JP2005161424A - 加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークを支持する治具に対する搬送バー及びワーク把持機構の干渉を回避してワークを支持する治具の製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができる加工システムを提供する。
【解決手段】 複数の加工ステーションＳ１，Ｓ２にそれぞれワークＷを支持する治具１１，１２を設け、ワークＷを加工ステーションＳ１，Ｓ２間で搬送するためのリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置１４を設ける。前記ワーク搬送装置１４の搬送バー１５，１６を治具１１，１２の上方に配設する。ワーク搬送装置１４は各加工ステーションＳ１，Ｓ２に股がって、水平に配設された搬送バー１５，１６と、この搬送バー１５，１６を昇降動作させる昇降機構２６と、前記搬送バー１５，１６に連結され、該搬送バーを前後方向に往復動する前後動機構３８と、各加工ステーションに対応する複数のワーク把持機構１９，２０とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばトランスファーラインやフレキシブルトランスファーラインのような加工システムに係り、さらに詳しくは隣接する加工ステーション間でワークを搬送するワーク搬送装置とワークを支持する治具との配置構造に関する。

一般に、上記の加工システムおいては、複数の加工ステーションにそれぞれワークを支持する治具を設け、各治具に支持されたワークを加工ステーション間で搬送するためのいわゆるリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置を前記治具の下方に装設している。このワーク搬送装置は、各加工ステーション間に跨って、水平に配設された搬送バーと、この搬送バーを水平状態のまま昇降動作させる昇降機構と、前記搬送バーの基端部に連結され、この搬送バーをワークの搬送方向に前後動する前後動機構とを備えている。又、このワーク搬送装置は、前記搬送バーの上部に各加工ステーションと対応して装着され、かつ前記治具上のワークを把持するための複数のワーク把持機構を備えている。（特許文献１参照）
特開２００２−３４６８８７

ところが、上記従来の加工システムにおいては、搬送バー及びワーク把持機構が昇降動作される際にワークを支持する治具を通過するので、搬送バーが干渉しないように治具の配置位置や構造等を考慮する必要があり、治具の製造及び組み付け作業が面倒でコストの低減を図ることができないという問題があった。又、搬送バーや該搬送バーの昇降機構がワークよりも下方に位置するためワークの加工時において搬送バーに切粉が溜まりやすく、ワーク搬送装置の故障の原因になるばかりでなく清掃作業が面倒であるという問題もあった。

本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、ワークを支持する治具に対する搬送バー及びワーク把持機構の干渉を回避して、該治具の製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができるとともに、搬送バーの切粉による汚損をなくしてワーク搬送装置の故障を未然に防止し清掃作業を容易に行うことができる加工システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の加工ステーションにそれぞれワークを支持する治具を設け、各治具に支持されたワークを加工ステーション間で搬送するためのリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置を設けた加工システムにおいて、前記ワーク搬送装置の搬送バーを前記治具の上方に配設したことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ワーク搬送装置は各加工ステーション間に股がって、水平に配設された搬送バーと、この搬送バーを水平状態のまま昇降動作させる昇降機構と、前記搬送バーの基端部に連結され、この搬送バーをワークの搬送方向に往復動する前後動機構と、前記搬送バーに対し各加工ステーションと対応して装着され、かつ前記治具上のワークを把持するための複数のワーク把持機構とにより構成されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記昇降機構は前記搬送バーに対し連結枠を介して該搬送バーと平行に、かつ該搬送バーより上方に位置するように連結したリフトバーと、このリフトバーを昇降動作するリフトアームと、該リフトアームを往復回動する作動ロッド及びリフト用シリンダとにより構成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記ワーク搬送装置は、各加工ステーション間に装設され、コラムに昇降動作可能に装着された昇降機構と、該昇降機構に対しワークの搬送方向に往復動する前後動機構を介して水平に装着された搬送バーと、該搬送バーの下面に装着され、かつ前記治具上のワークを把持するワーク把持機構とにより構成されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記前後動機構は、昇降機構の昇降部材に連結された第１の４節リンク機構と、該第１の４節リンク機構の先端部に連結された第２の４節リンク機構とにより構成されていることを要旨とする。

