棒状ワークの加工方法及びその装置
【課題】棒状ワークに二筋の溝部を迅速に切削することができるとともに、切削精度を向上することができる棒状ワークの切削装置を提供する。
【解決手段】床面にコラム２２を介して軸受２３を設け、該軸受２３に回転支持軸２４を介してインデックステーブル２５を、鉛直軸線の周りで旋回可能に装着する。前記インデックステーブル２５にワークＷとしてのニードルバルブ１０をクランプするクランプ機構３１を設ける。前記インデックステーブル２５の上下方向から切削機構部１１の回転工具１４，１５を接近させて前記ニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面に接触させ、ニードルバルブ１０に二筋の溝部１０ｆを同時に切削する。
【解決手段】床面にコラム２２を介して軸受２３を設け、該軸受２３に回転支持軸２４を介してインデックステーブル２５を、鉛直軸線の周りで旋回可能に装着する。前記インデックステーブル２５にワークＷとしてのニードルバルブ１０をクランプするクランプ機構３１を設ける。前記インデックステーブル２５の上下方向から切削機構部１１の回転工具１４，１５を接近させて前記ニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面に接触させ、ニードルバルブ１０に二筋の溝部１０ｆを同時に切削する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状ワークの外周面に二筋の溝を迅速に加工することができる棒状ワークの加工方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒状ワークとして、例えば、電磁弁等に用いられる細い棒状のニードルバルブ１０は、図１８に示すように形成されている。このニードルバルブ１０は、円柱状のバルブ本体１０ａと、該バルブ本体１０ａの一端部に形成された鍔部１０ｂと、前記バルブ本体１０ａの他端部に一体に形成された先端ほど小径のテーパ部１０ｃと、該テーパ部１０ｃの先端部に一体に連結された円柱状の小径部１０ｄと、該小径部１０ｄの先端部に一体形成された鍔部１０ｅとを備えている。前記小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅには、１８０°隔てて二筋の溝部１０ｆが形成されている。
【０００３】
上記ニードルバルブ１０の溝部１０ｆを形成する装置として、図１９に示すものが提案されている。この切削装置は、ワーク支持テーブル９１の上面にニードルバルブ１０のクランプ機構９２を装着し、該クランプ機構９２の左右一対のクランプ爪９３，９４によって、ニードルバルブ１０の外周面の二箇所を左右方向からクランプする。このクランプ状態で、小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面の一箇所に回転工具１４を上方から接触させることによって溝部１０ｆを切削するようになっている。
【０００４】
一方、棒状ワークの研削盤として、特許文献１に開示されたものが提案されている。この研削盤は、棒状ワークの両端部を主軸台によって把持した状態で回転させ、棒状ワークの両側方から一対の回転砥石を接近させて、ワークの外周面を研削するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５４３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、図１９に示す切削装置においては、二筋の溝部１０ｆを切削する場合、溝部１０ｆの一方を切削した後、クランプ機構９２によるニードルバルブ１０のクランプを解除する。その後、ニードルバルブ１０をその中心軸線を中心に１８０度回転した状態で、ニードルバルブ１０を前記クランプ機構９２によって再度クランプし、回転工具１４によって他方の溝部１０ｆの切削加工を行うことになる。結局、二回に分けて溝部１０ｆを加工しなければならず、作業能率を向上することができないという問題があった。
【０００７】
又、回転工具１４がニードルバルブ１０の一箇所に当接するため、ニードルバルブ１０が変形し易く、このため、ニードルバルブ１０が変形して、加工精度が低下する虞があった。さらに、ニードルバルブ１０を再度クランプする際に、ニードルバルブ１０が適正位置にクランプされるとは限らず、二筋の溝部１０ｆの加工精度が低下する虞があった。
【０００８】
一方、特許文献１に開示された研削盤は、棒状ワークの軸線と、回転砥石の軸線とが平行になっているので、棒状ワークの外周面に対し、その軸線と平行となる溝部（図１８の溝部１０ｆ参照）を形成することはできない。
【０００９】
この発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、棒状ワークの外周面の二箇所に二筋の溝部を迅速に加工することができるとともに、加工精度を向上することができる棒状ワークの加工方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワーク把持機構によって棒状ワークの外周面を把持した状態で、前記棒状ワークの外周面の二箇所に、円盤状の一対の回転工具の外周面を互いに反対方向から接近させて、棒状ワークに同時に該ワークの軸線方向に沿って延びる二筋の溝を切り込むことを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、棒状ワークの外周面を把持するワーク把持機構を備え、棒状ワークの外周面の二箇所に二筋の溝を同時に加工するための二つの円盤状の回転工具をワークを介して互いの反対側に配置し、前記回転工具の軸線は互いに平行をなし、該軸線は前記棒状ワークの軸線と直角をなしていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記ワーク把持機構は、インデックステーブル上の三箇所に設けられ、インデックステーブルの割り出しに伴って、各ワーク把持機構は、ワークの搬入位置、加工位置及び搬出位置に順次割り付けられるように構成されていることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、ワーク把持機構は、上下方向に開口するようにインデックステーブルに形成された貫通孔内に設けられ、この貫通孔の上下の開口から回転工具がワークに向かって進入されるように構成されていることを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記貫通孔は、インデックステーブルの外周面に開放され、貫通孔の開放部がブラケットにより閉塞され、前記貫通孔が形成され、前記ブラケットの内面には、ワークの外周面の片側をクランプするための第１クランプ部材が装着され、前記貫通孔の内面には、前記第１クランプ部材と対向するように第２クランプ部材が支持されていることを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項において、前記インデックステーブルに隣接するようにワーク搬送装置を設けるとともに、インデックステーブルとワーク搬送装置との間にはアームをその中間部において旋回可能に配設し、該アームの両端部にはワークを着脱可能に保持する保持機構を設け、その保持機構の着脱動作及びアームの旋回動作により前記ワーク搬送装置の搬入ステーションにある未加工ワークを前記インデックステーブルの搬入位置にある把持機構に受け渡すとともに、インデックステーブルの搬出位置にある把持機構に把持された加工済みワークをワーク搬送装置の搬出ステーションに受け渡す搬出動作が行われるようにしたことを要旨とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記アームの保持機構は、ワークをインデックステーブルの搬入位置にある把持機構に搬入する際に、ワークをシフトして、ワークの一端部をインデックステーブルに設けた位置規制部材に当接させて位置決めするためのシフト機構が設けられていることを要旨とする。
【００１７】
（作用）
この発明は、ワーク把持機構によって棒状ワークの外周面を所定位置に把持した状態で、前記棒状ワークの外周面の二箇所が二つの回転工具によってそれぞれ同時に加工される。このため、短時間でワークを加工することができる。又、ワークの二箇所がワークを介して互いの反対側に位置する二つの回転工具によって保持されるので、棒状ワークが変形することはなく、加工精度が向上する。しかも、ワークの持ち換えが不要であるため、加工位置の精度も向上できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、棒状ワークの二箇所に二筋の溝部を迅速に加工することができるとともに、加工精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明を切削加工システムに具体化した一実施形態を示す左側面図。
【図２】ワーク搬入出装置の斜視図。
【図３】ワーク搬入出装置の正面図。
【図４】ワーク位置切換機構の平面図。
【図５】（ａ）（ｂ）は、搬出位置にあるクランプ機構の動作を説明するための部分拡大平面図、（ｃ）（ｄ）は、搬入位置にあるクランプ機構の動作を説明するための部分拡大平面図。
【図６】図４の１−１線における拡大断面図。
【図７】図４の２−２線における拡大断面図。
【図８】搬入用クランプ機構の拡大平面図。
【図９】ワーク位置切換機構とアームとの関係を示す平面図。
【図１０】ワーク位置切換機構とアームとの関係を示す平面図。
