JP2004237412A

JP2004237412A - Picking and placing device

Info

Publication number: JP2004237412A
Application number: JP2003030632A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Yamamoto; 武久山本; Mitsumasa Watanabe; 充政渡辺
Original assignee: NKE Corp
Current assignee: NKE Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picking and placing device having a simple structure and being manufactured at low cost. <P>SOLUTION: This picking and placing device is provided with a cord member 5 wound around a wheel 12, a connecting member 25 connected to a part of the cord member 5, a rotary body 26 attached to the connecting member 25, and vertically moving and normally/inversely rotating by the driving of the cord member 5, and a lift frame 20 supporting the rotary body 26 rotatably about a horizontal axis and vertically moving integrally with the rotary body 26. The rotary body 26 is held in a non-rotated state only when being raised to a position of a central point of the wheel 12 and being lowered in a position lower than the central point of the wheel 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピックアンドプレース装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ワークの反転を行うピックアンドプレース装置として、枠材を逆Ｕ字状の案内溝に沿って移動させることによりワークを反転させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
一方、ワークの旋回移動を行うピックアンドプレース装置として、傘歯車を用いた装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１７９３０号公報（第２−５頁，第２図）
【特許文献２】
特公昭５５−３２９４３号公報（第１−２頁，第１図）
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、２本の案内溝を用いたカム機構を採用しているので、いま一つコンパクトに作成することができない。また、回転前と回転後では、ワークの位置がずれるため、ワークの取り扱いが煩雑である。
また、構造が複雑であるため、製造コストがアップすると共に、メンテナンスにも手間がかかる。
一方、特許文献２の装置においても、高価な傘歯車を用いているため、製造コストが大幅にアップする。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、かかる諸問題を解消し得るピックアンドプレース装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本第１発明のピックアンドプレース装置は、ホイールに巻回された索条部材と、前記索条部材を駆動させるための駆動源と、前記索条部材の一部に連結された連結部材と、前記連結部材に取り付けられ前記索条部材の駆動で昇降および正逆回転する回転体と、前記回転体を水平な軸線のまわりに回転可能に支持しながら、前記回転体と一体となって昇降する昇降フレームと、前記昇降フレームが回転しない状態を維持しながら、前記昇降フレームの昇降を案内する第１案内部材と、前記回転体がホイールの中心点の高さまで上昇する間、ならびに、ホイールの中心点の高さよりも下方において下降を行う間についてのみ、前記回転体が回転しない状態を維持しながら前記回転体の昇降を案内する第２案内部材と、前記回転体の軸方向の一端に設けられた把持部とを備え、前記ホイールのまわりに前記索条部材が回転する間に下記の上昇・反転・下降動作を行うことを特徴とする。
【０００７】
本第１発明のピックアンドプレース装置は、以下の動作を行う。
上昇動作：前記連結部が前記ホイールの中心よりも下方の直線軌道部に沿って上昇する際には、前記昇降フレームおよび回転体がそれぞれ前記第１および第２案内部材に案内されて前記把持部が上昇する、
反転動作：前記連結部が前記ホイールの半円状の曲線軌道部に沿って移動する際には、前記昇降フレームが回転しないように前記第１案内部材により保持され、かつ、前記回転体が前記第２案内部材による案内から外れて前記ホイールの回転中心を中心として前記回転体と共に前記把持部が概ね１８０°回転する、
下降動作：前記連結部がホイールの中心よりも下方の直線軌道部に沿って下降する際には、前記昇降フレームおよび回転体がそれぞれ前記第１および第２案内部材に案内されて前記把持部が下降する。
【０００８】
第１発明によれば、シンプルかつコンパクトな構造で索条部材の駆動を把持部の昇降動作および反転動作の異なる２つの動作に変換することができる。そのため、製造コストを安価にすることができる。
また、索条部材の曲線軌道部での駆動を利用してワークの位置を変えずに、ワークを反転することができるから、反転後のワークの取り扱いが容易になる。
【０００９】
