JP4761657B2 - 工作物搬送装置および加工システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸が略鉛直方向の軸線を有し主軸先端のチャックにより工作物の授受および搬送を行う主軸移動型立形工作機械、または、この主軸移動型立形工作機械を複数台並設した加工システムにおいて、工作機械や加工システムの設置面積および高さを増加させることなく設置することができ、また、作業者の安全性にも配慮した工作物搬送装置、および、その工作物搬送装置を使用した加工システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
主軸が水平方向を向いている通常の旋盤を用いた加工システムにおいては、旋盤のスプラッシュガードの上方に走行路を設け、その走行路上に工作物把持部材を備えた走行体を走行させて工作物を搬送し、未加工の工作物を旋盤に搬入するとともに、加工済みの工作物を旋盤から搬出することが従来から行われている。このような工作物搬送装置は、特開２０００−２４６５７９号公報、特開平７−２５１３４６号公報等に記載されている。
【０００３】
また、これ以外の構成の工作物搬送装置としては、工作機械の前面側に走行路を設けた工作物搬送装置が特公昭５０−７７８８号公報、特開平５−１１１８０２号公報、特開平６−１９０６０２号公報等により公知であり、さらに、工作機械の加工領域内に走行路の区画を設けた工作物搬送装置が特開平６−１２６５８５号公報により公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、主軸が略鉛直方向の軸線を有し主軸先端のチャックにより工作物の授受および搬送を行う主軸移動型立形工作機械は、工作機械としては種々の利点があるが、主軸がほぼ鉛直方向を向いており、さらに主軸台が主軸軸線方向に移動可能な構成であるために、工作機械の設置高さが高くなる傾向にある。そして、その主軸台の上方に走行路を設けるようにすると、加工システム全体の全高がかなり増大することになり、天井の高さが高い工場にしか設置できなくなるという問題点があった。
【０００５】
工作機械の前面側に走行路を設けた工作物搬送装置であれば、主軸移動型立形工作機械に設置しても加工システムの全高は増大しないが、工作機械の前面側は作業者が作業を行う領域であり、この領域を走行体が走行すると作業者の安全性に問題を生じるおそれがあった。また、工作機械の加工領域内に走行路の区画を設けた工作物搬送装置でも、加工システムの全高は増大しないが、やはり作業者の安全性に問題点があり、また、工作物を搬送したり、工作物搬送装置と工作機械との間で工作物の授受を行ったりするための開閉機構等の構成や制御が複雑化するという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、主軸移動型立形工作機械、または、この主軸移動型立形工作機械を複数台並設した加工システムにおいて、工作機械や加工システムの設置面積および高さを増加させることなく設置することができ、また、作業者の安全性にも配慮した工作物搬送装置、および、その工作物搬送装置を使用した加工システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の工作物搬送装置は、前端にチャックを備えた主軸を回転可能に、かつ、主軸軸線がほぼ鉛直方向に向くように支持する主軸支持体が、少なくとも前記主軸軸線と平行な第１の方向および前記第１の方向と直交し、かつ、工作機械の正面側と背面側が対向する方向と直交する第２の方向に移動可能な主軸移動型立形工作機械に工作物を搬送するための工作物搬送装置であって、前記主軸移動型立形工作機械の基体に対して工作機械の正面側である作業者の作業領域の反対側となる背面側の位置に、前記第２の方向と平行に延設された案内部材と、前記案内部材に前記第２の方向に移動可能に設けられた走行本体と、前記走行本体に対して昇降移動可能に設けられ、工作物を把持可能な工作物把持部材と、前記主軸の前記第２の方向の移動軌跡上の第１の授受位置において前記チャックとの間で工作物を授受可能であるとともに、前記工作物把持部材の移動軌跡上の第２の授受位置において前記工作物把持部材との間で工作物を授受可能であり、かつ、前記第１の授受位置と前記第２の授受位置との間で工作物を移動可能な工作物移動部とを有し、前記案内部材は、前記主軸の前記第２の方向の移動軌跡よりも工作機械の背面側に位置するものである。
【０００８】
また、上記の工作物搬送装置において、前記案内部材は、前記主軸支持体の最大高さよりも低い位置に設けられているものであることが好ましい。
【０００９】
また、上記の工作物搬送装置において、前記案内部材は、前記主軸移動型立形工作機械の前記基体と、前記主軸移動型立形工作機械の動作を制御するための制御装置との間の空間部に設けられているものであることが好ましい。
【００１０】
また、上記の工作物搬送装置において、未加工の工作物を載置する第１の載置部と、加工済みの工作物を載置する第２の載置部とを有し、前記案内部材は、前記工作物把持部材が前記第１の載置部との間で工作物を授受可能な位置まで移動可能であり、かつ、前記工作物把持部材が前記第２の載置部との間で工作物を授受可能な位置まで移動可能であるように延設されているものであることが好ましい。
【００１１】
