机械工作系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及配置有包括机床在内的多个作业机的机械工作系统。
【背景技术】
[0002]作为构成为以包括车床等机床在内的作业机成为I条线的方式配置且多个作业机依次对I个工件进行作业的机械工作系统，研究了下述专利文献记载的系统。在该系统中，将在I个基台上载置有I个机械主体的机床排列多个，各机械主体能够从各基台拉出。因此，该系统成为对机械主体的维护、更换等的方便性高的系统。
[0003]专利文献I:日本专利第4789103号公报
【发明内容】
[0004]通过对配置有包括上述机床在内的多个作业机的机械工作系统实施改良，能够提高该系统的实用性。本发明根据这样的观点而作出，其课题在于提供实用性高的机械工作系统。
[0005]为了解决上述课题，本发明的机械工作系统的特征在于，具备基台和载置于该基台上并沿排列方向排列的多个作业机模块，这些多个作业机模块包括将机床模块化而得到的I个以上机床模块，并且能够将这些多个作业机模块分别沿着在与上述排列方向交叉的交叉方向上延伸的轨道从上述基台拉出。
[0006]发明效果
[0007]根据本发明的机械工作系统，多个模块以能够被拉出的方式排列，因此能够容易地进行这些模块的维护。另外，根据本发明的机械工作系统，在I个基台上排列多个模块，因此能够减少该系统具备的基台的数量。
[0008]发明方式
[0009]以下，例示几个本申请中认为能够申请专利的发明(以下有时称为“可申请发明”)的方式，并对它们进行说明。各方式与权利要求同样地，区分成项，对各项标注编号，根据需要以引用其他项的编号的形式记载。这不过是为了容易理解可申请发明而已，并不是将构成这些发明的构成要素的组合限定为以下的各项记载的内容。即，可申请发明应参照以下的各项附随的记载、实施方式的记载等而解释，在按照该解释的范围中，在各项的方式中进一步附加其他构成要素而得到的方式、从各项的方式中删除某一构成要素而得到的方式也能够成为可申请发明的一方式。
[0010]此外，以下的各项中，(I)项相当于技术方案I，(2)项相当于技术方案2，(4)项相当于技术方案3，(31)项相当于技术方案4，(32)项相当于技术方案5，(41)项相当于技术方案6，(42)项相当于技术方案7，(51)项相当于技术方案8，(55)项相当于技术方案9，(56)项相当于技术方案10，(61)项相当于技术方案11，(62)项相当于技术方案12，(63)项相当于技术方案13，(65)项相当于技术方案14，(66)项相当于技术方案15，(107)项相当于技术方案16。
[0011]《基本方式》
[0012](I)—种机械工作系统，具备基台和载置于该基台上并沿排列方向排列的多个作业机模块，这些多个作业机模块包括将机床模块化而得到的I个以上机床模块，并且能够将这些多个作业机模块分别沿着在与上述排列方向交叉的交叉方向上延伸的轨道从上述基台拉出。
[0013]根据本方式的系统，将多个模块以能够拉出的方式排列，因此能够容易地进行这些模块的维护。具体而言，通过拉出进行维护的模块，能以与该模块相邻的模块不会成为妨碍的方式进行维护。另外，根据本方式的系统，在I个基台上排列多个模块，因此能够减少该系统具备的基台的数量。
[0014]本方式的系统中的“作业机模块”是将各种作业机模块化而得到的结构，上述机床模块是其中一种。“作业机”例如以机床为代表，包括进行附随于基于该机床的机械加工的各种作业的机械。作业机中，例如包括测定机械加工的结果等的检查机、进行机械加工之前的前处理的前处理机等，而且，还广泛地包括进行工件(被加工物)向模块的供给的供给机、将完成作业的工件从模块接收而搬出或储藏的搬出机或储藏机等。顺便提及，“机床”中包括车床、钻床、铣床、加工中心、研削床、研磨床等。