一方、第２発明のピックアンドプレース装置は、ホイールに巻回された索条部材と、前記索条部材を駆動させるための駆動源と、前記索条部材の一部に連結されて前記索条部材と共に一体的に移動する入力リンクと、前記入力リンクに対して前記ホイールの軸線方向に摺動自在に設けられ、前記入力リンクと係合して前記入力リンクと共に移動する中間リンクと、前記中間リンクに対して回転自在に設けられ前記中間リンクに従動する出力リンクと、前記出力リンクに固定され、前記索条部材の駆動で前記出力リンクと一体となって昇降および回転する昇降ロッドと、前記昇降ロッドの昇降および回転を案内する案内手段と、前記昇降ロッドから突出した状態で前記昇降ロッドに取り付けられ、前記昇降ロッドと一体となって昇降および旋回するアームと、前記アームの先端に設けられた把持部とを備え、前記ホイールのまわりに前記索条部材が回転する間に下記の上昇・旋回・下降動作を行うことを特徴とする。
【００１０】
本第２発明のピックアンドプレース装置は、以下の動作を行う。
上昇動作：前記入力リンクが前記ホイールの中心よりも下方の直線軌道部に沿って上昇する際には、前記把持部が各リンク、昇降ロッドおよびアームと共に上昇する、
旋回動作：前記入力リンクが前記ホイールの半円状の曲線軌道部に沿って移動する際には、前記入力リンクの移動によって前記出力リンクが前記昇降ロッドと共に上昇または下降しながら前記昇降ロッドの回りを旋回することで、前記ロッドのまわりに前記把持部がアームと共に旋回する、
下降動作：前記入力リンクが前記ホイールの中心よりも下方の直線軌道部に沿って下降する際には、前記把持部が各リンク、昇降ロッドおよびアームと共に下降する。
【００１１】
第２発明によれば、リンクを用いることにより、索条部材の駆動を把持部の昇降動作および旋回動作の異なる２つの動作に変換することができるので、傘歯車などの高価な部品を使用した場合とは異なり、製造コストを安価にすることができる。
【００１２】
本第２発明において、前記索条部材と共に移動する前記入力リンクの軌跡を円筒面上に投影した略Ｕ字状に形成された案内溝と、該案内溝に沿って移動可能に設けられ前記出力リンクに接続された被案内部材とを有し、前記被案内部材が前記案内溝に案内されることで前記出力リンクの昇降および回転を案内する案内機構をさらに備えるのが好ましい。
かかる案内構造を設けることにより、昇降ロッドのブレが防止され、特に、高速動作時において、安定性や再現性が著しく向上する。
【００１３】
なお、本第１および第２発明において、「索条部材」としては、ホイールのまわりに巻回され、該ホイールを回転させることが可能な部材であればよく、たとえば、ローラチェーンやベルトなどの他に、ワイヤやロープなども含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図４は第１実施形態を示す。
図１に示す第１実施形態のピックアンドプレース装置は、図４に示すように、ワークＷを上方に持ち上げ、水平軸線Ｃを中心に回転させた後、下降させるものである。
【００１５】
全体構成：
図１に示すように、本装置は、台座１、支柱２、昇降フレーム２０および回転体２６を備えている。
支柱２は、台座１に対し鉛直方向Ｚに立設されている。支柱２には、該支柱２に沿って上下方向に案内レール（第１案内部材）３が固定されている。図２に示すように、昇降フレーム２０は、該昇降フレーム２０に設けられた摺動部材２０ａを介して、案内レール３に沿って摺動自在に設けられている。
昇降フレーム２０は、前記回転体２６を水平な軸線Ｃのまわりに回転可能に支持している。図１に示す回転体２６の軸方向Ｃの一端には、たとえば、エア圧等で開閉駆動される把持部２７が設けられている。昇降フレーム２０は、回転体２６を回転可能に支持しながら、回転体２６と一体となって昇降可能である。
【００１６】
図２に示す前記台座１には、回転体２６の回転を抑止するための案内ロッド（第２案内部材）４が、前記案内レール３と概ね平行に立設されている。昇降フレーム２０および回転体２６には、それぞれ、前記案内ロッド４に対して摺動自在に設けられた第１および第２摺動孔２４，２８が穿孔されている。
図２の二点鎖線で示す回転体２６は、案内ロッド４に沿って第２摺動孔２８が摺動することにより、回転しないように規制されながら上昇すると共に、図２の実線で示すように、後述する回転開始位置Ｐ２に達すると、案内ロッド４が回転体２６の第２摺動孔２８から抜け、回転体２６が昇降フレーム２０に対して軸線Ｃを中心に回転可能となる。
【００１７】
図１の前記支柱２には、その鉛直方向Ｚに第１および第２スプロケット（ホイール）１１，１２が回転自在に取り付けられている。両スプロケット１１，１２間には、ローラチェーン（索条部材）５が巻回されている。図２に示す下側の第１スプロケット１１には、該第１スプロケット１１を駆動させるためのモータ（駆動源）６が接続されている。
【００１８】
図３に示すように、前記チェーン５の一部には、回転体２６に固定された連結部材２５が連結されている。第１スプロケット１１（図２）の回転により、チェーン５が駆動されると、連結部材２５に固定された回転体２６が昇降および正逆回転される。
【００１９】
前記回転体２６は前記チェーン５の駆動により、正逆回転可能であるが、以下の説明では、図４に示すように、回転体２６を時計まわりに回動させてワークＷを搬送する場合について例示して説明する。
図４（ｄ）〜（ｆ）は、連結部材２５の位置を示す正面から見た模式図である。
図４（ｄ）に示すように、連結部材２５が、第２スプロケット１２の回転中心Ｃ１よりも下方の下端位置Ｐ１から、該回転中心Ｃ１と略同一レベルの高さの回転開始位置Ｐ２までの第１直線軌道部Ｌ１に沿って移動する際には、図２の回転体２６および昇降フレーム２０が、それぞれ、案内レール３および案内ロッド４に案内されて把持部２７が上昇する。かかる第１直線軌道部Ｌ１を移動する際には、案内ロッド４に沿って回転体２６の第２摺動孔２８が摺動し、回転体２６が回転しない状態に維持される。
【００２０】
図４（ｅ）に示すように、連結部材２５が、回転開始位置Ｐ２から回転終了位置Ｐ３まで、すなわち、第２スプロケット１２の半円状の曲線軌道部Ｒに沿って移動する際には、図２の昇降フレーム２０が回転しないように案内レール３によって保持される。一方、回転体２６の第２摺動孔２８が案内ロッド４から外れ、第２スプロケット１２の回転中心Ｃ１を中心として、該回転体２６と共に把持部２７が概ね１８０°回転される。
