JP3683323B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば左右一対のワークを搬送しながら加工するトランスファマシンにおけるワーク搬送装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば左右一対となるワークを搬送しながら加工するトランスファマシンとして、例えば実開平1−74049号のようなトラスファマシンが知られている。この装置は、2個のワークを位置決め載置せしめる一対のパレットと、このパレットを搬路に沿って一定のピッチで搬送するトランスファバーと、2個のワークを同時に加工する加工機を備えており、トランスファバーによってワークを載置せしめたパレットを搬路上流側の加工ステーションから下流側の加工ステーションに順次送っていきながら加工するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなトランスファマシンは、一対のワークを搬送する際、トランスファバーによってパレットごと搬送しているため、例えばワークの周囲の色々な方向から加工する必要がある時は、パレット自体の姿勢を変換させなければならなかった。これに対して、このような姿勢変換は、通常トランスファバーによって搬送中に変換するのは困難であるため搬送が終えた後に行う必要があり、時間的にロスが生じやすかった。
【0004】
また、各パレットの姿勢を変換する際、両者間の姿勢に差が生じると加工位置、加工方向等に差が生じるため、例えば、特に左右一対に組み合わされて使用されるようなワークを加工する際は、加工時の各ワークの姿勢を相対誤差がなくなるよう位相を正確に整合させる必要があった。
【0005】
そこで、一対のワークの姿勢を変換しながら加工していくようなトランスファマシンにおいて、ワークの搬送と姿勢変換を効率良く行うことの出来る搬送装置が望まれていた。この際、機構を簡易に且つ安価に構成するよう留意する必要があった。
また、特に左右一対に組み合わされて使用されるようなワークの姿勢変換に際して、両者間の姿勢を相対誤差がなくなるよう整合させる方策が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、請求項1において、搬路に対し複数の搬送ユニットを摺動自在に配置したワーク搬送装置であって、このワーク搬送装置は、 前記搬路に沿って水平動可能とされた枠体及び搬送ユニットの一部をなす支持枠と、前記隣接する搬送ユニットの支持枠間及び支持枠と枠体との間を所定ピッチで連結する連結バーと、前記連結バーで連結された搬送ユニット及び枠体を同時に所定ストロークで水平方向に往復動させる移動駆動源と、前記枠体に固定される昇降駆動源と、前記支持枠に設けられる旋回自在な一対のワークチャックを備えた昇降体と、前記昇降駆動源から延びる回転軸と、前記回転軸の回転を前記前記昇降体に伝達することで各搬送ユニットのワークチャックを同期して昇降せしめるラック・ピニオン機構とを備えるようにした。
【0007】
そして、このような搬送装置を、例えば加工順に配置した複数の加工ステーションに順次ワークを送り込んで加工するようなトランスファマシンに適用する。この際、例えば各加工ステーションに、加工中のワークを位置決めする各ワーククランプ治具を設けておき、各加工ステーションにおける加工が終了すると、上方から一斉にワークチャックを降下させてワーククランプ治具上のワークを把持し、その後一斉にワークチャックを上昇させる。そして各搬送ユニットを下流の加工ステーションに向けて一斉に水平移動させ、再びワークチャックを一斉に降下させてワーククランプ治具上にワークを載置する。そしてこれを繰り返しながら加工する。
【0008】
この時ワークチャックでワークを把持し下流の加工ステーションに向けて搬送中に、ワークチャックを旋回させて所定の姿勢にセットすることも可能であり、作業の効率化が可能である。
【0009】
