JP2014198369A

JP2014198369A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2014198369A
Application number: JP2013075166A
Authority: JP
Inventors: 出堀; Izuru Hori; 健一深海; Kenichi Fukami; 卓生小林; Takuo Kobayashi; 吉田　慎; Shin Yoshida; 慎吉田; 真央小池; Mao Koike
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP6230251B2

Abstract

【課題】先端に被搬送物が配置され平行移動および回転するアームを高速に駆動する搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送装置１は、互いに平行に延在する第１ガイド部２および第２ガイド部３と、第１ガイド部２に沿って配置された第１無端ベルト４と、第２ガイド部３に沿って配置された第２無端ベルト５と、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を個別に循環駆動させる駆動モータ６ａ，６ｂと、第１ガイド部２および第２ガイド部３に、これら第１ガイド部２および第２ガイド部３の延在方向にスライド可能に支持され、かつ、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に係合し、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５の駆動および駆動速度差によって平行移動および回転するアーム支持部７と、先端８ａ側でレーザ加工ヘッドＨを支持し、基端８ｂ側がアーム支持部７に支持されたアーム８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置に関する。詳しくは、アームを平行移動および回転させる搬送装置に関する。

従来、被搬送物を平面上で主軸方向および副軸方向に搬送する搬送装置として特許文献１に開示された技術がある。
特許文献１に開示された技術は、ヘッド（被搬送物）を載置した副軸ユニットの両端を左右の主軸ベース部に沿って、独立して駆動される２本のベルトにより駆動する。その際、これら２本のベルトの両端に配置されたベルト駆動プーリそれぞれを主軸駆動サーボモータにより駆動する。また、左右の主軸ベース部に取り付けたリニアエンコーダによって副軸ユニットの両端における位置と速度を検出する。これにより、リニアエンコーダとサーボモータとがフルクローズループにより制御されるように配置し、２本のベルトを同期駆動させるようにしていた。

特開平７−２０２４８８号公報

ところで、近年、サイクルタイムを向上するために、搬送装置による搬送を高速化することが望まれている。
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、副軸ユニットは、長尺状であり、ヘッドが固定されたベルトとベルトの両端に配置されたベルト駆動プーリそれぞれを駆動する２個の副軸駆動モータとを有している。このため、副軸ユニットの重量が大きく、副軸ユニットを移動させることに時間がかかる。よって、搬送装置による搬送を高速化することに限界があった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、平行移動および回転するアームを高速に駆動する搬送装置を提供することにある。

（１）本発明の搬送装置（例えば、後述の搬送装置１）は、互いに平行に延在する第１ガイド部（例えば、後述の第１ガイド部２）および第２ガイド部（例えば、後述の第２ガイド部３）と、前記第１ガイド部に沿って配置された第１無端ベルト（例えば、後述の第１無端ベルト４）と、前記第２ガイド部に沿って配置された第２無端ベルト（例えば、後述の第２無端ベルト５）と、前記第１無端ベルトおよび前記第２無端ベルトを個別に循環駆動させる循環駆動部（例えば、後述の駆動モータ６ａ，６ｂ）と、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部のうち少なくとも一方に、これらガイド部の延在方向にスライド可能に支持され、かつ、前記第１無端ベルトおよび前記第２無端ベルトに係合し、前記第１無端ベルトおよび前記第２無端ベルトの駆動および駆動速度差によって平行移動および回転するアーム支持部（例えば、後述のアーム支持部７）と、先端側で被搬送物（例えば、後述のレーザ加工ヘッドＨ）を支持し、基端側が前記アーム支持部に支持されたアーム（例えば、後述のアーム８）と、を備えることを特徴とする。

（１）の発明によれば、アームの基端側がアーム支持部に支持される。アーム支持部は、第１ガイド部および第２ガイド部のうち少なくとも一方に、これらガイド部の延在方向にスライド可能に支持され、かつ、第１無端ベルトおよび第２無端ベルトに係合し、第１無端ベルトおよび第２無端ベルトの駆動および駆動速度差によって平行移動および回転する。これにより、アーム支持部は、第１無端ベルトおよび第２無端ベルトの駆動および駆動速度差によって平行移動および回転可能な形状であればよく、長尺状である必要がなく、小型化ができる。また、アーム支持部を平行移動および回転させる駆動部は、第１無端ベルトおよび第２無端ベルト並びに循環駆動部であり、アーム支持部上に設けられず、アーム支持部の重量を小さくできる。したがって、小型化・軽量化されたアーム支持部が高速に移動でき、簡単な構成でアームを高速に駆動することができる。

