JP7350875B2 - Work lifting device and work moving device - Google Patents
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Description
本開示は、ワーク持ち上げ装置、及びワーク移動装置に関する。 The present disclosure relates to a workpiece lifting device and a workpiece moving device.
炭素繊維強化樹脂(CFRP)によって航空機の翼や胴体を含む長尺の部材を構成する例が増えている。CFRPを用いて製品を製造するに当たっては、炭素繊維に樹脂が含浸されたプリプレグと呼ばれるシートを複数積層した後、高温環境下で樹脂を溶融させる。その後、溶融した樹脂を冷却硬化させることで、CFRP製品が形成される。 Carbon fiber reinforced resin (CFRP) is increasingly being used to construct long parts, including aircraft wings and fuselages. When manufacturing products using CFRP, a plurality of sheets called prepregs, which are carbon fibers impregnated with resin, are laminated, and then the resin is melted in a high-temperature environment. Thereafter, a CFRP product is formed by cooling and hardening the molten resin.
ここで、製造工程の中途では、上記のような長尺のプリプレグを工場内で移動させる場合がある。このとき、プリプレグにシワや変形が生じないように留意する必要がある。このため、プリプレグを受け台に載せて移動させる方法が考えられる。また、他の例として下記特許文献1に記載された装置を用いてプリプレグを移動させることも考えられる。特許文献1に記載された装置は、ワークを負圧によって吸着する吸着部と、この吸着部を支持する保持部と、を備えている。吸着部によってワークを持ち上げた状態で保持部を動かすことで、当該ワークを移動させることができるとされている。
Here, in the middle of the manufacturing process, the long prepreg as described above may be moved within the factory. At this time, care must be taken not to cause wrinkles or deformation in the prepreg. For this reason, a method can be considered in which the prepreg is placed on a pedestal and moved. Further, as another example, it is also possible to move the prepreg using the apparatus described in
しかしながら、上記の受け台を用いた装置・方法では、プリプレグの変形を防ぐためには受け台自体に相当程度の剛性が必要となる。また、当該受け台を移動させるためのクレーン等、大型の機械が必要となる点で、経済的とは言えない。一方で、上記特許文献1に記載された装置を用いる場合、長尺のプリプレグを扱うためには大量の吸着部及び保持部が必要となることに加えて、これら吸着部及び保持部の動作を同期させることの困難性も懸念される。
However, in the apparatus and method using the above-described pedestal, the pedestal itself needs to have a considerable degree of rigidity in order to prevent deformation of the prepreg. Moreover, it cannot be said to be economical in that a large machine such as a crane is required to move the cradle. On the other hand, when using the apparatus described in
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、より簡素な構成のもとで、より安定的にワークを扱うことが可能なワーク持ち上げ装置、及びワーク移動装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a workpiece lifting device and a workpiece moving device that can more stably handle a workpiece with a simpler configuration. purpose.
上記課題を解決するために、本開示に係るワーク持ち上げ装置は、ベースと、該ベースに設けられた駆動部と、前記駆動部によって進退可能な主ワイヤ、及び、該主ワイヤにおける延在方向に間隔をあけた各箇所からそれぞれ分岐して延びる複数の分岐ワイヤを有するワイヤ機構と、前記ベースに対して各前記分岐ワイヤに対応して水平方向に間隔をあけて複数が設けられて、それぞれ前記分岐ワイヤを下方に導く複数のプーリと、水平方向に延びるとともに、各前記分岐ワイヤの下端によって吊り下げられたレールと、前記レールの延在方向に間隔をあけて複数が設けられて、下面に吸着孔が形成された吸着部と、を備え、前記吸着部は、前記吸着孔が形成された板状の底面部と、前記底面部の下面に取り付けられ、前記吸着孔に対応する位置に、前記吸着孔に連通するクッション孔が形成された板状のクッションと、前記クッションの下面に取り付けられ、前記吸着部とワークとの間に配置され、多孔質材料で形成されたポーラスマットと、を有し、前記ワークは、繊維強化樹脂で形成された部材である。 In order to solve the above problems, a workpiece lifting device according to the present disclosure includes a base, a drive section provided on the base, a main wire that can be advanced and retreated by the drive section, and a main wire that extends in the direction of extension of the main wire. a wire mechanism having a plurality of branch wires branching and extending from respective locations at intervals; and a wire mechanism having a plurality of branch wires provided at intervals in the horizontal direction corresponding to each of the branch wires with respect to the base; A plurality of pulleys guiding the branch wires downward, a rail extending in the horizontal direction and suspended by the lower end of each of the branch wires, and a plurality of pulleys provided at intervals in the extending direction of the rails, on the lower surface. a suction part in which a suction hole is formed, the suction part is attached to a plate-shaped bottom part in which the suction hole is formed, and a lower surface of the bottom part, and at a position corresponding to the suction hole; A plate-shaped cushion in which a cushion hole communicating with the suction hole is formed, and a porous mat made of a porous material and attached to the lower surface of the cushion and disposed between the suction part and the workpiece. The workpiece is a member made of fiber-reinforced resin.
