JPH0724545U - 集中ツールストッカを持つ加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工システム全体において、ツールの重複を
減らしてツールコストを低減すると共にその保管用のス
ペースを低減する。また、システム全体の設置スペース
の低減、システム全体の加工時間の短縮を可能とする。 【構成】 ワーク移動手段１０により移送されるワーク
８に対して横方向に並べた複数台の工作機械１〜６に加
工工程を分割してそれぞれ分担させて行う。そして、こ
の分担作業は複数台の工作機械１〜６に沿って移動する
集中ツールストッカ７から当座必要とするツール１９を
借り受けて行う。また、工作機械１〜６から返却された
使用後のツール１９は集中ツールストッカ７に戻され再
び収容される。複数台の工作機械１〜６で同一のツール
１９を共有することによって、ツール１９の重複を低減
でき、またツール交換のための作業スペースを工作機械
の側方から省いて工作機械間のスペースを小さくし、加
工システム全体のスペースを小さくする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数台の工作機械によりワークを加工していく加工システムに関す る。更に詳述すると、本考案は、複数台の工作機械が共同してツールを使用する ように収容した集中ツールストッカを持つ加工システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

複数台の工作機械を並べた加工システムとしては図７に示すような特公平４− ２４１７７号公報記載の機械加工システムが公知である。この加工システムは、 複数台の工作機械（マシニングセンタ）１０１〜１０３に沿ってツールプール１ ０４が設けられ、複数種類の工作物の加工に必要な工具をプールするようにして いる。また、それぞれの工作機械１０１〜１０３の側面には、上下２段のツール マガジン１０６が設けられている（図には上段のツールマガジンのみが明示され ている）。そして、一方のツールマガジン１０６のツールを用いてワークＷの加 工を行っている間に、他方のツールマガジンのツールをツールプール１０４の中 の次に予定されたツール１０５と交換するようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この加工システムの場合も、各工作機械にかなり多数のツール の収納できるストッカが装備され、これを各工作機械ごとに単独で運用するよう にしているので、加工システム全体において同一のツールが多数重複して使用さ れることになり、ツールコストが高くなると共にツールの保管用のスペースも広 く必要とする。しかも、同一ツールでも工作機械１０１〜１０３ごとに摩耗度が 異なるので、ツールの摩耗度の検査、新旧ツールの交換等のツール管理が極めて 煩雑となる。

【０００４】 また、ツールマガジン１０６は通常工作機械１０１〜１０３の側面に設けられ ているので、工作機械間にツール交換のための作業スペースを必要とし、複数台 の工作機械１０１〜１０３を横に並べてレイアウトする場合に工作機械間に広い スペースを必要とする。このため、加工システム全体を設置するために相当広い スペースを必要とすると共にワークＷの移送に時間がかかり、作業能率が低下す る。

【０００５】 本考案は、複数台の工作機械を設置したシステムにおいて、ツールの重複を減 らしてツールコストを低減すると共にその管理を容易にし、更にシステム全体の 設置スペースの低減及びシステム全体の加工時間の短縮を可能とした加工システ ムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するため、本考案の集中ツールストッカを持つ加工システム は、ワークを移動させるワーク移動手段と、該ワーク移動手段に沿って配置され 一応の作業分担が割り当てられた複数台の工作機械と、同一方向に並ぶ複数台の 工作機械に沿って移動可能に設けられ各工作機械が当座必要とするツールをその 工作機械に貸し出すと共に工作機械から返却されたツールを受け取り収容する集 中ツールストッカとを備え、集中ツールストッカから借り受けたツールで各工作 機械が分担された作業および他の工作機械を補助する作業を行うようにしている 。

【０００７】 また、本考案の加工システムは、工作機械の加工位置とは反対側に集中ツール ストッカからのツール借入位置が配置されている。

【０００８】 また、本考案の加工システムは、工作機械がツール借入位置の近傍の上面に借 り受けたツールを収容する小規模のツールストッカが装備されている。

【０００９】

【作用】

したがって、ワーク移動手段により移送されるワークに対して複数台の工作機 械が分担された工程の加工を順次施す。このとき、集中ツールストッカが複数台 の工作機械に沿って移動しながら、工作機械が当座必要とするツールをその工作 機械に貸し出し、また工作機械から返却された使用後のツールを受け取り再び収 容する。そして、各工作機械毎に一応分担された加工と、必要あれば他の工作機 械を補助する加工作業とを集中ツールストッカから借り受けたツールで行う。

