(57)【要約】【課題】作業者が作業室内で作業等を行う場合でも、作業者の安全を確保しながら、被加工材の塑性加工をできるだけ停止せずに縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転を継続して生産効率の低下を防止できる回転塑性加工設備及びその運転方法を提供する。【解決手段】回転塑性加工設備において、加工領域に装置本体の前後両側を介してアクセス可能な縦型回転塑性加工装置を隔壁により隔離された作業室内に備え、加工領域に対し被加工材を供給・回収可能なロボットを前後両側のうちの一方側に備え、作業者が他方側から加工領域にアクセス可能な他方側アクセス扉を隔壁に設けるとともに、他方側アクセス扉の開閉状態を検知する第１検知手段を設け、第１検知手段から他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合に、縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転を停止するように制御する制御手段を設けた。【選択図】図５
2010280023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向軸芯を備えた主軸回りで回転状態にある被加工材にローラを当接させて、前記被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工するとともに、前記被加工材を載置して加工する加工領域に、装置外部から装置本体の前後両側を介してアクセス可能な縦型回転塑性加工装置を、隔壁により隔離された作業室内に備え、
前記加工領域に被加工材を供給可能且つ前記加工領域から被加工材を回収可能なロボットを、前記作業室内の前記装置本体の前後両側のうちの一方側に備え、
作業者が前記装置本体の他方側から前記加工領域にアクセス可能な他方側アクセス扉を前記隔壁に設けるとともに、前記他方側アクセス扉の開閉状態を検知する第１検知手段を設け、
前記第１検知手段により検知した前記開閉状態に関する検知結果に基づいて、前記第１検知手段から前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合に、前記縦型回転塑性加工装置及び前記ロボットの運転を停止する形態で、前記縦型回転塑性加工装置及び前記ロボットの運転を制御する制御手段を設けた回転塑性加工設備。
【請求項２】
少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置を、前記装置本体の一方側を対向させて配設するとともに、対向配置される前記装置本体の両一方側間に前記ロボットを配設し、
前記少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の両他方側に前記他方側アクセス扉と前記第１検知手段とをそれぞれ設け、
前記制御手段が、一の前記第１検知手段から対応する前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、少なくとも、当該一の第１検知手段に対応する縦型回転塑性加工装置の運転を停止させるとともに、当該縦型回転塑性加工装置に関する前記ロボットの運転を停止させる制御を実行する請求項１に記載の回転塑性加工設備。
【請求項３】
作業者が前記装置本体の一方側から前記加工領域にアクセス可能な一方側アクセス扉を、前記対向配置された少なくとも一対の縦型回転塑性加工装置の一方側近傍の前記隔壁に設けるとともに、前記一方側アクセス扉の開閉状態を検知する第２検知手段を設け、
前記制御手段が、前記第２検知手段から前記一方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、前記対向配置された少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の運転を停止させるとともに、前記ロボットにおける前記両縦型回転塑性加工装置への運転を停止させる制御を実行する請求項２に記載の回転塑性加工設備。
【請求項４】
上下方向軸芯を備えた主軸回りで回転状態にある被加工材にローラを当接させて、前記被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工するとともに、前記被加工材を載置して加工する加工領域に、装置外部から装置本体の前後両側を介してアクセス可能な縦型回転塑性加工装置を、隔壁により隔離された作業室内に備え、
前記加工領域に被加工材を供給可能且つ前記加工領域から被加工材を回収可能なロボットを、前記作業室内の前記装置本体の前後両側のうちの一方側に備え、
作業者が前記装置本体の他方側から前記加工領域にアクセス可能な他方側アクセス扉を前記隔壁に設けるとともに、前記他方側アクセス扉の開閉状態を検知する第１検知手段を設けた回転塑性加工設備を用いて、
前記ロボットにより前記加工領域に塑性加工前の被加工材を供給する供給工程と、供給された被加工材を前記ローラにより成形型の形状に沿った形状に塑性加工する加工工程と、前記ロボットにより塑性加工後の被加工材を回収する回収工程とを順次実行する通常運転を行い、
前記通常運転において、前記第１検知手段により検知した前記開閉状態に関する検知結果に基づいて、前記第１検知手段から前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合に、前記縦型回転塑性加工装置及び前記ロボットの運転を停止する回転塑性加工設備の運転方法。
【請求項５】
少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置を、前記装置本体の一方側を対向させて配設するとともに、対向配置される前記装置本体の両一方側間に前記ロボットを配設し、
前記少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の両他方側に前記他方側アクセス扉と前記第１検知手段とをそれぞれ設けた前記回転塑性加工設備を用いて、
前記通常運転において、一の前記第１検知手段から対応する前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、少なくとも、当該一の第１検知手段に対応する縦型回転塑性加工装置の運転を停止させるとともに、当該縦型回転塑性加工装置に関する前記ロボットの運転を停止する請求項４に記載の回転塑性加工設備の運転方法。
