JP5663627B2 - 加工システム - Google Patents

Description

本発明は、ワークを加工する加工システムに関する。

従来、このような加工システムとして、シリンダヘッドのワークを第１加工位置に固定する第１ジグ機構と、第１加工位置に固定されたワークを加工する第１加工部と、ワークを第２加工位置に固定する第２ジグ機構と、第２加工位置に固定されたワークを加工する第２加工部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１の加工システムでは、第１及び第２ジグ機構に対するワークの供給及び回収に際しては、ワークを搭載したパレットが、ワークを寝かせた状態で搬送機構により搬送される。そして、ワークは、搬送機構と第１又は第２ジグ機構との間で、ローダを介して、パレットとともに授受される。

このワークの授受に際しては、ローダにより、ワークの姿勢が、寝かせた状態と立てた状態との間で変換される。第１及び第２加工部によるワークの加工は、ワークを立てた状態で行われるからである。

一方、別の同様の加工システムとして、搬送機構と第１又は第２ジグ機構との間のワークの授受を、パレットを介することなく直接ローダでワークを把持して行うものも知られている。この場合も、寝かせた状態で搬送されるワークの姿勢が、ローダにより、寝かせた状態と立てた状態との間で変換される。

特開２０１１−２０２５８３号公報

しかしながら、上記特許文献１の加工システムによれば、搬送機構と第１又は第２ジグ機構との間でのワークの授受をパレットとともに行っている。このため、使用したパレットを、未加工のワークに再利用するために、ワークにパレットを取り付ける位置に戻す必要がある。したがって、パレットを戻すための搬送機構や、そのためのスペースが必要となる。

一方、上記のパレットを介することなくワークの授受を行うものにおいては、パレットを用いていないので、ワークの把持や姿勢変換が容易ではなく、ワークの授受に非常に長期間を要する。

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、第１及び第２ジグ機構に対するワークの供給及び回収を効率的に行うことができる加工システム及び加工方法を提供することにある。

本発明の加工システムは、ワークを着脱可能に把持する第１〜第３ハンド部をこの順で第１方向に等間隔で配列して有する移動部と、前記移動部を前記第１方向に移動させる移動機構と、前記第１又は第２ハンド部との間で前記ワークを授受するとともに、該ワークを第１加工位置に固定する第１ジグ機構と、前記第１加工位置に固定された前記ワークを加工する第１加工部と、前記第２又は第３ハンド部との間で前記ワークを授受するとともに、該ワークを第２加工位置に固定する第２ジグ機構と、前記第２加工位置に固定された前記ワークを加工する第２加工部とを備え、前記第１及び第２ジグ機構は、前記第１方向に沿って、前記第１〜第３ハンド部の配列間隔と同じ間隔を置いて配置され、前記移動部が、前記移動機構により、前記第２ハンド部が前記第１ジグ機構に対峙しかつ前記第３ハンド部が前記第２ジグ機構に対峙する第１移動位置に位置付けられたとき、前記第１加工部により加工された前記ワークが前記第１ジグ機構から前記第２ハンド部に渡され、かつ前記第２加工部により加工された前記ワークが前記第２ジグ機構から前記第３ハンド部に渡され、前記移動部が、前記移動機構により、前記第１ハンド部が前記第１ジグ機構に対峙しかつ前記第２ハンド部が前記第２ジグ機構に対峙する第２移動位置に位置付けられたとき、前記第１ハンド部が把持している前記ワークが前記第１ジグ機構に渡され、かつ前記第２ハンド部が把持している前記第１ジグ機構から渡された前記ワークが前記第２ジグ機構に渡されることを特徴とすることを特徴とする。

本発明の加工システムにおいては、次のようにして、順次投入されるワークを、第１加工部による加工（以下、「第１加工」という。）及び第２加工部による加工（以下、「第２加工」という。）を施してゆくことができる。すなわち、まず、移動部を所定のワーク投入位置に位置付けて、所定の投入ステーション上に供給された未加工のワークを上述の第１ハンド部により受け取る。

次に、移動部を第１移動位置に位置付けて、第１及び第２加工が施された各ワークを第１及び第２ジグ機構からそれぞれ第２及び第３ハンド部で受け取る。なお、このときに第３ハンド部が受け取る第２加工が施されたワークは、既に第１加工も施し済みである。

次に、移動部を第２移動位置に位置付けて、第１ハンド部が把持している未加工のワークを第１ジグ機構に渡し、第２ハンド部が把持している第１加工が施されたワークを第２ジグ機構に渡す。第１及び第２ジグ機構に渡された各ワークには、それぞれ第１及び第２加工が施される。

次に、移動部を所定のワーク払出し位置に位置付けて、第３ハンド部が把持している第１及び第２加工が施されたワークを所定の払出しステーション又はアイドルステーションに渡す。この後、移動部を再び上記のワーク投入位置に位置付けて、次の未加工ワークを第１ハンド部で受け取る。

このように、移動部をワーク投入位置、第１移動位置、第２移動位置及びワーク払出し位置にこの順で位置付けてワークの授受を行う動作を循環的に繰り返すことにより、順次投入されるワークに対し、第１加工及び第２加工を順次施してゆくことができる。

