WO2019077642A1 - 設置型小型モジュールおよび加工機械ライン - Google Patents

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WO2019077642A1
WO2019077642A1 PCT/JP2017/037335 JP2017037335W WO2019077642A1 WO 2019077642 A1 WO2019077642 A1 WO 2019077642A1 JP 2017037335 W JP2017037335 W JP 2017037335W WO 2019077642 A1 WO2019077642 A1 WO 2019077642A1
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work
base
modules
small
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PCT/JP2017/037335
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English (en)
French (fr)
Inventor
鈴山惠史
合津秀雄
Original Assignee
株式会社Fuji
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/04Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q41/00Combinations or associations of metal-working machines not directed to a particular result according to classes B21, B23, or B24
    • B23Q41/04Features relating to relative arrangements of machines

Definitions

  • the present invention relates to a processing machine line composed of a plurality of machine tools and the like, and a single installed module which is a module constituting the processing machine line and formed with a reduced width dimension.
  • processing machine line in which a plurality of processing machines and the like are arranged as a processing system in which predetermined processing is performed on one work through a plurality of processing steps.
  • processing machines including machine tools such as lathes are arranged in one line.
  • Patent Document 1 discloses such a processing machine line.
  • mounted modules of standardized sizes are mounted on a base in an exchangeable manner. Each mounted module is housed in an exterior cover having a uniform shape and size, and has a structure capable of moving in the front-rear direction orthogonal to the width direction of the machine body, which is the arrangement direction. .
  • a processing related device such as a work stocker or a temporary placement table may be incorporated for performing work other than processing.
  • processing related devices are arranged beside the base and become a part of the processing machine line, but in the processing machine line as in the conventional example, standardization is also performed on the processing related devices. Then, the shape and size of the exterior cover are formed in accordance with the mounted module on the base, and the appearance is such that a sense of unity can be obtained over the entire processing machine line.
  • a mounted module that can move on the base in this manner and a mounted module provided with processing related devices that are not mounted on the base are provided.
  • the installation type module has many roles of processing related devices and the number of installed modules on the processing machine line increases, there arises a problem such as narrowing the moving range to the transfer robot that transfers the work. It will be.
  • this invention aims at providing a processing machine line containing the installation small-sized module which made the width dimension small, and its installation small-sized module in order to solve this subject.
  • the small mounted module includes a plurality of mounted modules mounted so as to be movable back and forth along a rail on a base, and one or more mountable to the side of the base It forms a part of a processing machine line having a stationary module, is disposed between the stationary module and the base, and has a size equal to or less than the dimensions of the stationary module.
  • a processing machine line includes one or more bases provided with rails in the front-rear direction, a plurality of mounted modules movably mounted on the rails, and a width of the bases And one or more stationary modules which can be installed, the stationary small module disposed between the stationary module and the base and having a size equal to or smaller than the dimensions of the stationary module, and the on-board module, A transport robot that transfers a workpiece between the stationary module and the compact compact module.
  • the installed small module constituting a part of the processing machine line in which the mounted modules and the installed modules are lined is formed with the size equal to or less than the size of the installed module, Even if it is possible for the transport robot to work on each module.
  • FIG. 5 is a side view showing the transport robot in a folded state. It is the front view which showed the state in which a conveyance robot is concerned with an installation type
  • FIG. 1 is a front view showing a processing machine line of the present embodiment.
  • various modules such as a lathe, a machining center, and a detector are installed side by side between the workpiece loading module 11 at the right end of the drawing and the workpiece unloading module 14 at the left end.
  • the workpieces sent in from the workpiece loading module 11 are transported in order by the workpiece automatic transport machine, and are sent to the workpiece unloading module 14 through respective processing steps such as cutting.
  • a small stationary module 12 for regripping a work or the like is disposed beside the work loading module 11, and further lathe modules 21, 22 and a detection module 23 are sequentially installed. There is. Therefore, after the first and second machining such as cutting are performed in the lathe modules 21 and 22, the workpiece delivered from the loading position is checked for dimensional accuracy regarding the workpiece after machining in the inspection module 23 It is supposed to be. Then, next to the inspection module 23, a machining center module 24 that performs boring, drilling, and the like is installed, and the third processing on the workpiece is performed.
  • a work stand module 13 is installed next to the machining center module 24 so that temporary placement of the work and removal of the work may be performed for quality check.
  • a hobbing machine module 25 for gear cutting is installed, and a fourth process is performed on the workpiece.
  • a deburring module 26 for removing burrs generated on the work by the processing of the previous step, and a cleaning module 27 for washing away chips and the like that have reached the work are sequentially installed.
  • the work unloading module 14 is installed.
  • the processing machine line 1 is configured by a plurality of such modules, and predetermined processing is performed in each of them. Therefore, although the work must move between the modules, the processing machine line 1 is provided with an automatic work transfer machine for sending the work to each module. In particular, in the processing machine line 1 of the present embodiment, the transfer of the work is performed by the two transfer robots 3.
  • the various modules constituting the processing machine line 1 are composed of a mounted module mounted on the base 5 (see FIG. 2) and a mounted module arranged laterally to the base 5.
  • the mounted modules are lathe modules 21 and 22, inspection module 23, machining center module 24, hobbing module 25, deburring module 26 and cleaning module 27.
  • the installation type modules are the work loading module 11, the installation type small module 12, the work stand module 13 and the work unloading module 14.
  • FIG. 2 is a perspective view showing lathe modules 21 and 22 which are mounted modules.
  • the mounted modules such as the lathe modules 21 and 22, the mounted modules 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 (or collectively referred to as “mounted module 20” as appropriate. It explains as).
