JPH0538663A

JPH0538663A - 旋盤セル

Info

Publication number: JPH0538663A
Application number: JP3213127A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Kainuma; 喜代和飼沼; Tomio Tajima; 富男田嶋; Takahiro Yamashita; 隆広山下
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】旋盤セルに搬入するワークや治工具の容量を
増大させてより長時間の無人化加工を図る。【構成】旋盤セル２は、複合加工旋盤１０、搬送装置
２０、パレット収納装置３０、段取り部材収納装置５
０、治工具収納装置６０を備える。パレット収納装置３
０のベース３１０は、ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、
Ｐ２１を備え、ベース３１０上をパレット交換用のフォ
ーク装置３２０が走行する。３個のポートＰ１１、Ｐ１
２、Ｐ１３にはパレット群８０が搬入され、使用済のパ
レットはポートＰ２１へ搬送され、搬出される。パレッ
ト群８０にはワークのほか、ツールやジョーが準備され
る。旋盤セル２は多量の治工具を用意して多種類のワー
クを長時間にわたって無人化加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合加工工作機械を含む
生産システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】複合加工旋盤と、ワークや治工具のスト
ッカと、ワークや治工具を搬送するガントリーロボット
とを備えて多種類のワークを長時間にわたって無人化に
より加工するシステムである旋盤セルは、本出願人によ
り既に提案されている（特願平２ー２３３８９２号参
照）。図１１は、旋盤セルの一例を示すもので、全体を
符号１で示す旋盤セルは、複合加工旋盤１０を備える。
複合加工旋盤１０は、例えば対向する２台の主軸と、各
主軸に共同する刃物台を有し、主軸間でワークを受け渡
して加工の第１工程と第２工程を同一機械上で達成し得
るものである。主軸のチャックジョーと刃物台の工具は
交換自在に構成されている。搬送装置２０は、ビーム状
のレール２００を有し、レール２００は旋盤セル１０の
上部に主軸の軸線に平行に配設される。レール２００上
にはガントリーロボット２１０が走行自在に装備され、
ガントリーロボット２１０はアームにとりつけたハンド
によりワークや治工具を旋盤１０に対して着脱する。ア
ームにとりつけられるハンドは、用途に応じて交換され
る。ハンドや治工具等の段取り部材は、段取り部材のス
トック装置５０に収容される。

【０００３】段取り部材のストック装置５０は、ベース
５００の中央部に直線的に移動するストッカ５１０を有
する。ストッカ５１０にはガントリーロボット２１０の
アームに装着されるハンドが収容される。ベース５００
の両側部に設けるチェーン式のマガジン６０には多数の
ツールとジョーが収容される。段取り部材のストック装
置５０に隣接して設けられるパレットのストック装置３
０は、段積み状態のパレット群８０を搬入、搬出するた
めの２つのポートＰ１１、Ｐ１２と、ポートＰ１１、Ｐ
２１の間でパレットを搬送するフォーク装置３２０を備
える。フォーク装置６０はパレットをレール２００直下
のサービス位置に運び、ガントリーロボット２１０と共
同して部材を受け渡す。制御装置９０は旋盤セル１全体
を制御し、多種類のワークを長時間にわたって無人化に
より加工する。この旋盤セルを用いてより長時間にわた
って多種類のワークを加工するシステムを構築する手段
としては、図１２及び図１３に示すようなシステムが考
えられる。

