JP3133791B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークを保持する位
置と、ワークを離す位置となるワーク保持部材の最下降
位置の周期を連続移動しながらコントロールできるよう
にしたワーク搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、保持したワークを搬送して所定位
置でワークの保持を解除する装置としては、例えば特開
昭６２−１１４２９０号公報記載のものが知られてい
る。

【０００３】即ち、回転可能なテーブルの周縁に配置さ
れた上下動可能な吸着ヘッドを吸着ステーションの位置
においてテーブルを停止した後に下降させ、チップ等の
ワークを吸着した後、再び上昇させる。次にテーブルを
所定量回転させワークを保持した吸着ヘッドを装着ステ
ーションまで搬送して停止させ、再度吸着ヘッドを下降
させてプリント基板上に装着する実装運動を繰返す構造
となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した如く従来手段
にあっては、吸着ヘッドによるワークの吸着時、及びそ
の吸着解除時においてテーブルの回転を一時停止させる
間欠運動を繰返すため、テーブルが停止している間、ロ
ス時間につながる等作業能率の面で望ましくない。ま
た、搬送領域も回転テーブル上に限定された専用の装置
となっている。

【０００５】そこで、この発明にあっては、ワークを保
持する位置と、ワークを離す位置となるワーク保持部材
の最下降位置の周期を連続移動しながらコントロールで
きるようにして作業能率の向上を図ると共に、しかも、
搬送領域に制約されることのないワーク搬送装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明にあっては、ガイド部材に沿って移動可能
な移動部材と、移動部材に取付けられ、その取付軸部を
中心として旋回可能なワーク保持部材と、前記移動部材
の移動量を制御する一方、移動部材の移動に連動してワ
ーク保持部材の保持部を常に下向きの状態で最下降位置
まで旋回運動を与えると共に、ワーク保持部材の旋回最
下降位置から最下降位置までの周期を変化させる差動装
置制御機構と、ワーク保持部材の最下降時に、ワークの
保持及びワークを離すワーク解除時とを制御する制御部
とを備えている。

【０００７】

【作用】かかる搬送装置によれば、ワーク保持部材は、
移動部材によって移動しながら最下降位置まで旋回運動
するようになる。この旋回運動時において、ワークを保
持するワーク保持部材の最下降位置と、ワークを離す最
下降位置までの周期のコントロールが可能となる。この
場合、周期を長くコントロールすることで、ワークを供
給面から大きく上昇させた状態で搬送が可能となり、正
確に置くことができるようになる。したがって、目的の
場所へ確実にワークを搬送できると共に、しかも、ワー
クの保持及びその保持の解除は連続移動しながら行なえ
るようになる。また、搬送領域に制約されることもな
い。

【０００８】

【実施例】以下、図１乃至図６の図面を参照しながらこ
の発明の一実施例を詳細に説明する。

【０００９】図１において、１はチェーン３により牽引
制御される搬送装置５の移動部材を示しており、所定の
間隔で配置されている。

【００１０】移動部材１は、プレート状に形成され、ロ
ーラ７を介して前後に長い上下のガイドレール９，９に
沿って走行自在に装着支持されると共に、移動部材１に
は、ワーク保持部材１１が装着されている。

【００１１】ワーク保持部材１１は、保持部となる太さ
の異なる吸着ノズル１３が放射方向に９０度の間隔を有
して４箇所に設けられた回転ヘッド１５を有し、後述す
る差動装置制御機構１９によって同一姿勢のまま旋回運
動が与えられるようになっている。

【００１２】吸着ノズル１３は、図２に示す如く真空ポ
ンプ２１とパイプ２３を介して連通し、パイプ２３に設
けられた開閉弁２５を開閉制御することで吸着ノズル１
３の真空圧により吸着及び吸着解除が可能となってい
る。

