JP6434710B2 - 搬送システム及び加工システム - Google Patents

Description

本発明は、作業工程間でワークを搬送する搬送システム及びそれを備えたワークの加工システムに関するものである。

ワークの搬送装置を備えた加工システムでは、所定の作業工程を行う複数の加工装置が所定の間隔をおいて設置され、それらの作業工程間にワークの搬送装置が配設されている。そして、各作業工程でワークに所定の加工が施された後、そのワークがワークの搬送装置により、次工程の作業工程へ順に搬送されるようになっている。

この加工システムにおいて、前の作業工程と次の作業工程とで、ワークの加工面に対する加工方向が異なる場合、あるいは前の作業工程とは異なる加工面に加工を施すためには、ワークの姿勢を変換する場合がある。従来の加工システムでは、ワーク搬送装置の途中や作業工程を行う加工装置にワークの姿勢を変換するための装置を設け、ワークの搬送中又は搬送後に、該装置によりワークの姿勢を変換し、次の搬送あるいは加工に移行するようにしていた。

特許文献１は、ワークの搬送中に、ワーク搬送装置の駆動手段とワーク搬送装置に並設されたワーク台案内部との作用によって、ワークの姿勢を変換する技術を開示する。

特開２００１−１７９５６８号公報

しかしながら、従来の技術では、ワークの搬送途中又は加工直前に、ワークの姿勢変換のための時間を確保する必要があり、無駄な時間が必要となり、加工に要するトータル時間が長くなる問題もある。また、特許文献１の技術は、ワーク搬送装置に並設したワーク案内部を設置する必要があり、広い設置スペースを確保する必要があるという問題がある。そして、ワーク搬送装置上に姿勢変換機構と駆動源を設けると、姿勢変換用のアクチュエータを搭載しなくてはならない。その結果、ワーク搬送装置が大型化し、質量の増加による駆動力の増加が生じる問題や、ワーク搬送装置への給電の為のケーブル等の配線の為のスペースを設ける必要がある問題が生じる。

本発明の一実施形態は、対になって搬送路を移動する第１及び第２のスライダであって、ワークを把持する把持機構が取り付けられた姿勢変換機構を備える第１及び第２のスライダと、第１及び第２のスライダを制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、姿勢変換機構は、第１及び第２のスライダ間の相対距離に応じて、把持機構に把持されたワークの姿勢を変換し、搬送制御装置は、第１及び第２のスライダの速度を制御することにより相対距離を制御する、ことを特徴とする搬送システムを提供する。

本発明の一実施形態に係る搬送システムでは、第１及び第２のスライダの速度を制御することにより第１及び第２のスライダ間の相対距離を制御し、該相対距離に応じてワークの姿勢を変換することができるため、ワークの姿勢を変換するためのアクチュエータ等を必要としない。また、作業工程間のワークの搬送中にワークの姿勢を変換することができるため、姿勢変換のための追加の時間を必要としないため全体として加工システムの生産性を向上させることができる。

第１実施形態の搬送システムを備えた加工システムの概略構成図である。 第１実施形態の搬送システムの概略構成図である。 第１実施形態の搬送システムの概略構成図である。 第１実施形態の搬送プロファイルである。 第２実施形態の搬送システムの概略構成図である。 第３実施形態の搬送システムの概略構成図である。 第４実施形態の搬送システムの概略構成図である。 第５実施形態の搬送システムの概略構成図である。 第６実施形態の製造システムの概略構成図である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に関して図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の搬送システム１００を備えた加工システム１の概略構成図である。

ここで、図１に示すように、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の搬送方向に沿ってＸ軸をとり、搬送モジュール１０３を載せる架台１０７に対して鉛直方向をＺ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸とする。つまり、Ｙ軸は、Ｘ軸に直交かつ水平な軸である。

図１の加工システム１では、ワークＷに対する部品組付、材料の塗布等の作業工程を行う加工装置１０１、１０２が所定の間隔をおいて設置され、加工装置１０１、１０２間のワークＷの搬送を行う搬送システム１００が配設されている。なお、説明を簡単にするために、図１の加工システム１では複数の作業工程の一部を行う２つの加工装置１０１、１０２が示されているが、加工装置の数はこれに限定されない。

搬送システム１００は、架台１０７上に互いに連結して配置された複数の搬送モジュール１０３からなる搬送路１１０と、搬送路１１０上を移動する１つ又は複数の対の搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５を有する。本実施形態では、搬送スライダ１０４は、把持機構１０６によりワークＷを把持し、搬送スライダ１０４（第１のスライダ）及び姿勢変換スライダ１０５（第２のスライダ）の２台が対となりワークＷの搬送を行う。

