JP4945374B2 - サブパレット反転装置及びサブパレットの反転を伴うワークの加工・組付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置決めされ且つワークを載置したサブパレットをワークとともに反転せしめ、更にワークを基準パレット上に位置決め載置するサブパレット反転装置と、このサブパレット反転を伴うワークの加工・組付け方法に関する。

自動車の部品（例えばエンジンのミッションケース）などのワークには多数の部品が組み付けられる。斯かる部品の組付けを効率よく行うために、従来から搬送ライン上を移動するパレットにワークを載置し、また搬送ラインに沿って部品ごとに組付けステーションを配置し、パレットに載置したワークに順次部品を組付けるようにしている。

前記パレットにはワークを位置決め固定するための位置決めピンまたは位置決め座が設けられている。そして、ワークの種類が変わると位置決めピンまたは位置決め座の位置が変わるので、多数のパレットを用意しておかなければならず面倒である。そこで、特許文献１，２にパレット装置が提案されている。

特許文献１には、電卓を載置するパレット装置として、親パレットと子パレットからなる２層式のパレットが提案されている。この２層式パレットは電卓の機種に応じて複数種類の子パレットをストッカーにストックしておき、一方、親パレットは全ての子パレットに対して共通とし、親パレットのメモリーピンに与えられた信号を読み取って、自動的に所定の子パレットを選定してストッカーから取り出し親パレットに積載する内容が開示されている。

特許文献２には、パレットをメインパレットとこのメインパレットに対して交換自在とされたサブパレットから構成し、サブパレットにワークを取付けるとともにメインパレットについては直交する２軸に対して回動可能とした内容が開示されている。

特開昭６１−１２４４２１号公報 特開平８−２５２７８３号公報

特許文献１，２に開示されるように、子パレット或いはサブパレットを用意することで、ワークの機種変更に対応することができるが、ワークの両面に加工或いは組付けを行う場合には、一旦ワークを子パレット或いはサブパレットから取り外し、天地を反転して別のパレットに固定載置しなければならず、これを手作業で行うと極めて作業効率が悪くなる。

また、特許文献１，２に開示されたパレット装置にあっては、子パレット或いはサブパレットを保管する場所が別途必要となる。特に、子パレット或いはサブパレットは１機種ごとに用意されるため、それだけ大きな保管場所が必要になってしまう。また、機種変更に応じて子パレット（サブパレット）を交換する際には、保管場所から親パレット（メインパレット）の位置まで子パレット（サブパレット）を移動させなければならず、時間と手間がかかる。

上記課題を解決するため本発明に係るサブパレット反転装置は、基準パレットとサブパレットからなるパレット装置の前記基準パレットを位置決めする位置決め部材と昇降部材を備え、前記昇降部材には水平軸を中心として回動可能（例１８０°）な反転体が設けられ、この反転体には前記サブパレットを固定するパレット把持機構と、ワークを前記サブパレットに対して固定するクランプ機構とが設けられ、基準パレット上に位置決めされ且つワークを載置したサブパレットをワークとともに反転せしめてワークを基準パレット上に位置決め載置可能とした。

本発明に係るサブパレット反転装置としては、前記反転体からサブパレットのみを受け取るサブパレット受取りユニットと、このサブパレット受取りユニットに受け渡されたサブパレットを前記基準パレット内に挿入するサブパレット挿入ユニットを備えることが可能である。

前記サブパレット挿入ユニットはサブパレットを受け取る際は接合ユニットを介して前記サブパレット受取りユニットと一体的に進退動し、サブパレットを挿入する際はサブパレット受取りユニットとは独立して進退動することで、機構が簡略化できる。

また、上記のサブパレット反転を伴うワークの加工・組付け方法は、基準パレット上に位置決め載置されたサブパレットに対しワークをクランプして所定の加工または組付けを行い、次いで前記サブパレットにワークをクランプしたままサブパレットを上下反転せしめてワークを基準パレット上に載置し、この後、ワークからサブパレットを取り外し、基準パレット上のワークに加工また組付けを行う。

本発明によれば、ワークの両面に加工或いは組付けを行う際に、特別なパレットを別途用意することなく、基準パレットとサブパレットのみで行うことができ、しかもワークの反転をサブパレットごと自動的に行えるので、作業効率が大幅に向上する。

また、基準パレットにサブパレットを収納できる構造とすることで、サブパレットの保管場所が不要になり、しかもワークの両面に加工或いは組付けを行っている間に基準パレットにサブパレットを収納することも可能となる。

