特許 6906724 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6906724

(24)【登録日】2021年7月1日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/24 20060101AFI20210708BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20210708BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20210708BHJP

   B23Q 3/157 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   B23Q17/24 Z

   B23Q17/00 A

   B23Q11/08 Z

   B23Q3/157 F

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2021-51563(P2021-51563)

(22)【出願日】2021年3月25日

【審査請求日】2021年3月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長末 秀樹

【審査官】 中里 翔平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１２３６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０２１−３５７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−２２２４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特許第６８４８１１０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２００６／１３８２９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３／１５５ − ３／１５７

Ｂ２３Ｑ ７／００ − ７／１８

Ｂ２３Ｑ １１／０８

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２３Ｑ １７／２４

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

Ｇ０５Ｄ １／００ − １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カメラを有する搬送機構を用いて、内部空間と、その外側の外部空間との間で搬送対象物を搬送する作業が行なわれる工作機械であって、
前記内部空間および前記外部空間の間を隔てる第１状態と、前記内部空間を前記外部空間に向けて開放する第２状態との間で動作可能な可動式カバーと、
前記内部空間に設けられる固定式カバーと、
前記内部空間において前記可動式カバーおよび前記固定式カバーのいずれか一方である第１カバーにより支持され、前記工作機械に対して前記搬送機構の位置決めを行なうために前記カメラにより撮像される識別子とを備え、
前記可動式カバーが前記第１状態とされた場合に、前記識別子は、前記可動式カバーおよび前記固定式カバーのいずれか他方である第２カバーと対向して位置決めされ、前記可動式カバーが前記第２状態とされた場合に、前記第１状態よりも前記第２カバーから遠ざかって位置決めされる、工作機械。

【請求項2】

前記内部空間は、ワークの加工が行なわれる加工エリア、または、複数の工具が格納されるマガジン内エリアであり、
前記可動式カバーは、前記加工エリアまたは前記マガジン内エリアを区画形成するカバー体に設けられる扉部である、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記可動式カバーが前記第１状態とされた場合に、前記識別子の周りの空間を、前記内部空間から隔てるように設けられ、前記内部空間から前記識別子に向けた異物の進入を防ぐ異物進入防止機構をさらに備える、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記識別子の周りの空間に空気を供給する空気供給機構をさらに備える、請求項３に記載の工作機械。

【請求項5】

前記識別子は、図形であり、
前記第１カバーは、平面形状を有し、前記図形が付される平面部を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特許第６７８５９３１号明細書（特許文献１）には、加工エリア内に姿勢補正用の識別図形が配置された工作機械と、識別図形を撮像するためのカメラを有し、工作機械に対して作業を行なうロボットとを備える生産システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６７８５９３１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１に開示されるように、工作機械に識別図形を配置し、その識別図形をカメラにより撮像することによって、工作機械に対してロボット等の搬送機構を位置決めすることが行なわれている。このような工作機械において、識別図形が、加工エリア内で生じる切屑、クーラントまたはミスト等の異物によって汚損されると、工作機械に対する搬送機構の位置決めを適正に行なうことが難しくなる。

【0005】

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、搬送機構の位置決めが適正に行なわれる工作機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に従った工作機械は、カメラを有する搬送機構を用いて、内部空間と、その外側の外部空間との間で搬送対象物を搬送する作業が行なわれる工作機械である。工作機械は、内部空間および外部空間の間を隔てる第１状態と、内部空間を外部空間に向けて開放する第２状態との間で動作可能な可動式カバーと、内部空間に設けられる固定式カバーと、内部空間において可動式カバーおよび固定式カバーのいずれか一方である第１カバーにより支持され、工作機械に対して搬送機構の位置決めを行なうためにカメラにより撮像される識別子とを備える。可動式カバーが第１状態とされた場合に、識別子は、可動式カバーおよび固定式カバーのいずれか他方である第２カバーと対向して位置決めされ、可動式カバーが第２状態とされた場合に、第１状態よりも第２カバーから遠ざかって位置決めされる。

【0007】

このように構成された工作機械によれば、可動式カバーが第１状態とされ、内部空間および外部空間の間が可動式カバーにより隔てられた場合に、識別子が第２カバーと対向して位置決めされることによって、内部空間におけるクーラント、切屑またはミスト等の異物が識別子を汚損することを抑制できる。一方、可動式カバーが第２状態とされ、内部空間が外部空間に向けて開放された場合に、識別子が第１状態よりも第２カバーから遠ざかって位置決めされることによって、清浄に保たれた識別子をカメラにより撮像することができる。これにより、工作機械に対する搬送機構の位置決めを適正に行なうことができる。

【0008】

また好ましくは、内部空間は、ワークの加工が行なわれる加工エリア、または、複数の工具が格納されるマガジン内エリアである。可動式カバーは、加工エリアまたはマガジン内エリアを区画形成するカバー体に設けられる扉部である。

