JPH07204973A

JPH07204973A - 加工装置

Info

Publication number: JPH07204973A
Application number: JP1790994A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Yamada; 邦昭山田
Original assignee: Sankyo Aluminium Industry Co Ltd
Current assignee: Sankyo Aluminium Industry Co Ltd
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】被加工物（形材）の把持点の選択が容易にな
るし、被加工物の軸線回りの反転がその位置で即実行で
きる加工装置を提供する。【構成】複数のＮＣフライス盤６、７、８を設置して
形材５０に機械加工を施す作業域Ａに、ロボット走行レ
ール１を設置し、このロボット走行レール１に一対のハ
ンドリングロボット９、１０を懸垂状態で走行移動可能
に設け、これらのハンドリングロボット９、１０を、そ
れぞれが運動する第１、第２のアーム部１２、１３と、
第２ののアーム部１３に手首回転可能に設けられて形材
５０を把持するハンド部１４とで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム押出形材
のような被加工物の各面部に機械加工を施す加工装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の加工装置としては、複数
の工作機械を設置して形材に機械加工を施す作業域に一
台のロボットを設置したものが一般的であり、この加工
装置においては、ロボットを走行軌道に沿って移動し、
ロボットのハンド部で形材を掴み、アーム部の動作及び
ハンド部の動作により工作機械の部材加工部に形材を移
動搬入し、加工後は搬出するなどローディングアンロー
ディング作業を行わしめている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加工装置にあっては、ロボットが一台であるため
に、このロボットのハンド部での把持位置が形材の中央
部になる。この中央部掴みでは、多種の形材をロボット
のハンド部で掴むにあたって、例えば、任意に形を変え
られるハンド部とか、形材の共通点を見出だしてハンド
部の形状を決定しなければならないという問題点があっ
た。また、ロボットのハンド部での把持位置が形材の中
央部であると、この形材をその長手方向を軸として反転
するには、ロボットのアーム部、ハンド部の自由度を高
くして懐を深くし、形材とロボット自身の干渉を避ける
か、形材を上方に持ち上げて振り回す必要がある。ま
た、一台のロボットで複数台の工作機械（ＮＣ加工機）
に形材を供給するには、ロボットを走行させる機構が必
要になり、また、ロボットが大形化し、走行ベースも頑
丈なものが必要になるという問題点があった。

【０００４】また、ロボットのハンド部での中央掴みで
は、パレットの移動に応じたハンド部の形状を変える必
要があり、また、形材を中央で掴むようにすると、パレ
ットの中央部分を空けて両側で駆動させる必要があるの
で、ハンド部の形状、許容トルクの検討が生じるし、台
車の移動に駆動系を付与しなければならないなどの問題
点があった。また、反転装置としては実開昭６１−１７
２７４８号公報が、搬入搬出ローダとしては実開昭６０
−１７９０２号公報が、更に、長尺の被加工品における
端部加工面の回転位置決め装置として特開平５−２６９
５３４号公報がある。本発明は、上記の問題点に着目し
て成されたものであって、その第１の目的とするところ
は、被加工物の把持点の選択が容易になるし、被加工物
の軸線回りの反転がその位置で即実行でき、しかも、小
型ロボットで被加工物の移動に対応でき、ロボット走行
部を小型軽量化することが可能になるばかりか、パレッ
ト及び台車の移動も可能になる加工装置を提供すること
にある。また、本発明の第２の目的とするところは、ク
ランプ部に作用する前後、左右及び上下方向における振
動を吸収できてクランプ部による被加工物の把持を精度
良く行うことができる加工装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、本発明の加工装置は下記を特徴とする。（１）工作機械により機械加工を施す被加工物を把持す
るロボットが走行可能なロボット走行レールを設置す
る。（２）ロボット走行レールにハンドリングロボットを
走行移動可能に設ける。（３）これらのハンドリングロボットは、アーム部と
これらアーム部の先側に回転可能に設けられて被加工物の端部を把持するハンド
部とで構成される。また、上記の第２の目的を達成するために、本発明は加
工装置は請求項１記載の加工装置において、ハンド部
を、被加工物の端部を把持するクランプ部と、このクラ
ンプ部を開閉動作させるクランプ駆動部と、クランプ部
を回転させる回転駆動部と、クランプ部の前後、左右及
び上下方向における振動の吸収を行う振動防止部とで構
成した。

