JPH0438547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物品の自動組立システム等に用いるこ
とのできるワーク反転装置に関するものである。

一般に自動組立工程等においては、ワークを空
中で保持して、運搬、反転、パーツの取り付け等
を行わねばならない場合が多い。

このような場合、取り扱うワークの形状、作業
の種類等に応じて合理的な把持反転装置を用いる
必要がある。

特に反転作業後に直接パーツの取り付け等を行
う場合には、反転作業によつてワークの位置決め
精度が低下するようなことがあつてはならず、反
転装置自身が堅牢でしかも位置決め精度が高くな
ければならない。

本発明に係るワーク反転装置はこのような見地
に立つて開発されたもので、その要旨とする処
が、垂直面内で揺動可能に支承されたアームと、
該アームに取り付けた昇降用アクチユエータと、
上記昇降用アクチユエータに取り付けられたブラ
ケツトに水平軸芯上で同軸に対向して取り付けら
れた一対の回動用アクチユエータと、該回動用ア
クチユエータに同軸対向状に取り付けた一対の進
退用アクチユエータと、上記進退用アクチユエー
タのそれぞれに対向状に取り付けられ、上記進退
用アクチユエータの進退軸芯方向に摺動自在で該
進退用アクチユエータの進退動作に伴つてワーク
の端面に対して離接可能なピストンを有するガイ
ド部材と、上記ピストンを上記ガイド部材に対し
てワークの方向へ付勢する付勢手段と、各ピスト
ンのワークの両端面に対する離接に伴うワーク方
向への進退動作に応じて閉／開してワークの両端
部を把持／開放する一対の把持爪とを有してなる
点にあるワーク反転装置を提供するものである。

上記構成中、昇降用アクチユエータや進退用ア
クチユエータはエアシリンダ、油圧シリンダ、ラ
ツク、ピニオンを組み合わせたロータリシリン
ダ、モータ、その他直線駆動を行う周知な全ての
機構を含み、回動用アクチユエータとは、ロータ
リシリンダ、ロータリソレノイド、傘歯車等によ
る回動機構その他のあらゆる回動機構を含み、付
勢手段とは引張り、圧縮バネ、その他エアシリン
ダ等の付勢力を発揮するあらゆる手段を適用可能
とするものである。またガイド部材はピストンを
一方向に案内するものであればその形状を問うも
のでなく、円筒状、断面コ字状、平板状等種々の
構造が考えられる。

次に添付した図面を参照しつつ本発明を具体化
した実施例に付き説明し、本発明の理解に供す
る。

ここに第１図は本発明の一実施例に係るワーク
反転装置全体の側面図、第２図ａ，ｂは夫々上記
ワーク反転装置に用いることのできるワーク把持
装置の構造及びその作動を示す側面図、第３図は
同把持装置の駆動部を示す側面図、第４図ａは同
把持装置の先端部詳細を示す側面図、同図ｂは上
記第１図に示した反転装置の作動手順を示すフロ
ーチヤート、同図ｃは第１図における−矢視
部分断面図である。

第１図及び第４図ｃにおいてフレーム１は、そ
の上端部に軸受取付台２を水平に有し、該軸受取
付台２上の端部には、一対のピロー軸受３が取り
付けられ、このピロー軸受３に回転自在に支承さ
れた軸４は、紙面に垂直方向の一定の間隔をおい
て、一対のフランジ５を固着した状態で有してお
り、両フランジ５，５の対向する側面には、紙面
に垂直方向に伸びる断面コ字状のチヤンネル部材
６が固着されている。上記チヤンネル部材６は、
その左右側面にこのチヤンネル部材６の長さに等
しく、その長手方向の軸芯に平行な一対のレール
７を有している。

