(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定位置に保持した長尺帯状のワークに、所定の加工を施す長尺帯状ワークの加工装置において、
複数の前記ワークを貯蔵するワークストッカと、
このワークストッカから前記ワークの加工を行うワーク加工領域に前記ワークを搬入するワーク搬入手段と、
前記ワーク加工領域内で前記ワークを位置決めする位置決め手段と、
前記ワーク加工領域に設けられ、前記ワークの対向する長辺が上下に位置するように、前記ワークを垂直に立てた状態でクランプするワーククランパと、
垂直に立てた状態でクランプされた前記長尺帯状のワークに対し、前記ワークの両面側から加工するように前記ワーククランパの両側に配置された複数の加工手段と、
これら加工手段を、前記ワークの長手方向に各々移動させる複数の駆動手段と、
前記加工手段及び前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記ワーク加工領域から加工の終了したワークを搬出するワーク搬出手段と、
前記加工手段の移動とともに前記ワークを長手方向に移動させるワーク移送手段とを備え、
前記ワーク移送手段が、前記ワークを把持するワーク把持部と、このワーク把持部を取り付けるとともに、前記加工手段に回動自在に取り付けられたアームとを有する
ことを特徴とする長尺帯状ワークの加工装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記加工手段による前記ワークの加工範囲が互いに重なるように前記加工手段を移動させることを特徴とする請求項１に記載の長尺帯状ワークの加工装置。
【請求項３】
加工範囲が互いに重なる複数の加工手段の加工プログラムに基づいて、前記加工手段が干渉するかどうかを判断し、干渉が生じると判断した場合には、一方の前記加工手段の加工を継続して行い、干渉が生じなくなるまで他方の加工手段を待機させる干渉防止手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の長尺帯状ワークの加工装置。
【請求項４】
前記ワークの上下を反転するワーク反転部を設け、前記ワーク搬入手段又は前記ワーク搬出手段が前記ワーククランパから前記ワーク反転部に前記ワークを搬送して受け渡し、前記ワーク反転部で反転した前記ワークを受け取って前記ワーククランパに受け渡すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加工装置。
【請求項５】
前記ワーククランパの少なくとも一端側に、前記ワーククランパにクランプされる前記ワークの長手方向の位置決めを行う長手方向位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加工装置。
【請求項６】
前記ワーククランパの少なくとも一端側に、前記ワークの長手方向に沿って進退移動する第２のワーククランパを設け、前記ワークの端部を加工する際に、前記第２のワーククランパを前記ワークの加工部位の近傍まで移動させてクランプさせることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加工装置。
【請求項７】
前記ワーク搬入手段と前記ワーク搬出手段とが単一のワーク搬送手段であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の長尺帯状ワークの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、長尺帯状のワークを加工するための長尺帯状ワークの加工装置に関する。特に、タービン発電機に用いられるロータコイルや、原子炉の制御棒の駆動機構に用いられるガイドチューブを形成するのに適した長尺帯状ワークの加工装置にかかり、前記ロータコイルや前記ガイドチューブを形成するための長尺帯状のワークを自動的に加工装置のワーク加工部に搬入し、複数台の加工機で、同時に通風孔加工や端部加工など所定の加工を行った後に、前記ワーク加工部から自動的に搬出することができるようにした長尺帯状ワークの加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、タービン発電機に用いられるロータコイルや原子炉の制御棒の駆動機構に用いられるガイドチューブは、通常、長尺帯状のワーク（鋼帯）を加工して形成される。
図１５（ａ）〜（ｃ）に、前記ロータコイルや前記ガイドチューブを形成するためにワークＷに施される孔加工や溝加工、端部加工の一例を示す。
従来、このようなワークの加工は、ワークを搬送する搬送装置の両側に、図１５に示したような孔加工、溝加工、端部加工等を行う加工機のほかに、バリ取りや仕上げ加工を行う加工機を複数台配置し、ワークを長手方向に送るとともに所定位置に位置決めして、前記加工機で順番に行っていた。
【０００３】
しかしながら、上記従来の加工方法によると、１０ｍ前後の長尺のワークを搬送するために、長い搬送路を有する搬送コンベアが必要になるうえ、長尺帯状ワークの加工装置が大型化して装置コストも高くなるという問題があった。
また、孔加工や溝加工、端部加工、バリ取り加工、仕上げ加工等を行うたびに長尺のワークを位置決めしなければならず、加工に長時間を費やして加工コストも高くなるという問題があった。
さらに、長尺帯状ワークの加工装置へのワークの搬入や搬出及び加工等の一部が作業者の人手によって行われているため、作業効率が低く、その分加工コストが増大するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、ロータコイルやガイドチューブのような製品を形成するための長尺帯状のワークを加工する一連の作業を自動化することができるとともに、長尺帯状ワークの加工装置の小型化を図り、さらに、効率の良い加工を行って前記ワークの加工時間を短縮することのできる長尺帯状ワークの加工装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の長尺帯状ワークの加工装置は、所定位置に保持した長尺帯状のワークに、所定の加工を施す長尺帯状ワークの加工装置において、複数の前記ワークを貯蔵するワークストッカと、このワークストッカから前記ワークの加工を行うワーク加工領域に前記ワークを搬入するワーク搬入手段と、前記ワーク加工領域内で前記ワークを位置決めする位置決め手段と、前記ワーク加工領域に設けられ、前記ワークの対向する長辺が上下に位置するように、前記ワークを垂直に立てた状態でクランプするワーククランパと、垂直に立てた状態でクランプされた前記長尺帯状のワークに対し、前記ワークの両面側から加工するように前記ワーククランパの両側に配置された複数の加工手段と、これら加工手段を、前記ワークの長手方向に各々移動させる駆動手段と、前記加工手段及び前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記ワーク加工領域から加工の終了したワークを搬出するワーク搬出手段と、前記加工手段の移動とともに前記ワークを長手方向に移動させるワーク移送手段とを備え、