なお、前記案内ロッド４が第２摺動孔２８から外れ、回転体２６が回転可能になる位置Ｐ２は、回転体２６の回転軸線Ｃと、第２スプロケット１２の回転中心Ｃ１とが概ね一致する位置に設定するのが好ましい。
【００２１】
図４（ｆ）に示すように、回転体２６が回転終了位置Ｐ３から下端位置Ｐ４まで、すなわち、第２スプロケット１２の回転中心Ｃ１よりも下方の第２直線軌道部Ｌ２に沿って下降する際には、図２の昇降フレーム２０および回転体２６が、それぞれ案内レール３および案内ロッド４に案内されて下降する。かかる下降時には、回転体２６の第２摺動孔２８に、案内ロッド４が挿入され、回転体２６が回転しない状態が維持される。
【００２２】
したがって、回転体２６が第２スプロケット１２の回転中心Ｃ１の高さまで上昇する間、ならびに、当該回転中心Ｃ１の高さよりも下方において下降を行う間についてのみ、案内ロッド４は、回転体２６が回転しない状態を維持しながら回転体２６の昇降を案内する。
なお、昇降フレーム２０および回転体２６の動作をスムースにするために、両スプロケット１１，１２を略同一径のスプロケットで構成すると共に、直線軌道部Ｌ１，Ｌ２を、それぞれ、案内レール３および案内ロッド４に概ね平行に設定するのが好ましい。
【００２３】
なお、昇降フレーム２０には、連結部材２５の回転が回転開始位置Ｐ２および回転終了位置Ｐ３で停止するように、昇降フレーム２０の回転角度を規制する第１ストッパ７が設けられている。また、台座１には、昇降フレーム２０の下降端を規制する第２ストッパ８が設けられている。
【００２４】
搬送動作：
図４（ａ）〜（ｃ）は、本装置の動作を示す斜視図である。図４（ｄ）〜（ｆ）における連結部材２５の位置は、図４（ａ）〜（ｃ）の連結部材２５の位置にそれぞれ対応している。
【００２５】
本装置は、ワークＷが搬送されてくる間は、ワークＷと干渉しないように把持部２７を図示しない待機位置に退避させている。ワークＷが所定の位置に搬送されると、前記待機位置から昇降フレーム２０が下降し、図１に示すように、把持部２７がワークＷを把持する。
〔上昇動作〕
その後、モータ６（図２）が第１スプロケット１１を時計まわりに回転させると、図４（ｄ）に示す下端位置Ｐ１の連結部材２５が、チェーン５の第１直線軌道部Ｌ１に沿って上昇し、図４（ａ）に示すように、回転体２６および昇降フレーム２０が上昇する。回転体２６の上昇により、把持部２７に把持されたワークＷが上昇される。かかる上昇時において、回転体２６は案内ロッド４により回転しない状態が維持される。
【００２６】
〔反転動作〕
連結部材２５が更に上昇し、回転開始位置Ｐ２に達すると、図４（ｅ）に示すように、連結部材２５が第２スプロケット１２の半円状の曲線軌道部Ｒに沿って、図４（ｆ）の回転終了位置Ｐ３まで移動する。連結部材２５の移動により、図２に示すように、回転体２６の第２摺動孔２８から案内ロッド４が抜け、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転体２６が昇降フレーム２０に支持されながら概ね１８０°回転し、把持部２７に把持されたワークＷが反転される。
【００２７】
〔下降動作〕
その後、連結部材２５が回転終了位置Ｐ３から下方への移動を開始すると、図２に示す回転体２６の第２摺動孔２８に案内ロッド４が挿入され、回転体２６の回転が規制される。連結部材２５が第２直線軌道部Ｌ２に沿って下端位置Ｐ４まで下降することにより、昇降フレーム２０および回転体２６が下降する。回転体２６の下降により、把持部２７に把持されたワークＷが下降される。かかる下降時において、回転体２６は案内ロッド４により回転しない状態が維持される。
前記下降後、把持部２７はワークＷを把持した際と同じ位置でワークＷを離しワークＷの反転が完了する。
その後、チェーン５が逆回転され、昇降フレーム２０が前記待機位置に復帰して待機する。
【００２８】
第２実施形態：
図５〜図８は第２実施形態を示す。
本第２実施形態のピックアンドプレース装置は、図７および図８に示すように、ワークＷを上方に持ち上げ、略水平方向に旋回させた後、下降させるものである。
【００２９】
図５に示すように、本装置は、台座１、支柱２、天板３４、旋回アーム３８および把持部２７を備えている。
把持部２７は旋回アーム３８の先端に設けられている。旋回アーム３８は、天板３４の上方に設けられており、旋回アーム３８の下部には、天板３４を貫通して下方Ｚに伸びる昇降ロッド３１が固定されている。台座１の上部には案内台３３が固定されており、昇降ロッド３１は、案内台３３と天板３４との間に摺動自在に保持されている。なお、３２は支柱である。
したがって、昇降ロッド３１は、案内台３３および天板３４からなる案内手段に案内されて、鉛直方向Ｚに摺動可能であると共に、昇降ロッド３１の回転軸線Ｚ１（図６）を中心として、略水平方向に回転可能に保持されている。かかる昇降ロッド３１の昇降および回転により、昇降ロッド３１から突出した状態で取り付けられた旋回アーム３８を介して、把持部２７が昇降および旋回される。
【００３０】
図５の前記支柱２には、その鉛直方向Ｚに第１および第２スプロケット（ホイール）１１，１２が回転自在に取り付けられている。両スプロケット１１，１２間には、ローラチェーン（索条部材）５が巻回されている。下側の第１スプロケット１１には、該第１スプロケット１１を駆動させるための図示しないモータ（駆動源）が接続されている。
【００３１】
図６に示すように、前記チェーン５の一部には、入力リンク３５が連結されている。図７（ｃ），（ｄ）および図８（ｄ）〜（ｆ）は入力リンク３５の位置を示す正面から見た模式図である。図７および図８に示すように、チェーン５に連結された入力リンク３５は、チェーン５の移動と共に一体的に移動され、直線軌道部Ｌ１，Ｌ２においては鉛直方向Ｚに移動される一方、曲線軌道部Ｒにおいては第２スプロケット１２のまわりを１８０°回動される。
【００３２】
一方、図６に示すように、前記昇降ロッド３１には出力リンク３７が固定されており、入力リンク３５と出力リンク３７とは中間リンク３６を介して接合されている。中間リンク３６は、入力リンク３５に対して第２スプロケット１２の軸線Ｃ１の方向に摺動自在に設けられている。出力リンク３７は中間リンク３６に対して回転自在に設けられている。
