JP2005288586A - Work positioning device - Google Patents

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JP2005288586A JP2004104768A JP2004104768A JP2005288586A JP 2005288586 A JP2005288586 A JP 2005288586A JP 2004104768 A JP2004104768 A JP 2004104768A JP 2004104768 A JP2004104768 A JP 2004104768A JP 2005288586 A JP2005288586 A JP 2005288586A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work positioning device capable of adjusting the attraction force of a permanent magnet acting on a work, as a result, of generating sliding movement on the attraction surface while the work is attracted onto the attraction surface by weakening the attraction force so as to make an attitude correction, and making positioning while the work is restrained strongly on the attraction surface by intensifying the attraction force. <P>SOLUTION: When pneumatic cylinders 14 and 15 are put in operation and an actuating link 8 is moved horizontally to the right in the figure, a cam groove 9 is moved to the right in the figure, and a roller follower 7 is pushed by the push-move slope 9a in the moving direction of the actuating link 8. The roller follower 7 is pushed moving downward approximately vertically while rotating around a roller shaft 6 and is descended. This causes a magnet unit 3 to move apart from a base plate 2, which weakens the attraction force of the attraction surface 2a. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、溶接時にワークを位置決めするためのワーク位置決め装置に関し、特に、永久磁石の磁力を用いて、ワークを吸着して位置決めでき且つその吸着状態も解除できるワーク位置決め装置に関するものである。   The present invention relates to a workpiece positioning device for positioning a workpiece at the time of welding, and more particularly to a workpiece positioning device capable of attracting and positioning a workpiece using a magnetic force of a permanent magnet and releasing the attracted state.
自動車などの車輌を構成する部品のうち、車輌のボディ部品には薄板状の金属板が多用されている。このようなボディ部品には、例えば、材料となる大判の金属板をプレス加工により所望の形状に切り出したものや、或いは、プレス加工により切り出された複数のワーク(被溶接材)を溶接したものが用いられる。   Of the parts constituting a vehicle such as an automobile, a thin metal plate is frequently used as a vehicle body part. For such body parts, for example, a large metal plate as a material cut into a desired shape by pressing, or a plurality of workpieces (materials to be welded) cut by pressing are welded Is used.
ここで、複数のワークを溶接する場合、各ワークはそれぞれ縁端同士が突き合わせられ、その突合わせられた縁端同士がレーザ光により溶接される。この溶接に用いるレーザ光は極めて細い光線であるので、各ワークの縁端同士を確実に密着させて接合不良を防止する必要がある。   Here, when welding a plurality of workpieces, the edges of each workpiece are butted against each other, and the butted edges are welded together by laser light. Since the laser beam used for this welding is a very thin light beam, it is necessary to securely bond the edges of the workpieces to prevent poor bonding.
このため、ワークの縁端同士を突き合わせる方法については各種の提案がなされており、例えば、本願出願人の提案による特開2003−290982号記載の被溶接物突合わせ方法や特開2002−144085号記載の溶接用肌合わせ治具による方法などが提案されている。ここで、前者の被溶接物突合わせ方法では、機械式バネや空気圧シリンダで作動するクランプ板によってワークを基準ベースに押圧して位置決めする方式を採用している。また、後者の溶接用肌合わせ治具による方法では、電磁石によりワークを吸着して位置決めする方式が採用されている。
特開2002−144085号公報 特開2003−290982号公報
For this reason, various proposals have been made for a method for abutting the edges of workpieces. For example, a method for abutting workpieces described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-290982 proposed by the applicant of the present application and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-144085. A method using a welding skin matching jig described in No. 1 has been proposed. Here, in the former method of abutting workpieces, a method is employed in which a workpiece is pressed and positioned against a reference base by a clamp plate operated by a mechanical spring or a pneumatic cylinder. Further, in the latter method using the welding skin matching jig, a method of adsorbing and positioning a workpiece with an electromagnet is employed.
JP 2002-144085 A JP 2003-290982 A
しかしながら、上記した機械式バネや空気圧シリンダによるワークの位置決め方式では、基準ベースや機械式バネやエアシリンダを支持するフレーム構造を、機械式バネや空気圧シリンダによる押圧力やその反力に耐え得る剛性強度に製作する必要があり、その分、装置全体としてフレーム構造が大型化してしまうという問題点があった。この点、上記した溶接用肌合わせ治具によれば、ワークの位置決めを電磁石及びワイヤによって行うため、機械式バネやエアシリンダを用いてワークを位置決めする場合のようにフレーム構造が大型化することはない。   However, in the work positioning method using the mechanical spring or pneumatic cylinder described above, the frame structure that supports the reference base, mechanical spring, or air cylinder is rigid enough to withstand the pressing force and reaction force of the mechanical spring or pneumatic cylinder. There is a problem that the frame structure becomes large as the entire apparatus. In this regard, according to the welding skin alignment jig described above, since the workpiece is positioned by the electromagnet and the wire, the frame structure is enlarged as in the case where the workpiece is positioned using a mechanical spring or an air cylinder. There is no.
しかしながら、上記した溶接用肌合わせ治具は、第一及び第二電磁石の磁力によって第一及び第二形状調整部材にワーク(被溶接材)を吸着させたまま、そのワークをワイヤによって開先調節部材側に引き寄せるように構成されている。つまり、第一及び第二磁石の磁力は、ワークを形状調整部材上で摺動させる程度の弱めの磁力であって、ワークを板厚方向に拘束はするものの、ワークの板幅方向に拘束するだけの強力な磁力ではない。従って、上記した溶接用肌合わせ治具によれば、ワークの板幅方向の位置決めは、別途、ワークのキーナットに連結されるワイヤを引き寄せることで実現しなければならないという問題点がある。   However, the above-described welding skin matching jig allows the groove to be adjusted with a wire while the workpiece (material to be welded) is attracted to the first and second shape adjusting members by the magnetic force of the first and second electromagnets. It is comprised so that it may draw near to the member side. That is, the magnetic forces of the first and second magnets are weak enough to slide the workpiece on the shape adjusting member, and the workpiece is restrained in the plate thickness direction but restricted in the plate width direction of the workpiece. It's not just a strong magnetic force. Therefore, according to the above-described welding skin alignment jig, there is a problem that the positioning of the workpiece in the plate width direction must be realized separately by drawing a wire connected to the key nut of the workpiece.
このため、溶接用肌合わせ治具では、ワーク同士の縁端を突合わせ溶接する前に、上記したワイヤを連結させるためのキーナットを、そのワークに設けることが必須条件となってしまう。よって、キーナットなどを溶接でワークに取り付けるための溶接熱によってワークの変形が生じる虞や、キーナットなどを溶接する分の作業時間の長期化を招来するという虞があるという問題点もある。   For this reason, in the welding skin aligning jig, it is an indispensable condition to provide the work with the key nut for connecting the wires described above before butt welding the edges of the works. Therefore, there is a problem that the work may be deformed by welding heat for attaching the key nut or the like to the work by welding, or the work time may be prolonged due to the welding of the key nut or the like.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、永久磁石のワークに及ぼす吸着力を調整することができ、当該吸着力を弱めることによってワークを吸着面に吸着させたまま吸着面上を摺動移動させて姿勢補正することもでき、且つ、当該吸着力を強めることによってワークを吸着面上に強固に拘束させて位置決めすることもできるワーク位置決め装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can adjust the attracting force exerted on the work of the permanent magnet, and the work can be attracted to the attracting surface by weakening the attracting force. An object of the present invention is to provide a workpiece positioning device that can slidably move on the suction surface to correct the posture and can position the workpiece firmly on the suction surface by strengthening the suction force. It is said.
請求項1記載のワーク位置決め装置は、強磁性体で形成されるワークを位置決めさせるものであり、ワークを当接させる吸着面が設けられるベース部材と、そのベース部材の反吸着面側に対する接近方向および遠離方向へ往復移動可能に形成されると共に永久磁石で形成される磁石部材と、その磁石部材に回転可能に連結されるローラ部材と、そのローラ部材の外周面が当接され前記磁石部材の往復移動方向と傾斜して交わる傾斜面であって、前記ベース部材から遠離方向に移動する前記磁石部材の進行方向側に向けて設けられる押動斜面と、その押動斜面が設けられその押動斜面の傾斜方向及び前記磁石部材の移動方向とは異なる一の往復移動方向へ移動可能に形成される作動部材と、その作動部材の往復移動方向とは異なる方向へその作動部材が動くことを規制するようにその作動部材を支持する支持部材と、その支持部材により支持される前記作動部材を往復移動させるための駆動力を付与する駆動装置とを備えている。   The workpiece positioning apparatus according to claim 1 is for positioning a workpiece formed of a ferromagnetic material, and a base member provided with a suction surface for contacting the workpiece, and an approach direction of the base member toward the anti-suction surface side. And a magnet member formed of a permanent magnet and capable of reciprocating in the distance direction, a roller member rotatably connected to the magnet member, and an outer peripheral surface of the roller member being in contact with each other. An inclined surface that inclines and intersects with the reciprocating direction, a push slope that is provided toward the traveling direction side of the magnet member that moves away from the base member, and a push slope provided with the push slope. An actuating member formed to be movable in one reciprocating direction different from the inclination direction of the slope and the moving direction of the magnet member, and the working member in a direction different from the reciprocating direction of the actuating member. It comprises a support member for supporting the operating member so as to restrict that member moves, and a driving device for imparting a driving force for reciprocating the actuating member supported by the support member.
この請求項1記載のワーク位置決め装置によれば、駆動装置によって作動部材が一方へ移動されると、ローラ部材が押動斜面上で回転され、この回転と共にローラ部材が磁石部材を伴ってベース部材に対する遠離方向へと移動される。このとき、ローラ部材は、押動斜面の傾斜方向両側のいずれか一方から他方へ向けて相対的に移動され、この移動によって磁石部材とベース部材との距離が拡大される。すると、磁石部材の永久磁石によってベース部材の吸着面に作用する磁力が弱められ、強磁性体であるワークをベース部材の吸着面に吸着させる吸着力が低下させられる。   According to the workpiece positioning apparatus of the first aspect, when the actuating member is moved to one side by the driving device, the roller member is rotated on the pushing slope, and the roller member is accompanied with the magnet member together with the rotation. Is moved in the far direction. At this time, the roller member is relatively moved from either one of the two sides of the inclined slope of the push slope to the other, and the distance between the magnet member and the base member is increased by this movement. Then, the magnetic force acting on the attracting surface of the base member is weakened by the permanent magnet of the magnet member, and the attracting force for attracting the workpiece, which is a ferromagnetic material, to the attracting surface of the base member is reduced.