また、上記の工作物搬送装置において、前記工作物移動部には、未加工の工作物を載置可能な未加工工作物載置部と、加工済みの工作物を載置可能な加工済工作物載置部が設けられており、前記走行本体には、複数の前記工作物把持部材が昇降移動可能に設けられており、前記工作物把持部材は、前記工作物移動部との間で未加工の工作物および加工済みの工作物の授受を同時に行うことが可能なものであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の加工システムは、前端にチャックを備えた主軸を回転可能に、かつ、主軸軸線がほぼ鉛直方向に向くように支持する主軸支持体が、少なくとも前記主軸軸線と平行な第１の方向および前記第１の方向と直交し、かつ、工作機械の正面側と背面側が対向する方向と直交する第２の方向に移動可能な主軸移動型立形工作機械が複数並設された加工システムであって、未加工の工作物を載置する第１の載置部と、加工済みの工作物を載置する第２の載置部と、前記主軸移動型立形工作機械の基体に対して工作機械の正面側である作業者の作業領域の反対側となる背面側の位置に、前記第２の方向と平行に延設された案内部材と、前記案内部材に前記第２の方向に移動可能に設けられた走行本体と、前記走行本体に対して昇降移動可能に設けられ、工作物を把持可能な工作物把持部材と、複数の前記主軸移動型立形工作機械のそれぞれに対して設けられた工作物移動部とを有し、前記案内部材は、前記主軸の前記第２の方向の移動軌跡よりも工作機械の背面側に位置するものであり、さらに、複数の前記主軸移動型立形工作機械は、前記第２の方向に並ぶように配置されており、前記工作物移動部は、各前記主軸移動型立形工作機械の前記主軸の前記第２の方向の移動軌跡上の第１の授受位置において前記チャックとの間で工作物を授受可能であるとともに、前記工作物把持部材の移動軌跡上の第２の授受位置において前記工作物把持部材との間で工作物を授受可能であり、かつ、前記第１の授受位置と前記第２の授受位置との間で工作物を移動可能なものである。
【００１３】
また、上記の加工システムにおいて、前記案内部材は、各前記主軸移動型立形工作機械の前記主軸支持体の最大高さよりも低い位置に設けられているものであることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の加工システムの例を示す正面図である。この加工システムには、複数の主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂが並設されている。主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂはほぼ同じ構成の工作機械であるが、主軸移動型立形工作機械１ａは第１工程の加工を行い、主軸移動型立形工作機械１ｂは第２工程の加工を行う。図２は、この加工システムを上から見た平面図である。そして、図３は、この加工システムを図１における右側から見た側面図である。工作機械としては鉛直方向に主軸軸線を有する立て旋盤の場合の例である。
【００１６】
主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂは、ベッド２ａ，２ｂに刃物台２３ａ，２３ｂが設けられている。刃物台２３ａ，２３ｂには割り出し回転可能なタレット２１ａ，２１ｂが設けられており、タレット２１ａ，２１ｂの外周部には外径加工用バイト、内径加工用工具等の加工工具が保持されている。また、主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂには、後述の直交する２方向（Ｘ，Ｚ軸方向）に移動可能に主軸台４ａ，４ｂが設けられている。主軸台４ａ，４ｂには鉛直方向（Ｚ軸方向）の回転軸線を有する主軸５ａ，５ｂが回転可能に軸支されており、主軸５ａ，５ｂの下端にはチャック６ａ，６ｂが設けられている。チャック６ａ，６ｂはチャックシリンダ２８ａ，２８ｂの駆動力により把持爪が開閉動作する。また、主軸５ａ，５ｂは、ビルトイン型の主軸モータ（図示せず）によって所望の回転速度に回転制御される。
【００１７】
主軸５ａ，５ｂの回転軸線と平行な方向（Ｚ軸方向）と直交する水平方向（Ｘ軸方向）に沿って、Ｘ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂが設けられており、Ｘ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂ上にはサドル１２ａ，１２ｂがＸ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂは、ベッド２ａ，２ｂの後部およびベッド２ａ，２ｂの後部に固定されたブラケット１０ａ，１０ｂに設けられている。ベッド２ａ，２ｂとブラケット１０ａ，１０ｂとは一体であってもよい。
【００１８】
サドル１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸用サーボモータ２９ａ，２９ｂにより歯付プーリ・歯付ベルト機構（図示せず）を介して回転駆動されるＸ軸送りねじ１３ａ，１３ｂ、ナット１４ａ，１４ｂによりＸ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂに案内されてＸ軸方向に移動される。サドル１２ａ，１２ｂにはＺ軸ガイドレール（図示せず）によりＺ軸方向に移動可能に主軸台４ａ，４ｂが設けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６ａ，２６ｂによってＺ軸送りねじ（図示せず）を回転駆動することにより主軸台４ａ，４ｂをＺ軸方向に移動する。これにより、主軸５ａ，５ｂおよび主軸台４ａ，４ｂはＸ，Ｚ軸方向に移動可能となっている。主軸５ａ，５ｂをＮＣ（数値制御）装置１５ａ，１５ｂにより回転制御するとともにＸ，Ｚ軸方向に移動制御して、チャック６ａ，６ｂに把持した工作物をタレット２１ａ，２１ｂ上の加工工具により加工する。
【００１９】
加工中に主軸台４ａ，４ｂが移動する領域は加工領域１７ａ，１７ｂとして、カバー、スプラッシュガード６１ａ，６１ｂに覆われている。そして、この加工領域１７ａ，１７ｂに隣接して、工作物授受領域１８ａ，１８ｂが設けられている。主軸台４ａ，４ｂおよび主軸５ａ，５ｂは、加工領域１７ａ，１７ｂと工作物授受領域１８ａ，１８ｂとの間を相互に移動できる。また、主軸台４ａ，４ｂが加工領域１７ａ，１７ｂにあるときには、加工領域１７ａ，１７ｂと工作物授受領域１８ａ，１８ｂとの間は仕切手段により遮蔽されている。すなわち、加工中は切削屑や切削油剤等が工作物授受領域１８ａ，１８ｂに漏れ出ないようにされている。
