(57)【要約】【課題】小型化されると共に構造が簡素化されたガントリローダ装置を提供する。【解決手段】ワーク受け渡し位置に位置決めされたクランパ７或いは８のみがエアシリンダにより駆動される。このように構成することで、単一のエアシリンダで複数個のクランパ７，８が駆動されるので、従来各クランパ７，８毎に設けられていたエアシリンダが１つで済む。従って、ローダヘッド４を小型化且つ軽量化することが可能となると共に、エアシリンダを含む部品の点数が削減されて構造を簡素化することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のクランパが旋回軸の回りに割り付けられたローダヘッドを有し、エアシリンダで直動駆動されるロッドがスライド移動されて前記クランパが開き動作或いは閉じ動作されると共にクランパ旋回機構により各クランパが前記旋回軸の回りに旋回されるガントリローダ装置であって、前記旋回軸の回りに所定角度位相に位置された前記クランパのみが前記ロッドを介して前記エアシリンダで駆動されるクランパ駆動機構を具備することを特徴とするガントリローダ装置。
【請求項２】
前記クランパ駆動機構は、前記ロッドを介して前記エアシリンダで駆動されてスライド移動されるスライド部材が各クランパ毎に設けられ、各クランパが各スライド部材のスライド方向への位置に応じて開き量が調節され、前記旋回軸の回りに所定角度位相に位置された前記クランパの前記スライド部材のみが前記ロッドと係合されることを特徴とする請求項１に記載のガントリローダ装置。
【請求項３】
前記クランパ駆動機構は、前記旋回軸と前記ロッドとが、軸線が相互に平行に且つ所定間隔を有して配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載のガントリローダ装置。
【請求項４】
前記クランパ駆動機構は、各クランパの各スライド部材を各クランパが閉じ動作される方向へ常時付勢して各クランパにクランプ力を付与する付勢手段を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガントリローダ装置。
【請求項５】
単一の駆動手段で旋回軸の回りに割り付けられた複数個のクランパのうち前記旋回軸の回りに所定角度位相に位置された前記クランパのみが駆動されることを特徴とするガントリローダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガントリローダ装置に関し、特に、ローダヘッドに複数個のクランパが割り付けられたガントリローダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、生産ライン上に生産工程に応じて配置された各工作機械とのワークの受け渡しを行うガントリローダ装置が知られている。該ガントリローダ装置には、小型化、軽量化、省スペース化、低コスト化、構造並びに制御の簡略化によるメンテナンス性の向上等が要望されている。
【０００３】
図５及び図６に、従来のガントリローダ装置３１の一例を示す。該ガントリローダ装置３１は、生産ラインに沿って設けられたレールを走行して各工作機械の上方の所定位置に位置決めされ、各工作機械との間でワークの受け渡しが行われる。これらの図に示されるように、ガントリローダ装置３１には、昇降することで工作機械の治具（ワークテーブル）に対して近接離反され、クランパ３２とクランパ３３とが旋回軸３４の回りに割り付けられたローダヘッド３５を具備するものがある。このようなガントリローダ装置３１は、ワークの受け渡しを行う場合、まず、上記ローダヘッド３５が一工作機械の治具の上方で下降されて、クランパ３２が治具上にある加工済みワークをクランプ可能な位置にローダヘッド３５が位置決めされる。
【０００４】
この状態で、治具上にある加工済みワークがクランパ３２でクランプされ、クランプ完了後、ローダヘッド３５が所定距離だけ上昇される。これにより、加工済みワークはクランパ３２でクランプされた状態で上昇して治具から取り出される。なお、クランパ３３には、予め、上記治具に次にセットされるワーク（以下、次のワークと称す）がクランプされている。そして、各クランパ３２，３３が旋回軸３４の回りに図５に示す時計回り方向へ所定角度（クランパ３２とクランパ３３とがなす旋回軸３４の回りの角度位相差）だけ旋回される。旋回完了後、ローダヘッド３５が所定距離だけ下降されてクランパ３３にクランプされていた次のワークが治具にセットされる。そして、クランパ３３をアンクランプさせた後にローダヘッド３５が上昇されて工作機械の軸移動範囲内から退避され、工作機械による次のワークの加工が開始される。
【０００５】