よって、例えば、磁石部材がベース部材に最も接近する場合、強磁性体で形成されるワークは、永久磁石の磁力によってベース部材の吸着面に吸着され、ベース部材に強固に拘束されて位置決めされる。これに対して、磁石部材をベース部材に対する遠離方向へ遠ざけると、永久磁石の磁力が及ぼす吸着面の吸着力は徐々に弱められる。この結果、例えば、ベース部材の吸着面にワークが吸着されたままでも、そのワークの姿勢を補正させることもできるようになる。また、磁石部材がベース部材から充分に遠離されると、ベース部材の吸着面でのワークの位置決めは解除される。   Thus, for example, when the magnet member is closest to the base member, the workpiece formed of a ferromagnetic material is attracted to the attracting surface of the base member by the magnetic force of the permanent magnet, and is firmly restrained by the base member and positioned. . In contrast, when the magnet member is moved away from the base member, the attracting force of the attracting surface exerted by the magnetic force of the permanent magnet is gradually weakened. As a result, for example, even when the workpiece is attracted to the attracting surface of the base member, the posture of the workpiece can be corrected. Further, when the magnet member is sufficiently separated from the base member, the positioning of the workpiece on the attracting surface of the base member is released.
作動部材の押動斜面は磁石部材の移動方向に対して傾斜して交わるので、永久磁石の磁力がローラ部材を介して押動斜面に及ぼす力は、作動部材の往復移動方向に作用する分力成分と、その往復移動方向を除く方向に作用する分力成分とに分解される。ここで、作動部材の往復移動方向を除く方向に作用する分力成分は支持部材によって全て支持されるので、駆動装置は、作動部材の往復移動方向に作用する分力成分のみを負担すれば足りる。   Since the pushing slope of the operating member intersects with the moving direction of the magnet member, the force exerted on the pushing slope by the magnetic force of the permanent magnet via the roller member is the component force acting in the reciprocating direction of the working member. It is decomposed into a component and a component component acting in a direction excluding the reciprocating direction. Here, since the component components acting in the direction other than the reciprocating direction of the operating member are all supported by the support member, it is sufficient for the drive device to bear only the component components acting in the reciprocating direction of the operating member. .
このため、駆動装置は、作動部材の往復移動方向に作用する分力成分を越える駆動力を付与すれば、作動部材を移動させることができ、永久磁石の磁力に抗して磁石部材をベース部材から遠ざけることができる。つまり、駆動装置は、永久磁石の磁力よりも低出力で作動部材を可動させることができるのである。   For this reason, if a drive device gives the driving force which exceeds the component force component which acts in the reciprocation direction of an operation member, it can move an operation member, and a magnet member is used as a base member against the magnetic force of a permanent magnet. Can be kept away from That is, the drive device can move the operating member with an output lower than the magnetic force of the permanent magnet.
また、磁石部材をベース部材へ接近させる場合には、駆動装置によって作動部材が移動される。このとき、ローラ部材は、押動斜面に当接されて回転されながら、押動斜面の傾斜方向両側のいずれか他方から一方へ向けて相対的に移動され、この移動によって、磁石部材とベース部材との距離が徐々に縮められる。しかも、この押動斜面との当接によってローラ部材は、磁石部材ともども永久磁石の磁力により一気にベース部材側に引き寄せられることが防止される。このため、永久磁石の磁力がワークに及び始めてから磁石部材がベース部材に最も接近するまでの間、ベース部材の吸着面における吸着力は徐々に強めることとなる。   Moreover, when making a magnet member approach a base member, an operation member is moved by a drive device. At this time, the roller member is relatively moved from one of the two sides of the pushing slope to the other side while rotating while being in contact with the pushing slope, and by this movement, the magnet member and the base member are moved. The distance to is gradually reduced. In addition, the roller member, together with the magnet member, is prevented from being drawn to the base member side at once due to the magnetic force of the permanent magnet. For this reason, the attraction force on the attraction surface of the base member gradually increases after the magnetic force of the permanent magnet reaches the workpiece until the magnet member comes closest to the base member.
請求項2記載のワーク位置決め装置は、請求項1記載のワーク位置決め装置において、前記押動斜面は、前記磁石部材が前記ベース部材と最も接近する始端部から前記ベース部材と最も遠離する終端部まで連なると共に、その押動斜面における前記始端部と前記終端部との中間位置で傾斜角度が変更されており、その押動斜面の前記始端部から前記中間位置までの傾斜角度が、その押動斜面の前記中間位置から前記終端部までの傾斜角度より小さく形成されている。   The workpiece positioning device according to claim 2, wherein the push slope is from a starting end portion where the magnet member is closest to the base member to a terminal portion where the magnet member is farthest away from the base member. In addition, the inclination angle is changed at an intermediate position between the starting end portion and the terminal end portion of the pushing slope, and the inclination angle from the starting end portion to the intermediate position of the pushing slope is the pushing slope. Is formed smaller than the inclination angle from the intermediate position to the end portion.
この請求項2記載のワーク位置決め装置によれば、請求項1記載のワーク位置決め装置と同様に作用する上、ベース部材に最接近した磁石部材をベース部材から遠ざける場合、作動部材が駆動装置によって移動されると、ローラ部材は、押動斜面により押動されて回転され、この回転によって押動斜面の始端部から中間位置へと相対的に移動される。この移動に伴って磁石部材はベース部材から反接近方向へ移動される。   According to the workpiece positioning device of the second aspect, the operation member moves by the drive device when acting similarly to the workpiece positioning device of the first aspect and moving the magnet member closest to the base member away from the base member. Then, the roller member is pushed and rotated by the pushing slope, and is relatively moved from the starting end portion of the pushing slope to the intermediate position by this rotation. With this movement, the magnet member is moved away from the base member in the counter approaching direction.
そして、ローラ部材が押動斜面の中間位置に達した後、更に作動部材が駆動装置によって押動されると、ローラ部材は、それまでより傾斜角度が大きな押動斜面によって押動されて回転され、この回転によって押動斜面の中間位置から終端部へと相対的に移動される。この結果、磁石部材はベース部材から最も遠離した位置まで移動される。   After the roller member reaches the intermediate position of the pushing slope, when the operating member is further pushed by the driving device, the roller member is pushed and rotated by the pushing slope having a larger inclination angle than before. By this rotation, it is moved relatively from the intermediate position of the pushing slope to the end portion. As a result, the magnet member is moved to a position farthest away from the base member.
請求項3記載のワーク位置決め装置は、請求項1又は2に記載のワーク位置決め装置において、前記磁石部材には永久磁石が複数設けられており、その複数の永久磁石は、前記磁石部材の縦方向に正磁極と負磁極とが交互に並設され、且つ、前記永久磁石の横方向にも正磁極と負磁極とが交互に並設されている。   The workpiece positioning device according to claim 3 is the workpiece positioning device according to claim 1 or 2, wherein the magnet member is provided with a plurality of permanent magnets, and the plurality of permanent magnets are arranged in a longitudinal direction of the magnet member. The positive magnetic pole and the negative magnetic pole are alternately arranged in parallel, and the positive magnetic pole and the negative magnetic pole are alternately arranged in the lateral direction of the permanent magnet.
請求項4記載のワーク位置決め装置は、請求項1から3のいずれかに記載のワーク位置決め装置において、前記磁石部材は、前記ベース部材から遠離する場合に略鉛直下方へ移動可能で、且つ、前記ベース部材へ接近する場合に略鉛直上方へ移動可能に形成されており、前記作動部材は、前記磁石部材の往復移動方向に対して直交する略水平方向へ移動可能に形成されている。   The workpiece positioning device according to claim 4 is the workpiece positioning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnet member is movable substantially vertically downward when moving away from the base member, and The actuator is formed to be movable substantially vertically upward when approaching the base member, and the actuating member is formed to be movable in a substantially horizontal direction perpendicular to the reciprocating direction of the magnet member.
本発明のワーク位置決め装置によれば、永久磁石が吸着面又はワークに及ぼす吸着力は調整できるので、当該吸着力を弱めることによってワークを吸着面に吸着させたまま吸着面上を摺動させて姿勢補正することもでき、且つ、当該吸着力を強めることによってワークを吸着面上に強固に拘束させて位置決めすることもできる。すなわち、永久磁石の磁力による吸着力を強弱させることのみで、ワークの厚さ方向にも、また、ワークの吸着面上での摺動方向にも、そのワークを確実に拘束することができるという効果がある。   According to the workpiece positioning device of the present invention, the attracting force exerted on the attracting surface or the work by the permanent magnet can be adjusted. By weakening the attracting force, the workpiece is slid on the attracting surface while being attracted to the attracting surface. The posture can be corrected, and the workpiece can be positioned firmly on the suction surface by increasing the suction force. In other words, the work can be reliably restrained both in the thickness direction of the work and also in the sliding direction on the work attracting surface only by increasing or decreasing the attracting force by the magnetic force of the permanent magnet. effective.
また、永久磁石の磁力により磁石部材とワークとの間に磁気引力が作用する状態において、その磁石部材をベース部材から遠離方向へ移動させる場合、駆動装置は、永久磁石の磁力よりも小さな駆動力を作動部材へ付与することで、磁石部材をベース部材から遠ざけることができる。よって、駆動装置には磁石部材の永久磁石の磁力に相当する駆動力は不要なので、その分、駆動装置を小型化できワーク位置決め装置全体としての装置サイズをコンパクト化できるという効果がある。   Further, when the magnetic member is moved away from the base member in a state in which a magnetic attractive force acts between the magnet member and the workpiece due to the magnetic force of the permanent magnet, the driving device has a driving force smaller than the magnetic force of the permanent magnet. By applying to the actuating member, the magnet member can be moved away from the base member. Therefore, since the driving device does not require a driving force corresponding to the magnetic force of the permanent magnet of the magnet member, the driving device can be reduced in size and the size of the entire workpiece positioning device can be reduced.
更に、押動斜面により磁石部材を押動させる場合に、押動斜面は回転可能なローラ部材と接するので、押動斜面によりローラ部材を移動させる場合に押動斜面とローラ部材との摩擦抵抗を低減でき、磁石部材の移動を円滑に行わせることができるという効果がある。   Further, when the magnet member is pushed by the pushing slope, the pushing slope comes into contact with the rotatable roller member. Therefore, when the roller member is moved by the pushing slope, the friction resistance between the pushing slope and the roller member is reduced. There is an effect that the magnetic member can be smoothly moved.
請求項2記載のワーク位置決め装置によれば、特に、押動斜面の始端部から中間位置までの区間は、押動斜面の中間位置から終端部までの区間に比べて傾斜角度が小さいので、ローラ部材を押動するため作動部材を移動させるときに必要な駆動装置の駆動力を小さくすることができる。よって、駆動装置に必要な駆動力を、ベース部材に最接近した磁石部材をベース部材から引き離す場合において低減させることができるという効果がある。   According to the work positioning apparatus of claim 2, in particular, the section from the start end to the intermediate position of the pushing slope has a smaller inclination angle than the section from the middle position to the end of the pushing slope. It is possible to reduce the driving force of the driving device required when moving the operating member to push the member. Therefore, the driving force required for the driving device can be reduced when the magnet member closest to the base member is pulled away from the base member.
