(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを加工する工作機械と、ワーク搭載用パレットが載置される複数のパレット棚を備えたパレットプールと、上記パレット上のワークの交換を行う段取りステーションと、上記工作機械，パレットプール，及び段取りステーションの間で上記パレットの搬送を行う搬送車と、上記工作機械とパレットプールとの間に敷設され、上記搬送車が走行するレールとを備えたパレットプール式機械加工装置において、上記１台の工作機械と、複数のパレットの搭載に適した基本長さを有する少なくとも１組のパレット棚と、上記基本長さと同じ長さでかつ上記パレット棚と同じ組数のレール単体とを有する基本ユニットを備えていることを特徴とするパレットプール式機械加工装置。
【請求項２】
請求項１において、上記基本ユニットは、パレット棚を２枚のパレットの搭載に適した基本長さのものとし、平面視で少なくとも１組のパレット棚と少なくとも１組のレール単体とを平行に配置し、上記工作機械のパレット搬出入部の中心が上記パレット棚に搭載されたパレット間の中心上に位置するように、又は上記工作機械の搬出入部の中心と上記パレット棚に搭載されたパレット間中心との間隔がパレットピッチの整数倍となるように上記工作機械を配置して構成されていることを特徴とするパレットプール式機械加工装置。
【請求項３】
請求項１において、上記基本ユニットは、上記パレット棚を３枚のパレットの搭載に適した基本長さのものとし、平面視で少なくとも１組のパレット棚と少なくとも１組のレール単体とを平行に配置し、上記工作機械のパレット搬出入部の中心が上記パレット棚に搭載されたいずれかのパレットの中心上に位置するように、又は上記工作機械の搬出入部の中心と上記いずれかのパレットの中心との間隔がパレットピッチの整数倍となるように上記工作機械を配置して構成されていることを特徴とするパレットプール式機械加工装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかにおいて、上記基本ユニットは、さらに上記レールに沿って配設され搬送車を駆動するためのラックを備え、該ラックはラック歯のピッチの整数倍で、かつ上記基本長さと実質的に同じ長さの複数のラック単体で構成されていることを特徴とするパレットプール式機械加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば横型マシニングセンタ等の工作機械と、立体式パレットプールとを組み合わせることにより、長時間連続無人運転ができるようにしたパレットプール式機械加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パレットプール式機械加工装置は、例えば横型マシニングセンタ等の工作機械と、パレットが載置されるパレット棚を多数備えるパレットプールと、上記パレット上のワークの交換を行う段取りステーションと、上記マシニングセンタ，パレットプール，及び段取りステーションの間で上記パレットを搬送する搬送車と、該搬送車が走行するレールとを備えている。
【０００３】
上記パレットプール式機械加工装置では、未加工のワークが搭載されたパレットをパレットプールのパレット棚上に載置貯蔵しておき、該パレットを搬送車によりマシニングセンタに順次供給することにより、多数のワークを無人で長時間連続加工することが可能である。
【０００４】
上記従来のパレットプール式機械加工装置を構築する場合、ユーザの要望に応じてその都度、マシニングセンタの台数，段取りステーションの組数，パレット棚の組数及びこれらの配置形態を設計し、製作するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来方法は、ユーザの希望に応じてその都度、パレット棚組数等とそれらの配置形態を設計する方法であるから、ユーザの要望に応じた装置構築時の柔軟性，機器の追加拡張時の拡張性が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ユーザの要望に応じた装置構築時の柔軟性，機器の追加拡張時の拡張性が高く、また配置形態の変更も容易に行うことができ、かつ低コストのパレットプール式機械加工装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ワークを加工する工作機械と、ワーク搭載用パレットが載置される複数のパレット棚を備えたパレットプールと、上記パレット上のワークの交換を行う段取りステーションと、上記工作機械，パレットプール，及び段取りステーションの間で上記パレットの搬送を行う搬送車と、上記工作機械とパレットプールとの間に敷設され、上記搬送車が走行するレールとを備えたパレットプール式機械加工装置において、上記１台の工作機械と、複数のパレットの搭載に適した基本長さを有する少なくとも１組のパレット棚と、上記基本長さと同じ長さでかつ上記パレット棚と同じ組数のレール単体とを有する基本ユニットを備えていることを特徴としている。
