JP2012504054A - フライス盤によって対象物を機械加工するためのアセンブリと方法 - Google Patents

Abstract

フライス盤によって対象物を機械加工するための方法とアセンブリ。関連する対象物（２１）は、対象物のクランプが必要な方法で、種々の側面で機械加工される必要がある。このような時間のかかる動作を機械化することが提案される。このために、更なるクランプ（８）が、転換もしくは搬送ステーションに取着される。このクランプは、一側面が既に部分的に機械加工されている対象物（２１）をクランプし得る。前記対象物（２１）が配置されているクランプ（７）と前記対象物（２１）が搬送されているクランプ（８）との相対位置が、正確に規定されており、これらクランプの互いの方への直線移動によって、前記対象物（２１）が、移動され得る。前記更なるクランプ（８）は、前記機械加工される対象物を所望の位置に、正確に、ダメージを与えないで受けることができるように、形成されている。そして、更なるクランプは、ロボットによって前記フライス盤に再度押圧され、この結果、前記対象物の他の側面が、フライス動作を更に受けることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機械加工装置と、機械加工される対象物のためのクランプと、対象物を挟むクランプをフライス盤に接離するように移動させるためのロボットとから成るアセンブリに関わる。

このような方法は、本分野で一般的に知られている。多くの場合、対象物は、旋盤、ボール盤、フライス盤のような機械加工装置によって、複数の異なる側面を機械加工されなければならない。また、これら側面の全てが各々の位置で異なるステージで機械加工され得るようにしてこのような対象物をクランプで把持することは、多くの場合不可能である。これに対して、対象物の種々の側面の機械加工の間には厳密な関係があるので、特定の側面がフライス削り可能であるように、対象物のクランピングが、精度良く行われなければならない。

多数組の製品の製造のために、高度に自動化されたプロセスが、対象物を種々の位置に移動させるために、使用される。従来技術では、時間がかかり、操作者に高度の技術を必要とする手でのクランピングが、少数組（２、３つから数千まで）の製品の製造のために実行される。人件費が上がり人員を得るための困難が増えることによって、非常に精度良く行われなければならない他の単純な動作の実行に、多くの問題が生じる。更に、機械加工装置が、より高価になり、従って、可能な限り長い間、好ましくは連続して、このような動作を維持することが、より一層重要となる。

本発明の課題は、機械加工プロセスの、特に対象物のフライス削りの更なる自動化を可能にするアセンブリを提供し、より詳しくは、必要とされ得るいかなるクランピング動作も自動化することである。

このような課題は、前述のアセンブリによって、果たされる。このアセンブリは、転換ステーションと、クランプを支持するための第1のキャリア並びにクランプを支持するための第2のキャリアから成る搬送ステーションとから成り、これらキャリアは、対向している位置から互いの方へと移動可能である。

本発明に従えば、搬送ステーションが適用されている。この搬送ステーションには、第1のクランプを支持するための第1のキャリアが設けられており、この第１のキャリアによって、前記ステーション中でクランプされる対象物は、第1の組の機械加工及びフライス削りをそれぞれ受ける。また、前記搬送ステーションには、第2のクランプを支持するための第2のキャリアが設けられている。この第2のクランプは、特に、前記第1のクランプで対象物が取着されている第1の位置から逸れた第2の位置で対象物を受けるために、形成されている。この第2の位置では、対象物の他の側面に機械加工動作を受けさせることが可能である。前記搬送ステーション中で、前記第１及び第２のキャリアにそれぞれ取着されている第1及び第2のクランプは、対象物の搬送運動を果たすように精度良く規定された通路に従って、互いの方へ移動され得る。実際、前記第2のクランプは、開いた状態で、部分的に機械加工された対象物へと移動される。適切な位置に到達すると、次に対象物は、前記第2のクランプ中に摺動し、前記第2の対象物の制限されたクランピングが、前記第2のクランプによって行われる。そして、対象物は、前記第1のクランプによって前記第2のクランプに強く押圧され、次に前記対象物の完全なクランピングが行われる。そして、前記第1のクランプは、開く。