【図１１】ワークの搬入搬出動作の第１の工程を説明するための斜視図。
【図１２】ワークの搬入搬出動作の第２の工程を説明するための斜視図。
【図１３】ワークの搬入搬出動作の第３の工程を説明するための斜視図。
【図１４】ワークの搬入搬出動作の第４の工程を説明するための斜視図
【図１５】ワークの搬入搬出動作の第５の工程を説明するための斜視図
【図１６】ワークの搬入搬出動作の第６の工程を説明するための斜視図
【図１７】ワークの搬入搬出動作、加工動作のタイミングチャート。
【図１８】ニードルバルブの斜視図。
【図１９】従来の加工機のワークの搬入搬出装置を示す略体平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明をワーク切削システムに具体化した一実施形態を図１〜図１８に従って説明する。
最初に、切削対象である棒状のワークＷについて説明する。このワークＷとして、この実施形態では、図１８に示すニードルバルブ１０を対象としている。そして、このワーク切削システムにおいては、図６及び図７に示すように、インデックステーブル２５に設けたクランプ機構３１によりバルブ本体１０ａをクランプした状態で、前記鍔部１０ｅに加工機としての切削機構部１１の上下一対の回転工具１４，１５を接触させることによって、同時に前記溝部１０ｆを切削加工するように構成されている。
【００２１】
次に、図１〜図３に基づいて、ワーク切削システムの概略構成について説明する。前記切削機構部１１の前方には、前記回転工具１４，１５によって加工される未加工ワークＷを保持するインデックステーブル２５を備えたワーク位置切換機構２１が配設されている。このインデックステーブル２５には、図１に示すようにワークＷをクランプする把持機構としての三つのクランプ機構３１が設けられ、インデックステーブル２５が旋回動作されることによって、前記各クランプ機構３１がワークＷの搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２及び搬出位置Ｐ３の順に割り出されるようになっている。前記ワーク位置切換機構２１の側方には、ワークＷを搬送するワーク搬送装置４１が装設されている。このワーク搬送装置４１には、未加工ワークＷの搬入ステーションＳ１が設けられるとともに、加工済みワークＷの搬出ステーションＳ２が設けられる。前記ワーク位置切換機構２１及びワーク搬送装置４１の上方には、前記搬入ステーションＳ１にある未加工ワークＷを、前記インデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１にあるクランプ機構３１に搬入する動作と、インデックステーブル２５の搬出位置Ｐ３にあるクランプ機構３１にクランプされている加工済みワークＷを受け取って、前記ワーク搬送装置４１の搬出ステーションＳ２に搬出する動作とを、同期して行うためのワーク搬入出装置５１が装着されている。
【００２２】
次に、前述した切削機構部１１、ワーク位置切換機構２１、ワーク搬送装置４１及びワーク搬入出装置５１について順次説明する。
（切削機構部１１）
図１に示す上下一対のモータ１２，１３は、図示しない機台に装設され、該モータ１２，１３の回転軸には、円盤状の回転工具１４，１５が取り付けられている。前記回転工具１４，１５は、第１昇降機構１８及び第２昇降機構１９によって、それぞれ昇降されるようになっている。
【００２３】
前記各回転工具１４，１５の外周面には、図７に示すように、インデックステーブル２５によって加工位置Ｐ２に移動されたワークＷとしてのニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面の上部及び下部に溝部１０ｆを同時に切削加工するための切削部１４ａ，１５ａが形成されている。
（ワーク位置切換機構２１）
図２に示すように、床面に立設されたコラム２２の上端部には、インデックステーブル２５がその回転支持軸２４において、軸受２３を介して鉛直軸線の周りで旋回するように支持されている。前記軸受２３の下部には、前記回転支持軸２４を回転させるためのモータ２６及び減速機２７が装着されている。図１及び図４に示すように、インデックステーブル２５のテーブル本体３０には、上下方向に貫通する収容凹部３０ａが三箇所に、１２０°の間隔に形成され、各収容凹部３０ａには、ワークＷをクランプするためのワーク把持機構としてのクランプ機構３１が装着されている。各クランプ機構３１は、インデックステーブル２５の割り出しにより、前述したように、未加工ワークＷの搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２及び加工済みワークＷの搬出位置Ｐ３に順次位置されるようになっている。次に、クランプ機構３１の構成について説明する。
【００２４】
図４に示すように、前記収容凹部３０ａの外側開放部を閉鎖するように前記テーブル本体３０の外周面に取り付けられたブラケット３４には、第１クランプ部材としての固定クランプ部材３５が支持されている。この固定クランプ部材３５には、図７に示すようにニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａの外周面の片側をクランプするためのクランプ溝３５ｂが形成されている。図４に示すように、前記テーブル本体３０にはその収容凹部３０ａと対応するように、クランプ用シリンダ３６が取り付けられている。該クランプ用シリンダ３６のピストンロッド３７には、前記固定クランプ部材３５と対向するように第２クランプ部材としての可動クランプ部材３８が連結されている。該可動クランプ部材３８には、図７に示すようにニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａの外周面の他側をクランプするためのクランプ溝３８ｂが形成されている。図４に示すように、前記収容凹部３０ａの内面には、ニードルバルブ１０の軸方向の位置を規制するための位置規制部材３９が取り付けられている。なお、前記収容凹部３０ａの前記位置規制部材３９と反対側の側面には、ワークＷにクーラントを供給するための供給ノズル（図示略）が設けられている。
【００２５】
図１に示すように、前記回転工具１４，１５の回転軸線Ｏ１４，Ｏ１５は、同一の鉛直面内において、互いに平行に設定されている。図１の部分拡大図（円内）に示すように、前記クランプ機構３１によってニードルバルブ１０が把持されて加工位置Ｐ２に割り出された状態において、該ニードルバルブ１０の中心軸線Ｏ１０（紙面直交方向）と、前記回転軸線Ｏ１４，Ｏ１５とが直角をなすように設定されている。そして、回転工具１４，１５の外周の切削部１４ａ，１５ａによって、ニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅに前記中心軸線Ｏ１０に沿う二筋の溝部１０ｆが１８０°を隔てて切削されるようにしている。
（ワーク搬送装置４１）
図１に示すように、床面には複数本の支柱を介して支持板４２が配設されている。該支持板４２の上面には複数のブラケット４３を介して、ローラ４４が回転可能に支持され、両ローラ４４間にはモータを備えた駆動機構４６によって間欠的に周回されるコンベアベルト４５が掛装されている。前記コンベアベルト４５の外側面には、ワークＷを保持するための複数のパレット４７が等間隔をおいて載置されている。前記パレット４７は、ニードルバルブ１０の両端部を保持する保持溝４８ａを有する保持具４８を備えている。前記支持板４２には、ストッパピン４９を出し入れさせる一対のアクチュエータ５０が図示しないブラケットを介して支持されている。そして、前記コンベアベルト４５のパレット４７が搬入ステーションＳ１及び搬出ステーションＳ２に停止されると、各パレット４７をステーションＳ１及びＳ２に位置決めするため前記アクチュエータ５０によってストッパピン４９がコンベアベルト４５の上方に突出されるようになっている。
（ワーク搬入出装置５１）
図１及び図３に示すように、床面に立設された支柱５２の上端部には、水平支持板５３が支持され、該水平支持板５３には、昇降用シリンダ５７が固定されている。昇降用シリンダ５７のピストンロッド５８の下端には昇降部材５６が固定されている。該昇降部材５６は案内ロッド５５により上下方向の往復動が案内される。
【００２６】
図３に示すように、前記昇降部材５６の下面には、ロータリシリンダよりなる旋回用シリンダ６１が取り付けられ、その旋回軸６２には、二方タイプのアーム６３の中間部が連結されている。前記アーム６３の一方の先端部下面には、前記ワーク搬送装置４１の搬入ステーションＳ１にあるパレット４７に保持された未加工ワークＷを受け取って、前記インデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１にあるクランプ機構３１に搬入するための搬入用保持機構としての搬入用クランプ機構６４が装着されている。一方、前記アーム６３の他方の先端部下面には、インデックステーブル２５の搬出位置Ｐ３にあるクランプ機構３１にクランプされている加工済みワークＷを受け取って、前記ワーク搬送装置４１の搬出ステーションＳ２のパレット４７に搬出するための搬出用クランプ機構６５が装着されている。前記昇降部材５６には、第１及び第２ストッパ６６，６７が取り付けられ、前記アーム６３の上面には、第１及び第２位置決め部材６８，６９が立設されている。そして、前記第１ストッパ６６に第１位置決め部材６８が当接することにより、搬入用クランプ機構６４が搬入ステーションＳ１のパレット４７と対応する上方に位置規制される。第２ストッパ６７に第２位置決め部材６９が当接することにより、搬出用クランプ機構６５が搬出ステーションＳ２のパレット４７と対応する上方に位置規制される。
