JP2007307583A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】更なるエアレス化を図るとともにコンパクトに構成された部品供給装置を提供すること。
【解決手段】部品供給装置は、ナットを貯溜して送出すパーツフィーダとナットを溶接機に送給する供給ヘッド２０とを備えている。供給ヘッド２０は供給ロッド２１を摺動可能に内蔵するとともに、供給部２２、駆動部２３、送気部２４とを有して構成する。駆動部２３には供給ロッド２１を圧接する半円状の凹部２８１を形成する一対のロッド駆動ローラ２８を備えている。一対のロッド駆動ローラ２８は、供給ロッド２１を間にして供給ロッド２１の軸心と直交する方向に配置する一対の駆動軸２９にキー結合で連結している。駆動軸２９は、モータ３３に駆動伝達部３４を介して連結されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、パーツフィーダで搬送された部品を分離して個々の部品を溶接機等の加工機に供給するとともにエア供給不要手段で駆動する部品供給装置に関する。

例えば、ナットフィーダで示される部品供給装置は、ナットを溶接機等に供給してワークにナットを溶接できるように構成されている。この部品供給装置では、ナットを溶接する溶接機と、ナットを貯溜するパーツフィーダと、パーツフィーダから送給されたナットを１個ずつ分離して１個ずつ溶接機に送給する供給ヘッドと、を備えている。供給ヘッドには、ナットを１個ずつ溶接機に送給する供給ロッドが、供給ヘッド内を進退可能に配置されている。

一般に、上記のような部品供給装置は、工場内で使用される設備機械であって、これらの設備機械は量産で行われるために多数配置されている。そしてこれらの設備機械は、コンプレッサから供給される圧縮エアによって駆動されていることが多い。

しかし、近年、省エネ法や地球温暖化防止、環境への配慮等により消費電力の削減が求められている。この対策のために、工場においてはエア消費量を低減させることによって電力消費減化を図ることがその一つとして求められている。

従来の部品供給装置においては、エア供給不要手段を用いた装置が特許文献１によって開示されている。これによれば、パーツフィーダを駆動することにおいて、コンプレッサからのエア供給不要化を採用している。つまり、パーツフィーダは、フィーダ本体とフィーダ本体から接続される供給ヘッドと、供給ヘッドにエアを供給するエア発生装置とを有して構成されている。このエア発生装置は、工場内のコンプレッサを使用しないで、モータでピストンロッドを駆動することによってエアを発生させ、エア発生装置のピストンロッドを収容するシリンダから配管された供給ヘッドにエアを送給できるように構成している。

これによって、工場内のコンプレッサを使用しないことから省エネ化を達成することができるとともにコンプレッサの発生する騒音を防止することができる。

また、特許文献２では、供給ロッドの進退駆動をエアシリンダに代わって配置されたサーボモータで行うことの一例が示されている。
特開２０００−３４３３３７公報（３〜５頁、図４参照） 特開２００２−１７２４７０公報（５〜６頁、図７参照）

しかし、溶接装置の自動化に伴い、溶接電極駆動の電動化技術が開発されてくると、更なるエアレス化が図られるようになってきた。例えば、特許文献１では、コンプレッサからのエア供給はないものの、エア発生装置自体を配置させている。エアレス化の目的の一つは、排気されるエア内に含まれる油分がエアミストとなって工場環境を悪化することへの防止であり、工場環境改善を図ろうとすることにある。従って、特許文献１に対して、工場環境改善を向上するために更なるエアレス化を行うことが求められていた。さらに、特許文献１では、供給ロッドと別に配置されたエア発生装置を備えることから、部品供給装置自体が嵩張ることとなってスペースを広く取ることとなっていた。

