CN106476016B - 加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于：维持工件加工时的安全性，并且，降低加工设备所花费的成本。本发明提供一种加工设备，该加工设备能够将待加工物亦即工件(W)搬运到加工间(B)，且能够在加工间(B)的内部对工件(W)进行加工，其特征在于，包括：加工装置(2)，其设置在加工间(B)的内部；转台(4)，其能够载置工件(W)；以及搬运机构(3)，其能够将转台(4)从加工间(B)的外部搬运到内部，转台(4)能够利用设置在加工间(B)的外部的驱动源(52)在加工间(B)的内部进行自转。

Description

加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及能够将待加工物亦即工件搬运到加工间内，且能够在加工间的内部对工件进行加工的加工设备及加工方法。

背景技术

作为在加工间内对工件进行加工的加工设备，例如已知专利文献1中记载的加工设备。如图10所示，专利文献1中记载的加工设备101包括：涂装机器人102、旋转臂103、安装在旋转臂103的前端而沿圆形轨道进行公转移动且能够在载置工件W的状态下进行自转的多个转台104。转台104 通过旋转臂103旋转而从转移位置P101被搬运到加工位置P103，并能够在加工位置P103进行自转，使载置有工件W的转台104自转，并且，通过涂装机器人102进行涂装加工，由此，能够容易地涂装工件W的整面。

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/030958号

发明内容

然而，在专利文献1中记载的加工设备101中，用于使转台104自转的驱动源152与位于加工位置P103的转台104及涂装机器人102之间未被隔开。另外，如果该驱动源152与由涂装机器人102喷射的涂料进行反应，则有可能引起爆炸等。因此，需要将该驱动源152等设为耐压防爆结构，导致加工设备所花费的成本升高。

因此，本发明的加工设备及加工方法的目的在于：维持工件加工时的安全性，并且，降低加工设备所花费的成本。

本发明的加工设备是一种能够将待加工物亦即工件搬运到加工间，且能够在所述加工间的内部对所述工件进行加工的加工设备，其特征在于，包括：加工装置，所述加工装置设置在所述加工间的内部；转台，所述转台能够载置所述工件；以及搬运机构，所述搬运机构能够将所述转台从所述加工间的外部搬运到内部，所述转台能够利用设置在所述加工间的外部的驱动源在所述加工间的内部进行自转。由此，用于使转台自转的驱动源设置在加工间的外部，在加工间的内部与驱动源之间设置有隔板。

应予说明，所述搬运机构是与所述转台连接的另一转台，通过所述另一转台旋转可以将所述转台从所述加工间的外部搬运到内部。

另外，优选为，还包括滚柱，所述滚柱与所述驱动源连接，所述转台能够利用与所述滚柱的摩擦力而进行自转。由此，利用摩擦力来驱动转台。

并且，优选为，还包括锁定机构，所述锁定机构能够对所述转台的自转进行限制。由此，在想对转台的自转进行限制的情况下，进行限制，在不想限制的情况下，能够解除该限制。

进而，优选为，还包括转移装置，所述转移装置能够将所述工件转移到位于所述加工间的外部的转台上。由此，通过转移装置能够将工件转移到位于加工间的外部的转台上。

本发明能够优选利用于以下情形：尤其是所述加工装置为能够喷射涂料的涂装装置。

本发明的加工方法的特征在于，包括：转移工序，所述转移工序是将工件转移到位于加工间的外部的转台上；搬运工序，所述搬运工序是将所述转台搬运到所述加工间的内部；以及加工工序，所述加工工序是在所述加工间的内部同时或交替地进行所述转台的自转和所述工件的加工，所述转台的自转利用设置在所述加工间的外部的驱动源来进行。由此，用于使转台自转的驱动源设置在加工间的外部。

应予说明，在所述搬运工序中，通过使与所述转台连接的另一转台旋转，可以将所述转台搬运到所述加工间的内部。

另外，优选为，在所述加工工序中，所述转台利用与滚柱的摩擦力而进行自转，所述滚柱与所述驱动源连接。由此，利用摩擦力来驱动转台。

并且，优选为，在使所述转台自转的前后，对所述转台的自转进行限制，在使所述转台自转的期间，解除对所述转台的自转的限制。由此，限制转台自转，在不想使转台自转的情况下，能够解除该限制。

