JP6298512B1 - ローディング装置及び加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
その後のローディングに際しては、搬送盤(56)が回転させられることによって、マガジン(50)内の被加工物(36b〜36z)の中から一つの被加工物(36j)がクランパ(34)の横側に配置される。その後、クランパ(34)がスライド機構(30)によって加工機本体(10)の内部からマガジン(50)の内部へX軸方向に移動して、被加工物(36j)がクランパ(34)によって把持される。その後、クランパ(34)がスライド機構(30)によって加工機本体(10)の内部に戻る。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、複数の被加工物を格納するストッカーの動きや、加工機本体内に設けられた被加工物保持具の動きを可能な限り最小限にしても、被加工物をストッカーから保持具に装填できるようにすることである。
好ましくは、前記移載機が、前記所定被加工物を把持するピッカーと、前記昇降位置から前記保持具までの範囲で前記ピッカーを送る送り機構と、前記送り機構を駆動する駆動機と、を有する。
好ましくは、前記送り機構による前記ピッカーの軌跡が直線的である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1は加工装置1の正面図であり、図2は加工装置1の平面図である。図1及び図2において、方向を表す補助線としてX軸、Y軸及びZ軸を図示するが、これらX軸、Y軸及びZ軸は互いに直交し、X軸方向及びY軸方向は水平な方向であり、Z軸方向は鉛直な方向である。なお、X軸が水平面に対して傾斜し、Z軸が鉛直方向に対して傾斜してもよい。
加工機本体2は、筐体10と、スピンドルモーター32と、スピンドル34と、切削工具36と、チルト機構42と、保持具48と、三次元変位機構とを備える。三次元変位機構は、保持具48に対して相対的にスピンドル34をY軸方向、X軸方向及びZ軸方向に移動するよう駆動する機構である。具体的には、三次元変位機構は、スピンドルモーター32の回転軸に平行なZ軸方向にスピンドル34を移動するよう駆動するZ軸方向の直動駆動機構30と、Y軸方向にスピンドル34を移動するよう駆動するY軸方向の直動駆動機構20と、X軸方向に保持具48を移動するよう駆動するX軸方向の直動駆動機構40と、を有する。
ローディング装置3は、ハウジング50と、ハウジング50内に設けられたストッカー55と、被加工物8及びカセット9をY軸方向に送るように被加工物8及びカセット9の移載を行う移載機70と、ハウジング50内において移載機70を昇降させる昇降機60と、を備える。
なお、上述したようにZ軸が水平面に対して直交又は斜交するので、昇降体62が水平面に対して垂直に昇降するか、又は水平面に対して斜めに昇降する。
ピッカー71は、磁着、吸着、挟持、係止又は係合等によりカセット9を把持するものである。例えば、ピッカー71は、カセット9を挟み込むクランパ、カセット9を磁力により保持する電磁石、又は、カセット9を負圧により吸着するノズル等である。
直動駆動機構20(特にモーター24)、直動駆動機構30、スピンドルモーター32、直動駆動機構40、チルト機構42(特にモーター43,45)、昇降機60(特にモーター64)及び移載機70(特にモーター73)は制御部4によって制御される。この制御部4は例えば筐体10に設けられている。制御部4は各種の駆動回路(例えばモータードライバ)及びマイクロコンピュータ(例えばプログラムロジックコントローラ)等を有する制御回路である。
加工装置1の動作及び加工装置1の使用方法について説明する。
加工装置1を起動すると、制御部4が加工装置1の各部を初期状態にまで動作させる。具体的には、保持具48がスピンドル34の下にまで移動するように直動駆動機構20,30,40が制御部4によって作動される。また、保持具48が横に倒伏した状態(Y軸及びX軸に対して平行な状態)になるようにチルト機構42が制御部4によって作動される。また、ピッカー71が昇降体62に引き込まれるように移載機70が制御部4によって収縮動作させられる。また、昇降機60が制御部4によって作動されて、昇降体62が所定の待機位置(例えば、ハウジング50内の上端部、或いは、最上段の保持棚56よりも上の位置)にまで移動する。
