(57)【要約】【課題】加工ヘッド一面の上下方向に２個の工具部を設けることにより、加工設備のコンパクト化およびサイクルタイムの短縮化を図ることができる加工設備および加工方法を提供する。【解決手段】加工設備１００では、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）とパレット１２との水平方向間隔が、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）とパレット１２との水平方向間隔よりも大きく設定され、その間隔差ｄは、加工ヘッド１２１のワークＷへの接近時、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）がパレット１２と干渉しないような長さに設定されている。これにより、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）によるワークＷの加工時、図３に示す比較例の加工設備２００とは異なり、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）の上端部とパレット１２の底部との衝突を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが固定されるワーク固定部と、
前記ワーク固定部を昇降させる昇降手段と、
前記ワークに接近して加工を行う加工ヘッドとを備え、
前記加工ヘッドでは、前記ワークに対向する一面の上側には、前記ワークに加工を行う上側工具部が設けられ、前記一面の下側には、前記ワークに加工を行う下側工具部が設けられ、
前記上側工具部による前記ワークへの接近時、前記下側工具部が前記ワーク固定部と干渉しないように、前記加工ヘッドの接近方向における前記下側工具部と前記ワーク固定部との間隔は、前記接近方向における前記上側工具部と前記ワーク固定部との間隔よりも大きく設定されていることを特徴とする加工設備。
【請求項２】
請求項１に記載の加工設備を用い、
前記昇降手段は、前記ワークが固定された前記ワーク固定部を昇降させることにより、前記ワークを前記上側工具部および前記下側工具部のいずれかの工具部に対向させ、前記加工ヘッドを前記ワークに接近させることにより、前記工具部は前記ワークに加工を行い、
前記上側工具部による前記ワークの加工では、前記下側工具部は前記ワーク固定部と干渉しない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】
本発明は、加工ヘッドがワーク固定部上のワークに接近して加工を行う加工設備および加工方法に係り、特に１個の加工ヘッドで複数の工程を行う技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークに対して複数の工程を行う加工システムでは、加工設備のコンパクト化およびサイクルタイムの短縮化が要求されている。たとえば複数の加工ヘッドを用いてワークに対して複数の工程を行う場合、加工ヘッド一面の左右方向に２個の工具部を設けることにより、１個の加工ヘッドで２工程を行うことが可能である（たとえば特許文献１）。
【０００３】
具体的には、図４に示す加工設備１は、基台上に回転可能に設けられたインデックステーブル１１を備え、インデックステーブル１１には加工部２０が設けられている。加工部２０は、等間隔で配置された加工ヘッド２１〜２４を有し、加工ヘッド２１〜２４は、たとえば各種多軸加工を行う多軸ヘッドである。
【０００４】
加工ヘッド２１〜２４のそれぞれは、複数の工具を有する工具部を２個備え、一方の工具部は、水平方向の一方の側に配置され、他方の工具部は、水平方向の他方の側に配置されている。具体的には、加工ヘッド２１は左側工具部２１Ｌおよび右側工具部２１Ｒを有し、加工ヘッド２２は左側工具部２２Ｌおよび右側工具部２２Ｒを有し、加工ヘッド２３は左側工具部２３Ｌおよび右側工具部２３Ｒを有し、加工ヘッド２４は左側工具部２４Ｌおよび右側工具部２４Ｒを有している。なお、点線で示された加工ヘッドは必要に応じて設けてもよい。
【０００５】
加工部２０に隣接してワーク用ステージが設けられ、ワーク用ステージには、ワーク固定部としてパレット１２が固定される。パレット１２は、ワークが固定される左側固定部１２Ｌおよび右側固定部１２Ｒを有している。ワーク固定部１２では、搬送ライン１３から左側固定部１２ＬへワークＷが投入されるとともに、加工後のワークＷが右側固定部１２Ｒから搬送ライン１３へ払出される。
【０００６】
加工設備１では、搬送ライン１３から左側固定部１２ＬへワークＷが投入され、左側固定部１２Ｌでは、加工部２０の加工ヘッドの左側工具部により多軸加工が行われる。左側固定部１２Ｌでの加工後のワークＷは、右側固定部１２Ｒに移送され、右側固定部１２Ｒでは、加工ヘッドの右側工具部により多軸加工が行われる。図５に示す多軸加工は、加工ヘッド２１の左側工具部２１Ｌによるものである。右側固定部１２Ｒでの加工後のワークＷは搬送ライン１３へ払出される。このように加工設備１では、各加工ヘッドが水平方向に左側工具部および右側工具部を有することにより、１個の加工ヘッドで２工程を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２１００４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように加工ヘッド一面の左右方向に２個の工具部を設ける技術は提案されている。これに対して、加工設備のコンパクト化およびサイクルタイムの短縮化を図るために加工ヘッドの一面の上下方向に２個の工具部を設けることが考えられるが、それを実現するための好適な技術が開発されていない。
