JP4702793B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを、例えば工作機械の加工部に搬送するワーク搬送装置に関する。

特許文献１に開示されたワーク搬送装置が知られている。
このワーク搬送装置は、移動フレームに沿って移動するヘッド部に、可動ジョーと上爪を設けたワーク把持部を取付け、この可動ジョーと上爪でワークを把持し、その状態でヘッド部を移動してワークを切断装置まで搬送するものである。

特開平６−３１５８２１号公報

前述した従来のワーク搬送装置は、そのワーク把持部が水平の可動ジョーと水平の上爪でワークを把持するものであるから、ワークにおける可動ジョーと上爪で把持される部分（つまり、被把持部分）は水平な横向形状に限られ、縦向形状や斜め形状であると把持できない。
例えば、アルミ押出形材などの中空形状で、その中空部内に縦片を有するワークの場合には、その縦片を把持できない。
また、アルミ押出形材などの中空形状で、中空部を形成する部分に斜め部分を有するワークの場合には、その斜め部分を把持できない。

また、前述した可動ジョー、上爪はヘッド部に対して左右方向には移動できないし、そのヘッド部も移動フレームに対して左右方向には移動できない。
このために、可動ジョー、上爪（ワーク把持部）に対してワークが左右方向に位置ずれしている場合には、そのワークを左右に移動して位置合わせしてから把持することになるので、前述のようにワーク把持部とワークが左右方向に位置ずれしている場合にはワークを移動して位置合わせしなければならず、その作業が面倒である。
特に、ワークが長尺物、重量物の場合には前述の位置合わせ作業が大変面倒である。

本発明の目的は、ワークの被把持部分がどのような形状であっても確実に把持して搬送できると共に、ワークとワーク把持部を簡単に位置合わせして把持できるようにしたワーク搬送装置とすることである。

第１の発明は、架台１と、この架台１に沿って移動する可動体２と、この可動体２に設けたアーム部３と、このアーム部３に設けたワーク把持部４を備え、
前記アーム部３に球形部材２０を設け、可動体２に第１・第２球面受け部材２１，２２を、前記球形部材２０を挟持して設け、
この第２球面受け部材２２を球形部材２０に向けて移動したり、離れる方向に移動自在とし、前記アーム部３を可動体２に対して任意方向に揺動及び回転自在としたり、アーム部３を可動体２に対して揺動及び回転しないようにロックできるようにしたことを特徴とするワーク搬送装置である。

第２の発明は、第１の発明において、可動体２に、アーム部３の最大揺動範囲を規制するストッパ部材２７を設けたワーク搬送装置である。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、可動体２に複数のアーム部３を、それぞれ単独に揺動及び回転自在に設け、その各アーム部３にワーク把持部４をそれぞれ設けたワーク搬送装置である。

請求項１に係る発明によれば、第１・第２球面受け部材２１，２２で球形部材２０を挟持することでアーム部３をスムーズに揺動、回転できるから、アーム部３を任意の方向に揺動及び回転することでワーク把持部４の姿勢を、ワーク５の被把持部の形状に対応した姿勢にできるので、ワーク５の被把持部分がどのような形状であってもワーク把持部４で確実に把持して搬送できる。
また、ワーク把持部４とワーク５が位置ずれしている場合には、アーム部３を揺動することでワーク把持部４を移動して位置合わせできるので、その位置合わせが簡単にできる。
また、第２球面受け部材２２を球形部材２０に強く押しつけることで球形部材２０が揺動、回転しないようにできるから、アーム部３をロックしてワーク把持部４が動かないようにできるから、ワークを搬送している時、又はワークを加工している途中でガタついたりすることがない。

請求項２に係る発明によれば、アーム部３の最大揺動範囲を規制できるから、アーム部３が大きく下方に揺動してワーク把持部４が架台１等に干渉することを防止できる。

請求項３に係る発明によれば、複数のアーム部３がそれぞれ単独に揺動及び回転自在に設けてあるので、異形断面のワーク５であっても複数の被把持部分を把持して安定してワーク５を搬送できる。

図１に示すように、架台１と、この架台１に沿って移動自在な可動体２と、この可動体２に設けたアーム部３と、このアーム部３に設けたワーク把持部４でワーク搬送装置としてある。
前記ワーク把持部４で長尺なワーク５の端部を把持し、可動体２を移動することでワーク５を押しながら搬送する。図１に示す実施の形態では架台１に複数のローラ６を長手方向に間隔を置いて取付け、このローラ６に沿ってワーク５をスライドして搬送する。
例えば、図１においては架台１の長手方向端部寄りに工作機械７を設置し、その切断部７ａに向けてワーク５を搬送し、その切断部７ａでワーク５を所定長さに切断し、その切断したワーク５ａを搬出部８まで搬送するようにしてある。