前記ワーク移送手段が、前記ワークを把持するワーク把持部と、このワーク把持部を取り付けるとともに、前記加工手段に回動自在に取り付けられたアームとを有する構成としてある。
【０００６】
この構成によれば、長尺帯状のワークはワークストッカからワーク搬入手段によって一枚ずつ取り出され、ワーク加工領域でワーククランパに受け渡される。ワーク加工領域では、垂直状態にクランプされたワークが、マシニングセンタ等の加工手段によって両側から加工される。前記加工手段は、ワークの長手方向及びワークに交叉する方向に移動しながら、所定の加工を行う。
加工が終了したワークは、ワーク搬出手段によってワーク加工領域から搬送され、次工程に払い出される。
本発明によれば、長尺帯状のワークが、移動自在な加工手段によって両側から同時に加工されるので、ワークを送る必要がなく、かつ、加工時間も短縮できるうえ、装置の小型化と作業効率の向上を図ることのできる長尺帯状ワークの加工装置を得ることができる。
【０００７】
また、この構成によれば、ワークＷを長手方向に移動させて任意の位置に位置決めをすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記駆動手段は、前記加工手段による前記ワークの加工範囲が互いに重なるように前記加工手段を移動させる構成としてある。この構成によれば、加工手段を有効に使って各加工手段の待機時間を短くするとともに、重複加工範囲内でフレキシブルな加工が可能になり、加工時間を大幅に短縮することが可能になる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、加工範囲が互いに重なる複数の加工手段の加工順序に基づいて、前記加工手段が干渉するかどうかを判断し、干渉が生じると判断した場合には、一方の前記加工手段の加工を継続して行い、干渉が生じなくなるまで他方の加工手段を待機させる干渉防止手段を設けた構成としてある。加工手段の加工範囲を一部において他の加工手段の加工範囲に重複させた場合に、重複した加工範囲で加工手段が互いに干渉しないようにする必要がある。そこで、例えば、加工範囲の重なる他方の加工手段がどの位置にあるのかを検出し、当該加工手段が、次に加工を行おうとする一方の加工手段の加工範囲内に存在するときには、前記一方の加工手段を待機させて干渉が生じないようにする干渉防止手段を設けるのが好ましい。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記ワークの上下を反転するワーク反転部を設け、前記ワーク搬送手段は前記ワーククランパから前記ワーク反転部に前記ワークを搬送して受け渡し、前記ワーク反転部で反転した前記ワークを受け取って前記ワーククランパに受け渡すように構成してある。この構成によれば、例えば、ワークの加工すべき部位がワーククランパによってクランプされている部位に位置するような場合に、ワークを反転させて当該部分の加工を行うことが可能になる。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記ワーククランパの少なくとも一方に、前記ワーククランパにクランプされる前記ワークの長手方向の位置決めを行う長手方向位置決め手段を設けた構成としてある。この構成によれば、ワークの長手方向の位置決めも正確に行うことができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記ワーククランパの少なくとも一端側に、前記ワークの長手方向に沿って進退移動する第２のワーククランパを設け、前記ワークの端部を加工する際に、前記第２のワーククランパを前記ワークの加工部位の近傍まで移動させてクランプさせる構成としてある。この構成によれば、ワークの端部を切断する際には、ワークの端部が完全に切断されるまで前記端部を支持して、きれいな切断面を得ることができる。また、端部の面仕上げ加工や、溝加工を行う際にも、加工中のワークのいわゆるびびり振動の発生を防止して、良好な加工を行うことができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記ワーク搬入手段と前記ワーク搬出手段とを同じワーク搬送手段で構成してある。このように構成すれば、装置構成をさらに簡素なものにすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの加工装置の構成を説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの加工装置の全体構成を説明する平面図で、図１はワーク加工装置の一側半分を、図２はワーク加工装置の他側半分を示している。また、図３は、図１の長尺帯状ワークの加工装置の側面図である。
なお、以下の説明では、説明の便宜のために、図１及び図２の紙面の左右方向をＸ方向、図１及び図２の紙面の上下方向をＺ方向、図１及び図２の紙面に直交する方向をＹ方向とする。
【００１５】
［全体構成の説明］
