JP2009248278A - ワーク把持反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク把持反転装置を簡単な機構で小型化及び軽量化できる技術を提供することを課題とする。
【解決手段】ワーク把持反転装置１０は、コの字状の固定枠体１４と、表面１５を押える第１押え片１６、１６と、段部２０を支える第１支持片１８と、第１支持片駆動機構１９と、固定枠体１４に掛け渡されているブリッジ部材２１と、位置決め孔２２、２２に嵌る位置決めピン２３、２３と、揺動部材２４、２４と、ブリッジ部材駆動機構２５、２５と、揺動部材駆動機構２７と、固定枠体１４に移動自在に設けられ固定枠体１４と共に口の字形を形成するコの字状の可動枠体２９と、表面１５を押える第２押え片３１、３１と、段部２０を支える第２支持片３２と、第２支持片駆動機構３３とからなる。
【効果】ワークの把持、反転及び旋回を簡単な機構で容易に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面に加工が施されているワークを、パレット上から持上げ、反転してパレット上に戻し、裏面の加工に備えるワーク把持反転装置に関する。

ワークの表面と裏面に加工を施す場合、表面に加工が施されているワークを反転し、ワークの裏面に加工を施すことがある。
従来、ワークを反転する装置としてワーク把持反転装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−３８６５２号公報（図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１５は従来の技術の基本原理を説明する図であり、ワーク１０１の表面１０２の加工が終了すると、ワーク把持反転装置１０３の第１ローダ１０４に設けられたシリンダ１０５を作動させ、第１把持機構１０６を下降させる。この第１把持機構１０６でワーク１０１を把持し、矢印（１）のように、ワーク１０１を上昇させる。第１ローダ１０４を横梁１０７に沿って受け渡し位置まで走行させる。矢印（２）のように、第１把持機構１０６を想像線で示す位置に９０度回転させる。

想像線で示す第１把持機構１０６を図左に移動させ、矢印（３）のように、ワーク１０１を、第２ローダ１０８の第２把持機構１０９に渡す。この第２把持機構１０９でワーク１０１を把持し、第１把持機構のワーク１０１の把持を解除する。第２把持機構１０９を図左に移動させ、矢印（４）のように、第２把持機構１０９を想像線で示す位置に９０度回転させる。この結果、ワーク１０１が反転され裏面１１２が上向きになる。第２ローダ１０８を横梁１１１に沿って走行させ、第２把持機構１０９を下降させ、加工機にワーク１０１を渡す。

従来技術では第１ローダ１０４と第２ローダ１０８からなる２つのローダを備える必要があり、装置が大きく複雑になる。加えて重量も大きくなるので、産業用ロボット等にこのような把持機構を備えることは重量の観点から問題となる。
すなわち、ワーク把持反転装置を簡単な機構で小型化及び軽量化できる技術が求められている。

本発明は、ワーク把持反転装置を簡単な機構で小型化及び軽量化できる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、位置決め孔を有し表面に加工が施されているワークを、パレット上から持上げ、反転してパレット上へ戻し、裏面の加工に備えさせるワーク把持反転装置であって、このワーク把持反転装置は、前記ワークの反転場所に設けられたロボットと、このロボットのロボットアームに設けられ前記ワークを囲うコの字状の固定枠体と、この固定枠体に設けられ前記ワークの前記表面を押える第１押え片と、この第１押え片に対向して前記固定枠体に揺動可能に設けられ前記ワークの裏面を支える第１支持片と、前記固定枠体に進退自在に掛け渡され前記ワークの表面に臨ませるブリッジ部材と、このブリッジ部材に設けられワークの前記位置決め孔に嵌る位置決めピンと、前記固定枠体に揺動自在に設けられ前記ブリッジ部材を支持する揺動部材と、前記固定枠体に移動自在に設けられ前記固定枠体と共に口の字形を形成するコの字状の可動枠体と、前記可動枠体に設けられ前記第１押え片と共に前記ワークの表面を押える第２押え片と、この第２押え片に対向して前記可動枠体に揺動可能に設けられ前記ワークの裏面を支える第２支持片と、からなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ブリッジ部材は、板状の部材で構成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、第１、第２支持片は、ワークを第１、第２押え片側へ押圧する押圧駆動源を有していることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、ブリッジ部材は、ワークの位置決め時にはワークの表面に接近して位置することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ワーク把持反転装置は、固定枠体、可動枠体、第１、第２押え片、ブリッジ部材、第１、第２支持部材等で構成される。ワークを、押え片と支持片で把持し、位置決めピンで位置決めするので、ワークの把持、反転及び旋回を簡単な機構で容易に行うことができる。
加えて、ワーク把持反転装置は、簡易な部材で構成されるので、装置を簡単な機構で小型化及び軽量化することができる。
さらに、枠体にブリッジ部材を掛け渡しているので、枠体を補強する利点がある。

