JPH07227776A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの搬送経路の横方向に余分なスペース
を確保する必要がなく、搬送中のワークに作用する力が
小さく、長距離搬送にも容易に対応可能なワーク搬送装
置を提供することである。 【構成】 第１プレス装置２と第２プレス装置４との間
に水平なレール６を配設し、レール６に無端ベルト８に
より移動可能な移動体１４を取付ける。移動体１４に屈
伸アーム２０を取付け、屈伸アーム２０の先端にバキュ
ウム式吸着器５６を取付ける。第１プレス装置２のワー
ク５８を吸着器５６で吸着保持し、移動体１４を第２プ
レス装置４方向へ移動させつつ、屈伸アーム２０をいっ
たん上方に屈曲させ、次いで第２プレス装置４側にほぼ
水平に伸ばすことによりワーク５８を第２プレス装置４
まで搬送し、第２プレス装置４の下型４ｂに載置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプレス装置間な
どでワークを移動するために使用するワーク搬送装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板などのワークを複数のプレス装置に
よって順次プレスする作業においては、プレス装置間で
ワークを移動するために通常はロボットが使用される。
このロボットは６軸ないし７軸の汎用ロボットであっ
て、ロボット本体から横方向に伸びる屈伸式アームの先
端にバキュウム式の吸着器が取付けられている。

【０００３】このような搬送装置において、第１工程の
プレス装置にセットされたワークはロボットアームの先
端の吸着器により吸着保持され、アームの旋回により後
段の第２工程のプレス装置に搬送され、吸着器の作動停
止により後段のプレス装置に載置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ロボットによるワーク
の搬送は、基本的にアームを水平面内で旋回させ、ワー
クを円弧状に横振りすることにより行なうため、このと
きのワークの移動軌跡は理想的な直線搬送での最短移動
軌跡に比べてかなり無駄がある。このため搬送速度が同
じであればこの無駄な分だけワークの搬送時間は長くな
ってしまう。従来は理想的な直線搬送が実現できなかっ
たので、搬送速度を限界まで増大させて搬送時間の短縮
化を図っていた。しかし搬送速度が高速になるに従い、
ワークに作用する加速度及び風圧も無視できないほど大
きくなり、これによってワークに歪みが発生して不良品
を発生する可能性が増大する。

【０００５】またロボットによるワークの横振り搬送で
は、プレス装置の横方向にワークが通るための比較的広
いスペースを確保しておく必要があるし、このスペース
内は作業中危険であるから立ち入り防止柵などを広範囲
に設置する必要もある。

【０００６】またアームを旋回させる時にワークに遠心
力が作用するため、ワークの重量に対してバキュウム吸
着装置の吸着力が十分でないとワークの吸着保持位置が
ズレるおそれがある。このような位置ズレが万一発生す
ると、後段のプレス装置へのワークの載置位置がずれて
プレス不良を引き起こす。

【０００７】またロボットによる搬送ではワークを移動
できる範囲は原則としてアームの旋回範囲内であるか
ら、プレス装置間の距離が長くアームの旋回範囲ではカ
バーできない場合、ロボット本体を定位置に固定したま
まではこのような長距離搬送に対応できない。これを解
決するにはロボット本体を専用の台車に乗せ、プレス装
置間で往復動させる必要があるが、重量のあるロボット
本体を移動するには台車が大がかりとなってコストも嵩
む。

