JPH0420740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上位のコンピユータと台車上のNC
装置との間のデータ授受により制御されて各種工
作機械に対し、ワーク受渡し、受取り作業を行う
無人搬送台車に関し、特に搬送台車上に三次元移
動可能なフオークを設置し、このフオークを用い
ることによつて前記作業を行う無人搬送台車に関
する。

〔従来の技術〕

近時、工場の無人化が進み、中央コンピユータ
の管理下で、種類や数量の変動に柔軟に対応して
多品種・中少量製品を同一生産設備で処理できる
システム、所謂FMSの時代になりつつあるが、
そこでは各種工作機械に対するワークの授受作業
も単体機を対象とするだけでなく、FMSライン
全体の巨視的且つ効果的な運用が必要とされる。

然し、従来の無人搬送台車を用いたワーク搬送
方法によると、ワークは予め定形化されたパレツ
ト上に固定されており、このパレツトを前記搬送
台車でライン化された各種工作機械に搬送するの
で、その為に各工作機械毎に、台車上のワーク支
持高さに合わせて調整可能なワーク受渡し装置が
夫々の工作機械に対して必要となり、従つてコス
ト高の原因となり、而も、搬送時間が長くかかる
等の問題があつた。

又、搬送台車上に多次元運動可能なアームを有
するロボツトを設置した無人搬送台車も開発され
ているが、ロボツトのアームの動きには直線的な
前後、左右、上下の移動のみならず、斜方向、回
転移動等、各種の複雑な動きが要求されるので、
その制御機械は勢い精度が要求され、従つてコス
ト高の要因となると共に、装置メンテナンスも容
易ではない、また重量物の搬送に適さない等の問
題があつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、構造が簡易で製造コストが安く、且つ一台の
搬送装置で各種工作機械に対応できる適応性に富
んだ無人搬送台車を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を解決するために、上位
コンピユータによつて統轄制御される加工システ
ムにおいて、搬送路に沿つて配設された複数の
NC工作機械に対して、ワーク授受、搬送作業を
行うべく制御される無人搬送台車であつて、この
無人搬送台車の基台を前記搬送路に対して走行方
向に数値制御で最適な位置に位置決め、駆動制御
する第１のサーボモータと、前記無人搬送台車の
基台に対して水平面内前記走行方向と直交する方
向に移動する移動体と、この移動体を数値制御で
最適な位置に位置決め、駆動制御する第２のサー
ボモータと、前記移動体に対して上下方向に移動
する移動箱体と、この移動箱体を数値制御で最適
な位置に位置決め、駆動制御する第３のサーボモ
ータと、前記移動箱体に対して前記走行方向に移
動し、前記NC工作機械との間で前記ワークの受
渡し、受取り作業を行うためワークを支持する支
持部を前記NC工作機械側に形成したフオーク
と、このフオークを数値制御で最適な位置に位置
決め、駆動制御する第４のサーボモータと、前記
上位コンピユータとのあいだで前記無人搬送台車
を制御するデータを授受すると共に、このデータ
に従つて前記各サーボモータを数値制御するNC
装置とからなり、前記上位コンピユータからの制
御データに従つて、前記フオークをワーク授受に
最適な位置に位置決め制御することを可能にした
ことを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。第１図は本発明を実施する為のワーク
自動授受システムの一例を示す平面図である。図
中、FMSラインの長手方向に沿つて軌道１が水
平面上に敷設され、軌道１上には無人搬送台車２
が走行可能に配置されている。軌道１の一方のサ
イドには各種工作機械、即ち、マシニングセンタ
３、４軸NC旋盤４、対向形工作機械５等が軌道
１に沿つて並設されている。対向形工作機械５の
側方近傍には、未加工のワークを搬送台車２に供
給する為のワーク供給装置６が、更に該ワーク供
給装置６の側方で軌道１の基端近付には半加工の
ワークを一時ストツクする為の一時ストツク棚７
が夫々並設されている。一時ストツク棚７に対向
する位置で軌道１に他方サイドには、加工の終了
したワークを種類毎に次加工ラインに送に込む為
の搬出装置８が設けられている。各種工作機械群
の後方には、これら各種工作機械３，４，５及び
後述する無人搬送台車（以下搬送台車）２に信号
を送りFMSライン全体を集中的に管理運用する
上位コンピユータ９が設置されている。

