JP4595716B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の直動案内機構を組み合わせて構成された搬送装置に関する。

旋盤等の加工装置のチャックへのワークの着脱に際して、ベルトコンベア等に載置されたワークをチャックまで搬送したり、ワークの加工後にチャックからベルトコンベア等に搬送したりする装置として、ボールねじ機構等により構成された直動案内機構を組合せて構成された装置がある。図１２は、互いに直交して配設された２つの直動案内機構により構成された搬送装置の一例を示している。

同図１２に示す搬送装置５０の基台５１には、ボールねじ機構を有して構成された水平直動案内機構５２が固定されている。水平直動案内機構５２には、水平移動ユニット５３が水平方向に直動可能に支持されている。水平移動ユニット５３は、基台５１に配設された第１サーボモータ５４によって、水平直動案内機構５２に沿って水平方向に往復動されるようになっている。

一方、水平移動ユニット５３には、ボールねじ機構を有して構成された上下直動案内機構５５が固定されている。上下直動案内機構５５には、ワークＷを保持するバキュームチャック５６ａの設けられたチャックユニット５６が、上下方向に直動可能に支持されている。チャックユニット５６は、水平移動ユニット５３に配設された第２サーボモータ５７によって、上下直動案内機構５５に沿って上下方向に往復動されるようになっている。

搬送装置５０の水平直動案内機構５２の下方には、ワークＷを運ぶベルトコンベアＢＣが配置されている。また搬送装置５０の基台５１の下方には、旋盤Ｌが配置されており、そのチャックＣＨは、搬送装置５０の側方に位置されている。

以上のように構成された搬送装置５０における旋盤Ｌへの着脱に係るワークＷの搬送は、次の手順（１）〜（４）を通じて行われる。
（１）まずチャックユニット５６を最上方に移動させた状態で、ワークＷの載置されたベルトコンベアＢＣの上方に、水平移動ユニット５３を移動させる。そして同図１２に示すように、チャックユニット５６を下方に移動させて、バキュームチャック５６ａにワークＷを吸着保持させる。
（２）続いて図１３に示すように、チャックユニット５６を最上方に移動させた後、水平移動ユニット５３を、水平直動案内機構５２に沿って旋盤ＬのチャックＣＨ側の側方へ移動させる。
（３）ワークＷが旋盤ＬのチャックＣＨの上方に位置する位置まで水平移動ユニット５３が移動されると、図１４に示すように、上下直動案内機構５５に沿ってチャックユニット５６を下降させ、ワークＷをチャックＣＨまで搬送する。そしてワークＷをチャックＣＨにセットした後、ワークＷをバキュームチャック５６ａから脱離させる。
（４）旋盤ＬでのワークＷの加工が完了すると搬送装置５０は、上記（１）〜（３）とは逆の手順で、ワークＷを旋盤ＬのチャックＣＨからベルトコンベアＢＣ上に搬送する。

ところで、図１２に例示した搬送装置５０では、その上下直動案内機構５５自体が、水平移動ユニット５３と共に、水平直動案内機構５２に沿って水平方向に移動されるようになっている。また移動可能に配設された上下直動案内機構５５の全長は、少なくともその上下直動案内機構５５に沿ったチャックユニット５６の最大移動長よりも大きくする必要がある。

そのため、上下直動案内機構５５に沿ったチャックユニット５６の上下方向の移動長を大きくすれば、水平移動中の上下直動案内機構５５および水平移動ユニット５３と他の部品等との干渉を避けるために、搬送装置５０の内部に多大な移動空間を確保しなければならなくなり、搬送装置５０が大型化してしまう。すなわち、自身も移動する直動案内機構を備える搬送装置では、その移動する直動案内機構のストロークの増大は、搬送装置内部の同直動案内機構の移動空間の増大を伴うことから、基台に固定された直動案内機構のストロークを増大した場合に比べ、搬送装置の大型化に与える影響の度合が大きくなる。そしてその結果、隣接して設置される設備や作業者の作業スペース、天井などへの干渉が問題となって、設置性の悪化を招いてしまうことになる。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、搬送物の搬送範囲の拡大による搬送装置の大型化を好適に抑制することのできる搬送装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の搬送装置では、当該搬送装置の基台に固定された第１直動案内機構と、その第１直動案内機構によって直動可能に支持された第２直動案内機構と、その第２直動案内機構によって、該第２直動案内機構の移動方向と交差する方向に直動可能に支持された第３直動案内機構と、その第３直動案内機構によって、該第３直動案内機構の移動方向と同方向に直動可能に支持されて搬送物を保持するチャックと、を備えるようにした。

