JPH06150827A - 移載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 陰極線管用パネル、色選別電極、陰極線管体
等をワークとする移載装置において、その高速駆動、停
止位置精度の向上等を可能にする。 【構成】 ワークを保持する移載ヘッド２２と、モータ
にて駆動されるカム式インデックス装置２５と、移載ヘ
ッド２２を取付けたループ状の直線移動体であるタイミ
ングベルト２３を備え、カム式インデックス装置２５の
出力軸に取付けられたプーリー４２を含むプーリー機構
２４を介してタイミングベルト２３を駆動し、移載ヘッ
ド２２を所定位置に走行させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば陰極線管の製造
に際して、陰極線管のパネル、色選別電極、あるいは陰
極線管体等のワーク（物品）を１の位置から他の位置に
移載するための移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管の製造に際しては、例えば陰極
線管のパネル、色選別電極（例えばアパーチャグリ
ル）、あるいは陰極線管体等のワークを１の位置から他
の位置に移載するために移載装置が用いられ。従来、こ
のようなワークの移載装置の走行駆動にはエアシリンダ
が最も一般的に用いられている。しかしながら、エアシ
リンダは実用上の速度が１０００ｍｍ／ｓ以下であり、
加減速制御が困難で停止に衝撃力を生じるため上記ワー
クを平均速度１．５ｍ／ｓ以上の高速で移動することは
不可能である。

【０００３】そこで、スムーズな加減速制御とエアシリ
ンダに勝る速度とが得られる駆動手段として選択される
のが、サーボモータによる駆動である。このサーボモー
タを走行駆動に用いる移載装置を図５に示す。同図にお
いて、１はワークを保持して所定の位置まで直線走行す
る移載ヘッド、２は移載ヘッド１を直線走行させるため
の駆動用のサーボモータを示す。移載ヘッド１は、サー
ボモータ２と共に保持体３に保持され、サーボモータ２
の軸に固定されたピニオン７が直線状の梁５に固定され
たラック８と噛合し、モータ２の駆動で、梁５上を直線
走行する。６は梁５に設けられた１対のガイドレール、
４は移載ヘッド１の保持体３に一体に設けられ、ガイド
レール６に係合されるガイド部である。また、サーボモ
ータ３への動力線、信号線は一端を移載ヘッド１の保持
体３に固定されたケーブルベア９内を通って配線され
る。この移載装置１０では、移載ヘッド１によってワー
クを保持した後、サーボモータ２の駆動によってラック
８及びピニオン７を介してガイドレール６に沿って直線
的に所定位置まで移動し、その位置で移載ヘッド１がシ
リンダ１１を介して下降し、ワークを所定の位置に移載
するようになされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の移載
装置１０において、ワークを保持して走行する移載ヘッ
ド１はその質量が３０ｋｇ以上あり、かなり大きな負荷
イナーシャとなる。また、サーボモータ２は加減速制
御、定位置停止制御の応答性や精度を確保するために、
そのロータイナーシャが負荷イナーシャの１／５以上な
ければならない。そのため負荷に比べて大きな容量のサ
ーボモータを必要とすることもあって、エアシリンダ駆
動に比べてコストが高くなる。また、モータへの配線が
必要なため図示の場合には高速、高頻度の移載になるほ
ど断線事故の原因となり易い。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑み、特に高速駆動
を可能とし、しかも停止位置精度が非常に高い移載装置
を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る移載装置
は、物品を保持する移載ヘッド２２と、モータ２６にて
駆動されるカム式インデックス装置２５と、移載ヘッド
２２を取付けたループ状の直線移動体、特にすべり防止
付き直線移動体２３とを備え、インデックス装置２５の
出力軸に取付けられた回転伝達体２４を介して直線移動
体２３を駆動し、移載ヘッド２２を所定位置まで走行さ
せるように構成する。

