(57)【要約】【課題】加工に要するサイクルタイムを短縮することができ、生産性の向上が容易に図れるようになる自動加工機械、および、その運転方法、ならびに、自動加工機械用のロボットハンドの提供。【解決手段】加工装置４と二つの加工テーブル70とを相対的に移動可能に設け、一の加工テーブル70に設置された被加工部材２について加工装置４が加工を完了する前に、他の加工テーブル70に設置された被加工部材２を、別の被加工部材２に交換する交換作業を搬送装置６で行うようにし、加工装置４による加工と、搬送装置６による搬送動作とを同時に並行して行い、一つの被加工部材２の加工に要するサイクルタイムを短縮し、生産性の向上を図る。【選択図】    図１
2004167683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の被加工部材を加工する自動加工機械に設けられるとともに、前記被加工部材が挿入される複数のスロットを備えたマガジンに前記被加工部材を挿入する自動加工機械用ロボットハンドであって、
前記マガジンには、前記複数のスロットが設けられ、当該ロボットハンドには、前記被加工部材を挿入すべき目標のスロットの隣のスロットに挿入されるとともに、前記隣のスロットと係合して当該ロボットハンドの位置を決めるパイロット爪が設けられていることを特徴とする自動加工機械用ロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載の自動加工機械用ロボットハンドにおいて、前記自動加工機械には、当該ロボットハンドを互いに直交する三方向に沿って移動させる移動機構と、この移動機構に回動可能に支持されるロボットアームとが設けられ、当該ロボットハンドは、前記ロボットアームの先端に装着された連結部材を介して当該ロボットアームに取り付けられ、前記連結部材は、前記ロボットアームに接合される第１接合部と、当該ロボットハンドが接合される第２接合部との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、前記第１接合部と前記第２接合部とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとなっていることを特徴とする自動加工機械用ロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自動加工機械用ロボットハンドにおいて、前記被加工部材の端縁を両側から挟む一対の挟持指が設けられ、これらの挟持指の少なくとも先端部分には、前記被加工部材の端縁と当接する当接部が設けられ、この当接部には、前記被加工部材の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝が設けられていることを特徴とする自動加工機械用ロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工部材の加工を行う加工装置に対して、被加工部材の供給および除去を自動的に行うための自動加工機械用ロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、腕時計には、時針が示す時刻を表す数字が記された文字板が設けられている。このような文字板としては、数字が印刷されたものの他、普及品に比べて価格の高い中級あるいは高級腕時計の文字板としては、時刻を示す数字として、細長い棒状の多面体からなる略字が設けられたものがある。
このような略字は、文字板の所定部分をプレス加工で絞り出す一体式のもの、および、予め製作しておいた植字を植え込む植設式のものとが、文字板に利用されている。
また、文字板が腕時計の顔となる部分であり、また、略字が文字板を装飾する装飾物にもなるので、略字には、意匠的に優れた外観を付与する必要がある。このため、多面体からなる略字は、その各面が鏡面仕上げとなるとともに、各面の境界線がシャープに表れる切削方法であるダイヤカットが施される。
【０００３】
植設式の略字にダイヤカットを施すにあたり、文字板に植え込む前に、旋盤用の治具である円筒状のドラムに多数の植字を固定し、このドラムを旋盤にかけて、これらの植字にまとめてダイヤカット加工を施している。
この際、旋盤のダイヤモンドバイトに対して所定の角度をなすように、植字をドラムに固定して切削を行い、ダイヤカットによるダイヤカット面を各植字に一面ずつ形成している。そして、植字に形成すべきダイヤカット面の数だけ、ドラムへの固定作業および切削作業を繰り返し行い、必要な数のダイヤカット面を形成している。
このような植字式の略字は、切削作業を何回も繰り返す必要があるので、製造に手間がかかるが、文字板に大きな凹凸を形成できるうえ、大きく豪華なダイヤカット面が形成できるので、文字板に立体感や高級感を付与でき、腕時計のうちでも、高級品に利用されている。
【０００４】
一体式の略字は、最初から文字板と一体化されているので、文字板をプレス加工して略字を絞り出した後、文字板を専用の切削装置にかけて、ダイヤカット加工を施している。
ここで、切削装置に設けられたダイヤモンドバイトに対して角度位置が変更可能な回転テーブルを当該切削装置に設け、この回転テーブルの上に文字板を載置し、文字板の１時から１２時までの複数の略字のうち、一の略字が切削されるように、回転テーブルの角度位置を合わせて当該略字の切削を行い、この後、回転テーブルの角度位置を変更し、他の略字についても順次切削を行うようにすれば、一度切削装置にセットした文字板は、取り外すことなく、すべての略字にダイヤカットが施されるので、ダイヤカット作業の自動化が実現できる。
また、上述のような回転テーブルを備えた切削装置を利用すれば、文字板と同程度の寸法に形成された円盤状治具を用意し、ダイヤカットすべき複数の植字を円盤状治具に取り付けた後、当該円盤状治具を上述の回転テーブルにセットしてダイヤカット加工を行うことにより、植設式の略字でも、ダイヤカット作業の自動化が実現できる。
そして、上述のような回転テーブルを備えた切削装置に対し、加工前の文字板が挿入される複数のスロットが形成されたマガジンを備えるとともに、このマガジンから文字板を取り出し、取り出した文字板を切削装置に供給する給材装置と、複数のスロットが形成されたマガジンを備えるとともに、加工後の文字板を切削装置から取り除き、取り除いた文字板をマガジンのスロットに挿入してストックする除材装置とを付加すれば、多数の文字板を製作するにあたり、文字板のダイヤカット加工を自動的かつ連続的に行う自動加工機械が実現できるものと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のような切削装置、給材装置および除材装置を単に組み合わせただけでは、切削加工を切削装置が行っている間は、被加工部材が加工中となるので、給材装置は、新たな被加工部材を供給できないうえ、除材装置は、加工を終えた被加工部材を切削装置から取り除くこともできず、給材装置および除材装置が停止状態にとなる。
このため、高速動作が可能な切削装置、給材装置および除材装置を採用しても、一つの被加工部材の加工に要するサイクルタイムが長くなり、生産性を向上させるのが難しいという問題がある。
このような問題は、切削を行う切削装置だけでなく、研磨加工やプレス加工等の他の加工を行う際にも課題となることから、加工装置に係る普遍的な問題となっている。
【０００６】
また、文字板のような薄板状の被加工部材をマガジンのスロットに挿入するにあたり、切削装置から取り除いてきた被加工部材をマガジンのスロットに応じた位置に正確に停止させなければ、当該スロットに被加工部材を挿入できないばかりか、スロットの周辺部分に被加工部材が衝突して破損するおそれがある。
このため、寸法精度に優れたマガジンを採用し、被加工部材を切削装置からマガジンのスロットまで搬送するにあたり、被加工部材の位置検出を精度良く行う必要があり、特に、スロットの近傍では、位置検出を高精度に行う必要があり、被加工部材を素早くスロットに挿入するのが困難となり、この点からも、被加工部材の加工に要するサイクルタイムが長くなり、生産性の向上が難しいという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、加工に要するサイクルタイムを短縮することができ、生産性の向上が容易に図れるようになる自動加工機械用のロボットハンドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１発明は、加工前の被加工部材を複数ストックする第１マガジンと、前記被加工部材の加工を行う加工装置と、加工後の被加工部材を複数ストックする第２マガジンと、前記第１マガジンから前記加工装置への被加工部材の搬送および前記加工装置から前記第２マガジンへの被加工部材の搬送を行う搬送装置とを備えた自動加工機械であって、前記被加工部材が設置されるとともに、その上で当該被加工部材の加工が行われる加工テーブルが複数設けられ、前記複数の加工テーブルのうち、一の加工テーブルに設置された被加工部材について前記加工装置が加工を完了する前に、他の加工テーブルに設置された被加工部材を、別の被加工部材に交換する交換作業を前記搬送装置で行うために、前記加工装置と前記加工テーブルとが相対的に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このような本第１発明では、一の加工テーブルにセットされた被加工部材に対して加工装置が加工を完了する前に、他の加工テーブルに未加工の被加工部材をセットしておくことができるので、一の被加工部材が完了したら、直ちに加工装置および加工テーブルを相対移動させることで、次の被加工部材に対する加工を速やかに開始できるようになる。
そして、次の被加工部材に対する加工を開始してから完了するまでの間に、搬送装置で、加工済の被加工部材を加工テーブルから除去して第２マガジンへ搬送するとともに、第１マガジンから、これから加工を行うべき別の被加工部材を空きとなっている加工テーブルまで搬送することができる。
これにより、加工装置による加工と、搬送装置による搬送動作とが同時に並行して行えるようになるので、加工装置および搬送装置が停止状態にとなることがなく、一つの被加工部材についての加工作業が連続的に行われるようになり、被加工部材の加工に要するサイクルタイムが短縮され、生産性の向上が容易に図れるようになる。
【００１０】
以上のような自動加工機械において、相対的に移動可能に設けられている前記加工装置および前記加工テーブルのうち、前記加工装置が水平に移動可能とされ、前記加工テーブルが所定の平面位置に固定されていることが望ましい。
