JP3054690B2

JP3054690B2 - 加工ラインにおけるワーク搬送装置

Info

Publication number: JP3054690B2
Application number: JP9287257A
Authority: JP
Inventors: 猛川合
Original assignee: 株式会社彦坂
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: JPH11114783A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等の工作機械を備えた加工ステーションを複数併設して
構成される多工程の加工ラインに設けられ、各加工ステ
ーション間でワークを受け渡しする搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の加工ラインにおいて、ワーク搬送
装置は、直線上に並べた各加工ステーション間に連続し
て掛け渡され、ワークやワーク載置用のパレットを各加
工ステーションの載置位置間の距離をおいて並べたガイ
ドレールと、そのガイドレール上へ出没可能に設けら
れ、ガイドレール上への突出時には、ワークやパレット
を把持してガイドレールに沿ってスライドさせる搬送バ
ーとを備えたものが知られている。この搬送バーの作動
によって、各ワーク等を夫々次段の加工ステーションの
載置位置へ搬送するものである。一方、このようなガイ
ドレール等を用いたものの他、２本のアームを結合し、
先端にチャック装置を備えた搬送アームの基端を、上下
動する基台に連結してなるトランスファロボットを、各
加工ステーション間に設け、搬送アームによるチャック
装置の水平移動と、基台の上下動とによって、前後段の
加工ステーション間のワーク等の受渡を行う形態も存在
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記前者のガイドレー
ル等によるものでは、一旦設置すると加工工程の追加や
削除、変更等が困難となる。又、各加工ステーションを
直線的に並べる必要があるため、ライン全体が大型化
し、スペースを広く占有することになる。更に、搬送バ
ーやガイドレールがワークの近傍に位置するため、加工
中の切粉が堆積し、ワークの取り付け面にかみ込んだり
してワークの姿勢に誤差を生じさせ、加工精度の劣化に
繋がることになる。加えて、各加工ステーションにおけ
る工作機械の保守点検時等には、いちいちガイドレール
等の搬送ラインを跨がなければ工作機械に近づけず、作
業性が非常に悪い。一方、後者のトランスファロボット
によるものでは、スペースをとらず、又、切粉の影響や
メンテナンス等の作業への干渉は生じにくいものの、チ
ャック装置の開閉や基台の上下動、そして搬送アームの
水平移動と、異なる制御の組み合わせにより、構造が複
雑化してコストアップに繋がる上、載置位置の誤差が生
じやすく、搬送時間も長くかかってしまう。

【０００４】そこで、請求項１に記載の発明は、一旦設
置した加工ラインの修正が容易に行えてライン全体を小
型化でき、又、切粉の堆積による加工精度の劣化もな
く、保守点検等の作業性に支障を与えないのに加え、短
時間で正確にワーク等の受渡を行える加工ラインにおけ
るワーク搬送装置を、簡単な構造で実現することを目的
としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、前段の加工ステーション
におけるワークをセットしたパレットの載置位置と、次
段の加工ステーションにおける前記パレットの載置位置
との中間点に配置される基台に、前記前後段の載置位置
間の半分の長さを有する一対のトランスファアームを、
それらの自由端が前記載置位置間で垂直旋回するように
設けると共に、前記両トランスファアームを同調して垂
直旋回させる同調旋回機構を内設する一方、前記両トラ
ンスファアームの旋回軸を、その軸方向に、前記パレッ
トの一方の幅以上の間隔を有するように、且つ前記旋回
軸の水平直交方向に、前記パレットの他方の幅以内の間
隔を有するように、夫々前記中間点から等距離ずつ互い
に反対方向へずらして配置し、更に、前記各トランスフ
ァアームの自由端に、前記パレットの他方の幅方向の両
側面において前記旋回軸の水平直交方向での間隔で互い
違いに形成された挿入孔に挿入可能なピンを、夫々同調
して出没自在に設けたことを特徴とするものである。
又、請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加え
て、前記トランスファアームの同調旋回機構を簡単に、
且つ精度良く構成するために、前記同調旋回機構を、前
記旋回軸の水平直交方向に配置されるウォームホイール
と、モータ駆動で回転制御されるウォームとからなるウ
ォームギヤと、前記ウォームホイールの両側面を、夫々
各側面側の前記トランスファアームの基端と連結するオ
ルダムジョイントとしたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１は加工ラインの一部を示すもの
で、直線上に並列される各加工ステーション１，１・・
は、例えば横形マシニングセンタ等のＮＣ工作機械を備
え、各ベッド２上には、スピンドル３と工具交換装置３
ａとを備えた三軸ユニット４と、ワークＷが載置される
取付架台５とが夫々設置されている。ここでは取付架台
５にセットされたワークＷを、三軸ユニット４がスピン
ドル３の回転制御及びＸＹＺの三軸方向への移動制御を
行い、所定の加工を行うものである。尚、併せて取付架
台５は、Ａ軸及びＢ軸を夫々中心とした回転制御が可能
となっている。そして、各取付架台５の側方には、ワー
ク搬送装置６が設けられている。このワーク搬送装置６
は、前後段の取付架台５間の丁度中央でベッド２上に固
定される基台７に、一対のトランスファアーム２１，２
１を夫々旋回可能に備えたもので、具体的な構造は図２
〜４に示す。まず基台７内の中央には、外周にウォーム
歯９を形成したウォームホイール８が配置され、その両
面には、夫々外側面に互いに平行な平行溝１１，１１を
形成したセンターオルダム１０，１０が同軸で重ね合わ
されて、これらがボルト１２，１２・・で一体に連結さ
れている。又、センターオルダム１０，１０の外周に
は、クロスローラベアリング１３，１３が配設されて、
センターオルダム１０，１０をウォームホイール８と共
に基台７内で回動可能に軸支している。