また、一般に、供給ヘッド内を進退可能に構成された供給ロッドは、進退ストローク分を移動することになるから、それ自体軸心方向に長く形成されていた。特許文献２に示すように、この供給ロッドの軸心方向に沿って駆動源を連結することは、供給ヘッド自体をさらに長くすることから、供給ヘッドのスペースを長くすることになり、部品供給装置の設置スペースを広くしていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、更なるエアレス化を図るとともにコンパクトでしかも廉価に構成できる部品供給装置を提供することを目的とする。そのために、本発明に係る部品供給装置は、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１の発明では、加工機に部品を供給する供給ヘッドと、前記供給ヘッドに部品を送給するパーツフィーダとを備え、前記供給ヘッドには前記供給ヘッド内を摺動して前記部品を搬送する供給ロッドが配置され、前記供給ロッドをエア供給不要手段で駆動する部品供給装置であって、
前記エア供給不要手段が、前記供給ロッドを挟持する一対のロッド駆動ローラを有し、前記ロッド駆動ローラが、前記供給ロッドと直交する方向に電気的な駆動源に駆動伝達手段を介して連結されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記供給ヘッドは、前記部品を分離して前記加工部に搬送する供給部と、前記ロッド駆動ローラを備えて前記供給ロッドを軸心に沿って進退駆動する駆動部を有し、前記駆動部に微量な排気を発生する送気部が連接され、前記送気部で発生するエアを前記部品の供給促進手段として供給可能にしていることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記ロッド駆動ローラは、前記供給ロッドを挟持するための前記供給ロッドの外周面に係合可能な凹部を有して形成されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、加工機に部品を供給する供給ロッドは、電気的な駆動源によって駆動される。つまり電気的な駆動源から連結された一対のロッド駆動ローラの回動は、挟持する供給ロッドを軸方向に沿って進退可能に移動させる。供給ロッドは、パーツフィーダから送給された部品を１個ずつ分離して加工機に搬送する。部品がナットであり、加工機が溶接機であれば、溶接機に送られたナットは、溶接機内に搬送されたワークに溶接されることになる。

さらに、ロッド駆動ローラは、軸心方向に直線移動する供給ロッドの外周面と係合する凹部を形成している。一対のロッド駆動ローラが、相反する方向に回動することによって、凹部で挟持された供給ロッドが直線的に移動することとなる。ロッド駆動ローラが供給ロッドを軸心方向に移動するために、ロッド駆動ローラの回動中心軸は供給ロッドの軸心に対して直交する方向に形成される、この方向に駆動連結手段を介して駆動源に連結すれば、駆動源は供給ロッドの軸心方向と直交する方向に配置されることとなり、供給ロッドの軸心方向のスペースの拡大を防止できる。

また、供給ロッドの駆動源及び駆動連結手段を供給ロッド付近に設けていることから、従来のようにエア発生装置を別の部位に設けることはなくコンパクトに構成することができる。

さらに、供給ロッドの軸心方向の移動により、送気部では供給ロッドとケース体との間に自然にエアが発生する。本発明によれば、この発生したエアを部品の供給促進手段として供給可能にすることによって、加工機側に送る部品をスムーズに流すことができ発生したエアを有効に活用することができる。

次に、本発明の部品供給装置における一形態を図面に基づいて説明する。図１は、ワークにナットを溶接する溶接機１の一例を示すものであり、溶接機本体３に、パーツフィーダ１１と供給ヘッド２０からなる部品供給装置１０が装着されている。溶接機１は、一対の電極（上部電極５と下部電極７）を有し、上部電極５が下部電極７に向かって移動することにより、下部電極７に供給された図示しないワークに、下部電極７のガイドピン７ａに向かって供給ヘッド２０から供給されたナットを溶接する。

供給ヘッド２０は、図２に示すように、供給ロッド２１を摺動可能に内蔵するとともに、供給ロッド２１の軸心に沿って長尺状に形成されている。供給ヘッド２０は、溶接機１の下部電極７側から順に供給部２２、駆動部２３、送気部２４を構成して、溶接機本体３の側壁部に図示しないＬ字状の取り付けアームを介して装着されている。供給部２２には前述の取り付けアームに取り付けるための取付板２５が配置され、送気部２４には、供給ロッド２１の前後ストローク端を感知するセンサ２６、２７が配置されている。

図３〜５は、供給ロッド２１の進退移動を駆動する駆動機構３０の詳細を示すものであり、本願発明の要部を示すものである。

駆動機構３０には、供給ロッド２１の軸心上に沿って形成される上部と上部から下部側に向かって供給ロッド２１の軸心と直交する方向に延設するボディケース３１が形成されている。ボディケース３１の上部は中空部３１１が形成され、下部にはモータ格納部３１２が中空状に形成されている。中空部３１１とモータ格納部３１２は連接して形成され、ボディケース３１の下端には、モータ格納部３１２を塞ぐようにカバー３２が装着されている。上部の中空部３１１の一端には供給ロッド２１の周りに配置される一対のロッド駆動ローラ２８（２８Ａ、２８Ｂ）が配置されている。

ロッド駆動ローラ２８は、供給ロッド２１を間にして立設する駆動軸２９にキー結合で連結されるとともに中央部外周面に全周にわたって断面半円状の凹部２８１を形成している。凹部２８１は供給ロッド２１の外周面と圧接状態で係合されている。ロッド駆動ローラ２８が駆動軸２９を中心にお互いに反対方向に回動することによって、供給ロッド２１を軸心に沿って往復直線移動できるように構成されている。