【００１０】 また、工作機械の加工位置と反対側に集中ツールストッカからのツール借入位 置が配置されている場合には、切屑が発生する加工位置から離れた良好な環境の 下でツールの摩耗度の点検やツールの交換等のツール管理を行う。

【００１１】 また、工作機械におけるツール借入位置の近傍の上面に借り受けたツールを収 容する小規模のツールストッカが配置されている場合には、集中ツールストッカ から借り入れたツールを仮収容して作業を中断させずにツール交換を可能とする 。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１３】 図１に本考案の集中ツールストッカを持つ加工システムの一実施例を示す。こ の加工システムは、例えばワーク移動手段と、このワーク移動手段により移送さ れるワークに分担された加工を順次施す複数台の工作機械１〜６と、この複数の 工作機械１〜６に沿って移動可能に設けられた自走式の集中ツールストッカ７， ７とから構成されている。

【００１４】 ワーク移動手段は、例えば対向設置された２列の工作機械１〜６の間を工作機 械の列に沿って移動しながらワーク８を移送してそれぞれの工作機械１〜６との 間でワーク８の供給及び取り出しを行うワークローダ１０と、ワーク（本実施例 では板状のワーク）８をワークローダ１０に供給するワーク供給装置９と、ワー クローダ１０が持つワーク８を表裏反転させるワーク反転装置１１と、工作機械 １〜６による加工が終了したワーク８を収容するワーク排出装置１２とからなる 。

【００１５】 ここで、ワーク供給装置９は、ワーク８を搬送するコンベア１３と、コンベア １３から受け取ったワーク８を起立状態にして保持する一対の把持爪１４を有す る起立部１５とからなる。ワークローダ１０は、自走式であり、レール１６上を 往復移動自在となっている。また、ワークローダ１０には、把持爪１７，１７が 上下２段に設けられており（図には上段の把持爪１７，１７のみが明示されてい る）、一方の一対の把持爪１７，１７が工作機械１〜６から加工済みのワーク８ を取り出し、続いて他方の一対の把持爪１７，１７が未加工のワーク８を工作機 械１〜６にセットする。これによって、加工済みワーク８と未加工ワーク８との 付け替えを短時間にて行うことができる。また、把持爪１７，１７は、前後方向 に移動可能に且つ水平旋回可能に設けられている。

【００１６】 ワークローダ１０のレール１６の両側にそれぞれ１列、計２列の工作機械１〜 ３、４〜６が配置されている。工作機械１〜６は、その加工位置１８をレール１ ６側に対向させて配置されている。

【００１７】 本実施例の場合、一種類のワーク８に施される加工が作業順に６つの工程に分 割され、それがそれぞれの工作機械１，２，…，６に割り当てられている。先ず 一方の列の工作機械１〜３により板状のワーク８の片面に対して順次加工が施さ れ、続いて他方の列の工作機械４〜６によりワーク８の裏面に対して順次加工が 施されるようになっている。作業の分担は、例えば穴明け、タップ、座ぐり、穴 ぐり（ボーリング）、面取り、面削りなどといった作業を工作機械毎に分けて加 工することを基本としている。しかし、各工作機械をそれぞれの作業の専門機と すると、工程バランス（タクトバランス）が悪くなり、全工作機械１，２，…， ６が無駄なく動くことが難しくなる。そこで、各工作機械１，２，…，６毎に一 応の専門作業は決めておくにしても、工程バランスを取るために、集中ツールス トッカ７からツール１９を貸し出させて他の工作機械に作業の一部を補助させる ようにすることが好ましい。例えば、穴明けを分担する場合、φ４とφ６を主担 当の工作機械で処理し、φ８を手伝いの工作機械に分担させるような方法をとれ ば、ツールはφ４，φ６，φ８各１本あればよく、現実にこういう分担はいくら でも可能である。ここで、工程バランスは例えば１０ヶ所の穴明け、タップの場 合、穴明けの「専門機」とタップの「専門機」とに分けると、一般的にはタップ 作業の方が早く済むことから、タップ「専門機」が遊ぶことになる。そこで、別 のサイズの穴明け（どんな加工でもよいが）でもあれば、このツールをタップ「 専門機」に貸し出し、遊んでしまう時間にその加工をさせれば無駄がなくせる。

