JPH10202566A - 自動加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工に耐えうる剛性が得られる上に、小型
化、高加工精度を実現できるようにした自動加工機の提
供。 【解決手段】 この自動加工機の加工ロボット３は、タ
ーンテーブル４上にフレーム６を摺動自在に配置させ、
フレーム６上にアーム９を旋回自在に配置させ、アーム
９上にスライダ１２を摺動自在に配置させ、スライダ１
２上にヘッド８１を旋回自在に配置させ、かつヘッド８
１上にワークｂを把持するハンド１００を回転自在に配
置させるというように、ターンテーブル４上に各構成要
素を順次積み上げ、各構成要素を順次縮小させるように
している。アーム９の両端に設けた一対からなる旋回軸
を、フレーム６上に設けた一対の軸受で回転自在に支持
するとともに、ヘッド８１の両端に設けた一対からなる
旋回軸をスライダ１２上に設けた一対の軸受で回転自在
に支持している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、腕時計のケースの
ような複雑な形状をした被加工物（ワーク）を、刃物
（工具）により自動的に加工する自動加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動加工機の一例としては、ワー
クを左右に運動させるテーブル（Ｘ軸方向）と、前後に
運動させるサドル（Ｙ軸方向）と、工具を回動させなが
ら昇降させる主軸ヘッド（Ｚ軸方向）の３ユニットから
なるものが知られている。ワークは、テーブル上に治具
などにより位置決めまたは固定させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の自
動加工機では、ワークをテーブル上に治具などにより位
置決めまたは固定する必要がある。このため、ワークを
加工する度に、治具にワークを取り付けたり、または治
具からワークを取り外したりする必要があり、ワークの
取扱いを手作業でいちいち行う必要があった。このよう
な不都合を解消するために、主軸ヘッドを固定とし、こ
の主軸ヘッドに回動自在に取り付けた工具に対し、ワー
クを把持して移動させて任意の加工を行うロボットを備
えたものが考えられる。しかし、このようなロボットを
実現するにあたり、従来からある組み立てロボットのよ
うな構造では、加工に耐えられる十分な剛性が得られな
い上に、小型化が難しく、かつ加工精度が劣るというよ
うな問題が考えられる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、加工に耐えうる
剛性が得られる上に、小型化、高加工精度を実現できる
ようにした自動加工機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明では、工具を取り付ける主軸
スピンドル２と、この主軸スピンドル２に取り付けた工
具ａにより加工するワークｂを把持して空間的に移動さ
せるロボット３とからなり、このロボット３は、ワーク
を把持するハンドと、このハンドを任意の位置に位置決
めし、かつ任意の姿勢とするために、ハンドに対して回
動、旋回、および直動の各運動を与える回動手段と、旋
回手段と、直動手段とを備え、旋回手段は一対からなる
旋回軸を有し、この両旋回軸を回動自在に支持するよう
にした。このように、請求項１記載の発明は、旋回手段
が、一対からなる旋回軸を有し、この両旋回軸を回動自
在に支持するようにしたので、加工に耐えうる高剛性化
が実現できる。

【０００６】請求項２記載の本発明では、請求項１に記
載されるロボットを、回動自在に設けたターンテーブル
４と、このターンテーブル４を回動させるターンテーブ
ル回動手段と、ターンテーブル４上に摺動自在に配置し
たフレーム６と、このフレーム６を摺動させるフレーム
摺動手段と、フレーム６上に旋回自在に配置したアーム
９と、このアーム９を旋回させるアーム旋回手段と、ア
ーム９上に摺動自在に配置したスライダ１２と、このス
ライダ１２を摺動させるスライダ摺動手段と、スライダ
１２上に旋回自在に配置したヘッド８１と、このヘッド
８１を旋回させるヘッド旋回手段と、ヘッド８１上に回
動自在に配置し、ワークｂを把持するハンド１００と、
このハンド１００を回動させるハンド回動手段とを備
え、アーム９の両端に一対からなる旋回軸２８、２９を
設け、この両旋回軸２８、２９をフレーム６上に設けた
一対の軸受２６、２７で回動自在に支持するとともに、
ヘッド８１の両端に一対からなる旋回軸８５、８５を設
け、この両旋回軸８５、８５をスライダ１２上に設けた
一対の軸受８６、８６により回動自在に支持するように
した。

