JP7451199B2

JP7451199B2 - Milling processing equipment

Info

Publication number: JP7451199B2
Application number: JP2020017763A
Authority: JP
Inventors: 淳司三島
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2024-03-18
Anticipated expiration: 2040-02-05
Also published as: JP2021122892A

Description

本発明は、回転している切削工具に対してワークを相対的に移動させることでワークにミーリング加工を施すミーリング加工装置に関する。 The present invention relates to a milling device that mills a workpiece by moving the workpiece relatively to a rotating cutting tool.

撓みやすいワーク（薄板状のワーク等）にミーリング加工を施す際には、ワークをテーブルの上に固定し、加工時のワークが撓まない状態とされる。しかし、そのワークが凹凸や曲面を有する複雑な形状である場合には、テーブルの上にワークを安定した状態で固定しにくい。このため、加工時のワークに撓みやぐらつきが生じて、加工不良が生じやすくなる。この点、テーブルの上面をワークの形状に倣った形状とすれば、曲面状のワークであってもテーブル上で安定させることができる。しかし、その場合には、ワークの種類に応じてテーブルの形状を変更する等、段取り替えの作業が必要になったり、ワークに沿った形状の治具を製作する必要が生じたりする。 When milling a workpiece that is easily bent (such as a thin plate-like workpiece), the workpiece is fixed on a table so that the workpiece does not bend during processing. However, if the workpiece has a complicated shape with unevenness or curved surfaces, it is difficult to fix the workpiece stably on the table. For this reason, the workpiece during machining may be bent or wobbled, making machining defects likely to occur. In this regard, if the top surface of the table is shaped to follow the shape of the workpiece, even a curved workpiece can be stabilized on the table. However, in that case, it becomes necessary to perform setup changes such as changing the shape of the table depending on the type of workpiece, or it becomes necessary to manufacture a jig shaped to match the workpiece.

ところで、特許文献１の図９には、帯状を為すワークＷを固定治具（図示省略）で固定して、ワークＷの倣い部Ｗｄ（同文献の図３を参照。）を固定部８１に押し付けた状態で、多関節ロボット１１におけるアーム１２に取り付けられた加工ユニット１３をワークに対して移動させることによって、加工ユニット１３に設けられた刃部７３で、ワークＷの帯状部Ｗｃ（同文献の図３を参照。）の端面に面取り加工を施す加工装置が記載されている。この加工装置では、加工ユニット１３に設けられた上下一対の挟持ローラ６５で、ワークＷの帯状部Ｗｃを挟持するようになっている。 By the way, in FIG. 9 of Patent Document 1, a belt-shaped workpiece W is fixed with a fixing jig (not shown), and a tracing part Wd of the workpiece W (see FIG. 3 of the same document) is attached to a fixing part 81. By moving the machining unit 13 attached to the arm 12 of the articulated robot 11 relative to the workpiece in the pressed state, the blade portion 73 provided on the machining unit 13 cuts the belt-shaped portion Wc of the workpiece W (the same document). (See FIG. 3.) A processing device for chamfering the end face of a steel sheet (see FIG. 3) is described. In this processing apparatus, a pair of upper and lower holding rollers 65 provided in the processing unit 13 are configured to hold the strip Wc of the workpiece W.

特許文献１の図９の加工装置のように、ワークＷの一側を挟持ローラ６５で挟持するとともに、ワークＷの他側を固定部８１に押し付ける構造を採用すれば、ワークＷを宙に浮いた状態（ワークＷをテーブルの上に固定しない状態）でワークＷに加工を施すことが可能になる。加えて、刃部７３等を有する加工ユニット１３は、多関節ロボット１１のアーム１２に取り付けられており、三次元的に移動できるようになっている。このため、特許文献１の加工装置では、ワークＷが複雑な形状を有する場合であっても、ワークＷを比較的安定した状態に保ちながら加工できる可能性がある。 If a structure is adopted in which one side of the workpiece W is held between the holding rollers 65 and the other side of the workpiece W is pressed against the fixing part 81, as in the processing apparatus shown in FIG. 9 of Patent Document 1, the workpiece W can be suspended in the air. It becomes possible to process the workpiece W in a fixed state (state in which the workpiece W is not fixed on the table). In addition, the processing unit 13 having the blade portion 73 and the like is attached to the arm 12 of the articulated robot 11, so that it can move three-dimensionally. Therefore, with the processing apparatus of Patent Document 1, even if the workpiece W has a complicated shape, it is possible to process the workpiece W while keeping it in a relatively stable state.

ただし、ワークＷを宙に浮いた状態で支持すると、ワークＷの自重等によってワークＷが撓むおそれがあるし、刃部７３がワークＷにビビリ（ワークＷの板厚方向の振動）を生じさせるおそれもある。この点、特許文献１の図９の加工装置のように、ワークＷにおける刃部７３で加工する部分（被加工部）の近傍を挟持ローラ６５で挟持すれば、少なくとも、ワークＷにおける被加工部の周辺では撓みやビビリが生じないようにすることができる。このため、特許文献１の加工装置では、ワークＷに比較的精度よく面取り加工を施すことが可能である。 However, if the workpiece W is supported in a suspended state, there is a risk that the workpiece W may be bent due to its own weight, etc., and the blade portion 73 may cause chatter (vibration in the thickness direction of the workpiece W) to the workpiece W. There is also a risk of causing In this respect, if the vicinity of the part of the work W to be machined (worked part) by the blade part 73 is held between the clamping rollers 65 as in the processing apparatus shown in FIG. 9 of Patent Document 1, at least the part to be processed in the work W is Deflection and chatter can be prevented from occurring around the area. Therefore, with the processing apparatus of Patent Document 1, it is possible to chamfer the workpiece W with relatively high accuracy.

国際公開第２０１５／００４７２７号International Publication No. 2015/004727

しかし、特許文献１の図９の加工装置では、面取り加工等、ワークＷの帯状部Ｗｃの端面に沿った箇所の加工しか行うことができなかった。というのも、特許文献１の加工装置では、ワークＷが固定部８１に押し付けられた状態を保つために、刃部７３でワークＷを固定部８１側に押し付ける必要があるところ、ワークＷの帯状部Ｗｃの端面に沿わない箇所（例えば、ワークＷの帯状部Ｗｃの短手方向中間部分）に加工を施す場合には、刃部７３からワークＷにそのような押し付け力が加わりにくくなるからである。 However, with the processing apparatus shown in FIG. 9 of Patent Document 1, it was only possible to perform processing such as chamfering on a portion along the end surface of the band-shaped portion Wc of the workpiece W. This is because, in the processing device of Patent Document 1, in order to keep the workpiece W pressed against the fixing part 81, it is necessary to press the workpiece W against the fixing part 81 side with the blade part 73, but the belt-shaped part of the workpiece W is This is because when machining is performed at a location that is not along the end surface of the portion Wc (for example, the intermediate portion in the transverse direction of the strip portion Wc of the workpiece W), it becomes difficult to apply such a pressing force from the blade portion 73 to the workpiece W. be.

また、特許文献１の加工装置では、刃部７３を、ワークＷにおける帯状部Ｗｃの長手方向に沿って移動させる一次元的な加工を施すことはできても、刃部７３を、帯状部Ｗｃの長手方向及び短手方向の双方に移動させる二次元的な加工は行いにくい。というのも、挟持ローラ６５は、ワークＷの帯状部Ｗｃの長手方向にしか転がらないようになっている（特許文献１の段落００１９及び図３を参照。）からである。このように、特許文献１の加工装置には、加工の自由度が低いという欠点があった。 Further, in the processing device of Patent Document 1, although it is possible to perform one-dimensional processing in which the blade portion 73 is moved along the longitudinal direction of the strip portion Wc of the workpiece W, the blade portion 73 is moved along the strip portion Wc. It is difficult to perform two-dimensional processing that moves the material in both the longitudinal and lateral directions. This is because the holding roller 65 is configured to roll only in the longitudinal direction of the strip portion Wc of the workpiece W (see paragraph 0019 and FIG. 3 of Patent Document 1). As described above, the processing apparatus of Patent Document 1 has a drawback that the degree of freedom of processing is low.

さらに、特許文献１の加工装置では、固定部８１に押し付ける倣い部Ｗｃを有する形態のワークＷしか加工することができなかった。このため、特許文献１の加工装置には、ワークＷの形態の自由度が低いという欠点もあった。 Furthermore, with the processing apparatus of Patent Document 1, only the workpiece W having the copying portion Wc pressed against the fixed portion 81 could be processed. For this reason, the processing apparatus of Patent Document 1 also has the drawback that the degree of freedom in the shape of the workpiece W is low.

