JP3937551B2

JP3937551B2 - ワークピースの搬送装置および搬送方法

Info

Publication number: JP3937551B2
Application number: JP00491598A
Authority: JP
Inventors: 賢二荒井; 忠明亀井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2018-01-13
Also published as: JPH11197981A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多くのステーションを持つ機械において、ワークピースを各ステーション間で搬送するワークピースの搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークピースを搬送して、このワークピースに対して各ステーションでそれぞれの加工を行うために、一般に搬送装置が用いられている。この搬送装置としては、メカニカルな搬送方式が多く、例えばチャックと直進・旋回シリンダを用いる方式、コンベアを用いる方式、あるいは直進・旋回を行うキャリアプレート方式、メカ式直進装置、メカ式旋回装置、ロボット方式といった搬送装置が用いられている。
【０００３】
これらの各搬送装置においては、水平方向若しくは垂直方向への搬送を行うことが可能となっている。ここで、従来の搬送装置の構成として、メカ式旋回搬送装置の構成を図４に一例を示す。この搬送装置１においては、ワークピースを保持するチャック爪２を有し、上記ワークピースを保持して旋回する旋回・チャック部３と、この旋回・チャック部３を固定する水平基台部４と、上記チャック爪２にワークピースを保持させるための倒れ防止板５とＬ型ストップ板６とからなる倒れ防止部７とより構成されている。
【０００４】
これらの構成においては、前工程で加工が終了したワークピースを上記倒れ防止部７で挾持し、チャック爪２までガイドしつつ運んでこのチャック２に係止させる。このワークピースの係止後に上記旋回・チャック部３を旋回させてワークピースを反対側まで搬送する。搬送されたワークピースは、上記チャック２から外されて次工程へと送られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のメカニカル搬送を行う搬送装置においては、ワークピース加工中は他のワークピースを搬送できなく、そのためワークピースの加工が終了した後に搬送するというダイレクトサイクルにならざるを得ない。また、メカニカル搬送を行う搬送装置は部品点数も多いため、コストもかさむものとなっている。さらに、図４に示した搬送装置においては、旋回動作を行うために占有するスペースも大きくなってしまうという欠点を有している。
【０００６】
本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、
位置制約を受けることがなく、ワークピースの加工中にも搬送可能であるとともに、安価で構成も簡単な搬送装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る搬送装置は、
リング状のワークピースに串刺し状に係止される係止部を有し、上記ワークピースを保持するシャトルと、上記ワークピースを保持したシャトルを収納するとともに、上記ワークピースを搬送側に向けた姿勢で上記シャトルを送り出す送り側ケースと、上記送り側ケースから送り出された上記ワークピースを伴うシャトルが到達する受け側ケースと、上記送り側ケースと上記受け側ケースとの間を接続するとともに、上記ワークピースを保持した上記シャトルが挿通可能なシャトル通路と、上記受け側ケースに設けられ、上記シャトル通路を通じて上記受け側ケースに到達した上記シャトルを受け止めるとともに、上記シャトルに保持されたワークピースを挟んで保持する係止部を有するチャック爪と、上記送り側ケースを通じて上記シャトル通路に圧縮空気を送り込むことにより、上記ワークピースを保持した上記シャトルを上記送り側ケースから上記受け側ケースに向けて搬送するとともに、上記チャック爪の係止部が上記ワークピースを保持した状態で、上記受け側ケースを通じて上記シャトル通路に圧縮空気を送り込むことにより、上記ワークピースの搬送を終えた上記シャトルを上記受け側ケースから上記送り側ケースに戻す搬送手段と、を備えることを特徴としている。
