(57)【要約】【課題】ワークを保持する保持部をスムースに回転することのできる旋回式ピックアンドプレース装置を提供する。【解決手段】第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間を往復する際に、中心軸２の上昇により被案内部材２１が上昇すると共に案内手段１１に案内されて旋回し、アーム２６および保持部２７が旋回する慣性による力で、前記被案内部材２１が経路の上死点Ｄｐを通過し、更に、前記上死点Ｄｐを通過した後に前記中心軸２が下降しながら旋回することにより、前記中心軸２を上下に駆動させるだけで前記中心軸２に回転力となる駆動力を与えることなく作動できるようにしている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回中心に回転自在かつ昇降自在に設けた中心軸と、
前記中心軸から径方向に突出する被案内部材と、
前記被案内部材を逆Ｕ字状ないし山形状の経路に沿って案内する案内手段と、
前記中心軸から径方向に突出するアームと、
前記アームの先端に設けられワークを保持する保持部と、
前記中心軸が上昇、回転、下降すると共に前記被案内部材が案内手段に案内されることにより、前記保持部がアームと共に前記中心軸のまわりに旋回して前記ワークを第１の位置から第２の位置に移載可能にした旋回式ピックアンドプレース装置において、
前記保持部が前記第１の位置と第２の位置との間を往復する際に、前記中心軸の上昇により前記被案内部材が上昇すると共に前記案内手段に案内されて旋回することで、前記中心軸が回転し、前記アームおよび保持部が旋回する慣性による力で、前記被案内部材が前記経路の上死点を通過し、更に、前記上死点を通過した後に前記中心軸が下降しながら回転することにより、前記中心軸を上下に駆動させるだけで前記中心軸に回転力となる駆動力を与えることなく作動できるようにした旋回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、
前記案内手段における旋回部分の曲率は、前記上死点に近づくに従い小さくなるように形成されている旋回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】
本発明は旋回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、ワークの旋回移動を行うピックアンドプレース装置として、傘歯車を用いた装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図５は、かかる従来の装置を示す。図５に示すように、従来の装置では、中心軸１０２が、プーリ１００に巻回されたチェーン１０１により上下すると共に、傘歯車１１０を介して径方向に回転される。中心軸１０２の上端には、該中心軸１０２の径方向に伸びるアーム１２６を介してワークを保持する保持部１２７が設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭５５−３２９４３号公報（第１−２頁，図１）
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、保持部１２７の旋回軌跡が傘歯車１１０に規制されているので、該旋回軌跡の変更が煩雑である。
また、傘歯車を用いているため、構造が複雑になると共に製造コストが大幅にアップする。
さらに、アーム１２６および保持部１２７の旋回により大きな慣性が生じ、この大きな慣性の力により、中心軸１０２がこじられ、そのため、ワークの搬送動作にぎこちなさが生じる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、かかる諸問題を解消し得る旋回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、本第発明の旋回式ピックアンドプレース装置は、旋回中心に回転自在かつ昇降自在に設けた中心軸と、前記中心軸から径方向に突出する被案内部材と、前記被案内部材を逆Ｕ字状ないし山形状の経路に沿って案内する案内手段と、前記中心軸から径方向に突出するアームと、前記アームの先端に設けられワークを保持する保持部と、前記中心軸が上昇、回転、下降すると共に前記被案内部材が案内手段に案内されることにより、前記保持部がアームと共に旋回して前記ワークを第１の位置から第２の位置に移載可能にした旋回式ピックアンドプレース装置において、前記第１の位置と第２の位置との間を往復する際に、前記中心軸の上昇により前記被案内部材が上昇すると共に前記案内手段に案内されて旋回し、前記アームおよび保持部が旋回する慣性による力で、前記被案内部材が前記経路の上死点を通過し、更に、前記上死点を通過した後に前記中心軸が下降しながら回転することにより、前記中心軸を上下に駆動させるだけで前記中心軸に回転力となる駆動力を与えることなく作動できるようにしている。
【０００７】
本発明によれば、案内手段における被案内部材の経路を変更するだけで、保持部の旋回軌跡を容易に変更することができる。
また、中心軸を上下に駆動させるだけで、該中心軸に回転力となる駆動力を与えることなく保持部を回転させることができるから、構造がシンプルになると共に、傘歯車などの高価な部品を使用した場合とは異なり、製造コストを下げることができる。
さらに、旋回中に最も旋回エネルギが大きくなる上死点において、駆動源からのエネルギが加わらず、アームおよび保持部が旋回する慣性による力で上死点を通過してエネルギを失うので、旋回動作をスムースに行うことができる。
