JPH04115802A - 自動加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合加工工作機械を備えた自動加工装置に関す
る。

〔従来の技術〕

複合加工工作機械とワークの自動搬送装置とを組み合わ
せて、長時間にわたる自動加工を可能とするフレキシブ
ル　マニュファクチャリング　システム（ＦＭＳ）が普
及しつつある。

複合加工工作機械のうちで、対向する２台の主軸と、各
主軸と共同する２台の刃物台を備えた複合加工旋盤は、
２台の主軸間でワークの受渡しが可能であって、２つの
工程を１台の機械の中で完了することができ、生産性も
高い。

この種の複合加工旋盤とワークの自動搬送装置とを組み
合せて、長時間の無人運転を可能としたシステムは、既
に本出願人によって提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の自動加工装置は、主として少い種類のワークを連
続的に無人化加工するものであって、複合加工旋盤への
ツールやジョー等の段取り部材のセツティングは、オペ
レータが実行していた。

多種類のワークを長時間にわたって無人化加工するため
には、ツールやジョーの自動段取りを達成する必要があ
る。

本発明は、ジョーを主軸のチャックに自動交換するとと
もに、自動的に生爪の成形とチャックバリアの設定を達
成する自動加工装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の自動加工装置は、複合加工旋盤と、複合加工旋
盤に部材を搬送する搬送装置と、全体の装置を制御する
制御装置を備え、複合加工旋盤は、主軸と、主軸の軸線
に対して直交する軸に沿って移動するタレットを有する
刃物台とを備え、搬送装置は、複合加工旋盤と部材を収
容するストッカ装置との間に配設したガイドレールと、
ガイドレール上を自走する搬送ロボットと、搬送ロボッ
トにとりつけた鉛直方向に伸縮するアームと、アームの
先端に交換自在に装着されるハンドとを備え、ストッカ
装置は、収容したワークのデータを記憶する記憶素子を
有するパレットと、記憶素子を有する段取り部材と、記
憶素子との間でデータを交換する手段を備え、制御装置
は、パレットの記憶素子のデータに基いて、複合加工旋
盤の自動段取りを達成する手段を備えてなるものである
。

〔作用〕

本自動加工装置にあっては、パレットの記憶素子のデー
タに基き、パレット上の特定の種類のワークを加工する
際に、そのワークに対応したジョーが主軸のチャックに
供給されて生爪が自動的に成形加工される。

〔実施例〕

以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施する自動加工装置の全体を示す斜
視図、第２図は正面図、第３図は平面図、第４図は左側
面図である。

全体を符号１で示す自動加工装置は、複合加工工作機械
を備える。複合加工工作機械は１種々の形式の工作機械
を利用することができるが、本実施例においては、２台
の主軸と２台の刃物台を備えた複合加工旋盤１０を用い
た場合を示している。

第５図は、複合加工旋盤１ｏの概要を示すもので、対向
して配設した第１の主軸１１０と第２の主軸１３０を有
する。第１の主軸１１０と第２の主軸１３０は同一の能
力を有する主軸であって、それぞれ軸Ｚ工ｔＺ２で示す
方向に移動する。

一方、同一の能力を有する２台の刃物台１２０゜１４０
は対向して配設される。第１の刃物台１２０は、軸Ｘ１
方向に移動するとともに、軸Ｔ１のまわりに旋回するタ
レット１２２を有し、タレット１２２には複数本のツー
ル１６０が装着される。

第２の刃物台１４０も同様に、軸Ｘ２方向に移動すると
ともに、軸Ｔ２のまわりに旋回するタレット１４２を有
し、タレット１４２には複数本のツール１６０が装着さ
れる。

第１の主軸１１０は、チャック１１２を有し、ジョー１
７０でワーク１５０を把持して第１の刃物台１２０のツ
ール１６０によってワーク１５０に必要な加工を施す。

第１の主軸１１０の軸Ｚ。

の移動量と軸Ｃ□まわりの回転量および刃物台１２０の
軸Ｘ□の移動量と軸Ｔ工まわりのインデックスはＮＣ装
置により制御される。

複合加工旋盤１ｏは、ツール１６０の刃先位置を検知す
る手段（図示せず）を備え、刃先位置を計測してＮＣ装
置にフィードバックすることにより、ワークの寸法を間
接的に計測し、加工精度を確保する。

第１の主軸１１０により第１工程の加工が完了すると、
第２の主軸１３０のチャック１３２は第１の主軸１１０
からワーク１５０を受けとり、ＮＣ装置により制御され
る第２の刃物台１４０と共同して第２工程の加工を施し
、ワーク１５０を完成させる。

複合加工旋盤１０は以上のように、２台の主軸と２台の
刃物台を備え、複雑な形状のワークを自動的に加工する
能力を有する。

複合加工旋盤１０の後側にはチップコンベア１９ｏを配
設して切削により発生するチップを集め、チップバスケ
ット１９５で回収する。

全体を符号２０で示す搬送装置は、複合加工旋盤１０の
上方に配設されるガイドレール２００を備える。ガイド
レール２００は、旋盤の主軸の移動方向である軸２１．
２２と平行な軸Ｂに沿って配設され、ガイドレール２０
０上に搬送ロボット２２０を走行自在にとりつける。

