多軸ヘッド用搬送装置
【課題】多軸ヘッドを搬送するための搬送装置を、工作機械に対して精度よく位置合わせする。
【解決手段】工作機械１０に装着される多軸ヘッド１４には、ガイドピン３８が設けられる。一方、多軸ヘッド１４を搬送するための搬送装置１２を構成する着脱機構５４（進退ユニット）は、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂが設けられた支持盤７４を含む。支持盤７４が工作機械１０に向かって前進すると、ガイドピン３８は、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂに形成されたＶ字溝８９内に進入する。なお、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂの幅方向寸法は、ガイドピン３８の直径に比して大きく設定されている。
【解決手段】工作機械１０に装着される多軸ヘッド１４には、ガイドピン３８が設けられる。一方、多軸ヘッド１４を搬送するための搬送装置１２を構成する着脱機構５４（進退ユニット）は、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂが設けられた支持盤７４を含む。支持盤７４が工作機械１０に向かって前進すると、ガイドピン３８は、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂに形成されたＶ字溝８９内に進入する。なお、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂの幅方向寸法は、ガイドピン３８の直径に比して大きく設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械から取り外された多軸ヘッド、又は工作機械に新たに取り付ける多軸ヘッドを搬送するための多軸ヘッド用搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関のシリンダブロックやミッションケース等をはじめとする各種の構造部材は、例えば、複数個の工具を配設した多軸ヘッド（ギャングヘッドとも呼称される）を備える工作機械を用い、ワークに対する機械加工を施すことで作製される。
【０００３】
工作機械は、例えば、前記工具を駆動する動力機構を備えた装置本体に対して多軸ヘッドが着脱可能に装着されることで構成される。この場合、多軸ヘッドは、ワークの種類や加工部位等に応じて交換される。
【０００４】
この際には、着脱機構の作用下に多軸ヘッドが装置本体から脱着される。この種の着脱機構としては、本出願人が特許文献１において提案したものが例示される。すなわち、多軸ヘッドを着脱可能な装置本体と、その上方で交換用の複数の多軸ヘッドを貯留するストッカと、ストッカに貯留された多軸ヘッドを装置本体に対して着脱するための着脱機構とを一体的に配置した構成である。
【０００５】
また、特許文献２では、装置本体と一体的に多軸ヘッドのストッカを設けた構成が開示されるとともに、特許文献３では、ストッカに貯留した多軸ヘッドを装置本体に対して交換する交換装置を設けた構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭６３−３１８５２号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７２４１０号公報
【特許文献３】特開昭６３−２９５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多軸ヘッドは、工作機械の所定位置に取り付けられている。このため、多軸ヘッドの交換作業を円滑且つ迅速に実施するべく、多軸ヘッドを搬送する搬送手段を前記所定位置の近傍に精度よく位置合わせさせることが望ましい。多軸ヘッドは、通常、工作機械に設けられた懸吊レールに摺動自在に取り付けられるが、搬送手段、ひいては多軸ヘッドが位置精度よく位置合わせされていると、懸吊レールからの多軸ヘッドの取り外し、又は、懸吊レールへの多軸ヘッドの取り付けが著しく容易となるからである。特に、交換作業を自動的に行う場合、機構や部材同士が干渉することが回避されるので、交換作業が円滑に進行する。
【０００８】
このような観点から、搬送手段を工作機械に対して精度よく位置合わせすることが要請されている。
【０００９】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、多軸ヘッドと、該多軸ヘッドを保持する支持盤とを精度よく位置合わせすることが可能であるために多軸ヘッドの交換作業を円滑に進行させることが可能であり、しかも、小型で簡素である多軸ヘッド用搬送装置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】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個の工具が設けられ且つ第１係合部材を有する多軸ヘッドを搬送するための多軸ヘッド用搬送装置であって、
前記多軸ヘッドを保持するための支持盤を含む進退ユニットと、
前記進退ユニットを、前記多軸ヘッドを保持可能な位置で位置決めするための位置決め手段と、
を備え、
前記位置決め手段は、前記進退ユニットに設けられて前記第１係合部材に係合する第２係合部材を有し、
前記第１係合部材又は前記第２係合部材の一方はピンであり、且つ残余の一方に、前記ピンを挿入するための係合溝が形成され、
前記係合溝の開口が、前記ピンの幅方向寸法に比して大きく設定されることを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、第１係合部材と第２係合部材が相対的に位置ズレを起こしているときであっても、係合溝の開口の寸法がピンの幅方向寸法に比して大きいため、ピンが係合溝内に進入することが可能となる。係合溝に進入したピンは、最終的に、係合溝の底に到達する。
【００１２】
多軸ヘッドは、通常、懸吊レールに摺動自在に支持されている。従って、ピンが係合溝に進入する過程、すなわち、第１係合部材と第２係合部材との位置合わせが進行する過程において、多軸ヘッドの姿勢が矯正される。これにより該多軸ヘッドを支持盤に対して正確に位置合わせすることができる。従って、工作機械の所定位置に対して多軸ヘッドを取り付けること、又は前記所定位置から多軸ヘッドを取り外すことが容易となる。
【００１３】
すなわち、第１係合部材と第２係合部材を設け、これら第１係合部材及び第２係合部材を基準として支持盤の位置合わせを行うことにより、多軸ヘッドと支持盤とを精度よく位置合わせすることができる。
【００１４】
しかも、第１係合部材と第２係合部材という簡素な構成によって位置合わせを行うことが可能であるので、多軸ヘッド用搬送装置の小型化や軽量化にも寄与する。
【００１５】
ここで、進退ユニットは、支持盤の下方に配置され、該支持盤と同一方向に前進又は後退する基盤をさらに含むものであることが好ましい。この場合、基盤又は支持盤の一方に、斜面が形成されたカムを設けるとともに、残余の一方に、カムの斜面で摺動する摺動部材を設ける。従って、支持盤は、前記斜面に沿って摺動部材が摺動することで上昇又は降下する。
【００１６】
この上昇又は降下の際に、工作機械に対して多軸ヘッドを取り外したり、又は取り付けたりすること、換言すれば、交換を行うことが可能となる。すなわち、多軸ヘッド用搬送装置は、交換装置を兼ねることになる。
【００１７】
従って、本発明によれば、交換機構を含む多軸ヘッド用搬送装置を、十分に簡素化することが可能となる。これにより、多軸ヘッド用搬送装置の小型化及び軽量化を図ることもできる。
【００１８】
なお、カムに対して摺動する摺動部材は、第２のカムであってもよいが、極めて容易に摺動することから、ローラが一層好適である。
【００１９】
この構成においては、支持盤が上昇したときに該支持盤を上昇位置に維持させるためのロック機構を設けることが好ましい。このロック機構の作用下に支持盤が上昇した状態で位置決めされるので、例えば、上昇した支持盤で多軸ヘッドを工作機械から取り外した直後に支持盤が降下して多軸ヘッドが工作機械に再取り付けされてしまうことが回避される。
【００２０】
そして、多軸ヘッドに第１保持用係合部を設けるとともに、支持盤に第２保持用係合部を設けることが好ましい。この場合、第１保持用係合部に対して第２保持用係合部が係合すると、多軸ヘッドが支持盤上で位置決め固定される。このため、多軸ヘッドが支持盤から脱落することを防止することができるので、多軸ヘッドを搬送することが容易となる。
【００２１】
以上において、進退ユニットの前進又は後退は、作業者が手作業で（換言すれば、手動操作によって）行うようにしてもよいが、進退機構を設け、この進退機構の作用下に自動的に行うようにしてもよい。この場合、多軸ヘッドを容易に搬送することができる。
【００２２】
なお、進退機構は、ラック・アンド・ピニオンと、ピニオンを回転動作させるための回転付勢手段とを含むものとして構成することができる。
【００２３】
多軸ヘッド用搬送装置には、さらに、多軸ヘッドを搬送可能な搬送台車と、工作機械に設けられた交換テーブルとを含めるようにしてもよい。この場合、支持盤を含む進退ユニットを、搬送台車から交換テーブルに、又はその逆に移動させるようにすればよい。
【００２４】
この構成において、ラック・アンド・ピニオンを含む進退機構を設ける場合には、例えば、ピニオン及び回転付勢手段を進退ユニットに設け、且つラックを前記搬送台車及び前記交換テーブルの双方に設けるようにすればよい。これにより、進退ユニットが搬送台車から交換テーブルに、又はその逆に移動することが容易となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、多軸ヘッドに設けられた第１係合部材と、搬送装置に設けられた第２係合部材とで位置合わせを行うようにしている。第１係合部材又は第２係合部材に形成された係合溝の開口の寸法が、第２係合部材又は第１係合部材の残余の一方であるピンの幅方向寸法に比して大きく設定されているので、第１係合部材と第２係合部材が相対的に位置ズレを起こしているときであっても、ピンが係合溝内に進入することが可能となる。係合溝に進入したピンが係合溝の底に到達することによって多軸ヘッドの姿勢が矯正されるので、該多軸ヘッドと支持盤とが正確に位置合わせされる。従って、工作機械の所定位置に対して多軸ヘッドを取り付けること、又は前記所定位置から多軸ヘッドを取り外すことが容易となる。
【００２６】
しかも、第１係合部材と第２係合部材という簡素な構成によって位置合わせを行うことが可能であるので、多軸ヘッド用搬送装置の小型化や軽量化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】工作機械と、本発明の実施の形態に係る多軸ヘッド用搬送装置とを併せて示した模式的斜視構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】前記多軸ヘッド用搬送装置の要部概略縦断面側面図である。
【図４】着脱機構の一部切欠断面斜視図である。
【図５】前記多軸ヘッド用搬送装置の要部概略平面一部断面図である。
【図６】図５に示すガイドストッパ（第２係合部材）とガイドピン（第１係合部材）とを拡大して示す要部拡大一部断面図である。
【図７】ガイドストッパがガイドピンに当接して停止した場合を拡大して示す要部拡大一部断面図である。
【図８】図３から支持盤が上昇した状態を示す要部概略縦断面側面図である。
【図９】第１ブラケット及び第２ブラケットが昇降案内用部材である昇降案内用ポストに案内されながら上昇する状態を模式的に示す要部概略縦断面側面図である。