以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るサブパレット反転装置の正面図、図２はサブパレット反転装置内に進入した無人搬送車の側面図、図３は本発明に係るサブパレット反転装置の平面図、図４はサブパレット挿入ユニット及びサブパレット受取りユニットの平面図、図５は 図４のＡ−Ａ方向矢視図、図６（ａ）はサブパレット挿入ユニットがサブパレット受取りしユニットに対してフリーの状態を示す図、（ｂ）は（ａ）をｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）をｃ方向から見た図、図７（ａ）はサブパレット挿入ユニットがサブパレット受取りユニットに対して係合した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）をｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）をｃ方向から見た図である。

先ず、サブパレット反転装置２００内に進入した無人搬送車Ａは床面上に施設した磁気軌道Ｂに沿って走行する。この無人搬送車Ａに設けた昇降台Ｃ上にパレット装置１が載置されている。

パレット装置１は基準パレット１０とサブパレット２０からなる。基準パレット１０は支持プレート１１を有し、この支持プレート１１の上面側にはサブパレット２０を位置決め載置する固定部材としての位置決めピン１２、ワークを位置決め載置する位置決めピン１３およびワークの位置決め座１４が設けられている。
ワークの位置決めピン１３には操作ノブ１５が付設され、機種に応じて位置決めピン１３を交換したり、高さ調整が行えるようにしている。また、図示例では位置決めピン１３と位置決め座１４の両方を設けているが、いずれか一方でもよい。

また、支持プレート１１の下面には３方を囲むサイドプレート１６…を介してボトムプレート１７が取り付けられ、支持プレート１１の下面、サイドプレート１６の内側面及びボトムプレート１７の上面によって収納空間Ｓが形成され、この収納空間Ｓ内に前記サブパレット２０を収納することができる。

前記サイドプレート１６…のうち左右のサイドプレート１６の内側面はサブパレット２０を差し入れる際のガイドを兼ねるベく、先端部はテーパ状に広がっている。また奥のサイドプレート１６にはサブパレット２０を突き当てることで収納空間Ｓ内での位置決めを行う。

また、サイドプレートがない面を収納空間Ｓへの挿入用の開口とし、この開口部分に収納空間Ｓ内からのサブパレット２０の抜け落ちを防止するストッパ１８を設けている。このストッパ１８は、通常はスプリングによって先端がサブパレット２０に干渉する高さまで持ち上げられ、後述するサブパレット移載装置３００を構成するサブパレット挿入ユニットによってサブパレット２０を収納空間Ｓに挿入することができる。

更に、基準パレット１０のボトムプレート１７には、サブパレット２０を収納空間Ｓに挿入する際、或いは基準パレット１０の位置決めピン１２にサブパレット２０を載置する際などに、パレット装置１全体を位置決めする位置決め穴１９ａ及び位置決め座１９ｂが形成されている。位置決め穴１９ａ及び位置決め座１９ｂは２個づつ合計４個が対角線上に配置されている。

サブパレット２０の下面には転動ローラ２１が設けられ、サブパレット２０の前縁にはサブパレット２０を収納空間Ｓに挿入する際に治具の先端が係止する切欠としてのＴ字溝２２が形成されている。またサブパレット２０には複数のワーク位置決め部材２３が設けられている。

本実施例では支柱１０１，１０２，１０３で囲まれるスペース内に、サブパレット反転装置２００とサブパレット移載装置３００が設けられている。支柱１０１，１０２，１０３は図１の紙面垂直方向に２本づつ設けられ、支柱１０１と１０２間をサブパレット反転ステーションとしている。

前記サブパレット反転ステーションにおいて、支柱１０１，１０２には前記基準パレット１０に設けた位置決め穴１９ａに係合する位置決めピン１０４ａ及び位置決め座１９ｂが載置される受け座１０４ｂが設けられている。また支柱１０２，１０３間は前後方向および左右方向のフレーム１０４にて連結されて基枠１０５を形成している。

サブパレット反転装置２００は支柱１０２に上下方向のレール２０１を設け、このレール２０１に昇降体２０２を係合し、モータ（駆動部材）２０３の駆動によって昇降体２０２が昇降動する。

前記昇降体２０２にはサブパレット反転ステーションに張り出す１対のアーム２０４が取り付けられ、このアーム２０４の先端に水平方向の軸２０５を回転自在に取り付け、この軸２０５に反転体２０６を取り付けている。左右の軸２０５の一方はモータ２０７によって回転せしめられる。したがって、反転体２０６はモータ２０７を駆動することで水平な軸２０５を中心として、例えば１８０°回動する。

