JP2010076881A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工装置の省スペース化および段取り時間の短縮を実現する。
【解決手段】複数のプレス成形装置２０とパレット１９との間で、成形前の光学素子素材Ａおよび成形後の光学素子Ｂの搬送を行う搬送装置３０において、光学素子素材Ａを保持する供給用吸着筒１３および光学素子Ｂを保持する排出用吸着筒１４が搭載された搬送ヘッド１５が、Ｘ軸ステージ１０、Ｚ軸ステージ１７、Ｙ軸ステージ１６の直線移動の組合せによって移動される構成とし、搬送装置３０およびプレス成形装置２０の搬送動作におけるティーチング作業を容易にして段取り時間を短縮するとともに、アームの旋回等を不要にして設置スペースを削減した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワーク搬送装置に関する。

たとえば、光学素子の製造の分野では、プレスによる型成形装置を用いて、ガラス素材等のワークからレンズ等の光学素子の成形加工が行われている。
このような成形加工工程においては、型成形装置に対するガラス素材および成形後の光学素子の取り出しを効率よく行うことが必要となる。

特に、光学素子の成形では、加工前のガラス素材の形状と加工後の光学素子の形状が大きく異なることが一般的であり、加工の前後におけるワーク形状の大きな変化に対応した確実な把持および搬送を行う技術が必要とされる。

このため、特許文献１には、以下のような搬送技術が開示されている。図３及び図４は、特許文献１に基づく参考技術の搬送装置の一部を拡大して側面図であり、図４は、参考技術の搬送装置の全体のレイアウト例を示す略平面図である。

パッド台座１３３には、第１保持手段としての第１の吸着パッド１０１及び第２保持手段としての第２の吸着パッド１０４が個々独立して取り付けられている。すなわち、これらの第１の吸着パッド１０１、第２の吸着パッド１０４は、パッド台座１３３の下面に並列状に支持されるものである。それぞれの第１の吸着パッド１０１、第２の吸着パッド１０４は、吸引手段としての複数の真空発生器１０５（１０５ａ、１０５ｂ）に接続されるものであり、第１の吸着パッド１０１は真空発生器１０５ａに、第２の吸着パッド１０４は真空発生器１０５ｂにそれぞれ接続されている。

第１の吸着パッド１０１、第２の吸着パッド１０４と対応した真空発生器１０５ａ、１０５ｂとを接続するため、パッド台座１３３には真空吸引される排気穴が形成されており、それぞれの排気穴が各第１の吸着パッド１０１、第２の吸着パッド１０４の吸引穴と接続される。

一方、複数のプレス成形装置１１４（１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ）の各々に対応して、Ｘ軸駆動手段１１３に対向してパレット１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）が配置されている。

搬送装置１３０は、Ｘ軸駆動手段１１３に沿って移動する回転駆動手段１１１と、回転駆動手段１１１に取り付けられて回転駆動手段１１１の駆動によって旋回するアーム１０７は、矢印で示すように、プレス成形装置１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及びパレット１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの間で旋回して、対向したパレット１１２とプレス成形装置１１４との間で光学素子素材Ａの受け渡しを行う。

この参考技術では、パッド台座１３３が切替手段としてのシリンダ１０６にピン１０９を介して連結されるが、鉛直方向と直交した水平方向に移動するようにシリンダ１０６に連結されている。この場合、パッド台座１３３はアーム１０７に摺動可能に取り付けられており、シリンダ１０６の推力が作用すると、パッド台座１３３はアーム１０７の下面を長手方向に沿って往復移動するようになっている。

すなわち、アーム１０７の旋回及びシリンダ１０６の伸縮駆動によってパッド台座１３３が移動する。
これにより例えば、パレット１１２の凹形状部にセットされている光学素子素材Ａを第１の吸着パッド１０１が吸着する。吸着された光学素子素材Ａは、パレット１１２に対応するプレス成形装置１１４に搬送され、その下型に載置される。その後、搬送装置１３０は、アーム１０７の旋回及びシリンダ１０６の伸縮駆動により、別のプレス成形装置１１４に対応するパレット１１２に移動し、同パレット上の光学素子素材Ａを吸着し、パレット１１２に対応したプレス成形装置１１４の下型に載置する。同様方法で他のプレス成形装置１１４へ光学素子素材Ａの搬送を行う。

