JPS6234518B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液圧駆動系によつて動かされるハンド
リング装置に係り、特にワークを把持した把持部
が重力方向に降下してワーク授受点に到達する際
に機械的衝撃を緩和して軽快、円滑かつ一定の押
しつけ力を加えた状態でワークを授受するように
した液圧回路の構成に関する。

ワークテーブルと、旋盤などの加工機における
処理部との間にワークを移送するハンドリング装
置で高重量のワークを扱うものは何うしても大形
となり、装置自体が高重量となるものであり、こ
の重量が加わる方向に運動させる場合とそうでな
い場合とを区別することなく画一的に作動させた
のでは種々の支障をもたらして好ましくないこと
は言うまでもない。

例えばワークテーブルに上方から接近する降下
の場合にはワークを含むハンドリング装置の高重
量部分の重力が移動方向に揃うために、減速作動
させたとしてもワークテーブルに与える衝撃は可
成り大きくなり、機械強度のいちばん小さいとこ
ろがこの衝撃によつて損傷を受けることが十分考
えられるので、かかる衝撃が生じないように所謂
ソフトタツチを行わせるための制御が当然必要に
なる。

そこで、サーボ制御方式よりも廉価であり、か
つ制御が容易であるとして、従来から多用されて
いるオン・オフ切換方式のハンドリング装置で
は、ワーク授受点に接近するまでの作動領域と、
これにつづくワーク授受点に到達する作動領域と
で、把持部を移動するためのアームの移動速度を
変えるようにしており、例えば第４図に示す如
く、把持部に対して腕部分となる液圧シリンダー
８′を軸垂直あるいは軸水平の各状態でロツド進
退動させるための液圧回路を、高・低速時ともに
作用させる可変流量制御弁３２と高速時に作用さ
せる可変流量制御弁３３とを並列的に配設して、
固定的な大小流量の切り換えを電磁切換弁３１で
行つていた。

この場合、液圧シリンダー８′が軸水平に設置
されているときの動きは、ハンドリング装置にお
ける摩擦係数にもとづく負荷を考慮すればよいの
で、可変流量制御弁３２を適切な値に設定すれば
よく大きな問題は生じないが、軸垂直に設置され
ているときには下降速度を前記制御弁３２によつ
て小さくさせただけでは駄目であつて、押し上げ
力が作用する一方のシリンダー室８a′に対して適
当な背圧を加えるようにしていた。

すなわち、ワーク授受点に接近する直前の作動
領域は、ポンプライン→電磁切換弁３１のポンプ
ポートＰ→同じく切換ポートＡ→電磁切換弁１
９′のポンプポートＰ→同じく切換ポートＢ→液
圧シリンダー８′→電磁切換弁２１′の切換ポート
Ｂ→同じくリザーバポートＴ→電磁切換弁１９′
の切換ポートＡ→同じくリザーバポートＴ→可変
流量制御弁３２→リザーバラインの液圧流れをと
らせていたのを、ワーク授受点に到達する次の作
動領域では電磁切換弁２１′および３１を切換え
ることにより、ポンプライン→定差減圧弁３４→
逆止弁３６→電磁切換弁１９′→液圧シリンダー
８′→リリーフ弁３７→リザーバラインの液圧流
れをとらせて、シリンダー室８b′に加わる液圧
（定差減圧弁３４の二次圧）とシリンダー室８
a′に背圧として加える液圧（定差減圧弁３５の二
次圧）とのバランスによつて緩衝的に把持部を移
動するようにしていた。

このような制御を行うことによつて、所期のソ
フトタツチを行わせようとする目的は一応達成で
きるが、液圧シリンダ８′に背圧を加えるための
ラインには、定差減圧弁３５とリリーフ弁３７と
の２つの制御弁を設けている関係上、夫々の設定
圧力値を調節するのに面倒な操作を要することが
実用上の難点となつていた。

すなわち、定差減圧弁３５の設定圧力とリリー
フ弁３７の設定圧力を等しくするか前者を後者に
比して僅かに高くする必要があつて、かかる条件
を満足するように調節することは可成り困難な作
業であるばかりでなく、一度調節したものであつ
ても長時間に亘るハンドリング作業の間に変動し
やすくて再三、チエツクを行うことが要求される
のも欠点とされていた。

