JPH05245721A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回運動しながらワークを搬送する際に、ワ
ークが最下降位置へ回動しても供給面上と干渉すること
なく所定の位置へ搬送できるようにすると共に、一般的
なワークへの対応を可能にし、しかも、優れた作業能率
を確保する。 【構成】 ガイド部材９に沿って移動可能な移動部材１
と、移動部材１に取付けられ、その取付軸部３３を中心
として旋回可能なワーク保持部材１１と、前記ワーク保
持部材１１の保持部１３を常に下向きの状態で旋回運動
を与えるワーク保持部材制御機構１９と、下向き状態の
前記ワーク保持部材１１の保持部１３を所定角度上方へ
回動させるワーク保持部材駆動機構４９と、ワーク保持
部材１１の最下降時に、ワークの保持及びワークを離す
ワーク解除時とを制御する制御部ＳＬとを備えているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋回運動しながらワ
ークを搬送する際に、ワークが最下降位置へ回動しても
干渉を起こすことなく所定の位置へ搬送できるようにし
たワーク搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、保持したワークを搬送して所定位
置でワークの保持を解除する装置としては、例えば特開
昭６２−１１４２９０号公報記載のものが知られてい
る。

【０００３】即ち、回転可能なテーブルの周縁に配置さ
れた上下動可能な吸着ヘッドを吸着ステーションの位置
においてテーブルを停止した後に下降させ、チップ等の
ワークを吸着した後、再び上昇させる。次にテーブルを
所定量回転させワークを保持した吸着ヘッドを装着ステ
ーションまで搬送して停止させ、再度吸着ヘッドを下降
させてプリント基板上に装着する実装運動を繰返す構造
となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した如く従来手段
にあっては、吸着ヘッドによるワークの吸着時、及びそ
の吸着解除時においてテーブルの回転を一時停止させる
間欠運動を繰返すため、テーブルが停止している間、ロ
ス時間につながる等作業能率の面で望ましくない。ま
た、搬送も回転テーブル上に限定された専用の装置とな
っている。

【０００５】そこで、この発明にあっては、保持したワ
ークが最下降位置へ下降しても干渉することなく旋回運
動を続けながらワークの搬送を可能にすると共に、しか
も、一般的なワークへの対応が図れるようにワーク搬送
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明にあっては、ガイド部材に沿って移動可能
な移動部材と、移動部材に取付けられ、その取付軸部を
中心として旋回可能なワーク保持部材と、前記ワーク保
持部材の保持部を常に下向きの状態で旋回運動を与える
ワーク保持部材制御機構と、下向き状態の前記ワーク保
持部材の保持部を所定角度上方へ回動させるワーク保持
部材駆動機構と、ワーク保持部材の最下降時に、ワーク
の保持及びワークを離すワーク解除時とを制御する制御
部とを備えている。

【０００７】

【作用】かかる搬送装置によれば、ワーク保持部材は、
移動部材によって移動しながら旋回運動するようにな
る。この旋回運動時において、最下降時のワーク保持部
材の保持及びその保持を解除することで、保持したワー
クを所定の位置へ搬送できるようになる。この場合、ワ
ークの保持完了後に、ワーク保持部材駆動機構によって
ワーク保持部材の保持部を所定角度上方へ回動させれ
ば、ワークが最下降位置へ回動した時に、供給面と干渉
することなく搬送が行なわれるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、図１乃至図６の図面を参照しながらこ
の発明の一実施例を詳細に説明する。

【０００９】図１において、１はチェーン３により牽引
制御される搬送装置５の移動部材を示しており、所定の
間隔で配置されている。

【００１０】移動部材１は、プレート状に形成され、ロ
ーラ７を介して前後に長い上下のガイドレール９，９に
沿って走行自在に装着支持されると共に、移動部材１に
は、ワーク保持部材１１が装着されている。

【００１１】ワーク保持部材１１は、保持部となる太さ
の異なる吸着ノズル１３が放射方向に９０度の間隔を有
して４箇所に設けられた回転ヘッド１５を有し、後述す
るワーク保持部材制御機構１９によって同一姿勢のまま
旋回運動が与えられるようになっている。

