JP3055921B2 - 自動加工装置の搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合加工工作機械を備えた自動加工装置に関
する。

〔従来の技術〕

複合加工工作機械とワークの自動搬送装置とを組み合
わせて、長時間にわたる自動加工を可能とするフレキシ
ブル マニユフアクチヤリング システム（FMS）が普
及しつつある。

複合加工工作機械のうちで、対向する２台の主軸と、
各主軸と共同する２台の刃物台を備えた複合加工旋盤
は、２台の主軸間でワークの受渡しが可能であつて、２
つの工程を１台の機械の中で完了することができ、生産
性も高い。

この種の複合加工旋盤とワークの自動搬送装置とを組
み合せて、長時間の無人運転を可能としたシステムは、
既に本出願人によつて提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ワークの自動搬送装置は、ワークを載置したパレツト
と、パレツト上のワークを把持して複合加工旋盤の主軸
へ供給するガントリ型の搬送ロボツトにより構成され
る。この搬送ロボツトは、加工が終了したワークを主軸
からとり出してパレツトへ戻す。

従来のワークの自動搬送装置にあつては、単一種類の
ワークのみを取扱うものであり、種類の異なるワークを
同一パレツト上に混載することはできなかつた。また、
搬送ロボツトの動作は、オペレータが予めテイーチング
をしておく必要があつた。

本発明は、パレツトに記憶素子を設け、この記憶素子
に予め必要な情報を記録しておき、この情報を基準にす
ることにより、異なる種類のワークに対しても搬送ロボ
ツトは自動的に対応して長時間の無人化加工を達成する
自動加工装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の自動加工装置の搬送装置は、複合加工装置と
ワークを収容するストツカ装置との間に配設したガイド
レールと、ガイドレール上を自走する搬送ロボツトと、
搬送ロボツトにとりつけた鉛直方向に伸縮するアーム
と、アームの先端に装着されたワークを把持するワーク
ハンドとを備え、ストツカ装置は、素材ワークを所定位
置に載置したパレツトを収容するローデイングステーシ
ヨンと、加工済ワークを載置したパレツトを収容するア
ンローデイングステーシヨンと、ローデイングステーシ
ヨンとアンローデイングステーシヨンとの間でパレツト
を搬送するパレツトチエンジヤとを備え、パレツトにパ
レツト上のワークに関する情報を記憶する記憶素子を設
けるとともに、パレツトチエンジヤにパレツトの記憶素
子との間で情報を交換して制御装置に伝達するリード，
ライトヘツドを配設したことを基本的な手段として備え
る。

〔作用〕

自動加工装置の制御装置は、パレツトの記憶素子に入
力されたワークに関するデータに基いて、搬送装置のロ
ボツトを制御して、パレツト上のワークを複合加工旋盤
に対して自動的に搬入、搬出する。

〔実施例〕

以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明を実施する自動加工装置の全体を示す
斜視図、第２図は正面図、第３図は平面図、第４図は左
側面図である。

全体を符号１で示す自動加工装置は、複合加工工作機
械を備える。複合加工工作機械は、種々の形式の工作機
械を利用することができるが、本実施例においては、２
台の主軸と２台の刃物台を備えた複合加工旋盤10を用い
た場合を示している。

第５図は、複合加工旋盤10の概要を示すもので、対向
して配設した第１の主軸110と第２の主軸130を有する。
第１の主軸110と第２の主軸130は同一の能力を有する主
軸であつて、それぞれ軸Z₁,Z₂で示す方向に移動する。

一方、同一の能力を有する２台の刃物台120,140は対
向して配設される。第１の刃物台120は、軸X₁方向に移
動するとともに、軸T₁のまわりに旋回するタレツト122
を有し、タレツト122には複数本のツール160が装着され
る。第２の刃物台140も同様に、軸X₂方向に移動すると
ともに、軸T₂のまわりに旋回するタレツト142を有し、
タレツト142には複数本のツール160が装着される。

第１の主軸110は、チヤツク112を有し、ジヨー170で
ワーク150を把持して第１の刃物台120のツール160によ
つてワーク150に必要な加工を施す。第１の主軸110の軸
Z₁の移動量と軸C₁まわりの回転量及び刃物台120の軸X₁
の移動量と軸T₁まわりのインデツクスはNC装置により制
御される。

複合加工旋盤10は、ツール160の刃先位置を検知する
手段（図示せず）を備え、刃先位置を計測してNC装置に
フイードバツクすることにより、ワークの寸法を間接的
に計測し、加工精度を確保する。

第１の主軸110により第１工程の加工が完了すると、
第２の主軸130のチヤツク132は第１の主軸110からワー
ク150を受けとり、NC装置により制御される第２の刃物
台140と共同して第２工程の加工を施し、ワーク150を完
成させる。

