JPH10156669A - 自動工作機械および被加工物の処理方法 - Google Patents

自動工作機械および被加工物の処理方法

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JPH10156669A
JPH10156669A JP9344148A JP34414897A JPH10156669A JP H10156669 A JPH10156669 A JP H10156669A JP 9344148 A JP9344148 A JP 9344148A JP 34414897 A JP34414897 A JP 34414897A JP H10156669 A JPH10156669 A JP H10156669A
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JP
Japan
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workpiece
processing unit
processing
machine tool
automatic machine
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Tom Miyano Toshiharu
トム ミヤノ トシハル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のトランスファマシンほどの床面積を必
要とせず、各々の処理ユニット専用の基礎を設けること
による費用負担がなく、複雑な被加工物移送装置も必要
とせずに、従来のトランスファマシンと同様の性能が得
られる自動工作機械を提供する。 【解決手段】 自動工作機械２０において、その上の第
一の位置に第一被加工物移送ステーション２３を備えた
フレーム２２と、それぞれ処理のために被加工物を保持
する保持手段２８Ａと当該被加工物の処理手段２８Ｂと
を具備する少なくとも２つの処理ユニット２８、２８
と、当該処理ユニット２８、２８の各々へ、および各々
から、被加工物を移送するために上記処理ユニット２
８、２８を第一被加工物移送ステーション２３へ連続的
に割出しする割出し手段２４、８０とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工作機械、特に自動
工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】一つの被加工物に複数の処理操作を行う
自動トランスファマシンは、よく知られている。典型的
には、そのようなトランスファマシンは、作業場の床上
の固定された配列として組織化された複数の自己充足型
の処理ユニットを含む。ここで、「自己充足型の処理ユ
ニット」とは、広く、被加工物を保持してその被加工物
に処理操作を行うために必要な全ての部品を備えた処理
ユニット（工作機械）をいうものとする。被加工物の移
送装置が被加工物を処理ユニットから処理ユニットへ予
め定められたシーケンスによって移動させ、それによっ
て各々の処理ユニットは被加工物にその処理操作を行
い、完成された被加工物とする。被加工物の移送ユニッ
トと処理ユニットの制御は統合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなトランスフ
ァマシンは、被加工物を処理する速度を比較的高速化で
きることが明らかになったが、個々の処理ユニットが作
業場の床に専用の基礎と専用の設置場所とを有するの
で、比較的広い設置面積を要し、しかも専用の基礎を設
けるための費用を要する。また、被加工物の移送装置
は、トランスファマシンの全体の大きさと被加工物の大
きさ、形状とによって、極めて複雑で高価となり得る。
即ち、トランスファマシンの全体の大きさを抑えようと
するほど移送装置のコンパクト化が要求され、同装置が
複雑かつ高価になる。本発明は、従来技術のこれらの問
題点に鑑み、従来のトランスファマシンほどの設置面積
を必要とせず、簡単で安価な構造で従来のトランスファ
マシンと同様の性能が得られる自動工作機械および被加
工物の処理方法を提供することを解決すべき課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの第１の自動工作機械は、その上の第一の位置に第一
被加工物移送ステーションを備えたフレームと、それぞ
れ処理のために被加工物を保持する保持手段と当該被加
工物の処理手段とを具備する少なくとも２つの自己充足
型の処理ユニットと、当該処理ユニットの各々へ及び各
々から被加工物を移送するために上記処理ユニットを第
一被加工物移送ステーションへ連続的に割出しする割出
し手段とを具備したことを特徴とする自動工作機械であ
る。
【０００５】上記の課題を解決するための第２の自動工
作機械は、第１の自動工作機械であって、上記処理手段
は、切削工具保持手段、切削工具軸、タレット送り機
構、ダイ押出し機構、溶接機構、電気的加工機構、およ
びレーザのうち少なくとも１つを含むことを特徴とす
る。
【０００６】上記の課題を解決するための第３の自動工
作機械は、第１の自動工作機械であって、上記保持手段
