JP4541091B2 - 加工搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種ワークの加工や搬送に用いる装置に関し、詳しくは、多関節式可動アームの先端にワークに対する加工又は保持手段を備えた加工搬送装置に関する。

この種の装置としては、例えば特許文献１,２に示すものが知られている。

特許文献１に記載のものは、基台等に可動アームの基端を水平な回転軸回りに回動自在に支持するとともに、可動アームに垂直な回転軸回りに回動自在な関節を複数個設け、可動アームの先端に加工手段を設けてある。

特許文献２に記載のものは、基台等に可動アームの基端を垂直な回転軸回りに回動自在に支持するとともに、可動アームに水平な回転軸回りに回動自在な関節を複数個設け、さらに、可動アームの先端に加工手段を垂直な回転軸回りに回動自在に取り付けてある。
特開平５−２３９９２号公報（図２） 特開平２−２４０７６号公報（第３図）

しかし、いずれの従来例でも、可動アームの基台等に対する連結部が１軸方向にしか回動することができないため、可動アームの移動範囲が狭く、可動アームの動作の自由度も高くなく、ワークの大きさや形状等によっては加工が困難になる。

本発明は、このような事情に鑑み、可動アームの移動範囲を広くし、可動アームの動作の自由度を高めることによって、ワークの加工条件の制約を緩和することができる加工搬送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、同一の構成を有する第１部分と第２部分とを備えた加工搬送装置であって、前記第１部分及び前記第２部分は、各々、同一方向を向いた回転軸を中心として回動する関節を複数個有する可動アームと、該可動アームの先端に設けた加工又は保持手段とを備え、上記関節の回転軸に対し垂直に交差する回転軸を中心として上記可動アームを回動させるべく上記可動アームの基端と被装着部との間に設けた第１の回動手段と、該第１の回動手段の回転軸と上記関節の回転軸の双方に対して垂直な回転軸を中心として上記可動アームを回動させるべく上記可動アームの基端側アーム片に設けた第２の回動手段と、を備え、さらに、前記第１の回動手段に対して平行な回転軸を中心として、前記第１部分と前記第２部分とを回動させる第３の回動手段を前記第１部分と前記第２部分との中央部に設け、前記被装着部のうち、中央部には、前記第３の回動手段が固設され、一方の端部には、前記第１部分の前記第１の回動手段が固設され、他方の端部には、前記第２部分の前記第１の回動手段が固設されることを特徴とする。

かかる構成によれば、可動アームの基端と被装着部との間に第１の回動手段が介装されるとともに、可動アームの基端側アーム片に第２の回動手段が設けられるので、可動アームの被装着部に対する連結部が２軸方向に回動可能になる。つまり、可動アーム全体が被装着部に対して２軸方向に回動可能になるため、可動アームの移動範囲が広くなるとともに、可動アームの動作の自由度が高くなる。

本発明によれば、可動アームの基端側アーム片に、その両端の回転軸に対して互いに垂直な回転軸が追加されて、可動アームの被装着部に対する連結部が２軸方向に回動可能になるので、可動アームの移動範囲が広くなるとともに、可動アームの動作の自由度が高くなる。

このため、加工すべきワークの種類によって、加工位置が変化しても、第１及び第２の回動手段と可動アームの各関節とを適宜回動させることによって、可動アーム先端の加工手段をワークの加工位置にスムーズに移動させることができ、ワークの加工条件の制約を大幅に緩和することができる。

可動アーム２がその各関節と第１及び第２の回動手段とによって３軸方向に回動可能になり、動作の自由度が大幅に向上するので、可動アームの動作がスムーズになり、各種ワークに対して複雑かつ精密な加工を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の加工搬送装置を示す斜視図、図２は図１をＸ軸方向から見た図である。

この加工搬送装置１は、多関節式の可動アーム２を一対備え、これら可動アーム２を旋回装置３を介して基台４に据え付けてある。各可動アーム２は、同一の方向（図１のＸ軸方向）を向いた回転軸５,６,７を中心にして回動する関節を３個備えている。

これら関節で連結されたアーム片（８〜１１）のうち、先端側のアーム片８には、例えば、加工手段としてのボルト締結装置又は保持手段としてのワーク把持装置（図示せず）が各関節の回転軸５,６,７と垂直な回転軸１２回りに回動自在に取り付けられる。先端側のアーム片８と隣接するアーム片９は長手方向に２分割され、その先端部分９ａが長手方向の回転軸１３を中心として回動可能に基端部分９ｂに連結されている。なお、以上の各回転軸５,６,７,１２,１３の駆動はモータ（図示せず）によって行なわれる。

