JP5088202B2 - パレット搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置の駆動体で、別途、位置決め装置を設けることなく、高精度な位置決め保持が可能であり、同期搬送と非同期搬送を必要に応じて使い分けることのできる、パレット搬送装置に関するものである。

従来のパレット搬送装置では、エンドレスベルトを回転させ、そのベルト上に置かれたパレットをベルトの移動でパレットを搬送する複数パレットの非同期搬送か、または、櫛の歯状のグリッパで挟んでパレットを強制移動搬送する複数パレットの同期搬送をしていた。
非同期搬送装置では、搬送に当たり、パレットを保持していないため、自由に搬送することはできるが、位置決めが出来ず、パレットを位置決め保持するための位置決め装置が、搬送装置とは別に必要になるという問題があった。
一方、従来の同期搬送装置では、パレットが櫛の歯状のグリッパで搬送方向に固定されているため、パレットの位置決め保持は可能であり、前後工程へのパレット入替えも同期搬送されるため入替え時間は短い。
しかし、前後工程の工程時間干渉を回避するための緩和の確保ができないという問題があった。

特許文献１では、ワークの搬送速度と位置決め精度を高める目的としたパレットの搬送方法および装置が開示されている。
すなわち、この特許文献１では、奥側パレットレール、手前側パレットレール、左右移動台、左右パレットレールと、左右パレット送り機構とを備え、奥側パレットレールまたは手前側パレットレールの両端部に対して左右パレットレールが接続する中継位置に左右移動台をそれぞれ停止させるレール切替行程と、左右パレット送り機構の一方がパレットを前進させる動作と左右パレット送り機構の他方がパレットを後退させる動作とを同期して行うパレット搬送工程とを順に行い、パレットを奥側パレットレールと手前側パレットレールと左右パレットレールとに渡って搬送するようにしている。
以上の構成によれば、各パレットが左パレット送り機構と右パレット送り機構の間に挟持されて移動するため、重量の大きいワークであっても、高速で搬送し、所定位置に停止することが可能であり、生産性が高められるとしている。

特開２００７−２１６２９号公報

このように、特許文献１では、あらかじめ一列に配置された工作機類に対し、モータとボールネジにより、常時、同期的に位置決め搬送するものである。従って、特許文献１では、同期搬送のみであり、必要に応じて、非同期的に搬送するということは想定していない。
本発明はこのような課題を解決するために提案されたものであって、搬送装置の駆動体で、別途、位置決め装置を設けることなく、高精度な位置決め保持が可能であり、同期搬送と非同期搬送を必要に応じて使い分けることのできる、パレット搬送装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ベースとなる固定レール体（２）と、この固定レール体（２）上に移動可能に搭載された、部品を保持する複数のパレット（３）と、これらパレット（３）を移動させる複数の駆動体（４）とからなるパレット搬送装置（１）であって、駆動体（４）は、固定レール体（２）に、パレット（３）の外形寸法に比較して狭い間隔で配設した、高周進行波の発生手段であり、パレット（３）は、固定レール体（２）と駆動体（４）のうちの少なくとも一つとにより、挟持されており、また固定レール体（２）は、パレット（３）の非同期搬送領域と同期搬送領域とよりなり、駆動体（４）のパレット（３）を押圧する方向と、パレット（３）の移動方向とが略直交していて、固定レール体（２）に配設した複数の駆動体（４）のうち、予め、何番目かの駆動体（４）を指定すると共に、所定時間、駆動体（４）の動作を停止して待機する待機時間を設定することで、パレット（３）に対する駆動体（４）の高周進行波を与えるタイミングを制御して、非同期搬送と同期搬送とに切換えるようにしたことを特徴とする。

これにより、駆動体（４）がパレット（３）の長さ寸法より、隣り合う駆動体（４）間距離が小さいことにより、固定レール体（２）上にパレット（３）を搭載したとき、必ず、一つ以上の駆動体（４）でパレット（３）を保持できる。
従って、駆動体（４）表面に進行波を形成すれば、常にパレット（３）を移動することができるようになる。その際、固定レール体（２）と駆動体（４）でパレット（３）を挟持していることにより、駆動体（４）の原動が切断された場合でも、パレット（３）を保持しておくことができる。

これにより、その固定レール体（２）上で、投入されたパレット（３）に応じて、非同期状態で単に搬送したり、パレット（３）を所定の位置で位置決め、組立加工工具等により加工された部品を設定どおり組み込んだりするための同期搬送を行うことができる。

