JP3904820B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばトランスファマシンやフレキシブルトランスファラインのような加工システムにおいて、隣接する工作機械間でワークを搬送するワーク搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランスファマシン等の加工システムにおいては、複数の工作機械が一定のピッチで配設され、これらの工作機械間でワークを順に搬送するように、次のような構成のトランスファ装置が装備されていた。すなわち、このトランスファ装置では、１本のトランスファバーが複数の工作機械に跨がって、ワークの搬送方向へ進退可能及び昇降可能に延長配置され、このトランスファバー上にはワークを支持するための複数のワーク支持部が一定ピッチで設けられている。
【０００３】
そして、前記トランスファバーが複数のスイングアームの回動により昇降されるとともに、モータを含むシフト機構により進退移動されて、上昇→前進→下降→後退の四つの送り運動が行われる。これにより、隣接する各工作機械間において、前工程の工作機械から次工程の工作機械へ、ワークが一斉に搬送されるようになっている。
【０００４】
また、工作機械間に独立的に設けられた第１のスライド装置の往復移動にともなって、ワークを載置した第２のスライド装置が同方向へ移動して、固定台を中心とする一方と他方へ２段に伸張してワークを搬送するものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来のワーク搬送装置においては、複数の工作機械の配設ピッチが同一でないと使用することができないため、工作機械の加工工程を組む際に制約を受けて、搬送ピッチの異なる工作機械のライン構成ができないという問題があった。また、加工時にも、トランスファバーが工作機械や姿勢変更装置に入り込んでいるために、トランスファバーに切り粉が溜まったり、姿勢変更ができなかったりするという問題もあった。
【０００６】
そして、フレキシブルトランスファラインに採用されている独立搬送方式の搬送装置のワーク搬送部が２段に伸張するスライド装置においては、スライド装置の長さが搬送ピッチの２分の１以下にはならず、設備の大きさに制限が多いことと、スライド装置を構成するガイド部が長く、そのガイド部の平面面積が大きいために、そこに切り粉等が溜まり易く、故障の原因になり易いという問題もあった。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、複数の工作機械の組み替えや、加工工程の組み合わせを自由に行うことができるとともに、各工作機械に配置されるスペース少なくするとともに、搬送ピッチが異なるライン構成の場合であっても、簡単に組み替えができ、しかも、摺動部に切り粉等が溜まりにくいワーク搬送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、隣接配置されたステーション間でワークを搬送するワーク搬送装置において、ステーション間の所定位置に設けられた軸支部材に一端において支持された第１の４節リンクと、その第１の４節リンクを回動させるための駆動手段と、前記第１の４節リンクのアームの他端に対しアームの一端において連動軸を中心に回動可能に支持された第２の４節リンクと、その第２の４節リンクの前記アームの他端に支持され、ワークを支持してそのワークを搬送するためのワーク支持部と、前記第１の４節リンクの回動にともない第２の４節リンクを反対方向に回動させるための連動手段とを備え、その連動手段の駆動により、前記ワーク支持部がワーク搬送動作を行うように構成するとともに、前記ワーク支持部を第２の４節リンクに対してワーク搬送方向へ移動可能に設け、そのワーク支持部がワーク受取位置とワーク受渡位置との間を移動されるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
従って、この発明によれば、複数の工作機械を備えた加工システムにおいて、工作機械の組み替えや、加工工程の組み合わせを、制約を受けることなく自由に行うことができる。また、各工作機械において、ワークの搬送を同期させることなく独立して行うことができて、加工システム全体の加工効率を向上させることができる。加えて、４節リンクのアーム先端に設けられたワーク搬送部により搬送を行うようにすれば、上方へ向かうガイド部等の摺動部を設ける必要がなく、摺動部に切り粉が溜まることを抑制できる。加えて、ワークを水平方向に保った安定した状態で、ワークを搬送できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図８に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すように、工場内の加工ステーションにおいては、ワークＷ１の供給を行うワーク供給装置２１と、ワークＷ１にそれぞれ異なった加工を行うための複数の工作機械２２と、加工済みのワークＷ１の排出を行うワーク排出装置２３とが、適宜の間隔をおいて配設されている。これらのワーク供給装置２１、工作機械２２、ワーク排出装置２３はそれぞれ加工ステーションを構成する。
【００１８】
ワーク供給装置２１、各工作機械２２及びワーク排出装置２３の対向する側面には支持台２４がそれぞれ突設されている。隣接配置されたワーク供給装置２１、各工作機械２２及びワーク排出装置２３間に配置されるように、支持台２４上には複数のワーク搬送装置２５が固定され、これらのワーク搬送装置２５により、ワークＷ１が図１の矢印方向へ加工をともないながら順に搬送されるようになっている。
【００１９】
次に、前記ワーク搬送装置２５の構成について詳細に説明する。図２及び図３に示すように、この実施形態においては、第１の４節リンク５６及び第２の４節リンク５７を備えている、第１の４節リンク５６は、後述する軸支部材２９、第１，第２回動アーム３３Ａ，３３Ｂ及びギヤケース３９から構成されている。第２の４節リンク５７は、ギヤケース３９、第１，第２支持アーム３５Ａ，３５Ｂ及び保持部材４４から構成されている。
【００２０】
