JP2016059984A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの姿勢を切り替えるための動作を工夫して、比較的簡単な構成で、ワークを工作機械に搬送可能な搬送装置を提供する。
【解決手段】ローダ装置４０は、ワーク１５を垂直姿勢で把持可能な第１のローダアーム４１と、ワーク１５を水平姿勢で把持可能な第２のローダアーム４２とを有する。第１のローダアーム４１及び第２のローダアーム４２は、互いにその位置を入れ替え可能となっている。そして、ローダ本体部４５が中心軸４４を中心に回動すると、水平姿勢に把持されたワーク１５が工作機械５０のクランプ装置５１に対向する位置まで搬送される。
【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械に対してワークを搬送する搬送装置に関するものである。

従来より、搬入側コンベヤから加工前のワークを受け取り、工作機械の主軸のチャックまで運び、加工後のワークを主軸のチャックから受け取って搬出側コンベヤに載置して次工程に搬送する搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、この種の搬送装置としては、円筒状のワークの内周面を加工する工作機械に対して当該ワークを搬送するものがあり、その具体的な構成は、以下の通りである。

この搬送装置は、比較的高い位置に左右に延びるように配置された搬入用の上側コンベヤと、上側コンベヤの下方且つ右奥側で左右に延びる搬出用の下側コンベヤと、上側コンベヤとその奥側に配置された工作機械の主軸との間に設けられ、上側コンベヤから搬送された加工前のワークを受け取って主軸のチャックまで運ぶとともに、主軸のチャックから加工後のワークを受け取って下側コンベヤに載置するダブルアームローダとを備えている。

上側コンベヤの終端部には、垂直姿勢のワークをピックアップしてその周方向の角度位置を工作機械の主軸に合わせるように回転させ、再度、垂直姿勢で上側コンベヤに戻す角度位置調整装置が配設されている。また、上側コンベヤの終端側には、上側コンベヤから搬送された垂直姿勢のワークを９０度回転させて水平姿勢にするアクチュエータが設けられている。

ダブルアームローダは、下側コンベヤの上方において左右に延びる中心軸と、中心軸から径方向に延びる一対のアームとを有する。これらのアームは、中心軸周りに１２０度間隔で配置され、各アームの先端には水平姿勢のワークを把持するチャックが設けられている。そして、このダブルアームローダは、一方のアームの先端が上側コンベヤの終端直下に位置するとともに他方のアームの先端が工作機械の主軸前に位置する姿勢と、一方のアームの先端が工作機械の主軸前に位置するとともに、他方のアームの先端が下側コンベヤの始端直上に位置する姿勢とに切り替わる。

下側コンベヤの始端側には、ダブルアームローダの一方のアームにチャックされた水平姿勢のワークを受け取り、９０度回転させて垂直姿勢にするアクチュエータが設けられている。

上述した構成の搬送装置において、ワークが上側コンベヤの終端部まで垂直姿勢で搬送されると、角度位置調整装置がワークの角度位置を調整し、ワークを垂直姿勢で上側コンベヤの終端に戻す。上側コンベヤで搬送されたワークは、上側コンベヤの終端側でアクチュエータによって垂直姿勢から水平姿勢となり、ダブルアームローダの一方のアームのチャックに把持される。その後、中心軸が回転することで、チャックされたワークを主軸のチャック前に位置させ、主軸のチャックに受け渡して把持させる。

次に、ダブルアームローダは、中心軸が反転することで、一方のアームが上側コンベヤ直下に位置するとともに他方のアームが主軸のチャック前に位置する。このとき、一方のアームが次の加工前のワークを把持するとともに、他方のアームが加工後のワークを把持する。

続いて、中心軸が回転することで、一方のアームが加工前のワークを工作機械の主軸のチャックに受け渡して把持させるとともに、他方のアームが加工後のワークを下側コンベヤの直上に運ぶ。そして、加工後のワークは、下側コンベヤの直上のアクチュエータによって水平姿勢から垂直姿勢となり、下側コンベヤに載置されて搬出される。

特開２００３−２２０５３５号公報

しかしながら、上述した構成の搬送装置では、ワークを垂直姿勢と水平姿勢とに切り替えるための動作手順が複雑であることから、アクチュエータが多数必要となってコストが増大するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの姿勢を切り替えるための動作を工夫して、比較的簡単な構成で、ワークを工作機械に搬送可能な搬送装置を提供することにある。

