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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024114034
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】芯出し装置および芯出し方法
(51)【国際特許分類】
B23Q 3/18 20060101AFI20240816BHJP
【ＦＩ】
B23Q3/18 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023019394
(22)【出願日】2023-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】000132161
【氏名又は名称】株式会社スギノマシン
(74)【代理人】
【識別番号】110000165
【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京
(72)【発明者】
【氏名】九曜 富士夫
(72)【発明者】
【氏名】末兼 勇汰
(72)【発明者】
【氏名】池田 吉隆
(72)【発明者】
【氏名】森口 卓也
【テーマコード（参考）】
3C016
【Ｆターム（参考）】
3C016HB03
(57)【要約】
【課題】単純な構造で傾斜補正機能を有する芯出し装置を提供する。
【解決手段】芯出し装置１０は、テーブルフレーム１３と、支持軸１５と、支持軸１５に回転可能に支持される傾斜台１７と、作用点３５をテーブルフレーム１３に対して持ち上げるジャッキ装置３６と、鉛直方向に延びる回転軸１を中心に、傾斜台１７に回転可能に支持される回転テーブル２３と、回転テーブル２３に配置されるテーブルリフター２５と、テーブルリフター２５の上方に載せられ、テーブルリフター２５によってフロートテーブル２７が上昇したときに、左右方向及び前後方向に自在に移動し、フロートテーブル２７が下降したときに、移動が制限されるフロートテーブル２７と、フロートテーブル２７が上昇したときに、当接部６４が回転面３ａに当接して、中心軸３ｂを回転軸１に一致させる中心合わせ装置５５と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】芯出し装置１０は、テーブルフレーム１３と、支持軸１５と、支持軸１５に回転可能に支持される傾斜台１７と、作用点３５をテーブルフレーム１３に対して持ち上げるジャッキ装置３６と、鉛直方向に延びる回転軸１を中心に、傾斜台１７に回転可能に支持される回転テーブル２３と、回転テーブル２３に配置されるテーブルリフター２５と、テーブルリフター２５の上方に載せられ、テーブルリフター２５によってフロートテーブル２７が上昇したときに、左右方向及び前後方向に自在に移動し、フロートテーブル２７が下降したときに、移動が制限されるフロートテーブル２７と、フロートテーブル２７が上昇したときに、当接部６４が回転面３ａに当接して、中心軸３ｂを回転軸１に一致させる中心合わせ装置５５と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転面と中心軸とを有するワークの芯出し装置であって、
テーブルフレームと、
前記テーブルフレームに配置される支持軸と、
前記支持軸に回転可能に支持される傾斜台と、
前記テーブルフレームに配置され、前記支持軸から離間した作用点を前記テーブルフレームに対して持ち上げるジャッキ装置と、
鉛直方向に延びる回転軸を中心に、前記傾斜台に回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに配置されるテーブルリフターと、
前記テーブルリフターの上方に載せられ、前記ワークを載せられるフロートテーブルであって、前記テーブルリフターによって前記フロートテーブルが上昇したときに、左右方向及び前後方向に自在に移動し、前記フロートテーブルが下降したときに、移動が制限される、フロートテーブルと、
当接部を有し、前記フロートテーブルが上昇したときに、前記当接部が前記回転面に当接して、前記中心軸を前記回転軸に一致させる、中心合わせ装置と、
を有する芯出し装置。
テーブルフレームと、
前記テーブルフレームに配置される支持軸と、
前記支持軸に回転可能に支持される傾斜台と、
前記テーブルフレームに配置され、前記支持軸から離間した作用点を前記テーブルフレームに対して持ち上げるジャッキ装置と、
鉛直方向に延びる回転軸を中心に、前記傾斜台に回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに配置されるテーブルリフターと、
前記テーブルリフターの上方に載せられ、前記ワークを載せられるフロートテーブルであって、前記テーブルリフターによって前記フロートテーブルが上昇したときに、左右方向及び前後方向に自在に移動し、前記フロートテーブルが下降したときに、移動が制限される、フロートテーブルと、
当接部を有し、前記フロートテーブルが上昇したときに、前記当接部が前記回転面に当接して、前記中心軸を前記回転軸に一致させる、中心合わせ装置と、
を有する芯出し装置。
【請求項2】
前記中心合わせ装置は、
前記支持軸と直交し、前記回転軸を通る第１平面に対して、対称に配置される一対のアームを有し、