【０００７】

【作用】本発明においては、カム式インデックス装置２
５と、移載ヘッド２２を取付けたループ状の直線移動体
２３とを組合せて移載ヘッド２２を走行駆動することに
よって、従来の移載装置に比して高速駆動が可能とな
り、且つ停止位置精度が非常に高くなる。

【０００８】また、カム式インデックス装置２５によっ
て、停止時には加速度がカム曲線によって制御され零と
なるため、衝撃力を伴わない駆動が可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１において、２１は本実施例の移載装置を全体
として示す。この移載装置２１は、例えば陰極線管のパ
ネル、色選別電極（例えばアパーチャグリル）、あるい
は陰極線管体等のワークを保持し所定位置に移送させる
ための移載ヘッド２２と、この移載ヘッド２２を取付け
て移載ヘッド２２を所定位置まで走行させるためのタイ
ミングベルト２３と、このタイミングベルト２３を駆動
するためのプーリー機構２４と、移載ヘッド２２を所定
位置まで移動させる位置精度を得るためのカム式インデ
ックス装置２５と、駆動源である三相モータ２６とを備
えて成る。４５は減速機を示す。

【００１０】移載ヘッド２２は、ワークを保持する開閉
チャック２８を有し、この開放チャック２８はシリンダ
２９を介して左右に開閉できるように構成されている。
この移載ヘッド２２は、上下用シリンダ３０を介して垂
直方向に上下動可能になっている。

【００１１】タイミングベルト２３は、支持基体（即ち
直線状の梁）３１上に設けた４つのプーリー３２〔３２
Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ〕をめぐるように垂直面内
でループ状をなすように架張される。このタイミングベ
ルト２３の直線領域の箇所に移載ヘッド２２が固定さ
れ、タイミングベルト２３の移動に伴って移載ヘッド２
２が走行されるようになされる。

【００１２】タイミングベルト２３は、いわゆるプーリ
ー３２の回転によってベルト２３がスリップしないよう
に、図３に示すようにプーリー３２の歯型３５と噛み合
うような凹凸面３４、即ち、すべり止めの機構を有して
形成されている。したがって、プーリー３２の回転によ
ってタイミングベルト２３はすべることなく確実に駆動
される。プーリー３２は、いわゆるタイミングベルトプ
ーリーと呼ばれるものである。なお、タイミングベルト
２３に代えてスプロケットを用い、タイミングベルトプ
ーリー３２に代えてチェンを用いて同様の直線移動体を
構成することもできる。

【００１３】支持基体３１には、移載ヘッド２２の走行
方向に沿う例えば２本のガイドレール３７が設けられ、
移載ヘッドの保持体３８側にこのガイドレール３７に係
合する係合部（図示せず）が設けられる。

【００１４】プーリー機構２４におけるプーリー３２Ａ
とプーリー４０は、共に回転軸に固定され一体に回転す
るように形成される。また、プーリー４０は同じくルー
プ状のタイミングベルト４１を介してプーリー４２と連
結されている。このタイミングベルト４１もテンション
プーリー４３によって充分な張力が与えられている。プ
ーリー４０はプーリー４２に対して増速比を与えられて
おり、本例ではプーリー４０とプーリー４２のピッチ円
直径の比が１：５となるように設定されている。つまり
プーリー４２が１回転するとプーリー４０と同軸上のプ
ーリー３２Ａが５回転するように構成される。

【００１５】例えばプーリー３２Ａのピッチ円周長を６
４０ｍｍとするとプーリー４２が１回転することによっ
て、移載ヘッド２２はストロークＬ＝６４０ｍｍ×５＝
３２００ｍｍ走行することとなる。

【００１６】なお、プーリー４０，４２，４３もタイミ
ングベルトプーリーであり、図３に示すプーリー３２と
同じように構成され、またこれに対するタイミングベル
ト４１もタイミングベルト２３と同じように構成され
る。

【００１７】プーリー４２は後述するインデックス装置
２５の出力軸に固定され、インデックス装置２５の出力
がそのままプーリー４２の回転となって表われるように
構成される。

