(57)【要約】【課題】リフト＆キャリー方式に代わる新たなワーク搬送方式及びその搬送方式に用いるワーク治具構造を提供し、以って、搬送時間の短縮、工場スペースの削減を図ること目的とするもの。【解決手段】鉛直な軸Ｂ1周りに旋回可能な第１ターンテーブル１３０及び該第１ターンテーブル１３０上において水平な軸Ｂ2周りに回動可能な第２ターンテーブル１４０とを備え、前記第２テーブル１４０にワーク治具１５０を搭載したワーク治具構造において、前記ワーク治具１５０には、搬送装置２００により水平方向に搬送されるワークＷを上方からクランプ／アンクランプする爪部１６０を装着したので、ダウン＆キャリー方式を実現でき、リフト＆キャリー方式に使用されるワーク治具に比較し、ワーク治具をコンパクトな構造とすることができる。【選択図】図１
2008188693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直な軸周りに旋回可能な第１ターンテーブル及び該第１ターンテーブル上において水平な軸周りに回動可能な第２ターンテーブルとを備え、前記第２テーブルにワーク治具を搭載したワーク治具構造において、前記ワーク治具には、搬送装置により水平方向に搬送されるワークを上方からクランプ／アンクランプする爪部を装着したことを特徴とするワーク治具構造。
【請求項２】
請求項１において、前記爪部が、前記ワーク治具に設けたアクチュエータと、該アクチュエータに連動して揺動するレバーとからなり、該レバーが揺動して前記ワークの凹部に嵌合することにより前記ワークをクランプし、また、該レバーが揺動して前記ワークの凹部から離脱することにより前記ワークをアンクランプすることを特徴とするワーク治具構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載のワーク治具構造を使用してワークを搬送する方法であって、前記搬送装置により水平方向に移動させられる前記ワークを前記爪部で上方からクランプし、又は、前記ワークを前記爪部でアンクランプすることにより前記ワーク治具から前記搬送装置へ降ろして該搬送装置により水平方向に移動させることを特徴とするワーク搬送方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載のワーク治具構造を備えた工作機械を利用して前記ワーク治具にクランプされた前記ワークに対して、前記第１ターンテーブルを垂直な軸周りに旋回させ、或いは、前記第２ターンテーブルを水平な軸周りに回動させつつ５面加工を行う際しては、該工作機械に対して前記ワークをインライン搬送することを特徴とするワーク搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク治具構造及びワーク搬送方法に関する。例えば、ＦＴＬ(Flexible Transfer System)モジュールに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
多種変量生産に対応できる生産システムであるＦＴＬにおいては、ワークの搬送はリフト＆キャリー方式が採用されるのが一般的である。
リフト＆キャリー方式とは、マシニングセルや専用機の治具（ワーク治具）上に着座しているワークを下方から搬送装置で持ち上げ、その状態でワークを水平方向に搬送するという方式である。
搬送装置で水平方向に搬送されるワークは、その他のマシニングセルや専用機のワーク治具に降ろして着座させられる。ワーク治具にワークを着座した後は、搬送装置を着座位置から更に下方に下げて待機位置まで水平方向へ移動させる。
【０００３】
斯かるリフト＆キャリー方式を採用する場合、ワーク治具は搬送装置との干渉を避けるため、後述する通り、搬送装置が上下に昇降する際に逃げる空間を必要としていた。
そのため、ワーク治具に着座したワークを下方から加工するのは、加工工具からの治具越しの距離が長くなるため、工具長を長くする必要があり、事実上困難であった。
つまり、リフト＆キャリー方式を採用する場合、マシニングセルや専用機での４面加工は可能であるものの、５面加工は事実上困難であった。
【０００４】
一方、ＦＴＬにおいて、シリンダヘッド等の複雑なワークを５面加工を行う場合には、複数台配置される工作機械（マシニングセルや専用機）のうちいずれかは、標準のターンテーブルにチルトテーブルを加える必要があり、そのため、後述する通り、チルトテーブルを加えた工作機械に対してはオフセット搬送となる不都合があった。
なお、ワークの搬送方法の従来技術としては、特許文献１，２に開示されるものがある。