【０００８】本発明の目的は、ワークの搬送経路をでき
るだけ直線に近付けることにより、搬送速度を無理に増
大させることなく搬送時間の短縮化を図り、また搬送経
路の横方向に余分なスペースを確保する必要性をなく
し、搬送中のワークに作用する力を小さくし、かつ長距
離搬送にも容易に対応できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明のワーク搬送装置は、第１工程と第２工程との
間の移動経路に沿って往復移動可能な移動体と、移動体
に配設された第１支軸を中心として垂直面内で回動自在
な第１アーム及び第１アームの先端の第２支軸を中心と
して垂直面内で回動自在な第２アームとからなる屈伸ア
ームと、第２アームの先端の第３支軸を中心として垂直
面内で揺動自在であって、ワークを常に水平状態で吸着
支持する吸着器と、第１支軸、第２支軸及び第３支軸を
それぞれ独立に回動させる軸駆動手段と、移動体を第１
工程側に移動させた状態で、軸駆動手段を制御して屈伸
アームを第１工程側へ伸ばし、吸着器で第１工程のワー
クを吸着支持し、移動体を第２工程側へ移動させると共
に、この移動の間、軸駆動手段を制御して屈伸アームを
いったん逆Ｖ字状に屈曲させ、さらに第２工程側に伸ば
すことによりワークを第２工程まで搬送し、吸着器を非
作動にしてワークを第２工程に載置するように制御する
制御手段とを具備している。

【００１０】

【作用】第１工程で屈伸アームの先端の吸着器に保持さ
れたワークは、移動体の移動と屈伸アームの屈伸作用に
よって第１工程から第２工程へとほぼ直線状に搬送され
る。この直線状搬送によりワーク搬送時間が短縮され、
搬送速度を無理に増大させる必要性を解消し、もってワ
ークに作用する加速度及び風圧等の外力を低減してワー
クの歪み発生の可能性を減少させることが可能になる。
また搬送中のワークに遠心力のような余分の力が作用せ
ず、吸着器に対するワークの位置ずれのおそれがない。
またワークを横振りしないので、第１及び第２工程間に
横方向のスペースを確保する必要がない。さらに移動体
が第１工程から第２工程へと移動する速度に加えて、屈
伸アームの逆Ｖ字状の屈曲動作とこの屈曲状態から第２
工程側へ伸びる伸長動作による増速作用がワークに働く
ので、移動体の速度の割にワークの搬送速度が高い。ま
たさらに屈伸アームの屈伸距離をワークの搬送ストロー
クの一部に利用しているので、その分だけ移動体の移動
ストロークが短くてすむ。

【００１１】なお、本発明と類似の屈伸アームと移動体
を利用した搬送装置は特開昭６３−２５１１８０号公報
で知られているが、同公報記載の搬送装置は、ギヤと歯
付きベルトを使用して第１及び第２アームの回動ないし
屈伸を行なうため、第２アームの先端の移動軌跡は常に
水平線となり一義的であり、第１アームを停止したまま
第２アームのみ上下方向に揺動させることは不可能であ
る。このため同装置ではプレス装置においてワークの持
上げ又は降ろし動作時に第１アームの基端部を昇降装置
によって上下動させなければならない。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図に基づき説明す
る。図１のように第１工程としての第１プレス装置２と
第２工程としての第２プレス装置４が水平方向に所定の
間隔をあけて設置されている。第１及び第２プレス装置
２，４間には、図２及び図３のようにレール６が水平方
向に固定的に配設されている。そしてこのレール６の上
下に沿って、無端ベルト８が架け渡されている。無端ベ
ルト８はレール６の両端に配設されたプーリ１０（図２
では一方のみ示す）に巻回され、一方のプーリ１０は第
１モータ１２にて正逆両方向に回転自在とされている。

【００１３】レール６の下面には、レール６の長手方向
に沿って係合部６ａが形成されている。そしてこの係合
部６ａに移動体１４の係合溝１６が摺動自在に係合され
ている。移動体１４の上面に一体的に突設された結合部
１８は、無端ベルト８の一ヶ所と連結され、無端ベルト
８の駆動により移動体１４がレール６に沿って往復移動
するようになっている。