また上記チヤンネル部材６とレール７を取り囲
むように構成され、紙面に直角の方向に配設され
た略四角筒状の回転フレーム８は、第４図ｃにも
示す如くその左右側板９ａ及び９ｂに夫々前記レ
ール７を上下に挾む２対以上の回転自在のガイド
ローラ１０を有しており、このガイドローラ１０
によつて回転フレーム８がレール７に案内され
て、チヤンネル部材６の軸芯方向に摺動可能であ
る。

上記回転フレーム８の上面には、図示せぬワー
ク搬送用のコンベアに対して直角の方向のアーム
１１が固着されており、このアーム１１の先端部
には、ワークＷを把持する為の把持装置１２が取
り付けられている。更に前記チヤンネル部材６に
は、前記アーム１１に平行の一対の連結板１３が
固着され、この連結板１３の先端に取り付けたロ
ツド１４と、前記フレーム１の端部に取り付けた
水平ピン１５との間にはエアシリンダ１６が連結
され、且つこのエアシリンダ１６に並んで、前記
ロツド１４とフレーム１の下端に取り付けたアイ
ボルト１７との間には、前記把持装置１２の重力
による軸４を中心とする回転モーメントを打ち消
す為のバランス用ばね１８が張着されている。

尚アーム１１の中間部に垂直に取り付けたロツ
ド１９は、アーム１１を図に示す水平位置まで回
動させた時に、フレーム１より水平方向に突出す
る固定壁２０の上面に当接して、アーム１１の位
置決めを行う為の当たりであるローラ２１を有す
るもので、このローラ２１はアーム１１及びこれ
と一体の回転フレーム８の紙面に対して垂直方向
の移動を可能とする為のものである。

次に上記把持装置１２について説明する。第１
図に示す待機状態において、前記アーム１１の先
端部上面には、垂直方向に伸縮作動するハイドロ
チエツク装置付のエアシリンダ２２（昇降用アク
チユエータの一種）が紙面に対して垂直の方向に
一定間隔をおいて一対固着されている。上記各エ
アシリンダ２２のピストンロツド下端には、ブラ
ケツト２３を介して第２図ａ，ｂに示す如く回動
用アクチユエータの一例であるロータリシリンダ
２４ａ及び２４ｂが相対向する方向に固設されて
いる。これらのロータリシリンダ２４ａ及び２４
ｂの各駆動軸には、第２図ａ及びｂに示す如くブ
ラケツト２５を介して夫々対向する状態の駆動手
段の一例である回り止め付きエアシリンダ２６ａ
及び２６ｂ（進退用アクチユエータの一種）が同
軸に固着されている。

また上記エアシリンダ２６ａ及び２６ｂの各ピ
ストンロツドには、ワークＷを把持する為の同一
形状の把持ハンド２７ａ及び２７ｂが取り付けら
れている。

次に上記把持ハンド２７ａ及び２７ｂの構造に
付き、第３図及び第４図ａを参照して説明する。

以下の説明は把持ハンド２７ｂについてのみの
もので、２７ａについては同様である為省略す
る。エアシリンダ２６ｂのピストンロツド２８の
先端に螺着されたガイド部材の一例である円筒体
２９は、第４図ａに示す如く同軸の中空部３０を
有しており、この中空部３０内には、先端にこの
中空部３０の内径よりも大径の頭部３１を有する
ピストン３２が軸方向に摺動自在に装着されてい
る。このピストン３２の末端部には、第４図ａの
紙面に直角方向のピン３３が植設され、このピン
３３は前記円筒体２９にその軸方向に穿つた長孔
３４を貫通して外部へ突出し、その突出部と前記
円筒体２９の外周面に植設したピン３５との間に
は、ピン３３及びピストン３２を、常時対向する
相手側の把持ハンド２７ａの方向へ付勢する付勢
手段の一例である引張スプリング３６が張着され
ている。

また前記円筒体２９の外周面に固着されたホル
ダ３７には、上下一対の第４図ａの紙面に垂直方
向のピン３８が植設され、各ピン３８には該ピン
３８を中心として揺動自在のレール３９が夫々取
り付けられている。