【００１３】パイプ２３は開閉弁２５と共に前記移動部
材１と一緒に移動可能となっており、一端は、前記回転
ヘッド１５の背面側に接触し合う円板体２７の連通孔２
９と接続している。この連通孔２９は前記円板体２７が
ばね３０等の付勢手段によって付勢されることで、回転
ヘッド１５を、例えば、９０度回転させた時に、吸着ノ
ズル１３側に設けられた通路３１と常に対向し合う位置
に設けられている。

【００１４】差動装置制御機構１９は、スリーブ軸３３
に固定されたリンク３５と、同リンク３５によりスリー
ブ軸３３のまわりを公転する第１軸３７、第２軸３９、
第３軸４１を有する。第１軸３７は、吸着ノズル回転制
御機構４２の伝導系となっていて、第２軸３９の内側に
回転自在に配置されており、その一端は、吸着ノズル駆
動プーリ４３が、他端にはサイドギヤ４５がそれぞれ装
着され、サイドギヤ４５には前記吸着ノズル１３の基部
に装着されたピニオンギヤ４７が噛み合っている。

【００１５】したがって、吸着ノズル駆動プーリ４３に
回転動力が与えられて、サイドギヤ４５、ピニオンギヤ
４７を介して吸着ノズル１３が自転することで図６に示
す如く吸着ノズル１３のθ角補正、即ち、基準線Ｗに対
し正しい向きのワークＰの吸着姿勢が確保されるように
なる。

【００１６】第２軸３９は、吸着ノズル選択制御機構４
９の伝導系となっていて、第３軸４１の内側に回転自在
に配置されると共に一端には、前記回転ヘッド１５が、
他端には回転ヘッド駆動プーリ５１がそれぞれ装着して
いる。したがって、回転ヘッド駆動プーリ５１に回転動
力が入力されることで、回転ヘッド１５が回転し、４箇
所にある吸着ノズル１３の選択が可能となる。

【００１７】第３軸４１は前記差動装置制御機構１９の
伝導系となっていて、一端には前記リンク３５が嵌挿固
着されている。

【００１８】第３軸４１の他方には、前記円板体２７の
胴部が回転可能に装着されており、円板体２７の胴部に
はプーリ５３が設けられている。このプーリ５３は前記
スリーブ軸３３を貫通した中心の固定軸５５に固着され
た最終プーリ５７とベルト５９を介して伝導状態が確保
されている。なお、固定軸５５の他方は、前記移動部材
１から延長されたブラケット６１に固定支持されてい
る。

【００１９】吸着ノズル駆動プーリ４３及び回転ヘッド
駆動プーリ５１は、後述する第２、第３の伝導経路７
０，７１を構成する最終プーリ６３，６５とそれぞれベ
ルト６７を介して伝導状態が確保されている。したがっ
て、最終プーリ６３，６５が停止した状態において後述
する差動装置制御機構１９の第１の伝導経路６９からの
動力によりリンク３５が回転することで回転ヘッド２５
が自転しながら公転する遊星機構が構成されるようにな
る。

【００２０】この場合、各プーリ５７，６３，６５及び
４３，５１，５３を、ベルトにかえてギヤ伝導とし、ギ
ヤ伝導による遊星歯車機構とすることも可能である。

【００２１】なお、回転ヘッド駆動プーリ５１、吸着ノ
ズル駆動プーリ４３及び円板体２７のプーリ５３と、前
記各最終プーリ５７，６３，６５のプーリ比は１：１の
関係にそれぞれ設定されている。

【００２２】これにより、前記遊星機構の働きによって
回転ヘッド１５は、スリーブ軸３３を中心として吸着作
動用の吸着ノズル１３が常に下を向いた同一姿勢の回転
運動が得られるようになっている。

【００２３】第１の伝導経路６９は、図３に示す如く移
動部材１に装着された第１のモータＭ１からの動力と、
ガイドレール９に沿って固定されたラック７３からの動
力が差動装置７５を介して同時に入力される経路となっ
ている。