【請求項６】
作業者が前記装置本体の一方側から前記加工領域にアクセス可能な一方側アクセス扉を、前記対向配置された少なくとも一対の縦型回転塑性加工装置の一方側近傍の前記隔壁に設けるとともに、前記一方側アクセス扉の開閉状態を検知する第２検知手段を設けた前記回転塑性加工設備を用いて、
前記通常運転において、前記第２検知手段から前記一方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、前記対向配置された少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の運転を停止するとともに、前記ロボットにおける前記両縦型回転塑性加工装置への運転を停止する請求項５に記載の回転塑性加工設備の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向軸芯を備えた主軸回りで回転状態にある被加工材にローラを当接させて、被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工する縦型回転塑性加工装置を備えた回転塑性加工設備及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から回転塑性加工装置では、主軸に成形型を配設しこの成形型に被加工材を取り付け、被加工材を心押機構により回転可能な状態で支持して成形型に固定する。そして、駆動回転機構としての電動機等により主軸回りに回転される被加工材にローラを外径側から当接させて、被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工する。
【０００３】
この回転塑性加工装置としては、例えば、横型回転塑性加工装置や縦型回転塑性加工装置がある。横型回転塑性加工装置は、主軸の回転軸が装置本体に対して横方向、すなわち、水平方向に設けられ、この水平方向の回転軸周りで被加工材が回転する回転塑性加工装置である（例えば、特許文献１参照）。一方、縦型回転塑性加工装置は、主軸の回転軸が装置本体に対して縦方向、すなわち、鉛直（上下）方向に設けられ、この鉛直方向の回転軸周りで被加工材が回転する回転塑性加工装置である（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
そして、上記した回転塑性加工装置を実際に被加工材の塑性加工に使用する場合には、回転塑性加工装置は隔壁により隔離された作業室内に設置される。この際、回転塑性加工装置内における被加工材を塑性加工する加工領域に塑性加工前の被加工材を供給し、加工領域から塑性加工後の被加工材を回収等するロボットが、作業室内に配置される。これにより、この作業室内において回転塑性加工装置による被加工材の塑性加工を自動的に行うことができる回転塑性加工設備が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−７８８０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６０７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記回転塑性加工設備では、ロボットは回転塑性加工装置の装置本体の前面側に設けられ、この前面側から加工領域に被加工材を供給等するように構成されるとともに、当該回転塑性加工装置近傍の隔壁に作業者が作業室内に立ち入ることが可能な扉を設けることで、作業者は装置本体の前面側を介して加工領域にアクセス可能に構成されていた。
このように装置本体の前面側からのみ作業者やロボットが加工領域にアクセス可能とされていたのは、例えば、横型回転塑性加工装置においては、主軸が配置される水平面内に、主軸の回転軸方向で当該主軸に対向して心押機構が配置されるとともに主軸の回転軸の外径方向（被加工材の外径方向である装置本体の後面側）にローラが配置されていたため、構造上、装置本体の外部から装置本体の後面側を介して加工領域にアクセスできない構成であったことが一つの要因である。
【０００７】
しかしながら、上記構成では、作業室内に作業者が何らかの理由で立ち入って、装置本体の成形型を交換する段取り替えや加工プログラムの補正・変更などの作業（以下、「段取り替え作業等」と呼ぶ）を行いたい場合には、例えば、作業者が装置本体の前面側近傍等に設けられた扉から作業室内に立ち入り、当該装置本体の前面側を介して加工領域にアクセスする必要があるが、装置本体の前面側ではロボットが働いているため、作業者が不用意に装置本体の前面側に立ち入るとロボットの動きに巻き込まれるおそれ等があり好ましいとはいえない。
また、回転塑性加工装置自体も運転を行っているため、作業者が不用意に装置本体の加工領域の近傍に侵入すると被加工材やローラ等の動きに巻き込まれるおそれがあり好ましいとはいえない。
【０００８】
一方で、作業者が作業室内に立ち入る場合には、予め回転塑性加工装置やロボットの運転を停止しておくことも考えられるが、立ち入るたびごとに作業者が回転塑性加工装置等の運転を停止させるのは、非常に手間であると共に、生産効率が低下することが懸念される。よって、作業者が作業室内に立ち入る場合であっても、できるだけ回転塑性加工装置等の運転の停止時間を短くした状態で、作業者の安全を確保できることがより好ましい。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業者が作業室に立ち入って段取り替え作業等を行う場合でも、作業者の安全を確保しながら、被加工材の塑性加工をできるだけ停止せずに縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転を継続して生産効率の低下を防止することができる回転塑性加工設備及びその運転方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る回転塑性加工設備は、
上下方向軸芯を備えた主軸回りで回転状態にある被加工材にローラを当接させて、前記被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工するとともに、前記被加工材を載置して加工する加工領域に、装置外部から装置本体の前後両側を介してアクセス可能な縦型回転塑性加工装置を、隔壁により隔離された作業室内に備え、