【0009】

このように構成された工作機械によれば、識別子が、加工エリアまたはマガジン内エリアにおいて、クーラント、切屑またはミスト等により汚損されることを抑制できる。この場合に、可動式カバーが、加工エリアまたはマガジン内エリアを区画形成するカバー体に設けられる扉部であるため、扉部の開閉動作に伴って、第１状態および第２状態を得ることができる。

【0010】

また好ましくは、工作機械は、可動式カバーが第１状態とされた場合に、識別子の周りの空間を、内部空間から隔てるように設けられ、内部空間から識別子に向けた異物の進入を防ぐ異物進入防止機構をさらに備える。

【0011】

このように構成された工作機械によれば、異物が識別子を汚損することをさらに効果的に抑制できる。

【0012】

また好ましくは、工作機械は、識別子の周りの空間に空気を供給する空気供給機構をさらに備える。

【0013】

このように構成された工作機械によれば、識別子の周りの空間の圧力を高めることによって、内部空間から識別子に向けた異物の進入をさらに効果的に防ぐことができる。

【0014】

また好ましくは、識別子は、図形である。第１カバーは、平面形状を有し、図形が付される平面部を含む。

【0015】

このように構成された工作機械によれば、図形が平面形状を有する平面部に付されることによって、図形を平面状に保つことができる。これにより、工作機械に対する搬送機構の位置決めをさらに適正に行なうことができる。

【発明の効果】

【0016】

以上に説明したように、この発明に従えば、搬送機構の位置決めが適正に行なわれる工作機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この発明の実施の形態１における工作機械を備えた生産システムを模式的に示す上面図である。

【図2】図１中の生産システムに用いられる搬送機構を示す斜視図である。

【図3】図１中の工作機械を示す正面図である。

【図4】識別子を示す正面図である。

【図5】ワーク搬送時にカメラにより撮像された識別子の画像の一例を示す図である。

【図6】ワーク搬送時における工作機械を示す上面図である。

【図7】ワーク搬送時における工作機械を示す正面図である。

【図8】ワーク加工時における工作機械を示す上面図である。

【図9】ワーク加工時における工作機械を示す正面図である。

【図10】加工エリア内における識別子の取り付け構造を示す斜視図である。

【図11】異物進入防止機構の変形例を示す加工エリア内の側面図である。

【図12】この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク搬送時）を示す上面図である。

【図13】この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク搬送時）を示す正面図である。

【図14】この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク加工時）を示す上面図である。

【図15】この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク加工時）を示す正面図である。

【図16】この発明の実施の形態３における工作機械を備えた生産システムを模式的に示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0019】

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における工作機械を備えた生産システムを模式的に示す上面図である。図２は、図１中の生産システムに用いられる搬送機構を示す斜視図である。

【0020】

図１および図２を参照して、生産システムは、工作機械１０と、材料ストッカ１２２および製品ストッカ１２１と、搬送機構１２０と、搬送機構１２０を制御するための制御装置１４０とを有する。

【0021】

材料ストッカ１２２は、図１において工作機械１０の左隣に配設され、当該工作機械１０で加工される複数の材料（加工前ワーク）をストックする装置である。製品ストッカ１２１は、図１において工作機械１０の右隣に配設され、当該工作機械１０で加工された複数の製品、または、半製品（加工済ワーク）をストックする装置である。

【0022】

搬送機構１２０は、工作機械１０に対して搬送対象物としてワークを搬送する。搬送機構１２０は、無人搬送車１３５およびロボット１２５を有する。

【0023】

ロボット１２５は、無人搬送車１３５に搭載されている。ロボット１２５は、無人搬送車１３５の上面である載置面１３６に搭載されている。無人搬送車１３５には、オペレータが携帯可能な操作盤１３７が付設されている。操作盤１３７は、データの入出力を行なうための入出力部と、当該無人搬送車１３５およびロボット１２５を手動操作するための操作部と、画面表示可能なディスプレイとを有する。

【0024】

無人搬送車１３５は、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（たとえば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を有する。無人搬送車１３５は、制御装置１４０による制御に基づいて、工作機械１０、材料ストッカ１２２および製品ストッカ１２１が配設される領域を含む工場内を無軌道で走行するように構成されている。

【0025】

ロボット１２５は、第１アーム１２６、第２アーム１２７および第３アーム１２８を有する多関節型のロボットである。ロボット１２５は、エンドエフェクタとしてのハンド１２９をさらに有する。ハンド１２９は、第３アーム１２８の先端部に取り付けられている。搬送機構１２０（ロボット１２５）は、カメラ１３１をさらに有する。カメラ１３１は、ステレオカメラである。カメラ１３１は、取り付けバー１３０を介して、第３アーム１２８に取り付けられている。

【0026】

図３は、図１中の工作機械を示す正面図である。図３を参照して、工作機械１０は、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋盤である。工作機械１０は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically Control）工作機械である。