【００２０】
それぞれの工作機械の工作物授受領域１８ａ，１８ｂには、工作物移動部３ａ，３ｂが設置されている。工作物移動部３ａ，３ｂの上面には、移動部材３０ａ，３０ｂがＸ軸およびＺ軸方向に直交するＹ軸方向に移動可能に設けられている。移動部材３０ａ，３０ｂは一対のガイドバー３６ａ，３６ｂに案内されて、流体圧シリンダ３５ａ，３５ｂによってＹ軸方向に移動する。移動部材３０ａ，３０ｂには、未加工の工作物を載置する未加工工作物載置部３１ａ，３１ｂおよび加工済みの工作物を載置する加工済工作物載置部３２ａ，３２ｂが設けられている。
【００２１】
この移動部材３０ａ，３０ｂは、工作物授受領域１８ａ，１８ｂ内の主軸５ａ，５ｂのＸ軸方向の移動軌跡上の第１の授受位置Ａに移動でき、かつ、そこで停止することができる。また、移動部材３０ａ，３０ｂは、後述の工作物搬送装置７との間で工作物の授受を行うための第２の授受位置Ｂにも移動することができ、第１の授受位置Ａと第２の授受位置Ｂとの間で工作物を移動させることができる。
【００２２】
移動部材３０ａ，３０ｂと、未加工工作物載置部３１ａ，３１ｂおよび加工済工作物載置部３２ａ，３２ｂとの間には、各載置部について少なくとも３本の圧縮ばね等が設けられており、これらの載置部が所定量の傾斜動作および水平移動を行うことが可能となっている。また、これによりチャック６ａ，６ｂとの間で工作物の授受を行う際に、工作物をチャック６ａ，６ｂに押し付けることができる。
【００２３】
なお、ここでは、移動部材３０ａ，３０ｂの案内部として、ガイドバーと無限直線運動するころがり軸受により構成したものを説明しているが、直動ころがり案内等のころがり案内やすべり案内を使用してもよい。また、駆動部としては、流体圧シリンダを使用するものと説明しているが、モータの回転運動をねじ機構、ラックピニオン機構等により直線運動に変換するものでもよい。要するに、移動部材を第１の授受位置Ａと第２の授受位置Ｂに移動させることができるものであればよい。さらに、移動部材は、未加工工作物載置部と加工済工作物載置部を一体に移動させるものとして説明しているが、未加工工作物載置部を移動させるための移動部材と加工済工作物載置部を移動させるための移動部材とを別体に設けるようにしてもよい。
【００２４】
Ｘ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂは、Ｘ軸方向に工作物移動部３ａ，３ｂの位置まで延びている。すなわち、主軸５ａ，５ｂは第１の授受位置Ａの直上位置に移動可能である。この第１の授受位置Ａにおいて、チャック６ａ，６ｂと未加工工作物載置部３１ａ，３１ｂおよび加工済工作物載置部３２ａ，３２ｂとの間で工作物の授受を行うことができる。未加工工作物載置部３１ａ，３１ｂから受け取った未加工の工作物は加工領域１７ａ，１７ｂに移動して加工され、加工が終了した工作物は加工済工作物載置部３２ａ，３２ｂに戻される。
【００２５】
主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂの正面側は、スプラッシュガード６１ａ，６１ｂに開閉ドアが設けられている。作業者は、開閉ドアを開けて保守作業や工具交換作業等を行ったり、開閉ドアを閉じたままスプラッシュガード６１ａ，６１ｂの前面に設けられた操作盤６５ａ，６５ｂを操作して工作機械の動作を指示したりする。このように、主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂの正面側は、作業者が種々の作業を行うための作業領域となっている。
【００２６】
主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂのベッド２ａ，２ｂの背面側には、主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂの動作を制御するためのＮＣ装置１５ａ，１５ｂが取付部材１９ａを介して設けられている。そして、ＮＣ装置１５ａ，１５ｂが発生する熱がサドル１２ａ，１２ｂおよび主軸台４ａ，４ｂの移動および位置決め精度に影響をおよぼさないように、ＮＣ装置１５ａ，１５ｂはサドル１２ａ，１２ｂが設置されているベッド後部２０ａとは、所定の間隔をもって設置されている。なお、ＮＣ装置１５ａ，１５ｂは背面側に保守用の開閉ドアが設けられている。
【００２７】
主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂに対して工作物の搬入および搬出を行うために、工作物搬送装置７が設けられている。工作物搬送装置７の案内部材７１は、ＮＣ装置１５ａ，１５ｂとベッド後部２０ａとの間の空間部を利用して、この空間部を貫通するように各工作機械にまたがって延設されている。案内部材７１がＮＣ装置１５ａ，１５ｂとベッド後部２０ａとの間の空間部に設けられているため、工作物搬送装置７を設けても、作業領域と干渉せず作業者の安全性が低下することがない。また、加工システム全体の設置面積はほとんど増加することがない。また、ＮＣ装置１５ａ，１５ｂの開閉ドアは背面側に設けられているため、案内部材７１によってＮＣ装置１５ａ，１５ｂの保守作業が妨げられることもない。
【００２８】
案内部材７１は、支柱部材７０によって支持され、各工作機械が並設されている方向すなわちＸ軸方向と平行に延設されている。また、案内部材７１は、その高さが主軸台４ａ，４ｂの最大高さ（すなわち工作機械の最大高さ）よりも低くなるように設置されている。このように、案内部材７１を低い位置に設けることができ、加工システムの全高を工作機械の全高に比べて増加させることがない。すなわち、主軸移動型立形工作機械が設置できる工場であれば、問題なく工作物搬送装置も設置することができる。
