JPWO2016075767A1 - オートローダ - Google Patents

Abstract

ベース(２)に搭載された加工機械(５)に対してワークの受渡しを行うオートローダ(１０)であって、そのオートローダ(１０)は、ワークを取り扱うためのロボット(１１)と、ロボットを搭載して移動する走行台(１６)と、走行台の移動を案内するレール部材とを有し、レール部材は、ベース(２)に固定され、加工機械(５)とのワーク受渡し位置にロボット(１１)を案内するための標準レール部材(１８)と、標準レール部材に着脱可能であり、加工機械(５)とのワーク受渡し位置から外れた位置にロボット(１１)を案内するための延長レール部材(１９)とで構成されている。

Description

本発明は、ベースに搭載された加工機械に対してワークの受渡しを行うオートローダに関する。

工作機械などの加工機械は、加工部へとワークを送り込むため、その加工部との間でワークの受渡しや搬送を行うためのオートローダが設けられていることがある。オートローダは、ワークの受渡しを実際に行うロボットと、そのロボットを所定の位置に移動させる走行装置とが設けられている。そして、加工部が複数ある場合にはオートローダによって各々の加工部へとワークが搬送され、また、ワークストッカに対しては、オートローダによってワークの搬入や搬出が行われる。一方、下記特許文献１は、オートローダを設けることなく主軸台自体がワークストッカへ移動する工作機械が開示されている。この工作機械は、延長レールが機械本体に固定され、主軸台が延長レールの位置まで移動してワークストッカからワークを掴みとることができる。そして、主軸台に把持されたワークが加工部へと搬入され、加工が行われた後、再びワークストッカへと戻される。

特開平１０−１３８００２号公報

加工機械では、ワークを搬送するためにオートローダが搭載され、また、主軸台自体が移動するなどの構成がとられている。しかしながら、その移動範囲はロボットや主軸台が加工部に対してワークの受渡しを行う範囲に限られていた。そのため、前部にオートローダが配置された加工機械においては、ロボットと加工部との位置が重なってしまってしまい、メンテナンス作業などの妨げになってしまう。つまり、作業者が加工機械の前方で作業を行う場合、その前方部分に位置するロボットが邪魔になってしまう。一方、オートローダが存在しない特許文献１の加工機械には同様の課題が生じるわけではないが、一加工部ごとに主軸台が走行する構成では、走行台や駆動機構を堅牢な構成にしなければならず、また大型化してしまうなどの別の課題が生じることとなる。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、前方部分での作業の妨げにならないオートローダを提供することを目的とする。

本発明の一態様におけるオートローダは、ベースに搭載された加工機械に対してワークの受渡しを行うものであって、ワークを取り扱うためのロボットと、前記ロボットを搭載して移動する走行台と、前記走行台の移動を案内するレール部材とを有し、前記レール部材は、前記ベースに固定され、前記加工機械とのワーク受渡し位置に前記ロボットを案内するための標準レール部材と、前記標準レール部材に着脱可能であり、前記加工機械とのワーク受渡し位置から外れた位置に前記ロボットを案内するための延長レール部材とで構成されている。

本発明によれば、ベースに固定された標準レール部材に延長レール部材を連結することにより、ロボットが加工機械とのワーク受渡し位置から外れた位置に移動するため、加工機械の前方に作業スペースができ、オートローダが加工機械に対する作業の妨げにならないようなる。

一実施形態のオートローダを搭載した工作機械を示した斜視図である。 一実施形態のオートローダを搭載した工作機械を示した斜視図である。 オートローダの一実施形態を示した斜視図である。 レール部材を装着した２台のベースを示した斜視図である。 標準レール部材と延長レール部材とを示した正面図である。 オートローダの一実施形態を示した正面図である。 延長レール部材をワークの搬出に適用した工作機械を示した斜視図である。

次に、本発明に係るオートローダの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１及び図２は、本実施形態のオートローダを搭載した工作機械を示した斜視図である。特に図１は加工状態が示され、図２は非加工状態が示されている。工作機械５は、全体が外装カバー３によって覆われており、その内部には加工部が設けられている。外装カバー３の前面部には前カバー４が設けられ、その中にオートローダ１０が配置されている。前カバー４は上方への開放が可能な構成であり、外装カバー３内の加工部のメンテナンス作業などを行う際には開けられるようになっている。そして、前カバー４の上部には、作業者の目線の高さに合わせて操作パネル６が取り付けられている。