したがって、入力リンク３５、中間リンク３６および出力リンク３７は、チェーン５の移動に応じて、入力リンク３５が第２スプロケット１２の軸線Ｃと常に略平行に移動される平行運動機構を構成している。昇降ロッド３１は、チェーン５の駆動により、出力リンク３７と一体となって昇降および回転する。
その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３３】
本装置の把持動作：
図７（ａ），（ｂ）および図８（ａ）〜（ｃ）は本装置の動作を示す正面図である。図７（ｃ），（ｄ）および図８（ｄ）〜（ｆ）における入力リンク３５の位置は、図７（ａ），（ｂ）および図８（ａ）〜（ｃ）の入力リンク３５の位置にそれぞれ対応している。
【００３４】
ワークＷが所定の位置に搬送されると、図示しない待機位置から旋回アーム３８が下降し、図７（ａ）に示すように、把持部２７がワークＷを把持する。
〔上昇動作〕
その後、モータが第１スプロケット１１を時計まわりに回転させると、図７（ｃ）に示す下端位置Ｐ１の入力リンク３５が、図７（ｄ）に示すように、第１直線軌道部Ｌ１に沿って上昇する。入力リンク３５の上昇により、中間リンク３６および出力リンク３７を介して昇降ロッド３１が上昇し、図７（ｂ）に示すように、ワークＷを把持した把持部２７が上昇する。
【００３５】
〔旋回動作〕
入力リンク３５が回転開始位置Ｐ２に達すると、図８（ｄ），（ｅ）に示すように、入力リンク３５が回転終了位置Ｐ３まで曲線軌道部Ｒに沿って移動する。入力リンク３５の移動により、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、中間リンク３６を介して出力リンク３７が上下動すると共に、出力リンク３７が昇降ロッド３１のまわりを旋回する。図８（ａ），（ｂ）に示すように、出力リンク３７により昇降ロッド３１が旋回し、ワークＷを把持した把持部２７が旋回アーム３８と共に旋回される。
【００３６】
〔下降動作〕
その後、図８（ｆ）に示すように、入力リンク３５が回転終了位置Ｐ３から第２直線軌道部Ｌ２に沿って下端位置Ｐ４まで下降すると、図８（ｃ）に示すように、昇降ロッド３１が下降し、ワークＷを把持した把持部２７が下降する。
前記下降後、把持部２７がワークＷを離しワークＷの移送が完了する。
その後、チェーン５が逆回転され、旋回アーム３８が前記待機位置に復帰して待機する。
【００３７】
なお、図９および図１０に示すように、円筒面４０ａを備えた案内板４０と被案内部材３７ａからなる案内機構を設けてもよい。すなわち、図９に示すように、円筒面４０ａには、略Ｕ字状の案内溝４１が形成されている。案内溝４１は、直線軌道部Ｌ１，Ｌ２および曲線軌道部Ｒに沿って移動する入力リンク３５の軌跡を円筒面４０ａ上に投影して形成されたものである。一方、図１０に示すように、前記被案内部材３７ａは、出力リンク３７の入力リンク３５および中間リンク３６とは逆方向の端部に固定されている。
したがって、入力リンク３５が直線軌道部Ｌ１，Ｌ２および曲線軌道部Ｒに沿って移動されると、前記被案内部材３７ａが前記案内溝４１に案内され、前記出力リンク３７の上下動および回転が規制される。そのため、出力リンク３７がスムースに上下動および回転されるので、昇降ロッド３１の移動時のブレが防止され、高速動作時の安定性や再現性が著しく向上する。
【００３８】
なお、前記各実施形態では、駆動源としてモータを用いたが、モータの代わりにソレノイドやエアシリンダ等を用いてもよい。
また、前記実施形態では、一対のスプロケットを用いてチェーン５の駆動を行うこととしたが、必ずしも下側の第１スプロケット１１は必要ではなく、曲線軌道部Ｒを構成する側の第２スプロケット１２のみであってもよい。かかる場合には、直接チェーン５の端部を駆動してもよいし、第２スプロケット１２を駆動するようにしてもよい。
さらに、把持部としては、前述の開閉駆動されるものの他に、たとえば、電磁チャックやエア吸着によるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるピックアンドプレース装置の概略斜視図である。
【図２】同装置の一部破断した側面図である。
【図３】同装置の昇降フレーム近傍を示す概略斜視図である。
【図４】同装置の動作を示す斜視図および連結部材の位置を示す概略正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかるピックアンドプレース装置の概略斜視図である。
【図６】各リンクの動作を示す概略斜視図である。
【図７】同装置の動作を示す斜視図および連結部材の位置を示す概略正面図である。
【図８】同装置の動作を示す斜視図および連結部材の位置を示す概略正面図である。
【図９】他の例を示すピックアンドプレース装置の概略斜視図である。
【図１０】他の例を示すピックアンドプレース装置の一部破断した側面図である。
【符号の説明】
３：案内レール（第１案内部材）
４：案内ロッド（第２案内部材）
５：チェーン（索条部材）
６：モータ（駆動源）
１１，１２：スプロケット（ホイール）
２０：昇降フレーム
２５：連結部材
２６：回転体
２７：把持部
３１：昇降ロッド
３２：摺動軸（案内手段）
３３：案内台（案内手段）
３４：天板（案内手段）
３５：入力リンク
３６：中間リンク
３７：出力リンク
３７ａ：被案内部材
３８：アーム
４１：案内溝
Ｃ：水平な軸線、第２スプロケットの中心点
Ｌ１，Ｌ２：直線軌道部
Ｒ：曲線軌道部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pick and place device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a pick-and-place device for reversing a work, there has been proposed a device for reversing a work by moving a frame material along an inverted U-shaped guide groove (for example, see Patent Document 1). .