前記可動体２を移動する構成を図２に基づいて説明する。
前記架台１の一側縦面１ａに上下一対のレール１０が長手方向に沿って取付けてある。
前記可動体２に設けた上下一対のガイド１１を前記レール１０に沿ってスライド自在に嵌め合わせる。
この可動体１１に取付けたピニオン駆動手段１２でピニオン１３を回転駆動する。このピニオン１３を一対のレール１０に設けたラック１４に噛合し、ピニオン１３が回転することで可動体２が架台１の長手方向に移動するようにする。この実施の形態においては、図示しない制御装置によって搬送距離を一定に制御している。

図３と図４に示すように、前記アーム部３の長手方向一端寄りが可動体２に、上下、左右の任意方向に揺動自在で、かつアーム部３の長手方向を軸として回転可能に取付けてある。
例えば、図５に示すようにアーム部３の長手方向一端寄りに球形部材２０を設け、可動体２には第１・第２球面受け部材２１，２２を設け、この第１・第２球面受け部材２１，２２の球面凹部２１ａ，２２ａで前記球形部材２０を揺動及び回転可能に支持している。

前記アーム部３を揺動、回転しないように可動体２に対してロックできるようにすることが好ましい。
例えば、図５に示すように前記第１球面受け部材２１を可動体２に固定した固定部材２３に取付け、この第１球面受け部材２１と固定部材２３に、前記アーム部３が挿通する孔２１ｂ，２３ａを形成する。前記固定部材２３の第１球面受け部材２１よりも下方位置に可動部材２４の下部をピン２５でアーム部３の長手方向に向けて揺動自在に取付ける。この可動部材２４に第２球面受け部材２２を取付け、この第２球面受け部材２２と可動部材２４とに、前記アーム部３が挿通する孔２２ａ，２４ａを形成する。この孔２２ａ，２４ａと前記第１球面受け部材２１、固定部材２３の孔２１ｂ，２３ａはほぼ同心状に連続し、アーム部３が各孔２１ｂ，２３ａ，２２ｂ，２４ａを挿通し、第１・第２球面受け部材２１，２２の球面凹部２１ａ，２２ａが球形部材２０を挟持するように接する。
前記可動部２４は図３に示すように固定部材２３よりも上方に突出し、その上端部分に、可動体２に固定されたロック用シリンダ２６を連結してある。このロック用シリンダ２６を縮み作動すると可動部材２４がピン２５を軸として固定部材２３側に向けて揺動し、図５の実線で示すように球形部材２０を第１・第２球面受け部材２１，２２で強い力で挟持して球形部材２０が第１・第２球面受け部材２１，２２に対して揺動及び回転しないようにしてロック状態とする。
この時、第１・第２球面受け部材２１，２２からピン２５までの距離よりも第１・第２球面受け部材２１，２２からロック用シリンダ２６までの距離のほうが長いほうが好ましい。
また、ロック状態のとき、第１球面受け部材２１及び固定部材２３と可動部材２４及び第２球面受け部材２２の間には、非接触状態で隙間があることが好ましい。
そのような構成にすることで、ロック用シリンダ２６の力が十分に球形部材２０に与えることができ、非常に強固なロック状態を得ることができる。
前記ロック用シリンダ２６を伸び作動して可動部材２４を図５の仮想線で示すように固定部材２３と離れる方向に揺動し、第１・第２球面受け部材２１，２２で球状部材２０を挟持する力を弱くすることで解除し、アーム部３が揺動及び回転できるようにする。

前記可動体２にはアーム部３の最大揺動範囲を規制するストッパ部材２７が設けてある。
例えば、可動体２の一部として設けられたプレート２７ａに設けられた孔２７ｂにアーム部３を挿通し、その孔２７ｂとアーム部３の外周面との間の隙間分だけ揺動するようにして最大揺動範囲を規制している。

前記ワーク把持部４は、図３と図４に示すように第１爪４ａと第２爪４ｂでワークを把持（クランプ）するものである。
例えば、アーム部３の長手方向他端部に第１爪４ａを固定し、この第１爪４ａに第２爪４ｂを揺動自在に連結し、その第２爪４ａを揺動することでワークをクランプ、アンクランプする。

