JP2009132484A - ワーク移送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】特に高さに制約がある加工機に対し、ワークの搬送、装填、取り出しを容易に達成できるようにした、ワーク移送装置を提供する。
【解決手段】第1案内枠12aと第2案内枠12bに沿って、それぞれ往復動可能に介装した第1、第2スライダ13、14を介して取付けたアーム17を、第1、第2スライダ13、14に連結した第1シリンダ15と第2シリンダ16により、傾斜移動させ、アーム他端側の把持手段20をプレス装置1に干渉しないように、楕円曲線を描くように把持したワークWを搬送させ、待機位置から加工位置に移載し、且つ取出し位置に移載する。
【選択図】図1

Description

本発明は、特に搬送距離に比較し、高さに制約がある加工機に対し、ワークの搬送、装填、取り出しを容易に達成できるようにした、ワーク移送装置に関するものである。
従来より、被加工部品(以下、ワーク)を加工機に搬送、装填、取り出しを行う手段としては、例えば移送用ロボットが知られている。
この移送用ロボットはワークを把持するハンドをアームの先端に有しており、このアームをロボット本体から片持ち状態で回動させるものがある。
例えば特許文献1では、簡単な構成で、小型で、安価な移送装置を得るために、アームを回動自在に設け、アーム先端に回転シャフトを介してワーク把持用の吸着ユニットを取着する構成としている。
アーム基端部はローラギアカム機構の出力軸に固定し、回転シャフトと出力軸との間にタイミングベルトを掛け渡し、回転シャフトおよび吸着ユニットの姿勢を初期状態の鉛直状態となるように制御するようにしている。
このような構成によって、ローラギアカム機構は所定のカム曲線に沿って出力し、アーム回動時の慣性力のワークへの影響を排除することができ、アームはスムーズかつ高速で往復動し、ベルトコンベアの2位置の間でこのワークを往復させることができる。
特開平5−254655号公報
ところで、加工機のうち、図13に示すようなプレス装置1においては、基台2上のテーブル3に支柱4で支持した、油圧シリンダ5を駆動源とするプレス工具6を備えたものがある。
テーブル3の一側部には、加工前のワークWを保持する送りワーク受台7があり、テーブル3上中央には、加工時のワークWを保持する加工受部8、加工によって取り出したワークWを受ける取出ワーク受台9を備えている。
このようなプレス装置1においては、支柱4で支持したプレス工具6は、図示しているように、テーブル3からの高さは、テーブル3寸法に比較してある程度抑えられたものとなっており、ワークWの送り出し、搬送、取出しの際に用いられる、装填、搬送、取出しの機能を備えた移送装置(ローダ)のワーク把持手段の動作範囲には十分留意する必要がある。ワークWの装填、搬送、取出しの際の動作ストロークによって、ローダとプレス装置1が干渉する虞があるからである。
すなわち、このようなプレス装置1に適応するローダとしては、送りワーク受台7(加工受部8)近傍にあっては、送りワーク受台7(加工受部8)との干渉を避けるために、ワーク把持手段の動作軌跡は、急激に立ち上る楕円曲線を描き、搬送途中では、プレス工具6を支える天板と干渉しないように、立上げ距離の小さい楕円曲線(曲率の大きい楕円曲線)を描くように、さらに、加工受部8(取出ワーク受台9)においては、加工受部8(取出ワーク受台9)との干渉を避けるために、急激に落し込む楕円曲線となるように描くことが望ましい。
ところが、特許文献1の移送装置では、アーム基端を中心に回転駆動することにより、軌道が半円になるため、水平移動距離が長くなると、アーム先端の移動時の高さも必要となるため、その移送装置は、上述のプレス装置1には用いることはできない。
本発明は、以上のような課題を克服するために提案されものであって、ワーク搬送用のアームの先端が楕円軌道を描くように機構構成することで、搬送距離に比較して、搬送動作時の高さを低く抑えることができ、しかも、使用する機種に応じて搬送動作時の高さを変えられるようにした、ワーク移送装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明では、加工機(1)に対し、ワーク(W)を待機位置から加工位置に搬送、装填、取り出しを行うためのワーク移送装置(10)であって、T字型案内枠(12)と、T字型案内枠(12)における第1案内枠(12a)と第2案内枠(12b)に沿って、それぞれ往復動可能に介装した第1、第2のスライダ(13)、(14)と、第1スライダ(13)に一端側を回動可能に連結する一方、第2スライダ(14)に中間箇所を回動可能に連結する構成としたアーム(17)と、このアーム(17)の一端側と他端側とに軸着したタイミングプーリ(18)、(18)と、これらタイミングプーリ(18)、(18)間に掛け渡したタイミングベルト(無限軌道部材)(19)と、