このように構成された搬送装置では、第１直動案内機構の案内方向（以下、Ｕ方向と記載する）と、それと交差方向（以下、Ｖ方向と記載する）との２方向に搬送物Ｗを搬送することができる。こうした搬送装置での上記Ｕ方向への搬送物の搬送は、第１直動案内機構を通じて行われる。一方、上記Ｖ方向への搬送物の搬送は、第１直動案内機構上に支持されて上記Ｕ方向に移動可能に配設された、第２および第３の２つの直動案内機構を通じて行われる。このようにこの搬送装置では、２つの直動案内機構を用いて上記Ｖ方向への搬送を行うようにすることで、搬送物の搬送範囲を拡大しつつも、内部に確保の必要な空間の増大を抑え、搬送装置の大型化を抑えることができるようにしている。
そして、上記チャックを、第３直動案内機構に回動可能に軸支するようにすれば、搬送中に搬送物の向きを変更することが可能となる。またそうした搬送物の向きの変更を通じて、上記Ｕ方向に移動される構造全体の上記Ｖ方向における長さを更に縮小することが可能にもなる。

例えば図１に示す本発明の搬送装置の一構成例では、第２直動案内機構（２）上の第３直動案内機構（３）の移動を通じて、第２直動案内機構（２）のストロークＳ１だけ、上記Ｖ方向に搬送物（Ｗ）を搬送することができる。更に第３直動案内機構（３）上のチャック（４）の移動を通じて、上記Ｖ方向に搬送物（Ｗ）を、第３直動案内機構（３）のストロークＳ２分、更に搬送することができる。

こうした搬送装置では、第２および第３直動案内機構（２，３）を互いにスライドさせることで、それら全体の上記Ｖ方向の長さが伸縮されるようになる。そこでそうしたスライドにより、第２および第３直動案内機構（２，３）全体の長さを短縮した状態で、上記Ｕ方向への搬送物（Ｗ）の搬送を行うこととすれば、上記Ｖ方向の搬送物（Ｗ）の搬送距離を長くしても、搬送物（Ｗ）の上記Ｕ方向の搬送のために搬送装置内部に確保しなければならない移動空間の増大は、比較的小さいものに留まるようになる。このように上記構成によれば、搬送物の搬送範囲の拡大による搬送装置の大型化を好適に抑制することができる。
また上記搬送装置では、チャックの回動軸とは別に、第３直動案内機構に回動可能に軸支された更なる回動軸と、チャックの回動軸と前記更なる回動軸とが連動して回動するようにそれら回動軸を駆動連結する動力伝達機構と、上記更なる回動軸にその軸心から一定の距離を保持しながら一体回動可能に連結されたカムフォロワと、第２直動案内機構に一体移動可能に固定されたカムと、を更に備えるようにしている。そしてそのカムを、第３直動案内機構上のチャックの移動位置によって、同チャックの回動軸心の移動軌道との間隔を変化させつつ、カムフォロワを案内するように形成するようにしている。
このように構成された搬送装置では、上記Ｖ方向へのチャックの移動中、そのチャックの上記更なる回動軸に連結されたカムフォロワは、第２直動案内機構に固定されたカムによって案内される。カムは、上記Ｖ方向におけるチャックの移動位置により、チャックの回動軸心Ｏの移動軌道との間隔ｄを、すなわち第３直動案内機構上のチャックの移動方向と垂直な方向における上記移動軌道との距離を変化させつつ、上記カムフォロワＰを案内するように形成されている。一方、カムフォロワＰは、チャックの回動軸心Ｏから一定の距離Ｌを保持しつつ、一体回動可能に連結されている。ここで図２に、上記回転軸心ＯとカムフォロワＰとの幾何学的関係を示すように、上記間隔ｄが変化すれば、回転軸心Ｏ回りのカムフォロワＰの回転角度θが変化する。これにより、別途の動力源を新規に追加せ
ずとも、上記Ｖ方向へのチャックの移動に伴って、上記更なる回転軸が回動され、チャックおよび搬送物の向きが変更されるようになる。こうして更なる回動軸が回動されると、動力伝達機構を介して、チャックの回動軸が連動して回動され、チャックおよび搬送物の向きが変更されるようになる。そのため、別途の動力源を追加することなく、搬送中に搬送物の向きを変更することができる。ちなみにこのように搬送装置を構成した場合には、カムフォロワをチャックの回動軸から離間した位置に配設することができ、チャックの回動軸の移動軌道から離間した位置にカムを配設することが可能となる。そのため、チャックの回動軸やカム等の配置の自由度が高まるようになる。

例えば請求項４に記載のように、第２直動案内機構を水平方向に直動可能に第１直動案内機構に支持させ、第３直動案内機構およびチャックを上下方向に直動可能に第２および第３直動案内機構にそれぞれ支持させるようにすれば、上下方向の搬送物の搬送距離を長くしつつも、搬送装置の全高の増加を好適に抑制することができるようになる。