【０００８】
本発明においては、前記案内手段における旋回部分の曲率を、前記上死点に近づくに従い小さくなるように形成するのが好ましい。上死点を越えるのに必要なエネルギが小さくなり、旋回動作がよりスムースになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明の旋回式ピックアンドプレース装置は、保持部２７がアーム２６と共に旋回してワークＷを第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移載するものである。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ），（ｃ）における装置本体１を、図１における反時計まわりに概ね９０°回転させて描いてある。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、本装置は、装置本体１、中心軸２、アーム２６および保持部２７を備えている。
前記保持部２７はワークＷの保持を行うものであり、該保持方法としては、図１に示す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。保持部２７はアーム２６の先端に設けられている。
【００１１】
前記アーム２６は、装置本体１の上方に設けられており、アーム２６の基端部は、下方向Ｚに伸びる中心軸２に固定されている。
前記中心軸２は、円筒形の装置本体１内を鉛直方向Ｚに昇降自在に保持されている。また、前記中心軸２は、該中心軸２の軸心（旋回中心）Ｏのまわりに回転自在に設けられている。図１（ｄ）〜（ｆ）は、アーム２６の回転動作を平面で示す動作図である。図１（ｄ）〜（ｆ）に示すように、アーム２６は、前記中心軸２の旋回中心Ｏを中心に回転自在である。したがって、中心軸２の昇降および回転により、中心軸２から径方向に突出した状態で取り付けられたアーム２６を介して、前記保持部２７が昇降および旋回される。
【００１２】
案内手段１１：
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記装置本体１には、円筒面１０ａを備えた案内板１０が設けられている。円筒面１０ａには、逆Ｕ字状の案内溝（案内手段）１１が形成されている。
一方、図２の背面からの斜視図に示すように、中心軸２には固定部材２２が固定されている。図１（ｂ），（ｃ）に示すように、固定部材２２には、案内溝１１に案内される被案内部材２１が、中心軸２から径方向に突出して形成されている。なお、前記被案内部材２１は、カムフォロアで構成されており、図示しないコロガリ軸受が設けられている。
【００１３】
図３は、被案内部材２１の移動軌跡を示す図表である。図３に示すように、被案内部材２１は案内溝１１に案内されることで、一方の下降端Ｑ１から直線軌道部Ｌ１に沿って上昇し、曲線軌道部Ｒ１，Ｒ２を経て、直線軌道部Ｌ２に沿って下降し、他方の下降端Ｑ２に移動する。
【００１４】
したがって、被案内部材２１が、一方の下降端Ｑ１から前記直線軌道部Ｌ１を上昇すると、図１（ａ）の固定部材２２に固定された中心軸２が上昇する。該中心軸２の上昇に伴い保持部２７が第１の位置Ｐ１から上昇する。
【００１５】
なお、前記案内溝１１における曲線軌道部Ｒ１，Ｒ２（旋回部分）の曲率は、図３に示すように、上死点Ｄｐに近づくに従い小さくなるように形成されている。そのため、被案内部材２１が上死点Ｄｐを通過するのに要するエネルギが小さくなり、被案内部材２１が上死点Ｄｐを通過し易くなるから、後述の旋回動作がよりスムースになる。
【００１６】
被案内部材２１が図３の第１曲線軌道部Ｒ１に沿って移動すると、図１（ｂ）の固定部材２２を介して、中心軸２は上昇しながら、旋回中心Ｏを中心に回転する。被案内部材２１が図３の上死点Ｄｐに達した後、第２曲線軌道部Ｒ２に沿って移動すると、中心軸２は更に回転を続ける一方で、下降する。したがって、保持部２７は、前記被案内部材２１が前記上死点Ｄｐに達するまでは上昇しながら旋回し、前記被案内部材２１が前記上死点Ｄｐを通過した後は、旋回しながら下降する。
【００１７】
被案内部材２１が直線軌道部Ｌ２に沿って鉛直方向Ｚに下降すると、中心軸２が下降し、被案内部材２１が他方の下降端Ｑ２で停止する。前記中心軸２の下降に従って、図１（ｃ）の保持部２７が下降し、第２の位置Ｐ２で停止する。
なお、被案内部材２１は他方の下降端Ｑ２から一方の下降端Ｑ１に向って、逆方向にも移動可能である。
【００１８】
駆動手段：
図２（ａ），（ｂ）に示すように、固定部材２２の下部には、該固定部材２２を上昇・下降させるための駆動部材１５が回転自在に固定（連結）されている。駆動部材１５の下部は鉛直方向Ｚに伸びるロッド１６の上端に固定されている。一方、前記ロッド１６の下端には、図４に示すピストン１８が固定されている。装置本体１内にはシリンダ１７が形成されており、該シリンダ１７内には前記ピストン１８が挿入されている。なお、図４は、後述するように、駆動部材１５Ａにかかる変形例である。
【００１９】
前記シリンダ１７内にエアが送られると、ピストン１８が上昇し、図２（ｂ）に示すように、ロッド１６の先端に固定された前記駆動部材１５と一体に固定部材２２が上昇する。一方、前記シリンダ１７内のエアが吸引されると、前記駆動部材１５と一体に固定部材２２が下降する。なお、駆動部材１５の上昇端は、被案内部材２１の上死点Ｄｐ（図３）近傍に対応するように設定されている。
