專利名稱：機(jī)械加工機(jī)以及具有該機(jī)械加工機(jī)的機(jī)械加工生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對原材料(以下也稱為工件)進(jìn)行機(jī)械加工的加工機(jī)械或者通過交換加工工具進(jìn)行多種類機(jī)械加工的加工中心(以下也稱為M/C)等通用型加工機(jī)械的機(jī)械加工機(jī)、以及具有多臺機(jī)械加工機(jī)的機(jī)械加工生產(chǎn)線。
背景技術(shù)：
過去，在自動變速器(以下也稱為A/T)的生產(chǎn)線中，設(shè)置有對作為該A/T的結(jié)構(gòu)部件的工件進(jìn)行各種機(jī)械加工的機(jī)械加工生產(chǎn)線。該機(jī)械加工生產(chǎn)線包括有沿生產(chǎn)線配置的多臺M/C、向這些M/C的工作臺載置工件以及從工作臺取出工件的機(jī)械手。還有，A/T以外的機(jī)械的生產(chǎn)線中也設(shè)置有同樣的機(jī)械生產(chǎn)線。
作為包括這些多臺M/C和機(jī)械手的機(jī)械生產(chǎn)線，過去曾提出了如下的機(jī)械加工生產(chǎn)線沿一直線排列配置3臺M/C，并利用一臺能夠沿著這些M/C的生產(chǎn)線移動的機(jī)械手對于這些M/C的工作臺載置工件以及取出工件(參考專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1所公開的機(jī)械加工生產(chǎn)線中，機(jī)械手從被加工物搬入裝置取出未加工的工件，將其載置到第1M/C的被加工臺，然后該第1M/C對工件進(jìn)行機(jī)械加工。接著，機(jī)械手將在第1M/C加工完畢的工件從第1M/C的被加工臺取出，搬送到進(jìn)行下一加工的第2M/C，將工件載置到第2M/C的被加工臺上后，在該第2M/C對該工件進(jìn)行機(jī)械加工。還有，機(jī)械手將在第2M/C加工完畢的工件從第2M/C的被加工臺取出，搬送到進(jìn)行下一加工的第3M/C，將工件載置到第3M/C的被加工臺上后，在該第3M/C對該工件進(jìn)行機(jī)械加工。最后，機(jī)械手將在第3M/C加工完畢的工件從第3M/C的被加工物臺取出，搬送到被加工物搬送裝置。這樣，工件通過從第1至第3M/C順次實施機(jī)械加工。
專利文獻(xiàn)1特開2001-255922號公報。
但是，上述專利文獻(xiàn)1中公開的機(jī)械生產(chǎn)線中，由于直到最后的第3M/C對一個工件加工完畢之前、機(jī)械手不向被加工物搬入裝置移動，當(dāng)在第1M/C加工完畢的工件在第2M/C進(jìn)行加工時，沒有將下一個工件載置到第1M/C。因此，在第1M/C不實施下一工件的機(jī)械加工。另外同樣，當(dāng)在第2M/C加工完畢的工件在第3M/C進(jìn)行加工時，沒有將下一個工件載置到第1M/C以及第2M/C。這樣，第1M/C以及第2M/C沒有實施下一個工件的機(jī)械加工。這樣，機(jī)械加工生產(chǎn)線的機(jī)械加工作業(yè)中浪費(fèi)的時間很多，機(jī)械加工效率不高。因此，要完成規(guī)定量的工件的機(jī)械加工，需要許多時間。
該專利文獻(xiàn)1中公開的機(jī)械加工生產(chǎn)線中，可以考慮在第1M/C加工完畢的工件被搬送并載置到第2M/C上后，將機(jī)械手移動到被加工物搬入裝置，從被加工物搬入裝置取出下一個未加工的工件，載置到第1M/C上。接著，機(jī)械手將在第2M/C加工完畢的工件搬送并載置到第3M/C上。還有，可以考慮這樣搬送到第3M/C上后，將機(jī)械手移動到第1M/C，從第1M/C取出在該第1M/C加工完畢的工件，將其搬送到第2M/C的被加工物臺并載置，接著，將機(jī)械手移動到被加工物搬入裝置，從被加工物搬入裝置再將下一個未加工的工件取出并載置到第1M/C的被加工物臺上。并且，在利用機(jī)械手將第3M/C加工完畢的工件搬送到被加工物搬出裝置時，也同樣地對機(jī)械手進(jìn)行動作控制。
但是，這樣對機(jī)械手進(jìn)行控制時，直至將工件搬送并載置到各M/C為止，機(jī)械手必須在被加工物搬入裝置、第1至第3M/C、以及被加工物搬入裝置之間往返移動，同樣在機(jī)械加工作業(yè)中浪費(fèi)的時間很多，機(jī)械加工效率不高。因此，要完成規(guī)定量的工件的機(jī)械加工，還是需要許多時間。
還有，直至將工件載置到各M/C為止，必須利用機(jī)械手向各M/C進(jìn)行工件的載置和取出，因此工件的載置和取出作業(yè)非常繁瑣。還有，直至將工件載置到各M/C為止，由于要利用機(jī)械手來進(jìn)行工件的載置動作、工件的取出動作、以及沿M/C生產(chǎn)線的移動動作等各個動作，所以機(jī)械手的動作控制既復(fù)雜又麻煩。