【０００９】
したがって、本発明は、加工ヘッド一面の上下方向に２個の工具部を設けることにより、加工設備のコンパクト化およびサイクルタイムの短縮化を図ることができる加工設備およ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】
【００１０】
本発明の加工設備は、ワークが固定されるワーク固定部と、ワーク固定部を昇降させる昇降手段と、ワークに接近して加工を行う加工ヘッドとを備え、加工ヘッドでは、ワークに対向する一面の上側には、ワークに加工を行う上側工具部が設けられ、一面の下側には、ワークに加工を行う下側工具部が設けられ、上側工具部によるワークへの接近時、下側工具部がワーク固定部と干渉しないように、加工ヘッドの接近方向における下側工具部とワーク固定部との間隔は、接近方向における上側工具部とワーク固定部との間隔よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の加工設備では、加工ヘッドにおいて、ワークに対向する一面の上側には上側工具部が設けられ、一面の下側には下側工具部が設けられている。上側工具部によってワークの加工を行う場合、昇降手段は、ワークを上側工具部に対向させる。上側工具部および下側工具部を有する加工ヘッドがワークに対して接近するとき、加工ヘッドの接近方向における下側工具部とパレットとの間隔は、接近方向における上側工具部とパレットとの間隔よりも大きく設定され、下側工具部はワーク固定部と干渉しないから、上側工具部はワークの加工を行うことができる。
【００１２】
このように加工ヘッドの一面の上下方向に２個の工具部を設けることができるから、加工ヘッドの工具部のそれぞれで異なる工程を行うことができ、１個の加工ヘッドで２工程を行うことができるから、設備のコンパクト化を図ることができる。また、工程の短縮化を図ることができるので、ライン長を短くすることができる。また、下側工具部とワーク固定部との干渉を回避するために、ワーク固定部の昇降等において余分な移動を行う必要がなく、ワーク固定部の上昇距離の最小化を図ることができるとともに、サイクルタイムの短縮化を効果的に図ることができる。
【００１３】
本発明の加工方法は、本発明の加工設備を用いた加工方法である。すなわち、本発明の加工方法は、本発明の加工設備を用い、昇降手段は、ワークが固定されたワーク固定部を昇降させることにより、ワークを上側工具部および下側工具部のいずれかの工具部に対向させ、加工ヘッドをワークに接近させることにより、工具部はワークに加工を行い、上側工具部によるワークの加工では、下側工具部はワーク固定部と干渉しないことを特徴とする。本発明の加工方法は、本発明の加工設備と同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の加工設備あるいは加工方法によれば、加工ヘッド一面の上下方向に２個の工具部を設けることにより、加工設備のコンパクト化およびサイクルタイムの短縮化を図ることができる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工設備の概略構成を表し、（Ａ）は加工設備の上面図、（Ｂ）は加工設備の加工ヘッドの正面図、（Ｃ）は加工設備の他の加工ヘッドの正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る加工設備の動作状態を表し、（Ａ）は下側工具部による加工状態を表す概略構成側面図、（Ｂ）は上側工具部による加工状態を表す概略構成側面図である。
【図３】比較例の加工設備の動作状態を表し、（Ａ）は下側工具部による加工状態を表す概略構成側面図、（Ｂ）は上側工具部による加工状態を表す概略構成側面図である。
【図４】従来の加工設備の概略構成を表す上面図である。
【図５】従来の加工設備の動作状態を表す概略構成側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）実施形態の構成
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加工設備１００の概略構成を表し、（Ａ）は加工設備１００の上面図、（Ｂ）加工ヘッド１２１の正面図、（Ｃ）は加工ヘッド１２２の正面図である。図１（Ｂ），１（Ｃ）では、各工具部において工具の図示を省略している。なお、本実施形態では、図４，５と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。
【００１７】
