JP4027474B2 - トレー積重型ワークストッカ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の加工前ワーク及び加工済ワークの複数個を加工の順番待ち及び次工程への搬送待ちのために待機させておくワークストッカに関するもので、特に複数個のワークを搭載したトレーを積重することにより、多数の加工前ワーク及び加工済ワークを待機させ、工作機械の長時間自動運転を可能にしたワークストッカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のワークストッカは、図５に斜視図で示すように、加工前ワーク積重領域５と加工済ワーク積重領域６とを備え、加工前ワークをマトリックス状に並べて搭載したトレー１２を加工前ワーク積重領域５に複数段積重し、一番上のトレーからワークを１個ずつ取り上げて加工し、加工済ワークを元の位置に戻し、ハンドリング装置のハンド３１の移動方向（矢印ａ）の位置決めとトレー１２の移動方向（矢印ｂ）の位置決めとでトレー１２上のワークの行と列とを選択してワークを順次加工し、１枚のトレー上のワークをすべて加工したら、当該トレーを加工済ワーク積重領域６に順に積み上げていくという動作で、多数のワークの連続自動加工を行うというものである。
【０００３】
従来のこの種のワークストッカにおけるトレーの搬送は、シャトル台車に設けた昇降枠で行っている。すなわち図５及び図６に示すように、加工前ワーク積重領域５と加工済ワーク積重領域６との側方に、両者の間を往復動するシャトル台車４を設け、このシャトル台車に平面コ字形の昇降枠３を設ける。この昇降枠の対向する腕７の間隔は、トレー１２の幅より若干広く、これらの腕７には互いに対向する方向に進退するトレー支持部材１１を設ける。
【０００４】
加工前ワーク積重領域５に複数段のトレーが搬入されると、昇降枠３を上昇端位置にしてシャトル台車４は加工前ワーク積重領域５に移動する。次にトレー支持部材１１を退避させた状態で、昇降枠３を最上段のトレーの直下まで下降させ、トレー支持部材１１を進出させてトレーの鍔の下に差し込む。この状態で昇降枠３はハンドリング装置３２との受渡し高さまで上昇し、当該トレーとハンドリング装置３２とを対向させてワークの受け渡しを行う。
【０００５】
トレー上のワークがすべて加工されると、シャトル台車４が加工済ワーク積重領域６に移動し、そこに積重されているトレーの最上段のものの直上位置まで昇降枠３が下降した後、トレー支持部材１１を縮退して当該トレーを加工済ワーク積重領域６に積み上げ、次いで昇降枠３が上昇端まで上昇して、シャトル台車４が加工前ワーク積重領域５に移動して、次に加工するトレーを取りにいくという動作の繰り返しで多数のワークの加工を行うのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような構造では、１枚のトレー上のワークがすべて加工された後、次のトレーをハンドリング装置３２に対向させるまでの間に、シャトル台車４や昇降枠３が多くの動作を行わなければならず、その間工作機械が停止するので、特に近時の加工速度の速い工作機械では、生産能率が大幅に低下する。またこのロス時間を少なくするために、シャトル台車や昇降枠の移動速度を高速化しようとすると、それらの駆動装置が大型になるとともに、高速位置決めを行うためのサーボ制御装置が高価になる。
【０００７】
工作機械の停止時間を短くする一つの方法として、上記のような昇降枠を設けたシャトル台車をワーク積重領域の両側に配置して、交互にトレーの搬送を行うという構造が考えられる。すなわち一方の昇降枠がハンドリング装置との間でワークの受け渡しを行っている間に、他方の昇降枠が次の加工前ワークを搭載したトレーを持って待機し、先行するトレー上のワークがすべて加工されて当該トレーが加工済ワーク積重領域の方に移動したら、直ちに次のトレーをハンドリング装置と対向する位置に移動して、ワークの供給を続けるのである。
【０００８】