アーム(17)の他端側におけるタイミングプーリ(18)に設けたワーク把持手段(20)と、第1、第2スライダ(13)、(14)をそれぞれ往復駆動する第1、第2直動駆動手段(15)、(16)とを備え、第1、第2スライダ(13)、(14)をそれぞれ第1、第2直動駆動手段(15)、(16)により、それぞれ第1案内枠(12a)、第2案内枠(12b)に沿って移動させることで、アーム(17)を起伏作動させ、アーム(17)他端側のワーク把持手段(20)を、移動させて、ワーク(W)の搬送、装填、取り出しを行うようにしたことを特徴とする。
これにより、アーム(17)の一端を第1案内枠(12a)に沿って往復動させ、アーム(17)の中間部を第1案内枠(12a)に沿って移動させることにより、アーム(17)先端のワーク把持手段(20)を移動させて、ワーク(W)の搬送、装填、取り出しを行うことができる。
請求項2にかかる発明では、加工機(1)におけるワーク(W)の待機位置から加工位置に搬送、装填、取り出しのための移送方向と、第2案内枠(12b)に平行な軸方向とを合わせるようにし、且つ前記ワーク(W)の待機保持位置に前記アーム(17)他端側のワーク把持手段(20)による把持開始位置を位置決めするように配置したことを特徴とする。
これにより、加工機(1)に対し、ワーク(W)を、待機位置から加工位置に搬送、装填を行うことができる。
請求項3にかかる発明では、加工機(1)におけるワーク(W)の待機位置から加工位置に搬送、装填、取り出しのための移送方向と、第2案内枠(12b)に平行な軸方向とを合わせるようにし、且つ前記ワーク(W)の加工保持位置にアーム(17)他端側のワーク把持手段(20)による把持開始位置を位置決めするように配置したことを特徴とする。
これにより、加工機(1)におけるワーク(W)を、加工位置から確実に取出すことができる。
請求項4にかかる発明では、アーム(17)の中間箇所における第2スライダ(14)を、アーム(17)に対し、アーム(17)軸方向に沿って、所定範囲移動調節可能に軸止めすると共に、第2スライダ(14)に固定位置調節手段(24)を連結する構成としたことを特徴とする。
これにより、アーム(17)先端のワーク把持手段(20)を、第1案内枠(12a)に平行な軸方向の移動量を抑えた軌道で、ワークを搬送移載することができる。
また、アーム(17)の中間箇所における第2スライダ(14)を、固定位置調節手段(24)によって固定位置を調節することで、アーム(17)先端のワーク把持手段(20)が用いられる加工機にかかわらず、干渉しないようにすることができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
以下、本発明にかかるワーク移送装置について、一つの実施形態を示し、添付した図面に基づいて説明する。
図1にワーク移送装置10を示す。
このワーク移送装置10は、図13に示した、プレス装置1に用いられるもので、プレス装置1の、図中、左右に設けた送りワーク受台7、および取出ワーク受台9と、テーブル3上中央に設けた、加工時のワークWを保持する加工受部8に対し、このワーク移送装置10を2台設けることで、プレス加工システムを構成するようにしている(図示省略)。
そこでワーク移送装置10について、概略説明する。
ワーク移送装置10は、基台11に支持したT字型案内枠12と、T字型案内枠12における第1案内枠12aと第2案内枠12bに沿って、それぞれ往復動可能に介装した第1、第2スライダ13、14と、これら第1、第2スライダ13、14とロッド15a、16aを介して連結して、第1、第2スライダ13、14を往復駆動する第1直動駆動手段を構成する第1シリンダ15と、第2直動駆動手段を構成する第2シリンダ16とを備えている(図2参照)。
なお、かかるワーク移送装置10を2台、プレス装置1に近接配置する際、T字型案内枠12を支持する基台11を、それぞれ、プレス装置1における送りワーク受台7と加工受部8との中間位置と、加工受部8と取出ワーク受台9との中間位置とに配置するようにしている。
また、T字型案内枠12における第1、第2スライダ13、14のうち、第1シリンダ15における第1スライダ13に一端側を連結する一方、第2シリンダ16における第2スライダ14に中間部を連結したアーム17を備えている。
このアーム17の一端側と他端側とには、それぞれタイミングプーリ18、18が回動自在に軸止めされ、これらタイミングプーリ18、18間には、無限軌道部材であるタイミングベルト19が掛け渡されている。