【０００７】このように、請求項２記載の発明は、ター
ンテーブル４上に、フレーム６、アーム９、スライダ１
２、ヘッド８１、およびハンド１００を順次積み上げる
ようにした。さらに、アーム９の両端に一対からなる旋
回軸２８、２９を設け、この両旋回軸２８、２９をフレ
ーム６上に設けた一対の軸受２６、２７で回動自在に支
持するとともに、ヘッド８１の両端に一対からなる旋回
軸８５、８５を設け、この両旋回軸８５、８５をスライ
ダ１２上に設けた一対の軸受８６、８６で回動自在に支
持するようにした。このため、請求項２記載の発明で
は、ロボットの小型化が実現できる上に、加工に耐えう
る高剛性化を実現できる。

【０００８】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、アーム９の旋回軸２８、２９を中心と
し、この旋回軸２８、２９からハンド１００の方向に向
けて、スライダ１２のガイドレール５１、５１と、ヘッ
ド８１の旋回軸８５、８５と、ハンド１００の回動軸を
ほぼ同一直線上に配置するようにした。このため、請求
項３記載の発明では、ハンド１００に把持されて加工さ
れるワークｂの位置決め精度が良く、加工誤差が少なく
なるので、高精度の加工が実現可能となる。

【０００９】請求項４記載の発明では、請求項２または
請求項３記載の発明において、フレーム６、アーム９、
スライダ１２、ヘッド８１、およびハンド１００の順序
で各要素を順次縮小させて配置させるようにした。ま
た、請求項５記載の発明では、請求項２、請求項３、ま
たは請求項４記載の発明において、ヘッド旋回手段の駆
動源は、ヘッド８１の後方に設け、ヘッド８１と駆動源
とはリンクにより接続するようにした。このため、請求
項４記載の発明ではロボット全体が小型化でき、請求項
５記載の発明では、さらにワークｂを把持するハンド１
００側を小型化でき、主軸スピンドル２及び主軸スピン
ドル２に取付けた工具ａとの干渉防止が実現できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の自動加工機の好適
な実施の形態について、図１ないし図１６を参照して詳
細に説明する。図１は、この実施の形態の自動加工機の
全体の構成を示す斜視図である。図２は、同自動加工機
の加工ロボットの部分の構成を示す斜視図である。図３
は、図２に示す加工ロボットの機能を説明する図であ
る。図４は、図２に示す加工ロボットの正面図である。
図５は、図２に示す加工ロボットの左側面図である。図
６は、図２に示す加工ロボットの平面図である。

【００１１】この実施の形態の自動加工機は、図１に示
すように、取付け台１上に取り付けられ、各種の工具ａ
が装着される主軸スピンドル２と、取付け台１に取付け
られた主軸スピンドル２に装着される工具ａでワークｂ
を加工するために、このワークｂを任意の位置に位置決
めし、かつ任意の姿勢とするための加工ロボット３から
構成される。この加工ロボット３は、図３に示すよう
に、６軸多関節型ロボットであり、回動（Ｊ１）、直動
（Ｊ２）、旋回（Ｊ３）、直動（Ｊ４）、旋回（Ｊ
５）、回動（Ｊ６）の６つ機能を組み合わせて構成され
ている。この各機能について、図２に対応する符号を表
示させている。ここで、「回動」および「旋回」とは、
本明細書では、特にことわりのない場合を除き、双方向
に回転できることをいう。

