JP2009215029A - リング形状被搬送体の搬送装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リング形状部品をガイドバーで搬送する搬送装置及び方法を提供する。
【解決手段】ガイドバー（１１）と、少なくとも３個以上の保持チャック部（２０）を有するリング形状被搬送体（１０）の搬送装置（２０）であって、リング形状被搬送体（１０）の内径部をガイドバー（１１）に挿入して、ガイドバー（１１）を搬送ガイドとして搬送し、ガイドバー（１１）を保持する保持チャック部（２０）のチャック爪（２１，２２）を開閉することで、リング形状被搬送体（１０）が保持チャック部を通過することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、リング形状被搬送体の搬送装置及び方法に関し、特に搬送ガイドとなるガイドバーは複数のチャックにより保持されるリング形状被搬送体の搬送装置及び方法に関する。

従来、ワッシャ、平歯車などの被搬送体の姿勢を揃えて整列させる場合、パーツフィーダーを用いることが一般的であった（特許文献１参照）。この際、外形形状が円であり、かつ、内径部分にのみ特徴的な異形形状を有するリング状被搬送体についてはパーツフィ−ダによる姿勢揃えが難しく、例えば異形形状に探り動作で姿勢決めをするために、視覚装置が必要となり装置が高価になるという問題があった。
また、パーツフィーダーが使えないような被搬送体においては、コンベア、トング、シリンダー等を用いた移送方法や装置を用いることになるが、この場合もパーツフィーダーと同様な姿勢決めの問題がある。さらに、図２，３に示すような、高低差がある場合や、障害物がある場合の搬送において、加工位置Ａから払い出し位置Ｃに搬送するようなときには、通常は直線搬送によるので、Ｂにおいてワ−クの移し変えが必要となり、経路が複雑となり装置が高価なものとなる上に、移し変えにスペースが必要であり、狭い場所では搬送ユニットの配置が困難なものとなってしまう問題があった。

実開平３−１０５１２０号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、省スペースであって、また、設計自由度が制限されないようなリング形状被搬送体の搬送装置及び方法を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の搬送装置及び方法を提供する。

請求項１の発明は、リング形状被搬送体１０の内径部をガイドバー１１に挿入して搬送するガイドバー１１と、前記ガイドバー１１を保持するチャック爪２１，２２を有する保持チャック部２０とを備え、前記チャック爪２１，２２を開閉することで、リング形状被搬送体１０が保持チャック部２０を通過することを特徴とする。これにより、フレキシブルな搬送経路の設定ができ、障害物の回避が容易になる。また、設備の大型化を避けた安価な搬送装置を提供することが出来る。

請求項２の発明は、前記ガイドバー１１の保持姿勢を安定化するために、前記チャック爪２１，２２、及び、前記ガイドバー１１に位置決め部を有することを特徴とする。これにより、ガイドバー１１の保持姿勢が一層安定化する。

請求項３の発明は、リング形状被搬送体１０を搬送する搬送力が、リング形状被搬送体１０の自重、振動発生装置、又は、磁力、並びに、自重、振動発生装置、又は、磁力の組み合わせによって目的地点まで搬送されることを特徴とする。これにより、必要に応じて適切な搬送力を発生させることが出来る。

請求項４の発明は、前記保持チャック部２０により前記ガイドバー１１が安定的に保持されるように、前記チャック爪２１，２２の開閉を制御する制御部３０を具備することを特徴とする。これにより、複数のリング形状被搬送体１０をガイドバー１１で安定的に保持して搬送することが出来る。

請求項５の発明は、リング形状被搬送体１０の内径の異形状を利用してワ−ク姿勢を一定に決めるために、リング形状被搬送体１０の搬送途中に、リング形状被搬送体１０を回転させる回転機構を設けることを特徴とする。これにより、内径部分にのみ特徴的な異形形状を有するリング形状被搬送体１０の姿勢揃えが容易に行える。

請求項６の発明は、ガイドバー１１を搬送ガイドとしてリング形状被搬送体１０を搬送する搬送方法であって、リング形状被搬送体１０の内径部をガイドバー１１に挿入するステップと、ガイドバー１１を保持する保持チャック部２０のチャック爪２１，２２を開閉し、リング形状被搬送体１０が保持チャック部２０を通過するステップとを具備することを特徴とする。これにより、フレキシブルな搬送経路の設定ができ、障害物の回避が容易になる。また、設備の大型化を避けた安価な搬送方法を提供することが出来る。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、リング形状被搬送体１０として、対象とするリング形状部品の一例を示すもので、例えば、ワッシャ、平歯車、軸受、ピストンリングなどの工業用部品に限らず、内径にガイドバー１１を通して搬送できれば、何でもよく、外形は円でなくてもよく、開放端のあるリング形状でもよい。また、リング形状部品に、キー溝などの何らかの形状的特徴や偏芯による重量バランスがあるものが含まれる。搬送中の被搬送体の支持構成を重量物に対応させれば、被搬送体には必ずしも小径部品に限るものではない。