このように、移動部を第１移動位置に位置付けた状態で、第１及び第２ジグ機構から第２及び第３ハンド部へのワークの受け渡しが並行して行われ、また、移動部を第２移動位置に位置付けた状態で第１及び第２ハンド部から第１及び第２ジグ機構へのワークの受け渡しが並行して行われる。このため、ワークの第１ジグ機構への供給、第１ジグ機構から第２ジグ機構への移送、及び第２ジグ機構からの払出しが効率的に行われる。

また、ワークは、第１〜第３ハンド部により把持された状態で移動され、第１〜第３ハンド部と第１及び第２ジグ機構との間で授受される。したがって、第１〜第３ハンド部によるワークの把持を、第１及び第２ジグ機構がワークを受け取るときのワークの姿勢と同じ姿勢で行うことにより、ワークの授受時における姿勢変換が不要となる。

したがって、本発明によれば、第１及び第２ジグ機構に対するワークの供給及び回収を効率的に行うことができる加工システムを提供することができる。

本発明において、前記第１〜第３ハンド部のうちの少なくとも第２ハンド部は、前記第１又は第２ジグ機構との間で前記ワークの授受を行うとき、該第１又は第２ジグ機構が該ワークの授受のために該ワークをクランプ又はアンクランプした時点を、該クランプ又はアンクランプに係る部材の動きを検出して認識するためのセンサを備えてもよい。

これによれば、ワークが第１又は第２ジグ機構によりクランプ又はアンクランプされた時点を、第１又は第２ジグ機構における油圧センサからの信号に基づいて検知する場合に比べて、迅速に検知することができる。これにより、第１及び第２ジグ機構に対するワークの供給及び回収を、より効率的に行うことができる。

本発明において、前記第１及び第２ジグ機構のそれぞれは、前記ワークの授受のために該ワークを着脱可能にクランプするクランプ機構を備え、前記第１〜第３ハンド部のそれぞれは、前記ワークの授受のために該ワークを着脱可能に把持する把持部を備え、かつ該把持部を、前記第１方向と交差する第２方向に移動させることができ、前記クランプ機構は、前記ワークを前記第２方向に支持する支持面と、前記支持面よりも前記ワーク側に突出し、該ワークの該支持面に沿った方向の位置を決定する突出部と、前記支持面上で前記突出部により位置決めされた前記ワークを、該支持面との間に挟んでクランプするためのクランプ部材と、前記クランプ部材を、前記ワークのクランプ又はアンクランプのために、該支持面に交差する方向に移動させるクランプ部材駆動機構とを備え、前記移動部が前記第１移動位置から前記第２移動位置に移動されるとき、前記第１〜第３ハンド部は、これらが把持している前記ワークが、前記突出部及び前記クランプ部材と干渉しないように、前記第１方向に見て、該突出部と該クランプ部材との間に位置するように前記把持部を移動させてもよい。

この場合、移動部が第１移動位置に位置付けられたとき、第２及び第３ハンド部は、その把持部を第１及び第２ジグ機構がクランプしているワークを受け取ることができる位置まで第２方向に移動させる。その後、第２及び第３ハンド部は、第１及び第２ジグ機構が該ワークをアンクランプするタイミングに合わせて該ワークを把持することにより、第１及び第２ジグ機構からワークを受け取ることができる。

ワークを受け取った後、第２及び第３ハンド部は、受け取ったワークが上述の突出部とクランプ部材との間に位置するように把持部を移動させる。この移動は、ワークを突出部の先端より僅かにクランプ部材側に位置させるだけの微小なもので足りる。この移動の後、移動機構は、移動部の第２移動位置への移動を開始することができる。

なお、第１ハンド部は、それが把持している未加工のワークを、移動部の第２移動位置への移動が開始される時点までに、同様の突出部とクランプ部材との間の位置に位置させればよい。

したがって、第２及び第３ハンド部が第１及び第２ジグ機構からワークを受け取った後、上述の微小移動のみを行うだけで、移動部の第２移動位置への移動を開始することができる。このため、第１及び第２ジグ機構に対するワークの供給及び回収を、さらに効率的に行うことができる。

本発明の加工方法は、第１ジグ機構により第１加工位置に固定されたワークを第１加工部により加工する第１加工工程と、前記第１ジグ機構に対し第１方向に所定の間隔を置いて配置された第２ジグ機構により第２加工位置に固定されたワークを第２加工部により加工する第２加工工程と、第１〜第３ハンド部をこの順で前記第１方向に等間隔で配列して有する移動部を、該第１ハンド部で未加工のワークを把持した状態で、該第１方向に沿って第１移動位置に移動させることにより、前記第２ハンド部を前記第１ジグ機構に対峙させ、かつ前記第３ハンド部を前記第２ジグ機構に対峙させる第１移動工程と、前記第１移動工程の後、前記第２ハンド部に、前記第１加工工程を経たワークを前記第１ジグ機構から渡し、前記第３ハンド部に、前記第２加工工程を経たワークを前記第２ジグ機構から渡す第１授受工程と、前記第１授受工程の後、前記移動部を、前記第１方向に沿って第２移動位置に移動させることにより、前記第１ハンド部を前記第１ジグ機構に対峙させ、かつ前記第２ハンド部を前記第２ジグ機構に対峙させる第２移動工程と、前記第２移動工程の後、前記第１ハンド部が把持しているワークを前記第１ジグ機構に渡し、かつ前記第２ハンド部が把持しているワークを前記第２ジグ機構に渡す第２授受工程と、前記第２授受工程で前記第１及び第２ジグ機構に渡されたワークを、該第１及び第２ジグ機構により、前記第１及び第２加工位置にそれぞれ固定するワーク固定工程とを備えることを特徴とする。