【００２９】
案内部材７１には、Ｘ軸方向に２本のガイドレール７１ａ，７１ａが設けられている。そして、このガイドレール７１ａ，７１ａには走行本体７２，７３が移動可能に設けられている。また、案内部材７１の上面にはＸ軸方向にラック７１ｂが設けられており、走行本体７２には走行用モータ７２ａが設けられている。走行本体７２は、走行用モータ７２ａによってラック・ピニオン機構等を介して駆動され、ガイドレール７１ａに沿って走行する。走行本体７３も同様の駆動機構により走行する。
【００３０】
そして、走行本体７２には内蔵された流体圧シリンダ（図示せず）により昇降移動可能に２つの工作物把持部材７２１，７２２が設けられている。走行本体７３にも同様に昇降移動可能に２つの工作物把持部材７３１，７３２が設けられている。工作物把持部材７２１，７２２，７３１，７３２は、圧力流体の供給によって把持爪が開閉動作を行い、工作物の把持および把持解除を行う。移動部材３０ａ，３０ｂの第２の授受位置Ｂは、これらの工作物把持部材７２１，７２２，７３１，７３２の移動軌跡上に設定されている。
【００３１】
主軸移動型立形工作機械１ａの図１における右方には、ワークフィーダ８が設置されている。ワークフィーダ８には、複数の工作物載置部８１がチェーンによって連接され旋回可能に設けられている。各工作物載置部８１には、未加工の工作物が載置されている。各工作物載置部８１を順次所定の第１の工作物授受位置１００ａに停止させ、走行本体７２の工作物把持部材７２１，７２２によってその工作物を把持して搬送することができる。
【００３２】
主軸移動型立形工作機械１ｂの図１における左方には、加工済みの工作物を搬出するためのコンベア９が設置されている。加工済みの工作物は、走行本体７３の工作物把持部材７３１，７３２によって搬送されてコンベア９上に載置され、コンベア９によって搬出される。以上のように、案内部材７１は、第１の載置部としてのワークフィーダ８、主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂ、第２の載置部としてのコンベア９のそれぞれの間で工作物を搬送可能となるように延設されている。なお、第１の載置部、第２の載置部は、工作物が載置可能な載置台であってもよい。その場合には、ロボット等の他の搬送手段や作業者などによって、工作物が載置されたり、取り出されたりすればよい。
【００３３】
次に、この加工システムにおける工作物の搬送動作を説明する。ここで、主軸移動型立形工作機械１ａは未加工工作物（素材）の一方の側に第１工程の加工を行い、主軸移動型立形工作機械１ｂは第１工程の加工が終了した中間工作物の他方の側に第２工程の加工を行う。それぞれの工作機械では、第１工程および第２工程の加工が、並行してほぼ同時に行われているものとする。すなわち、主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂの加工時間は、なるだけ差が少ない方が好ましい。また、移動部材３０ａの加工済工作物載置部３２ａに第１工程の加工が終了した中間工作物が、移動部材３０ｂの加工済工作物載置部３２ｂに第１工程および第２工程の両方の加工が終了した加工済工作物（完成品）が載置されているものとする。さらに、移動部材３０ａ，３０ｂは、第２の授受位置Ｂに位置しているものとする。このような状態は、工作物を連続加工している途中の状態を示している。
【００３４】
ワークフィーダ８の各工作物載置部８１には未加工工作物が載置されている。未加工工作物が載置された工作物載置部８１は、所定の第１の工作物授受位置１００ａに位置決めされる。工作物搬送装置７は、工作物把持部材７２１，７２２を搬送位置に上昇させ、走行本体７２を第１の工作物授受位置１００ａまで走行させる。そして、工作物把持部材７２１，７２２を授受位置まで下降させ、工作物載置部８１上の未加工工作物を工作物把持部材７２１に把持させる。未加工工作物を把持した工作物把持部材７２１は、搬送位置まで上昇した後、走行本体７２により第２の工作物授受位置１００ｂに移動される。それと同時に、ワークフィーダ８は、次の未加工工作物が載置された工作物載置部８１を第１の工作物授受位置１００ａに移動位置決めする。
【００３５】
次に、工作物把持部材７２１，７２２を授受位置まで下降させる。そして、工作物把持部材７２１を把持解除して移動部材３０ａの未加工工作物載置部３１ａに搬送してきた未加工工作物を載置すると同時に、加工済工作物載置部３２ａに載置されている中間工作物を工作物把持部材７２２により把持する。次に、工作物把持部材７２１，７２２を搬送位置まで上昇させ、第３の工作物授受位置１００ｃに移動させる。そして、工作物把持部材７２２，７２１を授受位置まで下降させるとともに、工作物把持部材７２２を把持解除して中間工作物を工作物反転装置９０に載置する。工作物反転装置９０は中間工作物の向きを反転させる。この工作物把持部材７２１，７２２の第３の工作物授受位置１００ｃへの移動と同時に、移動部材３０ａは流体圧シリンダ３５ａの駆動により第２の授受位置Ｂから第１の授受位置Ａに移動する。
【００３６】
主軸移動型立形工作機械１ａの主軸台４ａは、第１工程の加工が終了した後、工作物授受領域１８ａに移動する。主軸台４ａのＺ軸方向、Ｘ軸方向の移動により、第１工程の加工が終了した中間工作物を加工済工作物載置部３２ａ上に移動させた後、チャック６ａを把持解除して中間工作物を加工済工作物載置部３２ａに載置する。続いて、未加工工作物を載置している未加工工作物載置部３１ａ上に移動し、チャック６ａで未加工工作物を把持する。このようにして未加工工作物を受け取ると、主軸台４ａは加工領域１７ａに移動し第１工程の加工を行う。主軸台４ａの加工領域１７ａ側への移動と同時に、移動部材３０ａは流体圧シリンダ３５ａの駆動によって第２の授受位置Ｂに移動する。
【００３７】