搬送ロボット２２０は、上下方向の軸Ａに沿って移動す
るアーム２３０を備える。アーム２３０の先端部にはワ
ークハンド２８０をとりつけるが、後述する態様により
このワークハンド２８０を他のハンドと交換自在として
、種々の対象物を搬送する。

複合加工旋盤１０に隣接して、ガイドレール２００の下
方に部材を備蓄して必要時に複合加工旋盤１０に供給す
るストッカ装置３０を配設する。

第６図はストッカ装置３ｏの要部の断面図、第７図は要
部の側面図である。

ストッカ装置３０は、床面に載置されるベース３００を
有し、ベース３００は、２本で１組の案内面を２組備え
る。第１の案内面３１０，３１２は、ガイドレール２０
０の軸Ｂに対して直交する軸Ｘ、に沿って配設される。

第２の案内面３２０゜３２２は、軸Ｘ、に平行な軸Ｘ４
に沿って配設される。

第１の案内面３１０，３１２上には、全体を符号４０で
示すストッカが軸Ｘ□に沿って移動自在に載置される。

ストッカ４０は、第１の側壁４１０、第２の側壁４２０
および２つの側壁を結ぶ床４３０からなり、上部が開口
する断面がほぼ正方形の箱形のストッカ本体４００を備
える。床４３０の下面には案内面上を転動するローラ４
０２を設ける。

第１の側壁４１０の上縁部は外側に水平方向に延び、第
１のフランジ４１２を形成する。第２の側壁４２０の上
縁部も外側に水平方向に延び、第２のフランジ４２２を
形成する。

ストッカ本体４００は、軸Ｘ□に沿って延びる細長い形
状を有するが、内部は仕切板４４０によって複数の室４
４５に画成される。

室４４５には、搬送ロボット２２０のアーム２３０の先
端に交換自在に装着される各種のハンドが収容される。

本実施例にあっては複合加工旋盤１０の刃物台に供給す
るツールを取り扱うためのツールハンド２４０、主軸１
１０，１３０のチャック１１２，１３２へ供給するジョ
ーを取り扱・うためのジョーハンド２６０、ワークを取
り扱うためのワークハンド２８０の３種類のハンドが用
意される。

第１のフランジ４１２と第２のフランジ４２２は、軸Ｘ
、に沿って等間隔に形成した穴を有し、各穴にはツール
１６０が挿入される。本実施例においては、各フランジ
に１０本ずつ、合計２０本のツール１６０を収容する場
合を示すが、必要に応じて収容本数を増減する。

第１の側壁４１０と第２の側壁４２０の上部の内側には
、軸Ｘ、に沿って等間隔にジョーの保持部材を配設し、
各保持部材にジョー１７０を挿入する０本実施例では、
合計１８個のジョー１７０を保持する場合が示されるが
、ジョー１７０の個数は必要に応じて増減する。

ストッカ本体４００は軸Ｘ、に沿って割り出され、位置
決め用の手段（例えばサーボ位置決め）を備える。

各ツール、ジョー、ハントはＩＣ等を含む記憶素子を備
え、必要な情報を記録する。

ツール１６０は記憶素子１６０ａを備えるが、ストッカ
装置のベース３００側にツールの記憶素子１６０ａの情
報を読みとり、または書き込むためのリード、ライトヘ
ッド３３０を配設する。ジョー１７０は、チャックと係
合するベースジョーと、ベースジョーにとりつけるソフ
トジョーとからなり、ベースジョーの背面に同様の記憶
素子を備える。そして、ベース３００側にジョー１７０
の記憶素子１７０ａに対向するリード、ライトヘッド３
３２を配設する。このリード、ライトヘッド３３２は、
ストッカ本体４００が移動する際に、ツールシャンク１
６０Ｓとの干渉を避けるために旋回式として、リード、
ライト時のみにジョー１７０の記憶素子１７０ａに近接
する構造とする。

第１のフランジ４１２に貯えられるツール１６０と第１
の側壁４１０に貯えられるジョー１７０は、原則として
第１の刃物台１２０と第１の主軸１１０に供給される。

第２のフランジ４２２に貯えられるツール１６０と第２
の側壁４２０に貯えられるジョー１７０は、第２の刃物
台１４０と第２の主軸１３０に供給される。

第６図はツールハンド２４０が、第１のフランジ４１２
のツール１６０と、第２のフランジ４２２のツール１６
０を把持する状態を示し、ジョーハンド２６０がジョー
１７０を把持する状態を中央上部に示す。

ストッカ本体４００内にはハンドが貯えられるが、本体
４００の床４３０の下方のベース３００には、ハンド用
のリード、ライトヘッド３４０がアクチュエータ３４２
により上下動自在に設けられる。第６図はツールハンド
２４０がストッカ本体４００内に収容された状態を示す
が、ツールハンド２４０の先端部に記憶素子２４０ａを
とりつけて、必要な情報を記録する。ジョーハンド２６
０、ワークハンド２８０も同様の記憶素子を備える。

