JP3833869B2

JP3833869B2 - Article conveying device

Info

Publication number: JP3833869B2
Application number: JP2000106330A
Authority: JP
Inventors: 章雄三好
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001287131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカム機構を用いた物品搬送装置に関し、更に詳しくは工作機械の自動工具交換装置または自動パレット交換装置等に用いて好適であって、カムを利用して旋回軸の軸方向の移動と旋回軸を中心とした旋回移動とを行わせて物品を搬送する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械の工具交換装置において、工具搬送にカム機構を用い単一の駆動源で工具交換アームの軸方向移動と旋回移動を行わせるものとして特開平６−１５５２１５号公報が知られている。
このものは図７に示すように枠体１１１に設けられた単一のサーボモータ１１２により送りねじ軸１１３を回転させ、回転を阻止された軸１１４を軸線方向に移動させる。この軸１１４に対して回転可能で軸線方向に一体移動するように取り付けられた円筒カム１１５の外周には軸方向の直線部とリード部とを有するカム溝１１５ａが形成されている。
【０００３】
枠体１１１には位置固定にカムフオロア１１６が取り付けられていて、カム溝１１５ａに案内される。円筒カム１１５の先端には工具交換アーム１１７が固着されていて、サーボモータ１１２の回転により軸１１４が軸線方向に移動して、工具交換アーム１１７がカム溝１１５ａの直線部による軸線方向の移動とカム溝１１５ａのリード部による旋回移動とを行う。そしてカム溝１１５ａの折り返し点においてカムフオロア１１６の進行方向を規制するためにストッパ作動用のソレノイド１１８を用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた特開平６−１５５２１５号公報のものは、軸１１４の一方向動作が完了してソレノイド１１８を作動させるので、工具交換アームの動作が一旦停止してからしか次の反対方向の動作に移行することが出来ず、一連の動作を高速に行うことが出来ないという問題を有していた。
本発明は従来の技術を有する上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、カムを利用して移動途中にて停止することなく高速動作可能な物品搬送装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１に記載された本発明の物品搬送装置は、物品を把持したアームを固着した旋回軸が軸線方向に移動し且つ軸心周りに旋回して、物品を旋回軸を中心に２位置に旋回移動させて位置決めする物品搬送装置であって、筐体に軸方向移動を阻止され回転可能に設けられたナットと、前記筐体に対し軸線方向に移動可能で前記ナットに螺合するねじ軸と、前記筐体に設けられ前記ねじ軸を軸線方向に移動する１個のモータと、前記ねじ軸にキー着された突出体と、前記ねじ軸に回転自在に枢結されると共に前記アームを固着した旋回軸と、該旋回軸に外挿して前記筐体に固着され前記突出体を案内するキー溝を軸方向に形成したスリーブと、前記旋回軸または前記スリーブのいずれか一方に軸心に対し直角に突出して設けたカムフオロアと、前記旋回軸または前記スリーブのいずれか他方に前記カムフオロアと係合するよう刻設されたＵ字状のカム溝と、前記スリーブに取り付けられたピストンソレノイド及び前記旋回軸外周に前記ピストンソレノイドの軸先端が係合する切欠とよりなりピストンソレノイドの作動で前記カム溝内で停止したカムフォロアを移動させる装置とを含み、前記カム溝は前記２位置に相当する前記カム溝上の２位置から滑らかに形成されたＵ字状のカム溝であって、前記モータの回転で前記ねじ軸の軸方向の移動で前記カムフォロアが前記カム溝に沿って移動することにより前記旋回軸及び前記アームを自動的に旋回を行わせるようになしたものである。
【０００６】
上述の装置によれば旋回軸を移動体に対し回動自在に枢結したので、カムフオロアがＵ字状のカム溝を移動するときの運動変換等により特別の駆動源を必要とせず旋回軸及びアームを直線動から旋回動へ自動的にスムースに停止することなく連続して移動させることが出来る。
【０００７】
また請求項２に記載された本発明の物品搬送装置は、物品を把持したアームを固着した旋回軸が軸線方向に移動し且つ軸心周りに旋回して、物品を旋回軸を中心に２位置に旋回移動させて位置決めする物品搬送装置であって、筐体に軸方向移動を阻止され回転可能に設けられたナットと、前記筐体に対し軸線方向に移動可能で前記ナットに螺合するねじ軸と、前記筐体に設けられ前記ねじ軸を軸線方向に移動する１個のモータと、前記ねじ軸にキー着された突出体と、前記ねじ軸に回転自在に枢結されると共に前記アームを固着した旋回軸と、該旋回軸に外挿して前記筐体に固着され前記突出体を案内するキー溝を軸方向に形成したスリーブと、前記旋回軸または前記スリーブのいずれか一方に軸心に対し直角に突出して設けたカムフオロアと、前記旋回軸または前記スリーブのいずれか他方に前記カムフオロアを係合するよう刻設されたカム溝と、前記旋回軸を前記２位置に相当する前記カム溝上の２位置において前記突出体と一体回転するよう連結する連結体と、前記スリーブに取り付けられたピストンソレノイド及び前記旋回軸外周に前記ピストンソレノイドの軸先端が係合する切欠とよりなりピストンソレノイドの作動で前記カム溝内で停止したカムフォロアを移動させる装置とを含み、前記キー溝は前記突出体が上昇端位置で旋回可能ならしめる水平方向の第１旋回溝を形成し、前記カム溝は前記２位置に相当する前記カム溝上の２位置から滑らかに形成されたＵ字状のカム溝であって、Ｕ字状溝端に前記カムフオロアを旋回可能ならしめる水平方向の第２旋回溝を形成し、前記モータの回転で前記ねじ軸の軸方向の移動で前記カムフォロアが前記カム溝に沿って移動することにより前記旋回軸及び前記アームを自動的に旋回を行わせるとともに前記旋回軸が上昇終了間近で前記旋回軸と突出体が前記連結体で連結して上昇端で前記ねじ軸の回転で前記突出体は第１旋回溝に前記カムフォロアは第２旋回溝に移動して前記アームを退避位置に退避させるようになしたものである。