本発明によれば、ワーク搬送装置の搬送バーがワークを支持する治具の上方に配設されているので、治具に搬送バー及びワーク把持機構が干渉することはない。このため、治具の製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができる。

又、ワークの加工作業中において、切粉が搬送バーや昇降機構に落下することがなく、汚損によるワーク搬送装置の故障を未然に防止することができ、保守点検及び清掃作業を容易に行うことができる。

以下、本発明の加工システムをトランスファーラインに具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、トランスファーマシン等の加工システムにおいて、隣接する加工ステーションＳ１，Ｓ２には、それぞれワークＷを支持するための治具１１，１２が所定位置に配設されている。この治具１１，１２にはワークを所定高さ位置に支持するための支持具１３が設けられている。又、この治具１１，１２には支持具１３に支持されたワークをクランプするためのクランプ機構（図示略）が設けられている。

前記加工ステーションＳ１，Ｓ２において、前記治具１１，１２の上方にはワークを搬送するためのワーク搬送装置１４が装設されている。このワーク搬送装置１４を構成する両側の搬送バー１５，１６は各ステーションＳ１，Ｓ２間を水平に横切るように、かつ互いに平行に配設され、図１，２に示すようにほぼ等間隔に設けられた複数の連結枠１７，１８によって一体的に連結されている。前記搬送バー１５，１６間には前記各ステーションに対応して前記治具１１，１２上に載置されたワークを把持するための複数のワーク把持機構１９，２０が装着されている。このワーク把持機構１９，２０は同一に構成されているので、図中左側に位置する一方のワーク把持機構１９のみについて説明し、他方のワーク把持機構２０は同一の符号を付して説明を省略する。前記ワーク把持機構１９は搬送バー１５，１６に設けられた作動機構２１と、この作動機構２１によって把持及び把持解除状態に開閉される一対の把持アーム２２，２３と、把持アーム２２，２３の下端部に取り付けられた把持爪２４，２５とによって構成されている。

次に、前記搬送バー１５，１６、連結枠１７，１８及びワーク把持機構１９，２０を一体に昇降動作させるための昇降機構２６について説明する。
加工ステーションＳ１に設けられたフレーム２７の上面にはＵ字状をなすブラケット２８が固着され、このブラケット２８には支持軸２９を介してくの字状のリフトアーム３０が往復回動可能に支持されている。このリフトアーム３０の上端部には軸３１を介してローラ３２が回転可能に支持されている。前記加工ステーションＳ２側にも前記フレーム２７に対し前記ブラケット２８、支持軸２９、リフトアーム３０、軸３１、ローラ３２と同様の部材が装着されているが、同一の符号を付して説明を省略する。前記連結枠１７，１８の上部中央部には搬送バー１５，１６と平行に各ステーション共通のリフトバー３３が連結されている。このリフトバー３３の下端縁が図２に示すように前記ローラ３２の外周に設けた円環状の案内溝３２ａに係合されている。前記リフトアーム３０，３０の下端部には前後方向に往復動される各ステーション共通の作動ロッド３４が連結ピン３５によって連結されている。この作動ロッド３４の基端部はリフト用シリンダ３６のピストンロッド３７に連結されている。

従って、リフト用シリンダ３６のピストンロッド３７が前後方向に往復動されると、リフトアーム３０，３０が支持軸２９，２９を中心に垂直面内で往復回動され、ローラ３２，３２を介してリフトバー３３が昇降動作される。この結果、連結枠１７，１８を介して搬送バー１５，１６がワーク把持機構１９，２０とともに一体に昇降動作される。

次に、前記搬送バー１５，１６、連結枠１７，１８、ワーク把持機構１９，２０及びリフトバー３３を、ローラ３２，３２の案内溝３２ａ，３２ａに沿って前後方向に往復動するための前後動機構３８について説明する。

前記搬送バー１５，１６のうち一方の搬送バー１５の基端部には上方に向けて案内板１５ａが形成され、この案内板１５ａには上下方向に長穴１５ｂが形成されている。前記フレーム２７の所定位置には前後動用シリンダ３９が水平に配設され、この前後動用シリンダ３９のピストンロッド４０の先端部には、作動ピン４１が前記長穴１５ｂに係合されている。そして、前後動用シリンダ３９のピストンロッド４０が前後方向に往復動されると、作動ピン４１を介して案内板１５ａが同方向に往復動され、搬送バー１５，１６、連結枠１７，１８及びリフトバー３３がローラ３２，３２の案内溝３２ａ，３２ａに案内されて前後方向に往復動される。昇降機構２６による搬送バー１５，１６の昇降動作は、前記案内板１５ａに設けた長穴１５ｂと、該長穴１５ｂに摺動可能に係合された作動ピン４１とによって許容される。

