JP2680063B2 - ワーク姿勢変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ワーク姿勢変換装置に関し、更に詳しくは
トランスファバーの進退運動を利用してワーク保持用の
ドラムを回動させ、ワークの姿勢を変換させる装置に関
する。

［従来の技術］ 一般に、ワークを一端から供給し、その加工に必要な
専用ユニットを加工工程順に配設し、各ユニット間を各
種の搬送装置により連結した自動加工システムとしてト
ランスファマシンが知られている。

ところで、上記のようなトランスファマシンでは、ワ
ークの搬送、位置決め、姿勢変換等、種々の作業が連続
して行なわれている。

しかしながら、かかる従来のトランスファマシンにあ
っては、上記の種々の作業は、個々の駆動機構により行
なわれる構成となっていたため、装置が複雑になるとと
もに、ワーク搬送動作との同期も確実でなく、個々の作
業を制御するシステムも複雑化し、装置の専用面積を要
し、更に高価になると言う問題があった。

この点に着目して、本出願人は既に実開昭61−46140
号でトランスファバーの往復運動を利用したワークの姿
勢変換装置を提案している。これは、トランスファバー
にこのバーの搬送ストロークに相当する大きさのカム板
を固定し、このカム板の往復運動によって昇降ロッドを
上下動させてワークの搬入出用の保持ドラムを所定角度
往復回動運動させるようにしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のようなカム板は、トランスファ
バーの搬送ストロークと等しい長さの横方向の往復２本
のカム溝と、トランスファバーの昇降動を吸収する往復
２本の縦溝とを連続した無端状の大きなカム溝を形成す
る必要があるため、カム板自体が非常に大型化してしま
い、特に大型ワークの搬送ライン等搬送ストロークが非
常に長いラインではこのようなカム板を設けることは困
難であった。

上記ドラムの回動動作は、ワーク搬送時において先の
ワークがドラム側のガイドバーから完全に外れ、かつ後
ろのワークがドラム側のガイドバーへ搬入する前に行う
必要がある。通常、加工ライン全体の占有面積を縮少す
るために隣り合う加工装置間（ステーション間隔）をで
きるだけ詰めるようにしているため、トランスファーバ
ーによる１搬送ストロークのうち、姿勢変換に要するド
ラムの回転ストローク区間は全体ストロークに対し小さ
い割合に設定されている。

この短かい回転区間を除いた残りの長い区間がつまり
ワークの搬入、搬出のための移送区間である。この区間
内では、カムの動きはドラムの回転動作を生じさせない
不作用域であって、この部分ではカム溝を執ように長く
形成する必要はないのである。

したがって、従来の装置では不作用域のカム溝の長さ
に無駄があり、全体的にカム板が不必要に大型化してお
り、製作上および占有容積上の問題を有していた。

そこで、本発明は、ドラムを回転させる揺動アーム
を、上述のように短かく設定された姿勢変換のためのド
ラム回転区間でのみ、トランスファバーの係合軸と係合
させて揺動させるようにすることにより、トランスファ
バー或は揺動アーム側に従来のようなトランスファバー
の移動ストローク全域に係るカム溝を形成する必要がな
く、トランスファバーとの連動部分の機構をコンパクト
に形成し、上記問題点を解決しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、トランスファバーの移動ストローク間のう
ち姿勢変換用の区間でのみトランスファバーの係合軸と
係合して揺動される揺動アームを設け、この揺動アーム
とドラムとの間を連結手段を介して連結し、トランスフ
ァバーの進退運動を揺動アームを介してドラムに伝える
ようにすることにより、トランスファバーの搬送動作と
同期してワークの姿勢変換動作が確実に行えるととも
に、従来のようなトランスファバーの移動ストローク全
域に係るような大型のカム板を用いることなく、ドラム
の往復回動制御を揺動アームの１本の係合溝で共有でき
この溝も短くてよく、揺動アームを小さく形成すること
ができ、トランスファバーとの連動部分の機構を非常に
コンパクト化でき、設置スペースも小さくてよく、簡単
な構成でワークの姿勢を容易に変換できるようにしたも
のである。

