(57)【要約】【課題】安価で且つ設置が容易な工作機械ラインおよび工作機械ユニットを提供する。【解決手段】複数の工作機械１０，１０・・と、工作機械１０，１０間でワーク２を搬送するガントリー搬送装置２０と、を有する工作機械ライン１であって、ガントリー搬送装置２０は、ワーク２を搬送する走行体３１と、この走行体３１を移動可能に案内するガイドレール２１とを備えており、ガイドレール２１は、工作機械１０の少なくとも一つに固定されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工作機械と、前記工作機械間でワークを搬送するガントリー搬送装置と、を有する工作機械ラインであって、
前記ガントリー搬送装置は、前記ワークを搬送する走行体と、当該走行体を移動可能に案内するガイドレールとを備えており、
前記ガイドレールは、前記工作機械の少なくとも一つに固定されている
ことを特徴とする工作機械ライン。
【請求項２】
前記ガントリー搬送装置は、前記走行体を前記ガイドレールの所定の位置に位置決めする位置決め手段を有し、
前記位置決め手段は、前記ガイドレールおよび前記走行体のいずれか一方に設けられた係合部材と、前記ガイドレールおよび前記走行体のいずれか他方に配設され前記係合部材に係合される被係合部材とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械ライン。
【請求項３】
前記走行体は、走行車輪と、当該走行車輪を駆動するモータとを備えている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械ライン。
【請求項４】
工作機械と、ワークを搬送する走行体を移動可能に案内するガイドレールと、を有する工作機械ユニットであって、
前記ガイドレールは、前記工作機械に固定されている
ことを特徴とする工作機械ユニット。
【請求項５】
前記ガイドレールは、前記工作機械のベッドに固定された支持フレームに支持されている
ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械ラインおよび工作機械ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の工作機械を並設した工作機械ラインで、ワークの搬送を行うガントリー装置は、工作機械とは別途に設置されている（例えば特許文献１または特許文献２参照）。具体的には、工作機械の側部で、所定の間隔をあけて支柱が設けられており、これら支柱間にガイドレールが架け渡されている。ガイドレールは、工作機械の上方を跨ぐように配置されている。ガイドレール上には、ガントリーローダが走行可能に設けられている。ガントリーローダは、ガイドレールに対する水平方向の位置決め精度が要求されるため、走行送り方式はラック・ピニオンが採用され、駆動源としてサーボモータが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９６６１４号公報
【特許文献２】特開２００５−０４６９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の工作機械ラインでは、ガイドレールは、工作機械に対して所定の位置に設置されている。また、ガントリーローダ（走行体）は、ガイドレールの基準点に設置され、この基準点からの走行距離を計測することで、工作機械に対する相対位置が算出されている。したがって、ガントリーローダの位置決めを正確に行うためには、ガイドレールと工作機械の据付時の位置決めの精度を高くする必要があった。そのため、ガイドレールと工作機械の据付時の位置決めが困難で多くの手間と時間を要していた。
【０００５】
また、エンジン加工ラインなどの走行距離が長い工作機械ラインでは、複数のガイドレールを連結する必要がある。ガイドレールの継目部分においては、ガントリーローダの走行距離を正確に計測するために、ガイドレール間の隙間をなくして、ガントリーローダが継目部分をスムーズに移動できるようにしなければならない。そのためには、ガイドレールの精度を高くする必要があるので、多くの製造コストを要していた。さらに、ガイドレールは、温度変化によって長さが変わるため、季節ごとにガイドレールの基準点と工作機械との相対位置を修正（ティーチング）する必要があり、作業工数が多くかかっていた。
【０００６】
そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、安価で且つ設置が容易な工作機械ラインおよび工作機械ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、複数の工作機械と、前記工作機械間でワークを搬送するガントリー搬送装置と、を有する工作機械ラインであって、前記ガントリー搬送装置は、前記ワークを搬送する走行体と、当該走行体を移動可能に案内するガイドレールとを備えており、前記ガイドレールは、前記工作機械の少なくとも一つに固定されていることを特徴とする工作機械ラインである。