こうした構成において、請求項２に記載の搬送装置では、第２直動案内機構上の第３直動案内機構の移動、および同第３直動案内機構上の前記チャックの移動を、同一の動力源により連動して行うようにしている。上記搬送装置での第２直動案内機構上の第３直動案内機構の移動と、第３直動案内機構上のチャックの移動とは同一方向のものであるため、個別に制御せずとも、搬送物の搬送は可能である。そうした２つの移動を、単一の動力源で行っているため、より簡易な構成で本発明を具現とすることができる。例えば第２および第３直動案内機構をボールねじ機構により構成した場合には、請求項３に記載のようにそれら第２および第３直動案内機構の送りねじ軸をそれぞれ同一の動力源に駆動連結することで、単一の動力源による上記両移動の駆動を実現することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を、図３〜図１０を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係る搬送装置は、製造ラインの旋盤加工ユニットに設置され、該旋盤加工ユニットにおいて加工されるワークの搬送を行う装置として構成されている。図３に示すように旋盤加工ユニットには、旋削中にワークＷを保持するチャックＣＨがその側方に位置されるように旋盤Ｌが設置されている。旋盤Ｌの上面１１の上には、未加工のワークＷを搬入するベルトコンベアＢＣ１と、加工済みのワークＷを次の工程に搬出するベルトコンベアＢＣ２とが配設されており、それら２つのベルトコンベアＢＣ１，ＢＣ２の間には、加工後の検査時にワークＷが載置される検査台Ｔが配設されている。更に両ベルトコンベアＢＣ１，ＢＣ２の側方には、検査の結果、加工不良の認められたワークＷを製造ラインから排除するためのシュータＳＨが配設されている。

本実施形態の搬送装置１０は、こうした旋盤加工ユニットにおいて、上記ベルトコンベアＢＣ１，ＢＣ２、旋盤ＬのチャックＣＨ、検査台Ｔ、シュータＳＨ間のワークＷの搬送を行う。こうした搬送装置１０は、同図３にその正面構造が示されるように大きくは、支柱１２〜１４を介して旋盤Ｌの上面１１に固定された基台１５、その基台１５に対して水平方向に移動可能な水平移動ユニット２０、その水平移動ユニット２０に対してそれぞれ上下方向に移動可能な中間移動ユニット２７およびチャックユニット４０を備えて構成されている。この搬送装置１０の搬送物であるワークＷは、搬送中はチャックユニット４０に設けられたバキュームチャック４９に保持されるようになっている。

ちなみにバキュームチャック４９は、位置決めピンとバキュームポンプに接続されたバキュームノズルとを備えて構成されている。そしてバキュームノズル周辺の負圧化によってワークＷがバキュームチャック４９に吸着保持されるとともに、同バキュームノズル周辺の負圧化の解除によってバキュームチャック４９からワークＷが脱離されるようになっている。

こうした搬送装置１０の水平移動ユニット２０は、第１ボールねじ機構１６とリニアレールガイド機構１９との２つの直動案内機構を介して、基台１５に対して水平方向に直動可能に支持されている。第１ボールねじ機構１６は、軸心が水平となるように配設された送りねじ軸と、その送りねじ軸を回転可能に軸支する軸受と、送りねじ軸上にその軸線に沿って移動可能に配設されたスライディングナットとを備えて構成されている。またリニアレールガイド機構１９は、水平方向に延伸されたガイドレールと、そのガイドレール上を該レールに沿って移動可能に配設されたスライディングブロックとを備えて構成されており、基台１５の上記第１ボールねじ機構１６の下方に配設されている。第１ボールねじ機構１６の軸受けとリニアレールガイド機構１９のガイドレールとは、基台１５に固定されている。また水平移動ユニット２０は、その上部において第１ボールねじ機構１６のスライディングナットに、その下部においてリニアレールガイド機構１９のスライディングブロックに、それぞれ一体となって移動可能に固定されている。

なお基台１５には、第１ボールねじ機構１６の送りねじ軸を回転駆動する第１サーボモータ１８が固定されている。第１サーボモータ１８の回転軸は、送りねじ軸と一体回転可能に連結されている。こうした第１サーボモータ１８により、第１ボールねじ機構１６の送りねじ軸が回転されると、その送りねじ軸に沿ってスライディングナットが移動して、水平移動ユニット２０が水平方向に移動されるようになる。なおこの搬送装置１０では、第１ボールねじ機構１６とリニアレールガイド機構１９との、平行に配置された２つの直動案内機構にて水平移動ユニット２０を支持しているため、その移動時に生じる振動やがたつきは好適に抑制されるようになっている。

一方、上記中間移動ユニット２７は、第２ボールねじ機構２２を介して、水平移動ユニット２０に対して上下方向に直動可能に支持されている。この第２ボールねじ機構２２は、軸心が上下方向に延伸されるように配設された送りねじ軸と、その送りねじ軸を回転可能に軸支する軸受、および送りねじ軸上にその軸線に沿って移動可能に配設されたスライディングナットを備えて構成されている。第２ボールねじ機構２２の軸受は、水平移動ユニット２０に固定されている。また中間移動ユニット２７は、第２ボールねじ機構２２のスライディングナットに、一体となって移動可能に固定されている。

なお第２ボールねじ機構２２の送りねじ軸の上端には、プーリ２３が一体回転可能に固定されている。また、水平移動ユニット２０には、第２サーボモータ２４が設けられ、その回転軸には一体回転可能にプーリ２５が固定されている。これら両プーリ２３，２５には第１伝達ベルト２６が係回されており、それによって第２サーボモータ２４の回転軸と第２ボールねじ機構２２の送りねじ軸とが駆動連結されている。第２サーボモータ２４の回転力が、プーリ２５、第１伝達ベルト２６、及びプーリ２３を介して第２ボールねじ機構２２の送りねじ軸に伝達されて同送りねじ軸が回転されると、その送りねじ軸に沿ってスライディングナットが移動して、中間移動ユニット２７が上下方向に移動するようになる。