ここで、永久磁石による磁気引力がワークと永久磁石との間に作用する場合に、押動斜面の傾斜角度が小さい程、押動斜面がローラ部材から受ける作動部材の移動方向における分力成分は小さくなる。よって、この作動部材の移動方向に作用する分力成分が小さくなれば、作動部材を移動させる駆動装置の駆動力も低出力化できるので、磁石部材をベース部材から容易に引き離すことができる。   Here, when the magnetic attractive force by the permanent magnet acts between the work and the permanent magnet, the smaller the inclination angle of the pushing slope, the component component in the moving direction of the operating member that the pushing slope receives from the roller member is Get smaller. Therefore, if the component component acting in the moving direction of the actuating member is reduced, the driving force of the driving device for moving the actuating member can be reduced, so that the magnet member can be easily separated from the base member.
請求項3記載のワーク位置決め装置によれば、特に、複数の永久磁石は、磁石部材の縦方向に正磁極と負磁極とが交互に並設され、且つ、永久磁石の横方向にも正磁極と負磁極とが交互に並設されている。このため、これら永久磁石の磁力線は正磁極からそれに隣り合う負磁極へと向かうため、永久磁石の磁力が遠方に作用しにくく、永久磁石の近傍の磁力線の密度が高められるという特性が得られる。このため、複数の永久磁石が及ぼす磁力は、磁石部材がベース部材に最接近される場合にワークをベース部材の吸着面に強力に吸着させることができるという効果がある。   According to the workpiece positioning apparatus of the third aspect, in particular, in the plurality of permanent magnets, the positive magnetic pole and the negative magnetic pole are alternately arranged in parallel in the longitudinal direction of the magnet member, and the positive magnetic pole is also provided in the lateral direction of the permanent magnet. And negative magnetic poles are alternately arranged in parallel. For this reason, since the magnetic lines of force of these permanent magnets go from the positive magnetic pole to the negative magnetic pole adjacent thereto, the magnetic force of the permanent magnet is unlikely to act far away, and the characteristic that the density of the magnetic field lines in the vicinity of the permanent magnet is increased can be obtained. For this reason, the magnetic force exerted by the plurality of permanent magnets has an effect that the work can be strongly attracted to the attracting surface of the base member when the magnet member is closest to the base member.
また、永久磁石の近傍の磁力密度が向上されるので、ワークがベース部材の吸着面に強固に固定される場合に、そのワークの吸着面に対する摺動方向(スラスト方向)へ保持力を増加させることができる。このため、特に、請求項4記載のワーク位置決め装置によれば、磁石部材によってワークをベース部材の吸着面に位置決め固定して、その固定されたワークの縁端同士を突き合わせて溶接する場合に、ワークをベース部材の対向側から挟み込むためのクランプ用部材がなくとも、ワーク同士の位置ずれを防止できるという効果がある。   Further, since the magnetic density in the vicinity of the permanent magnet is improved, when the workpiece is firmly fixed to the attracting surface of the base member, the holding force is increased in the sliding direction (thrust direction) with respect to the attracting surface of the workpiece. be able to. For this reason, in particular, according to the workpiece positioning apparatus according to claim 4, when the workpiece is positioned and fixed to the attracting surface of the base member by the magnet member, the edges of the fixed workpiece are butted against each other and welded, Even if there is no clamping member for sandwiching the workpiece from the opposite side of the base member, there is an effect that the positional deviation between the workpieces can be prevented.
しかも、永久磁石の磁力作用範囲が永久磁石の極近傍に限定されるので、ベース部材の吸着面の磁力を完全に消滅させる場合に磁石部材をベース部材から遠離方向へ移動させる距離を短くできる。従って、永久磁石を使用しているにも関わらず、電磁石を使用する場合のようにベース部材の吸着面の吸着力を短時間でオン又はオフさせることができるという効果がある。   In addition, since the magnetic force acting range of the permanent magnet is limited to the vicinity of the permanent magnet, the distance to move the magnet member away from the base member can be shortened when the magnetic force of the attracting surface of the base member is completely extinguished. Therefore, although the permanent magnet is used, there is an effect that the attracting force of the attracting surface of the base member can be turned on or off in a short time as in the case of using the electromagnet.
請求項4記載のワーク位置決め装置によれば、特に、磁石部材をベース部材から遠離させる場合に、磁石部材は、押動斜面によってローラ部材が押動されることで略鉛直下方へ向けて移動される。よって、ベース部材から磁石部材を遠ざけて吸着面の吸着力を消滅させる場合には、磁石部材に作用する重力の分、磁石部材を略鉛直下方へ移動させるのに必要な磁石部材の移動力を小さくできる。従って、駆動装置の駆動力を更に低下させることができ、その分、駆動装置を小型化できるという効果がある。   According to the workpiece positioning apparatus of the fourth aspect, particularly when the magnet member is moved away from the base member, the magnet member is moved substantially vertically downward by the roller member being pushed by the pushing slope. The Therefore, when the magnet member is moved away from the base member and the attracting force of the attracting surface is extinguished, the moving force of the magnet member necessary to move the magnet member substantially downward in the vertical direction is equivalent to the gravity acting on the magnet member. Can be small. Therefore, the driving force of the driving device can be further reduced, and the driving device can be downsized accordingly.
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。ワーク位置決め装置1は、鋼板等の薄板状の強磁性体で形成された溶接対象物(以下、「ワーク」と称す)を所定の溶接位置に位置決めして固定するためのものであり、主として、ワークをレーザ光で溶接するレーザ溶接機に使用される。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The workpiece positioning device 1 is for positioning and fixing a welding object (hereinafter referred to as “work”) formed of a thin plate-like ferromagnetic material such as a steel plate at a predetermined welding position. Used in laser welding machines that weld workpieces with laser light.
図1は、本発明の一実施例であるワーク位置決め装置1の内部構造の縦断面図であり、図1(a)は磁石ユニット3がベースプレート2に最接近した状態を、図1(b)は磁石ユニット3がベースプレート2から最も遠離した状態を、それぞれ図示している。なお、図1(a)は図3(a)のIA−IA線における縦断面図に、図1(b)は図3(b)のIB−IB線における縦断面図に、それぞれ相当するものである。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the internal structure of a workpiece positioning apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a state in which a magnet unit 3 is closest to a base plate 2, and FIG. Shows a state in which the magnet unit 3 is farthest from the base plate 2. 1A corresponds to a longitudinal sectional view taken along line IA-IA in FIG. 3A, and FIG. 1B corresponds to a longitudinal sectional view taken along line IB-IB in FIG. 3B. It is.
図1に示すように、ワーク位置決め装置1は、ステンレス鋼材製で略平板状のベースプレート2を備えており、このベースプレート2の上面にはワークが載置可能な略平面状の吸着面2aが形成されている。この吸着面2aは、単なるステンレス鋼材製の面であるが、磁石ユニット3が有する永久磁石30(図5参照)の磁力によって磁化され、強磁性体であるワークを吸着させることができる。なお、このベースプレート2の板厚は、磁石ユニット3の上面に生じる磁力の作用範囲より小さくされている。   As shown in FIG. 1, the workpiece positioning device 1 includes a substantially flat base plate 2 made of stainless steel, and a substantially flat suction surface 2 a on which a workpiece can be placed is formed on the upper surface of the base plate 2. Has been. Although this attracting surface 2a is a surface made of a simple stainless steel material, it is magnetized by the magnetic force of the permanent magnet 30 (see FIG. 5) of the magnet unit 3 and can attract a work that is a ferromagnetic material. Note that the thickness of the base plate 2 is smaller than the range of action of the magnetic force generated on the upper surface of the magnet unit 3.
ベースプレート2の吸着面2aは、セラミックス系超鋼金属をプラズマ溶射することで形成される薄膜により被覆されており、かかる被覆により表面硬度が高められている。この吸着面2aの表面硬化よって、ワークと接触する吸着面2aの耐摩耗性は向上される。また、熱処理や窒化処理による表面硬化法ではベースプレート2自体が常時的な磁石となってしまうが、セラミックス系超鋼金属を溶射することによって吸着面2aを硬化すれば、ベースプレート2の常時的な磁石化を防止できる。よって、ベースプレート2に永久磁石30の磁力が及ばない場合に、ワークを吸着面2a上で円滑に摺動させることができる。更に、溶射法としてプラズマ溶射が用いられるので、溶射によるベースプレート2の歪みを抑制して、吸着面2aの表面硬度のみを向上させることができる。   The adsorption surface 2a of the base plate 2 is covered with a thin film formed by plasma spraying a ceramic super steel metal, and the surface hardness is increased by the coating. Due to the surface hardening of the suction surface 2a, the wear resistance of the suction surface 2a in contact with the workpiece is improved. Further, in the surface hardening method by heat treatment or nitriding treatment, the base plate 2 itself becomes a permanent magnet. However, if the adsorption surface 2a is hardened by spraying ceramic super steel metal, the permanent magnet of the base plate 2 is used. Can be prevented. Therefore, when the magnetic force of the permanent magnet 30 does not reach the base plate 2, the work can be smoothly slid on the attracting surface 2a. Furthermore, since plasma spraying is used as the thermal spraying method, distortion of the base plate 2 due to thermal spraying can be suppressed, and only the surface hardness of the adsorption surface 2a can be improved.
この磁石ユニット3は、例えば、略1,000kgfにも相当する吸着力を発生可能なものであり、ベースプレート2の吸着面2aの反対面、即ちベースプレート2の下面と間隔を隔てて対向配置されている。この磁石ユニット3の上面には、複数の永久磁石30(図5参照)が配列されており、これらの永久磁石30の磁力によってベースプレート2の吸着面2aに吸着力が付与される。また、ベースプレート2の外周縁部には、このベースプレート2を支持する上面視略額縁状の支持枠2bが設けられており、この支持枠2bの枠内には磁石ユニット3が遊挿可能とされている。なお、磁石ユニット3の永久磁石30の配列状態の詳細については後述する。   The magnet unit 3 is capable of generating an attractive force equivalent to, for example, approximately 1,000 kgf, and is disposed opposite to the opposite surface of the attracting surface 2a of the base plate 2, that is, the lower surface of the base plate 2 with a gap therebetween. Yes. A plurality of permanent magnets 30 (see FIG. 5) are arranged on the upper surface of the magnet unit 3, and an attracting force is applied to the attracting surface 2 a of the base plate 2 by the magnetic force of these permanent magnets 30. A support frame 2b having a substantially frame shape as viewed from above is provided at the outer peripheral edge of the base plate 2, and the magnet unit 3 can be loosely inserted into the frame of the support frame 2b. ing. The details of the arrangement state of the permanent magnets 30 of the magnet unit 3 will be described later.
