CN101293327A

CN101293327A - 托盘交接系统

Info

Publication number: CN101293327A
Application number: CNA2008100953384A
Authority: CN
Inventors: 桐山真幸
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: ITMI20080684A1; US7862284B2; DE102008020788B4; CN101293327B; JP2008272855A; JP5080123B2; DE102008020788A1; US20080267749A1

Abstract

本发明提供一种托盘交接系统，其能够在机床与托盘搬运装置之间更加顺畅地交接托盘，而且实现了结构的合理化。在托盘交接系统中，将在待机位置(Q3)上处于搬运板(22)上的托盘(P)，通过搬运板(22)的水平移动搬出到临时放置位置(Q4)，使提升臂(35、35)上升使托盘(P)支撑在提升臂(35、35)上，由此将托盘(P)从搬运板(22)交接给中间站(14)，并且使堆装起重机(12)进入到中间站(14)侧并进入托盘(P)下方的进入空间(S)内，使该堆装起重机(12)在该进入空间(S)内上升，由此使在临时放置位置(Q4)由提升臂(35、35)支撑的托盘(P)从中间站(14)交接给堆装起重机(12)。

Description

托盘交接系统

技术领域

本发明涉及一种托盘交接系统，其用于例如在卧式加工中心等机床与具有堆装起重机等的托盘搬运装置之间交接载置有工件等的托盘。

背景技术

以前，例如如专利文献1所公开的那样，公知有附加设置了托盘交换装置而构成的机床，其中上述托盘交换装置通过旋转动作在加工侧位置与待机位置之间交换载置有工件的托盘。在此，当在机床的待机位置、和与该机床分开设置的托盘收纳站之间交换、搬运托盘的时候采用了以下结构的堆装起重机：能够在铺设于机床和托盘收纳站之间的轨道上移动，而且能够通过臂自由进退并且能够进行升降动作。即，在使堆装起重机移动到轨道上的预定位置后，通过臂的伸展使其前进到待机位置侧，然后上升，从待机位置接收托盘，在通过臂的缩回而后退到轨道侧等之后，将接收到的托盘搬运到托盘收纳站。再者，从堆装起重机到待机位置的托盘的交接动作与该接收动作相反，在上述预定位置通过臂的伸展而前进到待机位置侧，然后下降将托盘交接到待机位置。

但是，如果构成为进行如上所述的在待机位置与堆装起重机之间直接进行托盘的接收和交接，则堆装起重机上的臂的伸展距离往往会变长。因此，基于臂的强度等理由，可载置在托盘上的工件的重量受到限制，存在缺乏通用性等问题。而且，如果为了提高臂的强度而使臂(即、堆装起重机)大型化，则会产生以下等问题：无法对应于现有的机床；需要更大的设置空间和动作空间；成本高。

因此，提出了这样的结构：在堆装起重机的预定位置与待机位置之间设置中间站(例如，如专利文献2所公开)，以缩短臂的伸展距离。

专利文献1：日本特开2003-340673号公报

专利文献2：日本特开昭61-33416号公报

但是，仅仅设置中间站，只会引起装置的大型化和结构的进一步复杂化，要追求托盘在机床的待机位置与堆装起重机之间的顺畅的交接，和该交接结构的构成的合理化等。

发明内容

因此，本发明就是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种托盘交接系统，其能够在机床与托盘搬运装置间更加顺畅地交接托盘，而且实现了结构的合理化。

为了达成上述目的，本发明中的第1方面所记载的发明为一种托盘交接系统，其用于在托盘待机位置与托盘搬运装置之间交接托盘，其中，上述托盘待机位置是机床中移动到加工位置之前的位置，上述托盘搬运装置具有起重装置，该起重装置能在轨道上移动，而且能够在前后方向进退，还能够进行升降运动，上述轨道在上述托盘待机位置的前方沿左右方向配设，上述托盘的交接是通过在上述托盘待机位置的前方位置使上述起重装置在前后方向上进退来进行的，其特征在于，

在上述前方位置与上述托盘待机位置之间设置有用于临时放置托盘的中间站，在该中间站上设置有在托盘临时放置位置支撑托盘的一对提升臂、以及使该提升臂进行升降动作的升降装置，另一方面，在上述托盘待机位置上设置有可载置托盘的搬运板、以及使该搬运板水平移动至上述托盘临时放置位置的移动单元，

