JPS6227943B2

JPS6227943B2 -

Info

Publication number: JPS6227943B2
Application number: JP54008742A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Ito; Yasuo Suzuki
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1979-01-30
Publication date: 1987-06-17
Also published as: JPS55101350A; FR2447775B1; US4279560A; FR2447775A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は工作物を工作機械へ搬入搬出する搬送
装置に関するものである。

本発明の目的は、マニプレータ方式の工作物搬
送装置において、クランクアーム機構を利用して
把持爪の上下運動を行わしめ工作物着脱の時間を
短縮し、工作機械の稼動率を向上させることであ
る。

本発明の他の目的とするところは把持爪の上下
運動と開閉動作を一つの動力源で作動可能とし、
装置の小型化とコスト低減を図ることである。

一般にマニプレータ方式の工作物搬送装置を用
いて工作物を工作機械へ搬入搬出するには、把持
爪の上下運動並びに把持爪の開閉動作を必要とす
る。

従来のマニプレータ装置は、前記把持爪の上下
送りを電動モータあるいは油圧シリンダを用いて
おり、速度制御が難しく、また移動速度が遅い欠
点がある。

また把持爪を下降端に停止させた後でないと把
持爪を開閉することができず、工作物の着脱に時
間がかかり、前記上下運動の遅速と相俟つて工作
機械の稼動率を悪化している。

さらに、把持爪の上下運動と開閉作動の動力源
はそれぞれ別個独立したものであつて、都合２つ
の動力源を装備している。従つて、装置は徒らに
大型となり、コスト高にもなつていた。

本発明は上記従来の問題点を解消したもので、
その特長は、把持爪を支持する昇降部材をクラン
ク機構により上下に昇降動させると共に、この昇
降動と連係し、且つ併行してカム機構により把持
爪の開閉動作を得るようにしたことである。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図及び第２図において１は研削盤等の工作機
械、２ａは該工作機械１の一側方に設備されてい
る工作物Ｗの搬入コンベア、２ｂは他側方に設備
されている搬出コンベアである。３は工作機械１
の両側に立設されている支柱であり、該支柱３上
にクロスレール４が固設されている。このクロス
レール４は前記搬入コンベア２ａ、工作機械１及
び搬出コンベア２ｂの直上に亘つて延在されたも
のである。そして、このクロスレール４に本発明
による工作物搬送装置５が走行自在に設けられて
いる。工作物搬送装置５は同一機構のものが二基
けられ、その一基は鉛直方向に、他の一基は傾斜
角度を持たせて設けてある。６は走行用モータ、
７は案内ロツド、８は把持爪昇降用モータ、１５
は把持爪である。

前記工作物搬送装置５の構造を第３図以下第５
図によつて説明する。第３図及び第４図において
９はキヤリヤ本体である。このキヤリヤ本体９の
クロスレール４への走行自在な装架構造として
は、キヤリヤ本体９に一体に固設したキヤリヤケ
ース１０に設けたガイドローラ１１を介してクロ
スレール４に移動可能に支持する。そして走行駆
動機構は、キヤリヤケース１０に固設した走行用
モータ６の回転軸上のスプロケツト１３を前記ク
ロスレール４の長手方向に沿つて固定されたチエ
ーン１２に噛合した構造である。

前記案内ロツド７はキヤリヤ本体９に昇降摺動
可能に支持され、その下端に昇降部材１４が一体
に設けられている。この昇降部材１４に把持爪１
５がヒンジピン１６によつて開閉可能に取付けら
れている。把持爪１５には互いに交差する長穴１
７が形成され、この長穴１７には作動部材１９に
結合されたピン１８が挿嵌されている。さらに、
該作動部材１９には把持爪開閉用のシヤフト２０
が摺動可能に結合されている。２１は該シヤフト
２０に装嵌されている第１のスプリングで、後述
するカムフオロア接触圧を付与するものである。
２２は第２のスプリングで、工作物把持圧を付与
するものである。

次に前記昇降部材１４の上下運動と、把持爪１
５の開閉作動との駆動機構を説明する。８は前記
した把持爪昇降用モータ（ブレーキ付）でキヤリ
ヤ本体９の上部に固定されている。この把持爪昇
降用モータ８の下部に固定シヤフト２３がキヤリ
ヤ本体９に固着され、その先端には固定ギヤ２８
が設けてある。固定シヤフト２３の外周には筒軸
２４がベアリングを介してキヤリヤ本体９に回転
可能に支持されている。筒軸２４上にはウオーム
ホイール２５がキー２６を介して取付けられ、こ
れにウオーム４５（第４図で図示）が噛合してい
る。そしてこのウオーム４５の回転軸上のギヤ４
６ａと、前記把持爪昇降用モータ８の出力軸上の
ギヤ４６ｂとが互いに噛合している。従つて、把
持爪昇降用モータ８の回転力はギヤ４６ａ，４６
ｂ、ウオームホイール２５を介して筒軸２４に伝
達される。

