JP3192699U - 移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置を提供する。【解決手段】搬送台１、移動台車装置２及び加工機械３を含む。搬送台１のレール１１には、複数の給気台１２が設けられる。レール１１上方には、集電レール架橋１３と、集電レール１３２外側に位置し、注水管を有する給水設備と、が設けられる。集電レール架橋１３の外側には、被加工部材４を移動させる搬送装置１５と、加工機械３と、が設けられる。移動台車装置２は、レール１１上を往復移動する機台２１を有し、機台２１上には、少なくとも１つの対向接続プラグ及び受電ロッド２１３が設けられる。機台２１上には、ロボットアーム２２と、洗浄装置２３と、ロボットアーム２２及び洗浄装置２３に電気的に接続される駆動制御システム２４と、が設けられる。洗浄装置２３上には、入水管２３２が設けられる。【選択図】図１

Description

本考案は、移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置に関し、特に、移動台車装置の機台上にロボットアーム、洗浄装置及び駆動制御システムが設けられ、ロボットアームにより、被加工部材を持ち上げたり、被加工部材を加工機械上に載置して加工を行ったり、加工が完了した被加工部材を洗浄装置内に載置して自動洗浄作業を行ったりすることができる移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置に関する。

現在、製造業は、労働者が不足している。また、環境保護が重視されており、人件費及び経営コストが高くなっている。企業は、労働力を集中させ、技術力を集中させることによってコストの上昇を抑えるために、生産拠点を海外にシフトしたり、外国人労働者を採用したりしている。或いは、生産ラインを自動化したり、治具を使用したりすることにより、経営体質を改善し、コストを減少させ、作業員数を減らし、製造時間を短縮して生産力を高めている。

製造業の生産ライン中、工場内部の複数の作業場において、各種加工、検品、洗浄、組立、品質管理、保管、搬送などの工程が行われる。加工作業においては、搬送装置の台車及びコンベアにより、被加工部材が各作業場に搬送され、手動方式で加工機械（旋盤加工機械、フライス加工機械、平削盤加工機械、ボール盤加工機械、デジタル制御加工機械（ＮＣ又はＣＮＣ）など）に対して被加工部材の供給及び被加工部材の交換が行われ、加工機械による加工作業が行われる。
しかし、手動方式で被加工部材の供給及び被加工部材の交換を行う方式は、時間及び手間が非常にかかるため、加工方式の多様化、製造工程の複雑化、駆動技術及び制御技術の進歩などに伴い、生産ラインに搬送作業を行うロボットアームが導入され、自動化及び特殊な製造工程に対応している。

ロボットアームは、長時間にわたって作業を繰り返して行うことができ、品質が安定しており、位置決めが正確であり、誤差がないという長所を有するため、従来の手動による作業に代わって多く採用されている。ロボットアームは、保持機構及び解放機構（真空吸盤、挟持装置など）により、被加工部材の保持又は解放を行う。生産ラインの自動化を実現するためには、各作業場間にロボットアームをそれぞれ設置する必要がある。現在の薄利時代においては、各メーカー間の競争が激化しており、どのメーカーも利潤を確保するために、生産コストの抑制を徹底的に追及しているが、工場内に数十台の加工機械が設置される場合、ロボットアームにかかるコストも増加し、製品の競争力に影響を及ぼしてしまう。

一般に、ロボットアームの保持機構及び解放機構は、空気動力で作動するものと、電気動力で作動するものと、に分類される。空気動力で作動するロボットアームの保持機構及び解放機構の構成部材は、電気動力によるものと比べてトルクが大きく、価格が安く、長時間の操作に適するという特性を有する上、消費エネルギーが少なく、メンテナンスにかかるコストも低いため、広く使用されている。
しかし、空気動力で作動するロボットアームの保持機構及び解放機構を作動させるには、工場内のコンプレッサを使用し、圧縮空気を管路を通じてロボットアームに供給しなければならない。また、管路が長すぎたり、管路が圧迫されて圧縮空気が供給できなくなるのを防止するために、ロボットアームの機台は、固定されて不動である上、空気動力の構成部材は、移動可能距離も短い。このため、各作業場間にロボットアームをそれぞれ設置する場合、多くの管路を接続する必要があり、工場内に非常に多くの管路が設置されるため、管路が絡まったり、引っ張られたりして正常に作動できなくなりやすい。
そこで、ロボットアームが作業場間を移動できず、複数の加工機械に対して被加工部材の供給及び被加工部材の交換を行うために生産コストを減少できず、管路を介して圧縮空気を供給するために発生する問題を解決することができる技術が求められていた。

本考案の考案者は、当該技術に長年従事しており、上述の問題及び欠点に鑑み、関連資料を収集し、試作及び改良を幾度も重ね、本考案の移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置を案出した。

特開２００６−３３４７００号公報

本考案の第１の目的は、搬送台の有するレール部分には、複数の給気台が設けられ、レール上方には、集電レール架橋と、集電レール外側に注水管を有する給水設備と、が設けられ、集電レール架橋の外側には、被加工部材を移動させる搬送装置と、集電レール架橋の周囲の各作業場に位置する加工機械と、が設けられ、移動台車装置は、レール上を往復移動する機台を有し、機台上には、給気台上に接続されて給気を行う対向接続プラグと、集電レール上に当接されて給電を行う受電ロッドと、が設けられ、機台上には、ロボットアームと、洗浄装置と、ロボットアーム及び洗浄装置に電気的に接続される駆動制御システムと、が設けられ、洗浄装置上方には、給水設備の注水管に対向して注水を行う入水管が設けられ、ロボットアームのハンド部が被加工部材を持ち上げたり、被加工部材を加工機械上に載置したりすることにより、被加工部材の供給又は被加工部材の交換が行われ、加工が完了した後の被加工部材は、洗浄装置の洗浄槽内に載置されて自動洗浄作業が行われ、複数の加工機械を組み合わせて融通性の高い製造システムを構成することができ、複数の生産ラインでなく、生産工程が一貫した加工作業で製品を生産することができるため、品質を安定させ、加工効率を高めることができる移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置を提供することにある。

