JPS639936B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、各種パーツの組立、加工といつた
多工程作業を自動的に行なう工作機械のベースマ
シンに関するものである。

ここで、ベースマシンとは、間欠的に回転する
インデツクステーブル上の所定位置に各種パーツ
を順次供給載置するとともに載置されたパーツを
組立てたり、加工したりする自動組立（加工）機
の基幹となる駆動機構を指称する。

第１図は従来のベースマシンを用いた自動組立
（加工）機の構成の概略図であり、符号１１は一
定方向へ間欠的に回転するインデツクステーブル
を示し、インデツクステーブル１１の各間欠停止
位置の外径位置には、各種パーツの供給機３０、
組立或いは加工機３１そして搬出路３２が配設さ
れている。インデツクステーブル１１の間欠停止
時に供給機３０によつて各種パーツ３３がインデ
ツクステーブル１１上に供給され、さらに次の間
欠停止位置で当該パーツは組立・加工機３１によ
つて組立・加工される。またインデツクステーブ
ル１１の間欠回転によつて個々のワークは次工程
へ移送される。符号〜で示す各供給機３０に
は、ピツクアンドプレースユニツト（図示せず）
が一台づつ配設され、該ユニツトは供給機から
パーツ３３を取出し、インデツクステーブル１１
上の所定位置にパーツ３３を搬送、載置する。

インデツクステーブル１１上に載置されたパー
ツは、テーブル停止時に各組立機３１、加工機３
１によつて組立・加工作業を受ける。次の供給機
のピツクアンドプレースユニツトによつて供給
されるパーツは前工程を経たパーツ上の所定位置
に載置され、圧入機等によつて組付けられる。こ
のような工程が順次行なわれ、全工程を完了した
パーツはピツクアンドプレースユニツトによつて
搬出路３２へ排出される。インデツクステーブル
１１の間欠回転運動は立体カム（グロボイダルカ
ム、バレルカム）によつて、駆動源からの回転力
を間欠回転に変換すること等により実現されてい
る。

しかし従来のベースマシンにあつては、インデ
ツクステーブル１１の駆動源の他に、個々のピツ
クアンドプレースユニツトについてもそれぞれ駆
動源が必要であり、また単一の駆動源によつてイ
ンデツクステーブルとピツクアンドプレースユニ
ツトを駆動させるものにあつては、多数の歯車や
運動変換装置の介在を必要とするため、構成の複
雑化、大型化、コストアツプ等の問題があつた。

この発明は、以上のような事情に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、簡潔かつ
コンパクトな構成のもとで、単一の駆動源による
駆動を可能にするベースマシンを提供することに
あり、より具体的には、間欠回転軸と連続回転軸
を同軸状に配設して同一の駆動源によつて駆動さ
せるとともに、間欠回転軸に軸心を固定されたイ
ンデツクステーブルと、連続回転軸に軸心を固定
された大径の複合カムとを並列的に配設し、複合
カムの外径位置であつてインデツクステーブルが
間欠停止する位置に複数のピツクアンドプレース
ユニツトを固定し、該ユニツトが複合カム上のカ
ムに案内されて径方向及び上下方向への複合運動
を行なうようにすることにより、簡潔かつコンパ
クトな構成のもとで、単一の駆動源によつてイン
デツクステーブル及び複数のピツクアンドプレー
スユニツトの駆動を行ない得るベースマシンを提
供することにある。

以下にこの発明の好適な実施例について添付図
面を参照し説明する（なお必要に応じて第１図を
併せて参照する）。

第２図及び第３図は、この発明のベースマシン
の一実施例の構成説明図であり、第２図は平面
図、第３図は縦断面図を示す。ベースマシンはハ
ウジング１２と、ハウジング１２上面に固定され
た固定テーブル１３と、間欠駆動装置１と、間欠
駆動装置１によつて間欠駆動されハウジング１２
に固定された筒体１２ａの内周面によつて軸受を
介して回転可能に支持された中空間欠回転軸６
と、固定部材７ａに下端を固定され上端にピツク
アンドプレースユニツト保持テーブル１０が固定
されるとともに、軸受を介して間欠回転軸６を回
転可能に支持する中空固定スリーブ７と、固定ス
リーブ７の内側中空部を軸方向に貫通して配設さ
れた連続回転軸８と、連続回転軸８の上端に固定
された複合カム９と、固定テーブル１３と保持テ
ーブル１０との間に並列的に配設され間欠回転軸
６外周に軸心を固定されたインデツクステーブル
１１を有する。

