて上記第１の配管の内部が負圧となることにより上記スライダー面において上記ターンテーブルを吸引保持している着座状態から該吸引バルブを閉じ、上記開放バルブを瞬時開閉することにより該第１の配管を大気開放し、上記浮上バルブを開いて該ターンテーブルを浮上させる上記浮上機構を機能させることができる。

本発明にかかる加工装置には、浮上バルブを開くことによってターンテーブルの下面に空気を吹きつけ浮上させる浮上機構と、吸引バルブを開くことによってターンテーブルの下面を吸引保持する着座機構と、を備え、浮上機構の第１の配管には、一方を接続して他方を大気開放する開放バルブが配設されているため、スライダー部に対するターンテーブルの浮上とスライダー部におけるターンテーブルの着座（吸引保持）とを切り換えるときに、制御部により開放バルブを開くことによって第１の配管を大気開放して残圧を除去することができる。
したがって、ターンテーブルの浮上と着座（吸引保持）とを瞬時に切り換えることができ、加工装置の動作を速くするとともに加工装置における他の機構に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

上記の制御部は、ターンテーブルの状態を浮上から着座に切り換えるときに開放バルブを瞬時開閉させ、第１の配管の残圧を除去した後に着座機構を機能させるように制御することができる。したがって、加工装置の他の機構に悪影響を及ぼすことなく、第１の配管の内部を陽圧から負圧へ切り換えることが可能となる。

さらに、制御部は、ターンテーブルの状態を着座から浮上に切り換えるときに開放バルブを瞬時開閉させ、第１の配管の残圧を除去した後に浮上機構を機能させるように制御することができる。したがって、加工装置の他の機構に悪影響を及ぼすことなく、第１の配管の内部を負圧から陽圧へ切り換えることが可能となる。

加工装置の構成を示す断面図である。 ターンテーブルの浮上状態を示す断面図である。 ターンテーブルの着座状態を示す断面図である。 配管に開放バルブがない場合において、ターンテーブルを浮上状態から着座状態に切り換える時における配管内の圧力値の相関関係を示すグラフある。 配管に開放バルブがある場合において、ターンテーブルを浮上状態から着座状態に切り換える時に大気開放した配管内の圧力値の相関関係を示すグラフある。

図１に示す加工装置１は、装置ベース２と、装置ベース２の端部から鉛直方向にのびるコラム２ａと、装置ベース２に配設された円盤状のターンテーブル３と、ターンテーブル３の上面３ａに配設され被加工物を保持する複数の加工テーブル６と、ターンテーブル３の中心を軸に回転する回転部４と、加工テーブル６によって保持される被加工物に加工を施す加工手段７と、加工手段７を鉛直方向に昇降させる加工送り手段８と、から構成されている。

回転可能なターンテーブル３が回転部４によって支持されており、回転部４にはモータ５が接続されている。ターンテーブル３の上面３ａには、被加工物を保持する加工テーブル６が複数配設されている。そして、回転部４によってターンテーブル３が回転すると、複数の加工テーブル６を公転させ、被加工物を搬入出する搬送領域Ｐ１と被加工物に加工を行う加工領域Ｐ２との間で加工テーブル６を移動させることができる。

加工手段７は、コラム２ａの側方において加工送り手段８を介して支持されている。加工手段７は、鉛直方向の軸心を有する回転軸７ａと、回転軸７ａを回転可能に囲繞するハウジング７ｂと、回転軸７ａの下端に装着される加工ホイール７ｃとを備えている。回転軸７ａが回転すると、加工ホイール７ｃを所定の回転速度で回転させることができる。加工送り手段８は、鉛直方向にのびるボールネジ８ａと、ボールネジ８ａの一端に接続されたモータ８ｂと、ハウジング７ｂの側部に取り付けられるとともにボールネジ８ａに螺合する昇降部８ｃと、を備えており、加工送り手段８は、ボールネジ８ａが回動することにより加工手段７を鉛直方向に昇降させることができる。

加工装置１は、ターンテーブル３の下面３ｂに空気を吹きつけターンテーブル３を浮上させる浮上機構１０を備えている。浮上機構１０は、ターンテーブル３の下面３ｂに対面するスライダー面３１を備えるスライダー部３０と、スライダー部３０に接続される第１の配管１１と、第１の配管１１に連結され空気源１４まで連通する第２の配管１２と、第２の配管１２に配設される浮上バルブ１３と、から構成されている。

