特開 2025-99393 工作機械、ワークの加工方法および制御プログラム

(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】P2025099393

(43)【公開日】2025-07-03

(54)【発明の名称】工作機械、ワークの加工方法および制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23B 3/16 20060101AFI20250626BHJP

   B23B 15/00 20060101ALI20250626BHJP

   B23B 23/00 20060101ALI20250626BHJP

   B23B 1/00 20060101ALI20250626BHJP

   B23B 19/02 20060101ALI20250626BHJP

【ＦＩ】

B23B3/16 A

B23B15/00 N

B23B23/00 Z

B23B1/00 N

B23B19/02 C

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023216028

(22)【出願日】2023-12-21

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗谷 龍彦

【テーマコード（参考）】

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C045AA10

3C045BA03

3C045BA13

3C045BA23

3C045BA33

3C045EA01

3C045FA03

3C045FB01

3C045FE16

(57)【要約】

【課題】第１部分と、第２部分と、第１部分および第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物に対して、連結部の切断加工を円滑に行なうことが可能な工作機械、ワークの加工方法および制御プログラム、を提供する。
【解決手段】工作機械は、ワークを保持可能なホルダ３６を有する刃物台３１と、工具主軸４１と、工作機械を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ワークを加工することによって、第１部分１６０と、第２部分１７０と、第１部分１６０および第２部分１７０を連結する連結部１８０とを含む中間加工物Ｗ’を得るように、工具主軸４１を制御し、ホルダ３６により第１部分１６０を保持するように、刃物台３１を制御し、ホルダ３６により第１部分１６０を保持しながら連結部１８０を切断するように、工具主軸４１を制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械であって、
ワークを保持可能なホルダを有する刃物台と、
工具主軸と、
前記工作機械を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
ワークを加工することによって、第１部分と、第２部分と、前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物を得るように、前記工具主軸を制御し、
前記ホルダにより前記第１部分を保持するように、前記刃物台を制御し、
前記ホルダにより前記第１部分を保持しながら前記連結部を切断するように、前記工具主軸を制御する、工作機械。

【請求項2】

ワーク主軸をさらに備え、
前記制御装置は、前記ワーク主軸によりワークを保持するように、前記ワーク主軸を制御し、
前記連結部の切断時、前記第２部分は、前記ワーク主軸により保持されている、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記第１部分は、製品部に対応し、
前記第２部分は、不要部に対応する、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項4】

ワークを加工することによって、第１部分と、第２部分と、前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物を得るステップと、
刃物台に装着されたホルダにより前記第１部分を保持するステップと、
前記ホルダにより前記第１部分を保持しながら、前記連結部を切断するステップとを備える、ワークの加工方法。

【請求項5】

刃物台を備える工作機械の制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、前記工作機械に、
ワークを加工することによって、第１部分と、第２部分と、前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物を得るステップと、
前記刃物台に装着されたホルダにより前記第１部分を保持するステップと、
前記ホルダにより前記第１部分を保持しながら、前記連結部を切断するステップとを実行させる、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、工作機械、ワークの加工方法および制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特許第７０３３２４０号明細書（特許文献１）には、工具主軸と、ワークを保持する第１主軸および第２主軸と、被加工物（ワーク）を搬送するための多関節ロボットとを備える工作機械が開示されている。ワークに、最終部品となる必要部と、複数本の連結部を介して必要部が連結される枠状の不要部とを設けるように、ワークを加工する。さらにワークを多関節ロボットのハンドで把持しつつ、連結部を切断することによって、必要部を不要部から分離する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７０３３２４０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の特許文献１に開示される工作機械では、連結部の切断加工時、ワークが多関節ロボットのハンドで把持されている。しかしながら、多関節ロボットの剛性、または、ハンドによるワークの把持力が十分でない場合、連結部の切断加工において、工具によるワークの加工点がずれたり、ワークがハンドから脱落したりする可能性がある。