また上記チャックユニット４０は、第３ボールねじ機構２８を介して、中間移動ユニット２７に上下方向に直動可能に支持されている。この第３ボールねじ機構２８も、上記第２ボールねじ機構２２と同様に、軸心が上下方向に延伸されるように配設された送りねじ軸と、その送りねじ軸を回転可能に軸支する軸受、および送りねじ軸上にその軸線に沿って移動可能に配設されたスライディングナットを備えて構成されている。第３ボールねじ機構２８の軸受は、中間移動ユニット２７に固定され、またそのスライディングナットには、チャックユニット４０が一体となって移動可能に固定されている。

図４に示す搬送装置１０の平面構造に見られるように、水平移動ユニット２０には、上記第２ボールねじ機構２２の送りねじ軸に固定されたプーリ２３と第２サーボモータ２４の回転軸に固定されたプーリ２５との２つのプーリに加え、更に第１仲介プーリ３０が回転可能に軸支されている。そして上記第１伝達ベルト２６は、この第１仲介プーリ３０にも巻き掛けられている。そのため、第２サーボモータ２４の発生する回転力は、プーリ２５、第１伝達ベルト２６を介して第１仲介プーリ３０にも伝達されるようになっている。

図５に示す搬送装置１０の側面構造に見られるように、水平移動ユニット２０には、第３ボールねじ機構２８の送りねじ軸と平行に配置された仲介回転軸３２が回転可能に軸支されている。そして仲介回転軸３２の上端に、上記第１仲介プーリ３０が一体回転可能に固定されている。仲介回転軸３２上には、その軸方向に移動可能、且つ一体回転可能に第２仲介プーリ３３が配設されている。この第２仲介プーリ３３は、中間移動ユニット２７の上部に回転可能に軸支されており、その中間移動ユニット２７の移動に伴って上下動するようになっている。一方、第３ボールねじ機構２８の送りねじ軸の上端には、プーリ２９が一体回転可能に固定されている。このプーリ２９と上記第２仲介プーリ３３とには、第２伝達ベルト３１が巻き掛けられている。

このように本実施形態の搬送装置１０では、第１伝達ベルト２６、仲介回転軸３２、第２伝達ベルト３１等を介して、上記第３ボールねじ機構２８の送りねじ軸も上記第２サーボモータ２４の回転軸に駆動連結されている。そして第３ボールねじ機構２８上でのチャックユニット４０の上下方向の移動と、上述した第２ボールねじ機構２２上での中間移動ユニット２７の上下方向の移動とが、第２サーボモータ２４という同一の動力源により連動して行われるようになっている。そしてそれらの移動を通じて、ワークＷを保持する上記バキュームチャック４９が上下方向に移動されるようになっている。

次に本実施形態の搬送装置１０における上記バキュームチャック４９の上下方向への移動の態様を図６を併せ参照して説明する。
図６（ａ）は、チャックユニット４０がその上下方向の可動範囲の最上方位置に位置するときの状態を示している。なおこの搬送装置１０では、同図に示すように、このときの第２ボールねじ機構２２の下端と第３ボールねじ機構２８の下端とは、同一の高さに位置するようになっている。

さて、この状態で第２サーボモータ２４を回転させると、その回転力は第１伝達ベルト２６を介してプーリ２３に伝達される。このときの第２ボールねじ機構２２では、上記プーリ２３の固定されたその送りねじ軸が回転し、送りねじ軸上をスライディングナットが下方に移動するようになる。そしてその結果、第２ボールねじ機構２２のスライディングナットに固定された中間移動ユニット２７が下方に移動されるようになる。

一方、このときの第２サーボモータ２４の回転は、第１伝達ベルト２６を介して第１仲介プーリ３０にも伝達される。これにより、仲介回転軸３２が回転され、更に第２仲介プーリ３３、第２伝達ベルト３１およびプーリ２９を介して、第３ボールねじ機構２８の送りねじ軸にも回転が伝達される。そして第３ボールねじ機構２８の送りねじ軸が回転されると、同送りねじ軸上をスライディングナットが下方に移動するようになる。その結果、図６（ｂ）に示すように、中間移動ユニット２７が下方に移動されるのと同時並行して、その下方移動した中間移動ユニット２７に対してチャックユニット４０が更に下方移動されるようになる。

なお図６（ｃ）は、チャックユニット４０がその上下方向の可動範囲の最下方位置に位置するときの状態が示されている。この搬送装置１０では、そのチャックユニット４０の上下方向の最大可動範囲は、第２ボールねじ機構２２のストロークと、第３ボールねじ機構２８のストロークとの合計分、すなわち両ボールねじ機構２２，２８における送りねじ軸上でのスライディングナットの最大可動範囲の合計分となる。