【特許文献１】特公平７−８４６９
【特許文献２】特開平４−６９１３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、上記リフト＆キャリー方式に代わる新たなワーク搬送方式及びその搬送方式に用いるワーク治具構造を提供し、以って、搬送時間の短縮、工場スペースの削減を図ること目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係るワーク治具構造は、鉛直な軸周りに旋回可能な第１ターンテーブル及び該第１ターンテーブル上において水平な軸周りに回動可能な第２ターンテーブルとを備え、前記第２テーブルにワーク治具を搭載したワーク治具構造において、前記ワーク治具には、搬送装置により水平方向に搬送されるワークを上方からクランプ／アンクランプする爪部を装着したことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係るワーク治具構造は、請求項１において、前記爪部が、前記ワーク治具に設けたアクチュエータと、該アクチュエータに連動して揺動するレバーとからなり、該レバーが揺動して前記ワークの凹部に嵌合することにより前記ワークをクランプし、また、該レバーが揺動して前記ワークの凹部から離脱することにより前記ワークをアンクランプすることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係るワーク搬送方法は、請求項１又は２記載のワーク治具構造を使用してワークを搬送する方法であって、前記搬送装置により水平方向に移動させられる前記ワークを前記爪部で上方からクランプし、又は、前記ワークを前記爪部でアンクランプすることにより前記ワーク治具から前記搬送装置へ降ろして該搬送装置により水平方向に移動させることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係るワーク搬送方法は、請求項１又は２記載のワーク治具構造を備えた工作機械を利用して前記ワーク治具にクランプされた前記ワークに対して、前記第１ターンテーブルを垂直な軸周りに旋回させ、或いは、前記第２ターンテーブルを水平な軸周りに回動させつつ５面加工を行う際しては、該工作機械に対して前記ワークをインライン搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に係るワーク治具構造は、鉛直な軸周りに旋回可能な第１ターンテーブル及び該第１ターンテーブル上において水平な軸周りに回動可能な第２ターンテーブルとを備え、前記第２テーブルにワーク治具を搭載したワーク治具構造において、前記ワーク治具には、搬送装置により水平方向に搬送されるワークを上方からクランプ／アンクランプする爪部を装着したので、ダウン＆キャリー方式、即ち、前記搬送装置により水平方向に移動させられる前記ワークを前記爪部で上方からクランプし、又は、前記ワークを前記爪部でアンクランプすることにより前記ワーク治具から前記搬送装置へ降ろして該搬送装置により水平方向に移動させるという方式を実現できる。更に、ダウン＆キャリー方式では、ワーク治具と搬送装置との干渉が問題とはならないので、上述したリフト＆キャリー方式に使用されるワーク治具では搬送装置との干渉を避けるために必要としていた空間を不要にでき、ワーク治具をコンパクトな構造とすることができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係るワーク治具構造は、請求項１において、前記爪部が、前記ワーク治具に設けたアクチュエータと、該アクチュエータに連動して揺動するレバーとからなるので、ダウン＆キャリー方式において、該レバーが揺動して前記ワークの凹部に嵌合することにより前記ワークをクランプし、また、該レバーが揺動して前記ワークの凹部から離脱することにより前記ワークをアンクランプすることができる。
【００１２】
本発明の請求項３に係るワーク搬送方法は、請求項１又は２記載のワーク治具構造を使用してワークを搬送する方法であって、前記搬送装置により水平方向に移動させられる前記ワークを前記爪部で上方からクランプし、又は、前記ワークを前記爪部でアンクランプすることにより前記ワーク治具から前記搬送装置へ降ろして該搬送装置により水平方向に移動させるので、ダウン＆キャリー方式を実現できる。
【００１３】
