JPH0310748A

JPH0310748A - トランスファー加工装置

Info

Publication number: JPH0310748A
Application number: JP14210489A
Authority: JP
Inventors: Sadao Yamada; 山田　貞雄; Tatsuhiko Saruwatari; 猿渡　辰彦
Original assignee: Toto Ltd; Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Toto Ltd; Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1991-01-18
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JP3023438B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、加工経路に沿って被加工物を各種の態様で搬
送しながら、加工経路中の複数の加工機によって各種の
機械加工を柔軟に対応させる装置に関する。

〔発明の背景〕

フレキシブルトランスファーラインは、多品種少量生産
の観点から、複数の加工機と、これらの加工機に共通の
トランスファー手段とを組み合わせて構成される。

通常、被加工物は、トランスファー手段によって、加工
機を順次移動し、各ステーシランで必要な加工を施され
た状態で、次の加工位置に搬送されていく。このため、
システムの総合的な加工能力は、最長工程によって決定
される。各加工ステージョンの工程配分は、加工方法や
加工精度の条件などから、時間的に不揃いとなる。特に
、不特定多数の被加工物を変則的に加工する場合に、各
工程での時間的な配分が異なってきて、システム全体の
効率が悪くなる。

また、従来の一般的なシステムで、ある加工ステージョ
ンの加工機を通常のマシニングセンターとしてマニュア
ル的に使用すると、加工ラインが中断されるため、加工
ライン全体が停止してしまい、連続的な加工が不可能と
なる。

〔従来技術〕

特公昭５６−１８３４６号の発明は、同一工程の加工を
行うｎ台の加工機を並べ、各加工機間にアイドラステー
ションを設置するとともに、１台の加工機毎に天井走行
ロボットを設け、複数の加工機間で被加工物を搬送しな
がら加工し、作業者の設計性と加工能率の向上とを図っ
ている。

また、特公昭６１−５８２６８号の発明は、多機能の加
工機を複数台配置し、トランスファー手段によって、全
ての被加工物を加工経路に沿って搬送する過程で、故障
機の発生時に、トランスファー手段の送りピンチ変更に
よって、故障機の保守点検中にも加工ラインを稼動させ
ることを示している。

しかし、上記２つの従来技術で、被加工物の送りについ
ての工夫はされているが、複数台のマシニングセンター
などの加工機をフレキシブルな状態で活用するという考
えは存在しない。また、これらの従来技術には、特定の
マシニングセンターを他の用途に使用するという思想も
存在しない。

〔発明の目的〕

したがって、本発明の目的は、不特定の被加工物に対し
、最適な加工経路の設定を可能とし、また加工経路中の
加工機をマニュアル操作によって単独で使用したときに
も、他の加工機を連続的な加ニジステムの一部として有
効に利用できるようにすることである。

〔発明の解決手段〕

上記目的のもとに、本発明は、自動工具交換可能な複数
の加工機を被加工物の加工経路に沿って設置し、これら
の併設状態の加工機の両端位置および中間の加工機間に
被加工物の載置部を配置し、これらの加工機および載置
部に沿って、天井走行型のロボットを移動可能とし、こ
のロボットを移動パターンの自由設定可能なコントロー
ラに接続している。

〔発明の作用〕

被加工物は、載置部に搬入され、天井走行型のロボット
によって、加工位置まで搬送され、各加工機に供給され
る。ここで、それぞれの加工機は、被加工物の加工内容
に応じて、自動工具交換装置によって、適切な工具を選
択し、必要な加工を施していく。このあと、ロボットは
、加工後の被加工物を加工機から取り出し、次の加工に
備え特定の加工機に送り込む。加工終了後の被加工物は
、ロボットによって、載置部に搬送され、そこから搬出
される。

このような加工過程で、被加工物の加工内容に応じ、複
数の加工機は、例えば２つのグループに分割可能であり
、これに対応し、複数のロボットは、それぞれのグルー
プ毎に動作できるようコントローラによって制御される
。このため、各グループの加工機およびロボットは、異
なる加工種類の被加工物毎に動作するが、ある被加工物
は、−方のグループから他方のグループに移動するとき
、中間の加工機間の載置部に一旦おかれ、この位置で２
つのロボ７）によって受は渡しされ、一方のグループか
ら他のグループに移行していく。

