JPS62255012A - 歯車加工機械の自動生産システム化装置 - 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〉 本発明は歯車加工機械であるホブ盤、ギヤシェーバ、シ
ェービング盤等を自動生産化システムに適用する場合の
装置に関し、特に柔軟性に豊んだ自動生産化システムに
適用できるように企図したものである。

く従来の技術〉 部品加工ラインは、生産性向上の要請から、サイクルタ
イムの短縮、コストの低減が三大生命であり、最近はこ
れに加えワークの種類変更に対する柔軟性が要求されて
いる。

従来、歯車加工分野でも生産性向上の要請から専用的生
産設備が使用されてきている。

この設備は単一部品を大量に生産する場合には効率のよ
い方法であるが、ワークの種類を変更する場合、全ライ
ンの変更が必要となり、設備は柔軟性に乏しくワークの
変更には多大の時間と設備改造費を必要としている。

そこで、柔軟性を考慮して天井走行ロボットを用いたり
、汎用ロボットを用いた自動化設備も使用されている。

天井走行ロボットを用いた自動化設備は、ロボットを天
井走行させ複数の機械を受け持つように計画されている
ため、かなり汎用性があり柔軟性に豊んでいる。ところ
が、ロボットが各種の機械を相手にするため機構が複雑
となりコスト高になる欠点があると共に、ワークの取付
は取外しは一動作毎に確認が必要なため、サイクルタイ
ムが長くなる欠点がある。また汎用ロボットを用いた自
動化設備は、ロボット自体がかなり高価であり、実際の
ライン化にあたっては別にコンベア等の設備が必要とな
り設備費が高価になってしまう、また、加工には切削油
飛散防止のカバーの開閉等もありサイクルタイムが専用
的なものに比較してかなり長くなる。

ところで、歯車生産ライン（特に歯車加工機を対象とし
た場合）を自動生産システム化しようとすると次のよう
な技術を確立することが必要である。

（１）　　多種類ワークの取り付け、取り外し、搬入、
搬出が自動的にできること。

（２）　　ワークに対応した加工治具の交換が自動的に
できること、又治具取付精度等の確認ができること。

（３）　　ワークに対応した加工工具の交換が自動的に
できること、又工具取付精度等の確認ができること。

（４）　　歯車機械は構造上空間が小さいので特別な形
状、構造のマニプレータを採用する必要がある。

（５）以上の技術を実現するに当っては、サイクルタイ
ム、コスト、フレキシビリティ−の３点に重点を置くと
共に、自動化レベルの選択を生産体質及び予算の規模に
応じて自由に選択できることが重要である。

（６）　　選択した自動化レベルが仮りに低レベルのも
のであっても、将来装置を付加することにより、無駄な
く、自動化レベルを上げられるシステムが必要である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 歯車加工機械において類似ワークの自動交換装置は生産
されているが、工具、加工治具まで自動的に交換する装
置は無いのが現状である。そのため、歯車加工機械を自
動生産システム化する場合、加工サイクルタイムを重視
した場合コスト高となってしまい、コスト低減を重視し
た場合加工サイクルタイムが長くなると共にワークの種
類が変更になった時の柔軟性に欠ける欠点があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、生産性と設
備の柔軟性が良く且つ効率良く歯車加工機械の自動生産
システム化が実現できる歯車加工機械の自動生産システ
ム化装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の構成は、ｌｉ１友加
丁ｍｍを臼動汰老システムに１田する際に用いられる装
置であって、ワークと工具及び工具用治具である用具を
前記歯車加工機械に搬入し得るワンハンドマニプレータ
と、該ワンハンドマニプレータで前記用具を保持するた
め該ワンハンドマニプレータに装着される用具用グリッ
プハンドと、前記用具を収納すると共に該収納された用
具を前記ワンハンドマニプレータとの間で受け渡しを行
なう用具格納受渡し手段と、用具用グリップハンドの交
換を含むワンハンドマニプレータの動作及び該用具格納
受渡し手段の作動を制御する制御装置と、前記ワンハン
ドマニプレータによる前記用具の保持状態を計測し所定
の保持状態の場合に前記歯車加工機械を動作させる計測
手段とを備えたことを特徴とする。