従来、上述したガントリローダ装置３１は、図６に示すように、クランパ３２を駆動させるエアシリンダ３６とクランパ３３を駆動させるエアシリンダ３７とが旋回軸３４と同軸上に対向させて配置されていた。なお、複数個のクランパを有して各クランパ毎に設けられたクランパ駆動用のエアシリンダが対向して配置されたガントリローダ装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２０４９７１（段落番号０００６〜００１６、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化されると共に構造が簡素化されたガントリローダ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数個のクランパが旋回軸の回りに割り付けられたローダヘッドを有し、エアシリンダで直動駆動されるロッドがスライド移動されてクランパが開き動作或いは閉じ動作されると共にクランパ旋回機構により各クランパが旋回軸の回りに旋回されるガントリローダ装置であって、旋回軸の回りに所定角度位相に位置されたクランパのみがロッドを介してエアシリンダで駆動されるクランパ駆動機構を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、クランパ駆動機構は、ロッドを介してエアシリンダで駆動されてスライド移動されるスライド部材が各クランパ毎に設けられ、各クランパが各スライド部材のスライド方向への位置に応じて開き量が調節され、旋回軸の回りに所定角度位相に位置されたクランパのスライド部材のみがロッドと係合されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、クランパ駆動機構は、旋回軸とロッドとが、軸線が相互に平行に且つ所定間隔を有して配設されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、クランパ駆動機構は、各クランパの各スライド部材を各クランパが閉じ動作される方向へ常時付勢して各クランパにクランプ力を付与する付勢手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項５に記載の発明は、単一の駆動手段で旋回軸の回りに割り付けられた複数個のクランパのうち旋回軸の回りに所定角度位相に位置されたクランパのみが駆動されることを特徴とする。
【００１３】
従って、請求項１に記載の発明では、旋回軸の回りに割り付けられた複数個のクランパのうち旋回軸の回りに所定角度位相に位置決めされたクランパのみが単一で設けられたエアシリンダにより駆動される。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、旋回軸の回りに所定角度位相に位置されたクランパのスライド部材のみがロッドを介してエアシリンダで駆動される。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、旋回軸の回りに所定角度位相に位置されたクランパのスライド部材のみがエアシリンダで直動駆動されるロッドに係合される。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、各クランパには常時クランプ力が付与されて、エアシリンダが駆動されると旋回軸の回りに所定角度位相に位置されたクランパのスライド部材のみが付勢手段に抗してクランパ開き動作側へ駆動される。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、旋回軸の回りに割り付けられた複数個のクランパのうち旋回軸の回りに所定角度位相に位置決めされたクランパのみが単一の駆動手段により駆動される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように、本ガントリローダ装置１は、生産ラインに沿って延設されたレール２を走行可能な走行機構３を有し、該走行機構３にはローダヘッド４を昇降可能に支持するローダヘッド支持機構５が設けられている。これにより、ローダヘッド４は、上記走行機構３がレール２に沿って走行することで図１に示すＡ方向へ移動されて生産ライン上の工作機械の治具の上方に位置決めされると共にローダヘッド支持機構３により昇降されて上下方向へ位置決めされる構造になっている。また、図２に示すように、上記ローダヘッド４は、ローダヘッド支持機構５の下端部５ａに固定された基部６に、クランパ７，８が旋回軸９の回りに割り付けられている。そして、本ガントリローダ装置１は、クランパ旋回機構１０により各クランパ７，８が旋回軸９の回りに一体で旋回されると共に、クランパ駆動機構１１により単一のエアシリンダ１２（駆動手段）で選択されたクランパ７或いは８のみが駆動される構造になっている。