本発明は、所定の搬送方向に沿って加工前のワークを搬入する搬入側コンベヤと、該搬入側コンベヤと一列に並ぶように配設されて加工後の該ワークを搬出する搬出側コンベヤと、該搬入側コンベヤによって搬入された加工前の該ワークを、該搬入側コンベヤの奥行方向に離間して配設された工作機械に搬送する一方、該工作機械で加工後の該ワークを該搬出側コンベヤに搬送するローダ装置とを備えた搬送装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記工作機械は、前記搬送方向と平行な主軸上で前記ワークを把持するクランプ装置を有しており、
前記ローダ装置は、
前記搬送方向に直交する垂直姿勢で前記ワークを把持可能な第１のローダアームと、
前記搬送方向と平行な水平姿勢で前記ワークを把持可能な第２のローダアームと、
前記搬送方向に沿って平行に延びる中心軸と、
前記第１及び第２のローダアームの位置を互いに入れ替え可能に保持するとともに、前記中心軸を中心に回動することで、水平姿勢に把持された前記ワークを前記クランプ装置に対向する位置まで搬送可能なローダ本体部とを有することを特徴とするものである。

第１の発明では、ローダ装置は、ワークを垂直姿勢で把持可能な第１のローダアームと、ワークを水平姿勢で把持可能な第２のローダアームとを有する。第１及び第２のローダアームは、互いにその位置を入れ替え可能となっている。そして、ローダ本体部が中心軸を中心に回動すると、水平姿勢に把持されたワークが工作機械のクランプ装置に対向する位置まで搬送される。

このような構成とすれば、加工前のワークを第１のローダアームで把持し、第１及び第２のローダアームの位置を入れ替えてワークを水平姿勢とした後に、ローダ本体部を回動させるだけで、ワークをクランプ装置に受け渡すことができる。

また、搬入側コンベヤと搬出側コンベヤとは、一列に並ぶように配設されているので、従来のように、上側コンベヤと下側コンベヤとでワークの搬送高さ位置や奥行位置が異なっているためにメンテナンスし難いという問題が生じることもない。

第２の発明は、第１の発明において、
前記ローダアームによって水平姿勢に把持された前記ワークの周方向の角度を検出する角度検出装置を備え、
前記クランプ装置は、前記角度検出装置で検出された検出角度に基づいて、周方向に回転可能に構成されていることを特徴とするものである。

第２の発明では、水平姿勢に把持されたワークの周方向の角度に基づいて、クランプ装置を周方向に回転させるようにしている。これにより、クランプ装置のクランプ爪によってワークを適切にクランプ可能なように、クランプ装置の角度調整を行うことができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記ローダ装置は、加工前の前記ワークを前記クランプ装置に受け渡してから該ワークの加工が完了するまでの間に、次の加工前の該ワークを前記第１のローダアームで把持して所定の待機位置で待機するように構成されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、ワークの加工が完了するまでの間に、次の加工前のワークを第１のローダアームで把持して待機位置で待機させる。これにより、加工後のワークを第２のローダアームで受け取った後で、第１及び第２のローダアームの位置を入れ替えるようにすれば、加工前のワークを直ちにクランプ装置に受け渡すことができ、サイクルタイムを短縮することができる。

本発明によれば、加工前のワークを第１のローダアームで把持し、第１及び第２のローダアームの位置を入れ替えてワークを水平姿勢とした後に、ローダ本体部を回動させるだけで、ワークをクランプ装置に受け渡すことができる。

本発明の実施形態に係る搬送装置の全体構成を示す正面図である。 加工前のワークをローダ装置で把持する動作を説明する正面図である。 ワークの周方向の角度を検知する動作を説明する正面図である。 ローダ装置をクランプ装置側に回動させたときの側面図である。 ワークをクランプ装置に受け渡す動作を説明する正面図である。 クランプ装置の構成を示す側面図である。 工作機械でワークを加工する動作を説明する正面図である。 ローダ装置を待機位置で待機させたときの側面図である。 加工後のワークを搬出側コンベヤに搬送する動作を説明する正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

図１に示すように、搬送装置１０は、ワーク１５を工作機械５０に搬送するためのものであり、下端部に支持脚１１ａが設けられた本体架台１１の上に、搬入側コンベヤ２０、搬入側リフタ２５、搬出側リフタ３５、搬出側コンベヤ３０、ローダ装置４０、及び工作機械５０等が載置されている。工作機械５０は、搬入側コンベヤ２０の奥行方向の後側に離間して配設されている。

