JP2954684B2 - ワークの自動加工システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、各々パレットに取り付けられた多数のワ
ークを自動的に搬送して複数台の自動工作機械により自
動的に加工する自動加工システムに関し、特には有人運
転モードと無人運転モードとを組み合わせて実施し得て
自動工作機械の稼働率を高め得る自動加工システムに関
するものである。

（従来の技術） 各々パレットに取り付けられた多数のワークを自動的
に搬送して、複数台の自動工作機械により自動的に加工
するシステムとしては従来、例えば特開昭61−109652号
公報にて開示されたものがある。

この自動加工システムは、多数の収納区画を有して、
ワークを位置決め固定する治具を有するパレットをそれ
らの収納区画に多数収納し得る、パレット収納手段とし
ての二列のラックと、それらのラックに隣接して配置さ
れてコ字状の経路で複数個のパレットをタクト搬送する
コンベヤを有して、パレットを一時的に留め置きし、そ
れらのパレットの治具に対するワークの着脱を可能なら
しめるワーク着脱ステーションと、これもラックに隣接
して配置されるとともに各々パレットチェンジャを有し
て、前記パレットに取り付けられたワークの加工とその
パレットの受け渡しとを行う複数台の、自動工作機械と
してのマシニングセンタと、それらワーク着脱ステーシ
ョン、ラックおよびマシニングセンタの間で搬送台車を
移動させることによりパレットを一個づつ自動的に搬送
する、パレット搬送手段としてのスタッカクレーンと、
を具えてなる。

かかる自動加工システムにあっては、先ず、ラックの
複数の収納区画に置かれた空のパレットが、スタッカク
レーンによって次々に、取り出され、搬送されて、ワー
ク着脱ステーションに引き渡され、それらの空のパレッ
トがワーク着脱ステーションでタクト搬送される間に、
各パレットの治具に未加工のワークが作業者によって取
り付けられ、さらに、それらの未加工ワーク付きパレッ
トが、スタッカクレーンによって次々に、ワーク着脱ス
テーションから取り出され、搬送されて、一旦ラックの
所定の複数の収納区画に収納された後、もしくは直接的
に、各マシニングセンタが有するパレットチェンジャの
所定の一箇所の受け渡し場所に引き渡される。

さらにここでは、各マシニングセンサが有するパレッ
トチェンジャの受け渡し場所に置かれた加工済みワーク
付きパレットが、スタッカクレーンによって次々に、そ
こから取り出され、搬送されて、ワーク着脱ステーショ
ンに引き渡され、それらのパレットがワーク着脱ステー
ションでタクト搬送される間に、作業者によって、各パ
レットの治具に取り付けられた加工済みワークが取り外
されるとともにそこに未加工のワークが取り付けられ、
以後所要に応じて上記工程が繰り返される。

そしてここでは、上記作業と並行して、各マシニング
センタが、ターンテーブル式のパレットチェンジャによ
って、その受け渡し場所に引き渡された未加工ワーク付
きパレットを所定の待機位置に移動させると入れ換え
に、そのマシニングセンタが既にワークの加工を行って
所定の加工位置から上記待機位置に送り出した加工済み
ワーク付きパレットを上記受け渡し場所に移動させ、そ
の後上記待機位置に配置した未加工ワーク付きパレット
をそこから上記加工位置に取り込んで、そのパレットに
取り付けられた未加工ワークの加工を行う。

なお、ワークの種類変更の際には、スタッカクレーン
によって、次の種類のワークに対応する空のパレットが
ラックの収納区画から新たに取り出される一方、使用済
みの空のパレットがラックの空いている収納区画に戻さ
れる。また同様に加工の終了の際にも、使用済みの空の
パレットがラックの空いている収納区画に戻される。

このようにして従来の自動加工システムは多数のワー
クの自動加工を行っているが、そこでは、作業者によ
る、パレットの治具に対するワークの着脱が必要とされ
る。すなわち、その自動加工システムでは有人運転がな
されている。

ところで、上述の如き自動加工システムにおいて自動
加工機械の稼働率を高めるためには、完全無人システム
とすることはシステムの大幅な改変とそのための多大な
設備コストとが必要となって極めて困難であるので、夜
間等において無人で運転する無人運転モードを、上記有
人で運転する有人運転モードと組み合わせて実施するこ
とが望ましい。

そして、かかる無人運転モードと有人運転モードとの
組み合わせを実施するためには、システムが有人運転モ
ードで稼働している間に、その有人運転についての諸作
業の合間をぬって、前の無人運転モードで加工した加工
済みワーク付きパレットを次々にラックの収納区画から
取り出し、ワーク着脱ステーションで作業者によって、
それら加工済みワークをパレットの治具から取り外すと
ともにそこに無人運転モードで加工する分の未加工ワー
クを取り付け、それらの未加工ワーク付きパレットをラ
ックの空いている収納区画に収納しておき、次の無人運
転モードの間に、それらの未加工ワーク付きパレットを
次々にラックから取り出して、ワークの自動加工を行っ
た後、またラックに戻すという方法を採ることが考えら
れるが、この方法で無人運転モードと有人運転モードと
の組合せを実施する場合には、有人運転モードでの稼働
中に、そこで使用するパレットと併せて無人運転モード
で使用するパレットを搬送する必要があるので、有人運
転モードにおいてスタッカクレーンの使用の手順・タイ
ミング等の自由度を十分に確保する必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、先に述べた従来の自動加工システムで
は、各マシニングセンタがワークの加工終了後その加工
済みワーク付きパレットを配置するパレットチェンジャ
上の受け渡し場所が、各パレットチェンジャとも一箇所
のみであるので、上記入れ換え後加工済みワーク付きパ
レットをパレットチェンジャから取り出さないと次の未
加工ワーク付きパレットをそこに供給することができ
ず、またパレットチェンジャが余分のパレットを留め置
きする場所を持たないので、上記入れ換え後加工済みワ
ーク付きパレットをパレットチェンジャから取り出さな
いと、マシニングセンサが次のワークの加工が終わって
もその加工済みワーク付きパレットをパレットチェンジ
ャ上に送り出すことができない。

