JPH05237734A - パレット交換方式の加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ パレットに対し着脱可能で、しかも加工対象
となるワークの大きさに合わせたテンプレートを用い、
このテンプレートにワークを取付けることにより、テン
プレートの小形、軽量、持ち運びを容易にし、保管スペ
ースを小さくし、搬送性をよくして経済的有効性を図っ
た加工システムを提供すること。 ［構成］ ワークを固定保持するパレット１を自動的に
交換してパレット１上でワークに機械加工を行うマシニ
ングセンタ１０１におけるパレット交換方式の加工シス
テムにおいて、ワークの大きさに適合してワークを固定
保持するテンプレート３５を設けること、および、前記
パレット１がテンプレート３５を着脱可能に形成されて
いること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワークを取付けたパレッ
トを自動交換して長時間無人運転を可能にするパレット
交換方式の加工システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のパレット交換方式の機械加工シス
テムは、定形のパレット上にワークを取付け、そのパレ
ットを交換することにより長時間無人運転に対応してい
た。また、近年ではテーパ５０番を有した特殊パレット
と自動ワーク交換装置付の構成で長時間無人運転を行う
システムがある。

【０００３】これらシステムは顧客ニーズの多様化（多
種少量生産）、製品ライフサイクルの短縮化（汎用ライ
ン生産）、技術革新に伴う対応（計画変更、納期変
更）、生産効率、納期および仕掛りの改善（融通性のあ
る生産）などを目的として開発されたシステム技術であ
り、価格やスペース等よりも多種少量生産を狙ったもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のパレット上に直
接ワークを取付け、そのパレットを交換することにより
長時間無人運転に対応する方式では、通常、パレットは
機械が加工し得る最大寸法のワークが取付けられる大き
さになっている。一方、機械で加工するワークの種類は
最大寸法のものは少なく、その２分の１以下のものが多
くなっている。そして、小さなワークは、一個当たりの
加工時間が短いので、長時間無人運転するためには多数
のパレットを準備しなければならない。このため、ワー
クを取付けたパレットを収納する装置やパレット搬送装
置などが大がかりになり設置スペースが増大化する。し
かも、大形のパレットを多数準備するため経費も高くな
りがちであった。また、特殊パレットと自動ワーク交換
装置付の構成で長時間無人運転を行う方式では、特殊パ
レットが小さいので加工できるワークサイズも自ずと小
さくなる。しかも、この特殊パレットは顧客にて簡単に
製作することはできず、高価である。

【０００５】これら従来技術は多種少量生産にウェイト
をおいており、価格、納期、生産効率等については十分
配慮されておらず、また、機械の据付けスペース等にお
いても十分配慮されておらず、比較的大規模なシステム
になりやすい無人加工システムの感が強かった。

【０００６】従って、本発明の目的は、パレットに対し
着脱可能で、しかも加工対象となるワークの大きさに合
わせたテンプレートを用い、このテンプレートにワーク
を取付けることにより、テンプレートの小形、軽量、持
ち運びを容易にし、保管スペースを小さくし、搬送性を
よくして経済的有効性を図った加工システムを提供する
ことにある。さらに、本発明の別の目的は、倉庫からの
素材投入から完成品の組立てラインへの供給まで一貫し
たライン構築を可能にした加工システムを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の本発明の目的は、
パレット交換方式の加工システムを以下の構成とするこ
とによって達成される。即ち、ワークを固定保持するパ
レットを自動的に交換してパレット上でワークに機械加
工を行うマシニングセンタにおけるパレット交換方式の
加工システムにおいて、ワークの大きさに適合してワー
クを固定保持するテンプレートを設けること、および、
前記パレットがテンプレートを着脱可能に形成されてい
ることを特徴とする。

【０００８】また、このパレット交換方式の加工システ
ムにおいて、テンプレートを前記パレットに着脱する段
取りステーションと、前記テンプレートの収納装置と、
該テンプレート収納装置と前記段取りステーションの間
で個々のテンプレートを搬送する搬送装置とを具備する
ことを特徴とする