さらに、本発明に係る搬送方法は、
リング状をなすワークピースにシャトルの係止部を串刺し状に係止させることで、上記ワークピースを上記シャトルに保持し、上記ワークピースを保持した上記シャトルを、上記ワークピースを搬送側に向けた姿勢で送り側ケースに収納し、上記送り側ケースに圧縮空気を送り込むことで、上記ワークピースを伴う上記シャトルを、シャトル通路を介して受け側ケースに搬送し、上記受け側ケースに上記ワークピースを保持した上記シャトルが到達した時に、上記シャトルを上記受け側ケースに設けたチャック爪で受け止めるとともに、このチャック爪の係止部で上記シャトルに保持されたワークピースを挟み込み、上記チャック爪の係止部で上記ワークピースを挟んだ後に、上記受け側ケースに圧縮空気を送り込むことで、上記ワークピースの搬送を終えた上記シャトルを上記シャトル通路を通じて上記送り側ケースに戻すこと、を特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、ワークピースをシャトルに係止させて、圧縮空気の力により送り側ケースから受け側ケースまでシャトルを搬送することが可能となる。このため、ア−ムの旋回などの動作が不要となり、スペースを占有することがなくなる。さらに、ワークピースの加工中に他の加工部位にワークピースを搬送できるので、搬送に時間を要することがなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１ないし図３に基づいて説明する。図１に示す搬送装置２０は、送り側ケース２１と受け側ケース２２とを有しており、これらの間がシャトル通路としてのシャトルチューブ体２３によって連結されている。
【００１０】
上記送り側ケース２１は、ケーステーブル２４を有している。このケーステーブル２４は、リング状のワークピース２５を送り出す方向と直行する方向に不図示の駆動源によってスライド駆動（ワークピース２５を受け渡しアーム４０から受け取る受け渡し位置と、コネクタ３５と対向する位置との間の往復移動）可能に設けられている。具体的には駆動源は、図３に示すエア電磁弁６１となっている。
【００１１】
上記ケーステーブル２４の上面側には、ケース本体２６が設けられている。このケース本体２６は、図２に示すように、一端部から所定の深さに形成されたシャトル設置孔２７を有している。このシャトル設置孔２７には、このシャトル設置孔２７の底部からこれよりも細径な空気送出し孔２８が形成されており、エアチューブ２９の連結口２９ａをこの空気送出し孔２８の外壁面側端部に螺合させることによって、シャトル設置孔２７内部に空気を導入及び排出することを可能としている。
【００１２】
上記ケース本体２６の外壁側面からシャトル設置孔２７内部に向かってセンサ孔３０が形成されている。このセンサ孔３０は、上記シャトル設置孔２７の底部側に形成されており、内部に近接センサ３１が設置されている。これによって、後述するシャトル３３が上記シャトル設置孔２７内部に位置しているか否かを検知可能としている。なお、この近接センサ３１は、上記センサ孔３０を気密に閉塞して空気の漏れを防止するように設置されている。
【００１３】
上記シャトル設置孔２７の開口端部には、筒状突出部３２が形成されている。この筒状突出部３２は、図２においてシャトル設置孔２７の右端が突出して形成されたものであり、この内径も、上記シャトル設置孔２７と同じ内径となっている。
【００１４】
上記シャトル設置孔２７に設置されるシャトル３３は、例えばこのシャトル設置孔２７に対応した外径の円柱体３３ａを有していて、この円柱体３３ａの一端面からこの円柱体３３ａの中心軸に沿って細径の係止ピン３３ｂが所定の長さを有して形成されている。この係止ピン３３ｂは、リング状のワークピース２５を串刺し状にして保持するものであり、この係止ピン３３ｂは、上記リング状のワークピース２５の内径に対応した外径を有している。
【００１５】
