特許 6231383 加工システム及び加工具の交換方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231383

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】加工システム及び加工具の交換方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 23/02 20060101AFI20171106BHJP

   B23F 19/10 20060101ALI20171106BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20171106BHJP

   B23Q 3/12 20060101ALI20171106BHJP

   B23Q 7/04 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   B23F23/02

   B23F19/10

   B23Q3/155 K

   B23Q3/12 F

   B23Q7/04 G

【請求項の数】6

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2013-272900(P2013-272900)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-127072(P2015-127072A)

(43)【公開日】2015年7月9日

【審査請求日】2016年4月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000125853

【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100156845

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 威一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100124431

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 順也

(74)【代理人】

【識別番号】100112896

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 宏記

(74)【代理人】

【識別番号】100179213

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 未知子

(72)【発明者】

【氏名】檜垣 雅男

(72)【発明者】

【氏名】加藤 進

(72)【発明者】

【氏名】高開 明

(72)【発明者】

【氏名】大谷 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】川西 哲智

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第５２１３５５９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２６６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−０００７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２５５０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８９４４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｆ ２３／０２ − ２３／０６

Ｂ２３Ｆ １９／１０

Ｂ２３Ｑ ３／１２

Ｂ２３Ｑ ３／１５５

Ｂ２３Ｑ ７／０４

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワーク、ワーク用治具、加工具、及び加工具用治具が取り付け可能な加工システムであって、
前記ワークを支持する前記ワーク用治具と、前記加工具を支持する加工具用治具とを択一的に着脱自在に固定可能な一の固定部を有し、軸線回りに回転可能な主軸ユニットと、
前記主軸ユニットに支持されたワークを加工する少なくとも１つの前記加工具が取り付けられる、少なくとも１つの加工ユニットと、
を備え、
前記加工ユニットは、前記主軸ユニットに固定される前記加工具用治具との間で、前記加工具の引き渡し及び受け取りを行うように構成され、
一の前記加工具用治具が、前記加工具を着脱自在に支持する少なくとも２つの加工具取付部を有し、
前記主軸ユニットの固定部が前記軸線回りに回転することで、いずれかの前記加工具取付部を、前記加工ユニットとの間で前記加工具の引き渡し及び受け取りを行う交換位置へ、選択的に配置するように構成されている、加工システム。

【請求項2】

前記加工具用治具は、２つの前記加工具取付部を有し、
当該２つの加工具取付部は、前記軸線回りに回転対称である位置に配置されている、請求項１に記載の加工システム。

【請求項3】

前記ワークが被加工歯車であり、
前記加工ユニットの１つが、前記被加工歯車に対して面取り加工を行う面取り加工ユニットであり、
前記加工具は、前記被加工歯車の側縁の少なくとも一方に噛み合い、回転可能に支持された少なくとも一つの面取り部材を有する第１加工具であり、
前記面取り加工ユニットは、
少なくとも１つの前記第１加工具を着脱可能に支持する第１支持機構と、
前記第１加工具を支持し、当該第１加工具を前記主軸ユニットに支持された前記被加工歯車に対して近接離間させる第１駆動機構と、を備えている、請求項１または２に記載の加工システム。

【請求項4】

前記ワークが被加工歯車であり、
前記加工ユニットの１つが、前記被加工歯車の側面のバリ及び余肉除去を行う除去加工ユニットであり、
前記加工具は、前記歯車の少なくとも一方の側面のバリ及び余肉の除去を行う少なくとも一つのカッターを有する第２加工具であり、
前記除去加工ユニットは、
少なくとも１つの前記第２加工具を着脱可能に支持する第２支持機構と、
前記第２加工具を支持し、当該第２加工具を前記主軸ユニットに支持された前記歯車に対して近接離間させる第２駆動機構と、を備えている、請求項１または２に記載の加工システム。

【請求項5】

前記ワークが被加工歯車であり、
前記加工ユニットとして、前記被加工歯車に対して面取り加工を行う面取り加工ユニットと、前記面取り加工ユニットとは独立して駆動可能で、前記被加工歯車の側面のバリ及び余肉除去を行う除去加工ユニットと、を備え、
前記面取り加工ユニットは、前記加工具として、前記被加工歯車の側縁の少なくとも一方に噛み合い、回転可能に支持された少なくとも一つの面取り部材を有する第１加工具を備え、
前記除去加工ユニットは、前記加工具として、前記歯車の少なくとも一方の側面のバリ及び余肉の除去を行う少なくとも一つのカッターを有する第２加工具を備え、
前記面取り加工ユニットは、
少なくとも１つの前記第１加工具を着脱可能に支持する第１支持機構と、
前記第１加工具を支持し、当該第１加工具を前記主軸ユニットに支持された前記歯車に対して近接離間させる第１駆動機構と、を備え、
前記除去加工ユニットは、
少なくとも１つの前記第２加工具を着脱可能に支持する第２支持機構と、
前記第２加工具を支持し、当該第２加工具を前記主軸ユニットに支持された前記歯車に対して近接離間させる第２駆動機構と、
を備えている、請求項１または２に記載の加工システム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載の加工システムにおいて加工具を交換する方法であって、
前記加工具用治具における少なくとも１つの加工具用取付部に交換用の加工具を取付けるとともに、少なくとも１つの前記加工具用取付部に加工具を取付けない状態で、当該加工具用治具を前記主軸ユニットの固定部に固定するステップと、
前記主軸ユニットにより、前記加工具が取付けられていない前記加工具用取付部を、前記交換位置に配置するステップと、
前記加工ユニットに取付けられた加工具を、加工具が取付けられていない前記加工具用取付部へ引き渡すステップと、
前記主軸ユニットにより、前記交換用の加工具が取付けられている前記加工具用取付部を、前記交換位置に配置するステップと、
前記加工ユニットが、前記交換用の加工具を受け取るステップと、
を備えている、加工具の交換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工システム及び加工具の交換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークを主軸ユニットで支持した状態で、これをカッターなどで加工する加工装置においては、ワークの交換を効果的に行うため、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１では、アームによってワークを掴み、これを主軸とワークパレットとの間を搬送することで加工前ワークと加工後ワークの交換を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−８８７０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した装置では、ワークの交換はできるものの、加工具が磨耗した際の交換については何も触れられていない。本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、ワークのみならず、加工具の交換も自動化することが可能な加工システム及び加工具の交換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】

【0005】

本発明に係る加工システムは、ワーク、ワーク用治具、加工具、及び加工具用治具が取り付け可能な加工システムであって、前記ワークを支持する前記ワーク用治具と、前記加工具を支持する加工具用治具とを択一的に着脱自在に固定可能な固定部を有し、軸線回りに回転可能な主軸ユニットと、前記主軸ユニットに支持されたワークを加工する少なくとも１つの前記加工具が取り付けられる、少なくとも１つの加工ユニットと、を備え、前記加工ユニットは、前記主軸ユニットに固定される前記加工具用治具との間で、前記加工具の引き渡し及び受け取りを行うように構成され、前記加工具用治具が、前記加工具を着脱自在に支持する少なくとも２つの加工具支持部を有し、前記主軸ユニットの固定部が前記軸線回りに回転することで、いずれかの前記加工具支持部を、前記加工ユニットとの間で前記加工具の引き渡し及び受け取りを行う交換位置へ、選択的に配置するように構成されている。

【0006】

この構成によれば、加工対象ワークの形状が異なる場合には、主軸ユニットに支持されたワーク用治具を、交換ユニットによって他のワーク用治具に交換することができる。そして、主軸ユニットには、ワーク用治具のみならず、加工具を支持するための加工具用治具を取り付けることができ、さらに、加工ユニットを、主軸ユニットに取り付けられた加工具用治具との間で、加工具の引き渡し及び受け取りを行うように構成しているため、加工ユニットに装備される加工具の交換も主軸ユニットに取り付けられた加工具用治具を介して、交換ユニットによって行うことができる。

【0007】

また、本発明に係る加工具用治具には、加工具を着脱自在に支持する、少なくとも２つの加工具取付部が設けられている。そして、主軸ユニットは、いずれかの加工具取付部を、加工ユニットとの間で加工具の引き渡し及び受け取りを行う交換位置へ、選択的に配置するように構成されている。そのため、次のような効率的な加工具の交換が可能である。例えば、１つの加工具取付部に交換用の加工具を取付け、他の加工具取付部に加工具を取付けない状態で加工具用治具を主軸ユニットにセットする。そして、加工具を取付けていない加工具取付部を交換位置に配置する。続いて、加工ユニットから交換位置にある加工具取付部へ使用済みの加工具を引き渡す。これに続いて、主軸ユニットの固定部を回転させることにより、交換用の加工具が取付けられた加工具取付部を交換位置に配置する。そして、交換用の加工具を加工ユニットにより引き渡す。これにより、主軸ユニットを介した加工具の交換を行う際に、加工具用治具を一回だけ主軸ユニットにセットすれば、使用済み加工具の受け取り、及び交換用の加工具の引き渡しを行うことができる。したがって、加工具の交換を効率的に行うことができる。

【0008】

上記加工システムにおいては、前記加工具用治具に、２つの前記加工具取付部を設け、当該２つの加工具取付部が、前記軸線回りに回転対称である位置に配置することができる。

【0009】

なお、上記加工システムでは、ワークの種類は特には限定されず、また、これを加工する加工具も特には限定されない。しかし、以下のように設定することもできる。

【0010】

例えば、前記ワークを被加工歯車とし、前記加工ユニットの１つを、前記被加工歯車に対して面取り加工を行う面取り加工ユニットとし、前記加工具を、前記被加工歯車の側縁の少なくとも一方に噛み合い、回転可能に支持された少なくとも一つの面取り部材を有する第１加工具とすることができる。そして、前記面取り加工ユニットに、少なくとも１つの前記第１加工具を着脱可能に支持する第１支持機構と、前記第１加工具を支持し、当該第１加工具を前記主軸ユニットに支持された前記被加工歯車に対して近接離間させる第１駆動機構と、を設けることができる。