前記筒軸２４端には第１クランクアーム２７が
固着されている。この第１クランクアーム２７に
は軸３０を介して遊星ギヤ２９が軸支され、該遊
星ギヤ２９は前記固定シヤフト２３端の固定ギヤ
２８と噛合し、該固定ギヤ２８の廻りを遊星運動
する。さらに第１クランクアーム２７には前記遊
星ギヤ２９を支持する軸３０と平行軸線で軸３１
が固着され、これに駆動ギヤ３２が軸支されてい
る。この駆動ギヤ３２は前記固定ギヤ２８の直径
２ｄの半分のｄであり、且つ前記遊星ギヤ２９と
噛合しているためこの駆動ギヤ３２は第１クラン
クアーム２７に回転に伴い、その回転角と等しい
角度反対方向に回転されるようになつている。

この駆動ギヤ３２には前記第１のクランクアー
ム２７と同一長さｌを有する第２のクランクアー
ム３３が固着されている。そして、第２のクラン
クアーム３３の先端には駆動ギヤの公転半径とほ
ぼ等しい半径位置すなわち軸３１よりｌだけ離間
した位置にクランクピン３３ａが固定され、この
クランクピン３３ａに円周の一部を適宜カム形状
に削除した切欠面３４ａを有するカム３４が回り
止めして固設されている。

このカム３４のクランクピン３３ａに連結部材
４０の一端が回動可能に結合され、また他端は前
記昇降部材１４と枢軸４１によつて揺動可能に枢
着されている。

前記連結部材４０には作動体３５が摺動可能に
押え板３７によつて保持されている。そして、こ
の作動体３５は一端にカム３４に接触するカムフ
オロア３６を有し、他端は前記把持爪開閉用のシ
ヤフト２０とリンク３８を介して連繋している。
リンク３８は連結部材４０にピン３９により揺動
可能に枢支され、このリンク３８の一端に前記作
動体３５が係合し、また他端にシヤフト２０が係
合している。

さらに第５図で明らかなように、キヤリヤ本体
９の上端にブラケツト４２が固設され、これにス
トツパアーム４３がヒンジ４９によつて揺動可能
に枢支されている。このストツパーアーム４３は
第１クランクアーム２７の側面と当接していて、
第１クランクアーム２７の旋回動に基いて左又は
右に揺動するものである。４７ａ，４７ｂはその
左右揺動端を規制するストツパピンである。また
ブラケツト４２の上端には第１クランクアーム２
７の廻りすぎ確認用リミツトスイツチ４４が設け
られていて、通常このリミツトスイツチ４４の作
動子と前記ストツパアーム４３の上端の凹部５０
ａと対応しているが第１クランクアーム２７が廻
りすぎのときにはリミツトスイツチ４４の作動子
はストツパアーム４３の凸部５０ｂによつて押圧
され、廻りすぎの信号を発信させるようになつて
いる。

第４図中の符号LS₁は第１クランクアーム２７
の左回転確認用リミツトスイツチ、LS₂は右回転
確認用リミツトスイツチ、４８は第１クランクア
ーム２７の左右回転運動によつて当接して切り換
わり、前記リミツトスイツチLS₁，LS₂を作動す
る揺動駒、LS₃は昇降部材１４の上昇端確認用リ
ミツトスイツチ、５１はこのリミツトスイツチ
LS₃を作動するドツグである。

次に上記の構成による本発明装置の作用を第６
図を加えて説明する。

工作物Ｗの搬送行程としては第１図において、
一基の工作物搬送装置５は搬入コンベア２ａより
工作物Ｗを把持し、工作機械１の加工位置へ搬入
し、他の一基の工作物搬送装置５は工作機械１の
加工完了工作物Ｗを把持して搬出コンベア２ｂに
搬出する。この搬入搬出に際して把持爪１５は搬
入、搬出コンベア２ａ，２ｂ上と工作機械１上と
で上下運動と開閉動作を必要とする。

本発明装置による把持爪１５の上下運動並びに
開閉動作は第６図に示すように第１クランクアー
ム２７及び第２クランクアーム３３の旋回並びに
伸縮作用によつて行われる。