本考案の第２の目的は、移動台車装置の機台が搬送台のレールに沿って移動する際、管線を接続する必要がなく、接続装置が対向接続プラグを下方に移動させ、給気台上に対向接続して給気を行うことができるため、移動台車装置が管線を接続する長さ及び設置位置による制限を受けたり、管線が絡まったり、管線が圧迫されたりして空気が送れなくなったり、管線が引っ張られて正常に作動できなくなったりする問題がなく、ロボットアームを同一の生産ライン上に使用して２台又は複数台の加工器具に対して被加工部材の供給又は被加工部材の交換を行うことができ、これにより、作業時間及びコストを大幅に節約し、生産ラインの自動化及び製造工程に求められる被加工部材の一貫した加工作業に対応することができる上、移動台車装置の数を減少させることができ、これにより、高度な自動化を実現し、加工効率を高め、生産ラインを簡素化し、コストを減少させることができる移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置を提供することにある。

本考案の第３の目的は、移動台車装置のロボットアームが加工器具による加工が完了した被加工部材を取り出す際、製造工程又は生産工程に基づき、先に、移動台車装置上の洗浄装置内部において被加工部材の洗浄作業を行うことができ、洗浄装置による被加工部材の洗浄又は修整が終了すると、ロボットアームが被加工部材を取り出し、次に、被加工部材をジャッキ機構に載置して搬送装置のコンベア表面上に載置するか、或いは、搬送装置を停止させた後、被加工部材をコンベア表面上に直接載置することにより、被加工部材を次の作業場の被加工部材の供給位置まで搬送し、上述のジャッキ機構が被加工部材を再び上昇させることにより、ロボットアームが加工機械に対して後続の被加工部材の供給又は被加工部材の交換を自動的に行うのに都合がよい移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置を提供することにある。

本考案の第４の目的は、移動台車装置の洗浄装置が被加工部材の洗浄作業を行う際、ロボットアームが加工機械による加工が完了した被加工部材を搭載フレーム上に載置し、作動部が揺動体を駆動し、搭載フレームを下方に回動させることにより、遮蔽蓋を閉じて被加工部材を洗浄槽内部に載置することができ、その後、噴射ノズルを利用して被加工部材表面に洗浄液を噴射し、数回の洗浄ステップにより、被加工部材表面に付着した微粉、微粒、油膜などを除去し、これにより、被加工部材表面に傷がついたり、後続の加工精度が影響を受けるのを防止し、被加工部材の洗浄が完了した後、洗浄乾燥された圧縮空気（ＣＤＡ）を吹き付けて乾燥動作を行う上、圧縮空気の高圧気流で微粉、微粒などを更に除去し、被加工部材の乾燥が完了した後、作動部が揺動体を駆動し、搭載フレーム及び遮蔽蓋を上方に回動させ、遮蔽蓋を開けて被加工部材の洗浄作業を自動的に完了させ、ロボットアームにより、洗浄が完了した後の被加工部材を取り出し、後続の被加工部材の供給又は被加工部材の交換を行う移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、請求項１の考案は、搬送台、移動台車装置及び加工機械を備える移動台車装置を用いた加工装置であって、搬送台は、レールを有し、レールには、レールの方向に沿って複数の給気台が設けられ、搬送台のレール上方には、集電レール架橋が設けられ、集電レール架橋が有する集電レールの外側には、注水管を有する給水設備が接続され、集電レール架橋の外側には、被加工部材を移動させる搬送装置が設けられ、搬送装置の外周の各作業場の位置には、被加工部材に対して加工を行う少なくとも１つの加工機械が設置され、移動台車装置は、レール上を往復移動する機台を有し、機台上には、機台が所定位置まで移動すると、給気台上に対向接続されて給気を行う対向接続プラグと、集電レール上に当接されて電力を供給する受電ロッドと、が設けられ、機台上には、ロボットアームと、洗浄装置と、ロボットアーム及び洗浄装置に電気的に接続される駆動制御システムと、が設けられ、ロボットアームは、被加工部材を持ち上げ、加工機械、搬送装置及び洗浄装置上に載置するハンド部を有し、洗浄装置上は、被加工部材を内部に載置して自動洗浄を行う少なくとも１つの洗浄槽を有し、洗浄装置上には、注水管に対向して注水を行う入水管が設けられ、駆動制御システム上は、外部の中央制御システムに対して制御信号を伝送する伝送モジュールを有することを特徴とする移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項２の考案は、搬送台のレールの一方の側部又は両側には、レールの方向に沿って複数の給気台が設けられ、レール上方の集電レール架橋は、複数の支持フレームを有し、支持フレームの内側の中央に近い位置には、レールに対向する集電レールが設けられ、支持フレーム上の集電レールの外側には、注水管を有する給水設備が接続されることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項３の考案は、搬送台の集電レール架橋の一方の側部又は両側には、フレームと、被加工部材を移動させる搬送モジュールと、を有する搬送装置が平行に設けられ、フレーム上の搬送モジュール下方には、出水管を有する排水設備が設けられ、移動台車装置の洗浄装置の洗浄槽の底部には、洗浄装置外部まで延設される排水管が設けられ、排水管は、排水設備の出水管に対向して排水を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項４の考案は、搬送台の集電レール架橋の搬送モジュールには、コンベアと、モータによってローラを駆動し、コンベアを駆動して循環移動させる動力装置と、が設けられることを特徴とする請求項３に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項５の考案は、移動台車装置の洗浄装置の外部には、排水管を水平に駆動するか、或いは、排水管を引き戻して回動させ、排水設備の出水管に対向させて排水を行うガスシリンダが枢着されることを特徴とする請求項３に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項６の考案は、搬送台中の一搬送装置の搬送モジュール上のコンベア上方には、少なくとも１つのジャッキ機構が設けられ、ジャッキ機構上は、フレームの両側に位置する揺動アームを有し、揺動アーム上には、コンベアの表面において曲線平行移動する連動体が設けられ、各連動体上には、被加工部材下方に進入して被加工部材の上昇又は載置を行うシフト部が設けられることを特徴とする請求項３に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項７の考案は、搬送台中の他の搬送装置の搬送モジュール上のコンベア上方には、少なくとも１つのジャッキ機構及び反転機構が設けられ、反転機構上は、駆動部によって駆動されて反転動作を行う回動体を有し、回動体の一方の側部には、ジャッキ機構上に載置される被加工部材を吸着又は解放する複数の吸着ヘッドが設けられることを特徴とする請求項６に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項８の考案は、移動台車装置の機台底部には、搬送台のレール上に当接され、機台を往復移動させる複数の車輪が設けられ、機台の一方の側部又は両側には、接続装置によって駆動されて上下に移動する少なくとも１つの対向接続プラグが設けられることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項９の考案は、移動台車装置のロボットアームは、垂直関節型、極座標型、円筒座標型、直交座標型又は水平関節型のロボットアームであり、ロボットアームのハンド部上は、吸着又は解放を行う複数の吸着ヘッドを有することを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項１０の考案は、移動台車装置の洗浄装置の洗浄槽の開口には、被加工部材が上部に載置される搭載フレームが枢着され、搭載フレーム上には、揺動体及び開閉可能な遮蔽蓋が接続され、揺動体上には、揺動体を駆動して搭載フレーム及び遮蔽蓋を所定角度回動させる作動部が枢着され、洗浄槽の内部には、被加工部材に対して洗浄液又は圧縮空気を噴出する少なくとも１つの噴射ノズルが設けられることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項１１の考案は、移動台車装置の駆動制御システムの伝送モジュールは、信号ケーブル、Bluetooth（登録商標）、RF、Wi-Fi又はZigBee（登録商標）であることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項１２の考案は、加工機械は、自動切削機能又は自動成型機能を有するコンピュータ数値制御加工機械又は数値制御加工機械であることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置である。