【０００８】
上述の装置によればＵ字状のカム溝の端部でカムフオロアを第２の旋回溝内に移動させることが出来るので、特別の駆動源を必要とせずアームを退避位置に退避させることが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
以下本発明の物品搬送装置を工作機械の自動工具交換装置に用い移動体と旋回軸とを同軸上に設けた実施例１について図１にもとづいて説明する。
【００１０】
図示しない工作機械の本体に筐体１が固着されていて、この筐体１の上面に正逆転可能なモータ２が取り付けられている。モータ２の出力軸２ａは筐体１内に突き出ていて、第１歯車３を取着している。筐体１には出力軸２ａの軸線と平行に円筒状のハウジング４が軸受５により軸方向移動を阻止された状態で回転可能に軸承されている。ハウジング４の円周内にはナット６が嵌挿固着されていて、このナット６には移動体としてのねじ軸７が螺合している。またハウジング４には第１歯車３と噛み合う第２歯車８がキー着されている。ねじ軸７の下端部にはカラー９がキー着されていて、このカラー９には外方に突出体としてのキー体１０が突出している。ねじ軸７のカラー９下部にはブラケット１１がねじ軸７に対し回動自在に含油軸受１２により枢結されている。枢結とは回転可能に結合することである。
【００１１】
ブラケット１１には吊り下げ状に円筒形の旋回軸１３が上端を固着されていて、この旋回軸１３の下端には工作機械に用いる工具Ｔを両端に把持可能な把持アーム１４が旋回軸１３の軸線に直角に固着されている。そして旋回軸１３の回動によりアーム１４は水平に旋回させられる。
筐体１には旋回軸１３を外挿する状態にスリーブ１５が固着されていて、このスリーブ１５の内周にはキー体１０の先端を受け入れ案内するキー溝１５ａが軸線方向に形成されている。旋回軸１３の上端近傍には外方へ突き出た状態でカムフオロア１６が固着されている。そしてスリーブ１５の内周にはカムフオロア１６を受け入れ案内するカム溝１５ｂが刻設されている。
【００１２】
スリーブ１５にはカム溝１５ｂの下端と僅かな寸法隔てた位置と最下端位置との２個所に含油軸受１７が設けられていて旋回軸１３を回転可能に支えている。上記説明ではキー溝１５ａ及びカム溝１５ｂはスリーブ１５に形成されているが、図１には示すように旋回軸１３の外径と遊嵌する内径を有した円筒カム２１をスリーブ１５内に嵌挿固着し、この円筒カム２１にキー溝１５ａとカム溝１５ｂを刻設するようになしてもよい。
【００１３】
次にカム溝１５ｂの形状を図２，図３にもとづいて説明する。
図２は円筒カム２１の斜視図であり、図３はカム溝１５ｂの展開図である。カム溝１５ｂは円筒カム２１の上部で１８０度離れたａ位置とｅ位置に溝端部があり、ａ位置とｅ位置から垂直下方にｂ位置とｄ位置まで垂直直線溝を形成している。そしてｂ位置とｄ位置から下降しながら円筒カム２１の円筒曲面に沿って滑らかに曲がり始めｃ位置に到る曲がり溝を形成している。尚、Ｕ字状のカム溝１５ｂは図３に示す形状ばかりではなくＵ字状の端部に水平溝を連続して形成した図５に示すものや、ほぼＵ字状のもの等全てを含むものとする。
【００１４】
〔作用〕
次に自動工具交換装置において工具を搬送する場合の作用を説明する。
今ねじ軸７が上昇させられ、ブラケット１１，旋回軸１３及び工具Ｔを把持しているアーム１４も上昇し上端位置に停止しているものとする。
このときカムフオロア１６はカム溝１５ｂのａ位置に位置している。
次に工具交換動作のためにモータ２を回転させると、ねじ軸７はキー体１０の先端がキー溝１５ａ内に係合させられていて、回転を阻止されているため、キー溝１５ａに沿ってアーム１４の方に下降移動を開始する。
【００１５】
従ってブラケット１１，旋回軸１３及びアーム１４も下降移動し、カムフオロア１６はカム溝１５ｂのｂ位置方向へ移動する。カムフオロア１６がｂ位置通過後は曲がり溝によりねじ軸７はｂ位置とｃ位置の間の僅かな垂直方向の寸法を下降移動する。旋回軸１３はねじ軸７に対して含油軸受１２により回動自在に枢結されているため、カムフオロア１６がカム溝１５ｂのｂ位置とｃ位置間を移動しているとき、円筒カム面に沿ったカム溝１５ｂの曲がり溝により運動変換等にて旋回軸１３は旋回を行い従ってアーム１４も旋回し、カムフオロア１６はｃ位置を通過してカム溝１５ｂの曲がり溝の最終点であるｄ位置まで自動的に旋回移動する。
【００１６】
ｃ点位置の近傍でカムフオロア１６の位置と移動体の駆動装置にずれが生じた場合に各構成部品に無理な力が作用する。従ってカムフオロア１６がｃ位置の近傍を通過する時点でモータ２の出力トルクを制限させるように制御することも行われる。或いは移動体部分に皿ばね等を必要に応じて付加することも行われる。
【００１７】
カムフオロア１６がＵ字状のカム溝１５ｂ内をａ位置からｅ位置まで移動して一連の自動工具交換動作が完了し、次の自動工具交換動作を行わせるときには、カムフオロア１６はカム溝１５ｂ内をｅ位置からａ位置まで移動する。