従って、スタッカクレーンの搬送台車が、未加工ワー
ク付きパレットをそこに引き渡す際に入れ代わりに必ず
加工済みワーク付きパレットをそこから受け取る必要が
あって、スタッカクレーンの作業手順が極めて拘束さ
れ、しかもワークの加工に要する時間が複数のマシニン
グセンタ間で必ずしも同一ではないので、パレットをマ
シニングセンタとスタッカクレーンとの間で受け渡すべ
きタイミングが極めて限定され、これらの点からスタッ
カクレーンの作動の自由度が極めて低い。

これがため前記従来の自動加工システムでは、先の方
法で無人運転モードを有人運転モードと組み合わせて実
施するのは困難であった。

この発明は、かかる課題を有利に解決した自動加工シ
ステムを提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明のワークの自動加工システムは、ワークを位
置決め固定する治具を有するパレットを多数収納可能な
パレット収納手段と、前記パレットを一時的に留め置き
してそのパレットの治具に対する前記ワークの人手によ
る着脱を可能ならしめるワーク着脱ステーションと、各
々パレットチェンジャを有して、前記パレットに取り付
けられたワークの加工とそのパレットの受け渡しとを行
う複数台の自動工作機械と、前記パレット収納手段、前
記ワーク着脱ステーションおよび前記自動工作機械の間
で前記パレットを自動的に搬送するパレット搬送手段
と、を具えるワークの自動加工システムにおいて、前記
各パレットチェンジャと前記パレット搬送手段との間
に、前記パレットを少なくとも一個一時的に留め置きす
るバッファ手段が設けられるとともに、そのバッファ手
段が、前記パレット搬送手段からの受け取り用と、前記
パレット搬送手段への引き渡し用とで各々別個のものと
され、前記ワーク着脱ステーションが、有人運転モード
用ステーションと無人運転モード用ステーションとから
なるものとされ、有人運転モードの間に、その有人運転
モードで加工すべき前記ワークの前記パレットへの取り
付けおよびその有人運転モードで加工済みの前記ワーク
の前記パレットからの取り外しが前記有人運転モード用
ステーションで行われるのと並行して、その後の無人運
転モードで加工すべき前記ワークの前記パレットへの取
り付けおよび前回の無人運転モードで加工済みの前記ワ
ークの前記パレットからの取り外しが前記無人運転モー
ド用ステーションで行われることを特徴とするものであ
る。

（作用） かかるこの発明の自動加工システムが有人運転モード
で作動するに際しては、パレット収納手段に収納されて
いた空のパレットが、パレット搬送手段によって次々
に、取り出され、搬送されて、ワーク着脱ステーション
のうちの有人運転モード用ステーションに引き渡され、
それらの空のパレットが有人運転モード用ステーション
で留め置かれている間に、各パレットの治具に有人運転
モードで加工すべき未加工ワークが作業者の人手によっ
て取り付けられ、さらに、それらの未加工ワーク付きパ
レットが、パレット搬送手段によって次々に、その有人
運転モード用ステーションから取り出され、搬送され
て、一旦パレット収納手段に収納された後もしくは直接
的に、各受け取り用バッファ手段に引き渡される。

さらにここでは、各引き渡し用バッファ手段に留め置
かれた、有人運転モードでの加工済みワークを取り付け
られたパレットが、パレット搬送手段によって次々に、
そこから取り出され、搬送されて、有人運転モード用ス
テーションに引き渡され、それらのパレットがその有人
運転モード用ステーションで留め置かれている間に、作
業者の人手によって、各パレットの治具に取り付けられ
た有人運転モードで加工済みのワークが取り外されると
ともにそこに有人運転モードで加工すべき未加工ワーク
が取り付けられ、以後所要に応じて上記工程が繰り返さ
れる。そして、使用を終了した空のパレットはパレット
搬送手段によってパレット収納手段に戻される。

そしてここでは、上記作業と並行して、各自動工作機
械が、有人運転モードで先に加工を終了した加工済みワ
ーク付きパレットをパレットチェンジャから引き渡し用
バッファ手段に引き渡すとともに、先に受け取った有人
運転モードで加工すべき未加工ワーク付きパレットをパ
レットチェンジャから加工位置に取り込み、その後、受
け取り用バッファ手段に留め置かれた上記未加工ワーク
付きパレットをそこからパレットチェンジャ上に受け取
るとともに、上記加工位置に取り込んだパレットの未加
工ワークの加工を行う。

またこの発明のシステムでは、その後の無人運転モー
ドでの加工の準備のため、上記作業の合間をぬって、パ
レット収納手段に収納されていた空のパレットもしくは
前回の無人運転モードで加工された加工済みワーク付き
のパレットが、パレット搬送手段によって次々に、取り
出され、搬送されて、ワーク着脱ステーションのうちの
無人運転モード用ステーションに引き渡され、それらの
パレットがワーク着脱ステーションで留め置かれている
間に、空のパレットについてはそのまま、また加工済み
ワーク付きパレットについてはその治具から無人運転モ
ードで加工済みのワークが作業者の人手によって取り外
された後、各パレットの治具に無人運転モードで加工す
べき未加工のワークが作業者の人手によって取り付けら
れ、さらに、それらの未加工ワーク付きパレットが、パ
レット搬送手段によって次々に、ワーク着脱ステーショ
ンから取り出され、搬送されて、パレット収納手段に収
納される。

しかして、その後この発明のシステムが無人運転モー
ドで作動するに際しては、先の有人運転モードの間にパ
レット収納手段に収納された、無人運転モードで加工す
べき未加工ワーク付きパレットが、パレット搬送手段に
よって次々に、取り出され、搬送されて、各受け取り用
バッファ手段に引き渡される。

さらにここでは、各引き渡し用バッファ手段に留め置
かれた、無人運転モートで加工済みのワーク付きパレッ
トが、パレット搬送手段によって次々に、そこから取り
出され、搬送されて、パレット収納手段に再び格納され
る。

そしてここでは、上記作業と並行して、各自動工作機
械が、無人運転モードで先に加工を終了した加工済みワ
ーク付きパレットをパレットチェンジャから引き渡し用
バッファ手段に引き渡すとともに、先に受け取った無人
運転モードで加工すべき未加工ワーク付きパレットをパ
レットチェンジャから加工位置に取り込み、その後、受
け取り用バッファ手段に留め置かれた上記未加工ワーク
付きパレットをそこからパレットチェンジャ上に受け取
るとともに、上記加工位置に取り込んだパレットの未加
工ワークの加工を行う。

