JPH071297A - ユニット式工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多種にわたるワークを取り扱うことができる
ようにする。 【構成】 床に対して移動自在に設けられた箱体２内
に、ワーク保持用ロボット３および荒ばり取り用ハンマ
４ｂ，砂落とし用打撃装置５ａなどの作業機械を配置す
る。ロボット３に自動ハンド交換装置２２を介してロボ
ットハンド２１を着脱自在に装着する。前記作業機械を
自動交換装置３８を介して箱体２に着脱自在に装着し
た。異なるワークＷを使用するときはロボットハンド２
１，作業機械をワークＷに応じて対で交換できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械を箱体内に複
数配置したユニット式工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば鋳造工場では、鋳造後に製
品から中子の砂を落としたり、湯口部を切断したりする
作業が行われる。これらの作業は、工場の床に設置され
た各種装置を用いて行われていた。これらの作業を行う
には、ワーク（鋳造物）をロボットによって把持させて
各種装置へ移送させ、このロボットによって各種装置へ
押し付けるようにして行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、ロボットに
よってワークを保持させて各種加工を行う場合、使用し
うるワークの形状，種類等が限定されてしまうという問
題があった。これは、ワークの形状，種類等が変わった
ときにはそれに応じてロボットのワーク保持用ハンドを
交換するが、加工を行う作業機械は容易には変えること
ができないからである。例えば、鋳造物からなるワーク
から中子用の砂を除去する場合には、そのワークをロボ
ットによって把持させて砂落とし用加振装置に押し付け
て振動させて行うが、前記砂落とし用加振装置が小型ワ
ークに適したものであったとすると、大型なワークの砂
落としを行うには能力が足りなかったり、時間が多くか
かったりしてしまう。すなわち、小型のワークしか効率
よく砂落としを行えない。

【０００４】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、多種にわたるワークを取り扱うこと
ができるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るユニッ
ト式工作機械は、床面、側面および天井面を有する箱体
内に、ワークを保持するワーク保持用ロボットおよびこ
のロボットと協働して作業を行う作業機械を配置し、前
記ロボットに自動ハンド交換装置を介してワーク保持用
ハンドを着脱自在に装着すると共に、前記作業機械を自
動交換装置を介して箱体に対して着脱自在に装着したも
のである。

【０００６】第２の発明に係るユニット式工作機械は、
前記第１の発明に係るユニット式工作機械において、ロ
ボットに設けられる自動ハンド交換装置を、ロボットに
取付けられたロボット側半体と、このロボット側半体に
着脱自在に連結されると共にワーク保持用ハンドが取付
けられたハンド側半体とから構成し、前記ロボット側半
体を作業機械用の自動交換装置に着脱自在に連結される
構造としたものである。

【０００７】

【作用】第１の発明によれば、ワーク保持用ハンドおよ
び作業機械がワークに応じて対で交換される。第２の発
明によれば、ワーク保持用ハンドを装着するロボットを
用いて作業機械も交換できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るユニット式
工作機械の平面断面図、図２は図１におけるII−II線断
面図、図３は図１におけるIII−III線断面図、図４は図
１におけるIV−IV線断面図である。図５は本発明に係る
ユニット式工作機械に用いる砂落としハンドを示す正面
図で、同図はハンド基部を部分的に破断して描いてあ
る。図６は図５におけるVI−VI線断面図で、同図はハン
ド基部を部分的に破断して描いてある。図７は砂落とし
ハンドの底面図である。

【０００９】本実施例では、鋳造物（以下、この鋳造物
をワークＷという）を把持するロボットと、このロボッ
トと協働して作業を行う荒ばり取り装置，砂落とし装
置，湯口切断装置，冷却装置および刻印装置とを同一の
箱体に収容した例を示す。

【００１０】図１〜図７において、１は本発明に係るユ
ニット式工作機械としての砂落とし切断キャビネットで
ある。この砂落とし切断キャビネット１は、エンジンの
シリンダヘッド（ワークＷ）を鋳型から取り出した後の
加工を行うもので、箱体２の内部中心にワーク把持用ロ
ボット３を配置すると共に、このロボット３の周囲に荒
ばり取り装置４，砂落とし装置５，湯口切断装置６，冷
却装置７および刻印装置８とを配置して構成されてい
る。