は、主軸台機構、ダイセット、心押台機構、およびテー
ブル送り機構のうち少なくとも一つを含むことを特徴と
する。
【０００７】上記の課題を解決するための第４の自動工
作機械は、第１の自動工作機械であって、上記割出し手
段は軸心回りに回転可能に上記フレームに設けられた支
持手段を含み、当該支持手段は上記処理ユニットを支持
することを特徴とする。
【０００８】上記の課題を解決するための第５の自動工
作機械は、第４の自動工作機械であって、上記軸心は垂
直軸心であることを特徴とする。
【０００９】上記の課題を解決するための第６の自動工
作機械は、第４の自動工作機械であって、上記割出し手
段はさらに上記支持手段を上記軸心回りに回転させる回
転手段を含むことを特徴とする。
【００１０】上記の課題を解決するための第７の自動工
作機械は、第６の自動工作機械であって、上記回転手段
は、モーターと、当該モーターにより駆動される第一歯
付きベルトと、上記支持手段に固定されて第一歯付きベ
ルトに動力的に係合した第二歯付きベルトとを含むこと
を特徴とする。
【００１１】上記の課題を解決するための第８の自動工
作機械は、第４の自動工作機械であって、少なくとも１
基の上記処理ユニットを上記支持手段に取り外し可能に
取り付ける取付け手段をさらに具備し、当該取付け手段
は、上記支持手段に設けられたフック及びループ材料か
らなる第一線条並びに上記少なくとも１基の上記処理ユ
ニットに設けられた第二のフック及びループ材料からな
る第二線条から成り、第一線条および第二線条は上記支
持手段と上記少なくとも１基の上記処理ユニットとの間
に挟まれていることを特徴とする。
【００１２】上記の課題を解決するための第９の自動工
作機械は、第８の自動工作機械であって、第一線条およ
び第二線条はマジックテープ材料製であることを特徴と
する。
【００１３】上記の課題を解決するための第１０の自動
工作機械は、第１の自動工作機械であって、上記フレー
ム上で第一の位置から離隔した第二の位置に設けられた
第二被加工物移送ステーションと、第一または第二被加
工物移送ステーションにある第一または第二の処理ユニ
ットへ、および第一または第二の処理ユニットから、第
一または第二の被加工物を移送する被加工物移送装置
と、当該被加工物移送装置を第一および第二被加工物移
送ステーション間で移動させる手段とを、さらに具備し
たことを特徴とする。
【００１４】上記の課題を解決するための第１の被加工
物の処理方法は、被加工物を供給し、第一の処理操作を
行う自己充足型の第一の処理ユニットおよび第二の処理
操作を行う自己充足型の第二の処理ユニットを設け、被
加工物に第一の処理ユニットによって第一の処理操作を
行い、第一の処理ユニットによって第一の処理操作を行
った後に第二の処理ユニットを被加工物に対して位置調
整して被加工物に第二の処理ユニットによって第二の処
理操作を行うことを特徴とする被加工物の処理方法であ
る。
【００１５】上記の課題を解決するための第２の被加工
物の処理方法は、第１の被加工物の処理方法であって、
第一および第二の処理ユニットはそれぞれ被加工物の保
持手段を有しており、第一の処理操作が行われるときに
は第一の処理ユニットの保持手段により上記被加工物を
保持し、第一の処理操作が終了した後には上記被加工物
を第一の処理ユニットの保持手段から取り外し、第二の
処理操作が行われるときには第二の処理ユニットの保持
手段により上記被加工物を保持することを特徴とする。
【００１６】上記の課題を解決するための第３の被加工
物の処理方法は、第１の被加工物の処理方法であって、
第二の処理ユニットを被加工物に対して位置調整する際
に第二の処理ユニットを軸心回りに回転させることを特
徴とする。
【００１７】上記の課題を解決するための第４の被加工
物の処理方法は、第１の被加工物の処理方法であって、
第二の処理ユニットを被加工物に対して位置調整する際
に第二の処理ユニットを垂直の軸心回りに回転させるこ
とを特徴とする。
【００１８】上記の課題を解決するための第５の被加工
物の処理方法は、第１の被加工物の処理方法であって、
第一の処理操作は、切削工具による機械加工、射出成
形、溶接、電気的加工、レーザー加工、およびワイヤカ
ット放電加工のうち少なくとも１つからなることを特徴
とする。
【００１９】上記の課題を解決するための第６の被加工
物の処理方法は、第一および第二の被加工物を供給し、
それぞれ処理のために被加工物を保持する保持手段と当
該被加工物の処理手段とを具備する自己充足型の第一お
よび第二の処理ユニットを設け、被加工物を第一または
第二の処理ユニットへ、および第一または第二の処理ユ
ニットから、移送する移送位置を設け、第一の処理ユニ
ットを上記移送位置へ移動させ、第一の被加工物を第一
の処理ユニットの保持手段に移送し、第一の処理ユニッ
トによって第一の被加工物の処理を開始し、第一の処理
ユニットを上記移送位置から移動させ、第二の処理ユニ
ットを上記移送位置へ移動させ、第二の被加工物を第二
の処理ユニットの保持手段に移送し、第二の処理ユニッ
トによって第二の被加工物の処理を開始することを特徴
とする複数の被加工物の処理方法である。
【００２０】上記の課題を解決するための第７の被加工