すなわち、第６図のＡは把持爪１５の上昇端の
原位置である。Ｂは第１クランクアーム２７の右
方90゜旋回位置であり、第２クランクアーム３３
は第１クランクアーム２７と重合した最も縮少し
た状態である。Ｃは180゜旋回位置で第２クラン
クアーム３３は下向きで最も伸長した状態で把持
爪１５は下降端に位置する。この下降端の直前で
把持爪１５は開口し、180゜位置を越えたところ
で閉じる。すなわち、この時点で工作物Ｗの着脱
が行われるのである。Ｄは270゜旋回位置、Ｅは
360゜旋回位置の原位置である。このＡ〜Ｅのサ
イクルの上下速度は第６図に示すようにサインカ
ーブによつて得られた最適に制御できる。そし
て、このサインカーブのＯ点位置が前記した工作
物の着脱点である。

上記の動作を第３図乃至第５図に示す機構によ
つて説明すると、先ず把持爪１５の上下運動は把
持爪昇降用モータ８の左又は右回転（搬入、搬出
コンベアと工作機械との間の走行端で左右の回転
方向が切替る）によつてウオームホイール２５が
回転し、第１クランクアーム２７を旋回動する。
例えば把持爪１５に工作物Ｗが把持されていない
ときには第１クランクアーム２７は第４図におい
て時計方向に旋回され、この第１のクランクアー
ム２７の時計方向の旋回動に基き、遊星ギヤ２９
は自転しながう固定ギヤ２８の周りを公転する。
遊星ギヤ２９の回転は駆動ギヤ３２に伝達され、
第２クランクアーム３３は駆動ギヤ３２の軸３１
を中心として第１クランクアーム２７と逆方向に
旋回動する。これにより第１クランクアーム２７
及び第２クランクアーム３３が第６図Ｃの180゜
旋回位置までは連結部材４０を下降動し、昇降部
材１４を下降端に作動する。また180゜旋回位置
を越えると上昇動に移り昇降部材１４を上昇端に
作動するのである。

一方把持爪１５の開閉は前記昇降動作と連繋し
て行われる。すなわち、第２クランクアーム３３
に固設されているカム３４とこのカム３４に接触
するカムフオロア３６ならびにカム３４によつて
作動する作動体３５の進退移動により、リンク３
８、シヤフト２０及び作動部材１９を介してピン
１８及び長穴１７で開閉するのである。第２クラ
ンクアーム３３が所定角度回転するまではカムフ
オロア３６はカム３４の円周面に当接し、作動体
３５を第３図において下方に押動している。従つ
てシヤフト２０はリンク３８を介して上方に引き
上げられた状態となつていて、把持爪１５を閉じ
ている。しかし第２クランクアーム３３が180゜
旋回位置に至る直前にカムフオロア３６はカム３
４の切欠３４ａに当接する。従つて作動体３５は
切欠３４ａの段差分だけ上昇動し、シヤフト２０
を下方に押し下げ、ピン１８は把持爪１５を外方
に開口するのである。そして、第２クランクアー
ム３３が180゜旋回位置を越えるとカムフオロア
３６は再びカム３４の円周面に当接し前述の通り
把持爪１５を閉じ、工作物Ｗを把持するのであ
る。

そして、第１クランクアーム２７が360゜右旋
回して原位置に戻つたときに、ドツグ５１がリミ
ツトスイツチ４４を押圧し、昇降部材１４が上昇
端に戻つていることを確認し、モータ８にブレー
キをかけて所定位置に停止させる。若し第１クラ
ンクアーム２７が廻りすぎたような場合、ストツ
パアーム４３の凸部５０ｂがリミツトスイツチ４
４を押圧し、廻りすぎを確認できる。

リミツトスイツチLS₁，LS₂は前記第１クラン
クアーム２７が左旋回あるいは右旋回時に揺動駒
４８に接触してそれぞれの旋回方向を確認し、把
持爪昇降用モータ８の次回の回転方向を指令す
る。また把持爪１５より工作物Ｗを離脱させるに
は第１クランクアーム２７を前記とは逆に反時計
方向に旋回させればよい。

尚、上記第１、第２クランクアーム２７，３３
の旋回並びに伸縮作用によつてカム３４は上下さ
れるが、前記したように第１、第２クランクアー
ム２７，３３は長さは同じｌに設定され、また固
定ギヤ２８の走径２ｄに対して駆動ギヤ３２の直
径がｄに設定されているためカム３４は何らのガ
イドがなくてもまつすぐに上昇下降し、また第１
クランクアーム２７の１回転によつてカム３４も
１回転するようになつている。

以上のように本発明装置は把持爪の上下運動機
構を第１、第２のクランクアーム構造を採用した
ものであるから上下速度はサインカーブによつて
得られ、工作物の着脱に適した最適な速度制御が
可能となる。そして、把持爪の開閉動作は前記上
下運動機構と連繋するカム機構により併行して行
つているから、その都度把持爪を下降端で停止
し、把持爪の開閉動作を持つて上下運動に移る必
要がなく、従つて工作物の着脱時間を短縮するこ
とができ、工作機械の稼動率が向上する。また、
把持爪の上下運動と開閉動作は１つの動力源で作
動することができ、装置の小型、軽量化とコスト
低減が得られる等の多くの利点を有しているもの
である。

