JP4357551B2 - ワーク搬送装置のワーク搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ研削装置などの加工装置に対してワークを自動搬送するワーク搬送装置に関する。さらに詳しくは、小径のレンズ等のワークを載せたワーク搬送容器を加工装置のワーク受け渡し位置に搬送して加工装置に引き渡し、当該位置において加工装置の側から加工後のワークをワーク搬送容器で受け取り、所定の場所に排出するワーク搬送装置のワーク搬送方法に関する。

小径のレンズ等のワークを複数の加工工程や測定工程を経て連続加工するために、各工程を行う加工装置あるいは測定装置に対してワークを自動搬送するワーク搬送装置が用いられている。ワーク搬送装置としては、ワークを入れたワーク搬送容器をベルトコンベアを用いて各加工装置、測定装置に向けて自動搬送する形式のものが知られており、特許文献１にはこのような搬送装置が開示されている。

特許文献１に開示の搬送装置では、皿状の容器に入れたレンズを水平移動式のコンベア上に載せ、固定具で容器をコンベアに固定し、コンベアを駆動して、レンズを入れた容器を所定の受け渡し位置まで搬送している。また、容器が受け渡し位置まで搬送されたところでコンベアを停止させ、コンベア上の容器に向かって研磨用ホルダを下降させて容器内のレンズを吸着固定した後上昇させることにより、研磨皿にレンズを供給している。加工後のレンズは、水平移動式のコンベア上の容器で受け取った後に、固定側のコンベアに移し、しかる後に水平移動式のコンベアを水平方向に退避させるようにしている。
特許第２５６６６５８号公報

特許文献１に開示の搬送装置では、水平移動式のコンベアと固定側のコンベアの間で容器が移される際に、これらの間の位置で容器内のレンズが踊り、レンズに位置ズレが生ずるおそれがある。特に、１０φ以下の小径レンズの場合には位置ズレが発生しやすい。すなわち、レンズを入れる容器はコンベアに固定されているものの、レンズ自体は容器に固定されていない。従って、小径のレンズを搬送すると、搬送中に容器内でレンズが踊って位置ズレを起こすことがある。

レンズが移動しないように容器に吸着機構などを搭載してレンズを吸着保持すればよいが、容器はコンベアに載って移動し、しかも、コンベア間で移送されるので、このような容器に真空吸引装置等を接続することは困難である。

また、コンベア上の容器と加工装置との間でレンズの受け渡しが行われる際に、研磨用ホルダの押圧力によってレンズが容器ごとベルトコンベアに押し付けられることがある。このような事態が発生すると、押圧力によってベルトコンベアの搬送面が変形し、レンズの位置ズレなどが発生するおそれがある。

本発明の課題は、上記の問題点に鑑みて、研削装置等の加工装置に対して小径のレンズ等のワークを位置ズレなく自動供給することができ、また、効率良くワークの受け渡し動作を行うことができるワーク搬送装置のワーク搬送方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、ワークに所定の加工を施すワーク加工装置のワーク受け渡し位置に対して、ワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置を用いたワーク搬送方法において、
前記ワーク搬送装置は、
少なくとも第１および第２ワーク搬送容器と、
これら第１、第２ワーク搬送容器を支持している容器搬送テーブルと、
この容器搬送テーブルを旋回可能な状態で支持しているテーブル支持アームと、
このテーブル支持アームを直線移動可能な状態で支持しているアーム支持台とを有し、
前記搬送容器テーブルは、前記第１、第２ワーク搬送容器から等距離の位置にある第１旋回中心線を中心に旋回して、当該第１、第２ワーク搬送容器を選択的にワーク受け渡し用旋回位置に位置決め可能であり、
前記テーブル支持アームは、前記第１旋回中心線に交差する平面上を直線移動して、前記搬送容器テーブルを前進位置および後退位置に位置決め可能であり、
前記アーム支持台は、前記第１旋回中心線と平行な第２旋回中心線を中心に旋回して、前記テーブル支持アームを第１旋回位置に位置決め可能であり、
前記第１、第２ワーク搬送容器は、前記搬送容器テーブルが前記前進位置にある場合に比べて前記後退位置にある場合の方が、前記第２旋回中心線に近い位置にあり、
前記テーブル支持アームを前記第１旋回位置に位置決めし、前記搬送容器テーブルを前記前進位置に位置決めし、前記第１あるいは第２ワーク搬送容器を前記ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めすると、このワーク受け渡し用旋回位置に位置決めされたワーク搬送容器が前記ワーク受け渡し位置に位置決めされるようになっており、
加工前のワークを受け取るためのワーク受け取り位置と、加工後のワークを引き渡すためのワーク引き渡し位置が規定されており、
前記第１ワーク搬送容器は加工前のワークを搬送するための供給側ワーク搬送容器であり、前記第２ワーク搬送容器は加工後のワークを搬送するための排出側ワーク搬送容器であり、
前記アーム支持台は、前記第２旋回中心線を中心として旋回して、前記テーブル支持アームを、前記第１旋回位置から一方向に所定角度だけ旋回した第２旋回位置と、逆方向に所定角度だけ旋回した第３旋回位置に位置決め可能であり、
前記テーブル支持アームを前記第２旋回位置に位置決めし、前記搬送容器テーブルを前記前進位置に位置決めし、前記供給側ワーク搬送容器を前記ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めすると、この供給側ワーク搬送容器が前記ワーク受け取り位置に位置決めされ、
前記テーブル支持アームを前記第３旋回位置に位置決めし、前記搬送容器テーブルを前記前進位置に位置決めし、前記排出側ワーク搬送容器を前記ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めすると、この排出側ワーク搬送容器が前記ワーク引渡し位置に位置決めされるようになっており、
前記アーム支持台を旋回させて、前記テーブル支持アームを前記第１ないし第３旋回位置のいずれか一つに位置決めする動作を、前記搬送容器テーブルが前記後退位置に位置決めされた状態で行うことを特徴としている。