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、
［１］凹凸や曲面を有する複雑な形状のワークでも加工できる。
［２］ワークの撓みやビビリを抑えて精度よく加工できる。
［３］一次元的な加工だけでなく、二次元的な加工ができる等、加工の自由度が高い。
［４］上記の特許文献１に記載された倣い部Ｗｃに相当する部分がワークになくても加工でき、ワークの形態の自由度が高い。
という特徴を備えたミーリング加工装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems,
[1] Workpieces with complex shapes, including unevenness and curved surfaces, can be processed.
[2] Precise machining is possible by suppressing workpiece deflection and chatter.
[3] High degree of freedom in machining, such as not only one-dimensional machining but also two-dimensional machining.
[4] Processing can be performed even if the workpiece does not have a portion corresponding to the copying portion Wc described in Patent Document 1, and there is a high degree of freedom in the form of the workpiece.
The present invention provides a milling processing device having the following characteristics.

上記課題は、
ワークの特定箇所を固定するワーク固定手段と、
ワークを切削する切削工具を取り付けて回転させるスピンドルと、
切削工具でワークを切削しているときのスピンドルを、ワーク固定手段に対して、少なくともｘ方向及びｙ方向の２方向で相対的に移動させることが可能な相対移動手段と、
スピンドルに対して相対的に動かない状態で設けられ、ワークにおける切削工具で切削している箇所（以下「被切削部」という。）の近傍を挟持するワーク挟持手段と
を備え、
ワーク挟持手段が、
ワークに対してｚ方向正側（スピンドルが配された側。以下同じ。）から当接する第一当接部を有する第一挟持部材と、
ワークに対してｚ方向負側（スピンドルが配されていない側。以下同じ。）から当接する第二当接部を有する第二挟持部材と
で構成され、
ワーク挟持手段に対するワークのｚ方向の動きが規制される一方、ワーク挟持手段に対するワークのｘ方向及びｙ方向の動きが許容されるようにした
ことを特徴とするミーリング加工装置
を提供することによって解決される。 The above issues are
a workpiece fixing means for fixing a specific part of the workpiece;
A spindle to which a cutting tool for cutting the workpiece is attached and rotated;
Relative movement means capable of moving a spindle while cutting a workpiece with a cutting tool relative to the workpiece fixing means in at least two directions, the x direction and the y direction;
a workpiece holding means that is provided in a state that does not move relative to the spindle and that holds the vicinity of the part of the workpiece that is being cut by the cutting tool (hereinafter referred to as the "cut part"),
The work holding means is
a first clamping member having a first contact portion that contacts the workpiece from the positive side in the z direction (the side where the spindle is arranged; the same applies hereinafter);
a second holding member having a second contact portion that contacts the workpiece from the negative side in the z direction (the side where the spindle is not disposed; the same applies hereinafter);
The problem is solved by providing a milling device characterized in that the movement of the workpiece in the z direction with respect to the workpiece holding means is restricted, while the movement of the workpiece in the x and y directions with respect to the workpiece holding means is permitted. be done.

ここで、「（ワーク挟持手段が）スピンドルに対して相対的に動かない状態で設けられ」とは、相対移動手段を駆動して、ワーク固定手段に対してスピンドルを移動させたときに、スピンドルとワーク挟持手段とが全体として一体的に動くことを意味しており、スピンドルの回転動作や、ワーク挟持手段の挟持動作については、除外して考えることとする。すなわち、スピンドルには、それに取り付けられた切削工具を回転させるための可動部材が存在し、ワーク挟持手段にも、第一挟持部材と第二挟持部材とを相対的に接近又は離反させるための可動部材が存在しており、これらの可動部材の動作を考慮してしまうと、「ワーク挟持手段がスピンドルに対して相対的に動かない状態で設けられている」とは言えなくなるところ、「ワーク挟持手段がスピンドルに対して相対的に動かない状態」となっているか否かを判断する際には、これらの可動部材の動作を考慮しないこととする。 Here, "(the workpiece holding means) is provided in a state where it does not move relative to the spindle" means that when the relative movement means is driven to move the spindle relative to the workpiece fixing means, the spindle This means that the workpiece clamping means and the workpiece clamping means move integrally as a whole, and the rotational movement of the spindle and the clamping operation of the workpiece clamping means will be excluded from consideration. That is, the spindle has a movable member for rotating the cutting tool attached thereto, and the workpiece clamping means also has a movable member for relatively approaching or separating the first clamping member and the second clamping member. If we take into account the movement of these movable members, we cannot say that the workpiece clamping means is provided in a state where it does not move relative to the spindle. The movement of these movable members shall not be taken into account when determining whether the means are "immobile relative to the spindle."

本発明のミーリング加工装置は、ワーク固定手段とワーク挟持手段とでワークを宙に浮いた状態で支持するものとなっている。このため、凹凸や曲面を有する複雑な形状のワークを、安定して支持することができるようになっている。加えて、本発明のミーリング加工装置では、ワーク挟持手段によって、ワークにおける被切削部の近傍のｚ方向の動きを規制している。このため、ワークにおける被切削部の近傍に生じ得る撓みやビビリが抑えられ、加工の精度を高めることができるようになっている。 The milling apparatus of the present invention supports the workpiece in a suspended state by the workpiece fixing means and the workpiece holding means. Therefore, it is possible to stably support a workpiece having a complicated shape having unevenness and curved surfaces. In addition, in the milling apparatus of the present invention, the workpiece holding means restricts movement of the workpiece in the vicinity of the part to be cut in the z direction. For this reason, deflection and chatter that may occur in the vicinity of the cut portion of the workpiece are suppressed, making it possible to improve machining accuracy.

また、本発明のミーリング加工装置では、ワーク挟持手段に対するワークのｘ方向及びｙ方向の動きが許容されている。加えて、宙に浮いた状態で支持されたワークに対して相対的に、切削工具をｘ方向又はｙ方向に移動させることで、加工を施すようになっている。このため、本発明のミーリング加工装置は、二次元的な加工を行うことができる等、加工の自由度が高いものとなっている。さらに、本発明のミーリング加工装置では、ワーク固定手段に固定できる箇所と、ワーク挟持手段で挟持できる箇所とがワークに存在しさえすれば、ワークの形態にかかわらず、加工を施すことができる。このため、本発明のミーリング加工装置は、ワークの形態の自由度が高いものとなっている。 Further, in the milling apparatus of the present invention, movement of the workpiece in the x direction and the y direction with respect to the workpiece holding means is allowed. In addition, machining is performed by moving the cutting tool in the x direction or y direction relative to the workpiece supported in a suspended state. Therefore, the milling processing apparatus of the present invention has a high degree of freedom in processing, such as being able to perform two-dimensional processing. Further, with the milling apparatus of the present invention, as long as the workpiece has a part that can be fixed to the workpiece fixing means and a part that can be held by the workpiece holding means, the workpiece can be machined regardless of its form. Therefore, the milling apparatus of the present invention has a high degree of freedom in the shape of the workpiece.

本発明のミーリング加工装置においては、被切削部の周辺のエアを吸引する、又は、被切削部に対してエアを送出する切屑除去用通気口を、被切削部の近傍に設けることが好ましい。被切削部に切屑が残ったままの状態で加工を続けると、ワークや切削工具を傷付けたり、切屑を周囲に飛散させて作業環境を悪化させるおそれがあるところ、上記の切屑除去用通気口を設けることで、切屑を被切削部から除去し、そのような不具合を生じにくくすることが可能になる。また、切屑除去用通気口を通過する気流によって、工具を冷却することもできる。 In the milling apparatus of the present invention, it is preferable to provide a chip removal vent in the vicinity of the cut part to suck air around the cut part or to send air to the cut part. If machining continues with chips remaining on the part to be cut, there is a risk of damaging the workpiece or cutting tool, or causing the chips to scatter around, worsening the working environment. By providing this, it becomes possible to remove chips from the cut portion and make it difficult for such defects to occur. The tool can also be cooled by airflow passing through the chip removal vent.