それぞれの前記キャリアを互いに対して精度良く位置づけることによって、クランピングは、自動的に実行されたままであり、一方で、対象物の配置が依然として精度良く規定されている。次に、対象物を伴った前記第２のクランプは、前記フライス盤に配置され得る。前記第2のクランプでの対象物の配置が正確に判るので、前記フライス盤に対する対象物の配置も判り、更なる機械動作が行われ得る。

必要であれば、配置の自動的な訂正が、行われ得る。

前記第1及び第2のキャリアの互いの方への移動は、好ましくは直線的に行われる。前記クランプの開閉が、いかなる考えられる方法でも、行われ得る。有効な方法では、前記クランプのそれぞれは、必要であれば前記クランプに接続されているパレットと一緒に、ロボットのアームにカップリングされ得る。このカップリングは、前記クランプの開閉のための制御信号を与えることができる。また、いかなる他の方法の制御も、考えられ得る。

更に、上述の搬送ステーションには、走査のための手段が設けられ得る。実際、前記ステーションを対象物の搬送及び／もしくはクランピングのために使用することが可能であるだけでなく、このステーションは、前記機械加工されていない対象物のクランプへの最初の配置のために、使用されることも可能である。更に、対象物が、例えばロボットによって前記クランプに適切な方法で確実に配置されることが、重要である。前記走査手段は、このことを確実にするために、適用され得る。

本発明の更なる特定の実施形態に従えば、機械加工された対象物のための排出コンテナが、設けられている。この排出コンテナは、ロボットが、このロボットにカップリングされている第2のクランプと一緒に上方に移動され得るように、形成されている。前記クランプを開くことによって、対象物は、前記排出コンテナに、直接に配置され得る。このことによって、追加の動作が、省かれる。追加の動作は、本分野で周知であり、前記ロボットのアームに設けられている把持部によって前記機械加工された対象物を把持することと、この対象物を前記排出コンテナに配置することとを含む。把持部の使用を伴うこのような追加の動作は、新しく機械加工された対象物に損傷を与える危険を有する。しかしながら、前記第2のクランプは、それぞれの対象物を受けるために特別に形成されているので、このような損傷が生じる恐れがない。

更なる有効な実施形態に従えば、受け手段が、設けられており、機械加工される対象物が、この中に搬送される。次に、把持部が、ロボットにカップリングされ、このロボットは、機械加工される対象物を、この対象物のクランピングのための第1のクランプに上述の方法で移動させる。この場合、機械加工動作がまだ行われる必要があるので、前記把持部による対象物へのいかなる小さな損傷も、問題ではない。しかしながら、対象物が第1のクランプで予めクランプされて前記搬送ステーションが使用されないことも、可能である。

好ましくは、前記第1のクランプを、これに接続されているキャリアもしくはパレットによって、ロボットのアームに直接にカップリングするために、そしてこのクランプを前記フライス盤に供給するために、カップリングのような別の準備がある。このことによって、前記搬送ステーションの位置は、機械加工の方向の位置に、精度良く一致する。

把持部が適用される場合、この把持部は、従来技術で知られているいかなる把持部、例えばサーボ制御の把持部であっても良く、力と距離との両方を正確に規定するために使用され得る。更に可能なことは、好ましくは、万能な動作把持部（universal operating gripper）の使用であり、この把持部には、所望の大きさの対象物におおよそ合わせるように予め規定された設定が与えられ得る。更に、この把持部は、対象物を把持及び解放するための、比較的小さな開いた通路及び閉じた通路を、有し得る。

異なる把持部が、異なる機能のために使用され得る。例えば、把持部は、供給／排出ホルダと、ワークピースのための把持部と、例えば工具のための把持部とを保持するために使用され得る。これら把持部は、共通の保管装置に設けられ得る。

また、本発明は、対象物のフライス削りによる機械加工のための方法に関わり、この方法は、機械加工される対象物を用意することと、第1のクランプ中でこれをクランプすることと、この第1のクランプをフライス盤に配置することと、対象物の第1の側面にフライス削り動作を実施することと、この対象物を再度クランプすることと、この対象物の第2の側面にフライス削り動作を実施することと、この機械加工された対象物を前記クランプから取り外すことと、を含む。前記再度クランプすることは、第1のクランプから第2のクランプに対象物を搬送することと、前記第2のクランプを前記フライス盤に配置することとを含む。前記第1のクランプから前記第2のクランプに対象物を搬送することは、前記第1のクランプを第1のキャリアに用意することと、前記第2のクランプを第2のキャリアに用意することと、前記キャリアを互いの方へ移動することと、前記第1のクランプから前記第2のクランプに対象物を搬送することとを含む。

