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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung.
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Verwandte Technik
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Herkömmlicherweise ist eine Haltevorrichtung bekannt, die ein Werkstück mit einer Wölbung mittels mehrerer Saugkörper ansaugt und hält, die dem Werkstück folgen und beweglich vorgesehen sind (siehe beispielsweise die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr.
2002-321181 ).
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Patentschrift
1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr.
2002-321181 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Beim Halten eines Werkstücks mit einer vorgegebenen Oberflächenform ist es erforderlich, jeden von mehreren Saugabschnitten, die mit dem Werkstück in Kontakt gelangen, zu veranlassen, sich mittels eines Drehmechanismus und eines linearen Bewegungsmechanismus so zu bewegen, dass er der Oberflächenform des Werkstücks folgt, wodurch jeder der Saugabschnitte in engen Kontakt mit der Oberfläche des Werkstücks gebracht wird.
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Beim aufeinanderfolgenden Halten eines Werkstücks mit mehreren Typen von unterschiedlichen, nicht flachen Oberflächen durch eine Haltevorrichtung treten jedoch die folgenden Probleme auf. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Werkstück mit nicht flachen Oberflächen ein Werkstück mit zumindest entweder einer gewölbten Oberfläche oder einer geneigten Oberfläche bezeichnet, an der mehrere flache Oberflächen an zumindest einem Teil der Oberfläche des durch den Kontakt mit der Haltevorrichtung gehaltenen Werkstücks aufeinander treffen. Das Werkstück mit nicht flachen Oberflächen umfasst kein Werkstück mit einer Oberflächenform, die von einer gesamten Oberfläche des Werkstücks gebildet wird, das durch den Kontakt mit der Haltevorrichtung gehalten wird, die nur eine einzige flache Oberfläche (eine flache Oberfläche) aufweist.
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Nach dem Halten eines ersten Werkstücks wird die Anordnung der mehreren Saugabschnitte der Haltevorrichtung in einem Zustand gehalten, in dem sie den nicht flachen Oberflächen des ersten Werkstücks folgt. Daher kann beim Halten eines zweiten Werkstücks mit nicht flachen Oberflächen, die sich von den nicht flachen Oberflächen des ersten Werkstücks unterscheiden, durch die gleiche Haltevorrichtung nach dem Halten des ersten Werkstücks selbst dann nicht jeder Saugabschnitt entlang der nicht flachen Oberflächen des zweiten Werkstücks bewegt werden, wenn jeder Saugabschnitt gegen das zweite Werkstück gedrückt wird, und in einigen Fällen können nicht sämtliche Saugabschnitte in engen Kontakt mit der Oberfläche des zweiten Werkstücks gebracht werden.
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Daher besteht der Wunsch, jedes Werkstück selbst beim aufeinanderfolgenden Halten der Werkstücke mit unterschiedlichen nicht flachen Oberflächen zuverlässiger halten zu können.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung, die darauf ausgelegt ist, nacheinander mit mehreren Typen von an mehreren Werkstücken vorgesehenen, unterschiedlichen, nicht flachen Oberflächen in Kontakt zu treten und anschließend die Werkstücke zu halten, und die umfasst: mindestens ein Positionierungselement, das mit den Werkstücken in Kontakt tritt und die Werkstücke positioniert; und mehrere Oberflächennachbildungselemente, die mit den von dem Positionierungselement positionierten Werkstücken in Kontakt treten und so vorgesehen sind, dass sie entsprechend Oberflächen der Werkstücke drehend beweglich und linear beweglich sind, wobei das Positionierungselement und das Oberflächennachbildungselement mindestens einen Kontaktabschnitt, der mit den Werkstücken in Kontakt tritt und die Werkstücke hält, und mindestens einen Gleitabschnitt umfassen, der entsprechend Oberflächen der Werkstücke verschiebbar ist, wenn er auf beiden Seiten des Kontaktabschnitts mit den Werkstücken in Kontakt gelangt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung bereitzustellen, durch die selbst beim aufeinanderfolgenden Halten von Werkstücken mit unterschiedlichen nicht flachen Oberflächen jedes Werkstück zuverlässiger gehalten werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 ist eine Vorderansicht, die die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 3 ist eine Ansicht von unten, die die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen gemeinsamen Teil eines Positionierungselements und eines Oberflächennachbildungselements der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines Zustands vor dem Halten eines ersten Werkstücks und eines zweiten Werkstücks mit unterschiedlichen Wölbungen durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 6 ist eine Ansicht von unten, die einen Zustand zu Beginn