従って、この発明のワークの自動加工システムによれ
ば、有人運転モードで多数のワークの自動加工を行うこ
とができるのはもちろん、各自動工作機械に受け取り用
および引き渡し用の二種類のバッファ手段によって、パ
レットチェンジャが余分のパレットを留め置きし得る場
所がパレット搬送手段のパレット引き渡し側とパレット
受け取り側とにそれぞれ別個に設けられるので、各自動
工作機械に対するパレット搬送手段のパレット受け渡し
の手順が拘束されず、例えば未加工ワーク付きパレット
を受け取り用バッファ手段に引き渡した後、加工済みワ
ーク付きパレットを引き渡し用バッファ手段から受け取
らずにそこに残し、パレット収納手段から、無人運転モ
ードで使用するパレットを受け取ってワーク着脱ステー
ションに搬送することもできる。

しかも、この発明のワークの自動加工システムによれ
ば、ワークの加工に要する時間が複数の自動工作機械間
で必ずしも同一でなくても、各自動工作機械において引
き渡し用バッファ手段が加工済みワーク付きパレットを
少なくとも一個留め置くことができるので、パレットを
自動工作機械とパレット搬送手段との間で受け渡すべき
タイミングの制約を大幅に少なくすることができ、それ
ゆえ、パレット搬送手段の作動の自由度を極めて高くし
得て、無人運転モードを容易に、有人運転モードと組み
合わせて実施することができ、これによって自動工作機
械の稼働率を高めることができる。

さらに、前記従来の自動加工システムではワーク着脱
ステーションを一箇所だけしか持っていないため、ワー
ク着脱ステーションでの作業量が極めて限定されるとと
もに、無人運転モード用パレットと有人運転モード用パ
レットとを混合して扱う必要があってワークの着脱作業
が極めて煩雑になるのに対し、この発明のワークの自動
加工システムによれば、ワーク着脱ステーションが有人
運転モード用ステーションと無人運転モード用ステーシ
ョンとからなるものとされ、有人運転モードの間に、そ
の人運転モードで加工すべきワークのパレットへの取り
付けおよびその有人運転モードで加工済みのワークのパ
レットからの取り外しが有人運転モード用ステーション
で行われるのと並行して、その後の無人運転モードで加
工すべきワークのパレットへの取り付けおよび前回の無
人運転モードで加工済みのワークのパレットからの取り
外しが無人運転モード用ステーションで行われるので、
ワーク着脱ステーション全体としての着脱作業量を増や
すことができるとともに、着脱作業を単純化して作業効
率を高めることができ、これによってワークの加工数を
大幅に増加させることができ、しかも、パレット間の着
脱間隔を短縮し得るので、パレット搬送手段に待ち時間
が生ずるのを防止してその稼働率を一層高めることがで
きる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

第１図は、アルミダイキャスト製の中空のワークを切
削加工してホイストのケーシングを製造するシステムに
適用した、この発明のワークの自動加工システムの一実
施例を示す平面配置図であり、図中１はパレット収納手
段としてのパレット収納庫、２はそのパレット収納庫１
の一端部（図では左端部）に隣接して配置されたワーク
着脱ステーション、３はパレット格納庫１に沿って配置
された、自動工作機械としてのマシニングセンタ群、４
はそれらパレット格納庫１、ワーク着脱ステーション
２、およびマシニングセンタ群３の間で後述のパレット
５を自動的に搬送する、パレット搬送手段としてのスタ
ッカクレーン、６はマシニングセンタ群３に加工用NCプ
ログラムを供給するプログラム管理コンピュータ、７は
この自動加工システム全体の作動を制御するシステム管
理コンピュータをそれぞれ示す。

ここにおけるパレット収納庫１は二列の通常のラック
8,9からなり、それらのラック8,9は各々五段で、その各
段に多数の収納区画8a,9aを有し、それらの収納区画8a,
9aに、第２図に示す如きパレット５を所定の向きで収納
することができる。

上記パレット５は、Ｔ字型と呼ばれる種類の通常のも
ので、第２図（ａ），（ｂ）に示す如く基台10の上面
に、図示しない位置決めピンを具えるワーク固定板11を
立設されるとともに、第２図（ｃ）に示す如く基台10の
下面の中央部に、このパレット５の固定のためのＴ字状
の掛合溝12aと、このパレット５の位置決めおよび回動
のための円弧状に並べられたカップリング歯12bとを有
する円盤状の固定部12を設けられ、さらに、基台10の一
端部に、後述するマシニングセンタによるパレット５の
取り込みおよび送り出しためのＴ字状の掛合溝13aを有
する掛合部13を設けられるとともに、基台10の側部に、
後述する受け取り用および引き渡し用の両ローラコンベ
ヤ上での移送のためのコ字状の切欠き部10aを形成され
て構成されており、上記ワーク固定板11の両面には、第
２図（ａ）に示す如くここで加工するワーク14を各々、
所定の表面を外側へ向けて、上記位置決めピンで位置決
めしつつ、ネジ締めする三個の固定爪15で固定すること
ができる。

そして、ワーク固定板11には、そこに固定されたワー
ク14の裏面側の加工部位14aにも加工を行い得るよう
に、それらの加工部位14aに対応する位置に貫通孔11aが
形成されている。

なお、上記ワーク14には複数種類のものがあり、この
自動加工システムではそれらのワーク14をそれぞれ加工
し得るよう、上記パレット５が、ワーク14の各種類に対
応して複数種類用いられている。

また、ワーク着脱ステーション２は、有人運転モード
用ステーションとしての昼間運転モード用ステーション
16と、無人運転モード用ステーションとしての夜間運転
モード用ステーション17とを具えてなり、その夜間運転
モード用ステーション17は、第３図（ａ），（ｂ）に示
すように、スタッカクレーン４の移動方向と平行に延在
するフレーム18内の一端部（図では右端部）に上下二段
にターンテーブル機構付きチェーンコンベヤ19を設けら
れるとともに、フレーム18内の他端部（図では左端部）
にエレベータ20を設けられ、さらにそれらターンテーブ
ル機構付きチェーンコンベヤ19とエレベータ20との間に
上下二列にチェーンコンベヤライン21,22を設けられる
とともに、下列のチェーンコンベヤライン22の端部に昇
降機構付きターンテーブル機構23を設けられて構成され
ており、ここで、ターンテーブル機構付きチェーンコン
ベヤ19は、案内路に沿って張り渡された互いに並行な二
列の無端チェーンをモーター式駆動機構で互いに同期さ
せて循環移動させる通常のチェーンコンベヤ機構19a
と、そのチェーンコンベヤ機構19aを支持するターンテ
ーブルを通常の油圧式ロータリアクチュエータで回動さ
せる通常のターンテーブル機構19bとを具えてなる。