このように加工装置を水平方向に移動可能とすれば、加工テーブルにセットした被加工部材は、どの平面位置に対しても加工が行えるようになるうえ、加工テーブルを所定の平面位置に固定すれば、搬送装置が給材および除材を行う位置が固定され、給材作業および除材作業における搬送装置の制御が容易となり、給材作業および除材作業が迅速に行えるようになる。
【００１１】
また、前述の自動加工機械において、前記第１マガジンには、当該第１マガジンから被加工部材を取り出す取出装置が設けられ、前記第２マガジンには、加工後の被加工部材を当該第２マガジンに格納する格納装置が設けられ、前記取出装置と前記搬送装置との間には、前記第１マガジンから取り出した被加工部材が一時的に載置される第１アイドルテーブルが設けられ、前記格納装置と前記搬送装置との間には、前記搬送装置が搬送してきた加工後の被加工部材が一時的に載置される第２アイドルテーブルが設けられていることが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、取出装置は、第１アイドルテーブルに被加工部材を載置してしまえば、搬送装置に被加工部材を直接渡す必要がなく、搬送装置の到着を待つことなく次の取出作業に取りかかれるようになる。そして、第１アイドルテーブルに被加工部材が載置されていれば、搬送装置は、取出装置を待つ必要がなく、直ちに、第１アイドルテーブル上の被加工部材を加工装置まで搬送する搬送作業を開始できる。
一方、搬送装置は、第２アイドルテーブルに被加工部材を載置してしまえば、格納装置に被加工部材を直接渡す必要がなく、格納装置の到着を待つことなく次の搬送作業に取りかかれるようになる。そして、第２アイドルテーブルに被加工部材が載置されていれば、格納装置は、搬送装置を待つ必要がなく、直ちに、第２アイドルテーブル上の被加工部材を第２マガジンに格納する格納作業を開始できる。
従って、被加工部材１個当たりの取出作業時間、搬送作業時間、および、格納作業時間を等しく設定することにより、取出作業、搬送作業および格納作業が同時に行え、取出装置、搬送装置および格納装置の無駄な待機時間が解消され、取出装置、搬送装置および格納装置による加工装置に対する給材作業および除材作業が迅速に行えるようになり、ひいては、被加工部材の加工に要するサイクルタイムが短縮され、生産性の向上が容易に図れるようになる。
【００１３】
さらに、前述の自動加工機械において、前記搬送装置は、被加工部材を把持する搬送用ロボットハンドを備え、かつ、前記搬送装置には、前記搬送用ロボットハンドとして、前記加工テーブルから加工後の被加工部材を取り除く除材ハンドと、前記加工テーブルに加工前の被加工部材を供給する給材ハンドとが近接して設けられていることが望ましい。
【００１４】
このように除材ハンドおよび給材ハンドを設ければ、給材ハンドに被加工部材を保持させたまま、除材ハンドで被加工部材を加工テーブルから取り除くことができるうえ、除材を終えた加工テーブルに対して、直ちに、給材ハンドで被加工部材を加工テーブルに供給できる。
また、除材ハンドと給材ハンドとが近接して設けられているので、前述の除材作業および給材作業において、除材ハンドおよび給材ハンドが移動する距離は、最低限の距離となる。
これらにより、加工テーブルから被加工部材を取り除く除材作業および加工テーブルに被加工部材を供給する給材作業が短時間で行うことが可能となり、搬送装置による加工装置への給材作業および除材作業が迅速に行える。
【００１５】
この際、前記被加工部材は、厚さの薄い平板状のものとされ、前記搬送用ロボットハンドには、被加工部材の端縁から裏側の面まで回り込むように延びるとともに、互いに近接離隔可能に設けられた一対の支持爪と、これらの支持爪に向かって付勢された状態で配置されるとともに、前記支持爪との間に挟み込むことにより、前記被加工部材を把持する押圧部材とが設けられることが好ましい。
【００１６】
このような搬送用ロボットハンドによれば、加工テーブルおよび第１テーブル等のテーブルに載置された被加工部材を把持するにあたり、一対の支持爪を離隔させてから、搬送用ロボットハンドを降下させ、押圧部材をテーブルに押し付け、この状態で、一対の支持爪を近接させた後、搬送用ロボットハンドを上昇させれば、付勢された押圧部材が支持爪との間に被加工部材を挟み込んで、当該被加工部材が押圧部材と支持爪とに把持されるようになる。
ここで、押圧部材は、付勢されているので、被加工部材との当接高さ位置を選ばないことから、厚さが異なる複数種類の被加工部材が混在していても、搬送用ロボットハンドを降下させる際に、当該搬送用ロボットハンドを被加工部材の厚さに応じた高さ位置に停止させる必要がなく、被加工部材の厚さによらず、所定の高さレベルに停止させ、再度上昇させれることにより、搬送用ロボットハンドで被加工部材を把持することができる。
一方、把持している被加工部材をテーブルにセットする際には、把持するときの動作を単に逆に行えば、送用ロボットハンドで被加工部材をテーブルにセットすることができる。
これにより、搬送用ロボットハンドで給材作業および除材作業を行うにあたり、搬送用ロボットハンドの昇降をリミットスイッチ等の簡単な制御手段で制御することができ、搬送用ロボットハンドの高さ位置検出を高精度に行う必要がなく、搬送用ロボットハンドの送り制御が容易となり、搬送用ロボットハンドによる給材作業および除材作業が迅速に行えるようになる。
【００１７】
ここで、前記搬送装置には、前記搬送用ロボットハンドを互いに直交する三方向に沿って移動させる搬送用移動機構が設けられ、当該ロボットハンドは、前記搬送用移動機構に装着された連結部材を介して当該搬送用移動機構に取り付けられ、前記連結部材は、前記搬送用移動機構側に接合される第１接合部と、当該搬送用ロボットハンドが接合される第２接合部とを備え、前記第１接合部と前記第２接合部との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、前記第１接合部と前記第２接合部とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとされ、かつ、前記搬送用ロボットハンドには、前記加工テーブルに形成された位置決め孔に挿通させる位置決めピンが設けられていることが望ましい。
【００１８】
このように、その位置決めピンを加工テーブルの位置決め孔に挿通させることで、搬送用ロボットハンドの位置決めを行うようにしたので、搬送用ロボットハンドの加工テーブルに対する位置決めが正確に行える。
また、前述のようなコンプライアンスモジュールを介して搬送用ロボットハンドを搬送用移動機構に取り付けたので、搬送用ロボットハンドの位置決めピンと、加工テーブルの位置決め孔との中心軸が多少ずれていても、搬送用ロボットハンドは、位置が変位自在となるので、位置決めピンの先端部分あるいは位置決め孔の開口部分をテーパー状に形成する等により、搬送用ロボットハンドの位置が自動的に修正され、搬送用ロボットハンドの位置修正のために搬送用移動機構を駆動する必要がなくなる。
このため、搬送用ロボットハンドで加工テーブルへの給材を行うために、搬送用移動機構が搬送用ロボットハンドを移動させるにあたり、搬送用ロボットハンドの加工テーブルに対する位置ずれが許容されるので、搬送用ロボットハンドの平面位置検出を高精度に行う必要がなく、搬送用ロボットハンドの送り制御が容易となり、搬送用ロボットハンドによる給材作業が迅速に行えるようになる。
【００１９】
そして、前述の自動加工機械において、前記被加工部材は、厚さの薄い平板状のものとされ、前記第１マガジンには、前記被加工部材が挿入される複数のスロットが形成されるとともに、当該第１マガジンから被加工部材を取り出す取出装置が設けられ、この取出装置には、前記被加工部材の端縁を両側から挟む一対の挟持指を備えた取出用ロボットハンドと、前記スロットに挿入されている被加工部材に当接することにより、当該被加工部材を前記一対の挟持指で挟持できる姿勢に矯正する姿勢矯正部材とが設けられていることが望ましい。
【００２０】
このように、第１マガジンに被加工部材が挿入される複数のスロットを設ければ、厚さの薄い平板状の被加工部材を厚さ方向に複数配列できるようになるので、第１マガジンに多数の被加工部材が格納可能となる。
また、前述のように、取出用ロボットハンドに被加工部材の端縁を両側から挟む一対の挟持指を設ければ、スロット同士の間隔を小さく設定し、被加工部材を厚さ方向に多数配列するようにしても、被加工部材の列の両側には、一対の挟持指が移動する空間が確保されるので、第１マガジンに格納された被加工部材の一つを取り出すにあたり、挟持指を開いても、挟持指が他の被加工部材に触れることがなく、他の被加工部材に触れて損傷させたり、二つ被加工部材を取り出したりすることなく、一つの被加工部材の取出作業が確実に行える。
ここで、スロットの幅寸法に比べて、平板状の被加工部材の厚さ寸法が小さいと、第１マガジンに格納された被加工部材がスロットに対して斜めになり、被加工部材の両端縁の一方が、挟持指で挟持できる範囲から外れる場合がある。
このような場合、前述のように被加工部材に当接する姿勢矯正部材を設ければ、取出用ロボットハンドで被加工部材を取り出すにあたり、取出用ロボットハンドを降下させて、挟持指を被加工部材の近傍に移動する際に、被加工部材の厚さ方向に沿って取出用ロボットハンドを移動すると、被加工部材が姿勢矯正部材に押され、被加工部材の姿勢がスロットに対して平行となり、被加工部材の端縁が両方とも挟持指で挟持できる範囲内に入り、挟持指により被加工部材が確実に取り出せるようになる。
【００２１】
この際、前記一対の挟持指の少なくとも先端部分には、前記被加工部材の端縁と当接する当接部が設けられ、この当接部には、前記被加工部材の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝が設けられていることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、挟持指が被加工部材を挟持すると、断面Ｖ字形の溝に案内されて、被加工部材が挟持指の長手方向に平行とされ、被加工部材の姿勢が整えられるので、挟持指を第１アイドルテーブルに対して平行にすると、被加工部材も第１アイドルテーブルに対して平行となり、第１アイドルテーブルに立設された位置決め用のパイロットピンを被加工部材のパイロット孔に挿通させる位置決め構造を採用しても、第１アイドルテーブルに載置する際に、被加工部材が第１アイドルテーブルに対して傾斜することがなく、被加工部材の第１アイドルテーブルへの載置が容易となる。
【００２３】