すなわち、ワーク搬送装置２５のフレーム２８は前記支持台２４上に固定され、その前面には軸支部材２９が一対のレール３０を介して昇降可能に支持されている。フレーム２８には昇降手段としての昇降用モータ３１が配設され、この昇降用モータ３１によりボールネジ３２を介して軸支部材２９が昇降されるようになっている。
【００２１】
前記軸支部材２９の前面には第１回動アーム３３Ａ及び第２回動アーム３３Ｂがそれらの下端部において、支軸３４Ａ，３４Ｂにより回動可能に支持されている。各回動アーム３３Ａ，３３Ｂの上端部には、第１支持アーム３５Ａ及び第２支持アーム３５Ｂの上端部が連動軸３６Ａ，３６Ｂを介して回動可能に支持されている。軸支部材２９上には駆動手段としての駆動用モータ３７が配設され、そのモータ軸が第１回動アーム３３Ａの支軸３４Ａに連結されている。そして、この駆動用モータ３７の回転に従い、両回動アーム３３Ａ，３３Ｂ、すなわち第１の４節リンク５６が一体的に回動されるようになっている。
【００２２】
図６及び図７に示すように、前記第１回動アーム３３Ａの下端部には係合突起４１が形成されている。軸支部材２９の前面には規制部材４２が配設され、この規制部材４２の内側には係合突起４１と係合可能な一対の規制部４２ａ，４２ｂが設けられている。そして、係合突起４１が規制部材４２の規制部４２ａ，４２ｂに係合することによって、両回動アーム３３Ａ，３３Ｂ、すなわち第１の４節リンク５６の回動範囲が規制されるようになっている。
【００２３】
図３及び図４に示すように、前記両連動軸３６Ａ，３６Ｂの後端部間には連動手段としての連動機構３８が設けられ、前記一対の回動アーム３３Ａ，３３Ｂの回動に連動して、この連動機構３８により一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが一体的に回動されて、第２の４節リンク５７が回動されるようになっている。すなわち、両連動軸３６Ａ，３６Ｂの後端部間にはギヤケース３９が相対回転可能に取り付けられている。ギヤケース３９内において、各連動軸３６Ａ，３６Ｂの後端部には互いに噛合する連動ギヤ４０Ａ，４０Ｂが固定されている。
【００２４】
そして、図３及び図４に示すように、一方の連動軸３６Ａが第１回動アーム３３Ａの上端部に相対回動可能に嵌挿されるとともに、第１支持アーム３５Ａの上端部に一体回動可能に固定されている。また、他方の連動軸３６Ｂが第２回動アーム３３Ｂの上端部に一体回動可能に固定されるとともに、第２支持アーム３５Ｂの上端部に相対回動可能に嵌挿されている。これにより、一対の回動アーム３３Ａ，３３Ｂが回動されたとき、両連動軸３６Ａ，３６Ｂ及び連動ギヤ４０Ａ，４０Ｂを介して、一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが連動軸３６Ａ，３６Ｂを中心にして一体的に回動アーム３３Ａ，３３Ｂの反対方向に回動されるようになっている。
【００２５】
図２〜図５に示すように、前記一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂの下端前部には保持軸４３Ａ，４３Ｂが突出固定され、これらの保持軸４３Ａ，４３Ｂ間には保持部材４４が相対回動可能に支持されている。保持部材４４上には移載部材４５がレール４６を介してワークＷ１の搬送方向へ移動可能に支持され、その上面にはワークＷ１を支持するためのワーク支持部４７が固定配置されている。
【００２６】
前記第１支持アーム３５Ａと移載部材４５との間には移載手段としての移載機構４８が設けられ、第１支持アーム３５Ａの回動に伴って、この移載機構４８により移載部材４５が横方向へ移動されるようになっている。すなわち、保持部材４４にはピニオン４９が回転可能に支持され、第１支持アーム３５Ａの回動に伴い、保持軸４３Ａ上のギヤ５０及び保持部材４４上の複数のギヤ５１〜５４を介して回転されるようになっている。
【００２７】
前記移載部材４５にはラック５５が前記レール４６の延びる方向に沿って配設され、ピニオン４９に噛合されている。そして、前記連動機構３８の作用による第１支持アーム３５Ａの回動に伴って、ピニオン４９が回転されたとき、このラック５５を介して移載部材４５が横移動される。これにより、移載部材４５，すなわちワーク支持部４７が図６に示す右側のワーク受取位置と、図７に示す左側のワーク受渡位置との間で移動されて、ワーク支持部４７に支持されたワークＷ１の搬送が行われるようになっている。
【００２８】
次に、前記のように構成されたワーク搬送装置２５の動作を、図８に基づいて説明する。
さて、図８（ａ）では、軸支部材２９が下方位置に配置されるとともに、移載部材４５が右側のワーク受取位置と左側のワーク受渡位置とのほぼ中間位置に配置されている。この状態で、ワーク搬送装置２５が作動されると、駆動用モータ３７により両回動アーム３３Ａ，３３Ｂが時計方向に回動されて、第１の４節リンク５６が同方向に回動されるとともに、連動機構３８を介して両支持アーム３５Ａ，３５Ｂが反時計方向に連動回動されて、第２の４節リンク５７が回動される。これにより、第１，第２の４節リンク５６，５７が展開されて、ギヤ５０が回転されて、移載機構４８を介して移載部材４５が中間位置から右側のワーク受取位置に横移動され、図８（ｂ）に示すように、ワーク支持部４７が前工程の工作機械２２で加工を終了したワークＷ１の下方に対応配置される。
【００２９】
続いて、昇降用モータ３１により軸支部材２９が上昇されて、移載部材４５を含む機構全体が一体的に上昇され、図８（ｃ）に示すように、ワークＷ１がワーク支持部４７上に受け取り支持される。この状態で、駆動用モータ３７により両回動アーム３３Ａ，３３Ｂ、すなわち第１の４節リンク５６が反時計方向に回動されるとともに、連動機構３８を介して両支持アーム３５Ａ，３５Ｂ、すなわち第２の４節リンク５７が時計方向に連動回動されて、収縮に続き展開される。これにより、移載機構４８を介して移載部材４５が右側のワーク受取位置から左側のワーク受渡位置に横移動され、図８（ｄ）に示すように、ワーク支持部４７上のワークＷ１が前工程の工作機械２２の加工位置から次工程の工作機械２２の加工位置まで搬送される。
【００３０】