またここで、エレベータ20は、チェーンコンベヤ19に
おけると同様のチェーンコンベヤ機構20aと、そのチェ
ーンコンベヤ機構20aを上下に延在するガイドレールに
よる案内およびモーター式駆動機構に駆動結合されたチ
ェーンによる駆動で昇降させる通常の昇降機構20bとを
具えてなり、チェーンコンベヤライン21,22は各々、チ
ェーンコンベヤ19におけると同様のチェーンコンベヤ機
構21a,22aを複数直列に連結してなり、そして昇降機構
付きターンテーブル機構23は、ターンテーブル機構付き
チェーンコンベヤ19におけると同様のターンテーブル機
構23aと、そのターンテーブル機構23aの上方に設けられ
た、上記パレット５の固定部12と掛脱可能に嵌合してそ
のパレット５を支持する環状のパレット支持台23bと、
そのパレット支持台23bを油圧シリンダで昇降させる通
常の昇降機構23cとを具えてなる。

かかる夜間運転モード用ステーション17にあっては、
スタッカクレーン４から、その側方に位置する下段のタ
ーンテーブル機構付きチェーンコンベヤ19上に引き渡さ
れた例えばワーク未装着の空のパレット５が、ターンテ
ーブル機構19bによって90゜向きを変えられてからチェ
ーンコンベヤ機構19aにより下列のチェーンコンベヤラ
イン22上に引き渡されて、そのチェーンコンベヤライン
22の複数のチェーンコンベヤ機構22aにより図では左方
へタクト搬送され、昇降機構付きターンテーブル機構23
の上方で停止して、そこで、昇降機構23cによって上昇
したパレット支持台23bによりチェーンコンベヤ機構22a
から若干持ち上げられ、ワーク固定板11の一方の面を作
業者に向けて位置決め支持される。

そして、作業者による、そのワーク固定板11の一方の
面へのワーク14の装着固定が終了したら、ターンテーブ
ル機構23aがそのパレット５を180゜回動させることによ
り、パレット５がワーク固定板11の他方の面を作業者に
向けて位置決め支持され、そこへの作業者によるワーク
14の装着固定も終了したら、ワーク固定板11の両面への
ワーク14の取り付けが完了し、その後昇降機構23cがパ
レット支持台23bを下降させてパレット５をチェーンコ
ンベヤ機構22a上に降ろす。

しかる後パレット５は、チェーンコンベヤライン22上
からエレベータ20のチェーンコンベヤ機構20a上に引き
渡されて、昇降機構20bにより持ち上げられ、さらに上
列のチェーンコンベヤライン21上に引き渡されて、その
チェーンコンベヤライン21の複数のチェーンコンベヤ機
構21aにより図では右方へタクト搬送され、上段のター
ンテーブル機構付きチェーンコンベヤ19のチェーンコン
ベヤ機構19aによりその上に引き取られた後、ターンテ
ーブル機構19bによって90゜向きを変えられてから、ス
タッカクレーン４に引き取られる。

このようにして夜間運転モード用ステーション17で
は、空のパレット５のワーク固定板11の両面へのワーク
14の取り付けを行うことができ、またパレット５のワー
ク固定板11の両面に加工済みのワーク14が取り付けられ
ている場合には、上記と同様にして昇降機構付きターン
テーブル機構23上でそのパレット５からの加工済みのワ
ーク14の取り外しを行うことができる。

そして、昼間運転モード用ステーション16は、スタッ
カクレーン４の移動方向と直角に延在するように配置さ
れているためパレット５の向きを変えずにその受け渡し
を行えるので、上下二段のターンテーブル機構付きチェ
ーンコンベヤ19を具えていないが、この点を除けば、上
記夜間運転モード用ステーション17と同様に構成されて
いて、そこでも、パレット５のワーク固定板11の両面へ
のワーク14の着脱を行うことができる。

しかも、ワーク着脱ステーション２のかかるステーシ
ョン16,17は各々、複数のチェーンコンベヤ機構により
パレット５をタクト搬送するので、そこでは所要に応じ
て複数のパレット５を留め置き、スタッカクレーン４の
作動手順に応じてそれらのパレット５を順次送り出すこ
とができる。

なお、上記昼間運転モード用ステーション16および夜
間運転モード用ステーション17の作動は各々、プログラ
ムブルコントローラとコンピュータ端末とを具える制御
盤24,25によって制御される。

また、ここにおけるマシニングセンタ群３は、第１図
に示すように、互いに同一種類（ここではＡタイプと呼
ぶ）の四台の通常の縦型マシニングセンタ26と、そのＡ
タイプマシニングセンタ26とは異なる種類（ここではＢ
タイプと呼ぶ）の一台の通常の縦型マシニングセンタ27
とによって構成されており、四台のＡタイプマシニング
センタ26は各々、スタッカクレーン４に隣接する側に後
述のパレットチェンジャ28を有し、またＢタイプマシニ
ングセンタ27は、スタッカクレーン４に隣接する側に後
述のパレットチェンジャ29を有している。