本发明能够优选利用于以下情形：在所述加工工序中，进行向所述工件喷射涂料的加工。

根据本发明的加工设备及加工方法，用于使转台自转的驱动源设置在加工间的外部，加工间的内部与驱动源之间被隔开，因此，能够防止该驱动源与加工所使用的材料、热等发生反应而引起爆炸等。因此，不需要将驱动源152等设为耐压防爆结构，能够维持工件加工时的安全性，并且，能够降低加工设备所花费的成本。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的加工设备的一个方案的俯视图。

图2是表示上述加工设备的主视图。

图3是表示上述加工设备的第一转台的周边部的放大俯视图及放大主视图。

图4是表示上述加工设备的第二转台的周边部的放大主视图。

图5是表示上述加工设备的第二转台的周边部的放大俯视图，亦即图 4中的A－AA俯视图。

图6是表示上述加工设备的滚柱及驱动源的周边部的放大俯视图及放大主视图。

图7是表示本发明的实施方式所涉及的加工方法的俯视图。

图8是表示本发明的实施方式所涉及的加工设备的另一方案的俯视图。

图9是表示本发明的实施方式所涉及的加工设备的再一方案的俯视图。

图10是表示现有的加工设备的俯视图。

符号说明：

1-加工设备；2-涂装机器人；3-第一转台；31-旋转轴；32-臂；4-第二转台；41-载置部；42-自转轴；43-锁定部；44-转动部；5-滚柱；51-施力部件；52-驱动源；6-锁定机构；7-转移机器人；8-控制部；9-传送带。

具体实施方式

首先，参照图1～6，对本发明的实施方式所涉及的加工设备进行说明。如图1及2所示，本发明的实施方式所涉及的加工设备1是能够将待加工物亦即工件搬运到加工间B，且能够在加工间B的内部实施工件 W的涂装的设备。工件W的涂装在加工间B的内部进行，该加工间B 被隔开，使得涂装所使用的涂料不会飞散。加工设备1包括：作为涂装装置的涂装机器人2、作为搬运机构的第一转台3、第二转台4、滚柱5、锁定机构6、作为转移装置的转移机器人7、以及控制部8。应予说明，在图1中，省略了涂装机器人。

涂装机器人2是能够向工件W喷射涂料的装置，设置在加工间B 的内部。涂装机器人2包括机器人手臂21和安装在机器人手臂21的前端的喷射喷嘴22。通过机器人手臂21移动，能够变更喷射喷嘴22的位置或涂料喷射的方向。该涂装机器人2与控制部8连接，根据来自控制部8的命令，使机器人手臂21移动，由喷射喷嘴22向被搬运到加工间 B的内部的加工位置P3的工件W喷射涂料。

转移机器人7是能够使工件W转移到位于加工间B的外部的转移位置P1的第二转台4上的装置。转移机器人7包括机器人手臂71和安装在机器人手臂71的前端的工件保持部72。转移机器人7与控制部8 连接，根据来自控制部8的命令，工件保持部72保持工件W，使机器人手臂71移动而将工件W转移到位于转移位置P1的第二转台4上。

如图1～3所示，第一转台3包括旋转轴31和臂32，能够绕旋转轴 31旋转，借助臂32与第二转台4连接。第一转台3通过绕旋转轴31 旋转，能够将与臂32连接的第二转台4逐步从转移位置P1搬运到加工位置P3。另外，在图3中，对第一转台3利用与滚柱33的摩擦力进行旋转的方案进行了描述，该滚柱33与驱动源34连接，但是，本发明不限定于该方案，例如可以为利用马达或齿轮进行旋转的方案。另外，第一转台3的驱动源34与控制部8连接，第一转台3根据来自控制部8 的命令进行旋转。

