(57)【要約】【課題】小型化、軽量化が可能で実用性に優れる加工装置を提供する。【解決手段】基台２１と、着台２１に設けられた、ロボットアームに取付けるための取付フランジと、回転軸３０に着脱自在に取付けられる砥石車１２と、回転軸３０に取付けられた砥石車１２を回転駆動する駆動手段と、回転軸３０に取付けられた砥石車１２が円周方向へ移動することを規制するスプライン部４１及びスプライン軸受１５と、回転軸３０に取付けられた砥石車１２の回転軸３０の軸心方向への移動を規制するカラー３７及びスリーブ４８と、回転軸３０からの砥石車１２の離脱を可能にする抜止め解除機構と、抜止め解除機構の動作を不能にするロック機構と、ロック機構の動作を不能にするロック解除機構とを備える。【選択図】図５
2019209451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボット又は工作機械に取付け使用される加工装置であって、
基台と、
前記着台に設けられた、前記産業用ロボット又は工作機械に取付けるための取付手段と、
回転軸と、
前記回転軸に着脱自在に取付けられる工具と、
前記回転軸に取付けられた前記工具を回転駆動する、前記基台に取付けられた駆動手段と、
前記回転軸に取付けられた前記工具が円周方向へ移動することを規制する第１規制手段と、
前記回転軸に取付けられた前記工具が前記回転軸の反先端部方向へ移動することを規制する第２規制手段と、
前記回転軸に取付けられた前記工具の前記回転軸からの離脱を防止する抜止め手段と、
前記回転軸から前記工具の離脱を可能にする抜止め解除機構と、
前記抜止め解除機構の動作を不能にするロック機構と、
前記ロック機構の動作を不能にするロック解除機構と、
を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記第１規制手段は、前記回転軸に設けられたスプライン部と、前記工具に設けられたスプライン軸受とで構成され、
前記第２規制手段は、前記回転軸に設けられた段差であり、
前記抜止め手段は、前記回転軸の先端部に嵌り込み、前記工具が前記回転軸の先端部方向へ移動することを防止する部材であり、
前記抜止め解除機構は、前記抜止め手段を前記回転軸の先端部から取り外す機構を備え、
前記ロック機構は、前記抜止め解除機構を機械的に阻止することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
軸部材に連結されたアームを有する可動アームと、
前記可動アームを支持する、前記軸部材が摺動自在に挿通する前記着台に取付けられた中空の支持体と、
前記軸部材を前記支持体の軸心方向に移動させる、前記抜止め解除機構を構成する進退手段と、
を備え、
前記抜止め手段は、前記可動アームのアーム先端部に取付けられ、
前記ロック機構は、前記支持体と前記軸部材とに設けられたキーとキー溝とを有し、
前記キーが前記キー溝に嵌り込むことで前記軸部材の前記支持体の軸心方向への移動が阻止され、
前記ロック解除機構は、前記キーと前記キー溝との嵌合を解き、
前記キーが前記キー溝から外れることで前記軸部材の前記支持体の軸心方向への移動が可能になることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記軸部材を起点に前記可動アームを旋回させる旋回機構と、
前記抜止め解除機構、前記ロック機構、前記ロック解除機構及び前記旋回機構の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記可動アームは、前記抜止め手段が前記回転軸の先端部から取り外された状態で旋回が可能となることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
【請求項５】
さらに使用前工具を取り出し自由に収容する収容具を備える工具交換装置と、
使用中の工具の交換時期を検知するセンサーと、
前記収容具及び前記使用前工具それぞれの位置、方向を検出するセンサーと、
を備え、