  • Each mounting module 20 is covered by an exterior cover 31, and a front cover portion 32 projecting forward is formed at the front.
  • the rail 501 is laid on the base 5.
  • the mounting module 20 has a movable bed movable in the front-rear direction along the rail 501, on which a lathe 35, a machining center and the like are assembled.
  • the processing machine line 1 of the present embodiment four bases 5 are provided for seven mounted modules 20, and the other mounted modules 20 excluding the hobbing module 25 are two for each base 5. It is mounted.
  • the processing machine line 1 is configured to be compact as a whole, and to allow various mounted modules 20 to be arranged at arbitrary positions on the line in a different order. Therefore, as shown in FIG. 3, two sets of two rails 501 are provided on the base 5, and the two mounted modules 20 mounted thereon are disposed almost without a gap.
  • the distance between the two rails 501 is about one half of the width of the base 5, and the mounted module 20 is also about half the width of the base 5.
  • the base 5 and the mounting module 20 are standardized, and the width dimensions of the base 5 and the mounting module 20 are associated as described above. That is, as shown in FIG. 1, the width dimension (standard dimension S) of the mounted module 20 is configured to be about one half of the width 2S of the base 5. In the present embodiment, two mountable modules 20 can be mounted on the base 5, so that the mountable module 20 twice as large as the standard dimension S can be mounted like the hobbing board module 25. Assuming that the width dimension of the on-board module is about one third of the base width, the on-board module has a standard dimension of about one-third on its base width, which is twice or three times larger than that of the on-board module. Mounting of mounted modules becomes possible.
  • the processing machine line 1 by standardizing the mounted modules 20, adjacent ones are arranged side by side and in close proximity, and the whole is extremely compact. Moreover, it is possible to freely rearrange the mounted modules 20. Then, the outer shape of the exterior cover 31 of the mounting type module 20 is made uniform, so that the appearance of the entire line can be unified.
  • installation-type modules except for the installation-type small module 12
  • the work loading module 11 are also standardized. That is, the width dimension of the workpiece loading module 11 or the like is formed to be about one half of the width of the base 5 as in the mounted module 20.
  • work carrying-in module 11 it demonstrates suitably as installation-type modules 11, 13, 14 (or generically "installation-type module 10").
  • the work placement module 13 is disposed so as to be sandwiched between the bases 5.
  • the transport robot 3 is provided on the base 5 as its traveling structure is described below, the transport robot 3 can not be moved in front of the stationary module 10. Therefore, in the processing machine line 1, as shown in FIG. 1, two transport robots 3 are provided with the workpiece support module 13 interposed therebetween.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the workpiece automatic transfer machine in a state in which the transfer robot 3 is extended
  • FIG. 4 is a side view of the state in which the transfer robot 3 is folded.
  • the transfer robot 3 is mounted on the traveling table 41, and the base 5 is provided with a traveling structure for causing the traveling table 41 to travel. That is, horizontally extending racks 42 and rails 43 are fixed in parallel to the front surface of the base 5.
  • a traveling slide 44 which slides by gripping the rail 43 and a traveling motor 45 serving as a driving source are integrally formed on the traveling table 41, and a pinion 46 fixed to the rotation shaft of the traveling motor 45 is integrated.
  • the rack 42 is engaged. Accordingly, the traveling platform 41 can move in front of the on-board module 20 by driving the traveling motor 45.
  • a swing table 47 is provided on the traveling table 41, and the transport robot 3 is mounted in a rotatable state.
  • the support 48 is fixed to the turning table 47, and the upper arm member 52 is connected to the support 48 via the first joint mechanism 51.
  • a forearm member 54 is connected to the upper arm member 52 via a second joint mechanism 53.
  • the transfer robot 3 is an articulated robot, and by driving the joint motor constituting the first joint mechanism 51 and the second joint mechanism 53, the angle adjustment of the upper arm member 52 and the forearm member 54 is performed.
  • the form can be changed between the folded state shown in FIG. 4 and the extended state shown in FIG.
  • a robot hand 55 capable of gripping a workpiece is attached to the tip of the transfer robot 3.
  • the robot hand 55 is configured such that the first chuck 551 and the second chuck 552 are symmetrically formed on both the front and back sides, and is rotatably attached to the tip portion of the forearm member 54 via the shaft portion 553.
  • the robot hand 55 transmits rotation of the servomotor via the transmission mechanism, and the direction and angle of the first chuck 551 and the second chuck 552 can be adjusted centering on the shaft portion 553.
  • the transfer robot 3 is compactly folded as shown in FIG. 4 and can move in the transfer space 37 in front of the base 5 surrounded by the front cover portion 32. Then, it is stopped in front of the specific on-board module 20 and extended as shown in FIG. 3 to enable delivery of the work by the robot hand 55. However, the transport robot 3 can not move to the front of the stationary module 10 without the rail 43. Therefore, the transport robot 3 is positioned at the position of the lathe module 21 for the work loading module 11, the position of the cleaning module 27 for the work unloading module 14, and the machining center module 24 or the hobbing machine module for the work carrier module 13. It will stop at the 25 position.
  • the transfer robot 3 at each stop position is turned sideways in the transfer space 37 as shown in FIG. 5, and the work is performed on the work loading module 11 or the like. Therefore, when the two installation type modules 10 are continuously installed, the robot hand 55 can not reach the installation type module 10 located far away. However, if the work requirement by the processing related device in the processing machine line 1 increases, more installation type modules 10 will be required. In such a case, as in the case of the work carrier module 13, it has to be installed between the bases 5 in the middle of the processing machine line 1, in which case the number of transfer robots 3 has to be increased.