【0027】

本明細書においては、工作機械１０の左右方向（幅方向）に平行で、水平方向に延びる軸を「Ｚ軸」といい、工作機械１０の前後方向（奥行き方向）に平行で、水平方向に延びる軸を「Ｙ軸」といい、鉛直方向に延びる軸を「Ｘ軸」という。図３中における右方向を「＋Ｚ軸方向」といい、左方向を「−Ｚ軸方向」という。図３中における紙面の手前方向を「＋Ｙ軸方向」といい、奥方向を「−Ｙ軸方向」という。図３中における上方向を「＋Ｘ軸方向」といい、下方向を「−Ｘ軸方向」という。

【0028】

なお、工作機械１０の構造を説明する便宜上、上記のとおりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定したが、これらは、旋盤で定義されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と必ずしも一致するものではない。

【0029】

工作機械１０は、カバー体２１を有する。カバー体２１は、加工エリア２００を区画形成するとともに、工作機械１０の外観をなしている。加工エリア２００は、ワークの加工が行なわれる空間であり、ワーク加工に伴う切屑、クーラントまたはミスト等の異物が加工エリア２００の外側の外部空間２６０（後出の図６等を参照）に漏出しないように密閉されている。

【0030】

加工エリア２００には、Ｚ軸に平行な回転中心軸２１０を中心にワークを回転させるためのワーク主軸４１と、複数の工具を保持し、Ｚ軸方向に平行な旋回中心軸２３０を中心に旋回可能なタレットタイプの刃物台１２とが配置されている。加工エリア２００には、ワークの回転中心を支持するための心押し台、または、Ｚ軸方向においてワーク主軸４１と対向して配置される対向ワーク主軸がさらに配置されてもよい。

【0031】

カバー体２１には、開口部２６が設けられている。開口部２６は、加工エリア２００を外部空間２６０に開放している。

【0032】

開口部２６は、前方開口部２７と、上方開口部２８とを有する。前方開口部２７は、加工エリア２００を＋Ｙ軸方向に向けて開放している。作業者は、加工エリア２００にアクセスする場合に、前方開口部２７の開口面と対向する位置に立つ。上方開口部２８は、加工エリア２００の上方に配置されている。上方開口部２８は、前方開口部２７から連なっている。前方開口部２７の上端部（＋Ｘ軸方向における端部）は、上方開口部２８の前端部（＋Ｙ軸方向における端部）に連なっている。上方開口部２８は、加工エリア２００を＋Ｘ軸方向に向けて開放している。

【0033】

カバー体２１は、第１正面カバー１６および第２正面カバー１４と、天井カバー１９と、機内カバー５１とを有する。第１正面カバー１６、第２正面カバー１４および天井カバー１９は、工作機械１０の外観をなしている。機内カバー５１は、加工エリア２００に設けられている。機内カバー５１は、加工エリア２００を区画形成している。

【0034】

第１正面カバー１６および第２正面カバー１４は、Ｚ軸方向において、開口部２６の両側にそれぞれ設けられている。第１正面カバー１６の内側には、ワーク主軸４１等が配置されている。第２正面カバー１４には、操作パネル１５が設けられている。操作パネル１５は、作業者が工作機械１０を操作する際に用いる各種のボタンおよびスイッチ、ならびに、工作機械１０におけるワークの加工状態等を示す表示部などを含む。

【0035】

天井カバー１９は、工作機械１０の天井に配置されている。第１正面カバー１６、第２正面カバー１４および天井カバー１９により、開口部２６が画定されている。

【0036】

機内カバー５１は、第１機内サイドカバー５１ｓと、第２機内サイドカバー５１ｔとを有する。

【0037】

第１機内サイドカバー５１ｓおよび第２機内サイドカバー５１ｔは、Ｚ軸方向に直交する平板形状を有する。第１機内サイドカバー５１ｓおよび第２機内サイドカバー５１ｔは、Ｚ軸方向において、互いに離れて対向している。第１機内サイドカバー５１ｓは、−Ｚ軸方向における加工エリア２００の端部に設けられている。ワーク主軸４１は、第１機内サイドカバー５１ｓから＋Ｚ軸方向に突出するように設けられている。第２機内サイドカバー５１ｔは、＋Ｚ軸方向における加工エリア２００の端部に設けられている。

【0038】

カバー体２１は、扉部３１をさらに有する。扉部３１は、開口部２６に設けられている。

【0039】

扉部３１は、開口部２６を閉塞し、加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態（閉状態）と、加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態（開状態）との間で動作可能である。扉部３１は、第１状態および第２状態の間においてスライド動作する。扉部３１は、第１状態および第２状態の間において、水平方向にスライド動作する。扉部３１は、第１状態および第２状態の間において、Ｚ軸方向にスライド動作する。なお、図３中には、第２状態とされた扉部３１が示されている。

【0040】

扉部３１は、工作機械１０の外観をなしている。扉部３１は、第１状態とされた場合に、機内カバー５１とともに加工エリア２００を区画形成している。扉部３１は、第２状態とされた場合に、第１正面カバー１６と重なって配置されている。

