(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のレール上を転動可能な各左右一対の前輪、中間輪および後輪が設けられた走行ベッドと、
重心が前輪側に位置するように前記走行ベッド上に搭載された作業機と、
を有し、
前記中間輪が、前記レールから外れた前記後輪に代わって前記作業機を支持するものであって、前記前輪との間に前記作業機の重心が位置するように配置された移動式作業モジュール。
【請求項２】
前記中間輪と前記前輪との中間位置から前記中間輪側に前記作業機の重心が位置する請求項１に記載の移動式作業モジュール。
【請求項３】
前記中間輪は、前記前輪と前記後輪とが前記レール上に位置する場合に、前記レールから浮いた状態となる請求項１または請求項２に記載の移動式作業モジュール。
【請求項４】
前記中間輪は、前記レールとの間の１ｍｍ以下の隙間によって浮いた状態が構成される請求項３に記載の移動式作業モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レール上を移動する走行ベッドに対して、重心が前部に位置するように作業機が搭載され、更に前輪および後輪の他に、後方への引き出し時に機能する中間輪が設けられた移動式作業モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークに対して複数の工程を経て所定の加工が行われる場合、工作機械を含む複数の作業機が並べられ、オートローダによりワークが各作業機に搬送されるようにした加工機械ラインが使用される。下記特許文献１に開示された加工機械ラインは、複数の作業機がベース上に搭載され、機体幅方向に並べられるようにして配置されている。そして、作業機同士は狭い間隔で配置されているため、そのままではメンテナンスや部品交換などの作業が行えないが、モジュール化された作業機がベース上を移動するように構成されているため、作業者によるメンテナンスなどの作業が行い易くなっている。【０００３】
具体的には、４つの車輪を前後左右に有する走行ベッドに作業機が搭載されている。特に、旋盤やマシニングセンタあるいは検測装置など各々の作業機が、規格化された走行ベッドに搭載され、移動式作業モジュールとして構成されている。ベース上には一定幅のレールが敷設され、何れの移動式作業モジュールであっても配置を任意に選択でき、自由な組み合わせの加工機械ラインが構成可能となっている。そのため、移動式作業モジュールは、前述したように、メンテナンスや部品交換などに際して配列方向に直交する機体前後方向に引き出しが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１５／０３７１４７号公報
【特許文献２】特開２００９−５２６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加工機械ラインにおける移動式作業モジュールの引き出しは、作業者によるメンテナンスなどの作業が行い易いように、その作業機内部が隣の移動式作業モジュールと重ならない位置まで移動することが必要となる。そのため、ベース上に敷設されたレールは、移動式作業モジュールの移動範囲に対応して長くしなければならなかった。すなわち、レールは、ワークの加工などが行われる通常位置だけではなく、移動式作業モジュールを引き出し位置まで移動させることが可能な長さが必要であった。しかし、それでは作業者によるメンテナンスなどの作業は行い易くなる一方で、通常は使用されないレールを設けることにより、加工機械ラインのコストを上げる原因になってしまっていた。【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、レール長を短くさせるための移動式作業モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様における移動式作業モジュールは、２本のレール上を転動可能な各左右一対の前輪、中間輪および後輪が設けられた走行ベッドと、重心が前輪側に位置するように前記走行ベッド上に搭載された作業機と、を有し、前記中間輪が、前記レールから外れた前記後輪に代わって前記作業機を支持するものであって、前記前輪との間に前記作業機の重心が位置するように配置されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
前記構成によれば、走行ベッドに搭載された作業機がレールに沿って移動し、所定の作業を行うべくレール上の通常位置にある場合には後輪が全体の一部を支持するが、メンテナンスなどのために後方側の引き出し位置へと移動した場合には、前輪と中間輪とによって全体を支持するため、後輪を引き出し位置まで移動させるためのレールが不要になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】加工機械ラインの一例を示した斜視図である。
