JP2012223861A - ワーク移載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り出し時及び排出時のワーク姿勢に関わらず、１軸だけで任意のワーク姿勢に対応できる移載装置。
【解決手段】駆動機器１４に直結したアーム反転軸１３に取り付けた反転アーム１６と、反転アームの先端側に回転可能に軸支された従動プーリ２０と、従動プーリに取り付けられた、ワーク１０を把持するチャック部２５と、アーム反転軸の同軸上に配置された固定軸１７に回転不能に支持された固定プーリ１８と、従動プーリと固定プーリとの間に張設されたベルト３０とを具備していて、固定プーリの径Ｄと従動プーリの径ｄとの比率であるプーリ比を任意に設定することにより、反転アームの旋回に伴なって、ワークを所望の角度位置と所望の姿勢で移載できるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械等においてワークの搬出入に用いられ、ワークを把持するチャック部と、このチャック部を進退移動させるアームとを有するワーク移載装置に関する。

従来技術として、特許文献１乃至３等においてよく知られている、図７に示されるようなワーク移載装置がある。このような移載装置は、一般にピックアンドプレス方式と呼ばれており、ワーク１をチャック部２で把持した状態で、横方向及び上下方向に移動することで、ワーク１をＡ点からＢ点に移載している。

この従来技術の移載装置は、２つの支柱３Ａ，３Ｂに架橋された左右用案内ガイド４と、この左右用案内ガイド４Ａに沿って設置される左右用ボールねじ５Ａと、この左右用ボールねじ５Ａを回転駆動する駆動機器６Ａと、左右用案内ガイド４Ａに横方向（左右方向）に移動可能に取り付けられ、左右用ボールねじ５Ａの回転により横方向（左右方向）に移動可能な左右用移動テーブル７Ａと、この左右用移動テーブル７Ａに固定された上下用移動テーブル７Ｂと、この上下用移動テーブル７Ｂに縦方向に設けられた上下用案内ガイド４Ｂと、上下用案内ガイド４Ｂに沿って設けられた上下用ボールねじ５Ｂと、この上下用ボールねじ５Ｂを回転駆動する駆動機器６Ｂと、上下用ボールねじ５Ｂの回転により縦方向（上下方向）に移動するチャックシリンダ８と、このチャックシリンダ８に取り付けられたチャック部２と、から構成されている。

このような移載装置を使用して、ワーク１を図１中のＡ点からＢ点まで移送する一連の動作を説明する。まず、駆動機器６Ｂを駆動して、初期位置にあるチャックシリンダ８を下降してチャック部２でＡ点にあるワーク１を把持する。次いでチャックシリンダ８を上昇させると駆動機器６Ｂを停止する。次に駆動機器６Ａを駆動して左右用ボールねじ５Ａを回転させることにより、左右用移動テーブル７Ａを図中の右から左へと横方向に移動し、所定の位置に移動した後、駆動機器６Ａを停止する。その後、再び駆動機器６Ｂを駆動して上下用ボールねじ５Ｂを回転し、チャックシリンダ８を下降して、Ｂ点でチャック部２を開放してワーク１の把持を解放する。このようにして、ワーク１をＡ点からＢ点まで移送する。ワーク１を解放したチャック部２は、上記の逆の動作をすることで、初期の位置に戻される。

この従来の移載装置においては、取り出し時のワーク姿勢と排出時のワーク姿勢を同じとし、上下方向で使用することを前提条件とした場合、チャックの姿勢は取り出し時も排出時も変わらないが、駆動機器（モータ等）が２個のシリーズ動作であるため、ワーク移送の高速化は困難であるという問題がある。
また、左右軸及び上下軸の移動用に案内ガイド、ボールねじ及び駆動機器を各軸に取り付け、チャック部はチャックシリンダ等を装着させて使用しており、構成部品が多く、コスト高であるという問題もある。更に、ワークの姿勢を変えるには別の駆動機器が必要であるという問題がある。