なお、図１では、５つの搬送モジュール１０３ａ〜１０３ｅからなる搬送路１１０と、一対の搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５とを示しているが、これに限定されるものではない。また、搬送スライダ１０４ａ及び姿勢変換スライダ１０５ａは、ワークＷが加工装置１０１で加工されている状態を表し、搬送スライダ１０４ｂ及びワーク姿勢変換スライダ１０５ｂは、ワークＷが加工装置１０２で加工されている状態を表す。

加工システム１では、ワークＷは、搬送スライダ１０４上で把持されたまま加工装置により加工される。加工装置１０１でＷの加工面Ｗ１に対する作業工程が終了すると、ワークＷは、搬送モジュール１０３上を次の作業工程を行う加工装置１０２に搬送され、加工装置１０２でワークＷの加工面Ｗ２に対する作業工程が行われる。加工装置１０１による作業工程と加工装置１０２による作業工程では、それぞれワークＷの加工面Ｗ１、Ｗ２が異なる。

ワークＷは、搬送スライダ１０４上で異なる姿勢を取ることにより異なる加工面への部品組付けや塗布等の作業が加工装置により行われる。図１の構成では、各作業工程においてワークＷの加工面Ｗ１、Ｗ２に所定の作業を行うために、ワークＷは、加工装置１０１による作業工程ではＺ軸に対する角度θ１傾けられ、加工装置１０２による作業工程ではＺ軸に対する角度θ２傾けられる。

続いて、図２を用いて、搬送モジュール１０３、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の構成について説明する。

図２（Ａ）は、搬送システム１００の概略構成図であり、図２（Ｂ）は、スライダ２００をＹ軸方向から見た図であり、そして図２（Ｃ）は搬送モジュール１０３及びスライダ２００をＸ軸方向から見た図である。

図２では説明を簡単にするために、搬送モジュール１０３として２つの搬送モジュール１０３ａ、１０３ｂを示し、下位コントローラ２２０としてそれぞれ搬送モジュール１０３ａ、１０３ｂの制御を担当する下位コントローラ２２０ａ、２２０ｂを示している。また、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５に共通する構成をスライダ２００で表している。

図２（Ａ）に示すように、各搬送モジュール１０３は、モジュール筺体２１２、エンコーダ２０２、コイル群２０３及びガイドレール２０４を備えている。各搬送モジュール１０３のエンコーダ２０２及びコイル群２０３には下位コントローラ２２０が接続され、複数の下位コントローラ２２０は、ネットワーク２２１を通じて互いに接続されている。上位コントローラ２２２は、ネットワーク２２１を通じて複数の下位コントローラ２２０ａ、２２０ｂに接続され、複数の下位コントローラ２２０ａ、２２０ｂの制御を担当する。加工システム１では、上位コントローラ２２２が加工装置１０１、１０２の制御を担当する加工装置コントローラ（不図示）と協働して機能することで、ワークＷの加工及び搬送が首尾よく行われるようになっている。

図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように、スライダ２００は、天板２０５、スケール２０６、複数の永久磁石２０７、永久磁石ブラケット２０８、所定の機構２０９、スケールブラケット２１０、及びガイドブロック２１１を備えている。言い換えると、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の両方は、天板２０５、スケール２０６、複数の永久磁石２０７、永久磁石ブラケット２０８、所定の機構２０９、スケールブラケット２１０、及びガイドブロック２１１を備えている。所定の機構２０９として、搬送スライダ１０４の天板２０５上には把持機構１０６が取り付けられ、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の天板２０５上には後述する姿勢変換機構が取りつけられる。

スライダ２００のガイドブロック２１１は、搬送モジュール１０３のガイドレール２０４に案内されて、スライダ２００は、複数の搬送モジュール１０３からなる搬送路１１０に沿って移動する。スライダ２００のスケール２０６は、スケールブラケット２１０を介して天板２０５に取り付けられている。

スライダ２００の永久磁石ブラケット２０８に取り付けられている永久磁石２０７と、モジュール筺体２１２のコイル群２０３との間で電磁力が発生し、スライダ２００は、電磁力による駆動力を受けて、搬送路１１０に沿って移動することができる。

搬送モジュール１０３のエンコーダ２０２は、スライダ２００のスケール２０６との間のギャップが一定となるようにモジュール筺体２１２に取り付けられ、下位コントローラ２２０と通信可能に接続されている。エンコーダ２０２は、スケール２０６のパターンを読み取ることによりスライダ２００のＸ方向の位置（Ｘ位置）をエンコーダ２０２からの相対位置として検出し、スライダ２００の位置情報を下位コントローラ２２０に出力する。また、下位コントローラ２２０は、ネットワーク２２１を介して上位コントローラ２２２と情報をやり取りし、エンコーダ２０２からのスライダ２００の位置情報等を上位コントローラ２２２に送信する。

なお、図２（Ａ）では、１つの搬送モジュール１０３につき、３つのエンコーダ２０２ａ〜２０２ｃが所定の間隔をあけてモジュール筐体２１２に取り付けられているが、エンコーダの数はこれに限定されるものではない。