【００２０】
ワークＷの移載動作：
本装置は、たとえば、ワークＷの搬送を行うベルトコンベヤなどの搬送手段を備えた搬送ラインに設けられている。本装置は、前記搬送手段によりワーク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２７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２６が下降し、図１（ａ）に示すように、第１の位置Ｐ１において、保持部２７がワークＷを挟持する。
【００２１】
その後、駆動部材１５の上昇によって固定部材２２が上昇され、被案内部材２１が、図３に示す一方の下降端Ｑ１から直線軌道部Ｌ１を上昇する。固定部材２２の上昇により、ワークＷを保持したまま、前記保持部２７が鉛直方向Ｚに上昇される。
さらに、固定部材２２が上昇を続けると、被案内部材２１が案内溝１１に案内されて、第１曲線軌道部Ｒ１（図３）に沿って移動される。この被案内部材２１の移動により、前記固定部材２２は上昇しながら、図１（ｅ）に示す旋回中心Ｏを中心に反時計まわりに回転する。中心軸２は固定部材２２と一体に上昇および回転するから、アーム２６および保持部２７が反時計まわりに旋回される。
【００２２】
この際、図１（ｂ）に示すアーム２６および保持部２７の旋回により大きな慣性が生じる。この大きな慣性による力により、図１（ｆ）に示す固定部材２２が回転されて被案内部材２１が上死点Ｄｐを通過し、更に、第２曲線軌道部Ｒ２に沿って移動される。一方、前述のように、駆動部材１５の上昇端は、被案内部材２１が上死点Ｄｐ近傍を通過する位置に対応して設定されており、かかる上昇端から駆動部材１５は下降を開始し、固定部材２２が下降される。
【００２３】
前記上死点Ｄｐを通過した後、前記被案内部材２１が第２曲線軌道部Ｒ２に沿って更に移動を続けると、前記固定部材２２が更に同一方向に回転すると共に、下降する。なお、前記被案内部材２１が前記上死点Ｄｐを通過する際には、前記駆動手段からのエネルギが加わらず、種々の摩擦などによりエネルギを失うので、前記アーム２６および保持部２７の旋回動作をスムースに行うことができる。
【００２４】
前記被案内部材２１が直線軌道部Ｌ２に達すると、前記固定部材２２の回動が終了し、図１（ｃ）に示すように、被案内部材２１が案内溝１１に案内されて下降端Ｑ２まで下降すると共に、固定部材２２が下降し、保持部２７が第２の位置Ｐ２まで下降する。保持部２７は第２の位置Ｐ２でワークＷを離し、ワークＷの移載が完了する。
【００２５】
その後、駆動部材１５の上昇により、固定部材２２が上昇され、被案内部材２１が上死点Ｄｐを越えて逆方向に移動され、保持部２７が前記待機位置に復帰されて待機する。
【００２６】
このように、アーム２６および保持部２７の旋回時には大きな慣性が生じ、この大きな慣性による力を利用することにより、旋回動作をスムースに行うことができる。
また、案内溝１１の形状を変更するだけで、被案内部材２１の経路を変更することができるから、容易に保持部２７の旋回軌跡を変更することができる。
さらに、中心軸２に回転力となる駆動力を与えることなく、該中心軸２を上下に移動させるだけで保持部２７を回転させることができるから、構造がシンプルになると共に、傘歯車などの高価な部品を使用した場合とは異なり、製造コストを下げることができる。
【００２７】
また、案内溝１１における旋回部分の曲率を、上死点に近づくに従い小さくなるように形成すれば、より小さな力で被案内部材２１が上死点を通過させることができるから、旋回動作が更にスムースになる。
【００２８】
なお、前記実施形態では、案内溝１１を逆Ｕ字状としたが、保持部２７をスムースに移動し得る形状であればよく、山形状であってもよい。
また、保持部２７が前記待機位置に位置しているか否かの検出を行う検出器を設けてもよい。また、前記待機位置に保持部２７を位置させるには、たとえば、固定部材２２の下方にコイルスプリング等を設けることで行ってもよいし、エア圧の調整によって駆動部材１５を所定位置で停止させることで固定部材２２を停止させるようにしてもよい。
【００２９】
さらに、前述の実施形態では、固定部材２２の下部に駆動部材１５を回転自在に固定（連結）したが、図４に示すように、固定部材２２を上下から駆動部材１５Ａで挟持して、固定部材２２を上昇・下降させるようにしてもよい。
さらに、前記各実施形態では、駆動源としてエアシリンダを用いたが、エアシリンダの代わりに、モータやソレノイド等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる旋回式ピックアンドプレース装置の動作を示す斜視図および概略平面図である。
【図２】同装置の背面からの斜視図である。
【図３】被案内部材の移動軌跡を示す図表である。
【図４】変形例を示す一部破断した側面図である。
【図５】従来の旋回式ピックアンドプレース装置を示す一部破断した側面図である。
【符号の説明】
２：中心軸
１１：案内溝（案内手段）
２１：被案内部材
２６：アーム
２７：保持部
Ｏ：旋回中心
Ｐ１：第１の位置
Ｐ２：第２の位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004268217.tif 000006
【図５】
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