JP7195248B2 - カム装置、ワーク供給装置及び切り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動部の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置、それを備えたワーク供給装置及びカム装置を備えた切り出し装置に関する。

従来、この種のカム装置として、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する駆動カムと、この駆動カムの往復回転動作により間欠的に往復直線動作する第１及び第２の従動カムとを備えるカム装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１２に示すように、この従来のカム装置６０１において、これら従動カム６０６ａ，６０７ａは、駆動カム６０５の回転中心を中心とした両側対向位置において互いに平行に直線移動可能に配置されるとともに、駆動カム６０５とそれぞれカム係合可能とされている。

このカム装置６０１では、待機側のアーム（図１２のタイミングではアーム６０６）を上昇端で保持するためにスプリング６２１の弾発力を利用している。アーム６０６，６０７には鉛直方向の穴６２１ａがあり、スプリング６２１が挿入されている。穴６２１ａの上端は上スプリング受け６２８により塞がれており、スプリング６２１の上向きの弾発力を受けることでアーム６０６，６０７を支えている。スプリング６２１の下端はアーム６０６，６０７の穴６２１ａ内を上下に移動可能な下スプリング受け６２３により支持されており、下スプリング受け６２３は下方より調整ボルト６２２によって支えられている。調整ボルト６２２はアーム下面の開口を通って下方へ延び、ベース６１２の下端に設けられたブラケット６２５により支持される。調整ボルト６２２はネジ調整式で、下スプリング受け６２３を上下に移動させることでスプリング６２１の弾発力を調整する。アーム６０６，６０７の上方には上ストッパ６２４がベース６１２に取り付けられている。図１３に例示するように、スプリング６２１によって上方へ持ち上げられた待機側アーム６０６は、上昇端位置で保持される。この構造ではアーム６０６，６０７の下降のたびにスプリング６２１が圧縮される。

特開２００２－１３０４２１号公報

特許文献１のカム装置では、繰り返し圧縮負荷により、スプリングが折損する故障などでスプリングの寿命が２～３年と短いという問題がある。またその他にも、スプリングの弾発力の調整が必要であり、待機側アームの支持剛性が低く、チャック等のアタッチメントやワークの可搬質量に制約があり、アーム下降時にスプリングを圧縮するため、エネルギー損失が大きく、スプリングの弾発力に抗して組立が必要など多くの問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で回転運動を直線運動に変換できるカム機構を実現することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、第１及び第２フォロワの移動を規制する保持カムを設けた。

具体的には、第１の発明では、
駆動部の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、
上記駆動部に駆動され、回転軸を中心に所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する駆動カムと、
上記駆動カムにより間欠的に往復直線動作する一対の第１フォロワ及び第２フォロワと、
上記駆動カムの往復回転動作と共に上記回転軸を中心に回転一体に駆動され、該駆動カムに対向する側が非連続な円弧状外周面を有する保持カムと、
上記第１フォロワに設けられ、上記保持カムに当接することで該第１フォロワが移動するのを規制する第１規制ローラと、
上記第２フォロワに設けられ、上記保持カムに当接することで該第２フォロワが移動するのを規制する第２規制ローラと、を備え、
上記第１フォロワ及び第２フォロワは、
上記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において直線移動可能に配置されるとともに、
上記駆動カムが第１フォロワと係合状態にあるときは、該駆動カムは第２フォロワとは係合解除状態となると共に、上記保持カムは、上記第２規制ローラと当接して上記第２フォロワを所定位置に保持する一方、上記第１規制ローラと離れて上記第１フォロワと保持解除状態となり、
上記駆動カムが第２フォロワと係合状態にあるときは、該駆動カムは第１フォロワとは係合解除状態となると共に、上記保持カムは、上記第１規制ローラと当接して上記第１フォロワを所定位置に保持する一方、上記第２規制ローラと離れて上記第２フォロワと保持解除状態となるように、
それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して上記駆動カムとカム係合可能な構成とされている。

上記の構成によると、駆動カムを回転させることで、その回転運動が、確実に第１フォロワ及び第２フォロワの直線運動に変換される。また、直線動作中のフォロワに対して反対側のフォロワは、保持カムによって定位置で支持され続ける。そして、駆動カムが係合状態になると、対応する規制ローラが保持カムから離れて保持解除状態となるので、駆動カムの動作にしたがって直線運動可能となる。このため、従来のようにスプリングでフォロワを付勢して定位置に保持する必要がなくなり、部品点数が減って組立が容易になると共に、スプリングを圧縮する際に発生するエネルギー損失が減り、スプリングの劣化によるメンテナンスの手間が減る。また、スプリングの付勢力の微調整の手間が省ける。

第２の発明では、第１の発明において、
上記第１フォロワ及び上記第２フォロワは、付勢部材によって直線移動方向に付勢されないように構成されている。

上記の構成によると、特許文献１のようなスプリングを設けなくてもよく、また、重力による鉛直下向きの力を支持する保持カムによって、第１フォロワ及び第２フォロワが落下せず、定位置で支持され続ける。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記保持カムの半径方向外側には、同心の円弧状内周面を有する外側保持カムがさらに形成されており、
上記外側保持カム及び上記保持カムによって待機側の上記第１フォロワ又は上記第２フォロワが上記第１規制ローラ又は上記第２規制ローラに上下動を規制されるように構成されている。