長尺帯状ワークの加工装置１００は、ロータコイルやガイドチューブを形成するための長尺帯状のワークＷを複数貯蔵するワークストッカ１１０と、長尺帯状ワークの加工装置１００のほぼ中央のワーク加工領域Ａに設けられ、加工すべきワークＷを垂直に立てた状態でクランプするワーククランパ１３０と、このワーククランパ１３０の両側に配置され、ワークＷに向けてＹ方向に進退移動しながらワークＷを加工する加工手段としてのマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６と、このマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６をワーククランパ１３０にクランパされたワークＷの長手方向（Ｘ方向）に沿って移動させるガイド１６０と、加工が終了したワークＷを長尺帯状ワークの加工装置１００から搬出する排出コンベア１７０と、ワークストッカ１１０からワークＷを一つずつ取り出してワーク加工領域Ａまで搬送し、加工の終了したワークＷを排出コンベア１７０まで搬送するワーク搬送手段であるワーク搬送部１８０（図３参照）と、ワークＷの反転を行うワーク反転部２１０と、これら各部の動作の制御を行う制御システムとを有している。
以下、各部について詳細に説明する。
【００１６】
［ワークストッカ］
この実施形態のワークストッカ１１０は、例えば、幅４０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ１０ｍの長尺帯状のワークＷを、水平に重ねた状態で８列２０段（合計１６０枚）に貯蔵することができる。
このワークストッカ１１０に貯蔵されるワークＷには、ワークＷの寸法や加工の形態に応じて番号又は記号が予め付されている。この番号や記号は、ワークストッカ１１０におけるワークＷの貯蔵位置に対応している。そして、ワークストッカ１１０におけるワークＷごとの前記貯蔵位置は、後述する制御システムによって各ワークＷごとに管理される。
【００１７】
［ワーククランパ］
長尺帯状ワークの加工装置１００のほぼ中央には、Ｘ方向にベッド１０１が配置されている。そして、このベッド１０１のほぼ中央に、ワークＷの加工を行う領域であるワーク加工領域Ａが設けられる。ワーククランパ１３０は、長尺帯状のワークＷを、向かい合う長辺の一方を上に、他方を下にした垂直状態でクランプする。また、ワーククランパ１３０は、ワーク加工領域Ａ内で、ワークＷの長手方向（Ｘ方向）に沿って、ほぼ均等な間隔で複数箇所（例えば２０箇所）でワークＷをクランプできるように設けられている。
以下、図４を参照しながら、ワーククランパ１３０について説明する。
【００１８】
図４（ａ）は、ワークをワーク加工領域Ａでクランプするワーククランパの断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のワーククランパにおけるワークをクランプする部分の拡大図である。
ワーククランパ１３０は、ベッド１０１と一体に形成されたクランパ本体１３１と、このクランパ本体１３１にボルト１３５で固定された固定側クランパ１３２と、この固定側クランパ１３２に対してクランプ・アンクランプ方向（Ｚ方向）に移動自在な可動側クランパ１３３とを有する。
【００１９】
固定側クランパ１３２は、ワーク加工領域Ａのほぼ全長にわたって延びる単一のクランパとして形成され、この固定側クランパ１３２に対峙させて複数の可動側クランパ１３３がほぼ均等な間隔で配置される。
クランパ本体１３１には、可動側クランパ１３３の移動を案内するガイド１３６がＺ方向に設けられているとともに、可動側クランパ１３３をガイド１３６に沿って移動させる駆動体としてのシリンダ１３８が設けられている。シリンダ１３８のピストンロッド１３８ａが、可動側クランパ１３３の下部に取り付けられた取付部材１３３ａに連結されていて、シリンダ１３８が駆動すると、可動側クランパ１３３がガイド１３６に沿ってＺ方向、すなわちクランプ・アンクランプ方向に移動する。
【００２０】
シリンダ１３８の駆動は、後述の制御システムの指令によって行われるが、全ての可動側クランパ１３３についてシリンダ１３８の駆動を同期して行ない、ワークＷのクランプ・アンクランプを複数箇所でほぼ同時に行うようにするのが好ましい。
固定側クランパ１３２には、ワークＷの下側の端面を突き当ててワークＷの上下方向（Ｙ方向）の位置決めを行う第１のゲージ部１３２ａと、ワークＷの下側の側面を突き当ててワークＷの前後方向（Ｚ方向）の位置決めを行う第２のゲージ部１３２ｂとが形成されている。そして、可動側クランパ１３３で、ワークＷの下側部分を、第１のゲージ部１３２ａ及び第２のゲージ部１３２ｂに押し付けることで、ワークＷのＹ方向及びＺ方向の位置決めが行われる。
【００２１】
［第２のワーククランパ］
ワーククランパ１３０の両端側には、ワーククランパ１３０に対して進退移動自在な第２のワーククランパ１４１，１４２が設けられている。
特に図示はしないが、第２のワーククランパ１４１，１４２の基本的な構成は、ワーククランパ１３０と同様である。第２のワーククランパ１４１，１４２を構成する固定側クランパは、ベッド１０１上に設けられたＸ方向に延びる図示しないガイドレールに沿って移動自在である。第２のワーククランパ１４１，１４２の移動のタイミング及び移動量は、制御システムの指令によって行われる。
【００２２】
なお、ワーク加工領域Ａの両端に、任意に、ワークＷの長手方向（Ｘ方向）の位置決めを行う長手方向の位置決め部材を設けてもよい。
この長手方向の位置決め部材には、ワークＷに当接してワークＷのＸ方向の位置決めを行うゲージ部を形成しておき、後述するワークＷの移送手段によってワークＷをＸ方向に移動させて、ワークＷの端部をこのゲージ部に押し付け、ワークＷのＸ方向の位置決めを行うことが可能になる。
【００２３】
[加工手段の説明]
図１，図２及び図５に示すように、ベッド１０１上のワーククランパ１３０の両側には、ワーククランパ１３０にクランプされたワークＷの長手方向に沿ったＸ方向に、ガイドレール１６０が敷設されている。このガイドレール１６０には、ガイドレール１６０に案内されながら往復する往復台１６１が設けられている。この実施形態で往復台１６１は、ワークストッカ１１０側のガイドレール１６０に２つ、排出コンベア１７０側のガイドレール１６０に４つの合計６つが設けられている。
【００２４】
以下、図５を参照しながら、ワークＷの加工を行う加工手段及びこの加工手段をＸ方向及びＺ方向に移動自在にする往復台について説明する。
図５は、往復台及びマシニングセンタの詳細を説明する側面図である。
往復台１６１の各々には、ワーククランパ１３０にクランプされたワークＷを加工する加工手段としてのマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６が載置される。
このマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６は、例えば、重複する加工範囲で干渉が生じた場合の優先度に応じて、図１及び図２に示すように配置される。
すなわち、排出コンベア１７０側にマシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ３，ＭＣ４の４台が配置され、ワークストッカ１１０側にマシニングセンタＭＣ５，ＭＣ６の２台が配置される。また、排出コンベア１７０側では、マシニングセンタＭＣ３，ＭＣ４の両側にマシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２が配置される。
【００２５】
また、各往復台１６１には、それぞれ駆動体であるモータ１６２が設けられ、モータ１６２の回転軸に取り付けられたピニオン１６３が、ガイドレール１６０のラック１６４と噛合している。したがって、モータ１６２が駆動すると、往復台１６１がガイドレール１６０に沿ってＸ方向に往復移動する。
往復台１６１の上面には、Ｚ方向にガイドレール１６６が設けられている。マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６は、このガイドレール１６６に沿ってＺ方向に移動できるように、往復台１６１に載置される。マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６のＺ方向の移動は、往復台１６１に取り付けられた駆動体であるモータ１６８によって行われる。
【００２６】
各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６は、ガイドレール１６６上を移動するコラム２０３と、このコラム２０３に支持された主軸ヘッド２０４と、この主軸ヘッド２０４に回転自在に支持された主軸２０５と、主軸２０５に装着してワークＷの加工を行う工具Ｔを多数保持する工具マガジン２０６と、この工具マガジン２０６と主軸２０５との間で工具Ｔの交換を行う、図示しない自動工具交換装置（ＡＴＣ）とを備えている。
ワークＷに面するコラム２０３の一側面には、Ｙ方向に摺動面２０７が形成されている。主軸ヘッド２０４は、コラム２０３の上部に設けられたモータ２０８によって、摺動面２０７に沿って昇降自在である。
【００２７】
［ワーク移送手段］
マシニングセンタＭＣ５とマシニングセンタＭＣ６には、ワークＷを把持してワークＷをＸ方向に移動させるためのワーク移送手段１５０が設けられる。
図６に、この実施形態におけるワーク移送手段１５０の概略構成を斜視図で示す。
ワーク移送手段１５０は、ワークＷを把持する把持爪１５２と、この把持爪１５２を開閉させる駆動部１５３とからなるワーク把持部１５１と、一端がマシニングセンタＭＣ５及びマシニングセンタＭＣ６に回動自在に取り付けられ、他端にワーク把持部１５１を取り付けるアーム１５４と、このアーム１５４をＸ方向と同方向に設けられた軸１５４ａを中心に割り出し回転させる駆動部１５５とを有する。
【００２８】
ワークＷをＸ方向に移動させる際には、割り出し駆動部１５５が駆動して、アーム１５４をコラム２０３に沿った格納位置からワークＷを把持する把持位置まで回動させる。次いで、駆動部１５３が駆動して、把持爪１５２を閉じ、ワークＷを把持する。
このようにしてワークＷを把持した後、ワーククランパ１３０によるワークＷのクランプを解除し、マシニングセンタＭＣ５とマシニングセンタＭＣ６がＸ方向に沿って同方向に、同速度で移動して、ワークＷを移動させる。
ワークＷをＸ方向に所定距離移動させた後は、ワーククランパ１３０によってワークＷをクランプさせ、次に、ワーク把持部１５１によるワークＷの把持を解除させる。
【００２９】
［搬出部の説明］
ワーク加工領域Ａ（図１及び図２参照）で加工の終了したワークＷは、ワーク搬送部１８０によって搬出部１７０に搬送される。この搬送部１７０は、マシニングセンタＭＣ１〜４の後方に設けられたコンベアからなり、この上にワークＷを載置して長尺帯状ワークの加工装置１００からワークＷを次工程に搬出する。
【００３０】
［ワーク搬送部］
図３に示すように、ワーク搬送部１８０は、ワークストッカ１１０の上方から排出コンベア１７０の上方までＺ方向に設けられたガイドレール１８２と、このガイドレール１８２に沿って移動する移動体１８５と、この移動体１８５に設けられ、開閉自在な把持爪でワークＷを把持するワーク把持部１８６と、移動体１８５に設けられ、ワーク把持部１８６を昇降させる昇降手段１９０とを有している。
【００３１】
図７に昇降手段１９０の詳細を説明するための側面図を、図８にワーク把持部１８６の詳細を説明するための側面図を示す。
なお、昇降手段１９０は、Ｘ方向に沿って移動体１８５の二箇所に設けられているが、その構成に変わりがないので、図７には昇降手段１９０の一方のみを図示し、他方のものについては図示を省略する。
【００３２】
図１，図２及び図７に示すように、Ｚ方向のガイドレール１８２は、長尺帯状ワークの加工装置１００の両側に立設された支柱１０２によって支持されている。この実施形態の移動体１８５は、一方のガイドレール１８２から他方のガイドレール１８２まで、Ｘ方向に懸け渡された梁状の部材からなっている。前記したように、昇降手段１９０は、この移動体１８５の二箇所に設けられる。
【００３３】
昇降手段１９０は、軸１９２によって中央で回動自在に交叉させた一対のアーム１９３，１９４と、このアーム１９３，１９４の一端部を回動自在に支持するベース１９５と、一方のアーム１９３の前記一端部を移動体１８５上でＸ方向に摺動自在にするスライダ１９６と、このスライダ１９６のＸ方向の摺動を案内するガイド１９７と、スライダ１９６をガイド１９７に沿って摺動させる駆動体としてのモータ１９８とを有している。
【００３４】
アーム１９３，１９４の他端は、ワーク把持部１８６を取り付ける梁状の支持部材１９９に回動自在に取り付けられている。さらに、アーム１９４の他端は、支持部材１９９上でＸ方向に自由に摺動するように設けられたスライダ２００に取り付けられている。