【０００８】
このような構成によれば、ガイドレールが工作機械に固定されているので、ガイドレールの工作機械に対する相対位置は一定である。また、工作機械を設置するだけでガイドレールも所望の位置に設置されるので、ガイドレールの設置が容易になる。さらに、ガイドレールの所定位置で走行体を固定して、工作機械との間でワークの受け渡しを行うようにすれば、ガイドレールの基準点を決めて、基準点からの走行体の走行距離を計測する必要はない。したがって、ガイドレールの高い精度は要しないので、製造コストを安くできる。
【０００９】
また、本発明に係る工作機械ラインにおいては、前記ガントリー搬送装置が、前記走行体を前記ガイドレールの所定の位置に位置決めする位置決め手段を有し、前記位置決め手段は、前記ガイドレールおよび前記走行体のいずれか一方に設けられた係合部材と、前記ガイドレールおよび前記走行体のいずれか他方に配設され前記係合部材に係合される被係合部材とを備えているものが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、走行体を、ワークの搬入搬出位置近傍の所定位置で位置決めすることができるので、正確且つ容易に位置決めを行うことができる。つまり、ワークの搬入搬出位置等を基準としてその位置に走行体を止めることによって、従来のように走行体の基準点を決めて走行体の走行距離を計測する必要がないので、誤差が発生し難く、走行体を正確な位置に停止することができる。また、ガイドレールが伸縮しても、停止すべき所定位置はずれ難いので、走行体の位置決め精度は高い。さらに、位置決め手段は、係合部材と被係合部材を用いた機械的な構造であるので、構造が簡単で製作コストの低減を達成できる。
【００１１】
さらに、本発明に係る工作機械ラインにおいては、前記走行体が、走行車輪と、当該走行車輪を駆動するモータとを備えているものが好ましい。このような構成によれば、ガイドレールの継目部分に多少の段差があったとしても、走行体が継目部分をスムーズに乗り移ることができる。
【００１２】
前記課題を解決するための請求項４に係る発明は、工作機械と、ワークを搬送する走行体を移動可能に案内するガイドレールと、を有する工作機械ユニットであって、前記ガイドレールは、前記工作機械に固定されていることを特徴とする工作機械ユニットである。
【００１３】
このような構成によれば、請求項１の発明と同様に、ガイドレールが工作機械に固定されているので、ガイドレールの工作機械に対する相対位置は一定である。また、工作機械を設置するだけでガイドレールも所望の位置に設置されるので、ガイドレールの設置が容易になる。さらに、ガイドレールの所定位置で走行体を固定して、工作機械との間でワークの受け渡しを行うようにすれば、ガイドレールの基準点を決めて、基準点からの走行体の走行距離を計測する必要はない。したがって、ガイドレールの高い精度は要しないので、製造コストを安くできる。かかる工作機械ユニットを複数並列すれば、工作機械ラインを形成することができる。
【００１４】
本発明に係る工作機械ラインにおいては、前記ガイドレールは、前記工作機械のベッドに固定された支持フレームに支持されているものが好ましい。このような構成によれば、ワーク把持装置の上方にガイドレールを設置できるので、ワークの搬入および搬出を行い易い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガイドレールの設置が容易になるとともに、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る工作機械ラインを示した正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る工作機械ユニットを示した側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る工作機械ユニットを示した正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る工作機械ユニットを示した平面図である。