請求項１３の考案は、移動台車装置であって、移動台車装置は、機台を有し、機台上には、少なくとも１つの対向接続プラグ及び受電ロッドが設けられ、機台上には、ロボットアームと、洗浄装置と、ロボットアーム及び洗浄装置に電気的に接続される駆動制御システムと、が設けられ、ロボットアームは、ハンド部を有し、洗浄装置上は、洗浄槽を有し、洗浄装置上には、入水管が設けられ、駆動制御システム上は、外部の中央制御システムに対して制御信号を伝送する伝送モジュールを有することを特徴とする移動台車装置である。

請求項１４の考案は、移動台車装置の機台の底部には、複数の車輪が設けられ、機台の一方の側部又は両側には、接続装置によって駆動されて上下に移動する少なくとも１つの対向接続プラグが設けられることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置である。

請求項１５の考案は、移動台車装置のロボットアームは、垂直関節型、極座標型、円筒座標型、直交座標型又は水平関節型のロボットアームであり、ロボットアームのハンド部上は、吸着ヘッドを有することを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置である。

請求項１６の考案は、移動台車装置の洗浄装置の洗浄槽の開口には、被加工部材が上部に載置される搭載フレームが枢着され、搭載フレーム上には、揺動体及び開閉可能な遮蔽蓋が接続され、揺動体上には、揺動体を駆動して搭載フレーム及び遮蔽蓋を所定角度回動させる作動部が枢着され、洗浄槽の内部には、被加工部材に対して洗浄液又は圧縮空気を噴出する少なくとも１つの噴射ノズルが設けられることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置である。

請求項１７の考案は、移動台車装置の駆動制御システムの伝送モジュールは、信号ケーブル、Bluetooth（登録商標）、RF、Wi-Fi又はZigBee（登録商標）であることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置である。

請求項１８の考案は、移動台車装置の洗浄装置の洗浄槽の底部には、洗浄装置外部まで延設される排水管が設けられ、移動台車装置の洗浄装置の外部には、排水管を水平に駆動するか、或いは、排水管を引き戻すガスシリンダが枢着されることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置である。

移動台車装置の機台がレールの方向に沿って各作業場に移動して位置決めされる際、管線を接続する必要がなく、接続装置を利用して対向接続プラグを下方に移動させ、給気台上に対向接続して給気を行うことができるため、移動台車装置が管線を接続する長さ及び設置位置による制限を受けたり、管線が絡まったり、管線が圧迫されたりして空気が送れなくなったり、管線が引っ張られて正常に作動できなくなったりする問題がなく、移動台車装置をレールに沿って各作業場に移動させることができる。また、ロボットアームを同一の生産ライン上に使用して２台又は複数台の加工器具に対して被加工部材の供給又は被加工部材の交換を行うことができ、これにより、被加工部材の加工精度を高めることができる。

また、ロボットアームを利用して加工が完了した被加工部材を洗浄装置の洗浄槽内に載置して自動洗浄作業を行うことができる。これにより、作業時間及びコストを大幅に節約し、生産ラインの自動化に対応し、製造工程に応じて複数の生産ラインに分割しなくても、生産を一貫した加工作業で対応することができる上、移動台車装置の数を減少させることができ、これにより、高度な自動化を実現し、加工効率を高め、生産ラインを簡素化し、コストを減少させることができる。

本考案の一実施形態を示す斜視図である。 本考案の搬送台を示す斜視図である。 本考案の搬送台を示す拡大図である。 本考案の移動台車装置を示す斜視図である。 本考案の搬送台及び移動台車を示す正面図である。 本考案の搬送台及び移動台車を示す側面図である。 本考案の移動台車装置の洗浄装置を示す横断面図である。 本考案の他の実施形態を示す平面図である。