また、前記取出装置には、前記取出用ロボットハンドを互いに直交する三方向に沿って移動させる取出用移動機構が設けられ、前記取出用ロボットハンドは、前記取出用移動機構に装着された連結部材を介して当該取出用移動機構に取り付けられ、前記連結部材は、前記取出用移動機構側に接合される第１接合部と、当該取出用ロボットハンドが接合される第２接合部とを備え、前記第１接合部と前記第２接合部との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、前記第１接合部と前記第２接合部とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとされていることが望ましい。
【００２４】
ここで、第１マガジンのスロットの成形精度や寸法精度が充分でなく、姿勢矯正部材に押された被加工部材が、一対の挟持指の間から逸脱し、そのままでは、挟持指で被加工部材を挟持できない場合がある。
このような場合、前述のようにコンプライアンスモジュールを介して取出用ロボットハンドを取出用移動機構に装着し、挟持指で被加工部材を挟持する際に、取出用ロボットハンドを変位自在なフリー状態とすれば、被加工部材を押圧する姿勢矯正部材の反力等により、取出用ロボットハンドの位置が修正され、一対の挟持指が、その間に被加工部材を挟んだ位置に配置され、複雑な位置検出装置や制御手段を設けなくとも、挟持指で被加工部材の挟持が可能となる。
【００２５】
そして、前述の自動加工機械において、前記被加工部材は、厚さの薄い平板状のものとされ、前記第２マガジンには、前記被加工部材が挿入される複数のスロットが等間隔で形成されるとともに、当該第２マガジンの前記スロットに被加工部材を挿入する格納装置が設けられ、この格納装置には、前記被加工部材の端縁を両側から挟む一対の挟持指を備えた格納用ロボットハンドと、前記被加工部材を挿入すべき目標のスロットの隣のスロットに挿入されるとともに、前記隣のスロットと係合して当該ロボットハンドの位置を決めるパイロット爪とが設けられていることが好ましい。
【００２６】
このように、被加工部材が挿入されるスロットの隣のスロットに挿入されるパイロット爪を設ければ、薄い平板状の被加工部材をスロットに挿入するにあたり、目標のスロットの隣のスロットにパイロット爪を挿入すると、パイロット爪は、スロットに案内されて、格納用ロボットハンドのスロットに対する位置を正確に決めるようになるので、スロットの幅が狭くとも、スロット周囲の側壁に衝突させることなく、被加工部材をスロットに容易に挿入でき、しかも、被加工部材をスロット周囲の側壁に衝突させないので、薄い被加工部材の変形を未然に防止できる。
しかも、パイロット爪で正確に位置決めが行えるので、被加工部材をスロットまで搬送する格納用ロボットハンドを制御するにあたり、被加工部材を挿入すべきスロットと、格納用ロボットハンドとの位置関係を高精度に割り出す必要がなく、簡単な制御手段で格納用ロボットハンドを制御することができ、被加工部材の第２マガジンへの格納作業が迅速に行われるようになる。
また、多数配列されたスロットのピッチの精度が不十分なため、基準点から遠いスロットの位置がピッチから大きくずれていても、被加工部材を挿入すべきスロットの隣のスロットが基準となるので、被加工部材の第２マガジンへの格納作業には何ら問題がないうえ、第２マガジン側には、位置決め用の孔等を別途設ける必要がなく、他の用途に使用されている汎用性のある通常のマガジンを第２マガジンとして採用することができる。
【００２７】
この際、前記一対の挟持指の少なくとも先端部分には、前記被加工部材の端縁と当接する当接部が設けられ、この当接部には、前記被加工部材の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝が設けられていることが望ましい。
【００２８】
このようにすれば、前述の取出用ロボットハンドと同様に、挟持指が被加工部材を挟持すると、断面Ｖ字形の溝に案内されて、被加工部材が挟持指の長手方向に平行とされ、被加工部材の姿勢が整えられるので、挟持指を第２アイドルテーブルに対して平行にすると、被加工部材も第２アイドルテーブルに対して平行となり、第２アイドルテーブルに立設された位置決め用のパイロットピンを被加工部材のパイロット孔に挿通させる位置決め構造を採用しても、第２アイドルテーブルに載置する際に、被加工部材が第２アイドルテーブルに対して傾斜することがなく、被加工部材の第２アイドルテーブルへの載置が容易となる。
【００２９】
また、前記格納装置には、前記格納用ロボットハンドを互いに直交する三方向に沿って移動させる格納用移動機構が設けられ、前記格納用ロボットハンドは、前記格納用移動機構に装着された連結部材を介して当該格納用移動機構に取り付けられ、前記連結部材は、前記格納用移動機構側に接合される第１接合部と、当該格納用ロボットハンドが接合される第２接合部とを備え、前記第１接合部と前記第２接合部との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、前記第１接合部と前記第２接合部とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとされていることが好ましい。
【００３０】
このようにコンプライアンスモジュールを介して格納用ロボットハンドを格納用移動機構に取り付けたので、第２マガジンの被加工部材を挿入すべきスロットの真上に格納用ロボットハンドが到達した後、被加工部材を挿入するにあたり、格納用ロボットハンドのパイロット爪と、被加工部材を挿入すべきスロットとの位置が多少ずれていても、格納用ロボットハンドは、位置が変位自在となるので、パイロット爪の先端部分あるいはスロットの開口部分をテーパー状に形成する等により、格納用ロボットハンドの位置が自動的に修正され、格納用ロボットハンドの位置修正のために格納用移動機構を駆動する必要がなくなる。
このため、格納用ロボットハンドで被加工部材を第２マガジンに格納するために、格納用移動機構を駆動して格納用ロボットハンドを移動させるにあたり、格納用ロボットハンドのスロットに対する位置ずれが許容されるので、格納用ロボットハンドの平面位置検出を高精度に行う必要がなく、格納用ロボットハンドの送り制御が容易となり、格納用ロボットハンドによる格納作業が迅速に行えるようになる。
【００３１】
以上のような自動加工機械においては、一の加工テーブルに設置された被加工部材について前記加工装置が加工を完了する前に、他の加工テーブルに設置された被加工部材を別の被加工部材に交換する交換作業を前記搬送装置で行うようにするのが望ましい。
【００３２】
このようにすれば、加工装置による加工と、搬送装置による搬送動作とが同時に並行して行えるようになるので、加工装置および搬送装置が停止状態にとなることがなく、一つの被加工部材についての加工作業が連続的に行われるようになり、被加工部材の加工に要するサイクルタイムが短縮され、生産性の向上が容易に図れるようになる。
【００３３】
ここで、前記加工装置が一つの被加工部材の加工に要するサイクルタイムと、前記搬送装置が被加工部材を交換する交換作業に要するサイクルタイムとを等しく設定することが好ましい。
【００３４】
このようにすれば、加工処理および搬送作業が同時に行えるうえ、加工装置および搬送装置が待機している待機時間が解消され、加工装置の加工処理および搬送装置の搬送作業が無駄なく行われるようになり、一つの被加工部材の加工に要するサイクルタイムが短縮され、生産性の向上が容易に図れるようになる。
【００３５】
本発明の第２発明は、薄板状の被加工部材を加工する自動加工機械に設けられるとともに、前記被加工部材が挿入される複数のスロットを備えたマガジンに前記被加工部材を挿入するロボットハンドであって、前記マガジンには、前記複数のスロットが等間隔で設けられ、当該ロボットハンドには、前記被加工部材を挿入すべき目標のスロットの隣のスロットに挿入されるとともに、前記隣のスロットと係合して当該ロボットハンドの位置を決めるパイロット爪が設けられていることを特徴とする。
【００３６】
このような本第２発明では、前述したように、被加工部材が挿入されるスロットの隣のスロットに挿入されるパイロット爪により、格納用ロボットハンドのスロットに対する位置が正確に決められるので、スロットの幅が狭くとも、スロット周囲の側壁に衝突させることなく、被加工部材をスロットに容易に挿入でき、しかも、被加工部材をスロット周囲の側壁に衝突させないので、薄い被加工部材の変形を未然に防止できる。
このため、薄板状の被加工部材を加工する自動加工機械であれば、本第２発明を容易に適用でき、薄板状の被加工部材に対し切断、切削、研磨およびプレス等の様々な加工を行う自動加工機械のロボットハンドの制御を容易にし、被加工部材の格納作業を迅速に行えるようにする。
【００３７】
以上のようなロボットハンドにおいて、前記自動加工機械には、当該ロボットハンドを互いに直交する三方向に沿って移動させる移動機構と、この移動機構に回動可能に支持されるロボットアームとが設けられ、当該ロボットハンドは、前記ロボットアームの先端に装着された連結部材を介して当該ロボットアームに取り付けられ、前記連結部材は、前記ロボットアームに接合される第１接合部と、当該ロボットハンドが接合される第２接合部との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、前記第１接合部と前記第２接合部とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとなっていることが好ましい。
【００３８】
このようにコンプライアンスモジュールを介してロボットハンドを移動機構に取り付ければ、前述のように、被加工部材を挿入するにあたり、ロボットハンドのパイロット爪と、被加工部材を挿入すべきスロットとの位置が多少ずれていても、ロボットハンドは、位置が変位自在となるので、パイロット爪の先端部分あるいはスロットの開口部分をテーパー状に形成する等により、ロボットハンドの位置が自動的に修正され、ロボットハンドの位置修正のために移動機構を駆動する必要がなくなる。
このため、ロボットハンドで被加工部材をマガジンに格納する際におけるロボットハンドの平面位置検出を高精度に行う必要がなく、ロボットハンドの送り制御が容易となり、ロボットハンドによる格納作業が迅速に行えるようになる。
【００３９】
また、前述のようなロボットハンドにおいて、前記被加工部材の端縁を両側から挟む一対の挟持指が設けられ、これらの挟持指の少なくとも先端部分には、前記被加工部材の端縁と当接する当接部が設けられ、この当接部には、前記被加工部材の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝が設けられていることが望ましい。
【００４０】