ワーク１５は、上下方向に延びる円筒部１５ａと、円筒部１５ａの下端縁から径方向外方に張り出したフランジ部１５ｂとを有する（図２参照）。フランジ部１５ｂには、複数の貫通孔１５ｃが形成されている（図６参照）。

搬入側コンベヤ２０は、加工前のワーク１５を所定の搬送方向（図１では左右方向）に沿って工作機械５０側に搬入するためのものであり、無端状のベルト等で構成されている。搬入側コンベヤ２０の搬送方向の下流側には、搬入側プッシャ２１が設けられている。搬入側プッシャ２１は、図示しないシリンダを伸ばすことで右方向に移動して、搬入側コンベヤ２０の搬送方向の下流側まで搬入されたワーク１５を、搬入側リフタ２５に向かって押し出す。

搬出側コンベヤ３０は、搬入側コンベヤ２０と一列に並ぶように配設されている。搬出側コンベヤ３０は、工作機械５０で加工後のワーク１５を装置外部に搬出するためのものであり、無端状のベルト等で構成されている。搬入側リフタ２５及び搬出側リフタ３５は、搬入側コンベヤ２０の右端と搬出側コンベヤ３０の左端との隙間に配設されている。

図２にも示すように、搬入側リフタ２５は、ワーク１５を載置する搬入側載置台２６と、搬入側載置台２６を上下移動させる搬入側シリンダ２７とを有する。搬入側リフタ２５は、搬入側プッシャ２１によって押し出されてきた加工前のワーク１５を、ローダ装置４０によって把持可能な位置まで持ち上げる。

搬出側リフタ３５は、ワーク１５を載置する搬出側載置台３６と、搬出側載置台３６を上下移動させる搬出側シリンダ３７とを有する。搬出側リフタ３５は、ローダ装置４０に把持されている加工後のワーク１５を、ローダ装置４０から受け取ることが可能な位置まで搬出側載置台３６を持ち上げる。

搬出側リフタ３５の搬送方向の上流側には、搬出側プッシャ３１が設けられている。搬出側プッシャ３１は、図示しないシリンダを伸ばすことで右方向に移動して、搬出側リフタ３５に載置されたワーク１５を搬出側コンベヤ３０に向かって押し出す。

ローダ装置４０は、加工前のワーク１５を工作機械５０に搬送する一方、工作機械５０で加工後のワーク１５を搬出側コンベヤ３０に搬送するためのものであり、搬送方向に沿って移動可能に構成されている。

図２に示すように、ローダ装置４０は、第１のローダアーム４１と、第２のローダアーム４２と、第１のローダアーム４１及び第２のローダアーム４２を保持するローダ本体部４５とを有する。

第１のローダアーム４１は、ローダ本体部４５から下方に延びており、その先端部には、チャック爪４３が設けられている。第１のローダアーム４１は、チャック爪４３でワーク１５の円筒部１５ａを把持することにより、搬送方向に直交する垂直姿勢でワーク１５を把持可能となっている。

第２のローダアーム４２は、第１のローダアーム４１と直交するように、ローダ本体部４５から左方向に延びており、その先端部には、チャック爪４３が設けられている。第２のローダアーム４２は、チャック爪４３でワーク１５の円筒部１５ａを把持することにより、搬送方向に平行な水平姿勢でワーク１５を把持可能となっている。

図３に示すように、ローダ本体部４５は、第１のローダアーム４１及び第２のローダアーム４２の位置を、互いに入れ替え可能に構成されている。具体的に、互いに直交する第１のローダアーム４１及び第２のローダアーム４２の交点を通る中心線Ｘ周りに第１のローダアーム４１及び第２のローダアーム４２を回動させることで、その位置を入れ替え可能となっている。また、ローダ本体部４５は、搬送方向に沿って平行に延びる中心軸４４を中心に回動可能となっている（図４参照）。

なお、以下の説明では、第１のローダアーム４１及び第２のローダアーム４２の位置を入れ替えた場合であっても、ワーク１５を垂直姿勢で把持している方を第１のローダアーム４１と呼び、ワーク１５を水平姿勢で把持している方を第２のローダアーム４２と呼ぶこととする。

ローダ装置４０の左方には、角度検出装置４７が配設されている。角度検出装置４７は、第２のローダアーム４２によって水平姿勢に把持されたワーク１５の周方向の角度を検出するものである。

