JP2001310244A

JP2001310244A - 長尺帯状ワークの加工方法

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Publication number: JP2001310244A
Application number: JP2000127079A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sato; 勝浩佐藤; Satoru Yanaka; 悟谷中; Hiromitsu Nakabayashi; 弘充中林; Shoji Inagawa; 昭司稲川; Hitoshi Kogori; 人士古郡; Koji Onishi; 浩二大西; Nobuhiro Abe; 信浩阿部
Original assignee: Toshiba Corp; Ikegai Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Ikegai Corp
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-11-06
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP4574797B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの搬入、加工及び搬出を自動化するこ
とができ、かつ、加工時間の短縮化と小型化を図ること
のできる長尺帯状ワークの加工方法を提供する。【解決手段】ワークストッカ１１０から搬出したワー
クを、加工領域Ａで位置決め手段１３２ａ，１３２ｂで
位置決めし、かつ、ワーククランパ１３０で垂直に立て
た状態で保持させる。そして、垂直に立てた状態でクラ
ンプされたワークＷに対し、ワークＷの両面側から複数
の加工手段ＭＣでワークＷを加工する。加工手段ＭＣ
は、ワークＷの長手方向に各々移動しながらワークＷを
加工する。加工の終了したワークＷは、ワーク搬送手段
１８０によって加工領域Ａから搬出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺帯状のワークを工
作機械で加工する長尺帯状ワークの加工方法に関する。
特に、タービン発電機に用いられるロータコイルや、原
子炉の制御棒の駆動機構に用いられるガイドチューブを
形成するための長尺帯状のワークの加工に適した加工方
法にかかり、前記ワークを自動的にワーク加工領域に搬
入し、複数台の加工手段によって前記ワークを両側から
同時に加工し、加工の終了した前記ワークを前記ワーク
加工領域から自動的に搬出することができるようにした
長尺帯状ワークの加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、タービン発電機に用いられるロ
ータコイルや原子炉の制御棒の駆動機構に用いられるガ
イドチューブは、通常、長尺帯状のワーク（鋼帯）を加
工して形成される。図１１（ａ）〜（ｃ）に、前記長尺
帯状のワークに施す孔加工（ａ）や溝加工（ｂ）、端部
加工（ｃ）の一例を示す。従来、このような加工は、長
尺帯状ワーク（以下、ワークと記載する）を搬送する搬
送装置の両側に、図１１に示したような孔加工、溝加
工、端部加工等を行う加工手段のほかに、バリ取りや仕
上げ加工を行う加工手段を複数台配置し、ワークを長手
方向に送るとともに所定位置に位置決めして、前記加工
手段で所定の加工を順番に行っていた。

【０００３】しかしながら、上記従来の加工方法による
と、１０ｍ前後の長尺帯状のワークを搬送するために、
長い搬送路を有する搬送コンベアが必要になるうえ、長
尺帯状ワークの加工装置が大型化して装置コストも高く
なるという問題があった。また、孔加工や溝加工、端部
加工、バリ取り加工、仕上げ加工等を行うたびに長尺の
ワークを位置決めしなければならず、加工に長時間を費
やして加工コストも高くなるという問題があった。さら
に、長尺帯状ワークの加工装置へのワークの搬入や搬出
及び加工等の一部が作業者の人手によって行われている
ため、作業効率が低く、その分加工コストが増大すると
いう問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
にかんがみてなされたもので、ロータコイルやガイドチ
ューブのような製品を形成するための長尺帯状のワーク
を加工する一連の作業を自動化し、小さいスペースで効
率良く加工を行うことができる長尺帯状ワークの加工方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、所定位置に保持した長尺
帯状のワークに、工作機械で所定の加工を施す長尺帯状
ワークの加工方法において、複数の前記ワークを貯蔵す
るワークストッカから、前記ワークの加工を行うワーク
加工領域に前記ワークを搬入し、前記ワーク加工領域内
で、対向する長辺が上下に位置するように前記ワークを
垂直に立てて保持し、垂直に立てて保持した前記長尺帯
状のワークの両面側に複数の加工手段を準備し、この加
工手段を、前記ワークの長手方向に移動させながら、複
数の加工を同時に行い、加工の終了した前記ワークを、
前記ワーク加工領域から搬出する方法である。