なお、加工機の工具は、被加工物の水平方向の移動と対
応、し、水平方向に設定されている。また、ロボットは
、好ましくは２頭チャック式、例えば１つの上下軸に２
つのチャックまたは２つの上下軸のそれぞれにチャック
を備え、一方のチャックで被加工物の供給動作を行い、
また他方のチャックで加工後の被加工物の取り出しを行
う。したがって、被加工物の供給・取り出し動作は、同
一加工位置で同時に行える。

〔実施例〕

第１図は、本発明のトランスファー加工装置１の平面的
な配置を示している。

このトランスファー加工装置１は、被加工物２の各種の
加工に対応するために、自動工具交換可能な複数例えば
４台の加工機３１．３２．３３．３４、複数例えば３台
の載置部４１．４２．４３．２台の天井走行型のロボッ
ト５１．５２、およびこれらのロボット５１．５２に共
通なコントローラ６によって構成されている。

次に第２図・および第３図は、加工機３１．３２．３３
．３４およびロボット５１．５２の具体例を示す。

加工機３１．３２．３３．３４は、例えば特開昭６３−
９３５４０号の装置のような構成であり、タレット３５
の部分でＸＹＺ方向に割り出し可能な２つのスピンドル
３６を備え、一方のスピンド・ル３６を加工位置に水平
状態で割り出したとき、他方のスピンドル３６の工具３
８を待機位置に水平状態で案内する。加工位置のスピン
ドル３６の工具３８は、被加工物２の加工位置と対向し
、スピンドル３６の回転により、必要な加工を被加工物
２に施す。また、この間に、待機側のスピンドル３６の
工具３８は自動工具交換装置３７によって交換できる状
態となる。自動工具交換装置３７は、待機位置の側方に
配置されており、待機位置のスピンドル３６について、
必要に応じ工具交換動作を自動的に行い、次の加工に備
える。

そして、ロボット５１．５２は、加工［３１，３２，３
３，３４の併設方向すなわち加工経路の方向に沿って案
内ビーム５３によって走行可能な状態で設置されており
、上下方向に移動可能なロボットアーム５４の先端部分
で、供給用のチャック５５および取り出し用のチャック
５６を備えている。これらのロボット５１．５２は、コ
ントーラ６によって制御され、加工内容に応じた適切な
移動パターンで被加工物２を搬送する。

なお、載置部４１．４２．４３のうち、載置部４１．４
３は併設状態の加工機３１．３２．３３．３４の側方側
端部に設置されており、例えば４位置割り出し型のパレ
タイザ−などによって構成されており、また他の載置部
４２は、中間の加工機３２．３３の中間位置で、必要に
応じ姿勢変換可能な反転台などとして構成されている。

この中間の載置部４２によって、加工機３１．３２と加
工機３３．３４とが２つのグループに分割されている。

〔移動パターン〕

第４図ないし第１１図は、加工内容と対応し、ロボット
５１．５２の移動パターンを示している。

まず、第４図の移動パターンは、同一の被加工物２に対
し加工機３１．３２で加工内容Ａを実行し、また他の加
工機３３．３４で加工内容Ｂを実行する例である。この
場合、被加工物２は、載置部４１から搬入され、ロボッ
ト５１によって、加工機３１．３２に供給される。ここ
で、被加工物２は、加工１３１．３２によって、水平方
向の適切な工具３８によって、加工され、中間の載置部
４２に送り込まれる。この載置部４２で、被加工物２は
、必要に応じて反転方向に姿勢変換され、ロボット５２
によって、それぞれの加工機３３．３４に供給され、そ
こで必要な加工内容Ｂの加工を受けた後、再び、ロボッ
ト５２によって載置部４３に供給され、次の工程に搬出
される。このように、一方のロボット５１は、加工機３
１．３２と載置部４１．４２との間で被加工物２の搬送
および供給・取り出し動作を分担する。また、他のロボ
ット５２は、加工機３３．３４と載置部４２．４３との
間で、被加工物２の搬送および供給・取り出し作業を分
担している。したがって、被加工物２は、載置部４１に
搬入され、ａ置部４３から排出される過程で、加工内容
Ａおよび加工内容Ｂの加工を受けることになる。このよ
うな被加工物２の供給・取り出し時に、ロボット５１．
５２は、取り出し用のチャック５６で加工後の被加工物
２を取り出し、そのあと、供給用のチャック５５で新た
な被加工物２を供給する。したがって、１回の往復動作
で、被加工物２の供給および取り出しが可能となる。

