(57)【要約】【課題】上流側工程より素材ワークが１個ずつ等間隔で供給される場合に、２つのローダを加工に合わせて効率的に動作させることができる工作機械システムを提供する。【解決手段】第１および第２の加工部１，２を備えた工作機械３と、これら加工部１，２の近傍に設けられたワーク仮置き部Ｆと、第１および第２のローダ２１，２２とを備える。第１のローダ２１は、搬入部５で素材ワークＷを受け取り、その素材ワークＷを第１の加工部１に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークをワーク仮置き部Ｆに仮置きして、搬入部５まで戻る。また、搬入部５から素材ワークＷを受け取り、ワーク仮置き部Ｆに搬入する。第２のローダ２２は、ワーク仮置き部Ｆに仮置きされた加工済ワークを搬出部６に搬出する。また、ワーク仮置き部Ｆに仮置きされた素材ワークを受け取り、その素材ワークを第２の加工部２に加工済ワークと入れ替えて搬入する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の加工部を備えた工作機械と、これら加工部の近傍に設けられたワーク仮置き部と、第１および第２のローダとを備え、
上記第１のローダは、素材ワーク搬入部で素材ワークを受け取り、その素材ワークを上記第１の加工部に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークをワーク仮置き部に仮置きして、素材ワーク搬入部まで戻る行程と、素材ワーク搬入部から素材ワークを受け取り、その素材ワークをワーク仮置き部に仮置きして素材ワーク搬入部まで戻る行程とを行うものとし、
上記第２のローダは、ワーク仮置き部に仮置きされた加工済ワークを加工済ワーク搬出部に搬出する行程と、ワーク仮置き部に仮置きされた素材ワークを受け取り、その素材ワークを第２の加工部に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークを加工済ワーク搬出部に搬出する行程とを行うものとした、
工作機械システム。
【請求項２】
上記第１および第２のローダは、それぞれの上記２つの行程をそれぞれ交互に行うものとした請求項１に記載の工作機械システム。
【請求項３】
上記素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部とは左右に並べて配置され、上記工作機械は上記素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部の間に設置される請求項１または請求項２に記載の工作機械システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平行２軸旋盤等の２つの加工部を有する工作機械と、２つのローダとを有する工作機械システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ローダ付きの２軸旋盤において、搬送効率の向上のために、ローダを２基搭載した工作機械システムがある。各ローダはそれぞれ２つのローダチャックを有している（例えば特許文献１）。このような２軸旋盤で同時２軸加工を行う場合、これまでは搬入部で２個の素材ワークを第１のローダの２つのチャックで受け取り、片側のチャックの素材ワークは第１の主軸へ搬入し、他の片側のチャックの素材ワークは、左右のローダが相互乗り入れ可能なエリアに設けられた仮置きチャックに置くようにしている。第２のローダは、さらに別途に設けられた仮置きチャックに、第２の主軸で加工された加工済ワークを仮置きすると共に、第１のローダが仮置きした素材ワークを受け取り、それを第２の主軸に搬入する。
【０００３】
【特許文献】
特許第２９９３３８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の工作機械システムは、搬入部で第１のローダにおける２つのローダチャックに素材を把持して搬送するため、２つの素材ワークの搬送が１回のローダ往復走行で行える。しかし、搬入部に上流側工程より素材ワークが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合、第１のローダが片方のローダチャックで一つ目のワークを把持した後、２つ目のワークが搬入部に着くまで待つことが必要になる。そのため搬送効率が悪く、生産性が低下する。上記２軸旋盤が多工程の途中に設置される場合、上流側工程より素材ワークが１個ずつ等間隔のタクトで供給されるのが通常であり、上記従来システムの２個まとめて搬送する方式を効果的に適用できるように上流側よりワークが供給される場合は少ない。
