CN101132887B - 工件移载装置及工件移载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工件移载装置，其将设于旋转驱动装置(30)的工件支承臂(33)由摆动驱动装置(35)驱动，通过使工件(W)的重心(G)位于旋转驱动装置(30)的旋转轴线(X)上，而减轻旋转驱动装置(30)的旋转负荷。

Description

工件移载装置及工件移载方法

技术领域

本发明涉及在将工件移载至规定场所时，能够给予工件倾斜及反转的姿势变化的工件移载装置及工件移载方法。

背景技术

例如，在机动车的组装线上，在将备用车轮从备用车轮供给部取出，移载至机动车的后部下方的备用车轮保持箱的过程中，需要使备用车轮具有倾斜、反转等各种各样的姿势，以往，这样的操作全都依赖于人手。在这种情况下，由于备用车轮为重物，因此，该移载操作成为一种重体力劳动。

发明内容

鉴于以上现状进行了本发明，目的在于提供一种即使是一名操作者，也能够容易地给予工件倾斜及反转的姿势变化的工件移载装置及工件移载方法。

为达到上述目的，本发明的第一方面的工件移载装置的特征在于，具有：在支承部可旋转地被支承的支架、用于使该支架旋转的设于所述支承部的旋转驱动装置、在所述支架上可上下摆动地被轴支承的工件支承臂、用于摆动该工件支承臂的设于支架上的摆动驱动装置、设于所述工件支承臂的前端部并保持用于移载工件的工件保持装置以及限制装置，该限制装置把由于所述摆动驱动装置的动作而产生的所述工件支承臂的上下一方的摆动角度限制为预先设定的规定角度、以使所述工件保持装置所保持的工件的重心到达所述转动驱动装置的旋转轴线上或者其附近，在利用所述限制装置36使所述工件支承臂33在规定角度的摆动位置的状态下，通过所述旋转驱动装置30的动作使所述支架31能够旋转。

本发明在第一方面的特征的基础上，其第二方面的特征在于，所述支承部具有：支柱；在该支柱上被可升降地支承、在水平方向延伸，且可围绕支柱的轴线旋转的第一臂；与该第一臂的前端部可旋转地连结、在水平方向延伸的第二臂。

本发明在第二方面的特征的基础上，其第三方面的特征在于，具备：阻止所述第一臂围绕支柱的轴线旋转的第一制动器、阻止所述第一及第二臂的相对旋转的第二制动器和阻止所述支架的旋转的的第三制动器。

本发明在第三方面的特征的基础上，其第四方面的特征在于，所述第三制动器内置于所述旋转驱动装置中。

本发明在第二～第四方面中任一方面的特征的基础上，其第五方面的特征在于，具备将所述支柱在水平方向可移动地支承的引导装置。

另外，所述工件支承臂对应于本发明的后述实施例中的第三臂33，所述升降驱动装置对应第一气缸20，所述旋转驱动装置对应电动机30，所述摆动驱动装置对应第二气缸35，所述工件保持装置对应夹钳40，所述引导装置对应导轨11，所述限制装置对应制动块36。

本发明的第六方面的工件移载方法的特征在于，包含：第一步骤，其利用由支架轴支承的工件支承臂的前端部，保持要移载的工件，所述支架围绕水平轴线被可旋转地支承在支承部上；第二步骤，其在该第一步骤后，工件支承臂在上下的一方摆动到预先规定的角度以使所述工件的重心到达所述水平轴线上或者其附近，使工件支承臂围绕所述水平轴线旋转，而使所述工件反转；第三步骤，其在该第二步骤后，在所述支架移动，将所述工件移至规定的移载位置，放开对该工件的保持，在所述第三步骤中，通过所述支架31的旋转使摆动后位于规定角度的所述工件W围绕所述水平轴线X旋转。