モータ１９８が駆動してスライダ１９６がＸ方向に摺動すると、アーム１９２，１９３が軸１９２を中心にそれぞれ逆方向に回動する。この際、スライダ２００がスライダ１９６と同方向に支持部材１９９上を摺動するので、アーム１９２，１９３の回動は妨げられず、これにより、支持部材１９９がアーム１９２，１９３の回動動作にともなって昇降する。
【００３５】
なお、昇降手段１９０は上記の形態のものに限らず、他の形態とすることもできる。例えば、ワーク把持部１８６をシリンダによって昇降させるように構成してもよい。
しかしながら、この実施形態のように昇降手段１９０を構成することにより、長尺帯状ワークの加工装置１００の高さを高くすることなく、ワーク把持部１８６について比較的大きな昇降ストロークを得ることができるという利点がある。また、上記構成の昇降手段１９０は、二つの昇降手段１９０において昇降用のモータ１９８の駆動を同期させやすく、ワーク把持部１８６に把持したワークＷを傾けることなく昇降させることが容易であるという利点もある。
【００３６】
図８に示すように、ワーク把持部１８６は、取付部材３０１によって支持部材１９９に取り付けられる。ワーク把持部１８６は、長尺帯状のワークＷの確実に把持し、かつ、撓みを可能な限り小さくして搬送することができるように、支持部材１９９の長手方向（Ｘ方向）に沿って、所定の間隔で複数設けるのが好ましい。
【００３７】
ワーク把持部１８６は、Ｚ方向にそれぞれ移動して開閉する一対の把持爪１８６ａ，１８６ｂを有している。この把持爪１８６ａ，１８６ｂは、把持しようとするワークＷが水平状態又は垂直状態のいずれであるかにかかわらず、ワークＷを十分に受け入れることができるストロークでＺ方向に開くことができ、かつ、ワークＷを両側から挟んで確実に把持することができるものである。
把持爪１８６ａ，１８６ｂは、取付部材３０１に取り付けられた把持部本体１８７のＺ方向のガイド３０２に摺動自在に設けられている。そして、把持部本体１８７に設けられたシリンダ３０４によって把持爪１８６ａ，１８６ｂはＺ方向に移動する。なお、符号３０６は、取付部材３０１と把持部本体１８７との間に設けられた衝撃緩衝用のアブソーバである。
【００３８】
この衝撃緩衝用のアブソーバ３０６は、公知の種々の形態のものを採用することができるが、この実施形態では、Ｚ方向に延びるガイド３０６ａに沿って摺動するスライダ３０６ｂと、このスライダ３０６ｂを常時ガイド３０６ａの中央に位置させるように両側から付勢するばね３０６ｃとから構成される。そして、スライダ３０６ｂが取付部材３０１に取り付けられ、ガイド３０６ａの両端が把持部本体１８７に取り付けられている。
この態様により、把持部本体１８７は取付部材３０１に対してスライダ３０６ｂのストローク分だけ移動可能になり、かつ、ばね３０６ｃによって把持部本体１８７に加えられることがある衝撃が吸収される。
【００３９】
［反転部の説明］
図４で説明したようなワーククランパ１３０では、ワークＷの下端縁近傍をっクランパ１３２，１３３でクランプしているため、この部分に位置する孔や溝などの加工すべき部分をマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６で加工することができなくなる。
そこで、この実施形態では、図１及び図２に示すように、ワークストッカ１１０とワーク加工領域Ａとの間に、ワークＷの上下を反転するためのワーク反転部２１０を設けている。
【００４０】
図９に、この実施形態におけるワーク反転部の詳細を示す。
図９に示すように、ワーク反転部２１０は、ワークＷを載置するワーク載置台２１１と、ワーク載置台２１１を支持するアーム２１７に支持され、ワーク載置台２１１を図９中矢印で示す方向に反転回動させる反転軸２１３と、ワーク載置台２１１上でワークＷをクランプするクランプ爪２１５とを有している。
ワーク載置台２１１は、図１及び図２に示すように、Ｘ方向に沿って均等間隔で複数設けられている。ワーク載置台２１１の間隔は、ワーク搬送部１８０との間でワークＷの授受を行う際に、ワーク把持部１８６と干渉しないような間隔で配置するのがよい。
【００４１】
反転軸２１３は、全てのワーク載置台２１１について共通で、この反転軸２１３の回動動作とともに、全てのワーク載置台２１１が同時に回動する。反転軸２１３は、シリンダやモータ等の図示しない単一の駆動体の駆動によって回動される。
ワーク載置台２１１上でワークＷをクランプするクランプ爪２１５は、ワーク載置台２１１に設けられた図示しないシリンダ等の駆動体の駆動によって開閉される。
【００４２】
上記構成のワーク反転部２１０の作用を、図１０に示す。
図１０（ａ）に示すように、ワークＷの反転開始時における初期状態においてワーク反転部２１０は、ワーク載置台２１１をワークストッカ１１０側に向けている。
ワーク搬送部１８０のワーク把持部１８６がワークＷを把持してワーク載置台２１３にワークＷを受け渡すと、クランプ爪２１５が閉じてワークＷをクランプする。ワーク把持部１８６が、ワーク載置台２１１と干渉しない位置まで退避すると、前記駆動体が駆動して、反転軸２１３とともにワーク載置台２１１を１８０度反転させる。これにより、ワークＷの上下が入れ替わる。この後、図１０（ｂ）に示すように、ワーク把持１８６がワークＷを把持してワーククランパ１３０まで搬送し、ワークＷの下側の加工が行われる。
【００４３】
なお、この実施形態では、長尺帯状のワークＷを、水平に重ねた状態で貯蔵しているので、ワーククランパ１３０にワークＷを受け渡す前に、水平状態のワークＷを垂直状態に姿勢変更する必要があるが、このような姿勢変更も、上記したワーク反転部２１０によって行うことができる。
図１１に、ワーク反転部２１０をワークの姿勢変更に用いた例を説明する概略側面図を示す。
図１１（ａ）に示すように、ワークストッカ１１０には、ワークＷが水平状態に複数枚積層して蓄積されている。
ワーク搬送部１８０は、把持爪１８６ａ，１８６ｂを大きく開いて把持爪１８６ａ，１８６ｂの間に最上層のワークＷを位置させる。そして、把持爪１８６ａ，１８６ｂを閉じてワークＷを把持し、水平状態を維持したまま、ワーク反転部２１０まで搬送する。
【００４４】
ワーク反転部２１０は、ワーク載置台２１１を水平状態にして待機している。そして、この状態で、ワーク搬送部１８０からワークＷを受け取り、クランプ爪２１５でワークＷをクランプする。