【０００８】
ここで本発明において、パレット棚長さとレール単体長さが実質的に同じ長さであるとは、パレット棚の配置間隔とレール単体の配置間隔とは異なるのが一般的であるが、この配置間隔を含めた長さでみた場合には同じ長さになるとの意味である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、上記基本ユニットは、パレット棚を２枚のパレットの搭載に適した基本長さのものとし、平面視で少なくとも１組のパレット棚と少なくとも１組のレール単体とを平行に配置し、上記工作機械のパレット搬出入部の中心が上記パレット棚に搭載されたパレット間の中心上に位置するように、又は上記工作機械の搬出入部の中心と上記パレット棚に搭載されたパレット間中心との間隔がパレットピッチの整数倍となるように上記工作機械を配置して構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、上記基本ユニットは、上記パレット棚を３枚のパレットの搭載に適した基本長さのものとし、平面視で少なくとも１組のパレット棚と少なくとも１組のレール単体とを平行に配置し、上記工作機械のパレット搬出入部の中心が上記パレット棚に搭載されたいずれかのパレットの中心上に位置するように、又は上記工作機械の搬出入部の中心と上記いずれかのパレットの中心との間隔がパレットピッチの整数倍となるように上記工作機械を配置して構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記基本ユニットは、さらに上記レールに沿って配設され搬送車を駆動するためのラックを備え、該ラックはラック歯のピッチの整数倍で、かつ上記基本長さと実質的に同じ長さの複数のラック単体で構成されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図１０は請求項１，２，４の発明の第１実施形態によるパレットプール式機械加工装置を説明するための図であり、図１は後述する基本ユニットを１組備えた場合の平面構成図、図２は基本ユニットを２組備えた場合の平面構成図、図３〜図１０は本実施形態装置を構成する機器を模式的に示すシンボル図である。
【００１４】
図１において、１はパレットプール式機械加工装置であり、該加工装置１は、被加工物であるワーク（不図示）を加工するマシニングセンタ５と、多数のパレット２を貯蔵するパレットプール６と、上記パレット２上のワークの交換を行う段取りステーション８と、上記パレット２の搬送を行う搬送車９とを備えている。また、１０は上記パレット２の搬送スケジュール等を制御する制御盤（コントロールステーション）を示しており、該制御盤１０と上記マシニングセンタ５，搬送車９とはケーブル１１により接続されている。
【００１５】
上記パレットプール６は、上記パレット２が２枚搭載されたパレット棚３により構成されている。なお、上記パレットプール６に貯蔵されているパレット２，２の間隔は全て等しいピッチＰとなっている。
【００１６】
また上記搬送車９は、上記マシニングセンタ５とパレットプール６との間に配設された複数のレール単体１２からなるレール上を複数のラック単体１６からなるラックに搬送車９側のピニオン９ａを噛合させることによって走行することにより、パレット２を上記マシニングセンタ５，パレットプール６のパレット棚３，及び段取りステーション８の間で搬送するためのものであり、また該搬送車９は、マシニングセンタ５，パレット棚３，及び段取りステーション８との間でパレット２の移載を行うパレット移載機構（不図示）を備えている。
【００１７】
また、１４ａ〜１４ｄは上記レール単体１２，パレットプール６，及び段取りステーション８等の周囲を囲む安全柵であり、安全柵１４ａは２組で１つのパレット棚３，レール単体１２の側面を覆うことのできる長さに設定されている。なお１５は、安全柵１４ｄに取り付けられた開閉扉を示している。
【００１８】
上記パレット棚３の図示左右方向長さは、２枚の上記パレット２，２を搭載するのに適した基本長さＰ１に設定されており、また上記レール単体１２及びラック単体１６はパレット棚３と実質的に同じ長さに設定されている。なお、実質的に同じ長さとは、例えば図１に示すように、平面視で３組のパレット棚に対しては３組のレール単体及びラック単体が対応するというように、パレット棚，レール単体，ラック単体が同じ組数でもって構成されるとの意味であり、換言すればそれぞれの配置間隔を含めた長さが等しいとの意味である。
