WO2017047394A1 - ガントリ型搬送装置および加工ライン - Google Patents

ガントリ型搬送装置および加工ライン Download PDF

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穣 澤田
林　宏樹
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    • B23Q3/1572—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means
    • B23Q3/15724—Chains or belts

Definitions

  • the present invention relates to a gantry type conveying apparatus and a processing line.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-178238 discloses an automatic supply / discharge device that supplies and discharges a workpiece to / from a machine tool as an example of a conventional gantry type transfer device.
  • the automatic supply / discharge device includes a beam horizontally supported by two columns, a robot body (running body) that moves along the beam, and a robot hand that is provided in the robot body and holds a workpiece. (Refer to paragraph [0020] of Patent Document 1 and FIG. 9).
  • the automatic supply / discharge device (gantry-type transfer device) described in Patent Document 1 has a complicated structure of the robot hand that holds the workpiece because the robot hand clamps and transfers the workpiece.
  • a device such as a clamp driving means must be mounted on the robot hand, the number of parts increases and the cost also increases.
  • This invention is made in view of such a situation, and makes it a subject to provide the gantry type
  • the object to be transported is placed and transported on a mounting portion supported by the lower portion of the lifting body that can move in the vertical direction with respect to the traveling body that travels along the beam. That is, the conveyed object is lifted and moved (lifted and carried) by the placement unit.
  • the object to be transported such as a workpiece can be held and transported by simply placing it on the mounting portion without clamping the work, etc. Etc. are unnecessary. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a gantry-type transport device that can reduce the number of parts and can have a compact and simple configuration.
  • the conveying time can be shortened. Furthermore, even if the type of the object to be transported, such as a workpiece, is changed, the mounting unit has a simple structure without driving means and electrical wiring, so the mounting unit can be easily replaced according to the type of the object to be transported. It becomes possible to respond.
  • the placement unit may be capable of placing a plurality of the objects to be transported, and may be supported on the lower part of the lifting body so as to be rotatable around a vertical axis.
  • the placement unit may be provided with a positioning member that positions the object to be transported on the placement unit.
  • the work support device includes a carriage that is movable in a direction orthogonal to the extending direction of the beam in plan view, and a holding unit that is attached to the carriage and holds the work.
  • the holding portion may be configured to be rotatable around an axis parallel to the beam.
  • one of the upper surface and the lower surface of the workpiece can be selected as an attachment reference surface facing the workpiece holding portion. That is, it is possible to replace the workpiece attachment reference plane with respect to the holding portion. Thereby, the process with respect to both the upper surface and lower surface of a workpiece
  • the object to be transported that is lifted by the placement unit and moved along the beam can be moved in the direction orthogonal to the beam by the shift device.
  • a to-be-conveyed object can be conveyed to the arbitrary positions of a three-dimensional direction.
  • a gantry-type transfer device and a processing line that can reduce the number of parts and have a compact and simple configuration.
  • FIG. 2 is an enlarged front view of the periphery of a traveling body of the gantry type conveying apparatus shown in FIG. 1. It is an expanded side view of the periphery of the traveling body of a gantry type conveying apparatus. It is an enlarged plan view of the periphery of the traveling body of the gantry type transfer device.
  • A) is an enlarged plan view of a mounting part
  • (b) is an enlarged side view of a mounting part.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing the periphery of the workpiece support device in a state where the jig of the holding unit is rotated 180 degrees around the A axis from the lower position shown in FIG. 3 and is in the upper position.
  • (A)-(d) is a schematic side view for demonstrating the method of conveying a workpiece
  • (A)-(d) is a schematic side view for demonstrating the method to convey a workpiece
  • (A)-(d) is a schematic side view for demonstrating the method to convey a workpiece
  • the X-axis direction corresponds to the left-right direction (lateral direction)
  • the Y-axis direction corresponds to the up-down direction (vertical direction)
  • the Z-axis direction corresponds to the front-rear direction (depth direction) (FIGS. 3 to 3).
  • FIG. 6 only a part of the gantry-type transport device 10 is displayed for simplification of illustration.
  • the processing line 100 includes a gantry type transfer device 10 that transfers a workpiece W as a transferred object, and a machine tool 80 that processes the workpiece W. .
  • a plurality of machine tools 80 are installed along the X-axis direction.
  • the gantry-type conveyance device 10 carries the workpiece W into the machine tool 80 installed at the upstream end of the flow of the workpiece W, conveys the workpiece W between the adjacent machine tools 80, and is installed at the downstream end.
  • the work W is unloaded from the machine tool 80.
  • a configuration in which one machine tool 80 is installed in the processing line 100 may be employed.
  • the gantry type transfer device 10 carries in the work W from the loading work storage unit to the machine tool 80 and carries out the workpiece W from the machine tool 80 to the unloading work storage unit.
  • the saddle 84 rotatably supports a main shaft 81 to which the tool T is attached at the tip.
  • a rotation shaft (not shown) is disposed inside the saddle 84, and one end side of the rotation shaft is connected to the main shaft 81, and the other end side is connected to a motor (not shown). When the motor is driven, the main shaft 81 is rotated.
  • Work support device 85 supports work W to be processed.
  • the work support device 85 is provided so as to be movable with respect to the base 82 in a horizontal direction orthogonal to the extending direction of the beam 11 (see FIG. 1) in plan view, that is, in the Z-axis direction (front-rear direction).
  • the work support device 85 is moved along the Z-axis direction by being screw-fed by forward and reverse rotation of a screw shaft (not shown) by a motor (not shown) attached to the base 82.