本発明の加工方法によれば、上述の加工システムの場合と同様に、ワークの第１ジグ機構への供給、第１ジグ機構から第２ジグ機構への移送、及び第２ジグ機構からの払出しが効率的に行われ、かつワークの授受時における姿勢変換が不要となるので、第１及び第２ジグ機構に対するワークの供給及び回収を効率的に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る加工システムの構成を示す平面図である。 図１の加工システムにおけるクランプ機構を示す斜視図である。 図１の加工システムの各部を制御する制御部のブロック図である。 図１の加工システムにおける近接センサの役割を示す図である。 移動部とジグ機構とを第１方向から見たときの位置関係を示す図であり、（ａ）は、移動部の通常移動時の様子を示し、（ｂ）は、ワークの授受が行われる時点での様子を示し、（ｃ）は、移動部を、第１移動位置から第２移動位置に移動させるときの様子を示す。 図１の加工システムにおける動作の一部を示すタイミングチャートである。 図６の動作と同様の動作を別のタイミングで行う場合のタイミングチャートである。 図１の加工システムの制御部による処理を示すフローチャートである。 図８の処理と並行して行われる加工処理を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。実施形態の加工システムは、シリンダのワークに対して、複数の吸気用バルブ孔及び排気用バルブ孔を加工するものである。

図１に示すように、この加工システム１は、加工位置２ａに位置するワークＷに第１加工を施す複数の工具３ａを有する加工部４ａと、ワークＷを授受位置５ａにおいて授受するとともに、そのワークＷを加工位置２ａに固定するジグ機構６ａとを備える。

加工部４ａは、工具３ａにより、ワークＷに複数の吸気用バルブ孔を加工する。ジグ機構６ａは、所定の中心軸線の周りで回転することにより、ワークＷを、授受位置５ａと加工位置２ａとの間で変位させる。

なお、加工位置２ａは、複数箇所、例えば２又は３箇所であってもよい。この場合、ワークＷは、複数の加工位置２ａにおいて、対応する加工が行われる。その際、加工部４ａの工具の位置も、各加工位置２ａに対応して移動される。

また、加工システム１は、加工位置２ｂに位置するワークＷに第２加工を施す複数の工具３ｂを有する加工部４ｂと、ワークＷを授受位置５ｂにおいて授受するとともに、そのワークＷを授受位置５ｂと加工位置２ｂとの間で変位させるジグ機構６ｂとを備える。

加工部４ｂは、工具３ｂにより、ワークＷに複数の排気用バルブ孔を加工する。ジグ機構６ｂは、所定の中心軸線の周りで回転することにより、ワークＷを、授受位置５ｂと加工位置２ｂとの間で変位させる。加工位置２ｂも、加工位置２ａと同様に、複数箇所が存在してもよい。ジグ機構６ｂは、ジグ機構６ａに対し、第１方向Ｄ１に所定の間隔を置いて配置される。

また、加工システム１は、ワークＷを搬送するための移動機構７と、加工システム１の各部を制御する制御部８（図３参照）と、加工部４ａ及び４ｂによる加工がなされる前の未加工のワークＷが配置される投入ステーション９と、加工部４ａ及び４ｂによる加工がなされたワークＷが、次の加工のために配置されるアイドルステーション１０と、第１〜第３の３つのハンド部１２ａ〜１２ｃを有する移動部１３とを備える。

ハンド部１２ａ〜１２ｃは、この順で第１方向Ｄ１に等間隔で配列される。その配列間隔は、ジグ機構６ａとジグ機構６ｂとの間の間隔と同じである。ハンド部１２ａ〜１２ｃのそれぞれは、ワークＷを把持部１１により着脱可能に把持する機能を有し、かつその把持部１１を、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に移動させることができる。移動部１３は、移動機構７により第１方向Ｄ１に移動される。

ジグ機構６ａ及び６ｂのそれぞれは、ハンド部１２ａ〜１２ｃとの間でワークＷを授受するためにワークＷを着脱可能にクランプするクランプ機構１４ａ及び１４ｂを備える。

図２は、クランプ機構１４ａ及び１４ｂを示す斜視図である。図２に示すように、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのそれぞれは、ワークＷを第２方向Ｄ２について支持する支持面１５と、支持面１５よりもワークＷ側に突出し、ワークＷの支持面１５に沿った方向の位置を決定する突出部１６と、支持面１５上で突出部１６により位置決めされたワークＷをクランプするクランプ部材駆動機構１７とを備える。

クランプ部材駆動機構１７は、支持面１５上で位置決めされたワークＷに、支持面１５と反対側からクランプ部材１８を支持面１５方向に駆動して接触させ、ワークＷを支持面１５とクランプ部材１８との間に挟んでクランプする。

図３は、加工システム１の各部を制御する制御部８のブロック図である。図３に示すように、制御部８は、制御プログラム１９や、制御用のデータ２０に従い、近接センサ２１ａ及び２１ｂや、各部位置決め用のその他のセンサ２２からの情報に基づき、ハンド部１２ａ及び１２ｂ、移動部１３、ジグ機構６ａ及び６ｂ、加工部４ａ及び４ｂ等を制御する。