【0011】

あるいは、前記ワークを被加工歯車とし、前記加工ユニットの１つを、前記被加工歯車の側面のバリ及び余肉除去を行う除去加工ユニットとし、前記加工具を、前記歯車の少なくとも一方の側面のバリ及び余肉の除去を行う少なくとも一つのカッターを有する第２加工具とすることができる。そして、前記除去加工ユニットに、少なくとも１つの前記第２加工具を着脱可能に支持する第２支持機構と、前記第２加工具を支持し、当該第２加工具を前記主軸ユニットに支持された前記歯車に対して近接離間させる第２駆動機構と、を設けることができる。

【0012】

また、次のように構成することもできる。すなわち、前記ワークを被加工歯車とし、前記加工ユニットとして、前記被加工歯車に対して面取り加工を行う面取り加工ユニットと、前記面取り加工ユニットとは独立して駆動可能で、前記被加工歯車の側面のバリ及び余肉除去を行う除去加工ユニットと、を備えることができる。そして、前記面取り加工ユニットは、前記加工具として、前記被加工歯車の側縁の少なくとも一方に噛み合い、回転可能に支持された少なくとも一つの面取り部材を有する第１加工具を備え、前記除去加工ユニットは、前記加工具として、前記歯車の少なくとも一方の側面のバリ及び余肉の除去を行う少なくとも一つのカッターを有する第２加工具を備えることができる。また、前記面取り加工ユニットは、少なくとも１つの前記第１加工具を着脱可能に支持する第１支持機構と、前記第１加工具を支持し、当該第１加工具を前記主軸ユニットに支持された前記歯車に対して近接離間させる第１駆動機構と、を備えることができ、前記除去加工ユニットは、少なくとも１つの前記第２加工具を着脱可能に支持する第２支持機構と、前記第２加工具を支持し、当該第２加工具を前記主軸ユニットに支持された前記歯車に対して近接離間させる第２駆動機構と、を備えることができる。

【0013】

この構成によれば、歯車の面取りを行う面取り工具ユニットと、歯車の側面のバリ及び余肉除去を行う除去工具ユニットとが、それぞれ独立して駆動可能であるため、面取り加工の切り込み量とバリ取り加工の除去量を個別に調整することができる。面取り加工においては、切り込み量に応じて生じるバリの量も変化するため、面取り工具ユニットと除去工具ユニットとをそれぞれ独立して駆動できるようにすることで、面取りによって生じたバリを正確に除去することができる。

【0014】

また、本発明に係る加工具の交換方法は、上述したいずれかの加工システムにおいて加工具を交換する方法であって、前記加工具用治具における少なくとも１つの加工具用取付部に交換用の加工具を取付けるとともに、少なくとも１つの前記加工具用取付部に加工具を取付けない状態で、当該加工具用治具を前記主軸ユニットに支持させるステップと、前記主軸ユニットにより、前記加工具が取付けられていない前記加工具用取付部を、前記交換位置に配置するステップと、前記加工ユニットに取付けられた加工具を、加工具が取付けられていない前記加工具用取付部へ引き渡すステップと、前記主軸ユニットにより、前記交換用の加工具が取付けられている前記加工具用取付部を、前記交換位置に配置するステップと、前記加工ユニットが、前記交換用の加工具を受け取るステップと、を備えている。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ワークのみならず、加工具の交換も主軸ユニット上の治具を利用して自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る加工装置及び交換装置の概略構成を示す正面図である。

【図2】加工装置の主軸ユニット及び交換装置の断面図である。

【図3】主軸ユニット及びこれに取り付けられた治具及びワークの拡大正面図である。

【図4】面取り加工ユニットの拡大側面図である。

【図5】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図6】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図7】図５に示す支持フレームの拡大図（ａ）及びそのＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。

【図8】面取り加工具の側面図である。

【図9】面取り加工具の交換を説明する図である。

【図10】面取り加工具用治具の斜視図である。

【図11】面取り加工具の交換を説明する図である。

【図12】面取り加工具の交換を説明する図である。

【図13】図５のＤ−Ｄ線矢視図である。

【図14】除去加工ユニットの一部側面図であり、除去加工具のクランプの動作を示している。

【図15】除去加工具の交換を説明する図である。

【図16】回転機構を下方から見た平面図及び動作図である。

【図17】固定機構の平面図である。

【図18】固定機構を主軸ユニット側から見た側面図である。

【図19】治具用パレットを示す正面図である。

【図20】リフターの側面図である。

【図21】図２０の正面図である。

【図22】図２０の平面図である。

【図23】治具の交換を示す動作説明図である。

【図24】治具の交換を示す動作説明図である。

【図25】治具の交換を示す動作説明図である。

【図26】ワークの交換を示す動作説明図である。

【図27】ワークの交換を示す動作説明図である。

【図28】ワークの交換を示す動作説明図である。

【図29】ワークの加工を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る加工システムを歯車加工システムに適用した場合の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。この歯車加工システムは、ワークである歯車の両側縁の面取り加工、及び面取りにより生じたバリ及び余肉を除去する除去加工を行うためのものである。具体的には、歯車を加工する歯車加工装置、加工対象である歯車及び加工具を交換する交換装置、及び交換装置へ歯車及び加工具を受け渡すリフター、で構成されている。以下では、まず、歯車加工装置について説明し、その後、交換装置及びリフターについて説明する。なお、以下の説明では、図５の上側を「前」又は「前面側」、下側を「後」又は「背面側」と称するとともに、ワークに近い側を「先端側」、その反対側を「後端側」と称することがある。

【0018】

図１は、本実施形態に係る歯車加工装置及び交換装置の概略構成を示す正面図である。図１に示すように、本実施形態に係る歯車加工装置１は、内部空間１１１と、この内部空間１１１の上部を塞ぐように左右に連接された第１頂部１１２１及び第２頂部１１２２を有する基台１１を備えている。第１頂部１１２１と第２頂部と１１２２は隣接しており、第２頂部１１２２は基台１１の端部に位置するとともに、段差を介して、第１頂部１１２１よりも低い位置に配置されている。そして、この第１頂部１１２１には、ワークＷである歯車を支持する主軸ユニット１２と、この主軸ユニット１２との間でワークＷを挟持する心押しユニット１３とが設けられている。さらに、基台１１上には、ワークＷに対して面取り加工を行う面取り加工ユニット１４、及びバリ及び余肉の除去を行う除去加工ユニット１８が前記面取り加工ユニット１４の裏側に設けられている。また、主軸ユニット１２を挟んでこれら加工ユニット１４・１８と対向するように交換装置２を配置する。さらに、第２頂部１１２２には、リフター３が取付けられている。以下、これら各ユニットについて詳細に説明する。

【0019】

図２は、加工装置の主軸ユニット１２及び交換装置２の断面図である。図２に示すように、主軸ユニット１２は、基台１１の第１頂部１１２１に固定される筒状の基部１２１と、この基部１２１の内部に挿通される筒状の回転スリーブ１２２と、を備えている。基部１２１の下端部は、第１頂部１１２１に固定されており、ここから上方へと延びている。そして、回転スリーブ１２２は、軸方向に離れて配置された一対の軸受１２３を介して、基部１２１の内部に回転自在に取り付けられている。また、回転スリーブ１２２の上下の両端部は、基部１２１の上端及び下端からそれぞれ突出している。このうち、回転スリーブ１２２の下端部は、基台１１の内部空間１１１に突出し、この突出部分に第１プーリー１２４が固定されている。また、基台１１の内部空間１１１には、回転スリーブ１２２と平行に延びる回転軸を有する駆動モータ１２５が配置され、この駆動モータ１２５の回転軸には第２プーリー１２６が取り付けられている。そして、第１及び第２プーリー１２４，１２６には伝動ベルト１２７が掛け渡されており、駆動モータ１２５を駆動することで、回転スリーブ１２２が軸周りに回転するようになっている。

【0020】

回転スリーブ１２２の内部には、軸方向に上下動可能な可動ロッド１２８が設けられている。また、回転スリーブ１２２の上端部には、後述するワーク用治具Ｚを固定するためのチャック部（固定部）１２０が設けられている。このチャック部１２０には、後述するように、チャック部１２０の上面及び外周面を覆うように配置されるワーク用及び加工具用治具が取り付けられるようになっており、チャック部１２０の外周面に配置した可動係止部（図示せず）を治具の内壁面を径方向外方に進出・退避させることで、治具をチャック部１２０に固定・解除するようになっている。具体的には、上述した可動ロッド１２８が、下方からチャック部１２０の内部を押圧することで、チャック部１２０の外周面が治具の固定を解くように構成されており、可動ロッド１２８が下降すると、チャック部１２０が治具を固定するようになっている。チャック部１２０としては、公知のコレットチャックなどを用いることができる。

【0021】

可動ロッド１２８の下端部は、回転スリーブ１２２の下端から下方に突出しており、この突出部分に支持板１２９が取り付けられている。支持板１２９と回転スリーブ１２２との間には、可動ロッド１２８の外周面に巻き付くようにバネ１２９０が配置されており、このバネ１２９０によって支持板１２９が下方に押し下げられている。また、支持板１２９には、可動ロッド１２８を囲むように周方向に上方へ突出する複数の支持棒１２９１が配置されている。各支持棒１２９１は、第１プーリー１２４の下面に形成された穴にそれぞれ挿入され、上下動可能となっている。したがって、第１プーリー１２４が回転すると、支持棒１２９１を介して連結された支持板１２９も回転し、これに伴って可動ロッド１２８も回転する。すなわち、可動ロッド１２８は回転スリーブ１２２とともに軸周りに回転する。

【0022】

支持板１２９の下方には、支持板１２９を上方に押し上げるための押し上げ機構１５が設けられている。この押し上げ機構１５は、支持板１２９の下方に配置された複数の押し上げ棒１５１を備えており、これら押し上げ棒１５１が基板１５２によって支持されている。基板１５２の下方には油圧シリンダ１５３が配置されており、この油圧シリンダ１５３の作動によって基板１５２が上方に押し上げられる。これにより、押し上げ棒１５１が支持板１２９を上方に押し上げ、可動ロッド１２８がチャック部１２０に作用する。すなわち、チャック部１２０と治具の固定状態が解除される。一方、油圧シリンダ１５３の非作動時に押し上げ棒１５１が降下すると、可動ロッド１２８も下降し、チャック部１２０と治具が固定される。押し上げ棒１５１が降下すると、可動ロッド１２８はバネ１２９０によって下方に付勢されているため、チャック部１２０とワーク用治具Ｚとの固定状態が維持される。なお、油圧シリンダ１５３の非作動時、押し上げ棒１５１の上端と支持板１２９との間には隙間が形成されており、接触しないようになっている。そのため、支持板１２９は押し上げ棒１５１と干渉せず、可動ロッド１２８とともに回転可能となる。