【０００６】この方法によれば、長尺帯状ワークの加工
を自動的に行うことができ、作業効率を向上させること
ができる。また、垂直に立てた状態でワークを位置決め
し、ワークの両側から、ワークの長手方向に沿って移動
する複数の加工手段で、複数の加工部位を同時に加工す
るようにしているので、加工のためにワークを長手方向
に送る必要がなくなり、装置の省スペース化を図ること
ができるほか、加工時間の短縮を図ることができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記加工手段に
よる前記ワークの加工範囲を互いに重ならせ、前記加工
範囲が重複する部分については、前記加工範囲が重なる
複数の前記加工手段のうちの一つで加工する方法であ
る。この方法によれば、各加工手段に対する加工の割り
付けの自由度が増し、加工手段の待機時間の短縮を図っ
て加工のさらなる効率化を図ることができる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、加工範囲が互い
に重なる複数の加工手段について、前記加工手段の加工
プログラムから前記加工手段が他の加工手段と干渉する
かどうかを予測し、干渉が生じると判断した場合には、
干渉する加工手段のうちの一方の加工を継続させるとと
もに他方の加工手段の加工を待機させる方法としてあ
る。この方法によれば、干渉が生じた場合の一方の加工
手段の待機時間を最短にすることができる。

【０００９】請求項４に記載の発明は、前記ワーク加工
領域の外部にワーク反転手段を設け、前記ワークの一側
の加工が終了した後に、前記ワークの上下をこのワーク
反転手段によって入れ換え、前記ワークの他側の加工を
行う方法である。この方法によれば、ワークの上下を反
転して加工する必要がある場合に、ワークの自動反転を
行って、加工を継続することができる。

【００１０】また、請求項５に記載の発明は、前記長尺
帯状ワークの形成に必要な加工形態ごとに個別加工プロ
グラムを予め作成し、前記ワークの各々について前記加
工形態を組み合わせて前記ワークの加工スケジュールを
作成し、この加工スケジュールに基づいて各前記加工手
段が分担する前記加工形態を割り付け、前記加工スケジ
ュール及び割り付けられた前記加工形態に対応する前記
個別加工プログラムから各加工手段ごとに前記ワークを
加工するための加工プログラムを作成し、作成した前記
加工プログラムを各前記加工手段に配信する方法であ
る。この方法によれば、各加工手段の待機時間が可能な
限り短い加工スケジュールを予め作成しておくことで、
加工の効率化を図ることができる。

【００１１】請求項６に記載の発明は、前記ワークの各
々について、前記加工形態の組み合わせ及び前記加工手
段に割り付ける前記加工形態を異ならせて前記加工スケ
ジュールを複数作成し、この複数の加工スケジュールを
シミュレートして最も加工時間の短い加工スケジュール
を検索し、この検索によって割り出された加工スケジュ
ールにしたがって前記加工プログラムを作成する方法で
ある。この方法によれば、各加工手段の待機時間が短
い、最適な加工スケジュールを自動的に作成することが
できる。

【００１２】請求項７に記載の発明は、前記ワーク加工
領域で前記ワークをクランプするワーククランパを複数
準備するとともに、前記ワーククランパのうち前記ワー
ク加工領域の端部に位置する前記ワーククランパを前記
ワークの長手方向に移動自在にして、前記ワークの端部
の任意位置をクランプすることができるようにした方法
である。この方法によれば、ワークの端部を所定の長さ
切断したり、ワークの端部を加工する際に、ワークの端
部を確実にワーククランパでクランプして良好な切断や
加工を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の長尺帯状ワーク加
工方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に
説明する。まず、図１〜図４を参照しながら、本発明の
加工方法に基づいてワークの加工を行う長尺帯状ワーク
の加工装置の構成を説明する。図１及び図２は、本発明
の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの加工装置の構成
を説明する平面図で、図１がワーク加工装置の一側の半
分を、図２が他側の半分を示している。また、図３は、
図１及び図２の長尺帯状ワークの加工装置の側面図、図
４は、ワーククランパにクランプされたワーク及びこの
ワークに対する加工手段の配置を説明する側面図であ
る。なお、以下の説明では、説明の便宜のために、図１
及び図２の紙面の左右方向をＸ方向、図１及び図２の紙
面の上下方向をＺ方向、図１及び図２の紙面に直交する
方向をＹ方向とする。

【００１４】［装置の全体構成の説明］長尺帯状ワーク
の加工装置１００は、ロータコイルやガイドチューブ等
を形成するための長尺帯状のワークＷを複数貯蔵するワ
ークストッカ１１０と、長尺帯状ワークの加工装置１０
０のほぼ中央のワーク加工領域Ａに設けられ、加工すべ
きワークＷを垂直に立てた状態でクランプするワークク
ランパ１３０と、このワーククランパ１３０の両側に配
置され、ワークＷに向けてＺ方向に進退移動しながらワ
ークＷを加工する加工手段としてのマシニングセンタＭ
Ｃ１〜ＭＣ６と、このマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
をワーククランパ１３０にクランプされたワークＷの長
手方向（Ｘ方向）に沿って移動させるガイド１６０と、
加工が終了したワークＷを長尺帯状ワークの加工装置１
００から搬出する排出コンベア１７０と、ワークストッ
カ１１０からワークＷを一つずつ取り出してワーク加工
領域Ａまで搬送し、加工の終了したワークＷをワーク加
工領域Ａから排出コンベア１７０まで搬送するワーク搬
送部１８０（図３参照）と、ワークＷの上下の反転を行
うワーク反転部２１０と、これら各部の動作の制御を行
う制御システムとを有している。