図４は、近接センサ２１ａ及び２１ｂの作用を示す。近接センサ２１ａ及び２１ｂは、ハンド部１２ａ〜１２ｃ（図１）に設けられる。近接センサ２１ａ及び２１ｂは、ジグ機構６ａ及び６ｂからハンド部１２ｂ及び１２ｃにワークＷの受け渡しが行われるとき、並びにハンド部１２ａ及び１２ｂからジグ機構６ａ及び６ｂにワークＷの受け渡しが行われるときに、ジグ機構６ａ及び６ｂによりワークＷがクランプ又はアンクランプされた時点を、直ちに検知するために用いられる。

すなわち、かかる受け渡しが行われるとき、受け渡しに係るハンド部１２ａ、１２ｂ又は１２ｃの把持部１１が、受け渡しを行い得るように、授受位置５ａ及び５ｂに対応する位置に移動される。

これにより、図４のように、移動された把持部１１の近接センサ２１ａは、対応するジグ機構６ａ又は６ｂ（図１）におけるアンクランプ時のクランプ部材１８に対応する位置に位置付けられ、近接センサ２１ｂは、２点鎖線で示されるクランプ時のクランプ部材１８に対応する位置に位置付けられる。

このとき、クランプ部材１８は、ワークＷのクランプを解除したアンクランプ位置にあるとき（図４中の上）、近接センサ２１ａで検出される。一方、クランプ部材１８は、２点鎖線で示されるクランプ位置にあるとき、近接センサ２１ｂで検出される。したがって、制御部８（図３）は、ジグ機構６ａ及び６ｂによりワークＷがクランプ又はアンクランプされた時点を、近接センサ２１ａ及び２１ｂにより、直ちに検知することができる。

図５は、第１方向Ｄ１に見たときの移動部１３とジグ機構６ａ及び６ｂとの位置関係を示す。図５（ａ）では、第１移動位置から第２移動位置への移動時以外の移動部１３の通常移動時の様子が示されている。

図５（ｂ）では、ジグ機構６ａ及び６ｂとハンド部１２ａ及び１２ｂとの間、又はジグ機構６ａ及び６ｂとハンド部１２ｂ及び１２ｃとの間でワークＷの授受が行われる時点での様子が示されている。また、図５（ｃ）では、移動部１３を、第１移動位置から第２移動位置に移動させるときの様子が示されている。

図５（ａ）のように、通常移動時には、ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１が、第２方向Ｄ２における原点位置に位置付けられる。これにより、通常移動時には、把持部１１、さらには把持部１１で把持されたワークＷは、ジグ機構６ａ及び６ｂにおけるクランプ部材１８の外側（支持面１５と反対側）を通る。

また、図５（ｂ）のように、上述のワークＷの授受が行われるとき、該授受に係るハンド部１２ａ、１２ｂ又は１２ｃの把持部１１は、授受位置５ａ及び５ｂ（図１参照）に対応する位置に駆動される。この状態で、該把持部１１と、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのクランプ部材駆動機構１７とを同期させて駆動することにより、該ワークＷの授受が支障なく行われる。

また、移動部１３を、第１移動位置から第２移動位置に移動させるときには、図５（ｃ）のように、ハンド部１２ａ〜１２ｃが把持しているワークＷが、第２方向Ｄ２に見て、クランプ機構１４ａ及び１４ｂの突出部１６と、アンクランプ位置に位置するクランプ部材１８との間のこれらと干渉しない位置に位置付けられる。すなわち、ハンド部１２ａ〜１２ｃは、これを達成する非干渉位置に位置付けられる。これにより、ワークＷと、突出部１６及びクランプ部材１８との干渉が回避される。

図６は、加工システム１における一部の動作を示すタイミングチャートである。図６（ａ）では、クランプ機構１４ａ及び１４ｂにおけるアンクランプの開始と終了及びクランプの開始と終了のタイミングが示されている。図６（ｂ）では、クランプ機構１４ａ及び１４ｂにおけるアンクランプ及びクランプの完了を確認するためのクランプ確認信号Ａのオン・オフタイミングが示されている。

図６（ｃ）では、ワークＷがクランプ機構１４ａ及び１４ｂに着座したことを確認するための着座確認信号のオン・オフタイミングが示されている。図６（ｄ）では、クランプ機構１４ａ及び１４ｂとの間でワークＷの授受を行う把持部１１が原点、上述の非干渉位置又はノックイン位置に至るタイミングが示されている。

把持部１１の原点位置は、図５（ａ）における把持部１１の位置である。ノックイン位置とは、把持部１１がクランプ機構１４ａ又は１４ｂとの間でワークＷの授受を行う位置であり、授受位置５ａ又は５ｂに対応する位置である。

図６（ｅ）では、クランプ機構１４ａ又は１４ｂとの間でワークＷの授受を行う把持部１１におけるワークＷのクランプ（把持）の開始と終了及びアンクランプ（把持の解除）の開始と終了のタイミングが示されている。

図６（ｆ）では、把持部１１におけるクランプ及びアンクランプの完了を確認するためのクランプ確認信号Ｂのオン・オフタイミングが示されている。そして、図６（ｇ）では、移動部１３の第１移動位置から第２移動位置への移動開始及び移動終了のタイミングが示されている。