本開示に係るワーク移動装置は、上述のワーク持ち上げ装置と、該ワーク持ち上げ装置を前記ベースの延びる方向に移動させる水平移動部と、を備える。 A workpiece moving device according to the present disclosure includes the above-described workpiece lifting device and a horizontal moving section that moves the workpiece lifting device in a direction in which the base extends .
本開示のワーク持ち上げ装置、及びワーク移動装置によれば、より簡素な構成のもとで、より安定的にワークを扱うことができる。 According to the workpiece lifting device and workpiece moving device of the present disclosure, the workpiece can be handled more stably with a simpler configuration.
(ワーク移動装置の構成)
以下、本開示の実施形態に係るワーク移動装置100について、図1と図2を参照して説明する。ワーク移動装置100は、例えば硬化処理を施す前の兆弱のプリプレグを移動させるために用いられる。ワーク移動装置100は、ワーク持ち上げ装置90と、ワーク持ち上げ装置90のベース1上に設けられた水平移動部7と、を備えている。詳しくは後述するが、ベース1は水平方向に延びており、水平移動部7はこのベース1に沿ってワーク持ち上げ装置90の全体を水平方向に移動させることが可能である。水平移動部7として具体的には、チェーンとスプロケットを用いた構成や、ベルトとプーリを用いた構成、及びボールねじを用いた構成から適宜選択した駆動方式を用いることができる。(Configuration of workpiece moving device)
A
(ワーク持ち上げ装置の構成)
次いで、ワーク持ち上げ装置90について説明する。ワーク持ち上げ装置90は、上述のベース1と、駆動部2と、ワイヤ機構3と、複数のプーリ4と、レール5と、吸着部6と、を備えている。(Configuration of workpiece lifting device)
Next, the
駆動部2は、ベース1の下面側に設けられて、ワイヤ機構3を巻き取ったり、巻き出したりすることが可能である。ワイヤ機構3は、駆動部2によって進退可能な1つの主ワイヤ31と、この主ワイヤ31から分岐して延びる複数の分岐ワイヤ32と、を有している。分岐ワイヤ32は、主ワイヤ31における延在方向に間隔(等間隔)をあけた各箇所からそれぞれ分岐している。
The
それぞれの分岐ワイヤ32は、複数のプーリ4によって支持されている。プーリ4は、ベース1上に水平方向に間隔(等間隔)をあけて複数設けられている。各プーリ4は、水平面内で主ワイヤ31の延びる方向に直交する方向に延びる回転軸X回りに回動可能に支持されている。プーリ4は、主ワイヤ31と分岐ワイヤ32との分岐位置よりも、駆動部2から離間する側の位置で、分岐ワイヤ32を支持している。各プーリ4によって支持されていることで、各分岐ワイヤ32は当該プーリ4を基準として下方に導かれている。
Each
レール5は、後述する吸着部6を支持するための部材である。レール5は、水平方向に延びる板状をなしている。レール5は、上述の複数の分岐ワイヤ32の下端に吊り下げられている。レール5の下面には、複数の吸着部6が取り付けられている。
The rail 5 is a member for supporting a
吸着部6は、プリプレグ等のワークWを吸着するための装置である。吸着部6は、レール5の下面に水平方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、図1の例では4つの吸着部6を示しているが、吸着部6の設けられる数は4つに限定されず、設計や仕様に応じて適宜変更することが可能である。
The
図2に示すように、各吸着部6は外形視で箱状をなしており、その下面には、ワークWを吸着するための吸着孔6Hが複数形成されている。具体的には吸着部6は、上記吸着孔6Hが形成された底面部61と、この底面部61を上方から覆うことで内部に空間(吸入空間Vs、及び排出空間Ve)を形成するケーシング62と、吸入空間Vs内に挿入されているエジェクタチューブ63と、空気供給部64と、クッション8と、ポーラスマット9と、を有している。