【０００４】図１２のシステムは、立体倉庫１００とス
タッカクレーン１２０を備えたもので、スタッカクレー
ン１２０の走行レール１２２に沿って４台の旋盤セル１
Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを配設してある。このシステムは
ローディングステーション１３０を有し、オペレータが
パレット上にワークや治工具等の段取りを実行する。段
取りが完了したパレットは、パレット群８０として立体
倉庫１００内に格納され、必要時にスタッカクレーン１
２０により旋盤セルへ供給される。ラインコントローラ
１４０は、物流を制御する。図１３は、他の形式の生産
システムを示す。本システムにおいては、４台の旋盤セ
ル１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを並べ、旋盤セルを結ぶガイ
ドウエイ１６０を敷設する。ガイドウエイ２１０は自動
運搬車１５０を案内するためのもので、自動運搬車１５
０はパレット群８０を旋盤セルへ送付する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明した生産シ
ステムにあっては、立体倉庫とスタッカークレーン等の
設備や、自動運搬車とそのガイドウエイ等を必要とし、
設備が大規模となるとともに、広いフロアスペースを必
要とする。また、システムコントロールのハード、ソフ
トともに大型化する等の問題がある。そこで本発明は簡
素な構成で、しかも長時間の無人化加工を達成する生産
システムを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の旋盤セルに装備
するパレット収納装置は、部材の搬送装置の移動軸に直
交して配設されるガイドレールを有するベースと、ガイ
ドレール上を走行してパレットを搬送するフォーク装置
と、ベースの開口部に設けられてパレット群が搬入、搬
出される少なくとも３個のポートを備えている。

【０００７】

【作用】パレット群は、ワークをはじめツール、ジョー
を収納し、これらのワーク、ツール、ジョーを旋盤に自
動的に供給して長時間にわたる無人化加工を達成する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す斜視図である。
旋盤セルは、複合加工旋盤１０を備え、複合加工旋盤１
０は、例えば対向する２台の主軸を有する。搬送装置２
０はビーム状のレール２００と、レール２００の軸（軸
Ｂ）に沿って走行するガントリーロボット２１０を備
え、ワークや治工具を旋盤１０に対して搬入、搬出す
る。段取り部材のストッカ装置５０は、軸Ｂに直交する
方向に移動する２基のチェーンマガジン６０を備えてツ
ール、ジョーを収容する。ストッカ装置のベース上に配
設するストッカ５１０は、軸Ｂに直交する軸線に対して
直線的に摺動し、ガントリーロボット２４のアームに装
着するハンド等の段取り部材を収容する。パレットのス
トック装置３０は、ベース３１０を有し、ベース３１０
はガイドレール３１５を備える。ガイドレール３１５は
搬送装置のビーム状のレール２００に直交する軸に沿っ
て配設される。フォーク装置３２０は、ガイドレール３
１５に沿って走行し、アーム３２２が把持するパレット
をガントリーロボット２１０に対するサービス位置へ運
ぶ。

【０００９】本装置にあっては、パレットのストック装
置３００のベース３１０は、搬送装置のレール２００を
中心として旋盤１０の前側に延長され、３個のポートＰ
１１、Ｐ１２、Ｐ１３を形成する。搬送装置のレール２
２を中心として、旋盤１０の後側には１個のポートＰ２
１が設けられる。３個ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に
はパレットベース８２上に段積みされたパレット群８０
が搬入、搬出される。ポートＰ２１はパレットベース８
２のみが置かれ、搬出されるパレットを受け入れる。パ
レット群８０は、ワークを収容するパレット群のほか
に、ツールを収容するパレット群やジョーを収容するパ
レット群が準備される。図２は、ツール７１０を収容し
たパレット群８０Ｔと、ジョー７２０を収容したパレッ
ト群８０Ｊを示す。ワークを収容したパレット群８０を
含め、これらのパレット群はフォークリフトや自動運搬
車２００により旋盤セル２の所定のポートへ搬入され
る。加工が完了したワークを収容したパレット群や段取
り部材収納装置へツールやジョーを供給して空となった
パレット群は、同様にフォークリフトや自動運搬車２０
０によって所定のポートから搬出される。