次に、前記のように構成した加工システムのワーク搬送装置１４について、その動作を説明する。
図１の実線は、搬送バー１５，１６及びワーク把持機構１９が治具１１に支持されたワークＷの上方所定位置になるように原点位置に停止され、ワーク把持機構１９の把持アーム２２，２３及び把持爪２４，２５が互いに開いた状態で、ワークＷを把持していない状態を示す。この状態においてワークＷの把持が可能となる。

次に、リフト用シリンダ３６が作動されてピストンロッド３７によって作動ロッド３４が後方（図１において左方）に移動されると、リフトアーム３０が支持軸２９を中心に時計回り方向に回動され、搬送バー１５，１６がワーク把持機構１９，２０とともに下方に移動される。（図３の矢印１参照）
次に、治具１１に支持されたワークＷのクランプ機構（図示略）によるクランプ状態が解除された後、作動機構２１によりワーク把持機構１９が作動されてアーム２２，２３が退避位置から把持位置（図１の鎖線参照）に切り換えられ、ワークＷが把持爪２４，２５によって把持される。（図３の符号２参照）
その後、リフト用シリンダ３６が作動されてピストンロッド３７によって作動ロッド３４が前進動作されると、リフトアーム３０が支持軸２９を中心に反時計回り方向に回動され、リフトバー３３が上方に移動され、搬送バー１５，１６及びワーク把持機構１９が上方に移動される。（図３の矢印３参照）
次に、前後動用シリンダ３９が作動されて、ピストンロッド４０が前進されると、作動ピン４１を介して搬送バー１５，１６が前進され、ワークＷを把持したワーク把持機構１９が加工ステーションＳ１から隣の加工ステーションＳ２の治具１２の上方に移動される。（図３の矢印４参照）
その後、リフト用シリンダ３６が作動されてピストンロッド３７が後退動作されると、前述したようにリフトバー３３が下方に移動され、ワーク把持機構１９によって把持されていたワークＷが治具１２の支持具１３上に支持される。（図３の矢印５参照）この状態で、作動機構２１によりワーク把持機構１９が作動されて、把持アーム２２，２３が互いに離隔され、ワークＷの把持状態が解除される。（図３の符号６参照）
さらに、リフト用シリンダ３６が作動されてピストンロッド３７が前進されると、前述したようにリフトバー３３が持ち上げられ、ワークＷを治具１２上に受け渡した空のワーク把持機構１９が上方に移動される。（図３の矢印７参照）
次に、前後動用シリンダ３９が作動されてピストンロッド４０が後退動作されると、搬送バー１５，１６が後方に移動され、ワーク把持機構１９が図１に示す原点位置に復帰される。（図３の矢印８参照）
以上のようにして、加工ステーションＳ１の治具１１上のワークＷがワーク把持機構１９の図３に示すようなリフト・アンド・キャリーによって加工ステーションＳ２の治具１２上に搬送される。なお、加工ステーションＳ２側のワーク把持機構２０によって治具１２の上面に支持されたワークＷは図示しない第３の加工ステーションに搬送される。

上記実施形態の加工システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、加工ステーションＳ１，Ｓ２に配設された治具１１，１２に支持されたワークＷの上方にワーク搬送装置１４を装設した。このため、ワークＷを把持するワーク把持機構１９，２０のアーム２２，２３及び把持爪２４，２５によるワークＷの把持動作の際に、治具１１，１２及びワーククランプ機構（図示略）に設計変更をする必要がない。従って、治具１１，１２及びクランプ機構（図示略）の製造及び組み付け作業を容易に行いコストの低減を図ることができる。