前記各アームは、前記回転軸を通過し、前記支持軸に平行な第２平面に対して対称に、前記各アームの内側に配置された一対の当接部を有し、
前記一対のアームは、前記支持軸に沿って前記第１平面に対して対称な位置を保つように往復する、
請求項１に記載の芯出し装置。
前記支持軸と直交し、前記回転軸を通る第１平面に対して、対称に配置される一対のアームを有し、
前記各アームは、前記回転軸を通過し、前記支持軸に平行な第２平面に対して対称に、前記各アームの内側に配置された一対の当接部を有し、
前記一対のアームは、前記支持軸に沿って前記第１平面に対して対称な位置を保つように往復する、
請求項１に記載の芯出し装置。
【請求項3】
前記当接部は、鉛直軸を中心に回転するローラーである、
請求項１又は２に記載の芯出し装置。
請求項１又は２に記載の芯出し装置。
【請求項4】
前記一対のアームは、第１アームと第２アームとを有し、
前記中心合わせ装置は、
フレームと、
前記第２平面に平行に延び、前記フレームに配置され、前記一対のアームを案内する直動ガイドと、
右ねじと左ねじとを有し、前記フレームに回転可能に支持されるアーム送りねじと、
前記第１アームに配置され、前記右ねじに組み合わされる右ナットと、
前記第２アームに配置され、前記左ねじに組み合わされる左ナットと、
を有する、
請求項２又は３に記載の芯出し装置。
前記中心合わせ装置は、
フレームと、
前記第２平面に平行に延び、前記フレームに配置され、前記一対のアームを案内する直動ガイドと、
右ねじと左ねじとを有し、前記フレームに回転可能に支持されるアーム送りねじと、
前記第１アームに配置され、前記右ねじに組み合わされる右ナットと、
前記第２アームに配置され、前記左ねじに組み合わされる左ナットと、
を有する、
請求項２又は３に記載の芯出し装置。
【請求項5】
下方に伸縮するクランパを有し、前記回転テーブルに配置されたクランプ装置を更に有し、
前記回転テーブルは、前記回転テーブルの上方に配置された設置台を有し、
前記フロートテーブルは、前記クランパの下方に配置されるクランププレートであって、前記クランパが下方に伸びたときに、前記クランパによって下方に付勢されて、前記フロートテーブルが前記設置台と当接するクランププレートを有する、
請求項１～４のいずれかに記載の芯出し装置。
前記回転テーブルは、前記回転テーブルの上方に配置された設置台を有し、
前記フロートテーブルは、前記クランパの下方に配置されるクランププレートであって、前記クランパが下方に伸びたときに、前記クランパによって下方に付勢されて、前記フロートテーブルが前記設置台と当接するクランププレートを有する、
請求項１～４のいずれかに記載の芯出し装置。
【請求項6】
前記フロートテーブルの中心を前記回転テーブルの中心に一致させる、一組の調心装置を更に有する、
請求項１～５のいずれかに記載の芯出し装置。
請求項１～５のいずれかに記載の芯出し装置。
【請求項7】
前記調心装置は、それぞれ、
前記回転テーブルの中心付近に、円周上に等間隔に配置された固定側ポストと、
前記フロートテーブルの周辺部に、円周上に等間隔に配置されたフロート側ポストと、
前記固定側ポストと前記フロート側ポストとの間に配置される弾性体と、
を有する、
請求項６に記載の芯出し装置。
前記回転テーブルの中心付近に、円周上に等間隔に配置された固定側ポストと、
前記フロートテーブルの周辺部に、円周上に等間隔に配置されたフロート側ポストと、
前記固定側ポストと前記フロート側ポストとの間に配置される弾性体と、
を有する、
請求項６に記載の芯出し装置。
【請求項8】
前記テーブルリフターは、エア駆動式リフターであり、
前記芯出し装置は、
スイベルジョイントであって、
エア源と接続される固定ポートを有し、前記傾斜台に、前記回転テーブルの中心に配置されるスイベルシャフトと、
回転ポートを有し、前記スイベルシャフトに回転可能に支持されるスイベルハウジングと、
前記固定ポートと前記回転ポートとを接続するスイベル流路と、
を有するスイベルジョイントと、
前記エア源と前記固定ポートとを接続する第１流路と、
前記テーブルリフターと前記回転ポートとを接続する第２流路と、
を更に有する、
請求項１～７のいずれかに記載の芯出し装置。
前記芯出し装置は、
スイベルジョイントであって、
エア源と接続される固定ポートを有し、前記傾斜台に、前記回転テーブルの中心に配置されるスイベルシャフトと、
回転ポートを有し、前記スイベルシャフトに回転可能に支持されるスイベルハウジングと、
前記固定ポートと前記回転ポートとを接続するスイベル流路と、
を有するスイベルジョイントと、
前記エア源と前記固定ポートとを接続する第１流路と、
前記テーブルリフターと前記回転ポートとを接続する第２流路と、
を更に有する、
請求項１～７のいずれかに記載の芯出し装置。
【請求項9】
前記ジャッキ装置は、
前記テーブルフレームに配置されるジャッキガイドと、
第１支点を有し、前記ジャッキガイドを往復する第１スライダーと、
前記作用点と前記第１支点を接続する第１アームと、
第２支点を有し、前記ジャッキガイドを往復する第２スライダーと、
前記作用点と前記第２支点を接続する第２アームと、
右ねじと左ねじとを有し、前記ジャッキガイドに沿って延びて、前記第１スライダーと前記第２スライダーを貫通するジャッキねじと、
前記第１スライダーに配置され、前記右ねじと組み合わされる右ナットと、