【００１４】移動体１４には、第１アーム２０ａと第２
アーム２０ｂとからなる屈伸アーム２０が取付けられて
いる。第２アーム２０ｂは第１アーム２０ａよりも若干
長くされている。この屈伸アーム２０は垂直面内で屈伸
可能とされている。すなわち第１アーム２０ａの基端部
は、移動体１４に配設された第２モータ２２により減速
機２４を介して回転駆動される第１支軸２６に結合され
ている。また第２アーム２０ｂの基端部は、第１アーム
２０ａの先端部に配設された第２支軸２８に結合されて
いる。第１支軸２６の外周には従動傘歯車３０が回転自
在に支持され、移動体１４に取付けられた第３モータ３
２の回転軸に結合された駆動傘歯車３４が従動傘歯車３
０と噛合している。従動傘歯車３０には、これと一体を
なす駆動プーリ３６が取付けられている。一方、第２支
軸２８に減速機３７を介して従動プーリ３８が取付けら
れている。そして駆動プーリ３６と従動プーリ３８との
間に伝動ベルト４０が巻回されている。

【００１５】第２アーム２０ｂの基端部には第４モータ
４２が配設されている。この第４モータ４２の回転軸
に、第２アーム２０ｂの長手方向に伸びる駆動軸４４が
連結されている。駆動軸４４の先端部は第２アーム２０
ｂの先端に配設された歯車箱４６に回転自在に支持され
ている。この歯車箱４６内には駆動軸４４の先端に結合
された駆動傘歯車４８が収納されている。また歯車箱４
６の外側にはブラケット５０が配設され、このブラケッ
ト５０はブラケット５０と一体をなす軸５０ａによって
歯車箱４６に回転自在に支持されている。歯車箱４６内
を通る軸５０ａには従動傘歯車５２が一体に取付けら
れ、この従動傘歯車５２と駆動傘歯車４８とが噛合され
ている。

【００１６】ブラケット５０にはフレーム体５４の中央
が一体に結合され、このフレーム体５４には複数のバキ
ュウム式吸着器５６が取付けられている。この吸着器５
６は第１、第２アーム２０ａ，２０ｂに沿って配設され
た図示しないバキュウムチューブを介して所定の負圧源
に結合されている。

【００１７】次に、前述したワーク搬送装置により鋼板
製ワーク５８を第１プレス装置２から第２プレス装置４
に搬送する工程を説明する。なお第１〜第４モータ１
２、２２、３２、４２は図２の制御装置６６によって以
下の作動をするようにそれぞれ制御される。まず移動体
１４を第１プレス装置２に最も近付け（このとき移動体
１４の第１支軸２６が図１のＡ位置に来る。）、屈伸ア
ーム２０を伸ばしてその先端、すなわち第２アーム２０
ｂの先端のフレーム体５４を第１プレス装置２の上下金
型２ａ，２ｂの間に挿入する。吸着器５６をワーク５８
の上面に付けてワーク５８を吸着し、この状態で第１、
第２アーム２０ａ，２０ｂを適宜駆動してワーク５８を
垂直方向に持ち上げる。垂直に持ち上げるのは、下型２
ｂからのワーク５８の脱型をスムーズにするためであ
る。

【００１８】次に第２アーム２０ｂが水平に伸びた状態
のまま、第１、第２アーム２０ａ，２０ｂは駆動せず
に、第１モータ１２のみを駆動して移動体１４を第２プ
レス装置４に向かって水平方向に移動させる。距離Ｘだ
け移動させた段階で（移動体１４の第１支軸２６が図１
のＢ位置に来る。）、第１、第２アーム２０ａ，２０ｂ
を第２支軸２８が上方に移動するように、すなわち屈伸
アーム２０が逆Ｖ字状となるように屈曲させ、同時に移
動体１４も距離Ｙだけ移動させる（移動体１４の第１支
軸２６が図１のＣ位置に来る。）。Ｃ位置では第１アー
ム２０ａと第２アームとが共に垂直となって重なる。こ
の状態からさらに第１、第２アーム２０ａ，２０ｂを第
２プレス装置４側に回動させて第２アームを水平にす
る。この状態で第１、第２アーム２０ａ，２０ｂは動か
さないで移動体１４のみさらに距離Ｚだけ移動させ、第
２アーム２０ｂの先端のフレーム体５４を第２プレス装
置４の上下金型４ａ，４ｂの間に挿入する。ワーク５８
が第２プレス装置４の下型４ｂの真上に来た状態で吸着
器５６の真空をカットし、ワーク５８を吸着器５６から
下型４ｂ上に載置する。

