JPH0435834A - 段積みワークのハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被加工材であるワークを複数個、段積み状態
に保持して順次に供給するパレットとワークサポート桿
とを有したワーク供給部と、そのワーク供給部からワー
クを１つづつ把持して持ち上げ、目的位置、例えば、自
動旋盤等の自動加工機械の主軸へ搬送し、又、加工済の
ワークを主軸から取出して、ワーク供給部の空パレット
へ搬送して、該加工済ワークを段積みすることが可能な
段積みワークのハンドリング装置に関する。

〔従来技術〕

近時、自動旋盤等の自動加工機械又は自動工作機械に対
して産業用ロボットのエンドエフェクタを成すロボット
ハンドの先端に装着した把持爪により被加工材であるワ
ークを把持して供給し、加工済み後に再び該ワークを把
持して搬出するように自動システム化した所謂、ＦＡ（
ファクトリ−オートメーション）が普及している。この
ようなＦＡ現場においては、多数のワークを能率良く処
理するために、一般的には、産業用ロボットのロボット
ハンドへワークを順次に供給し、又、加工済ワークをロ
ボットハンドから受領するワーク供給部がステーション
として設けられている。このようなワーク供給部は、一
般的にはワークフィーダーと呼称され、同ワークフィー
ダーは１台の間欠旋回性ベース上に或いは循環装置上に
複数のパレットを備え、各パレットは複数のワークを段
積み状態に積載して保持すると共に所定のワーク授受位
置を順次に経由するように構成されている。

そして、ワーク授受位置で産業用ロボットがワークフィ
ーダーから段積みワークの１つを取上げて自動加工機の
主軸、つまり、機械のチャックに取付け、また、加工済
ワークをワークフィーダーの空パレットへ返還する構成
が取られる。ワークフィーダーでは更に、自動加工の進
捗に応じて未加工ワークの補給及び加工済みワークの搬
出が行われるようになっている。

第１１図、第１２図は、従来の構成に係る産業用ロボッ
トとワークフィーダーの配置及び同ワークフィーダー上
のパレットの構成を略示した斜視図であり、産業用ロボ
ット１は機体２から延びた第１０ボツト腕３、同第１０
ボツト腕３に枢着された第２０ボツト腕４を具備し、こ
の後者の第２０ボツト腕４の先端にエンドエフェクタと
してのロボットハンド５に２つ１組のワーク把持具６．
６を有した構成を有し、第１０ボツト腕３が旋回機能と
伸縮機能とを有すると共に第１、第２０ボツト腕３．４
が一体となって矢印Ｐで示す旋回運動を行うように構成
されている。他方、ワークフィーダー８は、ベース９上
に多数のパレット１０を有し各パレット１０は、第１２
図に明示のように、ワーク載置面１１とワークの崩れ、
位置ずれ防止用の複数のワークサポート桿工２を備えて
なり、ベース９上において所定のワーク授受ステーショ
ン位置に接近して設けられたりフタ−１３を経由して搬
送される構成にある。

上述した産業用ロボット１とワークフィーダー８によれ
ば、ワークフィーダー８における各パレット１０には複
数のワークが段積み状態に積載され、各バレッ）１０が
上記のようにリフター１３の直近のワーク授受ステーシ
ョン位置を経由して順次に搬送されるとき、同ワーク授
受ステーションでロボット１がパレット１０に積載され
たワークに接近動作してワーク把持具６でワークを取上
げ、その後に矢印Ｐの動作を行ってワークフィーダー８
から遠ざかり、その後、更に第１０ボツト腕３の旋回動
作や直進動作により、例えば、自動旋盤（図示なし）の
主軸等の自動加工機の加工部へ同ワークの供給を行うう
。他方、加工済のワークを自動旋盤から受取り、第１０
ボツト腕３の旋回、直進により自動旋盤の主軸から遠ざ
かり、次に、矢印Ｐの動作を行ってワークフィーダー８
に接近し、加工済みのワークを同ワークフィーダー８の
空状態にあるパレット１０へ返送する作業を一定のプロ
グラムに従って遂行するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、上述した従来技術の１例によるワークフィーダ
ー８と産業用ロボット１との作用を考察すると、該ワー
クフィーダー８では、バレットエ０上に段積みされたワ
ークの最上段のワークを産業用ロボット１におけるロボ
ットハンド５のワーク把持具６により把持するときには
、リフター１３を作用させ、同リフター１３に具備され
たフオーク爪をパレット１０のワーク載置面１１の裏面
側に挿入し、上方へ持ち上げてワークサポート桿１２の
高さ位置までワークを持ち上げるようにしてロボットハ
ンド５のワーク把持具６が容易にワーク把持をなし得る
ようにしていた。これは、ワークサポート桿１２が立設
されているために、ロボットハンド５が該最上段のワー
クに第１０ボツト腕３の伸縮動作のみでワーク把持具６
を接近させると、同ロボットハンド５と、ワークサポー
ト桿１２との間で干渉が発生してロボットハンド５のワ
ーク把持具６がつかえてしまうためである。