特開２００６−３２０９８５号公報 実開平６−５３００２号公報 特開２００９−２９１８９３号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、取り出し時及び排出時のワーク姿勢に関わらず、１軸だけで任意の所望のワーク姿勢に対応できるワーク移載装置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ワーク移載装置を提供する。
請求項１に記載のワーク移載装置は、アーム反転軸（１３）に取り付けられた反転アーム（１６）と、反転アームを駆動する駆動機器（１４）と、反転アームの先端側に回転可能に軸支された従動プーリ（２０）と、従動プーリに取り付けられた、ワーク（１０）を把持するチャック部（２５）と、アーム反転軸の同軸上に配置された固定軸（１７）に回転不能に支持された固定プーリ（１８）と、従動プーリと固定プーリとの間に張設されたベルト（３０）と、を具備していて、固定プーリの直径（Ｄ）と従動プーリの直径（ｄ）との比率であるプーリ比を任意に設定することにより、駆動機器（１４）の駆動による反転アーム（１６）の旋回に伴なって、ワークを所望の回動角度位置と所望の姿勢で移載できるようにしたものである。これにより、１式の駆動機器のみでワークを所望の回動角度位置に搬送することができると共に、プーリ比を変えることによて、移載するワークの姿勢を変更することもできる。また、１式の駆動機器のみで移載を行えるので、移載の高速化も可能である。更に移載装置の構成部品を少なくすることができ、製造コストの低減化が可能である。

請求項２の移載装置は、反転アーム（１６）とベルト（３０）とが、アーム反転軸（１３）の軸心（Ｃ）に対して直交していて、かつ両者は、平行に配置されていることを特定したものである。

請求項３のワーク移載装置は、固定プーリの直径（Ｄ）と従動プーリの直径（ｄ）との比率であるプーリ比を１：１としたものである。この場合は、ワークを所望の回動角度位置に搬送することができるが、ワークの姿勢は変えることなく、そのままの姿勢で移載される。図１は、９０°及び１８０°の回動角度位置Ｃ点、Ｂ点でもワークの姿勢は変わらないことを示している。
請求項４のワーク移載装置は、プーリ比を４：１としたものである。この場合、図６に示すように反転角（回動角）９０°の回動角度位置にワークを持ち上げ移載することを選択すると、ワークの姿勢は、１８０°姿勢を変えた、上下を変えた状態で移載することができる。

請求項５のワーク移載装置は、プーリ比を２：１としたものである。この場合、図５に示すように反転角（回動角）１８０°の回動角度位置にワークを搬送すると、ワークの姿勢は、１８０°姿勢を変えた、上下を変えた状態で移載することができる。

本発明の第１実施例のワーク移載装置の正面図である。 図１のワーク移載装置の平面図である。 図１のワーク移載装置の側面図である。 図２のＡ−Ａ線による断面図である。 本発明の第２実施例のワーク移載装置の概念図である。 本発明の第３実施例のワーク移載装置の概念図である。 従来技術のワーク移載装置を説明する図である。

〔第１実施例〕
以下、図１〜４に従って本発明の第１実施例のワーク移載装置について説明する。
図１は、本発明の第１実施例のワーク移載装置の正面図であり、図２は、その平面図を、図３は、その側面図を、図４は、図２のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。

ワーク移載装置１００は、基盤上に立設されるスタンド１１に設置されている。スタンド１１は、上端がコ字形状に二股状に分岐されており、図３から見て、スタンド１１の上側分岐部１１ａには、後述するように反転アーム１６が設けられ、スタンド１１の下側分岐部１１ｂには、後述するベルト３０が張設されるようになっている。

上側分岐部１１ａには、図２，３において上下に貫通した孔１１Ｃが形成されていて、この孔１１Ｃ内に配置された第１ベアリング１２を介してアーム反転軸１３が回転自在に挿通されている。上側分岐部１１ａの上面には、孔１１Ｃを覆うように、反転駆動可能な駆動機器１４、例えばモータ等、が固設されており、駆動機器１４とアーム反転軸１３とは直結している。なお、孔１１Ｃ内には、第１ベアリング１２が移動しないように第１ベアリング押え１５が設けられている。また、アーム反転軸１３の反駆動機器側には、反転アーム１６が取り付けられている。こうして、駆動機器１４の駆動によって反転アーム１６が、アーム反転軸１３の軸心Ｃを中心にして回動（旋回）するようになっている。