【００２７】
前記搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５は、同一の構成である。
前記アーム６３の先端部下面には、図８に示すようにスライドテーブル７１が装着されている。このスライドテーブル７１は、アーム６３の下面に取り付けられたテーブル本体７２と、該テーブル本体７２に二本の案内ロッド７３を介して往復動可能に装着された可動テーブル７４とによって構成されている。
【００２８】
前記テーブル本体７２の一側面に取り付けられた雌ネジ体８１，８２には、ストップボルト８３，８４が所定の間隔をおいて互いに対向するように螺合されている。前記可動テーブル７４の一側面には、前記ストップボルト８３，８４の間に位置するように位置決め用のブロック８５が取り付けられている。ストップボルト８３、８４及びブロック８５によって、前記可動テーブル７４の移動ストロークが設定される。
【００２９】
図２及び図３に示すように、前記可動テーブル７４の下面には、クランプ用シリンダ８８が連結され、該クランプ用シリンダ８８の下端部には、ニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａをクランプするための一対の開閉可能なクランプアーム８９が装着されている。
【００３０】
この実施形態においては、前記クランプアーム８９によりクランプされたニードルバルブ１０を、図８に示すように、その軸線方向と交差する斜め方向にシフトさせるためのシフト機構９０が前記スライドテーブル７１によって構成されている。
【００３１】
図１及び図９に示すように、前記第１ストッパ６６に第１位置決め部材６８が接触し、前記アーム６３がその回動位置にある状態においては、搬入用クランプ機構６４側のクランプアーム８９が搬入ステーションＳ１のパレット４７の真上に位置するようにしている。又、前記搬出用クランプ機構６５側のクランプアーム８９が搬出位置Ｐ３にある加工済みニードルバルブ１０の真上に位置するようにしている。そして、前記アーム６３が図９において鉛直軸線Ｏを中心に時計回り方向に旋回されて、前記第２ストッパ６７に第２位置決め部材６９が当接されると、図１０に示すように、搬入用クランプ機構６４側のクランプアーム８９が搬入位置Ｐ１にあるクランプ機構３１の真上に位置するように、搬出用クランプ機構６５側のクランプアーム８９が搬出ステーションＳ２のパレット４７の真上に位置するようにしている。
（ワーク切削システムの動作）
次に、前記のように構成されたワーク切削システムの動作について説明する。
【００３２】
図１及び図９において、インデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１のクランプ機構３１には、ニードルバルブ１０が存在せず、加工位置Ｐ２にあるクランプ機構３１に未加工ニードルバルブ１０が保持され、搬出位置Ｐ３にあるクランプ機構３１によって加工済みニードルバルブ１０が保持されている状態を示す。このとき、搬入ステーションＳ１に未加工ニードルバルブ１０を保持したパレット４７がストッパピン４９によって位置決めされ、搬出ステーションＳ２に空状態のパレット４７がストッパピン４９によって位置決めされている。さらに、搬入用クランプ機構６４のアンクランプ状態のクランプアーム８９が前記搬入用パレット４７の上方の退避位置に保持されるとともに、搬出用クランプ機構６５のアンクランプ状態のクランプアーム８９がクランプ機構３１から上方向に離隔した退避位置に保持されている。
【００３３】
この状態において、切削機構部１１の回転工具１４，１５が互いに接近する方向に移動され、図６及び図７に示すようにニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面が上下二方向から切削され、溝部１０ｆが形成される。
【００３４】
そして、加工位置Ｐ２において、ニードルバルブ１０の切削加工が行われている間に、以下に示す第１〜第６の工程によって、未加工ワークＷの搬入動作と、加工済みワークＷの搬出動作が行われる。
（第１の工程）
未加工ニードルバルブ１０の加工中、昇降用シリンダ５７が作動され、図１１に示すようにアーム６３が図１の位置から搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５とともに下降される。すると、前記パレット４７に保持されていた未加工のニードルバルブ１０の位置に搬入用クランプ機構６４側の非クランプ状態のクランプアーム８９が移動される。又、図５（ａ）に実線で示すように、搬出用クランプ機構６５側の非クランプ状態のクランプアーム８９が加工済みニードルバルブ１０の位置に移動される。この状態で、両クランプ用シリンダ８８が同時に作動されてクランプアーム８９により加工済みニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａ及び未加工ニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａがクランプされる。その後、図５（ｂ）に示すように、搬出位置Ｐ３のクランプ機構３１の可動クランプ部材３８が固定クランプ部材３５から離隔されて、加工済みニードルバルブ１０のクランプ状態が解除される。さらに、クランプアーム８９及びニードルバルブ１０は、図９に示すシフト機構９０のスライドテーブル７１が作動されることによって、図５（ｂ）において矢印方向にシフトされ、ニードルバルブ１０の一端面が位置規制部材３９から離隔される。
（第２の工程）
次に、前記昇降用シリンダ５７の作動により、アーム６３等が上昇され、図１２に示すように、未加工ニードルバルブ１０及び加工済みニードルバルブ１０が上方の所定位置に移動される。
（第３の工程）
前記旋回用シリンダ６１の作動により、アーム６３等が図１２において矢印方向に旋回される。このため、図１３に示すように、搬入用クランプ機構６４によって保持されている未加工ニードルバルブ１０が非クランプ状態のクランプ機構３１の上方の所定位置に移動されるとともに、搬出用クランプ機構６５によって保持されている加工済みニードルバルブ１０が搬出ステーションＳ２にある搬出用パレット４７の上方の所定位置に移動される。
（第４の工程）
前記昇降用シリンダ５７の作動により、アーム６３等が下降され、図１４に示すように搬入用クランプ機構６４側の未加工ニードルバルブ１０がクランプ機構３１のアンクランプ状態〔図５（ｃ）参照〕の固定クランプ部材３５及び可動クランプ部材３８の間に移動されるとともに、搬出用クランプ機構６５側の加工済みニードルバルブ１０が搬出ステーションＳ２のパレット４７に移動される。そして、クランプ用シリンダ８８が作動されて、クランプアーム８９による加工済みニードルバルブ１０のクランプ状態が解除され、搬出用パレット４７によって加工済みニードルバルブ１０が保持される。
【００３５】
一方、前記クランプ機構３１の固定クランプ部材３５及び可動クランプ部材３８の間に移動された未加工ワークＷは、図５（ｃ）に実線で示すように、位置規制部材３９から離隔した位置に保持された状態となる。従って、この状態において、シフト機構９０のスライドテーブル７１の可動テーブル７４が作動されて、クランプアーム８９及びニードルバルブ１０が矢印で示す傾斜方向にシフトされる。すると、図５（ｄ）に示すように、ニードルバルブ１０がクランプアーム８９との間の滑りを伴いながら位置規制部材３９によって停止される。この状態において、前記クランプ用シリンダ３６が作動されて可動クランプ部材３８が固定クランプ部材３５に向かって前進され、クランプ溝３５ｂ，３８ｂによってニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａの外周面がクランプされる。さらに、クランプ用シリンダ８８が作動されて、図５（ｄ）の二点鎖線で示すようにクランプアーム８９がアンクランプ状態となり、ニードルバルブ１０のクランプ機構３１への搬入が完了する。
（第５の工程）
前記昇降用シリンダ５７が動作されると、図１５に示すようにアーム６３等が上昇される。
（第６の工程）
次に、図１５に示す旋回用シリンダ６１の作動により、アーム６３等が矢印方向に旋回され、図１６に示すように、第１ストッパ６６に第１位置決め部材６８が当接されて、アーム６３等が退避位置に停止される。
【００３６】
図１６に示すように、第６の工程において、アクチュエータ５０が作動されてストッパピン４９が側方の退避位置に移動されるとともに、ワーク搬送装置４１の駆動機構４６が作動されて、コンベアベルト４５が１ピッチ分周回動作される。そして、搬入ステーションＳ１にある空状態の搬入用パレット４７が搬出ステーションＳ２へ移動されるとともに、搬出ステーションＳ２にある加工済みワークＷを保持した搬出用パレット４７が下流側に搬送され、未加工ワークＷを保持した別のパレット４７が搬入ステーションＳ１に移動されて、停止される。そして、その停止に先立ってアクチュエータ５０が作動されて、ストッパピン４９が突出される。従って、各該パレット４７が位置決めされた状態で停止される。このようにして、次の未加工及び加工済みワークＷの搬入出動作に備えられる。
（割り出し動作）
上述した第６の工程の終了後に、ワーク位置切換機構２１のインデックステーブル２５が旋回され、搬入位置Ｐ１の未加工ニードルバルブ１０が加工位置Ｐ２に移動されるとともに、加工位置Ｐ２の加工済みニードルバルブ１０が搬出位置Ｐ３に移動される。その後、パレット４７とインデックステーブル２５との間で、ワークＷの入れ換えが行われる。
