JP2556793B2 - ブロ−チ盤ボルスタ上の治具パレット自動交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブロ−チ盤ボルスタ上
にある治具パレットを自動的に交換することのできる装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブロ−チ削り、すなわち、ブロ−チ加工
は種々の異形穴の加工方法として発達してきたものであ
り、自動車部品や電機部品あるいは精密加工部品などの
ような互換性を有する部品の量産に適している。その際
同一のワ−クに対して種々の異形穴を加工する場合、特
に角穴を切削するとか、ワ−クの姿勢を変えて加工する
時、多品種対応型のブロ−チ盤ではブロ−チ刃物に対し
てその都度適切な傾きや間隔を保つための治具パレット
を使用するために治具パレットの交換が行われている。

【０００３】従来のこの種の装置においては、ワ−クご
とに治具パレット交換の段取替えをしかも人手で行なつ
ていたため、そのために時間がかかり、人員もはりつけ
ておく必要があつた。しかも、ワ−クの治具パレット交
換の段取替えやその後の作業には危険を伴うものであつ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】本発明によれば、人
員を多品種対応型のブロ−チに常時はりつけておく必要
がなくなり、しかも治具パレットの交換時間が極めて短
縮されることになり、危険性も殆ど無くなるものであ
る。

【０００５】

【課題点を解決するための手段】本発明は、ブロ−チ加
工工程順に治具パレットを搭載する治具パレット搬送装
置と、この治具パレット搬送装置上の所定位置の治具パ
レットをこの所定位置とブロ−チ盤ボルスタ間で移動さ
せる治具パレットチエンジヤと、前記ブロ−チ盤ボルス
タ上の治具パレットのワ−ク着脱位置とワ−クインデッ
クステ−ブル間でワ−クを移動させるワ−クハンドリン
グロボットと、治具パレット上のワ−ク着脱位置とワ−
ク加工位置間でワ−クを移動せしめるワ−クシフタとワ
−クを前記ワ−ク加工位置に固定するクランパとから構
成されていることを特徴とするブロ−チ盤ボルスタ上の
治具パレット自動交換装置である。

【０００６】

【発明の作用】本発明は、予め人手によつて、加工工程
順に治具パレットを治具パレット搬送装置に、かつ、所
望数のワ−クと所望種類の治具パレットとブロ−チ刃物
を所定順にセツトするだけで、あとは自動的に所望数の
ワ−クに所望のブロ−チ切削加工を施すことができるよ
うになる。

【０００７】

【実施例】図１、図２はそれぞれ本発明のブロ−チ盤ボ
ルスタ上の治具パレット自動交換装置を中心に描かれた
全システムの平面図と正面図である。符号１はブロ−チ
盤で、ア−ム１１の先端下方に刃物把持器１２が設けら
れており、ブロ−チ刃物１３を油圧により把持してい
る。ア−ム１１は回転中心１５を中心に旋回可能になつ
ており、各種の刃物を載置した回転可能テ−ブル１６の
端部とブロ−チ盤ボルスタ１７間を旋回して自動的に刃
物を交換できるようになつている。符号１８は油圧ユニ
ットであるが、本発明は、勿論油圧に限定されることは
なく、空気圧、電磁的な把持・移送でもよい。また符号
１９はロボットコントロ−ラである。

【０００８】ブロ−チ盤ボルスタ１７の上には後述する
治具パレットチエンジヤによつて治具パレット３が運ば
れ、この治具パレット３の上にワ−ク７が治具の傾きに
そつて固定されたあとワ−ク７に予め粗くあけられてい
る穴にブロ−チ刃物１３が挿入されて精密加工される。
切削加工の際に生ずる削り屑は移送装置１０１によつて
ワゴン１０２の中へ運搬される。

【０００９】符号２は治具パレット搬送装置で、ワ−ク
７に各種のブロ−チ盤加工を加える際、その加工工程順
に対応する治具パレット３を治具パレット搬送装置上に
並べている。

【００１０】図４および図５は、この治具パレット搬送
装置２を拡大して示した平面図および正面図である。こ
の治具パレット搬送装置２は、平行に延びる２本の横機
２１の向かい合つた両内側に回転ロ−ラ２２が複数個配
設され、この両回転ロ−ラ２２の上にスライド板２３が
載置されてスライド可能となつている。このスライド板
２３の上に各種の治具パレット３が、所定の加工順にし
たがつて載置されている。そしてスライド板２３には所
定間隔に搬送用貫通孔２４とロック用貫通孔２５が配設
されており、この搬送用貫通孔２４に、治具搬送用ピッ
チ送りシリンダ２６の可動棒先端部２６１に固定された
押し上げシリンダ２６２の係合ピン２６３が挿入された
あとピッチ送りシリンダ２６の可動棒が伸張することに
より１ピッチ分横方向へスライド板２３をスライドさせ
るようになつている。

