JPH04354639A - 旋盤セルの段取り部材収納装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は旋盤と、旋盤が使用する
治工具やワークを収納するとともに、自動的に供給する
搬送装置を備えた旋盤セルに関する。

【０００２】

【従来の技術】複合加工旋盤と、複合加工旋盤が使用す
る治工具やワークの収納装置と、治工具やワークを搬送
する装置とを備えた旋盤セルが知られている。旋盤セル
にあっては、複合加工旋盤が使用する予備の治工具を大
量に用意しておくことにより、多種類のワークを長時間
にわたって無人化により生産することができる。治具の
種類としては、例えば、旋盤の主軸チャックに装着する
チャックジョーがあり、工具としては、旋盤の刃物台に
供給する切削工具がある。搬送装置は、例えば、案内レ
ール上を走行するガントリーロボットが使用される。ロ
ボットのアーム先端に装着するハンドは、治具、工具、
ワーク等を取扱うので、目的に応じたハンドを用意して
おき、適宜交換する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】旋盤セルは、旋盤の周
辺に治工具等の段取り部材の収納装置やワークの収納装
置を配設して構成するので、スペースを要する。特に段
取り部材の収納装置は、予備の治具や工具を収納するの
で、大量の治工具を収納しようとすると、装置も大型化
し、スペース拡大の原因となる。装置が大型化すると、
部材の搬送経路も長くなり、生産のリードタイムも長大
化する不都合を生ずる。本発明は、チェーン式のマガジ
ンを備えて大量の治工具等の段取り部材をコンパクトに
収納するとともに、マガジンの割り出し精度の高い装置
を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】旋盤セルは、複合加工旋
盤と、複合加工旋盤に隣接して配設されたワーク収納装
置及び段取り部材収納装置と、複合加工旋盤と収納装置
との間でワークや段取り部材等を搬送する搬送装置を備
える。段取り部材収納装置は、搬送レールに直交する方
向に配設される基台を有し、基台上を直線的に走行する
ストッカを備える。ストッカには、搬送用のロボットの
アームに交換自在に装着されるハンドが収納される。基
台の両側部には２基の治工具収納装置が装備される。治
工具収納装置は、駆動スプロケットホイールと従動スプ
ロケットホイールの間に並列にかけわたされる２本のチ
ェーンを有し、２本のチェーンの間にツールマガジンが
備えられる。一方のチェーンの側部には、ジョーマガジ
ンが形成される。

【０００５】

【作用】第１の治工具収納装置は、複合加工旋盤の第１
の主軸と第１の刃物台にジョーとツールを供給し、第２
の治工具収納装置は、第２の主軸と第２の刃物台にジョ
ーとツールを供給する。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の実施する旋盤セルの平面図
、図２は正面図である。全体を符号１で示す旋盤セルは
、複合加工旋盤１０と、ワーク収納装置５０と、段取り
部材収納装置３０と、搬送装置２０を備える。複合加工
旋盤１０は、例えば本出願により提案され、特公平２ー
４２６０２号公報に開示されているような形式のもので
ある。この形式の複合加工旋盤は対向して配設した２台
の主軸と各々の主軸と協同する刃物台をそなえる。第１
の主軸と第１の刃物台は協同して第１の主軸に把持され
たワークに対して第１工程の加工を施す。第２の主軸は
第１の主軸から第一工程の加工が完了したワークを受け
取り、第２の刃物台と協同してワークに第二工程の加工
を施す。一連の加工によりワークの全ての加工が完了す
る。従って加工度の高いワークを短時間に高精度で生産
することができる。複合加工旋盤１０の側部には、全体
を符号３０で示すワーク収納装置と符号５０で示す段取
り部材収納装置が配設される。