そして、アーム17の他端側におけるタイミングプーリ18には、ワーク把持手段20が取着されている。
T字型案内枠12は、断面コ型形状の枠部材で、一面を長手方向に沿って開口して、第1、第2スライダ13、14を、枠内を案内路12rとして、ぶれなく案内可能に介装させている。なお、この開口面には、抜止め用案内縁12eを互いに開口面を狭めるように対向形成している。
第1案内枠12aは、基台11により鉛直方向に指向するように支持されている。
一方、第2案内枠12bは、プレス装置1における送りワーク受台7から取出ワーク受台9に至る搬送方向に平行(水平方向)に設定され、且つプレス装置1における送りワーク受台7と加工受部8、並びに加工受部8と取出ワーク受台9との距離に対応して、全長を設定している。
第1、第2スライダ13、14は同様の構成としており、上述のように、それぞれ、案内枠12内の案内路12r、すなわち抜止め用案内縁12eより内側の枠内空間に隙間なく、且つ案内路12rに沿って移動自在に嵌入する嵌入部13o、14oと、嵌入部13o、14oから案内縁12eを越えて突出する突出部13p、14pとを備えている(図4、図5参照)。
そしてこれら突出部13p、14pには、受軸21を介してアーム17を回動自在に枢支している。
第1シリンダ15と第2シリンダ16とは、例えばそれぞれ空圧源からの作動エアを導入して、内蔵されるピストン(図示省略)を作動し、ピストンと連結するロッド15a、16aにそれぞれ第1、第2スライダ13、14と接続して、第1、第2スライダ13、14をそれぞれ、T字型案内枠12における第1案内枠12aと第2案内枠12bに沿って、それぞれ往復動させる構成としている。
アーム17の一端側には、第1スライダ13を連結した受軸21が挿通されると共に、受軸21にタイミングプーリ18を連結している(図5参照)。
一方、アーム17の他端側には、ベアリング22を介してタイミングプーリ18が回動自在に取着されている(図6参照)。
そして、これらタイミングプーリ18、18間に掛け渡されたタイミングベルト19は、タイミングプーリ18の構造に対応した構成のものを用いることができる。
例えば、タイミングプーリ18がスプロケットである場合、チェーン部材が適合している。
次に、アーム17他端側のタイミングプーリ18に取付けられたワーク把持手段20は、プレス装置1におけるテーブル3上の、未加工のワークWを載置する送りワーク受台7から、テーブル3上中央の加工受部8にワークWに、または加工受部8から加工後のワークWを把持して、取出ワーク受台9に移載するようにしたもので、タイミングプーリ18に固定したチャック基部20aと、ワークWを挟み付けるように把持する一対の爪部材20b、20bとを備えている(図7参照)。動力源としては、油圧、空圧駆動、あるいは電動駆動方式を採用することができる。
以上のような構成のワーク移送装置10において、図13に示したプレス装置1近傍に配置して、プレス加工システムを構築する際、ワーク把持手段20におけるワークWの把持位置、すなわち、爪部材20b、20bの把持位置が、プレス装置1におけるテーブル3上の、送りワーク受台7、加工受部8、取出ワーク受台9におけるワークWの中心を貫く直線の位置高さに合うように、T字型案内枠12を、基台11に支持する構成としている。
次に、プレス加工システムに用いられたワーク移送装置10について、その作用を説明する。
ワーク移送装置10を2台配置したプレス加工システムにおいて、加工前のワークWを送りワーク受台7に載置する。
次いで、この加工前のワークWを、一方のワーク移送装置10におけるアーム17他端側のワーク把持手段20の爪部材20b、20bにより把持して移送し、テーブル3上中央の加工受部8に移載する。
当初、アーム17は、T字型案内枠12における第2案内枠12bに平行に保持されている(図8参照)。このとき、アーム17一端側の第1スライダ13は、T字型案内枠12における第1案内枠12aと第2案内枠12bとの交点位置にあって、第1案内枠12aの上端側に位置して、第1案内枠12aに沿って下降可能な状態にある。
この状態で、アーム17他端側のワーク把持手段20の爪部材20b、20bの把持位置は、送りワーク受台7に載置されたワークWの中心を貫く直線の位置に対応しており、ワークWを確実に把持することができる。
ワーク把持手段20の爪部材20b、20bによってワークWが把持されると、第2シリンダ16と共に第1シリンダ15を駆動する。第2シリンダ16はロッド16aを伸長させ、一方、第1シリンダ15は、ロッド15aを退動させるようにする。