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る工作機械ラインおよび工作機械ユニットについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。まず、工作機械ラインおよび工作機械ユニットの構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、工作機械ライン１は、複数の工作機械１０，１０・・と、各工作機械１０にワーク２を移送するガントリー搬送装置２０と、を有している。
【００１９】
図２に示すように、工作機械１０は、公知のものであって、本実施形態では、主軸１１が水平方向に取り付けられた横型のマシニングセンタを図示している。工作機械１０は、主軸１１の前方に、基盤部分となるベッド１２と、ベッド１２の上で移動するサドル１３と、サドル１３の上部に設けられワーク２を設置するテーブル１４とを備えている。主軸１１の上方には、図示しない工具マガジンが設けられている。なお、適用される工作機械１０は、一例であって、横型のマシニングセンタに限定されるものではない。工作機械は、立型や門型のマシニングセンタであっても良いし、研削盤や旋盤、フライス盤等の他の工作機械であってもよい。
【００２０】
図１乃至図４に示すように、ガントリー搬送装置２０は、ガイドレール２１と走行体３１と位置決め手段５１とを備えている。ガイドレール２１は、走行体３１を移動可能に案内するものであって、走行方向（図１中、左右方向）に沿って直線状に形成されている。ガイドレール２１は、走行方向に直交する方向に間隔をあけて二本設けられており、互いに平行に配置されている。ガイドレール２１は、断面矩形形状に形成されており、その上面が、走行体３１が走行する走行面となる。ガイドレール２１の走行方向両端部は、支持フレーム２２の両端部からそれぞれ外側に張り出している。（図１および図３参照）ガイドレール２１の端面は、隣り合うガイドレール２１の端面と同じ角度で傾斜している（図１参照）。
【００２１】
図１および図２に示すように、ガイドレール２１は、工作機械１０に固定されている。本実施形態では、ガイドレール２１は、工作機械１０ごとにそれぞれ設けられており、各工作機械１０のベッド１２に固定された支持フレーム２２に支持されている。支持フレーム２２は、支柱２３と梁材２４とを備えている。支柱２３は、金属製の角パイプからなり、一のガイドレール２１につき二本ずつ設けられている。支柱２３は、工作機械１０の幅方向（走行体３１の走行方向）両端部にそれぞれ設けられている。
【００２２】
図２に示すように、正面視で手前側（図２中、左側）の支柱２３は、ベッド１２の手前側にベースプレート２５を介して立設されている。手前側の支柱２３の上端部は、正面視で奥側（図２中、右側）に屈曲して張り出しており、ワーク加工スペースの上方に位置している。支柱２３の奥側先端部には、手前の梁材２４が溶接されている。梁材２４は、金属製の角パイプからなり、手前側の支柱２３間に架け渡されている。正面視で奥側の支柱２３は、ベッド１２の奥側にベースプレート２５を介して立設されている。奥側の支柱２３の上端部は、手前側に屈曲して張り出しており、ワーク加工スペースの上方に位置している。支柱２３の手前側先端部には、奥の梁材２４が溶接されている。
【００２３】
図２、図４および図５に示すように、位置決め手段５１は、走行体３１を所定位置（ワーク２を搬入および搬出させる位置の上方）に停止させる機構である。位置決め手段５１は、レーザ発信機５３と係合部材（図示せず）とを備えている。レーザ発信機５３は、走行体３１を所定位置近傍の大まかな位置に停止させるためのものである。レーザ発信機５３から発信されたレーザが、走行体３１に設けられたレーザ受信機３９に受信されると走行体３１が減速して停止するようになっている。レーザ発信機５３は、梁材２４から張り出した支持アーム２６の先端に取り付けられており、走行体３１のレーザ受信機３９に相当する高さ位置に配置されている。なお、走行体３１を大まかな位置に停止させる機構は、レーザ発信機５３に限定されるものではない。レーザ発信機５３に代えて、たとえばリミットスイッチを設けてもよい。ガイドレール２１に設けられたリミットスイッチから張り出したアームに走行体３１の一部が当接したときに、走行体３１を減速させて停止させるようにすればよい。
【００２４】
係合部材は、大まかな位置に停止した走行体３１を、ワーク２を搬入および搬出させるための正確な位置に引き寄せるとともに固定するためのものである。本実施形態では、係合部材は、梁材２４に設けられたクランプ装置（図示せず）にて構成されている。クランプ装置が、走行体３１に設けられた被クランプ部（被係合部材）をクランプすることで、走行体３１の位置が決定される。具体的には、被クランプ部が一定の範囲（前記の大まかな位置）にあるときに、クランプ装置が開いた状態から被クランプ部をクランプすることで、被クランプ部がクランプ装置の中央に引き寄せられて固定される。これによって、走行体３１が正確な位置に案内されるとともに固定される。なお、本実施形態では、梁材２４にクランプ装置が設けられ、走行体３１に被クランプ部が設けられているが、これに限定されるものではない。梁材２４に被クランプ部を設け、走行体３１に被クランプ装置を設けるようにしてもよい。また、クランプ装置は工作機械１０の本体に設けてもよい。