【００１２】吸着ノズル１３は、図２に示す如く真空ポ
ンプ２１とパイプ２３を介して連通し、パイプ２３に設
けられた開閉弁２５を開閉制御することで吸着ノズル１
３の真空圧により吸着及び吸着解除が可能となってい
る。

【００１３】パイプ２３は開閉弁２５と共に前記移動部
材１と一緒に移動可能となっており、一端は、前記回転
ヘッド１５の背面側に接触し合う円板体２７の連通孔２
９と接続している。この連通孔２９は前記円板体２７が
ばね３０等の付勢手段によって付勢されることで、回転
ヘッド１５を、例えば、９０度及び４５度回転させた時
に、吸着ノズル１３側に設けられた通路３１と常に対向
し合う位置に設けられている。

【００１４】ワーク保持部材制御機構１９は、スリーブ
軸３３に固定されたリンク３５と、同リンク３５により
スリーブ軸３３のまわりを公転する第１軸３７、第２軸
３９、第３軸４１を有する。第１軸３７は、吸着ノズル
回転制御機構４２の伝導系となっていて、第２軸３９の
内側に回転自在に配置されており、その一端は、吸着ノ
ズル駆動プーリ４３が、他端にはサイドギヤ４５がそれ
ぞれ装着され、サイドギヤ４５には前記吸着ノズル１３
の基部に装着されたピニオンギヤ４７が噛み合ってい
る。

【００１５】したがって、吸着ノズル駆動プーリ４３に
回転動力が与えられて、サイドギヤ４５、ピニオンギヤ
４７を介して吸着ノズル１３が自転することで図６に示
す如く吸着ノズル１３のθ角補正、即ち、基準線Ｗに対
し正しい向きのワークＰの吸着姿勢が確保されるように
なる。

【００１６】第２軸３９は、吸着ノズル１３の選択を兼
ねたワーク保持部材駆動機構４９の伝導系となってい
て、第３軸４１の内側に回転自在に配置されると共に一
端には、前記回転ヘッド１５が、他端には回転ヘッド駆
動プーリ５１がそれぞれ装着している。したがって、回
転ヘッド駆動プーリ５１に、例えば、略９０度回転する
回転動力が入力されることで、回転ヘッド１５が回転
し、４箇所にある吸着ノズル１３の選択が可能となる。
また、略４５度回転する回転動力が入力されることで、
回転ヘッド１５が図１鎖線で示すように略４５度回転し
吸着ノズル１３が供給面Ｇから所定量上昇した非作動状
態が得られるようになる。

【００１７】第３軸４１は前記ワーク保持部材制御機構
１９の伝導系となっていて、一端には前記リンク３５が
嵌挿固着されている。

【００１８】第３軸４１の他方には、前記円板体２７の
胴部が回転可能に装着されており、円板体２７の胴部に
はプーリ５３が一体に設けられている。このプーリ５３
は前記スリーブ軸３３を貫通した中心の固定軸５５に固
着された最終プーリ５７とベルト５９を介して伝導状態
が確保されている。なお、固定軸５５の他方は、前記移
動部材１から延長されたブラケット６１に固定支持され
ている。

【００１９】吸着ノズル駆動プーリ４３及び回転ヘッド
駆動プーリ５１は、後述するワーク保持部材制御機構１
９及びワーク保持部材駆動機構４９の第２、第３の伝導
経路７０，７１を構成する最終プーリ６３，６５とそれ
ぞれベルト６７を介して伝導状態が確保されている。し
たがって、最終プーリ６３，６５が停止した状態におい
て、後述する第１の伝導経路６９からの動力によりリン
ク３５が回転することで回転ヘッド２５が自転しながら
公転する遊星機構が構成されるようになる。

【００２０】この場合、各プーリ５７，６３，６５及び
４３，５１，５３を、ベルトにかえてギヤ伝導とし、ギ
ヤ伝導による遊星歯車機構とすることも可能である。

【００２１】なお、回転ヘッド駆動プーリ５１、吸着ノ
ズル駆動プーリ４３及び円板体２７のプーリ５３と、前
記各最終プーリ５７，６３，６５のプーリ比は１：１の
関係にそれぞれ設定されている。

