JP2021013986A - Automatic carrier machine for workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワーク搬送ロボットが衝突した後の修復を簡単に行うことが可能なワーク自動搬送機に関する。 The present invention relates to an automatic work transfer machine capable of easily performing repair after a work transfer robot collides.
複数の工作機械が並べられた加工機械ラインなどでは、ワーク自動搬送機によって各々の工作機械にワーク搬送が行われる。そのワーク自動搬送機は、例えば、工作機械の間を走行装置に搭載したワーク搬送ロボットが移動し、該当する工作機械の前で停止した後、主軸チャックに対するワークの受渡しが行われる。そうしたワーク自動搬送機は、ワーク搬送ロボットによって正確なワークの受渡しを行うため、相手装置となる主軸チャックとの芯出しのためのティーチングが行われる。 In a machining machine line or the like in which a plurality of machine tools are lined up, a work is transferred to each machine tool by an automatic work transfer machine. In the work automatic transfer machine, for example, a work transfer robot mounted on a traveling device moves between machine tools, stops in front of the corresponding machine tool, and then delivers the work to the spindle chuck. In such an automatic work transfer machine, since the work transfer robot accurately delivers the work, teaching is performed for centering with the spindle chuck which is the mating device.
ワーク自動搬送機は、把持したワークの僅かなズレなどによりワーク搬送中に工作機械内で衝突を起こしてしまうことがあるが、そうした場合、芯出し設定が狂ってしまうため再度ティーチングのやり直しが必要になる。その際、ワーク搬送ロボットの関節部分などに生じたズレはサーボモータに対するティーチングによって比較的容易に回復させることができるが、構造的なズレや変形が生じてしまった場合には、該当箇所を先行して探し出し元の状態に戻すための修復をしなければならず、再稼働までに多くの時間を要してしまっていた。 The automatic work transfer machine may cause a collision in the machine tool during work transfer due to slight deviation of the gripped work, but in such a case, the centering setting will be incorrect and it will be necessary to redo the teaching. become. At that time, the deviation that occurs in the joint part of the work transfer robot can be recovered relatively easily by teaching to the servo motor, but if structural deviation or deformation occurs, the relevant part precedes. It had to be repaired to find it and return it to its original state, and it took a lot of time to restart.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、衝突後の修復を簡単にすることができるワーク自動搬送機を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic work transfer machine capable of simplifying repair after a collision in order to solve such a problem.
本発明に係るワーク自動搬送機は、複数のブラケットを介してベースに対し裏面側が固定された走行台プレートと、前記走行台プレートの前面側に設けられたレールに沿って移動するように前記走行台プレートに組み付けられた走行装置と、前記走行装置上に搭載されたワーク搬送ロボットと、を有し、前記複数のブラケットの一つが、前記ワーク搬送ロボットの衝突時に受ける衝撃荷重の方向に長い長孔が形成され、その長孔を通したボルトの締結によって前記走行台プレート側に取り付けられた衝撃吸収ブラケットである。 The work automatic transfer machine according to the present invention travels so as to move along a traveling table plate whose back surface side is fixed to a base via a plurality of brackets and a rail provided on the front surface side of the traveling table plate. It has a traveling device assembled on a base plate and a work transfer robot mounted on the traveling device, and one of the plurality of brackets has a length long in the direction of the impact load received when the work transfer robot collides. It is a shock absorbing bracket attached to the running platform plate side by fastening a bolt through which a hole is formed.
前記構成によれば、ワーク搬送ロボットの衝突時には、衝撃吸収ブラケットにおける長孔を通したボルトの締結部分に位置ズレが生じるようにしたため、修復箇所の特定が容易であり、走行台プレートを元の状態に戻す修復作業も簡単に行うことができる。 According to the above configuration, when the work transfer robot collides, the position of the bolt fastening portion through the elongated hole in the shock absorbing bracket is displaced, so that the repaired portion can be easily identified and the traveling table plate is returned to the original position. Restoration work to return to the state can also be easily performed.