また、本発明装置はクランクアームの揺動範囲
を揺動可能なストツパアームで規制するようにな
つているため、クランクアームは１回転できるが
それ以上回転しすぎるようなことなく、誤動作を
防止することができる利点がある。

また、本発明装置は揺動駒によつて押圧される
リミツトスイツチの作動状況によりクランクアー
ムの回転方向を確認することができるので、クラ
ンクアームを確実に交互に正逆旋回することがで
きる利点がある。

尚、上記実施例は第１、第２のクランクアーム
を使用するものであるが、これに限定されるもの
ではなく、第１、第２のクランクアームを一体化
し、一本のクランクアームとして使用してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の設備状態を示す正面図、
第２図は同側面図、第３図は第１図―線にお
ける断面拡大図、第４図は第３図矢視図、第５
図は第１クランクアームの原位置確認機構部の正
面図、第６図は本発明装置の作動説明図である。５…工作物搬送装置、６…走行用モータ、７…
案内ロツド、８…把持爪昇降用モータ、９…キヤ
リヤ本体、１４…昇降部材、１５…把持爪、１６
…ヒンジピン、１７…長穴、１８…ピン、１９…
作動部材、２０…シヤフト、２３…固定シヤフ
ト、２４…筒軸、２５…ウオームホイール、２７
…第１クランクアーム、２８…固定ギヤ、２９…
遊星ギヤ、３２…駆動ギヤ、３３…第２クランク
アーム、３４…カム、３４ａ…切欠、３５…作動
体、３６…カムフオロア、３８…リンク、４０…
連結部材。

Claims

【特許請求の範囲】１レール上を走行移動するキヤリア本体に昇降
可能に支持された昇降部材およびこの昇降部材上
において開閉機構により開閉可能に支持された把
持爪を有する工作物搬送装置において、前記キヤ
リヤ本体には駆動手段によつて旋回動されるクラ
ンクアームを前記昇降方向と直角をなす旋回軸線
を中心として旋回可能に支持させ、このクランク
アームの先端にはこのクランクアームの前記旋回
軸線と平行をなすクランクピンを固定し、このク
ランクピンと前記昇降部材とを連結部材で連結す
るとともにこのクランクピン上にカムを固定し、
このカムにはカムフオロアを当接させ、このカム
フオロアを前記連結部材上に案内支持された作動
体を介して前記把持爪の開閉機構と連結したこと
を特徴とする工作物搬送装置。２特許請求の範囲第１項記載の工作物搬送装置
において、前記クランクアームを、駆動手段によ
つて旋回動される第１クランクアームと、この第
１クランクアームの先端部にギヤ機構により第１
クランクアームの回転角と等しい角度反対方向に
旋回動可能に枢支された第２クランクアームとに
よつて構成したことを特徴とする工作物搬送装
置。３レール上を走行移動するキヤリア本体に昇降
可能に支持された昇降部材およびこの昇降部材上
において開閉機構により開閉可能に支持された把
持爪を有する工作物搬送装置において、前記キヤ
リヤ本体には駆動手段によつて旋回動されるクラ
ンクアームを前記昇降方向と直角をなす旋回軸線
を中心として旋回可能に支持させ、このクランク
アームの先端にはこのクランクアームの前記旋回
軸線と平行をなすクランクピンを固定し、このク
ランクピンと前記昇降部材とを連結部材で連結す
るとともにこのクランクピン上にカムを固定し、
このカムにはカムフオロアを当接させ、このカム
フオロアを前記連結部材上に案内支持された作動
体を介して前記把持爪の開閉機構と連結し、前記
クランクアームの旋回範囲内にはクランクアーム
の回りすぎを防止するストツパ装置と、クランク
アームの旋回方向を確認する確認装置を設けたこ
とを特徴とする工作物搬送装置。４特許請求の範囲第３項記載の工作物搬送装置
において、前記ストツパ装置を前記クランクアー
ムの旋回範囲内に揺動可能に垂下されたストツパ
アームとこのストツパアームを介してクランクア
ームの回りすぎを規制するストツパピンとより構
成したことを特徴とする工作物搬送装置。５特許請求の範囲第３項記載の工作物搬送装置
において、前記確認装置を前記クランクアームに
作動されて２位置に揺動位置される揺動駒と、こ
の揺動駒に押されてクランクアームの回転方向を
確認するリミツトスイツチとにより構成したこと
を特徴ととする工作物搬送装置。