JP2005075544A - ワーク供給装置及びこれを用いたワーク加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの加工精度を向上しつつ生産コストを抑えることができるワーク供給装置と加工システムを提供する。
【解決手段】 ワーク２を搬送して供給する第一と第二のフィーダ装置を備えたワーク供給装置１である。ワーク２に形成された貫通孔２ａに貫通可能なワイヤー状のガイド部材５を上下方向とこの部分に繋がる水平方向の２つの搬送エリアに設ける。この両搬送エリアで搬送されるワークには前記ガイド部材５が貫通されている。そして、ガイド部材５により、当該ワーク２の中心軸がほぼ搬送方向７に合わせられ、当該ワーク２の姿勢を整列する。姿勢が整列されたワーク２を加工手段へその状態のまま供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のワーク（部品等）を同時に搬送するワーク供給装置とこれを用いたワーク加工システムに関する。

各種のワークを供給先に搬送するワーク供給装置においては、例えば振動式ボウルフィーダに振動式直進フィーダを繋いだものがある（特許文献１参照）。
特開２００１−２５３５３３号公報（図２）

例えば、上記特許文献１のような部品供給装置からワークを加工機に供給する場合、当該ワークの方向が変わってしまい、加工ができないことがあった。例えばワークを軸受けとした場合には、特に軽量で幅の小さい軸受けは、直進フィーダ上の搬送途中で転倒しまい方向が変わってしまうので、当該軸受けの加工ができなくなることがある。
そのため、箱に溜められた軸受けの人手による棒通しを行い、いくつかの軸受けの方向を予め揃えておく。そして、これをそのまま直進フィーダ上に設置して、供給先の加工機へ押し込んでいくという作業を繰り返すことが考えられる。
しかしながら、このようにした場合であっても、数個の軸受けを直進フィーダ上へ設置するという作業を、何度も人手で繰り返すために、直進フィーダ上での軸受けの流れが途切れたり、軸受けの方向が不安定となるので、加工することはできても加工精度が低下する。また、人手も必要とするので生産コストが嵩んでしまう。

本発明は、このような実情に鑑み、供給先への安定した自動供給を可能とし、供給先でのワークの加工精度を向上しつつ生産コストを抑えることができるワーク供給装置とこの装置を用いたワーク加工システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、リング状の多数のワークを排出口から一つずつ落下させる第一のフィーダ装置と、この第一のフィーダ装置から落下させた前記ワークを水平方向に搬送する第二のフィーダ装置と、前記第一のフィーダ装置の排出口から第二のフィーダ装置の受取口にわたる上下方向の第一搬送エリア及び、この第一搬送エリアの下端から前記第二のフィーダ装置の搬送路全長に沿う水平方向の第二搬送エリアの両搬送エリアに沿って設けられ、前記ワークに貫通可能なワイヤー状のガイド部材と、を備え、このガイド部材は、ワークの中心軸が上下方向から水平方向となるように第一搬送エリアで落下してきた当該ワークの方向を変え、さらに第二搬送エリアで当該中心軸が水平方向となるようにワークを整列しつつ、各搬送エリアで搬送されるワークに貫通し、かつワークの貫通孔でのみ支承されることを特徴とするワーク供給装置とするものである。

上記のワーク供給装置によれば、搬送エリアで搬送されるワークは、当該ワークに貫通するガイド部材に案内される。このガイド部材は、上下方向の第一搬送エリア及び水平方向の第二搬送エリアに沿って設けられているので、ワークは、第一のフィーダ装置の排出口から、上下方向の当該第一搬送エリアに沿って落下する。第一搬送エリアで落下してきたワークは、上下方向から水平方向にその中心軸の向きを変え、次の第二搬送エリアに搬送されていく。この第二搬送エリアでは、ワークの中心軸が水平方向となるように当該ワークがガイド部材により整列され、同時に、当該ワークの転倒も防止されている。また、ワイヤー状のガイド部材をワークに貫通させるだけなので、ワーク供給装置の構造が簡単で、ワークの段取り替えも簡単となる。
また、ガイド部材はワークの貫通孔でのみ支承されているので、前記両搬送エリアで当該ワークの流れが当該ガイド部材により止められることがない。

