(57)【要約】【課題】ワークの受け渡し位置の正確な位置決めを行うと共に、当該位置の微調整が可能な二次元式ピックアンドプレース装置を提供する。【解決手段】ワークＷを保持する保持部２１が移動される第１および第２の位置に対応して設けられた第１および第２の位置決めピン４１，４２を設けると共に、前記位置決めピン４１，４２の一対の側面に接触する一組のローラ２３をアーム２０に設け、前記第１および第２の位置決めピン４１，４２は、それぞれ、各ピン４１，４２の軸芯に対して偏心した第１取付軸のまわりに回転可能に設けられており、前記一組のローラ２３は、それぞれ各ローラ２３の軸芯に対して偏心した第２取付軸のまわりに回転可能に設けられていることを特徴とする。【選択図】        図１
2004268218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに設けられた第１案内手段と、
前記第１案内手段により第１の方向に沿って移動する移動体と、
前記移動体に形成された第２案内手段と、
前記第２案内手段により、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って移動するアームと、
前記アームの先端に設けられワークを保持・解放する保持部と、
前記フレームに回転可能に支持されたホイールと、
前記ホイールに巻回された索条部材と、
前記アームの一部と前記索条部材とを連結して、索条部材の駆動に伴って前記アームを移動させるための連結部材とを備え、
前記索条部材の回転に伴って前記アームを前記索条部材の軌道に沿って移動させることにより、前記保持部を第１の位置と第２の位置との間を往復移動させることで、ワークの移載を可能にした二次元式ピックアンドプレース装置において、
前記第１および第２の位置に対応して設けられた第１および第２の位置決めピンを設けると共に、前記位置決めピンを挟むように当該位置決めピンの側面に接触する一組のローラを前記アームに設け、
前記一組のローラが第１の位置決めピンの側面に接触して前記第１の位置における前記保持部の位置決めがなされ、前記一組のローラが前記第２の位置決めピンの側面に接触して前記第２の位置における前記保持部の位置決めがなされ、
前記第１および第２の位置決めピンは、それぞれ、各ピンの軸芯に対して偏心した第１取付軸のまわりに回転可能に設けられていることで、前記第１および第２の位置決めピンの固定位置が微調整可能となっており、
前記一組のローラは、それぞれ、各ローラの軸芯に対して偏心した第２取付軸のまわりに回転可能に設けられていることで、前記第１および第２の位置決めピンの固定位置に応じて前記位置決めピンに嵌合することができるようにした二次元式ピックアンドプレース装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記アームと共に移動する移動フレームが設けられ、
該移動フレームには前記連結部材が取り付けられていると共に、前記移動フレームに前記一組のローラが回転自在に取り付けられている二次元式ピックアンドプレース装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの保持・解放を行う二次元式ピックアンドプレース装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉛直運動と水平運動とを組み合わせた動作を行う二次元式ピックアンドプレース装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２５９８１８号公報  （第１−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の装置では、ワークの受渡位置の位置決めを正確に行うことができない。また、受渡位置の微調整を行うことができない。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、ワークの受渡位置の位置決めを正確に行い得ると共に、受渡位置の微調整が可能な二次元式ピックアンドプレース装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の二次元式ピックアンドプレース装置は、フレームに設けられた第１案内手段と、前記第１案内手段により第１の方向に沿って移動する移動体と、前記移動体に形成された第２案内手段と、前記第２案内手段により、前記第１の方向に直交する直交方向に沿って移動するアームと、前記アームの先端に設けられワークを保持・解放する保持部と、前記フレームに回転可能に支持されたホイールと、前記ホイールに巻回された索条部材と、前記アームの一部と前記索条部材とを連結して、索条部材の駆動に伴って前記アームを移動させるための連結部材とを備え、前記索条部材の回転に伴って前記アームを前記索条部材の軌道に沿って移動させることにより、前記保持部を第１の位置と第２の位置との間を往復移動させることで、ワークの移載を可能にしている。
【０００７】