【０００５】
この発明の目的は、上流側工程より素材ワークが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合でも、２つのローダを工作機械の加工に合わせて効率的に動作させることができて、生産効率を向上させることのできる工作機械システムを提供することである。
この発明の他の目的は、２つの加工部で同じような加工を行う場合に、２つの加工部で偏りなく安定したワークの搬入，搬出が行え、より一層の生産効率の向上が図れるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、多工程の場合にワーク流れの都合の良い一般的なレイアウトにおいて、上記の効率の良いワーク搬送、生産効率の向上を可能とすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の工作機械システムは、第１および第２の加工部を備えた工作機械と、これら加工部の近傍に設けられたワーク仮置き部と、第１および第２のローダとを備える。上記第１のローダは、素材ワーク搬入部で素材ワークを受け取り、その素材ワークを上記第１の加工部に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークをワーク仮置き部に仮置きして、素材ワーク搬入部まで戻る行程と、素材ワーク搬入部から素材ワークを受け取り、その素材ワークをワーク仮置き部に仮置きして素材ワーク搬入部まで戻る行程とを行うものである。上記第２のローダは、ワーク仮置き部に仮置きされた加工済ワークを加工済ワーク搬出部に搬出する行程と、ワーク仮置き部に仮置きされた素材ワークを受け取り、その素材ワークを第２の加工部に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークを加工済ワーク搬出部に搬出する行程とを行うものである。
この構成によると、第１のローダは素材ワークを把持して第１の加工部の近傍で加工の完了を待つことができる。このため待機位置から加工部までの距離が短く、加工完了後に素早く搬入できる。この後、素材ワーク搬入部に戻り、次の素材ワークの搬送を行うことになる。このため、上流側工程より素材ワークが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合に、その供給間隔を利用して第１のローダの往復が行え、次の供給を待つ必要がない。第２のローダも、ワーク仮置き部に仮置きされた素材ワークを受け取って、第２の加工部の近傍で加工の完了を待ち、搬入することができる。また、第２のローダは、ワーク仮置き部に仮置きされた加工済ワークを搬出部に搬出する。このため、第１のローダと第２のローダは、タイミングを合わせることは必要であるが、並行した動作が行える。したがって、上流側工程より素材ワークが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合でも、２つのローダを工作機械の加工に合わせて効率的に動作させることができて、効率良くワーク搬送が行え、生産効率を向上させることができる。
【０００７】
上記第１および第２のローダは、それぞれの上記２つの行程をそれぞれ交互に行うものとしても良い。
この場合、２つの加工部が同じ加工をするといった場合などに、２つの加工部に対して、偏りなく安定したワークの搬入、搬出が行える。また、その加工に適した素材ワークの搬入動作が行える。
【０００８】
上記素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部とは左右に並べて配置され、上記工作機械は上記素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部の間に設置されたものであっても良い。また、第１の加工部と第２の加工部は左右に並んだものであっても良い。
このように素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部とが左右に並び、その間に工作機械が配置されたレイアウトは、ワークの流れが一方向となり、多工程の場合にワーク搬送に都合の良い一般的なレイアウトとなる。このようなレイアウトの場合にも、この発明による上記の効率の良いワーク搬送、生産効率の向上が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この工作機械システムは、第１および第２の加工部１，２を備えた工作機械３と、これら加工部１または加工部２の近傍に設けられたワーク仮置き部Ｆと、第１および第２のローダ２１，２２とを備える。上記加工部１，２は、ワークＷを把持して加工する機械部分のことである。工作機械３は、左右に並べて配置した素材ワーク搬入部５と加工済ワーク搬出部６との間に設置され、上記加工部１，２は左右に並べて設けられている。素材ワーク搬入部５には、コンベア等からなる搬送装置７を介して上流工程加工機械８に続いている。また、この工作機械システムは、工作機械３を制御する工作機械制御装置３０と、第１および第２のローダ２１，２２を制御するローダ制御装置４０とを備える。ローダ制御装置４０は、第１のローダ２１を制御する第１ローダ制御部４１と、第２のローダ２２を制御する第２ローダ制御部４２とを有する。