上記ワーク供給装置におけるワークを軸受けとするのが好ましい。この場合、特に幅の狭い小径の軸受けの供給先での加工精度が向上するので、当該軸受けの品質が安定する。
さらに、本発明の部品加工システムは、リング状の多数のワークを排出口から一つずつ落下させる第一のフィーダ装置と、この第一のフィーダ装置から落下させた前記ワークを水平方向に搬送する第二のフィーダ装置と、この第二のフィーダ装置の終端に連結され、当該第二のフィーダ装置から供給されたワークを加工する加工手段と、前記第一のフィーダ装置の排出口から第二のフィーダ装置の受取口にわたる上下方向の第一搬送エリア及び、この第一搬送エリアの下端から前記第二のフィーダ装置の搬送路全長に沿う水平方向の第二搬送エリアの両搬送エリアに沿って設けられ、前記ワークに貫通可能なワイヤー状のガイド部材と、を備え、このガイド部材は、ワークの中心軸が上下方向から水平方向となるように第一搬送エリアで落下してきた当該ワークの方向を変え、さらに第二搬送エリアで当該中心軸が水平方向となるようにワークを整列しつつ、各搬送エリアで搬送されるワークに貫通し、かつワークの貫通孔でのみ支承されることを特徴とするものである。

上記部品加工システムによれば、搬送エリアで搬送されるワークは、当該ワークに貫通しているガイド部材に案内される。このガイド部材は、第一搬送エリアと第二エリアに沿って設けられているので、ワークは、第一のフィーダ装置の排出口から、上下方向の当該第一搬送エリアに沿って落下する。ワークは第一搬送エリアで落下しつつ上下方向から水平方向にその中心軸の向きを変え、次の第二搬送エリアに搬送されていく。
このガイド部材は、この第二搬送エリアでは、ワークの中心軸が水平方向となるように当該ワークがガイド部材により整列され、同時に、当該ワークの転倒も防止されている。
ガイド部材により整列され、かつ転倒も防止された安定した状態のワークを加工手段に自動投入することで、ワークの姿勢が安定した状態のままで加工できるので加工精度が向上する。また、ワイヤー状のガイド部材をワークに貫通させるだけなので、ワーク供給装置の構造が簡単でワークの段取り替えも簡単となる。
さらに、ガイド部材はワークの貫通孔でのみ支承されているので、前記両搬送エリアで当該ワークの流れが当該ガイド部材により止められることがない。

本発明によれば、簡単な構成で、ワークの姿勢が安定した状態のままで供給先へ自動投入できるようにしているので、供給先でのワークの加工精度を向上しつつ生産コストを抑えることができる

以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。図１は、ワークをワーク供給装置１で加工手段であるスルー加工機３１に供給している状態を示す側面図である。図２は、その平面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るワーク供給装置１は、ワークとしての軸受け２を順次排出する第一のフィーダ装置であるボウルフィーダ装置３と、このボウルフィーダ装置３から排出された当該軸受け２を搬送する第二のフィーダ装置である直進フィーダ装置４と、前記ボウルフィーダ装置３から直進フィーダ装置４にわたる搬送路に沿って設けられたＬ字状のガイド部材５とが備えられている。さらに、前記ワーク供給装置１を用いた部品加工システム３０の一実施形態として、前記直進フィーダ装置４の供給先に、軸受け２の加工手段であるスルー加工機３１が設置されている。そして、搬送路に沿って軸受け２が搬送されており、当該すべての軸受け２には前記ガイド部材５が串刺し状に貫通している。

本実施形態に係るワーク供給装置１は、特に、ワークとしての各種口径を有する軸受け２を供給先に供給する場合に用いられるものである。
そして、このワーク供給装置１には、ボウルフィーダ装置３の排出口１０から直進フィーダ装置の受取口１１にわたる上下方向の第一搬送エリアと、この第一搬送エリアの下端から前記第二のフィーダ装置の搬送路全長に沿う水平方向の第二搬送エリアとが形成されている。
ボウルフィーダ装置３は、一般に用いられている公知のものであり、ホッパ３ａ内に貯蔵された軸受け２を、らせん状の給送トラックに沿って振動作用により内方から外方に向かって送り出すものである。このボウルフィーダ装置３には、図示しないがワークに振動を与えるための振動装置などや、これらを制御するコントローラが備えられている。ボウルフィーダ装置３の上部外側には、排出口１０から軸受け２を排出するシュート部６が設けられている。前記排出口１０からから直進フィーダ装置４の受取口１１にわたり上下方向の第一の搬送エリアが形成されている。ここでは、軸受け２の中心軸を上下方向（搬送方向）に向けて、当該軸受け２が直進フィーダ装置４の受取口１１へ落下するように搬送されている。シュート部６は、断面円形で、縦方向の長さは約１０ｃｍとされている。シュート部６の内側には、筒状のパイプ部材６ａが当該シュート部６の内周面に内嵌されている。パイプ部材６ａの内周径は、軸受け２の外周径よりも若干大きめとされ、当該軸受け２がその内側を落下できるようになっている。さらに、パイプ部材６ａは、シュート部６の内周面に挿脱自在とされ、交換可能となっている。パイプ部材６ａを交換することで、シュート部６の内周径を変更することが可能となっている。これにより、供給する軸受け２の外周径毎に、ワーク供給装置１を適合させることができる。