複合加工旋盤10は以上のように、２台の主軸と２台の
刃物台を備え、複雑な形状のワークを自動的に加工する
能力を有する。

複合加工旋盤10の後側にはチツプコンベア190を配設
して切削により発生するチツプを集め、チツプバスケツ
ト195で回収する。

全体を符号20で示す搬送装置は、複合加工旋盤10の上
方に配設されるガイドレール200を備える。ガイドレー
ル200は、旋盤の主軸の移動方向である軸Z₁,Z₂と平行な
軸Ｂに沿つて配設され、ガイドレール200上に搬送ロボ
ツト220を走行自在にとりつける。

搬送ロボツト220は、上下方向の軸Ａに沿つて移動す
るアーム230を備える。アーム230の先端部にはワークハ
ンド280をとりつけるが、後述する態様によりこのワー
クハンド280を他のハンドと交換自在として、種々の対
象物を搬送する。

複合加工旋盤10に隣接して、ガイドレール200の下方
に部材を備蓄して必要時に複合加工旋盤10に供給するス
トツカ装置30を配設する。

第６図はストツカ装置30の要部の断面図、第７図は要
部の側面図である。

ストツカ装置30は、床面に載置されるベース300を有
し、ベース300は、２本で１組の案内面を２組備える。
第１の案内面310,312は、ガイドレール200の軸Ｂに対し
て直交する軸X₃に沿つて配設される。第２の案内面320,
322は、軸X₃に並行な軸X₄に沿つて配設される。

第１の案内面310,312上には、全体を符号40で示すス
トツカが軸X₃に沿つて移動自在に載置される。

ストツカ40は、第１の側壁410、第２の側壁420および
２つの側壁を結ぶ床430からなり、上部が開口する断面
がほぼ正方形の箱形のストツカ本体400を備える。床430
の下面には案内面上を転動するローラ402を設ける。

第１の側壁410の上縁部は外側に水平方向に延び、第
１のフランジ412を形成する。第２の側壁420の上縁部も
外側に水平方向に延び、第２のフランジ422を形成す
る。

ストツカ本体400は、軸X₃に沿つて延びる細長い形状
を有するが、内部は仕切板440によつて複数の室445に画
成される。

室445には、搬送ロボツト220のアーム230の先端に交
換自在に装着される各種のハンドが収容される。本実施
例にあつては複合加工旋盤10の刃物台に供給するツール
を取り扱うためのツールハンド240、主軸110,130のチヤ
ツク112,132へ供給するジヨーを取り扱うためのジヨー
ハンド260、ワークを取り扱うためのワークハンド280の
３種類のハンドが用意される。

第１のフランジ412と第２のフランジ422は、軸X₃に沿
つて等間隔に形成した穴を有し、各穴にはツール160が
挿入される。本実施例においては、各フランジに10本ず
つ、合計20本のツール160を収容する場合を示すが、必
要に応じて収容本数を増減する。

第１の側壁410と第２の側壁420の上部の内側には、軸
X₃に沿つて等間隔にジヨーの保持部材を配設し、各保持
部材にジヨー170を挿入する。本実施例では、合計18個
のジヨー170を保持する場合が示されるが、ジヨー170の
個数は必要に応じて増減する。

ストツカ本体400は軸X₃に沿つて割り出され、位置決
め用の手段（例えばサーボ位置決め）を備える。

各ツール，ジヨー，ハンドはICと電池等を含む記憶素
子を備え、必要な情報を記録する。

ツール160は記憶素子160aを備えるが、ストツカ装置
のベース300側にツールの記憶素子160aの情報を読みと
り、または書き込むためのリード，ライトヘツド330を
配設する。ジヨー170は、チヤツクと係合するベースジ
ヨーと、ベースジヨーにとりつけるソフトジヨーとから
なり、ベースジヨーの背面に同様の記憶素子を備える。
そして、ベース300側にジヨー170の記憶素子170aに対向
するリード，ライトヘツド332を配設する。このリー
ド，ライトヘツド332は、ストツカ本体400が移動する際
に、ツールシヤンク160Sとの干渉を避けるために旋回式
として、リード，ライト時のみにジヨー170の記憶素子1
70aに近接する構造とする。

第１のフランジ412に貯えられるツール160と第１の側
壁410に貯えられるジヨー170は、原則として第１の刃物
台120と第１の主軸110に供給される。第２のフランジ42
2に貯えられるツール160と第２の側壁420に貯えられる
ジヨー170は、第２の刃物台140と第２の主軸130に供給
される。

第６図はツールハンド240が、第１のフランジ412のツ
ール160と、第２のフランジ422のツール160を把持する
状態を示し、ジヨーハンド260がジヨー170を把持する状
態を中央上部に示す。

ストツカ本体400内にはハンドが貯えられるが、本体4
00の床430の下方のベース300には、ハンド用のリード，
ライトヘツド340がアクチユエータ342により上下動自在
に設けられる。第６図はツールハンド240がストツカ本
体400内に収容された状態を示すが、ツールハンド240の
先端部に記憶素子240aをとりつけて、必要な情報を記録
する。ジヨーハンド260,ワークハンド280も同様の記憶
素子を備える。