因此，可以考慮如下的機(jī)械加工生產(chǎn)線，即，如圖7所示，沿該生產(chǎn)線設(shè)置有規(guī)定數(shù)量n(n≥2)臺M/C，在這些M/C之間設(shè)置工件臨時存放場，以解決上述問題。在圖中，1為機(jī)械加工生產(chǎn)線，2為第1M/C，3為第2M/C，4為第3M/C，5為工件，6為未加工工件存放場，7為第1M/C加工完畢工件臨時存放場，8為第2M/C未加工工件臨時存放場，9為第2M/C加工完畢工件臨時存放場，10為第3M/C未加工工件臨時存放場，11為機(jī)械加工完畢工件存放場，12為機(jī)械加工完畢工件(機(jī)械加工完成品)，13為機(jī)械手，14為引導(dǎo)路。
機(jī)械手13例如由眾所周知的多關(guān)節(jié)機(jī)械手組成。如圖7所示，機(jī)械手13裝備有通過關(guān)節(jié)與本體13a連接并可以進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)和上下起伏運(yùn)動的第1臂13b、以及通過關(guān)節(jié)與該第1臂連接并可以進(jìn)行屈伸運(yùn)動、并在先端具有工件保持部13c的第2臂13d。如后述圖4(a)所示，工件保持部13c通過關(guān)節(jié)與第2臂13d連接并可以繞與圖面垂直方向的軸進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)。
因此，工件保持部13c在第1以及第2臂13b、13d的各自移動范圍內(nèi)可以沿上下左右前后方向進(jìn)行移動。還有，如圖4(a)所示，工件保持部13c利用眾所周知的方法相對于第1以及第2臂13b、13d的運(yùn)動實質(zhì)上保持水平狀態(tài)。由于該工件保持部13c的水平保持結(jié)構(gòu)可以采用眾所周知的方法，故省略其詳細(xì)說明。當(dāng)然，機(jī)械手13并不局限于該類型，只要是能夠設(shè)置在機(jī)械加工生產(chǎn)線并能夠?qū)/C安裝脫離(載置以及取出)工件5，可以采用任何種類的眾所周知的機(jī)械手。該機(jī)械手13可以沿著沿各M/C2、3、4的配置生產(chǎn)線延伸設(shè)置的引導(dǎo)路14進(jìn)行移動。
下面說明這種結(jié)構(gòu)的如圖7所示的機(jī)械加工生產(chǎn)線1的動作。
首先，機(jī)械加工前(未加工)的工件5通過適當(dāng)?shù)陌崴脱b置搬送并載置到第1M/C2附近的工件存放場6。機(jī)械手13的本體13a設(shè)置在相對于第1M/C2的如圖7實線所示的位置，同時第1以及第2臂13b、13d均設(shè)定在圖中未表示的退避位置。機(jī)械手13動作時，第1臂13b在適當(dāng)?shù)乃矫鎯?nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳舷缕鸱\(yùn)動，同時第2臂13d相對于第1臂13b進(jìn)行屈伸運(yùn)動，工件保持部13c位于雙點(diǎn)劃線所示的工件存放場6。
工件保持部13c保持工件存放場6上的工件5后，第1以及第2臂13b、13d再次進(jìn)行同樣運(yùn)動，工件保持部13c位于實線所示的位置。此時，被工件保持部13c所保持的工件5為第1M/C2的工作臺上的固定位置2k，工件5被載置到工作臺上的該位置。然后，第1以及第2臂13b、13d均設(shè)定在原來的退避位置。
接著，第1M/C2的工作臺上的工件5被卡具(圖中未表示)所固定，第1M/C2進(jìn)行動作，利用第1M/C2對工件5進(jìn)行第1機(jī)械加工。對工件5進(jìn)行機(jī)械加工完畢后，解除卡具對工件5的固定，通過機(jī)械手13的各臂13b、13d的動作，利用工件保持部13c保持第1機(jī)械加工完畢的工件5并從第1M/C2的工作臺取出，如雙點(diǎn)劃線所示，暫時放置在第1M/C加工完畢工件臨時存放場7。接著，機(jī)械手13的各臂13b、13d再次移動到工件存放場6，工件保持部13c保持住工件存放場6的下一個工件5后，與上述一樣，將下一個工件5載置到第1M/C2的工作臺上。然后，下一個工件5被固定在第1M/C2的工作臺上，進(jìn)行第1機(jī)械加工。
然后，機(jī)械手13保持暫時放置在第1M/C加工完畢工件臨時存放場7的第1機(jī)械加工完畢的工件5后，本體13a由引導(dǎo)路14引導(dǎo)移動到第2M/C3，第1機(jī)械加工完畢的工件5如雙點(diǎn)劃線所示，被暫時放置到第2M/C未加工工件臨時存放場8。機(jī)械手13停止在相對于第2M/C3的規(guī)定位置(圖7實線所示位置)。接著，如前所述，機(jī)械手13保持第2M/C未加工工件臨時存放場8上的第1機(jī)械加工完畢的工件5，將其載置到第2M/C3的工作臺。