【００１９】
また、上記ラック単体１６はラック歯のピッチの整数倍の長さを有し、かつ歯底の中心で切断されている。
【００２０】
そして上記複数のパレット棚３，レール単体１２，及びラック単体１６は、図示左右方向の互いに平行な直線上に配設されている。左，右端部に配設されたレール単体１２′，ラック単体１６´は上記搬送車９が左，右端部のパレット２の交換を行う場合の脱線防止用及び搬送車９が万が一オーバートラベルした場合の行過量を確保するためのものである。なお、レール単体１２′，ラック単体１６´は他のレール単体１２，ラック単体１６と同じ長さになっている。
【００２１】
また、上記マシニングセンタ５は、パレット２の搬出入部の中心線Ａと、該マシニングセンタ５に対向する位置に配設されたパレット棚３，３同士，及びレール単体２，２同士の境界線Ｂ、つまりパレット２，２間の中心線とが一致するよう配置されている。換言すれば上記中心線Ａと上記パレット棚３上のパレット間中心との間隔はパレットピッチＰの整数倍になっている。なお、本実施形態の場合上記中心線Ａは加工中心線と一致している。
【００２２】
また、上記段取りステーション８は、その中心線Ｄと、該段取りステーション８に対向する位置に配設されたパレット棚３及びレール単体１２，ラック単体１６の左右長手方向中心線Ｆとが一致するよう配置されている。またマシニングセンタ５の上記搬出入部の中心線Ａと段取りステーション８の中心線Ｄとの間隔は、パレットプール６に配置されたパレット２，２同士のピッチＰの整数倍（本実施形態の場合３倍）になっている。
【００２３】
ここで本実施形態のパレットプール式機械加工装置１の新規構築，及び追加拡張は、上記マシニングセンタ５，パレット棚３，レール単体１２，及びラック単体１６を自由に組み合わせることによって行われるが、本実施形態では、さらに例えば基本ユニットＧを図１に示すように１組又は図２に示すように２組設置することによって行われる。この基本ユニットＧは、１台のマシニングセンタ５と、平面視で２組のパレット棚３と、２組のレール単体１２と、２組のラック単体１６とを備え、マシニングセンタ５を、搬出入部の中心線Ａと境界線Ｂが一致するように配置した形態を有している。
【００２４】
図１の例は、上記基本ユニットＧを１組とし、該ユニットＧに隣接するように段取りステーション８，１組のレール単体１２，１組のラック単体１６及び平面視で１組のパレット棚３を配設し、さらに両端にレール単体１２′，ラック単体１６´及び制御盤１０を配設したものであり、パレット棚がパレット２枚用である場合のパレットプール式機械加工装置の基本形態をなしている。
【００２５】
図２は、上記基本ユニットＧを１組増加することにより装置を拡張した例である。この場合、隣接する基本ユニットＧ，Ｇのマシニングセンタ５，５間に、操作あるいは点検整備用空間が必要なことから、両基本ユニット間にパレット棚３を平面視で１組，レール単体１２，及びラック単体１６を１組増加し、それに応じて安全柵１４ａ，１４ｂを増加している。なお、図２の例では、マシニングセンタ５，５の間隔を利用してパレット棚３をさらに平面視で１組追加している。
【００２６】
次に本実施形態の動作，及び作用効果について説明する。
加工開始に先立って、パレットプール６の加工済みのワークが未加工のワークと交換される。まずパレット棚３上の加工済みワークが搭載されたパレット２が搬送車９により上記段取りステーション８に搬送され、ここで加工済みワークと未加工ワークとが交換され、次に該未加工ワークが搭載されたパレット２が搬送車９によりパレットプール６の所定のパレット棚３上の所定位置に載置される。このようにしてパレットプール６に未加工のワークが貯蔵される。
【００２７】
そして、加工開始が指示されると、所定のパレット棚３上の未加工ワークが搭載されたパレット２が搬送車９により取り出されて上記マシニングセンタ５に供給される。また、加工済みワークが搭載されたパレットが上記マシニングセンタ５から取り出されて、所定のパレット棚３上に戻される。
【００２８】
本実施形態加工装置１における装置の新規構築及びその後の追加拡張は、マシニングセンタ５，パレット棚３，レール単体１２，及びラック単体１６を自由に組み合わせることによって行われるので柔軟性，拡張性が高い。さらに本実施形態では、１台のマシニングセンタ５，２組のパレット棚３，２組のレール単体１２，及び２組のラック単体１６からなる基本ユニットＧを単位として拡張等を行うようにしたので、より一層拡張性を向上できる。例えば、図１の基本形態から図２の例に追加拡張する場合には、基本ユニットＧを１組、及びパレット棚３を平面視で１組、レール単体１２，及びラック単体１６を１組追加するだけで済む。
【００２９】