ロッド駆動ローラ２８は、駆動軸２９の上部にボディケース３１に装着された固定板３８で駆動軸２９の軸心方向の移動が規制されるとともに、駆動軸２９の下部は電気的駆動装置（モータ）３３及び駆動伝達部３４に連結されている。電気的駆動装置３３は、通常のモータでもよく、またサーボモータでもよい。駆動伝達部３４は、モータ軸３３１の回転を駆動軸２９に伝達できるものであれば公知の機構でよく、実施形態では、モータ軸３３１に装着される駆動歯車３５と、駆動歯車３５に歯合されて中間歯車軸３６１に支持された中間歯車３６と中間歯車３６に歯合されて駆動軸２９に装着されたローラ駆動歯車３７とで構成されている。ロッド駆動歯車３７は、供給ロッド２１を間にして一対配置されているため、一方の駆動軸２９Ａに装着されたローラ駆動歯車３７Ａ（図５参照）は、他方の駆動軸２９Ｂに装着されたローラ駆動歯車３７Ｂ（図５参照）と歯合することによって駆動軸２９Ａ、２９Ｂがお互いに反対方向に回転することになる。

なお、供給ロッド２１は、後述の供給部２２のガイド４１及びボディケース３１の後端で軸受３９、４０に摺動可能に支持されている。

供給部２２は、図６に示すように、筒状に形成されて内部にロッド貫通孔４１１を設けるガイド４１と、ガイド４１の先端側（図６中、左側）に配置されて電磁石４３を内蔵するヘッドカバー部４２と、ヘッドカバー部４２の先端側に配置されてパーツフィーダ１１から配管されるヘッドシュート４４と、ヘッドシュート４４から分離されるナットＮを送出すために開閉可能に配置される開閉扉４５とを備えて構成されている。ガイド４１の後端部は駆動部２３に接続されて、ガイド４１のロッド貫通孔４１１に供給ロッド２１を摺動可能に挿通している。

電磁石４３は、供給ロッド２１を軸受４６を介して内嵌し、斜設された供給ロッド２１の自然落下を防止するために供給ロッド２１を吸着可能に配置されている。開閉扉４５は、ヘッドシュート４４の先端側で、扉ガイド４７に枢支され、供給ロッド２１が供給ヘッド２０内で待機している際には、ロッド貫通孔４１１を塞ぐように閉じ、供給ロッド２１の溶接機１への進出の際に、上方に開くように構成されている。

なお、供給ロッド２１の先端にはヘッドシュート４４から分離されるナットＮを保持するためのチップ２１１が設けられている。

送気部２４は、図７に示すように、駆動部２３の後方に連結して配置され、筒状のパイプケース５１とパイプケース５１の後端位置にパイプケース５１の内部を塞いで配置されるヘッドキャップ５２とを備え、パイプケース５１の前端及び後端に前述のセンサ２６、２７を装着している。パイプケース５１内には、供給ロッド２１が往復移動可能に挿通されシリンダ体を構成している。ヘッドキャップ５２には送気孔５３が形成され、パイプケース５１内で発生したエアを外部に排出可能にしている。実施形態においては、送気孔５３に送気ホース５４を接続して送気ホース５４の一端をパーツフィーダ１１に接続してナットＮの送出しを促進できるように構成している。

供給ロッド２１の後端部には、センサ２６、２７が感知するための磁石５５と、磁石５５の前面と後面に配置してパイプケース５１内のエアを押し出すための隔壁円板５６と、磁石５５の前方に配置して供給ロッド２１の前進時に軸受４０に衝突する際の衝撃緩和用のクッション５７と、磁石５５の後方に配置して供給ロッド２１の後退時にヘッドキャップ５２に衝突する際の衝突緩和用のクッション５８と、を備えている。隔壁円板５６の外周面はパイプケース５１の内周面との間に隙間を有して形成され、パイプケース５１内のエアを隔壁円板５６を間にして流通可能にしている。