前記第２スライダーに配置され、前記左ねじと組み合わされる左ナットと、
前記ジャッキねじに接続されるジャッキモーターと、
を有する、
請求項１～８のいずれかに記載の芯出し装置。
前記テーブルフレームに配置されるジャッキガイドと、
第１支点を有し、前記ジャッキガイドを往復する第１スライダーと、
前記作用点と前記第１支点を接続する第１アームと、
第２支点を有し、前記ジャッキガイドを往復する第２スライダーと、
前記作用点と前記第２支点を接続する第２アームと、
右ねじと左ねじとを有し、前記ジャッキガイドに沿って延びて、前記第１スライダーと前記第２スライダーを貫通するジャッキねじと、
前記第１スライダーに配置され、前記右ねじと組み合わされる右ナットと、
前記第２スライダーに配置され、前記左ねじと組み合わされる左ナットと、
前記ジャッキねじに接続されるジャッキモーターと、
を有する、
請求項１～８のいずれかに記載の芯出し装置。
【請求項10】
回転面と中心軸とを有するワークをフロートテーブルに載置し、
テーブルリフターが、前記フロートテーブルを回転テーブルから浮上させ、
前記ワークの中心を、前記回転テーブルの回転軸に一致させ、
前記テーブルリフターが、前記フロートテーブルを前記回転テーブルへ降下させ、
前記回転テーブルが回転し、
回転する前記回転面の母線の位置を、測長機が高さ方向の２点において測定し、前記回転軸の傾斜位相及び傾斜角度を決定し、
前記回転面の傾斜方向を、傾斜台の回転中心である支持軸と垂直かつ水平な方向に一致させ、
ジャッキ装置が前記傾斜台の作用点を上昇させて、前記回転面の中心軸を直立させる、
ワークの芯出し方法。
テーブルリフターが、前記フロートテーブルを回転テーブルから浮上させ、
前記ワークの中心を、前記回転テーブルの回転軸に一致させ、
前記テーブルリフターが、前記フロートテーブルを前記回転テーブルへ降下させ、
前記回転テーブルが回転し、
回転する前記回転面の母線の位置を、測長機が高さ方向の２点において測定し、前記回転軸の傾斜位相及び傾斜角度を決定し、
前記回転面の傾斜方向を、傾斜台の回転中心である支持軸と垂直かつ水平な方向に一致させ、
ジャッキ装置が前記傾斜台の作用点を上昇させて、前記回転面の中心軸を直立させる、
ワークの芯出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、芯出し装置および芯出し方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ワークを載置する回転台と、回転台の傾斜手段と移動手段と、ワークの位置合わせ手段と、を有する芯出し装置が知られている（特許第４４５０４６８号。以下、特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
特許文献１の芯出し装置は、複雑な構造を有する。また、ワークが回転台の上に載置されたときに、ワークの中心が回転台の中心に一致していないときには、ワークを回転台に対して移動させる必要がある。
【0004】
本発明は、単純な構造で、傾斜補正機能を有する芯出し装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ワークの中心を容易に回転台の中心に一致させる芯出し装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ワークの中心を容易に回転台の中心に一致させる芯出し装置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】
本発明の第１の観点は、
回転面と中心軸とを有するワークの芯出し装置であって、
テーブルフレームと、
前記テーブルフレームに配置される支持軸と、
前記支持軸に回転可能に支持される傾斜台と、
前記テーブルフレームに配置され、前記支持軸から離間した作用点を前記テーブルフレームに対して持ち上げるジャッキ装置と、
鉛直方向に延びる回転軸を中心に、前記傾斜台に回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに配置されるテーブルリフターと、
前記テーブルリフターの上方に載せられ、前記ワークを載せられるフロートテーブルであって、前記テーブルリフターによって前記フロートテーブルが上昇したときに、左右方向及び前後方向に自在に移動し、前記フロートテーブルが下降したときに、移動が制限される、フロートテーブルと、
当接部を有し、前記フロートテーブルが上昇したときに、前記当接部が前記回転面に当接して、前記中心軸を前記回転軸に一致させる、中心合わせ装置と、
を有する芯出し装置である。
回転面と中心軸とを有するワークの芯出し装置であって、
テーブルフレームと、
前記テーブルフレームに配置される支持軸と、
前記支持軸に回転可能に支持される傾斜台と、
前記テーブルフレームに配置され、前記支持軸から離間した作用点を前記テーブルフレームに対して持ち上げるジャッキ装置と、
鉛直方向に延びる回転軸を中心に、前記傾斜台に回転可能に支持される回転テーブルと、
前記回転テーブルに配置されるテーブルリフターと、
前記テーブルリフターの上方に載せられ、前記ワークを載せられるフロートテーブルであって、前記テーブルリフターによって前記フロートテーブルが上昇したときに、左右方向及び前後方向に自在に移動し、前記フロートテーブルが下降したときに、移動が制限される、フロートテーブルと、
