JPH04101754A - 自動加工装置の搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合加工工作機械を備えた自動加工装置に関す
る。

〔従来の技術〕

複合加工工作機械とワークの自動搬送装置とを組み合わ
せて、長時間にわたる自動加工を可能とするフレキシブ
ル　マニュファクチャリング　システム（ＦＭＳ）が普
及しつつある。

複合加工工作機械のうちで、対向する２台の主軸と、各
主軸と共同する２台の刃物台を備えた複合加工旋盤は、
２台の主軸間でワークの受渡しが可能であって、２つの
工程を１台の機械の中で完了することができ、生産性も
高い。

この種の複合加工旋盤とワークの自動搬送装置とを組み
合せて、長時間の無人運転を可能としたシステムは、既
に本出願人によって提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ワークの自動搬送装置は、ワークを載置したパレットと
、パレット上のワークを把持して複合加工旋盤の主軸へ
供給するガントリ型の搬送ロボットにより構成される。

この搬送ロボットは、加工が終了したワークを主軸から
とり出してパレットへ戻す。

従来のワークの自動搬送装置にあっては、単一種類のワ
ークのみを取扱うものであり、種類の異なるワークを同
一パレット上に混載することはできなかった。また、搬
送ロボットの動作は、オペレータが予めティーチングを
しておく必要があった。

本発明は、パレットに記憶素子を設け、この記憶素子に
予め必要な情報を記録しておき、この情報を基準にする
ことにより、異なる種類のワークに対しても搬送ロボッ
トは自動的に対応して長時間の無人化加工を達成する自
動加工装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の自動加工装置の搬送装置は、複合加工装置とワ
ークを収容するストッカ装置との間に配設したガイドレ
ールと、ガイドレール上を自走する搬送ロボットと、搬
送ロボットにとりつけた鉛直方向に伸縮するアームと、
アームの先端に装着されたワークを把持するワークハン
ドとを備え、ストッカ装置は、素材ワークを所定位置に
載置したパレットを収容するローディングステーション
と、加工済ワークを載置したパレットを収容するアンロ
ーディングステーションと、ローディングステーション
とアンローディングステーションとの間でパレットを搬
送するパレットチェンジャとを備え、パレットにパレッ
ト上のワークに関する情報を記憶する記憶素子を設ける
とともに、パレットチェンジャにパレットの記憶素子と
の間で情報を交換して制御装置に伝達するリード、ライ
トヘッドを配設したことを基本的な手段として備える。

〔作用〕

自動加工装置の制御装置は、パレットの記憶素子に入力
されたワークに関するデータに基いて。

搬送装置のロボットを制御して、パレット上のワークを
複合加工旋盤に対して自動的に搬入、搬出する。

〔実施例〕

以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施する自動加工装置の全体を示す斜
視図、第２図は正面図、第３図は平面図。

第４図は左側面図である。

全体を符号１で示す自動加工装置は、複合加工工作機械
を備える。複合加工工作機械は、種々の形式の工作機械
を利用することができるが１本実施例においては、２台
の主軸と２台の刃物台を備えた複合加工旋盤１０を用い
た場合を示している。

第５図は、複合加工旋盤１０の概要を示すもので、対向
して配設した第１の主軸１１０と第２の主軸１３０を有
する。第１の主軸１１０と第２の主軸１３０は同一の能
力を有する主軸であって、それぞれ軸２１．２２で示す
方向に移動する。

一方、同一の能力を有する２台の刃物台１２０゜１４０
は対向して配設される。第１の刃物台１２０は、軸Ｘ□
力方向移動するとともに、軸Ｔ□のまわりに旋回するタ
レット１２２を有し、タレット１２２には複数本のツー
ル１６０が装着される。

第２の刃物台１４０も同様に、軸Ｘ２方向に移動すると
ともに、軸Ｔ２のまわりに旋回するタレット１４２を有
し、タレット１４２には複数本のツール１６０が装着さ
れる。

第１の主軸１１０は、チャック１１２を有し。

ジョー１７０でワーク１５０を把持して第１の刃物台１
２０のツール１６０によってワーク１５０に必要な加工
を施す。第１の主軸１１０の軸ｚ１の移動量と軸Ｃ工ま
わりの回転量及び刃物台１２０の軸Ｘ□の移動量と軸Ｔ
、まわりのインデックスはＮＣ装置により制御される。

複合加工旋盤１０は、ツール１６０の刃先位置を検知す
る手段（図示せず）を備え、刃先位置を計測してＮＣ装
置にフィードバックすることにより、ワークの寸法を間
接的に計測し、加工精度を確保する。

第１の主軸１１０により第１工程の加工が完了すると、
第２の主軸１３０のチャック１３２は第１の主軸１１０
からワーク１５０を受けとり、ＮＣ装置により制御され
る第２の刃物台１４０と共同して第２工程の加工を施し
、ワーク１５０を完成させる。

複合加工旋盤１０は以上のように、２台の主軸と２台の
刃物台を備え、複雑な形状のワークを自動的に加工する
能力を有する。

複合加工旋盤上０の後側にはチップコンベア１９０を配
設して切削により発生するチップを集め、チップバスケ
ット１９５で回収する。

全体を符号２０で示す搬送装置は、複合加工旋盤上０の
上方に配設されるガイドレール２００を備える。ガイド
レール２００は、旋盤の主軸の移動方向である軸２工、
Ｚ２と平行な軸Ｂに沿って配設され、ガイドレール２０
０上に搬送ロボット２２０を走行自在にとりつける。