上記の構成によると、外側保持カムの内周面によって待機側のフォロワの動きが半径方向外側からも規制されるので、重力によって待機側フォロワの動きを制約する必要がなくなって重力方向の制約を受けなくなるので、フォロワの移動方向を水平方向などにすることもできる。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記第１フォロワ及び第２フォロワは、ワークチャックが設けられたアームであり、該ワークチャックで掴んだワークをハンドリングするように構成されている。

上記の構成によると、駆動カムの回転運動を利用してワークのハンドリングを効率的に行える。

第５の発明では、第４の発明において、
共通の上記回転軸を中心に複数の上記駆動カムが往復回転動作し、複数対の第１フォロワ及び第２フォロワが往復直線運動するように構成されている。

上記の構成によると、複数の駆動カムを同時に回転できるので、複数のワークの同時搬送や、長物ワークを複数のチャックで掴んで搬送する場合などに利用できる。

第６の発明では、
駆動部の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、
上記駆動部に駆動され、回転軸を中心に所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する駆動カムと、
上記駆動カムにより間欠的に往復直線動作する１つのフォロワと、
上記駆動カムの往復回転動作と共に上記回転軸を中心に回転一体に駆動され、該駆動カムに対向する側が非連続な円弧状外周面を有する保持カムと、
上記フォロワに設けられ、上記保持カムに当接することで該フォロワが移動するのを規制する規制ローラと、を備え、
上記フォロワは、上記駆動カムの回転中心から所定距離離れた位置において直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムがフォロワと係合状態にあるときは、上記保持カムは、上記規制ローラと離れて保持解除状態となるように、上記駆動カムとカム係合可能な構成とされている。

上記の構成によると、駆動カムを回転させることで、その回転運動が、確実にフォロワの直線運動に変換される。そして、駆動カムが係合状態になると、規制ローラが保持カムから離れて保持解除状態となるので、駆動カムの動作にしたがって直線運動可能となる。このため、フォロワを片側のみにして待機時に駆動カムの回転を外部装置の駆動力として利用することもできる。

第７の発明では、第６の発明において、
上記フォロワは、パレットの一部を構成し、
上記パレットは、上記駆動カムによって送り方向に搬送されるように構成されている。

上記の構成によると、フォロワを片側のみに設けた場合、駆動カムを３６０°回転させることもできるので、ローラコンベアと組合わせて、パレット搬送装置の速度制御付き切り出し機構として利用することができる。具体的には、規制ローラが保持カムに接している間は、所定位置で停止され、駆動カムが係合したときには、規制ローラと保持カムとの係合が解除され、パレットが送り方向に搬送される。

以上説明したように、本発明によれば、駆動カムと共に回転し、駆動カムに駆動されていない側のフォロワを保持する保持カムを設けたので、スプリングを設ける必要がなくなり、簡単な構造で回転運動を直線運動に変換できるカム機構を実現することができる。

本発明の実施形態に係るカム装置を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るカム装置を示す側面図である。 カム装置の動作を説明する正面図であり、（ａ）が待機位置を示し、（ｂ）が第２アームが下降する様子を示す。 カム装置の動作を示す正面図であり、（ａ）が第１アームが下降端にある状態を示し、（ｂ）が第１アームへ切り換えられる状態を示し、（ｃ）が第１及び第２アームが上昇端にあり、駆動カムが中立位置にある状態を示し、（ｄ）が第２アームへ切り換えられる状態を示し、（ｅ）が第２アームが下降端にある状態を示す。 駆動カム及び保持カムを含むカム円板を示し、（ａ）が平面図で、（ｂ）が正面図で、（ｃ）が側面図である。 ワークの供給排出サイクルの概要を示す背面図であり、（ａ）が加工前ワークの受け渡し工程を示し、（ｂ）が加工済ワークの取り出し工程を示し、（ｃ）が加工前ワークの投入工程を示し、（ｄ）が加工済ワークの受け渡し工程を示す。 ワークの供給排出サイクルの概要を示す平面図である。 実施形態１の変形例１に係るカム装置の概要を示す斜視図である。 実施形態１の変形例２に係るカム装置の概要を示す正面図である。 実施形態１の変形例３に係るカム装置の概要を示す正面図である。 本発明の実施形態２に係るカム装置の概要を示す平面図である。 本発明の実施形態２に係るカム装置の動作を示す平面図であり、（ａ）が待機状態を示し、（ｂ）がパレット捕捉状態を示し、（ｃ）が送り速度制御状態を示し、（ｄ）が送り出し及び次のパレットの捕捉状態を示す。 実施形態２の変形例に係るカム装置の概要を示す正面図である。 従来のカム装置を示す正面図である。 従来のカム装置の動作の概略を拡大して示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
－カム装置の構成－
図１Ａ～図３に本発明の実施形態１に係るカム装置１を示し、このカム装置１は、駆動部の回転運動を従動側の直線運動に変換するものである。具体的には、カム装置１は、例えば、図５Ａ～図５Ｂに示す縦型両頭平面研削盤２のワーク供給装置３の主要部を構成している。

このカム装置１は、所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する駆動カム５と、この駆動カム５の往復回転動作により間欠的に往復直線動作する一対の第１フォロワ及び第２フォロワとしての第１及び第２アーム６，７とを主要部として備えている。