【００１１】前記箱体２は、それぞれ平板状に形成され
た床板９，側板１０および天井板１１によって略立方体
状に形成され、図４に示すように床板９から下方へ向け
て突設された脚１２によって工場床面１３に載置固定さ
れている。すなわち、この箱体２は、床板９と工場床面
１３との間に空間Ｓが設けられている。そして、この箱
体２の工場床面１３に対する固定は、脚１０の下端を工
場床面１３に固定するボルト（図示せず）等の固定部材
を外すことによって、箱体２が工場床面１３に対して移
動可能となるように構成されている。

【００１２】また、この箱体２の側板１０には、ワーク
Ｗを鋳造キャビネット１４から箱体２内に搬入させるた
めの搬入口１５と、箱体２内から次工程の仕上げキャビ
ネット１６に搬出させるための搬出口１７と、操作者が
出入りするための出入り口１８とが開口されている。前
記搬入口１５および搬出口１７はそれぞれ自動扉１５
ａ，１７ａによって開閉されるように構成され、出入り
口１８は手動扉１８ａによって開閉されるように構成さ
れている。

【００１３】前記鋳造キャビネット１４は前記箱体２と
同等に形成された箱体１９と、この箱体１９内に配置さ
れた低圧鋳造機２０とから構成され、箱体１９を前記箱
体２に結合させて砂落とし切断キャビネットに隣接して
配設されている。箱体１９は前記箱体２の搬入口１５と
対向する部分が開口されると共に、低圧鋳造機２０を目
視点検するための点検扉１９ａが設けられている。前記
低圧鋳造機２０は従来周知のものと同等に構成され、図
２に示すように下金型２０ａと、この下金型２０ａに接
離する上金型２０ｂとを備えている。

【００１４】この鋳造キャビネット１４によって成形さ
れたワークＷは、凝固後に上金型２０ｂを上昇させるこ
とによって上金型２０ｂと共に下金型２０ａから離型
し、図２に示すように後述する取出しハンドをワークＷ
の下方に差し入れた状態で上金型２０ｂのノックアウト
ピン（図示せず）を作動させることによって取出しハン
ドへ移載される。

【００１５】前記仕上げキャビネット１６はワークＷの
仕上げを行うユニット式工作機械であり、前記箱体２と
同等に形成された箱体１６ａと、この箱体１６ａ内に配
置された鋳造物保持用ロボット（図示せず）と、このロ
ボットと協働してワークＷの仕上げ加工を行う仕上げ加
工装置（図示せず）とから構成されている。そして、箱
体１６ａを前記箱体２に結合させて砂落とし切断キャビ
ネットに隣接して配設されている。図１においてこの仕
上げキャビネット１６内に配置された符号１６ｂで示す
ものは、砂落とし切断キャビネットから搬出されたワー
クＷを受け取るための仮置台である。仕上げキャビネッ
ト１６の鋳造物保持用ロボットはこの仮置台１６ｂに載
置されたワークＷを把持して仕上げ加工装置へ移送する
構造になっている。

【００１６】前記ロボット３はワークＷを保持して後述
する各装置へ搬送する垂直多関節ロボットである。この
ロボット３は、箱体２の床板９上に固定された基台３ａ
と、この基台３ａ上に鉛直方向軸線回りに回動自在かつ
水平方向へ移動自在に連結されたロボット本体３ｂとか
ら構成され、ロボット本体３ｂの先端にワークＷを把持
するロボットハンド２１が自動ハンド交換装置２２を介
して着脱自在に取付けられている。このロボットハンド
２１は、前記鋳造機２０からワークＷを取出すときに使
用する取出しハンド２３と、ワークＷから中子用の砂を
落とすために使用する砂落としハンド２４との２種類が
用意されている。図１および図２はロボット３に取出し
ハンド２３が連結されている状態を示し、図３では砂落
としハンド２４が取付けられている）。そして、このロ
ボット３は自動ハンド交換装置２２を図中に一点鎖線Ａ
で示す範囲内に移動させうる構造になっている。

【００１７】前記自動ハンド交換装置２２は、ロボット
本体３ｂに取付けられたロボット側半体２２ａと、この
ロボット側半体２２ａに着脱自在に連結されると共にロ
ボットハンドが取付けられたハンド側半体とによって構
成されている。このハンド側半体は、本実施例では前記
取出しハンド２３や砂落としハンド２４に一体的に設け
られている。

