JP6667159B2 - 部品取り出し位置決め装置 - Google Patents

Description

この発明は、パーツフィーダなどから送出されてきた部品を、取り出し箇所へ移動する途上で、取り出しやすい位置状態に変換し、作業者やロボット装置による取り出しを確実に行うことができる部品取り出し位置決め装置に関している。

特許第３６０５７５０号公報には、ブロック状の移送部材で受け止められた部品を、水平方向に移動して停止し、この停止状態のところへチャック機構を備えたロボット装置で保持し、部品を目的箇所へ供給することが記載されている。

特許第３６０５７５０号公報

上記特許文献１に記載されている技術には、部品を水平方向に移動してロボット装置で保持するものであり、作業者が掴んだりロボット装置で保持したりする際に必要とされる、部品の突出高さの適正化についての配慮がなされていない。

本発明の部品取り出し位置決め装置は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、パーツフィーダなどから送出されてきた部品を、取り出し箇所へ移動する途上で、取り出しやすい位置状態に変換し、作業者やロボット装置による取り出しを確実に行うことを目的とする。

請求項１記載の発明は、
部品を受け入れる貫通孔が進退動作をする移送部材に設けられ、
部品を供給する断面円形の供給管が、後退した移送部材の貫通孔と同軸状態になる位置に配置され、
貫通孔の大きさは部品が上下方向に移動できるように設定され、
移送部材の下側に移送部材の進退方向と同じ方向に伸びるカム部材が配置され、
貫通孔に受け入れられた部品がカム部材上を滑動できるように貫通孔とカム部材の相対位置が設定され、
カム部材には、移送部材からの部品の突出高さを高めて、部品を作業者が手で摘まみとったり、ロボット装置で保持したりすることができる高さに設定する、斜面が設けられていることを特徴とする部品取り出し位置決め装置である。

貫通孔に受け入れられた部品は、貫通孔内を上下方向に移動できる状態とされ、移送部材が進出するときに、部品はカム部材上を滑動し、そのときに斜面によって部品が上昇した状態になる。移送部材が進出位置で停止すると、部品の移送部材からの突出高さが所定の高さに設定される。このような所定の高さになるので、作業者が手で摘まみとったり、ロボット装置で保持したりすることが行いやすくなり、部品取り出し位置決め装置としての動作信頼性が向上する。

例えば、移送部材が水平方向に進退し、貫通孔内を部品が鉛直方向に移動できる場合であると、貫通孔内に部品を保持した移送部材が進出するときに、この進出移動と同時に、部品がカム部材の斜面によって貫通孔内を上方へ持ち上げられる。したがって、水平方向の部品移動と上方への部品移動が同時に遂行され、簡単な機構によって２方向の動作がなされ、装置の構造簡素化と、所定の突出高さが確実に求められる。

カム部材は、移送部材の進退方向と同じ方向に配置されているとともに、貫通孔とカム部材の相対位置が、部品がカム部材上を滑動できるように設定されているので、移送部材とカム部材の位置関係が簡単に設定され、両者の位置関係を簡単に求めることができ、カム部材による部品の移動軌跡が正確に定められる。

部品が移送部材から突出する高さは、カム部材の斜面による高低差で設定されるので、斜面による部品の上昇高さを設定するだけで、正確に突出高さを設定することができる。

貫通孔の大きさは、部品が上下方向に移動できるように設定されているので、斜面を通過した部品は貫通孔から抜き取りやすい状態になっている。したがって、移送部材から突き出た部品を抜き取るときには、部品が貫通孔にひっかかったりすることがなく、円滑に取り出すことができる。

部品は、貫通孔内を上下方向に移動し、カム部材上を滑動するから、部品の形状を円柱状部品、大径部と小径部を有する部品、直方体形状の部品など、種々な形状の部品の取り出し位置決めが可能であり、汎用性の高い装置がえられる。

装置の正面図および各部の断面図である。 装置の平面図である。 動作状態を示す部分的な正面図である。

つぎに、本発明の部品取り出し位置決め装置を実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例を示す。

最初に、対象となる部品について説明する。

本発明の装置で取り出される部品としては、円柱状の軸状部品、管状のパイプ型部品、大径部と小径部を有する段型軸状部品など、種々なものがある。この実施例では、円柱状の軸状部品である。この部品には、符号１が付してある。

つぎに、装置全体について説明する。

表面が平坦になっている四角い基板２上に、真っ直ぐなガイドレール３が固定されている。基板２は、水平状態で配置されている。ガイドレール３は、水平に配置され、基板２に固定された静止レール４と、この静止レール４に上から跨ぐようにして組み合わされた可動レール５によって構成されている。このようなガイドレール３は、一般的に採用されている構造である。可動レール５は、静止レール４に対してスライドはできるが、上下左右への相対変位はできないような断面構造とされている。

可動レール５の上面に、移送部材６がボルト付けまたは溶接で結合してある。移送部材６は、分厚いステンレス鋼製の平たい板材で作られ、その下面に可動レール５が溶接またはボルト付けで結合してある。このような構造によって、移送部材６はガイドレール３に沿って水平方向に進退できるようになっている。