搬送ロボット２２０は、上下方向の軸Ａに沿って移動す
るアーム２３０を備える。アーム２３０の先端部にはワ
ークハンド２８０をとりつけるが、後述する態様により
このワークハンド２８０を他のハンドと交換自在として
、種々の対象物を搬送する。

複合加工旋盤上０に隣接して、ガイドレール２００の下
方に部材を備蓄して必要時に複合加工旋盤ｌＯに供給す
るストッカ装置３０を配設する。

第６図はストッカ装置３０の要部の断面図、第７図は要
部の側面図である。

ストッカ装置３０は、床面に載置されるベース３００を
有し、ベース３００は、２本で１組の案内面を２組備え
る。第１の案内面３１０，３１２は、ガイドレール２０
０の軸Ｂに対して直交する軸Ｘ、に沿って配設される。

第２の案内面３２０゜３２２は、軸Ｘ、に平行な軸Ｘ４
に沿って配設される。

第１の案内面３１０，３１２上には、全体を符号４ｏで
示すストッカが軸Ｘ３に沿って移動自在に載置される。

ストッカ４０は、第１の側壁４１０、第２の側壁４２０
および２つの側壁を結ぶ床４３０からなり、上部が開口
する断面がほぼ正方形の箱形のストッカ本体４００を備
える。床４３０の下面には案内面上を転勤するローラ４
０２を設ける。

第１の側壁４１０の上縁部は外側に水平方向に延び、第
１のフランジ４１２を形成する。第２の側壁４２０の上
縁部も外側に水平方向に延び、第２のフランジ４２２を
形成する。

ストッカ本体４００は、軸Ｘ３に沿って延びる細長い形
状を有するが、内部は仕切板４４０によって複数の室４
４５に画成される。

室４４５には、搬送ロボット２２０のアーム２３０の先
端に交換自在に装着される各種のハンドが収容される。

本実施例にあっては複合加工旋盤１０の刃物台に供給す
るツールを取り扱うためのツールハンド２４０、主軸１
１０，１３０のチャック１１２，１３２へ供給するジョ
ーを取り扱うためのジョーハンド２６０、ワークを取り
扱うためのワークハンド２８０の３種類のハンドが用意
される。

第１のフランジ４１２と第２のフランジ４２２は、軸Ｘ
３に沿って等間隔に形成した穴を有し、各人にはツール
１６０が挿入される。本実施例においては、各フランジ
に１０本ずつ、合計２０本のツール１６０を収容する場
合を示すが、必要に応じて収容本数を増減する。

第１の側壁４１０と第２の側壁４２０の上部の内側には
、軸Ｘ３に沿って等間隔にジョーの保持部材を配設し、
各保持部材にジョー１７０を挿入する。本実施例では、
合計１８個のジョー１７０を保持する場合が示されるが
、ジョー１７０の個数は必要に応じて増減する。

ストッカ本体４００は軸Ｘ３に沿って割り出され、位置
決め用の手段（例えばサーボ位置決め）を備える。

各ツール、ジョー、ハンドはＩＣと電池等を含む記憶素
子を備え、必要な情報を記録する。

ツール１６０は記憶素子１６０ａを備えるが、ストッカ
装置のベース３００側にツールの記憶素子１６０ａの情
報を読みとり、または書き込むためのリード、ライトヘ
ッド３３０を配設する。ジョー１７０は、チャックと係
合するベースジョーと、ベースジョーにとりつけるソフ
トジョーとからなり、ベースジョーの背面に同様の記憶
素子を備える。そして、ベース３００側にジョー１７０
の記憶素子１７０ａに対向するリード、ライトヘッド３
３２を配設する。このリード、ライトヘッド３３２は、
ストッカ本体４００が移動する際に、ツールシャンク１
６０Ｓとの干渉を避けるために旋回式として、リード、
ライト時のみにジョー１７０の記憶素子１７０ａに近接
する構造とする。

第１のフランジ４１２に貯えられるツール１６０と第１
の側壁４１０に貯えられるジョー１７０は、原則として
第１の刃物台１２０と第１の主軸１１０に供給される。

第２のフランジ４２２に貯えられるツール１６０と第２
の側壁４２０に貯えられるジョー１７０は、第２の刃物
台１４０と第２の主軸１３０に供給される。

第６図はツールハンド２４０が、第１のフランジ４１２
のツール１６０と、第２のフランジ４２２のツール１６
０を把持する状態を示し、ジョーハンド２６０がジョー
１７０を把持する状態を中央上部に示す。

ストッカ本体４００内にはハンドが貯えられるが、本体
４００の床４３０の下方のベース３００には、ハンド用
のリード、ライトヘッド３４０がアクチュエータ３４２
により上下動自在に設けられる。第６図はツールハンド
２４０がストッカ本体４００内に収容された状態を示す
が、ツールハンド２４０の先端部に記憶素子２４０ａを
とりつけて、必要な情報を記録する。ジョーハンド２６
０、ワークハンド２８０も同様の記憶素子を備える。