く作　　　用〉 被削ワークが変更になった時制御装置の指令により自動
的に用具用グリップハンドをワンハンドマニプレータに
より交換し用具格納受渡し手段から必要な用具を取り出
してワンハンドマニプレータにより交換作業を行なう、
用具交換後の精度は計測手段により計測し、所定精度の
場合歯車加工機械による生産を開始する。単体機から複
数機による自動生産システム化は一部自動化から全自動
化までを適宜選択する。

く実　施　例〉 第１，２図には本発明の一実施例に係る自動生産システ
ム化装置を備えたホブ盤の側面及び平面、第３．４図に
は本発明の一実施例に係る自動生産システム化装置を備
えたギヤシェーパの側面及び平面、第５図にはワンハン
ドマニプレータを表わす斜視を示しである。

第５図に示す如く、歯車加工機械１０１に設けられたワ
ンハンドマニプレータｌは、ワーク交換装置１０２と歯
車加工機械ＩＪとの間でワーク１０３の受け渡しを行な
う。

第１．２図に基づきホブ盤１０４に自動生産システム化
装芒な備えた場合を説明する。

１０４はホブ盤本体、１は第５図に示したワンハンドマ
ニプレータ、２はワーク交換装置、３はＸ軸方向移動レ
ール、４はＹ軸方向移動装置、５はＹ軸方向の移動レー
ル、６は用具用ラックであり、用具用ラック６には用具
用グリップハンドであるワーク用、治具用、工具用の交
換ハンド類及び工具、治具が格納されている。１１はホ
ブ盤１０４の制御とは別にローダ部分を制御する制御装
置、１２はワンハンドマニプレータｌに取付けられてい
るハンド、１３は加工治具（交換部分）、１４はワーク
交換装置のワーク受台、１５はホブカッタ、１１３は被
削ワークである。ワークはＢ側から搬入し加工後Ａ側に
搬出することができ、またＢ側からＢ側に移動させるこ
ともでき、更にこの逆も可能である。Ａ又はＢの位置で
同様の装置を備えた別の機械（例えばギヤシェーパ等）
とのワークの受け渡しをすることにより歯車加工のライ
ン化が可能となる。

今、ワークがＢ側から搬入されてＡ側に搬出される場合
を説明する。

ワンハンドマニプレータ１はＢ位置でワークを把み、Ｘ
軸方向移動レール３上をＸ軸方向に移動し、ワーク交換
装置２の未加工ワーク置場にワークを置く、ワンハンド
マニプレータ１は空圧によりグリップをオープンにして
、切削中のワークの取り外し位Ｎ（図の位’；ｉｔ）ま
で移動し、空圧を減じる。この時、グリップはバネの力
によりワークを把む方向に縮まるがこの位置では、カム
によってグリップは開いた状態にある。ホブ＠１０４に
よる切削が終了すると、ワンハンドマニプレータ１が上
昇動作を始めカムが自動的に抜けて自動的にワークをク
ランプする。ワンハンドマニプレータｌのハンドが回転
すると自動的にメカで構成された軌跡に従ってワーク交
換装ｇ１２の交換位置に加工済みのワークが移動して来
る。このとき、先と同様にメカカムによりグリップはオ
ープンの状態にあり、ワーク交換装置２の働　きにより
、加工済ワークをエスケープさせて先程の未加工ワーク
をグリップの中に入れる。グリップは上昇するとメカカ
ムが抜けて自動的に未加工ワークをクランプし、ワーク
を切削位置ヘローデイングする。この間純粋にメカで動
くためクランプ確認等に、電気信号の遅れによるむだな
時間が掛からず、高速取付取外しができる。この後機械
は切削サイクルを行うと同時にグリップに空圧を供給し
てグリップはオープンとなる。そしてワークを持たずに
アームが回転しワンハンドマニプレータ１はワーク交換
位置まで戻って来る。この後ワンハンドマニプレータｌ
はＮＣａ構によって、ハンドを回転したり、Ｘ軸に添っ
て動く等動作してエスケープ位置のワークをつかみ上げ
、Ｘ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイドは途中からＹ軸方向
移動装置４に取り付いているＸ軸シールに乗り移り１乗
り移った後のＹ軸方向移動装置４はＹ軸方向の移動レー
ル５に添って動きＡ側ヘワークを搬送する。ワーク搬送
後（定位置へワーク上置いた後）ワンハンドマニプレー
タ１はＢ位置へ戻り次の未加工ワークを把みワーク交換
位置２の未加工ワーク位置へ未加工ワークを置き、その
後ワーク切削完了まで図示の位置で待期する。このサイ
クルをくり返す。