同樣，第1機(jī)械加工完畢的工件5固定在第2M/C3的工作臺上，進(jìn)行第2機(jī)械加工。第2M/C3結(jié)束第2機(jī)械加工后，機(jī)械手取出第2機(jī)械加工完畢的工件5，將其暫時存放在第2M/C加工完畢工件臨時存放場9。然后，機(jī)械手13再次移動到第1M/C2的規(guī)定位置(圖7實線所示位置)。與上述相同，取出第1機(jī)械加工完畢的下一個工件5，將其暫時存放在第1M/C加工完畢工件臨時存放場7，同時將工件存放場6的再下一個工件5載置到第1M/C2的工作臺上。其后，機(jī)械手13將第2M/C加工完畢工件臨時存放場9的第2機(jī)械加工完畢的工件5暫時存放到下面的第3M/C未加工工件臨時存放場。
以后，同樣利用機(jī)械手13進(jìn)行工件的搬送操作以及對各M/C進(jìn)行載置和取出操作，利用各M/C進(jìn)行機(jī)械加工。最后，利用第nM/C4進(jìn)行第n機(jī)械加工完畢后，機(jī)械手13將第n機(jī)械加工完畢的工件5從第nM/C4取出，作為機(jī)械加工完成品12載置到機(jī)械加工完成品存放場11。該機(jī)械加工完成品12利用適當(dāng)?shù)陌崴脱b置搬送到下一個作業(yè)場所。還有，相鄰的M/C加工完畢工件臨時存放場與M/C未加工工件臨時存放場(例如符號7和8)也可以采用一個共同的工件臨時存放場。
根據(jù)該機(jī)械加工生產(chǎn)線1，各M/C的工件5的載置以及取出操作時，機(jī)械手13只要控制各臂13b、13d的動作即可，不需要控制本體13a的移動。因此，可以由此而簡化機(jī)械手的動作控制。
但是，圖7所示的機(jī)械加工生產(chǎn)線1中，必須利用機(jī)械手13對各M/C進(jìn)行工件5的載置和取出，因而工件5的載置和取出的操作變得繁瑣。
還有，利用1個M/C完成對工件5的機(jī)械加工后，機(jī)械手13取出此工件5，將其臨時存放到臨時存放場，然后移動到該M/C的生產(chǎn)線上游側(cè)相鄰的M/C，將利用該M/C機(jī)械加工完畢的工件5存放到其臨時存放場，以后依次向上游側(cè)移動，進(jìn)行同樣的操作。這樣，向第1M/C載置新的工件5后，必須移動到最先端的工件5所處的下游側(cè)的M/C。此時，最先端的工件5結(jié)束第nM/C4的機(jī)械加工后，必須一直移動到該第nM/C4處。因此，機(jī)械手13必須進(jìn)行往復(fù)移動，機(jī)械加工操作中仍然存在許多浪費(fèi)的時間，機(jī)械加工操作的效率不高。
而且，由于必須在M/C之間設(shè)置工件5的臨時存放場，從而要考慮相應(yīng)的設(shè)置空間，必然使機(jī)械加工生產(chǎn)線1大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述情況而提出的，目的在于提供一種能夠簡單地進(jìn)行工件的載置以及取出操作、不需要臨時存放場、能夠高效率地進(jìn)行機(jī)械加工操作的機(jī)械加工機(jī)。
本發(fā)明的其它目的在于提供一種能夠盡可能減少機(jī)械加工操作的浪費(fèi)時間、高效率地進(jìn)行各種機(jī)械加工操作、縮短操作時間、同時能夠更緊湊地構(gòu)成的機(jī)械加工生產(chǎn)線。
為了解決上述問題，本發(fā)明之1的機(jī)械加工機(jī)至少具有載置并固定工件的工作臺、對上述工件進(jìn)行機(jī)械加工的加工工具、和可裝卸地安裝上述加工工具、同時操作該加工工具的工具保持部，在保持上述加工工具并操作該加工工具的同時移動上述工具保持部，從而對上述工件進(jìn)行機(jī)械加工，其特征在于夾持上述工件的工件夾具被可裝卸地保持在上述工具保持部上。
另外，本發(fā)明之2的機(jī)械加工機(jī)的特征在于，具有多種上述加工工具，能夠?qū)ι鲜龉ぜ嵤┒喾N機(jī)械加工。
還有，本發(fā)明之3的機(jī)械加工機(jī)的特征在于，作為機(jī)械加工中心而構(gòu)成，裝備有從多種上述加工工具中取下所規(guī)定的加工工具、并將其安裝到上述工具保持部、同時取出安裝在上述工具保持部上的加工工具的工具交換裝置。
還有，本發(fā)明之4的機(jī)械加工生產(chǎn)線的特征在于，沿生產(chǎn)線配置著多臺權(quán)利要求1至3中任一項所述的機(jī)械加工機(jī)，同時設(shè)置有可以相對于上述生產(chǎn)線移動、并對上述機(jī)械加工機(jī)中的至少一部分機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行工件搬送、工件載置以及工件取出的機(jī)械手。
還有，本發(fā)明之5的機(jī)械加工生產(chǎn)線的特征在于，上述機(jī)械手具備可以相對上述機(jī)械加工機(jī)旋轉(zhuǎn)上述工件的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