図１に示すスライダー部３０は、装置ベース２においてターンテーブル３の下面３ｂ側を支持するように配設されており、ターンテーブル３を着座または浮上させるスライダー面３１を備えている。スライダー部３０の内部には、空気が流れる空気孔３２が形成されており、この空気孔３２が第１の配管１１に接続されている。

このように構成される浮上機構１０は、浮上バルブ１３を開くことにより、第１の配管１１に空気を流して第１の配管１１の内部を陽圧にすることができる。そして、スライダー部３０のスライダー面３１からターンテーブル３の下面３ｂ側に空気を吹きつけてターンテーブル３を浮上させることができる（浮上状態）。

加工装置１は、浮上したターンテーブル３を回転部４によって加工手段７の作用を受ける所定の位置（加工領域Ｐ２）に回転移動させた時に回転部４を停止するとともに、ターンテーブル３の下面３ｂを吸引保持する着座機構２０を備えている。

着座機構２０は、スライダー部３０と、スライダー部３０に接続される第１の配管１１に連結され吸引源２３まで連通する第３の配管２１と、加工テーブル６に接続される第４の配管２４と、第３の配管２１及び第４の配管２４に配設される吸引バルブ２２と、から構成されている。なお、スライダー部３０は、浮上機構１０だけではなく着座機構２０としても機能する構成となっている。

このように構成される着座機構２０は、吸引バルブ２２を開くことにより、吸引源２３から発生する吸引力によって第１の配管１１の内部を負圧にすることができる。そして、ターンテーブル３の下面３ｂを吸引し、ターンテーブル３をスライダー面３１に着座させることができる（着座状態）。また、着座機構２０では、吸引バルブ２２を開くことにより第４の配管２４の内部を負圧にすることができ、加工テーブル６の上面で作用する吸引力によって被加工物を加工テーブル６に吸引保持させることができる。

図１に示すように、第１の配管１１には、一方を接続して他方を大気開放する開放バルブ４０が配設されている。そして、ターンテーブル３の上記浮上状態と上記着座状態とを切り換えるときに開放バルブ４０を開くことによって第１の配管１１の内部を大気開放することができる。

さらに、加工装置１には、浮上バルブ１３、吸引バルブ２２及び開放バルブ４０を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、ターンテーブル３を上記浮上状態から上記着座状態に切り換えるときに開放バルブ４０を瞬時開閉し、第１の配管１１大気開放してから着座機構２０を機能させるように制御することができる。また、制御部５０は、ターンテーブル３を上記着座状態から上記浮上状態に切り換えるときに開放バルブ４０を瞬時開閉し、第１の配管１１大気開放してから浮上機構１０を機能させるように制御することができる。

次に、加工装置１の動作について図２及び図３を参照しながら説明する。ワークＷは、被加工物の一例であって、特に限定されるものではない。ワークＷの上面Ｗａが被加工面となっている。

図２に示すターンテーブル３が回転し、加工前のワークＷが保持された一方の加工テーブル６を搬送領域Ｐ１から加工領域Ｐ２に移動させるとき又は加工後のワークＷが保持された他方の加工テーブル６を加工領域Ｐ２から搬送領域Ｐ１に移動させるときに、制御部５０によって浮上機構１０を機能させる。以下では、加工後のワークＷが保持された加工テーブル６を加工領域Ｐ２から搬送領域Ｐ１に移動させる場合について説明する。

加工領域Ｐ２においてワークＷが加工された後、着座状態となっているターンテーブル３を浮上状態に切り換える。具体的には、制御部５０は、ターンテーブル３を吸引保持する着座状態において、吸引バルブ２２を閉じるとともに、開放バルブ４０を瞬時開閉するように制御する。開放バルブ４０が開くと、第１の配管１１の内部が大気開放されて負圧の残圧がなくなる。

その後、制御部５０により浮上バルブ１３を開いて、空気源１４からの空気を第１の配管１１に流して第１の配管１１の内部を負圧から陽圧に切り換えるよう制御をする。そうると、図２の部分拡大図に示すように、空気は第１の配管１１からスライダー部３０の空気孔３２を流れスライダー面３１からターンテーブル３の下面３ｂに空気を吹きつけターンテーブル３を浮上状態にさせる。着座状態から浮上状態への切り替えの過程において、第1の配管１１を大気開放して負圧の残圧を取り除いたため、浮上状態においては、第1の配管１１の内部の圧力が、ターンテーブル３を浮上させるための十分な陽圧となる。

ターンテーブル３が浮上状態になったら、回転部４が、例えば矢印Ａ方向に回転し、ターンテーブル３を同一方向に回転させる。そして、ターンテーブル３の回転に伴い加工後のワークＷが保持された他方の加工テーブル６を加工領域Ｐ２から搬送領域Ｐ１に移動させる。