【０００７】又、各センターオルダム１０の外方には、
内方側に平行溝１１に嵌合する突条１５を、反対側には
突条１５と直交する凹溝１６を形成したオルダムジョイ
ント１４，１４が夫々配置される一方、更に、それらの
外側で、図２，４の如く、ウォームホイール８及びセン
ターオルダム１０の軸心から互いに反対方向へ等距離Ｓ
ずつ水平移動させた偏心位置には、各オルダムジョイン
ト１４の凹溝１６に嵌合する突条１８を備えたアームオ
ルダム１７，１７が、基台７の両側に夫々クロスローラ
ベアリング２０，２０を介して軸支されている。更に、
アームオルダム１７，１７の外面には、突条１８と平行
に突条１９が夫々突設され、これらの突条１９，１９
に、トランスファアーム２１，２１の基端に凹設された
凹溝部２２，２２が夫々嵌合すると共に、ボルト２３，
２３・・で一体化され、トランスファアーム２１，２１
を、両旋回中心が間隔２Ｓ離れた平行姿勢に保持してい
る。又、各トランスファアーム２１の基端内部には、夫
々ピストン２５を内設したシリンダ室２４が形成され、
各トランスファアーム２１の回転中心には、シリンダ室
２４へ圧油を供給してピストン２５を自由端側へ進退動
させる圧油管２６が夫々接続されている。

【０００８】一方、各トランスファアーム２１には、夫
々シリンダ室２４のピストン２５に連動するロッド２７
が、自由端側へ向けて軸方向へスライド自在に収納さ
れ、各ロッド２７の先端には、リンク２８を介して、く
の字状の中央をピン２９で軸着した回動アーム３０の下
側の短手端部３０ｂが連結されて、ロッド２７のスライ
ドに伴い、上側の二又状の長手端部３０ａを、内方へ揺
動させるものとなる。又、ロッド２７の中央には、圧縮
スプリング２７ａが外装されて、ロッド２７を下方へ付
勢し、これによって回動アーム３０の短手端部３０ｂを
下方へ引っ張り、長手端部３０ａを内方側へ回転付勢し
ている。更に、各トランスファアーム２１の先端には、
夫々内方へ向け互いに平行となるトランスファピン３１
を遊挿した筒体３２が固着され、各トランスファピン３
１は、回動アーム３０の長手端部３０ａと連結されてい
る。よって各トランスファピン３１は、常態では下方へ
付勢されるロッド２７によって筒体３２からの突出位置
にあり、シリンダ室２４のピストン２５の前進に伴うロ
ッド２７の上昇によって、筒体３２への没入方向へスラ
イドすることになる。