【０００７】図示の実施例にあっては、段取り部材収納
装置５０は複合加工旋盤１０の側部に配設され、その外
側にワーク収納装置３０が配設されている。しかしなが
ら、この段取り部材収納装置５０とワーク収納装置３０
をそれぞれ分離して、複合加工旋盤１０の両側部に配設
してもよい。また、複合加工旋盤のどちらの側にも、段
取り部材収納装置５０とワーク収納装置３０を配設する
ことができる。複合加工旋盤１０の上部には、ワーク収
納装置３０との間を結ぶ搬送装置２０が設けられる。搬
送装置２０は、ガイドレール２００とガイドレール２０
０の長手方向の軸線である、軸Ｂにそって走行するガン
トリーロボット２１０を備える。ガントリーロボット２
１０は、垂直方向である軸Ａにそって上下動するアーム
２２０とアーム２２０の先端に装備されるハンド２５０
を有する。ハンド２５０は、交換式のもので取扱うワー
クや治工具に応じて種々の形式のハンドが用意される。 旋盤セルにおける搬送装置２０の構造及び機能は、本出
願人の出願にかかる特願平２ー２７３３９２５に開示さ
れている。ワーク収納装置３０は、ガイドレール２００
に直交する方向に配設されるベース３００を有する。ベ
ース３００には台車３１０が走行自在に取り付けられる
。台車３１０はワークを乗せたパレットの搬入ステーシ
ョンＷＳ１と、パレットを搬出するステーションＷＳ２
との間を往復動する。

【０００８】ワーク３６０を乗せたワークパレット３５
０は段積み状態で搬入ステーションＷＳ１に搬入される
。走行台車３１０はフォーク装置３２０を備える。フォ
ーク装置３２０は走行台車３１０に対して垂直方向に移
動可能に支持される。フォーク装置３２０のアームはワ
ークパレット３５０を両側部から把持する。ワークパレ
ット３５０は、記憶素子を備え、載置したワークの情報
を記入する。フォーク装置３２０はワークパレット３５
０の記憶素子のデーターを読み取る装置を備える。段積
みパレットが搬入ステーションＷＳ１に搬入されると、
フォーク装置３２０は段積みパレット３５０にそって上
下動し、各パレットのワークの情報を読み取り、コント
ローラー９０へ送る。コントローラー９０は搬入された
ワークの情報に基づいて加工手順等を搬送装置２０及び
複合加工旋盤１０へ指令する。走行台車３１０とフォー
ク装置３２０は、ワークを乗せたパレット３５０を案内
レール２００の直下に設定されるのサービスポジション
へ運び、ガントリーロボット２１０と共同して対応する
ワーク３６０を複合加工旋盤１０へ供給する。複合加工
旋盤１０で加工が完了したワークは、ワークパレット３
５０へ戻される。　　１枚のパレット３５０のワークの
全てが加工されると、走行台車３１０とフォーク装置３
２０は、そのワークパレット３５０を搬出ステーション
ＷＳ２へ降ろす。以下順次、素材ワークを乗せたパレッ
ト３５０をサービスポジションへ運び加工を継続する。

【０００９】複合加工旋盤１０は種々の形状寸法のワー
クを加工することができる。ワークの種類に応じて主軸
のチャックの上やツール等を段取り換えする必要が生ず
る。本発明の旋盤セル１は、多量の段取り部材を収容す
る装置を備える。段取り部材収納装置５０は、搬送装置
２０の案内レール２００に直交する方向に配設されるベ
ース５００を備える。ベース５００上にはレール５０２
が設けられ、ストッカ５１０が軸Ｘ５にそって移動自在
に取り付けられる。ストッカ５１０は上部が開口する箱
型の形状を有し、ストッカ５１０内には交換ハンド２５
０が格納される。交換ハンド２５０はガントリーロボッ
ト２１０のアーム２２０の先端に交換自在に取り付けら
れる。ハンド２５０の種類としては、複合加工旋盤１０
の刃物台へ供給するツールを取扱うツールハンド、複合
加工旋盤１０の主軸のチャックに供給するジョーを取扱
うジョーハンドやワークを取扱うワークハンドなどがあ
る。ワークハンドにはワークの端面を把持するスクロー
ルチャック形式のハンドやバーワークの外周部を把持す
るワークハンドなどがある。スクロールチャック形式の
ワークハンドにおいては、ワークの径寸法に応じてハン
ドのジョーを交換する必要が生じる。ストッカ５１０の
フランジ面に格納されるハンドジョーセット２６０は、
ワークの形状寸法に対応するジョーセットを備えワーク
ハンドに対して交換される。段取り部材収納装置５０の
ベース５００の両側具には大容量の治工具収納装置が装
備される。