更に第２図、第３図に基づいて搬送台車２およ
び各種工作機械３，４，５の制御について詳述す
る。

即ち、上位コンピユータ９はワークが今どこに
どのような状態にあるかのトラツキングデータを
常に記憶すると共に、どの機械で何をするかの指
令を主制御PC９′（プログラムシーケンスコント
ローラ）に送る。主制御PC９′は各工作機械に機
械側のPCを介して作業データをNC装置に送ると
共に加工データが各工作機械のNC装置に送られ
る。一方、主制御PC９′からの信号は地上制御盤
９″に送られ該制御盤９″からは２線式トロリー線
を中継しパンタグラフを介して搬送台車２に対し
て先行指令（どの機械のところへ行くか）と作業
指令（ワークを受取るか搬入か）を送信する。

この２線方式によるトロリー線１０を介しての
信号の送信はパラレル信号をシリアル信号に変換
し、搬送台車２で授受した後、再び、シリアル信
号をパラレル信号に変換し、台車上のPCに授受
されNC装置により各サーボモータが制御され
る。台車は工作機械に対しワークの授受を行なう
場合、各工作機械に応じた動きを行なう。また、
台車および工作機械は一連の作業が終了すると終
りの信号を上位コンピユータ９に送信する。

つぎに制御系統にトラブルが生じた場合の操作
または制御方法について述べる。

(1) 一群の工作機械の内の１台が故障を起した場
合は機械側の各個運転（MDi）により交信条
件を確立すれば台車はコンピユータからの作業
指令で自動運転が可能となる。

(2) 台車に故障が生じた場合は台車側が各個運転
が可能ならばMDi運転により工作機械に対し
交信条件を確立し、工作機械がワークを自動的
に授受できるようになる。

(3) 工作機械および台車の相方が故障した場合は
共にMDi運転により交信なしにオペレータが
注意して運転を行う。

(4) 上位コンピユータが故障した場合は地上制御
盤により作業指令をインプツトすることができ
る。

つぎに無人搬送台車の構造を図面に基づいて説
明する。

第４図は無人搬送台車の斜視図、第５図は第２
図のＡ矢視方向から見た側面図、第６図は同図Ｂ
矢視方向から見た正面図、第７図は平面図を示し
ている。

上位コンピユータ９から送信されるパルス信号
及び、搬送台車２を駆動させる電源は軌道１の一
方のサイドに軌道１と平行に敷設されているトロ
リー線１０からパンタグラフＰを経由して後述す
る搬送台車上の制御装置PCおよびNC装置１６を
介してNC装置１６に数値制御されるサーボモー
タであるパルスモータに夫々接続されている。１
１は搬送台車２の基台であり、基台１１の下面に
は軌道１と直交する車軸１２が複数個固設されて
いる。車軸１２の両端部には車輪１３が夫々回転
自在に設けられ軌道１の上を転動するようになつ
ている。又、基台１１には軸が垂直な対をなすコ
ロ１４が回転自在に設けられており、これら一対
のコロ１４は軌道１を転動可能に挾持して車輪１
３が軌道１から脱輪するのを防止している（第５
図）。

基台１１の上面一端部には、前記上位コンピユ
ータ９から送信される作業データを含むパルス信
号を受信する制御盤１５が設置されている。制御
盤１５にはPC及びNC装置１６及び操作盤１７が
設けられている。NC装置１６は上位コンピユー
タ９から地上制御盤９″を介し搬送台車２を制御
する際に使用され、送信されたパルス信号の正誤
等を判別して、台車上の各パルスモータに伝達す
る機能を有する。操作盤１７は上位コンピユータ
９から何かのトラブルで直接指令のない場合、即
ち単独で搬送台車を操作する際に使用され、更に
工作機械に対しても交信条件を確立すればオペレ
ータが制御盤１５の側方に設けられたタラツプ１
８に添乗して人為的に操作盤１７を操作し、信号
をパルスモータに伝達すると共に工作機械に対し
ても信号の授受を行う。

次に基台１１の上面で中央部にはパルス信号で
制御されるパルスモータ１９が固設されており、
このパルスモータ１９の出力軸２０は車軸１２と
略平行となつている。この出力軸２０には傘歯車
を有するベベルギアボツクス２１が連結されてお
り、ベベルギアボツクス２１の駆動軸２２は回転
軸が90度変換され基台１１を垂直に貫通してい
る。そして駆動軸２２の先端にはピニオン２３が
固設され、パルスモータ１９によりこのピニオン
２３は回転されるようになつている。