ストッカ装置３０のベース３００の第２の案内面３２０
，３２２には、全体を符号６０で示す走行台車が装架さ
れる。走行台車６０はフレーム６００を有し、フレーム
６００はローラ６０２を介して案内面３２０，３２２上
に支持されるが、図示しない駆動装置によって軸Ｘ４に
沿って移動される。この走行台車６０はフォーク７０と
ともにパレットチェンジャを構成し、後述する態様によ
ってワークを載置したパレットを取り扱う。

ストッカ４０に係脱自在の連結ビン４５０によるクラッ
チ手段を設け、必要時に、走行台車６０とストッカ４０
とを連結する。ストッカ４０は。

走行台車６０の駆動力によって軸Ｘ、に沿って所定の位
置に割り出され、ハンド、ツール、ジョーを搬送ロボッ
ト２２０へ供給する。

本自動加工装置は以上のように、搬送ロボットのアーム
にとりつけるハンドを交換自在とし、必要とするツール
、ジョーを複合加工旋盤１０へ供給するので、多種類の
ワークに対する段取りを自動的に達成することができる
。

次に、ストッカ４０の一端部に機外計測装Ｍ５０を連結
する。この機外計測装置５０は、プレート５００上にワ
ークを位置決めするブロック５０２やマイクロメータ５
１０等を配設したものであって、加工済みのワークの寸
法を自動的に計測してその情報を制御装置９０へ送る。

ベース３００に案内される走行台車６０は、フォーク装
置７０を備える。フォーク装置７０は、走行台車６０に
対して上下動自在に支持される。

走行台車６０に配設したモータ６１０は伝動手段を介し
てフォーク装置７ｏの駆動ねじ７２０を回動し、フォー
ク装置７０全体を昇降させる。

フォーク装置７０は桁７０５と、桁７０５の両端から外
側に突出する平行した２本のアーム７１０を有し、２本
のアーム７、１０の内側部でパレット８０を把持する。

フォーク装置７０の桁７０５の中央内側部にはリード、
ライトヘッド９１７を備え、パレット８０の対向する位
置に記憶素子８１５を備える。

パレット８０は、ワーク１５０を収容する角板状のもの
で、同種、異種のワーク１５０を一定間隔で収容するた
めの手段を有する。

複数個のパレット８０を上下方向に重ね合せて準備する
が、最大１０個程度のパレットを準備する。各パレット
８ｏは四辺形のフレーム８００の内部に■溝を形成した
アダプタからなるワークの保持手段を備える。そして、
フレーム８００の４隅にはピン８１０を植設する。この
ピン８１０はワーク１５０の高さ寸法に対応して選択さ
れ、ピン８１０により上方に重ねるパレット８０を支持
する。したがって、重ね合わされるパレットの上下方向
の間隔は、ピン８１０の長さにより規定される。

本自動加工装置の制御装置と制御方法を説明する。

第８図は制御装置の概要を示すブロック図であって、自
動加工装置の制御装置９０と複合加工旋盤工０の、ＮＣ
制御装置９５を備える。

ＮＣ制御装置９５は、中央処理装置９５０と、操作盤９
５２を有し、加工に必要な情報を入出力する。複合加工
旋盤１０は、２台の刃物台１２０゜１４０に装着するツ
ール１６０の刃先位置を検出する刃先位置検出袋Ｗ９５
４を備え、刃先位置を検出することで加工したワークの
寸法を管理する。

この刃先位置検出装置９５４の情報を中央処理装置９５
０へ送り、必要に応してＮＣ情報を修正する。

自動加工装置の制御装置９０は、複合加工旋盤１０以外
の装置の制御を担当する。本実施例においては、複合加
工旋盤の制御装置９０と、それ以外の装置の制御装置９
５を別体にした場合を示しであるが、制御装置を合体し
て総合した制御装置を構築することもできる。

制御装置９０は、中央処理袋！！９００を備え、中央処
理装置に連結する操作盤９０２．ティーチングパネル９
０４によって、制御対象の装置の作動に関する情報が入
力される。

搬送装！２０は、ガイドレール２００上を移動する搬送
ロボット２２０を作動するサーボ軸Ｂと、アーム２３０
の上下動を作動するサーボ軸Ａの２軸を有するが、これ
らのサーボ９０６は中央処理装置９００からの指令によ
り制御される。走行台車６０とフォーク７０からなるパ
レットチェンジャは、走行台車６０の移動と、フォーク
７０の上下動を操作するサーボ９０８を備え、中央処理
装置９００の指令により制御される。

ハンド、ジョー、ツールを収容するストッカ４０の位置
等はユニット９１０を介して制御される。

本自動加工装置は、ストッカ４０に加えて図示しないチ
ェーンストッカ等を付加することにより、ツールやジョ
ーの収容量を拡大することができる。

チェーンマガジンを装備した場合には、ユニット９１２
を介して制御する。

ストッカ４ｏと一体に連結された機外計測装置５０は、
加工が完了したワークの寸法を計測するが、計測装置５
ｏの作動や、計測結果等の情報は。

ユニット９１４を介して制御される。

各々のパレット８０は、記憶素子を備えるが、この記憶
素子に対する情報の読出し、書込みは、リード、ライト
ヘッドコントローラ９１６と、これに連結されるリード
、ライトヘッド９１７により実行される。

