JP2690250B2 - 立体パレットマガジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタ等の
自動加工機と組み合わせて使用されるパレットマガジン
に関し、特にパレット収納棚を立体的に配置することに
より、必要床面積を低減すると共に、収納棚を構成する
複数の収納セルと少なくとも１つの作業ステーションを
組立モジュールとして形成することにより、立体パレッ
トマガジンの使用される工場等の設置場所や加工内容の
条件に柔軟に対応して立体パレットマガジンを構築する
と共に、設置場所や加工内容の条件が後日変更された場
合に、それに対応してパレットマガジンの構成を変更可
能な立体パレットマガジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、マシニングセンタやＮＣ工作機械
等の自動加工機にパレットマガジンとパレットチェンジ
ャとを併設して、パレット上に装着した被加工ワークを
パレットチェンジャによりパレットマガジンからマシニ
ングセンタに搬入し、また加工終了後には再びパレット
チェンジャによりマシニングセンタからパレットマガジ
ンに収納することにより、自動加工作業の能率向上を図
る生産システムが採用されている。例えば、特公昭63-1
7577号公報には、多段構造に形成したパレット格納棚を
環状に配置すると共に、その中心部に上下移動と縦軸ま
わりの旋回移動が自在な旋回リフターと、該リフターに
取り付けられたパレット把持手段とを設け、円筒空間に
複数のパレット格納セルを構成し、かつ、前記パレット
格納棚にはその外周に配置されたパレットチェンジャ等
とパレットの授受を行う受渡し口を所望数具備されたパ
レットマガジンが開示されている。

【０００３】上記公報のパレットマガジンは、複数の格
納セルを円筒状に立体的に構成して、パレットマガジン
を設置する床面積を低減すると共に、複数台の加工機と
の組み合わせによりフレキブル生産システムの構成に一
定の効果を奏している。然しながら、従来のパレットマ
ガジンにおいて、被加工ワークを装着されたパレットを
収納するための格納棚は一体物として形成されており、
パレットマガジンを設置する工場等の設置場所の制約や
条件に柔軟に対応することが困難であったり、パレット
マガジンを一旦設置した後には、設置場所や作業内容等
の使用条件が後日変更された場合に格納棚の構成を変更
することが困難であるという不都合がある。一方パレッ
トマガジンは、設置場所の位置や面積、周囲に配置され
た他の工作機械との関係で制約が多い。そのために、例
えば、作業者がワークに段取り作業等の作業を行う作業
ステーションの位置を壁面から離して通路側に配置した
い、或いは工場の梁との干渉を避けるために収納棚の一
部を除去したい等、パレットマガジンを設置する場所の
制約に柔軟に対応可能なパレットマガジンに対する要望
が強い。また、多品種少量生産を目的とする生産システ
ムでは、加工内容の変更もしばしば発生する。そうした
場合、例えば、段取り作業を複数の作業員により行う必
要が生じたので作業ステーションの個数を増設し、それ
に対応して収納棚の段数も増設したい等、立体パレット
マガジンを設置した後にパレットマガジンの構成を変更
したいとする要望も非常に大きくなっている。更に、工
場の床面積が小さいことから、僅かでも収納効率の高い
パレットマガジンが必要とされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、上記問題点に鑑み、各収納セルを自由に構成して設
置場所の制約、条件に柔軟に対応可能で、かつ収納効率
の高い立体パレットマガジンを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明では、パレットの収納空間を備え多段に積み
重ね可能な複数の収納セルと、作業者がパレットに段取
り作業を行うための少なくとも１つの作業ステーション
とを環状に積み上げ配列し、中央部に前記パレットを授
受、搬送するためのフォークリフタを備えた立体パレッ
トマガジンにおいて、前記各収納セルは、パレットを載
置するための棚部と、該棚部を支持して略鉛直状に立設
された脚部とを具備して１つの組立モジュールとして構
成され、前記棚部および脚部は、積み重ねられた上側の
収納セルを固定するための第１の固定手段および第２の
固定手段を各々有して成り、前記作業ステーションは、
パレットを載置するための棚部と、該棚部を支持して略
鉛直状に立設された脚部とを具備して成ると共に、前記
環状配列の任意の位置に配設可能で、かつ前記収納セル
と置換可能な組立モジュールとして構成されたことを特
徴とする立体パレットマガジン。