des Haltens eines ersten Werkstücks durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 7 ist eine Ansicht von unten, die einen Zustand nach dem Beginn des Haltens des ersten Werkstücks durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand beim Halten des ersten Werkstücks durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 9 ist eine Ansicht von unten, die einen Zustand zu Beginn des Haltens eines zweiten Werkstücks mit einer anderen Wölbung nach dem Halten des ersten Werkstücks durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 10 ist eine Ansicht von unten, die den Arbeitsablauf des Haltens des zweiten Werkstücks mit einer anderen Wölbung nach dem Halten des ersten Werkstücks durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 11 ist eine Ansicht von unten, die einen Zustand des Haltens des zweiten Werkstücks mit einer anderen Wölbung nach dem Halten des ersten Werkstücks durch die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; zeigt
- 12 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen gemeinsamen Teil eines Positionierungselements und eines Oberflächennachbildungselements einer Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
- 13 ist eine Vorderansicht, die eine Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform einer Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, umfasst eine Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 ein Positionierungselement 3 und ein Oberflächennachbildungselement 4, die auf einer montageseitigen Oberfläche 21, die der Richtung Z2 eines gemeinsamen Substrats 2 zugewandt ist, das aus einer rechteckigen flachen Platte gefertigt ist, mit einem Werkstück in Kontakt gelangen und es halten. Die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 ist über das gemeinsame Substrat 2 an einem vorderen Ende eines (nicht gezeigten) Roboterarms oder Krans angebracht. Die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 wird durch die Betätigung des Roboterarms oder Krans in jede Richtung bewegt und tritt durch wiederholtes Betätigen nacheinander mit mehreren Werkstücken (beispielsweise einem ersten Werkstück W1 und einem zweiten Werkstück W2, die später beschrieben werden) mit mehreren Typen von unterschiedlichen, nicht flachen Oberflächen in Kontakt und hält diese.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass unter den in jeder Figur gezeigten Richtungen die X-Richtung eine Richtung längs der Richtung der Ebene des gemeinsamen Substrats 2 ist und die Richtung der Breite der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 angibt. Die Y-Richtung ist eine Richtung längs der Richtung der Ebene des gemeinsamen Substrats 2 und gibt eine zu der X-Richtung senkrechte Richtung an. Die Richtung Y1 gibt eine Richtung an, in der sich die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 beim Halten des Werkstücks auf das Werkstück zu bewegt. Die Richtung Y2 gibt eine Richtung an, in die sich die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 nach der Lösung des Halts des Werkstücks bewegt, wenn sie sich von dem Werkstück entfernt. Die Z-Richtung gibt eine zu dem gemeinsamen Substrat 2 senkrechte Richtung an. Die Richtung Z1 gibt eine der Richtung Z2 entgegengesetzte Richtung an.
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Das Positionierungselement 3 ist ein Element, das mit einem Werkstück (siehe das erste Werkstück W1 und das zweite Werkstück W2, die in 5, etc. gezeigt sind) in Kontakt tritt und es hält und die Position der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 in Bezug auf das Werkstück bestimmt. Das Positionierungselement 3 ist so vorgesehen, dass es so befestigt ist, dass es in Bezug auf die montageseitige Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 in keiner unter der X-, der Y- und der Z-Richtung beweglich ist. Das Positionierungselement 3 ist jedoch entsprechend der Oberflächenform des Werkstücks in jedem Winkel um die Achse C1 drehbar beweglich. Die Achse C1 ist längs der zu der montageseitigen Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 senkrechten Z-Richtung angeordnet.
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Ähnlich wie das Positionierungselement 3 ist das Oberflächennachbildungselement 4 ein Element, das mit dem Werkstück in Kontakt tritt und es hält. Das Oberflächennachbildungselement 4 ist so vorgesehen, dass es in Bezug auf die montageseitige Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 in der X-Richtung und der Z-Richtung nicht beweglich ist. Das Oberflächennachbildungselement 4 ist jedoch so vorgesehen, dass es längs der Y-Richtung linear beweglich ist, und es ist so vorgesehen, dass es entlang der Oberflächenform des Werkstücks in jedem Winkel um die Achse C2 drehbar beweglich ist. Ähnlich wie die Achse C1 ist die Achse C2 längs der zu der montageseitigen Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 senkrechten Z-Richtung angeordnet.