これにより、駆動体（４）のパレット（３）を押圧する方向と、パレット（３）の移動方向が略直交することにより、常時、駆動体（４）はパレット（３）を押圧しており、駆動体（４）の原動が切断された場合でも、駆動体（４）がパレット（３）を位置決め保持できるようになる。

これにより、前工程より非同期搬送された位置決め前パレット（３）を位置決めし、位置決めされたパレット（３）を以降、同期搬送することにより、非同期と同期を使い分けることができるようになる。

これにより、必要に応じて、非同期搬送と同期搬送とに切換えることができる。

請求項２に記載の発明では、駆動体（４）は、圧電素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成していることを特徴とする。

これにより、駆動体（４）を、所望のタイミングで制御することができ、超音波領域の高周波で振動する、進行波を形成することができる。これによって、パレット（３）を適宜、非同期で搬送させたり、あるいは、同期的に搬送するように任意に制御搬送をすることができる。

さらに、請求項３に記載の発明では、駆動体（４）はパレット（３）と接触し、駆動体（４）の動作により回転する回転伝達部材（７）を備えたことを特徴とする。

これにより、駆動体（４）の動作で回転伝達部材（７）が回転し、回転伝達部材（７）と接触するパレット（を）一方向に移動させることができる。

なお、以上に記載した各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１にパレット搬送装置１を模式的に示す。
このパレット搬送装置１は、長尺な固定レール２上に、順次、搬送すべきパレット３を搭載し、固定レール２側面に所定間隔毎に配設した、駆動体４を適宜駆動させ、必要に応じて、パレット３を、非同期的に、あるいは同期的に搬送するようにしたものである。

固定レール２は、長手両側辺を突縁部とした、中央にパレット３が移動可能に搭載する、搬走路２ａを有している（図２参照）。

次にパレット３は、固定レール２における搬走路２ａに、往復動可能に嵌入する寸法のブロック状部材であり、上面に、組立加工ユニット５によって加工された部品を載置するようにしている。

そして、駆動体４は、固定レール２の長手側辺に沿って、それぞれ支持バネＳを介してパレット３の外形寸法に比較して狭い間隔で配設されている。すなわち駆動体４は、例えば圧電素子を用いており、細部は図示せず、詳細は説明しないが、圧電素子としてブロック状のピエゾ素子の積層体を複数ブロックｂ１〜ｂ４、一体化して構成している（図３参照）。
ピエゾ素子のブロック状積層体は、電力源（図示せず）から、所定の高周波電圧を印加することでそれに応じた体積上の微小な歪が生じ、超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行う構成としている（図３〜図６参照）。
また、駆動体４には、搬送されるパレット３に対し、この駆動体４の微小な体積変動動作を伝達するための突起部材６が、設けられている。突起部材６は、模式的に示した、搬送対象物Ｍに接触するようにしている。
かかる突起部材６は、駆動体４におけるピエゾ素子のブロック状積層体に、所定の高周波電圧を印加することでそれに応じた体積上の微小な歪が生じ、順次、超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行うことで、その動作に連動して、波打つように挙動することを示している（図４〜図６参照）。

次に、固定レール２においては、後述するが、固定レール２側面に順次配設した駆動体４を、設定された制御手順に基づいて駆動させることで、パレット３を非同期的に搬送する非同期部Ａ１、Ａ３と、同期的に搬送する同期部Ａ２とに搬送エリアを分けている。

非同期部Ａ１、Ａ３のうち、非同期部Ａ１では、適宜なタイミングで、投入されるパレット３が、少なくとも一つの駆動体４の突起部材６に接触し、その突起部材６が超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行うことで、順次、同期部Ａ２へ搬送するようにしている。
一方、非同期部Ａ３の方では、同期部Ａ２（後述）において処理された部品Ｗを載置したパレット３が、少なくとも一つの駆動体４の突起部材６に接触し、その突起部材６が超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行うことで、順次、後方の工程へと搬送するようにしている。

なお、これら非同期部Ａ１、Ａ３における駆動体４は、当初、装置の制御盤（図示省略）等において、任意に動作開始指令を発して、駆動させる設定とすることができる。例えば、運転開始指令と同時に、駆動体４を駆動させるようにしてもよいし、また固定レール２に、投入されるパレット３の通過を適宜なセンサにより、検知することで、駆動体４を駆動させるようにしてもよい。