間欠駆動位置１としては、カム軸２の外周に軸
心を固定された立体カム３（グロボイダルカム、
バレルカム）と、立体カム３の外周面に形成され
たリブ３ａを挟持しながらリブ３ａに沿つて転動
する複数のカムフオロア４を全周面に等間隔に有
する中空ターレツト５から成るものを用い、ター
レツト５は間欠回転軸６に一体形成されている。
カム軸２と連続回転軸８は図示しない同一の駆動
源により駆動される。

複合カム９の上面には、内径側に位置する無終
端状の溝カム１４と、外周縁部に沿つて形成され
た円形の端面カム１５が刻設され、保持テーブル
１０上の所定位置に固定された複数のピツクアン
ドプレースユニツト１６の第１の接触子２０と第
２の接触子２３が各カム１４と１５内にそれぞれ
係合し、各カム１４，１５に沿つて転動可能に構
成されている。

ピツクアンドプレースユニツト１６は保持テー
ブル１０に固定された第１の案内棒１７と、第１
の案内棒１７に上下方向スライド可能に挿通支持
されたＬ字状の摺動ブロツク１８と、第１の案内
棒１７の上端に一端を係止され摺動ブロツク１８
を下方（インデツクステーブル１１方向）へ付勢
するばね１９と、摺動ブロツク１８に左右方向ス
ライド可能に挿通支持され水平方向（複合カム９
面と平行な方向）へ伸びた一対の第２の案内棒２
１ａ，２１ｂとを有する。一対の第２の案内棒２
１ａ，２１ｂは、複合カム９の回転軸心を通る径
方向直線上に沿つて上下位置関係において配設さ
れ、それらの外径側端部には各種チヤツク手段
（図示せず）を取付けるための取付けブロツク２
２が固定されている。上方の案内棒２１ａの内径
側端部には非円形状のカム溝１４内を上下方向変
位可能に転動する第１の接触子２０が取付けら
れ、摺動ブロツク１８の内側面には端面カム１５
内をその底面に沿つて転動する第２の接触子２３
が軸２３ａによつて取付けられている。第１の接
触子２０は第５図に示すような非円形状の溝カム
１４に沿つた軌道を転動するため、取付けブロツ
ク２２を内径方向及び外径方向へ運動させること
ができる。第２の接触子２３は円形状の端面カム
１５に沿つた軌道を転動するためそれ自体では内
外径方向への変位を生じさせることはないが、第
６図に示すような端面カム１５の底面形状に対応
して上下動し、摺動ブロツク１８及び取付けブロ
ツク２２を上下方向へ変位させる。このような第
２の案内棒２１ａ，２１ｂの径方向への往復動
と、摺動ブロツク１８の上下方向への往復動が合
成されて、取付けブロツク２２はピツクアンドプ
レース運動を行なうことが可能となる。

インデツクステーブル１１を例えば任意の回転
間隔で反時計方向へ間欠回転させる場合、複合カ
ム９は時計方向へ任意の速度で連続回転するよう
に構成する。インデツクステーブル１１の間欠回
転の間隔としては、例えば１周を16等分して
22.5゜回転する度に一回停止し、再び22.5゜回転し
て停止するように設定する。複合カム９は例えば
インデツクステーブル１１が22.5゜回転して停止
し再び次の回転に移るまでの間に１回転するよう
な回転速度に設定する。

なお、以上の実施例では、複合カム９は２つの
カム１４，１５から構成されているが、単一のカ
ム溝で径方向及び上下方向への運動を行なわせる
ことも可能である。その場合には、非円形状カム
溝の底面を第６図に示すような形状とし、接触子
２０を該カム溝に係合させれば良い。

次に以上の構成におけるベースマシンのピツク
アンドプレースユニツトの作動を第７図のタイミ
ング線図にもとづいて説明する。第７図のタイミ
ング線図はインデツクステーブル１１の１回の間
欠変位（22.5゜の回転）の間における５個のピツ
クアンドプレースユニツトそれぞれの上下動及び
径方向への往復動状態と、各動作相互の関係を示
している。なお、ここでは便宜上、第２図中符号
で示すピツクアンドプレースユニツト１６のタ
イミング線図についてのみ符号ａ〜ｌを用いて説
明する。第５図、第６図中の符号ａ〜ｌは、第７
図の符号ａ〜ｌとそれぞれ対応している。符号
〜で示す他のピツクアンドプレースユニツトは
のユニツトと取付け位置を異にしており、それ
ぞれタイミングのずれた同一動作を行なうので、
のユニツトについてのみ説明を行ない他のユニ
ツトについては重複した説明を省略する。