本考案の目的、特徴及び効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。

図１〜図４を参照する。図１は、本考案の一実施形態を示す斜視図である。図２は、本考案の搬送台を示す斜視図である。図３は、本考案の搬送台を示す拡大図である。図４は、本考案の移動台車装置を示す斜視図である。図１〜図４に示すように、本考案は、搬送台１、移動台車装置２及び加工機械３を含む。

搬送台１は、２つの平行の鋼鉄レール（図示せず）から構成されるレール１１を含む。レール１１の両側部分には、レール１１の方向に沿って給気管路（図示せず）に接続された複数の給気台１２が設けられる。ここで、実際に応用する際、レール１１の一方の側部にレール１１の方向に沿って複数の給気台１２が設けられる態様でもよい。搬送台１のレール１１上方には、複数の門字形の支持フレームを有する集電レール架橋１３が設けられる。また、支持フレーム１３１の内側の中央に近い位置には、レール１１に対向する集電レール１３２が設けられる。支持フレーム１３１上の集電レール１３２の外側には、注水管１４１を有する給水設備１４が接続される（図５参照）。

搬送台１の集電レール架橋１３の両側には、フレーム１５１と、被加工部材４を移動させる搬送モジュール１５２と、を有する搬送装置１５が平行に設けられる。ここで、実際に応用する際、集電レール架橋１３の一方の側部に搬送装置１５が平行に設けられる態様でもよい。
フレーム１５１上に位置する搬送モジュール１５２には、コンベア１５３と、モータ１５４１によって伝動機構上のチェーン（図示せず）及びローラ１５４２を駆動し、コンベア１５３を駆動して循環移動させる動力装置１５４と、が設けられる。搬送装置１５のフレーム１５１の搬送モジュール１５２下方には、出水管１６１を有する排水設備１６が設けられる。排水設備１６は、外部のろ過回収装置の排水管路（図示せず）に接続される。ここで、搬送台１上の給気台１２、集電レール架橋１３の集電レール１３２、給水設備１４及び排水設備１６の圧縮空気（ＣＤＡ）供給方法、電源供給方法及び給水方法は、多様に存在し、詳細な構成は、本考案の特徴を表すものではないため、ここでは説明しない。

上述の搬送台１中の１つの搬送装置１５の搬送モジュール１５２上方のコンベア１５３上方には、少なくとも１つのジャッキ機構１７が設けられる。ジャッキ機構１７上は、フレーム１５１の両側に位置し、駆動部（図示せず）によって駆動され、所定の角度に揺動移動する揺動アーム１７１を有する。また、各揺動アーム１７１上には、コンベア１５３の水平表面部分において曲線平行移動する連動体１７２が設けられる。各連動体１７２上には、ガスシリンダの伸縮ロッド（図示せず）によって駆動され、当接板１７３１を被加工部材４下方に進入させて上昇又は載置を行うシフト部１７３が設けられる。
搬送台１の他の搬送装置１５の搬送モジュール１５２上方のコンベア１５３上方には、少なくとも１つのジャッキ機構１７及び反転機構１８が設けられる。反転機構１８上は、駆動部１８１によって駆動され、１８０度回動する回動体１８２を有する。回動体１８２の一方の側部には、ジャッキ機構１７のシフト部１７３上に載置される被加工部材４を吸着又は解放する複数の吸着ヘッド１８３が設けられる。

移動台車装置２は、機台２１を有する。機台２１底部には、伝動装置（図示せず）によって駆動されて回転する複数の車輪２１１が設けられる（図５及び図６参照）。移動台車装置２の機台２１の一方の側部又は両側には、接続装置２１２１によって駆動されて上下に移動する複数の対向接続プラグ２１２が設けられる。また、機台２１上には、受電ロッド２１３が設けられる。また、機台２１上には、ハンド部２２１を有するロボットアーム２２と、洗浄装置２３と、ロボットアーム２２及び洗浄装置２３に電気的に接続される駆動制御システム２４と、が設けられる。本実施形態中、ロボットアーム２２は、垂直関節型(Articulated)のロボットアームであるが、極座標型(Polar)、円筒座標型(Cylindrical)、直交座標型(Cartesian)、水平関節型(SCARA)又は他の多軸運動、保持、解放、運搬などの機能を有するロボットアームでもよく、ロボットアーム２２の種類は多く、基本構造及び運動方式は、応用範囲に応じて異なる。

ロボットアーム２２のハンド部２２１は、挟持爪（図示せず）又は複数の吸着ヘッド２２１１（例えば真空吸盤）を有する。ロボットアーム２２上には、管路（図示せず）を介してハンド部２２１に接続され、吸着ヘッド２２１１の吸着又は解放を行うガスパネル２２２が設けられる。洗浄装置２３上は、洗浄液（純水、脱イオン水、水と洗浄剤とを混合した洗浄液など）が貯蔵される少なくとも１つの洗浄槽２３１を有する。また、洗浄装置２３上には、入水管２３２が設けられ、入水管２３２上方は、注水口２３２１を有する。また、洗浄装置２３の洗浄槽２３１の開口には、搭載フレーム２３３（図７参照）が枢着される。
搭載フレーム２３３上には、揺動体２３３１及び開閉可能な遮蔽蓋２３４が設けられる。遮蔽蓋２３４と搭載フレーム２３３との間には、挟角が形成される。揺動体２３３１の搭載フレーム２３３と反対側には、ガスシリンダの伸縮ロッド（図示せず）によって揺動体２３３１を駆動し、搭載フレーム２３３及び遮蔽蓋２３４を所定角度回動させる作動部２３３２が枢着される。洗浄装置２３の洗浄槽２３１内部には、洗浄液又は圧縮空気を噴出する少なくとも１つの噴射ノズル２３５が設けられる。
洗浄槽２３１底部には、洗浄装置２３外部まで延設される排水管２３６が設けられる。洗浄装置２３外部には、伸縮ロッド（図示せず）を介し、排水管２３６を水平に駆動して所定角度回動させるガスシリンダ２３６１が枢着される。

