JPH11333715A - ４ウェイ遊星歯車方式平行平面加工盤におけるワーク着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの交換時のワークキャリアの位置決め
処理を簡単にするとともに、ワークの装着ミスを防止す
る。 【解決手段】 ワークキャリア２の公転位置を圧力セン
サを備えたエアノズル１８，１９により検出して、中心
ギヤ１、インターナルギヤ３、下定盤６を同角度インデ
ックスさせて位置合わせをする。次にワークキャリア２
の中心孔２０をエアノズル１６が検出するまで中心ギヤ
１のみを駆動する。次に、アーム９の先端のパッドプレ
ート１０を回転させ、その下面に設けられているエアノ
ズル１７が、ワークキャリア２の外周に形成してあるワ
ーク孔検知用長孔２１のを検出することにより自転位置
を合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラッピング、ポリ
シング等の平面加工をする４ウェイ遊星歯車方式平行平
面加工盤においてワークを自動的に着脱する装置に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、遊星歯車方式平
行平面加工盤のワークの自動着脱装置として、特公昭６
３−９９４０号公報に記載のものがある。このワーク自
動着脱装置は、次のような構成であるため、それぞれに
問題があった。 （１）このワーク自動着脱装置は、キャリア位置決め機
構と着脱ロボットとからなり、それらが互いに分離され
ているため構成が複雑であった。

【０００３】（２）また、キャリア位置決め時の検出部
分としてキャリア外周部の歯面を同時に検出する構成で
あるが、キャリア外周部の歯面は凹凸形状からなる歯車
であり、あらかじめ中心ギアの歯を所定の位置に停止さ
せた後でない限り、インターナルギアを微調整しても中
心ギアの噛合は最大π×Ｍ／２の停止誤差が生じる。同
様に、中心位置もπ×Ｍ／４の誤差になり、停止位置は
一定にならなかった。

【０００４】（３）キャリアのワーク孔を検知するため
に検出ピンが設けられているが、この検出ピンはキャリ
ア上面を擦りながらワーク孔を検知するので、キャリア
とピンが摩耗を起こすことがあった。 （４）定盤は加工が継続するにつれて徐々に摩耗して薄
くなり、その分、キャリアの位置検出用センサとの間隔
が拡大していくため、その間隔がセンサの検出範囲を超
えるたびに、作業者がセンサ位置の修正をする必要があ
った。 （５）加工終了後のキャリア及びワーク上には研削粉と
加工液が混じったヘドロ状の液体が堆積するため、セン
サが濡れたり、センサに飛散したヘドロが乾燥すること
により、センサの性能に影響を与え停止位置の精度を低
下させることがあった。

【０００５】（６）ワークをキャリアにセットする場合
の位置合わせは、位置決め精度のみに頼り、それを確認
する手段がないため、キャリアのワーク孔外周にワーク
が乗り上げて入らないことがある。それを防ぐために、
作業者の黙視確認が必要であり、その確認を誤るとワー
クの破損事故を起こすことがあった。 （７）ワークがキャリアの孔に入ったかどうかの確認の
方法として、上定盤の下死点の管理による方法もある
が、その場合も、ワークがキャリアの孔に入っていない
状態で、上定盤が下降すると上定盤とキャリアの間にワ
ークを挟み込みワークを破損することがあった。