  • the transport robot 3 can also travel in front of the stationary module 10.
  • this requires the traveling structure such as the rails 43 for the stationary module 10, and the design of the stationary module 10 is restricted by the transport robot 3 traveling inside.
  • the installation small-sized module 12 is arranged between the work loading module 11 and the lathe module 21.
  • FIGS. 5 to 7 are views showing a state in which the transfer robot 3 is involved in the installation type small module 12 from the front side of the processing machine line 1.
  • the area in the width direction of each of the lathe module 21, the small stationary module 12, and the workpiece loading module 11 is represented, and the internal structure of the small miniature module 12 is described.
  • FIG. 5 shows a state in which the transport robot 3 takes out the workpiece from the workpiece loading module 11.
  • FIG. 6 shows a state before the transfer robot 3 transfers the work to the stationary small module 12.
  • FIG. 7 shows a state in which the transfer robot 3 discharges the NG work from the installation small module 12.
  • the work on the workpiece loading module 11 is performed such that the transport robot 3 straddles the installation small module 12.
  • this installation type small module 12 is configured to have the standard dimension S, the robot hand 55 of the transfer robot 3 will not reach the workpiece loading module 11. Therefore, in the present embodiment, the width dimension of the installation small module 12 is designed to be half the standard dimension S. This width dimension is a size corresponding to the size of the workpiece W while being reduced to enable the operation of the transport robot 3 with respect to the workpiece loading module 11.
  • the stationary compact module 12 is provided with a temporary holder for temporarily placing a work, an NG chute for discharging an ineligible work, and an identifier giving device for giving an identifier to the work.
  • FIG. 8 is a side view showing the internal structure of the mounted small module 12.
  • the stationary compact module 12 may be a self-supporting type, in the present embodiment, the compact compact module 12 is configured integrally with the workpiece loading module 11. Therefore, the support member 61 in which the horizontal support 611 is supported by the support 612 is formed, and is fixed to the work loading module 11 side by the fixing plate 613. Furthermore, the whole including the exterior cover 63 is supported by the workpiece loading module 11 in addition to the rear side support member 62 and the like.
  • a middle plate 65 is horizontally fixed on a horizontal base 611 at an intermediate height of the installation-type small module 12, and a temporary holding base 69 of the work W is configured to move there in the front-rear direction. That is, the guide block 66 is fixed on the middle plate 65, and the slide rail 67 is slidably assembled there. The slide rail 67 is fixed to the bottom surface of the slide table 68, and a temporary holder 69 is attached on the slide table 68. Further, on the temporary holding table 69, a convex portion 691 is formed in accordance with the shape of the workpiece so that the workpiece W can be positioned. This is to enable the robot hand 55 of the transfer robot 3 to re-grasp the workpiece W in the correct posture.
  • the rotor stocker which constitutes the work loading module 11 is supplied in a state where the works W are stacked. At that time, even if the posture of the work W is inclined, the robot hand 55 grasps the work W as it is and delivers it to a spindle chuck of a lathe or the like. Therefore, the workpiece W is inclined and chucked by a spindle chuck or the like, and an error occurs. Therefore, the work W is fitted to the convex portion 691 so that the posture of the work W before processing can be corrected.
  • the temporary holding table 69 can take out the work W and perform quality check.
  • the temporary support table 68 is configured to be movable in the longitudinal direction of the machine by the slide rail 67, and the slide table 68 is provided with an open / close cover 71 with a handle that constitutes the front surface of the exterior cover 63. It is integrally formed. Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8, by pulling the handle in the direction of the arrow, the open / close cover 71 and the slide table 67 move, and the temporary holder 68 is pulled out from the inside.
  • a laser marker 72 for marking a QR code (registered trademark) or the like by a laser is installed on the ceiling in order to add an identifier to each of the works W having the same shape.
  • a reading device such as a camera for reading an identifier may be provided on the ceiling of the small stationary module 12.
  • an NG chute 73 is provided on the lower side of the middle plate 65 for removing the workpiece W which is not to be processed, so that the stationary small module 12 can be discharged out of the processing machine line 1,
  • a discharge port 74 is opened below the open / close cover 71.
  • the NG chute 73 is a slide with a side groove type, and is attached in an inclined state so as to go down toward the discharge port 74 side, that is, the front side of the machine body.
  • an arm 74 is integrally attached to the lower surface side, and is fixed to the work loading module 11 side by a fixing plate 741 of the arm 74.
  • the workpiece W is taken out of the workpiece loading module 11 by the transport robot 3, and the workpiece W is sequentially transferred to the mounted modules 22 to 27 including the lathe module 21. It is transported.
  • the transfer robot 3 is extended to the workpiece loading module 11 so as to pass through the installation small module 12 and the workpiece W is gripped by the robot hand 55.
  • the gripped workpiece W is temporarily placed on the temporary holding table 69 as shown in FIG. 6 and FIG.
  • the posture of the work W is adjusted according to the convex portion 691.
  • other operations such as identification of the workpiece W by the laser marker 72 are also performed.
  • the transport robot 3 performs a folding operation while being separated from the small compact module 12 by the movement of the traveling platform 41. Then, it turns to face the lathe module 21 and extends at a predetermined position as shown in FIG. 3 so that the workpiece W is delivered to the spindle chuck.
  • the workpiece W on which the first processing and the second processing such as cutting are performed in the lathe modules 21 and 22 is checked in the subsequent measurement module 23 for the dimensional accuracy of the workpiece after the processing.