本発明では、搬送容器テーブルの旋回、テーブル支持アームの直線移動およびアーム支持台の旋回によって、第１、第２ワーク搬送容器を所定半径の平面内領域における任意の位置に位置決めできる。したがって、２台のコンベアを用いてワーク搬送容器を搬送する場合に比べて、小型でシンプルな構成とすることができる。

また、ワーク搬送容器は常に搬送容器テーブルに載っており、他の部材に移送する必要がないので、ワーク搬送容器に真空吸引機構を搭載して、ワークを吸着保持する構成を採用することが簡単である。

さらに、第１、第２ワーク搬送容器と第１旋回中心線の距離を小さくしておき、搬送容器テーブルが後退位置にある状態において各ワーク搬送容器を第２旋回中心線になるべく近い位置となるようにしておけば、第１および第２旋回中心線回りの旋回時に、各ワーク搬送容器によって搬送されるワークに作用する遠心力を小さくでき、移動距離も少なくできる。この結果、搬送中におけるワークの位置ズレを防止でき、また、ワーク受け渡しを短時間で行うことができる。

また、搬送容器テーブルの旋回、テーブル支持アームの直線移動、およびアーム支持台の旋回によって、供給側ワーク搬送容器を、加工前のワークを受け取るワーク受け取り位置から、当該ワークを加工装置の引き渡すワーク受け渡し位置に搬送できる。同時に、排出側ワーク搬送容器を、加工後のワークを加工装置から受け取るワーク受け渡し位置から、当該ワークを次段の加工工程などに引き渡すワーク引渡し位置に搬送することができる。よって、ワークの受け渡し動作を短時間で効率良く行うことができる。

また、ワーク搬送装置のワーク搬送方法では、搬送容器テーブルが第２旋回中心線に近い後退位置にあるときにアーム支持台を旋回させて、テーブル支持アームを第１〜第３旋回位置に旋回させるようにしている。従って、レンズ搬送容器の高速旋回を抑制することができ、搬送中の容器内におけるワークの位置ズレを抑制することができる。よって、確実に搬送を行うことができ、ワーク搬送装置及び研削装置の運転効率を向上させることができる。

次に、搬送中のワークの位置ズレを確実に防止するためには、各ワーク搬送容器に、搬送対象のワークを真空吸引により吸着保持するための吸着部を配置しておくことが望ましい。

また、ワーク受け渡し位置における受け渡し時に、加工装置の側からの押圧力によって、ワーク搬送容器に保持されているワークに位置ズレが生じ、あるいは、押圧箇所に破損などが発生することの無いようにするためには、前記搬送容器テーブルによって、各ワーク搬送容器を予め定めた方向、すなわち、加工装置からの押圧力を緩和する方向に退避可能な状態で支持しておくことが望ましい。

本発明のワーク搬送装置のワーク搬送方法では、複数台のワーク搬送容器を載せた搬送容器テーブルの旋回、搬送容器テーブルを支持しているテーブル支持アームの直線移動、および、テーブル支持アームを支持しているアーム支持台の旋回によって、アーム支持台の旋回中心線を中心として平面上の任意の位置に各搬送容器テーブルを位置決めできる。また、旋回時のワーク搬送容器の旋回半径を小さくしておくことにより、搬送中にワーク搬送容器によって搬送されるワークに位置ズレが発生することを防止あるいは抑制でき、旋回半径を小さくすることにより搬送時のワーク搬送容器の移動軌跡を短くできるので、短時間で効率良くワークの受け渡しを行うことができる。

また、ワーク搬送装置のワーク搬送方法では、搬送容器テーブルが第２旋回中心線に近い後退位置にあるときにアーム支持台を旋回させて、テーブル支持アームを第１〜第３旋回位置に旋回させるようにしている。従って、レンズ搬送容器の高速旋回を抑制することができ、搬送中の容器内におけるワークの位置ズレを抑制することができる。よって、確実に搬送を行うことができ、ワーク搬送装置及び研削装置の運転効率を向上させることができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したワーク搬送装置の実施の形態を説明する。

(全体構成)
図１は、本発明を適用したレンズ搬送装置を備えたワーク処理システムを示す斜視図である。ワーク処理システムＡは、ワーク搬送装置１と、ワーク搬送装置１によってレンズの搬出、搬入(受け渡し)が行われる研削装置２と、研削装置２によって加工された後の加工済みワークをワーク搬送装置１から受け取って次工程へ受け渡す受け渡し装置３を有している。ワーク搬送装置１による搬送対象および加工対象のワークは、例えば、１０φ以下の小径レンズ素材Ｗである。なお、図１では、研削装置２および受け渡し装置３についてはワーク搬送装置１に関連する主要部分のみを示してある。

(研削装置)
まず、ワーク処理システムＡの研削装置２は、研削加工中のレンズ素材Ｗを保持するレンズホルダ２１と、レンズホルダ２１を作動軸線Ｌに沿って昇降させる昇降機構２２と、レンズ素材Ｗを研削加工するための研削工具２３等を備えている。レンズホルダ２１は、レンズ保持具２１ａと、その背面に固定された直線状の軸部材２１ｂとを有している。昇降機構２２は、上部ホルダ２２ａと、上部ホルダ２２ａを軸支するアームベース２２ｂと、上部ホルダ２２ａ及びアームベース２２ｂを直線往復移動させる送り機構２２ｃとを有している。送り機構２２ｃは、例えば、サーボモータ、送りねじ、ナット等により構成することができる。上部ホルダ２２ａにはレンズホルダ２１の軸部材２１ｂが組み付けられ、これにより、レンズ保持具２１ａ、軸部材２１ｂ、上部ホルダ２２ａ、アームベース２２ｂが作動軸線Ｌを中心として同軸上に配置される。

レンズ保持具２１ａの先端面には、保持面２１ｅが設けられている。保持面２１ｅには吸引通路２１ｆ(図３参照)の一端が開口しており、吸引通路２１ｆの他端側は不図示の真空発生器の吸引側に連通している。真空発生器を作動させて吸引通路２１ｆを真空吸引することにより、保持面２１ｅにレンズ素材Ｗが吸着保持される。以上のような構成により、レンズホルダ２１は、その先端にレンズ素材Ｗを吸着保持することができ、また、昇降機構２２の作動に基づいて作動軸線Ｌに沿って昇降可能となっている。

