(57)【要約】【課題】  複数種の試料から、複数種で複数台の自動機械加工機を扱い、複数種の機械試験片を加工製造する場合における作業の効率化・合理化を図る。【解決手段】  機械試験片の加工製造システムは、外形寸法及び重量が数種類に規格化されたパレット８と、パレット８上の試料の位置決め固定治具１１（ｂ）と、パレット８を位置決め固定する位置決め固定治具１１（ａ）を備えるとともに、パレット８の位置決め固定及び取り外し機能を有する自動機械加工機６と、パレット８を共通して搬送する自動搬送装置４と、パレット８への試料の位置決め固定及び取り外しを行う自動加工受け渡し台３と、試料を受け付ける１ヶ所の受付部１とを備えている。【選択図】  図１
2005319560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数異種の試料を複数異種の自動機械加工機で複数異種の機械試験片へと加工製造するために試料搬送用のパレットを用いて自動的に運搬、搬入、加工、搬出する機械試験片の加工製造システムであって、
外形寸法及び重量が数種類に規格化されたパレットと、
前記パレット上の試料の位置決め固定治具と、
前記パレットを位置決め固定する位置決め固定治具を備えるとともに、前記パレットの位置決め固定及び取り外し機能を有する自動機械加工機と、
前記パレットを共通して搬送する自動搬送装置と、
前記パレットへの試料の位置決め固定及び取り外しを行う自動加工受け渡し台と、
試料を受け付ける１ヶ所の受付部とを備えたことを特徴とする機械試験片の加工製造システム。
【請求項２】
前記試料搬送用のパレットは、該パレットを使用する自動機械加工機の種類及び試料の加工に必要な情報のうち少なくともいずれかを含む情報を記録する記録媒体を備え、前記自動機械加工機又は前記自動搬送装置がそれらの情報の読み込み又は書き込みを行う手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の機械試験片の加工製造システム。
【請求項３】
複数異種の試料を複数異種の自動機械加工機等で複数異種の機械試験片へと加工製造するために試料搬送用のパレットを用いて自動的に運搬、搬入、加工、搬出する機械試験片の加工製造方法であって、
１ヶ所の受付部で試料を受け付ける手順と、
自動加工受け渡し台で外形寸法及び重量が数種類に規格化されたパレット上の試料の位置決め固定治具によって試料をパレットに固定する手順と、
前記試料自動搬送装置で前記パレットを自動機械加工機まで搬送し、該パレットに自動機械加工機毎に付属する自動機械加工機上のパレットの位置決め固定治具によって該パレットと自動機械加工機との相互の位置決めを行う手順と、
前記自動機械加工機での加工後に前記パレットを前記自動搬送装置に再び載せ、製品受け取り台或いは前記自動加工受け渡し台へと搬送する手順とを有することを特徴とする機械試験片の加工製造方法。
【請求項４】
前記試料搬送用のパレットが具備する記録媒体に、試料のパレットへの固定時、搬送の前後、パレットの自動機械加工機への固定時或いは加工終了時に加工に必要な情報の読み込み又は書き込みを行うことを特徴とする請求項３に記載の機械試験片の加工製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種の鉄鋼製品の試料から複数種の自動機械加工機を用いて複数種の機械試験片を加工製造する機械試験片の加工製造システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋼材製品を製造、販売する場合、製造した鋼材から試料を採取し、これを規格により形状や寸法精度が厳密に定められた複数種の機械試験片に加工製造した上で、これら機械試験片に対して実際に引張破壊試験や衝撃破壊試験等の機械試験を実施し、その結果をもって製品の品質管理や品質保証を行うことがなされている。
【０００３】
試料から機械試験片への加工は、粗切断、二次切断、減厚、研削、面取り、研磨というように多種多様な工程があり、複数種の機械加工機を経て加工が行われる。
【０００４】
一般的に、自動旋盤、自動フライス盤等の自動機械加工機は、試料の精密位置決め固定治具を装備しており、作業者は、同治具に試料を嵌め合い、押し付け、クランプ、ネジ止め等するセット作業と、加工寸法等の加工情報を自動機械加工機に付与する作業とを行う。その後、自動機械加工機単独による自動加工が行われ、加工終了後は、作業者が同治具から加工品を取り外す作業を行う、という機能分担のものが多い。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２２８８０４号公報
【特許文献２】特開平７−９６４３２号公報