当接部を有し、前記フロートテーブルが上昇したときに、前記当接部が前記回転面に当接して、前記中心軸を前記回転軸に一致させる、中心合わせ装置と、
を有する芯出し装置である。
【0006】
本発明の第２の観点は、
回転面と中心軸とを有するワークをフロートテーブルに載置し、
テーブルリフターが、前記フロートテーブルを回転テーブルから浮上させ、
前記ワークの中心を、前記回転テーブルの回転軸に一致させ、
前記テーブルリフターが、前記フロートテーブルを前記回転テーブルへ降下させ、
前記回転テーブルが回転し、
回転する前記回転面の母線の位置を、測長機が高さ方向の２点において測定し、前記回転軸の傾斜位相及び傾斜角度を決定し、
前記回転面の傾斜方向を、傾斜台の回転中心である支持軸と垂直かつ水平な方向に一致させ、
ジャッキ装置が前記傾斜台の作用点を上昇させて、前記回転面の中心軸を直立させる、
ワークの芯出し方法である。
回転面と中心軸とを有するワークをフロートテーブルに載置し、
テーブルリフターが、前記フロートテーブルを回転テーブルから浮上させ、
前記ワークの中心を、前記回転テーブルの回転軸に一致させ、
前記テーブルリフターが、前記フロートテーブルを前記回転テーブルへ降下させ、
前記回転テーブルが回転し、
回転する前記回転面の母線の位置を、測長機が高さ方向の２点において測定し、前記回転軸の傾斜位相及び傾斜角度を決定し、
前記回転面の傾斜方向を、傾斜台の回転中心である支持軸と垂直かつ水平な方向に一致させ、
ジャッキ装置が前記傾斜台の作用点を上昇させて、前記回転面の中心軸を直立させる、
ワークの芯出し方法である。
【0007】
テーブルリフターは、例えば、ボールリフター、ローラーリフター、エアーリフターである。
【0008】
中心合わせ装置は、例えば、回転面の周縁部を撮像する撮像装置と、回転面の周縁部の像から回転面の中心を算出する演算装置と、回転面の中心を回転軸に合わせてワークをフロートテーブルに設置するロボットの組合せである。また、中心合わせ装置は、例えば、中心に向かって径方向に押圧し、移動する複数の爪を有する、調心機能を有するチャックでもよい。
【0009】
アームねじは、支持軸と平行に配置される。
【0010】
調心装置は、例えば、フロートテーブルの中心から均等距離にフロートテーブルに配置された磁石と、回転軸から均等距離に配置された磁石との組合せである。また、調心装置は、回転テーブルとフロートテーブルを結ぶ、径方向に延びる複数の弾性体でもよい。
【0011】
同数の固定側ポストとフロート側ポストを有しても良い。弾性体は、例えば、引張ばね、圧縮ばね、ゴム紐、ダンパー、である。圧縮ばねは、ガイドと共に使用される。
【0012】
クランプ装置は、エアシリンダを有して良い。エアシリンダは、単動式シリンダでも良い。スイベルシャフトは、第２固定ポートを有して良い。スイベルハウジングは、第２回転ポートを有して良い。スイベルジョイントは、第２固定ポートと第２回転ポートを接続する第２スイベル流路を有して良い。芯出し装置は、エア源と第２固定ポートとを接続する第３流路と、エアシリンダと第２回転ポートとを接続する第４流路と、を有しても良い。
【0013】
作用点は、支持軸と平行に延びる軸でも良い。ジャッキガイドと、ジャッキねじは、水平に延びる。ジャッキガイドと、ジャッキねじは、支持軸と垂直方向に延びてよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、単純な構造で、傾斜補正機能を有する芯出し装置を提供できる。また、本発明によれば、ワークの中心を容易に回転台の中心に一致させる芯出し装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態の芯出し装置の縦断面図
【図3】実施形態の芯出し装置の流体回路図
【図5】実施形態の芯出し方法を示すフローチャート
【図6A】実施形態の芯出し方法における傾斜角度の決定方法を示す断面図
【図6B】実施形態の芯出し方法における傾斜角度の決定方法を示す断面図
【図7】変形例のアームの平面図
【発明を実施するための形態】
【0016】
図１及び図２に示すように、本実施形態の芯出し装置１０は、テーブルフレーム１３と、支持軸１５と、傾斜台１７と、回転テーブル２３と、テーブルリフター２５と、フロートテーブル２７と、ジャッキ装置３６と、中心合わせ装置５５と、を有する。芯出し装置１０は、フレームガイド１１と、スイベルジョイント５３と、テーブル回転モータ１９と、原動歯車２１と、クランプ装置２８と、測長機５１と、エア源７１（図３参照）と、を有しても良い。
【0017】
図１の上方向は、＋Ｚ方向である。図２の右方向は、＋Ｙ方向、図２の下方向は＋Ｘ方向である。図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。ただし、図１において、傾斜台１７と、ジャッキ装置３６と、テーブルフレーム１３は、ＹＺ平面による断面を示す。
【0018】
ワーク３は、フロートテーブル２７に設置される。ワーク３は、回転面３ａと中心軸３ｂとを有する。ワーク３は、中心軸３ｂを中心とする回転体である。中心軸３ｂは、フロートテーブル２７の設置面に直交する線に対して傾斜することがある。芯出し装置１０は、中心軸３ｂが鉛直になるようにワーク３の姿勢を矯正する。芯出し装置１０は、例えば、特許文献１のリム切断装置に適用される。
