機械工作系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及配置有包括機床在內的多個作業機的機械工作系統。
【背景技術】
[0002]作為構成為以包括車床等機床在內的作業機成為I條線的方式配置且多個作業機依次對I個工件進行作業的機械工作系統，研究了下述專利文獻記載的系統。在該系統中，將在I個基臺上載置有I個機械主體的機床排列多個，各機械主體能夠從各基臺拉出。因此，該系統成為對機械主體的維護、更換等的方便性高的系統。
[0003]專利文獻I:日本專利第4789103號公報
【發明內容】
[0004]通過對配置有包括上述機床在內的多個作業機的機械工作系統實施改良，能夠提高該系統的實用性。本發明根據這樣的觀點而作出，其課題在于提供實用性高的機械工作系統。
[0005]為了解決上述課題，本發明的機械工作系統的特征在于，具備基臺和載置于該基臺上并沿排列方向排列的多個作業機模塊，這些多個作業機模塊包括將機床模塊化而得到的I個以上機床模塊，并且能夠將這些多個作業機模塊分別沿著在與上述排列方向交叉的交叉方向上延伸的軌道從上述基臺拉出。
[0006]發明效果
[0007]根據本發明的機械工作系統，多個模塊以能夠被拉出的方式排列，因此能夠容易地進行這些模塊的維護。另外，根據本發明的機械工作系統，在I個基臺上排列多個模塊，因此能夠減少該系統具備的基臺的數量。
[0008]發明方式
[0009]以下，例示幾個本申請中認為能夠申請專利的發明(以下有時稱為“可申請發明”)的方式，并對它們進行說明。各方式與權利要求同樣地，區分成項，對各項標注編號，根據需要以引用其他項的編號的形式記載。這不過是為了容易理解可申請發明而已，并不是將構成這些發明的構成要素的組合限定為以下的各項記載的內容。即，可申請發明應參照以下的各項附隨的記載、實施方式的記載等而解釋，在按照該解釋的范圍中，在各項的方式中進一步附加其他構成要素而得到的方式、從各項的方式中刪除某一構成要素而得到的方式也能夠成為可申請發明的一方式。
[0010]此外，以下的各項中，(I)項相當于技術方案I，(2)項相當于技術方案2，(4)項相當于技術方案3，(31)項相當于技術方案4，(32)項相當于技術方案5，(41)項相當于技術方案6，(42)項相當于技術方案7，(51)項相當于技術方案8，(55)項相當于技術方案9，(56)項相當于技術方案10，(61)項相當于技術方案11，(62)項相當于技術方案12，(63)項相當于技術方案13，(65)項相當于技術方案14，(66)項相當于技術方案15，(107)項相當于技術方案16。
[0011]《基本方式》
[0012](I)—種機械工作系統，具備基臺和載置于該基臺上并沿排列方向排列的多個作業機模塊，這些多個作業機模塊包括將機床模塊化而得到的I個以上機床模塊，并且能夠將這些多個作業機模塊分別沿著在與上述排列方向交叉的交叉方向上延伸的軌道從上述基臺拉出。
[0013]根據本方式的系統，將多個模塊以能夠拉出的方式排列，因此能夠容易地進行這些模塊的維護。具體而言，通過拉出進行維護的模塊，能以與該模塊相鄰的模塊不會成為妨礙的方式進行維護。另外，根據本方式的系統，在I個基臺上排列多個模塊，因此能夠減少該系統具備的基臺的數量。
[0014]本方式的系統中的“作業機模塊”是將各種作業機模塊化而得到的結構，上述機床模塊是其中一種。“作業機”例如以機床為代表，包括進行附隨于基于該機床的機械加工的各種作業的機械。作業機中，例如包括測定機械加工的結果等的檢查機、進行機械加工之前的前處理的前處理機等，而且，還廣泛地包括進行工件(被加工物)向模塊的供給的供給機、將完成作業的工件從模塊接收而搬出或儲藏的搬出機或儲藏機等。順便提及，“機床”中包括車床、鉆床、銑床、加工中心、研削床、研磨床等。
[0015]根據本方式的系統，在I個基臺上排列多個模塊，因此能夠減少該系統具備的基臺的數量。基臺如后面說明的那樣，可以為不能分割、分離的單一體，也可以為將幾個基臺單元連結、固結等而成的結構。