また請求項2では、前記移動駆動源は搬路に取り付けられ、前記枠体には前記移動駆動源の出力軸に取り付けたピニオンと噛合するラックが固定された構成とした。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。ここで図1は本発明の搬送装置をトランスファマシンに適用した構成例を示す正面図、図2は同搬送装置の平面視図、図3はトランスファマシンの配置を示す平面視図、図4はワークの一例であるナックルの説明図で(A)は平面図、(B)は正面図である。
【0011】
本発明のワーク搬送装置は、例えば車両の前輪のステアリング機構の一部を構成する左右一対のナックルを加工するトランスファマシンにおいて、一対のナックルN、Nを搬送する装置として構成され、このトランスファマシンは、図3に示すような搬路上流側の第1トランスファマシン1と、搬路下流側の第2トランスファマシン2に分割して構成されている。そしてこれら第1、第2トランスファマシン1、2には、それぞれ8ヵ所の加工ステーション▲1▼〜▲8▼が設けられている。
【0012】
そして、これら各加工ステーション▲1▼〜▲8▼には、一対のナックルN、Nをクランプするクランプ治具3、…と、一対のナックルN、Nを同時に加工する加工機5、…が配設されており、本発明の搬送装置は、これら各加工ステーション▲1▼〜▲8▼における加工が終了すると、各クランプ治具3、…上の一対のナックルN、N、…を同時に把持し、下流のクランプ治具3、…に向けて搬送することが出来るようにされている。そしてこの際、左右一対のナックルN、Nの向きをお互いに逆方向に旋回させることで対称形な向きに変換するようにしている。
【0013】
このためこの搬送装置は、図1及び図2に示すように、各加工ステーション▲1▼〜▲8▼に対応した複数の搬送ユニット4、…を備えており、またこれら搬送ユニット4、…は、後述する連結部材としての連結バー13(図2)によって搬路方向と平行に所定ピッチ(加工ステーションのピッチと同一)間隔で連結されている。そして後述するように単一の駆動源によって全体が一斉に搬路方向に沿って往復動自在にされ、また、この搬送ユニット4、…には、単一の駆動源によって一斉に昇降自在な各一対のチャック部17、17、…が設けられるとともに、一対のチャック部17、17はお互いに逆向きに旋回自在とされている。
【0014】
また、前記ナックルNは、例えば図4に示すように、ロアアームが結合されるロアアーム結合部aとか、タイロッドが結合されるタイロッド結合部bとか、ダンパが結合されるダンパ結合部c等が不規則な方向に張出して複雑形状をなすとともに、各結合部a、b、c等には結合孔等が形成されている。また、ほぼ中央部には、車軸を結合するための結合孔dが形成されている。
【0015】
そして、このようなナックルNは、例えば鋳造等によって予め左右対称形の一対のナックル素材が成形された後、前記各加工ステーション▲1▼〜▲8▼で必要な箇所を順次機械加工するようにしているが、このような加工は、例えば各結合部a、b、c等の孔明け加工とか、端面加工等である。
そしてこの際、加工方向は加工部位によって異なっているため、ナックルN、Nの向きを次々と変化させる必要があり、この際、左右のナックルN、Nを同一車両に組み付けた場合にアンバランスが生じないよう、両者N、Nの姿勢を整合性を持たせて変換することが好ましい。このため、前記チャック部17、17を旋回させる際、同期させて逆方向に旋回させるようにしている。
【0016】
それでは、本搬送装置の詳細について説明する。
図1、図2に示すようにワーク搬路に沿って複数の架台11、…が立設されており、この架台11、…の上部に取付けられたビーム12に対して前記各搬送ユニット4、…が摺動自在に取付けられるとともに、隣接する各搬送ユニット4、4同士は連結バー13(図2)によって連結されている。
そして、これら搬送ユニット4、…は、図1に示すような単一の移動用モータ8によって一斉に所定ピッチで往復動するようにされており、また、各搬送ユニット4、…のチャック部17、17、…は、図2に示す単一の昇降用モータ10によって一斉に昇降するようにされている。(尚、図1では昇降用モータ10を省略している。)
【0017】
