制造系统的制作方法

本发明涉及配置有多个作业机的制造系统。

背景技术：

包含机床的作业机配置成一条线，作为构成为多个作业机对一个工件依次进行作业的制造系统，研究了下述专利文献记载那样的系统。在该系统中，排列多个在一个底座上载置有一个机械主体部的机床，各机械主体部能够从各底座拉出。因此，该系统对于机械主体部的维修、更换等的便利性较高。

专利文献1：日本特开2006-68894号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

通过对上述那样的配置有包含机床的多个作业机的制造系统实施改良，而能够提高该系统的实用性。本发明根据这样的观点而作出，其课题在于提供一种高实用性的制造系统。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的制造系统具备底座和沿排列方向排列在该底座上或底座旁边且相对于该底座能够拆装的多个作业机模块，

上述多个作业机模块构成为包括：一个以上的加工作业模块，通过工具对工件进行机械加工作业；及一个以上的附带作业模块，进行作为附带于该机械加工作业而进行的作业的附带作业。

发明效果

本发明的制造系统不仅将对工件进行加工作业的机床中的至少一个机床模块化，而且将进行附带作业的机械的至少一个机械模块化，上述附带作业是附带于加工作业而进行的作业，例如，向该制造系统投入工件、加工前、加工中或加工结束后的工件的检查和检测、工件的临时放置等附带作业。根据本发明的制造系统，能够容易地进行加工作业模块及附带作业模块的增减或它们的排列更换，因此能容易地进行与制造工序的变更对应的模块的重组。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的制造系统的主视图。

图2是以来自右前方的视点表示图1所示的制造系统的立体图。

图3是表示将图1所示的作业机模块在底座上向前方拉出后的状态的立体图。

图4是表示将图1所示的作业机模块从底座向后方拉出后的状态的立体图。

图5是表示在图1所示的系统中制造的产品的加工过程的剖视图。

图6是在图1所示的系统中制造的产品的立体图。

图7是图1所示的系统具备的工件移送装置的立体图。

图8是图1所示的系统具备的工件投入模块的立体图。

图9是图1所示的系统具备的车床模块的立体图。

图10是图1所示的系统具备的检测模块的立体图。

图11是图1所示的系统具备的临时放置模块的立体图。

图12是图1所示的系统具备的钻铣模块的立体图。

图13是图1所示的系统具备的贮存模块的立体图。

图14是表示变形例的制造系统的立体图。

图15是表示另一个变形例的制造系统的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的一实施方式的制造系统的一例。另外，本发明除了下述实施方式之外，还能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更的形态实施。

<制造系统的整体结构>

如图1、图2所示，本发明的一实施方式的制造系统10具备底座20和相对于该底座20排列的九个作业机模块30。本实施方式的制造系统10的图1所示的一侧面侧由外装板32覆盖。另外，该外装板32包含上部板34和下部板36而构成，上部板34与九个作业机模块30分别对应地设置，各作业机模块30包含其上部板34而模块化。在以下的说明中，将由该外装板32覆盖的一侧面侧称为正面侧，将关于该系统10的“前后”、“左右”、“上下”作为从系统10的正面侧观察时的前后、左右、上下进行处理。即，九个作业机模块30排列的左右方向是排列方向，前后方向是与排列方向交叉(正交)的方向即交叉方向。

九个作业机模块30中的八个作业机模块30(从图1中的右侧起的八个作业机模块30)载置在底座20上，剩下的一个作业机模块30(图1中的左端的作业机模块30)配置在底座20旁边，九个作业机模块30排列成一条线。由图1、图2可知，九个作业机模块30的排列方向的尺寸相等，且相互接近地排列。另外，九个作业机模块30包含后文详细说明的六种作业机模块30A、30B、30C、30D、30E、30F，与上述各种作业机模块30分别对应的上部板34彼此具有大致相等的形状、尺寸、构造。因此，本制造系统10成为外表具有统一感的结构。

另外，各种作业机模块30的左右方向的尺寸远小于前后方向的尺寸。并且，底座20的左右方向的尺寸与载置有八个作业机模块30的状态下的八个作业机模块30的左右方向的尺寸大致相等。即，底座20在左右方向上，成为能够正好载置八个作业机模块30的大小。根据以上那样的结构，本制造系统10尽管排列有九个作业机模块30，但是该系统10整体在排列方向上的长度比较短。