研削工具２３は、その先端面に研削面が設けられた研削皿２３ａと、研削皿２３ａの背面中心に一体形成されたスピンドル２３ｂと、スピンドル２３ｂを駆動するための電動機２３ｃと、スピンドル２３ｂを回転自在に支持するカップ状の揺動体２３ｄと、揺動体２３ｄを揺動させるための不図示の揺動機構等を有している。研削工具２３は、研削皿２３ａの中心及びスピンドル２３ｂの中心軸線が作動軸線Ｌに一致するように配置されており、研削皿２３ａの研削面とレンズ保持具２１ａの保持面２１ｅとが対向するようになっている。スピンドル２３ｂは不図示のベアリングを介して軸支されており、電動機２３ｃにより高速回転される。揺動体２３ｄは、その揺動中心が作動軸線Ｌ上に位置するように配置されており、所定の揺動角で揺動可能となっている。以上の構成により、研削皿２３ａは、スピンドル２３ｂの回転と揺動体２３ｄの揺動に基づいて球芯揺動軌跡に沿って作動する。なお、上記のレンズホルダ２１、昇降機構２２、研削工具２３の構成は一例であり、レンズ素材Ｗを保持して作動軸線Ｌ上で移動させるものであればよく、上記のような構成に限定されるものではない。

(ワーク搬送装置)
次に、ワーク搬送装置１は、研削装置２に隣接して配置されている。ワーク搬送装置１は、上述したレンズホルダ２１の移動方向(作動軸線Ｌの方向)と交差する平面内でレンズ素材Ｗを搬送することにより、作動軸線Ｌ上を動くレンズホルダ２１に対して、作動軸線Ｌから離れた位置からレンズ素材Ｗを供給する。作動軸線Ｌとレンズ素材Ｗが搬送される平面との交差位置が研削装置２に対してワークの受け渡しを行うワーク受け渡し位置Ｐ２である。作動軸線Ｌは例えば垂直軸線であり、ワーク搬送装置１は、例えば作動軸線Ｌに直交する水平方向にレンズ素材Ｗを搬送する。

ワーク搬送装置１は、アーム支持台１１と、テーブル支持アーム１２と、搬送容器テーブル１３と、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂを備えている。アーム支持台１１は円盤状の支持台であり、研削装置２に隣接する位置において装置フレーム１ａによって、第２旋回中心線Ｌ２を中心として旋回可能に支持されており、不図示のエアシリンダ式旋回駆動機構によって旋回される。第２旋回中心線Ｌ２はレンズ保持具２１ａの作動軸線Ｌと平行な垂直軸線である。

アーム支持台１１の上面は第２旋回中心線Ｌ２に対して直交する水平面であり、この上面には、一定長さのテーブル支持アーム１２が支持されている。テーブル支持アーム１２は、アーム支持台１１と一体回転するように支持されていると共に、その先端部１２ａ側が、例えば、不図示のエアシリンダ式の直動機構によって水平方向に往復直線移動可能に構成されている。テーブル支持アーム１２は、その長手方向の中心軸線が第２旋回中心線Ｌ２上に位置するように配置されている。そして、その先端部１２ａが、当該第２旋回中心線Ｌ２を通る水平方向に向けて、第２旋回中心線Ｌ２上に位置する後退位置(図１において実線で示す位置)から、その後端部分が第２旋回中心線Ｌ２上に位置する前進位置(図１において想像線で示す位置)までの間を直線往復移動可能である。

テーブル支持アーム１２の先端部分１２ａの上面には、扇形の搬送容器テーブル１３が垂直シャフト１３ａを中心として旋回可能な状態で支持されている。垂直シャフト１３ａは第２旋回中心線Ｌ２と平行な第１旋回中心線Ｌ１に中心軸線が一致しており、搬送容器テーブル１３は、その扇状の要部分を中心として第１旋回中心線Ｌ１周りに旋回可能な状態でテーブル支持アーム１２に取り付けられている。搬送容器テーブル１３は、例えば、図２に示すエアシリンダ式のラック・ギアからなる旋回機構によって旋回される。

搬送容器テーブル１３上には、２台の円形皿状のレンズ搬送容器１４ａ、１４ｂが載っている。レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂは、それらの中心が、第１旋回中心線Ｌ１から等距離の位置となるように配置されている。従って、搬送容器テーブル１３を旋回させると、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂは同一の旋回軌跡上を移動するので、一方のワーク搬送容器を選択的に同一旋回角度位置、すなわち、ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めできる。

ここで、一方のレンズ搬送容器１４ａは加工前のレンズ素材Ｗ１(図４参照)を搬送する供給側ワーク搬送容器であり、他方のレンズ搬送容器１４ｂは加工後のレンズ素材Ｗ２(図４参照)を搬送する排出側ワーク搬送容器として用いられる。

(ワーク搬送容器の吸着部および退避機構)
図３は、レンズ搬送容器１４ａ(１４ｂ)と搬送容器テーブル１３との連結部を示す断面図である。この図に示すように、レンズ搬送容器１４ａ(１４ｂ)は、上方に開口している円形の浅い皿状のワークホルダ４１と、搬送容器テーブル１３を上下方向に貫通するように取り付けられ、その上端がワークホルダ４１の底面に固定されたシャフト４２と、ワークホルダ４１の底面と搬送容器テーブル１３の上面との間に装着されたスプリング４３と、ワークホルダ４１の底面に同軸状に取り付けたパッキン４４と、シャフト４２の一端にコネクタ４５、エアホース４６を介して連結された真空吸引装置４７とを備えている。搬送容器テーブル１３には、レンズ搬送容器１４ａ(１４ｂ)の取り付け位置に貫通孔が形成され、この貫通孔に、シャフト４２を挿通可能な挿通孔を備えたスリーブ１３ｂが取り付けられている。