【００１８】
尚、工作機械の本機側に何らかの不具合が発生し、工具交換動作を速やかに停止させたい場合には図１（ｂ）に示すブレーキ装置２５を作用させる。ブレーキ装置２５は旋回軸１３を挟む二つの駒２６，２７がスリーブ１５内に収容されていて、ロータリソレノイド２８により左ねじと右ねじを刻設されたねじ軸２９を回転させ、左ねじと右ねじそれぞれと螺合する二つの駒２６，２７を互いに接近させて旋回軸１３にブレーキを加えるものである。
【００１９】
次にカムフオロア１６がカム溝１５ｂ内のｃ点近傍の位置に停止した場合に、旋回軸１３を回動させ、カムフオロア１６を復帰可能な位置まで移動させる装置３１について図１（ｃ）にもとづき説明する。
【００２０】
スリーブ１５にピストンソレノイド３２を取り付ける。旋回軸１３が下降しカムフオロア１６がカム溝１５ｂのｃ点近傍に位置する場合におけるピストンソレノイド３２の軸３３先端と相対する旋回軸１３外周に軸３３先端と係合する切欠き１３ａを設ける。カムフオロア１６をｃ点近傍の位置から復帰可能な位置まで移動させるにはピストンソレノイド３２を往運動させ旋回軸１３の切欠き１３ａに軸３３先端を係合させ旋回軸１３を徐々に回転させる。尚カムフオロア１６がｃ点近傍の途中で停止した場合にモータ２の回転のみにて復帰させるときの復帰動作を助けるためにカム溝１５ｂの内側面を図３にｆで示すように形成することも可能である。
【００２１】
〔実施例２〕
次にＵ字状のカム溝の端部に円周方向の水平溝を形成してアームを退避移動させる実施例２を図４にもとづき説明する。なお図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
ねじ軸７の上昇端位置においてカラー９よりも上方位置にて円板状リング４１が筐体１と円筒カム２１に挟まれて軸線方向に固定され回動のみ可能に取り付けられている。そして円板状リング４１には下方を向けて連結体としてのピン４２が植設されている。また円板状リング４１には外周にＶ字状の切欠き４１ａが２個所に設けられていて、スリーブ１５に取り付けられたボール当たりストッパ４３にて円周方向に位置決めされている。カラー９の突出体としてのキー体１０にはねじ軸７の上昇端においてピン４２を挿通させる穴１０ａが穿設されている。ねじ軸７に対し含油軸受１２により回転可能に枢結されているブラケット１１にはねじ軸７と共に上昇時に上昇端においてピン４２の先端部を受け入れる穴１１ａが穿設されている。
【００２３】
カラー９のキー体１０は円筒カム２１に刻設したキー溝１５ａに先端を挿入して係合している。そしてキー溝１５ａはキー体１０が上昇端位置で水平方向に旋回可能なように第１旋回溝としての水平溝を有している。また旋回軸１３にはカムフオロア１６が軸線に直角に外方へ突設させられていて、円筒カム２１に刻設したＵ字状のカム溝１５ｂと係合している。そして旋回軸１３がねじ軸７と共に上昇端に達したときカムフオロア１６が水平旋回可能なようにＵ字状のカム溝１５ｂの上端は直線溝の上端ａ位置，ｅ位置に連続して水平方向に第２旋回溝ａ→ａ´とｅ→ｅ´とを有している。
【００２４】
Ｕ字状のカム溝１５ｂの端部ａ位置及びｅ位置に相当するスリーブ１５上の位置にはカムフオロア１６が到達したことを検知する検出センサ１８が取り付けられている。そしてカムフオロア１６の復帰位置を検出する。
更にブラケット１１のフランジにはＵ字状のカム溝１５ｂのａおよびｅに相当する円周方向の切欠き１１ｂが設けられていて、ブラケット１１が上昇したときにこの切欠き１１ｂと対応するスリーブ１５上の位置にストッパ４４を先端が切欠き１１ｂに係合するように取り付けられている。
【００２５】
次に実施例２の作用について説明する。
モータ２の回転でねじ軸７が上昇すると、ねじ軸７に取り付けられているカラー９，ブラケット１１，旋回軸１３が上昇する。このときカラー９はキー体１０がキー溝１５ａに係合しており、旋回軸１３はカムフオロア１６がＵ字状のカム溝１５ｂの直線溝に係合していて、いずれも旋回方向には位置を規制されている。そしてこのときキー体１０の穴１０ａとブラケット１１の穴１１ａ及び円板状リング４１に植設されたピン４２は円周方向に対して同一位置関係にある。
【００２６】
カラー９，ブラケット１１，旋回軸１３の上昇終了間近でカラー９のキー体１０の穴１０ａとブラケット１１の穴１１ａにピン４２が挿入する。このときブラケット１１のフランジに設けた切欠き１１ｂにストッパ４４の先端が係合しておりピン４２が挿入する前の位相ずれを防止する。
【００２７】
このときブラケット１１の回転方向にフランジに設けた切欠き１１ｂの端部がストッパ４４の先端に当接し工具無時のカムフオロア１６のだれを防止する。この状態でモータ２を更に同一方向に回転させるとねじ軸７が上昇端で上昇を阻止されているためナット６と一体として回転を行うようになる。このときピン４２に連結されている円板状リング４１とブラケット１１も共に回転を開始し、ねじ軸７に取り付けられているカラー９のキー体１０はキー溝１５ａの第１旋回溝に、またブラケット１１に固着されている旋回軸１３に取り付けられたカムフオロア１６は第２旋回溝に移動する。
【００２８】
〔実施例３〕
次に移動体の移動軸心を旋回軸の軸心と異ならしめる構造とした場合の物品搬送装置に関する実施例３について図６にもとづいて説明する。