このようにすれば、前述のように、挟持指が被加工部材を挟持すると、断面Ｖ字形の溝に案内されて、被加工部材が挟持指の長手方向に平行とされ、被加工部材の姿勢が整えられるので、マガジンにおいては、被加工部材を立てて格納する一方、加工テーブルにおいては、被加工部材を寝かせてセットする場合でも、マガジンから被加工部材を引き抜いた挟持指を加工テーブルに対して平行にすることにより、被加工部材も加工テーブルに対して平行となり、加工テーブルに立設された位置決め用のパイロットピンを被加工部材のパイロット孔に挿通させる位置決め構造を採用しても、被加工部材が加工テーブルに対して傾斜することがないことから、被加工部材を加工テーブルに容易に載置できる。
【発明の効果】
【００４１】
上述のように本発明によれば、加工に要するサイクルタイムを短縮することができ、生産性の向上を容易に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２には、本実施形態に係る自動加工機械１が示されている。まずこの自動加工機械１全体の概要について説明し、次いで、自動加工機械１の各部について順次説明する。
【００４３】
［全体概要］
図１および図２において、自動加工機械１は、腕時計に用いられる文字板が被加工部材２としてセットされ、当該文字板の略字にダイヤカットを施す切削加工機械である。この自動加工機械１には、加工前の被加工部材２を複数ストックする第１マガジン３と、被加工部材２の切削を行う加工装置４と、加工後の被加工部材２を複数ストックする第２マガジン５と、第１マガジン３から加工装置４への被加工部材２の搬送および加工装置４から第２マガジン５への被加工部材２の搬送を行う搬送装置６と、被加工部材２が設置されるとともに、その上で当該被加工部材２の加工が行われる二つの加工テーブル装置７とが設けられている。
なお、自動加工機械１を構成している前述の構成物３〜７は、デスク状の基台1Aに支持されている。
【００４４】
第１マガジン３には、当該第１マガジン３から被加工部材２を取り出すための取出装置30が設けられている。この取出装置30は、被加工部材２を把持する取出用ロボットハンド31と、取出用ロボットハンド31を互いに直交する三方向、具体的には、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って移動させる取出用移動機構32とを備えたものとなっている。
第２マガジン５には、当該第２マガジン５に被加工部材２を格納するための格納装置50が設けられている。この格納装置50は、被加工部材２を把持する格納用ロボットハンド51と、格納用ロボットハンド51を互いに直交する三方向、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って移動させる格納用移動機構52とを備えたものとなっている。
【００４５】
搬送装置６は、被加工部材を把持する二つの搬送用ロボットハンド61と、搬送用ロボットハンド61を互いに直交する三方向、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って移動させる搬送用移動機構62とを備えたものとなっている。搬送装置６の搬送用ロボットハンド61としては、加工テーブル装置７に加工前の被加工部材２を供給する給材ハンド61A と、加工テーブル装置７から加工後の被加工部材２を取り除く除材ハンド61B とが近接して設けられている。
【００４６】
ここで、第１マガジン３から加工装置４を経由して第２マガジン５に至る被加工部材２の搬送経路において、取出装置30と搬送装置６との間には、第１マガジン３から取り出した被加工部材２が一時的に載置される第１アイドルテーブル８が設けられ、格納装置50と搬送装置６との間には、搬送装置６が搬送してきた加工後の被加工部材２が一時的に載置される第２アイドルテーブル９が設けられている。
また、加工テーブル装置７の加工テーブル70、第１アイドルテーブル８および第２アイドルテーブル９の各々には、図示されてはいないが、先端が尖った円錐状に形成された位置決め用のパイロットピンが立設されている。
一方、被加工部材２には、やはり図示されてはいないが、加工テーブル70、第１アイドルテーブル８および第２アイドルテーブル９の各パイロットピンを挿通させる位置決め用のパイロット孔が設けられている。
被加工部材２のパイロット孔にパイロットピンを挿通させることにより、加工テーブル70、第１アイドルテーブル８および第２アイドルテーブル９の各々の所定位置に被加工部材２が正確にセットされるようになっている。
【００４７】
以下に自動加工機械１の加工装置４、加工テーブル装置７、第１マガジン３、第２マガジン５および搬送装置６について順次説明する。
［加工装置］
図３には、加工装置４が拡大されて示されている。図３において、加工装置４は、図示しないダイヤモンドバイトで略字を切削する切削機構40と、この切削機構40を互いに直交する二方向、すなわち、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動させる移動機構41とを備えたものとなっている。
【００４８】
切削機構40には、所定の角度をおいて複数のダイヤモンドバイトが取り付けられた切削用回転板42と、切削用回転板42を回転駆動する電動機43と、切削用回転板42の回転軸を受ける軸受部44と、電動機43の回転駆動力を減速して切削用回転板42の回転軸に伝達する減速機45とが設けられている。
移動機構41には、自動加工機械１の基台1Aに敷設されるとともにＹ軸方向に延びる一対のＹ軸レール46と、これらのＹ軸レール46に沿って摺動するＹ軸スライダ47と、Ｘ軸方向に延びるとともにＹ軸スライダ47の上に敷設された一対のＸ軸レール48（一方のみ図示）と、これらのＸ軸レール48に沿って摺動するＸ軸スライダ49とが設けられている。
なお、移動機構41には、図３には示されていないが、Ｙ軸スライダ47を駆動するために、基台1A側に取り付けられた送りねじ装置および電動機と、Ｘ軸スライダ49を駆動するために、Ｙ軸スライダ47に取り付けられた送りねじ装置および電動機とが設けられている。
このような移動機構41により、加工装置４の切削機構40は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動可能とされ、移動機構41で移動することにより、Ｙ軸に沿った所定位置、換言すると、所定の高さレベルにおいて、Ｘ軸およびＹ軸を含む水平面の任意の箇所に対して切削加工が行えるようになっている。
【００４９】
［加工テーブル装置］
図４および図５には、加工テーブル装置７が拡大されて示されている。この加工テーブル装置７は、加工テーブル70の上に載置された被加工部材２を、加工装置４の切削用回転板42に向かって上昇させ、回転する切削用回転板42に被加工部材２を接触させることにより、加工装置４に被加工部材２の切削を行わせるものとなっている。
このために、加工テーブル装置７には、加工テーブル70を加工装置４の切削用回転板42に向かって上昇させる上昇駆動機構71（図５にのみ示す）が設けられている。
また、加工テーブル装置７には、加工装置４の切削用回転板42に対する加工テーブル70の角度位置θを任意に設定するための角度調節機構72と、被加工部材２の切削を行うために上昇するにあたり、加工テーブル70が上昇を開始する高さレベルを任意に設定するための上昇始点設定機構73（図５にのみ示す）とが設けられている。
【００５０】
具体的に説明すると、図４に示されるように、加工テーブル装置７の下方には、自動加工機械１の基台1Aに固定された下部筐体74が設けられている。この下部筐体74の上面には、Ｚ軸方向に延びる図示しない複数のＺ軸レールと、図５に示されるように、送りねじ装置75とが立設されている。
下部筐体74の上方には、Ｚ軸レールに沿って摺動可能となったＺ軸スライダ76が設けられている。下部筐体74の内部には、送りねじ装置75を駆動するサーボモータ77が設けられている。これらの送りねじ装置75およびサーボモータ77を含んで、加工テーブル70を昇降させる上昇始点設定機構73が形成されている。
【００５１】
Ｚ軸スライダ76の内部には、加工テーブル70を回転自在に支持する側面コ字形状の昇降基部711 と、この昇降基部711 をＺ軸方向に沿って案内するＺ軸レール712 と、昇降基部711 を昇降駆動するためのサーボモータ713 と、昇降基部711 およびサーボモータ713 の間を水平に仕切る仕切部714Aを備えた断面Ｌ字形のブラケット714 とが設けられている。
サーボモータ713 の出力軸713Aには、カム715 が設けられ、昇降基部711 には、仕切部714Aを貫通してサーボモータ713 のカム715 に達するプッシュロッド716 が設けられている。
プッシュロッド716 の先端には、カム715 に接触する車輪716Aが回転自在に設けられ、プッシュロッド716 の中間部分には、径方向に広がる鍔部716Bが設けられている。鍔部716Bと仕切部714Aとの間には、コイルスプリング717 が介装されている。
コイルスプリング717 は、プッシュロッド716 の先端の車輪716Aが常にカム715 に接触するように、プッシュロッド716 をカム715 に向かって付勢するものである。これにより、サーボモータ713 がカム715 を回転駆動すると、カム715 のプロフィールに追従してプッシュロッドが駆動され、加工テーブル70が昇降するようになっている。これらの部品711 〜717 を含んで、加工テーブル70を上昇させる上昇駆動機構71が形成されている。
なお、カム715 としては、例えば、アルキメデスカムが採用できる。ここで、カム715 を回転駆動するサーボモータ713 の回転速度は、被加工部材２の材質などに応じて、図示しない制御装置により制御され、これにより、加工テーブル70の上昇速度等が可変とされ、同一プロフィールのカム715 により、様々な加工条件で切削加工が行えるようになっている。
【００５２】
側面コ字形状の昇降基部711 の上面には、ボールベアリング721 を介して加工テーブル70が載置され、昇降基部711 の内部には、加工テーブル70を回転駆動するとともに、加工テーブル70の角度位置θを割り出すサーボモータ722 が設けられている。このサーボモータ722 により、加工テーブル70は、その回転角度位置が任意の角度位置θにセットできるようになっており、これらのボールベアリング721 およびサーボモータ722 を含んで角度調節機構72が形成されている。
ここで、角度調節機構72には、サーボモータ722 によって角度位置θにセットされた加工テーブル70を、その回転角度位置に固定するロック機構78が設けられている。
すなわち、加工テーブル70は、中間部分に縮径された縮径部781 を有する円柱状の部材となっている。縮径部781 の上方は、被加工部材２を載置させる加工ステージ70A を備えた円盤部70B となっており、縮径部781 の下方は、Ｚ軸スライダ76の内部に隠蔽された基部782 となっている。