ワークホルダ４１における上方に開口している浅い円形凹部の底面中央には、吸引孔４１ａが貫通している。吸引孔４１ａの周囲には支持部４１ｂが突出形成されており、支持部４１ｂの外周面には円環状のパッキン４４が装着されている。シャフト４２には、その中心軸に沿って吸引通路４２ａが形成されており、その両端はシャフト４２の両端に開口している。吸引孔４１ａには、搬送容器テーブル１３を貫通してテーブル１３上に突出したシャフト４２の先端部が挿入されている。これにより、シャフト４２内の吸引通路４２ａと吸引孔４１ａが連通している。また、シャフト４２の下端はスリーブ１３ｂに挿通されてテーブル１３の下方に突出しており、コネクタ４５を介してエアホース４６に連結されている。このエアホース４６は、真空吸引装置４７の真空発生器に連結されている。従って、真空吸引装置４７を作動させることにより、エアホース４６、コネクタ４５、シャフト４２を介して吸引孔４１ａから吸引を行うことができる。

ワークホルダ４１に、円形のレンズ素材Ｗを同軸状態に載せると、パッキン４４の上端にレンズ素材Ｗの表面が当接する。レンズ素材Ｗの重量あるいは上方からの押圧によってパッキン４４の上端が撓んだ場合には、レンズ素材Ｗの表面が支持部４１ｂの上端に当接して支持される。パッキン４４によって吸引孔４１ａとレンズ素材Ｗの表面との隙間が塞がれているので、真空吸引装置４７を作動させて吸引孔４１ａ側から吸引することにより、ワークホルダ４１にレンズ素材Ｗを吸着することができる。レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂは搬送容器テーブル１３に常に載っているので、真空吸引装置４７等との接続が可能である。

また、シャフト４２の先端部は階段状に縮径されており、この階段部分を吸引孔４１ａの下端部分に嵌め込むことにより、ワークホルダ４１とシャフト４２が一体に固定されている。一方、シャフト４２は、スリーブ１３ｂを介して搬送容器テーブル１３に軸線方向にスライド可能に差し込まれている。スプリング４３はシャフト４２の外周側に取り付けられており、スプリング４３の両端は、それぞれ、テーブル１３の上面(スリーブ１３ｂの上面)及びワークホルダ４１の底面に固定されている。一方、シャフト４２の下端部には外周側に張り出したフランジ部４２ｂが設けられている。フランジ部４２ｂとスリーブ１３ｂの端面との当接により、シャフト４２及びワークホルダ４１の上方への移動が規制される。

スプリング４３の弾性力によってワークホルダ４１及びシャフト４２がテーブル１３の上方に向かって付勢されているので、ワークホルダ４１に荷重や押圧力が加えられていない場合には、フランジ部４２ｂがスリーブ１３ｂの端面に当たる位置までワークホルダ４１及びシャフト４２が上昇する。従って、スプリング４３の弾性力によってワークホルダ４１がテーブル１３上に弾性支持された状態となる。そして、ワークホルダ４１に荷重や押圧力が加えられた場合には、ワークホルダ４１をスプリング４３の弾性変形によってテーブル１３側へ退避させることができる。

(ワーク搬送装置の駆動系)
ワーク搬送装置１では、アーム支持台１１、テーブル支持アーム１２、搬送容器テーブル１３をそれぞれ独立の駆動装置により動作させている。アーム支持台１１と装置フレーム１ａの間には不図示の旋回駆動装置が設けられている。この旋回駆動装置は、例えば、アーム支持台１１に固定されアーム支持台１１の旋回中心線Ｌ２上に配置されたピニオンと、このピニオンに両側から噛み合っている２本の平行なラックと、各ラックをそれぞれ直線移動させるための２本のエアシリンダと、各エアシリンダへの給排気を制御する電磁弁とを備えている。この旋回駆動装置では、電磁弁の開閉制御を適宜行うことにより各ラックが所定位置まで直線移動し、これに基づいてピニオン及びアーム支持台１１が所定位置まで回転駆動される。

また、テーブル支持アーム１２には、エアシリンダ式の直動機構が組み込まれており、エアシリンダの伸縮に基づいてテーブル支持アーム１２の先端部１２ａ側が往復直線移動する。

さらに、図２に示すように、搬送容器テーブル１３とテーブル支持アーム１２との間には、ギヤ１３ｃ、ラック１３ｄおよびエアシリンダ１３ｅを備えた旋回駆動装置が取り付けられている。ギヤ１３ｃは搬送容器テーブル１３の回転軸である垂直シャフト１３ａに装着されている。ラック１３ｄがエアシリンダ装置１３ｅの作動に基づいて前進または後退することにより、ギヤ１３ｃおよび搬送容器テーブル１３が所定位置まで回転駆動される。なお、このような駆動装置の構成は一例であり、種々改変が可能である。

アーム支持台１１、テーブル支持アーム１２、搬送容器テーブル１３の各々を駆動する駆動機構は、不図示の制御装置によって駆動制御される。制御装置は、例えば、マイクロコンピュータを中心に構成することができ、予めプログラムされた制御信号を駆動機構に出力することにより、アーム支持台１１、テーブル支持アーム１２、および搬送容器テーブル１３を駆動して、後述するような一連の動作を実現する。なお、制御装置は、上位計算機あるいは研削装置２等の加工装置を制御する制御装置等と接続されており、これにより、他の装置の動きに連動した搬送や、各種センサ等の出力に連動した搬送が可能になっている。

また、上述したレンズ搬送容器１４ａ(１４ｂ)内におけるレンズ素材Ｗの吸引動作も、アーム支持台１１、テーブル支持アーム１２、および搬送容器テーブル１３の動きと連動させて行っている。そのために、アーム支持台１１、テーブル支持アーム１２、および搬送容器テーブル１３に対する制御信号に基づいて真空吸引装置４７の作動状態を切り換えることができるようになっている。

(受け渡し装置)
次に、受け渡し装置３は作動軸線Ｌ４に沿って昇降可能なレンズホルダ３１を有している。受け渡し装置３は、研削装置２に隣接して配置されており、研削装置２と次工程との間の所定の受け渡し位置(加工済みレンズ引渡し位置Ｐ３)に向かってレンズホルダ３１を進退動させることができる。なお、受け渡し装置３として、ワーク搬送装置１から受け取ったレンズ素材Ｗの裏表を反転させ、反転した状態で次工程に受け渡すことが可能な反転機能を有するものを用いても良い。このようにすれば、研削装置２で表面の加工を行い、次工程で裏面の加工を行うことができる。