このように従来の装置が問題点を有しているの
に対処して本発明は成されたものであつて、把持
部に降下動作を行わせる場合に液圧シリンダーに
背圧として作用させるための機構を簡略化すると
共に設定圧力調整の容易化をはかつて確実な緩衝
作動を低コスト下で行わせ得る点を本発明は主要
な目的とするものである。

しかして本発明は、特に把持部を液圧シリンダ
ーによつて上下方向に昇降動せしめるハンドリン
グ装置において、電流比例圧力制御弁によつて二
次圧の無段階的な調節を可能としたパイロツト付
第１減圧弁と、パイロツト付第２減圧弁と、前記
第１減圧弁の二次圧を負荷に対し正逆的に供給し
得る第１電磁切換弁と、把持部が降下する際に押
し上げ力を作用させる一方のシリンダー室を前記
第２減圧弁の出口あるいは前記第１電磁切換弁の
アクチユエータポートに切換え接続するための第
２電磁切換弁と、前記液圧シリンダーとからな
り、ワーク授受点に前記把持部を接近させる作動
領域では、第１減圧弁で設定した高域圧力の下で
把持部を素早く降動させる第１行程を行わせ、つ
づいて成されるワーク授受点に到達させる作動領
域では、第１減圧弁で設定した低減圧力と、前記
第２減圧弁で設定した圧力すなわち液圧シリンダ
ーに対して背圧として加える液圧力との間に均衡
を持たせることにより、把持部を緩速下、かつ、
緩衝的に降動させる第２行程を行わせる如くした
構成を特徴とするものであつて、電流比例圧力制
御弁と、第１電磁切換弁および第２電磁切換弁の
操作によつて緩衝的な降動を確実にしかも簡単に
行うことが可能となつたものである。

以下、本発明の１実施例について添付図面を参
照しながら詳細に説明する。

第１図は本発明の実施に係るハンドリング装置
の１例であつて、１は基部でその一側端部が水平
軸６によつて台５に枢支され、白抜矢示線Ｂのよ
うに水平軸６を回転中心として水平状態と垂直状
態との90゜範囲に揺動可能となつている（この揺
動軸をＢ軸と称す）。

上記基部１には第１アーム２が前記水平軸６と
直交する方向でかつ該基部１の長手方向に平行な
方向に摺動可能に設けられていて、基部１がシリ
ンダー本体となり、第１アーム２がロツドとなる
如く、両者で１つの液圧シリンダー８が形成され
る。

ここで、第１アーム２の摺動方向は白抜矢示線
Ｚで示しており、この摺動軸をＺ軸と称するが、
該Ｚ軸が後述するように、把持部を上下方向に昇
降動し、かつ左右方向に水平移動させるものであ
つて、本発明に係る液圧回路に関連する主軸を形
成している。

上記第１アーム２の先端部には、第２アーム３
を枢支していて、前記Ｚ軸に直交する面上で白抜
矢示線Ｃの如く旋回可能に設けている（この旋回
軸をＣ軸と称す）。

さらに第２アーム３の先端には把持部４を配設
していて、把持部４を白抜矢示線αの如く前記第
２アーム３の軸周りの回動可能となしている。
（の回動軸をα軸と称す）。

叙上の構造となしたハンドリング装置は、第１
アーム２が水平、第２アーム３が略水平の状態
で、かつ把持部４が把持軸を水平にさせた第１
図々示状態において、例えば旋盤のチヤツクとの
間でワーク（図示せず）を授受するワーク授受点
ロに至つた位置に存しており、例えばチヤツクが
挟持しているワークを把持部４で把持すると、第
１アーム２のＺ軸を図示状態から伸長させて、チ
ヤツクからワークを離脱せしめ、次いでＣ軸を上
方に90゜程度旋回した後、Ｂ軸を水平から垂直に
揺特せしめ、さらにＺ軸を短縮させて把持部４を
降動することにより、該把持部４をワークテーブ
ル（図示せず）の直上方に位置せしめたワーク授
受点イに移動することが可能であつて、ワークを
チヤツクに対し接離させる水平方向の動きではＺ
軸を作動するための液圧シリンダー８に対する負
荷は小さくて、かつ伸縮には関係なく一定であ
り、一方、ワークをワークテーブルに接離させる
垂直方向の動きでは、前記液圧シリンダー８に対
する負荷は昇降の間で差があつて、昇動時にはハ
ンドリング装置およびワークの重量が負荷として
加わり、降動時にはこの重量に相当する分軽減さ
れてむしろ緩衝のためには背圧を液圧シリンダー
８に加える必要があることは前述した通りであ
る。