通过上述搬运板的水平移动，将在上述托盘待机位置上处于上述搬运板上的托盘，搬出到上述托盘临时放置位置，然后使上述提升臂上升，使上述托盘支撑在该提升臂上，由此来将上述托盘从上述机床交接给上述中间站，并且，

使上述起重装置进入到上述中间站侧，并使其进入到上述托盘下方的上述提升臂之间的空间内，通过该起重装置与上述提升臂的相对上下运动，将在上述托盘临时放置位置由上述提升臂支撑的托盘，从上述中间站交接给上述托盘搬运装置。

在第1方面记载的发明的基础上，第2方面中记载的发明的特征在于，在搬运板上设置有用于对处于载置状态下的托盘进行定位的第1定位销，并且在起重装置上设置有用于对处于支撑状态下的托盘进行定位的第2定位销，另一方面，在托盘上设有使上述第1定位销和上述第2定位销都能够插入的销孔，使上述第1定位销用的销孔和上述第2定位销用的销孔共用。

在第1或第2方面所记载的发明的基础上，第3方面所记载的发明的特征在于，中间站与托盘待机位置相邻地设置，并且在提升臂之间突出设有一对支撑壁，在该支撑壁的对置面侧沿前后方向并排设有多个凸轮从动件，通过上述凸轮从动件将从上述托盘待机位置移动到托盘临时放置位置的搬运板支撑成能够水平移动，另一方面，使起重装置进入到上述支撑壁之间。

根据本发明，在轨道与托盘待机位置之间设置有用于临时放置托盘的中间站，并将该中间站作为托盘临时放置位置来进行托盘的交接，因此能够缩短用于使起重装置进退的臂等在前后方向上的伸缩距离，既不需要限制载置在托盘上的工件的重量，也不需要使起重装置大型化，富于通用性，能够对应具有现有的起重装置的托盘搬运装置。

另外，在中间站上设置有在托盘临时放置位置支撑托盘的一对提升臂、以及使该提升臂进行升降动作的升降装置，另一方面，在托盘待机位置上设置有可载置托盘的搬运板、以及使该搬运板水平移动至托盘临时放置位置的移动单元，通过搬运板的水平移动，将在托盘待机位置上处于搬运板上的托盘，搬出到托盘临时放置位置，然后使提升臂上升，使托盘支撑在该提升臂上，由此来将上述托盘从搬运板交接给中间站，并且，使起重装置进入到中间站侧，并使其进入到托盘下方的提升臂之间的空间内，通过起重装置与提升臂的相对上下运动，将在托盘临时放置位置由提升臂支撑的托盘，从提升臂交接给起重装置。因此，不需要在托盘待机位置侧设置用于使搬运板进行升降动作的驱动装置，能够简化托盘待机位置侧、即、机床的结构，而且在工件重量大的情况下，与通过使搬运板上下运动来进行托盘的交接相比，能顺畅且稳定地进行托盘的交接。另外，在机床侧设置搬运板的移动单元，并且通过提升臂抬高托盘并进行支撑，在起重装置进入时使搬运板退避，因此能够通过托盘的下方确保更大的起重装置的进入空间。

此外，根据第2方面所记载的发明，在搬运板上设置有用于对处于载置状态下的托盘进行定位的第1定位销，并且在起重装置上设置有用于对处于支撑状态下的托盘进行定位的第2定位销，另一方面，在托盘上设有使第1定位销和第2定位销都能够插入的销孔，使第1定位销用的销孔和第2定位销用的销孔共用。因此，能实现与托盘定位有关的结构的合理化，能够实现托盘结构的简化和低成本化等。

另外，根据第3方面所记载的发明，中间站与托盘待机位置相邻地设置，并且在提升臂之间突出设有一对支撑壁，在该支撑壁的对置面侧沿前后方向并排设有多个凸轮从动件，通过凸轮从动件将从托盘待机位置移动到托盘临时放置位置的搬运板支撑成能够水平移动。因此，从托盘待机位置移动到托盘临时放置位置时，不必担心由于工件的重量而造成搬运板发生变形或移动单元出现故障，即使是更大型的工件也能够良好地应对。

