JPS59152054A - 自動段取システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、加工物の段取り及び後処理を自動的に行う自
動段取システムに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、工作機械の自動化にともない、工作機械と加工物
との流れの管理を強化する傾向がある。

たとえば、複数個の自動工作機械をライン状に配置し、
これらの工作機械を無人搬送車又はコンベアなどの搬送
手段により連絡し、工作機械及び搬送手段を集中管理制
御する方式が一般化されている。この管理制御方式にお
いては、搬送手段への加工物の供給は、工作機械に取付
可能なパレット上に加工物を締着し、この加工物を載置
したパレットを搬送手段に送シ込むことによシ行われて
いる。このパレットに加工物を締着する作業は、煩雑で
あるので、通常手作業により行われている。

すなわち、汎用工作機械による多品種中少量生産におい
ては、加工物の構造・形状・寸法も種々変化する関係上
、クランプのための治具も多種類となることが自動化の
障害となっている。しかるに、手作業による段取作業は
、時間と労力を要するのですこぶる非能率であるととも
に、工作機械の稼動率の低下を招いていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので、加工物
の段取υ及び後処理を自動的かつ迅速に行うことのでき
る自動段取システムを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

一連の自動工作機械群において加工される加工物をパレ
ットへ取付けあるいは取りはすしの段取作業を、搬送機
構１段取ロボットによシ自動的に行わせるとともに、加
工終了後の切屑、ごみ、油等が付着している加工物をパ
レットにクランプされている状態で洗浄し、洗浄後行わ
れる段取作業を確実に行えるようにしたものである。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、本実施例の自動段取システムを示している。

シャトルテープ／１／（１）は、このシャトルテーブル
（１）に横付けされる無線誘導の無人搬送車（２）に対
する加工物（３）がクランプされ九ノ（し７Ｈ４）の授
受を行うものである。このシャトルテープ／Ｉ／（１）
は、基台（５）と、この基台（５）を矢印（６ａ）、　
（６ｂ）方向に往復動する往復台（７）とからなってい
る。この往　　・複合（力上面は、第１の載置部（７ａ
）と第２の載置部（７ｂ）とに分割されている。そして
、矢印（６ｂ）方向に移動したシャトルテーブル（１）
の第２の載置部（７ｂ）に隣接して、洗浄装置（８）が
設置されている。

この洗浄装置（８）は、第２図に示すように、相対向す
る両側に開閉自在な扉（９）を有する防護室（１０）と
、この防護室（１０）の天井に取付けられた支持体（１
１）により支持され洗浄液を噴射する複数のノズ／Ｉ／
（１２）・・・と、加工物（３）をクランプしているノ
くレット（４）を挟持・固定するパレット保持体（１３
）と、このノくレット保持体（１３）をチェーン（１４
）を介して回転させる回転駆動機構（１５）と、ノズル
（１２）・・・に洗浄液を供給する洗浄液供給機構とか
らなっている。また、洗浄装置（８）には、シャトルテ
ーブル（１）からパレット（４）を搬入するとともに、
洗浄処理が完了したパレット（４）を洗浄装置の搬出側
に隣接して設けられた載置台（１６）に搬出する図示せ
ぬ振出人機構が設けられている。さらに、矢印（６ｂ）
方向に移動したシャトルテーブル（１）の第１の載置部
（７ａ）に隣接して載置台（１７）が設けられている。

