CN106477249B - 工件输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在不增大噪音的前提下将微细化后的工件高速输送到下一道工序装置的工件输送装置。本发明的零件送料器(100)包括：输送路径(20)，其具有轨道状的工件输送面(24)，该输送路径(20)能够输送工件(W)而不限制工件(W)在工件输送面(24)上的位置；以及压电元件(21)，其用于使工件输送面(24)产生呈大致平面状循环的行波，利用压电元件(21)所产生的行波来输送工件输送面(24)上的工件(W)。

Description

工件输送装置

技术领域

本发明涉及一种利用行波来输送工件的工件输送装置。

背景技术

以往，公知有一种零件送料器，该零件送料器具有：料斗送料器(日文原文：ボウルフィーダ)，其能够收纳工件；主直进式送料器，其用于使自料斗送料器供给过来的工件整列并输送该工件；以及返回用直进式送料器，其用于使自主直进式送料器排除的工件返回到料斗送料器(例如专利文献1)。另外，公知有一种利用两台直进式送料器使工件循环、不需要料斗送料器的零件送料器(例如专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－206019号公报

专利文献2：日本特开2000－289831号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，近年来，直进式送料器中的工件的高速化不断发展，为了在专利文献1、2公开的结构中提高工件的输送速度，想到增大直进式送料器的振幅。然而，当增大直进式送料器的振幅时，直进式送料器的前端部的水平振幅变大，因此，需要扩大设于直进式送料器的前端部的接口部与下一道工序设备之间的间隙，加之近年来工件的微细化不断发展，从而有可能导致工件落入下一道工序设备与直进式送料器的接口部之间或发生工件的阻塞。

因此，想到如下做法：通过提高利用板簧的共振进行振动的直进式送料器的驱动部的频率、减小位移振幅，从而提高输送速度。然而，当将驱动部的、通常为300Hz左右的频率进一步提高时，有可能接近人耳的敏感度较高的1kHz～4kHz的频率，噪音变大，从而成为问题。另外，在利用板簧来产生共振的构造中，当超过300Hz而达到1kHz以上时，会使输送路径等发生弹性变形而无法正常地输送工件(难以使输送路径(滑槽)均匀地平行振动)。

本发明的目的在于有效地解决这样的问题，其目的在于提供一种能够在不增大噪音的前提下将微细化后的工件高速输送到下一道工序装置的工件输送装置。

用于解决问题的方案

本发明鉴于以上这样的问题点而想出如下这样的方法。

即，本发明的工件输送装置的特征在于，该工件输送装置包括：输送路径，其具有轨道状的工件输送面，该输送路径能够载置工件而不限制工件在该工件输送面上的位置；以及行波产生部件，其用于使所述工件输送面产生呈大致平面状循环的行波，利用所述行波产生部件所产生的行波来输送所述工件输送面上的工件。

在此，在大致平面中还包含形成有工件的厚度程度的台阶的大致平面。

当为这样的结构时，由于行波产生部件能够使轨道状的工件输送面产生行波而输送工件，因此，当尤其是利用超声波振动来产生行波的结构时，工件输送面的水平振幅接近0，能够使输送路径和下一道工序装置接近，因此即使工件较微细，也能够抑制工件落入输送路径与下一道工序装置之间或发生工件的阻塞。另外，即使提高行波的频率，也不会如利用以往的板簧的共振的结构那样使噪音变大，能够利用呈大致平面状产生的行波在工件输送面上高速输送工件。

作为能够适当地作为工件输送装置进行应用的结构，可列举出：所述输送路径具有用于将所述工件输送面上的工件排出的排出部。

尤其是，在能够使异向工件返回到料斗送料器等的结构中，为了抑制料斗零件数量、成本的增加，优选构成为，在所述工件输送面形成有用于将工件自所述输送路径的一端部侧朝向另一端部侧输送的工件输送部和用于使位于所述输送路径的另一端部侧的工件返回到所述一端部侧的工件返回部。