【００１０】
図２は、工作機械３およびローダ２１，２２の具体例を示す。工作機械３は並行２軸旋盤であり、上記各加工部１，２は、それぞれ主軸９と刃物台１０とで構成される。各加工部１，２の主軸９は、ベッド１１上の左右方向の中央に隣り合って設置された各主軸台１２に支持されている。刃物台１０は、タレットからなり、ベッド１１上にタレットキャリッジ（図示せず）を介して左右方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｚ軸方向）に移動可能とされている。刃物台１０にはバイトや回転工具等の複数の工具が取付けられている。
【００１１】
工作機械３には、主軸台１２の上面などに反転装置１３が設置されている。反転装置１３は、固定のチャック１４と、支軸１６回りに１８０°反転動作して固定側チャック１４に対面可能な反転側のチャック１５とを有し、固定側チャック１４に把持したワークＷを反転側チャック１５が対向して把持し、１８０°反転することで、ワークＷが表裏反転される。この反転装置１３の２つのチャック１４，１５のうち、いずれかが上記ワーク仮置き部Ｆとして利用される。
なお、反転装置１３は、片方の加工部１で表面側の加工を行った後、もう片方の加工部２で裏面側の加工を行う両面加工の場合に用いられるものである。両面加工を行わない場合は、反転装置１３を設けずに、仮置き専用のワーク仮置き部Ｆを設ける。
工作機械３は、主軸９や刃物台１０の配置された加工空間を覆う機体カバー１７を有しており、機体カバー１７の天井部に、ローダ２１，２２を出入りさせるための開閉自在なシャッタ１８が設けられている。
【００１２】
上記２台のローダ２１，２２は、工作機械３の上方に左右方向に沿って架設された共通のレール２３を走行可能とされている。各ローダ２１，２２は、それぞれレール２３に沿って走行する走行台２４に、前後方向（Ｚ軸方向）に移動自在な前後移動台２５が設置され、この前後移動台２５に昇降ロッド２６が昇降可能に設置されている。走行台２４、前後移動台２５、および昇降ロッド２６は、それぞれサーボモータ（図示せず）により駆動される。昇降ロッド２６の下端にローダヘッド２７が設けられ、ローダヘッド２７に２つのローダチャック２８が設けられている。
図３に示すように、上記２つのローダチャック２８は、主軸９に対面する正面姿勢と下向き姿勢とに設けられ、かつローダヘッド２７に設けられた入替機構２９によって互いの位置が入替え可能とされている。入替機構２９は、例えば、ローダヘッド２７に傾斜中心Ｑ回りに旋回自在に設けられた旋回台２９ａとその旋回割出機構（図示せず）とでなり、上記旋回台２９ａに２つのローダチャック２８が設けられている。
【００１３】
図１において、上流工程加工機械８は、旋盤等の工作機械であり、例えば棒材ワーク（図示せず）を一定寸法の素材ワークＷに切断する加工等を行う。素材ワーク搬入部５および加工済ワーク搬出部６は、それぞれワーク配置台や、コンベアにおけるコンベア端部等である。
【００１４】
工作機械制御装置３０は、コンピュータ式の数値制御装置等からなり、工作機械３の制御を行う。
ローダ制御装置４０は、コンピュータ式の数値制御装置等からなり、ローダ２１，２２の制御を行う。例えば、第１ローダ制御部４１および第２ローダ制御部４２は、それぞれが数値制御装置からなり、それぞれ第１，第２のローダ制御プログラム４３，４４を解読して実行する演算制御部４５，４６を有している。上記各数値制御装置は、数値制御部およびプログラマコントローラ等のシーケンス制御部（いずれも図示せず）により構成される。
【００１５】
なお、第１ローダ制御部４１および第２ローダ制御部４２は、ハードウェア的に一つの制御装置として構成されたものであっても良い。また、第１，第２のローダ制御プログラム４３，４４は、互いに一つの制御プログラムとして構成されたものであっても良く、その場合、第１のローダ２１を制御するプログラム部分が第１ローダ制御プログラム４３となり、第２のローダ２２を制御するプログラム部分が第２ローダ制御プログラム４４となる。