然し、自動加工現場でこのようなりフタ−装置を設け、
産業用ロボット１のワーク授受作用タイミングに合わせ
てリフターを作動させる構成を取ることは、自動加工に
けるプログラム動作を煩瑣にし、また、リフター１３が
ワーク授受に必須の装置であるために、該リフター１２
の位置を通過するパレット８とロボット１との間でしか
ワーク授受を遂行し得ない不利があり、同時に、ワーク
フィーダー８を自動加工現場内に配置する場合にリフタ
ー１３の配置場所が限定されてくることから、自動加工
機や産業用ロボットとの関連配置上から制約が大きい等
の種々の問題点があった。

依って、本発明の主目的は、斯かる問題点の解消を図る
ことにある。

また、本発明の他の目的は、ロボットハンド等のワーク
把持ハンド側には必然的にワークフィーダー側へワーク
把持具を接近させる動作機能が備わっていることが多い
ことに鑑み、該ワーク把持ハンド側の動作機能を利用し
てワークフィーダー側のパレット上に段積みされたワー
クの最上段のワークの取出し作業を可能とした段積みワ
ークのハンドリング装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ワーク把持具を有してワーク
フィーダー側に接近動作可能なハンド部がワークフィー
ダーの１以上のパレットと自在にワークの授受を行うこ
とが可能な段積みワークのハンドリング装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の発明目的に濫み、ワークフィーダーが具
備するパレットのワーク載置面から立設されたワークサ
ポート桿を縦方向に弾性押上げ力に抗して押下可能な構
成とし、他方、チャフ爪等のワーク把持具を有した可動
ハンド側がパレットに段積みされたワークに接近する動
作時に該接近動作によって上記ワークサポート桿を押下
させ、最上段に在るワークをワーク把持具位置に露出さ
せる手段を設けることによりワーク把持を行い得るよう
にし、同じく、可動ノ１ンド側からツマレット側にワー
クを下ろすときにもパレット側のワークサポート桿を上
記手段により押下して該ワークサポート桿と可動ハンド
のワーク把持具との間で干渉なくワークをパレット側に
載置できるようにするものである。

すなわち、本発明によれば、パレットの載置面から立設
された複数本のワークサポート桿を有することにより複
数のワークを該パレットの載置面上に段積みして順次に
供給するワーク供給部と、該ワーク供給部のパレットか
らワークを順次に把持具により把持して目的位置へ搬送
する可動ハンド部とを備えた段積みワークのハンドリン
グ装置において、 上記ワーク供給部のパレット載置面に立設された上記複
数本のワークサポート桿は、円周上に間隔を置いて配列
されることにより、段積みされるワークを縦方向に整列
し、かつ縦方向に弾性押上刃に抗して押下可能に構成さ
れ、また、上記可動ハンド部は、上記把持具の背部に上
記ワーク供給部の複数のワークサポート桿を上方から押
下する押し下げ板を有し、該ハンド部を最上段のワーク
に向けて下動させることに応じて把持具を該最上段のワ
ークに接近可能に構成されている段積みワークのハンド
リング装置を提供するものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明による段積みワークのハンドリング装
置の構成と作用の概略を示す正面図、第２図は第１図の
■−■矢視により見た可動ハンド部の把持爪と押し下げ
板との配置を示した底面図、第３図はパレットと上下動
可能なワークサポート桿とを有したワーク供給部の構成
を示す分解斜視図、第４図は同ワーク供給部のパレット
の平面図、第５１！ｌはパレットの底面側から見た部分
斜視図、’Ｊ６図はワークサポート桿がパレットに組立
られた状態の詳細を示す部分新面図、第７１！Ｉは可動
ハンド側の正面図、第８図は同可動ハンドの底面図、第
９図と第１０とは本発明に係るワーク供給部をワークフ
ィーダーとして構成し、可動ハンド側を自動旋盤の側面
に取付けた産業用ロボットとして構成した場合の正面図
および上面図、第１１図と第１２図は従来技術を示す図
である。

