CN105314344A - 托盘的旋转装置 - Google Patents

Abstract

一种托盘的旋转装置，自动地改变载置于托盘载置部的托盘的朝向。该托盘的旋转装置(1)具备使由支承部(12)可旋转地支承的托盘载置部(11)绕旋转轴(X)旋转的旋转机构部(13)，其中，旋转机构部(13)具有设于托盘载置部(11)的各侧缘(110a～110d)的突出部(113)和在沿着配置于基准位置的托盘载置部(11)的一个侧缘(110a)的轴线即与设于一个侧缘(110a)的突出部(113)交叉的轴线(Y)上移动的操作部件(134)，当操作部件(134)在轴线(Y)上移动时，突出部(113)***作部件(134)按压，托盘载置部(11)绕旋转轴(X)旋转。

Description

托盘的旋转装置

技术领域

本发明涉及一种托盘的旋转装置。

背景技术

专利文献1中公开了用机器人臂将在托盘中装载的多个工件取出时的工件的取出方法。

专利文献1：(日本)特开2003-083579号公报

机器人臂可以取出位于可动范围内的工件，因此，受机器人臂的可动范围限制，有时不能取出在托盘上装载的全部工件。

该情况下，例如，作业者需要改变托盘的朝向等，使在托盘中残留的工件移动到机器人臂的可动范围内，难以将导入了机器人臂的工序完全实现自动化。

因此，寻求可以自动地变更托盘朝向的技术。

发明内容

本发明的旋转装置具备：托盘载置部，其俯视形成正方形形状；支承部，其以使所述托盘载置部可绕设定于所述托盘载置部的中央的旋转轴旋转的方式支承所述托盘载置部；旋转机构，其使所述托盘载置部绕所述旋转轴旋转，其特征在于，所述旋转机构具有：突出部，其设于所述托盘载置部的各侧缘；操作部件，其在沿着配置于基准位置的所述托盘载置部的一个侧缘的轴线即与设于所述一个侧缘的突出部交叉的轴线上移动，所述突出部设于所述俯视的所述各侧缘的一端部和中央部，所述操作部件以从使所述突出部位于所述轴线上的侧缘的所述一端侧向另一端侧移动的方式设置。

根据本发明，当沿着轴线移动的操作部与位于轴线上的突出部接触时，托盘载置部受从操作部作用到突出部的按压力绕旋转轴旋转，因此，载置于托盘载置部的托盘的朝向被改变。

由此，由于载置于载置部的工件的绕中心轴的角度位置发生变化，所以，载置于托盘载置部的托盘的朝向自动地改变，可以使工件移动到设定于绕中心轴的规定的角度范围内的机器人臂的可动范围。

附图说明

图1(a)、(b)是说明采用了托盘的旋转装置的台车的图；

图2(a)～(c)是说明台车的构成的图；

图3(a)～(d)是说明操作部件的图；

图4(a)～(g)是说明托盘载置部的操作部件的旋转的图；

图5(a)～(c)是说明操作部件的变形例的图。

符号说明

1旋转装置

2台车

11托盘载置部

12支承部

13旋转机构部

110基部

110a～110d侧缘

110e贯通孔

111定位板

112凹部

113(113a、113b)突出部

115(115a、115b)连结部件

120基部

120e贯通孔

121凹孔

126止动部件

127球

131气缸

132可动板

133支承部件

134操作部件

135辊

136弹簧

137铰链

CV搬运输送机

P托盘

R机器人

Sp弹簧

W工件

X旋转轴

具体实施方式

下面，列举将实施方式的托盘的旋转装置1适用于搬运装载有工件W的托盘P的台车2的情况，对本发明的实施方式进行说明。

图1是说明采用了托盘的旋转装置1的台车2的图，(a)是示意性表示设置了机器人R的工序中的、台车2、机器人R以及搬运输送机CV的位置关系的图，(b)是从(a)中A－A向视方向观察台车2的正面图。