（２）上記実施形態では、ワーク搬送装置１４がワークＷの上方に装設され、搬送バー１５，１６及びワーク把持機構１９，２０がワークＷの上方に保持されるので、加工ステーションＳ１，Ｓ２におけるワークＷの加工作業中において、切粉が搬送バー１５，１６やワーク把持機構１９，２０に付着することがない。このため、切粉の付着によるワーク搬送装置１４の誤動作を未然に防止することができる。又、切粉の付着量が激減するので、ワーク搬送装置１４の保守点検や清掃作業を容易に行うこともできる。

次に、図４〜図９に基づいてこの発明の別の実施形態について説明する。
図４に示すように、隣接する加工ステーションＳ１，Ｓ２間には、ワークＷを搬送するためのワーク搬送装置４２が装着されている。このワーク搬送装置４２においては、コラム４３の中央前面に昇降部材４４が上下に延びる一対のレール４５を介して支持され、昇降用モータ４６、ボールネジ４７及びナット４７ａを含む昇降機構４８により昇降されるようになっている。

前記昇降部材４４の前面には第１の４節リンク機構４９が装着され、第１の４節リンク機構４９の先端部には第２の４節リンク機構５０が装着されている。第１の４節リンク機構４９は第１及び第２のレバー５１Ａ，５１Ｂと、第１及び第２のレバー５１Ａ，５１Ｂの先端部間に連接された第１の連節リンク５２とにより構成されている。又、第２の４節リンク機構５０は前記第１の連節リンク５２に対し前記第１及び第２のレバー５１Ａ，５１Ｂの先端部と連動するように連節された第３及び第４のレバー５３Ａ，５３Ｂと、第３及び第４のレバー５３Ａ，５３Ｂの先端部間に連節された第２の連節リンク５４とによって構成されている。この第２の連節リンク５４の下面には搬送バー５５が装着されている。この搬送バー５５には先の実施形態で述べた前記ワーク把持機構１９と同様のワーク把持機構１９が装着されている。

前記昇降部材４４には図示しないが前記第１の４節リンク機構４９の第１及び第２のレバー５１Ａ，５１Ｂをその基端部を中心に往復回動させるための回動機構が内蔵されている。又、前記第１の連節リンク５２の内部には該連節リンク５２が第１及び第２のレバー５１Ａ，５１Ｂによって前後方向に移動されると、第２の４節リンク機構５０の第３及び第４のレバー５３Ａ，５３Ｂをその上側基端部を中心に連動して前後方向に往復回動させる連動機構（図示略）が設けられている。さらに、前記搬送バー５５の内部には、第２の連節リンク５４とワーク把持機構１９の水平方向の位置を搬送バー５５に沿って反転切り換えするための切り換え機構（図示略）が設けられている。この切り換え機構により搬送バー５５が図４に示す加工ステーションＳ１から図６に示す加工ステーションＳ２に移動された状態で、ワーク把持機構１９が右側に第２の連節リンク５４が左側に反転移動される。なお、このワーク搬送装置４２の詳細な構成については、本出願人による特開２００２−１０３１８５に記載されている。

この別の実施形態においても、ワーク搬送装置４２の搬送部分である搬送バー５５が治具１１，１２の上方に装設されている。
次に、上記のように構成したワーク搬送装置４２の動作について説明する。

図５はワーク搬送装置４２の第１及び第２の４節リンク機構４９，５０及び第２の連節リンク５４、搬送バー５５が昇降部材４４側に移動停止された搬送バー５５の原点位置を示す。又、一方の治具１１にはワークＷがない状態で、他方の治具１２にワークＷが把持された状態を示す。この状態においてワーク搬送装置４２によって治具１２上のワークＷが治具１１上に搬送される。この搬送動作を以下に説明する。

図５において第１及び第２の４節リンク機構４９，５０が作動されて、搬送バー５５が図６に示すように治具１２の上方に移動される。この状態において、昇降部材４４が昇降用モータ４６の作動によって下方に移動され、図７に示すようにワーク把持機構１９が治具１２上のワークＷを把持する位置に停止される。ワークＷの把持が終了すると、昇降機構４８の作動によって昇降部材４４が上方に移動され、その後、第１及び第２の４節リンク機構４９，５０によって搬送バー５５が図８に示すように左方向に移動され、治具１１の上方所定位置に停止される。その後、昇降機構４８の作動によって昇降部材４４が図９に示すように下方に移動され、ワーク把持機構１９により把持されていたワークＷが治具１１の上面に受け渡される。最後に、昇降機構４８の作動によって昇降部材４４が上方に移動された後、第１及び第２の４節リンク機構４９，５０によって、搬送バー５５が図５に示す原点位置に移動される。

