JP3904820B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばトランスファマシンやフレキシブルトランスファラインのような加工システムにおいて、隣接する工作機械間でワークを搬送するワーク搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、トランスファマシン等の加工システムにおいては、複数の工作機械が一定のピッチで配設され、これらの工作機械間でワークを順に搬送するように、次のような構成のトランスファ装置が装備されていた。すなわち、このトランスファ装置では、1本のトランスファバーが複数の工作機械に跨がって、ワークの搬送方向へ進退可能及び昇降可能に延長配置され、このトランスファバー上にはワークを支持するための複数のワーク支持部が一定ピッチで設けられている。
【0003】
そして、前記トランスファバーが複数のスイングアームの回動により昇降されるとともに、モータを含むシフト機構により進退移動されて、上昇→前進→下降→後退の四つの送り運動が行われる。これにより、隣接する各工作機械間において、前工程の工作機械から次工程の工作機械へ、ワークが一斉に搬送されるようになっている。
【0004】
また、工作機械間に独立的に設けられた第1のスライド装置の往復移動にともなって、ワークを載置した第2のスライド装置が同方向へ移動して、固定台を中心とする一方と他方へ2段に伸張してワークを搬送するものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来のワーク搬送装置においては、複数の工作機械の配設ピッチが同一でないと使用することができないため、工作機械の加工工程を組む際に制約を受けて、搬送ピッチの異なる工作機械のライン構成ができないという問題があった。また、加工時にも、トランスファバーが工作機械や姿勢変更装置に入り込んでいるために、トランスファバーに切り粉が溜まったり、姿勢変更ができなかったりするという問題もあった。
【0006】
そして、フレキシブルトランスファラインに採用されている独立搬送方式の搬送装置のワーク搬送部が2段に伸張するスライド装置においては、スライド装置の長さが搬送ピッチの2分の1以下にはならず、設備の大きさに制限が多いことと、スライド装置を構成するガイド部が長く、そのガイド部の平面面積が大きいために、そこに切り粉等が溜まり易く、故障の原因になり易いという問題もあった。
【0007】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、複数の工作機械の組み替えや、加工工程の組み合わせを自由に行うことができるとともに、各工作機械に配置されるスペース少なくするとともに、搬送ピッチが異なるライン構成の場合であっても、簡単に組み替えができ、しかも、摺動部に切り粉等が溜まりにくいワーク搬送装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、隣接配置されたステーション間でワークを搬送するワーク搬送装置において、ステーション間の所定位置に設けられた軸支部材に一端において支持された第1の4節リンクと、その第1の4節リンクを回動させるための駆動手段と、前記第1の4節リンクのアームの他端に対しアームの一端において連動軸を中心に回動可能に支持された第2の4節リンクと、その第2の4節リンクの前記アームの他端に支持され、ワークを支持してそのワークを搬送するためのワーク支持部と、前記第1の4節リンクの回動にともない第2の4節リンクを反対方向に回動させるための連動手段とを備え、その連動手段の駆動により、前記ワーク支持部がワーク搬送動作を行うように構成するとともに、前記ワーク支持部を第2の4節リンクに対してワーク搬送方向へ移動可能に設け、そのワーク支持部がワーク受取位置とワーク受渡位置との間を移動されるように構成したことを特徴とする。
【0009】
従って、この発明によれば、複数の工作機械を備えた加工システムにおいて、工作機械の組み替えや、加工工程の組み合わせを、制約を受けることなく自由に行うことができる。また、各工作機械において、ワークの搬送を同期させることなく独立して行うことができて、加工システム全体の加工効率を向上させることができる。加えて、4節リンクのアーム先端に設けられたワーク搬送部により搬送を行うようにすれば、上方へ向かうガイド部等の摺動部を設ける必要がなく、摺動部に切り粉が溜まることを抑制できる。加えて、ワークを水平方向に保った安定した状態で、ワークを搬送できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下に、この発明の第1実施形態を、図1〜図8に基づいて説明する。
【0017】
図1に示すように、工場内の加工ステーションにおいては、ワークW1の供給を行うワーク供給装置21と、ワークW1にそれぞれ異なった加工を行うための複数の工作機械22と、加工済みのワークW1の排出を行うワーク排出装置23とが、適宜の間隔をおいて配設されている。これらのワーク供給装置21、工作機械22、ワーク排出装置23はそれぞれ加工ステーションを構成する。