图2是说明台车2的构成的图，(a)是载置有托盘P的台车2的平面图，(b)是(a)中A－A剖面图，(c)是(a)中B－B剖面的放大图。

采用托盘的旋转装置1的台车2用于将装载于托盘P的工件W供给到设置有机器人R的行程，该行程中，机器人R的机器人臂(未图示)将装载于台车2的托盘P上的工件W抓起，移动到搬运输送机CV上的规定位置。

在此，因为机器人R只可以抓起位于机器人臂的可动范围(图1中(a)、参照假设圆)内的工件W，所以，在实施方式中，通过使托盘P绕该托盘P的旋转轴X旋转，可以将位于机器人臂的可动范围外的托盘P上的工件W移动到可动范围内。

如图1中(b)及图2所示，托盘的旋转装置1具有托盘载置部11、可旋转地支承托盘载置部11的支承部12、使托盘载置部11绕旋转轴X旋转的旋转机构部13。

托盘载置部11具有俯视为正方形形状的基部110，在该基部110，在与支承部12的相反侧的面的四角设有俯视为L形状的定位板111。

实施方式中，在设于基部110的四角的定位板111的内侧收纳有托盘P，载置于基部110的托盘P的定位通过这些定位板111进行。

如图2(b)所示，在基部110的中央形成有使连结部件115贯通的贯通孔110e，在位于该托盘载置部11的下方的支承部12的基部120，也在与托盘载置部11的贯通孔110e匹配的位置形成有贯通孔120e。

在托盘载置部11的贯通孔110e中，从贯通孔110e的上方向下方贯通有连结部件115a，该连结部件115a的前端侧内嵌于从下方向上方贯通基部120的贯通孔120e的连结部件115b。

该状态下，托盘载置部11经由连结部件115(115a、115b)由支承部12支承，并且，托盘载置部11绕通过连结部件115的中心的轴线(旋转轴X)可旋转。

另外，由于连结部件115只支承托盘载置部11的基部110的中央部，因此，正方形形状的基部110的4个侧缘110a～110d侧在旋转轴X的轴方向上可位移(可摆动)。

如图2(a)所示，基部110的4个侧缘110a～110d中，在长度方向的一端部和中央部设有突出部113a、113b，通过由后述的辊135按压这些突出部113a、113b，由此，基部110绕旋转轴X旋转。

进而，在托盘载置部11的基部110，在与支承部12的对向面形成有俯视为圆形的凹部112。该凹部112在以基部110的旋转轴X为中心的假象圆lm上沿周向等间隔地设有4个，通过设于支承部12侧的止动部件126的球127与凹部112弹性卡合，来限制托盘载置部11的绕旋转轴X的旋转。

在实施方式中，决定绕旋转轴X的周向的凹部112的角度位置，以在使托盘载置部11绕旋转轴X旋转时，在托盘载置部11的基部110的各侧缘110a～110d达到与后述轴线Y平行的角度位置的时刻，止动部件126的球127与凹部112卡合，停止托盘载置部11的旋转。

如图2(c)所示，止动部件126具有收纳于支承部12的凹孔121的弹簧Sp和支承于弹簧Sp并从凹孔121自如出入的球127，在将台车2供给于机器人R的设置行程时，该止动部件126设于支承部12的成为机器人R侧的位置。

在此，若从托盘P取出工件W，则在托盘载置部11产生重量的不平衡，以旋转轴X为基准，载置还未取出的工件W的一侧向接近支承部12的方向倾斜。

该托盘载置部11倾斜的方向为与设置机器人R的位置相反的一侧，因此，若在该托盘载置部11倾斜的一侧设有止动部件126，则在使托盘载置部11绕旋转轴X旋转时，使球127从凹部112脱离所需要的力相应地增大残留于托盘P的工件W的质量的量。

在将台车2供给于机器人R的设置行程中时，若将止动部件126的位置设定成为支承部12的机器人R侧，则止动部件126位于托盘P上先取出工件W的一侧，在使托盘载置部11绕旋转轴X旋转时，使球127从凹孔121脱离所需要的力相应地减小取出的工件W的质量的量，因此，使托盘P旋转所需要的力减小。