エンコーダ２０２の数及び配置位置は、スライダ２００が搬送モジュール１０３上のどの位置にあっても検出できるよう適宜調節される。

下位コントローラ２２０は、担当する搬送モジュール１０３のエンコーダ２０４の出力、及びエンコーダ２０２の位置から担当する搬送モジュール１０３上におけるスライダ２００の位置を算出する。また、下位コントローラ２２０は、電源（不図示）に接続され、担当する搬送モジュール１０３のコイル群２０３に印加する電流量を制御し、永久磁石２０７とコイル群２０３との間に発生する電磁力を調整する。このようにして、下位コントローラ２２０は、スライダ２００を所定の位置まで所定の速度で搬送して停止させることができる。

また、下位コントローラ２２０は、隣接する搬送モジュール１０３から担当する搬送モジュール１０３にスライダ２００が進入してきたことをエンコーダ２０２によって検知し、担当する搬送モジュール１０３上にあるスライダ２００の制御を引き継ぐ。制御を引き継いだ下位コントローラ２２０は、担当する搬送モジュール１０３上で所定の位置まで所定の速度で搬送したり、停止させたりといったスライダ２００の制御を行う。

上位コントローラ２２２は、スライダ２００の搬送に関する制御指令を下位コントローラ２２０に送信し、下位コントローラ２２０を介して複数のスライダ２００の制御を行う。下位コントローラ２２０は、上位コントローラ２２２からの制御指令を基に、担当する搬送モジュール１０３のコイル群２０３に印加する電流量を調整し、担当する搬送モジュール１０３上にある又は進入してきたスライダ２００の駆動制御を行う。

このように、上位コントローラ２２２は、下位コントローラ２２０を介して、各スライダ２００の搬送を制御する。なお、下位コントローラ２２０と上位コントローラ２２２とを合わせて搬送制御装置２３０と称し、搬送制御装置２３０は、下位コントローラ２２０及び上位コントローラ２２２の両方の機能を実現する。

図３は、搬送路１１０上の搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５をＹ軸方向から見た図である。搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の天板２０５上には、ワークＷの姿勢変換機構が設けられている。本実施形態の姿勢変換機構は、ガイド３０１、ラックギア３０２、軸受３０３、ピニオンギア３０４、ロッドエンド３０５、及びロッドエンド取付部３０６からなる。

搬送スライダ１０４の天板２０５上には搬送路１１０の搬送方向と平行にガイド３０１が設置され、ガイド３０１上にラックギア３０２が設置されている。また、搬送スライダ１０４の天板２０５上にラックギア３０２と噛み合うように軸受３０３とピニオンギア３０４が設置されている。ピニオンギア３０４は、軸受３０３に支持されており、ラックギア３０２がＸ軸に沿って動くことによりＹ軸の周りに回転する。

また、ピニオンギア３０４には把持機構１０６が取り付けられており、ピニオンギア３０４が回転すると把持機構１０６も回転し、ワークＷの姿勢変換が行われる。

ラックギア３０２は、ロッドエンド３０５によって姿勢変換スライダ１０５の天板２０５上に設置されたロッドエンド取付部３０６と連結されている。そのため、搬送スライダ１０４と姿勢変換スライダ１０５との間の相対距離が変化すると、ロッドエンド３０５を介してラックギア３０２の位置も変化する。その結果、ピニオンギア３０４は、ラックギア３０２の変化量に応じて回転し、ピニオンギア３０４に固定された把持機構１０６も回転する。このように、搬送スライダ１０４と姿勢変換スライダ１０５との間の相対距離を制御することにより、ワークＷの姿勢変換を制御することができる。

次に、ワークの姿勢変換の方法について図４を用いて説明する。図４（Ａ）は、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の搬送プロファイル４０１、４０２である。ここで、搬送プロファイルは、一台のスライダが停止した状態から移動を開始して再び停止するまでの一つ又は複数の下位コントローラ１０２に関わるスライダの位置に関するプロファイルである。

上位コントローラ２２２は、姿勢変換スライダ１０５の搬送プロファイル４０１、及び搬送スライダ１０４の搬送プロファイル４０２に基づいて、各スライダ１０４、１０５に対する制御指令を下位コントローラ２２０に出力する。

ここでは、姿勢変換スライダ１０５の搬送プロファイル４０１は、図１に示すティーチングポイントＰａからティーチングポイントＰｃへの搬送プロファイルである。また、搬送スライダ１０４の搬送プロファイル４０２は、ティーチングポイントＰｂからティーチングポイントＰｄへの搬送プロファイルである。ティーチングポイントは、上位コントローラ２２２が下位コントローラ２２０に指令するスライダ１０４、１０５の搬送の目標地点であり、スライダ１０４、１０５は、下位コントローラ２２０により駆動制御されて、ティーチングポイントに搬送される。