  • the work support device 85 includes a carriage 87 that is movable in the Z-axis direction, and a holding portion 88 that is attached to the carriage 87 and holds the work W.
  • the holding portion 88 is attached to the carriage 87 so as to be rotatable around an A axis parallel to the beam 11 (see FIG. 1).
  • the holding part 88 is attached to the swivel base 90 which is swung via a power transmission mechanism (not shown) such as a gear or a belt by driving the motor 89, and is used to position and set the work W.
  • the jig 91 is provided.
  • a door 93 that can be opened and closed by sliding in the left-right direction (X-axis direction) is provided.
  • the door 93 is opened when the workpiece W is carried into or out of the machine tool 80, and is closed when the workpiece W is processed.
  • the gantry-type transfer device 10 includes a beam 11 installed horizontally, a traveling body 12 that travels along the beam 11, a lifting body 13 that is supported so as to be movable in the vertical direction with respect to the traveling body 12, and a lifting body. 13 and a placement unit 14 that is supported by a lower portion of 13 and places the workpiece W thereon.
  • the beam 11 is fixed to the upper portions of the plurality of support columns 15 and 15.
  • the traveling body 12 includes a traveling plate 16 having a substantially rectangular shape when viewed from the front.
  • a traveling servomotor 17 is mounted on the traveling plate 16.
  • the upper rail 21 is attached to the upper surface of the reference block 19, and the lower rail 22 is attached to the lower surface of the beam 11.
  • a load receiving roller 23 is rotatably attached to the traveling plate 16.
  • the load receiving roller 23 is slidably contacted with the upper surface of the upper rail 21 and rolls, and receives and supports the load of the traveling body 12 and the like.
  • the upper rail 21 and the lower rail 22 are sandwiched from both sides by the guide rollers 24 and 25, respectively, so that the traveling of the traveling body 12 is guided.
  • the elevating body 13 includes a vertically elongating elevating member 26 whose horizontal cross section is substantially U-shaped.
  • the elevating body 13 is supported on the traveling plate 16 by a movement guide mechanism 27 so as to be movable in the vertical direction (Y-axis direction).
  • the moving guide mechanism 27 includes two guide rails 28 attached to the back surface (rear surface) of the elevating member 26, and a plurality of sliders 29 that are slidably engaged with the guide rails 28, respectively. This is a known linear movement mechanism.
  • a lifting servo motor 30 is mounted on the traveling plate 16.
  • a pinion 31 is connected to the drive shaft of the lifting / lowering servomotor 30.
  • the pinion 31 is meshed with a rack 32 attached to the side surface of the elevating member 26 of the elevating body 13. Therefore, the elevating body 13 is movable in the vertical direction with respect to the traveling body 12 by driving the elevating servomotor 30 (see arrow A2 in FIG. 4).
  • Positioning pins 37 and 38 as positioning members for positioning the workpiece W in the horizontal plane on the mounting unit 14 are fixed to the mounting unit 14 by screw fastening or the like. Further, a support pad 39 and a guide 40 are respectively fixed to the mounting portion 14 by screw fastening or the like. While being guided by the guide 40, the workpiece W is positioned on the horizontal plane by the positioning pins 37 and 38 coming into contact with the side surface of the workpiece W, and is supported by the support pad 39 by receiving a load. Yes.
  • the structure for positioning and placing the workpiece W on the placement unit 14 is not limited to the above-described structure.
  • the workpiece W may be positioned on the horizontal plane by inserting a positioning pin fixed on the placement portion 14 into a hole formed in the workpiece W.
  • a stepped shape large-diameter portion may be provided below the positioning pin, and the large-diameter portion may be configured to receive and support the load of the workpiece W.
  • the placement unit 14 is at an upper position when the workpiece W is transported along the beam 11.
  • the work support device 85 is at a rear position set behind the placement unit 14 of the gantry type transfer device 10 in the Z-axis direction (front-rear direction).
  • the processed workpiece W is clamped by a clamp mechanism (not shown, the same applies hereinafter) provided in a holding portion 88 (see FIG. 3, the same applies hereinafter) of the workpiece support device 85.
  • the work support device 85 is retracted to the retracted position slightly between the front position and the rear position and slightly behind the front position, and stops.
  • the traveling body 12 travels along the beam 11 by driving the traveling servo motor 17. Then, the traveling body 12 moves to just above the door 93 provided on the front upper surface 92 of the cover 86 of the machine tool 80 and stops.
  • the elevating body 13 is lowered by a predetermined distance by driving the elevating servomotor 30.
  • the mounting portion 14 descends to the above-described lower position and stops.
  • the work support device 85 moves back to the retracted position slightly behind the front position and between the front position and the rear position, and stops.
  • the work support device 85 advances from the retracted position to the front position and stops.
  • the gantry-type transport device 10 includes the traveling body 12 that travels along the beam 11, the lifting body 13 that is supported so as to be movable in the vertical direction with respect to the traveling body 12, And a placement portion 14 that is supported by the lower portion of the body 13 and places the workpiece W thereon.
  • the workpiece support device 85 includes a carriage 87 that can move in a direction orthogonal to the extending direction of the beam 11 in plan view, and a holding portion 88 that is attached to the carriage 87 and holds the workpiece W.
  • the holding portion 88 is configured to be rotatable around the A axis parallel to the beam 11.