【００１８】 工作機械１〜６は、例えばマシニングセンタであり、数値制御により小ツール ストッカ２１から使用するツールを自動的に選択して加工を施すものである。図 １および図２に示すように、それぞれの工作機械１〜６は、例えば５本〜１０本 のように少数本のツール１９を仮収容する小規模のツールストッカ（以下、小ツ ールストッカと略称する）２１と、回転可能および前後方向に移動可能に設けら れた小ツールストッカ２１との間でツール１９の交換を行うＡＴＣアーム２２と 、このＡＴＣアーム２２から受け取ったツール１９を保持してワーク８を加工す るスピンドル２３と、ワークローダ１０から受け取ったワーク８を治具４７側に 把持する一対の把持爪２４，２４と、把持爪２４，２４を水平面上に沿ってスピ ンドル２３側とワークローダ１０側との間で１８０度反転させるように設けられ た回転テーブル２５と、この回転テーブル２５を支持するマシンテーブル２６と を備えている。

【００１９】 図２に示すように、本実施例では、スピンドル２３はＹ軸方向に移動可能とな っており、マシンテーブル２６（つまりワーク８側）はＸ軸方向およびＺ軸方向 に移動可能となっており、これらの移動によってワーク８の加工を行う。しかし 、ワーク８の加工のための移動はこれに限定されるものではない。

【００２０】 小ツールストッカ２１は、例えば図１から図３に示すように、ピン２７を中心 に９０度起立した状態と０度水平に倒れた状態との間で起伏可能に設けられた複 数のツール保持体２０と、このツール保持体２０を垂直に起立した状態で水平回 転させる回転テーブル２８とから構成されている。回転テーブル２８は、水平回 転して、ツール借入位置２９と加工位置１８とに所定のツール保持体２０を割り 出すように制御させれる。そして、加工位置１８とツール借入位置２９とにおい て、ツール保持体２０は起伏するように制御される。

【００２１】 小ツールストッカ２１は、集中ツールストッカ７から当座必要なツール１９を 借りて仮収容するものであるから、収容するツール１９の数は例えば５本から１ ０本の僅かな本数である。したがって、工作機械の側面に大形のマガジンを設置 せずに、工作機械１〜６の上面の一部に設置する小型のもので足りる。

【００２２】 図１に示すように、それぞれの列の工作機械１〜３、４〜６の下側には、切屑 排出装置３０，３０が設けられている。切屑排出装置３０，３０は、工作機械１ 〜６から落下した切屑を工作機械１〜６の位置から搬出する適宜の搬送機構を有 している。

【００２３】 工作機械１〜３，４〜６のそれぞれの列のツール借入位置２９側には、列に沿 って移動する自走式の集中ツールストッカ７，７のレール３１，３１が設けられ ている。図３に示すように、本実施例の集中ツールストッカ７は、例えば、レー ル３１の上を走行する自走車３２と、この自走車３２の内部に回動可能に設けら れたツール搬送チェーン３３と、このツール搬送チェーン３３に多数連結された ツールポット３４と、このツールポット３４と工作機械１〜６の小ツールストッ カ２１との間でツール１９の交換を行うＡＴＣアーム３５とを備えている。

【００２４】 ツール搬送チェーン３３は、それぞれの工作機械１〜６のツール借入位置２９ （図１参照）と対向するツール出入位置３６に、所定ツール１９を保持したツー ルポット３４を停止させるように制御される。

【００２５】 図４に示すように、本実施例において、集中ツールストッカ７の走行駆動構造 は、レール３１の上を転動する車輪３７，３７と、減速機付の走行用モータ３８ と、この走行用モータ３８の軸に設けられたピニオン３９と、このピニオン３９ に噛み合ってレール３１に沿って延設されたラック４０とから構成されている。 したがって、走行用モータ３８を回転させるとピニオン３９がラック４０に沿っ て噛み合いながら、集中ツールストッカ７が走行するように設けられている。

【００２６】 ＡＴＣアーム３５は、例えば、両端にツール１９を把持する把持爪４５が設け られ、支軸４６を中心に回転可能且つ支軸４６の軸方向に前後移動可能に設けら れている。