カム装置１は、図４にも示すように、回転中心つまり回転軸１０を中心として正逆方向へ回転可能に軸支された回転円板の形態のカム円板９を有し、回転軸１０から所定距離だけ離れた外周縁部に駆動カム５を構成する円柱状のカムローラ５ａが自由回転可能に軸支されている。図示の実施形態においては、カム円板９の水平に延びる回転軸１０が、フレーム状の装置本体１２の上部中央に回転可能に軸支されると共に、回転駆動源である駆動部としての駆動装置１３に駆動連結されている。

この駆動装置１３は、サーボモータ１４を主要部として備え、このサーボモータ１４は、装置本体１２に設けられると共に、その出力軸がウォーム減速機１５を介してカム円板９の回転軸１０に連結されている。したがって、サーボモータ１４が正逆方向へ回転駆動することで、この回転がウォーム減速機１５を通じて回転軸１０に伝達されて、カム円板９がサーボモータ１４の回転量に見合う分だけ正逆方向へ往復回転するようになっている。なお、ウォーム減速機１５はなくてもよい。

図４に拡大して示すように、カムローラ５ａは、カム円板９にボルト等よりなるローラ軸５ｂを中心に回転可能に支持されており、駆動カム５の主要部品を構成している。カムローラ５ａがカム円板９の回転中心の垂直上方にあるときを中立位置とする。なお、このカムローラとしては、図４に示す自由回転可能なカムローラ５ａの他、目的に応じて、駆動カム５に円柱形状のカム軸部材が一体的に固定される構造でもよい。駆動カム５を回転可能なカムローラ５ａで構成することで、摩擦による摩耗、焼き付き、こじれ等の問題を軽減することができる。

さらに、カム円板９には、駆動カム５の往復回転動作と共に回転軸１０を中心に回転一体に駆動され、第１及び第２アーム６，７を上昇端で待機させる保持カム８が形成されている。この保持カム８は、カム円板９の回転軸１０を中心とした、駆動カム５に対向する側が非連続な円弧状外周面を有する円弧状リブで構成されている。例えば、図４に示すように駆動カム５側に所定の回転範囲（角度α）にわたって開口８ａが形成され、正面視でＣ字型に突出形成されている。保持カム８は、少なくとも円弧状外周面を有していればよく、円弧状リブには限定されない。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１及び第２アーム６，７は、左右対称の同一構造のものが互いに平行に設けられ、装置本体１２上に平行に設けた一対のガイドレール２０にそれぞれ取り付けられ、鉛直方向へ直動案内されるように構成されている。なお、第１及び第２アーム６，７は、必ずしも平行でなくてもよく、互いに傾いていてもよい。図１Ｂに示すように、第１及び第２アーム６，７にはワークＷを保持するためのチャック５０が水平方向に延びるチャック取付ブラケット５１を介してそれぞれ設けられている。本実施形態では、１本のアームに２つのチャック５０を設けているが、１つのみ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。これら第１及び第２アーム６，７に設けたチャック５０は、例えば、エアシリンダによって適宜開閉される開閉式のチャック爪５０ａを有し、これらチャック爪５０ａが垂直下向きに設けられている。チャック５０は、真空吸着式であってもよい。なお、チャック爪５０ａは垂直下向きに設けられている必要はなく、水平向きに設けられていてもよい。また、図１Ａでは簡略化のためにチャック５０及びチャック取付ブラケット５１は省略している。

第１アーム６は、装置本体１２にスライド機構１７により上下方向にスライド可能に設けられたスライド本体１６を備え、このスライド本体１６の上部が、駆動カム５のカムローラ５ａと係脱可能に係合するフォロワを構成している。具体的には、スライド本体１６は、その背面上下部位にガイド部材１７ａ，１７ｂ（図１Ｂ参照）がそれぞれ固設されると共に、これらガイド部材１７ａ，１７ｂが、装置本体１２に上下方向へ直線状に延びて設けられたガイドレール２０に沿ってスライド可能とされている。つまり、ガイド部材１７ａ，１７ｂとガイドレール２０からスライド機構１７が構成され、このスライド機構１７により、スライド本体１６が上下方向へ安定した状態で円滑にスライド走行されるように構成されている。

第１アーム６は、スライド本体１６の上端部の上記カム円板９側に取付固定された支持ブラケット１９に、上下に所定の間隔を隔てて設けられた上下片６ａ，６ｂを備えている。これら上下片６ａ，６ｂは、その間に形成される係合溝６ｃに、駆動カム５のカムローラ５ａが摺動可能にかつ係脱可能に係合するように、カムローラ５ａの形状寸法や回動軌道等を考慮して配置構成されている。同様に、第２アーム７は、スライド本体１６の上端部の上記カム円板９側に取付固定された支持ブラケット１９に、上下に所定の間隔を隔てて設けられた上下片７ａ，７ｂを備えている。これら上下片７ａ，７ｂは、その間に形成される係合溝７ｃに、駆動カム５のカムローラ５ａが摺動可能にかつ係脱可能に係合するように、カムローラ５ａの形状寸法や回動軌道等を考慮して配置構成されている。

一方、第１アーム６には、保持カム８の円弧状外周面に当接することで、第１アーム６が移動するのを規制する第１規制ローラ２１が設けられている。同様に、第２アーム７には、保持カム８の円弧状外周面に当接することで、第２アーム７が移動するのを規制する第２規制ローラ２２が設けられている。言い換えれば、保持カム８が、カム円板９の所定の回転範囲で、第１規制ローラ２１又は第２規制ローラ２２を下方から支えることで、第１アーム６又は第２アーム７を上昇端で支持するように構成されている。