同様に、各ツールの記憶素子、各ジョーの記憶素子、各
ハンドの記憶素子の情報の読出し、書込みは、リード、
ライトヘッドコントローラ９１８と、これに連結される
リード、ライトヘッド９１９により実行される。

自動加工装置を用いて自動運転を開始する前に、オペレ
ータが行なう段取り作業を説明する。

マス、段取りステーションにおいて、各パレット８０に
素材ワーク１５０を収容し、可搬型のリード、ライトヘ
ッドを用いて各パレット８０の記憶素子にデータを書込
む。書込むデータは、固定データとして、パレット番号
、加工年月日等があり、可変データとして、ワーク番号
、ワーク間隔、ワーク基準位置、パレット上の個数、パ
レットに植設したピン８１０の高さ寸法等がある。

以上の段取りが完了したパレット８０は、最大１０段程
度に積層されて自動加工装置のローディングステーショ
ン８２０へ搬送される。

次に、オペレータは、ストッカ４０に複数のハンド２４
０，２６０，２８０、ツール１６０、ジヨー１７０をセ
ツティングする。この際に、可搬型のリード、ライトヘ
ッドを用いて各記憶素子にデータを書込む。このストッ
カ４０に収容される機器のデータは、システムチエツク
の際にリード。

ライトヘッドで読みとられ、制御装置９ｏへ送られる。

第２１図および第２２図にツールの記憶素子とジョーの
記憶素子に書き込むデータ項目を示す。

複合加工旋盤１０の制御装置９５にもＮＣデータ等を準
備する６ 第９図は１本自動加工装置の作動を示すフローチャート
である。

ステップ１０００でスタートした自動運転は、ステップ
１１０ｏでパレット８０にとりつけた記憶素子のデータ
の読取りを行なう。ローディングステーション８２０に
載置されたパレット８０に対して、パレットチェンジャ
のフォーク装置７０は、最上部から降下して積層された
パレット８０の各記憶素子のデータを読取る。

第１０図は、パレット８０の記憶素子に記入するデータ
項目を例示する。

この読取りが完了すると、パレット番号を基準とした加
工スケジュールのデータ表が作成できる。

加工順序としては、最上段に積まれたパレットが最初と
なり、順次下段のパレットが続く。

ステップ１２００では、自動加ニジステムのチエツクを
行なう。パレット番号を基準とした加工スケジュールに
基き、ＮＣデータ、ツール、ジョー、ハンド等のデータ
と、ストッカおよび複合加工旋盤内にセットされている
ものとを照合し、システムに異常がないかをチエツクす
る。異常を発見したときには、ステップ１２１０でオペ
レータに警告を発する。

ステップ１３００へ進み、準備状況をチエツクする。

加工すべきワークに対応する準備が完了していない場合
には、ステップ１３１０へ進む。

ステップ１３１０では、ストッカ４０に設けた連結ピン
４５０を作動して走行台車６０とストッカ４０を連結す
る。これにより、ストッカ４０は走行台車６０とともに
駆動され、必要な位置まで移動できる状態となる。

ステップ１３２０では、ハンド交換プログラムが実行さ
れる。ストッカ４Ｑ内に収容された３種類のハンドのう
ちで、例えばツールハンド２４０が搬送ロボット２２０
のアーム２３０に装着される。

ステップ１３３０では、ツール交換プログラムが実行さ
れる。ツールハンド２４０は、ストッカ４０の第１のフ
ランジ４１２に収容されたツール１６０を第１の刃物台
１２０のタレット１２２へ装着し、第２のフランジ４２
２のツール１６０を第２の刃物台１４０のタレット１４
２へ装着する。

ステップ１３４ｏでは、ジョー交換プログラムが実行さ
れる。ジョーハンド２６０がアーム２３０に装着され、
ジョーハンドはストッカ４ｏの第１の側壁４１０に収容
されたジョー１７０を第１の主軸１１０のチャック１１
２へ装着し、第２の側壁４２０に収容されたジョー１７
０を第２の主軸１３０のチャック１３２へ装着する。

ステップ１３５０では、加ニブログラムや交換されたツ
ール、ジョーに関するデータを複合加工旋盤の制御装置
９５へ転送する。転送するデータは、ツールファイルデ
ータ、爪寸法データ等のツールの記憶素子、ジョーの記
憶素子内のデータのマツプ等がある。その後に、ストッ
カ４０を原位置に復帰する。原位置では、機外計測装置
５０が所定の位置に位置決めされる。走行台車６０とス
トッカ４０の係合を解く、アーム２３０にワークハンド
２８０が装着される。

以上で準備プログラムは完了し、ステップ１４００へ進
む。

ステップ１４００では、走行台車６０とフォーク７０が
共同して最上段のパレット８０を所定の位置に保持する
。

ステップ１５００では、複合加工旋盤内０の機内に装備
した刃先位置検出装置（図示せず）によって各ツール１
６０の刃先位置を計測し、ワークの寸法を間接的に計測
する。

ステップ１６００では、ステップ１６００における刃先
位置の検出結果に基いて刃先の摩耗等によるツール交換
の必要性を判断する。ツール交換が必要と判断されると
、ステップ１６１０へ進み、搬送ロボット２２０のアー
ム２３０に装置されていたワークハンドをツールハンド
に交換する。ステップ１６２０でツール交換プログラム
を実行し、ステップ１６３０でワークハンドに再度交換
してステップ１７００へ進む。