駆動制御システム２４上は、外部の中央制御システム（図示せず）に制御信号を無線伝送する伝送モジュール２４１を有する。また、駆動制御システム２４により、機台２１、ロボットアーム２２及び洗浄装置２３に対してパラメータ設定、駆動制御、操作制御、リアルタイム監視、状態診断、制御装置の通信などが行われる。ここで、実際に応用する際、伝送モジュール２４１は、有線の接続方式によって制御信号を伝送することもできる。伝送モジュール２４１は、信号ケーブル、Bluetooth（登録商標）、RF、Wi-Fi、ZigBee（登録商標）、或いは、他の有線又は無線で制御信号を伝送する機能を有する伝送インターフェースである。

加工機械３は、ＣＮＣ旋盤加工機械、ＣＮＣフライス加工機械、ＣＮＣ平削盤加工機械、ＣＮＣボール盤加工機械、ＣＮＣ放電加工機械など、自動切削機能又は自動成型機能を有するコンピュータ数値制御加工機械（ＣＮＣ）である。ここで、実際に応用する際、数値制御加工機械（ＮＣ）又は他の加工機械でもよい。

本考案を組み立てる際、先ず、少なくとも１つの移動台車装置２を搬送台１部分に設置する。この際、機台２１底部の複数の車輪２１１がレール１１の２本の平行な鋼鉄レール上に当接される。また、受電ロッド２１３が集電レール架橋１３の集電レール１３２上に当接されることにより、移動台車装置２が必要とする電力が供給され、駆動制御システム２４が伝動装置を駆動して複数の車輪２１１を回転させ、移動台車装置２を搬送台１上のレール１１上において往復移動させることができる。少なくとも１つの加工機械３は、レール１１の方向に沿って搬送台１の一方の側部又は両側の搬送装置１５周囲の各作業場の隣に設置される。加工機械３は、外部の中央制御システムに有線又は無線の接続方式によって制御信号を伝送する。加工機械３は、切削工具、回転工具ヘッド、ベッド、シリンダ柱、作業台、旋盤機、ベース、スライダなど（図示せず）を含み、被加工部材４に対して位置決め、自動切削、自動成型などの加工作業を行う。

図５〜図８を参照して説明する。図５は、本考案の搬送台及び移動台車を示す正面図である。図６は、本考案の搬送台及び移動台車を示す側面図である。図７は、本考案の移動台車装置の洗浄装置を示す横断面図である。図８は、本考案の他の実施形態を示す平面図である。図５〜図８に示すように、本考案を使用する際、搬送装置１５の搬送モジュール１５２上に複数の被加工部材４が搭載される。また、動力装置１５４のモータ１５４１がローラ１５４２を駆動し、コンベア１５３が被加工部材４を移動させる。被加工部材４がジャッキ機構１７の位置まで移動すると、フレーム１５１両側の揺動アーム１７１が連動体１７２を駆動してコンベア１５３の水平表面部分において曲線平行移動させる。また、シフト部１７３の当接板１７３１が被加工部材４下方に進入して上昇し、被加工部材４をコンベア１５３の速度に近い速度で前進させ、搬送モジュール１５２が停止しない状態の下で除々に分離させる。或いは、コンベア１５３がロボットアーム２２が被加工部材４を保持する位置まで被加工部材４を移動させ、ロボットアーム２２が被加工部材４を持ち上げるまで、搬送モジュール１５２が停止して待つ。

加工機械３が被加工部材４待ち又は前の被加工部材４の加工が完了していない場合、外部の中央制御システムに被加工部材４の供給又は被加工部材４の交換準備を通知する。また、外部の中央制御システムは、有線又は無線の接続方式により、移動台車装置２の駆動制御システム２４に制御信号を伝送する。
この際、駆動制御システム２４は、機台２１を駆動し、搭載するロボットアーム２２を搬送台１のレール１１に沿って往復移動させると同時に、位置決め装置（図示せず）がバーコード、光学式スケール、センサなどによって正確に位置決めし、ロボットアーム２２が被加工部材４を保持する位置まで機台２１を移動させる。移動台車装置２が位置決めされると、機台２１の対向接続プラグ２１２をレール１１の給気台１２部分に対向させ、接続装置２１２１によって対向接続プラグ２１２を下方に移動させることにより、対向接続プラグ２１２を給気台１２上に対向接続して連通させ、気体（例えば圧縮空気）を導入する。また、管路（図示せず）をロボットアーム２２及び洗浄装置２３に接続して給気を行い、移動台車装置２が必要とする気体を供給することができる。

移動台車装置２が位置決めされると、洗浄装置２３上方の入水管２３２の注水口２３２１を給水設備１４の注水管１４１に対向させることができる。また、ガスシリンダ２３６１を利用して洗浄装置２３の排水管２３６を水平に駆動して所定角度回動させ、排水管２３６下方の開口を排水設備１６の出水管１６１部分に対向させることができる。次に、電磁バルブ（図示せず）が組み合わされたポンプにより、洗浄槽２３１内部から洗浄作業に使用された洗浄液が排水管２３６及び排水設備１６の出水管１６１を経由して排出ろ過処理され、回収されて再利用される。排出時間は、約３０秒〜６０秒であり、洗浄液が排出された後、電磁バルブが組み合わされたポンプは、排水を停止し、ガスシリンダ２３６１が排水管２３６を引き戻す。
この際、給水設備１４は、電磁バルブにより、水を注水管１４１、入水管２３２の注水口２３２１を経由して洗浄槽２３１内部に注入する。注水時間は、約６０秒〜１２０秒である。給水設備１４及び排水設備１６を組み合わせることにより、洗浄装置２３の排水及び注水を自動的に完了することができる。