これら第１規制ローラ２１及び第２規制ローラ２２を回転可能なローラで構成することで、摩擦による摩耗、焼き付き、こじれ等の問題を軽減することができる。上記保持カム８の開口８ａの切り欠き範囲（角度α）は、カム円板９が回転を始めると回転方向側のアームの第１規制ローラ２１又は第２規制ローラ２２が保持カム８から解除されるように設定されている。

このことで、第１及び第２アーム６，７は、駆動カム５が第１アーム６と係合状態にあるときは、駆動カム５は第２アーム７とは係合解除状態となると共に、保持カム８は、第２規制ローラ２２と当接して第２アーム７を所定位置に保持する一方、第１規制ローラ２１と離れて保持解除状態となり、駆動カム５が第２アーム７と係合状態にあるときは、駆動カム５は第１アーム６とは係合解除状態となると共に、保持カム８は、第１規制ローラ２１と当接して第１アーム６を所定位置に保持する一方、第２規制ローラ２２と離れて保持解除状態となるように、それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して駆動カム５とカム係合可能な構成とされている。この保持カム８が設けられることで、第１及び第２アーム６，７は、付勢部材によって直線移動方向に付勢する必要がなくなり、第１及び第２アーム６，７の自重は、保持カム８によって保持されるように構成されている。第１及び第２アーム６，７の昇降ストロークＳは駆動カム５の回転半径とカム円板９の回転角によって決定され、昇降速度はカム円板９の回転速度により決定される。下降時、上昇時、ワーク保持の有無で速度は自在に設定可能である。また、第１及び第２アーム６，７のどちらを駆動するかは駆動カム５が中立位置から左回転するか右回転するかで切り換えることができるようになっている。さらに、昇降中のアームと逆側のアームは第１規制ローラ２１又は第２規制ローラ２２が保持カム８により定位置で支持され続けるので、上昇端すなわち待機位置で保持されるようになっている。

また、図１Ａにおいて、装置本体１２のカム円板９の下部に対応する位置には、カムローラ５ａに当接可能なカムストッパ１１が設けられている。また、装置本体１２の下部には、スライド本体１６の下端部と当接係合するネジ式の下ストッパ２３が設けられている。同様に装置本体１２の上部には、スライド本体１６の上端部と当接係合するネジ式の上ストッパ２４が設けられている。ただし、これらのストッパ１１，２３，２４は第１及び第２アーム６，７又はカム円板９に当接してストロークＳを決定するためのものではなく、万が一、駆動カム５が折損したりサーボモータ１４が故障した場合に備えたものである。また、装置本体１２の上端部には、第１及び第２アーム６，７用の近接センサ２５が設けられており、この近接センサ２５によって第１及び第２アーム６，７を検知することで、第１及び第２アーム６，７が直線移動初期位置Ｕ（図１Ｂ等に示す）に上昇配置されたことが判断できるように構成されている。

－ワーク供給装置の構成－
次に、このカム装置１を有するワーク供給装置３の構成について具体的に説明する。図５Ａ～図５Ｂに示すように、ワーク供給装置３は、平面研削盤２にワークＷを供給するローディング部３５及びワークＷを排出するアンローディング部３６の駆動部として、カム装置１を備えている。なお、図５Ａは背面図であり、見やすくするためにカム装置１の背面側は適宜省略して描いている。

平面研削盤２は、図５Ｂに示すように、ワークＷの上下両面を同時に研削する上下一対の砥石車２６，２７を備え、縦型両頭タイプのものである（図面では下側の砥石車２７のみを図示している）。これら両砥石車２６，２７は、ワークＷの高さ位置を挟んで上下位置にそれぞれ回転駆動可能に配置されると共に、ベッド５５上のワーク供給排出位置Ｐ２と砥石車２６，２７との間でワークＷを搬入出するキャリア５６が水平移動可能に設けられている。

このキャリア５６は、中心軸５６ａを中心として回転又は揺動される構造とされると共に、その両端部には、ワークＷを上下方向から挿入保持可能なワークポケット５６ｂが形成されている。このキャリア５６の回転又は揺動により、その両端部のワークポケット５６ｂ内のワークＷが、ワーク供給排出位置Ｐ２と、砥石車２６，２７間の加工位置との間で１８０°水平往復回転されるように構成されている。

搬入コンベア３０及び搬出コンベア３１は、ワーク供給装置３を通じてワークＷを平面研削盤２に搬入出するためのもので、例えばベルトコンベア装置からなる。これら両コンベア３０，３１のベルト搬送面３０ａ，３１ａは、ベッド５５上のワーク供給排出位置Ｐ２とほぼ同一高さに設定されると共に、搬入コンベア３０の先端部位及び搬出コンベア３１の後端部位がそれぞれワーク搬入位置Ｐ１及びワーク搬出位置Ｐ３に設定されている。なお、入口出口の搬送装置３０，３１は、受け渡し位置にてワークＷを搬入搬出できるものであれば、コンベアやシャトル、ロボットなど特に限定されることはない。また、ワークＷの搬送方向が図５Ａと逆（右から左）の場合でも装置の動きを左右反転するだけで対応可能である。

