JP2023045391A

JP2023045391A - ワーク搬入出装置

Info

Publication number: JP2023045391A
Application number: JP2021153777A
Authority: JP
Inventors: 和将鵜飼; Kazumasa Ukai
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2021-09-22
Filing date: 2021-09-22
Publication date: 2023-04-03

Abstract

【課題】ワークストッカに多数のワークを保管することができるとともに、搬送ロボットによる工作機械に対するワークの搬入出作業を効率よく行うことができるワーク搬入出装置を提供する。【解決手段】ワーク搬入出装置１は、作業者用開口26およびロボット用開口27を有する防護用囲い２と、旋回式のワークストッカ３と、搬送ロボット4とを備えている。ワークストッカ３が、ベース30、旋回台31および複数のワーク保持部材32からなる。ワークストッカ３の旋回台31が旋回することにより、１つのワーク保持部材32が防護用囲い２の作業者用開口26に通じる第１空間28に臨み、他の１つのワーク保持部材32が防護用囲い２のロボット用開口27に通じる第２空間29に臨む作業位置に位置決めされる。当該作業位置において、第１空間28と第２空間29とが旋回台31に設けられた仕切部材33により仕切られる。【選択図】図１

Description

この発明は、工作機械に対してワークの搬入および搬出を行うワーク搬入出装置に関する。

工作機械とロボットを組み合わせて自動化されたシステムにおいて、工作機械に対してのワークの搬入および搬出に使用される装置として、本出願人は、先に、カバーで囲まれた加工室、および前記カバーに設けられた開口部を開閉自在に覆うドアを有する工作機械と、前記工作機械に対して着脱自在で、前記加工室の外部に保管スペースを提供するワークストッカと、前記ワークストッカが前記工作機械に装着された際に、前記保管スペースと前記加工室に跨がった可動範囲を有するロボットとを備えており、前記ワークストッカが、台座と、前記台座上に設けられ、かつ前記工作機械に装着された際に前記工作機械の外表面と協同して、前記カバーの前記開口部の前方に前記保管スペースを収容する防護空間を画定する防護部材とを備えており、前記台座の上面にワーク保持部材が設けられ、前記防護部材が、前記防護空間の前面および左右両側面を覆うことを特徴とする工作機械システムを提案した（特許文献１参照）。

特開２０１９－１５０８９４号公報

しかしながら、特許文献１記載の工作機械システムにおいては、ワークストッカのワーク保持部材に多数のワークを保管するには大きな保管スペースを要するという問題がある。また、ロボットによりワークストッカの保管スペースと工作機械の加工室との間でワークを搬送している間には、作業者によるワークストッカの保管スペースの加工済みワークと未加工ワークとの交換作業を行うことができず、ワークストッカと工作機械との間でのワークの搬送作業を効率よく行うことができないという問題がある。

この発明の目的は、上記課題を解決し、ワークストッカに多数のワークを保管することができるとともに、搬送ロボットによる工作機械に対するワークの搬入出作業を効率よく行うことができるワーク搬入出装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)防護用囲いと、前記防護用囲い内に配置されかつワークを保持する旋回式のワークストッカと、前記防護用囲い内に配置されかつワークを前記ワークストッカと工作機械との間で搬送する搬送ロボットとを備えており、
前記防護用囲いに、作業者が前記防護用囲いの外側から前記ワークストッカに対するワークの取り付け、取り外しを行う作業者用開口と、前記搬送ロボットが前記ワークストッカと前記工作機械との間でワークの搬送を行うロボット用開口とが形成されており、
前記ワークストッカが、ベース、前記ベースに旋回中心軸の周りに旋回するように設けられた旋回台、および前記旋回台に前記旋回中心軸の周りに間隔をおいて設けられかつワークを保持する複数のワーク保持部材からなり、
前記ワークストッカの前記旋回台が、前記旋回中心軸周りの旋回によって、前記ワーク保持部材のいずれか１つが前記防護用囲いの前記作業者用開口に通じる第１空間に臨むとともに、前記ワーク保持部材の他のいずれか１つが前記防護用囲いの前記ロボット用開口に通じる第２空間に臨む作業位置に位置決めされるようになっており、前記作業位置の数が前記ワーク保持部材の数と同数であり、前記ワークストッカの前記旋回台に、前記旋回台が前記作業位置に位置決めされた際に前記防護用囲いの前記第１空間と前記第２空間とを仕切る仕切部材が設けられているワーク搬入出装置。

