(57)【要約】【課題】電力線、信号線、及びエアホース等を走行体に接続する必要がなく、走行自由度を高めることができるとともに、省エネルギー化、走行騒音低下、及び製造コスト低減を図ることが可能な搬送方法及び搬送装置を提供する。【解決手段】ワークＷを把持するワーク把持体３６がレール３２に沿って走行する走行体３３に上下動可能として付設されたガントリーローダを用いて、ワーク把持体３６を水平方向及び上下動方向に移動させることによってワークＷを搬送する。ワーク把持体３６の水平方向及び上下動方向の移動は、走行体に搭載された電気二重層キャパシタ４５からの電力供給にて行われ、電力供給指令を無線で行う。【選択図】図１
2014047010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持するワーク把持体がレールに沿って走行する走行体に上下動可能として付設されたガントリーローダを用いて、ワーク把持体を水平方向及び上下動方向に移動させることによってワークを搬送する搬送方法であって、
前記ワーク把持体の水平方向及び上下動方向の移動は、走行体に搭載された電気二重層キャパシタからの電力供給にて行われ、電力供給指令を無線で行うことを特徴とする搬送方法。
【請求項２】
外部に設置された外部ＰＬＣから電力供給指令信号を発信することを特徴とする請求項１に記載の搬送方法。
【請求項３】
工作機械の上方に配設されるレールと、レールに沿って走行可能な走行体と、走行体に付設される上下動機構と、上下動機構にて上下動するワーク把持体とを有するガントリーローダを備え、このガントリーローダにて、ワーク把持体で把持されたワークの搬送を行う搬送装置であって、
走行体に電気二重層キャパシタを搭載するとともに、電気二重層キャパシタからの電力の上下動機構及び走行体走行用電動機への電力供給指令信号を無線にて発信する指令手段を外部に設けたことを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
前記指令手段は、外部に設置された外部ＰＬＣにて構成され、前記走行体に搭載された信号受信手段にて外部ＰＬＣからの電力供給指令信号を受けることを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記レールは、水平面内における湾曲走路であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記レールは、水平面内における円環走路であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガントリーローダを用いた搬送方法及び搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガントリーローダとは、水平・垂直移動可能な搬送システムであって、ワーク把持体（例えばチャック機構）にてワーク（工作物）を工作機械まで搬送し、この工作機械から搬出するものである。
【０００３】
一般的に工作機への製品供給あるいは排出に使用されるガントリーローダ（例えば、特許文献１参照）は、工程間の移送目的に機械上方に設置された架台上を左右に走行する機能、機械内の所定の位置へ上方から製品を接近させるために上下走行する機能が組み合わされた装置になっている。この駆動にはラックとピニオンギヤ、あるいはボールネジとサーボモータによるもの、あるいはエアシリンダによる直動送りを使用することが一般的である。
【０００４】
例えば、ガントリーローダは、図６に示すように、ローダフレーム１上のレール２に沿って走行する走行体（走行台）３と、この走行台３に付設される上下動機構４と、この上下動機構４の上下動アーム５の下端（先端）に付設されるワーク把持体６とを備える。すなわち、このワーク把持体６でワークＷを把持する。
【０００５】
また、走行台３には駆動手段７が搭載され、この駆動手段７の駆動にて、上下動機構４を備えた走行台３がレール２に沿って走行する。この場合の駆動手段７は、走行用モータ１０と、走行用モータ１０の駆動力が伝達機構１１を介して伝達されるピニオン機構１２とを備える。すなわち、レール２はラックレールであって、ピニオン機構１２がこのレールに噛合している。このため、走行用モータ１０が駆動すれば、伝達機構１１を介してピニオン機構１２が回転駆動し、この回転駆動によって、走行台３がレール２上を走行する。上下動機構４はエアシリンダにて構成され、このシリンダのピストンロッドが前記上下動アーム５を構成する。なお、この図６では、ラックからなるレール２として、一部のみ図示されているが、実際には、ローダフレーム１の略全長にわたって配設されている。