[0015]根据本方式的系统，在I个基台上排列多个模块，因此能够减少该系统具备的基台的数量。基台如后面说明的那样，可以为不能分割、分离的单一体，也可以为将几个基台单元连结、固结等而成的结构。
[0016]此外，多个模块的上述“排列方向”及上述“交叉方向”都是与基台的上表面平行的方向，详细而言优选为水平方向。另外，鉴于能够缩短排列方向上的系统整体的长度(以下，有时称为“系统长度”)，即，能够缩短多个模块呈线状配置时的线长，优选上述排列方向和上述交叉方向相互正交。此外，在以下的说明中有时将模块的拉出的方向称为“拉出方向”。顺便提及，拉出方向是与交叉方向平行的方向。
[0017](2)根据(I)项所记载的机械工作系统，上述多个作业机模块在上述基台上沿上述排列方向彼此接近地排列。
[0018]根据本方式，能够缩短这些多个模块的排列的长度、即将这些多个模块呈线状排列时的该线的长度。换言之，能够缩短该系统的排列方向的长度。因此，根据本方式，能够构建长度比较短的机械工作系统。此外，本项中所说的“接近”是指例如相邻的模块的间隔不超过1cm的程度。若从尽可能缩短系统的排列方向的长度的观点出发，则优选2个模块的间隔为5cm以下，进而更优选2个模块的间隔实质上不存在。根据本方式，能够充分享受“模块的维护的容易化”这样的上述优点。
[0019]此外，若从缩短该系统的排列方向的长度的观点出发，则优选尽可能减小模块的宽度(排列方向的尺寸)。具体而言，优选配置模块的宽度为模块的长度(交叉方向的尺寸)的1/3以下、进而1/5以下的模块。
[0020](3)根据(I)项或(2)项所记载的机械工作系统，在将上述交叉方向上彼此相反的两个方向中的一方定义为前方、将另一方定义为后方的情况下，上述多个作业机模块分别在前方侧具有对工件进行作业的作业空间。
[0021]本方式的系统中，在前方侧排列各模块的作业空间。即，多个模块各自的作业空间在前方侧对齐。因此，本方式的系统具有能够容易地进行模块间的工件(是指被加工物、作业对象)的交接的优点，另外，具有操作员在前方侧进行基于各模块的作业的确认等的作业管理上的优点等种种优点。此外，以下的说明中，为了容易理解该说明，只要没有特别情况，有时将“交叉方向”称为“前后方向”，与之相关，有时将“排列方向”称为“左右方向”。
[0022](4)根据(I)项至(3)项中任一项所记载的机械工作系统，上述多个作业机模块分别能够向上述交叉方向上彼此相反的两个方向中的任一方向拉出。
[0023]本方式的系统中，能够向前方、后方中的任一方向拉出。因此，例如对应于进行维护的部位，能够选择拉出的方向，因此能够更容易地进行维护。
[0024]《基台的变形例》
[0025](11)根据(I)项至(4)项中任一项记载的机械工作系统，上述基台为单一物。
[0026]若从构成系统的构成要素的数量少、系统的设置容易的观点出发，则优选像本方式这样基台为单一物。此外，“单一物”是指实质上不能分离、分割的一体物。
[0027](12)根据(I)项至(4)项中任一项所记载的机械工作系统，上述基台构成为包括分别载置有上述多个作业机模块中的I个以上作业机模块的多个基台单元。
[0028]本方式在基台相当大的情况下有利。本方式可认为是基台由几个模块构成的方式。详细而言，本方式可认为是包括由I个基台单元和I个以上作业机模块构成的组的方式。即，本方式也可以认为是I个基台单元和I个以上作业机模块构成I个系统模块且配置多个该系统模块而构成该系统的方式。此外，若从使基台单元的数量比较少的观点出发，优选在I个基台单元上载置2个以上模块。顺便提及，基台单元优选为单一物，另外，多个基台单元也可以相互连结、固结等而构成基台。
[0029](13)根据(12)项所记载的机械工作系统，上述多个基台单元中的至少I个基台单元构成为载置上述多个作业机模块中的2个以上作业机模块。