次に、ハウジング50の開閉ドア54cを開く。そして、未加工の被加工物8が装着されたカセット9をハウジング50内のストッカー55の保持棚56に差し込んで、カセット9を保持棚56に支持する。その後、ハウジング50の開閉ドア54cを閉じる。
次に、昇降機60が制御部4によって制御される。これにより、図4に示すように、昇降体62が何れかの保持棚56の高さにまでモーター64によって移動する。
次に、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、図5に示すように、移載機70の送り機構72がモーター73により展開・伸長されて、ピッカー71がY軸方向に保持棚56へ近接する。そして、ピッカー71がカセット9にまで到達すると、カセット9がピッカー71に把持される。
次に、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、移載機70の送り機構72がモーター73により折り畳み・収縮されて、ピッカー71が保持棚56からY軸方向に離間する。そして、カセット9及び被加工物8が保持棚56から抜き取られて、ピッカー71が昇降体62にまで到達すると、移載機70及びモーター73が停止される。
次に、昇降機60が制御部4によって制御される。これにより、図7に示すように、昇降体62が搬送口12a,53aの高さにまでモーター64によって移動(上昇又は下降)する。
次に、直動駆動機構40が制御部4によって制御される。これにより、保持具48のX軸方向の位置が搬送口12a,53aに揃うまで、保持具48が直動駆動機構40によってX軸方向に移動する(図2の矢印A参照)。
また、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、図8に示すように、移載機70の送り機構72がモーター73により展開・伸長されて、ピッカー71がY軸方向に保持具48に向かって移動する。ピッカー71が搬送口12a,53aを通過する際には、送り機構72、ピッカー71又はカセット9によって扉57が押し開かれる。そして、カセット9が保持具48に到達して装填されると、そのカセット9が保持具48に保持されるとともに、ピッカー71によるカセット9の把持が解除される。
次に、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、移載機70の送り機構72がモーター73により折り畳み・収縮されて、ピッカー71が保持具48からY軸方向に離間する。そして、ピッカー71が搬送口12a,53aを通って昇降体62にまで到達すると、移載機70及びモーター73が停止される。また、ピッカー71がハウジング50内に入ると、扉57が付勢手段の付勢力により閉じられる。
次に、スピンドルモーター32が制御部4によって作動される。そうすると、スピンドル34及び切削工具36がスピンドルモーター32により回転駆動される。スピンドルモーター32が作動された状態で、制御部4が直動駆動機構20,30,40を制御する。これにより、スピンドル34及び切削工具36が直動駆動機構20によりY軸方向に移動するともに直動駆動機構30により昇降し、被加工物8及び保持具48が直動駆動機構40によりX軸方向に移動する。従って、被加工物8の中心点(チルト機構42の第一回転軸と第二回転軸の交点)に対する切削工具36の先端の相対的な三次元位置が変位する。そのような変位中に切削工具36が被加工物8に当接すると、被加工物8が切削工具36によって切削される。また、被加工物8の切削中に制御部4がチルト機構42を制御すると、保持具48及び被加工物8がチルト機構42によってモーター43,45の出力回転軸43a,45a回りに揺動される。これにより切削工具36と被加工物8との成す接触角度が変位する。
次に、直動駆動機構40が制御部4によって制御される。これにより、保持具48のX軸方向の位置が搬送口12a,53aに揃うまで、保持具48が直動駆動機構40によってX軸方向に移動する。
また、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、移載機70の送り機構72がモーター73により展開・伸長されて、ピッカー71がY軸方向に保持具48に向かって移動する。ピッカー71が搬送口12a,53aを通過する際には、送り機構72、ピッカー71又はカセット9によって扉57が押し開かれる。そして、ピッカー71が保持具48に保持されたカセット9にまで到達すると、カセット9がピッカー71に把持される。