上記構造は、工作機械の停止時間を短くすることができるが、シャトル台車と昇降枠及びその駆動装置と制御装置とを二組設けなければならないので、ストッカの価格が大幅に上昇するという問題がある。
【０００９】
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、加工前ワーク積重領域５と加工済ワーク積重領域６とを備え、加工前ワーク積重領域に積重したトレーを１枚取り上げて工作機械との間で当該トレー上のワークの受け渡しを行い、ワークの加工を終了したトレーを加工済ワーク積重領域６に積み上げるという動作で工作機械との間のワークの受け渡しを行うワークストッカにおいて、トレー搬送待ちのための工作機械の停止時間を大幅に短縮することができる簡単で安価な構造のワークストッカを得ることを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のトレー積重型ワークストッカは、加工前ワーク積重領域５と加工済ワーク積重領域６とを含む領域の一方の側に、これらの領域側に延びる３本または４本の腕７を備えた昇降枠３を備え、他方の側には前記昇降枠の上昇端よりわずかに下方に設定したハンドリング装置とのワーク受渡し高さで水平方向に往復移動するシャトル枠４を設けている。昇降枠３の両端の腕７は、それぞれ加工前ワーク積重領域５と加工済ワーク積重領域６のすぐ外側に延び、中央の１本または２本の腕７は、両積重領域５、６の間に延びている。外側の腕７ａと中央の腕７ｂとの間隔は、トレーの幅より若干広く、これらの腕７ａ、７ｂは互いに対向する方向に進退するトレー支持部材１１を備えている。シャトル枠４は前記反対の側から昇降枠３側に向かって延びており、その幅は進出したときのトレー支持部材１１の対向間隔より狭い。
【００１１】
【作用】
図３を参照して上記構造のワークストッカの動作を説明する。最初にシャトル枠４が加工済ワーク積重領域６の上方に位置している状態で、昇降枠３がトレー支持部材１１を縮退させて加工前ワーク積重領域の最上段のトレーの直下まで下降し、加工前ワーク積重領域側のトレー支持部材１１を進出させる。この状態で昇降枠３は上昇端まで上昇し、その後シャトル枠４が加工前ワーク積重領域５の上方へ移動する。この状態で昇降枠３が下降すると、持ち上げられたトレー１２はシャトル枠４上に受け渡されるから、シャトル枠４をハンドリング装置３２と対向させて、シャトル枠４の位置決めとハンドリング装置のハンド３１の位置決めとで、当該トレー上のワークを順次選択して、工作機械との間でワークの供給排出を行う。
【００１２】
このワークの受け渡し動作を行っている間に、昇降枠３はトレー支持部材１１を縮退させて、加工前ワーク積重領域の最上段のトレーの直下まで移動し、加工前ワーク積重領域側のトレー支持部材１１を進出させてシャトル枠４の移動高さの直下まで上昇して待機する。シャトル枠上のトレーに搭載されたワークの加工が終了すると、シャトル枠４は加工済ワーク積重領域の上方に移動する。その後昇降枠３は加工済ワーク積重領域側のトレー支持部材１１を進出させて上昇端まで上昇する。この動作で加工済ワークが搭載されたトレーは、昇降枠３に受け渡されるので、シャトル枠４は加工前ワーク積重領域の上方に移動する。次いで昇降枠３が下降すると、加工前ワーク積重領域側のトレーがシャトル枠４に受け渡されるので、シャトル枠４は当該トレーをハンドリング装置３２に対向させて、工作機械との間でワークの受け渡しを開始する。
【００１３】
昇降枠３は加工前ワーク積重領域側のトレー支持部材１１を縮退させて加工済ワーク積重領域の最上段のトレーの直上で停止して、加工済ワーク積重領域側のトレー支持部材１１を縮退させる。次に昇降枠は加工前ワーク積重領域の最上段のトレーの直下まで移動して、加工前ワーク積重領域側のトレー支持部材１１を進出させ、シャトル枠の移動高さの直下まで上昇して待機する。このような動作を繰り返して、加工前ワーク積重領域５に積重されたトレー上のワークを順次加工していくのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、この発明の請求項１及び２の構造を備えた実施例を示している。この図にもとづいて、実施の形態を説明する。