(ワーク搬送装置の各位置)
ここで、ワーク搬送装置１における各部の動作位置について説明する。図１を参照して説明すると、Ｐ１は未加工(加工前の)レンズの受け取り位置、Ｐ２はレンズ受け渡し位置、Ｐ３は加工済み(加工後の)レンズの引渡し位置を表す。ワーク搬送装置１は、これらＰ１〜Ｐ３の３位置にレンズ搬送容器１４ａおよび１４ｂの一方を移動させて停止することにより、研削装置２との間のレンズ素材Ｗの受け渡しや、前工程及び次工程との間のレンズ素材Ｗの受け渡しを行う。Ｐ１〜Ｐ３の各位置にレンズ素材Ｗを搬送するために、アーム支持台１１、テーブル支持アーム１２、および搬送容器テーブル１３は、次のように設定されている各位置に位置決め可能となっている。

アーム支持台１１の旋回停止位置は３つ設定されており、テーブル支持アーム１２が前工程側(Ｐ１側)を向く第２旋回位置１２Ａと、テーブル支持アーム１２が研削装置２側(Ｐ２側)を向く第１旋回位置１２Ｂと、テーブル支持アーム１２が受け渡し装置３側(Ｐ３側)を向く第３旋回位置１２Ｃである。これらの旋回停止位置は、アーム支持台１１を９０度ずつ回転させることにより切り換えることができる。

テーブル支持アーム１２の停止位置は２つ設定されており、搬送容器テーブル１３がアーム支持台１１の中心(第２旋回中心線Ｌ２)の近傍に位置する後退位置１３Ａと、搬送容器テーブル１３がアーム支持台１１の中心(第２旋回中心線Ｌ２)から離れている前進位置１３Ｂである。

搬送容器テーブル１３の旋回停止位置は２つ設定されており、レンズ搬送容器１４ａがテーブル支持アーム１２の直線移動経路上のワーク受け渡し用旋回位置１４Ａに位置決めされる位置(供給位置)と、レンズ搬送容器１４ｂが当該ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めされる位置(排出位置)である。

(ワーク搬送装置の動作)
次に、図４(１)〜(１２)を参照してワーク搬送装置１の動作を説明する。

(１)まず、図４(１)に示すように、テーブル支持アーム１２が第１旋回位置１２Ｂに位置決めされ、搬送容器テーブル１３が後退位置１３Ａに位置決めされ、一方のレンズ搬送容器１４ａがワーク受け渡し用旋回位置１４Ａに位置決めされているものとする。

この状態において、レンズ搬送容器１４ａ(供給側レンズ搬送容器)には加工前のレンズ素材Ｗ１がセットされ、他方のレンズ搬送容器１４ｂ(排出側レンズ搬送容器)には加工済みのレンズ素材Ｗ２がセットされているものとする。また、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂの真空吸引装置４７によってレンズ素材Ｗ１、Ｗ２が吸着保持されているものとする。

(２)この状態において、まず、テーブル支持アーム１２を前進させ、図４(２)に示すように、レンズ搬送容器１４ａをＰ２(レンズ受け渡し位置)に向けて移動させ、当該位置に位置決めする。移動中はレンズ素材Ｗ１、Ｗ２が吸引保持されているので、レンズ素材Ｗ１、Ｗ２が容器内で踊ったりすることがなく、位置ズレが防止あるいは抑制される。続いて、レンズ搬送容器１４ａの真空吸引を解除し、レンズ素材Ｗ１を受け渡し可能な状態にする。

それと同時に、研削装置２のレンズホルダ２１を下降させ、レンズ保持具２１ａの保持面２１ｅをレンズ素材Ｗ１の表面に当接させる。そして、レンズ保持具２１ａ側の真空吸引を開始し、レンズ素材Ｗ１を吸着してレンズホルダ２１を上昇させる。これにより、加工前のワークＷ１が研削装置２に引き渡される。

レンズ素材Ｗ１を吸着する際には、下降したレンズ保持具２１ａによってレンズ素材Ｗ１が押圧される。レンズ素材Ｗ１及びワークホルダ４１は、スプリング４３の収縮によって押圧方向(下方)に退避可能となっている。従って、レンズ搬送容器１４ａやテーブル１３の変形や破損が抑制され、レンズ素材Ｗ１の位置ズレが抑制される。

(３)研削装置２へレンズ素材Ｗ１を引き渡した後は、研削装置２において研削加工を開始するために、図４(３)に示すように、テーブル支持アーム１２を後退させ、搬送容器テーブル１３を作動軸線Ｌ上から退避させ、当該搬送容器テーブル１３を後退位置１３Ａに位置決めする。次に、搬送容器テーブル１３を上方から見て時計回りに旋回させ、レンズ搬送容器１４ｂを、テーブル支持アーム１２の直線移動経路上のワーク受け渡し用旋回位置１４Ａに位置決めする。

アーム支持テーブル１３及びテーブル支持アーム１２が作動軸線Ｌ上から退避した後、研削装置２は、レンズ保持具２１ａを作動軸線Ｌに沿って下降させてレンズ素材Ｗ１を研削皿２３ａに当接させ、スピンドル２３ｂ及び揺動体２３ｄを作動させて研削を開始する。ワーク搬送装置１は、研削加工中に、以下の(４)〜(５)の動作を行ってレンズ搬送容器１４ｂにセットされている加工済みのレンズ素材Ｗ２の次工程へ引き渡し、さらに、(６)〜(８)の動作を行い、次に加工する未加工のレンズ素材Ｗ１を受け取る動作を行う。

(４)まず、図４(４)に示すように、搬送容器テーブル１３が後退位置１３Ａにある状態でアーム支持台１１を反時計回りに９０度旋回させて停止する。これにより、テーブル支持アーム１２が引渡し位置Ｐ３に向く第３旋回位置１２Ｃに位置決めされる。