在這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明之1至3的機(jī)械加工機(jī)中，能夠在利用安裝在工具保持部的加工工具對工件進(jìn)行機(jī)械加工后，在工具保持部更換安裝工件夾具，從而利用該工件夾具夾持機(jī)械加工完畢的工件。然后，通過移動工具保持部，可以在機(jī)械加工機(jī)內(nèi)暫時保持機(jī)械加工完畢的工件。因此，可以簡單地將下一個工件載置到機(jī)械加工機(jī)內(nèi)，同時不必對暫時保持的機(jī)械加工完畢的工件進(jìn)行向機(jī)械加工機(jī)載置工件、對工件進(jìn)行機(jī)械加工、以及從機(jī)械加工機(jī)取出工件等連續(xù)操作，而且從機(jī)械加工機(jī)取出工件的操作也很簡單。
特別是如本發(fā)明之2所述，當(dāng)將機(jī)械加工機(jī)作為通用機(jī)構(gòu)成時，可以將工件夾具當(dāng)作一個工具，可以簡便有效地向機(jī)械加工機(jī)載置工件以及從機(jī)械加工機(jī)取出工件。還有，通過將本發(fā)明之3的機(jī)械加工機(jī)作為具有工具交換裝置的M/C而構(gòu)成，可以簡便地進(jìn)行工件夾具的交換，從而可以更加簡便有效地向機(jī)械加工機(jī)載置工件以及從機(jī)械加工機(jī)取出工件。
還有，根據(jù)本發(fā)明之4以及5的機(jī)械加工生產(chǎn)線，如上所述，可以利用M/C等機(jī)械加工機(jī)的工件夾具，夾住機(jī)械加工完畢的工件，并在機(jī)械加工機(jī)內(nèi)暫時保持該工件，所以可以不在機(jī)械加工機(jī)附近設(shè)置臨時存放工件的工件臨時存放場，也不需要利用機(jī)械手進(jìn)行工件的臨時存放操作。
而且，通過沿生產(chǎn)線配設(shè)多臺機(jī)械加工機(jī)，組成機(jī)械加工生產(chǎn)線，從而可以不需要設(shè)置工件臨時存放場的空間，可以緊湊地構(gòu)成機(jī)械加工生產(chǎn)線。
還有，通過只沿著生產(chǎn)線從機(jī)械加工機(jī)向下一臺機(jī)械加工機(jī)單方向移動機(jī)械手，就可以簡單地進(jìn)行機(jī)械手向各機(jī)械加工機(jī)的工件載置和取出的操作。這樣，容易控制機(jī)械手的動作。并且，由于沒有如上所述利用機(jī)械手暫時存放工件的操作，從而減少了時間的浪費(fèi)。
這樣，可以有效地進(jìn)行機(jī)械加工操作，在機(jī)械加工生產(chǎn)線中，可以縮短完成規(guī)定量的工件的各種機(jī)械加工所需的操作時間。
特別是根據(jù)本發(fā)明之5，由于機(jī)械手具有工件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所以如果利用當(dāng)前的機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行工件加工時，需要使工件相對于利用前一機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行的工件的機(jī)械加工進(jìn)行反轉(zhuǎn)，就可以利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而簡便地將工件載置到當(dāng)前的機(jī)械加工機(jī)上。這樣，即使有伴隨工件的旋轉(zhuǎn)的機(jī)械加工，也可以縮短機(jī)械加工時間。


圖1為示意性表示具有本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)的實施方式的一例的機(jī)械加工生產(chǎn)線的一例的圖。
圖2為將圖1所示例的機(jī)械加工生產(chǎn)線中采用的M/C的一例的局部剖視圖。
圖3表示圖2所示M/C采用的工具，(a)為鉆頭，(b)為工件夾具。
圖4局部表示圖1所示例的機(jī)械加工生產(chǎn)線中采用的機(jī)械手的一例，(a)表示工件保持部正轉(zhuǎn)的狀態(tài)，(b)表示工件保持部反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
圖5(a)至(f)為說明圖1所示例的M/C的一系列動作的圖。
圖6為局部表示本發(fā)明的機(jī)械加工生產(chǎn)線的變形例的圖。
圖7為示意性表示從過去的機(jī)械加工生產(chǎn)線一般所考慮到的機(jī)械加工生產(chǎn)線的一例的圖。
圖中1-機(jī)械加工生產(chǎn)線，2-第1M/C，2a-工作臺，2b-卡箍裝置，2c-工具(tool)，2d-連接部，2e-主軸， 2f-工具保管裝置，2h-鉆頭，2i-工件夾具，3-第2M/C，4-第3M/C，5-工件，6-未加工工件存放場，11-機(jī)械加工完成工件存放場，13-機(jī)械手，13a-本體，13b-第1臂，13c-工件保持部，13d-第2臂。
具體實施例方式
以下參照

本發(fā)明的實施方式。