前記制御手段は、使用中の工具と使用前の工具とを自動交換を可能に前記加工装置の動作を制御し、また前記加工装置が取付けられる産業用ロボット又は工作機械に指令を発することを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
【請求項６】
前記産業用ロボットが多関節ロボット又は直交ロボットであり、
前記工作機械が数値制御工作機械又はマシニングセンタ又はＣＮＣ工作機械であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項７】
工具が砥石車であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボット又は工作機械に取付け使用される加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳物製品を製造する過程でできるバリは、グラインダー等の研削装置を用いて取除かれる。大型の鋳物製品の場合には、ロボットのアーム先端部に回転する砥石車を取付け、ロボットアームを移動させながらバリ取りが行われることも多く、砥石車は摩耗すると新たな砥石車に交換しながらバリ取りが行われる。
【０００３】
ロボットアームの先端部に研削装置を始めとする加工装置を装着し使用する場合、加工装置が大型化し、あるいは重量が重くなると、それに伴いロボット自体も大型化する必要が生じる。このためロボットアームの先端部に装着する加工装置には、小型・軽量化が求められており、剛性を確保しつつ全体を小型・軽量化した工作機械が提案されている（例えば特許文献１参照）
【０００４】
ロボットアームの先端部に取付け使用される加工装置では、工具の自動交換技術も種々開発されており、従来、自動交換を行うと装置が大きくなるとし、手作業で行われていた大径の砥石車においても自動交換する技術が開発されている（例えば特許文献２参照）。ロボットアームの先端部に取付け使用される加工装置の工具交換装置においても、加工装置と同様に、小型・軽量化が求められており、簡易かつコンパクトな機構で自動交換を実現する自動工具交換装置が提案されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１２２０２２号公報
【特許文献２】特開２０１７−６４８６８号公報
【特許文献３】特開２０１６−５５３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロボットアームの先端部に取付け使用される加工装置、さらにはそこで使用される工具を自動交換する装置において、これらを小型化し、あるいは軽量化するには構造を簡素化するのが効果的である。さらに工具を自動交換する装置の場合、交換の迅速性も求められるため工具を着脱する機構も単純なものが好ましい。
【０００７】
一方で、回転工具、特に大径の砥石車など重量が重い回転工具が動作中に離脱すると重大事故につながるため、構造・機構を簡素化しつつも安全性を確保しておくことは当然である。実用性を考えれば、装置に不具合が発生しても安全性が担保されており、小型化、軽量化が容易で工具の交換が簡単な装置が好ましい。
【０００８】
本発明の目的は、小型化、軽量化が可能で実用性に優れる加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、産業用ロボット又は工作機械に取付け使用される加工装置であって、基台と、前記着台に設けられた、前記産業用ロボット又は工作機械に取付けるための取付手段と、回転軸と、前記回転軸に着脱自在に取付けられる工具と、前記回転軸に取付けられた前記工具を回転駆動する、前記基台に取付けられた駆動手段と、前記回転軸に取付けられた前記工具が円周方向へ移動することを規制する第１規制手段と、前記回転軸に取付けられた前記工具が前記回転軸の反先端部方向へ移動することを規制する第２規制手段と、前記回転軸に取付けられた前記工具の前記回転軸からの離脱を防止する抜止め手段と、前記回転軸から前記工具の離脱を可能にする抜止め解除機構と、前記抜止め解除機構の動作を不能にするロック機構と、前記ロック機構の動作を不能にするロック解除機構と、を備えることを特徴とする加工装置である。
【００１０】
