(57)【要約】【課題】複数のワークを連続して加工することができる加工装置及び加工方法を提供する。【解決手段】加工装置１０は、同一の回転中心軸Ｃ回りに回転可能に支持されるメインチャック２２ａ及びサブチャック２４ａと、サブチャック２４ａを回転中心軸Ｃの方向に移動するモータ２７と、装置全体を制御する制御部４０を備える。加工装置１０では、メインチャック２２ａに、複数の最終加工品を取ることができるワークＷが把持される。制御部４０は、ワークＷの一部を加工して切り離し、最終加工品を得たのちに、サブチャック２４ａをメインチャック２２ａに近づけて、メインチャック２２ａに残されたワークＷをサブチャック２４ａで把持する。そして、メインチャック２２ａによるワークＷの把持を解除したのちにサブチャック２４ａをメインチャック２２ａから遠ざけ、再びメインチャック２２ａでワークＷを把持することによって、ワークＷを引き出す。【選択図】図１
2013123774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを回転させて、加工工具で該ワークを加工する加工装置であって、
前記ワークを把持し、回転可能に支持される第１のチャックと、
前記第１のチャックの回転中心軸の方向に対向して配設され、前記ワークを把持して、前記第１のチャックの回転中心軸回りに回転可能に支持される第２のチャックと、
前記第１のチャックと前記第２のチャックの少なくとも一方を前記第１のチャックの回転中心軸の方向に移動する移動部と、
前記第１のチャックにより前記ワークが把持されているときに、前記移動部により前記第１のチャックと前記第２のチャックを近づけ、前記第２のチャックにより前記ワークを把持したのちに前記第１のチャックによる前記ワークの把持を解除し、前記移動部により前記第１のチャックと前記第２のチャックを遠ざけて前記ワークを前記第１のチャックから所定量引き出し、前記第１のチャックにより前記ワークを再び把持する制御手段と、
を備える加工装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１のチャックで把持されたワークを前記加工工具で加工した後に、前記移動部により前記第１のチャックと前記第２のチャックを近づけて該第２のチャックにより前記ワークを把持し、前記加工工具で前記ワークの一部を切り離す、
請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記加工工具で前記ワークの一部を切り離した後に、前記第２のチャックで把持されたワークを前記加工工具で加工する、
請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記第１のチャックは、回転中心軸に沿って貫通する空洞が形成されている、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の加工装置。
【請求項５】
回転可能に支持されてワークを把持する第１のチャックと、前記第１のチャックの回転中心軸の方向に対向して配設され、前記ワークを把持して、前記第１のチャックの回転中心軸回りに回転可能に支持される第２のチャックと、前記第１のチャックと前記第２のチャックの少なくとも一方を前記第１のチャックの回転中心軸の方向に移動する移動部と、を備え、前記ワークを回転させて、加工工具で該ワークを加工する加工装置が行う加工方法であって、
前記第１のチャックにより前記ワークが把持されているときに、前記移動部により前記第１のチャックと前記第２のチャックを近づけ、前記第２のチャックにより前記第１のチャックに把持された前記ワークを把持したのちに前記第１のチャックによる前記ワークの把持を解除し、前記第１のチャックと前記第２のチャックを遠ざけて前記ワークを前記第１のチャックから所定量引き出し、前記第１のチャックにより前記ワークを再び把持する引出し工程を、
含む加工方法。
【請求項６】
前記第１のチャックで把持されたワークを前記加工工具で加工した後に、前記移動部により前記第１のチャックと前記第２のチャックを近づけて該第２のチャックにより前記ワークを把持し、前記加工工具で前記ワークの一部を切り離す切離し工程を、
更に含む請求項５に記載の加工方法。
【請求項７】
前記切離し工程では、前記加工工具で前記ワークの一部を切り離した後に、前記第２のチャックで把持されたワークを前記加工工具で加工する、