【0023】

また、この主軸ユニット１２には、チャック部１２０に対して空気を供給するための空気供給機構が設けられている。具体的には、以下の通りである。まず、支持板１２９の下面に、スイベルジョイント１６が回転可能に連結されており、このスイベルジョイント１６を介して、可動ロッド１２８内にエアを供給できるようになっている。可動ロッド１２８の内部には、軸方向に延びる貫通孔１２８１が形成されており、貫通孔１２８１の下端部が上述したスイベルジョイント１６に連結されている。この貫通孔１２８１は、可動ロッド１２８の上端付近で径方向に延び、回転スリーブ１２２の内部に開口している。このエアの流通路は、上方に延び、チャック部１２０の上面で開口している。このように形成されたエアの流通路からはエアが排出され、これによってチャック部１２０の上面のゴミを吹き飛ばすことができる。したがって、治具を正確に取り付けることができる。また、流通路１２２１とは別の流通路（図示せず）が可動ロッド１２８に設けられ、チャック部１２０に治具が装着されると、流通路（図示せず）が治具によって塞がれ、エアが排出されないようになるため、スイベルジョイント１６にエアを供給する供給源（図示省略）が、これを検出することで、治具が装着されたことを検知することができる。

【0024】

図１に示すように、心押しユニット１３は、基台１１上に配置され、上方に延びる支持部１３１と、この支持部１３１に沿って上下動可能な心押し部１３２とを備えている。支持部１３１の上端には、モータ１３３が取り付けられており、このモータ１３３の回転軸に、下方へ延びるボールねじ１３４が連結されている。ボールねじ１３４には、ナット１３５が螺合しており、このナット１３５に心押し部１３２が取り付けられている。また、支持部１３１には、ボールねじ１３４と平行に、上下方向に延びるガイドレール１３６が取り付けられており、心押し部１３２は、このガイドレール１３６によってガイドされつつ上下動するようになっている。また、心押し部１３２の下端には、後述するように、治具を押圧する棒状の押圧部材１３２１が取り付けられている。

【0025】

図３は主軸ユニット及びこれに取り付けられたワーク用治具及びワークの拡大正面図である。同図に示すように、本実施形態のワーク用治具Ｚは、ワークＷを支持するためのものであり、上述したように、主軸ユニット１２のチャック部１２０に取り付けられる。ワーク用治具Ｚは、主として３つの部位で構成されている。すなわち、下方から上方へ一体的に構成された、固定部Ｚ１、テーパ部Ｚ２、及び挿通部Ｚ３を備えている。固定部Ｚ１は、概ね円筒状に形成され、その下面にはチャック部１２０が挿入される開口Ｚ１１が形成されている。また、固定部Ｚ１の外周面には、周方向に延びる環状溝Ｚ１２が形成されている。この環状溝Ｚ１２には、後述する交換装置２のアーム１７６が係合するようになっており、これによってワーク用治具Ｚはアーム１７６により挟持されて、搬送される。そして、固定部Ｚ１の上端には上方に延びるテーパ部Ｚ２が一体的に連結されており、上方にいくにしたがってワーク用治具Ｚの径が小さくなる。テーパ部Ｚ２の上端には、径の小さい挿通軸部Ｚ３が設けられ、この挿通軸部Ｚ３がワークＷの中心穴Ｗ１に挿入される。挿通軸部Ｚ３には、上方から心押しユニット１３の押圧部材１３２１によって押圧されると、径方向外向きに移動する可動係止部（図示省略）が設けられており、この可動係止部がワークＷの中心穴Ｗ１を内側から押圧することで、ワークＷが挿通軸部Ｚ３に固定される。このような挿通軸部Ｚ３としては、例えば、公知のコレットチャックを用いることができる。

【0026】

続いて、ワークの面取り加工を行う面取り加工ユニット１４について、図４〜図６を参照しつつ説明する。図４は面取り加工ユニットの拡大側面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図、図７は図５に示す支持フレームの拡大図（ａ）及びそのＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。図１，図４〜図７及びに示すように、面取り加工ユニット１４は、心押しユニット１３の支持部１３１に設けられた第１フレーム１３８に沿って、水平方向に移動可能なベースプレート１４１を有している。第１フレーム１３８の前面には、上下方向に所定間隔をおいて平行に配置され、水平方向に延びる一対のガイドレール１４１１が設けられており、このガイドレール１４１１に沿ってベースプレート１４１がワークＷに対して進退可能となっている。第１フレーム１３８内には、水平方向に延びるボールねじ１４１２が配置されており、このボールねじ１４１２に螺合するナット１４１３がベースプレート１４１の背面（図４の上側）に固定されている。また、ボールねじ１４１２の端部、つまりワークＷとは反対側の端部（図４の右側）には、モータ１４１４が取り付けられており、このモータ１４１４が駆動することで、ボールねじ１４１２が回転し、ナット１４１３とともにベースプレート１４１が移動する。

【0027】

ベースプレート１４１の前面（図５の下側）には、環状の支持フレーム１４２が平面視で斜めに配置されている。より詳細には、図５に示すように、ワークＷとは反対側の端部が、ベースプレート１４１から離れるように斜めに配置されている（なお、ベースプレート１４１と支持フレーム１４２とは一体的に形成することもできる）。そして、この支持フレーム１４２の内部には、歯がベースプレート１４１を向くように第１ベベルギア１４２１が回転自在に設けられている。この第１ベベルギア１４２１は、支持フレーム１４２の傾きに対応するように、ベースプレート１４１の垂線から傾いた軸線Ｖ周りに回転可能となっている。また、図７に示すように、第１ベベルギア１４２１の外周面には、周方向６箇所において等間隔に凹部１４２２が形成されているが、これについては後述する。さらに、第１ベベルギア１４２１の前面には、円形の加工具支持部１４３が固定されており、第１ベベルギア１４２１とともに回転するようになっている。そして、この加工具支持部１４３の外周面には、等間隔に複数（本実施形態では６個）の面取り加工具（第１加工具）１４４が取り付けられており、加工具支持部１４３が回転することで、いずれかの面取り加工具１４４がワークＷに対向配置されて、ワークＷを加工するように構成されている。以下、この位置をワーク加工位置と称する。

【0028】

なお、図５に示すように、この面取り加工ユニット１４は、面取り加工具１４４が進退する際に、面取り部材１４４２の回転中心が通る線上に、ワークＷの回転中心が位置していない。すなわち、面取り部材１４４２は、ワークＷの中心からずれた位置、つまりワークＷの前面側（図５の下側）に当接するようになっている。そして、ワークの背面側（図５の上側）には、後述するように、除去加工ユニット１８のカッター１８４６が揺動により接触する。

【0029】

次に、面取り加工具１４４の選択について説明する。支持フレーム１４２は、ベースプレート１４１に対して斜めに取り付けられているが、図５に示すように、この取り付けによりベースプレート１４１と支持フレーム１４２との間に形成される隙間には、第１ベベルギア１４２１と噛み合う第２ベベルギア１４２３が設けられ、支持フレーム１４２に回転自在に支持される。第２ベベルギア１４２３の回転軸１４２４は上記隙間から軸方向外方へ延びるように配置されている。そして、その外端部にはモータ１４２５が連結されている。したがって、このモータ１４２５が回転することで、両ベベルギア１４２１，１４２３が回転し、これに伴って、加工具支持部１４３も回転する。なお、１４３２は加工具支持部１４３を回転支持する固定軸である。また、図７に示すように、第１ベベルギア１４２１の外周面に形成された凹部１４２２には、プッシュピン１４２６が係合するようになっている。より詳細に説明すると、このプッシュピン１４２６は、支持フレーム１４２に進退自在に支持されるとともに、第１ベベルギア１４２１から径方向外方に延びるように配置されているが、第２ベベルギア１４２３の回転軸１４２４とは、周方向にずれて配置されている。すなわち、図６に示すように、第２ベベルギア１４２３の回転軸１４２４が水平に延びているのに対し、上記プッシュピン１４２６は斜め上方に延びるように配置されている。そして、プッシュピン１４２６の外端部には、油圧シリンダ１４２７が配置されており、これによって、プッシュピン１４２６の内端部を第１ベベルギア１４２１の凹部１４２２に押し込み、第１ベベルギア１４２１を所定の回転位置に固定できるようになっている。すなわち、いずれかの面取り加工具１４４がワーク加工位置にあるときに、この状態をプッシュピン１４２６により固定できるようになっている。

【0030】

次に、面取り加工具について、図８及び図９を参照しつつ説明する。図８は面取り加工具の拡大断面図であり、図９は面取り加工具の交換を説明する図である。図８に示すように、各面取り加工具１４４は、筒状の基材１４４１と、この基材１４４１の軸方向の両端に固定される一対の面取り部材１４４２とを備えており、さらに基材１４４１を回転自在に支持する支軸１４４３が設けられている。支軸１４４３は、面取り部材１４４２の回転中心から突出するように軸方向に延びている。両面取り部材１４４２は、ワークＷに噛み合うように歯車状に形成されており、ワークＷの両側縁を押圧できるような間隔で平行に配置されている。また、図９に示すように、各面取り加工具１４４の支軸１４４３の両端には、矩形状の突部１４４４がそれぞれ設けられており、この突部１４４４が加工具支持部１４３に形成された矩形状の凹部１４３１に嵌まるようになっている。なお、面取り加工具１４４がワーク加工位置にあるときには、支軸１４４３が鉛直方向に延びて、両面取り部材１４４２が水平となるように配置される。各支軸１４４３の軸方向幅内には、後述する挟持アームＵ３に対して係止可能な環状溝１４４５が形成される。