【０００６】
また、ローダフレーム１とは離れた位置に制御盤１５が設けられ、この制御盤１５から電力線１６、信号線１７、エアホース１８等が延び、レール２上では、電力線１６、信号線１７、エアホース１８等を収容するケーブルベア（株式会社椿本チェインの登録商標）２０が配設される。
【０００７】
ガントリーローダを用いない搬送装置として、無人搬送台車（ＡＧＶ）を用いるものがある。ＡＧＶは地上走行するため、蓄電装置を搭載して自走することが一般的である。この場合、蓄電装置として例えば鉛蓄電池やニッケル水素電池を用いる。しかしながら、汎用の鉛蓄電池やニッケル水素電池では充電時間が長く、稼動率が低下する。このため、電気二重層キャパシタを搭載したＡＧＶが近年開発されている（特許文献２及び特許文献３）。電気ニ重式キャパシタは、二次電池と同様に電気エネルギーを繰り返し蓄電・放電できる蓄電デバアイスである。すなわち、電気ニ重式キャパシタは、二次電池やコンデンサ等、電気を貯める蓄電媒体の一つであり、１対の活性炭電極（プラス、マイナス）と電解液とで構成される。充電時に、電極と逆電極の電解質イオンを電極の表面に物理的に吸着させ（これにより電気二重層を形成）、放電時に脱落させることを利用する。充電・放電の際に化学反応を伴わないため、電極の劣化がほとんどなく、長期に渡って使用できる。また、高速充放電および大容量の充放電が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平６−５１２５６号公報
【特許文献２】特開平７−１６３０１６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記図６に示す従来のガントリーローダを用いた搬送装置では、前記したように、レール２上にケーブルベア２０を配設する必要があるため、走行路として直線状に限られて、汎用性に劣ることになる。また、ケーブルベア２０を折り畳む必要があり、このように折り畳まれるものであれば、折り畳み動作で発生する騒音が問題となる。
【００１０】
また、電気二重層キャパシタを用いたものでは、地上に設置したターゲットに沿って走行可能で、充電エリアで逐次充電可能なため、走行フレキシビリティに優れる。しかしながら、工作機内へ製品搬送するには、台車上から製品個々を取り出し設備内へ投入する機能を備えたステーションを設備毎に必要となり、設置コストが大となる。
【００１１】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、電力線、信号線、及びエアホース等を走行体に接続する必要がなく、走行自由度を高めることができるとともに、省エネルギー化、走行騒音低下、及び製造コスト低減を図ることが可能な搬送方法及び搬送装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の搬送方法は、ワークを把持するワーク把持体がレールに沿って走行する走行体に上下動可能として付設されたガントリーローダを用いて、ワーク把持体を水平方向及び上下動方向に移動させることによってワークを搬送する搬送方法であって、前記ワーク把持体の水平方向及び上下動方向の移動は、走行体に搭載された電気二重層キャパシタからの電力供給にて行われ、電力供給指令を無線で行うものである。
【００１３】
本発明の搬送装置は、工作機械の上方に配設されるレールと、レールに沿って走行可能な走行体と、走行体に付設される上下動機構と、上下動機構にて上下動するワーク把持体とを有するガントリーローダを備え、このガントリーローダにて、ワーク把持体で把持されたワークの搬送を行う搬送装置であって、走行体に電気二重層キャパシタを搭載するとともに、電気二重層キャパシタに充電された電力の上下動機構及び走行体走行用電動機への電力供給指令信号を無線にて発信する指令手段を外部に設けたものである。
【００１４】
本発明によれば、ワーク把持体の移動（水平方向及び上下動方向の移動）は、走行体に搭載された電気二重層キャパシタからの電力供給にて行われ、しかも、電力供給指令は無線で行うものであるので、電力線、信号線、及びエアホース等を走行体に接続する必要がなくなる。
【００１５】