請求項６に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物（ワーク）を加工する加工装置及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを加工する加工装置として、素材から最終製品形状を加工可能な複合加工機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の加工装置は、対向する第１主軸および第２主軸を有しており、第１主軸で把持したワークに第１工程の加工を施すとともに、ワークを第２主軸でも把持して中央部を切断し、第２主軸で把持したワークに第２工程の加工を施して製品を生産している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０５５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の加工装置では、ワークの加工を完了したときには、一旦加工装置を停止し、人手で第１主軸に新たなワークを取り付ける必要がある。このため、特に１つ当たりの加工時間が短いワークを多量に加工したい場合などには、利用者は、加工装置へのワークの取付を頻繁に行う必要があった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、複数のワークを連続して加工することができる加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る加工装置は、ワークを回転させて加工工具で加工する加工装置であって、ワークを把持し、回転可能に支持される第１のチャックと、第１のチャックの回転中心軸の方向に対向して配設され、ワークを把持して、第１のチャックの回転中心軸回りに回転可能に支持される第２のチャックと、第１のチャックと第２のチャックの少なくとも一方を第１のチャックの回転中心軸の方向に移動する移動部と、第１のチャックによりワークが把持されているときに、移動部により第１のチャックと第２のチャックを近づけ、第２のチャックによりワークを把持したのちに第１のチャックによるワークの把持を解除し、移動部により第１のチャックと第２のチャックを遠ざけてワークを第１のチャックから所定量引き出し、第１のチャックによりワークを再び把持する制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のワークを連続して加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る加工装置の構成を示す正面図である。
【図２】この実施の形態に係る加工装置の制御部で実行される加工制御処理を示すフローチャートである。
【図３】メインチャックで把持されたワークに第１加工部及び第２加工部で加工を施す処理を説明する図である。
【図４】加工が施されたワークにサブチャックを接近させる処理を説明する図である。
【図５】加工が施されたワークをサブチャックで把持する処理を説明する図である。
【図６】ワークの切り離し処理を説明する図である。
【図７】切り離したワークをサブチャックで移動させる処理を説明する図である。
【図８】サブチャックで把持されたワークに第１加工部及び第２加工部で加工を施す処理を説明する図である。
【図９】サブチャックによる最終加工品の把持を解除する処理を説明する図である。
【図１０】この実施の形態に係る加工装置の制御部で実行されるワークの引出し処理を示すフローチャートである。
【図１１】メインスピンドルに残されたワークにサブチャックを接近させる処理を説明する図である。
【図１２】メインスピンドルに残されたワークをサブチャックで把持する処理を説明する図である。
【図１３】メインチャックによるメインスピンドルに残されたワークの把持を解除する処理を説明する図である。
【図１４】メインスピンドルに残されたワークを所定量引き出す処理を説明する図である。
【図１５】所定量引き出されたワークをメインチャックで把持する処理を説明する図である。
【図１６】サブチャックによる引き出されたワークの把持を解除する処理を説明する図である。
【図１７】サブチャックを初期位置に戻す処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る加工装置１０は、被加工物（ワーク）Ｗを加工する多機能旋盤として構成されている。加工装置１０は、図１に示すように、装置全体を支持する支持体２０と、メインスピンドル２２と、サブスピンドル２４と、第１加工部３０と、第２加工部３５と、コンベア２８と、装置全体を制御する制御部４０と、を備える。
【００１１】
メインスピンドル２２は、支持体２０に固定されており、ワークＷを把持するメインチャック２２ａと、メインチャック２２ａを回転中心軸Ｃ回りに回転させるモータ２３を有する。メインチャック２２ａは、長さの長いワークＷを把持できるように回転中心軸Ｃに沿って貫通する空洞が形成されており（図１参照）、ワークＷを把持した状態で回転可能なように支持体２０に支持されている。メインチャック２２ａとして、例えば、コレットや複数の爪をワークに押し付けることによって機械的な力でワークＷを把持するものや、磁石や真空引きを用いてワークＷを把持するものなど種々のものを用いることができる。また、モータ２３や、後述するモータ（モータ２５、２７、３２、３３、３７、３８）として、同期電動機や誘導電動機など種々のものを用いることができる。メインチャック２２ａやモータ２３は、制御部４０によって制御される。メインスピンドル２２では、ワークＷをメインチャック２２ａで把持した状態でモータ２３によって回転させることができる。以下、メインチャック２２ａ（ワークＷ）の回転軸方向を「Ｙ軸方向」といい、Ｙ軸方向に垂直な水平方向を「Ｘ軸方向」といい、鉛直方向を「Ｚ軸方向」という。