この状態で、昇降用モータ３１により軸支部材２９が下降されて、移載部材４５を含む機構全体が一体的に下降され、図８（ｅ）に示すように、ワークＷ１が次工程の工作機械２２に受け渡される。その後、駆動用モータ３７により両回動アーム３３Ａ，３３Ｂが時計方向に回動されるとともに、連動機構３８を介して両支持アーム３５Ａ，３５Ｂが反時計方向に連動回動される。これにより移載機構４８を介して移載部材４５が左側のワーク受渡位置から、図８（ａ）に示す中間位置に移動され、この状態で次のワークＷ１の搬送動作のために待機される。
【００３１】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）このワーク搬送装置においては、一対の回動アーム３３Ａ，３３Ｂが基端部にて回動可能に支持されている。各回動アーム３３Ａ，３３Ｂの先端部には一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが回動可能に支持されている。両支持アーム３５Ａ，３５Ｂの先端部には、上部にワーク支持部４７を備えた移載部材４５がワークＷ１の搬送方向へ移載可能に支持されている。そして、回動アーム３３Ａ，３３Ｂが駆動用モータ３７にて一体的に回動されることにより、一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが連動機構３８を介して一体的に回動されるとともに、その支持アーム３５Ａ，３５Ｂの回動に伴い、移載機構４８を介して移載部材４５が移動される。これによって、移載部材４５のワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１が、隣接する工作機械２２間で搬送されるようになっている。
【００３２】
このため、複数の工作機械２２を備えた加工システムにおいて、工作機械２２の組み替えや、加工工程の組み合わせを、制約を受けることなく自由に行うことができる。また、各工作機械２２において、ワークＷ１の搬送を同期させることなく独立して行うことができて、加工システム全体の加工効率を向上させることができる。また、第１，第２の４節リンク５６，５７は上方へ向かう広い面積の摺動面が存在しないため、摺動面に溜まる切り粉等によって問題が生じることはない。
【００３３】
（２）このワーク搬送装置においては、前記回動アーム３３Ａ，３３Ｂの基端部が、昇降用モータ３１によって昇降される軸支部材２９上に回動可能に支持されている。このため、軸支部材２９の昇降動作と移載部材４５の進退移載動作とにより、移載部材４５のワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１を四つの送り運動させることができて、隣接する工作機械２２間でワークＷ１を自動的に搬送することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３５】
さて、この第２実施形態においては、図９〜図１２に示すように、ワーク支持部４７が移載部材４５上にレール５８を介して、移載部材４５の移載方向と同方向へ移動可能に支持されている。また、移載部材４５とワーク支持部４７との間には、移動手段としての移動機構５９が設けられ、移載部材４５が移動されるとき、この移動機構５９によりワーク支持部４７が移動方向へさらに移動されるようになっている。
【００３６】
すなわち、移載部材４５の両端部には一対のスプロケット６０が回転可能に支持されている。両スプロケット６０間にはチェーン６１が掛装され、その両端部が保持部材４４に固定されるとともに、中間部がワーク支持部４７に固定されている。そして、移載部材４５が図１０の右方に移動されたときには、チェーン６１を介してワーク支持部４７が右側に移動され、移載部材４５が同図の左方に移動されたときには、チェーン６１を介してワーク支持部４７が左側に移動されるようになっている。
【００３７】
このため、図１２（ａ）に示すように、移載部材４５が右側のワーク受取位置に移動された場合には、ワーク支持部４７が移載部材４５上の右端位置まで移動される。また、図１２（ｂ）に示すように、移載部材４５が左側のワーク受渡位置に移動された場合には、ワーク支持部４７が移載部材４５上の左端位置まで移動される。よって、ワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１の搬送距離が拡大されることになる。
【００３８】
従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）及び（２）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（３）このワーク搬送装置においては、前記ワーク支持部４７が移載部材４５上にその移動方向と同方向へ移動可能に配設されている。また、移載部材４５の移動に伴ってワーク支持部４７を移動させるための移動機構５９が設けられている。このため、移載部材４５の移動時に、ワーク支持部４７が移動方向へさらに移動されて、ワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１の搬送距離を拡大することができる。よって、隣接する工作機械２２間の配置間隔が広い場合に適用すると効果的である。
【００３９】
（変更例）
前記ワーク支持部４７及びその関連構成の変形例を以下に示す。
・図１３に示すように、保持部材４４上に回転可能に立設した軸７１にはワークＷ１を載置支持するためのワーク支持部４７が固定されており、その軸７１にはピニオン７２が固定されている。保持部材４４には、シリンダ７３が固定され、そのピストンロッド７４には前記ピニオン７２に噛合するラック７５が取り付けられている。
【００４０】
従って、シリンダ７３によりピストンロッド７４が出入りすると、ラック７５とピニオン７２との噛合を介してワーク支持部４７が回転され、このワーク支持部４７の回転により、ワークＷ１が割り出し回転される。従って、ワークＷ１の異なる側面に対して加工を行うことができる。
【００４１】