すなわち、本発明は、搬送路に沿って進退運動するト
ランスファバーに係合軸を一体に突設し、上記搬送路上
に設けた固定枠にワーク保持用のドラムを垂直回転自在
に設け、上記固定枠に上記係合軸と係脱可能な係合溝を
有する揺動アームを回転自在に設け、この揺動アームを
上記トランスファバーの進退運動による上記係合軸の移
動区間のうちの姿勢変換のための区間でのみ上記係合軸
と係合させ、この揺動アームと上記ドラムとの間を連結
手段を介して連結し、トランスファバーの進退運動に連
動して揺動アームを揺動させドラムを回動運動させるよ
うに構成したものである。

［実施例］ 以下、図面に基いて、本発明の具体的構成を説明す
る。

第１図は、トランスファマシンの１ステーションとし
ての姿勢変換用ステーションを示す側面図、第２図はそ
の正面図である。

機台１上には支持部材２を介してリフトアーム３が軸
3aを中心に回動自在に軸支され、このリフトアーム３の
下端はシリンダ等のリフト用駆動手段４によって進退動
されるロッド５に連結されている。また、上記リフトア
ーム３の上端にはローラ６が設けられ、このローラ６上
に、トランスファバー７が往復動自在に支持されてい
る。すなわち、各ステーション毎に同様のリフトアーム
３がそれぞれ支持されており、この複数のリフトアーム
３によってトランスファバー７が全長に渡って水平に支
えられている。

そして、上記駆動手段４によってロッド５を進退動さ
せることにより、各リフトアーム３を揺動し、その上の
トランスファバー７を水平状態で昇降運動させるように
なっている。

また、上記トランスファバー７の一端は昇降動自在に
シリンダ等の送り駆動手段８に連結され、ワーク搬送路
に沿って往復運動されるようになっている。

したがって、上記トランスファバー７の上昇、前進、
下降、後退の１サイクルの矩形運動中、その前進過程で
ワークの搬送動作が行われる。

また、上記機台１上には、トランスファバー７を通過
可能にした門型状の一対の固定枠９、９が支持され、こ
の固定枠９、９には、ワーク回転用のドラム10を構成す
る一対の回転板10a、10aが垂直回転自在に取り付けられ
ている。この回転板10a、10a内にはワークＷを搬入、搬
出自在に保持する複数本のガイドバー11および下部ガイ
ド12が一体的に設けられている。

上記ドラム10は、固定枠９に取付けられた複数個のガ
イドローラ13により搬送路上の点０を中心に回動自在に
支持されている。

そして、このドラム10を所定の角度（ロールオーバ
量）α゜往復回動させることにより、上記ガイドバー11
および下部ガイド12に保持されるワークＷを搬出姿勢
（第２図）および搬入姿勢（第４図）の２通りに姿勢変
換させるようになっている。

この姿勢変換のための機構は、第２図および第３図に
示すように、トランスファバー７の下側にはバー７と一
体的に下方へ突設した係合軸14と、ドラム10の下方に位
置しトランスファバー７の往復運動によって上記係合軸
14に係合して揺動運動される揺動アーム15と、この揺動
アーム15と上記ドラム７との間を連結する連結手段とし
ての連結ロッド16および連結レバー17等にて構成されて
いる。

上記係合軸14は、トランスファバー７上に設けられた
姿勢変換ステーションに対応しワーク搬出用の搬送爪7a
と前段のワーク搬入用の搬送爪7bとの間の略中間位置に
設けられている。この係合軸14の上端はトランスファバ
ー７の下面に接合される水平な取付座部18が一体に形成
され、この部分でトランスファバー７と結合されてい
る。また、係合軸14は少なくともトランスファバー７の
昇降ストローク分の長さを有し、その下端にはローラ19
が転動自在に取り付けられている。さらに、この係合軸
14の上記揺動アーム15側の一側部は揺動アーム15との係
脱がスムーズに行えるような形状に切り欠き形成されて
いる。