【０００６】（８）加工完了及びワーク取付後に、ワー
クキャリアを位置決め装置又はロボット中心下部に遊星
回転運動をさせながら移動をする場合に、ワークが下定
盤６に密着したり、あるいは研磨液によって浮き上が
り、キャリアのワーク孔からワークが外れることがあっ
た。 （９）設計の際に、自動化を目的としてワークキャリア
を等配角度にするとともに、中心ギアとインターナルギ
アのギア比を整数にすることがある。その場合は、遊星
運動中に繰り返して同じ歯の噛合いが起こり、またワー
クの軌跡も同一部分に限定されることになり、加工精度
が低下することがあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項１の発明は、外周に歯面を形成すると
ともに回転方向に均等に複数のワーク保持孔を形成した
ワークキャリヤを、中心ギヤとインターナルギヤの間に
複数個装着し、ワークを各ワーク保持孔に装着した状態
でワークキャリヤ両面を下定盤と上下動可能な上定盤と
の間に挟み込み、中心ギヤとインターナルギヤを回転駆
動させることでワークキャリヤを遊星運動による自転・
公転をさせながら、下定盤および上定盤を回転駆動する
ことでワークを平行平面加工する４ウェイ遊星歯車方式
平行平面加工盤に用いられるワーク着脱装置であって、
この平行平面加工盤の上定盤を上昇させた状態のワーク
キャリヤ上方に、先端に垂直軸回りの回転を可能にワー
ク吸着部を支持したアームを旋回させて停止させ、その
停止位置までワークキャリヤを移動させた後、アームを
上下動させながら、ワーク吸着部がワークキャリヤ単位
で複数ワークを吸着保持・解放することでワークのロー
ディング・アンローディングを行う４ウェイ遊星歯車方
式平行平面加工盤のワーク着脱装置において、吹き出し
方向を下向にしてアーム先端下面の所定位置に１個以上
設置されたワークキャリヤの位置検出用のエアノズル
と、このエアノズルへのエア配管部にそれぞれ接続され
てノズル吐出圧の上昇を検知する圧力センサと、アーム
を平行平面加工盤の上方の所定位置まで旋回してからア
ームを所定位置まで下降させた後、前記エアノズルから
エアを吹き出しながら圧力センサによりノズル吐出圧の
上昇が検知されるまで中心ギヤとインターナルギヤと下
定盤を同期回転させてワークキャリヤを自転・公転させ
るワークキャリヤの位置合わせ手段とを備えたことを特
徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、ワークキャリヤの位置検出用の第１のエアノズルと
して、ワークキャリアの停止位置の前の所定位置でワー
クキャリアの歯面の到達を検知しその圧力センサから減
速信号を出力する減速位置検出用エアノズルと、減速信
号が出力されたときに中心ギヤとインターナルギヤと下
定盤の同期回転速度を減速させる手段と、ワークキャリ
ヤの位置検出用の第２のエアノズルとして、ワークキャ
リアの停止位置の直前の位置でワークキャリアの歯面の
到達を検知しその圧力センサから切換信号を出力する粗
停止位置検出用エアノズルと、切換信号が出力されたと
きに中心ギヤとインターナルギヤと下定盤の同期回転を
停止させてからアームの微速下降を開始させる手段と、
ワークキャリヤの位置検出用の第３のエアノズルとし
て、ワーク吸着部の中心部近くに配設され、アームの微
速下降によりワークキャリア上面への接近を検知してそ
の圧力センサから圧力上昇信号を出力するとともに、ワ
ークキャリアの中心孔の端面の到達を検知してその圧力
センサから圧力下降信号を出力する停止位置検出用エア
ノズルと、この停止位置検出用エアノズルにより圧力上
昇信号が出力されるとアームの微速下降を停止させると
ともに中心ギヤを再び同方向に減速回転させる手段と、
前記停止位置検出用エアノズルにより圧力下降信号が出
力されると中心ギヤの回転を停止し、次いでワーク吸着
部の支軸を回転駆動させる手段と、ワークキャリヤの位
置検出用の第４のエアノズルとして、ワーク吸着部の外
周寄りの所定位置に配設され、ワークキャリアの外周近
くに形成されている自転位置検知孔の端面の到達を検知
してその圧力センサから回転停止信号を出力する回転停
止位置検出用エアノズルと、回転停止信号が出力された
ときにワーク吸着部の支軸の回転を停止させる手段とを
備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、アームの微速下降中にワークキャリヤの位置検出用
の第３のエアノズルの圧力センサから圧力上昇信号が出
力されたときのアームの下降停止位置を記憶しておく記
憶手段と、次回にアームが平行平面加工盤の上方の所定
位置まで旋回してから下降するときの最初の下降停止位
置を前記記憶手段に記憶されている下降位置にもとづい
て算出する手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項２または請求項
３にの発明において、ワークキャリアの自転位置検知孔
を、半径方向を長手方向とした長孔形状にするととも
に、ワーク保持孔と同数にして等ピッチに配設したこと
を特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
の発明において、ワーク吸着部の下面であって把持する
各ワークごとの外周位置にそれぞれ４個以上配設された
軟性材からなるスィーパと、ワーク吸着部がワークを解
放してワークがワーク孔に落とされた後にワーク吸着部
の支軸を微小角度反転往復させて前記スィーパを揺動す
る手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
の発明において、ワーク吸着部の下面であって把持する
ワークとワークの間の位置に吹き出し方向を下向にして
設置されたワーク検出用のエアノズルと、このエアノズ
ルへのエア配管部に接続されてノズル吐出圧の上昇を検
知する圧力センサと、ワーク吸着部がワークを解放して
ワークがワーク孔に落とされた後、またはスィーパ揺動
手段が作動した後に、ワーク吸着部の支軸を１回転させ
る手段と、ワーク吸着部の支軸が回転されている間に、
前記圧力センサによりノズル吐出圧の上昇が検知された
場合は、ワーク吸着部の支軸の回転を停止するとともに
異常検知信号を出力する手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
の発明において、ワークキャリヤの位置検出用のエアノ
ズルの代わりにアームに光センサを設けておき、光セン
サがワークキャリヤの特定歯を検出することでワークキ
ャリヤの自転・公転を停止させて位置合わせをすること
を特徴とした。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明をラップ盤と搬入出ロボッ
トに適用した第１の実施形態における配置関係を示す平
面図である。図において、１２はラップ盤であり、８は
ワーク着脱ロボットである。ラップ盤１２は、中心ギア
１とその外側に同心上に配置されたインターナルギア３
との間に、外周部に歯車が形成されたワークキャリア２
が噛合されている。