（加工動作）
上述したワークＷの入れ換え動作が行われている間に、切削機構部１１の回転工具１４，１５が互いに接近する方向に移動され、図６及び図７に示すようにニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面が上下二方向から切削され、溝部１０ｆが形成される。（図１７のタイミングチャート参照）
（実施形態の効果）
上記実施形態のワーク切削システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３７】
（１）上記実施形態では、ニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａをクランプして、上下一対の回転工具１４，１５によって、ニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅに二筋の溝部１０ｆを同時に加工するようにしたので、二回に分けて加工する切削装置と比較して、溝部１０ｆの加工能率を向上することができるとともに、持ち直しによって、加工位置がずれるようなことを防止できて、加工位置の精度を向上できる。又、ニードルバルブ１０の鍔部１０ｅ（加工部）が回転工具１４，１５によって１８０°隔てた上下方向から挟まれるようにしているため、ニードルバルブ１０の変形を防止して、溝部１０ｆの加工精度を向上することができる。
【００３８】
（２）上記実施形態では、インデックステーブル２５を旋回してクランプ機構３１を、搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２及び搬出位置Ｐ３に順次位置切り換えするようにした。又、水平支持板５３に昇降用シリンダ５７によって昇降動作される昇降部材５６を装着し、該昇降部材５６に旋回用シリンダ６１によって旋回されるアーム６３を装着し、該アーム６３に搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５を装着した。さらに、ワーク搬送装置４１のコンベアベルト４５上に設定された搬入ステーションＳ１及び搬出ステーションＳ２に搬入用パレット４７及び搬出用パレット４７を搬送するようにした。そして、第１〜第６の工程で述べたように、搬入ステーションＳ１にある未加工ワークＷのインデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１への搬入動作と、インデックステーブル２５の搬出位置Ｐ３にある加工済みワークＷの搬出動作とを、同期して行うようにした。このため、未加工ワークＷ及び加工済みワークＷの搬入出動作を迅速に行うことができ、ワークＷの搬入出動作の作業能率を向上することができる。
【００３９】
（３）上記実施形態では、テーブル本体３０の外周に上下方向に貫通する収容凹部３０ａを設け、該収容凹部３０ａの外周開口部をブラケット３４によって閉塞し、該ブラケット３４に固定クランプ部材３５を取り外し可能に装着し、前記ブラケット３４に固定したクランプ用シリンダ３６のピストンロッド３７に前記可動クランプ部材３８を取り外し可能に装着した。このため、ブラケット３４をテーブル本体３０から分離するとともに、ブラケット３４から固定クランプ部材３５を分離し、ピストンロッド３７から可動クランプ部材３８を分離することにより、ワークＷの種類が変更になった場合に、異なる規格の固定クランプ部材３５及び可動クランプ部材３８と容易に交換することができる。
【００４０】
（４）上記実施形態では、加工位置Ｐ２にあるワークＷを回転工具１４，１５によって切削する作業の間において、ワーク搬入出装置５１による次の未加工ワークＷ及び加工済みワークＷの搬入出動作を行うことができるので、ワークＷの切削作業能率を向上することができる。
【００４１】
（５）上記実施形態では、アーム６３、搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５を一つの昇降用シリンダ５７によって昇降動作させるとともに、一つの旋回用シリンダ６１によって旋回動作させる構成をとっている。このため、ワーク搬入出装置５１の部品点数を低減して、製造及び組付作業を容易に行い、設置スペース及びコストを低減することができる。
【００４２】
（６）上記実施形態では、搬入用クランプ機構６４にシフト機構９０を設け、クランプアーム８９にクランプされたニードルバルブ１０を、その軸線と交差する斜め方向にシフトするようにした。このため、インデックステーブル２５に設けた位置規制部材３９にニードルバルブ１０の一端面を当接して、その位置を適正な加工位置にセットすることができる。又、搬出用クランプ機構６５にシフト機構９０を設けたことにより、位置規制部材３９に接触されたニードルバルブ１０を位置規制部材３９から離隔した後、ニードルバルブ１０を上昇させることができるので、位置規制部材３９とニードルバルブ１０の摺動接触を防止して、位置規制部材３９及びニードルバルブ１０の損傷を回避することができる。
（別の実施形態）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００４３】
・回転工具として回転工具１４，１５に代えて、溝部１０ｆを切削加工するためのフライス刃を用いてもよい。
・図示しないが、前記アーム６３を二つに分割し、それぞれ旋回用シリンダ６１によって独立して旋回するようにしてもよい。この場合には、ワーク搬送装置４１の搬入ステーションＳ１、搬出ステーションＳ２の設置位置の自由度を向上することができる。
【００４４】
・図示しないが、前記アーム６３に対し、スライドテーブル７１を水平方向に位置調節する機構を設けて、クランプ用シリンダ８８の水平面内の位置を調整できるようにしてもよい。
【００４５】
・搬入用保持機構及び搬出用保持機構として、クランプ用シリンダ８８によって開閉動作されるクランプアーム８９を用いたが、これに代えて、例えばワークを電磁石或いは真空吸着機構により保持するワーク保持機構を用いてもよい。
【００４６】
・前記クランプ機構３１に代えて、ワーク把持機構として例えば、電磁チャック、真空吸着機構あるいはその他の把持機構を用いてもよい。
・保持具４８を設けることなく、各ステーションＳ１，Ｓ２のコンベアベルト４５にワークＷを直接支持するようにしてもよい。
【００４７】
・搬入ステーションＳ１に未加工ワークＷを搬入するワーク搬入機構と、搬出ステーションＳ２から加工済みワークを搬出するワーク搬出機構とを別々に配設してもよい。
・前記シフト機構９０を省略してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
Ｗ…ワーク、Ｐ１…搬入位置、Ｐ２…加工位置、Ｐ３…搬出位置、Ｓ１…搬入ステーション、Ｓ２…搬出ステーション、１４，１５…回転工具、２５…インデックステーブル、３４，４３…ブラケット、３９…位置規制部材、４１…ワーク搬送装置、６３…アーム、９０…シフト機構。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状ワークの外周面に二筋の溝を迅速に加工することができる棒状ワークの加工方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒状ワークとして、例えば、電磁弁等に用いられる細い棒状のニードルバルブ１０は、図１８に示すように形成されている。このニードルバルブ１０は、円柱状のバルブ本体１０ａと、該バルブ本体１０ａの一端部に形成された鍔部１０ｂと、前記バルブ本体１０ａの他端部に一体に形成された先端ほど小径のテーパ部１０ｃと、該テーパ部１０ｃの先端部に一体に連結された円柱状の小径部１０ｄと、該小径部１０ｄの先端部に一体形成された鍔部１０ｅとを備えている。前記小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅには、１８０°隔てて二筋の溝部１０ｆが形成されている。
【０００３】
上記ニードルバルブ１０の溝部１０ｆを形成する装置として、図１９に示すものが提案されている。この切削装置は、ワーク支持テーブル９１の上面にニードルバルブ１０のクランプ機構９２を装着し、該クランプ機構９２の左右一対のクランプ爪９３，９４によって、ニードルバルブ１０の外周面の二箇所を左右方向からクランプする。このクランプ状態で、小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面の一箇所に回転工具１４を上方から接触させることによって溝部１０ｆを切削するようになっている。
【０００４】
一方、棒状ワークの研削盤として、特許文献１に開示されたものが提案されている。この研削盤は、棒状ワークの両端部を主軸台によって把持した状態で回転させ、棒状ワークの両側方から一対の回転砥石を接近させて、ワークの外周面を研削するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５４３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、図１９に示す切削装置においては、二筋の溝部１０ｆを切削する場合、溝部１０ｆの一方を切削した後、クランプ機構９２によるニードルバルブ１０のクランプを解除する。その後、ニードルバルブ１０をその中心軸線を中心に１８０度回転した状態で、ニードルバルブ１０を前記クランプ機構９２によって再度クランプし、回転工具１４によって他方の溝部１０ｆの切削加工を行うことになる。結局、二回に分けて溝部１０ｆを加工しなければならず、作業能率を向上することができないという問題があった。