【０００９】

【作用】加工ワークをワークの大きさに適合して保持す
るテンプレートに固定する。このテンプレートは、マシ
ニングセンタの段取りステーションにおいて機械パレッ
ト上のテンプレート用クランプ装置によってクランプさ
れ、パレットに対して着脱可能となっている。このテン
プレートは、クランプ部の形状が同じであればテンプレ
ート＝ワーク取付け治具としてもよい。 そして、この
テンプレートを複数個パレット収納装置に収納してお
く。（このテンプレートの個数で無人運転時間が決ま
る。） テンプレート搬送装置を使い、テンプレートを
段取りステーションへ供給し、機械パレット上のクラン
プ装置でクランプし、このクランプされたテンプレート
はマシニングセンタ内へ送り込まれる。マシニングセン
タ内の自動パレット交換装置によって機械パレット上の
テンプレートは加工工程へ送られ、テンプレート上のワ
ークが加工される。加工の終了したテンプレートは、再
び自動パレット交換装置によって段取りステーションへ
送り出され、クランプが外され、搬送装置を用いてテン
プレート収納装置へ送られ、そこに収納される。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１は本発明のパレット交換方式の加工シ
ステムの一実施例であり、図２はその平面図である。こ
のシステムはテンプレート３５を収納するスタッカー１
０３と、テンプレート３５をマシニングセンタ１０１側
まで搬送するスタッカクレーン１０２と、このスタッカ
クレーン１０２とマシニングセンタ１０１間でテンプレ
ート３５をやり取りする待機ポジション６０と、機械用
パレット１の上にセットされたテンプレート３５のクラ
ンプ治具４０（図５〜１０参照）によって、このテンプ
レート３５の着脱を行う段取りステーション５０とで構
成されており、前記マシニングセンタ１０１には自動パ
レット交換装置が設けられている。また、スタッカー１
０３にはテンプレート３５の搬出搬入ステーション（図
示していない）が設けられており、倉庫からの素材投入
から完成品の組立てラインへの供給まで一貫ラインを構
築可能としている。そして、テンプレート３５はスタッ
カー１０３の中に収納されており多段式である。このス
タッカー１０３の中にあるテンプレート３５をスタッカ
クレーン１０２でテンプレート待機ポジション６０へ搬
送する。搬送手順、搬送順序は、ラインコントローラ指
令により行われる。テンプレート３５を収納するスタッ
カー１０３の大きさ、あるいは無人運転時間とテンプレ
ート３５の数から、マシニングセンタ１０１を一台だけ
でなく、図２に示すように、増設してもよい。

【００１１】図３（ａ）はテンプレート３５の平面図で
あり、図３（ｂ）はその正面図である。また、図４はテ
ンプレート３５の実施の態様である。テンプレート３５
は、一般に市販されている加工済プレートを追加工した
簡単なもので、図３には平たい板３６として示してあ
る。この実施例では、クランプ治具４０にテンプレート
がクランプされるとき位置が正しくでるように２カ所に
位置決め用のブッシュ３７とテンプレート待機ポジショ
ン６０から段取りステーション５０ヘテンプレート３５
が搬送され易いように搬送用プレート３８が取り付けて
ある。この実施例ではスタッカー１０３に収納できるテ
ンプレート３５の枚数が多いためワークの種類、その加
工プログラム番号などの情報をメモリーしたＩＤチップ
を取り付けてある。そして、符号３９はテンプレート３
５識別用ＩＤセンサーである。また、テンプレート３５
にワークを取り付けるのであるが位置決め用ブッシュ３
７と搬送用プレート３８が取り付けられる形状であれ
ば、特にテンプレート３５自体が平たい板３６でなくて
はならないという訳ではない。各種のワークに応じて自
由に加工を施すことができ、その態様としては、図４の
（ａ）乃至（ｄ）に示すようなもの等が考えられる。

【００１２】図５はテンプレート待機ポジション６０と
段取りステーション５０の間での動作を説明するための
平面図であり、図６はその正面図、そして図７は図６の
側面図である。スタッカクレーン１０２によりテンプレ
ート３５はスタッカー１０３から待機ポジション６０へ
搬送される。ここにおかれたテンプレート３５の搬送用
プレート３８にはエアシリンダー５８の動きにより支持
部材５６にサポートされたフック５７が引っかかる。そ
して、搬送シリンダー５５の動作により待機ポジション
６０から段取りステーション５０へテンプレート３５が
運ばれる。このときテンプレート３５はガイドプレート
５４にガイドされつつ送られる。この動作が行われると
きは、テンプレート３５のクランプ治具４０をすでに取
り付けてある機械用パレット１が段取りステーション５
０へきている。機械用パレット１にはベースプレート２
を介してクランプ治具４０が設けられている。クランプ
治具４０については、図８、図９および図１０に詳細に
示している。