【００１８】本実施例の移載装置２１は、インデックス
装置２５の出力をそのままプーリー４２の回転とし、こ
の回転をプーリー機構２４を介して適切な張力を与えた
タイミングベルト２３に伝達し移載ヘッド２２の走行駆
動力とすることである。

【００１９】一方、移載装置２１に用いるカム式インデ
ックス装置２５は、いわゆるパラレルカム機構を用いた
インデックス装置を採用している。本例ではカム曲線が
変形等速度曲線でストップ数１、割付け角が３３０°の
ものを選択する。図２Ａ，２Ｂ及び２Ｃに夫々インデッ
クス装置２５の入力軸を３２．４ｒｐｍの低速度で１回
転させたときの出力軸の加速度、速度及び変位を示す。
つまり、プーリー４２は図２に示した回転運動を行う。
したがって、前述したようにプーリー４０及びプーリー
３２Ａはこれと同じ動きで加速度、速度、変位が５倍に
なりその値は、 最大加速度 １０．７×２π〔ｒａｄ／ｓ² 〕 最大速度 ４．３６×２π〔ｒａｄ／ｓ² 〕 となり、今プーリー３２Ａのピッチ円周長が６４０ｍｍ
であるから移載ヘッド２２の最大加速度は６．８５〔ｍ
／ｓ² 〕、最大速度は２．７９〔ｍ／ｓ〕となる。ま
た、このとき必要動力は１．０２（ｋＷ）となる。

【００２０】また、停止に関しては、カムが停留角（３
６０°−３３０°（割付け角）：本例では３０°）の範
囲で停止すれば出力軸は動かず定位置にある。すてわ
ち、図２の時間軸で示すと１．７０（ｓ）〜１．８５
（ｓ）の間である。すなわち、カム軸の停留角に当たる
部分でモータ２６を停止させれば、移載ヘッド２２は常
に一定の位置で停止する。その精度は非常によく、本例
の試作機では±０．０５ｍｍ以内の繰り返し再現性が得
られた。当然のことながら往路だけでなく復路もモータ
２６を逆回転させることによって全く同じ動きを得るこ
とができる。

【００２１】次に、図４を参照してインデックス装置２
５の原理的な構成を説明する。インデックス装置、すな
わちパラレルカム機構は、２枚の板カム５１及び５２に
よって２列の複数個の従節ローラ５３〔５３Ａ，５３
Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ〕，５４〔５４Ａ，５４Ｂ，５４
Ｃ，５４Ｄ〕を順次送ることによって間欠運動をさせる
共役カムの一種である。カム輪郭は停留部の真円部５６
と、カム曲線によって形成された山型の形状部５７とに
よって構成される。２枚の板カム５１及び５２の山は互
い違いに組合わされ一種のギアのようになって従節ロー
ラ５３，５４と噛み合い、板カム５１及び５２の回転に
よって従節ローラ５３，５４が回転する。このときの従
節６０の回転運動が加速度まで完全に連続なカム曲線に
なっている。回転運動が終了すると、従節６０は２枚の
カム５１及び５２の真円部５６を互い違いのローラによ
って挟み完全にロックし停止状態になる。このようにし
てカム５１及び５２が取付けられた入力軸が低速回転す
ると従節６０は回転→停止→回転→停止のサイクルを無
限に繰り返す。図ではカム５１及び５２の１回転３６０
°によって従節６０が９０°回転するようになされてい
る。

【００２２】本実施例では、カム形状を所定の形状に設
計して１回転したときに従節が１回転するように構成す
る。すなわち、割付け角が３３０°、停留角が３０°と
するようなカム形状をなして従節ローラと噛み合わせカ
ムの１回転で従節が１回転すなわち３３０°回転するよ
うになされる。この３３０°の１回転で移載ヘッド２２
が第１の位置から第２の位置に移動するように設計され
る。

