(57)【要約】【課題】シンプルな構成によってローダ部に正確でサイクルタイムの短いループ走行をさせることができるワーク搬送装置およびその制御方法を提供すること。【解決手段】直線部分１、２および曲線部分３、４を有するループ状の走行レール５と、この走行レール５に沿って移動し、ワークを積載するローダ部６とを備え、走行レール５の直線部分１、２にラック８を、曲線部分３、４にチェーン９をそれぞれ設けてある一方、ラック８と噛み合うピニオンギアとチェーン９と噛み合うスプロケットとをローダ部６に同軸状にかつ一体的に回転するように設けてあり、また、ローダ部６が走行レール５を一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部６が走行レール５中に設定した原点位置Ｇから停止位置Ｐに至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部６の走行を制御する制御部を設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線部分および曲線部分を有するループ状の走行レールと、この走行レールに沿って移動し、ワークを積載するローダ部とを備え、前記走行レールの直線部分にラックを、曲線部分にチェーンをそれぞれ設けてある一方、前記ラックと噛み合うピニオンギアと前記チェーンと噛み合うスプロケットとを前記ローダ部に同軸状にかつ一体的に回転するように設けてあり、また、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部が走行レール中に設定した原点位置から停止位置に至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部の走行を制御する制御部を設けてあることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となるように構成してある請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記ローダ部が前記走行レールの直線部分および曲線部分を通過したときの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となるように構成してある請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
直線部分および曲線部分を有するループ状の走行レールと、この走行レールに沿って移動し、ワークを積載するローダ部とを備え、前記走行レールの直線部分にラックを、曲線部分にチェーンをそれぞれ設けてある一方、前記ラックと噛み合うピニオンギアと前記チェーンと噛み合うスプロケットとを前記ローダ部に同軸状にかつ一体的に回転するように設けてあるワーク搬送装置の制御方法であって、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部が走行レール中に設定した原点位置から停止位置に至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部の走行を制御することを特徴とするワーク搬送装置の制御方法。
【請求項５】
前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となる請求項４に記載のワーク搬送装置の制御方法。
【請求項６】
前記ローダ部が前記走行レールの直線部分および曲線部分を通過したときの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となる請求項４または５に記載のワーク搬送装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば工場内に点在配置されている各種工作機械等の加工ステーション間にわたって、例えばエンジン（シリンダブロック）等の工作物などのワークを搬送する場合に用いられるワーク搬送装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジン等のワークを工場内に点在配置されている各種の加工装置間にわたって搬送するために、従来より種々のワーク搬送装置が用いられている。その一例を図３に示す。
【０００３】
この図に示すワーク搬送装置では、まず、搬入装置（例えばコンベア）５１に搬入させたワークを、ローダ部５２のハンド５２ａにクランプ（把持）させる。その後、ローダ部５２を走行レール５３に沿って移動させ、加工機Ｍ１〜Ｍ３に順次停止させる。ここで、各加工機Ｍに停止させたローダ部５２のハンド５２ａには、ワークの載せ換え、すなわち、クランプしているワークの加工機Ｍへの移載と、当該加工機Ｍによる加工が完了した別のワークのクランプとを行わせ、ラインの稼働率の向上を図っている。