On the other hand, a device using a bevel gear has been proposed as a pick-and-place device for rotating a workpiece (see, for example, Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-117930 (pages 2-5, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-B-55-32943 (page 1-2, FIG. 1)
[Problems to be solved by the invention]
[0004]
However, in the device of Patent Document 1, since a cam mechanism using two guide grooves is employed, it is not possible to make the device more compact. In addition, since the position of the work is shifted before and after the rotation, handling of the work is complicated.
In addition, since the structure is complicated, the manufacturing cost is increased and the maintenance is troublesome.
On the other hand, also in the device of Patent Document 2, since an expensive bevel gear is used, the manufacturing cost is greatly increased.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a pick and place device that can solve such problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a pick and place device according to the first aspect of the present invention includes a cable member wound around a wheel, a driving source for driving the cable member, and a part of the cable member. A connecting member connected to the connecting member, a rotating body that is attached to the connecting member and that moves up and down and rotates forward and backward by driving of the cable member; and while supporting the rotating body rotatably about a horizontal axis, An elevating frame that moves up and down integrally with the body, a first guide member that guides the elevating frame to move up and down while maintaining a state in which the elevating frame does not rotate, and the rotating body ascends to the height of the center point of the wheel. A second guide member that guides the ascent and descent of the rotating body while maintaining a state in which the rotating body does not rotate, while only during the descent below the height of the center point of the wheel, Serial and a grip portion provided on one axial end of the rotating member, the rope member about said wheel and performing a following rising-inversion and downward movement of the during rotation.
[0007]
The pick-and-place device of the first invention performs the following operation.
Lifting operation: When the connecting portion rises along a linear track portion below the center of the wheel, the lifting frame and the rotating body are guided by the first and second guide members, respectively, and the grip portion is moved. Rises,
Inverting operation: when the connecting portion moves along the semicircular curved track portion of the wheel, the lifting frame is held by the first guide member so as not to rotate, and the rotating body is The grip is rotated by approximately 180 ° together with the rotating body around the rotation center of the wheel, being deviated from the guidance by the second guide member,
Lowering operation: When the connecting portion descends along a linear track portion below the center of the wheel, the lifting frame and the rotating body are guided by the first and second guide members, respectively, and the grip portion is moved. Descend.
[0008]
According to the first invention, the driving of the cable member can be converted into two different operations of lifting and lowering operation and reversing operation of the grip portion with a simple and compact structure. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
In addition, since the work can be inverted without changing the position of the work by utilizing the driving of the cable member in the curved track portion, handling of the inverted work is facilitated.
[0009]
On the other hand, the pick-and-place device of the second invention includes a cable member wound around a wheel, a driving source for driving the cable member, and the cable member connected to a part of the cable member. An input link that moves integrally with the member, an intermediate link that is slidably provided in the axial direction of the wheel with respect to the input link, and that engages with the input link and moves together with the input link; An output link rotatably provided with respect to the link and driven by the intermediate link; a lifting rod fixed to the output link and driven up and down and rotated integrally with the output link by driving the cable member; Guide means for guiding the lifting and lowering and rotation of the lifting and lowering rod, and being attached to the lifting and lowering rod so as to protrude from the lifting and lowering rod, and ascending and descending and rotating integrally with the lifting and lowering rod An arm that includes a gripping portion provided at a distal end of said arm, said rope member about said wheel and performing a following rise and swing-down operation during the rotation.
[0010]
The pick and place apparatus of the second invention performs the following operation.
Lifting operation: When the input link rises along a linear track portion below the center of the wheel, the grip portion rises with each link, lifting rod and arm.
Turning operation: when the input link moves along the semicircular curved track portion of the wheel, the output link moves up and down with the lifting rod by the movement of the input link around the lifting rod. By pivoting, the grip portion pivots with the arm around the rod,
Lowering operation: When the input link descends along a linear track below the center of the wheel, the gripper descends with each link, lifting rod and arm.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, by using the link, the driving of the cable member can be converted into two different operations of the lifting / lowering operation and the turning operation of the grip portion, so that expensive parts such as bevel gears are used. Unlike the case, the manufacturing cost can be reduced.
[0012]
In the second invention, a substantially U-shaped guide groove formed by projecting a trajectory of the input link that moves together with the cable member on a cylindrical surface, and the output groove is provided movably along the guide groove. A guided member connected to a link is preferably provided, and the guided member is further guided by the guide groove, and preferably further includes a guide mechanism that guides up and down and rotation of the output link.
By providing such a guide structure, the movement of the lifting rod is prevented, and the stability and reproducibility are remarkably improved, especially during high-speed operation.
[0013]
In the first and second inventions, the "cord member" may be a member wound around a wheel and capable of rotating the wheel. For example, a member such as a roller chain or a belt may be used. In addition, wires and ropes are also included.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a first embodiment.
The pick-and-place device of the first embodiment shown in FIG. 1 lifts a work W upward, rotates it around a horizontal axis C, and then lowers it, as shown in FIG.
[0015]
overall structure:
As shown in FIG. 1, the present apparatus includes a pedestal 1, a support 2, a lifting frame 20, and a rotating body 26.
The column 2 stands upright in the vertical direction Z with respect to the pedestal 1. A guide rail (first guide member) 3 is fixed to the support 2 in the vertical direction along the support 2. As shown in FIG. 2, the lifting frame 20 is slidably provided along the guide rail 3 via a sliding member 20 a provided on the lifting frame 20.
The lifting frame 20 supports the rotating body 26 so as to be rotatable about a horizontal axis C. At one end of the rotating body 26 shown in FIG. 1 in the axial direction C, a grip portion 27 that is driven to open and close by, for example, air pressure is provided. The elevating frame 20 can move up and down integrally with the rotating body 26 while rotatably supporting the rotating body 26.
