JP7030195B2

JP7030195B2 - 走行装置

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Publication number: JP7030195B2
Application number: JP2020530830A
Authority: JP
Inventors: 正樹加藤; 貴文原口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: JPWO2020017011A1; WO2020017011A1

Description

本発明は、工作機械など作業機の下を移動するものであって、ワークの加工によって発生した切粉の影響を排除するようにした走行装置に関する。

工作機械など複数の作業機からなる加工機械ラインでは、各々の作業機に対してワークの受け渡しを行うオートローダが設けられている。下記特許文献１には、その一従来例が開示されている。このオートローダは、並べられた作業機の前部を移動する走行装置が設けられ、その上に搭載された搬送ロボットによって工作機械などとワークの受渡しを行うよう構成されている。走行装置は、平行に配置されたラックやガイドレールが水平方向に固定され、走行台がガイドレールを掴んだ状態で摺動し、走行用モータがラックに噛合したピニオンギヤを回転させてレールに沿った走行台の移動が可能になっている。また、下記特許文献２にも、走行用モータの回転をラックとピニオンギヤとの組み合わせによって走行台を移動させる走行装置が開示されている。

国際公開ＷＯ２０１５／１４５５７６号公報特開２００３－２２０５３５号公報

特許文献１のオートローダでは、工作機械の加工室内で発生したワークの切粉が飛び散ると、その工作機械よりも低い位置に配置されている走行装置に一部が降りかかってしまう。その際、ラックには潤滑目的でグリスが塗布されているため、落ちてきた切粉がラックに付着してしまう。そして、時間の経過によりラックに付着した切粉が堆積してしまうことで、ピニオンギヤとの噛み合わせを悪化させ、走行台の停止精度を低下させてしまうことになってしまう。走行台の停止精度の低下は、その上に搭載された搬送ロボットによるワークの受渡し精度をも低下させることになる。一方、特許文献２の走行装置は、ローダヘッドが吊設されたガントリタイプのワーク自動搬送機に設けられたものであるため、切粉が付着することによる問題は生じないが、ワーク自動搬送機が大型化するため、加工機械ライン全体をコンパクトにすることができない。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、切粉の影響を排除する走行装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様における走行装置は、支持部材に歯面を下向きに固定されたラックと、当該ラックと平行に固定されたガイドレールと、前記ガイドレールに係合して摺動するスライド部材を備えた走行台と、前記走行台に取り付けられ、前記ラックに噛合するピニオンギヤを回転させる走行用モータと、前記ラックの側面に前記ラックの歯面より下方に突き出すように固定された板材である保護カバーと、を有し、前記ピニオンギヤは、ボス部を有するものであり、当該ボス部は、端部に径方向に突き出した周状のフランジ部が形成され、前記保護カバーの下端と前記フランジ部の上端との間に隙間が生じる長さである。

前記構成によれば、ラックが支持部材に対して歯面を下向きにして固定され、そのラックの側面には歯面より下方に突き出す長さの保護カバーが固定されているため、内側にラックを保護した保護カバーの外側を通って切粉が落ちるようにすることで、グリスが塗布されたラックに対する切粉の付着を防止することができる。

ワーク自動搬送機に組み込まれた走行装置の一実施形態を示した斜視図である。走行装置の一実施形態を示した斜視図である。走行装置の一部を示した斜視断面図である。ワーク自動搬送機の一例を示した斜視図である。ワーク自動搬送機が使用される加工機械ラインを示した正面図である。

次に、本発明に係る走行装置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、加工機械ラインのワーク自動搬送機であって、その一部分である走行装置を例に挙げて説明する。加工機械ラインでは、旋盤やマシニングセンタ或いは検測機などのモジュール化された複数の作業機が並べられ、ワーク自動搬送機は、その複数ある作業モジュールの各々に対して順番にワークを搬送するものである。図５は、ワーク自動搬送機が使用される加工機械ラインを示した正面図である。