図６の動作の開始時点ｔ０においては、図１と同様に、移動部１３は、第１移動位置に位置している（図６（ｇ））。ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１は、原点に位置している（図６（ｄ））。ハンド部１２ｂ及び１２ｃの把持部１１はアンクランプ状態である（図６（ｅ））。ただし、ハンド部１２ａの把持部１１は、未加工のワークＷを把持している。

一方、図１のように、ジグ機構６ａのクランプ機構１４ａは、第１加工が完了したワークＷを授受位置５ａにおいてクランプしている。ジグ機構６ｂのクランプ機構１４ｂは、第１加工及び第２加工が完了したワークＷを授受位置５ｂにおいてクランプしている（図６（ａ））。

図６の動作により、ハンド部１２ａが把持する未加工のワークＷがジグ機構６ａに渡され、ジグ機構６ａが保持する第１加工が完了したワークＷがジグ機構６ｂに移送され、ジグ機構６ｂが保持する第１加工及び第２加工が完了したワークＷがハンド部１２ｃに渡される。

すなわち、図６の動作が開始されると、ハンド部１２ｂ及び１２ｃの把持部１１が、原点から第１方向Ｄ１に沿ってクランプ機構１４ａ及び１４ｂの方向に移動され、時点ｔ１でノックイン位置に到達する（図６（ｄ））。これに応答して、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのアンクランプ動作が開始され（図６（ａ））、かつハンド部１２ｂ及び１２ｃの把持部１１のクランプ動作が開始される（図６（ｅ））。

このアンクランプ動作及びクランプ動作が時点ｔ２で完了すると、クランプ機構１４ａ及び１４ｂがアンクランプ状態となり、ハンド部１２ｂ及び１２ｃの把持部１１がクランプ状態となる。これにより、クランプ機構１４ａ及び１４ｂの各ワークＷが、ハンド部１２ｂ及び１２ｃの各把持部１１に渡されたことになる。

この受け渡しの完了に応答して、クランプ確認信号Ａ及びＢがオフ状態からオン状態に変化する（図６（ｂ）、（ｆ））。クランプ確認信号Ａのオン状態への変化は、上述図４の近接センサ２１ａによるクランプ部材１８の検出に基づいて行われる。また、クランプ確認信号Ａ及びＢのオン状態への変化に応答して、ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１の非干渉位置への移動が開始される（図６（ｄ））。

この移動が時点ｔ３で完了すると、これに応答して、移動部１３の第２移動位置への移動が開始される（図６（ｇ））。この移動は、図５（ｃ）のように、ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１が非干渉位置に位置している状態で行われるので、ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１により把持された各ワークＷが、突出部１６及びクランプ部材１８と干渉することはない。

移動部１３が、時点ｔ４において第２移動位置に到達すると（図６（ｇ））、これに応答して、図６（ｄ）のように、ハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１が、それぞれ非干渉位置から第２方向Ｄ２に沿ってクランプ機構１４ａ及び１４ｂの方向に駆動され、時点ｔ５でノックイン位置に到達する。

これにより、ハンド部１２ａ及び１２ｂが把持しているワークＷが、クランプ機構１４ａ及び１４ｂの支持面１５に接し、突出部１６により位置決めされる。これに応答して、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのクランプ動作が開始され（図６（ａ））、かつワーク着座確認信号Ｃのオフ状態からオン状態への移行が開始される（図６（ｃ））。

ワーク着座確認信号Ｃがオン状態となってから、例えば０．５秒後の時点ｔ６において、ハンド部１２ａ及び１２ｂのワークＷがクランプ機構１４ａ及び１４ｂへ確実に着座したものとみなされる。これに応答して、ハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１のアンクランプ動作が開始される（図６（ｅ））。

また、このとき、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのクランプ動作が完了し（図６（ａ））、これが図４の近接センサ２１ｂで検出される。これにより、クランプ確認信号Ａがオフ状態に変化する（図６（ｂ））。

ハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１のアンクランプ動作が時点ｔ７で完了すると（図６（ｅ））、クランプ確認信号Ｂがオフ状態に変化する（図６（ｆ））。このとき、既に、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのクランプ動作が完了していることがクランプ確認信号Ａにより確認される（図６（ａ））。

そこで、ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１は、原点に向けて駆動され（図６（ｄ））、時点ｔ８において原点に到達する。これにより、図６の動作が完了する。このときのハンド部１２ｃ及び移動部１３の状態が、図１において、２点鎖線で示されている。

図７は、図６の動作と同様の動作を別のタイミングで行う場合のタイミングチャートである。このタイミングチャートは、図６のものとほぼ同じであるが、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのアンクランプ及びクランプの完了を確認するためのクランプ確認信号Ａ’のタイミングが、図６のクランプ確認信号Ａと異なる。

すなわち、クランプ確認信号Ａ’として、油圧センサの出力が用いられる。この油圧センサは、クランプ機構１４ａ及び１４ｂにおけるクランプ部材駆動機構１７を作動させるための油圧を検出するものである。

この場合、クランプ確認信号Ａ’は、クランプ機構１４ａ及び１４ｂが、図７（ａ）のように、時点ｔ１からｔ２にかけてクランプ状態からアンクランプ状態へ移行した時点ｔ２でクランプ確認信号Ａ’が立ち上がり始める（図７（ｂ））。