物の処理方法は、第６の被加工物の処理方法であって、
移送位置から第二の処理ユニットを移動させ、第一の処
理ユニットを移送位置に戻し、第一の被加工物を第一の
処理ユニットから移送し、第一の処理ユニットを移送位
置から移動させ、第二の処理ユニットを移送位置に戻
し、第二の被加工物を第二の処理ユニットから移送する
各工程をさらに有することを特徴とする。
【００２１】上記の課題を解決するための第８の被加工
物の処理方法は、第６の被加工物の処理方法であって、
第一の処理ユニットを上記移送位置へ移動させる際に第
一の処理ユニットを軸心回りに回転させることを特徴と
する。
【００２２】上記の課題を解決するための第９の被加工
物の処理方法は、第８の被加工物の処理方法であって、
上記軸心は垂直軸心であることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１および図２に、本発明の実施
形態である自動工作機械２０の概略説明図を示す。工作
機械２０は、フレーム２２、キャリアー２４、および４
基の自己充足型の処理ユニット２８を具備する。フレー
ム２２は、その上の所定の位置に被加工物移送ステーシ
ョン２３を有し、キャリアー２４は、垂直軸２６回りに
回転可能にフレーム２２上に設けられ、処理ユニット２
８は、垂直軸２６について９０°おきにキャリアー２４
に固定されている。処理ユニット２８は垂直軸２６回り
に回転できるようにキャリアー２４上に搭載されている
ので、被加工物を各々の処理ユニット２８へ、および各
々の処理ユニット２８から移送するために、各々の処理
ユニット２８を被加工物移送ステーション２３に連続的
に(sequentially)割出し(index) することができる。
【００２４】工作機械２０は、さらに、冷却剤ユニット
３０、動力供給ユニット３２、切り屑搬送ユニット３
４、円筒形の飛沫遮蔽部材３６、環状キャリアー３８、
ロボット被加工物移送装置４０、円筒形の安全保護部材
４１、自動ドア４２、４４、統合制御ユニット４６、お
よび多重導管ライン４８を具備する。冷却剤ユニット３
０は処理ユニット２８に冷却および切削用の流体を供給
し、動力供給ユニット３２は、処理ユニット２８も含め
て電力または油圧を必要とする工作機械２０の全ての部
品に電力または油圧を供給する。切り屑搬送ユニット３
４は工作機械２０から切り屑および他の砕片を除去す
る。飛沫遮蔽部材３６は処理ユニット２８の上部を取り
囲んで円筒形機械加工室を形成する。環状キャリアー３
８は軸心２６回りに回転可能にフレーム２２に設けられ
る。被加工物移送装置４０は、環状キャリアー３８とと
もに軸２６回りに回転可能に環状キャリアー３８に固定
される。安全保護部材４１は環状キャリアー３８と被加
工物移送装置４０を取り囲んでフレーム２２に設けられ
る。自動ドア４２、４４は被加工物移送ステーション２
３に位置し、それぞれ飛沫遮蔽部材３６および安全保護
部材４１の内部への出入りを許容する。統合制御ユニッ
ト４６は、工作機械２０の部品を制御するもので、制御
対象には、キャリアー２４、処理ユニット２８、冷却剤
ユニット３０、動力供給ユニット３２、切り屑搬送ユニ
ット３４、環状キャリアー３８、被加工物移送装置４
０、自動ドア４２、４４を含む。多重導管ライン４８
は、処理ユニット２８と制御ユニット４６、冷却剤ユニ
ット３０および動力供給ユニット３２との間に、切削流
体、冷却剤、制御信号、電力、および油圧を移送する。
【００２５】冷却剤ユニット３０、動力供給ユニット３
２、切り屑搬送ユニット３４、飛沫遮蔽部材３６、安全
保護部材４１、自動ドア４２、４４、多重導管ライン４
８、および統合制御ユニット４６は、従来技術によるも
の又は従来技術による部品を用いて組み立てられたもの
であり、従って、本発明を理解するためにはさらに詳細
に記載することを要しない。
【００２６】図３および図４に最も良く示されているよ
うに、フレーム２２はキャリアー２４を設ける碗型の基
礎４９を有する。キャリアー２４は剛体の環状外側リム
５０、垂直方向に伸びる中央マスト状の柱体５２、およ
び柱体５２をリム５０に剛体的に連結する４個のリブ５
４からなる。リム５０、柱体５２、およびリブ５４によ
って４つの開放された処理領域５６が区画され、この処
理領域５６は、処理ユニット２８を搭載し、かつ、処理
ユニット２８の種々の部品と処理ユニット２８により搬
送されるあらゆる被加工物に自由な運動を許容するため
の適当な隙間を有する。柱体５２はその長さ方向に伸び
る４つの取付け面５７を有し、それらの各々は処理ユニ
ット２８のうち１基を取り付けるために調整されてい
る。柱体５２は、その長さ方向に伸びる孔５８も有し、
この孔５８は、切削流体、冷却剤、制御信号、油圧、お
よび電力が柱体５２に取り付けられた処理ユニット２８
と多重導管ライン４８との間を移送されることを許容す
る。切削流体、冷却剤、制御信号、油圧、および電力の
各々の移送のためには、従来の回転可能なカップリング
が多重導管ライン４８と柱体５２との間に設けられなけ
ればならないことを理解すべきである。切削流体、冷却
剤、制御信号、油圧、および電力のうち処理ユニット２
８の特定の型に応じて必要となるものを移送するために
処理ユニット２８と柱体５２との間にも接続手段が設け