上記揺動アーム15は、トランスファバー７の長手方向
中心より一側方においてその回転支軸20を位置させ、一
対の固定枠９、９間の基台１に固定した支持板21に軸受
22を介して水平回転自在に支持されている。また、この
揺動アーム15には上記係合軸14と係脱可能な係合溝23が
形成され、その溝長さは上記係合軸14が姿勢変換用の区
間を移動している間その溝23内を摺動係合できる長さに
形成されている。

上記支持板21は、トランスファバー７に平行な直線状
の案内支持面21aを有し、この案内支持面21aに上記係合
軸14のローラ19が当接しながら転動案内される。これ
は、係合軸14との係合によって揺動アーム15が回動され
る時、トランスファバー７に作用する横方向の分力を上
記ローラ19を介して支持板21が受け止め、トランスファ
バー７の横方向の歪みを防止している。

一方、上記ドラム10の一側方において上記固定枠９
に、軸24を介して略Ｌ字状の連結レバー17が揺動自在に
設けられ、その一端側と上記揺動アーム15の偏心位置と
の間に連結ロッド16の両端がそれぞれ回転自在に連結さ
れている。また、上記連結レバー17の他端は、ドラム10
の偏心位置の軸25を介して一端を回転自在に連結したア
ーム26の他端と回転自在に連結されている。

そして、この連結レバー17の揺動運動により上記アー
ム26を介してドラム10が往復回転運動されるが、その２
つの回転割出し位置は連結レバー17にそれぞれ対向して
固定枠９に設けた調整自在な２つのストッパー27、28に
よってそれぞれ設定されている。さらに、連結レバー17
の一端には上記回転割出し位置切り換え保持用のトグル
を形成する圧縮スプリング29が縮設されている。

また、前段のステーション側には複数のガイドレール
30がそれぞれ平行に設けられ、次段のステーション側に
も複数のガイドレール31がそれぞれ平行に設けられてい
る。これらのガイドレール30、31は、姿勢変換ステーシ
ョンでのドラム10に設けたガイドバー11の前後端側に少
しの間隙を置いて連結されるように配設され、ワークＷ
の側部を支持しそれぞれ異なる搬送姿勢を維持する固定
された側部ガイドである。前段のガイドレール30はワー
クＷを搬入姿勢に維持し、次段のガイドレール31はワー
クＷを搬出姿勢に維持する。

さらに、トランスファバー７には、上記揺動アーム15
の側面と対応するようにトランスファバー７から下方に
向かって延設した２個の保持片32、33が取付けられてい
る。この保持片32、33は上記係合軸14の位置を中央に搬
送方向に沿って前後位置に離れて設けられている。

そして、この保持片32、33はトランスファバー７の前
進位置と後退位置でいずれかの保持片32、33が揺動アー
ム15の側面と対向する位置にあり、何らかの外力の作用
でドラム10が逆戻りするのを規制するためのものであ
る。

［実施例の作用］ 次に、作用を説明する。

まず、各ステーション位置にそれぞれワークＷが保持
されているとする。図示しない加工ステーションではワ
ークＷの加工が終了し、第１図の姿勢変換ステーション
ではワークＷはドラム10内で第２図実線で示すような略
直立状態の搬出姿勢に保持されている。この状態より、
トランスファバー７は、後退位置でかつ下降位置である
原位置からスタートし、上昇、前進、下降、後退で１サ
イクルの矩形運動を繰り返し、その前進過程でワークＷ
のステーション間搬送を行う。

第８図でトランスファバー７の矩形運動に伴う係合軸
14の移動軌跡を示す。トランスファバー７の原位置にお
いて、姿勢変換ステーションのワークＷは、第６図２点
鎖線Ｗ′で示すような位置にあり、かつ係合軸14は同図
２点鎖線14′で示すように姿勢変換ステーションに入る
前の前段ステーションの搬送路上に位置している。揺動
アーム15は、第３図の実線で示すように時計方向の揺動
限に保持されその先端の係合溝23の開口部を係合軸14の
移動軌跡上に位置させている。この状態では、連結ロッ
ド16は第２図のように右端位置に保持されている。これ
により、連結レバー17は反時計方向の揺動源に保持さ
れ、したがってドラム10は搬出姿勢に保持されている。
このときのガイドバー11は、第６図で示すように次段の
ガイドレール31と一直線状に位置されている。