ところで、ワークにおけるスピンドル側の面に溝等を加工する場合には、切屑は、主に、ワークのｚ方向正側の面に生じる。このため、上記の切屑除去用通気口は、ワークよりもｚ方向正側に配される部材であって、スピンドルと一体的にｘ方向及びｙ方向に移動する部材に設けることが好ましい。このような部材としては、第一挟持部材が挙げられる。以下においては、第一挟持部材に設けられる切屑除去用通気口を、後述する切屑除去用通気口（第二挟持部材に設けられる切屑除去用通気口Ａ）と区別して、「切屑除去用通気口Ｂ」と表記する。切屑除去用通気口Ｂは、被切削部の周辺のエアをｚ方向正側に吸引する、又は、被切削部にｚ方向正側からエアを送出するものとされる。この切屑除去用通気口Ｂによって、ワークのｚ方向正側に生じる切屑等を効率的に除去することが可能になる。 By the way, when machining a groove or the like on the spindle side surface of the workpiece, chips are mainly generated on the positive side surface of the workpiece in the z direction. For this reason, the above-mentioned chip removal vent is preferably provided in a member disposed on the positive side of the workpiece in the z direction and that moves integrally with the spindle in the x and y directions. An example of such a member is the first clamping member. In the following, the chip removal vent provided in the first clamping member will be distinguished from the later-described chip removal vent (chip removal vent A provided in the second clamping member), and will be referred to as "chip removal vent". It is written as "B". The chip removal vent B is designed to suck air around the part to be cut to the positive side in the z-direction, or to send air to the part to be cut from the positive side in the z-direction. This chip removal vent B makes it possible to efficiently remove chips and the like generated on the positive side of the workpiece in the z direction.

また、スリット等、ワークを板厚方向に貫通した加工を行う場合や、ワークの端面に加工を行う場合には、切屑は、ワークのｚ方向負側にも生じる。このため、上記の切屑除去用通気口を、ワークよりもｚ方向負側に配される部材であって、スピンドルと一体的にｘ方向及びｙ方向に移動する部材に設けることも好ましい。このような部材としては、第二挟持部材が挙げられる。以下においては、第二挟持部材に設けられる切屑除去用通気口を、上述した切屑除去用通気口（第一挟持部材に設けられる切屑除去用通気口Ｂ）と区別して、「切屑除去用通気口Ａ」と表記する。切屑除去用通気口Ａは、被切削部の周辺のエアをｚ方向負側に吸引する、又は、被切削部にｚ方向負側からエアを送出するものとされる。この切屑除去用通気口Ａによって、ワークのｚ方向負側に生じる切屑等を効率的に除去することが可能になる。 Moreover, when performing processing that penetrates the workpiece in the thickness direction, such as a slit, or when performing processing on the end face of the workpiece, chips are also generated on the negative side of the workpiece in the z direction. For this reason, it is also preferable to provide the above-mentioned chip removal vent in a member that is disposed on the negative side of the workpiece in the z direction and that moves integrally with the spindle in the x and y directions. An example of such a member is the second clamping member. In the following, the chip removal vent provided in the second clamping member will be distinguished from the chip removal vent described above (chip removal vent B provided in the first clamping member), and will be referred to as "chip removal vent B". It is written as "A". The chip removal vent A is designed to suck air around the part to be cut to the negative side in the z-direction, or to send air to the part to be cut from the negative side in the z-direction. This chip removal vent A makes it possible to efficiently remove chips and the like generated on the negative side of the workpiece in the z direction.

本発明のミーリング加工装置において、ワーク挟持手段は、それがワークを挟持しているときに、第一挟持部材に対して第二挟持部材が開かないようにロックされる構造のものであってもよい。しかし、この場合には、ワーク挟持手段によって、ワークが、ｚ方向だけでなく、ｘ方向やｙ方向にもある程度のレベルで規制されるようになり、ワーク挟持手段に対してワークをｘ方向やｙ方向にスムーズに移動させにくくなるおそれがある。このため、ワーク挟持手段で、ワークを弾性的に挟持することが好ましい。これにより、ワーク挟持手段に対するワークのｚ方向の動きを規制しながらも、ワーク挟持手段に対してワークをｘ方向及びｙ方向にスムーズに移動させることが可能になる。 In the milling processing apparatus of the present invention, the workpiece clamping means may have a structure that locks the second clamping member from opening with respect to the first clamping member when the workpiece clamping means is clamping the workpiece. good. However, in this case, the workpiece is regulated not only in the z direction but also in the x and y directions to a certain degree by the workpiece clamping means, and the workpiece is not held in the x direction or the y direction with respect to the workpiece clamping means. It may become difficult to move smoothly in the y direction. For this reason, it is preferable that the workpiece be held elastically by the workpiece holding means. This makes it possible to move the workpiece smoothly in the x and y directions relative to the workpiece holding means while restricting the movement of the workpiece in the z direction relative to the workpiece holding means.

本発明のミーリング加工装置において、第一挟持部材の第一当接部と、第二挟持部材の第二当接部は、ワークに対して直接的に接触する部分である。このため、ワークに対する第一当接部及び第二当接部の摩擦係数は、できるだけ小さくすることが好ましい。この点、第一当接部や第二当接部を低摩擦な素材で形成するといっても限界がある。また、第一当接部や第二当接部をローラとすれば、そのローラが転がる方向では、摩擦係数を小さくすることができるものの、ローラが転がらない方向での摩擦係数は小さくならない。したがって、ｘ方向とｙ方向のうち、いずれか一方では、ワークをスムーズに移動させることができても、他方では、ワークをスムーズに移動させることができないおそれがある。この点、第一当接部及び第二当接部を、球状を為す転がり部材によって構成すると、ｘ方向及びｙ方向の双方に、ワークをスムーズに移動させることが可能になる。 In the milling apparatus of the present invention, the first contact portion of the first holding member and the second contact portion of the second holding member are portions that directly contact the workpiece. For this reason, it is preferable that the coefficient of friction of the first contact portion and the second contact portion with respect to the workpiece be made as small as possible. In this respect, even if the first abutting part and the second abutting part are made of a low-friction material, there is a limit. Further, if the first contact portion and the second contact portion are rollers, the coefficient of friction can be reduced in the direction in which the rollers roll, but the coefficient of friction in the direction in which the rollers do not roll is not reduced. Therefore, even if the workpiece can be moved smoothly in either the x direction or the y direction, there is a possibility that the workpiece cannot be moved smoothly in the other direction. In this regard, if the first abutting part and the second abutting part are formed of spherical rolling members, it becomes possible to move the workpiece smoothly in both the x direction and the y direction.

以上のように、本発明によって、
［１］凹凸や曲面を有する複雑な形状のワークでも加工できる。
［２］ワークの撓みやビビリを抑えて精度よく加工できる。
［３］一次元的な加工だけでなく、二次元的な加工ができる等、加工の自由度が高い。
［４］ワークの形態の自由度が高い。
という特徴を備えたミーリング加工装置を提供することが可能になる。 As described above, according to the present invention,
[1] Workpieces with complex shapes, including unevenness and curved surfaces, can be processed.
[2] Precise machining is possible by suppressing workpiece deflection and chatter.
[3] High degree of freedom in machining, such as not only one-dimensional machining but also two-dimensional machining.
[4] High degree of freedom in the shape of the workpiece.
It becomes possible to provide a milling processing device having the following characteristics.

本発明のミーリング加工装置の全体を示した図である。1 is a diagram showing the entire milling apparatus of the present invention. 本発明のミーリング加工装置におけるスピンドル及びワーク挟持手段の周辺を拡大して示した断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the spindle and workpiece holding means in the milling apparatus of the present invention. 本発明のミーリング加工装置における第一当接部の周辺を拡大して示した断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the first contact portion in the milling device of the present invention. 本発明のミーリング加工装置における第一当接部の配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement of the first contact part in the milling processing device of the present invention.

１．はじめに
本発明のミーリング加工装置の好適な実施形態について、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明のミーリング加工装置の全体を示した図である。図２は、本発明のミーリング加工装置におけるスピンドル２０及びワーク挟持手段４０の周辺を拡大して示した断面図である。 1. Introduction A preferred embodiment of the milling apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the entire milling apparatus of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the periphery of the spindle 20 and workpiece holding means 40 in the milling apparatus of the present invention.