本発明の加工装置において、前記第１規制手段は、前記回転軸に設けられたスプライン部と、前記工具に設けられたスプライン軸受とで構成され、前記第２規制手段は、前記回転軸に設けられた段差であり、前記抜止め手段は、前記回転軸の先端部に嵌り込み、前記工具が前記回転軸の先端部方向へ移動することを防止する部材であり、前記抜止め解除機構は、前記抜止め手段を前記回転軸の先端部から取り外す機構を備え、前記ロック機構は、前記抜止め解除機構を機械的に阻止することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の加工装置は、軸部材に連結されたアームを有する可動アームと、前記可動アームを支持する、前記軸部材が摺動自在に挿通する前記着台に取付けられた中空の支持体と、前記軸部材を前記支持体の軸心方向に移動させる、前記抜止め解除機構を構成する進退手段と、を備え、前記抜止め手段は、前記可動アームのアーム先端部に取付けられ、前記ロック機構は、前記支持体と前記軸部材とに設けられたキーとキー溝とを有し、前記キーが前記キー溝に嵌り込むことで前記軸部材の前記支持体の軸心方向への移動が阻止され、前記ロック解除機構は、前記キーと前記キー溝との嵌合を解き、前記キーが前記キー溝から外れることで前記軸部材の前記支持体の軸心方向への移動が可能になることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の加工装置は、前記軸部材を起点に前記可動アームを旋回させる旋回機構と、前記抜止め解除機構、前記ロック機構、前記ロック解除機構及び前記旋回機構の動作を制御する制御手段と、を備え、前記可動アームは、前記抜止め手段が前記回転軸の先端部から取り外された状態で旋回が可能となることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の加工装置は、さらに使用前工具を取り出し自由に収容する収容具を備える工具交換装置と、使用中の工具の交換時期を検知するセンサーと、前記収容具及び前記使用前工具それぞれの位置、方向を検出するセンサーと、を備え、前記制御手段は、使用中の工具と使用前の工具とを自動交換を可能に前記加工装置の動作を制御し、また前記加工装置が取付けられる産業用ロボット又は工作機械に指令を発することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の加工装置において、前記産業用ロボットが多関節ロボット又は直交ロボットであり、前記工作機械が数値制御工作機械又はマシニングセンタ又はＣＮＣ工作機械であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の加工装置は、工具が砥石車であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば小型化、軽量化が可能で実用性に優れる加工装置を提供することができる。また工具の自動交換が容易な加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の研削装置１の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の研削装置１の研削装置本体１０廻りの拡大図である。
【図３】図１の研削装置１の研削装置本体１０の斜視図である。
【図４】図１の研削装置１の研削装置本体１０から砥石車１２及び可動アーム本体６１を取外して見た正面図である。
【図５】図１の研削装置１の研削装置本体１０の回転軸３０廻りの構造を示す断面図である。
【図６】図１の研削装置１の研削装置本体１０の可動アーム支持機構７０廻りの構造を説明するための図である。
【図７】図１の研削装置１の研削装置本体１０のアーム可動軸８１の構造を説明するための図である。