【００１９】
図２に示すように、各クランパ７，８は、ケーシング１３に収容された一対のクランプ爪１４を具備している。そして、各クランプ爪１４は、上記ケーシング１３内を図２における紙面視方向へ延びる各平行ピン１５により各平行ピン１５を中心に回動可能に支持されている。また、図２〜図４に示すように、ケーシング１３内には、各平行ピン１５と平行に配置された一対の平行ピン１６が設けられ、当該一対の平行ピン１６により図３における紙面視左右方向（図４における紙面視上下方向）へスライド移動可能に支持されたスライド部材１７が収容されている。また、図２及び図４に示すように、上記スライド部材１７は、一対のクランプ爪１４の配置方向（図２及び図４における紙面視左右方向）に向けて延びるアーム１８を有し、該アーム１８の下面には図４における平面視で平行ピン１６を対称軸として対称に形成された案内溝１９が設けられている。
【００２０】
また、図２及び図４に示すように、各クランパ７，８は、各クランプ爪１４の上部に形成された各被案内部２０が対応する各案内溝１９に係合されている。この構成により、各クランパ７，８は、各スライド部材１７が図４における上下方向へスライド移行されると、各クランプ爪１４の各被案内部２０が各スライド部材１７の各案内溝１９に案内されて相互に近接離反される。また、各クランパ７，８は、各スライド部材１７のケーシング１３におけるスライド方向（図４における上下方向）の位置に応じて一対のクランプ爪１４の各被案内部２０間の距離が調節される。そして、各クランパ７，８は、一対の被案内部２０間の距離を調節することで各クランプ爪１４が各平行ピン１５の回りに回動されて一対のクランプ爪１４の開き量が調節される構造になっている。また、図２〜図４に示すように、各クランパ７，８は、各スライド部材１７が圧縮コイルばね２１（付勢手段）により図４における紙面視下方向へ付勢されている。これにより、各クランパ７，８は、一対のクランプ爪１４が閉じ側に駆動されてクランプ力（ワークをクランプするのに要する駆動力）が付与されている。
【００２１】
また、各クランパ７，８は、図３に示すように、各ケーシング１３が旋回軸９に固定されて、図２に示すように、ローダヘッド４に旋回軸９（旋回中心Ｃ１）の回りに割り付けられている。なお、図２に示すように、本実施の形態では、クランパ７，８が旋回軸９（旋回中心Ｃ１）の回りに１２０度の角度位相差で割り付けられている。そして、図３に示すように、上記クランパ旋回機構１０は、旋回軸９の基部が所定間隔で配設された一対のベアリング２２，２３を介して支持体２４により回転可能に軸支されている。また、クランパ旋回機構１０は、旋回軸９に当該旋回軸９と同軸上にベベルギヤ２５が固着されており、該ベベルギヤ２５が回転駆動されることで旋回軸９が回転されて各クランパ７，８が、図２における紙面視における旋回中心Ｃ１（旋回軸９）の回りに時計回り方向又は反時計回り方向へ１２０度だけ旋回されて当該旋回中心Ｃ１の回りに位置決めされる構造になっている。なお、上記支持体２４は、ローダヘッド４の基部６の一側（図３における紙面視右側）に固定されている。
【００２２】
また、本ガントリローダ装置１は、ローダヘッド４の基部６の他側（図３における紙面視左側）に上記エアシリンダ１２（駆動手段）が固定されている。該エアシリンダ１２は、ピストンロッド２６が上記旋回軸９と平行に且つ当該旋回軸９に対して図２に示すＧの距離だけ下方（図２における紙面視下方）へオフセットされて配置されている。そして、図３に示すように、上記ピストンロッド２６にはヘッド部２７ａが所定の直径と厚さとを有する円板状に形成されたロッド２７が連結されている。また、図２及び図３に示すように、各クランパ７，８の各スライド部材１７のアーム１８の上部中央には上記エアシリンダ１２のピストンロッド２６に連結されたロッド２６のヘッド部２７ａに係合可能な係合片２８が固定されている。
【００２３】
また、図２及び図３に示すように、クランパ駆動機構１１は、ピストンロッド２６の軸線（ピストンロッドの軸中心Ｃ２）が旋回軸９の軸線（旋回中心Ｃ１）に対して下方へＧの距離だけオフセットされて配置されていることで、２つクランパ７，８のうち一対のクランプ爪１４が下側（工作機械の治具側）を向いて旋回軸９の回りに位置決めされた方のクランパ７或いは８（以下、ワーク受け渡し位置に位置決めされたクランパと称す）に設けられた係合片２８（図２及び図３においてはクランパ７の係合片２８）にのみ上記ヘッド部２７ａが係合される構造になっている。そして、図２及び図３に示すように、本ガントリローダ装置１は、エアシリンダ１２（駆動手段）がピストンロッド突出側に作動されると、当該ピストンロッド２６に連結されたロッド２７が図３における紙面視右方向へ駆動される。これにより、本ガントリローダ装置１は、ワーク受け渡し位置に位置決めされた方のクランパ７或いは８の係合片２８がロッド２７のヘッド部２７ａで図３における紙面視右方向へ押圧されて、スライド部材１７が上記圧縮コイルばね２１（付勢手段）を押し縮めつつ図４における紙面視上方へスライド移動される。