そして、同期部Ａ２では、非同期部Ａ１から適宜搬送されてくるパレット３が、例えば予め動作手順によって設定された特定の駆動体４（例えばｎ番目とｎ＋１番目）に達したときを位置決め部Ａ２−ａとして所定の時間待機させる設定とすることができる。
また、同期部Ａ２では、パレット３に載置される部品Ｗに、直近に配置した組立加工ユニット５から、適宜な加工を施したり、所定の部品を組み付けたりする加工部Ａ２−ｂとしている。さらに同期部Ａ２では、加工部Ａ２−ｂに隣接して排出部Ａ２−ｃとしている。

これらの動作手順は、装置の制御盤に任意に設定することができ、扱う部品Ｗや、加工工程、組立工程によって自在に設定が可能である。
例えば、位置決め部Ａ２−ａにもたらされたパレット３を、所定時間、すなわち、隣接する加工部Ａ２−ｂの位置のうち、パレット３に搭載する部品Ｗに対し、組立加工ユニット５により所定の加工を施す位置において、加工時間と組立加工ユニット５が退避して次の、組付け工程がなされるポジションまで搬送されるまでの時間、待機させる設定とすることができる。さらに、組立加工ユニット５により所定の加工を施す位置にもたらされたパレット３は、加工時間と組立加工ユニット５の退避時間とが経過時に、対応する駆動体４を動作させて、次の排出部Ａ２−ｃに送られる設定である。
その際、後続のパレット３は、同様のタイミングで待機し、次のポジションに移動させ、排出部Ａ２−ｃに送られるという設定である。
以上のように、同期部Ａ２においては、位置決め部Ａ２−ａ、加工部Ａ２−ｂの位置において、所定時間待機し、所定時間経過時に対応する駆動体４を動作してパレット３を移動させるという動作が同期的に実行されるという設定である。

以上のようにして、排出部Ａ２−ｃに至ったパレット３は、所定時間経過時に、対応する駆動体４がオンで、非同期部Ａ３に送られ、少なくとも一つの駆動体４の突起部材６にパレット３が接触し、その突起部材６が超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行うことで、順次、後方の工程へと搬送する設定である。

次に、以上のように構成されるパレット搬送装置１について、その動作、作用について説明する。
先ず、前工程から非同期で送られたパレット３が、固定レール２と駆動体４の間に送り込まれる。パレット３は、固定レール２の非同期部Ａ１に、長手中央における搬走路２ａに嵌入状態で搭載される。
そうすると、固定レール２長手側面に沿って、支持バネＳを介してパレット３の外形寸法に比較して狭い間隔で配設されている駆動体４の突起部材６が、パレット３側面に当接状態となる。
この際、パレット３は、適宜な間隔で、固定レール２の非同期部Ａ１に投入されるわけであるが、駆動体４は、パレット３の外形寸法に比較して狭い間隔で配設されているため、非同期部Ａ１に投入されるパレット３には、少なくとも、一つの駆動体４の突起部材６が、パレット３側面に当接状態となる。

そこで、かかる駆動体４は、装置の制御盤に設定された動作手順に基づき、電力源から、所定の高周波電圧を印加することでそれに応じた体積上の微小な歪が生じ、超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行い、駆動体４の表面を波形振動の移動によって（図４〜図６参照）、パレット３を順次、同期部Ａ２へと移動させることができる。

同期部Ａ２では、非同期部Ａ１から適宜搬送されてくるパレット３が、予め動作手順によって設定された特定の駆動体４（ｎ番目とｎ＋１番目）に達したときを位置決め部Ａ２−ａとして所定の時間待機させることができる。
この所定時間中には、先行するパレット３は、加工部Ａ２−ｂの位置のうち、パレット３に搭載する部品Ｗに対し、組立加工ユニット５により所定の加工を施す位置において、加工時間と組立加工ユニット５が退避して、次の組付け工程がなされるポジションまで搬送される。

組立加工ユニット５により所定の加工を施す位置にもたらされたパレット３は、加工時間と組立加工ユニット５の退避時間とが経過時に、対応する駆動体４を動作させて、次の排出部Ａ２−ｃに送ることができる。
その際、後続のパレット３は、同様のタイミングで待機し、次のポジションに移動させ、排出部Ａ２−ｃに送るという同期運転がなされる。