られなければならないことも理解すべきである。これら
の接続手段は取付け面５７と処理ユニット２８との接合
部に設けることができる。
【００２７】図５に最も良く示されているように、キャ
リアー２４は、軸方向の深溝(deep-groove) ボールベア
リング７０によって基礎４９上に回転可能に設けられて
いる。ボールベアリング７０は、基礎４９に固定された
下部環状レース７２、リム５０に固定された上部環状レ
ース７４、およびレース７２とレース７４を分離する複
数のボール７６を有し、従来と同様のものである。ボー
ルベアリング７０は従来技術によるので、ボールベアリ
ング７０をさらに詳細に記載することは本発明を理解す
るためには必要がない。さらに、従来技術によるベアリ
ング機構は、上記の軸方向の荷重を支えることができる
ものであればどのようなものでも、本発明においてキャ
リアー２４を基礎４９上に回転可能に設けるために採用
され得ることを理解すべきである。
【００２８】図６に最も良く示されているように、キャ
リアー２４およびその上に搭載された処理ユニットを軸
２６回りに回転駆動し、処理ユニット２８を被加工物移
送ステーション２３に連続的に割出しするために、回転
駆動機構８０が設けられている。回転駆動機構８０は、
駆動用の無端の歯付きベルト８２、同ベルト８２を駆動
する駆動スプロケット（又はプーリ）８４、同スプロケ
ット８４とベルト８２を駆動するサーボモーター８６、
および、リム５０の外周に設けられてベルト８２と係合
して動力を伝達される従動スプロケット（又はプーリ）
８８を含む。図７に示すように、従動スプロケット８８
は駆動用の歯付きベルト８２と同様の歯付きベルト８９
をリム５０の外周に巻き付けて適当な接着剤により固定
したものからなり、この構造によって、リム５０の外周
にスプロケットの歯を形成する費用を節約している。キ
ャリアー２４とモーター８６の間のタイミング（timin
g）はベルト８２の歯９０とスプロケット８４、８８と
の噛み合いによって維持されている。図１０に模式的に
示すように、従来技術による位置センサー９１がキャリ
アー２４と基礎４９との間に設けられ、基礎４９および
被加工物移送ステーション２３に対するキャリアー２４
の回転位置を指示する信号を制御ユニット４６へ供給す
る。その信号を用いて制御ユニット４６は、処理ユニッ
ト２８が被加工物移送ステーション２３に対して正確に
割出しされるようにモーター８６を制御する。
【００２９】駆動機構８０の詳細は説明のためのみに示
したものであり、従来技術によるどのような形態の回転
駆動および位置制御のシステムでも、キャリアー２４と
処理ユニット２８を回転させ割出しするために使用可能
であるということを理解すべきである。そこで、例えば
駆動モーター８６は、リム５０上に設けられたリングギ
アまたは柱体５２と一体となって回転するスプールを駆
動する歯車伝動装置によりキャリアー２４に動力を伝達
しても良い。
【００３０】図８および９に最も良く示されているよう
に、処理ユニット２８は数値制御旋盤１００の形態で図
示されている。しかし、処理ユニット２８は、図１１に
示すように、被加工物を処理用に保持する機構２８Ａと
被加工物に処理を行う機構２８Ｂを有するものである限
り、従来技術による工作機械のうちどのような形態をと
ってもよいということを理解すべきである。そのような
従来技術による工作機械は、射出成形機、放電加工（Ｅ
ＤＭ）機、電解加工（ＥＣＭ）機、電子ビーム加工（Ｅ
ＢＭ）機、レーザビーム加工（ＬＢＭ）機、ＣＭＭ機、
ロボット溶接機、ワイヤカット放電加工機、レーザ切断
機を含むが、これらに限定されるものではない。被加工
物を保持する機構２８Ａは、例えば、主軸台機構、心押
台機構、テーブルスライド機構、または、射出成形(inj
ection molding) 機の場合は、ダイセット(die set) を
含むことができる。被加工物に処理を行う機構２８Ｂ
は、例えば、切削工具ホルダー、切削工具軸(spindle)
、タレット送り機構、ダイ押出し（die injection ）
機構、溶接機構、電気的加工（electrical machining）
機構、レーザを含むことができる。ここで、電気的加工
機構には、電解加工、電解ターニング、電解研削、電解
ホーニング、電解研磨等が含まれる。
【００３１】柱体５２の取付け面５７の各々に異なった
型の処理ユニット２８を取り付けてもよいことも理解す
べきである。それで、取付け面５７のうち一面には旋盤
１００を、他の一面にはロボット溶接機を、さらに他の
一面には射出成形機を、最後の一面にはレーザー切断機
を、それぞれ取り付けることができる。種々の型の処理
ユニット２８は、取付け面５７に係合するように改造さ
れ、処理領域５６内で自由に動作できるものであれば従
来構造のものでよいということも理解すべきである。
【００３２】各々の旋盤１００は、ベースまたはプラッ
トホーム１０２、主軸(main spindle)または主軸台機構
１０４、副軸(secondary spindle) または心押台機構１
０６、２基のタレット送り機構１０８、および軸の駆動
モーター１１０を含む多数の規格化された部品からな
る。主軸台機構１０４、心押台機構１０６、２基のタレ
ット送り機構１０８、および駆動モーター１１０は、全