【０００４】
その後、上記のようにして各加工機Ｍにて加工したワークを、ローダ部５２により搬出装置（例えばコンベア）５４に移し、次工程へと搬出する。
【０００５】
なお、図３に示すように、走行レール５３にはラック５３ａが設けられており、このラック５３ａと噛み合うピニオンギア（図示していない）がローダ部５２に設けられている。
【０００６】
上記の構成からなるワーク搬送装置では、ワークの搬送と各加工機Ｍによるワークの加工とを自動的に行うことができる。
【０００７】
ところで、上記従来のワーク搬送装置では、ローダ部５２を正確な位置に停止させるために、上述したラック５３ａおよびピニオンギアによる機械的な制御に加えて、距離データを用いた電気的な制御を行っている。すなわち、前記ローダ部５２は、図３に示すように、原点位置Ｇから出発して走行移動と停止とを繰り返すのであり、この移動および停止の制御は、エンコーダ（図示していない）で計測されたローダ部５２の移動距離と予め登録された距離データとを基にして行われる。
【０００８】
その具体例を図３を参照しながら説明すると、ローダ部５２の制御部には、距離データとして、計測距離（原点位置Ｇからの距離）とこの計測距離に対応する移動距離（現在位置から目標位置までの距離）とが対になって予め登録されており、エンコーダがこれらの距離データの計測距離と一致する値を計測する毎に、ローダ部５２は停止と所定距離の走行移動とを行うように制御される。
【０００９】
ここで、前記距離データとしては、「計測距離０、移動距離＋２０」、「計測距離２０、移動距離＋１００」、「計測距離１２０、移動距離＋１５０」、「計測距離２７０、移動距離＋１５０」、「計測距離４２０、移動距離＋１００」、「計測距離５２０、移動距離−５２０」のデータが予め登録されている。
【００１０】
そして、例えば、ローダ部５２が原点位置Ｇにある場合、エンコーダで計測した距離は０であり、上記の登録距離データ「計測距離０、移動距離＋２０」の計測距離と一致するため、その後、ローダ部５２は、エンコーダが「＋２０」を計測する距離だけ図３において右方向に移動することになる。また、ローダ部５２が位置ｐ３にある場合、エンコーダで計測した距離は２７０であり、上記の登録距離データ「計測距離２７０、移動距離＋１５０」の計測距離と一致するため、その後、ローダ部５２は、エンコーダが「＋１５０」を計測する距離だけ図３において右方向に移動することになる。さらに、ローダ部５２が位置ｐ５にある場合、エンコーダで計測した距離は５２０であり、上記の登録距離データ「計測距離５２０、移動距離−５２０」の計測距離と一致するため、その後、ローダ部５２は、エンコーダが「−５２０」を計測する距離だけ図３において左方向に移動することになる。
【００１１】
上記構成により、原点位置Ｇから出発したローダ部５２は、位置ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５に順次停止し、所定の作業を行った後、原点位置Ｇに戻るように制御される。そして、ローダ部５２は上記の作動を繰り返すことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、図３に示すワーク搬送装置では、ローダ部５２が位置ｐ５から原点位置Ｇまで戻る間の時間がロスとなる。そこで、ローダ部５２にループ走行させて稼働率の向上を図ることが考えられる。しかし、上記ワーク搬送装置は、ローダ部５２が上述のように往復直線走行をすることを前提として構成されたものであり、ローダ部５２にループ走行させることは考慮されていなかった。
【００１３】
すなわち、上記ワーク搬送装置では、ローダ部５２がエンコーダで距離を計測しながら走行移動するが、このローダ部５２をループ状の走行レール（図示していない）の順方向にのみ移動させ逆方向へ移動させない構成とした場合、エンコーダで計測されるその計測距離は増加し続けることになる。従って、この場合、ローダ部５２によるループ状の走行レールの１周目の走行は制御できても、２周目に入ると、予め登録されていた走行レールに関する距離データとエンコーダにより計測した値とが一致することがなくなるため、ローダ部５２が所定位置に停止しなくなる。その上、エンコーダにより計測される値は増加し続けるため、やがて制御可能範囲を越えオーバーフローして、制御不能になるという問題も起こりうる。
【００１４】