そして、クランプ確認信号Ａ’がオン状態となって例えば０．５秒が経過した時点Ｔ３が、アンクランプ状態への移行が確認された時点とみなされる。したがって、この時点で、ハンド部１２ｂ及び１２ｃの把持部１１の移動が開始される（図７（ｄ））。

このため、図６の場合には、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのアンクランプ状態への移行が完了した時点からハンド部１２ｂ及び１２ｃの把持部１１の移動が開始されるまでの期間は、ほぼゼロであるのに対し、図７の場合には、この期間として、期間Ｔ３−Ｔ２を要している。

また、図７の動作の場合、クランプ機構１４ａ及び１４ｂが、図７（ａ）のように、時点Ｔ６からＴ８にかけてアンクランプ状態からクランプ状態に移行したことを確認するときにも同様に、アンクランプ状態への移行が完了した時点Ｔ８でクランプ確認信号Ａ’が立ち上がり始め、オン状態となって例えば０．５秒が経過した時点Ｔ９が、アンクランプ状態への移行が確認された時点とみなされる（図７（ｂ））。

したがって、この時点Ｔ９で、ハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１の移動が開始される（図７（ｄ））。なお、この時点Ｔ９で、ハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１のアンクランプは、既に完了している（図７（ｅ））。

これに対し、図６の動作の場合、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのクランプ状態への移行の完了は、その完了時点ｔ６において、クランプ確認信号Ａにより直ちに検出される（図６（ａ）、（ｂ））。したがって、その後にハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１のアンクランプが完了する時点ｔ７において、直ちにハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１の移動が開始される（図６（ｄ）、（ｅ））。

したがって、図６の場合、ハンド部１２ａ及び１２ｂの把持部１１のアンクランプが完了してからクランプ機構１４ａ及び１４ｂの把持部１１の移動が開始されるまでの期間は、ほぼゼロである。これに対し、図７の場合、この期間として、期間Ｔ９−Ｔ８を要している。したがって、同様の動作を、図６の動作によれば、図７の動作の場合よりも、少なくとも期間Ｔ３−Ｔ２及び期間Ｔ９−Ｔ８だけ少ない期間で行うことができる。

図８は、投入ステーション９上の未加工の１つのワークＷを加工システム１に投入し、第１及び第２加工が完了した１つのワークＷを、アイドルステーション１０上に払い出すまでの制御部８による処理を示す。

図８に示すように、処理を開始すると、まず、ステップＳ１において、ハンド部１２ａで未加工の１つのワークＷが把持される。すなわち、移動部１３が所定のワーク投入位置に位置付けられ、ハンド部１２ａの把持部１１が、原点位置から第２方向Ｄ２に沿って、投入ステーション９上の未加工のワークＷを把持可能な位置まで駆動される。そして、把持部１１により該ワークＷが把持され、把持部１１が原点位置に戻される。

次に、ステップＳ２において、第１移動工程が行われる。すなわち、移動部１３が、ジグ機構６ａ及び６ｂとハンド部１２ｂ及び１２ｃとがそれぞれ対峙する第１移動位置に移動される。この移動が完了したときの状態が図１に示されている。

次に、ステップＳ３において、第１授受工程が行われる。すなわち、加工部４ａによる第１加工が施されたワークＷが、ジグ機構６ａからハンド部１２ｂに渡される。また、加工部４ｂによる第２加工が施されたワークＷが、ジグ機構６ｂからハンド部１２ｃに渡される。この受け渡しに際し、ハンド部１２ｂ及び１２ｃの各把持部１１は、原点位置から授受位置５ａ及び５ｂに対応する位置に駆動され、受け渡しの完了後、上述の非干渉位置に位置付けられる。

次に、ステップＳ４において、第２移動工程が行われる。すなわち、移動部１３が、ジグ機構６ａ及び６ｂと、ハンド部１２ａ及び１２ｂとが、それぞれ対峙する第２移動位置に移動される。この移動は、図５（ｃ）のように、ハンド部１２ａ〜１２ｃの把持部１１を上述の非干渉位置に位置付けた状態で行われる。この移動が完了したときのハンド部１２ｃ及び移動部１３の状態が、図１において、２点鎖線で示されている。

次に、ステップＳ５において、第２授受工程が行われる。すなわち、ハンド部１２ａが把持しているワークＷが、ジグ機構６ａに渡され、ハンド部１２ｂが把持しているワークＷが、ジグ機構６ｂに渡される。この受け渡しに際し、ハンド部１２ａ及び１２ｂの各把持部１１は、上述の非干渉位置から授受位置５ａ及び５ｂに対応する位置に駆動される。そして、受け渡しの完了後、ハンド部１２ａ〜１２ｃは、原点位置に戻される。

次に、ステップＳ６において、ハンド部１２ｃが把持している第１加工及び第２加工が施されたワークＷが払い出される。すなわち、移動部１３が、ハンド部１２ｃがアイドルステーション１０（図１参照）に対峙する位置まで移動される。次に、ハンド部１２ｃの把持部１１が、アイドルステーション１０上の所定位置まで駆動される。そして、該把持部１１は、当該ワークＷの把持が解除され、原点位置に戻される。これにより、当該ワークＷの払出しが完了する。