【0005】

この発明の目的は、第１部分と、第２部分と、第１部分および第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物に対して、連結部の切断加工を円滑に行なうことが可能な工作機械、ワークの加工方法および制御プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に従った工作機械は、ワークを保持可能なホルダを有する刃物台と、工具主軸と、工作機械を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ワークを加工することによって、第１部分と、第２部分と、第１部分および第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物を得るように、工具主軸を制御し、ホルダにより第１部分を保持するように、刃物台を制御し、ホルダにより第１部分を保持しながら連結部を切断するように、工具主軸を制御する。

【0007】

この発明に従ったワークの加工方法は、ワークを加工することによって、第１部分と、第２部分と、第１部分および第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物を得るステップと、刃物台に装着されたホルダにより第１部分を保持するステップと、ホルダにより第１部分を保持しながら、連結部を切断するステップとを備える。

【0008】

この発明に従った制御プログラムは、刃物台を備える工作機械の制御プログラムである。制御プログラムは、工作機械に、ワークを加工することによって、第１部分と、第２部分と、第１部分および第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物を得るステップと、刃物台に装着されたホルダにより第１部分を保持するステップと、ホルダにより第１部分を保持しながら、連結部を切断するステップとを実行させる。

【発明の効果】

【0009】

この発明に従えば、第１部分と、第２部分と、第１部分および第２部分を連結する連結部とを含む中間加工物に対して、連結部の切断加工を円滑に行なうことが可能な工作機械、ワークの加工方法および制御プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施の形態における工作機械を示す正面図である。

【図2】図１中の工作機械において、中間加工物における連結部の切断加工を示す斜視図である。

【図3】図１中の工作機械の制御系を示すブロック図である。

【図4】図１中の工作機械を用いたワーク加工の流れを示すフローチャートである。

【図5】図１中の工作機械を用いたワーク加工の第１工程を模式的に示す正面図である。

【図6】図１中の工作機械を用いたワーク加工の第２工程を模式的に示す正面図である。

【図7】図１中の工作機械を用いたワーク加工の第３工程を模式的に示す正面図である。

【図8】図１中の工作機械を用いたワーク加工の第４工程を模式的に示す正面図である。

【図9】図１中の工作機械を用いたワーク加工の第５工程を模式的に示す正面図である。

【図10】図１中の工作機械を用いたワーク加工の第６工程を模式的に示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0012】

図１は、この発明の実施の形態における工作機械を示す正面図である。図１中には、工作機械の外観をなすカバー体を透視することにより、工作機械の内部が示されている。

【0013】

図１を参照して、工作機械１００は、停止するワークに回転する工具を接触させることによって、ワーク加工を行なうミーリング機能と、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋削機能との両方が備わった複合加工機である。

【0014】

工作機械１００は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically Controlled）工作機械である。

【0015】

本明細書においては、工作機械１００の構成を説明する便宜上、ワークの回転軸に平行で、水平方向に延びる軸を「Ｚ軸」といい、Ｚ軸に直交し、水平方向に延びる軸を「Ｙ軸」といい、上下方向に延びる軸を「Ｘ軸」という。

【0016】

工作機械１００は、ベッド１６と、ワーク主軸２１と、対向ワーク主軸２６と、工具主軸４１と、刃物台３１と、カバー体１２とを有する。ワーク主軸２１、対向ワーク主軸２６、工具主軸４１および刃物台３１は、工作エリア２１０に配置されている。工作エリア２１０は、ワークの加工が行なわれる空間であり、ワーク加工に伴う切屑または切削油等の異物が工作エリア２１０の外側に漏出しないようにカバー体１２により密閉されている。

【0017】

ベッド１６は、ワーク主軸２１、対向ワーク主軸２６、工具主軸４１および刃物台３１等を支持するためのベース部材であり、工場などの床面に設置されている。ベッド１６は、鋳物等の金属からなる。