【図１０】図８から支持盤が一層上昇し、多軸ヘッドが懸吊レールから取り外された状態を示す要部概略縦断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る多軸ヘッド用搬送装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、工作機械１０と、本実施の形態に係る多軸ヘッド用搬送装置（以下、単に搬送装置とも表記する）１２とを併せて示した模式的斜視構成図である。ここで、搬送装置１２は、工作機械１０に着脱自在に装着される多軸ヘッド１４を交換ないし搬送するためのものである。
【００３０】
先ず、工作機械１０につき説明する。
【００３１】
工作機械１０は、ワークＷが搬送される搬送ライン１６の近傍に配設され、前記ワークＷに対して所定の機械加工を施すための多軸ヘッド１４を複数個（本実施の形態では６個）具備する。各多軸ヘッド１４には、複数個の工具１８が図示しない回転駆動源の作用下に回転動作可能に設けられる。通常、工具１８としてはドリルやリーマ、タップ等が選定され、この場合、ワークＷに対しては穿孔加工が施される。また、ワークＷとしては、例えば、内燃機関を構成するシリンダブロックやシリンダヘッド、又はミッションを収容するミッションケース等が挙げられる。
【００３２】
工作機械１０は、インデックスモータ２０を中心として放射状に延在する複数本（本実施の形態では６本）のアーム２２を有し、前記多軸ヘッド１４の各々は、各アーム２２の先端に支持される。後述するように、アーム２２は、インデックスモータ２０の作用下に、該インデックスモータ２０を中心として所定の角度で旋回する。
【００３３】
要部拡大図である図２に示すように、工作機械１０には、アーム２２の下方で上下２段に設置されて多軸ヘッド１４を懸吊する円環状の懸吊レール２４ａ、２４ｂが設けられる。一方、多軸ヘッド１４の背面には、懸吊レール２４ａ、２４ｂのそれぞれに係合するフック部２６ａ、２６ｂが設けられる。
【００３４】
なお、図３に示すように、フック部２６ａには一対の摺動ローラ２８ａ、２８ｂが設けられる。同様に、フック部２６ｂには一対の摺動ローラ３０ａ、３０ｂが設けられる。従って、多軸ヘッド１４は、上下左右の合計４箇所に設けられたフック部２６ａ、２６ｂ、及び摺動ローラ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂを介して、懸吊レール２４ａ、２４ｂに対し、摺動可能に係合される。この状態においては、多軸ヘッド１４の上面中央に設置された直方体状の被係止片３２が、アーム２２の先端に設けられた一対の係止部材３４ａ、３４ｂ間に係止される（図２参照）。ここで、図２においては、図１に示されるヘッドカバー３５を省略している。
【００３５】
被係止片３２と係止部材３４ａ、３４ｂとの間には若干の遊びがあり、このため、多軸ヘッド１４を、この遊びの範囲で懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って摺動させることが可能である。
【００３６】
前記インデックスモータ２０は、アーム２２、ひいては各多軸ヘッド１４を懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って旋回させ、これにより所定位相に割り出すインデックス機構を構成する。
【００３７】
すなわち、インデックスモータ２０が付勢されると、その回転駆動力によってアーム２２が所定の角度（例えば、６０°ごと）で間欠的に旋回する。上記したように、多軸ヘッド１４に設置された被係止片３２がアーム２２に設けられた係止部材３４ａ、３４ｂに挟まれているため、アーム２２が旋回することに追従して多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って旋回する。これにより、図１に示すように、複数個の多軸ヘッド１４中の所望の１個を、ワークＷに臨む加工位置（加工位相）に割り出すことができる。同時に、該多軸ヘッド１４と１８０°離間した別の多軸ヘッド１４が、交換位置（交換位相）に割り出される。
【００３８】
このように構成される工作機械１０は、基本的には公知のものであるが、本実施の形態においては、図３に示すように、多軸ヘッド１４の下端部から突出して鉛直下方に延在する４個の係合突起部３６（第１保持用係合部）と、該係合突起部３６に比して一層長尺な２個のガイドピン３８（第１係合部材）とが設けられる。これら係合突起部３６及びガイドピン３８は、双方とも略円柱形状をなす。
【００３９】
次に、搬送装置１２につき説明する。この場合、搬送装置１２は、図１及び図２に示すように、工作機械１０に設けられた交換テーブル４０と、多軸ヘッド１４を搬送可能な搬送台車４２とを備える。
【００４０】
図示しない支持フレームに支持された交換テーブル４０は、前記交換位相に配置される。この交換テーブル４０には、摺動溝４３がそれぞれ形成された第１案内レール４４ａ、４４ｂと、第１ラック４６とが設けられる。なお、第１ラック４６は、第１案内レール４４ａの上端面に接合されている。
【００４１】
搬送台車４２は、図示しないストッカと交換テーブル４０との間を往復するとともに、この際、ストッカと交換テーブル４０との間で多軸ヘッド１４を受け渡しする。すなわち、ストッカには、予備の多軸ヘッド１４が複数個保管されている。ワークＷに対して機械加工を施すに際し、工作機械１０に予め装着された多軸ヘッド１４ではなく、ストッカに保管された予備の多軸ヘッド１４が必要であるときには、搬送台車４２によって予備の多軸ヘッド１４が交換テーブル４０まで搬送される。
【００４２】
ここで、搬送台車４２は、無人搬送車（自動搬送車）である図示しないＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に連結・牽引される。ＡＧＶに対しては、図示しない制御回路から制御信号が送信される。この制御信号を受けたＡＧＶが所定の経路を自動走行することに追従して、搬送台車４２がストッカから交換テーブル４０に向かって、又はその逆方向に走行する。ＡＧＶは、搬送台車４２と一体的に構成するようにしてもよい。
【００４３】
この搬送台車４２は、移動用ローラ４８（図１参照）が設けられた４本の脚部５０と、該脚部５０によって支持された天板５２とを有する。この中の天板５２には、多軸ヘッド１４を工作機械１０に対して着脱するための着脱機構５４（進退ユニット）が設けられる。
【００４４】
図２に詳細を示すように、天板５２には、第２案内レール５６ａ、５６ｂが設けられる。これら第２案内レール５６ａ、５６ｂ同士の幅は、第１案内レール４４ａ、４４ｂ同士の幅に合致する。また、第２案内レール５６ａの上端面には、第２ラック５８が接合される。第２ラック５８のピッチは、第１ラック４６のピッチに合致する。
【００４５】
着脱機構５４は、上端面の幅方向両端部に側方スライダ６０が設けられた基盤６２を有する。側方スライダ６０は、前記第２案内レール５６ａ、５６ｂに形成された摺動溝６４に対して摺動可能に係合されており、このため、基盤６２は、第２案内レール５６ａ、５６ｂに案内されながら移動することが可能である。
【００４６】
着脱機構５４の一部切欠断面斜視図である図４に示すように、基盤６２の上端面には、略円柱形状をなす昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂ（昇降案内用部材）が立設される。昇降案内用ポスト６６ａには第１ブラケット６８が昇降可能に冠着され、昇降案内用ポスト６６ｂには第２ブラケット７０が昇降可能に冠着される。すなわち、第１ブラケット６８、第２ブラケット７０において、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂを臨む下端面には、鉛直上方に向かって陥没した係合用凹部７２がそれぞれ形成されており、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂの先端部は、それぞれ、係合用凹部７２に摺動可能に係合されている。
【００４７】
係合用凹部７２は、第１ブラケット６８、第２ブラケット７０の軸線方向に沿って延在する溝として形成することが好適であるが、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂを摺動可能に挿入することが可能な有底穴であってもよい。
【００４８】
後述する支持盤７４が最下方に位置するときには、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂの先端底面は、係合用凹部７２の天井面に当接していてもよいが、若干離間していてもよい。なお、係合用凹部７２の深さ（開口から天井面までの距離）は、支持盤７４が最上方に位置するときに昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂの先端部が係合用凹部７２から離脱しないように設定される。
【００４９】
基盤６２の略中央部には、工作機械１０を臨む側に斜面７６が形成されたカム７８が設けられる。なお、斜面７６は、工作機械１０に近接する側から離間する側となるに従って上昇するように形成されている。以下、工作機械１０に近接する側を「前方」、離間する側を「後方」と指称する。
【００５０】
カム７８の後方には、進退用モータ８０（図２参照）と、該進退用モータ８０の回転軸及びギアトレイン（いずれも図示せず）の作用下に回転動作するピニオン８２とが、ハウジング８４に収容された状態で配設される。すなわち、進退用モータ８０は、ピニオン８２を回転動作させるための回転付勢手段である。
【００５１】
進退用モータ８０は、前記制御回路に対し、無線通信を介して信号の授受が可能である。又は、図示しない信号線を介して進退用モータ８０を前記制御回路に電気的に接続するようにしてもよい。
【００５２】
ピニオン８２の一部はハウジング８４から露呈し、第２ラック５８に噛合している。以上の進退用モータ８０、ギアトレイン、ピニオン８２、第２ラック５８及び第１ラック４６により、基盤６２を前方又は後方に移動させるための進退機構が構成される。なお、第１ラック４６及び第２ラック５８と、ピニオン８２とがラック・アンド・ピニオンを構成することはいうまでもない。
【００５３】
基盤６２の上端面には、さらに、図示しないシリンダが設置される。このシリンダのロッド８６（図３参照）は、カム７８の斜面７６の幅方向に沿って伸縮する。後述するように、このロッド８６は、支持盤７４を上昇位置に維持するロック機構として機能する。
【００５４】
基盤６２の上方には、支持盤７４が配置される。この支持盤７４の前方端面には、図４及び図５に示すように、２個のガイドストッパ８８ａ、８８ｂ（第２係合用部材）が設けられる。
【００５５】
図５から諒解されるように、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂの各々には、前方から後方に向かって陥没するように、係合溝としてのＶ字溝８９が形成されている。換言すれば、Ｖ字溝８９は、前方に向かうにつれて幅方向寸法が大きくなるように拡開している。Ｖ字溝８９の幅方向寸法Ｗ１は、開口で最大であり、且つ前記ガイドピン３８の幅方向寸法、すなわち、直径Ｄ１に比して大きく設定されている。
【００５６】
図３〜図５に示すように、支持盤７４の前方端部には、４個の係合孔９０（第２保持用係合部）が厚み方向に沿って貫通形成されている。これら係合孔９０は、前記係合突起部３６を挿入するためのものであり、その直径は、係合突起部３６（図３参照）の直径に比して若干大径である。
【００５７】
支持盤７４の後端部には、該後端部を始点として略中央に至るまで切欠９２が形成されており（図４参照）、この切欠９２の終点には、ローラ用連結プレート９４を介して昇降用ローラ９６（摺動部材）が設けられる。支持盤７４の略鉛直下方に指向して突出した昇降用ローラ９６は、前記カム７８の斜面７６に対向する。この昇降用ローラ９６が基盤６２の上端面、又はカム７８に当接することにより、支持盤７４が基盤６２に支持される。
【００５８】
支持盤７４の幅方向両端部には、下端面に第３案内レール９８ａ、９８ｂが敷設されるとともに、上端面に第４案内レール１００ａ、１００ｂが敷設される。第３案内レール９８ａ、９８ｂには、鉛直上方に向かうに従って陥没した逆凹溝１０２がそれぞれ形成され、一方、第４案内レール１００ａ、１００ｂには、鉛直下方に向かうに従って陥没した凹溝１０４が形成される。