更にこのレール３９の後端に夫々植設したピン
４０と、前記長孔３４内で摺動自在のピン３３の
先端部とは、夫々揺動自在のリンク４１によつて
第３図に示す如く連結され、且つ前記レバー３９
の前記頭部３１側の端部には、夫々Ｌ字型の把持
爪４２が固着されている。またこの各把持爪４２
の先端及び前記頭部３１の先端には、弾性部材の
一種であるポリウレタンシート４３及び３３が固
着されている。

尚前記アーム１１の端部に取り付けたリミツト
スイツチ４５（第１図）は、エアシリンダ２２の
伸縮動作によりブラケツト２３が上昇してきた時
に当接して、その上限位置を検出する為のもので
あり、また同じくアーム１１の先端に取り付けた
リミツトスイツチ４６は、前記ブラケツト２３に
取り付けた検知棒４７の先端と干渉して、ブラケ
ツト２３の下端位置を検出する為のものである。
またロータリシリンダ２４ｂの駆動軸端部には、
これらのロータリシリンダ２４ａ及び２４ｂの背
面に取り付けたリミツトスイツチ４８ａ及び４８
ｂと干渉し各ロータリシリンダの回転限界位置を
検出する為のカム４９が固着されている。５０は
前記したエアシリンダ２２のハイドロチエツクバ
ルブ等を設けたハイドロチエツク装置であり、前
記回転フレーム８の左右側壁９ａ及び９ｂに螺着
したボルト５１ａ及び５１ｂは、この回転フレー
ム８をチヤンネル部材６に固着する為に、前記レ
ール７の側面に押圧されるロツクボルトである。

従つて上記ロツクボルト５１ａ及び５１ｂを緩
めることにより、回転フレーム８はチヤンネル部
材６に設けたレール７に沿つて、第１図の紙面に
直角の方向に摺動することができ（この時アーム
１１等の重量を支えるロツド１９も固定壁２０の
上面に沿つて転動するローラ２１の存在により、
アーム１１の自重を支えつつ、上記紙面に直角の
方向に円滑に移動しうる）、この回転フレーム８
及びこれに固着されたアーム１１の前記ワーク搬
送用コンベアに沿つた方向の移動を可能とするこ
とにより、ロツトの切り換え時等にワークＷの寸
法の変化に追従して把持装置１２の位置決めを行
うことができる。

続いて第４図ｂに示したフローチヤートを参照
しつつ、上記反転装置をマイクロコンピユータに
よつて制御した場合の作動について説明する。

まずステツプSA1において、前記ワーク搬送用
コンベア上に設けたパレツトと、このパレツト上
に載置されたワークＷとの係合（ワークＷの位置
決め上必要な場合が多い）を解除する等の前処理
が行われる。続いてSA2においてパレツトを定位
置に停止させるべくワークＷの搬送用コンベア
（不図示）が定位置で停止すると共に、エアシリ
ンダ２２が伸ばされて把持ハンド２７ａ及び２７
ｂが下降し、検知棒４７の先端がリミツトスイツ
チ４６に当接した時点で停止する（SA3，SA4）。
こうして把持ハンド２７ａ及び２７ｂを支承する
ブラケツト２３が第１図に２点鎖線で示した位置
２３ａまで下降すると、続いて第２図ｂに示した
ように、上記ブラケツト２３に取り付けたエアシ
リンダ２６ａ，２６ｂのピストンロツドが夫々対
向する把持ハンド２７ｂ及び２７ａの方向へ進出
し、その先端に設けた把持ハンド２７ａ及び２７
ｂが、パレツト（不図示）上のワークＷに向かつ
て進出していく。このようなエアシリンダ２６ａ
及び２６ｂの駆動は、図示せぬタイマによつて設
定されたT₀時間分だけ連続的に行われる（SA5，
SA6）。この把持ハンド２７ａ及び２７ｂの進出
により、各把持ハンドに設けたピストン３２の頭
部３１がポリウレタンシート４４を介してワーク
Ｗの側面に当接し、更にエアシリンダ２６ａ及び
２６ｂが進出することにより、ピストン３２が引
張スプリング３６の力に逆らつて、円筒体２９の
中空部３０内へ押し込められる。このピストン３
２の動きにより該ピストン３２に固定したピン３
３が押されて、リンク４１を介してピン４０を外
方向にピン４０を中心として回動させ、このピン
４０の回動により、レバー３９第３図に矢印で示
す方向に揺動する為、レバー３９の先端に取り付
けた把持爪４２が、その先端に固着したポリウレ
タンシート４３を介して、ワークＷを上下方向か
ら把持する。こうしたワークＷの把持は、前記し
たT₀時間後に完了する。