請求項２に係る発明では、ブリッジ部材は、薄板状の部材で構成されている。薄板状であるので、装置をいっそう小型化及び軽量化することができる。
加えて、ワークの反転時や移動時等に、ワークの動きに対して柔軟に対応するので、疵を付けることなくワークを反転及び移動させることができる。

請求項３に係る発明では、第１、第２支持片は、ワークを第１、第２押え片側へ押圧する押圧駆動源を有している。支持片でワーク押え片に押圧するので、反転時にワークを確実に把持することができる。

請求項４に係る発明では、ブリッジ部材は、ワークの位置決め時にはワークの表面に接近して位置する。ブリッジ部材は使用位置にあるので、装置を小さくした状態で位置決めすることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るワーク把持反転装置の斜視図であり、ワーク把持反転装置１０は、想像線で示すワーク１１の反転場所に設けられたロボット１２と、このロボットのロボットアーム１３に設けられワーク１１を囲うコの字状の固定枠体１４と、この固定枠体１４に設けられワーク１１の表面１５を押える第１押え片１６、１６と、この第１押え片１６に対向して固定枠体１４に設けられワーク１１の裏面としての段部２０を支える第１支持片１８と、この第１支持片１８をワーク１１の段部２０から待機位置へ移動させる第１支持片駆動機構１９と、固定枠体１４に掛け渡されワーク１１の表面１５に臨ませるブリッジ部材２１と、このブリッジ部材２１に設けられワーク１１の位置決め孔２２、２２に嵌る位置決めピン２３、２３と、固定枠体１４に揺動自在に設けられブリッジ部材２１を支持する揺動部材２４、２４と、この揺動部材２４、２４に設けられブリッジ部材２１をワーク１１の表面１５から退避させるブリッジ部材駆動機構２５、２５と、揺動部材２４、２４にスライド自在に設けられブリッジ部材２１をガイドするスライドガイドバー２６、２６と、固定枠体１４に設けられ揺動部材２４を揺動させる揺動部材駆動機構２７と、固定枠体１４に設けられたレール２８、２８と、固定枠体１４に移動自在に設けられ固定枠体１４と共に口の字形を形成するコの字状の可動枠体２９と、この可動枠体２９に設けられ第１押え片１６、１６と共にワーク１１の表面１５を押える第２押え片３１、３１と、この第２押え片３１、３１に対向して可動枠体２９に設けられワーク１１の裏面としての段部２０を支える第２支持片３２と、この第２支持片３２をワーク１１の段部２０から待機位置へ移動させる第２支持片駆動機構３３と、からなる。

図２は本発明に係るワーク把持反転装置の平面図であり、ワーク把持反転装置１０は、固定枠体１４に設けられワーク１１の裏面としての段部２０を支える第１支持片１８及び第１支持片１８ｂと、可動枠体２９に設けられワーク１１の裏面としての段部２０を支える第２支持片３２ｂ及び第２支持片３２とを備えている。
また、第２支持片３２は、先端部に押圧片３４を備えている。例えば、ワーク１１が孔３５を有している場合に、押圧片３４で孔３５の周辺を適切に押圧することができる。

なお、第１支持片１８と第２支持片３２でワーク１１の段部２０を支え、第１支持片１８ｂと第２支持片３２ｂを待機位置で待機させておくこともできる。すなわち、ワークの形状に応じて第１支持片１８、１８ｂ、第２支持片３２、３２ｂを使用することができる。

図３は本発明に係るワーク把持反転装置の正面図であり、固定枠体１４のレール２８、２８には、可動枠体２９に設けられたスライダー３６、３６が図表裏方向へスライド自在に嵌っている。

図４は本発明に係るワーク把持反転装置の側面図であり、固定枠体１４は、可動枠体２９を図左右に移動させる可動枠体駆動機構３７を備えている。可動枠体駆動機構３７のロッド３８は、可動枠体２９に設けられた受け部材３９に接続されている。
揺動部材２４は、固定枠体１４に軸４１を介して揺動自在に設けられている。揺動部材２４は、揺動部材駆動機構２７に接続され駆動力を揺動部材２４に伝達する接続部材４２を備えている。
また、ワーク１１は、パレット４３にセットされている。パレット４３はパレット位置決めピン状４４に載置されている。