ストッカ装置３０のベース３００の第２の案内面３２０
，３２２には、全体を符号６０で示す走行台車が装架さ
れる。走行台車６０はフレーム６００を有し、フレーム
６００はローラ６０２を介して案内面３２０，３２２上
に支持されるが、図示しない駆動装置によって軸Ｘ４に
沿って移動される。この走行台車６ｏはフォーク７０と
ともにパレットチェンジャを構成し、後述する態様によ
ってワークを載置したパレットを取り扱う。

ストッカ４０に係脱自在の連結ピン４５０によるクラッ
チ手段を設け、必要時に、走行台車６０とストッカ４０
とを連結する。ストッカ４０は、走行台車６０の駆動力
によって軸Ｘ３に沿って所定の位置に割り出され、ハン
ド、ツール、ジョーを搬送ロボット２２０へ供給する。

本自動加工装置は以上のように、搬送ロボットのアーム
にとりつけるハンドを交換自在とし、必要とするツール
、ジョーを複合加工旋盤１０へ供給するので、多種類の
ワークに対する段取りを自動的に達成することができる
。

次に、ストッカ４０の一端部に機外計測装置５０を連結
する。この機外計測装置５０は、プレート５００上にワ
ークを位置決めするブロック５０２やマイクロメータ５
１０等を配設したものであつて、加工済みのワークの寸
法を自動的に計測してその情報を制御装置９０へ送る。

ベース３００に案内される走行台車６０は、フォーク装
置７０を備える。フォーク装置７０は、走行台車６０に
対して上下動自在に支持される。

走行台車６０に配設したモータ６１０は伝動手段を介し
てフォーク装置７０の駆動ねじ７２０を回動し、フォー
ク装置７０全体を昇降させる。

フォーク装置７０は桁７０５と、桁７０５の両端から外
側に突出する平行した２本のアーム７１０を有し、２本
のアーム７１０の内側部でバレッ）−８０を把持する。

フォーク装置７０の桁７０５の中央内側部にはリード、
ライトヘッドを備え、パレット８０の対向する位置に記
憶素子を備える。

パレット８０は、ワーク１５０を収容する角板状のもの
で、同種、異種のワーク１５０を一定間隔で収容するた
めの手段を有する。。

複数個のパレット８０を上下方向に重ね合せて準備する
が、最大１０個程度のパレットを準備する。各パレット
８０は四辺形のフレーム８００の内部に■溝を形成した
アダプタからなるワークの保持手段を備える。そして、
フレーム８００の４隅にはピン８１０を植設する。この
ピン８１０はワーク１５０の高さ寸法に対応して選択さ
れ、ピン８１０により上方に重ねるパレット８０を支持
する。したがって、重ね合わされるパレットの上下方向
の間隔は、ピン８１０の長さにより規定される。

本自動加工装置の制御装置と制御方法を説明する。

第８図は制御装置の概要を示すブロック図であって、複
合加工旋盤１０は、ＮＣ装置を含む制御装置９５を備え
る。

制御装置９５は、ＮＣ装置を含む中央処理装置９５０と
、操作盤９５２を有し、加工に必要な情報を入出力する
。複合加工旋盤１０は、２台の刃物台１２０，１４０に
装着するツール１６０の刃先位置を検出する刃先位置検
出装置９５４を備え、刃先位置を検出することで加工し
たワークの寸法を管理する９この刃先位置検出装置９５
４の情報を中央処理装置９５０へ送り、必要に応じてＮ
Ｃ情報を修正する。

制御装置９０は、複合加工旋盤１０以外の装置の制御を
担当する。本実施例においては、複合加工旋盤の制御装
置９０と、それ以外の装置の制御装置９５を別体にした
場合を示しであるが、制御装置を合体して総合した制御
装置を構築することもできる。

制御装置９０は、中央処理装置９００を備え、中央処理
装置に連結する操作盤９０２．ティーチングパネル９０
４によって、制御対象の装置の作動に関する情報が入力
される。

搬送装置２０は、ガイドレール２００上を移動する搬送
ロボット２２０を作動するサーボ軸Ｂと、アーム２３０
の上下動を作動するサーボ軸Ａの２軸を有するが、これ
らのサーボ９０６は中央処理装置９００からの指令によ
り制御される。走行台車６０とフォーク７０からなるパ
レットチェンジャは、走行台車６０の移動と、フォーク
７０の上下動を操作するサーボ９０８を備え、中央処理
装置９００の指令により制御される。

ハンド、ジョー、ツールを収容するストッカ４０の位置
等はユニット９１０を介して制御される。

本自動加工装置は、ストッカ４０に加えて図示しないチ
ェーンストッカ等を付加することにより、ツールやジョ
ーの収容量を拡大することができる。

チェーンマガジンを装備した場合には、ユニット９１２
を介して制御する。

ストッカ４０と一体に連結された機外計測装置５０は、
加工が完了したワークの寸法を計測するが、計測装置５
０の作動や、計測結果等の情報は。

ユニット９１４を介して制御される。

各々のパレット８０は、記憶素子を備えるが、この記憶
素子に対する情報の読出し、書込みは、リード、ライト
ヘッドコントローラ９１６と、これに連結されるリード
、ライトヘッド９１７により実行される。