このように本実施形態では、パレット棚３を２枚のパレット２の搭載に適した基本長さＰ１とし、レール単体１２，ラック単体１６をパレット棚３と実質的に同じ長さとし、このパレット棚３の平面視２組と，レール単体１２，ラック単体１６の２組を１台のマシニングセンタ５に組合わせて基本ユニットＧとし、該基本ユニットＧを単位として追加拡張を行うようにしたので、ユーザの希望に応じた新規装置を構築する場合の柔軟性及び追加拡張性が高く、また配置位置の変更等も容易にできる。また、ラック単体１６の長さをラック歯のピッチの整数倍としたので、ラック単体の継ぎ合せが自在にできる。
【００３０】
具体的には例えば、図３〜図１０に示すシンボル図を用いたＣＡＤシステム等を用いて各シンボル図をモニター上に上記所定長さＰ１の間隔で配置して基本ユニットＧを構成し、これを追加，減少するだけで設計を行うことができ、それだけ手間を削減できる。なお、図３〜図１０において、１８は上記マシニングセンタ５の、１９は上記段取りステーション８の、２０は上記パレット棚３の、２１は上記搬送車９の、２２は上記レール単体１２の、２３は上記制御盤１０の、２４ａ〜２４ｄは安全柵１４ａ〜１４ｄの、２５はラック単体１６のシンボル図をそれぞれ示している。
【００３１】
また、上記パレット２，パレット棚３，レール単体１２，ラック単体１６，安全柵１４ａ〜１４ｄを汎用化できるので、各機器の設計，製作上のコストを低減できる。
【００３２】
図１１，図１２は、請求項１，３，４の第２実施形態を説明するための図であり、本実施形態はパレット３枚に対応したパレット棚を採用した場合の例であリ、図中、図１，図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３３】
本実施形態のパレットプール式機械加工装置１における基本ユニットＧ´は、１台のマシニングセンタ５と、平面視で１組のパレット棚４と、１組のレール単体１３と、１組のラック単体１７とを備え、マシニングセンタ５を、パレットの搬出入部の中心線Ａとパレット棚４，レール単体１３，及びラック単体１７の長手方向中心線、つまり中央のパレット２の中心線Ｃとが一致するように配置した形態を有している。
【００３４】
図１１は基本ユニットＧ´を１組備えた場合を示し、パレット棚４の図示左右方向長さは、パレット２を３枚搭載するのに適した所定長さＰ２に設定されており、またレール単体１３，及びラック単体１７はパレット棚４と実質的に同じ長さに設定されている。なお、安全柵１４ｂ´は１４ａより短くなっている。
【００３５】
そして上記基本ユニットＧ´の隣には段取りステーション８，１組のレール単体１３，１組のラック単体１７，及び平面視で１組のパレット棚４が、段取りステーションの中心線Ｄとパレット棚４の長手方向中心線、つまり中央のパレット２の中心線Ｃとが一致するように配置されている。なおマシニングセンタ５の搬出入部の中心線Ａと段取りステーション８の中心線Ｄとの間隔は、パレットプール７に配置されたパレット２，２同士のピッチＰの整数倍（本実施形態の場合３倍）になっている。さらに両端にはレール単体１３′，ラック単体１７´が、また一端には制御盤１０が配置されており、このようにして３枚のパレット２を単位とした場合のパレットプール式機械加工装置の基本形態が構成されている。
【００３６】
図１２は上記基本ユニットＧ´を１組増加することにより装置を拡張した例である。この場合、隣接する基本ユニットＧ´，Ｇ´のマシニングセンタ５，５間に、操作あるいは点検整備用空間が必要なことから、両基本ユニット間に平面視でパレット棚４を１組，レール単体１３，及びラック単体１７を１組増加し、それに応じて安全柵１４ａ，１４ｂ´を増加している。なお、図１２の例では、マシニングセンタ５，５の間隔を利用してパレット棚４を平面視で１組追加し、さらに段取りステーション８と制御盤１０との間に平面視でパレット棚４を２組，レール単体１３，ラック単体１７を１組追加し、パレットの貯蔵数量を増加し、より一層長時間連続加工を行うことができるようにしている。
【００３７】
なお、本発明におけるパレットの搬出入部の中心とは、図１３に示すように、マシニングセンタ５内でのパレット交換位置が２箇所ある場合には、両方のパレット交換位置の中心を意味している。
【００３９】
また、上記各実施形態において、パレット棚３を上下に複数段設けることも可能で、どのパレット棚３でも任意に立体構造にしても良い。
【００４０】