また、本発明によって、比較的少数組にも自動化を実施することが可能である。即ち、操作者が更に介入すること無く、複数の対象物が、所定の位置に置かれ、必要な種々の機械加工動作が、実行されることができる。更に、装置を、機能不全の場合にも、動作が他のグループの対象物に対して続くように、即ち、対象物が機械加工を受けることができるように、プログラムすることが可能である。このことは、機能不全の場合に、前記フライス盤が自動的にスイッチを切らず、他の動作に切り替わることを意味する。このようにして、フライス盤と、関連したシステムとを、自動的に長期間実施させることができ、かくして、必要な動作のコストと数とを減じることができる。

図１は、本発明に係るアセンブリの概略的な上面図である。 図２は、キャリアが互いから離れる方向に移動している、本発明に係る搬送ステーションもしくは転換ステーションの斜視図である。 図３は、キャリアが互いに向かう方向に移動した、図２に係る転換ステーションを示す図である。 図４は、本発明で使用される把持部の例示的な実施形態を示す図である。

本発明は、図面に示されているフライス盤の例示的な実施形態を参照して、以下に明確に説明される。

本発明に係るアセンブリは、図１で参照符号１によって全体が示されている。このアセンブリは、フライス盤２と、対象物のこのフライス盤への搬送又はフライス盤からの取り外し、及び更なる動作の実行のための、連結した一連のステーションとによって構成されている。対象物の前記フライス盤２への移動は、コントローラ１４が設けられているロボット４によって果たされる。種々の可能なステーションの例は、例えば、フライス削り動作が行われた直後に、削りくずと液体とを取り除くために使用され得るリンス即ちブロークリーニングステーション２６を含む。更に、パーキングステーション２７が、対象物の一時的な保管のために設けられ得る。

対象物は、ローディング／アンローディングゲート５を通って搬送され得る。示されている対象物では、機械加工される対象物２０は、このゲートウェイから搬送され、トレー１９で受けられる。また、後述されるように、ゲート２８を通った前記対象物を、パレットによってクランプで予めクランプすることも可能である。

前記機械加工される対象物２０は、再度クランプされる必要があるように、フライス盤２によって、機械加工されなければならない。即ち、前記対象物２０の特定の側面は、単純にクランプされた時にアクセスできない場合があり、このことによって、対象物を異なる位置に移動させる必要がある。

本発明に従えば、転換もしくは搬送ステーション６が設けられている。このようなステーションの詳細は、図２と図３とに示されている。このステーションは、フレーム２３を有しており、このフレーム２３には、これに固定されている第1のキャリア１１と、これに接続されており直線移動可能な第２のキャリア１２とが、設けられている。この第2のキャリア１２は、矢印１３の方向で、前記第1のキャリアに接離するように、移動され得る。駆動が、例えば（サーボ制御の）スピンドルメカニズムによって、為され得る。制御可能な回転盤が、前記キャリア１１に設けられ得る。

前記キャリア１１と前記キャリア１２との双方は、例えばパレット９に各々取着されている第1のクランプ７もしくは第２のクランプ８を受けるように構成されている。前記パレット９は、これにロボット１４のアームへのカップリングのための特別なカップリング１０が設けられているので、使用される。また、このようなカップリングが設けられていることに加えて、前記ロボットによる、前記クランプ７の顎部と前記クランプ８の顎部（示されていない）との操作のために、特にこれの制御のために、接続部が与えられている。前記クランプ７、８の顎部は、好ましくは製品仕様であり、他の製品に機械加工される必要がある場合は、前記ロボットによって交換され得る。更に、同じクランプ７、８が、交換された顎部に対して使用される。