（２）前記アームは、前記基端側に当該アームを上下方向に移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする（１）に記載の搬送装置。

（２）の発明によれば、アームは、基端側に当該アームを上下方向に移動させる駆動手段（例えば、後述の駆動機構）を備える。これにより、アームは、アームの基端側に備えられた駆動手段によって上下方向に移動できる。このため、アームの先端側の慣性重量を最小化でき、アームを高速に駆動することができる。

本発明によれば、先端に被搬送物が配置され平行移動および回転するアームを高速に駆動する搬送装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る搬送装置を示す上方斜視図である。上記実施形態に係る搬送装置を示す下方拡大斜視図である。上記実施形態に係る搬送装置を示す図であり、（ａ）が上面図であり、（ｂ）が側面図であり、（ｃ）が正面図である。上記実施形態に係る搬送装置の動作を示す図であり、（ａ）がアーム支持部を平行移動させるモードを示す図であり、（ｂ）がアーム支持部を平行移動させつつ回転させるモードを示す図であり、（ｃ）がアーム支持部を平行させずに回転させるモードを示す図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る搬送装置１を示す上方斜視図である。図２は、本実施形態に係る搬送装置１を示す下方拡大斜視図である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施形態に係る搬送装置１を示す図であり、図３（ａ）が上面図であり、図３（ｂ）が側面図であり、図３（ｃ）が正面図である。
搬送装置１は、被搬送物としてのレーザ加工ヘッドＨをＡ方向に平行移動させると共にＲ方向に回転させるものである。

レーザ加工ヘッドＨは、レーザ加工装置を搭載したヘッドであり、図示しない制御装置からの制御信号によってＡ方向およびＲ方向に平面上を移動し、鉄板などから所定の形状を切り取るように鉄板などにレーザを照射し加工を行う。

搬送装置１は、第１ガイド部２と、第２ガイド部３と、第１無端ベルト４と、第２無端ベルト５と、駆動モータ６ａ，６ｂと、アーム支持部７と、アーム８と、を備える。

第１ガイド部２は、上面、左側面および下面を有する断面コ字状の長尺状であり、Ａ方向に延在する。第１ガイド部２は、延在方向の両端にそれぞれプーリ９ａ，９ｂを有する。プーリ９ａ，９ｂは、プーリ軸と円板とから構成され、プーリ軸を上下方向に延在し、円板の外周面を鋸歯のように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。
第１ガイド部２は、上面および下面に延在方向に延びるガイドレール１０ａ，１０ｂをそれぞれ有する。

第２ガイド部３は、上面、右側面および下面を有する第１ガイド部２と同様な断面コ字状の長尺状であり、Ａ方向に延在する。第１ガイド部２および第２ガイド部３は、断面コ字状の凹部を互いに向き合わせ、互いに平行に延在する。第２ガイド部３は、延在方向の両端にそれぞれプーリ１１ａ，１１ｂを有する。プーリ１１ａ，１１ｂは、プーリ軸と円板とから構成され、プーリ軸を上下方向に延在し、円板の外周面を鋸歯のように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。
第２ガイド部３は、上面および下面に第１ガイド部２と同様な延在方向に延びるガイドレール１２ａ，１２ｂをそれぞれ有する。

第１無端ベルト４は、可撓性部材で構成され、第１ガイド部２の２個のプーリ９ａ，９ｂに掛け回され、第１ガイド部２に沿って配置されている。第１無端ベルト４の内周面は、プーリ９ａ，９ｂの円板の外周面に噛み合うように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。第１無端ベルト４の外周面は、内周面と同様に鋸歯のように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。第１無端ベルト４のうち搬送装置１の内側で第１ガイド部２に沿って延在する右側領域は、第１ガイド部２から露出する。