【００１５】［ワークストッカ］この実施形態のワーク
ストッカ１１０は、例えば、幅４０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、
長さ１０ｍの長尺帯状のワークＷを、水平に重ねた状態
で８列２０段（合計１６０枚）に貯蔵することができ
る。このワークストッカ１１０に貯蔵されるワークＷに
は、ワークＷの寸法や加工形態（孔加工、溝加工等）に
応じて番号又は記号が付されている。この番号や記号
は、ワークストッカ１１０におけるワークＷの貯蔵位置
に対応している。そして、ワークストッカ１１０におけ
るワークＷごとの前記貯蔵位置は、後述する制御システ
ムによって各ワークＷごとに管理される。

【００１６】［ワーククランパ］長尺帯状ワークの加工
装置１００のほぼ中央には、Ｘ方向にベッド１０１が配
置されている。そして、このベッド１０１のほぼ中央
に、ワークＷの加工を行う領域であるワーク加工領域Ａ
が設けられる。このワーククランパ１３０は、このワー
ク加工領域Ａ内で、長尺帯状のワークＷを、向かい合う
長辺の一方を上に、他方を下にした垂直状態でクランプ
する。ワーククランパ１３０は、図４に示すように、ワ
ークＷの長手方向に沿って形成された固定側クランパ１
３２と、この固定側クランパ１３２に対してＺ方向に進
退移動自在な可動側クランパ１３３とを有する。可動側
クランパ１３３は、ワークＷを長手方向に沿って複数箇
所（例えば２０箇所）で、ワークＷの下側縁をクランプ
することができるように、固定側クランパ１３２に対向
して複数設けられる。

【００１７】固定側クランパ１３２には、ワークＷのＹ
方向及びＺ方向の位置決めを行うＹ方向ゲージ部１３２
ａ及びＺ方向ゲージ部１３２ｂが形成されている。そし
て、固定側クランパ１３２と可動側クランパ１３３とで
ワークＷを挟持する際に、ワークＷがＹ方向ゲージ部１
３２ａ及びＺ方向ゲージ部１３２ｂに当接してワークＷ
のＹ方向及びＺ方向の位置決めが行われる。

【００１８】この実施形態では、ワーククランパ１３０
のＸ方向両端側に、ワークＷの両端を把持する第２のワ
ーククランパ１４１，１４２が設けられる。この第２の
ワーククランパ１４１，１４２は、ワーククランパ１３
０と同様に固定側クランパと可動側クランパとを有し、
かつ、ワーククランパ１３０の端部に接触した位置と前
記端部から離間した位置との間で、Ｘ方向に移動自在で
ある。第２のワーククランパ１４１，１４２は、ワーク
Ｗの端部を切断して端面加工をする際などに、ワークク
ランパ１３０の端部から離間する方向に移動して、ワー
ククランパ１３０の端部と第２のワーククランパ１４
１，１４２との間に、ワークＷを切断する部分を位置さ
せる。これにより、ワークＷを切断する際にも、ワーク
Ｗの端部をしっかりとクランプしてワークＷの端部を確
実に切断することができる。

【００１９】[加工手段の説明]図１及び図２に示すよう
に、ベッド１０１上のワーククランパ１３０の両側に
は、ワーククランパ１３０にクランプされたワークＷの
長手方向に沿ったＸ方向に、ガイドレール１６０が敷設
されている。マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６は、例え
ば、重複する加工範囲で干渉が生じた場合の優先度に応
じて、図１及び図２に示すように配置される。すなわ
ち、排出コンベア１７０側にマシニングセンタＭＣ１，
ＭＣ２，ＭＣ３，ＭＣ４の４台が配置され、ワークスト
ッカ１１０側にマシニングセンタＭＣ５，ＭＣ６の２台
が配置される。また、排出コンベア１７０側では、マシ
ニングセンタＭＣ３，ＭＣ４の両側にマシニングセンタ
ＭＣ１，ＭＣ２が配置される。

【００２０】各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６は、ガ
イドレール１６０に案内されながらＸ方向に移動する図
示しない往復台の上に載置され、かつ、この往復台の上
にＺ方向に移動自在に設けられる。各マシニングセンタ
ＭＣ１〜ＭＣ６のＸ方向及びＺ方向の移動及び加工の制
御は、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６に設けられた
ＮＣ装置２０１によって行われる。