【0018】
ワーク供給装置21、各工作機械22及びワーク排出装置23の対向する側面には支持台24がそれぞれ突設されている。隣接配置されたワーク供給装置21、各工作機械22及びワーク排出装置23間に配置されるように、支持台24上には複数のワーク搬送装置25が固定され、これらのワーク搬送装置25により、ワークW1が図1の矢印方向へ加工をともないながら順に搬送されるようになっている。
【0019】
次に、前記ワーク搬送装置25の構成について詳細に説明する。図2及び図3に示すように、この実施形態においては、第1の4節リンク56及び第2の4節リンク57を備えている、第1の4節リンク56は、後述する軸支部材29、第1,第2回動アーム33A,33B及びギヤケース39から構成されている。第2の4節リンク57は、ギヤケース39、第1,第2支持アーム35A,35B及び保持部材44から構成されている。
【0020】
すなわち、ワーク搬送装置25のフレーム28は前記支持台24上に固定され、その前面には軸支部材29が一対のレール30を介して昇降可能に支持されている。フレーム28には昇降手段としての昇降用モータ31が配設され、この昇降用モータ31によりボールネジ32を介して軸支部材29が昇降されるようになっている。
【0021】
前記軸支部材29の前面には第1回動アーム33A及び第2回動アーム33Bがそれらの下端部において、支軸34A,34Bにより回動可能に支持されている。各回動アーム33A,33Bの上端部には、第1支持アーム35A及び第2支持アーム35Bの上端部が連動軸36A,36Bを介して回動可能に支持されている。軸支部材29上には駆動手段としての駆動用モータ37が配設され、そのモータ軸が第1回動アーム33Aの支軸34Aに連結されている。そして、この駆動用モータ37の回転に従い、両回動アーム33A,33B、すなわち第1の4節リンク56が一体的に回動されるようになっている。
【0022】
図6及び図7に示すように、前記第1回動アーム33Aの下端部には係合突起41が形成されている。軸支部材29の前面には規制部材42が配設され、この規制部材42の内側には係合突起41と係合可能な一対の規制部42a,42bが設けられている。そして、係合突起41が規制部材42の規制部42a,42bに係合することによって、両回動アーム33A,33B、すなわち第1の4節リンク56の回動範囲が規制されるようになっている。
【0023】
図3及び図4に示すように、前記両連動軸36A,36Bの後端部間には連動手段としての連動機構38が設けられ、前記一対の回動アーム33A,33Bの回動に連動して、この連動機構38により一対の支持アーム35A,35Bが一体的に回動されて、第2の4節リンク57が回動されるようになっている。すなわち、両連動軸36A,36Bの後端部間にはギヤケース39が相対回転可能に取り付けられている。ギヤケース39内において、各連動軸36A,36Bの後端部には互いに噛合する連動ギヤ40A,40Bが固定されている。
【0024】
そして、図3及び図4に示すように、一方の連動軸36Aが第1回動アーム33Aの上端部に相対回動可能に嵌挿されるとともに、第1支持アーム35Aの上端部に一体回動可能に固定されている。また、他方の連動軸36Bが第2回動アーム33Bの上端部に一体回動可能に固定されるとともに、第2支持アーム35Bの上端部に相対回動可能に嵌挿されている。これにより、一対の回動アーム33A,33Bが回動されたとき、両連動軸36A,36B及び連動ギヤ40A,40Bを介して、一対の支持アーム35A,35Bが連動軸36A,36Bを中心にして一体的に回動アーム33A,33Bの反対方向に回動されるようになっている。
【0025】
図2〜図5に示すように、前記一対の支持アーム35A,35Bの下端前部には保持軸43A,43Bが突出固定され、これらの保持軸43A,43B間には保持部材44が相対回動可能に支持されている。保持部材44上には移載部材45がレール46を介してワークW1の搬送方向へ移動可能に支持され、その上面にはワークW1を支持するためのワーク支持部47が固定配置されている。
【0026】
前記第1支持アーム35Aと移載部材45との間には移載手段としての移載機構48が設けられ、第1支持アーム35Aの回動に伴って、この移載機構48により移載部材45が横方向へ移動されるようになっている。すなわち、保持部材44にはピニオン49が回転可能に支持され、第1支持アーム35Aの回動に伴い、保持軸43A上のギヤ50及び保持部材44上の複数のギヤ51〜54を介して回転されるようになっている。
【0027】
前記移載部材45にはラック55が前記レール46の延びる方向に沿って配設され、ピニオン49に噛合されている。そして、前記連動機構38の作用による第1支持アーム35Aの回動に伴って、ピニオン49が回転されたとき、このラック55を介して移載部材45が横移動される。これにより、移載部材45,すなわちワーク支持部47が図6に示す右側のワーク受取位置と、図7に示す左側のワーク受渡位置との間で移動されて、ワーク支持部47に支持されたワークW1の搬送が行われるようになっている。