【0031】

そして、突部１４４４が凹部１４３１から離脱しないように、加工具支持部１４３には、加工具１４４の固定部材１４５が取り付けられている。この固定部材１４５は、Ｌ字型に形成された一対の固定片１４５１と、両固定片１４５１を連結する連結片１４５２とを備えている。各固定片１４５１は、加工具支持部１４３の外周にピン１４５４を介して揺動自在に取り付けられており、一端部が凹部１４３１を塞ぐように構成され、他端部同士が連結片１４５２によって連結されている。そして、固定片１４５１は揺動により、加工具１４４の回転軸１４４３の突部１４４４が凹部１４３１に嵌まったときに、凹部１４３１を覆って突部１４４４の抜け止めを行う第１の位置（図９（ａ））と、凹部１４３１から突部１４４４が離脱できるように凹部１４３１を開放する第２の位置（図９（ｂ））とをとり得るようになっている。そして、通常は、バネ１４５３によって固定片１４５１が付勢され、第１の位置を取るようになっている。その一方で、連結片１４５２が押圧され、バネ１４５３の付勢力に抗して固定片１４５１が揺動すると、第２の位置をとり得るようになっている。

【0032】

連結片１４５２の押圧は、押圧シリンダ１４６により行われる。押圧シリンダ１４６は、図５に示すように、加工具支持部１４３の固定軸１４３２に取り付けられ、加工具支持部１４３が回転しても、これに追随しないように固定されている。そして、加工具支持部１４３が回転したときに、ワーク加工位置にある加工具１４４を固定する連結片１４５２に対してのみ、押圧できるようになっている。そして、図９（ｂ）に示すように、押圧シリンダ１４６が固定部材１４５の連結片１４５２を押圧すると、固定片１４５１は第２の位置に変位し、突部１４４４が凹部１４３１から離脱できるようになる。これにより、加工具１４４が加工具支持部１４３から取り外し可能となる。

【0033】

取り外し可能となった加工具１４４は、主軸ユニット１２に取り付けられる面取り加工具用治具Ｕに引き渡し可能となっており、他の面取り加工具に交換することができる。この点について、図１０、図１１、及び図１２も参照しつつ説明する。図１０は面取り加工具用治具及び面取り用加工具の斜視図、図１１及び図１２は面取り加工ユニットの動作を説明する平面図である。

【0034】

図９及び図１０に示すように、面取り加工具用治具Ｕは、上述した主軸ユニット１２のチャック部１２０に取り付けられるものであり、ワーク用治具Ｚの固定部Ｚ１と同一構成の円筒状の固定部Ｕ１を有している。すなわち、この固定部Ｕ１は、交換装置２のアーム１７６により挟持可能な環状溝Ｕ１２が形成されている。固定部Ｕ１の上端部には、ブラケットＵ４を介して一対の支持部Ｕ２が固定されている。また、これら支持部Ｕ２は、直方体状に形成され、固定部Ｕ１の軸心Ｘを中心に回転対称のとなるように設けられている。より詳細に説明すると、固定部Ｕ１の上面に固定されたブラケットＵ４は、固定部Ｕ１の上面に配置される板状の基部Ｕ４１と、その両端にそれぞれ配置され上方に延びる板状の延在部Ｕ４２とで、Ｕ字状に形成されている。基部Ｕ４１は、固定部Ｕ１の軸心Ｘと交差し、径方向に延びるように配置されており、その両端部に配置された各延在部Ｕ４２に上述した支持部Ｕ２が固定されている。また、延在部Ｕ４２は、固定部Ｕ１の径方向に沿う面を有している。このとき、支持部Ｕ２が軸心Ｘを中心に回転対称となるように、各支持部Ｕ２は、各延在部Ｕ４２の異なる方向を向く面にそれぞれ固定されている。

【0035】

そして、各支持部Ｕ２には、面取り加工具１４４の回転軸１４４３を挟持する一対の挟持アームＵ３が取り付けられている。これら挟持アームＵ３は、面取り加工具１４４の回転軸１４４３を挟持するように、上下方向に間隔をおいて配置されている。図９に示すように、各挟持アームＵ３は、揺動可能な一対のアーム片Ｕ３１を有し、回転軸１４４３を挟持する一端側とは反対の端部にバネＵ３２が設けられている。このバネＵ３２は、アーム片Ｕ３１の他端部を離間するように付勢している。また、各アーム片Ｕ３１において、互いに対向する面には、回転軸１４４３を挟持できるように円弧状の切り欠きＵ３１１が形成されている。これにより、常時は、バネＵ３２によってアーム片Ｕ３１の一端側が近接し、回転軸１４４３を挟持できるようになっている。

【0036】

このように、面取り加工具用治具Ｕには、一対の支持部Ｕ２が設けられており、各支持部Ｕ２の挟持アームＵ３は、固定部Ｕ１の軸心Ｘを挟んで互いに反対側に延びている。そのため、この面取り加工具用治具Ｕには、２個の面取り加工具１４４を支持することができる。そして、これら支持部Ｕ２は、回転対称の位置に配置されているため、主軸ユニット１２のチャック部１２０上で面取り加工具用治具Ｕが１８０度回転することで、いずれか一方の支持部Ｕ２が面取り加工ユニット１４あるいは交換装置２に対して、選択的に対向するように配置される。以下では、チャック部１２０上で、面取り加工ユニット１４に対向する位置を第１回転位置（交換位置）、交換装置２に対向する位置を第２回転位置と称することとする。

【0037】

続いて、面取り加工具１４４の面取り加工具用治具Ｕへの引き渡し、及び加工具用治具からの受け取りについて、図９、図１１、及び図１２を参照しつつ説明する。まず、図１１（ａ）に示すように、主軸ユニット１２に面取り加工具用治具Ｕを配置する。そして、この面取り加工具用治具Ｕの一方の支持部Ｕ２の挟持アームＵ３（図１１（ａ）の上側）には、交換対象となる面取り加工具１４４ｎを取り付けておき、他方の支持部Ｕ２の挟持アームＵ３には面取り加工具を取付けずに空けておく。そして、工具が取り付けられていない挟持アームＵ３を第１回転位置に配置する。

【0038】

この状態で、ベースプレート１４１を前進させ、挟持アームＵ３のアーム片Ｕ３１の間に加工具１４４の支軸１４４３の環状溝１４４５を押し込む。回転軸１４４３の押し込みにより、アーム片Ｕ３１の一端部はバネＵ３２に抗して押し広げられ、ベースプレート１４１がさらに前進することで、支軸１４４３が切り欠きＵ３１１に嵌まる。そして、図１１（ｂ）に示すように、回転軸１４４３が切り欠きＵ３１１に嵌まると、ベースプレート１４１の前進を停止する。こうして、支軸１４４３は、挟持アームＵ３に固定される。この状態で、押圧シリンダ１４６を駆動し、固定部材１４５の連結片１４５２を押圧すると、支軸１４４３が加工具支持部１４３から離脱可能な状態となる。そして、ここからベースプレート１４１を後退させると、図９（ｂ）に示すように、面取り加工具１４４ｏは治具Ｕに固定されたまま、加工具支持部１４３から離脱する。その後、図１１（ｃ）に示すように、初期位置までベースプレート１４１を後退させた後、押圧シリンダ１４６の駆動を停止する。こうして、磨耗して交換時期にある面取り加工具１４４ｏが面取り加工ユニットから取り外される。

【0039】

次に、図１１（ｃ）の状態から、主軸ユニット１２のチャックを１８０度回転させる。これにより、第２回転位置にある交換用の面取り加工具１４４ｎが第１回転位置に移動し、第１回転位置にある使用済みの面取り加工具１４４ｏが第２回転位置に移動する。続いて、面取り加工ユニット１４における、押圧シリンダ１４６を駆動し、固定部材１４５の連結片１４５２を押圧する（図９（ｂ）参照）。これにより、固定片１４５１が揺動し、凹部１４３１が開放されるため、この凹部１４３１に面取り加工具の突部１４４４が挿入可能な状態となる。これに続いて、図１２（ａ）に示すように、ベースプレート１４１を前進させ、加工具支持部１４３の凹部１４３１を、面取り加工具１４４の突部１４４４に係合させる。そして、押圧シリンダ１４６の駆動を停止し、連結片１４５２への押圧を解除すると、固定片１４５１の端部が凹部１４３１を覆い、面取り加工具１４４ｎの突部１４４４が凹部１４３１へ固定される（図９（ａ）参照）。この状態で、図１２（ｂ）に示すように、ベースプレート１４１を後退させると、面取り加工具１４４ｎは治具Ｕから離脱する。その後、初期位置までベースプレート１４１を後退させる。こうして、交換用の新たな面取り加工具１４４ｎが面取り加工ユニット１４に装着される。この後は、後述するように、面取り加工具１４４ｏは面取り加工具用治具Ｕと共に、交換装置２によって主軸ユニット１２から離脱される。

【0040】

続いて、除去加工ユニット１８について、図１３も参照しつつ説明する。図１３は図５のＤ−Ｄ線矢視図である。

【0041】

図５及び図１３に示すように、心押しユニット１３の支持部１３１には、上述した第１フレーム１３８と隣接して（第１フレームの背面側）、第２フレーム１３９が設けられている。第２フレーム１３９内には、水平方向に延びるボールねじ１８１が設けられており、このボールねじ１８１において、ワークＷと反対側の端部には、モータ１８１１が取り付けられている。また、このボールねじ１８１には、ナット１８１２が螺合しており、このナット１８１２には、ワークＷ側に延びる２つの押圧ロッド１８２が取り付けられている。両押圧ロッド１８２は、上下方向に所定間隔をあけて平行に配置されており、ワークＷ側の端部には、上下方向に延び、両押圧ロッド１８２を連結する第１連結棒１８２１が進退自在に取り付けられている。第１連結棒１８２１の上下両端部には、揺動プレート１８２２が揺動自在に取り付けられており、さらに各揺動プレート１８２２の先端には、上下方向に延びる第２連結棒１８２３が揺動自在に取り付けられている。第２連結棒１８２３の上下両端部には、概ね三角形を成す第１及び第２支持プレート１８３１，１８３２の一端部が取り付けられており、両支持プレート１８３１，１８３２の間に、概ね三角形を成す支持ブロック１８６１，１８６２を介して除去加工具１８４が設けられている。各支持プレート１８３１，１８３２には、上下方向に延びる揺動軸１８５が遊嵌されており、この揺動軸１８５の上下の端部が、第２フレーム１３９のワークＷ側の端部に回転自在に取り付けられている。これにより、第１連結棒１８２１が進退移動するとき、支持プレート１８３１，１８３２は、揺動軸１８５を揺動中心として揺動し、これによって、除去加工具１８４が、背面側からワークＷへ近接するようになっている。