図４〜８を参照して、本発明の一実施態様を説明する。図４，５は搬送障害物があるときの搬送経路を示す説明図であり、図４は正面方向、図５は平面方向から見た図である。また、図６は、本発明の一実施態様を示す概略図、図７、８は、それぞれ保持チャック部を示す概略図である。

リング形状部品であるワーク１０を、搬送障害物１，２を避けるために、３次元形状のガイドバー１１に挿入して搬送始点Ａから目的地点Ｅまで自重搬送するものである。ガイドバー１１へのワーク搬入・搬出は、ガイドバー１１の両端（点Ａ、点Ｅ）で行われる。ガイドバー１１は、保持チャック部２０で保持されている。ワーク１０は保持チャック部２０を通過できるように、保持チャック部２０のチャック爪２１，２２は、ワークの通過をセンサー１４で検知して開閉する。ワークの通過で、保持チャック部２０が、ガイドバーを安定的に保持出来ないことがないように、全ての保持チャック部２０の開閉を制御する制御部３０を具備している。ガイドバー１１の全搬送路に、１個のワークしか存在しない場合の搬送においては、制御部はシンプルなものとなる。

保持チャック部２０の数は、少なくとも３台以上必要であり、チャック爪２１，２２の開閉方向は、図７のように支持台に対して垂直方向であっても、図８のように水平方向であってもよい。保持チャック部２０としては、一般的に用いられている平行チャックを利用することが出来るが、ワークサイズに応じて、ワーク１０が通過できるように、チャックの開き量が選定できることが望ましい。保持チャック部２０としては、回動タイプ等のチャック爪であってもよい。その他、Ｕ字型保持部を上下動させて、ガイドバーをＵ字型保持部で単に支持させて保持チャック部としてもよい。

ガイドバー１１が位置ずれしないように、ガイドバー１１とチャック爪２１には、位置決め手段が設けられている。図８にみられるように、ガイドバー１１の姿勢が一定となるように、ガイドバー１１の断面の一部をフラット（こちら側をＤカット１２という。）にして、さらに、ガイドバー１１のラウンド側のチャック爪２２をＶ形状、他方のチャック爪２１をフラットにすることで、ガイドバー１１の長手方向および円周方向の位置決めが可能になる。その他位置決めは、種々の手段がありうる。ガイドバー１１に貫通孔を設けて、チャック爪の突起部と勘合させてもよい。チャック爪２１とガイドバー１１のフラット側（Ｄカット１２）との勘合に支障がないように、必要部にテーパやＲなどをつけて作動を確実にする工夫は当然である。

次に、保持チャック部２０の開閉を制御する制御部３０について説明する。制御部３０は、保持チャックごとに分散して設けてもよいし、中央で制御してもよい。各々の保持チャック部２０の前後には、それぞれワーク到着センサー１４、ワーク通過センサー１４’が設けられており、ワーク１０が、ガイドバー１１に沿って各々の保持チャック部２０を通過したか否かを検知できるようになっている。ガイドバー１１に複数のワーク１０を搬送する場合には、ガイドバー１１の保持を安定化させるためには、様々な制御が考えられる。

一例として、以下に、具体的に説明するように、任意の保持チャック部２０のワーク到着センサー１４がワーク１０を検知すると、その任意の保持チャック部２０に対して、その他２台の保持チャック部２０でガイドバー１１の保持を安定化させる組み合わせセットをいくつか決めておき、いずれかのセットの２台の保持チャック部２０のチャック爪が共に閉であれば、その任意の保持チャック部２０のチャック爪を開とするように制御すればよい。

