JP2022079173A - 搬送装置 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020190183A JP2022079173A (ja) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | 搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=81707538
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