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Abstract

ガントリ型搬送装置（１０）は、水平に設置されるビーム（１１）と、ビーム（１１）に沿って走行する走行体（１２）と、走行体（１２）に対して上下方向に移動可能に支持される昇降体（１３）と、昇降体（１３）の下部に支持され、ワーク（Ｗ）を載置する載置部（１４）と、を備える。加工ライン（１００）は、ガントリ型搬送装置（１０）と、工作機械（８０）と、を有している。工作機械（８０）は、ベースと、該ベースに対してビーム（１１）の延在方向と平面視して直交する前後方向に移動可能に設けられたワーク支持装置と、を備えている。これにより、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成とすることができるガントリ型搬送装置および加工ラインを提供する。

Description

ガントリ型搬送装置および加工ライン
　本発明は、ガントリ型搬送装置および加工ラインに関する。
　特許文献１（特開２００２－１７８２３８号公報）には、従来のガントリ型搬送装置の例として、工作機械にワークを供給排出する自動供給排出装置が開示されている。
　この自動供給排出装置は、２個の支柱によって水平に支持されたビームと、該ビームに沿って移動するロボット本体（走行体）と、該ロボット本体に設けられワークを保持するロボットハンドとを備えている（特許文献１の段落［００２０］、図９等参照）。
特開２００２－１７８２３８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の自動供給排出装置（ガントリ型搬送装置）は、ロボットハンドがワークをクランプして搬送するため、ワークを保持する部分であるロボットハンドの構成が複雑である。また、ロボットハンドにクランプ駆動手段等の機器を搭載しなければならないため、部品点数が多くなり、コストも高くなる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成とすることができるガントリ型搬送装置および加工ラインを提供することを課題とする。
　前記課題を解決するため、本発明に係るガントリ型搬送装置は、水平に設置されるビームと、前記ビームに沿って走行する走行体と、前記走行体に対して上下方向に移動可能に支持される昇降体と、前記昇降体の下部に支持され、被搬送物を載置する載置部と、を備えている。
　この構成では、被搬送物は、ビームに沿って走行する走行体に対して上下方向に移動可能な昇降体の下部に支持された載置部上に載せられて搬送される。つまり、被搬送物は、載置部で持ち上げられて移動（リフトアンドキャリー）させられる。このように、ガントリ型搬送装置において、従来のようにワーク等の被搬送物をクランプせずに、載置部に載せるだけで被搬送物を保持して搬送することができるため、クランプ駆動手段等の機器が不要となる。
　したがって、本発明によれば、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成とすることができるガントリ型搬送装置を提供できる。
　また、ガントリ型搬送装置において被搬送物のクランプ動作が行われないため、搬送時間の短縮化が図られる。さらに、ワーク等の被搬送物の種類が変更された場合でも、載置部は駆動手段や電気配線がなく簡易な構造であるため、被搬送物の種類に応じて載置部を容易に交換して対応することが可能となる。
　前記ガントリ型搬送装置において、前記載置部は、複数の前記被搬送物を載置可能であり、前記昇降体の下部に鉛直軸のまわりで旋回可能に支持されるとよい。
　この構成では、１つの載置部に複数の例えばワークを載せて同時に搬送できるため、効率的な搬送が可能となる。例えば、従来のようなワークのクランプが行われるガントリ型搬送装置では、工作機械に対して加工前のワークと加工後のワークとを交換するため、装置には２つのロボットハンドをワーク交換用の１セットとして備える必要がある。これに対し、本構成によれば、例えば、１つの載置部に加工前のワークと加工後のワークとを載せ、載置部を鉛直軸のまわりで旋回させることによって、選択的に一方のワークを工作機械に対向する位置に移動させることができる。これにより、１つの載置部を用いて加工前のワークと加工後のワークとの入替えを行うことができる。
　前記ガントリ型搬送装置において、前記載置部には、前記被搬送物を前記載置部上で位置決めする位置決め部材が設けられているとよい。
　この構成では、被搬送物が載置部上からずれることを防止でき、載置部と、例えば工作機械との間で、被搬送物を確実に授受することができる。
　前記課題を解決するため、本発明に係る加工ラインは、前記ガントリ型搬送装置と、ワークに対して加工を行う工作機械と、を有し、前記被搬送物は、前記ワークを含み、前記工作機械は、ベースと、該ベースに対して前記ビームの延在方向と平面視して直交する方向に移動可能に設けられ前記ワークを支持するワーク支持装置と、を備えている。
　この構成では、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成のガントリ型搬送装置を工作機械に適用した加工ラインを提供することができる。
　また、被搬送物をビームと直交する方向に搬送する機構として工作機械のワーク支持装置を利用して、被搬送物を三次元方向の任意の位置に搬送することができる。これにより、加工ライン全体をよりコンパクトで簡易な構成とすることができる。
　前記加工ラインにおいて、前記ワーク支持装置は、前記ビームの延在方向と平面視して直交する方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに取り付けられてワークを保持する保持部と、を有し、前記保持部は、前記ビームと平行な軸のまわりで回転可能に構成されているとよい。
　この構成では、ワークを保持部に保持させるときに、ワークの保持部に対向する取付け基準面として、ワークの上面および下面の一方を選択することができる。つまり、保持部に対するワークの取付け基準面を入れ替えることができる。これにより、ワークの例えば上面および下面の両方に対する加工が可能となる。