【００１２】
サブスピンドル２４は、メインスピンドル２２からＹ軸方向に沿って離れた位置で、メインスピンドル２２と対向して支持体２０に取付けられている。サブスピンドル２４は、メインスピンドル２２のメインチャック２２ａとサブスピンドル２４のサブチャック２４ａの回転中心線が一致するように配置され（図１中、回転中心軸Ｃ参照）、図示しないスライダが、支持体２０に固定されたＹ軸方向に伸びるレール２６と係合している。サブスピンドル２４は、ワークＷを把持するサブチャック２４ａと、サブチャック２４ａをＹ軸回りに回転させるモータ２５と、サブチャック２４ａで把持したワークＷをＹ軸方向に移動させるモータ２７を有する。サブチャック２４ａは、ワークＷを把持した状態で回転可能なように図示しないスライダに支持されている。サブチャック２４ａは、メインチャック２２ａと同一の構成のものを用いてもよいし、異なる構成のものを用いてもよい。サブチャック２４ａやモータ２５、２７は、制御部４０によって制御される。サブスピンドル２４では、ワークＷをサブチャック２４ａで把持して、Ｙ軸回りに回転させたりＹ軸方向に移動させたりすることができる。
【００１３】
第１加工部３０と第２加工部３５は、メインスピンドル２１とサブスピンドル２４の上下方向（Ｚ軸方向）両側に配置されている。第１加工部３０と第２加工部３５のそれぞれは、周知のタレット装置３１、３６と、タレット装置３１、３６をＹ軸方向に移動させるモータ３２、３７と、タレット装置３１、３６をＺ軸方向に移動させるモータ３３、３８を有する。タレット装置３１、３６には、バイトやドリルなど複数の加工工具が取り付けられている。なお、タレット装置３１、３６には、ドリルなどを回転させる駆動機構が搭載されていてもよい。第１加工部３０及び第２加工部３５では、タレット装置３１、３６をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動させて、タレット装置３１、３６によって複数の加工工具を選択してワークＷを加工することができる。
【００１４】
コンベア２８は、支持体２０に固定されており、メインスピンドル２２やサブスピンドル２４の鉛直下方に配置されている。コンベア２８は、加工が終了したワークＷ（最終加工品Ｐ）を加工装置１０外に搬送する。
【００１５】
制御部４０は、予め記憶部に記憶された制御シーケンスに従って加工装置１０全体を制御する。制御部４０は、プロセッサや記憶部を有する周知のコンピュータで構成することができる。制御部４０には、例えばサブスピンドル２４のＹ軸方向の位置を検出する図示しないセンサからの信号が入力されるなど、加工装置１０の制御に必要な各種情報が入力され、メインスピンドル２２やサブスピンドル２４、第１加工部３０、第２加工部３５、コンベア２８に駆動信号などを送信する。また、制御部４０には、操作者が各種指令を入力できるキーボードなどの図示しない入力部も設けられている。
【００１６】
次に、実施の形態の加工装置１０を用いたワークＷの加工について説明する。操作者は、まず、加工装置１０による加工に先立って、最終加工品Ｐを複数取ることができる素材をワークＷとして用意する。具体的には、最終加工品Ｐを製造するのに適した形状の材料がＹ軸方向に複数連続する素材をワークＷとして用意する。そして、図１に示すように、用意したワークＷをメインチャック２２ａに把持させる。このときには、操作者は、加工装置１０によるワークＷの加工がスムースに行われるように、ワークＷの予め定められた位置をメインチャック２２ａに把持させる。図１に示す例では、ワークＷは、メインスピンドル２２の中心穴を通り、メインスピンドル２２の後部側に突き出ている。
【００１７】
続いて、操作者による指令の入力を契機として、制御部４０が図２に示す加工制御処理を実行する。加工制御処理では、制御部４０は、まず、ワークＷを把持した状態でメインチャック２２ａをモータ２３によってＹ軸回りに回転させるとともに第１加工部３０及び第２加工部３５を駆動して、図３に示すように、メインチャック２２ａに把持されたワークＷを加工する（ステップ１０１）。
【００１８】
次に、制御部４０は、モータ２７を駆動して、サブチャック２４ａをメインチャック２２ａに近づける方向に移動させ（ステップＳ１０２）、図４に示すように、サブチャック２４ａをワークＷに接近させる。サブチャック２４ａをワークＷに接近させると、制御部４０は、図５に示すように、サブチャック２４ａでワークＷの先端を把持する（ステップＳ１０３）。これにより、ワークＷは、メインチャック２２ａとサブチャック２４ａとの両方によって把持される。
【００１９】