て制御ユニット４６により従来の態様で制御される。
【００３３】プラットホーム１０２は、取付け面１１
２、長さ方向に伸びる一対のサイドレール１１４、１１
６、長さ方向に伸びるトップレール１１８、加工面（re
lief面）１２０を有する一体構造のものである。取付け
面１１２は柱体５２の何れの取付け面にも係合するよう
に改造されている。一対のサイドレール１１４、１１６
はプラットホーム１０２の全長にわたって伸び、トップ
レール１１８はプラットホーム１０２の長さの一部にわ
たって伸びている。加工面（relief面）１２０は取付け
面１１２と平行でプラットホーム１０２の長さの一部に
わたって伸びている。プラットホーム１０２はさらに同
プラットホーム１０２を長さ方向に貫通する孔１２１を
有している。孔１２１はモーター１１０の設置場所とし
て役立ち、また、旋盤の部品から発生する熱を逃がすこ
との助けとなる。
【００３４】各々のタレット送り機構１０８は従来技術
による工具用タレット台および駆動機構１３０を具備
し、駆動機構１３０を従来技術による横送り機構１３２
が軸Ｘに沿った並進方向に送り、駆動機構１３０と横送
り機構１３２の両方を縦送り機構１３４が軸Ｚに沿った
並進方向に送る。タレット送り機構１０８のうち１基は
サイドレール１１４にその縦送り機構１３４により搭載
され、他の１基のタレット送り機構１０８は他のサイド
レール１１６にその縦送り機構１３４により搭載されて
いる。
【００３５】主軸台機構１０４は加工面（relief面）１
２０に設けられ、孔１２１内に設置された駆動モーター
１１０によりベルト１３６を介して駆動される。心押台
機構１０６は縦送り機構１３８を含む。縦送り機構１３
８はトップレール１１８に搭載され、心押台機構１０６
をＺ軸に沿って並進運動させる。
【００３６】部品１０２、１０４、１０６、１０８、お
よび１１０は、旋盤１００用に規格化され、各旋盤の間
で交換可能であるということを理解すべきである。各々
の旋盤１００は選択された部品のみをプラットホーム１
０２に搭載することにより製造し得るということも理解
されるであろう。
【００３７】図５に最も良く示されているように、環状
キャリアー３８は、基礎４９の外周に位置する複数の片
持ちのローラー１５０によって軸２６回りに回転可能に
基礎４９に設けられている。各々のローラー１５０は片
持ちの軸１５１によりブラケット１５２に回転可能に設
けられ、ブラケット１５２には基礎４９に固定されてい
る。
【００３８】図１に１５３で示され、キャリアー２４の
駆動機構８０と本質的に同一の駆動機構により、環状キ
ャリアー３８は回転駆動され割出しされる。従って、環
状キャリアー３８の駆動機構について詳細に記述するこ
とは必要でなく、キャリアー２４と同様に、環状キャリ
アー３８を軸２６回りに駆動し割出しするためには従来
技術による回転駆動と位置制御のシステムならばどのよ
うなものでも採用し得ることを理解すべきである。
【００３９】工業上のマジックテープによるファスナの
線条(strips)１６０の形態の振動ダンパが工作機械の重
要な接合部に設けられ、工作機械２０の種々の部品を、
工作機械２０の他の部品から発する振動から隔離する。
ここでマジックテープとは、一方に微小なループ等が密
集し、他方に前記ループと係合する係合部を持つ線条部
材等が密集したものであり、双方の部材を容易に着脱で
きるものである。代表的なマジックテープとしては、ベ
ルクロ（登録商標）ファスナが挙げられる。ベルクロ
（登録商標）ファスナまたは他の好適なフックとループ
特に、ベルクロファスナの線条１６０は、柱体５２の取
付け面５７とプラットホーム１０２の取付け面１１２と
の間、リム５０と上部環状レース７４との間、基礎４９
と下部環状レース７２との間、および、基礎４９と各々
のブラケット１５２との間に設けられる。線条１６０
は、適当な接着剤を用いて部品に接着され、接合部は適
当なファスナを用いてクランプされる。図７に最も良く
示されているように、線条１６０はベルト８９とリム５
０との間にも設けられ、リム５０の外周とベルト８９と
の間の締まりばめにより生ずるベルト８９の周方向応力
により圧縮された状態に保たれる。ベルクロファスナの
線条１６０は、振動を緩衝することに加えて、部品間の
接続を強化することの助けにもなる。
【００４０】接続部をこえて構造上伝達される振動が問
題にならないと判断されるならば線条１６０は何れの接
続部からでも除去して構わないことを理解すべきであ
る。
【００４１】工作機械２０は種々の形態で稼働させるこ
とが可能である。例えば、或る形態では、工作機械は図
１および図２に示したような形状をとり、処理ユニット
２８は、全て旋盤１００であって、プラットホーム１０
２上に単一のタレット送り機構１０８、主軸台機構１０
４、および心押台機構１０６が設けられている。各々の
タレット送り機構１０８は所与の形状を有する被加工物
に必要な旋盤操作を施すことのできる切削工具を取り付
けることのできるタレット台を送る。駆動機構８０によ
る柱体５２の回転により各々の旋盤１００が被加工物移
送ステーション２３に対して割出しされたとき、４個の
被加工物が各々の旋盤１００の主軸台１０４に連続的に
(sequentially)取付けられる。各々の被加工物の処理