まず、第２，３図に示すピツクアンドプレース
ユニツトは第７図に於てはｉ〜ｊ区間に位置し
ている。ｉ〜ｊ区間ではインデツクステーブル１
１は停止状態にある。また第１の接触子２０は溝
カム１４の第一の非円弧部１４ａに位置している
ため、案内棒２１ａは複合カム９の回転に伴つて
内径方向へ変位し、これと一体的に案内棒２１
ｂ、ブロツク２２も内径方向へ変位する。この区
間では端面カム１５の底面は最上位置（第６図参
照）にあり、しかも平坦面であるため第２接触子
２３は最上昇位置にある。従つて取付けブロツク
２２も最上昇位置に保持されている。この区間で
は、ブロツク２２に取付けられたチヤツクが前区
間で供給機（第１図で示す供給機）から受け取
つたパーツを搬送する動作が行なわれる。なおイ
ンデツクステーブル１１はｃ〜ｄ区間の途中から
ａに至るまで停止状態にあるので、各区間の動作
説明ではこの点は繰返さない。ｊ〜ｋ区間では、
第１接触子２０は非円弧部１４ａの終端付近に位
置しているため、引続き内径方向へ変位している
が、第２接触子２３は端面カム１５の下降区域
（傾斜面）に入るため降下を開始する。従つてｊ
〜ｋ区間ではブロツク２２は内径方向へ移動しな
がら降下する動作を行う。この動作はｉ〜ｊ区間
から搬送されてきたパーツを、テーブル１１上の
所定位置に向つて降下させる途中の動作である。
ｋ〜ｌ区間では、第１接触子２０が溝カム１４の
小径円弧部１４ｂに入るため、ブロツク２２の径
方向への変位は停止するが第２接触子２３は依然
端面カム１５の下降区域（傾斜面）上に位置する
ため降下を続け、ｌ位置において最下位置に達し
て降下を停止する。この区間ではブロツク２２に
取付けられたチヤツクが保持したパーツをテーブ
ル１１上の所定位置に接地させるまでの動作が行
なわれる。ｌ〜ａ区間では第１接触子２０が溝カ
ム１４の小径円弧部１４ｂにあり、第２接触子２
３は端面カム１５の最下位置を移動するため、ブ
ロツク２２は最内径位置でしかも最降下位置に停
止状態にある。この区間では、テーブル１１上の
所定位置にパーツを載置してからこれを離す動作
が行なわれる。ａ〜ｂ区間では第１接触子２０は
依然小径円弧部１４ｂに位置し、第２接触子２３
は上昇区域に入るため、取付ブロツク２２は最内
径位置にありながら上昇を開始する。この区間で
は、ブロツク２２はパーツを保持しない状態で上
昇開始する。なお、前区間（ｋ〜ａ）でテーブル
１１上にパーツを載置させたあと、この区間（ａ
〜ｂ）でブロツク２２をテーブル１１上から離脱
開始させることになるため、テーブル１１はａ位
置以後は回転可能となり、ａ時点で、反時計方向
へ回転開始し、22.5゜回転したところで停止する。
テーブル１１の回転開始から停止に至るまでの時
間は、他のピツクアンドプレースユニツト（例え
ば〜）が最内径位置で最降下状態にある区間
Ａ（テーブル１１上にパーツを載置する区間）と、
テーブル１１が回転する区間Ｂとが重複すること
がないように調整を行なうことが必要である。