As shown in FIG. 2, each
底面部61は、水平方向に広がる板状をなしている。吸着孔6Hは、この底面部61を厚さ方向(上下方向)に貫通している。複数の吸着孔6Hは、水平面内で互いに間隔をあけて配列されている。
The
ケーシング62は、空気供給部64が設けられている上流壁62Aと、吸入空間Vsを挟んで当該上流壁62Aと反対側に設けられている下流壁62Bと、これら上流壁62A及び下流壁62Bの上側の端縁同士を接続する上面部62Cと、を有している。
The
上流壁62Aには、空気供給部64から供給された圧縮空気を導入する導入孔65Aが形成されている。下流壁62Bには、上流壁62A側から流れてきた圧縮空気を外部に排出するための排出孔65Bが形成されている。なお、以降の説明では、下流壁62Bから見て上流壁62Aが位置する側を上流側と呼び、その反対側を下流側と呼ぶことがある。
An
上流壁62Aと下流壁62Bとの間には、上面部62Cから下方に向かって延びる第一仕切部66が設けられている。さらに、この第一仕切部66の下側の端縁には、水平方向に広がる第二仕切部67が設けられている。第二仕切部67の上流側の端縁は第一仕切部66よりもさらに上流側まで延びている。第二仕切部67の下流側の端縁は下流壁62Bに接続されている。第二仕切部67は、底面部61の上面に対して上下方向に間隔をあけて対向している。
A
これら底面部61、上流壁62A、及び上面部62Cによって囲まれた空間は、吸入空間Vsとされている。第一仕切部66を挟んで吸入空間Vsの下流側の空間は、排出空間Veとされている。
A space surrounded by the
吸入空間Vs内には、エジェクタチューブ63が設けられている。エジェクタチューブ63は、上記の導入孔65Aから、第一仕切部66に形成された中継孔66Hまで延びる筒状をなしている。より具体的にはエジェクタチューブ63は、導入孔65Aに連通する縮径部631と、中継孔66Hに連通する拡径部632と、これら縮径部631と拡径部632とを接続する狭窄部63Aと、を有している。
An
縮径部631は、上流側から下流側に向かうに従って内径寸法が次第に減少している。拡径部632は、上流側から下流側に向かうに従って内径寸法が次第に拡大している。狭窄部63Aでは、エジェクタチューブ63の延在領域中で最も内径寸法が小さくなっている。拡径部632の中途位置、つまり狭窄部63Aよりも下流側の位置には、エジェクタチューブ63内の流路と、上記の吸入空間Vsとを連通する連通孔63Bが形成されている。
The reduced
さらに、底面部61の下面には、クッション8が取り付けられている。クッション8は、弾性変形可能な樹脂材料で一体に形成された板状をなしている。クッション8における上記の吸着孔6Hと対応する位置にはそれぞれクッション孔8Hが形成されている。つまり、クッション孔8Hと吸着孔6Hは互いに連通している。なお、このようなクッション8として具体的には、EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)が好適に用いられる。
Further, a
クッション8の下面には、ポーラスマット9が取り付けられている。ポーラスマット9は、吸着部6とワークWとの間に設けられ、これら吸着部6とワークWの表面との間で生じる吸引による圧力を分散させるために設けられている。ポーラスマットは、多数の微細な孔が形成された材料(多孔質材料)で形成されている。
A
(作用効果)
続いて、本実施形態に係るワーク持ち上げ装置90、及びワーク移動装置100の動作について説明する。ワーク移動装置100を動作させるに当たっては、まず空気供給部64を駆動することで、吸着部6に圧縮空気を供給する。具体的には図2に示すように、空気供給部64から供給された圧縮空気は、導入孔65Aを通じてエジェクタチューブ63内に流入する。エジェクタチューブ63内に流入した圧縮空気は、縮径部631を通過するに従って流速が上がる。この高速の圧縮空気は狭窄部63Aを経て拡径部632に流入する。ここで、拡径部632には、吸入空間Vsと連通する連通孔63Bが形成されている。したがって、拡径部632内を流れる空気の流れによって、吸入空間Vs内の空気が当該拡径部632内に引き込まれる。その結果、吸入空間Vs内は負圧となる。(effect)
Next, the operations of the