この載置台（１７）のシャトルテーブル（１）とは反対
側にはコンベア（１８）が設けられパレット（４）を矢
印（１９）方向に搬送するようになっている。このコン
ベア（１８）の載置台（１７）とは反対側には段取テー
ブル（２０）が設けられている。この段取テーブル（２
０）は、第３図のように、パレット（４）上に加工物（
３）をクランプするためのものである。すなわち、パレ
ット（４）は、ＮＣプレート（２１）と、このＮＣプレ
ート（２１）上にピン（２２）によシ嵌合・位置決めさ
れる治具ベース（２３）とからなっている。この治具ベ
ース（２３）には、流体管路、切換弁、内部シリンダが
埋設されている。そして、上記内部シリンダには、加工
物（３）を直接クランプするクランプ装置（２４）が着
脱自在に係合するようになっている。そして、治具ベー
ス（２３）の側面には、上記切換弁を操作するための空
気を供給する空気圧用カプラ（２５）及び上記円部シリ
ンダを操作するための油を供給するだめの油圧用カプラ
（２６）が設けられている。そして、図示せぬが、段取
テーブル（２０）に訛接して、空気圧用カプラ（２５）
に適時に空気を供給する空気供給機構及び、油圧用カプ
ラ（２６）に適時に油を供給する油供給機構が設置され
ている。また、段取テーブル（２０）の側方には、治具
テーブル（２７）が設置されている。この治具テーブル
（２７）上には、段取作業に必要なりランプ装置（２４
）・・・及びピン（２８）・・・が所屍位饋に載置され
ている。さらに、治具テーブル（２７）と段取りテーブ
ル（２０）との間には、段取ロボッ）　（２９）が設置
され、治具テーブル（２７）上のクランプ装置（２４）
及びピン（２８）をパレット（４）の所定位＆に嵌合す
るように設定されている。また、段取テーブル（２０）
の載置台（１７）と反対側には、芯出テーブル（３０）
が設けられている。この芯出テーブル（３０）は、第４
図に示すように、加工物（３）を載置するとともに、互
に直交するＸ、Ｙ方向に進退自在及びθ方向に回転自在
なＸ−Ｙ−θテーブル（３１）と、とのｘ−ｙ−θテー
ブル（３１）を支持する基台（３２）と、加工物（３）
のＸ方向の変位量を検出する第１の位置検出部（３３）
と、同じくＹ方向の変位量を検出する第２の位置検出部
（３４）とからなっている。上記第１の位置検出部（３
３）は、２個の位置検出器（３３ａ）、　（３３ｂ）を
有している。他方、第２の位置検出部（３４）は、１個
の位置検出器（３４ａ）を壱している。しかして、段取
テーブル（２０）と芯出テーブル（３０）とは、段取調
整部（３５）を構成している。さらに、芯出テーブル（
３０）の段取テーブル（２０）とは反対側には、コンベ
ア（３６）が設けられ、隣接している自動倉庫（３７）
に対して所要の加工物（３）及びパレット（４）の“搬
出入を行うようになっている。さらに、自動倉庫（３７
）からシャトルテーブル（１）に向って２本の軌条（３
８ａ）、　（３８ｂ）が主柱（３９）・・・により架設
されている。これら軌条（３８ａ）、　（３８ｂ）　（
Ｄ幅は、洗浄装置（８）から治具テーブル（２７）まで
の長さ以上に設定されている。さらに、軌条（３８ａ）
、　（３８ｂ）には、搬送ロボット（４０）が載架され
ている。この搬送口ボッ）　（４０）は、軌条（３８ａ
）。

（３８ｂ）に沿って移動する基体部（４１）と、この基
体部（４１）Ｋ取着され矢印（４２）方向つまシ軌条（
３８ａ）。

（３８ｂ）に直角方向に移動する腕部（４３）と、この
腕部（４３）の先端に取付けられ加工物（３）又はパレ
、２）（４）を把持する平部（４４）とからなっている
。しかして、シャトルテープ／Ｌ／（１）、コンベア（
１８）、　（３６）及び搬送口ボッ）　（４０）は、搬
送機構（４５）を構成している。かくて、洗浄装置（８
）１段取ロポッ）（２９）、段取調整部（３５）及び搬
送機構（４５）は、第５図に示すけ、中央処理装置（４
８）に接続されていて情報の授受を行えるようになって
いる。この中央処理装置（４８）は、自動工作機械（４
９）・・・を集中制御する制御処理装置（５０）に接続
されている。この制御処理装置（５０）は、上記制御処
理装置（４５）と同様、対話形制御機能を有し、自動工
作機械（４９）・・・の作業工程情報及び工具管理情報
を記憶している。また、中央処理装置（４８）は、自動
倉庫（３７）の制御、管理も行うようになっている。し
かして、中央処理装置（４８）は、無人搬送車（２）、
自動工作機械（４９）・・・、自動段取システム（４７
）及び自動倉庫を総括的に制御して、生産加工を一貫制
御するようになっている。