托盘载置部11通过由旋转机构部13的辊135按压设于基部110的突出部113(突出部113a或突出部113b)而绕旋转轴X旋转。

该旋转机构部13的辊135位于沿着配置于基准位置的托盘载置部11的侧缘110a的轴线，即与设于托盘载置部11的突出部113(113a、113b)交叉的轴线Y上，在使托盘载置部11旋转时，其沿轴线Y移动。

旋转机构部13具备与轴线Y平行设置的气缸131和通过该气缸131在轴线Y方向上进退移动的可动板132。

可动板132为从气缸131向台车2侧延伸出的板状部件，该可动板132具有达到托盘载置部11的突出部113(113a、113b)的下方的长度(参照图2(b))。

该可动板132的前端部位于固定在支承部12的下部的台车部125的附近，在该可动板132的突出部113(113a、113b)侧的上面固定有支承部件133。

而且，在该支承部件133的上部安装有具有辊135的操作部件134(参照图3(a))。

具有辊135的操作部件134与由气缸131引起的可动板132的轴线Y方向的进退移动联动，沿轴线Y方向进退移动。

在实施方式中，辊135的初始位置(参照图3的(b))被设定在以托盘载置部11的旋转轴X为中心的假想圆即以到托盘载置部11的突出部113a的前端的离开距离r为半径的假想圆lml的外侧。

在实施方式中，若辊135从该初始位置沿与托盘载置部11的突出部113a抵接的方向(图中，去路方向)移动，则辊按压突出部113(113a或113b)，托盘载置部11绕旋转轴X旋转。

另外，在沿去路方向移动的辊135向初始位置移动时，即使辊135与突出部113(113a或113b)抵接，突出部113(113a、113b)也不会被135按压。

因此，托盘载置部11只沿绕旋转轴X的周向的顺时针方向CW旋转。

下面，对具有辊135的操作部件134的支承构造进行说明。

图3是说明操作部件134的图，(a)是说明操作部件134的辊135和托盘载置部11侧的突出部113b的位置关系的图，是图2(b)的区域C的放大图。(b)是说明辊135进退移动的范围的说明，(c)、(d)是说明操作部件134的动作的图。

如图3所示，操作部件134是在前端可旋转地支承辊135的柱状部件，其将辊135在配置于与托盘载置部11侧的突出部113(113a、113b)相同高度位置的状态下，经由铰链137安装在支承部件133上。

在操作部件134中，辊135以使该辊135的旋转轴与轴线Y正交的朝向设置，当辊135沿使托盘载置部11旋转的方向(图中，去路方向)移动时，辊135的滚动面与托盘载置部11的突出部113(113a、113b)抵接。

操作部件134和支承部件133设置为相互的去路方向侧的侧缘134a、133a在同一平面，在该状态下，两侧缘134a、133a通过铰链137连接。

因此，操作部件134由支承部件133可摆动地支承，设有辊135的前端侧以铰链137的旋转轴为中心向去路方向侧(图中逆时针方向)旋转。

因此，辊135在向回路方向侧(图中右侧)移动的中途，若与托盘载置部11的突出部113(113a或113b)接触，则操作部件134的设置有辊135的前端侧旋转，进入突出部113(113a、113b)的下侧，由此，辊135不使托盘载置部11旋转而进行移动。

此外，连接操作部件134和支承部件133而安装弹簧136，该弹簧136对操作部件134作用使设有辊135的前端侧向轴线Y侧接近的方向(图3中(d)中的右方向)的旋转力(作用力)。此外，弹簧136也可以另外使用例如臂角为90度的扭簧。

因此，当向初始位置移动的辊135和突出部113(113a、113b)的接触解除时，操作部件134使设有辊135的前端侧向接近轴线Y的方向旋转，返回到使辊135配置于与托盘载置部11的突出部113(113a、113b)相同高度的位置的基准位置(参照图3(c))。

此外，在辊135向去路方向移动时，通过操作部件134的下部134b与支承部件133的上面133b接触，操作部件134被保持在使辊135与托盘载置部11侧的突出部113b抵接的轴线Y上的位置。因此，使支承部件133向去路方向移动的力F直接从辊135输入到突出部113b，使托盘载置部11绕旋转轴X旋转(参照图3(c))。