第二转台4能够载置工件W，能够将工件W从加工间B的外部移动到内部。具体而言，在第一转台3的旋转轴31的周围设置有4个第二转台4，分别与第一转台3的臂32连接。另外，通过第一转台3绕旋转轴31旋转，使得第二转台4也绕旋转轴31进行公转，从而，将工件 W从加工间B的外部移动到内部或从内部移动到外部。另外，如图4 及5所示，第二转台4具有载置工件W的载置部41，能够在该载置部 41上载置工件W。在载置部41上连接有自转轴42，在该自转轴42上除连接有载置部41以外，还连接有锁定部43和转动部44。

锁定部43是与锁定机构6一同限制第二转台4的自转的部分。具体而言，锁定机构6包括：抵接部61、弹簧等施力部件62、以及致动器 63。抵接部61通过施力部件62沿第一转台3旋转的径向R被施加作用力F1，与锁定部43抵接。由此，限制第二转台4整体的自转，防止第二转台4发生自转。并且，在想使其自转的情况下，致动器63对施力部件62沿与径向R相反的方向施加力F2，由此，消除施力部件62的作用力F1，使抵接部61离开锁定部43。由此，解除对第二转台4的自转的限制。应予说明，针对4个第二转台4分别设置抵接部61及施力部件62，随着第一转台3的旋转而转动。另一方面，在加工间B的内部固定设置有1个致动器63，使得能够对与位于加工位置P3的第二转台4对应的施力部件62施加力F2。致动器63与控制部8连接，根据来自控制部8的命令，对施力部件62施加力。应予说明，图4及5中的符号64是用于将施力部件62的作用力F1传递给抵接部61的杆。

转动部44是与滚柱5接触的部分。如图1、2及6所示，滚柱5通过弹簧等施力部件51沿第一转台3旋转的径向R被施加作用力F3。因此，通过第二转台4被搬运到加工间B的内部的加工位置P3，滚柱5 自动与转动部44接触。另外，滚柱5与设置在加工间B的外部的驱动源52连接。驱动源52与控制部8连接，根据来自控制部8的命令，使滚柱5转动。如果滚柱5在转动部44与滚柱5接触的状态下转动，则转动部44因与滚柱5之间产生的摩擦力而绕自转轴42进行自转。并且，通过转动部44自转，第二转台4整体也进行自转。应予说明，图6中的符号53a、53b、53c分别是设置在轴54a与轴54b之间、轴54b与轴 54c之间或轴54c与轴54d之间、改变这些轴的转动方向的锥齿轮。在此，沿与径向R相同的方向设置轴54c的长度方向，以便相对于滚柱5 沿径向R施加作用力F3，但是，如果使轴54c在这种状态下延长至加工间B的外部，则与第一转台3的旋转轴31发生干涉。因此，通过设置锥齿轮53a、53b和借助锥齿轮53a、53b与轴54c连接的轴54a、54b 来使连接滚柱5与驱动源52的轴弯曲，使得轴54c与第一转台3的旋转轴31不会发生干涉。

接着，参照图7，对本发明的实施方式所涉及的加工设备的使用方法、即本发明的实施方式所涉及的加工方法进行说明。本发明的实施方式所涉及的加工方法包括：转移工序、搬运工序、以及加工工序。这些工序可以利用手动操作来执行，还可以设置程序使得与涂装机器人2等连接的控制部自动执行这些工序。

(转移工序)

首先，将被传送到规定位置的工件Wa通过转移机器人7转移到位于加工间B的外部的转移位置P1的第二转台4a上。具体而言，工件 Wa在被传送带9传送到规定位置后，被转移机器人7的工件保持部保持，在该状态下使转移机器人7的机器人手臂移动，由此，工件Wa被转移到第二转台4a。然而，即便不使用传送带9，也可以使用其它搬运机构。还可以利用人手将工件Wa传送到规定位置。

(搬运工序)

接着，使第一转台3绕其旋转轴旋转90度，将第二转台4a搬运到转移位置P1与加工位置P3之间的位置(以下，称为搬入位置P2。)。此时，另一第二转台4b被搬运到转移位置P1。并且，将被传送带9等传送到规定位置的另一工件Wb转移到该第二转台4b。然后，使第一转台3再旋转90度，将第二转台4a搬运到加工位置P3。即，第一转台3旋转90度被重复2次，由此，工件Wa从转移位置P1被搬运到加工位置P3。此时，另一第二转台4b被搬运到搬入位置P2，进而，另一第二转台4c被搬运到转移位置P1。将另一工件Wc转移到该第二转台 4c。