そして、前記移動用モータ8は、前記ビーム12の中間部に取付けられており、後述するように、移動用モータ8の出力軸に取付けたピニオンをラック14(図2)に噛合させ、このラック14を所定ピッチで搬路方向に往復動させることが出来るようにしている。そして図2に示すように、このラック14の両端部に一対の搬送ユニット4、4を固定するとともに、中間部に前記昇降用モータ10を固定し、この昇降用モータ10もビーム12に対して摺動自在にしている。そして、この昇降用モータ10と左右の搬送ユニット4、4の間にも連結バー13、13を設けて連結している。
【0018】
また、昇降用モータ10は、各搬送ユニット4、…のチャック部17、17、…を同時に昇降駆動出来るようにされ、昇降用モータ10の駆動によって各搬送ユニット4、…を貫く回転軸15を軸回りに回転させ、後述する各搬送ユニット4、…に設けたピニオンラック機構によって後述する各昇降体6、…を一斉に昇降せしめるようにしている。
そして、左右一対のチャック部17、17は、この各昇降体6、…に対して後述する旋回機構16によってお互いに逆方向に旋回自在とされている。
【0019】
以上の構成を、図5乃至図9に基づいて更に詳細に説明する。ここで、図5は移動用モータ8と搬送ユニット4の関係を示す側面視による部分断面図、図6は搬送ユニット4の内部構造を示す正面視による部分断面図、図7は移動用モータ8のピニオンとラックの噛合状態を示す平面図、図8は昇降用モータ10と回転軸15の関係を示す側面視による部分断面図、図9は図8の正面視による部分断面図である。
【0020】
図5乃至図7に示すように、ビーム12に取付けられた移動用モータ8の出力軸には、ピニオン20が取付けられ、このピニオン20が前記ラック14に噛合している。そしてこのラック14の長さは、前述のように概ね各加工ステーション間のピッチ間隔と同一にされ、両側端部には一対の搬送ユニット4、4が結合されるとともに、ラック14の中間部には昇降用モータ10が結合されている。(図2)
【0021】
そして、これら搬送ユニット4、…の支持枠28、…はビーム12に対して摺動自在とされ、前記移動用モータ8の駆動によって各搬送ユニット4、…は一斉に隣接する加工ステーションのピッチ間隔で往復動することになる。因みに前記ピニオン20は、図7に示すように、アイドルギヤ21を介してもう1個のピニオン22に噛合しており、このピニオン22がラック14に噛合している。そしてこのように2個のピニオン20、22をラック14に噛合させることで、ピニオンにかかる負荷を軽減させるようにしている。
【0022】
前記昇降用モータ10は、図8及び図9に示すように、ラック14に結合される枠体23の上部に取付けられており、この枠体23はビーム12に対して摺動自在にされるとともに、この枠体23を左右に貫いて前記回転軸15が設けられている。そして、昇降用モータ10の出力軸には円筒ウォーム24が固着され、この円筒ウォーム24が、回転軸15に固着されるウォームホイール25に噛合している。また、この回転軸15は、各搬送ユニット4、…を回転自在に貫いており(図2)、昇降用モータ10の駆動によって軸回りに回転するようにしている。
【0023】
また、図5及び図6に示すように、各搬送ユニット4、…には、回転軸15の回転によって支持枠28に対して昇降自在な昇降体6、…が設けられており、各昇降体6の昇降は、回転軸15に取付けられたピニオン26と、このピニオン26に噛合するラックバー27によって構成している。
【0024】
そして各昇降体6は、前記ラックバー27と、支持枠28を昇降自在に上下に貫く左右一対のガイドバー30、30と、各ガイドバー30、30及びラック27の下端部に結合される旋回機構16と、この旋回機構16の下方に突出する左右一対のチャック部17、17を備えており、前記回転軸15が回転することによってピニオン26、ラックバー27機構によって昇降体6全体が昇降動するようにしている。尚、図中33はバランスシリンダである。
【0025】
また、左右一対のチャック部17、17は、旋回機構16によって軸回りに相互に逆方向に同期して旋回するようにされ、以下、旋回機構16の細部について図10乃至図12に基づき説明する。ここで図10は旋回機構16の正面視による半裁断面図、図11は同平面視による半裁断面図、図12は図11のA−A線断面図である。
【0026】