[0030](14)根据(13)项所记载的机械工作系统，上述多个基台单元分别构成为载置上述多个作业机模块中的2个以上作业机模块。
[0031]上述2个项的方式是在减少基台单元的数量的观点方面有利的方式。特别是在后者的方式中，能够相当地减少基台单元的数量。
[0032]此外，在I个基台单元载置有2个以上作业机模块的系统模块其自身可认为是在之前揭示的基本方式的机械工作系统，后者的方式可认为是由多个机械工作系统构成的I个机械工作系统。
[0033](15)根据(12)项至(14)项中任一项所记载的机械工作系统，上述多个基台单元为大致相同结构的基台单元。
[0034]本方式能够认为是基台单元被标准化而得到的方式。例如，使多个基台单元的形状、尺寸等相同也包含于本方式。根据本方式，例如，对于排列的作业机模块的数量的变更等，通过变更基台单元的数量能够容易地应对，可实现富有柔性的系统。
[0035]《机床模块的变形例》
[0036](21)根据(I)项至(15)项中任一项所记载的机械工作系统，上述I个以上机床模块包括通过刀具对工件进行加工的I个以上水平心轴型模块，上述水平心轴型模块具备:(a)心轴，以自身的轴线沿上述交叉方向延伸的姿势配置，且用于通过自身的旋转而使工件旋转；(b)刀具保持头，保持刀具;及(C)头移动装置，设于上述心轴的上方，且使上述刀具保持头在上述交叉方向及上下方向上移动。
[0037]本项所说的“工件”可称为所谓被加工物、作业对象物，对机床模块来说，是指基于该模块的加工的对象物。另外，“刀具(工具)”根据机床模块的类别而不同，但例如包括车刀、钻头、铣刀、研削砂轮、研磨材料等。“心轴”使工件旋转，可称为所谓主轴。在具有上述心轴的机床中，一般在心轴的一端设置卡盘等工件保持工具，在保持于该工件保持工具的状态下，通过刀具进行加工。
[0038]上述的机械加工模块以心轴沿前后方向延伸的姿势配置，因此为了方便，将该模块称为“水平心轴型模块”。上述水平心轴型模块能够减小上述的排列方向、即左右方向的尺寸(以下，有时称为“宽度”或“模块宽度”)。使刀具保持头移动的头移动装置位于心轴的上方，这也有助于减小模块的宽度。此外，根据尽可能减小模块宽度而使模块的排列方向的平衡良好等理由，优选头移动装置配置在心轴的轴线(以下，有时称为“心轴轴线”)的正上方。
[0039](22)根据(21)项所记载的机械工作系统，上述I个以上水平心轴型加工机模块包括车床模块，上述车床模块通过上述心轴使工件旋转，并且通过作为上述刀具的车刀对该工件进行切削加工。
[0040]本方式是与在该系统内包括作为机床的车床而构成的系统有关的方式。本方式的车床模块为上述水平心轴型模块，因此模块宽度窄，包括该车床模块而构成的本方式的系统是系统长度比较短的系统。
[0041](23)根据(21)项或(22)项所记载的机械工作系统，上述I个以上水平心轴型加工机模块包括钻床/铣床模块，上述刀具保持头具有使刀具绕其轴线旋转的刀具旋转装置，并且在通过上述心轴的旋转使工件位于任意旋转位置的状态下将该工件固定，上述钻床/铣床模块分别通过作为上述刀具的钻头和铣刀中的至少一方对该工件进行开孔加工和铣削加工中的至少一方。
[0042]本方式是与包括作为车床和钻床中的至少一方发挥功能的机床而构成的系统有关的方式。本方式中的钻床/铣床模块可认为是例如具有使工件绕心轴轴线旋转的分度工作台的钻床或铣床被模块化而得到的模块。本方式中的钻床/铣床模块是上述水平心轴型模块，因此模块宽度窄，包括该钻床/铣床模块而构成的本方式的系统是系统长度比较短的系统。
[0043](24)根据(21)项至(23)项中任一项所记载的机械工作系统，上述I个以上水平心轴型模块中的至少I个水平心轴型模块构成为，上述刀具保持头对分别为上述刀具的多个刀具以能够选择性地利用其中I个刀具的方式进行保持，通过多个刀具中的选择出的I个刀具对工件进行加工。