加工設備１００では、インデックステーブル１１に加工部１２０が設けられている。加工部１２０は、等間隔で配置された加工ヘッド１２１，１２２を有する。加工ヘッド１２１，１２２は、インデックステーブル１１に進退可能に設けられている。なお、点線で示された加工ヘッドは必要に応じて設けてもよい。
【００１８】
加工ヘッド１２１，１２２のそれぞれは、複数の工具を有する工具部を４個備え、工具部は、上下左右に配置されている。具体的には、加工ヘッド１２１は、図１（Ｂ）に示すように、図４に示す加工ヘッド２１の左側工具部２１Ｌおよび右側工具部２１Ｒを下側に有し、図４に示す加工ヘッド２２の左側工具部２２Ｌおよび右側工具部２２Ｒを上側に有している。加工ヘッド１２２は、図１（Ｃ）に示すように、図４に示す加工ヘッド２３の左側工具部２３Ｌおよび右側工具部２３Ｒを下側に有し、図４に示す加工ヘッド２４の左側工具部２４Ｌおよび右側工具部２４Ｒを上側に有している。
【００１９】
加工ヘッド１２１，１２２では、下側工具部が、水平方向（接近離間方向）において、パレット１２に対して上側工具部よりも離間している。具体的には、加工ヘッド１２１では、下側工具部（左側工具部２１Ｌおよび右側工具部２１Ｒ）とパレット１２との水平方向間隔は、上側工具部（左側工具部２２Ｌおよび右側工具部２２Ｒ）とパレット１２との水平方向間隔よりも大きく設定され、その間隔差は図２（Ａ）に示すｄである。加工ヘッド１２２では、加工ヘッド１２１と同様にパレット１２との間隔が設定され、下側工具部（左側工具部２３Ｌおよび右側工具部２３Ｒ）とパレット１２との水平方向間隔は、上側工具部（左側工具部２４Ｌおよび右側工具部２４Ｒ）とパレット１２との水平方向間隔よりも大きく設定され、その間隔差は図２（Ａ）に示すｄである。間隔差ｄは、上側工具部によるワークＷへの接近時、下側工具部がパレット１２と干渉しないような長さに設定されている。
【００２０】
このように本実施形態では、４個の加工ヘッド（加工ヘッド２１〜２４）の工具部は、２個の加工ヘッド（加工ヘッド１２１，１２２）に集約されている。
【００２１】
パレット１２は、ワーク用ステージに設けられた昇降機構（図示略）により、ワーク用ステージ上で昇降可能に設けられる。昇降機構としては、たとえば公知の各種昇降手段を用いることができる。パレット１２にはワークＷが固定され、ワークＷは、加工ヘッドの工具部に接近されて加工される。
【００２２】
加工ヘッド１２１，１２２の一面には、ガイドバー１３１（図２）が設けられ、ワーク用ステージに隣接してガイドポスト１３２（図２）が設けられている。たとえば図２では、ガイドバー１３１は、左側工具部２１Ｌよりも手前側に配置され、ガイドポスト１３２は、パレット１２よりも手前側に配置され、基台（図示略）に固定されている。加工ヘッド１２１，１２２がワーク用ステージに接近するとき、ガイドバー１３１はガイドポスト１３２により案内され、加工ヘッドの接近方向に直交する面内においてワーク用ステージに対する加工ヘッドの位置ずれが防止される。
【００２３】
（２）実施形態の動作
加工設備１００による加工について、おもに図２を参照して説明する。図２は、加工設備１００の動作状態を表し、（Ａ）は加工ヘッド１２１の下側工具部２１Ｌによる加工状態を表す概略構成側面図、（Ｂ）は加工ヘッド１２１の上側工具部２２Ｌによる加工状態を表す概略構成側面図である。
【００２４】
加工設備１００では、たとえば加工部１２０の加工ヘッド１２１をワーク用ステージに対向させ、搬送ライン１３からワーク用ステージのパレット１２の左側固定部１２ＬへワークＷを投入する。
【００２５】
続いて、たとえば図２（Ａ）に示すように、加工ヘッド１２１がワークＷに接近し、加工ヘッド１２１の左側工具部２１Ｌは、ワークＷに多軸加工を行う。次いで、加工ヘッド１２１がワークＷから離間し、パレット１２が昇降機構により上昇した後、たとえば図２（Ｂ）に示すように、加工ヘッド１２１はワークＷに接近し、加工ヘッド１２１の左側工具部２２ＬはワークＷに多軸加工を行う。
【００２６】
ここで、たとえば図３に示す下側工具部（左側工具部２１Ｌ）とパレット１２との水平方向間隔が、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）とパレット１２との水平方向間隔と等しく設定されている比較例の加工設備２００では、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）による多軸加工は、図３（Ａ）に示すように本実施形態の加工設備１００と同様に行うことができる。しかしながら、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）による多軸加工を行う場合、図３（Ｂ）に示すように加工ヘッド１２１をワークＷに接近させると、たとえば下側工具部（左側工具部２１Ｌ）の上端部がパレット１２の底部と衝突してしまう。このように下側工具部がパレット１２と干渉するため、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）による多軸加工を行うことができない。そのような干渉を回避するために、上側工具部と下側工具部との上下方向間隔を大きく設定し、昇降機構による上側工具部の上昇距離を長くする必要がある。その結果、設備コストが増大するとともに、サイクルタイムが長くなってしまう。