【0028】
次に、前記のように構成されたワーク搬送装置25の動作を、図8に基づいて説明する。
さて、図8(a)では、軸支部材29が下方位置に配置されるとともに、移載部材45が右側のワーク受取位置と左側のワーク受渡位置とのほぼ中間位置に配置されている。この状態で、ワーク搬送装置25が作動されると、駆動用モータ37により両回動アーム33A,33Bが時計方向に回動されて、第1の4節リンク56が同方向に回動されるとともに、連動機構38を介して両支持アーム35A,35Bが反時計方向に連動回動されて、第2の4節リンク57が回動される。これにより、第1,第2の4節リンク56,57が展開されて、ギヤ50が回転されて、移載機構48を介して移載部材45が中間位置から右側のワーク受取位置に横移動され、図8(b)に示すように、ワーク支持部47が前工程の工作機械22で加工を終了したワークW1の下方に対応配置される。
【0029】
続いて、昇降用モータ31により軸支部材29が上昇されて、移載部材45を含む機構全体が一体的に上昇され、図8(c)に示すように、ワークW1がワーク支持部47上に受け取り支持される。この状態で、駆動用モータ37により両回動アーム33A,33B、すなわち第1の4節リンク56が反時計方向に回動されるとともに、連動機構38を介して両支持アーム35A,35B、すなわち第2の4節リンク57が時計方向に連動回動されて、収縮に続き展開される。これにより、移載機構48を介して移載部材45が右側のワーク受取位置から左側のワーク受渡位置に横移動され、図8(d)に示すように、ワーク支持部47上のワークW1が前工程の工作機械22の加工位置から次工程の工作機械22の加工位置まで搬送される。
【0030】
この状態で、昇降用モータ31により軸支部材29が下降されて、移載部材45を含む機構全体が一体的に下降され、図8(e)に示すように、ワークW1が次工程の工作機械22に受け渡される。その後、駆動用モータ37により両回動アーム33A,33Bが時計方向に回動されるとともに、連動機構38を介して両支持アーム35A,35Bが反時計方向に連動回動される。これにより移載機構48を介して移載部材45が左側のワーク受渡位置から、図8(a)に示す中間位置に移動され、この状態で次のワークW1の搬送動作のために待機される。
【0031】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)このワーク搬送装置においては、一対の回動アーム33A,33Bが基端部にて回動可能に支持されている。各回動アーム33A,33Bの先端部には一対の支持アーム35A,35Bが回動可能に支持されている。両支持アーム35A,35Bの先端部には、上部にワーク支持部47を備えた移載部材45がワークW1の搬送方向へ移載可能に支持されている。そして、回動アーム33A,33Bが駆動用モータ37にて一体的に回動されることにより、一対の支持アーム35A,35Bが連動機構38を介して一体的に回動されるとともに、その支持アーム35A,35Bの回動に伴い、移載機構48を介して移載部材45が移動される。これによって、移載部材45のワーク支持部47上に支持されたワークW1が、隣接する工作機械22間で搬送されるようになっている。
【0032】
このため、複数の工作機械22を備えた加工システムにおいて、工作機械22の組み替えや、加工工程の組み合わせを、制約を受けることなく自由に行うことができる。また、各工作機械22において、ワークW1の搬送を同期させることなく独立して行うことができて、加工システム全体の加工効率を向上させることができる。また、第1,第2の4節リンク56,57は上方へ向かう広い面積の摺動面が存在しないため、摺動面に溜まる切り粉等によって問題が生じることはない。
【0033】
(2)このワーク搬送装置においては、前記回動アーム33A,33Bの基端部が、昇降用モータ31によって昇降される軸支部材29上に回動可能に支持されている。このため、軸支部材29の昇降動作と移載部材45の進退移載動作とにより、移載部材45のワーク支持部47上に支持されたワークW1を四つの送り運動させることができて、隣接する工作機械22間でワークW1を自動的に搬送することができる。
【0034】
(第2実施形態)
次に、この発明の第2実施形態を、前記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0035】
さて、この第2実施形態においては、図9〜図12に示すように、ワーク支持部47が移載部材45上にレール58を介して、移載部材45の移載方向と同方向へ移動可能に支持されている。また、移載部材45とワーク支持部47との間には、移動手段としての移動機構59が設けられ、移載部材45が移動されるとき、この移動機構59によりワーク支持部47が移動方向へさらに移動されるようになっている。
【0036】