図６で具体的に説明すると、保持チャック部Ｃの前のワーク到着センサー１４がワーク１０を検知して、ワーク１０を通過させるためチャック爪を開にする場合、例えば、保持チャック部の組み合わせセット（Ａ，Ｄ）又は（Ｂ，Ｄ）の何れかのセット、仮に、（Ａ，Ｄ）のセットの方でＡ，Ｄ２台とも閉ならば、保持チャック部Ｃのチャック爪を開に出来ると判別し、ワーク１０を通過させれば、ガイドバー１１の保持を安定化させることができる。この場合、保持チャック部Ｃの下流のワーク通過センサー１４’がワーク１０を検知するまで、Ａ，Ｄ２台の閉を維持しなければならないのは当然である。その後次の任意の保持チャック部のチャック爪の開の判別に入ることになる。保持チャック部の個数が多くなれば、３台以上のセットで前記安定化の判別を行ってもよい。

自重搬送の場合は、特に、当該保持チャック部２０のチャック爪が開状態のときに、後続のワーク１０が搬送されてきて、後続のワーク１０を閉鎖動作中のチャック爪で把持しないような工夫が必要である。このため、当該保持チャック部２０のチャック爪を開とする際には、その下流の保持チャック部２０のチャック爪が閉で、当該保持チャック部２０とその下流の保持チャック部間にワーク１０がないこと（１台下流のワーク通過センサー１４’などで確認）を確認して、ワーク１０を１個ずつ送り出すようにして、当該保持チャック部２０のチャック爪を開に制御すれば、このような問題を避けることが出来る。

本発明の別の実施態様として、自重以外の搬送力を用いたものを説明する。なお、この別の実施態様は、搬送力以外は先の一実施態様と同じ態様である。自重以外の搬送力を用いた場合は、ガイドバー１１は、高低差のある形状である必要はなく、直線の場合や、平面上の２次元形状も含まれ、必ずしも高低差のある形状や３次元形状である必要はない。

図１０，１１を参照して、ワーク１０の搬送力の異なる実施態様を説明する。リニアフィーダー３０の振動がガイドバー１１に伝わるようにしたもので、ワーク１０はリニアフィーダーで自走する。この場合は、ガイドバー１１のチャック爪２１，２２による把持は、振動が伝わるようにしっかりと把持されなければならない。

また、平面搬送の場合でワーク１０の搬送間隔が制御できれば、複数のワーク１０をガイドバー１１に搬送させても、ワーク１０を閉鎖動作中のチャック爪で把持しないように制御することが容易となる。この場合は、保持チャック部２０の開閉を制御する制御部３０が、前述の保持チャック部２０によるガイドバーの安定的保持制御だけでよい。すなわち、ワーク通過センサー１４’でワーク１０の通過を検知した後、チャック爪の閉動作にかかる時間だけ次のワーク１０が搬送されないようなワーク１０の搬送間隔を保てばよく、チャック爪の閉動作は、次のワーク１０がワーク到着センサー１４に検知してないことを確認すればよい。
リニアフィーダー３０による振動は、自重搬送のアシストとしても使用できる。

図１２を参照して、ワーク１０の搬送力として、磁力を用いた更なる実施態様を説明する。ワーク１０が鉄の場合には、ガイドバー１１を樹脂などの非磁性体として、強力磁石３３をワイヤ３４に取り付けて、巻き取り装置３１,３２を往復動させて、磁石３３による磁力によりワーク１０を移動させる。

図１３〜１５を参照して、ワーク１０の回転機構を、これまで述べた実施態様にさらに具備した本発明の別の実施態様を説明する。外形形状が円であり、内径部分にのみ特徴的な異形形状を有するワーク１０について、ワーク１０の姿勢を揃えて整列させる必要がある場合は、搬送途中に、以下に一例として述べるようなワーク１０の回転機構を設けることで、ワーク１０の内径の異形状によるアンバランスを利用してワーク姿勢を一定に決めることができる。図１３のワーク１０のような場合、鍵穴のような内径形状を持っている。そこで、内径のキー溝状の部分１１−１を、図１３（ｃ）のように姿勢揃えに利用することが出来る。図１３の（ａ）〜（ｃ）は時系列順にワーク１０の姿勢が変更されていく状況を示している。搬送途中で、押圧ローラ４１を設け、ワーク１０をガイドバー１１の軸に垂直な面で回転させるようにすれば、ガイドバー１１がキー溝状の部分１１−１に勘合してワーク１０の姿勢が位置決めされ搬送されることになる。