先ず、第１図を参照すると、本発明の実施例に係る段積
みワークのハンドリング装置は、複数のワークＷを段積
み状態で積載し、供給可能なワーク供給部２０と、この
ワーク供給部２０と協動してワークＷの授受を行う可動
ハンド部５０とを具備して構成されている。ワーク供給
部２０は、回転テーブル等の基台１８にねじ止め等で固
定されたパレット２２を有し、このパレット２２の上部
に水平面内で回転可能に取付けられた後述の調整プレー
トを介して上方に向けて立設した複数本の同長さのワー
クサポート桿２６によりパレット２２上に段積みされる
多数のワークＷを崩れないように防止しながら、同寸法
のワークＷを縦方向に整列して支持している。ワークサ
ポート桿２６は該ワークサポート桿２６が挿通されるフ
ランジ付きの円筒形ブツシュ２８の内孔中に貫通し、更
に、パレット２２を貫通して下方に伸長しており、最下
端に取付けたばねホルダーｆｆ１３０に一端３２ａを止
着したばね３２の他端３２ｂが上記パレット２２の底面
の直下で円筒形ブツシュ２８の側面に止着されているこ
とから、同はね３２のばね押し上げ力を受けて常時、上
向きの押し上げ力を受けている。然しなから、夫々のワ
ークサポート桿２６は下向きに押圧力を受けると、上記
押上ばね３２の押上刃に抗して円筒形ブツシュ２８の内
孔を通過して下方へ押し下げ可能であり、第１図には下
方へ押下された状態のワークサポート桿２６の下方部分
が押上ばね３２を引延している状態も示している。

他方、可動ハンド部５０は、把持爪５４として形成され
た複数（本例では３個）の把持具を具備し、同把持爪５
４を一斉に中心方向に収束移動させて把持動作させ、中
心から外向きに開放移動させて把持解除動作を遂行せし
める周知の機構を内蔵した把持爪駆動装置５２が上部に
設けられている。また、把持爪５４の外周には円Ｉ！！
形状をした押し下げ板５６を具備し、この押し下げ板５
６がハンド８５０のワーク供給Ｂ２０の上端への接近動
作でワークサポート桿２６の最上端に当接し、次いで、
該ワークサポート桿２６を押下すると、上述のようにワ
ークサポート桿２６は徐々に下動して行くのである。な
お、押し下げ板５６は、ワーク供給部２０のワークサポ
ート桿２６が円形ワークＷを支持するために円周上に間
隔を置いて配列されているとき、同円周の径より大きな
外径を有すると共に同円周の径より小さい内径を有した
環状板として形成されているが、後述のようにワークサ
ポート桿２６はワークＷの径寸法に従って、パレット２
２の中心に対して縮小、拡大方向へ移動可能に構成され
ている場合は、環状板に替えて円板に形成しても良い。

次に第３図から第５図を参照すると、第１図に示したワ
ーク供給部２０の詳細な構造が分解した状態で示されて
いる。

パレット２２は深皿形状部品に形成され、回転テーブル
等の基台１８に取付けられるフランジ部２３ａと内室２
３ｂとを具備し、同内室２３ｂ内に設けられたブラケッ
ｌＢ材２９がピボット３１により内室２３ｂの底面のピ
ボット孔２３ｃ　（第４図参照）に枢着され、同底面に
沿って摺動変位可能に設けられている。このブラケット
部材２９の先端に形成された貫通孔２９ａ内に上述した
円筒形ブツシュ２８が嵌合され、同円筒形ブツシュ２８
は更にパレット２２の内室２３ｂの底面に形成されてい
る円弧状の長孔２３ｄを貫通してバレブト２２下方へ伸
び、該ブツシュ２８の内孔を貫通して更に前述のように
ワークサポート桿２６が伸びている。このとき、ワーク
サポート桿２６は、深皿形のパレット２２の上面に嵌合
された調整プレート３４に上記パレット２２の円弧形の
長孔２３ｄと同角度ピッチ間隔で形成された同数個の直
線長孔３５を貫通した上方へ延びた構造にある。

このように、調整プレート３４が直線長孔３５を有し、
かつ、パレット２２の底面が円弧形の長孔２３ｄを対応
具備していることにより、調節プレート３４をパレット
２２に対して旋回させると、複数（本実施例は３本）の
ワークサポート桿２６が一斉に中心に向けて内向き、ま
たは外向きに移動し、その結果、ワークサポート桿２６
が支持するワークＷの外径の大小に応じて支持径を拡大
、収縮することができるのである。

第５図を参照すると、パレット２２の外底面から下方へ
突出したブツシュ２８、同プツシーＬ２８内を貫通して
下方へ延びたワークサポート桿２６、ばねホルダーＢ！
３０に一端３２ａを止着し、他端３２ｂをブツシュ２８
の外周面に止着した押上げばね３２が明示されている。

