JP2023045391A - ワーク搬入出装置 - Google Patents
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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)。
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。
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。
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 (3)
- 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。
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