第２無端ベルト５は、可撓性部材で構成され、第２ガイド部３の２個のプーリ１１ａ，１１ｂに掛け回され、第２ガイド部３に沿って配置されている。第２無端ベルト５の内周面は、プーリ１１ａ，１１ｂの円板の外周面に噛み合うように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。第２無端ベルト５の外周面は、内周面と同様に鋸歯のように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。第２無端ベルト５のうち搬送装置１の内側で第２ガイド部３に沿って延在する左側領域は、第２ガイド部３から露出する。

駆動モータ６ａ，６ｂは、サーボモータであり、循環駆動部を構成する。駆動モータ６ａは、プーリ９ａを有する第１ガイド部２の延在方向の一端部にそれぞれ配置される。駆動モータ６ｂは、プーリ１１ａを有する第２ガイド部３の延在方向の一端部に配置される。駆動モータ６ａ，６ｂは、モータ軸をプーリ９ａ，１１ａそれぞれのプーリ軸に連結し、正転および逆転可能であり、プーリ９ａ，１１ａを正転および逆転の両方に駆動可能である。これにより、駆動モータ６ａ,６ｂは、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を個別に循環駆動する。

アーム支持部７は、上スライド部７１と、下スライド部７２と、支持軸７３と、ギア７４と、伝達軸７５と、を有する。アーム支持部７は、軽量かつ高強度なＣＦＲＰ製である。

上スライド部７１は、矩形の平板状であり、下面に第１ガイド部２および第２ガイド部３の上面のガイドレール１０ａ，１２ａにそれぞれ遊嵌するガイド部材７６ａ，７６ｂを有する。ガイド部材７６ａ，７６ｂは、２箇所ずつ設けられ、下方に凹んだ断面コ字状であり、第１ガイド部２および第２ガイド部３のガイドレール１０ａ，１２ａと同様に第１ガイド部２および第２ガイド部３の延在方向に延びる。
上スライド部７１は、軽量化のために肉抜き孔７１ａを複数有する。

下スライド部７２は、矩形の平板状であり、上面に第１ガイド部２および第２ガイド部３の下面のガイドレール１０ｂ，１２ｂにそれぞれ遊嵌するガイド部材７７ａ，７７ｂを有する。ガイド部材７７ａ，７７ｂは、２箇所ずつ設けられ、上方に凹んだ断面コ字状であり、第１ガイド部２および第２ガイド部３のガイドレール１０ｂ,１２ｂと同様に第１ガイド部２および第２ガイド部３の延在方向に延びる。
下スライド部７２は、軽量化のために肉抜き孔７２ａを複数有する。

支持軸７３は、円柱状であり、上スライド部７１の下面と下スライド部７２の上面とを間隔を空けて支持する。支持軸７３は、上スライド部７１および下スライド部７２の４隅に鉛直方向に延伸して４箇所配置される。支持軸７３は、延在方向中央部を鋸歯のように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。

ギア７４は、円板状であり、外周面を第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に接触させる。ギア７４は、４本の支持軸７３で囲まれた範囲の中心にギア中心が合わせられ、外径が隣り合う２本の支持軸７３を結ぶ直線からはみ出すように構成される。そして、ギア７４の外周面は、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５の内周面に噛み合うように上下方向に延びる多数の凹凸に形成されている。これにより、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５は、隣り合う２本の支持軸７３の延在方向中央部に形成された多数の凹凸に第１無端ベルト４および第２無端ベルト５の外周面に形成された多数の凹凸を噛み合わせて当該隣り合う２本の支持軸７３に引っ掛かり、当該２本の支持軸７３の間において当該２本の支持軸７３を結ぶ直線からはみ出したギア７４の外周面に沿う。そして、ギア７４と第１無端ベルト４および第２無端ベルト５それぞれとが、隣り合う２本の支持軸７３の間で第１無端ベルト４および第２無端ベルト５それぞれに張力をかけた状態で係合する。また、ギア７４と第１無端ベルト４および第２無端ベルト５それぞれとは、ギア７４の外周面に形成された多数の凹凸と第１無端ベルト４および第２無端ベルト５それぞれの内周面に形成された多数の凹凸とを噛み合わせる。
ギア７４は、軽量化のために肉抜き孔７４ａを複数有する。