上記のようにして、加工後のワークＷが保持された他方の加工テーブル６を搬送領域Ｐ１に移動させ、加工前のワークＷが保持された一方の加工テーブル６が加工領域Ｐ２に移動された後、ターンテーブル３を浮上状態から着座状態に切り換える。すなわち、回転部４の回転を停止し、制御部５０によって着座機構２０を機能させる。

制御部５０は、ターンテーブル３がスライダー部３０のスライダー面３１から浮上している浮上状態において、浮上バルブ１３を閉じるとともに、開放バルブ４０を瞬時開閉するように制御する。開放バルブ４０が開くと、第１の配管１１の内部が大気開放されて陽圧の残圧がなくなる。

その後、制御部５０は、吸引バルブ２２を開いて、第１の配管１１の内部を陽圧から負圧に切り換えるよう制御をする。そうすると、図３の部分拡大図に示すように、吸引源２３から発生する吸引力が第１の配管１１からスライダー部３０のスライダー面３１で作用し、ターンテーブル３の下面３ｂを吸引しスライダー面３１にターンテーブル３を着座させる。浮上状態から着座状態への切り替えの過程において、第1の配管１１を大気開放して陽圧の残圧を取り除いたため、着座状態においては、第1の配管１１の内部の圧力が、ターンテーブル３を着座させるための十分な負圧となる。また、第1の配管１１を大気開放することにより第４の配管２４にも残圧が残らないため、加工テーブル６における十分な吸引力を確保することができる。

スライダー面３１においてターンテーブル３が着座状態になったら、加工手段７が作動し、加工ホイール７ｃを回転させつつ、加工送り手段８によって加工ホイール７ｃを鉛直方向に下降させる。そして、加工ホイール７ｃによってワークＷの上面Ｗａを押圧しながら所定の厚みに至るまで加工させる。このようにして、加工装置１の一連の動作が終了する。

なお、本実施形態に示す浮上機構１０及び着座機構２０を適用できる加工装置は、特に限定されるものではない。

以上のように、加工装置１には、浮上バルブ１３を開くことによってターンテーブル３の下面３ｂに空気を吹きつけ浮上させる浮上機構１０と、吸引バルブ２２を開くことによってターンテーブル３の下面３ｂを吸引保持する着座機構２０と、を備え、浮上機構１０の第１の配管１１には、一方を接続して他方を大気開放する開放バルブ４０が配設されているため、スライダー部３０に対するターンテーブル３の浮上状態とスライダー部３０におけるターンテーブルの着座状態とを切り換えるときに、制御部５０によって開放バルブ４０を開くことにより第１の配管１１の内部における残圧を取り除くことができる。
したがって、ターンテーブル３の浮上状態と着座状態とを瞬時に切り換えることができ、加工装置１の動作を速くさせるとともに加工装置１における他の機構（例えば、加工テーブル６）に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

制御部５０は、ターンテーブル３の状態を浮上状態から着座状態に切り換えるときに開放バルブ４０を瞬時開閉し、第１の配管１１大気開放した後に着座機構２０を機能させるように制御することができるため、加工装置の他の機構に悪影響を及ぼすことなく、第１の配管１１の内部を陽圧から負圧へ切り換えることが可能となる。

また、制御部５０は、ターンテーブル３の状態を着座状態から浮上状態に切り換えるときに開放バルブ４０を瞬時開閉し、第１の配管１１の残圧を大気開放させた後に浮上機構１０を機能させるように制御することができるため、加工装置１の他の機構に悪影響を及ぼすことなく、第１の配管１１の内部を負圧から陽圧へ切り換えることが可能となる。

図４及び図５に示すグラフは、図１から図３に示した第１の配管１１に開放バルブがない場合と開放バルブがある場合とに分けて、ターンテーブルを浮上状態から着座状態に切り換える時の大気開放の有無により第１の配管１１における圧力値の変動にどの程度の差が生じるのかを実験した結果である。なお、第１の配管１１は、以下の説明においては単に配管とする。図４及び図５に示す浮上圧力は、ターンテーブルを浮上させる陽圧を示しており、吸引圧力は、ターンテーブルを吸引する負圧を示している。