【００５９】
第３案内レール９８ａ、９８ｂの逆凹溝１０２には、２個の下方スライダ１０６の上向凸部１０８が摺動可能に係合する。また、第４案内レール１００ａ、１００ｂの凹溝１０４には、２個の上方スライダ１１０の下向凸部１１２が摺動可能に係合する。すなわち、第３案内レール９８ａ、９８ｂ及び第４案内レール１００ａ、１００ｂは、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０によって挟持されている。
【００６０】
ここで、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０は、双方とも前記第１ブラケット６８、前記第２ブラケット７０に連結されている。このことから諒解されるように、支持盤７４は、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が連結された第１ブラケット６８、第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに冠着されることによって、基盤６２に支持されている。
【００６１】
第１ブラケット６８及び第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに沿って上昇又は降下すると、これに追従して下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０も上昇又は下降し、さらに、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０によって第３案内レール９８ａ、９８ｂ及び第４案内レール１００ａ、１００ｂが挟持された支持盤７４が上昇又は下降する。
【００６２】
本実施の形態に係る搬送装置１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき説明する。
【００６３】
工作機械１０に装着された６台の多軸ヘッド１４のうち、所定の多軸ヘッド１４を交換する（取り外す）必要が生じると、先ず、前記制御回路からの信号、又は管理者による入力操作等に基づき、ＡＧＶの制御部に制御信号が発信される。この制御信号を受けたＡＧＶは、多軸ヘッド１４を保持していない搬送台車４２を走行させ、交換テーブル４０の先端に到達させる。これにより、搬送台車４２の天板５２と、交換テーブル４０とが互いに当接して対向する。この際、図５に示すように、支持盤７４に設けられたガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８、３８に対向する位置となる。
【００６４】
制御回路は、この間、インデックス機構を構成するインデックスモータ２０を付勢することにより、アーム２２を間欠的に旋回させる。この旋回に追従し、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って旋回する。図２に示すように、多軸ヘッド１４に設置された被係止片３２が、アーム２２に設けられた係止部材３４ａ、３４ｂに挟まれているからである。
【００６５】
この旋回の結果、交換すべき多軸ヘッド１４が交換位置（交換位相）に割り出される。このことを認識した制御回路は、インデックスモータ２０を滅勢することでアーム２２を停止させる。
【００６６】
次に、ＡＧＶが、搬送台車４２が交換テーブル４０に到着したことを通知する信号を制御回路に送信する。この信号を受けた制御回路は、交換対象となる多軸ヘッド１４が交換位相に割り出されていることを確認した上で、進退用モータ８０を付勢する。これにより、前記ギアトレインを介してピニオン８２が回転動作する。
【００６７】
ピニオン８２が第２ラック５８に噛合しているため、ピニオン８２が設けられた基盤６２が工作機械１０へ向かって前進動作を開始する。この際、側方スライダ６０が第２案内レール５６ａ、５６ｂの摺動溝６４に沿って摺動することにより、基盤６２が第２案内レール５６ａ、５６ｂに案内される。
【００６８】
進退用モータ８０の駆動作用下に基盤６２がさらに前進動作すると、基盤６２及び支持盤７４が搬送台車４２の天板５２から交換テーブル４０に移る。基盤６２が一層前進動作すると、ピニオン８２が第２ラック５８から離脱するとともに第１ラック４６に噛合する。以降、ピニオン８２が第１ラック４６に沿って前進することに伴い、基盤６２が継続して工作機械１０側に前進する。
【００６９】
基盤６２がさらに前進すると、側方スライダ６０は、第２案内レール５６ａ、５６ｂの摺動溝６４から離脱して第１案内レール４４ａ、４４ｂの摺動溝４３に係合する。従って、基盤６２は、これ以降、第１案内レール４４ａ、４４ｂに案内される。
【００７０】
支持盤７４は、基盤６２と同期して工作機械１０側に前進する。下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が連結された第１ブラケット６８、第２ブラケット７０が、基盤６２の上端面に立設された昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに冠着されているからである。支持盤７４は、図３に示すように、多軸ヘッド１４の下方側に位置するまで前進する。
【００７１】
このように、搬送装置１２の着脱機構５４は、ラック・アンド・ピニオンによって搬送台車４２及び交換テーブル４０を移動する、いわゆる自走式のものとして構成されている。
【００７２】
搬送装置１２においては、支持盤７４のガイドストッパ８８ａ、８８ｂが最前方に位置する（図５参照）。このため、支持盤７４が多軸ヘッド１４の下方側の所定位置まで前進すると、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８に当接する。
【００７３】
ここで、例えば、多軸ヘッド１４の交換位相への割り出しが正確に行われていない場合、図６に仮想線で示すように、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂに形成されたＶ字溝８９に対し、ガイドピン３８が相対的に位置ズレを起こす。従って、Ｖ字溝８９の幅方向寸法Ｗ１をガイドピン３８の直径Ｄ１と同等に設定した場合、図７に示すように、ガイドピン３８がガイドストッパ８８ａ、８８ｂの先端に当接してＶ字溝８９に進入しない懸念がある。
【００７４】
これに対し、本実施の形態では、Ｖ字溝８９の幅方向寸法Ｗ１をガイドピン３８の直径Ｄ１に比して大きく設定するようにしている。従って、図６に示すようにガイドピン３８が位置ズレを起こした場合であっても、ガイドピン３８がＶ字溝８９に進入し、該Ｖ字溝８９の側壁に沿って案内されて該Ｖ字溝８９の後方端である底に到達する。
【００７５】
このようにしてガイドピン３８がＶ字溝８９に進入し、且つ該Ｖ字溝８９の底に到達する最中に、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って若干摺動する。その結果、多軸ヘッド１４の姿勢が矯正される。すなわち、本実施の形態によれば、多軸ヘッド１４にガイドピン３８を設けるとともに、該ガイドピン３８の直径Ｄ１よりも大きく開口したＶ字溝８９が形成されたガイドストッパ８８ａ、８８ｂを支持盤７４に設けるようにしているので、多軸ヘッド１４を、支持盤７４に対して正確に位置合わせすることができる。
【００７６】
しかも、ガイドピン３８とガイドストッパ８８ａ、８８ｂという簡素な構成によって位置合わせを行うことができるので、位置決め手段を設けたことに伴って搬送装置１２の構成が複雑化することもない。すなわち、搬送装置１２を簡素な構成とすることが可能であり、これにより、搬送装置１２の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００７７】
上記のようにしてガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８、３８に当接すると、支持盤７４が堰止された状態となる。このため、該支持盤７４が停止する。
【００７８】
その一方で、進退用モータ８０が継続して付勢されることにより、基盤６２が前進動作を続行する。なお、この際には、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が第３案内レール９８ａ、９８ｂの逆凹溝１０２、第４案内レール１００ａ、１００ｂの凹溝１０４を摺動する。このため、基盤６２は、支持盤７４が停止しているにも関わらず前進可能である。
【００７９】
同時に、図８に示すように、支持盤７４に設けられた昇降用ローラ９６がカム７８の斜面７６に沿って摺動するとともに、斜面７６に案内されながら上昇する。その結果、支持盤７４が基盤６２から離間するように上昇する。なお、この際には、図９に示すように、第１ブラケット６８及び第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに案内されながら上昇する。このため、支持盤７４の上昇が妨げられることはない。
【００８０】
基盤６２が前進することに伴って支持盤７４が上昇する途中で、係合突起部３６が係合孔９０に係合する。これにより、多軸ヘッド１４が支持盤７４に保持される。上記したように、多軸ヘッド１４と支持盤７４とが互いに対して正確に位置合わせされているため、係合孔９０と係合突起部３６との位置が合致している。従って、多軸ヘッド１４を確実に支持盤７４で保持することができる。
【００８１】
基盤６２がさらに前進することに伴って支持盤７４が一層上昇すると、図１０に示すように、これに追従して、支持盤７４に保持された多軸ヘッド１４も上昇する。その結果、フック部２６ａ、２６ｂ（摺動ローラ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）が懸吊レール２４ａ、２４ｂから離脱する。換言すれば、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂから取り外される。
【００８２】
この際には、ロック機構が動作する。すなわち、前記シリンダのロッド８６が伸張し、昇降用ローラ９６と、カム７８の斜面７６との間に介在する。このロッド８６が楔（ストッパ）として機能することにより、昇降用ローラ９６が位置決めされる。すなわち、昇降用ローラ９６が斜面７６に沿って降下すること、ひいては多軸ヘッド１４を保持した支持盤７４が降下して多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに再懸吊されることを防止することができる。
【００８３】
次に、制御回路は、進退用モータ８０を再付勢し且つその回転軸が逆向きに回転するように制御信号を発信する。これにより、ピニオン８２が逆向きに回転し、交換テーブル４０の第１ラック４６に沿って相対的に後退する。その結果、基盤６２が搬送台車４２に向かって後退する。この際、支持盤７４の昇降用ローラ９６がロッド８６によって押圧されるため、支持盤７４は、多軸ヘッド１４を保持し且つ上昇した位置にある状態で、基盤６２と同期して後退する。
【００８４】
なお、一時停止用の位置センサ（図示せず）を設け、該位置センサによって着脱機構５４が所定の位置に後退したことが検出されたとき、該着脱機構５４を一時停止させるようにしてもよい。この一時停止の最中に、前記シリンダのロッド８６を収縮させるとともに昇降用ローラ９６を斜面７６に沿って降下させ、支持盤７４を降下させ、この状態で、着脱機構５４の後退を再開すればよい。
【００８５】
搬送装置１２は、ピニオン８２が第１ラック４６から第２ラック５８に移ることにより、交換テーブル４０から搬送台車４２に移る。その後、ピニオン８２が第２ラック５８の所定の位置まで後退したとき、制御回路は、進退用モータ８０を滅勢させる制御信号を発信する。これにより、搬送装置１２が停止する。このようにして工作機械１０から取り外された多軸ヘッド１４は、必要に応じ、ストッカに搬送されて保管される。勿論、この際には、制御回路の制御作用下にＡＧＶが駆動されるとともに、搬送台車４２が交換テーブル４０からストッカまで移動する。