一方、前記軌道１内には軌道１と平行にＬ字型
鋼２４が延設されており、Ｌ字型鋼２４の側面に
沿つてラツク２５が固設されている。そしてこの
ラツク２５には前記ピニオン２３が噛合してお
り、パルスモータ１９の回転に伴つてピニオン２
３はラツク２５上を回転し乍ら移動し、而して搬
送台車２は軌道１上を移動する（第４図及び第６
図矢示Ｘ）。パルスモータ１９及びベベルギアボ
ツクス２１には、これらを保護する保護カバー２
６が被蓋されている。保護カバー２６の上方に
は、後述するフオーク部５９を設置する為の基板
２７が所定の支柱を介して基台１１上に略水平に
固設されている。保護カバー２６の斜面にはクー
ラント等が軌道１の外側に沿つて敷設されたクー
ラント回収ダクト２８に流入するように傾斜板２
９が設けられている（第５図）。

基板２７上の四隅には断面口字型の支柱３０が
夫々垂設されており、該支柱３０間には基板２７
と平行で軌道１を横切る方向に一対の横梁３１，
３１が夫々架け渡されている。一対の横梁３１，
３１の相対する面にはリニアモーシヨンベアリン
グ装置３２，３２が夫々設けられており、リニア
モーシヨンベアリング装置３２の各軌道台３３は
横梁３１に平行に夫々固定されている。軌道台３
３，３３にはリニアモーシヨンベアリング各２組
の摺動部４１，４２が夫々レールと直交する方向
に移動可能に支持されており、摺動部４１，４２
は互いの距離が一定になつて移動桁３４に固定さ
れている。これら相対する移動桁３４，３４は横
梁３１，３１と夫々略平行となつており、又相対
する摺動部４１と４２の上端部は上横桁３５，３
６で下端部は下横桁３７，３８で夫々固定されて
いる。尚、摺動部は２組以上設けることができ
る。従つて上・下横桁も増設することとなる（４
５，３９等）。これら上下横桁３５乃至３９は軌
道１と夫々平行となつている。

一方の横梁３１の先端付近には回転軸が軌道１
と略平行なパルスモータ４６が装置されている。
該パルスモータ４６の回転軸は該横梁３１の内側
面に突出しており、その先端にはピニオン４７が
取付けられている。該横梁３１と近接する移動桁
３４の側面には、ラツク４８が一方の軌道台３３
と略平行に固設されており、ピニオン４７とラツ
ク４８とは互いに噛合している。而して、ピニオ
ン４７が回転するとラツク４８が固設された移動
桁３４は軌道１を直角方向に、即ち図中矢示Ｚ方
向に移動し、又、一方の摺動部４１，４２、横桁
３５，３６及び他方の摺動部４１，４２、他方の
移動桁３４もＺ方向に移動する（第４図）。尚、
他方の横梁３１には搬送台車２が作動中点灯して
作業者に確認を与えるパトライト４９が設けられ
ている。

次に、前記下横桁３７，３８，３９の下面には
天板５０が固着されており、天板５０の端縁は横
桁３９と平行になる如く形成されている。この天
板５０の前端には垂直に側板５１が吊設されてい
る。天板５０の下方で側板５１内方には、機上制
御盤１５寄りに、パルスモータ５２が固設されて
おり、該パルスモータ５２の回転軸は前記側板５
１を直角に貫いて側板５１外方に突出している。
そしてこの回転軸先端にはピニオン５３が取付け
られている。側板５１の外方側にはリニアモーシ
ヨンベアリング装置５４が設けられており、この
リニアモーシヨンベアリング装置５４の軌道台５
４′は略垂直に側板５１に固設されている。軌道
台５４′には摺動部５４が上下方向に移動可能に
支持されており、この摺動部５７には移動箱体５
６が固設されている。この移動箱体５６は軌道１
と略平行になつて前面の支柱３０，３０の間に延
在しており、この移動箱体５６の側板５１と相対
する面には、ラツク５８が軌道１に直角方向に固
設されている。このラツク５８は前記ピニオン５
３と噛合しており、従つてパルスモータ５２が回
転するとピニオン５３を介して移動箱体５６は図
中上下のＹ方向に移動するようになつている。

中空箱体５６内にはパルスモータ６３が内装さ
れており、該モータ６３の後部は前記側板５１に
開設された長孔６４内に遊挿され上下方向の移動
が可能となつている（第６図）。パルスモータ６
３の出力軸は横梁３１と略平行であると共に、移
動箱体５６の前面から突出し、出力軸の先端には
ピニオン６５が取付けられている。移動箱体５６
の前面にはリニアモーシヨンベアリング装置６０
が設けられており、このリニアモーシヨンベアリ
ング装置６０の軌道台６７は軌道１と略平行に移
動箱体５６の前面に固定されている（第５図）。
軌道台６７にはリニアモーシヨンベアリング装置
の摺動部６８が水平方向、図中Ｘ方向に移動可能
に支持されており、この摺動部６８にはフオーク
部５９が固設されている。このフオーク部５９は
前方の支柱３０，３０よりやや前面に軌道１と略
平行に延在し、移動箱体５６と略同じ長さであ
る。