なお、Ｂ軸、Ｚ軸、Ｃ軸、α軸の各軸は１軸し
か動かないように夫々単独に動作するよう構成さ
れているものとする。

それ等各軸を作動せしめるための液圧回路は第
２図に示されるが、７はＢ軸駆動用の液圧シリン
ダー、８はＺ軸駆動用の液圧シリンダー、９はＣ
軸駆動用の液圧シリンダー、１０はα軸駆動用の
揺動形モータであつて、液圧ポンプ１１の吐出側
に接続したポンプライン１２と、圧力補償弁３０
および電流比例流量制御弁１５を介しタンク１３
に接続したリザーバライン１４とに夫々関連せし
めて配置することにより、メータアウト回路に構
成されている。

それ等各軸に係る液圧回路毎に以下分説する。

◎ Ｚ軸（液圧シリンダ８用）液圧回路、 Ｚ軸を上昇動させるとき及びワーク授受点イ
に向け速く接近させるために下降動させる第１
工程においては高域圧力に、また、前記ワーク
授受点イに緩速及び緩衝下で到達させるために
下降動させる第２工程においては低域圧力に設
定値を切換えて作動せしめる電流比例圧力制御
弁１７をドレン管路中に備え、かつ入口をポン
プライン１２に接続して、二次圧を各圧力域に
おいて無段階的に制御可能となしたパイロツト
付第１減圧弁１６と、入口をポンプラインに接
続したパイロツト付第２減圧弁１８と、ポンプ
ポートを前記第１減圧弁１６の出口に、リザー
バポートをリザーバライン１４に夫々接続して
上昇動時と下降動時とで切換操作させる４ポー
ト３位置第１電磁切換弁１９、上昇動時及び前
記第１工程のときと前記第２工程のときとで切
換操作して、２個の入口の一方を出口に連通
し、他方を閉止する切換え可能となして、上昇
動時及び第１工程では閉ざされ、かつ第２工程
では出口に通じる入口を前記第２減圧弁１８の
出口に接続し、また、他方の入口を前記第１電
磁切換弁１９の下降動時にはリザーバポート
に、上昇動時にはポンプポートに切り換つて通
じる一方のアクチユエータポートＡに接続した
第２電磁切換弁２１と、下降動時に背圧側とな
り押し上げ力を作用させる一方のシリンダ室８
ａのポートを前記第２電磁切換弁２１の出口に
接続し、他方のシリンダ室８ｂのポートを前記
第１電磁切換弁１９の他方のアクチユエータポ
ートＢに接続した前記液圧シリンダー８とによ
りメータアウト回路を形成させていて、Ｚ軸の
垂直昇降動及び水平左右動を行わせるが、この
液圧回路は本発明に係る要部をなしているの
で、その作動態様については詳しく後述するこ
ととする。

◎ Ｂ軸（液圧シリンダー７用）液圧回路、 液圧シリンダー７は同形の１対の液圧シリン
ダー７ａ，７ｂをＢ軸に対し、一方のロツドが
伸長し他方のロツドが等長収縮し得るよう相対
関係に連絡して、反ロツド側シリンダ室相互を
連通すると共に、４ポート３位置電磁切換弁２
６の各アクチユエータポートに対し、各ロツド
側シリンダ室のポートを夫々接続しており、前
記電磁切換弁２６はポンプポートをポンプライ
ン１２に、リザーバポートを逆止弁２７を介し
リザーバライン１４に夫々接続せしめている。

そして、Ｂ軸のみを揺動させる場合には前記
流量制御弁１５を適当な絞りに制御しながら電
磁切換弁２６を切換操作させることによつて基
部１を垂直又は水平に動かすことが可能であ
る。

◎ Ｃ軸（液圧シリンダー９用）液圧回路、 液圧シリンダー９は液圧シリンダー７と同要
領の１対の液圧シリンダー９ａ，９ｂからな
り、Ｃ軸に対し相対関係に連絡して、各ロツド
側シリンダー室のポートを４ポート３位置電磁
切換弁２４の各アクチユエータポートに夫々接
続しており、この電磁切換弁２４はポンプポー
トを、電流比例圧力制御弁２３がドレン管路中
設けられたパイロツト付減圧弁２２を介してポ
ンプライン１２に接続すると共にリザーバポー
トを逆止弁２５を介してリザーバライン１４に
接続している。