【００８６】
工作機械１０に取り付けるべき新たな多軸ヘッド１４は、支持盤７４に保持された状態で、搬送台車４２によってストッカから交換テーブル４０まで搬送される。なお、支持盤７４は、上記に準拠して既に上昇している。
【００８７】
搬送台車４２が交換テーブル４０に対して近接し且つ対向すると、上記と同様に、制御回路の制御作用下に進退用モータ８０が付勢される。これにより第２ラック５８に噛合したピニオン８２が回転動作を開始することに追従して、基盤６２及び支持盤７４が工作機械１０側に向かって前進する。
【００８８】
そして、図示しない位置センサによって基盤６２が所定の位置に到達したことが検出されると、前記シリンダが付勢され、ロッド８６が収縮する。これにより昇降用ローラ９６がロッド８６から解放され、カム７８の斜面７６に沿って降下する。その結果、支持盤７４が基盤６２に接近するように降下する。この際には、第１ブラケット６８及び第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに案内されながら降下するとともに、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が第３案内レール９８ａ、９８ｂの逆凹溝１０２、第４案内レール１００ａ、１００ｂの凹溝１０４を摺動する（図２及び図９参照）。このため、支持盤７４は、基盤６２が停止しているにも関わらず前進可能である。
【００８９】
支持盤７４が前進すると、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂのＶ字溝８９にガイドピン３８が進入する。上記と同様に、ガイドピン３８がＶ字溝８９の底に到達することにより多軸ヘッド１４の姿勢が矯正され、その結果、多軸ヘッド１４が工作機械１０に対して正確に位置合わせされる。また、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８、３８に当接するので、該支持盤７４のそれ以上の前進が阻止される。
【００９０】
また、支持盤７４が降下しているので、該支持盤７４に保持された多軸ヘッド１４も降下する。その結果、フック部２６ａ、２６ｂ（摺動ローラ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）が懸吊レール２４ａ、２４ｂに装着され、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに懸吊される。さらに、多軸ヘッド１４の上面中央に設置された被係止片３２が、アーム２２の先端に設けられた係止部材３４ａ、３４ｂ間に係止される（図２参照）。
【００９１】
支持盤７４がさらに降下することに伴って、係合突起部３６が係合孔９０から離脱する（図８参照）。これにより、多軸ヘッド１４が支持盤７４から解放される。以上により、多軸ヘッド１４の交換が終了する。多軸ヘッド１４が工作機械１０に移されたため、搬送装置１２は、いわゆる空状態である。
【００９２】
次に、制御回路は、進退用モータ８０（図２参照）を再付勢し且つその回転軸が逆向きに回転するように制御信号を発信する。これにより、ピニオン８２が逆向きに回転し、交換テーブル４０の第１ラック４６に沿って相対的に後退する。その結果、基盤６２が搬送台車４２に向かって後退する。下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が連結された第１ブラケット６８、第２ブラケット７０が、基盤６２の上端面に立設された昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに冠着されているので、この際、支持盤７４が基盤６２に同期して後退する。
【００９３】
搬送装置１２は、第１ラック４６から、搬送台車４２の第２ラック５８に移る。その後、ピニオン８２が第２ラック５８の所定の位置まで後退したとき、制御回路は、進退用モータ８０を滅勢させる制御信号を発信する。これにより、搬送装置１２が停止する。
【００９４】
以上の交換作業を行う間、交換位相と反対側の加工位相に設定された多軸ヘッド１４では、ワークＷに対する加工が継続して行われる（図１参照）。すなわち、前記制御回路は、インデックス機構を回転制御して交換対象となる多軸ヘッド１４を交換位相に割り出すとともに、加工を行うための多軸ヘッド１４を加工位相に割り出す。換言すれば、加工に供する必要のある多軸ヘッド１４と反対位相にある多軸ヘッド１４を優先的に交換対象として選択する。これにより、交換作業中であってもワークＷへの加工を継続することができるので、ワークＷに対する加工効率、ひいてはシリンダブロックやシリンダヘッド、ミッションケース等の加工製品の生産効率が大幅に向上する。
【００９５】
以上のように、本実施の形態では、懸吊レール２４ａ、２４ｂによって懸吊支持された多軸ヘッド１４を、インデックス機構によって所定の交換位相に割り出すことが可能なようにして工作機械１０を構成するとともに、この交換位相に、搬送台車４２を連結配置するようにしている。このように交換テーブル４０を工作機械１０側に設けたことにより、搬送台車４２に搭載した搬送装置１２（着脱機構５４）を工作機械１０に対して容易に連結することができる。
【００９６】
しかも、搬送装置１２は、基盤６２に設けられたカム７８の斜面７６に対し、支持盤７４に設けられた昇降用ローラ９６を摺動させるという簡素な構成により、多軸ヘッド１４の交換、換言すれば、多軸ヘッド１４の懸吊レール２４ａ、２４ｂに対する取り付け及び取り外しを行うことが可能である。すなわち、多軸ヘッド１４の交換作業を、簡素な構成の搬送装置１２によって容易に実行することができる。このため、搬送装置１２の十分な簡素化、ひいては小型化及び軽量化を図ることができる。
【００９７】
また、本実施の形態では、ラック・アンド・ピニオンによって着脱機構５４を搬送台車４２から交換テーブル４０に、又はその逆方向に移動（自走）させるようにしている。このため、駆動力が大きなシリンダ等を設ける必要がない。このことも、搬送装置１２の十分な簡素化、小型化及び軽量化に寄与する。
【００９８】
その上、支持盤７４に設けられたガイドストッパ８８ａ、８８ｂが、多軸ヘッド１４に設けられたガイドピン３８の相対的な位置ズレを吸収することが可能であるので、多軸ヘッド１４を、支持盤７４に対して精度よく位置合わせすることができる。このため、多軸ヘッド１４を支持盤７４によって確実に保持し、多軸ヘッド１４を支持盤７４ごと上昇又は降下することが容易に可能となる。
【００９９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【０１００】
例えば、支持盤７４にカム７８を設ける一方、基盤６２に昇降用ローラ９６を設けるようにしてもよい。この場合、カム７８の斜面７６を、前方から後方になるにつれて上昇するように設定すればよい。昇降用ローラ９６に代替して第２のカムを設け、この第２のカムの斜面を、前記カム７８の斜面７６に沿って摺動させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、進退機構は、ピニオン８２、第１ラック４６及び第２ラック５８からなるラック・アンド・ピニオンに限定されるものではなく、例えば、ボールねじ等であってもよい。進退機構を設けることなく、作業者が手作業によって着脱機構５４を前進又は後退させるようにしてもよい。
【０１０２】
さらに、係合穴を第１係合部として多軸ヘッド１４に形成するとともに、係合突起部３６を第２係合部として支持盤７４に形成するようにしてもよい。
【０１０３】
さらにまた、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂを多軸ヘッド１４に設けるとともに、ガイドピン３８を支持盤７４の先端に設けるようにしてもよい。この場合においても、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂのＶ字溝８９の開口の幅方向寸法をガイドピン３８の直径に比して大きく設定すればよい。
【０１０４】
そして、昇降用ローラ９６等の摺動部材を位置決めするためのロック機構は、例えば、基盤６２又は支持盤７４の一方に係合穴を形成するとともに、支持盤７４又は基盤６２の残余の一方に、前記係合穴に対して進退自在なピンを設けることで構成するようにしてもよいし、その他の機構であってもよい。また、ロック機構を設けることは特に必須ではない。
【０１０５】
いずれにおいても、搬送装置１２は、交換テーブル４０に設けるようにしてもよい。すなわち、搬送台車４２は必須ではない。この場合、例えば、ストッカに保管された多軸ヘッド１４をロボットで把持して搬送装置１２に載置するようにすればよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…工作機械 １２…多軸ヘッド用搬送装置
１４…多軸ヘッド １８…工具
２０…インデックスモータ ２２…アーム
２４ａ、２４ｂ…懸吊レール ２６ａ、２６ｂ…フック部
３６…係合突起部 ３８…ガイドピン
４０…交換テーブル ４２…搬送台車
４４ａ、４４ｂ…第１案内レール ４６…第１ラック
５４…着脱機構 ５６ａ、５６ｂ…第２案内レール
５８…第２ラック ６０…側方スライダ
６６ａ、６６ｂ…昇降案内用ポスト ６８…第１ブラケット
７０…第２ブラケット ７４…支持盤
７６…斜面 ７８…カム
８０…進退用モータ ８２…ピニオン
８６…ロッド ８８ａ、８８ｂ…ガイドストッパ
８９…Ｖ字溝 ９０…係合孔
９６…昇降用ローラ ９８ａ、９８ｂ…第３案内レール
１００ａ、１００ｂ…第４案内レール １０６…下方スライダ
１１０…上方スライダ Ｗ…ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械から取り外された多軸ヘッド、又は工作機械に新たに取り付ける多軸ヘッドを搬送するための多軸ヘッド用搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関のシリンダブロックやミッションケース等をはじめとする各種の構造部材は、例えば、複数個の工具を配設した多軸ヘッド（ギャングヘッドとも呼称される）を備える工作機械を用い、ワークに対する機械加工を施すことで作製される。
【０００３】
工作機械は、例えば、前記工具を駆動する動力機構を備えた装置本体に対して多軸ヘッドが着脱可能に装着されることで構成される。この場合、多軸ヘッドは、ワークの種類や加工部位等に応じて交換される。
【０００４】
この際には、着脱機構の作用下に多軸ヘッドが装置本体から脱着される。この種の着脱機構としては、本出願人が特許文献１において提案したものが例示される。すなわち、多軸ヘッドを着脱可能な装置本体と、その上方で交換用の複数の多軸ヘッドを貯留するストッカと、ストッカに貯留された多軸ヘッドを装置本体に対して着脱するための着脱機構とを一体的に配置した構成である。
【０００５】
また、特許文献２では、装置本体と一体的に多軸ヘッドのストッカを設けた構成が開示されるとともに、特許文献３では、ストッカに貯留した多軸ヘッドを装置本体に対して交換する交換装置を設けた構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭６３−３１８５２号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７２４１０号公報