【0041】

扉部３１は、前方扉部３３と、上方扉部３２とを有する。扉部３１が第１状態とされた場合に、前方扉部３３は、前方開口部２７を閉塞し、上方扉部３２は、上方開口部２８を閉塞する。前方扉部３３は、全体として、Ｘ軸−Ｚ軸平面に平行な板形状を有する。前方扉部３３には、透明窓３４が設けられている。上方扉部３２は、全体として、Ｙ軸−Ｚ軸平面に平行な板形状を有する。前方扉部３３の上端部（＋Ｘ軸方向における端部）と、上方扉部３２の前端部（＋Ｙ軸方向における端部）とが繋がって、角部をなしている。

【0042】

典型的には、扉部３１は、ピストンまたはモータ等のアクチュエータによってスライドされる自動扉である。

【0043】

図４は、識別子を示す正面図である。図５は、ワーク搬送時にカメラにより撮像された識別子の画像の一例を示す図である。図３から図５を参照して、工作機械１０は、識別子７１をさらに有する。識別子７１は、工作機械１０に対して搬送機構１２０の位置決めを行なうためにカメラ１３１により撮像される。

【0044】

識別子７１は、図形である。識別子７１は、平面図形である。識別子７１は、平面状のシートに描かれている。識別子７１は、矩形形状を有する複数の画素が２次元に配列されたマトリクス構造を有するものであり、各画素が、白色または黒色で表示されている。

【0045】

識別子７１は、加工エリア２００内に設けられている。識別子７１は、＋Ｙ軸方向を向いて設けられている。識別子７１は、開口部２６（前方開口部２７）がなす開口面と対向して設けられている。識別子７１は、扉部３１のスライド方向（Ｚ軸方向）と平行に配置されている。なお、工作機械１０における識別子７１の取り付け構造については、後で詳細に説明する。

【0046】

図６は、ワーク搬送時における工作機械を示す上面図である。図７は、ワーク搬送時における工作機械を示す正面図である。図８は、ワーク加工時における工作機械を示す上面図である。図９は、ワーク加工時における工作機械を示す正面図である。

【0047】

図１から図３、および、図６から図９を参照して、搬送機構１２０は、ハンド１２９によりワークを把持しつつ、第１アーム１２６、第２アーム１２７および第３アーム１２８のうちの少なくとも１つのアームを動作させることによって、ワークを外部空間２６０から加工エリア２００内に搬入し、ワーク主軸４１に装着したり、ワーク主軸４１に装着されたワークを、加工エリア２００内から外部空間２６０に搬出したりする。

【0048】

搬送機構１２０による工作機械１０に対するワークの搬送時、扉部３１は、加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態とされる。ワークは、開口部２６を通じて、加工エリア２００および外部空間２６０の間を搬送される。一方、刃物台１２に保持された工具を用いて、ワーク主軸４１に保持されたワークを加工するワーク加工時、扉部３１は、加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態とされ、加工エリア２００が密閉される。

【0049】

制御装置１４０は、予めのティーチング操作によって、無人搬送車１３５が工作機械１０に対して所定位置に配置され、ロボット１２５が撮像姿勢にあるときに、識別子７１をカメラ１３１により撮像して得られた画像を、基準画像として記憶している。

【0050】

カメラ１３１は、搬送機構１２０による工作機械１０に対するワークの搬送時、無人搬送車１３５が工作機械１０に対して所定位置に配置され、ロボット１２５が撮像姿勢にあるときに、識別子７１を撮像する。カメラ１３１は、識別子７１を撮影する時に外部空間２６０に配置されている。加工エリア２００における識別子７１の配置によっては、カメラ１３１は、識別子７１を撮影する時に加工エリア２００に配置されてもよい。

【0051】

制御装置１４０は、ワーク搬送時に得られた識別子７１の画像（図５に一例が示されている）と、ティーチング操作によって得られた識別子７１の基準画像とに基づいて、ティーチング操作時の撮像姿勢と、ワーク搬送時の撮像姿勢との間の誤差量を推定し、推定された誤差量に基づいて、ロボット１２５の姿勢の補正量を算出する。制御装置１４０は、算出された補正量に基づいて、ロボット１２５の動作を制御する。

【0052】

図６中には、カメラ１３１による撮像範囲３１０が２点鎖線により示されている。撮像範囲３１０は、識別子７１に加えて、ワーク主軸４１を含むことが好ましい。この場合に、制御装置１４０は、撮像された識別子７１およびワーク主軸４１の画像に基づいて、識別子７１を基準とするワーク主軸４１（チャック）の座標を算出してもよい。これにより、ワーク主軸４１に対してロボット１２５をより高精度に動作させることが可能となる。

【0053】

続いて、識別子７１の取り付け構造について詳細に説明する。図１０は、加工エリア内における識別子の取り付け構造を示す斜視図である。

【0054】

図６から図１０を参照して、識別子７１は、加工エリア２００において扉部３１および機内カバー５１のいずれか一方により支持されている。本実施の形態では、識別子７１が、機内カバー５１により支持されている。