反転体２０６は平面視でサブパレット２０を囲む枠形状をなしており、サブパレット２０を固定するパレット把持機構とワークＷを前記サブパレット２０に対して固定するクランプ機構が設けられている。

パレット把持機構は、サブパレット２０の側面に形成された係止穴２０ａに係合するピン２０８を備えたプレート２０９をシリンダユニット２１０で進退動せしめる構造になっている。

ワークのクランプ機構は、水平方向（図１の紙面垂直方向）のレール２１１に複数のクランプアーム２２２が摺動自在に係合し、モータ２２３の駆動によってワークＷに対して進退動を行う構造になっている。

このように、反転体２０６はパレット把持機構とワーククランプ機構を備えているため、サブパレット２０のみを把持することもでき、サブパレット２０とワークＷとを一体的に把持することもできる。

また前記基枠１０５には上下方向のレール３０９，３０９が取り付けられ、このレール３０９，３０９に昇降部材３１０のガイド３１１が係合し、モータ３１２を駆動することで、昇降部材３１０は上下動する。

前記昇降部材３１０にはサブパレット挿入ユニット３２０とサブパレット受取りユニット３３０が設けられている。

サブパレット挿入ユニット３２０は、左右方向のガイドレール３２１にブロック３２２が摺動自在に係合し、シリンダユニット（駆動部材）３２３によってブロック３２２が前進動及び後退動するとともに、ブロック３２２にはロッド３２４が軸廻りに回転可能に支持され、このロッド３２４の先端にはＴ字状をなす係合片３２５が取り付けられ、前記ブロック３２２に設けたモータ（駆動部材）３２６によってロッド３２４を９０°回動せしめることで、Ｔ字状をなす係合片３２５が上向きまたは水平になるようにしている。

また図５に示すように、昇降部材３１０にはフレーム３１３が取り付けられ、このフレーム３１３の上端には前記サブパレット２０下面の転動ローラ２１が当接する受け板３１４が設けられている。

またフレーム３１３の側面にはガイド３１５が取り付けられ、このガイド３１５に前記サブパレット受取りユニット３３０のアーム３３１のレール３３２が係合している。またアーム３３１の上面にはサブパレット２０の位置決めを行う受け部３３３が設けられている。

更に、前記サブパレット受取りユニット３３０は接合装置３４０を備えている。この接合装置３４０は前記サブパレット挿入ユニット３２０とサブパレット受取りユニット３３０とを係脱せしめるものであり、詳細を図６及び図７に基づいて説明する。尚、図６（ａ）はサブパレット挿入ユニットがサブパレット受渡しユニットに対してフリーの状態を示す図、（ｂ）は（ａ）をｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）をｃ方向から見た図、図７（ａ）はサブパレット挿入ユニットがサブパレット受渡しユニットに対して係合した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）をｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）をｃ方向から見た図である。

接合装置３４０は前記サブパレット受取りユニット３３０に支持板３４１を固着し、この支持板３４１に可動板３４２をスライド可能に取り付け、可動板３４２にピン３４３およびピン３４４を取り付け、更にスプリング３４５によって可動板３４２を下方に付勢している。また、常にピン３４３はピン３４４よりも下方位置にある。

一方、前記基枠１０５には、アングル状ブラケット３５０が取り付けられ，このアングル状ブラケット３５０の先端に、前記ピン３４３が係合可能な係合孔３５１を設けている。

昇降部材３１０が下降位置にあるときは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピン３４３が係合孔３５１に係合し、ピン３４４はサブパレット挿入ユニット３２０に形成した係合孔３２７よりも上方に位置している。

一方、昇降部材３１０が上昇すると、サブパレット挿入ユニット３２０も上昇し、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピン３４４にサブパレット挿入ユニット３２０の係合孔３２７が係合し、サブパレット挿入ユニット３２０とサブパレット受取りユニット３３０が一体化する。

次に、ワークＷを載置したサブパレット２０をワークＷとともに基準パレット１０から持ち上げて反転せしめ、ワークＷを基準パレット１０上に位置決め載置するまでの手順について図３、図８〜図１２等を参照して説明する。

先ず、図１に示すようにサブパレット反転ステーションに無人搬送車Ａが位置したならば、無人搬送車Ａの昇降台Ｃを下げる。すると、基準パレット１０に設けた位置決め穴１９ａは位置決めピン１０４ａに係合し、位置決め座１９ｂは受け座１０４ｂに載置されて位置決めが完了する。この状態を図８で示している。