駆動制御システム２４がロボットアーム２２を駆動し、搬送装置１５又はジャッキ機構１７上に載置された被加工部材４を持ち上げる際、ガスパネル２２２を利用してハンド部２２１の複数の吸着ヘッド２２１１を被加工部材４の表面上に吸着し、被加工部材４を持ち上げて加工機械３の位置に移動させ、吸着ヘッド２２１１を解放することにより、被加工部材４を加工機械３の作業台上に載置することができる。
次に、挟持具によって被加工部材４を挟持して位置決めし、ロボットアーム２２が加工機械３を離れた後、加工機械３の被加工部材供給口の外蓋（図示せず）を閉めると、加工機械３のヘッドが切削バイトによって被加工部材４に対して旋盤加工、フライス加工、平削盤加工、ボール盤加工などの加工を自動的に行うことができる。加工機械３による被加工部材４への加工が完了すると、被加工部材供給口の外蓋が開き、ロボットアーム２２のハンド部２２１が被加工部材４を取り出し、ジャッキ機構１７のシフト部１７３上に載置する。
次に、揺動アーム１７１が連動体１７２を駆動し、被加工部材４を本来の分離状態からコンベア１５３の速度に近い速度でコンベア１５３上に載置する。これにより、後続の被加工部材４を停止させることなく次の作業場の位置まで連続して搬送することができるため、被加工部材４の搬送作業にかかる時間を大幅に短縮することができる。或いは、搬送装置１５を停止させた後、ロボットアーム２２によって被加工部材４をコンベア１５３表面上に直接載置することにより、ロボットアーム２２が加工機械３の作業時間に基づき、搬送装置１５と共に２台又は複数台の加工機械３に対して被加工部材４の供給又は被加工部材４の交換を自動的に完了することができる。

上述の外部の中央制御システムは、搬送台１、少なくとも１つの移動台車装置２及び加工機械３の動作を同時に制御することができる。ロボットアーム２２が加工機械３から加工が完了した被加工部材４を取り出す際、製造工程又は生産工程に基づき、先に、移動台車装置２上の洗浄装置２３内部において洗浄作業を行うことができ、洗浄装置２３による被加工部材４の洗浄又は修整が終了すると、ロボットアーム２２が洗浄装置２３から被加工部材４を取り出し、被加工部材４をジャッキ機構１７に載置し、搬送装置１５のコンベア１５３表面上に除々に載置するか、或いは、搬送装置１５を停止させた後、被加工部材４をコンベア１５３表面上に直接載置することにより、被加工部材４を次の作業場の被加工部材供給位置まで搬送し、上述のジャッキ機構１７によって被加工部材４を上昇動作を再び同期に行うことにより、ロボットアーム２２が加工機械３に対して後続の被加工部材４の供給又は被加工部材４の交換を自動的に行うのに都合がよい。

被加工部材４の洗浄作業を行う際、駆動制御システム２４が洗浄装置２３を駆動し、作動部２３３２が揺動体２３３１を駆動し、搭載フレーム２３３及び遮蔽蓋２３４を上方に回動させることにより、遮蔽蓋２３４を開けることができる。また、ロボットアーム２２が加工機械３による加工が完了した後の被加工部材４を搭載フレーム２３３上に載置し、作動部２３３２が揺動体２３３１を駆動し、搭載フレーム２３３及び遮蔽蓋２３４を下方に回動させることにより、遮蔽蓋２３４を閉じることができる。
また、搭載フレーム２３３上の被加工部材４を洗浄槽２３１内部に載置し、噴射ノズル２３５が被加工部材４の表面に洗浄液を高圧噴射し、被加工部材４に対して複数回の洗浄ステップを行うことにより、被加工部材４表面に付着した微粉、微粒、油膜などを除去し、被加工部材４表面に微粉又は微粒などが残留して被加工部材４表面に傷がついたり、後続の加工精度が影響を受けるのを防止し、被加工部材４の加工品質及び歩留まりを確保することができる。
被加工部材４の洗浄が完了した後、噴射ノズル２３５を利用して被加工部材４表面に清潔で乾燥された圧縮空気（ＣＤＡ）を吹き付けて乾燥させるか、或いは、熱風乾燥させる上、圧縮空気を利用して被加工部材４表面の微粉、微粒などを更に除去することにより、被加工部材４表面の清潔性を保持することができる。被加工部材４の乾燥が完了した後、作動部２３３２が揺動体２３３１を駆動し、搭載フレーム２３３及び遮蔽蓋２３４を上方に回動させ、遮蔽蓋２３４を開けて被加工部材４の洗浄作業を自動的に完了させることができる。また、ロボットアーム２２により、搭載フレーム２３３上の洗浄が完了した後の被加工部材４を取り出し、後続の被加工部材４の供給又は被加工部材４の交換を行う。

洗浄装置２３が被加工部材４の洗浄作業を完了した後、ロボットアーム２２は、被加工部材４を搬送台１の他方の側部の搬送装置１５中の一ジャッキ機構１７上に載置する。次に、ロボットアーム２２がジャッキ機構１７を離れると、反転機構１８の回動体１８２の複数の吸着ヘッド１８３が被加工部材４の表面を吸着し、駆動部１８１が回動体１８２を駆動して被加工部材４を１８０度回動させることができる。次に、吸着ヘッド１８３が被加工部材４を解放し、ロボットアーム２２のハンド部２２１の複数の吸着ヘッド２２１１が被加工部材４の反対側の表面を吸着して持ち上げ、被加工部材４を洗浄装置２３の搭載フレーム２３３上に載置する。これにより、被加工部材４の反対側の表面にも上述の自動洗浄作業を行うことができる。或いは、ロボットアーム２２が被加工部材４を加工機械３上に載置し、加工機械３が被加工部材４の反対側の表面に対して自動加工作業を行うことができる。

