JP4761341B2

JP4761341B2 - 吸着搬送装置

Info

Publication number: JP4761341B2
Application number: JP2002338247A
Authority: JP
Inventors: 義和岩嵜
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: EP1568448A4; CN1713969A; CN100404213C; JP2004167939A; EP1568448B1; EP1568448A1; US7717482B2; US20060055190A1; WO2004045809A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着搬送装置に関し、例えばタイヤの中間材料、特にプライやベルト等カーカス材料のようにべたつきのある材料を吸着して高速で搬送し、所定位置で強制的に剥がして密着を防止するようにした吸着搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、加工用材料の取り扱い操作、即ち待機位置にある材料を取り上げて所定位置に搬送し所定位置で降ろす作業を行うため、真空吸着手段を備えた搬送装置が用いられている。
このような真空吸着手段を備えた吸着搬送装置において、搬送する材料にべたつきがなく或いはごく軽量でもなければ所定位置に搬送されたときに、真空破壊を行うだけで被吸着材は重力により容易に解放することができる。しかし、例えばタイヤの製造に用いられる中間材料、特にプライやベルト等のようにべたつきのある材料を真空吸着搬送する場合には、一旦吸着した材料を搬送装置の吸着面から剥離することは容易ではない。つまり、単純にバキュームダクト等に破壊エアーを供給するだけでは剥離できず剥離が不完全になることがある。そして、搬送後の吸着搬送装置の戻り動作の際に、剥離が不完全であると被搬送材の一部は吸着面に吸着された状態のままとなるから、高速（３ｍ／Ｓ）で移動してきた被搬送材の慣性により巻き込み等のトラブルが誘発されて位置ずれが生じる。そのため従来から剥離を容易にするための手段が講じられている。
【０００３】
特許文献ではないが1例を示すと、吸着搬送装置の吸着面に被吸着材の剥離性を向上させるためにテフロン（登録商標）加工等の表面加工を施し、吸着面にはバキューム配管及びバキュームダクトに繋がった多数の真空吸着口と共に、被吸着材料の剥離を促進させるための補助手段として、被吸着材料に向てエアーを吹付ける複数の吹出口を設けて、吸着したべたつきのある材料を解放する際のそのべたつきによる吸着力を前記表面処理で緩和し、更に被吸着材にエアーを吹き付けることで強制的に剥離するようにしている。
【０００４】
しかしながら、従来の吸着搬送装置では、べたつきのある被吸着材料を所定の位置に搬送したときに、バキューム配管内等に破壊エアーを投入しても真空吸着が解放されるまでに遅れが生じるため、実際にはエアーを吹き付けても吸着面から被吸着材料を直ちに完全に引き剥がすことはできない。そのため、必要以上の吸着力を作用させないように、搬送する材料のべたつきの度合い、形状に合わせて吸着力の調整を行っているのが実情である。また、吸着面のテフロン（登録商標）加工等によるコーティングも完全に行うことは難しく剥離性は必ずも十分には付与できない。
このように、従来の吸着搬送装置では解放時における真空破壊による剥離応答性が良好でないため、吸着搬送装置が解放から次の動作に移るまでに遅れ時間が必要となり、動作に時間がかかり生産性の向上が阻害される原因となっている。
【０００５】
また、従来の吸着搬送装置では、吸着すべき材料が僅かに蛇行、つまり正規位置からずれていると、材料の端部が吸着面の真空吸着口領域から外れ、一部の真空吸着口から大気がバキュームダクトに流入する結果、バキュームダクトの負圧力が低下して正常な吸着が行われないことがあり、そのため従来の吸着搬送システムでは高価な蛇行防止装置を備えるに加え、吸着バキュームの負圧力を上昇させる等の対策が必要となるが、負圧力を上げると前述のように被吸着材料の解放ミスを生じることになる。
【０００６】