コントローラ６は、２台のロボット５１．５２（７）　
移ｆＪ）　パターンを予め設定されたプログラムに基づ
いて制御するほか、その運動との関連で、加工機３１．
３２．３３．３４に必要な指令を与え、被加工物２の搬
入搬出動作との関連で、それぞれの加工機の加工動作を
連動させる。

第５図の移動パターンは、１つの被加工物２について各
加工機３１．３２．３３．３４毎に異なる加工内容Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄを順次実行する例である。この場合、被加工
物２は、載置部４１に搬入され、ロボット５１．５２に
よって、加工機３１．３２．３３．３４へと順次供給さ
れ、載置部４３から排出される。このようにして、被加
工物２は、搬入から排出される過程で、加工内容Ａ、Ｂ
、Ｃ１Ｄの加工を受けた状態となる。

次に、第６図の移動パターンは、ｌグループの加工機３
１．３２と他のグループの加工機３３．３４毎に異なる
２種類の被加工物２に対応して、独立に利用する例であ
る。すなわち、一方の被加工物２は、載置部４１に搬入
され、ロボット５１によって、加工機３１．３２によっ
て、それぞれ独立に例えば加工内容Ａの加工を受けて、
再び載置部４１から搬出される。また、他の被加工物２
は、載置部４３から搬入され、加工機３３．３４でそれ
ぞれ独立に例えば加工内容Ｂで、それぞれ独立に加工さ
れた後、載置部４３から排出される。

したがって、この場合に、中間の載置部４２は、利用さ
れないことになる。もちろん、これらの加工機３１．３
２．３３．３４の加工内容は、それぞれ異なっていても
よい。

そして、第７図の移動パターンは、同一の被加工物２に
ついて、加工機３１．３２で比較的時間のかかる加工内
容Ａを実行し、他の加工機３３．３４で短時間の加より
、Ｃを並列的に実行する例である。すなわち、被加工物
２は載置部４１から搬入され、ロボット５１によって、
それぞれの加工機３１．３２で加工内容Ａの加工を受け
、中間の！！２置部４２に供給される。ここで、被加工
物２は、必要に応じ姿勢変換した後、ロボット５２によ
って加工機３３に供給され、加工内容Ｂの加工の後に、
加工機３４に送り込まれ、加工内容Ｃの加工を終了した
時点で、載置部４３から排出される。

また、第８図の移動パターンは、１台例えば加工機３１
をマニュアル加工Ｍによって稼動させ、他の加工機３２
．３３．３４を自動制御のもとに利用する例である。こ
の場合、オペレータは、加工機３１をトランスファー加
工装置１の制御系から外し、マニュアル操作によって特
異な被加工物２の加工を独立して行っていく。一方、他
の被加工物２は載置部４１から搬入され、ロボット５１
によって、加工機３２に供給され、例えば加工内容Ａの
加工を受けた後、中間の載置部４２に供給され、さらに
ロボット５２によって、加工機３３．３４で同じ加工内
容Ｂの加工を受けた後、または加工機３３．３４毎に順
次具なる加工内容Ｂまたは加工内容Ｃの加工を受けた後
、載置部４３から排出される。この場合、加工機３１は
、連続的な加工ラインに対し一種の割り込み使用となっ
ている。

次に、第９図の移動パターンは、加工機３２をマニュア
ル操作で制御系から独立した状態で使用する例を示して
いる。被加工物２は、載置部４１から搬入され、ロボッ
ト５１によって加工機３１に供給され、ここで例えば加
工内容への加工を受けた後、載置部４２に搬送される。

このあと、ロボット５２によって、加工機３３．３４へ
と順次搬送され、加工内容Ｂ、Ｃの加工を受けた後、載
置部４３から排出される。この場合にも、加工機３２に
よって、加工ラインと異なる特異な被加工物２について
独立のマニアル加工Ｍができることになる。

次に、第１０図の移動パターンは、加工機３１．３２．
３３．３４を２つのグループに分割させて独立に稼動さ
せ、そのうちの一方の例えば加工機３３をマニアル操作
で利用する例である。一方の被加工物２は、載置部４１
から搬入され、ロボット５１によって、加工機３１．３
２でそれぞれ加工内容Ａの加工を受けた後、載置部４１
に送り込まれ、排出されていく。他方の被加工物２は、
載置部４３から搬入され、加工機３４で例えば加工内容
Ａの加工を受け、再び載置部４３に戻され、そこから排
出されていく。この間に、オペレータは、加工機３３を
マニアルで使用し、割り込み加工のために、特異な被加
工物２について必要なマニアル加工Ｍを施していく。