【特許文献３】特開平１１−１３８３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般に自動機械加工機への試料の位置決め固定治具は自動機械加工機の種類によって異なっており、精密かつ正確なセットが要求されるため、機械化・自動化が難しい作業である。特に、供給される試料の形状や寸法精度が安定しない場合には、作業者による高い技能が要求される。
【０００７】
この場合、作業者が試料の運搬、自動機械加工機へのセット、取り外し・取り出しを行うため、複数種の自動機械加工機を複数台扱う機械試験片加工施設においては、作業者が多量の試料を運搬・移動する回数や距離が大きくなり、効率が非常に悪い。
【０００８】
特許文献１では、パレットの待機時間を削減して自動機械加工機の稼働率を向上することが記載されているが、試料や治具の搬送、ハンドリングについては言及されていない。
【０００９】
また、特許文献２では、シャルピー試験片製造用マシニングセンタの自動化について記載されているが、シャルピー試験片に限定されており、また、試料や治具の搬送、ハンドリングについては言及されていない。
【００１０】
また、特許文献３では、搬送台車、貯留部等から構成される機械加工施設について記載されているが、治具への試料のセットが機械による完全自動で可能であるという前提であり、試料の製作精度が悪い、等の作業者介入が必要な場合には適用できない。
【００１１】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、複数種の試料から、複数種で複数台の自動機械加工機を扱い、複数種の機械試験片を加工製造する場合において、試料の大きさや形状が多種多様であったり、試料の自動機械加工機へのセットに作業者の技能が必要であったりする場合に、ベルトコンベアや無人搬送台車等の自動搬送装置の導入、完全自動加工と手加工のエリア分割による作業者移動や試料運搬範囲の最小化等を図り、効率化・合理化を進めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の機械試験片の加工製造システムは、複数異種の試料を複数異種の自動機械加工機で複数異種の機械試験片へと加工製造するために試料搬送用のパレットを用いて自動的に運搬、搬入、加工、搬出する機械試験片の加工製造システムであって、外形寸法及び重量が数種類に規格化されたパレットと、前記パレット上の試料の位置決め固定治具と、前記パレットを位置決め固定する位置決め固定治具を備えるとともに、前記パレットの位置決め固定及び取り外し機能を有する自動機械加工機と、前記パレットを共通して搬送する自動搬送装置と、前記パレットへの試料の位置決め固定及び取り外しを行う自動加工受け渡し台と、試料を受け付ける１ヶ所の受付部とを備えた点に特徴を有する。
また、本発明の機械試験片の加工製造システムの他の特徴とするところは、前記試料搬送用のパレットは、該パレットを使用する自動機械加工機の種類及び試料の加工に必要な情報のうち少なくともいずれかを含む情報を記録する記録媒体を備え、前記自動機械加工機又は前記自動搬送装置がそれらの情報の読み込み又は書き込みを行う手段を備える点にある。
本発明の機械試験片の加工製造方法は、複数異種の試料を複数異種の自動機械加工機等で複数異種の機械試験片へと加工製造するために試料搬送用のパレットを用いて自動的に運搬、搬入、加工、搬出する機械試験片の加工製造方法であって、１ヶ所の受付部で試料を受け付ける手順と、自動加工受け渡し台で外形寸法及び重量が数種類に規格化されたパレット上の試料の位置決め固定治具によって試料をパレットに固定する手順と、前記試料自動搬送装置で前記パレットを自動機械加工機まで搬送し、該パレットに自動機械加工機毎に付属する自動機械加工機上のパレットの位置決め固定治具によって該パレットと自動機械加工機との相互の位置決めを行う手順と、前記自動機械加工機での加工後に前記パレットを前記自動搬送装置に再び載せ、製品受け取り台或いは前記自動加工受け渡し台へと搬送する手順とを有する点に特徴を有する。
また、本発明の機械試験片の加工製造方法の他の特徴とするところは、前記試料搬送用のパレットが具備する記録媒体に、試料のパレットへの固定時、搬送の前後、パレットの自動機械加工機への固定時或いは加工終了時に加工に必要な情報の読み込み又は書き込みを行う点にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数種の自動機械加工機を複数台扱い、複数種の機械試験片を加工製造する場合において、自動搬送装置を用いた自動搬送と、位置決め固定治具への試料セットの局所集中が可能となり、試料の種類の多さや大きさや形状の多様性に拘わらず、精度を担保しながら自動搬送による作業の効率化・合理化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、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１に機械試験片の加工製造システムの全体構成を示す。まず、加工する試料は、手加工工程２を経て、機械試験片や使用する自動機械加工機の種類に依らず１ヶ箇所の受付部１で受け付けられる。続いて、この試料は自動加工受け渡し台３へ運ばれ、パレット８の位置決め固定治具によってセットされる。