【００１１】治具パレット搬送装置２のほぼ中央部には
治具パレットチエンジヤ４が設置されていて、スライド
板上の治具パレット３をスライド板２３からブロ−チ盤
ボルスタ１７の上へ押し出し、また加工終了後にブロ−
チ盤ボルスタ上の治具パレット３をブロ−チ盤ボルスタ
１７からもとのスライド板２３の所定の位置へ引き戻す
働きをする。ロック用貫通孔２５はスライド板２３の搬
送終了後スライド板２３を固定しておくために用いられ
る。

【００１２】符号５は回転可能なインデックステ−ブル
で、この上にワ−ク供給ステ−ション５１が配設されて
いる。図３はこのインデックステ−ブル５を拡大して示
した平面図である。作業員５２はワ−ク７をインデック
ステ−ブル５のワークステーション５１上に順番にセッ
ト（図では６個のワ−ク７が実線で描かれている。）し
たあと、操作ボックス５３のスイッチボタンを押すとイ
ンデックステ−ブル５はワ−クセット位置５４から回転
して作業員５２に対して１８０度移動し、ワ−ク７はワ
−クハンドリングロボット６のロボットア−ム６１の旋
回範囲６２内にあるワ−ク移動位置５５に到達する（図
では６個のワ−ク７が点線で描かれている。）。

【００１３】符号６はワ−クハンドリングロボットで、
ロボットセンタ６４を中心にロボットア−ム６１が旋回
し、ア−ム先端に取り付けてあるロボットハンドによつ
てワ−ク７を把持し旋回する。ここではワ−ク移動位置
５５に到達したワ−ク７をフォトカプラ６５、６６間で
センシングしながら第１順序のワ−ク７をブロ−チ盤ボ
ルスタ１７上にある治具パレット３上のワ−ク着脱位置
３Ａへ運び、ワ−ク加工位置３Ｂでブロ−チ加工後再び
ワ−ク移動位置５５のもとの位置へワ−ク７を戻し、次
り順位のワ−ク７を再びブロ−チ盤ボルスタ１７の上に
ある同じ治具パレット３上のワ−ク着脱位置３Ａへと運
ぶ働きをする。ワ−クハンドリングロボット６は本発明
では６軸垂直多関節天吊型を使用している。

【００１４】図６乃至図９は、それぞれ異なつた４種類
の加工工程に対応する形状の治具８を用いた実施例で、
治具８を装着してなる治具パレット３は図６（２）に示
したように３Ａ部分のワ−ク着脱位置と３部分のワ−ク
加工位置に分かれている。ワ−ク着脱位置３Ａにはワ−
ク７を両側からはさむように案内板９４が設置されてお
り、かつ、その間隙をワ−クシフトシリンダ９１の可動
棒がＸ軸方向に移動できるようになつている。一方ワ−
ク加工位置３Ｂには、ワ−ク７を位置決めするワ−ク位
置決めシリンダ９２がありクランパの働きの一部をなす
ものであり、ワ−ク位置決めシリンダ９２は加工工程に
応じて上下左右に移動・固定されることができる。ワ−
ク位置決めシリンダ９２からは可動基準ピン９２１がＹ
軸方向に伸長可能となつており、これがワ−ク７に予め
設けられている基準孔７１の中へ挿入することにより、
ワ−ク７の位置決めがなされる。ワ−ク加工位置３Ｂに
はその他にワ−ク７の側面を固定する側面押さえシリン
ダ９３が配設されておりクランパの働きの一部をなすも
のであり、側面押さえシリンダ９３はワ−ク加工時にワ
−ク７を案内板９４へしつかりと押圧するのに用いるこ
とができる。また、ブロ−チ刃物１３の背面を保護する
ためブロ−チ盤背面ガイド１７１が設けられて、加工精
度を向上させている。

【００１５】図６乃至図９において、７の実線で示され
たものが加工位置３Ｂにあるワ−クであり、７’の点線
で示されたものがワ−ク着脱位置３Ａにあるワ−クであ
る。図示のように本発明が加工対象としているワ−ク７
は形状が複雑なため実際にはワ−ク７の加工工程に合わ
せて十数種の治具および対応するブロ−チ刃物１３が必
要となる。また、そのためにその工程にあつた治具８が
間違いなく使用されているかどうかの確認用のセンサ
が、図示されていないが治具８及びブロ−チ盤ボルスタ
１７に設置されている。

