JPWO2017068644A1 - ワーク搬送・着脱ロボット - Google Patents
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Abstract
複数の作業モジュールが並んで配置されたシステムにおいてワークを搬送するとともに複数の作業モジュールの各々に対するワークの着脱を行うために用いられる多関節型のワーク搬送・着脱ロボット(214)を、互いにシリアルにリンクする第1アーム(220)と第2アーム(222)とを含んで構成し、ワーク(W)の搬送時に、それら第1アームと第2アームとを折り畳んだ状態において、それら第1アームと第2アームとが、第1アームを支持する1対の支柱の(230)間に収まるように構成する。コンパクトな姿勢でワークを保持して搬送することができるため、そのロボットを採用する機械加工システムを、コンパクトに構成することが可能となる。
Description
複数の作業モジュールが左右方向に並んで配置されたシステムにおいて、ワークを左右方向に搬送するとともに前記複数の作業モジュールの各々に対するワークの着脱を行うために用いられるワーク搬送・着脱ロボットであって、
基台と、
その基台に支持され、それぞれが上下方向に延びて互いに間隔を隔てて立設する1対の支柱を有する支持部材と、
基端部が前記1対の支柱の上端部にそれら1対の支柱の間に挟まるようにして支持され、上下方向に直角な第1回動軸線まわりに回動可能な第1アームと、
基端部がその第1アームの先端部に支持され、前記第1回動軸線に平行な第2回動軸線まわりに回動可能な第2アームと、
その第2アームの先端部に支持され、前記第1回動軸線および前記第2回動軸線に平行な第3回動軸線まわりに回動可能なリスト部材と、
そのリスト部材に支持されて、ワークを、そのワークの長手方向が前記第1回動軸線,前記第2回動軸線および前記第3回動軸線に直角な面に平行に延びる姿勢で保持するワークホルダと
を備え、
前記第1アームと前記第2アームとを折り畳んだ状態において、前記第1アーム,前記第2アーム,前記第3アーム,前記リスト部材,前記ワークホルダおよびそのワークホルダに保持されたワークが、前記1対の支柱の間に収まるように構成されたことを特徴とする。
(1)ベースと、そのベース上に離脱可能に左右方向に並んで配置された複数の加工モジュールとを含んで構成され、ワークに対してそれら複数の加工モジュールによる機械加工が順次行われる機械加工システム。
(11)前記複数の加工モジュールのうちの少なくとも1つが、立型旋盤モジュールとされた( 1)項ないし( 3)項のいずれか1つに記載の機械加工システム。
ワークの下端部を支持し、そのワークを上下方向に延びる軸線回りに回転させるスピンドルと、
そのスピンドルの後方において立設されたコラムと、
前後方向に延びる姿勢で、かつ、上下方向および前後方向に移動可能に前記コラムに支持されたビームと、
そのビームの前端において支持され、複数の刃物を保持して前記スピンドルの軸線と平行な軸線回りに間欠回転可能なタレットと、
そのタレットをワークの加工に際して移動させるために、前記ビームを上下方向および前後方向に移動させるビーム移動装置と
を備えた(11)項または(12)項に記載の機械加工システム。
前記スピンドルの周囲に設けられた空間に一端が開口するダクトと、そのダクトの他端に設けられてそのダクト内の空気を吸引するファンとを含んで構成されるスピンドル冷却装置を備えた(13)項または(14)項に記載の機械加工システム。
(21)前記立型旋盤モジュールが、
前記スピンドルに支持されたワークの上端の回転中心を下方に向かって押す心押し装置を備えた(13)項ないし(15)項のいずれか1つに記載の機械加工システム。
先端部がワークに押し付けられる回転センタと、
その回転センタを保持し、前記コラムに沿って上下方向に移動可能にコラムに支持された心押し台と、
その心押し台を上下方向に移動させる心押し台移動装置と
を有する(21)項に記載の機械加工システム。
ケーシングと、
そのケーシング内に上下方向に移動可能に保持され、前記回転センタを保持するホルダと、