ワーク供給装置３は、図１Ｂに示すように、平面研削盤２の側部に設けられた装置基台４０に、上述したカム装置１が水平移動装置４１を介して水平移動可能に設けられている。

水平移動装置４１は、固定側である装置基台４０に、上下一対の移動レール４２が水平方向へ延びて設けられ、これら移動レール４２に、可動側であるワーク供給装置３に取付固定された移動ガイド４３が移動走行可能に設けられると共に、ワーク供給装置３を水平方向へ移動させる駆動源４４を備えている。この駆動源４４は、具体的には図示しないが、ワーク供給装置３と移動レール４２との間において移動レール４２と平行に延びて設けられたボールネジ機構４４ａと、このボールネジ機構４４ａを回転駆動するサーボモータ（図示省略）とを備えている。

そして、この水平移動装置４１により、図５Ｂに示すように、ワーク供給装置３のローディング部３５とアンローディング部３６が、水平方向に配置された、搬入コンベア３０によりワークＷが搬入されるワーク搬入位置Ｐ１と、平面研削盤２のワーク供給排出位置Ｐ２と、搬出コンベア３１によりワークＷが搬出されるワーク搬出位置Ｐ３との間で、それぞれ、水平移動して位置決め停止されるように構成されている。

図示の実施形態においては、カム装置１の第２アーム７がワーク供給装置３のローディング部３５の作動体を構成する一方、第１アーム６がアンローディング部３６の作動体を構成している。

そして、ワーク供給装置３は、水平移動装置４１により水平移動して、ワーク供給装置３のローディング部３５とアンローディング部３６のいずれか一方が、ワーク搬入位置Ｐ１、ワーク供給排出位置Ｐ２及びワーク搬出位置Ｐ３に位置決めされると共に、これら各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、上死点（つまり直線移動初期位置）である作動待機位置Ｕと，下死点である作動位置Ｄとの間（移動ストロークＳ）で昇降運動（往復直線運動）して、チャッキング動作するように駆動制御されるように構成されている。

－カム装置の作動－
次いで、上述したカム装置１の作動について説明する。

本実施形態では、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、カムローラ５ａが最上方位置にある状態を中立基準位置とする。図３（ｃ）に示すように、カム円板９が中立位置にあるとき、保持カム８と第１及び第２規制ローラ２１，２２とが係合し、第１及び第２アーム６，７とも上昇端すなわち待機位置にて保持される。

まず、第１アーム６を昇降させる場合について説明する。最初に、カム円板９が中立位置より左方向に回転を始めると、図３（ｂ）に示すように、カム円板９のカムローラ５ａが第１アーム６の上下片６ａ，６ｂ間の係合溝６ｃに係合する。これとほぼ同時にカム円板９の保持カム８と第１アーム６の第１規制ローラ２１との接触が解除される。

次いで、図３（ａ）に示すように、カム円板９の回転に従って第１アーム６が所定の位置まで下降する。

次に、カム円板９が逆方向（右方向）へ回転を始めると、第１アーム６が上昇を開始する。

その後、図３（ｃ）に示すように、カム円板９が中立位置まで回転すると保持カム８の外周面に第１アーム６の規制ローラ２１が接触し、第１アーム６は上昇端で保持される。これにより、第１アーム６の１ストロークＳ分の昇降動作が行われる。

次いで、第２アーム７を昇降させる場合について説明する。まず、カム円板９が中立位置より右方向に回転を始めると、図３（ｄ）に示すように、カム円板９のカムローラ５ａが第２アーム７の上下片７ａ，７ｂ間の係合溝７ｃに係合する。これとほぼ同時にカム円板９の保持カム８の外周面と第２アーム７の第２規制ローラ２２との接触が解除される。

次に、図３（ｅ）に示すように、カム円板９の回転に従って第２アーム７が所定の位置まで下降する。

次いで、カム円板９が逆方向（左向）へ回転を始めると、第２アーム７が上昇を開始する。

その後、図３（ｃ）に示すように、カム円板９が中立位置まで回転すると保持カム８の外周面に第２アーム７の第２規制ローラ２２が接触し、第２アーム７は上昇端で保持される。これにより、第２アーム７の１ストロークＳ分の昇降動作が行われる。

なお、駆動カム５の回転角度を上記半円軌道の範囲内で調節することで、第１及び第２アーム６，７の昇降ストロークＳを適宜設定することが可能である。

カム装置１は、サーボモータ１４により駆動カム５が図１において第１アーム６側と第２アーム７側に交互に往復回転制御されることで、上述した工程が繰り返されて、第１及び第２アーム６，７がそれぞれ間欠的に往復直線動作（本実施形態においては上下昇降動作）することとなる。このように本実施形態では、図１２及び図１３に示すようなスプリング６２１を設けなくてもよく、また、保持カム８によって、第１アーム６及び第２アーム７が落下せず、定位置で支持され続ける。

－ワーク供給装置によるワークＷの供給及び排出動作－
以上のように構成された平面研削盤２において、ワーク供給装置３によるワークＷの供給及び排出動作は以下のように行われる。