【0042】

図１３に示すように、除去加工具１８４は、上下方向に配置されるブロック状の第１基部１８４１及び第２基部１８４２を備えている。第１基部１８４１は下側に配置され、上面に円板状の第１カッター１８４３が配置され、その上面に第１固定部材１８４４が配置されている。第１カッター１８４３は、その回転軸が下方向に延びて第１基部１８４１に支持されている。また、第１固定部材１８４４は第１カッター１８４３と同心位置にあり、筒状に形成された係合部１８４４１と、この係合部１８４４１の上面から上方に突出する突出部１８４４２を備えている。係合部１８４４１には、外周面に環状溝が形成されており、この環状溝に後述する除去加工具用治具Ｒの挟持アームＲ３の１つが固定可能とされる。また、第１基部１８４１において、揺動軸１８５側には、第２固定部材１８４５が配置されている。この第２固定部材１８４５は、第１固定部材１８４４とほぼ同様の構成である、筒状に形成された係合部１８４５１と、この係合部１８４５１の上面から上方に突出する突出部１８４５２を備えている。係合部１８４５１の外周面に形成された環状溝に、後述する除去加工具用治具Ｒの挟持アームＲ３の１つが固定可能とされる。

【0043】

一方、第２基部１８４２は、第１基部１８４１と向かい合って配置され、第１カッター１８４３と同心位置に円板状の第２カッター１８４６が配置されており、第２カッター１８４６の中央には、第１固定部材１８４４の突出部１８４４２が嵌まる係合穴（図示省略）が形成されている。また、第２基部１８４２において、第２固定部材１８４５と対向する位置には、突出部１８４５２が嵌まる係合穴（図示省略）が形成されている。第１基部１８４１及び第２基部１８４２は、次に説明する第１及び第２支持ブロック１８６１，１８６２にそれぞれ支持されており、互いに近接離間可能となっている。これにより、両カッター１８４３，１８４６の間の隙間をワークＷの厚さに対応するように調節可能となっている。また、両カッター１８４３，１８４６の間に第１固定部材１８４４が設けられているため、両カッター１８４３，１８４６が最も近接しても、第１固定部材１８４４の係合部１８４４１の高さだけ、両カッター１８４３，１８４６の間には隙間が形成される。そして、この状態で、両固定部材１８４４，１８４５の係合部１８４４１，１８４５１が外部に露出した状態となる。

【0044】

次に、両基部１８４１，１８４２を支持する支持ブロック１８６１，１８６２について、図１４も参照しつつ説明する。図１４は除去加工ユニットの一部側面図であり、第１基部及び第２基部を除去加工具用治具に固定した状態で除去加工具のクランプの動作を示している（クランプ状態（ａ）、クランプ解除状態（ｂ））。図１３及び図１４に示すように、第１支持ブロック１８６１は、第１基部１８４１の下側に配置され、第１基部１８４１を上下動させるように支持する。この第１支持ブロック１８６１には、揺動軸１８５及び第２連結棒１８２３が貫通しており、これらに沿って上下動するようになっている。また、第２支持プレート１８３１の下面には第１駆動シリンダ１８７１が取り付けられており、この第１駆動シリンダ１８７１のピストン部が第１支持ブロック１８６１の下側に連結されている。したがって、第１駆動シリンダ１８７１のピストン部が伸縮することで、第１支持ブロック１８６１が第１基部１８４１とともに上下動するようになっている。また、図１４に示すように、第１支持ブロック１８６１と、第１基部１８４１とは、第１油圧クランプ１８８１によって着脱自在に固定されている。すなわち、第１支持ブロック１８６１に連結されたクランプ用給油管１８８３から供給される作動油によって、第１油圧クランプ１８８１が作動すると第１支持ブロック１８６１と第１基部１８４１とが固定され、第１油圧クランプ１８８１が解除されると第１支持ブロック１８６１から第１基部１８４１が上下方向で離脱可能となる。そのときに図１４（ｂ）では、第１駆動シリンダ１８７１を駆動して第１支持ブロック１８６１を下降させることで、第１支持ブロック１８６１から第１基部１８４１を離脱させた状態が示されている。

【0045】

第２支持ブロック１８６２も、第１支持ブロック１８６１と同様の構成であり、揺動軸１８５及び第２連結棒１８２３が貫通し、これらに沿って上下動するようになっている。また、第２支持プレート１８３２の上面に配置された第２駆動シリンダ１８７２のピストン部によって、第２支持ブロック１８６２が上下動するようになっている。また、第２油圧クランプ１８８２が内蔵されており、これによって第２支持ブロック１８６２と第２基部１８４２とが着脱自在に固定されている。以上のような構成により、除去加工具１８４は、除去加工ユニット１８から取り外し可能となっており、交換することができる。

【0046】

取り外し可能となった除去加工具１８４は、主軸ユニット１２に取り付けられる除去加工具用治具Ｒに引き渡し可能となっており、他の除去加工具に交換することができる。この点について、図１５も参照しつつ説明する。図１５は除去加工ユニットの動作を説明する平面図である。図１４及び図１５に示すように、除去加工具用治具Ｒは、上述した主軸ユニット１２のチャック部１２０に取り付けられるものであり、ワーク用治具Ｚの固定部Ｚ１と同一構成の固定部Ｒ１を有している。すなわち、この固定部Ｒ１は、交換装置２のアーム１７６により挟持可能な環状溝Ｒ１２が形成されている。固定部Ｒ１の上端には、支持部Ｒ２が設けられ、この支持部Ｒ２に、面取り加工具の基材を挟持する一対の挟持アームＲ３が取り付けられている。これら挟持アームＲ３は、除去加工具１８４の各係合部１８４４１，１８４５１の環状溝を挟持するものであり、水平方向に所定間隔をおいて配置されている。各挟持アームＲ３の構成は、面取り加工用治具Ｕの挟持アームＵ３とほぼ同じであるため、説明を省略する。

【0047】

除去加工具１８４を除去加工具用治具Ｒに引き渡すときは、まず、図１５（ａ）に示すように、主軸ユニット１２に除去加工具用治具Ｒを配置する。この状態で、モータ１８１１によりボールねじ１８１を回転させ、ナット１８１２、両押圧ロッド１８２、第１及び第２連結棒１８２１，１８２３を主軸ユニット１２方向に前進させ、支持プレート１８３１，１８３２を揺動軸１８５を中心として紙面反時計まわりに揺動させる。これにより、図１５（ｂ）に示すように、除去加工具用治具Ｒの両挟持アームＲ３に、除去加工具１８４の各係合部１８４４１，１８４５１がそれぞれ係合する。このとき、両挟持アームＲ３に固定されるのは第１基部１８４１の両係合部１８４４１，１８４５１であるが、第２基部１８４２は、両突出部１８４４２，１８４５２により第１基部１８４１上に載置された状態となっているため、第２基部１８４２も除去加工具用治具Ｕに支持された状態となる。その後、図１４（ｂ）に示すように、両油圧クランプ１８８１，１８８２を解除し、両駆動シリンダ１８７１，１８７２を駆動して、各支持ブロック１８６１，１８６２をそれぞれ各基部１８４１，１８４２から離間させる。これにより、除去加工具１８４が除去加工ユニット１８から離脱する。この状態で、モータ１８１１を逆回転すれば、支持プレート１８３１，１８３２が揺動し、初期状態に復帰する。

【0048】

続いて、交換装置２について説明する。図２に示すように、交換装置２は、基台１１の第２頂部１１２２に固定される筒状の基部２１と、この基部２１に挿通される昇降ロッド２２を有しており、これらは主軸ユニット１２と隣接して配置されている。交換装置２の基部２１の下端部は、第２頂部１１２２に固定されており、ここから上方へ延びている。昇降ロッド２２は、基部２１の内部で軸周りに回転可能で、且つ昇降可能であり、その下半分にはスプライン加工が施されたスプライン部２２１を構成している。そして、このスプライン部２２１が基部２１の下端から基台１１の内部空間１１１へ延び、その下端部には、スイベルジョイント２３が回転可能で、かつ軸方向移動不能に取り付けられている。昇降ロッド２２の内部には、４つの貫通孔（図１６参照）が軸方向に形成されており、スイベルジョイント２３を介して４つの貫通孔にエアが供給されるようになっている。

【0049】

次に、昇降ロッド２２を上下方向に移動させる移動機構について説明する。まず、スイベルジョイント２３の側面には固定部材２３１を介して第１油圧シリンダ２４のピストン部が取り付けられており、さらに、この第１油圧シリンダ２４の下端には、第２油圧シリンダ２５のピストン部が取り付けられている。両油圧シリンダ２４，２５の各ピストン部は、上下方向に伸縮するように構成されており、第２油圧シリンダ２５の下端部が第２頂部１１２２から垂下させた取付ステーに固定されている。このような２つの油圧シリンダ２４，２５により、昇降ロッド２２は、上下方向に３つの位置を取り得る。すなわち、第１及び第２油圧シリンダ２４，２５がともに縮んだ第１の位置、第２油圧シリンダ２５が伸長し第１油圧シリンダ２４が縮んだ第２の位置、及び第１及び第２油圧シリンダ２４，２５がともに伸長した第３の位置、の３つの位置を取り得る。