そこで、ループ状の走行レールに原点位置を設定し、前記走行レールを走行するローダ部５２を一周ごとにこの原点位置に停止させると共に、この原点位置に停止したときに、エンコーダーで計測したローダ部５２の走行距離データ値をクリアして０に戻すことにより、２周目以降のローダ部５２の走行も制御することが考えられる。しかし、この方法では、一周毎にローダ部５２を必ず原点位置に停止させなければならず、そのために、ローダ部５２を原点位置の少し手前で一旦停止させた後、微速走行させて原点位置に停止させたうえ、走行距離データ値をクリアすると共に原点位置を記憶させるという操作が必要となり、必然的にサイクルタイムが長くなるという不都合がある。
【００１５】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、シンプルな構成によってローダ部に正確でサイクルタイムの短いループ走行をさせることができるワーク搬送装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係るワーク搬送装置は、直線部分および曲線部分を有するループ状の走行レールと、この走行レールに沿って移動し、ワークを積載するローダ部とを備え、前記走行レールの直線部分にラックを、曲線部分にチェーンをそれぞれ設けてある一方、前記ラックと噛み合うピニオンギアと前記チェーンと噛み合うスプロケットとを前記ローダ部に同軸状にかつ一体的に回転するように設けてあり、また、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部が走行レール中に設定した原点位置から停止位置に至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部の走行を制御する制御部を設けてあることを特徴としている（請求項１）。
【００１７】
また、上記ワーク搬送装置において、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となるように構成してあることが好ましい（請求項２）。
【００１８】
さらに、上記ワーク搬送装置において、前記ローダ部が前記走行レールの直線部分および曲線部分を通過したときの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となるように構成してあることが好ましい（請求項３）。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明に係るワーク搬送装置の制御方法は、直線部分および曲線部分を有するループ状の走行レールと、この走行レールに沿って移動し、ワークを積載するローダ部とを備え、前記走行レールの直線部分にラックを、曲線部分にチェーンをそれぞれ設けてある一方、前記ラックと噛み合うピニオンギアと前記チェーンと噛み合うスプロケットとを前記ローダ部に同軸状にかつ一体的に回転するように設けてあるワーク搬送装置の制御方法であって、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部が走行レール中に設定した原点位置から停止位置に至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部の走行を制御することを特徴としている（請求項４）。
【００２０】
また、上記ワーク搬送装置の制御方法において、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となることが好ましい（請求項５）。
【００２１】
さらに、上記ワーク搬送装置の制御方法において、前記ローダ部が前記走行レールの直線部分および曲線部分を通過したときの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数となることが好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜６に係る発明では、シンプルな構成によってローダ部に正確でサイクルタイムの短いループ走行をさせることができるワーク搬送装置およびその制御方法が得られる。
【００２３】
すなわち、請求項１、４に係る発明では、前記ローダ部が走行レールを一周したときのピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部が走行レール中に設定した原点位置から停止位置に至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部の走行を制御するので、上記従来例のようにローダ部を一周毎に原点位置に停止させる必要がなく、よりシンプルな制御を実現することができるだけでなく、ローダ部にサイクルタイムの短いループ走行をさせることができる。