【００１２】次に、このような各機能を備えた加工ロボ
ット３について、その各機能と対応させて、構成の概略
を説明する。この加工ロボット３は、図２に示すよう
に、回動自在に設けたターンテーブル４を備え、このタ
ーンテーブル４は、第１軸ダイレクトドライブモータ１
６により回動するように構成される。このターンテーブ
ル４の回動は、図３の回動（Ｊ１）に対応する。ターン
テーブル４上にはベース５が固定され、このベース５上
にフレーム６が摺動自在に配置され、このフレーム６は
２軸モータ２２（図４参照）により摺動するように構成
される。このフレーム６の摺動は、図３の直動（Ｊ２）
に対応する。フレーム６上にはアーム９が旋回自在に配
置され、このアーム９は３軸モータ４４により旋回する
ように構成される。このアーム９の旋回は、図３の旋回
（Ｊ３）に対応する。

【００１３】アーム９上にはスライダ１２が摺動自在に
配置され、このスライダ１２は４軸モータ５９（図５参
照）により摺動するように構成される。このスライダ１
２の摺動は、図３の直動（Ｊ４）に対応する。スライダ
１２上にはヘッド８１が旋回自在に配置され、このヘッ
ド８１は５軸モータ７６により旋回するように構成され
る。このヘッド８１の旋回は、図３の旋回（Ｊ５）に対
応する。ヘッド８１上にはワークｂを把持するハンド１
００が回動自在に配置され、このハンド１００は６軸モ
ータ９１により回動するように構成される。このハンド
１００の回動は、図３の回動（Ｊ６）に対応する。

【００１４】また、この加工ロボット３は、図２に示す
ように、ターンテーブル４上にフレーム６を摺動自在に
配置させ、フレーム６上にアーム９を旋回自在に配置
し、アーム９上にスライダ１２を摺動自在に配置させ、
スライダ１２上にヘッド８１を旋回自在に配置させ、か
つヘッド８１上にワークｂを把持するハンド１００を回
動自在に配置させるというように、ターンテーブル４上
に各構成要素を順次積み上げ、かつ、フレーム６、アー
ム９、スライダ１２、ヘッド８１、およびハンド１００
の順序で各構成要素を順次縮小させるようにしている。
このような配置にするのは、加工ロボット３の小型化を
実現すると同時に、加工に耐えうる高剛性化を実現させ
るためである。

【００１５】次に、加工ロボット３の各部の構成の詳細
について説明する。まず、ターンテーブル４の回動機構
の構成について説明する。ターンテーブル４は、図７に
示すように、取付け台１に固定されたモータケース１３
の開口部に設けた軸受１４に回動自在に取付けられてい
る。軸受１４は、軸受押さえ１５により押さえられてい
る。モータケース１３内には、１軸ダイレクトドライブ
モータ１６が固定され、このモータ１６の出力軸１７
は、フェースギヤのかみ合わせによるカップリング１８
を介してターンテーブル４の下部に接続されている。タ
ーンテーブル４上には、ベース５が固定されている。こ
のような構成により、１軸ダイレクトドライブモータ１
６が回動すると、ターンテーブル４が回動できる。この
ターンテーブル４の回動は、図３の回動（Ｊ１）に対応
する。

【００１６】次に、フレーム６の摺動機構の構成につい
て説明する。図８に示すように、ベース５上には、２本
からなる２軸ガイドレール２０、２０が並行に設けら
れ、この各２軸ガイドレール２０上に、２個からなる２
軸スライドユニット２１が摺動自在に直線運動できるよ
うに嵌合されている。この２軸スライドユニット２１上
には、フレーム６が接続されている。ベース５上には、
図７に示すように２軸モータ２２が固定されている。こ
の２軸モータ２２の出力軸は、カップリング１９により
軸受２３ａに軸受される２軸ボールネジ２３に接続さ
れ、この２軸ボールネジ２３に２軸ボールネジナット２
４がかみ合っている。このナット２４は、図示のよう
に、２軸ナットホルダ２５に固定され、このホルダ２５
はフレーム６の下面に固定されている。このような構成
により、２軸モータ２２が回動すると２軸ボールネジナ
ット２４が移動するので、このナット２４に一体のフレ
ーム６は、２軸ガイドレール２０、２０に案内されて直
線運動を行う。このフレーム６の直線運動は、図３の直
動（Ｊ２）に対応する。