一方、工作物反転装置９０には向きが反転された中間工作物が載置されている。工作物搬送装置７は、工作物把持部材７３１，７３２を搬送位置に上昇させ、走行本体７３を第３の工作物授受位置１００ｃに走行させる。そして、工作物把持部材７３１，７３２を授受位置まで下降させ、工作物反転装置９０上の中間工作物を工作物把持部材７３１に把持させる。中間工作物を把持した工作物把持部材７３１は、搬送位置まで上昇した後、第４の工作物授受位置１００ｄに移動する。そして、工作物把持部材７３１，７３２を授受位置まで下降させ、工作物把持部材７３１を把持解除して移動部材３０ｂの未加工工作物載置部３１ｂに搬送してきた中間工作物を載置すると同時に、加工済工作物載置部３２ｂに載置されている加工済工作物を工作物把持部材７３２によって把持する。
【００３８】
次に、工作物把持部材７３１，７３２を搬送位置まで上昇させ、第５の工作物授受位置１００ｅに移動させる。そして、工作物把持部材７３１，７３２を授受位置まで下降させるとともに、工作物把持部材７３２を把持解除して加工済工作物をコンベア９に載置する。コンベア９は、加工済工作物を搬送する。工作物把持部材７３１，７３２の第５の工作物授受位置１００ｅへの移動と同時に、移動部材３０ｂは流体圧シリンダ３５ｂの駆動により第２の授受位置Ｂから第１の授受位置Ａに移動する。
【００３９】
主軸移動型立形工作機械１ｂの主軸台４ｂは、第２工程の加工が終了した後、工作物授受領域１８ｂに移動する。主軸台４ｂのＺ軸方向、Ｘ軸方向の移動により、第２工程の加工が終了した加工済工作物を加工済工作物載置部３２ｂ上に移動させた後、チャック６ｂを把持解除して加工済工作物を載置する。続いて、中間工作物を載置している未加工工作物載置部（中間工作物載置部）３１ｂ上に移動し、チャック６ｂに中間工作物を把持する。このようにして中間工作物を受け取ると、主軸台４ｂは加工領域１７ｂに移動し第２工程の加工を行う。
【００４０】
主軸台４ｂの加工領域１７ｂへの移動と同時に、移動部材３０ｂは流体圧シリンダ３５ｂの駆動によって第２の授受位置Ｂに移動する。この状態は、以上の動作の説明の最初の状態に戻っている。このような一連の動作を繰り返すことにより、ワークフィーダ８に載置された未加工工作物を順次搬送して、未加工工作物に対して第１工程の加工、反転、第２工程の加工等の処理を連続して施すことができる。そして、ワークフィーダ８上の未加工工作物がなくなるまで連続して加工を行うことができる。
【００４１】
なお、第１工程の主軸移動型立形工作機械１ａと工作物把持部材７２１，７２２と移動部材３０ａの動作は、第２工程の主軸移動型立形工作機械１ｂと工作物把持部材７３１，７３２と移動部材３０ｂの動作と並行してほぼ同時に行われている。このように、第１工程および第２工程の加工を並行して行うことにより高能率の自動加工が可能となる。また、走行本体が２台設けられているため、走行本体７２がワークフィーダ８に未加工工作物を受け取りに行く動作と、走行本体７３が工作物反転装置９０に中間工作物を受け取りに行く動作をほぼ同時に実行でき、さらに、走行本体７２が工作物反転装置９０に中間工作物を渡しに行く動作と、走行本体７３がコンベア９に加工済み工作物を渡しに行く動作をほぼ同時に実行でき、より高能率の自動加工が可能となっている。
【００４２】
このようにして、工作物搬送装置７によって、ワークフィーダ８上の未加工工作物が順次、主軸移動型立形工作機械１ａ、主軸移動型立形工作機械１ｂに搬送されて、それぞれ第１工程、第２工程の加工が施される。加工が終了した加工済み工作物は、工作物搬送装置７によってコンベア９上に載置され搬出される。工作物の搬送が自動的に能率よく行われるために、高能率の自動運転を長時間連続して行うことが可能である。
【００４３】
なお、ここでは工作物搬送装置７が２台の走行本体７２，７３を備えているが、走行本体を１台としてもよく、または、３台以上の走行本体を備えるようにしてもよい。また、主軸移動型立形工作機械を２台並設した加工システムを示したが、主軸移動型立形工作機械は１台でもよく、または、３台以上並設するようにしてもよい。さらに、この例では、主軸移動型立形工作機械の一方で第１工程、他方で第２工程の加工を行うようにしたが、第１工程の加工を２台の工作機械で行い、第２工程の加工を１台の工作機械で行うというように、任意の工程配分とすることができる。
【００４４】
また、ここでは１台の走行本体に対して工作物把持部材を２つ設けているが、工作物把持部材は１つであってもよい。この場合の移動部材（未加工工作物載置部、加工済工作物載置部）との工作物授受動作を第１の主軸移動型立形工作機械を例にして説明する。工作物把持部材がワークフィーダから把持してきた未加工工作物を移動部材の未加工工作物載置部上方に搬送する。そして、工作物把持部材を授受位置に下降させ、把持解除して未加工工作物を未加工工作物載置部に載置する。次に、工作物把持部材を搬送位置に上昇させ、走行本体を移動させて工作物把持部材を加工済工作物載置部上方に位置させる。そして、工作物把持部材を授受位置に下降させ、加工済工作物載置部に載置されている中間工作物を把持する。次に、工作物把持部材を搬送位置に上昇させ、中間工作物を工作物反転装置に搬送する。
【００４５】
なお、ここでは工作物把持部材を昇降動作させる駆動部を流体圧シリンダとして説明を行っているが、モータの回転力をラック・ピニオン機構、ねじ機構等で直線運動に変換して昇降移動を行う昇降部材を設け、その昇降部材に工作物把持部材を設けるようにしてもよい。昇降部材はリニアモータ等によって昇降させてもよい。すなわち、工作物把持部材を昇降動作させる駆動部は、工作物把持部材を昇降移動および位置決めできるものであればよい。駆動部に流体圧シリンダを使用したものでは、工作物把持部材を搬送位置（上昇位置）と授受位置（下降位置）の２位置にのみ移動・位置決めさせるものであったが、駆動部のモータを制御可能なサーボモータ、ステッピングモータ等の制御モータにすると、昇降方向の任意の位置に位置決めして授受動作を行うことができる。