は、その被加工物が主軸台１０４に取付けられた直後に
開始され、この形態では、所与の形状を有する４個の被
加工物に対する全ての必要な旋盤操作が工作機械２０に
より実質的に同時に機械により行われる。各々の旋盤１
００が被加工物の処理を終えた後、旋盤１００は被加工
物移送ステーション２３に割出しされ、処理された被加
工物は主軸台１０４から除去され、未処理の被加工物が
取付けられる。この形態で、工作機械２０は連続的に(c
ontinuously)複数の被加工物を処理することができる。
【００４２】他の形態では、工作機械２０は、タレット
送り機構１０８の各々が他のスライド機構１０８と異な
る一連の処理操作を行うための工具用のタレットを送る
という点を除いて前述のものと同様の形状である。この
形態において、第１の旋盤１００が被加工物移送ステー
ション２３に割出しされた後にその第１の旋盤１００に
第１の被加工物が取り付けられる。それから第１の旋盤
１００は第１の被加工物に第１の一連の処理を行う。次
に、第１の被加工物は第１の旋盤１００から除去され、
第２の被加工物が第１の旋盤１００に取り付けられる。
それから第２の旋盤１００が被加工物移送ステーション
２３に割出しされ、第２の旋盤１００に第１の被加工物
が取り付けられ、それから第１の旋盤１００が第２の被
加工物に第１の一連の処理を行うのと実質的に同時に第
２の旋盤１００が第１の被加工物に第１の一連の処理を
行う。
【００４３】第１の旋盤１００が第２の被加工物に第１
の一連の処理を終えた後、第１の旋盤１００は再び被加
工物移送ステーション２３に割出しされ、第２の被加工
物は第１の処理ユニットから除去され、第１の旋盤１０
０に第３の被加工物が取り付けられる。第２の旋盤１０
０はまた被加工物移送ステーション２３に割出しされ、
第１の被加工物は除去されて第２の被加工物に取り換え
られる。それから第３の旋盤１００が被加工物移送ステ
ーション２３に割出しされて第１の被加工物が第３の旋
盤１００に取り付けられ、第１の旋盤１００が第３の被
加工物に第１の一連の処理を行い、第２の旋盤１００が
第２の被加工物に第２の一連の処理を行うのと実質的に
同時に第３の旋盤１００が第１の被加工物に第３の一連
の処理を行う。
【００４４】第１の旋盤１００が第３の被加工物に第１
の一連の処理を終えた後、第１の旋盤１００は被加工物
移送ステーション２３に割出しされ、第３の被加工物は
除去されて第４の被加工物に取り換えられる。それから
第２の旋盤１００が被加工物移送ステーション２３に割
出しされ、第２の被加工物は除去されて第３の被加工物
に取り換えられる。それから第３の旋盤１００が被加工
物移送ステーション２３に割出しされ、第１の被加工物
は除去されて第２の被加工物に取り換えられる。それか
ら第４の旋盤１００が被加工物移送ステーション２３に
割出しされ、第１の被加工物が第４の旋盤１００に取り
付けられる。それから第１の旋盤１００が第４の被加工
物に第１の一連の処理を行い、第２の旋盤１００が第３
の被加工物に第２の一連の処理を行い、第３の旋盤１０
０が第２の被加工物に第３の一連の処理を行うのと実質
的に同時に第４の旋盤１００が第１の被加工物に第４の
一連の処理を行う。
【００４５】第１の旋盤１００が第４の被加工物に第１
の一連の処理を終えた後、第１の旋盤１００は被加工物
移送ステーション２３に割出しされ、第４の被加工物は
除去されて第５の被加工物が第１の旋盤１００に取り付
けられる。次に、第２の旋盤１００が被加工物移送ステ
ーション２３に割出しされ、第３の被加工物は除去され
て第４の被加工物に取り換えられる。それから第３の旋
盤１００が被加工物移送ステーション２３に割出しさ
れ、第２の被加工物は除去されて第３の被加工物に取り
換えられる。それから第４の旋盤１００が被加工物移送
ステーション２３に割出しされ、第１の被加工物は除去
されて第２の被加工物に取り換えられる。第１の旋盤１
００が第５の被加工物に第１の一連の処理を行い、第２
の旋盤１００が第４の被加工物に第２の一連の処理を行
い、第３の旋盤１００が第３の被加工物に第３の一連の
処理を行い、第４の旋盤１００が第２の被加工物に第４
の一連の処理を行うのに対し、第１の被加工物はこれで
加工が完了して工作機械２０から除去される。
【００４６】この形態では、工作機械２０は、第１、第
２、第３、第４の一連の処理操作を要する複数の被加工
物を連続的に処理することができる。この形態では各々
の旋盤１００は、被加工物がその旋盤１００に取り付け
られるとすぐにその一連の処理操作を開始することがで
きることを理解すべきである。
【００４７】被加工物を処理ユニットへ又は処理ユニッ
トから移送することは、手動によっても被加工物移送装
置４０によっても可能であることを理解すべきである。
【００４８】図２に示したように、工作機械２０のフレ
キシビリティを増したいならば、複数の処理ユニット２
８から、および処理ユニット２８への被加工物の移送を
同時に行うために被加工物移送ステーション２３を追加
することができる。キャリアー３８に被加工物移送装置
４０を追加することによりフレキシビリティをさらに増
すことができる。
【００４９】上記したように、本出願において、「自己