【００１８】前記取出しハンド２３は、ワークＷの外形
より十分に大きな皿状の砂受け２３ａに鋳造物把持部材
２３ｂを突設させて形成され、ワークＷを剛直に把持す
るように構成されている。そして、砂受け２３ａの一側
部が自動ハンド交換装置２２のロボット側半体２２ａに
連結される構造になっている。なお、この取出しハンド
２３は、不使用時には図３中に符号２ａで示す取出しハ
ンド仮置台に位置決めされた状態で載置される。

【００１９】前記砂落としハンド２４は、図５〜図７に
示すように、前記自動ハンド交換装置２２のロボット側
半体２２ａに取付けられるハンド基部２５と、このハン
ド基部２５にゴム等の弾性体２６を介して連結された把
持部２７とから構成されている。ハンド基部２５は、自
動ハンド交換装置２２のロボット側半体２２ａ側となる
空気通路形成ブロック２８と、この空気通路形成ブロッ
ク２８によって開口部が閉塞された有底角筒状の連結部
材２９とから形成されている。

【００２０】前記把持部２７は、前記連結部材２９が貫
通する空間を有する平面視略ロ字状に形成された枠体３
０と、この枠体３０の四隅に突設された鋳造物把持用の
チャック３１とから形成されている。そして、この枠体
３０の空間内であって枠体３０の内側面と連結部材２９
の外側面との間に前記弾性体２６が介装されている。弾
性体２６は、枠体３０の各内側面と、この内側面に対向
する連結部材２９の各外側面とに横架されており、一側
部に２個ずつ配設されている。すなわち、この砂落とし
ハンド２４では８個の弾性体２６が取付けられている。

【００２１】前記チャック３１は突出端に爪３２が設け
られ、圧力空気が供給されることによって爪３２が枠体
３０に対して接近あるいは離間しつつチャック３１の軸
心回りに９０度回る構造になっている。図５および図７
では爪３２によってワークＷを把持している状態を示
す。

【００２２】すなわち、図７中に実線で示した爪３２が
枠体３０から離間すると共に同図中二点鎖線で示す位置
へ９０度回ることによって、ワークＷを離すことができ
る。ワークＷを把持するに当たっては、上述した動作と
は逆方向に爪３２を動作させ、爪３２と枠体３０の位置
決め部材３３とでワークＷを挾持するようにして行われ
る。このチャック３１を駆動させるための圧力空気は、
前記空気通路形成ブロック２８内に形成された空気通路
２８ａと、枠体３０内に形成されて前記空気通路２８ａ
にホース３４を介して連通された空気通路３０ａとを介
して供給される。なお、空気通路形成ブロック２８の空
気通路２８ａには、自動ハンド交換装置２２を介してロ
ボット本体３ｂから圧力空気が供給されるように構成さ
れている。

【００２３】また、この砂落としハンド２４のハンド基
部２５には、ハンド基部２５と把持部２７とを選択的に
剛直に結合するためのロック機構３５が取付けられてい
る。このロック機構３５は、ハンド基部２５の連結部材
２９内に配置された空気圧シリンダ３６によってロック
ピン３６ａを枠体３０のピン孔３０ｂに嵌入させたり引
き抜いたりする構造になっている。前記空気圧シリンダ
３６は、前記弾性体２６と隣接する位置であって、連結
部材２９の４隅にそれぞれ配置されている。しかも、連
結部材２９の同側に位置するものどうしでは軸線方向
（図６中に一点鎖線で示す）を直交させて配置されてい
る。このように空気圧シリンダ３６および弾性体２６を
配置することによって、径方向より軸線方向に長くなり
がちな空気圧シリンダ３６を狭い空間内に他の空気圧シ
リンダ２６との干渉を避けつつ４つ配置することができ
る。なお、この空気圧シリンダ３６を駆動する圧力空気
は、空気通路形成ブロック２８に形成された空気通路２
８ｂおよび自動ハンド交換装置２２を介してロボット本
体３ｂから供給されるように構成されている。