この加工機械ライン１００は、ワーク搬入部である図面右端のワーク搬入モジュール１０１と、ワーク搬出部である図面左端のワーク排出モジュール１０３との間に、旋盤などの各種作業モジュール１０２が横並びに設置されている。ワーク搬入・搬出モジュール１０１，１０３および７機の作業モジュール１０２は、同じ形状の外装カバー１０７によって覆われている。外装カバー１０７の前部には開閉可能な前カバー１０８が形成され、ライン横方向に広がった搬送空間がつくられている。加工機械ライン１００は、この前カバー１０８からなる搬送空間内部にワーク自動搬送機１０５が組み込まれている。

ここで、図４は、ワーク自動搬送機１０５の一例を示した斜視図であり、特に多関節ロボットアーム１２０がワークの受渡しを行う状態が示されている。ワーク自動搬送機１０５は、旋盤などの作業モジュール１０２を搭載するベース１０９の前面部に走行装置１１０が組み付けられ、走行装置１１０の上に多関節ロボットアーム１２０が搭載されている。多関節ロボットアーム１２０は、図示するような伸びた姿勢によって作業モジュール１０２（図５参照）の内部にまで入り込み、一方で折り畳まれてコンパクトになった状態で搬送空間内を移動するものである。

多関節ロボットアーム１２０を移動させる走行装置１１０は、鉛直な支持板１１１に平行なラック１１２と２本のガイドレール１１３が水平方向に固定され、ガイドレール１１３に対して走行台１１５のスライド部材が摺動可能に組み付けられている。その走行台１１５は、ピニオンギヤ１１７を備えた走行用モータ１１６が取り付けられ、ラック１１２に噛合したピニオンギヤ１１７の回転によって水平方向の移動が可能になっている。

多関節ロボットアーム１２０は、旋回テーブル１１８に固定された支持台１２７に対し、上腕部材１２１が第１関節機構１２３を介して連結され、更に上腕部材１２１に対して前腕部材１２２が第２関節機構１２４を介して連結されている。また、前腕部材１２２の端部にはロボットハンド１２５が軸受部材を介して回転可能に取り付けられている。そして、ワーク自動搬送機１０５には、走行装置１１０や多関節ロボットアーム１２０の各モータや油圧機器などを制御する制御装置が設けられている。

加工機械ライン１００では、前述したように、ワーク自動搬送機１０５によって旋盤などの各種作業モジュール１０２へワークが順番に搬送される。走行装置１１０は、走行用モータ１１６の駆動によってピニオンギヤ１１７がラック１１２を転動し、図５において矢印で示す方向に移動する。そして、該当する作業モジュール１０２の前で停止し、次いで多関節ロボットアーム１２０によるワークの受渡しが行われる。その際、旋盤などではワークの受渡しの際にエアブローによって主軸チャックの清掃などが行われている。そのため、加工室内の切粉やクーラントが走行装置１１０にまで飛び散ってしまっていた。

加工機械ライン１００は、走行装置１１０が作業モジュール１０２よりも低い位置にあるため、飛び散った切粉が走行装置１１０へと降りかかってしてしまう。そうした切粉がグリスの塗布されたラック１１２に付着して堆積する。その結果、ラック１１２とピニオンギヤ１１７との噛み合いが悪くなり、走行台１２０の停止精度を低下させてしまうことになる。本実施形態の走行装置は、こうした問題に対処すべく、切粉の影響を排除するための構成がとられている。図１は、ワーク自動搬送機に組み込まれた本実施形態の走行装置を示した斜視図である。また、図２は、走行装置を示した斜視図であり、図３は、走行装置の一部を示した斜視断面図である。

走行装置１は、図４に示したものと同じ構造であり、走行台３の上に多関節ロボットアーム１２０が搭載されている。その走行装置１は、作業モジュール１０２を搭載するベース１０９の前面部に支持板５が固定され、そこに走行台３が走行可能な状態で組み付けられている。先ず、支持板５によって鉛直な面が形成され、平行に並べられたラック１１と２本のガイドレール１２とが水平方向に固定される。２本のガイドレール１２は、ラック１１を挟むように上下に配置され、走行台３に設けられた複数のスライド１３が摺動可能に組み付けられている。よって、走行台３は、複数のスライド１３が上下２本のガイドレール１２を掴むことにより姿勢が維持される。