次に、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、移載機70の送り機構72がモーター73により折り畳み・収縮されて、ピッカー71が保持具48からY軸方向に離間する。そして、ピッカー71が搬送口12a,53aを通って昇降体62にまで到達すると、移載機70及びモーター73が停止される。また、ピッカー71がハウジング50内に入ると、扉57が付勢手段の付勢力により閉じられる。
次に、昇降機60が制御部4によって制御される。これにより、昇降体62が空の保持棚56の高さにまでモーター64によって移動(上昇又は下降)する。
次に、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、移載機70の送り機構72がモーター73により展開・伸長されて、ピッカー71がY軸方向に保持棚56へ近接する。そして、カセット9が保持棚56に差し込まれて保持棚56に保持されるとともに、ピッカー71によるカセット9の把持が解除される。
次に、移載機70が制御部4によって制御される。これにより、移載機70の送り機構72がモーター73により折り畳み・収縮されて、ピッカー71が保持棚56からY軸方向に離間する。そして、ピッカー71が昇降体62にまで到達すると、移載機70及びモーター73が停止される。
以上の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
(1) 保持具48に対する被加工物8及びカセット9の着脱がローディング装置3により自動的に行われるので、作業効率が向上する。
図9は、第2の実施の形態に係る加工装置1Aの平面図である。ここで、第2実施形態の加工装置1Aと第1実施形態の加工装置1との間で互いに対応する構成要素には同一の符号を付す。また、以下では、第2実施形態の加工装置1Aの構成要素のうち、第1実施形態の加工装置1と相違する構成要素について主に説明する。
第1実施形態では、搬送口12aが筐体10のサイド部12に形成されているのに対して、第2実施形態では、搬送口15aが筐体10のリア部15に形成されている。それ以外については、第2実施形態の加工機本体2と第1実施形態の加工機本体2は同様に構成されている。
第1実施形態では、ハウジング50と筐体10が左右に並設されているのに対して、第2実施形態では、ハウジング50と筐体10が前後に並設されている。以下、第2実施形態におけるハウジング50について詳細に説明する。
また、ハウジング50のサイド部52には、カセット9及び被加工物8の出し入れのための開閉ドア52aが設けられている。
なお、扉57は搬送口54dを開閉するようにハウジング50のフロント部54aに設けられている。
第2実施形態の昇降機60は、第1実施形態の昇降機60と同様に設けられている。つまり、第2実施形態の昇降機60はリニアガイド部材61、昇降体62、直動伝動機構63及びモーター64を有する。
なお、上から見て、昇降体62が後述のストッカー55と保持具48との間に配置され、その位置において昇降体62がZ軸方向に移動する。
第1実施形態では、ストッカー55がハウジング50内のサイド部53側に配設されているのに対して、第2実施形態では、ストッカー55がハウジング50内のリア部54b側に配設されている。また、第1実施形態では、ストッカー55の保持棚56に対してカセット9がY軸方向に挿抜可能であるのに対して、第2実施形態では、ストッカー55の保持棚56に対してカセット9が後述の回転軸75aを中心とした円弧に沿う方向に挿抜可能である。
それ以外については、第2実施形態のストッカー55と第1実施形態のストッカー55は同様に構成されている。
第1実施形態では、移載機70が被加工物8及びカセット9をY軸に沿って直線的に送るに対して、第2実施形態では、移載機70が被加工物8及びカセット9を円弧に沿って送る。以下、第2実施形態における移載機70について詳細に説明する。
移載機70の回転駆動機75によってアーム76がY軸に対して平行になるまで回転させられる。
次に、昇降体62及び移載機70が何れかの保持棚56の高さにまでモーター64によって移動した後、移載機70の回転駆動機75によってアーム76がX軸に対してほぼ平行に後方へ延出した状態になるまで回転する。これにより、ピッカー71が保持棚56へ近接して、カセット9がピッカー71に把持される。