ボウルフィーダ装置３の排出先に設置された直進フィーダ装置４は、当該ボウルフィーダ装置３の排出口１０から１つずつ落下してきた軸受け２を、水平方向の搬送路に沿って搬送するものである。この直進フィーダ装置４により、水平方向の第二の搬送エリアが形成されている。この直進フィーダ装置４は、従来から一般に使用されている公知のものを使用することができる。本実施形態では、軸受け２の外周を受けるために搬送板が断面略Ｖ字型の溝部を有する（図示略）直進フィーダ装置４が用いられている。Ｖ字型の溝部に軸受け２の外周面が接しながら、当該軸受け２が搬送されていく。なお、この直進フィーダ装置４は、当該直進フィーダ装置４に備えられたトラフ（図示せず）の往復運動による振動によって搬送するものである。なお、搬送路が平板上の平ベルトが使用された振動コンベアを使用することも可能である。この場合、平ベルトの両サイド側には、軸受けを起立状態で支持するための保持部材が設けられる。また、直進フィーダ装置４の長さは、特に限定するものではないが、軸受け２を供給先へ押し込んでいく推進力が発生するだけの寸法が必要である。

また、本実施形態の部品加工システム３０は、特に軸受け２などのワークを精度良く加工する場合に用いられるものである。
部品加工システム３０として、前記ワーク供給装置１に備えられた直進フィーダ装置４の供給先には、軸受け２の外周面をスルー加工する加工手段であるスルー加工機３１が設置されている。このスルー加工機３１は、直進フィーダ装置４の終端に連結されており、当該直進フィーダ装置４から流れてきた軸受け２の外周面を順次スルー加工するものである。
このスルー加工機３１中では、軸受け２の中心軸をほぼ搬送方向７に合わせた状態でスルー加工が行われる。そのため、スルー加工機３１に軸受け２が供給される手前、即ち軸受け２を直進フィーダ装置４からスルー加工機３１に供給する時点で、当該軸受け２の中心軸がほぼ搬送方向７に合わされ、軸受け２の姿勢が定まった状態でなければ、高い加工精度を得ることができない。

ガイド部材５は、ボウルフィーダ装置３のシュート部６上部の供給口１０から、直進フィーダ装置４の受取口１１にわたる上下方向の第一搬送エリアと、この第一搬送エリアの下端から直進フィーダ装置４の搬送路全長に沿う水平方向の第二搬送エリアにわたってＬ字状に設けられている。
そして、このガイド部材５は、ボウルフィーダ装置３のシュート部６に内嵌されたパイプ部材６ａの内周面縦方向に沿う部分及びこの部分から屈曲部までの部分の第一搬送エリアの鉛直部５ａと、シュート部６の下側で上下方向から水平方向に直角に曲げられる湾曲部５ｂと、ここから直進フィーダ装置４のＶ字溝に沿ってスルー加工機３１の供給口１２２の近傍まで水平方向に延びる第二搬送エリアの水平部５ｃとにより構成されている。
鉛直部５ａは、シュート部６に内嵌されたパイプ部材６ａ略中央部に維持され、水平部５ｃは、直進フィーダ装置４のＶ字状の搬送板から軸受けの略半径分ほど離間したところで維持されている。湾曲部５ｂは、ガイド部材５を上下方向から水平方向へ曲げる曲げ加工が施されている。

このガイド部材５は、ワイヤー状とされ、軸受け２などのワークの貫通孔２ａに貫通可能で、本発明に使用できる所要強度、弾性等を有するものであればどのようなものでもよい。例えば各線径を有するピアノ線などが用いられ、例えば軸受け２の内径が１６ｍｍであれば、１０ｍｍ程度のものが、内径が４ｍｍの軸受け２であれば、３ｍｍ程度のガイド部材５が使用される。
このように搬送路に沿って維持されたガイド部材５は、上記鉛直部５ａ、湾曲部５ｂ、水平部５ｃのいずれの部分においても、軸受け２の貫通孔２ａに遊挿された状態を保ち、当該貫通孔２ａにのみ支承されている。

