JP6244168B2 - ワーク載せ替え装置 - Google Patents

Description

本発明は、加工機との間において、加工済みの棒状ワークと未加工の棒状ワークとを載せ替えることができるワーク載せ替え装置に関する。

従来から、加工機に対するワーク段取り替え作業の負担軽減を目的とした、ワーク載せ替え装置が提供されている。このようなワーク載せ替え装置には、ワークを保持するフック部材が設けられており、そのワーク載せ替え装置を加工機に接近させることにより、それらの間において、加工機における加工済みのワークと、フック部材に保持された未加工のワークとを載せ替え可能となっている。そして、上記従来のワーク載せ替え装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１２−２０１８８５号公報

しかしながら、長尺な棒状ワークを載せ替え対象としたワーク載せ替え装置においては、当該棒状ワークの取り回しが大きくならないように、その棒状ワークを保持するフック部材を適切な位置に設置する必要がある。つまり、フック部材の設置位置によっては、ワークが長尺となる分、その載せ替え動作が煩雑となり、ワーク段取り替え作業に時間を要することになる。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、長尺な棒状ワークを、容易に、且つ、素早く載せ替えることにより、ワーク段取り替え作業時間を短縮することができるワーク載せ替え装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るワーク載せ替え装置は、
棒状ワークを保持可能とするワーク保持用治具を移動させることにより、加工機との間において、加工済みの棒状ワークと未加工の棒状ワークとを横置き状態で載せ替えるようにしたワーク載せ替え装置において、
前記ワーク保持用治具は、
少なくとも左右両側部に吊り下げられ、前記棒状ワークを横置きに保持する上段フック部が下端に形成される左右一対の上段フック部材と、
少なくとも左右両側部に前記上段フック部材よりも下方に吊り下げられ、前記棒状ワークを横置きに保持する下段フック部が下端に形成される左右一対の下段フック部材とを備え、
前記上段フック部及び前記下段フック部を、前後方向にずらして配置させるとともに、
前記加工機は、前記加工済みの棒状ワーク及び前記未加工の棒状ワークを横置き状態で載置可能とする仮置き台を有し、
前記仮置き台は、長手方向に所定の間隔で開口された開口部を有し、
前記フック部は、前記開口部に対応する位置に設けられている
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るワーク載せ替え装置は、
１台の前記加工機に対応した前記上段フック部材及び前記下段フック部材からなる組を、前後方向に併設される前記加工機の台量に対応して、前後方向に複数組設ける
ことを特徴とする。

従って、本発明に係るワーク載せ替え装置によれば、上段フック部材の上段フック部及び下段フック部材の下段フック部を、上下方向においてずらして配置するだけでなく、前後方向においてもずらして配置することにより、棒状ワークが長尺であっても、当該棒状ワークを、容易に、且つ、素早く載せ替えることができるので、ワーク段取り替え作業時間を短縮することができる。

本発明の一実施例に係るワーク載せ替え装置の全体斜視図である。 棒状ワークの載せ替え動作を示した図であって、（ａ）は未加工の棒状ワークを台車によって搬送する様子を示した図、（ｂ）は加工機による棒状ワークの加工が完了したときの様子を示した図である。 図２に続く動作を示した図であって、（ａ）は未加工の棒状ワークをワーク保持用治具によって保持したときの様子を示した図、（ｂ）は加工済みの棒状ワークを加工機上に仮置きしたときの様子を示した図、（ｃ）は加工機の後方斜視図である。 図３に続く動作を示した図であって、加工済みの棒状ワークを加工機からワーク保持用治具に載せ替えるときの様子を示した図である。 図４に続く動作を示した図であって、未加工の棒状ワークをワーク保持用治具から加工機に載せ替えるときの様子を示した図である。 図５に続く動作を示した図であって、（ａ）は加工済みの棒状ワークをワーク保持用治具によって保持したときの様子を示した図、（ｂ）は未加工の棒状ワークを加工機上に仮置きしたときの様子を示した図である。 図６に続く動作を示した図であって、（ａ）は加工済みの棒状ワークを台車によって搬送する様子を示した図、（ｂ）は加工機による棒状ワークの加工を開始するときの様子を示した図である。

以下、本発明に係るワーク載せ替え装置について、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示した、自走式のワーク載せ替え装置１０は、長尺な棒状ワークＷを保持した状態で走行可能となっている。そして、詳細は後述するが、そのワーク載せ替え装置１０を、加工機４０の正面に設定された停止位置に停止させることにより、ワーク載せ替え装置１０と加工機４０との間において、棒状ワークＷの載せ替え（棒状ワークＷの搬入及び搬出、棒状ワークＷの交換）を行うことができる。