[0016]此外，多個模塊的上述“排列方向”及上述“交叉方向”都是與基臺的上表面平行的方向，詳細而言優選為水平方向。另外，鑒于能夠縮短排列方向上的系統整體的長度(以下，有時稱為“系統長度”)，即，能夠縮短多個模塊呈線狀配置時的線長，優選上述排列方向和上述交叉方向相互正交。此外，在以下的說明中有時將模塊的拉出的方向稱為“拉出方向”。順便提及，拉出方向是與交叉方向平行的方向。
[0017](2)根據(I)項所記載的機械工作系統，上述多個作業機模塊在上述基臺上沿上述排列方向彼此接近地排列。
[0018]根據本方式，能夠縮短這些多個模塊的排列的長度、即將這些多個模塊呈線狀排列時的該線的長度。換言之，能夠縮短該系統的排列方向的長度。因此，根據本方式，能夠構建長度比較短的機械工作系統。此外，本項中所說的“接近”是指例如相鄰的模塊的間隔不超過1cm的程度。若從盡可能縮短系統的排列方向的長度的觀點出發，則優選2個模塊的間隔為5cm以下，進而更優選2個模塊的間隔實質上不存在。根據本方式，能夠充分享受“模塊的維護的容易化”這樣的上述優點。
[0019]此外，若從縮短該系統的排列方向的長度的觀點出發，則優選盡可能減小模塊的寬度(排列方向的尺寸)。具體而言，優選配置模塊的寬度為模塊的長度(交叉方向的尺寸)的1/3以下、進而1/5以下的模塊。
[0020](3)根據(I)項或(2)項所記載的機械工作系統，在將上述交叉方向上彼此相反的兩個方向中的一方定義為前方、將另一方定義為后方的情況下，上述多個作業機模塊分別在前方側具有對工件進行作業的作業空間。
[0021]本方式的系統中，在前方側排列各模塊的作業空間。即，多個模塊各自的作業空間在前方側對齊。因此，本方式的系統具有能夠容易地進行模塊間的工件(是指被加工物、作業對象)的交接的優點，另外，具有操作員在前方側進行基于各模塊的作業的確認等的作業管理上的優點等種種優點。此外，以下的說明中，為了容易理解該說明，只要沒有特別情況，有時將“交叉方向”稱為“前后方向”，與之相關，有時將“排列方向”稱為“左右方向”。
[0022](4)根據(I)項至(3)項中任一項所記載的機械工作系統，上述多個作業機模塊分別能夠向上述交叉方向上彼此相反的兩個方向中的任一方向拉出。
[0023]本方式的系統中，能夠向前方、后方中的任一方向拉出。因此，例如對應于進行維護的部位，能夠選擇拉出的方向，因此能夠更容易地進行維護。
[0024]《基臺的變形例》
[0025](11)根據(I)項至(4)項中任一項記載的機械工作系統，上述基臺為單一物。
[0026]若從構成系統的構成要素的數量少、系統的設置容易的觀點出發，則優選像本方式這樣基臺為單一物。此外，“單一物”是指實質上不能分離、分割的一體物。
[0027](12)根據(I)項至(4)項中任一項所記載的機械工作系統，上述基臺構成為包括分別載置有上述多個作業機模塊中的I個以上作業機模塊的多個基臺單元。
[0028]本方式在基臺相當大的情況下有利。本方式可認為是基臺由幾個模塊構成的方式。詳細而言，本方式可認為是包括由I個基臺單元和I個以上作業機模塊構成的組的方式。即，本方式也可以認為是I個基臺單元和I個以上作業機模塊構成I個系統模塊且配置多個該系統模塊而構成該系統的方式。此外，若從使基臺單元的數量比較少的觀點出發，優選在I個基臺單元上載置2個以上模塊。順便提及，基臺單元優選為單一物，另外，多個基臺單元也可以相互連結、固結等而構成基臺。
[0029](13)根據(12)項所記載的機械工作系統，上述多個基臺單元中的至少I個基臺單元構成為載置上述多個作業機模塊中的2個以上作業機模塊。
[0030](14)根據(13)項所記載的機械工作系統，上述多個基臺單元分別構成為載置上述多個作業機模塊中的2個以上作業機模塊。
[0031]上述2個項的方式是在減少基臺單元的數量的觀點方面有利的方式。特別是在后者的方式中，能夠相當地減少基臺單元的數量。