まず、図４に示す開放バルブがない場合について説明する。ターンテーブルが着座状態となっている時間１からターンテーブルが浮上状態となる時間２に切り替わる時には、吸引バルブを閉じ（ＯＦＦ）、浮上バルブを開く（ＯＮ）。このとき、浮上圧力の圧力値は２４０〜２５０［ｋＰａ］まで上昇することが確認された。次に、浮上バルブを閉じてターンテーブルが浮上状態から着座状態に切り替わる過渡期である時間３においては、配管の内部には、１４０［ｋＰａ］程度の圧力が残存することが分かった。そして、吸引バルブを開いて時間３から着座状態である時間４に切り替わると、吸引圧力の圧力値が−８６［ｋＰａ］程度まで上昇し、その後、−９３［ｋＰａ］程度まで下降することが確認された。

一方、図５に示す開放バルブがある場合では、ターンテーブルが浮上状態から着座状態に切り替わる過渡期である時間３において浮上バルブを閉じるとともに開放バルブを瞬時開閉すると、配管の内部を一時大気開放することにより配管内部の浮上圧力の圧力値が一気に下降するため、時間３から着座状態である時間４に達した時点で吸引バルブを開いても、吸引圧力の圧力値は僅かに上昇する程度であり、十分な吸引圧力が維持されることが確認された。

このように、時間３において図５に示す開放バルブの瞬時開閉を行った場合では、時間３から時間４に達したときに吸引バルブを開いても、図４に示す開放バルブの瞬時開閉がない場合のように吸引圧力の圧力値が急上昇することはなく、配管内部の圧力値の変動が小さいということが分かった。

１：加工装置 ２：装置ベース ２ａ：コラム ３：ターンテーブル ３ａ：上面
３ａ：下面 ４：回転部 ５：モータ６：加工テーブル ７：加工手段 ７ａ：回転軸
７ｂ：ハウジング ７ｃ：加工ホイール ８：加工送り手段 ８ａ：ボールネジ
８ｂ：モータ ８ｃ：昇降部
１０：浮上機構 １１：第１の配管 １２：第２の配管１３：浮上バルブ １４：空気源
２０：着座機構 ２１：第３の配管 ２２：吸引バルブ ２３：吸引源
２４：第４の配管 ３０：スライダー部 ３１：スライダー面 ３２：空気孔
４０：開放バルブ ５０：制御部
Ｗ：ワーク Ｗａ：上面

Claims (3)

1. 円盤状のターンテーブルと、該ターンテーブルの上面に配設された複数の加工テーブルと、該ターンテーブルの中心を軸として該ターンテーブルを回転させる回転部と、該加工テーブルに保持される被加工物を加工する加工手段とから構成される加工装置において、
   該加工装置は、該ターンテーブルの下面に空気を吹きつけ該ターンテーブルを浮上させる浮上機構と、
   該浮上機構により浮上した該ターンテーブルを該回転部によって該加工手段に対応する所定の位置に回転移動させた時に、該回転部の停止後に該ターンテーブルの下面を吸引保持する着座機構と、を備え、
   該浮上機構は、該ターンテーブルの下面に対面するスライダー面を備えるスライダー部と、該スライダー部に接続される第１の配管と、該第１の配管に連結し空気源に連通する第２の配管と、該第２の配管に配設される浮上バルブとから構成され、
   該着座機構は、該スライダー部と、該スライダー部に接続される該第１の配管に連結し吸引源に連通する第３の配管と、該第３の配管に配設される吸引バルブとから構成され、
   該第１の配管には、一方を接続して他方を大気開放する開放バルブが配設され、
   該浮上バルブと該吸引バルブと該開放バルブとを制御する制御部を備え、該スライダー部に対する該ターンテーブルの浮上と該スライダー部における該ターンテーブルの着座とを切り換えるときに、該制御部により該開放バルブを開くことによって該第１の配管を大気開放して残圧を除去し、該浮上機構と該着座機構とを機能させる加工装置。
2. 前記制御部は、前記浮上バルブを開いて前記第１の配管の内部が陽圧となることにより前記ターンテーブルが浮上している浮上状態から該浮上バルブを閉じ、前記開放バルブを瞬時開閉することにより該第１の配管を大気開放し、
   前記吸引バルブを開いて前記スライダー面に該ターンテーブルの下面を吸引保持させる前記着座機構を機能させる請求項１記載の加工装置。
3. 前記制御部は、前記吸引バルブを開いて前記第１の配管の内部が負圧となることにより前記スライダー面において前記ターンテーブルを吸引保持している着座状態から該吸引バルブを閉じ、前記開放バルブを瞬時開閉することにより該第１の配管を大気開放し、
   前記浮上バルブを開いて該ターンテーブルを浮上させる前記浮上機構を機能させる請求項１記載の加工装置。

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