2)前記ワークストッカの前記旋回台が、前記旋回中心軸の周りに周方向に等間隔をおいて配置された２つのワーク保持部材を備えており、前記旋回台の前記旋回中心軸の周りの旋回によって、前記旋回台が、２つの前記作業位置に切り替えられるようになっており、前記旋回台における２つの前記ワーク保持部材どうしの間に設けられた壁部により前記仕切部材が構成されている上記1)記載のワーク搬入出装置。

3)前記ワークストッカの前記旋回台が、前記旋回中心軸の周りに周方向に等間隔をおいて配置された３以上のワーク保持部材を備えており、前記旋回台の前記旋回中心軸の周りの旋回によって、前記旋回台が、前記ワーク保持部材と同数の前記作業位置に切り替えられるようになっており、前記旋回台における隣り合う２つの前記ワーク保持部材どうしの間に設けられた壁部により前記仕切部材が構成されている上記1)記載のワーク搬入出装置。

上記1)～3)のワーク搬入出装置によれば、ワークストッカが複数のワーク保持部材を備えているので、比較的多数のワークを保管することができる。また、ロボットによって、防護用囲いのロボット用開口を通して第２空間に臨むワーク保持部材と工作機械との間でワークの搬送を行うのと同時に、作業者によって、防護用囲いの作業者用開口を通して第１空間に臨むワーク保持部材の加工済みワークと未加工ワークとの交換作業を行うことができるので、搬送ロボットによる工作機械に対するワークの搬入出作業を効率よく行うことができる。しかも、ロボットおよび作業者による作業時に、第１空間と第２空間とは仕切部材により仕切られているので、作業者の安全が確保される。

この発明によるワーク搬入出装置の工作機械に対する配置状態を概略的に示す平面図である。この発明によるワーク搬入出装置の一部を省略した斜視図である。図２のワーク搬入出装置に用いられるワークストッカを示す斜視図である。図２のワーク搬入出装置に用いられるワークストッカの第１の変形例を示す図１の一部分に相当する図である。図２のワーク搬入出装置に用いられるワークストッカの第２の変形例を示す図１の一部分に相当する図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

以下の説明において、図１の下側を前、これと反対側を後といい、同図の左右を左右というものとする。

また、全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付す。

図１はこの発明によるワーク搬入出装置を工作機械に対してワークの搬入および搬出を行う際の配置状態を示し、図２はこの発明によるワーク搬入出装置を示し、図３はこの発明によるワーク搬入装置に用いられる旋回式ワークストッカを示す。

図１において、ワーク搬入出装置１は、工作機械１０に対する未加工ワークの搬入時および加工済みワークの搬出時に、工作機械１０の加工室の前面開口部の前側に配置される。工作機械１０の前面開口部は開閉自在の前面ドアにより覆われている。工作機械１０の前面ドアは、加工室内へのワークの搬入および搬出時には開状態となり、ワークは前面開口部を通して搬入または搬出される。なお、工作機械１０の加工室、前面開口部、前面ドアの図示は省略する。

図１および図２に示すように、ワーク搬入出装置１は、防護用囲い２と、防護用囲い２内に配置されかつワークＷを保持する旋回式のワークストッカ３と、防護用囲い２内に配置されかつワークＷをワークストッカ３と工作機械１０との間で搬送する搬送ロボット４とを備えている。