前記指令手段は、外部に設置されたＰＬＣ（電力線通信機）にて構成され、前記走行体に搭載された信号受信手段にてＰＬＣからの電力供給指令信号を受けるように構成できる。これによって、外部から安定して、電力供給指令信号を走行体側で受けることができ、電気二重層キャパシタから上下動機構及び走行体走行用電動機への電力供給が行われる。
【００１６】
前記レールは、水平面内における湾曲走路であっても、水平面内における円環走路であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、電力線、信号線、及びエアホース等の配線類を走行体から引き出す必要がなくなり、走行体の走路として、直線状に限らず、湾曲走路や円環走路等とすることができ、汎用性に優れる。また、エアホース等の配線類を引き出す必要がないので、走行時の騒音の発生を抑えることができる。さらに、電気二重層キャパシタを用いたことによって、電気二重層キャパシタの利点が発揮される搬送装置となり、省エネルギー化及びコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態を示す搬送装置の簡略図である。
【図２】本発明の搬送装置を用いたＮＣ旋盤装置の簡略図である。
【図３】第１の搬送路を示す簡略平面図である。
【図４】第２の搬送路を示す簡略平面図である。
【図５】第３の搬送路を示す簡略平面図である。
【図６】従来の搬送装置の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００２０】
図１は本発明にかかる搬送装置の全体構成を示す簡略図である。この搬送装置は、ガントリーローダを用いる。ガントリーローダは、ローダフレーム３１上のレール３２に沿って走行する走行体（走行台）３３と、この走行台３３に付設される上下動機構３４と、この上下動機構３４の上下動アーム３５の下端（先端）に付設されるワーク把持体３６とを備える。ワーク把持体３６は、ワークＷをチャックするチャック機構３６ａと、このチャック機構３６ａを動作させるためのワーク把持用アクチュエータ３６ｃとから構成させる。なお、ローダフレーム３１は設置面Ｍから立設された支柱３０に支持されている。レール３２にて走行路Ｓ（図３参照）が形成される。
【００２１】
また、走行台３３には駆動手段３７が搭載され、この駆動手段３７の駆動にて、上下動機構３４を備えた走行台３３がレール３２に沿って走行する。この場合の駆動手段３７は、走行用モータ（電動機）４０と、走行用モータ４０の駆動力が伝達機構４１を介して伝達されるピニオン機構４２とを備える。すなわち、レール３２はラックレールであって、ピニオン機構４２がこのレールに噛合している。このため、走行用モータ４０が駆動すれば、伝達機構４１を介してピニオン機構４２が回転駆動し、この回転駆動によって、走行台３３がレール３２上を走行する。なお、伝達機構４１は、モータ４０の出力軸に付設されるブーリと、ピニオン機構４２のピニオンに付設されるブーリと、これらのブーリに掛け回されるベルト等から構成される。なお本例の横行動作には、ラックレールとピニオンギヤを組み合わせた駆動方式を挙げたが、リニアガイドとボールネジ、あるいはリニアガイドとリニアモータの組み合わせについても本発明の走行システムが採用できる。
【００２２】
電動機４０への電力供給は、この走行台３３に搭載される電気二重層キャパシタ４５が用いられる。このため、この走行台３３にはキャパシタ本体４６と、充電器（受電用接続端子）４７と、電圧変換機（ＤＤコンバータ）４８とが搭載される。上下動機構３４としては、ラック・ピニオン機構やボールねじ機構やリニアモータ機構等で構成される。すなわち、この上下動機構３４も、電気二重層キャパシタ４５からの電力供給によって、駆動することになる。
【００２３】
このように、電動機４０及び上下動機構３４へ電気二重層キャパシタ４５からの電力供給が行われる。このため、電気二重層キャパシタ４５からの電力の上下動機構３４及び走行体走行用電動機４０への電力供給指令信号を無線にて発信する指令手段５０を外部に設けている。
【００２４】
指令手段５０は、外部に設置された外部ＰＬＣ（電力線通信機）５１にて構成され、前記走行体３３に搭載された信号受信手段５２にて外部ＰＬＣ５１からの電力供給指令信号を受ける。信号受信手段５２は、搭載ＰＬＣ５３と信号通信器（アンテナ）５４とを備える。
【００２５】
また、走路中には充電装置５５が配設されている。すなわち、充電装置５５は、充電電源（図示省略）と、この充電電源側の充電端子５６とを備え、この充電装置５５が配置されて充電エリアに走行台３３が移動した際には、充電器（受電用接続端子）４７と充電装置５５側の充電端子５６接とが接触する。これによって、電気二重層キャパシタ４５に充電電流が供給され、この電気二重層キャパシタ４５が充電される。