【０００９】尚、このトランスファピン３１，３１は、
各トランスファアーム２１における旋回中心からの距離
を等しく設定しているため、トランスファアーム２１，
２１が同調して旋回する限り、図５に示すように、トラ
ンスファピン３１，３１間の水平方向の間隔Ｌ₂ は、両
トランスファアーム２１，２１の旋回中心間の水平距離
Ｌ₁ （＝２Ｓ）と常に同じとなる。又、ここで使用され
るパレット５０は、図６にも示す如く、その一対の側面
に、トランスファピン３１，３１間の水平距離Ｌ₂ と同
じ間隔で略対角線上に、外側へ向けて広がるテーパ状の
挿入孔５１，５１を形成しており、トランスファピン３
１，３１の突出状態では、その先細りテーパ状の先端部
３１ａ，３１ａが挿入孔５１，５１に夫々挿入して、パ
レット５０を水平に把持可能となっている。よって当然
ながら、トランスファアーム２１，２１における旋回軸
の軸方向の間隔は、パレット５０の同方向の幅以上、旋
回軸の水平直交方向の間隔は、挿入孔５１，５１が穿設
可能なパレット５０の同方向の幅以内に設定されること
となる。尚、３１ｂ，３１ｂは、先端部３１ａ，３１ａ
の挿入孔５１，５１への挿入深さを規制するストッパと
なるフランジである。

【００１０】一方、図２に示す如く、基台７におけるウ
ォームホイール８の下方には、ウォーム歯９に噛合する
ウォーム歯３４を備えたウォームロッド３３と、そのウ
ォームロッド３３の端部に固着したギヤ３５と噛合する
ギヤ３６を備えた中間ロッド３７とが夫々軸支されてい
る。又、中間ロッド３７には、ベベルギヤ３８が固着さ
れ、その下方へ垂直に備えられたドライブモータ３９の
モータ軸４０に固着したベベルギヤ４１と噛合してい
る。よってここでは、ドライブモータ３９の回転は、中
間ロッド３７とウォームロッド３３とを介してウォーム
ホイール８へ伝達される。

【００１１】以上の如く構成されたワーク搬送装置６に
おいては、常態では、トランスファアーム２１，２１は
垂直姿勢に維持され、先端のトランスファピン３１，３
１は筒体３２，３２から突出している。ここで前段の加
工ステーション１からワークＷを受け取る際には、まず
圧油管２６，２６からシリンダ室２４，２４に圧油を供
給してピストン２５，２５を前進させ、回動アーム３
０，３０を回転させてトランスファピン３１，３１を後
退させる。次に、ドライブモータ３９を駆動し、ウォー
ムホイール８を図２で左回転させる。するとオルダムジ
ョイント１４，１４を介してアームオルダム１７，１７
が夫々同方向へ同調して回転し、これに連結されるトラ
ンスファアーム２１，２１を同調して前段の加工ステー
ション１側へ旋回させる。このとき両トランスファアー
ム２１，２１の旋回中心の偏心設定により、図５で説明
したように、トランスファアーム２１，２１が左側へ倒
伏した水平姿勢にあっても、前段の取付架台５における
パレット５０の挿入孔５１，５１に夫々トランスファピ
ン３１，３１が対応しているから、この状態でシリンダ
室２４，２４から圧油を抜いてピストン２５，２５を後
退させると、ロッド２７，２７が圧縮スプリング２７
ａ，２７ａによって後退して、回動アーム３０，３０を
介してトランスファピン３１，３１を突出させる。よっ
てトランスファピン３１，３１の先端部３１ａ，３１ａ
は、夫々挿入孔５１，５１に挿入してパレット５０を把
持する。