【0019】
フレームガイド１１は、Ｙ方向に延びる。フレームガイド１１は、固定される。フレームガイド１１は、直動ガイドである。
【0020】
テーブルフレーム１３は、フレームガイド１１に配置される。テーブルフレーム１３は、Ｙ方向に往復する。テーブルフレーム１３は、直動システム（不図示）によって制御されて良い。直動システムは、例えば、ラック・ピニオン機構、ボールねじ・サーボモータ機構である。
テーブルフレーム１３は、クレビス台１３ａと、モータブラケット１３ｂと、軸受台１３ｃと、を有する。クレビス台１３ａは、支持軸１５を支持する。支持軸１５は、Ｘ方向に延びる。
テーブルフレーム１３は、クレビス台１３ａと、モータブラケット１３ｂと、軸受台１３ｃと、を有する。クレビス台１３ａは、支持軸１５を支持する。支持軸１５は、Ｘ方向に延びる。
【0021】
傾斜台１７は、クレビス１７ａと、固定軸１７ｂと、作用ピン（作用点）３５と、を有する。クレビス１７ａは、傾斜台１７の下面に配置される。クレビス１７ａは、支持軸１５に回転可能に支持される。固定軸１７ｂは、中空円筒である。固定軸１７ｂは、傾斜台１７の上面に垂直に、上方に延びる。作用ピン３５は、支持軸１５と離間して、Ｘ軸に平行に配置される。作用ピン３５は、傾斜台１７の下面に配置される。
【0022】
回転テーブル２３は、回転テーブル板２３ａと、回転軸２３ｂと、支持台２３ｃと、設置台２３ｄと、従動歯車２３ｅと、を有する。回転テーブル板２３ａは、円板状である。回転テーブル板２３ａの中央は、くり抜かれても良い。回転軸２３ｂは、中空円筒であり、回転テーブル板２３ａの下方に配置される。回転軸２３ｂは、テーブル軸受２４を介して、固定軸１７ｂに支持される。回転テーブル２３は、回転軸１を中心に回転する。複数の支持台２３ｃは、回転テーブル板２３ａの上面の周縁部に、等間隔に配置される。支持台２３ｃは、設置台２３ｄを支持する。設置台２３ｄは、リング状である。設置台２３ｄの上面は、回転軸２３ｂに垂直な平面である。従動歯車２３ｅは、回転軸２３ｂの外周に配置される。
【0023】
テーブル回転モータ１９は、傾斜台１７に配置される。原動歯車２１は、テーブル回転モータ１９の出力軸に締結される。原動歯車２１は、従動歯車２３ｅに噛み合う。
【0024】
テーブルリフター２５は、エア式ボールリフターである。複数のテーブルリフター２５が、回転テーブル板２３ａの上面に、円周上に等間隔に配置される。各テーブルリフター２５は、径方向に延びる。圧縮空気がテーブルリフター２５に供給されると、ボール２５ａ（図２参照）が上昇し、ボール２５ａが自由に転動する。このとき、ボール２５ａは、フロートテーブル２７を持ち上げる。
テーブルリフター２５は、内部にクランプ機構を有しても良い。
テーブルリフター２５は、内部にクランプ機構を有しても良い。
【0025】
複数（図２では３つ）のクランプ装置２８は、回転テーブル２３に配置される。クランプ装置２８は、クランプシリンダ２８ｂ（図３参照）を有する。クランプシリンダ２８ｂは、単動エアシリンダである。クランプ装置２８は、クランパ２８ａを有する。複数のクランプ装置２８は、円周上に等間隔に配置される。クランプ装置２８は、設置台２３ｄの下面に配置される。クランプ装置２８に圧縮空気が供給されたときに、クランパ２８ａが下方に延びて、クランププレート２７ｃに当接し、付勢する。このとき、フロートテーブル板２７ａは、設置台２３ｄに押し付けられて、クランプされる。
なお、ワーク３が十分な質量を有するときは、クランプ装置２８は、省いて良い。
なお、ワーク３が十分な質量を有するときは、クランプ装置２８は、省いて良い。
【0026】
フロートテーブル２７は、フロートテーブル板２７ａと、側面ブラケット２７ｂと、クランププレート２７ｃと、載置台２７ｄと、下部カバー２７ｅと、を有する。フロートテーブル板２７ａは、円板である。フロートテーブル板２７ａは、設置台２３ｄの上面に配置される。側面ブラケット２７ｂは、フロートテーブル板２７ａの周縁部に配置され、下方に延びる。側面ブラケット２７ｂは、フロートテーブル２７の側面全周を覆って良い。クランププレート２７ｃは、リング状の平板であり、側面ブラケット２７ｂに支持される。クランププレート２７ｃは、フロートテーブル板２７ａの下方に配置される。下部カバー２７ｅは、側面ブラケットの下方に更に延びて、傾斜台１７や、テーブルフレーム１３や、ジャッキ装置３６の上方を覆う。
【0027】
調心装置２９は、複数（図２では６個）の固定側ポスト２９ａと、複数（図２では６個）のフロート側ポスト２９ｂと、複数（図２では６個）の引張ばね（弾性体）２９ｃと、を有する。
複数の固定側ポスト２９ａは、回転テーブル板２３ａの中央部に、回転軸１を中心とする円周上に等間隔に配置される。各固定側ポスト２９ａは、円柱状であり、回転テーブル板２３ａの上面から上方に延びる。各固定側ポスト２９ａは、貫通穴２９ａ１を有する。
複数のフロート側ポスト２９ｂは、フロートテーブル板２７ａの周縁部に、フロートテーブル板２７ａと同心円の円周上に等間隔に配置される。各フロート側ポスト２９ｂは、円柱状であり、フロートテーブル板２７ａの下面から下方に延びる。各フロート側ポスト２９ｂは、貫通穴２９ｂ１を有する。
各引張ばね２９ｃは、貫通穴２９ａ１と貫通穴２９ｂ１に掛けられる。