この搬送の後、たとえばプレス成形装置１１４ａからプレス終了信号を受け取った場合、搬送装置１３０は、対応するパレット１１２ａ上の光学素子素材Ａを第１の吸着パッド１０１によって吸着し、パレット１１２ａに対応したプレス成形装置１１４ａの図示しない下型の真上に移動し、下型に載置されている光学素子Ｂを第２の吸着パッド１０４により吸着する。

その後、シリンダ１０６の駆動により、第１の吸着パッド１０１が下型の真上に移動し、吸着している成形前の光学素子素材Ａを下型に載置する。
この載置の後、アーム１０７及びシリンダ１０６の駆動により第２の吸着パッド１０４がパレット１１２ａにおける所定の凹形状部の真上に移動し、第２の吸着パッド１０４が吸着している光学素子Ｂを、パレット１１２ａにおける凹形状部に収納する。

これにより、対となっているパレット１１２ａ及びプレス成形装置１１４ａに対する１サイクルの動作が完了する。他のプレス成形装置１１４についても同様の動作を行う。
この参考技術の搬送装置では、パレットからプレス成形装置内への進入動作はアーム長を半径とした円弧回転を描いている。従って、搬送装置やプレス成形装置内においてアームが回転動作するための空間スペースを確保しなければならず、例えば、ワークが口径の大きなレンズの場合、アーム長を延長する必要があるため、更に大きなアーム動作の空間スペースを必要とし、ひいては搬送装置やプレス成形装置の大型化の一因となる。

また、各プレス成形装置においては、段取り作業として、搬送装置との連携動作等のティーチング作業を必要とするが、搬送装置のアームが回転方向に動作するために微妙な調整がしづらく、例えば左右だけに移動したい場合でも回転運動という機構上、同時に前後方向の位置が変化するため、細かい位置決めができない。これにより膨大な段取り時間を費やしてしまう。
特開２００５−２１９９８９号公報

本発明の目的は、省スペース化および段取り時間の短縮を実現することが可能なワーク搬送技術を提供することにある。

本発明は、加工装置とワーク収納部との間におけるワークの搬送を行うワーク搬送装置であって、
ワーク供給用搬送機構およびワーク排出用搬送機構が搭載された搬送ヘッドと、
前記搬送ヘッドを直線移動の組み合わせによって、前記加工装置と前記ワーク収納部との間において移動させる直線移動機構と、
を含むワーク搬送装置を提供する。

本発明によれば、省スペース化および段取り時間の短縮を実現することが可能なワーク搬送技術を提供することができる。

本実施の形態では、一態様として、光学素子成形装置の搬送機構において、各々が直線移動を行う搬送ステージＸ、搬送ステージＹ及び搬送ステージＺ上に光学素子素材の供給手段とおよび光学素子の排出手段を搭載した構成のワーク搬送装置を開示する。

たとえば、光学素子成形装置に適用される本態様のワーク搬送装置においては、光学素子素材の供給手段としての供給用吸着筒は、搬送ステージＸ、搬送ステージＹにより、パレットに置かれている光学素子素材の真上まで移動する。そして、搬送ステージＺが下降し、供給用吸着筒が光学素子素材表面に接したところで、吸着バルブにより光学素子素材を吸着する。

その後、搬送ステージＺを上昇させ、搬送ステージＸ、搬送ステージＹの移動により、プレス成形装置内へ進入する。
そして、搬送ステージＺを下降させ、下側成形型に光学素子素材を置いたところで、吸着バルブを解除し、搬送ステージＺを上昇させる。