[0016]
On the pedestal 1 shown in FIG. 2, a guide rod (second guide member) 4 for suppressing rotation of the rotating body 26 is erected substantially in parallel with the guide rail 3. First and second sliding holes 24 and 28 slidably provided with respect to the guide rod 4 are formed in the lifting frame 20 and the rotating body 26, respectively.
The rotating body 26 shown by the two-dot chain line in FIG. 2 rises while being restricted from rotating by the second sliding hole 28 sliding along the guide rod 4, and as shown by the solid line in FIG. When the guide rod 4 reaches a rotation start position P2 to be described later, the guide rod 4 comes out of the second sliding hole 28 of the rotating body 26, and the rotating body 26 can rotate about the axis C with respect to the lifting frame 20.
[0017]
First and second sprockets (wheels) 11 and 12 are rotatably attached to the column 2 in FIG. 1 in the vertical direction Z thereof. A roller chain (cored member) 5 is wound between the sprockets 11 and 12. A motor (drive source) 6 for driving the first sprocket 11 is connected to the lower first sprocket 11 shown in FIG.
[0018]
As shown in FIG. 3, a connecting member 25 fixed to a rotating body 26 is connected to a part of the chain 5. When the chain 5 is driven by the rotation of the first sprocket 11 (FIG. 2), the rotating body 26 fixed to the connecting member 25 is moved up and down and rotated forward and backward.
[0019]
The rotating body 26 can be rotated forward and backward by driving the chain 5, but in the following description, as shown in FIG. 4, a case where the rotating body 26 is rotated clockwise to convey the workpiece W will be described. An example will be described.
4D to 4F are schematic diagrams showing the position of the connecting member 25 as viewed from the front.
As shown in FIG. 4D, the connecting member 25 moves from the lower end position P1 below the rotation center C1 of the second sprocket 12 to a rotation start position P2 having a height substantially equal to the rotation center C1. When moving along the first linear track portion L1, the rotating body 26 and the elevating frame 20 of FIG. 2 are guided by the guide rail 3 and the guide rod 4, respectively, and the grip portion 27 is raised. When moving the first linear track portion L1, the second sliding hole 28 of the rotating body 26 slides along the guide rod 4, and the rotating body 26 is maintained in a state where it does not rotate.
[0020]
As shown in FIG. 4E, when the connecting member 25 moves from the rotation start position P2 to the rotation end position P3, that is, along the semicircular curved orbit portion R of the second sprocket 12, The lifting frame 20 of FIG. 2 is held by the guide rail 3 so as not to rotate. On the other hand, the second sliding hole 28 of the rotating body 26 is disengaged from the guide rod 4, and the grip 27 is rotated by about 180 ° together with the rotating body 26 about the rotation center C1 of the second sprocket 12.
In the position P2 where the guide rod 4 is disengaged from the second sliding hole 28 and the rotating body 26 is rotatable, the rotation axis C of the rotating body 26 and the rotation center C1 of the second sprocket 12 substantially coincide with each other. It is preferable to set the position.
[0021]
As shown in FIG. 4F, when the rotating body 26 descends from the rotation end position P3 to the lower end position P4, that is, along the second linear track portion L2 below the rotation center C1 of the second sprocket 12. In FIG. 2, the elevating frame 20 and the rotating body 26 shown in FIG. 2 are guided by the guide rail 3 and the guide rod 4, respectively, and descend. During this lowering, the guide rod 4 is inserted into the second sliding hole 28 of the rotating body 26, and the state where the rotating body 26 does not rotate is maintained.
[0022]
Therefore, the guide rod 4 rotates the rotating body 26 only during the period when the rotating body 26 rises to the height of the rotation center C1 of the second sprocket 12 and when the body 26 descends below the height of the rotation center C1. The lifting and lowering of the rotating body 26 is guided while maintaining the state of no rotation.
In order to make the movements of the lifting frame 20 and the rotating body 26 smooth, the sprockets 11 and 12 are composed of sprockets having substantially the same diameter, and the linear track portions L1 and L2 are respectively formed by the guide rail 3 and the guide rod. 4 is preferably set substantially in parallel.
[0023]
The lifting frame 20 is provided with a first stopper 7 for regulating the rotation angle of the lifting frame 20 so that the rotation of the connecting member 25 stops at the rotation start position P2 and the rotation end position P3. The pedestal 1 is provided with a second stopper 8 that regulates a lower end of the lifting frame 20.
[0024]
Transfer operation:
4A to 4C are perspective views showing the operation of the present device. 4D to 4F correspond to the positions of the connecting members 25 in FIGS. 4A to 4C, respectively.
[0025]
In the present apparatus, while the work W is being conveyed, the grip portion 27 is retracted to a standby position (not shown) so as not to interfere with the work W. When the workpiece W is transported to a predetermined position, the lifting frame 20 descends from the standby position, and the gripper 27 grips the workpiece W as shown in FIG.
(Upward movement)
Thereafter, when the motor 6 (FIG. 2) rotates the first sprocket 11 clockwise, the connecting member 25 at the lower end position P1 shown in FIG. 4D rises along the first linear track portion L1 of the chain 5. Then, as shown in FIG. 4A, the rotating body 26 and the lifting frame 20 are raised. As the rotating body 26 rises, the workpiece W gripped by the gripper 27 is raised. At the time of the ascent, the state in which the rotating body 26 is not rotated by the guide rod 4 is maintained.