磁石ユニット3はベースプレート2の吸着面2aの反対面におけるほぼ全域と対向するように形成されている。また、磁石ユニット3がベースプレート2に最接近した状態では(図2参照)、ベースプレート2と磁石ユニット3との間の隙間がベースプレート2の板厚より小さくされている。本実施例では、例えば、ベースプレート2の板厚が略4mmであるのに対して、ベースプレート2と磁石ユニット3との間の隙間が略3mmとされている。また、磁石ユニット3の下部にはブラケット4,5が固着されており、このブラケット4,5は略水平方向に間隔を隔てて設けられている。   The magnet unit 3 is formed so as to face almost the entire region on the surface opposite to the attracting surface 2 a of the base plate 2. Further, when the magnet unit 3 is closest to the base plate 2 (see FIG. 2), the gap between the base plate 2 and the magnet unit 3 is made smaller than the plate thickness of the base plate 2. In this embodiment, for example, the thickness of the base plate 2 is approximately 4 mm, whereas the gap between the base plate 2 and the magnet unit 3 is approximately 3 mm. In addition, brackets 4 and 5 are fixed to the lower part of the magnet unit 3, and the brackets 4 and 5 are provided at intervals in a substantially horizontal direction.
ブラケット4,5は、磁石ユニット3の下部からワーク位置決め装置1の略鉛直方向(図1上下方向)長さの略中間辺りまで延設される板材であって、その形状が側面視略三角形状に形成されている。また、ブラケット4,5は、ローラ軸6を磁石ユニット3に支持するための部材であり、その下端部にローラ軸6がそれぞれ回転可能に軸承されている。このローラ軸6,6の外周にはローラフォロワ7がそれぞれ嵌着されており、ローラフォロワ7,7はブラケット4,5及びローラ軸6,6を介して磁石ユニット3に回転可能に軸支されている。   The brackets 4 and 5 are plate members that extend from the lower part of the magnet unit 3 to approximately the middle of the length of the workpiece positioning device 1 in the substantially vertical direction (vertical direction in FIG. 1). Is formed. The brackets 4 and 5 are members for supporting the roller shaft 6 on the magnet unit 3, and the roller shaft 6 is rotatably supported at the lower end thereof. A roller follower 7 is fitted on the outer periphery of each of the roller shafts 6 and 6, and the roller followers 7 and 7 are rotatably supported by the magnet unit 3 via the brackets 4 and 5 and the roller shafts 6 and 6. ing.
ローラフォロワ7,7は、磁石ユニット3を略鉛直方向へ往復移動させる駆動機構の一部であり、作動リンク8の略水平方向(図1左右方向)両側に設けられるカム溝9,9の内周にそれぞれ緩嵌されている。作動リンク8は、ローラフォロワ7,7と共に磁石ユニット3を略鉛直方向へ往復移動させる駆動機構の一部であり、磁石ユニット3の下方であってブラケット4の配設側(図1右側)からブラケット5の配設側(図1左側)にかけて配設されている。   The roller followers 7 and 7 are part of a drive mechanism that reciprocates the magnet unit 3 in a substantially vertical direction. It is loosely fitted around the circumference. The operation link 8 is a part of a drive mechanism that reciprocates the magnet unit 3 in a substantially vertical direction together with the roller followers 7 and 7, and is below the magnet unit 3 and from the side where the bracket 4 is disposed (right side in FIG. 1). The bracket 5 is disposed on the side where the bracket 5 is disposed (left side in FIG. 1).
また、ローラ軸6及びローラフォロワ7は、作動リンク8が略水平方向へ往復移動される場合に、磁石ユニット3と共に略鉛直方向に往復移動するように構成されている。これは、磁石ユニット3の往復移動方向と永久磁石30の磁力が作用する方向とを一致させて、磁石ユニット3を略鉛直方向へ往復移動させることによって、ベースプレート2の吸着面2aに作用する吸着力を強弱させるためである。   The roller shaft 6 and the roller follower 7 are configured to reciprocate in the substantially vertical direction together with the magnet unit 3 when the operation link 8 is reciprocated in the substantially horizontal direction. This is because the reciprocating direction of the magnet unit 3 coincides with the direction in which the magnetic force of the permanent magnet 30 acts, and the magnet unit 3 is reciprocated in a substantially vertical direction, thereby acting on the attracting surface 2a of the base plate 2. This is to make the strength stronger.
図2は、図1に示すカム溝9を拡大視したワーク位置決め装置1の縦断面図であり、図中の矢印Yは、磁石ユニット3がベースプレート2から遠離する際の移動方向を示している。図2に示すように、カム溝9は、磁石ユニット3の往復移動方向(図2上下方向)に対して傾斜して交わる長溝状に形成されている。このカム溝9の溝幅はローラフォロワ7の外径より僅かに大きく形成されており、このためローラフォロワ7はカム溝9の内周部にて回転可能とされる。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the workpiece positioning device 1 in which the cam groove 9 shown in FIG. 1 is enlarged, and an arrow Y in the drawing indicates a moving direction when the magnet unit 3 moves away from the base plate 2. . As shown in FIG. 2, the cam groove 9 is formed in a long groove shape that is inclined and intersects with the reciprocating movement direction (vertical direction in FIG. 2) of the magnet unit 3. The groove width of the cam groove 9 is formed slightly larger than the outer diameter of the roller follower 7, so that the roller follower 7 can be rotated at the inner peripheral portion of the cam groove 9.
磁石ユニット3が図2に示すようにベースプレート2に最接近する場合、ローラフォロワ7はカム溝9の延設方向一端側(図2右上側)に配置され、カム溝9は、そのローラフォロワ7の存在位置から空気圧シリンダ14,15の反配設側(図2左側)下方へ傾斜角θ(例えば略15°)で下降傾斜するように延設されている。カム溝9の内周には互いに対向する傾斜面である押動斜面9aと補助斜面9bとが形成されており、この押動斜面9aと補助斜面9bとの対向面間にローラフォロワ7が存在する。   When the magnet unit 3 is closest to the base plate 2 as shown in FIG. 2, the roller follower 7 is disposed on one end side (upper right side in FIG. 2) of the cam groove 9, and the cam groove 9 is the roller follower 7. Is extended downward from the position where the pneumatic cylinders 14 and 15 are disposed on the opposite side (left side in FIG. 2) at an inclination angle θ (for example, approximately 15 °). A push slope 9a and an auxiliary slope 9b, which are inclined surfaces facing each other, are formed on the inner circumference of the cam groove 9, and the roller follower 7 exists between the faces of the push slope 9a and the auxiliary slope 9b. To do.
押動斜面9a及び補助斜面9bはいずれも磁石ユニット3の往復移動方向である略鉛直方向(図2上下方向)と傾斜して交わる傾斜面である。この押動斜面9aは、磁石ユニット3がベースプレート2から遠離する際の移動方向(図2中の矢印Y方向)に向けられ、且つ、補助斜面9bは押動斜面9aと略平行に対向して設けられる。   Each of the pushing slope 9a and the auxiliary slope 9b is an inclined surface that inclines and intersects with the substantially vertical direction (vertical direction in FIG. 2) that is the reciprocating direction of the magnet unit 3. This pushing slope 9a is directed in the moving direction (the direction of arrow Y in FIG. 2) when the magnet unit 3 moves away from the base plate 2, and the auxiliary slope 9b is opposed substantially parallel to the pushing slope 9a. Provided.
図1に戻って説明する。作動リンク8の下部であってカム溝9,9の間部分には、側面視略台形状の凹部が設けられてている。この作動リンク8の凹部には略水平方向に間隔を隔てて一対のガイドブロック10,10が取着されている。この一対のガイドブロック10,10は、略水平方向に延在するガイドレール11に係合されている。また、一対のガイドブロック10,10は、ガイドレール11に係合したまま略水平方向へ往復スライド移動可能にも形成されている。更に、ガイドレール11は略平板状の支持基盤12の上面に固定的に配設されている。   Returning to FIG. A concave portion having a substantially trapezoidal shape in side view is provided at a lower portion of the operation link 8 and between the cam grooves 9 and 9. A pair of guide blocks 10 and 10 are attached to the concave portion of the operation link 8 with an interval in a substantially horizontal direction. The pair of guide blocks 10 and 10 are engaged with a guide rail 11 extending in a substantially horizontal direction. The pair of guide blocks 10 and 10 are also formed so as to be reciprocally slidable in a substantially horizontal direction while being engaged with the guide rail 11. Further, the guide rail 11 is fixedly disposed on the upper surface of the substantially flat support base 12.
このように構成することによって、作動リンク8は、ガイドレール11上を略水平方向へ往復移動可能な状態で、支持基盤12上に支持されている。しかも、ガイドブロック10,10がガイドレール11に係合されることによって、作動リンク8が永久磁石30の磁気引力により支持基盤12から略鉛直方向に引き上げられたり、或いは、磁石ユニット3などの重量で押し下げられたりすることを防止している。すなわち、作動リンク8は、自らの往復移動方向である略水平方向(図1左右方向)とは異なる別方向へ動くことが規制されている。   By configuring in this way, the operation link 8 is supported on the support base 12 in a state where it can reciprocate on the guide rail 11 in a substantially horizontal direction. In addition, when the guide blocks 10 and 10 are engaged with the guide rail 11, the operation link 8 is pulled up from the support base 12 by the magnetic attraction of the permanent magnet 30 or the weight of the magnet unit 3 or the like. To prevent it from being pushed down. That is, the operation link 8 is restricted from moving in a different direction from the substantially horizontal direction (the left-right direction in FIG. 1), which is the reciprocating direction of itself.
支持基盤12は、ワーク位置決め装置1を床面上で支える略平板状の台座である。この支持基盤12の略水平方向両端部にはいずれも略平板状の支持壁板13,13が立設されている。また、支持壁板13,13の上端部には上記したベースプレート2の支持枠2bが横架され且つ固定されている。これらのベースプレート2、支持基盤12、及び支持壁板13,13によって、ワーク位置決め装置1の枠組みは形成され、この枠組みの内部に磁石ユニット3、作動リンク8、及び、空気圧シリンダ14,15が配設されている。   The support base 12 is a substantially flat base that supports the workpiece positioning device 1 on the floor surface. At both ends of the support base 12 in the substantially horizontal direction, substantially flat support wall plates 13 and 13 are erected. Further, the support frame 2b of the base plate 2 is horizontally mounted and fixed to the upper end portions of the support wall plates 13 and 13. The base plate 2, the support base 12, and the support wall plates 13 and 13 form a frame of the workpiece positioning device 1, and the magnet unit 3, the operation link 8, and the pneumatic cylinders 14 and 15 are arranged inside the frame. It is installed.