【００２１】この実施形態では、マシニングセンタＭＣ
１〜ＭＣ６の各々が加工できる範囲、すなわち、ワーク
Ｗの加工範囲を互いに重ならせている。図５に、マシニ
ングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の加工範囲を部分的に重なら
せた一例を示す。図示の例では、ワークＷに形成すべき
孔１〜１０のうち、孔ｈ２，ｈ３，ｈ４についてはマシ
ニングセンタＭＣ１及びＭＣ３の双方で加工が可能であ
り、孔ｈ７，ｈ８，ｈ９，ｈ１０については、マシニン
グセンタＭＣ３及びＭＣ４の双方で加工が可能である。
このように各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の加工範
囲を互いに重ならせることで、各マシニングセンタＭＣ
１〜ＭＣ６への加工の割り付けの自由度が高まり、マシ
ニングセンタＭＣ１〜６の待機時間が短縮されるように
加工スケジュールを作成することが可能になる。

【００２２】［搬出部の説明］ワーク加工領域Ａ（図１
及び図２参照）で加工の終了したワークＷは、ワーク搬
送部１８０によって排出コンベア１７０に搬送される。
この排出コンベア１７０は、マシニングセンタＭＣ１〜
４の後方に設けられ、この上にワークＷを載置して長尺
帯状ワークの加工装置１００から次工程に搬出する。

【００２３】［ワーク搬送部］図３に示すように、ワー
ク搬送部１８０は、ワークストッカ１１０の上方から排
出コンベア１７０の上方までＺ方向に設けられたガイド
レール１８２と、このガイドレール１８２に沿って移動
する移動体１８５と、この移動体１８５に設けられ、開
閉自在な把持爪でワークＷを把持するワーク把持部１８
６と、移動体１８５に設けられ、ワーク把持部１８６を
昇降させる昇降手段１９０とを有している。ワーク把持
部１８６は、長尺帯状のワークＷを確実に把持し、か
つ、撓みを可能な限り小さくして搬送することができる
ように、ワークＷの長手方向（Ｘ方向）に沿って複数設
けるのが好ましい。

【００２４】［反転部の説明］図４で説明したようなワ
ーククランパ１３０においては、ワークＷの下端縁近傍
をクランパ１３２，１３３でクランプしているため、こ
の部分に孔や溝を加工すべき部分が位置していると、マ
シニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６で加工することができな
い。そこで、この実施形態では、図１及び図２に示すよ
うに、ワークストッカ１１０とベッド１０１との間に、
ワークＷの上下を反転するためのワーク反転部２１０を
設けている。

【００２５】図６に、ワーク反転部２１０の説明図を示
す。ワーク反転部２１０は、アーム２１７と、このアー
ム２１７に支持された軸２１３によって反転自在に設け
られた載置台２１１と、この載置台２１１に設けられ、
載置台２１１上で開閉してワークＷをクランプ・アンク
ランプする開閉爪２１５とを有している。このようなワ
ーク反転部２１０は、Ｘ方向に沿って、ワーク搬送部１
８０の把持爪１８６と干渉しない適宜の間隔で、複数設
けられる。ワーク反転部２１０は、図６（ａ）に示すよ
うに、初期状態において載置台２１１をワークストッカ
１１０側を向けていて、この状態でワーク搬送部１８０
のワーク把持部１８６からワークＷを受け取る。そし
て、図６（ｂ）に示すように、図示しない駆動体の駆動
によて載置台２１１がワーククランパ１３０側に回動
し、ワークＷの上下を反転してワーク搬送部１８０に受
け渡す。

【００２６】なお、この実施形態では、長尺帯状のワー
クＷを、水平に重ねた状態で貯蔵しているので、ワーク
クランパ１３０にワークＷを受け渡す前に、水平状態の
ワークＷを垂直状態に姿勢変更する必要があるが、この
ような姿勢変更も、上記したワーク反転部２１０によっ
て行うことができる。図７に、ワーク反転台を使って姿
勢変更を行う場合における、ワークストッカから排出コ
ンベアまでのワークの流れを説明する概略側面図を示
す。図７（ａ）に示すように、ワークストッカ１１０に
は、ワークＷが水平状態に複数枚積層して蓄積されてい
る。ワーク搬送部１８０は、把持爪１８６ａ，１８６ｂ
を大きく開いて把持爪１８６ａ，１８６ｂの間に最上層
のワークＷを位置させる。そして、把持爪１８６ａ，１
８６ｂを閉じてワークＷを把持し、水平状態を維持した
まま、ワーク反転部２１０まで搬送する。