上記ケーステーブル２４に近接する位置に、コネクタテーブル３４が設けられている。このコネクタテーブル３４には、上面側にシャトルチューブ体２３を取り付けるコネクタ３５が設けられており、このコネクタ３５を例えばワークピース２５を送出す方向に沿って、図３に示す駆動源としてのエア電磁弁６１により、スライド駆動可能な構成としている。
【００１６】
上記コネクタ３５には、上記シャトル３３を挿通させて圧縮空気により飛び出させることを可能とする貫通孔３６が形成されている。この貫通孔３６は、上記シャトル３３が入り込む側が大径の嵌合部３７に形成されている。この嵌合部３７は、上記筒状突出部３２と嵌合して、この筒状突出部３２の外周壁をガタを生じさせないで接触させて、これによって上記コネクタ３５とケース本体２６とが互いに位置決めされて上記シャトル設置孔２７と貫通孔３６とが正確に連通するように設けられている。
【００１７】
また、上記貫通孔３６の嵌合部３７よりも上記シャトル３３の送り出す側が、上記シャトル３３の外径に対応してこのシャトル３３を挿通させる大きさに形成されている。
【００１８】
そして、この貫通孔３６の上記シャトル３３が飛び出す側には、上記シャトル３３の外径に対応した部分よりも大きな径のネジ溝３８が形成されている。このネジ溝３８に上記シャトルチューブ体２３の先端に取り付けられた連結口体３９を取り付けることで、上記シャトルチューブ体２３をコネクタ３５に連結可能としている。
【００１９】
ここで、上記ケース本体２６と倒れ防止板４１との間（シャトル３３への受け渡し位置）には、受け渡しアーム４０が位置可能となっている。この受け渡しアーム４０は上記ワークピース２５を真空吸着によって保持し、送り側ケース２１の外方部分を回転軸４０ａとして旋回駆動し、またスライド駆動することによって、例えば研削加工などの加工により前工程の加工が終了したワークピース２５を受け取ってシャトル３３に受け渡すものである。
【００２０】
この倒れ防止板４１は、上記ワークピース２５の送出し側からこのワークピース２５の側面を保護するものであり、上記シャトル３３の係止ピン３３ｂが、倒れ防止板４１でのワークピース２５の側面保持の邪魔とならないようにするため、係止ピン３３ｂが位置する部分を切り欠いた切り欠き部４２を有している。すなわち、この切り欠き部４２は、倒れ防止板４１の外周側から所定深さだけ切り欠かれていて、上記ワークピース２５の側面保持に支障を来さない構成となっている。
【００２１】
上記倒れ防止板４１には、この外壁面側から切り欠き部４２の一部分に向かい、センサ孔４３が形成されている。このセンサ孔４３には、上述の如き近接センサ４４が設置され、この切り欠き部４２に上記係止ピン３３ｂの先端が位置しているかどうかを検知可能としている。
【００２２】
上記貫通孔３６のネジ溝３８が形成された部分には、シャトルチューブ体２３の連結口体３９がねじ込まれるが、この連結口体３９は上記貫通孔３６に対応して上記シャトル３３を挿通可能とする大きさの内径を有するように中空に形成されている。
【００２３】
そして、この連結口体３９より内部にシャトル３３を挿通可能とするシャトルチューブ体２３は、例えばナイロンのような材質から形成されたフレキシブルチューブであって、形状を変化させることが可能である。
【００２４】
また、このフレキシブルチューブ内部に形成された導通路は、上記シャトル３３の挿通に耐えられるようにこのシャトル３３に対応した内径に形成されているが、この径は、シャトル３３の挿通性を損なわせないとともにシャトル３３の移動を伴わないで、シャトル３３と導通路の側壁の間の部分を空気のみが導通してしまうのを防止可能な寸法に形成されている。
【００２５】
具体的には、上記シャトルチューブ体２３の内径は、シャトル３３の外径よりもコンマ数ミリ程度大きく形成されている。
上記シャトルチューブ体２３は、上記シャトル３３を受け側ケース２２まで搬送するように設けられている。この受け側ケース２２にも、上記シャトルチューブ体２３の連結口体３９がシャトルケース４６のネジ溝４７に対して嵌合されることにより、連結されている。
【００２６】