【００１５】
自動加工受け渡し台３に対して受付部１の反対側には、自動加工受け渡し台３から自動加工エリア５の各自動機械加工機６へと試料の固定されたパレット８を搬送するための自動搬送装置４が設置される。自動搬送装置４は、例えばベルトコンベア又は自動搬送台車とする。パレット８の行き先となる自動機械加工機６の種類は、パレット８に記録された情報により自動搬送装置４が自動的に判別する。自動機械加工機６は、パレット８の受け入れ、自動把持固定、加工に必要な情報の読み込み等の機能を具備する。
【００１６】
試料を受けた自動機械加工機６のうち中間加工機６（ｃ）はその分担する加工を行い、自動搬送装置４に返し、加工された試料は再び自動加工受け渡し台３へ返る。また、試料を受けた仕上げ加工機６（ａ）又は６（ｂ）はその分担する加工を行い、自動搬送装置４に返し、加工された試料は製品受け取り台７へ渡る。製品受け取り台７からは複数種で複数個の機械試験片が依頼元へと出荷される。
【００１７】
ここで、図２も参照して、自動機械加工機６及びパレット８について説明する。自動機械加工機６は、一般の自動機械加工機に付設されているような位置決め固定治具の部位が取り外され、これに代替してパレット８の皿部を把持して固定する機能が付加され、自動機械加工機６とパレット８との相対的な位置関係が把持状態にて一意に定まり、かつ、確実に固定される構造に改造されている。例えば、自動機械加工機６とパレット８とが数ヶ所の凸円錐と凹円錐の組合せで嵌合する構造とする。
【００１８】
一方、パレット８は、自動機械加工機６が具備する位置決め固定治具と同形状・同機能の治具を搭載した皿状の部材である。パレット８はこの位置決め固定治具で試料１３を固定し、自動搬送装置４を介して自動機械加工機６と自動加工受け渡し台３或いは製品受け取り台７との間を行き来する。
【００１９】
パレット８は、自動機械加工機６上に位置決めされた状態で、自動機械加工機６に対する位置決め固定治具１１（ａ）の位置が高い外形寸法精度で定まるように製作されている。すなわち、自動機械加工機６が具備する位置決め固定治具１１（ａ）及びパレット８の製作精度は、例えば規格により機械試験片に要求される製作精度が±0.1mm以内であったと仮定すると、それと同範囲以内、もしくはそれ未満の±0.05mm等の外形寸法精度を確保されている必要がある。また、パレット８が具備する試料の位置決め固定治具１１（ｂ）についても同様の精度を確保されている必要がある。
【００２０】
自動機械加工機６が試料を個別にハンドリングする機能を有する場合、そのハンドリング装置は試料を確実に把持可能な精度内に試料を設置し、保持できる治具でなければならない。自動機械加工機６が数種類存在する場合は、自動機械加工機６の種類毎に上記のようなパレット８を製作する。その場合、これらのパレット８は、外形寸法や重量がほぼ類似するように限定された数種類に規格化して製作されなければならない。例えば、平面形状が500mm×500mm、重量が50kg等である。このように、自動機械加工機６に具備された治具１１（ａ）、パレット８の外形寸法及びパレットに具備された位置決め固定治具１１（ｂ）によって加工精度が確保される。
【００２１】
また、パレット８には、そのパレット８を使用する自動機械加工機６の種類と加工に必要な情報を記録し、自動的に識別できる機能のある情報記録媒体９を装備するとよい。自動機械加工機６或いは自動搬送装置４は、この情報記録媒体９から、次の加工をどのように行うのか、次の加工をどの自動機械加工機６で行うのか、現状どこまで加工されたのか等の情報を読み取り、分担された自動加工や自動搬送を行う。
【００２２】
図２にパレットの例を示す。図２（ａ）、２（ｃ）は帯鋸盤用のパレット例、図２（ｂ）、２（ｄ）は衝撃試験片用の自動機械加工機用のパレット例である。
【００２３】
各パレット８は、パレットの基準点１０を有し、この点１０を基準としたパレット８上の所定位置に、鋸断する試料１３（ａ）、衝撃試験片用試料１３（ｂ）を設置・固定できる構造とし、パレット８への試料１３の設置・固定作業は作業者が行う。
【００２４】
試料１３が設置・固定されたパレット８は、自動搬送装置４にて自動機械加工機６へ搬送された後、パレット８の基準点１０を基準として、自動機械加工機６上のパレット８の位置決め固定治具１１（ａ）により容易かつ正確に位置決め・固定される。これにより、自動機械加工機６に対する試料１３の位置が、パレット８の基準点１０を介して正確に再現される。
【００２５】