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Die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein Positionierungselement 3 und zwei Oberflächennachbildungselemente 4 und 4, die jeweils auf beiden Seiten des Positionierungselements 3 angeordnet sind. Das Positionierungselement 3 ist jedoch nicht auf eines beschränkt. Es können zwei oder mehr Positionierungselemente 3 zwischen benachbarten Oberflächennachbildungselementen 4 und 4 angeordnet sein. Darüber hinaus können zwei oder mehr Oberflächennachbildungselemente 4 so auf einer Seite angeordnet sein, dass das Positionierungselement 3 zwischen ihnen angeordnet ist.
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Als nächstes wird ein spezifischer Aufbau des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 beschrieben. Das Positionierungselement 3 und das Oberflächennachbildungselement 4 weisen mit Ausnahme des Unterschieds zueinander, dass sie so vorgesehen sind, dass sie in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 linear beweglich sind bzw. nicht, den gleichen Aufbau auf. Daher wird in der folgenden Beschreibung der Aufbau des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 mit Bezugszeichen zusammen beschrieben.
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Das Positionierungselement 3 und das Oberflächennachbildungselement 4 umfassen jeweils Basisabschnitte 31 und 41, Halteplattenabschnitte 32 und 42, Kontaktabschnitte 33 und 43, Drehmechanismusabschnitte 34 und 44 und Gleitabschnitte 35 und 45.
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Die Basisabschnitte 31 und 41 sind Abschnitte zur Anbringung des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 an dem gemeinsamen Substrat 2. Die Basisabschnitte 31 und 41 sind bei der Betrachtung in der Z-Richtung in einer im Wesentlichen quadratischen Form ausgebildet und im Wesentlichen parallel zu der montageseitigen Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 angeordnet.
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Die Halteplattenabschnitte 32 und 42 sind Abschnitte zum Halten der Kontaktabschnitte 33 und 43. Wie in 1 und 3 gezeigt, erstrecken sich die Halteplattenabschnitte 32 und 42 in einem anfänglichen Zustand, in dem die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 nicht mit dem Halten des Werkstücks begonnen hat, von dem Ende der Basisabschnitte 31 und 41 auf der Seite der Richtung Y2 in der zu den Basisabschnitten 31 und 41 senkrechten Richtung Z2.
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Die Kontaktabschnitte 33 und 43 sind Abschnitte, die mit dem Werkstück in Kontakt gelangen und das Werkstück ansaugen und halten. Die Kontaktabschnitte 33 und 43 sind in einer rechteckigen Form an den in dem anfänglichen Zustand der vorstehend genannten Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 der Richtung Y1 zugewandten Seitenflächen der Halteplattenabschnitte 32 und 42 vorgesehen. Wie in 3 gezeigt, sind die Kontaktabschnitte 33 und 43 längs der X-Richtung so gewölbt, dass sie in der Richtung Y1 geringfügig vorstehen. Die Kontaktabschnitte 33 und 43 sind in der Z-Richtung nicht gewölbt.
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Die Kontaktabschnitte 33 und 43 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen Magnete, die metallene Werkstücke durch eine magnetische Kraft anziehen. Die Kontaktabschnitte 33 und 43 können selbst von Magneten gebildet werden, oder es können alternativ Magnete im Inneren der Kontaktabschnitte 33 und 43 angeordnet sein. Als Magnete kann ein Elektromagnet verwendet werden, der durch Bestromung beim Anziehen des Werkstücks eine magnetische Kraft erzeugt.
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Die Drehmechanismusabschnitte 34 und 44 sind an den mittleren Abschnitten der Basisabschnitte 31 und 41 vorgesehen. Die Drehmechanismusabschnitte 34 und 44 umfassen Drehscheiben 341 und 441, die so vorgesehen sind, dass sie in Bezug auf die Basisabschnitte 31 und 41 in jedem Winkel frei um die Achsen C1 und C2 drehbar sind, und Befestigungsplatten 342 und 442, die an der Oberseite der Drehscheiben 341 und 441 (einer Oberfläche gegenüber dem Halteplattenabschnitt 32 und 42, einer der Richtung Z1 zugewandten Seitenfläche) befestigt sind. Die Befestigungsplatten 342 und 442 sind Abschnitte, die jeweils das Positionierungselement 3 und das Oberflächennachbildungselement 4 an dem gemeinsamen Substrat 2 befestigen. Die Befestigungsplatten 342 und 442 sind mit den Drehscheiben 341 und 441 einstückig ausgebildet und in Bezug auf die Basisabschnitte 31 und 41 um die Achsen C1 und C2 drehbar.