(加工工序)

接着，在加工间B的内部的加工位置P3，使第二转台4a自转，并且通过涂装机器人2对工件Wa进行涂装。由此，能够容易地进行工件 Wa的整面涂装。关于进行第二转台4a的自转和工件Wa的涂装的时机，两者可以同时进行，还可以交替进行。例如在使第二转台4a低速自转的期间，涂装机器人2由喷射喷嘴22继续喷射涂料，由此，能够涂装工件Wa的整面。另外，也可以不使第二转台4a自转，而在涂装机器人2完成工件Wa的表面的一半儿的涂装之后，中断涂料的喷射，使第二转台4a自转180度，然后，涂装机器人2对工件Wa的表面的剩下的一半儿进行涂装，由此，也能够涂装工件Wa的整面。在使第二转台 4a自转的期间，锁定机构解除对第二转台4a自转的限制，但是，在使第二转台4a自转的前后，锁定机构对第二转台4a的自转进行限制。同样地，关于其它第二转台4b、4c、4d，也通过锁定机构限制自转。

然后，使第一转台3再旋转90度，将第二转台4a搬运到加工位置 P3与转移位置P1之间的位置(以下，称为搬出位置P4。)。此时，第二转台4b被搬运到加工位置P3，另外，第二转台4c被搬运到搬入位置P2，进而，另一第二转台4d被搬运到转移位置P1。将另一工件Wd转移到该第二转台4d。通过上述加工工序对被转移到加工位置P3的第二转台4b上所载置的工件Wb进行整面涂装。

然后，使第一转台3再旋转90度，将第二转台4a搬运到转移位置 P1。并且，该第二转台4a上所载置的涂装完成的工件Wa通过转移机器人7转移到传送带9等，传送到后续的制造工序的设备、例如使涂装干燥的干燥设备。在工件Wa被转移到传送带9等后的第二转台4a上载置未涂装的另一工件。此时，也可以转移到与传送带9不同的传送带。由此，通过对1个工件重复进行转移工序、搬运工序、及加工工序，能够与各工序并行来对多个工件进行涂装加工。

根据本发明的实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，与现有的加工设备及加工方法相比，能够维持工件加工时的安全性，并且，能够降低加工设备所花费的成本。在现有的加工设备101中，如图10所示，用于使转台104自转的驱动源152与位于加工位置P103的转台104或涂装机器人102之间未被隔开。另外，如果该驱动源152与由涂装机器人102喷射的涂料发生反应，则有可能引起爆炸等。因此，在现有的加工设备101中，需要将该驱动源152等设为耐压防爆结构，导致加工设备所花费的成本升高。关于这一点，在本发明的实施方式所涉及的加工设备1及加工方法中，如图1及2所示，被隔开为加工间B的内部和外部，在加工间B的内部进行涂装加工，另一方面，用于使第二转台4 自转的驱动源52设置在加工间B的外部。因此，无需将驱动源52等设为耐压防爆结构，能够防止驱动源52与涂料发生反应而引起爆炸等，进而，能够维持工件加工时的安全性，并且，能够降低加工设备所花费的成本。

根据本实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，因为借助臂32 将第一转台3与第二转台4连接起来，所以由涂装机器人2喷射的涂料不易堆积在第一转台3上，能够降低用于除去第一转台3上所堆积的涂料的维修的频率。

根据本实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，因为采用第一转台3作为第二转台4的搬运机构，所以，如图7所示，能够针对多个工件Wa、Wb、Wc、Wd并行来进行转移工序、搬运工序以及加工工序。

根据本实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，因为滚柱5对第二转台4的转动部44施力，所以能够使滚柱5与转动部44容易且可靠地接触。

根据本实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，因为第二转台4 利用与滚柱5的摩擦力而进行自转，所以不需要用于调整而使第二转台 4与滚柱5啮合的控制及装置。

根据本实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，因为能够通过锁定机构6来限制第二转台4的自转，所以能够使滚柱5所带来的转动力为最低限度，并且，能够防止第二转台4进行自转。