【００１５】周知のように、これらのラップ盤では、中
心ギア１とインターナルギア３が例えば時計方向に回転
するとワークキャリア２は自転、公転の遊星運動をしな
がら同じく時計方向に回転する。このラップ盤１２で加
工する場合は、ワークキャリア２の円周方向に等配され
たワーク孔４にワーク５が入り時計方向に回転する下定
盤６と反時計方向に回転する上定盤７間に挟まれること
でワーク５の上面、下面が摺動されてラッピングが行わ
れる。

【００１６】ワーク着脱ロボット８は、旋回するアーム
９と、アーム９の先端で同様に垂直軸回りの回転を可能
に軸支されたパッドプレート１０と、アーム９を支持し
て上下移動するアームボディ１１の３軸で構成され、各
軸とも図示しないサーボモータにより駆動される。パッ
ドプレート１０の下面には、吸着パッド２２、それぞれ
上下移動可能に支持された第３のエアノズルであるとこ
ろのホールセンサエアノズル１６、第４のエアノズルで
あるところのワーク孔センサエアノズル１７およびワー
クセンサエアノズル２５が配設され、さらに、複数のス
ィーパ２３がそれぞれスィーパホルダ２４に支持されて
配設されている。

【００１７】また、パッドプレート１０の外側であって
アーム９の下面には、それぞれ上下移動可能に支持され
た第１のエアノズルであるところのキャリア減速用エア
ノズル１８および第２のエアノズルであるところのキャ
リア粗位置決用エアノズル１９が配設されている。この
ワーク着脱ロボット８は、ラップ盤１２の左下４５度の
方向に配設され、さらに、旋回するアーム９の旋回途中
に、待機位置１３とアンローディング位置１４とローデ
ィング位置１５が設定されている。

【００１８】以下、ワーク着脱ロボット８のアンローデ
ィング動作から説明をする。ラップ盤１２におけるラッ
プ加工が完了して上定盤７が上昇した後に、ラップ盤１
２からワーク着脱ロボット８へ停止したとの信号を送
る。すると、待機位置１３に待機していたワーク着脱ロ
ボット８は、アーム９が旋回可能な高さまで上昇する。
次に、パッドプレート１０を回転させて、パッドプレー
ト１０に取付けられているホールセンサエアノズル１６
と、ワーク孔センサエアノズル１７を、ワークキャリア
２とワーク孔４を位置決めする基準角度まで回転させ
る。

【００１９】図２は、ラップ盤１２上の所定位置にアー
ム９（仮想線表示）が停止したときの、エアノズル１
６，１７，２５等の配置位置を示している。次いで、ア
ーム９は上記の角度合わせの動作と同時に、あるいは単
独で、図１に示されるラップ盤１２の４５度方向の角度
に旋回して停止する。なおここで、ワークキャリア２
は、図１に示されたように、アーム９と一致する位置に
あるとは限らない。通常は、ワークキャリア２は公転方
向にランダムな位置に停止する。次に、図３に示すよう
に、キャリア減速用エアノズル１８とキャリア粗位置決
用エアノズル１９の先端からエアを吹き出しながら、前
回の動作で記憶されている位置までアームボディ１１を
下降する。

【００２０】すなわち、エアノズル１８，１９の先端が
ワークキャリア２の上面に接触する直前のレベルまで下
降する。この状態では、ラップ盤１２のワークキャリア
２の自転位置および公転位置ともアーム９の位置すなわ
ちパッドプレート１０の中心と一致していない。そこ
で、次に、ワークキャリア２をアーム９の位置まで移動
させるが、このとき、上定盤７が外されているので、ワ
ーク５が下定盤６に密着したり研磨液によって浮き上が
ることによって、ワーク孔４からワーク５がはみ出すお
それがある。

【００２１】そこでこれを防止するため、中心ギア１、
下定盤６、インターナルギア３の３軸をそれぞれ時計方
向に同角度インデックスするよう同期回転させる。ワー
クキャリア２が移動していくと、図４の平面図に示され
るように、最初にアーム９に取り付けられているキャリ
ア減速用エアノズル１８の下端に、ワークキャリア２の
外縁部が達すると、エア吹き出しの抵抗となり、エアノ
ズル１８の吐出圧が上昇してそれを圧力センサ（図示せ
ず）が検知する。

【００２２】その検知信号により、中心ギア１、下定盤
６、インターナルギア３の各モータに減速信号を送り、
３軸同時に減速を始める。次いで、同期減速した速度の
まま、ワークキャリア２はさらに移動していくと、図５
に示されるように、ワークキャリア２の外縁部がキャリ
ア粗位置決用エアノズル１９に達し、エアノズル１９の
吐出圧が上昇してそれを圧力センサ（図示せず）が検知
する。その検知信号により、各モータに停止信号を送
り、３軸のモーターを同時に停止させる。これで、図５
に示した状態のワークキャリア２の粗位置決めが完了す
る。