次に工具交換の場合を説明する。

ワンハンドマニプレータｌは最後のワーク加工完了後、
第２図中Ｘ軸方向右側少し手前に停止する。用具用ラッ
ク６の空部分に　ハンドを置き、その後必要な工具用ハ
ンドを選択して　ハンドを交換する。ワンハンドマニプ
レータ１はＸ軸方向移動レール３を第２図中左端まで移
動し、現在使用由の工具を取り外す、この時ホブ盤はＭ
ＣＩＩなので、工具交換が容易なように、ホブヘッドの
高さ、角度、ラジアル位置、ホブシフト位置が記憶位置
決めされている。ワンハンドマニプレータ１は取り外し
た工具を持って工具を用具用ラック６の空ラックに戻す
０次に指令された新工具を選択して用具用ラック６から
取り出して上述とは逆の動作をして新工具をホブ盤に取
り付ける。

次に治具交換の場合を説明する。

ワンハンドマニプレータ１は最ツ隻のワーク加工完了後
に工具の時と同様治具用ハンドを用具用ラック６より選
び出し、次に旧拍具をワンハンドマニプレータ１から取
り外して用具用ラック６に戻す０選び出した治具用ハン
ドを用具用ラック６から選択してワンハンドマニプレー
タ１のハンドを交換し、選び出した治具を取り出して　
治具を交換する。この間ワンハンドマニプレータ１はＸ
軸方向に数回の往復運動を行う。

以上の作用によりホブ＠　１０４におけるワークの取付
、取外し及び工具の交換までを自動的にしかも迅速に行
なうことが可能となる。

また、ワークの取付、取外しだけの自動化や工具交換を
含めた全ての動作の自動化を柔軟に採用することができ
る。このため柔軟性良く効果的にホブｇ１１０４を自動
生産システム化することが可能となる。

尚、歯車加工機械としてはホブ盤１０４に限定されず、
第３，４図に示したシェービング盤１０５を適用するこ
とも可能である。尚、第３．４図において２１はシェー
パカッタ、２２は被削ワークであり、自動生産システム
化装置は第１，２図に示したものと同一であるので同一
符号を付して重複する説明は省略する。

ただし、詳述は省略したが、シェーパカッタ２１の形状
がホブカッタ１５とは異なるので用具用ラック６への用
具の収納状態及びシェーパカッタ２１のシェービングｇ
１１０５への取付け、用具用グリップハンドの形状等は
多少異なる。

上述した自動生産システム化装置を歯車加工機械に用い
ることにより、歯車加工機械の柔軟性のある無人化加工
ラインが可能となる。

〈発明の効果〉 本発明の自動生産システム化装置は、柔軟性良く且つ効
率良く歯車加工機械を自動生産システム化に適用するこ
とが可能になるので、歯車加工機械を含む歯車加工ライ
ンの完全無人化自動ラインの達成がサイクルタイム及び
コストを高めることなく可能となる。

その結果、歯車加工の生産性が飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明の一実施例に係る自動生産システム
化装置を備えたホブ盤の側面図及び平面図、第３，４図
は本発明の一実施例に係る自動生産システム化装置を備
えたギヤシェーバの側面図及び平面図、第５図はワンハ
ンドマニプレータを表わす斜視図である。 図　面　中、 １　（ｔワンハンドマニプレータ、 ２はワーク交換装置、 ３はＸ軸方向移動レール、 ４はＹ軸方向移動装置、 ６は用具用ラック、 １１は制御装置、 １０４はホブ盤。 １０５はシェービング盤である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 歯車加工機械を自動生産システムに適用する際に用いら
   れる装置であって、ワークと工具及び工具用治具である
   用具を前記歯車加工機械に搬入し得るワンハンドマニプ
   レータと、該ワンハンドマニプレータで前記用具を保持
   するため該ワンハンドマニプレータに装着される用具用
   グリップハンドと、前記用具を収納すると共に該収納さ
   れた用具を前記ワンハンドマニプレータとの間で受け渡
   しを行なう用具格納受渡し手段と、用具用グリップハン
   ドの交換を含むワンハンドマニプレータの動作及び該用
   具格納受渡し手段の作動を制御する制御装置と、前記ワ
   ンハンドマニプレータによる前記用具の保持状態を計測
   し所定の保持状態の場合に前記歯車加工機械を動作させ
   る計測手段とを備えた歯車加工機械の自動生産システム
   化装置。