【００１７】次に、アーム９の旋回機構の構成について
説明する。図９および図１２に示すように、フレーム６
の左右には、軸受ホルダ７、８で支持される軸受２６、
２７が設けられ、この軸受２６、２７にアーム９の左右
の旋回軸２８、２９が軸受けされている。軸受２６、２
７は、軸受押さえ７ａ、８ａで押さえられ、かつ軸受蓋
７ｂ、８ｂで被覆されている。また、軸受ホルダ７、８
は、蓋７ｃ、８ｃにより被覆されている。アーム９の後
端の左右には、図１０に示すように軸３１、３１が設け
られ、この軸３１、３１は、リンク３３、３３の一方に
設けた軸受３２、３２に軸受けされている。リンク３
３、３３の他方には軸受３４、３４が設けられ、この軸
受３４、３４に連結シャフト３５が軸受けされている。

【００１８】連結シャフト３５の一端は、図１０に示す
ように、３軸ガイドホルダ３６を介して３軸ガイドシャ
フト３７の下端側に接続されている。３軸ガイドシャフ
ト３７は、図１１に示すように、フレーム６の一端に設
けられたリニアブッシュ３８内に昇降自在に挿通され、
その下端に３軸ガイドホルダ３６がナット３９により取
付けられている。リニアブッシュ３８の上部開口は、ブ
ッシュ用の蓋４０により塞がれている。連結シャフト３
５の他端には、図１０に示すような通孔３５ａが設けら
れ、この通孔３５ａに３軸ボールネジ４１の下端側が挿
通されている。３軸ボールネジ４１には、３軸ボールネ
ジナット４５がかみ合っており、この３軸ボールネジナ
ット４５は、回動できないように３軸ガイドホルダ４６
内に固定されている。３軸ガイドホルダ４６の下端が、
連結シャフト３５の他端の上面に当たるようになってい
る。

【００１９】また、３軸ガイドホルダ４６は、図５に示
すように、３軸ガイドシャフト４７の下端に連結されて
いる。３軸ガイドシャフト４７は、３軸ガイドシャフト
３７と同様に昇降自在に構成されている。さらに、３軸
ボールネジ４１は、３軸モータブラッケット４２内に設
けられた軸受４３に回動自在に支持され、その上端側が
カップリング４３ａを介して３軸モータ４４に接続され
ている。３軸モータブラケット４２内には、３軸ボール
ネジ４１の上端が嵌まる軸受ナット４８が設けられ、３
軸モータブラケット４２の下部開口には、軸受４３の蓋
４９が設けられている。このような構成により、３軸モ
ータ４４が回動すると３軸ボールネジ４１が回動し、こ
れとかみ合っている３軸ボールネジナット４５が、昇降
動作を行う。このため、連結シャフト３５が上下するの
で、連結シャフト３５とリンク３３、３３を介して接続
されるアーム９は、旋回軸２８、２９を中心に旋回する
（図１５参照）。このアーム９の旋回運動は、図３の旋
回（Ｊ３）に対応する。

【００２０】次に、スライダ１２の摺動機構の構成につ
いて説明する。図９および図１２に示すように、アーム
９の左右の側壁の内側には、４軸ガイドレール５１、５
１が設けられ、この４軸ガイドレール５１、５１には４
軸スライドユニット５２、５２が摺動自在に嵌合されて
いる。４軸スライドユニット５２、５２は、アーム９内
に収容されるスライダ１２の左右の側壁に取付けられて
いる。スライダ１２の後端には、図１２に示すように、
ボールナットネジ５４が固定され、このボールナットネ
ジ５４には、４軸ボールネジ５５の先端側がかみ合って
いる。この４軸ボールネジ５５は、アーム９の後部に設
けた筒体５６の内部に設けた軸受５７により回動自在に
支持されている。さらに、４軸ボールネジ５５の後端
は、カップリング５８により４軸モータ５９の軸と連結
されている。４軸モータ５９は、筒体５６の後方の開口
部に取付けられている。このような構成により、４軸モ
ータ５９が回動すると、４軸ボールネジナット５４が前
後に移動できるので、このナット５４と一体のスライダ
１２は、４軸ガイドレール５１、５１に案内されて前後
方向に往復動できる。このスライダ１２の直線運動は、
図３の直動（Ｊ４）に対応する。