本装置は、前記第１および第２の位置に対応して設けられた第１および第２の位置決めピンを設けると共に、前記位置決めピンの一対の側面に接触する一組のローラを前記アームに設け、前記一組のローラが第１の位置決めピンの両側面に接触して前記第１の位置における位置決めがなされ、前記一組のローラが前記第２の位置決めピンの両側面に接触して前記第２の位置における位置決めがなされ、前記第１および第２の位置決めピンは、それぞれ、各ピンの軸芯に対して偏心した第１取付軸のまわりに回転可能に設けられていることで、前記第１および第２の位置決めピンの固定位置が微調整可能となっており、前記一組のローラは、それぞれ、各ローラの軸芯に対して偏心した第２取付軸のまわりに回転可能に設けられていることで、前記第１および第２の位置決めピンの固定位置に応じて前記位置決めピンに嵌合することができるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、一組のローラが位置決めピンを挟むようにして当該位置決めピンの側面に接触することにより、ローラおよびピンが互いに位置決めされる。かかる位置決めにより、保持部がワークの受け渡し位置に正確に位置決めされる。
また、前記ローラおよびピンの固定位置が微調整可能であるから、前記受け渡し位置の微調整を行うことができる。
【０００９】
なお、本発明において、「索条部材」としては、ホイールのまわりに巻回され、該ホイールを回転させることが可能な部材であればよく、たとえば、ローラチェーンやベルトなどの他に、ワイヤやロープなども含まれる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図２に示すように、二次元式ピックアンドプレース装置は、ワークＷを保持する保持部２１を第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間を往復移動させることで、ワークＷの移載を行うものである。
【００１１】
全体構成：
図１に示すように、本装置は、本体フレーム１、案内レール（第１案内手段）１０、移動体１１、ガイド（第２案内手段）１２、アーム２０および保持部２１を備えている。
前記案内レール１０は、本体フレーム１に固定されている。案内レール１０には、該案内レール１０に沿って略鉛直方向（第１の方向）Ｚに摺動可能な移動体１１が設けられている。
【００１２】
前記移動体１１には、前記アーム２０を摺動自在に挟持する上下一対の摺動ガイド（第２案内手段）１２が形成されている。アーム２０は、前記ガイド１２に沿って、鉛直方向Ｚに直交する水平方向（第２の方向）Ｘに移動可能である。
アーム２０の一方の先端には、たとえば、エア圧等で開閉駆動されることにより、ワークＷを保持・解放する保持部２１が固定されている。したがって、保持部２１は、鉛直方向Ｚおよび水平方向Ｘからなる二次元平面内を移動可能である。
【００１３】
本体フレーム１には、該本体フレーム１に対して回転可能に支持された第１〜第３スプロケット（ホイール）３１〜３３が設けられている。第１スプロケット３１は、第２および第３スプロケット３２，３３よりも径大であり、第２および第３スプロケット３２，３３の上方に離間して設けられている。前記スプロケット３１〜３３にはチェーン（索条部材）３０が巻回されている。なお、第１スプロケット３１には、図示しないエアシリンダなどの駆動源が接続されている。
【００１４】
一方、アーム２０の他方の端部には、移動フレーム２２が形成されている。前記移動フレーム２２には連結部材２４が設けられている。連結部材２４は、チェーン３０と移動フレーム２２とを連結し、チェーン３０の駆動に伴ってアーム２０を移動させるものである。なお、連結部材２４は、図４に示すように、前記移動フレーム２２に対して回転自在に取り付けられている。
【００１５】
前記駆動源により第１スプロケット３１が回転されると、チェーン３０が駆動される。このチェーン３０の駆動に伴って、連結部材２４が前記チェーン３０の軌道に沿って移動する。すなわち、前記連結部材２４は、図２（ａ）および図２（ｃ）に示すチェーン３０の直線軌道部Ｌ１，Ｌ２と、図２（ｂ）に示す第１スプロケット３１の半円状の曲線軌道部Ｒとからなる逆Ｕ字状の経路に沿って移動する。前記アーム２０および前記移動フレーム２２は、前記連結部材２４を介して、前記チェーン３０の軌道に沿って移動する。したがって、前記第１スプロケット３１が正逆回転することで、保持部２１は前記第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間を往復移動することができる。なお、前記保持部２１の第１および第２の位置Ｐ１、Ｐ２間の水平方向Ｘの距離は、第１スプロケット３１の直径と概ね等しくなるように設定されている。
【００１６】
位置決めピン４１，４２：
図１に示すように、前記移動フレーム２２の側方には、下方から上方に向って鉛直方向Ｚに立設された第１および第２位置決めピン４１，４２が設けられている。前記第１および第２位置決めピン４１，４２は、水平方向Ｘに互いに離間している。
【００１７】