このシャトルケース４６にも、上記シャトル３３を挿通させることが可能な貫通孔４８が形成されていると共に、上述のネジ溝４７はこの貫通孔４８の上記連結口体３９が連結される側に設けられている。上記貫通孔４８は、上記連結口体３９側から所定の深さを有して形成されているが、所定部位で吹き飛ばされたワークピース２５を保持しているシャトル３３を受け止めるように構成されている。
【００２７】
なお、上記シャトルケース４６の例えば上面側から上記貫通孔４８の底部側に向かい、チャック爪孔５０が形成されている。このチャック爪孔５０には、チャック本体５１に取り付けられたチャック爪５２が挿通されるように設けられている。このチャック爪５２は、上記係止ピン３３ｂ及びこの係止ピン３３ｂに係止されたワークピース２５を挿通させるだけの間隔を有して二本の板状部材が対向して設けられている。
【００２８】
しかしながら、上記シャトル３３の円柱体３３ａを挿通させるだけの幅は有していないため、この円柱体３３ａの端面で、シャトル３３の進行を受け止めて停止させるように設けられている。
【００２９】
上記シャトル３３及びこのシャトル３３に係止されたワークピース２５が、上記チャック爪５２まで搬送されたか否かを検知するために、上記貫通孔４８にも近接センサ５３が設けられるようになっている。具体的には、上記貫通孔４８の底部側にセンサ孔５４が形成されており、このセンサ孔５４に対して近接センサ５３がセンサ孔５４を気密に閉塞して上記シャトル３３の側面部でシャトル３３の有無を検知可能として設けられている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、上記チャック爪５２を構成する板状部材が加工されてなるワークピース２５を係止する係止部５２ａは、このワークピース２５に対応して円弧状に形成されていて、これら板状部材の間隔よりも大きな径を有するワークピース２５を、この板状部材の間の係止部５２ａで挟み込んで挾持することが可能となっている。このため、上記ワークピース２５をチャック爪５２の係止部５２ａで保持して、他の加工装置などに搬送することが可能となっている。
【００３１】
上記チャック爪５２は、チャック本体５１に取り付けられているが、このチャック本体５１は、例えば直方部材に形成されていて、この直方部材の側面に上記チャック爪５２が設けられている。そして、このチャック本体５１は、チャックテーブル５５に取り付けられている。このチャックテーブル５５は、別途設けられた駆動源としてのエア電磁弁６１に取り付けられていて、上記チャック爪５２をチャック爪孔５０に沿って挿通自在な方向に駆動可能とし、またチャック爪５２の開閉を行うために、別途のエア電磁弁６１が設けられた構成となっている。
【００３２】
なお、上記シャトルケース４６にも、空気導通孔５６が形成されている。この空気導通孔５６は、上記係止ピン３３ｂに対応してこれよりも若干大きな径を有して形成されており、他端側にはねじ溝５７が形成されている。このため、エアチューブ２９の連結口２９ａを螺合させることで、上記シャトル３３をシャトルチューブ体２３の内部及びシャトル設置孔２７の内部に上記シャトル３３を空気の供給及び排出によって移動自在な構成としている。
【００３３】
ここで、上記各近接センサ３１，４４，５３は、図３に示すコントローラ６０に接続されている。このコントローラ６０は、上述の各近接センサ３１，４４，５３の検出結果に基づいて、各部の駆動源であるエア電磁弁６１を駆動して各構成部分の駆動及びシャトル３３の送り出し及び戻しを行うように設けられている。
【００３４】
以上のような構成を有する搬送装置２０の作用について、以下に説明する。
送り出し側に設けられた加工装置によって所定の加工が終了したワークピース２５は、受け渡しアーム４０によってシャトル３３への受け渡し位置にこのワークピース２５を搬送する。このとき、ケース本体２６は倒れ防止板４１と対向する受け渡し位置に位置決めされており、この受け渡し位置に搬送されたワークピース２５に対し、シャトル設置孔２７内部に位置するシャトル３３をエアチューブ２９による空気の送り出しでシャトル３３を移動させ、上記係止ピン３３ｂにリング状のワークピース２５を串刺し状態に保持する。
【００３５】
