JPS59182041A - 自動段取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はたとえばＦＭＳ　（フレキシブル生産システ
ム）において被加工物などのワークをパレット上にクラ
ンプするための自動段取り装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

形状、寸法が異なる多数個のワークを収納す′る倉庫か
ら所望のワークを搬出してパレット上に載置し、このワ
ークをパレット上にクランプしたのちパレットとともに
ワークを所定の加工機に搬送して機械加工等を自動的に
行なうフレキシブル生産システムが注目されている。こ
れハ、自動工作機械、ロボットおよびコンベア等の組合
せてよって全自動化を図ったものであるが、ワークを各
工程に搬送するためにはそのワークを可搬式のパレット
上に固定的に載置する段取り装置が必要となる。

この段取り装置は、パレットとこのパレット上にワーク
を移載するロボットおよびパレットに設けられ上記ワー
クをパレットにクランプするクランパとから構成され、
パレット上に移載されたワークをり２ンパによって自動
的にクランプしている。このクランパは一般に油圧クラ
ンパが多く用いられ、上記各油圧クランパに油圧を与え
てクランプするようになっているが、クランプ後におい
てはそのワークをパレットとともに搬送する必要がある
。したがって、油圧クランパに油圧を与えてクランプし
たのちは油圧クランパと油圧供給源とを結ぶ油圧回路を
切り離す必要があり、そのためには各油圧クランパに油
圧を与えた状態でしゃ断するためのしゃ新井や油圧回路
を接離するジヨイントが必要となる。また、一般に油圧
クランパはフラングストロークが小さいために形状およ
び寸法が大きく異なる多種類のワークに対応できないな
どの７レキシビリテイに劣る。さらに、パレット上には
１個もしくは複数個のワークを載置し、これらのワーク
を同時にクランプする場合もあるが、従来のように、パ
レットの所定位置にクランパが固定的に設置されている
ものは、ワークの形状、寸法がある程度制限され、この
点においてもンレキシビリティに劣る。

〔発明の目的〕

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、ワークの形状、寸法および個数によ
ってパレットに対するクランパの取付位置、個数が任意
に選択でき、ンレキシビリティに富んだ自動段取り装置
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕 形状、寸法が異なる１個もしくは複数個のワークを載置
するためのパレットに複数個のクランパ取付穴を穿設し
、ワークの形状、寸法および個数によってクランパの取
付位置、個数を設定し、必要最小限のクランパのみをパ
レット上に取付けるようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。第１図は自動段取り装置の全体を示すもので、ｌ
は床上に設置された基台である。この基台ｌ上にはＮＣ
プレート２と治具ベース３とからなるパレット４が着脱
可能に設けられ、このパレット４は上記基台ｌに対して
磁気的に吸着されている。このパレット４の治具ベース
３は矩形板状体をなしており、この上面に被加工物であ
るワーク５を１個もしくは複数個、設置できるようにな
っている０さらに１治具ベース３の上面には複数個のり
２ンパ取付穴６・・・（第３図に示す）が穿設されてい
て、後述するメカニカルクランパ７・・を２−り５の形
状、寸法および個数に応じて選択的に取付けられるよう
になっている。上記パレット４の外側にはクランパ移載
装置としてのロボット８が設けられている。このロボッ
ト８のアーム９の先端部にはグリッパ１０が設けられ、
このロボット８の近傍に設置すれたクランパ置台１１が
らクランパ７・・・を持ち上げ、上記パレット４上の所
定位置に移載できるようになっている。同じく上記パレ
ット４の外周囲にはクランパ駆動装置としてのナツトラ
ンナ１２およびロック解除装置としてのシリンダ１３が
複数台設置されていて、上記クランパ７・・・の位置決
め、駆動」ｄよび治具ベース３に対するクランパ７・・
・のロックを解除できるようになっている。

つきに、上記クランパ２について第２図ないし第５図に
もとづいて説明する。１４はアダプタで、このアダプタ
１４の下部には一対のロック機構１５．１５が設けられ
ている。これらロック機構１５．１５はピン１６．１６
を支点として回動自在なＬ字状のロックアーム１７゜１
７によって構成されている。これらロックアーム１７．
１７の下端には上記アダプタ１４の下面より突出する爪
部１Ｂ　、１Ｂが設けられ、上端には爪部１８，１Ｂを
互いに拡開方向に伺勢するスプリング１９．１９が張設
されている。

また、上記アダプタ１４の上部にはＴ形溝２０が設けら
れ、このＴ形溝２θにはクランプボックス２Ｚがスライ
ド自在に設けられている。そして、このクランプ”ボッ
クス２ノと上言己アダフ”り１４との間にはスプリング
２２が張設され、アダプタ１４に対してクランプボック
ス２１を常に後退する方向に付勢している。このクラン
プボックス２１の後端面には通孔２３が穿設され、この
通孔２３に臨む上記り２ングボツクス２ノ内には回転軸
２４が横方向に軸支されている。この回転軸２４の一端
にはカッブリング２５が設けられ、中途部にはウオーム
２６が設げられている。このウオーム２６の瞳側ｊには
回転軸２４に直交する伝達軸２７が上下に設けた軸受２
８．２８によって縦力回に設置されている。この伝達軸
２７には上記ウオーム２６に噛合するウオームホイール
２９とその上部に平歯車３０が嵌着されている。ざらに
、上記伝達軸２７を挾んで両側には２本のスクリューシ
ャフト３１．３２が平行に立設されていて、これらの上
端部はシリンダボックス２ノより上方へ突出している。