【００１５】
図示実施例のワークストッカ１は、直方体枠状のフレーム２を備えている。このフレーム内の一方の側面には、鉛直方向に移動可能な昇降枠３を備え、他方の側面には、一定の高さで水平方向に移動可能なシャトル枠４を備えている。
【００１６】
昇降枠３は、加工前ワーク積重領域５と加工済ワーク積重領域６との各領域の両側にそれぞれ水平に延びる腕７ａ、７ｂを備え、各領域の両側の腕同士の間隔は、トレーの幅よりも若干広い。それぞれの領域の両側の２本の腕７ａ、７ｂは、ガイド８とストロークの短いシリンダ９とによって互いに接近する方向と隔離する方向に移動するトレー支持バー１１を備えている。各領域の両側の２つのトレー支持バーを考えると、トレー支持バー１１が互いに離隔する方向に移動したときには、トレー支持バー１１同士の間隔はトレー１２の幅Ｌより若干広くなり、トレー支持バー１１が互いに接近する方向に移動したときには、トレー支持バー１１同士の間隔はトレーの幅Ｌより狭い。
【００１７】
昇降枠３は、フレームに設けられた鉛直方向の２本の昇降ガイド１３に移動可能に摺着するとともに、フレームの中央部上下に設けた２つのチェーンスプロケット１４、１５に鉛直方向に巻架したチェーン１６に連結されている。チェーンは、下方のチェーンスプロケット１４に繋がる昇降リバーシブルモータ１７により回動されるので、昇降リバーシブルモータ１７の制御によって昇降枠３の上下方向の位置を制御する。
【００１８】
シャトル枠４は、略長方形の枠からなり、ストロークの短いシリンダによってシャトル枠の移動方向と同じ方向に進退するクランプバー１９とシャトル枠の移動方向と垂直方向に進退するクランプバー２０とを備える。各クランプバー１９、２０は、各クランプバーの縮退する方向に位置するストッパ２１、２２と協動してトレーを把持するので、伸長したクランプバー１９、２０とストッパ２１、２２との間隔は、トレーの幅や奥行きより若干広く、縮退したクランプバー１９、２０とストッパ２１、２２との間隔は、トレーの幅や奥行きより若干狭くする。トレーの幅方向両側に位置するクランプバー２０とストッパ２２とは、昇降枠側のトレー支持バー１１と干渉しない位置に配置されている。
【００１９】
シャトル枠４は、フレーム２に設けられた２本の水平ガイド２３に移動可能に摺着するとともに、水平ネジ２４に螺合している。水平ネジ２４は、水平サーボモータ２５により回転し、その回転に伴い螺合されているシャトル枠が水平方向に走行するので、水平サーボモータ２５の回転を制御することでシャトル枠４の水平方向の位置を制御することができる。
【００２０】
昇降枠３に把持されたトレー１２がシャトル枠４へと受け渡すときは、昇降枠３が所定の受け渡し高さに移動し、シャトル枠がトレー１２の直下に移動した後、昇降枠３が下降してトレー支持バー１１で支持されたトレーをシャトル枠４上に置き、次に、シャトル枠４のクランプバー１９、２０を縮退させ、トレーを把持するという一連の操作が必要である。
【００２１】
また、シャトル枠４に把持されたトレー１２を昇降枠３へと受け渡すときは、昇降枠３をシャトル枠４の直下の受渡し高さに移動し、シャトル枠のクランプバー１９、２０が伸長してトレーを開放したあと、トレー支持バー１１を進出させた状態で昇降枠３を上昇させるという操作が必要である。
【００２２】
実施例のワークストッカ１は、その底部にコンベア２６が配置されている。このコンベアは、二列の自由回転するコンベアローラからなる。二列のコンベアローラの間には、コンベア２６の移送方向に駆動シリンダ２７が配置され、そのシリンダ２７のロッドには上方を向いた浅いコの字形のトレー受け２８が固定されている。トレー受け２８は使用されるトレーの移送方向の幅に合わせて作製されており、複数の加工前ワークを搭載して積重されたトレー１２は、このトレー受け２８上に搬入される。
【００２３】