本发明在第六方面的特征的基础上，其第七方面的特征在于，在所述第二步骤中，由人力来进行使工件支承臂围绕所述水平轴线的旋转。

本发明在第六方面的特征的基础上，其第八方面的特征在于，在所述第二步骤中，通过驱动器的动作来进行使工件支承臂围绕所述水平轴线的旋转。

根据本发明的第一方面的特征，由于通过摆动驱动装置的动作能够使工件倾斜，通过旋转驱动装置的动作能够使工件反转，因此，即使是一个人操作，也能够容易地使工件进行倾斜及反转的姿势变化。而且，旋转驱动装置动作时，由于在此之前，通过摆动驱动装置的动作使工件倾斜到被限制装置所限制的规定角度，从而使工件的重心能够位于旋转驱动装置的旋转轴线上或者其附近，因此，能够减轻旋转驱动装置的旋转负荷，这样，旋转驱动装置使用比较小输出的小型的装置便足够，从而能够是装置轻量化且降低成本。

根据本发明的第二方面的特征，通过进行第一臂的升降、绕第一臂支柱的轴线的旋转、第一及第二臂的相对旋转、支架的旋转及工件支承臂的摆动，能够轻便地使工件保持装置所保持的工件具有升降、水平移动、倾斜及反转等的位置变动，因此即使操作者是一个人，且即使是在狭窄的场所，也能够容易地将工件移载至所希望的地点，能够大幅度减轻操作者的负担。

进而，根据本发明的第三方面的特征，能够通过第一制动器的动作限制第一臂围绕支柱的轴线旋转、通过第二制动器的动作限制第一及第二臂的相对旋转、通过第三制动器的动作限制支架的旋转等，使工件的姿势稳定，能够更容易、准确地进行移载操作。

进而，根据本发明的第四方面的特征，在旋转驱动装置的动作停止的同时，支架的旋转得到限制，使工件的反转姿势稳定，能够更容易、准确地进行移载操作。

进而，根据本发明的第五方面的特征，即使用于移载工件的对象物移动的情况下，通过将支柱的水平方向的移动方向对准上述对象物的移动方向，就能够将工件容易地移载于上述对象物。

另外，根据本发明的第六方面的特征，即使是一个人操作，也能够容易地使工件进行倾斜及反转的姿势变化。而且，在工件反转时，通过预先将工件支承臂在上下方向进行规定角度的摆动，将工件的重心能够设定于所述水平轴线或其附近，而能够轻便地进行工件的反转。

另外，工件本发明的第七方面的特征，在工件反转时，通过预先将工件支承臂在上下方向进行规定角度的摆动，将工件的重心能够设定于所述水平轴线或其附近，之后，就能够通过人力轻便地进行工件的反转。

进而，工件本发明的第八方面的特征，在工件反转时，通过预先将工件支承臂在上下方向进行规定角度的摆动，能够将工件的重心设定于所述水平轴线或其附近，而能够通过相对较小的容量的驱动器进行工件的反转。

附图说明

图1是本发明涉及的具有移载装置的机动车组装线的主要部分的平面图(第1实施例)；

图2是表示上述工件移载装置在不同状态下的同样的平面图(第1实施例)；

图3是图2的箭头3方向的视图(第1实施例)；

图4是图1的4-4线的放大剖面图(第1实施例)；

图5是图4的箭头5方向的视图(第1实施例)；

图6是图4的6-6线的剖面图(第1实施例)；

图7是图1的7-7线的放大剖面图，是表示即将保持工件的状态的图(实施例1)；

图8表示工件的保持状态，为与图7对应的图(第1实施例)；

图9表示保持的工件旋转移动的状态，为与图7对应的图(第1实施例)；

图10表示给予工件倾斜姿势的状态，为与图7对应的图(第1实施例)；

图11是表示将倾斜姿势的工件上下反转的状态，与图7对应(第1实施例)。

附图标记

W     工件(备用车轮)

11    导轨

13    支柱

15    第一制动器

20    升降驱动装置(第一气缸)

22    第一臂

24    第二臂

25    第二制动器

30    旋转驱动装置(电动机)

30a   输出轴

31    支架

33    第三臂

34    第三制动器

35    摆动驱动装置(第二气缸)

40    工件保持装置(夹钳)

具体实施方式

根据附图所示的本发明的优选实施例，对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

首先，如图1～图3所示，在机动车的组装线上，设有：将多台车体B、B...由多个挂架2、2...支承，并向一定方向A输送的架空输送机1；与挂架2、2...的移动同步行进的移动台3；在该移动台3的一侧、设置于地面的备用车轮供给传送带4；将到达备用车轮供给传送带4的排出部4a的备用车轮W移载至输送中的各车体B下部的备用车轮保持箱Ba的本发明的工件移载装置5。