これにより、図2、図3に示すように、アーム17は傾動し、アーム17他端側のワーク把持手段20は、ワークWを把持した状態で上昇していく。
アーム17が傾動して行くと、アーム17両端側に取付けられたタイミングプーリ18、18が、タイミングプーリ18、18間に掛け渡されたタイミングベルト19により、同期的に連動回転し、これにより、ワーク把持手段20の爪部材20b、20bは、タイミングプーリ18、18の回転動作によらず、常時一定の姿勢を維持したまま、ワークWを搬送することができる。
また、アーム17は、第2シリンダ16と共に第1シリンダ15を駆動し、第1、第2スライダ13、14は、それぞれ、T字型案内枠12における第1案内枠12aおよび第2案内枠12bに沿って移動するので、アーム17他端側のワーク把持手段20は、楕円軌道を描きながら移動して行き、アーム17中間の第2スライダ14が第2案内枠12bの中間点に達したとき、アーム17一端側の第1スライダ13は第1案内枠12aの最下端に達し、アーム17は鉛直状に起立した状態になる。この際、アーム17他端側のワーク把持手段20は、最高位置に達する(図9参照)。なお、この際の最高位置は、プレス装置1におけるプレス工具6を支える天板の高さに比較して低いため、プレス工具6を支える天板と干渉することはない。
アーム17他端側のワーク把持手段20は、最高位置に達した時点で、第1シリンダ15を逆転駆動し、第2シリンダ16は、アーム17中間の第2スライダ14を、ロッド16aを介し、さらに第2案内枠12bの中間点を越えて、図中、左方へ押込んでいく。
アーム17中間側の第2スライダ14が、中央を通過すると同時に、第1シリンダ15の作動方向を転換し、押してアーム17一端側の第1スライダ13を、上昇させる。
アーム17は、反時計回りに傾斜していき、アーム17一端側の第1スライダ13が第1案内枠12aと第2案内枠12bとの交点位置に達したところで、アーム17他端側のワーク把持手段20は、第2案内枠12bの左端側に達し、プレス装置1におけるプレス工具6直下の加工受部8上に、ワークWを載置することができる。
次いでプレス装置1の油圧シリンダ5を駆動させて、プレス工具6を下降させ、加工受部8上のワークWに加工を施す。
そして、他方のワーク移送装置10を同様に作動させて、アーム17他端側のワーク把持手段20の爪部材20b、20bにより加工後のワークWを把持して移送し、取出ワーク受台9に移載することで、一連のプレス加工工程を完了することができる。
本発明にかかるワーク移送装置は、次のように構成することもできる。なお、この実施例におけるワーク移送装置において、前述のワーク移送装置10と同様の構成要素に対しては、同符号を付して、その説明は省略する。
すなわち、図10、図11に示すワーク移送装置10では、アーム17中間箇所配置した第2スライダ14を、アーム17に対し、アーム17軸方向に沿って、所定範囲移動調節可能に軸止めすると共に、アーム17中間箇所における第2スライダ14の支軸23に支軸移動シリンダ24を連結する構成としている。
アーム17には、中間箇所に軸方向に延伸する調整溝25を設けている。この調整溝25に対し、支軸23を介して第2スライダ14を移動可能に装着している。すなわち、第2スライダ14は、案内縁12eを越えて突出する突出部14pに固設した受軸21を調整溝25を移動可能に介装し、この受軸21に支軸23を突設している。
支軸23に連結した支軸移動シリンダ24は、周知の油圧、空圧駆動シリンダを用いることができる。ロッド24aを進退駆動させて、第2スライダ14のアーム17における支点位置を調整するようにしている。
以上のようなワーク移送装置10においては、用いられるプレス装置1によって異なる各構成要素の規格寸法の違い、例えばテーブル3上のプレス工具6を支える天板の高さの違いに対応して、アーム17中間箇所の第2スライダ14の支持位置を調整することで、第1シリンダ15および第2シリンダ16を駆動してアーム17を起伏作動させた際、アーム17他端側のワーク把持手段20が描く動作軌跡は、図10で示す範囲で調整することができる。
アーム17中間箇所の第2スライダ14の支持位置を調整するには、支軸移動シリンダ24を駆動して、ロッド24aを進退駆動させ、調整溝25に沿って受軸21を移動させることで達成される。
アーム17中間箇所の第2スライダ14の支持位置を調整することにより、アーム17一端側の第1スライダ13と中間箇所の第2スライダ14との距離が変わり、これによって、第1シリンダ15および第2シリンダ16とを、同時に、または適宜なタイミングで逆転駆動させることで傾斜動作が異なるものとなり、上述のように、アーム17他端側のワーク把持手段20が描く動作軌跡が変化し、使用されるプレス装置1の規格寸法に対応して、プレス装置1に干渉することなく、ワークWの移送、取り出しが可能となるのである。