【００１０】図３はジョーパレットの要部を示す説明図
である。全体を符号８００Ｊで示すジョーパレットは、
平面形状が四辺形のパレット本体８００を有する。パレ
ット本体８００の上部にはスタンド８１０が設けられ、
スタンド８１０はジョーポケット８２０を有する。ジョ
ーポケット８２０にはジョー７２０が収納される。ガン
トリーロボット２１０のアーム先端に装着されるジョー
ハンド２２０は、開閉自在のフィンガー２２２を備え、
ジョー７２０のネック７２２を把持し、ジョー７２０を
搬送する。パレット本体８００の四隅にはピン８０５が
立設されて、上段に積み重ねられるパレット本体を支持
する。このピン８０５の高さ寸法を調節することで、上
段のパレットの間のクリアランスを任意に設定すること
ができる。

【００１１】図４はツールパレットの要部を示す説明図
である。ツールパレット８００Ｔの本体８５０は適宜間
隔に設けたツールポケット８６０を有し、各ツールポケ
ット８６０にツール７１０が差し込まれる。ガントリー
ロボットのアームにとりつけたツールハンド２３０は、
開閉自在のフィンガー２３２を有し、ツール７１０を搬
送する。パレット本体８５０に高さ調節自在のピンが立
設されることは、ワークパレットやジョーパレットの場
合と同様である。ガントリーロボット２１０によりパレ
ットから搬出されたジョー７２０やツール７１０は、段
取り部材収納装置５０の治工具収納装置６０へ搬入され
る。

【００１２】図５は治工具収納装置の平面図、図６は正
面図、図７は側面図である。治工具収納装置６０は平行
して配設される２本のチェーン６３０、６４０を有す
る。２本のチェーン６３０、６４０はベース５００の両
端部に取り付けられる一対のチェーンスプロケットホイ
ール６１０、６２０にかけわたされる。第１のチェーン
スプロケットホイール６１０は駆動ホイールであって第
２のチェーンスプロケットホイール６２０は従動ホイー
ルである。駆動ホイール６１０はサーボモーター６１２
により制御される。駆動ホイール６１０と従動ホイール
６２０のほぼ中央に、ツールやジョーを交換するサービ
スポジションＳＰが設定される。サービスポジションＳ
Ｐの下部には従動スプロケットホイール６１５を備え、
ホイール６１５の回転量をエンコーダにより検出してチ
ェーンの位置決めを行なう。ホイール６１０、６２０の
直径は大きな寸法を有し、曲率半径を大きくとってあ
る。従って、治工具収納装置６０の全高Ｈの寸法は大き
くなる。ベース５００の両側部に設けられる２基の治工
具収納装置６０はベース５００の中心線を挾んで対象の
構造をとる。

【００１３】図８は治工具収納装置の要部を示す平面
図、図９は側面図である。一方のチェーン６３０は、リ
ンク６３１の両側面にプレート６３２を配設し、ピン６
３３で連結した構造を有する。他方のチェーン６４０も
同様の構造を有する。工具を保持するツールホルダー６
５０は左右のチェーンのリンクを結ぶ盤状態の構造を有
する。ツールホルダー６５０の中央部にはツール７１０
を差し込むためのツールポケット６５１が設けられる。
ツールポケット６５１はツール７１０の円筒シャンク７
１２を差し込む円筒状の構造を有する。ツールシャンク
７１２の外周部にはセレーション７１３が形成される。
ツールホルダー６５０は先端にセレーション溝を持つシ
ャフト６５３を有し、シャフト６５３はカムフォロワ６
５５により軸方向に移動する。シャフト６５３の先端部
のセレーションが、ツールシャンク７１２のセレーショ
ン７１３に噛み合いツール７１０の受け止めを構成す
る。ベース５００の所定の位置にＩＤアンテナ７９０を
設置し、ツールホルダー６５０に埋め込まれたＩＤタグ
に書き込まれたツ−ルの情報の読み取り、又は書き込み
がなされる。