【特許文献３】特開昭６３−２９５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多軸ヘッドは、工作機械の所定位置に取り付けられている。このため、多軸ヘッドの交換作業を円滑且つ迅速に実施するべく、多軸ヘッドを搬送する搬送手段を前記所定位置の近傍に精度よく位置合わせさせることが望ましい。多軸ヘッドは、通常、工作機械に設けられた懸吊レールに摺動自在に取り付けられるが、搬送手段、ひいては多軸ヘッドが位置精度よく位置合わせされていると、懸吊レールからの多軸ヘッドの取り外し、又は、懸吊レールへの多軸ヘッドの取り付けが著しく容易となるからである。特に、交換作業を自動的に行う場合、機構や部材同士が干渉することが回避されるので、交換作業が円滑に進行する。
【０００８】
このような観点から、搬送手段を工作機械に対して精度よく位置合わせすることが要請されている。
【０００９】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、多軸ヘッドと、該多軸ヘッドを保持する支持盤とを精度よく位置合わせすることが可能であるために多軸ヘッドの交換作業を円滑に進行させることが可能であり、しかも、小型で簡素である多軸ヘッド用搬送装置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】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個の工具が設けられ且つ第１係合部材を有する多軸ヘッドを搬送するための多軸ヘッド用搬送装置であって、
前記多軸ヘッドを保持するための支持盤を含む進退ユニットと、
前記進退ユニットを、前記多軸ヘッドを保持可能な位置で位置決めするための位置決め手段と、
を備え、
前記位置決め手段は、前記進退ユニットに設けられて前記第１係合部材に係合する第２係合部材を有し、
前記第１係合部材又は前記第２係合部材の一方はピンであり、且つ残余の一方に、前記ピンを挿入するための係合溝が形成され、
前記係合溝の開口が、前記ピンの幅方向寸法に比して大きく設定されることを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、第１係合部材と第２係合部材が相対的に位置ズレを起こしているときであっても、係合溝の開口の寸法がピンの幅方向寸法に比して大きいため、ピンが係合溝内に進入することが可能となる。係合溝に進入したピンは、最終的に、係合溝の底に到達する。
【００１２】
多軸ヘッドは、通常、懸吊レールに摺動自在に支持されている。従って、ピンが係合溝に進入する過程、すなわち、第１係合部材と第２係合部材との位置合わせが進行する過程において、多軸ヘッドの姿勢が矯正される。これにより該多軸ヘッドを支持盤に対して正確に位置合わせすることができる。従って、工作機械の所定位置に対して多軸ヘッドを取り付けること、又は前記所定位置から多軸ヘッドを取り外すことが容易となる。
【００１３】
すなわち、第１係合部材と第２係合部材を設け、これら第１係合部材及び第２係合部材を基準として支持盤の位置合わせを行うことにより、多軸ヘッドと支持盤とを精度よく位置合わせすることができる。
【００１４】
しかも、第１係合部材と第２係合部材という簡素な構成によって位置合わせを行うことが可能であるので、多軸ヘッド用搬送装置の小型化や軽量化にも寄与する。
【００１５】
ここで、進退ユニットは、支持盤の下方に配置され、該支持盤と同一方向に前進又は後退する基盤をさらに含むものであることが好ましい。この場合、基盤又は支持盤の一方に、斜面が形成されたカムを設けるとともに、残余の一方に、カムの斜面で摺動する摺動部材を設ける。従って、支持盤は、前記斜面に沿って摺動部材が摺動することで上昇又は降下する。
【００１６】
この上昇又は降下の際に、工作機械に対して多軸ヘッドを取り外したり、又は取り付けたりすること、換言すれば、交換を行うことが可能となる。すなわち、多軸ヘッド用搬送装置は、交換装置を兼ねることになる。
【００１７】
従って、本発明によれば、交換機構を含む多軸ヘッド用搬送装置を、十分に簡素化することが可能となる。これにより、多軸ヘッド用搬送装置の小型化及び軽量化を図ることもできる。
【００１８】
なお、カムに対して摺動する摺動部材は、第２のカムであってもよいが、極めて容易に摺動することから、ローラが一層好適である。
【００１９】
この構成においては、支持盤が上昇したときに該支持盤を上昇位置に維持させるためのロック機構を設けることが好ましい。このロック機構の作用下に支持盤が上昇した状態で位置決めされるので、例えば、上昇した支持盤で多軸ヘッドを工作機械から取り外した直後に支持盤が降下して多軸ヘッドが工作機械に再取り付けされてしまうことが回避される。
【００２０】
そして、多軸ヘッドに第１保持用係合部を設けるとともに、支持盤に第２保持用係合部を設けることが好ましい。この場合、第１保持用係合部に対して第２保持用係合部が係合すると、多軸ヘッドが支持盤上で位置決め固定される。このため、多軸ヘッドが支持盤から脱落することを防止することができるので、多軸ヘッドを搬送することが容易となる。
【００２１】
以上において、進退ユニットの前進又は後退は、作業者が手作業で（換言すれば、手動操作によって）行うようにしてもよいが、進退機構を設け、この進退機構の作用下に自動的に行うようにしてもよい。この場合、多軸ヘッドを容易に搬送することができる。
【００２２】
なお、進退機構は、ラック・アンド・ピニオンと、ピニオンを回転動作させるための回転付勢手段とを含むものとして構成することができる。
【００２３】
多軸ヘッド用搬送装置には、さらに、多軸ヘッドを搬送可能な搬送台車と、工作機械に設けられた交換テーブルとを含めるようにしてもよい。この場合、支持盤を含む進退ユニットを、搬送台車から交換テーブルに、又はその逆に移動させるようにすればよい。
【００２４】
この構成において、ラック・アンド・ピニオンを含む進退機構を設ける場合には、例えば、ピニオン及び回転付勢手段を進退ユニットに設け、且つラックを前記搬送台車及び前記交換テーブルの双方に設けるようにすればよい。これにより、進退ユニットが搬送台車から交換テーブルに、又はその逆に移動することが容易となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、多軸ヘッドに設けられた第１係合部材と、搬送装置に設けられた第２係合部材とで位置合わせを行うようにしている。第１係合部材又は第２係合部材に形成された係合溝の開口の寸法が、第２係合部材又は第１係合部材の残余の一方であるピンの幅方向寸法に比して大きく設定されているので、第１係合部材と第２係合部材が相対的に位置ズレを起こしているときであっても、ピンが係合溝内に進入することが可能となる。係合溝に進入したピンが係合溝の底に到達することによって多軸ヘッドの姿勢が矯正されるので、該多軸ヘッドと支持盤とが正確に位置合わせされる。従って、工作機械の所定位置に対して多軸ヘッドを取り付けること、又は前記所定位置から多軸ヘッドを取り外すことが容易となる。
【００２６】
しかも、第１係合部材と第２係合部材という簡素な構成によって位置合わせを行うことが可能であるので、多軸ヘッド用搬送装置の小型化や軽量化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】工作機械と、本発明の実施の形態に係る多軸ヘッド用搬送装置とを併せて示した模式的斜視構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】前記多軸ヘッド用搬送装置の要部概略縦断面側面図である。
【図４】着脱機構の一部切欠断面斜視図である。
【図５】前記多軸ヘッド用搬送装置の要部概略平面一部断面図である。
【図６】図５に示すガイドストッパ（第２係合部材）とガイドピン（第１係合部材）とを拡大して示す要部拡大一部断面図である。
【図７】ガイドストッパがガイドピンに当接して停止した場合を拡大して示す要部拡大一部断面図である。
【図８】図３から支持盤が上昇した状態を示す要部概略縦断面側面図である。
【図９】第１ブラケット及び第２ブラケットが昇降案内用部材である昇降案内用ポストに案内されながら上昇する状態を模式的に示す要部概略縦断面側面図である。
【図１０】図８から支持盤が一層上昇し、多軸ヘッドが懸吊レールから取り外された状態を示す要部概略縦断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る多軸ヘッド用搬送装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、工作機械１０と、本実施の形態に係る多軸ヘッド用搬送装置（以下、単に搬送装置とも表記する）１２とを併せて示した模式的斜視構成図である。ここで、搬送装置１２は、工作機械１０に着脱自在に装着される多軸ヘッド１４を交換ないし搬送するためのものである。
【００３０】
先ず、工作機械１０につき説明する。
【００３１】
工作機械１０は、ワークＷが搬送される搬送ライン１６の近傍に配設され、前記ワークＷに対して所定の機械加工を施すための多軸ヘッド１４を複数個（本実施の形態では６個）具備する。各多軸ヘッド１４には、複数個の工具１８が図示しない回転駆動源の作用下に回転動作可能に設けられる。通常、工具１８としてはドリルやリーマ、タップ等が選定され、この場合、ワークＷに対しては穿孔加工が施される。また、ワークＷとしては、例えば、内燃機関を構成するシリンダブロックやシリンダヘッド、又はミッションを収容するミッションケース等が挙げられる。
【００３２】
工作機械１０は、インデックスモータ２０を中心として放射状に延在する複数本（本実施の形態では６本）のアーム２２を有し、前記多軸ヘッド１４の各々は、各アーム２２の先端に支持される。後述するように、アーム２２は、インデックスモータ２０の作用下に、該インデックスモータ２０を中心として所定の角度で旋回する。
【００３３】
要部拡大図である図２に示すように、工作機械１０には、アーム２２の下方で上下２段に設置されて多軸ヘッド１４を懸吊する円環状の懸吊レール２４ａ、２４ｂが設けられる。一方、多軸ヘッド１４の背面には、懸吊レール２４ａ、２４ｂのそれぞれに係合するフック部２６ａ、２６ｂが設けられる。
【００３４】
なお、図３に示すように、フック部２６ａには一対の摺動ローラ２８ａ、２８ｂが設けられる。同様に、フック部２６ｂには一対の摺動ローラ３０ａ、３０ｂが設けられる。従って、多軸ヘッド１４は、上下左右の合計４箇所に設けられたフック部２６ａ、２６ｂ、及び摺動ローラ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂを介して、懸吊レール２４ａ、２４ｂに対し、摺動可能に係合される。この状態においては、多軸ヘッド１４の上面中央に設置された直方体状の被係止片３２が、アーム２２の先端に設けられた一対の係止部材３４ａ、３４ｂ間に係止される（図２参照）。ここで、図２においては、図１に示されるヘッドカバー３５を省略している。
【００３５】
被係止片３２と係止部材３４ａ、３４ｂとの間には若干の遊びがあり、このため、多軸ヘッド１４を、この遊びの範囲で懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って摺動させることが可能である。
【００３６】
前記インデックスモータ２０は、アーム２２、ひいては各多軸ヘッド１４を懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って旋回させ、これにより所定位相に割り出すインデックス機構を構成する。
【００３７】
すなわち、インデックスモータ２０が付勢されると、その回転駆動力によってアーム２２が所定の角度（例えば、６０°ごと）で間欠的に旋回する。上記したように、多軸ヘッド１４に設置された被係止片３２がアーム２２に設けられた係止部材３４ａ、３４ｂに挟まれているため、アーム２２が旋回することに追従して多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って旋回する。これにより、図１に示すように、複数個の多軸ヘッド１４中の所望の１個を、ワークＷに臨む加工位置（加工位相）に割り出すことができる。同時に、該多軸ヘッド１４と１８０°離間した別の多軸ヘッド１４が、交換位置（交換位相）に割り出される。
【００３８】