更に、従来のようなエアーシリンダへのピストンの上下動作でそのまま吸着面を上下動させる構成では、例えば、コンベア上に待機している吸着搬送装置が被吸着材料を取りに行くため一旦下降し、直ぐに上昇動作をさせる場合、ピストンが完全に下死点を到達した後に、同ピストンを上昇させているため下死点での遅れが生じる。そこで、これを回避するため見込み動作で切り換えると、ピストンは下死点到達前に上昇し、吸着ミスを誘発するという問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような従来の問題を解決すべくなされたものであって、その第１の目的（課題）は、べたつきのある被吸着材料でも解放位置で直ちにかつ確実に解放できるようにして、解放動作を迅速に行えるようにすることである。
第２の目的は、被吸着材料が多少蛇行していても吸着力を特に高めることなく確実に保持できるようにすることである。
第３の目的は、吸着面の上下動作における時間遅れを低減して高速での吸着、搬送、剥離動作を可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上部フレーム、上部フレームに対し上下動可能な下部フレーム、及び下部フレームに設けた吸着面を備えた吸着搬送装置において、前記吸着面は、バキュームダクトの下側領域において前記バキュームダクトに連通した複数の真空吸着口と、前記真空吸着口を設けたバキュームダクトの下側領域から外れた領域であって、吸着すべき材料の正規位置からのずれの影響を受ける前記吸着面の長手方向両端部分を含む領域において、前記バキュームダクトに連通した平行に配置された複数の終端が閉じた真空吸着溝を備えたことを特徴とする吸着搬送装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された吸着搬送装置において、前記真空吸着溝は平面視略Ｌ字状をなしていることを特徴とする吸着搬送装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された吸着搬送装置において、前記吸着面に、吸着搬送装置の吸着解放時における下部フレームの下降位置において、前記吸着面から下方に突出する複数の圧下ピンを備えたことを特徴とする吸着搬送装置である。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された吸着搬送装置において、前記吸着面はべたつき防止のための表面処理が施されており、かつ、吸着搬送装置の吸着解放時において被吸着材にエアーを吹き付けるためのエアー吹出口を設けたことを特徴とする吸着搬送装置である。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された吸着搬送装置において、ピストンロッド、ピストンロッドを有するピストン、第１のリンク及び第２のリンクを有するトグル機構と、前記トグル機構により上部フレームに対して上下動可能で、被吸着材を吸着する前記吸着面を備えた下部フレームと、を備えた吸着搬送装置であって、前記第１のリンク及び第２のリンクのそれぞれの一端部は前記ピストンロッドに同軸に枢着され、前記第１のリンクの他端部は上部フレームに枢着され、かつ前記第２のリンクの他端部は下部フレームに枢着されており、前記ピストンロッドがシリンダ中でその退却位置から伸長位置まで移動する一動作で、下部フレームが上死点位置から下死点位置に移動しさらに上死点位置に戻る動作を行うことを特徴とする吸着搬送装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の吸着搬送装置の１実施形態を図面を参照にして説明する。
図１は、本発明の吸着搬送装置の１実施形態の正面図である。
図１に示すように、吸着搬送装置１００は、概略的には上部フレーム１３０と、後記する吸着面を備えた下部フレーム１４０と、上部フレーム１３０に固定され該フレームと下部フレーム１４０とを伸縮自在に結合するエアーシリンダ１１０を備えた後述するトグル機構とからなっている。上部フレーム１３０の図中左右両端には案内支持部１３２が固定されており、案内支持部１３２は例えば支持フレーム４０に支持された駆動支持体１３４に固着されて、図示しない任意の駆動手段によって吸着搬送装置全体を支持フレーム４０に沿って搬送するための手段を提供している。