ストツカ装置30のベース300の第２の案内面320,322に
は、全体を符号60で示す走行台車が装架される。走行台
車60はフレーム600を有し、フレーム600はローラ602を
介して案内面320,322上に支持されるが、図示しない駆
動装置によつて軸X₄に沿つて移動される。この走行台車
60はフオーク70とともにパレツトチエンジヤを構成し、
後述する態様によつてワークを載置したパレツトを取り
扱う。

ストツカ40に係脱自在の連結ピン450によるクラツチ
手段を設け、必要時に、走行台車60とストツカ40とを連
結する。ストツカ40は、走行台車60の駆動力によつて軸
X₃に沿つて所定の位置に割り出され、ハンド，ツール，
ジヨーを搬送ロボツト220へ供給する。

本自動加工装置は以上のように、搬送ロボツトのアー
ムにとりつけるハンドを交換自在とし、必要とするツー
ル，ジヨーを複合加工旋盤10へ供給するので、多種類の
ワークに対する段取りを自動的に達成することができ
る。

次に、ストツカ40の一端部に機外計測装置50を連結す
る。この機外計測装置50は、プレート500上にワークを
位置決めするブロツク502やマイクロメータ510等を配設
したものであつて、加工済みのワークの寸法を自動的に
計測してその情報を制御装置90へ送る。

ベース300に案内される走行台車60は、フオーク装置7
0を備える。フオーク装置70は、走行台車60に対して上
下動自在に支持される。走行台車60に配設したモータ61
0は伝動手段を介してフオーク装置70の駆動ねじ720を回
動し、フオーク装置70全体を昇降させる。

フオーク装置70は桁705と、桁705の両端から外側に突
出する平行した２本のアーム710を有し、２本のアーム7
10の内側部でパレツト80を把持する。

フオーク装置70の桁705の中央内側部にはリード，ラ
イトヘツドを備え、パレツト80の対向する位置に記憶素
子を備える。

パレツト80は、ワーク150を収容する角板上のもの
で、同種、異種のワーク150を一定間隔で収容するため
の手段を有する。

複数個のパレツト80を上下方向に重ね合せて準備する
が、最大10個程度のパレツトを準備する。各パレツト80
は四辺形のフレーム800の内部にＶ溝を形成したアダプ
タからなるワークの保持手段を備える。そして、フレー
ム800の４隅にはピン810を植設する。このピン810はワ
ーク150の高さ寸法に対応して選択され、ピン810により
上方に重ねるパレツト80を支持する。したがつて、重ね
合わされるパレツトの上下方向の間隔は、ピン810の長
さにより規定される。

本自動加工装置の制御装置と制御方法を説明する。

第８図は制御装置の概要を示すブロツク図であつて、
複合加工旋盤10は、NC装置を含む制御装置95を備える。

制御装置95は、NC装置を含む中央処理装置950と、操
作盤952を有し、加工に必要な情報を入出力する。複合
加工旋盤10は、２台の刃物台120,140に装着するツール1
60の刃先位置を検出する刃先位置検出装置954を備え、
刃先位置を検出することで加工したワークの寸法を管理
する。この刃先位置検出装置954の情報を中央処理装置9
50へ送り、必要に応じてNC情報を修正する。

制御装置90は、複合加工旋盤10以外の装置の制御を担
当する。本実施例においては、複合加工旋盤の制御装置
90と、それ以外の装置の制御装置95を別体にした場合を
示してあるが、制御装置を合体して総合した制御装置を
構築することもできる。

制御装置90は、中央処理装置900を備え、中央処理装
置に連結する操作盤902,テイーチングパネル904によつ
て、制御対象の装置の作動に関する情報が入力される。

搬送装置20は、ガイドレール200上を移動する搬送ロ
ボツト220を作動するサーボ軸Ｂと、アーム230の上下動
を作動するサーボ軸Ａの２軸を有するが、これらのサー
ボ906は中央処理装置900からの指令により制御される。
走行台車60とフオーク70からなるパレツトチエンジヤ
は、走行台車60の移動と、フオーク70の上下動を操作す
るサーボ908を備え、中央処理装置900の指令により制御
される。

ハンド，ジヨー，ツールを収容するストツカ40の位置
等はユニツト910を介して制御される。

本自動加工装置は、ストツカ40に加えて図示しないチ
エーンストツカ等を付加することにより、ツールやジヨ
ーの収容量を拡大することができる。チエーンマガジン
を装備した場合には、ユニツト912を介して制御する。

ストツカ40と一体に連結された機外計測装置50は、加
工が完了したワークの寸法を計測するが、計測装置50の
作動や、計測結果等の情報は、ユニツト914を介して制
御される。

各々のパレツト80は、記憶素子を備えるが、この記憶
素子に対する情報の読出し、書込みは、リード，ライト
ヘツドコントローラ916と、これに連結されるリード，
ライトヘツド917により実行される。

同様に、各ツールの記憶素子、各ジヨーの記憶素子、
各ハンドの記憶素子の情報の読出し、書込みは、リー
ド，ライトヘツドコントローラ918と、これに連結され
るリード，ライトヘツド919により実行される。