空気圧シリンダ14,15はいずれも作動リンク8を略水平方向へ往復移動させる駆動力を付与する駆動装置である。この空気圧シリンダ14,15は、作動リンク8のブラケット4の配設側(図1右側)に並設され、互いのシリンダ本体同士が一体に連結されている。空気圧シリンダ14,15は、互いのシリンダロッド14a,15aが逆方向へ向けられており、シリンダロッド14aの先端が作動リンク8のブラケット4配設側の端部に、また、シリンダロッド15aの先端が固定ブラケット16に連結されている。   Each of the pneumatic cylinders 14 and 15 is a driving device for applying a driving force for reciprocating the operation link 8 in a substantially horizontal direction. The pneumatic cylinders 14 and 15 are arranged side by side on the side of the operation link 8 where the bracket 4 is provided (the right side in FIG. 1), and the cylinder main bodies are connected together. In the pneumatic cylinders 14 and 15, the cylinder rods 14 a and 15 a are directed in the opposite directions, and the tip of the cylinder rod 14 a is at the end of the operation link 8 on the side where the bracket 4 is disposed, and the tip of the cylinder rod 15 a. Is connected to the fixed bracket 16.
また、空気圧シリンダ14,15のシリンダ本体は、作動リンク8の往復移動方向へ摺動可能に支持基盤12上に載置され、シリンダロッド15aが連結される固定ブラケット16は支持基盤12上に固定されている。このため、空気圧シリンダ14,15が駆動されてシリンダロッド14a,15aが各シリンダ本体から進出又は没入されると、固定ブラケット16を固定された起点としてシリンダロッド14aの先端部の位置が略水平方向へ往復移動させられる。   The cylinder bodies of the pneumatic cylinders 14 and 15 are mounted on the support base 12 so as to be slidable in the reciprocating direction of the operation link 8, and the fixing bracket 16 to which the cylinder rod 15 a is connected is fixed on the support base 12. Has been. For this reason, when the pneumatic cylinders 14 and 15 are driven and the cylinder rods 14a and 15a are advanced or retracted from the respective cylinder bodies, the position of the tip of the cylinder rod 14a starts from the fixed bracket 16 as a fixed starting point. Can be moved back and forth.
このようにシリンダロッド14aの先端部が支持基盤12上を往復移動することによって、作動リンク8は、支持基盤12上を略水平方向へ往復移動させられる。また、空気圧シリンダ14,15のシリンダロッド14a,15aの推進力は相互に略等しいので、空気圧シリンダ14,15を相互に連結した場合、作動リンク8を往復移動させる駆動力は、単体の空気圧シリンダを使用する場合に比べて拡大される。   Thus, when the tip of the cylinder rod 14a reciprocates on the support base 12, the operation link 8 is reciprocated on the support base 12 in a substantially horizontal direction. Further, since the thrusts of the cylinder rods 14a and 15a of the pneumatic cylinders 14 and 15 are substantially equal to each other, when the pneumatic cylinders 14 and 15 are connected to each other, the driving force for reciprocating the operation link 8 is a single pneumatic cylinder. It is enlarged compared to the case of using.
図3(a)は、図1のIIIA−IIIA線における縦断面図であり、図3(b)は、図1のIIIB−IIIB線における縦断面図である。なお、ワーク位置決め装置1の内部構造は、ブラケット4とブラケット5とが相違する点などを除いて、図1(a)のIIIA−IIIA線におけるものと同図IIIA’−IIIA’線におけるものとは略同一であり、図1(b)のIIIB−IIIB線におけるものと同図IIIB’−IIIB’線におけるものとは略同一である。   3A is a longitudinal sectional view taken along line IIIA-IIIA in FIG. 1, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. The internal structure of the workpiece positioning device 1 is the same as that in the IIIA-IIIA line in FIG. 1A and that in the IIIA′-IIIA ′ line, except that the bracket 4 and the bracket 5 are different. Are substantially the same, and those in the line IIIB-IIIB in FIG. 1B and those in the line IIIB′-IIIB ′ in FIG.
図3に示すように、支持基盤12の略水平方向両端からはいずれも略平板状の支持壁板17,17が立設されている。支持壁板17,17の上端部には上記したベースプレート2の支持枠2bが横架され且つ固定されている。支持壁板17,17の対向面間には上記した磁石ユニット3が配設されている。この磁石ユニット3の底部からは略水平方向に間隔を隔てた一対のブラケット4,4が下方へ延設されている。このブラケット4,4の下端部には、各ブラケット4の厚み方向に貫通した通孔が形成され、その内周にブッシュ
18,18が嵌合されている。ブッシュ18,18は、ローラ軸6の軸方向略中央の部分を回転可能に軸承する軸受けである。
As shown in FIG. 3, substantially flat support wall plates 17 and 17 are erected from both ends of the support base 12 in the substantially horizontal direction. The support frame 2b of the base plate 2 is horizontally mounted and fixed to the upper end portions of the support wall plates 17 and 17. Between the opposing surfaces of the support wall plates 17, 17, the magnet unit 3 described above is disposed. A pair of brackets 4, 4 extending downward from the bottom of the magnet unit 3 and extending in a substantially horizontal direction. A through-hole penetrating in the thickness direction of each bracket 4 is formed at the lower end of each bracket 4, 4, and bushes 18, 18 are fitted to the inner periphery thereof. The bushes 18 and 18 are bearings that rotatably support a substantially central portion in the axial direction of the roller shaft 6.
ローラ軸6は、そのローラ軸6の軸方向が略水平方向(図3左右方向)へ向けられており、ブッシュ18,18の内周に回転可能に内嵌されている。また、ブッシュ18,18の間部分にあたるローラ軸6の外周には上記したローラフォロワ7が嵌着されている。このため、ローラフォロワ7はブラケット4,4の対向面間に介装され、それと共にローラフォロワ7を自己のカム溝9に嵌合させる作動リンク8もまたブラケット4,4の対向面間に介装されている。ローラフォロワ7を支持するローラ軸6は、その軸方向にブラケット4,4を貫通し、更に、その軸方向両端部が支持壁板17,17にまで達している。   The roller shaft 6 is oriented so that the axial direction of the roller shaft 6 is substantially horizontal (the left-right direction in FIG. 3), and is rotatably fitted to the inner periphery of the bushes 18 and 18. Further, the roller follower 7 is fitted on the outer periphery of the roller shaft 6 corresponding to the portion between the bushes 18 and 18. For this reason, the roller follower 7 is interposed between the opposing surfaces of the brackets 4 and 4, and an operation link 8 for fitting the roller follower 7 into the cam groove 9 is also interposed between the opposing surfaces of the brackets 4 and 4. It is disguised. The roller shaft 6 that supports the roller follower 7 passes through the brackets 4, 4 in the axial direction, and further, both end portions in the axial direction reach the support wall plates 17, 17.
ローラ軸6の軸方向両端部であってブラケット4,4より外方の外周部には、ローラフォロワ7と同種のローラフォロワ19,19がそれぞれ嵌着されている。ローラフォロワ19,19は、磁石ユニット3の移動を案内すると共にその移動方向を略鉛直方向にのみ規制するものである。具体的には、磁石ユニット3が作動リンク8と共に図1の左右方向へ移動すること防止するものである。そのため、ローラフォロワ19,19は支持壁板17,17に設けられるガイド部材20,20と係合されている。   Roller followers 19 and 19 of the same type as the roller follower 7 are fitted on both ends in the axial direction of the roller shaft 6 and on the outer peripheral portion outside the brackets 4 and 4, respectively. The roller followers 19 and 19 guide the movement of the magnet unit 3 and restrict the moving direction only in a substantially vertical direction. Specifically, the magnet unit 3 is prevented from moving in the left-right direction in FIG. Therefore, the roller followers 19 and 19 are engaged with guide members 20 and 20 provided on the support wall plates 17 and 17.
ガイド部材20,20は略平板状に形成されており、互いに対向するようにして支持壁板17,17に取着されている。ガイド部材20,20には、ローラ軸6の軸方向と同一方向に貫通すると共に略鉛直方向に連続する長溝であるガイド溝21がそれぞれ設けられている。このガイド溝21,21はガイド部材20,20にローラフォロワ19,19を係合させるための溝であり、ローラフォロワ19,19はガイド溝21,21の内周部を回転しながら磁石ユニット3の移動に伴って昇降移動させられる。   The guide members 20 and 20 are formed in a substantially flat plate shape, and are attached to the support wall plates 17 and 17 so as to face each other. The guide members 20, 20 are each provided with a guide groove 21, which is a long groove that penetrates in the same direction as the axial direction of the roller shaft 6 and continues in a substantially vertical direction. The guide grooves 21, 21 are grooves for engaging the roller followers 19, 19 with the guide members 20, 20. The roller followers 19, 19 rotate the inner peripheral portions of the guide grooves 21, 21 while rotating the magnet unit 3. Is moved up and down with the movement.
図4は、図3に示すワーク位置決め装置1の左側面図である。なお、図4に示すワーク位置決め装置1の右側面図は図4の線図と対称形であり、その図示及び説明を省略する。   4 is a left side view of the workpiece positioning apparatus 1 shown in FIG. Note that the right side view of the workpiece positioning device 1 shown in FIG. 4 is symmetrical with the diagram of FIG. 4 and its illustration and description are omitted.
図4に示すように、支持壁板17には、ローラ軸6,6の配設位置に対応する箇所に開口部17a,17aが開口形成されている。この開口部17a,17aは、その縁辺の輪郭形状が側面視略U字形に形成されており、ローラフォロワ19,19の移動方向である略鉛直方向(図4上下方向)に延びる長溝状とされている。また、ワーク位置決め装置1を左側面視した場合、上記したガイド溝21の縁辺の輪郭形状は、支持壁板17の開口部17aの縁辺の輪郭形状に合致するものとされている。   As shown in FIG. 4, openings 17 a and 17 a are formed in the support wall plate 17 at locations corresponding to the positions where the roller shafts 6 and 6 are disposed. The openings 17a and 17a have a substantially U-shaped profile in the side view, and have a long groove shape extending in a substantially vertical direction (the vertical direction in FIG. 4), which is the moving direction of the roller followers 19 and 19. ing. Further, when the workpiece positioning device 1 is viewed from the left side, the contour shape of the edge of the guide groove 21 described above matches the contour shape of the edge of the opening 17 a of the support wall plate 17.
ガイド溝21の内周面は、その頂部に設けられる略半円弧状の曲面と、その曲面の両端から略鉛直下方に延びる一対の垂直面とから形成されている。ガイド溝21の溝幅、即ち一対の垂直面間の距離はローラフォロワ19の外径より僅かに大きく形成されている。このためローラフォロワ19はガイド溝21の内周部にて回転可能に緩嵌される。   The inner peripheral surface of the guide groove 21 is formed by a substantially semicircular arc-shaped curved surface provided at the top and a pair of vertical surfaces extending substantially vertically downward from both ends of the curved surface. The groove width of the guide groove 21, that is, the distance between the pair of vertical surfaces is formed slightly larger than the outer diameter of the roller follower 19. For this reason, the roller follower 19 is loosely fitted so as to be rotatable at the inner peripheral portion of the guide groove 21.