図４は、ワークストッカ１とハンドリング装置及び工作機械の位置関係を示す。ワークストッカ１の中央上方には、シャトル枠４の移動方向に直交する方向に延びるガイドに沿って水平走行し、かつ上下動するハンド３１を備えたハンドリング装置３２が配置され、このハンドリング装置３２がワークストッカと工作機械との間でワークを搬送する。ワークストッカ１は、加工済ワーク積重領域６が手前側でコンベア２６の移送方向が前後方向となるようにして工作機械３３の横に設置する。
【００２４】
加工前のワークを複数行複数列のマトリックス状に搭載したトレー１２を所定段数積重して、ハンドフォーク等により機械の前方から加工済ワーク積重領域６に搬入する。次に駆動シリンダ２７を作動して、搬入された複数段のトレーを一括して、加工前ワーク積重領域５に移送する。この時、昇降枠３及びシャトル枠４は高い位置で待機している。
【００２５】
作用で説明したように、加工前ワーク積重領域５に積重されたトレーを順次移送してワークを加工し、加工済ワーク積重領域６に加工済のワークが搭載されたトレー１２を積み上げる。加工済ワークの搭載されたトレー１２は、フレーム２の手前側すなわち操作者側に積重されるので、必要に応じて加工済ワークの搭載されたトレーを取り出すことができる。
【００２６】
通常は、加工前ワーク積重領域５の最下段のトレーが昇降枠によって持ち上げられたとき、これをリミットスイッチや光電センサなどで検出して、ワーク搬入要求信号を出す。この信号により適宜アラーム等を表示して、操作者に加工前ワーク積重領域が空になったことを通知する。この通知を受けて操作者は最後のトレーの加工前ワークの加工が終わるまでに搬入された加工前ワークの搭載された積重トレーを加工前ワーク積重領域５に移送する。なおコンベア２６上に搬入された積重トレーを移送する駆動シリンダ２７は、加工済ワークが搬出された後、加工前ワークを搭載したトレーが搬入されるまでの間にロッド伸長状態から縮退状態に切り換えられる。以上述べた動作を繰り返すことにより、トレーに搭載されたワークが連続的に加工される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のワークストッカによれば、一軸に二組の腕が備わる昇降枠と一軸のシャトル枠を使用することで、ハンドリング装置の待ち時間が少ない連続加工が可能となり、ワーク１個あたりの加工時間が短くなるとともに、軸数が少ないので、ワークストッカの製造コストも下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を示す斜視図
【図２】実施例を示す平面図
【図３】実施例の動作を示す模式図
【図４】ワークストッカの設置方法を示す模式的な平面図
【図５】従来例の動作を示す模式的な斜視図
【図６】従来例を示す平面図
【符号の説明】
３ 昇降枠
４ シャトル枠
５ 加工前ワーク積重領域
６ 加工済ワーク積重領域
７ 腕
11 トレー支持部材
26 コンベア
27、28 駆動手段

Claims (1)

1. 加工前ワーク積重領域(5)と加工済ワーク積重領域(6)とを含む領域の一方の側に一個の昇降枠(3)を備え、他方の側に一個のシャトル枠(4)を備えており、
   昇降枠(3)は、加工前及び加工済ワーク積重領域(5,6)側に延びる３本または４本の腕(7)を備え、当該３本または４本の腕の両端のものは、両積重領域 (5,6) の両外側に位置し、中央の１本または２本は、両積重領域(5,6)の間に位置しており、外側の腕(7a)と中央の腕(7b)との間隔は搬送しようとするトレーの幅より広く、
   かつ外側の腕(7a)と中央の腕(7b)とは互いに対向する方向に進退するトレー支持部材(11)を備えており、当該トレー支持部材の対向間隔は、進出したときは前記トレーの幅より狭く、退避したときには前記トレーの幅より広く、
   シャトル枠(4)は、前記他方の側から昇降枠(3)に向いて延び、その幅は進出したときのトレー支持部材(11)相互の対向間隔より狭く、
   当該シャトル枠 (4) は、加工前及び加工済ワーク積重領域 (5,6) より上方でかつ昇降枠 (3) の上昇端より下方に設定したハンドリング装置とのワーク受渡し高さで水平往復移動する
   ことを特徴とする、トレー積重型ワークストッカ。

Images