【図８】図１の研削装置１の砥石車交換装置１０１の構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態の研削装置１の全体構成を示す斜視図であり、研削装置本体１０が多関節ロボットのアーム２０１の先端部に取付けられている。図２及び図３は、研削装置本体１０廻りの拡大図及び斜視図である。図４は、研削装置本体１０から砥石車１２及び可動アーム本体６１を取外して見た正面図、図５は、研削装置本体１０の回転軸３０廻りの構造を示す断面図、図６は、研削装置本体１０の可動アーム支持機構７０廻りの構造を説明するための図、図７は、研削装置本体１０のアーム可動軸８１の構造を説明するための図、図８は、砥石車交換装置１０１の構造を説明するための図である。
【００１９】
本発明の第１実施形態の研削装置１は、多関節ロボットのアーム（以下、ロボットアームと記す）２０１の先端部に取付け使用する研削装置本体１０と、研削装置本体１０で使用する砥石車１２を交換するための砥石車交換装置１０１と、砥石車１２の自動交換を制御する研削装置制御装置１５０とを備える。
【００２０】
研削装置本体１０は、砥石車１２を備え、砥石車１２を駆動装置５０により回転させ被研削物である工作物３０１を研削する。砥石車１２は、回転軸３０に着脱自在に固定され、砥石車１２が摩耗すると砥石車交換装置１０１に収納されている新たな砥石車１２と自動交換可能に構成されている。
【００２１】
研削装置本体１０は、基台２１を有し、基台２１に設けられた取付フランジ２３を介してロボットアーム２０１の先端部に取付けられる。砥石車１２は、基台２１に軸受２５を介して回転自在に支持された回転軸３０に着脱自在に固定される。回転軸３０には、駆動装置５０が連結し、回転軸３０が駆動装置５０により回転させられることで砥石車１２が回転する。
【００２２】
回転軸３０は、軸受２５に回転自在に支持される円柱状の主軸３１と主軸３１の先端に固定されるスプラインシャフト４１とを備える。主軸３１は、基端部にプーリー取付部３３を、先端部にスプラインシャフト４１が嵌り込む穿設された凹部３５を有する。また主軸３１の先端外周には、カラー３７が取付けられている。
【００２３】
スプラインシャフト４１は、砥石車１２を取付るためのシャフトであり、中央部から先端近傍に砥石車１２が嵌り込むスプライン部４３が設けられ、スプライン部４３の前後は円柱部４４、４５となっている。スプラインシャフト４１は、基端部側の円柱部４４が主軸３１の凹部３５に嵌め込まれ固定されている。スプライン部４３の先端の円柱部４５は、砥石車１２の抜け止め具であるスリーブ４８が嵌り込む。
【００２４】
砥石車１２は、中心部に貫通孔１３を有する公知の砥石車であり、砥石車１２をスプラインシャフト４１に取付けるための固定用スリーブ１４が貫通孔１３に取付けられている。固定用スリーブ１４は、スプラインシャフト４１のスプライン部４３に嵌り込むスプライン軸受１５と、スプライン軸受１５の端部に設けられたフランジ１６とを有する。スプライン軸受１５は、円筒状の外周面を有し貫通孔１３に挿通され、先端外周面に設けられたねじ部（図示省略）にロックナット１７が螺合し、固定用スリーブ１４が砥石車１２に固定される。
【００２５】
砥石車１２は、固定用スリーブ１４のフランジ１６の端面がカラー３７の端面に当接するように、スプラインシャフト４１のスプライン部４３にスプライン軸受１５が嵌め込まれ、スプラインシャフト４１の先端円柱部４５にスリーブ４８が嵌め込まれ、砥石車１２がスプラインシャフト４１に固定される。
【００２６】
スプラインシャフト４１に取付けられた砥石車１２は、スプラインシャフト４１の円周方向への回転は、スプライン部４３、スプライン軸受１５により阻止される。また回転軸３０の軸心方向（長手方向）であって主軸３１のプーリー取付部３３側への移動は、カラー３７により阻止され、スプラインシャフト４１の先端部側への移動は、スリーブ４８により阻止される。
【００２７】
以上のように本実施形態の研削装置本体１０において、スプライン部４３、スプライン軸受１５が、砥石車１２が回転軸３０の円周方向への移動を規制する第１規制手段である。またカラー３７が、砥石車１２が回転軸３０の反先端部方向へ移動することを規制する第２規制手段であり、スリーブ４８が、回転軸３０からの離脱を防止する抜止め手段である。
【００２８】