移動可能な前記第2のキャリア１２には、1つ以上のアーム２４が設けられており、このようなアーム２４の端部には、対象物を感知するためのレーザ２５が、設置されている。このレーザ２５が、部分的に機械加工された対象物２１の上方を移動することによって、この対象物が正確な位置に配置されているかを、及び、規定のディメンションの範囲内であるかを証明するための検査が、行われる。

図４に示されているように、対象物を把持するための把持部１５が、設けられている。他の把持部が、例えば前記トレーの移動のための、もしくは、工具の移動のための把持部が、設けられても良い。工具用の把持部は、図１では参照符号３０で示されている。前記把持部の各々には、上述のように、前記ロボット４との接続のためのカップリング１０に類似したカップリング手段が設けられている。更に、ワークピース用の前記把持部１５は、広い動作範囲に渡って使用され得るので、前記把持部１５には、プレセット手段１７が設けられており、この結果、特定の製品に対する動作範囲が比較的狭くなり得る。このようにして、広い動作範囲に渡って、非常に精度良く特定の対象物を把持することが可能である。

前述の装置は、以下のように動作する。

機械加工される対象物２０が、前述のように、ローディングゲート５から供給される。このような対象物は、好ましくはトレー１９内に配置される。この時、トレー用の把持部が、ロボット４にカップリングされる。このトレー用の把持部は、マガジン中に移動されて、製品用の把持部１５によって前記ロボットにカップリングされ、そしてこの製品用の把持部は、機械加工される対象物を把持する。それぞれの対象物は後にフライス削り加工をそれぞれ受けるので、この方法でいかなる損傷（擦り傷など）が生じても、関係ない。

前記製品用の把持部によって、この機械加工される対象物２０は、前記搬送ステーションで開かれた前記第1のクランプ７内に配置される。そして、この対象物は、前記クランプ７内の所望の位置に、前記ロボットによって強く押圧される。そしてクランプ７は、完全に閉じ、前記把持部が引っ込められる。

次に、前記第2のキャリア１２は、下方に移動され、前記機械加工される対象物２０が正しい位置に配置されており正しいディメンションを有しているかについて、レーザ２５により検査が行われる。これが正しい場合、前記ロボットアーム４とのカップリングの後に、前記第1のクランプ７は、対応するパレット９と一緒に、前記フライス盤２へと移動され、この中に配置される。ここで、第1のフライス削り動作が行われる。

そして、参照符号２１によって示されている部分的に機械加工された対象物は、対応するクランプ７とプラットフォーム９と一緒に、同様に前記ロボットによって第1のキャリア１１上に配置される。一方では、特有の顎部を有している第2のクランプ８が、前記第2のキャリア１２に配置されている。前記顎部の受け部は、機械加工された対象物２１の、前記第1のクランプから上方に突出している部分を、ダメージを与えないで受けるように、形成されている。前記第2のクランプ８の顎部は、開いた状態である。前記部分的に機械加工された対象物は、このクランプ８によって、前記クランプ７中に強く押圧される。

次に、図２に示されている位置から、前記第2のクランプを備えた前記第2のキャリアは、図３に示されているように、前記第1のキャリアへと移動される。前記部分的に機械加工された対象物２１は、前記クランプ７、８が互いに上下に正しく配置されると、搬送される。このことは、クランプ７の部分的に閉じられた顎部間での前記対象物２１の最初の移動によって、果たされる。そして、この対象物は、前記顎部７の最終位置へと強く押圧される。そして、前記クランプ７が閉じ、この後にクランプ８が開かれる。次に、前記第２のキャリアは、前記第1のキャリアから少し離れるように移動される。

これに続いて、対応するプラットフォーム９とカップリング１０とを備えた前記第2のクランプ８は、前記ロボットアームによって運ばれ、再び前記フライス盤に配置され得る。前記部分的に機械加工された対象物２１の位置は、正確に判る、即ち、前記フライス盤中の位置は、正確に規定されている。従って、更なるフライス削り動作が、この後すぐに行われ得、最終的に、２２によって示されている機械加工された対象物が、形成される。前記プラットフォーム９に支持されている前記第2のクランプ８は、前記ロボットアームによってフライス盤から外され、排出コンテナ即ちトレー１９の上の所望の位置に配置される。前記クランプ８の顎部が開くと、前記機械加工された対象物が、図１に示されているトレー中に直接に落ちる。次に、充填されたトレー即ち排出コンテナ１９は、前記ローディング／アンローディングゲート５の位置に移動し、除去されるか保管場所に移動され得る。