【０００６】

【作用】かかる構成により、ロボット走行レール上を左
右のハンドリングロボットが作動して、左のハンドリン
グロボットのハンド部が、搬入された被加工物の左端部
を掴かみ、右のハンドリングロボットのハンド部が被加
工物の右端部を掴む。そして、左右のハンドリングロボ
ットの走行により工作機械の部材加工部の前面に被加工
物を位置させ、アームの動作及びハンド部の動作により
被加工物を工作機械の部材加工部に搬入し、加工後は搬
出するなどローディングアンローディング作業を行わし
めることができ、特に、左右のハンドリングロボットの
ハンド部の反転動作により長尺な被加工物を、この被加
工物の軸線回りに反転させて、被加工物の各面部の加工
を行う。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明に係わる加工装置の平面図、図２
は同加工装置の一部省略した側面図、図３は同加工装置
の製品払出部分の平面図、図４は図３のＢ方向からの矢
視図である。そして、図１乃至図５において左右方向を
Ｘ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向と
する。作業域Ａ内には、そのほぼ中央にＸ軸方向に位置
させてロボット走行レール１が設置してある。すなわ
ち、このロボット走行レール１は、その左、右端部及び
中央部で支柱部材２、３により支持されており、地上か
ら所定高さの位置で水平になされている。そして、図１
において作業域Ａ内のロボット走行レール１より手前側
の左方には工作機械であるＮＣフライス盤６が設置して
あり、ロボット走行レール１より手前側の右方には製品
払出部４と型材供給部５とが左右に並べて配置してあ
り、また、作業域Ａ内のロボット走行レール１より奥側
の左右にはＮＣフライス盤７、８が設置してあり、各Ｎ
Ｃフライス盤６、７、８は、その製品加工部側をロボッ
ト走行レール１側に向けている。

【０００８】ロボット走行レール１には、左右一対のハ
ンドリングロボット９、１０がＸ軸方向に走行可能に設
けてある。これらのハンドリングロボット９、１０は図
５に示すようにロボット本体１１を備えており、このロ
ボット本体１１の上部には、転動体（図示せず）とこの
転動体を回転駆動する回転駆動部（図示せず）が設けて
あり、ロボット本体１１は、転動体をロボット走行レー
ル１に転動可能に係合して、このロボット走行レール１
に懸垂されている。そして、ロボット本体１１の下部に
は第１のアーム１２が、その基部でＹ軸方向に揺動可能
に連結してあり、ロボット本体１１には第１のアーム１
２の揺動駆動部（図示せず）が設けてある。この第１の
アーム１２の先部には、第２のアーム１３が、その基部
でＹ軸方向に３６０度回転可能に連結してあり、第１の
アーム１２には第２のアーム１３の回転駆動部（図示せ
ず）が設けてある。第２のアーム１３の先部にはハンド
部１４が連結してある。このハンド部１４は、図６乃至
図９に示すように手首回転駆動部１５と振動防止部１６
とクランプ駆動部１７とクランプ部１８とにより構成し
てあり、手首回転駆動部１５は、例えばステッピングモ
ーターが使用されており、手首回転駆動部１５の固定側
１５ａが第２のアーム１３の先部に固着してある。