吸入空間Vs内が負圧となることによって、当該吸入空間Vsと連通する吸着孔6Hを通じて外部の空気が吸入空間Vs内に吸い込まれる。これにより、吸着部6の下面に対向するワークWが吸着される。なお、エジェクタチューブ63から流れ出た空気は、排出空間Ve及び排出孔65Bを通じて外部に排出される。
By creating a negative pressure in the suction space Vs, external air is sucked into the suction space Vs through the
上記の状態で、駆動部2を駆動することによって、ワイヤ機構3を進退させる。例えばワイヤ機構3を駆動部2によって巻き取った場合には、主ワイヤ31から分岐する分岐ワイヤ32が一斉に巻き取られ、レール5、吸着部6、及びワークWが上方へ移動する。反対に、ワイヤ機構3を巻き出した場合には、分岐ワイヤ32が一斉に巻き出され、レール5、吸着部6、及びワークWが下方へ移動する。このようにワークWを保持した状態で、水平移動部7を動作させることによって、ワークWを含むワーク持ち上げ装置90を水平移動させることが可能とされている。
In the above state, the
以上説明したように、上記構成によれば、レール5に設けられた複数の吸着部6によってワークWを安定的に保持することができる。さらに、駆動部2によって主ワイヤ31を進退動させることによって、分岐ワイヤ32が一斉に進退動する。つまり、各分岐ワイヤ32の動作を同期させる他の装置を用いることなく、全ての分岐ワイヤ32の進退動を同期させることができる。これにより、レール5に傾きや変形が生じる可能性を低減することができる。その結果、ワークWをより安定的に扱うことができる。また、レール5の形状を維持するための剛性の許容値を小さく抑えることができる。これにより、装置の製造コストやメンテナンスコストを削減することもできる。
As explained above, according to the above configuration, the workpiece W can be stably held by the plurality of
上記構成によれば、空気供給部64から供給された圧縮空気がエジェクタチューブ63内を流通することによって、吸入空間Vs内の空気が連通孔63Bを通じて当該エジェクタチューブ63内に吸引される。これにより、吸入空間Vs内は負圧状態となる。その結果、複数の吸着孔6Hを通じてワークWの表面が底面部61に吸い付けられる。したがって、より安定的にワークWを吸着することができる。
According to the above configuration, as the compressed air supplied from the
上記構成によれば、吸着部6とワークWとの間に、多孔質材料で形成されているポーラスマット9が設けられている。これにより、吸着部6によって生じる吸着力は、ポーラスマット9に形成されている多数の微細の孔によって分散された状態で、ワークWに及ぶこととなる。したがって、例えば吸着部6にワークWを直接吸引させた場合に比べて、吸引によるワークWの表面上でのキズや凹みの発生を抑制することができる。その結果、ワークWの品質を維持することができる。
According to the above configuration, the
上記構成によれば、ワーク持ち上げ装置90によってワークWを持ち上げた状態で、水平移動部7によってワークWを水平方向にも移動させることができる。これにより、ワークWを移動させる際の自由度を向上させることができる。
According to the above configuration, while the workpiece W is lifted by the
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、ワークWとしてプリプレグを例に説明したが、ワークWはプリプレグに限定されず、長尺の部材であって、搬送中の変形を抑える必要があるものであればいかなる部材もワークWとして適用することが可能である。(Other embodiments)
Although the embodiment of the present disclosure has been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and may include design changes within the scope of the gist of the present disclosure.