  • the NG work determined to be nonconforming by the dimension check is returned to the small mounted module 12 without being sent to the machining center module 24 and discharged. That is, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7 and FIG. 8, the NG work which has been sent to the NG chute 73 and slipped off is discharged from the discharge port 74 and stored in a recovery box (not shown).
  • the workpiece W whose dimensions are matched is sent to the machining center module 24, and the subsequent processing is performed.
  • the work W may return to the small compact installation module 12 in some cases.
  • an air nozzle is provided on the small stationary module 12 and an air blower is used for the workpiece W placed on the temporary holding table 69 before transferring the workpiece W subjected to the first and second processing to the inspection module 23 Cleaning is done.
  • the work W to which the identifier has already been attached outside the line may be used.
  • an identifier may be attached by a laser marker installed on the work carrier module 13.
  • a camera is installed on the small stationary module 12, and the identifier of the workpiece W is read there.
  • the work W is transferred from the work loading module 11 to the temporary support table 69 of the small compact module 12 and the identifier of the work W is read there.
  • the work W re-grasped by the installation small module 12 is sent to the lathe module 21 and rough cutting is performed, and then the work carrier module 13 applies the work W to the surface.
  • An identifier (for example, 2D code) is imprinted with a laser marker at a place where there is no influence after the next step. Then, it is returned to the stationary small module 12 again, the identifier is read, and is conveyed to the lathe module 22. Since the processing information is associated with the identifier read in this way, it is possible to track the processing content of the workpiece W after processing.
  • the small-sized installation module 12 even if the small-sized installation modules 10 are arranged, it is possible to make an operation for each module by the transport robot 3 possible. Specifically, as shown in FIG. 5, it becomes possible to work on the workpiece loading module 11 beyond the stationary small module 12.
  • the small compact module 12 is integrally formed with the work loading module 11 by the support member 61 and the like, handling becomes easy, and a controller for controlling processing related devices such as the laser marker 72 is a work It can also be made common with the loading module 11.