筐体５１内に正逆転可能なモータ５２が取り付けられていて、モータ出力軸５２ａに平行に筐体５１にねじ軸５４が位置固定にて軸承されていてモータ５２にて回転させられる。ねじ軸５４には移動体としてのナット５５が螺合していてねじ軸５４の軸線方向へ移動可能に設けられている。ねじ軸５４に平行にスリーブ５６が筐体５１に取り付けられていて、スリーブ５６内に上端を軸方向移動可能に旋回軸５７が内挿されている。旋回軸５７の下端はスリーブ５６の下端部に外挿したアームの保持筒５８と一体に固着されている。保持筒５８の上部には両端に物品を把持可能なアーム５９が固着されている。
【００２９】
保持筒５８の上端には保持筒５８に対して含油軸受６１により回動自在に枢結されてナット５５と連結された連結体６０が設けられている。スリーブ５６の旋回軸５７上端が内挿されている部分には実施例１と同一のＵ字状のカム溝５６ａが形成されている。旋回軸５７の上端には軸線に対し外方に突出したカムフオロア６１が設けられていて、カム溝５６ａに挿入し係合している。
【００３０】
次に実施例３の作用について説明する。モータ５２によりねじ軸５４が回転させられナット５５が昇降すると連結体６０により保持筒５８が昇降させられる。保持筒５８の昇降により旋回軸５７が昇降し、旋回軸５７に固着したカムフオロア６１がスリーブ５６のカム溝５６ａ内を移動する。旋回軸５７と把持アーム５９はカム溝５６ａの形状に沿って昇降旋回を行うものである。このときカム溝５６ａの形状が実施例１のカム溝１５ｂと同一形状のＵ字状に刻設されているため旋回軸５７，アーム５９は旋回時運動変換等により自動的に旋回を行う。尚、Ｕ字状のカム溝には、ｃ点近傍で直線或いは滑らかな曲線を交差させる等により切上部が生じたものであっても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の装置は上述のように構成されているので次に記載する効果を奏する。
【００３２】
請求項１の装置は、旋回軸をねじ軸に対し回動自在に枢結したので、カムフオロアがカム溝の曲がり溝を移動するときの運動変換等により特別の駆動源を必要とせず旋回軸及びアームを自動的にスムースに停止することなく旋回させることが出来る。
【００３３】
請求項２の装置は、Ｕ字状のカム溝の端部でカムフオロアを水平溝内に移動させることが出来るので、特別の駆動源を必要とせずアームを退避位置に退避させるとが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の物品搬送装置の実施例１の説明図、（ｂ）は旋回軸にブレーキを掛ける機構の説明図、（ｃ）は旋回軸を微動回動させる機構の説明図である。
【図２】円筒カムの斜視図である。
【図３】円筒カムに形成したＵ字状のカム溝の展開図である。
【図４】本発明の実施例２の説明図である。
【図５】実施例２に用いるＵ字状のカム溝の展開図である。
【図６】本発明の実施例３の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１，５１筐体２，５２モータ
６，５５ナット７，５４ねじ軸
１０キー体１３，５７旋回軸
１４，５９アーム
１５，５６スリーブ
１５ａキー溝
１５ｂ，５６ａカム溝
１６，６１カムフオロア
１８センサ３１回動機構
４２ピン６０連結体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an article conveying device using a cam mechanism, and more particularly suitable for use in an automatic tool changing device or an automatic pallet changing device of a machine tool, and using the cam to move the swivel shaft in the axial direction. The present invention relates to an apparatus that conveys an article by performing a swivel movement around a swivel axis.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a tool changer of a machine tool, Japanese Patent Laid-Open No. 6-155215 has been known as a tool mechanism that uses a cam mechanism to move the tool change arm in the axial direction and swivel with a single drive source. .
As shown in FIG. 7, the feed screw shaft 113 is rotated by a single servo motor 112 provided on the frame body 111, and the shaft 114 whose rotation is prevented is moved in the axial direction. A cam groove 115a having a linear portion in the axial direction and a lead portion is formed on the outer periphery of the cylindrical cam 115 which is rotatable with respect to the shaft 114 and attached so as to move integrally in the axial direction.