移動台車装置２の機台２１がレール１１の方向に沿って各作業場に移動して位置決めされる際、管線を接続する必要がなく、接続装置２１２１を利用して対向接続プラグ２１２を下方に移動させ、給気台１２上に対向接続して給気を行うことができるため、移動台車装置２が管線を接続する長さ及び設置位置による制限を受けたり、管線が絡まったり、管線が圧迫されたりして空気が送れなくなったり、管線が引っ張られて正常に作動できなくなったりする問題がなく、移動台車装置２をレール１１に沿って各作業場に移動させることができる。
また、ロボットアーム２２を同一の生産ライン上に使用して２台又は複数台の加工器具３に対して被加工部材４の供給又は被加工部材４の交換を行うことができ、これにより、被加工部材４の加工精度を高めることができる。また、ロボットアーム２２を利用して加工が完了した被加工部材４を洗浄装置２３の洗浄槽２３１内に載置して自動洗浄作業を行うことができる。
これにより、作業時間及びコストを大幅に節約し、生産ラインの自動化に対応し、製造工程に応じて複数の生産ラインに分割しなくても、生産を一貫した加工作業で対応することができる上、移動台車装置２の数を減少させることができ、これにより、高度な自動化を実現し、加工効率を高め、生産ラインを簡素化し、コストを減少させることができる。

以上の説明から分かるように、本考案は、移動台車装置２の機台２１上にロボットアーム２２と、洗浄装置２３と、ロボットアーム２２及び洗浄装置２３に電気的に接続される駆動制御システム２４と、が設けられる。搬送台１のレール１１上の機台２１が各作業場に移動すると、受電ロッド２１３が集電レール架橋１３の集電レール１３２上に当接されることにより、電力が供給される。また、移動台車装置２が所定位置まで移動すると、対向接続プラグ２１２がレール１１の両側部分の対向する給気台１２に対向接続されて給気を行う。また、洗浄装置２３の入水管２３２が給水設備１４の注水管１４１に対向して注水を行う。

また、集電レール架橋１３の外側の搬送装置１５が被加工部材４を移動させ、自動的に被加工部材４の供給及び被加工部材４の配置を行うことにより、ロボットアーム２２が加工機械３の作業時間に基づき、２台又は複数台の加工機械３に対して被加工部材４の供給又は被加工部材４の交換を行うことができる。また、製造工程又は生産工程に基づき、先に、ロボットアーム２２が被加工部材４を洗浄装置２３内部に載置して自動洗浄作業を行い、次に、被加工部材４を加工機械３上に載置して加工を行うことができる。或いは、前の被加工部材４の加工が完了してないとき、ロボットアーム２２によって他の被加工部材４を洗浄装置２３内に載置して自動洗浄作業を行うことにより、作業時間及びコストを有効に節約することができる。また、複数の同一又は異なる機能を有する加工機械３を組み合わせて製造システムを構成し、被加工部材４を複数の生産ラインに分割して生産することなく、一貫した加工作業で完成させることができるため、品質を安定させ、加工効率を高めることができる。

上述の実施形態は、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではなく、本考案の主旨を逸脱しない範囲における同等効果である変更及び修飾は、本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。

上述の説明から分かるように、本考案の移動台車装置を用いた加工装置及びその移動台車装置は、所望の効果及び目的を確実に実現することができ、実用性に優れた実用新案と言える。

１ 搬送台
１１ レール
１２ 給気台
１３ 集電レール架橋
１３１ 支持フレーム
１３２ 集電レール
１４ 給水設備
１４１ 注水管
１５ 搬送装置
１５１ フレーム
１５２ 搬送モジュール
１５３ コンベア
１５４ 動力装置
１５４１ モータ
１５４２ ローラ
１６ 排水設備
１６１ 出水管
１７ ジャッキ機構
１７１ 揺動アーム
１７２ 連動体
１７３ シフト部
１７３１ 当接板
１８ 反転機構
１８１ 駆動部
１８２ 回動体
１８３ 吸着ヘッド
２ 移動台車装置
２１ 機台
２１１ 車輪
２１２ 対向接続プラグ
２１２１ 接続装置
２１３ 受電ロッド
２２ ロボットアーム
２２１ ハンド部
２２１１ 吸着ヘッド
２２２ ガスパネル
２３ 洗浄装置
２３１ 洗浄槽
２３２ 入水管
２３２１ 注水口
２３３ 搭載フレーム
２３３１ 揺動体
２３３２ 作動部
２３４ 遮蔽蓋
２３５ 噴射ノズル
２３６ 排水管
２３６１ ガスシリンダ
２４ 駆動制御システム
２４１ 伝送モジュール
３ 加工機械
４ 被加工部材

Claims (18)