なお本実施形態の搬送装置１０では、プーリ２３，２９，３０，３３のベルト巻き掛け半径は、すべて等しく設定されている。また第２ボールねじ機構２２と第３ボールねじ機構２８とで、送りねじ軸のねじのピッチ、およびチャックユニット４０の最上方位置から最下方位置までの送りねじ軸上でのスライディングナットの移動量が同一とされている。そのため、この搬送装置１０では、最上方位置と最下方位置と間のチャックユニット４０の移動に際して、その移動に要する第２および第３送りねじ機構２２，２８の各スライディングの移動が同時に完了するようになっている。

ところで本実施形態の搬送装置１０では、上記チャックユニット４０において、バキュームチャック４９が回動可能に軸支されており、その回動を通じてワークＷの保持面の向きが、ひいてはワークＷの向きが変更されるようになっている。次にこうしたワークＷの向きの変更に係る構成について説明する。

図７（ａ）には、チャックユニット４０がその上下方向の可動範囲の最下方位置に位置したときの、チャックユニット４０およびその周辺部の状態が示されている。同図に示すように、バキュームチャック４９は、チャックユニット４０の下方部に回動可能に軸支された回動軸４５に固定されている。この回動軸４５の一端には、プーリ４６が一体回転可能に固定されている。

こうしたチャックユニット４０の上方部には、回動軸４２が回動可能に軸支されている。この回動軸４２の一方の端部にはプーリ４３が一体回転可能に固定されており、そのプーリ４３と上述したもう一方の回動軸４５のプーリ４６とには、第３伝達ベルト４７が巻き掛けられており、互いに回転力を伝達可能に駆動連結されている。なおこの搬送装置１０では、それら両プーリ４３，４６のベルト巻き掛け半径は等しくされており、両プーリ４３，４６のいずれか一方が回動すると、その回動角度と同じ角度だけ、他方のプーリが回動されるようになっている。

また回動軸４２の上記プーリ４３とは反対側の端部にはアーム４４が固定されている。アーム４４は、同回動軸４２の径方向に延伸されている。そしてアーム４４には、上記回動軸４２の軸心からオフセット量ＤＷだけ離間した位置にカムフォロワ４４ａが設けられている。すなわち、カムフォロワ４４ａは、回動軸４２の軸心周りを、オフセット量ＤＷの半径を持つ円弧状の軌跡を描いて移動可能に配設されている。

カムフォロワ４４ａは、カムプレート４８に形成されたカム溝４８ａに係合されるようになっている。このカムプレート４８は、上記水平移動ユニット２０（図３、図５等参照）に固定されている。

カム溝４８ａのカムプレート４８の下方部分（Ａ）は、チャックユニット４０の上下方向の移動に際して、カムフォロワ４４ａの設けられたアーム４４の固定された回動軸４２の軸心の移動軌道Ｓに沿って、上下方向に延伸されている。一方、カム溝４８ａのカムプレート４８の上方部分（Ｃ）は、上記移動軌道Ｓから上記オフセット量ＤＷだけ水平方向に離間した位置にて、上下方向に延伸されている。そしてカム溝４８ａの上記下方部分（Ａ）と上方部分（Ｃ）との中間部分（Ｂ）は、上下方向から傾斜した方向に延伸されており、これによりカム溝４８ａがその全長に亘って連続して繋げられている。

さて図７（ａ）に示されるように、チャックユニット４０がその可動範囲の最下位置にあるときには、カムフォロワ４４ａはカム溝４８ａの上記下方部分（Ａ）に係合している。このときのカムフォロワ４４ａは、上記移動軌道Ｓ上に位置している。このときのバキュームチャック４９はその保持面が側方に向いた状態となっている。

ここで、図７（ｂ）に示すように、同図の矢印ＦＡで示される上方にチャックユニット４０が移動されると、カムフォロワ４４ａもカム溝４８ａに沿って上方に移動する。カムフォロワ４４ａが、カム溝４８ａの上記下方部分（Ａ）に位置されている間は、バキュームチャック４９の向きはそのまま維持される。

チャックユニット４０が更に上方へ移動され、カムフォロワ４４ａがカム溝４８ａの上記中間部分（Ｂ）まで移動されると、図７（ｃ）に示すように、カム溝４８ａに沿ってカムフォロワ４４ａが上記移動軌道Ｓから水平方向に離間されるようになる。そしてその変位に応じて回動軸４２は、同図の反時計回り方向に回動されるようになる。なお、カム溝４８ａ内でのカムフォロワ４４ａの位置と上記移動軌道Ｓとの間隔ｄ（０≦ｄ≦ＤＷ）と、図７（ａ）の状態を基準とした回動軸４２の回動の角度θＡとの関係は、下式の通りとなり、上記間隔ｄが大きくなるほど、上記回動の角度θＡは大きくなる。

ｓｉｎθＡ＝ｄ／［オフセット量ＤＷ］

こうして回動軸４２が回動されると、その回転は、第３伝達ベルト４７を介してプーリ４６に伝達され、それによりバキュームチャック４９の固定された回動軸４５が、回動軸４２の回動角度θＡと同じ角度だけ回動される。そしてその結果、バキュームチャック４９が回動軸４５の軸心回りに、同図の反時計回り方向へと上記角度θＡだけ回動され、その保持面の向きが変更されるようになる。