附图说明

图1是从上方表示托盘搬运装置及卧式加工中心的配置的说明图。

图2是表示搬运板处于待机位置的状态的立体说明图。

图3是表示搬运板前进到中间站侧的状态的立体说明图。

图4是中间站的立体说明图。

图5是表示托盘通过搬运板搬运到中间站的状态的正视说明图。

图6是示意性地表示托盘在卧式加工中心与托盘搬运装置之间的交接的说明图。

图7是示意性地表示托盘在卧式加工中心与托盘搬运装置之间的交接的说明图。

图8是示意性地表示托盘在卧式加工中心与托盘搬运装置之间的交接的说明图。

标号说明

1：托盘搬运装置；2：卧式加工中心；11：轨道；12：堆装起重机；14：中间站；21：托盘站；22：搬运板；23：第1汽缸；24：第2汽缸；25、38：凸轮从动件；26：搬运板定位销；27：第1定位销；28：搬运板定位孔；29：连接板；31：基座；32：基板；33：支撑壁；34：升降装置；35：提升臂；36：第3定位销；Q1：加工位置；Q2：加工侧位置；Q3：待机位置；Q4：临时放置位置。

具体实施方式

以下，根据附图对作为本发明的一个实施方式的托盘交接系统进行说明。

图1是从上方表示托盘搬运装置1和卧式加工中心2、2的配置的说明图。另外，设X轴方向为托盘交接系统的左右方向、设Z轴方向为前后方向，并设与X轴和Z轴正交的Y轴方向(图1的内外方向)为上下方向来进行说明。

2表示卧式加工中心，其具有主轴2a，该主轴2a能沿X轴方向和成为上下方向的Y轴方向移动，并且以Z轴方向为旋转轴，在加工中心本体的左侧相邻地设置有用收纳安装在主轴2a上的刀具T、T…的刀库3。而且，在主轴2a的前方形成有加工空间4，该加工空间4用于加工载置在托盘P上的工件(未图示)，其中托盘P定位在加工位置Q1上，在该加工空间4的右侧安装有用于开闭加工空间4的操作门5。此外，在加工中心本体的前方设置有托盘交换臂6，该托盘交换臂6用于在加工侧位置Q2与待机位置Q3之间进行托盘P的交换，其中上述加工侧位置Q2是用于将托盘P交接到加工位置Q1的位置。

托盘交换臂6具有一对俯视呈コ字状的把持部7、7，托盘交换臂6能通过未图示的驱动装置以与Y轴方向平行的轴为中心水平旋转。而且，驱动装置能通过液压缸等使托盘交换臂6进行升降运动，通过该水平旋转动作和升降动作，对处于加工侧位置Q2的载置有已加工工件的托盘P和处于待机位置Q3的载置有未加工工件的托盘P进行交换，并且将它们定位在各自的位置上。再者，8表示用于封闭加工空间4的前方的前盖，该前盖8安装在托盘交换臂6上。而且，在托盘交换臂6的把持部7、7上设有能够贯穿插入到后述的托盘P的第2销孔中的交换时定位销(未图示)，从而在托盘交换臂6旋转时在各把持部7中对托盘P进行定位。

在此，根据图2和图3对托盘站21进行说明，该托盘站21设置在待机位置Q3上，用于进行位于待机位置Q3处的托盘P的定位、以及在与后述的中间站14之间的托盘P的交接。图2表示搬运板22处于待机位置Q3的状态的立体说明图，图3表示搬运板22前进到中间站14侧的状态的立体说明图。

托盘站21由以下部分构成：搬运板22，其通过沿Z轴方向滑动而在待机位置Q3与中间站14的临时放置位置Q4之间移动；第1汽缸(移动单元)23和第2汽缸(移动单元)24，它们用于使搬运板22滑动；引导部，其具有用于引导搬运板22的滑动的多个凸轮从动件25、25…；以及用于在待机位置Q3对搬运板22进行定位的搬运板定位销26。