このように構成される工作機械１０は、基本的には公知のものであるが、本実施の形態においては、図３に示すように、多軸ヘッド１４の下端部から突出して鉛直下方に延在する４個の係合突起部３６（第１保持用係合部）と、該係合突起部３６に比して一層長尺な２個のガイドピン３８（第１係合部材）とが設けられる。これら係合突起部３６及びガイドピン３８は、双方とも略円柱形状をなす。
【００３９】
次に、搬送装置１２につき説明する。この場合、搬送装置１２は、図１及び図２に示すように、工作機械１０に設けられた交換テーブル４０と、多軸ヘッド１４を搬送可能な搬送台車４２とを備える。
【００４０】
図示しない支持フレームに支持された交換テーブル４０は、前記交換位相に配置される。この交換テーブル４０には、摺動溝４３がそれぞれ形成された第１案内レール４４ａ、４４ｂと、第１ラック４６とが設けられる。なお、第１ラック４６は、第１案内レール４４ａの上端面に接合されている。
【００４１】
搬送台車４２は、図示しないストッカと交換テーブル４０との間を往復するとともに、この際、ストッカと交換テーブル４０との間で多軸ヘッド１４を受け渡しする。すなわち、ストッカには、予備の多軸ヘッド１４が複数個保管されている。ワークＷに対して機械加工を施すに際し、工作機械１０に予め装着された多軸ヘッド１４ではなく、ストッカに保管された予備の多軸ヘッド１４が必要であるときには、搬送台車４２によって予備の多軸ヘッド１４が交換テーブル４０まで搬送される。
【００４２】
ここで、搬送台車４２は、無人搬送車（自動搬送車）である図示しないＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に連結・牽引される。ＡＧＶに対しては、図示しない制御回路から制御信号が送信される。この制御信号を受けたＡＧＶが所定の経路を自動走行することに追従して、搬送台車４２がストッカから交換テーブル４０に向かって、又はその逆方向に走行する。ＡＧＶは、搬送台車４２と一体的に構成するようにしてもよい。
【００４３】
この搬送台車４２は、移動用ローラ４８（図１参照）が設けられた４本の脚部５０と、該脚部５０によって支持された天板５２とを有する。この中の天板５２には、多軸ヘッド１４を工作機械１０に対して着脱するための着脱機構５４（進退ユニット）が設けられる。
【００４４】
図２に詳細を示すように、天板５２には、第２案内レール５６ａ、５６ｂが設けられる。これら第２案内レール５６ａ、５６ｂ同士の幅は、第１案内レール４４ａ、４４ｂ同士の幅に合致する。また、第２案内レール５６ａの上端面には、第２ラック５８が接合される。第２ラック５８のピッチは、第１ラック４６のピッチに合致する。
【００４５】
着脱機構５４は、上端面の幅方向両端部に側方スライダ６０が設けられた基盤６２を有する。側方スライダ６０は、前記第２案内レール５６ａ、５６ｂに形成された摺動溝６４に対して摺動可能に係合されており、このため、基盤６２は、第２案内レール５６ａ、５６ｂに案内されながら移動することが可能である。
【００４６】
着脱機構５４の一部切欠断面斜視図である図４に示すように、基盤６２の上端面には、略円柱形状をなす昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂ（昇降案内用部材）が立設される。昇降案内用ポスト６６ａには第１ブラケット６８が昇降可能に冠着され、昇降案内用ポスト６６ｂには第２ブラケット７０が昇降可能に冠着される。すなわち、第１ブラケット６８、第２ブラケット７０において、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂを臨む下端面には、鉛直上方に向かって陥没した係合用凹部７２がそれぞれ形成されており、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂの先端部は、それぞれ、係合用凹部７２に摺動可能に係合されている。
【００４７】
係合用凹部７２は、第１ブラケット６８、第２ブラケット７０の軸線方向に沿って延在する溝として形成することが好適であるが、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂを摺動可能に挿入することが可能な有底穴であってもよい。
【００４８】
後述する支持盤７４が最下方に位置するときには、昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂの先端底面は、係合用凹部７２の天井面に当接していてもよいが、若干離間していてもよい。なお、係合用凹部７２の深さ（開口から天井面までの距離）は、支持盤７４が最上方に位置するときに昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂの先端部が係合用凹部７２から離脱しないように設定される。
【００４９】
基盤６２の略中央部には、工作機械１０を臨む側に斜面７６が形成されたカム７８が設けられる。なお、斜面７６は、工作機械１０に近接する側から離間する側となるに従って上昇するように形成されている。以下、工作機械１０に近接する側を「前方」、離間する側を「後方」と指称する。
【００５０】
カム７８の後方には、進退用モータ８０（図２参照）と、該進退用モータ８０の回転軸及びギアトレイン（いずれも図示せず）の作用下に回転動作するピニオン８２とが、ハウジング８４に収容された状態で配設される。すなわち、進退用モータ８０は、ピニオン８２を回転動作させるための回転付勢手段である。
【００５１】
進退用モータ８０は、前記制御回路に対し、無線通信を介して信号の授受が可能である。又は、図示しない信号線を介して進退用モータ８０を前記制御回路に電気的に接続するようにしてもよい。
【００５２】
ピニオン８２の一部はハウジング８４から露呈し、第２ラック５８に噛合している。以上の進退用モータ８０、ギアトレイン、ピニオン８２、第２ラック５８及び第１ラック４６により、基盤６２を前方又は後方に移動させるための進退機構が構成される。なお、第１ラック４６及び第２ラック５８と、ピニオン８２とがラック・アンド・ピニオンを構成することはいうまでもない。
【００５３】
基盤６２の上端面には、さらに、図示しないシリンダが設置される。このシリンダのロッド８６（図３参照）は、カム７８の斜面７６の幅方向に沿って伸縮する。後述するように、このロッド８６は、支持盤７４を上昇位置に維持するロック機構として機能する。
【００５４】
基盤６２の上方には、支持盤７４が配置される。この支持盤７４の前方端面には、図４及び図５に示すように、２個のガイドストッパ８８ａ、８８ｂ（第２係合用部材）が設けられる。
【００５５】
図５から諒解されるように、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂの各々には、前方から後方に向かって陥没するように、係合溝としてのＶ字溝８９が形成されている。換言すれば、Ｖ字溝８９は、前方に向かうにつれて幅方向寸法が大きくなるように拡開している。Ｖ字溝８９の幅方向寸法Ｗ１は、開口で最大であり、且つ前記ガイドピン３８の幅方向寸法、すなわち、直径Ｄ１に比して大きく設定されている。
【００５６】
図３〜図５に示すように、支持盤７４の前方端部には、４個の係合孔９０（第２保持用係合部）が厚み方向に沿って貫通形成されている。これら係合孔９０は、前記係合突起部３６を挿入するためのものであり、その直径は、係合突起部３６（図３参照）の直径に比して若干大径である。
【００５７】
支持盤７４の後端部には、該後端部を始点として略中央に至るまで切欠９２が形成されており（図４参照）、この切欠９２の終点には、ローラ用連結プレート９４を介して昇降用ローラ９６（摺動部材）が設けられる。支持盤７４の略鉛直下方に指向して突出した昇降用ローラ９６は、前記カム７８の斜面７６に対向する。この昇降用ローラ９６が基盤６２の上端面、又はカム７８に当接することにより、支持盤７４が基盤６２に支持される。
【００５８】
支持盤７４の幅方向両端部には、下端面に第３案内レール９８ａ、９８ｂが敷設されるとともに、上端面に第４案内レール１００ａ、１００ｂが敷設される。第３案内レール９８ａ、９８ｂには、鉛直上方に向かうに従って陥没した逆凹溝１０２がそれぞれ形成され、一方、第４案内レール１００ａ、１００ｂには、鉛直下方に向かうに従って陥没した凹溝１０４が形成される。
【００５９】
第３案内レール９８ａ、９８ｂの逆凹溝１０２には、２個の下方スライダ１０６の上向凸部１０８が摺動可能に係合する。また、第４案内レール１００ａ、１００ｂの凹溝１０４には、２個の上方スライダ１１０の下向凸部１１２が摺動可能に係合する。すなわち、第３案内レール９８ａ、９８ｂ及び第４案内レール１００ａ、１００ｂは、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０によって挟持されている。
【００６０】
ここで、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０は、双方とも前記第１ブラケット６８、前記第２ブラケット７０に連結されている。このことから諒解されるように、支持盤７４は、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が連結された第１ブラケット６８、第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに冠着されることによって、基盤６２に支持されている。
【００６１】
第１ブラケット６８及び第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに沿って上昇又は降下すると、これに追従して下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０も上昇又は下降し、さらに、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０によって第３案内レール９８ａ、９８ｂ及び第４案内レール１００ａ、１００ｂが挟持された支持盤７４が上昇又は下降する。
【００６２】
本実施の形態に係る搬送装置１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき説明する。
【００６３】
工作機械１０に装着された６台の多軸ヘッド１４のうち、所定の多軸ヘッド１４を交換する（取り外す）必要が生じると、先ず、前記制御回路からの信号、又は管理者による入力操作等に基づき、ＡＧＶの制御部に制御信号が発信される。この制御信号を受けたＡＧＶは、多軸ヘッド１４を保持していない搬送台車４２を走行させ、交換テーブル４０の先端に到達させる。これにより、搬送台車４２の天板５２と、交換テーブル４０とが互いに当接して対向する。この際、図５に示すように、支持盤７４に設けられたガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８、３８に対向する位置となる。
【００６４】
制御回路は、この間、インデックス機構を構成するインデックスモータ２０を付勢することにより、アーム２２を間欠的に旋回させる。この旋回に追従し、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って旋回する。図２に示すように、多軸ヘッド１４に設置された被係止片３２が、アーム２２に設けられた係止部材３４ａ、３４ｂに挟まれているからである。
【００６５】
この旋回の結果、交換すべき多軸ヘッド１４が交換位置（交換位相）に割り出される。このことを認識した制御回路は、インデックスモータ２０を滅勢することでアーム２２を停止させる。
【００６６】
次に、ＡＧＶが、搬送台車４２が交換テーブル４０に到着したことを通知する信号を制御回路に送信する。この信号を受けた制御回路は、交換対象となる多軸ヘッド１４が交換位相に割り出されていることを確認した上で、進退用モータ８０を付勢する。これにより、前記ギアトレインを介してピニオン８２が回転動作する。
【００６７】