図１１（ｂ）に示すように、ワーク反転部２１０は、クランプ爪２１５でワークＷをクランプした後、左右いずれかの方へワーク載置台２１１を回動させてワークＷを垂直に立てた状態にする。ワーク搬送部１８０は、垂直状態に姿勢が変更されたワークＷをワーク反転部２１０から受け取って、ワーク加工領域Ａに搬入する。以後の加工及びワークＷの反転については、先の実施形態と同じである。
【００４５】
加工の終了したワークＷは、ワーク搬送部１８０によってワーク加工領域Ａから搬出され、ワーク反転部２１０まで搬送される。図１１（ｃ）に示すように、ワーク反転部２１０は、ワーク載置台２１１をワークストッカ１１０又はワーク加工領域Ａ側に回動させた状態で待機している。この状態で、ワーク搬送部１８０からワーク反転部２１０にワークＷが受け渡される。
ワークＷを受け取ったワーク反転部２１０は、ワーク載置台２１１を回動させてワークＷを水平状態にし、ワーク搬送部１８０に受け渡す。
ワーク搬送部１８０は、ワークＷを水平状態で把持して、排出コンベア１７０まで搬送し、図１１（ｄ）に示すように、水平状態のまま排出コンベア１７０の上に載置する。
【００４６】
［制御装置の説明］
次に、本発明の長尺帯状ワークの加工装置１００を動作させるための、制御システムの構成を説明する。
図１２に、制御システムの構成をブロック図で示す。
この実施形態の制御システムは、ワークＷ及びワークＷごとの加工形状を管理するホストコンピュータ２３２と、ワークＷに施す加工形態に応じた工具準備リストファイルを有する段取りパーソナルコンピュータ２３３と、マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６によるワークＷの加工及びワークＷの搬出入を総合的に管理するシステム管理ＰＣ２３８とから概略構成される。
すなわち、ホストコンピュータ２３２からのワークＷ及びワークＷに施すべき加工に関する指示にしたがって、段取りＰＣ２３３が工具を準備し、システム管理ＰＣ２３８が実際の加工を管理する。
【００４７】
ホストコンピュータ２３２には、ワークＷの種類，素材山積みデータ及び各ワークＷごとの加工形態が記憶され、生産管理プログラムに基づく加工スケジュールに応じた順番でワークＷを加工するように、システム管理ＰＣ２３８の要求によりデータを出力する。
段取りＰＣ２３３は、工具の準備作業を行うツールプリセッタ２３４に接続されている。この、ツールプリセッタ２３４は、段取りＰＣ２３３の指令に基づいて加工形態に応じた工具の準備を行うとともに、工具長や工具径の測定及び設定を行う。
【００４８】
システム管理ＰＣ２３８は、長尺帯状ワークの加工装置１００の起動及び停止等を制御する集中操作盤２４０と、ワーク搬送部１８０の制御を行うローダ制御盤２４２と、マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６のそれぞれに搭載されたＮＣ装置２０１とに接続されている。
ワークＷ及び当該ワークＷの加工形態に基づいてシステム管理ＰＣ２３８で作成されたＮＣプログラムは、通信線２３９を介して各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６のＮＣ装置２０１に分配される。各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６は、分配されたＮＣプログラムにしたがって所定の加工を行う。
【００４９】
［作用の説明］
以下、図１３及び図１４のフローチャートを参照しながら、上記構成の本発明のロータリコイル加工装置１００による加工の手順を説明する。
まず、加工開始前の準備段階における手順を、図１３のフローチャートにしたがって説明する。
ワークストッカ１１０に貯蔵されているワークＷ、貯蔵されているワークＷの加工の順番、各ワークＷの各部の寸法、加工の種類及び形態等に関するデータは、予めホストコンピュータ２３２のメモリに格納されている。
長尺帯状ワークの加工装置１００を起動すると、最初に加工すべきワークＷが前記メモリから読み出されるとともに、当該ワークＷに関連する各種データが、システム管理ＰＣ２３８に送信される（ステップＳ１１）。
【００５０】
段取りＰＣ２３４は、システム管理用コンピュータ２３８との通信により、ＭＣ１〜６で使用する工具の準備作業を制御し、ツールプリセッタによって測定された工具データを受信する。
システム管理ＰＣ２３８では、例えば、孔や溝の加工順序や当該孔や溝を加工するための加工プログラム及びワーククランパとの干渉が生じた場合の加工順序を含めた加工プログラムが、ホストコンピュータ２３２から入力された前記各種データから、ワークＷの加工に必要な加工スケジュールを作成し（ステップＳ１２）、この加工スケジュールに基づいて、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６のＮＣプログラムが作成される（ステップＳ１３）。
このＮＣプログラムは、ワークＷにおける各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の加工分担に応じて各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６ごとに作成され、通信線２３９を介して、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６に配信される（ステップＳ１４）。
【００５１】
なお、ステップＳ１２における加工スケジュールの作成にあたっては、例えば、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６が分担すべき孔や溝などの加工の割り付け、加工の順序、干渉が生じた場合の優先性などの諸条件を種々に変更して、複数の加工スケジュールを作成し、この加工スケジュールに基づいて加工をシミュレートして、最も加工時間が短くなる加工スケジュールを選択するとよい。
【００５２】
システム管理用コンピュータ２３８は、ホストコンピュータ２３２からの素材山積みデータに基づき、ローダ制御装置２４２にワークＷの搬送指令を出力する（ステップＳ１５）。ローダ制御装置２４２は、ワークストッカ１１０の所定位置にワークＷがあるかどうかを判断し（ステップＳ１６）、ワークＷが無い場合には、ワーク搬送部１８０によるワークＷの搬送作業を停止させる（ステップＳ１７）。ワークＷが所定位置にある場合には、ワーク搬送部１８０は、前記搬送指令に基づいて、ワークＷをワーク加工領域Ａまで搬送する（ステップＳ１８）。