【０００９】振動防止部１６は第１の振動吸収機構部１
９と第２の振動吸収機構部２０と第３の振動吸収機構部
６０とを備えており、第１の振動吸収機構部１９は、手
首回転駆動部１５の回転側１５ｂに固着されたベース部
材２１を有し、このベース部材２１の四隅部には支持軸
２２が固着してあり、これらの支持軸２２には、支持軸
２２の軸線方向に移動可能に可動部材２３が設けてあっ
て、ベース部材２１と可動部材２３との間には支持軸２
２を捲回するようにしてスプリング２４が介装してあ
り、これらのスプリング２４の付勢力により可動部材２
３は、支持軸２２に設けたナット部材２５に接してい
る。この第１の振動吸収機構部１９は、クランプ部１８
に作用するハンド部１４の軸線方向イの振動を吸収する
ものである。第２の振動吸収機構部２０は第１の振動吸
収機構部１９の可動部材２３に固着されたベース部材２
６と第１のフローティング部材２７を備えており、この
ベース部材２６には、図６において上下方向（ハンド部
１４の軸線方向イとは直角方向ロ）に沿うガイド部２９
が設けてあり、第１のフローティング部材２７には上下
方向に沿うガイドレール部３０が設けてあって、このガ
イドレール部３０にガイド部２９が摺動可能に係合して
ベース部材２６と第１のフローティング部材２７が連結
してある。また、第１のフローティング部材２７の上、
下部には保持部３１、３２が形成してあり、これらの保
持部３１、３２にスプリングプランジャ３３が保持され
ていて、これらのスプリングプランジャ３３の押圧子３
３ａはベース部材２６の上、下部に衝接している。そし
て、第２の振動吸収機構部２０はハンド部１４の軸線方
向イに直角な方向ロに作用する振動を吸収するものであ
る。第３の振動吸収機構部６０は、第１のフローティン
グ部材２７に設けられた前後方向（ハンド部１４の軸線
方向イとは直角方向ハ）に沿うガイド部３４を有し、第
２のフローティング部材２８には前後方向に沿うガイド
レール部３５が設けてあって、このガイドレール部３５
にガイド部３１が摺動可能に係合して第１のフローティ
ング部材２７と第２のフローティング部材２８が連結し
てある。また、第２のフローティング部材２８の前、後
部には保持部３６、３７が形成してあり、これらの保持
部３６、３７にスプリングプランジャ３８が保持されて
いて、これらのスプリングプランジャ３８の押圧子３８
ａは第１のフローティング部材２７の前、後部に衝接し
ている。そして、第３の振動吸収機構部６０はハンド部
１４の軸線方向イに直角な方向ハに作用する振動を吸収
するものである。

【００１０】そして、第２のフローティング部材２８は
クランプ駆動部１７の固定側１７ａ固着してあり、この
クランプ駆動部１７の可動側にクランプ部１８の上下の
ハンド３９、４０が連結してあって、クランプ駆動部１
７の駆動によりハンド３９、４０が開閉動作するように
してある。型材供給部４は部材の搬入を行う複数の供給
パレット４１を備えており、製品払出部５は部材の搬出
を行う複数の排出パレット４２を備えている。制御部４
３の構成を図９に示す。この制御部４３での制御はコン
ピュータ４４を使用して行われるものである。このコン
ピュータ４３は、プログラミング時のオペレータの作業
指示補助、動作部制御及び部材加工システムの監視を行
う。作業指示補助は、オペレータが作業手順や作業に必
要な数値データをキーボードから入力したり、ロボット
を実際に動かして教示するプログラミングの段階でオペ
レータを補助する役割である（例えば、スケジュール管
理、プログラム管理）。動作部制御は、プログラミング
を経て指示された作業を実行する段階で各動作部（ハン
ドリングロボット９、１０、各ＮＣフライス盤６、７、
８、型材供給部４、製品払出部５）を制御する役割であ
る。形材加工システムの監視は、作業実行中に作業経過
や運転状況を表示したり、異常事態の発生を監視して緊
急停止したりする役割である。コンピュータ４３は、そ
の中に組み込まれた幾つかの基本機能の組み合わせによ
って、これらの役割を果たす。