一方、可動アーム２の基端側アーム片１１は、各関節の回転軸５,６,７に対して垂直な方向（図１のＺ軸方向）の回転軸１４を中心として回動すべく、第１の回動手段１５を介して旋回装置３のベースプレート（被装着部）１６に設置してある。この回動手段１５は、ベースプレート１６にモータ１７を固定し、その出力を減速装置１８を介して可動アーム２の基端に伝達している。各可動アーム２,２はベースプレート１６の両端部にそれぞれ立設されるとともに、ベースプレート１６の下面で可動アーム２,２の設置箇所には、モータ１７がそれぞれ固設されている。

基端側アーム片１１の中間部には、第１の回動手段１５の回転軸１４と各関節の回転軸５,６,７の双方に対して垂直な方向（図１のＹ方向）を向いた回転軸１９を中心として可動アーム２を回動させる第２の回動手段２０を設けてある。この回動手段２０は、基端側アーム片１１の下方部分１１ａにモータ２１を固定し、その出力を減速装置２２を介して基端側アーム片１１の上方部分１１ｂに伝達している。

旋回装置３は、可動アーム２を基台４に対して旋回させるリンク機構を構成している。すなわち、ベースプレート１６の中央はＺ軸方向を向いた回転軸２３を中心として回動すべくＬ型アーム２４の一端に支持される一方、Ｌ型アーム２４の他端は回転軸２３と平行な回転軸２５を中心として回動すべく基台４に支持されている（図２参照）。なお、回転軸２３は第１の回動手段１５の各回転軸１４,１４を結ぶ線分の中点と直交するように配置されている。

ベースプレート１６の中央部上面にモータ２６を固設するとともに、ベースプレート１６の中央部とＬ型アーム２４の上端との間に減速装置２７を介設してある。そして、モータ２６の出力を減速装置２７を介してＬ型アーム２４の上端に伝達することで、ベースプレート１６をＬ型アーム２４に対して旋回させるように構成してある。ベースプレート１６の旋回にともなって、ベースプレート１６の両端部下面に固設された各モータ１７,１７が減速装置２７の回りを旋回することになる。

さらに、Ｌ型アーム２４の他端部上面にモータ２８を固設するとともに、Ｌ型アーム２４の他端部と基台４との間に減速装置２９を介設してある。そして、モータ２８の出力を減速装置２９を介して基台４に伝達することで、Ｌ型アーム２４を基台４に対して旋回させるように構成してある。

次に、本実施形態の加工搬送装置１の動作について説明する。

この加工搬送装置１は、例えば図３に示すように、自動車のサイドドアＤの組立ラインに設置される。この場合、加工搬送装置１はサイドドアＤの搬送方向に沿ったレールＲ上を走行する移動体Ｍに据え付けられる。

サイドドアＤの表面または裏面に対する加工を行う場合、同図に示すようにモータ２８を作動させてＬ型アーム２３の先端をワーク側に向け、モータ２６を作動させてベースプレート１６をワークに沿って配置し、左右の可動アーム２,２のアーム片１０,１０を起立させた状態で作業を行なう。ところで、種類の異なるサイドドアＤが加工ステーションに搬送されてきて、サイドドアＤの前後の端面ｄに対する加工が必要となる場合がある。その場合には、図４に示すように第２の回動手段２０,２０を作動させて、左右の可動アーム２,２を外側に倒し込めばよい。つまり、サイドドアＤの前後の端面ｄに対する加工を１台の装置で同時に行うことができ、作業能率が格段に良くなる。

さらに、サイドドアＤの端面ｄと裏面に対する加工を同時に行う場合には、図５に示すように左右の可動アーム２,２を同じ方向に倒し込めばよい。また、可動アーム２は３軸方向に回動可能に構成してあるので、動作の自由度が高く、各種のサイドドアＤに対して複雑かつ精密な加工を行うことができる。

このように、本実施形態の加工搬送装置１では、可動アーム２の基端側アーム片１１に、図１のＹ軸方向を向いた回転軸１９を追加して、可動アーム２のベースプレート１６に対する連結部が２軸方向に回動可能に構成してあるので、可動アーム２,２の移動範囲が広くなり、可動アーム２の移動範囲が広くなるとともに、可動アーム２の動作の自由度が高くなる。