自動加工装置を用いて自動運転を開始する前に、オペ
レータが行なう段取り作業を説明する。

まず、段取りステーシヨンにおいて、各パレツト80に
素材ワーク150を収容し、可搬型のリード，ライトヘツ
ドを用いて各パレツト80の記憶素子にデータを書込む。
書込むデータは、固定データとして、パレツト番号、加
工年月日等があり、可変データとして、ワーク番号、ワ
ーク間隔、ワーク基準位置、パレツト上の個数、パレツ
トに植設したピン810の高さ寸法等がある。

以上の段取りが完了したパレツト80は、最大10段程度
に積層されて自動加工装置のローデイングステーシヨン
820へ搬送される。

次に、オペレータは、ストツカ40に複数のハンド240,
260,280、ツール160、ジヨー170をセツテイングする。
この際に、可搬型のリード，ライトヘツドを用いて各記
憶素子にデータを書込む。このストツカ40に収容される
機器のデータは、システムチエツクの際にリード，ライ
トヘツドで読みとられ、制御装置90へ送られる。

複合加工旋盤10の制御装置95にもNCデータ等を準備す
る。

第９図は、本自動加工装置の作動を示すフローチヤー
トである。

ステツプ1000でスタートした自動運転は、ステツプ11
00でパレツト80にとりつけた記憶素子のデータの読取り
を行なう。ローデイングステーシヨン820に載置された
パレツト80に対して、パレツトチエンジヤのフオーク装
置70は、最上部から降下して積層されたパレツト80の各
記憶素子のデータを読取る。

第10図は、パレツト80の記憶素子に記入するデータ項
目を例示する。

この読取りが完了すると、パレツト番号を基準とした
加工スケジユールのデータ表が作成できる。加工順序と
しては、最上段に積まれたパレツトが最初となり、順次
下段のパレツトが続く。

ステツプ1200では、自動加工システムのチエツクを行
なう。パレツト番号を基準とした加工スケジユールに基
き、NCデータ、ツール、ジヨー、ハンド等のデータと、
ストツカ及び複合加工旋盤内にセツトされているものと
を照合し、システムに異常がないかをチエツクする。異
常を発見したときには、ステツプ1210でオペレータに警
告を発する。

ステツプ1300へ進み、準備状況をチエツクする。

加工すべきワークに対応する準備が完了していない場
合には、ステツプ1310へ進む。

ステツプ1310では、ストツカ40に設けた連結ピン450
を作動して走行台車60とストツカ40を連結する。これに
より、ストツカ40は走行台車60とともに駆動され、必要
な位置まで移動できる状態となる。

ステツプ1320では、ハンド交換プログラムが実行され
る。ストツカ40内に収容された３種類のハンドのうち
で、例えばツールハンド240が搬送ロボツト220のアーム
230に装着される。

ステツプ1330では、ツール交換プログラムが実行され
る。ツールハンド240は、ストツカ40の第１のフランジ4
12に収容されたツール160を第１の刃物台120のタレツト
122へ装着し、第２のフランジ422のツール160を第２の
刃物台140のタレツト142へ装着する。

ステツプ1340では、ジヨー交換プログラムが実行され
る。ジヨーハンド260がアーム230に装着され、ジヨーハ
ンドはストツカ40の第１の側壁410に収容されたジヨー1
70を第１の主軸110のチヤツク112へ装着し、第２の側壁
420に収容されたジヨー170を第２の主軸130のチヤツク1
32へ装着する。

ステツプ1350では、加工プログラムや交換されたツー
ル、ジヨーに関するデータを複合加工旋盤の制御装置95
へ転送する。転送するデータは、ツールフアイルデー
タ、爪寸法データ等のツールの記憶素子、ジヨーの記憶
素子内のデータのマツプ等がある。その後に、ストツカ
40を原位置に復帰する。原位置では、機外計測装置50が
所定の位置に位置決めされる。走行台車60とストツカ40
の係合を解く。アーム230にワークハンド280が装着され
る。

以上で準備プログラムは完了し、ステツプ1400へ進
む。

ステツプ1400では、走行台車60とフオーク70が共同し
て最上段のパレツト80を所定の位置に保持する。

ステツプ1500では、搬送ロボツト220が、ワークハン
ド280によつてワーク150を把持し、複合加工旋盤10の第
１の主軸110のチヤツク112へ供給する。通常は、ワーク
150に対する第１の加工工程は、第１の主軸110で実行さ
れ、第２の加工工程は、第２の主軸130で実行される
が、順序を逆にすることも可能である。

ステツプ1600では、複合加工旋盤10の機内に装備した
刃先位置検出装置（図示せず）によつて各ツール160の
刃先位置を計測し、ワークの寸法を間接的に計測する。

ステツプ1700では、ステツプ1600における刃先位置の
検出結果に基いて刃先の破損等によるツール交換の必要
性を判断する。ツール交換が必要と判断されると、ステ
ツプ1710へ進み、搬送ロボツト220のアーム230に載置さ
れていたワークハンドをツールハンドに交換する。ステ
ツプ1720でツール交換プログラムを実行し、ステツプ17
30でワークハンドに再度交換してステツプ1800へ進む。