図４（Ａ）において点４０１ａ〜４０１ｄは、それぞれ時刻ｔ０、ｔ１、ｔ４、ｔ５における姿勢変換スライダ１０５の搬送路１１０上の位置（Ｘ）を指す。また、点４０２ａ〜４０２ｄは、それぞれ時刻ｔ０、ｔ２、ｔ３、ｔ５における搬送スライダ１０４の搬送路１１０上の位置（Ｘ）を指す。

図４（Ｂ）は、姿勢変換スライダ１０５の速度プロファイル４１１及び搬送スライダ１０４の速度プロファイル４１２である。速度プロファイル４１１、４１２は、それぞれ姿勢変換スライダ１０５の搬送プロファイル４０１及び搬送スライダ１０４の搬送プロファイル４０２の各時刻ｔ０〜ｔ５における、各スライダ１０４、１０５の速度ｖを示したものである。

速度プロファイル４１１に示すように、姿勢変換スライダ１０５は、時刻ｔ０にティーチングポイントＰａから速度ｖ０で動作を開始し、時刻ｔ１に速度ｖ１に到達し、時刻ｔ４に減速を開始し、そして時刻ｔ５にティーチングポイントＰｃに停止する。

また、速度プロファイル４１２に示すように、搬送スライダ１０４は、時刻ｔ０にティーチングポイントＰｂから速度ｖ０で動作を開始し、時刻ｔ２に速度ｖ２に到達し、時刻ｔ３に減速を開始し、そして時刻ｔ５にティーチングポイントＰｃに停止する。

次に、搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５の搬送速度ｖと相対距離ΔＸに関して説明する。

姿勢変換スライダ１０５は、時刻ｔ０から時刻ｔ５までの間に、ティーチングポイントＰａからティーチングポイントＰｃまで搬送され、Ｐａ及びＰｃ間の搬送距離は、Ｘａｃである。また、搬送スライダ１０４は、時刻ｔ０から時刻ｔ５までの間に、ティーチングポイントＰｂからティーチングポイントＰｄまで搬送され、Ｐｂ及びＰｄ間の搬送距離は、Ｘｂｄである。

時刻ｔ１、ｔ４における姿勢変換スライダ１０５と搬送スライダ１０４との間の相対距離ΔＸ１、ΔＸ２を考える。時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ４〜ｔ５の期間では、姿勢変換スライダ１０５及び搬送スライダ１０４は互いに等しい速度で搬送される。そのため、時刻ｔ０〜ｔ１及び時刻ｔ４〜ｔ５の期間において、スライダ１０４、１０５間の相対距離は、それぞれ一定値ΔＸ１、ΔＸ２である。そうすると、搬送距離Ｘａｃ、Ｘｂｄと、スライダ１０４、１０５間の相対距離ΔＸ１、ΔＸ２との間には、
Ｘｂｄ−Ｘａｃ＝ΔＸ１−ΔＸ２ …式１
の関係が成り立つ。

姿勢変換スライダ１０５及び搬送スライダ１０４は、時刻ｔ０から時刻ｔ５の期間にそれぞれ搬送距離Ｘａｃ、搬送距離Ｘｂｄの異なる距離の移動を行うため、それぞれ異なる最高速度ｖ１、ｖ２で動作させる。

ここで、図４（Ｂ）の速度プロファイル４１１、４１２からわかるように、スライダ１０４、１０５の加速度及び減速度は、スライダ１０４、１０５間で互いに同じになるように設定されている。なお、スライダ１０４、１０５の加速度及び減速度を互いに異なるように設定してもよい。

図４（Ｃ）は、スライダ１０４、１０５間の相対距離プロファイルである。

図４（Ｂ）の速度プロファイル４１１、４１２に沿って姿勢変換スライダ１０５及び搬送スライダ１０４が動作する場合、時刻ｔ０にスライダ１０４、１０５は、互いに同じ加速度で加速する。そのため、時刻ｔ０〜ｔ１の期間、２台のスライダ１０４、１０５間の相対距離ΔＸ１は一定に保たれる。時刻ｔ１後に、姿勢変換スライダ１０５の加速が完了し、スライダ１０４、１０５間に速度差が生じ始め、スライダ１０４、１０５間の相対距離が変化する。そして、時刻ｔ３後に搬送スライダ１０４は減速し始めて、時刻ｔ４に２台のスライダ１０４、１０５の速度は互いに等しくなる。この時、スライダ１０４、１０５間の相対距離はΔＸ２となり、時刻ｔ４〜ｔ５の期間、２台のスライダ１０４、１０５は、相対距離ΔＸ２を保ったまま同じ減速度で減速し、最終的に停止する。

図４（Ｄ）は、ワークＷの姿勢プロファイル４２２であり、ワークＷの姿勢をＺ軸に対する角度θで表している。時刻ｔ０におけるワークＷの姿勢は角度θ１であり、これは、図１の加工装置１０１においてワークＷの加工面Ｗ１に所定の加工を行う為にワークＷがとるべき姿勢である。また、時刻ｔ５におけるワークＷの姿勢は角度θ２であり、これは、図１の加工装置１０２においてワークＷの加工面Ｗ２に所定の加工を行う為のワークＷがとるべき姿勢である。

