JPH0834736B2 - ワークの交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、治具パレット上に載置した状態でワークを
保管する保管棚と工作機械との間でワークを受授する装
置であって、特にスタッカクレーンと、工作機械の前方
に置かれるパレットチェンジャとの間でワークを直接受
渡しするワーク交換装置に関するものである。

（従来の技術） ワーク交換の装置に関する従来の技術としては、特開
昭57−194862号公報、特開昭61−297066号公報に記載の
もの等が知られている。

上記公報に記載されている従来の技術について説明す
ると、特開昭57−194862号公報には、荷棚と工作機械と
の間に、スタッカクレーンを走行させると共に、スタッ
カクレーンと工作機械との間に、スタッカクレーンと工
作機械間でワーク等の受渡しを自動的に行う自動受渡し
装置を配置した無人搬送システムが記載されている。

また、特開昭61−297066号公報には、治具パレットに
搭載されたワークをそのまま工作機械に対して供給でき
るようにした搬送手段（搬送リフト）を設けたストッカ
装置が記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の従来の技術は以下のような問題
点を有していた。

即ち、特開昭57−194862号公報に記載されている無人
搬送システムは、入出庫用等のスタッカクレーンと工作
機械との間で、自動受渡し装置（オートパレットチェン
ジャ）の助けを借りてワークの受渡しができるようにし
てあるが、スタッカクレーンに載置されたワークが自動
受渡し装置のコンベヤの上下動によって自動受渡し装置
側へ受取られるようになしてあるため、上記コンベヤの
設置スペースが必要となり、限られたスペースからなる
工場等には適用が難しい。

また、特開昭61−297066号公報に記載されているスト
ッカ装置は、搬送リフトと工作機械との間でのワークの
受渡し手段に係わる具体的な記載はなく、何らの示唆も
ない。

従って、本発明の目的は、スタッカクレーンとパレッ
トチェンジャとの間で、コンベヤ等を介することなくワ
ークを直接受渡しなし得、限られたスペースにおいても
適用できる、ワーク交換装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） かかる問題点を解決した本発明の要旨は治具パレット
上にワークを載置した状態でワークを収納する保管棚
と、同保管棚との間で治具パレットとその上のワークと
を一体として受授するワーク出入れ機構を昇降自在な昇
降キャレッジに設置したスタッカクレーンと、同スタッ
カクレーンの通路に沿って配設された工作機械と、同工
作機械とスタッカクレーン通路との間に配設されて治具
パレット支持部を上方に設け且つ同治具パレット支持部
上のワークを工作機械へ受授するパレットチェンジャと
を備え、 キャリアローラを列設して形成され且つ前記パレッチ
ェンジャとの間でワークと治具パレットとを受授する治
具パレット支持台を前記パレットチェンジャのパレット
支持部の高さと同じか又はそれより低い位置に昇降自在
に設け、 ワーク出入れ機構のパレット載置面と前記治具パレッ
ト支持台とを櫛歯状に配置し、パレット載置面を治具パ
レット支持台の台面より下方まで下降させてパレット載
置面上の治具パレットとワークとをパレット支持台へ移
載できるようにし、 パレットチェンジャのパレット支持部に、ロッドを治
具パレット支持台方向に進退自在に設け、前記治具パレ
ット支持台上の治具パレットが下から上昇するときに係
合する係止部をロッド先端に設け、治具パレットと前記
係止部とを係合状態でロッドを進退させて治具パレット
及びその上のワークをパレット支持台とパレット支持部
との間で移載させるワーク受渡し機構を設けたことを特
徴とするワークの交換装置にある。

（作用） 本発明では、ワークは治具パレットに載置した状態で
保管棚に収納されていて、スタッカークレーンは所要の
棚間口に移動し、昇降キャレッジでワーク出入れ機構を
所定の棚の高さにし、ワーク出入れ機構を作動させて保
管棚から治具パレットとその上のワークとを一緒にスタ
ッカークレーン側に取り込む。取り込んだ後スタッカー
クレーンを工作機械の前に移動させる。スタッカークレ
ーンのワーク出入れ機構のパレット載置面を治具パレッ
ト支持台のキャリアローラの台面より下方に下降させ
る。両者は櫛歯状になっているので当ることなくパレッ
ト載置面を治具パレット支持台の台面より下方にでき、
パレット載置面上の治具パレットとワークとを治具パレ
ット支持台上に移載する。その後パレットチェンジの治
具パレット支持部のロッドを治具パレット支持台方向に
伸長し、治具パレット支持台を治具パレット支持部の高
さと同じ高さまで上昇させ、ロッドの先端の係止部を治
具パレット支持台上の治具パレットに係合させ、その後
にロッドを後退させて治具パレット支持台上の治具パレ
ット及びワークをパレットチェンジの治具パレット支持
部へ移載する。パレットチェンジは治具パレット支持部
上の治具パレット上のワークを工作機械へ受け渡す。同
様に、工作機械で加工されたワークは略逆の手順で保管
棚へ戻される。