圖1為示意性表示具有本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)的實施方式的一例的機(jī)械加工生產(chǎn)線的一例的圖。還有，與上述圖7所示的機(jī)械加工機(jī)相同的結(jié)構(gòu)部分采用相同的符號來表示，省略其詳細(xì)說明。
如圖1所示，在該實施例的機(jī)械加工生產(chǎn)線1中，沒有設(shè)置如同圖7所示的機(jī)械加工生產(chǎn)線1中的工件5的臨時存放場7、8、9、10。
如圖2所示，該實施例的第1M/C2具有支持固定工件5的工作臺2a、在該工作臺2a上固定工件5的卡箍裝置2b、安裝各種工具(tool)2c的連接部(相當(dāng)于本發(fā)明的工具保持部)2d、利用安裝在該連接部2d上的工具2c實施操作的主軸2e、保管各種工具2c的工具保管裝置2f、自動取下安裝在連接部2d的工具2c并將其保管在工具保管裝置2f、同時從工具保管裝置2f所保管的工具2c中取出將要實施的操作所需的工具2c并自動安裝在連接部2d的自動工具交換裝置2g。
工具保管裝置2f具有保持例如各種工具2c的可轉(zhuǎn)動的環(huán)形帶，同時設(shè)置有可以通過工具交換裝置2g從環(huán)形帶取出工具2c以及將工具2c保持收容在環(huán)形帶2c的工具取出收容位置2j。而且，通過轉(zhuǎn)動環(huán)形帶，將所需工具2c設(shè)定在工具取出收容位置2j，同時將保持從連接部2d取下的工具2c的環(huán)形帶的保持部設(shè)定在工具取出收容位置2j。
該工具保管裝置2f所保管的各種工具2c是對工件5進(jìn)行穿孔的鉆頭或?qū)ぜ?進(jìn)行切削的切削工具等機(jī)械加工工具、為了在工作臺2a固定或取下工件5而操作卡箍裝置2b的卡箍工具、以及夾持工件5的工件夾持工具。
如圖3(a)所示，鉆頭2h的一側(cè)具有對工件5進(jìn)行穿孔加工的穿孔部2h1，同時與該穿孔部2h1相反一側(cè)具有被保持部2h2。還有，如圖3(b)所示，工件夾持工具2i的一側(cè)具有夾持工件5的工件夾持部2i1，同時與該工件夾持部2i1相反一側(cè)具有被保持部2i2。工件夾持部2i1具有一對夾持工具2i11，這些夾持工具2i11可以沿圖3(b)中的左右方向移動以便靠近或離開。通過使一對夾持工具2i11互相靠近地移動以夾持工件5，反過來互相離開地移動以釋放工件5。工件夾持工具2i可以采用市售的工具(例如(株)キヤプテンインダストリ一ズ公司(Captain Industries Inc.)生產(chǎn)的AHT手動工具)。
鉆頭2h以及工件夾持工具2i的各被保持部2h2、2i2實質(zhì)上具有相同結(jié)構(gòu)，可以為過去眾所周知的被保持部的結(jié)構(gòu)。這些被保持部2h2、2i2可以與連接部2d結(jié)合或脫離，從而將鉆頭2h以及工件夾持工具2i安裝在連接部2d上。這樣，鉆頭2h以及工件夾持工具2i分別處于被連接部2d保持的狀態(tài)，通過主軸2e進(jìn)行穿孔部2h1的穿孔操作以及一對夾持工具2i11的工件夾持操作。
其它的工具2c的一側(cè)也與上述穿孔部2h1以及工件保持部2i1一樣，具有發(fā)揮該工具功能的功能部，同時與該功能部相反一側(cè)具有與上述被保持部2h2、2i2同樣的被保持部，可以與連接部2d結(jié)合或脫離。這樣，各工具2c在安裝在連接部2d的狀態(tài)下，該安裝的工具2c的功能部通過主軸2e進(jìn)行操作，實施其功能。還有，圖2中，符號2j為第1M/C2的操作面板。
其它的第2至第nM/C(3，4)也具有實質(zhì)上與第1M/C2相同的結(jié)構(gòu)。
還有，如圖4(b)所示，機(jī)械手13的工件保持部13c可以繞水平軸13c1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣使得被保持的工件5可以反轉(zhuǎn)180°，而且也可以旋轉(zhuǎn)任意角度。該工件保持部13c的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以采用眾所周知的機(jī)構(gòu)，所以省略其詳細(xì)說明。當(dāng)然，機(jī)械手13并不局限這種類型，只要是能夠配設(shè)在機(jī)械加工生產(chǎn)線中的機(jī)械手、能夠?qū)⒐ぜ?在加工機(jī)上安裝脫離并進(jìn)行反轉(zhuǎn)，可以采用任何類型的機(jī)械手。
下面說明這種結(jié)構(gòu)的本實施例的機(jī)械加工生產(chǎn)線1的動作。
首先，如圖1所示，機(jī)械加工前的工件5通過適當(dāng)?shù)陌崴褪侄伪话崴筒⒈惠d置到第1M/C2附近的工件存放場6。還有，機(jī)械手13的本體13a相對于第1M/C2設(shè)置在圖1實線所示位置，同時第1以及第2臂13b、13d均設(shè)定在圖中未顯示的退避位置。在第1以及第2臂13b、13d的退避位置，工件保持部13c處于離開第1M/C2的位置。接著，機(jī)械手13進(jìn)行驅(qū)動工作。于是，第1臂13b在適當(dāng)水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動并適當(dāng)上下起伏運(yùn)動，同時第2臂13d相對于第1臂13b進(jìn)行屈伸運(yùn)動，工件保持部13c處于雙點(diǎn)劃線所示的工件存放場6。
