JPS637491Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、多数の工作機械群およびこれらの工
作機械群にワークを取付けたパレツトを送り込む
搬送手段に接続されているワーク段取手段を含む
加工装置に係り、特にワークの段取りに好適な加
工装置を提供することにある。

〔従来の技術〕

近年、工作機械の自動化に伴い、この工作機械
と加工ワークとの流れの管理を強化する傾向があ
る。その一例として、例えば英国特許第1202361
号明細書に記載されているように、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
を例えばコンベアなどの搬送手段によつて連結
し、工作機械および搬送手段を集中管理制御する
方式が採用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この管理制御方法においては、搬送手段へのワ
ークの供給は、工作機械に取付可能なパレツト上
にワークをセツトし、このワークをセツトしたパ
レツトを搬送手段に送り込むことによつて行なわ
れている。このパレツトにワークをセツトする段
取作業は、パレツトに対するワークの３次元位置
決めすなわち水平出し、水平出しおよび芯出しな
どの位置決めおよびパレツトへのワークのクラン
プなどの種々の精密な作業を行なう必要がある。
従来、このワーク段取作業は人手によつて行なわ
れている。このためワークが重量物である場合に
は前述した高精度を要求されるワーク段取作業は
工作機の稼動率を著しく低下させている。さらに
作業者は重労働を強いられるなどの欠点があつ
た。

本考案の目的は、ワークの段取りを精度よくか
つ短時間で行える加工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〕

上記目的は、工作機械群と、この工作機械群に
ワークの積載されたパレツトを搬送する搬送手段
と、ワークをパレツトに段取りするワーク段取手
段と、ワークをハンドリングするハンドリング手
段と、ワークを前後工程へ搬出入する手段と、そ
れらの各手段を制御する制御手段とを含む加工装
置において、前記制御手段は前記各手段を対話制
御する制御処理装置とその制御処理装置の上位に
位置し情報授受を行う中央処理装置からなり、前
記ワーク段取手段は前記制御処置装置を介して入
力指令により測定子を移動してワークの所定の位
置と寸法を直交座標系で測定する測定装置と、そ
の測定装置からの情報と前記制御処理装置に記憶
されているワークの段取り情報に基づいてワーク
の位置、姿勢決め及び固定を行う前記パレツトを
基準位置に位置決めするパレツト位置決め装置及
びこのパレツト位置決め装置外に設けられパレツ
ト上の治具を駆動する駆動装置とを備え、前記ハ
ンドリング手段は、前記ワークに対応する予め定
められた種類の複数のハンドと、前記制御処理装
置を介して入力指令によりハンドの自動交換を可
能とする自動ハンド交換具を備えたことによつて
達成される。

〔作用〕

ワークの位置決めは、ワークの位置の計測信号
に基づいて治具を駆動する制御を行つているた
め、より高精度のワークの位置決めが可能であ
る。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図面について説明する。

第１図は本考案の加工装置の構成を示すもの
で、図においてM₁〜M₄は数値制御装置によつて
制御される工作機械、１は工作機械群M₁〜M₄に
ワーク２を供給する搬送手段で、例えばコンベア
等によつて構成される。ワーク２はパレツト３に
固定され、パレツト３を介して搬送手段１上に移
送される。工作機械M₁〜M₄は工作機械群のため
の制御処理装置４によつて制御される。この制御
処理装置４は工作機械群の作業工程情報および工
具管理情報等を記憶している。この制御処理装置
４はこの制御処理装置４によつて制御される工作
機械群M₁〜M₄とその操作者とが互いに得意とす
る機能を分担して、情報の授受を行ないながら作
業を処理する所謂対話形制御機能を有している。
制御処理装置４はこの上位に位置して工作機械群
M₁〜M₂および後述するワーク段取手段５を総括
的に制御する中央処理装置６に連絡している。