このローラフォロワ19によれば、作動リンク8が略水平方向(図1、図2及び図4の左右方向)へ移動されると、そのローラフォロワ19がガイド溝21の垂直面と当接されて、磁石ユニット3の略水平方向(図1、図2及び図4の左右方向)への移動が規制される。しかも、ローラフォロワ19は、磁石ユニット3の略鉛直方向への昇降に伴ってガイド溝21の垂直面に当接しながら回転されるので、併せて、磁石ユニット3の略鉛直方向(図1、図2及び図4の上下方向)の往復移動も案内される。   According to the roller follower 19, when the operation link 8 is moved in a substantially horizontal direction (left and right direction in FIGS. 1, 2, and 4), the roller follower 19 is brought into contact with the vertical surface of the guide groove 21. The movement of the magnet unit 3 in the substantially horizontal direction (the left-right direction in FIGS. 1, 2 and 4) is restricted. In addition, the roller follower 19 is rotated while contacting the vertical surface of the guide groove 21 as the magnet unit 3 is moved up and down in the substantially vertical direction. 2 and the reciprocating movement in the vertical direction of FIG. 4 is also guided.
図5は、磁石ユニット3の内部に配設される複数の永久磁石30の配列状態を示す概略斜視図である。なお、図5では、永久磁石30の上面(ベースプレート2との対向面)に発生する磁極を「N」又は「S」で示しており、図中の「N」はN極(正磁極)を、「S」はS極(負磁極)を、それぞれ意味している。   FIG. 5 is a schematic perspective view showing an arrangement state of a plurality of permanent magnets 30 arranged inside the magnet unit 3. In FIG. 5, the magnetic poles generated on the upper surface of the permanent magnet 30 (the surface facing the base plate 2) are indicated by “N” or “S”, and “N” in the figure indicates the N pole (positive magnetic pole). , “S” means the S pole (negative magnetic pole).
図5に示すように、複数の永久磁石30は、それぞれの上面が相互に面一となるように隣り合わせに配列されている。このように配列された複数の永久磁石30は、その上面がベースプレート2の下面に対向するように磁石ユニット3の内側上部に配設される(図3参照)。永久磁石30は、例えば、希土類磁石であるネオジム磁石で形成されている。また、複数の永久磁石30は、縦方向及び横方向に隣り合うもの同士が磁極が異なるものとされ、N極とS極とが交互に並設されている。   As shown in FIG. 5, the plurality of permanent magnets 30 are arranged side by side so that their upper surfaces are flush with each other. The plurality of permanent magnets 30 arranged in this manner are disposed on the inner upper side of the magnet unit 3 so that the upper surface thereof faces the lower surface of the base plate 2 (see FIG. 3). The permanent magnet 30 is made of, for example, a neodymium magnet that is a rare earth magnet. The plurality of permanent magnets 30 adjacent to each other in the vertical and horizontal directions have different magnetic poles, and N poles and S poles are alternately arranged in parallel.
このため、磁石ユニット3の上面にはN極の各永久磁石30から、それに隣り合うS極の各永久磁石30へ向かう磁界(磁力線)が生じている。この結果、これら複数の永久磁石30の上面近傍に作用する磁力線の密度は高くなり、磁石ユニット3の上面近傍での磁界の強度は高められる。すると、磁石ユニット3がベースプレート2に最接近した状態でベースプレート2の吸着面2aに作用する吸着力は、上記した永久磁石30の配列を採用した場合と不採用の場合とでは、それを採用した場合の方が大幅に増強される。   For this reason, a magnetic field (lines of magnetic force) is generated on the upper surface of the magnet unit 3 from each N-pole permanent magnet 30 to each S-pole permanent magnet 30 adjacent thereto. As a result, the density of magnetic lines of force acting near the upper surfaces of the plurality of permanent magnets 30 is increased, and the strength of the magnetic field near the upper surfaces of the magnet units 3 is increased. Then, the attracting force acting on the attracting surface 2a of the base plate 2 in a state in which the magnet unit 3 is closest to the base plate 2 is adopted when the above-described arrangement of the permanent magnets 30 is employed and when it is not employed. The case is greatly enhanced.
よって、吸着面2aに載置されるワークが薄肉厚であっても、強い磁界を作用させることができ、かかるワークを強力に吸着面2aに吸着させることができるのである。しかも、磁石ユニット3の上面近傍に磁界を集中させるので、磁石ユニット3をベースプレート2から僅かに遠ざけるだけで、ベースプレート2の吸着面2aの吸着力を消滅させることもできる。例えば、本実施例の磁石ユニット3によれば、その磁石ユニット3をペースプレート2から略40mm以上離すと、ベースプレート2の吸着面2aの吸着力は完全に消滅させられる。   Therefore, even if the workpiece placed on the suction surface 2a is thin, a strong magnetic field can be applied, and the workpiece can be strongly attracted to the suction surface 2a. In addition, since the magnetic field is concentrated in the vicinity of the upper surface of the magnet unit 3, the attracting force of the attracting surface 2 a of the base plate 2 can be extinguished only by moving the magnet unit 3 slightly away from the base plate 2. For example, according to the magnet unit 3 of the present embodiment, when the magnet unit 3 is separated from the pace plate 2 by about 40 mm or more, the attracting force of the attracting surface 2a of the base plate 2 is completely extinguished.
次に、上記のように構成されたワーク位置決め装置1の動作について説明する。このワーク位置決め装置1によれば、まず、図1(a)に示す状態から、空気圧シリンダ14,15が稼動されて、シリンダロッド14a,15aがシリンダ本体の内方へ没入される。すると、空気圧シリンダ14,15のシリンダ本体が支持基盤12の上を図1(a)の右方へ摺動されて、空気圧シリンダ14のシリンダロッド14aも図1(a)の右方へ水平移動される。   Next, the operation of the workpiece positioning device 1 configured as described above will be described. According to this work positioning apparatus 1, first, from the state shown in FIG. 1A, the pneumatic cylinders 14 and 15 are operated, and the cylinder rods 14a and 15a are inserted into the cylinder body. Then, the cylinder bodies of the pneumatic cylinders 14 and 15 are slid on the support base 12 to the right in FIG. 1A, and the cylinder rod 14a of the pneumatic cylinder 14 is also moved horizontally to the right in FIG. Is done.
これによって、作動リンク8は、ガイドレール11上を摺動して空気圧シリンダ14,15の配設側(図1(a)右方)へ向けて水平移動され始める。この作動リンク8の移動に伴ってカム溝9は図1(a)右方へ移動され、このカム溝9の移動に伴ってローラフォロワ7が押動斜面9aと当接され、作動リンク8の移動方向(図1(a)右方)へ押される。すると、ローラフォロワ7は押動斜面9aとの摩擦抵抗によって押動斜面9aに当接されながら押動斜面9aの傾斜方向へ向けてローラ軸6を中心に回転される。   As a result, the operation link 8 slides on the guide rail 11 and starts to move horizontally toward the arrangement side of the pneumatic cylinders 14 and 15 (right side in FIG. 1A). As the operating link 8 moves, the cam groove 9 is moved to the right in FIG. 1A. As the cam groove 9 moves, the roller follower 7 is brought into contact with the pushing slope 9a. It is pushed in the moving direction (right side in FIG. 1 (a)). Then, the roller follower 7 is rotated about the roller shaft 6 toward the tilting direction of the pushing slope 9a while being in contact with the pushing slope 9a by frictional resistance with the pushing slope 9a.
このとき、ローラフォロワ7は押動斜面9aの押動により作動リンク8の移動方向へも移動しようとするが、かかる移動は、ローラフォロワ19がガイド溝21の右側垂直面(図4右側)に当接することによって規制される。この結果、作動リンク8の動きに追従した磁石ユニット3の水平移動が防止される。従って、ローラフォロワ7は押動斜面9aに当接して回転されながら、また、ローラフォロワ19はガイド溝21の右側垂直面に当接して回転されながら、それぞれ略鉛直下方へ押動され下降させられる。   At this time, the roller follower 7 tries to move in the moving direction of the operating link 8 by the pushing of the pushing slope 9a. However, the roller follower 19 moves to the right vertical surface (right side in FIG. 4) of the guide groove 21. It is regulated by contact. As a result, the horizontal movement of the magnet unit 3 following the movement of the operation link 8 is prevented. Accordingly, the roller follower 7 is pushed and lowered substantially vertically downward while the roller follower 19 is rotated in contact with the pushing slope 9a and the roller follower 19 is rotated in contact with the right vertical surface of the guide groove 21. .
ローラフォロワ7が略鉛直下方へ下降されると、これに伴って磁石ユニット3がベースプレート2から略鉛直下方へ向けて遠離される。そして、この磁石ユニット3の移動が続行されて、磁石ユニット3がベースプレート2に最接近する最上点から所定ストローク(以下「磁力限界距離」という。)離れた位置まで下降されると、図1(b)に示すように、ローラフォロワ7はカム溝9の下端部(図1(b)左下側)に到達する。なお、本実施例では磁力限界距離が略40mmとされている。   When the roller follower 7 is lowered substantially vertically downward, the magnet unit 3 is moved away from the base plate 2 substantially vertically downward. Then, when the movement of the magnet unit 3 is continued and the magnet unit 3 is lowered to a position away from the uppermost point closest to the base plate 2 by a predetermined stroke (hereinafter referred to as “magnetic limit distance”), FIG. As shown in b), the roller follower 7 reaches the lower end of the cam groove 9 (the lower left side in FIG. 1B). In this embodiment, the magnetic limit distance is approximately 40 mm.
ローラフォロワ7がカム溝9の下端部に到達すると、磁石ユニット3とベースプレート2との間から磁気引力は消滅され、吸着面2aに作用する吸着力も吸着面2aから完全に消滅させられる。また、磁石ユニット3が最上点から略鉛直下方へ磁力限界距離だけ移動して、ローラフォロワ7がカム溝9の下端部(最下点)に達すると、空気圧シリンダ14,15による作動リンク8の図1右方への移動も停止される。この停止をもって、磁石ユニット3をベースプレート2から最も遠離した最下点へ退避させる動作が完了する。   When the roller follower 7 reaches the lower end of the cam groove 9, the magnetic attractive force disappears from between the magnet unit 3 and the base plate 2, and the attractive force acting on the attractive surface 2a is also completely eliminated from the attractive surface 2a. Further, when the magnet unit 3 is moved substantially vertically downward from the uppermost point by a magnetic limit distance, and the roller follower 7 reaches the lower end portion (lowermost point) of the cam groove 9, the operation link 8 of the pneumatic cylinders 14 and 15 is moved. The movement to the right in FIG. 1 is also stopped. With this stop, the operation of retracting the magnet unit 3 to the lowest point farthest from the base plate 2 is completed.