搬运板22是能够将托盘P以定位状态载置在其上表面上的板状体，在其前方侧的左右两侧边缘部和后方侧的左右两侧边缘部突出设置有能贯穿插入到设于托盘P上的第1销孔(未图示)中的第1定位销27、27…。因此，能够将托盘P以不约束其在上下方向上的移动的状态定位在搬运板22上。而且，在搬运板22的大致中央部贯穿设置有能贯穿插入搬运板定位销26的搬运板定位孔28，通过将搬运板定位销26贯穿插入到该搬运板定位孔28中，将搬运板22定位在待机位置Q3处。另外，搬运板22成形为比托盘P要小一圈，在托盘P定位在搬运板22上的状态下，托盘P的周缘部要比搬运板22的周缘部更向外突出。并且，在托盘P的该周缘部的四角设有第2销孔(未图示)。

另外，用于使搬运板22沿Z轴方向移动的第1汽缸23和第2汽缸24都安装成在Z轴方向上伸缩，并且，构成所谓的双联关系(親子関係)，第2汽缸24安装成能随着第1汽缸23的伸缩而沿Z轴方向伸缩。而且，搬运板22通过连接板29与第2汽缸24连接。

另外，引导部通过将多个凸轮从动件25、25…沿Z轴方向并排设置而构成，当搬运板22滑动时，在搬运板22的左右两侧边缘部的下表面进行引导。

此外，在待机位置Q3处的搬运板22的下方，设置有能依靠液压装置(未图示)沿Y轴方向移动(即上下运动)的搬运板定位销26，通过其上下运动，能够在待机位置Q3处对搬运板22进行定位和定位解除。

而且，具有上述那样的托盘交换臂6和托盘站21等的卧式加工中心2，在工厂内等以相同的姿态在左右方向上并排设置有多个。

另一方面，在待机位置Q3前方设置有托盘搬运装置1，该托盘搬运装置1由以下部分构成：轨道11，其在横亘多个卧式加工中心2、2…的范围内，沿X轴方向配设；堆装起重机(起重装置)12，其通过沿Z轴方向伸缩的臂(未图示)能够在Z轴方向上进退；以及能够收纳多个托盘P、P…的托盘收纳站13。堆装起重机12设置成能在轨道11上沿X轴方向移动，并且还能通过未图示的汽缸装置沿Y轴方向移动(即升降运动)。再者，在堆装起重机12的上表面的合适位置，设置有能贯穿插入到托盘P的第1销孔中的第2定位销(未图示)。

另外，托盘收纳站13设置在轨道11的更前方。而且，在待机位置Q3与轨道11之间，与卧式加工中心2相邻地设置有中间站14，该中间站14用于当在待机位置Q3与堆装起重机12之间交接托盘P时临时放置托盘P。

在此，根据图4和图5对中间站14进行说明。图4是中间站14的立体说明图，图5是表示托盘P通过搬运板22被搬运到中间站14的状态的正视说明图。

中间站14由固定在工厂地面等处的基座31和设置在该基座31上部的正面观察呈“コ”字状(朝上方开口的方向)的支撑部构成。支撑部是在板状的基板32上突出设置沿Z轴方向延伸的一对支撑壁33、33而形成的，该支撑壁33、33以与搬运板22的左右宽度大致相等的左右间隔设置，在各支撑壁33的对置面侧沿Z轴方向并排设有多个凸轮从动件38、38…，通过该凸轮从动件38、38…将搬运板22支撑成能够水平移动。再者，在支撑壁33、33之间形成堆装起重机12和搬运板22的进入空间S，凸轮从动件38距离基板32的设置高度为足以使堆装起重机12进入的高度。

而且，在各支撑壁33的外侧(设对置侧为内侧)设有提升臂35，该提升臂35通过设置在基座31的基板32下方位置的升降装置34进行升降动作。各提升臂35的上表面成形为在Z轴方向上较长的水平面状，在该水平面部的前部和后部，向上方突出地设有能贯穿插入到托盘P的第2销孔中的第3定位销36、36。再者，左右的提升臂35、35两者被控制成同步地进行升降运动。