装置の機枠などの静止部材７に、断面円形の供給管８が鉛直方向の姿勢で固定され、それに接合された供給ホース９がパーツフィーダ（図示していない）から伸びてきている。供給管８の内径は、部品１の直径よりもわずかに大きくしてある。

つぎに、移送部材について説明する。

移送部材６の構造を詳しく説明すると、移送部材６の形状は、図２に示すように、被ガイド部１１と部品保持部１２が横長のＬ字型形状とされている。被ガイド部１１の下面に上記可動レール５が固定され、これによって移送部材６がガイドレール３に沿って進退できるようになっている。移送部材６を進退させる進退駆動手段として、エアシリンダ１３が設置してある。エアシリンダ１３は、基板２上に固定された支持部材１４を介して基板２に結合してある。エアシリンダ１３のピストンロッド１５の先端が被ガイド部１１の端部に形成した結合板１６に固定してある。エアシリンダ１３の進退出力方向は、ガイドレール３の長手方向と同じにしてある。

部品保持部１２は、ガイドレール３の長手方向と平行に伸びる細長い部材とされ、貫通孔１７が設けてある。エアシリンダ１３の縮小動作で移送部材６が最も後退した位置にあるとき、貫通孔１７は、供給管８と同軸状態となる箇所に開けられている。貫通孔１７の内径は、部品１の外径よりもわずかに大きく設定してあり、こうすることにより部品１が貫通孔１７内で上下方向に移動できるようになっている。

つぎに、カム部材について説明する。

カム部材１８は、ステンレス鋼製の厚板のような細長い部材を、ガイドレール３と平行な向きにして、基板２に溶接またはボルト付けなどで固定してある。そして、貫通孔１７とカム部材１８の相対位置は、貫通孔１７に受け入れられた部品１がカム部材１８上を滑動できるように設定されている。カム部材１８の滑動面は、水平方向の低平面部１９と、それに連続した斜面２０と、この斜面２０に連続した高平面部２１によって形成されている。斜面２０は、移送部材６の進出方向に向って上り傾斜とされ、この上り高さによって、部品１が移送部材６から突出する所定の突出高さが設定される。

上述の貫通孔１７とカム部材１８の相対位置は、低平面部１９と斜面２０と高平面部２１からなる一連の滑動面と、貫通孔１７の相対位置を意味している。

なお、斜面２０は平面であるが、これを凸型の曲面や凹型の曲面に換えることも、可能である。また、符号２２は、部品１の通過を可能とする切欠き部であり、供給管８の下端に形成してある。

移送部材６から突き出て待機状態になっている部品１は、作業者が手で掴んでつぎの目的箇所へ移動させるか、あるいはロボット装置によって保持し目的箇所へ供給する。ここでは、図３（Ｃ）に示したロボット装置２３であり、その先端にチャック機構や吸着機構などの保持部２４が設けられている。

つぎに、装置の動作について説明する。

図１（Ａ）、図３（Ａ）は、後退した移送部材６の貫通孔１７に、供給管８からの部品１が貫通して、低平面部１９上に載置されている状態である。このとき、後続の部品１は積み重なるようにして待機している。ここでエアシリンダ１３の進出動作で移送部材６が進出すると、部品１は貫通孔１７の内面で押され低平面部１９上を滑動する。この初期移動の際に、一番目の部品１が二番目の部品１から離脱すると、二番目の部品１が落下し、移送部材６の上面に載置されて移送部材６の表面を相対的に滑動する。つまり、一番目の部品１が低平面部１９上を滑動する。

さらに、移送部材６が押し出されると、図３（Ｂ）に示すように、部品１の下端が斜面２０にさしかかり、斜面２０の勾配によって部品１は貫通孔１７内を上方へ移動し、移送部材６からの突出高さが次第に高くなる。その後、移送部材６が進出しきると、図３（Ｃ）に示すように、部品１の下端が高平面部２１上に載置されて、移送部材６からの突出高さが所定高さとなる。移送部材６は、ガイドレール３で支持されているので、水平方向にのみ進退し、上下方向には変位することがない。

ついで、移送部材６から突出した部品１をロボット装置２３で保持して、目的箇所への供給がなされる。

上述の実施例では、カム部材１８の滑動面が、低平面部１９、斜面２０、高平面部２１の３面が連続したものであるが、これを斜面２０だけにして、部品１の移送部材６からの突出高さを求めることも可能である。

上述のように、貫通孔１７に部品１が進入したら、つぎにエアシリンダ１３が進出動作をしたり、部品１が高平面部２１に到達すると、ロボット装置２３が動作したりするような動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に実施することが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

なお、上記のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。

以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。

貫通孔１７に受け入れられた部品１は、貫通孔１７内を上下方向に移動できる状態とされ、移送部材６が進出するときに、部品１はカム部材１８上を滑動し、そのときに斜面２０によって部品１が上昇した状態になる。移送部材６が進出位置で停止すると、部品１の移送部材６からの突出高さが所定の高さに設定される。このような所定の高さになるので、作業者が手で摘まみとったり、ロボット装置２３で保持したりすることが行いやすくなり、部品取り出し位置決め装置としての動作信頼性が向上する。

