JP2022079173A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同時に二つのワークを保持することで効率的にワークの搬入出を行いつつ、搬送装置の構成を簡単かつコンパクトにできる。【解決手段】加工設備における載置位置への加工前ワークの搬入と載置位置からの加工後ワークの搬出とを行う搬送装置であって、搬送用アームと、搬送用アームに取り付けられ、表面と裏面とを有して加工前ワークおよび加工後ワークを同時に保持可能なワーク保持基部と、表面に設けられ、加工前ワークを着脱可能に保持する表面ワーク保持部と、裏面に設けられ、加工後ワークを着脱可能に保持する裏面ワーク保持部と、ワーク保持基部を表裏反転させることにより、表面に加工前ワークが保持されつつ裏面に加工後ワークが保持されて裏面が載置位置に対面する状態から、表面が載置位置に対面する状態へと変化させる回転機構部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、搬送装置に関する。

加工設備にて加工を行うために、ワークを加工設備に自動搬送する搬送装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の搬送装置は、ワークを把持及び載置可能な二つのハンドと、切替機構と、を備えている。切替機構は、二つのハンドをワークの搬送方向に沿う線上にて回動させる。この搬送装置では、二つのハンドに同時に異なるワークを把持することができ、一方のハンドでワークを把持しつつ、他方のハンドでワークを載置するようにしている。

特開２００９－９１１２９号公報

しかし、上記特許文献１の搬送装置では、ハンドの先端でワークを保持し、二つのハンドを搬送方向に回動させる構成であるため、装置構成が複雑で大型であるという問題があった。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

本開示の一形態によれば、搬送装置が提供される。この搬送装置は、加工設備における載置位置への加工前ワークの搬入と前記載置位置からの加工後ワークの搬出とを行う搬送装置であって、搬送用アームと、前記搬送用アームに取り付けられ、表面と裏面とを有して前記加工前ワークおよび前記加工後ワークを同時に保持可能なワーク保持基部と、前記表面に設けられ、前記加工前ワークを着脱可能に保持する表面ワーク保持部と、前記裏面に設けられ、前記加工後ワークを着脱可能に保持する裏面ワーク保持部と、前記ワーク保持基部を表裏反転させることにより、前記表面に前記加工前ワークが保持されつつ前記裏面に前記加工後ワークが保持されて前記裏面が前記載置位置に対面する状態から、前記表面が前記載置位置に対面する状態へと変化させる回転機構部と、を備える。
この形態の搬送装置によれば、ワーク保持基部の表面に表面ワーク保持部を有し、ワーク保持基部の裏面に裏面ワーク保持部を有しており、回転機構部によりワーク保持基部が表裏反転する。反転時には、表面に加工前ワークが保持されつつ裏面に加工後ワークが保持されて裏面が載置位置に対面する状態から、表面が載置位置に対面する状態へと変化する。このように、同時に二つのワークを保持することで効率的にワークの搬入出を行いつつ、搬送装置の構成を簡単かつコンパクトにできる。

本開示の実施形態における搬送装置の概略構成を示す斜視図である。 保持工具の構成を示す斜視図である。 保持工具の構成を示す側面図である。 ワーク搬送工程を示す図である。 ワーク搬送工程を示す図である。 ワーク搬送工程を示す図である。 ワーク搬送工程を示す図である。 ワーク搬送工程を示す図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．搬送装置の全体構成：
図１は、本開示の実施形態における搬送装置１００の概略構成を示す斜視図である。搬送装置１００は、加工設備５０（図４～図８参照）における載置位置Ｐ（図４～図８参照）への加工前ワークＷ２の搬入と載置位置Ｐからの加工後ワークＷ１の搬出とを行う。なお、以下、特に加工後ワークＷ１と加工前ワークＷ２とを区別しないときには、単に「ワークＷ」と言う。本実施形態において、ワークＷは例えば鋳造されるトランスアスクルのケースハウジングである。加工設備５０において、ケースハウジングの製造時に生じたバリを除去するバリ取り加工が実施される。なお、加工設備５０は複数備えられており、図示しないワーク貯留ステーションから１番目の加工設備を経て２番目の加工設備、３番目の加工設備へと必要工程に応じて順次搬送されるものである。そして、各加工装置では、ワークＷにおける互いに異なる部位を加工対象としてバリ取り加工が実施される。上記の「載置位置Ｐ」とは、本実施形態では、加工設備５０においてバリ取り加工が実施される際にワークＷが載置される位置を意味し、「加工位置」とも呼ばれる。