前記加工領域に被加工材を供給可能且つ前記加工領域から被加工材を回収可能なロボットを、前記作業室内の前記装置本体の前後両側のうちの一方側に備え、
作業者が前記装置本体の他方側から前記加工領域にアクセス可能な他方側アクセス扉を前記隔壁に設けるとともに、前記他方側アクセス扉の開閉状態を検知する第１検知手段を設け、
前記第１検知手段により検知した前記開閉状態に関する検知結果に基づいて、前記第１検知手段から前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合に、前記縦型回転塑性加工装置及び前記ロボットの運転を停止する形態で、前記縦型回転塑性加工装置及び前記ロボットの運転を制御する制御手段を設けた点にある。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明に係る回転塑性加工設備の運転方法は、
上下方向軸芯を備えた主軸回りで回転状態にある被加工材にローラを当接させて、前記被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工するとともに、前記被加工材を載置して加工する加工領域に、装置外部から装置本体の前後両側を介してアクセス可能な縦型回転塑性加工装置を、隔壁により隔離された作業室内に備え、
前記加工領域に被加工材を供給可能且つ前記加工領域から被加工材を回収可能なロボットを、前記作業室内の前記装置本体の前後両側のうちの一方側に備え、
作業者が前記装置本体の他方側から前記加工領域にアクセス可能な他方側アクセス扉を前記隔壁に設けるとともに、前記他方側アクセス扉の開閉状態を検知する第１検知手段を設けた回転塑性加工設備を用いて、
前記ロボットにより前記加工領域に塑性加工前の被加工材を供給する供給工程と、供給された被加工材を前記ローラにより成形型の形状に沿った形状に塑性加工する加工工程と、前記ロボットにより塑性加工後の被加工材を回収する回収工程とを順次実行する通常運転を行い、
前記通常運転において、前記第１検知手段により検知した前記開閉状態に関する検知結果に基づいて、前記第１検知手段から前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合に、前記縦型回転塑性加工装置及び前記ロボットの運転を停止する点にある。
【００１２】
上記回転塑性加工設備及びその運転方法に係る特徴構成によれば、加工領域に装置外部から装置本体の前後両側を介してアクセス可能な構成の縦型回転塑性加工装置が隔壁により隔離された作業室内に配置され、作業者が装置本体の他方側から加工領域にアクセス可能な他方側アクセス扉を隔壁に設けてある。これにより、作業者は装置本体の他方側の隔壁からロボットが配置された装置本体の一方側に近づくことなく作業室内に立ち入ることができるとともに、従来アクセスすることができなかった装置本体の他方側から加工領域にアクセスすることができるようになり、作業者が加工領域にアクセスして段取り替え作業等を行う際の安全を確保することができる。
また、他方側アクセス扉の開閉状態を第１検知手段により検知して、第１検知手段から他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転を停止する。これにより、作業者が他方側アクセス扉を開いて作業室内に入ろうとした場合には縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転が停止した状態となるため、作業者の安全を確保することができる。一方、他方側アクセス扉が開いていない場合には、縦型回転塑性加工装置及びロボットの通常運転を停止せずに生産を継続することができる。
よって、作業者が作業室に立ち入って段取り替え作業等を行う場合でも、作業者の安全を確実に確保することができる。
【００１３】
本発明に係る回転塑性加工設備の更なる特徴構成は、少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置を、前記装置本体の一方側を対向させて配設するとともに、対向配置される前記装置本体の両一方側間に前記ロボットを配設し、
前記少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の両他方側に前記他方側アクセス扉と前記第１検知手段とをそれぞれ設け、
前記制御手段が、一の前記第１検知手段から対応する前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、少なくとも、当該一の第１検知手段に対応する縦型回転塑性加工装置の運転を停止させるとともに、当該縦型回転塑性加工装置に関する前記ロボットの運転を停止させる制御を実行する点にある。
【００１４】
また、本発明に係る回転塑性加工設備の運転方法の更なる特徴構成は、少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置を、前記装置本体の一方側を対向させて配設するとともに、対向配置される前記装置本体の両一方側間に前記ロボットを配設し、
前記少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の両他方側に前記他方側アクセス扉と前記第１検知手段とをそれぞれ設けた前記回転塑性加工設備を用いて、
前記通常運転において、一の前記第１検知手段から対応する前記他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、少なくとも、当該一の第１検知手段に対応する縦型回転塑性加工装置の運転を停止させるとともに、当該縦型回転塑性加工装置に関する前記ロボットの運転を停止する点にある。
【００１５】
上記回転塑性加工設備及びその運転方法に係る特徴構成によれば、少なくとも一対の縦型回転塑性加工装置において通常運転している状態で、一対の第１検知手段のうちの一方の第１検知手段から、当該第１検知手段に対応する他方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、当該他方側アクセス扉に対応する一方の縦型回転塑性加工装置の運転及び当該一方の縦型回転塑性加工装置に対する被加工材の供給及び被加工材の回収に関するロボットの運転を停止することができる。