【００２３】次に、アームボディ１１を微速度で下降さ
せる。このとき、ホールセンサエアノズル１６のノズル
端からエアを吹き出しておき、エアノズル１６の吐出圧
を図示しない圧力センサにより監視して、エアノズル１
６の先端がワークキャリア２に接触する直前で下降を停
止させる。この停止位置点は、下定盤６の摩耗を監視す
るポイントでもありアームボディ１１に取付けられた、
キャリア減速用エアノズル１８とキャリア粗位置決用エ
アノズル１９の次回の下降距離位置データとしてもフィ
ードバックする。

【００２４】次に、再度、中心ギア１を低速度で回転さ
せるとワークキャリア２がさらに自転・公転をしてその
中心孔２０はホールセンサエアノズル１６に近づいてい
く。ここで、エアノズル１６が中心孔２０の内周部に達
したことが圧力の下降により検知されると中心ギア１を
停止させる。但し、圧力を検知し停止するまでの自転・
公転速度、処理時間、ホールセンサエアノズル１６の孔
径、設定圧力などにより目標位置に対し誤差を生じるの
で、適正な位置の調整後、停止位置を計測する。

【００２５】計測値は中心ギア１の目標位置に対する補
正量として記憶してから、微少回転補正を行う。ここま
でで、ワークキャリア２の公転軌跡上の位置決めが完了
したことになる。但し、この位置決めが完了した時点で
は、図２のように相対する１対のワーク孔４と中心ギア
１が一直線になるとは限らない。次に、パッドプレート
１０に取付けられたワーク孔センサエアノズル１７を用
いて、パッドプレート１０の回転角度をワークキャリア
２のワーク孔４の位置に合わせる。

【００２６】ここでは、予め、ワークキャリア２の外周
部寄りの位置に、ワーク孔４と同数のワーク孔検知用長
孔２１を等間隔でかつ放射状に配設しておく。先ず、図
２の状態から、パッドプレート１０を所定の速度で回転
させる。このとき、ワーク孔センサエアノズル１７のノ
ズル端からエアを吹き出し、その吐出圧を圧力センサに
より監視し、その変化からワーク孔検知用長孔２１に達
したら回転を停止する。ここでも、パッドプレート１０
の停止後、目標位置に対する誤差を、適正に調整した後
に、停止位置を計測しパッドプレート１０に目標位置と
の補正量として記憶し、微少回転補正を行う。この時点
でワーク孔４の位置決めが完了する。

【００２７】パッドプレート１０に取付けられたワーク
孔用センサエアノズル１７の配置は、ワーク孔４の配置
に対応して同数配置されている吸着パッド２２の中間位
置に取付けられているので、ワーク孔４と同数あるワー
ク孔検知用長孔２１のいずれかをワーク孔用センサエア
ノズル１７が検知したところでパッドプレート１０の回
転を停止することで、各吸着パッド２２は各ワーク孔４
のほぼ中心に対応して位置することになる。

【００２８】このワーク孔検知用長孔２１が長孔である
理由は、ワークキャリア２とパッドプレート１０の中心
が完全に一致しない場合、丸孔の形状の場合ではワーク
孔用センサエアノズル１７が通過する際の圧力下降点と
なる部分が円弧状となるため誤差が大きくなる。そこ
で、誤差を小さくするために、半径方向の直線部分を有
する長孔によりワーク孔検知部分を形成することで、そ
の直線部分の範囲内であれば中心のずれを吸収すること
が可能になる。

【００２９】次に、アームボディ１１をホールセンサエ
アノズル１６の検知点から、吸着パッド２２がワーク孔
４にあるワーク５の表面に軽く接触する高さまで下降さ
せる。この高さは、前回の下降したときのレベルを記憶
しておき、そのデータにもとづいて停止位置を制御す
る。ここで、図示しない吸着用の真空発生源と吸着パッ
ド２２の間にあるソレノイドバルブを開くことで、各吸
着パッド２２がその下端に接しているワーク５を吸着す
る。次いで、ワーク着脱ロボット８を旋回位置まで上昇
し、さらにアンローディング位置１４まで旋回する。

【００３０】次に、アンローディング位置１４では、ワ
ーク受け配置角度に合わせ、パッドプレート１０に取付
けられた吸着パッド２２を所定角度に回転させる。次い
で、アームボディ１１を所定の高さに下降させ、前記ソ
レノイドバルブを閉じると同時に吸着パッド２２に圧縮
空気を送りワーク５を解放する。次にワーク着脱ロボッ
ト８を旋回位置まで上昇後、ローディング位置１５の所
定角度に旋回する。