スタンド１１の下側分岐部１１ｂには、プーリ固定軸１７が固定されている。プーリ固定軸１７は、上側分岐部１１ａに設けられたアーム反転軸１３の同軸上に設けられ、軸心が一致している。しかしながら、プーリ固定軸１７とアーム反転軸１３とは離隔していて、完全に異なる部品である。プーリ固定軸１７には、固定プーリ１８が回転できないように軸支されている。この固定プーリ１８には、後述するベルトが掛け渡されている。

反転アーム１６の先端側の貫通孔１６ａには、従動プーリ２０が取り付けられた従動回転軸２１が第２ベアリング２２を介して回転自在に挿通されている。第２ベアリング２２の上下面にはそれぞれ第２ベアリング押え２３が設けられている。こうして、従動プーリ２０は、反転アーム１６に対して自由に回転することが可能なようになっている。

従動プーリ２０の反転アーム１６の反対側の面には、チャック取付ステー２４が固着されている。また、チャック取付ステー２４には、チャック部２５が取り付けられていて、チャック部２５のチャック爪２６によってワーク１０が把持・解放されるようになっている。

固定プーリ１８と従動プーリ２０の間には、ベルト３０が掛け渡され（張設され）ている。この場合、反転アーム１６は、アーム反転軸１３の軸心Ｃに対して直交して配置されており、一方、ベルト３０は、アーム反転軸１３と同軸上にあるプーリ固定軸１７に対して直交して配置されている。したがって、反転アーム１６とベルト３０とは平行に配置されている。

なお、固定プーリ１８及び従動プーリ２０とをプーリに代えてスプロットにし、ベルト３０をチェーンに代えて、スプロケットとチェーンとを組み合わせた伝達手段としてもよい。

また上記第１実施例では、固定プーリ１８の直径Ｄと従動プーリ２０の直径ｄとの比率であるプーリ比（Ｄ：ｄ）を１：１と設定している。なお、プーリに代えてチェーンを使用する場合、直径ではなく、両者の歯数が同じである。

上記構成よりなるワーク移載装置１００の作動について説明する。図２において、ワーク１０を所定の位置であるＡ点から移載先の位置である、１８０°反転アーム１６かつ回動したＢ点に移載する場合について説明する。Ａ点において、チャック爪２６によってワーク１０を把持する。この状態で駆動機器１４を駆動しアーム反転軸１３を回動させて反転アーム１６を反時計回りに１８０°回動させる。固定プーリ１８と従動プーリ２０のプーリ比が１：１の場合、反転アーム１６の回動（公転）に伴ない、従動プーリ２０が反転アーム１６の回動角度と同じ角度分、連れまわるので相対的に従動プーリ２０は回転しない。即ち、従動プーリ２０は、アーム反転軸１３の軸心Ｃを中心に公転するが、従動プーリ２０自身は自転しない。

固定プーリ１８は、固定で軸支されているため反転アーム１６の反転と共に、ベルト３０との噛み合い位置が少しずつ変化していく状態になる。この噛み合い位置がずれた長さ分、従動プーリ２０の噛み合い位置がずれるので、反転アーム１６が反転しても軸心Ｃに対して相対的に回転しない。
こうして、従動プーリ２０に固定されたチャック部２５及びチャック爪２６に把持されたワーク１０とは、図１に２点鎖点で示すように、変化することなく同じ姿勢を保った状態で移載側であるＢ点に移動でき、ワーク１０を同じ姿勢のまま解放できる。

図１に２点鎖線で示される、９０°の回動角度の持ち上げ位置であるＣ点に移載する場合においても、前記したように従動プーリ２０は公転のみして自転しないので、ワーク１０をＡ点と同じ姿勢を保った状態でＣ点に移動できる。

〔第２実施例〕
図５に概念図で示すように、第２実施例では、固定プーリ１８の直径Ｄと従動プーリ２０の直径ｄとのプーリ比を１：２としている。その他の構成は第１実施例と同様である。

