JPS6134935B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、自動工作機械にて加工される加工物
の段取りを自動的に行うための自動段取り用テー
ブルに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、FMS（フレキシブル生産システム）が
多くの分野において普及している。たとえば、主
として多種中少量生産を主とする機械加工分野の
FMSにおいては、複数個の自動工作機械をライ
ン状に配置するとともに自動段取り装置を設置し
これら自動工作機械と自動段取り装置とを例えば
無人車、搬送ロボツト等の搬送手段により連絡し
自動工作機械、自動段取り装置及び搬送手段を集
中管理制御する方式が採用されている。この方式
においては、搬送手段への加工物の供給は、上記
自動段取り装置により、工作機械に取付け可能な
プレート上に加工物を保持・固定し、この加工物
が設定されたプレートを上記搬送手段に送り込む
ことにより行われている。ところで、上記自動段
取り装置は、自動段取り用テーブルとこの自動段
取り用テーブル近傍に設置されたロボツトとから
構成されている。そして、各種治具は、あらかじ
め定められた順序に従つて、ロボツトにより順次
自動段取り用テーブル上に積重ねられる。積み重
ねられる際の位置決めは、位置決めピンの位置決
め穴への嵌合により行われる。しかるに、このよ
うな嵌合作業は高度の位置決め精度を必要とする
ものであり、視覚認識機能を具有しない一般のロ
ボツトでは、迅速かつ正確に上記嵌合作業を行う
ことが困難となつている。しかも、１回の段取り
作業においては、複数回の嵌合作業を行う必要が
あり、回数を増すごとに位置決め誤差が累積する
難点を有している。このため自動段取り作業を高
い信頼性で行うための一つの方法として、ロボツ
トに視覚機能をもたせることによりフレキシビリ
テイを高めることが考えられているが、すこぶる
高価であり実際的ではない。そこで、比較的簡便
であり、かつ迅速・正確に段取り作業を行うこと
のできるフレキシビリテイを有する自動段取り用
テーブルが要望されていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を勘案してなされたもの
で、FMSに適合する自動段取り用テーブルを提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

架台にインデツクス・テーブルを設けるととも
に、このインデツクス・テーブル上に順次重み重
ねられる治具をインデツクス・テーブル上面に沿
つてわずかな力で移動自在に支持するエア・カー
テン形成機構と、ロボツトによる治具嵌合後の位
置ずれを修正する位置決め機構とを設置したもの
である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面を参照して実施例に基づい
て詳述する。

第１図及び第２図は、それぞれ本実施例の自動
段取り用テーブルの平面図及び正面図を示してい
る。４脚の架台１の上面側には、円盤状のインデ
ツクス・テーブル２が載置されている。このイン
デツクス・テーブル２は、架台１の下面側に取着
されているモータ３により、所要角度ずつ回転駆
動されるようになつている。しかして、インデツ
クス・テーブル２上には、主面が正方形をなす板
状のエア・パレツト４が載置されている。このイ
ンデツクス・テーブル２の下面中央部には、テー
パ穴５が穿設されている（第３図参照）。一方、
前記インデツクス・テーブル２の上面中央部に
は、先端部にテーパ部が形成されモータ３の回転
軸と同軸の位置決めピン６が、インデツクス・テ
ーブル２内部に例えば油圧などによる進退機構に
よりインデツクス・テーブル２の上面より突出没
入自在に植設されている。そうして、位置決めピ
ン６が突出した状態で、前記テーパ穴５に嵌合す
るようになつている。同様に、この位置決めピン
６に近接して、インデツクス・テーブル２の上面
側には、前記進退機構により突出・没入自在な位
置決めピン６ａが植設され、エア・パレツト４の
下面側に設けられた位置決め穴に嵌入するように
設けられている。これら進退機構及び位置決めピ
ン６，６ａは、第１の位置決め機構６ｂを構成し
ている。さらに、エア・パレツト４内部には、空
気の案内通路となる空気供給孔４ａが穿設されて
いる。この空気供給孔４ａは、エア・パレツト４
の下面複数部位にて開口しているとともに、他端
部が図示せる圧縮空気源に接続されている。これ
らエア・パレツト４、空気供給孔４ａ及び圧縮空
気源は、エア・カーテン形成機構７を構成してい
る。また、エア・パレツト４の上面側には、この
エア・パレツト４上に載置されるNC
（Numerical Control；数値制御）工作機械に設
置される専用治具である主面が正方形をなすNC
プレート８の位置決めのための位置決めピン９，
９が植設されている。しかして、ンデツクス・テ
ーブル２上面側には、位置決めピン６が没入した
状態下における一体的に連結したエア・パレツト
４とNCプレート８との位置決めを行うための複
数個の位置決めピン１０……が植設されている。
これら位置決めピン１０……は、位置決め状態下
にてNCプレート８の互に隣接する側面に２本ず
つ接触するように設けられている。さらに、イン
デツクス・テーブル２の上面上は、２個のエア・
シリンダ１１，１１が設けられている。これらエ
ア・シリンダ１１，１１のピストン・ロツド１
２，１２の先端には、板状の押圧体１２ａ，１２
ａが取着されていて、これら押圧体１２ａ，１２
ａは、NCプレート８の位置決めピン１０……に
接触しない他の側面を押圧するようになつてい
る。これら、エア・シリンダ１１，１１、ピスト
ン・ロツド１２，１２、押圧体１２ａ，１２ａ及
び位置決めピン１０……は、第２の位置決め機構
１３を構成している。かくて、モータ３、位置決
めピン６の進退機構、エア・パレツト４の圧縮空
気を供給する圧縮空気源、エア・シリンダ１１，
１１は、例えばマイクロ・コンピユータ等の演算
制御部（図示せず）に接続されている。なお、図
示せぬが、本実施例の自動段取り用テーブルに隣
接して、加工物クランプ用の各種治具が所定位置
に載置されている治具台が設置されている。ま
た、前記NCプレート８などの大型治具を運搬す
る搬送ロボツト（図示せず）及び上記治具台に載
置されているクランプ用治具を把持して所定位置
で組立てる組立ロボツト（図示せず）も、本実施
例の自動段取り用テーブル近傍に設置され、これ
らは前記演算制御部から出力された制御信号に基
づいて操作されるようになつている。