図１に示すように、搬送装置１００は、加工用ロボット１０と、保持工具２０とを備える。加工用ロボット１０（以下、単に「ロボット１０」という。）は、アーム先端部１２に保持工具２０を着脱自在に装着して使用される単腕６軸ロボットである。ロボット１０は、保持工具２０を加工設備５０の所定位置まで動かしたり、保持工具２０を反転させたりする。

ロボット１０は、ロボットアーム１１に複数の軸が設けられた多関節ロボットとして構成されている。ロボット１０は、ロボットアーム１１に６つの軸（第１軸Ｃ１、第２軸Ｃ２、第３軸Ｃ３、第４軸Ｃ４、第５軸Ｃ５、第６軸Ｃ６）を備えている。

ロボットアーム１１の各軸には、図示しない電動モータが設けられている。図示しない制御部が有する駆動部が各軸の電動モータの駆動を制御することによってロボットアーム１１の軌跡が制御され、ロボットアーム１１のアーム先端部１２の三次元座標及び向きを変更可能に構成されている。本構成によれば、保持工具２０を所望の位置及び姿勢に設定することができる。ロボット１０は、「回転機構部」の一実施形態に相当し、ロボットアーム１１は、「搬送用アーム」の一実施形態に相当する。

Ａ２．保持工具２０の詳細構成：
図２は、保持工具２０を示す斜視図である。図３は、保持工具２０を示す側面図である。図２，図３の各図に示すように、保持工具２０は、ジョイント部２１と、ワーク保持基部６０と、表面ワーク保持部３３と、裏面ワーク保持部４３とを備える。なお、便宜上、図３における上側を表面として以下説明するが、表裏が必ずしも天地方向の上下と一致している必要はなく、保持工具２０の姿勢によって適宜変化する。

ジョイント部２１は、略円筒形状の外観形状を有し、ロボット１０のアーム先端部１２に脱着自在に接続可能に構成されている。ワーク保持基部６０は、表面基板３０および裏面基板４０を有する。２つの基板３０，４０は、いずれも略矩形状の三つの角部を一部切り欠いた平面視形状を有する板状部材である。２つの基板３０，４０は、互いに所定の距離だけ離れて平行に配置され、ジョイント部２１に固定されている。ジョイント部２１の軸方向中心線と、各基板３０，４０の幅方向の中心線とは、平面視において一致している。表面基板３０において裏面基板４０側とは反対の面Ｓ１は、ワーク保持基部６０全体としての「表面Ｓ１」に相当する。そして、裏面基板４０において表面基板３０側とは反対の面Ｓ２は、ワーク保持基部６０全体としての「裏面Ｓ２］に相当する。

表面基板３０の構成について説明する。表面基板３０のジョイント部２１側の端部３１は、幅が徐々に狭くなるように等脚台形をなしている。表面基板３０において、ジョイント部２１から延設方向に延びた先を「先端」とし、延設方向に直交する方向を「幅方向」とする。以下、単に「先端」と言うときは、延設方向に延びた先端を意味する。また、単に「一方側」と言うときは、「幅方向」における「一方側」を意味し、「他方側」と言うときは、「幅方向」における「他方側」を意味する。

表面基板３０の先端かつ一方側の角部には、表面基板３０を内側に略矩形状に切り欠いた肉盗み部３２が形成されている。表面基板３０において、表面Ｓ１には、表面ワーク保持部３３が設けられている。表面ワーク保持部３３は、ワークＷを着脱可能に保持する。表面ワーク保持部３３は、第１クランプ３４と、第２クランプ３５と、第３クランプ３６と、第４クランプ３７とを有している。各クランプ３４，３５，３６，３７は、表面Ｓ１から突出して表面基板３０に固定されている。

第１クランプ３４は、表面基板３０において先端の他方側端部寄りであって、肉盗み部３２に隣接した位置に設けられている。第２クランプ３５は、表面基板３０において第１クランプ３４よりジョイント部２１側であって、他方側端部寄りに位置している。第３クランプ３６は、表面基板３０においてジョイント部２１寄りかつ一方側端部寄りであって、肉盗み部３２よりジョイント部２１寄りに位置している。第４クランプ３７は、他のクランプより最もジョイント部２１に近く、第３クランプ３６の他方側に位置している。すなわち、幅方向において、第４クランプ３７は、第２クランプ３５と第３クランプ３６との間であって、第３クランプ３６寄りに位置している。