同様に、各ツールの記憶素子、各ジョーの記憶素子、各
ハンドの記憶素子の情報の読出し、書込みは、リード、
ライトヘッドコントローラ９１８と、これに連結される
リード、ライトヘッド９１９により実行される。

自動加工装置を用いて自動運転を開始する前に、オペレ
ータが行なう段取り作業を説明する。

まず、段取りステーションにおいて、各パレット８０に
素材ワーク１５０を収容し、可搬型のリード、ライトヘ
ッドを用いて各パレット８０の記憶素子にデータを書込
む。書込むデータは、固定データとして、パレット番号
、加工年月日等があり、可変データとして、ワーク番号
、ワーク間隔、ワーク基準位置、パレット上の個数、パ
レットに植設したピン８１０の高さ寸法等がある。

以上の段取りが完了したパレット８０は、最大１０段程
度に積層されて自動加工装置のローディングステーショ
ン８２０へ搬送される。

次に、オペレータは、ストッカ４０に複数のハンド２４
０，２６０，２８０、ツール１６０、ジョー１７０をセ
ツティングする。この際に、可搬型のリード、ライトヘ
ッドを用いて各記憶素子にデータを書込む。このストッ
カ４０に収容される機器のデータは、システムチエツク
の際にリード。

ライトヘッドで読みとられ、制御装置９ｏへ送られる。

複合加工旋盤１０の制御装置９５にもＮＣデータ等を準
備する。

第９図は、本自動加工装置の作動を示すフローチャート
である。

ステップ１０００でスタートした自動運転は。

ステップ１１００でパレット８０にとりつけた記憶素子
のデータの読取りを行なう。ローディングステーション
８２０に載置されたパレット８０に対して、パレットチ
ェンジャのフォーク装置７０は、最上部から降下して積
層されたパレット８０の各記憶素子のデータを読取る。

第１ｏ図は、パレット８０の記憶素子に記入するデータ
項目を例示する。

この読取りが完了すると、パレット番号を基準とした加
工スケジュールのデータ表が作成できる。

加工順序としては、最上段に積まれたパレットが最初と
なり、順次下段のパレットが続く。

ステップ１２００では、自動加ニジステムのチエツクを
行なう。パレット番号を基準とした加工スケジュールに
基き、ＮＣデータ、ツール、ジョー、ハンド等のデータ
と、ストッカ及び複合加工旋盤内にセットされているも
のとを照合し、システムに異常がないかをチエツクする
。異常を発見したときには、ステップ１２１０でオペレ
ータに警告を発する。

ステップ１３００へ進み、準備状況をチエツクする。

加工すべきワークに対応する準備が完了していない場合
には、ステップ１３１ｏへ進む。

ステップ１３１０では、ストッカ４０に設けた連結ピン
４５０を作動して走行台車６０とストッカ４０を連結す
る。これにより、ストッカ４０は走行台車６０とともに
開動され、必要な位置まで移動できる状態となる。

ステップ１３２ｏでは、ハンド交換プログラムが実行さ
れる。ストッカ４０内に収容された３種類のハンドのう
ちで、例えばツールハンド２４０が搬送ロボット２２０
のアーム２３０に装着される。

ステップ１３３０では、ツール交換プログラムが実行さ
れる。ツールハンド２４０は、ストッカ４０の第１のフ
ランジ４１２に収容されたツール１６０を第１の刃物台
１２０のタレット１２２へ装着し、第２のフランジ４２
２のツール１６０を第２の刃物台１４０のタレット１４
２へ装着する。

ステップ１３４０では、ジョー交換プログラムが実行さ
れる。ジョーハンド２６０がアーム２３０に装着され、
ジョーハンドはストッカ４０の第１の側壁４１０に収容
されたジョー１７０を第１の主軸１１０のチャック１１
２へ装着し、゛第２の側壁４２０に収容されたジョー１
７０を第２の主軸１３０のチャック１３２へ装着する。

ステップ１３５０では、族ニブログラムや交換されたツ
ール、ジョーに関するデータを複合加工旋盤の制御装置
９５へ転送する。転送するデータは、ツールファイルデ
ータ、爪寸法データ等のツ−ルの記憶素子、ジョーの記
憶素子内のデータのマツプ等がある。その後に、ストッ
カ４０を原位置に復帰する。原位置では、機外計測装置
５０が所定の位置に位置決めされる。走行台車６０とス
トッカ４ｏの係合を解く。アーム２３０にワークハンド
２８０が装着される。

以上で準備プログラムは完了し、ステップ１４０ｏへ進
む。

ステップ１４００では、走行台車６０とフォーク７０が
共同して最上段のパレット８０を所定の位置に保持する
。

ステップ１５００では、搬送ロボット２２０が、ワーク
ハンド２８０によってワーク１５０を把持し、複合加工
旋盤上０の第１の主軸１１０のチャック１１２へ供給す
る。通常は、ワーク１５０に対する第１の加工工程は、
第１の主軸１１０で実行され、第２の加工工程は、第２
の主軸１３０で実行されるが、順序を逆にすることも可
能である。

ステップ１６００では、複合加工旋盤上０の機内に装備
した刃先位置検出装置（図示せず）によって各ツール１
６０の刃先位置を計測し、ワークの寸法を間接的に計測
する。

ステップ１７００では、ステップ１６００における刃先
位置の検出結果に基いて刃先の破損等によるツール交換
の必要性を判断する。ツール交換が必要と判断されると
、ステップ１７１ｏへ進み。