そしてＣ軸のみを旋回させる場合には電流比
例圧力制御弁２３および電流比例流量制御弁１
５を適宜制御して第２アーム３を適当角度に旋
回することが可能である。

◎ α軸（揺動形モータ１０用）液圧回路、 揺動形モータ１０は両液圧ポートを４ポート
３位置電磁切換弁２８の各アクチユエータポー
トに対し夫々接続しており、この電磁切換弁２
８はポンプポートをポンプライン１２に、リザ
ーバポートを逆止弁２９を介してリザーバライ
ン１４に夫々接続している。

そしてα軸のみを回動させる場合には、前記
流量制御弁１５を適宜絞らせながら電磁切換弁
２８を切換操作することによつて、把持部４を
Ｃ軸の周りに回動することが可能である。

以上、Ｂ軸、Ｚ軸、Ｃ軸、α軸の各軸に対して
概要説明したが、電流比例流量制御弁１５は上記
４種の各軸に共用させて、夫々の軸の移動速度に
適した流量制御を個別に行い得るようになつてい
る。

次に前記Ｚ軸用液圧回路の作動態様を説明する
が、Ｂ軸操作によつて基部１およびＺ軸を垂直に
保持したときと水平に保持したときの作動に分け
て述べる。

〇 垂直方向の昇降動作 第１アーム２を重力に抗して昇動させる場合
は、電流比例流量制御弁１５によつて適当な速
度を設定し、電流比例圧力制御弁１７を高域圧
力に設定して第１電磁切換弁１９のソレノイド
１９_S1を励磁することにより、把持部４を高速
側にて昇動させることができ、ワーク授受点イ
から十分に離脱しハンドが回転可能な位置まで
到達すると、前記流量制御弁１５の開度を絞つ
た後に、第１電磁切換弁１９のソレノイドを消
磁することによつて停止させることができる。

この垂直昇動を行う間は前記第２電磁切換弁
２１はソレノイド２１_S消磁の図示状態にして
おくものである。

一方、第１アーム２を重力に順した方向に降
動させる場合は、電流比例圧力制御弁１７を高
域圧力に設定するとともに、第２電磁切換弁２
１をソレノイド２１_Sが非励磁となる状態に保
持して、第１電磁切換弁１９をソレノイド１９
_S2励磁に切換え操作することにより、ポンプラ
イン１２→第１減圧弁１６→第１電磁切換弁１
９→シリンダー室８ｂ→シリンダー室８ａ→第
２電磁切換弁２１→第１電磁切換弁１９→逆止
弁２０→リザーバライン１４→圧力補償弁３０
→電流比例流量制御弁１５→タンク１３の液圧
回路を圧液が流動して、把持部４をワーク授受
点イに接近させる第１行程が成される。

かくして、把持部４はワーク授受点イに向け
素早く接近するが、ワーク授受点イに到達する
直前になると、移動速度を下げると共にワーク
テーブルに軽力で接触させる必要があるので、
前記圧力制御弁１７を低域圧力に設定変更して
第１減圧弁１６の出口圧力を下げると同時に、
第２電磁切換弁２１をソレノイド２１_Sの励磁
により切換操作する。

この場合、第１減圧弁１６の二次圧力をP₁、
第２減圧弁１８の二次圧力をP₂として、第２図
において液圧シリンダー８のシリンダー室８ｂ
作用面積をAb、シリンダー室８ａの作用面積
をAaと定めると、 P₁×Ａ_b−P₂×Ａ_a＝20Kg・ｆ 程度となるように各圧力P₁、P₂を調整してお
く。

上述の各操作を行うことによつて、ポンプラ
イン１２→第１減圧弁１６→第１電磁切換弁１
９→シリンダー室８ｂの正圧液路と、ポンプラ
イン１２→第２減圧弁１８→第２電磁切換弁２
１→シリンダー室８ａの背圧液路とが液圧シリ
ンダー８に連絡する第２行程がなされることと
なり、リザーバライン１４には圧液が流れなく
て、第２減圧弁１８のドレン管路を通つてシリ
ンダー室８ａ側から圧液が流れる結果、この流
量に見合つて把持部４は降動する。