ステップ１７００では、搬送ロボット２２０が、ワーク
ハンド２８０によってワーク１５０を把持し、複合加工
旋盤工０の第１の主軸１１０のチャック１１２へ供給す
る。通常は、ワーク１５０に対する第１の加工工程は、
第１の主軸１１０で実行され、第２の加工工程は、第２
の主軸１３０で実行されるが、順序を逆にすることも可
能である。

ステップ１８００では、複合加工旋盤１ｏによって所定
の加ニブログラムを実行する。加工が完了したワーク１
５０は、ステップ１９００で搬送ロボット２２０により
とり出され、機外計測装置５〇へ送られる。

ステップ２０００では、機外計測装置５０によるワーク
１５０の寸法の直接計測が実行され、誤差の大きさに応
じて、ステップ２０１０でＮＣデータを補正する。

ステップ２１００では、ツール寿命をチエツクする。各
ツール１６０は、予め所定の使用回数、使用時間を寿命
として設定しである。そこで、この設定値に照してツー
ルの寿命をチエツクし、寿命に達した場合にはステップ
２１１０へ進み、ツールハンドに交換した上で、ツール
交換プログラムが実行される。

ステップ２１２０では、複合加工旋盤１０の制御装置９
５のＮＣから制御装置９０ヘツールデータの転送を行な
い、ステップ２１３ｏでは、リード、ライトヘッド９１
９を介して使用済みのツールの記憶素子へツールデータ
の書込みを行なう。

したがって、使用中のツールのデータは−ＮＣ内のツー
ルファイルにのみ記録され、ツールの記憶素子のデータ
は更新されない。

ステップ２２００では、パレット８０上に段取りされて
いたワーク個数の全ての加工が完了したか否かを判断す
る。完了していた場合には、ステップ１５００へ戻り、
ワークを搬入して以上のステップをくり返す。

パレット１枚分のワークの加工が完了すると、ステップ
２３００へ進み、走行台車６ｏとフォーク７０は、支持
しているパレットをアンローディングステーション８２
５へ降ろす。

このときに、パレット用のリード、ライトヘッド９１７
は、パレット８０の記憶素子に各ワークの加工データを
書込む。具体的には、ステップ２０００で実行した機外
計測の測定データにより中央処理装置９００は加工結果
の良否を判定し、リード、ライトヘッド９１７が各ワー
クに対する良否のデータをパレットの記憶素子に書込む
。

以上のフローを全パレットに対してくり返し、ステップ
２４００で全パレットの加工が終了したことを確認し、
ステップ２５００で自動運転を終了する。

第９Ａ図は制御フローの他の実施例を示す。

ステップ２６００で自動運転をスタートし、ステップ２
６１０でパレット８０がローディングステーション８２
０に搬入されたことを確認する。

ステップ２６２０でパレット８０のの記憶素子８１５の
読取りを行なう。この読取りによりワークの加工に必要
な全ての情報が自動加工装置の制御装置９０へ送られる
。ステップ２６３０で制御装［９０は現在自動加工装置
に準備されているツール、ジョーをチエツクし、不足分
があるか否かを判断する。

不足分がある場合には、ステップ２６４０へ進み、不足
分のツール、ジョーのデータをオペレータに表示する、
オペレータはこの表示に従って、ストッカ４０にツール
ジョーを段取りする。

ステップ２６５０で段取りの完了を確認すると。

ステップ２６６０へ進み、ストッカ４０の連結ピン４５
０を突出して走行台車６０に連結する。

ステップ２６７０でストッカ４０を移動し、段取りされ
たツール、ジョーの記憶素子を読取る。

ステップ２６８０でストッカ４０のピン４５０を走行台
車６０から外して、ステップ２６２０へ戻る。

ツール、ジョーの不足分がないときは、ステップ２７０
０へ進み、加工スケジュールとシステム運転データが作
成される。加工スケジュールは、搬入されたパレットの
ロットに対する加工スケジュールを示し、システム運転
データは累積の生産実績を示す。

その後、第９図で説明したフローのステップ１２００へ
接続されて、自動加工が実行される。

なお、上述した自動加工装置１においては、正面からみ
て、複合加工旋盤１ｏの左側にストッカ装置３０を配設
した例を示したが、第１１図に示すように、ストッカ族
Ｍ３０Ａを、右側に配設することもできる。したがって
、自動加工装置１の設置スペースに応じて自由に配設す
ることが可能である。

本発明は、段取り部材であるジョーを自動的に交換して
自動段取りを達成するものである。

第１２図は、段取り部材であるツール１６０と、ジョー
１７０を収容するストッカ４０の詳細を示す。ストッカ
４０は、本体の側壁に設ける第１のジョーストッカ４１
０および第２のジョーストッカ４２０と１本体のフラン
ジ部に設ける第１のツールストッカ４１２、および第２
のツールストッカ４２２を有する。