充足型処理ユニット」とは、広く、被加工物を保持して
その被加工物に処理操作を行うために必要な全ての部品
を備えた処理ユニット（工作機械）をいう。そこで、例
えば、図１および図２において、各々の旋盤１００は被
加工物を保持するための主軸台１０４とその被加工物に
旋盤処理を行うための少なくとも１基のタレット送り機
構１０８をそなえているので、これらの旋盤１００は自
己充足型処理ユニット２８である。
【００５０】本発明において工作機械２０の処理ユニッ
トの数は４基より多くても少なくても構わないことを理
解すべきである。そこで、例えば、キャリアー２４は２
つだけの処理領域５６を有し柱体５２に２面だけの取付
け面５７を有する形状をとってもよい。他の例として、
キャリアー２４は、８基の処理ユニット２８に合わせて
８つの処理領域５６を有し柱体５２に８面の取付け面５
７を有する形状をとってもよい。
【００５１】
【発明の効果】被加工物の取付け及び取外しのために被
加工物移送ステーションに処理ユニットが連続的に(seq
uentially)割出しされるように複数の自己充足型の処理
ユニットを単一のフレームに搭載することにより、工作
機械２０は、従来のトランスファマシンほどの設置面積
を必要とせず、各々の処理ユニット専用の基礎を設ける
ことによる費用の負担がなく、複雑な被加工物移送装置
も必要とせずに、簡単で安価な構造で従来のトランスフ
ァマシンと同様の性能が得られることを理解すべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である工作機械の概略部分断
面立面図である。
【図２】図１に示した工作機械の概略平面図である。
【図３】図１に示した工作機械の基礎、回転可能なキャ
リアー、および処理ユニットのプラットホームの概略平
面図である。
【図４】上記基礎、キャリアー、および処理ユニットの
プラットホームの図３の４−４矢視断面図である。
【図５】図４の線５−５で囲まれた部分の拡大概略図で
ある。
【図６】図１に示した工作機械のキャリアーと駆動機構
の概略平面図である。
【図７】図６の線７−７で囲まれた部分の拡大展開図で
ある。
【図８】本発明の実施形態である旋盤（処理ユニット）
の側面図である。
【図９】図８に示したユニットの右側面図である。
【図１０】図１に示した工作機械の回転割出し駆動手段
の概念図である。
【図１１】図１に示した工作機械の自己充足型の処理ユ
ニットの概略図である。
【符号の説明】
２０ 工作機械 ２２ フレーム ２３ 被加工物移送ステーション ２４ キャリアー ２６ 軸心 ２８ 処理ユニット ２８Ａ 保持手段 ２８Ｂ 処理手段 ３８ 環状キャリアー ４０ 被加工物移送装置 ８２ 歯付きベルト ８６ サーボモーター ８９ 歯付きベルト １０４ 主軸台機構 １０６ 心押台機構 １６０ 線条
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596157573 50 Ｄｕｎｄｅｅ Ｌａｎｅ， Ｂａｒｒ ｉｎｇｔｏｎ Ｈｉｌｌｓ， Ｉｌｌｉｎ ｏｉｓ 60010， ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔ ｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その上の第一の位置に第一被加工物移送
    ステーションを備えたフレームと、 それぞれ処理のために被加工物を保持する保持手段と当
    該被加工物の処理手段とを具備する少なくとも２つの自
    己充足型の処理ユニットと、 当該処理ユニットの各々へ及び各々から被加工物を移送
    するために上記処理ユニットを第一被加工物移送ステー
    ションへ連続的に割出しする割出し手段とを具備したこ
    とを特徴とする自動工作機械。
  2. 【請求項２】 上記処理手段は、切削工具保持手段、切
    削工具軸、タレット送り機構、ダイ押出し機構、溶接機
    構、電気的加工機構、およびレーザのうち少なくとも１
    つを含むことを特徴とする請求項１記載の自動工作機
    械。
  3. 【請求項３】 上記保持手段は、主軸台機構、ダイセッ
    ト、心押台機構、およびテーブル送り機構のうち少なく
    とも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の自動工
    作機械。
  4. 【請求項４】 上記割出し手段は軸心回りに回転可能に
    上記フレームに設けられた支持手段を含み、当該支持手
    段は上記処理ユニットを支持することを特徴とする請求
    項１記載の自動工作機械。
  5. 【請求項５】 上記軸心は垂直軸心であることを特徴と
    する請求項４記載の自動工作機械。
  6. 【請求項６】 上記割出し手段はさらに上記支持手段を
    上記軸心回りに回転させる回転手段を含むことを特徴と
    する請求項４記載の自動工作機械。
  7. 【請求項７】 上記回転手段は、モーターと、当該モー
    ターにより駆動される第一歯付きベルトと、上記支持手
    段に固定されて第一歯付きベルトに動力的に係合した第
    二歯付きベルトとを含むことを特徴とする請求項６記載