ワーク搬送部１８０によってワーク加工領域ＡにワークＷが搬送されてくると、ローダ制御装置２４２により、ワーククランパ１３０にワーククランプ指令を出力し、これによってワークＷがワーククランパ１３０にクランプされる。ワーク搬送部１８０によるワークＷの搬送作業が終了した後に、ワーク加工領域Ａに、加工順序に応じたワークＷが存在するか否かが、マシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２又はマシニングセンタＭＣ４に設けられたセンサにより判断される（ステップＳ２０）。加工順序に基づいたワークＷが存在していないと判断した場合には、当該ワークＷを強制搬出し（ステップＳ２１）、長尺帯状ワークの加工装置１００を停止させる。
【００５３】
ワーク加工領域Ａに、加工順序に応じたワークＷが存在するかどうかは、ワークＷの各部の寸法、例えば、全長、全幅及び厚さなどの計測を行うことによって判断することができる。また、この計測によって、加工順序に応じたワークＷが存在している場合には、ワークＷのＸ，Ｙ，Ｚ方向の基準座標位置を決定することができる。
ワークＷの計測は、専用の計測装置をワーク加工領域Ａに設けることによって行ってもよいが、この実施形態では、マシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ４の主軸２０５に、自動工具交換装置（ＡＴＣ）によってタッチセンサを自動装着している。そして、マシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ４を移動させて、前記タッチセンサをＸ，Ｙ，Ｚの各方向からワークＷの所定部位に接触させ、このときのマシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ４の座標位置からワークＷの各部の寸法を割り出すとともに、マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の加工の基準となる基準座標位置を割り出す。
【００５４】
ワークＷが一致していれば、次に、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６ごとに、ワークＷを加工するための座標系が設定される（ステップＳ２２）。
以上の手順が終了すると、システム管理用コンピュータ２３８から各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６に送信された加工データにより、ワークＷの加工が開始される（ステップＳ２３）。
【００５５】
次に、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６によるワークＷの加工の手順を、図１３のフローチャートにしたがって説明する。
加工開始指令（ステップＳ３０）により、加工プログラムにしたがってがマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６により加工が実行される。
【００５６】
次に、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６によるワークＷの加工の手順を、図１４のフローチャートにしたがって説明する。
加工開始指令（ステップＳ３０）により、ＮＣプログラムにしたがって、マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６により加工が実行される。ワークＷの加工は、ＮＣ加工プログラムが所定長さ分ずつバッファに読み込まれることで実行される（ステップＳ３１）。
【００５７】
システム管理用コンピュータ２３８は、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の現在位置を常に監視している。そして、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の加工プログラムと各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の現在位置とから、各マシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６の干渉を判断する（ステップＳ３２）。この結果、このまま加工を続行すると、干渉が生じると判断（ステップＳ３３）したマシニングセンタについては、干渉するおそれがなくなるまで待機させ、他方のマシニングセンタについては加工を継続させる（ステップＳ３４）。一定時間経過後に、再びマシニングセンタの現在位置を確認し、干渉チェック（ステップＳ３２）を行う。この結果、干渉のおそれが無くなっていれば、待機状態を解除して、ワークＷの加工を行う（ステップＳ３５）。
例えば、マシニングセンタＭＣ１とマシニングセンタＭＣ３とが互いに重複する領域を加工する場合において、マシニングセンタＭＣ３が次の加工を行うべく前記重複する領域に移動すれば、現在加工を行っているマシニングセンタＭＣ１と干渉すると判断した場合には、予め優先順位が上位に設定されているマシニングセンタＭＣ１の加工を継続し、マシニングセンタＭＣ３を待機させる。
【００５８】
次に、ワークＷの加工が終了したかどうかを加工プログラムの中から判断し（ステップＳ３６）、加工が終了していなければ、引き続き次のＮＣプログラムの読み込みを行ってマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６による加工を行う。
加工が終了していれば、ワークＷの反転加工を行うかどうかを判断し（ステップＳ３７）、反転加工するのであれば、ワークＷをワーク搬送部１８０でワーク反転部２１０まで搬送して（ステップＳ４０）、ワークＷを反転させる（ステップＳ４１）。ワーク搬送部１８０は、反転されたワークＷを把持してワーク加工領域Ａまで搬送し、ワーククランパ１３０に受け渡す（ステップＳ４２）。以後、ワークＷの他方側の加工が、ステップＳ３１〜Ｓ３５の手順にしたがって行われる。
【００５９】