ステツプ1800では、複合加工旋盤10によつて所定の加
工プログラムを実行する。加工が完了したワーク150
は、ステツプ1900で搬送ロボツト220によりとり出さ
れ、機外計測装置50へ送られる。

ステツプ2000では、機外計測装置50によるワーク150
の寸法の直接計測が実行され、誤差の大きさに応じて、
ステツプ2010でNCデータを補正する。

ステツプ2100では、ツール寿命をチエツクする。各ツ
ール160は、予め所定の使用回数、使用時間を寿命とし
て設定してある。そこで、この設定値に照してツールの
寿命をチエツクし、寿命に達した場合にはステツプ2110
へ進み、ツールハンドに交換した上で、ツール交換プロ
グラムが実行される。

ステツプ2120では、複合加工旋盤10の制御装置95のNC
から制御装置90へツールデータの転送を行ない、ステツ
プ2130では、リード，ライトヘツド919を介して使用済
みのツールの記憶素子へツールデータの書込みを行な
う。したがつて、使用中のツールのデータは、NC内のツ
ールフアイルにのみ記録され、ツールの記憶素子のデー
タは更新されない。

ステツプ2200では、パレツト80上に段取りされていた
ワーク個数の全ての加工が完了したか否かを判断する。
完了していた場合には、ステツプ1500へ戻り、ワークを
搬入して以上のステツプをくり返す。

パレツト１枚分のワークの加工が完了すると、ステツ
プ2300へ進み、走行台車60とフオーク70は、支持してい
るパレツトをアンローデイングステーシヨン825へ降ろ
す。

このときに、パレツト用のリード，ライトヘツド917
は、パレツト80の記憶素子に各ワークの加工データを書
込む。具体的には、ステツプ2000で実行した機外計測の
測定データにより中央処理装置900は加工結果の良否を
判定し、リード，ライトヘツド917が各ワークに対する
良否のデータをパレツトの記憶素子に書込む。

以上のフローを全パレツトに対してくり返し、ステツ
プ2400で全パレツトの加工が終了したことを確認し、ス
テツプ2500で自動運転を終了する。

なお、上述した自動加工装置１においては、正面から
みて、複合加工旋盤10の左側にストツカ装置30を配設し
た例を示したが、第11図に示すように、ストツカ装置30
Aを右側に配設することもできる。したがつて、自動加
工装置１の設置スペースに応じて、自由に配設すること
が可能である。

以上に説明したように、本発明の自動加工装置は、長
時間の無人化加工を達成することができるが、パレツト
に異種類のワークを用意した場合等におけるパレツトの
構造、機能と、搬送装置の制御方法の第12図乃至第18図
により詳細に説明する。

段取り工程において、オペレータはパレツトに用意し
たワークの情報をパレツトにとりつけた記憶素子に書き
込むが、第12図はこの工程に使用するリード、ライト装
置を示し、第13図、第14図はパレツトの要部を示す。

全体を符号80で示すパレツトは、平面形状が四辺形の
フレーム800を有し、フレーム800内には、ワーク保持手
段が配設される。ワーク保持手段は、例えば等間隔にＶ
溝804を設けたアダプタ820であつて、対向する１対のア
ダプタの間隔を調節手段80によつて位置決めすることに
よつて、異なる径のワーク150を等間隔で保持すること
ができる。

フレーム800の外面には記憶素子815がとりつけられ、
フレーム800の４隅の上面にはピン810が植設される。こ
のピン810は、パレツト80を積層するときに、上部のパ
レツトを支持するためのものであるとともに、各パレツ
トの地上高を設定するものである。また、このピン810
は、パレツトに載置されたワークの上面が上部パレツト
に干渉するのを防止する機能をもつ。したがつて、この
ピン810の長さ（高さ）は、調節可能となつている。

オペレータが操作する可搬式のリード、ライト装置88
0は、本体882とヘツド884を有し、本体882は、情報入力
用のキーやデイスプレイを備える。本体に入力された情
報は、ヘツド884を介してパレツトの記憶素子815へ書き
込まれる。

段取りステーシヨンにおいて、オペレータは各パレツ
トのワーク保持手段が規制する位置にワークを載置し、
パレツト全体のワークに関する情報をリード、ライト装
置880によつて記憶素子815に記録する。

第10図は、パレツトの記憶素子815が記録する情報項
目を示すもので、ワーク基準位置寸法やワーク間隔等
は、ワーク保持手段の設定により与えられる。

ワーク番号からは、NC制御装置95が必要とする加工プ
ログラム番号や、搬送装置の制御装置90が必要とする搬
送プログラム番号が検索される。これらのプログラム番
号に応じて対応するハンド、ツール、ジヨー等も選択す
ることができる。