（ステップＳ０１）加工前ワークの受け渡し工程では、図５Ａ（ａ）に示すように、ワーク供給装置３が、ローディング部３５が搬入コンベア３０のワーク搬入位置Ｐ１に位置決めされ、その第２アーム７がワーク搬入位置Ｐ１に搬送されてきた加工前のワークＷを掴む。すなわち、ローディング部３５の第２アーム７は、前述したカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降し、そのチャック５０のチャック爪５０ａがワーク搬入位置Ｐ１のワークＷを掴んで保持する。この後、第２アーム７は、前述したカム装置１のカム動作により、作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する。

（ステップＳ０２）加工済ワークの取り出し工程では、ワーク供給装置３がワーク搬出位置Ｐ３方向へ水平移動して、アンローディング部３６が平面研削盤２のワーク供給排出位置Ｐ２に位置決めされる。そして、図５Ａ（ｂ）に示すように、第１アーム６がワーク供給排出位置Ｐ２に排出された加工後のワークＷを掴む。すなわち、アンローディング部３６の第１アーム６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して、そのチャック５０のチャック爪５０ａが、ワーク供給排出位置Ｐ２に停止待機するキャリア５６のワークポケット５６ｂ内の加工済のワークＷを掴んで保持する。その後、第１アーム６は、前述したカム装置１のカム動作により、作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する。

（ステップＳ０３）加工前ワークの投入工程では、図５Ａ（ｃ）に示すように、ワーク供給装置３がワーク搬出位置Ｐ３方向へ再び水平移動して、ローディング部３５がワーク供給排出位置Ｐ２に位置決めされ、その第２アーム７がワーク供給排出位置Ｐ２に加工前のワークＷを載置供給する。すなわち、ステップＳ０１と同様、ローディング部３５の第２アーム７は、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降して、そのチャック５０のチャック爪５０ａが、保持していたワークＷを解放し、ワーク供給排出位置Ｐ２上に停止待機するキャリア５６の空のワークポケット５６ｂ内に載置した後、第２アーム７は、再び作動位置Ｄから作動待機位置Ｕへ上昇復帰する。

（ステップＳ０４）加工済ワークの受け渡し工程では、図５Ａ（ｄ）に示すように、ワーク供給装置３がワーク搬出位置Ｐ３方向へ再び水平移動して、アンローディング部３６が搬出コンベア（搬出装置）３１のワーク搬出位置Ｐ３に位置決めされ、その第１アーム６がカム装置１のカム動作により、作動待機位置Ｕから作動位置Ｄへと下降し、そのチャック５０のチャック爪５０ａが、保持していた加工後のワークＷをワーク搬出位置Ｐ３上に載置する。その後、第１アーム６は、作動待機位置Ｕへ上昇復帰する。

（ステップＳ０５）ワーク供給装置３が図５Ａ（ａ）において左方向（復帰方向）へ水平移動してワーク搬入位置Ｐ１に復帰し、以後ステップＳ０１～Ｓ０４の工程が順次連続して繰り返される。一方、ステップＳ０３により、ワーク供給排出位置Ｐ２に供給された加工前のワークＷは、図５Ｂに示すように、キャリア５６の回転又は揺動により、砥石車２６，２７間の加工位置へ移動されると共に、その上下両面に回転駆動する砥石車２６，２７による平面研削が施される。研削を完了したワークＷは、再びキャリア５６の回転又は揺動により、ワーク供給排出位置Ｐ２に排出されると共に、ステップＳ０２により搬出コンベア３１へ搬出される。

このように、本実施形態におけるカム装置１においては、単一の駆動カム５により一対の第１及び第２アーム６，７が直線動作する構造を採用することで、第１及び第２アーム６，７の作動領域が駆動カム５の昇降ストロークＳとほぼ同じであることから、カム装置１の装置構造の小型簡素化が可能となる。この結果、ワーク供給装置３のローディング部３５及びアンローディング部３６の作動領域も小さくてよく、ワーク供給装置３の小型簡素化により設置空間も小さくできる。しかも、ローディング部３５及びアンローディング部３６の第１及び第２アーム６，７の駆動源が単一の共用のものであり、この点からもワーク供給装置３の小型化と装置コストの低減化を図ることができ、第１及び第２アーム６，７の駆動制御も機械的に同期して行われて、制御系統の簡素化が可能である。

以上説明したように、本実施形態では、駆動カム５を回転させることで、その回転運動が、確実に第１及び第２アーム６，７の直線運動に変換される。直線動作中のアームに対して反対側のアームは、保持カム８によって定位置で支持され続ける。そして、駆動カム５が係合状態になると、対応する規制ローラが保持カム８から離れて保持解除状態となるので、駆動カム５の動作にしたがって直線運動可能となる。このため、図１２及び図１３に示す従来のようにスプリング６２１でアームを付勢して定位置に保持する必要がなくなり、部品点数が減って組立が容易になると共に、スプリング６２１を圧縮する際に発生するエネルギー損失が減り、スプリング６２１の劣化によるメンテナンスの手間が減る。また、スプリング６２１の付勢力の微調整の手間が省ける。

したがって、本実施形態に係るカム装置１によると、簡単な構造で回転運動を直線運動に変換できるカム機構を実現することができる。また、カム装置１は、特許文献１のようなスプリング６２１を有するものに比べて構成部品が少なく、組立及び調整が容易であると共に、省スペースかつ軽量で、低コストである。また、カム装置１は、カム円板９の回転方向及び速度を制御するだけでよく、電気制御系統がシンプルで低コストかつ省エネである。さらに、カム装置１は、確動カム駆動のため、信頼性が高く、高剛性高精度かつ長寿命である。