【００１０】図３は治工具収納装置の平面図、図４は正
面図、図５は側面図である。治工具収納装置６０は平行
して配設される２本のチェーン６３０、６４０を有する
。２本のチェーン６３０、６４０はベース５００の両端
部に取り付けられる一対のチェーンスプロケットホイー
ル６１０、６２０にかけわたされる。第１のチェーンス
プロケットホイール６１０は駆動ホイールであって第２
のチェーンスプロケットホイール６２０は従動ホイール
である。駆動ホイール６１０はサーボモーター６１２に
より制御される。駆動ホイール６１０と従動ホイール６
２０のほぼ中央に、ツールやジョーを交換するサービス
ポジションＳＰが設定される。サービスポジションＳＰ
の下部には従動スプロケットホイール６１５を備え、ホ
イール６１５の回転量をエンコーダにより検出してチェ
ーンの位置決めを行なう。ホイール６１０、６２０の直
径は大きな寸法を有し、曲率半径を大きくとってある。 従って、治工具収納装置６０の全高Ｈの寸法は大きくな
る。ベース５００の両側部に設けられる２基の治工具収
納装置６０はベース５００の中心線を挾んで対象の構造
をとる。

【００１１】図６は治工具収納装置の要部を示す平面図
、図７は側面図である。一方のチェーン６３０は、リン
ク６３１の両側面にプレート６３２を配設し、ピン６３
３で連結した構造を有する。他方のチェーン６４０も同
様の構造を有する。工具を保持するツールホルダー６５
０は左右のチェーンのリンクを結ぶ盤状態の構造を有す
る。ツールホルダー６５０の中央部にはツール７１０を
差し込むためのツールポケット６５１が設けられる。 ツールポケット６５１はツール７１０の円筒シャンク７
１２を差し込む円筒状の構造を有する。ツールシャンク
７１２の外周部にはセレーション７１３が形成される。 ツールホルダー６５０は先端にセレーション溝を持つシ
ャフト６５３を有し、シャフト６５３はカムフォロワ６
５５により軸方向に移動する。シャフト６５３の先端部
のセレーションが、ツールシャンク７１２のセレーショ
ン７１３に噛み合いツール７１０の受け止めを構成する
。ベース５００の所定の位置にＩＤアンテナ７９０を設
置し、ツールホルダー６５０に埋め込まれたＩＤタグに
書き込まれたツ−ルの情報の読み取り、又は書き込みが
なされる。内側に配設される第２のチェーン６４０の側
部には、ジョーホルダー６６０が取り付けられる。ジョ
ーホルダー６６０はチェーンの各リンクごとに設けられ
る。本実施例においては１００個のジョーホルダーの６
６０が設けられる。ジョーホルダー６６０は、ジョー７
２０を差し込むためのジョーポケット６６１を有する。