図５では、ワーク１０を所定の位置であるＡ点から、１８０°回動した移載位置であるＢ点に移載する場合を示している。駆動機器１４の駆動によるアーム反転軸１３の回転に伴ない、反転アーム１６に回転可能に取り付けられた従動プーリ２０が、その設定されたプーリ比（１：２）分だけ回転する。即ち、従動プーリ２０はプーリが大きいのでベルト３０の巻き付け角度が小さくなり、回転不足になり相対的に９０°回転位置になる。こうして、Ｂ点の位置では、従動プーリ２０に固定されたチャック部２６及びチャック爪２６に把持されたワーク１０の姿勢は、Ａ点の姿勢とは上下を反対にできる。

〔第３実施例〕
図６に概念図で示すように、第３実施例では、固定プーリ８の直径Ｄと従動プーリ２０の直径ｄとのプーリ比を４：１としている。その他の構成は第１実施例と同様である。

図６では、ワーク１０を所定の位置であるＡ点から、９０°回動した持ち上げ移載位置であるＣ点に移載する場合を示している。この場合でも、駆動機器１４の駆動によるアーム反転軸１３の回転に伴ない、反転アーム１６に回転可能に取り付けられた従動プーリ２０が、その設定されたプーリ比（４：１）分だけ回転する。即ち、従動プーリ２０はプーリが小さいのでベルト３０の巻き付け角度が大きくなり、回転過多となり相対的に９０°回転位置になる。こうして、Ｃ点の持ち上げ移載位置では、従動プーリ２０に固定されたチャック部２５及びチャック爪２６に把持されたワーク１０の姿勢は、Ａ点の姿勢とは上下を反対にできる。

このように、本発明では、固定プーリの直径と従動プーリの直径との比率であるプーリ比を任意に設定することにより、アーム反転軸の回転に伴なって反転アームに回転自在に軸支した従動プーリが、その設定されたプーリ比分だけ回転するので、反転アームの回転範囲の所望の移載位置及び所望のチャック姿勢（ワーク姿勢）に搬送することができる。なお、第１〜第３実施例ではワークを９０°及び１８０°回動角度位置に移動すること、及びワークの姿勢を変えない又は上下に変える場合しか示されていないが、プーリ比を適宜設定することで、ワークを所望の回動角度位置に移載でき、またワークの姿勢も傾いた状態に移載できることは、十分に理解できるであろう。

なお、第２、第３実施例の場合でも、第１実施例の場合と同様に、プーリとベルトに代えてスプロケット及びチェーンを使用することも可能である。但し、その場合は、プーリの径の比率ではなく、歯数の比率を採用する。

１００ ワーク移載装置
１０ ワーク
１１ スタンド
１３ アーム反転軸
１４ 駆動機器
１６ 反転アーム
１７ プーリ固定軸
１８ 固定プーリ
２０ 従動プーリ
２１ 従動回転軸
２５ チャック部
２６ チャック爪
３０ ベルト

Claims (5)

1. 定位置でのワーク（１０）の取り出し・供給を交互に繰り返すワーク移載装置（１００）が、
   スタンド（１１）に回転可能に支持されているアーム反転軸（１３）に取り付けられた反転アーム（１６）と、
   前記アーム反転軸（１３）に直結されていて、前記反転アーム（１６）を旋回駆動する駆動機器（１４）と、
   前記反転アーム（１６）の先端側に回転可能に軸支された従動プーリ（２０）と、
   前記従動プーリ（２０）に取り付けられた、ワーク（１０）を把持するチャック部（２５）と、
   前記アーム反転軸（１３）の同軸上に配置された固定軸（１７）に回転不能に支持された固定プーリ（１８）と、
   前記従動プーリ（２０）と前記固定プーリ（１８）との間に張設されたベルト（３０）と、
   を具備していて、
   前記固定プーリの直径（Ｄ）と従動プーリの直径（ｄ）との比率であるプーリ比を任意に設定することにより、前記駆動機器（１４）の駆動による前記反転アーム（１６）の旋回に伴なって、ワーク（１０）を所望の回動角度位置と所望の姿勢に移載することができることを特徴とするワーク移載装置。
2. 前記反転アーム（１６）と前記ベルト（３０）とは、前記アーム反転軸（１３）の軸心（Ｃ）に対して直交していて、かつ両者は、平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
3. 前記プーリ比が１：１であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク移載装置。
4. 前記プーリ比が４：１であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク移載装置。
5. 前記プーリ比が１：２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク移載装置。

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