防護用囲い２は、上下両壁２０、２１、前後両壁２２、２３および左右両壁２４、２５を備えている。なお、図２においては、後壁２３の図示は省略する。各壁２０、２１、２２、２３、２４、２５は、適当な面材、たとえば金属板や金網などによって形成されている。防護用囲い２には、作業者Ｍが防護用囲い２の外側からワークストッカ３に対するワークＷの取り付け、取り外しを行う際に用いられる作業者用開口２６と、搬送ロボット４がワークストッカ３と工作機械１０との間でワークＷの搬送を行う際に用いられるロボット用開口２７とが形成されている。この実施形態においては、作業者用開口２６は左壁２４に形成され、ロボット用開口２７は後壁２３の右側部分に形成されている。また、後壁２３および右壁２５には、防護用囲い２の内部を視認する窓２３１、２５１が形成されている。窓２３１、２５１は適当な透光性材料により塞がれていてもよい。

図１～図３に示すように、ワークストッカ３は、ベース３０、鉛直状の旋回中心軸Ｏの周りに旋回するようにベース３０に設けられた旋回台３１、および旋回台３１に、旋回中心軸Ｏの周りに等間隔をおいて設けられかつワークＷを保持する複数のワーク保持部材３２を備えており。各ワーク保持部材３２に複数のワークＷが保持されるようになっている。

ワークストッカ３の旋回台３１は、旋回中心軸Ｏの周りの旋回によって、ワーク保持部材３２のいずれか１つが防護用囲い２の作業者用開口２６に通じる第１空間２８に臨むとともにワーク保持部材３２の他のいずれか１つが防護用囲い２のロボット用開口２７に通じる第２空間２９に臨む作業位置に位置決めされるようになっている。作業位置の数はワーク保持部材３２の数と同数である。また、ワークストッカ３の旋回台３１に、旋回台３１がいずれか１つの作業位置に位置決めされた際に防護用囲い２の第１空間２８と前記第２空間２９とを仕切る仕切部材３３が設けられている。

この実施形態においては、旋回台３１が、旋回中心軸Ｏの周りに周方向に等間隔をおいて配置された２つのワーク保持部材３２を備えており、ワークストッカ３の旋回台３１の旋回によって、一方のワーク保持部材３２が防護用囲い２の第１空間２８に臨むとともに他方のワーク保持部材３２が防護用囲い２の第２空間２９に臨む作業位置と、一方のワーク保持部材３２が防護用囲い２の第２空間２９に臨むとともに他方のワーク保持部材３２が防護用囲い２の第１空間２８に臨む作業位置との間で切り替えられるようになっている。また、仕切部材３３は、平面から見て旋回中心軸Ｏを含む直径上に位置しかつ１つの鉛直面上に位置する２つの壁部３４からなる。

搬送ロボット４は、互いに平行な軸線周りに回転する複数の関節を有する多関節ロボットからなる。搬送ロボット４の先端部にはワークＷを掴むワーク把持部４１が設けられている。搬送ロボット４のワーク把持部４１は、ロボット用開口２７を通して防護用囲い２の第２空間２９と工作機械１０の加工室内との間で移動するようになっている。

上述したワークＷ搬入出装置１を用いて未加工ワークＷを工作機械１０の加工室内への搬入する方法、および工作機械１０の加工室において加工が施された加工済みワークＷを加工室外に搬出する方法について説明する。

まず、工作機械１０の加工室内での加工を停止した状態で、ワークストッカ３の旋回台３１を一方の作業位置に切り替え、一方の第１ワーク保持部材３２を防護用囲い２の第１空間２８に臨ませるとともに、他方の第２ワーク保持部材３２を防護用囲い２の第２空間２９に臨ませる。このとき、防護用囲い２の両空間２８、２７は仕切部材３３により仕切られる。この状態で、作業者Ｍによって第１空間２８に臨む第１ワーク保持部材３２に未加工ワークＷを取り付ける。