ここで、Ａタイプマシニングセンタ26は、第４図
（ａ），（ｂ）中実線で示すように、パレットチェンジ
ャ28によって基台10を垂直に立てた姿勢で所定の待機位
置に配置された、未加工のワーク14が取り付けられたパ
レット５を、その固定部12の掛合溝12aに嵌まり合う多
数の案内ローラ26aで水平移動を案内しつつ、その掛合
部13の掛合溝13aに先端部を掛合させた移送腕26bを水平
に引き込むことにて、図中破線で示すように、基台10を
垂直に立てた姿勢のままで主軸26cの下方の所定の加工
位置に取り込み、その位置で、パレット５の固定部12の
掛合溝12aおよびカップリング歯12bと掛脱可能に嵌合し
てその固定部12を保持するクランプ・インデックス機構
26dによりそのパレット５を位置決め固定するととも
に、上記移送腕26bを掛合部13から離脱させた後、その
クランプ・インデックス機構26dによってパレット５を
第４図（ａ）では紙面と直交する方向へ延在する回動軸
線周りに90゜づつ割り出し回動させながら、主軸26cに
装着した図示しない工具を回転駆動しつつ適宜移動さ
せ、また工具を適宜交換することにて、そのパレット５
に取り付けられた二個のワーク14の各々の、表面、裏
面、および第２図（ａ）では左右方向に向く側面に対し
所定の加工を行い、その加工が終了すると、上記と逆の
手順でその加工済みのワーク14が取り付けられたパレッ
ト５を先の待機位置に送り出してパレットチェンジャ28
に引き渡すことができる。

この一方Ｂタイプマシニングセンタ27は、詳細は図示
しないが、パレットチェンジャ29によって基台10を水平
に保った姿勢で所定の待機位置に配置された、Ａタイプ
マシニングセンタ26での加工が済んだワーク14が取り付
けられたパレット５を、その固定部12の掛合溝12aに嵌
まり合う多数の案内ローラで水平移動を案内しつつ、そ
の掛合部13の掛合溝13aに先端部を掛合させた移送腕26
を水平に引き込むことにて、基台10を水平に保った姿勢
のままで主軸の下方の所定の加工位置に取り込み、その
位置で、固定部12を嵌合保持するクランプ機構によりそ
のパレット５を位置決め固定するとともに移送腕を掛合
部13から離脱させた後、主軸に装着した図示しない工具
を回転駆動しつつ適宜移動させ、また工具を適宜交換す
ることにて、そのパレット５に取り付けられた二個のワ
ーク14の各々の、第２図（ａ）では上方に向く側面の所
定の加工を行い、その加工が終了すると、上記と逆の手
順でその加工済みのワーク14が取り付けられたパレット
５を先の待機位置に送り出してパレットチェンジャ29に
引き渡すことができる。

ここで、上記パレットチェンジャ28,29は、互いに概
略同一の構成を有しており、パレットチェンジャ28は、
第５図（ａ），（ｂ）に示すように、二つの基台30を連
結する横長の箱状の繋ぎ材31上に水平に設けられたに二
本のガイドレール32でラック９に沿う第５図では左右方
向への水平移動を案内されるとともに、繋ぎ材31内にそ
の大部分を収容された長尺のシリンダ33で駆動されて往
復移動する往復台34を具え、その往復台34により、互い
に同一の構成の二つのパレット受け台35,36を各々、ブ
ラケット37および支持軸38を介して第５図（ｂ）では紙
面と平行な垂直平面内で揺動可能なように枢支するとと
もに、それらのパレット受け台35,36を各々、ブラケッ
ト37に設けられたシリンダ39で駆動して、第５図（ｂ）
中実線で示す水平姿勢と同図中仮想線で示す垂直姿勢と
の間で90゜揺動させ、それら二つのパレット受け台35,3
6は各々、第５図（ｂ）に示すように、多数の小ローラ3
5a,36aによってパレット５を往復台34の上記移動方向と
直交する方向へ水平移動可能に支持するとともに、その
方向へのパレット５の移動に際しパレット５の掛合溝12
aが掛合する断面Ｔ字形の保持部材35b,36bによってパレ
ット５を、それらのパレット受け台35,36が上記垂直姿
勢となってもそこから脱落しないように保持する。

かかるパレットチェンジャ28に隣接してこの実施例の
システムでは、第５図（ｂ）では右側の基台30上に受け
取り用バッフア手段としての受け取り用ローラコンベヤ
40が設けられるとともに第５図（ｂ）では左側の基台30
上に引き渡し用バッフア手段としての引き渡し用ローラ
コンベヤ41が設けられており、これらのローラコンベヤ
40,41は各々、多数のローラ42によってパレット５を往
復台34の上記移動方向と直交する方向へ水平移動可能に
支持するとともに、それらのローラ42の幾つかをチェー
ン43を介しモータ44で駆動して回転させることにて、パ
レット５を上記方向へ移送する。

加えてこのシステムでは、上記ローラコンベヤ40,41
に各々、補助的にパレット移送機構45が設けられてお
り、このパレット移送機構45は、第５図（ｃ）に示すよ
うに、ガイドレール46でそれらのローラコンベヤ40,41
に沿う水平移動を案内されるとともにシリンダ47で揺動
腕48を介し駆動されて往復移動する往復台49にシリンダ
50を取り付けられ、そのシリンダ50のピストンロッド先
端部に固着された掛合爪51を、シリンダ50の作動に基づ
きパレット５の基台10の側部の切欠き部10aに対し進退
移動させて、その掛合爪51の前進による掛合爪51と切欠
き部10aとの掛合状態で往復台49をシリンダ47により移
動させることにて、パレット５を移送する。

かかるパレットチェンジャ28およびローラコンベヤ4
0,41にあっては、受け取り用ローラコンベヤ40がその上
に未加工ワーク付きパレット５を引き込む一方、マシニ
ングセンタ26がその加工位置にあるパレット５のワーク
14の加工を終了すると、往復台34が第５図（ａ）では右
方へ移動して、シリンダ39により水平姿勢とされた同図
では右側のパレット受け台35を受け取り用ローラコンベ
ヤ40に整列させるとともに、他のシリンダ39により垂直
姿勢とされた同図では左側のパレット受け台36をマシニ
ングセンタ26の前記案内ローラ26aに整列させ、次いで
パレット移送機構45がローラコンベヤ40の作動とあいま
ってその受け取り用ローラコンベヤ40上から未加工ワー
ク付きパレット５をパレット受け台35上に移送してか
ら、シリンダ39によりパレット受け台35が垂直姿勢まで
揺動されて、そこに保持されたパレット５が、基台10が
垂直となるように寝かされ、この一方、マシニングセン
タ26が加工済みワーク付きパレット５を、その基台10が
垂直となって姿勢のまま送り出してパレット受け台36に
引き渡す。