【００２１】次に、ヘッド８１の旋回機構の構成につい
て説明する。図１３に示すように、スライダ１２の後部
には、軸受ケース６１がスライダ１２と一体に設けられ
ている。この軸受ケース６１内には、図示のように、軸
受６２、６２が配置され、この軸受６２、６２に回動軸
６４が回動自在に支持されている。軸受６２、と軸受６
２との間には、スペーサ６３が介在されている。回動軸
６４の両端は、図示のように、左右の５軸ブッシュホル
ダ６５、６５に、回動自在に嵌合されている。この５軸
ブッシュホルダ６５、６５にはリニアブッシュ６６が設
けられ、このリニアブッシュ６６により、５軸ガイドシ
ャフト６７、６７が摺動自在に支持されている。５軸ガ
イドシャフト６７、６７の各後端は、ガイドブロック６
８の両端にナット６９により取付けられている。ガイド
ブロック６８上には、図１６に示すように、５軸ナット
ホルダ７１が取付けられており、この５軸ナットホルダ
７１内には、５軸ボールネジ７２とかみ合う５軸ボール
ネジナット（図示せず）が回動できないように固定され
ている。

【００２２】５軸ボールネジ７２は、図１６に示すよう
に、５軸モータブラケット７３内に設けた軸受７４に回
動自在に支持され、その先端がカップリング７５を介し
て５軸モータ７６の軸に接続されている。５軸モータ７
６は、５軸モータブラケット７３に固定されている。５
軸モータブラケット７３の下部側の両端は、図９に示す
ように、左右のブッシュホルダ６５、６５に接続されて
いる。左右の５軸ガイドシャフト６７、６７の各前端側
には、図１３に示すように、５軸ガイドホルダ７７の円
筒部が挿通され、ナット７８、７８によりその円筒部が
５軸ガイドシャフト６７に固定されている。左右の５軸
ガイドホルダ７７、７７の下端部には、図１４（Ｂ）に
示すように、軸受ホルダ７９ａ、７９ａに支持される軸
受７９、７９が設けられ、この軸受７９、７９にヘッド
８１の上部両端に設けた軸８２、８２が軸受けされてい
る。軸受７９、７９の各開口部は、蓋８３により塞がれ
ている。さらに、図１２に示すように、ヘッド８１の開
口部側の左右に突出片８４、８４が設けられ、この突出
片８４、８４の外側に左右の旋回軸８５、８５を設けら
れている。このヘッド８１の旋回軸８５、８５は、スラ
イダ１２の前部に設けた軸受８６、８６に回動自在に取
り付けられている。

【００２３】このような構成により、５軸モータ７６が
回動すると５軸ボールネジ７２が回動するが、これとか
み合っている５軸ナットホルダ７１内に固定される５軸
ボールネジナット（図示せず）が、左右の５軸ブッシュ
ホルダ６５、６５に案内され、５軸ガイドシャフト６
７、６７を前後に直線運動させる。このため、５軸ガイ
ドホルダ７７、７７の軸受７９、７９（図１４参照）に
支持されるヘッド８１の軸８２、８２が回動し、これに
よりヘッド８１の左右の旋回軸８５、８５が回動するの
で、ヘッド８１は、旋回軸８５、８５を中心に旋回する
（図１５および図１６参照）。このヘッド８１の旋回
は、図３の旋回（Ｊ５）に対応する。

【００２４】次に、ハンド１００の回動機構の構成につ
いて説明する。図１２に示すように、ヘッド８１内に
は、ハンド１００を構成する中空状のクイル（中空軸）
８７が軸受８８、８９により回動自在に支持されてい
る。ヘッド８１の後面には６軸モータ９１が固定され、
この６軸モータ９１の出力軸は、減速機９２を介してク
イル８７に接続されている。このような構成により、６
軸モータ９１が回動すると、この回動が減速機９２で減
速されてクイル８７を回動させるので、このクイル８７
に一体であってフィンガ９７、９７などから構成される
ハンド１００が回動する。このハンド１００の回動は、
図３の回動（Ｊ６）に対応する。