【００２４】すなわち、図６に示すようにロックピン３
６ａがピン孔３０ｂから引き抜かれている状態では、ハ
ンド基部２５に把持部２７が弾性体２６を介して連結さ
れて弾性支持されることになる。この弾性支持状態を以
下においてフローティング状態という。また、ロックピ
ン３６ａをピン孔３０ｂに嵌入させた状態では、把持部
２７が弾性体２６を介してハンド基部２５に連結される
ことに加えてロックピン３６ａをも介して連結されるよ
うになり、ハンド基部２５に剛直に支持されることにな
る。すなわち、把持部２７がハンド基部２５にロックさ
れた状態になる。この剛直支持状態を以下においてロッ
ク状態という。なお、この砂落としハンド２４は、不使
用時には図１中に符号２ｂで示す砂落としハンド仮置台
に位置決めされた状態で載置される。

【００２５】さらに、前記把持部２７の枠体３０には、
振動発生装置としてのバイブレータ３７が取付けられて
いる。このバイブレータ３７は、内蔵する振動子（図示
せず）が空気圧力によって振動する構造のものが採用さ
れ、枠体３０の対向する２側部にそれぞれ配置されてい
る。なお、このバイブレータ３７へ空気圧力を供給する
構成は、上述したチャック３１と同等である。すなわ
ち、把持部２７をハンド基部２５に弾性支持させた状態
でバイブレータ３７を作動させると、把持部２７および
これに把持されたワークＷがハンド基部２５やロボット
本体３ｂに対して振動することになる。

【００２６】前記箱体２内に配置された荒ばり取り装置
４はワークＷのパーティングラインに生じたばりを大ま
かに除去するもので、箱体２内におけるロボット３と搬
入口１５との間に配置されている。この荒ばり取り装置
４は、エアシリンダ４ａ内に圧縮空気を送ることにより
ハンマ４ｂを往復動させる打撃装置によって構成されて
いる。このハンマ４ｂが本発明に係る作業機械であり、
自動工具交換装置３８を介してエアシリンダ４ａに着脱
自在に連結されている。このため、使用するワークＷの
種類に応じてハンマ４ｂを交換することができる。

【００２７】このように構成された荒ばり取り装置４で
は、ロボット３によってワークＷをこのハンマ４ｂに押
し付けることによって、前記ばりを略取り除くことがで
きる。なお、この荒ばり取り装置４で生じた切粉やワー
クＷから脱落した中子用の砂は、本実施例ではグレーチ
ング床４ｃからホッパ４ｄを介して床下の切粉排出用コ
ンベア４ｅに排出される。

【００２８】前記砂落とし装置５はワークＷから中子用
の砂を落とすもので、図１および図４に示すように、箱
体２の１隅部に装着された打撃装置５ａと、この打撃装
置５ａの下方に位置する砂捕集用ホッパ５ｂとから構成
されている。前記打撃装置５ａはエアシリンダ内に圧縮
空気を送ることによりハンマを往復動させる構造になっ
ている。この打撃装置５ａも本発明に係る作業機械を構
成しており、前記荒ばり取り装置４で使用したものと同
等の自動工具交換装置３８を介して箱体２に着脱自在に
取付けられている。なお、この打撃装置５ａの振動数
は、前記バイブレータ３７の振動数とは異なる値に設定
されている。

【００２９】すなわち、図４に示すようにロボット３に
よってワークＷをこの打撃装置５ａに押し付けることに
よって、ワークＷに振動が加えられてワークＷの砂を振
り落とすことができる。また、前記ホッパ５ｂは、上方
から落下する砂を床板９の下方へ排出する構造になって
いる。なお、このホッパ５ｂの砂排出口５ｃの下方であ
って床板９と工場床面１３との間の空間Ｓには、砂回収
用コンベア３９が配置されている。

【００３０】前記湯口切断装置６は、ワークＷの湯口を
切断するもので、箱体２内における前記砂落とし装置５
とは対向する位置に配置された湯口切断機６ａと、この
湯口切断機６ａによって湯口を切断したときに生じる切
粉や凝固した押湯を補集するホッパ６ｂとから構成され
ている。前記湯口切断機６ａは、円盤状カッター６ｃを
水平軸線回りに回転させる構造になっている。この湯口
切断機６ａは、図４に示したように、ロボット３によっ
てワークＷを円盤状カッター６ｃに対して側方から移動
させることによって、ワークＷの湯口が切断されること
になる。また、前記ホッパ６ｂは、本実施例では切断さ
れた湯口を下方の砂回収用コンベア３９に導く構造にな
っている。

