(57)【要約】【課題】ワークの外段取りを可能とすることで生産ラインでの作業効率を高め、加工異常検出を適用する。【解決手段】ワーク１００が配置されるＴ溝定盤１１上に取り付けられ、ワーク１００に対する切削加工状態を測定する切削動力計１２を備え、切削動力計１２上に取り付けられたアタッチメント部１７と、ワーク１００を位置決め固定し、自身がアタッチメント部１７に着脱可能な複数のバイス部１８とを備えた。【選択図】図１
2013049105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが配置されるテーブル上に取り付けられ、前記ワークに対する加工状態を測定するセンサを備えた加工装置において、
前記センサ上に取り付けられたアタッチメント部と、
前記ワークを位置決め固定し、自身が前記アタッチメント部に着脱可能な複数のバイス部と
を備えたことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記センサは、前記ワークに対する加工中に、当該加工に用いている工具に掛かる切削加工力を測定する切削加工力測定手段であり、
前記切削加工力測定手段により測定された切削加工力が所定の閾値を超えたかを判断する比較手段と、
前記比較手段により切削加工力が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記加工を停止させて当該加工に用いている工具の交換を指示する操作指示手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
ワークが配置されるテーブル上に取り付けられ、前記ワークに対する加工状態を測定するセンサと、前記センサ上に取り付けられたアタッチメント部と、前記ワークを位置決め固定し、自身が前記アタッチメント部に着脱可能な複数のバイス部とを備えた加工装置による加工方法において、
第１のバイス部に加工対象のワークを取り付けるワーク取付ステップと、
前記ワークが取り付けられた前記第１のバイス部をアタッチメント部に装着する装着ステップと、
前記アタッチメント部に前記第１のバイス部を介して固定されたワークに対して加工を行う加工ステップと、
前記加工ステップを行っている間に、第２のバイス部に次の加工対象のワークを取り付ける次段ワーク取付ステップと、
前記加工が終了した後、前記第１のバイス部を前記アタッチメント部から脱離する脱離ステップと、
前記第１のバイス部が脱離されたアタッチメント部に前記次の加工対象のワークが取り付けられた前記第２のバイス部を装着する次段装着ステップと、
前記アタッチメント部から脱離した前記第１のバイス部からワークを取り外すワーク取外ステップと
を有することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークの加工を行う加工装置および加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークの切削加工等を行う切削加工装置において、センサを用いて加工異常を検出する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。これにより、適切なタイミングで切削工具の交換を行うことができ、また、作業効率を向上させることができる。
また、ワークが設置固定される回転テーブルに取り付けられて、ワークに作用している外力を検出する検出器を備え、この検出器により検出された外力に基づいて、加工機の制御を行うものもある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再表００／０７３０１８号公報
【特許文献２】特開平７−８０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ワークが設置固定される設置部にセンサを取り付けているため、ワークの外段取りを行うことはできない。そのため、生産ラインでの作業効率が悪くなってしまうという課題があった。よって、上記加工異常検出方法を生産ラインに適用することは難しい。また、特許文献２についても同様に、ワークが設置固定される回転テーブルに検出器を取り付けているため、ワークの外段取りを行うことができないという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ワークの外段取りを可能とすることで生産ラインでの作業効率を高め、加工異常検出を適用することができる加工装置および加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る加工装置は、ワークが配置されるテーブル上に取り付けられ、ワークに対する加工状態を測定するセンサを備え、センサ上に取り付けられたアタッチメント部と、ワークを位置決め固定し、自身がアタッチメント部に着脱可能な複数のバイス部とを備えたものである。
【０００７】