これらスクリューシャフト３１゜３２の中途部には上記
平歯車３０　Ｋ　１１１１ｇ合する伝達歯車３３．３４
が螺合されている。これら伝達両車３３．３４は軸受に
よって回転自在で、上下動すなわちスクリューシャフト
３１．３２の軸方向移動不能に支承されており、伝達歯
車３３．３４の回転によってスクリューシャフト３１．
３２が上下動するようになっている。これらスクリュー
シャフト３１．３２の上端にはクランプボックス２Ｉの
スライド方向に漬ってクランプアーム３５が架設されて
おり、この上端にはグリップ３６が突設されている。そ
して、このクランプアーム３５は２本のスクリューシャ
フト３１．３２の上下動と一体に水平状態を保ちながら
昇降し、クランプ時は下降して上記ワーク５をシリンダ
し、アンクランプ時は上昇するようになっている。

このように構成されたクランパ７を上記治具ベース３に
対して取付けろためのシリンダく取付グ（６は第３図に
詳図されている。このクランＩく数句穴６はアダプタ１
４に設げた一対のロック機構１５．１５に対応して穿設
されており、その上部口縁にはロックアーム１７．１７
の爪部１Ｂ、１Ｂが滑りながら挿入されるテーノく面３
７が形成されている。さらに、各クラン／く取付穴６の
下部口縁には上記爪部ＩＳ、ＩＢの係合する保合受部３
８．３８が設けられ、これら保合受部３８．３１３に隣
接する外側にはスライド孔３９．３９が穿設されている
。そして、このスライド孔３９．３９にはスライドシャ
フト４０．４θがスジイド自在に挿入されていて、これ
らは復帰スズリング４１ｊ４１によって常に一方向に伺
勢されている。これらスライドシャント４θ、４０の中
途部には抑圧子４２゜４２が突設され、これは上記スラ
イド孔３９゜３９の切欠府４ｓ、４ｓから突出している
。そして、これら抑圧子４２．４２は復輻スプリング４
）、４１によってスライドシャフト４０゜４０が一方向
に押し付けられているためロックアーム１７．１７の爪
部１Ｂ　、１Ｂとは位置ずれしているが、スライドシャ
フト４０．４０が押圧され、抑圧子４２．４２が爪部１
８，１Ｂに対向すると、これらを押圧して係合受部３８
゜３８との係合を解除できるようになっている。

また１これらスライドシャフト４０．４０はその一端部
が連結板４４によって連結されていて、同時に作動する
ようになっている。

また、上記ナツトランナ１２は、その本体４５の上部に
モータ４６が設けられ、このモータ４６の回転力はギヤ
機構４７を介して駆動シャフト４８に伝達されるように
なっている。この駆動シャフト４８は回転および進退自
在になっていて、その先端には上記クランパ７の（ロ）
転軸２４に設けたカップリング２５と結合する係止部４
９が設けられている。また、上記シリンダ１３はシリン
ダ支持台５０に支持されており、このシリンダ１３には
上記連結板４４と対向する抑圧シャフト５１が設けられ
ている０つぎに、上述のように構成された自動段取り装
置の作動について説明する。まず、ノくレット４の治具
ベース３上にワーク５が載置されるとロボット８が作動
する。そして、クランパＲ台１１上のクランパ７・・・
のグリップ３６をロボット８のグリッパ１０が握持し、
アーム９を旋回させて治具ベース３上に移載する。この
とき、治具ベース３上のワーク５の形状、寸法および個
数によってクランパ７０個数および設置位置を決め、そ
のクランパ７・・・をクランパ数句穴６・・・に位置決
めする。この場合、上記クランパ７のアダプタ１４には
一対のロック機構１５゜１５が設けられているため、ロ
ボット８によつてクランパ７を下降すると、まず、ロッ
クアーム１７．１７の爪部１Ｂ、１Ｂがクランパ数句穴
６に当接する。そして、クランパ７がさらに下降すると
、爪部１Ｂ、１Ｂがテーパ３７に摺動しながらスプリン
グ１９．１９の復元力に抗してロックアーム１７．１７
が内方へ搾み、所定位置まで下降すると爪部１Ｂ　、１
１３が保合受部３８．３８に係合される。つまり、ロッ
クアーム１７．１７はスズリング１９．１９の復元力に
よって拡開し、爪部ＩＢ　、１８を介してアダプタ１４
が治具プレート３にロックする。このようにして治具プ
レート３上に複数個のクランパ７・・・をロックし、つ
いで、ナツトランナ１２を作動すると、まずｌ；Ｅ、Ｗ
＋シャフト４８が前進する。、駆動シャフト４，８が前
進すると、その先端はクランプボックス２１０通孔２３
を貫通してその先端の係止部４９はカップリング２５を
介して回転軸２４と連結される。駆動シャフト４８がさ
らに前進すると、回転軸２４とクランプボックス２１は
一体になっているために、り２ングボツクス２ノの全体
がスプリング２２の復元力に抗して前進する。したがっ
て、クランプボックス２１に設けられたクランプアーム
３５は前進してワーク５０周縁上に対向し、この時点で
駆動シャフト４８の前進動は停止する。