一方、前記アーム２０の移動フレーム２２には、前記各位置決めピン４１，４２を挟むように当該位置決めピン４１、４２の側面に接触する一組のローラ２３が設けられている。両ローラ２３は、水平方向Ｘに互いに離間して設けられている。図４に示すように、前記ローラ２３は、支持部材２３ａを介して移動フレーム２２に固定されていると共に、前方Ｙに向って突設されている。前記ローラ２３は、図示しないコロガリ軸受を介して、支持部材２３ａのまわりに回転自在に支持されている。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、前記一組のローラ２３が第１位置決めピン４１の側面に接触することにより、移動フレーム２２が水平方向Ｘに移動しないように規制され、保持部２１が第１の位置Ｐ１に位置決めされる。一方、一組のローラ２３が第２位置決めピン４２の側面に接触することにより、移動フレーム２２が水平方向Ｘに移動しないように規制され、保持部２１が第２の位置Ｐ２に位置決めされる。
なお、前記位置決めピン４１、４２の近傍には、前記移動フレーム２２（保持部２１）の下降端を位置決めするストッパ４５が設けられている。
【００１９】
ここで、位置決めピン４１，４２およびローラ２３の取付位置は、以下に説明するように微調整が可能である。
図１に示すように、前記ピン４１，４２は、それぞれ、本体フレーム１に設けられたベース部２に固定されている。図３に示すように、ベース部２には取付孔２ａが形成されており、該取付孔２ａに各ピン４１、４２の第１取付軸４４が挿入され、取付ネジ４０により固定されている。ここで、前記第１取付軸４４は、その軸心Ｄ１が各ピン４１，４２の軸心Ｃ１に対して偏心して設けられている。したがって、図５（ａ）の平面図に示すように、各ピン４１，４２は、前記第１取付軸４４（軸心Ｄ１）のまわりに回転させることで、各ピン４１，４２の固定位置を移動することが可能である。
【００２０】
一方、図４に示すように、前記一組のローラ２３の支持部材２３ａは、それぞれ、第２取付軸２３ｂを有している。前記第２取付軸２３ｂは、移動フレーム２２に形成された取付孔２５に挿入され、ナット２５ａにより固定されている。ここで、前記第２取付軸２３ｂは、その軸心Ｄ２が各ローラ２３（支持部材２３ａ）の軸心Ｃ２に対して偏心して設けられている。したがって、ローラ２３は、軸心Ｃ２を中心に回転可能であると共に、図５（ｂ）の正面図に示すように、第２取付軸２３ｂ（軸心Ｄ２）のまわりにローラ２３全体を回転させることで、ローラ２３の固定位置を移動することが可能である。
【００２１】
したがって、前記位置決めピン４１（４２）の固定位置を微調整した後、当該ピン４１（４２）の固定位置に応じて、前記ピン４１（４２）に嵌合するように、前記ローラ２３の固定位置を微調整することができる。かかるローラ２３およびピン４１（４２）の固定位置の微調整により、移動フレーム２２の位置が変更され、アーム２０を介して保持部２１の第１および第２の位置Ｐ１，Ｐ２が微調整される。
なお、ローラ２３としては、たとえば、市販の偏心カムフォロアなどを用いることができる。
【００２２】
搬送動作：
前記移動フレーム２２はチェーン３０の駆動により、正逆回転可能であるが、以下の説明では、図２に示すように、各スプロケット３１〜３３を反時計まわりに回動させ、ワークＷを図２の左方向に搬送する場合について例示して説明する。
【００２３】
本装置は、ワークＷが搬送されてくる間は、ワークＷと干渉しないように保持部２１を図示しない待機位置に退避させている。ワークＷが所定の位置に搬送されると、前記待機位置からアーム２０が下降し、図２（ａ）に示すように、保持部２１がワークＷを把持する。
【００２４】
その後、第１スプロケット３１が反時計まわりに回転すると、連結部材２４がチェーン３０の第１直線軌道部Ｌ１に沿って上昇される。連結部材２４により移動フレーム２２およびアーム２０が上昇すると同時に、上昇するアーム２０によって移動体１１が案内レール１０に沿って上方に移動される。したがって、保持部２１がワークＷを保持した状態で鉛直方向Ｚに上昇される。一方、移動フレーム２２の上昇により、ピン４１，４２の側面に接触していたローラ２３が第１位置決めピン４１から離れる。
【００２５】
連結部材２４が更に上昇すると、図２（ｂ）に示す連結部材２４が、第１スプロケット３１の半円状の曲線軌道部Ｒに沿って移動する。連結部材２４の移動により、移動フレーム２２およびアーム２０が移動される。かかる移動により、移動体１１が案内レール１０に沿って上昇された後、下降されると共に、アーム２０が移動体１１のガイド１２に沿って水平方向（左方向）Ｘに摺動される。したがって、ワークＷを保持した保持部２１は、第１の位置Ｐ１の上方から第２の位置Ｐ２の上方まで半円状に移動される。図２（ｃ）の二点鎖線で示すように、移動フレーム２２は、第２位置決めピン４２の上方に移動される。
【００２６】