【００３１】前記冷却装置７は、ワークＷに不図示のノ
ズルから水を吹き付けてワークＷを冷却させる構造で、
箱体２内における上述した砂落とし装置５と湯口切断装
置６との間に配置されている。また、この冷却装置７
は、図１に示すようにワークＷを砂落としハンド２４と
共に２組仮置きできるように構成されると共に、砂落と
し装置５や湯口切断装置６より低く形成されている。こ
の冷却装置７で使用した水は、下部ホッパ部７ａから床
下の配水管４０へ排出される構造になっている。なお、
この冷却装置７においてワークＷを２つ仮置きできるよ
うに構成したのは、箱体２の両側に鋳造キャビネット１
４を配置したときに、両鋳造キャビネット１４から搬送
されたワークＷをそれぞれこの冷却装置７で冷却させる
ためである。また、このようにワークＷを２つ仮置きで
きる構成を採ると、ワークＷを一つ冷却している間に別
のワークＷの砂落としや湯口切断を行うようにして能率
を高めることもできる。

【００３２】前記刻印装置８は、湯口切断が終了したワ
ークＷにロット番号等を刻印する構造で、前記砂落とし
装置５の打撃装置５ａが設けられた側板１０に装着され
ている。なお、刻印装置８の位置は、砂落とし装置５と
は反対側に位置づけられている。

【００３３】次に、本発明に係るユニット式工作機械の
動作について説明する。先ず、ロボット３に取出しハン
ド２３を装着させる。この装着動作は、ロボット本体３
ｂを図１に示すように移動させ、取出しハンド仮置台２
ａ上の取出しハンド２３に自動ハンド交換装置２２を連
結させて行う。そして、鋳造機１９での鋳造が終了して
上金型１９ｂが開いた後、図２に示すようにロボット３
を作動させて前記取出しハンド２３を上金型１９ｂの下
方へ差し入れ、ワークＷをこの取出しハンド２３へ移載
させて把持させる。このとき、ワークＷの下面側（シリ
ンダヘッドのドーム面側）が取出しハンド２３に把持さ
れることになる。

【００３４】その後、ロボット３によりワークＷを図３
中にＰ₁ で示すように荒ばり取り装置４に移送させ、ワ
ークＷの上面側（シリンダヘッドのカム面側）の荒ばり
とりを行う。すなわち、ワークＷはこの荒ばり取り装置
４によってカム面側から荒ばり取りが行われ、ハンドに
よって保持されていない解放面（立方体状に成形された
ワークＷの上面、左右および前後の計５面）の加工が行
われる。この荒ばり取りが終了した後、ロボット３は取
出しハンド２３を取出しハンド仮置台２ａに載置させ、
自動ハンド交換装置２２を外す。次いで、ロボット３は
取出しハンド仮置台２ａに隣接して仮置きされた砂落と
しハンド２４の上方にロボット本体３ｂを移動させ、自
動ハンド交換装置２２を砂落としハンド２４に連結させ
る。

【００３５】このように砂落としハンド２４が取付けら
れた後、ロボット３は前記取出しハンド２３の上方へ砂
落としハンド２４を移動させ、図３中にＰ₂ で示すよう
に取出しハンド２３上のワークＷを砂落としハンド２４
によって把持させる。この把持動作は、ロック機構３５
を作動させないフローティング状態で行われる。そし
て、砂落としハンド２４によってワークＷを把持させた
後、ロボット３はバイブレータ３７を作動させ、グレー
チング床４ｃの上方を通してワークＷを荒ばり取り装置
４へ搬送し、ワークＷの下面側（シリンダヘッドのドー
ム面側）の荒ばり取りを行う。なお、このときには中子
用砂が後述する砂落とし工程で落ち易いように、中子の
露出している部分をハンマ４ｂによって予め崩してお
く。