これにより、一対のうちの一方の縦型回転塑性加工装置の装置本体の他方側に設けられた他方側アクセス扉が開いた場合には、当該他方側アクセス扉に隣接する一方の縦型回転塑性加工装置に関係する作業を停止して、当該他方側アクセス扉から立ち入って段取り替え作業等を行う作業者の安全を確実に確保することができる。同時に、一対の縦型回転塑性加工装置のうち、対応する他方側アクセス扉が開いていない他方の縦型回転塑性加工装置については、作業員の立ち入り箇所が上記一方の回転塑性加工装置に対応する他方側アクセス扉からであり他方の縦型回転塑性加工装置から比較的遠い箇所であるので、作業者の安全を確保しながら、当該他方の加工装置の運転及び当該他方の加工装置に関するロボットの運転を停止せず継続することができる。
よって、作業者が作業室に立ち入って段取り替え作業等を行う場合でも、作業者により当該作業が行われている側の縦型回転塑性加工装置等の運転のみ停止して作業者の安全を確保しつつ、作業者から離れた側にある縦型回転塑性加工装置等の運転は停止せずに継続して、生産を継続することができる。
【００１６】
本発明に係る回転塑性加工設備の更なる特徴構成は、作業者が前記装置本体の一方側から前記加工領域にアクセス可能な一方側アクセス扉を、前記対向配置された少なくとも一対の縦型回転塑性加工装置の一方側近傍の前記隔壁に設けるとともに、前記一方側アクセス扉の開閉状態を検知する第２検知手段を設け、
前記制御手段が、前記第２検知手段から前記一方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、前記対向配置された少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の運転を停止させるとともに、前記ロボットにおける前記両縦型回転塑性加工装置への運転を停止させる制御を実行する点にある。
【００１７】
また、本発明に係る回転塑性加工設備の運転方法の更なる特徴構成は、
作業者が前記装置本体の一方側から前記加工領域にアクセス可能な一方側アクセス扉を、前記対向配置された少なくとも一対の縦型回転塑性加工装置の一方側近傍の前記隔壁に設けるとともに、前記一方側アクセス扉の開閉状態を検知する第２検知手段を設けた前記回転塑性加工設備を用いて、
前記通常運転において、前記第２検知手段から前記一方側アクセス扉が開状態であるとの信号を受けた場合には、前記対向配置された少なくとも一対の前記縦型回転塑性加工装置の運転を停止するとともに、前記ロボットにおける前記両縦型回転塑性加工装置への運転を停止する点にある。
【００１８】
上記回転塑性加工設備及びその運転方法に係る特徴構成によれば、ロボットが配置された一方側近傍の隔壁に一方側アクセス扉が設けられ、この一方側アクセス扉の開閉状態を検知する第２検知手段が設けられているので、通常運転において一方側アクセス扉が開状態である場合には、一対の両縦型回転加工装置の運転及びロボットにおける両縦型回転塑性加工装置への被加工材の供給等の運転を全て停止することができる。これにより、作業者が作業室内において装置本体の一方側近傍、即ち、ロボットが配置される箇所近傍に立ち入って段取り替え作業等を行う場合には、作業者の安全の確保を優先するため、一対の縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転の全てを停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】縦型スピニング加工装置の正面図
【図２】縦型スピニング加工装置の平面図
【図３】縦型スピニング加工装置を備えた回転塑性加工設備の平面図
【図４】回転塑性加工設備の運転方法を示すフロー図
【図５】回転塑性加工設備の運転方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１から図５を用いて、本願に係る回転塑性加工設備１００及びその運転方法について説明する。まず、回転塑性加工設備１００の概略構成を説明し、その後、回転塑性加工設備１００の運転方法について説明する。
回転塑性加工設備１００は、図３に示すように、縦型スピニング加工装置１（回転塑性加工装置の一例）としての一対の第１加工装置１ａおよび第２加工装置１ｂと、隔壁５１により隔離された作業室５０と、加工領域ＷＡに被加工材４を供給可能且つ加工領域ＷＡから被加工材４を回収可能なロボット６０と、素材を被加工材４に加工する一対の第１加熱炉７０ａおよび第２加熱炉７０ｂ（搬入機構の一例）と、塑性加工が終了した被加工材４を搬出するベルトコンベア７０ｃ（搬出機構の一例）と、各機器の運転を制御する制御手段Ｃｍを備えて構成されている。
【００２１】
縦型スピニング加工装置の概略構成
図１は、縦型スピニング加工装置１としての第１加工装置１ａを使用して、被加工材４であるアルミ鋳造素材をスピニング加工してホイールを形成している状態を示している。なお、第１加工装置１ａと第２加工装置１ｂの装置構成は同一の構成が採用されているが、図３に示すように、装置本体３０の前後方向（平面視で装置本体３０の短手方向：図３の上下方向）でそれぞれ対称な配置となる構成が採用されている。
図１、図２に示すように、第１加工装置１ａは、装置下部に備えられる下部固定フレーム５と、当該下部固定フレーム５に立設される３本の柱状固定フレーム６と、これら３本の柱状固定フレーム６の上部に配設される上部固定フレーム７とを備えて構成されている。柱状固定フレーム６は、左側に備えられる単一の柱状固定フレーム６ａと、右側に備えられる一対の柱状固定フレーム６ｂとが備えられている。
下部固定フレーム５、柱状固定フレーム６及び上部固定フレーム７は、本願における加工装置基体を成す。
【００２２】
下部固定フレーム５の左側には、被加工材４を主軸Ｄ（上下方向軸芯）周りに回転させるための主軸モータＭ１が配設されている。
【００２３】