工件保持部1 3c保持工件存放場6上的工件5后，第1以及第2臂13b、13d再次進(jìn)行同樣運(yùn)動，工件保持部13c位于實線所示位置。此時，工件保持部13c所保持的工件5位于第1M/C2的工作臺2a上的固定位置2k，工件5被載置到工作臺2a上的該位置。然后，第1以及第2臂13b、13d均設(shè)定在原來的退避位置。
接著，工具交換裝置2g進(jìn)行動作，取出工具保管裝置2f所保管的卡箍工具2c，安裝到連接部2d。然后，主軸2e進(jìn)行動作，降下連接部2d，使卡箍工具2c緊靠卡箍裝置2b，同時利用主軸2e的驅(qū)動力，通過該卡箍工具2c對卡箍裝置2b進(jìn)行操作。這樣，卡箍裝置2b將工件5固定(卡箍)在工作臺2a的固定位置上。
接著，主軸2e提升連接部2d以及卡箍工具2c，回到圖2所示的原來的位置。然后工具交換裝置2g進(jìn)行動作，工具交換裝置2g拆下安裝在連接部2d的卡箍工具2c，將其保持在工具保管裝置2f的環(huán)形帶的、設(shè)定在工具取出收容位置的規(guī)定的保持部。接著，如果第1M/C2的機(jī)械加工為穿孔，則轉(zhuǎn)動環(huán)形帶，在工具取出收容位置設(shè)定所需的鉆頭2h。然后，工具交換裝置2g動作，從環(huán)形帶取出該鉆頭2h，并將其被保持部2h2安裝到連接部2d，從而如圖5(a)所示，將鉆頭2h安裝到連接部2d。鉆頭2h安裝到連接部2d后，主軸2e進(jìn)行動作，一邊轉(zhuǎn)動連接部2d以及鉆頭2h，一邊使之下降。這樣，實施對工件5的穿孔加工。
結(jié)束對工件5的穿孔加工后，利用主軸2e提升連接部2d以及鉆頭2h，使之回到原來的位置并停止轉(zhuǎn)動。然后如前所述一樣，工具交換裝置2g從連接部2d拆下鉆頭2h并保持到工具保管裝置2f的環(huán)形帶的規(guī)定的保持部，然后從環(huán)形帶取出卡箍工具2c并安裝到連接部2d。接著，主軸2e進(jìn)行動作，下降連接部2d以及工件夾具2i，利用主軸2e的驅(qū)動力，通過卡箍工具2c操作卡箍裝置2b。這樣，卡箍裝置2b解除對工件5的卡箍狀態(tài)。
接著，利用主軸2e提升連接部2d以及卡箍工具2c，使之回到原來的位置。然后，工具交換裝置2g從連接部2d拆下卡箍工具2c并保持到工具保管裝置2f的環(huán)形帶的規(guī)定的保持部，然后從環(huán)形帶取出工件夾具2i，將其被保持部2i2安裝到連接部2d。這樣如圖5(b)所示，該工件夾具2i被安裝到連接部2d。
接著，主軸2e進(jìn)行動作，下降連接部2d以及工件夾具2i，工件夾具2i利用主軸2e的驅(qū)動力保持工件5。然后，利用主軸2e提升連接部2d以及工件夾具2i，使之回到原來的位置。此時如圖5(c)所示，工件夾具2i一邊保持進(jìn)行了第1機(jī)械加工即穿孔加工的工件5，一邊上升，工件5被提升到圖5(c)所示的上升位置。
接著，再次驅(qū)動機(jī)械手13，如前所述一樣，工件保持部13c再次位于雙點(diǎn)劃線所示的工件存放場6。工件保持部13c保持了工件存放場6上的下一個未機(jī)械加工的工件5’后，如圖5(c)所示，該工件5’被固定載置到第1M/C2的工作臺2a上的固定位置2k。接著，機(jī)械手13的第1以及第2臂13b、13d再次動作，工件保持部13c向被保持在安裝于連接部2d的工件夾具2i并完成了穿孔加工的工件5的方向移動，從工件夾具2i拆下該工件5并進(jìn)行保持。因此，如圖5(e)所示，第1M/C2上不再有已完成穿孔加工的工件5，而只有工作臺2a上的未機(jī)械加工的工件5’。
如圖1所示，保持完成了穿孔加工的工件5的機(jī)械手13沿引導(dǎo)路14向下一個第2M/C3移動，停止在相對于第2M/C3的實線所示的位置。這樣，第1以及第2臂13b、13d再次動作，將所保持的工件5載置到第2M/C3的工作臺上的固定位置3k。然后，第1以及第2臂13b、13d設(shè)定在相對于第2M/C3的退避位置。
還有，隨著機(jī)械手13向第2M/C3的方向移動，在第1M/C2中，對載置在工作臺2a上的未機(jī)械加工的工件5’實施與前述工件5的情況相同的工件5’的卡箍操作、工具2c的交換操作、圖5(f)所示的對工件5，的機(jī)械加工(圖示例中，為與工件5相同的穿孔加工，但當(dāng)然也可以是切削加工等其他機(jī)械加工)、卡箍解除操作等。然后，將利用第1M/C2完成了第1機(jī)械加工的工件5’提升到與前述圖5(c)所述的工件5的提升位置相同的提升位置。