従って、異なる仕様のプレス装置1に対しても、上述のようなワーク移送装置10を用いることで広範囲に適用することができ、設備コストを抑制することができる。
本発明かかるワーク移送装置の一実施形態を示す正面図である。 図1に示すワーク移送装置において、アームの起伏動作機構を説明するための模式的な機構構成図である。 図1に示すワーク移送装置を動作させてアームを傾斜させたところを示す、動作説明図である。 図3において、A−A線に沿う切断矢視図である。 図3において、B−B線に沿う切断矢視図である。 図3において、C−C線に沿う切断矢視図である。 図3において、D−D線に沿う切断矢視図である。 本発明かかるワーク移送装置の動作開始時を示した、要部説明図である。 本発明かかるワーク移送装置においてアームの起立状態時を示した、要部説明図である。 本発明かかるワーク移送装置の別の実施形態を示す正面図である。 図10に示すワーク移送装置を動作させてアームを傾斜させたところを示す、動作説明図である。 図10において、E−E線に沿う切断矢視図である。 本発明かかるワーク移送装置を用いるプレス加工装置の一例、並びに、ワーク移送装置の搬送軌道を説明するための図である。
符号の説明
10 ワーク移送装置
11 基台
12 T字型案内枠
12a 第1案内枠
12b 第2案内枠
12r 案内路
12e 案内縁
13 第1スライダ
14 第2スライダ
13o、14o 嵌入部
13p、14p 突出部
15 第1シリンダ
16 第2シリンダ
15a、16a ロッド
17 アーム
18 タイミングプーリ
19 タイミングベルト
20 ワーク把持手段
20a チャック基部
20b 爪部材
21 受軸
22 ベアリング
23 支軸
24 支軸移動シリンダ
24a ロッド
25 調整溝
W ワーク

Claims (4)

  1. 加工機(1)に対し、ワーク(W)を待機位置から加工位置に搬送、装填、取り出しを行うためのワーク移送装置(10)であって、
    T字型案内枠(12)と、
    T字型案内枠(12)における第1案内枠(12a)と第2案内枠(12b)に沿って、それぞれ往復動可能に介装した第1、第2のスライダ(13)、(14)と、
    第1スライダ(13)に一端側を回動可能に連結する一方、前記第2スライダ(14)に中間箇所を回動可能に連結する構成としたアーム(17)と、
    このアーム(17)の一端側と他端側とに軸着したタイミングプーリ(18)、(18)と、
    これらタイミングプーリ(18)、(18)間に掛け渡した無限軌道部材(19)と、
    前記アーム(17)の他端側におけるタイミングプーリ(18)に設けたワーク把持手段(20)と、
    前記第1、第2スライダ(13)、(14)をそれぞれ往復駆動する第1、第2直動駆動手段(15)、(16)と、
    を備え、
    前記第1、第2スライダ(13)、(14)をそれぞれ前記第1、第2直動駆動手段(15)、(16)により、それぞれ前記第1案内枠(12a)、第2案内枠(12b)に沿って移動させることで、前記アーム(17)を起伏作動させ、前記アーム(17)他端側のワーク把持手段(20)を、移動させて、ワーク(W)の搬送、装填、取り出しを行うようにしたことを特徴とするワーク移送装置。
  2. 前記加工機(1)におけるワーク(W)の待機位置から加工位置に搬送、装填、取り出しのための移送方向と、前記第2案内枠(12b)に平行な軸方向とを合わせるようにし、且つ前記ワーク(W)の待機保持位置に前記アーム(17)他端側のワーク把持手段(20)による把持開始位置を位置決めするように配置したことを特徴とする請求項1に記載のワーク移送装置。
  3. 前記加工機(1)におけるワーク(W)の待機位置から加工位置に搬送、装填、取り出しのための移送方向と、前記第2案内枠(12b)に平行な軸方向とを合わせるようにし、且つ前記ワーク(W)の加工保持位置に前記アーム(17)他端側のワーク把持手段(20)による把持開始位置を位置決めするように配置したことを特徴とする請求項1に記載のワーク移送装置。
  4. 前記アーム(17)の中間箇所における第2スライダ(14)を、前記アーム(17)に対し、アーム(17)軸方向に沿って、所定範囲移動調節可能に設けると共に、
    前記第2スライダ(14)に固定位置調節手段(24)を連結する構成としたことを特徴とする請求項1ないし3記載のうちいずれか1に記載のワーク移送装置。
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