【0055】

工作機械１０は、支持バー６８と、プレート６３とをさらに有する。支持バー６８は、機内カバー５１の第１機内サイドカバー５１ｓに接続されている。支持バー６８は、第１機内サイドカバー５１ｓから＋Ｚ軸方向に延出し、９０°曲がって、＋Ｙ軸方向に延びている。

【0056】

プレート６３は、支持バー６８の先端部に接続されている。プレート６３は、平面部６３ａを有する。平面部６３ａは、平板形状を有する。平面部６３ａは、Ｙ軸方向に交差する平面方向に延在している。平面部６３ａは、Ｙ軸方向に直交する平面方向に延在している。平面部６３ａには、識別子７１が付されている。識別子７１は、支持バー６８およびプレート６３を介して、機内カバー５１（第１機内サイドカバー５１ｓ）により支持されている。

【0057】

識別子７１が平面部６３ａに付されることによって、平面図形である識別子７１を平面状に保つことができる。これにより、工作機械１０に対する搬送機構１２０の位置決めを適正に行なうことができる。

【0058】

識別子７１は、Ｘ軸方向（上下方向）において、ワーク主軸４１の回転中心軸２１０よりも下方に配置されている。識別子７１は、Ｘ軸方向（上下方向）において、回転中心軸２１０と重なる高さに配置されてもよいし、回転中心軸２１０よりも上方に配置されてもよい。識別子７１は、Ｙ軸方向において、扉部３１（前方扉部３３）と、ワーク主軸４１との間に配置されている。識別子７１は、Ｚ軸方向において、第２機内サイドカバー５１ｔよりも第１機内サイドカバー５１ｓ寄りの位置に設けられている。

【0059】

図８および図９に示されるように、扉部３１が加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態とされた場合に、識別子７１は、扉部３１と対向して位置決めされている。識別子７１は、Ｙ軸方向において、扉部３１と隙間を設けて対向している。

【0060】

図６および図７に示されるように、扉部３１が加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態とされた場合に、識別子７１は、第１状態よりも扉部３１から遠ざかって位置決めされている。識別子７１は、Ｙ軸方向において、扉部３１と対向せず、開口部２６（前方開口部２７）がなす開口面と対向している。扉部３１は、第２状態とされた場合に、識別子７１よりも−Ｚ軸方向にずれた位置までスライド動作する。

【0061】

このような構成によれば、図８および図９に示されるように、加工エリア２００におけるワーク加工のため、扉部３１が第１状態とされた場合に、識別子７１が扉部３１と対向して位置決めされることによって、ワーク加工に伴って加工エリア２００で生じるクーラント、切屑またはミスト等の異物が識別子７１を汚損することを抑制できる。この際、扉部３１は、工作機械１０に備わった既存の設備である。このため、識別子７１の汚損を防ぐためのカバー体またはアクチュエータ等の特別の装置を設ける必要がなく、工作機械１０を簡易な構成にできる。

【0062】

図６および図７に示されるように、搬送機構１２０による工作機械１０に対するワーク搬送のため、扉部３１が第２状態とされた場合に、識別子７１が第１状態よりも扉部３１から遠ざかって位置決めされることによって、清浄に保たれた識別子７１をカメラ１３１により撮像することができる。これにより、工作機械１０に対する搬送機構１２０の位置決めを適正に行なうことができる。

【0063】

工作機械１０は、異物進入防止機構としての庇部６２およびシール部６６をさらに有する。庇部６２およびシール部６６は、扉部３１が第１状態とされた場合に、識別子７１の周りの空間を加工エリア２００から隔てるように設けられ、加工エリア２００から識別子７１に向けた異物の進入を防ぐ。

【0064】

庇部６２は、識別子７１を取り囲むように、プレート６３の周縁部に沿って設けられている。庇部６２は、プレート６３から第１状態とされた扉部３１に向かって延出している。庇部６２は、プレート６３から＋Ｙ軸方向に向けて延出している。

【0065】

なお、庇部６２は、識別子７１を上方および側方から囲む形状であってもよい。すなわち、庇部６２は、図１０に示される底部６２ｍを有しない構成であってもよい。

【0066】

シール部６６は、ゴム等の弾性変形可能な材料から形成されている。シール部６６は、プレート６３から扉部３１に向かって延出する庇部６２の先端部に設けられている。シール部６６は、第１状態とされた扉部３１と接触している。

【0067】

このような構成によれば、庇部６２およびシール部６６により識別子７１に向けた異物の進入を防ぐことによって、識別子７１をより清浄に保つことができる。

【0068】

図１１は、異物進入防止機構の変形例を示す加工エリア内の側面図である。図１１を参照して、本変形例では、工作機械１０が、図１０中のシール部６６に替わって、ラビリンス部材７６およびラビリンス部材７７を有する。

【0069】

ラビリンス部材７６およびラビリンス部材７７は、それぞれ、庇部６２および扉部３１に設けられている。ラビリンス部材７６およびラビリンス部材７７は、Ｌ字断面のアングルからなり、Ｚ軸方向に延びている。ラビリンス部材７６およびラビリンス部材７７は、Ｙ軸方向において互いに隙間を設けて対向して配置されることによって、ラビリンス構造を構成している。