【００２７】 また、工作機械１〜６のツール借入位置２９（図１参照）の前の所定位置に集 中ツールストッカ７を正確に停止させる位置決め機構が設けられる。例えば図５ に示すように集中ツールストッカ７の下面に楔４１が上下移動可能に設けられる と共に、下方に移動した楔４１に嵌合するＶ字溝４２が床に固定されたものがあ る。また、図６に示すように、集中ツールストッカ７に円錐状の凹部４３が上下 移動可能に設けられると共に、下方に移動した凹部４３に係合する円錐状の凸部 ４４が床に固定されたものでもよい。図５、図６に示すもの以外にも任意の位置 決め機構を採用できる。

【００２８】 図１に示すように、上述した加工システムの駆動を制御するための制御盤４７ ，４７が設けられている。また、オペレータが加工システム操作するための中央 操作盤４８が設けられている。

【００２９】 以上のように構成された加工システムは次のように加工を行う。

【００３０】 一方の集中ツールストッカ７が工作機械１に対向する位置まで移動し停止する 。続いて、集中ツールストッカ７のツール搬送チェーン３３が回動して、工作機 械１が当座必要とするツール１９をツール出入位置３６に停止させる。一方、工 作機械１は、そのツール借入位置２９において、小ツールストッカ２１の空のツ ール保持体２０を倒す。この状態において、集中ツールストッカ７のＡＴＣアー ム３５が回転・前後移動して、ツール出入位置３６にあるツールポット３４のツ ール１９を抜き出して工作機械１の倒伏状態のツール保持体２０に差し込む。

【００３１】 次に、工作機械１では、ツール１９を装着したツール保持体２０を起立させた 後、小ツールストッカ２１を回転させ、他の空のツール保持体２０に他のツール １９を装着する動作を前と同様に繰り返す。こうして、小ツールストッカ２１に 当座必要とする所定のツール１９が仮収容されて、集中ツールストッカ７から工 作機械１へのツール１９の貸出が終了する。

【００３２】 一方、ワーク供給装置９において、コンベア１３により搬送されてきたワーク ８を起立部１５の把持爪１４，１４により起立状態に保持する。続いて、ワーク ローダ１０によってワーク８を取り出す。続いて、ワーク８を把持したワークロ ーダ１０がレール１９に沿って移動して工作機械１の前に停止し、工作機械１の 把持爪２４，２４にワーク８を供給する。そして、回転テーブル２５が反転して 把持爪２４，２４に把持されたワーク８をスピンドル３側に対向させる。ワーク ８への加工は、各工作機械１，２，…，６に分担された加工および他の工作機械 を補助する加工作業とが集中ツールストッカ７から貸し出されたツール１９で行 われる。

【００３３】 また、工作機械１において、小ツールストッカ２１の回転テーブル２８が水平 回転し、最初に必要なツール１９を装着したツール保持体２０を加工位置１８側 に割り出して停止させ、そのツール保持体２０を倒す。そして、ＡＴＣアーム２ ２が回転・前後移動してそのツール保持体２０のツール１９を抜き出してスピン ドル２３に装着する。マシンテーブル２６を駆動して把持爪２４，２４に把持し たワーク８をスピンドル２３側に移動させた後、ワーク８に加工を施す。

【００３４】 こうして小ツールストッカ２１に収容された所定のツール１９を用いて加工を 順次行い、最後のツール１９による加工が終了したら、回転テーブル２５を反転 して、ワーク８をワークローダ１０側に対向させ、続いてワークローダ１０が加 工済みのワーク８を工作機械１から取り出す。

【００３５】 また、工作機械１による加工が終了した後、工作機械１の小ツールストッカ２ １の回転テーブル２８を回転させ、使用済みのツール１９を装着したツール保持 体２０をツール借入位置２９に割り出してから倒す。そして、集中ツールストッ カ７のＡＴＣアーム３５が回転・前後移動し且つ工作機械１の小ツールストッカ ２１の回転テーブル２８が回転して割り出しを行い、工作機械１の小ツールスト ッカ２１の中のツール１９を集中ツールストッカ７に対して返却する。

【００３６】 ワークローダ１０は工作機械１の前から工作機械２、３の前に移動して、工作 機械１と同様にワーク８の受け渡しを行う。集中ツールストッカ７は、工作機械 ２、３との間でも、ツール１９の貸出及び返却動作を行う。

【００３７】 工作機械３での加工が終了した段階で、ワーク８の片方の面の加工が終了する 。ワークローダは９０度水平回転してからワーク８をワーク反転装置１１に渡し 、ワーク反転装置１１がワーク８を把持した状態で１８０度回転し、ワーク８を 表裏反転させる。このワーク８をワークローダ１０が取り出す。工作機械４〜６ においてワーク８の裏面を加工する。