【００４６】
また、走行本体を走行移動させる駆動機構をモータとラック・ピニオン機構として説明を行っているが、モータとねじ機構、リニアモータ等の他の駆動機構であってもよい。要するに、走行本体を移動・位置決めできるものであればよい。
【００４７】
また、移動台上の未加工工作物載置部、加工済工作物載置部に、工作物を保持可能なチャック等の部材を設けてもよい。このようにすると、工作物の回転方向の位相を保持しながら加工システムで加工することができる。さらに、加工システムの工作物搬送装置の工作物把持部材の移動軌跡上に計測装置、位相位置決め装置等を設けてもよい。計測装置を設けると、工作物の加工寸法の合否判定をして、不良品をコンベアとは別のＮＧ用シュータ（ＮＧ用コンベア）に搬出することもできる。位相位置決め装置を設けると、未加工工作物（素材）に被位置決め部がある工作物の位相位置決めができる。
【００４８】
次に、本発明の加工システムおよび工作物搬送装置の変形例を説明する。図４は、主軸移動型立形工作機械１を１台だけ設置した場合の加工システムを示す平面図である。この加工システムでは、第１の載置部と第２の載置部が一体に構成されたものとしてのワークフィーダ８と、１台の主軸移動型立形工作機械１とが並設されている。工作物搬送装置７は、ワークフィーダ８と工作物移動部３との間で工作物を搬送する。
【００４９】
主軸移動型立形工作機械１の構成および工作物移動部３の構成は、図１から図３で説明したものと同様であるため説明は省略する。工作物搬送装置７の案内部材７１は、ＮＣ装置１５とベッド後部およびサドル１２との間の空間部に延設されている。案内部材７１は、支柱部材７０によって支持され、Ｘ軸方向と平行に延設されている。また、案内部材７１は、その高さが主軸台４の最大高さ（すなわち工作機械の最大高さ）よりも低くなるように設置されている。この案内部材７１には、Ｘ軸方向に移動可能に走行本体７２が設けられている。そして、走行本体７２には昇降移動可能に２つの工作物把持部材７２１，７２２が設けられている。
【００５０】
次に、この加工システムにおける工作物の搬送動作を説明する。説明の都合上、ワークフィーダ８の第１の工作物授受位置１０１には未加工工作物が載置された工作物載置部８１が、第２の工作物授受位置１０２には加工済工作物を載置するため空の工作物載置部８１が位置決めされているものとする。また、主軸移動型立形工作機械１では工作物に対する加工が開始されている。そして、工作物移動部３の移動部材３０は、未加工工作物載置部３１が空の状態、加工済工作物載置部３２には加工済工作物が載置されている状態で、第２の授受位置Ｂに位置しているものとする。
【００５１】
工作物把持部材７２１，７２２は、ワークフィーダ８との工作物授受位置１０３に移動し、工作物把持部材７２１は未加工工作物を把持し、工作物把持部材７２２は加工済工作物を渡す。そして、工作物把持部材７２１，７２２は工作物移動部３との工作物授受位置１０４に移動し、ワークフィーダ８は工作物載置部を１ピッチ割り出す。
【００５２】
工作物把持部材７２１，７２２は工作物授受位置１０４に移動後、工作物把持部材７２１を把持解除して未加工工作物載置部３１に未加工工作物を載置すると同時に、工作物把持部材７２２で加工済工作物を把持する。そして、工作物把持部材７２１，７２２は、搬送位置まで上昇した後、工作物授受位置１０３に移動し、ワークフィーダ８の第１の工作物授受位置１０１の工作物載置部８１から未加工工作物を把持すると同時に、第２の工作物授受位置１０２の工作物載置部８１に加工済工作物を載置する。
【００５３】
一方、加工済工作物を渡し未加工工作物を載置された移動部材３０は、第２の授受位置Ｂから第１の授受位置Ａに移動する。主軸移動型立形工作機械１における加工が終了した後、主軸台４は加工領域から工作物授受領域に移動し、加工の終了した工作物を加工済工作物載置部３２に載置する。その後、未加工工作物載置部３１から未加工工作物を受け取り、加工領域に移動して加工を行う。主軸台４が加工領域側に移動すると、移動部材３０は第１の授受位置Ａから第２の授受位置Ｂに移動する。以下、同様の手順にして、ワークフィーダ８上の全ての未加工工作物を連続して加工することができる。
【００５４】
図５は、ＮＣ装置１５の設置位置を変更した加工システムを示す平面図である。この加工システムの構成は、図４のものとほとんど同じであるが、ＮＣ装置１５を主軸移動型立形工作機械１の背面側でなく、右側に設置した点が異なる。ＮＣ装置１５をこの位置に設置した場合でも、図４の加工システムと同様の作用効果を奏する。
【００５５】
図６は、主軸移動型立形工作機械の配置を変更した加工システムを示す平面図である。この加工システムでは、複数の主軸移動型立形工作機械１ａ，１ｂ，…がＹ軸方向に並ぶように配置されている。したがって、工作物搬送装置７の案内部材７１は、Ｙ軸方向と平行に延設されている。また、案内部材７１は、その高さが主軸台４の最大高さ（すなわち工作機械の最大高さ）よりも低くなるように設置されている。この案内部材７１には、Ｙ軸方向に移動可能に走行本体７２が設けられている。そして、走行本体７２には昇降移動可能に１つの工作物把持部材７２３が設けられている。
【００５６】
工作物移動部３３は、複数の工作物載置部３４がチェーン等により連接されたものである。工作物載置部３４を互いに連動して旋回させることにより、工作物を第１の授受位置Ａと第２の授受位置Ｂとの間で移動させることができる。なお、図６では図示を省略しているが、案内部材７１の搬送路端部には、図１から図３に示した加工システムと同様に第１の載置部としてのワークフィーダ等、および、第２の載置部としてのコンベア等が設けられている。工作物の搬送は、図１から図３に示した加工システムにおける搬送とほぼ同様である。
【００５７】