【００２７】ワーク反転部２１０は、ワーク載置台２１
１を水平状態にして待機している。そして、この状態
で、ワーク搬送部１８０からワークＷを受け取り、クラ
ンプ爪２１５でワークＷをクランプする。図７（ｂ）に
示すように、ワーク反転部２１０は、クランプ爪２１５
でワークＷをクランプした後、左右いずれかの方へワー
ク載置台２１１を回動させてワークＷを垂直に立てた状
態にする。ワーク搬送部１８０は、垂直状態に姿勢が変
更されたワークＷをワーク反転部２１０から受け取っ
て、ワーク加工領域Ａに搬入する。以後の加工及びワー
クＷの反転については、先の実施形態と同じである。

【００２８】加工の終了したワークＷは、ワーク搬送部
１８０によってワーク加工領域Ａから搬出され、ワーク
反転部２１０まで搬送される。図７（ｃ）に示すよう
に、ワーク反転部２１０は、ワーク載置台２１１をワー
クストッカ１１０又はワーク加工領域Ａ側に回動させた
状態で待機している。この状態で、ワーク搬送部１８０
からワーク反転部２１０にワークＷが受け渡される。ワ
ークＷを受け取ったワーク反転部２１０は、ワーク載置
台２１１を回動させてワークＷを水平状態にし、ワーク
搬送部１８０に受け渡す。ワーク搬送部１８０は、ワー
クＷを水平状態で把持して、排出コンベア１７０まで搬
送し、図７（ｄ）に示すように、水平状態のまま排出コ
ンベア１７０の上に載置する。

【００２９】［制御装置の説明］次に、本発明の長尺帯
状ワークの加工装置１００を動作させるための、制御シ
ステムの構成を説明する。図８に、制御システムのブロ
ック図を示す。この実施形態の制御システムは、ワーク
Ｗ及びワークＷごとの加工形状を管理するホストコンピ
ュータ２３２と、ワークＷに施す加工形態に応じた工具
準備リストファイルを有する段取りプログラマブルコン
トローラ（ＰＣ）２３３と、マシニングセンタＭＣ１〜
ＭＣ６によるワークＷの加工及びワークＷの搬出入を総
合的に管理するシステム管理用コンピュータ２３８とか
ら概略構成される。ホストコンピュータ２３２、プログ
ラマブルコントローラ（ＰＣ）２３３及びシステム管理
用コンピュータ２３８は、共通のバス２３１に接続され
る。ホストコンピュータ２３２から出力されるワークＷ
及びワークＷに施すべき加工に関する指令にしたがっ
て、段取りＰＣ２３３が工具を準備し、システム管理用
コンピュータ２３８がマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ
６、ワーク搬送部１８０及びワーククランパ１３０等の
動作を管理する。

【００３０】［ホストコンピュータ］ホストコンピュー
タ２３２は、ワークＷの種類，素材山積みデータ及び各
ワークＷごとの加工形態を記憶する形状パターンファイ
ル管理部を有する。例えば、ロータコイルやガイドチュ
ーブ等の製品の生産を管理する生産管理プログラムによ
ってワークの加工順序が指定されると、この加工順序に
応じた順番でワークＷを加工するように、システム管理
用コンピュータ２３８の要求によりデータを出力する。

【００３１】［段取りＰＣ］段取りＰＣ２３３は、工具
の準備作業を行うツールプリセッタ２３４に接続されて
いる。この、ツールプリセッタ２３４は、段取りＰＣ２
３３の指令に基づいて加工形態に応じた工具の準備を行
うとともに、工具長や工具径の測定及び設定を行う。

【００３２】［システム管理用コンピュータ］システム
管理用コンピュータ２３８は、長尺帯状ワークの加工装
置１００の起動及び停止等を制御する集中操作盤２４０
と、ワーク搬送部１８０の制御を行うローダ制御盤２４
２と、マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６のそれぞれに搭
載されたＮＣ装置２０１とに接続されている。ワークＷ
及び当該ワークＷの加工形態に基づいてシステム管理用
コンピュータ２３８で作成されたＮＣプログラムは、通
信線２３９を介して各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
のＮＣ装置２０１に分配される。各マシニングセンタＭ
Ｃ１〜ＭＣ６は、分配されたＮＣプログラムにしたがっ
て所定の加工を行う。各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ
６の加工進捗や現在位置などの情報は、通信線２３９を
介して、システム管理用コンピュータ２３８に送信され
る。システム管理用コンピュータ２３８は、送信された
これら情報に基づいて、各マシニングセンタＭＣ１〜Ｍ
Ｃ６のＸ方向及びＺ方向の移動を管理する。

【００３３】［作用の説明］以下、図９及び図１０のフ
ローチャートを参照しながら、上記構成の本発明のロー
タリコイル加工装置１００による加工の手順を説明す
る。まず、加工開始前の準備段階における手順を、図９
のフローチャートにしたがって説明する。ワークストッ
カ１１０に貯蔵されているワークＷ、貯蔵されているワ
ークＷの加工の順序、各ワークＷの各部の寸法、加工の
種類及び形態等に関するデータは、予めホストコンピュ
ータ２３２の記憶手段に格納されている。長尺帯状ワー
クの加工装置１００を起動すると、最初に加工すべきワ
ークＷが前記記憶手段から読み出されるとともに、当該
ワークＷに関連する各種データが、システム管理用コン
ピュータ２３８に送信される（ステップＳ１１）。