図１に示すように、ワーク載せ替え装置１０の下部には、基台１１が設けられており、この基台１１の左右両側面には、走行用車輪１２が回転可能に支持されている。また、基台１１の上面には、支柱１３が立設されており、この支柱１３の上端には、パワーアシスト付きアーム１４の基端が、鉛直軸周りに回転可能に支持されている。

更に、パワーアシスト付きアーム１４の先端には、操作用アーム１５の基端が、水平軸周りに回転可能に支持されており、この操作用アーム１５の先端には、水平保持機構１６が鉛直軸周りに回転可能に支持されている。そして、水平保持機構１６の下部には、ワーク保持用治具１７が支持されており、このワーク保持用治具１７には、複数本の棒状ワークＷが保持可能となっている。

ここで、パワーアシスト付きアーム１４は、例えば、アーム本体、当該アーム本体に作用する力（ワーク保持用治具１７及び棒状ワークＷの重量）を検出するためのセンサ、その検出した力を相殺しながら作業者の操作力に応じてアシスト力をその操作方向に発揮する油圧式またはエア式あるいは電動式のシリンダ、当該シリンダを駆動するためのアクチュエータ等から構成されている。

また、操作用アーム１５は、ワーク保持用治具１７に保持された棒状ワークＷを、水平方向、鉛直方向、斜め方向等のあらゆる方向に移動させる際に、作業者によって操作されるものである。更に、水平保持機構１６は、ワーク保持用治具１７がどのような方向に移動しても、そのワーク保持用治具１７及びこれに保持された棒状ワークＷを、常に、水平状態に維持するものである。

つまり、棒状ワークＷの載せ替えを行う場合には、作業者による操作用アーム１５の操作によって、ワーク保持用治具１７が移動すると、パワーアシスト付きアーム１４によって、ワーク保持用治具１７及びこれに保持される棒状ワークＷの重量が打ち消されると共に、作業者の操作力に応じてアシスト力が操作用アーム１５に付与されることになる。

これにより、棒状ワークＷが重量物となる場合でも、当該棒状ワークＷの移動を容易に、且つ、素早く行うことができる。このとき、水平保持機構１６の水平保持作用が働いているため、ワーク保持用治具１７がどのような方向に移動しても、当該ワーク保持用治具１７及びこれに保持される棒状ワークＷは、その水平状態が維持されるようになっている。

そして、ワーク保持部材１７は、天板２１、支持部材２２、２組の上段フック部材２３Ａ，２３Ｂ及び下段フック部材２４Ａ，２４Ｂ等から構成されている。

具体的に、ワーク保持用治具１７の上部には、天板２１が設けられており、この天板２１の上面中央部には、水平保持機構１６が接続されている。一方、天板２１の下面における左右両側部には、左右一対の支持部材２２が設けられている。

更に、支持部材２２における前側には、左右一対の上段フック部材２３Ａ及び下段フック部材２４Ａが、上下２段となるように吊り下げ支持されている。同様に、支持部材２２における後側には、左右一対の上段フック部材２３Ｂ及び下段フック部材２４Ｂが、上下２段となるように吊り下げ支持されている。

即ち、支持部材２２には、左右一対の上段フック部材２３Ａ及び下段フック部材２４Ａと、左右一対の上段フック部材２３Ｂ及び下段フック部材２４Ｂとの２組が、前後方向において、併設されている。なお、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂ及び下段フック部材２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ、同じ構成を有すると共に、同じ形状をなしている。

つまり、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂの下端には、上方に開口した溝形のフック部２３ａ，２３ｂが形成されている。一方、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂの下端には、上方に開口した溝形のフック部２４ａ，２４ｂが形成されている。そして、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂは、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂよりも後方に配置されており、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂにおける支持部材２２からの吊り下げ長さ（上下方向長さ）は、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂにおける支持部材２２からの吊り下げ長さ（上下方向長さ）よりも長くなっている。

これにより、フック部２３ａ，２３ｂとフック部２４ａ，２４ｂとは、それぞれ上下方向及び前後方向においてずれて配置されることになる。即ち、フック部２３ａ，２３ｂは、フック部２４ａ，２４ｂよりも上方で、且つ、フック部材２４ａ，２４ｂよりも前方に配置されている。言い換えれば、フック部２４ａ，２４ｂは、フック部２３ａ，２３ｂよりも下方で、且つ、フック部材２３ａ，２３ｂよりも後方に配置されている。このような位置関係となるフック部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂは、それぞれが１本の棒状ワークＷを保持可能となっており、それらに保持された棒状ワークＷは、その長手方向が装置左右方向と一致するような、横置き状態で配置されることになる。