それらケーシングとホルダとによって区画されて内部に作動液が充満され、そのケーシングに対するそのホルダの移動によって容積が変動する液室と、
前記ケーシングに対する前記ホルダの移動を抑制する力をその移動の量に応じた大きさで発生させるために、前記液室の容積の変動に応じた圧力をその液室内の作動液に付与する圧力付与機構と
を備え、
前記心押し装置が、前記圧力付与機構に依存して、前記回転センタがワークを押し付ける力を発生させるように構成された(22)項に記載の機械加工システム。
前記液室に連通する補助液室と、
その補助液室に入り込むように配設され、液室の容積の変動に伴ってその補助液室に対して進退可能なプランジャと、
そのプランジャの進退に伴って付勢力が変更されるようにそのプランジャを付勢するスプリングと
を含んで構成された(23)項に記載の機械加工システム。
(31)前記立型旋盤モジュールが、
前記コラムの前方側において加工スペースを区画するために、前記スピンドルに支持されたワークと前記タレットとを囲うハウジングを備えた(13)項ないし(24)項のいずれか1つに記載の機械加工システム。
加工スペースへのワークの搬入・搬出のために前方側に設けられたワーク搬送用開口と、
そのワーク搬送用開口を開閉するためのシャッタと
を有する(31)項に記載の機械加工システム。
当該シャッタが閉じている状態に互いに上下に並ぶように配置されてそれぞれが部分的に前記ワーク搬送用開口を覆う複数のシャッタ板と、
前記ワーク搬送用開口を開閉すべく、前記複数のシャッタ板が互いに重なり合う状態と、互いに上下に並ぶ状態とを選択的に実現させるようにそれら複数のシャッタ板を連動して上下に移動させるテレスコピック型シャッタ板移動機構と
を有する(32)項に記載の機械加工システム。
前記立型旋盤モジュールが、前記スピンドルに支持されたワークの上端の回転中心を下方に向かって押す心押し装置を備え、
その心押し装置が、(a) 先端部がワークに押し付けられる回転センタと、(b) その回転センタを保持し、前記コラムに沿って上下方向に移動可能にコラムに支持された心押し台と、(c) その心押し台を上下方向に移動させる心押し台移動装置とを有し、
前記ハウジングが、
それぞれが後方側に設けられ、前記ビームの当該ハウジング内への挿通を許容するビーム用開口、および、前記心押し台の当該ハウジング内への入り込みを許容する心押し台用開口と、
当該ハウジングによる加工スペースの区画を維持しつつ、前記ビームの上下の移動に伴うビーム用開口の上下の移動を許容するビーム用開口移動許容機構、および、当該ハウジングによる加工スペースの区画を維持しつつ、前記心押し台の上下の移動に伴う心押し台用開口の上下の移動を許容する心押し台用開口移動許容機構と
を有する(31)項ないし(33)のいずれか1つに記載の機械加工システム。
開口を区画して上下に移動可能な枠と、
その枠の上下のそれぞれに配置された複数のカバー板と、
それら複数のカバー板が互いに重なり合う状態と互いに上下に並ぶ状態との間において、前記枠の移動に伴うそれら複数のカバー板の移動を許容するテレスコピック型カバー板移動許容機構と
を有する(34)項に記載の機械加工システム。
(41)当該機械加工システムが、
前記ベースの前方に配置され、左右方向にワークを搬送するとともに前記複数の加工モジュールの各々に対するワークの着脱を行うワーク搬送・着脱ロボットを含んで構成された( 1)項ないし(36)項のいずれか1つに記載の機械加工システム。
基台と、
その基台に支持され、それぞれが上下方向に延びて互いに間隔を隔てて立設する1対の支柱を有する支持部材と、
基端部が前記1対の支柱の上端部にそれら1対の支柱の間に挟まるようにして支持され、上下方向に直角な第1回動軸線まわりに回動可能な第1アームと、
基端部がその第1アームの先端部に支持され、前記第1回動軸線に平行な第2回動軸線まわりに回動可能な第2アームと、
その第2アームの先端部に支持され、前記第1回動軸線および前記第2回動軸線に平行な第3回動軸線まわりに回動可能なリスト部材と、
そのリスト部材に支持されて、ワークを、そのワークの長手方向が前記第1回動軸線,前記第2回動軸線および前記第3回動軸線に直角な面に平行に延びる姿勢で保持するワークホルダと