続いて制御部４０は、メインチャック２２ａとサブチャック２４ａの両方でワークＷを把持している状態で、図６に示すように、第１加工部３０を駆動してワークＷの一部を切り離す（ステップＳ１０４）。このときには、制御部４０は、モータ２３、２５によってメインチャック２２ａとサブチャック２４ａを同期して回転させ、第１加工部３０によってワークＷの一部を切り離す。ワークＷの切り離しは、後述するワークＷの引出し処理が実行できるように、メインスピンドル２２に残されるワークＷの先端が、メインチャック２２ａから若干量サブスピンドル２４側に突出するように切り離しの位置を定める。なお、第１加工部３０に代えて、または加えて、第２加工部３５によってワークＷの一部を切り離してもよい。切り離されたワークＷの一部（以下、ワークＷ１という）は、サブチャック２４ａによって把持される。制御部４０は、モータ２７を駆動して、サブチャック２４ａをメインチャック２２ａから遠ざける方向に移動させて（ステップ１０５）、図７に示すように、サブチャック２４ａに把持されたワークＷ１を所定の加工位置に移動させる。
【００２０】
次に制御部４０は、ワークＷ１を把持したサブチャック２４ａをモータ２５によってＹ軸回りに回転させるとともに第１加工部３０及び第２加工部３５を駆動し、図８に示すように、ワークＷ１を加工して最終加工品Ｐを製造する（ステップ１０６）。最終加工品Ｐを製造したら、制御部４０は、図９に示すように、サブチャック２４ａによる最終加工品Ｐの把持を解除し、コンベア２８によって最終加工品Ｐを加工装置１０外に搬送する（ステップＳ１０７）。
【００２１】
そして、制御部４０は、メインスピンドル２２に残されたワークＷを連続して加工するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。制御部４０は、例えば、予め操作者によって、ワークＷから最終加工品Ｐを製造する数が指定されているときには、その数の最終加工品Ｐを製造するまではワークＷを連続して加工すると判断し、指定された数の最終加工品Ｐを製造したときにワークＷを連続して加工しないと判断する。但し、こうした判定に限定されるものではなく、制御部４０は、例えば、メインスピンドル２２に残されたワークＷの長さを図示しないセンサによって検知し、残されたワークＷが最終加工品Ｐを製造するのに十分な長さを有する場合にワークＷを連続して加工すると判断し、残されたワークＷの長さが十分でないときにワークＷを連続して加工しないと判断してもよい。制御部４０は、ワークＷを連続して加工しないと判断したときには（ステップＳ１０８，ＮＯ）、加工制御処理を終了し、例えばディスプレイに表示することによって操作者に加工制御処理が終了した旨を伝える。
【００２２】
制御部４０は、ワークＷを連続して加工すると判断したときには（ステップＳ１０８，ＹＥＳ）、メインスピンドル２２に残されたワークＷの引出し処理を実行して（ステップＳ１０９）、再び、ワークＷの加工を実行する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）。図１０に、メインスピンドル２２に残されたワークＷの引出し処理の具体的な処理の一例を示す。
【００２３】
ワークＷの引出し処理では、制御部４０は、まず、モータ２７を駆動して、サブチャック２４ａをメインチャック２２ａに近づける方向に移動させ（ステップＳ２０１）、図１１に示すように、メインスピンドル２２に残されたワークＷにサブチャック２４ａを接近させる。サブチャック２４ａをワークＷに接近させると、制御部４０は、図１２に示すように、サブチャック２４ａでワークＷの先端を把持する（ステップＳ２０２）。このときには、ワークＷは、メインチャック２２ａとサブチャック２４ａとの両方によって把持される。
【００２４】
続いて、制御部４０は、図１３に示すように、メインチャック２２ａによるワークＷの把持を解除してサブチャック２４ａのみによってワークＷが把持される状態にし（ステップＳ２０３）、図１４に示すように、モータ２７を駆動して、サブチャック２４ａをメインチャック２２ａから遠ざける方向に所定量α移動させてから（ステップ２０４）、図１５に示すように、メインチャック２２ａで再びワークＷを把持する（ステップＳ２０５）。ここで、所定量αは、例えば、最終加工品ＰのＹ軸方向の長さと、第１加工部３０によるワークＷの切り離しによって削られる分の長さの和に相当する移動量として、つまり、上述した加工制御処理によってワークＷが短くなった分に相当する移動量として、予め定めた移動量を用いることができる。また、ワークＷがメインチャック２２ａから予め定められた長さ突出するように、図示しないセンサからの信号に基づいてワークＷを移動させてもよい。
【００２５】
そして、制御部４０は、図１６に示すように、サブチャック２４ａによるワークＷの把持を解除し（ステップＳ２０６）、モータ２７を駆動して、サブチャック２４ａをメインチャック２２ａから遠ざける方向に移動させて（ステップＳ２０７）、図１７に示すように、サブチャック２４ａを初期位置に戻し、ワークＷの引出し処理を終了する。こうした処理により、ワークＷを加工して最終加工品Ｐを得た後に、メインスピンドル２２に残されたワークＷが引き出されるので、最終加工品Ｐを製造する毎の人手による加工装置１０へのワークＷの取付を必要とせず、自動でワークＷを連続して加工することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上述した実施の形態に限定されず、種々の変形および応用が可能である。例えば、上述した実施の形態では、ワークＷの一部を切り離した後に、切り離したワークＷ１をサブチャック２４ａで把持した状態で第１加工部３０及び第２加工部３５により加工するものとしたが、ワークＷを切り離した段階で加工を終了して、サブチャック２４ａによるワークＷ１の把持が解除されてもよい。