ワークＷの反転加工を行わないのであれば、加工を終了し（ステップＳ３８）、ワーク搬送部１８０でワークＷをコンベア１７０まで搬送して次工程にワークＷを払い出す（ステップＳ４９）。
以後、ワークＷごとに上記の手順を繰り返す。
【００６０】
本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態により限定されるものではない。
例えば、ワークの加工を行う加工手段はマシニングセンタであるとして説明したが、Ｘ方向及びＺ方向に移動してワークを両側から加工できるものであれば、マシニングセンタに限らず他の加工機械であってよい。
【００６１】
また、加工手段はＺ方向に移動せず、工具を装着した加工手段の主軸がＺ方向に進退移動するように構成してもよい。
さらに、加工手段であるマシニングセンタＭＣ１〜ＭＣ６を、ワーククランパ１３０の両側に６台設けるものとして説明したが、２台〜５台又は７台以上の加工手段を、ワーククランパ１３０の両側に適宜に分配して配置するものとしてもよい。
【００６２】
また、ワークＷのワーク加工領域Ａへの搬出入は、一つのワーク搬送部１８０で行うものとして説明したが、ワークＷの搬入と搬出を異なる搬送手段で行うように構成することも可能である。このようにすれば、ワークＷの搬出の直後にワークＷの搬入を行うことができ、加工時間をさらに短縮することができるという利点がある。
【００６３】
さらに、ワークＷを長手方向に移動させるワーク移送手段は、上記の実施形態で説明したものに限られない。例えば、ワーク加工領域Ａの両端にワークＷの端部に当接する当接手段と、この当接手段をワークＷに当接させてＸ方向に向けて押すボールねじ・ナット機構等の駆動手段とから前記ワーク移送手段を構成してもよい。この場合は、ワーククランパ１３０によってワークＷを軽くクランプさせた状態で、前記ワーク移送手段によりワークＷの端部を押すようにすればよい。
【００６４】
また、ワーク反転部２１０はワークストッカ１１０とワーク加工領域Ａの間に設けるものとして説明したが、排出コンベア１７０とワーク加工領域Ａの間に設けてもよく、あるいは、その両方に設けてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、長尺帯状ワークの加工装置のワーク加工領域にワークを自動的に送りながら、自動加工を行うことができるので、作業効率の向上と作業上の安全性を確保することができる。
また、ワークはワーク加工領域に予め位置決めしてクランプされていて、かつ、マシニングセンタ等の加工手段が、ワークの長手方向に沿って移動しながらワークを加工するので、ワークを長手方向に送る必要がなくなり、長尺帯状ワークの加工装置の小型化を図ることができる。
さらに、複数の加工手段が、ワーク加工領域に予め位置決めされたワークの両側から同時に複数箇所を加工するので、加工効率が向上し、ワークの加工時間を大幅に短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの加工装置の構成を説明する平面図で、ワーク加工装置の一側の半分を示している。
【図２】本発明の一実施形態にかかる長尺帯状ワークの加工装置の構成を説明する平面図で、ワーク加工装置の他側の半分を示している。
【図３】図１及び図２の長尺帯状ワークの加工装置の側面図である。
【図４】図４（ａ）は、ワークをワーク加工領域でクランプするワーククランパの断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のワーククランパにおけるワークをクランプする部分の拡大図である。
【図５】往復台及びマシニングセンタの詳細を説明するための側面図である。
【図６】マシニングセンタに設けられるワーク移送手段の一例にかかり、その構成を説明するための斜視図である。
【図７】ワーク搬送部の構成を説明するための側面図である。
【図８】ワーク搬送装置に設けられた、ワークを把持するワーク把持部の構成を説明するための側面図である。
【図９】この実施形態におけるワーク反転部の構成を説明するための側面図である。
【図１０】ワーク反転台の作用を説明するための概略側面図である。
【図１１】ワーク反転台を使ってワークの姿勢変更を行う場合における、ワークストッカから排出コンベアまでのワークの流れを説明する概略側面図である。
【図１２】長尺帯状ワークの加工装置の制御システムの構成を説明するブロック図である。
【図１３】長尺帯状ワークの加工装置の作用を説明するフローチャートで、ワークの加工前の準備段階のものである。
【図１４】長尺帯状ワークの加工装置の作用を説明するフローチャートで、ワークの加工段階のものである。
【図１５】ロータコイルやガイドチューブを形成するためにワークに施される孔加工（ａ）、溝加工（ｂ）及び端部加工（ｃ）の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００  長尺帯状ワークの加工装置
１１０  ワークストッカ
１３０  ワーククランパ
１５０  ワーク移送手段
１６０  ガイドレール
１７０  排出コンベア
１８０  ワーク搬送部（ワーク搬送手段）
２１０  ワーク反転部
２０１  ＮＣ装置
２３２  ホストコンピュータ
２３３  段取りＰＣ
２３８  システム管理用パーソナルコンピュータ
Ａ  ワーク加工領域
ＭＣ  マシニングセンタ
Ｗ  ワーク
【図１】
0004190700.tif 000002
【図２】
0004190700.tif 000003
【図３】
0004190700.tif 000004
【図４】
0004190700.tif 000005
【図５】
0004190700.tif 000006
【図６】
0004190700.tif 000007
【図７】
0004190700.tif 000008
【図８】
0004190700.tif 000009
【図９】
0004190700.tif 000010
【図１０】
0004190700.tif 000011
【図１１】
0004190700.tif 000012
【図１２】
0004190700.tif 000013
【図１３】
0004190700.tif 000014
【図１４】
0004190700.tif 000015
【図１５】
0004190700.tif 000016