下面，根据图6～图8，对利用了如上构成的中间站14的托盘P的交接进行说明。图6～图8是示意性地表示在卧式加工中心2与堆装起重机12之间的托盘P的交接的说明图。

首先，当对处于加工位置Q1的托盘P上的工件的加工完成时，使托盘P移动到加工侧位置Q2，并将其把持在托盘交换臂6的一个把持部7上。然后，使托盘交换臂6上升并且旋转180度，对载置有已加工工件的处于加工侧位置Q2的托盘P、与处于待机位置Q3上的载置有未加工工件的托盘进行交换，使托盘交换臂6下降，将各托盘定位在各自的位置上(图6(a))。另外，待机位置Q3处的托盘P的定位通过将各第1定位销27贯穿插入到托盘P的各第1销孔中来进行。

然后，使搬运板定位销26下降使其从搬运板定位孔28中拔出，将搬运板22在待机位置Q3处解除定位，然后，依次使第1汽缸23、第2汽缸24伸展。此时，托盘P与在凸轮从动件25、25…上滚动的搬运板22一起前进，被搬出到中间站14侧(图6(b))。另一方面，在中间站14中，通过凸轮从动件38、38…从下方支撑搬运板22，并使搬运板22移动到临时放置位置Q4。

当托盘P位于临时放置位置Q4时，使升降装置34动作以使提升臂35、35上升，将托盘P抬高到托盘P解除定位(即，搬运板22的第1定位销27、27…从托盘P的第1销孔拔出)(图6(c))，将托盘P从搬运板22交接给中间站14。这里，设置在各提升臂35的上表面的第3定位销36、36贯穿插入在托盘P的第2销孔中，托盘P在提升臂35、35上处于定位状态。

然后，在使搬运板22后退到待机位置Q3侧(图7(d))以后，使在临时放置位置Q4前方的轨道11上待机的堆装起重机12向后方进入，使其进入到托盘P下方的进入空间S内。然后，在临时放置位置Q4使堆装起重机12上升，将支撑在提升臂35、35上的托盘P进一步抬高到通过第3定位销36、36…和第2销孔实现的定位解除，将托盘P从中间站14交接给堆装起重机12。此时，堆装起重机12的第2定位销贯穿插入在托盘P的第1销孔中，托盘P在堆装起重机12上处于定位状态。

当托盘P由堆装起重机12支撑时，使堆装起重机12前进，以使其从进入空间S退出(图7(e))。

之后，使堆装起重机12向托盘收纳站13移动，将载置有已加工工件的托盘P更换成载置有未加工工件的新托盘P，再次使堆装起重机12返回到临时放置位置Q4的前方位置。然后，使堆装起重机12向后方进入，并使其进入到中间站14的进入空间S内。接着，使堆装起重机12下降，将新托盘P交接给处于上升状态的提升臂35、35(即，定位在临时放置位置Q4上)，之后使堆装起重机12前进，使其从进入空间S中退出(图7(f))。再者，从堆装起重机12将托盘P交接给中间站14时，通过各定位销和销孔实现的定位/定位解除也是和上述一样地进行，以下托盘P在中间站14与搬运板22之间的交接时也是如此。

当堆装起重机12从进入空间S中退出时，使第1汽缸23和第2汽缸24再次伸展，使搬运板22移动到中间站14内(图7(g))。之后，使升降装置34动作，使提升臂35、35下降，将新托盘P交接给搬运板22(图8(h))。然后，使第1汽缸23和第2汽缸24缩回以使搬运板22后退，使搬运板定位销26上升并贯穿插入到搬运板定位孔28中，从而将搬运板22(即新托盘P)定位在待机位置Q3上。然后，使搬运板22在待机位置Q3处待机，直到对处于加工位置Q1的托盘P上的工件加工结束为止，伴随加工的结束，使托盘交换臂6旋转等，来交换托盘(图8(j))。

如上所述地进行利用了中间站14的托盘P的交接。

根据如上所述的托盘的交接结构，由于在堆装起重机12与待机位置Q3之间设置了中间站14，并将该中间站14作为临时放置位置Q4来进行托盘P的交接，因此，能缩短堆装起重机12的臂在Z轴方向上的伸缩距离，既不需要限制载置在托盘上的工件的重量，也不需要使堆装起重机大型化，富于通用性，能够利用已有的堆装起重机12来构成。