【００２４】
また、請求項１、４に係る発明では、ラックおよびピニオンギアとチェーンおよびスプロケットとを用いるので、シンプルな構成によってローダ部に正確な走行および停止をさせることができる。
【００２５】
さらに、請求項２、３、５、６に係る発明では、上記の効果に加えて、ピニオンギアおよびスプロケットの回転数が整数であるので、ローダ部の制御を極めて容易とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置の構成を概略的に示す説明図である。
【００２７】
まず、図１に示すように、本実施形態に係るワーク搬送装置は、二つの直線部分１、２および二つの曲線部分３、４を有するループ状の走行レール５と、この走行レール５に沿って移動し、ワーク（図示していない）を積載（積み卸しや担持を含む）するローダ部６とを備えている。ここで、前記ローダ部６は、ワークを積載するために昇降自在のハンド部７を有し、このハンド部７はワークを把持（クランプ）できる構造となっている。
【００２８】
そして、図１に示すように、前記走行レール５の直線部分１、２にラック８を設け、曲線部分３、４にチェーン９を設けてある。これに対して、ローダ部６には、前記ラック８と噛み合うピニオンギア（図示していない）と前記チェーン９と噛み合うスプロケット（図示していない）とを同軸状に設けてあり、駆動装置（例えばモータ、図示していない）により一体的に回転するように構成してある。すなわち、ピニオンギアとスプロケットの回転数は常に同一となる。
【００２９】
次に、前記ワーク搬送装置の作動について説明する。まず、前工程から搬入装置（例えばコンベア）１０によりワークを搬入するのであり、この実施の形態では、ワークを走行レール５の直線部分１に対応する位置に搬入する。そして、このワークをローダ部６のハンド部７がクランプする。
【００３０】
続いて、ワークを把持したハンド部７を上昇させた後、この状態で前記ハンド部７を有するローダ部６を走行レール５に沿って移動させ、走行レール５の直線部分１に対応する位置に配した加工機Ｍ１〜Ｍ３前に順次停止させる。そして、各加工機Ｍ前に停止したローダ部６は、ハンド部７を下降させ、ワークを加工機Ｍに移載するとともに、加工機Ｍにて加工が完了したワークをハンド部７によりクランプし、ハンド部７を上昇させ、再び移動を開始するという操作を行う。
【００３１】
上記のようにして加工機Ｍ１〜Ｍ３に順次停止しつつ走行レール５の直線部分１を経たローダ部６は、曲線部分３を経て直線部分２に差しかかり、この直線部分２に配された加工機Ｍ４〜Ｍ６前に順次停止する。この点は、ローダ部６が上記直線部分１の加工機Ｍ１〜Ｍ３に順次停止したのと同様であり、また、各加工機Ｍ４〜Ｍ６に停止したローダ部６が行う操作も、加工機Ｍ１〜Ｍ３に停止した際に行った上記操作と同様である。その後、ローダ部６は、前記直線部分２に対応する位置に配した搬出装置（例えばコンベア）１１にワークを移載し、この搬出装置１１はワークを次工程に搬出する。
【００３２】
さらに、ワークを搬出装置１１に渡したローダ部６は、再び移動を開始して、走行レール５の直線部分２から曲線部分４に差しかかった後、前記搬入装置１０により搬入されるワークを受け取ることができる位置に戻るのであり、その後は上述の工程が繰り返されることになる。
【００３３】
なお、ローダ部６の前記直線部分１、２における移動は、直線部分１、２に設けたラック８に噛み合うピニオンギア１０の回転駆動により行われ、前記曲線部分３、４における移動は、曲線部分３、４に設けたチェーン９に噛み合うスプロケット１１の回転駆動により行われる。また、ローダ部６が直線部分１、２を移動するときにはピニオンギア１０と同時にスプロケット１１も同じだけ回転し、ローダ部６が曲線部分３、４を移動するときにはスプロケット１１と同時にピニオンギア１０も同じだけ回転する。
【００３４】
図２は、前記ローダ部６の制御方法を概略的に示す説明図である。なお、図２には、前記ラック８およびチェーン９と噛み合う前記ピニオンギアおよびスプロケットのイメージを示すために符号Ｒでそれらを併せて示している。
【００３５】
ここで、この実施形態では、前記ローダ部６に走行移動と所定位置への停止とを行わせるための制御をローダ部６に搭載した制御部（図示していない）によって行うのであり、この制御部は、ローダ部６が走行レール５を一周したときの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数と、ローダ部６が走行レール５中に設定した原点位置Ｇから停止位置Ｐに至るまでの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数とに基づいてローダ部６の走行を制御するように構成されている。