  • the small stationary module 12 is not disposed between the bases 5 like the work carrier module 13, the movable robot 3 moving the rail 43 fixed to the base 5 blocks the movement range of the carrier robot 3. I have not. Therefore, the expansion of the transfer robot 3 can be suppressed. Further, by transferring the work W through the temporary mounting table 69 of the small compact module 12, the work W sent out from the work loading module 11 can be corrected and carried to the correct posture along the shortest route. Further, since the temporary mount table 69 which can be positioned can be pulled out from the inside, the worker can check the processed work W. Furthermore, not only can the NG work be discharged from the NG chute 73 into the stationary small module 12, but also various operations such as marking of an identifier by the laser marker 72 are possible.

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Abstract

幅寸法を小さくした設置型小型モジュールおよび、その設置型小型モジュールを含んだ加工機械ラインであって、その加工機械ラインは、ベース上のレールに沿って前後方向に移動可能な状態で搭載された複数の搭載型モジュールと、前記ベースの横に設置可能な一又は二以上の設置型モジュールと、設置型小型モジュールとを有するものであり、その設置型小型モジュールは、前記設置型モジュールと前記ベースとの間に配置され、前記設置型モジュールの寸法以下で形成されたものである。

Description

設置型小型モジュールおよび加工機械ライン
 本発明は、複数の工作機械などからなる加工機械ラインおよび、その加工機械ラインを構成する一つのモジュールであって幅寸法を小さくして形成された設置型小型モジュールに関する。
 複数の加工工程を経て1つのワークに所定の加工が行われる加工システムとして、複数の加工機械などが並べられた加工機械ラインがある。その加工機械ラインでは、旋盤等の工作機械を含む加工機械などが1つのラインとなるようにして配置されている。例えば、下記特許文献1にそうした加工機械ラインが開示されている。この加工機械ラインでは、ベース上に標準化されたサイズの搭載型モジュールが交換可能な状態で搭載されている。各々の搭載型モジュールは、形状や寸法が統一された外装カバー内に各種加工機械などが収められ、配列方向である機体の幅方向に対して直交する前後方向に移動可能な構造となっている。
国際公開WO2015/037147号公報
 前記従来例の加工機械ラインでは、ベース上に搭載された搭載型モジュールのほか、ワークストッカや仮置き台など、加工以外の作業を実行するための加工関連装置が組み込まれることもある。そのような加工関連装置はベースの横に配置されて加工機械ラインの一部となるが、従来例のような加工機械ラインでは、加工関連装置に関しても標準化が行われる。そして、外装カバーの形状や寸法がベース上の搭載型モジュールに合わせて形成され、加工機械ライン全体に一体感が得られるような外観となる。加工機械ラインでは、このようにベース上を移動可能な搭載型モジュールおよび、ベースに載らない加工関連装置を備えた設置型モジュールによって構成されることがある。しかし、そうした場合、設置型モジュールは、加工関連装置の役割が多くなり加工機械ライン上での設置台数が多くなってしまうと、ワークを搬送する搬送ロボットへの移動範囲を狭めるなどの問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、幅寸法を小さくした設置型小型モジュールおよび、その設置型小型モジュールを含んだ加工機械ラインを提供することを目的とする。
 本発明の一態様における設置型小型モジュールは、ベース上のレールに沿って前後方向に移動可能な状態で搭載された複数の搭載型モジュールと、前記ベースの横に設置可能な一又は二以上の設置型モジュールとを有する加工機械ラインの一部を構成するものであり、前記設置型モジュールと前記ベースとの間に配置され、前記設置型モジュールの寸法以下で形成されている。
 本発明の他の態様における加工機械ラインは、前後方向にレールを備えた一又は二以上のベースと、前記レール上に移動可能な状態で搭載された複数の搭載型モジュールと、前記ベースの横に設置可能な一又は二以上の設置型モジュールと、前記設置型モジュールと前記ベースとの間に配置され、前記設置型モジュールの寸法以下で形成された設置型小型モジュールと、前記搭載型モジュール、前記設置型モジュールおよび前記設置型小型モジュールとの間でワークの受渡しを行う搬送ロボットとを有する。
 前記構成によれば、搭載型モジュールや設置型モジュールが並ぶ加工機械ラインの一部を構成する設置型小型モジュールが前記設置型モジュールの寸法以下で形成されているため、他の設置型モジュールと並べたとしても搬送ロボットによる各モジュールに対する作業を可能にすることができる。
加工機械ラインの一実施形態を示した正面図である。 搭載型モジュールの一例を示した斜視図である。 搬送ロボットが伸びた状態のワーク自動搬送機を示した斜視図である。 折り畳まれた状態の搬送ロボットを示した側面図である。 搬送ロボットが設置型小型モジュールに関わる状態を示した正面図である。 搬送ロボットが設置型小型モジュールに関わる状態を示した正面図である。 搬送ロボットが設置型小型モジュールに関わる状態を示した正面図である。 設置型小型モジュールの内部構造を示した側面図である。
 次に、本発明に係る設置型小型モジュールおよび加工機械ライン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は、本実施形態の加工機械ラインを示した正面図である。この加工機械ライン1は、図面右端のワーク搬入モジュール11から左端のワーク搬出モジュール14までの間に、旋盤やマシニングセンタ或いは検測機などの各種モジュールが横並びに設置されている。そして、ワーク搬入モジュール11から送り込まれたワークが、ワーク自動搬送機によって順番に搬送され、切削などの各加工工程を経てワーク搬出モジュール14へと送られるようになっている。
 その加工機械ライン1は、ワーク搬入モジュール11の横に、ワークの掴み直しなどを行うための設置型小型モジュール12が配置され、更に旋盤モジュール21,22および検測モジュール23が順番に設置されている。従って、搬入位置から送り出されたワークは、旋盤モジュール21,22において切削などの第1加工及び第2加工が行われた後、検測モジュール23において加工後のワークに関する寸法精度の確認が行われるようになっている。そして、検測モジュール23の隣には、中ぐりや穴あけ加工などを行うマシニングセンタモジュール24が設置され、ワークに対する第3加工が行われるようになっている。