【０００７】
又、回転工具１４がニードルバルブ１０の一箇所に当接するため、ニードルバルブ１０が変形し易く、このため、ニードルバルブ１０が変形して、加工精度が低下する虞があった。さらに、ニードルバルブ１０を再度クランプする際に、ニードルバルブ１０が適正位置にクランプされるとは限らず、二筋の溝部１０ｆの加工精度が低下する虞があった。
【０００８】
一方、特許文献１に開示された研削盤は、棒状ワークの軸線と、回転砥石の軸線とが平行になっているので、棒状ワークの外周面に対し、その軸線と平行となる溝部（図１８の溝部１０ｆ参照）を形成することはできない。
【０００９】
この発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、棒状ワークの外周面の二箇所に二筋の溝部を迅速に加工することができるとともに、加工精度を向上することができる棒状ワークの加工方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワーク把持機構によって棒状ワークの外周面を把持した状態で、前記棒状ワークの外周面の二箇所に、円盤状の一対の回転工具の外周面を互いに反対方向から接近させて、棒状ワークに同時に該ワークの軸線方向に沿って延びる二筋の溝を切り込むことを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、棒状ワークの外周面を把持するワーク把持機構を備え、棒状ワークの外周面の二箇所に二筋の溝を同時に加工するための二つの円盤状の回転工具をワークを介して互いの反対側に配置し、前記回転工具の軸線は互いに平行をなし、該軸線は前記棒状ワークの軸線と直角をなしていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記ワーク把持機構は、インデックステーブル上の三箇所に設けられ、インデックステーブルの割り出しに伴って、各ワーク把持機構は、ワークの搬入位置、加工位置及び搬出位置に順次割り付けられるように構成されていることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、ワーク把持機構は、上下方向に開口するようにインデックステーブルに形成された貫通孔内に設けられ、この貫通孔の上下の開口から回転工具がワークに向かって進入されるように構成されていることを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記貫通孔は、インデックステーブルの外周面に開放され、貫通孔の開放部がブラケットにより閉塞され、前記貫通孔が形成され、前記ブラケットの内面には、ワークの外周面の片側をクランプするための第１クランプ部材が装着され、前記貫通孔の内面には、前記第１クランプ部材と対向するように第２クランプ部材が支持されていることを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項において、前記インデックステーブルに隣接するようにワーク搬送装置を設けるとともに、インデックステーブルとワーク搬送装置との間にはアームをその中間部において旋回可能に配設し、該アームの両端部にはワークを着脱可能に保持する保持機構を設け、その保持機構の着脱動作及びアームの旋回動作により前記ワーク搬送装置の搬入ステーションにある未加工ワークを前記インデックステーブルの搬入位置にある把持機構に受け渡すとともに、インデックステーブルの搬出位置にある把持機構に把持された加工済みワークをワーク搬送装置の搬出ステーションに受け渡す搬出動作が行われるようにしたことを要旨とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記アームの保持機構は、ワークをインデックステーブルの搬入位置にある把持機構に搬入する際に、ワークをシフトして、ワークの一端部をインデックステーブルに設けた位置規制部材に当接させて位置決めするためのシフト機構が設けられていることを要旨とする。
【００１７】
（作用）
この発明は、ワーク把持機構によって棒状ワークの外周面を所定位置に把持した状態で、前記棒状ワークの外周面の二箇所が二つの回転工具によってそれぞれ同時に加工される。このため、短時間でワークを加工することができる。又、ワークの二箇所がワークを介して互いの反対側に位置する二つの回転工具によって保持されるので、棒状ワークが変形することはなく、加工精度が向上する。しかも、ワークの持ち換えが不要であるため、加工位置の精度も向上できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、棒状ワークの二箇所に二筋の溝部を迅速に加工することができるとともに、加工精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明を切削加工システムに具体化した一実施形態を示す左側面図。
【図２】ワーク搬入出装置の斜視図。
【図３】ワーク搬入出装置の正面図。
【図４】ワーク位置切換機構の平面図。
【図５】（ａ）（ｂ）は、搬出位置にあるクランプ機構の動作を説明するための部分拡大平面図、（ｃ）（ｄ）は、搬入位置にあるクランプ機構の動作を説明するための部分拡大平面図。
【図６】図４の１−１線における拡大断面図。
【図７】図４の２−２線における拡大断面図。
【図８】搬入用クランプ機構の拡大平面図。
【図９】ワーク位置切換機構とアームとの関係を示す平面図。
【図１０】ワーク位置切換機構とアームとの関係を示す平面図。
【図１１】ワークの搬入搬出動作の第１の工程を説明するための斜視図。
【図１２】ワークの搬入搬出動作の第２の工程を説明するための斜視図。
【図１３】ワークの搬入搬出動作の第３の工程を説明するための斜視図。
【図１４】ワークの搬入搬出動作の第４の工程を説明するための斜視図
【図１５】ワークの搬入搬出動作の第５の工程を説明するための斜視図
【図１６】ワークの搬入搬出動作の第６の工程を説明するための斜視図
【図１７】ワークの搬入搬出動作、加工動作のタイミングチャート。
【図１８】ニードルバルブの斜視図。
【図１９】従来の加工機のワークの搬入搬出装置を示す略体平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明をワーク切削システムに具体化した一実施形態を図１〜図１８に従って説明する。
最初に、切削対象である棒状のワークＷについて説明する。このワークＷとして、この実施形態では、図１８に示すニードルバルブ１０を対象としている。そして、このワーク切削システムにおいては、図６及び図７に示すように、インデックステーブル２５に設けたクランプ機構３１によりバルブ本体１０ａをクランプした状態で、前記鍔部１０ｅに加工機としての切削機構部１１の上下一対の回転工具１４，１５を接触させることによって、同時に前記溝部１０ｆを切削加工するように構成されている。
【００２１】
次に、図１〜図３に基づいて、ワーク切削システムの概略構成について説明する。前記切削機構部１１の前方には、前記回転工具１４，１５によって加工される未加工ワークＷを保持するインデックステーブル２５を備えたワーク位置切換機構２１が配設されている。このインデックステーブル２５には、図１に示すようにワークＷをクランプする把持機構としての三つのクランプ機構３１が設けられ、インデックステーブル２５が旋回動作されることによって、前記各クランプ機構３１がワークＷの搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２及び搬出位置Ｐ３の順に割り出されるようになっている。前記ワーク位置切換機構２１の側方には、ワークＷを搬送するワーク搬送装置４１が装設されている。このワーク搬送装置４１には、未加工ワークＷの搬入ステーションＳ１が設けられるとともに、加工済みワークＷの搬出ステーションＳ２が設けられる。前記ワーク位置切換機構２１及びワーク搬送装置４１の上方には、前記搬入ステーションＳ１にある未加工ワークＷを、前記インデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１にあるクランプ機構３１に搬入する動作と、インデックステーブル２５の搬出位置Ｐ３にあるクランプ機構３１にクランプされている加工済みワークＷを受け取って、前記ワーク搬送装置４１の搬出ステーションＳ２に搬出する動作とを、同期して行うためのワーク搬入出装置５１が装着されている。
【００２２】
次に、前述した切削機構部１１、ワーク位置切換機構２１、ワーク搬送装置４１及びワーク搬入出装置５１について順次説明する。
（切削機構部１１）
図１に示す上下一対のモータ１２，１３は、図示しない機台に装設され、該モータ１２，１３の回転軸には、円盤状の回転工具１４，１５が取り付けられている。前記回転工具１４，１５は、第１昇降機構１８及び第２昇降機構１９によって、それぞれ昇降されるようになっている。
【００２３】
前記各回転工具１４，１５の外周面には、図７に示すように、インデックステーブル２５によって加工位置Ｐ２に移動されたワークＷとしてのニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面の上部及び下部に溝部１０ｆを同時に切削加工するための切削部１４ａ，１５ａが形成されている。
（ワーク位置切換機構２１）