図４（Ｃ）の相対距離プロファイル４２１をとるように搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５が移動すると、搬送スライダ１０４のラックギア３０２の作用により、ピニオンギア３０４が回転する。これにより、ワークＷの姿勢は角度θ１からθ２に変換される。

このように、本実施形態の搬送システム１００では、加工装置間でワークＷを搬送する間に搬送スライダ１０４と姿勢変換スライダ１０５との間に速度差を生じさせて、スライダ１０４、１０５間の相対距離が調節される。その結果、ワークＷの姿勢が変換される。

以上のように、本実施形態に係る搬送システムでは、搬送スライダ及び姿勢変換スライダを小型に形成可能であり、且つワークＷの姿勢を変換するためのアクチュエータ及びアクチュエータのための給電等のケーブルを必要としない。このため、狭いスペース内であっても、効率よく搬送システムを設置することができるとともに、作業工程間をスライダが往復動作する間欠搬送だけでなく、同一スライダーにより最上流工程から最下流工程まで搬送を行う循環搬送も可能になる。

また、本実施形態の搬送システムでは、ワークの姿勢変換を制御するためのコントローラを別途設ける必要はなく、スライダの駆動制御を行うコントローラによりスライダ間の相対距離を調整するだけでワークの姿勢を変換することができる。そして、本実施形態の搬送システムでは、作業工程間の搬送中にワークＷの姿勢を変換することができるため、姿勢変換のための追加の時間を必要としないため全体として加工システムの生産性を向上させることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の搬送システムに関して図５を用いて説明する。図５は、搬送路１１０上の搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５上の姿勢変換機構をＺ軸方向から見た図である。なお、本実施形態は、第１実施形態と比べスライダ１０４、１０５上の姿勢変換機構の構成が異なるだけであり、その他の構成についての説明は省略する。

本実施形態の姿勢変換機構は、ガイド、ラックギア５０２、軸受、ピニオンギア５０４、ロッドエンド５０５、及びロッドエンド取付部５０６からなる。該姿勢変換機構では、搬送スライダ１０４の天板２０５上に搬送路１１０の搬送方向と平行してガイド（不図示）が設置され、該ガイド上にラックギア５０２が設置されている。また、搬送スライダ１０４の天板２０５上に、Ｚ軸を中心とする軸受（不図示）と、ラックギア５０２と噛み合うようにピニオンギア５０４が設置されている。ピニオンギア５０４は、該軸受に支持され、ラックギア５０２がＸ軸方向に動くことによりＺ軸の周りに回転する。

ピニオンギア５０４上には把持機構１０６が取り付けられており、ピニオンギア５０４が回転すると把持機構１０６もＹ軸の周りに回転し、把持機構１０６に把持されたワークＷの姿勢変換が行われる。ロッドエンド取付部５０６は、姿勢変換スライダ１０５の天板２０５上に固定され、ロッドエンド５０５は、ロッドエンド取付部５０６及びラックギア５０２に連結されている。搬送スライダ１０４と姿勢変換スライダ１０５との間の相対距離が変化すると、ラックギア５０２は、ロッドエンド５０５を通じて作用を受け、ガイド（不図示）に沿って移動する。

このように、本実施形態の搬送システムでは、搬送スライダと姿勢変換スライダとの間の相対距離を調整することにより、ワークをＺ軸の周りに回転させて、ワークの姿勢を変換することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の搬送システムに関して図６を用いて説明する。図６は、搬送路１１０上の搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５上の姿勢変換機構をＹ軸方向から見た図である。なお、本実施形態は、第１及び第２実施形態と比べスライダ１０４、１０５上の姿勢変換機構の構成のみが異なり、その他の構成についての説明は省略する。

第１実施形態に比べ、本実施形態は、搬送スライダ１０４と姿勢変換スライダ１０５との間の相対距離を調整することにより、台形カム６０３、カムフォロア６０４を介してワークＷをＺ軸方向に移動させて、ワークＷの姿勢変換を行う点で異なる。

本実施形態の姿勢変換機構は、固定体６００、第１のガイド６０１、第２のガイド６０２、台形カム６０３、カムフォロワ６０４、ロッドエンド３０５、及びロッドエンド取付部３０６からなる。また、搬送スライダ１０４の天板２０５上に搬送方向前方に固定体６００が設置され、固定体６００には、カムフォロワ６０４の上下移動を案内する第２のガイド６０２が取り付けられている。

該姿勢変換機構では、搬送スライダ１０４の天板２０５上に搬送路１１０の搬送方向と平行に第１のガイド６０１が設置され、第１のガイド６０１上に台形カム６０３が移動可能に設置されている。