【図２】工作機械である移動式作業モジュールを示した内部構造の側面図である。
【図３】工作機械である移動式作業モジュールが引き出し位置にある状態を示した内部構造の側面図である。
【図４】工作機械である移動式作業モジュールの重心位置を示した図である。
【図５】ベース上に配置された２台の移動式作業モジュールを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係る移動式作業モジュールの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、移動式作業モジュールとして、加工機械ラインを構成する工作機械を例に挙げて説明する。図１は、その加工機械ラインの一例を示した斜視図である。本実施形態の加工機械ライン１は、移動式作業モジュール３が６台並べられたものである。移動式作業モジュール３は、工作機械などの作業機がそれぞれ規格化された走行ベッド上に組み付けられ、全体の形状や寸法が統一された外装カバー５によって覆われている。
【００１１】
加工機械ライン１は、旋盤などの工作機械やワークの寸法を計測する検測機、或いは洗浄機などが移動式作業モジュール３として構成され、ワークの加工内容に応じて任意に組み合わされる。図２は、その一つである工作機械の移動式作業モジュール３を示した内部構造の側面図である。工作機械１０は、エンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を備えるタレット旋盤である。具体的には、ワークＷを掴んで保持する主軸チャック１６を備えた主軸装置１１、工具３２を備えたタレット装置１２、そのタレット装置１２をＺ軸方向やＸ軸方向に移動させるＺ軸駆動装置１３およびＸ軸駆動装置１４、そして各装置を駆動制御するための制御装置１５などによって構成されている。
【００１２】
工作機械１０は、ワークＷを回転させる主軸装置１１の回転軸（主軸）が、機体前後方向であって且つ水平になるように組み付けられている。そこで、本実施形態においてＺ軸方向は、その主軸装置１１の主軸と平行な水平方向であり、Ｘ軸は、Ｚ軸に対して直交する機体上下方向、そしてＹ軸方向は、Ｚ軸およびＸ軸に直交する機体幅方向である。工作機械１０は、Ｚ軸およびＸ軸がワークＷに対して工具３２を移動させる加工軸となっており、工具３２が移動しないＹ軸方向つまり機体幅方向の寸法を小さくしたコンパクトな設計になっている。
【００１３】
工作機械１０は、主軸装置１１に隣接してコラム２６が立設され、主軸装置１１の上方にタレット装置１２および、加工軸方向にタレット装置１２を移動させる駆動装置が構成されている。その主軸装置１１は、回転自在に支持された主軸に対して主軸チャック１６が一体に形成され、主軸用スピンドルモータ２１の回転が伝達されるよう構成されている。そして、タレット装置１２は、Ｚ軸方向に摺動するＺ軸スライド２３に対して一体的に構成され、そのＺ軸スライド２３とともにＸ軸方向に摺動するＸ軸スライド２７に搭載されている。
【００１４】
Ｚ軸駆動装置１３は、Ｚ軸ガイド２４に支持フレームが固定され、そこにネジ軸２５が軸受を介して取り付けられ、そのネジ軸２５がＺ軸スライド２３内の非回転ナットに螺合してボールネジ機構が構成されている。ネジ軸２５にはＺ軸用サーボモータ２２の回転が伝達され、ボールネジ機構を介してＺ軸スライド２３の水平移動が行われるようになっている。一方、主軸装置１１の横に設置されたコラム２６にはＸ軸駆動装置１４が組み付けられ、そのＸ軸スライド２７にＺ軸ガイド２４が固定されている。
【００１５】
Ｘ軸駆動装置１４は、コラム２６に形成されたガイドを介して、Ｘ軸スライド２７が上下方向に摺動自在に組み付けられている。コラム２６には鉛直方向に配置されたネジ軸２８が回転可能に支持され、そのネジ軸２８がＸ軸スライド２７内の非回転ナットに螺合してボールネジ機構が構成されている。ネジ軸２８にはＸ軸用サーボモータ２９の回転が伝達され、ボールネジ機構を介してＸ軸スライド２７の昇降が行われるようになっている。このように工作機械１０は、主軸装置１１の横に位置するコラム２６に対して、タレット装置１２、Ｚ軸駆動装置１３およびＸ軸駆動装置１４が支持された構成となっている。
【００１６】