第１のジョーストッカ４２０のジョー１７０は、第１の
主軸１１０のチャック１１２に供給され、第２のジョー
ストッカ４２０のジョー１７０は、第２の主軸１３０の
チャック１３２に供給される。

ジョー１７０を交換する際には、搬送ロボット２２０の
アーム２３０の先端にジョーハンド２６０が装着される
。

第１３図および第１４図は、ジョーハンド２６０による
ジョー１７０の交換作業の概要を示す。

第１の主軸１１０に装備したチャック１１２は、３本の
ジョー１７０を有する３つ爪チャックである。チャック
１１２の上方には、ガイド装置１１６が上下動自在に設
けられている。ガイド装置１１６は、ジョー１７０をチ
ャック１１２のジョー装着用の挿入溝に案内するガイド
部１１７と、ブツシャ１１８を備える。

ブツシャ１１８は、チャック１１２のロック装置１１３
を押圧し、チャック１１２のジョー１７０に対するロッ
クを解除する。

ジョーハンド２６０は、矢印Ｒ方向に回転自在であって
、その周囲に４セツトのフィンガ２６２を有する。フィ
ンガ２６２は先端が開閉してジョー１７ｏを把持する。

ジョー１７０は、ベースジョー１７２と、ベースジョー
１７２にとりつけられる生爪１７４からなり、ベースジ
ョー１７２の頂部に突起１７６を有する。ジョーハンド
２６０のフィンガ２６２は。

突起１７６を把持する。

ジョー１７０の交換に際しては、ジョーハンド２６０は
、ツール、ジョーストッカ４ｏの第１のジョーストッカ
４１０から３本のジョー１７０Ａ。

１７０Ｂ、１７０Ｃを把持する。

この際に、各ジョー１７０の記憶素子１７０ａのデータ
は、リード、ライトヘッド３３２に配設したセンサ９１
９を介して中央処理装置９００へ送られる。

次にジョーハンド２６０は、第１の主軸１１０のチャッ
ク１１２上方のジョー交換位置に移動する。

第１の主軸１１０は、チャック１１２の第１のジョー１
７０Ｆが真上にくる位置にチャック１１２を割出す。

ジョーハンド２６０の空いたフィンガ２６２が第１のジ
ョー１７０Ｆをつかむとともに、ガイド装置のブツシャ
１１８によりジョーのロック装置１１３を解除し、第１
のジョー１７０Ｆを引き抜く。

上方へ退避したジョーハンド２６０は、矢印Ｒ方向に９
０度旋回する。交換用の第１のジョー１７ＯＡをガイド
部１１７を介してチャック１１２の溝に挿入する。

挿入完了後にジョーハンド２６０は上方に退避し、ガイ
ド装置１１６上昇して第１のジョー１７ＯＡをロックす
る。

第１の主軸１１０は、１２０度回動して、第２のジョー
を真上に割出す。第１のジョー１７０Ａを放して空いた
フィンガ２６２は、第２のジョーをつかみに降下し、上
述した工程をくり返す。以上の工程により、チャック１
１２には新しい３本のジＥ−１７０Ａ、１７０Ｂ、１７
０Ｃが装着される。

装着されたジョー１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃのデー
タは、中央処理装置９００から、複合加工旋盤１０の制
御装置９５の中央処理装置であるＮＣ制御装置９５０へ
送られる。

ＮＣ制御装置９５０は、予め与えられている加工すべき
ワークに関するデータと、ジョー１７０の記憶素子から
のデータに基いて、ジョー１７０の生爪１７４の成形加
工の必要性を判断し、必要の場合には生爪の自動生形プ
ログラムを始動する。

第１５図乃至第１８図は、４種類の爪の形状パターンを
示す。

第１５図に示す第１の形状パターンは、単純な外爪に対
するものである。生爪１７４の高さ寸法り、と最大振り
径寸法ＤＩ、はパラメータとして与えられる。

外爪を加工する場合には、内径部に予めリング１７５を
介在させて、ジョー１７０を内、側に閉めた状態でワー
クの外径寸法に対応する内径部Ｄ工と切込み開始径部Ｄ
２の加工を行う。爪の把持部の深さ寸法Ｌ工はワークの
形状に対応した値として与えられる。

第２３図は、リングパレット８０Ｒに各サイズのリング
１７５を用意しておく状態を示し、第２４図は、ワーク
ハンド２８０のグリッパ２８３に先の細い爪２８３を取
付けて、リング１７５を取り扱う状態を示す。

ワークの外周面に接する内周面１７４Ａの曲率半径をワ
ークの曲率半径よりも小さくすることで、爪１７４の２
個所でワークと接触させることができ、確実な把持を達
成する。

また、ワークを内面１７４Ａで把持したときに、外爪１
７４の開口部は外側に開く方向の応力を受ける。そこで
、内周面１７４Ａを長さ寸法Ｌ□に応じて内側が開くよ
うなテーパ面に成形することもできる。このテーパを付
与することによりワークを把持したときに、内周面１７
４Ａの全長にわたって均一にワーク外面に接することが
できる。