を備え、
前記第1アームと前記第2アームとを折り畳んだ状態において、前記第1アーム,前記第2アーム,前記リスト部材,前記ワークホルダおよびそのワークホルダに保持されたワークが、前記1対の支柱の間に収まるように構成された(41)項に記載の機械加工システムまたは(41)’項に記載のワーク搬送・着脱ロボット。
それぞれが前記ワークホルダとなる複数のワークホルダを備え、それら複数のワークホルダによって複数のワークを同時に保持可能とされた(42)項または(43)項に記載の機械加工システムまたはワーク搬送・着脱ロボット。
前記支持部材が、上下方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に前記基台に支持されている(41)項,(41)’項ないし(44)項のいずれか1つに記載の機械加工システムまたはワーク搬送・着脱ロボット。
前記基台を左右方向に移動させる基台移動装置を備えた(41)項,(41)’項ないし(45)項のいずれか1つに記載の機械加工システムまたはワーク搬送・着脱ロボット。
実施例の機械加工システムは、図1に示すように、ベース10と、ベース10の上に配置された複数の加工モジュールとを含んで構成されている。広く言えば、機械加工システムは、複数の作業モジュールが並んで配置されたシステムの一種である。具体的には、複数の加工モジュールは、センタリング加工モジュール12および立型旋盤モジュール14である。図に示されているように、方向を定義すれば、センタリング加工モジュール12および立型旋盤モジュール14は、互いに隣接するようにして左右方向に並んで配置されている。図1における左側から右側に向かって、順次、1つのワークに対して、センタリング加工モジュール12,立型旋盤モジュール14による加工が行われる。なお、図では、外装パネルの奥に隠れているが、ベース10の前方側には、ワークを搬送するとともにセンタリング加工モジュール12,立型旋盤モジュール14の各々に対するワークの着脱を行うためのワーク搬送・着脱ロボットが配置されている。
センタリング加工モジュール12は、外装パネルを外した状態を示す図2から解るように、大まかには、基台20と、基台20に立設されたコラム22と、コラム22に支持されてワークを保持するワーク保持装置24と、ワーク保持装置24によって保持されたワークに加工施すための加工ヘッド26とを含んで構成されている。
i)全体構造
立型旋盤モジュール14は、外装パネルの一部を外した状態を示す図4,外装パネルを全部外した状態を示す図5から解るように、外装パネルの一部を含んでハウジング50が形成されている。このハウジング50は、加工スペースを区画するためのものであり、旋盤加工に伴うクーラント,切削屑等の飛散を防止するためのものである。
心押し装置62は、スピンドル70に支持されたワークWの上端の回転中心を下方に向かって押すための装置であり、先端部が上方からワークWに押し付けられる回転センタ110と、回転センタ110を保持して上下方向に移動可能にコラム54に支持された心押し台112と、心押し台112を上下方向に移動させる心押し台移動装置114とを含んで構成されている。心押し台移動装置114は、サーボモータ116を含んで構成されており、ボールねじ機構118を介して、心押し台112を駆動するようにされている。サーボモータ116を制御することによって、心押し台112の上下方向の位置を精度よく制御可能とされている。
立型旋盤モジュール14におけるスピンドル70とタレット60との位置関係、つまり、加工位置におけるワークとタレット60との位置関係を、図9をも参照しつつ説明すれば、本立型旋盤モジュール14では、スピンドル70とタレット60とが前後方向にズレて配置されている。具体的には、スピンドル70の回転中心Oが、タレット60の回転中心O’よりも、後方に位置させられている。このことは、当該立型旋盤モジュール14の左右方向における幅Lを小さくすることに寄与している。