伝達軸７５は、ギア７４の中心に挿通され、上端を上スライド部７１に遊嵌され、下端を下スライド部７２から下方へ突出させている。伝達軸７５の外径は、重量のあるアーム８に連結されるため、支持軸７３の外径よりも大きい。
伝達軸７５は、上スライド部７１の上面に当接し、伝達軸７５が下方へ落下することを防止する抜け止め板７８を有する。抜け止め板７８は、円環状であり、伝達軸７５に嵌合固定され、伝達軸７５と一体的に回転する。
伝達軸７５は、下スライド部７２とアーム８とに挟まれ、アーム８が下スライド部７２に接触することを防止する接触防止板７９を有する。接触防止板７９は、円環状であり、伝達軸７５に嵌合固定され、伝達軸７５と一体的に回転する。

アーム８は、長尺状であり、先端８ａ側でレーザ加工ヘッドＨを支持し、基端８ｂに下スライド部７２から下方に突出した伝達軸７５の下端部を挿通して基端側がアーム支持部７に支持される。
アーム８の全長は、アーム８を第１ガイド部２および第２ガイド部３と平行なＡ方向に回転させると第１ガイド部２および第２ガイド部３よりも短く収納可能な長さに構成されている。アーム８は、軽量かつ高強度なＣＦＲＰ製である。
アーム８は、軽量化のために肉抜き孔８ｃを複数有する。
アーム８に配置されたレーザ加工ヘッドＨは、下方にレーザを照射可能とする。先端８ａにレーザ加工ヘッドＨが配置されたアーム８を下スライド部７２の下方に取り付けることで、アーム支持部７の重心が下方に位置し、アーム支持部７は安定して移動可能となる。

次に、搬送装置１の動作を説明する。
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施形態に係る搬送装置１の動作を示す図であり、図４（ａ）がアーム支持部７を平行移動させるモードを示す図であり、図４（ｂ）がアーム支持部７を平行移動させつつ回転させるモードを示す図であり、図４（ｃ）がアーム支持部７を平行移動させずに回転させるモードを示す図である。

図４（ａ）に示されたアーム支持部７を平行移動として前進させるモードでは、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、図示矢印のように逆の方向に同じ速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を反時計回りに速度Ｖ１で駆動し、第２無端ベルト５を時計回りに速度Ｖ１で駆動する。

また、アーム支持部７を後退させるモードでも、図４（ａ）に示されたアーム支持部７を平行移動させる状態と反対に、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、逆の方向に同じ速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を時計回りに速度Ｖ１で駆動し、第２無端ベルト５を反時計回りに速度Ｖ１で駆動する。

これによると、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５が逆の方向に同じ速度で駆動され、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に駆動速度差がない。このため、ギア７４は、同じ方向に等速の第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に係合した状態を維持して平行移動するが回転しない。よって、アーム支持部７が図示矢印のように平行移動し、アーム８も平行移動する。

図４（ｂ）に示されたアーム支持部７を平行移動として前進させつつ回転させるモードでは、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、図示矢印のように逆の方向に異なる速度で駆動する。ここで、図示矢印の大きさは、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５の速度の大きさを示す。詳しくは、第１無端ベルト４を反時計回りに速度Ｖ２（＞Ｖ１）で駆動し、第２無端ベルト５を時計回りに速度Ｖ１で駆動する。

また、アーム支持部７を前進させつつ図４（ｂ）に示された方向と逆回転させるモードでは、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、逆の方向に図４（ｂ）に示された図示矢印の大きさを入れ替えて異なる速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を反時計回りに速度Ｖ１で駆動し、第２無端ベルト５を時計回りに速度Ｖ２（＞Ｖ１）で駆動する。

また、アーム支持部７を後退させつつ回転させるモードでも、図４（ｂ）に示されたアーム支持部７を前進させつつ回転させる状態と反対に、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、逆の方向に異なる速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を時計回りに速度Ｖ２（＞Ｖ１）で駆動し、第２無端ベルト５を反時計回りに速度Ｖ１で駆動する。

また、アーム支持部７を後退させつつ図４（ｂ）に示された方向と逆回転させるモードでは、図４（ｂ）に示されたアーム支持部７を前進させつつ回転させる状態と反対に、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、逆の方向に図４（ｂ）に示された図示矢印の大きさを入れ替えて異なる速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を時計回りに速度Ｖ１で駆動し、第２無端ベルト５を反時計回りに速度Ｖ２（＞Ｖ１）で駆動する。