上部フレーム１３０にはエアーシリンダ１１０が固定され、エアーシリンダ１１０のピストンロッド１１２には、図示のように複数箇所でそれぞれ上部フレーム１３０及び下部フレーム１４０に枢着された揺動片からなるリンク１１４ａ、１１４ｂが同軸に枢着されてトグル機構を構成している。
従って、エアーシリンダ１１０のピストンロッド１１２の伸縮に従って、トグル機構の各リンク１１４ａ，１１４ｂが揺動し、それによって下部フレーム１４０は上下動するようになっている。
【００１０】
下部フレームにはその長手方向適所に複数のエアー吹出口１２５が設けられていると共に、複数のエアーシリンダ１５０がやはりその長手方向にほぼ等間隔に設けられている。エアーシリンダ１５０のピストン下端には複数の圧下ピン１５２を備えたピン支持体１５４が一体に設けられており、後述するようにエアーシリンダ１５０を伸張することで圧下ピン１５２が吸着面１２０から突出するように構成されている。
【００１１】
図２は下部フレームの側断面を示す。下部フレーム１４０は、図示のように外側下部フレーム１４２と、この外側下部フレーム１４２中の内側下部フレーム１４４とからなっている。内側下部フレーム１４４の下端には、例えばタイヤのプライやベルトなどのカーカス材料等の被吸着材をを吸着するための吸着面１２０が設けられており、さらに、エアーシリンダ１５０のピストン１５１に連結されたピン支持体１５４は、ピストン１５１の下降ストロークにより圧下ピン１５２を図中破線で示すように吸着面１２０から突出して後述するように、解放位置において被吸着材を強制剥離する。
【００１２】
図３は内側下部フレーム１４４の下端に設けた吸着面１２０を示す。
吸着面１２０にはバキュームダクト１４６（図２）に連通した多数の小さな真空吸着口１２２が開口しており、その吸着面の材料の蛇行の影響を受ける部分つまり図示両端部の蛇行許容領域には、バキュームダクト１４６に連通して被吸着材Ｍ（図４）を真空吸着するための複数のＬ字状真空吸着溝を構成する真空吸着溝１２７が吸着面１２０の長手方向に平行に設けられ、さらにＬ字状真空吸着溝を構成する真空吸着溝１２７の終端はこれと直交しその終端が閉じたこれもバキュームダクト１４６に連通したＬ字状真空吸着溝を構成する真空吸着溝１２８に連通している。即ち、吸着面１２０の端部には、被吸着材の流れ方向と、搬送方向に平行に且つＬ字状の深さ１ｍｍ、間隔８ｍｍの溝を有しており、角部を基準に互いに間隔を隔てて平行に配置されている。
ここで、Ｌ字状真空吸着溝部分は被吸着材Ｍの蛇行の影響を受けない範囲に設けたバキュームダクト１４６から間隔を隔てて取り付けられ、バキュームダクト１４６の真空により真空吸着する。そのため、従来のものでは被吸着材Ｍが蛇行して被吸着材が吸着面より外れた場合には、その外れた部分より大気が流入して吸着ミス、搬送方向の先端からめくれるように剥がれるが、本吸着搬送装置では、被吸着材Ｍが蛇行しても被吸着材が覆ったＬ字状真空吸着溝１２７、１２８は被吸着材を真空吸着し、被吸着材が外れたＬ字状真空吸着溝部分は大気に晒されるが、バキュームダクト１４６より離れていることから、負圧低下を引き起こすことがない。
【００１３】
吸着面１２０には更に圧下ピン１５２の挿通孔１５２ａが吸着面全体に均一に分布するよう配置されており、圧下ピン１５２は、前記ピストン１５１の下降ストロークで吸着面の内部つまりバキュームダクト１４６内部より吸着面外に突出して被吸着物を圧下する。
この圧下ピン１５２の下降タイミングは、吸着装置の下部フレーム１４０の下降下死点でスタートするように制御されており、かつ、圧下ピン１５２の下死点でその先端が搬送先のコンベア上面に接するように位置制御されている。これにより、材料のべたつきに関係なく強制的に且つ解放時に位置ずれを生じることなく搬送先に被吸着材を受け渡すことができる。
【００１４】
以上のとおり、本吸着搬送装置では吸着面内部より圧下ピン１５２を圧下させることで強制的に引き剥がしが可能であるが、より確実な解放動作のために吸着面にローレット加工後テフロン（登録商標）コーティングを施し、それによって、圧下ピン１５２の圧下圧力変動による動作時間遅れを略皆無にすることができる。
【００１５】
次に、以上で説明した吸着搬送装置の動作について図４を参照して説明する。
図４Ａは吸着搬送装置１００の待機位置を示す。吸着搬送装置１００はコンベア２０上にある搬送すべき被吸着材Ｍの上部に待機している。この状態ではシリンダ１１０のピストンロッド１１２はシリンダ１１０中に退却しており、下部フレーム１４０は部材から離れた、つまりコンベア２０と干渉しない位置にある。