なお、図示しないが、待機側のアームは、他方のアームが昇降動作中に上方へ引き抜くことができる。また、カム円板９を１８０°以上回転させることで、駆動カム５がアームの係合溝６ｃ，７ｃから抜けるので、アームを下方へ引き抜くことも可能である。これを利用してアームの交換を行うこともできる。

－変形例１－
図６は本発明の実施形態１の変形例１に係るカム装置１０１を示し、このカム装置１０１では、カム装置１の並列化が図られている。具体的には、１本の回転軸１０で複数のカム円板９が回動する点が異なる点で上記実施形態１と異なる。なお、以下の変形例及び実施形態では、図１Ａ～図５Ｂと同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本変形例では、共通の回転軸１０を中心に複数の駆動カム５が往復回転動作し、複数対の第１及び第２アーム６，７が往復直線運動するように構成されている。それぞれのカム装置１の作動は上記実施形態１と同様である。

本実施形態は、複数の駆動カム５を同時に回転できるので、複数のワークＷの同時搬送や、長物ワークを複数のチャック５０で掴んで搬送する場合などに利用できる。

－変形例２－
図７は、本発明の実施形態１の変形例２に係るカム装置２０１を示し、このカム装置２０１では、カム装置１の多軸化が図られている。

具体的には、本実施形態は、回転軸１０を中心に回転されるプーリ１１１に掛けられたベルト１１２を介して他の駆動カム５を同時に駆動し、複数対の第１及び第２アーム６，７が往復直線運動するように構成されている。

本実施形態では、複数の第１アーム６，６又は第２アーム７，７の同時制御が可能であるため、例えば、複数の工作機械へのワークＷの同時搬送などに利用できる。

－変形例３－
図８は、本発明の実施形態１の変形例３に係るカム装置３０１を示し、保持カム８の半径方向外側には、同心の円弧状内周面を有する外側保持カム３０８がさらに形成されている。この外側保持カム３０８及び保持カム８によって、待機側の第１アーム６又は第２アーム７が第１規制ローラ２１又は第２規制ローラ２２に上下動を規制されるように構成されている。

本実施形態では、外側保持カム３０８の内周面と保持カム８の外周面によって第１規制ローラ２１及び第２規制ローラ２２が挟まれて待機側のアームの動きが規制されるので、自重を利用して待機側アームの動きを制約する必要がなくなって重力方向の制約を受けなくなる。このため、第１及び第２アーム６，７の移動方向を水平方向などにすることもできる。また、アーム待機時に下方から反力を受けるような場合の対応が可能となる。なお、外側保持カム３０８は、円弧状内周面を有していればよく、円弧状リブに限定されない。

（実施形態２）
図９及び図１０は本発明の実施形態２に係るカム装置４０１を示し、１つのフォロワ４０７のみ備える点で、上記実施形態１と異なる。

本実施形態でも、駆動装置１３の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置４０１を有する点は同じであるが、本実施形態では、一対のフォロワではなく、１つのフォロワとしてのフォロワ４０７のみを備えている。カム装置４０１は、上記実施形態１と同様に保持カム８及び規制ローラ４２２を備えている。

本実施形態では、フォロワ４０７は、駆動カム５の回転中心から所定距離離れた位置において搬送方向に直線移動可能に配置されるとともに、駆動カム５がフォロワ４０７と係合状態にあるときは、保持カム８は、規制ローラ４２２と離れて保持解除状態となるように、駆動カム５とカム係脱可能な構成とされている。

フォロワ４０７は、パレット４１１の一部を構成し、このパレット４１１には、上記実施形態１と同様に駆動カム５が係合する係合溝４１８ｃが形成されている。これにより、本実施形態のカム装置４０１では、駆動カム５によってパレット４１１が送り方向に搬送されるように構成されている。

続いて、本実施形態のカム装置４０１の作動について説明する。

まず、図９に示すように、複数のパレット４１１をローラコンベア４３０上に設置する。

図１０（ａ）に示すように、パレット４１１がローラコンベア４３０上を移動してくると、図１０（ｂ）に示すように、流れてきたパレット４１１の規制ローラ４２２が保持カム８の円弧状外周面に当接するので、パレット４１１は、その場で一旦捕捉され、ローラコンベア４３０上で停止する。

その後、図１０（ｃ）に示すように、駆動カム５が係合溝４１８ｃに嵌まり込むときには、規制ローラ４２２と保持カム８との係合が解除され、カム円板９の回転速度を制御することで、その搬送速度を調整されながら、パレット４１１が送り出される。

図１０（ｄ）に示すように、次のパレット４１１は、前のパレット４１１の送り出し動作中に捕捉することが可能である。

このように、規制ローラ４２２が保持カム８の外周面に接している間は、パレット４１１が所定位置で停止され、駆動カム５が係合したときには、規制ローラ４２２と保持カム８との係合が解除され、パレット４１１が送り方向に搬送される。このことで、ストッパと送り出し機構を１つのカム装置４０１でまかなえる利点がある。

本実施形態のようにフォロワ４０７を片側のみに設けた場合、駆動カム５を３６０°回転させることもできるので、ローラコンベア４３０と組合わせて、パレット搬送装置の速度制御付き切り出し機構として利用することができる。また、駆動カム５がパレット４１１の係合溝４１８ｃに係合している間、パレット４１１を駆動カム５の回転に伴って搬送方向に確実に所望の速度等で搬送することができる。

