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工作機械、製造方法及びプログラム NEW

国内特許コード P210017723
整理番号 (S2018-0319-N0)
掲載日 2021年5月26日
出願番号 特願2019-569085
出願日 平成31年1月25日(2019.1.25)
国際出願番号 JP2019002543
国際公開番号 WO2019151147
国際出願日 平成31年1月25日(2019.1.25)
国際公開日 令和元年8月8日(2019.8.8)
優先権データ
  • 特願2018-014532 (2018.1.31) JP
発明者
  • 相部 範之
  • 青木 翔平
  • 増田 恒夫
  • 田中 浩也
出願人
  • 学校法人慶應義塾
発明の名称 工作機械、製造方法及びプログラム NEW
発明の概要 【課題】装置の大型化を抑制しつつ、異なる種類の加工を実行可能な工作機械を実現すること。
【解決手段】立体物製造装置1は、ツールチェンジャー33と、アクチュエータ25a~27a,25b~27b及びアーム28a~30a,28b~30bと、加工制御部113と、切り替え制御部114と、を備える。ツールチェンジャー33は、製造物を加工するための複数のツールを保持する。アクチュエータ25a~27a,25b~27b及びアーム28a~30a,28b~30bは、製造物の加工が行われる台座31を下方から支持して移動させる。加工制御部113は、アクチュエータ25a~27a,25b~27b及びアーム28a~30a,28b~30bによって台座31を移動させながら、ツールチェンジャー33に保持されたツールによって、台座31上で製造物の加工を行う。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

近年、製造現場においては、ニーズの多様化が顕著であり、これまでの平均値的な「大量生産品」との齟齬が拡大している。
このような状況に対して、現在のインターネットの力とデジタル製造技術とを直結すれば、「個性的な一品」を、誰もが必要に応じて設計・製造・生産できる新しい社会基盤を構築することができると考えられる。このインターネットの力とデジタル製造技術とを直結した代表例に3Dプリンタ及びCO2レーザー加工機がある。これらの工作機械は、数年前までは業務用の大型のものしか存在せず、価格も高価なものであった。
しかしながら、この数年において、3Dプリンタは小型化が進み、CAD(Computer Aided Design)/CAM(Computer Aided Manufacturing)のためのソフトウェアと共に低価格化している。また、CO2レーザー加工機は、3Dプリンタほど普及が進んでいないものの、従来よりも小型化・低価格化しつつある。
さらに、これらの工作機械は、その装置サイズ及び価格のみならず、操作の容易性も大きな特徴となっている。即ち、従来の大型の業務用工作機械等は、機能が豊富な反面、操作が複雑であるのに対し、ラボ、オフィスあるいは家庭向けの小型で低価格な工作機械は機能が限定されていることから、操作性の向上に繋がりやすい。
なお、既存の工作機械として、CNC(Computerized Numerical Control)フライス盤(切削加工機)が知られており、小型で低価格なものも存在するが、一般には普及していない。

産業上の利用分野

本発明は、工作機械、製造方法及びプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
製造物を加工するための複数のツールを保持するツール保持手段と、
前記製造物の加工が行われる台座を下方から支持して移動させる台座移動手段と、
前記台座移動手段によって前記台座を移動させながら、前記ツール保持手段に保持された前記ツールによって、前記台座上で前記製造物の加工を行う加工制御手段と、
前記加工制御手段における加工に対応して、前記ツール保持手段に保持されている前記複数のツールにおいて使用する前記ツールを切り替える切り替え制御手段と、
を備え、
前記ツール保持手段は、前記複数のツールを前記台座に対して移動可能な構成を有し、
前記加工制御手段は、前記ツール保持手段に保持された前記ツールを切り替える時には前記ツール保持手段を移動させると共に前記ツールの切り替え後の加工に応じた位置に前記台座を移動させ、前記台座上で前記製造物の加工を行う時には前記台座を移動させることを特徴とする工作機械。

【請求項2】
製造物を加工するための複数のツールを保持するツール保持手段と、
前記製造物の加工が行われる台座を下方から支持して移動させる台座移動手段と、
前記台座移動手段によって前記台座を移動させながら、前記ツール保持手段に保持された前記ツールによって、前記台座上で前記製造物の加工を行う加工制御手段と、
前記加工制御手段における加工に対応して、前記ツール保持手段に保持されている前記複数のツールにおいて使用する前記ツールを切り替える切り替え制御手段と、
を備えることを特徴とする工作機械。

【請求項3】
前記ツール保持手段は、前記複数のツールを前記台座に対して移動可能な構成を有し、
前記加工制御手段は、前記ツール保持手段に保持された前記ツールを切り替える時には前記ツール保持手段を移動させ、前記台座上で前記製造物の加工を行う時には前記台座を移動させることを特徴とする請求項2に記載の工作機械。

【請求項4】
前記ツール保持手段は、前記ツールとして、立体物を積層造形するための3Dプリンタヘッドを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の工作機械。

【請求項5】
前記ツール保持手段は、前記ツールとして、電子部品を載置するためのチップマウンタを備え、
前記加工制御手段は、前記製造物の製造過程において、前記チップマウンタによって電子部品を組み込むことにより、電子回路を備えた前記製造物を製造することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の工作機械。

【請求項6】
前記製造物の製造過程において、当該製造物の形状を表すデータを取得する形状取得手段と、
前記形状取得手段によって取得された前記製造物の形状を表すデータに基づいて、製造過程における前記製造物の状態を評価する評価手段と、
前記ツール保持手段に保持された前記ツールとして、前記製造物の一部を除去する除去手段と、を備え、
前記加工制御手段は、前記評価手段による評価結果に基づいて、製造過程の前記製造物における一部を前記除去手段によって除去し、除去された部分の加工を、除去された部分に対応する前記ツールによって再実行することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の工作機械。

【請求項7】
前記除去手段は、製造過程における前記製造物を切削加工する切削加工具を備えることを特徴とする請求項6に記載の工作機械。

【請求項8】
前記除去手段は、電気的な接続のために用いられるはんだを除去するはんだクリーニングヘッドを備えることを特徴とする請求項6または7に記載の工作機械。

【請求項9】
前記形状取得手段は、異なる方向から前記製造物を撮像する複数の撮像装置を備えることを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の工作機械。

【請求項10】
製造物を加工するための複数のツールを保持するツール保持手段と、前記製造物の加工が行われる台座を下方から支持して移動させる台座移動手段と、を備える工作機械によって実行される製造方法であって、
前記台座移動手段によって前記台座を移動させながら、前記ツール保持手段に保持された前記ツールによって、前記台座上で前記製造物の加工を行う加工制御ステップと、
前記加工制御ステップにおける加工に対応して、前記ツール保持手段に保持されている前記複数のツールにおいて使用する前記ツールを切り替える切り替え制御ステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。

【請求項11】
製造物を加工するための複数のツールを保持するツール保持手段と、前記製造物の加工が行われる台座を下方から支持して移動させる台座移動手段と、を備える工作機械を制御するコンピュータに、
前記台座移動手段によって前記台座を移動させながら、前記ツール保持手段に保持された前記ツールによって、前記台座上で前記製造物の加工を行う加工制御機能と、
前記加工制御機能における加工に対応して、前記ツール保持手段に保持されている前記複数のツールにおいて使用する前記ツールを切り替える切り替え制御機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019569085thum.jpg
出願権利状態 公開
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