ナットＮを貯溜して供給ヘッド２０に送給するパーツフィーダ１１は、溶接機１の側壁部の上部に配置されてナットＮを自然落下で送るようにしている。実施形態のパーツフィーダ１１は、図８に示すように、本体ケース１２と、本体ケース１２内に貯溜されたナットＮを回転しながら吸着して上方に供給するロータ１８と、ロータ１８で吸着されたナットＮのうち、正しい姿勢で吸着されたナットＮのみを１列に整列させるガード部１３と、を備えて構成されている。ガード部１３の先端側には斜め下方に向けてシュート１４が配置され、さらにシュート１４と供給ヘッド２０のヘッドシュート４４とは送給ホース１５で連結されている。また、シュート１４の元部側には、供給ヘッド２０の送気ホース５４の先端部が接続される吹出し管１６が接続されている。

次に、上記のように構成された溶接機１及び部品供給装置１０の作用について説明する。

溶接機１の加工部、つまり、下部電極７上にはナットＮを溶接する図示しないワークが搬送されている。供給ヘッド２０から１個ずつ送給されたナットＮは下部電極７のガイドピン７ａに支持されて上部電極５でナットＮを押圧しながら通電することによりナットＮがワークに溶接される。

一方、部品供給装置１０においては、パーツフィーダ１１から送給ホース１５を介してナットＮが供給ヘッド２０の供給部２２に送給される。パーツフィーダ１１では、回転されているロータ１８にナットＮが吸着され、正しい姿勢のナットＮだけが選別されてガード部１３内に１列で整列されている。ナットＮはガード部１３を通って１個ずつシュート１４に送給され、シュート１４から供給ヘッド２０に向かって自然落下する。

この際、ナットＮは供給ヘッド２０の送気部２４から供給された圧縮エアによって積極的に押し出される。圧縮エアは、シリンダ体を構成する供給ヘッド２０の送気部２４において、供給ロッド２１の後退移動時に、隔壁円板５６がパイプケース５１内のエアを後方の送気孔５３に向かって押し出すことによって発生する。隔壁円板５６は、供給ロッド２１の移動とともに移動することとなって、パイプケース５１内のエアを圧縮する。供給ロッド２１の後退移動時には、圧縮されたエアはそのまま後方に向かって流れ、送気孔５３から送気ホース５４内に導かれる。この圧縮されたエアは、吹出し管１６からパーツフィーダ１１のシュート１４に流入して、待機しているナットＮを順に押し出すこととなる。

通常においては、パーツフィーダ１１から供給ヘッド２０にナットＮを押し出す際には、コンプレッサ等のエア源から供給されたエアを吹出すことによって行なわれるが、送気部２４をシリンダ体に構成することによって、自然に発生するエアを有効利用できることから、エア供給不要化をさらに進めることができる。

供給ロッド２１の前進移動（溶接機１側への移動）は、供給ヘッド２０の駆動部２３で駆動される。供給ロッド２１の前進移動は、溶接機１の制御部からの指令によって行われ、モータ３３が作動してモータ軸３３１が一方の方向に回転する。モータ軸３３１の回転によりモータ軸３３１にキー結合で連結された駆動歯車３５が回転する。駆動歯車３５は中間歯車３６に歯合されていることから、中間歯車３６は中間歯車軸３６１の軸心を中心に駆動歯車３５と反対の方向に回転する。さらに中間歯車３６は、一方のローラ駆動歯車３７Ａを中間歯車３６と反対の方向に回転させ、ローラ駆動歯車３７Ａと歯合されているローラ駆動歯車３７Ｂをローラ歯車３７Ａと反対の方向に回転させる。

つまり、一対のローラ駆動歯車３７Ａ、３７Ｂが相反する方向に回転することにより、それぞれ駆動軸２９Ａ、２９Ｂが相反する方向に回転される。それぞれの駆動軸２９Ａ、２９Ｂには、一対のロッド駆動ローラ２８Ａ、２８Ｂがそれぞれキー結合で連結されているから、それぞれのロッド駆動ローラ２８Ａ、２８Ｂは相反する方向に回転する。供給ロッド２１は、それぞれのロッド駆動ローラ２８Ａ、２８Ｂの凹部２８１に圧接されていることから、ロッド駆動ローラ２８Ａ、２８Ｂの回転によって、供給ロッド２１は前進方向に移動される。

供給ロッド２１の前進移動の前の位置は、供給ロッド２１が後退位置にあり、この位置では、供給ロッド２１の前端部のチップ２１１は、供給部２２内において、ヘッドシュート４４の後方位置にある。この際、開閉扉４５は、ロッド貫通孔４１１の前端を塞いでいる。

供給ロッド２１の前進移動により、チップ２１１が供給ロッド２１の移動通路内に進入した１個のナットＮを保持して、ナットＮを前方に搬送する。ロッド貫通孔４１１を塞いでいた開閉扉４５は、供給ロッド２１に保持されたナットＮの前進移動により押し上げられて上方に旋回する。