ピニオン８２が第２ラック５８に噛合しているため、ピニオン８２が設けられた基盤６２が工作機械１０へ向かって前進動作を開始する。この際、側方スライダ６０が第２案内レール５６ａ、５６ｂの摺動溝６４に沿って摺動することにより、基盤６２が第２案内レール５６ａ、５６ｂに案内される。
【００６８】
進退用モータ８０の駆動作用下に基盤６２がさらに前進動作すると、基盤６２及び支持盤７４が搬送台車４２の天板５２から交換テーブル４０に移る。基盤６２が一層前進動作すると、ピニオン８２が第２ラック５８から離脱するとともに第１ラック４６に噛合する。以降、ピニオン８２が第１ラック４６に沿って前進することに伴い、基盤６２が継続して工作機械１０側に前進する。
【００６９】
基盤６２がさらに前進すると、側方スライダ６０は、第２案内レール５６ａ、５６ｂの摺動溝６４から離脱して第１案内レール４４ａ、４４ｂの摺動溝４３に係合する。従って、基盤６２は、これ以降、第１案内レール４４ａ、４４ｂに案内される。
【００７０】
支持盤７４は、基盤６２と同期して工作機械１０側に前進する。下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が連結された第１ブラケット６８、第２ブラケット７０が、基盤６２の上端面に立設された昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに冠着されているからである。支持盤７４は、図３に示すように、多軸ヘッド１４の下方側に位置するまで前進する。
【００７１】
このように、搬送装置１２の着脱機構５４は、ラック・アンド・ピニオンによって搬送台車４２及び交換テーブル４０を移動する、いわゆる自走式のものとして構成されている。
【００７２】
搬送装置１２においては、支持盤７４のガイドストッパ８８ａ、８８ｂが最前方に位置する（図５参照）。このため、支持盤７４が多軸ヘッド１４の下方側の所定位置まで前進すると、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８に当接する。
【００７３】
ここで、例えば、多軸ヘッド１４の交換位相への割り出しが正確に行われていない場合、図６に仮想線で示すように、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂに形成されたＶ字溝８９に対し、ガイドピン３８が相対的に位置ズレを起こす。従って、Ｖ字溝８９の幅方向寸法Ｗ１をガイドピン３８の直径Ｄ１と同等に設定した場合、図７に示すように、ガイドピン３８がガイドストッパ８８ａ、８８ｂの先端に当接してＶ字溝８９に進入しない懸念がある。
【００７４】
これに対し、本実施の形態では、Ｖ字溝８９の幅方向寸法Ｗ１をガイドピン３８の直径Ｄ１に比して大きく設定するようにしている。従って、図６に示すようにガイドピン３８が位置ズレを起こした場合であっても、ガイドピン３８がＶ字溝８９に進入し、該Ｖ字溝８９の側壁に沿って案内されて該Ｖ字溝８９の後方端である底に到達する。
【００７５】
このようにしてガイドピン３８がＶ字溝８９に進入し、且つ該Ｖ字溝８９の底に到達する最中に、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに沿って若干摺動する。その結果、多軸ヘッド１４の姿勢が矯正される。すなわち、本実施の形態によれば、多軸ヘッド１４にガイドピン３８を設けるとともに、該ガイドピン３８の直径Ｄ１よりも大きく開口したＶ字溝８９が形成されたガイドストッパ８８ａ、８８ｂを支持盤７４に設けるようにしているので、多軸ヘッド１４を、支持盤７４に対して正確に位置合わせすることができる。
【００７６】
しかも、ガイドピン３８とガイドストッパ８８ａ、８８ｂという簡素な構成によって位置合わせを行うことができるので、位置決め手段を設けたことに伴って搬送装置１２の構成が複雑化することもない。すなわち、搬送装置１２を簡素な構成とすることが可能であり、これにより、搬送装置１２の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００７７】
上記のようにしてガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８、３８に当接すると、支持盤７４が堰止された状態となる。このため、該支持盤７４が停止する。
【００７８】
その一方で、進退用モータ８０が継続して付勢されることにより、基盤６２が前進動作を続行する。なお、この際には、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が第３案内レール９８ａ、９８ｂの逆凹溝１０２、第４案内レール１００ａ、１００ｂの凹溝１０４を摺動する。このため、基盤６２は、支持盤７４が停止しているにも関わらず前進可能である。
【００７９】
同時に、図８に示すように、支持盤７４に設けられた昇降用ローラ９６がカム７８の斜面７６に沿って摺動するとともに、斜面７６に案内されながら上昇する。その結果、支持盤７４が基盤６２から離間するように上昇する。なお、この際には、図９に示すように、第１ブラケット６８及び第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに案内されながら上昇する。このため、支持盤７４の上昇が妨げられることはない。
【００８０】
基盤６２が前進することに伴って支持盤７４が上昇する途中で、係合突起部３６が係合孔９０に係合する。これにより、多軸ヘッド１４が支持盤７４に保持される。上記したように、多軸ヘッド１４と支持盤７４とが互いに対して正確に位置合わせされているため、係合孔９０と係合突起部３６との位置が合致している。従って、多軸ヘッド１４を確実に支持盤７４で保持することができる。
【００８１】
基盤６２がさらに前進することに伴って支持盤７４が一層上昇すると、図１０に示すように、これに追従して、支持盤７４に保持された多軸ヘッド１４も上昇する。その結果、フック部２６ａ、２６ｂ（摺動ローラ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）が懸吊レール２４ａ、２４ｂから離脱する。換言すれば、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂから取り外される。
【００８２】
この際には、ロック機構が動作する。すなわち、前記シリンダのロッド８６が伸張し、昇降用ローラ９６と、カム７８の斜面７６との間に介在する。このロッド８６が楔（ストッパ）として機能することにより、昇降用ローラ９６が位置決めされる。すなわち、昇降用ローラ９６が斜面７６に沿って降下すること、ひいては多軸ヘッド１４を保持した支持盤７４が降下して多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに再懸吊されることを防止することができる。
【００８３】
次に、制御回路は、進退用モータ８０を再付勢し且つその回転軸が逆向きに回転するように制御信号を発信する。これにより、ピニオン８２が逆向きに回転し、交換テーブル４０の第１ラック４６に沿って相対的に後退する。その結果、基盤６２が搬送台車４２に向かって後退する。この際、支持盤７４の昇降用ローラ９６がロッド８６によって押圧されるため、支持盤７４は、多軸ヘッド１４を保持し且つ上昇した位置にある状態で、基盤６２と同期して後退する。
【００８４】
なお、一時停止用の位置センサ（図示せず）を設け、該位置センサによって着脱機構５４が所定の位置に後退したことが検出されたとき、該着脱機構５４を一時停止させるようにしてもよい。この一時停止の最中に、前記シリンダのロッド８６を収縮させるとともに昇降用ローラ９６を斜面７６に沿って降下させ、支持盤７４を降下させ、この状態で、着脱機構５４の後退を再開すればよい。
【００８５】
搬送装置１２は、ピニオン８２が第１ラック４６から第２ラック５８に移ることにより、交換テーブル４０から搬送台車４２に移る。その後、ピニオン８２が第２ラック５８の所定の位置まで後退したとき、制御回路は、進退用モータ８０を滅勢させる制御信号を発信する。これにより、搬送装置１２が停止する。このようにして工作機械１０から取り外された多軸ヘッド１４は、必要に応じ、ストッカに搬送されて保管される。勿論、この際には、制御回路の制御作用下にＡＧＶが駆動されるとともに、搬送台車４２が交換テーブル４０からストッカまで移動する。
【００８６】
工作機械１０に取り付けるべき新たな多軸ヘッド１４は、支持盤７４に保持された状態で、搬送台車４２によってストッカから交換テーブル４０まで搬送される。なお、支持盤７４は、上記に準拠して既に上昇している。
【００８７】
搬送台車４２が交換テーブル４０に対して近接し且つ対向すると、上記と同様に、制御回路の制御作用下に進退用モータ８０が付勢される。これにより第２ラック５８に噛合したピニオン８２が回転動作を開始することに追従して、基盤６２及び支持盤７４が工作機械１０側に向かって前進する。
【００８８】
そして、図示しない位置センサによって基盤６２が所定の位置に到達したことが検出されると、前記シリンダが付勢され、ロッド８６が収縮する。これにより昇降用ローラ９６がロッド８６から解放され、カム７８の斜面７６に沿って降下する。その結果、支持盤７４が基盤６２に接近するように降下する。この際には、第１ブラケット６８及び第２ブラケット７０が昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに案内されながら降下するとともに、下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が第３案内レール９８ａ、９８ｂの逆凹溝１０２、第４案内レール１００ａ、１００ｂの凹溝１０４を摺動する（図２及び図９参照）。このため、支持盤７４は、基盤６２が停止しているにも関わらず前進可能である。
【００８９】
支持盤７４が前進すると、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂのＶ字溝８９にガイドピン３８が進入する。上記と同様に、ガイドピン３８がＶ字溝８９の底に到達することにより多軸ヘッド１４の姿勢が矯正され、その結果、多軸ヘッド１４が工作機械１０に対して正確に位置合わせされる。また、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂがガイドピン３８、３８に当接するので、該支持盤７４のそれ以上の前進が阻止される。
【００９０】
また、支持盤７４が降下しているので、該支持盤７４に保持された多軸ヘッド１４も降下する。その結果、フック部２６ａ、２６ｂ（摺動ローラ２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ）が懸吊レール２４ａ、２４ｂに装着され、多軸ヘッド１４が懸吊レール２４ａ、２４ｂに懸吊される。さらに、多軸ヘッド１４の上面中央に設置された被係止片３２が、アーム２２の先端に設けられた係止部材３４ａ、３４ｂ間に係止される（図２参照）。
【００９１】
支持盤７４がさらに降下することに伴って、係合突起部３６が係合孔９０から離脱する（図８参照）。これにより、多軸ヘッド１４が支持盤７４から解放される。以上により、多軸ヘッド１４の交換が終了する。多軸ヘッド１４が工作機械１０に移されたため、搬送装置１２は、いわゆる空状態である。
【００９２】
次に、制御回路は、進退用モータ８０（図２参照）を再付勢し且つその回転軸が逆向きに回転するように制御信号を発信する。これにより、ピニオン８２が逆向きに回転し、交換テーブル４０の第１ラック４６に沿って相対的に後退する。その結果、基盤６２が搬送台車４２に向かって後退する。下方スライダ１０６及び上方スライダ１１０が連結された第１ブラケット６８、第２ブラケット７０が、基盤６２の上端面に立設された昇降案内用ポスト６６ａ、６６ｂに冠着されているので、この際、支持盤７４が基盤６２に同期して後退する。
【００９３】