次に、棒状ワークＷの載せ替え動作について、図２乃至図７を用いて説明する。また、以下の説明においては、未加工の棒状ワークの符号を「Ｗａ」とし、加工済みの棒状ワークの符号を「Ｗｂ」として、記載している。

先ず、図２（ａ）に示すように、２本の未加工の棒状ワークＷａを、台車３０に載せて、併設された２台の加工機４０の正面まで運搬する。一方、図２（ｂ）に示すように、各加工機４０においては、棒状ワークＷｂへの加工が完了している。なお、加工機４０は、棒状ワークＷに対して、フライス加工やドリル加工等の機械加工を行うものである。

次いで、図３（ａ）に示すように、ワーク載せ替え装置１０を走行させて加工機４０の正面に停止させる。このとき、ワーク載せ替え装置１０を、その前後方向と加工機４０の併設方向とが一致するように停止させる。その後、未加工の棒状ワークＷａを、台車３０から上段フック部材２３Ａ，２３Ｂのフック部２３ａ，２３ｂに移す。一方、図３（ｂ）に示すように、各加工機４０においては、加工済みの棒状ワークＷｂを、取付治具４１から取り外して、仮置き台４２に仮置きする。

ここで、図３（ｃ）に示すように、加工機４０の仮置き台４２には、開口部４２ａが、載置する棒状ワークＷの長手方向に対応した左右方向（長手方向）において、所定の間隔で開口されている。この開口部４２ａは、仮置き台４２の前端を切り欠いて当該仮置き台４２を上下方向に貫通するような貫通孔となっており、フック部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂにおけるそれぞれの左右方向の間隔に対応して、配置されている。更に、開口部４２ａにおける左右方向の幅は、フック部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂにおける左右方向の幅よりも長くなるように形成されている。

そして、図４に示すように、操作用アーム１５を操作して、ワーク保持用治具１７を移動させることにより、加工済みの棒状ワークＷｂを、仮置き台４２から下段フック部材２４Ａ，２４Ｂのフック部２４ａ，２４ｂに載せ替える。

このとき、フック部２３ａ，２３ｂとフック部２４ａ，２４ｂとは、それぞれ上下方向及び前後方向においてずれて配置されているので、フック部２４ａ，２４ｂによる載せ替えを行っても、フック部２３ａ，２３ｂや、これらに保持された未加工の棒状ワークＷａを、加工機４０に接触させることなく、加工済みの棒状ワークＷｂを、そのフック部２４ａ，２４ｂによって容易に、且つ、素早く載せ替えることができる。

また、開口部４２ａは、フック部２４ａ，２４ｂにおける各左右方向の間隔に対応して配置されると共に、開口部４２ａにおける左右方向の幅は、フック部２４ａ，２４ｂにおける各左右方向の幅よりも長く形成されているため、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂを、仮置き台４２の下方から上方に移動させるだけで、加工済みの棒状ワークＷｂを、その仮置き台４２からフック部２４ａ，２４ｂに自然と載せ替えることができる。

続いて、図５に示すように、操作用アーム１５を更に操作して、ワーク保持用治具１７を移動させることにより、未加工の棒状ワークＷａを、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂのフック部２３ａ，２３ｂから仮置き台４２に載せ替える。

このとき、フック部２３ａ，２３ｂとフック部２４ａ，２４ｂとは、それぞれ上下方向及び前後方向においてずれて配置されているので、フック部２３ａ，２３ｂによる載せ替えを行っても、フック部２４ａ，２４ｂや、これらに保持された加工済みの棒状ワークＷｂを、加工機４０に接触させることなく、未加工の棒状ワークＷａを、そのフック部２３ａ，２３ｂによって容易に、且つ、素早く載せ替えることができる。

また、開口部４２ａは、フック部２３ａ，２３ｂにおける各左右方向の間隔に対応して配置されると共に、開口部４２ａにおける左右方向の幅は、フック部２３ａ，２３ｂにおける各左右方向の幅よりも長く形成されているため、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂを、仮置き台４２の上方から下方に移動させるだけで、未加工の棒状ワークＷａを、そのフック部２３ａ，２３ｂから仮置き台４２に自然と載せ替えることができる（図６（ｂ）参照）。

次いで、図６（ａ）に示すように、操作用アームを操作して、ワーク保持用治具１７を台車３０に向けて移動させる。一方、図６（ｂ）に示すように、各加工機４０においては、未加工の棒状ワークＷａが仮置き台４２上に仮置きされたままとなっている。