走行台３には、回転軸を支持板５側に突き出した走行用モータ１５が固定され、その回転軸には減速機１６を介してピニオンギヤ１７が固定されている。ピニオンギヤ１７は、その回転中心が支持板５に直交し、歯面が下向きにしたラック１１に噛合している。つまり、本実施形態では、上から落下する切粉に対して歯面が隠れるようにしてラック１１が取り付けられ、それに合わせて走行用モータ１５が横向きに組み付けられている。更に、ラック１１には、支持板５に固定された面とは反対側の側面に保護カバー１８が固定されている。

保護カバー１８は、ラック１１に対応した長さの帯状の板材であって、下端側がラック１１の歯面より下方に突き出すようにして取り付けられている。そして、ラック１１には保護カバー１８の上方に面取り部１１ａが形成され、落下してきた切粉が滑り落ちやすくなっている。また、ラック１１が固定された支持板５の前面部分には、切粉のほかにもクーラントが落ちてくる。旋盤などの作業モジュール１０２では、加工室内での加工部の冷却や潤滑、あるいは切粉の洗い流しにクーラントが使用されるからである。そして、そのクーラントが飛び散った液滴が支持板５の前面部にも達し、切粉と同じようにラック１１の上面に降りかかる。

面取り部１１ａや保護カバー１８は、そうしたクーラントがラック１１から流れ落ちるようになっている。しかし、保護カバー８を伝わって滴り落ちるクーラントは、ピニオンギヤ１７と減速機１６との連結部分にも落ちることになる。そこで、本実施形態では、ピニオンギヤ１７は、クーラントが減速機１６側へと伝わらないようにした構成がとられている。

ピニオンギヤ１７は、中心部分が軸方向に突き出した円筒形のボス部１７１が形成され、ボス部１７１の端部には径方向に突き出した周状のフランジ部１７２が形成されている。従って、ピニオンギヤ１７のボス部１７１には、歯の形成されたギヤ部分とフランジ部１７２との間に周状の溝部１７５が設けられている。そして、その溝部１７５には保護カバー１８の下端が、フランジ部１７２から離れたギヤ部分側に位置している。

ボス部１７１は、保護カバー１８の下端とフランジ部１７２との間に隙間ができる長さで形成されている。つまり、保護カバー１８とフランジ部１７２との間に、ある程度の隙間ができ、ボス部１７１に落ちた切粉やクーラントが溝部１７５に沿って周方向に落下するよう構成されている。特に、ボス部１７１に落ちたクーラントが、フランジ部１７２によって減速機１６側へしみ込まないようになっている。

そこで、本実施形態の走行装置１では、走行用モータ１５の駆動により減速機１６を介してピニオンギヤ１７が回転し、噛合するラック１１に沿って水平方向の動力が得られる。そして、２本のガイドレール１２を掴んだスライド１３を摺動させて走行台３が移動する。その際、ピニオンギヤ１７に噛み合うラック１１の下向き歯面全体が保護カバー１８の内側にあり、落下する切粉やクーラントは保護カバー１８の外側を通って落ちていく。更に、ギヤ１７のボス部１７１では、溝部１７５に沿って切粉やクーラントが周方向に落ちていく。よって、作業モジュール１０２よりも低い位置にある走行装置１であっても、飛び散った切粉がグリスの塗布されたラック１１に付着されるのを防止し、走行台３の停止精度の低下を回避できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、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、ワーク自動搬送機を構成する走行装置は一例であって、他の実施形態であってもよい。

１…走行装置３…走行台５…支持板１１…ラック１２…ガイドレール１３…スライド１５…走行用モータ１６…減速機１７…ピニオンギヤ１８…保護カバー１７１…ボス部１７２…フランジ部１７５…溝部

Claims

支持部材に歯面を下向きに固定されたラックと、当該ラックと平行に固定されたガイドレールと、
前記ガイドレールに係合して摺動するスライド部材を備えた走行台と、
前記走行台に取り付けられ、前記ラックに噛合するピニオンギヤを回転させる走行用モータと、
前記ラックの側面に前記ラックの歯面より下方に突き出すように固定された板材である保護カバーと、を有し、
前記ピニオンギヤは、ボス部を有するものであり、当該ボス部は、端部に径方向に突き出した周状のフランジ部が形成され、前記保護カバーの下端と前記フランジ部の上端との間に隙間が生じる長さである走行装置。