【００１４】内側に配設される第２のチェーン６４０の
側部には、ジョーホルダー６６０が取り付けられる。ジ
ョーホルダー６６０はチェーンの各リンクごとに設けら
れる。本実施例においては１００個のジョーホルダーの
６６０が設けられる。ジョーホルダー６６０は、ジョー
７２０を差し込むためのジョーポケット６６１を有す
る。本装置は以上のように、旋盤に付設される段取り部
材収納装置に、第１及び第２の治工具収納装置が装備さ
れる。第１の治工具収納装置は５０本のツールと１００
本のジョーを収納することができる。ツールは複合加工
旋盤の第１の刃物台へ供給される。ジョーは複合加工旋
盤の第１の主軸のチャックに供給される。一般に主軸の
チャックは３本のジョーが１セットとして使用される。
本治工具収納装置にあっては１００本のジョーを収納す
ることができるが、３３セット合計９９本のジョーを収
納し１個のジョーホルダーは空とする。この空のジョー
ホルダー６６５をチェーン式の治工具収納装置の原点と
して利用することができる。この装置にあっては多数の
ツールとジョーを収納することができるので旋盤セルは
多種類のワークを長時間にわたって無人化により生産を
継続することができる。

【００１５】図１０は本発明の他の実施例を示す斜視図
である。本実施例の旋盤セルは、パレットのストック装
置３５０をさらに拡大したものである。旋盤セルを構成
する残りの装置は、前述した実施例と同様である。パレ
ットのストック装置３５０は、ベース３６０を有し、ベ
ース３６０上にガイドレール３６５を設ける。ガイドレ
ール３６５は搬送装置２０のビーム状のレール２００に
直交して配設される。ガイドレール３６５に対してフォ
ーク装置３２０が走行自在に装架される。フォーク装置
３２０は、アーム３２２でパレットを把持し、レール２
２直下のサービス位置へ運ぶ。パレット群を搬入、搬出
するポートは、レール２２を中心として旋盤の後側にも
３個のポートＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３が設けられる。合
計６個のポートのうち、最低限１個のポートは空のポー
トとしておき、最大限５組のパレット群８０をパレット
収納装置へ搬入できる。１つのパレット群８０を例えば
９枚のパレットで構成すると、最大４５枚のパレットを
収容することができる。

【００１６】例えばポートＰ１２に搬入されたパレット
群８０にツールやジョーが収容されている場合には、ガ
ントリーロボットはツール、ジョーを段取り部材収納装
置の２本のチェーンマガジン６０へ供給する。その後、
必要に応じてツール、ジョーは旋盤の刃物台と主軸チャ
ックにガントリーロボットにより送られる。ツールやジ
ョー等を供給して空となったパレットは、空のポートＰ
２３へ送られる。ポートがフルになると、フォークリフ
トや自動運搬車により搬出される。ポートＰ１２は全て
のパレットがポートＰ２３に運ばれたので、空となる。
このポートＰ１２にワークを収容した新たなパレット群
を搬入してもよいが、このポートＰ１２を搬出用のポー
トとすることもできる。この場合は、ポート２３にパレ
ット群を搬入する。

【００１７】以上のように、６個のポートに切替えて使
用できるので、最短の搬送経路で効率の良い物流を達成
できる。次に、レール２００を挾んで３個づつ配設され
るポートの内で、一方側の３個のポートを加工に使用
し、他側の３個のポートで段取り作業をすることができ
る。すなわち、ポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を用いて
加工を継続し、ポートＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３ではその
間に段取り作業をすることにより、次工程の段取りを効
率よく達成できる。次に、ツールパレットやショーパレ
ットにより供給されるツールやジョーは、旋盤がワーク
を加工している間に、治工具収納装置まで搬入する。治
工具収納装置に搬入されたツールやジョーは、各自の記
憶素子内のデータが読み取られて制御装置９０のツール
メモリに登録される。この登録によりそのツールやジョ
ーは旋盤セル内にとり込まれたことになり、利用可能と
なる。６個のポートのうち、最小限１個のポートは搬出
用のポートとして空にしておく必要がある。この搬出用
ポートは、特定のポートに固定する必要はなく、空いた
ポートを順次搬出ポートとして利用することもできる。
また、空いたポートに隣接のポートのパレット群を移し
て合理的な搬送順序を構築することができる。