本実施形態においては、砥石車１２が回転軸３０の反先端部方向へ移動することを規制する手段として、主軸３１の先端部にカラー３７が取付けられるが、主軸３１とスプラインシャフト４１との連結部には構造上段差が生じるため、この段差を砥石車１２が回転軸３０の反先端部方向へ移動することを規制する手段としてよい。なおカラー３７は、回転軸３０に段差を形成する手段ということもできる。
【００２９】
駆動装置５０は、回転軸３０を回転させる駆動源であるサーボモータ５１と、サーボモータ５１の回転を回転軸３０に伝達する伝達手段５２とを含む。サーボモータ５１は、基台２１に固定され、プーリー５３、５４及びタイミングベルト５５で構成される伝達手段５２を介してサーボモータ５１の回転を回転軸３０に伝達する。駆動装置５０は、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、サーボモータ５１と回転軸３０とが直結されていてもよい。また駆動源もサーボモータに限定されない。
【００３０】
研削装置本体１０は、この他に可動アーム６０を有する。可動アーム６０は、可動アーム本体６１と可動アーム本体６１を支持する可動アーム支持機構７０とで構成される。可動アーム６０は、回転軸３０に対する砥石車１２の離脱を規制する機能を有し、抜け止め具であるスリーブ４８は、可動アーム本体６１に取付けられた状態でスプラインシャフト４１の先端円柱部４５に嵌り込む。可動アーム６０は、後述のようにスリーブ４８をスプラインシャフト４１から取外すことができるため抜け止め解除手段ということができる。
【００３１】
可動アーム本体６１は、可動アーム支持機構７０を構成するアームガイド軸７１に挿通する円筒パイプ状の挿通部６８と挿通部６８に直交配置されるアーム部６２とを有する。アーム部６２は、挿通部６８に対して上方に位置する上部アーム６３と、挿通部６８に対して下方に位置する下部アーム６４とを有し、上部アーム６３の先端にはバランスウエイト６５が設けられている。一方、下部アーム６４の先端は、スリーブ取付部６６が設けられており、スリーブ取付部６６に軸受６７を介してスリーブ４８が回転自在に固定されている。
【００３２】
可動アーム支持機構７０は、可動アーム本体６１を支持するアームガイド軸７１と、可動アーム本体６１と連結するアーム可動軸８１とを有する。
【００３３】
アームガイド軸７１は、円筒パイプ状の部材であり、基台２１に軸受７２を介して回動自在に固定されている。アームガイド軸７１の位置は、回転軸３０の真上であり（図３参照）、スプラインシャフト４１に装着された砥石車１２の上端よりも上である。アームガイド軸７１にはアームガイド軸７１を回動させるためのクランクアーム７３が接続する。クランクアーム７３は、エアシリンダー７４と連結し、エアシリンダー７４のロッドが伸縮することでアームガイド軸７１が回動する。
【００３４】
またアームガイド軸７１の一端部には、ロックアーム７６が取付けられている。アームガイド軸７１とロックアーム７６とは一体化され、一体となって動く。ロックアーム７６は、内径がアームガイド軸７１の内径と略同一の円筒状の部材であり、内面にアーム可動軸８１に設けられたキー溝に嵌り込むキー（図示省略）を備える。
【００３５】
アーム可動軸８１は、円柱状の部材であり、可動アーム本体６１の挿通部６８に挿通された状態で連結具８５を介して、挿通部６８の先端とアーム可動軸８１の先端とが連結されている。これにより可動アーム本体６１とアーム可動軸８１とは一体化され、一体となって動く。アーム可動軸８１の外径は、可動アーム本体６１の挿通部６８の内径に比較して小さく、可動アーム本体６１とアーム可動軸８１とが連結された状態で挿通部６８とアーム可動軸８１との間に円筒状の空間が形成され、この空間にアームガイド軸７１が挿通される（図６参照）。
【００３６】
アーム可動軸８１は、基端部外周面に第１キー溝８３、第２キー溝８４を備える（図７参照）。第１キー溝８３と第２キー溝８４とは連通しており、第１キー溝８３が第２キー溝８４よりも先端部側に、また端面が一直線になるように軸心方向に並んで設けられている。第２キー溝８４の一端面は、アーム可動軸８１の基端部側の端面８２に臨む。第１キー溝８３は、第２キー溝８４に比較して僅かに短く、ロックアーム７６のキーの長さと同一である。第１キー溝８３の幅Ｗ１は、第２キー溝８４の幅Ｗ２に比較して大きく、第２キー溝８４の幅Ｗ２は、ロックアーム７６のキーの幅と略同一である。