1. 搬送台、移動台車装置及び加工機械を備える移動台車装置を用いた加工装置であって、
   前記搬送台は、レールを有し、前記レールには、前記レールの方向に沿って複数の給気台が設けられ、前記搬送台の前記レール上方には、集電レール架橋が設けられ、前記集電レール架橋が有する集電レールの外側には、注水管を有する給水設備が接続され、前記集電レール架橋の外側には、被加工部材を移動させる搬送装置が設けられ、前記搬送装置の外周の各作業場の位置には、前記被加工部材に対して加工を行う少なくとも１つの加工機械が設置され、
   前記移動台車装置は、前記レール上を往復移動する機台を有し、前記機台上には、前記機台が所定位置まで移動すると、前記給気台上に対向接続されて給気を行う対向接続プラグと、前記集電レール上に当接されて電力を供給する受電ロッドと、が設けられ、前記機台上には、ロボットアームと、洗浄装置と、前記ロボットアーム及び前記洗浄装置に電気的に接続される駆動制御システムと、が設けられ、前記ロボットアームは、前記被加工部材を持ち上げ、前記加工機械、前記搬送装置及び前記洗浄装置上に載置するハンド部を有し、前記洗浄装置上は、前記被加工部材を内部に載置して自動洗浄を行う少なくとも１つの洗浄槽を有し、前記洗浄装置上には、前記注水管に対向して注水を行う入水管が設けられ、前記駆動制御システム上は、外部の中央制御システムに対して制御信号を伝送する伝送モジュールを有することを特徴とする移動台車装置を用いた加工装置。
2. 前記搬送台のレールの一方の側部又は両側には、前記レールの方向に沿って複数の給気台が設けられ、前記レール上方の集電レール架橋は、複数の支持フレームを有し、前記支持フレームの内側の中央に近い位置には、前記レールに対向する集電レールが設けられ、前記支持フレーム上の前記集電レールの外側には、前記注水管を有する給水設備が接続されることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
3. 前記搬送台の集電レール架橋の一方の側部又は両側には、フレームと、前記被加工部材を移動させる搬送モジュールと、を有する前記搬送装置が平行に設けられ、前記フレーム上の前記搬送モジュール下方には、出水管を有する排水設備が設けられ、前記移動台車装置の前記洗浄装置の洗浄槽の底部には、前記洗浄装置外部まで延設される排水管が設けられ、前記排水管は、前記排水設備の出水管に対向して排水を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
4. 前記搬送台の集電レール架橋の搬送モジュールには、コンベアと、モータによってローラを駆動し、前記コンベアを駆動して循環移動させる動力装置と、が設けられることを特徴とする請求項３に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
5. 前記移動台車装置の洗浄装置の外部には、前記排水管を水平に駆動するか、或いは、前記排水管を引き戻して回動させ、前記排水設備の出水管に対向させて排水を行うガスシリンダが枢着されることを特徴とする請求項３に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
6. 前記搬送台中の一搬送装置の搬送モジュール上の前記コンベア上方には、少なくとも１つのジャッキ機構が設けられ、前記ジャッキ機構上は、前記フレームの両側に位置する揺動アームを有し、前記揺動アーム上には、前記コンベアの表面において曲線平行移動する連動体が設けられ、前記各連動体上には、前記被加工部材下方に進入して前記被加工部材の上昇又は載置を行うシフト部が設けられることを特徴とする請求項３に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
7. 前記搬送台中の他の搬送装置の搬送モジュール上の前記コンベア上方には、少なくとも１つのジャッキ機構及び反転機構が設けられ、前記反転機構上は、駆動部によって駆動されて反転動作を行う回動体を有し、前記回動体の一方の側部には、前記ジャッキ機構上に載置される前記被加工部材を吸着又は解放する複数の吸着ヘッドが設けられることを特徴とする請求項６に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
8. 前記移動台車装置の機台底部には、前記搬送台のレール上に当接され、前記機台を往復移動させる複数の車輪が設けられ、前記機台の一方の側部又は両側には、前記接続装置によって駆動されて上下に移動する少なくとも１つの対向接続プラグが設けられることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
9. 前記移動台車装置のロボットアームは、垂直関節型、極座標型、円筒座標型、直交座標型又は水平関節型のロボットアームであり、前記ロボットアームのハンド部上は、吸着又は解放を行う複数の吸着ヘッドを有することを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
10. 前記移動台車装置の洗浄装置の洗浄槽の開口には、前記被加工部材が上部に載置される搭載フレームが枢着され、前記搭載フレーム上には、揺動体及び開閉可能な遮蔽蓋が接続され、前記揺動体上には、前記揺動体を駆動して前記搭載フレーム及び前記遮蔽蓋を所定角度回動させる作動部が枢着され、前記洗浄槽の内部には、前記被加工部材に対して洗浄液又は圧縮空気を噴出する少なくとも１つの噴射ノズルが設けられることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
11. 前記移動台車装置の駆動制御システムの伝送モジュールは、信号ケーブル、Bluetooth（登録商標）、RF、Wi-Fi又はZigBee（登録商標）であることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
12. 前記加工機械は、自動切削機能又は自動成型機能を有するコンピュータ数値制御加工機械又は数値制御加工機械であることを特徴とする請求項１に記載の移動台車装置を用いた加工装置。
13. 移動台車装置であって、
    前記移動台車装置は、機台を有し、前記機台上には、少なくとも１つの対向接続プラグ及び受電ロッドが設けられ、前記機台上には、ロボットアームと、洗浄装置と、前記ロボットアーム及び前記洗浄装置に電気的に接続される駆動制御システムと、が設けられ、前記ロボットアームは、ハンド部を有し、前記洗浄装置上は、洗浄槽を有し、前記洗浄装置上には、入水管が設けられ、前記駆動制御システム上は、外部の中央制御システムに対して制御信号を伝送する伝送モジュールを有することを特徴とする移動台車装置。
14. 前記移動台車装置の機台の底部には、複数の車輪が設けられ、前記機台の一方の側部又は両側には、接続装置によって駆動されて上下に移動する少なくとも１つの対向接続プラグが設けられることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置。
15. 前記移動台車装置のロボットアームは、垂直関節型、極座標型、円筒座標型、直交座標型又は水平関節型のロボットアームであり、前記ロボットアームのハンド部上は、吸着ヘッドを有することを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置。
16. 前記移動台車装置の洗浄装置の洗浄槽の開口には、前記被加工部材が上部に載置される搭載フレームが枢着され、前記搭載フレーム上には、揺動体及び開閉可能な遮蔽蓋が接続され、前記揺動体上には、前記揺動体を駆動して前記搭載フレーム及び前記遮蔽蓋を所定角度回動させる作動部が枢着され、前記洗浄槽の内部には、前記被加工部材に対して洗浄液又は圧縮空気を噴出する少なくとも１つの噴射ノズルが設けられることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置。
17. 前記移動台車装置の駆動制御システムの伝送モジュールは、信号ケーブル、Bluetooth（登録商標）、RF、Wi-Fi又はZigBee（登録商標）であることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置。
18. 前記移動台車装置の前記洗浄装置の洗浄槽の底部には、前記洗浄装置外部まで延設される排水管が設けられ、前記移動台車装置の洗浄装置の外部には、前記排水管を水平に駆動するか、或いは、前記排水管を引き戻すガスシリンダが枢着されることを特徴とする請求項１３に記載の移動台車装置。

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