前述の説明を読んだ後に、当業者は、種々の他の実施形態を容易に思いつくだろう。また、同様に、種々のステーションが、他の動作を実施するために、適用され得る。このような他の実施形態は、添付の請求の範囲内である。

Claims (13)

1. 機械加工装置と、機械加工される対象物（２０、２１）のためのクランプ（７，８）と、対象物が配置されるクランプを前記フライス盤に接離するように移動させるためのロボット（４）とを具備するアセンブリ（１）において、
   このアセンブリは、クランプ（７）を受けるための第1のキャリア（１１）とクランプ（８）を受けるための第2のキャリア（１２）とから成る搬送ステーション（６）を具備し、これらキャリア（１１、１２）は、互いに対向している位置から互いの方へ移動され得ることを特徴とする、アセンブリ（１）。
2. 前記第1及び第2のキャリアは、互いに対向している位置に配置されており、互いの方へ直線方向（１３）に移動され得る、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記ロボット（４）には、このロボットによって把持されるクランプを開くため及び閉じるためのコントローラ（１４）が設けられている、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
4. 前記搬送ステーション（６）は、前記キャリアに配置された対象物の形状と形態とを決定するための走査手段（２５）を有している、請求項１乃至３のいずれか１に記載のアセンブリ。
5. 機械加工された対象物（２２）のみを受けるための排出コンテナ（１９）を有し、この排出コンテナは、前記ロボット（４）が前記クランプと前記対象物（２２）と一緒にこのコンテナの上方を移動することができるように、配置されている、請求項１乃至４のいずれか１に記載のアセンブリ。
6. マガジンが、機械加工される対象物（２０）を受けるための供給コンテナを有しており、把持部（１５）が、前記供給コンテナからの対象物を把持して、クランプ（７）にこの対象物を配置するために、前記ロボット（４）とカップリングされるように設けられている、請求項１乃至５のいずれか１に記載のアセンブリ。
7. 前記把持部（１５）には、プレセット手段（１７）が設けられている、請求項６に記載のアセンブリ。
8. 前記機械加工装置は、フライス盤（２）を有している、請求項1乃至７のいずれか１に記載のアセンブリ。
9. 対象物のフライス削りのための方法であって、機械加工される対象物を用意することと、第1のクランプ（７）で対象物をクランプすることと、この第1のクランプ（７）をフライス盤（２）に配置することと、前記対象物（２０、２１）の第1の側面にフライス削り動作を実行することと、前記対象物（２０、２１）を再度クランプすることと、前記対象物（２０、２１）の第2の側面にフライス削り動作を実行することと、機械加工された対象物（２２）を前記クランプから取り外すことと、を含む方法において、
   前記再度クランプすることは、前記対象物（２１）を第1のクランプ（７）から第2のクランプ（８）に搬送することと、前記第2のクランプを前記フライス盤（２）に配置することとを含み、前記第1のクランプから第2のクランプへの対象物の搬送は、第1のクランプを第1のキャリア（１１）に用意することと、前記第2のクランプ（８）を第2のキャリア（１２）に用意することと、これらキャリアを互いの方へ移動させることと、前記対象物を前記第1のクランプ（７）から前記第2のクランプに移動させることと、を含むことを特徴とする方法。
10. 前記クランプを互いの方へ移動させることは、垂直方向に直線移動（１３）することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２の側面を機械加工された前記対象物（２２）は、前記第2のクランプ（８）によって排出コンテナの上方に移動され、前記クランプの作用を解除することによって前記排出コンテナ中に落ちる、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記対象物（２０、２１）の一側面を機械加工した後に、前記対象物（２０、２１）とは異なる更なる対象物の一側面が、前記フライス盤によって機械加工される、請求項９乃至１１のいずれか１に記載の方法。
13. 前記機械加工される対象物の前記第1のクランプ（７）への配置は、前記機械加工される対象物を供給コンテナから機械の把持部（１５）によって把持することを含む、請求項９乃至１２のいずれか１に記載の方法。

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