【００２６】
次に、図１に示す搬送装置を用いたワーク搬送方法を説明する。まず、走行台３３のワーク把持体３６をワーク投入位置に位置されて、このワーク把持体３６にてワークＷをチャックする。この場合、外部に設置された外部ＰＬＣ５１から電力供給指令信号が発信され、この信号に基づいて、電気二重層キャパシタ４５から電動機４０及び上下動機構３４に電力を供給し、走行台３３をレール３２上を走行させるとともに、上下動機構３４の上下動アーム３５を上下動させる。そして、ワーク把持体３６がワーク投入位置に到達した際には、ワーク把持用アクチュエータ３６ｃを電気二重層キャパシタ４５からの電力供給によって、駆動させて、チャック機構３６ａにてワークＷをチャックする。
【００２７】
このようにワークＷをチャックした後は、外部ＰＬＣ５１から電力供給指令信号にて走行台３３をレール３２上を走行させるとともに、上下動機構３４の上下動アーム３５を上下動させることによって、ワークＷをワーク排出位置に搬送する。ワークＷがワーク排出位置に搬送されれば、ワーク把持用アクチュエータ３６ｃを電気二重層キャパシタ４５からの電力供給によって、駆動させて、チャック機構３６ａを開状態としてワークを排出する。
【００２８】
走行台３３の充電エリアへの移動は、電気二重層キャパシタ４５の電圧低下時、あるいはＰＭＣ（プログラブル・マシン・コントローラ）からの指令によって行われる。なお、電気二重層キャパシタ４５は１０万回以上の充放電耐力を有しており、有線式ガントリーローダと同等の稼動環境で動作しても故障頻度に差はない。
【００２９】
図２は、本願発明の搬送装置をＮＣ旋盤に用いた場合を示している。このＮＣ旋盤は、ワークＷをチャックするチャック部５０ａを有する主軸５０を備えた旋盤本体５１を備える。そして、工作機械としての旋盤本体５１上に、ガントリーローダのローダフレーム３１を配設する。この場合、ローダフレーム３１の一方の端部側の下部に投入ステーション６０を配置し、ローダフレーム３１の他方の端部側の下部に排出ステーション６１を配置する。すなわち、ローダフレーム３１は設置面Ｍから立設された支柱３０に支持され、ローダフレーム３１上にレール３２が敷設されている。
【００３０】
投入ステーション６０には、このＮＣ旋盤にて加工される前のワーク（未加工ワークＷ１）が配設され、排出ステーション６１には、このＮＣ旋盤にて加工されたワーク（加工済みワークＷ２）が配設される。投入ステーション６０の上方の走行路と、排出ステーション６１の上方の走行路とに充電装置５５が配置される。
【００３１】
ワーク把持体３６のチャック機構３６ａを１対備える。これによって、主軸５０にチャックされているワークＷ（加工済みワークＷ２）と、未加工ワークＷ１との交換を可能としている。なお、この図２においては、図１に示すような駆動手段３７が搭載されているが、図面の簡略化のために、その図示を省略している。
【００３２】
この図２に示す搬送装置を用いた搬送方法を説明する。まず、外部ＰＬＣ５１から電力供給指令信号にて走行台３３をレール３２上を走行させるとともに、上下動機構３４の上下動アーム３５を上下動させることによって、走行台３３のワーク把持体３６を投入ステーション６０上に位置させる。つまり、このワーク把持体３６にてワークＷ（未加工ワークＷ１）をチャックできる状態とする。
【００３３】
この状態で、外部ＰＬＣ５１から電力供給指令信号にて、ワーク把持用アクチュエータを動作させて、一方のチャック機構３６ａにて未加工ワークＷ１をチャックする。また、このようなワーク把持体３６を投入ステーション６０上に位置させた状態では、走行台３３が投入側の充電エリアに位置し、充電装置から電気二重層キャパシタ４５に充電される。
【００３４】
未加工ワークＷ１をチャックした後は、外部ＰＬＣ５１から電力供給指令信号にて、前記充電量もって、電気二重層キャパシタ４５から上下動機構３４及び電動機４０に電力が供給され、ワーク把持体３６の他方のチャック機構３６ｂが主軸５０にてチャックされているワークＷ（加工済ワークＷ２）のチャック可能位置まで搬送する。
【００３５】
ここで、加工済ワークＷ２を他方のチャック機構３６ｂにてチャックして、主軸５０からこの加工済ワークＷ２を取り外した後、一方のチャック機構３６ａにてチャックしている未加工ワークＷ１を主軸５０のチャック部５０ａにチャックさせる。すなわち、加工済ワークＷ２と未加工ワークＷ１との交換作業を行う。