パレツトピンの長さ寸法に基づいて、パレツトを積層
したときの最上段のパレツトの基準位置からの高さ寸法
を演算することができる。

さらに、パレツト上の各位置にどのワークが載置され
ているかの配置マツプも記録される。

以上の段取りが完了したパレツトは、最大10段程度に
積層され、フオークリフト等を利用して自動加工装置の
ローデイングステーシヨン820へ搬入される。

ローデイングステーシヨン820にパレツトの搬入が完
了すると、自動運転プログラムがスタートと、第９図の
フローチヤートで説明したように、フオーク装置70が上
下動し、フオーク装置にとりつけたリード、ライトヘツ
ド917により全部のパレツトの記憶素子の情報が制御装
置90の中央処理装置900に入力される。

このパレツトの記憶素子からの情報に基づいて、全体
の加工スケジユールが策定される。

第15図乃至第18図により搬送ロボツトによりワークの
搬送制御方法を説明する。

第15図は、搬送ロボツトのワークハンドがパレツト上
のワークを把持する場合を示す。

前述したように、搬送装置20はガイドレール200上を
移動する搬送ロボツト220を作動するサーボ軸Ｂと、ア
ーム230の上下動を作動するサーボ軸Ａの２軸を有す
る。

プログラム原点G₀は、例えばガイドレール200のパレ
ツトチエンジヤ側の端部に設定される。したがつて、搬
送ロボツト220が複合加工旋盤側へ移動するときの軸Ｂ
上の座標はプラスとなる。

アーム230の軸Ａは、下降側がプラスとなるように設
定する。

パレツトチエンジヤは、走行台軸60と、走行台車60に
対して昇降自在に支持されたフオーク装置により構成さ
れるが、フオーク装置70は、軸Ａと平行した軸Ｆに沿つ
て昇降動を制御される（第２図参照）。

第15図において、積層されたパレツト80の最上段のパ
レツトの高さ位置は、各パレツトの記憶素子に記入され
ているピンの長さ寸法を演算することにより中央処理装
置900内の既に入力されている。この情報に基づいて、
中央処理装置900は指令を発し、フオーク装置70は最上
段のパレツト80Aを把持し、軸Ｆの指定の座標にパレツ
ト80Aを位置決めする。

パレツト80Aの軸Ｆ上の座標が確定すると、ワーク150
の寸法は記憶素子からの情報として与えられているの
で、ワーク150のパレツト80A上の位置、ワーク径、ワー
ク上面の軸Ｆ上の座標等も確定する。

以上の座標が得られると、中央処理装置900は、ワー
ク150を把持するためのワークハンド280の中心位置の座
標（A₁,B₁）を演算することができ、パレツト80A上のワ
ーク150を確実に把持することができる。

加工後のワークをワークハンドがパレツト上に戻す場
合も、同様の制御により達成される。

第16図は、ワークハンド280が把持するワーク150を複
合加工旋盤の第１の主軸110または第２の主軸130に対し
て着脱する場合を示している。

第１の主軸110と第２の主軸130の軸Ｂからの距離A₁₀
は予めパラメータとして与えられている。

ワーク150をチヤツキングする際の第１の主軸110の位
置は、複合加工旋盤のCN装置の中央処理装置950が管理
するので、この第１の主軸110の位置情報に基づいて、
搬送装置を制御する中央処理装置900は座標位置B₁₂を演
算し、ワーク150を把持したワークハンド280を移動す
る。軸Ａの座標A₅は、ワークハンド280の待機位置を指
示する。

ワーク150を第１の主軸110へ搬入する際には、ワーク
ハンド280が座標A₁₀まで移動して主軸110の軸線とワー
クハンド280の軸線とを合致せしめ、次に、ワークハン
ドの中心位置を座標B₁₀まで移動させる。この座標B
₁₀は、ワークハンド280が把持するワーク150の長さ寸法
に応じて決められる。

この状態で、第１の主軸110がワーク150を把持し、ワ
ークハンド280のチヤツクはワーク150を解放してワーク
150の搬入を完了する。

その後、ワークハンド280は、座標B₁₂まで移動する。
この位置にあつては、ワークハンドのチヤツクと第１の
主軸110に把持されたワーク150とは干渉を生じない。そ
こで、ワークハンド280は座標A₅の待機位置まで上昇す
る。

次に、加工が完了したワーク150を第２の主軸130から
搬出する工程を説明する。

ワークハンド280は、待機位置（A₅,B₂₂）から座標（A
₁₀,B₂₂）を経由して座標（A₁₀,B₂₀）へ位置決めされ、
第２の主軸130が把持していたワーク150を受けとる。ワ
ークハンド280は、往路を逆行してワーク150を複合加工
旋盤10外へ搬出し、機外計測装置50へ送る。

機外計測装置50によつて所定の計測を受けたワーク15
0は、再度ワークハンド280により把持されて、パレツト
80の所定の位置に戻され、収納される。

ワークの搬入及び搬出の制御フローを第17図及び第18
図に示す。

第17図は、パレツト上のワークを複合加工旋盤内に搬
入する制御フローを示す。

ステツプ3000で開始された搬入工程は、ステツプ3100
で、このワークがパレツトからとり出される１個目のワ
ークが否かを判断される。１個目のワークの場合には、
ステツプ3200へ進み、パレツト上の基準位置を確認す
る。基準位置確認手段としては、例えば光学的な位置検
出手段が利用される。