つぎに、上記構成の自動段取り用テーブルの作
動について述べる。

まず、エア・パレツト２の空気供給孔４ａから
圧縮空気を噴出させ、インデツクス・テーブル２
との間に20μｍ程度のエア・カーテンを形成する
とともに、前記インデツクス・テーブル２に設け
られた進退機構により位置決めピン６，６ａをイ
ンデツクス・テーブル２の上面より上方に突出さ
せエア・パレツト４の位置決めを行う。しかし
て、位置決めピン６，６ａをインデツクス・テー
ブル２の上面より下方に没入させる。すると、エ
ア・パレツト４とインデツクス・テーブル２との
間に形成されているエア・カーテンにより水平面
すなわちインデツクス・テーブル２上面に沿つて
エア・パレツト４はわずかな力で移動自在とな
る。すなわち、自動段取りの際のフレキシビリテ
イが付与される。つぎに、前記搬送ロボツトによ
りNCプレート８をエア・パレツト４上の所定位
置に演算制御部における作業プログラムに基づき
載置する。このとき、搬送ロボツト側において若
干の位置ずれ、傾斜等の位置決め誤差が生じてい
ても、エア・パレツト４側の方がNCプレート８
下面に穿設されている位置決め穴位置のずれに倣
つて移動するので、確実にエア・パレツト４の位
置決めピン９，９をNCプレート８の位置決め穴
に嵌合させることができる。かくて、エア・シリ
ンダ１１，１１のピストン・ロツド１２を前進さ
せ、押圧体１２ａ，１２ａによりNCプレート８
の側面を位置決めピン１０……に押し付け、位置
決めピン９，９により一体的に連結したエア・パ
レツト４とNCプレート８の位置修正を行う。こ
れは、この後の段取りにおいて位置決め誤差を累
積させないために行うものである。ついで、搬送
ロボツトにより治具プレート１４をNCプレート
８上の所定位置に演算制御部における作業プログ
ラムに基づき載置する。この場合も、エア・パレ
ツト４とNCプレート８とは一体的に水平面に沿
つてわずかな方で移動自在であるので、NCプレ
ート８の上面に植設された位置決めピン１５……
は、位置決めピン９，９と同様に容易かつ確実に
治具プレート１４下面に設けられた位置決め穴に
嵌合させることができる。かくて、再びエア・シ
リンダ１１，１１を駆動して、一体的に連結して
いるエア・パレツト４、NCプレート８及び治具
プレート１４の位置修正を、押圧体１２ａ，１２
ａ及び位置決めピン１０……により行う。しかし
て、今度は組立ロボツトにより、治具台から円柱
状のクランプ治具１６……を治具プレート１４上
面側に設けられた嵌合穴に嵌入する。このとき、
各クランプ治具１６……の対応する嵌合穴への嵌
入ごとに、エア・シリンダ１１，１１を駆動し
て、押圧体１２ａ，１２ａ及び位置決めピン１０
……により前述したと同様の位置修正を行う。つ
ぎに、クランプ装置１７を組立ロボツトにより治
具台から取出し治具プレート１４に内蔵された内
部シリンダのピストン部に装着したのち、再び前
と同様の位置修正を行う。ついで、搬送ロボツト
により加工物１８をクランプ治具１６……上に載
置する。かくて、前記インデツクス・テーブル２
の進退機構を作動させ、位置決めピン６，６ａを
突出させるとともに、空気供給孔４ａからの空気
の噴出を停止させて、インデツクス・テーブル２
とエア・パレツト４を密着させる。そうして、治
具プレート１４の側面に図示せぬ油圧源に接続さ
れた自動着脱カプラを取着し、治具プレート１４
に内蔵された油圧管路を介して上記内部シリンダ
に油圧を付加する。すると、内部シリンダのピス
トン部の下降にともない加工物は、クランプ装置
１７により締着・固定される。さらに、NCプレ
ート８に埋設されている着磁・脱磁自在な電磁チ
ヤツクに給電して着磁し、治具プレート１４を磁
力により吸着させる。かくて、一体的に連結した
加工物１８、治具プレート１４及びNCプレート
８は、搬送ロボツト、無人車等により加工物１８
を加工する例えばマシニングセンタなどの自動工
作機械の所定の着座位置に設置される。一方、自
動工作機械により加工物１８が所定の加工を受け
たのちは、再び自動段取り用テーブルにNCプレ
ート８を載置し、治具プレート１４を吸着してい
るNCプレート８に埋設されている電磁チヤツク
を脱磁したのち、搬送ロボツト及び組立ロボツト
により分解作業を行う。ただし、この分解作業に
おいては、位置決めピン６，６ａはインデツク
ス・テーブル２上面から突出させた状態で行い、
インデツクス・テーブル２とエア・パレツト４と
の間にエア・カーテンを形成させる必要はない。
このように、本実施例の自動段取り用テーブル
は、インデツクステーブル２上に、エア・パレツ
ト４を設け、インデツクス・テーブル２の上面に
沿つて移動自在としているので、各種治具をつぎ
つぎに嵌合して段取りする際におけるフレキシビ
リテイが大きくなり、段取りのための嵌合作業を
高精度かつ高能率で行うことができる。したがつ
て、嵌合作業を行うロボツト側において、とくに
視覚センサ等の高度の認識機能を付与させる必要
がなく、比較的安価なロボツト装置で対応できる
利点を有する。

