JP2897858B2 - 治具移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、治具を旋回移動させる
装置に関し、特に、工場の製造ラインのようなラインに
沿って送られるワークを所定の位置で支持して位置決め
を行う位置決め治具を移動させる装置として好適な装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークを支持して位置決めする位
置決め治具の移動装置としては、位置決め治具を直線移
動させるものと、旋回移動させるものがある。前者のも
のとしては、例えば、実開平２−１４５９３４号公報に
記載のものが知られており、また、後者のものとして
は、図６（イ）に示すようなものが知られている。

【０００３】すなわち、図６（イ）に示す位置決め治具
移動装置は、モータ０１の駆動軸に減速機構を介してア
ーム０２の基端が連結され、これによりアーム０２が基
端の軸を旋回中心として回動可能に設けられ、さらに、
このアーム０２の先端に位置決め治具０３が設置されて
いる。なお、位置決め治具０３は、ワークを支持する受
駒０３ａと、この受駒０３ａとの間にワークを挟持する
ために受駒０３ａに回動可能に取り付けられたクランプ
０３ｂと、クランプ０３ｂを駆動させるエアアクチュエ
ータ０３ｃとで構成されている。また、モータ０１の出
力部分には図示は省略するが位置検出用のエンコーダが
取り付けられており、図外のコントローラによりモータ
０１の駆動をフィードバック制御するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図６（イ）に示す従来装置は、以下に列挙する解決すべ
き問題点を有していた。

【０００５】 駆動手段としてのモータ０１が旋回中
心に設けられ、このモータ０１の駆動量に基づいて位置
検出を行うエンコーダもモータ０１と一緒に旋回中心に
設けられることになる。このようにアーム０２の先端の
位置決め治具０３と位置検出の位置とが離れているた
め、位置検出精度が低く、この位置検出精度は、アーム
０２が長くなればなる程低下してしまう。

【０００６】 アーム０２がモータ０１により片持構
造となっているため、機械的剛性上不利であるととも
に、アーム０２の長さが長くなる程、モータ０１への負
担が大きくなってモータの出力を高める必要があり、モ
ータ０１の大型化を招く。特に、図６（ロ）に示すよう
に、位置決め治具０３の移動自由度を高めるべく、旋回
中心を複数設けようとして、アーム０２０ならびにモー
タ０１０を追加した構造では、よりいっそう剛性上不利
となるとともに、モータ０１０の大型化を招く。

【０００７】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、治具を旋回移動させる構造の治具移動
装置において、位置検出精度の向上，機械的剛性の向上
ならびに駆動手段の小型化を図ることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明の治具移動装置は、基台に旋回ヒンジが立設
され、前記基台に対して上方向に離間して水平に配置さ
れたベースアームが、その基端部を旋回ヒンジに水平方
向に回動可能に連結され、前記ベースアームに治具が支
持され、前記基台とベースアーム先端部との間にキャリ
アが配設され、このキャリアは、基台との間に設けられ
た第１直線ガイドにより基台に対してベースアームの旋
回円の略接線方向に直線的にスライドガイド可能に接続
されている一方で、ベースアームとの間に設けられた第
２直線ガイドによりベースアームの延在方向にスライド
可能に接続され、前記ベースアームとキャリアとの間に
両者の相対回動を許容する回動部が設けられ、前記基台
には、前記キャリアに対して第１直線ガイドのスライド
ガイド方向に駆動力を与える駆動手段が設けられている
構成とした。

【０００９】

【作用】駆動手段を駆動させると、キャリアが第１直線
ガイドにガイドされて直線的にスライドする。このキャ
リアの移動に伴ってキャリアに接続されているベースア
ームの先端部も水平方向に移動し、ベースアームは基端
部の旋回ヒンジを中心に回動し、ベースアームに支持さ
れた治具が旋回移動する。

【００１０】このようにベースアームが旋回するにあた
り、キャリアが第１直線ガイドにより直線的にスライド
するため、キャリアと旋回ヒンジとの距離が変化すると
ともに、キャリアとベースアームとの相対的な向きが変
化する。この場合、キャリアと旋回ヒンジとの距離変化
は、第２直線ガイドによりキャリアがベースアームの延
在方向に相対移動することで吸収され、また、キャリア
とベースアームとの相対的な向きの変化は、回動部によ
りキャリアとベースアームとが相対回動することで吸収
される。