【００２７】
これに対して本実施形態の加工設備１００では、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）とパレット１２との水平方向間隔が、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）とパレット１２との水平方向間隔よりも大きく設定され、その間隔差ｄは、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）によるワークＷの加工時、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）がパレット１２と干渉しないような長さに設定されている。これにより、加工設備１００では、上側工具部（左側工具部２２Ｌ）によるワークＷの加工時、比較例の加工設備２００とは異なり、下側工具部（左側工具部２１Ｌ）の上端部とパレット１２の底部との衝突を防止することができる。
【００２８】
このように加工設備１００では、加工ヘッド１２１による加工時、比較例の加工設備２００での不具合が発生しないから、以下のように加工ヘッド１２１による加工を順次行うことができる。
【００２９】
続いて、加工ヘッド１２１がワークＷから離間し、パレット１２が昇降機構により元の位置に下降した後、パレット１２の左側固定部１２Ｌ上のワークＷをパレット１２の右側固定部１２Ｒ上へ移送してそこに固定する。このとき、次のワークＷをパレット１２の左側固定部１２Ｌ上に固定する。
【００３０】
続いて、加工ヘッド１２１はワークＷに接近し、加工ヘッド１２１の右側工具部２１Ｒ（下側工具部）は右側固定部１２Ｒ上のワークＷに多軸加工を行い、左側工具部２１Ｌ（下側工具部）は左側固定部１２Ｌ上のワークＷに多軸加工を行う。次いで、加工ヘッド１２１がワークＷから離間し、パレット１２が昇降機構により上昇した後、加工ヘッド１２１はワークＷに接近し、加工ヘッド１２１の右側工具部２２Ｒ（上側工具部）は右側固定部１２Ｒ上のワークＷに多軸加工を行い、左側工具部２２Ｌ（上側工具部）は左側固定部１２Ｌ上のワークＷに多軸加工を行う。
【００３１】
次いで、加工ヘッド１２１はワークＷから離間し、パレット１２が昇降機構により元の位置に下降した後、上記と同様に、パレット１２の左側固定部１２Ｌ上のワークＷをパレット１２の右側固定部１２Ｒ上へ移送して、そこに固定するとともに、次のワークＷをパレット１２の左側固定部１２Ｌ上に固定する。以降、上記動作を繰り返すことにより、工具部２１Ｌ、２２Ｌ，２１Ｒ，２２Ｒによる多軸加工を多数のワークＷに順次行うことができる。
【００３２】
また、加工設備１００では、加工ヘッド１２２でも、加工ヘッド１２１と同様に間隔差ｄを設定しているから、比較例の加工設備２００での不具合が発生しない。これにより、加工ヘッド１２２でも、工具部２３Ｌ、２４Ｌ，２３Ｒ，２４Ｒによる多軸加工を多数のワークＷに順次行うことができる。
【００３３】
以上のように本実施形態では、加工ヘッド１２１，１２２のワークＷへの接近時、下側工具部はパレット１２と干渉しないから、上側工具部はワークＷの加工を行うことができる。加工ヘッド１２１，１２２の一面の上下方向に２個の工具部を設けることができるから、加工ヘッド１２１，１２２の工具部のそれぞれで異なる工程を行うことができる。このように１個の加工ヘッドで２工程を行うことができるから、設備１００のコンパクト化を図ることができる。また、工程の短縮化を図ることができるので、ライン長を短くすることができる。また、下側工具部とパレット１２との干渉を回避するために、パレット１２の昇降等において余分な移動を行う必要がなく、パレット１２の上昇距離の最小化を図ることができるとともに、サイクルタイムの短縮化を効果的に図ることができる。
【００３４】
上記実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば上記実施形態では、１個の加工ヘッドの上下左右に工具部を設けたが、１個の加工ヘッドの上下のみに工具部を設けてもよい。たとえば図４に示す多軸ヘッド２１〜２４において左右に工具部を配置する代わりに、上下に工具部を配置することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００…加工設備、１２１，１２２…加工ヘッド、２１Ｌ…左側工具部（下側工具部）、２１Ｒ…右側工具部（下側工具部）、２２Ｌ…左側工具部（上側工具部）、２２Ｒ…右側工具部、２３Ｌ…左側工具部（下側工具部）、２３Ｒ…右側工具部（下側工具部）、２４Ｌ…左側工具部（上側工具部）、２４Ｒ…右側工具部、１２…パレット（ワーク固定部）、Ｗ…ワーク、ｄ…間隔差
【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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