底座20是图3、图4所示的底座单元40排列有四个并相互固定而成的结构。四个底座单元40分别能够载置两个作业机模块30。上述四个底座单元40分别被标准化，设为彼此相同的形状、尺寸、构造。另外，本制造系统10的底座20由四个底座单元构成，但是也可以设为在作为单一物的一个底座上载置并排列八个作业机模块30而成的系统。

如图4所示，在各底座单元40上沿排列方向并列设置有与其载置的模块的个数对应的个数的轨道对42，具体而言为两个轨道对42。一个轨道对42由空出间隔而沿交叉方向(前后方向)延伸地敷设的一对轨道44构成。轨道44划定出拉出作业机模块30时的模块30移动的轨道。另一方面，在各模块30上，前后各一对车轮46，即两对车轮46以能够旋转的方式保持于床身48。另外，六种作业机模块30中的载置在底座20上的五种作业机模块30中，上述床身48及两对车轮46被标准化，成为彼此相同的形状、尺寸、构造，设置在床身48上的机械主体不同。并且，通过两对车轮46在一对轨道44上滚动，而作业机模块30能够容易地从底座单元40向交叉方向上的两侧拉出，详细而言，既能向前方侧也能向后方侧拉出。其中，图3中的右侧的作业机模块30向交叉方向上的前方被拉出。

进而言之，作业机模块30能够被拉出至能够脱离底座单元40。图4表示利用台车50从后方拉出该模块30后的状态。该台车50具有与设置在底座单元40上的一对轨道44相同的截面形状且相同间隔的一对轨道52，一对轨道52以延长一对轨道44的方式设置于底座20。在该状态下，能够使作业机模块30的一部分或者整体在台车50上移动。另外，图3及图4仅代表性地示出一种作业机模块30，但是如上所述，载置在底座20上的五种作业机模块30的床身48及两对车轮46被标准化，因此都既能向前方侧也能向后方侧从底座单元40拉出。

本制造系统10对图5(a)所示的工件W1利用各种工具进行机械加工作业，制造图6所示的产品P。即，在本制造系统10中，九个作业机模块30中的五个作业机模块30设为对工件进行机械加工作业的加工作业模块。详细而言，本制造系统10具备三个将车床模块化而成的车床模块30B和两个将利用钻头进行开孔或铣磨加工等的加工中心模块化而成的钻铣模块30E作为加工作业模块。

另一方面，九个作业机模块30中的剩下的四个作业机模块30是进行附带作业的附带作业模块，上述附带作业是附带于通过加工作业模块进行的机械加工作业而进行的作业。详细而言，本制造系统10具备向该系统10投入工件W1的工件投入模块30A、对加工中的工件进行检测的检测模块30C、用于在该系统10的中间临时放置工件的临时放置模块30D及收纳完成的产品P的贮存模块30F各一个作为附带作业模块。

本制造系统10以与底座20的左侧的侧面相接的方式排列工件投入模块30A，并且在底座10上从左侧依次排列三个车床模块30B、检测模块30C、临时放置模块30D、两个钻铣模块30E、贮存模块30F。并且，本制造系统10将通过工件投入模块30A投入的工件从左侧的作业机模块30依次进行基于各作业机模块30的作业。

另外，本制造系统10具备两个图7所示的工件装载器60作为沿排列方向移送工件的工件移送装置。上述两个工件装载器60能够沿着在底座20的交叉方向上的前方侧的侧面设置的轨道在排列方向上移动，能够遍及多个作业机模块30地移送工件。即，上述工件装载器60虽然图示省略，但是能够沿着排列方向在由底座20和外装板32形成的空间内移动。

另外，上述两个工件装载器60分别具有多关节型的臂62和作为设置在该臂62的前端而保持工件的保持件的卡盘64。即，工件装载器60能够使其臂62伸长至作业机模块30的作业位置，并通过卡盘64向作业位置安装工件及使工件从作业位置脱离。

此外，工件装载器60具有工件翻转装置66。该工件翻转装置66通过夹紧件68把持工件，并使该夹紧件68绕着沿上下方向延伸的轴线旋转180°，从而使工件翻转。另外，在想要将卡盘64保持的工件的上下方向的朝向变更180°的情况下，工件装载器60通过臂62使由卡盘64保持的工件移动到能够通过夹紧件68进行把持的位置，使夹紧件68进行把持，并且通过卡盘64再次保持利用工件翻转装置66翻转后的工件。