由于备用车轮供给传送带4将备用车轮W在使其外侧面朝上的水平状态下、向排出部4a输送，因此，在其排出部4a上，设有使备用车轮W的移动停止的制动壁6和由工件移载装置5的后述的第一臂22可将到达排出部4a的备用车轮W举起的凹口7。在备用车轮供给传送带4上，将备用车轮W在使其外侧面朝上的状态下输送，是为了防止由于与该传送带4的滑动接触而弄伤备用车轮W的轮部外侧面。

下面，对工件移载装置5进行说明。

如图1、图4～图6所示，在备用车轮移载台10上，在其上方所述架空输送机1的一侧，架设与其平行的一对导轨11、11，向下方垂直延伸的中空的支柱13经由轴承14旋转自由地安装在台车12上，该台车12在该导轨11、11上移动。在该支柱13和台车12之间，设有能够限制支柱13的旋转的第一制动器15。该第一制动器15具有：安装在台车12上的电磁式卡钳16，固定于支柱13的上端部、由卡钳16的动作而制动的制动盘17。

如图4～5所示，在上述支柱13的中空部，收纳具有可在其内周面上下转动的多个引导车轮18、18...的升降体19，在该升降体19和支柱13的上端部之间安装第一气缸20，通过该第一气缸20的伸缩作用，能够使升降体19升降。

在支柱13的一侧壁上，设有在其长度方向延伸的引导槽21，通过该引导槽21，第一臂22与升降体19一体连结。

第一臂22为水平配置，在其前端部，与支柱13平行的支轴23的上端部经由轴承28旋转自由地连结。在该支轴23上，一体形成自其下端部水平延伸出来的第二臂24，第二臂24与支轴23一起，可相对于第一臂22旋转。

在第一臂22及支轴23之间，设有能够限制第一及第二臂22、24之间的相对旋转的第二制动器25。该第二制动器25具有：安装于第一臂22的电磁式卡钳26和固定于支轴23的上端部且由卡钳26的动作而制动的制动盘27。

如图6及图7所示，在第二臂24的前端部，固定有电动机30的定子。该电动机30，由于其输出轴30a与第二臂24成直角水平配置，因此支架31与该输出轴30a一体连结。

在该支架31上，经由与输出轴30a成直角的水平枢轴32，安装可上下摆动的第三臂33。因此，电动机30能够通过其动作由输出轴30a使支架31自由旋转。该电动机30内置有在其不进行动作时、自动阻止输出轴30a的旋转的第三制动器34。

在第三臂33和支架31之间安装有第二气缸35，该第二气缸35收缩时(参照图9)，使第三臂33保持大致水平状态，伸长时(参照图10)保持使第三臂33抵接设于支架31的制动块36的规定的倾斜状态，在该第三臂33的规定倾斜状态下，经由后述的夹钳40，保持于第三臂33的备用车轮W的重心G被预先设定为到达电动机30的输出轴30a的轴线X上或者其附近，在该第二臂24的规定倾斜状态中能够减轻电动机30的旋转负荷。

如图7及图8所示，在第三臂33的前端部，设有在备用车轮W中心部的安装孔39可卡合、拆卸地卡合，且保持备用车轮W的夹钳40。该夹钳40具有：在第三臂33的前端部上面固定气缸主体41a的夹紧气缸41，固定于上述气缸主体41a的上端面、使上端部为圆锥形的夹钳芯轴42，在该夹钳芯轴42的槽43内被轴支承、使上端的爪部从槽43中出入的多个夹钳爪44、44，以及对这些夹钳爪44、44向槽43内的方向施力的弹簧45、45；在夹钳爪44、44内侧面，为使其能够在突出方向旋转，而将夹紧气缸的活塞杆前端的扩张部件41b相对配置。

进而，在将夹钳芯轴42嵌合于备用车轮W的安装孔39的状态下，如果夹紧气缸41进行动作，则扩张部件41b突出，使夹钳爪44、44向槽43外方旋转，通过将其爪部卡合于上述安装孔39的外端周缘部，夹钳40成为保持备用车轮W的夹紧状态(图8的状态)。如果夹紧气缸不进行动作，则由弹簧45、45的施力，通过使夹钳爪44、44从槽43内退出，夹钳40成为放开备用车轮W的非夹紧状态(图7的状态)。