すなわち、移載部材45の両端部には一対のスプロケット60が回転可能に支持されている。両スプロケット60間にはチェーン61が掛装され、その両端部が保持部材44に固定されるとともに、中間部がワーク支持部47に固定されている。そして、移載部材45が図10の右方に移動されたときには、チェーン61を介してワーク支持部47が右側に移動され、移載部材45が同図の左方に移動されたときには、チェーン61を介してワーク支持部47が左側に移動されるようになっている。
【0037】
このため、図12(a)に示すように、移載部材45が右側のワーク受取位置に移動された場合には、ワーク支持部47が移載部材45上の右端位置まで移動される。また、図12(b)に示すように、移載部材45が左側のワーク受渡位置に移動された場合には、ワーク支持部47が移載部材45上の左端位置まで移動される。よって、ワーク支持部47上に支持されたワークW1の搬送距離が拡大されることになる。
【0038】
従って、この第2実施形態によれば、前記第1実施形態における(1)及び(2)に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(3)このワーク搬送装置においては、前記ワーク支持部47が移載部材45上にその移動方向と同方向へ移動可能に配設されている。また、移載部材45の移動に伴ってワーク支持部47を移動させるための移動機構59が設けられている。このため、移載部材45の移動時に、ワーク支持部47が移動方向へさらに移動されて、ワーク支持部47上に支持されたワークW1の搬送距離を拡大することができる。よって、隣接する工作機械22間の配置間隔が広い場合に適用すると効果的である。
【0039】
(変更例)
前記ワーク支持部47及びその関連構成の変形例を以下に示す。
・図13に示すように、保持部材44上に回転可能に立設した軸71にはワークW1を載置支持するためのワーク支持部47が固定されており、その軸71にはピニオン72が固定されている。保持部材44には、シリンダ73が固定され、そのピストンロッド74には前記ピニオン72に噛合するラック75が取り付けられている。
【0040】
従って、シリンダ73によりピストンロッド74が出入りすると、ラック75とピニオン72との噛合を介してワーク支持部47が回転され、このワーク支持部47の回転により、ワークW1が割り出し回転される。従って、ワークW1の異なる側面に対して加工を行うことができる。
【0041】
・図14に示すように、ワーク支持部47の移動域の上方にはフレーム81が配置されており、そのフレーム81には把持具83が軸84を介して水平面内において回転可能に支持されている。フレーム81にはモータ82が支持され、このモータ82により把持具83が回転される。また、把持具83は、図示しないシリンダ等の駆動手段により昇降される。この把持具83は、その両端部においてワークW1の下面を把持可能である。
【0042】
そして、把持具83の下降状態において、ワーク支持部47の移動にともない、ワークW1の下面が把持具83の両端部に対向し、この状態で把持具83が上昇する。これに続いてモータ82により把持具83が回転することにより、ワークW1がチルト回転し、ワークW1の向きが上下反転される。その後、把持具83が下降して、ワークW1が上下反転した状態でワーク支持部47上に戻される。従って、ワークW1の上下両面に対して加工を施すことができる。
【0043】
・図15に示すように、ワーク支持部47は第1の部分47aと、その第1の部分47aの両側に位置する一対の第2の部分47bとに分割構成されている。そして、第1の部分47aはシリンダ91により昇降可能であり、下降時には第2の部分47bの下方に位置し、上昇時には第2の部分47bの上方に位置する。
【0044】
従って、第2の部分47bが下降したときには、第1の部分47aにより搬送方向に対して長手方向のワークW1が支持され、第2の部分47bが上昇したときには、第2の部分47bにより搬送方向に対して横幅の広いワークW1が支持される。
【0045】
・図16に示すように、ワーク支持部47はそれぞれ大きさや形状の異なる第1の部分47aと第2の部分47bを有し、それらの第1の部分47a,第2の部分47bはそれぞれL字状をなすアーム101の両端に固定されている。アーム101は軸102により支持され、図示しないモータ等の駆動手段により90度回転される。そして、この回転により、第1及び第2の部分47a,47bの何れかがワーク搬送位置に配置される。
【0046】
従って、ワークW1の大きさ形状に応じて、第1及び第2の部分47a,47bが交換使用される。
・さらに図示しないが、形状や大きさ等の異なった形態の複数種類のワーク支持部47をマガジンにストックし、必要に応じて交換使用できるように構成してもよい。
【0047】