【0070】

このような構成によれば、庇部６２および扉部３１の間に微小な隙間が生じる構成であっても、ラビリンス部材７６およびラビリンス部材７７がなすラビリンス構造によって、庇部６２の上方から識別子７１に向けた異物の進入を防ぐことができる。

【0071】

図８を参照して、工作機械１０は、識別子７１の周りの空間に空気を供給するための空気供給機構８１を有してもよい。空気供給機構８１は、コンプレッサ８２と、エア配管８３とを有する。エア配管８３は、コンプレッサ８２から延出し、支持バー６８を通って、庇部６２により囲まれた識別子７１の周りの空間に連通している。加工エリア２００におけるワーク加工のため、扉部３１が第１状態とされた場合に、コンプレッサ８２からの空気がエア配管８３を通じて識別子７１の周りの空間に供給される。

【0072】

このような構成によれば、識別子７１の周りの空間の圧力を高めることによって、加工エリア２００から識別子７１に向けた異物の進入をさらに効果的に防ぐことができる。

【0073】

以上に説明した、この発明の実施の形態１における工作機械１０の構造をまとめると、本実施の形態における工作機械１０は、カメラ１３１を有する搬送機構１２０を用いて、内部空間としての加工エリア２００と、その外側の外部空間２６０との間で搬送対象物としてのワークを搬送する作業を行なう。

【0074】

工作機械１０は、加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態と、加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態との間で動作可能な可動式カバーとしての扉部３１と、加工エリア２００に設けられる固定式カバーとしての機内カバー５１と、加工エリア２００において扉部３１および機内カバー５１のいずれか一方である第１カバーとしての機内カバー５１により支持され、工作機械１０に対して搬送機構１２０の位置決めを行なうためにカメラ１３１により撮像される識別子７１とを備える。

【0075】

扉部３１が第１状態とされた場合に、識別子７１は、扉部３１および機内カバー５１のいずれか他方である第２カバーとしての扉部３１と対向して位置決めされ、扉部３１が第２状態とされた場合に、第１状態よりも扉部３１から遠ざかって位置決めされる。

【0076】

このように構成された、この発明の実施の形態１における工作機械１０によれば、識別子７１を清浄に保つことにより、工作機械１０に対する搬送機構１２０の位置決めを適正に行なうことができる。これにより、搬送機構１２０によりワーク主軸４１に対してワークを搬送する作業を、安定かつ円滑に行なうことができる。

【0077】

なお、本実施の形態では、搬送機構による搬送対象物がワークである場合を説明したが、これに限られず、搬送対象物は、工具、ワーク把持用のチャック爪または治具などであってもよい。搬送機構は、無人搬送車１３５およびロボット１２５を利用したものに限られず、たとえば、自動化されたフォーク機構であってもよい。

【0078】

本発明における工作機械は、旋盤に限られず、たとえば、立形マシニングセンタまたは横形マシニングセンタであってもよいし、固定工具を用いた旋削機能と、回転工具を用いたミーリング機能とを有する複合加工機であってもよいし、ワークの付加加工（ＡＭ（Additive manufacturing）加工）と、ワークの除去加工（ＳＭ（Subtractive manufacturing）加工）とが可能なＡＭ／ＳＭハイブリッド加工機であってもよい。

【0079】

（実施の形態２）
図１２は、この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク搬送時）を示す上面図である。図１３は、この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク搬送時）を示す正面図である。図１４は、この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク加工時）を示す上面図である。図１５は、この発明の実施の形態２における工作機械（ワーク加工時）を示す正面図である。

【0080】

本実施の形態における工作機械は、実施の形態１における工作機械１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。

【0081】

図１２から図１５を参照して、本実施の形態における工作機械は、Ｚ軸に平行な回転中心軸２２０を中心にワークを回転させるための対向ワーク主軸４２をさらに有する。対向ワーク主軸４２は、Ｚ軸方向において、ワーク主軸４１と対向して設けられている。回転中心軸２１０と、回転中心軸２２０とは、一直線上に延びている。対向ワーク主軸４２は、第２機内サイドカバー５１ｔから−Ｚ軸方向に突出するように設けられている。

【0082】

第２正面カバー１４は、第１突出部１４ｂを有する。第１突出部１４ｂは、第２正面カバー１４の一部であって、Ｘ軸−Ｚ軸平面に平行な板形状を有する。第１突出部１４ｂは、第２機内サイドカバー５１ｔよりも−Ｚ軸方向に突出するように設けられている。−Ｚ軸方向における第１突出部１４ｂの端部が、開口部２６を確定している。第１突出部１４ｂは、加工エリア２００に設けられている。扉部３１が第２状態とされた場合に、第１突出部１４ｂは、機内カバー５１および扉部３１とともに、加工エリア２００を区画形成している。

【0083】

扉部３１は、第２突出部３１ｂを有する。第２突出部３１ｂは、前方扉部３３の一部である。第２突出部３１ｂは、上方扉部３２の一部であってもよい。扉部３１が第２状態とされた場合に、第２突出部３１ｂは、第１機内サイドカバー５１ｓよりも＋Ｚ軸方向に突出するように設けられている。