前記第２爪４ｂを揺動する把持用シリンダ３０は、図３に示すようにアーム部３の長手方向一端部に取付けてある。
前記アーム部３は中空のロッドで、その中空部には作動杆３１が挿通され、この作動杆３１の一端部が前記把持用シリンダ３０のピストン杆３０ａに連結してあると共に、作動杆３１の他端部が前記第２爪４ｂに連結してある。
これによって、把持用シリンダ３０のピストン杆３０ａを伸縮することで第２爪４ｂが揺動してワークをクランプ、アンクランプする。
また、アーム部３の長手方向一端部に把持用シリンダ３０が取付けてあるので、その把持用シリンダ３０とワーク把持部４がバランスしてアーム部３の重心位置が長手方向中間位置となるから、アーム部３を水平に保持し易くなる。

前述のようであるから、作業者はアーム部３を手で持って任意方向に揺動、回転することでワークの把持部４（第１爪４ａと第２爪４ｂ）をワーク５の被把持部分の形状に応じた姿勢とすることができるので、どのような形状の被把持部分でも確実に把持できる。
例えば、図６に示すワーク５（サッシ）の水平の横向きの被把持部分５ｂ、垂直の縦向の被把持部分５ｃ、斜めの被把持部分５ｄを確実に把持できる。

また、ワーク５とワーク把持部４の位置がずれている場合には、前述のようにワーク把持部４を揺動することでワーク把持部４をワーク５に位置合わせできるから、その作業が容易である。

前記アーム部３のワーク把持部４寄りにスイッチ装置４０が設けてあり、このスイッチ装置４０の操作信号で前記ロック用シリンダ２６、把持用シリンダ３０を作動してロック解除状態、アンクランプ状態及びロック状態、クランプ状態にできる。
このようであるから、作業者はアーム部３のワーク把持部４寄りを手で持ってワークの被把持部分の形状、位置に応じてアーム部３を揺動、回転して第１・第２爪４ａ，４ｂをワークの被把持部分に合致させ、そのままの状態でスイッチ装置４０を操作することでロック、クランプ状態にできる。
なお、ロック機能がない場合にはスイッチ装置４０の操作信号でクランプ、アンクランプするようにすれば良い。
例えば、前述の各シリンダに電磁切換弁でエアーを供給するようにし、スイッチ装置４０の操作信号で電磁切換弁を切り換えるようにする。

前記スイッチ装置４０は、例えばアーム部３に嵌合固定した固定筒４１に可動筒４２をスライド自在に嵌合し、その可動筒４２をばね４３で離隔方向に移動すると共に、固定筒４１にスイッチ４４を設け、可動筒４２をばね４３に抗してスライドすることでスイッチ４４が作動するようにする。

図３と図４に示すように、可動体２には複数、例えば一対のアーム部３が基台１に対して水平な位置に並列して設けてあると共に、その各アーム部３にワーク把持部４がそれぞれ設けてある。
このようであるから、ワークの幅方向２ヶ所を把持して搬送できるので、幅広いワークを安定して搬送できる。

なお、前述の実施の形態において、架台１の上に可動体２をスライド移動させる構成について説明したが、可動体２が必ずしも地面に対して水平移動する必要はない。例えば、壁などに設置された縦長の架台の側面に設置されたレールによって可動体２が上下運動しても良い。
また、可動体２の移動方向とアーム部３の長手方向は同一方向であるとして説明したが、必ずしも同一である必要はなく、例えば可動体２の移動方向に対してアーム部３の長手方向は垂直な方向に設けてあっても良い。

本発明の実施の形態を示すワーク搬送装置の概略正面図である。 可動体の取付部分を詳細に示す拡大左側面図である。 可動体とアーム部とワーク把持部を詳細に示す拡大正面図である。 可動体とアーム部とワーク把持部を詳細に示す拡大平面図である。 図３のＡ部拡大断面図である。 ワークの断面図である。

符号の説明

１…架台、２…可動体、３…アーム部、４…ワーク把持部、５…ワーク、２０…球体部材、２１…第１球面受け部材、２２…第２球面受け部材、２７…ストッパ部材。

Claims (3)

1. 架台１と、この架台１に沿って移動する可動体２と、この可動体２に設けたアーム部３と、このアーム部３に設けたワーク把持部４を備え、
   前記アーム部３に球形部材２０を設け、可動体２に第１・第２球面受け部材２１，２２を、前記球形部材２０を挟持して設け、
   この第２球面受け部材２２を球形部材２０に向けて移動したり、離れる方向に移動自在とし、前記アーム部３を可動体２に対して任意方向に揺動及び回転自在としたり、アーム３を可動体２に対して揺動及び回転しないようにロックできるようにしたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 可動体２に、アーム部３の最大揺動範囲を規制するストッパ部材２７を設けた請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 可動体２に複数のアーム部３を、それぞれ単独に揺動及び回転自在に設け、その各アーム部３にワーク把持部４をそれぞれ設けた請求項１又は２記載のワーク搬送装置。

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