そして更にチャックユニット４０が上方へ移動され、カムフォロワ４４ａがカム溝４８ａの上記上方部分（Ｃ）まで移動するようになる。このときの上記回動軸４２の移動軌道Ｓからカムフォロワ４４ａの位置までの間隔ｄは、回動軸４２周りの同カムフォロワ４４ａの移動軌跡の半径（オフセット量ＤＷ）と等しくなることから、図７（ｄ）に示すように、上記回動軸４２の回動の角度θＡは９０°に達するようになる。その結果、バキュームチャック４９は、その保持面が下方に向いた姿勢となる。以後、チャックユニット４０が更に上方に移動しても、カムフォロワ４４ａの係合部分におけるカム溝４８ａの上記移動軌道Ｓとの間隔ｄはそのままであることから、バキュームチャック４９の向きもそのまま維持される。

このようにこの搬送装置１０では、第３ボールねじ機構２８上でのチャックユニット４０の移動位置によって、バキュームチャック４９の回動軸心の移動軌道Ｓとの間隔ｄを変化するようにカム溝４８ａを形成している。そしてバキュームチャック４９の回動軸４５と連動して回動可能に駆動連結された回動軸４２に、その軸心から一定の距離を保持しながら一体回動可能に連結されたカムフォロワ４４ａを、そうしたカム溝４８ａに案内させることで、バキュームチャック４９の向きを変更するようにしている。

以上のように構成された搬送装置１０における旋盤Ｌへの着脱にかかるワークＷの搬送は、次の手順（Ａ）〜（Ｄ）を通じて行われる。
（Ａ）まずチャックユニット４０を最上方に移動させた状態で、ワークＷの載置されたベルトコンベアＢＣ１の上方にバキュームチャック４９が位置される位置へ、水平移動ユニット２０を移動させる。そして図８に示すように、チャックユニット４０を下方に移動させて、バキュームチャック４９にワークＷを吸着保持させる。
（Ｂ）続いて図９に示すように、第２サーボモータ２４を回転させて中間移動ユニット２７及びチャックユニット４０を最上方に移動させた後、第１サーボモータ１８を回転させて水平移動ユニット２０を第１ボールねじ機構１６に沿って旋盤ＬのチャックＣＨ側の側方、すなわち同図９における右側へ移動させる。
（Ｃ）ワークＷが旋盤ＬのチャックＣＨの上方に位置するまで水平移動ユニット２０が移動すると、図１０に示すように、第２サーボモータ２４を回転させて、第２ボールねじ機構２２上での中間移動ユニット２７を下方移動、及び第３ボールねじ機構２８上でのチャックユニット４０を下方移動を行わせ、チャックＣＨの位置までワークＷを下降させる。そしてワークＷをチャックＣＨにセットした後、ワークＷをバキュームチャック４９から脱離させる。
（Ｄ）旋盤ＬでのワークＷの加工が完了すると搬送装置１０は、上記（Ａ）〜（Ｃ）とは逆の手順で、ワークＷを旋盤ＬのチャックＣＨから検査台Ｔ上に搬送する。そして検査台Ｔ上で加工後のワークＷの検査を行い、加工不良が認められなければ、検査台Ｔから搬出用のベルトコンベアＢＣ２にワークＷを搬送し、加工不良が見つかれば、検査台ＴからシュータＳＨへとワークＷを搬送する。

なお、こうした本実施形態では、第１ボールねじ機構１６およびリニアレールガイド機構１９が上記第１直動案内機構に、第２ボールねじ機構２２が上記第２直動案内機構に、第３ボールねじ機構２８が上記第３直動案内機構にそれぞれ相当する構成となっている。またこの搬送装置１０では、カム溝４８ａが上記「第３直動案内機構に一体移動可能に固定されたカム」に、回動軸４２が上記「チャックの回動軸とは別に、第３直動案内機構に回動可能に軸支された更なる回動軸」にそれぞれ相当している。またこの搬送装置１０では、プーリ４３とプーリ４６とに巻き掛けられている第３伝達ベルト４７が、回動軸４２，４５を駆動連結する動力伝達機構に相当する。

以上説明した本実施の形態の搬送装置によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）第２ボールねじ機構２２上を中間移動ユニット２７を移動させるとともに、その中間移動ユニット２７に固定された第３ボールねじ機構２８上をチャックユニット４０を移動させることで、搬送物であるワークＷを保持するバキュームチャック４９を上下方向に移動させるようにした。そしてこれにより、ワークＷの上下方向への最大搬送範囲を、第２ボールねじ機構２２のストロークと第３ボールねじ機構２８のストロークとの合計分、確保するようにしている。一方、ワークＷを水平方向に搬送する際には、中間移動ユニット２７及びチャックユニット４０を最上位置まで移動させ、第２および第３ボールねじ機構２２，２８を互いにスライドさせることで、水平方向に移動される構造全体の上下方向の長さを短縮するようにした。このため、上下方向のワークＷの搬送距離を長くしても、ワークＷの水平方向の搬送のために搬送装置１０内部に確保しなければならない移動空間の増大は、比較的小さいものに留まるようになる。そのため、ワークＷの搬送範囲の拡大による搬送装置１０の大型化を好適に抑制することができるようになる。