【００１２】本発明は以上の様に、旋盤に付設される段
取り部材収納装置に、第１及び第２の治工具収納装置が
装備される。第１の治工具収納装置は５０本のツールと
１００本のジョーを収納することができる。ツールは複
合加工旋盤の第１の刃物台へ供給される。ジョーは複合
加工旋盤の第１の主軸のチャックに供給される。一般に
主軸のチャックは３本のジョーが１セットとして使用さ
れる。本治工具収納装置にあっては１００本のジョーを
収納することができるが、３３セット合計９９本のジョ
ーを収納し、１個のジョーホルダーは空とする。この空
のジョーホルダー６６５をチェーン式の治工具収納装置
の原点として利用することができる。この装置にあって
は多数のツールとジョーを収納することができるので旋
盤セルは多種類のワークを長時間にわたって無人化によ
り生産を継続することができる。本発明の治工具収納装
置６０を構成するツールマガジン及びジョーマガジンは
循環するチェーンの上部に設定されるサービスポジショ
ンにおいてツール及びジョーを交換する。従ってチェー
ンの下部においてはツール及びジョーは下向きの力を受
けてツールポケット又はジョーポケットから抜け出す方
向の力を受ける。そこでツールまたはジョーがポケット
から抜け出すことを防止する機構を必要とする。

【００１３】図８は、ジョーマガジンの作用を示す説明
図である。全体を符号７０で示すジョーマガジンは、正
方向Ｐ１又は逆転方向Ｐ２に移動制御される。ジョーマ
ガジン７０の経路の内、中央上部にジョーを交換するた
めのサービスポジションＳＰが設定される。このサービ
スポジションＳＰにおいてガントリーロボットのジョー
ハンドが、ジョーマガジン７０の所定のジョー７２０を
マガジンから引き抜いたりマガジンへ戻す作業を行う。 そこでジョーマガジン７２設ける抜け止め防止装置は、
サービスポジションＳＰの近傍ではアンクランプとなっ
てジョーをポケットから抜きだすことを可能とし、その
他の範囲ではクランプ状態となってジョーがポケットか
ら抜けだすことを防止する。抜け止め防止装置を操作す
る機構として、サービスポジションＳＰに第１のガイド
Ｇ１を設け、ガイドＧ１の上流側及び下流側に、第１の
ドッグ１１及び第２のドッグ１２を配設する。ジョーマ
ガジン７０が正方向Ｐ１に移動するとき、ガイドＧ１と
第１のドッグＤ１１の間にアンクランプ範囲ＵＣ１が設
定される。ジョーマガジン７０が逆転方向Ｐに移動する
時、ガイドＧ１と第２のドッグＤ１２の間にアンクラン
プ範囲ＵＣ２が設定される。

【００１４】図９，図１０及び図１１はジョーの抜け止
め装置の詳細を示す。全体を符号６７０で示す抜け止め
防止装置は、ジョーポケット６６１にピン６７１によっ
て回動自在に取り付けられる板状のブラケット６７２を
有する。ブラケット６７２の上端部は内側に折曲部６７
３が形成され、下端部にはカムフォロワ６７４が取り付
けられる。ブラケット６７２の重心位置は、ジョ−ポケ
ットが下向きにあるときクランプ状態を保つように、ブ
ラケット６７２が自然状態で直立する位置に設定される
。従って、ブラケット６７０の上端部の折曲部６７３は
ジョー７２０の肩部７２４に係合し、ジョー７２０がジ
ョーポケット６６１から抜け出すのを防止する。図１２
は、図９のＣ矢視図であって、ガイドＧ１及び２つのド
ッグＤ１１及びＤ１２の平面図である。ガイドＧ１は、
板状材６８０で構成されカム溝６８１を有する。このカ
ム溝６８１は抜け止め防止装置６７０のカムフォロワ６
７４を矢印の方向へ付勢する。図１１は、図９のＢ矢視
図であって抜け止め装置６７０は矢印方向へ回動し、折
曲部６７３はジョー７２０の肩部７２４からはずれた状
態を示す。この状態ではジョー７２０を上方へ抜きだす
ことができる。ガイドＧ１のカム溝６８１からカムフォ
ロワ６７４が外れて第１のドッグＤ１１に案内されると
、抜け止め防止装置６７０はクランプ状態に戻る。第１
のドッグＤ１１は板状材の本体６８５を有し、山型のカ
ム山６８６を形成する。抜け止め防止装置６７０のカム
フォロワ６７４がこのカム山６８６にあたると、カム作
用により抜け止め防止装置６７０を強制的にクランプ状
態に復帰させる。