【００２５】
なお、走行体３１を正確な位置に固定する機構は、クランプ装置に限定されるものではない。たとえば走行体３１に係合部材となるピン（図示せず）を取り付け、ガイドレール２１に被係合部材となる穴（図示せず）を形成して、ピンが穴に挿入される位置まで走行体３１を走行させて、ピンが穴に係止することで走行体３１を停止させるようにしてもよい。
【００２６】
図３乃至図５に示すように、走行体３１は、ワーク２を搬送するものであって、ガイドレール２１上を走行する。走行体３１は、走行台車部３２とワーク支持部３３とを備えている。走行台車部３２は、台車本体３４と走行車輪３５と駆動部３６とガイド輪３７と位置決め部３８とを備えている。台車本体３４は、矩形形状を呈しており、一対のガイドレール２１を跨ぐように配置されている。走行車輪３５は、台車本体３４の四隅に設けられており、ガイドレール２１上を回転して走行する。走行車輪３５は、タイヤを備えており、ガイドレール２１の継目部分を円滑に走行できるようになっている。駆動部３６は、台車本体３４の下側で、前後の走行車輪３５，３５間に設けられている。駆動部３６は、ガイドレール２１の上面に接触しながら回転する駆動輪３６ａと、これを回転させるモータ（図示せず）とを備えている。ガイド輪３７は、各走行車輪３５の斜め下側にそれぞれ設けられており、ガイドレール２１の内側側面に当接している。ガイド輪３７は、回転軸が上下方向に延在しており、横向きに配置されている。
【００２７】
図４および図５の（ａ）に示すように、位置決め部３８は、レーザ受信機３９と被クランプ部（図示せず）を備えている。レーザ受信機３９は、台車本体３４の上側に設けられている。レーザ受信機３９は、レーザ発信機５３からのレーザを受信すると、駆動部３６にモータの停止信号を送るように構成されている。被クランプ部は、ガイドレール２１側のクランプ装置と噛合するようになっており、クランプ装置が被クランプ部をクランプすると、走行体３１が所定位置に案内される。なお、本実施形態では、ガイドレール２１側にクランプ装置が設けられて、走行体３１に被クランプ部が設けられているが、これに限定されるものではない。走行体３１にクランプ装置を設けて、ガイドレール２１側に被クランプ部を設けるようにしてもよい。
【００２８】
図４および図５の（ｂ）に示すように、ワーク支持部３３は、ワーク２を支持するとともに、テーブル１４に対してワーク２の受け渡しを行う部位である。ワーク支持部３３は、昇降装置４０と回転支持部４１とを備えている。昇降装置４０は、台車本体３４に設けられており、回転支持部４１を上側の走行位置と下側のワーク受渡位置との間で昇降させる。回転支持部４１は、昇降装置４０に支持された回転軸４３と回転軸４３の下端部に設けられた支持テーブル４４とを備えている。支持テーブル４４は、回転軸４３を挟んで両側にワーク２の支持スペース４５，４５を有している。
【００２９】
図２に示すように、ワーク２の搬送時には、加工前のワーク２を一方の支持スペース４５に固定した状態でテーブル１４の位置（ワーク受渡位置）に降下させる。テーブル１４から加工済のワーク（図示せず）を他方の支持スペース４５に受け取って固定し、支持テーブル４４を１８０度回転させる。すると、加工前のワーク２がテーブル１４側に移動することとなる。そして、ワーク２をテーブル１４に受け渡す。その後、受け取った加工済のワークを走行位置まで上昇させて、次工程の工作機械１０まで搬送する。
【００３０】
図３に示すように、本実施形態に係る工作機械ユニット３は、前記構成の工作機械ライン１を構成するユニットであって、複数並列されるものである。工作機械ユニット３は、工作機械１０と、ガイドレール２１と、ガイドレール２１を支持する支持フレーム２２と、位置決め手段５１とを有している。工作機械ユニット３に、走行体３１は含まれない。
【００３１】
要するに、工作機械ライン１では、一つの工作機械ユニット３に対して、走行体３１が一つずつ設けられるものではなく、複数の工作機械ユニット３，３・・に対して、一つの走行体３１が設けられる。なお、走行体３１の個数は、加工速度や搬送速度に応じて適宜決定される。
【００３２】