【００３７】
アーム可動軸８１の基端部には、アーム可動軸８１をアームガイド軸７１の軸心方向に進退させるエアシリンダー８７が連結する（図６参照）。アーム可動軸８１を最も後退させると、ロックアーム７６に設けられたキーが第１キー溝８３に嵌り込み、アーム可動軸８１を最も前進させると、ロックアーム７６に設けられたキーが第２キー溝８４に嵌り込む。
【００３８】
次に砥石車１２の取付け要領、研削装置本体１０の運転要領を説明する。砥石車１２がスプラインシャフト４１に嵌め込まれた後に、可動アーム本体６１に装着されたスリーブ４８が、スプラインシャフト４１の先端円柱部４５に嵌め込まれ、砥石車１２がスプライン部４３に固定される。スリーブ４８のスプラインシャフト４１の先端円柱部４５への嵌め込みは、アーム可動軸８１に連結するエアシリンダー８７を動作させ、アーム可動軸８１を後退させることで行われる。
【００３９】
スリーブ４８の端面が砥石車１２に取付けられた固定用スリーブ１４の端面に当接するようにアーム可動軸８１を後退させると（図５参照）、ロックアーム７６に設けられたキーに対してアーム可動軸８１のキー溝が第２キー溝８４から第１キー溝８３の位置に移動する。この状態でクランクアーム７３に連結するエアシリンダー７４を動作させ、アームガイド軸７１を回動させる。
【００４０】
これよりロックアーム７６に設けられたキーが、第１キー溝８３に対して円周方向に回転することでロック位置となる。図７のアーム可動軸８１の正面図において、ロック位置にドットを付して示す。ロック位置とは、アーム可動軸８１（可動アーム本体６１）が、アームガイド軸７１の軸心方向（長手方向）に移動することができない位置であり、リリース位置とは、アーム可動軸８１（可動アーム本体６１）が、アームガイド軸７１の軸心方向に移動することができる位置である（図７参照）。
【００４１】
この状態でサーボモータ５１を駆動させ、砥石車１２を回転させ工作物３０１を研削する。このような研削装置において、運転中に装置上の不具合が発生し、可動アーム本体６１が動き、スリーブ４８がスプラインシャフト４１の先端円柱部４５から外れると、砥石車１２が回転軸３０から離脱し重大事故につながる恐れがある。これに対し、本実施形態の研削装置では、運転中に装置上の不具合が発生してもロックアーム７６がアーム可動軸８１（可動アーム本体６１）の動きを規制しているためスリーブ４８がスプラインシャフト４１の先端円柱部４５から外れることはない。
【００４２】
次に砥石車１２の取り外し要領を説明する。砥石車１２を停止させた状態で、ロックアーム７６を回動させキーの位置をアーム可動軸８１の第１キー溝８３に対してリリース位置とする。次に、エアシリンダー９０を動作させ、アーム可動軸８１を最も前進させる。これによりスリーブ４８がスプラインシャフト４１の先端円柱部４５から外れる。同時にロックアーム７６のキーがアーム可動軸８１の第２キー溝８４に嵌り込む。
【００４３】
この状態で、クランクアーム７３を回動させるとアーム可動軸８１及びこれに連結する可動アーム本体６１が、アーム可動軸８１を起点に旋回する。可動アーム本体６１は、スプラインシャフト４１から砥石車１２を取外し易い位置まで旋回させればよい。これにより砥石車１２を容易に取外すことができる。
【００４４】
以上のように第１実施形態の研削装置本体１０において、ロックアーム７６に設けられたキー、アーム可動軸８１に設けられた第１キー溝８３、さらにロックアーム７６を回動させるクランクアーム７３、アーム可動軸８１を進退させるエアシリンダー８７等で構成される機構は、スリーブ４８がスプラインシャフト４１の先端円柱部４５から外れることを阻止するロック機構に該当する。
【００４５】
同様に、第１実施形態の研削装置本体１０において、ロックアーム７６に設けられたキー、アーム可動軸８１に設けられた第２キー溝８４、さらにロックアーム７６を回動させるクランクアーム７３、アーム可動軸８１を進退させるエアシリンダー８７等で構成される機構は、スリーブ４８がスプラインシャフト４１の先端円柱部４５から外れることを許容するロック解除機構に該当する。