（実施例） 以下、先ず、本発明のワーク交換装置を図面に示す一
実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例のワークの保管棚への収納状
態を示す説明図、第２〜４図は実施例の動作を示す説明
図である。

これら図面において、（１）はワーク（８）セット済
み治具パレット（９）等を収納する保管棚、（２）は保
管棚（１）に収納されたワーク（８）を入出庫するスタ
ッカクレーン、（３）はスタッカクレーン（２）の通路
に沿って配設されたマシニングセンタ等の工作機械、
（４）は工作機械（３）に並設されたパレットチェンジ
ャである。

実施例における各部について詳述すると、上記保管棚
（１）は、スタッカクレーン（２）の通路に沿って多段
多列に配設された複数の収納間口（11）を具備してい
る。尚、本実施例においてはスタッカクレーンの片側に
保管棚（１）が配設されているが、両側に保管棚（１）
を配設しても良い。又、収納間口（11）は１段のみ、或
いは３段以上積層されていても良い。

また、スタッカクレーンは、走行基台、マスト、昇降
キャレッジ（23）、受渡し用昇降台（24）等で構成さ
れ、走行基台に立設されたマストに沿って昇降キャレッ
ジ（23）が昇降するようになしてあり、ワーク（８）を
保管棚１に対して入出庫するためのワーク出入れ機構が
昇降キャレッジ（23）に載置されている。尚、本実施例
においては固定フォーク（25a）、中段フォーク（25b）
及び可動フォーク（25c）からなる３段式のワーク出入
れ機構（25）が用いられているが、２段式或いは４段式
等でも良い。又、可動フォーク（25c）の上面には、４
箇所に治具パレット（９）を位置決めするための円錐状
突起（25d）が設けられている。

また、スタッカクレーン（２）の走行基台には工作機
械（３）に並設されたパレットチェンジャ（４）に対し
てワーク（８）を受渡すための受渡し用昇降台（24）が
載置されており、受渡し用昇降台（24）はキャリヤロー
ラ（24a）を備える治具パレット支持台（24b）と治具パ
レット支持台（24b）を昇降するリフタ（24c）とを具備
している。尚、本実施例においては油圧シリンダ及び４
本のガイド機構からなるリフタ（24c）が用いられてい
るが、これに限定されるものではない。又、治具パレッ
ト支持台（24b）の側面には、治具パレット（９）を位
置決めするためのアームとアームを駆動する油圧シリン
ダとが設けられている。

また、スタッカクレーン（２）の走行基台（21）に
は、２箇所にスタッカクレーン（２）を位置決めするた
めの先端部が円錐状のロッドとロッドを駆動する油圧シ
リンダとが設けられている。

また、パレットチェンジャ（４）は、ターンテーブル
（41）上の２箇所に治具パレット支持部（42）を設けた
もので、180度の回転により一方の治具パレット支持部
（42）をスタッカクレーン（２）側に位置させると共
に、他方の治具パレット支持部（42）を工作機械（３）
のインデックステーブル側に位置させることができる。
又、夫々の治具パレット支持部（42）の側部には、治具
パレット（９）を受渡すための先端部に係止部（43a）
を具備したロッド（43b）とロッド（43b）を駆動する油
圧シリンダ（図示省略）とからなるワーク受渡し機構
（43）が設けられている。

また、治具パレット（９）は、上記の如くのスタッカ
クレーン（２）或いはパレットチェンジャ（４）に対応
して、その底面には、４箇所にワーク出入れ機構（25）
の可動フォーク（25c）との位置決め用穴（91）が設け
られており、その側面には、受渡し用昇降台（24）のア
ームと係合するフックとワーク受渡し機構（43）の係止
部（43a）と係合するフック（93）が設けられている。

また、スタッカクレーン（２）の通路に沿って保管棚
（１）の収納間口（11）毎に、スタッカクレーン（２）
を位置決めするためのロッドとの位置決め治具が設けら
れている。

尚、本実施例のスタッカクレーン（２）は、上下夫々
１本のレール（27）、（28）で支持されるモノレール式
であるが、２本の下レールの上を走行する型式であって
も良い。