図１及び図２、並びに、後掲する図３及び図４においては、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸からなる座標系を示している。このｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の向きは、異なる図面であっても共通としている。ｚ方向正側は、鉛直方向上側を向いており、ｚ方向負側は、鉛直方向下側を向いている。このため、以下の説明では、ｚ方向を「上下方向」と呼び、ｚ方向正側を「上側」と呼び、ｚ方向負側を「下側」と呼ぶことがある。また、ｘ方向を「左右方向」と呼び、ｘ方向正側を「右側」と呼び、ｘ方向負側を「左側」と呼ぶことがある。さらに、ｙ方向を「前後方向」と呼び、ｙ方向正側を「後側」と呼び、ｙ方向負側を「前側」と呼ぶことがある。 1 and 2, as well as FIGS. 3 and 4 to be described later, a coordinate system consisting of an x-axis, a y-axis, and a z-axis is shown. The directions of the x-axis, y-axis, and z-axis are the same even in different drawings. The positive side in the z direction faces upward in the vertical direction, and the negative side in the z direction faces downward in the vertical direction. Therefore, in the following description, the z direction may be referred to as the "up-down direction", the positive side in the z direction may be referred to as the "upper side", and the negative side in the z direction may be referred to as the "lower side". Further, the x direction may be referred to as the "left-right direction," the positive side in the x direction may be referred to as the "right side," and the negative side in the x direction may be referred to as the "left side." Furthermore, the y direction may be referred to as the "front-back direction," the positive side in the y direction may be referred to as the "rear side," and the negative side in the y direction may be referred to as the "front side."

しかし、これらの方向を表す語は、各部材の相対的位置関係を説明するために便宜的に用いたものであり、ミーリング加工装置やワークＷを設置する向き等を限定するものではない。例えば、図１では、ワークＷを、左右方向（ｘ方向）と略平行に描いているが、ワークＷは、左右方向に対して傾斜した状態であってもよい。また、図２では、切削工具６０を、上下方向（ｚ方向）と平行に描いているが、切削工具６０は、上下方向（ｚ方向）に対して傾斜した状態に設けてもよい。 However, the words expressing these directions are used for convenience to explain the relative positional relationship of each member, and do not limit the direction in which the milling device or the workpiece W is installed. For example, in FIG. 1, the workpiece W is drawn substantially parallel to the left-right direction (x direction), but the workpiece W may be inclined with respect to the left-right direction. Further, in FIG. 2, the cutting tool 60 is drawn parallel to the up-down direction (z-direction), but the cutting tool 60 may be provided in an inclined state with respect to the up-down direction (z-direction).

本発明のミーリング加工装置は、図１及び図２に示すように、ワーク固定手段１０（図１）と、スピンドル２０と、相対移動手段３０（図１）と、ワーク挟持手段４０とを備えている。本実施形態のミーリング加工装置において、ワーク固定手段１０は、ミーリング加工装置のベース部分（図示省略）に対して動かない状態で設けている。一方、スピンドル２０及びワーク挟持手段４０は、相対移動手段３０であるロボットアーム３１の終端部（先端部）に設けており、ミーリング加工装置のベース部分に対して移動可能となっている。以下においては、ロボットアーム３１（相対移動手段３０）の終端部に取り付けられた、スピンドル２０及びワーク挟持手段４０等からなる部分を「加工ユニット５０」と呼ぶことがある。 As shown in FIGS. 1 and 2, the milling apparatus of the present invention includes a workpiece fixing means 10 (FIG. 1), a spindle 20, a relative movement means 30 (FIG. 1), and a workpiece holding means 40. There is. In the milling apparatus of this embodiment, the workpiece fixing means 10 is provided in a stationary state relative to a base portion (not shown) of the milling apparatus. On the other hand, the spindle 20 and the workpiece holding means 40 are provided at the terminal end (tip) of a robot arm 31, which is a relative moving means 30, and are movable relative to the base portion of the milling device. In the following, a portion including the spindle 20, workpiece holding means 40, etc. attached to the terminal end of the robot arm 31 (relative movement means 30) may be referred to as a "processing unit 50."

２．ワーク固定手段
ワーク固定手段１０は、ワークＷの特定箇所を固定するためのものとなっている。ワーク固定手段１０によるワークＷの固定箇所や、ワーク固定手段１０の具体的な機構は、特に限定されない。本実施形態のミーリング加工装置において、ワーク固定手段１０は、図１に示すように、ワークＷの一方の側縁（左側の側縁）を上下方向（ｚ方向）に挟持することによって固定するクランプ部材となっている。ワークＷは、ワーク固定手段１０に対して、左右方向（ｘ方向）、前後方向（ｙ方向）及び上下方向（ｚ方向）のいずれにも動くことができない状態で固定される。 2. Workpiece Fixing Means The workpiece fixing means 10 is for fixing a specific part of the workpiece W. The location where the workpiece W is fixed by the workpiece fixing means 10 and the specific mechanism of the workpiece fixing means 10 are not particularly limited. In the milling apparatus of this embodiment, the workpiece fixing means 10 is a clamp that fixes one side edge (left side edge) of the workpiece W by holding it in the vertical direction (z direction), as shown in FIG. It is a component. The workpiece W is fixed to the workpiece fixing means 10 in such a manner that it cannot move in any of the left-right direction (x direction), the front-back direction (y direction), and the up-down direction (z direction).

３．スピンドル
スピンドル２０は、図２に示すように、加工ユニット５０に設けられている。このスピンドル２０の下側には、切削工具６０が取り付けられている。スピンドル２０は、この切削工具６０をその中心線周りに回転するものとなっている。切削工具６０が回転することによって、ワークＷが切削される。使用する切削工具６０の種類は、加工の種類によって適宜決定される。本実施形態のミーリング加工装置においては、切削工具６０として、エンドミルを用いているが、フライスカッター等、エンドミル以外のものを用いる場合もある。 3. Spindle The spindle 20 is provided in the processing unit 50, as shown in FIG. A cutting tool 60 is attached to the lower side of this spindle 20. The spindle 20 rotates the cutting tool 60 around its center line. As the cutting tool 60 rotates, the workpiece W is cut. The type of cutting tool 60 to be used is appropriately determined depending on the type of machining. In the milling apparatus of this embodiment, an end mill is used as the cutting tool 60, but something other than an end mill, such as a milling cutter, may be used.

４．相対移動手段
相対移動手段３０（図１）は、ワーク固定手段１０に対してスピンドル２０を、少なくとも、左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）の２方向で相対的に移動させることが可能なものとなっている。換言すると、相対移動手段３０は、ワークＷに対して切削工具６０を、少なくとも、左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）に移動させるものとなっている。切削工具６０でワークＷを切削しているときに、この相対移動手段３０を駆動し、ワークＷと切削工具６０とを相対的に移動させると、その移動軌跡に応じてワークＷが加工される。すなわち、ワークＷにミーリング加工が施される。ワークＷ及び切削工具６０は、少なくとも、左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）の２方向に相対的に移動することができるため、ワークＷには、一次元的な加工だけでなく、二次元的な加工を行うことも可能である。また、後述するように、相対移動手段３０としてロボットアーム３１等を採用すれば、ワークＷに三次元的な加工を行うことも可能である。例えば、ワークＷに対して、切削工具６０を、左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）に動かしながら上下方向（ｚ方向）にも動かして加工することができる。 4. Relative Movement Means The relative movement means 30 (FIG. 1) is capable of moving the spindle 20 relative to the workpiece fixing means 10 in at least two directions: the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction). It is possible. In other words, the relative moving means 30 moves the cutting tool 60 with respect to the workpiece W at least in the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction). When the workpiece W is being cut by the cutting tool 60, when the relative movement means 30 is driven to relatively move the workpiece W and the cutting tool 60, the workpiece W is processed according to the movement locus. . That is, the workpiece W is milled. Since the workpiece W and the cutting tool 60 can move relatively in at least two directions, the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction), the workpiece W can be processed not only in one-dimensional machining but also in , it is also possible to perform two-dimensional processing. Further, as will be described later, if a robot arm 31 or the like is employed as the relative movement means 30, it is also possible to perform three-dimensional processing on the workpiece W. For example, the workpiece W can be processed by moving the cutting tool 60 in the left-right direction (x direction), the front-back direction (y direction), and also in the vertical direction (z direction).

相対移動手段３０は、
［１］動かないワークＷ（ワーク固定手段１０）に対して切削工具６０（スピンドル２０）を移動させる態様のものと、
［２］動かない切削工具６０（スピンドル２０）に対してワークＷ（ワーク固定手段１０）を移動させる態様のものと、
［３］動いているワークＷ（ワーク固定手段１０）に対して切削工具６０（スピンドル２０）を移動させる態様のもの
のうち、いずれを採用してもよい。しかし、上記［２］，［３］は、機構が大掛かりになることに加えて、ワークＷを移動させるスペースを確保しなければならない。このため、上記［１］の態様が好ましい。 The relative movement means 30 is
[1] An embodiment in which the cutting tool 60 (spindle 20) is moved with respect to the stationary workpiece W (workpiece fixing means 10);
[2] An embodiment in which the workpiece W (workpiece fixing means 10) is moved relative to the stationary cutting tool 60 (spindle 20);
[3] Any of the modes in which the cutting tool 60 (spindle 20) is moved with respect to the moving workpiece W (workpiece fixing means 10) may be adopted. However, in the above [2] and [3], in addition to requiring a large-scale mechanism, a space for moving the workpiece W must be secured. For this reason, the aspect [1] above is preferable.