基部782 の周囲には、当該基部782 を囲む筒状の制動部材783 が設けられている。制動部材783 の図中上方の端部には、円盤部70B と基部782 との間を通って縮径部781 の側面近傍まで延びる制動鍔部784 が設けられている。制動部材783 の図中下方の端部には、Ｚ軸スライダ76の側壁76A に向かって延びる鍔部785 が設けられている。
一方、Ｚ軸スライダ76には、側壁76A の図中上方の端部から制動部材783 に向かって延びる鍔部786 が設けられている。この鍔部785 とＺ軸スライダ76の鍔部786 との間には、コイルスプリング787 が介装されている。このコイルスプリング787 により、制動部材783 は、図中下方へ付勢されている。また、制動部材783 は、図中下方の端部がブラケット714 の上端部に掛止されることで、それよりも下方へ移動することが不可能となっている。
そして、角度調節機構72が加工テーブル70の回転角度位置を角度位置θにセットし、上昇駆動機構71が加工テーブル70を上昇させると、図６に示されるように、加工テーブル70に形成された基部782 の上面が制動部材783 に形成された制動鍔部784 の下面に押し当てられ、加工テーブル70の回転角度位置が角度位置θに固定されるようになっている。これらの部品781 〜787 を含んで、加工テーブル70の回転角度位置をロックするロック機構78が形成されている。
【００５３】
ここにおいて、平面位置に固定されている加工テーブル70に対して加工装置４が水平に移動可能とされ、これにより、加工装置４および加工テーブル70が相対的に移動可能に設けられている。
【００５４】
［第１マガジン］
図７には、第１マガジン３および取出装置30が拡大されて示されている。このうち、第１マガジン３は、厚さの薄い平板状の被加工部材２を、その厚さ方向に多数配列させて格納するものとなっている。
すなわち、図８（Ａ）に示されるように、第１マガジン３は、複数配列された被加工部材２の両側に立設された複数の側壁部301 を備えたものである。これらの側壁部301 の互いに対向する側面には、それぞれに被加工部材２を挿通させる複数の挿通溝302 が所定のピッチで設けられている。これらの挿通溝302 は、互いに対向するもの同士が、被加工部材２を挿入させるスロット303 の一つひとつを形成するものとなっている。
【００５５】
また、複数の側壁部301 の図中左右（左側のみ図示する）には、一対の連結用側壁部304 が対向配置されている。これらの連結用側壁部304 により、複数の側壁部301 の端部同士が相互に連結されている。また、対向は位置された連結用側壁部304 の底部同士は、図８（Ｂ）に示されるように、平板状の底面材305 により相互に連結されている。これにより、第１マガジン３は、全体が箱状に形成されている。
なお、箱状に形成された第１マガジン３の深さ寸法Ｄは、縦に起こされた被加工部材２の高さ寸法Ｈとほぼ等しく寸法であるが、底面材305 の上に嵩上げ部材306 が設けられている。
これにより、被加工部材２を取り出す際に、取出用ロボットハンド31が被加工部材２を把持しやすいように、被加工部材２の上端縁が第１マガジン３の上端縁よりも上方へ突出するようになっている。
【００５６】
また、挿通溝302 の上端部分には、上方に開いたのテーパー部302Aが設けられている。テーパー部302Aの下方は、挿通溝302 の両端縁が平行となったストレート部302Bとなっている。
このテーパー部302Aにより、被加工部材２をスロット303 に挿入する際に、被加工部材２の中心軸とスロット303 の中心軸とが多少ずれていても、被加工部材２の下端縁がテーパー部302Aに案内されるので、被加工部材２の挿入が容易に行えるようになっている。
【００５７】
図７に戻って、取出装置30の取出用移動機構32は、第１マガジン３から被加工部材２を取り出すための取出用ロボットハンド31を支持するロボットアーム311 と、このロボットアーム311 を回動可能に支持するＺ軸スライダ312 と、このＺ軸スライダ312 をＺ軸方向に沿って摺動可能に支持するＺ軸送りねじ装置313 と、このＺ軸送りねじ装置313 をＹ軸方向に沿って摺動可能に支持するＹ軸送りねじ装置314 と、このＹ軸送りねじ装置314 をＸ軸方向に沿って摺動可能に支持するＸ軸送りねじ装置315 とを備えたものとなっている。
ここで、取出用ロボットハンド31は、ロボットアーム311 の回動により、把持した被加工部材２が鉛直となる鉛直位置Ｐと、把持した被加工部材２が水平となる水平位置Ｑとの二位置間を揺動可能となっている。
【００５８】
また、取出用ロボットハンド31は、図９に示されるように、ロボットアーム311 に接合される第１接合部33A と、取出用ロボットハンド31が接合される第２接合部33B とを有する連結部材33を介して、ロボットアーム311 に取り付けられている。
連結部材33は、第１接合部33A と第２接合部33B との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、第１接合部33A と第２接合部33B とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとされている。
なお、コンプライアンスモジュールとしては、圧搾空気で作動するＳＭＣ株式会社製の型番ＸＴ３５５−３５等が採用できる。
そして、連結部材33がフリー状態となっている場合には、取出用ロボットハンド31は、Ｘ軸およびＹ軸の両方向に沿って所定の範囲内で移動自在とされ、かつ、当該取出用ロボットハンド31の中心線に沿った軸Ｒを中心にして、所定の範囲内で回転自在となっている。
一方、連結部材33がフリー状態から固定状態に移行すると、取出用ロボットハンド31は、その軸Ｒの位置がＸ軸およびＹ軸を含む平面における所定位置に戻されて固定されるとともに、回転角度位置も所定の位置に戻されて固定されるようになっている。
【００５９】
取出用ロボットハンド31には、被加工部材２の端縁を両側から挟む一対の挟持指34が設けられている。
これらの挟持指34の各々は、開いた位置Ａおよび閉じた位置Ｂの二位置間を移動可能となっている。挟持指34の互いに対向する面は、全体が被加工部材２の端縁と当接する当接部34A とされている。ただし、挟持指34が被加工部材２と当接する寸法は、被加工部材２の第１マガジン３からの突出量、すなわち、被加工部材２の高さ寸法Ｈによって異なっている。
各当接部34A には、被加工部材２の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝34B が設けられている。
【００６０】
このような挟持指34の近傍には、スロット303 に挿入されている被加工部材２に当接することにより、当該被加工部材２を一対の挟持指34で挟持できる姿勢に矯正する姿勢矯正部材である板バネ35が設けられている。
板バネ35は、クランク状に折れ曲がった側面形状を有するものであり、基端35A が一対の挟持指34に挟まれる領域から外れた位置に設けられている。板バネ35の先端には、被加工部材２の両端縁近傍に当接させる一対の当接部35B が設けられている。これらの当接部35B は、一対の挟持指34に挟まれる領域の内側の位置に設けられている。
【００６１】
以下に、取出用ロボットハンド3 1の取出動作を簡単に説明する。
連結部材33を固定状態にした後、図１０（Ａ）に示されるように、第１マガジン３のスロット303 に挿入されている被加工部材２に対し、取出用ロボットハンド31をＹ軸のプラス方向から近づけ、さらに、取出用ロボットハンド31をＹ軸のマイナス方向へ進ませ、板バネ35の当接部35B を被加工部材２の両端縁近傍に当接させ、図１０（Ｂ）に示されるように、被加工部材２の姿勢を矯正する。
これにより、図１０（Ａ）の如く、被加工部材２がスロット303 に対して斜めに挿入されていても、図１０（Ｂ）の如く、板バネ35により、被加工部材２の姿勢がスロット303 に沿うように矯正される。
ここで、第１マガジン３のスロット303 の成形精度や寸法精度が充分でないために、一対の挟持指34に挟まれる領域の外側に被加工部材２がずれていても、連結部材33をフリー状態にすると、板バネ35の弾性力による反力で、取出用ロボットハンド31の位置が修正され、一対の挟持指34に挟まれる領域の内側に被加工部材２が完全に納まる。
【００６２】
この状態で、一対の挟持指34を接近させ、図１０（Ｃ）に示されるように、これらの挟持指34に被加工部材２を挟持させる。
【００６３】
この後、取出用ロボットハンド31を上昇させ、スロット303 から被加工部材２を抜き出す。
この際、連結部材33がフリー状態となっているので、抜き出される被加工部材２の位置が自由に変位し、被加工部材２が第１マガジン３の側壁部301 と強く擦れ合うことがなく、被加工部材２に傷が付くことがない。
被加工部材２をスロット303 から完全に抜き出した後、連結部材33を再度固定状態にし、この状態で、被加工部材２を第１アイドルテーブル８まで運び、取出用ロボットハンド31の取出動作が完了する。
【００６４】
［第２マガジン］
図１１には、第２マガジン５および格納装置50が拡大されて示されている。このうち、第２マガジン５は、前述の第１マガジン３から嵩上げ部材306 を省略したものであり、これ以外は、第１マガジン３と同一構造であるので、その説明を省略する。
格納装置50の格納用移動機構52は、第２マガジン５に被加工部材２を格納するための格納用ロボットハンド51を支持するロボットアーム511 と、このロボットアーム511 を回動可能に支持するＺ軸スライダ512 と、このＺ軸スライダ512 をＺ軸方向に沿って摺動可能に支持するＺ軸送りねじ装置513 と、このＺ軸送りねじ装置513 をＹ軸方向に沿って摺動可能に支持するＹ軸送りねじ装置514 と、このＹ軸送りねじ装置514 をＸ軸方向に沿って摺動可能に支持するＸ軸送りねじ装置515 とを備えたものとなっている。
ここで、格納用ロボットハンド51は、ロボットアーム511 の回動により、把持した被加工部材２が鉛直となる鉛直位置Ｐと、把持した被加工部材２が水平となる水平位置Ｑとの二位置間を揺動可能となっている。
【００６５】
また、格納用ロボットハンド51は、図１２に示されるように、ロボットアーム511 に接合される第１接合部53A と、格納用ロボットハンド51が接合される第２接合部53B とを有する連結部材53を介して、ロボットアーム511 に取り付けられている。
連結部材53は、前述の連結部材33と同様に、第１接合部53A と第２接合部53B との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、第１接合部53A と第２接合部53B とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとされている。