また、上記第１実施形態において、マシニングセンタ５はパレット搬出入部の中心線Ａが、２つのパレット棚３，３の境界線と一致するように配置されていたが、これに限らず、１つのパレット棚３の２つのパレット２，２の中心と中心線Ａとの間隔が、となりあうパレットのピッチの整数倍になるようにマシニングセンタ５を配置すれば良い。同様に上記第２実施形態においても、１つのパレット棚４のいずれかのパレット２の中心と中心線Ａとの間隔がとなりあうパレットのピッチの整数倍になるようにマシニングセンタ５を配置すれば良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明に係るパレットプール式機械加工装置によれば、工作機械，複数のパレットの搭載に適した基本長さのパレット棚，及び該基本長さと実質的に同じ長さのレール単体を基本ユニットとし、これを自由に選択することにより装置の新規構築，及び追加拡張を行なうようにしたので、ユーザの希望に応じた加工装置を構築できるとともに追加拡張が容易であり、柔軟性，及び拡張性を向上できる効果があり、またパレット棚，レール単体等の汎用性が高く、製造コストを低減できる効果がある。
【００４２】
請求項２の発明によれば、２枚のパレット搭載用パレット棚，レール単体，及び搬出入部の中心がパレット棚上のパレット間中心に一致し、又は搬出入部の中心とのパレットの中心との間隔がパレットピッチの整数倍となるように配置された工作機械とで基本ユニットを構成したので、パレット棚を２枚のパレットの搭載に適した基本長さのものとした場合の、システム設計上の柔軟性，追加拡張性を向上できる。
【００４３】
請求項３の発明によれば、３枚のパレット搭載用パレット棚，レール単体，及び搬出入部の中心がパレット棚上のパレット中心に一致し、又は搬出入部の中心といずれかのパレットの中心との間隔がパレットピッチの整数倍となるように配置された工作機械とで基本ユニットを構成したので、パレット棚を３枚のパレットの搭載に適した基本長さのものとした場合の、システム設計上の柔軟性，追加拡張性を向上できる。
【００４５】
請求項４の発明によれば、基本ユニットをさらにラックを備えたものとし、該ラックをラック歯のピッチの整数倍で、かつ基本長さと実質的に同じ長さのラック単体で構成したので、ラックの継ぎ合わせを自在に行うことができ、この点からもシステム設計上の柔軟性，追加拡張性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１，２，４の発明に係る第１実施形態のパレットプール式機械加工装置の平面構成図である。
【図２】  上記第１実施形態装置においてマシニングセンタを２台に増加した場合の平面構成図である。
【図３】  上記第１実施形態装置におけるマシニングセンタを模式的に示すシンボル図である。
【図４】  上記第１実施形態装置における段取りステーションを模式的に示すシンボル図である。
【図５】  上記第１実施形態装置におけるパレット棚を模式的に示すシンボル図である。
【図６】  上記第１実施形態装置における搬送車を模式的に示すシンボル図である。
【図７】  上記第１実施形態装置におけるレール単体を模式的に示すシンボル図である。
【図８】  上記第１実施形態装置における制御盤を模式的に示すシンボル図である。
【図９】  上記第１実施形態装置における安全柵を模式的に示すシンボル図である。
【図１０】  上記第１実施形態装置におけるラック単体を模式的に示すシンボル図である。
【図１１】  請求項１，３，４，の発明に係る第２実施形態のパレットプール式機械加工装置の平面構成図である。
【図１２】  上記第２実施形態装置においてマシニングセンタを２台に増加した場合の平面構成図である。
【図１３】  上記第１，第２実施形態装置におけるパレット搬出入部の中心の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１´  パレットプール式機械加工装置
２  パレット
３，４  パレット棚
５  マシニングセンタ（工作機械）
６，７  パレットプール
８  段取りステーション
９  搬送車
１２，１３  レール単体
１６，１７  ラック単体
Ａ  搬出入部の中心線
Ｂ  パレット間中心線
Ｐパレットピッチ
Ｐ１，Ｐ２基本長さ
【図１】
0003665673.tif 000002
【図２】
0003665673.tif 000003
【図３】
0003665673.tif 000004
【図４】
0003665673.tif 000005
【図５】
0003665673.tif 000006
【図６】
0003665673.tif 000007
【図７】
0003665673.tif 000008
【図８】
0003665673.tif 000009
【図９】
0003665673.tif 000010
【図１０】
0003665673.tif 000011
【図１１】
0003665673.tif 000012
【図１２】
0003665673.tif 000013
【図１３】
0003665673.tif 000014