[0003]
A cam follower 116 is attached to the frame 111 so as to be fixed in position, and is guided to the cam groove 115a. A tool changing arm 117 is fixed to the tip of the cylindrical cam 115, and the shaft 114 is moved in the axial direction by the rotation of the servo motor 112, and the tool changing arm 117 is moved in the axial direction by the linear portion of the cam groove 115a. The turning movement is performed by the lead portion of the cam groove 115a. A solenoid 118 for actuating the stopper is used to restrict the traveling direction of the cam follower 116 at the turning point of the cam groove 115a.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In JP-A-6-155215 described in the prior art, the solenoid 118 is operated after the one-way operation of the shaft 114 is completed. It is impossible to shift to the above operation, and there is a problem that a series of operations cannot be performed at high speed.
The present invention has been made in view of the above-described problems with the prior art, and an object of the present invention is to provide an article conveying apparatus that can operate at high speed without stopping during movement using a cam. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the article transporting apparatus according to the present invention described in claim 1 is configured such that the pivot shaft, to which the arm holding the article is fixed, moves in the axial direction and pivots around the axis, An article transporting device that pivots and positions two positions around a pivot axis, the nut being prevented from moving in the axial direction in the casing and rotatably provided, and movable in the axial direction relative to the casing. A screw shaft that is screwed onto the nut; a motor that is provided on the housing and moves the screw shaft in the axial direction; a protrusion that is keyed to the screw shaft; and a screw shaft that is rotatable. A pivot shaft that is pivotally coupled and has the arm fixed thereto; a sleeve that is externally attached to the pivot shaft and that is fixed to the housing and has a key groove that guides the protrusion; and the pivot shaft or the sleeve Projecting at right angles to the axis A cam follower provided Te, and U-shaped cam groove which is engraved so as to engage the cam follower to the other of the pivot shaft or the sleeve, the piston solenoid and the pivot shaft periphery attached to said sleeve includes a device and for moving the mosquitoes Muforoa stopped in the cam groove by operation of notch Metropolitan piston solenoid consists of shaft tip of the piston solenoid is engaged, the cam the cam groove corresponds to the 2 position-grooves The U-shaped cam groove formed smoothly from the two positions of the rotating shaft and the cam follower moving along the cam groove by the axial movement of the screw shaft by the rotation of the motor. The arm is automatically turned.
[0006]
According to the above-described apparatus, the pivot shaft is pivotally connected to the moving body, so that the pivot shaft and the cam follower do not require a special drive source due to motion conversion when the cam follower moves in the U-shaped cam groove. The arm can be continuously moved from a linear motion to a turning motion without stopping automatically.
[0007]
Further, in the article transporting apparatus according to the second aspect of the present invention, the swivel shaft, to which the arm holding the article is fixed, moves in the axial direction and swivels around the axis, and the article is positioned at two positions around the swivel axis. An article transporting device that is pivotally moved to position, a nut that is prevented from moving in an axial direction in the housing and rotatably provided, and a screw that is axially movable with respect to the housing and is screwed into the nut A shaft, a motor provided in the housing and moving the screw shaft in the axial direction, a protrusion keyed to the screw shaft, and a pivotable link to the screw shaft and the arm A pivot shaft that is fixedly attached to the pivot shaft, a sleeve that is fixedly attached to the housing and guided in the axial direction and that is fixed to the housing, and an axial center on either the pivot shaft or the sleeve. Cam follower that protrudes at right angles to A cam groove carved to engage the cam follower with the other one of the pivot shaft and the sleeve, and the pivot shaft integrally rotating with the projecting body at two positions on the cam groove corresponding to the two positions. a connecting member for connecting to, mosquitoes shaft tip of the piston solenoid piston solenoid and the pivot shaft periphery attached to said sleeve is stopped in the cam groove by operation of notch Metropolitan than would piston solenoid engaging A device for moving the follower, wherein the key groove forms a first horizontal turning groove that allows the protruding body to turn at the rising end position, and the cam groove is on the cam groove corresponding to the two positions. A U-shaped cam groove formed smoothly from two positions, and a second horizontal turning groove is formed at the end of the U-shaped groove so that the cam follower can be turned. The rotation of the motor causes the cam follower to move along the cam groove when the screw shaft moves in the axial direction, thereby automatically turning the turning shaft and the arm, and the turning shaft is about to end rising. The pivot shaft and the projecting body are connected by the coupling body, and the projecting body is moved to the first pivot groove by the rotation of the screw shaft at the rising end, and the cam follower is moved to the second pivot groove to bring the arm into the retracted position. It is designed to be evacuated.
[0008]
According to the above-described device, the cam follower can be moved into the second turning groove at the end of the U-shaped cam groove, so that the arm can be retracted to the retracted position without requiring a special drive source. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Example 1]
A first embodiment in which a moving body and a turning shaft are provided on the same axis using an article conveying device of the present invention in an automatic tool changer of a machine tool will be described below with reference to FIG.
[0010]
A casing 1 is fixed to a main body of a machine tool (not shown), and a motor 2 capable of forward and reverse rotation is attached to the upper surface of the casing 1. The output shaft 2 a of the motor 2 protrudes into the housing 1 and attaches the first gear 3. A cylindrical housing 4 is supported on the housing 1 so as to be rotatable in a state in which axial movement is prevented by a bearing 5 in parallel with the axis of the output shaft 2a. A nut 6 is fitted and fixed in the circumference of the housing 4, and a screw shaft 7 as a moving body is screwed to the nut 6. A second gear 8 that meshes with the first gear 3 is keyed to the housing 4. A collar 9 is keyed to the lower end portion of the screw shaft 7, and a key body 10 as a projecting body projects outward from the collar 9. A bracket 11 is pivotally connected to the lower portion of the collar 9 of the screw shaft 7 by an oil-impregnated bearing 12 so as to be rotatable with respect to the screw shaft 7. Pivoting is a rotational connection.