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Die Gleitabschnitte 35 und 45 sind jeweils auf beiden Seiten in der Richtung der Breite der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 (der X-Richtung) in dem Kontaktabschnitt 33 und 43 angeordnet. Genauer sind Halteplatten 36 und 46, die die Gleitabschnitte 35 und 45 halten, an den unteren Endflächen 321 und 421 (einer Endfläche gegenüber dem gemeinsamen Substrat 2, der der Richtung Z2 zugewandten Endfläche) der Halteplattenabschnitte 32 und 42 des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 angebracht. Die Halteplatten 36 und 46 weisen eine Breite (die Breite längs der X-Richtung) auf, durch die sie jeweils von beiden Seiten der Halteplattenabschnitte 32 und 42 vorstehen. Die Gleitabschnitte 35 und 45 sind an den vorstehenden Abschnitten 361 und 461 der Halteplatten 36 angeordnet und 46 stehen jeweils von beiden Seiten des Halteplattenabschnitts 32 und 42 vor.
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Die Gleitabschnitte 35 und 45 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden von Rollen 351 und 451 gebildet, die Drehelemente sind. Die Rollen 351 und 451 sind um Drehachsen 352 und 452 drehbar montiert, die sich von den vorstehenden Abschnitten 361 und 461 in die Richtung Z1 erstrecken. Wie in 3 und 4 gezeigt, sind die Außendurchmesser der Rollen 351 und 451 so eingestellt, dass sie längs der X-Richtung in der Richtung Y1 und zur Seite des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 vom Umfang der vorstehenden Abschnitte 361 und 461 vorstehen. Daher gelangt bei einer Annäherung des Werkstücks an die Halteplatten 36 und 46 das Werkstück mit den Rollen 351 und 451 in Kontakt; das Werkstück gelangt jedoch nicht mit den Halteplatten 36 und 46 in Kontakt. Wenn sich die Rollen 351 und 451 und das Werkstück in Bezug aufeinander bewegen, nachdem die Rollen 351 und 451 mit dem Werkstück in Kontakt gelangt sind, sind die Rollen 351 und 451 leicht drehbar. Daher erfolgt die Änderung der relativen Positionen des Oberflächennachbildungselements 4 und des Werkstücks durch die Drehung der Rollen 351 und 451 gleichmäßig.
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Die Halteplatten 36 und 46 sind durch in die Schraubeneinführöffnungen 362 und 462 eingesetzte Befestigungsschrauben 363 und 463 an den unteren Endflächen 321 und 421 des Halteplattenabschnitts 32 und 42 befestigt. Wie in 3 gezeigt, sind die Schraubeneinführöffnungen 362 und 462 lange Bohrungen, die in dem anfänglichen Zustand der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 in der Y-Richtung lang sind. Daher ist es möglich, die Position der Halteplatten 36 und 46 in Bezug auf die Halteplattenabschnitte 32 und 42 in der Y-Richtung einzustellen. Dadurch ist es möglich, bei dem Positionierungselement 3 und dem Oberflächennachbildungselement 4 entsprechend Bedingungen wie der Größe, der Wölbung, etc. des zu haltenden Werkstücks die optimalen Positionen der Gleitabschnitte 35 und 45 in Bezug auf die Kontaktabschnitte 33 und 43 einzustellen.
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Als nächstes werden die Befestigungskonstruktionen des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 beschrieben. Das Positionierungselement 3 ist über eine Befestigungsplatte 342 an dem gemeinsamen Substrat 2 befestigt. Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist ein Paar paralleler Montagearme 22 und 22, die sich längs der Y-Richtung erstrecken, an der montageseitigen Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 vorgesehen. Der Abstand zwischen den Montagearmen 22 und 22 entspricht der Breite der Befestigungsplatte 342. Wie in 1 gezeigt, weisen die Montagearme 22 und 22 jeweils Verlängerungsabschnitte 221 und 221 auf, die sich in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 in der Richtung Y1 erstrecken. Die Befestigungsplatte 342 des Positionierungselements 3 wird in einem Zustand, in dem sie zwischen den beiden Verlängerungsabschnitten 221 und 221 angeordnet ist, durch Schrauben oder dergleichen befestigt. Dadurch ist das Positionierungselement 3 in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 so angeordnet, dass im Wesentlichen der gesamte Basisabschnitt 31 in der Richtung Y1 von dem gemeinsamen Substrat 2 vorsteht und an dieser Position durch den Drehmechanismusabschnitt 34 drehbar um die Achse C1 beweglich ist.