表面基板３０が有する各クランプ３４，３５，３６，３７の延設方向における位置は、先端から順に第１クランプ３４、第３クランプ３６、第２クランプ３５、第４クランプ３７となっている。各クランプ３４，３５，３６，３７は、周知のホールクランプ機構である。各クランプ３４，３５，３６，３７は、本体部３８と、爪機構部３９とを有している。なお、各図では、簡単のため、本体部３８および爪機構部３９の符号は、第１クランプ３４にのみ図示している。爪機構部３９は、ワークＷを把持し得る図示しないワーク把持用爪を３本有している。なお、各図面では爪が収容された状態を示している。爪機構部３９は、３本のワーク把持用爪を相互に離間拡開させる図示しない駆動機構に接続されている。そして、それら３本のワーク把持用爪を、ワークＷの図示しない貫通穴に挿入した状態で爪駆動機構により拡開作動させることで、ワーク把持用爪によってワークＷをロボットアーム１１の先端部１２に保持させることができる。

表面基板３０の構成と、裏面基板４０の構成とは、ほぼ同様であるため、裏面基板４０については簡略化して説明する。裏面基板４０においても、表面基板３０と同様の肉盗み部４２が形成されている。裏面基板４０は、裏面Ｓ２に、裏面ワーク保持部４３を有する。裏面ワーク保持部４３は、第１クランプ４４と、第２クランプ４５と、第３クランプ４６（図３参照）と、第４クランプ４７（図３参照）とを有している。

表面基板３０と裏面基板４０とは、厚み方向（図３における上下方向）に所定間隔をおいて、各クランプ３４，３５，３６，３７，４４，４５，４６，４７が保持工具２０の表面Ｓ１または裏面Ｓ２に位置するように配置されている。なお、表面基板３０と裏面基板４０と間の空間には、バリ取りで発生した切粉をエアーで除去するための図示しないエアホースや、各クランプ３４，３５，３６，３７，４４，４５，４６，４７を駆動させるための駆動用ケーブルなどが収容されている。

本実施形態では、上記したように保持工具２０の表面Ｓ１および裏面Ｓ２にそれぞれ４つのクランプ３４，３５，３６，３７，４４，４５，４６，４７を有しているため、例えばクランプするために使用できる貫通穴の位置がワークＷの表裏において異なる場合に、複数のクランプのうちのいくつかを選択的に使用できる。つまり、例えば、ワークＷの裏面を保持する際には第１クランプ３４と第４クランプ３７とを用い、ワークＷの表面を保持する際には第２クランプ３５と第３クランプ３６とを用いる、といった使用が可能である。このような構成とすることで、保持工具２０は、ワークＷの表面を加工する際にはワークＷの裏面を保持でき、ワークＷの裏面を加工する際にはワークＷの表面を保持できる。

以上説明した本構成の保持工具２０は、爪機構部３９の制御により、同時に異なるワークＷを保持することができるとともに、表裏のワーク保持部３３，４３のうち一方のワーク保持部（例えば表面ワーク保持部３３）でワークＷを保持しつつ、他方の保持部（例えば裏面ワーク保持部４３）でワークＷを加工設備５０に載置することが可能である。ロボット１０の制御により、保持工具２０の各ワーク保持部３３，４３に異なるワークＷを保持した状態で、表面ワーク保持部３３と裏面ワーク保持部４３との位置が入れ替わるように各基板３０，４０を表裏反転させることができる。反転時、保持工具２０は、各基板３０，４０の幅方向の中心線Ｌ（図２参照）を回転軸に１８０度回転する。

Ａ３．加工時の動作説明：
次に、本実施形態の搬送装置１００によるワーク搬送工程について図４～図８を参照して説明する。図４は、ワーク搬送工程を説明するための模式図である。図４では、加工設備５０に保持工具２０を移動させて、加工設備５０内に加工前ワークＷ２を搬入した状態を示している。図５は、ワーク搬送工程のうち、加工後ワークを保持する工程を示す図である。なお、各図では省略しているが、加工設備５０内にはバリ取り加工機が設けられている。加工設備５０内のワーク載置テーブル５１の上面が載置位置Ｐと一致し、載置位置Ｐにおいてバリ取り加工が行われる。