[0011]
A cylindrical swivel shaft 13 is fixed to the bracket 11 in a suspended manner, and a gripping arm 14 capable of gripping a tool T used for a machine tool at both ends is attached to the lower end of the swivel shaft 13. Fixed at right angles to the axis. Then, the arm 14 is turned horizontally by turning the turning shaft 13.
A sleeve 15 is fixed to the housing 1 so that the swivel shaft 13 is extrapolated. A key groove 15 a for receiving and guiding the tip of the key body 10 is formed in the axial direction on the inner periphery of the sleeve 15. . A cam follower 16 is fixed to the vicinity of the upper end of the turning shaft 13 so as to protrude outward. A cam groove 15b for receiving and guiding the cam follower 16 is formed on the inner periphery of the sleeve 15.
[0012]
The sleeve 15 is provided with oil-impregnated bearings 17 at two positions, that is, a position slightly spaced from the lower end of the cam groove 15b and a lowermost position, and rotatably supports the turning shaft 13. In the above description, the key groove 15 a and the cam groove 15 b are formed in the sleeve 15. However, as shown in FIG. 1, a cylindrical cam 21 having an inner diameter loosely fitting with the outer diameter of the pivot shaft 13 is fitted in the sleeve 15. The key groove 15a and the cam groove 15b may be formed in the cylindrical cam 21 by being inserted and fixed.
[0013]
Next, the shape of the cam groove 15b will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a perspective view of the cylindrical cam 21, and FIG. 3 is a development view of the cam groove 15b. The cam groove 15b has groove end portions at positions a and e which are 180 degrees apart from each other on the upper portion of the cylindrical cam 21, and forms vertical straight grooves vertically downward from the positions a and e to positions b and d. Then, a curved groove is formed which begins to bend smoothly along the cylindrical curved surface of the cylindrical cam 21 while descending from the b position and the d position. The U-shaped cam groove 15b includes not only the shape shown in FIG. 3 but also the one shown in FIG. 5 in which horizontal grooves are continuously formed at the end of the U-shape, and the substantially U-shaped one. Shall be.
[0014]
[Action]
Next, an operation when the tool is conveyed in the automatic tool changer will be described.
Now, it is assumed that the screw shaft 7 is raised, and the bracket 11, the pivot shaft 13 and the arm 14 holding the tool T are also raised and stopped at the upper end position.
At this time, the cam follower 16 is located at the position a of the cam groove 15b.
Next, when the motor 2 is rotated for the tool change operation, the screw shaft 7 is engaged with the tip of the key body 10 in the key groove 15a and is prevented from rotating. Then, downward movement toward the arm 14 is started.
[0015]
Accordingly, the bracket 11, the pivot shaft 13, and the arm 14 also move downward, and the cam follower 16 moves in the direction of the position b of the cam groove 15b. After the cam follower 16 passes through the position b, the screw shaft 7 moves down a slight vertical dimension between the positions b and c by the bending groove. Since the pivot shaft 13 is pivotally connected to the screw shaft 7 by the oil-impregnated bearing 12, when the cam follower 16 moves between the b position and the c position of the cam groove 15b, it follows the cylindrical cam surface. The turning shaft 13 is turned by movement conversion by the bent groove of the cam groove 15b, so that the arm 14 is also turned, and the cam follower 16 passes through the position c to the position d which is the final point of the bent groove of the cam groove 15b. It turns automatically.
[0016]
When a deviation occurs between the position of the cam follower 16 and the driving device of the moving body in the vicinity of the position c, an unreasonable force acts on each component. Therefore, control is also performed so as to limit the output torque of the motor 2 when the cam follower 16 passes in the vicinity of the position c. Alternatively, a disc spring or the like may be added to the moving body portion as necessary.
[0017]
When the cam follower 16 moves from the a position to the e position in the U-shaped cam groove 15b to complete a series of automatic tool change operations, the cam follower 16 moves in the cam groove 15b. Move from position e to position a.
[0018]
In addition, when some trouble occurs on the main machine side of the machine tool and it is desired to stop the tool change operation quickly, the brake device 25 shown in FIG. In the brake device 25, two pieces 26 and 27 sandwiching the turning shaft 13 are accommodated in the sleeve 15, and a screw shaft 29 engraved with a left screw and a right screw is rotated by a rotary solenoid 28. The two pieces 26 and 27 screwed with the respective screws are brought close to each other to apply a brake to the turning shaft 13.
[0019]
Next, referring to FIG. 1 (c), a device 31 for rotating the turning shaft 13 and moving the cam follower 16 to a position where it can be restored when the cam follower 16 stops at a position near the point c in the cam groove 15b. To do.
[0020]
A piston solenoid 32 is attached to the sleeve 15. A notch 13a that engages the distal end of the shaft 33 is provided on the outer periphery of the pivot shaft 13 facing the tip of the shaft 33 of the piston solenoid 32 when the swing shaft 13 is lowered and the cam follower 16 is positioned in the vicinity of the point c of the cam groove 15b. In order to move the cam follower 16 from a position near the point c to a position where it can be returned, the piston solenoid 32 is moved forward, the tip of the shaft 33 is engaged with the notch 13a of the swing shaft 13, and the swing shaft 13 is gradually rotated. In addition, when the cam follower 16 stops in the vicinity of the point c, the inner surface of the cam groove 15b may be formed as shown by f in FIG. Is possible.