图4是说明旋转机构部13进行的托盘载置部11绕旋转轴X旋转的图。

当使配置于初始位置的辊135(参照图4(a))向去路方向(图中、参照箭头)移动时，辊135与设于托盘载置部11的突出部113a抵接。

在此状态下，操作部件134的旋转被支承部件133的上面133b限制，操作部件134的设有辊135的前端侧将辊135保持在与托盘载置部11侧的突出部113a相同高度的位置(基准位置)(参照图3(c))。

因此，托盘载置部11受从辊135向突出部113a作用的按压力，从而绕旋转轴X旋转。

在该状态下，若辊135进一步移动，则辊135一边在托盘载置部11的侧缘110b滑动，一边继续移动，因此，托盘载置部11进一步旋转(参照图4(b))。

在此，辊135的可动范围被限制到从初始位置(参照图4(a))到托盘载置部11的旋转轴X与通过突出部113b的直线Y2交叉的位置(移动结束位置)(参照图3的(b))。

因此，在使托盘载置部11绕旋转轴X旋转约70度的时刻，辊135结束第一次的去路方向上的移动，向初始位置沿回路方向移动。(参照图4(c))。

于是，由于通过托盘载置部11旋转约70度，设于侧缘110b的长度方向的中央的突出部113b位于轴线Y上，因此，向初始位置移动的辊135与该突出部113b接触(参照图4(d))。

在此，操作部件134的设有辊135的前端侧在从该突出部113b离开的方向上可摆动，因此，操作部件134的设有辊135的前端侧旋转，进入突出部113(113a、113b)的下侧(参照图3(d))。

因此，从向初始位置移动的辊135向突出部113不作用按压力，因此，辊135不使托盘载置部11向逆时针方向旋转而可以到达初始位置(参照图4(e))。

而且，当辊135开始第二次的沿去路方向的移动时(图4(e)，参照箭头)，辊135再次抵接于托盘载置部11的侧缘110b的突出部113b。

在该状态下，操作部件134的旋转受支承部件133的上面133b限制，操作部件134的设有辊135的前端侧使辊135保持在与托盘载置部11侧的突出部113a相同高度的位置(基准位置)(参照图3(c))。

因此，托盘载置部11受从辊135向突出部113a作用的压力，从而绕旋转轴X以顺时针方向旋转(参照图4(f))。

而且，当辊135到达移动结束位置时，止动部件126(参照图2)与托盘载置部11的凹部112弹性卡合，托盘载置部11在将该托盘载置部11的侧缘110b配置为与轴线Y平行的位置被保持。

这样，由于通过辊135的两次往复移动，托盘载置部11绕旋转轴X旋转90度，所以在托盘载置部11上的托盘P上装载的工件W的绕旋转轴X的角度位置改变，可以使工件W移动到机器人臂的可动范围内。

如上述，实施方式中，

(1)一种托盘的旋转装置1，具备：俯视形成正方形形状的托盘载置部11、绕设定在托盘载置部11的中央的旋转轴X可旋转地支承托盘载置部11的支承部12、使托盘载置部11绕旋转轴X旋转的旋转机构部13，其中，构成为，旋转机构部13具有：设于托盘载置部11的各侧缘110a～110d的突出部113、在沿着配置于基准位置的托盘载置部11的一侧缘110a的轴线即与设于一侧缘110a的突出部113交叉的轴线Y上移动的操作部件134，在侧缘110a～110d，在俯视的侧缘的长度方向的一端部和中央部设有突出部113，在操作部件134从使突出部113位于轴线Y上的侧缘110a～110d的一端侧向另一端移动时，由操作部件134按压突出部113，托盘载置部11绕旋转轴X旋转。

根据这样的构成，当沿轴线Y移动的操作部件134与位于轴线Y上的突出部113接触时，托盘载置部11受从操作部件134向突出部113作用的按压力而绕旋转轴X旋转，因此，改变了载置于托盘载置部11的托盘P的朝向。