【００１６】次に本発明によるブロ−チ盤ボルスタ上の
治具パレット自動交換装置の動作の一連を順序を追つて
説明する。まず、作業員５２は、いまからブロ−チ加工
を施そうとするワ−ク７の全部をインデックステ−ブル
５のワ−ク供給ステ−シヨン５１上のワ−クセット位置
５４にセットし、操作ボックス５３の押しボタンを押し
てワ−ク７をワ−ク移動位置５５へ移動させる。それと
同時にワ−ク７に施そうとするブロ−チ加工工程に合つ
たブロ−チ刃物１３の種類とその際用いられる治具８を
選定し、ブロ−チ刃物１３は加工工程順に回転可能テ−
ブル１６上にセットし、また治具８は治具パレット搬送
装置２上の治具パレット３の上にこれも同じく加工工程
順にセットしておく。これで人手による準備は終了で、
あとはワ−クハンドリングロボット６をはじめ各種の移
送装置が自動的に動作を継続する。

【００１７】最初、治具パレット搬送装置２上の所定の
位置にまでピッチ送りされてきた最初の工程に使用され
る治具パレット３が治具パレットチエンジヤ４の前進に
よつてスライド板２３からブロ−チ盤ボルスタ１７の上
に押し出される。ブロ−チ盤ボルスタ１７内に設置の着
座センサ（図示せず。）により治具パレット３の着座が
確認されると、ブロ−チ盤ボルスタ１７内外のクランパ
によりクランプされる。次に、ワ−クハンドリングロボ
ット６がインデックステ−ブル５のワ−クセット位置５
４にセットされたワ−ク７がワ−ク移動位置５５に到達
したことを検知し、ワ−ク移動位置５５にあるワ−ク７
のうち加工順序第１位のワ−ク７を前記ブロ−チ盤ボル
スタ１７の上に着座させた治具パレット３のワ−ク着脱
位置３Ａ上へ加工工程に合つた姿勢でセットする。

【００１８】治具パレット３上にセットされたワ−ク７
はブロ−チ盤ボルスタ１７外部に設置のワ−クシフトシ
リンダ９１で実現されるワ−クシフタによつてワ−ク着
脱位置３Ａからワ−ク加工位置３Ｂへ押し込まれ、同時
にワ−ク位置決めシリンダ９２により基準ピン９２１が
挿入される。また、加工精度を補助するためや位置決め
を正確に保持するためにワ−ク側面押えシリンダ９３や
ブロ−チ盤背面ガイド１７１が用いられる。

【００１９】治具パレット３でのブロ−チ盤加工が終了
すると、ワ−ク７は治具パレット３上のワ−ク加工位置
３Ｂからワ−ク着脱位置３Ａへ戻され、更にワ−クハン
ドリングロボット６にてワ−クインデックステ−ブル５
の所定のワ−ク移動位置５５＾戻される。次に、ワ−ク
ハンドリングロボット６はワ−ク移動位置５５にある次
に加工されるべきワ−ク７を把持し、また同じようにブ
ロ−チ盤ボルスタ１７の上に着座されたままになつてい
る治具パレット３のワ−ク着脱位置３Ａ上へ加工工程に
合つた姿勢でセットする。以下同じブロ−チ盤加工を施
す。このようにして治具パレット３でのある一種類のブ
ロ−チ盤加工が、ワ−クインデックステ−ブル５にセッ
トしたワ−ク７の所定数を完了すると、治具パレット３
はクランプが解かれ、治具パレットチエンジヤ４によつ
て治具パレット搬送装置２の上に戻される。次に押し上
げシリンダ２６２がロック用貫通孔２５から下降し、逆
に係合ピン２６３が、搬送用貫通孔２４に挿入されて治
具搬送用ピッチ送りシリンダ２６が１ピッチ先へスライ
ド板２３を進ませる。再び押し上げシリンダ２６２が上
昇して治具パレット３が治具パレット搬送装置２上に位
置決めされる。

【００２０】一方、ブロ−チ盤側ではブロ−チ刃物１３
交換のため自動交換装置が働き、次工程のブロ−チ刃物
１３に交換され待機する。治具パレット３が治具パレッ
トチエンジヤ４によつてブロ−チ盤ボルスタ１７内に押
し込まれ、前述の操作が繰り返される。今回のブロ−チ
盤加工におけるブロ−チ刃物１３と治具８によるブロ−
チ盤加工が、ワ−クインデックスのワ−ク移動位置５５
にあるワ−ク７すべてに施されると、この治具８は役目
を終了し、再び治具パレット搬送装置２に戻される。