[0032]此外，在I個基臺單元載置有2個以上作業機模塊的系統模塊其自身可認為是在之前揭示的基本方式的機械工作系統，后者的方式可認為是由多個機械工作系統構成的I個機械工作系統。
[0033](15)根據(12)項至(14)項中任一項所記載的機械工作系統，上述多個基臺單元為大致相同結構的基臺單元。
[0034]本方式能夠認為是基臺單元被標準化而得到的方式。例如，使多個基臺單元的形狀、尺寸等相同也包含于本方式。根據本方式，例如，對于排列的作業機模塊的數量的變更等，通過變更基臺單元的數量能夠容易地應對，可實現富有柔性的系統。
[0035]《機床模塊的變形例》
[0036](21)根據(I)項至(15)項中任一項所記載的機械工作系統，上述I個以上機床模塊包括通過刀具對工件進行加工的I個以上水平心軸型模塊，上述水平心軸型模塊具備:(a)心軸，以自身的軸線沿上述交叉方向延伸的姿勢配置，且用于通過自身的旋轉而使工件旋轉；(b)刀具保持頭，保持刀具;及(C)頭移動裝置，設于上述心軸的上方，且使上述刀具保持頭在上述交叉方向及上下方向上移動。
[0037]本項所說的“工件”可稱為所謂被加工物、作業對象物，對機床模塊來說，是指基于該模塊的加工的對象物。另外，“刀具(工具)”根據機床模塊的類別而不同，但例如包括車刀、鉆頭、銑刀、研削砂輪、研磨材料等。“心軸”使工件旋轉，可稱為所謂主軸。在具有上述心軸的機床中，一般在心軸的一端設置卡盤等工件保持工具，在保持于該工件保持工具的狀態下，通過刀具進行加工。
[0038]上述的機械加工模塊以心軸沿前后方向延伸的姿勢配置，因此為了方便，將該模塊稱為“水平心軸型模塊”。上述水平心軸型模塊能夠減小上述的排列方向、即左右方向的尺寸(以下，有時稱為“寬度”或“模塊寬度”)。使刀具保持頭移動的頭移動裝置位于心軸的上方，這也有助于減小模塊的寬度。此外，根據盡可能減小模塊寬度而使模塊的排列方向的平衡良好等理由，優選頭移動裝置配置在心軸的軸線(以下，有時稱為“心軸軸線”)的正上方。
[0039](22)根據(21)項所記載的機械工作系統，上述I個以上水平心軸型加工機模塊包括車床模塊，上述車床模塊通過上述心軸使工件旋轉，并且通過作為上述刀具的車刀對該工件進行切削加工。
[0040]本方式是與在該系統內包括作為機床的車床而構成的系統有關的方式。本方式的車床模塊為上述水平心軸型模塊，因此模塊寬度窄，包括該車床模塊而構成的本方式的系統是系統長度比較短的系統。
[0041](23)根據(21)項或(22)項所記載的機械工作系統，上述I個以上水平心軸型加工機模塊包括鉆床/銑床模塊，上述刀具保持頭具有使刀具繞其軸線旋轉的刀具旋轉裝置，并且在通過上述心軸的旋轉使工件位于任意旋轉位置的狀態下將該工件固定，上述鉆床/銑床模塊分別通過作為上述刀具的鉆頭和銑刀中的至少一方對該工件進行開孔加工和銑削加工中的至少一方。
[0042]本方式是與包括作為車床和鉆床中的至少一方發揮功能的機床而構成的系統有關的方式。本方式中的鉆床/銑床模塊可認為是例如具有使工件繞心軸軸線旋轉的分度工作臺的鉆床或銑床被模塊化而得到的模塊。本方式中的鉆床/銑床模塊是上述水平心軸型模塊，因此模塊寬度窄，包括該鉆床/銑床模塊而構成的本方式的系統是系統長度比較短的系統。
[0043](24)根據(21)項至(23)項中任一項所記載的機械工作系統，上述I個以上水平心軸型模塊中的至少I個水平心軸型模塊構成為，上述刀具保持頭對分別為上述刀具的多個刀具以能夠選擇性地利用其中I個刀具的方式進行保持，通過多個刀具中的選擇出的I個刀具對工件進行加工。
[0044]本方式的系統所包括的水平心軸型模塊能夠通過多個刀具進行加工，根據本方式的系統，對于I個工件，通過比較少的模塊，能夠進行比較復雜的機械加工。在該水平型心軸型模塊為車床模塊的情況下，該模塊可認為是所謂回轉頭車床或梳齒車床被模塊化而得到的模塊。另外，在該水平型心軸型模塊為鉆床/銑床模塊的情況下，該模塊可認為具有所謂加工中心的功能、即相當于具備刀具更換器的功能。