例えば、移送部材６が水平方向に進退し、貫通孔１７内を部品１が鉛直方向に移動できる場合であると、貫通孔１７内に部品１を保持した移送部材６が進出するときに、この進出移動と同時に、部品１がカム部材１８の斜面２０によって貫通孔１７内を上方へ持ち上げられる。したがって、水平方向の部品移動と上方への部品移動が同時に遂行され、簡単な機構によって２方向の動作がなされ、装置の構造簡素化と、所定の突出高さが確実に求められる。

カム部材１８は、移送部材６の進退方向と同じ方向に配置されているとともに、貫通孔１７とカム部材１８の相対位置が、部品１がカム部材１８上を滑動できるように設定されているので、移送部材６とカム部材１８の位置関係が簡単に設定され、両者の位置関係を簡単に求めることができ、カム部材１８による部品１の移動軌跡が正確に定められる。

部品１が移送部材６から突出する高さは、カム部材１８の斜面２０による高低差で設定されるので、斜面２０による部品１の上昇高さを設定するだけで、正確に突出高さを設定することができる。

貫通孔１７の大きさは、部品１が上下方向に移動できるように設定されているので、斜面２０を通過した部品１は貫通孔１７から抜き取りやすい状態になっている。したがって、移送部材６から突き出た部品１を抜き取るときには、部品１が貫通孔１７にひっかかったりすることがなく、円滑に取り出すことができる。

部品１は、貫通孔１７内を上下方向に移動し、カム部材１８上を滑動するから、部品１の形状を円柱状部品、大径部と小径部を有する軸状部品、直方体形状の部品など、種々な形状の部品の取り出し位置決めが可能であり、汎用性の高い装置がえられる。

移送部材６が後退したときに、貫通孔１７と供給管８が同軸状態になるので、パーツフィーダなどから移送されてきた部品１が直接貫通孔１７に入り込むのと同時に、部品１がカム部材１８上に載置される。したがって、貫通孔１７への部品保持とカム部材１８上への部品載置が同時に達成され、作動上の信頼性が向上する。

ガイドレール３とカム部材１８とが平行に配置され、移送部材６には、貫通孔１７が配置され、カム部材１８の上位を進退する部品保持部１２と、ガイドレール３に案内されて進退動作をする被ガイド部１１が形成されている。このため、長尺なガイドレール３の上側に移送部材６を配置する構造が形成され、構造簡素化の面で有利である。また、移送部材６を板材で構成することにより、上記部品保持部１２と被ガイド部１１が形成しやすくなる。

移送部材６に進退動作を行わせる進退駆動手段の出力軸が、進退方向で見て移送部材６の中央付近に配置した結合板１６に結合してある。これにより、移送部材６への進退力の入力箇所が移送部材６の中央部になり、進退動作が円滑になされる。つまり、進退方向に対する移送部材６の揺れ移動が最少化され、ガイドレール３に異常な方向の力が作用せず、滑らかに進退するのである。

カム部材１８の斜面２０は、その上り勾配の角度や適当な曲面、すなわち凸型曲面や凹型曲面にして、部品１の形状や重量に応じた傾斜とすることができ、滑らかなカム部材上の部品移動が達成できる。

起立状態の供給管８は、移送部材６から突出している部品１を作業者が手で掴み取ったり、ロボット装置２３で保持したりするときには、部品１から離隔していることが望ましい。部品１は、移送部材６の進出で供給管８から遠ざけられるので、待機している部品１を取り出すことが確実に行える。

上述のように、本発明の装置によれば、パーツフィーダなどから送出されてきた部品を、取り出し箇所へ移動する途上で、取り出しやすい位置状態に変換し、作業者やロボット装置による取り出しを確実に行うことができる。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１ 部品、円柱状の軸状部品
２ 基板
３ ガイドレール
６ 移送部材
８ 供給管
１１ 被ガイド部
１２ 部品保持部
１３ エアシリンダ
１７ 貫通孔
１８ カム部材
１９ 低平面部
２０ 斜面
２１ 高平面部

Claims (1)

1. 部品を受け入れる貫通孔が進退動作をする移送部材に設けられ、
   部品を供給する断面円形の供給管が、後退した移送部材の貫通孔と同軸状態になる位置に配置され、
   貫通孔の大きさは部品が上下方向に移動できるように設定され、
   移送部材の下側に移送部材の進退方向と同じ方向に伸びるカム部材が配置され、
   貫通孔に受け入れられた部品がカム部材上を滑動できるように貫通孔とカム部材の相対位置が設定され、
   カム部材には、移送部材からの部品の突出高さを高めて、部品を作業者が手で摘まみとったり、ロボット装置で保持したりすることができる高さに設定する、斜面が設けられていることを特徴とする部品取り出し位置決め装置。

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