この状態からトランスファバー７が第１図で示す原位
置から同図２点鎖線の位置に上昇されると、第８図で示
すように、係合軸14も一体にアの位置からイの位置へ上
昇する。トランスファバー７の上昇位置では、トランス
ファバー７上に設けられた搬送爪7a、7aがワークＷの下
部前面および下部後面と係合可能に対抗される。

そして、この上昇位置のままトランスファバー７が所
定ストローク前進される。このトランスファバー７が前
進移動する過程で、係合軸14が第８図イの位置からウの
位置へ移動する間は、係合軸14が丁度揺動アーム15の係
合溝23に挿入するまでの間で、揺動アーム15を動かすこ
とはない。したがって、ドラム10も第２図の状態を保っ
たままであり、この区間内で搬送爪7aがワークＷの背面
に当接して前方へ押し出し、ドラム10から搬出してガイ
ドバー11に沿ってワークＷを搬出姿勢のまま次段のガイ
ドレール31に完全に受け渡す。すなわち、第６図に実線
で示すように、ワークＷはドラム10の回転に干渉のない
位置まで搬出される。

続いて、係合軸14が第８図ウの位置から第３図２点鎖
線で示す第８図エの位置へ移動する間に、係合軸14は揺
動アーム15の係合溝23を揺動して揺動アーム15を第３図
実線の状態から同図２点鎖線の状態すなわち第５図に実
線で示す状態まで反時計方向に回動させる。

これによって、連結ロッド16が第５図で示すように左
方向へ移動され、同時にその他端にて連結レバー17を時
計方向に回動させる。そして連結レバー17が第４図のよ
うにストッパー28に当接されることで、連結レバー17は
時計方向の揺動端に位置決めされる。よって、連結レバ
ー17はアーム26を介してドラム10を第２図の状態から第
４図の状態へ所定の角度α゜だけ時計方向へ回動させ、
ガイドバー11および下部ガイド12を前段のガイドレール
30側と整合し、搬入姿勢のワークＷを受け入れ可能な状
態に変換する。すなわち、第７図で示すように、ガイド
バーは前段のガイドレール30と一直線状に位置される。

このドラム回転区間では、上記搬出されたワークＷは
前述のように既に次段のガイドレール31へ受け渡され、
ドラム10側のガイドバー11からは完全に逃げており、ド
ラム10は回動が許される状態にある。そして、ドラム10
の回転終了時は第７図のように前段のガイドレール30に
案内され、さらに搬入姿勢で搬入されてくるワークＷは
ドラム10側のガイドバー11の直前に位置まで移動され
る。

続いて、この位置よりトランスファバー７が前進位置
まで移動する区間、すなわち係合軸14が第８図エの位置
からオの位置へ移動する区間は、係合軸14は第５図のよ
うに反時計方向の揺動限にある揺動アーム15の係合溝23
から抜け出て揺動アーム15から離脱される。この間、連
結レバー17は第４図のようにスプリング29により位置保
持されているため、揺動アーム15は静止保持されたまま
である。したがって、ドラム10も第４図の状態を保った
ままであり、この区間内で、上記搬出された前方のワー
クＷは次段のステーションへ確実に搬出され、ドラム10
へ搬入されてくる後方のワークＷは搬入姿勢のままガイ
ドバー11に案内されて第７図２点鎖線Ｗ′で示すように
ドラム10内に完全に搬入される。

この状態から、次にトランスファバー７が下降される
と、搬送爪7a、7bはワークＷを各ステーションに置いて
ワークＷの下面より下方に引き下げられる。係合軸14も
第８図においてオの位置からカの位置に下降される。

そして、この下降位置のままトランスファバー７が後
退されて、係合軸14が第８図カの位置からキの位置にく
ると、第５図に実線で示すように係合軸14は反時計方向
の揺動端にある揺動アーム15の係合溝23に挿入される。