還有，在第2M/C3中，對于載置在工作臺上的穿孔加工后的工件5，實施與前述第1M/C2中工件5的情況相同的工件5的卡箍操作、工具的交換操作、圖5(a)所示的對工件5的機(jī)械加工、卡箍解除操作等。然后，將利用第2M/C3完成了第2機(jī)械加工的工件5提升到與前述圖5(c)所示的第1M/C2的工件5的提升位置相同的位置。
另一方面，第1以及第2臂13b、13d相對于第2M/C3處于退避位置的機(jī)械手13的本體13a沿引導(dǎo)路向第1M/C2方向移動，停止在相對于第1M/C2的原來的位置。接著，與上述一樣，機(jī)械手13取出載置在工件存放場6的下一個未機(jī)械加工的工件，將其載置到第1M/C2的固定位置2k。接著，與上述一樣，機(jī)械手13從工件夾具2i取出完成了第1機(jī)械加工且被保持在第1M/C2中的工件夾具2i中、并處于上升位置的工件5’，向第2M/C3方向移動。然后，機(jī)械手13停止在第2M/C3的規(guī)定位置上，同時將完成了第1機(jī)械加工的工件5’載置到第2M/C3的工作臺上的固定位置3k。
接著，機(jī)械手13從工件夾具取出完成了第2機(jī)械加工且被保持在第2M/C3中的工件夾具、并處于上升位置的工件，向第3M/C方向移動。然后，機(jī)械手13停止在第3M/C的規(guī)定位置上，同時將完成了第2機(jī)械加工的工件5載置到第3M/C的工作臺上的固定位置。然后，機(jī)械手13的第1以及第2臂13b、13d位于退避位置。
在第1M/C2、第2M/C3、以及第3M/C中，對于各工件分別實施與上述相同的各工件的卡箍操作、工具的交換操作、對各工件的第1、第2、第3機(jī)械加工、卡箍解除操作等。利用第1至第2M/C完成了直至第3的機(jī)械加工后的各工件與上述一樣，被提升到上升位置。以后，對于沿機(jī)械加工生產(chǎn)線1配置的各M/C實施同樣的操作。
這樣，利用機(jī)械手13從第nM/C4的工件夾具取出完成了該機(jī)械加工生產(chǎn)線1的最后的第nM/C的第n機(jī)械加工、且被提升到第nM/C4的上升位置的最初的工件5，將其載置到該機(jī)械加工生產(chǎn)線1的機(jī)械加工完成品12的完成品存放場11。然后，載置在完成品存放場11的機(jī)械加工完成品12通過適當(dāng)?shù)陌崴脱b置被搬送到下一個操作場所。下一個工件也分別經(jīng)過同樣的機(jī)械加工，然后載置到該機(jī)械加工生產(chǎn)線1的機(jī)械加工完成品12的完成品存放場11，然后被搬送到下一個操作場所。
還有，相對于一臺M/C的工件5的機(jī)械加工，如果下一臺M/C的工件5的機(jī)械加工時需要將工件5轉(zhuǎn)動所需角度時，可以利用機(jī)械手13的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將工件5反轉(zhuǎn)后再載置到下一臺M/C中。
根據(jù)配設(shè)在該機(jī)械加工生產(chǎn)線1的各M/C2、3、4，由于主軸2e保持著鉆頭2h等的機(jī)械加工工具和工件夾具2i并能夠進(jìn)行交換，所以利用各M/C2、3、4實施了機(jī)械加工的工件5可以通過工件夾具2i暫時保持在各M/C2、3、4的內(nèi)部。這樣，在利用工件夾具2i暫時保持工件5期間，可以將下一個未機(jī)械加工的工件5載置到各M/C2、3、4的工作臺的固定位置。因此，不需要為了將下一個未機(jī)械加工的工件5載置到M/C的固定位置而在M/C附近設(shè)置如圖7所示的暫時存放實施了機(jī)械加工的工件5的工件臨時存放場。而且，可以不需要利用機(jī)械手13進(jìn)行的工件5的臨時存放操作。
所以，利用沿生產(chǎn)線配設(shè)各M/C2、3、4，組成機(jī)械加工生產(chǎn)線1，可以不需要設(shè)置工件臨時存放場的空間，從而能夠緊湊地構(gòu)成機(jī)械加工生產(chǎn)線1。
還有，通過只沿引導(dǎo)路14從第1M/C2向第nM/C4方向單方向移動機(jī)械手13，就能夠簡單地進(jìn)行各M/C的工件5的載置和取出操作。這樣，容易控制機(jī)械手的操作。而且，如上所述，由于沒有了利用機(jī)械手13進(jìn)行的工件5的暫時存放操作，從而可以削減浪費(fèi)的時間。
這樣，可以提高機(jī)械加工效率，縮短完成機(jī)械加工生產(chǎn)線1的所規(guī)定量的工件5的各種機(jī)械加工所需的時間。
特別是由于機(jī)械手13具備工件5的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)相對于前一臺M/C的工件5的機(jī)械加工、如果進(jìn)行本臺M/C的工件5的機(jī)械加工時需要將工件5旋轉(zhuǎn)包括反轉(zhuǎn)180°在內(nèi)的規(guī)定角度時，可以利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)工件5并將其簡單地載置到本臺M/C。這樣，即使機(jī)械加工中要旋轉(zhuǎn)工件5，也可以更加有效地縮短機(jī)械加工的操作時間。