一个工件装载器60能够在从左侧起的第二个作业机模块30至从左侧起的第五个作业机模块30之间移动，并从工件投入模块30A接收工件、在三个车床模块30B及检测模块30C中交接工件、向临时放置模块30D交付工件等。另外，另一个工件装载器60能够在从左侧起的第七个作业机模块30至右端的作业机模块30之间移动，并从临时放置模块30D接收工件、在钻铣模块30E中交接工件、向贮存模块30F交付工件等。

<产品的制造过程及作业机模块的结构>

(A)工件的投入(工件投入模块)

接下来，说明各作业机模块30的结构，并依次说明本制造系统10的产品P的制造过程。首先，在本制造系统10中，通过工件投入模块30A投入工件W1。工件投入模块30A如图8(省略上部板34等来表示)所示，以沿上下方向重叠的方式具有四段沿交叉方向延伸的工件池80，而能够收纳多个工件W1。工件投入模块30A在交叉方向上的前端的上方侧设有投入台82，上述投入台82成为使工件装载器60接收工件W1的位置，即投入位置。工件投入模块30A的设置在工件池80的前方的升降机84从工件池80逐个地接收工件W1，并搬运至投入台82的高度。并且，升降机84上的工件W1通过气缸装置86被压出至投入台82上，从而位于投入位置。

(B)切削加工(车床模块)

在本制造系统10中，首先，通过三个车床模块30B对投入的工件W1进行切削加工。车床模块30B分别将车床模块化而成，如图9所示，在先前说明的将两对车轮46保持为能够旋转的床身48上固定有车床主体90。车床主体90构成包括：主轴92，用于通过自身的旋转而使工件旋转；工具保持头94，保持分别作为工具的多个车刀；及头移动装置96，使该工具保持头94向上下及前后移动。

各车床模块30B通过设置在主轴92的前端的卡盘保持工件，使该工件旋转，并通过由头94保持的车刀进行切削加工。另外，第一个车床模块30B对图5(b)所示的双点划线的部位进行切削，第二个及第三个车床模块30B对图5(c)所示的双点划线的部位进行切削。另外，从工件W2向W3的切削加工比从W1向W2的切削加工需要更长的时间，因此第二个车床模块30B和第三个车床模块30B进行完全相同的作业，将通过第一个车床模块30B进行了切削加工后的工件W2交替地向第二个车床模块30B、第三个车床模块30B移送。

(C)工件的检测(检测模块)

由三个车床模块30B加工后的工件W3通过工件装载器60向检测模块30C移送。该检测模块30C对由三个车床模块30B加工后的全部工件W3进行检测。检测模块30C利用进深较深(交叉方向的尺寸长)，而沿交叉方向排列设定两个部位的检测位置。并且，如图10所示，检测模块30C在上述两个部位的检测位置分别设有第一检测器100及第二检测器102。上述两个检测器100、102分别具有在排列方向上并列并能够沿排列方向移动的一对爪104，通过上述一对爪104夹持工件W3的一部分，并根据此时的一对爪104的间隔来检测该工件W3的一部分的尺寸。

另外，检测模块30C具有使卡盘106保持的工件W3沿着交叉方向移动的工件移动装置108。检测模块30C通过工件移动装置108，首先使工件W3移动至设有第一检测器100的检测位置，检测工件W3的一端侧的尺寸L₁(参照图5(c))，接下来，使工件W3移动至设有第二检测器102的检测位置，检测工件W3的另一端侧的尺寸L₂。并且，在相对于设计值的误差较大的情况下，检测模块30C发出警告。

另外，本制造系统10的检测模块30C设定有两个部位的检测位置，但是也可以增加为三个部位以上。另外，本制造系统10的检测模块30C构成为在一个部位的检测位置处，通过一个检测器进行检测，但是也可以构成为在一个部位的检测位置处，通过多个检测器进行检测。

(D)工件的临时放置(临时放置模块)

将在检测模块30C的检测中没有问题的工件W3接下来向临时放置模块30D移送。如图11所示，该临时放置模块30D沿上下排列地设有两个载置工件W3的临时放置台120、122。上述临时放置台120、122分别构成为通过分别对应设置的两个台移动装置124、126而沿交叉方向移动，成为从底座20突出的状态，或者退避到底座20的上方的状态。

通常如图11所示，下段的临时放置台120成为从底座20突出的状态，上段的临时放置台122成为退避到底座20的上方的状态，使用下段的临时放置台120，在两个工件装载器60之间交接工件W3。另外，在操作员等为了工件W3的品质等的检查而要直接用手拿取的情况下，按照来自外部的指示，使上段的临时放置台122成为从底座20突出的状态，能够在该上段的临时放置台122上载置工件W3。上部板34能够沿上下方向开闭，通过将上部板34打开，能够容易地取出上段的临时放置台122上载置的工件W3。