【００３１】以下、着脱ロボットのローディング動作の
説明をする。ローディング位置１５のワーク受け配置角
度に合わせ、パッドドプレート１０に取付けられた吸着
パッド２２を所定角度に回転させる。吸着パッド２２が
ワーク５の表面に軽く接触する所定の高さまでアームボ
ディ１１を下降させ、前記ソレノイドバルブを開きワー
ク５を吸着する。次にワーク着脱ロボット８を旋回位置
まで上昇し、ワークキャリア２の方向に所定角度回転さ
せる。ワーク孔センサエアノズル１７がアンローディン
グ時、検知した角度にパッドプレード１０を戻し、アー
ムボディ１１を所定の高さまで下降させる。

【００３２】次に、前記ソレノイドバルブを閉じ、吸着
パッド２２へ圧縮空気を送ることで、ワーク５を吸着パ
ッド２２から解放して、ワーク孔４に落下させる。次い
で、アームボディ１１を次の工程のスィープ高さまで上
昇させる。またここで、吸着パッド２２を解放してワー
ク５をワーク孔４に落下させる場合に、位置合わせが不
正確であると、図６（１）のようにワーク孔４にワーク
５が入らないで一端がワーク孔４の縁に乗り上げた格好
になることがある。なお、図６は説明を簡略するため１
枚のワーク５のみを表示してある。

【００３３】図６（１）のように、ワーク孔４にワーク
５が入らない場合の対処として、本発明では、パッドド
プレート１０の下面であってワーク孔４の外周に沿って
ワーク５を囲む位置に、上下移動が可能なスィーパホル
ダ２４と柔かな弾性材からなる棒状のスィーパ２３を配
設したものである。スィーパ２３の配置は、図２に示さ
れるように、ワ−クキャリア２の中心から見てワーク５
を挟むように、外側と内側それぞれ対称に、４本のスィ
ーパ２３をパッドプレート１０に取付たものである。

【００３４】このスィーパ２３は、ワーク５がワーク孔
４に落とし込まれると、図６（１）のようにスィーパ２
３が下降し、その先端がワークキャリア２の上面に軽く
接触するか、若干の隙間を有する位置に保持された状態
で、図６（２）、図６（３）のようにワーク５の外周部
を左右から交互に押す（スィープ）ことで、図６（４）
のように、ワーク５をワーク孔４に落とし込むことがで
きる。このスィープ動作は、パッドプレート１０を微小
角度両方向に回転することで実現される。

【００３５】このスィープ動作を、具体的にみてみる
と、ワーク５がワーク孔４にはまらなかった場合は、ワ
ーク５とワーク孔４の中心位置に誤差があるのであるか
ら、スィーパ２３とワーク５の外周部は例えば、図７に
示すように、パッドプレート１０を反時計方向に回転さ
せるとワーク５の左上に位置するスィーパ２３との１点
の接触から始る。さらに、パッドプレート１０が回転す
るにつれワーク５はスィーパ２３の分力によって、ワー
ク孔４の中心方向に押され、他のスィーパ２３と接触し
２点接触となる。こうしてパッドプレート１０は２点接
触のままスィ−パ２３の中心とワーク孔４の内周部がほ
ぼ一致する所定の角度に達したところで停止する。

【００３６】またここで、ワーク孔センサエアノズル１
７が検知した角度に大きな誤差があった場合は、図６
（５）に示すようにスィ−パ２３が下降した時点でワー
ク５の縁を押圧することがある。この場合も、図６
（２）に示す方向にスィ−パ２３を移動させることで、
スィーパ２３の先端は、変形しながらワーク５の上面を
乗越え、ワーク５の外周部にスィーパ２３は移動する。
このとき、ワーク５の縁の表面をスィーパ２３が摺動す
るが、スィーパ２３は弾性材料からなるため、ワーク５
を傷つけたり、破損したりすることはない。

【００３７】次に、図６（３）に示すように、パッドプ
レート１０を反対方向に移動させ、スィーパ２３の中心
とワーク孔４の内周部がほぼ一致する位置、すなわち、
パッドプレート１０を、図６（２）での回転角度の約２
倍まで回転させてから停止させる。さらに、パッドプレ
ート１０を回転してきた方向とは反対に最初の回転位置
まで戻す。これら一連の動作状態を第６図（２）〜
（４）に示す。

【００３８】このようにして、スィーパ２３を１往復揺
動させることにより、どの向きにワーク５が傾いていて
も、ワークキャリア２の中心とパッドプレート１０の中
心、及びワーク孔センサエアノズル１７が検知した角度
中心が完全に一致していない場合でも、スィーパ２３が
ワーク５を挟むようにして外周部２点を横から押しなが
ら回転し、ワーク孔４の中心方向へ移動させるため、ワ
ーク５は押され、スィーパ２３の反対側からワーク孔４
に挿入されることになる。