【００３６】次に、ロボット３はワークＷを冷却装置７
へ搬送し、図３および図４中Ｐ₃ で示すように冷却装置
７内に臨ませる。ワークＷを荒ばり取り装置４から冷却
装置７へ搬送するときには、砂落とし装置５のホッパ５
ｂの上方を通して行う。冷却装置７では、仮置きされた
ワークＷに水をかけて冷却が行われる。また、この冷却
装置７はワークＷを２つ置けるように構成されており、
１サイクル前に仮置きされて既に冷却の完了したワーク
Ｗが存在している。すなわち、ロボット３は、この１サ
イクル前のワークＷに持ち換えてこれを次工程である砂
落とし装置５へ搬送する。このときには、ワークＷが下
部ホッパ部７ａおよび砂落とし装置５のホッパ５ｂの上
方を通るようにして行う。砂落とし装置５では、図１お
よび図４中にＰ₄ で示すようにワークＷを打撃装置５ａ
に押し当てて中子用の砂がふるい落とされる。この砂落
とし時にもバイブレータ３７は継続して作動されるが、
打撃装置５ａでの振動数がバイブレータ３７の振動数と
は異なる関係から、両者が共振したり振動が相殺された
りすることがない。

【００３７】砂落としが終了した後、ロボット３はワー
クＷを湯口切断装置６に搬送する。この搬送は、砂落と
し装置５から冷却装置７の上方を横切り、直線的に湯口
切断装置６へ到る搬送経路をもって行われる。このと
き、ワークＷを砂落とし装置５から湯口切断装置６へ直
線的に移動させたとしても、両者の間に位置する冷却装
置７は両者の作業位置より低く形成されているため、冷
却装置７が邪魔になることがない。湯口切断装置６にワ
ークＷが搬送されると、ロボット３はロック機構３５を
作動させ、砂落としハンド２４をロック状態に変えると
共に、バイブレータ３７を停止させる。なお、湯口切断
装置６に搬送される以前では、砂落としハンド２４はフ
ローティング状態に保たれ、バイブレータ３７は作動し
続けられる。

【００３８】湯口切断装置６では、図１および図４中に
Ｐ₅ で示すようにワークＷを円盤状カッター６ｃに対し
て側方から移動させることによって不要部分が切断され
る。砂落としハンド２４をロック状態として切断を行う
のは、ワークＷを剛直に支持して切断位置の精度を高め
るためである。

【００３９】湯口切断装置６によって切断が終了した
後、ロボット３は砂落としハンド２４をフローティング
状態に戻すと共に、バイブレータ３７を作動させる。そ
して、この状態でワークＷが刻印装置８に搬送される。
このときの搬送経路は、湯口切断装置６→冷却装置７の
上方→砂落とし装置５のホッパ５ｂの上方→グレーチン
グ床４ｃの上方を通るような経路とされる。すなわち、
湯口切断装置６から刻印装置８へワークＷを搬送すると
きにもワークＷはバイブレータ３７によって振動される
ことになる。

【００４０】刻印装置８にワークＷが搬送された後、ロ
ボット３は砂落としハンド２４を再びロック状態にする
と共にバイブレータ３５を停止させ、この状態でワーク
Ｗを印字機構（図示せず）に押し付ける。これにより刻
印付け作業が行われる。そして、刻印付けが終了した
後、ロボット３はワークＷを仕上げキャビネット１６の
仮置台２３に位置決めした状態で載置させ、砂落としハ
ンド２４の把持状態を解除する。このようにワークＷを
仮置台２３へ移した後、ロボット３はワークＷのなくな
った砂落としハンド２４を砂落としハンド仮置台２ｂへ
戻し、取出しハンド２３へ交換する。そして、上述した
動作を再び繰り返す。

【００４１】また、上述したワークＷとは種類や外形寸
法の異なるワークに対して上述した各作業を行う場合に
は、取出しハンド２３および砂落としハンド２４をその
ワークに対応したものへ交換すると共に、荒ばり取り装
置４のハンマ４ｂおよび砂落とし装置５の打撃装置５ａ
をも同様に交換する。これらのハンマ４ｂおよび打撃装
置５ａを交換するには、自動工具交換装置３８での係合
を解除させてハンマ４ｂ，打撃装置５ａを支持側（エア
シリンダ４ａや箱体２）から取外し、別のハンマや打撃
装置を自動工具交換装置３８を介して支持側に連結させ
て行う。また、ハンマ４ｂや打撃装置５ａを駆動するた
めにこれらに圧力空気を供給するための空気通路は、装
置側と箱体側とで互いに着脱自在となるように形成され
ており、上記交換を行うときには、前記各空気通路も互
いに連結部を外し、交換する装置に付属する空気通路を
箱体側の空気通路に連結させる。