根据本实施方式所涉及的加工设备1及加工方法，转移机器人7担负着转移工序，由此，能够高效地转移工件W。

以上对以下方案进行了描述：本实施方式所涉及的加工设备具备控制部8，涂装机器人2、转移机器人7、第一转台3的驱动源34、致动器63及第二转台4的驱动源52分别与控制部8连接，但是，本发明不限定于该方案。例如在利用手动操作进行转移工序、搬运工序及加工工序的情况下，不需要具备控制部。

在本实施方式中，对第二转台4的数量为4个的情形进行了说明，但是，本发明不限定于该方案。在第二转台4的数量为4个的情况下，在搬运工序中，使第一转台3每次旋转90度，但是，在第二转台4的数量为6个的情况下，只要每次使其旋转60度即可。在第二转台4的数量为2个的情况下，只要每次使其旋转180度即可。另外，在第二转台4的数量为N个的情况下，只要每次使其旋转360/N度即可。应予说明，虽然需要加工位置P3处于加工间B的内部且转移位置P1处于加工间B的外部，但是，这些以外的位置、即搬入位置P2及搬出位置 P4可以在加工间B的内部，也可以在加工间B的外部。

在本实施方式中，对第一转台3具有臂32的方案进行了描述，但是，未必需要臂32。例如，如图8所示，圆板状的第一转台3设置成横跨于加工间B的内部及外部，如果在第一转台3上设置第二转台4，则通过第一转台3旋转能够将第二转台4从加工间B的外部搬运到内部。

在本实施方式中，对通过第一转台3旋转而搬运第二转台4的方案进行了描述，但是，本发明不限定于该方案。即，如果是能够将第二转台4搬运到加工间B的内部的搬运机构，则可以使用第一转台3以外的搬运机构。例如，作为代替第一转台3的搬运机构，如图9所示，可以使用设置成横跨加工间B的内部和外部的直轨3′。通过使第二转台4 在该直轨3′上进行往复运动，能够将第二转台4从加工间B的外部搬运到内部。

对滚柱5通过施力部件51被施力的方案进行了描述，但是，本发明不限定于该方案。如果能够使与第二转台4的转动部44之间产生摩擦力而使第二转台4进行自转，则可以不通过施力部件进行施力。

以上对以下方案进行了描述：本实施方式所涉及的加工设备1具备滚柱5，第二转台4利用与滚柱5的摩擦力进行自转，该滚柱5与驱动源52连接，但是，本发明不限定于该方案。例如，设置齿轮来代替滚柱5，在第二转台4与齿轮啮合的状态下使齿轮转动，由此，也可以使第二转台4进行自转。

以上对以下方案进行了描述：本实施方式所涉及的加工设备1具备对第二转台4的自转进行限制的锁定机构6，但是，该锁定机构6不是必需的。例如，如果构成第二转台4，使得不施加一定以上的转动力就不会自转，则不需要锁定机构6。在这种情况下，通过抑制第二转台4 进行自转，并且，由滚柱5对第二转台4施加一定以上的转动力，由此，能够使第二转台4进行自转。

以上对转移机器人7具有机器人手臂71和工件保持部72的方案进行了描述，但是，不限于此，也可以采用能够承担转移工序的另一转移装置。另外，该转移机器人7并不是必须的。例如，可以通过人手来承担转移工序，此时，不需要转移机器人7。

在本实施方式中，对涂装机器人2包括机器人手臂21和喷射喷嘴 22的方案进行了描述，但是，本发明不限定于该方案。也可以采用设置在加工间B的内部，能够对工件W喷射涂料的其它涂装装置。另外，还可以使用涂装装置以外的加工装置。作为涂装装置以外的加工装置，例如可以考虑对工件W实施焊接加工的焊接装置。在焊接加工的情况下，焊接加工所需要的热或材料有可能与用于使第二转台4自转的驱动源52发生反应而引起爆炸等。因此，焊接加工也与涂装加工同样地，在加工间B的内部进行，以便确保安全性。在本发明中，因为用于使第二转台4自转的驱动源52设置在加工间B的外部，所以无需将驱动源 52等设为耐压防爆结构，能够防止焊接加工所需要的热或材料与驱动源 52发生反应而引起爆炸等，进而，能维持工件加工时的安全性，并且，能够降低加工设备所花费的成本。因为，本发明的加工设备及加工方法不仅能够优选利用于涂装加工，还可以优选利用于焊接加工。