このように、シュート部６のパイプ部材６ａの中央部や直進フィーダ装置４の搬送板から離間したところにガイド部材５が支承されているのは、次の理由による。
シュート部６内に複数の軸受け２を詰まらせて、当該軸受け２を連続した数珠つなぎ状とする。そして、軸受け２の貫通孔２ａが連続して繋がることにより形成された内周連続部２Ａが、ガイド部材５の鉛直部５ａを支承することになる。
さらに、直進フィーダ装置４の搬送板上にも軸受け２が数珠つなぎ状に貯留されており、同様に軸受け２の貫通孔２ａが連続して繋がることにより形成された内周連続部２Ａが、ガイド部材５の水平部５ｃを支承することになる。

このようにすることで、ガイド部材５が貫通した軸受け２により、連続した内周連続部２Ａが、第一搬送エリアと第二搬送エリアに沿って形成され、この連続円筒部２Ａの内径（即ち軸受け２の内径）に近い線径を有するガイド部材５を使用することと、当該ガイド部材５が有する剛性とが相俟って、当該ガイド部材５は自ずとシュート部６の中央部や、直進フィーダ装置４の搬送板から離間したところで支承される。
そして、搬送トラックでシュート部６まで搬送されてきた軸受け２は、排出口１０から第一搬送エリアに沿って下方へ落下する際に、当該軸受け２の貫通孔２ａにガイド部材５の鉛直部５ａが貫通されていく。この際、ボウルフィーダ装置３の排出速度（ボウルフィーダ装置３のシュート部への排出速度）よりも、直進フィーダ装置４の搬送速度（直進フィーダ装置４からスルー加工機３１への供給速度）を遅く設定する。即ち、直進フィーダ装置４で搬送される軸受け２の単位時間当たりの搬送個数よりも、ボウルフィーダ装置３から排出される軸受け２の単位時間当たりの排出個数を多くする。

ここでは、シュート部６のパイプ部材６ａの中央部にガイド部材５が支承されているので、シュート部６の排出口１０から落下していく軸受け２は、当該軸受け２の貫通孔２ａに必ずガイド部材５が貫通する。
このように、ガイド部材５は軸受け２の貫通孔２ａにより形成された内周連続部２Ａでのみ支承される。そして、軸受け２が、このガイド部材５が設けられている第一搬送エリアと第二搬送エリアに沿って、ボウルフィーダ装置３の排出口１０から直進フィーダ装置４の受取口１１を経て、当該直進フィーダ装置４の供給口１２まで順次搬送されていく。

部品加工システム３０による、ワーク供給装置１から供給される軸受け２のスルー加工機３１での加工は次のようにして行われる。
ボウルフィーダ装置３の搬送トラックでシュート部６の上部まで搬送されてきた軸受け２は、シュート部６の排出口１０から落下する際に、当該軸受け２の貫通孔２ａに鉛直部５ａの端部が貫通される。そして、軸受け２はシュート部６内周部（パイプ部材６ａ内周部）と鉛直部５ａに案内されて下方へ落下搬送されていき、ボウルフィーダ装置３から次々と排出される。排出されてきた軸受け２は、湾曲部５ｂに案内されて当該軸受けの中心軸を上下方向から水平方向となるように、その搬送方向７を水平方向へと変え、直進フィーダ装置４へと搬送される。そして、直進フィーダ装置４上の水平部５ｃで、軸受け２の中心軸が水平方向となるように当該軸受け２の姿勢を整列しつつ搬送方向（図１右方向）へ案内されていく。スルー加工機３１へ軸受け２が供給される時点で、当該軸受け２の中心軸がほぼ搬送方向７に合わされ、軸受け２の姿勢が定まった状態となっている。この状態を保ったまま、軸受け２はスルー加工機３１へ押し込まれていき、当該軸受け２のスルー加工が施される

ボウルフィーダ装置３の排出速度は、その終端に連結されているスルー加工機３１の加工搬送速度よりも速く設定されている。したがって、ボウルフィーダ装置３から排出されてきた多数の軸受け２は、直進フィーダ４上で搬送方向右側へ詰まった状態となっている。この際、直進フィーダ４上のすべての軸受け２の貫通孔２ａには、ガイド部材５が貫通している。したがって、これらの軸受け２は、その中心軸をほぼ搬送方向７（水平方向）に合わせつつ、各軸受け２の両側面が近接するか、あるいは接触した数珠つなぎの状態で並べられる。