【００１６】
第１のローダ２１および第２のローダ２２は、次の各行程の動作を行うものであり、その動作は、上記各ローダ制御プログラム４３，４４によって設定されている。
第１のローダ２１は、素材ワーク搬入部５で素材ワークＷを受け取り、その素材ワークＷを第１の加工部１に加工済ワークＷと入れ替えて搬入し、加工済ワークＷをワーク仮置き部Ｆに仮置きして、素材ワーク搬入部５まで戻る行程（第１行程）と、素材ワーク搬入部５から素材ワークＷを受け取り、その素材ワークＷをワーク仮置き部Ｆに搬入して素材ワーク搬入部５まで戻る行程（第２行程）とを行う。上記第１行程および第２行程の制御命令は、それぞれ第１ローダ制御プログラム４３における第１行程のプログラム部分４３ａ、および第２行程のプログラム部分４３ｂに記述されている。
第２のローダ２２は、ワーク仮置き部Ｆに仮置きされた加工済ワークＷを加工済ワーク搬出部６に搬出する行程（第１行程）と、ワーク仮置き部Ｆに仮置きされた素材ワークＷを受け取り、その素材ワークＷを第２の加工部２に加工済ワークＷと入れ替えて搬入し、加工済ワークＷを加工済ワーク搬出部６に搬出する行程（第２行程）とを行う。上記第１行程および第２行程の制御命令は、それぞれ第２ローダ制御プログラム４４における第１行程のプログラム部分４４ａ、および第２行程のプログラム部分４４ｂに記述されている。
【００１７】
つぎに、各ローダ２１，２２の動作の詳細を図４ないし図５と共に説明する。なお、ここでは、各ローダ２１，２２の片方のチャック２８をＡチャック、もう片方のチャック２８をＢチャックと呼ぶ。また、２つの加工部１，２の主軸９の主軸チャックのうち、図の左側の主軸チャックを「Ｌ」、右側の主軸チャックを「Ｒ」として示している。
図４の左部分，および図５（Ａ）に示すように、第１のローダ２１は次の動作▲１▼〜▲７▼を順に行い、これらの動作▲１▼〜▲７▼を繰り返す。
▲１▼．Ａチャックで素材ワーク搬入部５から素材ワークＷを一つ受け取る。
▲２▼．加工部１の上方（図２のシャッタ１８よりも上方）までローダ２１が移動し、加工完了を待つ。
▲３▼．加工が完了すると、加工済ワークＷを左（Ｌ）加工部１からＢチャックにアンロード（搬出）する。
▲４▼．Ａチャックの素材ワークＷを左（Ｌ）加工部１にロード（搬入）する。
▲５▼．Ｂチャックに受け取った加工済ワークＷは、ワーク仮置き部Ｆへ渡す。
▲６▼．素材ワーク搬入部５へ戻る。
（これら▲１▼〜▲６▼のまでの行程が上記第１行程である。）
▲７▼．素材ワーク搬入部５上の次の素材ワークＷをＡ，Ｂいずれかのチャックで受け取り、ワーク仮置き部Ｆまで移動してワーク仮置き部Ｆに渡す。この後、素材ワーク搬入部５まで戻る。
（この▲７▼．の行程が上記第２行程である。）
なお、素材ワークＷを仮置きするワーク仮置き部は、加工済ワークＷが仮置きされるワーク仮置き部とは別に設けられたもの、例えば、チャック１４であってもよい。これにより、加工状況を気にすることなく、いずれのワークＷも仮置きが可能となる。
【００１８】
図４の右部分，および図５（Ｂ）に示すように、第２のローダ２２は次の動作▲１▼〜▲７▼を順に行い、これらの動作▲１▼〜▲７▼を繰り返す。
▲１▼．加工済ワーク搬出部５からワーク仮置き部Ｆまで移動し、ワーク仮置き部Ｆで加工済ワークＷをＡチャックまたはＢチャックで受け取る。
▲２▼．加工済ワーク搬出部５へ戻って加工済ワークＷをこの搬出部５に搬出する。（これら▲１▼，▲２▼の行程が上記第１行程である。）
▲３▼．ワーク仮置き部Ｆまで移動し、ワーク仮置き部Ｆの素材ワークＷをＡチャックで受け取る。
▲４▼．右（Ｒ）加工部２の直上（シャッタ１８よりも上）まで移動し、加工完了を待つ。
▲５▼．加工が完了すると、加工済ワークＷを右（Ｒ）加工部２からＢチャックにアンロード（搬出）する。
▲６▼．Ａチャックの素材ワークＷを右（Ｒ）加工部２にロードする。
▲７▼．加工済ワーク搬出部６まで移動し、加工済ワークＷをこの搬出部６に搬出する。
（これら▲３▼〜▲７▼の行程が上記第２行程である。）
【００１９】
上記第１のローダ２１の動作▲１▼〜▲７▼と、第２のローダ２２の動作▲１▼〜▲７▼の動作とは、次の関係を守って並行して行われる。
第１のローダ２１が上記▲５▼の動作として加工済ワークＷをワーク仮置き部Ｆへ渡した後、第２のローダ２２が上記▲１▼の動作してワーク仮置き部Ｆから加工済ワークＷを受け取る。
また、第１のローダ２１が上記▲７▼の動作として素材ワークＷをワーク仮置き部Ｆに渡した後、第２のローダ２２が上記▲３▼の動作としてワーク仮置き部Ｆから素材ワークＷを受け取る。
【００２０】