(５)次に、図４(５)に示すように、テーブル支持アーム１２を前進させて、レンズ搬送容器１４ｂをレンズ引渡し位置Ｐ３に向けて移動させ、そこに位置決めする。この後は、レンズ搬送容器１４ｂの真空吸引を解除してレンズ素材Ｗ２を引き渡し可能な状態とし、受け渡し装置３を動作させてレンズホルダ３１によってレンズ素材Ｗ２を吸着して取り出す。この結果、双方のレンズ搬送容器１４ａ、１４ｂが空の状態になる。

(６)次に、図４(６)に示すように、テーブル支持アーム１２を再び後退させ、搬送容器テーブル１３を後退位置に戻し、そこに位置決めする。この状態で、搬送容器テーブル１３を上方から見て反時計回りに旋回させて、レンズ搬送容器１４ａをテーブル支持アーム１２の直線移動経路上にあるワーク受け渡し用旋回位置１４Ａに位置決めする。

(７)続いて、図４(７)に示すように、搬送容器テーブル１３が後退位置１３Ａにある状態で、アーム支持台１１を時計回りに１８０度旋回させて停止する。これにより、テーブル支持アーム１２が未加工レンズの受け取り位置Ｐ１に向いた第２旋回位置１２Ｂに位置決めされる。

(８)次に、図４(８)に示すように、テーブル支持アーム１２を前進させて、搬送容器テーブル１３を前進位置１３Ｂに位置決めする。この結果、レンズ搬送容器１４ａがＰ１(未加工レンズ受け取り位置)に位置決めされた状態になる。そして、不図示の受け渡し装置等により、前工程から未加工のレンズ素材Ｗ１がレンズ搬送容器１４ａに供給される。ここで、レンズ素材Ｗ１がレンズ搬送容器１４ａ内に入るタイミングに合わせてレンズ搬送容器１４ａの真空吸引を開始する。

(９)続いて、研削装置２に供給されたレンズ素材Ｗ１の加工が終了するタイミングに合わせてワーク搬送装置１を動作させて、加工済みのレンズ素材Ｗ２およびレンズ素材Ｗ１の受け渡しを行う。

まず、図４(９)に示すように、テーブル支持アーム１２を再び後退させて、搬送容器テーブル１３を後退位置１３Ａに位置決めする。

(１０)図４(１０)に示すように、アーム支持台１１を反時計回りに９０度旋回させて停止する。これにより、テーブル支持アーム１２は、図４(１)〜(３)と同様に、再び、研削装置側のレンズ受け渡し位置Ｐ２に向かう第１旋回位置１２Ｂに位置決めされる。この後は、搬送容器テーブル１３を上方から見て時計回りに回動させて停止する。これにより、レンズ搬送容器１４ｂがテーブル支持アーム１２の直線移動経路上にあるワーク受け渡し用旋回位置１４Ａ(排出位置)に位置決めされる。

(１１)次に、テーブル支持アーム１２を前進させ、搬送容器テーブル１３を前進位置１３Ｂに位置決めする。これにより、レンズ搬送容器１４ｂがＰ２(研削装置側のレンズ受け渡し位置)に位置決めされる。

この後に、研削装置２のレンズ保持具２１ａをレンズ搬送容器１４ｂの高さまで下降させ、加工済みのレンズ素材Ｗ２をレンズ搬送容器１４ｂのワークホルダ４１内に入れた後、レンズ保持具２１ａ側の真空吸引を解除する。また、同じタイミングでレンズ搬送容器１４ｂの真空吸引を開始し、レンズ搬送容器１４ｂ内にレンズ素材Ｗ２を吸着保持する。このとき、未加工のレンズ素材Ｗ１の供給を受けた時と同様に、レンズ保持具２１ａがレンズ素材Ｗ２を下方に向かって押圧することになるが、上述した退避機構によってレンズ搬送容器１４ｂやテーブル１３の変形や破損が抑制されており、また、レンズ素材Ｗ２の位置ズレが抑制されている。

(１２)引き続き、図４(１２)に示すように、搬送容器テーブル１３を上方から見て反時計回りに旋回させて停止する。これにより、レンズ搬送容器１４ａがテーブル支持アーム１２の直線移動経路上にある位置１４Ａに位置決めされる。この状態から、テーブル支持アーム１２を後退させることにより、再び(２)で説明した動作を行うことができる。

ワーク搬送装置１は、図４(２)〜(１２)で説明した動作を繰り返し行うことにより、(Ａ)未加工のレンズ素材Ｗ１を研削装置２に引き渡す動作、(Ｂ)加工済みのレンズ素材Ｗ２を次工程(受け渡し装置３)に引き渡す動作、(Ｃ)前工程からの次の未加工レンズ素材Ｗ１を受け取る動作、(Ｄ)研削装置２から排出される加工済みのレンズ素材Ｗ２を受け取る動作を繰り返し行うことができる。

(ワーク搬送装置による作用効果)
このように、ワーク搬送装置１では、テーブル支持アーム１２をアーム支持台１１の第２旋回中心線Ｌ２を中心として所望の方向に移動させることができるので、様々な位置及び方向にレンズ搬送容器１４ａ、１４ｂを素早く移動させることができる。また、テーブル支持アーム１２の先端に支持されている搬送容器テーブル１３を第１旋回中心線Ｌ１回りに旋回させることにより、２台のレンズ搬送容器１４ａ、１４ｂを選択的にレンズ素材を受け渡すためのワーク受け渡し用旋回位置１４Ａに素早く位置決めできる。よって、多様な搬送を行うことができる。また、効率的かつ確実に搬送を行うことができ、ワーク搬送装置１及び研削装置２の運転効率を向上させることができる。

また、ワーク搬送装置１では、搬送容器テーブル１３が第２旋回中心線Ｌ２に近い後退位置１３Ａにあるときにアーム支持台１１を旋回させて、テーブル支持アーム１２を第１〜第３旋回位置に旋回させるようにしている。従って、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂの高速旋回を抑制することができ、搬送中の容器内におけるレンズ素材Ｗ１、Ｗ２の位置ズレを抑制することができる。よって、確実に搬送を行うことができ、ワーク搬送装置１及び研削装置２の運転効率を向上させることができる。