[0045]《與模塊的拉出有關的結構》
[0046](31)根據(I)項至(24)項中任一項所記載的機械工作系統，上述多個作業機模塊分別具有在上述排列方向上隔開間隔配置的I對車輪，并且，上述基臺具有多個軌道對，該多個軌道對分別由以在排列方向上隔開間隔且沿上述交叉方向延伸的方式鋪設的I對軌道構成，上述多個作業機模塊各自具有的上述I對車輪分別在上述多個軌道對中的某I對軌道的一方轉動，由此上述多個作業機模塊分別能夠沿上述軌道從上述基臺拉出。
[0047]本方式中的“軌道”是用于界定上述軌道的構件(以下，有時稱為“軌道界定構件”)的一種。根據本方式，通過設于模塊的車輪在該軌道轉動，能夠利用比較小的力將該模塊容易地拉出。此外，若考慮穩定的模塊的拉出，則優選在模塊上在交叉方向、即拉出方向上隔開間隔而在多個部位分別設置I對車輪。
[0048]本方式中，能夠在基臺上載置多個模塊，因此在該基臺上設置有多個軌道對。本方式的系統也可以構成為，例如在寬度比較窄的模塊的情況下，該模塊具有的I對車輪在多個軌道對中的I個軌道對轉動，另一方面，在寬度比較寬的模塊的情況下，該模塊具有的I對車輪的一方在構成多個軌道對中的I個軌道對的I個軌道轉動，該I對車輪的另一方在構成多個軌道對中的另一個軌道對的I個軌道轉動。
[0049](32)根據(I)項至(31)項中任一項所記載的機械工作系統，對于上述多個作業機模塊中的各作業機模塊，設有在上述交叉方向上對該各作業機模塊進行驅動的模塊驅動機構。
[0050]根據本方式，能夠不依賴人力而利用電動機等某個驅動源的力容易地將模塊向拉出方向拉出。本方式的系統優選為在基臺上排列重量比較重的模塊的系統。此外，模塊驅動機構具有的驅動源可以設置于基臺，也可以設置于模塊。順便提及，雖然本方式未包含，但僅對于成為多個作業機模塊的一部分的至少I個作業機模塊設有模塊驅動機構的方式也可作為可申請發明的方式。
[0051](33)根據(32)項所記載的機械工作系統，上述模塊驅動機構包括:以沿上述交叉方向延伸的方式配置在上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊和上述基臺中的一方的齒條;及配置在上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊和上述基臺中的另一方且與上述齒條嚙合的小齒輪及使該小齒輪旋轉的驅動源。
[0052]本方式中，在模塊驅動機構中，采用齒條和小齒輪機構。齒條和小齒輪機構除了能夠可靠地傳遞力之外，小齒輪的旋轉位置和齒條的移動位置的關系還成為直線關系(線性關系)，因此，根據本方式，通過控制小齒輪的旋轉位置，能夠將模塊向其被拉出的位置(以下，有時稱為“拉出位置”)準確地拉出。
[0053]《與模塊的固定有關的結構》
[0054](41)根據(I)項至(33)項中任一項所記載的機械工作系統，對于上述多個作業機模塊中的各作業機模塊，設有將該各作業機模塊固定于在上述交叉方向上設定的固定位置的模塊固定機構。
[0055]上述“固定位置”在該系統工作時相當于模塊應位于的位置即“通常時位置(也可以稱為標準位置)”，在將模塊拉出的情況下相當于應固定該模塊的任意設定的“拉出位置”等。本方式的系統中，各模塊在設定的固定位置通過模塊固定機構被固定，因此較方便。此夕卜，模塊固定機構對于多個模塊分別設置，因此在本方式中，也可以認為在該系統設有多個模塊固定機構。
[0056](42)根據(41)項所記載的機械工作系統，上述模塊固定機構包括:配置在上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊和上述基臺中的一方的被卡定部;配置在上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊和上述基臺中的另一方且能夠卡定上述被卡定部的卡定部及為了對通過該卡定部卡定上述被卡定部的狀態和未通過該卡定部卡定上述被卡定部的狀態進行切換而使該卡定部動作的卡定部動作裝置。