而且，与卧式加工中心2相邻地设置中间站14，并且通过凸轮从动件38、38…将搬运板22支撑成能够水平移动。因而，在从待机位置Q3前进到中间站14时，无需担心由于工件的重量而造成搬运板22、第1汽缸23和第2汽缸24变形，即使是更加大型的工件等也能够良好地应对。

另外，在中间站14上设有升降装置34和提升臂35、35，搬运板22与中间站14之间的托盘P的交接通过提升臂35、35的升降动作来实现。因此，不需要在待机站21侧设置用于使搬运板22进行升降动作的驱动装置，能使待机站21侧的结构简化，并且在工件重量大的情况下，与通过使搬运板22上下运动来进行托盘P的交接相比，能够顺畅且稳定地进行托盘P的交接。另外，由于将第1汽缸23和第2汽缸24设置在卧式加工中心2侧，并且通过提升臂35、35将托盘P抬高进行支撑，使堆装起重机12进入进入空间S内时使搬运板22退避到卧式加工中心2侧，因而能在托盘P的下方确保更大的堆装起重机12的进入空间S。

而且，使在搬运板22上定位托盘P时的第1定位销27、27…、和在堆装起重机12上定位时的第2定位销贯穿插入在托盘P的第1销孔中，并且使在托盘交换臂6的把持部7上定位时的交换时定位销、和在各提升臂35上定位时的第3定位销36、36贯穿插入在托盘P的第2销孔中。即，构成为第1销孔和第2销孔分别由多个定位销共用的结构。所以，能实现与托盘P的定位有关的结构的合理化，能够实现托盘结构的简化和低成本化等。

另外，与本发明有关的托盘交接结构的构成丝毫不受上述实施方式记载的形态的限制，对于与机床、待机站、中间站和托盘搬运装置有关的结构，在不超出本发明主旨的范围内可以根据需要进行适当的改变。

例如，在上述实施方式中，构成为托盘P侧开设置两种销孔，但是，也可以构成为设置三种销孔，仅使第1定位销和第2定位销共用同一种销孔。而且，即使在托盘P侧设置销，在搬运板、中间站、堆装起重机侧设置销孔也没有任何问题。

而且，在如上述实施方式所记载的那样为旋转中心偏离旋转轴设置的类型的机床的情况下，结构上，只有设置中间站才能缩短堆装起重机的伸展距离，因而本发明的交接结构特别有效，但即使是托盘交换臂的旋转轴位于主轴轴线上的机床，当然也能够应用，对于没有托盘交换臂的机床，本发明也可应用。

另外，也可以将加工位置、待机位置配置在机床的侧方，并且将堆装起重机和托盘收纳站与Z轴平行地配置。此外，中间站和堆装起重机之间的托盘交接，并不限定于堆装起重机的上下运动，也可以使用提升臂的上下运动。

Claims

1、一种托盘交接系统，其用于在托盘待机位置与托盘搬运装置之间交接托盘，其中，上述托盘待机位置是机床中移动到加工位置之前的位置，上述托盘搬运装置具有起重装置，该起重装置能在轨道上移动，而且能够在前后方向进退，还能够进行升降运动，上述轨道在上述托盘待机位置的前方沿左右方向配设，上述托盘的交接是通过在上述托盘待机位置的前方位置使上述起重装置在前后方向上进退来进行的，其特征在于，

2、根据权利要求1所述的托盘交接系统，其特征在于，

在搬运板上设置有用于对处于载置状态下的托盘进行定位的第1定位销，并且在起重装置上设置有用于对处于支撑状态下的托盘进行定位的第2定位销，另一方面，在托盘上设有使上述第1定位销和上述第2定位销都能够插入的销孔，使上述第1定位销用的销孔和上述第2定位销用的销孔共用。

3、根据权利要求1或2所述的托盘交接系统，其特征在于，

中间站与托盘待机位置相邻地设置，并且在提升臂之间突出设有一对支撑壁，在该支撑壁的对置面侧沿前后方向并排设有多个凸轮从动件，通过上述凸轮从动件将从上述托盘待机位置移动到托盘临时放置位置的搬运板支撑成能够水平移动，另一方面，使起重装置进入到上述支撑壁之间。