【００３４】段取りＰＣ２３４は、システム管理用コン
ピュータ２３８との通信により、ＭＣ１〜６で使用する
工具の準備作業を制御し、ツールプリセッタによって測
定された工具データを受信する。システム管理用コンピ
ュータ２３８では、例えば、孔や溝の加工順序や当該孔
や溝を加工するための加工プログラム及びワーククラン
パとの干渉が生じた場合の加工順序を含めた加工プログ
ラムが、ホストコンピュータ２３２から入力された前記
各種データから、ワークＷの加工に必要な加工スケジュ
ールを作成し（ステップＳ１２）、この加工スケジュー
ルに基づいて、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６のＮ
Ｃプログラムが作成される（ステップＳ１３）。このＮ
Ｃプログラムは、ワークＷにおける各マシニングセンタ
ＭＣ１〜ＭＣ６の加工分担に応じて各マシニングセンタ
ＭＣ１〜ＭＣ６ごとに作成され、通信線２３９を介し
て、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６に配信される
（ステップＳ１４）。

【００３５】なお、ステップＳ１２における加工スケジ
ュールの作成にあたっては、例えば、各マシニングセン
タＭＣ１〜ＭＣ６が分担すべき孔や溝などの加工の割り
付け、加工の順序、干渉が生じた場合の優先性などの諸
条件を種々に変更して、複数の加工スケジュールを作成
し、この加工スケジュールに基づいて加工をシミュレー
トして、最も加工時間が短くなる加工スケジュールを選
択するとよい。

【００３６】システム管理用コンピュータ２３８は、ホ
ストコンピュータ２３２からの素材山積みデータに基づ
き、ローダ制御装置２４２にワークＷの搬送指令を出力
する（ステップＳ１５）。ローダ制御装置２４２は、ワ
ークストッカ１１０の所定位置にワークＷがあるかどう
かを判断し（ステップＳ１６）、ワークＷが無い場合に
は、ワーク搬送部１８０によるワークＷの搬送作業を停
止させる（ステップＳ１７）。ワークＷが所定位置にあ
る場合には、ワーク搬送部１８０は、前記搬送指令に基
づいて、ワークＷをワーク加工領域Ａまで搬送する（ス
テップＳ１８）。ワーク搬送部１８０によってワーク加
工領域ＡにワークＷが搬送されてくると、ローダ制御装
置２４２により、ワーククランパ１３０にワーククラン
プ指令を出力し、これによってワークＷがワーククラン
パ１３０にクランプされる。ワーク搬送部１８０による
ワークＷの搬送作業が終了した後に、ワーク加工領域Ａ
に、加工順序に応じたワークＷが存在するか否かが、マ
シニングセンタＭＣ１，ＭＣ２又はマシニングセンタＭ
Ｃ４に設けられたセンサにより判断される（ステップＳ
２０）。加工順序に基づいたワークＷが存在していない
と判断した場合には、当該ワークＷを強制搬出し（ステ
ップＳ２１）、長尺帯状ワークの加工装置１００を停止
させる。

【００３７】ワーク加工領域Ａに、加工順序に応じたワ
ークＷが存在するかどうかは、ワークＷの各部の寸法、
例えば、全長、全幅及び厚さなどの計測を行うことによ
って判断することができる。また、この計測によって、
加工順序に応じたワークＷが存在している場合には、ワ
ークＷのＸ，Ｙ，Ｚ方向の基準座標位置を決定すること
ができる。ワークＷの計測は、専用の計測装置をワーク
加工領域Ａに設けることによって行ってもよいが、この
実施形態では、マシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ
４の主軸２０５に、自動工具交換装置（ＡＴＣ）によっ
てタッチセンサを自動装着している。そして、マシニン
グセンタＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ４を移動させて、前記タ
ッチセンサをＸ，Ｙ，Ｚの各方向からワークＷの所定部
位に接触させ、このときのマシニングセンタＭＣ１，Ｍ
Ｃ２，ＭＣ４の座標位置からワークＷの各部の寸法を割
り出すとともに、マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の加
工の基準となる基準座標位置を割り出す。