    の自動工作機械。
  8. 【請求項８】 少なくとも１基の上記処理ユニットを上
    記支持手段に取り外し可能に取り付ける取付け手段をさ
    らに具備し、 当該取付け手段は、上記支持手段に設けられたフック及
    びループ材料からなる第一線条並びに上記少なくとも１
    基の上記処理ユニットに設けられた第二のフック及びル
    ープ材料からなる第二線条から成り、 第一線条および第二線条は上記支持手段と上記少なくと
    も１基の上記処理ユニットとの間に挟まれていることを
    特徴とする請求項４記載の自動工作機械。
  9. 【請求項９】 第一線条および第二線条はマジックテー
    プ材料製であることを特徴とする請求項８記載の自動工
    作機械。
  10. 【請求項１０】 上記フレーム上で第一の位置から離隔
    した第二の位置に設けられた第二被加工物移送ステーシ
    ョンと、 第一または第二被加工物移送ステーションにある第一ま
    たは第二の処理ユニットへ、および第一または第二の処
    理ユニットから、第一または第二の被加工物を移送する
    被加工物移送装置と、 当該被加工物移送装置を第一および第二被加工物移送ス
    テーション間で移動させる手段とを、さらに具備したこ
    とを特徴とする請求項１記載の自動工作機械。
  11. 【請求項１１】 被加工物を供給し、 第一の処理操作を行う自己充足型の第一の処理ユニット
    および第二の処理操作を行う自己充足型の第二の処理ユ
    ニットを設け、 被加工物に第一の処理ユニットによって第一の処理操作
    を行い、 第一の処理ユニットによって第一の処理操作を行った後
    に第二の処理ユニットを被加工物に対して位置調整して
    被加工物に第二の処理ユニットによって第二の処理操作
    を行うことを特徴とする被加工物の処理方法。
  12. 【請求項１２】 第一および第二の処理ユニットはそれ
    ぞれ被加工物の保持手段を有しており、 第一の処理操作が行われるときには第一の処理ユニット
    の保持手段により上記被加工物を保持し、 第一の処理操作が終了した後には上記被加工物を第一の
    処理ユニットの保持手段から取り外し、 第二の処理操作が行われるときには第二の処理ユニット
    の保持手段により上記被加工物を保持することを特徴と
    する請求項１１記載の被加工物の処理方法。
  13. 【請求項１３】 第二の処理ユニットを被加工物に対し
    て位置調整する際に第二の処理ユニットを軸心回りに回
    転させることを特徴とする請求項１１記載の被加工物の
    処理方法。
  14. 【請求項１４】 第二の処理ユニットを被加工物に対し
    て位置調整する際に第二の処理ユニットを垂直の軸心回
    りに回転させることを特徴とする請求項１１記載の被加
    工物の処理方法。
  15. 【請求項１５】 第一の処理操作は、切削工具による機
    械加工、射出成形、溶接、電気的加工、レーザー加工、
    およびワイヤカット放電加工のうち少なくとも１つから
    なることを特徴とする請求項１１記載の被加工物の処理
    方法。
  16. 【請求項１６】 第一および第二の被加工物を供給し、 それぞれ処理のために被加工物を保持する保持手段と当
    該被加工物の処理手段とを具備する自己充足型の第一お
    よび第二の処理ユニットを設け、 被加工物を第一または第二の処理ユニットへ、および第
    一または第二の処理ユニットから、移送する移送位置を
    設け、 第一の処理ユニットを上記移送位置へ移動させ、 第一の被加工物を第一の処理ユニットの保持手段に移送
    し、 第一の処理ユニットによって第一の被加工物の処理を開
    始し、 第一の処理ユニットを上記移送位置から移動させ、 第二の処理ユニットを上記移送位置へ移動させ、 第二の被加工物を第二の処理ユニットの保持手段に移送
    し、 第二の処理ユニットによって第二の被加工物の処理を開
    始することを特徴とする複数の被加工物の処理方法。
  17. 【請求項１７】 移送位置から第二の処理ユニットを移
    動させ、 第一の処理ユニットを移送位置に戻し、 第一の被加工物を第一の処理ユニットから移送し、 第一の処理ユニットを移送位置から移動させ、 第二の処理ユニットを移送位置に戻し、 第二の被加工物を第二の処理ユニットから移送する各工
    程をさらに有することを特徴とする請求項１６記載の複
    数の被加工物の処理方法。
  18. 【請求項１８】 第一の処理ユニットを上記移送位置へ
    移動させる際に第一の処理ユニットを軸心回りに回転さ
    せることを特徴とする請求項１６記載の複数の被加工物
    の処理方法。
  19. 【請求項１９】 上記軸心は垂直軸心であることを特徴
    とする請求項１８記載の複数の被加工物の処理方法。
JP9344148A 1996-12-05 1997-11-28 自動工作機械および被加工物の処理方法 Pending JPH10156669A (ja)

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