本実施形態のミーリング加工装置においては、既に述べたように、ワークＷ（ワーク固定手段１０）を動かない状態にするとともに、切削工具６０（スピンドル２０）をロボットアーム３１の終端部に取り付けており、上記［１］の態様を採用している。このロボットアーム３１は、その始端部（基端部）と終端部（先端部）との間に、複数の関節が設けられた多関節型のものとなっている。それぞれの関節には、その関節の両側の部材を相対的に移動させるための駆動手段（サーボモータ等）が設けられている。これらの駆動手段を駆動することで、ロボットアーム３１の終端部を三次元的に移動させることができる。このため、本実施形態のミーリング加工装置において、切削工具６０は、ワークＷに対して、左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）の２方向だけでなく、上下方向（ｚ方向）にも移動させることができるようになっている。したがって、ワークＷに穴をあける加工を行うことも可能である。 In the milling apparatus of this embodiment, as described above, the workpiece W (workpiece fixing means 10) is kept stationary, and the cutting tool 60 (spindle 20) is attached to the terminal end of the robot arm 31. , adopts the aspect of [1] above. The robot arm 31 is of a multi-jointed type with a plurality of joints provided between its starting end (base end) and terminal end (tip end). Each joint is provided with drive means (such as a servo motor) for relatively moving members on both sides of the joint. By driving these drive means, the terminal end of the robot arm 31 can be moved three-dimensionally. Therefore, in the milling apparatus of the present embodiment, the cutting tool 60 rotates with respect to the workpiece W not only in two directions: the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction), but also in the up-down direction (z-direction). It can also be moved. Therefore, it is also possible to perform processing to make a hole in the workpiece W.

５．ワーク挟持手段
ワーク挟持手段４０は、図２に示すように、ワークＷの上側（ｚ方向正側）に位置する第一挟持部材４１と、ワークＷの下側（ｚ方向負側）に位置する第二挟持部材４２とを備えており、ワークＷにおける被切削部αの近傍を、第一挟持部材４１に設けられた第一当接部４１ａと、第二挟持部材４２に設けられた第二当接部４２ａとの間で挟持するものとなっている。このワーク挟持手段４０によって、ワークＷにおける被切削部αの近傍の上下方向（ｚ方向）の移動を規制して、ワークＷにおける被切削部αの近傍の撓みやビビリを抑えることができるようになっている。したがって、ワークＷに精度よく加工を施すことが可能となっている。 5. Workpiece Holding Means As shown in FIG. 2, the workpiece holding means 40 includes a first holding member 41 located above the workpiece W (positive side in the z direction) and a first holding member 41 located below the workpiece W (negative side in the z direction). A second clamping member 42 is provided, and a first contact part 41a provided on the first clamping member 41 and a second contacting part 41a provided on the second clamping member 42 It is held between the contact portion 42a and the contact portion 42a. The work holding means 40 restricts the movement of the workpiece W in the vicinity of the cut portion α in the vertical direction (z direction), thereby suppressing the deflection and chatter of the workpiece W in the vicinity of the cut portion α. It has become. Therefore, it is possible to process the workpiece W with high precision.

このワーク挟持手段４０は、上述したスピンドル２０とともに、加工ユニット５０を構成している。このため、図１に示すロボットアーム３１（相対移動手段３０）を駆動して、スピンドル２０を移動させても、ワーク挟持手段４０は、スピンドル２０とともに移動するようになっており、ワーク挟持手段４０とスピンドル２０との相対位置が変わらないようになっている。すなわち、ミーリング加工を行う間、切削工具６０は、ワークＷに対して左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）に移動するところ、切削工具６０が移動した先でも、ワーク挟持手段４０でワークＷが挟持されるようになっている。 This work holding means 40 constitutes a processing unit 50 together with the spindle 20 described above. Therefore, even if the spindle 20 is moved by driving the robot arm 31 (relative movement means 30) shown in FIG. The relative position between the spindle 20 and the spindle 20 remains unchanged. That is, while milling is being performed, the cutting tool 60 moves in the left-right direction (x direction) or the front-back direction (y direction) with respect to the workpiece W, and even at the point where the cutting tool 60 moves, the workpiece holding means 40 The workpiece W is held between them.

このため、ワーク挟持手段４０に対するワークＷの左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）の移動が、許容された状態となっている。したがって、ワーク挟持手段４０でワークＷを挟持した状態のまま、加工ユニット５０をワークＷに対して左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）に動かすことが可能となっている。ワーク挟持手段４０を、ワークＷの上下方向（ｚ方向）の動きを規制しながらも、ワークＷの左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）の動きを許容できるものとする機構は、特に限定されない。例えば、第一挟持部材４１の第一当接部４１ａや、第二挟持部材４２の第二当接部４２ａを、ワークＷに対する摩擦係数の小さな素材（例えば、鏡面加工を施した金属等）で形成してもよい。しかし、それだけでは、ワーク挟持手段４０に対してワークＷを左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）にスムーズに移動させることが難しい場合がある。この点、本実施形態のミーリング加工装置においては、以下で述べる構成を採用することによって、ワーク挟持手段４０に対してワークＷが左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）にスムーズに移動するようにしている。 Therefore, movement of the work W in the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction) with respect to the work holding means 40 is allowed. Therefore, the processing unit 50 can be moved in the left-right direction (x direction) or the front-rear direction (y direction) with respect to the workpiece W while the workpiece holding means 40 holds the workpiece W therebetween. The mechanism that allows the workpiece holding means 40 to allow movement of the workpiece W in the left-right direction (x-direction) and the front-rear direction (y-direction) while restricting the movement of the workpiece W in the vertical direction (z-direction) is as follows: Not particularly limited. For example, the first contact part 41a of the first clamping member 41 and the second contact part 42a of the second clamping member 42 are made of a material with a small coefficient of friction against the workpiece W (for example, mirror-finished metal, etc.). may be formed. However, with this alone, it may be difficult to move the work W smoothly in the left-right direction (x direction) or the front-back direction (y direction) with respect to the work holding means 40. In this regard, in the milling apparatus of this embodiment, by adopting the configuration described below, the work W can be smoothly moved in the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction) with respect to the work holding means 40. I try to do that.

すなわち、第一挟持部材４１における第一当接部４１ａを、図３に示すように、球状を為す転がり部材４１ａ_１によって構成している。図３は、本発明のミーリング加工装置における第一当接部４１ａの周辺を拡大して示した断面図である。転がり部材４１ａ_１は、ホルダ４１ｂに設けられた保持穴４１ｂ_１に保持されており、その下部（ｚ方向負側の部分）が下側（ｚ方向負側）に露出した状態となっている。このため、転がり部材４１ａ_１は、ワークＷの上面（ｚ方向正側の面）に対していずれの方向にも転がることができるようになっている。保持穴４１ｂ_１における第一当接部４１ａの上側（ｚ方向正側）には、複数の小さな転動体４１ｃが収容されている。それぞれの転動体４１ｃは、球状を為している。このため、第一当接部４１ａを構成する転がり部材４１ａ_１は、保持穴４１ｂ_１の内部で摩擦が非常に小さな状態で回転できるようになっている。 That is, as shown in FIG. 3, the first contact portion 41a of the first holding member 41 is constituted by a spherical rolling member _41a1 . FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the first contact portion 41a in the milling apparatus of the present invention. The rolling member 41a ₁ is held in a holding hole 41b ₁ provided in the holder 41b, and its lower portion (portion on the negative side in the z direction) is exposed to the lower side (negative side in the z direction). Therefore, the rolling member _41a1 can roll in any direction relative to the upper surface of the workpiece W (the surface on the positive side in the z direction). A plurality of small rolling elements 41c are housed above the first contact portion _41a in the holding hole 41b1 (on the positive side in the z direction). Each rolling element 41c has a spherical shape. Therefore, the rolling member 41a ₁ constituting the first contact portion 41a can rotate inside the holding hole 41b ₁ with very little friction.