つぎに、本実施例の自動段取システムの作動について述
べる。

まず、中央処理装置（４８）からの制御信号により、自
動倉庫（３７）からは、所要のＮＣプレー）　（２１）
が取シ出され、コンベア（３６）によシ搬送機構（４５
）である搬送口ボッ）　（４０）による把持予定位置ま
で搬送される。つぎに、制御処理装置（４６）からの制
御信号によシ搬送ロボッ）　（４０）の基体（４１）及
び腕部（８）を駆動して、宇部（４４）を上記把持予定
位置に位置決めする。それからＮＣプレー）　（２１）
を宇部（４４）によシ把持し、芯出テーブル（３０）上
まで移載する。

このとき、コンベア（３６）上における位置決め誤差又
は自動倉庫（３７）内における位置決め誤差に基因して
、芯出しテーブル（３０）上のＮＣプレート（２１）は
位置ずれを生じている。そこで、位置検出器（３３ａ）
。

（３３ｂ）、　（３４ａ）をＮＣプレート（２１）ノ側
面に当接し、得られた３個の位置検出信号を制御処理装
置（４６）に出力する。この制御処理装置（４６）にて
は、入力した３個の位置検出信号に基づき、Ｘ、Ｙ方向
及びθ方向の位置ずれを演算し、この位置ずれを解消さ
せるための駆動制御信号をＸ−Ｙ−θテーブル（３１）
に出力し、ＮＣプレー１−　（２１）を所定位置に位置
決め、すなわち芯出しする。つぎに、位置ずれが解消さ
れたＮＣプレー）　（２１）を搬送口ボッ）　（４０）
によシ段取テーブル（２０）上に移載する。このＮＣ７
’レ−）　（２１）の底面には、位置決め用の盲孔が形
成されていて、この盲孔に段取テーブル（２０）に出入
自在に設けられている位置決めビンを嵌入させることに
より位置決めを行う。しかして、ＮＣプレート（２１）
と同様にして、自動倉庫（３７）よシ治共ベース（２３
）を取出し、ＮＣプレート（２１）上にピン（２２）・
・・を利用して位置決めするとともに電磁的に両者を吸
着・結合する。つぎに、制御処理装置（４６）からの制
御信号に基づき、段取ロボッ）　（２９）は、治具テー
ブル（２７）から所要のピン（２８）・・・及びクラン
プ装置（２４）をその平部（２９ａ）により把持して、
治具ベース（２３）上の所定位置に嵌合・位置決めする
。それから、再び未加工状態の加工物（３）を自動倉庫
（３７）から取出し、ＮＣプレー）　（２１）及び治具
ベース（２３）と同様にして、治具ベース（２３）上の
所定位置に移載する。つぎに、制御処理装置（４６）か
らの制御信号に基づき、空気圧用カプラ（２５）に空気
供給機構のプラグを嵌合して空気を供給するとともに、
油供給機構のプラグを油圧用カプラ（２６）に嵌合して
油を油圧管路に供給する。すると、切換弁が作動し、こ
れにともない油圧によシ内部シリンダが下降してクラン
プ装置（２４）の当接板（２４）が９０度正転しながら
下降して、加工物（３）を押圧し、加工物（３）は治具
ベース（２３）に固定される。かくて、加工物（３）が
クランプされたパレット（４）は、コンベア（１８）又
は搬送ロボ゛ツ）　（４０）によυ載置台（１７）上に
移載され、一時待機する。つぎに、制御処理装置（４６
）にて、シャトルテーブル（１）の往復台（力が矢印（
６ｂ）方向に移動していることを確認すると、加工物（
３）は搬送ロボット（４０）によシシャトルテーブル（
１）の第１の載置部（７ａ）に移載される。ついで、第
１の載置部（７りからシャトルテーブル（１）に横付け
されている無人搬送車（２）にパレット（４）を移載す
る。このシャトルテーブル（１）から無人搬送車（２）
へのパレット（４）の移載は、両者の上面に設けられて
いるローラなどの図示せぬ振出人機構によシ行う。かく
て、パレット（４）は、第５図に示すように、無人搬送
車（２）によシ自動工作機械（４９）・・・に搬送され
る。