さらに、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂが搬送容器テーブル１３に載ったままの状態で移動するので、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂに真空吸引装置４７を接続することができ、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂ内を吸引することができる。よって、レンズ素材Ｗ１、Ｗ２の位置ズレを抑制して搬送ミスを抑制することができる。

この結果、従来は数分間隔で発生していた搬送ミスが、レンズ素材Ｗ１、Ｗ２を固定可能になったことにより数時間以上発生しなくなる。従って、自動研削装置の本来の性能をフルに発揮することができ、省力化を図ることができる。

これに加えて、レンズ搬送容器１４ａ、１４ｂはスプリング４３を介して下方に退避可能な状態で搬送容器テーブル１３に取り付けられている。したがって、レンズ素材Ｗ１、Ｗ２の受け渡し時に、ワーク搬送装置１を構成する部材の変形を抑制することができる。これにより、レンズ素材Ｗ１、Ｗ２の位置ズレを抑制することができ、搬送ミスを抑制することができる。よって、確実な搬送を行うことができ、ワーク搬送装置１及び研削装置２の運転効率を向上させることができる。また、ワーク搬送装置１の耐久性向上とメンテナンスの手間の削減を図ることができる。

なお、上記のワーク搬送装置１では、アーム支持台１１の旋回停止位置は、アーム１２がＰ１〜Ｐ３の方向を向く３位置に設定されており、アーム支持台１１を９０度ずつ旋回させることにより旋回停止位置を切り換えている。旋回停止位置の数、旋回角度、旋回方向は上記の例に限定されるものではない。例えば、Ｐ１方向からＰ２方向、あるいは、Ｐ２方向からＰ３方向へ向きを変えるときの旋回角度を、９０度とは異なる角度に設定してもよい。このような構成であっても、一方向にレンズ素材Ｗを搬送することが可能である。また、搬送容器テーブル１３に載せるレンズ搬送容器１４を３台以上とし、その各々に対してレンズ素材Ｗを受け渡し可能になるように、搬送容器テーブル１３の旋回停止位置を設定してもよい。

(多連式ワーク搬送システム)
次に、上記のワーク搬送装置１では、一方向にレンズ素材Ｗを搬送して１台の研削装置２に供給する順送り動作を行っている。このような動作の他に、加工ライン上に２台の研削装置２を配列し、一方向に搬送したレンズ素材Ｗを２台のワーク搬送装置１によって２台の研削装置２に同時に供給することも可能である。以下、図５を参照して、このような動作(並列送り動作)を行う多連式ワーク搬送システムの一例を説明する。

図５(１)〜(１０)に示すように、ワーク搬送装置１Ａ、１Ｂが、搬送方向に沿って２台設置されている。Ｐ２ａ、Ｐ２ｂは、それぞれ、２台の研削装置２に対する研削装置側レンズ受け渡し位置である。また、ワーク搬送装置１Ａ、２Ａの間にも受け渡し装置３が配置されており、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂは、各受け渡し装置３との間の加工済みレンズ受け渡し位置である。運転開始時には、上記実施形態と同様に、ワーク搬送装置１Ａ、１Ｂにそれぞれ未加工のレンズ素材Ｗ１と加工済みのレンズ素材Ｗ２が１つずつセットされた状態から動作を開始する。

ワーク搬送装置１Ａ、１Ｂは、それぞれ、上記実施形態の(２)〜(５)で説明した動作を行う。これにより、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに未加工のレンズ素材Ｗ１の供給が行われる。その後、図５(１)に示すように、ワーク搬送装置１Ａ、１Ｂは、それぞれ、加工済みのレンズ素材Ｗ２を下流側に受け渡すための姿勢となる。この後、図５(２)〜(１０)の動作を行うことにより、上流側のワーク搬送装置１Ａを経由して下流側のワーク搬送装置１Ｂに未加工のレンズ素材Ｗ１を供給すると共に、上流側のワーク搬送装置１Ａのレンズ搬送容器１４ｂ内の加工済みレンズ素材Ｗ２を、下流側のワーク搬送装置１Ｂを経由して次工程に送る。

具体的には、図５(２)に示すように、ワーク搬送装置１Ａ側の加工済みレンズ素材Ｗ２はＰ３ｂで受け渡し装置３に保持される。一方、ワーク搬送装置１Ｂ側の加工済みレンズ素材Ｗ２はＰ３ａで受け渡し装置３から次工程に送られる。

そして、図５(３)、(４)の動作により、ワーク搬送装置１Ａ、２Ａのレンズ搬送容器１４ｂをそれぞれＰ１、Ｐ３ｂに移動させ、ワーク搬送装置１Ａには前工程から未加工のレンズ素材Ｗ１を供給し、ワーク搬送装置１Ｂにはワーク搬送装置１Ａから排出された加工済みのレンズ素材Ｗ２を供給する。

続いて、図５(５)〜(８)の動作により、ワーク搬送装置１Ｂは、ワーク搬送装置１Ａで排出された加工済みのレンズ素材Ｗ２をＰ３ａで受け渡し装置３に受け渡し、次工程に送る。一方、ワーク搬送装置１Ａは、Ｐ３ｂにおいて受け渡し装置３に未加工のレンズ素材Ｗ１を受け渡す。

最後に、図５(９)、(１０)の動作により、ワーク搬送装置１Ｂは、Ｐ３ｂにおいて受け渡し装置３から未加工のレンズ素材Ｗ１の供給を受ける。一方、ワーク搬送装置１Ａは、Ｐ１において前工程から未加工のレンズ素材Ｗ１の供給を受ける。

以上の動作により、２台のワーク搬送装置１Ａ、１Ｂからそれぞれ加工済みのレンズ素材Ｗ２が次工程に排出され、未加工のレンズ素材Ｗ１が供給された状態となる。その後、ワーク搬送装置１Ａ、１Ｂにおいて、それぞれ、上記実施形態の(９)〜(１２)で説明した動作を行うことにより、研削装置２から加工済みのレンズ素材Ｗ２を受け取ることができ、再び、動作開始時と同様の状態となる。このように、上記各動作を連続して行うことにより、２台の研削装置２への搬送を連続して行うことができる。従って、２台の研削装置２で並行して研削加工を行うことができる。