【００１８】ポートに搬入されたパレット群は、最上段
のパレットからサービス位置へ送られて、パレット上の
部材がとり出される。パレットのローディングとパレッ
ト群の編成は、旋盤セルへの搬入前に実行される。した
がって、旋盤セルへの搬入が完了したパレット群は、原
則として最上段から順次使用に供される。しかしなが
ら、ある特定のワークが緊急に必要となった場合等に
は、パレットの順序を変更する必要が生ずる。この場合
には、編成替えを必要とするパレット群からパレットを
１枚づつ他の２つのポートへ移送して、段積みの組合せ
を変更することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上のように、大容量の治工具
収納装置と３個以上のポートを有するパレット収納装置
を有し、パレット群にワーク、ツール、ジョーを準備す
るものである。旋盤がワークを加工している間にも、ツ
ールやジョーを治工具収納装置へ搬送し、段取りの準備
をすることができるので、アイドル時間を有効に利用す
ることができる。しかも、大規模なシステムを構築する
ことなく、旋盤セル内に多数のワーク、ツール、ジョー
を用意して長時間にわたって多種類のワークを無人化に
より加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図。

【図２】治工具パレット群を示す説明図。

【図３】ジョーパレットの要部を示す説明図。

【図４】ツールパレットの要部を示す説明図。

【図５】治工具収納装置の平面図。

【図６】正面図。

【図７】側面図。

【図８】治工具収納装置の要部を示す平面図。

【図９】側面図。

【図１０】本発明の他の実施例の斜視図。

【図１１】従来の装置を示す斜視図。

【図１２】従来のシステムを示す説明図。

【図１３】従来の他のシステムを示す説明図。

【符号の説明】

１０複合加工旋盤２０搬送装置３０パレット収納装置５０段取り部材収納装置６０治工具収納装置８０パレット群３１０ベース３２０フォーク装置Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３ポートＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複合加工旋盤と、複合加工旋盤に隣接し
て配置されたパレット収納装置及び段取り部材収納装置
と、複合加工旋盤とパレット収納装置及び段取り部材収
納装置との間で部材を搬送する搬送装置を備えた旋盤セ
ルであって、パレット収納装置は、部材の搬送装置の移
動軸に直交して配設されるガイドレールを有するベース
と、ガイドレール上を走行するフォーク装置と、ベース
の開口部に設けられて段積みパレット群が搬入、搬出さ
れる少なくとも３個のポートとを備えてなる旋盤セル。
【請求項２】空の状態となった搬出ポートに段積みパ
レット群をベースに載せて運搬することで搬入ポートと
為し、加工時に他のポートに移送されてベースだけとな
ったポートに新規加工済パレットを積載していくこと
で、次期搬出ポートを構成する請求項１の旋盤セル。
【請求項３】パレット収納装置は、部材の搬送装置の
移動軸を挾んでＮ個づつのポートを備えてなる請求項１
記載の旋盤セル。
【請求項４】部材の搬送装置の移動軸に対して一方の
側に配設されたＮ個のポート間でパレットの収納と搬送
を実行する請求項２記載の旋盤セル。
【請求項５】パレット群は、ワークを収納するワーク
パレット、ツールを収納するツールパレット、ジョーを
収納するジョーパレットを含む請求項１記載の旋盤セ
ル。
【請求項６】複合加工旋盤と、複合加工旋盤に隣接し
て配置された少なくとも３個のポートを備えたパレット
収納装置と、段取り部材収納装置と、複合加工旋盤とパ
レット収納装置及び段取り部材収納装置との間で部材を
搬送する搬送装置とを備え、段取り部材収納装置は、チ
ェーン状に連結されたツールマガジンとジョーマガジン
を２基備えてなる旋盤セル。
【請求項７】フォーク装置は、パレット群を構成する
パレットを他のポートへ移送することによりパレット群
を構成するパレットを編成替えする機能を備えてなる請
求項１記載の旋盤セル。