第一当接部４１ａは、切削工具６０の近傍における少なくとも１箇所に設けていればよいが、複数個所に設けることが好ましい。この場合、複数の第一当接部４１ａは、切削工具６０を中心とした対称となる位置に配することが好ましい。図４は、第一当接部４１ａの配置を説明する図である。本実施形態のミーリング加工装置においては、図４に示すように、４個の第一当接部４１ａを、切削工具６０を中心とした回転対称となる位置に配している。これにより、被切削部αの周辺のワークＷを、ワーク挟持手段４０でバランスよく挟持でき、上述したワークＷの撓みやビビリをより効果的に抑えることが可能となる。 The first contact portion 41a may be provided at at least one location near the cutting tool 60, but it is preferable to provide the first contact portion 41a at multiple locations. In this case, it is preferable that the plurality of first contact portions 41a be arranged at symmetrical positions with respect to the cutting tool 60. FIG. 4 is a diagram illustrating the arrangement of the first contact portion 41a. In the milling device of this embodiment, as shown in FIG. 4, the four first contact portions 41a are arranged at positions that are rotationally symmetrical about the cutting tool 60. Thereby, the workpiece W around the part to be cut α can be held in a well-balanced manner by the workpiece holding means 40, and the above-mentioned deflection and chatter of the workpiece W can be suppressed more effectively.

第一挟持部材４１における第一当接部４１ａと同様、第二挟持部材４２における第二当接部４２ａも、球状の転がり部材４２ａ_１（図２）によって構成することができる。転がり部材４２ａ_１の保持構造は、転がり部材４１ａ_１の保持構造と同様である（図３を上下方向（ｚ方向）に反転した構造を採用することができる）。第二当接部４２ａの配置も、第一当接部４１ａの配置と同様である（図４を上下方向（ｚ方向）に反転した配置を採用することができる）。第一当接部４１ａと第二当接部４２ａは、通常、上下方向（ｚ方向）に重なるように配される。 Similar to the first contact part 41a of the first clamping member 41, the second contact part 42a of the second clamping member 42 can also be configured by a spherical rolling member 42a ₁ (FIG. 2). The holding structure of the rolling member 42a ₁ is similar to that of the rolling member 41a ₁ (a structure obtained by inverting the structure shown in FIG. 3 in the vertical direction (z direction) can be adopted). The arrangement of the second contact portion 42a is also similar to the arrangement of the first contact portion 41a (an arrangement in which FIG. 4 is reversed in the vertical direction (z direction) can be adopted). The first contact portion 41a and the second contact portion 42a are normally arranged to overlap in the vertical direction (z direction).

加えて、本実施形態のミーリング加工装置においては、図２に示すように、ワーク挟持手段４０に、２つのピストン（第一ピストン４３及び第二ピストン４４）を用いる「二重ピストン機構」を組み込んでいる。具体的には、第一挟持部材４１の基端側に、第一ピストン４３を固定するとともに、第二挟持部材４２の基端側に、第二ピストン４４を固定している。第一ピストン４３及び第二ピストン４４は、加工ユニット５０のハウジング５１に固定されたシリンダー部４５の内側に収容されており、シリンダー部４５の中心線に沿ってスライドできるようになっている。第二ピストン４４は、第一ピストン４３を上下方向（ｚ方向）に貫通しており、第一ピストン４３よりも上側（ｚ方向正側）に突き出た状態となっている。 In addition, in the milling apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 2, a "double piston mechanism" using two pistons (a first piston 43 and a second piston 44) is incorporated in the workpiece holding means 40. I'm here. Specifically, a first piston 43 is fixed to the proximal end of the first clamping member 41, and a second piston 44 is fixed to the proximal end of the second clamping member 42. The first piston 43 and the second piston 44 are housed inside a cylinder section 45 fixed to the housing 51 of the processing unit 50, and are able to slide along the center line of the cylinder section 45. The second piston 44 passes through the first piston 43 in the vertical direction (z direction) and protrudes above the first piston 43 (positive side in the z direction).

第一ピストン４３の上側（ｚ方向正側）の端部には、第一フランジ部４３ａが設けられており、第二ピストン４４における、第一ピストン４３よりも上側（ｚ方向正側）に突き出た部分には、第二フランジ部４４ａが設けられている。第一フランジ部４３ａは、その下側（ｚ方向負側）に配された第一付勢部材４３ｂによって、上側（ｚ方向正側）に付勢されている。一方、第二フランジ部４４ａは、その上側（ｚ方向正側）に配された第二付勢部材４４ｂによって、下側（ｚ方向負側）に付勢されている。このため、第一フランジ部４３ａと第二フランジ部４４ａは、互いに接近する向きに付勢された状態となっている。ただし、第一フランジ部４３ａ及び第二フランジ部４４ａは、それが最も接近したときでも、その間に空間βが形成されるようになっている。この空間βは、図示省略のエア供給手段に接続されている。このエア供給手段を通じて空間βにエアを供給することで、空間βを加圧状態とすることができる一方、このエア供給手段を通じて空間βからエアを排出することで、空間βを非加圧状態とすることができるようになっている。 A first flange portion 43a is provided at the upper end (positive side in the z direction) of the first piston 43, and extends above the first piston 43 (positive side in the z direction) in the second piston 44. A second flange portion 44a is provided at the lower portion. The first flange portion 43a is urged upward (positive side in the z direction) by a first urging member 43b disposed below it (negative side in the z direction). On the other hand, the second flange portion 44a is urged downward (negative side in the z direction) by a second urging member 44b disposed above it (positive side in the z direction). Therefore, the first flange portion 43a and the second flange portion 44a are urged toward each other. However, even when the first flange portion 43a and the second flange portion 44a are closest to each other, a space β is formed between them. This space β is connected to an air supply means (not shown). By supplying air to the space β through this air supply means, the space β can be brought into a pressurized state, while by discharging air from the space β through this air supply means, the space β can be brought into a non-pressurized state. It is now possible to do this.

ワーク挟持手段４０でワークＷを挟持しないときには、空間βからエアが排出され、空間βが非加圧状態とされる。このときには、第一付勢部材４３ｂの付勢力によって、第一挟持部材４１が、図２に示す位置よりも上側（ｚ方向正側）に移動するとともに、第二付勢部材４４ｂの付勢力によって、第二挟持部材４２が、図２に示す位置よりも下側（ｚ方向負側）に移動する。したがって、ワーク挟持手段４０は、第一挟持部材４１と第二挟持部材４２とが互いに離反する向きに変位した「開状態」になる。これに対し、ワーク挟持手段４０でワークＷを挟持するときには、空間βにエアが供給され、空間βが加圧状態とされる。このときには、第一挟持部材４１が、第一付勢部材４３ｂの付勢力に抗って下側（ｚ方向負側）に移動するとともに、第二挟持部材４２が、第二付勢部材４４ｂの付勢力に抗って上側（ｚ方向正側）に移動する。したがって、ワーク挟持手段４０は、第一挟持部材４１と第二挟持部材４２とが互いに接近した「閉状態」となる。 When the workpiece holding means 40 does not hold the workpiece W, air is discharged from the space β and the space β is brought into a non-pressurized state. At this time, the biasing force of the first biasing member 43b causes the first clamping member 41 to move upward (positive side in the z direction) from the position shown in FIG. , the second holding member 42 moves lower than the position shown in FIG. 2 (negative side in the z direction). Therefore, the workpiece holding means 40 is in an "open state" in which the first holding member 41 and the second holding member 42 are displaced in the direction away from each other. On the other hand, when the workpiece W is held by the workpiece holding means 40, air is supplied to the space β, and the space β is brought into a pressurized state. At this time, the first clamping member 41 moves downward (negative side in the z direction) against the biasing force of the first biasing member 43b, and the second clamping member 42 moves against the biasing force of the second biasing member 44b. It moves upward (positive side in the z direction) against the biasing force. Therefore, the workpiece holding means 40 is in a "closed state" in which the first holding member 41 and the second holding member 42 are close to each other.