ｂ〜ｃ区間では第１接触子２０は非円弧部１４
ｃに入り、第２接触子２３は上昇区域にあるた
め、ブロツク２２は外径方向へ変位開始しながら
上昇を続ける。ｃ〜ｄ区間では、第１接触子２０
は非円弧部１４ｃにあり、第２接触子２３は最上
昇位置にあるため、取付ブロツク２２は最上昇位
置にありながら、外径方向への移動を続ける。ｄ
〜ｅ区間では第１接触子２０は依然非円弧部１４
ｃ上にあり、第２接触子２３は下降区域に入るた
め、ブロツク２２は降下を開始しながらさらに外
径方向へ移動し続ける。この区間では、ブロツク
２２は供給機（第１図参照）が位置する最外径
位置に達する前にすでに、供給機に向つて降下
開始する。ｅ〜ｆ区間では、第１接触子２２は大
径円弧部１４ｄに入り、第２接触子２３は下降区
域に位置するため、ブロツク２２は最外径部に位
置しながら降下を継続する。この区間でブロツク
２２は供給機上に降下する。ｆ〜ｇ区間では、
第１接触子２０は依然大径円弧部１４ｄ内にあ
り、第２接触子２３は最下位置にあるためブロツ
ク２２は最外径位置・降下位置に停止状態にあ
る。この区間Ｃでは、ブロツク２２を取付けられ
たチヤツクが供給機からパーツを受取り、これ
をつかむ動作が行なわれる。ｇ〜ｈ区間では、第
１接触子２０は大径円弧部１４ｄ内にあり、第２
接触子２３は上昇区域に入るため、ブロツク２２
は最外位置にあつて上昇を開始する。この区間で
は、ブロツク２２に取付けられたチヤツクはパー
ツを保持し続けている。ｈ〜ｉ区間では、第１接
触子２０は、非円弧部１４ａに入り、第２接触子
２３は依然上昇区域にあるため、ブロツク２２は
上昇を続けながら内径方向へ移動する。この区間
はｉ〜ｊ区間へと連続的に接続され、以後前述の
各区間における各動作が順次繰返される。

なお、インデツクステーブル１１の外径側の間
欠停止位置に配設された組立機３１、加工機３１
は、パーツ供給用の各ピツクアンドプレースユニ
ツト〜（はパーツ供給用ではなく搬出用）
によつて載置・位置決めされた各パーツが、各組
立機３１、加工機３１の前で停止している間に駆
動し、所定の作業を行なう。

符号〜のピツクアンドプレースユニツトは
ユニツトと同様パーツ供給用に使用されるた
め、各ユニツトの取付位置間の角度と同一角度だ
け遅れたタイミングで同様のピツクアンドプレー
ス動作を行なう。これに対して、組立・加工作業
を完了した各パーツを排出するためのユニツト
では、パーツ供給用ユニツト〜におけるＡ区
間に対応する区間A′は、テーブル１１上のパー
ツをつかむ区間であり、ユニツト〜における
Ｃ区間に対応する区間C′は、つかんでいつたん保
持したパーツを搬出路３２へ排出する区間とな
る。

次に、装置全体の作動を説明すると、〜の
ピツクアンドプレースユニツトはパーツ供給手段
よりワークをつかんで持ち上げ、インデツクステ
ーブル１１上にパーツを供給するためのものであ
り、のピツクアンドプレースユニツトはワーク
を搬出するためのものである（但し、ユニツト
も供給用とし、別に搬出手段を設けることも可
能）。そのため、インデツクステーブル１１上に
パーツを載置あるいは搬出するとき、インデツク
ステーブル１１は停止していなければならないの
で、個々のピツクアンドプレースユニツトの取付
けブロツク２２が最内径位置・最下位置にくると
き、インデツクステーブル１１は停止していなけ
ればならない。ここで例えば、インデツクステー
ブル１１を22.5゜回転するごとに停止するように
構成するとともにテーブル１１が22.5゜回転−停
止をする間に複合カム９が１回転するように構成
した場合、タイミング線図で示すところの間欠回
転の停止区間でインデツクステーブル１１にパー
ツを供給し、或いはインデツクステーブル１１か
らパーツを搬出できるように構成する。

すなわちインデツクステーブル１１の回転時に
おいて、あるピツクアンドプレートユニツトのチ
ヤツク手段はワークをつかむため外方に動いてい
るものもあれば、つかんだ状態のものもある。ま
た、停止時においては、個々のピツクアンドプレ
ースユニツトのあるものは、供給・搬出のため、
インデツクステーブル１１にワークの載置あるい
は持ち上げ作業をしているものもあり、移動途上
のものもある。このインデツクステーブル１１の
停止時には、上記ピツクアンドプレースユニツト
の作動以外に、インデツクステーブル１１上に載
置されたパーツは、固定テーブル１５上に載置さ
れた作業機あるいは固定テーブル１５より外方に
おかれた作業機によつて、組立・加工といつた各
種作業を受けるものである。

上記したものは、複合カム９が一枚の場合の実
施例に関するものであるが、ピツクアンドプレー
スユニツトが簡単な構造となつているので、連続
回転軸８上に並列に複数枚、このような複合カム
９を配置することも容易であり、このように構成
すれば、径方向の移動量、リフト量の相違したも
のを組合せたベースマシンの作成も可能である。

