JPH06155220A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昇降機構部の構成および制御を簡単にして低
コスト化をはかる。 【構成】 ブレーキ付シリンダ２３のシリンダ部に３位
置センタオープン型のソレノイドバルブ５５を接続する
とともに、ロッド側のポートに接続される管路を２系統
とし、それぞれの管路に絞り弁５７、５８を接続してソ
レノイドバルブ５６により切り換え可能にする。絞り弁
５７、５８は、一方の絞り量を大にし他方を小にしてお
くことにより、シリンダ２３の下降時の最初は高速に
し、途中でソレノイドバルブ５６を切り換えて低速に減
速する。同じく、エンド側のポートに接続される管路に
は、レギュレータ５９を接続して、ピストンの上面側を
減圧して中間停止時のピストンの両面に発生する押圧力
のバランスを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタ（以
下、ＭＣと言う）等の工作機械において、未加工のワー
クを供給側ストッカから取り出して加工テーブルへ供給
するとともに加工がすんだワークを取り出して排出側ス
トッカへ排出するワーク搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のワーク搬送装置としては、ワーク
を把持する把持機構部と、これを上下に移動させる昇降
機構部と、これらを水平方向に移動させる水平移動機構
部とから構成されている。昇降機構部はワークを着脱す
るレベルが常に一定であれば、比較的簡単な機構で構成
される。しかし、一般にはワークを受渡しするストッカ
のレベルがその都度変化するため、把持機構部のレベル
をワークに合わせて制御する必要がある。つまり、把持
機構部の昇降機構として通常は１軸のサーボ機構が必要
である。そのためワーク搬送装置として産業用ロボット
を用いることがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように産業用ロボ
ットを使用した場合コストが高くなるとともに、その制
御情報の入力が煩わしい等の問題がある。そこで、産業
用ロボットを用いることなくワーク搬送装置を構成する
ため、昇降機構部に安価で制御が簡単なエアシリンダを
用い上下方向の停止位置を２点としストッカ側にワーク
のレベルを一定に制御する機構を設置することがある。

【０００４】しかし、この場合もストッカ側の制御が複
雑になりコストが高くなるという問題がある。本発明は
上記問題点を解決するためになされたもので、その目的
とするところは、昇降機構部の構成および制御を簡単に
して低コストで使い勝手の良いワーク搬送装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、把持機構部と昇降機構部と水平移動
機構部とを備えたワーク搬送装置において、中間停止機
能を有するエアシリンダからなる昇降機構部と、これに
支持された把持機構部が下降してワークのクランプまた
はアンクランプの位置に到達したことを検知するセンサ
を有し、前記センサが検知すると、エアシリンダを停止
させその停止位置でワークのクランプまたはアンクラン
プを行う機能を備えたことを特徴とする。

【０００６】第２の発明は、第１の発明において、エア
シリンダの下降時のエア駆動系を２系統にしてストロー
ク途中でエア駆動系を切り換え上段を高速に下段を低速
にしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】第１の発明においては、把持機構部が下降して
ワークのクランプまたはアンクランプの位置に到達した
ことがセンサにより検知されると、その位置でエアシリ
ンダが停止させられその停止した位置で、把持機構部に
よるワークのクランプまたはアンクランプが行われる。

【０００８】第２の発明においては、エアシリンダの下
降時に２系統からなるエア駆動系がストローク途中で切
り換えられることにより、シリンダの下降速度が上段で
は高速に下段では低速にそれぞれ速度制御される。

【０００９】

【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明をＭＣ１に用いた場合の全体構造と動
作軌跡を示す説明図である。図において、工作機械であ
るＭＣ１の前面にはカバー２が覆われており、カバー２
の内側にワーク搬送装置３が設置されている。ワーク搬
送装置３は、ワークＷを把持する把持機構部であるとこ
ろのハンド４と、ハンド４を上下に昇降させる昇降機構
部５と、カバー２に覆われて詳細には図示されてない水
平移動機構部６とから構成される。

【００１０】ワーク搬送装置３の動作としては、最初に
水平移動機構部６が作動して未加工のワークＷが積まれ
ているストッカ７の位置まで昇降機構部５を水平移動さ
せる。次いで、昇降機構部５が作動してハンド４を下降
させる。下降したハンド４にワークＷをクランプさせて
から再びハンド４を上昇させる。次に、ハンド４をＭＣ
１の前方位置まで移動させてから下降させ、スイベルテ
ーブル上の治具９でワークＷをアンクランプする。

【００１１】スイベルテーブル上の治具９はワークＷを
クランプした後、水平に１８０度回転して、ＭＣ１によ
るワークＷの加工が開始される。加工されたワークＷ
は、再び反転され、ハンド４にクランプされて上昇し、
加工済のワークＷの置場であるストッカ８上へ同様に移
動、および下降してワークＷをアンクランプする。次
に、ストッカ７の位置に移動し、次の未加工のワークＷ
の搬送に移る。なお、図中の１１は操作盤である。