工作機械５は、ベース２の上を移動できるように可動ベッド５０１の上に搭載されている。ベース２は、図４に示すように、一台に４本のレール２０１が前後方向に設けられている。つまり一台のベース２には、幅の狭い工作機械であれば２台を搭載することが可能である。工作機械５は、外側に位置する２本のレール２０１幅に合わせて車輪の搭載が可能な可動ベッド５０１を備えている。そのため、工作機械５は、前後方向に移動が可能能であり、図１に示すワーク加工が可能な加工位置と、前方に移動したメンテナンスなどが可能な非加工位置との移動が可能である。

ところで、本実施形態の工作機械５は、例えばエンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を保持したタレットを備えるタレット旋盤である。そのため、ワークを把持するチャックを備えた主軸台や、工具が取り付けられたタレット装置、そのタレット装置をＺ軸やＸ軸に沿って移動させるＺ軸駆動装置やＸ軸駆動装置、駆動部を制御するための加工制御装置などを備えている。ただし、工作機械は、特に旋盤に限るわけではなく、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、歯切り盤、切削盤等であってもよい。

次に図３は、オートローダ１０を示した斜視図である。特に、ベース２上に搭載されている不図示の工作機械５側にロボットアーム１１が延びた状態が示されている。ところで図２には、ロボットアーム１１が折り畳まれて走行や旋回が可能な状態のオートローダ１０が示されている。そのロボットアーム１１は、架台ブロック１２に搭載されており、上腕部材１１１と前腕部材１１２とが関節機構１１５，１１６を介して多関節構造をなしている。ロボットアーム１１は、その関節機構１１５，１１６の駆動により、上腕部材１１１及び前腕部材１１２が、折り畳まれた状態と伸びて前傾した状態とに変形可能なものである。そして、前腕部材１１２の先端部分にはロボットハンド１３が備えられ、ワークの把持及び解放が可能になっている。

ロボットアーム１１を支持する架台ブロック１２は、旋回テーブル１５を介して走行台１６の上に搭載されている。従って、ロボットアーム１１は、旋回テーブル１５の駆動によって向きを変えることができ、走行台１６の移動によって位置を変えることができるようになっている。その走行台１６は、ベース２に固定されたレール部材１８に対して走行可能に取り付けられている。ここで図４は、ベース２を示した斜視図であり、特にレール部材１８を装着した２台のベース２が示されている。

ベース２には、その前部にレール部材１８が取り付けられて一体的に構成されている。レール部材１８は、ベース２の前部に固定される板状のレール台２１を有し、そのレール台２１に対してラック２２や２本の走行レール２３が上下に並べて固定されている。走行レール２３には、その走行レール２３を掴んだ状態で摺動する走行スライダ２５が上下２個ずつ取り付けられ、この走行スライダ２５に対して走行台１６（図３参照）が固定されている。そして、その走行台１６には、ラック２２に噛合するピニオン２６と、そのピニオン２６に回転を与える走行用モータ２７とが設けられている。従って、走行用モータ２７の駆動によりピニオン２６がラック２２を転動し、走行スライダ２５が走行レール２３を摺動することにより、走行台１６およびロボットアーム１１がベース２の前方部分を左右幅方向に移動することになる。

ところで、前述したように、工作機械５はベース２上を前後方向に移動することが可能である（図２参照）。よって、前方に位置する作業者に対して工作機械５が移動し、その位置でメンテナンスなどの作業が可能である。しかし、本実施形態の場合、オートローダ１０が工作機械５の前方に位置し、特にロボットアーム１１が起立した状態で配置されている。そのため、ベース２の前方へ工作機械５を移動させる際、ロボットアーム１１が移動の妨げになってしまう。そこで本実施形態では、工作機械５の移動を妨げないようにロボットアームを退避させるための構成がとられている。