従つて前述した如き20Kg・ｆの力がワーク授
受点イにおいてワークテーブルに作用すること
となり、緩衝的な動きを確実に行わせることが
可能となる。

かくしてワークテーブルに当つたワーク授受
点イ到達状態になると、この状態を保持しなが
ら把持部４の開閉操作などを行つた後、昇動に
切換えればよい。

〇 水平方向の左右動々作 第１アーム２を水平方向に動かすには、第１
減圧弁１６を高域圧力あるいは低域圧力に設定
して、第２電磁切換弁２１はソレノイド２１_S
非励磁の状態となし、第１電磁切換弁１９のソ
レノイド１９_S1あるいは１９_S2を励磁すること
により操作可能であり、前者の高域圧力の場合
は、ワーク授受点ロに遠い位置で素早く動かし
たいとき、後者の低域圧力の場合は、ワーク授
受点ロに到達するような位置でソフトタツチを
行わせたいときに夫々作動させるものである。

なお、第３図はＣ軸に専用の減圧弁２２を省
略して、前記第１減圧弁１６をＣ軸用に兼用さ
せて回路の簡素化をはかつたものであつて、各
軸が個別にしかも非同時に作動するハンドリン
グ装置の場合に、電流比例圧力制御弁をパイロ
ツト弁として有する減圧弁を減圧調整用として
使用したことによつて兼用が可能となつたもの
である。

本発明は以上述べた構成および作用を有するも
のであつて次に効果を挙げると次の通りである。

(イ) 重力が加わる方向に液圧シリンダー８を作動
させて、ワーク授受点イに把持部４を到達せし
めるに際し液圧シリンダー８に押上げ力が作用
するシリンダー室８ａに適当な背圧を加えるよ
うにしているので、衝撃のない所謂ソフトタツ
チが確実に行える。

(ロ) このソフトタツチに際して、背圧を加えるた
めの圧液ラインに用いる圧力制御弁は第２減圧
弁１８のみで良いので、従来の減圧弁とリリー
フ弁とを併用したものに比して回路の簡素化は
もとより、圧力の調整を適正かつ容易に行うこ
とができ制御精度を高め得る利点がある。

(ハ) ソフトタツチを行うための操作は、第１減圧
弁１６に係る電流比例圧力制御弁１７の設定圧
力調節と第２電磁切換弁２１とを連動的に操作
するだけでよいので、簡単かつ正確に行い得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係るハンドリング
装置の外観斜視図、第２図および第３図は本発明
の実施に係るハンドリング装置の各例の液圧回路
図、第４図は従来のハンドリング装置の液圧回路
図である。 ４……把持部、８……液圧シリンダー、８ａ…
…一方のシリンダー室、８ｂ……他方のシリンダ
ー室、１６……パイロツト付第１減圧弁、１７…
…電流比例圧力制御弁、１８……パイロツト付第
２減圧弁、１９……４ポート３位置第１電磁切換
弁、２１……第２電磁切換弁、イ……ワーク授受
点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 把持部４を液圧シリンダ８により上下方向に
   昇降動せしめ、下降動の際はワーク授受点イに向
   け速く接近させる第１工程及びワーク授受点イに
   緩速及び緩衝下で到達させる第２工程を行わせる
   ハンドリング装置において、上昇動及び前記第１
   工程では高域圧力に、前記第２工程では低域圧力
   に設定値を切換えて作動せしめる電流比例圧力制
   御弁１７をドレン管路中に備え、かつ入口をポン
   プラインに接続したパイロツト付第１減圧弁１６
   と、入口をポンプラインに接続したパイロツト付
   第２減圧弁１８と、ポンプポートを前記第１減圧
   弁１６の出口に、リザーバポートをリザーバライ
   ンに夫々接続して上昇動時と下降動時とで切換操
   作させる４ポート３位置第１電磁切換弁１９と、
   上昇動時及び前記第１工程のときと前記第２工程
   のときとで切換操作して２個の入口の一方を出口
   に連通し、他方を閉止する切換え可能となして、
   上昇動時及び第１工程では閉ざされ、かつ、第２
   工程では出口に通じる入口を前記第２減圧弁１８
   の出口に接続し、また他方の入口を前記第１電磁
   切換弁１９の下降動時にはリザーバポートに、上
   昇動時にはポンプポートに切り換つて通じる一方
   のアクチユエータポートＡに接続した第２電磁切
   換弁２１と、下降動時に背圧側となり押し上げ力
   を作用させる一方のシリンダ室８ａのポートを前
   記第２電磁切換弁２１の出口に接続し、他方のシ
   リンダ室８ｂのポートを前記第１電磁切換弁１９
   の他方のアクチユエータポートＢに接続した前記
   液圧シリンダー８とによりメータアウト回路を形
   成したことを特徴とするハンドリング装置の液圧
   回路。