本発明に係るワーク自動搬送機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、加工機械ラインに組み込まれたワーク自動搬送機を例に挙げて説明する。図1は、その加工機械ラインの一部を示した斜視図である。加工機械ライン1は、工作機械などの作業機が複数並べられ、ワークに対する所定の加工などがそれぞれ行われる。そして、本実施形態では工作機械などがモジュール化され、複数の加工モジュール3が、図示するように隣同士接近した状態でベース2の上に搭載されている。
An embodiment of the automatic workpiece transfer machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, an automatic workpiece transfer machine incorporated in a processing machine line will be described as an example. FIG. 1 is a perspective view showing a part of the processing machine line. In the
加工機械ライン1は、1台のベース2の上に2機の加工モジュール3が搭載され、加工内容によってベース2及び所定の加工モジュール3を任意に増減させることが可能である。加工機械ライン1は、加工モジュール3が全て同じ形状の外装カバーによって構成され、ライン全体で外観の統一が図られている。図面には外装カバーのうちラインの前面部となる前カバー4が示されているが、加工機械ライン1は、この前カバー4によってライン方向(Y軸方向)に広がった搬送空間5が形成される。なお、本実施形態では、加工モジュール3の機体幅方向をY軸方向とし、機体前後方向をZ軸方向、そして機体上下方向をX軸方向として説明する。
In the
加工モジュール3は、ベース2に形成されたレール上に可動ベッドが搭載され、その可動ベッドに旋盤やマシニングセンタなどの加工機本体が組み付けられている。従って、図1には加工時の加工モジュール3が示されているが、メンテナンスや部品交換時には前後方向(Z軸方向)へ移動させることが可能である。図示する加工モジュール3は旋盤であり、主軸チャックに把持されたワークに対して加工を行う加工室6が構成されている。加工室6には機体前側に搬送用窓が形成され、自動開閉扉601が開くことにより搬送ロボットが加工室6内に入り込んでワークの受渡しが行われるようになっている。
In the
図2及び図3は、本実施形態のワーク自動搬送機を示した斜視図であり、多関節ロボットが折り畳まれた移動時の状態と、多関節ロボットが伸びたワーク受渡し時の状態がそれぞれ示されている。ワーク自動搬送機8は、主に主軸チャックなどとワークの受渡しを行う多関節ロボット11と、その多関節ロボット11を移動させる走行装置12によって構成されている。多関節ロボット11は、走行台15の上に旋回テーブル16を介して組み付けられている。旋回テーブル16の上には支持台17が固定され、そこに第1関節機構21を介して上腕部材18が連結され、更に上腕部材18には第2関節機構22を介して前腕部材19が連結されている。そして、多関節ロボット11の先端部となる前腕部材19の端部には、ワークの掴み替えを行うロボットハンド24が組み付けられている。
2 and 3 are perspective views showing the work automatic transfer machine of the present embodiment, and show a state when the articulated robot is folded and moved, and a state when the articulated robot is extended and handed over the work, respectively. Has been done. The work
走行装置12は、ベース2の前面側に走行台プレート26が固定され、Y軸方向に水平になるようラック31や2本のレール32が取り付けられている。走行台15は、一体に形成された走行スライド28がレール32を掴んで摺動するよう組み付けられている(図4参照)。その走行台15は、走行用モータ33が固定され、回転軸に固定されたピニオンがラック31に噛合している。従って、走行用モータ33の駆動によってピニオンがラック31を転動し、走行台15のレール32に沿ったY軸方向の移動が可能になっている。
In the
ところで、多関節ロボット11は、上腕部材18および前腕部材19、更にロボットハンド24の角度制御によって図3に示す前傾姿勢になり、加工室6の奥に位置する主軸チャックとの間でワークの受渡しが行われる。その際、例えば把持したワークの僅かなズレによって主軸チャックなどと衝突してしまうことがあり、衝突時の反力が衝撃荷重となってワーク自動搬送機8の各部に位置ズレや変形を引き起こしてしまう。主軸チャックとのワークの受渡しはミクロン単位の精度で行われるため、衝突後には位置ズレなどを修復してティーチングのやり直しが必要となる。
By the way, the articulated robot 11 is in the forward leaning posture shown in FIG. 3 by controlling the angles of the