【００４６】
研削装置本体１０は、この他に砥石車１２を自動交換するためのセンサーを備える。センサーには、砥石車１２の直径を検出する砥石直径検出センサー９０と、砥石車１２の交換時にスプライン部４３の歯の位置合せを行うプーリー基準位置管理用センサー（図示省略）とが含まれ、これらはデータを送信可能に研削装置制御装置１５０と連結する。
【００４７】
砥石車交換装置（砥石車交換交換ステーション）１０１は、研削装置本体１０に取付けて使用する新たな砥石車１２を保管するとともに、使用済の砥石車１２を収容するための装置である（図８参照）。砥石車１２の交換は、砥石車１２に固定用スリーブ１４及びロックナット１７が取付けられた状態で行われる。
【００４８】
砥石車交換装置１０１は、架台１０３上にターンテーブル１０５が取付けられ、ターンテーブル１０５上には、砥石車１２を収容する６個の収容具１０７が同一円周上に均等の間隔で設けられている。各収容具１０７は、砥石車１２の厚さよりも僅かに広い間隔を有し、ターンテーブル１０５上に立設された２枚の板体１０９からなる。２枚の板体１０９には、それぞれ上面に臨むように凹部１１１が設けられている。
【００４９】
収容具１０７に対して砥石車１２を上部から嵌め込むと、２枚の板体１０９の間に砥石車１２が入り込み、砥石車１２に取付けられた固定用スリーブ１４及びロックナット１７がそれぞれ板体１０９の凹部１１１で支持される。
【００５０】
ターンテーブル１０５には、ターンテーブル１０５を間欠的に一定の角度で回転させ所定の位置に割り付けるインデックスユニット１１３が取付けられている。このインデックスユニット１１３は、研削装置制御装置１５０と連結し、研削装置制御装置１５０の指令により動作する。
【００５１】
また砥石車交換装置１０１には、砥石車１２の交換のためのセンサーとして、砥石車１２を検出する砥石直径検出センサー１２１と、砥石車１２に取付けられている固定用スリーブ１４の有無を検出する固定用スリーブ検出センサー１２３とが取付けられている。これらセンサーは、データを送信可能に研削装置制御装置１５０と連結する。
【００５２】
研削装置制御装置１５０は、研削装置本体１０及び砥石車交換装置１０１に装着されたセンサーと接続し、さらにロボットアームを制御するロボット制御装置（図示省略）と連携し、砥石車１２の自動交換を制御する。研削装置制御装置１５０は、データ送受信、演算、制御、データ入出力の各機能を備える。また研削装置制御装置１５０は、記憶手段を備え、砥石車１２を自動交換するための手順がプログラム化され記憶手段に格納されている。
【００５３】
本実施形態の研削装置１の砥石車自動交換要領について説明する。研削装置制御装置１５０は、研削装置本体１０に装着された砥石直径検出センサー９０からのデータと、予め設定された砥石車１２の使用限界径とから使用中の砥石車１２の交換を行う必要があるか否かの判定をする。研削装置制御装置１５０は、使用中の砥石車１２の直径が使用限界径に達したと判断すると、研削を中止し、砥石車１２を自動交換するように制御する。
【００５４】
研削装置制御装置１５０は、ロボット制御装置に対して研削装置本体１０を砥石車１２の交換可能な位置に移動させるように指令を送る。ロボット制御装置は、研削装置制御装置１５０からの指令を受け、ロボット及び砥石車交換装置１０１の位置座標に基づき研削装置本体１０に装着されている砥石車１２を交換位置に移動させる。
【００５５】
交換位置は、研削装置本体１０に装着されている砥石車１２を収容する収容具１０７の真上であって、２枚の板体１０９と砥石車１２の固定用スリーブ１４とが直交する位置である。砥石車１２を交換位置に移動させた後、クランクアーム７３、エアシリンダー８７を介して可動アーム本体６１を、スプラインシャフト４１から砥石車１２を取外し可能な位置に移動させる。
【００５６】
その後、ロボットアーム２０１を操作し、研削装置本体１０に装着されている砥石車１２を降下させ収容具１０７に嵌め込み、ロボットアーム２０１を後退させ砥石車１２に挿通されているスプラインシャフト４１を引き抜く。これにより使用済の砥石車１２の取外しが完了する。
【００５７】