搬送ロボット２２０のアーム２３０に装置されていたワ
ークハンドをツールハンドに交換する。ステップ１７２
０でツール交換プログラムを実行し。

ステップ１７３０でワークハンドに再度交換してステッ
プ１８００へ進む。

ステップ１８００では、複合加工旋盤１０によって所定
の加ニブログラムを実行する。加工が完了したワーク１
５０は、ステップ１９００で搬送ロボット２２０により
とり出され、機外計測装置５０へ送られる。

ステップ２０００では、機外計測装置５０によるワーク
１５０の寸法の直接計測が実行され、誤差の大きさに応
じて、ステップ２０１０でＮＣデータを補正する。

ステップ２１００では、ツール寿命をチエツクする。各
ツール１６０は、予め所定の使用回数、使用時間を寿命
として設定しである。そこで、この設定値に照してツー
ルの寿命をチエツクし、寿命に達した場合にはステップ
２１１０へ進み、ツールハンドに交換した上で、ツール
交換プログラムが実行される。

ステップ２１２０では、複合加工旋盤上０の制御装置９
５のＮＣから制御装置９０ヘツールデータの転送を行な
い、ステップ２１３ｏでは、リード、ライトヘッド９１
９を介して使用済みのツールの記憶素子へツールデータ
の書込みを行なう。

したがって、使用中のツールのデータは、ＮＣ内のツー
ルファイルにのみ記録され、ツールの記憶素子のデータ
は更新されない。

ステップ２２００では、パレット８０上に段取りされて
いたワーク個数の全ての加工が完了したか否かを判断す
る。完了していた場合には、ステップ１５０ｏへ戻り、
ワークを搬入して以上のステップをくり返す。

パレット１枚分のワークの加工が完了すると、ステップ
２３００へ進み、走行台車６０とフォーク７ｏは、支持
しているパレットをアンローディングステーション８２
５へ降ろす。

このときに、パレット用のリード、ライトヘッド９１７
は、パレット８０の記憶素子に各ワークの加工データを
書込む、具体的には、ステップ２００ｏで実行した機外
計測の測定データにより中央処理装置９００は加工結果
の良否を判定し、リード、ライトヘッド９１７が各ワー
クに対する良否のデータをパレットの記憶素子に書込む
。

以上のフローを全パレットに対してくり返し。

ステップ２４００で全パレットの加工が終了したことを
確認し、ステップ２５０ｏで自動運転を終了する。

なお、上述した自動加工装置１においては、正面からみ
て、複合加工旋盤１ｏの左側にストッカ装置３０を配設
した例を示したが、第１１図に示すように、ストッカ装
置３０Ａを右側に配設することもできる。したがって、
自動加工装置ｌの設置スペースに応じて、自由に配設す
ることが可能である。

以上に説明したように、本発明の自動加工装置は、長時
間の無人化加工を達成することができるが、パレットに
異種類のワークを用意した場合等におけるパレットの構
造、機能と、搬送装置の制御方法の第１２図乃至第１８
図により詳細に説明する。

段取り工程において、オペレータはパレットに用意した
ワークの情報をパレットにとりつけた記憶素子に書き込
むが、第１２図はこの工程に使用するリード、ライト装
置を示し、第１３図、第１４図はパレットの要部を示す
。

全体を符号８０で示すパレットは、平面形状が四辺形の
フレーム８００を有し、フレーム８００内には、ワーク
保持手段が配設される。ワーク保持手段は、例えば等間
隔に■溝８０４を設けたアダプタ８０２であって、対向
する１対のアダプタの間隔を調節手段８０８によって位
置決めすることによって、異なる径のワーク１５０を等
間隔で保持することができる。

フレーム８００の外面には記憶素子８１５がとりつけら
れ、フレーム８００の４隅の上面にはピン８１０が植設
される。このピン８１０は、パレット８０を積層すると
きに、上部のパレットを支持するためのものであるとと
もに、各パレットの地上高を設定するものである。また
、このピン８１０は、パレットに載置されたワークの上
面が上部パレットに干渉するのを防止する機能をもつ。

したがって、このピン８１０の長さ（高さ）は、調節可
能となっている。

オペレータが操作する可搬式のリード、ライト装置８８
０は、本体８８２とヘッド８８４を有し、本体８８２は
、情報入力用のキーやデイスプレィを備える。本体に入
力された情報は、ヘッド８８４を介してパレットの記憶
素子８１５へ書き込まれる。

段取りステーションにおいて、オペレータは各パレット
のワーク保持手段が規制する位置にワークを載置し、パ
レット全体のワークに関する情報をリード、ライト装置
８８０によって記憶素子８１５に記録する。

第１０図は、パレットの記憶素子８１５が記録する情報
項目を示すもので、ワーク基準位置寸法やワーク間隔等
は、ワーク保持手段の設定により与えられる。

ワーク番号からは、ＮＣ制御装置９５が必要とする加ニ
ブログラム番号や、搬送装置の制御装置９０が必要とす
る搬送プログラム番号が検索される。これらのプログラ
ム番号に応じて対応するハンド、ツール、ジョー等も選
択することができる。