[0021]
[Example 2]
Next, a second embodiment in which a circumferential horizontal groove is formed at the end of the U-shaped cam groove and the arm is retracted will be described with reference to FIG. Note that the same parts as those in FIG.
[0022]
A disc-shaped ring 41 is sandwiched between the casing 1 and the cylindrical cam 21 at a position above the collar 9 at the rising end position of the screw shaft 7 and is fixed in the axial direction so as to be rotatable only. And the pin 42 as a connection body is planted by the disk-shaped ring 41 facing the downward direction. Further, the disk-shaped ring 41 is provided with V-shaped cutouts 41 a at two locations on the outer periphery, and is positioned in the circumferential direction by a ball contact stopper 43 attached to the sleeve 15. The key body 10 as a projecting body of the collar 9 is provided with a hole 10 a through which the pin 42 is inserted at the rising end of the screw shaft 7. The bracket 11 rotatably connected to the screw shaft 7 by the oil-impregnated bearing 12 is provided with a hole 11a for receiving the tip of the pin 42 at the rising end together with the screw shaft 7.
[0023]
The key body 10 of the collar 9 is engaged by inserting a tip into a key groove 15 a carved in the cylindrical cam 21. The key groove 15a has a horizontal groove as a first turning groove so that the key body 10 can turn in the horizontal direction at the raised end position. Further, a cam follower 16 is projected outwardly at a right angle to the axis on the turning shaft 13, and is engaged with a U-shaped cam groove 15 b formed in the cylindrical cam 21. Then, the upper end of the U-shaped cam groove 15b extends in the horizontal direction continuously to the upper end a and e positions of the linear groove so that the cam follower 16 can turn horizontally when the turning shaft 13 reaches the rising end together with the screw shaft 7. It has 2nd turning groove a-> a 'and e->e'.
[0024]
A detection sensor 18 for detecting the arrival of the cam follower 16 is attached to a position on the sleeve 15 corresponding to the end a position and e position of the U-shaped cam groove 15b. Then, the return position of the cam follower 16 is detected.
Further, the flange of the bracket 11 is provided with circumferential notches 11b corresponding to a and e of the U-shaped cam grooves 15b. When the bracket 11 is raised, the sleeve 15 corresponding to the notch 11b is provided. A stopper 44 is attached to the upper position so that the tip engages with the notch 11b.
[0025]
Next, the operation of the second embodiment will be described.
When the screw shaft 7 is raised by the rotation of the motor 2, the collar 9, the bracket 11, and the turning shaft 13 attached to the screw shaft 7 are raised. At this time, the collar 9 has the key body 10 engaged with the key groove 15a, and the turning shaft 13 has the cam follower 16 engaged with the linear groove of the U-shaped cam groove 15b, both of which are positioned in the turning direction. Is regulated. At this time, the hole 10a of the key body 10, the hole 11a of the bracket 11, and the pin 42 implanted in the disc-shaped ring 41 are in the same positional relationship with respect to the circumferential direction.
[0026]
The pin 42 is inserted into the hole 10 a of the key body 10 of the collar 9 and the hole 11 a of the bracket 11 near the end of the raising of the collar 9, the bracket 11, and the pivot shaft 13. At this time, the front end of the stopper 44 is engaged with the notch 11b provided on the flange of the bracket 11 to prevent a phase shift before the pin 42 is inserted.
[0027]
At this time, the end of the notch 11b provided in the flange in the rotation direction of the bracket 11 contacts the tip of the stopper 44 to prevent the cam follower 16 from sagging when the tool is not used. When the motor 2 is further rotated in the same direction in this state, the screw shaft 7 is prevented from rising at the rising end, so that it rotates together with the nut 6. At this time, both the disk-shaped ring 41 and the bracket 11 connected to the pin 42 also start rotating, and the key body 10 of the collar 9 attached to the screw shaft 7 enters the first turning groove of the key groove 15a. The cam follower 16 attached to the turning shaft 13 fixed to the bracket 11 moves to the second turning groove.
[0028]
Example 3
Next, a third embodiment related to the article transporting apparatus in the case where the moving shaft center of the moving body is made different from the pivot shaft axis will be described with reference to FIG.
A motor 52 capable of forward / reverse rotation is mounted in the housing 51, and a screw shaft 54 is supported by the housing 51 in a fixed position parallel to the motor output shaft 52 a and is rotated by the motor 52. A nut 55 as a moving body is screwed onto the screw shaft 54 so as to be movable in the axial direction of the screw shaft 54. A sleeve 56 is attached to the casing 51 in parallel with the screw shaft 54, and a turning shaft 57 is inserted into the sleeve 56 so that the upper end can be moved in the axial direction. The lower end of the pivot shaft 57 is fixed integrally with a holding cylinder 58 of an arm that is extrapolated to the lower end portion of the sleeve 56. Arms 59 capable of gripping articles are fixed to both ends of the holding cylinder 58.
[0029]
At the upper end of the holding cylinder 58, there is provided a connecting body 60 that is pivotally connected to the holding cylinder 58 by an oil-impregnated bearing 61 and connected to the nut 55. A U-shaped cam groove 56a identical to that of the first embodiment is formed in a portion where the upper end of the turning shaft 57 of the sleeve 56 is inserted. A cam follower 61 protruding outward with respect to the axis is provided at the upper end of the pivot shaft 57, and is inserted into and engaged with the cam groove 56a.