図２に示すように、床面に立設されたコラム２２の上端部には、インデックステーブル２５がその回転支持軸２４において、軸受２３を介して鉛直軸線の周りで旋回するように支持されている。前記軸受２３の下部には、前記回転支持軸２４を回転させるためのモータ２６及び減速機２７が装着されている。図１及び図４に示すように、インデックステーブル２５のテーブル本体３０には、上下方向に貫通する収容凹部３０ａが三箇所に、１２０°の間隔に形成され、各収容凹部３０ａには、ワークＷをクランプするためのワーク把持機構としてのクランプ機構３１が装着されている。各クランプ機構３１は、インデックステーブル２５の割り出しにより、前述したように、未加工ワークＷの搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２及び加工済みワークＷの搬出位置Ｐ３に順次位置されるようになっている。次に、クランプ機構３１の構成について説明する。
【００２４】
図４に示すように、前記収容凹部３０ａの外側開放部を閉鎖するように前記テーブル本体３０の外周面に取り付けられたブラケット３４には、第１クランプ部材としての固定クランプ部材３５が支持されている。この固定クランプ部材３５には、図７に示すようにニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａの外周面の片側をクランプするためのクランプ溝３５ｂが形成されている。図４に示すように、前記テーブル本体３０にはその収容凹部３０ａと対応するように、クランプ用シリンダ３６が取り付けられている。該クランプ用シリンダ３６のピストンロッド３７には、前記固定クランプ部材３５と対向するように第２クランプ部材としての可動クランプ部材３８が連結されている。該可動クランプ部材３８には、図７に示すようにニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａの外周面の他側をクランプするためのクランプ溝３８ｂが形成されている。図４に示すように、前記収容凹部３０ａの内面には、ニードルバルブ１０の軸方向の位置を規制するための位置規制部材３９が取り付けられている。なお、前記収容凹部３０ａの前記位置規制部材３９と反対側の側面には、ワークＷにクーラントを供給するための供給ノズル（図示略）が設けられている。
【００２５】
図１に示すように、前記回転工具１４，１５の回転軸線Ｏ１４，Ｏ１５は、同一の鉛直面内において、互いに平行に設定されている。図１の部分拡大図（円内）に示すように、前記クランプ機構３１によってニードルバルブ１０が把持されて加工位置Ｐ２に割り出された状態において、該ニードルバルブ１０の中心軸線Ｏ１０（紙面直交方向）と、前記回転軸線Ｏ１４，Ｏ１５とが直角をなすように設定されている。そして、回転工具１４，１５の外周の切削部１４ａ，１５ａによって、ニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅに前記中心軸線Ｏ１０に沿う二筋の溝部１０ｆが１８０°を隔てて切削されるようにしている。
（ワーク搬送装置４１）
図１に示すように、床面には複数本の支柱を介して支持板４２が配設されている。該支持板４２の上面には複数のブラケット４３を介して、ローラ４４が回転可能に支持され、両ローラ４４間にはモータを備えた駆動機構４６によって間欠的に周回されるコンベアベルト４５が掛装されている。前記コンベアベルト４５の外側面には、ワークＷを保持するための複数のパレット４７が等間隔をおいて載置されている。前記パレット４７は、ニードルバルブ１０の両端部を保持する保持溝４８ａを有する保持具４８を備えている。前記支持板４２には、ストッパピン４９を出し入れさせる一対のアクチュエータ５０が図示しないブラケットを介して支持されている。そして、前記コンベアベルト４５のパレット４７が搬入ステーションＳ１及び搬出ステーションＳ２に停止されると、各パレット４７をステーションＳ１及びＳ２に位置決めするため前記アクチュエータ５０によってストッパピン４９がコンベアベルト４５の上方に突出されるようになっている。
（ワーク搬入出装置５１）
図１及び図３に示すように、床面に立設された支柱５２の上端部には、水平支持板５３が支持され、該水平支持板５３には、昇降用シリンダ５７が固定されている。昇降用シリンダ５７のピストンロッド５８の下端には昇降部材５６が固定されている。該昇降部材５６は案内ロッド５５により上下方向の往復動が案内される。
【００２６】
図３に示すように、前記昇降部材５６の下面には、ロータリシリンダよりなる旋回用シリンダ６１が取り付けられ、その旋回軸６２には、二方タイプのアーム６３の中間部が連結されている。前記アーム６３の一方の先端部下面には、前記ワーク搬送装置４１の搬入ステーションＳ１にあるパレット４７に保持された未加工ワークＷを受け取って、前記インデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１にあるクランプ機構３１に搬入するための搬入用保持機構としての搬入用クランプ機構６４が装着されている。一方、前記アーム６３の他方の先端部下面には、インデックステーブル２５の搬出位置Ｐ３にあるクランプ機構３１にクランプされている加工済みワークＷを受け取って、前記ワーク搬送装置４１の搬出ステーションＳ２のパレット４７に搬出するための搬出用クランプ機構６５が装着されている。前記昇降部材５６には、第１及び第２ストッパ６６，６７が取り付けられ、前記アーム６３の上面には、第１及び第２位置決め部材６８，６９が立設されている。そして、前記第１ストッパ６６に第１位置決め部材６８が当接することにより、搬入用クランプ機構６４が搬入ステーションＳ１のパレット４７と対応する上方に位置規制される。第２ストッパ６７に第２位置決め部材６９が当接することにより、搬出用クランプ機構６５が搬出ステーションＳ２のパレット４７と対応する上方に位置規制される。
【００２７】
前記搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５は、同一の構成である。
前記アーム６３の先端部下面には、図８に示すようにスライドテーブル７１が装着されている。このスライドテーブル７１は、アーム６３の下面に取り付けられたテーブル本体７２と、該テーブル本体７２に二本の案内ロッド７３を介して往復動可能に装着された可動テーブル７４とによって構成されている。
【００２８】
前記テーブル本体７２の一側面に取り付けられた雌ネジ体８１，８２には、ストップボルト８３，８４が所定の間隔をおいて互いに対向するように螺合されている。前記可動テーブル７４の一側面には、前記ストップボルト８３，８４の間に位置するように位置決め用のブロック８５が取り付けられている。ストップボルト８３、８４及びブロック８５によって、前記可動テーブル７４の移動ストロークが設定される。
【００２９】
図２及び図３に示すように、前記可動テーブル７４の下面には、クランプ用シリンダ８８が連結され、該クランプ用シリンダ８８の下端部には、ニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａをクランプするための一対の開閉可能なクランプアーム８９が装着されている。
【００３０】
この実施形態においては、前記クランプアーム８９によりクランプされたニードルバルブ１０を、図８に示すように、その軸線方向と交差する斜め方向にシフトさせるためのシフト機構９０が前記スライドテーブル７１によって構成されている。
【００３１】
図１及び図９に示すように、前記第１ストッパ６６に第１位置決め部材６８が接触し、前記アーム６３がその回動位置にある状態においては、搬入用クランプ機構６４側のクランプアーム８９が搬入ステーションＳ１のパレット４７の真上に位置するようにしている。又、前記搬出用クランプ機構６５側のクランプアーム８９が搬出位置Ｐ３にある加工済みニードルバルブ１０の真上に位置するようにしている。そして、前記アーム６３が図９において鉛直軸線Ｏを中心に時計回り方向に旋回されて、前記第２ストッパ６７に第２位置決め部材６９が当接されると、図１０に示すように、搬入用クランプ機構６４側のクランプアーム８９が搬入位置Ｐ１にあるクランプ機構３１の真上に位置するように、搬出用クランプ機構６５側のクランプアーム８９が搬出ステーションＳ２のパレット４７の真上に位置するようにしている。
（ワーク切削システムの動作）
次に、前記のように構成されたワーク切削システムの動作について説明する。
【００３２】
図１及び図９において、インデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１のクランプ機構３１には、ニードルバルブ１０が存在せず、加工位置Ｐ２にあるクランプ機構３１に未加工ニードルバルブ１０が保持され、搬出位置Ｐ３にあるクランプ機構３１によって加工済みニードルバルブ１０が保持されている状態を示す。このとき、搬入ステーションＳ１に未加工ニードルバルブ１０を保持したパレット４７がストッパピン４９によって位置決めされ、搬出ステーションＳ２に空状態のパレット４７がストッパピン４９によって位置決めされている。さらに、搬入用クランプ機構６４のアンクランプ状態のクランプアーム８９が前記搬入用パレット４７の上方の退避位置に保持されるとともに、搬出用クランプ機構６５のアンクランプ状態のクランプアーム８９がクランプ機構３１から上方向に離隔した退避位置に保持されている。
【００３３】