下部固定フレーム５は、正面視で方形に形成されており、平面視でその左側にマンドレル９の幅に概略一致された幅狭架台部５ａを、その右側に一対の柱状固定フレーム６ｂを支持することが可能な幅を有する幅広架台部５ｂを備えて構成されている。これら一対の柱状固定フレーム６ｂの間には、後述する、第１保持フレーム１０、第２保持フレーム１１が位置されるように構成されている。幅狭架台部５ａと幅広架台部５ｂとの間は、下部固定フレーム５の幅が順次、拡大する構成が採用されている。幅狭架台部５ａおよび幅広架台部５ｂは、本願における装置本体３０を成す。この幅狭架台部５ａの上面におけるマンドレル９が配設される箇所は、被加工材４が塑性加工される加工領域ＷＡである。また、図２および図３に示すように、幅狭架台部５ａは平面視で幅狭に形成されているので、装置本体３０の外部から装置本体３０の前面３０ａ側（一方側の一例）および後面３０ｂ側（他方側の一例）を介して装置本体３０内の加工領域ＷＡに、作業者Ｍがアクセスし易い形状となっている。
【００２４】
下部固定フレーム５の右側および上側の周部（図１において右側の領域及び図２において上側の領域）には、所定の機器が載置される機器載置架台１３が設けられている。図示する例では、下部固定フレーム５に対して右側に位置される機器載置架台１３の上部には、第１加工装置１ａで使用する油圧を発生する油圧発生機器１４が載置されている。図２において、下部固定フレーム５に対して上側に位置される機器載置架台１３の上部には、装置の移動の際に機器載置架台１３に固定される制御装置ケース１５が載置されている。制御装置ケース１５内には第１加工装置１ａの運転を制御する制御装置Ｃ１が収納される。
【００２５】
従って、上部固定フレーム７も、平面視で下部固定フレーム５の形状に対して相似な形状とされている。
【００２６】
主要加工機構として、第１加工装置１ａは、駆動回転機構１６、心押機構１８、ローラ２、３軸位置決め機構３、加熱手段１９及び制御装置Ｃ１を備えて構成されている。
【００２７】
第１加工装置１ａは、装置本体３０の上下方向主軸Ｄ周りに回転するマンドレル９を備えて構成されており、マンドレル９上に成形型１７を配設し、その成形型１７に当接させた状態で被加工材４をスピニング加工（塑性加工）する。したがって、上述のように幅狭架台部５ａにおいて被加工材４を成形型１７上に載置して加工する領域が加工領域ＷＡである。本例の場合、被加工材４は一端側（図１に示す上端側）の加工が終了したホイール素材である。マンドレル９の回転は、先に説明した主軸モータＭ１により実行される。
従って、駆動回転機構１６は、成形型１７の形状に沿って塑性加工される被加工材４を主軸Ｄ回りに回転させる構成とされている。
【００２８】
さらに、図１に示すように、主軸Ｄの上方側（マンドレル９の上方）には、駆動回転機構１６により回転されるマンドレル９に取り付けた被加工材４を上方側から支持して固定するための心押機構１８が配設されている。この心押機構１８には、被加工材４に当接して上方側から被加工材４を支持する回転支持部１８ａと、この回転支持部１８ａを上下方向に移動させるシリンダ１８ｂとが設けられる。なお、回転支持部１８ａは、被加工材４と当接した状態で被加工材４の回転に伴って従動回転するように構成されている。
【００２９】
第１加工装置１ａは、マンドレル９上で主軸Ｄ周りに回転する被加工材４に当接して、この被加工材４をスピニング加工（塑性加工）するローラ２を備えて構成されている。このローラ２も、被加工材４の回転に伴って従動回転するように構成されている。
さらに、縦型スピニング加工装置１は、ローラ２を、主軸Ｄに対して近接・離間するＸ軸方向（図１の左右方向）、主軸Ｄと平行なＺ軸方向（図１の上下方向）及びＸ軸方向及びＺ軸方向に対して直交するＹ軸方向（図１の紙面表裏方向）の３軸方向で位置決めする３軸位置決め機構３及び被加工材４を成形型１７の形状に沿った形状に塑性加工すべく３軸位置決め機構３等を働かせる制御装置Ｃ１が備えられている。なお、この制御装置Ｃ１は回転塑性加工設備１００の制御手段Ｃｍにより制御が行われる。
【００３０】
第１加工装置１ａでは、制御装置Ｃ１には、予め、被加工材４に対するローラ２の位置を加工に適した位置に維持すべき情報が記憶されており、この情報が３軸位置決め機構３に送られることで、ローラ２の位置を適切に設定しながら加工を行うことができる。
【００３１】
３軸位置決め機構３に関して簡単に説明すると、ローラ２は、第３保持フレーム１２に保持され、当該第３保持フレーム１２が第２保持フレーム１１に、第２保持フレーム１１が第１保持フレーム１０に、入れ子状態で保持され、これら３つの保持フレーム１０，１１，１２を適切に位置決めすることで、ローラ２の位置が位置決めされる。
前記主軸Ｄと平行なＺ軸方向に関しては、Ｚ軸モータＭ３により、一対の柱状固定フレーム６ｂに対して第１保持フレーム１０がＺ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
前記主軸Ｄに対する近接・離間方向であるＸ軸方向に関しては、Ｘ軸モータＭ２により、第１保持フレーム１０に対して第２保持フレーム１１がＸ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
前記Ｙ軸方向に関しては、Ｙ軸油圧シリンダＳ１により、第２保持フレーム１１に対して第３保持フレーム１２がＹ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。なお、各フレームの接続は、一方のフレームに配設されるレールＲと、当該レールＲの長手方向に移動自在なスライダーＬとを備えたスライド機構によるものとされている。
主軸Ｄの方向及びＺ軸方向が鉛直方向（装置本体３０の上下方向）であり、Ｘ軸方向が水平面内で規定され、主軸Ｄに対して近接・離間する方向（装置本体３０の横方向）である。従って、Ｙ軸方向は、水平面内でＸ軸に直交する方向（装置本体３０の前後方向）である。
【００３２】
本例では、ローラ２として一対のローラ２ａ，２ｂが第３保持フレーム１２に保持されている。即ち、前記ローラ２として、ローラ軸に沿った断面で、加工端の曲率半径が大きな重加工用ローラ２ａ、及び重加工用ローラ２ａより加工端の曲率半径が小さな軽加工用ローラ２ｂが備えられている。そして、上記のＹ軸方向の位置決めにより、重加工用ローラ２ａと軽加工用ローラ２ｂとを選択的に使用して、スピニング加工を行うことができる。
そして、通常の加工にあっては、加工処理には、重加工用ローラ２ａをＹ軸方向の所定位置に固定して加工を行う。一方、重加工用ローラ２ａによる加工の後、軽加工用ローラ２ｂをＹ軸方向で可変設定しながら加工が行われる。
【００３３】