つぎに、モータ４６が作動し、ギヤ機構４７を介して駆
動シャフト４８が回転する。したがって、この駆動シャ
フト４８の回転力はカップリング２５を介して回転軸２
４に伝達し、さらに、ウオーム２６からウオームホイー
ル２９に伝達する。ウオームホイール２９の回転は伝達
軸２７を介して平歯車３０に伝達され、さらに、一対の
伝達歯車３３．３４に伝達する。この場合、伝達歯車３
３．３４は軸方向は移動不能で、回転のみするため、こ
れら伝達歯車３３．３４に螺合するスクリューシャフト
３１．３２は下降する。したがって、スクリューシャフ
ト３１゜３２と一体のクランプアーム３５は下降し、ワ
ーク５０周縁上を下方すなわち治具ベース３上に押圧し
てクランプする。

ワーク５の治具ベース３に対するクランプが完了すると
、駆動シャフト４８の回転は停止し。

ついて後退するため回転軸２４０カツプリング２５から
外れる。つまり、クランパ７とナツトランナ１２とは完
全に切り離されるが、回転軸２４はウオーム２６とウオ
ームホイール２９との噛合によって機械的にロックされ
ているためスクリューシャフト３１．３２も固定的とな
り、クランプ状態を維持することになる。したがって、
この状態で、パレット４をたとえは工作機械等へ搬送し
てもワーク５はパレット４かも外れることはなく、また
、このクランプ状態で機械加工ができる。

また、ワーク５をアンクランプする場合には上述と同様
に、ナツトランナ１２の駆動シャフト４８を前進させて
回転軸２４に連結し、回転軸２４を逆回転させることに
よりスクリューシャフト３１．３２を上昇させることが
でき、クランプアーム３５をワーク５の周縁上から離間
させることができる。また、駆動シャフト４８を後退さ
せると、クランプボックス２１はスプリング２２の復元
力によってアダプタＩ４上をスライドしながら後退する
ため、クランプアーム３５はワーク５から後退する。し
たがって、治具ベース３からワーク５を持ち上げる際に
クランパ７のクランプアーム３５が邪魔になることはな
い。

さらに、シリンダ１３を作動させ、抑圧シャフト５１を
前進させると、その先端は連結板４４に当接する。そし
て、抑圧シャフト５１がさらに前進すると、一対のスラ
イドシャフト４ｏ、４ｏは復帰スプリング４１．４１に
抗して押し込まれる。スライドシャフト４０，４０が所
定位置までスライドすると押圧子４２゜４２が爪部１Ｂ
、１Ｂに当接し、これを内方へ押圧する。したがって、
ロックアーム１７゜１７はスプリング１９．１９の復元
力に抗して内方へ回動偏位し、爪部１Ｂ、１Ｂが保合受
部３８．３８から外れる。すなわち、クランパ７のロッ
ク機構１５．１５はロック解除状態となリ、上述したロ
ボット８のグリッパ１０によってクランパ７のグリップ
３６を握持し、持ち上けてアーム９を旋回させることに
よりクランパ７をクランプ置台１１に移載することがで
きる。

り２ンバ７をすべて取り外しｌこのちは、シリンダ１３
の抑圧シャフト５１を後退させることにより、復帰スプ
リング４１．４１によってスライドシャフト４０．４０
は元の位置にもどされることになり、シリンダ１３はパ
レット４と完全に切り離される。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によれば、必要個数のク
ランパをパレット上の任意の位ｉＫ取付けることができ
、ワークの形状、寸法および個数が異なってもパレット
に対するクランパの取付位置、個数を選択すること忙よ
ってワークをクランプでき、フレキシビリティに富んだ
自動段取り装置を提供できる。したがって、パレットに
複数のクランパを固定的に設けたものに比ベワークの着
脱時にクランパが邪魔になることはなく、ワークとクラ
ンパとの干渉も防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は自動
段取り装置全体の正面図、第２図は要部を拡大して示す
一部切欠した正面図、第３図はクランパの取付状態を示
す縦断側面図、第４図はクランプボックスの横断平面図
、第５図は第４図ｖ−■線に渋う断面図である。 ４・・パレット、５・・ワーク、６・・クランハ取付穴
、７　クランパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 形状、寸法が異なる１個もしくは複数個のワークをｆｌ
   Ｍ、するためのパレットと、このパレットに穿設した複
   数個のクランパ取付穴と、上記ワークの形状、寸法およ
   び個数によって上記クランパ数句穴に選択的にロックさ
   れ上記パレット上のワークをクランプする着脱可能なり
   ラッパとを具備したことを特徴とする自動段取り装置０