【００３８】 ワークローダ１０が工作機械４〜６との間でワーク８のセット・取り出しを繰 り返しながら順次移動する。このとき、他方の集中ツールストッカ７が工作機械 ４〜６の列に沿って往復移動しながら、工作機械４〜６に対してツールの貸し出 し・返却を行う。

【００３９】 ワークローダ１０は、最後の工作機械６での加工が終了したら、ワーク排出装 置１２に対してワーク８を載置する。

【００４０】 なお、上述の実施例は本考案の好適な実施の一例ではあるがこれに限定される ものではなく本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 例えば、上記実施例ではある加工を工程順に分割して工作機械の整列順に割り当 てていたが、工程順と工作機械の整列順とは必ずしも一致している必要はない。

【００４１】

【考案の効果】

以上の説明より明らかなように、本考案では、ワーク移動手段により移送され るワークに対して複数台の工作機械にそれぞれ分担された工程の加工および他の 工作機械の作業を補助する加工作業を、複数台の工作機械に沿って移動する集中 ツールストッカから借り受けた当座必要なツールによって順次施すようにしてい るので、複数台の工作機械が同一のツールを共用することにより、加工システム 全体でのツールの重複を減らしてツールコストの低減とツールの保管スペースの 削減を可能とする。しかも、ツールは共用されているため工作機械毎に摩耗度が 異なるといったことがなく、ツールのメンテナンスも容易である。しかも、各工 作機械毎にツールマガジンを設けずに集中ツールストッカから必要なツールだけ を貸し出すようにしているので、ツールを交換するための作業スペースが工作機 械間に不要となるため、工作機械間の据え付けスペースを狭くしてシステム全体 のスペースを小さくできるし、ワークの搬送時間も短縮して作業能率を上げ得る 。

【００４２】 また、工作機械の加工位置と反対側に集中ツールストッカからのツール借入位 置が配置されている場合には、切屑が発生する加工位置から離れた良好な環境下 でツールの摩耗度の点検やツールの交換等のツール管理を行うので、作業者の負 担が軽減され、ツール管理の質も向上する。

【００４３】 また、工作機械におけるツール交換位置の近傍の上面に小ツールストッカが配 置されている場合には、工作機械の側面に大形のマガジンを設置したり、そのマ ガジンのためのツール交換装置を配置する必要がなくなるので、システム全体の 設置スペースを低減でき、また工作機械の間のワークの移動に要する時間を短縮 して総加工時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の加工システムの一実施例の全体を示す
概略平面図である。

【図２】図１の加工システムの中の工作機械の斜視図で
ある。

【図３】図１の加工システムの中の集中ツールストッカ
とツール保持体の斜視図である。

【図４】図３の集中ツールストッカの走行駆動部の概略
図である。

【図５】集中ツールストッカの位置決め機構の一例を示
す斜視図である。

【図６】集中ツールストッカの位置決め機構の他の例を
示す斜視図である。

【図７】従来の加工システムの概略平面図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６ 工作機械 ７ 集中ツールストッカ ８ ワーク ９ ワーク供給装置（ワーク移動手段） １０ ワークローダ（ワーク移動手段） １８ 加工位置 １９ ツール ２１ 小ツールストッカ ２９ ツール借入位置

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを移動させるワーク移動手段と、
   該ワーク移動手段に沿って配置され一応の作業分担が割
   り当てられた複数台の工作機械と、同一方向に並ぶ複数
   台の工作機械に沿って移動可能に設けられ各工作機械が
   当座必要とするツールをその工作機械に貸し出すと共に
   工作機械から返却されたツールを受け取り収容する集中
   ツールストッカとを備え、前記集中ツールストッカから
   借り受けたツールで前記各工作機械が分担された作業お
   よび他の工作機械を補助する作業を行うことを特徴とす
   る集中ツールストッカを持つ加工システム。
2. 【請求項２】 前記工作機械の加工位置とは反対側に前
   記集中ツールストッカからのツール借入位置が配置され
   ていることを特徴とする請求項１記載の集中ツールスト
   ッカを持つ加工システム。
3. 【請求項３】 前記工作機械はツール借入位置の近傍の
   上面に借り受けたツールを収容する小規模のツールスト
   ッカが装備されていることを特徴とする請求項１または
   ２に記載された集中ツールストッカを持つ加工システ
   ム。