具体的に、ワーク１５のフランジ部１５ｂには、複数の貫通孔１５ｃが形成されている（図６参照）。角度検出装置４７は、周方向に間隔をあけて配設された３つの検出センサ４７ａで構成されている。そして、ローダ装置４０を角度検出装置４７側に移動させ、ワーク１５を検出センサ４７ａに近づけると、角度検出装置４７が周方向に回転することで、ワーク１５のフランジ部１５ｂの貫通孔１５ｃの位置と、３つの検出センサ４７ａの位置との位相差を検出する。これにより、角度検出装置４７によってワーク１５の周方向の角度が検出され、検出角度を示す信号が工作機械５０に送られる。

図４〜図７に示すように、工作機械５０は、搬送方向と平行な主軸上でワーク１５を把持するクランプ装置５１と、クランプ装置５１に対向して配設された加工装置５５とを有する。

クランプ装置５１は、左右方向に延びる円柱状に形成され且つ中央部が窪むことでワーク１５のフランジ部１５ｂを収容可能なベース部５２と、ベース部５２に収容されたワーク１５のフランジ部１５ｂの外周面を径方向に押さえることでセンタリングを行う３つのセンタリング爪５３と、ワーク１５のフランジ部１５ｂを厚さ方向にクランプする３つのクランプ爪５４とを有する。

ベース部５２は、角度検出装置４７で検出された検出角度に基づいて、周方向に回転可能となっている。これにより、クランプ装置５１にワーク１５を受け渡しする前に、ワーク１５をクランプ爪５４で適切にクランプ可能となる角度に調整することができる。

センタリング爪５３は、径方向に進退可能に構成され、ワーク１５のフランジ部１５ｂの外周面を押さえることでセンタリングを行う。クランプ爪５４は、クランプ軸（図示省略）を中心に回動することで、ワーク１５のフランジ部１５ｂをクランプするクランプ位置と、クランプを解除する解除位置とに切り換え可能となっている（図６参照）。クランプ装置５１は、加工装置５５に向かって進退可能に構成されている。

加工装置５５は、駆動モータ５６と、駆動モータ５６の軸端に設けられた研磨部５７とを有する。研磨部５７は、ワーク１５の円筒部１５ａの内周面を研磨するためのものである。

ローダ装置４０は、角度検出装置４７によってワーク１５の周方向の角度が検出された後に、角度検出装置４７から離れる方向に移動して、ローダ本体部４５を中心軸４４を中心に後方に回動することで、水平姿勢に把持されたワーク１５をクランプ装置５１に対向する位置まで搬送させる（図４参照）。そして、ローダ装置４０をクランプ装置５１側に移動させることにより、ワーク１５をクランプ装置５１に受け渡しする（図５参照）。

加工前のワーク１５がクランプ装置５１に受け渡されると、ローダ装置４０は、ローダ本体部４５を中心軸４４を中心に前方に回動することで、次の加工前のワーク１５を把持可能な位置まで移動する。クランプ装置５１は、加工装置５５側に設けられた近接センサ５８が反応する位置まで、加工装置５５に向かって移動する（図７参照）。そして、加工装置５５の駆動モータ５６を回転させることで、ワーク１５の円筒部１５ａの内周面を研磨部５７によって加工する。

工作機械５０でワーク１５を加工している間に、ローダ装置４０は、以下の動作を行う。まず、ローダ装置４０は、搬入側リフタ２５に載置された次の加工前のワーク１５を第１のローダアーム４１で把持する（図２参照）。そして、第１のローダアーム４１と第２のローダアーム４２との位置を入れ替え、ワーク１５を水平姿勢にした後で、角度検出装置４７によってワーク１５の周方向の角度を検出する（図３参照）。角度検出後、第１のローダアーム４１と第２のローダアーム４２との位置を入れ替えることで、ワーク１５を垂直姿勢にする。つまり、第２のローダアーム４２のチャック爪４３には、ワーク１５が把持されていない状態となる。

その後、図８に示すように、ローダ本体部４５を中心軸４４を中心に後方に回動させることで、所定の待機位置にローダ装置４０を待機させる。なお、待機位置は、ワーク１５を加工中のクランプ装置５１及び加工装置５５に干渉しない位置であり、図８に示す例では、ローダ本体部４５が略垂直に立設して、第１のローダアーム４１に把持されたワーク１５が前方を向く姿勢となる位置である。