そして、図７（ａ）に示すように、２本の加工済みの棒状ワークＷｂを、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂのフック部２４ａ，２４ｂから台車３０に移した後、その台車３０を、ワーク保管用の材料置き場（図示省略）、または、次加工用の併設された２台の加工機４０に向けて走行させる。一方、図７（ｂ）に示すように、各加工機４０においては、未加工の棒状ワークＷａを、仮置き台４２から取付治具４１に載置して、当該取付治具４１に固定した後、加工が開始される。

なお、上述した実施形態においては、ワーク保持用治具１７の左右両側部に、上段フック部材２４Ａ，２４Ｂ及び下段フック部材２４Ａ，２４Ｂをそれぞれ設けるようにしているが、棒状ワークＷの長さや重量、保持した際の棒状ワークＷの撓み度合に応じて、フック部材を３対以上にしても構わない。

また、ワーク保持用治具１７の前後方向において、２組のフック部材２３Ａ，２４Ａ及びフック部材２４Ｂ，２４Ｂを設けるようにしているが、併設する加工機４０の数量に応じて、フック部材の組数を１組や３組以上に設定しても構わない。

更に、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂのフック部２３ａ，２３ｂを用いて、未加工の棒状ワークＷａの載せ替えを行うと共に、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂのフック部２４ａ，２４ｂを用いて、加工済みの棒状ワークＷｂの載せ替えを行うようにしているが、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂのフック部２３ａ，２３ｂを用いて、加工済みの棒状ワークＷｂの載せ替えを行うと共に、下段フック部材２４Ａ，２４Ｂのフック部２４ａ，２４ｂを用いて、未加工の棒状ワークＷａの載せ替えを行うようにしても構わない。また更に、未加工の棒状ワークＷａの載せ替えと、加工済みの棒状ワークＷｂの載せ替えとの順番は、どちらを先に行っても構わない。

従って、本発明に係るワーク載せ替え装置１０によれば、上段フック部材２３Ａ，２３Ｂのフック部２３ａ，２３ｂと下段フック部材２４Ａ，２４Ｂのフック部２４ａ，２４ｂとを、上下方向においてずらして配置するだけでなく、前後方向においてもずらして配置することにより、棒状ワークＷが長尺であっても、当該棒状ワークＷを、容易に、且つ、素早く載せ替えることができる。これにより、ワーク段取り替え作業時間を短縮することができる。

加工機４０に、棒状ワークＷを横置き状態で載置可能とする仮置き台４２を設け、この仮置き台４２に、フック部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂが上下方向に通過可能となる開口部４２ａを形成することにより、ワーク保持用治具１７（フック部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ）の単純な移動のみで、棒状ワークＷを載せ替えることができる。

本発明は、クレーン式のワーク載せ替え装置に適用可能である。

１０ ワーク載せ替え装置
１１ 基台
１２ 走行用車輪
１３ 支柱
１４ パワーアシスト付きアーム
１５ 操作用アーム
１６ 水平保持機構
１７ ワーク保持用治具
２１ 天板
２２ 支持部材
２３Ａ，２３Ｂ 上段フック部材
２３ａ，２３ｂ フック部
２４Ａ，２４Ｂ 下段フック部材
２４ａ，２４ｂ フック部
３０ 台車
４０ 加工機
４１ 取付治具
４２ 仮置き台
４２ａ 開口部
Ｗ 棒状ワーク
Ｗａ 未加工の棒状ワーク
Ｗｂ 加工済みの棒状ワーク

Claims (2)

1. 棒状ワークを保持可能とするワーク保持用治具を移動させることにより、加工機との間において、加工済みの棒状ワークと未加工の棒状ワークとを横置き状態で載せ替えるようにしたワーク載せ替え装置において、
   前記ワーク保持用治具は、
   少なくとも左右両側部に吊り下げられ、前記棒状ワークを横置きに保持する上段フック部が下端に形成される左右一対の上段フック部材と、
   少なくとも左右両側部に前記上段フック部材よりも下方に吊り下げられ、前記棒状ワークを横置きに保持する下段フック部が下端に形成される左右一対の下段フック部材とを備え、
   前記上段フック部及び前記下段フック部を、前後方向にずらして配置させるとともに、
   前記加工機は、前記加工済みの棒状ワーク及び前記未加工の棒状ワークを横置き状態で載置可能とする仮置き台を有し、
   前記仮置き台は、長手方向に所定の間隔で開口された開口部を有し、
   前記フック部は、前記開口部に対応する位置に設けられている
   ことを特徴とするワーク載せ替え装置。
2. 請求項１に記載のワーク載せ替え装置において、
   １台の前記加工機に対応した前記上段フック部材及び前記下段フック部材からなる組を、前後方向に併設される前記加工機の台量に対応して、前後方向に複数組設ける
   ことを特徴とするワーク載せ替え装置。

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