[0026]
(Reversal operation)
When the connecting member 25 further rises and reaches the rotation start position P2, as shown in FIG. 4 (e), the connecting member 25 moves along the semicircular curved track portion R of the second sprocket 12 as shown in FIG. It moves to the rotation end position P3 of f). By the movement of the connecting member 25, the guide rod 4 comes off from the second sliding hole 28 of the rotating body 26 as shown in FIG. 2, and the rotating body 26 moves up and down as shown in FIGS. The work W held by the holding unit 27 is turned by approximately 180 ° while being supported by the frame 20, and is inverted.
[0027]
(Descent operation)
Thereafter, when the connecting member 25 starts moving downward from the rotation end position P3, the guide rod 4 is inserted into the second sliding hole 28 of the rotating body 26 shown in FIG. 2, and the rotation of the rotating body 26 is restricted. . When the connecting member 25 moves down to the lower end position P4 along the second linear track portion L2, the lifting frame 20 and the rotating body 26 move down. By the lowering of the rotating body 26, the work W gripped by the gripper 27 is lowered. At the time of the lowering, the state where the rotating body 26 is not rotated by the guide rod 4 is maintained.
After the lowering, the gripper 27 releases the work W at the same position as when gripping the work W, and the reversal of the work W is completed.
Thereafter, the chain 5 is rotated in the reverse direction, and the lifting frame 20 returns to the standby position and waits.
[0028]
Second embodiment:
5 to 8 show a second embodiment.
As shown in FIGS. 7 and 8, the pick-and-place apparatus of the second embodiment lifts a work W upward, turns the work W in a substantially horizontal direction, and then lowers it.
[0029]
As shown in FIG. 5, the present device includes a pedestal 1, a support 2, a top plate 34, a swing arm 38, and a grip 27.
The grip 27 is provided at the tip of the turning arm 38. The swivel arm 38 is provided above the top plate 34, and a lifting rod 31 penetrating the top plate 34 and extending downward Z is fixed below the swivel arm 38. A guide table 33 is fixed to an upper portion of the base 1, and the lifting rod 31 is slidably held between the guide table 33 and the top plate. In addition, 32 is a support.
Therefore, the lifting rod 31 is guided by the guide means including the guide table 33 and the top plate 34 so as to be slidable in the vertical direction Z, and substantially around the rotation axis Z1 (FIG. 6) of the lifting rod 31. It is held rotatably in the horizontal direction. By the lifting and lowering and rotation of the lifting rod 31, the gripping part 27 is raised and lowered via the rotating arm 38 attached in a state of protruding from the lifting rod 31.
[0030]
First and second sprockets (wheels) 11, 12 are rotatably attached to the column 2 in FIG. 5 in the vertical direction Z thereof. A roller chain (cored member) 5 is wound between the sprockets 11 and 12. A motor (drive source), not shown, for driving the first sprocket 11 is connected to the lower first sprocket 11.
[0031]
As shown in FIG. 6, an input link 35 is connected to a part of the chain 5. FIGS. 7C and 7D and FIGS. 8D to 8F are schematic diagrams showing the position of the input link 35 as viewed from the front. As shown in FIGS. 7 and 8, the input link 35 connected to the chain 5 is moved integrally with the movement of the chain 5, and is moved in the vertical direction Z in the linear track portions L1 and L2, while the curve is curved. The track portion R is turned around the second sprocket 12 by 180 °.
[0032]
On the other hand, as shown in FIG. 6, an output link 37 is fixed to the lifting rod 31, and the input link 35 and the output link 37 are joined via an intermediate link 36. The intermediate link 36 is slidably provided in the direction of the axis C1 of the second sprocket 12 with respect to the input link 35. The output link 37 is provided rotatably with respect to the intermediate link 36.
Therefore, the input link 35, the intermediate link 36, and the output link 37 constitute a parallel movement mechanism in which the input link 35 is always moved substantially in parallel with the axis C of the second sprocket 12 in accordance with the movement of the chain 5. . The lifting rod 31 moves up and down and rotates integrally with the output link 37 by driving the chain 5.
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
[0033]
Gripping operation of this device:
FIGS. 7A and 7B and FIGS. 8A to 8C are front views showing the operation of the present apparatus. 7 (c), (d) and FIGS. 8 (d)-(f) show the positions of the input links 35 in FIGS. 7 (a), (b) and FIGS. 8 (a)-(c). Respectively correspond to the positions.
[0034]
When the work W is transported to a predetermined position, the turning arm 38 descends from a standby position (not shown), and the holding unit 27 holds the work W as shown in FIG.
(Upward movement)
Thereafter, when the motor rotates the first sprocket 11 clockwise, the input link 35 at the lower end position P1 shown in FIG. 7C is moved along the first linear track L1 as shown in FIG. 7D. Rise. As the input link 35 rises, the lifting rod 31 rises via the intermediate link 36 and the output link 37, and as shown in FIG. 7 (b), the grip 27 holding the work W rises.
[0035]
(Turning operation)
When the input link 35 reaches the rotation start position P2, as shown in FIGS. 8D and 8E, the input link 35 moves along the curved track portion R to the rotation end position P3. 6A to 6C, the output link 37 moves up and down via the intermediate link 36, and the output link 37 rotates around the lifting rod 31 as shown in FIGS. As shown in FIGS. 8A and 8B, the elevating rod 31 is turned by the output link 37, and the holding portion 27 holding the work W is turned together with the turning arm 38.
[0036]
(Descent operation)
Thereafter, as shown in FIG. 8 (f), when the input link 35 descends from the rotation end position P3 along the second linear track portion L2 to the lower end position P4, as shown in FIG. Is lowered, and the gripper 27 that has gripped the work W is lowered.
After the lowering, the gripper 27 releases the work W, and the transfer of the work W is completed.
Thereafter, the chain 5 is rotated in the reverse direction, and the turning arm 38 returns to the standby position and waits.