この後、モータ２０３を駆動して昇降体２０２を下降させ、図８に示すように反転体２０６がワークＷを載置したサブパレット２０の外側を囲むようにして停止する。

次いで、パレット把持機構のシリンダユニット２１０を駆動して、ピン２０８を前進せしめ、サブパレット２０の側面に形成された係止穴２０ａにピン２０８を係合させてサブパレット２０を反転体２０６で把持する。

またサブパレット２０上に載置されたワークＷについては、モータ２２３を駆動して複数のクランプアーム２２２をワークＷに対して前進せしめ、ワークＷの所定箇所を駆動源２２２ａを駆動してクランプアーム２２２にて固定する。尚、ワークの形状によっては全てのクランプアーム２２２を使用せずに、所定のクランプアーム２２２のみを使用してワークをクランプする。

反転体２０６によってサブパレット２０とワークＷとを一体的に把持したならば、モータ２０３を駆動して昇降体２０２を上昇させ、次いでモータ２０７を駆動し軸２０５を中心として反転体２０６を１８０°反転せしめる。この状態を図９で示している。この状態ではサブパレット２０が上でワークＷが下になっている。

この後、再びモータ２０３を駆動して昇降体２０２を下降せしめ、駆動源２２２ａによってクランプアーム２２２を開放し、サブパレット２０の下側にあるワークＷを基準パレットに載置し、更にサブパレット２０をそのまま反転体２０６で把持したまま、若干上方に移動する。この状態を図１０で示している。

そして、図１１に示すように、モータ２０７を駆動し軸２０５を中心として反転体２０６を再度１８０°反転せしめ、元の状態に戻す。この状態ではサブパレット２０は転動ローラ２１が下側になっている。

一方、このとき、接合装置３４０のピン３４４は、サブパレット挿入ユニット３２０の係合孔３２７に係合し、サブパレット挿入ユニット３２０とサブパレット受取りユニット３３０とは一体化している。

そこで、シリンダユニット３２３を駆動し、図１１に示すように、サブパレット挿入ユニット３２０とサブパレット受取りユニット３３０を反転体２０６の直下まで前進させて停止する。

この後、反転体２０６のシリンダユニット２１０を駆動し、サブパレット２０の係止穴２０ａからピン２０８を引き抜き、サブパレット２０をサブパレット受取りユニット３３０上に受け渡す。このときサブパレット挿入ユニット３２０のロッド先端の係合片３２５とサブパレット２０のＴ字溝２２とは係合する。

そして、サブパレット２０をサブパレット受取りユニット３３０上に受け取ったならば、サブパレット挿入ユニット３２０とサブパレット受取りユニット３３０とからなるサブパレット移載装置３００を後退させ、更に図１２に示すように基準パレット１０の高さまで下降せしめる。

サブパレット移載装置３００が基準パレット１０の高さまで下降すると、接合装置３４０のピン３４４は、サブパレット挿入ユニット３２０の係合孔３２７から外れ、サブパレット挿入ユニット３２０は単独で移動可能となる。

この状態で、シリンダユニット３２３を駆動し、ロッド３２４を前進せしめ、サブパレット２０を基準パレット１０の収納空間Ｓ内に挿入する。この後はロッド先端の係合片３２５とサブパレット２０のＴ字溝２２との係合状態を解除し、サブパレット挿入ユニット３２０を後退させ、図１の状態に戻す。

図示例では、無人搬送車Ａで搬送してきたサブパレットを同じ無人搬送車Ａで搬送してきた基準パレットの収納空間に挿入するようにしたが、同じサブパレットを用いる場合には、先行する無人搬送車Ａから受け取ったサブパレットをサブパレット移載装置３００で待機させておき、無人搬送車Ａで搬送してきたサブパレットを反転している間に、待機させていたサブパレットを基準パレットの収納空間に挿入し、無人搬送車Ａで搬送してきたサブパレットについては後続の基準パレットの収納空間に挿入すれば、作業時間を大幅に短縮することができる。