本発明の請求項４に係るワーク搬送方法は、請求項１又は２記載のワーク治具構造を備えた工作機械を利用して前記ワーク治具にクランプされた前記ワークに対して、前記第１ターンテーブルを垂直な軸周りに旋回させ、或いは、前記第２ターンテーブルを水平な軸周りに回動させつつ５面加工を行う際しては、該工作機械に対して前記ワークをインライン搬送するので、チルトテーブルを加えた工作機械に対してオフセット搬送する場合に比較し、搬送時間の短縮、工場スペースの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に実施例として示す形態が本発明を実施するための最良の形態である。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例に係るワーク治具構造を図１〜図５に示す。本実施例は、狭間口量産加工用マシニングセルに適用したものである。
図１は狭間口量産加工用マシニングセルの斜視図、図２は図１中の要部の拡大図、図３は狭間口量産加工用マシニングセルの前面図、図４は狭間口量産加工用マシニングセルの右側面図、図５は、ワーク治具上の爪部でワークをクランプ／アンクランプする様子を示す説明図である。
【００１６】
図１に示す狭間口量産加工用マシニングセル１００は、搬送装置２００と組み合わせられる５面加工ＦＴＬモジュールであり、複数本の工具を設置した工具マガジン１１０、工具マガジン１１０からＡＴＣ装置（図示省略）を介して加工工具が装着される主軸１２０とを備える。
更に、狭間口量産加工用マシニングセル１００のベッド１７０上には、本実施例のワーク治具構造が設けられている。
【００１７】
即ち、本実施例のワーク治具構造は、図２に示すように、ターン＆ターンテーブル方式を採用するものであり、鉛直軸Ｂ1周りに旋回可能なターンテーブル１３０及びこのターンテーブル１３０上において水平軸Ｂ2周りに回動可能なターンテーブル１４０とを備え、ターンテーブル１４０にはワーク治具１５０を片持ち支持で搭載したものである。
ターンテーブル１３０，１４０には図示しない駆動源が内蔵されており、ワーク治具１５０上にクランプされたワークＷを鉛直軸Ｂ1周りに旋回させ、また、水平軸Ｂ2周りに回動させるつつ、後述するように、５面加工が可能である。
このようにターン＆ターンテーブル方式は、標準のターンテーブルと同様に鉛直軸Ｂ1周りに旋回可能なターンテーブル１３０に、鉛直軸Ｂ1と直行する方向である水平軸Ｂ2周りに回動可能なターンテーブル１４０を加えたことが特徴である。
【００１８】
ここで、ワーク治具１５０は、図５に示す通り、搬送装置２００により水平に搬送されるワークＷを上方からクランプ／アンクランプする爪部１６０を複数設けたものであり、いわゆる、ダウン＆キャリーを実現するものである。
爪部１６０は、ワーク治具１５０中に埋設された油圧シリンダ１６１と、油圧シリンダ１６１に油圧により出入するピストンロッド１６２と、油圧シリンダ１６１に一端がピン止めされたリンク１６３と、リンク１６３に中間部が回動自在に装着され、ピストンロッド１６２に一端がピン止めされレバー１６４とからなる。
従って、図５に示すように、油圧シリンダ１６１に油圧を給排しピストンロッド１６２を出入させることにより、レバー１６４の先端部をワークＷの凹部Ｗａに押し付けて嵌合すると、爪部１６０でワークＷがクランプされた状態となり、一方、レバー１６４の先端部をワークＷの凹部Ｗａから離脱すると、爪部１６０からワークＷがアンクランプされた状態となる。
【００１９】
ワークＷが爪部１６０で上方からクランプされた状態となると、搬送装置２００を下方に下げた後、待機位置まで水平方向（図５中の紙面垂直方向）に移動させる。
一方、搬送装置２００を下方からワークＷに接触させた状態として、爪部１６０からワークＷがアンクランプしたら、ワークＷと共に搬送装置２００を下方に降ろして、次のマシニングセル又は専用機まで水平方向（図５中の紙面垂直方向）に移動させる。
なお、図５中においては、ワーク治具１５０上で爪部１６０以外の他に搭載されている部品については省略した。
このように本発明のワーク治具構造は、ダウン＆キャリー方式を採用するため、従来標準的に用いられていたリフト＆キャリー方式に比較し、以下の利点を有する。
【００２０】
例えば、リフト＆キャリー方式では、図６に示すように、搬送装置２００でワークＷを水平方向（図６中では紙面垂直方向）に移動させてワーク治具１５０ａの上面に着座させた後、搬送装置２００を下方に下げる。そのため、ワーク治具１５０ａは搬送装置２００との干渉を避けるため、搬送装置２００が上下に昇降する際に逃げる空間１５０ｂを必要としていた。
従って、図６中に矢印で示すように、ワーク治具１５０ａに着座したワークＷを下方から加工するのは、加工工具からの治具越しの距離が長くなるため、工具長を長くする必要があり、事実上困難であった。