【００２２】これにより、前記遊星機構の働きによって
回転ヘッド１５は、スリーブ軸３３を中心として吸着作
動用の吸着ノズル１３が常に下を向いた同一姿勢の旋回
運動が与えられるようになっている。

【００２３】第１の伝導経路６９は、図３に示す如く移
動部材１に装着された第１のモータＭ１からの動力と、
ガイドレール９に沿って固定されたラック７３からの動
力が差動装置７５を介して同時に入力される伝導系とな
っている。

【００２４】差動装置７５は、一般にハーモニック装置
と呼ばれており、第１のモータＭ１の動力を出力用のプ
ーリ７７に伝達するモータ伝達系と、前記ラック７３と
伝達ギヤ７９が噛み合い、移動部材１が移動することで
伝達ギヤ７９がラック７３によって自転することでラッ
ク７３からの動力が差動装置７５を介してスリーブ軸３
３に伝達されるラック伝達系の２つの伝達機構を有する
構造となっている。

【００２５】出力用のプーリ７７は、前記差動装置７５
を構成する太陽ギア８１の周囲を自転しながら公転する
遊星ギヤ８３に装着されている。なお、遊星ギヤ８３
は、伝達ギヤ７９と一体に固定されたリングギヤ８４と
噛み合っている。

【００２６】したがって、第１のモータＭ１のオフ時に
おいて、移動部材１が矢印（図３イ方向）に移動するこ
とで、伝達ギヤ７９がラック７３と噛み合いながら自転
すると、その回転動力は差動装置７５を介して前記スリ
ーブ軸３３に反時計方向の回転動力として伝達されるよ
うになる。この結果、回転ヘッド１５の吸着ノズル１３
は図５に示すサイクロイド曲線Ｎを描いて上下動するピ
ックアップ運動を繰返すようになる。

【００２７】なお、ピックアップ運動時において、移動
部材１の移動方向と同じ向きに出力用のプーリ７７を第
１のモータＭ１により回転させることで、前記のピック
アップ運動の周期Ｌを長くしたり、短くすることができ
る。

【００２８】この点についてさらに具体的に説明する
と、出力用のプーリ７７が、停止している時、伝達ギヤ
７９が一回転すると、その回転は、遊星ギヤ８３を介し
て太陽ギヤ８１に逆向きの回転として伝達される。この
時に、伝達ギヤ７９の回転と同方向に遊星ギヤ８３を第
１のモータＭ１の作動制御を行なうことで図４に示す如
く吸着ノズル１３は伝達ギヤ７９のギヤ比に対応した１
サイクルＬのサイクロイド曲線Ｎを描くピックアップ運
動が得られるようになる。このピックアップ運動は、移
動部材１の矢印イ方向の移動による吸着ノズル１３の先
端の速度と、吸着時の吸着ノズル１３の先端の速度とが
一致するよう回転比が設定されているため、吸着ノズル
１３はほぼ零に近い対地速度となり支障のない吸着動作
が可能となる。したがって、遊星ギヤ８３の公転を第１
のモータＭ１によって制御することでサイクロイド曲線
ＮのサイクルＬを長くしたり短くすることが可能とな
る。

【００２９】第２の伝導経路７０は、移動部材１に支持
された第２のモータＭ２の動力が入力プーリ８５を介し
て吸着ノズル駆動プーリ４３に入力される吸着ノズル１
３のθ角補正用の伝導系となっていて、入力プーリ８５
は、第４の軸となる前記最終プーリ６５の胴部に固着さ
れ、第２のモータＭ２のモータプーリ８７と伝導ベルト
を介して伝導状態が確保されている。

【００３０】第３の伝導経路７１は、移動部材１に支持
された第３のモータＭ３の動力が、入力プーリ８９を介
して回転ヘッド駆動プーリ５１に入力される吸着ノズル
１３の選択用の伝導系となっていて、入力プーリ８９
は、第３の軸となる前記最終プーリ６３のスリーブ軸９
１に固着されると共に第３のモータＭ３のモータプーリ
９２と伝導ベルトを介して伝導している。