台形カム６０３は、第１のガイド６０１によって搬送方向（Ｘ軸）と平行に動く。カムフォロワ６０４は、台形カム６０３上の傾斜面に設置され、カムフォロワ６０４上には把持機構１０６が設置されている。台形カム６０３がＸ軸方向に動くと、それに応じてカムフォロワ６０４及び把持機構１０６は第２のガイド６０２に沿ってＺ軸方向に動き、ワークＷもＺ軸方向に動く。

このように、本実施形態の搬送システムでは、搬送スライダと姿勢変換スライダとの間の相対距離を調整することにより、ワークをＺ軸方向に移動させて、ワークの姿勢を変換することができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態について図７を用いて説明する。図７は、搬送路１１０上の搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂの姿勢変換機構をＹ軸方向から見た図である。本実施形態は、第１乃至第３実施形態と異なり、２台の搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂを対で使用し、それぞれが把持機構１０６ａ、１０６ｂを備える。

本実施形態の姿勢変換機構は、搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂそれぞれの天板２０５上に設置されている。該姿勢変換機構は、ガイド３０１、ラックギア３０２、軸受３０３、ピニオンギア３０４、ラックギアストッパ７０１、固定側ストッパ７０２、プッシャ７０３、ばね７０４、及びラックギア押付部７０５からなる。なお、図７では、搬送スライダ１０４ａについては各符号に添字ａが付され、搬送スライダ１０４ｂについては各符号に添字ｂが付されている。また、ガイド３０１、ラックギア３０２、軸受３０３、及びピニオンギア３０４の構成は第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

搬送スライダ１０４ａの天板２０５ａ上の端部に、プッシャ７０３と固定体７０６が取り付けられ、固定体７０６には、ラックギア３０２の一端に取り付けられたばね７０４が固定されている。ラックギア３０２の他端にはラックギア押付部７０５が取り付けられ、ラックギア押付部７０５には固定側ストッパ７０２が取り付けられている。プッシャ７０３の先端部は、搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂの対のうち相手側のラックギア押付部７０５に向かって突出して形成されている。例えば、搬送スライダ１０４ａのプッシャ７０３ａの先端は、相手側である搬送スライダ１０４ｂの押付部７０５ｂに向かって突出して形成されている。

ワークＷの姿勢の初期位置は、ラックギアストッパ７０１ａが固定側ストッパ７０２にばね７０４によって押しつけられることにより定まり、初期位置におけるワークＷａ、Ｗｂの姿勢は、それぞれ角度θ１ａ、θ１ｂである。

搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂ間の相対距離が所定の距離に短くなると、お互いのプッシャ７０３ａ、７０３ｂが相手側のラックギア押付部７０５ａ、７０５ｂに当たり、ラックギア３０２ａ、３０２ｂが動作し始める。そして、搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂ間の相対距離がさらに短くなることで、ラックギア３０２ａ、３０２ｂはさらに動作する。そして、ラックギア３０２ａ、３０２ｂが動くことによりピニオンギア３０３ａ、３０３ｂは回転し、ピニオンギア３０３ａ、３０３ｂが回転することにより把持機構１０６ａ、１０６ｂはＹ軸回りに回転する。その結果、ワークＷａ、Ｗｂの姿勢は、それぞれ角度θ２ａ、θ２ｂへと変換される。

図７の構成では、ワークＷａは、搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂが互いに近づくことにより時計周りに回転し、反対にワークＷｂは、搬送スライダ１０４ａ、１０４ｂが互いに近づくことにより反時計周りに回転する。

以上のように本実施形態では、２台の搬送スライダが相互に作用することでワークの姿勢変換を行い、２台のスライダ搬送スライダで２個のワークの姿勢変換を一度に行うことができる。そのため、ワーク２個を１組で運び加工装置で処理する工程システムや、ワーク姿勢を対称的に変換し加工装置で処理する工程システムにおいて、姿勢変換の為のスライダが不要になり、全体として生産性をより一層向上させることができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態について図８を用いて説明する。図８は、搬送路１１０上の搬送スライダ１０４（第２のスライダ）及び姿勢変換スライダ１０５ａ、１０５ｂ（第１及び第３のスライダ）の姿勢変換機構をＹ軸方向から見た図である。本実施形態は、第１及び第３実施形態の姿勢変換機構を組み合わせた構成であり、１台の搬送スライダ１０４と２台の姿勢変換スライダ１０５ａ、１０５ｂを組合せ、ワークＷをＺ軸方向の移動に加えて、Ｙ軸の周りに回転させることができる。

第３実施形態の姿勢変換機構では、カムフォロワ６０４上に把持機構１０６が直接設けられていたが、本実施形態の姿勢変換機構では、カムフォロワ６０４上に軸受３０３及びガイド８０４を設けている。姿勢変換スライダ１０５ｂ上には固定体８０５が設けられ、固定体８０５の端部には溝カム８０１が形成されている。溝カム８０１に案内されるカムフォロワ８０２が形成されたブラケット８０３は、搬送スライダ１０４上のガイド８０４に案内される。ブラケット８０３の端部上にはラックギア３０２が、軸受３０３に支持されたピニオンギア３０４と噛み合うように取り付けられている。