尤其是，为了适当地输送工件，优选构成为，在所述排出部的宽度方向两端部和所述工件返回部的宽度方向两端部分别设有引导件。

并且，为了使工件输送面适当地产生行波，优选构成为，在所述输送路径的中央形成有固定有按压构件的固定部分，并且在该固定部分的周边部隔着比所述固定部分和所述工件输送面薄的低刚度部分形成有所述工件输送面。

另外，为了将工件整列并输送该工件且适当地处理异向工件等不良工件，优选的是如下结构：所述输送路径具有：整列区域，其用于使工件靠近所述工件输送部的宽度方向上的一侧；以及不良工件输送区域，其位于比所述整列区域低的位置，用于接收自所述整列区域落下的工件并使其返回到所述输送路径的一端部侧。

另外，为了能在输送路径与下一道工序装置之间保持适当的距离的范围内增大因行波而在工件输送面上产生的水平振幅、从而即使工件较微细也不易在工件输送面上跳动，优选构成为，在所述工件输送面沿着周向形成有多个沿所述工件输送面的宽度方向延伸的切槽。

并且，为了防止噪音变大且实现高速化，优选的是，所述行波产生部件构成为利用超声波振动来产生行波。

发明的效果

采用以上说明的本发明，能够提供如下一种工件输送装置：通过尤其利用超声波振动来产生大致平面状的行波，即使使工件输送面接近下一道工序装置且工件很微细，也能够抑制工件落入输送路径与下一道工序装置之间或发生工件的阻塞，并且能够在不增大噪音的前提下在工件输送面上高速输送工件。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的零件送料器的立体图。

图2是该零件送料器的俯视图。

图3是表示利用剖面线A－A将图1所示的直进式送料器剖切的剖视图。

图4是设于该直进式送料器的输送路径的示意性的仰视图。

图5是用于说明在该输送路径产生的行波的图。

图6是用于说明在该输送路径产生的行波的图。

图7是用于说明行波的图。

图8是表示本发明的变形例的立体图。

图9是表示利用剖面线B－B将图8所示的变形例剖切的剖视图。

图10是表示本发明的另一变形例的示意性的剖视图。

图11是表示本发明的又一变形例的图。

图12是用于说明由图11所示的变形例的结构产生的行波的图。

图13是表示本发明的又一变形例的图。

附图标记说明

8、切槽；20、30、输送路径；20a1、输送路径的一端部；20a2、输送路径的另一端部；20b、压板(按压构件)；20c、低刚度部分；20g、固定部分；21、压电元件(行波产生部件)；24、24’、工件输送面；24a、工件输送部；24a3、24a3’、排出部；24b、工件返回部；25、引导件；31、整列槽部(整列区域)；31a、工件输送部的一端部侧(一侧)；32、循环路线部(不良工件输送区域)；100、101、零件送料器(工件输送装置)；W、工件。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。

如图1、2所示，作为本发明的一实施方式的工件输送装置的零件送料器100包括工件供给用的料斗送料器1和与料斗送料器1相连接的直进式送料器2。

料斗送料器1构成为包括：料斗主体10，其能够收纳工件W；以及料斗驱动部件11，其配置于料斗主体10的下部，用于利用扭转振动来对料斗主体10激振。

料斗主体10为上部开口的、大致局部倒圆锥状的构件，在料斗主体10的内周壁形成有呈螺旋状上升的料斗输送路径12。当利用料斗驱动部件11使料斗主体10沿扭转方向振动时，工件W被沿着料斗输送路径12朝向直进式送料器2向上方输送。

直进式送料器2具有：输送路径20，其为长圆形状，输送路径20的一端部20a1与料斗输送路径12的末端部12a相连接，并且在输送路径20形成有轨道状的工件输送面24；压电元件21(参照图3)，其用于利用超声波振动来使工件输送面24产生行波；支承台22，其自下方支承输送路径20；以及筛选部23，其设于输送路径20的另一端部20a2侧。