一方、制御処理装置（４６）からは、当該パレット（４
）に関する段取情報が中央処理装置（４８）に転送され
る。しかして、中央処理装置（４８）からは、あらかじ
め設定されているプログラム及び上記段取情報に基づい
て制御処理装置（５０）に必要な制御信号が出力される
。そして、この制御装置（５０）の指令によシバレット
（４）にクランプされた加工物（３）は、工程Ｊ−に必
要な加工を受ける。かくて、自動工作機械（４９）・・
・を−巡した加工終了後の加工物（３）をクランプして
いるパレット（４）は、再び無人搬送車（２）によシシ
ャトルテーブル（１）まで搬送される。しかして、制御
処理装置（４６）　Ｋては、往復台（７）が矢印（６ａ
）方向に移動していることを確認すると、前記振出人機
構によシバレット（４）を無人搬送車（２）から第２の
載置部（７ｂ）に移載する。つぎに、往復台（力を矢印
（６ｂ）方向に移動させ、洗浄装置（８）Ｋ添設されて
いる図示せぬ振出人機構により、パレット（４）をパレ
ット保持体（１３）に移送するとともに、このパレット
（４）を挾持−固定する。ついで、制御処理装置（４６
）からの制御信号によシ、回転駆動機構（１５）を起動
してパレット保持体（１３）を回転させるとともに、ノ
ズル（１２）・・・から洗浄液を噴射させる。すると、
加工物（３）に付着している切屑、ごみ、切削油等は、
３６０腋回転と洗浄液噴射による衝撃にょシ、洗い流さ
れる。洗浄完了後、振出人機構にょシ洗浄装置（８）か
らパレット（４）を載置台（１６）上に移載する。つぎ
に、このパレット（４）を段取テーブル（２０）上に移
載する。それから、制御処理装置（４６）からの制御信
号に基づき、空気圧用カブｔ　（２５）に空気供給機構
のプラグを嵌合して、空気圧を付与して切換弁を作動さ
せるとともに、油圧用カプラ（２６）　Ｋ油供給機構の
プラグを嵌・合させ油圧管路内の油圧を減圧させる。す
ると、内部シリンダが上昇して、当接板（２４）は９０
度逆転しながら上昇し、加工、洗浄後の加工物（３）か
ら離間する。つぎに、制御処理装置（４６）の指令によ
り、この加工物（３）は、搬送口ボッ）　（４０）にょ
シコンベア（３６）上に移載される。そうして、コンベ
ア（３６）にょシ自動倉庫（３７）の所定位置まで搬送
される。かくて、新たに加工する加工物（３）が前と同
一品種のものであれば、パレット（４）、クランプ装置
（２４）　、ピン（ｎ）・・・は、交換する必要がない
ので、前述したと同様にして未加工状態の加工物（３）
を自動倉庫（３７）から取出して治具ベース（２３）上
に移載し、クランプ装置（２４）によシフ２ンブする。

このとき、パレット（４）は洗浄されているので、加工
物（３）と治具ベース（２３）との間に切屑などが介在
することがなく、段取作業を確実に行うことができる。

とくに、パレット（４）は元のままで、新たに加工する
加工物（３）が前の加工物（３）よυ大きい場合に顕著
な効果を奏する。一方、新たに加工する加工物（３）が
前の品種とは異なり、寸法・形状等が異なることによシ
、パンツ）　＋４）　。