由此，由于变更了在托盘载置部11上的装载于托盘P的工件W的绕旋转轴X的角度位置，因此，可以使工件W移动至托盘载置部11的绕旋转轴X的设定于规定角度范围内的机器人臂的可动范围。

(2)在支承部12设有具有与设于托盘载置部11的凹部112(卡合凹部)卡合的球127(卡合部)的止动部件126，

在支承部12，止动部件126设于以俯视的旋转轴X为基准，将载置于托盘载置部11的托盘P上的工件W取出的机器人R的设置位置侧。

根据这样的构成，止动部件126位于托盘P上先取出工件W的一侧，在使托盘载置部11绕旋转轴X旋转时，使球127从凹部112脱离所需要的力相应地减小取出的工件W的质量的量，因此，使托盘载置部11旋转所需的力减小。

因此，可以抑制产生使托盘载置部11旋转所需的力的气缸131的大型化。

(3)在托盘载置部11，在与支承部12的对向面上设有凹部112，在以旋转轴X为基准的假想圆lm上沿周向以规定间隔设有多个该凹部112，并且，凹部112被设置在当该托盘载置部11的侧缘110a～110d中的两个处于与轴线Y平行的角度位置时，绕旋转轴X旋转的托盘载置部11与球127卡合的位置。

根据这样的构成，在使托盘载置部11绕旋转轴X各旋转规定角度时，球127与凹部112卡合，托盘载置部11被定位在使其边缘110a～110d中两个沿着轴线Y的位置。

由此，在使托盘P旋转时，在托盘P上载置的工件W的绕旋转轴X的角度位置没有很大变化，因此，可以使工件W在机器人臂的可动范围内适当移动。

在此，考虑了例如日本特开实昭53－132485号公报所公开的那样在台车2上追加分割机构而使托盘P进行自动地旋转，但该情况下，对台车2的改造会增大。

在将实施方式的旋转装置1用于台车2的情况下，也易于改造台车2，可以通过简单的构成自动进行托盘P的旋转。

(4)操作部件134由沿轴线Y方向进退移动的支承部件133(可动部件)可摆动地支承，与位于轴线Y上的突出部113(113a、113b)的抵接部即操作部件134的辊135绕与轴线Y正交的摆动轴可位移，

在操作部件134从一端侧的初始位置向另一端侧移动时，通过抵接于支承部件133的上面133b的下部134b限制操作部件134的摆动，并且，在操作部件134从另一端向初始位置移动时，可使操作部件134摆动，辊135可以向远离轴线Y的下方位移，

使操作部件135跨过支承部件113设置用于使向远离轴线Y的下方位移的辊135回复到轴线Y上的基准位置的弹簧136，从弹簧136向操作部件134作用使辊135向轴线Y上的基准位置位移的方向的作用力。

根据这样的构成，可以形成为，在使操作部件134沿轴线Y进退移动时，在操作部件134向另一端侧的一方移动时，托盘载置部11的突出部113(113a、113b)由辊135按压而绕旋转轴X旋转，在向初始位置侧的另一方移动时，托盘载置部11不旋转。

因此，即使使辊135在同一轴线Y上进退移动，托盘载置部11也只在绕旋转轴X的一方向可旋转，因此，通过简单的构成，可以实现辊135的往复移动实现的托盘P的旋转。

(5)操作部件134的辊135沿轴线Y移动时的移动范围设定在直至托盘载置部11的侧缘110的长度方向的中央部设置的突出部113b为止的范围。

根据这样的构成，通过辊135的两次往复移动，托盘载置部11绕旋转轴X旋转90度，因此，变更在托盘载置部11上的托盘P上装载的工件W的绕旋转轴X的角度位置，可以使工件W移动到机器人臂的可动范围内。