For example, in the above embodiment, prepreg is used as an example of the workpiece W, but the workpiece W is not limited to prepreg, but can be any long member that needs to be prevented from deforming during transportation. It is also possible to apply this as the workpiece W.
<付記>
上記実施形態に記載のワーク持ち上げ装置90、及びワーク移動装置100は、例えば以下のように把握される。<Additional notes>
The
(1)第1の態様に係るワーク持ち上げ装置90は、ベース1と、該ベース1に設けられた駆動部2と、前記駆動部2によって進退可能な主ワイヤ31、及び、該主ワイヤ31における延在方向に間隔をあけた各箇所からそれぞれ分岐して延びる複数の分岐ワイヤ32を有するワイヤ機構3と、前記ベース1に対して各前記分岐ワイヤ32に対応して水平方向に間隔をあけて複数が設けられて、それぞれ前記分岐ワイヤ32を下方に導く複数のプーリ4と、水平方向に延びるとともに、各前記分岐ワイヤ32の下端によって吊り下げられたレール5と、前記レール5の延在方向に間隔をあけて複数が設けられて、下面に吸着孔6Hが形成された吸着部6と、を備える。
(1) The
上記構成によれば、レール5に設けられた複数の吸着部6によってワークWを安定的に保持することができる。さらに、駆動部2によって主ワイヤ31を進退動させることによって、分岐ワイヤ32が一斉に進退動する。つまり、各分岐ワイヤ32の動作を同期させる他の装置を用いることなく、全ての分岐ワイヤ32の進退動を同期させることができる。これにより、レール5に傾きや変形が生じる可能性を低減することができる。その結果、ワークWをより安定的に扱うことができる。また、レール5の形状を維持するための剛性の許容値を小さく抑えることができる。これにより、装置の製造コストやメンテナンスコストを削減することもできる。
According to the above configuration, the workpiece W can be stably held by the plurality of
(2)第2の態様に係るワーク持ち上げ装置90では、前記吸着部6は、前記吸着孔6Hが形成された底面部61と、該底面部61を上方から覆うことで内側に吸入空間Vsを形成するケーシング62と、前記吸入空間Vs内に挿通され、径寸法が他の部分よりも小さくなる狭窄部63A、及び該狭窄部63Aよりも下流側で前記吸入空間Vsに連通する連通孔63Bが形成されているエジェクタチューブ63と、該エジェクタチューブ63内に圧縮空気を供給する空気供給部64と、を有する。
(2) In the
上記構成によれば、空気供給部64から供給された圧縮空気がエジェクタチューブ63内を流通することによって、吸入空間Vs内の空気が連通孔63Bを通じて当該エジェクタチューブ63内に吸引される。これにより、吸入空間Vs内は負圧状態となる。その結果、複数の吸着孔6Hを通じてワークWの表面が底面部61に吸い付けられる。したがって、より安定的にワークWを吸着することができる。
According to the above configuration, as the compressed air supplied from the
(3)第3の態様に係るワーク持ち上げ装置90は、前記吸着部6とワークWとの間に設けられ、多孔質材料で形成されているポーラスマット9をさらに備える。
(3) The
上記構成によれば、吸着部6とワークWとの間に、多孔質材料で形成されているポーラスマット9が設けられている。これにより、吸着部6によって生じる吸着力は、ポーラスマット9に形成されている多数の微細の孔によって分散された状態で、ワークWに及ぶこととなる。したがって、例えば吸着部6にワークWを直接吸引させた場合に比べて、吸引によるワークWの表面でのキズや凹みの発生を抑制することができる。その結果、ワークWの品質を維持することができる。
According to the above configuration, the
(4)第4の態様に係るワーク移動装置100は、上記いずれか一の態様に係るワーク持ち上げ装置90と、該ワーク持ち上げ装置90を前記ベース1に沿って移動させる水平移動部7と、を備える。
(4) The
上記構成によれば、ワーク持ち上げ装置90によってワークWを持ち上げた状態で、水平移動部7によってワークWを水平方向にも移動させることができる。これにより、ワークWを移動させる際の自由度を向上させることができる。
According to the above configuration, while the workpiece W is lifted by the
上記のワーク持ち上げ装置90、及びワーク移動装置100によれば、より簡素な構成のもとで、より安定的にワークWを扱うことが可能となる。
According to the
100 ワーク移動装置
90 ワーク持ち上げ装置
1 ベース
2 駆動部
3 ワイヤ機構
4 プーリ
5 レール
6 吸着部
7 水平移動部
8 クッション
9 ポーラスマット
31 主ワイヤ
32 分岐ワイヤ
61 底面部
62 ケーシング
62A 上流壁
62B 下流壁
63 エジェクタチューブ
631 縮径部
632 拡径部
63A 狭窄部
63B 連通孔
64 空気供給部
65A 導入孔
65B 排出孔
66 第一仕切部
66H 中継孔
67 第二仕切部
Ve 排出空間
Vs 吸入空間
W ワーク100
Claims (3)
該ベースに設けられた駆動部と、