(その他の変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記各実施形態において、両回動アーム33A,33Bを上端部にて軸支部材29に回動可能に支持するとともに、各回動アーム33A,33Bの下端部に両支持アーム35A,35Bの下端部を回動可能に支持し、それらの支持アーム35A,35Bの上端部に保持部材44を介して移載部材45を移動可能に支持するように構成すること。つまり、第1,第2の4節リンク56,57を前記実施形態に対して上下反転した構成とすること。
【0048】
・上記第1実施形態及び第2実施形態では、ワーク支持部を移載部材上方に設けたが、移載部材の下方に設けて、ワークを上方から掴むようにして搬送する構成にすること。このように構成した場合でも前記各実施形態と同様の効果のほか、ワークの下方に搬送部材を設けることが不要なため、搬送部材に切り粉等が溜まったりすることがない。
【0049】
・前記各実施形態において、昇降手段としての昇降用モータ31に代えて昇降用シリンダを設け、その昇降用シリンダにより軸支部材29を昇降させるように構成すること。
【0050】
このように構成した場合でも、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 加工システム全体を示す概略正面図。
【図2】 第1実施形態のワーク搬送装置を拡大して示す正断面図。
【図3】 図2のワーク搬送装置の縦断面図。
【図4】 図2のワーク搬送装置の要部横断面図。
【図5】 移載機構部を示す要部断面図。
【図6】 図2のワーク搬送装置の動作状態を示す正断面図。
【図7】 図6とは異なったワーク搬送装置の動作状態を示す正断面図。
【図8】 図2のワーク搬送装置によるワークの搬送動作を示す説明図。
【図9】 第2実施形態のワーク搬送装置を示す部分正断面図。
【図10】 ワーク搬送装置の要部平面図。
【図11】 ワーク搬送装置の部分拡大縦断面図。
【図12】 ワーク搬送装置によるワークの搬送動作を示す説明図。
【図13】 第1の変形例を示す断面図。
【図14】 第2の変形例を示す正面図。
【図15】 (a)は第3の変形例を示す平面図、(b)は同じく一部破断正面図。
【図16】 第4の変形例を示す側面図。
【符号の説明】
22…工作機械、25…ワーク搬送装置、29…軸支部材、31…昇降手段としての昇降用モータ、33A…第1回動アーム、33B…第2回動アーム、35A…第1支持アーム、35B…第2支持アーム、37…駆動手段としての駆動用モータ、38…連動手段としての連動機構、44…保持部材、45…移載部材、47…ワーク支持部、48…移載手段としての移載機構、59…移動手段としての移動機構、W1…ワーク。
Claims (6)
- 隣接配置されたステーション間でワークを搬送するワーク搬送装置において、
ステーション間の所定位置に設けられた軸支部材に一端において支持された第1の4節リンクと、
その第1の4節リンクを回動させるための駆動手段と、
前記第1の4節リンクのアームの他端に対しアームの一端において連動軸を中心に回動可能に支持された第2の4節リンクと、
その第2の4節リンクの前記アームの他端に支持され、ワークを支持してそのワークを搬送するためのワーク支持部と、
前記第1の4節リンクの回動にともない第2の4節リンクを反対方向に回動させるための連動手段と
を備え、
その連動手段の駆動により、前記ワーク支持部がワーク搬送動作を行うように構成するとともに、前記ワーク支持部を第2の4節リンクに対してワーク搬送方向へ移動可能に設け、そのワーク支持部がワーク受取位置とワーク受渡位置との間を移動されるように構成したことを特徴とするワーク搬送装置。 - ワーク支持部と第2の4節リンクとの間には、第2の4節リンクの回動動作をワーク支持部にその往復移動として伝達する移載機構を備えた請求項1に記載のワーク搬送装置。
- 前記第2の4節リンクの前記他端部にはワーク搬送方向に移動可能な移載部材を設けるとともに、その移載部材上にワーク支持部を同方向へ移動可能に支持し、前記移載部材とワーク支持部との間には、移載部材が移動されるとき、ワーク支持部が移動方向へさらに移動されるようにした移動手段を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のワーク搬送装置。
- 前記ワーク支持部を回転可能に構成し、このワーク支持部の回転により、ワークが割り出し回転されることを特徴とする請求項1または2に記載のワーク搬送装置。
- ワーク支持部を第1の部分と第2の部分とに分割構成し、第1の部分はシリンダにより昇降可能であり、下降時には第2の部分の下方に位置し、上昇時には第2の部分の上方に位置することを特徴とする請求項1に記載のワーク搬送装置。
- ワーク支持部はそれぞれ大きさや形状の異なる第1の部分と第2の部分を有し、それらの第1の部分,第2の部分はそれぞれL字状をなすアームの両端に固定され、アームは駆動手段により90度回転されて、第1及び第2の部分の何れかがワーク搬送位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載のワーク搬送装置。
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