【００４２】したがって、上述したように構成されたユ
ニット式工作機械では、工場内のレイアウトを変更する
ときには、箱体２を新たな設置場所へ移動させることに
よって、ロボット３，荒ばり取り装置４，砂落とし装置
５，湯口切断装置６，冷却装置７および刻印装置８等の
複数の装置が一度に移動することになる。

【００４３】しかも、使用するワークＷの種類や外形寸
法が変わったとしても、ワーク保持用のロボットハンド
２１（取出しハンド２３，砂落としハンド２４）および
荒ばり取り装置４，砂落とし装置５の作業機械（ハンマ
４ｂ，打撃装置５ａ）をワークに応じて対で交換するこ
とができる。

【００４４】なお、作業機械としては、図８に示すよう
にロボット３を使用して支持側に対して着脱させる構造
にすることもできる。図８は作業機械をロボットによっ
て着脱させる例を示す図で、同図（ａ）はロボット連結
用ブラケットが取付けられた打撃装置を示す側面図、同
図（ｂ）はロボット連結用自動ハンド交換装置が取付け
られた打撃装置を示す側面図である。これらの図におい
て前記図１ないし図７で説明したものと同一もしくは同
等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。

【００４５】図８（ａ）において、４１はロボット連結
用ブラケットである。このブラケット４１は、側面視略
Ｌ字状に形成され、打撃装置５ａの基部（自動工具交換
装置３８との連結部）に連結されて打撃装置５ａから上
方へ延びる上方延在部４１ａと、この上方延在部４１ａ
の上端から打撃装置５ａの軸線に沿って打撃位置側へ延
びる水平延在部４１とから形成されている。なお、水平
延在部４１ａは、打撃装置５ａに対して開閉自在なハン
ドとなるように構成されている。そして、水平延在部４
１の先端部にロボット３の自動ハンド交換装置２２のロ
ボット側半体２２ａと連結される連結部材４２が取付け
られている。この連結部材４２は、上方から自動ハンド
交換装置２２のロボット側半体２２ａが着脱される構造
になっている。すなわち、この連結方向は、打撃装置５
ａの軸線方向とは直交することになる。

【００４６】図８（ｂ）においては前記連結部材４２が
打撃装置５ａの基部に直接固定されている。この連結部
材４２も上方から自動ハンド交換装置２２のロボット側
半体２２ａが着脱される構造になっている。

【００４７】これらの図に示したように打撃装置５ａを
構成すると、この打撃装置５ａを交換するときにはロボ
ット３における自動ハンド交換装置２２のロボット側半
体２２ａを上方から連結部材４２に連結させ、自動工具
交換装置３８での係合状態を解除させて行う。すなわ
ち、ロボット３と打撃装置５ａが自動ハンド交換装置２
２を介して連結され、ロボット３を作動させることによ
って打撃装置５ａを支持側（箱体２）に対して移動させ
ることができる。そして、新たな打撃装置５ａをロボッ
ト３によって搬送させて自動工具交換装置３８を介して
箱体２に装着させることによって交換が完了する。

【００４８】このように構成すると、打撃装置５ａの交
換を速やかにかつ自動的に行うことができ、作業能率が
向上する。特に、図８（ａ），（ｂ）に示したように連
結部材４２での連結方向を打撃装置５ａの軸線方向と直
交させると、交換時にロボット本体３ｂと打撃装置５ａ
とが干渉し合うのを防ぐことができる。しかも、同図
（ａ）に示したようにロボット３との連結位置を打撃位
置の略上方に位置づけると、ロボット３の作業領域をわ
ざわざ広く設定することなく打撃装置５ａをロボット３
で交換することができる。言い換えれば、同図（ｂ）に
示したように打撃装置５ａの基部に自動ハンド交換装置
２２を位置づける場合に較べ、ロボット３の作業領域を
狭く設定することができる。

【００４９】なお、図８では打撃装置５ａをロボット３
で交換する例を示したが、荒ばり取り装置のハンマをロ
ボットによって交換することもできる。そのようにする
場合にも前記同様にブラケット４１や連結部材４２を使
用する。