【０００６】

【作用】組立モジュール化されたパレットの収納セルと
作業ステーションとを任意の位置に配置して、設置場所
や加工内容の条件に柔軟に対応した立体パレットマガジ
ンを構築する。

【０００７】

【実施例】図１から図３を参照して本発明による立体パ
レットマガジンの構成について説明する。本発明の実施
例によるパレットマガジン２は、図１から図３を参照し
て理解されるように、ベース４０上において鉛直方向に
ｍ段（図２、３に示す実施例では３段）重ね合わせ、円
周方向に複数ｎ個（図１に示す実施例では６個）配列し
た収納セル４と、作業者１８がワーク６に対して段取り
作業等の作業を施すための少なくとも１つの作業ステー
ション８とを具備している（作業ステーション８の上側
には収納セル４は積み重ねられていない）。前記収納セ
ル４と作業ステーション８は、相互に置換可能な組立モ
ジュールとして構成されており、その個数や配置を自由
に変更可能と成っている。従って、図１において作業ス
テーション８は、マシニングセンタ１２に対して、立体
パレットマガジン２の直径を挟んで対向位置に配置され
ているが、該立体パレットマガジン２の設置される工場
内の周囲の条件や制約または作業内容によっては、二点
鎖線で示すように所望の位置に適宜の個数配置すること
が可能である。各収納セル４および作業ステーション８
は、中心に向かって開口されており、該開口を通じてワ
ーク６の収納、取り出しが行われる。円筒形状をした立
体パレットマガジン２の中央部には、パレット４８に装
着されたワーク６を収納セル４と、作業ステーション８
の段取り位置２０と、マシニングセンタ１２のワーク交
換位置２６との間で授受、搬送するためのフォークリフ
タ１０が備えられている。該フォークリフタ１０は、後
述するように略水平に延設された２つの腕部材よりなる
フォーク３４を有しており、該フォーク３４によりワー
ク６を装着したパレット４８を水平に保持して授受、搬
送を行うように構成されている。

【０００８】図４を参照すると、組立モジュールとして
構成された各収納セル４は、ワークを装着したパレット
４８を載置するための、立体パレットマガジンの中心に
向かって狭くなる略台形の棚部４ａと、該棚部４ａを支
持して略鉛直状に立設された脚部７４とを具備してい
る。該棚部４ａの形状は、図示する台形に限定されるこ
とはないが、複数の収納セル４を周方向に配列たときに
正しく円筒形となるように、該棚部４ａの２つの斜辺５
の立体パレットマガジン２の中心を見込む角度が３６０
°／ｎまたはそれ以下の角度となる形状でなければなら
ないことは言うまでもない。また、図４において該棚部
４ａの外縁に沿って周壁７６が備えられているが、該周
壁７は必ずしも具備する必要はない。各収納セル４は、
ワーク６を装着したパレット４８を前記棚部４ａに載置
すると共に、該棚部４ａ上において載置されたパレット
４８を跨いで他の収納セル４を積み重ねらるように構成
されている。