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Das Oberflächennachbildungselement 4 ist über eine Befestigungsplatte 442 an dem gemeinsamen Substrat 2 befestigt. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist ein Paar paralleler Führungsschienen 23 und 23, die sich längs der Y-Richtung erstrecken, an der montageseitige Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 vorgesehen. Verschiebearmabschnitte 24 und 24 sind jeweils längs der Y-Richtung verschiebbar an den Führungsschienen 23 und 23 aufgenommen. Der Abstand zwischen den Verschiebearmabschnitten 24 und 24 entspricht der Breite der Befestigungsplatte 442. Die Befestigungsplatte 442 des Oberflächennachbildungselements 4 wird in einem Zustand, in dem sie zwischen den beiden Verschiebearmabschnitten 24 und 24 angeordnet ist, mittels Schrauben oder dergleichen befestigt. Dadurch ist das Oberflächennachbildungselement 4 in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 parallel zu der Y-Richtung linear längs der Führungsschienen 23 und 23 beweglich und durch den Drehmechanismusabschnitt 44 drehbar um die Achse C2 beweglich.
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Wie in 3 gezeigt, ist ein Führungsstab 443, der sich in der zu der montageseitigen Oberfläche 21 des gemeinsamen Substrats 2 parallelen Richtung Y2 erstreckt, an dem Ende der Befestigungsplatte 442 auf der Seite in der Richtung Y2 in dem Oberflächennachbildungselement 4 vorgesehen. Wie in 3 gezeigt, ist ein zylindrischer Führungsabschnitt 25, in den der Führungsstab 443 eingesetzt werden kann, zwischen den beiden Führungsschienen 23 und 23 an der montageseitigen Oberfläche 21 vorgesehen. Der zylindrische Führungsabschnitt 25 ist längs der Y-Richtung durch den an dem Ende auf der Seite in der Richtung Y2 vorgesehenen Montageblock 251 an der montageseitigen Oberfläche 21 befestigt.
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Zwischen der Befestigungsplatte 442 und dem Montageblock 251 ist eine Spiralfeder 252 vorgesehen. Die Spiralfeder 252 ist am äußeren Umfang des Führungsstabs 443 und des zylindrischen Führungsabschnitts 25 angeordnet und bringt in Bezug auf die Befestigungsplatte 442 konstant eine Vorspannkraft in einer Richtung der Entfernung von dem Montageblock 251 auf. Daher ist das Oberflächennachbildungselement 4, wie in 1 und 3 gezeigt, in dem anfänglichen Zustand der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1, die kein Werkstück hält, durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 252 in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 an der am weitesten in der Richtung Y1 vorstehenden Position angeordnet. Das Oberflächennachbildungselement 4 ist ferner durch Zusammendrücken der Spiralfeder 252 aus seiner Position linear in der Richtung Y2 beweglich.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass das Oberflächennachbildungselement 4, das durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 252 am weitesten in der Richtung Y1 vorsteht, so angeordnet ist, dass es, weiter als das Positionierungselement 3, geringfügig zur Seite des gemeinsamen Substrats 2 zurückgezogen ist. Dies bedeutet, dass in dem anfänglichen Zustand der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1, die kein Werkstück hält, hinsichtlich der Position des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 längs der Y-Richtung das Positionierungselement 3 am weitesten in der Richtung Y1 vorsteht.