【００５０】さらに、上述した実施例では荒ばり取り装
置のハンマや砂落とし装置の打撃装置を作業機械として
構成した例を示したが、湯口切断装置や刻印装置等をも
自動工具交換装置によって箱体に対して着脱自在に取付
けるようにすることができる。

【００５１】さらにまた、本実施例では箱体２に自動工
具交換装置３８を介して直接的に作業機械を装着させた
例を示したが、箱体２の床９に取付けられた基台（図示
せず）に対して作業機械を着脱自在に装着させることも
できる。このように構成しても前記実施例と同様の効果
が得られる。

【００５２】加えて、本実施例では箱体２を高床式に構
成して床下にコンベア４ｅ，３９等を配設したが、箱体
２としては工場床面１３上に直接載置させることもでき
る。このようにする場合、工場床にピット等を掘り下
げ、そこへコンベア４ｅ，３９等を配置する。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るユ
ニット式工作機械は、床面、側面および天井面を有する
箱体内に、ワークを保持するワーク保持用ロボットおよ
びこのロボットと協働して作業を行う作業機械を配置
し、前記ロボットに自動ハンド交換装置を介してワーク
保持用ハンドを着脱自在に装着すると共に、前記作業機
械を自動交換装置を介して箱体に対して着脱自在に装着
したため、ワークの種類，外形寸法が変わったときには
ワーク保持用ハンドおよび作業機械をワークに応じて対
で交換することができる。

【００５４】したがって、多くの種類のワークを取り扱
うことができるようになり、汎用性が高くなる。

【００５５】第２の発明に係るユニット式工作機械は、
前記第１の発明に係るユニット式工作機械において、ロ
ボットに設けられる自動ハンド交換装置を、ロボットに
取付けられたロボット側半体と、このロボット側半体に
着脱自在に連結されると共にワーク保持用ハンドが取付
けられたハンド側半体とから構成し、前記ロボット側半
体を作業機械用の自動交換装置に着脱自在に連結される
構造としたため、ワーク保持用ハンドを装着するロボッ
トを用いて作業機械も交換できる。このため、設備が簡
単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るユニット式工作機械の平面断面図
である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】図１におけるIII−III線断面図である。

【図４】図１におけるIV−IV線断面図である。

【図５】本発明に係るユニット式工作機械に用いる砂落
としハンドを示す正面図で、同図はハンド基部を部分的
に破断して描いてある。

【図６】図５におけるVI−VI線断面図で、同図はハンド
基部を部分的に破断して描いてある。

【図７】砂落としハンドの底面図である。

【図８】作業機械をロボットによって着脱させる例を示
す図で、同図（ａ）はロボット連結用ブラケットが取付
けられた打撃装置を示す側面図、同図（ｂ）はロボット
連結用自動ハンド交換装置が取付けられた打撃装置を示
す側面図である。

【符号の説明】

２ 箱体 ３ ロボット ３ｂ ロボット本体 ４ 荒ばり取り装置 ４ｂ ハンマ ５ 砂落とし装置 ５ａ 打撃装置 ６ 箱体 ９ 床板 １０ 側板 １１ 天井板 ２２ 自動ハンド交換装置 ２２ａ ロボット側半体 ２３ 取出しハンド ２４ 砂落としハンド ３８ 自動工具交換装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床面、側面および天井面を有する箱体内
   に、ワークを保持するワーク保持用ロボットおよびこの
   ロボットと協働して作業を行う作業機械を配置し、前記
   ロボットに自動ハンド交換装置を介してワーク保持用ハ
   ンドを着脱自在に装着すると共に、前記作業機械を自動
   交換装置を介して箱体に対して着脱自在に装着したこと
   を特徴とするユニット式工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１記載のユニット式工作機械にお
   いて、ロボットに設けられる自動ハンド交換装置を、ロ
   ボットに取付けられたロボット側半体と、このロボット
   側半体に着脱自在に連結されると共にワーク保持用ハン
   ドが取付けられたハンド側半体とから構成し、前記ロボ
   ット側半体を作業機械用の自動交換装置に着脱自在に連
   結される構造としたことを特徴とするユニット式工作機
   械。