そして、連結部材53がフリー状態となっている場合には、格納用ロボットハンド51は、Ｘ軸およびＹ軸の両方向に沿って所定の範囲内で移動自在とされ、かつ、当該格納用ロボットハンド51の中心線に沿った軸Ｒを中心にして、所定の範囲内で回転自在となっている。
一方、連結部材53がフリー状態から固定状態に移行すると、格納用ロボットハンド51は、その軸Ｒの位置がＸ軸およびＹ軸を含む平面における所定位置に戻されて固定されるとともに、回転角度位置も所定の位置に戻されて固定されるようになっている。
【００６６】
格納用ロボットハンド51には、被加工部材２の端縁を両側から挟む一対の挟持指54が設けられている。
これらの挟持指54の各々は、開いた位置Ａおよび閉じた位置Ｂの二位置間を移動可能となっている。挟持指54の互いに対向する面は、全体が被加工部材２の端縁と当接する当接部54A とされている。そして、各当接部54A には、被加工部材２の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝54B が設けられている。
【００６７】
このような挟持指54の下方には、被加工部材２を挿入すべきスロット303 の隣のスロット303 に挿入されるとともに、隣のスロット303 と係合して格納用ロボットハンド51の位置を決める一対のパイロット爪55が設けられている。
これらのパイロット爪55の各々は、閉じた位置Ｃおよび開いた位置Ｄの二位置間を移動可能となっている。
ここで、各パイロット爪55の平断面形状は、図１３（Ｃ）に示されるように、第２マガジン５の挿通溝302 の平面形状に応じるとともに、挿通溝302 側に等辺がなす頂点を有する二等辺三角形状となっている。
【００６８】
また、パイロット爪55の各々は、側面形状が台形状に形成された一対のブラケット55A にそれぞれ固定され、これらのブラケット55A は、格納用ロボットハンド51の筐体51A に接合された箱状フレーム55B の底面に摺動可能に支持されている。これにより、挟持指54およびパイロット爪55の水平方向における位置関係が、被加工部材２を挿入すべきスロット303 と、その隣のスロット303 との位置関係、すなわち、スロット303 のピッチに対応したものとなっている。
【００６９】
以下に、格納用ロボットハンド51の格納動作を簡単に説明する。
連結部材53を固定状態にし、この状態で、第２アイドルテーブル９に載置された被加工部材２を把持し、第２アイドルテーブル９から被加工部材２を持ち上げた後、格納用ロボットハンド51を第２マガジン５に移動させる。
格納用ロボットハンド51が被加工部材２を挿入すべきスロット303 の真上に到達したら、格納用ロボットハンド51を停止させる。この際、図１３（Ａ）の如く、被加工部材２を挿入すべきスロット303 の隣のスロット303 の中心線とパイロット爪55の中心線とが多少ずれていてもよい。
この後、図１３（Ｂ）に示されるように、パイロット爪55がスロット303 の上端よりも低い高さレベルとなる位置まで、格納用ロボットハンド51を降下させる。この状態では、図１３（Ｃ）に示されるように、一対のパイロット爪55は、閉じた状態にあり、スロット303 とは係合していない。
【００７０】
次いで、連結部材53をフリー状態にし、一対のパイロット爪55を開いてスロット303 に係合させる。すると、図１４（Ｄ）に示されるように、格納用ロボットハンド51の位置が修正され、格納用ロボットハンド51の挟持指54に挟持された被加工部材２が、挿入すべきスロット303 の直上の位置に配置される。
この状態で、格納用ロボットハンド51の挟持指54を開くと、被加工部材２は、図１４（Ｅ）に示されるように、挿入すべきスロット303 に向かって落下し、当該スロット303 に挿入される。この後、パイロット爪55を閉じて格納用ロボットハンド51を上昇させると、格納用ロボットハンド51の格納動作が完了する。
【００７１】
［搬送装置］
図１５には、搬送装置６が拡大されて示されている。搬送装置６の搬送用移動機構62は、加工テーブル70に対して給材および除材のそれぞれを行う給材ハンド61A および除材ハンド61B を支持するとともにＺ軸送りねじ装置を内蔵したＺ軸スライダ611 と、このＺ軸スライダ611 をＺ軸方向に沿って案内するＺ軸レール612 を有するＸ軸スライダ613 と、このＸ軸スライダ613 をＸ軸方向に沿って摺動可能に支持するＸ軸送りねじ装置614 と、このＸ軸送りねじ装置614 をＹ軸方向に沿って摺動可能に支持するＹ軸送りねじ装置615 とを備えたものとなっている。
ここで、Ｚ軸スライダ611 の上部には、給材ハンド61A および除材ハンド61B を支持するための上部構面材610 が設けられている。そして、給材ハンド61A および除材ハンド61B としての搬送用ロボットハンド61は、図１６に示されるように、上部構面材610 に接合される第１接合部63A と、搬送用ロボットハンド61が接合される第２接合部63B とを有する連結部材63を介して、Ｚ軸スライダ611 に取り付けられている。
連結部材63は、前述の連結部材33, 53と同様に、第１接合部63A と第２接合部63B との位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態、ならびに、第１接合部63A と第２接合部63B とが所定の位置関係に固定される固定状態の二つの状態の一方から他方へ切換可能なコンプライアンスモジュールとされている。
そして、連結部材63がフリー状態となっている場合には、搬送用ロボットハンド61は、Ｘ軸およびＹ軸の両方向に沿って所定の範囲内で移動自在とされ、かつ、当該搬送用ロボットハンド61の中心線に沿った回転軸を中心にして、所定の範囲内で回転自在となっている。
一方、連結部材63がフリー状態から固定状態に移行すると、搬送用ロボットハンド61は、その回転軸の位置がＸ軸およびＹ軸を含む平面における所定位置に戻されて固定されるとともに、回転角度位置も所定の位置に戻されて固定されるようになっている。
【００７２】
また、搬送用ロボットハンド61は、底部が開口された筐体611Aと、この筐体611Aに支持される駆動部611Bと、この駆動部611Bの両端縁部分から下方に延びる一対の固定指611Cとを備えたものとなっている。
このうち、固定指611Cは、加工テーブル70、第１アイドルテーブル８および第２アイドルテーブル９に形成された位置決め孔64の位置に応じて搬送用ロボットハンド61に設けられ、その底面には、位置決め孔64に挿通させる位置決めピン65が設けられている。この位置決めピン65の先端部分には、先端側ほど外径が小さくなったテーパー部65A が形成されている。
【００７３】
また、固定指611Cの内部には、テーブル70,８,９に載置された被加工部材２の端縁から裏側の面まで回り込むように延びる鉤型に形成されるとともに、互いに近接離隔可能に設けられた一対の支持爪66と、これらの支持爪66に向かって付勢された状態で配置されるとともに、支持爪66との間に挟み込むことにより、被加工部材２を把持する押圧部材67とが設けられている。
具体的には、支持爪66は、全体が略Ｊ字型の爪部材66A の一部であり、この爪部材66A が駆動部611Bに内蔵された図示しないアクチュエータによって駆動されることにより、開いた位置Ａおよび閉じた位置Ｂの二位置間を移動可能となっている。
【００７４】
押圧部材67は、被加工部材２と接触する面とは反対側の面から駆動部611Bに向かって延びる三本のロッド68を備えたものである。これらのロッド68は、駆動部611Bを図中上下に貫通する貫通孔68C に挿通されている。
このうち、両端に配置されたロッド68A は、貫通孔68C の内周面と係合することにより、押圧部材67が直線的に移動するように案内するガイドロッドとなっている。
中央に配置されたロッド68B は、駆動部611Bおよび押圧部材67の間に介装されたコイルスプリング69の内部に挿通されている。コイルスプリング69により、支持爪66に向かって押圧部材67が付勢されるようになっている。
ロッド68B の図中上端には、当該ロッド68B が貫通孔68C から抜けないように、貫通孔68C の内径よりも大きな外径を有する抜止部69A が設けられている。
【００７５】
以下に、搬送用ロボットハンド61による、加工テーブル70および第１アイドルテーブル８からの除材動作を簡単に説明する。
図１７（Ａ）に示されるように、搬送用ロボットハンド61がテーブル70, ８の直上に到達したら、搬送用ロボットハンド61を下降させ、図１７（Ｂ）に示されるように、搬送用ロボットハンド61の位置決めピン65をテーブル70, ８の位置決め孔64に挿通させる。この際、位置決めピン65の位置と位置決め孔64の位置とがずれていると、位置決めピン65を位置決め孔64に挿通できない場合がある。この場合には、連結部材63をフリー状態にし、搬送用ロボットハンド61をさらに下降させると、位置決めピン65の先端部分に設けたテーパー部65A が案内することにより、搬送用ロボットハンド61の位置が修正され、位置決めピン65が位置決め孔64に挿通される。
ここで、搬送用ロボットハンド61の下降開始からの経過時間を計測する時限装置と、搬送用ロボットハンド61が所定の高さレベルまで下降したことを検出するリミットスイッチ等の位置検出装置とを設ければ、所定時間が経過しても、位置決めピン65が位置決め孔64に挿通されず、搬送用ロボットハンド61が所定の高さレベルまで下降しないことが検出可能となり、これにより、連結部材63のフリー状態への切換動作が自動的に行えるようになる。
【００７６】
この後、押圧部材67を被加工部材２に押し付け、コイルスプリング69の弾性力に抗して、さらに、搬送用ロボットハンド61を下降させ、支持爪66がテーブル70, ８の上面よりも低い位置に達したら、一対の支持爪66を近接させた後、搬送用ロボットハンド61をゆっくりと上昇させる。すると、図１７（Ｃ）に示されるように、コイルスプリング69に付勢された押圧部材67が支持爪66との間に被加工部材２を挟持したまま上昇する。
これにより、搬送用ロボットハンド61は、被加工部材２を把持した状態でテーブル70, ８から持ち上げ、連結部材63を固定状態にさせると、テーブル70, ８から被加工部材２を取り除く除材作業が完了する。
【００７７】
なお、搬送用ロボットハンド61による、加工テーブル70および第２アイドルテーブル９への給材動作は、以上の除材動作とは逆の動作となる。
すなわち、搬送用ロボットハンド61がテーブル70, ９の直上に到達したら、搬送用ロボットハンド61を下降させ、搬送用ロボットハンド61の位置決めピン65をテーブル70, ８の位置決め孔64に挿通させる。