【0050】

続いて、昇降ロッド２２を軸周りに回転させるための回転機構について、図２及び図１６を参照しつつ説明する。図１６は、回転機構を下方から見た平面図及び動作図である。昇降ロッド２２のスプライン部２２１には、基部２１の下方においてスプラインナット２２２が螺合しており、このスプラインナット２２２の外周面には歯車が形成されている。また、スプラインナット２２２には、その約２倍の径の駆動歯車２２３が噛合している。この駆動歯車２２３の回転軸２２４は、基台１１の第２頂部１１２２の下面に取り付けられている。すなわち、駆動歯車２２３が第２頂部１１２２の下面から回転自在に吊り下げられた状態となっている。また、駆動歯車２２３の下面には、平面視円形のカム２２５が一体的に取り付けられている。このカム２２５には、径方向に延びる切欠き２２５１が形成されており、この切欠き２２５１には後述するカムフォロワー２２６が係合している。また、カム２２５の径は、駆動歯車２２３よりもやや大きく、駆動歯車２２３の外形よりも径方向に突出した部分にスプラインナット２２２が支持されている。カム２２５に隣接する位置には、平面視Ｌ字型のリンク部材２２９が設けられている。このリンク部材２２９は、第２頂部１１２２の下面から下方へ延びる回転軸２２７に回転自在に支持されており、この回転軸２２７がリンク部材２２９の屈曲部分に連結されている。リンク部材２２９の一端部には、上述したカムフォロワー２２６が取り付けられ、他端部には、油圧シリンダ２２８が取り付けられている。油圧シリンダ２２８は、ピストン部２２８１とこれを収容するシリンダ本体２２８２によって構成され、シリンダ本体２２８２は固定部材２２８３を介して第２頂部１１２２の下面に固定されている。また、ピストン部２２８１の先端は、リンク部材２２９の他端部に揺動自在に取り付けられている。

【0051】

図１６（ａ）に示すように、油圧シリンダ２２８のピストン部２２８１は初期状態で伸長しており、図１６（ｂ）に示すように、ピストン部２２８１がシリンダ本体２２８２内に収容されることでリンク部材２２９が回転軸２２７周りに約９０度揺動する。これに伴って、カムフォロワー２２６と係合するカム２２５が約９０度回転し、これによってスプラインナット２２２は昇降ロッド２２とともに約１８０度正回転する。一方、この状態からピストン部２２８１が伸長すると、昇降ロッド２２は、約１８０度逆回転し、初期状態に復帰する。また、リンク部材２２９には、初期状態でストッパ２２０が当接しており、これによって初期状態を維持する。一方、リンク部材２２９が揺動すると、ストッパ２２０からリンク部材２２９が離間し、ピストン部２２８１の動作端で回転した位置を維持する。

【0052】

次に、昇降ロッドの上端部に設けられた固定機構について、図１７及び図１８も参照しつつ説明する。図１６は固定機構の平面図であり、図１８はこの固定機構を主軸ユニット１２側から見た側面図である。この固定機構１７は、主軸ユニット１２に取り付けられたワークＷや治具Ｕ，Ｒ，Ｚを交換するためのものである。図１８に示すように、この固定機構１７は、昇降ロッド２２の上端部に取り付けられる支持板１７１を備えている。この支持板１７１は、初期状態において、一方の面が主軸ユニット１２側を向くように配置されている。以下、この面を第１面１７１１と称し、反対側の面を第２面１７１２と称することとする。また、支持板１７１の両面の構成は同じであるため、ここでは図１８に示す第１面について説明する。但し、以下では、同一部材であっても、第１面に配置された部材にａ，第２面に配置された部材にｂを付して説明することがある。また、第１面にある部材を第１，第２面にある部材を第２と称することがあり、例えば、後述するアームについて、第１面のアームを第１アーム、第２面のアームを第２アームと称することがある。

【0053】

図１８に示すように、支持板１７１の第１面１７１１には、上下方向の中央付近に水平方向に延びるガイドレール１７２が取り付けられている。ガイドレール１７２には、図１８の左側に第１アーム支持部材１７４、右側に第２アーム支持部材１７５が取り付けられ、それぞれがガイドレール１７２に沿って水平方向に移動可能となっている。各アーム支持部材１７４，１７５の下端部には、棒状のアーム１７６がそれぞれ取り付けられている。各アーム１７６は、支持板１７１から水平方向に突出しており、両アーム１７６によってワークＷや治具Ｕ，Ｒ，Ｚを挟持可能となっている。図１７に示すように、各アーム１７６において互いに対向する面には、平面視三角形状の切欠き１７６１が形成されており、この切欠き１７６１によってワークＷなどを挟持しやすくなっている。

【0054】

支持板１７１において、ガイドレール１７２の上方にはピニオンギア１７３が回転自在に取り付けられており、第１アーム支持部材１７４の上端部には、ピニオンギア１７３に下側から噛み合うラック１７４１が水平方向に延びるように設けられている。一方、第２アーム支持部材１７５の上端部には、第１アーム支持部材１７４側へ水平方向に延びるラック１７５１が取り付けられている。このラック１７５１は、ピニオンギア１７３に上方から噛み合うように配置され、さらに、支持板１７１には、このラック１７５１を挟んでピニオンギア１７３の上方にガイドローラ１７７が回転自在に取り付けられている。このようにピニオンギア１７３を上下から挟むように、各アーム支持部材１７４，１７５にはラック１７４１，１７５１が設けられており、これによって各アーム支持部材１７４，１７５は互いに近接離間するようになっている。

【0055】

また、支持板１７１の上端部には、ピストン部１７８１と、このピストン部１７８１を収容するシリンダ本体１７８２とで構成された複動型のエアシリンダ１７８が取り付けられている。具体的には、ピストン部１７８１の進退方向がガイドレール１７２と平行に延びるようにシリンダ本体１７８２が支持板１７１に固定され、ピストン部１７８１の先端が第２アーム支持部材１７５に固定されている。これにより、ピストン部１７８１の進退とともに、第２アーム支持部材１７５がガイドレール１７２に沿って水平方向に移動し、これと同期して第１アーム支持部材１７４も移動する。これに伴って、上述したように、両アーム１７６は互いに近接離間するようになっている。なお、両アーム１７６が最も離れたとき、両者の距離は、治具Ｚ、Ｕ，ＲまたはワークＷの最大径よりも大きく、両アーム１７６が近接したときには、後述するように、治具Ｚ、Ｕ，Ｒの環状溝Ｚ１２，Ｕ１２，Ｒ１２またはワークＷを挟持するようになっている。

【0056】

上述したように、昇降ロッド２２の内部には、４つの貫通孔が形成されているが、図１８に示すように、この貫通孔１７９ｉ〜１７９ｉｖは、支持板１７１の内部に形成された４つの流通路１７１０に連通している。そのうちの２つ１７９ｉ，１７９ｉｉは、流通路１７１０及び連結チューブ（図示省略）などを介して、支持板１７１の第１面１７１１に設けられたエアシリンダ１７８ａに接続され、残りの２つは、同様に流通路１７１０及び連結チューブ（図示省略）などを介して、支持板１７１の第２面１７１２に設けられたエアシリンダ１７８ｂに接続されている。すなわち、各エアシリンダ１７８ａ，１７８ｂには、４つの流路からエアが供給され、上述したように複動式のエアシリンダとして機能する。

【0057】

また、昇降ロッド２２の上下方向の位置と、アーム１７６との関係は以下の通りである。図２も参照して説明する。すなわち、昇降ロッド２２が最も低い第１の位置にあるとき、アーム１７６は、治具Ｚ（Ｕ，Ｒ）の環状溝と対向する位置に配置され、両アームが近接することでアームが環状溝に係合し、治具Ｚ（Ｕ，Ｒ）を挟持することができる。次に、第２の位置にあるときは、アーム１７６は、ワーク用治具Ｚに取り付けられたワークＷと対向する位置に配置される。これにより、アーム１７６によってワークＷを挟持可能になる。そして、第３の位置にあるときは、アーム１７６はワークＷよりも上方で、両アーム１７６が近接してもワークＷとは干渉しない位置に配置される。なお、上述した各機構の操作は、図示を省略する制御部によって行われ、次に説明するように動作する。

【0058】

次に、リフター３について説明する。図１９はリフターによって移動されるパレットの正面図、図２０はリフターの正面図、図２１は図２０の側面図、図２２は図２０の平面図である。以下では、図２０の左右方向において、交換装置を向く側を「前」、その反対側を「後」と称し、図２１の左右方向を「左右方向」と称し、この方向を基準として説明をすることとする。

【0059】

このリフター３は、ワークＷ、ワーク用治具Ｚ及び加工具用治具Ｕ，Ｒが配置された板状のパレットを、交換装置２側に平行移動させたり、上下動させるための装置であり、パレットを平行移動させる平行移動機構と、この平行移動機構を上下動させる上下動機構と、を備えている。

【0060】

まず、パレットについて説明する。本実施形態では、２種類のパレット３０１，３０２が使用される。１つは図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に示す治具用パレット３０１であり、もう一つは、図１９（ｄ）に示すワーク用パレット３０２である。治具用パレット３０１は、板状に形成されており、その上面には、治具を支持する円柱状の支持部材３０１１が固定されている。そして、支持部材３０１１上には、図１９（ａ）に示す除去加工具用治具Ｒ、図１９（ｂ）に示す面取り加工具用治具Ｕ、及び図１９（ｃ）に示すワーク用治具Ｚが、それぞれ着脱自在に載置される。すなわち、この治具用パレット３０１は、除去加工具用治具Ｒ、面取り加工具用治具Ｕ、及びワーク用治具Ｚに対して共通して用いられる。一方、ワーク用パレット３０２には、円筒状の支持部材３０２１が固定され、この支持部材３０２１の上端には、小径の円筒状の突出部３０２２が形成されている。そして、この突出部３０２２は、歯車Ｗの貫通孔に挿通され、歯車Ｗを支持する。

【0061】

以上のように、４種類の対象物を支持するために、２種類のパレット３０１，３０２が用いられ、各パレット３０１，３０２（以下、パレットの符号を３０１とするが、３０２についても同様である）が、このリフター３によって移動される。

【0062】

次に、平行移動機構について説明する。図２０〜図２２に示すように、この平行移動機構は、パレット３０１を支持するスライド基板３１と、このスライド基板３１を支持する支持基板３２とを備えている。スライド基板３１は、パレット３０１を両側から挟む一対の板状の側部材３１１と、これら側部材３１１を下方から支持する板状の支持部材３１２とを備えており、両側部材３１１の間の設置空間３１０にパレット３０１が挿入される。また、各側部材３１１において、設置空間３１０側を向く面には、前後方向に沿って延びる段部３１１１が形成されており、この段部３１１１に、後述するようにパレット３０１，３０２の左右の両側に形成された段部３０１１がスライドガイドとして係合するようになっている。