図10乃至図12に示すように、旋回機構16は、外枠34と、この外枠34の中央側面部に取付けられた旋回用モータ35と、この旋回用モータ35の出力軸に連結されるボールネジ36と、このボールネジ36の螺合する螺合部材37と、この螺合部材37が固着されるスライド板38を備え、このスライド板38は外枠34の底面に取付けられたレール40、40に沿って前後に摺動自在とされている。
【0027】
そして、このスライド板38の摺動方向と平行な両側端部には、ラック41、41が取付けられており、このラック41、41に噛合するピニオン42、42がチャック部17、17の一部を構成するチャック軸43、43の上端のギヤ43a、43aに噛合している。
このため、旋回用モータ35が駆動すると、ボールネジ36を介してスライド板38が進退動し、ラック41、41、ピニオン42、42を介して両方のチャック軸43、43が同期して逆方向に回転する。
【0028】
尚、以上のような旋回機構16の別実施例として、図13に示すように旋回用モータ35に変えて旋回用シリンダユニット39を使用しても良い。すなわち、外枠34に取付けた旋回用シリンダユニット39のシリンダロッド39aをスライド板38の連結部38aに連結し、旋回用シリンダユニット39の作動によってスライド板38を往復動させる。そしてその他の構成は図11の例と同様にしている。
そしてこのような旋回用シリンダユニット39は、特に90度或は180度の等角度限定で向きを変換する場合のように、複数種類の角度切換えが必要でない箇所に使用すればより安価に構成出来る。
【0029】
ところで、前記チャック軸43、43は、図14に示すように、外枠に固着する場合もある。すなわち、ナックルN、Nの姿勢を変換する必要がない加工ステーションに搬送する搬送ユニット4には、この種の旋回機能を持たないチャック部17、17を構成すればより安価である。
【0030】
また、チャック部17によるチャック方式は、旋回機能の有無の拘らず略同一の構成であり、図15に示すように、チャック軸43と、チャック軸43の下方に内蔵されるチャック用シリンダ44と、このチャック用シリンダ44の作動によって拡縮自在な各一対のチャックアーム45、45と、上方からチャック部17を降下させた際、クランプ治具3の各位置決め孔46に挿入される各位置決めピン47にて構成している。そして、前記チャックアーム45、45をナックルNの車輪結合孔d内に挿入した後、外側に開いて結合孔dの内径を保持するようにしている。
【0031】
すなわち、ナックルNの結合孔dの内面には、図15に示すような段部d1が形成されており、チャックアーム45、45の外面にも段部45a、45aを形成している。そしてチャクアーム45、45が開くと、図14のB−B線断面図である図16、及び図14のC−C線断面図である図17に示すように、チャックアーム45の段部45aと結合孔dの段部d1が係合してチャックされるようにしている。
またチャックアーム45の下端部外面は、図17に示すように円弧状にしており、この円弧の曲率は、各種タイプのナックルNの結合孔dのうち半径が最小の結合孔dの曲率と同様か或いはそれより小さくすることで、あらゆるタイプのナックルNをチャック出来るようにしている。
【0032】
また、位置決めピン47の中間部には、結合孔d内にチャックアーム45、45を挿入した時点で、結合孔dの上端周縁を押圧保持し得る保持板49を設けており、この保持板49によってチャックアーム45、45の拡縮方向と直角方向の上端周縁部を押圧保持するようにして、チャックした際の振れ等を防止するようにしている。因みに、図15では、説明上、保持板49の位相を90度変換して図示している。
【0033】
前記クランプ治具3は、搬送ユニット4のチャック部17、17によって把持され搬送されてくる一対のナックルN、Nを載置せしめた後、位置決め固定出来るようにされており、また、前記各加工ステーション▲1▼〜▲8▼のうち、所定の位置の加工ステーションのクランプ治具3(図3において二重枠で囲ったクランプ治具3)は、搬路と平行な水平軸まわりに任意の角度で傾動自在にされている。
【0034】