なお、図６の加工システムにおける工作物移動部３３は、移動部材が第１の授受位置Ａと第２の授受位置Ｂとの間を移動するようなものでもよい。この場合、移動部材には未加工工作物載置部と加工済工作物載置部を設けることが好ましい。この場合はさらに、走行本体７２に工作物把持部材を２つ設けるようにした方が、工作物把持部材と移動部材の未加工工作物載置部および加工済工作物載置部との間で、工作物の把持、把持解除を同時に行えるので好ましい。
【００５８】
以上に説明したような加工システムにより、ワークフィーダ等に載置された未加工工作物を、順次、１台または２台以上の主軸移動型立形工作機械に搬送し、連続的に加工を施すことができる。加工が終了した加工済み工作物は、再びワークフィーダ等に戻されるか、または、コンベア等に載置され搬出される。工作物の搬送が自動的に能率よく行われるために、高能率の自動運転を長時間連続して行うことが可能である。
【００５９】
なお、以上の実施の形態においては、主軸移動型立形工作機械としては立て旋盤を例にして説明したが、本発明は、立て旋盤以外にも、主軸支持体が少なくとも第１の方向（Ｚ軸方向）と第２の方向（Ｘ軸方向）に移動可能な工作機械、例えば、ターニングセンタ、研削盤、マシニングセンタ等の他の任意の工作機械にも適用できる。本発明をマシニングセンタに適用する場合には、工作物が固定されたパレット等を回転可能にする軸が本発明の主軸に相当し、パレット等をクランプする部材が本発明のチャックに相当する。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００６１】
工作物搬送装置の案内部材が、主軸移動型立形工作機械の基体に対して作業者の作業領域の反対側の位置に延設されているので、工作物搬送装置を設けても作業者の安全性が低下することがなく、また、加工システム全体の全高および設置面積はほとんど増加することがない。すなわち、主軸移動型立形工作機械が設置できる工場であれば、問題なく工作物搬送装置も設置することができる。
【００６２】
工作物搬送装置の案内部材が主軸支持体の最大高さよりも低い位置に設けられているので、工作物搬送装置を含む加工システム全体の全高が主軸移動型立形工作機械の全高よりも増加することがなく、主軸移動型立形工作機械が設置できる工場であれば、問題なく工作物搬送装置も設置することができる。
【００６３】
工作物搬送装置の案内部材が主軸移動型立形工作機械の基体と制御装置との間の空間部に設けられているので、工作物搬送装置を設けても作業者の安全性が低下することがなく、また、加工システム全体の全高および設置面積はほとんど増加することがない。そして、制御装置の保守用開閉ドアは背面側に設けることができ、工作物搬送装置によって制御装置の保守作業が妨げられることもない。
【００６４】
未加工の工作物を載置する第１の載置部と、加工済みの工作物を載置する第２の載置部とを備えているので、工作物搬送装置により工作物を第１の載置部から順次１台または２台以上の主軸移動型立形工作機械に搬送し連続的に加工を施すことができる。加工が終了した加工済み工作物は、第２の載置部に搬送され載置される。工作物の搬送が自動的に能率よく行われるために、高能率の自動運転を長時間連続して行うことが可能である。
【００６５】
工作物移動部には未加工工作物載置部と加工済工作物載置部が設けられており、走行本体には複数の工作物把持部材が設けられているので、未加工工作物の授受と加工済工作物の授受を同時に行うことができ、工作物の搬送時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の加工システムの例を示す正面図である。
【図２】図２は、加工システムの平面図である。
【図３】図３は、加工システムの側面図である。
【図４】図４は、主軸移動型立形工作機械が１台の場合の加工システムを示す平面図である。
【図５】図５は、ＮＣ装置の設置位置を変更した加工システムを示す平面図である。
【図６】図６は、主軸移動型立形工作機械の配置を変更した加工システムを示す平面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…主軸移動型立形工作機械
２ａ，２ｂ…ベッド
３，３ａ，３ｂ…工作物移動部
４，４ａ，４ｂ…主軸台
５ａ，５ｂ…主軸
６ａ，６ｂ…チャック
７…工作物搬送装置
８…ワークフィーダ
９…コンベア
１０ａ，１０ｂ…ブラケット
１１ａ，１１ｂ…Ｘ軸ガイドレール
１２，１２ａ，１２ｂ…サドル
１３ａ，１３ｂ…Ｘ軸送りねじ
１４ａ，１４ｂ…ナット
１５，１５ａ，１５ｂ…ＮＣ装置
１７ａ，１７ｂ…加工領域
１８ａ，１８ｂ…工作物授受領域
１９ａ…取付部材
２０ａ…ベッド後部
２１，２１ａ，２１ｂ…タレット
２３，２３ａ，２３ｂ…刃物台
２６ａ，２６ｂ…Ｚ軸用サーボモータ
２８ａ，２８ｂ…チャックシリンダ
３０，３０ａ，３０ｂ…移動部材
３１，３１ａ，３１ｂ…未加工工作物載置部
３２，３２ａ，３２ｂ…加工済工作物載置部
３３…工作物移動部
３４…工作物載置部
６１ａ，６１ｂ…スプラッシュガード
６５ａ，６５ｂ…操作盤
７０…支柱部材
７１…案内部材
７２，７３…走行本体
８１…工作物載置部
７２１，７２２，７２３，７３１，７３２…工作物把持部材

Claims (7)

1. 前端にチャック（６ａ，６ｂ）を備えた主軸（５ａ，５ｂ）を回転可能に、かつ、主軸軸線がほぼ鉛直方向に向くように支持する主軸支持体（４，４ａ，４ｂ）が、少なくとも前記主軸軸線と平行な第１の方向および前記第１の方向と直交し、かつ、工作機械の正面側と背面側が対向する方向と直交する第２の方向に移動可能な主軸移動型立形工作機械（１，１ａ，１ｂ）に工作物を搬送するための工作物搬送装置であって、
   前記主軸移動型立形工作機械（１，１ａ，１ｂ）の基体（２ａ，２ｂ）に対して工作機械の正面側である作業者の作業領域の反対側となる背面側の位置に、前記第２の方向と平行に延設された案内部材（７１）と、