【0018】

ワーク主軸２１および対向ワーク主軸２６は、ワークを保持可能である。ワーク主軸２１は、モータにより、Ｚ軸に平行な回転中心軸１１０を中心に回転駆動する。ワーク主軸２１には、複数の爪部２２を有し、ワークを着脱可能に保持するためのチャック機構が設けられている。各爪部２２は、油圧等によって、回転中心軸１１０の半径方向にスライド駆動する。複数の爪部２２は、回転中心軸１１０の半径方向内側にスライドすることによって、ワークの外周面を把持したり、回転中心軸１１０の半径方向外側にスライドすることによって、ワークの内周面を把持したりする。

【0019】

対向ワーク主軸２６は、Ｚ軸方向において、ワーク主軸２１と対向して配置されている。対向ワーク主軸２６は、モータにより、Ｚ軸に平行で、かつ、回転中心軸１１０と一直線に延びる回転中心軸１２０を中心に回転駆動する。対向ワーク主軸２６には、複数の爪部２７を有し、ワークを着脱可能に保持するためのチャック機構が設けられている。複数の爪部２７は、ワーク主軸２１における複数の爪部２２に対応している。

【0020】

ワーク主軸２１は、ベッド１６に対して固定されている。対向ワーク主軸２６は、各種の送り機構、案内機構およびモータによって、Ｚ軸方向に移動可能である。

【0021】

工具主軸４１は、工具を保持可能である。工具主軸４１は、モータにより、後述する基準姿勢においてＸ軸に平行な回転中心軸１４０を中心に回転駆動する。工具主軸４１には、工具を着脱可能に保持するためのクランプ機構（不図示）が内蔵されている。

【0022】

工具主軸４１は、さらに、Ｙ軸に平行な旋回中心軸１５０を中心に旋回可能である（Ｂ軸旋回）。旋回中心軸１５０は、回転中心軸１４０と交差する。工具主軸４１の旋回範囲は、たとえば、工具主軸４１の主軸端面４２が下方を向く基準姿勢（図１中に示される工具主軸４１の姿勢）を基準にして±１２０°の範囲である。

【0023】

工具主軸４１は、各種の送り機構、案内機構およびモータによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。なお、図１中には示されていないが、ワーク主軸２１の周辺には、工具主軸４１に保持される工具を自動的に交換するための自動工具交換装置（ＡＴＣ：Automatic Tool Changer）と、交換用の工具を収容するための工具マガジンとが設けられている。

【0024】

刃物台３１は、工具を保持可能である。刃物台３１は、工具主軸４１よりも下方に設けられている。工具主軸４１は、ワーク主軸２１の回転中心軸１１０および対向ワーク主軸２６の回転中心軸１２０を挟んだ上側に配置され、刃物台３１は、ワーク主軸２１の回転中心軸１１０および対向ワーク主軸２６の回転中心軸１２０を挟んだ下側に配置されている。刃物台３１は、いわゆるタレット形であり、複数の工具が放射状に取り付けられ、旋回割り出しを行なう。

【0025】

刃物台３１は、旋回部３２と、複数の工具ホルダ（不図示）とを有する。旋回部３２は、Ｚ軸に平行な旋回中心軸１３０を中心に旋回可能である。旋回部３２は、全体として、旋回中心軸１３０の軸方向が厚み方向となる円盤形状を有する。複数の工具ホルダ（不図示）は、工具を保持可能である。複数の工具ホルダは、旋回部３２の外周面に取り付けられている。複数の工具ホルダは、旋回中心軸１３０の周方向に並んでいる。旋回部３２が旋回中心軸１３０を中心に旋回することによって、工具ホルダに保持された工具が周方向に移動する。ワーク加工に用いられる工具が、旋回中心軸１３０の周方向における所定角度の位置に割り出される。

【0026】

工作機械１００は、刃物台３１に保持される工具を自動的に交換するための自動工具交換装置をさらに有してもよい。この場合に、工具ホルダに保持される工具の自動交換に伴って、工具を自動的にクランプしたりアンクランプしたりするためのクランプ機構が、刃物台３１に内蔵されてもよい。また、工具ホルダに保持された工具を回転させるためのミーリング機能が、刃物台３１に備わってもよい。

【0027】

刃物台３１は、各種の送り機構、案内機構およびモータによって、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。