　前記ガントリ型搬送装置において、前記載置部との間で前記被搬送物を授受して前記ビームの延在方向と平面視して直交する方向に移動させるシフト装置をさらに備えるとよい。
　この構成では、シフト装置によって、載置部で持ち上げられてビームに沿って移動させられる被搬送物をビームと直交する方向に移動させることができる。これにより、被搬送物を三次元方向の任意の位置に搬送することができる。
　本発明によれば、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成とすることができるガントリ型搬送装置および加工ラインを提供できる。
本発明の一実施形態に係る加工ラインの概略正面図である。 加工ラインの概略側面図である。 図１に示される工作機械のワーク支持装置周辺を示す概略斜視図である。 図１に示されるガントリ型搬送装置の走行体周辺の拡大正面図である。 ガントリ型搬送装置の走行体周辺の拡大側面図である。 ガントリ型搬送装置の走行体周辺の拡大平面図である。 （ａ）は、載置部の拡大平面図、（ｂ）は、載置部の拡大側面図である。 （ａ）～（ｄ）は、ワークの下面を治具に対向する取付け基準面としてワークを搬送する方法を説明するための概略側面図である。 （ａ）～（ｄ）は、図８から続く、ワークを搬送する方法を説明するための概略側面図である。 （ａ）～（ｂ）は、図９から続く、ワークを搬送する方法を説明するための概略側面図である。 保持部の治具が図３に示す下位置からＡ軸のまわりで１８０度回転させられて上位置にある状態におけるワーク支持装置周辺を示す概略斜視図である。 （ａ）～（ｄ）は、ワークの上面を治具に対向する取付け基準面としてワークを搬送する方法を説明するための概略側面図である。 （ａ）～（ｄ）は、図１２から続く、ワークを搬送する方法を説明するための概略側面図である。 （ａ）～（ｄ）は、図１３から続く、ワークを搬送する方法を説明するための概略側面図である。
　本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　なお、以下に示す図面において、共通する部分には同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
　図１は、本発明の一実施形態に係る加工ライン１００の概略正面図である。図２は、加工ライン１００の概略側面図である。図３は、図１に示される工作機械８０のワーク支持装置８５周辺を示す概略斜視図である。
　なお、図１および図２において、Ｘ軸方向は左右方向（横方向）、Ｙ軸方向は上下方向（鉛直方向）、Ｚ軸方向は前後方向（奥行き方向）に相当している（図３～図６でも同様）。また、図２では、ガントリ型搬送装置１０は、図示の簡略化のため、一部のみ表示している。
　図１～図２に示すように、加工ライン１００は、被搬送物としてのワークＷを搬送するガントリ型搬送装置１０と、ワークＷに対して加工を行う工作機械８０と、を有している。加工ライン１００には、工作機械８０がＸ軸方向に沿って複数台設置されているが、図１では、説明の都合上、１台のみ表示している。この場合、ガントリ型搬送装置１０によって、ワークＷの流れの上流端に設置された工作機械８０へのワークＷの搬入、隣接する工作機械８０間のワークＷの搬送、および下流端に設置された工作機械８０からのワークＷの搬出が行われる。ただし、加工ライン１００に工作機械８０が１台設置される構成であってもよい。この場合、ガントリ型搬送装置１０によって、搬入用ワーク貯留部から工作機械８０へのワークＷの搬入、および工作機械８０から搬出用ワーク貯留部へのワークＷの搬出が行われる。
　図２に示すように、本実施形態では、工作機械８０は、主軸８１が水平方向に沿うように配置される横形の工作機械である。工作機械８０は、ベース８２と、コラム８３と、サドル８４と、ワーク支持装置８５と、カバー８６とを備えている。
　ベース８２上には、コラム８３がベース８２に対してＸ軸方向（図２の紙面に直交する方向）に移動可能に設けられている。このコラム８３は、ベース８２に取り付けられたモータ（図示せず）によるねじ軸（図示せず）の正逆回転によってねじ送りされることで、Ｘ軸方向に沿って移動させられる。サドル８４は、コラム８３に対してＹ軸方向（上下方向）に移動可能に設けられている。このサドル８４は、コラム８３に取り付けられたモータ（図示せず）によるねじ軸（図示せず）の正逆回転によってねじ送りされることで、Ｙ軸方向に沿って移動させられる。
　サドル８４は、工具Ｔが先端に取り付けられる主軸８１を回転可能に支持している。サドル８４の内部には、回転軸（図示せず）が配置されていて、この回転軸の一端側が主軸８１に連結されるとともに、他端側がモータ（図示せず）に連結される。そして、このモータが駆動すると、主軸８１が回転させられる構成となっている。
　ワーク支持装置８５は、加工対象のワークＷを支持する。ワーク支持装置８５は、ベース８２に対してビーム１１（図１参照）の延在方向と平面視して直交する水平方向、すなわちＺ軸方向（前後方向）に移動可能に設けられている。このワーク支持装置８５は、ベース８２に取り付けられたモータ（図示せず）によるねじ軸（図示せず）の正逆回転によってねじ送りされることで、Ｚ軸方向に沿って移動させられる。
　図３に示すように、ワーク支持装置８５は、Ｚ軸方向に移動可能なキャリッジ８７と、キャリッジ８７に取り付けられてワークＷを保持する保持部８８と、を有している。保持部８８は、ビーム１１（図１参照）と平行なＡ軸のまわりで回転可能にキャリッジ８７に取り付けられている。保持部８８は、モータ８９の駆動によってギアやベルト等の動力伝達機構（図示せず）を介して旋回させられる旋回台９０と、旋回台９０に取り付けられ、ワークＷを位置決めしてセットするための治具９１と、を有している。
　図１～図２に示すように、カバー８６は、ワークＷを加工する際の加工領域、ワーク支持装置８５等を覆うように設けられており、クーラント等の飛散や漏洩を防止するものである。