ついで、ワークストッカ３の旋回台３１を旋回させて未加工ワークＷを保持した第１ワーク保持部材３２を防護用囲い２の第２空間２９に臨ませるとともに、第２ワーク保持部材３２を防護用囲い２の第１空間２８に臨ませる。このときも、防護用囲い２の両空間は仕切部材３３により仕切られる。

この状態で、搬送ロボット４により第１ワーク保持部材３２に保持されている全未加工ワークＷのうちの１つの未加工ワークＷを工作機械１０の加工室内に搬入し、搬送ロボット４を加工室の外部まで移動させた後に当該未加工ワークＷへの加工を行う。１つの未加工ワークＷへの加工が終了すると、搬送ロボット４によって加工済みワークＷを加工室から取り出して第１ワーク保持部材３２の空き部分に保持させる。このような動作を繰り返すことによって、第１ワーク保持部材３２に保持されている全未加工ワークＷへの加工を行い、加工済みワークＷを第１ワーク保持部材３２の空き部分に保持させる。

第１ワーク保持部材３２に保持されている未加工ワークＷへの加工時に、作業者Ｍは、第２ワーク保持部材３２の空き部分に未加工ワークＷを取り付ける。

ついで、ワークストッカ３の旋回台３１を旋回させて未加工ワークＷを保持した第２ワーク保持部材３２を防護用囲い２の第２空間２９に臨ませ、上述した場合と同様にして、第２ワーク保持部材３２に保持されている全未加工ワークＷに加工を施すとともに、加工済みワークＷを第２ワーク保持部材３２に保持させる。これと同時に、作業者Ｍによって、防護用囲い２の第１空間２８に臨んでいる第１ワーク保持部材３２から加工済みワークＷを取り外すとともに、第１ワーク保持部材３２に未加工ワークＷを取り付ける。

上述した作業を繰り返すことによって、工作機械１０により未加工ワークＷに加工を施す。

上述したいずれの作業時にも防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とは仕切部材３３によって仕切られているので、搬送ロボット４による作業と作業者Ｍによる作業とを同時に行った上で作業者Ｍの安全が確保される。

図４はワーク搬入出装置の第１の変形例を示す。

図４に示すワーク搬入出装置１００のワークストッカ２００の旋回台３１は、旋回中心軸Ｏの周りに周方向に等間隔をおいて配置された３つのワーク保持部材３２を備えており、ワークストッカ２００の旋回台３１の旋回中心軸Ｏの周りの旋回によって、いずれか１つのワーク保持部材３２が防護用囲い２の第１空間２８に臨むとともに、他のいずれか１つのワーク保持部材３２が防護用囲い２の第２空間２９に臨む３つの作業位置（ワーク保持部材３２と同数）に切り替えられるようになっている。

ワークストッカ２００の旋回台３１に、旋回台３１がいずれか１つの作業位置に位置決めされた際に防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とを仕切る仕切部材２０１が設けられている。この変形例においては、隣り合う２つのワーク保持部材３２間において、平面から見て旋回中心軸Ｏから放射状に延びた鉛直状の壁部２０２が設けられており、これらの３つの壁部２０２のうちの隣り合う２つの壁部２０２、すなわち第２空間２９に臨むワーク保持部材３２の両側の２つの壁部２０２が、防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とを仕切る仕切部材２０１となる。なお、防護用囲い２の前後両壁２２、２３に、仕切部材２０１とともに防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とを仕切る補助仕切部材２０３が設けられている。補助仕切部材２０３は必ずしも必要としない。

図５はワーク搬入出装置の第２の変形例を示す。

図５に示すワーク搬入出装置３００のワークストッカ４００の旋回台３１は、旋回中心軸Ｏの周りに周方向に等間隔をおいて配置された４つのワーク保持部材３２を備えており、ワークストッカ４００の旋回台３１の旋回によって、いずれか１つのワーク保持部材３２が防護用囲い２の第１空間２８に臨むとともに、他のいずれか１つのワーク保持部材３２が防護用囲い２の第２空間２９に臨む４つの作業位置（ワーク保持部材３２と同数）に切り替えられるようになっている。