このワークピース２５の係止を行うに際しては、ワークピース２５の送り出し側を倒れ防止板４１で支えて係止が良好に行われるようにする。なお、本実施の形態では、係止が良好に行われたか否かを近接センサ３１によって検知する。
【００３６】
上記係止ピン３３ａにより、ワークピース２５が係止された後に、エアチューブ２９からのエアの送り出しを止めて倒れ防止板４１とシャトル３３による上記ワークピース２５の押さえつけを解除する。この後に、上記ケーステーブル２４及びコネクタテーブル３４を駆動して、上記筒状突出部３２と嵌合部３７とを嵌合させる。これによって、上記シャトル設置孔２７と上記貫通孔３６とが連通する。
【００３７】
この後に、送り出し側の上記エアチューブ２９より上記シャトル設置孔２７内部に空気を所定の圧力で導入し、受け側のエアチューブ２９は開放し、シャトル３３を所定の圧力の圧縮空気を送り込んで吹き飛ばす。
【００３８】
吹き飛ばされたシャトル３３は、シャトルチューブ体２３の内部に形成された導通路を通過して、上記シャトルケース４６の内部の貫通孔４８まで到達する。なお、この貫通孔４８の底部側には、チャック爪孔５０が形成されており、このチェック爪孔５０にチャック爪５２が挿通されてこのチャック爪５２で上記シャトル３３を受け止める。
【００３９】
上記シャトル３３がチャック爪５２で受け止められると、ワークピース２５がチャック爪５２の係止部５２ａに位置し、このワークピース２５をチャック爪５２で挟み込む。この場合、ワークピース２５の係止の有無は、上記近接センサ５３によりシャトル３３を検知することで、上記ワークピース２５の有無を間接的に検知する。
【００４０】
このシャトル３３の有無を近接センサ５３で検知した後に、上記ワークピース２５の搬送が終了したシャトル３３は、受け側エアチューブ２９による空気の供給及び送り出し側エアチューブ２９の開放によってこのシャトル３３を初めの位置に戻しておき、次回の搬送に備えるようにしておく。
【００４１】
そして、ワークピース２５を挾持しているチャック爪５２を降下させ、ワークピース２５を所定の加工装置に搬送させ、チャック爪５２を開放することで、上記ワークピース２５に対して所望の加工を行える。
【００４２】
このような構成の搬送装置２０によると、上記ワークピース２５は、受け渡しアーム４０の真空吸着によって保持されるため、上記ワークピース２５に油や研削液が付着している場合でも、傷つけることなく良好に保持することが可能となっている。
【００４３】
また、フレキシブルに形状を変化させることが可能なシャトルチューブ体２３を用いてワークピース２５の搬送を行うため、上記ワークピース２５の搬送基点と搬送終点との制約を受けることがなくなる。このため、任意の位置に搬送基点と搬送終点とを柔軟に設定することが可能となる。
【００４４】
さらに、シャトルチューブ体２３を用いてワークピース２５の搬送を行うものであるため、上記ワークピース２５の姿勢が変化することがなく、同一の姿勢を維持して搬送を行うことが可能となっている。
【００４５】
また、上記送り側ケース２１から受け側ケース２２まで圧縮空気によりシャトル３３を吹き飛ばして移動させるため、このシャトル３３及びこのシャトル３３に保持されたワークピース２５の高速な搬送を行うことが可能となっている。
【００４６】
さらに、上記ワークピース２５は、シャトル３３の搬送側に位置する係止ピン３３ｂによって保持されるため、搬送中にワークピース２５がこの係止ピン３３ｂから抜けることがなく、良好な搬送状態を維持できる。
【００４７】
また、上記シャトルチューブ体２３により上記ワークピース２５の搬送を行うものであるため、旋回動作などを伴うことがなく、このため大きなスペースを占めることがなく、スペース的な制約を受けることがない。
【００４８】
また、送り側ケース２１と受け側ケース２２とをシャトルチューブ体２３により連結する構成であるため、構成が複雑にならず、そのため安価な搬送装置とすることが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下それについて述べる。
上記実施の形態において、ケーステーブル２４やコネクタテーブル３４の駆動する方向はこれに限られず、適宜変更可能となっている。
【００５０】