これにより、図８の処理が終了する。アイドルステーション１０上に払い出されたワークＷは、次の加工に供される。このとき、次の加工が図８の処理と同様にして行われる場合には、アイドルステーション１０上のワークＷを、ステップＳ１の場合と同様に、ハンド部１２ａで把持し、次の加工に投入することができる。

また、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返すことにより、投入ステーション９に順次搬入されるワークＷについて、順次、第１加工及び第２加工を施してゆくことができる。

この場合、図８の処理において、ステップＳ５の第２授受工程でジグ機構６ａ及び６ｂに渡された各ワークＷについては、次回の図８の処理において、ステップＳ３の第１授受工程が行われる前に、図８の処理と並行して図９の加工処理が行われる。

すなわち、まず、ステップＳ１１において、ワーク固定工程が行われる。すなわち、ジグ機構６ａ及び６ｂに渡された各ワークＷが、ジグ機構６ａ及び６ｂにより、それぞれ加工位置２ａ及び２ｂ（図１参照）に固定される。

次に、ステップＳ１２において、第１加工工程及び第２加工工程が行われる。すなわち、第１加工工程として、加工位置２ａに固定されたワークＷに対し、加工部４ａによる第１加工が施される。また、第２加工工程として、加工位置２ｂに固定されたワークＷに対し、加工部４ｂによる第２加工が施される。これにより、図８の処理が終了する。

第１加工が施されたワークＷ及び第２加工が施されたワークＷは、図８のステップＳ３において、それぞれジグ機構６ａ及び６ｂからハンド部１２ｂ及び１２ｃに渡されることになる。

本実施形態によれば、移動部１３（図１）を第１移動位置に位置付けた状態で、ジグ機構６ａ及び６ｂからハンド部１２ｂ及び１２ｃへのワークＷの受け渡しが並行して行われる。また、移動部１３を第２移動位置に位置付けた状態でハンド部１２ａ及び１２ｂからジグ機構６ａ及び６ｂへのワークＷの受け渡しが並行して行われる。

さらに、ワークＷの授受に際してパレットを使用しないので、パレットを戻す搬送装置やそのためのスペースを要しない。このため、ワークＷのジグ機構６ａへの供給、ジグ機構６ａからジグ機構６ｂへの移送、及びジグ機構６ｂからの払出しが効率的に行われる。

また、ワークＷは、ハンド部１２ａ〜１２ｃにより把持された状態で移動され、ハンド部１２ａ〜１２ｃとジグ機構６ａ及び６ｂとの間で授受される。したがって、ハンド部１２ａ〜１２ｃによるワークＷの把持を、ジグ機構６ａ及び６ｂがワークＷを受け取るときのワークＷの姿勢、すなわちシリンダヘッドを立てた姿勢と同じ姿勢で行うことにより、ワークＷの授受時における姿勢変換が不要となる。したがって、ジグ機構６ａ及び６ｂに対するワークＷの供給及び回収を効率的に行うことができる。

また、クランプ機構１４ａ及び１４ｂのクランプ部材１８の動きを検出する近接センサ２１ａ及び２１ｂを設けたので、ワークＷがクランプ機構１４ａ及び１４ｂによってクランプ又はアンクランプされた時点を、ジグ機構６ａ及び６ｂからの油圧の検出信号に基づいて検知する場合に比べて、迅速に検知することができる。これにより、ワークＷの授受に要する時間を短縮することができる。

また、移動部１３を第１移動位置から第２移動位置に移動させるとき、ハンド部１２ａ〜１２ｃが把持しているワークＷを、第２方向Ｄ２に見て、クランプ機構１４ａ及び１４ｂの突出部１６とクランプ部材１８との間に位置させるようにしている。これにより、ワークＷと突出部１６及びクランプ部材１８との干渉を回避しながら、ハンド部１２ａ〜１２ｃにおける把持部１１の第２方向Ｄ２の駆動量を最小化することができる。これにより、ワークＷの授受に要する時間をさらに短縮することができる。

なお、本発明は上述実施形態に限定されない。例えば、ジグ機構６ａ及び６ｂにおけるクランプ機構１４ａ及び１４ｂのアンクランプ動作及びクランプ動作が、図６（ａ）のように同じタイミングで行われる場合には、近接センサ２１ａ及び２１ｂは、該アンクランプ動作及びクランプ動作のいずれにおいても関連して作動するハンド部１２ｂのみに設けてもよい。

また、ジグ機構を３つ以上のｎ個備え、ハンド部を４つ以上のｎ＋１個備えてもよい。この場合も、上記実施形態の場合と同様に、ジグ機構からのハンド部へのワークの受け渡し、及びハンド部からジグ機構へのワークの受け渡しを、移動部１３を第１移動位置、第２移動位置、・・・第ｎ移動位置に順次移動させながら行うことにより、ｎ個のジグ機構に対するワークの供給及び回収を効率的に行うことができる。

１…加工システム、２ａ…加工位置（第１加工位置）、２ｂ…加工位置（第２加工位置）、４ａ…加工部（第１加工部）、４ｂ…加工部（第２加工部）、６ａ…ジグ機構（第１ジグ機構）、６ｂ…ジグ機構（第２ジグ機構）、７…移動機構、１１…把持部、１２ａ…ハンド部（第１ハンド部）、１２ｂ…ハンド部（第２ハンド部）、１２ｃ…ハンド部（第３ハンド部）、１３…移動部、１４ａ…クランプ機構（第１クランプ機構）、１４ｂ…クランプ機構（第２クランプ機構）、１５…支持面、１６…突出部、１７…クランプ部材駆動機構、２１ａ、２１ｂ…近接センサ、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｗ…ワーク。