【００３６】
すなわち、図２に示す例では、ローダ部６が走行レール５の直線部分１、２を通過したときの前記ピニオンギアの回転数をｎ、ローダ部６が走行レール５の曲線部分３、４を通過したときの前記スプロケットの回転数をｍとすると、ローダ部６が走行レール５を一周するときのピニオンギアとスプロケットの回転数（以下、全周回転数という）は２ｎ＋２ｍとなる。なお、上記回転数２ｎ＋２ｍは整数であり、ｎ，ｍもそれぞれ整数である。すなわち、前記ローダ部６が前記走行レール５の直線部分１、２および曲線部分３、４を通過したときの前記ピニオンギアおよびスプロケットの回転数も整数となる。
【００３７】
よって、ピニオンギア、スプロケットが１回転したときのローダ部６の移動量をＡとすると、走行レール５の全周長さは（２ｎ＋２ｍ）Ａとなる。そして、本実施形態では、原点位置Ｇを０°とすると共に、走行レール５の全周を３６０°に見立て、原点位置Ｇからローダ部６の各停止位置Ｐ（Ｐ１〜Ｐ８）に至るまでのピニオンギア、スプロケットの回転数と、上記全周回転数２ｎ＋２ｍとの比率に基づいてそれぞれの停止位置を所定角度に変換する。例えば、加工機Ｍ１の位置Ｐ２は、ローダ部６が原点位置ＧからＰ２に至るまでのピニオンギア、スプロケットの回転数が全周回転数２ｎ＋２ｍの１８分の１であれば、２０°と見立てることができる。なお、このようにして算出される角度は整数に限られない。
【００３８】
また、前記制御部は、ローダ部６が走行レール５を一周してエンコーダが３６０°を計測すると同時にその値を０°に戻すように構成されている。なお、エンコーダは、計測値を角度に変換して出力するものでもよいし、計測値をそのまま出力するものでもよい。
【００３９】
上記の構成によれば、各停止位置Ｐから変換され予め登録されている角度と、ローダ部６に設けたエンコーダによる計測値とに基づいてローダ部６の走行移動と停止との制御を前記制御部に行わせることができるようになり、よりシンプルな制御を実現することができる。
【００４０】
また、上述のように、走行レール５の各停止位置Ｐと電気制御の３６０°とを一致させその整合を図っており、制御部は、ローダ部６が走行レール５を一周したのに伴ってエンコーダが３６０°を計測すると同時にその値を０°に戻す。そのため、ローダ部６が走行レール５を２周以上走行しても、図３に示す従来例のようにエンコーダによる計測値が制御オーバーフローすることもなく確実にその制御を行うことができるうえ、ローダ部６を原点位置Ｇで停止させる必要もなく、従って、前記ワーク搬送装置は信頼性に優れ、サイクルタイムの短縮化を図ることのできるものとなっている。
【００４１】
なお、本発明のワーク搬送装置は、上記の実施の形態に限られず、種々に変形して実施することができる。例えば、図１には、二つの直線部分１、２と二つの曲線部分３、４を有する走行レール５を示しているが、走行レール５は、三つ以上の直線部分と三つ以上の曲線部分を有していてもよい。
【００４２】
また、設計上や作業性の点から、加工機Ｍや搬入装置１７、搬出装置１８は走行レール５の直線部分１、２に配置してあることが望ましいが、これに限らず、曲線部分３、４に配置してあってもよい。
【００４３】
さらに、前記ローダ部６は、ハンド部７を有するものに限られず、ワークを載置するための載置台を有するもの等であってもよい。
【００４４】
また、前記停止位置Ｐは、上述のＰ１〜Ｐ８に限られず、適宜に設定することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、ピニオンギアおよびスプロケットの回転数を角度に変換してローダ部６の制御を行っているが、例えば、前記回転数をそのまま用いて制御を行ってもよいし、前記回転数を距離に変換して制御を行ってもよい。距離に変換する場合、走行レール５の全周長さが（２ｎ＋２ｍ）Ａであることを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】上記実施の形態におけるローダ部の制御方法を概略的に示す説明図である。
【図３】ワーク搬送装置の従来例の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  直線部分
２  直線部分
３  曲線部分
４  曲線部分
５  走行レール
６  ローダ部
８  ラック
９  チェーン
Ｇ  原点位置
Ｐ  停止位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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