このフオーク部５９のパルスモータ６３と対向
する背板５５にはラツク６６が軌道１と略平行に
固設されており、このラツク６６には前記ピニオ
ン６５が噛合している。従つてパルスモータ６３
が回転するとピニオン６５を介してフオーク部５
９はＸ方向、即ち紙面に直角方向に移動するよう
になつている（第５図）。フオーク部５９は背板
５５の両端部に突設された一対のフオーク６２を
有し、このフオーク６２の前方上方にはＶ形のワ
ーク支持部６１が夫々形成されている。

前記基台１１上には軌道１上でＸ方向の移動を
司る、搬送台車２本体を各工作機械の所定ワーク
授受位置近く迄移動させるためのパルスモータ１
９が設置されている。また、ワークを各工作機械
の所定の位置にセツトしたり、或いは所定位置か
ら受取るフオーク部５９の移動、即ちＸ（左右）、
Ｙ（上下）、Ｚ（前後）方向の移動には、正確な位
置決めが要求され、それらの移動のためにパルス
モータ４６，５２，６３が使用される。

次に上記構成になる本発明の作用について以下
説明する。上記上位コンピユータ９による各工作
機械および無人台車に対する制御のための信号の
授受は第２図および第３図に基づいて前述したと
おりである。そこで、それらによつてワークの授
受のために制御される工作機械および無人台車の
動きは各工作機械に対して類似した手順で行われ
るので、以下では説明簡略化のために、搬送台車
が未加工のワークをワーク供給装置より受けて、
それを対向形工作機械へ授受する過程について代
表例を説明する。

作動前の搬送台車２は軌道１の基端に位置して
いるものとする。先ず、上位コンピユータ９から
の指令は主制御PC９′に送信され、つづいて地上
制御盤９″を介してトロリー線１０から作業デー
タを含むパルス信号が搬送台車２上のPCを介し
てNC装置に送信される。受信されたパルス信号
はNC装置でデータの正誤等が判別された後、搬
送台車２の基台１１上に設置されたパルスモータ
１９に伝達される。パルスモータは周知の如くパ
ルス信号の入力分だけ回転する（即ち１パルス入
力されたら例えば1゜だけ回転する）ように構成さ
れているので、データには予めワーク供給装置６
迄の移動分だけモータが回転するようにインプツ
トされている。パルスモータ１９の回転に伴つて
搬送台車２は軌道１上を矢示Ｘ方向に移動する。
前述の如く、パルスモータ１９に付設されたピニ
オン２３及びラツク２５を介して、搬送台車２は
ワーク供給装置６のワーク受渡し所定位置まで移
動して停止する。この搬送台車２本体の位置決め
が終ると続いて、前記NC装置からパルスモータ
６３にパルス信号が送られ、該パルスモータ６３
を駆動させる。而してフオーク部５９は各ワーク
の巾に合せて矢視Ｘ方向に移動する。即ち、この
パルスモータ６３に付設されたピニオン６５及び
ラツク６６はフオーク部５９をワーク供給装置６
のワーク受渡し所定位置、長手方向に対座する。
次に前記NC装置からパルスモータ５２にパルス
信号が送られ、パルスモータ５２が駆動する。而
して、ピニオン５３及びラツク５８により、フオ
ーク部５９は矢示Ｙ方向へ上昇し、前記ワーク供
給装置６のワーク受渡し所定位置前方で停止す
る。続いてパルスモータ４６にパルス信号が送ら
れ、パルスモータ４６が駆動する。ピニオン４７
が回転するので、ラツク４８と一体の移動桁３４
は矢示Ｚ方向へ前進し、ワーク受渡し所定位置直
前で停止する。ワーク供給装置６から所定の方法
でワークはフオーク部５９に移され、そのワーク
支持部６１に載置される。