図４に示すように、前工程もしくはワーク貯留ステーションから加工設備５０に保持工具２０が移動される。このとき、加工設備５０のワーク載置テーブル５１には、加工処理済みの加工後ワークＷ１が既に載置されている。そして、保持工具２０の上側の表面ワーク保持部３３には、加工設備５０へ搬入してワーク載置テーブル５１にこれから載置するための加工前ワークＷ２が保持されている。保持工具２０の下側に位置している裏面ワーク保持部４３には何も保持されていない状態である。

そして、図５に示すように、保持工具２０がワーク載置テーブル５１に近づくように下げられて、裏面ワーク保持部４３にて加工後ワークＷ１が保持される。すなわち、このとき表裏のワーク保持部３３，４３に同時に異なるワークが保持されている状態である。そして、裏面が載置位置Ｐに対面した状態である。

図６は、ワーク搬送工程のうち、保持工具を反転させる工程を示す図である。次いで、図６に示すように、２つのワークＷ１，Ｗ２を保持した保持工具２０が上げられて、ワーク載置テーブル５１から離れた状態で１８０度回転される。すなわち、保持工具２０は、基板３０，４０の幅方向の中心線Ｌを回転軸に反転する。この反転動作により、表面ワーク保持部３３と裏面ワーク保持部４３との位置が入れ替わる。反転後、図６に示すように加工前ワークＷ２を保持している表面ワーク保持部３３が下側に位置し、加工後ワークＷ１を保持している裏面ワーク保持部４３が上側に位置した状態となる。つまり、表面が載置位置Ｐに対面した状態となる。

図７は、ワーク搬送工程のうち、加工前ワークＷ２をワーク載置テーブル５１に載置する工程を示す図である。次いで、図７に示すように、保持工具２０がワーク載置テーブル５１に近づくように下げられ、表面ワーク保持部３３に保持されている加工前ワークＷ２がワーク載置テーブル５１に載置され、表面ワーク保持部３３による保持が解除される。加工後ワークＷ１は、裏面ワーク保持部４３に保持されたままである。

図８は、ワーク搬送工程のうち、加工後ワークＷ１を取り出すために保持工具２０を移動させる工程を示す図である。そして、図８に示すように、再び保持工具２０がワーク載置テーブル５１から離れるように上げられる。このとき、保持工具２０は、上側に位置する裏面ワーク保持部４３に加工後ワークＷ１を保持し、下側に位置する表面ワーク保持部３３には何も保持していない状態である。そして、この時点で、加工設備５０は加工動作が可能となる。図４～図７に示す間は、加工設備５０は動作が停止した状態となっている。

（１）上記実施形態の搬送装置１００によれば、ロボットアーム１１に接続される保持工具２０は、表面に表面ワーク保持部３３を有し、裏面に裏面ワーク保持部４３を有しており、ロボット制御により基板３０，４０が表裏反転する。反転時には、表面に加工前ワークＷ２が保持されつつ裏面に加工後ワークＷ１が保持されて裏面が載置位置Ｐに対面する状態から、表面が載置位置Ｐに対面する状態へと変化する。すなわち、反転後には、載置位置Ｐに対面した状態となった加工前ワークＷ２を、載置位置Ｐに載置することが可能である。

このように、同時に二つのワークを保持するため、例えば加工後ワークＷ１を取り出し、その後、改めて加工前ワークＷ２を投入する場合と比較して、搬入出に要する作業時間を大幅に短縮することができる。かつ、表裏にワークＷを保持した基板３０，４０を反転させるという簡単な装置構成であるため、搬送装置全体をコンパクトにできる。

（２）上記実施形態では、保持工具２０は基板３０，４０の幅方向の中心線Ｌを回転軸に反転する。例えば、基板３０，４０の幅方向の端部を回転軸にして反転する場合と比較して、反転時に必要なスペースが小さくてすむ。このため、狭小な加工設備５０内であっても保持工具２０の反転動作が可能となる。加工設備５０から取り出して反転させる必要がないため、さらに作業時間を短縮することができる。