図4に示すハウジング50は、外装パネルの一部を含んで構成され、旋盤加工に伴うクーラント,切削屑等の飛散の防止等を目的として、加工スペースを区画するものである。ハウジング50は、スピンドル70に支持されたワークと、タレット60とを囲い、そのために、左右1対の側壁の他、前後に1対の側壁を有する。
先に説明したように、ベース10の前方側には、ワークを搬送するとともにセンタリング加工モジュール12,立型旋盤モジュール14の各々に対するワークの着脱を行うためのワーク搬送・着脱ロボットが配置されている。図14を参照しつつ説明すれば、ワーク搬送・着脱ロボット210は、ベース10の前方に、詳しくは、ベース10の前側面に支持されるようにして、配置されている。
上記実施例の機械加工システムでは、1つのベース10の上に、2つのモジュール12,14が配置されていたが、例えば、ベースを大きくし、または、2以上のベース10を並べて1つのベースを構成することで、3以上のモジュールを配置することも可能である。その場合、例えば、さらに1以上の立型旋盤モジュール14を配置することも可能である。
110:回転センタ 112:心押し台 114:心押し台移動装置 130:ケーシング 132:ホルダ 138:液室 140:補助液室 146:プランジャ 148:圧縮コイルスプリング 150:圧力付与機構 158:ワーク搬送用開口 160:シャッタ 162:上シャッタ板 164:下シャッタ板
170:上シャッタ板移動機構 190:カバー 192:ビーム用開口 194:心押し台用開口 196,198:枠 200,202:カバー板 210:ワーク搬送・着脱ロボット 212:基台 216:基台移動装置 218:支持部材 220:第1アーム 222:第2アーム 224:リスト部材 226:ワークホルダ 230:支柱
Claims (5)
- 複数の作業モジュールが左右方向に並んで配置されたシステムにおいて、ワークを左右方向に搬送するとともに前記複数の作業モジュールの各々に対するワークの着脱を行うために用いられるワーク搬送・着脱ロボットであって、
基台と、
その基台に支持され、それぞれが上下方向に延びて互いに間隔を隔てて立設する1対の支柱を有する支持部材と、
基端部が前記1対の支柱の上端部にそれら1対の支柱の間に挟まるようにして支持され、上下方向に直角な第1回動軸線まわりに回動可能な第1アームと、
基端部がその第1アームの先端部に支持され、前記第1回動軸線に平行な第2回動軸線まわりに回動可能な第2アームと、
その第2アームの先端部に支持され、前記第1回動軸線および前記第2回動軸線に平行な第3回動軸線まわりに回動可能なリスト部材と、
そのリスト部材に支持されて、ワークを、そのワークの長手方向が前記第1回動軸線,前記第2回動軸線および前記第3回動軸線に直角な面に平行に延びる姿勢で保持するワークホルダと
を備え、
前記第1アームと前記第2アームとを折り畳んだ状態において、前記第1アーム,前記第2アーム,前記リスト部材,前記ワークホルダおよびそのワークホルダに保持されたワークが、前記1対の支柱の間に収まるように構成されたワーク搬送・着脱ロボット。 - 前記ワークホルダが、前記第1回動軸線,前記第2回動軸線および前記第3回動軸線に直角な面に平行に延びる揺動軸線まわりに揺動可能に前記リスト部材に支持されている請求項1に記載のワーク搬送・着脱ロボット。
- それぞれが前記ワークホルダとなる複数のワークホルダを備え、それら複数のワークホルダによって複数のワークを同時に保持可能とされた請求項1または請求項2に記載のワーク搬送・着脱ロボット。
- 前記支持部材が、上下方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に前記基台に支持されている請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載のワーク搬送・着脱ロボット。
- 前記基台を左右方向に移動させる基台移動装置を備えた請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の搬送・着脱ロボット。
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