搬送装置１２は、第１ラック４６から、搬送台車４２の第２ラック５８に移る。その後、ピニオン８２が第２ラック５８の所定の位置まで後退したとき、制御回路は、進退用モータ８０を滅勢させる制御信号を発信する。これにより、搬送装置１２が停止する。
【００９４】
以上の交換作業を行う間、交換位相と反対側の加工位相に設定された多軸ヘッド１４では、ワークＷに対する加工が継続して行われる（図１参照）。すなわち、前記制御回路は、インデックス機構を回転制御して交換対象となる多軸ヘッド１４を交換位相に割り出すとともに、加工を行うための多軸ヘッド１４を加工位相に割り出す。換言すれば、加工に供する必要のある多軸ヘッド１４と反対位相にある多軸ヘッド１４を優先的に交換対象として選択する。これにより、交換作業中であってもワークＷへの加工を継続することができるので、ワークＷに対する加工効率、ひいてはシリンダブロックやシリンダヘッド、ミッションケース等の加工製品の生産効率が大幅に向上する。
【００９５】
以上のように、本実施の形態では、懸吊レール２４ａ、２４ｂによって懸吊支持された多軸ヘッド１４を、インデックス機構によって所定の交換位相に割り出すことが可能なようにして工作機械１０を構成するとともに、この交換位相に、搬送台車４２を連結配置するようにしている。このように交換テーブル４０を工作機械１０側に設けたことにより、搬送台車４２に搭載した搬送装置１２（着脱機構５４）を工作機械１０に対して容易に連結することができる。
【００９６】
しかも、搬送装置１２は、基盤６２に設けられたカム７８の斜面７６に対し、支持盤７４に設けられた昇降用ローラ９６を摺動させるという簡素な構成により、多軸ヘッド１４の交換、換言すれば、多軸ヘッド１４の懸吊レール２４ａ、２４ｂに対する取り付け及び取り外しを行うことが可能である。すなわち、多軸ヘッド１４の交換作業を、簡素な構成の搬送装置１２によって容易に実行することができる。このため、搬送装置１２の十分な簡素化、ひいては小型化及び軽量化を図ることができる。
【００９７】
また、本実施の形態では、ラック・アンド・ピニオンによって着脱機構５４を搬送台車４２から交換テーブル４０に、又はその逆方向に移動（自走）させるようにしている。このため、駆動力が大きなシリンダ等を設ける必要がない。このことも、搬送装置１２の十分な簡素化、小型化及び軽量化に寄与する。
【００９８】
その上、支持盤７４に設けられたガイドストッパ８８ａ、８８ｂが、多軸ヘッド１４に設けられたガイドピン３８の相対的な位置ズレを吸収することが可能であるので、多軸ヘッド１４を、支持盤７４に対して精度よく位置合わせすることができる。このため、多軸ヘッド１４を支持盤７４によって確実に保持し、多軸ヘッド１４を支持盤７４ごと上昇又は降下することが容易に可能となる。
【００９９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【０１００】
例えば、支持盤７４にカム７８を設ける一方、基盤６２に昇降用ローラ９６を設けるようにしてもよい。この場合、カム７８の斜面７６を、前方から後方になるにつれて上昇するように設定すればよい。昇降用ローラ９６に代替して第２のカムを設け、この第２のカムの斜面を、前記カム７８の斜面７６に沿って摺動させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、進退機構は、ピニオン８２、第１ラック４６及び第２ラック５８からなるラック・アンド・ピニオンに限定されるものではなく、例えば、ボールねじ等であってもよい。進退機構を設けることなく、作業者が手作業によって着脱機構５４を前進又は後退させるようにしてもよい。
【０１０２】
さらに、係合穴を第１係合部として多軸ヘッド１４に形成するとともに、係合突起部３６を第２係合部として支持盤７４に形成するようにしてもよい。
【０１０３】
さらにまた、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂを多軸ヘッド１４に設けるとともに、ガイドピン３８を支持盤７４の先端に設けるようにしてもよい。この場合においても、ガイドストッパ８８ａ、８８ｂのＶ字溝８９の開口の幅方向寸法をガイドピン３８の直径に比して大きく設定すればよい。
【０１０４】
そして、昇降用ローラ９６等の摺動部材を位置決めするためのロック機構は、例えば、基盤６２又は支持盤７４の一方に係合穴を形成するとともに、支持盤７４又は基盤６２の残余の一方に、前記係合穴に対して進退自在なピンを設けることで構成するようにしてもよいし、その他の機構であってもよい。また、ロック機構を設けることは特に必須ではない。
【０１０５】
いずれにおいても、搬送装置１２は、交換テーブル４０に設けるようにしてもよい。すなわち、搬送台車４２は必須ではない。この場合、例えば、ストッカに保管された多軸ヘッド１４をロボットで把持して搬送装置１２に載置するようにすればよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…工作機械 １２…多軸ヘッド用搬送装置
１４…多軸ヘッド １８…工具
２０…インデックスモータ ２２…アーム
２４ａ、２４ｂ…懸吊レール ２６ａ、２６ｂ…フック部
３６…係合突起部 ３８…ガイドピン
４０…交換テーブル ４２…搬送台車
４４ａ、４４ｂ…第１案内レール ４６…第１ラック
５４…着脱機構 ５６ａ、５６ｂ…第２案内レール
５８…第２ラック ６０…側方スライダ
６６ａ、６６ｂ…昇降案内用ポスト ６８…第１ブラケット
７０…第２ブラケット ７４…支持盤
７６…斜面 ７８…カム
８０…進退用モータ ８２…ピニオン
８６…ロッド ８８ａ、８８ｂ…ガイドストッパ
８９…Ｖ字溝 ９０…係合孔
９６…昇降用ローラ ９８ａ、９８ｂ…第３案内レール
１００ａ、１００ｂ…第４案内レール １０６…下方スライダ
１１０…上方スライダ Ｗ…ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の工具が設けられ且つ第１係合部材を有する多軸ヘッドを搬送するための多軸ヘッド用搬送装置であって、
前記多軸ヘッドを保持するための支持盤を含む進退ユニットと、
前記進退ユニットを、前記多軸ヘッドを保持可能な位置で位置決めするための位置決め手段と、
を備え、
前記位置決め手段は、前記進退ユニットに設けられて前記第１係合部材に係合する第２係合部材を有し、
前記第１係合部材又は前記第２係合部材の一方はピンであり、且つ残余の一方に、前記ピンを挿入するための係合溝が形成され、
前記係合溝の開口が、前記ピンの幅方向寸法に比して大きく設定されることを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の搬送装置において、前記進退ユニットは、前記支持盤の下方に配置され、前記支持盤と同一方向に前進又は後退する基盤をさらに備え、
前記基盤又は前記支持盤の一方に、斜面が形成されたカムが設けられるとともに、残余の一方に、前記カムの前記斜面で摺動する摺動部材が設けられ、
前記支持盤は、前記カムの前記斜面に沿って前記摺動部材が摺動することで上昇又は降下することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項３】
請求項２記載の搬送装置において、前記支持盤が上昇したときに該支持盤を上昇位置に維持させるためのロック機構を有することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記多軸ヘッドに第１保持用係合部が設けられる一方、前記支持盤に第２保持用係合部が設けられ、
前記第１保持用係合部に対して前記第２保持用係合部が係合することで、前記多軸ヘッドが前記支持盤によって位置決め固定された状態で保持されることを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記進退ユニットを前進又は後退させるための進退機構をさらに備え、
前記支持盤は、前記多軸ヘッドを搬送する際、前記進退機構の作用下に自動的に前進又は後退することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項６】
請求項５記載の搬送装置において、前記進退機構が、ラック・アンド・ピニオンと、ピニオンを回転動作させるための回転付勢手段とを含むことを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記多軸ヘッドを搬送可能な搬送台車と、前記多軸ヘッドが取り付けられる工作機械に設けられた交換テーブルとをさらに備え、
前記進退ユニットは、前記搬送台車から前記交換テーブルに、又はその逆に移動することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項１】
複数個の工具が設けられ且つ第１係合部材を有する多軸ヘッドを搬送するための多軸ヘッド用搬送装置であって、
前記多軸ヘッドを保持するための支持盤を含む進退ユニットと、
前記進退ユニットを、前記多軸ヘッドを保持可能な位置で位置決めするための位置決め手段と、
を備え、
前記位置決め手段は、前記進退ユニットに設けられて前記第１係合部材に係合する第２係合部材を有し、
前記第１係合部材又は前記第２係合部材の一方はピンであり、且つ残余の一方に、前記ピンを挿入するための係合溝が形成され、
前記係合溝の開口が、前記ピンの幅方向寸法に比して大きく設定されることを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の搬送装置において、前記進退ユニットは、前記支持盤の下方に配置され、前記支持盤と同一方向に前進又は後退する基盤をさらに備え、
前記基盤又は前記支持盤の一方に、斜面が形成されたカムが設けられるとともに、残余の一方に、前記カムの前記斜面で摺動する摺動部材が設けられ、
前記支持盤は、前記カムの前記斜面に沿って前記摺動部材が摺動することで上昇又は降下することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項３】
請求項２記載の搬送装置において、前記支持盤が上昇したときに該支持盤を上昇位置に維持させるためのロック機構を有することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記多軸ヘッドに第１保持用係合部が設けられる一方、前記支持盤に第２保持用係合部が設けられ、
前記第１保持用係合部に対して前記第２保持用係合部が係合することで、前記多軸ヘッドが前記支持盤によって位置決め固定された状態で保持されることを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記進退ユニットを前進又は後退させるための進退機構をさらに備え、
前記支持盤は、前記多軸ヘッドを搬送する際、前記進退機構の作用下に自動的に前進又は後退することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項６】
請求項５記載の搬送装置において、前記進退機構が、ラック・アンド・ピニオンと、ピニオンを回転動作させるための回転付勢手段とを含むことを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記多軸ヘッドを搬送可能な搬送台車と、前記多軸ヘッドが取り付けられる工作機械に設けられた交換テーブルとをさらに備え、
前記進退ユニットは、前記搬送台車から前記交換テーブルに、又はその逆に移動することを特徴とする多軸ヘッド用搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４０１５４（Ｐ２０１２−２４０１５４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２０９３（Ｐ２０１１−１１２０９３）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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