[0030]
Next, the operation of the third embodiment will be described. When the screw shaft 54 is rotated by the motor 52 and the nut 55 is moved up and down, the holding cylinder 58 is moved up and down by the connecting body 60. As the holding cylinder 58 moves up and down, the turning shaft 57 moves up and down, and the cam follower 61 fixed to the turning shaft 57 moves in the cam groove 56 a of the sleeve 56. The turning shaft 57 and the grip arm 59 are moved up and down along the shape of the cam groove 56a. At this time, since the shape of the cam groove 56a is engraved in the same U shape as that of the cam groove 15b of the first embodiment, the turning shaft 57 and the arm 59 automatically turn by turning motion conversion or the like. Note that the U-shaped cam groove may have a cut-out portion by crossing a straight line or a smooth curve near the point c.
[0031]
【The invention's effect】
Since the apparatus of the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0032]
In the apparatus according to claim 1, the pivot shaft is pivotally connected to the screw shaft so that the cam follower does not require a special drive source due to motion conversion when the cam follower moves through the curved groove of the cam groove. The arm can be automatically swung without stopping smoothly.
[0033]
According to the second aspect of the present invention, the cam follower can be moved into the horizontal groove at the end of the U-shaped cam groove, so that the arm can be retracted to the retracted position without requiring a special drive source.
[Brief description of the drawings]
1A is an explanatory diagram of an embodiment 1 of an article conveying apparatus according to the present invention, FIG. 1B is an explanatory diagram of a mechanism for applying a brake to a turning shaft, and FIG. 1C is a mechanism for finely rotating the turning shaft; It is explanatory drawing.
FIG. 2 is a perspective view of a cylindrical cam.
FIG. 3 is a development view of a U-shaped cam groove formed in a cylindrical cam.
FIG. 4 is an explanatory diagram of Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a development view of a U-shaped cam groove used in the second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1, 51 Housing 2, 52 Motor 6, 55 Nut 7, 54 Screw shaft 10 Key body 13, 57 Rotating shaft 14, 59 Arm 15, 56 Sleeve 15a Key groove 15b, 56a Cam groove 16, 61 Cam follower 18 Sensor 31 times Moving mechanism 42 pin 60 linked body

Claims

An article transporting apparatus for positioning an article by rotating a pivot shaft, to which an arm that grips the article is fixed, moving in an axial direction and pivoting about an axis, and pivoting the article to two positions around the pivot axis, A nut that is prevented from moving in the axial direction and is rotatably provided; a screw shaft that is movable in the axial direction relative to the housing; and that is screwed into the nut; and the screw shaft that is provided in the housing is axially moved. One motor that moves, a protrusion keyed to the screw shaft, a swivel shaft that is pivotally connected to the screw shaft and to which the arm is fixed, and an extrapolation to the swivel shaft A sleeve that is fixed to the body and that has a keyway formed in the axial direction for guiding the protrusion, a cam follower that is provided on either the pivot shaft or the sleeve so as to project at right angles to the axis, and the pivot shaft or the sleeve Either one of the sleeves And engraved by a U-shaped cam groove to engage the serial cam follower, shaft tip of the piston solenoid piston solenoid and the pivot shaft periphery attached to said sleeve notch Metropolitan than would piston solenoid engaging and a device for moving the mosquitoes Muforoa stopped in the cam groove by operating the cam groove a smooth-formed U-shaped cam groove from the second position of the cam-groove corresponding to the 2 position The cam follower is moved along the cam groove by the axial movement of the screw shaft by the rotation of the motor, so that the turning shaft and the arm are automatically turned. Article conveying apparatus.

An article transporting apparatus for positioning an article by rotating a pivot shaft, to which an arm that grips the article is fixed, moving in an axial direction and pivoting about an axis, and pivoting the article to two positions around the pivot axis, A nut that is prevented from moving in the axial direction and is rotatably provided; a screw shaft that is movable in the axial direction relative to the housing; and that is screwed into the nut; and the screw shaft that is provided in the housing is axially moved. One motor that moves, a protrusion keyed to the screw shaft, a swivel shaft that is pivotally connected to the screw shaft and to which the arm is fixed, and an extrapolation to the swivel shaft A sleeve that is fixed to the body and that has a keyway formed in the axial direction for guiding the protrusion, a cam follower that is provided on either the pivot shaft or the sleeve so as to project at right angles to the axis, and the pivot shaft or the sleeve Either one of the sleeves A cam groove which is engraved so as to engage the serial cam follower, and a connecting member for connecting to rotate integrally with said projecting member at two positions of the cam-groove corresponding said pivot axis to said second position, attached to the sleeve and a device for the axial front end of the piston solenoid piston solenoid and the pivot shaft periphery which is to move the mosquito Muforoa stopping within the cam groove by operation of notch Metropolitan than would piston solenoid for engaging said keyway Forms a first horizontal turning groove that allows the protrusion to turn at the raised end position, and the cam groove is formed in a U-shape that is smoothly formed from two positions on the cam groove corresponding to the two positions. A cam groove is formed at the end of the U-shaped groove so that the cam follower can be swiveled in a horizontal direction, and the rotation of the motor causes the screw shaft to move in the axial direction. When the cam follower moves along the cam groove, the pivot shaft and the arm are automatically pivoted, and the pivot shaft and the projecting body are connected by the coupling body when the pivot shaft is about to finish rising. The article conveying apparatus according to claim 1, wherein the projecting body is moved to a first turning groove and the cam follower is moved to a second turning groove by the rotation of the screw shaft at the rising end to retract the arm to a retracted position.