その後、搬送ステージＹ、搬送ステージＸを移動させ、隣のプレス成形装置への搬送に備える。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（構成）
図１は、本発明の一実施の形態であるワーク搬送装置を含む成形工程の構成の一例を示す斜視図であり、図２は、その一部を取り出して示す側面図である。

本実施の形態の成形工程は、複数のプレス成形装置２０と、このプレス成形装置２０の各々との間で授受される光学素子素材Ａおよび光学素子Ｂが収納されるパレット１９（ワーク収納部）と、このパレット１９とプレス成形装置２０との間における光学素子素材Ａおよび光学素子Ｂの搬送動作を行う搬送装置３０で構成されている。

なお、後述する左右方向とは、水平方向であるＸ方向であり、前後方向とは、水平方向で且つＸ方向に直交するＹ方向であり、垂直方向とは、Ｘ方向とＹ方向とに直交するＺ方向（鉛直方向）である。

本実施の形態の複数のプレス成形装置２０の各々は、図示しない作業者が操作する操作面２０ａを、図１の手前側に向けて左右方向に一列に配列されている。
図１に示すように、左側に位置する（第１の）プレス成形装置２０は、第１成形軸上型シリンダ１の下面に第１成形軸上型３が固定され、第１成形軸下側ベースブロック７の上面に、第１成形軸上型３に対向する第１成形軸下型５が固定されている。

同様に、右側の（第２の）プレス成形装置２０は、第２成形軸上型シリンダ２の下面に第２成形軸上型４が固定され、第２成形軸下側ベースブロック８の上面に、第２成形軸上型４に対向する第２成形軸下型６が固定されている。

本実施の形態の場合、搬送装置３０およびパレット１９は、左右方向に一列に配置された複数のプレス成形装置２０の操作面２０ａとは反対側の背面に配置されている。
搬送装置３０は、パレット１９が載置されるＸ軸ステージ１０（直線移動機構）を備えており、このＸ軸ステージ１０は、複数台あるプレス成形装置２０の配列方向と平行に設置されている。

すなわち、Ｘ軸ステージ１０にはプレス成形装置２０にそれぞれに対応するパレット１９が存在する。このパレットは各プレス成形装置用に存在する。
Ｘ軸ステージ１０にはＸ軸ボールネジ９が固定されており、Ｘ軸ボールネジ９には、操作面２０ａから見て左右方向に移動するＸボールネジ締結ブロック１８が固定されている。

この場合、パレット１９は、搬送装置３０のＸ軸ボールネジ９と、プレス成形装置２０の間に位置するように、プレス成形装置２０の背面の直近の位置に、Ｘ軸ステージ１０に載置されている。

このＸボールネジ締結ブロック１８の上面には、操作面２０ａの側から見て垂直方向に昇降移動するＺ軸ステージ１７（直線移動機構）が固定されている。
さらに、Ｚ軸ステージ１７には、操作面２０ａから見て前後方向に移動するＹ軸ステージ１６（直線移動機構）が固定されている。

Ｙ軸ステージ１６の先端部には、吸着用バルブ１５ａを内蔵した搬送ヘッド１５が固定されており、この搬送ヘッド１５の側端面には供給用吸着筒連結ブロック１１および排出用吸着筒連結ブロック１２が固定されている。

供給用吸着筒連結ブロック１１の下面には供給用吸着筒１３（ワーク供給用搬送機構）が下向きに固定されており、排出用吸着筒連結ブロック１２の下面には排出用吸着筒１４（ワーク排出用搬送機構）が下向きに固定されている。

搬送ヘッド１５に内蔵された吸着用バルブ１５ａは、供給用吸着筒１３および排出用吸着筒１４の各々と外部の図示しない真空源との間の接続のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
図２に例示されるように、搬送ヘッド１５に固定された供給用吸着筒１３は、加工前の、たとえば、球状のガラスプリフォーム等からなる光学素子素材Ａの吸着保持に適した筒状を呈している。