なお、磁石ユニット3をベースプレート2へ向けて接近させる磁石ユニット3の上昇動作は、上記した動作と逆の動作を行うことによって実現される。   In addition, the raising operation of the magnet unit 3 that brings the magnet unit 3 toward the base plate 2 is realized by performing the operation opposite to the above-described operation.
以上説明したように、本実施例のワーク位置決め装置1によれば、押動斜面9aは作動リンク8の移動方向に対して傾斜角θで傾斜している。このため、永久磁石30の磁気引力によってローラフォロワ7が略鉛直上方へ付勢される場合、その付勢力に対抗して押動斜面9aがローラフォロワ7を押し返す反力(F)は、押動斜面9aの傾斜角θに応じて、作動リンク8の往復移動方向(略水平方向)に作用する分力成分(F・sinθ)と、その作動リンク8の往復移動方向を除く方向(作動リンク8を略鉛直上方へ)に作用する分力成分(F・cosθ)とに分解される。   As described above, according to the workpiece positioning device 1 of the present embodiment, the pushing slope 9 a is inclined at the inclination angle θ with respect to the moving direction of the operating link 8. For this reason, when the roller follower 7 is urged substantially vertically upward by the magnetic attractive force of the permanent magnet 30, the reaction force (F) in which the pushing slope 9a pushes the roller follower 7 against the urging force is pushed. Depending on the inclination angle θ of the inclined surface 9a, the component component (F · sin θ) acting in the reciprocating movement direction (substantially horizontal direction) of the operating link 8 and the direction excluding the reciprocating movement direction of the operating link 8 (operating link 8 Is broken down into component components (F · cos θ) acting substantially vertically upward).
このとき、作動リンク8の往復移動方向を除く方向に作用する分力成分(F・cosθ)は、ガイドブロック10,10及びガイドレール11を介して支持基盤12によって全て支持されるので、空気圧シリンダ14,15は、作動リンク8の往復移動方向に作用する分力成分(F・sinθ)のみを負担すれば足りる。従って、空気圧シリンダ14,15は、永久磁石30の磁気引力より小さな駆動力、即ち、作動リンク8の往復移動方向に作用する分力成分(F・sinθ)を越えるだけの駆動力を付与すれば、作動リンク8を図1(a)の位置から図1(b)の位置へ向けて移動させることができる。   At this time, the component component (F · cos θ) acting in the direction other than the reciprocating direction of the operating link 8 is all supported by the support base 12 via the guide blocks 10 and 10 and the guide rail 11, so that the pneumatic cylinder 14 and 15 need only bear the component component (F · sin θ) acting in the reciprocating direction of the operating link 8. Accordingly, if the pneumatic cylinders 14 and 15 apply a driving force smaller than the magnetic attractive force of the permanent magnet 30, that is, a driving force exceeding the component component (F · sin θ) acting in the reciprocating direction of the operating link 8. The operating link 8 can be moved from the position shown in FIG. 1A toward the position shown in FIG.
例えば、本実施例では傾斜角θが略15°であるので、作動リンク8の駆動力は、ローラフォロワ7に略鉛直上方へ向けて作用する負荷の略25%程度にまで低減される。このため、空気圧シリンダ14,15の個々に関しては、その半分の略12.5%程度にまで低減される。よって、磁石ユニット3の強力な磁力に合わせて、空気圧シリンダ14,15を大型化する必要もなく、小型の空気圧シリンダ14,15を用いて装置1全体を構成することができるのである。   For example, in this embodiment, since the inclination angle θ is approximately 15 °, the driving force of the operating link 8 is reduced to approximately 25% of the load acting on the roller follower 7 substantially vertically upward. For this reason, each of the pneumatic cylinders 14 and 15 is reduced to about 12.5%, which is half of the pneumatic cylinders 14 and 15. Therefore, it is not necessary to increase the size of the pneumatic cylinders 14 and 15 in accordance with the strong magnetic force of the magnet unit 3, and the entire apparatus 1 can be configured using the small pneumatic cylinders 14 and 15.
また、磁石ユニット3を最上点から最下点までの範囲で移動させることで、磁石ユニット3とベースプレート2との間隔を変更でき、この間隔の変更に応じて永久磁石30が吸着面2aに及ぼす吸着力を変更することができる。つまり、図示しない制御装置によって空気圧シリンダ14,15の動作を制御することで作動リンク8の位置制御をすれば、磁石ユニット3とベースプレート2との間隔を調節して吸着面2aの吸着力を微調節することもできる。   Further, the distance between the magnet unit 3 and the base plate 2 can be changed by moving the magnet unit 3 in the range from the highest point to the lowest point, and the permanent magnet 30 exerts on the attracting surface 2a according to the change in the distance. The adsorption power can be changed. That is, if the position of the operation link 8 is controlled by controlling the operation of the pneumatic cylinders 14 and 15 by a control device (not shown), the distance between the magnet unit 3 and the base plate 2 is adjusted to reduce the attracting force of the attracting surface 2a. It can also be adjusted.
例えば、吸着面2aに作用する吸着力を弱めることができれば、吸着面2aにワークを吸着させたまま、そのワークの端部を押して吸着面2a上で摺動させることもできる。そうすれば、ワークの縁端同士を突き合わせて溶接する場合に、吸着面2a上にワークを吸着させたまま摺動させて姿勢補正をすることもできることとなる。   For example, if the suction force acting on the suction surface 2a can be weakened, the end of the workpiece can be pushed and slid on the suction surface 2a while the workpiece is attracted to the suction surface 2a. If it does so, when the edge of a workpiece | work will be faced | matched and welded, it will also be possible to carry out attitude | position correction | amendment by making a workpiece | work slide on the adsorption surface 2a.
次に、図6を参照して、上記実施例の変形例について説明する。図6は、第2実施例のワーク位置決め装置100の内部構造を示す縦断面図である。図7は、カム溝101を拡大視した側面図であり、図中の矢印Yは、磁石ユニット3がベースプレート2から遠離する際の移動方向を示している。第2実施例のワーク位置決め装置100は、上記した第1実施例に対して、作動リンクに設けられるカム溝の形状を変更したものである。以下、第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部分のみを説明する。   Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the workpiece positioning apparatus 100 of the second embodiment. FIG. 7 is an enlarged side view of the cam groove 101, and an arrow Y in the figure indicates a moving direction when the magnet unit 3 moves away from the base plate 2. The workpiece positioning device 100 of the second embodiment is obtained by changing the shape of the cam groove provided in the operation link with respect to the first embodiment described above. In the following, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described.
図6に示すように、ワーク位置決め装置100のカム溝101は、第1実施例の場合と同様に作動リンク8の2箇所に設けられている。また、図7に示すように、カム溝101は、磁石ユニット3が最上点にある場合にローラフォロワ7が位置する始端部101aから、磁石ユニット3が最下点に有る場合にローラフォロワ7が位置する終端部101bまで連続した長溝である。カム溝101は、始端部101aと終端部101bとの中間位置で鈍角状に折曲されており、側面視略へ字形に形成されている。   As shown in FIG. 6, the cam grooves 101 of the workpiece positioning device 100 are provided at two locations on the operation link 8 as in the case of the first embodiment. Further, as shown in FIG. 7, the cam groove 101 is formed so that the roller follower 7 is formed when the magnet unit 3 is located at the lowest point from the start end portion 101a where the roller follower 7 is located when the magnet unit 3 is located at the highest point. It is a long groove that continues to the end portion 101b. The cam groove 101 is bent at an obtuse angle at an intermediate position between the start end portion 101a and the end end portion 101b, and is formed in a substantially square shape in side view.
このため、カム溝101は、その始端部101aから折曲部101cまでの区間102と、折曲部101cから終端部101bまでの区間103とに区分されている。区間102,103はいずれも、磁石ユニット3の往復移動方向(図7上下方向)に対して傾斜して交わっており、その溝幅もローラフォロワ7の外径より僅かに大きく形成されている。また、区間102は、始端部101aから折曲部101cへ傾斜角θ1で下降傾斜され、区間103は、折曲部101cから終端部101bへ傾斜角θ2で下降傾斜されている。   For this reason, the cam groove 101 is divided into a section 102 from the start end portion 101a to the bent portion 101c and a section 103 from the bent portion 101c to the end portion 101b. Each of the sections 102 and 103 intersects with the reciprocating direction (the vertical direction in FIG. 7) of the magnet unit 3, and the groove width is formed slightly larger than the outer diameter of the roller follower 7. Further, the section 102 is inclined downward from the start end portion 101a to the bent portion 101c at an inclination angle θ1, and the section 103 is inclined downward from the bent portion 101c to the end portion 101b at an inclination angle θ2.
カム溝101の区間102の内周には互いに対向する傾斜面である押動斜面102aと補助斜面102bとが形成されており、区間103の内周には互いに対抗する傾斜面である押動斜面103aと補助斜面103bとが形成されている。押動斜面102a,103a及び補助斜面102b,103bはいずれも磁石ユニット3の往復移動方向である略鉛直方向と傾斜して交わる傾斜面であり、押動斜面102a,103aは磁石ユニット3がベースプレート2から遠離する際の移動方向(図7中の矢印Y方向)に向けられ、且つ、補助斜面102b,103bは押動斜面102a,103aと略平行に対向して設けられる。   A pushing slope 102a and an auxiliary slope 102b are formed on the inner periphery of the section 102 of the cam groove 101 as opposed to each other, and a pushing slope as an inclined face facing each other is formed on the inner periphery of the section 103. 103a and auxiliary slope 103b are formed. The pushing slopes 102a, 103a and the auxiliary slopes 102b, 103b are all inclined surfaces that intersect with the substantially vertical direction that is the reciprocating direction of the magnet unit 3, and the pushing slopes 102a, 103a The auxiliary slopes 102b and 103b are provided so as to face the movement slopes (in the direction of arrow Y in FIG. 7) when they are far away from each other, and are substantially parallel to the push slopes 102a and 103a.
ここで、区間102の傾斜角θ1は区間103の傾斜角θ2より小さくされている。例えば、第1実施例と同様で磁力限界距離を略40mmに、且つ、作動リンク8の略水平移動距離を略150mmにした場合、傾斜角θ1が略10°であれば傾斜角θ2は略20°に、傾斜角θ1が略5°であれば傾斜角θ2は略24°に、それぞれ設定されることとなる。ローラフォロワ7が区間102にある場合には磁石ユニット3とベースプレート2とが極接近しているので磁気引力も強い。そこで、かかる強力な磁気引力に対抗して作動リンク8をより低負荷で移動させるため、区間102の傾斜角θ1を極力小さくして、空気圧シリンダ14,15の負担を低減させるのである。   Here, the inclination angle θ <b> 1 of the section 102 is smaller than the inclination angle θ <b> 2 of the section 103. For example, in the same manner as in the first embodiment, when the magnetic limit distance is about 40 mm and the horizontal movement distance of the operating link 8 is about 150 mm, the inclination angle θ2 is about 20 if the inclination angle θ1 is about 10 °. If the inclination angle θ1 is about 5 °, the inclination angle θ2 is set to about 24 °. When the roller follower 7 is in the section 102, the magnet unit 3 and the base plate 2 are in close proximity so that the magnetic attraction is strong. Therefore, in order to move the operating link 8 with a lower load against such strong magnetic attraction, the inclination angle θ1 of the section 102 is made as small as possible to reduce the burden on the pneumatic cylinders 14 and 15.