Claims (4)

1. ワークを着脱可能に把持する第１〜第３ハンド部をこの順で第１方向に等間隔で配列して有する移動部と、
   前記移動部を前記第１方向に移動させる移動機構と、
   前記第１又は第２ハンド部との間で前記ワークを授受するとともに、該ワークを第１加工位置に固定する第１ジグ機構と、
   前記第１加工位置に固定された前記ワークを加工する第１加工部と、
   前記第２又は第３ハンド部との間で前記ワークを授受するとともに、該ワークを第２加工位置に固定する第２ジグ機構と、
   前記第２加工位置に固定された前記ワークを加工する第２加工部とを備え、
   前記第１及び第２ジグ機構は、前記第１方向に沿って、前記第１〜第３ハンド部の配列間隔と同じ間隔を置いて配置され、
   前記移動部が、前記移動機構により、前記第２ハンド部が前記第１ジグ機構に対峙しかつ前記第３ハンド部が前記第２ジグ機構に対峙する第１移動位置に位置付けられたとき、前記第１加工部により加工された前記ワークが前記第１ジグ機構から前記第２ハンド部に渡され、かつ前記第２加工部により加工された前記ワークが前記第２ジグ機構から前記第３ハンド部に渡され、
   前記移動部が、前記移動機構により、前記第１ハンド部が前記第１ジグ機構に対峙しかつ前記第２ハンド部が前記第２ジグ機構に対峙する第２移動位置に位置付けられたとき、前記第１ハンド部が把持している未加工の前記ワークが前記第１ジグ機構に渡され、かつ前記第２ハンド部が把持している前記第１ジグ機構から渡された前記ワークが前記第２ジグ機構に渡されることを特徴とする加工システム。
2. 前記第１〜第３ハンド部のうちの少なくとも第２ハンド部は、前記第１又は第２ジグ機構との間で前記ワークの授受を行うとき、該第１又は第２ジグ機構が該ワークの授受のために該ワークをクランプ又はアンクランプした時点を、該クランプ又はアンクランプに係る部材の動きを検出して認識するためのセンサを備えることを特徴とする請求項１に記載の加工システム。
3. 前記第１及び第２ジグ機構のそれぞれは、前記ワークの授受のために該ワークを着脱可能にクランプするクランプ機構を備え、
   前記第１〜第３ハンド部のそれぞれは、前記ワークの授受のために該ワークを着脱可能に把持する把持部を備え、かつ該把持部を、前記第１方向と交差する第２方向に移動させることができ、
   前記クランプ機構は、
   前記ワークを前記第２方向に支持する支持面と、
   前記支持面よりも前記ワーク側に突出し、該ワークの該支持面に沿った方向の位置を決定する突出部と、
   前記支持面上で前記突出部により位置決めされた前記ワークを、該支持面との間に挟んでクランプするためのクランプ部材と、
   前記クランプ部材を、前記ワークのクランプ又はアンクランプのために、該支持面に交差する方向に移動させるクランプ部材駆動機構とを備え、
   前記移動部が前記第１移動位置から前記第２移動位置に移動されるとき、前記第１〜第３ハンド部は、これらが把持している前記ワークが、前記突出部及び前記クランプ部材と干渉しないように、前記第１方向に見て、該突出部と該クランプ部材との間に位置するように前記把持部を移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工システム。
4. 第１ジグ機構により第１加工位置に固定されたワークを第１加工部により加工する第１加工工程と、
   前記第１ジグ機構に対し第１方向に所定の間隔を置いて配置された第２ジグ機構により第２加工位置に固定されたワークを第２加工部により加工する第２加工工程と、
   第１〜第３ハンド部をこの順で前記第１方向に等間隔で配列して有する移動部を、該第１ハンド部で未加工のワークを把持した状態で、該第１方向に沿って第１移動位置に移動させることにより、前記第２ハンド部を前記第１ジグ機構に対峙させ、かつ前記第３ハンド部を前記第２ジグ機構に対峙させる第１移動工程と、
   前記第１移動工程の後、前記第２ハンド部に、前記第１加工工程を経たワークを前記第１ジグ機構から渡し、前記第３ハンド部に、前記第２加工工程を経たワークを前記第２ジグ機構から渡す第１授受工程と、
   前記第１授受工程の後、前記移動部を、前記第１方向に沿って第２移動位置に移動させることにより、前記第１ハンド部を前記第１ジグ機構に対峙させ、かつ前記第２ハンド部を前記第２ジグ機構に対峙させる第２移動工程と、
   前記第２移動工程の後、前記第１ハンド部が把持しているワークを前記第１ジグ機構に渡し、かつ前記第２ハンド部が把持しているワークを前記第２ジグ機構に渡す第２授受工程と、
   前記第２授受工程で前記第１及び第２ジグ機構に渡されたワークを、該第１及び第２ジグ機構により、前記第１及び第２加工位置にそれぞれ固定するワーク固定工程とを備えることを特徴とする加工方法。
   

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