另外，可以不进行使托盘载置部11在绕旋转轴X旋转的中途停止等的控制，通过使辊135在可动范围往复的简单动作，可以实现托盘载置部11上的托盘P的旋转。

图5是说明变形例的操作部件140的图。

变形例的操作部件140的设于长度方向的中途位置的支承部141由设于支承部件133的保持部150摆动自如地支承。

该操作部件140隔着支承部141，一侧成为与托盘载置部11的突出部113抵接的抵接部142，另一侧成为限制操作部件140旋转的限制部143。

连结抵接部142和支承部141的线段Ll与连结限制部142和支承部141的线段L2以规定角度θ交叉，

如果将由保持部150支承的操作部件140配置于使限制部142与支承部件133的上面133b抵接的基准位置，则隔着支承部141而位于限制部142的相反侧的抵接部142配置于限制部143的更上方，使由抵接部142可旋转地支承的辊135位于轴线Y上。

在实施方式中，操作部件140通过未图示的螺旋弹簧保持在使辊135位于轴线Y上的基准位置。

因此，如果支承部件133向使托盘载置部11旋转的方向(图中，去路方向)移动，辊135抵接于突出部113(113a、113b)，则支承辊135的操作部件140由限制部143限制向图中顺时针方向的旋转，因此，通过辊135的移动，使支承部件133向去路方向移动的力F直接从辊135输入到突出部113(113a、113b)，使托盘载置部11绕旋转轴X旋转。

另外，在支承部件133向辊135返回到初始位置的方向移动时，如果辊135与突出部113(113a、113b)抵接，则操作部件140的抵接部142侧可以向比轴线Y更靠下方进行位移，因此，操作部件140的设有辊135的前端侧旋转，进入突出部113(113a、113b)的下侧，由此，辊135可以不使托盘载置部11旋转，而进行移动。

通过采用这样的操作部件140，也可以实现与上述的操作部件134的情况相同的效果。

Claims (5)

1.一种托盘的旋转装置，具备：

托盘载置部，其俯视形成正方形形状；

支承部，其以使所述托盘载置部可绕设定于所述托盘载置部的中央的旋转轴旋转的方式支承所述托盘载置部；

旋转机构，其使所述托盘载置部绕所述旋转轴旋转，其特征在于，

所述旋转机构具有：

突出部，其设于所述托盘载置部的各侧缘；

操作部件，其在沿着配置于基准位置的所述托盘载置部的一个侧缘的轴线即与设于所述一个侧缘的突出部交叉的轴线上移动，

所述突出部设于所述俯视的所述各侧缘的一端部和中央部，

所述操作部件以从使所述突出部位于所述轴线上的侧缘的所述一端侧向另一端侧移动的方式设置。

2.如权利要求1所述的托盘的旋转装置，其特征在于，

在所述支承部设置有止动部件，该止动部件具有与设于所述托盘载置部的卡合凹部卡合的卡合部，

在所述支承部，所述止动部件以所述俯视的所述旋转轴为基准设置在将载置于所述托盘载置部的托盘上的工件取出的机器人的设置位置侧。

3.如权利要求2所述的托盘的旋转装置，其特征在于，

在所述托盘载置部，在与所述支承部的对向面设有所述卡合凹部，

所述卡合凹部在周向以规定间隔在以所述旋转轴为基准的假想圆上设置有多个，并且，

所述卡合凹部设置在当该托盘载置部的侧缘处于与所述轴线平行的角度位置时绕所述旋转轴旋转的所述托盘载置部与所述卡合部卡合的位置。

4.如权利要求1～3中任一项所述的托盘的旋转装置，其特征在于，

所述操作部件由沿所述轴线方向进退移动的可动部件可摆动地支承，与位于所述轴线上的所述突出部的抵接部绕与所述轴线正交的摆动轴可位移，

所述操作部件具有：

限制装置，其限制所述操作部件从所述一端侧向所述另一端侧移动时的所述操作部件的摆动；

施力装置，其施加使绕所述摆动轴摆动的所述操作部件朝向使所述抵接部位于所述轴线上的基准位置摆动的方向的作用力。

5.如权利要求1～4中任一项所述的托盘的旋转装置，其特征在于，

所述操作部件的从使所述突起位于所述轴线上的侧缘的一端侧向另一端移动时的移动范围被设定为，直至在使所述突起位于所述轴线上的侧缘的长度方向的中央部设置的突出部为止的范围。