衝突によるワーク自動搬送機8への影響は、多関節ロボット11の関節機構21,22などにおける回転軸の位置ズレや、走行装置12における部品の変形や連結部分の位置ズレとなって現れる。従って、多関節ロボット11や走行装置12に関して改めてティーチングするには、位置ズレや変形などが生じた箇所を特定し、修復して元の状態に戻す必要がある。
The influence of the collision on the automatic
本実施形態のワーク自動搬送機8は、ベース2に固定された走行台プレート26を基礎として多関節ロボット11などが組み付けられている。そのため、ワーク自動搬送機8が受ける衝撃荷重は、最終的には走行台プレート26に作用することとなる。その走行台プレート26は、ベース2との間に複数のケーブルや油圧ホースなどを配線及び配管するスペースを設けるため、複数のブラケットを介して固定され、ベース2の前面から離れた位置に配置されている。従って、特に衝撃荷重の影響は、走行台プレート26を支える複数のブラケット部分に作用することとなる。
In the work
複数のブラケットを使用した固定構造は、衝突時の影響を無くすため衝撃荷重に耐え得る剛性を与えることが考えられるが、そのためにはブラケットが大きくなり、太いボルトを使用した締結が必要になる。しかし、それでは部品コストを上げるだけではなく、コンパクト化に逆行してしまう。また、ブラケットにおける固定部分の剛性が高められても他の個所や部品に影響が及び、修復箇所を特定して元の状態に戻すまでの作業負担がより大きくなってしまうと考えられる。こうした点から本実施形態では、衝突による影響を一箇所に集中させ、作業者による修復までの作業負担が軽減されるよう構成されている。 A fixed structure using a plurality of brackets is considered to provide rigidity that can withstand an impact load in order to eliminate the influence at the time of a collision, but for that purpose, the bracket becomes large and it is necessary to fasten using thick bolts. However, this not only raises the cost of parts, but also goes against compactification. Further, even if the rigidity of the fixed portion of the bracket is increased, other parts and parts are affected, and it is considered that the work load until the repaired part is specified and returned to the original state becomes larger. From this point of view, in the present embodiment, the influence of the collision is concentrated in one place, and the work load until the repair by the operator is reduced.
図4は、ベース2に固定された走行台プレート26を示した斜視図である。走行台プレート26は、所定の板厚をもった長方形の板材であり、ベース2の前面201と平行になるように長手方向を横向きにして起立した姿勢で取り付けられている。こうした走行台プレート26は、ベース2の前面201から所定距離Lだけ離されているが、そのためベース2と走行台プレート26との間には図5に示すように複数のブラケットが設けられている。図5は、走行台プレート26の固定構造を示した斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the
走行台プレート26をベース2に固定するブラケットは、3つの上ブラケット35,35,36、右下ブラケット37および左下ブラケット38の5つである。3つの上ブラケット35,35,36は剛性を高くしたものであり、中央の上ブラケット36に対して上ブラケット35,35が左右対称に設けられている。上ブラケット35,35,36には連結ブロック34が固定されて一体になり、その連結ブロック34に対して走行台プレート26が固定される。そして、上ブラケット35,35,36よりも強度を低くした右下ブラケット37と左下ブラケット38が設けられている。ただし、右下ブラケット37は、多関節ロボット11の衝突時の衝撃荷重に耐え得る剛性を有している。
There are five brackets for fixing the running
一方、左下ブラケット38は、他のブラケットに比べて剛性が低くなるように構成され、固定部の位置ズレによって衝突時の衝撃荷重を吸収できるようにしたものである。具体的には、走行台プレート26側とのネジ止め部分に、衝撃荷重による位置ズレが生じるよう構成されている。先ず、上ブラケット35,35,36は、ベース2に対して水平方向(Z軸方向)に通したボルト41が締結され、同じく走行台プレート26が連結ブロック34に対して水平方向(Z軸方向)に通したボルト42が締結される。