－変形例－
図１１は、本発明の実施形態２の変形例に係るカム装置５０１を示し、外部装置の駆動力として利用する点が上記実施形態２と異なる。

本変形例では、フォロワ５０７が片側にのみ設けられているため、このフォロワ５０７の規制ローラ５２２が保持カム８の外周面に当接してフォロワ５０７が待機しているとき、駆動カム５の回転を図示しない外部装置の駆動力として利用することもできる。なお、ここでいう外部装置は、特に限定されない。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態１においては、カム装置１が縦型両頭平面研削盤２のワーク供給装置３に採用されているが、本発明のカム装置は横型平面研削盤を含めた他の工作機械のワーク供給装置の他、同様な動作を行う他の加工機や組立装置、あるいはこれら各種装置の構成部位にも採用可能である。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ カム装置
２ 平面研削盤
３ ワーク供給装置
５ 駆動カム
６ 第１アーム（第１フォロワ）
７ 第２アーム（第２フォロワ）
８ 保持カム
１０ 回転軸
１２ 装置本体
１３ 駆動装置（駆動部）
２１ 第１規制ローラ
２２ 第２規制ローラ
３０８ 外側保持カム
４０７ フォロワ（１つのフォロワ）
４２２ 規制ローラ
４３０ ローラコンベア
５０７ フォロワ（１つのフォロワ）
５２２ 規制ローラ

Claims (7)

1. 駆動部の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、
   上記駆動部に駆動され、回転軸を中心に所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する駆動カムと、
   上記駆動カムにより間欠的に往復直線動作する一対の第１フォロワ及び第２フォロワと、
   上記駆動カムの往復回転動作と共に上記回転軸を中心に回転一体に駆動され、該駆動カムに対向する側が非連続な円弧状外周面を有する保持カムと、
   上記第１フォロワに設けられ、上記保持カムに当接することで該第１フォロワが移動するのを規制する第１規制ローラと、
   上記第２フォロワに設けられ、上記保持カムに当接することで該第２フォロワが移動するのを規制する第２規制ローラと、を備え、
   上記第１フォロワ及び第２フォロワは、
   上記駆動カムの回転中心を中心とした両側対向位置において直線移動可能に配置されるとともに、
   上記駆動カムが第１フォロワと係合状態にあるときは、該駆動カムは第２フォロワとは係合解除状態となると共に、上記保持カムは、上記第２規制ローラと当接して上記第２フォロワを所定位置に保持する一方、上記第１規制ローラと離れて上記第１フォロワと保持解除状態となり、
   上記駆動カムが第２フォロワと係合状態にあるときは、該駆動カムは第１フォロワとは係合解除状態となると共に、上記保持カムは、上記第１規制ローラと当接して上記第１フォロワを所定位置に保持する一方、上記第２規制ローラと離れて上記第２フォロワと保持解除状態となるように、
   それぞれ交互に連続し、かつ相互に独立して上記駆動カムとカム係合可能な構成とされている
   ことを特徴とするカム装置。
2. 請求項１に記載のカム装置において、
   上記第１フォロワ及び上記第２フォロワは、付勢部材によって直線移動方向に付勢されないように構成されている
   ことを特徴とするカム装置。
3. 請求項１又は２に記載のカム装置において、
   上記保持カムの半径方向外側には、同心の円弧状内周面を有する外側保持カムがさらに形成されており、
   上記外側保持カム及び上記保持カムによって待機側の上記第１フォロワ又は上記第２フォロワが上記第１規制ローラ又は上記第２規制ローラに上下動を規制されるように構成されている
   ことを特徴とするカム装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のカム装置を有し、
   上記第１フォロワ及び第２フォロワは、ワークチャックが設けられたアームであり、該ワークチャックで掴んだワークをハンドリングするように構成されている
   ことを特徴とするワーク供給装置。
5. 請求項４に記載のワーク供給装置において、
   共通の上記回転軸を中心に複数の上記駆動カムが往復回転動作し、複数対の第１フォロワ及び第２フォロワが往復直線運動するように構成されている
   ことを特徴とするワーク供給装置。
6. 駆動部の回転運動を従動側の直線運動に変換するカム装置であって、
   上記駆動部に駆動され、回転軸を中心に所定の角度範囲内で正逆方向に往復回転動作する駆動カムと、
   上記駆動カムにより間欠的に往復直線動作する１つのフォロワと、
   上記駆動カムの往復回転動作と共に上記回転軸を中心に回転一体に駆動され、該駆動カムに対向する側が非連続な円弧状外周面を有する保持カムと、
   上記フォロワに設けられ、上記保持カムに当接することで該フォロワが移動するのを規制する規制ローラと、を備え、
   上記フォロワは、上記駆動カムの回転中心から所定距離離れた位置において直線移動可能に配置されるとともに、上記駆動カムがフォロワと係合状態にあるときは、上記保持カムは、上記規制ローラと離れて保持解除状態となるように、上記駆動カムとカム係合可能な構成とされている
   ことを特徴とするカム装置。
7. 請求項６に記載のカム装置を有し、
   上記フォロワは、パレットの一部を構成し、
   上記パレットは、上記駆動カムによって送り方向に搬送されるように構成されている
   ことを特徴とする切り出し装置。

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