本発明を適用したワーク搬送装置を備えたワーク処理システムを示す斜視図である。 搬送容器テーブルを旋回させる旋回駆動装置の説明図である。 図１のワーク搬送装置のレンズ搬送容器を示す断面図である。 図１のワーク搬送装置の動作を示す説明図である。 ２台のワーク搬送装置によるワーク搬送動作を示す説明図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ ワーク搬送装置
１ａ 装置フレーム
２ 研削装置
３ 受け渡し装置
１１ アーム支持台
１２ テーブル支持アーム
１２Ａ 第２旋回位置
１２Ｂ 第１旋回位置
１２Ｃ 第３旋回位置
１２ａ 先端部分
１３ 搬送容器テーブル
１３Ａ 後退位置
１３Ｂ 前進位置
１３ａ シャフト
１３ｂ スリーブ
１３ｃ ギヤ
１３ｄ ラック
１３ｅ エアシリンダ装置
１４ａ、１４ｂ レンズ搬送容器
１４Ａ ワーク受け渡し用旋回位置
２１ レンズホルダ
２１ａ レンズ保持具
２１ｂ 軸部材
２１ｅ 保持面
２１ 吸引通路
２２ 昇降機構
２２ａ 上部ホルダ
２２ｂ アームベース
２２ｃ 送り機構
２３ 研削工具
２３ａ 研削皿
２３ｂ スピンドル
２３ｃ 電動機
２３ｄ 揺動体
３１ レンズ保持部
４１ ワークホルダ
４１ａ 吸引孔
４１ｂ 支持部
４２ シャフト
４２ｂ フランジ部
４２ａ 吸引通路
４３ スプリング
４４ パッキン
４５ コネクタ
４６ エアホース
４７ 真空吸引装置
Ｌ 作動軸線
Ｌ１ 第１旋回中心線
Ｌ２ 第２旋回中心線
Ｐ１ 未加工レンズの受け取り位置
Ｐ２、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ 研削装置側のレンズ受け渡し位置
Ｐ３、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ 加工済みレンズの引渡し位置
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ レンズ素材

Claims (3)

1. ワークに所定の加工を施すワーク加工装置のワーク受け渡し位置に対して、ワークの搬入および搬出を行うワーク搬送装置を用いたワーク搬送方法において、
   前記ワーク搬送装置は、
   少なくとも第１および第２ワーク搬送容器と、
   これら第１、第２ワーク搬送容器を支持している容器搬送テーブルと、
   この容器搬送テーブルを旋回可能な状態で支持しているテーブル支持アームと、
   このテーブル支持アームを直線移動可能な状態で支持しているアーム支持台とを有し、
   前記搬送容器テーブルは、前記第１、第２ワーク搬送容器から等距離の位置にある第１旋回中心線を中心に旋回して、当該第１、第２ワーク搬送容器を選択的にワーク受け渡し用旋回位置に位置決め可能であり、
   前記テーブル支持アームは、前記第１旋回中心線に交差する平面上を直線移動して、前記搬送容器テーブルを前進位置および後退位置に位置決め可能であり、
   前記アーム支持台は、前記第１旋回中心線と平行な第２旋回中心線を中心に旋回して、前記テーブル支持アームを第１旋回位置に位置決め可能であり、
   前記第１、第２ワーク搬送容器は、前記搬送容器テーブルが前記前進位置にある場合に比べて前記後退位置にある場合の方が、前記第２旋回中心線に近い位置にあり、
   前記テーブル支持アームを前記第１旋回位置に位置決めし、前記搬送容器テーブルを前記前進位置に位置決めし、前記第１あるいは第２ワーク搬送容器を前記ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めすると、このワーク受け渡し用旋回位置に位置決めされたワーク搬送容器が前記ワーク受け渡し位置に位置決めされるようになっており、
   加工前のワークを受け取るためのワーク受け取り位置と、加工後のワークを引き渡すためのワーク引き渡し位置が規定されており、
   前記第１ワーク搬送容器は加工前のワークを搬送するための供給側ワーク搬送容器であり、前記第２ワーク搬送容器は加工後のワークを搬送するための排出側ワーク搬送容器であり、
   前記アーム支持台は、前記第２旋回中心線を中心として旋回して、前記テーブル支持アームを、前記第１旋回位置から一方向に所定角度だけ旋回した第２旋回位置と、逆方向に所定角度だけ旋回した第３旋回位置に位置決め可能であり、
   前記テーブル支持アームを前記第２旋回位置に位置決めし、前記搬送容器テーブルを前記前進位置に位置決めし、前記供給側ワーク搬送容器を前記ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めすると、この供給側ワーク搬送容器が前記ワーク受け取り位置に位置決めされ、
   前記テーブル支持アームを前記第３旋回位置に位置決めし、前記搬送容器テーブルを前記前進位置に位置決めし、前記排出側ワーク搬送容器を前記ワーク受け渡し用旋回位置に位置決めすると、この排出側ワーク搬送容器が前記ワーク引渡し位置に位置決めされるようになっており、
   前記アーム支持台を旋回させて、前記テーブル支持アームを前記第１ないし第３旋回位置のいずれか一つに位置決めする動作を、前記搬送容器テーブルが前記後退位置に位置決めされた状態で行うことを特徴とするワーク搬送装置のワーク搬送方法。
2. 請求項１に記載のワーク搬送装置のワーク搬送方法において、
   各ワーク搬送容器は、搬送対象のワークを真空吸引により吸着保持するための吸着部を備えていることを特徴とするワーク搬送装置のワーク搬送方法。
3. 請求項１に記載のワーク搬送装置のワーク搬送方法において、
   前記搬送容器テーブルは、各ワーク搬送容器を予め定めた方向に退避可能な状態で支持していることを特徴とするワーク搬送装置のワーク搬送方法。

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