このように、直進フィーダ４上では、ほぼすべての軸受け２が、その姿勢を整列させた状態で整然と並べられ、搬送方向７に搬送される。即ち、軸受け２の径線を鉛直方向に合わせた起立状態のままで、連続してスルー加工機３１に自動的に押し込んでいくことができる。したがって、スルー加工機３１への軸受け２の流れが安定する。
また、すべての軸受け２にはガイド部材５が貫通されているので、特に幅の狭い軸受け２を供給する場合であっても、当該軸受け２が自立できるので搬送路上で転倒することもない。
さらに、ガイド部材５は軸受け２の貫通孔２ａにより形成された内周連続部２Ａでのみ支承されているので、第一搬送エリア及び第二搬送エリアで当該ワークの流れが当該ガイド部材により止められることがない。

以上説明したように、本実施形態に係るワーク供給装置１は、供給先への安定した自動供給を可能とすることができる。また、ワーク供給装置１を用いた本実施形態にかかる加工システム３０は、当該ワーク供給装置１に供給された軸受け２をスルー加工機３１により精度良く加工することができる。
特に、小径の軸受け２の場合、その幅は狭く軽量であるため、搬送路上で転倒したり、当該軸受け２の姿勢が変わってしまいがちである。しかし、本実施形態にかかるワーク供給装置１を使用することで、小径の軸受け２であっても非常に安定した状態で加工手段に供給することができる。
また、ワイヤー状のガイド部材５を搬送路に設けるだけでよいので、取り付け作業が簡易であり、ワーク供給装置１の構成部材も少なくて済むので、軸受け２の生産コストを下げることができる。また、搬送路の方向転換が自在にできるので利便性が高い。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではない。ワークは軸受け２に限らず、リング状でガイド部材５を貫通できるものであればよい。また、フィーダ装置３，４、加工手段は上記実施例に記載したものに限られるものではない。

本発明に係るワーク供給装置１で加工手段であるスルー加工機３１にワークを供給している状態を示す側面図である。 同平面図である。

符号の説明

１ ワーク供給装置
２ 軸受け
２ａ 貫通孔
３ ボウルフィーダ装置（第一のフィーダ装置）
４ 直進フィーダ装置（第二のフィーダ装置）
５ ガイド部材
６ シュート部
６ａ パイプ部材
７ 搬送方向
３０ 部品加工システム
３１ スルー加工機

Claims (3)

1. リング状の多数のワークを排出口から一つずつ落下させる第一のフィーダ装置と、
   この第一のフィーダ装置から落下させた前記ワークを水平方向に搬送する第二のフィーダ装置と、
   前記第一のフィーダ装置の排出口から第二のフィーダ装置の受取口にわたる上下方向の第一搬送エリア及び、この第一搬送エリアの下端から前記第二のフィーダ装置の搬送路全長に沿う水平方向の第二搬送エリアの両搬送エリアに沿って設けられ、前記ワークに貫通可能なワイヤー状のガイド部材と、を備え、
   このガイド部材は、ワークの中心軸が上下方向から水平方向となるように第一搬送エリアで落下してきた当該ワークの姿勢を変え、さらに第二搬送エリアで当該中心軸が水平方向となるようにワークを整列すべく、各搬送エリアで搬送されるワークに貫通し、かつワークの貫通孔でのみ支承されることを特徴とするワーク供給装置。
2. 前記ワークは軸受けである請求項１に記載のワーク供給装置。
3. リング状の多数のワークを排出口から一つずつ落下させる第一のフィーダ装置と、
   この第一のフィーダ装置から落下させた前記ワークを水平方向に搬送する第二のフィーダ装置と、
   この第二のフィーダ装置の終端に連結され、当該第二のフィーダ装置から供給されたワークを加工する加工手段と、
   前記第一のフィーダ装置の排出口から第二のフィーダ装置の受取口にわたる上下方向の第一搬送エリア及び、この第一搬送エリアの下端から前記第二のフィーダ装置の搬送路全長に沿う水平方向の第二搬送エリアの両搬送エリアに沿って設けられ、前記ワークに貫通可能なワイヤー状のガイド部材と、を備え、
   このガイド部材は、ワークの中心軸が上下方向から水平方向となるように第一搬送エリアで落下してきた当該ワークの姿勢を変え、さらに第二搬送エリアで当該中心軸が水平方向となるようにワークを整列すべく、各搬送エリアで搬送されるワークに貫通し、かつワークの貫通孔でのみ支承されることを特徴とするワーク加工システム。

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