前記駆動部によって進退可能な主ワイヤ、及び、該主ワイヤにおける延在方向に間隔をあけた各箇所からそれぞれ分岐して延びる複数の分岐ワイヤを有するワイヤ機構と、
前記ベースに対して各前記分岐ワイヤに対応して水平方向に間隔をあけて複数が設けられて、それぞれ前記分岐ワイヤを下方に導く複数のプーリと、
水平方向に延びるとともに、各前記分岐ワイヤの下端によって吊り下げられたレールと、
前記レールの延在方向に間隔をあけて複数が設けられて、下面に吸着孔が形成された吸着部と、
を備え、
前記吸着部は、
前記吸着孔が形成された板状の底面部と、
前記底面部の下面に取り付けられ、前記吸着孔に対応する位置に、前記吸着孔に連通するクッション孔が形成された板状のクッションと、
前記クッションの下面に取り付けられ、前記吸着部とワークとの間に配置され、多孔質材料で形成されたポーラスマットと、
を有し、
前記ワークは、繊維強化樹脂で形成された部材である
ワーク持ち上げ装置。 base and
a drive section provided on the base;
A wire mechanism having a main wire that can be moved back and forth by the drive unit, and a plurality of branch wires that branch and extend from respective locations spaced apart in the extending direction of the main wire;
a plurality of pulleys are provided at intervals in the horizontal direction corresponding to each of the branch wires on the base, and each pulley guides the branch wire downward;
a rail extending horizontally and suspended by a lower end of each branch wire;
a plurality of suction parts provided at intervals in the extending direction of the rail and having suction holes formed on the lower surface;
Equipped with
The suction part is
a plate-shaped bottom portion in which the suction hole is formed;
a plate-shaped cushion attached to the lower surface of the bottom portion and having a cushion hole communicating with the suction hole formed at a position corresponding to the suction hole;
a porous mat formed of a porous material, attached to the lower surface of the cushion, disposed between the suction part and the workpiece;
has
The workpiece is a member made of fiber reinforced resin.
Workpiece lifting device.
前記底面部を上方から覆うことで内側に吸入空間を形成するケーシングと、
前記吸入空間内に挿通され、径寸法が他の部分よりも小さくなる狭窄部、及び該狭窄部よりも下流側で前記吸入空間に連通する連通孔が形成されているエジェクタチューブと、
該エジェクタチューブ内に圧縮空気を供給する空気供給部と、
をさらに有する請求項1に記載のワーク持ち上げ装置。 The suction part is
a casing that forms a suction space inside by covering the bottom portion from above ;
an ejector tube that is inserted into the suction space and has a narrowed part whose diameter is smaller than other parts, and a communication hole that communicates with the suction space downstream of the narrowed part;
an air supply unit that supplies compressed air into the ejector tube;
The workpiece lifting device according to claim 1, further comprising:
該ワーク持ち上げ装置を前記ベースの延びる方向に移動させる水平移動部と、
を備えるワーク移動装置。 A workpiece lifting device according to claim 1 or 2 ,
a horizontal moving unit that moves the workpiece lifting device in the direction in which the base extends ;
A workpiece moving device equipped with.
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