その後は、シリンダ39によりパレット受け台36が水平
姿勢まで揺動されてから、往復台34が第５図（ａ）では
左方へ移動して、そのパレット受け台36を引き渡し用ロ
ーラコンベヤ41に整列させるとともに、パレット受け台
35をマシニングセンタ26の前記案内ローラ26aに整列さ
せてマシニングセンタ26に上記未加工ワーク付きパレッ
ト５を取り込ませる。

しかる後ここでは、パレット移送機構45がローラコン
ベヤ41の作動とあいまってそのパレット受け台36上から
上記加工済みワーク付きパレット５を引き渡し用ローラ
コンベヤ41上に移送してから、二つのシリンダ39によ
り、パレット受け台36が垂直姿勢まで揺動されるととも
にパレット受け台35が水平姿勢まで揺動されて、先の状
態に復帰し、これらの手順によって、マシニングセンタ
26に対する加工済みワーク付きパレット５と未加工ワー
ク付きパレット５との入れ換えが行われる。

そして、パレットチェンジャ29は、Ｂタイプマシニン
グセンタ27が基台10を水平に保った姿勢でパレット５を
出し入れするため、パレット受け台35,36を揺動させる
機構を具えていず、パレット受け台35,36を水平姿勢で
支持して往復移動させるが、この点を除けば、上記パレ
ットチェンジャ28と同様に構成されていて、そこでも、
加工済みワーク付きパレット５と未加工ワーク付きパレ
ット５との入れ換えを行うことができ、このパレットチ
ェンジャ29についても、それに隣接して受け取り用ロー
ラコンベヤ40および引き渡し用ローラコンベヤ41とパレ
ット移送機構45とが設けられている。

上記の構成に加えてこのシステムにおけるラック９
は、上記各パレットチェンジャ28,29に隣接して設けら
れた受け取り用ローラコンベヤ40および引き渡し用ロー
ラコンベヤ41にそれぞれ整列するように、これも受け取
り用バッフア手段としての受け取り用チェーンコンベヤ
52と、これも引き渡し用バッフア手段としての引き渡し
用チェーンコンベヤ53とを具えており、これらのチェー
ンコンベヤ52,53は各々、先に述べたチェーンコンベヤ
機構19aと同様の構成を有している。

そして、上記各パレットチェンジャ28,29、ローラコ
ンベヤ40,41、パレット移送機構45、およびチェーンコ
ンベヤ52,53の作動は、対応するマシニングセンタ毎に
設けられた、プログラマブルコントローラを具える制御
盤54によって制御される。

また、ここにおけるスタッカクレーン４は、パレット
収納庫１とともに自動倉庫を構成するものであって、ラ
ック8,9の間にそれらに沿って敷設されたレール上を走
行するモータ駆動の搬送台車上に、レールの延在方向と
直角な方向へラック・ピニオン機構によってフオークを
出し入れする通常のフオーク出し入れ機構と、そのフオ
ーク出し入れ機構をラック8,9の最下段と最上段との間
で昇降させる、前記昇降機構20bと同様の構成の通常の
リフタ機構とを設けられて構成されており、プログラマ
ブルコトローラとコンピュータ端末とを具える制御盤55
によってその作動を制御されて、パレット５を一個づつ
搬送および積み降ろしする。

なお、このシステムはさらに、第１図に示すように昼
間運転モード用ステーション16に隣接して、パレット５
の供給および取り出し専用のステーション56を具えてお
り、このステーション56は、前記チェーンコンベヤ機構
19aと同様のチェーンコンベヤを有し、その作動は制御
盤57によって制御される。

そして、上記各制御盤24,25,54,55,57および各マシニ
ングセンタ26,27と、前記プログラム管理コンピュータ
６およびシステム管理コンピュータ７とは、ローカルエ
リヤネットワーク58を介して、それらの間で相互に信号
伝達可能に接続されている。

上述したこの実施例の自動加工システムにあっては、
例えば、第６図に示すようにして、二種類のワーク14の
加工が行われる。なお、図中矢印はスタッカクレーン４
によるパレット５の搬送を示す。

すなわちこのシステムは、昼間の８時間は有人運転モ
ードとしての昼間運転モードで作動し、その間は、第６
図（ａ）に示すように、あらかじめステーション16から
スタッカクレーン４よって搬送されてパレット収納庫１
のラック8,9に収納されていた例えば60個の空のパレッ
ト５が、スタッカクレーン４よって次々に、取り出さ
れ、搬送されて、ワーク着脱ステーション２の昼間運転
モード用ステーション16に引き渡され、それらの空のパ
レット５が昼間運転モード用ステーション16で留め置か
れている間に、各パレット５のワーク固定板11に未加工
のワーク14が作業者によって取り付けられ、さらに、そ
れらの未加工ワーク付きパレット５が、スタッカクレー
ン４によって次々に、その昼間運転モード用ステーショ
ン16から取り出され、搬送されて、直接的に、ラック９
に設けられた、各Ａタイプマシニングセンタ26に対応す
る受け取り用チェーンコンベヤ52に引き渡される。

さらにここでは、ラック９に設けられた、各マシニン
グセンタ26,27に対応する引き渡し用チェーンコンベヤ5
3に留め置かれた、加工済みのワーク14を取り付けられ
たパレット５が、スタッカクレーン４によって次々に、
そこから取り出され、搬送されて、Ａタイプマシニング
センタ26に対応する引き渡し用チェーンコンベヤ53から
のものはそのワーク14の種類に応じ、あるものはさらに
Ｂタイプマシニングセンタ27に対応する受け取り用チェ
ーンコンベヤ52に引き渡される一方あるものは昼間運転
モード用ステーション16に引き渡され、また、Ｂタイプ
マシニングセンタ27に対応する引き渡し用チェーンコン
ベヤ53からのものは昼間運転モード用ステーション16に
引き渡され、そこに来たパレット５がその昼間運転モー
ド用ステーション16で留め置かれている間に、作業者に
よって、各パレット５のワーク固定板11に取り付けられ
た加工済みのワーク14が取り外されるとともにそこに未
加工のワーク14が取り付けられ、その後上記工程が繰り
返される。そして、使用を終了した空のパレット５はス
タッカクレーン４によってラック8,9に戻される。