ワークストッカ４００の旋回台３１に、旋回台３１がいずれか１つの作業位置に位置決めされた際に防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とを仕切る仕切部材４０１が設けられている。この変形例においては、隣り合う２つのワーク保持部材３２間において、平面から見て旋回中心軸Ｏから放射状に延びた鉛直状の壁部４０２が設けられており、これらの４つの壁部４０２のうちの隣り合う２つの壁部４０２が、すなわち第２空間２９に臨むワーク保持部材３２の両側の２つの壁部４０２、防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とを仕切る仕切部材４０１となる。なお、防護用囲い２の前後両壁２２、２３に、仕切部材４０１とともに防護用囲い２の第１空間２８と第２空間２９とを仕切る補助仕切部材４０３が設けられている。補助仕切部材４０３は必ずしも必要としない。

この発明によるワーク搬入出装置は、工作機械と搬送ロボットを組み合わせて自動化されたシステムにおいて、工作機械に対するワークの搬入および搬出に好適に用いられる。

１：ワーク搬入出装置、２：防護用囲い、３：ワークストッカ、４：搬送ロボット、１０：工作機械、２６：作業者用開口、２７：ロボット用開口、２８：第１空間、２９：第２空間、３０：ベース、３１：旋回台、３２：ワーク保持部材３３：仕切部材、１００：ワーク搬入出装置、２００：ワークストッカ、２０１：仕切部材、３００：ワーク搬入出装置、４００：ワークストッカ、４０１：仕切部材、Ｍ：作業者、Ｏ：旋回中心軸、Ｗ：ワーク

Claims

防護用囲いと、前記防護用囲い内に配置されかつワークを保持する旋回式のワークストッカと、前記防護用囲い内に配置されかつワークを前記ワークストッカと工作機械との間で搬送する搬送ロボットとを備えており、
前記防護用囲いに、作業者が前記防護用囲いの外側から前記ワークストッカに対するワークの取り付け、取り外しを行う作業者用開口と、前記搬送ロボットが前記ワークストッカと前記工作機械との間でワークの搬送を行うロボット用開口とが形成されており、
前記ワークストッカが、ベース、前記ベースに旋回中心軸の周りに旋回するように設けられた旋回台、および前記旋回台に前記旋回中心軸の周りに間隔をおいて設けられかつワークを保持する複数のワーク保持部材からなり、
前記ワークストッカの前記旋回台が、前記旋回中心軸周りの旋回によって、前記ワーク保持部材のいずれか１つが前記防護用囲いの前記作業者用開口に通じる第１空間に臨むとともに、前記ワーク保持部材の他のいずれか１つが前記防護用囲いの前記ロボット用開口に通じる第２空間に臨む作業位置に位置決めされるようになっており、前記作業位置の数が前記ワーク保持部材の数と同数であり、前記ワークストッカの前記旋回台に、前記旋回台が前記作業位置に位置決めされた際に前記防護用囲いの前記第１空間と前記第２空間とを仕切る仕切部材が設けられているワーク搬入出装置。
前記ワークストッカの前記旋回台が、前記旋回中心軸の周りに周方向に等間隔をおいて配置された２つのワーク保持部材を備えており、前記旋回台の前記旋回中心軸の周りの旋回によって、前記旋回台が、２つの前記作業位置に切り替えられるようになっており、前記旋回台における２つの前記ワーク保持部材どうしの間に設けられた壁部により前記仕切部材が構成されている請求項１記載のワーク搬入出装置。
前記ワークストッカの前記旋回台が、前記旋回中心軸の周りに周方向に等間隔をおいて配置された３以上のワーク保持部材を備えており、前記旋回台の前記旋回中心軸の周りの旋回によって、前記旋回台が、前記ワーク保持部材と同数の前記作業位置に切り替えられるようになっており、前記旋回台における隣り合う２つの前記ワーク保持部材どうしの間に設けられた壁部により前記仕切部材が構成されている請求項１記載のワーク搬入出装置。