【００２４】
そして、本ガントリローダ装置１は、スライド部材１７が図４における紙面視上方へスライド移動するのに連動されてワーク受け渡し位置に位置決めされた方のクランパ７或いは８の各クランプ爪１４の各被案内部２０がスライド部材１７の各案内溝１９に案内される。これにより、各被案内部２０が相互に近接されて、図２における紙面視左側に配置されたクランプ爪１４が平行ピン１５の回りに図２における紙面視で時計回り方向に回動されると共に図２における紙面視右側に配置されたクランプ爪１４が平行ピン１５の回りに図２における紙面視で反時計回り方向に回動される。このようにして、本ガントリローダ装置１は、圧縮コイルばね２１（付勢手段）のばねの力により各クランパ７，８がクランプ力を付与され、またエアシリンダ１２が作動されることによりワーク受け渡し位置に位置決めされた方のクランパ７或いは８がスライド部材１７が上記クランプ力に抗して駆動されて開き動作される構造になっている。
【００２５】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本ガントリローダ装置１は、ワークの受け渡しを行うに際してローダヘッド４がワークの加工が完了した工作機械の治具の直上に位置するように位置決めされる。この状態では、図２及び図３に示すように、本ガントリローダ装置１は、クランパ７がワーク受け渡し位置に位置決めされて当該クランパ７のスライド部材１７に固定された係合片２８がエアシリンダ１２（駆動手段）のピストンロッド２６に連結されたロッド２７のヘッド部２７ａに係合される。なお、各クランパ７，８は、各スライド部材１７が圧縮コイルばね２１（付勢手段）により図４に示す紙面視下方へ押圧されて閉じられた状態にあり、クランパ８には工作機械の治具に供給するための新規ワークがクランプされている。
【００２６】
そして、本ガントリローダ装置１は、エアシリンダ１２がピストンロッド突出側に作動されると、クランパ７の係合片２８が図３に示す紙面視右方向へ押圧されて、クランパ７のスライド部材１７が圧縮コイルばね２１を押し縮めつつ一対の平行ピン１６の案内によりケーシング１３に対して図４に示す紙面視上方へスライド移動される。これにより、クランパ７は、各クランプ爪１４の被案内部２０がスライド部材１７の案内部１９で案内され相互に近接し、一対のクランプ爪１４が開かれた状態（アンクランプ状態）となる。この状態で、本ガントリローダ装置１は、ローダヘッド４が下降されてクランパ７が治具上にある加工済みワークをクランプ可能な位置に位置決めされ、位置決め完了後、エアシリンダ１２がピストンロッド縮退側に作動されてロッド２７が図３における紙面視左方向へ移動される。
【００２７】
これにより、本ガントリローダ装置１は、クランパ７のスライド部材１７が図４における紙面視下方向へスライド移動され、クランパ７の各クランプ爪１４の被案内部２０がスライド部材１７の案内部１９で案内されて相互に離反し加工済みのワークが一対のクランプ爪１４でクランプされる。そして、本ガントリローダ装置１は、ローダヘッド４が所定距離だけ上昇されることにより加工済みワークが治具から取り出される。この状態で、本ガントリローダ装置１は、クランパ旋回機構１０の駆動により各クランパ７，８が旋回軸９の回りに図２における紙面視時計回り方向へ１２０度の角度位相だけ旋回されて新規ワークをクランプしたクランパ８がワーク受け渡し位置に位置決めされる。これにより、クランパ８のスライド部材１７に固定された係合片２８がエアシリンダ１２のピストンロッド２６に連結されたロッド２７のヘッド部２７ａに係合される。
【００２８】
そして、クランパ８にクランプされた新規ワークは、ローダヘッド４が下降されることにより工作機械の治具上に位置決めされる。新規ワークが治具上に位置決めされると、本ガントリローダ装置１は、エアシリンダ１２がピストンロッド突出側に作動されて、クランパ８の係合片２８が図３に示す紙面視右方向へ押圧されて、クランパ８のスライド部材１７が圧縮コイルばね２１を押し縮めつつ一対の平行ピン１６の案内によりケーシング１３に対して図４に示す紙面視上方へスライド移動される。これにより、クランパ８は、各クランプ爪１４の被案内部２０がスライド部材１７の案内部１９で案内され相互に近接し、一対のクランプ爪１４が開かれた状態（アンクランプ状態）となり、新規ワークがアンクランプされる。