その後、NC装置から、各パルスモータを逆回
転させるパルス信号が送信されて、各ピニオンが
逆回転するので、フオーク部５９は未加工のワー
クを前記フオーク６２のワーク支持部６１に載置
した蓋、前述と逆方向に移動し、始動前の位置で
停止する。続いて前記コンピユータから、搬送台
車２上のNC装置に対して、対向形工作機械５迄
の移動分だけモータを回転させる信号が送信され
る。それを受信してNC装置１６はパルスモータ
１９を回転させ、搬送台車２を矢示Ｘ方向に対向
形工作機械５の対面位置迄移動させる。その後、
パルス信号が各パルスモータ４６，５２，６３に
送信され、前記と同じ動作にてフオーク部５９が
矢示Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に夫々移動して、対向形工作
機械５のワーク取付位置前面で停止する。続い
て、所定の方法でワークは対向形工作機械５にセ
ツトされる。台車の動作が完了するとその完了信
号が上位コンピユータに送信され、また工作機械
でのワーク加工が完了するとその完了信号もコン
ピユータに送信される。その後、前述と同じ要領
で、フオーク部５９は再び操作されて、該工作機
械５で加工されたワークを受取り、続いて次の作
業を行う工作機械、或いは一時ストツク棚７、完
成品搬出用搬出装置８等に、コンピユータの作業
データに基づいて搬送する。尚、以上の実施例で
は、搬送台車２が中央のコンピユータ９から直接
自動操作される場合について述べたが、搬送台車
２を操作盤７を使用して、人為的に単独操作する
場合も、装置は全く同様に作動する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は上位コンピユー
タにより集中制御される無人搬送台車の台車上
に、各種工作機械に対して、前後、左右、上下の
三次元移動可能なワーク授受用フオークを設置し
て成るので、構造が簡易で、製造コストが安く、
且つ一台の搬送装置で各種工作機械に対応でき、
適応性に富むという効果を有する。特に、フオー
クを駆動制御する第４のサーボモータを具備して
いるから、被加工物に対する対応も柔軟性に富
み、しかも台車上に操作盤を配置してあるから上
位コンピユータによる自動運転ばかりでなく、デ
ータ回線等の異常事態にも作業者の人為的操作に
よる単独運転とを行うことができるなど作業性に
優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する為のワーク自動授受
システムの一例を示す平面図、第２図は本発明に
係る信号送信経路の説明図、第３図は台車内と地
上制御盤との信号送信の説明図、第４図は本発明
の斜視図、第５図は同側面図、第６図は同正面
図、第７図は同平面図である。 １……軌道、２……無人搬送台車、３，４，５
……各種工作機械、６……ワーク供給装置、９…
…上位コンピユータ、９′……主制御プログラム
シーケンスコントローラ、９″……地上制御盤、
１０……トロリー線、１９，４６，５２，６３…
…パルスモータ、２３，４７，５３，６５……ピ
ニオン、２５，４８，５８，６６……ラツク、５
９……フオーク部、６１……ワーク支持部、６２
……フオーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上位コンピユータによつて統轄制御される加
   工システムにおいて、搬送路に沿つて配設された
   複数のNC工作機械に対して、ワーク授受、搬送
   作業を行うべく制御される無人搬送台車であつ
   て、 前記搬送路に対して走行方向に移動する前記無
   人搬送台車の基台と、 この無人搬送台車の基台を前記NC工作機械に
   対応したワーク授受位置に数値制御で位置決め、
   駆動制御する第１のサーボモータと、 前記無人搬送台車の基台に対して水平面内の前
   記走行方向と直交する方向に移動する移動体と、 この移動体を前記NC工作機械に対応したワー
   ク授受位置に数値制御で位置決め、駆動制御する
   第２のサーボモータと、 前記移動体に対して上下方向に移動する移動箱
   体と、 この移動箱体を前記NC工作機械およびワーク
   に対応したワーク授受位置に数値制御で位置決
   め、駆動制御する第３のサーボモータと、 前記移動箱体に対して前記走行方向に移動し、
   前記NC工作機械との間で前記ワークの受渡し、
   受取り作業を行うためワークを支持する支持部を
   前記NC工作機械側に形成したフオークと、 このフオークをワークに対応した支持位置に数
   値制御で位置決め、駆動制御する第４のサーボモ
   ータと、 前記無人搬送台車の基台上に設けられ、前記上
   位コンピユータとのあいだで前記無人搬送台車を
   制御するデータを授受すると共に、このデータに
   従つて前記各サーボモータを数値制御するNC装
   置と、 前記無人搬送台車の基台上に設けられ、前記
   NC装置と前記上位コンピユータとのデータ回線
   を断状態にしたとき、前記NC装置を独立して作
   動させる操作盤とからなり、 前記上位コンピユータからの制御データまたは
   前記操作盤からの操作に従つて、前記フオークを
   ワーク授受に位置決め制御することを可能にした
   ことを特徴とする無人搬送台車。