供給ロッド２１が、ナットＮを溶接機１の下部電極７のガイドピン７ａに保持する位置まで搬送すると、供給ロッド２１の後端部に配置された磁石５５が送気部２４に装着された前方のセンサ２６の位置に達し、センサ２６が供給ロッド２１のストローク端であること感知する。これによって、モータ３３が逆回転され、前述と逆の作用を伴って供給ロッド２１を後退移動させる。供給ロッド２１の後退移動の際、磁石５５が後方のセンサ２７の位置に達すると、センサ２７が供給ロッド２１のストローク端を感知して、再び、モータ３３を正転させる。これを繰り返すことにより、ワークへのナットＮの溶接加工が連続的に行われることとなる。

このように、供給ロッド２１の後退移動時に、パーツフィーダ１１から１個のナットＮを送給ホース５４内に搬送し、供給ロッド２１の前進移動でナットＮを溶接機１の下部電極７側に搬送することとなる。

上述のように、実施形態の部品供給装置１０では、コンプレッサからのエア供給を不要として供給ロッド２１を駆動させることができることから、コンプレッサを使用することによるエア量の消費の拡大を防止することができ省エネ化を達成することができる。またそれに伴って、エア機器の設備費用を削減することができる。さらにエアを使用しないことによって、工場内に排気されるミストを防御して環境改善を図ることができる。しかもこの装置は、供給ロッド２１の往復直線移動する駆動部を供給ロッドの軸心と直交する方向に配置することから、部品供給装置１０を供給ヘッド２０の長手方向に延設せずにコンパクトに構成することができる。

さらに、供給ロッド２１の移動によって発生するエアをナットＮの押し出しに使用することができ、エア供給不要の中で、発生する圧縮エアをさらに有効に活用することができる。

なお、本願発明の部品供給装置は、上記の形態に限定するものではない。例えば、供給ロッドを進退可能に駆動する電気的な駆動源は、リニアモータであってもよく、その場合、ロッド駆動ローラを回転駆動する駆動伝達装置は、リニアモータに合わせて適宜構成することとなる。また、パーツフィーダの構成は、送気部からのエアを流入できるものであれば、周知の構成を採用してもよい。さらに、部品がナットでなく他の部品でもよく、また、加工機は溶接機でなくても他の加工機でもよい。

本発明の部品供給装置の一形態を示す全体図である。 図１における部品供給装置の供給ヘッドを示す全体図である。 図２における供給ヘッドの駆動機構部を示す正面断面図である。 同一部平面断面図である。 図３における駆動機構部のうちロッド駆動ローラを示す断面図である。 図２における供給ヘッドの供給部を示す正面断面図である。 図２における供給ヘッドの送気部を示す正面断面図である。 図１における部品供給装置のパーツフィーダを示す正面断面図である。

符号の説明

１、溶接機
１０、部品供給装置
１１、パーツフィーダ
１４、シュート
１５、送給ホース
１６、吹出し管
２０、供給ヘッド
２１、供給ロッド
２２、供給部
２３、駆動部
２４、送気部
２８、ロッド駆動ローラ
２８１、凹部
２９、駆動軸
３０、駆動機構
３１、ボディケース
３３、モータ
３４、駆動伝達部
５３、送気孔
５４、送気ホース

Claims (3)

1. 加工機に部品を供給する供給ヘッドと、前記供給ヘッドに部品を送給するパーツフィーダとを備え、前記供給ヘッドには前記供給ヘッド内を摺動して前記部品を搬送する供給ロッドが配置され、前記供給ロッドをエア供給不要手段で駆動する部品供給装置であって、
   前記エア供給不要手段が、前記供給ロッドを挟持する一対のロッド駆動ローラを有し、前記ロッド駆動ローラが、前記供給ロッドと直交する方向に電気的な駆動源に駆動伝達手段を介して連結されていることを特徴とする部品供給装置。
2. 前記供給ヘッドは、前記部品を分離して前記加工部に搬送する供給部と、前記ロッド駆動ローラを備えて前記供給ロッドを軸心に沿って進退駆動する駆動部を有し、前記駆動部に微量な排気を発生する送気部が連接され、前記送気部で発生するエアを前記部品の供給促進手段として供給可能にしていることを特徴とする請求項１記載の部品供給装置。
3. 前記ロッド駆動ローラは、前記供給ロッドを挟持するための前記供給ロッドの外周面に係合可能な凹部を有して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の部品供給装置。

Images