【００２７】
上述した実施の形態のサブスピンドル２４は、サブチャック２４ａで把持されたワークＷを回転させるモータ２５を有するものとしたが、こうしたモータ２５に代えて、把持したワークＷを回転可能な状態と回転不能な状態とで切り替える機構を備えてもよい。この場合、サブスピンドル２４では、例えば、ワークＷがメインチャック２２ａとサブチャック２４ａとの両方で把持されているときにはワークＷを回転可能な状態にし、ワークＷがサブチャック２４ａのみによって把持されているときにはワークＷを回転不能な状態にして、第１加工部３０及び第２加工部３５による加工を施してもよい。
【００２８】
上述した実施の形態では、ワークＷを加工するときには、初めに操作者がワークＷの取付位置を調整するものとしたが、操作者がワークＷを取り付けた後に、制御部４０がワークＷの位置を調整してもよい。この場合、制御部４０は、例えば、操作者による指令の入力を契機として、サブチャック２４ａでワークＷを把持したのちにメインチャック２２ａによるワークＷの把持を解除し、図示しないセンサからのワークＷの位置情報に基づいて、ワークＷのメインチャック２２ａによる把持位置を調整すればよい。
【００２９】
上述した実施の形態では、メインチャック２２ａが支持体２０に固定されるとともにサブチャック２４ａがＹ軸方向に移動できるものとしたが、メインチャック２２ａがＹ軸方向に移動できるとともにサブチャック２４ａが支持体２０に固定されていてもよいし、メインチャック２２ａとサブチャック２４ａの両方がＹ軸方向に移動できるものでもよい。また、上述した実施の形態では、第１加工部３０、第２加工部３５は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動できるものとしたが、Ｚ軸方向のみに移動できるものや、Ｘ軸方向にも移動できるものでもよい。
【００３０】
上述した実施の形態では、メインスピンドル２２は、中空に形成されるものとしたが、十分な長さのワークＷをメインチャック２２ａで把持できる形状であればよく、中空以外の形状でも構わない。
【００３１】
上述した実施の形態では、メインスピンドル２２とサブスピンドル２４の上下方向（Ｚ軸方向）に第１加工部３０と第２加工部３５とが配置されるものとしたが、第１加工部３０と第２加工部３５は、例えば、メインスピンドル２２とサブスピンドル２４の左右方向（Ｘ軸方向）に配置されるなど任意の位置に配置されればよい。
【００３２】
上述した実施の形態では、ワークＷ１を加工する加工部として、タレット装置３１、３６を有する第１加工部３０、第２加工部３５が備えられるものとしたが、単一の加工部や、３つ以上の加工部が備えられてもよい。また、タレット装置３１、３６を有する加工部に限定されるものではなく、例えば、くし刃状に複数の加工工具が備えられてもよい。
【００３３】
上述した実施の形態では、サブスピンドル２４によるワークＷ１（最終加工品Ｐ）の把持が解除されると、コンベア２８によって最終加工品Ｐを搬送するものとしたが、コンベア２８に代えて、又は加えて、ロボットハンドなどの他の搬送機構が備えられてもよい。また、例えば、サブスピンドル２４によるワークＷ１の把持が解除されると、ワークＷ１が傾斜に沿って移動するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０    加工装置
２０    支持体
２２    メインスピンドル
２２ａ  メインチャック
２３    モータ
２４    サブスピンドル
２４ａ  サブチャック
２５    モータ
２６    スライダ
２７    モータ
２８    コンベア
３０    第１加工部
３１    タレット装置
３５    第２加工部
３６    タレット装置
４０    制御部
Ｃ    回転中心軸
Ｐ    最終加工品
Ｗ    ワーク
【図１】
2013123774.tif 000003
【図２】
2013123774.tif 000004
【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】
2013123774.tif 000010
【図９】
2013123774.tif 000011
【図１０】
2013123774.tif 000012
【図１１】
2013123774.tif 000013
【図１２】
2013123774.tif 000014
【図１３】
2013123774.tif 000015
【図１４】
2013123774.tif 000016
【図１５】
2013123774.tif 000017
【図１６】
2013123774.tif 000018
【図１７】
2013123774.tif 000019