ワーク挟持手段４０がワークＷを挟持しているとき（閉状態のとき）には、その状態から第一挟持部材４１及び第二挟持部材４２が開かないように、第一挟持部材４１や第二挟持部材４２をロックしてもよい。しかし、この場合には、ワークＷが、左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）にスムーズに移動しにくくなるおそれがある。また、ワークＷに、水平面（ｘ－ｙ平面）に対して傾斜した部分が存在し、その部分の傾斜に沿ってミーリング加工を施そうとすると、切削工具６０の位置（被切削部αの位置）を上下方向（ｚ方向）に変化させながら加工する必要があるところ、ワーク挟持手段４０がそのような加工に対応できなくなる。すなわち、ワーク挟持手段４０が三次元的な加工に対応できなくなる。 When the workpiece holding means 40 is holding the workpiece W (in the closed state), the first holding member 41 and the second holding member 42 are closed so that the first holding member 41 and the second holding member 42 do not open from that state. The holding member 42 may be locked. However, in this case, there is a possibility that the workpiece W will be difficult to move smoothly in the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction). Furthermore, if there is a part of the workpiece W that is inclined with respect to the horizontal plane (xy plane) and milling is to be performed along the inclination of that part, the position of the cutting tool 60 (the position of the part to be cut α) ) needs to be processed while changing in the vertical direction (z direction), but the workpiece holding means 40 cannot cope with such processing. In other words, the workpiece holding means 40 cannot handle three-dimensional machining.

この点、第一挟持部材４１や第二挟持部材４２をロックしなくても、ワーク挟持手段４０がワークＷを挟持しているときには、第一挟持部材４１及び第二挟持部材４２のいずれもが、空間β内のエアの圧力によって、ワークＷ側に付勢された状態となっている。換言すると、空間β内のエア（エアスプリング）の弾性力によって、ワークＷが弾性的に挟持された状態となっている。このエアスプリングの弾性力のみでも、ワークＷにビビリ等が生じないレベルで、ワークＷの上下方向（ｚ方向）の動きを規制できる。加えて、ワークＷを弾性的に挟持すると、ワークＷの左右方向（ｘ方向）や前後方向（ｙ方向）へのスムーズな移動を許容することができる。また、ワーク挟持手段４０が、三次元的な加工に対応できるようになる。したがって、本実施形態のミーリング加工装置においては、ワークＷを挟持しているときの第一挟持部材４１や第二挟持部材４２をロックすることなく、ワーク挟持手段４０でワークＷを弾性的に挟持するようにしている。 In this respect, even if the first clamping member 41 and the second clamping member 42 are not locked, when the workpiece clamping means 40 is clamping the workpiece W, both the first clamping member 41 and the second clamping member 42 are , is in a state where it is urged toward the work W side by the pressure of the air in the space β. In other words, the workpiece W is held elastically by the elastic force of the air (air spring) in the space β. The elastic force of this air spring alone can restrict the movement of the workpiece W in the vertical direction (z direction) at a level that does not cause chatter or the like in the workpiece W. In addition, by elastically holding the workpiece W, it is possible to allow the workpiece W to move smoothly in the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction). In addition, the workpiece holding means 40 becomes capable of three-dimensional processing. Therefore, in the milling apparatus of this embodiment, the workpiece W is elastically clamped by the workpiece clamping means 40 without locking the first clamping member 41 and the second clamping member 42 when clamping the workpiece W. I try to do that.

６．切屑除去用通気口
ところで、本実施形態のミーリング加工装置においては、図２に示すように、加工ユニット５０における被切削部αの近傍となる箇所に、切屑除去用通気口Ａ，Ｂを設けている。この切屑除去用通気口Ａ，Ｂは、被切削部αで発生した切屑を除去するためのものとなっている。これにより、切屑でワークＷや切削工具６０が傷付かないようにしたり、切屑の飛散による作業環境の悪化を防ぐことができる。従来のミーリング加工装置では、この種の切屑除去用通気口は、ワークＷの上側（ｚ方向正側）に設けられることが多いところ、本実施形態のミーリング加工装置においても、ワークＷの上側（ｚ方向正側）に位置する第一挟持部材４１に、切屑除去用通気口Ｂを設けている。 6. Chip Removal Vent By the way, in the milling apparatus of this embodiment, as shown in FIG. There is. The chip removal vents A and B are for removing chips generated in the cut portion α. Thereby, it is possible to prevent the workpiece W and the cutting tool 60 from being damaged by the chips, and to prevent deterioration of the working environment due to scattering of the chips. In conventional milling apparatuses, this type of chip removal vent is often provided on the upper side of the workpiece W (positive side in the z direction), but in the milling apparatus of this embodiment, it is also provided on the upper side of the workpiece W (on the positive side in the z direction). A chip removal vent B is provided in the first holding member 41 located on the positive side in the z direction.

具体的には、第一挟持部材４１における、第一当接部４１ａで囲まれた部分の中央に、切屑除去用通気口Ｂを設けており、被切削部αの切屑を、この切屑除去用通気口Ｂで吸引することができるようにしている。切削工具６０は、この切屑除去用通気口ＢからワークＷの側に突出させている。切屑除去用通気口Ｂに吸引された切屑は、加工ユニット５０に設けた通気路５２（ダクト）を通じて回収されるようになっている。通気路５２の内部は、図示省略のポンプ等によって負圧に維持された状態となっている。これとは逆に、通気路５２の内部を正圧とし、切屑除去用通気口Ｂからエアが送出されるようにしてもよい。この場合には、被切削部αの切屑は、切屑除去用通気口Ｂから送出されたエアによって吹き飛ばされるようになる。 Specifically, a chip removal vent B is provided in the center of a portion of the first holding member 41 surrounded by the first contact portion 41a, and the chip removal vent B is provided to remove chips from the cut portion α. It is designed so that suction can be carried out through the vent B. The cutting tool 60 is made to protrude toward the workpiece W from this chip removal vent B. The chips sucked into the chip removal vent B are collected through a ventilation path 52 (duct) provided in the processing unit 50. The inside of the ventilation path 52 is maintained at negative pressure by a pump (not shown) or the like. On the contrary, the inside of the ventilation path 52 may be made to have a positive pressure, and air may be sent out from the chip removal vent B. In this case, the chips on the cut portion α are blown away by the air sent out from the chip removal vent B.

また、本実施形態のミーリング加工装置では、ワークＷの下側（ｚ方向負側）に位置する第二挟持部材４２にも、切屑除去用通気口Ａを設けている。ワークＷを板厚方向に貫通した加工を行う場合や、ワークＷの端面に加工を行う場合には、ワークＷの下側（ｚ方向負側）にも切屑が生じるところ、上記の切屑除去用通気口Ｂに吸引されるエア、又は、切屑除去用通気口Ｂから送出されるエアでは、ワークＷの下側（ｚ方向負側）の切屑を効率的に除去しにくい。この点、ワークＷの下側（ｚ方向負側）に切屑除去用通気口Ｂを設けることで、ワークＷの下側（ｚ方向負側）の切屑を効率的に除去できるようになっている。 In the milling apparatus of this embodiment, the second holding member 42 located below the workpiece W (negative side in the z direction) is also provided with a chip removal vent A. When performing machining that penetrates the workpiece W in the plate thickness direction or when machining the end face of the workpiece W, chips are also generated on the lower side of the workpiece W (negative side in the z direction), so the above-mentioned chip removal method is used. With the air sucked into the vent B or the air sent out from the chip removal vent B, it is difficult to efficiently remove chips on the lower side of the workpiece W (on the negative side in the z direction). In this regard, by providing the chip removal vent B on the lower side of the workpiece W (on the negative side in the z direction), chips on the lower side of the workpiece W (on the negative side in the z direction) can be efficiently removed. .

具体的には、第二挟持部材４２における、第二当接部４２ａで囲まれた部分の中央（切削工具６０と上下方向（ｚ方向）に重なる箇所）に、切屑除去用通気口Ａを設けており、被切削部αの切屑を、この切屑除去用通気口Ａで吸引することができるようにしている。切屑除去用通気口Ａに吸引された切屑は、第二挟持部材４２に設けた通気路４２ｄを通じて回収されるようになっている。通気路４２ｄの内部は、図示省略のポンプ等によって負圧に維持された状態となっている。これとは逆に、通気路４２ｄの内部を正圧とし、切屑除去用通気口Ａからエアが送出されるようにしてもよい。この場合には、被切削部αの切屑は、切屑除去用通気口Ａから送出されたエアによって吹き飛ばされるようになる。 Specifically, a chip removal vent A is provided in the center of the part of the second holding member 42 surrounded by the second contact part 42a (the part that overlaps with the cutting tool 60 in the vertical direction (z direction)). The chips from the cut portion α can be sucked through the chip removal vent A. The chips sucked into the chip removal vent A are collected through a ventilation path 42d provided in the second holding member 42. The inside of the ventilation path 42d is maintained at negative pressure by a pump or the like (not shown). On the contrary, the inside of the ventilation path 42d may be made to have a positive pressure, and air may be sent out from the chip removal ventilation port A. In this case, the chips on the cut portion α are blown away by the air sent out from the chip removal vent A.