また、複合カム９の曲線であるが、第３，４図
に示したものでは溝カム１４、端面カム１５は
360゜回転することによつて１回のピツクアンドプ
レース動作をするようになつているが、例えば
180゜回転することによつて、このような動作を行
なうように構成することも可能である。

以上のように、この発明のベースマシンによれ
ば、次のような効果が得られる。

(1) 複数の従節（ピツクアンドプレースユニツ
ト）の駆動は連続回転軸に取付けた複合カム９
によつて行われているため、構造的にシンプル
であり、コンパクトである。もし、複合カムを
複数枚のものとしたとしても、連続回転軸に並
列に取付けるだけであるので同様のメリツトを
有する。

(2) 大径のカムが使用でき、ストロークに対する
カムの径の比率が大きいので、タイミングの自
由度が大きくなる。

(3) 従来、ピツクアンドプレースへの駆動力を取
るための機構として、ベースマシンの回転中心
より駆動力を取るもの、外部より取るものの２
通りがあつたが、前者のものでは複数の駆動を
得るために歯車、運動変換装置等が多数必要と
なり、特性面でも問題があつた。また外部より
取るものでは装置の大型化がさけられないばか
りか、他の装置（例えばパーツ供給機等）との
干渉がおこる可能性が大であつた。それに対し
てこの発明のベースマシンは複合カム１枚で運
動が得られるので干渉を最小に低減することが
できる。

(4) 複合カムに刻設された溝カム、端面カムが直
接出力となるものであり、カムの特性がそのま
ま出力にあらわれるため、最終端の動きと精度
は良好である。

以上説明したとおり、この発明のベースマシン
によれば、間欠回転軸と連続回転軸を同軸状に配
設して同一の駆動源によつて駆動させるととも
に、間欠回転軸に軸心を固定されたインデツクス
テーブルと、連続回転軸に軸心を固定された複合
カムとを並列的に配設し、複合カムの外径位置で
あつてインデツクステーブルが間欠停止する位置
に複数のピツクアンドプレースユニツトを配置し
該ユニツトが複合カム上のカムに案内されて径方
向及び上下方向への複合運動を行なうようにした
ため、簡潔かつコンパクトな構成のもとで、単一
の駆動源による駆動を可能にすることができるな
ど、種種の優れた効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のベースマシンを用いた自動組立
（加工）機の構成の概略図、第２図及び第３図は
本発明のベースマシンの一実施例の平面図及び縦
断面図、第４図は第３図の一部拡大断面図、第５
図及び第６図イ，ロは複合カムの説明図であり、
第５図は平面図、第６図イはその側面図、ロは端
面カムの展開説明図、第７図はタイミング線図で
あつて、同図ａはインデツクステーブルの間欠回
転を、同図ｂ乃至ｆはそれぞれピツクアンドプレ
ースユニツト乃至の動作を示すものである。 ６……間欠回転軸、８……連続回転軸、９……
複合カム、１０……ピツクアンドプレースユニツ
ト保持テーブル、１１……インデツクステーブ
ル、１４，１５……カム、１６……ピツクアンド
プレースユニツト、１７……第１の案内棒、１８
……摺動ブロツク、２０，２３……接触子、２１
……第２の案内棒、２２……チヤツク取付ブロツ
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 間欠回転を行なう間欠回転軸に固定されたイ
   ンデツクステーブルと、該間欠回転軸と同一軸心
   状に配設された該間欠回転軸と同一の駆動源によ
   つて駆動される連続回転軸に固定された大径の複
   合カムと、該複合カムの直下に並列して固定状態
   に配設されたピツクアンドプレースユニツト保持
   テーブルと、該保持テーブル上に取付けられ該複
   合カムに形成された１または２以上の無終端状の
   カムに接触子を介して係合して該複合カムの回転
   に伴つて径方向及び上下方向へ変位する複数のピ
   ツクアンドプレースユニツトを有し、該ピツクア
   ンドプレースユニツトは、該保持テーブル上に垂
   直に固定された第１の案内棒と、該第１の案内棒
   に上下動可能に支持された摺動ブロツクと、該摺
   動ブロツクによつて該複合カムの径方向へ摺動可
   能に支持された第２の案内棒と、該第２の案内棒
   の外径側端部に配設されたチヤツク取付ブロツク
   から成ることを特徴とするベースマシン。