・図１４に示すように、ワーク支持部４７の移動域の上方にはフレーム８１が配置されており、そのフレーム８１には把持具８３が軸８４を介して水平面内において回転可能に支持されている。フレーム８１にはモータ８２が支持され、このモータ８２により把持具８３が回転される。また、把持具８３は、図示しないシリンダ等の駆動手段により昇降される。この把持具８３は、その両端部においてワークＷ１の下面を把持可能である。
【００４２】
そして、把持具８３の下降状態において、ワーク支持部４７の移動にともない、ワークＷ１の下面が把持具８３の両端部に対向し、この状態で把持具８３が上昇する。これに続いてモータ８２により把持具８３が回転することにより、ワークＷ１がチルト回転し、ワークＷ１の向きが上下反転される。その後、把持具８３が下降して、ワークＷ１が上下反転した状態でワーク支持部４７上に戻される。従って、ワークＷ１の上下両面に対して加工を施すことができる。
【００４３】
・図１５に示すように、ワーク支持部４７は第１の部分４７ａと、その第１の部分４７ａの両側に位置する一対の第２の部分４７ｂとに分割構成されている。そして、第１の部分４７ａはシリンダ９１により昇降可能であり、下降時には第２の部分４７ｂの下方に位置し、上昇時には第２の部分４７ｂの上方に位置する。
【００４４】
従って、第２の部分４７ｂが下降したときには、第１の部分４７ａにより搬送方向に対して長手方向のワークＷ１が支持され、第２の部分４７ｂが上昇したときには、第２の部分４７ｂにより搬送方向に対して横幅の広いワークＷ１が支持される。
【００４５】
・図１６に示すように、ワーク支持部４７はそれぞれ大きさや形状の異なる第１の部分４７ａと第２の部分４７ｂを有し、それらの第１の部分４７ａ，第２の部分４７ｂはそれぞれＬ字状をなすアーム１０１の両端に固定されている。アーム１０１は軸１０２により支持され、図示しないモータ等の駆動手段により９０度回転される。そして、この回転により、第１及び第２の部分４７ａ，４７ｂの何れかがワーク搬送位置に配置される。
【００４６】
従って、ワークＷ１の大きさ形状に応じて、第１及び第２の部分４７ａ，４７ｂが交換使用される。
・さらに図示しないが、形状や大きさ等の異なった形態の複数種類のワーク支持部４７をマガジンにストックし、必要に応じて交換使用できるように構成してもよい。
【００４７】
（その他の変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記各実施形態において、両回動アーム３３Ａ，３３Ｂを上端部にて軸支部材２９に回動可能に支持するとともに、各回動アーム３３Ａ，３３Ｂの下端部に両支持アーム３５Ａ，３５Ｂの下端部を回動可能に支持し、それらの支持アーム３５Ａ，３５Ｂの上端部に保持部材４４を介して移載部材４５を移動可能に支持するように構成すること。つまり、第１，第２の４節リンク５６，５７を前記実施形態に対して上下反転した構成とすること。
【００４８】
・上記第１実施形態及び第２実施形態では、ワーク支持部を移載部材上方に設けたが、移載部材の下方に設けて、ワークを上方から掴むようにして搬送する構成にすること。このように構成した場合でも前記各実施形態と同様の効果のほか、ワークの下方に搬送部材を設けることが不要なため、搬送部材に切り粉等が溜まったりすることがない。
【００４９】
・前記各実施形態において、昇降手段としての昇降用モータ３１に代えて昇降用シリンダを設け、その昇降用シリンダにより軸支部材２９を昇降させるように構成すること。
【００５０】
このように構成した場合でも、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 加工システム全体を示す概略正面図。
【図２】 第１実施形態のワーク搬送装置を拡大して示す正断面図。
【図３】 図２のワーク搬送装置の縦断面図。
【図４】 図２のワーク搬送装置の要部横断面図。
【図５】 移載機構部を示す要部断面図。
【図６】 図２のワーク搬送装置の動作状態を示す正断面図。
【図７】 図６とは異なったワーク搬送装置の動作状態を示す正断面図。
【図８】 図２のワーク搬送装置によるワークの搬送動作を示す説明図。
【図９】 第２実施形態のワーク搬送装置を示す部分正断面図。
【図１０】 ワーク搬送装置の要部平面図。
【図１１】 ワーク搬送装置の部分拡大縦断面図。
【図１２】 ワーク搬送装置によるワークの搬送動作を示す説明図。
【図１３】 第１の変形例を示す断面図。
【図１４】 第２の変形例を示す正面図。
【図１５】 （ａ）は第３の変形例を示す平面図、（ｂ）は同じく一部破断正面図。
【図１６】 第４の変形例を示す側面図。
【符号の説明】
２２…工作機械、２５…ワーク搬送装置、２９…軸支部材、３１…昇降手段としての昇降用モータ、３３Ａ…第１回動アーム、３３Ｂ…第２回動アーム、３５Ａ…第１支持アーム、３５Ｂ…第２支持アーム、３７…駆動手段としての駆動用モータ、３８…連動手段としての連動機構、４４…保持部材、４５…移載部材、４７…ワーク支持部、４８…移載手段としての移載機構、５９…移動手段としての移動機構、Ｗ１…ワーク。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばトランスファマシンやフレキシブルトランスファラインのような加工システムにおいて、隣接する工作機械間でワークを搬送するワーク搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランスファマシン等の加工システムにおいては、複数の工作機械が一定のピッチで配設され、これらの工作機械間でワークを順に搬送するように、次のような構成のトランスファ装置が装備されていた。すなわち、このトランスファ装置では、１本のトランスファバーが複数の工作機械に跨がって、ワークの搬送方向へ進退可能及び昇降可能に延長配置され、このトランスファバー上にはワークを支持するための複数のワーク支持部が一定ピッチで設けられている。
【０００３】
そして、前記トランスファバーが複数のスイングアームの回動により昇降されるとともに、モータを含むシフト機構により進退移動されて、上昇→前進→下降→後退の四つの送り運動が行われる。これにより、隣接する各工作機械間において、前工程の工作機械から次工程の工作機械へ、ワークが一斉に搬送されるようになっている。