以上のように構成したワーク搬送装置により、一対のナックルN、Nを各加工ステーション▲1▼〜▲8▼の上流側から下流側に向けて一斉に搬送しながら加工していくが、この搬送中にナックルN、Nの向きの変換が行われる。このナックルN、Nの向きの変換の一例について、図18及び図19に基づき説明する。ここで、図18は第1トランスファマシン1の各加工ステーション▲1▼〜▲8▼におけるナックルN、Nの姿勢を示し、図19は第2トランスファマシン2の各加工ステーション▲1▼〜▲8▼におけるナックルN、Nの姿勢を示す。
【0035】
まず、第1トランスファマシン1の第1加工ステーション▲1▼では、ナックルN、Nの姿勢を図18▲1▼に示すような向きにセットし、タイロッド結合部b、bの各両端面のフライス加工を両頭フライス加工機で行い、第2加工ステーション▲2▼では、▲2▼に示すように、90度逆向きに旋回させた姿勢にセットし、ロアアームa、aの両端面のフライス加工を2頭フライス加工機で行う。
【0036】
また、第3加工ステーション▲3▼では、▲3▼に示すように、ナックルN、Nの向きを180度変換した後、タイロッド結合部b、bの結合孔のテーパドリル加工を行い、第4加工ステーション▲4▼では、▲4▼に示すように、同結合後部b、bの結合孔のテーパリーマ加工を行う。
この時第3加工ステーション▲3▼と第4加工ステーション▲4▼のナックルN、Nの向きは同一であり、同一ステーションでドリル加工とリーマ加工を行うことも可能であるが、本実施例では、各加工ステーション▲1▼〜▲8▼におけるタクトタイムを同一にし、加工と搬送を同時に行うようにしているため、このように別の加工ステーション▲3▼、▲4▼で加工するようにしている。
【0037】
次に第5加工ステーション▲5▼では、▲5▼に示すようにナックルN、Nの向きを180度変換した上、クランプ治具3を所定角度傾けてロアアーム結合部a、aの結合孔のテーパドリル加工を行い、第6加工ステーション▲6▼では、▲6▼に示すように、ナックルN、Nの向きを178度35分変換し、クランプ治具3を所定角度傾けてダンパ結合部c、cの結合孔の孔加工を行う。
そして、第7加工ステーション▲7▼では、▲7▼に示すように、ナックルN、Nの向きを90度変換して、ダンパ結合部c、cのダンパ締付孔のドリル加工を行い、第8加工ステーション▲8▼では、▲8▼に示すように、同じ姿勢のまま同ダンパ締付孔の一部のタップ加工を行う。
【0038】
以下、図19に示す第2トランスファマシン2での加工態様も同様な手順で行われ、ナックルN、Nの向きを変換をローダ4で行いながら下流の加工ステーションに送り込みながら加工する。
【0039】
すなわち、第1加工ステーション▲1▼では、▲1▼に示す向きに変換してダンパ結合部c、cの結合孔のすり割り加工を行い、第2加工ステーション▲2▼では、同姿勢でダンパ結合部c、cの結合孔の歪矯正加工を行い、第3加工ステーション▲3▼では、90度姿勢を変換してダンパ結合部c、c周辺のサイド孔e、eのドリル加工を行い、第4加工ステーション▲4▼では、同姿勢のまま同サイド孔e、eのタップ加工を行う。
【0040】
また、第5加工ステーション▲5▼では、91度25分向きを変換してロアアーム結合部a、aのすり割り加工を行い、第6加工ステーション▲6▼では、同姿勢を保ったままロアアーム結合部a、aのリーマ加工を行う。そして第7加工ステーション▲7▼では、180度向きを変換してダンパ結合部c、c周辺のバリ取り加工を行い、第8加工ステーション▲8▼では、更に180度向きを変換してロアアーム結合部a、a周辺のバリ取り加工を行う。
【0041】
そして以上のような各加工ステーション▲1▼〜▲8▼における加工と加工ステーション間の搬送は一斉に行われる。すなわち、各加工ステーション▲1▼〜▲8▼における加工が終了すると、上方で待機している搬送ユニット4、…の各チャック部17、17が、単一の昇降用モータ10の作動によって同時に降下し、チャックアーム45、45をナックルN、Nの結合孔dに挿入して内周を保持する。そしてナックルN、Nが保持されると、再び昇降用モータ10が上昇し、次いで移動用モータ8が作動して各搬送ユニット4、…は一斉に水平移動する。
【0042】