【００２５】次に、フィンガ９７、９７からなるハンド
１００の把持機構の構成について説明する。図１２に示
すように、クイル８７の開口部は、ブロック９３で塞が
れ、このブロック９３で塞がれた空間によりシリンダ９
４が形成され、このシリンダ９４内にピストン９５が往
復動自在に配置されている。ピストン９５は、ロッド９
６と接続されている。ブロック９３は、左右一対のフィ
ンガ９７、９７を取付けるためにその先端側に左右の取
り付け部を備え、この各取り付け部にピン９８により各
フィンガ９７、９７が回動自在に取り付けられている。
各フィンガ９７の後端は、コロ９９を介してロッド９６
の先端に取り付けられている。

【００２６】ヘッド８１の前部にワークｂの後部を支持
する基準プレート１０１が設けられている。従って、図
４および図６に示すように、ワークｂは、前面の２箇所
が左右のフィンガ９７、９７で支持され、かつ、その後
部が基準プレート１０１に支持されるようになってい
る。このような構成により、シリンダ９４内の空気の制
御により、ピストン９５を前後させると、ピン９８、９
８を中心にフィンガ９７、９７が回動する。このため、
図６に示すように、フィンガ９７、９７がワークｂの前
面の２箇所を基準プレー１０１に向けて押圧すると、ワ
ークｂは基準プレート１０１により移動が規制されてフ
ィンガ９７、９７に把持された状態になる。

【００２７】また、この実施の形態では、図２および図
３から分かるように、アーム９の旋回軸２８、２９（図
２および図３に示すＪ３に対応）を中心とし、この旋回
軸２８、２９からハンド１００の方向に向けて、スライ
ダ１２のガイドレール５１、５１（図２および図３に示
すＪ４に対応）と、ヘッド８１の旋回軸８５、８５（図
２および図３に示すＪ５に対応）と、ハンド１００を回
動させるクイル（中空軸）８７（図２および図３に示す
Ｊ６に対応）とをほぼ同一直線上に配置するようにし
た。このような配置により、ハンド１００に把持されて
加工されるワークｂの位置決め精度が良く、加工誤差が
少なくなるので、高精度の加工が実現できる。

【００２８】次に、このように構成される実施の形態の
動作について説明する。この実施の形態の自動加工機で
は、主軸スピンドル２に工具ａを取付ける一方、加工ロ
ボット３のハンド１００にワークｂを把持させ、工具ａ
を固定させたままワークｂの所定の加工を行う。このた
め、加工ロボット３は、ワークｂ任意の位置に位置決め
し、かつ任意の姿勢にさせるため、ターンテーブル４の
回動動作、フレーム６の摺動動作、アーム９の旋回動
作、スライダ１２の摺動動作、ヘッド８１の旋回動作、
およびハンド１００の回動動作の各動作を、個別または
組み合わせにより行う。

【００２９】ターンテーブル４の回動動作は、１軸ダイ
レクトドライブモータ１６の駆動により行われる。フレ
ーム６の摺動動作は、２軸モータ２２の駆動により行わ
れる。すなわち、２軸モータ２２が回動すると、この回
動に伴って２軸ボールネジナット２４が移動するので、
このナット２４に一体のフレーム６が、２軸ガイドレー
ル２０、２０に案内される。アーム９の旋回動作は、３
軸モータ４４の駆動により行われる。すなわち、３軸モ
ータ４４が回動すると３軸ボールネジ４１が回動し、こ
れとかみ合っている３軸ボールネジナット４５が、昇降
動作を行う。このため、図１５に示すように、連結シャ
フト３５が上下するので、連結シャフト３５とリンク３
３、３３を介して接続されるアーム９が、旋回軸２８、
２９を中心に旋回する。