【0084】

工作機械は、識別子７１として、識別子７１Ｊおよび識別子７１Ｋを有する。カメラ１３１は、搬送機構１２０によりワーク主軸４１に対してワークを搬送する場合に、識別子７１Ｊを撮像する。カメラ１３１は、搬送機構１２０により対向ワーク主軸４２に対してワークを搬送する場合に、識別子７１Ｋを撮像する。

【0085】

識別子７１Ｊは、加工エリア２００において扉部３１により支持されている。識別子７１Ｊは、支持バー６８およびプレート６３を介して、扉部３１により支持されている。支持バー６８は、扉部３１の第２突出部３１ｂに接続されている。識別子７１Ｊは、加工エリア２００において、実施の形態１における識別子７１に対応する位置に設けられている。識別子７１Ｊは、扉部３１とともに、Ｚ軸方向にスライド動作が可能なように設けられている。

【0086】

識別子７１Ｋは、加工エリア２００において第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂにより支持されている。識別子７１Ｋは、支持バー６８およびプレート６３を介して、第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂにより支持されている。支持バー６８は、第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂに接続されている。

【0087】

識別子７１Ｋは、Ｘ軸方向（上下方向）において、識別子７１Ｊからずれた位置に設けられている。識別子７１Ｋは、識別子７１Ｊよりも上方に設けられている。識別子７１Ｋは、Ｚ軸方向において、第１機内サイドカバー５１ｓよりも第２機内サイドカバー５１ｔ寄りの位置に設けられている。

【0088】

図１４および図１５に示されるように、扉部３１が加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態とされた場合に、識別子７１Ｊは、第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂと対向して位置決めされている。識別子７１Ｊは、Ｙ軸方向において、第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂと隙間を設けて対向している。

【0089】

扉部３１が加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態とされた場合に、識別子７１Ｋは、扉部３１と対向して位置決めされている。識別子７１Ｋは、Ｙ軸方向において、扉部３１と隙間を設けて対向している。

【0090】

図１２および図１３に示されるように、扉部３１が加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態とされた場合に、識別子７１Ｊは、第１状態よりも第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂから遠ざかって位置決めされている。識別子７１Ｊは、Ｙ軸方向において、第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂと対向せず、開口部２６（前方開口部２７）がなす開口面と対向している。

【0091】

扉部３１が加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態とされた場合に、識別子７１Ｋは、第１状態よりも扉部３１から遠ざかって位置決めされている。識別子７１Ｋは、Ｙ軸方向において、扉部３１と対向せず、開口部２６（前方開口部２７）がなす開口面と対向している。扉部３１は、第２状態とされた場合に、識別子７１Ｋよりも−Ｚ軸方向にずれた位置までスライド動作する。

【0092】

以上に説明した、この発明の実施の形態２における工作機械の構造についてまとめると、本実施の形態における工作機械は、加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態と、加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態との間で動作可能な可動式カバーとしての扉部３１と、加工エリア２００に設けられる固定式カバーとしての第２正面カバー１４の第１突出部１４ｂと、加工エリア２００において扉部３１および第１突出部１４ｂのいずれか一方である第１カバーとしての第１突出部１４ｂにより支持され、工作機械に対して搬送機構１２０の位置決めを行なうためにカメラ１３１により撮像される識別子７１Ｋとを備える。

【0093】

扉部３１が第１状態とされた場合に、識別子７１Ｋは、扉部３１および第１突出部１４ｂのいずれか他方である第２カバーとしての扉部３１と対向して位置決めされ、扉部３１が第２状態とされた場合に、第１状態よりも扉部３１から遠ざかって位置決めされる。

【0094】

さらに本実施の形態における工作機械は、加工エリア２００において扉部３１および第１突出部１４ｂのいずれか一方である第１カバーとしての扉部３１により支持され、工作機械に対して搬送機構１２０の位置決めを行なうためにカメラ１３１により撮像される識別子７１Ｊとを備える。

【0095】

扉部３１が第１状態とされた場合に、識別子７１Ｊは、扉部３１および第１突出部１４ｂのいずれか他方である第２カバーとしての第１突出部１４ｂと対向して位置決めされ、扉部３１が第２状態とされた場合に、第１状態よりも第１突出部１４ｂから遠ざかって位置決めされる。

【0096】

このように構成された、この発明の実施の形態２における工作機械によれば、ワーク加工時に識別子７１Ｊおよび識別子７１Ｋを清浄に保つことによって、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

【0097】

（実施の形態３）
図１６は、この発明の実施の形態３における工作機械を備えた生産システムを模式的に示す上面図である。本実施の形態における工作機械は、実施の形態１における工作機械１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。

【0098】

図１６を参照して、本実施の形態では、生産システムが、工作機械４１０と、工具ストッカ４６０と、搬送機構１２０と、搬送機構１２０を制御するための制御装置１４０とを有する。