この状態において、切削機構部１１の回転工具１４，１５が互いに接近する方向に移動され、図６及び図７に示すようにニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面が上下二方向から切削され、溝部１０ｆが形成される。
【００３４】
そして、加工位置Ｐ２において、ニードルバルブ１０の切削加工が行われている間に、以下に示す第１〜第６の工程によって、未加工ワークＷの搬入動作と、加工済みワークＷの搬出動作が行われる。
（第１の工程）
未加工ニードルバルブ１０の加工中、昇降用シリンダ５７が作動され、図１１に示すようにアーム６３が図１の位置から搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５とともに下降される。すると、前記パレット４７に保持されていた未加工のニードルバルブ１０の位置に搬入用クランプ機構６４側の非クランプ状態のクランプアーム８９が移動される。又、図５（ａ）に実線で示すように、搬出用クランプ機構６５側の非クランプ状態のクランプアーム８９が加工済みニードルバルブ１０の位置に移動される。この状態で、両クランプ用シリンダ８８が同時に作動されてクランプアーム８９により加工済みニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａ及び未加工ニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａがクランプされる。その後、図５（ｂ）に示すように、搬出位置Ｐ３のクランプ機構３１の可動クランプ部材３８が固定クランプ部材３５から離隔されて、加工済みニードルバルブ１０のクランプ状態が解除される。さらに、クランプアーム８９及びニードルバルブ１０は、図９に示すシフト機構９０のスライドテーブル７１が作動されることによって、図５（ｂ）において矢印方向にシフトされ、ニードルバルブ１０の一端面が位置規制部材３９から離隔される。
（第２の工程）
次に、前記昇降用シリンダ５７の作動により、アーム６３等が上昇され、図１２に示すように、未加工ニードルバルブ１０及び加工済みニードルバルブ１０が上方の所定位置に移動される。
（第３の工程）
前記旋回用シリンダ６１の作動により、アーム６３等が図１２において矢印方向に旋回される。このため、図１３に示すように、搬入用クランプ機構６４によって保持されている未加工ニードルバルブ１０が非クランプ状態のクランプ機構３１の上方の所定位置に移動されるとともに、搬出用クランプ機構６５によって保持されている加工済みニードルバルブ１０が搬出ステーションＳ２にある搬出用パレット４７の上方の所定位置に移動される。
（第４の工程）
前記昇降用シリンダ５７の作動により、アーム６３等が下降され、図１４に示すように搬入用クランプ機構６４側の未加工ニードルバルブ１０がクランプ機構３１のアンクランプ状態〔図５（ｃ）参照〕の固定クランプ部材３５及び可動クランプ部材３８の間に移動されるとともに、搬出用クランプ機構６５側の加工済みニードルバルブ１０が搬出ステーションＳ２のパレット４７に移動される。そして、クランプ用シリンダ８８が作動されて、クランプアーム８９による加工済みニードルバルブ１０のクランプ状態が解除され、搬出用パレット４７によって加工済みニードルバルブ１０が保持される。
【００３５】
一方、前記クランプ機構３１の固定クランプ部材３５及び可動クランプ部材３８の間に移動された未加工ワークＷは、図５（ｃ）に実線で示すように、位置規制部材３９から離隔した位置に保持された状態となる。従って、この状態において、シフト機構９０のスライドテーブル７１の可動テーブル７４が作動されて、クランプアーム８９及びニードルバルブ１０が矢印で示す傾斜方向にシフトされる。すると、図５（ｄ）に示すように、ニードルバルブ１０がクランプアーム８９との間の滑りを伴いながら位置規制部材３９によって停止される。この状態において、前記クランプ用シリンダ３６が作動されて可動クランプ部材３８が固定クランプ部材３５に向かって前進され、クランプ溝３５ｂ，３８ｂによってニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａの外周面がクランプされる。さらに、クランプ用シリンダ８８が作動されて、図５（ｄ）の二点鎖線で示すようにクランプアーム８９がアンクランプ状態となり、ニードルバルブ１０のクランプ機構３１への搬入が完了する。
（第５の工程）
前記昇降用シリンダ５７が動作されると、図１５に示すようにアーム６３等が上昇される。
（第６の工程）
次に、図１５に示す旋回用シリンダ６１の作動により、アーム６３等が矢印方向に旋回され、図１６に示すように、第１ストッパ６６に第１位置決め部材６８が当接されて、アーム６３等が退避位置に停止される。
【００３６】
図１６に示すように、第６の工程において、アクチュエータ５０が作動されてストッパピン４９が側方の退避位置に移動されるとともに、ワーク搬送装置４１の駆動機構４６が作動されて、コンベアベルト４５が１ピッチ分周回動作される。そして、搬入ステーションＳ１にある空状態の搬入用パレット４７が搬出ステーションＳ２へ移動されるとともに、搬出ステーションＳ２にある加工済みワークＷを保持した搬出用パレット４７が下流側に搬送され、未加工ワークＷを保持した別のパレット４７が搬入ステーションＳ１に移動されて、停止される。そして、その停止に先立ってアクチュエータ５０が作動されて、ストッパピン４９が突出される。従って、各該パレット４７が位置決めされた状態で停止される。このようにして、次の未加工及び加工済みワークＷの搬入出動作に備えられる。
（割り出し動作）
上述した第６の工程の終了後に、ワーク位置切換機構２１のインデックステーブル２５が旋回され、搬入位置Ｐ１の未加工ニードルバルブ１０が加工位置Ｐ２に移動されるとともに、加工位置Ｐ２の加工済みニードルバルブ１０が搬出位置Ｐ３に移動される。その後、パレット４７とインデックステーブル２５との間で、ワークＷの入れ換えが行われる。
（加工動作）
上述したワークＷの入れ換え動作が行われている間に、切削機構部１１の回転工具１４，１５が互いに接近する方向に移動され、図６及び図７に示すようにニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅの外周面が上下二方向から切削され、溝部１０ｆが形成される。（図１７のタイミングチャート参照）
（実施形態の効果）
上記実施形態のワーク切削システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３７】
（１）上記実施形態では、ニードルバルブ１０のバルブ本体１０ａをクランプして、上下一対の回転工具１４，１５によって、ニードルバルブ１０の小径部１０ｄ及び鍔部１０ｅに二筋の溝部１０ｆを同時に加工するようにしたので、二回に分けて加工する切削装置と比較して、溝部１０ｆの加工能率を向上することができるとともに、持ち直しによって、加工位置がずれるようなことを防止できて、加工位置の精度を向上できる。又、ニードルバルブ１０の鍔部１０ｅ（加工部）が回転工具１４，１５によって１８０°隔てた上下方向から挟まれるようにしているため、ニードルバルブ１０の変形を防止して、溝部１０ｆの加工精度を向上することができる。
【００３８】
（２）上記実施形態では、インデックステーブル２５を旋回してクランプ機構３１を、搬入位置Ｐ１、加工位置Ｐ２及び搬出位置Ｐ３に順次位置切り換えするようにした。又、水平支持板５３に昇降用シリンダ５７によって昇降動作される昇降部材５６を装着し、該昇降部材５６に旋回用シリンダ６１によって旋回されるアーム６３を装着し、該アーム６３に搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５を装着した。さらに、ワーク搬送装置４１のコンベアベルト４５上に設定された搬入ステーションＳ１及び搬出ステーションＳ２に搬入用パレット４７及び搬出用パレット４７を搬送するようにした。そして、第１〜第６の工程で述べたように、搬入ステーションＳ１にある未加工ワークＷのインデックステーブル２５の搬入位置Ｐ１への搬入動作と、インデックステーブル２５の搬出位置Ｐ３にある加工済みワークＷの搬出動作とを、同期して行うようにした。このため、未加工ワークＷ及び加工済みワークＷの搬入出動作を迅速に行うことができ、ワークＷの搬入出動作の作業能率を向上することができる。
【００３９】
（３）上記実施形態では、テーブル本体３０の外周に上下方向に貫通する収容凹部３０ａを設け、該収容凹部３０ａの外周開口部をブラケット３４によって閉塞し、該ブラケット３４に固定クランプ部材３５を取り外し可能に装着し、前記ブラケット３４に固定したクランプ用シリンダ３６のピストンロッド３７に前記可動クランプ部材３８を取り外し可能に装着した。このため、ブラケット３４をテーブル本体３０から分離するとともに、ブラケット３４から固定クランプ部材３５を分離し、ピストンロッド３７から可動クランプ部材３８を分離することにより、ワークＷの種類が変更になった場合に、異なる規格の固定クランプ部材３５及び可動クランプ部材３８と容易に交換することができる。
【００４０】
（４）上記実施形態では、加工位置Ｐ２にあるワークＷを回転工具１４，１５によって切削する作業の間において、ワーク搬入出装置５１による次の未加工ワークＷ及び加工済みワークＷの搬入出動作を行うことができるので、ワークＷの切削作業能率を向上することができる。
【００４１】
（５）上記実施形態では、アーム６３、搬入用クランプ機構６４及び搬出用クランプ機構６５を一つの昇降用シリンダ５７によって昇降動作させるとともに、一つの旋回用シリンダ６１によって旋回動作させる構成をとっている。このため、ワーク搬入出装置５１の部品点数を低減して、製造及び組付作業を容易に行い、設置スペース及びコストを低減することができる。