図５は図２の５−５線断面図であり、可動枠体２９は、軸固定板４５、４５と、この軸固定板４５、４５に設けられ第２支持片３２を揺動自在に支持する支持片軸４６と、この支持片軸４６に揺動自在に設けられ第２支持片と共に揺動する揺動ベース板４７と、この揺動ベース板４７に設けられ第２支持片３２を押し上げる押圧駆動源４８とを備える。
上述した装置の構成により、ワーク把持反転装置１０を簡単な機構で小型化及び軽量化することができる。

以上の構成からなるワーク把持反転装置の作用を次に述べる。
図６はワーク把持反転装置でワークを囲う工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、ワーク把持反転装置１０を、パレット４３にセットされたワーク１１に向けて、矢印（５）のように下降させる。
そうすると、（ｂ）に示すように、位置決めピン２３、２３が位置決め孔２２、２２に嵌り、ワーク１１が位置決めされる。第１押え片１６及び第２押え片３１は、ワーク１１の表面１５に、軽く当接される。
なお、ブリッジ部材２１は使用位置にあるので、装置全体を小さくした状態で位置決めすることができる

そして、第２支持片駆動機構３３を駆動させ、第２支持片３２を矢印（６）のように移動させる。さらに、第１支持片駆動機構１９を駆動させ、第１支持片１８を矢印（７）のように移動させる。

図７は図６（ｂ）の７矢視図であり、第１支持片１８は、ワーク１１の裏面１７（図１参照）側から段部２０を支持するように回り込んでいる。第２支持片３２は、ワーク１１の裏面１７（図１参照）側から段部２０を支持するように回り込んでいる。

図８は図７の８−８線断面図であり、押圧駆動源４８を駆動させ、第２支持片３２を矢印（８）のように上昇させる。そうすると、想像線で示す押圧片３４がワーク１１の段部２０に当接され、ワーク１１を押し上げる。この結果、ワーク１１がワーク把持反転装置１０に把持される。なお、第１支持片１８も同様に、ワーク１１を押し上げる。

図９はワークを反転させる工程を説明する図であり、矢印（９）のように、ワーク把持反転装置１０を上昇させる。そして、矢印（１０）のように、ロボットアーム１３を回転させ、ワーク１１を１８０度反転させるとともに、左右も１８０度回転するよう旋回しながら、例えばパレットＡから別のパレットＢ上へと移動する。この結果、ワーク１１の裏面１７が上を向く。

反転時及び旋回時、ワーク１１には遠心力等による力が作用し、ワーク１１の横滑りがわずかであるが発生する。このとき、ブリッジ部材２１が板状の部材であるためワーク１１のわずかな動きをたわみなどで吸収するので、ワークに疵が付かない。また、ワーク把持反転装置１０でワーク１１は押圧された状態で確実に把持され、且つ、位置決めピン２３により位置が固定されているので、ワークの位置はほとんどずれない。
なお、ワーク１１を旋回することなく、反転させた後、同じパレットに戻してもよい。

図１０はブリッジ部材を外す工程を説明する図であり、ブリッジ部材駆動機構２５を駆動させ、矢印（１１）の向きにブリッジ部材２１を待機位置へ移動させる。ワーク１１は第１押え片１６及び第２押え片３１により支えられているため、落下することはない。

図１１はブリッジ部材を収納する工程を説明する図であり、揺動部材駆動機構２７を駆動させ、矢印（１２）のように、揺動部材２４を揺動させる。ブリッジ部材２１はワーク１１から離れているので、ワーク１１に干渉することはない。

図１２はワークをパレットに戻す工程を説明する図であり、矢印（１３）の向きにワーク把持反転装置１０のワーク１１を下降させ、パレット４３に載置する。このとき、ブリッジ部材２１は収納位置にあるため、パレット４３に接触することはない。また、パレット４３はワーク１１のみを支え、且つ、第１押え片１６及び第２押え片３１に干渉しないような形状である。

図１３は支持片をワークから外す工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、第１支持片１８をワーク１１から、矢印（１４）のように退避させる。また、第２支持片３２を矢印（１５）のように、ワーク１１から退避させる。

（ｂ）は支持片をワークから外す工程の全体図であり、第１支持片駆動機構１９を駆動させ、矢印（１６）のように第１支持片１８を移動させる。また第２支持片駆動機構３３を駆動させ、矢印（１７）のように第２支持片３２を移動させる。この結果、ワーク１１の段部２０（上面）は開放される。
そして、矢印（１８）のように、ロボットアーム１３を少し下降させる。そうすると、ワーク１１の表面１５（下面）から、第１押え片１６及び第２押え片３１が離れる。
可動枠体駆動機構３７、３７を駆動させ、矢印（１９）のように可動枠体２９を移動させる。