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Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf 5 bis 11 eine Beschreibung des Arbeitsablaufs beim aufeinanderfolgenden Halten des ersten Werkstücks W1 und des zweiten Werkstücks W2, die gewölbte Oberflächen mit unterschiedlichen Krümmungen aufweisen, durch die wiederholte Betätigung der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1. Das erste Werkstück W1 und das zweite Werkstück W2, die in 5 gezeigt sind, sind beide metallene Plattenmaterialien, die in Bogenform gewölbt sind. Die Wölbung des ersten Werkstücks W1 ist stärker als die Wölbung des zweiten Werkstücks W2. Daher weisen das erste Werkstück W1 und das zweite Werkstück W2 unterschiedliche, nicht flache Oberflächen auf. Das erste Werkstück W1 und das zweite Werkstück W2 sind von der Seite nahe der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 in der Reihenfolge des ersten Werkstücks W1 und des zweiten Werkstücks W2 auf einem Werkstückplatzierungsabschnitt 100 angeordnet, wobei konkav gewölbte Oberflächen W1a und W2a jeweils der Seite der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 zugewandt sind. Die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 befindet sich vor dem ersten Halten des ersten Werkstücks W1 in einem anfänglichen Zustand, wie in den 1 und 3 gezeigt. Daher sind die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 252 in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 an in der Richtung Y1 vorstehenden Positionen angeordnet. Die Kontaktabschnitte 33 und 43 des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 sind in dem anfänglichen Zustand so der Richtung Y1 zugewandt, dass sie dem ersten Werkstück W1 zugewandt sind.
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Wie in 6 gezeigt, wird die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 durch einen Roboterarm, einen Kran oder dergleichen (die nicht gezeigt sind) in der Richtung Y1 linear auf das erste Werkstück W1 zu bewegt. Zu diesem Zeitpunkt nähert sich das Positionierungselement 3 in der Mitte von der Seite der konkav gewölbten Oberfläche W1a der Umgebung der Oberseite des mittleren Abschnitts des ersten Werkstücks W1, und die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 nähern sich von der Seite der konkav gewölbten Oberfläche W1a der Umgebung der beiden Enden des ersten Werkstücks W1. Da das erste Werkstück W1 in einer Bogenform stark gewölbt ist, gelangen bei der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 die an der äußeren Seite der Oberflächennachbildungselemente 4 (d.h. auf einer dem Positionierungselement 3 entgegengesetzten Seite) angeordneten Gleitabschnitte 45 und 45 zuerst mit der konkav gewölbten Oberfläche W1a des ersten Werkstücks W1 in Kontakt.
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Wie in 4 gezeigt, wird der Gleitabschnitt 45 von der drehbaren Rolle 451 gebildet. Daher gleiten (rollen) die Gleitabschnitte 45 und 45 durch die Drehung der Rollen 451 und 451 in der Richtung der Breite (der X-Richtung) der konkav gewölbten Oberfläche W1a des ersten Werkstücks W1 folgend gleichmäßig zu beiden Enden des ersten Werkstücks W1, wenn die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 weiter in der Richtung Y1 bewegt wird, nachdem die Gleitabschnitte 45 und 45 der Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 mit der konkav gewölbten Oberfläche W1a des ersten Werkstücks W1 in Kontakt getreten sind. Dadurch bewegen sich die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 durch den Drehmechanismusabschnitt 44 so, dass sie sich so um die Achse C2 (siehe 1) drehen, dass die Kontaktabschnitte 43 und 43 der konkav gewölbten Oberfläche W1a zugewandt sind. Gleichzeitig werden die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 gegen das erste Werkstück W1 gedrückt, wodurch die Spiralfedern 252 und 252 zusammengedrückt werden, und allmählich linear längs der Führungsschienen 23 und 23 in die Richtung Y2 bewegt.
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Wie in 7 und 8 gezeigt, wird die Position der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 in Bezug auf das erste Werkstück W1 bestimmt, wenn der Kontaktabschnitt 33 des Positionierungselements 3 mit der konkav gewölbten Oberfläche W1a des ersten Werkstücks W1 in Kontakt gelangt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 entsprechend der konkav gewölbten Oberfläche W1a des ersten Werkstücks W1 in Bezug auf den anfänglichen Zustand um ca. 45 Grad in entgegengesetzte Richtungen gedreht. Daher stehen auch die Kontaktabschnitte 43 und 43 der Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 mit der konkav gewölbten Oberfläche W1a in Kontakt. Das erste Werkstück W1, das mit jedem der Kontaktabschnitte 33, 43, und 43 in Kontakt steht, wird durch die durch die Bestromung erzeugte magnetische Kraft von den Kontaktabschnitten 33, 43, und 43 angezogen und gehalten. Anschließend wird das erste Werkstück W1 durch das Bewegen der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 durch die Betätigung eines Roboterarms, eines Krans oder dergleichen an eine vorgegebene Position befördert.