またここでは上記作業と並行して、各マシニングセン
タ26,27が、プログラム管理コンピュータ６から供給さ
れた加工用NCプログラムに基づき、対応するパレットチ
ェンジャ28,29と共働して、加工済みワーク付きパレッ
ト５と未加工ワーク付きパレット５とを入れ換えながら
次々にワーク14の加工を行い、これに伴い、各パレット
チェンジャ28,29も次々に、加工済みワーク付きパレッ
ト５を引き渡し用ローラコンベヤ41に引き渡すとともに
受け取り用ローラコンベヤ40から未加工ワーク付きパレ
ット５を受け取る。

そして、ラック９に設けられた各受け取り用チェーン
コンベヤ52は、スタッカクレーン４から受け取ったパレ
ット５を、適宜そこに留め置いた後もしくは、それに整
列する受け取り用ローラコンベヤ40が空いていれば直ち
に、そのローラコンベヤ40に引き渡し、その受け取り用
ローラコンベヤ40も同様に、そのパレット５を所要に応
じて、そこに留め置いた後もしくは直ちに、対応するパ
レットチェンジャ28,29に引き渡す。

また、上記各引き渡し用ローラコンベヤ41は、各パレ
ットチェンジャ28,29から受け取ったパレット５を、適
宜そこに留め置いた後もしくは、それに整列する、ラッ
ク９に設けられた引き渡し用チェーンコンベヤ53が空い
ていれば直ちに、そのチェーンコンベヤ53に引き渡し、
その引き渡し用チェーンコンベヤ53は、スタッカクレー
ン４の手順に応じて、そのパレット５を適宜そこに留め
置いた後もしくは直ちに、スタッカクレーン４に引き渡
す。

このようにしてここでは、再使用のパレット５を含め
例えば合計93個の未加工ワーク付きパレット５がＡタイ
プマシニングセンタ26に供給され、そこで各ワーク14が
加工された後、それらのうちの例えば合計59個の加工済
みワーク付きパレット５がＡタイプマシニングセンタ26
から昼間運転モード用ステーション16に戻る一方、残る
34個の加工済みワーク付きパレット５がＡタイプマシニ
ングセンタ26からＢタイプマシニングセンタ27に供給さ
れ、そこで各ワーク14がさらに加工された後、それら34
個の加工済みワーク付きパレット５がＢタイプマシニン
グセンタ27から昼間運転モード用ステーション16に戻
り、これによって、二種類のワーク14がそれぞれ、118
個および68個加工されることになる。

またこの実施例のシステムでは無人運転モードでの加
工の準備のため、上記作業の合間をぬって、ラック8,9
に収納されていた例えば186個の、空のパレット５もし
くは前日に加工された加工済みワーク付きのパレット５
が、スタッカクレーン４によって次々に、取り出され、
搬送されて、夜間運転モード用ステーション17に引き渡
され、それらのパレット５が夜間運転モード用ステーシ
ョン17で留め置かれている間に、空のパレット５につい
てはそのまま、また加工済みワーク付きパレット５につ
いてはそのワーク固定板11から加工済みのワーク14が取
り外された後、パレット５のワーク固定板11に未加工の
ワーク14が作業者によって取り付けられ、さらに、それ
らの未加工ワーク付きパレット５が、スタッカクレーン
４によって次々に、夜間運転モード用ステーション17か
ら取り出され、搬送されて、ラック8,9に収納される。

しかして、この実施例のシステムは、夕方から翌朝ま
での16時間は無人運転モードとしての夜間運転モードで
作動し、その間は第６図（ｂ）に示すように、上記昼間
運転モードの間にラック8,9に収納された、未加工ワー
ク付きパレット５が、スタッカクレーン４によって次々
に、取り出され、搬送されて、ラック９に設けられた各
受け取り用チェーンコンベヤ52に引き渡される。

さらにここでは、各引き渡し用チェーンコンベヤ53に
留め置かれた、加工済みワーク付きパレット５が、スタ
ッカクレーン４によって次々に、そこから取り出され、
搬送されて、Ａタイプマシニングセンタ26に対応する引
き渡し用チェーンコンベヤ53からのものはそのワーク14
の種類に応じ、あるものはさらにＢタイプマシニングセ
ンタ27に対応する受け取り用チェーンコンベヤ52に引き
渡される一方あるものはラック8,9に再び収納され、ま
た、Ｂタイプマシニングセンタ27に対応する引き渡し用
チェーンコンベヤ53からのものはラック8,9に再び収納
される。

そしてここでは、前記昼間運転モードの間と同様に、
上記作業と並行して、各マシニングセンタ26,27が次々
にワーク14の加工を行うとともに、各パレットチェンジ
ャ28,29がそれらのマシニングセンタ26,27とローラコン
ベヤ40,41との間のパレット５の受け渡しを行う。

そして、各受け取り用チェーンコンベヤ52および受け
取り用ローラコンベヤ40も、前記昼間運転モードの間と
同様にパレット５を適宜そこに留め置き、各引き渡し用
ローラコンベヤ41および引き渡し用チェーンコンベヤ53
も、前記昼間運転モードの間と同様にパレット５を適宜
そこに留め置く。

このようにしてここでは、例えば合計186個の未加工
ワーク付きパレット５がＡタイプマシニングセンタ26に
供給され、そこで各ワーク14が加工された後、それらの
うちの例えば合計116個の加工済みワーク付きパレット
５がＡタイプマシニングセンタ26からラック8,9に戻る
一方、残る70個の加工済みワーク付きパレット５がＡタ
イプマシニングセンタ26からＢタイプマシニングセンタ
27に供給され、そこで各ワーク14がさらに加工された
後、それら70個の加工済みワーク付きパレット５がＢタ
イプマシニングセンタ27からラック8,9に戻り、これに
よって、二種類のワーク14がそれぞれ、232個および140
個加工されることになる。

なお、このシステムでは、システム管理コンピュータ
７が、ダイナミックスケジュール機能により、毎日の加
工ワーク数スケジュールに基づき、各マシニングセンタ
26,27を極力遊ばせないようにするとともに、夜間運転
モードで用いるパレット５の搬送に支障が生じないよう
に、スタッカクレーン４によるパレット５の搬送手順を
決定し、その手順に従ってスタッカクレーン４を作動さ
せている。