姿勢変換スライダ１０５ｂと搬送スライダ１０４との間の相対距離が変化すると、ブラケット８０３に取り付けられたラックギア３０２がＸ軸方向に移動し、それに応じてピニオンギア３０４が回転する。その結果、ワークＷはＹ軸の周りに回転する。また、姿勢変換スライダ１０５ａと搬送スライダ１０４との間の相対距離が変化すると、台形カム６０３がＸ軸方向に移動し、それに応じてカムフォロワ６０４がＺ軸方向に移動する。その結果、ワークＷはＺ軸に沿って移動する。

以上のように本実施形態では、１台の搬送スライダと２台の姿勢変換スライダとが相互に作用することでワークの姿勢変換を行い、ワークの姿勢の変換をＸ-Ｚ平面上で自由に行うことができる。そのため、ワークの姿勢変換の自由度が向上し、１つの加工装置にワークの複数の加工面に対する複数又は複雑な作業工程を行わせることができ、工程システム全体の生産性を一層向上させることができる。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態に係る物品の製造システム９００について図９を用いて説明する。物品の製造システム９００は、第１乃至第５実施形態に係る搬送システム１００と、加工装置９１０、９１１とを有し、搬送システム１００は、加工装置９１０、９１１間のワーク９０１の搬送を行う。ここで、物品とは、例えばインクジェットプリンタやコピー機用のトナーカートリッジ、カメラ用の部品、半導体製品等である。なお加工装置９１０、９１１の数はこれに限定されない。

製造システム９００による物品の製造方法について説明する。まず、一対の搬送スライダ１０４及び姿勢変換スライダ１０５を搬送路１１０上で移動させ、第１の加工装置９１０に搬送する。このとき、ワーク９０１は搬送スライダ１０４により把持され、第１の姿勢（例えば、角度θ１）をとっている。そして、加工装置９１０において、該第１の姿勢をとるワーク９０１に対して第１の加工処理を施す。

その後、スライダ１０４、１０５を第２の加工装置９１１に向けて搬送する間に、スライダ１０４、１０５の速度を制御し、スライダ１０４、１０５間の相対距離を調整する。その結果、搬送中に、ワーク９０１の姿勢は、第１の姿勢から第２の姿勢（例えば、角度θ２）へと変換される。そして、第２の加工装置９１１において、第２の姿勢をとるワーク９０１に対して第２の加工処理を施すことにより、最終的な物品９０２が製造される。

例えば、製造されるべき物品が、インクジェットプリンタのトナーを入れるためのカートリッジである場合、ワーク９０１は、カートリッジの基となるプラスチック体である。加工装置９１０は、カラーインク用のトナー粉末を充填するための領域をワーク９０１に形成し、加工装置９１１は、ブラックインク用のトナー粉末を充填するための領域をワーク９０１に形成する。そして、最終的に、物品９０２としてインクジェットプリンタのトナーを入れるためのカートリッジ製品が製造されることになる。

このように、本実施形態に係る物品の製造システム９００は、第１乃至第５の実施形態に係る搬送システムの利点を伴って物品を製造することができ、その結果、物品の製造効率の向上ひいては製造コストの低減につながる。

（その他の実施形態）
その他の実施形態として、１台の搬送スライダと、３台の姿勢変換スライダとを組合せて、第１乃至第３の実施形態の姿勢変換機構の機能を備えた姿勢変換機構を構築してもよい。これにより、ワークＷの姿勢をＸＹＺ空間上で自由に変換することが可能となる。これにより、ワークの姿勢変換の自由度が向上し、１つの加工装置にワークの複数の加工面に対する複数又は複雑な作業工程を行わせることができ、工程システム全体の生産性を一層向上させることができる。

１０１ 加工装置
１０２ 加工装置
１０４ 搬送スライダ
１０５ 姿勢変換スライダ
１０６ 把持機構
１１０ 搬送路
２０３ コイル群
２０７ 永久磁石
２３０ 搬送制御装置
３０２ ラックギア
３０３ 軸受
３０４ ピニオンギア
３０５ ロッドエンド
３０６ ロッドエンド取付部
６０３ 台形カム
６０４ カムフォロア
７０３ プッシャ

Claims (10)