ワークＷをテーブルの上に固定する従来のミーリング加工装置では、ワークＷの下側（ｚ方向負側）にはテーブルが位置するようになることに加えて、被切削部αの場所が変わるため、ワークＷの下側に、上記の切屑除去用通気口Ａに相当する部分を設けることが難しい。この点、本実施形態のミーリング加工装置では、ワーク挟持手段４０における第二挟持部材４２と、スピンドル２０に取り付けられた切削工具６０とが、左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）に一体的に移動するため、第二挟持部材４２と切削工具６０とが、ワークＷを挟んで上下方向（ｚ方向）に略重なった状態が維持されるようになっている。このため、上記のように、第二挟持部材４２に切屑除去用通気口Ａを設けると、ワークＷにおける被切削部αの移動に応じて、切屑除去用通気口Ａの位置を変えながら、被切削部αの切屑を効率的に除去することできるようになっている。 In conventional milling equipment that fixes the workpiece W on a table, the table is now located below the workpiece W (on the negative side in the z direction), and the location of the part to be cut α changes. , it is difficult to provide a portion corresponding to the above-mentioned chip removal vent A on the lower side of the workpiece W. In this regard, in the milling apparatus of this embodiment, the second clamping member 42 in the workpiece clamping means 40 and the cutting tool 60 attached to the spindle 20 are moved in the left-right direction (x direction) and the front-back direction (y direction). Since they move integrally, the second holding member 42 and the cutting tool 60 are maintained in a substantially overlapping state in the vertical direction (z direction) with the workpiece W therebetween. For this reason, when the second holding member 42 is provided with the chip removal vent A as described above, the position of the chip removal vent A is changed in accordance with the movement of the cut portion α in the workpiece W. Chips from the cutting portion α can be efficiently removed.

７．ワーク
本発明のミーリング加工装置で加工を施すワークは、その形態を特に限定されない。本発明のミーリング加工装置では、単純な平板状を為すものから、複雑な形態を為すものまで、幅広い形態のワークに対応することが可能である。なかでも、撓みやすく、且つ、凹凸や曲面を有する複雑な形態を有する薄板状のワークに加工を施すものとして好適である。このような形態のワークは、撓みやビビリが生じやすいことに加えて、従来のミーリング加工装置では、安定した状態で支持することが難しいため、精度よく加工しにくいところ、本発明のミーリング加工装置では、そのようなワークでも精度よく加工することができるからである。このような形態を有するワークとしては、自動車のボディ（ルーフやボンネットやドアパネル等）や内装材（インパネ等）が例示される。金属製のワークに限らず、樹脂製のワークであっても加工することが可能である。 7. Workpiece The form of the workpiece to be processed by the milling apparatus of the present invention is not particularly limited. The milling apparatus of the present invention can handle a wide range of workpiece shapes, from simple flat plates to complex shapes. Among these, it is suitable for processing a thin plate-like workpiece that is easy to bend and has a complicated shape with unevenness and curved surfaces. In addition to being susceptible to deflection and chatter, this type of workpiece is difficult to support in a stable state using conventional milling equipment, making it difficult to process it with high precision. This is because even such workpieces can be processed with high precision. Examples of workpieces having such a configuration include automobile bodies (roof, bonnet, door panels, etc.) and interior materials (instrument panels, etc.). It is possible to process not only metal workpieces but also resin workpieces.

１０ワーク固定手段
２０スピンドル
３０相対移動手段
３１ロボットアーム
４０ワーク挟持手段
４１第一挟持部材
４１ａ第一当接部
４１ａ_１転がり部材
４１ｂホルダ
４１ｂ_１保持穴
４１ｃ転動体
４２第二挟持部材
４２ａ第二当接部
４２ａ_１転がり部材
４２ｄ通気路
４３第一ピストン
４３ａ第一フランジ部
４３ｂ第一付勢部材
４４第二ピストン
４４ａ第二フランジ部
４４ｂ第二付勢部材
４５シリンダー部
５０加工ユニット
５１ハウジング
５２通気路（ダクト）
６０切削工具
Ａ切屑除去用通気口
Ｂ切屑除去用通気口
Ｗワーク
α 被切削部
β 空間 10 Work fixing means 20 Spindle 30 Relative movement means 31 Robot arm 40 Work holding means 41 First holding member 41a First contact portion 41a ₁ Rolling member 41b Holder 41b ₁ Holding hole 41c Rolling element 42 Second holding member 42a Second contact Contact portion 42a ₁ rolling member 42d Air passage 43 First piston 43a First flange portion 43b First urging member 44 Second piston 44a Second flange portion 44b Second urging member 45 Cylinder portion 50 Processing unit 51 Housing 52 Air passage (duct)
60 Cutting tool A Vent for removing chips B Vent for removing chips W Workpiece α Part to be cut β Space

Claims

ワークの特定箇所を固定するワーク固定手段と、
ワークを切削する切削工具を取り付けて回転させるスピンドルと、
切削工具でワークを切削しているときのスピンドルを、ワーク固定手段に対して、少なくともｘ方向及びｙ方向の２方向で相対的に移動させることが可能な相対移動手段と、
スピンドルに対して相対的に動かない状態で設けられ、ワークにおける切削工具で切削している箇所（以下「被切削部」という。）の近傍を挟持するワーク挟持手段と
を備え、
ワーク挟持手段が、
ワークに対してｚ方向正側（スピンドルが配された側。以下同じ。）から当接する球状の転がり部材からなる第一当接部を有する第一挟持部材と、
ワークに対してｚ方向負側（スピンドルが配されていない側。以下同じ。）から当接する球状の転がり部材からなる第二当接部を有する第二挟持部材と
で構成され、
第一当接部を構成する転がり部材と、第二当接部を構成する転がり部材とが、ｚ方向に重なって配され、
ワーク挟持手段に対するワークのｚ方向の動きが規制される一方、ワーク挟持手段に対するワークのｘ方向及びｙ方向の動きが許容されるようにした
ことを特徴とするミーリング加工装置。
a workpiece fixing means for fixing a specific part of the workpiece;
A spindle to which a cutting tool for cutting the workpiece is attached and rotated;
Relative movement means capable of moving a spindle relative to the workpiece fixing means in at least two directions, the x direction and the y direction, when cutting the workpiece with the cutting tool;
a workpiece clamping means that is provided in a state that does not move relative to the spindle and clamps the vicinity of the part of the workpiece that is being cut by the cutting tool (hereinafter referred to as the "cut part"),
The work holding means is
a first clamping member having a first contact portion made of a spherical rolling member that contacts the workpiece from the positive side in the z direction (the side where the spindle is arranged; the same applies hereinafter);
a second clamping member having a second contact portion made of a spherical rolling member that contacts the workpiece from the negative side in the z direction (the side where the spindle is not disposed; the same applies hereinafter);
The rolling member constituting the first contact portion and the rolling member constituting the second contact portion are arranged to overlap in the z direction,
A milling processing apparatus characterized in that the movement of the workpiece in the z direction with respect to the workpiece holding means is restricted, while the movement of the workpiece in the x direction and the y direction with respect to the workpiece holding means is permitted.

被切削部の周辺のエアをｚ方向負側に吸引する、又は、被切削部に対してｚ方向負側からエアを送出することによって、被切削部の切屑を除去する切屑除去用通気口Ａが、第二挟持部材に設けられた請求項１記載のミーリング加工装置。
A chip removal vent A that removes chips from the part to be cut by sucking air around the part to be cut to the negative side in the z-direction or by sending air to the part to be cut from the negative side in the z-direction. The milling apparatus according to claim 1, wherein said second holding member is provided with said second holding member.

被切削部の周辺のエアをｚ方向正側に吸引する、又は、被切削部に対してｚ方向正側からエアを送出することによって、被切削部の切屑を除去する切屑除去用通気口Ｂが、第一挟持部材に設けられた請求項２記載のミーリング加工装置。
A chip removal vent B that removes chips from the part to be cut by sucking air around the part to be cut to the positive side in the z-direction or by sending air to the part to be cut from the positive side in the z-direction. 3. The milling apparatus according to claim 2, wherein said first holding member is provided with said first holding member.

ワーク挟持手段が、ワークを弾性的に挟持するものとされた請求項１～３いずれか記載のミーリング加工装置。 The milling apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the workpiece holding means elastically holds the workpiece.