【００３８】この計測の結果、搬入されたワークＷが加
工すべきワークＷと一致していなければ、ワークＷはワ
ーク加工領域Ａから強制的に排出される（ステップＳ２
１）。ワークＷが一致していれば、次に、各マシニング
センタＭＣ１〜ＭＣ６ごとに、ワークＷを加工するため
の座標系が設定される（ステップＳ２２）。以上の手順
が終了すると、システム管理用コンピュータ２３８から
各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６に送信された加工デ
ータにより、ワークＷの加工が開始される（ステップＳ
２３）。

【００３９】次に、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
によるワークＷの加工の手順を、図１０のフローチャー
トにしたがって説明する。加工開始指令（ステップＳ３
０）により、ＮＣプログラムにしたがって、マシニング
センタＭＣ１〜ＭＣ６により加工が実行される。ワーク
Ｗの加工は、ＮＣ加工プログラムが所定長さ分ずつバッ
ファに読み込まれることで実行される（ステップＳ３
１）。

【００４０】システム管理用コンピュータ２３８は、各
マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の現在位置を常に監視
している。そして、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
の加工プログラムと各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
の現在位置とから、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
の干渉を判断する（ステップＳ３２）。この結果、この
まま加工を続行すると、干渉が生じると判断（ステップ
Ｓ３３）したマシニングセンタについては、干渉するお
それがなくなるまで待機させ、他方のマシニングセンタ
については加工を継続させる（ステップＳ３４）。一定
時間経過後に、再びマシニングセンタの現在位置を確認
し、干渉チェック（ステップＳ３２）を行う。この結
果、干渉のおそれが無くなっていれば、待機状態を解除
して、ワークＷの加工を行う（ステップＳ３５）。例え
ば、マシニングセンタＭＣ１とマシニングセンタＭＣ３
とが互いに重複する領域を加工する場合において、マシ
ニングセンタＭＣ３が次の加工を行うべく前記重複する
領域に移動すれば、現在加工を行っているマシニングセ
ンタＭＣ１と干渉すると判断した場合には、予め優先順
位が上位に設定されているマシニングセンタＭＣ１の加
工を継続し、マシニングセンタＭＣ３を待機させる。

【００４１】次に、ワークＷの加工が終了したかどうか
を加工プログラムの中から判断し（ステップＳ３６）、
加工が終了していなければ、引き続き次のＮＣプログラ
ムの読み込みを行ってマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６
による加工を行う。加工が終了していれば、ワークＷの
反転加工を行うかどうかを判断し（ステップＳ３７）、
反転加工するのであれば、ワークＷをワーク搬送部１８
０でワーク反転部２１０まで搬送して（ステップＳ４
０）、ワークＷを反転させる（ステップＳ４１）。ワー
ク搬送部１８０は、反転されたワークＷを把持してワー
ク加工領域Ａまで搬送し、ワーククランパ１３０に受け
渡す（ステップＳ４２）。以後、ワークＷの他方側の加
工が、ステップＳ３１〜Ｓ３５の手順にしたがって行わ
れる。

【００４２】ワークＷの反転加工を行わないのであれ
ば、加工を終了し（ステップＳ３８）、ワーク搬送部１
８０でワークＷをコンベア１７０まで搬送して次工程に
ワークＷを払い出す（ステップＳ４９）。以後、ワーク
Ｗごとに上記の手順を繰り返す。

【００４３】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、本発明は上記の実施形態により限定されるもの
ではない。例えば、ワークの加工を行う加工手段はマシ
ニングセンタであるとして説明したが、Ｘ方向及びＺ方
向に移動してワークを両側から加工できるものであれ
ば、マシニングセンタに限らず他の加工手段であってよ
い。

【００４４】また、加工手段は必ずしもＺ方向に移動す
る必要はなく、工具を装着した主軸がＺ方向に進退移動
するように構成してもよい。さらに、加工手段であるマ
シニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６を、ワーククランパ１３
０の両側に６台設けるものとして説明したが、２台〜５
台又は７台以上の加工手段を、ワーククランパ１３０の
両側に適宜に分配して配置するものとしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、ワークをワーク加工領
域に位置決めして加工を行うので、ワークを長手方向に
送る必要がなく、長尺帯状ワークの加工装置の省スペー
ス化を図ることができる。また、複数の加工手段が、ワ
ーク加工領域に垂直に立てた状態で位置決めしたワーク
を両側から同時に加工するので、一つのワークを短時間
で加工することができ、加工コストの低減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの
加工装置の構成を説明する平面図で、ワーク加工装置の
一側の半分を示している。

【図２】本発明の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの
加工装置の構成を説明する平面図で、ワーク加工装置の
他側の半分を示している。

【図３】図１及び図２の長尺帯状ワークの加工装置の側
面図である。

【図４】ワーククランパにクランプされたワーク及びそ
のワークに対する加工手段の配置を説明する側面図であ
る。

【図５】マシニングセンタの加工範囲を重複させた場合
の一例で、マシニングセンタＭＣ３の加工範囲にマシニ
ングセンタＭＣ１とマシニングセンタＭＣ４の加工範囲
を重複させた場合を示している。