【００１２】図２は昇降機構部５および水平移動機構部
６の構成を示す外観図であり、図３は図２の平面図であ
る。両図において、水平移動機構部６は、水平方向の移
動を案内するリニアレール１２およびリニアガイド１
３、水平方向の推力を伝達するボールネジシャフト１４
およびボールネジナット１５等から構成される。これら
リニアガイド１３およびボールネジナット１５はプレー
ト１７に支持される。この水平移動機構部６の水平方向
の停止位置の検出はエンコーダにより行われる。

【００１３】昇降機構部５は、プレート１７に支持され
て垂直方向の移動を案内するリニアレール２１およびリ
ニアガイド２２、垂直方向の推力を発生するブレーキ付
シリンダ２３等から構成される。シリンダ２３の下部に
は、ストローク途中でロッドをロックするブレーキ部２
３ｂが形成されている。ブレーキ付シリンダ２３が下降
すると、ロッド先端に接続されたプレート２４が下降す
る。プレート２４側には垂直方向にリニアレール２１が
一体的に支持されており、プレート２４の移動にともな
いリニアレール２１がリニアガイド２２に沿って上下移
動される。プレート２４の下面にはハンド４が支持され
ておりシリンダ２３の動作にともないハンド４が上下動
される。

【００１４】シリンダ２３の側面にはリードスイッチ２
５が取り付けられており、シリンダ内で上下動するピス
トンの通過を検出して後述するソレノイド５６を切り換
えることにより、その位置まで高速に下降していたピス
トンの速度を低速に切り換えて下端でのハンド４の停止
精度を良くする。なお、図中の２６はシリンダ２３のロ
ッド表面を保護する蛇腹であり、また２７はリニアレー
ル２１の表面を保護する蛇腹である。

【００１５】図４はハンド４の外周を覆うカバーを取り
外してハンド４の構造を示した部分断面図である。図５
は図４の側面図である。両図において、下端にはワーク
Ｗをクランプする１対のフィンガ３１が軸支されてお
り、フィンガ３１は、バネ３２により常時閉じ方向に押
圧付勢されている。フィンガ３１はトグル機構３３を介
して、エアシリンダ３４のロッド３５に接続され、ロッ
ド３５が上昇したときにフィンガ３１が開かれる。

【００１６】フィンガ３１の内側には下方に向けて４本
のストッパ３６が突設されており、フィンガ３１を開い
た状態でハンド４を下降させたときにストッパ３６がワ
ークＷに当接する。エアシリンダ３４は上端がプレート
３７に支持され、プレート３７はその上方に平行に配設
されたプレート３８にガイドシャフト３９を介して懸吊
されている。ガイドシャフト３９の外側にはバネ４１が
装着され、プレート３７とプレート３８とを互いに離れ
る方向に押圧している。

【００１７】プレート３７の上面にはセンサであるとこ
ろの光電スイッチ４２が設置され、その上方のプレート
３８の下面には遮光板４３が光電スイッチ４２に対応し
て設置されている。この光電スイッチ４２はプレート３
７とプレート３８との間隔が狭まると、遮光板４３が光
電スイッチ４２の光束を遮り信号を発する。すなわち、
ハンド４が下降してストッパ３６がワークＷに当接した
ことが、光電スイッチ４２により検出される。このプレ
ート３８が昇降機構部５のプレート２４にネジ止めによ
り固定されることにより、ハンド４は昇降機構部５に支
持される。

【００１８】次に、ハンド４の動作について説明する。
水平移動機構部６を作動させてハンド４をワークＷのあ
るストッカ７の上方の位置に移動させる。次いで、フィ
ンガ３１を開いて昇降機構部５を下降させると、フィン
ガ３１の内側のストッパ３６がワークＷに当接する。こ
こで、プレート３７は下降を停止するが、まだ下降スト
ロークに余裕のある昇降機構部５はそのまま下降を続け
る。

【００１９】すると、プレート３７とプレート３８との
間隔が狭まり始め、遮光板４３が光電スイッチ４２に達
して、光電スイッチ４２からハンドがワークＷに到達し
たことを示す信号が得られる。この信号により、昇降機
構部５のブレーキ付シリンダ２３が停止されるとともに
その位置が保持される。

【００２０】その後、ハンド４のフィンガ３１を閉じて
ワークＷをクランプした後に、ブレーキ付シリンダ２３
のロックを解除してハンド４の上昇を開始する。ワーク
Ｗをクランプした状態でハンド４をワークローダ９また
はストッカ８まで移動して下降する場合も、シリンダ２
３の下降中に、クランプしているワークＷの底面が当接
するとプレート３７とプレート３８との間隔が狭まった
ことが検出される。それによりブレーキ付シリンダ２３
を停止して、ワークＷをアンクランプすべき所定の高さ
に停止させることができる。

【００２１】図６は上述した実施例のエア配管図であ
る。実施例で使用されたアクチュエータは、ハンド４を
昇降させるブレーキ付シリンダ２３とハンド４開閉用の
エアシリンダ３４である。エアシリンダ３４はレギュレ
ータ５１を介して供給される高圧エアをソレノイドバル
ブ５３により切り換えることにより動作する。