ところでベース２は、通常、図４に示すようにレール部材１８が前部に装着され、一体的に取り扱われる。図１及び図２にはベース２が１台分しか記載されていないが、本実施形態の工作機械５は、ベース２を幅方向に近接して配置することにより複数の工作機械５を横並びに配置することが可能である。その場合、ベース２同士が互いに極めて近い位置に配置されるため、各ベース２に装着されたレール部材１８同士は直接連結されることとなる。よって、レール部材１８は、ほぼベース２の幅寸法に対応した長さで形成されている。図４に示した２つのレール部材１８は、基準となるもの（図面左側）と、それに連結するためのもの（図面右側）とで多少の構成の違いはあるものの、前述したようにほぼベース２の幅寸法に対応した長さで形成されている。そこで、ベース２と一体的に取り扱われるレール部材１８のことを以降「標準レール部材１８」という。

複数のベース２が幅方向に配置された場合、その上には複数の工作機械５が横並びに配置されたいわゆる機械加工ラインが構成される。そして、この機械加工ラインでは、標準レール部材１８同士が連結されてラック２２や走行レール２３が連続するため、ロボットアーム１１が各工作機械５のワーク受渡し位置を行き来することが可能になる。また、機械加工ラインでは、工作機械５がベース２に対して前後方向に移動可能であるため、工作機械５同士が近接していても、メンテナンス作業などに不具合が生じることはない。その際、ロボットアーム１１は、前方へ移動する工作機械５とは別のベース２の位置へ移動することができる。

しかしながら本実施形態では、図１及び図２に示すように、工作機械５が１台のベース２上に搭載された構成である。こうした構成では、標準レール部材１８がベース２の幅寸法分しかないため、工作機械５のベース２上の移動が制限されてしまうことになる。そこで、前後方向に移動可能な工作機械５の当該機能を阻害しないようにするため、ロボットアーム１１の移動範囲の拡張が可能なオートローダ１０が構成されている。すなわち、図１及び図２に示すように、標準レール部材１８に対して延長レール部材１９を連結することにより、ベース２の幅寸法以上にロボットアーム１１が移動できるようになっている。

ここで図５は、標準レール部材１８と延長レール部材１９とを示した正面図である。また、図６は、延長レール１９を加えたオートローダ１０を示した正面図である。標準レール部材１８は、前述したように、板材であるレール台２１の前面に長手方向に延びたラック２２や２本の走行レール２３が上下に並べて平行に固定されている。そして、ラック２２及び走行レール２３は、レール台２１の長手方向の寸法よりも短く形成されている。すなわち、レール台２１の左右両端にはラック２２や走行レール２３が存在しない取付部２１１，２１２が形成されている。

一方、延長レール部材１９は、同じく板材であるレール台３１の前面に長手方向に延びたラック３２や２本の走行レール３３が上下に並べて平行に固定されている。そして、ラック３２及び走行レール３３は、標準レール部材１８側にレール台３１の一端から突き出した突出部３２１，３３１が形成されている。そして、延長レール部材１９には、レール台３１を支持する脚部３５が設けられ、標準レール部材１８に対して高さが合わせられるようになっている。

延長レール部材１９は、レール台３１の端部が標準レール部材１８のレール台２１の端部に突き当てられ、突出部３２１，３３１が取付部２１２に重ねられてネジ止めされる。また、延長レール部材１９には連結板３６が固定されている。この連結板３６が標準レール部材１９の取付部２１１に重ねられ、固定ボルトによって締結されることによって、より強固にレール台２１，３１が連結される。標準レール部材１８と延長レール部材１９とは、そのラック２２，３２及び走行レール２３，３３が連続し、各々に１本のラックや走行レールになる。

延長レール部材１９は、前述したように工作機械５の前進を妨げないようにする退避場所を確保するためのものである。従って、図６に示すように、前後方向から見て工作機械５の位置と重ならないように、ロボットアーム１１が横に外れていればよい。そのため、延長レール部材１９の寸法（レール台３１の寸法）は、ロボットアーム１１の幅寸法に対応させた長さであればよい。本実施形態では、標準レール部材１８のほぼ半分の長さである。

ところで、標準レール部材１８には、図面左側にも延長レール部材１９の連結を可能にする取付部２１１が設けられている。ロボットアーム１１を退避させるためだけであれば、図６に示すように、延長レール部材１９を連結するのは一方だけで十分である。図面左側に延長レール部材１９を連結する必要はない。しかし、延長レール部材１９によってロボットアーム１１が工作機械５から外れた位置まで移動可能な点は、ワークの搬入・搬出にも有利な効果を発揮する。そこで、ワークの搬入・搬出に利用することも合わせて考慮すれば左右に延長レール部材１９が必要になる。ここで図７は、延長レール部材をワークの搬出に適用した工作機械を示した斜視図である。