【0028】

図２は、図１中の工作機械において、中間加工物における連結部の切断加工を示す斜視図である。図１および図２を参照して、刃物台３１は、ホルダ３６をさらに有する。ホルダ３６は、ワークを保持可能である。ホルダ３６は、旋回部３２の外周面に取り付けられている。ホルダ３６は、複数の工具ホルダとともに、旋回中心軸１３０の周方向に並んでいる。

【0029】

ホルダ３６は、ワークをクランプするクランプ状態と、ワークをアンクランプするアンクランプ状態との間で自動的に動作するクランプユニットからなる。

【0030】

ホルダ３６の構造の一例について説明すると、ホルダ３６は、ホルダベース３７と、一対の把持爪３８とを有する。一対の把持爪３８は、ホルダベース３７に取り付けられている。一対の把持爪３８は、互いに間隔を開けて対向している。一対の把持爪３８は、その対向方向においてスライド可能なように案内されている。ホルダベース３７には、一対の把持爪３８をスライド動作させるためのアクチュエータ（図３中のアクチュエータ７４に対応）が内蔵されている。アクチュエータの動力源は、特に限定されず、たとえば、モータであってもよいし、油圧シリンダであってもよい。

【0031】

ワークが一対の把持爪３８の間に配置され、一対の把持爪３８が互いに近接する方向にスライドすることによって、ワークが一対の把持爪３８によって把持されるクランプ状態が得られる。一対の把持爪３８が互いに遠ざかる方向にスライドすることによって、ワークが一対の把持爪３８から解放されるアンクランプ状態が得られる。

【0032】

図１を参照して、工作機械１００は、ワークストッカ９１と、ワーク搬送機構８０とをさらに有する。ワークストッカ９１は、工作エリア２１０の外側の外部エリア２２０に設置されている。ワークストッカ９１は、Ｚ軸方向において、工作エリア２１０と隣り合っている。ワークストッカ９１は、加工前後のワークＷを格納可能である。図１中では、ワークストッカ９１として、ワークＷを載置可能なテーブルが示されているが、ワークストッカ９１の形態は、特に限定されない。

【0033】

ワーク搬送機構８０は、ワークＷを、工作エリア２１０および外部エリア２２０の間で搬送するための機構である。ワーク搬送機構８０は、移動装置８１と、ロボットアーム８６とを有する。なお、図１中には、ワークＷを工作エリア２１０に搬入する移動装置８１およびロボットアーム８６と、ワークＷを外部エリア２２０に搬入する移動装置８１およびロボットアーム８６とが示されている。

【0034】

移動装置８１は、工作エリア２１０および外部エリア２２０の間で移動可能である。移動装置８１は、ロボットアーム８６を工作エリア２１０および外部エリア２２０の間で移動させる。移動装置８１は、ロボットアーム８６をＺ軸方向にスライド移動させる。移動装置８１は、たとえば、リニアガイド等の案内機構と、ラックピニオン等の送り機構と、モータ等の動力源とから構成されている。

【0035】

ロボットアーム８６は、ワークＷを保持可能である。ロボットアーム８６には、エンドエフェクタとして、ワークＷを把持するためのハンド８７が取り付けられている。ロボットアーム８６は、多関節ロボットであり、たとえば、六軸制御が可能な六軸多関節ロボットである。

【0036】

なお、ワーク搬送機構８０は、上記の構成に限られず、たとえば、ワークを把持可能なハンドと、ハンドをＸ軸およびＹ軸にスライド移動させるための移動装置とかなるガントリーローダであってもよい。

【0037】

図３は、図１中の工作機械の制御系を示すブロック図である。図１および図３を参照して、工作機械１００は、制御装置５１をさらに有する。制御装置５１は、工作機械１００を制御する。

【0038】

制御装置５１の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリまたはストレージといった記憶装置、ならびに、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアとによって実現されている。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、または、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。

【0039】

制御装置５１は、プログラム記憶部５２と、プログラム実行部５３と、工具主軸制御部５４と、刃物台制御部７１と、ワーク主軸制御部５５と、対向ワーク主軸制御部５６とを有する。