【0063】

側部材３１１の前方の端面には、設置空間３１０側に延びるストッパ３３６が取付けられている。これにより、スライド基板３１の後端側から設置空間３１０内に挿入されたパレット３０１は、板状のストッパ３３６により前方への移動を規制される。このとき、パレット３０１の後端部は、後述するロック機構の爪部材３３１が係合し、これによって、後方への移動が規制される。したがって、スライド基板３１の設置空間３１０内に挿入されたパレット３０１は、ストッパ３３６及びロック機構により前後方向の移動が規制され、これによってスライド基板３１内に保持される。図２２に示す３１１３は側部材３１１上面に留められた押さえ板であり、その先端を設置空間３１０上方に延伸させることでパレット３０１の上方への移動を規制する。

【0064】

続いて、ロック機構について説明する。ロック機構は、各側部材に同じものが設けられているため、ここでは、図２２の上側にあるロック機構について説明する。側部材３１１の下面において、設置空間３１０と対向する側面には、凹部３１１２が形成されており、この凹部３１１２に爪部材３３１が揺動自在に配置されている。爪部材３３１の後端には、設置空間３１０側に延びるロック爪３３１１が設けられており、爪部材３３１の揺動により、ロック爪３３１１が設置空間側に移動すると、ロック爪３３１１がパレット３０１の左右方向端部での後端に係合し、パレット３０１の後方への移動が規制される。一方、爪部材３３１が揺動し、ロック爪３３１１が設置空間３１０とは反対側に移動すると、パレット３０１とロック爪３３１１との係合状態が解除され、パレット３０１は後方へ移動可能となる。

【0065】

爪部材３３１の先端部には、上下方向に延び、側部材３１１を貫通する軸部材３３２が固定されており、爪部材３３１はこの軸部材３３２によって揺動自在に支持されている。軸部材３３２の上端部は、側部材３１１の上面から突出し、左右方向に延びる揺動部材３３３に連結されている。また、揺動部材３３３は軸部材３３２を揺動中心として揺動するようになっている。そして、図２２に示すように、揺動部材３３３の先端部、つまり、軸部材３３２とは反対側の端部は、前方から押圧部材３３４により押圧されている。押圧部材３３４は、バネにより常時付勢された押圧ピン３３４１を備えており、この押圧ピン３３４１が揺動部材３３３を常時後方へ押圧している。これにより、爪部材３３１は、設置空間３１０側へ揺動している。

【0066】

一方、揺動部材３３３の後方には、前後進するピストン３３５１が設けられたシリンダ３３５が配置されている。そして、ピストン３３５１が後方から、揺動部材３３３を押圧するようになっている。より詳細に説明すると、シリンダ３３５が駆動し、ピストン３３５１が前方に移動すると、押圧ピン３３４１の付勢力に抗してピストン３３５１が揺動部材３３３を前方へ押圧するようになっている。これにより、爪部材３３１は揺動し、ロック爪３３１１が設置空間３１０の外へ移動する。その結果、ロック爪３３１１とパレット３０１との係合状態が解除される。この状態で、パレット３０１は、設置空間３１０内への進入又は設置空間３１０からの退出が可能となりパレットの入れ替えができる。

【0067】

次に、支持基板３２上におけるスライド基板３１の移動について説明する。図２１に示すように、スライド基板３１の両側には、前後方向に延びるガイドレール３２１が設けられており、スライド基板３１は、このガイドレール３２１に沿って、支持基板３２上を前後方向に移動可能となっている。また、スライド基板３１の移動は、支持基板３２の両側にそれぞれ設けられた一対の前後進シリンダ３２２により行われる。図２０に示すように、各前後進シリンダ３２２は、前後方向に延び、前端部が支持基板３２の前端に固定されている。また、前後進シリンダ３２２の後端部からは、後方へ延びるピストン３２２１が突出し、このピストン３２２１の後端部がスライド基板３１の側部の後端部に連結されている。つまり、ピストン３２２１の後端部は、側部材３１１の後端部に連結されている。以上の構成により、前後進シリンダ３２２が駆動し、ピストン３２２１が後方へ移動すると、スライド基板３１が後方へ移動し、ピストン３２２１が前方へ移動するとスライド基板３１が前方へ移動する。

【0068】

続いて、上下動機構について説明する。図２０及び図２２に示すように、上方に延びる一対のスタンド３４が、第２頂部１１２２上に、側部材３１１や支持基板３２を挟むように配置されている。各スタンド３４の後端側の面には、上下方向に延びるガイドレール３４１が取付けられている。また、各スタンド３４の上端部には後方に延びる板状のブラケット３４２が取付けられており、このブラケット３４２の後端部に、昇降シリンダ３５がそれぞれ設けられている。各昇降シリンダ３５の下端部からはピストン３５１が下方に向かって延びており、このピストン３５１とガイドレール３４１は平行に延びている。

【0069】

支持基板３２の両側部上面には、上方に延びるガイドフレーム３６がそれぞれ取付けられており、各ガイドフレーム３６は、ガイドレール３４１に係合し、ガイドレール３４１に沿って上下動するようになっている。また、ガイドフレーム３６の上端部には、ピストン３５１の下端部が連結されており、ピストン３５１が上下動すると、これに伴ってガイドフレーム３６が上下動する。その結果、支持基板３２、及びこの支持基板３２に支持されたスライド基板３１、パレット３０１が上下動する。そして、この上下動機構を上昇端まで作動させたときは、ワークＷや加工具１４４、１８４の交換のために、交換装置２へワークＷや治具Ｒ，Ｕを引き渡すため、パレット３０１、３０２に載置された各治具Ｚ，Ｒ，Ｕの環状溝Ｚ１２，Ｒ１２，Ｕ１２あるいはワークＷが、交換装置２のアーム１７６の第１の位置(1)（図２３）に位置決めされる。

【0070】

次に、上記のように構成された歯車加工装置、交換装置、及びリフターの動作について、図２３〜図２９を参照しつつ説明する。ここでは、図１１及び図１２に示す面取り加工具の交換を行った後の、ワークの装着について説明する。

【0071】

まず、図２３（ａ）の状態では、新たな面取り用加工具１４４ｎが面取り加工ユニット１４に装着され、主軸ユニット１２にある面取り加工具用治具Ｕにおける挟持アームＵ３のひとつは空となっており、図外のもうひとつ挟持アームＵ３には使用済みの面取り加工具１４４ｏが装着されている。このとき、交換装置２の第１アーム１７６ａは、主軸ユニット１２側に配置され、第２アーム１７６ｂはリフター３側に配置されている。また、リフター３には、ワーク用治具Ｚが載せられたパレット３０１が装着されており、平行移動機構及び上下動機構を駆動することで、ワーク用治具Ｚの環状溝Ｚ１２が、第２アーム１７６ｂの第１の位置(1)に位置決めされている。

【0072】

次に、交換装置の第１アーム１７６ａにより面取り加工具用治具Ｕを挟持するとともに、第２アーム１７６ｂによりワーク用治具Ｚを挟持し、主軸ユニット１２のチャック部１２０を解除して面取り加工具用治具Ｕの拘束を解いた後、図２３（ｂ）に示すように、交換装置２を駆動して、各アーム１７６ａ，１７６ｂを第２の位置(2)まで上昇させる。続いて、図２４（ａ）に示すように、交換装置２の支持板１７１を１８０度回転させる。これに続いて、図２４（ｂ）に示すように、各アーム１７６ａ，１７６ｂを第１の位置(1)まで降下させ、第２アーム１７３ｂに挟持されたワーク用治具Ｚを、主軸ユニット１２のチャック部１２０に装着する。すなわち、図２に示すように、各アーム１７６ａ，１７６ｂを第２の位置(2)まで上昇させる前に油圧シリンダ１５３を駆動して、可動ロッド１２８を上昇させ、チャック部１２０を解除して治具Ｕ，Ｚが抜き差し可能な状態とする。そして各アーム１７６ａ，１７６ｂが再び第１の位置(1)まで降下したときに、油圧シリンダ１５３を駆動し、可動ロッド１２８を降下させる。これにより、チャック部１２０がワーク用治具Ｚを径方向外方に押圧し、ワーク用治具Ｚがチャック部１２０に固定される。そして、チャック部１２０の上面へのワーク用治具Ｚの着座が確認される。一方、第１アーム１７６ａに挟持された面取り加工具用治具Ｕは、リフター３に支持されたパレット３０１の固定部材３０１１上に載置される。

【0073】

続いて、第１アーム１７６ａと面取り加工具用治具Ｕとの挟持状態、及び第２アーム１７６ａとワーク用治具Ｚとの挟持状態を解除する。そして、図２５（ａ）に示すように、リフター３に支持されたパレット３０１を、平行移動機構により移動させて交換装置２から離間させた後、上下動機構により下降させる。そして、この面取り加工具用治具Ｕ付きのパレット３０１をリフター３から取り外し、図２５（ｂ）に示すように、未加工のワークＷ１が装着されたワーク用パレット３０２をスライド基板３１に取付ける。

【0074】

次に、図２６（ａ）に示すように、リフター３を駆動し、ワーク用パレット３０２に支持されたワークＷ１が、交換装置２の第１の位置(1)に対応するように位置決めする。続いて、第１アーム１７６ａでパレット３０２上のワークＷ１を挟持する。一方、第２アーム１７６ｂはワーク用治具Ｚを挟持しない状態とする。この状態から両アーム１７６ａ，１７６ｂがワーク用治具Ｚに干渉しないように、第３の位置(3)まで上昇させた（一転鎖線にて図示）後、図２６（ｂ）に示すように、支持板１７１を１８０度回転させる。これにより、ワークＷ１がワーク用治具Ｚの上方に配置される。リフター３のワーク用パレット３０２には図外のロボットハンドにて新たなワークＷ２が載置される。