この別の実施形態においても、前述した実施形態と同様にワーク搬送装置４２のワーク把持機構１９及び搬送バー５５が治具１１，１２の上方に装設されているので、治具１１，１２及びワークＷのクランプ機構の設計変更が不要となり、それらの製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができる。又、ワークＷの加工作業中において、ワーク搬送装置４２を構成する各部材に切粉が付着するのを未然に防止でき、保守点検や清掃作業を容易に行うことができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 搬送バー１５に装着した前後動機構３８を、両搬送バー１５，１６に連結して両搬送バー１５，１６の基端中央部に装着してもよく、リフトバー３３側に装着してもよい。

○ 前記リフト用シリンダ３６及び前後動用シリンダ３９を、例えばモータによる送りネジ機構等の別の機構に変更してもよい。
○ 図１又は図４に示す実施形態において、ワーク把持機構１９，２０の構成を変更してもよい。

○ 搬送バー１５，１６を中央一本の一体型にした構造にしてもよい。
○ 昇降機構２６，４８の構成を別の機構に変更してもよい。
○ 加工ステーションＳ１，Ｓ２を三つ以上備えた加工システムに具体化してもよい。

○ 本発明の加工システムをフレキシブルトランスファーラインに具体化してもよい。

この発明の加工システムを具体化した一実施形態を示す正面図。 ワーク搬送機構の横断面図。 ワークの搬送動作を説明するための線図。 この発明の別の実施形態を示す加工システムの正面図。 図４に示す加工システムのワーク搬送装置の動作を説明する正面図。 同じくワーク搬送装置の動作説明図。 同じくワーク搬送装置の動作説明図。 同じくワーク搬送装置の動作説明図。 同じくワーク搬送装置の動作説明図。

符号の説明

Ｗ…ワーク、Ｓ１，Ｓ２…加工ステーション、１１，１２…治具、１４，４２…ワーク搬送装置、１５，１６，５５…搬送バー、１７，１８…連結枠、１９，２０…ワーク把持機構、２６，４８…昇降機構、３０…リフトアーム、３３…リフトバー、３４…作動ロッド、３６…リフト用シリンダ、３８…前後動機構、４３…コラム、４４…昇降部材、４９…第１の４節リンク機構、５０…第２の４節リンク機構。

Claims (5)

1. 複数の加工ステーションにそれぞれワークを支持する治具を設け、各治具に支持されたワークを加工ステーション間で搬送するためのリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置を設けた加工システムにおいて、
   前記ワーク搬送装置の搬送バーを前記治具の上方に配設したことを特徴とする加工システム。
2. 請求項１において、前記ワーク搬送装置は各加工ステーション間に跨って、水平に配設された搬送バーと、この搬送バーを水平状態のまま昇降動作させる昇降機構と、前記搬送バーの基端部に連結され、この搬送バーをワークの搬送方向に往復動する前後動機構と、前記搬送バーに対し各加工ステーションと対応して装着され、かつ前記治具上のワークを把持するための複数のワーク把持機構とにより構成されていることを特徴とする加工システム。
3. 請求項２において、前記昇降機構は前記搬送バーに対し連結枠を介して該搬送バーと平行に、かつ該搬送バーより上方に位置するように連結したリフトバーと、このリフトバーを昇降動作するリフトアームと、該リフトアームを往復回動する作動ロッド及びリフト用シリンダとにより構成されていることを特徴とする加工システム。
4. 請求項１において、前記ワーク搬送装置は、各加工ステーション間に装設され、コラムに昇降動作可能に装着された昇降機構と、該昇降機構に対しワークの搬送方向に往復動する前後動機構を介して水平に装着された搬送バーと、該搬送バーの下面に装着され、かつ前記治具上のワークを把持するワーク把持機構とにより構成されていることを特徴とする加工システム。
5. 請求項４において、前記前後動機構は、昇降機構の昇降部材に連結された第１の４節リンク機構と、該第１の４節リンク機構の先端部に連結された第２の４節リンク機構とにより構成されていることを特徴とする加工システム。

Images