【００１５】本発明のジョーマガジンは以上の様に落下
防止装置を備えるのでチェーン式のジョーマガジンを垂
直面内で自由に旋回させることができる。次にツールの
落下防止装置を図１３ないし図１７により説明する。ツ
ールマガジンのポケット６５１は、ツール７１０のシャ
ンク７１２を差し込む円筒形状を保有する。このツール
ポケット６５１にシャフト６５３を摺動自在に取り付け
る。シャフト６５３の先端部には、ツールシャンク７１
２のセレーション７１３に係合するセレーション６５４
が形成される。このシャフト６５３はカムフォロワ６５
５により操作される。ツールマガジンにおけるサービス
ポジションＳＰは、ジョーマガジンのサービスポジショ
ンＳＰの近傍に設定される。サービスポジションＳＰに
はガイドＧ２を設け、ガイドＧ２の上流側と下流側に第
１のドッグＤ２１と第２のドッグＤ２２を設ける。ガイ
ドＧ２は板状材の本体６９０を有し、本体６９０の前後
にはカム山６９１が形成される。第１のドッグＤ２１は
板状材の本体６９５を有し、本体６９５はカム山６９６
を有する。第２のドッグＤ２２も同様の本体６９７を有
し、本体６９７はカム山６９８を形成する。

【００１６】図１３及び図１４は、ツール７１０がツー
ルポケット６５１内にクランプされた状態を示す。シャ
フト６５３はツールシャンク７１２に当接し、セレーシ
ョンが噛み合ってツール７１０がツールポケット６５１
から落下するのを防止する。ツールマガジンがサービス
ポジションＳＰに近づくと、ガイドＧ２のカム山６９１
にカムフォロワ６５５が乗り上げシャフト６５３をツー
ルシャンク７１２から引き離す。図１５及び図１６はこ
の状態を示す。シャフト６５３のセレーション６５４は
、ツールシャンク７１２のセレーション７１３から離脱
し、ツール７１０はツールポケット６５１から抜け出す
ことができる。サービスポジションを通過するとカムフ
ォロワ６５５は第１のドッグＤ２１のカム山６９６によ
り、ツールシャンク７１２側へ押圧され両者のセレーシ
ョンが噛み合ってクランプ状態に復帰する。したがって
ツールマガジンが下方へ向かってもツールの落下は防止
される。本発明のツールマガジンは以上のようにツール
の落下防止装置を備えるので、チェーン上のツールマガ
ジンを垂直面内で自由に走行させることができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上のようにツール及びジョー
の収容装置を大容量に構成することができるので、充分
な予備工具と予備軸を備えて長時間にわたる無人化加工
を継続することができる。複合加工旋盤は、第１の主軸
と第１の刃物台及び、第２の主軸と第２の刃物台を備え
る。本発明の治工具収納装置は、第１の主軸と第１の刃
物台に供給するツールとジョーを収容するツールマガジ
ン及びジョーマガジンと第２の主軸と第２の刃物台に供
給するツールとジョーを収納するツールマガジン及びジ
ョーマガジンを別個に構成し、それぞれ独立して制御す
るようにしてあるので、ツール及びジョーの交換時間を
短時間に実行することができる。ツール又はジョーは、
サービスポジションの近傍においてのみアンクランプ状
態とされ、その他の範囲では収納装置内にクランプされ
るので、収納装置が下向き位置にあってもツール又はジ
ョーの落下が防止される。ツール又はジョーの落下防止
装置はなんらの駆動手段を備えないので、動力を必要と
せず構造も簡単である。したがって、故障も少なく、又
、不具合があった場合にも対応が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する旋盤セルの平面図。