この搬送ユニット4、…の移動中に、所定の搬送ユニット4、…のチャック部17、17は旋回機構16によってお互いに逆向きに回転させられ、ナックルN、Nの向きが対称的に変換される。そして搬送ユニット4、…が下流の加工ステーションに到着すると、昇降用モータ10によってチャック部17、17、…は一斉に降下し、ナックルN、Nをクランプ治具3、…に載置する。
そしてこのように単一の移動用モータ8によって複数の搬送ユニット4、…を同時に移動させるとともに、単一の昇降用モータ10によってチャック部17、17、…を昇降させることで、装置の簡素化が図られ、しかも、搬送中にナックルN、Nの向きを変換すれば、作業が効率的である。
【0043】
また、各ナックルN、Nを同期して逆方向に旋回させることで、左右の対称性が図られた状態で加工することが出来、組付時のバランスが良好となる。
【0044】
【発明の効果】
以上のように本発明は、請求項1のように、旋回自在な一対のワークチャックを有する複数の搬送ユニットを単一の移動駆動源によって同時に所定ストロークで水平方向に往復動させ、また、複数のワークチャックを単一の昇降駆動源によって同時に昇降動させるようにしたため、搬送装置が簡素に且つ安価に構成出来る。
またワークを搬送中に、ワークチャックを旋回させて所定の姿勢にセットすることが可能であり、作業の効率化が図れる。
また請求項2のように、各搬送ユニットの一対のワークチャックを同期して逆向きに旋回させるようにすれば、例えば左右に組付けられる対称部品の向き整合させて加工することが出来、組付時のバランスを良好にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の搬送装置をトランスファマシンに適用した構成例を示す正面図
【図2】同搬送装置の平面視図
【図3】トランスファマシンの配置を示す平面視図
【図4】ワークの一例であるナックルの説明図で(A)は平面図、(B)は正面図
【図5】移動用モータと搬送ユニットの関係を示す側面視による部分断面図
【図6】搬送ユニットの内部構造を示す正面視による部分断面図
【図7】移動用モータとラックの噛合状態を示す平面図
【図8】昇降用モータと回転軸の関係を示す側面視による部分断面図
【図9】図8の正面視による部分断面図
【図10】旋回機構の正面視による半裁断面図
【図11】同平面視による半裁断面図
【図12】図11のA−A線断面図
【図13】旋回機構の別実施例の平面視による半裁断面図
【図14】チャック軸の別構成例図
【図15】チャック部の先端を示す拡大図
【図16】図14のB−B線断面図
【図17】図14のC−C線断面図
【図18】第1トランスファマシンにおけるナックルの加工姿勢と加工部位の一例を示す説明図
【図19】第2トランスファマシンにおけるナックルの加工姿勢と加工部位の一例を示す説明図
【符号の説明】
4…搬送ユニット、6…昇降体、8…移動用モータ、10…昇降用モータ、13…連結バー、15…回転バー、17…チャック部、26…ピニオン、27…ラックバー、35…旋回用モータ、38…スライド板、39…旋回用シリンダユニット、41…ラック、42…ピニオン、43…チャック軸、43a…ギヤ、N…ナックル。
Claims (2)
- 搬路に対し複数の搬送ユニットを摺動自在に配置したワーク搬送装置であって、このワーク搬送装置は、
前記搬路に沿って水平動可能とされた枠体及び搬送ユニットの一部をなす支持枠と、
前記隣接する搬送ユニットの支持枠間及び支持枠と枠体との間を所定ピッチで連結する連結バーと、
前記連結バーで連結された搬送ユニット及び枠体を同時に所定ストロークで水平方向に往復動させる移動駆動源と、
前記枠体に固定される昇降駆動源と、
前記支持枠に設けられる旋回自在な一対のワークチャックを備えた昇降体と、
前記昇降駆動源から延びる回転軸と、
前記回転軸の回転を前記前記昇降体に伝達することで各搬送ユニットのワークチャックを同期して昇降せしめるラック・ピニオン機構とを備えることを特徴とするワーク搬送装置。 - 請求項1に記載のワーク搬送装置において、前記移動駆動源は搬路に取り付けられ、前記枠体には前記移動駆動源の出力軸に取り付けたピニオンと噛合するラックが固定されていることを特徴とするワーク搬送装置。
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