【００１１】また、治具の位置検出を行うにあたり、駆
動手段に位置検出手段を設けてその駆動量検出するよう
にした場合、旋回ヒンジの位置で検出を行うのに比べ
て、治具と位置検出手段との距離を近付けることがで
き、ベースアームの長さに影響されることなく検出精度
を高めることができる。

【００１２】

【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】図１〜４は、本発明第１実施例の治具移動
装置を示す図で、図１は第１実施例装置の平面図、図２
はその側面図、図３はその正面図、図４は要部の分解斜
視図である。

【００１４】図において１は基台であり、略三角形の板
材で形成されている。この基台１には、旋回ヒンジ３が
立設されている。

【００１５】また、前記基台１に対して上方に離間して
ベースアーム４が水平に配置されていて、このベースア
ーム４は、基端部が前記旋回ヒンジ３に水平方向に回動
可能に連結されている。

【００１６】前記基台１とベースアーム４の先端部との
間には、キャリア５が配設されている。このキャリア５
は、基台１ならびにベースアーム４に対してそれぞれス
ライド自在に接続されているもので、この構造について
説明する。なお、以下説明にあたり、図１においてＦＲ
方向を前後方向と呼び、ＬＲ方向を左右方向と呼ぶこと
にする。

【００１７】基台１上には、旋回ヒンジ３から最も離れ
た基台１の１辺と略平行の左右方向に第１ガイドレール
６が延在されている。そして、キャリア５の下面には、
この第１ガイドレール６と係合した状態で第１ガイドレ
ール６に沿ってスライドする第１スライダ７が固定され
ている。したがって、キャリア５は、旋回ヒンジ３を中
心とする円弧の接線方向である左右方向に直線的にスラ
イドするもので、前記第１ガイドレール６ならびに第１
スライダ７により第１直線ガイドが構成されている。

【００１８】また、キャリア５には、図４に示すように
ヒンジ５ａが貫通して立設され、このヒンジ５ａに回転
ブロック８が図示を省略したベアリングを介して水平方
向に回転自在にピン結合されている。そして、前記ヒン
ジ５ａは、ベースアーム４の先端部の中央においてベー
スアーム４の延在方向に長く形成された長穴４ａを挿通
されて先端にボルト１６が締結されており、長穴４ａ内
をベースアーム４の延在方向に移動可能であるととも
に、回動可能になっている。したがって、前記ヒンジ５
ａと長穴４ａ、および、ヒンジ５ａと回転ブロック８と
により、ベースアーム４とキャリア５との相対回動を許
容する回動部が構成されている。

【００１９】また、ベースアーム４の下面の左右には、
ベースアーム４の延在方向に第２ガイドレール９，９が
並設されている一方で、回転ブロック８の左右両端の上
面には、前記第２ガイドレール９に対して係合して第２
ガイドレール９に沿って移動可能な第２スライダ１０が
固定されている。したがって、キャリア５は、ベースア
ーム４の延在方向である左右方向にスライド可能であ
り、前記第２ガイドレール９ならびに第２スライダ１０
により第２直線ガイドが構成されている。

【００２０】さらに、前記基台１には、前記第１ガイド
レール６と平行に、ボールスクリュ１１が回転自在に支
持され、このボールスクリュ１１の一端に、駆動手段と
してのモータ１２が接続されている。また、前記ボール
スクリュ１１には、このボールスクリュ１１の回転に伴
ってボールスクリュ１１に沿って移動するボールナット
１３が噛合され、このボールナット１３が前記キャリア
５に一体に固定されている。したがって、モータ１２を
駆動させてボールスクリュ１１を回転させるとボールナ
ット１３と共にキャリア５が第１ガイドレール６に沿っ
て移動することになる。

【００２１】また、前記モータ１２には、モータ１２の
駆動量を検出するエンコーダ（位置検出手段）１４が設
けられている。

【００２２】なお、図２に示すように、ベースアーム４
の先端部に、位置決め治具１５が設置されており、この
位置決め治具１５は、従来技術で示したものと同様のも
のであるから、説明は省略する。

【００２３】次に、実施例の位置決め治具１５を移動さ
せる時の作動について説明する。

【００２４】モータ１２を駆動させると、ボールスクリ
ュ１１が回転し、これに噛合しているボールナット１３
がボールスクリュ１１に沿って移動し、この移動により
ボールスクリュ１３と一体となったキャリア５が第１ガ
イドレール６にガイドされて左右方向に直線的にスライ
ドする。そして、このキャリア５の左右方向への移動に
伴って、キャリア５に接続されているベースアーム４の
先端部が左右方向に移動して、ベースアーム４は基端部
の旋回ヒンジ３を中心に回動し、ベースアーム４の先端
部に支持された位置決め治具１５が旋回移動する。