一方、搬送ヘッド１５に固定された排出用吸着筒１４は、プレス成形装置２０における加工後の偏平なレンズ等の光学素子Ｂの吸着保持に適したテーパ状の先端開口形状を備えている。

以下では、成形前の状態を光学素子素材Ａ、成形後の状態を光学素子Ｂと記す。
搬送装置３０は、図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の制御機構を備えており、この制御機構により、搬送装置３０の全体の制御、さらにはプレス成形装置２０との連携動作の制御が行われる。
（作用）
図１において、供給用吸着筒１３は、ＰＣやＰＬＣ等の制御によりＸ軸ステージ１０及びＹ軸ステージ１６をパレット１９に収納された光学素子素材Ａの上方まで移動する。

次にＺ軸ステージ１７を供給用吸着筒１３が光学素子素材Ａの表面に接するまで下降移動させ、吸着用バルブ１５ａにより光学素子素材Ａを吸着する。
次に、Ｚ軸ステージ１７を上昇移動させた後、Ｘ軸ステージ１０及びＹ軸ステージ１６の移動により、プレス成形装置２０の第１成形軸上型３と第１成形軸下型５との間へ、供給用吸着筒１３に吸着されている光学素子素材Ａを搬入する。

次にＺ軸ステージ１７を、光学素子素材Ａが第１成形軸下型５に接するまで下降移動させ、第１成形軸下型５に光学素子素材Ａを載置して吸着用バルブ１５ａを解除する。
第１成形軸下型５に光学素子素材Ａが置かれたところで、Ｚ軸ステージ１７を上昇させる。次に、Ｙ軸ステージ１６及びＸ軸ステージ１０を移動し、待機状態の位置へ移動する。

プレス成形装置２０の第１成形軸上型３および第１成形軸下型５における光学素子素材Ａの成形が終了した場合、Ｘ軸ステージ１０及びＹ軸ステージ１６をパレット１９の光学素子素材Ａの上方まで移動させる。

次にＺ軸ステージ１７を供給用吸着筒１３が光学素子素材Ａの表面に接するまで下降移動させ、吸着用バルブ１５ａにより光学素子素材Ａを吸着保持する。
その後、待機位置からＸ軸ステージ１０及びＹ軸ステージ１６の移動により、プレス成形装置２０の第１成形軸上型３と第１成形軸下型５との間へ、光学素子素材Ａを保持した搬送ヘッド１５（供給用吸着筒１３および排出用吸着筒１４）を進入させる。

次に、第１成形軸下型５に位置する光学素子Ｂと排出用吸着筒１４が接する位置までＺ軸ステージ１７を下降させ、吸着用バルブ１５ａにより光学素子Ｂを吸着保持する。
光学素子Ｂの吸着を確認した後、Ｚ軸ステージ１７を上昇させ、Ｘ軸ステージ１０及びＹ軸ステージ１６の移動により、光学素子素材Ａを保持した供給用吸着筒１３を第１成形軸下型５の上方まで移動して位置決めする。

次に、Ｚ軸ステージ１７を、供給用吸着筒１３に保持された光学素子素材Ａが第１成形軸下型５に接するまで下降移動させ、吸着用バルブ１５ａを解除する。これにより、光学素子素材Ａは、第１成形軸下型５に載置される。

その後、Ｚ軸ステージ１７を上昇移動し、Ｘ軸ステージ１０及びＹ軸ステージ１６を第１成形軸上型３と第１成形軸下型５内から退くよう動作させる。
以上により、プレス成形装置２０の第１成形軸上型３および第１成形軸下型５に対する、成形前の光学素子素材Ａと、成形後の光学素子Ｂの交換動作が完了する。

このように、本実施の形態の搬送装置３０の場合には、パレット１９とプレス成形装置２０との間における供給用吸着筒１３および排出用吸着筒１４の進入および退出動作は、Ｘ軸ステージ１０、Ｙ軸ステージ１６、Ｚ軸ステージ１７の直線移動の組合せにより直線の軌跡を描くことにより、従来のアームの旋回等のような広い設置面積が不要となり、搬送装置３０による光学素子素材Ａおよび光学素子Ｂの搬送動作で必要とする空間スペースを小さくすることができる。