【０００４】
また、工作機械間に独立的に設けられた第１のスライド装置の往復移動にともなって、ワークを載置した第２のスライド装置が同方向へ移動して、固定台を中心とする一方と他方へ２段に伸張してワークを搬送するものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来のワーク搬送装置においては、複数の工作機械の配設ピッチが同一でないと使用することができないため、工作機械の加工工程を組む際に制約を受けて、搬送ピッチの異なる工作機械のライン構成ができないという問題があった。また、加工時にも、トランスファバーが工作機械や姿勢変更装置に入り込んでいるために、トランスファバーに切り粉が溜まったり、姿勢変更ができなかったりするという問題もあった。
【０００６】
そして、フレキシブルトランスファラインに採用されている独立搬送方式の搬送装置のワーク搬送部が２段に伸張するスライド装置においては、スライド装置の長さが搬送ピッチの２分の１以下にはならず、設備の大きさに制限が多いことと、スライド装置を構成するガイド部が長く、そのガイド部の平面面積が大きいために、そこに切り粉等が溜まり易く、故障の原因になり易いという問題もあった。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、複数の工作機械の組み替えや、加工工程の組み合わせを自由に行うことができるとともに、各工作機械に配置されるスペース少なくするとともに、搬送ピッチが異なるライン構成の場合であっても、簡単に組み替えができ、しかも、摺動部に切り粉等が溜まりにくいワーク搬送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、隣接配置されたステーション間でワークを搬送するワーク搬送装置において、ステーション間の所定位置に設けられた軸支部材に一端において支持された第１の４節リンクと、その第１の４節リンクを回動させるための駆動手段と、前記第１の４節リンクのアームの他端に対しアームの一端において連動軸を中心に回動可能に支持された第２の４節リンクと、その第２の４節リンクの前記アームの他端に支持され、ワークを支持してそのワークを搬送するためのワーク支持部と、前記第１の４節リンクの回動にともない第２の４節リンクを反対方向に回動させるための連動手段とを備え、その連動手段の駆動により、前記ワーク支持部がワーク搬送動作を行うように構成するとともに、前記ワーク支持部を第２の４節リンクに対してワーク搬送方向へ移動可能に設け、そのワーク支持部がワーク受取位置とワーク受渡位置との間を移動されるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
従って、この発明によれば、複数の工作機械を備えた加工システムにおいて、工作機械の組み替えや、加工工程の組み合わせを、制約を受けることなく自由に行うことができる。また、各工作機械において、ワークの搬送を同期させることなく独立して行うことができて、加工システム全体の加工効率を向上させることができる。加えて、４節リンクのアーム先端に設けられたワーク搬送部により搬送を行うようにすれば、上方へ向かうガイド部等の摺動部を設ける必要がなく、摺動部に切り粉が溜まることを抑制できる。加えて、ワークを水平方向に保った安定した状態で、ワークを搬送できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図８に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すように、工場内の加工ステーションにおいては、ワークＷ１の供給を行うワーク供給装置２１と、ワークＷ１にそれぞれ異なった加工を行うための複数の工作機械２２と、加工済みのワークＷ１の排出を行うワーク排出装置２３とが、適宜の間隔をおいて配設されている。これらのワーク供給装置２１、工作機械２２、ワーク排出装置２３はそれぞれ加工ステーションを構成する。
【００１８】
ワーク供給装置２１、各工作機械２２及びワーク排出装置２３の対向する側面には支持台２４がそれぞれ突設されている。隣接配置されたワーク供給装置２１、各工作機械２２及びワーク排出装置２３間に配置されるように、支持台２４上には複数のワーク搬送装置２５が固定され、これらのワーク搬送装置２５により、ワークＷ１が図１の矢印方向へ加工をともないながら順に搬送されるようになっている。
【００１９】
次に、前記ワーク搬送装置２５の構成について詳細に説明する。図２及び図３に示すように、この実施形態においては、第１の４節リンク５６及び第２の４節リンク５７を備えている、第１の４節リンク５６は、後述する軸支部材２９、第１，第２回動アーム３３Ａ，３３Ｂ及びギヤケース３９から構成されている。第２の４節リンク５７は、ギヤケース３９、第１，第２支持アーム３５Ａ，３５Ｂ及び保持部材４４から構成されている。
【００２０】
すなわち、ワーク搬送装置２５のフレーム２８は前記支持台２４上に固定され、その前面には軸支部材２９が一対のレール３０を介して昇降可能に支持されている。フレーム２８には昇降手段としての昇降用モータ３１が配設され、この昇降用モータ３１によりボールネジ３２を介して軸支部材２９が昇降されるようになっている。
【００２１】
前記軸支部材２９の前面には第１回動アーム３３Ａ及び第２回動アーム３３Ｂがそれらの下端部において、支軸３４Ａ，３４Ｂにより回動可能に支持されている。各回動アーム３３Ａ，３３Ｂの上端部には、第１支持アーム３５Ａ及び第２支持アーム３５Ｂの上端部が連動軸３６Ａ，３６Ｂを介して回動可能に支持されている。軸支部材２９上には駆動手段としての駆動用モータ３７が配設され、そのモータ軸が第１回動アーム３３Ａの支軸３４Ａに連結されている。そして、この駆動用モータ３７の回転に従い、両回動アーム３３Ａ，３３Ｂ、すなわち第１の４節リンク５６が一体的に回動されるようになっている。
【００２２】
図６及び図７に示すように、前記第１回動アーム３３Ａの下端部には係合突起４１が形成されている。軸支部材２９の前面には規制部材４２が配設され、この規制部材４２の内側には係合突起４１と係合可能な一対の規制部４２ａ，４２ｂが設けられている。そして、係合突起４１が規制部材４２の規制部４２ａ，４２ｂに係合することによって、両回動アーム３３Ａ，３３Ｂ、すなわち第１の４節リンク５６の回動範囲が規制されるようになっている。