【０００９】積み重ねられた収納セルと下側の収納セル
４を相互に固定するために、該棚部４ａには第１の固定
手段７８が備えられており、そして前記脚部７４には、
該第１の固定手段７８と対応、整合する第２の固定手段
８０が備えられている。図４において該第１の固定手段
７８および第２の固定手段８０は、本発明の好ましい実
施例として、上下の収納セル４を相互に固定する固定ボ
ルト（図示せず）のための穴部として形成されている。
下側の収納セルの棚部４ａの第１の穴部（第１の固定手
段）７８と、その上側に積み重ねられた収納セルの脚部
７４の第２の穴部（第２の固定手段）８０に固定ボルト
を貫通させ、下側の収納セルの棚部４ａの裏側からナッ
トにより螺着して、２つの収納セル４を鉛直方向に積み
重ね状態で固定する。また、ナットを使用する代わり
に、収納セル４の棚部４ａに第１の固定手段として適宜
に突起部（図示せず）を設け、該突起部に固定ボルトと
整合する雌ネジを形成しても良い。図６を参照して理解
されるように、ベース４０には、上記第１の固定手段７
８に対応するベース固定手段として、固定ボルトと整合
する雌ネジ８２が備えられており、最下段の収納セル４
が該ベース４０上に周方向に固定されるように構成され
ている。更に、図示されていないが、積み上げられた多
段の収納セル４を相互に周方向に固定するために、収納
セル４の背面７５に第３の固定手段を備えても良い。

【００１０】収納セル４の棚部４ａには、ワーク６を装
着したパレット４８を安定に定位置に載置するために、
略Ｔ字形をした一対の位置決め台４４が取着されてい
る。該位置決め台４４は、パレット４８と接する棚部に
複数（本実施例においては４つ）のテーパコーン４６を
有しており、該テーパコーン４６は、パレット４８に形
成された凹部（図示せず）と一致するように配置されて
いる。また、図４に示すように、フォーク３４に保持さ
れたワーク６およびパレット４８が、矢印Ｄの方向に収
納または取り出される際に、該収納セル４の前面部分と
干渉しないように収納セル４の前面の周壁７６は一部が
切除されており、これによりフォーク３４を水平方向に
前進、後退させて円滑にワーク６およびパレット４８の
収納しまたは取り出すように成っている。また、図２、
３、６を参照して理解されるように、ベース４０には、
上記位置決め台４４を所定位置に配置、固定するための
ソケット４１が具備されており、位置決め台４４は直接
ベース４０に固定される。

【００１１】次に、図５を参照して作業ステーション８
について説明する。図示からも理解されるように、該作
業ステーション８は、ワーク６を装着したパレット４８
を載置するための棚部８ａと、収納セル４の脚部７４と
同形状の脚部８８とを具備して、既述の通り上記収納セ
ル４と置換可能な組立モジュールとして構成されてい
る。該作業ステーション８の棚部８ａは、前記収納セル
４の棚部４ａと同形状の第１の領域８ｂと、該第１の領
域８ｂから外方に向かって延長された略矩形の第２の領
域８ｃを有している。この構造により、該作業ステーシ
ョン８に載置されるパレット４８を、パレットマガジン
２の円筒形の本体部分から外方に、より作業者１８に接
近した位置に配置可能となり、作業者１８による段取り
作業等の作業性が向上されることは言うまでもない。更
に、該第２の領域８ｃを具備して該作業ステーション８
の棚部の面積を拡大することにより、該棚部と平行な平
面内で回転可能な回転台８４を配置可能となる。該回転
台８４は、上記位置決め台４４のテーパコーン４６と同
様のテーパーコーン８６を有しており、ワーク６を装着
したパレット４８を、該回転台８４の棚部に安定に載置
可能に構成されていると共に、手操作によりパレット４
８を回転し作業者１８が容易に段取り作業等を行えるよ
うに構成されている。こうした第２の領域８ｃの目的、
機能を考慮すると、該第２の領域８ｃの形状は上記の矩
形に限定されず、例えば弓形や台形であっても良いこと
が理解されよう。なお、脚部８８の下部には作業ステー
ション８をベース４０に固定するため、ボルト用の穴部
９０が穿設されている。