（３）さらに、加工設備５０内で反転させるため、反転動作に伴いバリ取り工程で生じた切粉が加工設備５０外に散乱してしまう虞もない。また、加工設備５０の外には、加工機を作動させるためのケーブルや機器等が設けられているが、そうした環境下で保持工具２０を反転させる必要がないため、これらのケーブルや機器を破損する虞を回避できる。

（４）また、保持工具２０を反転させる構成であり、保持工具２０の回転角度は１８０度であるため、６軸のロボット１０による反転動作に際しての制御がシンプルかつ容易である。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態の搬送装置１００では、ワークＷを保持する機構としてホールクランプを用いたが、ワークＷに接触して真空吸引するようなものでもよいし、ワークＷの外形を挟み込むようなものでもよい。また、上記実施形態の各ワーク保持部３３，４３は、４つのクランプ３４，３５，３６，３７，４４，４５，４６，４７を有するものとしたが、ワークＷを保持可能であればいくつでもよいし、基板３０，４０における固定場所も適宜変更可能である。

（Ｂ２）上記実施形態の搬送装置１００では、ワーク保持基部として、表面基板３０と裏面基板４０との２つの基板を有するものとしたが、１枚の基板の表裏にワーク保持部３３，４３を設けてもよい。また、１枚の基板を中空に形成して、その中空部をケーブル等の収納スペースとしてもよい。

（Ｂ３）上記実施形態の搬送装置１００では、基板３０，４０は略矩形状としたが、その他の形状であってもよい。肉盗み部３２，４２の形成などは、適宜変更可能である。

（Ｂ４）上記実施形態の搬送装置１００では、表面ワーク保持部３３と裏面ワーク保持部４３とが略平行として構成したが、平行でなくてもよい。

（Ｂ５）上記実施形態の搬送装置１００では、保持工具２０を搬送および回転させる機構として６軸ロボットを用いているが、他の関節機構を有するロボットを使用してもよい。アーム先端部１２を介して保持工具２０の三次元座標及び向きを変更することができればよい。

（Ｂ６）上記実施形態の搬送装置１００では、ワークＷとしてトランスアスクルのケースハウジングを採用し、バリ取り工程を行うものとして説明したが、ワークＷおよび加工種類については本開示に限定されるものではない。

（Ｂ７）上記実施形態の搬送装置１００では、「載置位置Ｐ」は加工位置と一致するものとして説明したが、載置位置Ｐとは別の場所で加工がなされてもよく、載置位置Ｐと加工位置とが一致していなくてもよい。

本開示は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…加工用ロボット、１１…ロボットアーム、１２…アーム先端部、２０…保持工具、２１…ジョイント部、３０…表面基板、３１…端部、３２…肉盗み部、３３…表面ワーク保持部、３４，４４…第１クランプ、３５，４５…第２クランプ、３６，４６…第３クランプ、３７，４７…第４クランプ、３８…本体部、３９…爪機構部、４０…裏面基板、４２…肉盗み部、４３…裏面ワーク保持部、５０…加工設備、５１…ワーク載置テーブル、６０…ワーク保持基部、１００…搬送装置、Ｃ１…第１軸、Ｃ２…第２軸、Ｃ３…第３軸、Ｃ４…第４軸、Ｃ５…第５軸、Ｃ６…第６軸、Ｌ…中心線、Ｐ…載置位置、Ｓ１…表面、Ｓ２…裏面、Ｗ…ワーク、Ｗ１…加工後ワーク、Ｗ２…加工前ワーク

Claims (1)

1. 加工設備における載置位置への加工前ワークの搬入と前記載置位置からの加工後ワークの搬出とを行う搬送装置であって、
   搬送用アームと、
   前記搬送用アームに取り付けられ、表面と裏面とを有して前記加工前ワークおよび前記加工後ワークを同時に保持可能なワーク保持基部と、
   前記表面に設けられ、前記加工前ワークを着脱可能に保持する表面ワーク保持部と、
   前記裏面に設けられ、前記加工後ワークを着脱可能に保持する裏面ワーク保持部と、
   前記ワーク保持基部を表裏反転させることにより、前記表面に前記加工前ワークが保持されつつ前記裏面に前記加工後ワークが保持されて前記裏面が前記載置位置に対面する状態から、前記表面が前記載置位置に対面する状態へと変化させる回転機構部と、
   を備える、搬送装置。

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