複数の固定側ポスト２９ａは、回転テーブル板２３ａの中央部に、回転軸１を中心とする円周上に等間隔に配置される。各固定側ポスト２９ａは、円柱状であり、回転テーブル板２３ａの上面から上方に延びる。各固定側ポスト２９ａは、貫通穴２９ａ１を有する。
複数のフロート側ポスト２９ｂは、フロートテーブル板２７ａの周縁部に、フロートテーブル板２７ａと同心円の円周上に等間隔に配置される。各フロート側ポスト２９ｂは、円柱状であり、フロートテーブル板２７ａの下面から下方に延びる。各フロート側ポスト２９ｂは、貫通穴２９ｂ１を有する。
各引張ばね２９ｃは、貫通穴２９ａ１と貫通穴２９ｂ１に掛けられる。
【0028】
ジャッキ装置３６は、ジャッキガイド３７と、第１スライダ３９と、第２スライダ４３と、ジャッキねじ４５と、右ナット３８と、左ナット４７と、第１アーム４２と、第２アーム４４と、軸受４６と、カップリング５０と、ジャッキモーター４９と、を有する。ジャッキ装置３６は、作用ピン３５を昇降して、傾斜台１７を傾斜させる。
【0029】
ジャッキガイド３７は、直動ガイドであり、テーブルフレーム１３に配置される。ジャッキガイド３７は、Ｙ方向に延びる。
第１スライダ３９は、第１ピン（第１支点）４１を有する。第１スライダ３９は、ジャッキガイド３７に案内されて、Ｙ方向に往復する。第１ピン４１は、Ｘ方向に延びる。
第２スライダ４３は、第２ピン（第２支点）４８を有する。第２スライダ４３は、ジャッキガイド３７に案内されて、Ｙ方向に往復する。第２ピン４８は、Ｘ方向に延びる。
第１スライダ３９は、第１ピン（第１支点）４１を有する。第１スライダ３９は、ジャッキガイド３７に案内されて、Ｙ方向に往復する。第１ピン４１は、Ｘ方向に延びる。
第２スライダ４３は、第２ピン（第２支点）４８を有する。第２スライダ４３は、ジャッキガイド３７に案内されて、Ｙ方向に往復する。第２ピン４８は、Ｘ方向に延びる。
【0030】
第１アーム４２は、作用ピン３５と第１ピン４１とを接続する。第１アーム４２は、作用ピン３５や第１ピン４１に対して自在に回転する。第２アーム４４は、作用ピン３５と第２ピン４８とを接続する。第２アーム４４は、作用ピン３５や第２ピン４８に対して自在に回転する。
【0031】
ジャッキねじ４５は、右ねじ４５ａと、左ねじ４５ｂと、を有する。右ねじ４５ａと左ねじ４５ｂは、同一のピッチを有し、同軸に接続される。ジャッキねじ４５は、軸受４６によって、軸受台１３ｃに支持される。ジャッキねじ４５は、第１スライダ３９と第２スライダ４３とを貫通する。右ナット３８は、右ねじ４５ａに組み合わされて、第１スライダ３９に締結される。左ナット４７は、左ねじ４５ｂに組み合わされて、第２スライダ４３に締結される。
ジャッキモーター４９は、モータブラケット１３ｂに配置される。ジャッキモーター４９の出力軸は、カップリング５０でジャッキねじ４５と締結される。
ジャッキモーター４９は、モータブラケット１３ｂに配置される。ジャッキモーター４９の出力軸は、カップリング５０でジャッキねじ４５と締結される。
【0032】
ジャッキモーター４９がジャッキねじ４５を回転すると、第１スライダ３９と第２スライダ４３は、互いに近接し、又は離間する。そして、第１アーム４２は、作用ピン３５と第１ピン４１を中心に回転する。また、第２アーム４４は、作用ピン３５と第２ピン４８を中心に回転する。これにより、作用ピン３５が昇降する。
【0033】
測長機５１は、例えば、レーザー測長機である。一対の測長機５１は、Ｚ方向に並んで配置される。一対の測長機５１のＺ方向における距離をＬ３とする。一対の測長機５１は、平面４（図２参照）上に、回転軸１から等距離に配置される。ここで、回転軸１と測長機５１を結ぶ軸をＹ１とすると、平面４は、回転軸１を通るＺＹ１平面である。測長機５１は、平面４上における、測長機５１と回転面３ａとの距離を測定する。すなわち、測長機５１は、回転面３ａの母線の位置を高さ方向の２点において測定する。
【0034】
図１及び図３に示すように、スイベルジョイント５３は、スイベルシャフト５３ａと、スイベルハウジング５３ｂと、第１スイベル流路５３ｃと、第２スイベル流路５３ｄと、を有する。スイベルシャフト５３ａは、傾斜台１７に配置される。スイベルシャフト５３ａは、回転軸１を中心に配置される。スイベルシャフト５３ａは、第１固定ポート５３ａ１と、第２固定ポート５３ａ２と、を有する。スイベルハウジング５３ｂは、スイベルシャフト５３ａに回転可能に支持される。スイベルハウジング５３ｂは、第１回転ポート５３ｂ１と、第２回転ポート５３ｂ２と、を有する。第１スイベル流路５３ｃは、第１固定ポート５３ａ１と第１回転ポート５３ｂ１とを接続する。第２スイベル流路５３ｄは、第２固定ポート５３ａ２と、第２回転ポート５３ｂ２とを接続する。
【0035】
エア源７１は、例えば、コンプレッサである。エア源７１は、芯出し装置１０の外部に配置されても良い。エア源７１は、圧縮空気を芯出し装置１０に供給する。
【0036】
芯出し装置１０は、第１流路７２と、第２流路７３と、第１弁７４と、第３流路７７と、第４流路７８と、第２弁７９と、を有する。第１流路７２は、エア源７１と第１固定ポート５３ａ１とを接続する。第２流路７３は、第１回転ポート５３ｂ１とテーブルリフター２５とを接続する。第１弁７４は、第１流路７２に配置される。第１弁７４は、例えば、２ポート弁である。第３流路７７は、エア源７１と第２固定ポート５３ａ２とを接続する。第４流路７８は、第２回転ポート５３ｂ２とクランプシリンダ２８ｂとを接続する。第２弁７９は、第３流路７７に配置される。