第１加工装置１ａには、マンドレル９上の被加工材４を加熱するための加熱手段１９が設けられており、加熱手段１９に備えられるバーナ１９ａにより形成される火炎で、被加工材４を適切に（例えば、３００℃程度に）加熱することができる。この加熱手段１９による加熱部位は、図１に示すように、ローラ２が被加工材４に当接する当接部位とは異なった周方向の位置とされている。
【００３４】
第１加工装置１ａには、別体の操作盤４０が設けられており、操作盤４０から加工の開始・終了等の操作を実行可能に構成されている。なお、この操作盤４０の操作によらず、回転塑性加工設備１００の制御手段Ｃｍにより第１加工装置１ａの制御を行うことも可能に構成されている。
【００３５】
作業室
作業室５０は、図３に示すように、外部空間から隔壁５１により隔離されたスペースであり、当該スペースの四方を隔壁５１により囲繞するように構成されている（なお、図３では、当該四方のうち三方の隔壁５１ａ，５１ｂ，５１ｃを示して簡略化している）。作業室５０内には、第１加工装置１ａの前面３０ａ側と第２加工装置１ｂの前面３０ａ側とが対向する状態で、両加工装置１ａ，１ｂが並列して配置されている。したがって、第１加工装置１ａの後面３０ｂと略平行に隔壁５１ａが設けられ、第２加工装置１ｂの後面３０ｂと略平行に隔壁５１ｂが設けられ、さらに、これら隔壁５１ａと隔壁５２ｂとに対して垂直に隔壁５１ｃが設けられる。
【００３６】
そして、第１加工装置１ａの後面３０ｂ側の隔壁５１ａには、当該第１加工装置１ａの加工領域ＷＡの近傍に、作業者Ｍが装置本体３０の後面３０ｂ側から当該加工領域ＷＡにアクセス可能な第１後面側アクセス扉Ｄ１（他方側アクセス扉の一例）が設けられている。この第１後面側アクセス扉Ｄ１には、その開閉状態を検知可能な第１インターロックセンサ５２ａ（第１検知手段の一例）が設けられており、第１後面側アクセス扉Ｄ１が開状態にある場合に信号を制御手段Ｃｍに出力可能に構成されている。
【００３７】
また、第２加工装置１ｂの後面３０ｂ側の隔壁５１ｂには、当該第２加工装置１ｂの加工領域ＷＡの近傍に、作業者Ｍが装置本体３０の後面３０ｂ側から当該加工領域ＷＡにアクセス可能な第２後面側アクセス扉Ｄ２（他方側アクセス扉の一例）が設けられている。この第２後面側アクセス扉Ｄ２には、その開閉状態を検知可能な第２インターロックセンサ５２ｂ（第１検知手段の一例）が設けられており、第２後面側アクセス扉Ｄ１が開状態にある場合に信号を制御手段Ｃｍに出力可能に構成されている。
【００３８】
さらに、第１加工装置１ａの前面３０ａ側および第２加工装置１ｂの前面３０ａ側の近傍における隔壁５１ｃには、作業者Ｍが第１加工装置１ａおよび第２加工装置１ｂの装置本体３０の前面３０ａ側から加工領域ＷＡにアクセス可能な前面側アクセス扉Ｄ３（一方側アクセス扉の一例）が設けられている。この前面側アクセス扉Ｄ３には、その開閉状態を検知可能な第３インターロックセンサ５３（第２検知手段の一例）が設けられており、前面側アクセス扉Ｄ３が開状態にある場合に信号を制御手段Ｃｍに出力可能に構成されている。
【００３９】
ロボット
ロボット６０は、伸縮および屈曲自在な関節を備えたアーム６１と、このアーム６１を３６０度回転可能に支持する回転土台６２とを備える。このロボット６０は、回転土台６２が回転し、アーム６１の伸縮および屈曲が適切に行われることにより、図３に示すように、アーム６１は回転土台６２を中心とするアーム作業領域Ｈにおいて作業を行うことが可能となっている。図３において、一点鎖線内の領域がアーム作業領域Ｈである。
また、このロボット６０は、塑性加工前の被加工材４を第１加熱炉７０ａから取り出して、第１加工装置１ａの加工領域ＷＡに供給可能に構成されており、当該加工領域ＷＡから塑性加工後の被加工材４を回収して、ベルトコンベア７０ｃに供給することが可能に構成されている。同様に、このロボット６０は、塑性加工前の被加工材４を第２加熱炉７０ｂから取り出して、第２加工装置１ｂの加工領域ＷＡに供給可能に構成されており、当該加工領域ＷＡから塑性加工後の被加工材４を回収して、ベルトコンベア７０ｃに供給することが可能に構成されている。なお、ロボット６０は、被加工材４の供給や回収に留まらず、成形型１７、ローラ２等の交換を行うことも可能に構成されている。
そして、ロボット６０は、対向配置される第１加工装置１ａおよび第２加工装置１ｂの前面３０ａ側に配置される。したがって、ロボット６０は、上記要領で、第１加工装置１ａおよび第２加工装置１ｂのそれぞれの加工領域ＷＡに対する被加工材４の供給および回収を、それぞれの加工装置１ａ，１ｂにおける装置本体３０の前面３０ａ側を介して行うように構成されている。
【００４０】
加熱炉
第１加熱炉７０ａおよび第２加熱炉７０ｂは、素材を加熱して被加工材４とするとともに、ロボット６０のアーム６２のアーム作業領域Ｈにまで搬入する搬入機構である。第１加熱炉７０ａは第１加工装置１ａ用の被加工材４を搬入し、第２加熱炉７０ｂは第２加工装置１ｂ用の被加工材４を搬入するように一対設けられる。なお、両加工装置１ａ，１ｂに供給する被加工材４が共通である等であれば、加熱炉７０ａだけ設ける構成でも良い。
【００４１】
ベルトコンベア
ベルトコンベア７０ｃは、両加工装置１ａ，１ｂで塑性加工され、ロボット６０のアーム６２により回収された被加工材４を当該アーム６２のアーム作業領域Ｈから搬出する搬出機構である。
【００４２】
制御手段Ｃｍは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、記憶部（図示省略）等からなり、当該ＣＰＵにより所定のプログラムを実行して情報を処理することができる公知の情報処理手段で構成されている。制御手段Ｃｍは、回転塑性加工設備１００が備える機器の運転制御を実行するように構成され、例えば、第１から第３インターロックセンサ５２ａ，５２ｂ，５３からの開閉状態に関する検知結果に基づいて、第１加工装置１ａ、第２加工装置１ｂの運転およびロボット６０の運転制御を実行することができるように構成されている。
【００４３】
以上が、本願に係る回転塑性加工設備１００の概略構成であるが、以下、回転塑性加工設備１００の運転方法、特に制御手段Ｃｍが実行する回転塑性加工設備１００の運転方法について説明する。
【００４４】
回転塑性加工設備の運転方法