【００２９】
そして、本ガントリローダ装置１は、ローダヘッド４を上昇させた後、ローダヘッド４が次工程の加工が行われる工作機械へ向けて走行されて位置決めされる。位置決め完了後、クランパ８により次工程の工作機械の治具上にある当該工作機械で加工された加工済みワークが取り出される。そして、各クランパ７，８が旋回軸９の回りに図２における紙面視反時計回り方向へ旋回されて前工程より搬送されたワークをクランプしたクランパ７がワーク受け渡し位置に位置決めされ、位置決め完了後、クランパ７にクランプされたワークが次工程の工作機械の治具に供給される。
【００３０】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
【００３１】
本ガントリローダ装置１は、ローダヘッド４に、各クランパ７，８の旋回中心Ｃ１とエアシリンダ１２（駆動手段）のピストンロッド２６の軸中心Ｃ２とが距離Ｇだけ所定方向へずらされて各クランパ７，８の旋回軸９とエアシリンダ１２とが配設されて、ワーク受け渡し位置に位置決めされたクランパ７或いは８のスライド部材１７の係合片２８のみがエアシリンダ１２のピストンロッド２６に連結されたロッド２７ロッド２７のヘッド部２７ａに係合される。そして、本ガントリローダ装置１は、圧縮コイルばね２１（付勢手段）により各クランパ７，８の各スライド部材１７を、各クランパ７，８の一対のクランプ爪１４がワークをクランプするのに十分なクランプ力を得られるように付勢しておいて、ワーク受け渡し位置に位置決めされたクランパ７或いは８のみがエアシリンダ１２の駆動により開き動作（アンクランプ動作）される。
従って、本ガントリローダ装置１は、単一のエアシリンダ１２（駆動手段）で複数個のクランパ７，８が駆動されるので、エアシリンダ１２が１つで済み、ローダヘッド４を小型化且つ軽量化することが可能となる。これにより、搬送速度を高めることが可能となり、生産ラインの生産性を向上させることができる。また、エアシリンダ１２を含む部品の点数が削減されるので、製造コストを削減することができる。さらに、クランパ駆動機構１１、空気圧回路並びに制御が簡素化されるので、メンテナンス性を向上させることができる。
【００３２】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
駆動手段はエアシリンダ１２でなくてもよく、ロッド２７を直動させることができるものであれば、例えば、ボールねじがモータで回転駆動されてロッド２７が直動するように構成してもよい。
旋回軸９とエアシリンダ１２が同軸上に配置される場合には、ロッド２７（ヘッド部２７ａ）又は各クランパ７，８の各スライド部材１７に固定された各係合片２８の形状を工夫してワーク受け渡し位置に位置決めされたクランパ７或いは８の係合片２８のみがロッド２７のヘッド部２７ａに係合されるように構成してもよい。この場合、例えば、ロッド２７を２つの軸線を有する段付き形状に形成することで実施可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、小型化されると共に構造が簡素化されたガントリローダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本ガントリローダ装置の斜視図である。
【図２】本ガントリローダ装置の説明図で、特に、ローダヘッドを旋回軸方向の視線から見た場合の図である。
【図３】本ガントリローダ装置の説明図で、特に、ローダヘッドを正面からの視線で見た場合の図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】従来のガントリローダ装置の説明図で、特に、ローダヘッドを旋回軸方向の視線から見た場合の図である。
【図６】従来のガントリローダ装置の説明図で、特に、ローダヘッドを正面からの視線で見た場合の図である。
【符号の説明】
１          ガントリローダ装置
４          ローダヘッド
７，８      クランパ
９          旋回軸
１０        クランパ旋回機構
１１        クランパ駆動機構
１２        エアシリンダ（駆動手段）
１７        スライド部材
２１        圧縮コイルばね（付勢手段）
２７        ロッド
【図１】
2004283944.tif 000003
【図２】
2004283944.tif 000004
【図３】
2004283944.tif 000005
【図４】
2004283944.tif 000006
【図５】
2004283944.tif 000007
【図６】
2004283944.tif 000008