【００２１】次のブロ−チ盤加工用のブロ−チ刃物１３
と治具パレット３が、セットされる。以上のようにして
治具バレット全てが、ブロ−チ盤加工に用いられると全
てのブロ−チ盤加工が、完了する。かくして同時にブロ
−チ盤１側の自動刃物交換装置も一順する。そして、治
具パレット搬送装置２は逆方向に１ピッチごとの動きで
元の位置（原点位置）に戻って再スタ−トをすることに
なる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、ブロ−チ加
工順に治具パレットを搭載する治具パレット搬送装置
と、治具パレットをブロ−チ盤ボルスタ上に押し出すパ
レットチエンジヤと、ワ−クの移動を行うワ−クハンド
リングロボットと、ワ−クシフタ、ワ−ク固定のクラン
パを組み合わせて用いているため、ワ−クを治具パレッ
トにセット後は自動的にブロ−チ盤加工を実施すること
ができるようになり、人手と時間の節約となり、作業員
の危険度も減少された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の治具パレット自動交換装置
を中心にした全システムを示す平面図である。

【図２】同じくその正面図である。

【図３】インデックステ−ブルの平面図である。

【図４】治具パレット搬送装置の平面図である。

【図５】同じく治具パレット搬送装置の正面図である。

【図６】（１）は加工工程に対応する治具形状とその上
に載置・固定されたワ−クの平面図，（２）は同じくそ
の正面図である。

【図７】（１）は他の加工工程に対応する治具形状とそ
の上に載置・固定されたワ−クの平面図，（２）は同じ
くその正面図である。

【図８】（１）は別の加工工程に対応する治具形状とそ
の上に載置・固定されたワ−クの平面図，（２）は同じ
くその正面図である。

【図９】（１）は更に異なる加工工程に対応する治具形
状とその上に載置・固定されたワ−クの平面図，（２）
は同じくその正面図である。

【符号の説明】

１・・・ブロ−チ盤 １０１・・・移送装置 １０２・・・ワゴン車 １１・・・ア−ム １２・・・刃物把持器 １３・・・ブロ−チ刃物 １５・・・回転中心 １６・・・回転可能テ−ブル １７・・・ブロ−チ盤ボルスタ １７１・・・ブロ−チ盤背面ガイド １８・・・油圧ユニット １９・・・ロボットコントロ−ラ ２・・・治具パレット搬送装置 ２１・・・横機 ２２・・・回転ロ−ラ ２３・・・スライド板 ２４・・・搬送用貫通孔 ２５・・・ロック用貫通孔 ２６・・・治具搬送用ピッチ送りシリンダ ２６１・・・可動棒先端部 ２６２・・・押し上げシリンダ ２６３・・・係合ピン ３・・・治具パレット ３Ａ・・・ワ−ク着脱位置 ３Ｂ・・・ワ−ク加工位置 ４・・・治具パレットチエンジヤ ５・・・ワ−クインデックステ−ブル ５１・・・ワ−ク供給ステ−ション ５２・・・作業員 ５３・・・操作ボックス ５４・・・ワ−クセット位置 ５５・・・ワ−ク移動位置 ６・・・ワ−クハンドリングロボット ６１・・・ロボットア−ム ６２・・・旋回範囲 ６４・・・ロボットセンタ ６５、６６・・・フォトカプラ ７・・・ワ−ク ７１・・・基準孔 ８・・・治具 ９１・・・ワ−クシフトシリンダ（ワ−クシフタ） ９２・・・ワ−ク位置決めシリンダ ９２１・・・基準ピン ９３・・・側面押えシリンダ ９４・・・案内板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロ−チ加工工程順に治具パレットを搭
   載する治具パレット搬送装置と、この治具パレット搬送
   装置上の所定位置の治具パレットをこの所定位置とブロ
   −チ盤ボルスタ間で移動させる治具パレットチエンジヤ
   と、前記ブロ−チ盤ボルスタ上の治具パレットのワ−ク
   着脱位置とワ−クインデックステ−ブル間でワ−クを移
   動させるワ−クハンドリングロボットと、治具パレット
   上のワ−ク着脱位置とワ−ク加工位置間でワ−クを移動
   せしめるワ−クシフタとワ−クを前記ワ−ク加工位置に
   固定するクランパとから構成されていることを特徴とす
   るブロ−チ盤ボルスタ上の治具パレット自動交換装置。