Claims (5)

1.一种加工设备，所述加工设备能够将待加工物亦即工件搬运到加工间，且能够在所述加工间的内部对所述工件进行加工，其特征在于，包括：

加工装置，所述加工装置设置在所述加工间的内部；

转台，所述转台能够载置所述工件；

搬运机构，所述搬运机构能够将所述转台从所述加工间的外部搬运到内部，

滚柱，所述滚柱能够利用摩擦力使所述转台在所述加工间的内部进行自转，

驱动源，所述驱动源设置在所述加工间的外部，使所述滚柱旋转，

锁定机构，所述锁定机构能够对位于所述加工间内部的所述工件的加工位置的所述转台的自转进行限制，以及

轴，所述轴将所述滚柱和所述驱动源连接起来，

所述搬运机构是与所述转台连接的另一转台，通过所述另一转台旋转而将所述转台从所述加工间的外部搬运到内部，

所述锁定机构具有抵接于与所述转台的自转轴连接的锁定部的抵接部、对所述抵接部施加作用力的施力部件和对所述施力部件施力的致动器，

在使位于所述工件的加工位置的所述转台自转的前后，通过由所述施力部件对所述抵接部沿所述搬运机构旋转的径向施加作用力，所述抵接部与所述锁定部抵接，由此所述转台整体的自转被限制，

另一方面，在使位于所述工件的加工位置的所述转台自转的期间，通过由所述致动器对所述施力部件沿与所述径向相反的方向施力，消除所述施力部件的作用力而使所述抵接部与所述锁定部分离，从而解除所述转台的自转的限制，

所述轴沿着与所述另一转台的旋转的径向相同的方向延伸设置，并以与所述另一转台的旋转轴不发生干涉的方式弯曲。

2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，

还包括转移装置，所述转移装置能够将所述工件转移到位于所述加工间的外部的转台上。

3.根据权利要求1或2所述的加工设备，其特征在于，

所述加工装置是能够喷射涂料的涂装装置。

4.一种加工方法，其特征在于，包括：

转移工序，在所述转移工序中，将工件转移到位于加工间的外部的转台上；

搬运工序，在所述搬运工序中，将所述转台搬运到所述加工间的内部；以及

加工工序，在所述加工工序中，在所述加工间的内部同时或交替地进行所述转台的自转和所述工件的加工，所述转台的自转是利用设置在所述加工间的外部的驱动源进行的，

在所述搬运工序中，通过使与所述转台连接的另一转台旋转而将所述转台搬运到所述加工间的内部，

在所述加工工序中，所述转台利用与连接于所述驱动源的滚柱的摩擦力而进行自转，

在所述加工工序中，所述滚柱通过以下轴而旋转，该轴沿着与所述另一转台的旋转的径向相同的方向延伸设置，并以与所述另一转台的旋转轴不发生干涉的方式将所述滚柱和所述驱动源连接起来，

在使位于所述加工间内部的所述工件的加工位置的所述转台自转的前后，对所述转台的自转进行限制，

在使位于所述工件的加工位置的所述转台自转的期间，解除所述转台的自转的限制，

所述转台的自转的限制由锁定机构进行，所述锁定机构具有：抵接于与所述转台的自转轴连接的锁定部的抵接部、对所述抵接部施加作用力的施力部件和对所述施力部件施力的致动器，

通过由所述施力部件对所述抵接部沿所述另一转台旋转的径向施加作用力，所述抵接部与所述锁定部抵接，由此所述锁定机构对所述转台整体的自转进行限制，

另一方面，通过由所述致动器对所述施力部件沿与所述径向相反的方向施力，消除所述施力部件的作用力而使所述抵接部与所述锁定部分离，从而所述锁定机构解除所述转台的自转的限制。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，

在所述加工工序中，进行向所述工件喷射涂料的加工。

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