トランスファバー７の後退と同時に、係合軸14は第８
図キの位置からクの位置まで移動され、これによって揺
動アーム15が軸20を中心に時計方向に回転され、第５図
２点鎖線の状態すなわち第３図実線で示す状態で反転さ
れる。これと同時に、連結ロッド16を介して連結レバー
17が反時計方向に揺動され、ストッパー27に当接されて
逃のように反時計方向の揺動端に位置決めされる。これ
により、アーム26を介してドラム10を第４図の状態から
第２図の状態へ所定の角度α゜だけ時計方向へ回動さ
せ、このドラム10と一体にワークＷを第２図実線で示す
ように搬出姿勢に搬出する。すなわち、ドラム10側のガ
イドバー11は次段のガイドレール31と整合し、すなわち
一直線状に位置され、ワークＷを次段のステーションへ
搬出可能な状態に変換する。

ワーク姿勢変換後、この位置より続いて、トランスフ
ァバー２が後端位置へ復帰するまでは、係合軸14は揺動
アーム15の係合溝23から抜け出して揺動アーム15から離
脱される。この間、連結レバー17が第２図のようにスプ
リング29により位置保持されているため、揺動アーム15
は静止保持されたままである。したがって、ドラム10も
第２図の状態を保ったままである。最終的にトランスフ
ァバー７は原位置に戻り、すなわち、係合軸14ががアの
位置に戻り、１サイクルの搬送運動が終了する。

このようにして、トランスファバー７は上昇、前進、
下降、後退の矩形運動を繰り返し、この運動と同期して
ドラム10からワークＷを搬出姿勢で搬出し、搬出後、ド
ラム10は回転され、搬入姿勢で搬入されてくるワークＷ
を受け入れ、ワークＷを保持すると、ドラム10は逆方向
に回転され、ワークＷを搬出姿勢に変換するという一連
の動作が繰り返される。

なお、この運動の中で、揺動アーム15が係合軸14と係
合されている間、すなわちドラム回転動作時にはドラム
10はトランスファバー７と機械的に連結されているが、
それ以外のトランスファバー７の前進位置および後退位
置などで、万一、作業者がドラム10に触れたりなどして
何らかの外力がドラム10に作用した場合、ドラム10が本
来の姿勢から異なる姿勢に戻ってしまう心配がある。

これを防止するために、第９図および第10図で示すよ
うに、トランスファバー７に２個の保持片32、33が設け
られている。

第９図において、トランスファバー７が前進位置へ行
く少し手前で第１の保持片32が２点鎖線で示す位置から
揺動アーム15の一側面に摺動自在に係り合い、係合軸14
が第９図実線で示す位置へ移動される前進位置まで、第
１の保持片32は確実に揺動アーム15の時計方向の回動を
制止している。

従って、トランスファバー７の前進位置およびその近
傍では、一方のストッパー28と保持片32との間で揺動ア
ーム15、連結ロッド16、連結レバー17は完全に動きを制
され、ドラム10は搬入姿勢に固定される。

また、第10図において、トランスファバー７が後退位
置へ行く少し前で第２の保持片33が２点鎖線で示す位置
から揺動アーム15の他側面に摺動自在に係り合い、係合
軸14が第10図実線で示す位置へ移動される後退位置ま
で、第２の保持片33は確実に揺動アーム15の反時計方向
の回動を抑止している。

従って、トランスファバー７の後退位置およびその近
傍では、他方のストッパー28と保持片32との間で揺動ア
ーム15、連結ロッド16、連結レバー17は完全に動きを制
され、ドラム10は搬出姿勢に固定される。

また、トランスファバー７の上昇時および下降時にお
いても、保持片32、33は揺動アーム15に対し上下方向に
変位するのみで、揺動アーム15は同様にいずれかの保持
片32、33によって確実に逆戻りを制止されている。

なお、上記揺動アーム15の係合溝23は、実施例のよう
に直線状に形成してもよいが、例えば係合溝13を湾曲さ
せるなどいろいろな形状に変形させて溝カム状に形成す
ることにより、ドラム10の回転開始時や停止時の衝撃を
和らげるように、姿勢変換時のドラム回転の加減速を調
整することもできる。