【図２】正面図。

【図３】段取り部材収納装置の平面図。

【図４】正面図。

【図５】側面図。

【図６】ツールマガジン及びジョーマガジンの平面図。

【図７】断面図。

【図８】ツールマガジンの走行経路を示す説明図。

【図９】ジョーマガジンの詳細を示す正面図。

【図１０】図９のＡ矢視図。

【図１１】図９のＢ矢視図。

【図１２】図９のＣ矢視図。

【図１３】ツールマガジンの断面図。

【図１４】図１３のＢＢ断面図。

【図１５】ツールマガジンの断面図。

【図１６】図１５のＡＡ断面図。

【図１７】ツール落下防止装置の作用を示す説明図。

【符号の説明】

１　　　　　　旋盤セル １０　　　　複合加工旋盤 ２０　　　　搬送装置 ３０　　　　ワーク収納装置 ５０　　　　段取り部材収納装置 ６０　　　　治工具収納装置 ７０　　　　ジョーマガジン ７２　　　　ツールマガジン ６３０　　第１のチェーン ６４０　　第２のチェーン ６５１　　ツールポケット ６５３　　シャフト ６５５　　カムフォロワー ６６１　　ジョーポケット ６７０　　ジョー落下防止装置 ７１０　　ツール ７２０　　ジョー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】　　複合加工旋盤と、複合加工旋盤に隣接
   して配置されたワーク収納装置及び段取り部材収納装置
   と、複合加工旋盤とワーク収納装置及び段取り部材収納
   装置との間で部材を搬送する搬送装置とを備えた旋盤セ
   ルの段取り部材収納装置であって、段取り部材収納装置
   は、基台の上部に直線動自在に装備されて搬送装置のロ
   ボットアームに交換自在に装着されるハンドを収納する
   ストッカと基台の両側部に装備された２基の治工具収納
   装置を備えてなる旋盤セルの部材収納装置。 【請求項２】　　治工具収納装置は、駆動スプロケット
   ホイールと従動スプロケットホイールの間に、並列にか
   け渡される第１及び第２のチェーンと、第１及び第２の
   チェーンの間に配設されるツールマガジンと、一方のチ
   ェーンの側部に配設されるジョーマガジンを備えてなる
   請求項１記載の旋盤セルの部材収納装置。　　【請求項
   ３】　　チェ−ンの１ピッチ毎にツ−ルマガジンの構成
   要素であるツ−ルポケットと、ジョ−マガジンの構成要
   素であるジョ−ポケットを備えてなる請求項２記載の旋
   盤セルの部材収納装置。 【請求項４】　　２基の治工具収納装置は、それぞれ独
   立したチェーンの駆動制御装置を備えてなる請求項１記
   載の旋盤セルの部材収納装置。 【請求項５】　　ツールマガジンは、ツールのシャンク
   を挿入するツールポケットと、ツールのシャンクに形成
   するセレーションに噛み合うセレーションを有するシャ
   フトと、シャフトを制御するカムフォロワからなるツー
   ル落下防止装置を備えてなる請求項２記載の旋盤セルの
   部材収納装置。 【請求項６】　　治工具収納装置は、基台上に設定され
   るツールを交換するためのサービスポジションに配設さ
   れるガイドと、ガイドの近傍に配設されるドッグとを有
   し、ガイドのカムはシャフトのカムフォロワと協同して
   ツールのクランプを解除し、ドッグはカムフォロワと協
   同してツールをクランプする請求項５記載の旋盤セルの
   部材収納装置。 【請求項７】　　ジョーマガジンは、ジョーを挿入する
   ジョウーポケットに揺動自在にとりつけられ、一端部に
   ジョーの肩部に係合する折曲面を、他端部カムフォロワ
   を有する板状のブラケットからなるジョー落下防止装置
   を備えてなる請求項２記載の旋盤セルの部材収納装置。 【請求項８】　　治工具収納装置は、基台上に設定され
   るジョーを交換するためのサービスポジションに配設さ
   れるガイドと、ガイドの近傍に配設されるドッグを有し
   、ガイドのカムはブラケットのカムフォロワと協同して
   ジョーのクランプを解除し、ドッグはカムフォロワと協
   同してジョーをクランプする。請求項７記載の旋盤セル
   の部材収納装置。