【００３６】
このため、ワーク把持体３６には加工済ワークＷ２を把持している状態となる。その後は、外部ＰＬＣ５１から電力供給指令信号にて、電気二重層キャパシタ４５から上下動機構３４及び電動機４０に電力が供給され、加工済ワークＷ２は排出ステーション６１上に搬送される。そして、加工済ワークＷ２のチャック状態が解除され、この加工済ワークＷ２が排出ステーション６１上に排出される。
【００３７】
また、加工済ワークＷ２は排出ステーション６１上に搬送された状態では、走行台３３が搬出側の充電エリアに位置し、充電装置５５から電気二重層キャパシタ４５に充電される。これによって、走行台３３を投入ステーション６０上に搬送させることができる。つまり、初期状態に戻すことができる。
【００３８】
ところで、図３から図５は、一対のレール３２にて構成される走行路Ｓを示す。図３では、第１直線部７１ａと、この第１直線部７１ａとは水平面内において平行にずれている第２直線部７１ｂと、第１直線部７１ａと第２直線部７１ｂと連設する屈曲部７１ｃとからなる。また、図４は、水平面内において平行な第１直線部７２ａと第２直線部７２ｂと、第１直線部７２ａの一端部側と第２直線部７２ｂの一端部側とを湾曲部７２ｄ、７２ｅを介して連結する第３直線部７２ｃとからなるＵ字状走路である。
【００３９】
図５では、第１直線部７３ａと、第２直線部７３ｂと、第３直線部７３ｃと、第４直線部７３ｄと、第１直線部７３ａと第２直線部７３ｂとを連結する第１コーナ部７４ａと、第２直線部７３ｂと第３直線部７３ｃとを連結する第２コーナ部７４ｂと、第３直線部７３ｃと第４直線部７３ｄとを連結する第３コーナ部７４ｃと、第４直線部７３ｄと第１直線部７３ａとを連結する第２コーナ部７４ｄとからなる環状走路である。
【００４０】
本発明では、ワーク把持体３６の移動（水平方向及び上下動方向の移動）は、走行体３３に搭載された電気二重層キャパシタ４５からの電力供給にて行われ、しかも、電力供給指令は無線で行うものであるので、電力線、信号線、及びエアホース等を走行体に接続する必要がなくなる。このため、前記図３〜図５に示すように、走行体３３の走路Ｓとして、直線状に限らず、湾曲走路や円環走路等とすることができ、工場レイアウトの自由度が向上し、汎用性に優れる。
【００４１】
また、エアホース等の配線類を接続する必要がないので、走行時の騒音の発生を抑えることができる。さらに、電気二重層キャパシタ４５を用いたことによって、電気二重層キャパシタ４５の利点が発揮される搬送装置となり、省エネルギー化及びコスト低減を図ることができる。
【００４２】
さらに、メンテナンス、段取りを兼ねた引き込み場を設置することも容易となり、作業負荷の削減、設備メンテナンス性の向上、及び省人効果が期待できる。
【００４３】
指令手段５０は、外部に設置されたＰＬＣ５１にて構成され、走行体３３に搭載された信号受信手段５２にてＰＬＣ５１からの電力供給指令信号を受けるように構成できる。これによって、外部から安定して、電力供給指令信号を走行体側で受けることができ、電気二重層キャパシタ４５から上下動機構３４及び走行体走行用電動機４０への電力供給が安定する。
【００４４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、走行路Ｓとしては、図３〜図５に示すものに限らず、例えば、平面視において、Ｌ字状であっても、扁平矩形状であっても、勿論、直線状であってもよい。また、この搬送装置にて搬送するワークＷとしては、加工する装置（ガントリーローダが配置される装置）に応じて種々採用でき、各種の装置や構造物の部品となる。このため、チャック機構としては、把持するワークの形状や大きき等に応じて既存の種々のものを使用できる。
【符号の説明】
【００４５】
３２   レール
３３   走行台
３４   上下動機構
３５   上下動アーム
３６   ワーク把持体
４５   電気二重層キャパシタ
５０   指令手段
５１   外部ＰＬＣ
５２   信号受信手段
Ｓ     走行路
Ｗ     ワーク
Ｗ１   未加工ワーク
Ｗ２   加工済ワーク
【図１】
2014047010.tif 000003
【図２】
2014047010.tif 000004
【図３】
2014047010.tif 000005
【図４】
2014047010.tif 000006
【図５】
2014047010.tif 000007
【図６】
2014047010.tif 000008