另外，本制造系统10的临时放置模块30D具有两个分别能够载置一个工件的临时放置台，但是也可以将临时放置台增加为三个以上、使在一个临时放置台上能够载置多个工件，而能够载置更多的工件从而形成为能够收纳多个工件的模块。

(E)开孔加工(钻铣模块)

接下来，通过两个钻铣模块30E对工件W3进行开孔加工。各钻铣模块30E是将加工中心模块化而成的结构，如图12所示，在先前说明的将两对车轮46保持为能够旋转的床身48上固定加工中心主体130而成。加工中心主体130构成为包括：在下端部保持钻头等工具的主轴头132、使该主轴头132沿上下方向移动的头升降装置134、通过使主轴头132沿着相互正交的两个方向移动而使主轴头132沿着水平面移动的头移动装置136、保持工件W3的工件台138及收纳于加工中心主体130内部的工具库。

各钻铣模块30E对于由工件台138固定保持的工件，使主轴头132移动到开孔位置，一边使安装有钻头的主轴140旋转一边使主轴头132下降，从而开设出图6所示的两种孔142、144。并且，对由主轴头132保持的工具与收纳于工具库的其他工具进行更换，并进行孔的倒角等加工，从而完成产品P。另外，对工件的开孔加工比其他作业机模块30的作业时间需要更长的时间，因此两个钻铣模块30E进行完全相同的作业，工件装载器60将从临时放置模块30D接收的工件W3交替地向两个钻铣模块30E移送。

其中，在本制造系统10中，设为钻铣模块30E仅进行开孔加工，但是该钻铣模块30E是将加工中心模块化而成的，因此也可以使用于铣削或铣磨加工等各种加工。

(F)搬出侧的收纳(贮存模块)

作为工件的一种的完成后的产品P被收纳于贮存模块30F。如图13所示，贮存模块30F具有沿交叉方向延伸的输送机150，每当通过工件装载器60载置了产品P时，通过输送机150使载置的产品P向后方移动一个产品的量。即，贮存模块30F能够将多个产品P以并列的状态收纳在输送机150上。其中，输送机150的产品P能够从交叉方向上的后端搬出。

另外，该贮存模块30F也可以用作用于在制造系统的中间临时放置工件的模块。

<制造系统的特征>

本制造系统10构成为，各作业模块30分别设为排列方向的尺寸小于交叉方向的尺寸，利用交叉方向的空间进行作业，通过使上述作业模块30分别无间隙地接近排列，而排列方向的长度缩短。另外，本制造系统10不仅将进行机械加工作业的机械模块化，而且将进行附带于该机械加工作业而进行的附带作业的机械也模块化，因此仅通过将上述加工作业模块及附带作业模块更换排列，就能够容易地构筑出制造各种产品的系统。

例如，与通过上述制造系统10制造的产品P相比，在制造铣磨加工或开孔加工较多的产品的情况下，能够形成图14所示那样的制造系统170。该制造系统170从上游侧(左侧)依次排列工件投入模块30A、两个车床模块30B、检测模块30C、临时放置模块30D、三个钻铣模块30E、贮存模块30F。

另外，例如在先进行铣削加工、铣磨加工、开孔加工，并以通过该开孔加工而开设的孔为基准来保持工件并进行切削加工的情况下，能够形成图15所示那样的制造系统180。该制造系统180从上游侧依次排列工件投入模块30A、两个钻铣模块30E、临时放置模块30D、三个车床模块30B、检测模块30C、贮存模块30。

附图标记说明

10：制造系统 20：底座 30：作业机模块 30A：工件投入模块〔附带作业模块〕 30B：车床模块〔加工作业模块〕 30C：检测模块〔附带作业模块〕 30D：临时放置模块〔附带作业模块〕 30E：钻铣模块〔加工作业模块〕 30F：贮存模块〔附带作业模块〕 40：底座单元 42：轨道对 44：轨道 46：车轮 48：床身 50：台车 60：工件装载器〔工件移送装置〕 66：工件翻转装置 80：工件池 82：投入台〔投入位置〕 100：第一检测器 102：第二检测器 108：工件移动装置 120、122：临时放置台 150：输送机 170：制造系统 180：制造系统