また、個々のプレス成形装置２０のティーチング作業における搬送装置３０の搬送ヘッド１５（供給用吸着筒１３、排出用吸着筒１４）等の位置調整において、プレス成形装置２０の操作面２０ａに正対する操作者から向かって、前後及び左右、上下の各方向に独立に搬送ヘッド１５を移動できるため、操作者にとって搬送ヘッド１５の調整位置が直感的で分かりやすく、細かい位置決めが可能である。これにより、搬送装置３０およびプレス成形装置２０の段取り時間の大幅な短縮が可能となる。

また、パレット１９が、プレス成形装置２０の背面側と搬送装置３０との間のＸ軸ステージ１０の上に配置されているため、ワークを保持した搬送ヘッド１５がＸ軸ボールネジ９やＸ軸ステージ１０を跨いで長距離を移動する必要がなく、プレス成形装置２０とパレット１９の距離が短縮され、パレット１９とプレス成形装置２０との間における光学素子素材Ａや光学素子Ｂ等のワークの搬送距離が短くなり、搬送装置３０の直線的な動作を併せて搬送のタクトタイムを短くすることができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
［付記１］
搬送機構であって、加工装置の正面より見て前後左右方向に可動可能なワーク供給用搬送機構とワーク排出用搬送機構を有することを特徴とする光学素子成型搬送装置。

本発明の一実施の形態であるワーク搬送装置を含む成形工程の構成の一例を示す斜視図である。 その一部を取り出して示す側面図である。 本発明の参考技術の搬送装置の一部を拡大して側面図である。 本発明の参考技術の搬送装置の全体のレイアウト例を示す略平面図である。

符号の説明

１ 第１成形軸上型シリンダ
２ 第２成形軸上型シリンダ
３ 第１成形軸上型
４ 第２成形軸上型
５ 第１成形軸下型
６ 第２成形軸下型
７ 第１成形軸下側ベースブロック
８ 第２成形軸下側ベースブロック
９ Ｘ軸ボールネジ
１０ Ｘ軸ステージ
１１ 供給用吸着筒連結ブロック
１２ 排出用吸着筒連結ブロック
１３ 供給用吸着筒
１４ 排出用吸着筒
１５ 搬送ヘッド
１５ａ 吸着用バルブ
１６ Ｙ軸ステージ
１７ Ｚ軸ステージ
１８ Ｘボールネジ締結ブロック
１９ パレット
２０ プレス成形装置
２０ａ 操作面
３０ 搬送装置
Ａ 光学素子素材
Ｂ 光学素子
Ｘ 搬送ステージ
Ｙ 搬送ステージ
Ｚ 搬送ステージ

Claims (3)

1. 加工装置とワーク収納部との間におけるワークの搬送を行うワーク搬送装置であって、
   ワーク供給用搬送機構およびワーク排出用搬送機構が搭載された搬送ヘッドと、
   前記搬送ヘッドを直線移動の組み合わせによって、前記加工装置と前記ワーク収納部との間において移動させる直線移動機構と、
   を含むことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 請求項１記載のワーク搬送装置において、
   前記加工装置の操作面と反対側に前記ワーク収納部が配置され、
   前記直線移動機構は、
   前記操作面からみて左右方向に移動するＸ軸ステージと、
   前記Ｘ軸ステージに搭載され、前記操作面からみて上下方向に移動するＺ軸ステージと、
   前記Ｚ軸ステージに搭載され、前記搬送ヘッドを支持して、前記操作面からみて前後方向に移動するＹ軸ステージと、
   を含むことを特徴とするワーク搬送装置。
3. 請求項１記載のワーク搬送装置において、
   前記加工装置は、型成形装置であり、
   前記ワークは、光学素子素材および前記光学素子素材から成形された光学素子であることを特徴とするワーク搬送装置。