 また、マシニングセンタモジュール24の隣にはワーク置き台モジュール13が設置され、品質チェックのためのワークの仮置き及びワークの取り出しが行われるようになっている。次に、歯切り加工を行うホブ盤モジュール25が設置され、ワークに対する第4加工が行われるようになっている。そして、ホブ盤モジュール6の隣に、前工程の加工によってワークに生じたバリを取るためのバリ取りモジュール26と、ワークに着いた切屑などを洗い落とすための洗浄モジュール27とが順番に設置され、最後にワーク搬出モジュール14が設置されている。
 加工機械ライン1は、このような複数のモジュールによって構成され、それぞれにおいて所定の処理が行われる。そのため、各モジュールの間をワークが移動しなければならないが、加工機械ライン1にはワークを各モジュールに送るためのワーク自動搬送機が設けられている。特に、本実施形態の加工機械ライン1では、2台の搬送ロボット3によってワークの搬送が行われるになっている。
 ところで、加工機械ライン1を構成する各種モジュールは、ベース5の上に搭載された搭載型モジュールと(図2参照)、ベース5の横に配置された設置型モジュールとから構成されている。搭載型モジュールは、旋盤モジュール21,22、検測モジュール23、マシニングセンタモジュール24、ホブ盤モジュール25、バリ取りモジュール26および洗浄モジュール27である。一方、設置型モジュールは、ワーク搬入モジュール11、設置型小型モジュール12、ワーク置き台モジュール13およびワーク搬出モジュール14である。
 次に、図2は、搭載型モジュールである旋盤モジュール21,22を示した斜視図である。ここで、本実施形態では、旋盤モジュール21,22などの搭載型モジュールについては、適宜、搭載型モジュール21,22,23,24,25,26,27(あるいは総称して「搭載型モジュール20」)として説明する。この搭載モジュール20は、いずれも外装カバー31によって覆われ、前部には前方へと突き出した前カバー部32が形成されている。そして、ベース5上にはレール501が敷設されている。載型モジュール20は、レール501に沿って前後方向に移動可能な可動ベッドを有し、その上に旋盤35やマシニングセンタなどが組み付けられている。
 本実施形態の加工機械ライン1では、7台の搭載型モジュール20に対して4台のベース5が設けられ、ホブ盤モジュール25を除く他の搭載型モジュール20がベース5に対して2台ずつ搭載されている。加工機械ライン1は、全体がコンパクトになるように、そして各種の搭載型モジュール20が順番を変えてライン上の任意の位置に配置できるように構成されている。そのため、ベース5には図3に示すように2本で一組のレール501が二組設けられ、そこに搭載された2台の搭載型モジュール20がほぼ隙間なく配置される。2本のレール501の間隔はベース5の幅の約2分の1であり、搭載型モジュール20もベース5の約半分の幅となっている。
 加工機械ライン1では、ベース5と搭載モジュール20とが標準化され、前述したようにベース5と搭載モジュール20との幅寸法が関連付けられている。すなわち、図1に示すように、搭載型モジュール20の幅寸法(標準寸法S)がベース5の幅2Sの約2分の1となるように構成されている。なお、本実施形態では、ベース5には2台分の搭載型モジュール20が搭載可能であるため、ホブ盤モジュール25のように標準寸法Sの2倍の搭載型モジュール20が搭載可能である。仮に、搭載型モジュールの幅寸法をベース幅の約3分の1にした場合には、搭載型モジュールはベース幅の約3分の1が標準寸法となり、その2倍或いは3倍の大きさいの搭載型モジュールの搭載が可能になる。
 加工機械ライン1では、搭載型モジュール20を標準化することによって、隣り合うもの同士が横並びに近接配置され、全体が非常にコンパクトになっている。しかも、それぞれの搭載型モジュール20を自由に並び替えることが可能になっている。そして、搭載型モジュール20の外装カバー31について外形形状が揃えられ、ライン全体の外観に統一感が得られるようになっている。また、加工機械ライン1では、ワーク搬入モジュール11などの設置型モジュール(設置型小型モジュール12は除く)も標準化されている。つまり、ワーク搬入モジュール11なども搭載型モジュール20と同じく幅寸法がベース5の幅の約2分の1で形成されている。なお、ワーク搬入モジュール11などの設置型モジュールについては、適宜、設置型モジュール11,13,14(あるいは総称して「設置型モジュール10」)として説明する。
 加工機械ライン1では、図1に示すように、ライン両端に位置するワーク搬入モジュール11やワーク搬出モジュール14のほか、ベース5同士に挟まれるようにしてワーク置き台モジュール13が配置されている。ところで、搬送ロボット3は、その走行構造が次に説明するようにベース5に設けられているので、設置型モジュール10の前を搬送ロボット3を移動させることができない。そのため、加工機械ライン1では、図1に示すようにワーク置き台モジュール13を挟んで2台の搬送ロボット3が設けられている。
 図3は、搬送ロボット3が伸びた状態のワーク自動搬送機を示した斜視図であり、図4は、搬送ロボット3が折り畳まれた状態の側面図である。ワーク自動搬送機では、搬送ロボット3が走行台41に搭載され、ベース5には走行台41を走行させるための走行構造が設けられている。すなわち、ベース5の前面部には水平方向に延びたラック42やレール43が平行に固定されている。一方、走行台41にはレール43を掴んで摺動する走行スライド44や、駆動源となる走行用モータ45が一体になって構成され、走行用モータ45の回転軸に固定されたピニオン46がラック42に噛合している。従って、走行台41は、走行用モータ45の駆動によって搭載型モジュール20の前を移動することが可能になっている。
 走行台41には旋回テーブル47が設けられ、搬送ロボット3が旋回可能な状態で搭載されている。搬送ロボット3は、旋回テーブル47に支持台48が固定され、支持台48に対して第1関節機構51を介して上腕部材52が連結されている。更に、上腕部材52には第2関節機構53を介して前腕部材54が連結されている。このように搬送ロボット3は多関節ロボットであり、第1関節機構51および第2関節機構53を構成する関節用モータを駆動させることにより、上腕部材52および前腕部材54の角度調整が行われ、図4に示す折り畳み状態と、図3に示す伸びた状態とに形態を変化させることができるようになっている。
 搬送ロボット3の先端部には、ワークを把持することが可能なロボットハンド55が組み付けられている。ロボットハンド55は、表裏両面に第1チャック551と第2チャック552とが対称的に構成されたものであり、前腕部材54の先端部分に軸部553を介して回転自在に組み付けられている。そして、ロボットハンド55は、伝達機構を介してサーボモータの回転が伝えられ、軸部553を中心にして第1チャック551と第2チャック552の向きや角度が調整可能になっている。