この内周面１７４Ａと奥の壁面とのコーナ部には、例え
ば、研磨盗み部１７４Ｂを形成して、ワークとの接触性
を向上することができる。

以上のような要因を考慮しつつ、ＮＣ制御装置９５０は
複合加工旋盤１０に指令を与えて、生爪１７４を自動的
に加工する。

第１６図は爪形状の第２のパターンを示すもので、段付
きの外爪を成形する。

生爪１７４の長さ寸法Ｌ０と最大振り径寸法り。

は、パラメータとして与えられる。

外爪の段付き部の径寸法Ｄ□、Ｄ２、Ｄ３や段付き爪の
深さ寸法Ｌ１、Ｌ２は、ワークの形状寸法に応じて与え
られる。

必要に応じて、内径部にテーパを付したり、コーナ部に
研摩盗み部を形成することは、第１のパターンと同様で
ある。

第１７図は爪形状の第３のパターンを示すもので、単純
な内爪を成形する。

内爪を成形する際には、生爪１７４の外周部にリング１
７５を介在させ、生爪１７４を外側に開く方向に付勢し
つつ加工を行なう。

生爪１７４の高さ寸法り。と内径寸法り。は、パラメー
タとして与えられる。把持部の外径寸法Ｄ□と高さ寸法
Ｌ工は、ワークの形状、寸法から与えられる。外周面１
７４Ａは、ワークを内側がら把持したときには内側に閉
じる方向に応力を受ける。そこで、外周面１７４Ａに高
さＬ工に沿って奥が細くなるようなテーパを与えること
により、ワークとの接触性を向上することができる。ま
た、外周面１７４Ａの曲率半径を、ワークの内周面の曲
率半径よりも大きくとることで、ワークとの接触性を向
上することができる。

生爪の外周面と奥面とのコーナ部には、必要に応じて研
摩盗み部１７４Ｂを形成する。

第１８図は、爪形状の第４のパターン示し、段付きの内
爪を形成する。

生爪の高さ寸法り。と内径寸法Ｄ０はパラメータとして
与えられる。内爪１７４のワークへの接触面となる外周
面寸法Ｄ工、Ｄよとその高さ寸法Ｌ工、Ｌ２は、ワーク
の形状、寸法から与えられる。

外周面にテーパを付したり、その曲率半径をワークの内
径の曲率半径より大とすることは、第３のパターンと同
様である。また、必要に応じてコーナ部に研摩盗み部を
形成することも、前述のパターンと同様である。

本自動加工装置は以上のように、ジョーストッカに予め
準備されるジョーは、ジョーに関するデータを書き込ん
だ記憶素子を備え、主軸のチャックに装着される際に、
このデータを複合加工旋盤のＮＣ制御装置に転送し、ワ
ークに関するデータと照合して、必要な生爪を自動的に
成形するものである。

なお、上述した実施例においては、第１の主軸１１０の
チャック１１２にジョー１７０をとりつける場合の生爪
成形の工程を説明したが、第２の主軸１３０のチャック
１３２のジョー１７０を交換して生爪を成形する場合も
同様の工程を実行する。

次に、自動加工装置は、成形した生爪でワークを把持し
て加工を施す。

本発明においては、この加工の際にチャックと生爪の周
囲にバリアを自動的に設定してツールとの干渉を防止す
るものである。

第１９図は外爪によってワーク１５０を把持する場合の
バリアの設定を示している。

第１の主軸１１０に装備するチャック１１２の外径寸法
Ｃ工、幅（高さ）寸法Ｃ２および内径寸法Ｃ３は、パラ
メータとして登録されている。

外爪としての生爪１７４は、その高さ寸法り。

と、最大の振り径寸法ＤＩ、がパラメータとして与えら
れ、外爪の内径寸法Ｄ工、Ｄ２と爪の深さ寸法Ｌ１が加
工されたので、これらのデータは、ＮＣ制御装置９５０
が管理している。

そこで、ＮＣ制御装置９５０は、与えられたデータを基
に、破線で示すチャックバリアＢを自動的に設定するこ
とができる。このバリアＢはツール等の立入を禁止する
もので、ツール等がチャックに不用意に干渉することが
未然に防止され、事故の発生を防ぐ。

次に、第２０図は、チャック１１２に内爪としての生爪
１７４を装着してワーク１５０を把持する場合を示す。

チャック１１２の外径寸法Ｃ工、＠（高さ）寸法Ｃ２お
よび内径寸法Ｃ１は、パラメータである。

生爪１７４の高さ寸法り、と、内径寸法り、はパラメー
タとして与えられる。内爪の外径寸法Ｄ工および生爪の
最大外径寸法りつと、深さ寸法Ｌ□が加工されたので、
これらのデータは、ＮＣ制御装置９５０が管理している
。

ＮＣ制御装置９５０は、これらのデータに基づいて、破
線で示すチャックバリアＢを自動的に設定することがで
きる。

なお、上述した実施例は、第１の主軸１１０チヤツク１
１２の場合を説明したが、第３の主軸１３０のチャック
１３２の場合も同様である。

［発明の効果］ 本発明の自動加工装置は以上のように、中央処理装置が
パレットに備える記憶素子を読みとることで、パレット
上に段取りしたワークの加工スケジュールを作成する。

中央処理装置は、ワークの種類に応じて、搬送ロボット
とストッカ装置に指令を与え、ストッカに予め段取りさ
れたジョーをとり出し、複合加工旋盤の第１の主軸と第
２の主軸のチャックに装着して、自動段取りを達成する
。