【0040】

プログラム記憶部５２には、工作機械１００の作業者によって作成されたワーク加工のための実行プログラム（工作機械１００の制御プログラム）が記憶されている。プログラム記憶部５２は、一例として、フラッシュメモリである。

【0041】

プログラム実行部５３は、プログラム記憶部５２に記憶された実行プログラムを実行する。プログラム実行部５３は、実行プログラムの命令を読み取って、工具主軸制御部５４、刃物台制御部７１、ワーク主軸制御部５５および対向ワーク主軸制御部５６の各々に制御信号を出力する。

【0042】

工具主軸制御部５４は、プログラム実行部５３からの制御信号に従って、工具主軸４１をＢ軸旋回させるための工具主軸旋回モータ６１と、工具主軸４１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各方向に移動させるための工具主軸送りモータ６２と、工具主軸４１を回転中心軸１４０を中心に回転させるための工具主軸回転モータ６３とを制御する。

【0043】

刃物台制御部７１は、プログラム実行部５３からの制御信号に従って、刃物台３１を旋回中心軸１３０を中心に旋回させるための刃物台旋回モータ７２と、刃物台３１をＸ軸方向およびＺ軸方向の各方向に移動させるための刃物台送りモータ７３と、ホルダ３６を、クランプ状態またはアンクランプ状態に動作させるためのアクチュエータ７４とを制御する。

【0044】

ワーク主軸制御部５５は、プログラム実行部５３からの制御信号に従って、ワーク主軸２１を回転中心軸１１０を中心に回転させるためのワーク主軸回転モータ６４を制御する。対向ワーク主軸制御部５６は、プログラム実行部５３からの制御信号に従って、対向ワーク主軸２６を回転中心軸１２０を中心に回転させるための対向ワーク主軸回転モータ６５と、対向ワーク主軸２６をＺ軸方向に移動させるための対向ワーク主軸送りモータ６６とを制御する。

【0045】

図４は、図１中の工作機械を用いたワーク加工の流れを示すフローチャートである。図５から図１０は、図１中の工作機械を用いたワーク加工の各工程を模式的に示す正面図である。

【0046】

図１から図１０を参照して、制御装置５１は、ワークＷを加工することによって、第１部分１６０と、第２部分１７０と、第１部分１６０および第２部分１７０を連結する連結部１８０とを含む中間加工物Ｗ’を得るように、工具主軸４１を制御し、ホルダ３６により第１部分１６０を保持するように、刃物台３１を制御し、ホルダ３６により第１部分１６０を保持しながら連結部１８０を切断するように、工具主軸４１を制御する。

【0047】

また、本実施の形態におけるワークの加工方法は、ワークＷを加工することによって、第１部分１６０と、第２部分１７０と、第１部分１６０および第２部分１７０を連結する連結部１８０とを含む中間加工物Ｗ’を得るステップ（Ｓ１０３，Ｓ１０５）と、刃物台３１に装着されたホルダ３６により第１部分１６０を保持するステップ（Ｓ１０７）と、ホルダ３６により第１部分１６０を保持しながら、連結部１８０を切断するステップ（Ｓ１０８）とを備える。

【0048】

また、本実施の形態における制御プログラムは、刃物台３１を備える工作機械１００の制御プログラムである。制御プログラムは、工作機械１００に、ワークＷを加工することによって、第１部分１６０と、第２部分１７０と、第１部分１６０および第２部分１７０を連結する連結部１８０とを含む中間加工物Ｗ’を得るステップ（Ｓ１０３，Ｓ１０５）と、刃物台３１に装着されたホルダ３６により第１部分１６０を保持するステップ（Ｓ１０７）と、ホルダ３６により第１部分１６０を保持しながら、連結部１８０を切断するステップ（Ｓ１０８）とを実行させる。