 搬送ロボット3は、図4に示すようにコンパクトに折り畳まれ、前カバー部32によって囲まれたベース5前方の搬送空間37内を移動することが可能となる。そして、特定の搭載型モジュール20の前に止められ、図3に示すように伸びることによってロボットハンド55でのワークの受渡しが可能になる。しかし、搬送ロボット3は、レール43の無い設置型モジュール10の前方にまで移動することはできない。そのため、搬送ロボット3は、ワーク搬入モジュール11には旋盤モジュール21の位置、ワーク搬出モジュール14の場合には洗浄モジュール27の位置、そしてワーク置き台モジュール13の場合にはマシニングセンタモジュール24やホブ盤モジュール25の位置に停止することとなる。
 そして、各停止位置での搬送ロボット3は、搬送空間37で図5に示すように横向きになり、ワーク搬入モジュール11などに対して作業が行われる。そのため、2台の設置型モジュール10が連続して設置されると、遠くに位置する設置型モジュール10にまでロボットハンド55が届かなくなってしまう。しかしながら、加工機械ライン1において加工関連装置による作業要求が増えれば、より多くの設置型モジュール10が必要になる。そうした場合、ワーク置き台モジュール13のように、加工機械ライン1の途中のベース5の間に設置しなければならず、それでは搬送ロボット3の台数を増やさなければならなくなる。
 一方で、設置型モジュール10の前方にも搬送ロボット3が走行可能な構成にすることが考えられる。しかし、それでは設置型モジュール10にレール43などの走行構造が必要になるほか、搬送ロボット3が内部を走行することにより設置型モジュール10の設計に制限が生じてしまう。そこで本実施形態では、ワーク搬入モジュール11と旋盤モジュール21との間に設置型小型モジュール12が配置されている。
 図5乃至図7は、搬送ロボット3が設置型小型モジュール12に関わる状態を、加工機械ライン1の正面側から示した図である。各図面では、旋盤モジュール21、設置型小型モジュール12およびワーク搬入モジュール11についてそれぞれの幅方向の領域が表現され、設置型小型モジュール12についてはその内部構造が記載されている。特に、図5は、搬送ロボット3がワーク搬入モジュール11からワークを取り出す状態が示されている。図6は、搬送ロボット3がワークを設置型小型モジュール12に移す手前の状態が示されている。そして、図7は、搬送ロボット3が設置型小型モジュール12からNGワークを排出する状態が示されている。
 図5に示すように、ワーク搬入モジュール11に対する作業は、搬送ロボット3が設置型小型モジュール12を跨ぐようにして行われる。仮に、この設置型小型モジュール12が標準寸法Sで構成されていれば、搬送ロボット3のロボットハンド55はワーク搬入モジュール11に届かなくなってしまう。そのため本実施形態では、設置型小型モジュール12の幅寸法が標準寸法Sの2分の1で設計されている。この幅寸法は、ワーク搬入モジュール11に対する搬送ロボット3の作業を可能にするために小さくしつつも、ワークWのサイズに対応した大きさである。
 設置型小型モジュール12は、ワークを仮置きする仮置き台、不適格なワークを排出するためのNGシュートおよび、ワークに識別子を付すための識別子付与装置が設けられている。図8は、その設置型小型モジュール12の内部構造を示した側面図である。設置型小型モジュール12は、自立型であってもよいが、本実施形態ではワーク搬入モジュール11と一体的に構成されている。そのため、水平台611が支柱612に支持された支持部材61が形成され、固定板613によってワーク搬入モジュール11側に固定されている。更に、後方側の支持部材62なども加えて外装カバー63を含む全体がワーク搬入モジュール11に支持されている。
 設置型小型モジュール12の中間高さにある水平台611の上には中板65が水平に固定され、そこにワークWの仮置き台69が前後方向に移動するよう構成されている。すなわち、中板65の上にはガイドブロック66が固定され、そこにスライドレール67が摺動可能に組み付けられている。スライドレール67は、スライドテーブル68の底面に固定され、そのスライドテーブル68上には仮置き台69が取り付けられている。そして、仮置き台69には、ワークWを位置決めできるようにワーク形状に合わせた凸部691が形成されている。搬送ロボット3のロボットハンド55によって正しい姿勢でワークWの掴み直しができるようにするためである。
 例えば、ワーク搬入モジュール11を構成するロータリストッカは、ワークWが積み重ねられた状態で供給される。その際、ワークWの姿勢が傾いていたとしても、ロボットハンド55はそのままワークWを掴んでしまい、旋盤の主軸チャックなどへと受渡ししてしまう。そのため、主軸チャックなどでワークWが傾いてチャックされてしまい、エラーが生じることとなる。そこで、凸部691にワークWが嵌め合わされ、加工前のワークWについて姿勢を直すことができるようになっている。
 また、この仮置き台69は、ワークWを取り出して品質チェックが行えるようになっている。前述したように、仮置き台68はスライドレール67によって機体前後方向に移動可能な構成になっており、そのスライドテーブル68には、外装カバー63の前面部を構成するハンドル付きの開閉カバー71が一体に形成されている。従って、図8において一点鎖線で示すように、矢印の方向にハンドルを引くことで開閉カバー71およびスライドテーブル67が移動し、仮置き台68が内部から外に引き出されるようになっている。
 次に、設置型小型モジュール12は、前述したように、搬送中のワークWが一旦仮置き台68上に置かれることとなる。そこで本実施形態では、同じ形のワークWにそれぞれ識別子を付すため、レーザによりQRコード(登録商標)などを刻印するレーザーマーカー72が天井に設置されている。一方で、ワークWに対して既に識別子が付され、或いはワーク置き台モジュール13に設置したレーザーマーカーによって識別子が付されるような場合もある。そうした場合には、設置型小型モジュール12の天井に識別子を読み取るカメラなどの読み取り装置を設けるようにしてもよい。
 更に、設置型小型モジュール12には、中板65の下側に加工対象外となったワークWを排除するためのNGシュート73が設けられ、加工機械ライン1の外へと排出できるように、外装カバー63の前面には開閉カバー71の下側に排出口74が開けられている。NGシュート73は、側溝型をした滑り台であって、排出口74側つまり機体前方側に向けて下るように傾斜した状態で取り付けられている。このNGシュート73は、下面側にアーム74が一体的に取り付けられ、アーム74の固定板741によってワーク搬入モジュール11側に固定されている。