（２）中間移動ユニット２７を支持する第２ボールねじ機構２２の送りねじ軸、及びチャックユニット４０を支持する第３ボールねじ機構２８の送りねじ軸を、共に第２サーボモータ２４によって回転駆動するようにした。このため、中間移動ユニット２７及びチャックユニット４０は、単一の動力源にて上下方向に移動されるようになり、搬送装置１０としての構成を簡素化することができるようになる。

（３）バキュームチャック４９と連動して回動する回動軸４２にカムフォロワ４４ａを設けた。そして、第３ボールねじ機構２８上でのチャックユニット４０の移動位置によって、同チャックユニット４０の回動軸４２の軸心の移動軌道Ｓとの間隔ｄが変化するように形成されたカム溝４８ａに、そうしたカムフォロワ４４ａを案内させるようにした。このため、別途の動力源を追加することなく、チャックユニット４０の上下方向の移動に連動して、バキュームチャック４９の姿勢を変更させることができる。またそうした姿勢変更を通じて、水平方向へのワークＷの移動時にバキュームチャック４９が、その保持面が下方に向く姿勢となるため、水平方向に移動される上記構造全体の上下方向における長さを更に縮小することができるようにもなる。

（４）チャックユニット４０の移動に伴うカムフォロワ４４ａの回動を、プーリ４３、第３伝達ベルト４７、及びプーリ４６を介して、バキュームチャック４９が固定された回動軸４５に伝達するようにした。このため、カムフォロワ４４ａの回動軸４２から離間した位置にバキュームチャック４９の回動軸４５を配設することができるようになり、バキュームチャック４９の回動軸４５やカム溝４８ａ等の配置の自由度を高めることができるようにもなる。

（比較例）
以下、上記実施の形態に対する比較例を、図１１を参照して説明する。
・バキュームチャック４９の回動軸４５とカムフォロワ４４ａの回動軸４２とを、特に別の位置に配置する必要がないような場合には、図１１（ａ）に示すように、バキュームチャック４９とカムフォロワ４４ａの設けられたアーム４４とを同一の回動軸４２’に固定するようにするようにしても良い。この場合にも、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、チャックユニット４０の上下方向への移動に応じて、カム溝４８ａによってそのカム溝４８ａ内のカムフォロワ４４ａの位置と回動軸４２’の上下方向の移動軌道Ｓ’との間隔ｄが変化され、回動軸４２’が回動されるようになる。そのため、こうした場合にも、上記実施形態と同様にワークＷの姿勢を変更させることができる。またこうした場合には、そうしたワークＷの姿勢の変更を、より少ない部品点数で実現することができる。

（変形例）
なお、上記実施の形態、比較例を適宜変更し、例えば次のような形態とすることもできる。
・カム溝４８ａの形状を適宜変更して、ワークＷの姿勢変更の態様を変更するようにしてもよい。
・カム溝４８ａにカムフォロワ４４ａに倣わせる、いわゆる溝カム以外のカムを用いて、同様のワークＷの姿勢変更を行うようにすることもできる。要は、チャックユニット４０の上下方向の移動位置によって、上記回動軸心の移動軌道Ｓとカムフォロワ４４ａとの間隔を変化させるように同カムフォロワ４４ａを案内するように形成されたカムであれば、上記実施形態と同様のワークＷの姿勢変更を行うことができる。

・上記のようなカムを用いた機構に代えて、例えばサーボモータ等のような、バキュームチャック４９の回動させる専用の動力源を設置して、ワークＷの姿勢変更を行うようにしてもよい。こうした場合には、チャックユニット４０の上下方向の移動位置とは関係なく、バキュームチャック４９の向きを変更することができる。

・搬送中のワークＷの姿勢変更が特に必要でないのであれば、チャックユニット４０にバキュームチャック４９を回動可能とせずに、完全に固定してしまうようにしてもよい。こうした場合には、バキュームチャック４９を回動させるための構造は当然ながら不要となる。

・ワークＷを保持するチャックとして、バキュームチャック以外のチャックを採用してもよい。
・水平移動ユニット２０、中間移動ユニット２７およびチャックユニット４０の移動のための動力源として、エアシリンダ等のサーボモータ以外の動力源を採用するようにしてもよい。

・上記中間移動ユニット２７の移動とチャックユニット４０の移動とを同一の動力源で行うようにしていたが、それぞれ別々の駆動源で行うようにしてもよい。この場合、第２ボールねじ機構２２上での中間移動ユニット２７の移動と、第３ボールねじ機構２８上でのチャックユニット４０の移動とを、互いに連動することなく、個別に行わせることができる。

・第１ボールねじ機構１６、第２ボールねじ機構２２や第３ボールねじ機構２８に代えて、例えばリニアガイド等のボールねじ機構以外の直動案内機構を採用するようにしてもよい。またリニアレールガイド機構１９も他の直動案内機構に変更してもよい。ちなみに、ボールねじ機構を、支持対象の駆動機構を具備しない他の直動案内機構に変更する場合には、支持対象を直動駆動するための機構を別途に追加する必要がある。