【００３９】又、スィーパ２３は柔かな弾力材料ででき
ているためワーク５を強制的に押しても、傷つけたり破
損を起すことなく、ワークキャリア２のワーク孔４に導
くことができる。このようにして、各停止位置のワーク
孔４とワーク５の位置ずれを、柔かな材料でできた棒状
のスィーパ２３が変形する（しなる）ことで吸収し、そ
の弾力がワーク孔４にワーク５を導く力に変換される。

【００４０】次に、全てのワーク孔４にワーク５が入っ
たことを確認するため、パッドプレート１０に取付けら
れているワーク高さ確認用のワークセンサエアノズル２
５のノズル端からエアを吹き出しながら、ワークキャリ
ア２のワーク孔４のＰＣＤ上を、約３６０度回転させワ
ーク５の上面とのスキマの有無を吐出圧の変化として図
示しない圧力センサにより検知する。ここで、通常より
も吐出圧が上昇したことが検知された場合は、いずれか
のワーク５がワーク孔４に入らず図６（１）に示す状態
になっていると判断し、パッドプレート１０の回転を停
止して、ワーク５の破損等の事故を未然に防止する。な
お、ここで用いたワークセンサエアノズル２５はホール
センサエアノズル１６と同じ構造である。

【００４１】ここで、全てのワーク孔４にワーク５が入
っていることが確認されたら、次のワークキャリア２の
アンローディングに進む。すなわち、前回位置データま
でアームボディ１１を下降し、次にワーク５が下定盤６
に密着したり研磨液によって浮き上り、ワーク孔４から
ワーク５がはみ出すことを防止しながら、前記と同じキ
ャリア位置決め動作、中心ギア１、下定盤６、インター
ナルギア３の同角度インデックス、同期回転をして次の
ワークキャリア２の割り出しと位置決めを行う。以上の
動作を交互に、残りのワークキャリア２の枚数分繰返す
ことでワーク５の着脱をおこなう。

【００４２】次に、第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態では、ワークキャリア２の減速
と位置決めにエアノズルからなるセンサを用いたが、エ
アノズルに代わりに光センサを用いることも可能であ
る。すなわち、第２の実施形態として示した図９のよう
に、アーム９に光センサとしてレーザセンサ３１〜３５
を取りつけておく。このセンサ３１，３２はインターナ
ルギア３の定点位置決め用であり、センサ３３〜３５は
ワークキャリア２の位置決め用である。

【００４３】その動作順は、先ず、センサ３１，３２に
よるインターナルギア３の定点位置決めをし、次いで、
センサ３３〜３５を用いながら、ワークキャリア２のイ
ンディックスをして、さらに中心ギア１を回転させてワ
ークキャリア２の位置決めを行う。この光センサ３１〜
３５を用いた位置決めが、第１の実施形態の位置決めと
違う点は、ワークキャリア２の中心孔２０ではなくワー
クキャリア２の歯を検知点とすることであり、位置決め
によって停止したインターナルギア３に対し、中心ギア
１を回転させることでワークキャリア２が自転・公転し
ながら、アーム９に取りつけられたキャリア位置決め用
の光センサセンサ３３〜３５が、ワークキャリア２の特
定の歯を検知した時点で終了する。

【００４４】次に、キャリア位置決めの後は上記第１の
実施形態と同様にエアセンサを用いてワーク孔４を探し
ワーク５を装着する。また、上述した実施形態は、ラッ
プ盤に適用したものであるが、同様に、４ウェイ遊星歯
車方式のポリシングマシン、研削盤等にも適用可能であ
る。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。 （１）搬送装置にキャリア位置決め用のセンサを内臓し
たことでコンパクトな構造になる。 （２）キャリア位置決め時の検出部分をワークキャリア
中心孔の内周部としたことで、位置決め部の構成が簡単
になる。 （３）キャリアのワーク孔を検知するセンサは、ノズル
端からエアを吹き出し、キャリア上面との間隔を一定に
保ったまま非接触状態で圧力差を検出するようにしたこ
とで、キャリアとノズル間の摩耗が避けられて検出精度
が向上する。

【００４６】（４）加工が継続されるにつれて定盤は徐
々に摩耗を起こし薄くなるが、上記ノズルとキャリアの
間隔を前もって指定した間隔（圧力）になるよう、Ｚ軸
方向を制御するサーボモータに毎回フィードバックをか
けることで、自動追従が可能になる。 （５）位置検出用のセンサは上記ノズルからエアを吹き
出しながら検出する方式としたことで、へドロ状の液体
が堆積していてもキャリアの検出点は常に清掃された状
態になり、センサの性能が環境によって低化されること
がなくなり停止精度が向上する。