続いて前記一対のエアシリンダ２２のピストン
ロツドが、リミツトスイツチ４５による上昇限界
まで引き込められ、ブラケツト２３が第１図に示
す実線位置まで上昇し、前記把持ハンド２７ａ及
び２７ｂによつて把持された状態のワークＷが、
把持ハンド２７ａ及び２７ｂと共に上昇する
（SA7，SA8）。

次にエアシリンダ１６が、第１図に２点鎖線で
示す１６′まで縮められ、連結板１３を介してア
ーム１１が軸４を中心として、回転フレーム８、
ガイドローラ１０、レール７、チヤンネル部材６
等と共に矢印５２で示す方向に回動し、把持装置
１２及びこれに把持されたワークＷが上方へ持ち
上げられ（SA9）、パレツトへのパーツの装着等
の処理が可能となる。但しこれらの処理はパーツ
の装着に限られるものではなく、例えばコンベア
を移動させて他のパレツトやワークをワーク反転
装置の前面に停止させる等種々の作業が考えられ
る。（SA10）。これと共にロータリシリンダ２４
ａ，２４ｂが駆動されて、エアシリンダ２６ａ、
把持ハンド２７ａ、該把持ハンド２７ａとワーク
Ｗによつて連結状態にある把持ハンド２７ｂ及び
エアシリンダ２６ｂが180度反転される。この時
の反転角度はカム４９がリミツトスイツチ４８ｂ
と接触する位置によつて決定される（SA11，
SA12）。またこの時ロータリシリンダはフリー状
態（回転自在）におかれている。

更にSA13においてパーツの装着が完了したと
判断された場合には、前記エアシリンダ１６を作
動させて、そのピストンロツドを伸長させ、アー
ム１１及びその先端に取り付けた把持機構１２、
及びこれによつて把持されたワークＷを矢印５２
とは反対の方向に回動させる。この回動はアーム
１１の中間に設けたロツド１９の下端のローラ２
１がフレーム１に取り付けた固定壁２０の上面に
当接されるまで行われる（SA14）。次にSA１５
においてエアシリンダ２２が作動され、把持ハン
ド２７ａ及び２７ｂと共に、ワークＷが、リミツ
トスイツチ４６が検知棒４７によつてオン状態に
なるまで下降され（SA16）ると共に、更に続い
てエアシリンダ２６ａ及び２６ｂが共に短縮さ
れ、これによりワークＷを押すピストン３２の力
が解放されていき、ピストン３２が円筒体２９か
ら突出していくに従つて、該ピストン３２に固定
されたピン３３がピストン３２の頭部３１の方向
へ移動し、レバー３９及びこれに取り付けた把持
爪４２が上下方向に開き、ワークＷが把持ハンド
２７ａ及び２７ｂによる把持状態から解放される
（SA17）。このエアシリンダ２６ａ及び２６ｂの
引き込み動作は、前記と同様T₀時間分だけ行わ
れ（SA18）、その後ロータリシリンダ２４ａ及び
２４ｂが、カム４９によるリミツトスイツチ４８
ａの検知状態を生じるまで逆転され（SA19，
SA20）、把持ハンド２７ａ及び２７ｂが元の状態
に復帰した後、エアシリンダ２２が縮められて把
持ハンド２７ａ及び２７ｂが上昇し、把持装置１
２が完全に元の待機状態に復帰する（SA21，
SA22）。