在图5中，在第二臂24上，附设由在其长度方向间隔配置的左右的一对握柄46、46′，以及与其中一个的握柄46邻接的开关组47。在开关组47中，包含有：使所述第一及第二气缸20、35进行伸缩动作的开关，使所述第一及第二制动器15、25的电磁式卡钳16、26动作的开关，以及控制电动机30的正反转的开关等。

另外，图中符号M代表操作者。

下面，对该实施例的作用进行说明。

首先，如图1及图7所示，将到达备用车轮供给传送带4的排出部4a的备用车轮W取出，操作者M握持握柄46、46′，第一及第二臂22、24相互闭合，并且，将夹钳40作为前端，用自己的力量使支柱13靠近所述排出部4a。此时，电动机30动作，为使夹钳40朝上，旋转支架31，或者夹钳40处于非夹紧状态。另外，伸长第一气缸20，使第三臂33下降至与备用车轮供给传送带4大致相同的高度，同时，伸长第二气缸35，使第三臂33朝下倾斜。在这种情况下，由于第一及第二臂22、24相互闭合，即使是在比较狭窄的备用车轮移载台10上，也能够避免第一及第二臂22、24与其他物体的干涉。

使支柱13靠近所述排出部4a，将夹钳40通过凹口7移动至所述排出部4a上的备用车轮W的安装孔39的正下方后，使第二气缸35收缩，一边使第三臂33水平，一边将夹钳芯轴42嵌合于所述安装孔39。这样，夹钳40为夹紧状态，保持备用车轮W。

如果利用夹钳40保持备用车轮W，则通过使第一或第二气缸35仅微量收缩，将备用车轮W从收缩排出部4a举起。

接着，操作者M用自己的力量使臂22、24、33这一组围绕支柱13旋转，如图9所示，将所述备用车轮W向与备用车轮供给传送带4相反一侧旋转移动，接着，如图10所示，伸长第二气缸35，使备用车轮W与第三臂33一起向前面下方、倾斜规定角度。通常该倾斜角度通过第三臂33与支架31的制动块36相抵接而被一定地限制。如前所述，由于根据该一定角度的倾斜，保持于夹钳40的备用车轮W的重心G到达电动机30的输出轴30a的轴线X上或者其附近，减轻电动机30的旋转负荷，故如图11所示，电动机30进行动作、通过输出轴30a、将支架31旋转180°，则能够轻便地使备用车轮W上下反转。由此，电动机30即使是比较小的输出的小型电动机就可以，从而能够谋求工件移载装置5的轻量化及降低制造成本。而且，由于内置了在电动机30不进行动作时、自动阻止输出轴30a的旋转的第三制动器34，因此，在备用车轮W反转后，能够将其姿势自动固定。

图11所示的反转的备用车轮W为与刚才的状况相反的前面向上的倾斜姿势，该倾斜姿势对应于在输送中的各车体B的后部、开放所准备的备用车轮保持箱Ba的后端的接收姿势。

在此，如图2及图3所示，操作者M打开第一及第二臂22、24间，将备用车轮W移动至所述备用车轮保持箱Ba的正后方，放置于移动台3上，进而，在将备用车轮W移至备用车轮保持箱的正上方后，使夹钳40为非夹紧状态，使备用车轮W离开夹钳40。

这样，备用车轮W虽然移载至输送中的车体B的备用车轮保持箱Ba中，但由于在该移载操作中，车体B由架空输送机1持续输送，伴随这样的输送的支柱13被从移动台3上的操作者M一侧拉动并移动至导轨11、11上，而不妨碍移载操作。

在上述操作中，操作者M根据需要使第一及第二制动器15、25动作，支柱13能够自由地阻止第一臂22及第二臂24相互间的相对转动。例如，在移动台3上，将备用车轮W移动至备用车轮保持箱Ba的正后方时，两制动器15、25动作，阻止支柱13、第一臂22及第二臂24的三者的相对转动，则消除备用车轮W的左右移动，从而能够容易地进行将备用车轮W移至备用车轮保持箱Ba的正上方。