【００２２】ブレーキ付シリンダ２３のブレーキ部２３
ｂは、レギュレータ５２から供給される高圧エアをソレ
ノイドバルブ５４により切り換えることにより動作す
る。ブレーキ付シリンダ２３のシリンダ部には、３位置
センタオープン型のソレノイドバルブ５５を接続すると
ともに、ロッド側のポートに接続される管路を２系統と
し、それぞれの管路に絞り弁５７、５８を接続してソレ
ノイドバルブ５６により切り換える。

【００２３】絞り弁５７、５８は、一方の絞り量を大に
し他方を小にしておくことにより、シリンダ２３の下降
時の最初は高速にし、途中でソレノイドバルブ５６を切
り換えて低速に減速する。同じく、エンド側のポートに
接続される管路には、バイパス付レギュレータ５９およ
び絞り弁６０を接続して、ピストンの上面側を減圧して
中間停止時のピストンの両面に発生する押圧力のバラン
スを調整する。なお、これらソレノイドバルブ５３〜５
６の動作制御は、図示しない制御回路により行われる。

【００２４】この実施例はエア配管図からも明らかなよ
うに、昇降機構部５のブレーキ付シリンダ２３の下降速
度がソレノイドバルブ５６により２段階に調整されると
ともに、中間で停止されたブレーキ状態で３位置センタ
オープン型のソレノイドバルブ５５がセンタ位置に切り
換えられることによりピストンの両面に圧力が加えられ
てハンド４の保持が安定する。

【００２５】なお、実施例では把持機構部としてハンド
４を使用したが、それ以外にも、真空吸着パッドや電磁
石を使用することもできる。また、ブレーキ付シリンダ
２３の中間停止用のバルブは、３位置センタオープン型
に限定されるものではなく、３位置センタクローズ型等
のバルブを使用することもできる。さらには、このワー
ク搬送装置は、工作機械以外の用途にも使用することが
できる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
把持機構部の下降時にワークのクランプまたはアンクラ
ンプの位置に把持機構部が到達すると、その位置でエア
シリンダが停止させられるとともに、その停止位置が保
持される。その結果、エアシリンダを用いた昇降機構部
でありながらも、ワークの位置に応じた任意の高さに把
持機構部を停止させることが可能となり、昇降機構部の
構成が簡単かつ小型になる。

【００２７】さらには、昇降機構部が小型になった分、
水平移動機構部も軽量に構成することが可能となり、全
体の軽量化が可能になる。また、昇降機構部についての
制御も簡単になることにより、使い勝手が改良されると
ともに全体のコストも下げられる。

【００２８】第２の発明によれば、エアシリンダの下降
時に２系統からなるエア駆動系をストローク途中で切り
換え、シリンダの下降速度を上段では高速に下段では低
速に速度切り換えが行われることにより、昇降機構部の
動作時間を短縮して全体のサイクルタイムを短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構造と動作軌跡を示す説
明図である。

【図２】実施例の昇降機構部および水平移動機構部の構
成を示す外観図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】ハンドの構造を示した部分断面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】実施例のエア配管図である。

【符号の説明】

１ ＭＣ（マシニングセンタ） ２ カバー ３ ワーク搬送装置 ４ ハンド ５ 昇降機構部 ６ 水平移動機構部 ７，８ ストッカ ９ スイベルテーブルの治具 １１ 操作盤 １２ リニアレール １３ リニアガイド １４ ボールネジシャフト １５ ボールネジナット １６ リミットスイッチ １７ プレート １８ ドッグ ２１ リニアレール ２２ リニアガイド ２３ ブレーキ付シリンダ ２３ｂ ブレーキ部 ２４ プレート ２５ リードスイッチ ２６，２７ 蛇腹 ３１ フィンガ ３２ バネ ３３ トグル機構 ３４ エアシリンダ ３５ ロッド ３６ ストッパ ３７，３８ プレート ３９ ガイドシャフト ４１ バネ ４２ 光電スイッチ ４３ 遮光板 ５１，５２ レギュレータ ５３〜５６ ソレノイドバルブ ５７，５８ 絞り弁 ５９ バイパス付レギュレータ ６０ 絞り弁 Ｗ ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 把持機構部と昇降機構部と水平移動機構
   部とを備えたワーク搬送装置において、中間停止機能を
   有するエアシリンダからなる昇降機構部と、これに支持
   された把持機構部が下降してワークのクランプまたはア
   ンクランプの位置に到達したことを検知するセンサとを
   有し、前記センサが検知するとエアシリンダを停止させ
   その停止位置でワークのクランプまたはアンクランプを
   行う機能を備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のワーク搬送装置におい
   て、エアシリンダの下降時のエア駆動系を２系統にして
   ストローク途中でエア駆動系を切り換え上段を高速に下
   段を低速にしたことを特徴とするワーク搬送装置。