このため、加工すべきワークの種類によって、加工位置が変化しても、第１及び第２の回動手段１５,２０と可動アーム２の各関節とを適宜回動させることによって、可動アーム２先端の加工手段をワークの加工位置にスムーズに移動させることができ、ワークの加工条件の制約を大幅に緩和することができる。

さらに、可動アーム２がその各関節と第１及び第２の回動手段１５,２０とによって３軸方向に回動可能になり、動作の自由度が大幅に向上するので、可動アーム２の動作がスムーズになり、各種ワークに対して複雑かつ精密な加工を行うことができる。

この加工搬送装置１は、可動アーム２を旋回装置３を介して基台４に据え付けてあるが、この旋回装置３はベースプレート１６とＬ型アーム２４とを枢支結合してなるリンク機構で構成してあるので、可動アーム２の基台据付個所に対する移動範囲が広くなり、次のような利点がある。

すなわち、サイドドアＤの加工を行う際にはＬ型アーム２４の先端をワーク側に向けておくが、加工を休止する場合には、図６に示すようにベースプレート１６とＬ型アーム２４をレールＲに沿わせて折り畳み、左右の可動アーム２,２の先端をサイドドアＤと反対側に向けておけばよい。つまり、可動アーム２,２をスッキドＳから退避させておくことができるので、可動アーム２,２が作業者Ｗの作業の邪魔になることはない。なお、可動アーム２,２は移動体Ｍの回りに旋回するので、レールＲの両側にワークを配置してもよい。

旋回装置３は、ベースプレート１６の中央部上面にモータ２６を固設するとともに、ベースプレート１６の中央部とＬ型アーム２４の上端との間に減速装置２７を介設し、ベースプレート１６の両端部下面にモータ１７をそれぞれ固設してある。このため、ベースプレート１６の旋回にともなって、各モータ１７,１７が減速装置２７の回りを旋回することになる。このように、ベースプレート１６に対して３個のモータ１７,１７,２６と減速装置２７とを合理的に配置することによって、旋回装置３のコンパクト化を図っている。

なお、以上の実施形態では、本発明の装置によって自動車のサイドドアＤに対する加工を行う場合について説明したが、本発明は加工装置としての使用に限定されるものではなく、可動アーム２の先端に保持手段を設ければ、各種ワークの搬送装置としての使用が可能になる。

本発明の加工搬送装置を示す斜視図。 図１をＸ軸方向から見た図。 同加工搬送装置の使用態様を示す斜視図。 同加工搬送装置の使用態様を示す斜視図。 同加工搬送装置の使用態様を示す斜視図。 同加工搬送装置の使用態様を示す斜視図。

符号の説明

１ 加工搬送装置
２ 可動アーム
３ 旋回装置
４ 基台
５,６,７ 回転軸
８〜１１ アーム片
１４ 回転軸
１５ 第１の回動手段
１６ ベースプレート
１７ モータ
１８ 減速装置
１９ 回転軸
２０ 第２の回動手段
２１ モータ
２２ 減速装置
２３ 回転軸
２４ Ｌ型アーム
２５ 回転軸
２６ モータ
２７ 減速装置
２７ 減速装置

Claims (1)

1. 同一の構成を有する第１部分と第２部分とを備えた加工搬送装置であって、
   前記第１部分及び前記第２部分は、各々、
   同一方向を向いた回転軸を中心として回動する関節を複数個有する可動アームと、該可動アームの先端に設けた加工又は保持手段とを備え、
   上記関節の回転軸に対し垂直に交差する回転軸を中心として上記可動アームを回動させるべく上記可動アームの基端と被装着部との間に設けた第１の回動手段と、
   該第１の回動手段の回転軸と上記関節の回転軸の双方に対して垂直な回転軸を中心として上記可動アームを回動させるべく上記可動アームの基端側アーム片に設けた第２の回動手段と、
   を備え、さらに、
   前記第１の回動手段の回転軸に対して平行な回転軸を中心として、前記第１部分と前記第２部分とを回動させるべく第３の回動手段を前記第１部分と前記第２部分との中央部に設け、
   前記被装着部のうち、中央部には、前記第３の回動手段が固設され、一方の端部には、前記第１部分の前記第１の回動手段が固設され、他方の端部には、前記第２部分の前記第１の回動手段が固設されることを特徴とする加工搬送装置。