このように、固定レール２と、駆動体４の間に、前工程から送り込むことにより、前工程から供給されたパレット３上の部品を加工して、後工程に送ることが可能となる。
また、加工中の位置決めも、予め動作手順で設定されたｎ番目、ｎ＋１番目の駆動体４で待機状態とすることにより、次の、組立加工ユニット５により所定の加工を施したり、組付け工程を施す位置に、同期的に位置決めすることができるため、従来の装置のように、位置決めユニットは不要である。
その際、複数の駆動体４は、装置の制御盤に、予め、位置決め部Ａ２−ａは、何番目（ｎ番目）の駆動体４かを設定し、且つ、前述した待機時間を設定することで、進行波を与える駆動体４の動作タイミングを設定することで、非同期と同期を使い分けることができる。これにより、対象とする加工部品Ｗ、加工工程の位置、内容が変わっても、一つの搬送システムで対応することができる。

以上、本発明について、一例を挙げ説明したが、駆動体４の構成として圧電素子（ピエゾ素子）を用いる他、他の高周波振動子を用いることも可能である。

また駆動体４は、搬送されるパレット３に対し、駆動体４の微小な体積変動動作を伝達するための突起部材６の代わりに、駆動体４の微小な体積変動動作により回転する回転伝達部材７を用いてもよい（図７〜図１０参照）。

以上のような駆動体４を用いた場合でも、電力源から、所定の高周波電圧を印加することでそれに応じた体積上の微小な歪が生じ、超音波領域の高周波で微小な体積変動（拡縮）動作を行い、駆動体４の表面を波形振動の移動によって回転伝達部材７が回転し（図７〜図１０参照）、回転伝達部材７と接触するパレット３を一方向に移動させることができる。

本発明にかかるパレット搬送装置の一つの実施の形態を示す、模式的な側面説明図である。 図１に示すパレット搬送装置の、平面説明図である。 本発明にかかるパレット搬送装置の駆動体の一例を示す、模式図である。 図３に示す駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。 図３に示す駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。 図３に示す駆動体を構成する圧電素子のブロックの動作による、面圧高となる接触位置の移動を示した模式図である。 本発明にかかるパレット搬送装置の駆動体の別例における機能を説明した模式図である。 本発明にかかるパレット搬送装置の駆動体の別例における機能を説明した模式図である。 本発明にかかるパレット搬送装置の駆動体の別例における機能を説明した模式図である。 本発明にかかるパレット搬送装置の駆動体の別例における機能を説明した模式図である。

符号の説明

１ パレット搬送装置
２ 固定レール
２ａ 搬走路
３ パレット
４ 駆動体
５ 組立加工ユニット
６ 突起部材
７ 回転伝達部材
Ｗ 部品
Ｓ 支持バネ
Ｍ 搬送対象物
ｂ１〜ｂ４ ブロック

Claims (3)

1. ベースとなる固定レール体（２）と、この固定レール体（２）上に移動可能に搭載された、部品を保持する複数のパレット（３）と、これらパレット（３）を移動させる複数の駆動体（４）とからなるパレット搬送装置（１）であって、
   前記駆動体（４）は、固定レール体（２）に、前記パレット（３）の外形寸法に比較して狭い間隔で配設した、高周進行波の発生手段であり、
   前記パレット（３）は、前記固定レール体（２）と前記駆動体（４）のうちの少なくとも一つとにより、挟持されており、また
   前記固定レール体（２）は、前記パレット（３）の非同期搬送領域と同期搬送領域とよりなり、
   前記駆動体（４）の前記パレット（３）を押圧する方向と、前記パレット（３）の移動方向とが略直交していて、
   前記固定レール体（２）に配設した複数の駆動体（４）のうち、予め、何番目かの駆動体（４）を指定すると共に、所定時間、駆動体（４）の動作を停止して待機する待機時間を設定することで、前記パレット（３）に対する前記駆動体（４）の高周進行波を与えるタイミングを制御して、非同期搬送と同期搬送とに切換えるようにしたことを特徴とするパレット搬送装置。
2. 前記駆動体（４）は、圧電素子の積層体を複数ブロック、一体化して構成していることを特徴とする請求項１に記載のパレット搬送装置。
3. 前記駆動体（４）は前記パレット（３）と接触し、前記駆動体（４）の動作により回転する回転伝達部材（７）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のパレット搬送装置。

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