 続いて、以上のような構成の加工機械ライン1では、ワーク搬入モジュール11から搬送ロボット3によってワークWが取り出され、旋盤モジュール21をはじめとする各搭載型モジュール22~27へワークWが順番に搬送される。その搬送開始箇所では、図5に示すように、搬送ロボット3が設置型小型モジュール12を通り抜けるようにしてワーク搬入モジュール11にまで伸び、ロボットハンド55によってワークWが掴み取られる。そして、前述したようにワークWの姿勢が安定していないワーク搬入モジュール11の場合には、その掴み取ったワークWが図6や図8で示されるように仮置き台69に一旦置かれ、凸部691に従ってワークWの姿勢が整えられる。加えて、ワークWにはレーザーマーカー72によって識別子が付されるなど他の作業も行われる。
 その後、再びロボットハンド55によってワークWが掴み取られ、旋盤モジュール21へと送られる。このとき搬送ロボット3は、図6に示すように、走行台41の移動によって設置型小型モジュール12から離れながら折り畳み動作が行われる。そして、旋回して旋盤モジュール21と向き合い、所定の位置で図3に示すように伸びて主軸チャックへワークWの受渡しが行われる。旋盤モジュール21,22において切削などの第1加工及び第2加工が行われたワークWは、続く検測モジュール23において加工後のワークに関する寸法精度の確認が行われる。
 寸法確認により不適合と判定されたNGワークは、マシニングセンタモジュール24に送られることなく設置型小型モジュール12に戻されて排出される。すなわち、図7や図8の一点鎖線で示すように、NGシュート73へと送られ、滑り落ちたNGワークが排出口74から外に排出され、不図示の回収ボックスなどに収められる。一方、寸法が適合したワークWはマシニングセンタモジュール24に送られ、その後の加工処理などが行われる。なお、前述した排出処理以外にもワークWが設置型小型モジュール12に戻る場合がある。例えば、設置型小型モジュール12にエアノズルが設けられ、第1及び第2加工が行われたワークWを検測モジュール23に移す前に、仮置き台69に置いたワークWに対してエアブロウを使用した清掃が行われる。
 ところで、加工機械ライン1では、識別子がライン外で既に付されたワークWが使用される場合がある。また、ワーク置き台モジュール13に設置されたレーザーマーカーによって識別子が付されるような場合もある。そうした場合には、設置型小型モジュール12にカメラが設置され、そこでワークWの識別子が読み取られる。その際、識別子付きワークWの場合には、前述したように、そのワークWがワーク搬入モジュール11から設置型小型モジュール12の仮置き台69に移され、そこでワークWの識別子が読み取られる。
 一方、識別子無しワークWの場合には、設置型小型モジュール12で掴み直されたワークWが旋盤モジュール21へと送られ荒削りが行われた後、ワーク置き台モジュール13にてワークWの表面に次工程以降の影響がない箇所にレーザーマーカーで識別子(例えば2Dコード)が刻印される。そして、再び設置型小型モジュール12に戻されて識別子が読み取られ、旋盤モジュール22へと搬送される。こうして読み取られた識別子には加工情報が関連付けられているため、加工後のワークWに対する加工内容についての追跡が可能になっている。
 以上、本実施形態によれば、設置型小型モジュール12を設けることにより、他の設置型モジュール10と並べたとしても搬送ロボット3による各モジュールに対する作業を可能にすることができる。具体的には、図5に示すように、設置型小型モジュール12を越えてワーク搬入モジュール11に対する作業を行うことが可能になる。また、設置型小型モジュール12は、支持部材61などによってワーク搬入モジュール11と一体的に構成されるため、取り扱いが容易になるほか、レーザーマーカー72などの加工関連装置を制御するためのコントローラをワーク搬入モジュール11と共通化することもできる。
 設置型小型モジュール12は、ワーク置き台モジュール13のようにベース5同士の間に挟まれる配置ではないので、ベース5に固定されたレール43を移動する搬送ロボット3の移動範囲を遮断してしまうことがない。そのため、搬送ロボット3の増設を抑えることができる。また、設置型小型モジュール12の仮置き台69を介してワークWを搬送することにより、ワーク搬入モジュール11から送り出されたワークWを最短ルートで正しい姿勢に修正して運ぶことができる。また、位置決め可能な仮置き台69は内部から外に引き出し可能であるため、作業者による加工ワークWのチェックが可能である。更に、設置型小型モジュール12には、NGシュート73からNGワークを排出することができるほか、レーザーマーカー72による識別子の刻印など様々な作業も可能になっている。
 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、前記実施形態では設置型小型モジュール12がワーク搬入モジュール11の隣に配置された例が示されているが、ワーク置き台モジュール13やワークがワーク搬出モジュール14の隣に配置されたものであってもよい。
 また、加工機械ライン1を構成する設置型モジュール10や搭載型モジュール20は、前記実施形態の例以外のものや組み合わせであってもよい。
1…加工機械ライン 3…搬送ロボット 5…ベース 10(11,13,14)…設置型モジュール 12…設置型小型モジュール 20(21,22,23,24,25,26,27)…搭載型モジュール 55…ロボットハンド 69…仮置き台 72…レーザーマーカー 73…NGシュート 501…レール
 

Claims (5)

  1.  ベース上のレールに沿って前後方向に移動可能な状態で搭載された複数の搭載型モジュールと、前記ベースの横に設置可能な一又は二以上の設置型モジュールとを有する加工機械ラインの一部を構成するものであり、
     前記設置型モジュールと前記ベースとの間に配置され、前記設置型モジュールの寸法以下で形成された設置型小型モジュール。
  2.  前記設置型モジュールに支持されて一体的に形成された請求項1に記載の設置型小型モジュール。
  3.  ワークの搬入部または搬出部となる前記設置型モジュールの隣に配置された請求項1または請求項2に記載の設置型小型モジュール。
  4.  ワークを仮置きする仮置き台、不適格なワークを排出するためのNGシュート、ワークに識別子を付すための識別子付与装置、あるいは識別子を読むための識別子読取装置を任意に備えた請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の設置型小型モジュール。
  5.  前後方向にレールを備えた一又は二以上のベースと、
     前記レール上に移動可能な状態で搭載された複数の搭載型モジュールと、
     前記ベースの横に設置可能な一又は二以上の設置型モジュールと、
     前記設置型モジュールと前記ベースとの間に配置され、前記設置型モジュールの寸法以下で形成された設置型小型モジュールと、
     前記搭載型モジュール、前記設置型モジュールおよび前記設置型小型モジュールとの間でワークの受渡しを行う搬送ロボットとを有する加工機械ライン。
     
     
     
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