　カバー８６の前方上面９２は、後方上面よりも高さが低くなるように形成されている。このようにすれば、ガントリ型搬送装置１０の載置部１４を高さ方向（Ｙ軸方向）においてワーク支持装置８５に対してより近付けることができるため、ワーク支持装置８５に対してワークＷを搬入または搬出し易くなる。
　また、カバー８６の前方上面９２には、例えば左右方向（Ｘ軸方向）にスライドして開閉可能な扉９３が設けられている。扉９３は、ワークＷを工作機械８０に搬入または搬出する際には開き、ワークＷの加工を行う際には閉じられる。
　ガントリ型搬送装置１０は、水平に設置されるビーム１１と、ビーム１１に沿って走行する走行体１２と、走行体１２に対して上下方向に移動可能に支持される昇降体１３と、昇降体１３の下部に支持され、ワークＷを載置する載置部１４と、を備えている。ビーム１１は、複数の支柱１５，１５の上部に固定されている。
　図４は、図１に示されるガントリ型搬送装置１０の走行体１２周辺の拡大正面図である。図５は、ガントリ型搬送装置１０の走行体１２周辺の拡大側面図である。図６は、ガントリ型搬送装置１０の走行体１２周辺の拡大平面図である。図７（ａ）は、載置部１４の拡大平面図、図７（ｂ）は、載置部１４の拡大側面図である。なお、図６では、説明の都合上、載置部１４等の表示を省略している。
　図４に示すように、走行体１２は、正面視で略矩形状の走行板１６を備えている。走行板１６上には、走行用サーボモータ１７が搭載されている。
　図５に示すように、走行用サーボモータ１７の駆動軸には、ピニオン１８が接続されている。このピニオン１８は、ビーム１１に基準ブロック１９を介して取り付けられたラック２０に噛合されている。したがって、走行体１２は、走行用サーボモータ１７の駆動によって、ビーム１１に沿って走行可能（図４の矢印Ａ１参照）となっている。
　基準ブロック１９の上面には上部レール２１が、ビーム１１の下面には下部レール２２がそれぞれ取り付けられている。一方、走行板１６には荷重受けローラ２３が回転自在に取り付けられている。この荷重受けローラ２３は、上部レール２１の上面に摺接されて転動するとともに、走行体１２等の荷重を受けて支持する。また、ガイドローラ２４，２５で上部レール２１および下部レール２２がそれぞれ両側から挟み込まれることによって、走行体１２の走行が案内されるようになっている。
　図６に示すように、昇降体１３は、水平断面が略コの字（Ｕ字）形状の縦長の昇降部材２６を備えている。昇降体１３は、移動ガイド機構２７によって、鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に走行板１６上に支持されている。移動ガイド機構２７は、昇降部材２６の背面（後面）に取り付けられた２本のガイドレール２８と、各ガイドレール２８に対してそれぞれ摺動自在に係合された複数のスライダ２９と、を備えており、公知の直線移動機構である。
　図４に示すように、走行板１６上には、昇降用サーボモータ３０が搭載されている。昇降用サーボモータ３０の駆動軸には、ピニオン３１が接続されている。このピニオン３１は、昇降体１３の昇降部材２６の側面に取り付けられたラック３２に噛合されている。したがって、昇降体１３は、昇降用サーボモータ３０の駆動によって、走行体１２に対して上下方向に移動可能（図４の矢印Ａ２参照）となっている。
　載置部１４は、昇降体１３の上下移動にともなって、ワークＷをビーム１１に沿って搬送する際の上方位置（図８（ａ）等参照）と、ワークＷを工作機械８０に対して供給または取り出す際の下方位置（図８（ｂ）等参照）との間で昇降される。
　昇降体１３の昇降部材２６は、下端側に底壁３３を有している。昇降部材２６の底壁３３の上面には、旋回用サーボモータ３４が搭載されており、この旋回用サーボモータ３４の駆動軸には、旋回軸３５が接続されている。そして、旋回軸３５の下端に、載置部１４が固定されている。すなわち、載置部１４は、昇降体１３の下部の底壁３３に、旋回用サーボモータ３４および旋回軸３５を介して、鉛直軸（Ｙ軸）のまわりで旋回可能（図４の矢印Ａ３参照）に支持されている。
　図７に示すように、載置部１４は、矩形の板状を呈している。ここで「矩形」というのは「厳密な矩形」に加えて、例えば角部が面取りされたり丸くされたり一部が切り欠かれたりした「略矩形」をも含む概念である。載置部１４は、その上に複数のワークＷ（ここでは２個）を載置可能である。具体的には、載置部１４は、旋回軸３５の取付け中心３６のまわりで点対称な形状となっており、取付け中心３６を間にした両側にワークＷがそれぞれ載置可能となっている。
　載置部１４には、ワークＷを載置部１４上で水平面内において位置決めする位置決め部材としての位置決めピン３７，３８がねじ締結等によって固定されて設けられている。また、載置部１４には、支持パッド３９、およびガイド４０がねじ締結等によってそれぞれ固定されて設けられている。ワークＷは、ガイド４０によって案内されながら、位置決めピン３７，３８がワークＷの側面に当接することによって水平面上において位置決めされるとともに、支持パッド３９で荷重を受けて支持されるように構成されている。
　なお、載置部１４上にワークＷを位置決めして載置する構造は、前記した構造に限定されるものではない。例えば、ワークＷは、載置部１４上に固定された位置決めピンがワークＷに形成された穴部に嵌入することによって水平面上において位置決めされてもよい。この場合に、位置決めピンの下部に段付き形状の大径部を設けて、この大径部でワークＷの荷重を受けて支持するように構成されてもよい。
　本実施形態では、工作機械８０のワーク支持装置８５（図２参照）は、該ワーク支持装置８５と載置部１４との間でワークＷを授受してＺ軸方向（前後方向）に移動させる機能を備えている。
　次に、前記したように構成された本実施形態の作用について説明する。
　まず、図８～図１０を参照して、ワークＷの下面を治具９１に対向する取付け基準面としてワークＷを搬送する方法について説明する。
　図８～図１０における治具９１は、ワークＷの下面を取付け基準面としてワーク支持装置８５の保持部８８に取り付けるための治具である。また、図８～図１０において、ハッチングを施していないワークＷは、該当する工作機械８０での加工前のワークＷを示し、ハッチングを施したワークＷは、加工後のワークＷを示す（図１２～図１４でも同様）。