【００４２】
（６）上記実施形態では、搬入用クランプ機構６４にシフト機構９０を設け、クランプアーム８９にクランプされたニードルバルブ１０を、その軸線と交差する斜め方向にシフトするようにした。このため、インデックステーブル２５に設けた位置規制部材３９にニードルバルブ１０の一端面を当接して、その位置を適正な加工位置にセットすることができる。又、搬出用クランプ機構６５にシフト機構９０を設けたことにより、位置規制部材３９に接触されたニードルバルブ１０を位置規制部材３９から離隔した後、ニードルバルブ１０を上昇させることができるので、位置規制部材３９とニードルバルブ１０の摺動接触を防止して、位置規制部材３９及びニードルバルブ１０の損傷を回避することができる。
（別の実施形態）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００４３】
・回転工具として回転工具１４，１５に代えて、溝部１０ｆを切削加工するためのフライス刃を用いてもよい。
・図示しないが、前記アーム６３を二つに分割し、それぞれ旋回用シリンダ６１によって独立して旋回するようにしてもよい。この場合には、ワーク搬送装置４１の搬入ステーションＳ１、搬出ステーションＳ２の設置位置の自由度を向上することができる。
【００４４】
・図示しないが、前記アーム６３に対し、スライドテーブル７１を水平方向に位置調節する機構を設けて、クランプ用シリンダ８８の水平面内の位置を調整できるようにしてもよい。
【００４５】
・搬入用保持機構及び搬出用保持機構として、クランプ用シリンダ８８によって開閉動作されるクランプアーム８９を用いたが、これに代えて、例えばワークを電磁石或いは真空吸着機構により保持するワーク保持機構を用いてもよい。
【００４６】
・前記クランプ機構３１に代えて、ワーク把持機構として例えば、電磁チャック、真空吸着機構あるいはその他の把持機構を用いてもよい。
・保持具４８を設けることなく、各ステーションＳ１，Ｓ２のコンベアベルト４５にワークＷを直接支持するようにしてもよい。
【００４７】
・搬入ステーションＳ１に未加工ワークＷを搬入するワーク搬入機構と、搬出ステーションＳ２から加工済みワークを搬出するワーク搬出機構とを別々に配設してもよい。
・前記シフト機構９０を省略してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
Ｗ…ワーク、Ｐ１…搬入位置、Ｐ２…加工位置、Ｐ３…搬出位置、Ｓ１…搬入ステーション、Ｓ２…搬出ステーション、１４，１５…回転工具、２５…インデックステーブル、３４，４３…ブラケット、３９…位置規制部材、４１…ワーク搬送装置、６３…アーム、９０…シフト機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク把持機構によって棒状ワークの外周面を把持した状態で、前記棒状ワークの外周面の二箇所に、円盤状の一対の回転工具の外周面を互いに反対方向から接近させて、棒状ワークに同時に該ワークの軸線方向に沿って延びる二筋の溝を切り込むことを特徴とする棒状ワークの加工方法。
【請求項２】
棒状ワークの外周面を把持するワーク把持機構を備え、棒状ワークの外周面の二箇所に二筋の溝を同時に加工するための二つの円盤状の回転工具をワークを介して互いの反対側に配置し、前記回転工具の軸線は互いに平行をなし、該軸線は前記棒状ワークの軸線と直角をなしていることを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ワーク把持機構は、インデックステーブル上の三箇所に設けられ、インデックステーブルの割り出しに伴って、各ワーク把持機構は、ワークの搬入位置、加工位置及び搬出位置に順次割り付けられるように構成されている棒状ワークの加工装置。
【請求項４】
請求項３において、ワーク把持機構は、上下方向に開口するようにインデックステーブルに形成された貫通孔内に設けられ、この貫通孔の上下の開口から回転工具がワークに向かって進入されるように構成されている棒状ワークの加工装置。
【請求項５】
請求項４において、前記貫通孔は、インデックステーブルの外周面に開放され、貫通孔の開放部がブラケットにより閉塞され、前記貫通孔が形成され、前記ブラケットの内面には、ワークの外周面の片側をクランプするための第１クランプ部材が装着され、前記貫通孔の内面には、前記第１クランプ部材と対向するように第２クランプ部材が支持されていることを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項において、前記インデックステーブルに隣接するようにワーク搬送装置を設けるとともに、インデックステーブルとワーク搬送装置との間にはアームをその中間部において旋回可能に配設し、該アームの両端部にはワークを着脱可能に保持する保持機構を設け、その保持機構の着脱動作及びアームの旋回動作により前記ワーク搬送装置の搬入ステーションにある未加工ワークを前記インデックステーブルの搬入位置にある把持機構に受け渡すとともに、インデックステーブルの搬出位置にある把持機構に把持された加工済みワークをワーク搬送装置の搬出ステーションに受け渡す搬出動作が行われるようにしたことを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項７】
請求項６において、前記アームの保持機構は、ワークをインデックステーブルの搬入位置にある把持機構に搬入する際に、ワークをシフトして、ワークの一端部をインデックステーブルに設けた位置規制部材に当接させて位置決めするためのシフト機構が設けられていることを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項１】
ワーク把持機構によって棒状ワークの外周面を把持した状態で、前記棒状ワークの外周面の二箇所に、円盤状の一対の回転工具の外周面を互いに反対方向から接近させて、棒状ワークに同時に該ワークの軸線方向に沿って延びる二筋の溝を切り込むことを特徴とする棒状ワークの加工方法。
【請求項２】
棒状ワークの外周面を把持するワーク把持機構を備え、棒状ワークの外周面の二箇所に二筋の溝を同時に加工するための二つの円盤状の回転工具をワークを介して互いの反対側に配置し、前記回転工具の軸線は互いに平行をなし、該軸線は前記棒状ワークの軸線と直角をなしていることを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ワーク把持機構は、インデックステーブル上の三箇所に設けられ、インデックステーブルの割り出しに伴って、各ワーク把持機構は、ワークの搬入位置、加工位置及び搬出位置に順次割り付けられるように構成されている棒状ワークの加工装置。
【請求項４】
請求項３において、ワーク把持機構は、上下方向に開口するようにインデックステーブルに形成された貫通孔内に設けられ、この貫通孔の上下の開口から回転工具がワークに向かって進入されるように構成されている棒状ワークの加工装置。
【請求項５】
請求項４において、前記貫通孔は、インデックステーブルの外周面に開放され、貫通孔の開放部がブラケットにより閉塞され、前記貫通孔が形成され、前記ブラケットの内面には、ワークの外周面の片側をクランプするための第１クランプ部材が装着され、前記貫通孔の内面には、前記第１クランプ部材と対向するように第２クランプ部材が支持されていることを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項において、前記インデックステーブルに隣接するようにワーク搬送装置を設けるとともに、インデックステーブルとワーク搬送装置との間にはアームをその中間部において旋回可能に配設し、該アームの両端部にはワークを着脱可能に保持する保持機構を設け、その保持機構の着脱動作及びアームの旋回動作により前記ワーク搬送装置の搬入ステーションにある未加工ワークを前記インデックステーブルの搬入位置にある把持機構に受け渡すとともに、インデックステーブルの搬出位置にある把持機構に把持された加工済みワークをワーク搬送装置の搬出ステーションに受け渡す搬出動作が行われるようにしたことを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【請求項７】
請求項６において、前記アームの保持機構は、ワークをインデックステーブルの搬入位置にある把持機構に搬入する際に、ワークをシフトして、ワークの一端部をインデックステーブルに設けた位置規制部材に当接させて位置決めするためのシフト機構が設けられていることを特徴とする棒状ワークの加工装置。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２１２７６８（Ｐ２０１１−２１２７６８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８１３３１（Ｐ２０１０−８１３３１）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１５２６７５）コマツＮＴＣ株式会社 (218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００１５２６７５）コマツＮＴＣ株式会社 (218)
【Ｆターム（参考）】
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