図４に示すように、作業者Ｍ等から指令を受けた制御手段Ｃｍにより回転塑性加工設備１００の運転が開始されると、制御手段Ｃｍは第１加工装置１ａおよび第２加工装置１ｂにおいて被加工材４を塑性加工する通常運転を開始させる（ステップ♯１）。なお、この際には、制御手段Ｃｍは、第１から第３インターロックセンサ５２ａ，５２ｂ，５３の何れからも対応する各扉Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の開状態の信号が出力されていないことを条件として、通常運転を開始させる。すなわち、制御手段Ｃｍは、運転開始時に全ての扉Ｄ１，Ｄ２、Ｄ３が閉じていなければ通常運転が開始できないような制御を行う。
【００４５】
通常運転が開始されると、制御手段Ｃｍは、一台のロボット６０等を用いて、第１加工装置１ａにおける供給工程、加工工程、回収工程、第２加工装置１ｂにおける供給工程、加工工程、回収工程を、運転の終了が指示されるまでそれぞれ順次実行させる（ステップ♯２〜♯６）。
【００４６】
すなわち、運転が開始されると制御手段Ｃｍは、第１加熱炉７０ａおよび第２加熱炉７０ｂを運転させて、被加工材４をアーム作業領域Ｈ内に搬入させる。第１加熱炉７０ａにおいてアーム作業領域Ｈに搬入された塑性加工前の被加工材４をロボット６０のアーム６２により取り出させ、当該アーム６２を伸縮・屈曲・回転等させることにより第１加工装置１ａの前面３０ａ側から当該被加工材４を加工領域ＷＡに供給させる（ステップ♯２）。この際、被加工材４は、成形型１７の上に取り付けられる。これらが本願の第１加工装置１ａに関する供給工程である。
【００４７】
次に、制御手段Ｃｍは、第１加工装置１ａの加工領域ＷＡにおいて、供給された被加工材４を心押機構１８により上方から回転可能に支持しながら、駆動回転機構１６により上下方向軸芯Ｄ周りで回転させ、ローラ２により成形型１７の形状に沿った形状に塑性加工させる（ステップ♯３）。これらが本願の第１加工装置１ａに関する加工工程である。
【００４８】
さらに、制御手段Ｃｍは、第１加工装置１ａの加工領域ＷＡにおいて塑性加工された被加工材４を、当該加工領域ＷＡからロボット６０のアーム６２により取り出させ（回収させ）、当該アーム６２を伸縮・屈曲・回転等させることにより第１加工装置１ａの前面３０ａ側から当該被加工材４をベルトコンベア７０ｃ上のアーム作業領域Ｈに載置させ、当該ベルトコンベア７０ｃ上を移動させて倉庫等に搬出させる（ステップ♯４）。これらが本願の第１加工装置１ａに関する回収工程である。
【００４９】
一方、第２加工装置１ｂでは、上記第１加工装置１ａにおける場合と同様に、制御手段Ｃｍは、第２加熱炉７０ｂにおいてアーム作業領域Ｈに搬入された塑性加工前の被加工材４をロボット６０のアーム６２により取り出させ、当該アーム６２を伸縮・屈曲・回転等させることにより第２加工装置１ｂの前面３０ａ側から当該被加工材４を加工領域ＷＡに供給させる（ステップ♯２）。これらが本願の第２加工装置１ｂに関する供給工程であるが、ロボット６０は一台配置されているのみであるので、当該第２加工装置１ｂにおける供給工程は、当該ロボット６０により第１加工装置１ａにおける供給工程が終了した後に実行される。そして、ロボット６０は第２加工装置１ｂにおいて供給工程を実行した後、上記第１加工装置１ａにおいて回収工程を行う。
【００５０】
次に、制御手段Ｃｍは、上記第１加工装置１ａにおける場合と同様に、第２加工装置１ｂの加工領域ＷＡにおいて被加工材４の塑性加工を実行させる（ステップ♯３）。これらが本願の第２加工装置１ｂに関する加工工程である。
【００５１】
さらに、制御手段Ｃｍは、第２加工装置１ｂの加工領域ＷＡにおいて塑性加工された被加工材４を、当該加工領域ＷＡからロボット６０のアーム６２により取り出させ（回収させ）、当該アーム６２を伸縮・屈曲・回転等させることにより第２加工装置１ｂの前面３０ａ側から当該被加工材４をベルトコンベア７０ｃ上のアーム作業領域Ｈに載置させ、当該ベルトコンベア７０ｃ上を移動して倉庫等に搬出させる（ステップ♯４）。これらが本願の第２加工装置１ｂに関する回収工程であるが、ロボット６０は第１加工装置１ａにおいて回収工程を実行した後、第２加工装置１ｂにおいて回収工程を行う。
【００５２】
制御手段Ｃｍは、上記通常運転における各回収工程の実行後、通常運転を終了する指示を受けた場合には通常運転を停止し（ステップ♯５：Ｙｅｓ）、回転塑性加工設備１００の運転を停止する（ステップ♯６）。一方、通常運転を終了させる指示を受けない場合には、ステップ♯２に戻り、通常運転を終了する指示を受けるまで各加工装置１ａ，１ｂにおいてそれぞれ供給工程，加工工程，回収工程を順次実行する（ステップ♯５：Ｎｏ）。
上記のような形態で、制御手段Ｃｍによる回転加工設備１００の通常運転が実行される。
【００５３】
ここで、通常運転において、回転塑性加工設備１００の隔壁に設けられた第１後面側アクセス扉Ｄ１，第２後面側アクセス扉Ｄ２，前面側アクセス扉Ｄ３が開状態となった場合について説明する(図５参照)。図３では、第１後面側アクセス扉Ｄ１が開状態、その他の扉Ｄ２，Ｄ３が閉状態である場合が図示されている。
【００５４】
上記通常運転において、第１後面側アクセス扉Ｄ１が開状態となり、制御手段Ｃｍが、第１インターロックセンサ５２ａから当該第１インターロックセンサ５２ａに対応する第１後面側アクセス扉Ｄ１が開状態であるとの信号を受信すると（ステップ♯１０：Ｙｅｓ）、第１後面側アクセス扉Ｄ１に対応する第１加工装置１ａの運転を停止（加工工程を停止）させ、更にはロボット６０による当該第１加工装置１ａの加工領域ＷＡへの被加工材４の供給及び当該加工領域ＷＡからの被加工材４の回収を停止（供給工程及び回収工程を停止）させる（ステップ♯１１）。
これにより、第１後面側アクセス扉Ｄ１から作業者Ｍ等が作業室５０内における第１加工装置１ａの後面３０ｂ側に立ち入って段取り替え作業等を行う場合には、第１後面側アクセス扉Ｄ１の近傍に配置される第１加工装置１ａ及び当該第１加工装置１ａに関するロボット６０の運転を停止して、作業者Ｍの安全を図ることができる。この場合、第１後面側アクセス扉Ｄ１から離れた位置に配置される第２加工装置１ｂの運転、更には、ロボット６０による当該第２加工装置１ｂの加工領域ＷＡへの被加工材４の供給及び当該加工領域ＷＡからの被加工材４の回収は停止せずに継続することができる。したがって、通常運転中において作業者Ｍにより成形型１７やローラ２の交換を行う等の場合において、作業者Ｍが第１後面側アクセス扉Ｄ１から第１加工装置１ａの後面３０ｂ側を介して加工領域ＷＡにアクセスするときでも、第１加工装置１ａの運転のみを確実に停止しながら第２加工装置１ｂの運転は停止せずに継続して、作業者の安全を図りつつ、生産を継続することが可能となる。