【0037】
図４に示すように、中心合わせ装置５５は、アーム送りねじ６１と、右ナット６５と、左ナット６６と、直動ガイド５９と、一対のアーム６３と、を有する。中心合わせ装置５５は、フレーム５７と、アーム駆動モータ６９と、カップリング７０と、軸受６２と、を有して良い。
ここで、ＩＶ－ＩＶ面は、直動ガイド５９とアーム送りねじ６１の中心を通る。
ここで、ＩＶ－ＩＶ面は、直動ガイド５９とアーム送りねじ６１の中心を通る。
【0038】
フレーム５７は、フレームベース５７ａと、一対の共通ブラケット５７ｂと、モータブラケット５７ｃと、を有する。共通ブラケット５７ｂは、フレームベース５７ａのＸ方向の両端部に配置される。モータブラケット５７ｃは、フレームベース５７ａの－Ｘ端に配置される。
【0039】
直動ガイド５９は、スプライン軸５９ａと、スプラインガイド５９ｂと、を有する。スプライン軸５９ａは、Ｘ軸に平行にフレーム５７に配置される。スプライン軸５９ａの両端は、共通ブラケット５７ｂに支持される。スプラインガイド５９ｂは、スプライン軸５９ａに組付けられ、Ｘ方向に往復する。スプラインガイド５９ｂは、アーム６３に締結される。好ましくは、中心合わせ装置５５は、一対の直動ガイド５９を有する。各アーム６３は、直動ガイド５９に案内されて、Ｘ方向に往復する。
なお、直動ガイド５９は、ボールスプライン、直動ガイドであって良い。
なお、直動ガイド５９は、ボールスプライン、直動ガイドであって良い。
【0040】
アーム６３は、ローラー６４（当接部）を有する。アーム６３は、Ｙ方向に延びる。一対のアーム６３は、第１平面５について対称に配置される。ここで、第１平面５は、回転軸１を通るＹＺ平面である。各アーム６３は、一対のローラー６４を有する。ローラー６４は、Ｚ方向を中心に回転する。ローラー６４は、例えばキャスターである。一対のローラー６４は、第２平面６について対称に配置される。ここで、第２平面６は、回転軸１を通るＺＸ平面である。つまり、２対のローラー６４は、第１平面５と第２平面６に対称に位置する。
【0041】
アーム送りねじ６１は、右ねじ６１ａと、左ねじ６１ｂを有する。右ねじ６１ａと左ねじ６１ｂは、同一のピッチを有し、同軸に配置される。アーム送りねじ６１の両端は、軸受６２を介して、共通ブラケット５７ｂに支持される。アーム送りねじ６１は、一対のアーム６３を貫通する。右ナット６５は、右ねじ６１ａに組み合わされ、一方（図４の下方）のアーム６３に締結される。左ナット６６は、左ねじ６１ｂに組み合わされ、他方（図４の上方）のアーム６３に締結される。アーム駆動モータ６９は、モータブラケット５７ｃに配置される。アーム駆動モータ６９の出力軸は、カップリング７０によってアーム送りねじ６１と接続される。
【0042】
図５を参照して、本実施形態の芯出し装置１０の使用方法を説明する。まず、作業者やロボットがワーク３をフロートテーブル２７に載置する（ステップＳ１）。テーブルリフター２５がフロートテーブル２７を浮上させる（ステップＳ２）。中心合わせ装置５５は、アーム６３を互いに接近する方向に移動させて、ワーク３の中心３ｃを回転軸１に合わせる（ステップＳ３）。テーブルリフター２５がフロートテーブル２７を降下させる（ステップＳ４）。クランプ装置２８がフロートテーブル２７をクランプする（ステップＳ５）。中心合わせ装置５５は、アーム６３をワーク３から離間する（ステップＳ６）。テーブル回転モータ１９が回転テーブル２３を回転する（ステップＳ７）。測長機５１によって、中心軸３ｂの傾斜位相２ａを決定する（ステップＳ８）。測長機５１によって、傾斜角度θを決定する（ステップＳ９）。テーブル回転モータ１９が回転テーブル２３を回転し、傾斜方向２をＹ方向に一致させる（ステップＳ１０）。ジャッキ装置３６が傾斜台１７を昇降して、中心軸３ｂをＺ軸に平行にする（ステップＳ１１）。
なお、ステップＳ５は、省いても良い。
なお、ステップＳ５は、省いても良い。
【0043】
次いで、各ステップの詳細を説明する。ステップＳ１において、ワーク３を載置台２７ｄに載置すると、中心軸３ｂは、Ｚ方向から傾斜している（図６Ａ参照）。また、中心軸３ｂは、回転軸１から偏心している。なお、便宜上、図６Ａ及び図６Ｂでは、中心軸３ｂは、回転軸１に一致して作図している。
【0044】
ステップＳ２において、まず、テーブルリフター２５をアンクランプする。次いで、第１弁７４を開ける。エア源７１は、第１弁７４と第１流路７２とスイベルジョイント５３と第２流路７３を介して、テーブルリフター２５へ圧縮空気を供給する。テーブルリフター２５は、ボール２５ａを上昇させ、フロートテーブル２７を浮上させる。
【0045】
ステップＳ３において、アーム駆動モータ６９が正回転する。すると、一対のアーム６３が第１平面５に対称に、ワーク３に近づく。４つのローラー６４が回転面３ａに接触してアーム６３が狭まると、回転面３ａのアーム６３を通るＸＹ平面における中心３ｃ（図４参照）は、次第に回転軸１に近づく。ここで、望ましくは、ローラー６４の位置が回転面３ａに近接するまでの間、アーム６３は早送りで送られる。望ましくは、ローラー６４が回転面３ａに近接し、回転面３ａに接触しようとするとき、又は、ローラー６４が回転面３ａに接触しているときは、アーム６３は、一定の速度で移動する。望ましくは、アーム駆動モータ６９が終了トルクに到達したときに、アーム駆動モータ６９が停止する。このとき、アーム６３が停止する。このとき、フロートテーブル２７は、回転軸１から偏心しているが、ワーク３の中心３ｃは、回転軸１と実質的に同一に位置する。