また、この発明に係る加工方法は、第１のバイス部に加工対象のワークを取り付けるワーク取付ステップと、ワークが取り付けられた第１のバイス部をアタッチメント部に装着する装着ステップと、アタッチメント部に第１のバイス部を介して固定されたワークに対して加工を行う加工ステップと、加工ステップを行っている間に、第２のバイス部に次の加工対象のワークを取り付ける次段ワーク取付ステップと、加工が終了した後、第１のバイス部をアタッチメント部から脱離する脱離ステップと、第１のバイス部が脱離されたアタッチメント部に次の加工対象のワークが取り付けられた第２のバイス部を装着する次段装着ステップと、アタッチメント部から脱離した第１のバイス部からワークを取り外すワーク取外ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、ワークの外段取りを可能とすることで生産ラインでの作業効率を高めることができ、加工異常検出を適用することができる。よって、ワークの取り付け時間の短縮化を図ることができるとともに、加工不良の検出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る切削加工装置のワーク設置部の構成を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるバイス部の構成を示す上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における演算部の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る切削加工装置による切削加工の工程例を説明する模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る切削加工装置による加工異常検出動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る切削加工装置のワーク設置部１の構成を示す模式図である。
切削加工装置は、ワーク１００の切削加工を行うものである。この切削加工装置は、切削加工対象のワーク１００を設置固定するワーク設置部１と、ワーク設置部１に設置固定されたワーク１００を切削加工する切削工具２ａを有する切削加工部２（図４参照）とから構成されている。ここで、切削加工部２は、従来の切削加工装置での構成と同様であり、その説明を省略する。
【００１１】
切削加工装置のワーク設置部１には、図１に示すように、所定間隔で平行に配置された略Ｔ字型の溝１１ａを有するＴ溝定盤（テーブル）１１が設けられている。このＴ溝定盤１１の上面には、ワーク１００に対する切削加工状態を測定するセンサとして、切削動力計（切削加工力測定手段）１２が配置されている。この切削動力計１２は、切削加工中に切削工具２ａに掛かる切削加工力を一定の周期で測定するものであり、Ｔ溝定盤１１の溝１１ａに摺動可能に嵌め込まれた治具１３によって、所定の位置に固定されている。
また、切削動力計１２により測定された切削加工力を示すデータは、ケーブル１４を介して外部に接続されたＰＣなどの演算部１５に出力される。この演算部１５の構成については後述する。
【００１２】
そして、切削動力計１２の上方には、治具１６を介してアタッチメント部１７が取り付けられている。このアタッチメント部１７は、その上面でバイス部１８を着脱可能とするものである。なお、アタッチメント部１７は、バイス部１８を装着した際にこのバイス部１８により位置決め固定されたワーク１００が所定位置に配置されるように、その位置が設定されている。
【００１３】
バイス部１８は、ワーク１００を高精度に位置決め固定するものである。このバイス部１８の下面は、アタッチメント部１７の上面に着脱可能に構成されている。また、バイス部１８では、図２に示すように、対向する一対の側壁のうち、一方の側壁は固定（固定壁１８１）され、他方の側壁はクランプ用ねじ１８２ａを回すことにより固定壁１８１側へ移動可能（可動壁１８２）に構成されている。さらに、バイス部１８の固定壁１８１側には、ワーク１００を位置決めするためのストッパ部１８３が設けられている。
なお、このバイス部１８は予め複数用意されており、生産ラインの工程とは別工程でワーク１００を外段取り可能とする。
【００１４】
次に、演算部１５の構成について説明する。図３はこの発明の実施の形態１における演算部１５の構成を示すブロック図である。
演算部１５は、図３に示すように、動力計測定データ取得手段１５１、閾値設定手段１５２、比較手段１５３および操作指示手段１５４から構成されている。
【００１５】
動力計測定データ取得手段１５１は、切削動力計１２により測定された切削加工力を示すデータを取得し、記録するものである。
閾値設定手段１５２は、使用者により入力された加工条件（切削加工対象のワーク１００の材質など）を基に、予め、切削工具２ａに掛かる切削加工力に対する閾値を設定するものである。
【００１６】
比較手段１５３は、動力計測定データ取得手段１５１により取得された切削加工力を示すデータと、閾値設定手段１５２により設定された閾値とを比較するものである。ここで、比較手段１５３は、切削加工力が閾値を超えたと判断した場合には、その旨を操作指示手段１５４に通知する。
操作指示手段１５４は、比較手段１５３から切削加工力が閾値を超えた旨の通知を受けた場合に、切削加工を停止させて、切削工具２ａの交換を指示するものである。
【００１７】
次に、上記のように構成された切削加工装置による切削加工の工程例について説明する。図４はこの発明の実施の形態１に係る切削加工装置による切削加工の工程例を説明するための模式図である。なお図４では、Ｔ溝定盤１１の溝１１ａや治具１３，１６の図示を省略している。
切削加工装置による切削加工の工程例では、図４（ａ）に示すように、まず、生産ラインの工程とは別工程で、切削加工対象のワーク１００（以下、ワークＡと称す）をバイス部１８（以下、バイス部Ａと称す）に取り付ける（ワーク取付ステップ）。すなわち、図２に示すように、バイス部Ａの可動壁１８２を固定壁１８１から充分に離した状態で、その間隙部分にワークＡを設置する。この際、ワークＡを固定壁１８１とストッパ部１８３に当接させて配置することで、ワークＡを位置決めする。そして、クランプ用ねじ１８２ａを所定方向に回すことで可動壁１８２を固定壁１８１側へ移動させ、ワークＡを挟み込み固定する。なお、ワークＡが位置決め固定されたバイス部Ａをワーク固定済バイス部Ａと称す。