　図８（ａ）に示すように、ガントリ型搬送装置１０が制御装置（図示せず、以下同様）の指令にしたがって作動されると、走行体１２（図４参照、以下同様）が、走行用サーボモータ１７（図４参照、以下同様）の駆動によって、ビーム１１（図４参照、以下同様）に沿って走行する。そして、走行体１２は、工作機械８０のカバー８６の前方上面９２に設けられた扉９３（いずれも図２参照、以下同様）の直上まで移動して停止する。
　このとき、載置部１４は、ワークＷをビーム１１に沿って搬送する際の上方位置にある。また、ワーク支持装置８５は、ガントリ型搬送装置１０の載置部１４よりもＺ軸方向（前後方向）において後ろに設定された後方位置にある。また、加工後のワークＷが、ワーク支持装置８５の保持部８８（図３参照、以下同様）に設けられるクランプ機構（図示せず、以下同様）によってクランプされている。
　続いて、扉９３が開かれるとともに、図８（ｂ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０（図４参照、以下同様）の駆動によって下降する。これに伴い、載置部１４が、ワークＷを工作機械８０に対して供給または取り出す際の下方位置まで下降して停止する。
　続いて、図８（ｃ）に示すように、ワーク支持装置８５が、ワークＷを授受する際の前方位置まで前進して停止する。すると、載置部１４におけるワークＷが載置されていなくて空いている部分が、ワーク支持装置８５の治具９１に取り付けられた加工後のワークＷの下方に挿入される。
　続いて、クランプ機構によるワークＷのクランプが解除されるとともに、図８（ｄ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって所定距離だけ上昇する。これに伴い、載置部１４は、前記した上方位置と下方位置との間であって下方位置よりも少し高い中間位置まで上昇して停止する。これにより、加工後のワークＷが、所定距離だけ持ち上げられて、載置部１４上に載置される。
　続いて、図９（ａ）に示すように、ワーク支持装置８５が、前記した前方位置と後方位置との間であって前方位置よりも少し後方の退避位置まで後退して停止する。
　続いて、図９（ｂ）に示すように、載置部１４が、旋回用サーボモータ３４の駆動によって鉛直軸（Ｙ軸）のまわりで１８０度旋回する。これにより、加工前のワークＷと加工後のワークＷとの前後位置が入れ替わる。
　続いて、図９（ｃ）に示すように、ワーク支持装置８５が、退避位置から前方位置まで前進して停止する。
　続いて、図９（ｄ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって所定距離だけ下降する。これに伴い、載置部１４は、中間位置から下方位置まで下降して停止する。これにより、加工前のワークＷが治具９１に載置されて位置決めされるとともに、クランプ機構によってクランプされる。
　続いて、図１０（ａ）に示すように、ワーク支持装置８５が、前記した後方位置まで後退して停止する。すると、載置部１４における加工前のワークＷが載置されていた部分が、加工前のワークＷの下方から相対的に引き出されて現れる。
　続いて、図１０（ｂ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって上昇する。これに伴い、載置部１４が、前記した上方位置まで上昇して停止し、扉９３が閉じられる。この後、工作機械８０が、ワーク支持装置８５に支持された加工前のワークＷに対して所定の加工を行う。
　次に、図１１～図１４を参照して、ワークＷの上面を治具９１に対向する取付け基準面としてワークＷを搬送する方法について説明する。
　図１１は、保持部８８の治具９１が図３に示す下位置からＡ軸のまわりで１８０度回転させられて上位置にある状態におけるワーク支持装置８５周辺を示す概略斜視図である。図１２～図１４は、ワークＷの上面を治具９１に対向する取付け基準面としてワークＷを搬送する方法を説明するための概略側面図である。
　図１２～図１４における治具９１は、ワークＷの上面を取付け基準面としてワーク支持装置８５の保持部８８に取り付けるための治具である。
　図１２（ａ）に示すように、ガントリ型搬送装置１０が制御装置の指令にしたがって作動されると、走行体１２が、走行用サーボモータ１７の駆動によって、ビーム１１に沿って走行する。そして、走行体１２は、工作機械８０のカバー８６の前方上面９２に設けられた扉９３の直上まで移動して停止する。
　このとき、載置部１４は、ワークＷをビーム１１に沿って搬送する際の上方位置にある。また、ワーク支持装置８５は、Ｚ軸方向（前後方向）において載置部１４よりも後ろに設定された後方位置にある。また、ワークＷは、図１１に示すように上位置にある保持部８８に設けられるクランプ機構によってクランプされている。
　続いて、扉９３が開かれるとともに、図１２（ｂ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって下降する。これに伴い、載置部１４が、ワークＷを工作機械８０に対して供給または取り出す際の下方位置まで下降して停止する。
　続いて、図１２（ｃ）に示すように、ワーク支持装置８５が、ワークＷを授受する際の前方位置まで前進して停止する。すると、載置部１４におけるワークＷが載置されていなくて空いている部分が、ワーク支持装置８５の治具９１に取り付けられた加工後のワークＷの下方に相対的に挿入される。
　続いて、図１２（ｄ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって所定距離だけ上昇する。これに伴い、載置部１４は、前記した上方位置と下方位置との間であって下方位置よりも少し高い中間位置まで上昇して停止する。この中間位置にて、クランプ機構によるワークＷのクランプが解除され、加工後のワークＷは、載置部１４上に載置されることになる。
　続いて、図１３（ａ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって所定距離だけ下降する。これに伴い、載置部１４は、前記した下方位置まで下降して停止する。