【0046】
ステップＳ４において、第１弁７４を閉じる。すると、テーブルリフター２５への圧縮空気の供給が終了し、フロートテーブル２７が降下する。フロートテーブル２７は、設置台２３ｄに当接し、ワーク３に作用する重力によって、ＸＹ方向へのフロートテーブル２７の移動が抑制される。
【0047】
ステップＳ５において、第２弁７９を開ける。エア源７１は、第２弁７９と第３流路７７とスイベルジョイント５３と第４流路７８を介して、クランプ装置２８へ圧縮空気を供給する。クランプ装置２８は、フロートテーブル２７をクランプする。
【0048】
ステップＳ６において、アーム駆動モータ６９が逆回転する。すると、アーム６３は開き、ワーク３から離間する。
ステップＳ７において、回転テーブル２３とフロートテーブル２７とワーク３は、一体に回転する。
ステップＳ７において、回転テーブル２３とフロートテーブル２７とワーク３は、一体に回転する。
【0049】
ステップＳ８において、測長機５１は、回転面３ａと、一対の測長機５１との距離Ｌ１、Ｌ２（図６Ａ参照）をそれぞれ計測する。ワーク３の回転に伴って、距離差ΔＬ＝（Ｌ２－Ｌ１）が変化する。距離差ΔＬが最大になる方向２の原点からの角度を、傾斜位相２ａとして決定する。
【0050】
図６Ａは、中心軸３ｂが、平面４上の測長機５１に向かって傾いた状態におけるＶＩ矢視図（図２参照）を示す。図６Ｂは、中心軸３ｂが、平面４上の測長機５１の反対側に向かって傾いた状態におけるＶＩ矢視図を示す。図６Ａ及び図６Ｂを参照して、ステップＳ９において、測長機５１は、図６Ａの状態における距離差ΔＬ１＝Ｌ２１－Ｌ１１を測定する。距離差ΔＬ１は、ΔＬの最大値である。また、測長機５１は、図６Ｂの状態における距離差ΔＬ２＝Ｌ２２－Ｌ１２を測定する。距離差ΔＬ２は、ΔＬの最小値である。図６Ｂに示す例では、距離差ΔＬ２は、負の値となる。回転面３ａが円柱、直円柱、又は、直円錐の一部であるときは、測長機５１は、次式に従って、中心軸３ｂの傾斜角度θを決定する。
θ=(ｔａｎ－１（ΔＬ１／Ｌ３）＋ｔａｎ－１（ΔＬ２／Ｌ３）)／２
θ=(ｔａｎ－１（ΔＬ１／Ｌ３）＋ｔａｎ－１（ΔＬ２／Ｌ３）)／２
【0051】
ステップＳ１０において、テーブル回転モータ１９は、傾斜方向２を＋Ｙ方向に一致させるように、回転テーブル２３を回転させる。
ステップＳ１１において、ジャッキ装置３６は、ジャッキモーター４９を回転して、作用ピン３５を昇降して、傾斜台１７を傾斜角度θだけ傾斜させる。すると、中心軸３ｂが実質的に直立する。
ステップＳ１１において、ジャッキ装置３６は、ジャッキモーター４９を回転して、作用ピン３５を昇降して、傾斜台１７を傾斜角度θだけ傾斜させる。すると、中心軸３ｂが実質的に直立する。
【0052】
本実施形態の中心合わせ装置５５は、ワーク３の中心３ｃを、Ｘ方向の中心に位置決めする。傾斜台１７は、Ｘ方向を中心として揺動する。したがって、傾斜台１７の揺動に伴って、ワーク３の中心３ｃは、Ｙ方向に沿って前後に変位する。中心３ｃは、Ｘ方向には変位しない。したがって、芯出し装置１０がワーク３の芯出しを行った後に、中心３ｃは、回転軸１を通過するＺＹ平面上に位置する。
テーブルフレーム１３は、フレームガイド１１に沿って、Ｙ方向に移動できる。傾斜台１７がＸ方向を中心に揺動し、テーブルフレーム１３がＹ方向に移動できるため、傾斜台１７が傾動して、中心軸３ｂが直立したときに、中心軸３ｂは、特定のＸＹ位置に位置決めできる。すなわち、本実施形態の芯出し装置１０を特許文献１のリム切断装置に適用したときに、ワーク３の中心軸３ｂを、容易にチャック装置の中心軸に一致させることができる。
テーブルフレーム１３は、フレームガイド１１に沿って、Ｙ方向に移動できる。傾斜台１７がＸ方向を中心に揺動し、テーブルフレーム１３がＹ方向に移動できるため、傾斜台１７が傾動して、中心軸３ｂが直立したときに、中心軸３ｂは、特定のＸＹ位置に位置決めできる。すなわち、本実施形態の芯出し装置１０を特許文献１のリム切断装置に適用したときに、ワーク３の中心軸３ｂを、容易にチャック装置の中心軸に一致させることができる。
【0053】
図７に示すように、本実施形態の変形例の中心合わせ装置１５５は、一対のアーム１６３を有する。各アーム１６３は、当接Ｖ面（当接面）１６４を有する。当接Ｖ面１６４は、第２平面６に対称に配置され、第２平面６に近づくにつれて第１平面５から遠ざかる２つの平面で構成される。
【0054】
本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0055】
３ ワーク
１０ 芯出し装置
１３ テーブルフレーム
１５ 支持軸
１７ 傾斜台
２３ 回転テーブル
２５ テーブルリフター
２７ フロートテーブル
３６ ジャッキ装置
５５、１５５ 中心合わせ装置
１０ 芯出し装置
１３ テーブルフレーム
１５ 支持軸
１７ 傾斜台
２３ 回転テーブル
２５ テーブルリフター
２７ フロートテーブル
３６ ジャッキ装置
５５、１５５ 中心合わせ装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】