【００１９】吸着器５６を元の第１プレス装置２まで戻
すには、移動体１４及び第１、第２アーム２０ａ，２０
ｂを前述とほぼ逆作動させる。この場合、往路と異なる
のは第１支軸２６がＤ位置からＣ位置へ移動する時は第
１、第２アーム２０ａ，２０ｂを伸ばしたままで移動さ
せ、Ｂ位置で第１、第２アーム２０ａ，２０ｂが共に垂
直状態となって重なるようにすることである。なお、前
記Ｃ位置およびＢ位置での重なりは、これら２つの位置
だけに限定されるのではなく、Ｂ−Ｃ位置間の任意の位
置で重ならせるようにしてもよい。このような作動を繰
り返して、ワーク５８を第１プレス装置２から第２プレ
ス装置４へと一つずつ搬送する。

【００２０】なお搬送時間を最短にするため、各軸の同
時動作を行なうこともメカ的及び制御的に可能である。

【００２１】次に本発明の第２実施例を図４に基づき説
明する。このワーク搬送装置は第１実施例のレール６の
代わりに、第１プレス装置２と第２プレス装置４の中間
の上方に固定的な回動支点６０を有する揺動アーム６２
を配設し、この揺動アーム６２の下端部に前述の移動体
１４を結合したものである（図では第１支軸２６のみ示
す。）。なお揺動アーム６２は第１モータ６４により駆
動される。その他の構成は第１実施例と同様である。こ
の第２実施例では、第１実施例のレール６による移動方
式に比べて、移動体に接続される配線、配管などを揺動
アーム６２に固定的に設置できるという利点がある。ま
た屈伸アーム２０などを回動支点６０の一点で支持する
ため、レール６による支持構造に比べて構造的にコンパ
クトになる。

【００２２】この第２実施例のワーク搬送装置において
は、ワーク５８を吸着保持する時は図４のようにＡ位置
において第１、第２アーム２０ａ，２０ｂを揺動アーム
６２とほぼ直線状になるように伸ばし、第２アーム２０
ｂの先端のフレーム体５４を第１プレス装置２の上下型
２ａ，２ｂの間に挿入する。この状態から第１、第２ア
ーム２０ａ，２０ｂを適宜操作し、ワーク５８を垂直方
向に持ち上げる。その後揺動アーム６２を右方へＢ位置
まで揺動させつつ、第１、第２アーム２０ａ，２０ｂを
ほぼ左方に水平に伸ばすことによりワーク５８の高さ方
向の位置が下がるのを回避する。

【００２３】次に揺動アーム６２をＢ位置からＣ位置に
揺動させつつ、第１、第２アーム２０ａ，２０ｂを逆Ｖ
字状に屈曲させ、Ｃ位置で第１、第２アーム２０ａ，２
０ｂが共に垂直状態となって重なるようにする。このＣ
位置で重ねるのは必然的な理由に基づくものではない。
移動体１４と屈伸アーム２０の連続的な動作の結果第
１、第２アーム２０ａ，２０ｂがＣ位置で重なる結果に
なっただけで、移動体１４と屈伸アーム２０の相対的な
動作速度の差によって、Ｂ−Ｄ位置間の任意の位置で第
１、第２アーム２０ａ，２０ｂを垂直状態で重ねるよう
にすることもできる。その後揺動アーム６２をＣ位置か
らＤ位置へ揺動させつつ、第１、第２アーム２０ａ，２
０ｂを右方へ水平に伸ばし、さらに揺動アーム６２をＤ
位置からＥ位置へ揺動させつつ第１、第２アーム２０
ａ，２０ｂを適宜操作して第２アーム２０ｂの先端のフ
レーム体５４が第２プレス装置４の上下型４ａ，４ｂの
間に挿入されるようにする。ワーク５８が第２プレス装
置４の下型４ｂの真上に来た段階で吸着器５６の真空を
カットし、ワーク５８を吸着器５６から下型４ｂに載置
する。