この際に、ジョーは記憶素子を備え、記憶素子のデータ
は読みとられて中央処理装置に送られる。

ジョーにとりつけた生爪の成形が必要なときには、中央
処理装置は、複合加工旋盤を制御するＮＣ制御装置にジ
ョーに関するデータを転送し、生爪を自動的に加工する
。

加工された生爪は、ワークを把持して加工を実行するが
、ＮＣ制御装置はチャックと生爪の周囲にバリアを設定
してツール等との干渉を防止する。

このバリアに関するデータは、中央処理装置も共有して
、ワークを搬入、搬出する際の搬送ロボツトの制御に利
用される。

したがって５本発明によれば、多種類のワークに対応し
て自動的に段取りがセツティングされ、加工をＩ！続す
るので、自動加工のワークの範囲製拡大し、より長時間
にわたって安全に無人化加工を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものである。 第】−図は自動加工装置の全体を示す斜視図、第２図は
正面図、第３図は平面図、 第４図は左側面図、 第５図は複合加工旋盤の概要を示す説明図、第６図はス
トッカ装置の要部の断面図、第７図はスＩ・ツカ装置の
要部の側面図、第１０図はパレットの記憶素子に記入す
る項目を示す説明図、 第１．１図は自動加工装置の他の配置例を示す正面図、 第１−２図はスミ−ツカの詳細を示す平面図、第１３図
はジョーの交換作用を示す平面図、第１４図は第１３図
の側面図、 第１５図は生爪の第１のパターンの、形状と寸法を示す
説明図、 第１６図は生爪の＠２のパターンの形状と寸法を示す説
明図、 第１．７図は生爪の第３のパターンの形状と寸法を示す
説明図、 第３，８図は生爪の第４のパターンの形状とづ°法を示
す説明図、 第】−９図はチャックに外爪を装着した場合のバリアの
設定を示す説明図、 第２０図はチャックに内爪を装着した場合のバリアの設
定を示す説明図、 第２１図はツールの記憶素子に書き込むデータ項目を示
すリス１−１ 第２２図はジョーの記憶素子に書ぎ込むデー、夕項目を
示すリスト、 第２３図はリングを載叙したパレットを示す斜視図。 第２４図はリングを把持するワーブハンドを示ず斜視図
である。 ・・・・・自動加工装Ｖ Ｏ・・・・・・搬送装置 ０・・・・・・スミ−ツカ ０・・・・・・走行台車 ０・・・・・・パレツｉ・ ０．９５・・・・・・制御装ｒ 】０・・・・・・第１の主軸 １６・・・・・・ガイド装置 ７０・・・・・・ジョー ７４・・・・・・生爪 ６０・・・・・・ジョーハンド ６２・・・・・・フィンガ 〕。Ｏ・・・・・・第】のジョース１−ツカ２０・・・
・・・第２のジョース１−ツカ１０・・・・・・複合加
工旋盤 ３０・・・・・・ストッカ装置 ５０・・・・・・機外計測装置 ７０・・・・・・フォーク袋打 １１２・・・・・・チャック １３０・・・・・・第２の主軸 １７２・・・・・・ベースジョ＝ １７５・・・・・・リング 第５図 特許出願人　　ヤマザキ　マザツク株式会社代　理　人
　弁理士　沼形羨彰（外２名）第 図 第１０図 第１２図 第１５図 第１７図 第１６図 第１８図 第１９図 第２０図 第２２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複合加工旋盤と、複合加工旋盤に部材を搬送する搬
   送装置と、全体の装置を制御する制御装置を備えた自動
   加工装置において、 複合加工旋盤は、主軸と、主軸の軸線に対して直交する
   軸に沿つて移動するタレツトを有する刃物台とを備え、 搬送装置は、複合加工旋盤と部材を収容するストッカ装
   置との間に配設したガイドレールと、ガイドレール上を
   自走する搬送ロボットと、搬送ロボットにとりつけた鉛
   直方向に伸縮するアームと、アームの先端に交換自在に
   装着されるハンドとを備え、 ストッカ装置は、収容したワークのデータを記憶する記
   憶素子を有するパレットと、記憶素子を有する段取り部
   材と、記憶素子との間でデータを交換する手段を備え、 制御装置は、パレットの記憶素子のデータに基いて、複
   合加工旋盤の自動段取りを達成する手段を備えてなる自
   動加工装置。 ２、段取り部材は、主軸のチャックに装着されるジョー
   であつて、制御装置はパレットの記憶素子から与えられ
   るワークに関するデータと、ジョーの記憶素子から与え
   られるデータに基づいて、ジョーの生爪を自動的に成形
   する手段を備えてなる請求項１記載の自動加工装置。 ３、段取り部材は、主軸のチャックに装着されるジョー
   であつて、制御装置はパレットの記憶素子から与えられ
   るワークに関するデータと、ジョーの記憶素子から与え
   られるデータに基づいて、ワークを把持したチャック本
   体およびチャック爪の周囲にバリアを自動的に設定する
   手段を備えて成る請求項１または２記載の自動加工装置
   。