次に、砥石車交換装置１０１のインデックスユニット１１３を動作させ、スプラインシャフト４１の正面に新たな砥石車１２を移動させる。その後、ロボットアーム２０１を前進させ砥石車１２にスプラインシャフト４１を挿通させ、ロボットアーム２０１を上方に移動させ、新たな砥石車１２を収容具１０７から外す。最後に可動アーム本体６１を動かし、スリーブ４８をスプラインシャフト４１の先端円筒部４５に嵌め込み、砥石車１２の取付けを完了する。
【００５８】
上記のように第１実施形態の研削装置１は、砥石車１２の回転軸３０への着脱機構が単純であり、駆動源にエアシリンダー８７を使用することができるので、研削装置全体１０を小型・軽量化することができる。研削装置本体１０は、砥石車１２の回転軸３０への着脱機構が簡素化されている一方で、装置に不具合が発生しても砥石車１２は回転軸３０から外れないようにロックされており、安全に使用することができる。
【００５９】
また第１実施形態の研削装置１は、砥石車１２の回転軸３０への着脱機構に加え、砥石車交換装置１０１及び砥石車１２の自動交換を制御する研削装置制御装置１５０を備えるので、砥石車１２の自動交換が可能であり実用性に優れる。
【００６０】
以上、第１実施形態の研削装置１を用いて本発明に係る加工装置について説明したが、本発明に係る加工装置は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変更して使用することができる。例えば、第１実施形態の研削装置本体１０では、主軸３１とスプラインシャフト４１とが分離しているが、これらは一体化されていてもよい。
【００６１】
第１実施形態の研削装置本体１０においては、スプラインシャフト４１を用いて砥石車１２の固定を行うが、スプラインシャフト４１に代えて、回転軸３０と砥石車１２とにキーとキー溝とを設け、回転軸３０に砥石車１２を着脱可能に固定してもよい。
【００６２】
また第１実施形態の研削装置本体１０においては、可動アーム本体６１とアーム可動軸８１とを連結具８５を介して連結するが、可動アーム本体６１とアーム可動軸８１とが一体的に形成されていてもよい。さらには可動アーム本体６１に設けられた挿通部６８を無くし、アーム可動軸８１をアームガイド軸７１により回動自在に支持するようにしてもよい。
【００６３】
またロックアーム７６は、アームガイド軸７１と一体的に形成されていてもよく、さらにはロックアーム７６を省略し、アームガイド軸７１の端部にアーム可動軸８１の第１キー溝８３、第２キー溝８４に嵌るキーを取付けてもよい。
【００６４】
本発明に係る加工装置は、研削装置に限定されるものではなく、切削装置、研磨装置等を使用することができ、工具も砥石車に限定されるものではない。また第１実施形態では、ロボットアームの先端部に加工装置として研削装置が取付け使用される例を示したが、本発明に係る加工装置は、多関節ロボット、直交ロボットなどの産業用ロボット、数値制御工作機械、マシニングセンタ、ＣＮＣ工作機械等の工作機械に取付け使用することができる。
【００６５】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００６６】
１  研削装置
１０  研削装置本体
１２  砥石車
１５  スプライン軸受
２１  基台
２３  取付フランジ
３０  回転軸
３１  主軸
４１  スプラインシャフト
４３  スプライン部
４５  円柱部
４８  スリーブ
５０  駆動装置
６０  可動アーム
６１  可動アーム本体
６２  アーム部
６８  挿通部
７０  可動アーム支持機構
７１  アームガイド軸
７３  クランクアーム
７６  ロックアーム
８１  アーム可動軸
８３  第１キー溝
８４  第２キー溝
９０  砥石直径検出センサー
１０１  砥石交換装置
１０７  収容具
１２１  砥石直径検出センサー
１２３  固定用スリーブ検知センサー
１５０  研削装置制御装置
２０１  多関節ロボットのアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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