特に自重搬送の場合は、回転機構のところでワーク１０がスタックしないような工夫が必要である。押圧ローラをテーパにしたり、センサーを用いてワーク端部通過後押圧ローラを下降させたりすることで解決することができる。また、図１４のワーク１０の長手寸法が長いものでは問題が生じないが、ワーク１０が薄板の場合、ワーク１０の回転機構のところで搬送方向に傾斜することで、ガイドバーをこじることが生じる。このような場合、図１５のように、保持チャック部で停止しているときに、ワーク１０の回転機構を作用させるやり方も考えられる。ワーク１０の回転は、チャック爪に沿わせて行う。この場合は、ワーク１０が薄くても、チャック爪にもたれかかせることができるので、ガイドバーをこじるようなことがなくなる。

被搬送体としては、リング形状であればよく、これまで述べた形状に何ら限定されるものではなく、工業用部品のみならず、汎用の用途を有するものである。一般的搬送部品に、リング形状を付設して搬送するような場合にも本発明を適用することが出来る。この場合は必要に応じ、チャック爪はガイドバーを上方から吊り下げ支持すれば、重力で垂下する搬送部品の搬送の障害とならない。さらに、ガイドバーは１本として説明してきたが、平行に複数ガイドバーを設置して１個のワークに複数個のリング形状を付設して搬送する場合も実施態様として含まれる。

以上述べたように、ガイドバーにワ−クを挿入し、リング形状のワ−クを目的地点まで搬送することで、搬送経路の設計によりフレキシブルな自由度を有し、設備の大型化を避け、安価な搬送装置及び方法を提供することが出来る。

（ａ）〜（ｅ）は、本発明の搬送対象としてのリング形状部品の一例を示す図である。 従来技術の搬送経路を示す説明図である。 従来技術の搬送経路を示す説明図である。 一実施形態の搬送経路を示す説明図である。 一実施形態の搬送経路を示す説明図である。 一実施形態の搬送装置の概略を示す概略図である。 一実施形態の搬送装置の保持チャック部の概略を示す概略図である。 一実施形態の搬送装置のチャック爪の位置決め部を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、一実施形態の搬送装置のガイドバーの位置決め部を示す図である。 別の実施形態の搬送装置の振動発生装置による搬送力を説明する図である。 別の実施形態の搬送装置の振動発生装置による搬送力を説明する図である。 更なる実施形態の搬送装置の磁力による搬送力を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、別の実施形態の搬送装置のリング形状部品の回転機構を経時的に説明する図である。 別の実施形態の搬送装置のリング形状部品の回転機構を説明する図である。 別の実施形態の搬送装置のリング形状部品の回転機構を説明する図である。

符号の説明

１，２ 搬送障害物
１０ リング形状部品
１１ ガイドバー
１２ Ｄカット
１４ ワーク到着センサー
１４’ ワーク通過センサー
２０ 保持チャック部
２１，２２ チャック爪
３０ リニアフィーダー
３１，３２ 巻取り装置
３３ 磁石
３４ ワイヤ
４１ 押圧ローラ

Claims (6)

1. リング形状被搬送体（１０）の内径部をガイドバー（１１）に挿入して搬送するガイドバー（１１）と、前記ガイドバー（１１）を保持するチャック爪（２１，２２）を有する保持チャック部（２０）とを備え、前記チャック爪（２１，２２）を開閉することで、リング形状被搬送体（１０）が保持チャック部（２０）を通過することを特徴とするリング形状被搬送体の搬送装置。
2. 前記ガイドバー（１１）の保持姿勢を安定化するために、前記チャック爪（２１，２２）、及び、前記ガイドバー（１１）に位置決め部を有することを特徴とする請求項１項に記載の搬送装置。
3. リング形状被搬送体（１０）を搬送する搬送力が、リング形状被搬送体（１０）の自重、振動発生装置、又は、磁力、並びに、自重、振動発生装置、又は、磁力の組み合わせによって目的地点まで搬送されることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
4. 前記保持チャック部（２０）により前記ガイドバー（１１）が安定的に保持されるように、前記チャック爪（２１，２２）の開閉を制御する制御部（３０）を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. リング形状被搬送体（１０）の内径の異形状を利用してワ−ク姿勢を一定に決めるために、リング形状被搬送体（１０）の搬送途中に、リング形状被搬送体（１０）を回転させる回転機構を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. ガイドバー（１１）を搬送ガイドとしてリング形状被搬送体（１０）を搬送する搬送方法であって、
   リング形状被搬送体（１０）の内径部をガイドバー（１１）に挿入するステップと、
   ガイドバー（１１）を保持する保持チャック部（２０）のチャック爪（２１，２２）を開閉し、リング形状被搬送体（１０）が保持チャック部を通過するステップと
   を具備することを特徴とするリング形状被搬送体の搬送方法。

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