【００２３】
図３及び図４に示すように、前記両連動軸３６Ａ，３６Ｂの後端部間には連動手段としての連動機構３８が設けられ、前記一対の回動アーム３３Ａ，３３Ｂの回動に連動して、この連動機構３８により一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが一体的に回動されて、第２の４節リンク５７が回動されるようになっている。すなわち、両連動軸３６Ａ，３６Ｂの後端部間にはギヤケース３９が相対回転可能に取り付けられている。ギヤケース３９内において、各連動軸３６Ａ，３６Ｂの後端部には互いに噛合する連動ギヤ４０Ａ，４０Ｂが固定されている。
【００２４】
そして、図３及び図４に示すように、一方の連動軸３６Ａが第１回動アーム３３Ａの上端部に相対回動可能に嵌挿されるとともに、第１支持アーム３５Ａの上端部に一体回動可能に固定されている。また、他方の連動軸３６Ｂが第２回動アーム３３Ｂの上端部に一体回動可能に固定されるとともに、第２支持アーム３５Ｂの上端部に相対回動可能に嵌挿されている。これにより、一対の回動アーム３３Ａ，３３Ｂが回動されたとき、両連動軸３６Ａ，３６Ｂ及び連動ギヤ４０Ａ，４０Ｂを介して、一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが連動軸３６Ａ，３６Ｂを中心にして一体的に回動アーム３３Ａ，３３Ｂの反対方向に回動されるようになっている。
【００２５】
図２〜図５に示すように、前記一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂの下端前部には保持軸４３Ａ，４３Ｂが突出固定され、これらの保持軸４３Ａ，４３Ｂ間には保持部材４４が相対回動可能に支持されている。保持部材４４上には移載部材４５がレール４６を介してワークＷ１の搬送方向へ移動可能に支持され、その上面にはワークＷ１を支持するためのワーク支持部４７が固定配置されている。
【００２６】
前記第１支持アーム３５Ａと移載部材４５との間には移載手段としての移載機構４８が設けられ、第１支持アーム３５Ａの回動に伴って、この移載機構４８により移載部材４５が横方向へ移動されるようになっている。すなわち、保持部材４４にはピニオン４９が回転可能に支持され、第１支持アーム３５Ａの回動に伴い、保持軸４３Ａ上のギヤ５０及び保持部材４４上の複数のギヤ５１〜５４を介して回転されるようになっている。
【００２７】
前記移載部材４５にはラック５５が前記レール４６の延びる方向に沿って配設され、ピニオン４９に噛合されている。そして、前記連動機構３８の作用による第１支持アーム３５Ａの回動に伴って、ピニオン４９が回転されたとき、このラック５５を介して移載部材４５が横移動される。これにより、移載部材４５，すなわちワーク支持部４７が図６に示す右側のワーク受取位置と、図７に示す左側のワーク受渡位置との間で移動されて、ワーク支持部４７に支持されたワークＷ１の搬送が行われるようになっている。
【００２８】
次に、前記のように構成されたワーク搬送装置２５の動作を、図８に基づいて説明する。
さて、図８（ａ）では、軸支部材２９が下方位置に配置されるとともに、移載部材４５が右側のワーク受取位置と左側のワーク受渡位置とのほぼ中間位置に配置されている。この状態で、ワーク搬送装置２５が作動されると、駆動用モータ３７により両回動アーム３３Ａ，３３Ｂが時計方向に回動されて、第１の４節リンク５６が同方向に回動されるとともに、連動機構３８を介して両支持アーム３５Ａ，３５Ｂが反時計方向に連動回動されて、第２の４節リンク５７が回動される。これにより、第１，第２の４節リンク５６，５７が展開されて、ギヤ５０が回転されて、移載機構４８を介して移載部材４５が中間位置から右側のワーク受取位置に横移動され、図８（ｂ）に示すように、ワーク支持部４７が前工程の工作機械２２で加工を終了したワークＷ１の下方に対応配置される。
【００２９】
続いて、昇降用モータ３１により軸支部材２９が上昇されて、移載部材４５を含む機構全体が一体的に上昇され、図８（ｃ）に示すように、ワークＷ１がワーク支持部４７上に受け取り支持される。この状態で、駆動用モータ３７により両回動アーム３３Ａ，３３Ｂ、すなわち第１の４節リンク５６が反時計方向に回動されるとともに、連動機構３８を介して両支持アーム３５Ａ，３５Ｂ、すなわち第２の４節リンク５７が時計方向に連動回動されて、収縮に続き展開される。これにより、移載機構４８を介して移載部材４５が右側のワーク受取位置から左側のワーク受渡位置に横移動され、図８（ｄ）に示すように、ワーク支持部４７上のワークＷ１が前工程の工作機械２２の加工位置から次工程の工作機械２２の加工位置まで搬送される。
【００３０】
この状態で、昇降用モータ３１により軸支部材２９が下降されて、移載部材４５を含む機構全体が一体的に下降され、図８（ｅ）に示すように、ワークＷ１が次工程の工作機械２２に受け渡される。その後、駆動用モータ３７により両回動アーム３３Ａ，３３Ｂが時計方向に回動されるとともに、連動機構３８を介して両支持アーム３５Ａ，３５Ｂが反時計方向に連動回動される。これにより移載機構４８を介して移載部材４５が左側のワーク受渡位置から、図８（ａ）に示す中間位置に移動され、この状態で次のワークＷ１の搬送動作のために待機される。
【００３１】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）このワーク搬送装置においては、一対の回動アーム３３Ａ，３３Ｂが基端部にて回動可能に支持されている。各回動アーム３３Ａ，３３Ｂの先端部には一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが回動可能に支持されている。両支持アーム３５Ａ，３５Ｂの先端部には、上部にワーク支持部４７を備えた移載部材４５がワークＷ１の搬送方向へ移載可能に支持されている。そして、回動アーム３３Ａ，３３Ｂが駆動用モータ３７にて一体的に回動されることにより、一対の支持アーム３５Ａ，３５Ｂが連動機構３８を介して一体的に回動されるとともに、その支持アーム３５Ａ，３５Ｂの回動に伴い、移載機構４８を介して移載部材４５が移動される。これによって、移載部材４５のワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１が、隣接する工作機械２２間で搬送されるようになっている。