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Nach Abschluss der Beförderung des ersten Werkstücks W1 kehrt die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 zur wiederholten Betätigung zu dem Werkstückplatzierungsabschnitt 100 zurück und führt anschließend den Haltevorgang an dem zweiten Werkstück W2 aus. Zu diesem Zeitpunkt kehren die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1, wie in 9 gezeigt, in die anfängliche Position zurück, an der sie durch die Vorspannkraft der Spiralfedern 252 und 252 am weitesten in der Richtung Y1 vorstehen. Die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 behalten jedoch einen Zustand bei, in dem sie entsprechend der gewölbten Oberfläche des anfangs gehaltenen ersten Werkstücks W1 in Bezug auf den anfänglichen Zustand jeweils um ca. 45 Grad in entgegengesetzte Richtungen gedreht sind. Da die Wölbung des zweiten Werkstücks W2 geringer als die Wölbung des ersten Werkstücks W1 ist, gelangen die auf der Seite des Positionierungselements 3 angeordneten Gleitabschnitte 45 und 45 an den Oberflächennachbildungselementen 4 und 4 zuerst mit der konkav gewölbten Oberfläche W2a des zweiten Werkstücks W2 in Kontakt, wenn die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 zu dem zweiten Werkstück W2 bewegt wird, wie in 10 gezeigt.
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Wenn die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 weiter in die Richtung Y1 bewegt wird, nachdem die auf der Seite des Positionierungselements 3 angeordneten Gleitabschnitte 45 und 45 der Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 jeweils mit der konkav gewölbten Oberfläche W2a des zweiten Werkstücks W2 in Kontakt gelangt sind, gleiten (rollen) die Gleitabschnitte 45 und 45 durch die Drehung der Rollen 451 und 451 der konkav gewölbten Oberfläche W2a des zweiten Werkstücks W2 folgend in der Richtung der Breite des zweiten Werkstücks W2 (der X-Richtung) gleichmäßig auf den mittleren Abschnitt zu. Dadurch bewegen sich die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 durch den Drehmechanismus 44 so, dass sie sich so um die Achse C2 (siehe 1) drehen, dass die Kontaktabschnitte 43 und 43 der konkav gewölbten Oberfläche W2a zugewandt sind. Gleichzeitig werden die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 gegen das zweite Werkstück W2 gedrückt, wodurch die Spiralfedern 252 und 252 zusammengedrückt werden, und längs der Führungsschienen 23 und 23 allmählich linear in die Richtung Y2 bewegt. Daher lassen, wie in 11 gezeigt, die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 auch zu, dass die Kontaktabschnitte 43 und 43 mit der konkav gewölbten Oberfläche W2a in Kontakt gelangen, wenn der Kontaktabschnitt 33 des Positionierungselements 3 mit der konkav gewölbten Oberfläche W2a des zweiten Werkstücks W2 in Kontakt gelangt.
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Daher kann die Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 die Oberflächennachbildungselemente 4 und 4 selbst dann gleichmäßig drehen und bewegen, um zu veranlassen, dass Kontaktabschnitte 43 und 43 die konkav gewölbte Oberfläche W2a des zweiten Werkstücks W2 zugewandt sind, wenn im Anschluss an das erste Werkstück W1 das zweite Werkstück W2, das eine Wölbung aufweist, die sich von der Wölbung des ersten Werkstücks W1 unterscheidet ist, berührt und gehalten wird. Daher ist es selbst beim aufeinanderfolgenden Berühren und Halten mehrerer Werkstücke mit mehreren Typen von unterschiedlichen, nicht flachen Oberflächen durch wiederholtes Betätigen möglich, jedes Werkstück mittels der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 zuverlässiger zu halten.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang des Haltens des ersten Werkstücks W1 und des zweiten Werkstücks W2 das Positionierungselement 3 nicht so bewegt wird, dass es sich dreht, da das Positionierungselement 3 mit dem mittleren Abschnitt jedes der Werkstücke W1, W2 in Kontakt gelangt. Ähnlich wie das Oberflächennachbildungselement 4 kann jedoch auch das Positionierungselement 3 abhängig von der Wölbung, der Form oder dergleichen des Werkstücks durch gleichmäßiges Gleiten (Rollen) des Gleitabschnitts 35 entsprechend der Oberfläche des Werkstücks so bewegt werden, dass es sich um die Achse C1 (siehe 1) dreht.