【００１８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ワーク固定済バイス部Ａをアタッチメント部１７上面に装着する（装着ステップ）。なお、ワーク固定済バイス部Ａがアタッチメント部１７に装着された際にワークＡが所定位置となるように、アタッチメント部１７の位置が予め設定されている。そのため、ワーク固定済バイス部Ａをアタッチメント部１７に単に装着するのみでワークＡの設置固定作業を完了することができる。
【００１９】
次いで、図４（ｃ）に示すように、切削工具２ａを用いて、ワークＡの切削加工を行う（切削加工ステップ）。
一方、図４（ｃ）の下部に示すように、ワークＡの切削加工を行っている間に、次に切削加工を行うワーク１００（以下、ワークＢと称す）をバイス部Ａとは別のバイス部１８（以下、バイス部Ｂと称す）に取り付けておく（次段ワーク取付ステップ）。なお、ワークＢが固定されたバイス部Ｂをワーク固定済バイス部Ｂと称す。
【００２０】
次いで、ワークＡの切削加工が終了した後、図４（ｄ）に示すように、ワーク固定済みバイス部Ａをアタッチメント部１７から脱離する（脱離ステップ）。そして、ワーク固定済バイス部Ｂをアタッチメント部１７上面に装着する（次段装着ステップ）。ここで、ワーク１００に対する外段取りを行うことで、切削加工が終了したワーク１００を取り外した後、次に切削加工を行うワーク１００を素早くワーク設置部１に設置固定することができる。
次いで、図４（ｅ）に示すように、アタッチメント部１７から脱離したワーク固定済みバイス部ＡからワークＡを取り外す（ワーク取外ステップ）。以降、切削加工ステップから後段の工程を繰り返す。
【００２１】
次に、切削加工装置による加工異常検出動作について説明する。図５はこの発明の実施音形態１に係る切削加工装置による加工異常検出動作を示すフローチャートである。
この切削加工装置による加工異常検出動作では、まず、閾値設定手段１５２は、切削加工を行う前に使用者により入力された加工条件（切削加工対象のワーク１００の材質など）を基に、切削工具２ａに掛かる切削加工力に対する閾値を設定する（ステップＳＴ１）。
一方、生産ラインでは上述した工程に従い、切削加工対象のワーク１００がバイス部１８に位置決め固定され、アタッチメント部１７に装着される。そして、このワーク１００の切削加工が行われる。
【００２２】
次いで、切削動力計１２は、切削加工の開始に伴い、切削工具２ａに掛かる切削加工力を一定の周期で測定する（ステップＳＴ２）。次いで、動力計測定データ取得手段１５１は、切削動力計１２により測定された切削加工力を示すデータを取得し、記録する。
【００２３】
次いで、比較手段１５３は、動力計測定データ取得手段１５１により取得された切削加工力を示すデータと、閾値設定手段１５２により設定された閾値とを比較する。そして、比較手段１５３は、この切削加工力が閾値を超えたかを判断する（ステップＳＴ３）。
このステップＳＴ３において、比較手段１５３が、切削加工力が閾値を超えていないと判断し、切削加工が途中の場合（ステップＳＴ４‘ＮＯ’）には、切削加工を継続する。
【００２４】
一方、ステップＳＴ３において、比較手段１５３が、切削加工力が閾値を超えたと判断した場合には、操作指示手段１５４は、切削加工部２に対して切削加工の停止を指示し、切削工具２ａの交換を指示する（ステップＳＴ５，６）。なお、切削加工部２にて、ツールチェンジャなどの工具交換機能を有していない場合には、ＰＣのモニタ上に切削工具２ａの交換指示を示すメッセージなどを表示して作業者に報知するようにしてもよい。そして、切削工具２ａが交換された後、切削加工が残っている場合には加工を再開する。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、ワーク１００を位置決め固定したバイス部１８を、切削動力計１２の上方に取り付けたアタッチメント部１７に着脱可能に構成したので、ワーク１００の外段取りを可能とすることで生産ラインでの作業効率を高めることができ、加工異常検出を適用することができる。よって、ワーク１００の取り付け時間の短縮化を図ることができるとともに、加工不良の検出を実現することができる。
【００２６】
なお、実施の形態１では、ワーク１００に対する切削加工状態として、切削工具２ａに掛かる切削加工力を計測して演算処理を行うことで、加工異常を検出する場合について示したが、これに限るものではなく、ワーク１００に対するその他の切削加工状態を計測して演算処理を行うことで、加工異常を検出するように構成してもよい。
また、実施の形態１では、切削加工装置を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、その他の加工装置に対しても同様に適用可能である。
【００２７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ワーク設置部
２  切削加工部
２ａ  切削工具
１１  Ｔ溝定盤（テーブル）
１１ａ  溝
１２  切削動力計（センサ、切削加工力測定手段）
１３，１６  治具
１４  ケーブル
１５  演算部
１７  アタッチメント部
１８  バイス部
１００  ワーク
１８１  固定壁
１８２  可動壁
１８２ａ  クランプ用ねじ
１８３  ストッパ部
１５１  動力計測定データ取得手段
１５２  閾値設定手段
１５３  比較手段
１５４  操作指示手段
【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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