なお、上記実施例においては、治具プレート１
４上に載置される加工物の数は１個であるが、加
工物の数が複数個である場合又は組立ロボツトの
動作領域が治具プレート１４の全域に及ばない場
合には、モータ３を駆動させることにより、イン
デツクス・テーブル２を所要角度回転させる。た
だしこの場合、インデツクス・テーブル２とエ
ア・パレツト４との間にエア・カーテンを形成さ
せないで、位置決めピン６，６ａをエア・パレツ
ト４に嵌合させ、インデツクス・テーブル２とエ
ア・パレツト４とを密着させる。また、エア・カ
ーテンは、空気供給孔４ａをエア・パレツト４の
上面に開口させることにより、エア・パレツト４
とNCプレート８との間に形成するようにしても
よい。さらに、押圧体１２ａ，１２ａは、エア・
パレツト４の側面を押圧するようにしてもよい。
さらに、自動段取り作業にインデツクス機能が全
く不要である場合は、インデツクス・テーブル２
の代りに通常の固定テーブルを用いてもよく、こ
の場合も本発明の要旨の範囲内である。

〔発明の効果〕

本発明の自動段取り用テーブルは、エア・パレ
ツトが添設されたことにより治具嵌合の際のフレ
キシビリテイが付与されている。したがつて、ロ
ボツトによる位置決めにおいて、位置ずれ、傾斜
等の誤差が生じていても、エア・パレツトを介し
ての水平方向の微動により吸収され、段取り作業
を迅速かつ正確に行うことができる。また、高精
度位置決めのために視覚機能を有するロボツトを
用いる必要がないので、設備費低減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例
の自動段取り用テーブルの平面図及び正面図、第
３図はエア・パレツトの要部を示す拡大断面図で
ある。 ２……インデツクス・テーブル（テーブル）、
４……エア・パレツト、６，６ａ……位置決めピ
ン（嵌合ピン）、６ｂ……第１の位置決め機構、
７……エア・カーテン形成機構、８……NCプレ
ート（プレート）、１０……位置決めピン、１３
……第２の位置決め機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上面が摺動面に形成されたテーブルと、この
   テーブルの摺動面上に摺動自在に載置され且つ下
   面にテーパ付嵌合凹部が凹設されたエア・パレツ
   トと、上記テーブルの摺動面と上記エア・パレツ
   トの下面との間にエア・カーテンを形成して上記
   エア・パレツトを浮上させるエア・カーテン形成
   機構と、上記テーブルに突没自在に埋設されたテ
   ーパ付嵌合ピンを有し上記エア・パレツトが上記
   エア・カーテン機構により浮上している状態で上
   記嵌合ピンを上記エア・パレツトの嵌合凹部に嵌
   入させることにより上記エア・パレツトの位置決
   めを行う第１の位置決め機構と、上記テーブルに
   立設された複数の位置決めピンを有し上記エア・
   パレツトに嵌脱自在に位置決め載置され上記エ
   ア・パレツトと一体化したプレートを上記嵌合ピ
   ンが上記テーブルに没入し且つ上記エア・パレツ
   トが上記エア・カーテン形成機構により浮上して
   いる状態で上記プレートを押圧することにより上
   記位置決めピンに当接させて上記プレートの位置
   決めを行う第２の位置決め機構とを具備すること
   を特徴とする自動段取り用テーブル。