【００３０】スライダ１２の摺動動作は、４軸モータ５
９の駆動により行われる。すなわち、４軸モータ５９が
回動すると、４軸ボールネジナット５４が前後に移動す
るので、ナット５４に一体のスライダ１２が、４軸ガイ
ドレール５１、５１に案内されて前後方向に往復動す
る。ヘッド８１の旋回動作は、５軸モータ７６の駆動に
より行われる。すなわち、５軸モータ７６が回動する
と、５軸ボールネジ７２が回動し、これとかみ合ってい
る５軸ナットホルダ７１内に固定される５軸ボールネジ
ナット（図示せず）が、左右の５軸ブッシュホルダ６
５、６５に案内され、５軸ガイドシャフト６７、６７を
前後に直線運動させる。このため、図１４および図１５
に示すように、５軸ガイドホルダ７７、７７の軸受７
９、７９に支持されるヘッド８１の軸８２、８２が回動
し、これによりヘッド８１の左右の旋回軸８５、８５が
回動するので、ヘッド８１は、旋回軸８５、８５を中心
に旋回する。ハンド１００の回動動作は、６軸モータ９
１の駆動により行われる。すなわち、６軸モータ９１が
回動すると、この回動が減速機９２で減速されてクイル
８７を回動させるので、フィンガ９７、９７からなるハ
ンド１００が回動する。

【００３１】以上説明したように、この実施の形態で
は、図２に示すように、ターンテーブル４上に、フレー
ム６、アーム９、スライダ１２、ヘッド８１、およびハ
ンド１００の順序で各要素を順次縮小して配置させるよ
うにした。また、アーム９の両端に設けた一対からなる
旋回軸２８、２９を、フレーム６上に設けた一対の軸受
２６、２７で回動自在に支持するとともに、ヘッド８１
の両端に設けた一対からなる旋回軸８５、８５をスライ
ダ１２上に設けた一対の軸受８６、８６で回動自在に支
持するようにした。このため、この実施の形態では、加
工ロボット３の小型化が実現できる上に、加工に耐えう
る高剛性化を実現できる。

【００３２】また、この実施の形態では、ヘッド８１の
駆動源である５軸モータ７６を後方側に設け、このヘッ
ド８１と５軸モータ７６とはリンクにより接続するよう
にした。このため、この実施の形態では、加工ロボット
３のハンド１００側を小型化でき、主軸スピンドル２及
び主軸スピンドル２に取付けた工具ａとの干渉防止が実
現できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、旋
回手段が、一対からなる旋回軸を有し、この両旋回軸を
回動自在に支持するようにしたので、加工に耐えうる高
剛性化が実現できる。また、本発明では、ターンテーブ
ル上に、フレーム、アーム、スライダ、ヘッド、および
ハンドを順次積み上げるようにし、かつ、アームの両端
に設け一対の旋回軸をフレーム上に設けた一対の軸受で
回動自在に支持するとともに、ヘッドの両端に設けた一
対の旋回軸をスライダ上に設けた一対の軸受で支持する
ようにしたので、ロボットの小型化が実現できる上に、
加工に耐えうる高剛性化を実現できる。

【００３４】また、本発明では、アームの旋回軸を中心
とし、この旋回軸からハンドの方向に向けて、スライダ
のガイドレールと、ヘッドの旋回軸と、ハンドの回動軸
を同一直線上に配置するようにしたので、ハンドに把持
されて加工されるワークの位置決め精度が良く、加工誤
差が少なくなり、もって、高精度の加工が実現可能とな
る。さらに、本発明では、フレーム、アーム、スライ
ダ、ヘッド、およびハンドの順序で各要素を順次縮小さ
せて配置させるようにしたのでロボット全体を小型化で
きる。

【００３５】また、本発明では、ヘッド旋回手段の駆動
源は、ヘッドの後方に設け、ヘッドと駆動源とはリンク
により接続するようにしたので、ワークを把持するハン
ドを小型化でき、主軸スピンドルに取付けた工具との干
渉防止や、可動範囲の縮小化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の自動加工機の全体構成を
示す斜視図である。