【００２４】差動装置７５は、一般にハーモニック装置
と呼ばれており、第１のモータＭ１の動力を出力用のプ
ーリ７７に伝達するモータ伝達系と、前記ラック７３と
伝達ギヤ７９が噛み合い、移動部材１が移動することで
伝達ギヤ７９がラック７３によって自転することでラッ
ク７３からの動力が差動装置７５を介してスリーブ軸３
３に伝達されるラック伝達系の２つの伝達機構を有する
構造となっている。

【００２５】出力用のプーリ７７は、前記差動装置７５
を構成する太陽ギア８１の周囲を自転しながら公転する
遊星ギヤ８３に装着されている。なお、遊星ギヤ８３
は、伝達ギヤ７９と一体に固定されたリングギヤ８４と
噛み合っている。

【００２６】したがって、第１のモータＭ１のオフ時に
おいて、移動部材１が矢印（図３イ方向）に移動するこ
とで、伝達ギヤ７９がラック７３と噛み合いながら自転
すると、その回転動力は差動装置７５を介して前記スリ
ーブ軸３３に反時計方向の回転動力として伝達されるよ
うになる。この結果、回転ヘッド１５の吸着ノズル１３
は図５に示すサイクロイド曲線Ｎを描いて上下動するピ
ックアップ運動を繰返すようになる。

【００２７】一方、ピックアップ運動時において、第１
のモータＭ１の作動制御により移動部材１の移動方向と
同じ向きに出力用のプーリ７７を回転させることで、前
記のピックアップ運動の周期を長くしたり、短くするこ
とができる。

【００２８】この点についてさらに具体的に説明する
と、出力用のプーリ７７が、停止している時、伝達ギヤ
７９が一回転すると、その回転は、遊星ギヤ８３を介し
て太陽ギヤ８１に逆向きの回転として伝達され最下降時
から最下降時までの周期Ｌが得られる。この時に、伝達
ギヤ７９の回転と同方向に遊星ギヤ８１を、第１のモー
タＭ１によって回動制御することで、例えば、図４に示
す如く吸着ノズル１３は伝達ギヤ７９のギヤ比に対応し
たサイクル３Ｌのサイクロイド曲線Ｎを描くピックアッ
プ運動が得られるようになる。このピックアップ運動
は、移動部材１の矢印イ方向の回転による吸着ノズル１
３２先端の速度と、吸着時の吸着ノズル１３の先端の速
度とが一致するよう回転比が設定されているため、吸着
ノズル１３はほぼ零に近い対地速度となり支障のない吸
着動作が可能となる。したがって、遊星ギヤ８３の公転
を第１のモータＭ１によって制御することでサイクロイ
ド曲線ＮのサイクルＬを長く３Ｌ，４Ｌ…としたり短く
することが可能となる。

【００２９】この場合、遊星ギヤ８３の、回転制御をさ
らに発展させて、遊星ギヤ８３の公転を伝達ギヤ７９の
回転に同期させることで、回転ヘッド１５は自転せず同
一姿勢のまま公転することが可能となり、例えば、回転
ヘッド１５が最上昇位置のまま移動する周期の長いサイ
クルが可能となる。

【００３０】第２の伝導経路７０は、移動部材１に支持
された第２のモータＭ２の動力が入力プーリ８５を介し
て吸着ノズル駆動プーリ４３に入力される吸着ノズル１
３のθ角補正用の伝導系となっている。入力プーリ８５
は、第４の軸となる前記最終プーリ６５の胴部に固着さ
れ、第２のモータＭ２のモータプーリ８７と伝導ベルト
を介して伝導状態が確保されている。

【００３１】第３の伝導経路７１は、移動部材１に支持
された第３のモータＭ３の動力が、入力プーリ８９を介
して回転ヘッド駆動プーリ５１に入力される吸着ノズル
１３の選択用の伝導系となっている。入力プーリ８９
は、第３の軸となる前記最終プーリ６３のスリーブ軸９
１に固着されると共に第３のモータＭ３のモータプーリ
９２と伝導ベルトを介して伝導している。