　続いて、図１３（ｂ）に示すように、ワーク支持装置８５が、前記した前方位置と後方位置との間であって前方位置よりも少し後方の退避位置まで後退して停止する。
　続いて、図１３（ｃ）に示すように、載置部１４が、旋回用サーボモータ３４の駆動によって鉛直軸（Ｙ軸）のまわりで１８０度旋回する。これにより、加工前のワークＷと加工後のワークＷとの前後位置が入れ替わる。
　続いて、図１３（ｄ）に示すように、ワーク支持装置８５が、退避位置から前方位置まで前進して停止する。
　続いて、図１４（ａ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって所定距離だけ上昇する。これに伴い、載置部１４は、前記した中間位置まで上昇して停止する。この中間位置にて、加工前のワークＷがクランプ機構によってクランプされる。
　続いて、図１４（ｂ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって所定距離だけ下降する。これに伴い、載置部１４は、前記した下方位置まで下降して停止する。
　続いて、図１４（ｃ）に示すように、ワーク支持装置８５が、前記した後方位置まで後退して停止する。すると、載置部１４における加工前のワークＷが載置されていた部分が、加工前のワークＷの下方から相対的に引き出されて現れる。
　続いて、図１４（ｄ）に示すように、昇降体１３が、昇降用サーボモータ３０の駆動によって上昇する。これに伴い、載置部１４が、前記した上方位置まで上昇して停止し、扉９３が閉じられる。この後、工作機械８０が、ワーク支持装置８５に支持された加工前のワークＷに対して所定の加工を行う。
　前記したように、本実施形態に係るガントリ型搬送装置１０は、ビーム１１に沿って走行する走行体１２と、走行体１２に対して上下方向に移動可能に支持される昇降体１３と、昇降体１３の下部に支持され、ワークＷを載置する載置部１４と、を備えている。
　したがって、本実施形態では、ワークＷは、ビーム１１に沿って走行する走行体１２に対して上下方向に移動可能な昇降体１３の下部に支持された載置部１４上に載せられて搬送される。つまり、ワークＷは、載置部１４で持ち上げられて移動（リフトアンドキャリー）させられる。このように、ガントリ型搬送装置１０において、従来のようにワークＷをクランプせずに、載置部１４に載せるだけでワークＷを保持して搬送することができるため、クランプ駆動手段等の機器が不要となる。
　したがって、本実施形態によれば、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成とすることができるガントリ型搬送装置１０を提供できる。
　また、ガントリ型搬送装置１０においてワークＷのクランプ動作が行われないため、搬送時間の短縮化が図られる。さらに、ワークＷの種類が変更された場合でも、載置部１４は駆動手段や電気配線がなく簡易な構造であるため、ワークＷの種類に応じて載置部１４を容易に交換して対応することが可能となる。
　また、本実施形態では、載置部１４は、複数のワークＷを載置可能であり、載置部１４は、昇降体１３の下部である底壁３３に、旋回用サーボモータ３４および旋回軸３５を介して、鉛直軸のまわりで旋回可能に支持されている。
　この構成では、１つの載置部１４に複数のワークＷを載せて同時に搬送できるため、効率的な搬送が可能となる。例えば、従来のようなワークＷのクランプが行われるガントリ型搬送装置では、工作機械８０に対して加工前のワークＷと加工後のワークＷとを交換するため、装置には２つのロボットハンドをワーク交換用の１セットとして備える必要がある。これに対し、本実施形態によれば、例えば、１つの載置部１４に加工前のワークＷと加工後のワークＷとを載せ、載置部１４を鉛直軸のまわりで旋回させることによって、選択的に一方のワークＷを工作機械８０に対向する位置に移動させることができる。これにより、１つの載置部１４を用いて加工前のワークＷと加工後のワークＷとの入替えを行うことができる。
　また、本実施形態では、載置部１４には、ワークＷを載置部１４上で位置決めする位置決めピン３７，３８が設けられている。
　この構成では、ワークＷが載置部１４上からずれることを防止でき、載置部１４と、例えば工作機械８０のワーク支持装置８５との間で、ワークＷを確実に授受することができる。
　また、本実施形態に係る加工ライン１００は、ガントリ型搬送装置１０と、工作機械８０と、を有している。工作機械８０は、ベース８２と、該ベース８２に対してビーム１１の延在方向と平面視して直交する方向に移動可能に設けられたワーク支持装置８５と、を備えている。
　この構成では、部品点数を削減でき、コンパクトで簡易な構成のガントリ型搬送装置１０を工作機械８０に適用した加工ライン１００を提供することができる。また、ワークＷをビームと直交する方向に搬送する機構として工作機械８０のワーク支持装置８５を利用して、被搬送物を三次元方向の任意の位置に搬送することができる。これにより、加工ライン１００全体をよりコンパクトで簡易な構成とすることができる。
　また、本実施形態では、ワーク支持装置８５は、ビーム１１の延在方向と平面視して直交する方向に移動可能なキャリッジ８７と、キャリッジ８７に取り付けられてワークＷを保持する保持部８８と、を有し、保持部８８は、ビーム１１と平行なＡ軸のまわりで回転可能に構成されている。
　この構成では、ワークＷを保持部８８に保持させるときに、ワークＷの保持部８８に対向する取付け基準面として、ワークＷの上面および下面の一方を選択することができる。つまり、保持部８８に対するワークＷの取付け基準面を入れ替えることができる。これにより、ワークＷの例えば上面および下面の両方に対する加工が可能となる。
　以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記した各実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。また、前記した実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換をすることができる。