従って、この実施例のワークの自動加工システムによ
れば、昼間運転モードで多数のワーク14の自動加工を行
うことができるのはもちろん、各マシニングセンタ26,2
7に、受け取り用のチェーンコンベヤ52およびローラコ
ンベヤ40と、引き渡し用のチェーンコンベヤ53およびロ
ーラコンベヤ41とからなるバッファ手段によって、パレ
ットチェンジャ28,29が余分のパレット５を最大二個留
め置きし得る場所がパレット引き渡し側とパレット受け
取り側とにそれぞれ別個に設けられるので、各マシニン
グセンタ26,27に対するスタッカクレーン４のパレット
受け渡しの手順が拘束されず、例えば未加工ワーク付き
パレット５を受け取り用チェーンコンベヤ52に引き渡し
た後、加工済みワーク付きパレット５を引き渡し用チェ
ーンコンベヤ53から受け取らずにそこに残し、ラック8,
9から、夜間運転モードで使用するパレット５を受け取
って昼間運転モード用ステーション16に搬送することも
できる。

しかもこのシステムでは、ワーク14の加工に要する時
間が複数のマシニングセンタ26,27間で必ずしも同一で
なくても、各マシニングセンタ26,27において引き渡し
用のチェーンコンベヤ53およびローラコンベヤ41が加工
済みワーク付きパレット５を最大二個留め置くことがで
きるので、パレット５をマシニングセンタ26,27とスタ
ッカクレーン４との間で受け渡すべきタイミングの制約
を大幅に少なくすることができる。

それゆえこの実施例のシステムによれば、スタッカク
レーン４の作動の自由度を極めて高くし得て、夜間運転
モードを容易に昼間運転モードと組み合わせて実施する
ことができ、これによってマシニングセンタ26,27の稼
働率を高めることができる。

加えて、この実施例のシステムによれば、上記のよう
にワーク着脱ステーション２を、昼間運転モード用ステ
ーション16と、夜間運転モード用ステーション17とから
なるものとしているので、各ステーション16,17での着
脱作業量が減らすことができるとともに、着脱作業を単
純化して作業効率を高めることができ、さらに、パレッ
ト５間の着脱間隔を短縮し得るので、スタッカクレーン
４に待ち時間が生ずるのを防止してその稼働率を高める
ことができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の
例に限定されるものでなく、例えば、自動工作機械は同
一種類の複数台のマシニングセンタでも良く、また研削
加工等を行う他の工作機械でも良い。

さらにワークの種類も、上記実施例以外のものでも良
いことはいうまでもない。

（発明の効果） かくしてこの発明のワークの自動加工システムによれ
ば、各自動工作機械に対するパレット搬送手段のパレッ
ト受け渡しの手順が拘束されず、しかもパレットを自動
工作機械とパレット搬送手段の間で受け渡すべきタイミ
ングの制約を大幅に少なくすることができるので、パレ
ット搬送手段の作動の自由度を極めて高くし得て、無人
運転モードを容易に有人運転モードと組み合わせて実施
することができ、これによって自動工作機械の稼働率を
高めることができる。

さらに、この発明のワークの自動加工システムによれ
ば、ワーク着脱ステーション全体としての着脱作業量を
増やすことができるとともに、着脱作業を単純化して作
業効率を高めることができ、これによってワークの加工
数を大幅に増加させることができ、しかもパレット間の
着脱間隔を短縮し得るので、パレット搬送手段に待ち時
間が生ずるのを防止してその稼働率を一層高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のワークの自動加工システムの一実施
例を示す平面配置図、 第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は上記実施例のシス
テムで用いられるパレットをワークとともに示す正面
図，側面図および底面図、 第３図（ａ）および（ｂ）は上記実施例のシステムにお
ける夜間運転モード用ステーションを示す平面図および
正面図、 第４図（ａ）および（ｂ）は上記実施例のシステムにお
けるマシニングセンタの一つを示す正面図および平面
図、 第５図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は上記実施例のシス
テムにおけるパレットチェンジャの一つおよび、それに
隣接する受け取り用と引き渡し用とのローラコンベヤを
示す平面図，正面図および側面図、 第６図（ａ）および（ｂ）は上記実施例のシステムにお
ける昼間運転モードおよび夜間運転モードでのワーク加
工作業を示す説明図である。 １……パレット収納庫 ２……ワーク着脱ステーション ３……マシニングセンタ群 ４……スタッカクレーン ５……パレット 14……ワーク 26,27……マシニングセンタ 40,41……ローラコンベヤ 52,53……チェーンコンベヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−16949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197151（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 41/08 B23Q 41/02 B23Q 41/00 B23Q 39/04 B23P 21/00 307

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワーク（14）を位置決め固定する治具を有
   するパレット（５）を多数収納可能なパレット収納手段
   （１）と、 前記パレットを一時的に留め置きしてそのパレットの治
   具に対する前記ワークの人手による着脱を可能ならしめ
   るワーク着脱ステーション（２）と、 各々パレットチェンジャ（28,29）を有して、前記パレ
   ットに取り付けられたワークの加工とそのパレットの受
   け渡しとを行う複数台の自動工作機械（26,27）と、 前記パレット収納手段、前記ワーク着脱ステーションお
   よび前記自動工作機械の間で前記パレットを自動的に搬
   送するパレット搬送手段（４）と、 を具えるワークの自動加工システムにおいて、 前記各パレットチェンジャと前記パレット搬送手段との
   間に、前記パレットを少なくとも一個一時的に留め置き
   するバッファ手段が設けられるとともに、そのバッファ
   手段が、前記パレット搬送手段からの受け取り用と、前
   記パレット搬送手段への引き渡し用とで各々別個のもの
   （52,40;53,41）とされ、 前記ワーク着脱ステーションが、有人運転モード用ステ
   ーション（16）と無人運転モード用ステーション（17）
   とからなるものとされ、 有人運転モードの間に、その有人運転モードで加工すべ
   き前記ワークの前記パレットへの取り付けおよびその有
   人運転モードで加工済みの前記ワークの前記パレットか
   らの取り外しが前記有人運転モード用ステーションで行
   われるのと並行して、その後の無人運転モードで加工す
   べき前記ワークの前記パレットへの取り付けおよび前回
   の無人運転モードで加工済みの前記ワークの前記パレッ
   トからの取り外しが前記無人運転モード用ステーション
   で行われることを特徴とする、ワークの自動加工システ
   ム。