On the other hand, the lower
右下ブラケット37においてもベース2に対して水平方向(Z軸方向)に通したボルト43が締結され、走行台プレート26が右下ブラケット37に対して水平方向(Z軸方向)に通したボルト44が締結される。ワーク自動搬送機8は、走行台プレート26の起立した前面に走行台15が組付けられ、その上に多関節ロボット11が搭載され、多関節ロボット11の衝突は、加工モジュール3の加工室6内に進入して行うワーク受渡し時に起きる。その時の衝撃荷重は、多関節ロボット11で吸収されなかった分が走行台15を介して走行台プレート26に作用することとなる。
Also in the lower
そうした衝突は、多関節ロボット11が図2に示すように前傾になって、ワークを加工室6の奥へ移動させる際に起きるため、その衝撃荷重が多関節ロボット11をベース2の前側(Z軸方向)へ押し返すように作用する。この点、上ブラケット35,35,36や右下ブラケット37は、前述したようにボルト41,42,43,44がZ軸方向に締め付けられている。また、上ブラケット35,35,36と連結ブロック34は、上下(X軸方向)に重ねられ同方向のボルト45によって締結されているが、衝撃荷重を受けても位置ズレないように太いボルト45を6箇所で強固に締結している。
Since such a collision occurs when the articulated robot 11 leans forward as shown in FIG. 2 and moves the work to the back of the
そして、あえて剛性を低く構成した左下ブラケット38であるが、図6は、その左下ブラケット38を下側から示した斜視図である。左下ブラケット38は、長手方向の一端部がL字に曲げられたプレート381に補強部材382などが接合されている。その左下ブラケット38は、L字に曲げられた第1固定部385がベース2の前面201に対しZ軸方向に突き当てられ、ボルト46によって締結され水平な状態で固定される。そして、第1固定部385の反対側に設けられた第2固定部386にはZ軸方向に長い長孔388が2箇所に形成され、ボルト47(図面では一方を省略)によって上下方向(X軸方向)に締結されている。
The lower
ボルト47は、他のボルト41,42,43,44,46などに比べて細いものが使用されている。走行台プレート26にはアダプタ39が固定され、左下ブラケット38は、そのアダプタ39に対してボルト締めされている。多関節ロボット11に作用する衝突時の反力は走行台プレート26にも作用するが、前述した上下左右に配置されたブラケットのうち最も剛性が低く構成された左下ブラケット38に集中するようになっている。
As the
ワーク自動搬送機8は、上ブラケット35,35,36の剛性が高いこともあり、走行台プレート26の上部を支点に多関節ロボット11から遠い下側に回転方向の力が作用する。左下ブラケット38の長孔388は、そうした衝突時に作用する衝撃荷重の方向に沿って形成されたものである。つまり、衝撃荷重によって他の個所に変形や位置ズレを生じさせることなく、長孔388の中をボルト47が位置ズレすることによって衝撃荷重が吸収されるようになっている。
In the work
ボルト47の位置ズレは、走行台プレート26の姿勢を変形させ、走行台15に搭載した多関節ロボット11のティーチングに影響を及ぼしてしまう。そこで、走行台プレート26を元の状態に戻す必要があるが、本実施形態にはそのための修復手段が設けられている。走行台プレート26の位置ズレはハンマーなどで軽くたたいて戻すことも可能であるが、高い精度の微調整が求められる当該修復作業には適していない。図7は、微調整を可能にした本実施形態の修復手段を示した斜視図である。この修復手段は、左下ブラケット38の近くに設けられ、ベース2の前面201側に作業用ブロック51が固定されている。
The misalignment of the
作業用ブロック51は、先端部分に張り出した保持部511が形成され、そこに六角穴付きボルトである引きネジ52と押しネジ53とがZ軸方向に沿って水平に配置されている。引きネジ52は、保持部511の貫通孔を通って走行台プレート26の裏面側に形成されたネジ穴に螺合し、押しネジ53は、保持部511に形成されたネジ孔に螺合し、突き抜けた先端部が走行台プレート26の裏面に当てられている。よって、六角レンチを使用し、引きネジ52を締め付ける方向に回転させることで走行台プレート26をベース2側へ引き寄せ、押しネジ53を締め付ける方向に回転させる場合には走行台プレート26をベース2から離すことができるようになっている。
The
また、走行台プレート26の表面には、左下ブラケット38の近くに、水準器58を置くための測定台55が設けられている。測定台55は、L字形をした部材であり、走行台プレート26に対して水準器58を載せる搭載面が上向きに直交するようにして固定される。走行台プレート26は、起立した姿勢が鉛直であることを求められるわけではないが、多関節ロボット11のティーチング時の状態を一定にするため、水準器58を使用した基準となる姿勢が設定される。そして、走行台プレート26が基準姿勢となった後、搬送プログラムに従い高い位置精度によってワーク搬送が行えるようにティーチングが行われる。
Further, on the surface of the traveling