【0049】

図４および図５に示されるように、まず、ワークＷを工作エリア２１０に搬入する（Ｓ１０１）。本ステップでは、制御装置５１が、ワークストッカ９１に載置されたワークＷをハンド８７により把持されるように、ロボットアーム８６を制御する。ワークＷは、円柱形状を有する。制御装置５１は、ロボットアーム８６が外部エリア２２０から工作エリア２１０に移動するように、移動装置８１を制御する。

【0050】

図４および図６に示されるように、次に、ワーク主軸２１によりワークＷを保持する（Ｓ１０２）。本ステップでは、制御装置５１が、ワークＷが複数の爪部２２の内側に配置されるように、ロボットアーム８６を制御する。制御装置５１は、ワークＷが複数の爪部２２により把持されるように、ワーク主軸２１を制御する。ワークＷは、複数の爪部２２により把持される一方端部１９１を有する。制御装置５１は、ハンド８７によるワークＷの把持が解消されるように、ロボットアーム８６を制御する。

【0051】

次に、工具主軸４１によりワークＷを加工する（Ｓ１０３）。本ステップでは、制御装置５１が、ワークＷに、第１部分１６０と、第２部分１７０と、連結部１８０とを成形するように、工具主軸４１を制御する。

【0052】

より具体的には、工具主軸４１をＸ軸方向（上下方向）において、ワークＷと対向して配置する。工具主軸４１に保持されたフライスカッター等の工具Ｔを用いて、ワークＷの外周面を平面状に加工する。ワーク主軸２１を回転中心軸１１０を中心に１８０°回転させる。再び、工具主軸４１に保持されたフライスカッター等の工具Ｔを用いて、ワークＷの外周面を平面状に加工することによって、Ｘ軸方向が厚み方向となる平板形状を得る。工具主軸４１に保持された各種の工具Ｔを用いて、ワークＷの平板部分を加工することによって、ワークＷに、一方端部１９１を残しつつ、第１部分１６０、第２部分１７０および連結部１８０を成形する。

【0053】

本実施の形態では、第１部分１６０が、製品部である。第１部分１６０は、ワークＷの加工が完了した後に最終製品に対応する形状を有する。第２部分１７０は、不要部である。第２部分１７０は、最終製品に対応しない形状を有する。

【0054】

第２部分１７０は、第１部分１６０と間隔を開けて配置されている。第２部分１７０は、Ｚ軸方向において、第１部分１６０と間隔を開けて並んでいる。第２部分１７０は、対向ワーク主軸２６における複数の爪部２７により把持可能な形状を有する。第２部分１７０は、平板形状を有する。第２部分１７０の体積は、第１部分１６０の体積よりも小さい。第２部分１７０は、第１部分１６０の縁部を取り囲むフレーム形状を有してもよい。

【0055】

連結部１８０は、第１部分１６０および第２部分１７０の間で延びている。連結部１８０は、第１部分１６０の縁部から延出し、第２部分１７０の縁部に接続されている。連結部１８０は、Ｚ軸方向において、第１部分１６０および第２部分１７０の間に配置されている。Ｚ軸方向における連結部１８０の一方端部が、第１部分１６０に接続され、Ｚ軸方向における他方端部が、第２部分１７０に接続されている。連結部１８０がＺ軸方向に直交する平面により切断された場合の断面積は、第１部分１６０が、連結部１８０が第１部分１６０に接続される位置で、Ｚ軸方向に直交する平面により切断された場合の断面積以下である。連結部１８０がＺ軸方向に直交する平面により切断された場合の断面積は、第２部分１７０が、連結部１８０が第２部分１７０に接続される位置で、Ｚ軸方向に直交する平面により切断された場合の断面積以下である。

【0056】

第１部分１６０および第２部分１７０が、複数の連結部１８０により連結される構成であってもよい。ワークＷに、第１部分１６０、第２部分１７０および連結部１８０を成形するための加工には、工具主軸４１に保持された工具Ｔに加えて、刃物台３１に保持された各種の工具が用いられてもよい。

【0057】

図４および図７に示されるように、次に、対向ワーク主軸２６によりワークＷを保持する（Ｓ１０４）。本ステップでは、制御装置５１が、ワークＷの第２部分１７０が複数の爪部２７の内側に配置されるとともに、複数の爪部２２により把持されるように、対向ワーク主軸２６を制御する。