これによると、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５が逆の方向に異なる速度で駆動され、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に駆動速度差がある。このため、ギア７４は、同じ方向に異速の第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に係合箇所をずらされて平行移動しながら回転する。そして、アーム支持部７が図示矢印のように平行移動および回転し、アーム８も平行移動および回転する。

図４（ｃ）に示されたアーム支持部７を回転させるモードでは、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、図示矢印のように同じ方向に同じ速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を時計回りに速度Ｖ１で駆動し、第２無端ベルト５を時計回りに速度Ｖ１で駆動する。

また、アーム支持部７を逆回転させるモードでも、図４（ｃ）に示されたアーム支持部７を回転させる状態と反対に、駆動モータ６ａ,６ｂで第１無端ベルト４および第２無端ベルト５を、同じ方向に同じ速度で駆動する。詳しくは、第１無端ベルト４を反時計回りに速度Ｖ１で駆動し、第２無端ベルト５を反時計回りに速度Ｖ１で駆動する。

これによると、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５が同じ方向に同じ速度で駆動され、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に駆動速度差がある。このため、ギア７４は、逆方向に等速の第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に係合箇所をずらされて同じ位置で回転する。そして、アーム支持部７が図示矢印のように平行移動せずに同じ位置で回転し、アーム８も同じ位置で回転する。

以上の本実施形態に係る搬送装置１によれば、以下の効果を奏する。

（１）アーム８の基端８ｂがアーム支持部７に支持される。アーム支持部７は、第１ガイド部２および第２ガイド部３にスライド可能に支持され、かつ、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５に係合し、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５の駆動および駆動速度差によって平行移動および回転する。これにより、アーム支持部７は、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５の駆動および駆動速度差によって平行移動および回転可能な形状であればよく、長尺状である必要がなく、小型化ができる。また、アーム支持部７を平行移動および回転させる駆動部は、第１無端ベルト４および第２無端ベルト５並びに駆動モータ６ａ,６ｂであり、アーム支持部７上に設けられず、アーム支持部７の重量を小さくできる。したがって、小型化・軽量化されたアーム支持部７が高速に移動でき、簡単な構成でアーム８を高速に駆動することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に包含される。

上記実施形態では、第１ガイド部２および第２ガイド部３のガイドレール１０ａ，１０ｂ,１２ａ,１２ｂと、ガイド部材７６ａ，７６ｂ,７７ａ,７７ｂと、が遊嵌し、アーム支持部７が第１ガイド部２および第２ガイド部３にスライド可能であった。しかしながら、これに限られず、ガイドレールとガイド部材との少なくとも１組が遊嵌してアーム支持部７が第１ガイド部２および第２ガイド部３うち少なくとも一方にスライド可能であればよい。

また、上記実施形態では、アーム８は、基端８ｂ側に当該アーム８を上下方向に移動させる駆動機構を備えてもよい。これにより、アーム８は、アーム８の基端８ｂ側に備えられた駆動機構によって上下方向に移動できる。このため、アーム８の先端８ａ側の慣性重量を最小化でき、アーム８を高速に駆動することができる。

１…搬送装置
２…第１ガイド部
３…第２ガイド部
４…第１無端ベルト
５…第５無端ベルト
６ａ，６ｂ…駆動モータ（循環駆動部）
７…アーム支持部
８…アーム
８ａ…先端
８ｂ…基端
Ｈ…レーザ加工ヘッド（被搬送物）

Claims

互いに平行に延在する第１ガイド部および第２ガイド部と、
前記第１ガイド部に沿って配置された第１無端ベルトと、
前記第２ガイド部に沿って配置された第２無端ベルトと、
前記第１無端ベルトおよび前記第２無端ベルトを個別に循環駆動させる循環駆動部と、
前記第１ガイド部および前記第２ガイド部のうち少なくとも一方に、これらガイド部の延在方向にスライド可能に支持され、かつ、前記第１無端ベルトおよび前記第２無端ベルトに係合し、前記第１無端ベルトおよび前記第２無端ベルトの駆動および駆動速度差によって平行移動および回転するアーム支持部と、
先端側で被搬送物を支持し、基端側が前記アーム支持部に支持されたアームと、を備えることを特徴とする搬送装置。
前記アームは、前記基端側に当該アームを上下方向に移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。