【００４７】（６）搬送ロボットがキャリアのワーク孔
にワークを装着した際、位置決めに誤差が生じてキャリ
アのワーク孔外周にワークが乗り上げて入らないことが
あっても、ワーク孔の外周付近に、柔かな棒状の弾性材
料でできたスィーパ部品を設置して、それを支持するＹ
軸の揺動によって、ワークの上方に突出している部分に
スィーパが当接してワーク孔にワークを落とし込むよう
にしたことで、ワークの装着ミスによる破損事故が解消
される。

【００４８】（７）ワークがキャリアの孔に入った後
に、位置検出用のセンサと同じくエアを吹きながら非接
触でワークのＰＣＤ上を回転させて装着を確認するセン
サを設けたことで、ワークの浮き上がりが発生しても、
加工開始前に検知され、破損事故が防止される。 （８）加工完了及びワーク取付後にワークキャリアを搬
送ロボット中心下部に回転移動をする際に、４モータ４
ウェイ方式においては、中心ギア、下定盤、インターナ
ルギアの３軸をそれぞれ同角度でインデックスするよう
同期回転させることで、ワークが下定盤６に密着したり
あるいは研磨液によって浮き上がることがなくなり、位
置合わせ時にワーク傷の発生することが防止される。

【００４９】（９）これらのことから自動化の場合で
も、４ウェイ方式でワークキャリアを等配角度にするこ
となく、しかも中心ギアとインターナルギアのギア比を
整数にならないように設計することが可能となり、加工
精度を低下させることなく自動化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の配置を示す平面図で
ある。