次に、昇降体62及び移載機70が搬送口15a,54dの高さにまでモーター64によって移動する。
次に、移載機70の回転駆動機75によってアーム76がY軸に対して平行になるまで回転させられる。これにより、ピッカー71がハウジング50内に戻る。
次に、昇降体62及び移載機70が空の保持棚56の高さにまでモーター64によって移動する。
次に、移載機70の回転駆動機75によってアーム76がX軸に対してほぼ平行に後方へ延出した状態になるまで回転させられる。これにより、ピッカー71が保持棚56に向かって移動する。そして、ピッカー71が保持棚56にまで到達すると、カセット9が保持棚56に差し込まれる。この際、カセット9が保持棚56に保持されるとともに、ピッカー71によるカセット9の把持が解除される。
なお、上述のような動作タイミングは制御部4によって制御される。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する変更点は、可能な限り組み合わせて適用してもよい。
Claims (6)
- 加工機本体の筐体に形成された搬送口を通じて前記筐体内の保持具に被加工物をローディングするローディング装置であって、
前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、
移載機と、
前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、
前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、
前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填し、
前記ストッカーに対して前記搬送口が位置する側とは反対側の昇降位置において、前記昇降機が前記移載機を昇降させ、
前記移載機が前記所定被加工物を前記ストッカーから前記昇降位置にまで引き抜くとともに、前記所定被加工物を前記昇降位置から前記ストッカー及び前記搬送口に通過させて、前記保持具まで送るローディング装置。 - 前記移載機が、
前記所定被加工物を把持するピッカーと、
前記昇降位置から前記保持具までの範囲で前記ピッカーを送る送り機構と、
前記送り機構を駆動する駆動機と、を有する請求項1に記載のローディング装置。 - 前記送り機構による前記ピッカーの軌跡が直線的である請求項2に記載のローディング装置。
- 前記筐体に並設されたハウジングを更に備え、
前記ストッカー、前記移載機及び前記昇降機が前記ハウジング内に設けられ、
前記ハウジングには前記筐体の前記搬送口に連なる第二搬送口が形成されている請求項1から3の何れか一項に記載のローディング装置。 - 前記第二搬送口を通常時閉じるように前記第二搬送口を設けられ、前記筐体の内側に向けて開放可能な扉を更に備える請求項4に記載のローディング装置。
- 搬送口が形成された筐体と、
前記筐体内に配される工具と、
前記筐体内に配され、前記工具を回転駆動する回転駆動機と、
前記筐体内に配され、被加工物を保持する保持具と、
前記筐体内において前記保持具に対して相対的に前記工具及び前記回転駆動機を前記回転駆動機の回転軸に平行なZ軸方向と、前記Z軸方向に直交するとともに互いに直交するX軸方向及びY軸方向とに移動させるよう駆動する三次元変位機構と、
前記筐体の外側において複数の被加工物を上下に配列した状態で格納するストッカーと、
移載機と、
前記筐体の外側且つ前記ストッカーの側方において前記移載機を昇降させる昇降機と、を備え、
前記昇降機が前記移載機を前記複数の被加工物のうち何れかの所定被加工物の高さにまで移動させて、前記移載機が前記ストッカーから前記所定被加工物を引き抜き、
前記昇降機が前記移載機を前記搬送口の高さにまで移動させて、前記移載機が前記搬送口を通じて前記保持具に前記所定被加工物を装填し、
前記ストッカーに対して前記搬送口が位置する側とは反対側の昇降位置において、前記昇降機が前記移載機を昇降させ、
前記移載機が前記所定被加工物を前記ストッカーから前記昇降位置にまで引き抜くとともに、前記所定被加工物を前記昇降位置から前記ストッカー及び前記搬送口に通過させて、前記保持具まで送る加工装置。
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