クランプ装置（２４）　、ビン（２２）・・・も全く別
のものと交換せねば々らない場合は、前述したと同様に
して段取作業を行う。このときも、クランプ装置（２４
）。

ビン（２２）・・・は、すべて洗浄処理された後、治具
テーブル（２７）に保持されているので、切屑が介在す
ることによる種々の弊害が生じることはない。かくて、
新たに未加工状態の加工物（３）がクランプされたパレ
ット（４）は、再び無人搬送車（２）によシ自動工作様
械（４９）・・・まで搬送し所定の加工を行う。このよ
うに、本実施例の自動段取システムは、芯出装置（３０
）を設けたことにより、段取テーブル（２０）における
位置決め精度が向上する。さらに、加工終了後の加工物
（３）がクランプされたパレット（４）を洗浄処理する
ようにしているので、次の段取作業において切屑、ごみ
等が、例えば新たに加工される加工物（３）とパレット
（４）との間に介在することによυ、クランプが不完全
となって、作業安全上危険な状態を誘起したシ、加工精
襄低下を惹起したりすることがなくなシ、自動段取作業
の信頼性及び作業能率がひだぶる高くなる。

なお、上記実施例において、段取調整部（３５）は芯出
テーブル（３０）を有しているが、搬送ロボット（４０
）のフレキシビリテ４　（Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　；
柔軟性）が高く、被把持物の位置ずれを搬送口ボッ）　
（４０）側で吸収できる場合はとくに設置する必要はな
い。

さらに、パレット（４）は加工物（３）を油圧によりク
ランプすることに限らず、例えばねじ機構などにより機
械的にクランプする方式でもよい。さらにまた、段取テ
ーブル（２０）上面にエア・ベアリングを形成させるこ
とにより、段取作業におけるフレキシビリティを付与さ
せてもよい。また、段取テーブル（２０）はインデック
ス機能を具備するものであってもよい。さらに、必要な
治具類が載置されている治具テーブル（２７）一式を適
宜自動倉庫（３７）　Ｋ対して搬送ロボット（４０）に
よシ搬出人させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の自動段取システムは、一連の自
動工作機群にて加工される加工物をパレットにクランプ
する段取作業を、制御処理装置からの指命に基づいて、
段取調整部にて段取ロボットと搬送機構とにより行うと
ともに、加工終了後の切屑、ごみ油等が付着している加
工物をパレットにクランプされている状態で洗浄処理す
るようにしたものである。したがって、多品種中少量生
産ラインにおいても、段取作業を高能率かつ高度の信頼
性及び汎用性をもって行うことができるとともに、工作
機械の稼動率向上に寄与することができる。ことに、従
来、人手に依存しがちであった切屑除去作業を自動化し
たことによシ、段取作業の信頼性及び能率を一層向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自動段取システムの全体を
示す斜視図、第２図は洗浄装置の要部断面図、第３図は
パレットにクランプされた加工物の正面図、第４図は芯
出テーブルの平面図、第５図は自動段取システムとこれ
に関連する生産システムの電気回路系統図である。 （３）：加工物、　　　　　　（４）　：パレット。 （８）：洗浄装置、　　　　　（２０）　：段取テーブ
ル。 （２４）　：クランプ装置（治具）、（２８）：ピン（
治具）。 （３５）　：段取調整部、　　　　　（４０）　：搬送
ロボット。 （４５）　：搬送機構。 代理人　弁理士　　則　近　憩　佑 （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械に取付けられるパレットに加工物を段取
   シする自動段取システムにおいて、上記加工物及び上記
   パレットの搬送及び位置決めを行う搬送機構と、上記パ
   レットに固定された加工終了後の加工物を洗浄する洗浄
   装置と、加工前の上記加工物を上記パレットに取付は固
   定するとともに上記洗浄装置にて洗浄された加工物を上
   記パレットから取シはずす段取調整部と、上記加工物の
   上記パレットへの段取シに必要な治具を保持する治具テ
   ーブルと、上記段取調整部及び上記治具テーブル間で上
   記治具の移載を行う段取ロボットと、上記搬送機構、上
   記洗浄装置、上記段取調整部、上記段取ロボットを制御
   し段取作業を集中管理する制御処理装置とを具備するこ
   とを特徴とする自動段取システム。
2. （２）段取調整部は加工物及びパレットの芯出しを行う
   芯出テーブルと上記加工物の上記パレットに