さらに、第１１図の移動パターンは加工機３２．３３を
それぞれのオペレータによってマニアル操作で使用し、
マニアル加工Ｍを行う例である。ある被加工物２は、載
置部４１から搬入され、ロボット５１によって、加工機
３１に供給され、ここで例えば加工内容への加工を受け
た後、中間の載置部４２を経て、加工機３３を飛び越し
、加工機３４に供給され、ここで例えば加工内容Ｂの加
工を受け、載置部４３に送り込まれ、そこから排出され
る。このようにして、ロボット５１．５２は、中間の載
置部４２を被加工物２の受は渡し位置として、加工経路
に沿って、被加工物２を加工経路に沿って順次移動させ
る。

〔移動パターンの変形例〕

以上の各移動パターンは、代表的な例であるから、被加
工物２の種類や加工内容に応じ、他の態様として構成す
ることもできる。

上記実施例の場合に、中間の載置部４２は、被加工物２
についての受は渡しのためにのみ使用されでいるが、こ
こを被加工物２の搬入位置または搬出位置として設定す
ることもできる。

もちろん、これらの移動パターンは、各加工工程に必要
な時間や使用工具、不使用加工機械や被加工物の搬入お
よび搬出位置との関係で任意に設定される。これに対応
し、コントローラ６は、標準的な移動パターンのプログ
ラムを内蔵する他、それぞれの標準的なプログラムを変
形しながら、自由に設定できる状態となっている。

また、上記実施例は、加工機３１．３２．３３．３４を
直線方向すなわちインラインタイプとして構成している
が、ロータリタイプのものとして構成することもできる
。

〔発明の効果〕

本発明では、下記の特有の効果がある。

複数台の工具自動交換可能な加工機および載置部が加工
経路の方向に沿って並び設けられており、その経路に沿
って２台以上のロボットが移動可能な状態で設置されて
いる。このため、被加工物の加工内容や種類に応じ、適
切な移動パターンの設定が可能であり、能率的な加工が
柔軟に対応できる。

加工機の工具が水平方向に支持されていると、被加工物
の水平方向の移動と対応して、干渉が防げ、また自動工
具交換が行い易く、ツールポットに加工屑などが入るこ
ともなく、水平な工具の加工時の剛性が優れる。

複数台の加工機のうち一部がマニアル運転として利用さ
れたときでも、他の残りの加工機が自動ラインとして！
！続的に使用できるため、特殊な割り込み加工に対して
も、加工能率を大幅に下げないまま対応できる。

ロボットが２頭式として構成されていると、１往復動作
で被加工物の供給および取り出しが可能であるため、ロ
ボットの搬送に必要な時間が少なくてすみ、被加工物の
搬送が能率的に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトランスファー加工装置の平面配置図
、第２図は加工機およびロボットの正面図、第３図は加
工機およびロボットの側面図、第４図ないし第１１図は
ロボットの移動パターンの説明図である。１・・トランスファー加工装置、２・・被加工物、３１
．３２．３３．３４・・加工機、４１．４２．４３・・
載置部、５１．５２・・ロボット、６・・コントローラ
、３５・・タレット、３６・・スピンドル、３７・・自
動工具交換装置、３８・・工具、３９・・割り出し装置
、５３・・案内ビーム、５４・・ロボットアーム、５５
・・供給用のチャック、５６・・取り出し用のチャック
。特　許　出　願　人　株式会社三協精機製作所７第図第図第図第図第図２第ａ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）自動工具交換可能な加工機を被加工物の加工経路
に沿って多数並べて設置し、この併設状態の加工機の両
端位置および中間位置の加工機間に被加工物の載置部を
設け、これらの複数の加工機および載置部に沿って走行
可能な被加工物供給・取り出し・搬送用天井走行型のロ
ボットを設け、このロボットを移動パターンの自由設定
可能なコントローラに接続してなることを特徴とするト
ランスファー加工装置。
（２）各加工機の工具を水平方向に設定してなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトランスファー
加工装置。
（３）複数台の加工機および載置部を２以上のグループ
に分割し、各グループ毎にロボットを設けてなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトランスファー
加工装置。（４）ロボットのチャックを２頭とし、一方
を供給用とし、他方を取り出し専用とすることを特徴と
する特許請求の範囲第１項、第２項、または第３項記載
のトランスファー加工装置。