［発明の効果］ 本発明によれば、固定枠に揺動アームを回動自在に支
持し、この揺動アームの係合溝にトランスファバーに設
けた係合軸をトランスファバーの進退運動による係合軸
の移動区間のうち姿勢変換のための区間でのみ係合さ
せ、トランスファバーの往復運動に連動して上記揺動ア
ームを揺動させ、連結手段を介し上記ドラムを回動運動
させるようにしたので、トランスファバーの搬送動作と
同期して、ドラムからのワーク搬出、搬出後の空ドラム
の回転、ドラムへのワーク搬入、ドラムの回転の一連の
動作でワーク姿勢変換をタイミングよく短時間で確実に
行うことができる。

また、揺動アームはトランスファバーの移動ストロー
ク間のうち短かく設定されている姿勢変換のための区間
でのみトランスファバーの係合軸と係合するようになっ
ているため、その係合域は小さく、したがってトランス
ファバーの搬送ストロークに相当するような長いカム溝
は必要なく、しかもトランスファバーの往復動作を１本
の係合溝を共有してドラムに伝えることができるため、
大型の揺動アームを用いる必要がない。

また、揺動アームは水平回転するためにその連動機構
部分も固定枠の下方の機台にまで延びるようなことな
く、装置全体をコンパクトに形成できる。したがって例
えば大型ワークのトランスファマシンで搬送ストローク
を大きく設定した搬送ラインに対しても、大きなカム板
を設ける必要がないため、容易に設置することができ
る。

さらに、トランスファバーに保持片を設けて、トラン
スファバーの前進位置と後退位置で揺動アームと係合
し、揺動アームを各揺動端に保持するようにしたので、
例えばトランスファバーの昇降時に何らかの外力によっ
てドラムが逆回転する等のおそれはなく、ドラムは割出
し位置に確実に固定されており、ドラムの誤動作による
後の搬送動作への悪影響の心配は全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したトランスファマシンの姿勢変
換ステーションの側面図、第２図はトランスファバーの
原位置におけるワーク姿勢変換装置の正面図（搬出姿
勢）、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視断面においてワーク
搬出後のドラム回転終了時の状態を示す図、第４図はワ
ーク搬出後のドラム回転終了時における装置の正面図、
第５図は第４図のＢ−Ｂ矢視断面図、第６図はワーク搬
出後のドラム回転開始時の状態を示す搬送路の平面図、
第７図はワーク搬出後のドラム回転終了時の状態を示す
搬送路の平面図、第８図はトランスファバーの矩形運動
に伴う係合軸の移動軌跡を示す図、第９図はトランスフ
ァバーの前進位置における保持片の位置を示す図、第10
図はトランスファバーの後退位置における保持片の位置
を示す図である。 ７……トランスファバー、９……固定枠、10……ドラ
ム、14……係合軸、15……揺動アーム、16、17、26……
連結手段を構成する連結ロッド、連結レバーおよびアー
ム、23……係合溝、32……保持片、Ｗ……ワーク。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送路に沿って進退運動するトランスファ
   バーに係合軸を一体に突設し、上記搬送路上に設けた固
   定枠にワーク保持用のドラムを垂直回転自在に設け、上
   記固定枠に上記係合軸と係脱可能な係合溝を有する揺動
   アームを回転自在に設け、この揺動アームを上記トラン
   スファバーの進退運動による上記係合軸の移動区間のう
   ち姿勢変換のための区間でのみ上記係合軸と係合させ、
   この揺動アームと上記ドラムとの間を連結手段を介して
   連結し、トランスファバーの進退運動に連動して揺動ア
   ームを揺動させドラムを回動運動させることを特徴とす
   るワーク姿勢変換装置。
2. 【請求項２】トランスファバーに、トランスファバーの
   前進位置と後退位置にて上記揺動アームと係合し揺動ア
   ームを各揺動端位置に保持する保持片を設けたことを特
   徴とする請求項１記載のワーク姿勢変換装置。