パレットピンの長さ寸法に基づいて、パレットを積層し
たときの最上段のパレットの基準位置からの高さ寸法を
演算することができる。

さらに、パレット上の各位置にどのワークが載置されて
いるかの配置マツプも記録される。

以上の段取りが完了したパレットは、最大１゜程度度に
積層され、フォークリフト等を利用して自動加工装置の
ローディングステーション８２０へ搬入される。

ローディングステーション８２０にパレットの搬入が完
了すると、自動運転プログラムがスタートと、第９図の
フローチャートで説明したように、フォーク装Ｍｈｏが
上下動し、フォーク装置にとりつけたリード、ライトヘ
ッド９１７により全部のパレットの記憶素子の情報が制
御装置９０の中央処理装置９００に入力される。

このパレットの記憶素子からの情報に基づいて、全体の
加工スケジュールが策定される。

第１５図乃至第１８図により搬送ロボットによるワーク
の搬送制御方法を説明する。

第１５図は、搬送ロボットのワークハンドがパレット上
のワークを把持する場合を示す。

前述したように、搬送装置２０はガイドレール２００上
を移動する搬送ロボット２２０を作動するサーボ軸Ｂと
、アニム２３０の上下動を作動するサーボ軸Ａの２軸を
有する。

プログラム原点Ｇ０は、例えばガイドレール２ｏＯのパ
レットチェンジャ側の端部に設定される。

したがって、搬送ロボット２２０が複合加工旋盤側へ移
動するときの軸Ｆ上の座標はプラスとなる。

アーム２３０の軸Ａは、下降側がプラスとなるように設
定する。

パレットチェンジャは、走行台軸６０と、走行台車６０
に対して昇降自在に支持されたフォーク装置により構成
されるが、フォーク装置７０は、軸Ａと平行した軸Ｆに
沿って昇降動を制御される（第２図参照）。

第１５図において、積層されたパレット８ｏの最上段の
パレットの高さ位置は、各パレットの記憶素子に記入さ
れているピンの長さ寸法を演算することにより中央処理
装置９００内に既に入力されている。この情報に基づい
て、中央処理装置９００は指令を発し、フォーク装置７
０は最上段のパレット８０Ａを把持し、軸Ｆの指定の座
標にパレット８０Ａを位置決めする。

パレット８０Ａの軸Ｆ上の座標が確定すると、ワーク１
５０の寸法は記憶素子からの情報として与えられている
ので、ワーク１５０のパレット８０Ａ上の位置、ワーク
径、ワーク上面の軸Ｆ上の座標等も確定する。

以上の座標が得られると、中央処理装置９００は、ワー
ク１５０を把持するためのワークハンド２８０の中心位
置の座標（Ａｉ、Ｂ工）を演算することができ、パレッ
ト８０Ａ上のワーク１５０を確実に把持することができ
る。

加工後のワークをワークハンドがパレット上に戻す場合
も、同様の制御により達成される。

第１６図は、ワークハンド２８０が把持するワーク１５
０を複合加工旋盤の第１の主軸１１０または第２の主軸
１３０に対して着脱する場合を示している。

第１の主軸１１０と第２の主軸１３０の軸Ｂからの距ｆ
ｉＡ１．は予めパラメータとして与えられている。

ワーク１５０をチャッキングする際の第１の主軸１１０
の位置は、複合加工旋盤のＮＣ装置の中央処理装置９５
０が管理するので、この第１の主軸１１０の位置情報に
基づいて、搬送装置を制御する中央処理装置９００は座
標位置Ｂ１２を演算し、ワーク１５０を把持したワーク
ハンド２８０を移動する。軸Ａの座標Ａ５は、ワークハ
ンド２８０の待機位置を指示する。

ワーク１５０を第１の主軸１１０へ搬入する際には、ワ
ークハンド２８０が座標Ａ□。まで移動して主軸１１０
の軸線とワークハンド２８０の軸線とを合致せしめ、次
に、ワークハンドの中心位置を座＃ＡＢ１゜まで移動さ
せる。この座標Ｂ□。は、ワークハンド２８０が把持す
るワーク１５０の長さ寸法に応じて決められる。

この状態で、第１の主軸１１０がワーク１５０を把持し
、ワークハンド２８０のチャックはワーク１５０を解放
してワーク１５０の搬入を完了する。

その後、ワークハンド２８０は、座標Ｂ□２まで移動す
る。この位置にあっては、ワークハンドのチャックと第
１の主軸１１０に把持されたワーク１５０とは干渉を生
じない。そこで、ワークハンド２８０は座標Ａ５の待機
位置まで上昇する。

次に、加工が完了したワーク１５０を第２の主軸１３０
から搬出する工程を説明する。

ワークハンド２８０は、待機位置（Ａ、、　Ｂ２□）か
ら座標（Ａ、。、　Ｂ２２）を経由して座標（Ａ１゜。

Ｂ２゜）へ位置決めされ、第２の主軸１３０が把持して
いたワーク１５０を受けとる。ワークハンド２８０は、
往路を逆行してワーク１５０を複合加工旋盤１０外へ搬
出し、機外計測装置５０へ送る。