次に、図４Ｂでは、シリンダ１１０のピストンロッド１１２は退却位置から伸張位置の中間位置にあり、トグル機構の各リンク１１４ａ、１１４ｂはピストンロッド１１２の下降ストロークに従って揺動して両者が一直線となった位置、つまり下部フレーム１４０は下降ストロークの下死点にある。ここで吸着搬送装置１００の吸着面１２０はコンベア２０上で待機する被吸着材Ｍに接触する。それによって吸着面に設けた真空吸着口１２２、Ｌ字真空吸着溝１２７，１２８が被吸着材Ｍによって塞がれるため被吸着材Ｍはその負圧によって吸着される。
図４Ｃの状態は、前記ピストンロッド１１２が最も伸張した状態（上死点）を示す。この状態では、吸着面１２０はトグル機構により被吸着材Ｍを吸着した状態でコンベア２０から離れ、被吸着材Ｍはその一端部が持ち上がった状態で、吸着搬送装置１００により所定の位置に搬送される。
【００１６】
搬送後における被吸着材料Ｍの解放は、前記ピストンロッド１１２を図４Ｂの状態にまで退却させ行う。つまり、吸着面１２０を別のコンベアに接触させ、その状態でバキューム配管（図示せず）及びバキュームダクト１４６に破壊エアを投入して真空破壊を行うと共に、圧下ピン１５２を吸着面１２０から突出させ、それと共に図示しないエアー供給源及び配管１６０を通して前記複数のエアー吹出口１２５からエアーを噴き出して、被吸着材Ｍを吸着面１２０から直ちに剥離する。
【００１７】
図５は、吸着搬送装置において用いられるエアーシリンダ等に用いられる電磁弁の動作タイミングチャートである。
図中、バキューム１，バキューム２は、それぞれバキュームダクト１４６に連通するバキューム配管に設けた電磁弁を示し、ここでは２系統の真空系が用いられている。吸着搬送装置における吸着、搬送、解放、戻りの各動作中において、解放後の戻り動作中に、つまり戻り指令があった後０．４秒間ソレノイドがＯＮとなり、電磁弁が動作してバキュームダクト１４６を真空源に接続することを示している。
破壊（ブロー）１，２はバキューム１，２に対応して、それぞれの真空破壊を行うための電磁弁の動作タイミングを示している。ここでは搬送が完了したとき０．１秒間ソレノイドがＯＮされて電磁弁が開きバキュームダクト１４６内にエアーを投入する。
ブロー３は被吸着材Ｍの剥離時における補助手段としてエアーの吹き出し用の電磁弁の動作タイミングを示している。ここでは搬送が完了したとき０．２秒間ソレノイドがＯＮして、被吸着材Ｍに向かって空気を吹き付ける。
下部フレーム上昇は、それが解放時にソレノイドを０．１秒間だけＯＮすることによってなされること、及び下部フレーム下降は、吸着時に同様にソレノイドを０．１秒間だけＯＮすることによってなされることを示している。
ピン動作（下降）は、被吸着材の解放時に、つまり搬送が完了したときに０．３秒間ソレノイドがＯＮして、圧下ピン下降用のシリンダ１５０が動作することを示している。
【００１８】
図６は、本発明の高速吸着搬送装置の動作を概略的に説明するための模式図であって、図６Ａは被吸着材料Ｍを平行に移動させる場合を、また、図６Ｂは被吸着材料Ｍを直角に移動させる場合をそれぞれ模式的に示している。
即ち、吸着搬送装置１００は、図６Ａに示す位置において下部フレーム１４０の真空吸着面１２０をエアシリンダ１１０で動作するトグル機構により下降させ、コンベア２０によって搬送されてきた所定の幅の材料Ｍの先端部分に接触させて前記真空口により吸着し、次に、その状態で前記吸着面を引き上げガイド４０に沿って、直行する別のコンベア３０上の所定の位置まで移動する。
所定位置に達した前記吸着搬送装置１００は、その吸着面を下降させて被吸着材料をコンベア３０に接触させると同時に前記吸着口に繋がったバキューム配管及びバキュームダクトに破壊エアーを投入して真空破壊を行うと共に、圧下ピンを吸着面から突出し同時に前記複数のエアー吹出口からエアーを噴き出して被吸着材料をその吸着面から剥離する。
図６Ｂに示す被吸着材料Ｍを直角に移動させる場合は、前記搬送装置１００は、コンベア２０上の所定の幅の被吸着材料Ｍの図中右端側を吸着して、コンベア２０と直行する方向に搬送し、別のコンベア３１又は３２上に材料１を置く。この一連の動作における吸着面の下降、上昇、被吸着剤利用の剥離等は図６Ａで説明したものと同様である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１、２の発明に対応する効果；吸着面にバキュームダクトから間隔を隔てて真空吸着溝を設けたことにより、被吸着材に蛇行が生じても負圧の低下を生じることがなく前記真空吸着溝により確実に吸着でき、そのため従来のように高価な蛇行防止装置を必要とせずコストを低減させることができる。