【図２】同自動加工機の加工ロボットの部分の構成を示
す斜視図である。

【図３】図２に示す加工ロボットの機能を説明する図で
ある。

【図４】図２に示す加工ロボットの正面図である。

【図５】図２に示す加工ロボットの左側面図である。

【図６】図２に示す加工ロボットの平面図である。

【図７】ターンテーブルの駆動機構を示す断面図であ
る。

【図８】図４のＤ−Ｄ線の断面図である。

【図９】図５のＣ−Ｃ線の断面図である。

【図１０】図５のＥ−Ｅ線の断面図である。

【図１１】図１０のＦ−Ｆ線の断面図である。

【図１２】図５のＧ−Ｇ線の断面図である。

【図１３】図１６のＢ−Ｂ線の断面図である。

【図１４】（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線の断面図であり、
（Ｂ）はヘッドの旋回部の正面図である。

【図１５】図４のＨ−Ｈ線の断面図であり、ヘッドが傾
いた位置で、３軸が傾いた位置にある場合である。

【図１６】図４のＨ−Ｈ線の断面図であり、ヘッドが垂
直位置で、３軸が水平位置にある場合である。

【符号の説明】

ａ 工具 ｂ ワーク ２ 主軸スピンドル ３ 加工ロボット ４ ターンテーブル ６ フレーム ９ アーム １２ スライダ １６ １軸ダイレクトドライブモータ ２２ ２軸モータ ２６、２７ 軸受 ２８、２９ 旋回軸 ４４ ３軸モータ ５１ ４軸ガイドレール ５９ ４軸モータ ７６ ５軸モータ ８１ ヘッド ８５ 旋回軸 ８６ 軸受 ９１ ６軸モータ １００ ハンド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具を取り付ける主軸スピンドルと、 この主軸スピンドルに取り付けた工具により加工するワ
   ークを把持して空間的に移動させるロボットとからな
   り、 前記ロボットは、 前記ワークを把持するハンドと、 このハンドを任意の位置に位置決めし、かつ任意の姿勢
   とするために、前記ハンドに対して回動、旋回、および
   直動の各運動を与える回動手段と、旋回手段と、直動手
   段とを備え、 前記旋回手段は一対からなる旋回軸を有し、この両旋回
   軸を回動自在に支持することを特徴とする自動加工機。
2. 【請求項２】 前記ロボットは、 回動自在に設けたターンテーブルと、 このターンテーブルを回動させるターンテーブル回動手
   段と、 前記ターンテーブル上に摺動自在に配置したフレーム
   と、 このフレームを摺動させるフレーム摺動手段と、 前記フレーム上に旋回自在に配置したアームと、 このアームを旋回させるアーム旋回手段と、 前記アーム上に摺動自在に配置したスライダと、 このスライダを摺動させるスライダ摺動手段と、 前記スライダ上に旋回自在に配置したヘッドと、 このヘッドを旋回させるヘッド旋回手段と、 前記ヘッド上に回動自在に配置し、前記ワークを把持す
   るハンドと、 このハンドを回動させるハンド回動手段とを備え、 前記アームの両端に一対からなる旋回軸を設け、この両
   旋回軸を前記フレーム上に設けた一対の軸受で回動自在
   に支持するとともに、前記ヘッドの両端に一対からなる
   旋回軸を設け、この両旋回軸を前記スライダ上に設けた
   一対の軸受で回動自在に支持することを特徴とする請求
   項１の自動加工機。
3. 【請求項３】 前記アームの旋回軸を中心とし、 この旋回軸から前記ハンドの方向に向けて、前記スライ
   ダのガイドレールと、前記ヘッドの旋回軸と、前記ハン
   ドの回動軸とをほぼ同一直線上に配置したことを特徴と
   する請求項２記載の自動加工機。
4. 【請求項４】 前記フレーム、前記アーム、前記スライ
   ダ、前記ヘッド、および前記ハンドの順序で前記各要素
   を順次縮小させて配置させたことを特徴とする請求項２
   または請求項３記載の自動加工機。
5. 【請求項５】 前記ヘッド旋回手段の駆動源は、前記ヘ
   ッドの後方に設け、前記ヘッドと前記駆動源とはリンク
   により接続することを特徴とする請求項２、請求項３、
   または請求項４記載の自動加工機。