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Bei der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 reicht es aus, wenn jeder der Gleitabschnitte 35 und 45 des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 so konfiguriert ist, dass er entsprechend der Oberfläche des Werkstücks verschiebbar ist, wenn er mit dem Werkstück in Kontakt steht, und somit besteht keine Beschränkung auf die von den Rollen 351 und 451 gebildeten. Die Gleitabschnitte 35 und 45 können von Elementen 353 und 453 mit der Eigenschaft einer leichten Verschiebbarkeit in Bezug auf das Werkstück gebildet werden.
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Die von den Elementen 353 und 453 mit der Eigenschaft einer leichten Verschiebbarkeit gebildeten Gleitabschnitte 35 und 45 sind beispielsweise aus einem Harzmaterial mit einem geringen Gleitwiderstand wie PTFE (Polytetrafluorethylen), POM (Polyacetal), PA (Polyamid) oder PPS (Polyphenylensulfid) ausgebildet, so dass die Kontaktfläche zu dem Werkstück eine gleichmäßig gewölbte Oberfläche wird, wie in 12 gezeigt. Darüber hinaus können die von den Elementen 353 und 453 mit der Eigenschaft einer leichten Verschiebbarkeit gebildeten Gleitabschnitte 35 und 45 durch Beschichten der Oberfläche eines geeigneten Metalls oder Harzes mit einem vorstehend beschriebenen Harzmaterial mit einem geringen Gleitwiderstand oder alternativ durch Hochglanzpolieren der Metalloberfläche hergestellt werden.
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Wenn ein von der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 gehaltenes Werkstück an einem Beschickungsziel von einer Vorrichtung ergriffen oder gehalten wird, können die Kontaktabschnitte 33 und 43 des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4 jeweils ein oder mehrere Sauger 331 und 431 zum Ansaugen und Halten des Werkstücks durch Unterdruck aufweisen, wie in 13 gezeigt.
Zudem können die Kontaktabschnitte 33 und 43 des Positionierungselements 3 und des Oberflächennachbildungselements 4, obwohl dies nicht gezeigt ist, mehrere Saugöffnungen aufweisen und darauf ausgelegt sein, abzusaugen und anzusaugen und das Werkstück durch Absaugen von Luft aus den Saugöffnungen zu halten.
Bei der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 kann das Oberflächennachbildungselement 4 darauf ausgelegt sein, die Position in der Richtung der Breite des gemeinsamen Substrats 2 (in der X-Richtung) entsprechend der Größe, der Wölbung, etc. des Werkstücks so einzustellen, dass es an einer optimalen Position angeordnet ist.
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Bei der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 ist das Positionierungselement 3 nicht auf eines beschränkt, das nicht darauf ausgelegt ist, sich in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 linear in der Y-Richtung zu bewegen, und das Positionierungselement 3 kann ähnlich wie das Oberflächennachbildungselement 4 so konfiguriert sein, dass es in Bezug auf das gemeinsame Substrat 2 linear in der Y-Richtung beweglich ist.
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Das von der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 gehaltene Werkstück ist nicht auf eines beschränkt, das aus Metall gefertigt ist, und kann aus einem Nichtmetall wie einer Glasplatte gefertigt sein. Im Falle des Haltens eines nicht metallenen Werkstücks ist jeder der Kontaktabschnitte 33 und 43 darauf ausgelegt, das Werkstück durch die Saugwirkung eines Saugers oder durch Unterdruck anzusaugen und zu halten.
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Darüber hinaus ist das von der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 gehaltene Werkstück nicht auf eines beschränkt, das eine Form mit ein gewölbten Oberfläche in Bogenform wie das erste Werkstück W1 und das zweite Werkstück W2 aufweist, und es reicht aus, wenn das Werkstück mindestens eine unter mindestens einem Typ von Formen unter einer gewölbten Oberfläche und einer geneigten Oberfläche, an der mehrere flache Oberflächen aufeinander treffen, auf der von der Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung 1 gehaltenen Werkstückoberfläche aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkstückaufnahme- und Haltevorrichtung
- 3
- Positionierungselement
- 4
- Oberflächennachbildungselement
- 33,43
- Kontaktabschnitt
- 35,45
- Gleitabschnitt
- 331,431
- Sauger
- 351,451
- Rolle (Drehelement)
- 353,453
- Element
- W1
- erstes Werkstück
- W2
- zweites Werkstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002321181 [0002, 0003]