工作機械１０は、主軸装置１１、タレット装置１２、Ｚ軸駆動装置１３およびＸ軸駆動装置１４並びに制御装置１５が、ベース２に敷設された一定幅のレール２０１を走行する走行ベッド１８に組み付けられ、図１に示す移動式作業モジュール３として構成されている。こうしてモジュール化することにより、工作機械１０などの作業機がコンパクトに構成され、図１に示すように、移動式作業モジュール３同士が近接して配置された加工機械ライン１もコンパクトになる。一方で、移動式作業モジュール３は、走行ベッド１８がレール２０１に沿って機体前後方向に移動する構成であるため、隣との間隔が狭いにも関わらずメンテナンスや部品交換などが作業者にとって行い易くなっている（図５参照）。
【００１７】
工作機械１０は、図２に示すように、タレット装置１２がコラム２６から機体前方（図面右側）に離れた位置を退避位置（タレット装置１２の旋回割出し位置）とし、そのタレット装置１２と主軸チャック１６との間の空間２０が加工室として構成されている。そして、移動可能な工作機械１０は、図２に示すベース２上の位置が、ワーク加工を実行する通常位置となっている。レール２０１は、工作機械１０の通常位置に対応して、走行ベッド１８の前輪３１及び後輪３２が接している各個所が一部取り換え可能な構造になっている。加工時の振動によって他の箇所よりも摩耗が激しいためである。
【００１８】
こうしたレール２０１を備えるベース２は、コストを下げるため寸法を小さくすることが望まれる。本実施形態のベース２は、移動式作業モジュール３に合わせた大きさで構成されている。そこで、工作機械２の場合、ワークＷの加工が機体前方（図２右側）で行われるため、加工室を構成する空間２０によって、走行ベッド１８が前方へ移動することは可能である。一方、ベース２は、後方側の移動を可能にする大きさでは形成されていないため、そのままでは後方側への移動ができない。
【００１９】
しかし、工作機械１０のようにメンテナンスや部品交換などが必要な移動式作業モジュール３は、その作業を可能にするため機体の一部を後方側へ引き出さなければならない。従って、これまでは複数ある移動式作業モジュール３のうち、工作機械１０など該当するものに関し、一点鎖線で示すようにベース２の後部にガイド７が設けられ、そこに敷設したガイドレール７０１によって後方への引き出しが可能になっていた。ただし、これではコストダウンのためにベース２の寸法を抑えたにもかかわらず、ガイド７によってコストが上がってしまっていた。
【００２０】
そこで、本実施形態の移動式作業モジュール３（工作機械１０）は、前輪３１及び後輪３２を備える走行ベッド１８に対し、更に中間輪３３を加えた構成が採られている。より具体的には、２本のレール２０１上を転動する左右一対の前輪３１、後輪３２および中間輪３３が走行ベッド１８に設けられている。ここで、走行ベッド１８は、図２に示すように、工作機械１０がワーク加工を実行する通常位置に配置された場合には、前輪３１と後輪３２とがレール２０１に接して工作機械１０全体を支持することとなる。
【００２１】
また、工作機械１０は、ミクロン単位の加工精度が求められるため、走行ベッド１８によって移動可能な構成であったとしても、図２に示す通常位置の配置では、加工時の振動を抑えて安定することが求められる。従って、工作機械１０は、コンパクトを基本にしつつも、全体の荷重を受ける前輪３１と後輪３２との距離がなるべく大きくなるように設計されている。一方で、作業者が行うメンテナンスや部品交換などは、安全性が確保されていればワークの加工時ほどの安定性は求められていない。そこで本実施形態では、後輪３２に代わって荷重を受ける中間輪３３が設けられている。つまり、メンテナンスなどの場合には、前輪３１と中間輪３３との短い距離で工作機械１０を支持する構成がとられている。
【００２２】
ところで、工作機械１０は、主軸装置１１およびＺ軸駆動装置１３などを支持するコラム２６が、走行ベッド１８の前部に偏って配置されているため、全体の重心が走行ベッド１８の前部に位置している。この点、加工機械ライン１の場合、前カバー６（図１参照）内部をオートローダが移動してワークの受渡しを行うため、他の移動式作業モジュール３についても全体の重心が走行ベッド１８の前部に位置している。そのため、図３に示すように、前輪３１と中間輪３３によって全体を支持する場合であっても、間隔の狭い前輪３１と中間輪３３と間に重心が位置することとなる（図４参照）。
【００２３】
走行ベッド１８の前輪３１、後輪３２および中間輪３３は、レール２０１上を転動して工作機械１０の移動を可能にするとともに、所定の停止位置ではそれぞれ荷重を受ける支持部材として機能するものでもある。そして、後輪３２は、ワーク加工を行う通常位置において（図２）、中間輪３３は、メンテナンスなどを行う引き出し位置において（図３）、それぞれが役割を果たすようになっている。
【００２４】