１個目のワーク以外の場合には、ステツプ3300へ進
み、記憶素子の情報からワーク間隔等の情報を確認す
る。

ステツプ3400では、フオーク位置70とともにパレツト
チエンジヤを構成する走行台車60を移動して、軸Ｂ上に
１個目のワーク150の中心線を合致させる。

次に、ステツプ3500では、フオーク装置70を操作して
パレツト80Aの位置を軸Ａ上の位置を所定の座標に設定
する。

ステツプ3600では、搬送装置のワークハンド280がワ
ーク150を把持する。

ワーク150を把持する際のワークハンド280の軸Ａ上の
座標位置A₁は、パレツト80A上のワーク150の長さ寸法に
より変化する。

パレツト80Aの高さ位置を固定しておくと、ワーク150
の長さ寸法が異なる度にワークハンド280の座標位置A₁
を偏向する必要があり、作動に時間を要する。

そこで、ワークハンド280が複合加工旋盤側で作業を
行つている空き時間を利用して、ステツプ3500におい
て、次にワークハンドが把持するワークの寸法に合わせ
て軸下に沿つてフオーク70を昇降し、ワークハンド280
が常に同じ座標位置A₁でワーク150を把持することがで
きるように予め調整する。この操作により、ワークハン
ド280は合理的な動作で次のワーク150を把持することが
できる。

ステツプ3700では、ワーク150を把持したワークハン
ド280を旋回する。

通常のワーク150は、ワーク150の軸線が軸Ａと平行に
なるようにパレツト80A上に載置されている。複合加工
旋盤の第１の主軸110と、第２の主軸130の軸線は、軸Ｂ
に平行に配設されているので、搬送途中でワークハンド
280の軸線を90゜旋回する。

その後、ステツプ3800で前述した動作によりワーク15
0を第１の主軸110又は２の主軸130へ搬入し、ステツプ3
900で搬入工程を完了する。

第18図は、加工済のワーク150の複合加工旋盤から搬
出する制御フローを示す。

ステツプ4000で開始された搬出工程は、ステツプ4100
でワークハンド280がワーク150を複合加工旋盤の主軸か
ら受けとり、搬出する。ステツプ4200では、機外計測装
置50にワーク150を載置して加工後の寸法を直接的に計
測し、その結果は中央処理装置900へ送られる。

ステツプ4300では、並替えテーブルと参照してワーク
を戻すパレツト上の位置を決定する。

並替えテーブルは、加工が完了したワークをパレツト
上のどの位置に並べるかを指定するテーブルであつて、
加工済のワークの種類毎にパレツト上に並ぶように指定
することができる。

これは、例えば、素材ワークが同形状であるが加工済
ワークの形状が異なるような場合に有用である。また、
機外計測の結果、追加工が必要のワークや、不合格のワ
ークは、合格したワークと同列に並べないようにするこ
とも可能となる。

ステツプ4400では、ステツプ4300で指定されたパレツ
ト上の位置に、素材ワークが載置されているか否かを判
断する。並替えテーブルで指定されたパレツト上の位置
には、未加工の素材ワークが載置されている可能性があ
る。この判断は、パレツトの記憶素子から与えられる素
材ワークの配置マツプと並替えテーブルで指定された位
置とを照合することにより達成される。

指定された位置に素材ワークがある場合には、ステツ
プ450へ進み、ワークハンド280の空いているチヤツクを
利用して素材ワークをパレツト上の空いた位置に移動さ
せる。素材ワークが移動した先の位置情報等は、当然に
中央処理装置900内で管理される。

ステツプ4600では、ワークハンド280がパレツト上の
指定された位置にワーク150を載置する。

ステツプ4700では、ワークの載置位置や機外計測の結
果等のデータをパレツトの記憶素子に書き込んでステツ
プ4800でワークの搬出工程を完了する。

以上に説明したワークの搬入、搬出工程をくり返し、
最上段のパレツト80A上の素材ワークの全ての加工が完
了し、パレツト80A上の指定の場所に戻されると、走行
台車60が軸X₄に沿つてパレツトのアンローデイングステ
ーシヨン825側へ移動し、フオーク装置70が軸Ｆに沿つ
て降下してパレツト80Aをアンローデイングステーシヨ
ン825の最下段に載置する。

その後に、フオーク装置70と走行台車60からなるパレ
ツトチエンジヤは、パレツトのローデイングステーシヨ
ン820側へ戻り、２段目のパレツト（80B）をとり上げて
上述した工程をくり返す。

２段目のパレツト80B上のワークの加工が完了する
と、パレツトチエンジヤはこのパレツト80Bをアンロー
デイングステーシヨン825側へ搬送し、１段目のパレツ
ト80A上に積層する。