【００１１】左右のハンドリングロボット９、１０は、
コンピュータ４３の動作部制御により動作するものであ
り、その動作は、転動体の回転駆動部によるロボット走
行レール１上のＸ軸方向の走行と、第１のアーム１２の
揺動駆動部の駆動による第１のアーム１２のＹ軸方向の
揺動運動と、第２のアーム１３の回転駆動部の駆動によ
る第２のアーム１３の３６０度回転運動と、ハンド部１
４においての手首回転駆動部１５の駆動によるクランプ
部１８の３６０度回転、クランプ駆動部１７の駆動によ
るハンド３９、４０の開閉である。したがって、クラン
プ部１８は上記した種々の運動を組み合わせた動きを行
うことができる。そして、クランプ部１８に作用するハ
ンド部１４の軸線方向イの振動は第１の振動吸収機構部
１９においてスプリング２４により吸収されるし、クラ
ンプ部１８に作用するハンド部１４の軸線方向イとは直
角な方向ロの振動は第２の振動吸収機構部２０により吸
収されるし、クランプ部１８に作用するハンド部１４の
軸線方向イとは直角な方向ハの振動は第３の振動吸収機
構部６０により吸収される。次に、上記のように構成さ
れた加工装置の作動を説明する。コンピュータ４３の動
作部制御により、型材供給部４の供給パレット４１で被
加工物である形材５０が加工作業域Ａの所定の位置に搬
入されると、ロボット走行レール１上を型材供給部４に
待機していた左右のハンドリングロボット９、１０が作
動して、左のハンドリングロボット９のクランプ部１８
のハンド３９、４０が、搬入された形材５０の左端部５
０ａを掴かみ、右のハンドリングロボット１０のクラン
プ部１８のハンド３９、４０が、形材５０の右端部５０
ｂを掴む。

【００１２】左右のハンドリングロボット９、１０の走
行によりＮＣフライス盤６の部材加工部の前面に形材５
０を位置させ、第１、第２のアーム１２、１３の動作及
びハンド部１４の動作により形材５０をＮＣフライス盤
６の部材加工部に搬入し、加工後は搬出するなどローデ
ィングアンローディング作業を行わしめる。この場合、
左右のハンドリングロボット９、１０のクランプ部１８
の反転動作により長尺な形材５０を、この形材５０の軸
線回りに反転させて、形材５０の各面部の加工を行う。
ＮＣフライス盤６での加工が終了したら、左右のハンド
リングロボット９、１０の走行により次の加工を行うべ
くＮＣフライス盤７の部材加工部の前面に形材５０を位
置させ、上記と同様なハンド動作により形材５０に加工
を施す。そして、ＮＣフライス盤７での加工が終了した
ら、左右のハンドリングロボット９、１０の走行により
次の加工を行うべくＮＣフライス盤８の部材加工部の前
面に形材５０を位置させ、上記と同様なハンド動作によ
り形材５０の加工を施す。形材５０の各ＮＣフライス盤
６、７、８の部材加工部の移送、挿入、取出し等は、コ
ンピュータ４３の動作部制御により、ハンドリングロボ
ット９、１０のクランプ部１８のＸ軸方向の移動、旋回
軸部６の旋回によるＹ軸方向の移動、第１、第２アーム
１２、１３の回動によるＺ軸方向の移動、また、手首回
転駆動部１５の駆動による手首曲げ、手首旋回動作の組
み合わせで行なわれる。上記のようにしてすべての加工
を終えた形材５０は製品払出部５の排出パレット４２に
移されて、この排出パレット４２の移動により加工作業
域Ａ外に搬出される。上記した実施例にあっては、左右
のハンドリングロボット９、１０のハンド部１４で形材
５０の両端部を掴むようにしたことにより、形材５０の
把持点の選択が容易になるし、形材５０の軸線回りの反
転がその位置で即実行でき、長尺な形材５０の反転を容
易に行うことができ、しかも、ハンド部１４の端部掴み
方式によりパレット移動が可能になり、台車の移動も可
能になる。また、形材５０の移動に左右一対のハンドリ
ングロボット９、１０を用い、これらのハンドリングロ
ボット９、１０が、ロボット走行レール１上を走行する
ものであることから、小型ロボットで形材５０の移動に
対応でき、ロボット走行レール１を小型軽量化すること
が可能になる。また、ハンド部１４を、形材５０を把持
するクランプ部１８と、このクランプ部１８を開閉動作
させるクランプ駆動部１７と、クランプ部１８を手首回
転させる手首回転駆動部１５と、クランプ部１８の前
後、左右及び上下方向における振動の吸収を行う振動防
止部１６とで構成したから、クランプ部１８に作用する
前後、左右及び上下方向における振動が吸収され、クラ
ンプ部１８による形材５０の把持を精度良く行うことが
できる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、工作機
械を設置して被加工物に機械加工を施すロボットが走行
可能なロボット走行レールを設置し、このロボット走行
レールに複数のハンドリングロボットを懸垂状態で走行
移動可能に設け、これらのハンドリングロボットを、そ
れぞれが運動する複数のアーム部とこれらアーム部の先
側のアーム部に手首回転可能に設けられて被加工物を把
持するハンド部とで構成したから、ロボット走行レール
上を左右のハンドリングロボットが作動して、左のハン
ドリングロボットのハンド部が、搬入された被加工物の
左端部を掴かみ、右のハンドリングロボットのハンド部
が被加工物の右端部を掴む。そして、左右のハンドリン
グロボットの走行により工作機械の部材加工部の前面に
被加工物を位置させ、アームの動作及びハンド部の動作
により被加工物を工作機械の部材加工部に搬入し、加工
後は搬出するなどローディングアンローディング作業を
行わしめることができ、特に、左右のハンドリングロボ
ットのハンド部の反転動作により被加工物を、この被加
工物の軸線回りに反転させて、被加工物の各面部の加工
を行うことができる。上記のように左右のハンドリング
ロボットのハンド部で被加工物の両端部を掴むようにし
たことにより、被加工物の把持点の選択が容易になる
し、被加工物の軸線回りの反転がその位置で即実行で
き、長尺な被加工物の反転を容易に行うことができ、し
かも、ハンド部の端部掴み方式によりパレット移動が可
能になり、台車の移動も可能になる。A-c また、被加
工物の移動に左右複数のハンドリングロボットを用い、
これらのハンドリングロボットが、ロボット走行レール
上を走行するものであることから、小型ロボットで被加
工物の移動に対応でき、ロボット走行部を小型軽量化す
ることが可能になる。また、本発明は、請求項１記載の
加工装置において、ハンド部を、被加工物の把持するク
ランプ部と、このクランプ部を開閉動作させるクランプ
駆動部と、クランプ部を手首回転させる手首回転駆動部
と、クランプ部の前後、左右及び上下方向における振動
の吸収を行う振動防止部とで構成したから、クランプ部
に作用する前後、左右及び上下方向における振動が吸収
され、クランプ部による被加工物の把持を精度良く行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる加工装置の平面図である。