【００３１】一方、図１においてＳＬは制御部を示して
いる。制御部ＳＬには、入力側に、ワークの保持状態を
確認する画像認識装置等の視覚センサあるいは、移動距
離センサ等各種情報が入力され、出力側からは入力され
た情報に基づき指令信号を出力し、前記開閉弁２５の開
閉時間や第１から第３のモータＭ１…Ｍ３のオン、オフ
時間を作動制御する機能を有している。

【００３２】次に動作について説明する。

【００３３】移動部材１の移動に対してラック７３と噛
み合う伝達ギヤ７９は移動量に対応して回転し、その回
転動力は第１の伝導経路６９を介して回転ヘッド１５に
伝えられる結果、下向きの吸着ノズル１３は同一姿勢の
まま旋回を続ける。この時、図５に示すように、制御部
ＳＬからの指令信号に基づいて吸着ノズル１３は最下降
位置ＸでワークＰを吸着し、サイクロイド曲線Ｎを描い
て上下動する。この吸着時において吸着ノズル１３はほ
ぼ零に近い対地速度となるためワークＰを支障なく吸着
し、所定周期Ｌのサイクロイド軌跡を描いて設置場所Ｘ
２まで移動した後、ワークＰの保持を解除する運動を繰
返す。この場合、吸着ノズル１３によるワークＰの吸着
完了後、吸着ノズル１３を図３に示す如く略４５度回転
させれば、ワークＰは、供給面Ｇに対してＨ分だけ上昇
した状態で下降するため、搬送工程中に、供給面Ｇと干
渉し合うことはない。そして、これら一連の動作におい
て、吸着ノズル１３は連続した移動状態での作動となる
ためロス時間は発生しない。

【００３４】なお、これら一連の実施例ではワークの保
持に真空圧の吸着手段を用いているが、この手段に限定
されるものではなく、電磁石，チャック等の他の手段を
利用することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明のワー
ク搬送装置によれば、旋回運動しながらワークを搬送す
る際に、最下降位置へ回動しても供給面と干渉し合うこ
となく目的の場所へ搬送できる。また、移動部材によ
り、吸着位置，設置位置の自由度が可能となり、各種ワ
ークの搬送ができると共に、連続移動しながらサイクロ
イド曲線を描いて上下動するワーク保持部材によって、
ワークの保持とワークの装着解除ができるためロス時間
がなくなり、作業能率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のワーク搬送装置の概要側面図。

【図２】図１の概要切断面図。

【図３】ワーク搬送装置の全体の概要側面図。

【図４】サイクロイド曲線を描いた説明図。

【図５】ワークの搬送工程を示した説明図。

【図６】回転ヘッドの取付状態を示した概略平面図。

【符号の説明】

１ 移動部材 ９ ガイドレール（ガイド部材） １１ ワーク保持部材 １３ 吸着ノズル（保持部） １９ ワーク保持部材制御機構 ３３ スリーブ軸（取付軸部） ４９ ワーク保持部材駆動機構 Ｐ ワーク ＳＬ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井爪 孝友 三重県三重郡朝日町大字縄生2121 株式会 社東芝三重工場内 (72)発明者 加藤 誠道 三重県三重郡朝日町大字縄生2121 株式会 社東芝三重工場内 (72)発明者 氏家 康晴 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイド部材に沿って移動可能な移動部材
   と、移動部材に取付けられ、その取付軸部を中心として
   旋回可能なワーク保持部材と、前記ワーク保持部材の保
   持部を常に下向きの状態で旋回運動を与えるワーク保持
   部材制御機構と、下向き状態の前記ワーク保持部材の保
   持部を所定角度上方へ回動させるワーク保持部材駆動機
   構と、ワーク保持部材の最下降時に、ワークの保持及び
   ワークを離すワーク解除時とを制御する制御部とを備え
   たワーク搬送装置。