また、上記実施の形態では、フレキシブルなシャトルチューブ体２３によってワークピース２５を搬送する構成となっているが、フレキシブルな部材により搬送可能な構成であれば、如何なる部材を用いて搬送させても構わない。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能となっている。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、シャトルにワークピースを保持したまま圧縮空気によりシャトル通路を搬送できるので、ワークピースの姿勢を保持したまま搬送できる。このため、従来のように、アームの旋回などの動作が不要となり、スペースを占有することがなく、構造の簡素化が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる搬送装置の構成を示す斜視図。
【図２】同実施の形態に係わる搬送装置の構成を示す図であり、（ａ）は側面部分断面図、（ｂ）は倒れ防止板の正面図である。
【図３】同実施の形態に係わる搬送の制御状態を示すブロック図。
【図４】従来の搬送装置の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
２０…搬送装置、２１…送り側ケース、２２…受け側ケース、２３…シャトル通路（シャトルチューブ体）、２５…ワークピース、２９，６０，６１…搬送手段（エアチューブ、コントローラ、電磁弁）、３３…シャトル、３３ｂ…係止部（係止ピン）、５２…チャック爪、５２ａ…係止部。

Claims

リング状のワークピースを搬送する搬送装置であって、
上記ワークピースに串刺し状に係止される係止部を有し、上記ワークピースを保持するシャトルと、
上記ワークピースを保持したシャトルを収納するとともに、上記ワークピースを搬送側に向けた姿勢で上記シャトルを送り出す送り側ケースと、
上記送り側ケースから送り出された上記ワークピースを伴うシャトルが到達する受け
側ケースと、
上記送り側ケースと上記受け側ケースとの間を接続するとともに、上記ワークピースを保持した上記シャトルが挿通可能なシャトル通路と、
上記受け側ケースに設けられ、上記シャトル通路を通じて上記受け側ケースに到達した上記シャトルを受け止めるとともに、上記シャトルに保持されたワークピースを挟んで保持する係止部を有するチャック爪と、
上記送り側ケースを通じて上記シャトル通路に圧縮空気を送り込むことにより、上記ワークピースを保持した上記シャトルを上記送り側ケースから上記受け側ケースに向けて搬送するとともに、上記チャック爪の係止部が上記ワークピースを保持した状態で、上記受け側ケースを通じて上記シャトル通路に圧縮空気を送り込むことにより、上記ワークピースの搬送を終えた上記シャトルを上記受け側ケースから上記送り側ケースに戻す搬送手段と、
を具備することを特徴とする搬送装置。
請求項１の記載において、上記送り側ケースは、上記ワークピースを保持した上記シャトルが位置するとともに圧縮空気が送り込まれるシャトル設置孔を有するケース本体と、上記ワークピースを伴う上記シャトルを搬送する時に上記ケース本体に嵌合され、上記シャトル設置孔と上記シャトル通路とを連通させる貫通孔を有するコネクタと、を備えていることを特徴とする搬送装置。
リング状のワークピースを搬送する方法であって、
上記ワークピースにシャトルの係止部を串刺し状に係止させることで、上記ワークピースを上記シャトルに保持し、
上記ワークピースを保持した上記シャトルを、上記ワークピースを搬送側に向けた姿勢で送り側ケースに収納し、
上記送り側ケースに圧縮空気を送り込むことで、上記ワークピースを伴う上記シャトルを、シャトル通路を介して受け側ケースに搬送し、
上記受け側ケースに上記ワークピースを保持した上記シャトルが到達した時に、上記シャトルを上記受け側ケースに設けたチャック爪で受け止めるとともに、このチャック爪の係止部で上記シャトルに保持されたワークピースを挟み込み、
上記チャック爪の係止部で上記ワークピースを挟んだ後に、上記受け側ケースに圧縮空気を送り込むことで、上記ワークピースの搬送を終えた上記シャトルを上記シャトル通路を通じて上記送り側ケースに戻すこと、を特徴とする搬送方法。