この後、無人搬送車Ａの昇降台Ｃを上昇させ、昇降台Ｃ上にサブパレットを搭載した基準パレット１０を受け取り、次工程に移動する。

本発明に係るサブパレット反転装置の正面図 サブパレット反転装置内に進入した無人搬送車の側面図 本発明に係るサブパレット反転装置の平面図 サブパレット挿入ユニット及びサブパレット受取りユニットの平面図 図４のＡ−Ａ方向矢視図 （ａ）はサブパレット挿入ユニットがサブパレット受取りしユニットに対してフリーの状態を示す図、（ｂ）は（ａ）をｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）をｃ方向から見た図 （ａ）はサブパレット挿入ユニットがサブパレット受取りユニットに対して係合した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）をｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）をｃ方向から見た図 サブパレット反転装置によってサブパレットとワークが一体的に保持された状態の図１と同様の図 サブパレット反転装置によってサブパレットとワークが上昇して反転した状態の図１と同様の図 サブパレット反転装置によってワークが基準パレットに受け渡された状態の図１と同様の図 サブパレット反転装置からサブパレットをサブパレット受取りユニットに受け渡す状態の図１と同様の図 サブパレット挿入ユニットによってサブパレットを基準パレット内に収納した状態の図１と同様の図

符号の説明

Ａ…無人搬送車、Ｂ…磁気軌道、Ｃ…昇降台、Ｓ…収納空間。
１…パレット装置、１０…基準パレット、１１…支持プレート、１２…サブパレット位置決めピン、１３…ワーク位置決めピン、１４…ワーク位置決め座、１５…操作ノブ、１６…サイドプレート、１７…ボトムプレート、１８…ストッパ、１８ａ…スプリング、１９ａ…位置決め穴、１９ｂ…位置決め座、２０…サブパレット、２０ａ…係止穴、２１…転動ローラ、２２…Ｔ字溝、２３…ワーク位置決め部材、支柱１０１，１０２，１０３…支柱、１０４…フレーム、１０４ａ…位置決めピン、１０４ｂ…位置決め穴、１０５…基枠。
２００…サブパレット反転装置、２０１…レール、２０２…昇降体、２０３…モータ（駆動部材）、２０４…アーム、２０５…水平方向の軸、２０６…反転体、２０７…モータ、２０８…ピン、２０９…プレート、２１０…シリンダユニット、２１１…レール、２２２…クランプアーム、２２２ａ…駆動源、２２３…モータ。
３００…サブパレット移載装置、３０９…レール、３１０…昇降部材、３１１…ガイド、３１２…モータ、３１３…フレーム、３１４…受け板、３１５…ガイド、３２０…サブパレット挿入ユニット、３２１…ガイドレール、３２２…ブロック、３２３…シリンダユニット（駆動部材）、３２４…ロッド、３２５…係合片、３２６…モータ（駆動部材）、３３０…サブパレット受取りユニット、３３１…アーム、３３２…レール、３３３…受け部、３４０…接合装置、３４１…支持板、３４２…可動板、３４３…ピン、３４４…ピン、３４５…スプリング、３５０…アングル状ブラケット、３５１…係合孔。

Claims (4)

1. 基準パレットとサブパレットからなるパレット装置の前記基準パレットを位置決めする位置決め部材と昇降部材を備え、前記昇降部材には水平軸を中心として回動可能な反転体が設けられ、この反転体には前記サブパレットを固定するパレット把持機構と、ワークを前記サブパレットに対して固定するクランプ機構とが設けられ、基準パレット上に位置決めされ且つワークを載置したサブパレットをワークとともに反転せしめてワークを基準パレット上に位置決め載置可能としたことを特徴とするサブパレット反転装置。
2. 請求項１に記載のサブパレット反転装置において、このサブパレット反転装置は、前記反転体からサブパレットのみを受け取るサブパレット受取りユニットと、このサブパレット受取りユニットに受け渡されたサブパレットを前記基準パレット内に挿入するサブパレット挿入ユニットを備えていることを特徴とするサブパレット反転装置。
3. 請求項２に記載のサブパレット反転装置において、前記サブパレット挿入ユニットはサブパレットを受け取る際は接合ユニットを介して前記サブパレット受取りユニットと一体的に進退動し、サブパレットを挿入する際はサブパレット受取りユニットとは独立して進退動することを特徴とするサブパレット反転装置。
4. 基準パレット上に位置決め載置されたサブパレットに対しワークをクランプして所定の加工または組付けを行い、次いで前記サブパレットにワークをクランプしたままサブパレットを上下反転せしめてワークを基準パレット上に載置し、この後、ワークからサブパレットを取り外し、基準パレット上のワークに加工また組付けを行うことを特徴とするサブパレットの反転を伴うワークの加工・組付け方法。
   
   

Images