図１４はワークから押え片を外す工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、第２押え片３１は、ワーク１１から離れた位置にある。第１押え片１６は、ワーク１１の下に回り込んだ位置にある。

（ｂ）は図１４（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、（ａ）に示したロボットアーム１３を移動させ、矢印（２０）のように、第１押え片１６及び第２押え片３１を移動させることで、ワーク１１に接触することなく、想像線で示す第１押え片１６及び第２押え片３１の位置に移動される。
なお、第１押え片１６をワーク１１の表面１５（下面）から外れる位置まで図左方向に移動させたとき、第２押え片３１も図左方向に移動されるが、ワーク１１の表面１５（下面）の下まで入り込まない。この結果、ワーク把持反転装置１０をワーク１１から外すことができる。

尚、本発明に係るワーク把持反転装置は、ワーク１１は、ミッションケースの形状としたが、シリンダ、コンプレッサのヘッドなど、表面と裏面に加工を施す一般の機械部材であれば、種類は問わない。

本発明のワーク把持反転装置は、表面に加工が施されているワークを、パレット上から持上げ、反転してパレット上に戻し、裏面の加工に備えるワーク把持反転装置に好適である。

本発明に係るワーク把持反転装置の斜視図である。 本発明に係るワーク把持反転装置の平面図である。 本発明に係るワーク把持反転装置の正面図である。 本発明に係るワーク把持反転装置の側面図である。 図２の５−５線断面図である。 ワーク把持反転装置でワークを囲う工程を説明する図である。 図６（ｂ）の７矢視図である。 図７の８−８線断面図である。 ワークを反転させる工程を説明する図である。 ブリッジ部材を外す工程を説明する図である。 ブリッジ部材を収納する工程を説明する図である。 ワークをパレットに戻す工程を説明する図である。 支持片をワークから外す工程を説明する図である。 ワークから押え片を外す工程を説明する図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。

符号の説明

１０…ワーク把持反転装置、１１…ワーク、１２…ロボット、１３…ロボットアーム、１４…固定枠体、１５…表面、１６…第１押え片、１７…裏面、１８…第１支持片、１９…第１支持片駆動機構、２０…段部（裏面）、２１…ブリッジ部材、２２…位置決め孔、２３…位置決めピン、２４…揺動部材、２５…ブリッジ部材駆動機構、２７…揺動部材駆動機構、２９…可動枠体、３１…第２押え片、３２…第２支持片、３３…第２支持片駆動機構、３７…可動枠体駆動機構、４３…パレット、４８…押圧駆動源。

Claims (4)

1. 位置決め孔を有し表面に加工が施されているワークを、パレット上から持上げ、反転してパレット上へ戻し、裏面の加工に備えさせるワーク把持反転装置であって、
   このワーク把持反転装置は、前記ワークの反転場所に設けられたロボットと、
   このロボットのロボットアームに設けられ前記ワークを囲うコの字状の固定枠体と、
   この固定枠体に設けられ前記ワークの前記表面を押える第１押え片と、
   この第１押え片に対向して前記固定枠体に揺動可能に設けられ前記ワークの裏面を支える第１支持片と、
   前記固定枠体に進退自在に掛け渡され前記ワークの表面に臨ませるブリッジ部材と、
   このブリッジ部材に設けられワークの前記位置決め孔に嵌る位置決めピンと、
   前記固定枠体に揺動自在に設けられ前記ブリッジ部材を支持する揺動部材と、
   前記固定枠体に移動自在に設けられ前記固定枠体と共に口の字形を形成するコの字状の可動枠体と、
   前記可動枠体に設けられ前記第１押え片と共に前記ワークの表面を押える第２押え片と、
   この第２押え片に対向して前記可動枠体に揺動可能に設けられ前記ワークの裏面を支える第２支持片と、
   からなることを特徴とするワーク把持反転装置。
2. 前記ブリッジ部材は、板状の部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載のワーク把持反転装置。
3. 前記第１、第２支持片は、前記ワークを前記第１、第２押え片側へ押圧する押圧駆動源を有していることを特徴とする請求項１記載のワーク把持反転装置。
4. 前記ブリッジ部材は、前記ワークの位置決め時には前記ワークの表面に接近して位置することを特徴とする請求項１記載のワーク把持反転装置。

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