【００２４】吸着器５６を元の第１プレス装置２まで戻
すには、揺動アーム６２及び屈伸アーム２０を前述と全
く逆作動させる。このような作動を繰り返しながら、ワ
ーク５８を第１プレス装置２から第２プレス装置４へと
一つずつ搬送する。

【００２５】次に本発明の第３実施例を図５に基づき説
明する。この実施例は屈伸アーム２０の第２アーム２０
ｂを第１アーム２０ａより若干長めにすると共に、第１
アーム２０ａと第２アーム２０ｂとを連結する第２支軸
２８を、第１アーム２０ａの長手方向に直線状に設けた
スライドガイド７０に沿って移動可能にしたものであ
る。第２支軸２８の移動機構は特に図示しないが、第２
支軸２８にスライド部材を介して固定した歯付きベル
ト、スライドガイド７０の両端部にあって歯付きベルト
が掛けられた一対の歯車、いずれかの歯車を駆動するモ
ータの組合せが一例として考えられる。あるいはスライ
ドガイド７０にラックを形成して前記スライド部材をピ
ニオンにより自走させることもできる。その他の構造は
前述の実施例と同様である。

【００２６】第２支軸２８を第１アーム２０ａの先端に
固定的に配設した場合は第２アーム２０ｂの先端軌跡が
円弧を描くが、第１アーム２０ａと第２アーム２０ｂの
動作と関連して第２支軸２８をスライドガイド７０に沿
って適宜移動させることにより、第２アーム２０ｂの先
端軌跡を水平方向の直線とすることができる。この第３
実施例では第１アーム２０ａと第２アーム２０ｂの傾斜
ないし回動角度を検出する検出手段を設け、ワーク５４
が水平方向に一直線に搬送されるようにスライドガイド
７０内での第２支軸２８の位置を制御手段により制御す
る。ワーク５４が水平に搬送されるので搬送距離の無駄
がないのは勿論のこと、ワーク５４を高速搬送してもワ
ーク５４に作用する風圧を最小にできるから、風圧によ
るワーク５４の歪みで不良品が発生するのを防止でき
る。

【００２７】以上本発明の一実施例につき説明したが、
本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変形が
可能である。例えば第１実施例のレール６は直線状とし
たが、ワーク５８の下向き凸の緩い円弧状移動軌跡を上
下反転させた形状のレールを使用すれば、ワークの水平
直線搬送が可能になり、この場合ワーク５８の上下動が
ないのでワーク５８に無理な力が作用しないし、搬送距
離も最短になるから搬送時間の短縮にもなる。また、特
開昭６３−２５１１８０号公報記載の搬送装置でワーク
の厳密な意味での水平直線搬送を実現するには、第１及
び第２アーム（正確にはヘッド先端まで）を等長とする
必要があるが、その場合ワークと第１アームの基端部と
の干渉の問題があるので大型ワークの搬送は困難であ
る。これに対して本発明のように曲がりレールを使用す
れば、水平直線搬送を実現しつつ第１アームよりも第２
アームを長くすることができ、従って大型ワークでも第
１アーム基端部と干渉することなく搬送可能である。ま
た第２実施例では回動支点６０を固定としたが、第１プ
レス装置２と第２プレス装置４との間の距離がより長い
場合は、回動支点６０の高さに新たに水平レールを配設
し、この水平レールに台車を取付け、台車に回動支点６
０を配設することにより、水平レールの延設のみで任意
の長距離搬送に対応することができるようになる。また
前記実施例ではバキュウム式の吸着器を使用したが、ワ
ークの種類によっては電磁マグネット式の吸着器を使用
することも可能である。また本発明はプレス装置間の搬
送だけでなく、各種工程間のワーク搬送にも同様に利用
できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は前述のように、移動体を第１工
程と第２工程との間を移動させつつ、屈伸アームを屈伸
してワークをほぼ水平方向に直線状に搬送するのでワー
ク搬送時間を短縮でき、これに伴いワーク搬送速度を無
理に増大させる必要性を解消でき、高速搬送に生じがち
な加速度及び風圧によるワーク歪み発生の可能性を解消
できる。またワークを円弧状に振らないので搬送中のワ
ークに無用な遠心力が作用せず、吸着器に対するワーク
の位置ズレのおそれがない。またワークを横振りせずに
ほぼ直線的に搬送するので、万一搬送にトラブルがあっ
ても第１及び第２工程間の側方は安全であるため、側方
に余分のスペースを確保しておく必要がない。これに伴
い安全防護柵を縮小ないし廃止できる。また移動体の移
動にレールを使用した場合は、レールを延設するだけで
どのような長距離搬送にも簡単かつ低コストで対応でき
る。また第１、第２及び第３支軸を軸駆動手段によって
独立に回動可能なので、第１及び第２アームの回動動作
によるワークの上げ下ろしが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るワーク搬送装置の側
面図。