输送路径20为左右大致对称的形状且在中央具有长圆状的凹部20a。在凹部20a内收纳有比凹部20a小一圈的长圆形状的压板20b，压板20b被沿长度方向排列的多个止动件20e借助图3所示的垫圈20d固定于凹部20a的底面20aa的中央。由此，如图3所示，在凹部20a的底部20aa中的固定有压板20b的固定部分20g与工件输送面24之间的位置形成有低刚度部分20c，该低刚度部分20c比其他部分薄且刚度小于固定部分20g和工件输送面24的刚度。另外，将凹部20a的周边部且是因输送路径20的中央被压板20b按压而隆起的部分用作工件输送面24。这样，通过利用低刚度部分20c将刚度较高的固定部分20g和工件输送面24连接起来，在产生后述的行波时，能够减小工件输送面24的外周侧与工件输送面24的内周侧之间的振幅差，从而能够防止工件输送面24在整个宽度方向上变形，因此能够减少工件输送面24上的工件W被倾斜输送的情况。此外，也可以是，替代所述凹部20a而形成切槽，从而在输送路径20形成低刚度部分20c。

另外，输送路径20具有：进入部24a2，其设于一端部20a1侧且与料斗输送路径12的末端部12a相连接；以及排出部(排出轨道)24a3，其设于另一端部20a2侧，用于将沿工件输送面24输送过来的工件W中的至少一部分工件W朝向未图示的下一道工序排出。

在工件输送面24形成有工件输送部(上行侧输送面)24a和工件返回部(下行侧输送面、工件排出用轨道)24b，该工件输送部24a在进入部24a2与排出部24a3之间呈直线状延伸，该工件返回部24b具有自排出部24a3附近向外侧突出并弯曲的弯曲返回区域24b1和自弯曲返回区域24b1向一端部20a1侧呈直线状延伸的直线返回区域24b2。直线返回区域24b2的末端位于料斗主体10的上方，能够使在直线返回区域24b2中输送的工件W落入料斗主体10内。

这样的工件输送面24整体上呈大致平面状即大致水平面状，并且其上方敞开，该工件输送面24能够载置工件W而不限制工件W在面上的位置。此外，作为利用超声波振动来产生行波的构件，以往公知有超声波马达，但在超声波马达中，转子是在相对于定子的相对位置被限制的状态下压接于定子并进行旋转的构件，在结构上与本实施方式的零件送料器100完全不同。另外，工件输送面24是能够以20kHz以上的超声波振动而在工件输送部24a或工件返回部24b产生至少两个以上的上下方向上的挠曲波的弹性体。

如图3所示，作为行波产生部件的压电元件21粘贴在输送路径20的形成有工件输送面24的部分的背侧。压电元件21是通过在输送路径20的长度方向上进行伸缩而使工件输送面24产生挠曲的元件，其在工件输送部24a和直线返回区域24b2沿着长度方向分别设有多个(在本实施方式中各设有4个)。如图4所示，多个压电元件21均与放大器21a相连接，该多个压电元件21在工件输送部24a和直线返回区域24b2分别以1/2波长的间隔粘贴在振动模式的波腹的位置且交替地调换了极性。另外，为了利用频率相同且在空间上波的相位错开90°的两个挠曲驻波模式(图5的(a)所示的0°驻波模式和图5的(b)所示的90°模式)来高效地激振，在工件输送部24a的压电元件21与直线返回区域24b2的压电元件21之间，沿着工件输送面24的输送方向具有(n+1/4)λ(n＝0或整数)的间隔，两个压电元件21以实质上错开1/4波长的方式配置并安装。此外，驻波是在共振时在当前位置仅上下振动的波。另外，压电元件21为一体的元件，其既可以是将表面的电极的极性交替地调换的结构，也可以是极性相反的结构。并且，压电元件21既可以是在工件输送部24a和直线返回区域24b2各设有1个的结构，也可以是仅设于工件输送部24a或者直线返回区域24b2中的任一者的结构。并且，压电元件21也可以分别安装于工件输送面24的表面和背面。即，只要满足上述安装条件，则将两个以上的压电元件21设于工件输送面24的任意位置都行。