こうして把持装置１２が元の位置に戻ると、
SA23においてワーク搬送用コンベアが駆動され、
ワークが後工程へ搬送される。

以上述べたように本発明は、垂直面内で揺動可
能に支承されたアームと、該アームに取り付けた
昇降用アクチユエータと、上記昇降用アクチユエ
ータに取り付けられたブラケツトに水平軸芯上で
同軸に対向して取り付けられた一対の回動用アク
チユエータと、該回動用アクチユエータに同軸対
向状に取り付けた一対の進退用アクチユエータ
と、上記進退用アクチユエータのそれぞれに対向
状に取り付けられ、上記進退用アクチユエータの
進退軸芯方向に摺動自在で該進退用アクチユエー
タの進退動作に伴つてワークの端面に対して離接
可能なピストンを有するガイド部材と、上記ピス
トンを上記ガイド部材に対してワークの方向へ付
勢する付勢手段と、各ピストンのワークの両端面
に対する離接に伴うワーク方向への進退動作に応
じて閉／開してワークの両端部を把持／開放する
一対の把持爪とを有してなるワーク反転装置であ
るから、対向する一対のピストンとの当接により
ワークがその位置で精度良く位置決めされ、この
状態のもとに引き続き一対の把持爪にて該ワーク
が自動的に把持されるため、この装置によつて反
転されたワークには再度位置決めすることなくパ
ーツの取り付け等を行うことが出来、自動組立ラ
イン等に用いた場合、作業能率を著しく向上させ
ることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るワーク反転装
置全体の側面図、第２図ａ，ｂは夫々上記ワーク
反転装置に用いることのできるワーク把持装置の
構造及びその作動を示す側面図、第３図は同把持
装置の駆動部を示す側面図、第４図ａは同把持装
置の先端部詳細を示す側面図、同図ｂは上記第１
図に示した反転装置の作動手順を示すフローチヤ
ート、同図ｃは第１図における−矢視部分断
面図である。 符号の説明、１……フレーム、３……軸受、２
……軸受取付台、４……軸、５……フランジ、６
……チヤンネル部材、７……レール、８……回転
フレーム、１０……ガイドローラ、１１……アー
ム、１２……把持装置、１４……ロツド、１６…
…エアシリンダ、１８……バランス用バネ、２２
……エアシリンダ（昇降用アクチユエータ）、２
４……ロータリシリンダ（回動用アクチユエー
タ）、２６……エアシリンダ（進退用アクチユエ
ータ）、２７……把持ハンド、２９……円筒体
（ガイド部材）、３２……ピストン、３６……引張
スプリング（付勢手段）、４２……把持爪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直面内で揺動可能に支承されたアームと、 該アームに取り付けた昇降用アクチユエータ
   と、 上記昇降用アクチユエータに取り付けられたブラ
   ケツトに水平軸芯上で同軸に対向して取り付けら
   れた一対の回動用アクチユエータと、 該回動用アクチユエータに同軸対向状に取り付
   けた一対の進退用アクチユエータと、 上記進退用アクチユエータのそれぞれに対向状
   に取り付けられ、上記進退用アクチユエータの進
   退軸芯方向に摺動自在で該進退用アクチユエータ
   の進退動作に伴つてワークの端面に対して離接可
   能なピストンを有するガイド部材と、 上記ピストンを上記ガイド部材に対してワーク
   の方向へ付勢する付勢手段と、 各ピストンのワークの両端面に対する離接に伴
   うワーク方向への進退動作に応じて閉／開してワ
   ークの両端部を把持／開放する一対の把持爪とを
   有してなるワーク反転装置。