これに対し、ダウン＆キャリー方式を採用する本発明では、図７に簡略して示すように、ワークＷが上方からワーク治具１５０でクランプされ、搬送装置２００を下方に下げた後、待機位置まで水平方向に移動させるのであるが、ワーク治具１５０は搬送装置２００との干渉が問題とはならないので、空間１５０ｂを必要としていたワーク治具１５０ａに比較し、ワーク治具１５０をコンパクトな構造とすることができる。
【００２１】
そのため、図７中に矢印で示す方向から、ワーク治具１５０にクランプされたワークＷを加工する場合、加工工具からの治具越しの距離が短くなるため、容易に加工できることになる。
従って、本実施例のワーク治具構造を搭載する狭間口量産加工用マシニングセル１００では、ターンテーブル１３０，１４０を回転させることにより、ワーク治具１５０上にクランプされたワークＷを鉛直軸Ｂ1周りに旋回させ、また、水平軸Ｂ2周りに回動させるつつ、５面加工が可能となる。
つまり、リフト＆キャリー方式を採用する場合、５面加工は事実上困難であったのに対し、ダウン＆キャリー方式を採用する本発明では、５面加工が可能となるのである。
【００２２】
一方、ＦＴＬにおいて、シリンダヘッド等の複雑なワークを５面加工を行う場合には、図８に示すように、例えば、複数のマシニングセル３００，４００，５００を直線状に配置し、マシニングセル３００，４００は標準のターンテーブルを搭載し、マシニングセル５００には標準のターンテーブルにチルトテーブルを加える必要があった。
そのため、チルトテーブルを加えたマシニングセル５００に対しては、図８中にワークの搬送ラインＯＬを垂直に折り曲げて示すように、ワークをマシニングセル５００側に引き込むという、オフセット搬送となる不都合があった。
これに対し、本実施例の狭間口量産加工用マシニングセル１００はＦＴＬモジュールであり、図９に示すように、標準のターンテーブルを搭載するマシニングセル３００，４００と直線的に配置すると、ワークの搬送ラインＩＬを直線で示すように、本実施例の狭間口量産加工用マシニングセル１００に対してワークを引き込む必要がなく、インライン搬送が可能となる。
【００２３】
なお、搬送装置２００は、ワークＷを水平方向に搬送する他、爪部１６０によるクランプ又はアンクランプに必要な範囲で、ワークＷと共に或いは単独で上下に昇降する機能を有するものであり、一般的に使用されるものである。
加工の対象であるワークＷとしては、例えば、シリンダヘッドとすることができるが、特に限定するものではない。なお、ワークＷの形状は、図中では一部簡略化して描いている。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ワーク治具構造及びワーク搬送方法に関するものであり、特に、多種変量生産に対応できる生産システムであるＦＴＬ(Flexible Transfer System)に適用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る狭間口量産加工用マシニングセルの斜視図である。
【図２】図１中の一点鎖線で囲む要部の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る狭間口量産加工用マシニングセルの前面図、
【図４】本発明の第１の実施例に係る狭間口量産加工用マシニングセルの右側面図、
【図５】本発明の第１の実施例に係るワーク治具上の爪部でワークをクランプ／アンクランプする様子を示す説明図である。
【図６】リフト＆キャリー方式の説明図である。
【図７】ダウン＆キャリー方式の説明図である。
【図８】オフセット搬送の説明図である。
【図９】インライン搬送の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  狭間口量産加工用マシニングセル
１１０  工具マガジン
１２０  主軸
１３０，１４０  ターンテーブル
１５０  ワーク治具
１６０  爪部
２００  搬送装置
３００，４００，５００  マシニングセル
【図１】
2008188693.tif 000003
【図２】
2008188693.tif 000004
【図３】
2008188693.tif 000005
【図４】
2008188693.tif 000006
【図５】
2008188693.tif 000007
【図６】
2008188693.tif 000008
【図７】
2008188693.tif 000009
【図８】
2008188693.tif 000010
【図９】
2008188693.tif 000011