【図２】図１の要部を拡大して各部品の配置を示した図
である。

【図３】図１のアーム先端とワークキャリアを拡大して
示した断面図である。

【図４】図１の要部を拡大して示した位置合わせ動作の
説明図である。

【図５】図１の要部を拡大して示した位置合わせ動作の
説明図である。

【図６】第１の実施形態におけるスィープ動作の各工程
を示した断面図である。

【図７】図７のスィープ動作を示した平面図である。

【図８】図７のスィープ動作を示した平面図である。

【図９】第２の実施形態の要部の配置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 中心ギア ２ ワークキャリア ３ インターナルギア ４ ワーク孔 ５ ワーク ６ 下定盤 ７ 上定盤 ８ ワーク着脱ロボット ９ アーム １０ パッドプレート １１ アームボディ １２ ラップ盤 １３ 待機位置 １４ アンローディング位置 １５ ローディング位置 １６ ホールセンサエアノズル １７ ワーク孔センサエアノズル １８ キャリア減速用エアノズル １９ キャリア粗位置決用エアノズル ２０ ワークキャリアの中心孔 ２１ ワーク孔検知用長孔 ２２ 吸着パッド ２３ スィーパ ２４ スィーパホルダ ２５ ワークセンサエアノズル ３１〜３５ レーザセンサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に歯面を形成するとともに回転方向
   に均等に複数のワーク保持孔を形成したワークキャリヤ
   を、中心ギヤとインターナルギヤの間に複数個装着し、
   ワークを各ワーク保持孔に装着した状態でワークキャリ
   ヤ両面を下定盤と上下動可能な上定盤との間に挟み込
   み、中心ギヤとインターナルギヤを回転駆動させること
   でワークキャリヤを遊星運動による自転・公転をさせな
   がら、下定盤および上定盤を回転駆動することでワーク
   を平行平面加工する４ウェイ遊星歯車方式平行平面加工
   盤に用いられるワーク着脱装置であって、この平行平面
   加工盤の上定盤を上昇させた状態のワークキャリヤ上方
   に、先端に垂直軸回りの回転を可能にワーク吸着部を支
   持したアームを旋回させて停止させ、その停止位置まで
   ワークキャリヤを移動させた後、アームを上下動させな
   がら、ワーク吸着部がワークキャリヤ単位で複数ワーク
   を吸着保持・解放することでワークのローディング・ア
   ンローディングを行う４ウェイ遊星歯車方式平行平面加
   工盤のワーク着脱装置において、 吹き出し方向を下向にしてアーム先端下面の所定位置に
   １個以上設置されたワークキャリヤの位置検出用のエア
   ノズルと、 このエアノズルへのエア配管部にそれぞれ接続されてノ
   ズル吐出圧の上昇を検知する圧力センサと、 アームを平行平面加工盤の上方の所定位置まで旋回して
   からアームを所定位置まで下降させた後、前記エアノズ
   ルからエアを吹き出しながら圧力センサによりノズル吐
   出圧の上昇が検知されるまで中心ギヤとインターナルギ
   ヤと下定盤を同期回転させてワークキャリヤを自転・公
   転させるワークキャリヤの位置合わせ手段と、 を備えたことを特徴とする４ウェイ遊星歯車方式平行平
   面加工盤のワーク着脱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の４ウェイ遊星歯車方式平
   行平面加工盤のワーク着脱装置において、 ワークキャリヤの位置検出用の第１のエアノズルとし
   て、ワークキャリアの停止位置の前の所定位置でワーク
   キャリアの歯面の到達を検知しその圧力センサから減速
   信号を出力する減速位置検出用エアノズルと、 減速信号が出力されたときに中心ギヤとインターナルギ
   ヤと下定盤の同期回転速度を減速させる手段と、 ワークキャリヤの位置検出用の第２のエアノズルとし
   て、ワークキャリアの停止位置の直前の位置でワークキ
   ャリアの歯面の到達を検知しその圧力センサから切換信
   号を出力する粗停止位置検出用エアノズルと、 切換信号が出力されたときに中心ギヤとインターナルギ
   ヤと下定盤の同期回転を停止させてからアームの微速下
   降を開始させる手段と、 ワークキャリヤの位置検出用の第３のエアノズルとし
   て、ワーク吸着部の中心部近くに配設され、アームの微
   速下降によりワークキャリア上面への接近を検知してそ
   の圧力センサから圧力上昇信号を出力するとともに、ワ
   ークキャリアの中心孔の端面の到達を検知してその圧力
   センサから圧力下降信号を出力する停止位置検出用エア
   ノズルと、 この停止位置検出用エアノズルにより圧力上昇信号が出
   力されるとアームの微速下降を停止させるとともに中心
   ギヤを再び同方向に減速回転させる手段と、 前記停止位置検出用エアノズルにより圧力下降信号が出
   力されると中心ギヤの回転を停止し、次いでワーク吸着
   部の支軸を回転駆動させる手段と、 ワークキャリヤの位置検出用の第４のエアノズルとし
   て、ワーク吸着部の外周寄りの所定位置に配設され、ワ
   ークキャリアの外周近くに形成されている自転位置検知
   孔の端面の到達を検知してその圧力センサから回転停止
   信号を出力する回転停止位置検出用エアノズルと、 回転停止信号が出力されたときにワーク吸着部の支軸の
   回転を停止させる手段と、 を備えたことを特徴とする４ウェイ遊星歯車方式平行平
   面加工盤のワーク着脱装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の４ウェイ遊星歯車方式平
   行平面加工盤のワーク着脱装置において、 アームの微速下降中にワークキャリヤの位置検出用の第
   ３のエアノズルの圧力センサから圧力上昇信号が出力さ
   れたときのアームの下降停止位置を記憶しておく記憶手
   段と、 次回にアームが平行平面加工盤の上方の所定位置まで旋
   回してから下降するときの最初の下降停止位置を前記記
   憶手段に記憶されている下降位置にもとづいて算出する
   手段と、 を備えたことを特徴とする４ウェイ遊星歯車方式平行平
   面加工盤のワーク着脱装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の４ウェ
   イ遊星歯車方式平行平面加工盤のワーク着脱装置におい
   て、 ワークキャリアの自転位置検知孔を、半径方向を長手方
   向とした長孔形状にするとともに、ワーク保持孔と同数
   にして等ピッチに配設したことを特徴とする４ウェイ遊
   星歯車方式平行平面加工盤のワーク着脱装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
   記載の４ウェイ遊星歯車方式平行平面加工盤のワーク着
   脱装置において、 ワーク吸着部の下面であって把持する各ワークごとの外
   周位置にそれぞれ４個以上配設された軟性材からなるス
   ィーパと、 ワーク吸着部がワークを解放してワークがワーク孔に落
   とされた後にワーク吸着部の支軸を微小角度反転往復さ
   せて前記スィーパを揺動する手段と、 を備えたことを特徴とする４ウェイ遊星歯車方式平行平
   面加工盤のワーク着脱装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
   記載の４ウェイ遊星歯車方式平行平面加工盤のワーク着
   脱装置において、 ワーク吸着部の下面であって把持するワークとワークの
   間の位置に吹き出し方向を下向にして設置されたワーク
   検出用のエアノズルと、 このエアノズルへのエア配管部に接続されてノズル吐出
   圧の上昇を検知する圧力センサと、 ワーク吸着部がワークを解放してワークがワーク孔に落
   とされた後、またはスィーパ揺動手段が作動した後に、
   ワーク吸着部の支軸を１回転させる手段と、 ワーク吸着部の支軸が回転されている間に、前記圧力セ
   ンサによりノズル吐出圧の上昇が検知された場合は、ワ
   ーク吸着部の支軸の回転を停止するとともに異常検知信
   号を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする４ウェイ遊星歯車方式平行平
   面加工盤のワーク着脱装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の４ウェイ遊星歯車方式平行平面加工盤のワーク着
   脱装置において、 ワークキャリヤの位置検出用のエアノズルの代わりにア
   ームに光センサを設けておき、光センサがワークキャリ
   ヤの特定歯を検出することでワークキャリヤの自転・公
   転を停止させて位置合わせをすることを特徴とした４ウ
   ェイ遊星歯車方式平行平面加工盤のワーク着脱装置。