【００１２】今度は、ドライブモータ３９を逆回転させ
てウォームホイール８を図２で右回転させると、前述と
逆にトランスファアーム２１，２１はパレット５０を把
持したまま同調して右旋回し、右側へ倒伏した水平姿勢
では、パレット５０は隣接する次段の加工ステーション
１の取付架台５上に載置される。勿論この場合も、トラ
ンスファアーム２１，２１の旋回中心の偏心設定によ
り、図５の如く、挿入孔５１，５１とトランスファピン
３１，３１との位置関係は変わらないから、パレット５
０は常に水平姿勢を維持する。こうして次段の取付架台
５上にパレット５０が到達した後、圧油の供給によりピ
ストン２５，２５を作動させてトランスファピン３１，
３１を後退させれば、パレット５０の把持は解除され
る。ちなみにパレット５０と取付架台５との連結は、取
付架台５から突出され、放射方向へ拡縮自在な複数のチ
ャック爪を、パレット５０の底面に設けたチャック孔へ
挿入し、チャック爪を放射方向へ移動させることで、チ
ャック孔と取付架台５間を楔状にロックする構造が採用
されている。このようにパレット５０の搬送が終了する
と、後は再びドライブモータ３９を駆動してウォームホ
イール８を左回転させ、トランスファアーム２１，２１
を垂直姿勢まで旋回させれば良い。

【００１３】よって、上記実施の形態によれば、各加工
ステーション１ごとに設けられたワーク搬送装置６を用
いて、図１のように前段で加工済みのワークＷを次段の
取付架台５へ簡単に搬送することができる。特に、トラ
ンスファピン３１，３１の出没と、トランスファアーム
２１，２１の同調旋回で簡単にパレット５０の把持と搬
送が可能となるから、搬送が短時間で済む。併せて、ト
ランスファピン３１，３１を、バネ機構により常態で突
出する構成としているので、搬送中の外乱による電源
断、油圧力低下等の影響を受けることがなく、安全が確
保される。又、トランスファピン３１，３１の出没構造
と、トランスファアーム２１，２１の同調旋回機構のみ
でワーク搬送装置６が構成されるため、構造が簡略化
し、コストもかからない。又、各ワーク搬送装置６は、
加工ステーション１ごとに独立して設置されるから、加
工工程の変更による加工ステーション１の移動や追加等
が容易に行える。更に、加工ステーション１を直線上に
整列させなくても、トランスファアーム２１，２１の旋
回軌跡と取付架台５の位置さえ対応させておけば、加工
ステーション１を四角形状やＵ字状、円形状等の任意の
レイアウトで配置することができる。勿論、加工ライン
全体も小型化されてスペースをとらない。加えて、常態
ではトランスファアーム２１，２１が垂直姿勢にあって
加工ステーション１への行き来を妨げないため、保守点
検等の作業性への支障も生じず、切粉の排出も容易とな
って加工精度の劣化の虞れもないのである。

【００１４】尚、トランスファアーム２１，２１の同調
旋回機構は、上記形態の如く、オルダムジョイント１４
を採用すれば、正確且つ簡単に同調が実現でき、好まし
いが、他の機構でも可能である。図７，８はその変更例
を示すもので、ドライブモータ３９からの回転伝達やパ
レット５０の把持構造等は上記と同じであるため、記載
を省略する。ここではウォームホイール４２は、内径に
ギヤ部４３を形成した円筒形状のものが採用され、この
円筒内に、ギヤ部４３に噛合するピニオン４５を夫々周
設したアーム軸４４，４４が、ウォームホイール４２の
軸心から互いに離反する水平間隔２Ｓだけずらして、基
台７内でボールベアリング４６，４６に回動可能に軸支
されており、各アーム軸４４の外側端面に、トランスフ
ァアーム２１，２１の凹溝部２２，２２に嵌合する突条
４７，４７を夫々突設したものである。よってこの形態
では、ドライブモータ３９の駆動でウォームホイール４
２が回転すると、ギヤ部４３と噛合するアーム軸４４，
４４が夫々同方向へ同調して回転し、アーム軸４４，４
４に連結されるトランスファアーム２１，２１を同調し
て旋回させることになり、上記形態と同様にワークＷの
搬送制御が可能となる。特にこの形態によれば、オルダ
ムジョイント１４等を用いたものより部品点数が少なく
なり、コストダウンの実現を図ることができる。