以上のような構成の工作機械ライン１および工作機械ユニット３によれば、ガイドレール２１が工作機械１０のベッド１２に固定されているので、ガイドレール２１の工作機械１０に対する相対位置は一定である。これによって、ガイドレール２１と工作機械１０との位置精度が高くなる。さらに、工作機械１０（工作機械ユニット３）を設置するだけでガイドレール２１も所望の位置に設置されるので、別途にガイドレール２１を設置する必要がない。したがって、工作機械ライン１の設置が容易になる。
【００３３】
また、本実施形態の工作機械ライン１および工作機械ユニット３によれば、走行体３１をワーク２の搬入搬出位置等の所定位置で位置決めすることができるので、容易且つ正確に走行体３１の位置決めを行うことができる。つまり、ワーク２の搬入搬出位置等を基準としてその位置に走行体３１を停止するようにしたことによって、従来のように走行体３１の基準位置を設定して走行距離を計測する必要がないので、誤差が発生し難い上に、ガイドレール２１の寸法精度が要求されない。したがって、ガイドレール２１の製作コストを低減できる。また、走行体３１は、走行距離を計測する機能が必要ないので製造コストを押えることができる。さらに、隣り合うガイドレール２１間の距離も、走行体３１が乗り移れる程度の精度があればよいので、工作機械ユニット３の設置に際して高い位置精度が不要となる。したがって、工作機械ユニット３の設置が容易になる。
【００３４】
また、ガイドレール２１が温度差によって伸縮しても、工作機械１０とガイドレール２１の搬入搬出位置とはずれ難いので、走行体３１の位置決め精度は高い。つまり、ガイドレール２１の温度変化によるズレを考慮する必要がない。したがって、季節ごとにガイドレール２１と工作機械１０との相対位置を修正（ティーチング）する必要がなくなり、作業の省略化が達成される。
【００３５】
さらに、位置決め手段５１は、クランプ装置が走行体３１に設けられた被クランプ部をクランプすることで、走行体３１の位置が決定されるように構成されているので、走行体３１の位置精度が高くなる。また、この機構は、クランプ装置（係合部材）と被クランプ部（被係合部材）を用いた機械的な構造であるので、構造が簡単で製作コストの低減を達成できる。また、位置決め手段５１は、まず、レーザ発信機５３から発信されたレーザが、走行体３１に設けられたレーザ受信機３９に受信されると走行体３１が所定位置近傍の大まかな位置に停止するようになっているので、クランプ装置が確実に被クランプ部をクランプすることができる。
【００３６】
また、本実施形態に係る工作機械ライン１においては、走行体３１が、走行車輪３５と当該走行車輪３５を駆動する駆動部３６とを備えているので、隣り合うガイドレール２１，２１間に多少の段差があったとしても、ガイドレール２１，２１間の継目部分を円滑に乗り越えることができる。これによって、ガイドレール２１，２１同士の位置精度が多少低くても問題ないので、工作機械ユニット３の製造と設置が容易となり、製造と設置にかかる手間と時間を低減できる。さらに、ガイドレール２１は、走行車輪３５を備えた走行体３１が走行できる程度の精度があれば足りるので、多少のガタがあっても構わない。よって、ガイドレール２１の製造コストをさらに安くすることができる。
【００３７】
さらに、ガイドレール２１は、工作機械１０のベッド１２に固定された支持フレーム２２に支持されているので、テーブル１４の上方にガイドレール２１を設置できる。これによって、走行体３１によるワーク２の搬入および搬出が行い易い。
【００３８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。前記実施形態では、ガイドレール２１は、ベッド１２に固定された支持フレーム２２に支持されているがこれに限定されるものではない。たとえば工作機械１０のコラムまたは壁面に設けられた片持ち梁など別の支持材でガイドレールを支持するようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、工作機械１０ごとに、ガイドレール２１がそれぞれ支持されているが、一の工作機械に複数の工作機械分（たとえば２機分）のガイドレールを支持するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      工作機械ライン
２      ワーク
３      工作機械ユニット
１０    工作機械
１２    ベッド
２０    ガントリー搬送装置
２１    ガイドレール
２２    支持フレーム
３１    走行体
３５    走行車輪
【図１】
2017202533.tif 000003
【図２】
2017202533.tif 000004
【図３】
2017202533.tif 000005
【図４】
2017202533.tif 000006
【図５】
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