1. 対になって搬送路を移動する第１及び第２のスライダであって、前記第１のスライダ及び前記第２のスライダの少なくとも一方には、把持機構に把持されたワークの姿勢を変換する姿勢変換機構を備えている第１及び第２のスライダと、
   前記第１のスライダと前記第２のスライダ間を連結する連結部と、
   前記第１及び第２のスライダのそれぞれの前記搬送路上の位置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
   前記姿勢変換機構は、前記第１及び第２のスライダ間の相対距離に応じて、前記連結部からの作用力を受けて、前記把持機構に把持されたワークの姿勢を変換し、
   前記搬送制御装置は、前記第１及び第２のスライダのそれぞれの前記搬送路上の位置を制御することにより前記相対距離を制御する、ことを特徴とする搬送システム。
2. 前記姿勢変換機構は、ラックギア、軸受及びピニオンギアを備え、
   前記把持機構は、前記ピニオンギアに取り付けられ、
   前記ピニオンギアは、前記軸受に支持され、前記ラックギアと噛み合うように設置され、
   前記ラックギアは、前記相対距離に応じた前記連結部からの作用を受けて動作し、
   前記ピニオンギアが前記ラックギアの動作に応じて回転することにより、前記把持機構に把持されたワークの姿勢が変換される、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記ピニオンギアは、前記第１及び第２のスライダの搬送方向に直交かつ水平な軸の周りに回転する、ことを特徴とする請求項２に記載の搬送システム。
4. 前記ピニオンギアは、前記第１及び第２のスライダの搬送方向に直交かつ鉛直な軸の周りに回転する、ことを特徴とする請求項２に記載の搬送システム。
5. 前記姿勢変換機構は、台形カム及びカムフォロワを備え、
   前記把持機構は、前記カムフォロワに取り付けられ、
   前記台形カムは、前記相対距離に応じた前記連結部からの作用を受けて動作し、前記カムフォロワが前記台形カムの動作に応じて前記第１及び第２のスライダの搬送方向に対して鉛直な方向に動作することにより、前記把持機構に把持されたワークの姿勢が変換される、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
6. 前記姿勢変換機構は、前記第１のスライダに設置された第１のラックギア、第１の軸受、第１のピニオンギア、及び第１のプッシャと、前記第２のスライダに設置された第２のラックギア、第２の軸受、第２のピニオンギア、及び第２のプッシャとを備え、
   前記把持機構は、前記第１及び第２のピニオンギアそれぞれに取り付けられ、
   前記第１及び第２のピニオンギアそれぞれは、前記第１及び第２の軸受に支持され、前記第１及び第２のラックギアと噛み合うように設置され、
   前記第１のラックギアは、前記相対距離に応じた前記第２のプッシャからの作用を受けて動作し、前記第２のラックギアは、前記相対距離に応じて前記第１のプッシャから作用を受けて動作し、
   前記第１のピニオンギアが前記第１のラックギアの動作に応じて回転し、前記第２のピニオンギアが前記第２のラックギアの動作に応じて回転することにより、前記把持機構に把持されたワークの姿勢が変換される、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
7. 前記第１及び第２のスライダは永久磁石を備え、
   前記搬送路は、コイル群を備え、
   前記第１及び第２のスライダは、前記永久磁石と前記コイル群との間に発生する電磁力を受けて移動する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の搬送システム。
8. 搬送路を移動する第１乃至第３のスライダの組であって、把持機構に把持されたワークの姿勢を変換する姿勢変換機構を備えている第１乃至第３のスライダの組と、
   前記第１乃至第３のスライダのそれぞれの前記搬送路上の位置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
   前記姿勢変換機構は、前記第１及び第２のスライダ間の第１の相対距離に応じて、前記把持機構に把持されたワークを前記第１乃至第３のスライダの搬送方向に対して鉛直な方向に移動させ、前記第２及び第３のスライダ間の第２の相対距離に応じて、前記ワークを前記第１乃至第３のスライダの搬送方向に直交かつ水平な軸の周りに回転させるように構成され、
   前記搬送制御装置は、前記第１乃至第３のスライダのそれぞれの前記搬送路上の位置を制御することにより前記第１及び第２の相対距離を制御する、ことを特徴とする搬送システム。
9. 所定の作業工程を行う複数の加工装置が設置され、前記複数の加工装置の間におけるワークの搬送のために請求項１乃至８のいずれか１項に記載の搬送システムを設けたことを特徴とする加工システム。
10. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の搬送システムと、第１及び第２の加工装置とを用いた物品の製造方法であって、
    前記第１及び第２のスライダを前記搬送路上で移動させ、前記第１の加工装置に搬送するステップと、
    前記第１の加工装置において、第１の姿勢をとる前記ワークに対して第１の加工処理を施すステップと、
    前記第１及び第２のスライダを第２の加工装置に向けて搬送する間に、前記第１及び第２のスライダのそれぞれの前記搬送路上の位置を制御し、前記第１及び第２のスライダ間の相対距離を調整することにより、前記ワークを前記第１の姿勢から第２の姿勢へと変換するステップと、
    前記第２の加工装置において、前記第２の姿勢をとる前記ワークに対して第２の加工処理を施すことにより、物品を製造するステップと、を具備することを特徴とする製造方法。

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