【0058】

次に、工具主軸４１によりワークＷの切断工程を実行する（Ｓ１０５）。本ステップでは、制御装置５１が、ワークＷの一方端部１９１に対する第１部分１６０の根元部が切断されるように、工具主軸４１を制御する。ワーク主軸２１の複数の爪部２２により把持される一方端部１９１が、第１部分１６０から切り離される。これにより、第１部分１６０、第２部分１７０および連結部１８０を含む中間加工物Ｗ’が得られる。

【0059】

図４および図８に示されるように、次に、刃物台３１を旋回動作させるとともに、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に移動させる（Ｓ１０６）。次に、ホルダ３６により第１部分１６０を保持する（Ｓ１０７）。

【0060】

Ｓ１０６のステップでは、制御装置５１が、旋回部３２が旋回中心軸１３０を中心に旋回し、ホルダ３６が所定位置に割り出されるように、刃物台３１を制御する。制御装置５１は、刃物台３１がＺ軸方向およびＸ軸方向に移動し、ホルダ３６の一対の把持爪３８の間に第１部分１６０が配置されるように、刃物台３１を制御する。Ｓ１０７のステップでは、制御装置５１が、一対の把持爪３８によって第１部分１６０が把持されるように、刃物台３１を制御する。

【0061】

図４、図９および図１０に示されるように、次に、工具主軸４１により、連結部１８０の切断工程を実行する（Ｓ１０８）。本ステップでは、制御装置５１が、連結部１８０が切断されるように、工具主軸４１を制御する。連結部１８０が切断されることによって、第１部分１６０が第２部分１７０から切り離される。このとき、第１部分１６０は、ホルダ３６により保持されている。第２部分１７０は、対向ワーク主軸２６により保持されている。

【0062】

図４に示されるように、製品部である第１部分１６０と、不要部である第２部分１７０とを回収する（Ｓ１０９）。

【0063】

本ステップでは、制御装置５１が、ハンド８７により第１部分１６０が把持されるように、ロボットアーム８６を制御し、続いて、一対の把持爪３８による第１部分１６０の把持が解消されるように、刃物台３１を制御する。制御装置５１は、ロボットアーム８６が工作エリア２１０から外部エリア２２０に移動するように、移動装置８１を制御する。制御装置５１は、ハンド８７により把持された第１部分１６０がワークストッカ９１に載置されるように、ロボットアーム８６を制御する。

【0064】

制御装置５１は、ハンド８７により第２部分１７０が把持されるように、ロボットアーム８６を制御し、続いて、複数の爪部２７による第２部分１７０の把持が解消されるように、対向ワーク主軸２６を制御する。制御装置５１は、ロボットアーム８６が工作エリア２１０から外部エリア２２０に移動するように、移動装置８１を制御する。制御装置５１は、ハンド８７により把持された第２部分１７０がワークストッカ９１に載置されるように、ロボットアーム８６を制御する。

【0065】

本実施の形態では、連結部１８０の切断工程（Ｓ１０８）において、第１部分１６０が刃物台３１に装着されるホルダ３６により保持されるため、中間加工物Ｗ’をより強固に保持することができる。これにより、中間加工物Ｗ’が脱落したり、工具主軸４１に保持された工具による中間加工物Ｗ’の加工点がずれたりすることを防ぎ、連結部１８０の切断工程を円滑に進めることができる。

【0066】

また、連結部１８０の切断工程において、第２部分１７０が対向ワーク主軸２６により保持されるため、中間加工物Ｗ’をさらに強固に保持することができる。また、連結部１８０の切断工程の後には、第１部分１６０が刃物台３１により保持され、第２部分１７０が対向ワーク主軸２６により保持されるため、第１部分１６０および第２部分１７０を別々に回収することができる。