在这样的结构中，当利用工件输送部24a的压电元件21和工件返回部24b的压电元件21借助相位调整部21b施加在时间上相位错开90°的超声波的正弦波振动时，在空间和时间上均错开90°的两个驻波相叠加而使工件输送面24本身共振而发生弹性变形，从而使挠曲振动成为行波(循环方式)。在产生了行波的工件输送面24的一点Z处，如图6所示，自起算点t＝0起经t＝3/4T产生椭圆振动。另外，通过利用工件输送面24产生的行波在作为波的顶点的一点Z对工件W施加力而在工件W与工件输送面24之间产生摩擦力e，从而利用椭圆振动的水平分量(水平振幅)的推动力将工件W向与行波的行进方向(图7所示的箭头d)相反的方向(图7所示的箭头c)输送。通过使这样的挠曲波的行波在工件输送面24循环，从而将工件W在工件输送面24上呈长圆状循环地输送。由于如此仅使工件输送面24挠曲振动，因此，即使如所述那样将输送路径20的中央部固定，也能够在不对工件输送面24的挠曲振动模式造成影响的前提下获得行波。此外，通过在工件输送部24a的压电元件21和工件返回部24b的压电元件21处使施加于该工件输送部24a的压电元件21和工件返回部24b的压电元件21的正弦波的相位差反转(使时间相位反转(－90°))，能够向相反方向输送工件W，在发生了工件W的阻塞时等情况下，能够暂时反向输送工件W而解除阻塞。

返回到图1，在工件输送部24a、弯曲返回区域24b1、直线返回区域24b2、进入部24a2以及排出部24a3这几者的宽度方向两端部设有引导件25，该引导件25用于防止工件W因离心力而落下、工件W自直线返回区域24b2进入工件输送部24a。

另外，筛选部23具有：传感器23a，其设于比被设于另一端部20a2的弯曲返回区域(转弯)24b1靠输送方向上游侧的位置，用于姿态判断；以及空气喷出部23b，其根据姿态判断的结果来喷出空气。通过自空气喷出部23b喷出空气，从而将被判断为异向的工件W自工件输送部24a向工件返回部24b推出，由此能够将判断为异向的工件W自输送部24a排除。

在这样的零件送料器100中，自料斗送料器1供给过来的工件W在工件输送部24a中被沿箭头x的朝向直线地输送并到达配置在弯曲返回区域24b1跟前的筛选部23。通过利用传感器23a进行的姿态判断而被判断为正方向的工件W在惯性力的作用下直接笔直行进而被移送到排出部24a3，并被供给到下一道工序。另一方面，被判断为异向的工件W被自空气喷出部23b喷出的空气改变路径，使该工件W经由工件返回部(返回槽)24b沿箭头y的方向行进而返回到料斗送料器1。因此，被判断为正方向的工件W在输送部24a中行进并经由排出部24a3被交接到下一道工序，另一方面，被判断为异向的工件W在工件返回部24b中输送而返回到料斗送料器1的料斗主体10内。

如上所述，本实施方式的零件送料器100构成为，包括输送路径20和作为行波产生部件的压电元件21，该输送路径20具有轨道状的工件输送面24，且能够输送工件W而不限制工件W在工件输送面24上的位置，该压电元件21用于使工件输送面24产生呈大致平面状循环的行波，利用压电元件21所产生的行波来输送工件输送面24上的工件W。

当为这样的结构时，由于压电元件21能够使轨道状的工件输送面24产生行波来输送工件W，因此，当尤其是利用超声波振动来产生行波的结构时，工件输送面24的水平振幅接近0，能够使与工件输送面24相连接的排出部24a3接近下一道工序装置，因此即使工件W较微细，也能够抑制工件W落入输送路径20与下一道工序装置之间或发生工件W的阻塞。另外，即使提高行波的频率，也不会如利用以往的板簧的共振的结构那样使噪音变大，能够利用呈大致平面状产生的行波在工件输送面24上高速输送工件W。并且，通过使行波的行进方向相反，能够将工件W向相反方向输送，因此，在工件输送面24上发生工件W的阻塞等的情况下，能够暂时反相而消除工件W的阻塞。

另外，由于输送路径20具有用于将工件输送面24上的工件W排出的排出部24a3，因此能够将输送路径20适当地应用于工件输送装置100。

在此，当如所述专利文献1、2所公开的零件送料器那样为具有主直进式送料器和用于使自主直进式送料器排除的工件返回料斗送料器的返回用直进式送料器的结构时，由于将两台直进式送料器设定为相反方向，因此需要调整槽的位置等而不使槽之间相互干涉，能够想到该调整需要较长时间。另外，各直进式送料器分别需要用于使工件输送面振动的驱动部和控制器，从而导致成本上升。