ワーク段取手段５はワーク２をパレツト３に高
精度に固定し、搬送手段１に移送させる一連の作
業、再加工のためのワーク２の再固定作業などの
段取作業および加工後のワークの計測を行なうも
のである。このワーク段取手段５はその制御処理
装置７によつて制御される。この制御処理装置７
は前述した工作機械群M₁〜M₄の制御処理装置４
と同様に対話形制御機能を有しているとともに、
ワーク段取作業手順等を記憶し、さらに制御処理
装置４および中央処理装置６との間で情報の授受
が行えるように連絡されている。ワーク段取手段
５にはその段取作業の効率を高めるために、前述
した搬送手段１、専用治具搬送手段８、ワーク搬
送手段９およびパレツト搬送手段１０が配置され
ている。

前述したワーク段取手段５の詳細な構成を第２
図および第３図について説明する。これらの図に
おいて第１図と同符号のものは同一部分である。
搬送手段１はワーク２をセツテイングしたパレツ
ト３を工作機械群M₁〜M₄に移送する。専用治具
搬送手段８はワーク２のセツテイング時に必要な
専用治具１１を搬入する。ワーク搬送手段９は加
工すべきワーク２を搬入する。パレツト搬送手段
１０はパレツト３を搬入する。これらの搬送手段
は並列に配置されている。パレツト搬送手段９の
近傍にはワークセツテイング手段１２が設置され
ている。このワークセツテイング手段１２の近傍
には後述するハンドリング装置１３の交換用ハン
ド１３ａおよび交換用汎用治具１４の保管部が配
置されている。

前述したワークセツテイング手段１２はパレツ
ト３が載置される回転式の段取テーブル１５と、
その周囲に設けられ、かつ位置決め治具、クラン
プなどを駆動する駆動部１６と、パレツト３への
ワーク２の位置決め制御に関与する計測装置１７
とを備えている。計測装置１７は駆動部１６とサ
ーボループ制御回路を構成しており、パレツト３
上のワーク２の位置を３次元計測し、この計測信
号をワーク２の水平出し、平行出し、芯出しなど
の位置決め制御用信号として制御処理装置７を経
て駆動部１６に加える。駆動部１６は位置決め制
御用信号によりパレツト３に取付けられる治具を
駆動してワーク２の水平出し、平行出しおよび芯
出し制御を行なう。また駆動部１６はワーク２の
位置決め後、クランプを駆動してワーク２をパレ
ツト３に固定する。

ハンドリング装置１３は前述した搬送手段１，
８〜１０、ワークセツテイング手段１２および交
換用ハンド１３、交換用汎用治具１４の保管部を
跨がる架台１８上に設置されている。このハンド
リング装置１３は多種少量のワーク２、パレツト
３などをハンドリングできるようにするため、ハ
ンド部が反転可能であるとともにハンド部を交換
することができる。このハンドリング装置１３は
そのハンド部を水平面２方向と垂直方向との３方
向に移動させることができる。ハンドリング装置
１３は中央処理装置６からの情報および制御処理
装置７の操作者の判断情報により移動制御され
る。

第４図はワークセツテイング手段１２でのワー
ク２の位置決め構成の一例の詳細を示すもので、
この図において第１図〜第３図と同符号のものは
同一部分である。段取テーブル１５上に載置され
たパレツト３は例えばねじ駆動により上下動する
水平出し用プランジヤ１８およびねじ駆動により
水平動する芯出し用プランジヤ１９を備えてい
る。これらのプランジヤ１８，１９は駆動部１６
によつて作動される。この駆動部１６は計測装置
１７を構成する水平方向計測器１７ａ、芯出し計
測器１７ｂによるワーク２の計測信号にもとづい
て制御される。

第５図はワークセツテイング手段１２でのワー
ク２のクランプ機構の一例の詳細を示す。図にお
いてクランプ用の治具２０はパレツト３のチヤツ
ク溝３ａに取付けられる。この治具２０はその本
体２０ａにワーク２を上方からクランプするクラ
ンプ爪２０ｂを備えている。このクランプ爪２０
ｂはねじ機構２０ｅによつて揺動される。また治
具２０の本体２０ａにはねじ機構によりワーク２
を側方からクランプするためのクランプロツド２
０ｄが設けられている。このクランプロツド２０
ｄおよびクランプ爪２０ｂはワーク２の形式に応
じて適宜使い分けられ、駆動部１６によつて制御
される。このクランプ機構はクランプ爪２０ｂ、
クランプロツド２０ｄによるクランプ力を制御し
得るようになつている。このクランプ力の確認は
クランプ爪２０ｂ、クランプロツド２０ｄの締付
トルクの検出によつて行なわれる。またこのクラ
ンプ機構はワーク２のクランプ時にもクランプ爪
２０ｂ、クランプロツド２０ｄは計測装置の計測
信号にもとづいて、前述した位置決め機構による
ワーク２の位置決めに加えてさらにワーク２の精
密な位置決め動作も行う。