[0057]本方式是施加了與模塊固定機構的具體結構有關的限定的方式。根據本方式的系統，簡單地說，能夠進行模塊的固定及該固定的解除。此外，在模塊設置被卡定部、在基臺上設置卡定部和卡定部動作裝置的情況下，可認為是在基臺側進行模塊的固定及該固定的解除的方式，相反，在基臺設置被卡定部、在模塊設置卡定部和卡定部動作裝置的情況下，可認為是在模塊側進行自身的固定及該固定的解除的方式。
[0058](43)根據(41)項或(42)項所記載的機械工作系統，上述模塊固定機構構成為，將上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊固定于在上述交叉方向上分別作為上述固定位置而設定的多個固定位置。
[0059]根據本方式，例如在上述的通常時位置和拉出位置這兩方，能夠進行模塊固定機構對模塊的固定。順便提及，本方式不僅包括對全部多個模塊設有能夠固定于多個固定位置的模塊固定機構的方式，還包括僅對多個模塊中的一部分設置能夠固定于多個固定位置的模塊固定機構而對這一部分以外的模塊設置僅能夠固定于I個固定位置(例如僅通常時位置)的模塊固定機構的方式。
[0060](44)根據(43)項所記載的機械工作系統，上述模塊固定機構構成為包括:配置在上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊和上述基臺中的一方的被卡定部;配置在上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊和上述基臺中的另一方且能夠卡定上述被卡定部的卡定部及為了對通過該卡定部卡定上述被卡定部的狀態和未通過該卡定部卡定上述被卡定部的狀態進行切換而使該卡定部動作的卡定部動作裝置，分別作為上述被卡定部或上述卡定部發揮功能的多個被卡定部或多個卡定部在上述交叉方向上隔開間隔地設置，由此將上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊固定于上述多個固定位置。
[0061]本方式是施加與能夠在多個固定位置固定模塊的模塊固定機構的具體結構有關的限定的方式。本方式中，包括以下方式:設有多個被卡定部，這些多個被卡定部中的任一個被卡定部被I個卡定部卡定，由此將模塊固定在與卡定的被卡定部對應的固定位置，另夕卜，包括以下方式:設有多個卡定部，這些多個卡定部中的任一個卡定部將I個被卡定部卡定，由此將模塊固定在與卡定的卡定部對應的固定位置。為了實現這2個方式中的任一個方式所屬的一方式，也可以構成為，對于模塊固定機構，例如將2個卡定部及2個被卡定部以相同間隔設置，在2個卡定部中的一個卡定部卡定2個被卡定部中的一個被卡定部且另—^定部卡定另一被卡定部的狀態下，將模塊固定于通常時位置，在2個卡定部中的一方將2個被卡定部中的另一方卡定的狀態下，將模塊固定于第I拉出位置，在2個卡定部中的另一方將2個被卡定部中的一方卡定的狀態下，將模塊固定于第2拉出位置。這樣構成的模塊固定機構在模塊能夠向前方和后方這兩方拉出的系統中能夠適宜地采用。
[0062](45)根據(41)項至(44)項中任一項所記載的機械工作系統，上述模塊固定機構為將上述多個作業機模塊中的I個作業機模塊以按壓于上述基臺的狀態固定的按壓型固定機構。
[0063]根據本項的方式，模塊被牢固地固定于基臺，能夠防止或抑制由于進行作業而產生的模塊的振動等不良影響。具體而言，例如在模塊為車床模塊的情況下，保證良好的切削精度(加工精度)。此外，本方式不需要該系統具備的全部模塊固定機構為按壓型固定機構。即，僅模塊固定機構的一部分為按壓型固定機構的方式也包含于本方式。
[0064](46)根據(45)項所記載的機械工作系統，上述模塊固定機構