延長レール部材１９を連結した場合、ロボットアーム１１は前カバー４から外に出ることができる。そのため、図示するように、工作機械５の横にワークストッカ４０を配置することにより、加工後のワークをその上に配置させることができる。延長レール部材１９には、レール台３１にブラケット３８が設けられており、ワークストッカ４０がブラケット３８に固定されて位置決めされる。

図７には、工作機械５の右側にしか延長レール部材１９やワークストッカ４０が配置されていないが、同様に工作機械の左側にも延長レール部材１９やワークストッカ４０を配置することが可能である。その場合、図面左側から右側に向けてワークが流れるとすれば、オートローダ１０は、ロボットアーム１１が左側のワークストッカ４０に置かれたワークを掴んで工作機械５へと移動し、加工部への受渡しを行った後、加工部から受け取ったワークを掴んで右側のワークストッカ４０へと移動して、そこに配置する。この間、ロボットアーム１１は、伸縮作動などによって姿勢の変化はあるものの、旋回によって向きを変えることはない。

よって、本実施形態によれば、延長レール部材１９を標準レール部材１８に連結することにより、ロボットアーム１１が退避可能になった。すなわち、図２に示すように、前カバー４の外に位置する延長レール部材１９にまでロボットアーム１１が移動することにより、ベース２上を工作機械５が前方へ移動する際の妨げにならない。加えて、ベース２の隣にワークストッカ４０を配置させることにより、ロボットアーム１１は、前カバー４から出た位置で、走行時の向きを変えることなく、そのままワークの搬入や搬出作業を行うことができる。

延長レール部材１９は、標準レール部材１８に対して容易に着脱できる構成であるため、必要な場合に簡単に取り付けることができる。つまり通常は、ベース２と一体的に取り扱われる標準レール部材１８によってオートローダ１０が構成されているが、必要に応じて延長レール部材１９を簡単に取り付けることができ、ロボットアーム１１の退避場所を確保したオートローダ１０にすることができる。延長レール部材１９は、ロボットアーム１１の幅寸法に対応した長さであるため、必要以上にスペースを取るわけではなく、ワークストッカ４０を配置すればまったくスペースの無駄はなくなる。そして、取り外した場合でも、収納しておくのに大きすぎるようなものではない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、工作機械５が前方へ移動する点に着目して、ロボットアーム１１を延長レール部材１９側へ退避させることを説明したが、本発明は、工作機械５の移動のためだけに構成されたものではない。つまり、課題の欄でも記載したように、作業者が工作機械５の前方部分で作業を行う場合に、加工部の前にロボットアーム１１が配置されていることが問題である。

従って、図１に示すように工作機械５がベース２の通常位置にある状態であっても、前カバー４を開けて作業を行う場合には、ロボットアーム１１が退避位置に移動している必要がある。よって、本発明に係るオートローダを搭載する対象としては、前後方向に移動可能な工作機械５に限定されるわけではなく、その他の加工機械であってもよい。
また、オートローダの構成も実施形態で示したロボットアーム１１などに限定されるわけではない。

２…ベース ３…外装カバー ４…前カバー ５…工作機械 １０…オートローダ １１…ロボットアーム １６…走行台 １８…標準レール部材 １９…延長レール部材

Claims (3)

1. ベースに搭載された加工機械に対してワークの受渡しを行うオートローダであって、
   前記オートローダは、ワークを取り扱うためのロボットと、前記ロボットを搭載して移動する走行台と、前記走行台の移動を案内するレール部材とを有し、
   前記レール部材は、
   前記ベースに固定され、前記加工機械とのワーク受渡し位置に前記ロボットを案内するための標準レール部材と、
   前記標準レール部材に着脱可能であり、前記加工機械とのワーク受渡し位置から外れた位置に前記ロボットを案内するための延長レール部材とで構成されたことを特徴とするオートローダ。
2. 前記延長レール部材は、前記ロボットの退避位置を構成するものであることを特徴とする請求項１に記載のオートローダ。
3. 前記延長レール部材は、前記ロボットの幅寸法に対応した長さで形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載のオートローダ。
   
   
   

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