因此，如本实施方式那样，通过在工件输送面24形成有用于将工件W自输送路径20的一端部20a1侧朝向另一端部20a2侧输送的工件输送部24a和用于使位于输送路径20的另一端部20a2侧的工件W返回一端部20a1侧的工件返回部24b，能够将长圆形状的工件输送面24的单侧用作返回槽，因此，不必为了使排除了的零件循环而准备另外的直进式送料器、返回槽，易于设置输送路径20，从而能够抑制零件数量、成本的增加。

尤其是，由于在排出部24a3的宽度方向两端部和工件返回部24b的宽度方向两端部分别设有引导件25，因此能够防止工件W落在零件送料器100的周边，从而能够适当地输送工件W。

并且，输送路径20构成为，在输送路径20的中央形成有被作为按压构件的压板20b固定的固定部分20g，并且在该固定部分20g的周边部隔着比固定部分20g和工件输送面24薄的低刚度部分20c形成有工件输送面24，因此，能够在不使轨道状的工件输送面24产生不必要的挠曲的前提下以固定部分20g为支架来适当地产生行波。

尤其是，由于压电元件21构成为利用超声波振动来产生行波，因此，人耳听不到驱动声，能够实现无声化，从而能够防止噪音变大并实现高速化。

以上，说明了本发明的一实施方式，但各部分的具体结构并不仅限于所述实施方式。

例如，在本实施方式中，整个工件输送面24位于同一平面上，但也可以如图8、9所示的零件送料器101那样为如下结构：设有用于使工件W靠近工件输送部24a的宽度方向的一端部31a的作为整列区域的整列槽部31和位于比该整列槽部31低的位置的作为不良工件输送区域的循环路线部32。整列槽部31形成为在进入部24a2’、工件输送部24a以及排出部24a3’的范围内在比工件输送面24高的位置处朝向一端部31a侧的引导件25向下方倾斜。由此，如图9所示，工件W因整列槽部31的倾斜而在一端部31a侧抵接于引导件25并被输送，因此，能够使工件W整列为一列并向下一道工序装置供给。循环路线部32包括工件输送部24a的除整列槽部31以外的部分和工件返回部24b。

在该结构中，自料斗送料器1的料斗输送路径12向整列槽部31供给工件W，对于在整列槽部31中输送的工件W，利用设于工件输送部24a的长度方向中央部的筛选部23的传感器23a来进行姿态判断。对于被判断为异向的工件W，利用来自空气喷出部23b的空气使其自整列槽部31落到循环路线部32上。使被排除到循环路线51的异向的工件W经由工件返回部24b返回到料斗送料器1的料斗主体10。被判断为正方向的工件W在整列槽部31中向另一端部20a2侧行进，被自排出部24a3’排出。此外，在进入部24a2’和排出部24a3’中，仅在宽度方向上的一端部31a侧设有引导件25。另外，在本变形例中，如图9所示，与所述实施方式相比，使位于工件输送面24与固定部分20g之间的低刚度部分20c较薄而降低刚度。由此，在工件输送面24的宽度方向上的外侧和内侧使上下方向上的挠曲振幅差进一步变小，能够更稳定地减少工件W被倾斜输送的情况。

如上所述，由于输送路径30具有：整列槽部31，其作为整列区域，用于使工件W靠近工件输送部24a的宽度方向上的一侧即一端部31a侧；以及循环路线部32，其作为不良工件输送区域，位于比整列槽部31低的位置，用于接收自整列槽部31落下的工件W并使其返回到输送路径30的一端部20a1侧，因此，能够使工件整列为一列并进行输送，从而能够使异向的工件W适当地返回到料斗送料器1。另外，不仅能够将筛选部23设于弯曲返回区域24b1跟前，还能够将筛选部23设于工件输送部24a的多处而进行多次姿态判断处理，因此能够提高筛选效率。