この際、位置決めピン65が位置決め孔64に挿通されないときには、連結部材63がフリー状態となり、搬送用ロボットハンド61がさらに下降し、位置決めピン65のテーパー部65A の作用により、搬送用ロボットハンド61の位置を修正させ、位置決めピン65の位置決め孔64への挿通を可能とする。
【００７８】
そして、位置決めピン65が位置決め孔64に挿通されたら、押圧部材67を被加工部材２に押し付け、コイルスプリング69の弾性力に抗して、さらに、搬送用ロボットハンド61を下降させ、支持爪66がテーブル70, ９の上面よりも低い位置に達したら、一対の支持爪66を離隔させた後、搬送用ロボットハンド61をゆっくりと上昇させる。すると、支持爪66が離隔状態にあるので、被加工部材２は、テーブル70, ９に載置されたまま残り、搬送用ロボットハンド61は、何も把持しない状態でテーブル70, ９から離れて上昇する。
この後、連結部材63を固定状態にさせると、テーブル70, ９に被加工部材２を載置する給材作業が完了する。
【００７９】
［全体の動作］
次に、本実施形態の自動加工機械１全体の動作を簡単に説明する。
図１８（Ａ）に示されるように、自動加工機械１の加工装置４は、図中左側の加工テーブル70の被加工部材２に対しての加工を完了すると、Ｘ軸をプラス方向へ移動し、加工テーブル70から離れる。
加工テーブル70から加工装置４が完全に離脱すると、搬送装置６の除材ハンド61B がＸ軸をプラス方向へ移動し、加工テーブル70の直上に到達し、加工を終えた被加工部材２を加工テーブル70から取り除く。
【００８０】
次いで、図１８（Ｂ）に示されるように、搬送装置６の除材ハンド61B が加工テーブル70から離れるとともに、除材ハンド61B に近接設置された給材ハンド61A が加工テーブル70の直上に到達し、未加工の被加工部材２を加工テーブル70に載置する。
この後、除材ハンド61B および給材ハンド61A は、Ｘ軸をマイナス方向へ移動して加工テーブル70から離れ、さらに、Ｙ軸をプラス方向へ移動し、除材ハンド61B のＹ軸に沿った位置が、図１８（Ｃ）に示されるように、第２アイドルテーブル９と同じ位置に達すると、移動方向をＸ軸のプラス方向に変える。
この頃までには、加工装置４は、図中右側の加工テーブル70の直上に達し、加工テーブル70の上に載置された被加工部材２に対して加工を行っている。
そして、図１８（Ｄ）に示されるように、除材ハンド61B が第２アイドルテーブル９の直上に達したら、除材ハンド61B は、第２アイドルテーブル９の上に加工を終えた被加工部材２を載置する。
【００８１】
第２アイドルテーブル９への被加工部材２の載置が完了し、除材ハンド61B がＸ軸をマイナス方向へ移動し、第２アイドルテーブル９から完全に離れると、第２マガジン５の格納装置50は、次に除材ハンド61B が第２アイドルテーブル９に到達する前までに、第２アイドルテーブル９から加工を終えた被加工部材２を取り除き、取り除いた被加工部材２を第２マガジン５に格納する。
【００８２】
一方、第２アイドルテーブル９から離れた除材ハンド61B および給材ハンド61A は、Ｙ軸をマイナス方向へ移動し、給材ハンド61A のＹ軸に沿った位置が、図１９（Ｅ）に示されるように、第１アイドルテーブル８と同じ位置に達すると、移動方向をＸ軸のプラス方向に変える。
そして、図１９（Ｆ）に示されるように、給材ハンド61A が第１アイドルテーブル８の直上に達したら、給材ハンド61A は、第１アイドルテーブル８の上に載置してある未加工の被加工部材２を把持する。
第１アイドルテーブル８の被加工部材２を把持したら、給材ハンド61A は、Ｘ軸をマイナス方向へ移動し、給材ハンド61A が第１アイドルテーブル８から完全に離れると、第１マガジン３の取出装置30は、次に給材ハンド61A が第１アイドルテーブル８に到達する前までに、次の被加工部材２を第１マガジン３から取り出し、取り出した被加工部材２を第１アイドルテーブル８に載置する。
【００８３】
一方、第１アイドルテーブル８から離れた除材ハンド61B および給材ハンド61A は、Ｙ軸をプラス方向へ移動し、除材ハンド61B のＹ軸に沿った位置が、図１９（Ｇ）に示されるように、図中右側の加工テーブル70と同じ位置に達する頃までには、加工装置４は、図中右側の加工テーブル70に載置された被加工部材２に対する加工を完了している。
【００８４】
加工装置４は、図１９（Ｈ）に示されるように、図中右側の加工テーブル70の被加工部材２に対する加工を完了すると、Ｘ軸をプラス方向へ移動し、加工テーブル70から離れる。
加工テーブル70から加工装置４が完全に離脱すると、除材ハンド61B がＸ軸をプラス方向へ移動し、加工テーブル70の直上に到達し、加工を終えた被加工部材２を加工テーブル70から取り除く。
【００８５】
このように、自動加工機械１は、二つの加工テーブルに対して、被加工部材２の給除材作業および加工処理とを交互に繰り返し行うものとなっている。
ここで、加工装置４が一つの被加工部材２の加工に要するサイクルタイム、搬送装置６が被加工部材２を交換する交換作業に要するサイクルタイム、取出装置30が第１マガジン３から取り出した被加工部材２を第１アイドルテーブル８に載置するサイクルタイム、および、格納装置50が第２アイドルテーブル９に載置された被加工部材２を第２マガジン５に格納するサイクルタイムは、ほぼ同じとされ、加工装置４、搬送装置６、取出装置30および格納装置50の待ち時間が殆どないように設定されている。
【００８６】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、加工装置４と二つの加工テーブル70とを相対的に移動可能に設け、一の加工テーブル70に設置された被加工部材２について加工装置４が加工を完了する前に、他の加工テーブル70に設置された被加工部材２を、別の被加工部材２に交換する交換作業を搬送装置６で行うようにしたので、加工装置４による加工と、搬送装置６による搬送動作とが同時に並行して行えるようになり、加工装置４および搬送装置６が停止状態にとなることがなく、一つの被加工部材２についての加工作業が連続的に行われるようになり、被加工部材２の加工に要するサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上することができる。
【００８７】
また、加工テーブル70にセットした被加工部材２のどの平面位置に対しても加工が行えるように、加工装置４を水平方向に移動可能とし、加工テーブル70を所定の平面位置に固定したので、搬送装置６が給材および除材を行う位置が固定され、給材作業および除材作業における搬送装置６の制御が容易となり、給材作業および除材作業を迅速に行うことができる。
【００８８】
さらに、未加工の被加工部材２をストックする第１マガジン３に、当該第１マガジン３から被加工部材２を取り出す取出装置30を設け、取出装置30と搬送装置６との間に、第１マガジン３から取り出した被加工部材２が一時的に載置される第１アイドルテーブル８を設けたので、取出装置30が第１アイドルテーブル８に被加工部材２を載置してしまえば、取出装置30は、搬送装置６に被加工部材２を直接渡す必要がなく、搬送装置の到着を待つことなく次の取出作業に取りかかれるようになり、かつ、搬送装置６は、取出装置30を待たずに、直ちに、第１アイドルテーブル８上の被加工部材２を加工装置４まで搬送する搬送作業を開始できるようになる。
そして、加工済の被加工部材２をストックする第２マガジン５に、加工後の被加工部材２を当該第２マガジン５に格納する格納装置50を設け、格納装置50と搬送装置６との間に、搬送装置６が搬送してきた加工後の被加工部材２が一時的に載置される第２アイドルテーブル９を設けたので、搬送装置６は、第２アイドルテーブル９に被加工部材を２載置してしまえば、格納装置50に被加工部材２を直接渡す必要がなく、格納装置50の到着を待つことなく次の搬送作業に取りかかれるようになり、かつ、第２アイドルテーブル９に被加工部材２が載置されていれば、格納装置50は、搬送装置６を待つ必要がなく、直ちに、第２アイドルテーブル９上の被加工部材２を第２マガジン５に格納する格納作業を開始できる。
ここで、被加工部材２の１個当たりの取出作業時間、搬送作業時間、および、格納作業時間を等しく設定しているので、取出作業、搬送作業および格納作業が同時に行え、取出装置30、搬送装置６および格納装置50の無駄な待機時間が解消され、取出装置30、搬送装置６および格納装置50による加工装置４に対する給材作業および除材作業を迅速に行うことができ、ひいては、被加工部材２の加工に要するサイクルタイムを短縮でき、生産性を一層向上することができる。
【００８９】
さらに、搬送装置６に、加工テーブル70から加工後の被加工部材２を取り除く除材ハンド61B と、加工テーブル70に加工前の被加工部材２を供給する給材ハンド61A とを近接して設けたので、給材ハンド61A に被加工部材２を保持させたまま、除材ハンド61B で被加工部材２を加工テーブル70から取り除くことが可能となるうえ、除材を終えた加工テーブル70に対して、直ちに、給材ハンド61A で被加工部材２を加工テーブル70に供給でき、加工装置４への給材作業および除材作業を迅速に行うことができる。
【００９０】
また、給材ハンド61A および除材ハンド61B としての搬送用ロボットハンド61に、被加工部材２の端縁から裏側の面まで回り込むように延びるとともに、互いに近接離隔可能に設けられた一対の支持爪66と、これらの支持爪66に向かって付勢された状態で配置されるとともに、支持爪66との間に挟み込むことにより、被加工部材２を把持する押圧部材67とを設け、搬送用ロボットハンド61を所定の高さレベルに停止させ、再度上昇させれることにより、搬送用ロボットハンド61が被加工部材２を把持するようにしたので、厚さが異なる複数種類の被加工部材２が混在していても、搬送用ロボットハンド61を被加工部材２の厚さに応じた高さ位置に停止させる必要がなく、搬送用ロボットハンド61の送り制御が容易となり、この点からも、搬送用ロボットハンド61による給材作業および除材作業を迅速に行うことができる。
【００９１】
ここで、搬送用ロボットハンド61を三次元方向に移動させる搬送用移動機構62を設け、コンプライアンスモジュールからなる連結部材63を介して、搬送用移動機構62に搬送用ロボットハンド61を取り付けたので、搬送用ロボットハンド61に設けた位置決めピン65を、加工テーブル70に形成された位置決め孔64に挿通させることで、搬送用ロボットハンド61の位置決めを行うにあたり、位置決めピン65と位置決め孔64との中心軸が多少ずれていても、搬送用ロボットハンド61の位置が変位自在となり、位置決めピン65のテーパー部65A が位置決め孔64に案内され、搬送用ロボットハンド61の位置を自動的に修正し、搬送用ロボットハンド61の位置修正のために搬送用移動機構62を駆動する必要がなく、搬送用ロボットハンド61の送り制御が容易となり、搬送用ロボットハンド61による給材作業を一層迅速に行うことができる。