パレツト３は前述したように位置決め機構を備
えているとともにクランプ機構を取付けることが
可能である。そしてクランプ機構によりワーク２
をパレツト３上に十分固定することができるが、
第６図に示すようにクランプ機構を補助するため
にチヤツク２１を備えたものを使用することも可
能である。この場合、チヤツク２１は駆動部１６
によつて作動される。またパレツト３は工作機械
群M₁〜M₄への移送およびワーク２の種類の判別
を行うための識別符号２２を備えている。

次に前述した本考案の実施例の動作を説明す
る。

まずワーク段取手段５内の制御処理装置７は中
央処理装置６から段取のための情報を入手し、こ
の情報により詳細な段取手順を決定する。制御処
理装置７はその内部のメモリに予め蓄積した標準
段取手段と操作者の判断情報とにより、段取条件
を高速かつ高性能で決定することができる。

このように制御処理装置７において詳細な段取
手順が決定されると、この段取手順に従つてワー
ク２の段取が行なわれるが、まず最初にハンドリ
ング装置１３はパレツト搬送手段１０上の所望の
パレツト３を掴み、このパレツト３をワークセツ
テイング手段１２の段取テーブル１５上に載置す
る。次にハンドリング装置１３によりパレツト３
に専用治具１１もしくは汎用治具１４を取付け、
またワーク２の姿勢を整えてパレツト３にワーク
２を載置する。

パレツト３上に治具１１，１４およびワーク２
が取付けられると、ワーク２の位置決めが行なわ
れる。この位置決め作業はワーク２の水平出し、
平行出しおよび芯出しなどの高精度を要求される
作業である。この例ではワーク２の水平出しおよ
び芯出しについて述べる。ワーク２の水平出し作
業は、段取テーブル１５によつてワーク２を回転
させながら、このワーク２の上面に水平方向計測
器１７ａを接触させて、ワーク２の上面の水平量
を測定する。この水平量は制御処理装置７に加え
られる。このため制御処理装置７は予め設定され
たワーク２の上面の水平値と計測した水平量値と
を比較し水平変動量を演算する。そしてこの水平
変動量値は駆動部１６に転送される。これにより
駆動部１６は水平出し用プランジヤ１８を作動さ
せてワーク２の上面の水平度を制御する。またワ
ーク２の芯出し作業は前述と同じにワーク２を回
転させるとともに芯出し用計測器１７ｂによりワ
ーク２の芯ずれを検出し、駆動部１６によつて芯
出し用プランジヤ１９を作動させることによつて
行なわれる。この位置決め作業により、ワーク２
はパレツト３上に精度良く位置決めされる。

このようにワーク２の位置決めが終了すると、
ワーク２は第５図に示すようにクランプ機構を備
える治具によつてパレツト３上に固定される。ク
ランプ機構の作動は駆動部１６によるクランプ爪
２０ｂあるいはクランプロツド２０ｄの作動によ
つて行なわれる。このクランプ動作時、クランプ
機構はクランプ力を制御しながらワーク２をパレ
ツト３に固定するとともに、計測装置１７により
ワーク２の位置ずれを再度確認しながらワーク２
の位置決め制御を行なう。

ワーク２のパレツト３への固定が終了すると、
制御処理装置７は前述した計測装置１７によつて
計測したワーク２の据付精度の情報を蓄積する。
その後、ハンドリング装置１３はワーク２を固定
したパレツト３を掴み、これを工作機械群M₁〜
M₄に連絡する搬送手段１に送り出す。これより
ワーク２はパレツト３を介して搬送手段１により
工作機械群M₁〜M₄に搬送される。一方、制御処
理装置７は蓄積しておいたワーク２の据付精度な
どの段取情報を、工作機械群M₁〜M₄の制御処理
装置４に転送する。制御処理装置４はこの情報に
もとづいて加工条件の修正等を行う。