【００３２】したがって、第３のモータＭ３の作動制御
により、回転ヘッド１５を約９０度回転させることで吸
着ノズル１３の選択が可能となる。

【００３３】一方、図１においてＳＬは制御部を示して
いる。制御部ＳＬには、入力側に、ワークの保持状態を
確認する画像認識装置等の視覚センサあるいは、移動距
離センサ等各種情報が入力され、出力側からは入力され
た情報に基づき指令信号を出力し、前記開閉弁２５の開
閉時間や第１から第３のモータＭ１…Ｍ３のオン、オフ
時間を作動制御する機能を有している。

【００３４】次に動作について説明する。

【００３５】移動部材１の移動に対して下向きの吸着ノ
ズル１３は同一姿勢のまま旋回運動を続ける。この時、
図５に示すように吸着ノズル１３の吸着位置となる最下
降位置Ｘ１からワークＰを離す最下降位置Ｘ２までの周
期３Ｌをコントロールすれば、吸着ノズル１３を搬送工
程中に下降させないで済むようになり、ワークＰが供給
面Ｇと干渉し合うことなく、目的の場所へ正確にワーク
を置けるようになる。この動作時において、最下降時に
吸着ノズル１３はほぼ零に近い対地速度となるためワー
クＰを支障なく吸着又は吸着解除が行えるようになる。
又、これら一連の動作において、吸着ノズル１３は連続
移動しながら吸着，解除作動となるためロス時間は発生
せず、しかも、搬送領域に制約されることもない。

【００３６】また、サイクロイド曲線Ｎの周期Ｌの長さ
を制御すれば、組立ラインの供給場所へ正しくワークを
置けるようになる。この結果、タクトタイムが短縮し稼
働率が向上する。

【００３７】なお、これら一連の実施例ではワークの保
持に真空圧の吸着手段を用いているが、この手段に限定
されるものではなく、電磁石，チャック等の他の手段を
利用することも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明のワー
ク搬送装置によれば、ワークを保持する最下降位置と、
ワークの保持を解除する最下降位置の周期を自由にコン
トロールできるため、搬送中の下降運動をしないで済む
ようになり、ワークを干渉させることなく目的の場所へ
確実に置けるようになる。また、連続移動しながらサイ
クロイド曲線を描いて上下動するワーク保持部材によっ
て、ワークの保持とワークの装着解除ができるためロス
時間がなくなり、作業能率の向上が図れると共に、搬送
領域に制約されることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のワーク搬送装置の概要側面図。

【図２】図１の概要切断面図。

【図３】ワーク搬送装置の全体の概要側面図。

【図４】サイクロイド曲線を描いた説明図。

【図５】ワーク保持部材の動作説明図。

【図６】回転ヘッドの取付状態を示した概略平面図。

【符号の説明】

１ 移動部材 ９ ガイドレール（ガイド部材） １１ ワーク保持部材 １９ 差動装置制御機構 ３３ スリーブ軸（取付軸部） Ｐ ワーク ＳＬ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠道 三重県三重郡朝日町大字縄生2121 株式 会社東芝 三重工場内 (72)発明者 南浜 悦郎 三重県三重郡朝日町大字縄生2121 株式 会社東芝 三重工場内 (56)参考文献 特開 平３−274800（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/00 - 13/04 B23P 19/00 - 21/00 307

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイド部材に沿って移動可能な移動部材
   と、移動部材に取付けられ、その取付軸部を中心として
   旋回可能なワーク保持部材と、前記移動部材の移動量を
   制御する一方、移動部材の移動に連動してワーク保持部
   材の保持部を常に下向きの状態で最下降位置まで旋回運
   動を与えると共に、ワーク保持部材の旋回最下降位置か
   ら最下降位置までの周期を変化させる差動装置制御機構
   と、ワーク保持部材の最下降時に、ワークの保持及びワ
   ークを離すワーク解除時とを制御する制御部とを備えた
   ワーク搬送装置。