[0044]本方式的系统所包括的水平心轴型模块能够通过多个刀具进行加工，根据本方式的系统，对于I个工件，通过比较少的模块，能够进行比较复杂的机械加工。在该水平型心轴型模块为车床模块的情况下，该模块可认为是所谓回转头车床或梳齿车床被模块化而得到的模块。另外，在该水平型心轴型模块为钻床/铣床模块的情况下，该模块可认为具有所谓加工中心的功能、即相当于具备刀具更换器的功能。
[0045]《与模块的拉出有关的结构》
[0046](31)根据(I)项至(24)项中任一项所记载的机械工作系统，上述多个作业机模块分别具有在上述排列方向上隔开间隔配置的I对车轮，并且，上述基台具有多个轨道对，该多个轨道对分别由以在排列方向上隔开间隔且沿上述交叉方向延伸的方式铺设的I对轨道构成，上述多个作业机模块各自具有的上述I对车轮分别在上述多个轨道对中的某I对轨道的一方转动，由此上述多个作业机模块分别能够沿上述轨道从上述基台拉出。
[0047]本方式中的“轨道”是用于界定上述轨道的构件(以下，有时称为“轨道界定构件”)的一种。根据本方式，通过设于模块的车轮在该轨道转动，能够利用比较小的力将该模块容易地拉出。此外，若考虑稳定的模块的拉出，则优选在模块上在交叉方向、即拉出方向上隔开间隔而在多个部位分别设置I对车轮。
[0048]本方式中，能够在基台上载置多个模块，因此在该基台上设置有多个轨道对。本方式的系统也可以构成为，例如在宽度比较窄的模块的情况下，该模块具有的I对车轮在多个轨道对中的I个轨道对转动，另一方面，在宽度比较宽的模块的情况下，该模块具有的I对车轮的一方在构成多个轨道对中的I个轨道对的I个轨道转动，该I对车轮的另一方在构成多个轨道对中的另一个轨道对的I个轨道转动。
[0049](32)根据(I)项至(31)项中任一项所记载的机械工作系统，对于上述多个作业机模块中的各作业机模块，设有在上述交叉方向上对该各作业机模块进行驱动的模块驱动机构。
[0050]根据本方式，能够不依赖人力而利用电动机等某个驱动源的力容易地将模块向拉出方向拉出。本方式的系统优选为在基台上排列重量比较重的模块的系统。此外，模块驱动机构具有的驱动源可以设置于基台，也可以设置于模块。顺便提及，虽然本方式未包含，但仅对于成为多个作业机模块的一部分的至少I个作业机模块设有模块驱动机构的方式也可作为可申请发明的方式。
[0051](33)根据(32)项所记载的机械工作系统，上述模块驱动机构包括:以沿上述交叉方向延伸的方式配置在上述多个作业机模块中的I个作业机模块和上述基台中的一方的齿条;及配置在上述多个作业机模块中的I个作业机模块和上述基台中的另一方且与上述齿条啮合的小齿轮及使该小齿轮旋转的驱动源。
[0052]本方式中，在模块驱动机构中，采用齿条和小齿轮机构。齿条和小齿轮机构除了能够可靠地传递力之外，小齿轮的旋转位置和齿条的移动位置的关系还成为直线关系(线性关系)，因此，根据本方式，通过控制小齿轮的旋转位置，能够将模块向其被拉出的位置(以下，有时称为“拉出位置”)准确地拉出。
[0053]《与模块的固定有关的结构》
[0054](41)根据(I)项至(33)项中任一项所记载的机械工作系统，对于上述多个作业机模块中的各作业机模块，设有将该各作业机模块固定于在上述交叉方向上设定的固定位置的模块固定机构。
[0055]上述“固定位置”在该系统工作时相当于模块应位于的位置即“通常时位置(也可以称为标准位置)”，在将模块拉出的情况下相当于应固定该模块的任意设定的“拉出位置”等。本方式的系统中，各模块在设定的固定位置通过模块固定机构被固定，因此较方便。此夕卜，模块固定机构对于多个模块分别设置，因此在本方式中，也可以认为在该系统设有多个模块固定机构。