上述の手順によりワーク２の段取りの一工程を
終了する。この工程における種々の制御すなわち
計測装置１７の制御、ハンドリング装置１３の運
動制御、ハンドリング装置１３のハンド部の選択
交換制御、治具１１，１４の選択制御、ワーク２
の位置決めクランプの制御、段取テーブル１５の
回転制御等および工作機械群M₁〜M₄の制御処理
装置４、中央処理装置６との情報交換は、制御処
理装置７によつて行なわれる。これによりワーク
段取手段５の制御全体が統轄される。

上述のワーク段取工程は標準的な流れとして説
明したが、ハンドリング装置１３はワーク２およ
びパレツト３の形状に合せて、ハンド部を変換す
ることができる。またワーク段取手段５は工作機
械群M₁〜M₄を一巡した加工終了後のワーク２を
パレツト３から解緊し、これらの部品を搬出移送
させたり、再加工のために、ワーク２を反転し、
パレツト３に再度セツテイングする等の作業も行
なうことができる。さらにワーク段取手段５にお
いては工作機械群M₁〜M₄を一巡して加工された
パレツト３上のワーク２の加工終了寸法を計測装
置１７によつて計測し、この計測値を加工プログ
ラムの修正情報として制御処理装置７を介して工
作機械群M₁〜M₄の制御処理装置４に転送する所
謂ポストプロセス計測を行なうことができる。ま
たワーク段取手段５におけるハンドリング装置１
３によつて特殊なワーク２をハンドリングする場
合には、操作者の判断情報を制御処理装置７に投
入することによつて可能である。さらにハンドリ
ング装置１３によつて治具を選択する場合には学
習動作によつて制御処理装置７に蓄積した位置情
報にもとづいて選択が行なわれる。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案は工作機械群のラ
インに、ワークを段取りし得るワーク段取手段を
配備し、このワーク段取手段を工作機械群の制御
処理装置と関連をもつて制御し得るようにしたの
で、従来にくらべてワーク段取作業時間が短縮さ
れ、工作機械群の実稼動時間を向上させることが
できる。この結果、加工システムの生産性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
加工装置の全体構成を示す平面図、第２図はワー
ク段取手段を拡大して示す平面図、第３図はワー
ク段取手段のワークセツテイング手段部分を拡大
して示す斜視図、第４図はワーク段取手段におけ
るワーク位置決め機構の一例を示す図、第５図は
ワーク段取手段におけるワークのクランプ機構を
示す図、第６図はパレツトの一例を示す斜視図で
ある。 M₁〜M₄……工作機械、１……搬送手段、２…
…ワーク、３……パレツト、４……工作機械群の
制御処理装置、５……ワーク段取手段、６……中
央処理装置、７……ワーク段取手段の制御処理装
置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械群と、この工作機械群にワークの積載
   されたパレツトを搬送する搬送手段と、ワークを
   パレツトに段取りするワーク段取手段と、ワーク
   をハンドリングするハンドリング手段と、ワーク
   を前後工程へ搬出入する手段と、それらの各手段
   を制御する制御手段とを含む加工装置において、
   前記制御手段は前記各手段を対話制御する制御処
   理装置とその制御処理装置の上位に位置し情報授
   受を行う中央処理装置からなり、前記ワーク段取
   手段は前記制御処置装置を介して入力指令により
   測定子を移動してワークの所定の位置と寸法を直
   交座標系で測定する測定装置と、その測定装置か
   らの情報と前記制御処理装置に記憶されているワ
   ークの段取り情報に基づいてワークの位置、姿勢
   決め及び固定を行う前記パレツトを基準位置に位
   置決めするパレツト位置決め装置及びこのパレツ
   ト位置決め装置外に設けられパレツト上の治具を
   駆動する駆動装置とを備え、前記ハンドリング手
   段は、前記ワークに対応する予め定められた種類
   の複数のハンドと、前記制御処理装置を介して入
   力指令によりハンドの自動交換を可能とする自動
   ハンド交換具を備えたことを特徴とする加工装
   置。