【００２５】このようにベースアーム４が旋回するにあ
たり、キャリア５は第１ガイドレール６に沿って直線的
にスライドするため、キャリア５と旋回ヒンジ３との距
離が変化するとともに、キャリア５とベースアーム４と
の相対的な角度が変化する。この場合、キャリア５と旋
回ヒンジ３との距離変化は、キャリア５のヒンジ５ａが
長穴４ａ内を移動すること、ならびに、キャリア５とピ
ン結合された回転ブロック８が第２ガイドレール９に沿
って移動することによりベースアーム４に対してその延
在方向に相対移動することで吸収され、また、角度変化
は、ヒンジ５ａが長穴４ａに対して相対回動すること、
ならびにベースアーム４に対して第２ガイドレール９で
接続された回転ブロック８がキャリア５に対して回動す
ることで吸収される。

【００２６】以上のようにして位置決め治具１５を旋回
移動させた場合、図外のコントローラでは、モータ１２
の駆動量に基づいて位置決め治具１５の位置を検出する
が、本実施例では、モータ１２の位置と位置決め治具１
５とが距離的に近く、しかもモータ１２の駆動伝達によ
り移動するキャリア５と位置決め治具１５との変位量が
１：１で等しいため検出誤差が生じ難い。また、この位
置検出精度がベースアーム４の長さに影響されることも
ない。

【００２７】しかも、ベースアーム４の支持は、基端部
では旋回ヒンジ３を介して、先端部ではキャリア５を介
して、基台１で支持され、両持ち構造となるので機械的
剛性で有利である。

【００２８】次に、図５は、治具を旋回移動させるだけ
でなく、ベースアーム４上で回動するとともに前後上下
方向にも移動させるようにした第２実施例装置を示す側
面図であって、第１実施例装置の上側に治具を回動させ
る機構ならびに前後上下方向に移動させる機構を追加し
た例である。なお、第１実施例と同じ構成には同じ符号
をつけて説明を省略し、また、作用についても、第１実
施例との相違点のみを説明する。

【００２９】ベースアーム４の上には、ベースアーム４
の延在方向に、第３ガイドレール２１が左右に離間して
並設され、かつ、この第３ガイドレール２１に係合され
て前後に２個配置された（全部で４個となる）第３スラ
イダ２２の上に、第２基台２３が設置されている。

【００３０】また、ベースアーム４の上には、第２モー
タ２４により回転されるボールスクリュ２５が第３ガイ
ドレール２１と平行に設置され、このボールスクリュ２
５に噛合したボールナット２６が前記第２基台２３に固
定されている。したがって、第２モータ２４を駆動させ
ると、ボールスナット２６と共に、第２基台２３が第３
ガイドレール２１に沿ってスライドする。

【００３１】前記第２基台２３には、第１支柱２７が立
設され、さらに、この第１支柱２７の上部には、第３モ
ータ２８が固定されている。そして、この第３モータ２
８の上方には、この第３モータ２８により減速機構２９
を介して回転される第２支柱３０が立設されている。

【００３２】前記第２支柱３０の上部には、第４モータ
３１が回転軸を上下方向に向けて設けられているととも
に、この第４モータ３１の回転軸と平行にボールスクリ
ュ３２が設けられている。すなわち、ボールスクリュ３
２は、上下を第２支柱３０に回転自在に支持され、か
つ、ボールスクリュ３２の上端部には、第４モータ３１
により回転されるプーリ３３とベルト３４で連結された
プーリ３５が固定され、第４モータ３１の駆動により回
転するようになっている。

【００３３】また、前記ボールスクリュ３２と平行に第
４ガイドレール３６が設けられ、第４ガイドレール３６
をスライドする第４スライダ３７に第３基台３８が固定
されている。そして、この第３基台３８には、前記ボー
ルスクリュ３２と噛合したボールナット３９が固定さ
れ、ボールスクリュ３２が回転すると、第３基台３８が
上下に移動する構造となっている。したがって、この第
３基台３８に、治具を取り付けて使用する。