請求項３の発明に対応する効果；剥離位置において圧下ピンを吸着面から突出させることにより、べたつきのある材料でも強制的に容易に剥離することができる。
請求項４の発明に対応する効果；べたつきによる吸着力を弱め、一層剥離を容易に行うことができる。
請求項５の発明に対応する効果；下部フレームを下降及び上昇させるのに前記トグル式リンク機構を用いてその力点移動量を左右にずらすことで、吸着動作は待機位置、吸着位置（下死点）、搬送位置の３ポジションで、解放時は搬送装置、解放位置（下死点、吸着位置と同じ）、戻り可能位置（搬送位置と同じ）と逆動作を各々シリンダ中のピストンロッドの１行程動作でしかも下死点位置が繰り返し変化することなく、高速で行うことができ、そのため高速で且つ確実に精度よく材料の吸着、搬送、受け渡しができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸着搬送装置の正面図である。
【図２】図１に示す吸着搬送装置の下部フレームの側面図である。
【図３】本吸着搬送装置の吸着面を示す図である。
【図４】本吸着搬送装置の動作を説明するための模式図である。
【図５】本吸着搬送装置に用いられるエアーシリンダ等の電磁弁の動作タイミングチャートである。
【図６】本吸着搬送装置の実際の適用例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
２０、３０，３１，３２…コンベヤ、４０…支持フレーム、１００…吸着搬送装置、１１０…エアーシリンダ、１１２…ピストンロッド、１１４ａ，１１４ｂ…リンク、１２０…吸着面、１２２…吸着口、１２５…エアー吹出口、１２７，１２８…Ｌ字状吸着溝、１３０…上部フレーム、１４０…下部フレーム、１４６…バキュウームダクト、１５２…圧下ピン、

Claims

上部フレーム、上部フレームに対し上下動可能な下部フレーム、及び下部フレームに設けた吸着面を備えた吸着搬送装置において、
前記吸着面は、バキュームダクトの下側領域において前記バキュームダクトに連通した複数の真空吸着口と、前記真空吸着口を設けたバキュームダクトの下側領域から外れた領域であって、吸着すべき材料の正規位置からのずれの影響を受ける前記吸着面の長手方向両端部分を含む領域において、前記バキュームダクトに連通した平行に配置された複数の終端が閉じた真空吸着溝を備えたことを特徴とする吸着搬送装置。
請求項１に記載された吸着搬送装置において、
前記真空吸着溝は平面視略Ｌ字状をなしていることを特徴とする吸着搬送装置。
請求項１又は２に記載された吸着搬送装置において、
前記吸着面に、吸着搬送装置の吸着解放時における下部フレームの下降位置において、前記吸着面から下方に突出する複数の圧下ピンを備えたことを特徴とする吸着搬送装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載された吸着搬送装置において、
前記吸着面はべたつき防止のための表面処理が施されており、かつ、吸着搬送装置の吸着解放時において被吸着材にエアーを吹き付けるためのエアー吹出口を設けたことを特徴とする吸着搬送装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載された吸着搬送装置において、
ピストンロッド、ピストンロッドを有するピストン、第１のリンク及び第２のリンクを有するトグル機構と、
前記トグル機構により上部フレームに対して上下動可能で、被吸着材を吸着する前記吸着面を備えた下部フレームと、を備えた吸着搬送装置であって、
前記第１のリンク及び第２のリンクのそれぞれの一端部は前記ピストンロッドに同軸に枢着され、前記第１のリンクの他端部は上部フレームに枢着され、かつ前記第２のリンクの他端部は下部フレームに枢着されており、前記ピストンロッドがシリンダ中でその退却位置から伸長位置まで移動する一動作で、下部フレームが上死点位置から下死点位置に移動しさらに上死点位置に戻る動作を行うことを特徴とする吸着搬送装置。