【００１２】作業ステーション８の棚部８ａにワーク６
を搬送する目的で、該作業ステーション８の上方には天
井クレーン等のワーク搬送手段が設けられることが多
い。そして、該ワーク搬送手段の作業ステーション８へ
のアクセスを確保するために、作業ステーション８の上
部に収納セル４を積み重ねることは通常なされない。そ
こで、該作業ステーション８の棚部８ａには、収納セル
４の棚部４ａの穴部７８と同様の穴部は具備されていな
い。然しながら、ワークの重量やワーク搬送手段の構成
等の条件によっては、該作業ステーションの上部に収納
セル４を積み重ねることが可能な場合も考えられ、この
場合には、作業ステーション８の棚部８ａに収納セル４
を固定するための穴部を具備しても良いことは言うまで
もない。

【００１３】次に、図３、７を参照してフォークリフタ
１０について説明する。フォークリフタ１０は、複数の
車輪４２によりベース４０上で所定の回転軸の回りに回
転可能に略鉛直に立設された２つのコラム３０と、パレ
ット４８を保持するフォーク３４の鉛直方向の位置決め
をするリフタ３２とを具備している。前記各コラム３０
には、略鉛直に延設されたレール５０が固定されてお
り、リフタ２３は、該レール５０に沿って滑動可能な直
動ベアリング５２により鉛直方向に上下動可能に構成さ
れている。そして更に、該フォークリフタ１０は、略鉛
直に延設されたボールネジ５４と電動モータ５６とを具
備しており、該電動モータ５６によりベルト５８を介し
てボールネジ５４を所定方向に回転駆動して、リフタ３
２を所望の方向に上下動させるように構成されている。
前記リフタ３２は、図７から理解されるように略矩形の
枠体より構成されており、該枠体の両側に略水平に延設
されたレール３８が固定されている。前記フォーク３４
はレール３８と平行に略水平に延設され、該レール３８
に沿って滑動可能に設けられた直動ベアリング３６によ
り水平方向に前進、後退可能に垂設されている（図２参
照）。そして更に、該リフタ３２には、略水平に延設さ
れたボールネジ６４と電動モータ６０が備えられてお
り、該電動モータ６０によりベルト６２を介してボール
ネジ６４を所定方向に回転駆動して、フォーク３４を所
望の方向に前進、後退させるように構成されている。フ
ォーク３４には、長手方向に沿って該フォーク３４の先
端から所定の長さの突起部３５が延設されており、該突
起部３５は、パレット４８に形成された案内溝４９と係
合して、該パレット４８を安定に保持するように構成さ
れている。

【００１４】ベース４０には、フォークリフタ１０の回
転軸として同軸型の減速機７２が備えられており、該フ
ォークリフタ１０は、コラム３０の下部に備えられた電
動モータ６８によりベルト７０を介して、減速機７２の
回転軸の回りに回転可能に構成されている。上記構成に
より、フォークリフタ１０は、鉛直方向、水平方向、回
転方向の３軸に制御され、パレット４８に装着されたワ
ーク６を、予め与えられた加工プログラムに従って所定
の位置、つまり作業ステーション８上の段取り位置２０
と、各収納セル４の収納位置２２とマシニングセンタ１
２のワーク交換位置２６（図１参照）に授受、搬送す
る。ここで、該フォークリフタ１０は上述のように、ワ
ーク６を作業ステーション８の段取り位置２０に直接搬
送し、または該段取り位置２０からワーク６を直接取り
出し可能に構成されているので、従来作業ステーション
８に設けられていたパレットチェンジャを省略可能とな
り、コスト低減可能となるばかりではなく、パレットチ
ェンジャを省略した空間にパレット収納空間を設け、収
納効率の向上が図られている点が１つの利点となってい
る。