【0075】

その後、図２７（ａ）に示すように、支持板１７１を下降させ、ワークＷを挟持したアーム１７６ａを第２の位置(2)に配置する。これにより、ワークＷの中心穴に治具Ｚの挿通部Ｚ３が挿通される。このときリフター３はワークＷ２を載置したワーク用パレット３０２を第１の位置(1)に待機させる。これに続いて、第１アーム１７６ａの挟持状態を解除して、ワークＷ１から離した後、支持板１７１を下降させ、図２６（ｂ）に示すように、第１アーム１７６ａ、第２アーム１７６ｂをそれぞれ開いた状態で第１の位置(1)に配置する。続いて、心押しユニット１３の心押し部１３２を下降させ、押圧部材１３２１で治具Ｚの挿通部Ｚ３を押圧すれば、挿通部Ｚ３が径方向外方にワークＷ１の中心穴を押圧し、ワークＷ１が治具Ｚに固定される。

【0076】

上記の準備作業の後、またはこの作業と並行して、面取り加工具１４４の選択を行う。すなわち、主軸ユニット１２に固定されたワークＷに対応した面取り加工具１４４を選択し、面取り加工ユニット１４のモータ１４２５を駆動して加工具支持部１４３を回転させ、選択した加工具１４４をワーク加工位置に配置する。この状態で、面取り加工ユニット１４のモータ１４１４を駆動し、面取り加工具１４４をワークＷ１に向けて前進させる。そして、面取り加工具１４４の面取り部材１４４２をワークＷ１に噛み合わせ、主軸ユニット１２を回転させつつ、面取り加工具１４４をワークＷ１に押しつけて、面取り加工を行う。同時に、除去加工ユニット１８のモータ１８１１を駆動し、除去加工具１８４を揺動させる。そして、除去加工具１８４により、ワークＷ１の両側面に生じるバリや余肉を削り取る。このとき、両カッター１８４３，１８４６を近接させるように、ワークＷ１に対して押しつけて加工を行う。こうして、図２９に示すように、面取り加工と除去加工を所定時間行い、加工を完了させた後、面取り加工具１４４及び除去加工具１８４をそれぞれワークＷ１から離間させる。その後、主軸ユニット１２の駆動を停止させ、図５に示す初期状態に復帰させる。

【0077】

そして、ワークの加工が終了すると、図２７（ｂ）の状態から、心押し部１３２を上昇させる。これにより、挿通部Ｚ３とワークＷ１との固定状態が解除され、ワークＷ１がワーク用治具Ｚから取り外し可能な状態となる。と同時に第２アーム１７６ｂのみが閉じワークＷ２を挟持する。そして支持板１７１を第２の位置(2)に上昇させ、第１アーム１７６ａで加工後のワークＷ１を挟持する。そして、図２８（ａ）に示すように、両アーム１７６ａ，１７６ｂを上昇させ、第３の位置(3)に配置する。これに続いて、支持板１７１を１８０度回転させた後、第２の位置(2)まで降下させる。これにより、未加工のワークＷ２が挿通部Ｚ３に装着される。

【0078】

図２８（ｂ）はワーク用治具Ｚに固定されたワークＷ２の加工直前の状態を示す。第１の位置(1)まで退避した第２アーム１７６ｂは開いており、第１アーム１７６ａは閉じて加工後のワークＷ１を挟持している。リフター３のパレット３０２には新たなワークＷ３がロボットハンドＲＨにより載置される。該ハンドＲＨは上下方向に開閉可能な一対の爪を有し、未加工ワーク用ラック（図外）より未加工ワークＷ３を取り出してパレット３０２に載置した後、加工済みワークＷ１を掴みにいき、それを加工済みワーク用ラック（図外）に回収する。ロボットハンドＲＨがワークＷ１を回収した後、リフター３は未加工ワークＷ３を第１の位置(1)まで移動させる。

【0079】

リフター３を設置する第２頂部１１２２が第１頂部１１２１よりも低い位置に配置されているのは、このロボットハンドＲＨによる未加工ワークの供給と加工済みワークの回収動作を連続的に行わせる際に、回収動作にあるハンドＲＨが、待機している未加工ワークに干渉しないようにするためである。

【0080】

上記のように、ワークＷの加工と交換を繰り返した後、必要に応じてワーク用治具Ｚの交換も行う。ワーク用治具Ｚの交換はワークＷの交換と同じであり、例えば、アーム１７６ａを第１の位置(1)に移動させて治具Ｚを挟持し、チャック部１２０から取り外す。そして、第３の位置(3)までアーム１７６ａを上昇させた後、支持板１７１を回転させる。このとき、第２アーム１７６ｂにはリフター３から供給された新たなワーク用治具Ｚが挟持されており、支持板１７１が回転した後、アーム１７６ｂを第１の位置(1)まで下降させ、主軸ユニット１２のチャック部１２０に新たなワーク用治具Ｚを取り付ける。こうして、ワーク用治具Ｚの交換が行われると、この治具Ｚに対応したワークＷを取り付け、加工を行う。

【0081】

なお、面取り加工具用治具Ｕ、及び除去加工具用治具Ｒについても、上記ワーク用治具Ｚと同様に、リフター３及び交換装置２を用いての主軸ユニット１２へ取付けることができる。そして、これら治具Ｕ，Ｒを主軸ユニット１２に取付けた後、図１１，図１２及び図１５に示すように、加工具１４４、１８４の交換を行う。

【0082】

以上のように、本実施形態によれば、主軸ユニットに支持されたワーク用治具及びワークを、交換ユニットによって他のワーク用治具及びワークに交換することができる。そして、主軸ユニットには、加工具を支持するための加工具用治具を取り付けることができ、さらに、加工ユニットを、主軸ユニットに取り付けられた加工具用治具との間で、加工具の引き渡し及び受け取りを行うように構成しているため、加工具の交換も主軸ユニットに取り付けられた加工具用治具を介して、交換ユニットによって行うことができる。

【0083】

また、本実施形態に係る面取り加工具用治具Ｒには、面取り加工具１４４を着脱自在に支持する、少なくとも２つの挟持アームＵ３が設けられている。そして、主軸ユニット１２は、いずれかの挟持アームＵ３を、面取り加工ユニット１４との間で面取り加工具１４４の引き渡し及び受け取りを行う第１回転位置へ、選択的に配置するように構成されている。そのため、次のような効率的な加工具の交換が可能である。例えば、１つの挟持アームＵ３に交換用の面取り加工具１４４を取付け、他の挟持アームＵ３に面取り加工具１４４を取付けない状態で面取り加工具用治具Ｒを主軸ユニット１２にセットする。そして、面取り加工具１４４を取付けていない挟持アームＵ３を第１回転位置に配置する。続いて、面取り加工ユニット１４から第１回転位置にある挟持アームＵ３へ使用済みの加工具を引き渡す。これに続いて、主軸ユニット１２のチャック部１２０を回転させることにより、交換用の面取り加工具１４４が取付けられた挟持アームＵ３を第１回転位置に配置する。そして、交換用の面取り加工具１４４を面取り加工ユニット１４へ引き渡す。これにより、主軸ユニット１２を介した面取り加工具１４４の交換を行う際に、面取り加工具用治具Ｒを一回だけ主軸ユニット１２にセットすれば、使用済み面取り加工具１４４の受け取り、及び交換用の面取り加工具１４４の引き渡しを行うことができる。したがって、面取り加工具１４４の交換を効率的に行うことができる。

【0084】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。

【0085】

面取り加工具用治具Ｕに、支持部Ｕ２及び挟持アームＵ３を２個ずつ設けているが、これに限定されるものではなく、３個以上設けることもできる。面取り加工具用治具Ｕの構成は、面取り加工具１４４を着脱自在に取付けることができ、且つ主軸ユニット１２に着脱自在に固定できれば、特には限定されない。

【0086】

上記実施形態では、面取り加工具用治具Ｕに、挟持アームＵ３を２個設けた例を示したが、除去加工具用治具Ｒも同様に構成することができる。すなわち、支持部Ｒ２や挟持アームＲ３を複数個設け、面取り加工具１４４の交換と同様に、１回だけ除去加工具用治具Ｒを一回だけ主軸ユニット１２にセットするだけで、除去加工具１８４も交換することができる。

【0087】

上記実施形態では、面取り加工ユニット１４と、除去加工ユニット１８の駆動方法の一例を示したが、これに限定されるものではなく、ワークに近接離間できるように構成されていれば、種々の方法が適用可能である。

【0088】

面取り加工ユニット１４に取り付けられる面取り加工具１４４の数は複数でなくてもよく、１つでもよい。

【0089】

除去加工ユニット１８は、揺動により除去加工具をワークに近接させているが、上記実施形態の面取り加工ユニットと同様に、除去加工具を直線的にワークに近接離間させるように構成することもできる。

【0090】

上記実施形態では、面取り加工具１４４の面取り部材１４４２を２つ設け、除去加工具１８４のカッター１８４３，１８４６も２つ設けているが、これらは一つでもよく、歯車Ｗの片面の面取りやバリ取りを行うようにしてもよい。

【0091】

各ユニットの位置は特には限定されない。すなわち、ワークの周囲のいずれかに配置されていればよい。但し、装置をコンパクトにするには、上述したように隣接させるのがよい。

【0092】

また、上記実施形態では、交換装置によるワークや治具の固定の例として、一対のアーム１７６でワークＷや治具Ｚを挟持したが、ワークや治具を着脱自在に固定できるものであれば、その態様は特には限定されない。例えば、１つの固定部材をワークや治具に係合させてもよいし、ワークや治具に形成された穴や溝に係合させてもよい。

【0093】

なお、上記加工システムでは、ワークの種類は特には限定されず、また、これを加工する加工具も特には限定されない。したがって、歯車以外のワークを適用することもできるし、面取り加工及び除去加工以外の加工具を用いることもできる。

【符号の説明】

【0094】

１２ 主軸ユニット
１２０ チャック部（固定部）
１４ 面取り加工ユニット
１４４ 面取り加工具（第１加工具）
１８ 除去加工ユニット
１８４ 除去加工具（第２加工具）
Ｗ ワーク（歯車）
Ｕ 面取り加工具用治具
Ｕ２ 支持部（加工具取付部）
Ｕ３ 挟持アーム（加工具取付部）
Ｒ 除去加工具用治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】