機外計測装置ｉ５０によって所定の計測を受けたワーク
１５０は、再度ワークハンド２８０により把持されて、
パレット８０の所定の位置に戻され。

収納される。

ワークの搬入及び搬出の制御フローを第１７図及び第１
８図に示す。

第１７図は、パレット上のワークを複合加工旋盤内に搬
入する制御フローを示す。

ステップ３０００で開始された搬入工程は、ステップ３
１００で、このワークがパレットからとり出される１個
目のワークか否かを判断される。

１個目のワークの場合には、ステップ３２００へ進み、
パレット上の基準位置を確認する。基準位置確認手段と
しては、例えば光学的な位置検出手段が利用される。

１個目のワーク以外の場合には、ステップ３３００へ進
み、記憶素子の情報からワーク間隔等の情報を確認する
。

ステップ３４００では、フォーク位置７０とともにパレ
ットチェンジャを構成する走行台車６０を移動して、軸
Ｂ上に１個目のワーク１５０の中心線を合致させる。

次に、ステップ３５００では、フォーク装置７０を操作
してパレット８０Ａの位置を軸Ａ上の位置を所定の座標
に設定する。

ステップ３６００では、搬送装置のワークハンド２８０
がワーク１５０を把持する。

ワーク１５０を把持する際のワークハンド２８０の軸Ａ
上の座標位置Ａ１は、パレット８０Ａ上のワーク１５０
の長さ寸法により変化する。

パレット８０Ａの高さ位置を固定しておくと、ワーク１
５０の長さ寸法が異なる度にワークハンド２８０の座櫟
位置Ａ工を変更する必要があり、作動に時間を要する。

そこで、ワークハンド２８０が複合加工旋盤側で作業を
行っている空き時間を利用して、ステップ３５００にお
いて、次にワークハンドが把持するワークの寸法に合わ
せて軸下に沿ってフォーク７０を昇降し、ワークハンド
２８０が常に同じ座標位置Ａ□でワーク１５０を把持す
ることができるように予め調整する。この操作により、
ワークハンド２８０は合理的な動作で次のワーク１５０
を把持することができる。

ステップ３７０ｏでは、ワーク１５０を把持したワーク
ハンド２８０を旋回する。

通常のワーク１５０は、ワーク１５０の軸線が軸Ａと平
行になるようにパレット８０Ａ上に載置されている。複
合加工旋盤の第１の主軸１１０と。

第２の主軸１３０の軸線は、軸Ｂに平行に配設されてい
るので、搬送途中でワークハンド２８０の軸線を９０°
旋回する。

その後、ステップ３８００で前述した作動によりワーク
１５０を第１の主軸１１０又は２の主軸１３０へ搬入し
、ステップ３９００で搬入工程を完了する。

第１８図は、加工済のワーク１５０を複合加工旋盤から
搬出する制御フローを示す。

ステップ４０００で開始された搬出工程は、ステップ４
１００でワークハンド２８０がワーク１５０を複合加工
旋盤の主軸から受けとり、搬出する。ステップ４２００
では、機外計測装置５０にワーク１５０を載置して加工
後の寸法を直接的に計測し、その結果は中央処理装置９
００へ送られる。

ステップ４３００では、並替えテーブルと参照してワー
クを戻すパレット上の位置を決定する。

並替えテーブルは、加工が終了したワークをパレット上
のどの位置に並べるかを指定するテーブルであって、加
工済のワークの種類毎にパレット上に並ぶように指定す
ることができる。

これは、例えば、素材ワークが同形状であるが加工済ワ
ークの形状が異なるような場合に有用である。また、機
外計測の結果、追加工が必要のワ一りや、不合格のワー
クは１合格したワークと同列に並べないようにすること
も可能となる。

ステップ４４００では、ステップ４３００で指定された
パレット上の位置に５素材ワークが載置されているか否
かを判断する。並替えテーブルで指定されたパレット上
の位置には、未加工の素材ワークが載置されている可能
性がある。この判断は、パレットの記憶素子から与えら
れる素材ワークの配置マツプと並替えテーブルで指定さ
れた位置とを照合することにより達成される。

指定された位置に素材ワークがある場合には、ステップ
４５０へ進み、ワークハンド２８０の空いているチャッ
クを利用して素材ワークをパレット上の空いた位置に移
動させる。素材ワークが移動した先の位置情報等は、当
然に中央処理装置９００内で管理される。

ステップ４６００では、ワークハンド２８０がパレット
上の指定された位置にワーク１５０を載置する。

ステップ４７００では、ワークの載置位置や機外計測の
結果等のデータをパレットの記憶素子に書き込んでステ
ップ４８００でワークの搬出工程を完了する。

以上に説明したワークの搬入、搬呂工程をくり返し、最
上段のパレット８０Ａ上の素材ワークの全ての加工が完
了し、パレット８０Ａ上の指定の場所に戻されると、走
行台車６０が軸Ｘ４に沿ってペレットのアンローディン
グステーション８２５側へ移動し、フォーク装置７０が
軸Ｆに沿って降下してパレット８０　Ａをアンローディ
ングステ〜ンヨン８２５の最下段に載置する。

その後に、フォーク装置７０と走行台車６０からなるパ
レットチェンジャは、パレットのローディングステーシ
ョン８２０側へ戻り、２段目のパレット（８０Ｂ）をと
り上げて上述した工程をくり返す。

２段目のパレット８０Ｂ上のワークの加工が完了すると
、パレットチェンジャはこのパレット８０Ｊ３をアン口
・−ディングステーション８２５側へ搬送し、１段目の
パレット８０Ａ上に積層する。