【００９２】
さらに、第１マガジン３から被加工部材２を取り出す取出装置30に、被加工部材２の端縁を両側から挟む一対の挟持指34を備えた取出用ロボットハンド31と、第１マガジン３のスロット303 に挿入されている被加工部材２に当接することにより、被加工部材２の姿勢に矯正する板バネ35とを設け、第１マガジン３に格納された被加工部材２がスロット303 に対して斜めになり、被加工部材２の両端縁の一方が、挟持指34で挟持できる範囲から外れていても、板バネ35で被加工部材２の姿勢をスロット303 に対して平行とし、被加工部材２の端縁が両方とも挟持指34で挟持できる範囲内に入るようにしたので、挟持指34により被加工部材２を確実かつ迅速に取り出すことができる。
【００９３】
また、取出装置30に取出用ロボットハンド31を三次元方向に移動させる取出用移動機構32を設け、ハンドコンプライアンスモジュールからなる連結部材33を介して、取出用移動機構32に取出用ロボットハンド31を取り付けたので、第１マガジン３のスロット303 の成形精度や寸法精度が充分でなく、板バネ35に押された被加工部材２が、一対の挟持指34の間から逸脱し、そのままでは、挟持指34で被加工部材２を挟持できない場合があっても、連結部材33をフリー状態にすれば、板バネ35の反力で取出用ロボットハンド31の位置が修正され、一対の挟持指34が、その間に被加工部材２を挟んだ位置に配置され、複雑な位置検出装置や制御手段を設けなくとも、挟持指34で被加工部材２を確実に挟持することができる。
【００９４】
さらに、第２マガジン５のスロット303 に被加工部材２を挿入する格納装置50を設け、この格納装置50に被加工部材２の端縁を両側から挟む一対の挟持指54を備えた格納用ロボットハンド51と、被加工部材２を挿入すべき目標のスロット303 の隣のスロット303 に挿入されるとともに、当該隣のスロット303 と係合して当該格納用ロボットハンド51の位置を決めるパイロット爪55とを設け、このパイロット爪を隣のスロット303 に案内させて、格納用ロボットハンド51の目標スロット303 に対する位置を正確に決めさせるようにしたので、スロット303 の幅が狭くとも、スロット303 周囲の側壁部301 に衝突させることなく、被加工部材２を目標スロット303 に容易に挿入できるうえ、被加工部材２がスロット303 周囲の側壁部301 に衝突しないので、被加工部材２の変形を未然に防止できる。
【００９５】
しかも、パイロット爪55で正確に位置決めが行えるので、被加工部材２をスロット303 まで搬送する格納用ロボットハンド51を制御するにあたり、被加工部材２を挿入すべきスロット303 と、格納用ロボットハンド51との位置関係を高精度に割り出す必要がなく、簡単な制御手段で格納用ロボットハンド51を制御することができ、被加工部材２の第２マガジン５への格納作業を迅速に行うことができる。
【００９６】
また、多数配列されたスロット303 のピッチの精度が不十分なため、基準点から遠いスロット303 の位置が所定のピッチからずれていても、あるいは、多数用意された第２マガジン５の加工精度にばらつきがあるため、スロット303 の位置が所定のピッチからずれていても、被加工部材２を挿入すべきスロット303 の隣のスロット303 が基準となるので、被加工部材２の第２マガジン５への格納作業には何ら問題がないうえ、第２マガジン５側には、位置決め用の孔等を別途設ける必要がなく、他の用途に使用されている汎用性のある通常のマガジンを第２マガジン５として採用することができるうえ、自動加工機械１に対して多数の第２マガジン５を交互に交換して使用することもできる。
【００９７】
さらに、格納装置50に格納用ロボットハンド51を三次元方向に移動させる格納用移動機構52を設け、ハンドコンプライアンスモジュールからなる連結部材53を介して、格納用移動機構52に格納用ロボットハンド51を取り付けたので、第２マガジン５のスロット303 の成形精度や寸法精度が充分でなく、パイロット爪55とスロット303 との位置が相互にずれていても、被加工部材２をスロット303 に挿入する際には、連結部材53がフリー状態となり、格納用ロボットハンド51が変位自在となり、パイロット爪55がスロット303 に案内され、パイロット爪55で格納用ロボットハンド51の位置決めを高精度に行うことができる。
【００９８】
また、取出用ロボットハンド31および格納用ロボットハンド51の挟持指34，54の各当接部34A, 54Aに、被加工部材２の端縁に沿って延びる断面Ｖ字形の溝34B, 54Bを設け、挟持指34，54が被加工部材２を挟持すると、断面Ｖ字形の溝34B, 54Bに案内されて、被加工部材２の姿勢が挟持指34，54の長手方向と平行になるように整えられるので、挟持指34，54をアイドルテーブル８，９に対して平行にすると、被加工部材２もアイドルテーブル８，９に対して平行となり、傾斜することがなく、被加工部材２の第１アイドルテーブル８への載置および被加工部材２の第２アイドルテーブル９からの取り外しを容易に行うことができる。
【００９９】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、加工テーブル装置の上昇駆動機構としては、サーボモータの回転速度を調節して、被加工部材の材質等に応じた加工条件で切削加工を行うものに限らず、プロフィールの異なる多数種類のカムを用意し、切削加工を行う被加工部材の材質等に応じたプロフィールのカムを選択し、これにより、様々な加工条件で切削加工を行うようにしたものでもよい。
【０１００】
また、ロボットハンドの位置を決める一対のパイロット爪としては、閉じた位置および開いた位置の二位置間を移動可能とされ、開いた状態でマガジンのスロットと係合してロボットハンドの位置を決めを行うものに限らず、図２０に示されるように、ロボットハンド51側に設けられた箱状フレーム55B の底面に固定されたブラケット56A を介して、当該ロボットハンド51に固定された一対のパイロット爪56でもよい。
このパイロット爪56の各々は、外側に向かって先細りにされるとともに、下方に向かっても先細りにされた形状のものであり、図２１（Ａ）の如く、被加工部材２を挿入すべきスロット303 の隣のスロット303 の中心線とパイロット爪56の中心線とが多少ずれていても、ロボットハンド51を下降させると、マガジン５のスロット303 に設けられたテーパー部302Aに案内されて、スロット303 と係合する位置に設けられたものとなっている。
そして、パイロット爪56は、ロボットハンド51の下降により、図２１（Ｂ）の如く、当該ロボットハンド51の位置を修正し、図２１（Ｃ）の如く、被加工部材２を適切にスロット303 に挿入できる位置に、ロボットハンド51を位置決めするものとなっている。
要するに、パイロット爪としては、マガジンのスロットと係合してロボットハンドの位置を決めが正確に行えるものであればよく、パイロット爪の具体的形状や支持構造は、実施にあたり適宜選択できる。
【０１０１】
さらに、被加工部材としては、腕時計の文字板に限らず、ＬＳＩプロセスや半導体製造装置におけるシリコンウェーハ、あるいは、自動半田付装置におけるプリント基板でもよい。
【０１０２】
特に、マガジンのスロットに被加工部材を挿入するための格納用ロボットハンドは、切削、切断および研磨等の機械加工、ならびに、フォトリソグラフィ技術や電子ビームリソグラフィ技術を応用したパターン形成加工等における搬送装置に適用することができ、要するに、本発明は、薄い平板状の被加工部材を取り扱う機械であれば、種類を問わず適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係る実施の一形態の全体を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態の全体を示す平面図である。
【図３】前記実施形態の加工装置を示す斜視図である。
【図４】前記実施形態の加工テーブル装置を示す斜視図である。
【図５】前記実施形態の加工テーブル装置を示す断面図である。
【図６】前記実施形態の加工テーブル装置の異なる状態を示す断面図である。
【図７】前記実施形態の第１マガジンの全体を示す斜視図である。
【図８】前記実施形態の第１マガジンを示す平面図および縦断面図である。
【図９】前記実施形態の取出用ロボットハンドを示す斜視図である。
【図１０】前記実施形態の取出用ロボットハンドの動作を説明する図である。
【図１１】前記実施形態の第２マガジンの全体を示す斜視図である。
【図１２】前記実施形態の格納用ロボットハンドを示す斜視図である。
【図１３】前記実施形態の格納用ロボットハンドの動作を説明する図である。
【図１４】前記実施形態の図１３に続く動作を説明するための図である。
【図１５】前記実施形態の搬送装置の全体を示す斜視図である。
【図１６】前記実施形態の搬送用ロボットハンドを示す一部破断した正面図である。
【図１７】前記実施形態の搬送用ロボットハンドの動作を説明する図である。
【図１８】前記実施形態の全体の動作を説明するための図である。
【図１９】前記実施形態の図１８に続く動作を説明するための図である。
【図２０】本発明の変形例に係る格納用ロボットハンドを示す斜視図である。
【図２１】前記変形例の格納用ロボットハンドの動作を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  自動加工機械、２  被加工部材、  ３  第１マガジン、４  加工装置、５  第２マガジン、６  搬送装置、８  第１アイドルテーブル、９  第２アイドルテーブル、30  取出装置、31  取出用ロボットハンド、32  取出用移動機構、33,53,63  連結部材、33A,53A,63A 第１接合部、33B,53B,63B 第２接合部、34, 54  挟持指、34A, 54A  当接部、34B, 54B  断面Ｖ字形の溝、35  姿勢矯正部材としての板バネ、50  格納装置、51  格納用ロボットハンド、52  格納用移動機構、55, 56  パイロット爪、61  搬送用ロボットハンド、61A 給材ハンド、61B 除材ハンド、62  搬送用移動機構、64  位置決め孔、65  位置決めピン、66  支持爪、67  押圧部材、70  加工テーブル、303 スロット
【図１】
2004167683.tif 000003
【図２】
2004167683.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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