【0099】

工具ストッカ４６０は、工作機械４１０と隣り合って配設されている。工具ストッカ４６０は、複数の工具をストックする装置である。工作機械４１０は、マシニングセンタである。工作機械４１０は、立形マシニングセンタであってもよいし、横形マシニングセンタであってもよい。工作機械４１０は、複合加工機であってもよい。

【0100】

工作機械４１０は、工具マガジン４１５を有する。工具マガジン４１５は、加工目的に応じて工具を順次、加工エリアに供給するため、複数の工具を格納する装置である。工具マガジン４１５には、ドリル、エンドミルまたはフライス等の工具が格納されている。

【0101】

工作機械は、カバー体２１を有する。カバー体２１は、マガジン内エリア２５０を区画形成するとともに、工作機械の外観をなしている。マガジン内エリア２５０には、複数の工具が格納されている。カバー体２１には、開口部４２６が設けられている。開口部４２６は、マガジン内エリア２５０をその外側の外部空間２６０に開放している。

【0102】

カバー体２１は、本体カバー４２１（固定式カバー）と、扉部４３１（可動式カバー）とを有する。本体カバー４２１は、マガジン内エリア２５０を区画形成している。

【0103】

扉部４３１は、開口部４２６に設けられている。扉部４３１は、マガジン内エリア２５０および外部空間２６０の間を隔てる第１状態（閉状態）と、マガジン内エリア２５０を外部空間２６０に向けて開放する第２状態（開状態）との間で動作可能である。扉部４３１は、ヒンジ部４３２を回転中心として、第１状態および第２状態の間において回動動作する。なお、図１６中には、第１状態とされた扉部４３１が示されている。

【0104】

工作機械４１０は、識別子７１をさらに有する。識別子７１は、マガジン内エリア２５０に設けられている。識別子７１は、加工エリア２００において扉部４３１および本体カバー４２１のいずれか一方である第１カバーとしての本体カバー４２１により支持されている。

【0105】

扉部４３１が第１状態とされた場合に、識別子７１は、扉部４３１および本体カバー４２１のいずれか他方である第２カバーとしての扉部４３１と対向して位置決めされている。識別子７１は、扉部４３１が第２状態とされた場合に、第１状態よりも扉部４３１から遠ざかって位置決めされている。

【0106】

このように構成された、この発明の実施の形態３における工作機械４１０によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

【0107】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0108】

この発明は、たとえば、ワークまたは工具等を搬送対象物とする自動搬送機構を備えた生産システムに適用される。

【符号の説明】

【0109】

１０，４１０ 工作機械、１２ 刃物台、１４ 第２正面カバー、１４ｂ 第１突出部、１５ 操作パネル、１６ 第１正面カバー、１９ 天井カバー、２１ カバー体、２６，４２６ 開口部、２７ 前方開口部、２８ 上方開口部、３１，４３１ 扉部、３１ｂ 第２突出部、３２ 上方扉部、３３ 前方扉部、３４ 透明窓、４１ ワーク主軸、４２ 対向ワーク主軸、５１ 機内カバー、５１ｓ 第１機内サイドカバー、５１ｔ 第２機内サイドカバー、６２ 庇部、６２ｍ 底部、６３ プレート、６３ａ 平面部、６６ シール部、６８ 支持バー、７１，７１Ｊ，７１Ｋ 識別子、７６，７７ ラビリンス部材、８１ 空気供給機構、８２ コンプレッサ、８３ エア配管、１２０ 搬送機構、１２１ 製品ストッカ、１２２ 材料ストッカ、１２５ ロボット、１２６ 第１アーム、１２７ 第２アーム、１２８ 第３アーム、１２９ ハンド、１３０ 取り付けバー、１３１ カメラ、１３５ 無人搬送車、１３６ 載置面、１３７ 操作盤、１４０ 制御装置、２００ 加工エリア、２１０，２２０ 回転中心軸、２３０ 旋回中心軸、２５０ マガジン内エリア、２６０ 外部空間、３１０ 撮像範囲、４１５ 工具マガジン、４２１ 本体カバー、４３２ ヒンジ部、４６０ 工具ストッカ。

【要約】

【課題】搬送機構の位置決めが適正に行なわれる工作機械、を提供する。
【解決手段】工作機械は、カメラ１３１を有する搬送機構を用いて、加工エリア２００と、その外側の外部空間２６０との間でワークを搬送する作業を行なう。工作機械は、加工エリア２００および外部空間２６０の間を隔てる第１状態と、加工エリア２００を外部空間２６０に向けて開放する第２状態との間で動作可能な扉部３１と、加工エリア２００に設けられる機内カバー５１と、加工エリア２００において機内カバー５１により支持され、工作機械に対して搬送機構の位置決めを行なうためにカメラ１３１により撮像される識別子７１とを備える。扉部３１が第１状態とされた場合に、識別子７１は、扉部３１と対向して位置決めされ、扉部３１が第２状態とされた場合に、第１状態よりも扉部３１から遠ざかって位置決めされる。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】