【0067】

また、工具主軸４１は、対向ワーク主軸２６の回転中心軸１２０を挟んだ上側に配置され、刃物台３１は、対向ワーク主軸２６の回転中心軸１２０を挟んだ下側に配置されている。これにより、連結部１８０の切断工程時、工具主軸４１が、中間加工物Ｗ’を保持する刃物台３１と干渉し難くなるため、工具主軸４１の移動範囲の制約を抑制することができる。

【0068】

また、連結部１８０の切断工程において、刃物台３１により保持される第１部分１６０は、製品部であり、対向ワーク主軸２６により保持される第２部分１７０が、不要部である。このような構成によれば、ホルダ３６における一対の把持爪３８の形状または動作形態は、対向ワーク主軸２６における複数の爪部２７の形状または動作形態と比べて、設計上の自由度が高いため、第１部分１６０に成形された製品形状に合わせたホルダ３６による第１部分１６０の保持が行ない易くなる。

【0069】

また、連結部１８０の切断工程において、不要部である第２部分１７０は、対向ワーク主軸２６により保持されている。これにより、対向ワーク主軸２６により第２部分１７０を保持しつつ、第１部分１６０に製品形状を成形するための加工を行なったあと、第１部分１６０および第２部分１７０をそれぞれ刃物台３１および対向ワーク主軸２６により保持しつつ、連結部１８０を切断する工程に円滑に移ることができる。

【0070】

なお、図２に示される連結部１８０の切断工程において、第２部分１７０は、ワーク主軸２１により保持されてもよい。また、図２に示される連結部１８０の切断工程において、第１部分１６０に加えて第２部分１７０が刃物台３１により保持されてもよい。

【0071】

また、刃物台３１のホルダ３６により中間加工物Ｗ’を保持する際、中間加工物Ｗ’において最も幅の小さい方向（厚み方向）に中間加工物Ｗ’が把持されるように、把持爪３８を構成してもよい。たとえば、図２において、把持爪３８を、把持爪３８が上下方向を向く第１部分１６０の面板部と接触するように構成してもよい。このような構成によれば、第２部分１７０が第１部分１６０の縁部を取り囲むフレーム形状をなし、連結部１８０が第１部分１６０の縁部から第２部分１７０に向けて枝状に延びる中間加工物Ｗ’においても、把持爪３８に上記の特許文献１における多関節ロボットのハンドと同様の構造を用いることによって、第１部分１６０および第２部分１７０の双方を保持することが可能となる。さらに、第２部分１７０がフレーム形状をなす場合に、刃物台３１のホルダ３６で中間加工物Ｗ’を保持しながら連結部１８０を切り離す手段として、工具主軸４１に着脱可能に取り付けられ、工具主軸４１の回転軸方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向（Ｙ軸方向）を回転軸として工具を回転させることが可能な工具アタッチメントも有効に利用される。

【0072】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0073】

１２ カバー体、１６ ベッド、２１ ワーク主軸、２２，２７ 爪部、２６ 対向ワーク主軸、３１ 刃物台、３２ 旋回部、３６ ホルダ、３７ ホルダベース、３８ 一対の把持爪、４１ 工具主軸、４２ 主軸端面、５１ 制御装置、５２ プログラム記憶部、５３ プログラム実行部、５４ 工具主軸制御部、５５ ワーク主軸制御部、５６ 対向ワーク主軸制御部、６１ 工具主軸旋回モータ、６２ 工具主軸送りモータ、６３ 工具主軸回転モータ、６４ ワーク主軸回転モータ、６５ 対向ワーク主軸回転モータ、６６ 対向ワーク主軸送りモータ、７１ 刃物台制御部、７２ 刃物台旋回モータ、７３ 刃物台送りモータ、７４ アクチュエータ、８０ ワーク搬送機構、８１ 移動装置、８６ ロボットアーム、８７ ハンド、９１ ワークストッカ、１００ 工作機械、１１０，１２０，１４０ 回転中心軸、１３０，１５０ 旋回中心軸、１６０ 第１部分、１７０ 第２部分、１８０ 連結部、１９１ 端部、２１０ 工作エリア、２２０ 外部エリア、Ｔ 工具、Ｗ’ 中間加工物、Ｗ ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】