此外，也可以是使直线返回区域部24b2以上升的方式倾斜而使在直线返回区域部24b2中输送的工件W直接返回到整列槽部31的开始端部的构造。由此，不需要料斗送料器1。在此基础上，还能够构成为，使工件W在旋转的同时自整列槽部31落在循环路线部32，以能够改变工件W的姿态。另外，也可以构成为，通过使整列槽部31以下降的方式倾斜，从而增大输送速度。并且，如图10所示，也可以构成为，使整个工件输送部24a为整列槽部31，且将架设构件35以下降倾斜地在压板20b之上通过的方式自整列槽部31的位于空气喷出部23b附近的位置架设到循环路线部32，从而利用空气使被判断为异向的工件W自整列槽部31吹到架设构件35上并将其直接向循环路线部32移送。由此，不必使被判断为异向的工件W通过弯曲返回部24b1，能够缩短向工件返回部24b移送工件W的距离。

另外，如图11所示，也可以构成为，在工件输送面24’沿着周向形成有多个沿工件输送面24’的宽度方向延伸的切槽8。对于在工件输送面24没有形成切槽8的所述实施方式来说，中性轴N位于输送路径20的厚度方向中央(参照图6)，但通过在工件输送面24’形成切槽8而使中性轴N降低，因此，如图12所示，能够在能在输送路径20’与下一道工序装置之间保持适当的距离的范围内增大因行波而在工件输送面24’产生的水平分量(水平振幅)，从而能够增大施加于工件W的水平方向上的推动力而使工件W不易在工件输送面24’上跳动。此外，在这样的结构中，也可以是，在工件输送面24’粘贴未图示的膜而使工件W不会落入切槽8。

并且，在所述实施方式中，利用循环方式来产生行波，但并不限定于此，例如，也可以是，如图13所示那样，利用分别改变相位差来激振工件输送面24的两端20a1、20a2的以往已知的两端激振方式来产生行波。

另外，在所述实施方式中，为了输送工件W或使工件W返回而利用大致整个工件输送面24、24’，但也可以是为了输送工件W而仅利用工件输送面24、24’的单侧的结构。

并且，输送路径20、30的形状并不限定为俯视长圆状，也可以为俯视长方形状。

其他的结构也能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变形。

Claims (7)

1.一种工件输送装置，其特征在于，

该工件输送装置包括：

输送路径，其具有工件输送面，该输送路径能够载置工件而不限制工件在该工件输送面上的位置；以及

行波产生部件，其产生在弹性体循环的行波，该弹性体的至少一部分被用作所述工件输送面，

利用所述行波产生部件所产生的行波来输送所述工件输送面上的工件，

所述行波产生部件构成为，通过对所述弹性体的相互不同的位置激振而形成的在空间和时间上错开的两个波相叠加，从而形成循环的所述行波，

通过形成所述行波而在所述工件与所述工件输送面之间产生摩擦力，从而将所述工件向与所述行波的行进方向相反的方向输送。

2.根据权利要求1所述的工件输送装置，其中，

所述工件输送面呈轨道状，该轨道状包括一对直线部分和将该一对直线部分连接起来的弯曲部分，

通过对所述一对直线部分中的各个直线部分激振而形成所述行波。

3.根据权利要求1或2所述的工件输送装置，其中，

所述输送路径具有用于将所述工件输送面上的工件排出的排出部。

4.根据权利要求3所述的工件输送装置，其中，

在所述工件输送面形成有用于将工件自所述输送路径的一端部侧朝向另一端部侧输送的工件输送部和用于使位于所述输送路径的另一端部侧的工件返回到所述一端部侧的工件返回部。

5.根据权利要求1或2所述的工件输送装置，其中，

所述输送路径构成为，在该输送路径的中央形成有固定有按压构件的固定部分，并且在该固定部分的周边部隔着比所述固定部分和所述工件输送面薄的低刚度部分形成有所述工件输送面。

6.根据权利要求1或2所述的工件输送装置，其中，

在所述工件输送面沿着周向形成有多个沿所述工件输送面的宽度方向延伸的切槽。

7.根据权利要求1或2所述的工件输送装置，其中，

所述行波产生部件构成为利用超声波振动来产生行波。

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