【００３２】
このため、複数の工作機械２２を備えた加工システムにおいて、工作機械２２の組み替えや、加工工程の組み合わせを、制約を受けることなく自由に行うことができる。また、各工作機械２２において、ワークＷ１の搬送を同期させることなく独立して行うことができて、加工システム全体の加工効率を向上させることができる。また、第１，第２の４節リンク５６，５７は上方へ向かう広い面積の摺動面が存在しないため、摺動面に溜まる切り粉等によって問題が生じることはない。
【００３３】
（２）このワーク搬送装置においては、前記回動アーム３３Ａ，３３Ｂの基端部が、昇降用モータ３１によって昇降される軸支部材２９上に回動可能に支持されている。このため、軸支部材２９の昇降動作と移載部材４５の進退移載動作とにより、移載部材４５のワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１を四つの送り運動させることができて、隣接する工作機械２２間でワークＷ１を自動的に搬送することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３５】
さて、この第２実施形態においては、図９〜図１２に示すように、ワーク支持部４７が移載部材４５上にレール５８を介して、移載部材４５の移載方向と同方向へ移動可能に支持されている。また、移載部材４５とワーク支持部４７との間には、移動手段としての移動機構５９が設けられ、移載部材４５が移動されるとき、この移動機構５９によりワーク支持部４７が移動方向へさらに移動されるようになっている。
【００３６】
すなわち、移載部材４５の両端部には一対のスプロケット６０が回転可能に支持されている。両スプロケット６０間にはチェーン６１が掛装され、その両端部が保持部材４４に固定されるとともに、中間部がワーク支持部４７に固定されている。そして、移載部材４５が図１０の右方に移動されたときには、チェーン６１を介してワーク支持部４７が右側に移動され、移載部材４５が同図の左方に移動されたときには、チェーン６１を介してワーク支持部４７が左側に移動されるようになっている。
【００３７】
このため、図１２（ａ）に示すように、移載部材４５が右側のワーク受取位置に移動された場合には、ワーク支持部４７が移載部材４５上の右端位置まで移動される。また、図１２（ｂ）に示すように、移載部材４５が左側のワーク受渡位置に移動された場合には、ワーク支持部４７が移載部材４５上の左端位置まで移動される。よって、ワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１の搬送距離が拡大されることになる。
【００３８】
従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）及び（２）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（３）このワーク搬送装置においては、前記ワーク支持部４７が移載部材４５上にその移動方向と同方向へ移動可能に配設されている。また、移載部材４５の移動に伴ってワーク支持部４７を移動させるための移動機構５９が設けられている。このため、移載部材４５の移動時に、ワーク支持部４７が移動方向へさらに移動されて、ワーク支持部４７上に支持されたワークＷ１の搬送距離を拡大することができる。よって、隣接する工作機械２２間の配置間隔が広い場合に適用すると効果的である。
【００３９】
（変更例）
前記ワーク支持部４７及びその関連構成の変形例を以下に示す。
・図１３に示すように、保持部材４４上に回転可能に立設した軸７１にはワークＷ１を載置支持するためのワーク支持部４７が固定されており、その軸７１にはピニオン７２が固定されている。保持部材４４には、シリンダ７３が固定され、そのピストンロッド７４には前記ピニオン７２に噛合するラック７５が取り付けられている。
【００４０】
従って、シリンダ７３によりピストンロッド７４が出入りすると、ラック７５とピニオン７２との噛合を介してワーク支持部４７が回転され、このワーク支持部４７の回転により、ワークＷ１が割り出し回転される。従って、ワークＷ１の異なる側面に対して加工を行うことができる。
【００４１】
・図１４に示すように、ワーク支持部４７の移動域の上方にはフレーム８１が配置されており、そのフレーム８１には把持具８３が軸８４を介して水平面内において回転可能に支持されている。フレーム８１にはモータ８２が支持され、このモータ８２により把持具８３が回転される。また、把持具８３は、図示しないシリンダ等の駆動手段により昇降される。この把持具８３は、その両端部においてワークＷ１の下面を把持可能である。
【００４２】
そして、把持具８３の下降状態において、ワーク支持部４７の移動にともない、ワークＷ１の下面が把持具８３の両端部に対向し、この状態で把持具８３が上昇する。これに続いてモータ８２により把持具８３が回転することにより、ワークＷ１がチルト回転し、ワークＷ１の向きが上下反転される。その後、把持具８３が下降して、ワークＷ１が上下反転した状態でワーク支持部４７上に戻される。従って、ワークＷ１の上下両面に対して加工を施すことができる。
【００４３】
・図１５に示すように、ワーク支持部４７は第１の部分４７ａと、その第１の部分４７ａの両側に位置する一対の第２の部分４７ｂとに分割構成されている。そして、第１の部分４７ａはシリンダ９１により昇降可能であり、下降時には第２の部分４７ｂの下方に位置し、上昇時には第２の部分４７ｂの上方に位置する。
【００４４】
従って、第２の部分４７ｂが下降したときには、第１の部分４７ａにより搬送方向に対して長手方向のワークＷ１が支持され、第２の部分４７ｂが上昇したときには、第２の部分４７ｂにより搬送方向に対して横幅の広いワークＷ１が支持される。