次に、本発明のワーク交換方法を、上述のワーク交換
装置を用いた場合の実施態様に基づいて説明する。

保管棚（１）には、スタッカクレーン（２）を使って
治具パレット（９）上にワーク（８）を載置した状態で
未加工・半製品のワーク（８）を多数収納する。

次に、ワーク（８）を保管棚（１）から工作機械
（３）に供給する場合には、工作機械（３）へのワーク
の供給指令に基づいて、スタッカクレーン（２）がその
目的のワーク（８）のある収納間口（11）の棚位置まで
走行して静止する。その静止位置は、円錐状に先細りの
ロッドを円錐状に陥凹した位置決め治具に嵌合すること
で正確に位置決めされる。

静止してから、昇降キャレッジ（23）が上昇し、ワー
ク出入れ機構（25）を目標の保管棚（１）の少し下方位
置まで上昇して停止させる（第２図（ａ）参照）。

次に、ワーク出入れ機構（25）を伸張して可動フォー
ク（25c）を保管棚（１）の下方位置まで送る（第２図
（ｂ）参照）。

その後、昇降キャレッジ（23）を少し上昇させるとワ
ーク出入れ機構（25）の可動フォーク（25c）も上昇
し、保管棚（１）の治具パレット（９）とワーク（８）
とを棚位置から上方へ持ち上げる（第２図（Ｃ）参
照）。このとき、可動フォーク（25c）の円錐状突起（2
5d）が治具パレット（９）の下面の円錐状の位置決め用
穴（91）に嵌合し、治具パレット（９）が動かないよう
に且つ正確な位置に位置決めされる。

次に、治具パレット（９）とワーク（８）とを可動フ
ォーク（25c）の上に載せた状態でワーク出入れ機構（2
5）を縮めて、スタッカクレーン（２）の中心まで退却
させ、治具パレット（９），ワーク（８）をスタッカク
レーン（２）に移動する（第２図（ｄ）参照）。この状
態でスタッカクレーン（２）を工作機械のパレットチェ
ンジャ（４）の前の位置まで走行させ且つ昇降キャレッ
ジ（23）を所定の高さにする（第３図（ａ）参照）。

パレットチェンジ（４）はスタッカクレーン（２）の
通路と工作機械（３）との間にある。又、スタッカクレ
ーン（２）の受渡し用昇降台（24）は、パレットチェン
ジ（４）と対向する側にあって、昇降台（24）のキャリ
アローラ（24a）を備える治具パレット支持台（24b）の
台面は、パレットチャンジ（４）の治具パレット支持部
（42）と同じか又はそれより低い位置にある。

パレットチェンジャ（４）の前でスタッカクレーン
（２）を静止させワーク出入れ機構（25）をパレットチ
ェンジャ（４）側方向に伸張させ、治具パレット（９）
とワーク（８）とを昇降台（24）の上方に位置させる
（第３図（ｂ）参照）。

その後、昇降キャレッジ（23）を低く下降させ、その
上のワーク出入れ機構（25）のパレット載置面（可動フ
ォーク（25c）の上面）を昇降台（24）の上部の治具パ
レット支持台（24b）の台面より下方に下降させる。こ
のとき、ワーク出入れ機構（25）を支持する昇降キャレ
ッジ（23）及びワーク出入れ機構（25）は、昇降台（2
4）の治具パレット支持台（24b）と櫛歯状になっている
ので当ることなく下降する。

ワーク出入れ機構（25）のパレット載置面が治具パレ
ット支持台（24b）の台面より下方へ下降することでワ
ーク出入れ機構（25）上の治具パレット（９）とワーク
（８）は、昇降台（24）の治具パレット支持台（24b）
に移載される（第３図（ｃ）参照）。このとき、治具パ
レット支持台（24b）の台面は、パレットチェンジャ
（４）の治具パレット支持部（42）の高さより、下方位
置にある。

次に、パレットチェンジ（４）の治具パレット支持部
（42）にあるワーク受渡し機構（43）のロッド（43b）
を昇降台（24）の方向に長く伸張し、その先端の係止部
（43a）を治具パレット（９）の上方に位置させる（第
４図（ａ）参照）。

その後、治具パレット支持台（24b）の台面がパレッ
トチェンジャ（４）の治具パレット支持部（42）の高さ
と略同一の高さとなるまで昇降台（24）をリフタ（24
c）で上昇させる。これによって、伸長したロッド（43
b）の先端の係止部（43a）が上昇してくる治具パレット
（９）のフック（93）と係合し、ロッド（43b）が治具
パレット（９）と連結される（第４図（ｂ）参照）。第
4,5図はこの状態の図面である。