図面上明確ではないが、工作機械１０が通常位置に配置されている場合、機能しない中間輪３３はレール２０１とは非接触状態であり、荷重を受けないようになっている。一方、工作機械１０の引き出し時には後輪３２が機能しない。そのため、従来用いられていた図２に示すガイド７（レール７０１）を省くことが可能になり、図３に示す引き出し位置では、後輪３２がレール２０１から脱輪した状態になる。
【００２５】
また、本実施形態では、工作機械１０が図２に示す通常位置の場合、中間輪３３とレール２０１との隙間は１ｍｍ以下になるように設計されている。これは、作業者の押し引きによって、工作機械１０が図２の通常位置と図３に示す引き出し位置との間を移動することとなるが、その際、後輪３２がレール２０１から外れて脱輪状態になる場合、或いはレール２０１に乗り上げて荷重を受ける支持状態に戻る場合に、その状態変化がスムーズに行われるようにするためである。
【００２６】
次に、図４は、工作機械１０の重心位置を×印で示した図である。引き出し位置の工作機械１０は、前輪３１と中間輪３３によって全体が支持されるため、×印で示すように、前輪３１と中間輪３３と間に重心が位置すればよい。そして、引き出し位置において作業者がメンテナンスなどを行い易くするには、工作機械１０がより後方側に移動すること、つまり引き出し量が大きいことが好ましい。引き出し量を大きくするためには、前輪３１と中間輪３３との距離を短くする必要がある。一方で、安定性を維持するには、前輪３１と中間輪３３との距離が一定程度必要になる。
【００２７】
そこで、本実施形態では、前輪３１と中間輪３３との距離を一定程度確保しつつ、重心が前輪３２と中間輪３３との中間位置Ｓより中間輪３３側になるように、中間輪３３の位置が設計されている。なお、工作機械１０では、後方への引き出し時にＺ軸駆動装置１３を駆動させ、図示するようにタレット装置１２を中間輪３３側へ移動させ、その状態での重心位置を基に中間輪３３の位置を設計するようにしてもよい。なお、中間輪３３の位置とは、より具体的には中間輪３３の回転軸の位置である。
【００２８】
次に、図５は、ベース２上に配置された２台の移動式作業モジュール３（工作機械１０Ａ，１０Ｂ）を示した斜視図である。ベース２は、２本で１組のレール２０１が２組敷設されたものであり、図示するように２台の移動式作業モジュール３が搭載可能になっている。そのため、図１に示す加工機械ライン１は３台のベース２が用いられている。図５には、工作機械１０Ａが図２に示すように後方に引き出され、隣の工作機械１０Ｂが図１に示す位置から更に前方へと移動した状態が示されている。
【００２９】
本実施形態では、こうして工作機械１０Ａ，１０Ｂが前後逆方向に移動することにより、対象である工作機械１０Ａの内部が隣の工作機械１０Ｂから大きく引き出された状態となり、作業者によるメンテナンスや部品交換が行い易くなる。その際、工作機械１０Ａは、前輪３１と中間輪３３によって支持されるため、後輪３２を引き出し位置まで転動させるレール７０１（図２参照）が不要になる。すなわち、走行ベッド１８に中間輪３３を設けたことにより、その中間輪３３と後輪３２との間で役割を分担させ、移動式作業モジュール３（工作機械１０Ａ）が引き出し位置に移動する際に後輪３２が機能しなくなることで、ガイド７（レール７０１）を省くこと、つまりコストを抑えることが可能になる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、工作機械１０が通常位置に配置されている場合、機能しない中間輪３３はレール２０１とは非接触状態である。これは、荷重を受けるレール２０１側の構成を考慮したものであるため、中間輪３３がレール２０１と接触した構成であってもよい。また、図面には小径の中間輪３３が示されているが、前輪３１などと同じ車輪であってもよい。
更に、工作機械１０（１０Ａ，１０Ｂ）を例に挙げて説明したが、重心が前輪側に位置するように走行ベッド上に搭載された作業機であって、後方に引き出すことが必要なものであればよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…加工機械ライン  ２…ベース  ３…移動式作業モジュール  ７…ガイド  １０（１０Ａ，１０Ｂ）…工作機械  １１…主軸装置  １２…タレット装置  １３…Ｚ軸駆動装置  １４…Ｘ軸駆動装置  １５…制御装置  １８…走行ベッド  ３１…前輪  ３２…後輪  ３３…中間輪  ２０１…レール  ７０１…ガイドレール
【図１】
0006979124.tif 000002
【図２】
0006979124.tif 000003
【図３】
0006979124.tif 000004
【図４】
0006979124.tif 000005
【図５】
0006979124.tif 000006