【００１５】その他、ウォームホイール８の回転制御構
造等の他の構造も上記形態に限定するものでなく、適宜
設計変更可能で、例えばトランスファピン３１，３１の
出没構造を、上記油圧シリンダとリンク等との組み合わ
せによる他、エアシリンダを用いたり、ソレノイドで電
気的に制御したりすることができる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、各加工
ステーションごとに設けられたワーク搬送装置を用い
て、前段の載置位置にあるワークを次段の載置位置へ簡
単に搬送することができる。特に、トランスファアーム
の同調旋回と、ピンの出没とで簡単にパレットの把持と
搬送が可能となるから、搬送が短時間で済む。同様に、
ピンの出没構造と、トランスファアームの同調旋回機構
のみでワーク搬送装置が構成されるため、構造が簡略化
し、コストもかからない。又、各ワーク搬送装置は、加
工ステーションごとに独立して設置されるため、加工工
程の変更による加工ステーションの移動や追加等が容易
に行え、加工ステーションを直線上に整列させなくて
も、トランスファアームの旋回軌跡とパレットの載置位
置さえ対応させておけば、加工ステーションを任意のレ
イアウトで配置することができる。勿論、加工ライン全
体も小型化されてスペースをとらない。加えて、トラン
スファアームは加工ステーションへの行き来を妨げない
ため、保守点検等の作業性への支障も生じず、切粉の排
出も容易となって加工精度の劣化の虞れもないのであ
る。一方、請求項２に記載の発明によれば、請求項１の
効果に加えて、前記ウォームギヤとオルダムジョイント
との採用により、前記トランスファアームの同調旋回機
構を簡単に、且つ精度良く構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワーク搬送装置を用いた加工ラインの
説明図である。

【図２】ワーク搬送装置の説明図である。

【図３】ワーク搬送装置の説明図である。

【図４】トランスファアームの同調旋回機構を主要部品
のみで示す説明図である。

【図５】トランスファアームの旋回動作を示す説明図で
ある。

【図６】ワーク搬送装置の平面図である。

【図７】トランスファアームの同調旋回機構の変更例を
示す分解説明図である。

【図８】トランスファアームの同調旋回機構の変更例を
示す分解説明図である。

【符号の説明】

１・・加工ステーション、２・・ベッド、４・・三軸ユ
ニット、５・・取付架台、６・・ワーク搬送装置、７・
・基台、８，４２・・ウォームホイール、１０・・セン
ターオルダム、１４・・オルダムジョイント、１７・・
アームオルダム、２１・・トランスファアーム、２４・
・シリンダ室、２７・・ロッド、３０・・回動アーム、
３１・・トランスファピン、３３・・ウォームロッド、
３７・・中間ロッド、３９・・ドライブモータ、５０・
・パレット。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 39/04 B23Q 7/00 B65G 47/90

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前段の加工ステーションにおけるワーク
をセットしたパレットの載置位置と、次段の加工ステー
ションにおける前記パレットの載置位置との中間点に配
置される基台に、前記前後段の載置位置間の半分の長さ
を有する一対のトランスファアームを、それらの自由端
が前記載置位置間で垂直旋回するように設けると共に、
前記両トランスファアームを同調して垂直旋回させる同
調旋回機構を内設する一方、前記両トランスファアーム
の旋回軸を、その軸方向に、前記パレットの一方の幅以
上の間隔を有するように、且つ前記旋回軸の水平直交方
向に、前記パレットの他方の幅以内の間隔を有するよう
に、夫々前記中間点から等距離ずつ互いに反対方向へず
らして配置し、更に、前記各トランスファアームの自由
端に、前記パレットの他方の幅方向の両側面において前
記旋回軸の水平直交方向での間隔で互い違いに形成され
た挿入孔に挿入可能なピンを、夫々同調して出没自在に
設けたことを特徴とする加工ラインにおけるワーク搬送
装置。
【請求項２】前記同調旋回機構を、前記旋回軸の水平
直交方向に配置されるウォームホイールと、モータ駆動
で回転制御されるウォームとからなるウォームギヤと、
前記ウォームホイールの両側面を、夫々各側面側の前記
トランスファアームの基端と連結するオルダムジョイン
トとした請求項１に記載の加工ラインにおけるワーク搬
送装置。