連結された後、ワーク受渡し機構（43）のロッド（43
b）を縮めて、治具パレット支持台（24b）上の治具パレ
ット（９）とその上のワーク（８）を、そのキャリアロ
ーラ（24a）上を移動させ、パレットチェンジャ（４）
の方向に引き寄せ、治具パレット支持部（42）へ移載す
る。（第４図（ｃ）参照）。

パレットチェンジャ（４）の治具パレット支持部（4
2）に移載された治具パレット（９）とそのワーク
（８）とは、パレットチェンジャ（４）のターンテーブ
ル（41）の機能によって回転させられて工作機械（３）
側に対向する面に置かれ、パレットチェンジャ（４）の
機能によって工作機械（３）へワーク（８）を移載す
る。

工作機械（３）で加工されたワーク（８）を保管棚
（１）へ収納するときは、上記の逆の行程の動作を行う
ことで、治具パレット（９）とワーク（８）を保管棚
（１）に収容する。

このように、昇降キャレッジ（23）、同昇降キャレッ
ジ（23）上のワーク出入れ機構（25）、昇降台（24）、
昇降台（24）上の治具パレット支持台（24b）、係止部
（43a）と進退するロッド（43b）のワーク受渡し機構
（43）によって、保管棚（１）と工作機械（３）のパレ
ットチェンジャ（４）との間でワーク（８）の授受・移
動を自動的且つスムーズに行うことができる。

以上、本発明のワーク交換装置の実施例及び本発明の
ワーク交換方法の実施態様について説明したが、これら
に制限されるものではない。例えば、ワーク受渡し機構
（43）は治具パレット（９）の下部空間を通過して、ロ
ッド（43b）の先端に設けられた係止部（43a）を治具パ
レット（９）のフック（93）と係合するようにしても良
い。又、リニア式パレットチェンジャを用いても良い。
又、工作機械（３）或いは段取りステーション（５）
は、夫々１台設けられているだけでも良い。

（発明の効果） 本発明のワーク交換装置は、上述の如く、スタッカク
レーンと、工作機械に並設されたパレットチェンジャと
の間で、コンベヤ等を介することなくワークを直接受渡
しなし得るので、限られたスペースにおいても自動的に
ワークを交換なし得、種々のワークを無人状態で次々と
加工できると共に、ワーク交換の際の位置精度が高いの
で、FMS等において極めて利用価値が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のワークの保管棚への収納状態を示す説
明図、第２〜４図は実施例のワーク受授の工程図であ
る。 （１）：保管棚、（２）：スタッカクレーン （３）：工作機械、（４）：パレットチェンジャ （８）：ワーク、（９）：治具パレット （21）：走行基台、（24）：受渡し用昇降台 （24a）：キャリアローラ、（24b）：治具パレット支持
台 （25）：ワーク出入れ機構、（25c）：可動フォーク （42）：治具パレット支持部、（43）：ワーク受渡し機
構 （43a）：係止部、（43b）：ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】治具パレット上にワークを載置した状態で
   ワークを収納する保管棚と、同保管棚との間で治具パレ
   ットとその上のワークとを一体として受授するワーク出
   入れ機構を昇降自在な昇降キャレッジに設置したスタッ
   カクレーンと、同スタッカクレーンの通路に沿って配設
   された工作機械と、同工作機械とスタッカクレーン通路
   との間に配設されて治具パレット支持部を上方に設け且
   つ同治具パレット支持部上のワークを工作機械へ受授す
   るパレットチェンジャとを備え、 キャリアローラを列設して形成され且つ前記パレットチ
   ェンジャとの間でワークと治具パレットとを受授する治
   具パレット支持台を前記パレットチェンジャのパレット
   支持部の高さと同じか又はそれより低い位置に昇降自在
   に設け、 ワーク出入れ機構のパレット載置面と前記治具パレット
   支持台とを櫛歯状に配置し、パレット載置面を治具パレ
   ット支持台の台面より下方まで下降させてパレット載置
   面上の治具パレットとワークとをパレット支持台へ移載
   できるようにし、 パレットチェンジャのパレット支持部に、ロッドを治具
   パレット支持台方向に進退自在に設け、前記治具パレッ
   ト支持台上の治具パレットが下から上昇するときに係合
   する係止部をロッド先端に設け、治具パレットと前記係
   止部とを係合状態でロッドを進退させて治具パレット及
   びその上のワークをパレット支持台とパレット支持部と
   の間で移載させるワーク受渡し機構を設けたことを特徴
   とするワークの交換装置。