図３に、機械試験片の加工製造システムの要部構成を示す。試料の受け渡しは上述したようなパレット８を用いる自動搬送装置４によって複数の自動機械加工機６に対して行われる。作業者１４は必要最小限の特定個所に設置された自動加工受け渡し台３の位置にてパレット８への試料のセット、取り出しを行う。自動加工受け渡し台３と複数の自動機械加工機６との間のパレット８の搬送には、汎用の搬送装置を共通的に使用する。
【００２６】
自動加工受け渡し作業者１４（ａ）は、自動加工受け渡し台３にて試料をパレット８に設置・固定する。このとき、パレット８に付属する情報記録媒体９に、使用自動機械加工機６の種類や試料加工に必要な情報を書き込み記録する。
【００２７】
自動搬送装置４では、情報記録媒体９の記録情報を読み取り、自動的に無人搬送台車４（ｂ）に搬送指令を出す。無人搬送台車４（ｂ）は自動加工受け渡し台３から該パレット８を積載し、複数ある自動機械加工機６の中から情報記録媒体９により指定された使用自動機械加工機６まで搬送、移載する。
【００２８】
自動機械加工機６は、無人搬送台車４（ｂ）から該パレット８を受け取ると、パレット８を把持・位置決め固定し、記録媒体９の記録情報を自動的に読み取り、試料の加工精度を遵守して指定された加工を行う。
【００２９】
加工が完了すると、自動機械加工機６は自動搬送装置４にその旨を伝達し、自動搬送装置４は自動的に無人搬送台車４（ａ）に搬送指令を出す。無人搬送台車４（ａ）は自動機械加工機６から該パレット８を積載し、製品受け取り台７まで搬送、移載する。この場合、中間加工品であれば、必要に応じて自動加工受け渡し台３へ搬送してもよい。
【００３０】
製品受け取り作業者１４（ｂ）は、製品受け取り台７に届けられたパレット８から試料を取り出し、パレット８に付属する情報記録媒体９の記録情報を回送情報に変更する。自動搬送装置４は、情報記録媒体９の記録情報を読み取り、自動的に無人搬送台車４（ａ）に搬送指令を出す。無人搬送台車４（ａ）は製品受け取り台７から空になった該パレット８を積載し、自動加工受け渡し台３まで搬送、移載する。
【００３１】
本発明を適用することで、以下のような効果が得られた。
・自動機械加工機６に搬送・供給されたパレット８を精密に位置決め固定することにより、自動機械加工機６内における位置決め固定治具の固定位置を必ず再現することが可能となり、従来からの精度を確保することができる。
・作業者は搬送元の場所にてパレット８上の位置決め固定治具１１（ｂ）に試料をセットする。これにより、搬送先の自動機械加工機６の種類に拘わらず、全ての種類の試料セット８を搬送元の１ヶ所に集中することができ、作業の合理化を図ることができる。
・試料がセットされたパレット８は、各自動機械加工機６への自動搬送装置４（ベルトコンベアや無人搬送台車等）を共通の自動搬送装置として使用することができ、受け渡しから完成まで自動化することができる。
【００３２】
（実施例）
本システムを、一次切断工程の帯鋸盤３台、平引張試験片の仕上げ加工機１台、丸引張試験片の仕上げ加工機１台、衝撃試験片の仕上げ加工機１台に対して導入したところ、製品の加工精度は従来からの基準を満たし、作業者数が従来の１／３、平均納期が６日から５日へ短縮することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】機械試験片の加工製造システムの全体構成を示す図である。
【図２】パレットの例を示す図である。
【図３】機械試験片の加工製造システムの要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          受付部
２          手加工工程
３          自動加工受け渡し台
４          自動搬送装置
４（ａ）    無人搬送台車
４（ｂ）    無人搬送台車
５          自動加工エリア
６          自動機械加工機
６（ａ）    仕上げ加工機
６（ｂ）    仕上げ加工機
６（ｃ）    中間加工機
６（ｄ）    中間加工機
７          製品受け取り台
８          パレット
８（ａ）    パレット
８（ｂ）    パレット
８（ｃ）    パレット
８（ｄ）    パレット
９          情報記録媒体
１０        パレットの基準点
１１        位置決め固定治具
１１（ａ）  自動機械加工機上におけるパレットの位置決め固定治具
１１（ｂ）  パレット上における試料の位置決め固定治具
１２（ａ）  帯鋸
１２（ｂ）  ハンドリング装置
１３        試料
１３（ａ）  鋸断する試料
１３（ｂ）  衝撃試験片用試料
１４        作業者
１４（ａ）  自動加工受け渡し作業者
１４（ｂ）  製品受け取り作業者
【図１】
2005319560.tif 000003
【図２】
2005319560.tif 000004
【図３】
2005319560.tif 000005