之后，通过重复进行相同的操作，能够将备用车轮供给传送带4上的备用车轮W移载至依次输送过来的车体B的备用车轮保持箱Ba中。

这样，一名操作者通过适当进行支柱13的水平移动、第一臂22的升降、第一臂22在支柱13的轴线周围的旋转、第一及第二臂22、24的相对转动、支架31的旋转及第三臂33的摆动，能够给予由夹钳40保持的备用车轮W倾斜或上下反转等各种姿势，同时即使在狭窄的场所，也能够将其容易、轻便地移载至输送中的车体B的备用车轮保持箱Ba中，能够大幅度减轻操作者M的负担。

本发明并不局限于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内，可以进行种种设计变更。例如，本发明并不局限于备用车轮W的移载，也能够应用于各种工件的移载。另外，代替电动机30，在输出轴30a上连结手动柄，通过旋转该手动柄，能够使工件W反转。

Claims (8)

1.一种工件移载装置，其在将工件(W)移载至规定场所时，能够给予工件(W)姿势变化，其特征在于，具有：在支承部可旋转地被支承的支架(31)、用于使该支架(31)旋转的设于所述支承部的旋转驱动装置(30)、在所述支架(31)上可上下摆动地被轴支承的工件支承臂(33)、用于摆动该工件支承臂(33)的设于支架(31)上的摆动驱动装置(35)、设于所述工件支承臂(33)的前端部并保持用于移载工件(W)的工件保持装置(40)以及限制装置(36)，该限制装置把由于所述摆动驱动装置(35)的动作而产生的所述工件支承臂(33)的上下一方的摆动角度限制为预先设定的规定角度、以使所述工件保持装置(40)所保持的工件(W)的重心(G)到达所述转动驱动装置(30)的旋转轴线(X)上或者其附近，在利用所述限制装置(36)使所述工件支承臂(33)在规定角度的摆动位置的状态下，利用所述旋转驱动装置(30)的动作使所述支架(31)能够旋转。

2.如权利要求1所述的工件移载装置，其特征在于，

所述支承部具有：支柱(13)；在该支柱(13)上被可升降地支承、在水平方向延伸，且可围绕支柱(13)的轴线旋转的第一臂(22)；与该第一臂(22)的前端部可旋转地连结、在水平方向延伸的第二臂(24)。

3.如权利要求2所述的工件移载装置，其特征在于，具备：

阻止所述第一臂(22)围绕支柱(13)的轴线旋转的第一制动器(15)、阻止所述第一及第二臂(22、24)的相对旋转的第二制动器(25)和阻止所述支架(31)的旋转的的第三制动器(34)。

4.如权利要求3所述的工件移载装置，其特征在于，把所述第三制动器(34)内置于所述旋转驱动装置(30)中。

5.如权利要求2～4中任一项所述的工件移载装置，其特征在于，具备将所述支柱(13)在水平方向可移动地支承的引导装置(11)。

6.一种工件移载方法，其在将工件(W)移载至规定场所时，能够给予工件(W)姿势变化，其特征在于，包含：第一步骤，其利用由支架(31)轴支承的工件支承臂(33)的前端部，保持要移载的工件(W)，所述支架(31)围绕水平轴线(X)被可旋转地支承在支承部上；第二步骤，其在该第一步骤后，工件支承臂(33)在上下的一方摆动到预先规定的角度以使所述工件(W)的重心(G)到达所述水平轴线(X)上或者其附近，围绕所述水平轴线(X)旋转工件支承臂(33)，而使所述工件(W)反转；第三步骤，其在该第二步骤后，移动所述支架(31)，将所述工件(W)移至规定的移载位置，放开对该工件(W)的保持，在所述第三步骤中，通过所述支架(31)的旋转使摆动后位于规定角度的所述工件(W)围绕所述水平轴线(X)旋转。

7.如权利要求6所述的工件移载方法，其特征在于，在所述第二步骤中，由人力来进行使工件支承臂(33)围绕所述水平轴线(X)的旋转。

8.如权利要求6所述的工件移载方法，其特征在于，在所述第二步骤中，通过驱动器(30)的动作来进行使工件支承臂(33)围绕所述水平轴线(X)的旋转。

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