還有，由于利用各M/C2、3、4將完成了機(jī)械加工的工件5從加工位置中取出并暫時保持，從而可以簡便地進(jìn)行下一個工件5的載置操作，同時由于暫時保持的機(jī)械加工完畢的工件5不需要對于M/C進(jìn)行一系列工件5的載置以及取出操作，從而可以簡便地從M/C取出工件5。
還有，在圖1所示的實施例的機(jī)械加工生產(chǎn)線1中，利用一臺機(jī)械手13實施工件5的搬送、對M/C的工件5的載置以及取出操作，但并不局限于此，在規(guī)定數(shù)量的機(jī)械加工中心中，可以讓相鄰的幾個機(jī)械加工中心的工件5的搬送操作、載置以及取出操作由一臺機(jī)械手承擔(dān)，而相鄰的其他幾個機(jī)械加工中心的工件5的搬送操作、載置以及取出操作則由另一臺機(jī)械手承擔(dān)。此時，如圖6所示，在由沿引導(dǎo)路14移動的機(jī)械手13承擔(dān)工件5的各操作的第hM/C15與由沿其他引導(dǎo)路16(也可以為相同的引導(dǎo)路14)移動的其他機(jī)械手17承擔(dān)工件5的各操作的第iM/C18之間，可以設(shè)置共同的工件存放場19。
還有，在上述例中，作為機(jī)械加工機(jī)，采用了M/C，但本發(fā)明的機(jī)械加工機(jī)也可以采用M/C以外的通用機(jī)或?qū)Ｓ脵C(jī)。此時，如上述例所示，通過將工件夾具2i作為工具之一，可以簡便高效地對機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行工件的載置以及取出，所以最好采用通用機(jī)作為機(jī)械加工機(jī)，而且更希望采用如上述例那樣具有自動交換工具的M/C。
還有，在上述例中，沿直線狀的生產(chǎn)線配設(shè)多臺M/C，但多臺M/C的配設(shè)線也可以為圓形曲線，或各種曲率的彎曲線，還有，也可以為曲線與直線的組合。當(dāng)然此時，只要機(jī)械手能夠沿著生產(chǎn)線移動即可。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械加工機(jī)，至少具有載置并固定工件的工作臺、對上述工件進(jìn)行機(jī)械加工的加工工具、和可裝卸地安裝上述加工工具、同時操作該加工工具的工具保持部，在保持上述加工工具并操作該加工工具的同時移動上述工具保持部，從而對上述工件進(jìn)行機(jī)械加工，其特征在于夾持上述工件的工件夾具被可裝卸地保持在上述工具保持部上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于具有多種上述加工工具，能夠?qū)ι鲜龉ぜ嵤┒喾N機(jī)械加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械加工機(jī)，其特征在于作為機(jī)械加工中心而構(gòu)成，裝備有從多種上述加工工具中取出所規(guī)定的加工工具、并將其安裝到上述工具保持部、同時取下安裝在上述工具保持部的加工工具的工具交換裝置。
4.一種機(jī)械加工生產(chǎn)線，其特征在于沿生產(chǎn)線配置著多臺權(quán)利要求1至3中任一項所述的機(jī)械加工機(jī)，同時設(shè)置有可以相對于上述生產(chǎn)線移動、并對上述機(jī)械加工機(jī)中的至少一部分機(jī)械加工機(jī)進(jìn)行工件搬送、工件載置以及工件取出的機(jī)械手。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械加工生產(chǎn)線，其特征在于上述機(jī)械手具備可以相對于上述機(jī)械加工機(jī)旋轉(zhuǎn)上述工件的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)械加工機(jī)及具有該機(jī)械加工機(jī)的機(jī)械加工生產(chǎn)線，利用安裝在連接部(2d)上的鉆頭(2h)對M/C的工作臺(2a)上的工件(5)進(jìn)行穿孔加工。穿孔加工結(jié)束后，從連接部(2d)取下鉆頭(2h)，將工件夾具(2i)安裝到連接部(2d)。然后，連接部(2d)下降，工件夾具(2i)夾持穿孔加工完畢的工件(5)，接著提升連接部(2d)，在M/C內(nèi)暫時保持該工件(5)。在此狀態(tài)下，將下一個工件(5′)載置到M/C的工作臺(2a)上。通過將穿孔加工完畢的工件(5)暫時保持在M/C內(nèi)，可以簡便地將下一個工件(5)載置到M/C。由此，可以簡便地進(jìn)行工件的載置以及取出操作，同時不再需要臨時存放場，提高機(jī)械加工效率。
文檔編號B23Q41/02GK1575919SQ200410054478
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者村井和孝, 野間重人, 安藤敏行 申請人:愛信艾達(dá)株式會社