[0037]
As shown in FIGS. 9 and 10, a guide mechanism including a guide plate 40 having a cylindrical surface 40a and a guided member 37a may be provided. That is, as shown in FIG. 9, a substantially U-shaped guide groove 41 is formed in the cylindrical surface 40a. The guide groove 41 is formed by projecting the trajectory of the input link 35 that moves along the straight track portions L1 and L2 and the curved track portion R onto the cylindrical surface 40a. On the other hand, as shown in FIG. 10, the guided member 37a is fixed to an end of the output link 37 in the direction opposite to the input link 35 and the intermediate link 36.
Therefore, when the input link 35 is moved along the straight track portions L1 and L2 and the curved track portion R, the guided member 37a is guided by the guide groove 41, and the vertical movement and rotation of the output link 37 are restricted. Is done. Therefore, since the output link 37 is smoothly moved up and down and rotated, the movement of the lifting rod 31 during movement is prevented, and the stability and reproducibility during high-speed operation are significantly improved.
[0038]
In each of the above embodiments, a motor is used as a drive source, but a solenoid, an air cylinder, or the like may be used instead of the motor.
In the above embodiment, the chain 5 is driven by using a pair of sprockets. However, the lower first sprocket 11 is not necessarily required, and the second sprocket 12 on the side forming the curved track portion R is not necessary. It may be only. In such a case, the end of the chain 5 may be driven directly, or the second sprocket 12 may be driven.
Further, in addition to the above-described opening / closing drive, the grip may be, for example, an electromagnetic chuck or an air chuck.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a pick and place device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially broken side view of the device.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the vicinity of a lifting frame of the apparatus.
FIG. 4 is a perspective view showing the operation of the apparatus and a schematic front view showing the position of a connecting member.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a pick and place device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the operation of each link.
FIG. 7 is a perspective view showing the operation of the apparatus and a schematic front view showing the position of a connecting member.
FIG. 8 is a perspective view showing an operation of the apparatus and a schematic front view showing a position of a connecting member.
FIG. 9 is a schematic perspective view of a pick and place apparatus showing another example.
FIG. 10 is a partially cutaway side view of a pick and place apparatus showing another example.
[Explanation of symbols]
3: Guide rail (first guide member)
4: Guide rod (second guide member)
5: Chain (cord member)
6: Motor (drive source)
11, 12: Sprocket (wheel)
20: lifting frame 25: connecting member 26: rotating body 27: gripper 31: lifting rod 32: sliding shaft (guide means)
33: Guide (guide means)
34: Top plate (guidance means)
35: Input link 36: Intermediate link 37: Output link 37a: Guided member 38: Arm 41: Guide groove C: Horizontal axis, center point L1, L2 of second sprocket: Straight track section R: Curved track section

Claims

A cable member wound around the wheel;
A drive source for driving the cable member;
A connecting member connected to a part of the cable member,
A rotating body that is attached to the connecting member and that moves up and down and rotates forward and backward by driving the cable member,
An elevating frame that ascends and descends integrally with the rotating body while supporting the rotating body rotatably around a horizontal axis,
A first guide member that guides the elevating frame to move up and down while maintaining the state in which the elevating frame does not rotate;
Only during the time when the rotating body rises to the height of the center point of the wheel and during the time when the rotating body descends below the height of the center point of the wheel, the rising and lowering of the rotating body while maintaining the state where the rotating body does not rotate A second guide member for guiding the
A grip portion provided at one axial end of the rotating body,
A pick-and-place device performing the following ascending, reversing, and descending operations while the cable member rotates around the wheel;
Lifting operation: When the connecting portion rises along a linear track portion below the center of the wheel, the lifting frame and the rotating body are guided by the first and second guide members, respectively, and the grip portion is moved. Rises,
Inverting operation: when the connecting portion moves along the semicircular curved track portion of the wheel, the lifting frame is held by the first guide member so as not to rotate, and the rotating body is The grip is rotated by approximately 180 ° together with the rotating body around the rotation center of the wheel, being deviated from the guidance by the second guide member,
Lowering operation: When the connecting portion descends along a linear track portion below the center of the wheel, the lifting frame and the rotating body are guided by the first and second guide members, respectively, and the grip portion is moved. Descend.

A cable member wound around the wheel;
A drive source for driving the cable member;
An input link connected to a part of the cable member and integrally moving with the cable member;
An intermediate link that is slidably provided in the axial direction of the wheel with respect to the input link and that engages with the input link and moves together with the input link;
An output link rotatably provided with respect to the intermediate link and driven by the intermediate link;
A lifting rod fixed to the output link and lifted and lowered and rotated integrally with the output link by driving the cable member;
Guide means for guiding the lifting and lowering and rotation of the lifting rod,
An arm that is attached to the lifting rod in a state protruding from the lifting rod, and that moves up and down and pivots integrally with the lifting rod;
A grip portion provided at the tip of the arm,
A pick-and-place device performing the following ascending, turning, and descending operations while the cable member rotates around the wheel;
Lifting operation: When the input link rises along a linear track portion below the center of the wheel, the grip portion rises with each link, lifting rod and arm.
Turning operation: when the input link moves along the semicircular curved track portion of the wheel, the output link moves up and down with the lifting rod by the movement of the input link around the lifting rod. By pivoting, the grip portion pivots with the arm around the rod,
Lowering operation: When the input link descends along a linear track below the center of the wheel, the gripper descends with each link, lifting rod and arm.

In claim 2,
A guide groove formed in a substantially U-shape by projecting a trajectory of the input link moving together with the cable member on a cylindrical surface; and a guide groove movably provided along the guide groove and connected to the output link. A guide member, and when the input link moves along the straight track portion and the curved track portion together with the cable member, the guided member is guided by the guide groove, so that the output link moves up and down. And a pick and place device further provided with a guide mechanism for guiding rotation.