この押上げばね３２は既述のように、ワークサポート桿
２６を上向きに押し上げる力を付与し、以て、下動され
たワークサポート桿２６を元の上昇位置へ復元させ得る
と共に、ワークサポート桿２６の落下防止作用を行って
いる。更に、ブツシュ２８の下端から突出したワークサ
ポート桿２６に止めねじによって取付位置可変の調整用
３６を組付けた構成にすれば、ワークサポート桿２６の
下端に取付けられたばねホルダー環３０とブツシュ２８
の下端との間の距離を長短調節してワークサポート桿２
６の上方への伸長量を調整し、段積みするワークＷの最
大段積み高さに応じてワークサポート桿２６の上端位置
を調整することもできるのである。なお、第３図と第５
図は代表的に１本のワークサポート桿２６に関して関連
部材を図示したが、複数のワークサポート桿２６の夫々
に対応の関連部材が設けられることは言うまでもない。

第６図はパレット２２内室２３ｂ内邪に設けられたブラ
ケット２９にブツシュ２８が着座している構成を明示し
たものである。

第７図と第８図とは既述したハンド部５０を詳細に示し
たものであり、特に、押し下げ板５６が一枚のプレート
材によって形成され、把持爪５４の背部に取付けられた
単一部材であることを明示している。

次に上述した本発明に係る段積みワークのハンドリング
装置をワークフィーダーと産業用ロボットのエンドエフ
ェクタに適用して自動加工機又は自動旋盤に対するワー
クの授受を自動遂行する場合の実施例に就いて説明する
。

第９図と第１０図において、複数のワーク供給部２０が
、ワークフィーダー６０において間欠駆動装置を内蔵し
た駆動基部６４から延長した出力軸６５により間欠的に
旋回可能な基台６２上に複数台が取付られ、各ワーク供
給部２０は上述した下動可能なワークサポート桿２６を
有したパレット２２を具備し、夫々に複数のワークが段
積み可能になっている。

他方、自動旋盤１００はワークを加工時に掴持するチャ
ックを有した主軸１０２を備えた自動旋盤であり、主軸
駆動装置１０４や制御装置１０６を具備する２井に加工
作業時は閉扉室内で加工を遂行して加工液の散逸が防止
された周知の自動盤の構造を備えている。また、同自動
旋盤の側面には産業用ロボット８０がそ備えられ、この
産業用ロボット８０　（以下、単にロボットと言う）は
、胴部８２、第１のロボット腕８４、第２のロボット腕
８６、同第２のロボット腕８６の先端に設けられたロボ
ットハンド８８を具備し、このロボットハンド８８が、
上述したハンド部５０の構成を２つ１組にして両頭形に
具備している。そして、第１０ボツト腕８４は、図示の
θで示す旋回、Ａで示す伸縮動作を遂行可能であると共
に第１０ボツト腕８４、第２０ボツト腕８６が一体と成
ってロボット胴８２に対してβで示す旋回動作可能であ
るように複数の動作自由度を有した周知構造の産業用ロ
ボットとして形成されている。然しなから、ロボットハ
ンド８８は上述したハンド部５０と同構成を有するから
ワーク把持具の背部に押し下げ板５６を具備している点
は、新規構成であることは言うまでもない。

上述の構成により、産業用ロボット８０が多数の動作自
由度を具備することから、第２０ボツト腕８６の先端に
設けられたロボットハンド８８は自動旋盤１００の主軸
１０２の前方に旋回動作により達し、更に、第１０ボツ
ト腕８４の直線伸縮動作により、把持したワークを同主
軸１０２に装着したり、主軸１０２からワークを受は取
ることが可能であり、更に、ワークフィーダー６０の上
方に旋回動作を利用して到達し、再び、第１０ボツト腕
８４の直線伸縮動作に従って各ワーク供給部２０のパレ
ット２２上に段積みされたワークへ接近することができ
るのである。しかも、パレット２２から上方へ立設され
ているワークサポート桿２６の上端に対してロボットハ
ンド８８がロボット動作に依って下動すると、同ロボッ
トハンド８８に具備された押し下げ板５６がワークサポ
ート桿２６を押し下げるから、その前方にある把持爪５
４は直接、最上段のワークに接近して把持作用を行いワ
ーク把持をしっかりと把持することができるのである。

つまり、本発明によるハンドリング装置の構成を用いれ
ば、ハンド部がワークフィーダーのパレット２２上に段
積みされたワークに接近する動作自体を利用して該段積
みされた多数のワークを支持しているワークサポート桿
２６を最上段のワークが露出するまで何らの補助手段を
用いることなく下動させることができ、ハンド部又はロ
ボットハンド８８と干渉して把持爪５４がワーク把持不
可能になる事態は発生しないのである。