その後、連結部材２４がチェーン３０の第２直線軌道部Ｌ２に沿って下降される。連結部材２４の下降により、移動フレーム２２が下降されると、一対のローラ２３が第２位置決めピン４２を挟むように当該位置決めピン４２の側面に接触する。そのため、移動フレーム２２が水平方向Ｘに移動しないように規制される。さらに、移動フレーム２２が下降されると、移動フレーム２２の下面にストッパ４５が接触し、移動フレーム２２の下降が停止されて位置決めされる。保持部２１は、第２の位置Ｐ２まで鉛直方向Ｚに下降され、保持部２１の第２の位置Ｐ２における位置決めがなされる。前記下降後、保持部２１がワークＷを解放し、ワークＷの移載が完了する。
【００２７】
このように、第１位置決めピン４１（４２）にローラ２３が嵌合することにより、保持部２１を第１ないし第２の位置Ｐ１，Ｐ２に正確に位置決めさせることができる。
その後、チェーン３０が逆回転され、保持部２１が前記待機位置に復帰して待機する。
【００２８】
固定位置の微調整：
ここで、保持部２１の第１ないし第２の位置Ｐ１，Ｐ２の微調整を行う場合には、まず、図３に示す取付ネジ４０を緩めた後に、第１ないし第２の位置決めピン４１（４２）をベース部２における取付孔２ａ（図３）に対して回転させる。前記位置決めピン４１（４２）は、ピン４１（４２）の軸心Ｃ１に対して偏心して設けられた第１取付軸４４（軸心Ｄ１）のまわりに回転されるので、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ピン４１（４２）の固定位置が移動される。ピン４１（４２）の固定位置が決まったら、取付ネジ４０によりピン４１（４２）を固定する。
【００２９】
つぎに、図４に示すナット２５ａを緩めた後に、移動フレーム２２における取付孔２３ｂに対して、ローラ２３全体をそれぞれ回転させる。前記ローラ２３は、ローラ２３の軸心Ｃ２に対して偏心して設けられた第２取付軸２３ｂ（軸心Ｄ２）のまわりに回転されるので、前記ピン４１（４２）の側面に両ローラ２３が接する位置に、ローラ２３の固定位置を移動させることができる。ローラ２３の固定位置が決まったら、ナット２５ａを締めてローラ２３を固定する。
なお、ローラ２３の固定の際には、既に固定されたピン４１（４２）にローラ２３が接触した状態でローラ２３を固定するようにすると、ズレのない正確な位置決めを行うことができる。
【００３０】
したがって、ピン４１（４２）とローラ２３の固定位置を、それぞれ微調整することで、固定位置の変更されたピン４１（４２）にローラ２３が嵌合し、移動フレーム２２の位置が変更され、保持部２１の第１ないし第２の位置Ｐ１，Ｐ２を変更することができる。
【００３１】
なお、ピン４１（４２）とローラ２３の固定位置の微調整の際には、移動フレーム２２および連結部材２４の位置も変わるので、チェーン（索条部材）３０が左右（水平方向Ｘ）に引っ張られる。そのため、チェーン３０は、左右に若干ブレる余裕を持つように巻回する必要がある。この必要に応じて、本装置にチェーン３０のテンション調整手段を更に設けるようにしてもよい。
【００３２】
ところで、前記実施形態では、３個のスプロケット３１〜３３を用いてチェーン３０の駆動を行うこととしたが、必ずしも下側の第１および第２スプロケット３２，３３は必要ではなく、曲線軌道部Ｒを構成する側の第１スプロケット３１のみであってもよい。かかる場合には、直接チェーン３０の端部を駆動してもよいし、第１スプロケット３１を駆動するようにしてもよい。また、駆動源としては、エアシリンダの他に、正逆回転可能なモータを採用してもよい。
また、保持部２１としては、前述の開閉駆動されるものの他に、たとえば、電磁チャックやエア吸着によるものであってもよい。
また、本装置は種々のレイアウトが考えられるが、たとえば、図６に示すように、複数のスプロケットを設け、保持部２１の第１および第２の位置Ｐ１，Ｐ２の移動距離を長くしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる二次元式ピックアンドプレース装置の概略斜視図である。
【図２】同装置の動作図である。
【図３】位置決めピンなどを示す一部破断した分解正面図である。
【図４】同装置の一部破断した側面図である。
【図５】位置決めピンおよびローラを示す平面図および正面図である。
【図６】変形例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１：本体フレーム
１０：案内レール（第１案内手段）
１１：移動体
１２：ガイド（第２案内手段）
２０：アーム
２１：保持部
２３：ローラ
２４：連結部材
３０：チェーン（索条部材）
３１〜３３：スプロケット（ホイール）
４１：第１位置決めピン
４２：第２位置決めピン
４４：第１取付軸
２３ｂ：第２取付軸
Ｐ１：第１の位置
Ｐ２：第２の位置
Ｃ１：ピンの軸心
Ｃ２：ローラの軸心
Ｚ：第１の方向
Ｘ：第２の方向
Ｗ：ワーク
【図１】
2004268218.tif 000003
【図２】
2004268218.tif 000004
【図３】
2004268218.tif 000005
【図４】
2004268218.tif 000006
【図５】
2004268218.tif 000007
【図６】
2004268218.tif 000008