【００１３】図８はクランプ治具４０の機構を示す平面
図であり、図９は図８のII−II側断面図、図１０は図８
のIII−III側断面図である。このクランプ治具４０は、
位置決めピン７、解放シリンダ７１、クランプレバー１
８および解放シリンダ７２がそれぞれオンの状態でテン
プレート３５に対してアンクランプ状態である。図９に
示すように、このクランプ治具４０はケース２４，２５
内に設けられたバネ２６によるクランプ方式でありシリ
ンダ７２がオンになるとカム２１を押しロッド１９を下
の方向へ動かす。するとクランプレバー１８は、ピン１
７で固定支持されているためピン２０の位置が下がるこ
とによりテンプレート３５をアンクランプ状態にする。
また、カム２１とロッド２８およびロッド２９とカム２
２は、直線上に配置されているためカム２１がシリンダ
７２から押されるとロッド２８がロッド２９を押すこと
になり前記同様の構造から左右アンクランプ状態とな
る。位置決めピン７についても同様でシリンダ７１がロ
ッド１２を押し、カム８を動かすことによりピン７が上
下する。従って、テンプレート３５は、シリンダ７１お
よび７２のオフ動作と共にケース９に内蔵されたスプリ
ング１０および前記スプリング２６の作用によりクラン
プされる。このようにしてテンプレート３５がクランプ
治具４０にクランプされると段取りステーション５０の
機械用パレット搬送用シリンダ５１により搬送ボス５２
に把持された機械用パレット１がガイド部材５３にガイ
ドされてマシニングセンタ１０１側へ送り込まれる。

【００１４】マシニングセンタ１０１と段取りステーシ
ョン５０の間における自動パレット交換装置の動作を図
１１により説明する。 存在する全パレットは２枚であ
る。まず初期状態では、ＥとＡの箇所にパレットがある
とする。テンプレート３５の取付けを完了したパレット
１−１は、搬送シリンダ５１に取付けられた搬送ボス５
２とパレット側の搬送フック８０が噛み合っているた
め、Ａの位置からＣの位置へと送られる。次に、自動パ
レット交換装置を内蔵する８５内に設けられたパレット
ベース８４が移動しパレット１−１は、ＣからＤの位置
へ移動する。次いで、Ｅ位置にあったパレット１−２が
シリンダ８２により押し出されてＣ位置へ移動する。次
にもう一度パレットベース８４が移動しＤ位置にあった
パレット１−１がＣ位置へ移動しパレットフック８１ｅ
とボス８３が噛み合い、シリンダ８２がマシニングセン
タ１０１側に戻る時にパレット１−１がＣ位置からＥ位
置へと移動する。このパレット１−１は、機械本体のテ
ーブル８６において、テンプレート３５がセットされた
ばかりのものなので機械は加工を開始する。マシニング
センタ１０１側から出てきたパレット１−２は、この状
態では、Ｂ位置にあるため再度パレットベース８４を移
動し、搬送シリンダ５１の動きによりパレット１−２を
段取りステーション５０側へ引き込む。このパレット１
−２上にあるテンプレート３５は、既に加工済のワーク
が載っているのでクランプ治具４０をアンクランプ状態
にし、搬送シリンダ５５を使いテンプレート３５を待機
ポジション６０に移動させ、スタッカクレーン１０２に
よってスタッカー１０３へと運び、そこへ収納する。

【００１５】以上が本システムの動作の概要である。

【００１６】図１２にテンプレート収納装置と搬送装置
を合わせ持ったパレット交換方式の加工システムの別の
実施例の概要を示す。図１３はその平面図、図１４はそ
の正面図である。前の実施例と同一部材、同一機能をな
すものには同一符号を付してある。主な相違点は、段取
りステーション５０でのテンプレート３５の交換から搬
送および収納装置であるのでその点について説明する。
マシニングセンタ１０１はカバー８７があり、操作盤８
８および制御盤８９が設けられている。段取りステーシ
ョン５０は比較的高所に設けられており、ガイドプレー
ト５４を介してテンプレート３５をテンプレート収納装
置１０４から供給し、交換するようになっている。テン
プレート収納装置１０４の詳細を図１５および図１６に
示す。図１５は平面図であり、図１６は正面図である。
符号１０５はテンプレート３５を上から下へ、または下
から上へと搬送するためのエレベータ装置である。この
エレベータ装置１０５は、図１５および図１６におい
て、左右２カ所に設けられている。なお、図中でサフィ
ックスａは左側のもの、サフィックスｂは右側のものを
示す。エレベータ装置１０５は上下シリンダ１０７とガ
イド１０６および１０８で上下動作を行う。上下動した
テンプレート３５は固定されたフレームにローラ１１１
を設けられたコンベア１０９によって一定方向に送られ
る。前記説明のテンプレート３５の交換位置は、エレベ
ータ装置１０５ａ上昇位置とする。