[0056](42)根据(41)项所记载的机械工作系统，上述模块固定机构包括:配置在上述多个作业机模块中的I个作业机模块和上述基台中的一方的被卡定部;配置在上述多个作业机模块中的I个作业机模块和上述基台中的另一方且能够卡定上述被卡定部的卡定部及为了对通过该卡定部卡定上述被卡定部的状态和未通过该卡定部卡定上述被卡定部的状态进行切换而使该卡定部动作的卡定部动作装置。
[0057]本方式是施加了与模块固定机构的具体结构有关的限定的方式。根据本方式的系统，简单地说，能够进行模块的固定及该固定的解除。此外，在模块设置被卡定部、在基台上设置卡定部和卡定部动作装置的情况下，可认为是在基台侧进行模块的固定及该固定的解除的方式，相反，在基台设置被卡定部、在模块设置卡定部和卡定部动作装置的情况下，可认为是在模块侧进行自身的固定及该固定的解除的方式。
[0058](43)根据(41)项或(42)项所记载的机械工作系统，上述模块固定机构构成为，将上述多个作业机模块中的I个作业机模块固定于在上述交叉方向上分别作为上述固定位置而设定的多个固定位置。
[0059]根据本方式，例如在上述的通常时位置和拉出位置这两方，能够进行模块固定机构对模块的固定。顺便提及，本方式不仅包括对全部多个模块设有能够固定于多个固定位置的模块固定机构的方式，还包括仅对多个模块中的一部分设置能够固定于多个固定位置的模块固定机构而对这一部分以外的模块设置仅能够固定于I个固定位置(例如仅通常时位置)的模块固定机构的方式。
[0060](44)根据(43)项所记载的机械工作系统，上述模块固定机构构成为包括:配置在上述多个作业机模块中的I个作业机模块和上述基台中的一方的被卡定部;配置在上述多个作业机模块中的I个作业机模块和上述基台中的另一方且能够卡定上述被卡定部的卡定部及为了对通过该卡定部卡定上述被卡定部的状态和未通过该卡定部卡定上述被卡定部的状态进行切换而使该卡定部动作的卡定部动作装置，分别作为上述被卡定部或上述卡定部发挥功能的多个被卡定部或多个卡定部在上述交叉方向上隔开间隔地设置，由此将上述多个作业机模块中的I个作业机模块固定于上述多个固定位置。
[0061]本方式是施加与能够在多个固定位置固定模块的模块固定机构的具体结构有关的限定的方式。本方式中，包括以下方式:设有多个被卡定部，这些多个被卡定部中的任一个被卡定部被I个卡定部卡定，由此将模块固定在与卡定的被卡定部对应的固定位置，另夕卜，包括以下方式:设有多个卡定部，这些多个卡定部中的任一个卡定部将I个被卡定部卡定，由此将模块固定在与卡定的卡定部对应的固定位置。为了实现这2个方式中的任一个方式所属的一方式，也可以构成为，对于模块固定机构，例如将2个卡定部及2个被卡定部以相同间隔设置，在2个卡定部中的一个卡定部卡定2个被卡定部中的一个被卡定部且另—^定部卡定另一被卡定部的状态下，将模块固定于通常时位置，在2个卡定部中的一方将2个被卡定部中的另一方卡定的状态下，将模块固定于第I拉出位置，在2个卡定部中的另一方将2个被卡定部中的一方卡定的状态下，将模块固定于第2拉出位置。这样构成的模块固定机构在模块能够向前方和后方这两方拉出的系统中能够适宜地采用。
[0062](45)根据(41)项至(44)项中任一项所记载的机械工作系统，上述模块固定机构为将上述多个作业机模块中的I个作业机模块以按压于上述基台的状态固定的按压型固定机构。
[0063]根据本项的方式，模块被牢固地固定于基台，能够防止或抑制由于进行作业而产生的模块的振动等不良影响。具体而言，例如在模块为车床模块的情况下，保证良好的切削精度(加工精度)。此外，本方式不需要该系统具备的全部模块固定机构为按压型固定机构。即，仅模块固定机构的一部分为按压型固定机构的方式也包含于本方式。
[0064](46)根据(45)项所记载的机械工作系统，上述模块固定机构