　例えば、前記した実施形態では、横形の工作機械に対して適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種の工作機械に対して適用可能である。本発明は、例えば、縦形の工作機械や、工具自動交換装置を備えたマシニングセンタにも適用することが可能である。
　また、前記した実施形態では、ガントリ型搬送装置１０が搬送する被搬送物がワークＷである場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ガントリ型搬送装置１０は、例えばワーク支持装置８５に備えられワークＷをセットするための治具９１を搬送することも可能である。このような構成によれば、ワークＷの種類が変更された場合でも、ガントリ型搬送装置１０は、ワークＷの種類に応じて治具９１を搬送して交換することが可能となる。
　また、前記した実施形態では、走行体１２および昇降体１３をモータによって移動させる際の動力伝達機構として、ラックとピニオンを用いた機構が使用されているが、これに限定されるものではない。例えば、ねじ送り機構、ベルトとプーリを用いた機構等の他の動力伝達機構が使用されてもよい。また、前記した実施形態では、載置部１４を旋回させる機構として、旋回用サーボモータ３４の駆動軸に旋回軸３５を接続した機構が使用されているが、これに限定されるものではない。例えば、旋回用サーボモータ３４の駆動軸に固定されたギアが旋回軸３５に固定されたギアに噛合された機構が使用されてもよい。
　また、前記した実施形態では、載置部１４は、その上に２個のワークＷを載置可能であるが、これに限定されるものではなく、３個以上のワークＷを載置可能であってもよい。この場合、載置部１４は、複数種類のワークＷを同時に載置可能に構成されてもよい。また、載置部１４は、矩形の板状を呈しているが、これに限定されるものではなく、例えば平面視して楕円形、十字形等の他の形状を呈していてもよい。
　また、前記した実施形態では、ワークＷをビームと直交する方向に搬送する機構として工作機械８０のワーク支持装置８５を利用しているが、これに限定されるものではない。例えば、載置部１４との間でワークＷを授受してビーム１１の延在方向と平面視して直交する方向（前後方向）に移動させるシフト装置が、ガントリ型搬送装置１０に備えられていてもよい。この構成では、シフト装置によって、載置部１４で持ち上げられてビーム１１に沿って移動させられるワークＷをビーム１１と直交する方向に移動させることができる。これにより、ワークＷを三次元方向の任意の位置に搬送することができる。
　１０　　ガントリ型搬送装置
　１１　　ビーム
　１２　　走行体
　１３　　昇降体
　１４　　載置部
　１５，１５　支柱
　１６　　走行板
　１７　　走行用サーボモータ
　１８　　ピニオン
　１９　　基準ブロック
　２０　　ラック
　２１　　上部レール
　２２　　下部レール
　２３　　荷重受けローラローラ
　２４，２５　ガイドローラ
　２６　　昇降部材
　２７　　移動ガイド機構
　２８　　ガイドレール
　２９　　スライダ
　３０　　昇降用サーボモータ
　３１　　ピニオン
　３２　　ラック
　３３　　底壁
　３４　　旋回用サーボモータ
　３５　　旋回軸
　３６　　取付け中心
　３７，３８　位置決めピン（位置決め部材）
　３９　　支持パッド
　４０　　ガイド
　８０　　工作機械
　８１　　主軸
　８２　　ベース
　８３　　コラム
　８４　　サドル
　８５　　ワーク支持装置
　８６　　カバー
　８７　　キャリッジ
　８８　　保持部
　８９　　モータ
　９０　　旋回台
　９１　　治具
　９２　　前方上面
　９３　　扉
　１００　加工ライン
　Ｔ　　　工具
　Ｗ　　　ワーク（被搬送物）

Claims (7)

  1. 　水平に設置されるビームと、
    　前記ビームに沿って走行する走行体と、
    　前記走行体に対して上下方向に移動可能に支持される昇降体と、
    　前記昇降体の下部に支持され、被搬送物を載置する載置部と、
    を備えることを特徴とするガントリ型搬送装置。
  2. 　前記載置部は、複数の前記被搬送物を載置可能であり、前記昇降体の下部に鉛直軸のまわりで旋回可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載のガントリ型搬送装置。
  3. 　前記載置部には、前記被搬送物を前記載置部上で位置決めする位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガントリ型搬送装置。
  4. 　前記載置部には、前記被搬送物を前記載置部上で位置決めする位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のガントリ型搬送装置。
  5. 　前記載置部との間で前記被搬送物を授受して前記ビームの延在方向と平面視して直交する方向に移動させるシフト装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガントリ型搬送装置。
  6. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガントリ型搬送装置と、
    　ワークに対して加工を行う工作機械と、を有し、
    　前記被搬送物は、前記ワークを含み、
    　前記工作機械は、ベースと、該ベースに対して前記ビームの延在方向と平面視して直交する方向に移動可能に設けられ前記ワークを支持するワーク支持装置と、を備えることを特徴とする加工ライン。
  7. 　前記ワーク支持装置は、前記ビームの延在方向と平面視して直交する方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに取り付けられてワークを保持する保持部と、を有し、前記保持部は、前記ビームと平行な軸のまわりで回転可能に前記キャリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の加工ライン。
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