１段目のパレット８０Ａのピンの高さは、予め中央処理
装置９００内に記録されているので、このデータに基づ
いて、フォーク７ｏに対して第２のパレット８０Ｂを解
放する軸Ｆ上の座標が指令される。

本自動加工装置は、以上の処理をくり返すことにより、
ローディングステーション８２０に積層されたパレット
上に載置されたワークの全てを自動的に加工して、アン
ローディングステーション８２５に積層する。

以上の加工は、全て無人化状態で達成される。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、複合加工旋盤と搬送装置とを組
合せた自動加工装置において、ワークを載置するパレッ
トに記憶素子を設け、この記憶素子にパレット上のワー
クに関する種々のデータを入力するものである。

そして、このワークに関するデータに基いてパレットを
支持するフォーク装置と搬送ロボットのワークハンドと
の会合地点等を最適に制御するので、搬送ロボットによ
るワークの搬入動作を最も合理的に設定することができ
る。

加工済のワークは同じパレット上に戻されるが、その位
置は、素材ワークのときの位置に限定されず、例えば、
加工済のワークの種類を統合するように、パレット上の
任意の位置に並べかえることが可能である。

加工済のワークを載置したパレットは、アンローディン
グステーションに積層されるが、パレットに高さの調節
が可能なピンを立設し、このピンを利用して上側のパレ
ットを支持するように構成したので、パレットチェンジ
ャのフォーク装置は所定の高さでパレットを解放して積
層を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものである。 第１図は自動加工装置の全体を示す斜視図、第２図は正
面図、第３図は平面図、 第４図は左側面図、 第５図は複合加工旋盤の概要を示す説明図、第６図はス
トッカ装置の要部の断面図、第７図はストッカ装置の要
部の側面図、第８図は制御装置の概要を示すブロック図
、第９図は制御のフロー図、 第１０図はパレットの記憶素子に記入する項目を示す説
明図、 第１１図は自動加工装置の他の配置例を示す正面図、 第１２図はリード、ライト装置の斜視図、第１３図はパ
レットの要部の平面図、 第１４図は第１２図の正面図、 第１５図はワークハンドの作動を示す説明図、第１６図
はワークハンドの作動を示す他の説明図、 第１７図は制御のフロー図。 第１８図は制御の他のフロー図である。 １・・・・・・自動加工装置　１０・・・・・・複合加
工旋盤２０・・・・・・搬送装置　　３０・・・・・・
ストッカ装置４ｏ・・・・・・ストッカ　　　５ｏ・・
・・・・機外計測装置６０・・・・・・走行台車　　７
ｏ・・・・・・フォーク装置Ｏｏｏ、・・・パレット　
　９０，９５・・・・・・制御装置５０・・・・・・ワ
ーク　　２８０・・・・・・ワークハンド００・・・・
・・パレットのフレーム １０・・・・・・ピン　　　　８１５・・・・・・記憶
素子８ｏ・・・・・・リード、ライト装置 特許出願人　　ヤマザキ　マザツク株式会社代理人　弁
理士　沼形義彰（外２名） 第５ 第７ 図 第１０図 第１２図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複合加工旋盤と、複合加工旋盤に部材を搬送する搬
   送装置と、全体の装置を制御する制御装置を備えた自動
   加工装置において、 搬送装置は、複合加工装置とワークを収容するストッカ
   装置との間に配設したガイドレールと、ガイドレール上
   を自走する搬送ロボットと、搬送ロボットにとりつけた
   鉛直方向に伸縮するアームと、アームの先端に装着され
   たワークを把持するワークハンドとを備え、 ストッカ装置は、素材ワークを所定位置に載置したパレ
   ットを収容するローディングステーションと、加工済ワ
   ークを載置したパレットを収容するアンローディングス
   テーションと、ローディングステーションとアンローデ
   ィングステーションとの間でパレットを搬送するパレッ
   トチェンジャとを備え、 パレットにパレット上のワークに関する情報を記憶する
   記憶素子を設けるとともに、パレットチェンジャにパレ
   ットの記憶素子との間で情報を交換して制御装置に伝達
   するリード、ライトヘッドを配設してなる自動加工装置
   の搬送装置。 ２、パレットチェンジャは、ローディングステーション
   とアンローディングステーションの間を走行する走行台
   車と、走行台車に昇降自在に装備されてパレットを把持
   するフォーク装置とを備え、パレットの記憶素子に入力
   されたワークの寸法に関するデータに基いて、パレット
   を把持するフォーク装置の高さ位置を制御する手段を備
   えてなる請求項１記載の自動加工装置の搬送装置。 ３、パレットは、平面形状が四辺形のフレームと、フレ
   ームの四隅に立設して上側に積層される他のパレットを
   支持するピンを備え、 パレットの記憶素子に入力されたピンの寸法に関するデ
   ータに基いて、パレットを把持又は解放するフォーク装
   置の高さ位置を制御する手段を備えてなる請求項１又は
   ２記載の自動加工装置の搬送装置。 ４、制御装置は、加工済のワークに関するデータに基い
   てパレットに載置される加工済ワークを素材ワークの配
   置から並び替える手段を備えてなる請求項１記載の自動
   加工装置の搬送装置。