この工作機械システムによると、上記のように第１のローダ２１は素材ワークＷを把持して第１の加工部１の近傍で加工の完了を待つことができる。このため待機位置（シャッタ１８の上）から加工部１までの距離が短く、加工完了により素早く搬入できる。この搬入の後、素材ワーク搬入部５に戻り、次の素材ワークＷの搬送を行うことになる。このため、上流工程加工機械８より素材ワークＷが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合に、その供給間隔を利用して第１のローダ２１の往復が行え、次の供給を待つ必要がない。第２のローダ２１も、ワーク仮置き部Ｆに仮置きされた素材ワークＷを受け取って、第２の加工部２の近傍（シャッタ１８の上方）で加工の完了を待ち、搬入することができる。また第１のローダ２１と第２のローダ２２は、上記のようにタイミングを合わせることは必要であるが、並行した動作が行える。したがって、上流工程加工機械８より素材ワークＷが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合でも、２つのローダ２１，２２を工作機械３の加工に合わせて効率的に動作させることができて、効率良くワーク搬送が行え、生産効率を向上させることができる。
【００２１】
第１のローダ２１は上記２つの行程（第１行程，第２行程）を交互に行い、また第２ローダ２２は上記２つの行程（第１行程，第２行程）を交互に行うため、２つの加工部１，２が同じ加工をすると言った場合などに、２つの加工部１，２に対して、偏りなく安定したワークの搬入、搬出が行える。また、その加工に適した素材ワークＷの搬入動作が行える。
【００２２】
なお、上記実施形態は工作機械３が旋盤である場合につき説明したが、工作機械は２つの加工部を持つものであれば適用でき、例えば２軸のドリルマシンやマシニングセンタ等であっても良い。
【００２３】
【発明の効果】
この発明の工作機械システムは、第１および第２の加工部を備えた工作機械と、これら加工部の近傍に設けられたワーク仮置き部と、第１および第２のローダとを備え、上記第１のローダは、素材ワーク搬入部で素材ワークを受け取り、その素材ワークを上記第１の加工部に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークをワーク仮置き部に仮置きして、素材ワーク搬入部まで戻る行程と、素材ワーク搬入部から素材ワークを受け取り、その素材ワークをワーク仮置き部に仮置きして素材ワーク搬入部まで戻る行程とを行うものとし、上記第２のローダは、ワーク仮置き部に仮置きされた加工済ワークを加工済ワーク搬出部に搬出する行程と、ワーク仮置き部に仮置きされた素材ワークを受け取り、その素材ワークを第２の加工部に加工済ワークと入れ替えて搬入し、加工済ワークを加工済ワーク搬出部に搬出する行程とを行うものとしたため、上流側工程より素材ワークが１個ずつ時間を開けて供給されるような場合でも、２つのローダを工作機械の加工に合わせて効率的に動作させることができて、効率良くワーク搬送が行え、生産効率を向上させることができる。
上記第１および第２のローダを、それぞれの上記２つの行程をそれぞれ交互に行うものとした場合は、２つの加工部で同じような加工を行う場合に、２つの加工部で偏りなく安定したワークの供給，搬出が行え、より一層の生産効率の向上が図れる。
上記素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部とは左右に並べて配置され、上記工作機械が素材ワーク搬入部と加工済ワーク搬出部の間に設置される場合は、多工程でワークの流れに都合の良いレイアウトにおいて、上記の効率の良いワーク搬送、生産効率の向上を可能とできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械システムの概念構成を示す説明図である。
【図２】同工作機械システムの工作機械およびローダの正面図である。
【図３】同ローダのローダヘッドと主軸の関係を示す側面図である。
【図４】第１，第２のローダの動作の流れ図である。
【図５】（Ａ）は第１のローダの動作説明図、（Ｂ）は第２のローダの動作説明図である。
【符号の説明】
１…第１の加工部
２…第２の加工部
３…工作機械
５…素材ワーク搬入部
６…加工済ワーク搬出部
８…上流工程加工機械
１８…シャッタ
２１…第１のローダ
２２…第２のローダ
２３…レール
２７…ローダヘッド
２８…ローダチャック
４０…ローダ制御装置
Ｆ…ワーク仮置き部
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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