１段目のパレツト80Aのピンの高さは、予め中央処理
装置900内に記録されているので、このデータに基づい
て、フオーク70に対して第２のパレツト80Bを解放する
軸Ｆ上の座標が指令される。

本自動加工装置は、以上の処理をくり返すことによ
り、ローデイングステーシヨン820に積層されたパレツ
ト上に載置されたワークの全てを自動的に加工して、ア
ンローデイングステーシヨン825に積層する。

以上の加工は、全て無人化状態で達成される。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、複合加工旋盤と搬送装置とを
組合せた自動加工装置において、ワークを載置するパレ
ツトに記憶素子を設け、この記憶素子にパレツト上のワ
ークに関する種々のデータを入力するものである。

そして、このワークに関するデータに基いてパレツト
を支持するフオーク装置と搬送ロボツトのワークハンド
との会合地点等を最適に制御するので、搬送ロボツトに
よるワークの搬入動作を最も合理的に設定することがで
きる。

加工済のワークは同じパレツト上に戻されるが、その
位置は、素材ワークのときの位置に限定されず、例え
ば、加工済のワークの種類を統合するように、パレツト
上の任意の位置に並べかえることが可能である。

加工済のワークを載置したパレツトは、アンローデイ
ングステーシヨンに積層されるが、パレツトに高さの調
節が可能なピンを立設し、このピンを利用して上側のパ
レツトを支持するように構成したので、パレツトチエン
ジヤのフオーク装置は所定の高さでパレツトを解放して
積層を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものである。 第１図は自動加工装置の全体を示す斜視図、 第２図は正面図、第３図は平面図、 第４図は左側面図、 第５図は複合加工旋盤の概要を示す説明図、 第６図はストツカ装置の要部の断面図、 第７図はストツカ装置の要部の側面図、 第８図は制御装置の概要を示すブロツク図、 第９図は制御のフロー図、 第10図はパレツトの記憶素子に記入する項目を示す説明
図、 第11図は自動加工装置の他の配置例を示す正面図、 第12図はリード，ライト装置の斜視図、 第13図はパレツトの要部の平面図、 第14図は第12図の正面図、 第15図はワークハンドの作動を示す説明図、 第16図はワークハンドの作動を示す他の説明図、 第17図は制御のフロー図、 第18図は制御の他のフロー図である。 １……自動加工装置、10……複合加工旋盤 20……搬送装置、30……ストツカ装置 40……ストツカ、50……機外計測装置 60……走行台車、70……フオーク装置 80……パレツト、90,95……制御装置 150……ワーク、280……ワークハンド 800……パレツトのフレーム 810……ピン、815……記憶素子 880……リード，ライト装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 由子 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番 地 ヤマザキマザック株式会社本社工場 内 (72)発明者 永谷 茂 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番 地 ヤマザキマザック株式会社本社工場 内 (56)参考文献 特開 昭63−105876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−102857（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 41/02 B23B 15/00 B23Q 7/04 B65G 1/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複合加工旋盤と、複合加工旋盤に部材を搬
   送する搬送装置と、全体の装置を制御する制御装置を備
   えた自動加工装置において、 搬送装置は、複合加工旋盤とワークを収容するストッカ
   装置との間に配設したガイドレールと、ガイドレール上
   を自走する搬送ロボットと、搬送ロボットにとりつけた
   鉛直方向に伸縮するアームと、アームの先端に装着され
   たワークを把持するワークハンドとを備え、 ストッカ装置は、素材ワークを所定位置に載置したパレ
   ットを収容するローディングステーションと、加工済ワ
   ークを載置したパレットを収容するアンローディングス
   テーションと、ローディングステーションとアンローデ
   ィングステーションとの間でパレットを搬送するパレッ
   トチェンジャとを備え、 パレットにパレット上のワークに関する情報を記憶する
   記憶素子を設けるとともに、パレットチェンジャにパレ
   ットの記憶素子との間で情報を交換して制御装置に伝達
   するリード、ライトヘッドを備え、 パレットチェンジャは、ローディングステーションとア
   ンローディングステーションの間を走行する走行台車
   と、走行台車に昇降自在に装備されてパレットを把持す
   るフオーク装置とを備え、 パレットの記憶素子に入力されたワークの寸法に関する
   データに基いて、パレットを把持するフオーク装置の高
   さ位置を制御する手段を備えてなる自動加工装置の搬送
   装置。
2. 【請求項２】パレットは、平面形状が四辺形のフレーム
   と、フレームの四隅に立設して上側に積層される他のパ
   レットを支持するピンを備え、 パレットの記憶素子に入力されたピンの寸法に関するデ
   ータに基いて、パレットを把持又は解放するフォーク装
   置の高さ位置を制御する手段を備えてなる請求項１記載
   の自動加工装置の搬送装置。
3. 【請求項３】制御装置は、加工済のワークに関するデー
   タに基いてパレットに載置される加工済ワークを並べる
   手段を備えてなる請求項１記載の自動加工装置の搬送装
   置。