【００１５】立体パレットマガジン２の構成をより理解
するために、一例としてマシニングセンタ１２と組み合
わされた立体パレットマガジン２の、ワーク６の交換過
程を説明する。先ず、ワーク６はパレット４８に装着さ
れ、クレーン（図示せず）等を使用して作業者１８によ
り作業ステーション８の段取り位置２０に載置される。
作業者１８により段取り作業を施された後、パレット４
８はフォークリフタ１０により収納セル４の定位置２２
（以下、収納位置と記載する）に一旦収納される。次い
で、フォークリフタ１０は、加工プログラムに従って適
切な収納セル４内のパレット４８を選定して、略水平に
延設されたフォーク３４によりパレット４８を保持し、
これをマシニングセンタ１２のワーク交換位置２６に載
置する。該パレット４８のパレット交換位置２２からマ
シニングセンタ１２のテーブル２８までの移動は、マシ
ニングセンタ１２のパレット交換装置（図示せず）によ
り行われる。マシニングセンタ１２により所定の加工が
施されたワーク６を装着したパレット４８は、再びパレ
ット交換装置によりパレット交換位置２６に移動させら
れ、フォークリフタ１０により所定の収納セル４に収納
される。全ての加工工程を終了したワーク６は、フォー
クリフタ１０により作業ステーション８の段取り位置２
０に戻され、クレーン等を使用して作業者１８により該
立体パレットマガジン２とは別のワーク収納場所へ搬送
される。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による立体パレットマガジンは、組立モジュール化され
た収納セルと作業ステーションにより構成されているた
めに、パレットマガジンを、設置場所の制約に柔軟に対
応して構成可能であると共に、後日加工内容が変更され
て、パレットマガジンの構成を変更する必要が生じた場
合にも柔軟に対応可能である。更に、本発明による立体
パレットマガジンは中心部に鉛直、水平、旋回方向の３
軸制御されるフォークリフタを有しており、従来パレッ
トチェンジャを使用していた段取り作業を行う作業ステ
ーション、或いはマシニングセンタのパレット交換位置
と、収納セルとの間のワーク授受、搬送がフォークリフ
タにより直接行われるために、パレットチェンジャを省
略可能となり、その分ワークを収納する空間が確保され
収納効率が向上すると共に、コスト低減、省スペースが
達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による立体パレットマガジンの略示平面
図である。

【図２】図１の矢視線ＩＩ−ＩＩに沿う略示断面図であ
る。

【図３】図１の矢視線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う略示断面図
である。

【図４】組立モジュール化された収納セルの略示斜視図
である。

【図５】組立モジュール化された作業ステーションの略
示斜視図である。

【図６】収納セルおよび作業ステーションの配置および
ベースの構造を示す略示平面図である。

【図７】図３の矢視ＶＩＩによるフォークリフタのリフ
タの略示立面図である。

【符号の説明】 ４…収納セル ４ａ…棚部 ６…ワーク ８…作業ステーション ８ａ…棚部 ８ｂ…第１の領域 ８ｃ…第２の領域 １０…フォークリフタ ４８…パレット ７４…収納セルの脚部 ７８…第１の固定手段 ８０…第２の固定手段 ８８…作業ステーションの脚部 ９０…作業ステーションの脚部の穴部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレットの収納空間を備え多段に積み重
   ね可能な複数の収納セルと、作業者がパレットに段取り
   作業を行うための少なくとも１つの作業ステーションと
   を環状に積み上げ配列し、中央部に前記パレットを授
   受、搬送するためのフォークリフタを備えた立体パレッ
   トマガジンにおいて、 前記各収納セル４は、パレット４８を載置するための棚
   部４ａと、該棚部４ａを支持して略鉛直状に立設された
   脚部７４とを具備して１つの組立モジュールとして構成
   され、前記棚部４ａおよび脚部７４は、積み重ねられた
   上側の収納セル４を固定するための第１の固定手段７８
   および第２の固定手段８０を各々有して成り、 前記作業ステーション８は、パレット４８を載置するた
   めの棚部８ａと、該棚部８ａを支持して略鉛直状に立設
   された脚部８８とを具備して成ると共に、前記環状配列
   の任意の位置に配設可能で、かつ前記収納セル４と置換
   可能な組立モジュールとして構成されたことを特徴とす
   る立体パレットマガジン。