【図６】ワーク反転部の説明図で、（ａ）は反転前のも
のを、（ｂ）は反転後のものを示している。

【図７】ワーク反転台を使って姿勢変更を行う場合にお
ける、ワークストッカから排出コンベアまでのワークの
流れを説明する概略側面図である。

【図８】本発明における制御システムの構成を説明する
ブロック図である。

【図９】本発明の加工方法によるワークの加工の手順を
説明するためのフローチャートで、ワーク加工前の準備
段階のものである。

【図１０】本発明の加工方法によるワークの加工の手順
を説明するためのフローチャートで、ワークの加工段階
のものである。

【図１１】長尺帯状のワークに施される孔加工（ａ）、
溝加工（ｂ）及び端部加工（ｃ）の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００長尺帯状ワークの加工装置１１０ワークストッカ１３０ワーククランパ１６０ガイドレール１７０排出コンベア１８０ワーク搬送部２１０ワーク反転部Ａワーク加工領域ＭＣマシニングセンタＷワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷中悟神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者中林弘充神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者稲川昭司神奈川県川崎市幸区神明町１丁目80番地株式会社池貝内 (72)発明者古郡人士神奈川県川崎市幸区神明町１丁目80番地株式会社池貝内 (72)発明者大西浩二神奈川県川崎市幸区神明町１丁目80番地株式会社池貝内 (72)発明者阿部信浩神奈川県川崎市幸区神明町１丁目80番地株式会社池貝内Ｆターム(参考） 3C033 BB05 BB10 CC00 GG03 HH12 3C042 RA27 RB32 RD03 RE02 RE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定位置に保持した長尺帯状のワーク
に、工作機械で所定の加工を施す長尺帯状ワークの加工
方法において、複数の前記ワークを貯蔵するワークストッカから、前記
ワークの加工を行うワーク加工領域に前記ワークを搬入
し、前記ワーク加工領域内で、対向する長辺が上下に位置す
るように前記ワークを垂直に立ててクランプし、垂直に立ててクランプした前記ワークの両面側に複数の
加工手段を準備し、この加工手段を、前記ワークの長手方向に移動させなが
ら、複数の加工を同時に行い、加工の終了した前記ワークを、前記ワーク加工領域から
搬出すること、を特徴とする長尺帯状ワークの加工方法。
【請求項２】前記加工手段による前記ワークの加工範
囲を互いに重ならせ、前記加工範囲が重複する部分につ
いては、前記加工範囲が重なる複数の前記加工手段のう
ちの一つで加工することを特徴とする請求項１に記載の
長尺帯状ワークの加工方法。
【請求項３】加工範囲が互いに重なる複数の加工手段
について、前記加工手段の加工プログラムから前記加工
手段が他の加工手段と干渉するかどうかを予測し、干渉
が生じると判断した場合には、予め設定された優先順位
にしたがって、干渉する加工手段のうちの一方の加工を
継続させるとともに他方の加工手段の加工を待機させる
ことを特徴とする請求項２に記載の長尺帯状ワークの加
工方法。
【請求項４】前記ワーク加工領域の外部にワーク反転
手段を設け、前記ワークの一側の加工が終了した後に、
前記ワークの上下をこのワーク反転手段によって入れ換
え、前記ワークの他側の加工を行うことを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加工方
法。
【請求項５】必要な加工形態ごとに個別加工プログラ
ムを予め作成し、前記ワークの各々について前記加工形
態を組み合わせて前記ワークの加工スケジュールを作成
し、この加工スケジュールに基づいて各前記加工手段が
分担する前記加工形態を割り付け、前記加工スケジュー
ル及び割り付けられた前記加工形態に対応する前記個別
加工プログラムから各加工手段ごとに前記ワークを加工
するための加工プログラムを作成し、作成した前記加工
プログラムを各前記加工手段に配信することを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加
工方法。
【請求項６】前記ワークの各々について、前記加工形
態の組み合わせ及び前記加工手段に割り付ける前記加工
形態を異ならせて前記加工スケジュールを複数作成し、
この複数の加工スケジュールをシミュレートして最も加
工時間の短い加工スケジュールを検索し、この検索によ
って割り出された前記加工スケジュールにしたがって前
記加工プログラムを作成することを特徴とする請求項５
に記載の長尺帯状ワークの加工方法。
【請求項７】前記ワーク加工領域で前記ワークをクラ
ンプするワーククランパを複数準備するとともに、前記
ワーククランパのうち前記ワーク加工領域の端部に位置
する前記ワーククランパを前記ワークの長手方向に移動
自在にして、前記ワークの端部の任意位置をクランプす
ることができるようにしたことを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加工方法。