【００３４】以上のように構成した第２実施例装置で
は、ベースアーム４を旋回させることで治具が旋回移動
するのに加え、第２モータ２４を駆動させることにより
第２基台２３がベースアーム４の延在方向に移動するこ
とで、治具もベースアーム４の延在方向に移動し、さら
に、第３モータ２８を駆動させることで、治具が、第３
モータ２８の回転中心を中心に回転し、加えて、第４モ
ータ３１を駆動させることで、治具が第４ガイドレール
３６に沿って上下に移動する。

【００３５】以上、実施例について説明してきたが具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明
に含まれる。

【００３６】例えば、本発明装置により移動させる治具
として位置決め治具を例示したが、溶接ガンや塗装治具
などあらゆる治具に適用できる。

【００３７】また、駆動手段として、モータ１２を示し
たが、油圧アクチュエータやエアアクチュエータなどの
他のアクチュエータを適用することができる。そして、
その駆動を伝達する手段としても、実施例で示したボー
ルスクリュ１１とボールナット１３に限られなず、駆動
手段が直線運動するものであれば、このような駆動伝達
手段が不要であるし、駆動手段が回転運動するものにあ
っても、ラックアンドピニオンなどの他の駆動伝達手段
を用いることができる。

【００３８】また、実施例では、第２直線ガイドとして
第２ガイドレール９ならびに第２スライダ１０を示し、
また、回動部として回転ブロック８を示したが、この第
２直線ガイドと回動部とを、第１実施例のヒンジ５ａと
長穴４ａとで構成し、前記第２ガイドレール９，第２ス
ライダ１０，回転ブロック８を廃止することも可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の治具
移動装置にあっては、治具を支持するベースアームを基
台の旋回ヒンジを中心に回動可能に設け、ベースアーム
と基台との間にキャリアを配設し、キャリアと基台との
間に第１直線ガイドを設ける一方で、キャリアとベース
アームとの間に第２直線ガイドを設け、さらに、ベース
アームとキャリアとの間に両者の相対回動を許容する回
動部を設け、キャリアを第１直線ガイドのスライドガイ
ド方向に駆動力を与える駆動手段を設けた構成としたた
め、ベースアームが両持状態となってベースアームの長
さを長くしたり、装置を２段重ねにしても高い機械的剛
性を得ることができるととともに、ベースアームを長く
しても少ない駆動力でベースアームを回動させることが
でき、駆動手段の出力を抑えて装置の小型化を図ること
ができるという効果が得られ、さらに、治具の位置検出
を駆動手段の駆動量で行うようにした場合に、ベースア
ームの長さにかかわらず位置検出手段と治具の位置を近
付けることができ、ベースアームの長さに影響されるこ
となく高い位置検出精度が得られるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例の治具移動装置を示す平面図
である。

【図２】第１実施例装置を示す側面図である。

【図３】第１実施例装置を示す正面図である。

【図４】第１実施例装置の要部を示す分解斜視図であ
る。

【図５】第２実施例の治具移動装置を示す側面図であ
る。

【図６】従来技術を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 基台 ３ 旋回ヒンジ ４ ベースアーム ４ａ 長穴（第２直線ガイド，回動部） ５ キャリア ５ａ ヒンジ（第２直線ガイド，回動部） ６ 第１ガイドレール（第１直線ガイド） ７ 第１スライダ（第１直線ガイド） ８ 回転ブロック（回動部） ９ 第２ガイドレール（第２直線ガイド） １０ 第２スライダ（第２直線ガイド） １２ モータ（駆動手段） １５ 位置決め治具

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 3/18 B23Q 5/34 520

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に旋回ヒンジが立設され、 前記基台に対して上方向に離間して水平に配置されたベ
   ースアームが、その基端部を旋回ヒンジに水平方向に回
   動可能に連結され、 前記ベースアームに治具が支持され、 前記基台とベースアーム先端部との間にキャリアが配設
   され、 このキャリアは、基台との間に設けられた第１直線ガイ
   ドにより基台に対してベースアームの旋回円の略接線方
   向に直線的にスライドガイド可能に接続されている一方
   で、ベースアームとの間に設けられた第２直線ガイドに
   よりベースアームの延在方向にスライド可能に接続さ
   れ、 前記ベースアームとキャリアとの間に両者の相対回動を
   許容する回動部が設けられ、 前記基台には、前記キャリアに対して第１直線ガイドの
   スライドガイド方向に駆動力を与える駆動手段が設けら
   れていることを特徴とする治具移動装置。