また、本発明によれば、ハンド部をロボッ）／＼ンド８
８に適用すると、ロボット８０の動作自由度を利用して
、第２０ボツト腕８６が第１０図に点線図示のようにワ
ークフィーダー６０の上方で大きな旋回角度範囲内で変
位可能であるから、箇所のワーク供給部２０ばかりでな
く、複数のワーク供給部２０との間でワークの授受が可
能になる有利も備えているのである。従って、段積みさ
れた未加工ワークを何れか１つのワーク供給部２０から
ロボットハンド８８により順次に受取り、同時に両頭形
ハンドの他方のロボットハンド８８に把持した自動旋盤
１００から受は取った加工済ワークを空状態にあるワー
ク供給部２０のワークサポート桿２６を押し下げながら
、パレット２２上に戻し置くことが、簡単に遂行できる
のである。

−から自動加工機へ搬送し、加工済ワークを自動加工機
からワークフィーダー側へ返還する自動ワーク授受を高
能率に達成できるのである。また、本発明によれば、リ
フター装置の削減に引換えて僅かな部品点数の追加でワ
ークフィーダーとハンド部との干渉防止を達成でき、コ
スト低減効果を期待することができるのである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ワー
クを自動授受すると共に目的位置へ搬送するワークのハ
ンドリング装置が構成され、同ハンドリング装置は従来
技術で要したりフタ−装置等の補助設備を制御作動させ
ることなく、段積みされたワークの授受を遂行でき、し
かも、従来はりフタ−装置の配置位置近傍のワーク授受
ステーションでしかワークの授受を遂行しなかった不利
を克服できるのである。特に、ハンド部を産業用ロボッ
トのエンドエフェクタであるロボットハンドに適用すれ
ば、未加工ワークをワークフィーダ

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による段積みワークのハンドリング装
置の構成と作用の概略を示す正面図、第２図は第１図の
■−■矢視により見た可動ハンド部の把持爪と押し下げ
板との配置を示した底面図、第３図はパレットと下動可
能なワークサポート桿とを有したワーク供給部の構成を
示す分解斜視図、第４図は同ワーク供給部のパレットの
平面図、第５図はパレットの底面側から見た部分斜視図
、第６図はワークサポート桿がパレットに組立られた状
態の詳細を示す部分断面図、第７ｒｌｌＪは可動ハンド
側の正面図、第８図は同可動ハンドの底面図、ワークフ
ィーダーとして構成し、可動ハンド側を自動旋盤の側面
に取付けた産業用ロボットとして構成した場合の正面図
と上面図、第１１図と第１２図は、従来技術を示す図。 ２０・・・ワーク供給部、２２・・・パレット、２６・
・・ワークサポート桿、２８・・・ブツシュ、２９・・
・ブラケット、３２・・・押し上げばね、５０・・・ハ
ンド部、５４・・・把持爪、５Ｇ・・・押し下げ板。 第 図 第 図 第 図 ３ノ。 第６図 第 図 （従来技術） 第１１図 （従来技術） 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パレットの載置面から立設された複数本のワークサ
   ポート桿を有することにより複数のワークを該パレット
   の載置面上に段積みして順次に供給するワーク供給部と
   、該ワーク供給部のパレットからワークを順次に把持具
   により把持して目的位置へ搬送する可動ハンド部とを備
   えた段積みワークのハンドリング装置において、 前記ワーク供給部のパレット載置面に立設された前記複
   数本のワークサポート桿は、円周上に間隔を置いて配列
   されることにより、段積みされるワークを縦方向に整列
   し、かつ縦方向に弾性押上刃に抗して押下可能に構成さ
   れ、 また、前記可動ハンド部は、前記把持具の背部に前記ワ
   ーク供給部の複数のワークサポート桿を上方から押下す
   る押し下げ板を有し、該ハンド部を最上段のワークに向
   けて下動させることに応じて把持具を該最上段のワーク
   に接近可能に構成されていることを特徴とした段積みワ
   ークのハンドリング装置。 ２、前記可動ハンド部の押し下げ板は、前記ワークサポ
   ート桿の配列された円周より大きな外周径と小さな内周
   径とを有した環状板により形成されている請求項１に記
   載の段積みワークのハンドリング装置。 ３、前記可動ハンド部は、産業用ロボットのエンドエフ
   ェクタである請求項１又は２に記載の段積みワークのハ
   ンドリング装置。