・第１ボールねじ機構１６とリニアレールガイド機構１９との２つの直動案内機構を用いて水平移動ユニット２０を直動可能に支持するようにしていたが、移動中の水平移動ユニット２０の安定支持が可能であれば、水平移動ユニット２０を単一の直動案内機構のみにより支持するようにしてもよい。また上記２つの機構だけでは、十分に水平移動ユニット２０を安定支持することができない場合には、並列に位置された３つ以上の直動案内機構で水平移動ユニット２０を支持させるようにしてもよい。

・また単一の直動案内機構ではそれに支持される構造を十分に支持しきれない場合などには、中間移動ユニット２７やチャックユニット４０の直動支持を、並列配置された複数の直動案内機構によって行うようにしてもよい。

・本発明に係る搬送装置は、旋盤加工ユニットで旋削加工されるワークＷの搬送以外の搬送物の搬送にも適用することができる。要は、複数の直動案内機構による、交差する２乃至はそれ以上の方向への直動案内を通じて搬送物を搬送する搬送装置であれば、本発明を適用することができる。

本発明にかかる搬送装置の構成を模式的に示す模式図。 本発明にかかるチャックの動作を幾何学的に示す模式図。 本発明にかかる搬送装置の一実施の形態についてその構成を示す正面図 同実施の形態にかかる搬送装置の平面図。 同実施の形態にかかる搬送装置の側面図。 （ａ）〜（ｃ）は、同実施の形態にかかる搬送装置において、チャックユニットの上下方向の移動態様を示す模式図。 （ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態にかかる搬送装置によるワークの姿勢変更の態様を示す模式図。 同実施の形態にかかる搬送装置の動作態様を示す正面図。 同実施の形態にかかる搬送装置の動作態様を示す正面図。 同実施の形態にかかる搬送装置の動作態様を示す正面図。 （ａ）〜（ｃ）は、比較例にかかる搬送装置によるワークの姿勢変更の態様を示す模式図。 従来の搬送装置の動作態様を示す正面図。 従来の搬送装置の動作態様を示す正面図。 従来の搬送装置の動作態様を示す正面図。

符号の説明

１…第１直動案内機構、２…第２直動案内機構、３…第３直動案内機構、４…チャック、１０…搬送装置、１２〜１４…支柱、１５…基台、１６…第１ボールねじ機構、１８…第１サーボモータ、１９…リニアガイド機構、２０…水平移動ユニット、２２…第２ボールねじ機構、２３、２５、２９、４３、４６…プーリ、２４…第２サーボモータ、２６…第１伝達ベルト、２７…中間移動ユニット、２８…第３ボールねじ機構、３０…第１仲介プーリ、３１…第２伝達ベルト、３２…仲介回転軸、３３…第２仲介プーリ、４０…チャックユニット、４２、４２’、４５…回動軸、４４…アーム、４４ａ・・・カムフォロワ、４７・・・第３伝達ベルト、４８…カムプレート、４８ａ…カム溝、４９…バキュームチャック、Ｌ…旋盤、ＣＨ…チャック、ＢＣ、ＢＣ１、ＢＣ２…ベルトコンベア、Ｔ…検査台、ＳＨ…シュータ。

Claims (4)

1. 搬送装置の基台に固定された第１直動案内機構と、
   その第１直動案内機構によって直動可能に支持された第２直動案内機構と、
   その第２直動案内機構によって、該第２直動案内機構の移動方向と交差する方向に直動可能に支持された第３直動案内機構と、
   その第３直動案内機構によって、該第３直動案内機構の移動方向と同方向に直動可能かつ回動可能に軸支されて搬送物を保持するチャックと、
   前記チャックの回動軸とは別に、前記第３直動案内機構に回動可能に軸支された更なる回動軸と、
   前記チャックの回動軸と前記更なる回動軸とが連動して回動するようにそれら回動軸を駆動連結する動力伝達機構と、
   前記更なる回動軸にその軸心から一定の距離を保持しながら一体回動可能に連結されたカムフォロワと、
   前記第２直動案内機構に一体移動可能に固定されたカムと、
   を備えるとともに、
   前記カムは、前記第３直動案内機構上での前記チャックの移動位置によって、同チャックの回動軸心の移動軌道との間隔を変化させつつ、前記カムフォロワを案内するように形成されてなる
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記第２直動案内機構上での前記第３直動案内機構の移動、および同第３直動案内機構上での前記チャックの移動は、同一の動力源により連動して行われる請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記第２直動案内機構および第３直動案内機構はそれぞれ、ボールねじ機構により構成されており、それら第２および第３直動案内機構の送りねじ軸はそれぞれ同一の動力源に駆動連結されてなる請求項１に記載の搬送装置。
4. 前記第２直動案内機構は、水平方向に直動可能に前記第１直動案内機構に支持され、
   前記第３直動案内機構および前記チャックは、上下方向に直動可能に前記第２および第
   ３直動案内機構にそれぞれ支持されてなる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。

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