第１インターロックセンサ５２ａから開状態の信号を受信しないときは（ステップ♯１０：Ｎｏ）、第１加工装置１ａにおいて通常運転が継続される。
【００５５】
また、通常運転において、第２後面側アクセス扉Ｄ２が開状態となり、制御手段Ｃｍが、第２インターロックセンサ５２ｂから当該第２インターロックセンサ５２ｂに対応する第２後面側アクセス扉Ｄ２が開状態であるとの信号を受信した場合も（ステップ♯２０：Ｙｅｓ）、制御手段Ｃｍは上記第１インターロックセンサ５２ａの場合と概ね同様に、第２後面側アクセス扉Ｄ２に対応する第２加工装置１ｂを停止（加工工程を停止）させ、更にはロボット６０による当該第２加工装置１ｂの加工領域ＷＡへの被加工材４の供給及び当該加工領域ＷＡからの被加工材４の回収を停止させる（供給工程及び回収工程を停止する）（ステップ♯２１）。第２インターロックセンサ５２ｂから開状態の信号を受信しないときは（ステップ♯２０：Ｎｏ）、第２加工装置１ｂにおいて通常運転が継続される。
【００５６】
一方、上記通常運転において、前面側アクセス扉Ｄ３が開状態となり、制御手段Ｃｍが、第３インターロックセンサ５３から当該第３インターロックセンサ５３に対応する前面側アクセス扉Ｄ３が開状態であるとの信号を受信すると（ステップ♯３０：Ｙｅｓ）、第１加工装置１ａ及び第２加工装置１ｂの運転を停止（加工工程を停止）させ、更にはロボット６０による第１加工装置１ａ及び第２加工装置１ｂへの加工領域ＷＡへの被加工材４の供給及び当該加工領域ＷＡからの被加工材４の回収を停止（供給工程及び回収工程を停止）させる（ステップ♯３１）。
これにより、前面側アクセス扉Ｄ３から作業者Ｍ等が作業室５０内における第１加工装置１ａ及び第２加工装置１ｂの前面３０ａ側に立ち入って段取り替え作業等を行う場合には、第１加工装置１ａ及び第２加工装置１ｂの近傍、かつ、ロボット６０の近傍に立ち入ることとなるが、第１加工装置１ａ及び第２加工装置１ｂの運転、ロボット６０の運転を全て停止するので、作業者Ｍの安全を確実に確保することが可能となる。第３インターロックセンサ５３から開状態の信号を受信しないときは（ステップ♯３０：Ｎｏ）、第１加工装置１ａおよび第２加工装置１ｂにおいて通常運転が継続される。
【００５７】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（Ａ）上記の実施の形態では、回転型塑性加工装置が縦型スピニング加工装置１である場合を示したが、被加工材４を上下方向の主軸Ｄ周りに回転させながら、当該被加工材４に何らかの加工体を当接させて塑性加工する装置に、本願構造を採用できる。
【００５８】
（Ｂ）上記の実施の形態では、上下方向の主軸Ｄ周りに被加工材４を回転させるための駆動回転機構１６を設け、加工体であるローラ２の回転は、当該被加工材４の回転により起こされる従動回転形態の構成を採用したが、ローラ２側から被加工材４を回転するものとしてもよい。
【００５９】
（Ｃ）上記の実施の形態では、縦型スピニング加工装置１として一対の第１加工装置１ａ及び第２加工装置１ｂを設けたが、作業室５０内における作業者Ｍの安全を図ることが可能な構成という観点からは、第２加工装置１ｂを省略した回転塑性加工設備とすることも可能である。
例えば、図３において、第２加工装置１ｂ、第２後面側アクセス扉Ｄ２、第２加熱炉７０ｂを省略する構成とすることができる。
また、例えば、図３において、第３加工装置、第４加工装置等を追加する構成とすることもできる。
【００６０】
（Ｄ）上記の実施の形態では、前面側アクセス扉Ｄ３を設けて、当該前面側アクセス扉Ｄ３の開閉状態に基づいて、第１加工装置１ａ、第２加工装置１ｂ、ロボット６０の運転を停止するように構成したが、当該前面側アクセス扉Ｄ３を省略することも可能である。
【００６１】
（Ｅ）上記の実施の形態では、縦型回転塑性加工装置１において、装置本体３０の前後両側のうちの一方側を装置本体３０の前面３０ａとし他方側を後面３０ｂとしたが、この構成に限らず、一方側を装置本体の後面とし他方側を前面とした構成を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、作業者が作業室に立ち入って段取り替え作業等を行う場合でも、作業者の安全を確保しながら、被加工材の塑性加工をできるだけ停止せずに縦型回転塑性加工装置及びロボットの運転を継続して生産効率の低下を防止することができる回転塑性加工設備及びその運転方法を得ることができた。
【符号の説明】
【００６３】
１              縦型スピニング加工装置（縦型回転塑性加工装置）
１ａ            第１加工装置（縦型スピニング加工装置）
１ｂ            第２加工装置（縦型スピニング加工装置）
２              ローラ
４              被加工材
１７            成形型
３０            装置本体
３０ａ          装置本体の前面（一方側）
３０ｂ          装置本体の後面（他方側）
５０            作業室
５１            隔壁
５２ａ          第１インターロックセンサ（第１検知手段）
５２ｂ          第２インターロックセンサ（第１検知手段）
５３            第３インターロックセンサ（第２検知手段）
６０            ロボット
１００          回転塑性加工設備
Ｄ１            第１後面側アクセス扉（他方側アクセス扉）
Ｄ２            第２後面側アクセス扉（他方側アクセス扉）
Ｄ３            前面側アクセス扉（一方側アクセス扉）
ＷＡ            加工領域
Ｈ              アーム作業領域
Ｄ              主軸（上下方向軸芯）
Ｃｍ            制御手段
【図１】
2010280023.tif 000003
【図２】
2010280023.tif 000004
【図３】
2010280023.tif 000005
【図４】
2010280023.tif 000006
【図５】
2010280023.tif 000007