こうしたワーク自動搬送機8は、ワーク搬送プログラムに従い走行用モータ33が駆動し、図2に示す起立姿勢で搬送空間5内を移動し、対象となる加工モジュール3の正面に停止し、多関節ロボット11によるワークの受渡しが行われる。多関節ロボット11は、図3に示すように上腕部材18と前腕部材19とが前傾姿勢になりながら開き、先端部のロボットハンド24に把持したワークを、加工室8の奥へと概ねZ軸方向に移動させる。そこで、主軸チャックとの衝突が生じてしまうと、更にワークを奥へと移動させようとする多関節ロボット11に反対向きの衝撃荷重が作用し、走行装置12へと伝わる。
In such an automatic
走行装置12では、衝撃荷重によって左下ブラケット38の長孔388の中をボルト47が移動して走行台プレート26の当該個所が位置ズレする。例えば走行台プレート26の当該個所がベース2側に位置ズレした場合には、作業用ブロック51の押しネジ53を六角レンチによって締め付ける方向に回転させて走行台プレート26を押し、微調整のため引き戻しが必要な場合には引きネジ52を締め付ける方向に回転させる。そして、測定台55に載せた水準器58に基づく水平出しが行われ、改めて多関節ロボット11のティーチングが行われる。
In the traveling
よって、本実施形態のワーク自動搬送機8によれば、走行台プレート26を支持する複数のブラケットのうち、剛性の低い左下ブラケット38に衝突時の位置ズレが生じるようにしたため、修復箇所の特定が容易である。その左下ブラケット38に対応する位置に測定台55を設けて水準器58を置くようにしたため、衝突後の修復にあたり元の状態に戻ったときの確認が容易となる。更に、作業用ブロック51に引きネジ52と押しネジ53とを設けた修復手段を有するので、走行台プレート26に対する微調整の修復作業を簡単に行うことができる。
Therefore, according to the work
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、走行台プレート26の左下ブラケット38を衝撃吸収ブラケットにしたが他の位置のものであってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the lower
1…加工機械ライン 3…加工モジュール 8…ワーク自動搬送機 11…多関節ロボット 12…走行装置 26…走行台プレート 35,36…上ブラケット 37…右下ブラケット 38…左下ブラケット 47…ボルト 51…作業用ブロック 52…引きネジ 53…押しネジ 55…測定台 58…水準器 388…長孔
1 ...
Claims (4)
前記走行台プレートの前面側に設けられたレールに沿って移動するように前記走行台プレートに組み付けられた走行装置と、
前記走行装置上に搭載されたワーク搬送ロボットと、を有し、
前記複数のブラケットの一つが、前記ワーク搬送ロボットの衝突時に受ける衝撃荷重の方向に長い長孔が形成され、その長孔を通したボルトの締結によって前記走行台プレート側に取り付けられた衝撃吸収ブラケットであるワーク自動搬送機。 A running platform plate whose back side is fixed to the base via multiple brackets,
A traveling device attached to the traveling platform plate so as to move along a rail provided on the front side of the traveling platform plate, and a traveling device.
It has a work transfer robot mounted on the traveling device, and has
One of the plurality of brackets has a long hole formed in the direction of the impact load received at the time of collision of the work transfer robot, and the shock absorbing bracket attached to the traveling table plate side by fastening a bolt through the long hole. Work automatic transfer machine.
A pull screw screwed on the back surface side of the traveling table plate penetrates the work block fixed to the base side corresponding to the position of the shock absorbing bracket, and a set screw that abuts the tip on the traveling table plate The automatic workpiece transfer machine according to any one of claims 1 to 3, which has a screwed repair means.
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