【００２３】次に、上記移載装置２１の動作を説明す
る。移載ヘッド２２が第１の位置（ストロークＬの一
端）において、シリンダ２９によって開閉チャック２８
が開かれた状態で上下用シリンダ３０を介して降下し、
第１の位置にあるワーク（図示せず）を開閉チャック２
８により保持する。次に、シリンダ３０が動作して上方
に持ち上げられる。次に、三相モータ２６が駆動し、減
速器４５を介してインデックス装置２５を回転させる。
これによってプーリー４２が１回転することによって、
プーリー機構２４のプーリー４０及びプーリー３２Ａが
５回転し、これに伴いタイミングベルト２３が直線運動
して移載ヘッド２２を第２の位置（ストロークＬの他
端）まで走行させる。第２の位置において、タイミング
ベルト２３は停止し、したがって移載ヘッド２２は停止
する。その状態でシリンダ３０が動作して移載ヘッド２
２が降下し、さらにシリンダ２９によって開閉チャック
２８が開いてワークを第２の位置に移載する。次に三相
モータ２６が逆回転することによって移載ヘッド２２
は、元の第１の位置に移送され待機される。同然のこと
ながら、往路だけでなく復路もモータ２６を逆転させる
ことにより、全く同じ動きを得ることができる。

【００２４】上述の構成によれば、インデックス装置２
５とタイミングベルト２３を組合せて移載ヘッド２２を
走行駆動するように構成することによって、他の駆動方
法を用いた場合と比べて、高速駆動を可能とし、また停
止位置精度を高めることができる。すなわち、高速駆動
としては３．２ｍを１．７秒で走行させることができ、
また停止位置精度としては３．２ｍの移送時に±０．０
５ｍｍ以内の位置に停止させることができる。

【００２５】そして、停止時には加速度がカム曲線によ
って制御され零となるために、移載ヘッド２２自体に衝
撃力を与えることがなく、スムースに移載ヘッド２２を
所定位置まで走行させることができる。また、動力は通
常用いられる三相モータを低速回転、停止させるだけで
すむために、制御的にも簡素化され、コスト低減をはか
ることができる。その上モータ２６が外部固定で移載ヘ
ッド２２への配線が不用となるため断線事故等の心配が
ないという実用上の利点もある。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、移載装置における走行
駆動を従来のエアシリンダあるいはサーボモータを用い
た場合に比べて高速駆動を可能にすることができる。ま
た、インデックス装置を用いているので移載ヘッドは加
速時、走行時、減速時を通じて全く衝撃のないスムース
な走行が可能であり、停止位置精度が非常に高くなる。

【００２７】また、駆動源としては例えば三相モータを
一定速度で回転するだけですむために、機構的、制御的
に非常に簡素化される。さらに移載ヘッドへの制御配線
が不要になるため高速、高頻度の移載であっても断線事
故の発生がない。

【００２８】従って、特に陰極線管の製造に際してのガ
ラスパネル、色選別電極、陰極線管体等をワークとする
移載機に適用して好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移載装置の例を示す構成図であ
る。

【図２】本発明の説明に供するインデックス装置の出力
軸の加速度、速度及び変位を示す曲線図である。

【図３】本発明に係るタイミングベルト及びプーリーの
例を示す側面図である。

【図４】インデックス装置（即ちパラレルカム機構）の
原理的構成図である。

【図５】従来のサーボモータを用いた移載装置の要部の
構成図である。

【符号の説明】

１，２２ 移載ヘッド ２ サーボモータ ３，３８ 保持体 １０，２１ 移載装置 ２３，４１ タイミングベルト ２４ プーリー機構 ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，４０，４２，４３
プーリー ２５ カム式インデックス装置 ２６ 三相モータ ２８ 開閉チャック ２９，３０ シリンダー ４５ 減速機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品を保持する移載ヘッドと、モータに
   て駆動されるカム式インデックス装置と、前記移載ヘッ
   ドを取付けたループ状の直線移動体とを備え、前記カム
   式インデックス装置の出力軸に取付けられた回転伝達体
   を介して前記直線移動体を駆動し、前記移載ヘッドを所
   定位置に走行させることを特徴とする移載装置。