【図２】同装置の要部側面図。

【図３】同装置の要部正面図。

【図４】本発明の第２実施例に係るワーク搬送装置の側
面図。

【図５】本発明の第３実施例に係るワーク搬送装置の側
面図。

【符号の説明】

２ 第１プレス装置 ４ 第２プレス装置 ６ レール ８ 無端ベルト １２ 第１モータ １４ 移動体 ２０ 屈伸アーム ２２ 第２モータ（軸駆動手段） ２６ 第１支軸 ２８ 第２支軸 ３２ 第３モータ（軸駆動手段） ４２ 第４モータ（軸駆動手段） ５６ バキュウム式吸着器 ５８ ワーク ６２ 揺動アーム ６６ 制御装置 ７０ スライドガイド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを第１工程から第２工程に搬送す
   るワーク搬送装置において、 前記第１工程と第２工程との間の移動経路に沿って往復
   移動可能な移動体と、 前記移動体に配設された第１支軸を中心として垂直面内
   で回動自在な第１アーム及び前記第１アームの先端の第
   ２支軸を中心として垂直面内で回動自在な第２アームと
   からなる屈伸アームと、 前記第２アームの先端の第３支軸を中心として垂直面内
   で揺動自在であって、ワークを常に水平状態で吸着支持
   する吸着器と、 前記第１支軸、第２支軸及び第３支軸をそれぞれ独立に
   回動させる軸駆動手段と、 前記移動体を前記第１工程側に移動させた状態で、前記
   軸駆動手段を制御して前記屈伸アームを前記第１工程側
   へ伸ばし、前記吸着器で第１工程のワークを吸着支持
   し、前記移動体を前記第２工程側へ移動させると共に、
   この移動の間、前記軸駆動手段を制御して前記屈伸アー
   ムをいったん逆Ｖ字状に屈曲させ、さらに第２工程側に
   伸ばすことによりワークを第２工程まで搬送し、前記吸
   着器を非作動にしてワークを第２工程に載置するように
   制御する制御手段とを具備したことを特徴とするワーク
   搬送装置。
2. 【請求項２】 前記移動経路が、直線状のレールである
   ことを特徴とする請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 【請求項３】 前記移動経路が、ワークの移動軌跡を水
   平にするように上方に屈曲した曲りレールであることを
   特徴とする請求項１記載のワーク搬送装置。
4. 【請求項４】 前記移動経路が、第１工程と第２工程と
   の中間の上方位置に揺動支点を有する揺動アームの下端
   部が描く円弧状の移動経路であって、前記移動体が揺動
   アームの下端部に結合されていることを特徴とする請求
   項１記載のワーク搬送装置。
5. 【請求項５】 前記第２アームを第１アームより長くす
   ると共に、前記第２支軸を第１アームの長手方向に沿っ
   て移動可能とし、前記第２アームの先端軌跡が水平方向
   に直線となるように前記第２支軸を前記制御手段によっ
   て移動制御するようにしたことを特徴とする請求項１記
   載のワーク搬送装置。