工作機械５０でのワーク１５の加工が完了すると、クランプ装置５１は、加工装置５５から離れる方向に移動する。そして、ローダ本体部４５が中心軸４４を中心に後方に回動することで、待機位置からクランプ装置５１に対向する位置まで移動する。このとき、ローダ装置４０の第２のローダアーム４２には、ワーク１５が把持されていないので、加工後のワーク１５をクランプ装置５１から受け取ることが可能である。

クランプ装置５１から加工後のワーク１５を受け取った後、ローダ装置４０をクランプ装置５１から待避させ、第１のローダアーム４１と第２のローダアーム４２との位置を入れ替える。これにより、クランプ装置５１に対向する位置には、加工前のワーク１５が配置される。そして、ローダ装置４０をクランプ装置５１側に移動させることで、クランプ装置５１に加工前のワーク１５を受け渡す。

その後、ローダ本体部４５を中心軸を中心に前方に回動させることで、図９に示すように、第１のローダアーム４１に把持されている加工後のワーク１５を搬出側リフタ３５に載置可能な位置まで移動する。

搬出側リフタ３５は、加工後のワーク１５をローダ装置４０から受け取った後で下降する。搬出側リフタ３５に載置された加工後のワーク１５は、搬出側プッシャ３１によって搬出側コンベヤ３０に向かって押し出される。搬出側コンベヤ３０に押し出されたワーク１５は、搬出側コンベヤ３０によって次工程の装置に向かって搬出される。

以上のように、本実施形態に係る搬送装置１０によれば、加工前のワーク１５を第１のローダアーム４１で把持し、第１のローダアーム４１と第２のローダアーム４２との位置を入れ替えてワーク１５を水平姿勢とした後に、ローダ本体部４５を回動させるだけで、ワーク１５をクランプ装置５１に受け渡すことができる。

また、本実施形態では、ワーク１５の加工が完了するまでの間に、次の加工前のワーク１５を第１のローダアーム４１で把持して待機位置で待機させるようにしている。これにより、加工後のワーク１５を第２のローダアーム４２で受け取った後で、第１のローダアーム４１と第２のローダアーム４２との位置を入れ替えるようにすれば、加工前のワーク１５を直ちにクランプ装置５１に受け渡すことができ、サイクルタイムを短縮することができる。

以上説明したように、本発明は、ワークの姿勢を切り替えるための動作を工夫して、比較的簡単な構成で、ワークを工作機械に搬送可能な搬送装置を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０ 搬送装置
１５ ワーク
２０ 搬入側コンベヤ
３０ 搬出側コンベヤ
４０ ローダ装置
４１ 第１のローダアーム
４２ 第２のローダアーム
４４ 中心軸
４５ ローダ本体部
４７ 角度検出装置
５０ 工作機械
５１ クランプ装置

Claims (3)

1. 所定の搬送方向に沿って加工前のワークを搬入する搬入側コンベヤと、該搬入側コンベヤと一列に並ぶように配設されて加工後の該ワークを搬出する搬出側コンベヤと、該搬入側コンベヤによって搬入された加工前の該ワークを、該搬入側コンベヤの奥行方向に離間して配設された工作機械に搬送する一方、該工作機械で加工後の該ワークを該搬出側コンベヤに搬送するローダ装置とを備えた搬送装置であって、
   前記工作機械は、前記搬送方向と平行な主軸上で前記ワークを把持するクランプ装置を有しており、
   前記ローダ装置は、
   前記搬送方向に直交する垂直姿勢で前記ワークを把持可能な第１のローダアームと、
   前記搬送方向と平行な水平姿勢で前記ワークを把持可能な第２のローダアームと、
   前記搬送方向に沿って平行に延びる中心軸と、
   前記第１及び第２のローダアームの位置を互いに入れ替え可能に保持するとともに、前記中心軸を中心に回動することで、水平姿勢に把持された前記ワークを前記クランプ装置に対向する位置まで搬送可能なローダ本体部とを有することを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１において、
   前記ローダアームによって水平姿勢に把持された前記ワークの周方向の角度を検出する角度検出装置を備え、
   前記クランプ装置は、前記角度検出装置で検出された検出角度に基づいて、周方向に回転可能に構成されていることを特徴とする搬送装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記ローダ装置は、加工前の前記ワークを前記クランプ装置に受け渡してから該ワークの加工が完了するまでの間に、次の加工前の該ワークを前記第１のローダアームで把持して所定の待機位置で待機するように構成されていることを特徴とする搬送装置。

Images