【００１７】この装置の動作は、まずエレベータ装置１
０５ａの上昇位置にあるテンプレート３５を搬送シリン
ダ５５を用いて段取りステーション５０側に送り込む。
次に、加工の終わったテンプレート３５を段取りステー
ション５０から搬送シリンダ５５よりエレベータ装置１
０５ａの位置で受け取る。加工の終わったテンプレート
３５はエレベータ装置１０５ａで下にさがりコンベア１
０９Ｂに乗せる。次いで、エレベータ装置１０５ａはか
らのまま上昇しコンベア１０９Ａよりテンプレート３５
を受取り、再度シリンダ５５で段取りステーション５０
ヘ送る。下側のコンベア１０９Ｂに乗せられたテンプレ
ート３５は、エレベータ装置１０５ｂのエレベータで順
次上のコンベア１０９Ａへ送られ、このコンベア１０９
Ａおよび１０９Ｂが加工済みワーク（テンプレート３
５）で満杯になったときシステムが運転終了となる。

【００１８】

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、従来の
パレットの上にワークの大きさに適合したもう一つのテ
ンプレートを着脱可能に設け、そこにワークを固定する
ようにしたのでテンプレート（ワーク）の収納スペース
を小さくすることができるとともに、テンプレートは市
販されているプレートを活用しているため多種少量、変
種変量生産に必要な各種のワーク、例えば異種異形のワ
ーク（すわりの悪い部品）や市販のバイス等が取付けら
れるように、使用時、自由自在に細工ができるため生産
効率にすぐれている。また、顧客にて容易にテンプレー
トを製作できるので、テンプレート＝ワーク取付け治具
とすることにより機械ランニングコストの低減（治具費
の大幅削減）そして従来よりも小さいテンプレートを扱
うことによる各装置の小型化、低価格化を可能にするも
のである。更に、小形、軽量、持ち運び保管の容易なテ
ンプレートを活用しているため製作期間や手間のかから
ないシステム構築が可能で、かつシステムの大幅な省ス
ペース化が可能である。また、テンプレートは素材投
入、組立てラインへの供給作業にも活用可能なため生産
一貫ラインとしての効果も期待できる。これらの結果、
無人運転システム自体の低価格化を達成できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパレット交換方式の加工システムの一
実施例の概要説明図

【図２】図１の平面図である。

【図３】テンプレートの平面図とその正面図である。

【図４】テンプレートの実施の態様を示す図である。

【図５】テンプレート待機ポジション６０と段取りステ
ーション５０の間での動作を説明するための平面図であ
る。

【図６】図５の正面図である。

【図７】図６の側面図である。

【図８】クランプ治具４０の機構を示す平面図である。

【図９】図８のII−II側断面図である。

【図１０】図８のIII−III側断面図である。

【図１１】マシニングセンタ１０１と段取りステーショ
ン５０の間における自動パレット交換装置の動作を説明
するための図である。

【図１２】テンプレート収納装置と搬送装置を合わせ持
ったパレット交換方式加工システムの別の実施例の概要
を示す図である。

【図１３】図１２の平面図である。

【図１４】図１２の正面図である。

【図１５】コンベア式テンプレート収納装置の平面図で
ある。

【図１６】コンベア式テンプレート収納装置の正面図で
ある。

【符号の説明】 １ 機械用パレット ３５ テンプレート ４０ テンプレートクランプ治具 ５０ 段取りステーション ６０ 待機ポジション ８８ 操作盤 ８９ 制御盤 １０１ マシニングセンタ １０２ スタッカクレーン １０３ スタッカー １０４ テンプレート収納装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを固定保持するパレットを自動的
   に交換してパレット上でワークに機械加工を行うマシニ
   ングセンタにおけるパレット交換方式の加工システムに
   おいて、ワークの大きさに適合してワークを固定保持す
   るテンプレートを設けること、および、前記パレットが
   テンプレートを着脱可能に形成されていることを特徴と
   するパレット交換方式の加工システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記テンプレートを
   前記パレットに着脱する段取りステーションと、前記テ
   ンプレートの収納装置と、該テンプレート収納装置と前
   記段取りステーションの間で個々のテンプレートを搬送
   する搬送装置とを具備することを特徴とするパレット交
   換方式の加工システム。