【００４５】
・図１６に示すように、ワーク支持部４７はそれぞれ大きさや形状の異なる第１の部分４７ａと第２の部分４７ｂを有し、それらの第１の部分４７ａ，第２の部分４７ｂはそれぞれＬ字状をなすアーム１０１の両端に固定されている。アーム１０１は軸１０２により支持され、図示しないモータ等の駆動手段により９０度回転される。そして、この回転により、第１及び第２の部分４７ａ，４７ｂの何れかがワーク搬送位置に配置される。
【００４６】
従って、ワークＷ１の大きさ形状に応じて、第１及び第２の部分４７ａ，４７ｂが交換使用される。
・さらに図示しないが、形状や大きさ等の異なった形態の複数種類のワーク支持部４７をマガジンにストックし、必要に応じて交換使用できるように構成してもよい。
【００４７】
（その他の変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記各実施形態において、両回動アーム３３Ａ，３３Ｂを上端部にて軸支部材２９に回動可能に支持するとともに、各回動アーム３３Ａ，３３Ｂの下端部に両支持アーム３５Ａ，３５Ｂの下端部を回動可能に支持し、それらの支持アーム３５Ａ，３５Ｂの上端部に保持部材４４を介して移載部材４５を移動可能に支持するように構成すること。つまり、第１，第２の４節リンク５６，５７を前記実施形態に対して上下反転した構成とすること。
【００４８】
・上記第１実施形態及び第２実施形態では、ワーク支持部を移載部材上方に設けたが、移載部材の下方に設けて、ワークを上方から掴むようにして搬送する構成にすること。このように構成した場合でも前記各実施形態と同様の効果のほか、ワークの下方に搬送部材を設けることが不要なため、搬送部材に切り粉等が溜まったりすることがない。
【００４９】
・前記各実施形態において、昇降手段としての昇降用モータ３１に代えて昇降用シリンダを設け、その昇降用シリンダにより軸支部材２９を昇降させるように構成すること。
【００５０】
このように構成した場合でも、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 加工システム全体を示す概略正面図。
【図２】 第１実施形態のワーク搬送装置を拡大して示す正断面図。
【図３】 図２のワーク搬送装置の縦断面図。
【図４】 図２のワーク搬送装置の要部横断面図。
【図５】 移載機構部を示す要部断面図。
【図６】 図２のワーク搬送装置の動作状態を示す正断面図。
【図７】 図６とは異なったワーク搬送装置の動作状態を示す正断面図。
【図８】 図２のワーク搬送装置によるワークの搬送動作を示す説明図。
【図９】 第２実施形態のワーク搬送装置を示す部分正断面図。
【図１０】 ワーク搬送装置の要部平面図。
【図１１】 ワーク搬送装置の部分拡大縦断面図。
【図１２】 ワーク搬送装置によるワークの搬送動作を示す説明図。
【図１３】 第１の変形例を示す断面図。
【図１４】 第２の変形例を示す正面図。
【図１５】 （ａ）は第３の変形例を示す平面図、（ｂ）は同じく一部破断正面図。
【図１６】 第４の変形例を示す側面図。
【符号の説明】
２２…工作機械、２５…ワーク搬送装置、２９…軸支部材、３１…昇降手段としての昇降用モータ、３３Ａ…第１回動アーム、３３Ｂ…第２回動アーム、３５Ａ…第１支持アーム、３５Ｂ…第２支持アーム、３７…駆動手段としての駆動用モータ、３８…連動手段としての連動機構、４４…保持部材、４５…移載部材、４７…ワーク支持部、４８…移載手段としての移載機構、５９…移動手段としての移動機構、Ｗ１…ワーク。
Claims (6)
- 隣接配置されたステーション間でワークを搬送するワーク搬送装置において、
ステーション間の所定位置に設けられた軸支部材に一端において支持された第１の４節リンクと、
その第１の４節リンクを回動させるための駆動手段と、
前記第１の４節リンクのアームの他端に対しアームの一端において連動軸を中心に回動可能に支持された第２の４節リンクと、
その第２の４節リンクの前記アームの他端に支持され、ワークを支持してそのワークを搬送するためのワーク支持部と、
前記第１の４節リンクの回動にともない第２の４節リンクを反対方向に回動させるための連動手段と
を備え、
その連動手段の駆動により、前記ワーク支持部がワーク搬送動作を行うように構成するとともに、前記ワーク支持部を第２の４節リンクに対してワーク搬送方向へ移動可能に設け、そのワーク支持部がワーク受取位置とワーク受渡位置との間を移動されるように構成したことを特徴とするワーク搬送装置。 - ワーク支持部と第２の４節リンクとの間には、第２の４節リンクの回動動作をワーク支持部にその往復移動として伝達する移載機構を備えた請求項１に記載のワーク搬送装置。
- 前記第２の４節リンクの前記他端部にはワーク搬送方向に移動可能な移載部材を設けるとともに、その移載部材上にワーク支持部を同方向へ移動可能に支持し、前記移載部材とワーク支持部との間には、移載部材が移動されるとき、ワーク支持部が移動方向へさらに移動されるようにした移動手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
- 前記ワーク支持部を回転可能に構成し、このワーク支持部の回転により、ワークが割り出し回転されることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
- ワーク支持部を第１の部分と第２の部分とに分割構成し、第１の部分はシリンダにより昇降可能であり、下降時には第２の部分の下方に位置し、上昇時には第２の部分の上方に位置することを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
- ワーク支持部はそれぞれ大きさや形状の異なる第１の部分と第２の部分を有し、それらの第１の部分，第２の部分はそれぞれＬ字状をなすアームの両端に固定され、アームは駆動手段により９０度回転されて、第１及び第２の部分の何れかがワーク搬送位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
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