これに対して、区間103の傾斜角θ2を傾斜角θ1より大きくしているのは、ローラフォロワ7が区間103にある場合には磁石ユニット3とベースプレート2と間隔も区間102にローラフォロワ7にある場合に比べれば拡大しているので磁気引力も弱まっている。よって、弱めの磁気引力であれば区間103の傾斜角θ2を傾斜角θ1より大きくしても、空気圧シリンダ14,15は、作動リンク8を低負荷で移動させることができるからである。   On the other hand, the inclination angle θ2 of the section 103 is made larger than the inclination angle θ1 when the roller follower 7 is in the section 103 and the interval between the magnet unit 3 and the base plate 2 and the roller follower 7 is also set in the section 102. Compared to some cases, the magnetic attraction is weakened because it is enlarged. Therefore, if the magnetic attractive force is weak, even if the inclination angle θ2 of the section 103 is larger than the inclination angle θ1, the pneumatic cylinders 14 and 15 can move the operating link 8 with a low load.
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。   The present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be easily made without departing from the spirit of the present invention. It can be guessed.
例えば、本実施例では、カム溝9,101の傾斜角θ,θ1,θ2の具体的数値を示したが、これらの数値はあくまでも一例に過ぎず、空気圧シリンダの出力に応じて適宜変更しても良い。また、本実施例では、永久磁石30の一例としてネオジム磁石を示したが、かかる永久磁石30の種類はこれに限定されるものではなく、ワークを吸着面2aに吸着させる場合に必要な吸着力を充足するものであれば、例えば、フェライト磁石や、アルニコ磁石、サマコバ磁石、又はその他の永久磁石であっても良い。   For example, in this embodiment, specific numerical values of the inclination angles θ, θ1, and θ2 of the cam grooves 9 and 101 are shown. However, these numerical values are merely examples, and may be appropriately changed according to the output of the pneumatic cylinder. Also good. In the present embodiment, a neodymium magnet is shown as an example of the permanent magnet 30, but the type of the permanent magnet 30 is not limited to this, and an attractive force required when the work is attracted to the attracting surface 2a. For example, a ferrite magnet, an alnico magnet, a sumakoba magnet, or other permanent magnets may be used.
また、本実施例のワーク位置決め装置1,100には、ベースプレート2の対向面側に配設され、且つ、吸着面2aと共にワークを挟み込み可能に形成される鉄板などの強磁性体製のクランプ用部材を設けても良い。このようにすれば、ベースプレート2に載置されたワークの上にクランプ用部材を重ね置くことで、磁石ユニット3がワークに及ぼす吸着力が更に向上されるので、ワークを吸着面2a上により強固に固定できる。なお、上記した実施例中に示した各種の具体的数値に対応するクランプ用部材の板厚は略9mmが好適である。   Further, the workpiece positioning devices 1 and 100 of the present embodiment are for clamping made of a ferromagnetic material such as an iron plate that is disposed on the opposite surface side of the base plate 2 and is formed so as to be able to sandwich the workpiece together with the suction surface 2a. A member may be provided. By doing so, the clamping force exerted on the workpiece by the magnet unit 3 is further improved by placing the clamping member on the workpiece placed on the base plate 2, so that the workpiece is made stronger on the adsorption surface 2a. Can be fixed. In addition, about 9 mm is suitable for the plate | board thickness of the member for clamping corresponding to the various specific numerical values shown in the above-mentioned Example.
本発明の一実施例であるワーク位置決め装置の内部構造の縦断面図であり、(a)は磁石ユニットがベースプレートに最接近した状態を、(b)は磁石ユニットがベースプレートから最も遠離した状態を、それぞれ示した図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the internal structure of the workpiece | work positioning device which is one Example of this invention, (a) is the state in which the magnet unit was closest to the base plate, (b) was the state in which the magnet unit was the furthest away from the base plate. FIG. 図1に示すカム溝を拡大視したワーク位置決め装置の縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view of the workpiece | work positioning device which looked at the cam groove shown in FIG. (a)は、図1のIIIA−IIIA線における縦断面図であり、(b)は、図1のIIIB−IIIB線における縦断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view in the IIIA-IIIA line | wire of FIG. 1, (b) is a longitudinal cross-sectional view in the IIIB-IIIB line | wire of FIG. 図3に示すワーク位置決め装置の左側面図である。FIG. 4 is a left side view of the workpiece positioning device shown in FIG. 3. 磁石ユニットの内部に配設される複数の永久磁石の配列状態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the arrangement state of the some permanent magnet arrange | positioned inside a magnet unit. 第2実施例のワーク位置決め装置の内部構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the internal structure of the workpiece | work positioning device of 2nd Example. 第2実施例のカム溝を拡大視した側面図である。It is the side view which expanded and looked at the cam groove of 2nd Example.
符号の説明Explanation of symbols
1,100 ワーク位置決め装置
2 ベースプレート(ベース部材)
2a 吸着面
3 磁石ユニット(磁石部材の一部)
4,5 ブラケット(磁石部材の一部)
6 ローラ軸(磁石部材の一部)
7 ローラフォロワ(ローラ部材)
8 作動リンク(作動部材)
9,101 カム溝
9a 押動斜面
9b,102b,103b 補助斜面
10 ガイドブロック(支持部材の一部)
11 ガイドレール(支持部材の一部)
12 支持基盤(支持部材の一部)
14,15 空気圧シリンダ(駆動装置)
18 ブッシュ(磁石部材の一部)
30 永久磁石
101a 始端部
101b 終端部
101c 折曲部(始端部と終端部の中間位置)
102a,103a 押動斜面
θ,θ1,θ2 傾斜角(傾斜角度)
1,100 Work positioning device 2 Base plate (base member)
2a Adsorption surface 3 Magnet unit (part of magnet member)
4,5 Bracket (part of magnet member)
6 Roller shaft (part of magnet member)
7 Roller follower (roller member)
8 Actuation link (actuation member)
9, 101 Cam groove 9a Pushing slopes 9b, 102b, 103b Auxiliary slope 10 Guide block (part of support member)
11 Guide rail (part of support member)
12 Support base (part of support member)
14,15 Pneumatic cylinder (drive device)
18 Bush (part of magnet member)
30 Permanent magnet 101a Start end portion 101b End portion 101c Bent portion (intermediate position between start end portion and end portion)
102a, 103a Pushing slopes θ, θ1, θ2 Inclination angle (inclination angle)

Claims (4)

  1. 強磁性体で形成されるワークを位置決めさせるワーク位置決め装置において、
    ワークを当接させる吸着面が設けられるベース部材と、
    そのベース部材の反吸着面側に対する接近方向および遠離方向へ往復移動可能に形成されると共に永久磁石で形成される磁石部材と、
    その磁石部材に回転可能に連結されるローラ部材と、
    そのローラ部材の外周面が当接され前記磁石部材の往復移動方向と傾斜して交わる傾斜面であって、前記ベース部材から遠離方向に移動する前記磁石部材の進行方向側に向けて設けられる押動斜面と、
    その押動斜面が設けられその押動斜面の傾斜方向及び前記磁石部材の移動方向とは異なる一の往復移動方向へ移動可能に形成される作動部材と、
    その作動部材の往復移動方向とは異なる方向へその作動部材が動くことを規制するようにその作動部材を支持する支持部材と、
    その支持部材により支持される前記作動部材を往復移動させるための駆動力を付与する駆動装置とを備えていることを特徴とするワーク位置決め装置。
    In a workpiece positioning device for positioning a workpiece formed of a ferromagnetic material,
    A base member provided with a suction surface for contacting the workpiece;
    A magnet member formed of a permanent magnet and capable of reciprocating in an approaching direction and a separating direction with respect to the anti-adsorption surface side of the base member;
    A roller member rotatably connected to the magnet member;
    The roller member is an inclined surface that is in contact with the outer peripheral surface of the roller member and that inclines and intersects with the reciprocating direction of the magnet member, and is provided toward the traveling direction side of the magnet member that moves away from the base member. Moving slope,
    An actuating member provided with the pushing slope and configured to be movable in one reciprocating movement direction different from the inclination direction of the pushing slope and the moving direction of the magnet member;
    A support member that supports the actuating member so as to restrict movement of the actuating member in a direction different from the reciprocating direction of the actuating member;
    A workpiece positioning device comprising: a driving device that applies a driving force for reciprocating the operating member supported by the supporting member.
  2. 前記押動斜面は、前記磁石部材が前記ベース部材と最も接近する始端部から前記ベース部材と最も遠離する終端部まで連なると共に、その押動斜面における前記始端部と前記終端部との中間位置で傾斜角度が変更されており、その押動斜面の前記始端部から前記中間位置までの傾斜角度が、その押動斜面の前記中間位置から前記終端部までの傾斜角度より小さく形成されていることを特徴とする請求項1記載のワーク位置決め装置。 The push slope is continuous from a start end where the magnet member is closest to the base member to a terminal end which is farthest from the base member, and at an intermediate position between the start end and the end on the push slope. The inclination angle is changed, and the inclination angle from the start end portion of the pushing slope to the intermediate position is smaller than the inclination angle from the intermediate position to the end portion of the pushing slope. The work positioning apparatus according to claim 1, wherein
  3. 前記磁石部材には永久磁石が複数設けられており、
    その複数の永久磁石は、前記磁石部材の縦方向に正磁極と負磁極とが交互に並設され、且つ、前記永久磁石の横方向にも正磁極と負磁極とが交互に並設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のワーク位置決め装置。
    The magnet member is provided with a plurality of permanent magnets,
    In the plurality of permanent magnets, positive and negative magnetic poles are alternately arranged in the longitudinal direction of the magnet member, and positive and negative magnetic poles are alternately arranged in the lateral direction of the permanent magnet. The workpiece positioning apparatus according to claim 1, wherein the workpiece positioning device is a workpiece positioning device.
  4. 前記磁石部材は、前記ベース部材から遠離する場合に略鉛直下方へ移動可能で、且つ、前記ベース部材へ接近する場合に略鉛直上方へ移動可能に形成されており、
    前記作動部材は、前記磁石部材の往復移動方向に対して直交する略水平方向へ移動可能に形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワーク位置決め装置。
    The magnet member is formed to move substantially vertically downward when moving away from the base member, and to move substantially vertically upward when approaching the base member,
    The work positioning apparatus according to claim 1, wherein the operating member is formed to be movable in a substantially horizontal direction orthogonal to a reciprocating direction of the magnet member.
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