   前記案内部材（７１）に前記第２の方向に移動可能に設けられた走行本体（７２，７３）と、
   前記走行本体（７２，７３）に対して昇降移動可能に設けられ、工作物を把持可能な工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）と、
   前記主軸（５ａ，５ｂ）の前記第２の方向の移動軌跡上の第１の授受位置（Ａ）において前記チャック（６ａ，６ｂ）との間で工作物を授受可能であるとともに、前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）の移動軌跡上の第２の授受位置（Ｂ）において前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）との間で工作物を授受可能であり、かつ、前記第１の授受位置（Ａ）と前記第２の授受位置（Ｂ）との間で工作物を移動可能な工作物移動部（３，３ａ，３ｂ）とを有し、
   前記案内部材（７１）は、前記主軸（５ａ，５ｂ）の前記第２の方向の移動軌跡よりも工作機械の背面側に位置するものである工作物搬送装置。
2. 請求項１に記載した工作物搬送装置であって、
   前記案内部材（７１）は、前記主軸支持体（４，４ａ，４ｂ）の最大高さよりも低い位置に設けられているものである工作物搬送装置。
3. 請求項１，２のいずれか１項に記載した工作物搬送装置であって、
   前記案内部材（７１）は、前記主軸移動型立形工作機械（１，１ａ，１ｂ）の前記基体（２ａ，２ｂ）と、前記主軸移動型立形工作機械（１，１ａ，１ｂ）の動作を制御するための制御装置（１５，１５ａ，１５ｂ）との間の空間部に設けられているものである工作物搬送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した工作物搬送装置であって、
   未加工の工作物を載置する第１の載置部（８）と、
   加工済みの工作物を載置する第２の載置部（９）とを有し、
   前記案内部材（７１）は、前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）が前記第１の載置部（８）との間で工作物を授受可能な位置まで移動可能であり、かつ、前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）が前記第２の載置部（９）との間で工作物を授受可能な位置まで移動可能であるように延設されているものである工作物搬送装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載した工作物搬送装置であって、
   前記工作物移動部（３，３ａ，３ｂ）には、未加工の工作物を載置可能な未加工工作物載置部（３１，３１ａ，３１ｂ）と、加工済みの工作物を載置可能な加工済工作物載置部（３２，３２ａ，３２ｂ）が設けられており、
   前記走行本体（７２，７３）には、複数の前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）が昇降移動可能に設けられており、
   前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）は、前記工作物移動部（３，３ａ，３ｂ）との間で未加工の工作物および加工済みの工作物の授受を同時に行うことが可能なものである工作物搬送装置。
6. 前端にチャック（６ａ，６ｂ）を備えた主軸（５ａ，５ｂ）を回転可能に、かつ、主軸軸線がほぼ鉛直方向に向くように支持する主軸支持体（４ａ，４ｂ）が、少なくとも前記主軸軸線と平行な第１の方向および前記第１の方向と直交し、かつ、工作機械の正面側と背面側が対向する方向と直交する第２の方向に移動可能な主軸移動型立形工作機械（１ａ，１ｂ）が複数並設された加工システムであって、
   未加工の工作物を載置する第１の載置部（８）と、
   加工済みの工作物を載置する第２の載置部（９）と、
   前記主軸移動型立形工作機械（１ａ，１ｂ）の基体（２ａ，２ｂ）に対して工作機械の正面側である作業者の作業領域の反対側となる背面側の位置に、前記第２の方向と平行に延設された案内部材（７１）と、
   前記案内部材（７１）に前記第２の方向に移動可能に設けられた走行本体（７２，７３）と、
   前記走行本体（７２，７３）に対して昇降移動可能に設けられ、工作物を把持可能な工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）と、
   複数の前記主軸移動型立形工作機械（１ａ，１ｂ）のそれぞれに対して設けられた工作物移動部（３ａ，３ｂ）とを有し、
   前記案内部材（７１）は、前記主軸（５ａ，５ｂ）の前記第２の方向の移動軌跡よりも工作機械の背面側に位置するものであり、さらに、
   複数の前記主軸移動型立形工作機械（１ａ，１ｂ）は、前記第２の方向に並ぶように配置されており、
   前記工作物移動部（３ａ，３ｂ）は、各前記主軸移動型立形工作機械（１ａ，１ｂ）の前記主軸（５ａ，５ｂ）の前記第２の方向の移動軌跡上の第１の授受位置（Ａ）において前記チャック（６ａ，６ｂ）との間で工作物を授受可能であるとともに、前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）の移動軌跡上の第２の授受位置（Ｂ）において前記工作物把持部材（７２１，７２２，７３１，７３２）との間で工作物を授受可能であり、かつ、前記第１の授受位置（Ａ）と前記第２の授受位置（Ｂ）との間で工作物を移動可能なものである加工システム。
7. 請求項６に記載した加工システムであって、
   前記案内部材（７１）は、各前記主軸移動型立形工作機械（１ａ，１ｂ）の前記主軸支持体（４ａ，４ｂ）の最大高さよりも低い位置に設けられているものである加工システム。

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