【図２】同加工装置の一部省略した側面図である。

【図３】同加工装置の製品払出部分の平面図である。

【図４】図３のＢ方向からの矢視図である。

【図５】ハンドリングロボットの斜視図である。

【図６】ハンドリングロボットのハンド部の側面図であ
る。

【図７】同ハンド部の平面図である。

【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図９】制御部の構成説明図である。

【符号の説明】

１ロボット走行レール６、７、８ＮＣフライス盤（工作機械）９、１０ハンドリングロボット１２第１のアーム部１３第２のアーム部１４ハンド部１５手首回転駆動部１６振動防止部１７クランプ駆動部１８クランプ部５０形材（被加工物）Ａ作業域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記を特徴とする加工装置。（１）工作機械により機械加工を施す被加工物を把持
するロボットが走行可能なロボット走行レールを設置す
る。（２）ロボット走行レールにハンドリングロボットを
走行移動可能に設ける。（３）ハンドリングロボットは、アーム部とアーム部
の先側に回転可能に設けられて被加工物の端部を把持す
るハンド部とで構成される。
【請求項２】ハンド部を、被加工物の端部を把持する
クランプ部と、このクランプ部を開閉動作させるクラン
プ駆動部と、クランプ部を回転させる回転駆動部と、ク
ランプ部の前後、左右及び上下方向における振動の吸収
を行う振動防止部とで構成した請求項１記載の加工装
置。
【請求項３】ハンドリングロボットを複数設ける請求
項１又は請求項２記載の加工装置。