(57)【要約】【課題】    門形動作のストロークを大きく取ることや調整に制限が少なく、従来構造よりもさらにコンパクトに構成できる構造を備えた門形動作ＰＰＵの提供。【解決手段】  ハウジング２に、Ｚ方向に直線移動するプレート３と、このプレート３に取り付けられＸ方向に直線移動するアーム４と、アーム４に一端を固定したＸ案内板６及びレバーカム５を設ける。レバーカム５はＸ案内板６を駆動するレバー部２２とプレート３を駆動する板カム部２３を一体に構成してあり、板カム部２３の旋回中心Ｐに固定したＹ方向の駆動軸をハウジング２に取り付けたパルスモーター１０によって往復駆動旋回する構造とし、レバーカム５の往復旋回によるアーム４とプレート３の作動タイミングを、レバー部２２によるアーム移動の始端側と終端側にアーム移動の休止部を設け、アーム４の移動が休止しているとき板カム部２３によってプレート３を上下に往復移動するタイミングとする。【選択図】                      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交するＸ、Ｙ及びＺの方向を設定し、Ｚ方向に直線移動するプレートと、このプレートに取り付けられＸ方向に直線移動するアームと、アームに一端を固定したＸ案内板及びレバーカムをハウジングに設け、レバーカムはＸ案内板駆動用のレバー部とプレート駆動用の板カム部を一体に構成してあり、板カム部の旋回中心に固定したＹ方向の駆動軸をハウジングに取り付けたモーターによって往復駆動旋回する構造とし、レバーカムの往復旋回によるアームとプレートの作動タイミングを、レバー部によるアーム移動の始端側と終端側にアーム移動の休止部を設け、アーム移動が休止部にあるとき板カム部によってプレートを上下に往復移動するタイミングとしてあることを特徴とした門型ピックアンドプレース装置。
【請求項２】
板カムのカム面をレバーカムの旋回角度で１８０°となるＺ軸休止部とその始端側と終端側に続くＸ軸休止部を備えたものとし、Ｚ軸休止部においてレバー部の先端に取り付けたＸ軸カムフォロアがＸ案内板に設けたＺ方向のガイド溝と係合すると共に、プレートに取付けたＺ軸カムフォロアが、板カム部における大径な等径部であるＺ軸休止部に接しており、Ｘ軸休止部では、Ｘ軸カムフォロアが前記のＸ案内板に設けたＺ方向のガイド溝から外れてアームの移動が休止すると共に、Ｚ軸カムフォロアが板カムの大径な等径部から小径な等径部に至るカム曲線の領域にあることを特徴とした請求項１に記載の門型ピックアンドプレース装置。
【請求項３】
Ｚ用カムフォロアがＸ軸休止部にあるとき、Ｘ案内板がＸ方向で遊動するのを防止する手段を設けてあることを特徴とした請求項２に記載の門型ピックアンドプレース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自動組立機や検査機に用いられ、ワークの供給や排出、位置の変換などを行うピックアンドプレース装置(以下、ＰＰＵと言う)に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＰＵには、アームの先端に取り付けたチャックを、カム機構によって上下の移動と前後移動を組み合わせた門型に移動させるものがある（特許文献１〜４）。なお、カム機構によるアームの移動は、正確であり、繰り返し精度も高い。
特許文献１,４のＰＰＵでは、前後の移動（Ｘ軸方向の移動）と上下方向の移動（Ｚ軸方向の移動）を個別の板カムによって行っている。Ｘ軸方向の移動とＺ軸方向の移動を独立して調整できる利点があるが、カム板を２枚用いる関係から、ＰＰＵの全体をより小形とするのに限度がある。
特許文献３のＰＰＵは、送りホイール１１の円運動からＸ軸移動とＺ軸移動を取りだしている。しかし、送りホイール１１に設けた突出部１３の駆動フォロア１５で両軸方向の移動を行っているために両方向のストロークを大きくしたり、調整することが困難である。
特許文献２のＰＰＵにおける規制板２４は一種のカムであるが板カムではなく、ガイドローラ１７が規制板２４と衝突するときに騒音を発する恐れがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９３０６０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５４９１５号公報
【特許文献３】特開２００１−３４７４２７号公報
【特許文献４】特開２００２−２７３６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
門形動作のストロークを大きく取ることや調整に制限が少なく、従来構造よりもさらにコンパクトに構成できる構造を備えたＰＰＵの提供。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
Ｘ案内板駆動用のレバー部とプレート駆動用の板カム部を一体に構成したレバーカムを用いる。
Ｘ案内板はアームに一端が固定され、アームはプレートに対してＸ方向に移動が可能とする。プレートはハウジングに対してＺ方向に移動する。
レバーカムはハウジングに取り付けたモーターにより板カム部の中心を往復旋回させる。
レバーカムの往復旋回によるアームとプレートの作動タイミングを、レバー部によるアーム移動の始端側と終端側にアーム移動の休止部を設け、アーム移動が休止部にあるとき板カム部によってプレートが上下に往復移動されるタイミングとする。
【発明の効果】
【０００６】
レバー部と板カム部を一体にした一枚のレバーカムを往復旋回させることでアーム先端部をＸ方向、Ｚ方向に移動させるので、ＰＰＵの装置全体を小形にできる。Ｘ方向のストローク１５０ｍｍの機種はＸ方向のストロークが１００ｍｍの従来機種と同等の大きさに納めることができる。
Ｘ方向の移動をレバーカムのレバー部でＺ方向の移動をレバーカムの板カム部で生成するので、Ｘ方向のストロークを大きく取ることができると共に、板カムの規模を大きくすることによりＺ軸方向のストロークを大きくすることができる。
レバーカムは、その往復旋回範囲を始端側あるいは終端側において調整することによって、Ｚ方向のストロークを大小に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ハウジングに、直交するＸ、Ｙ及びＺの方向を設定する。ハウジングにＺ方向に直線移動するプレートと、このプレートに取り付けられプレートに対してＸ方向に直線移動するアームと、アームに一端を固定したＸ案内板及びレバーカムを設ける。レバーカムはＸ案内板駆動用のレバー部とプレート駆動用の板カム部を一体に構成したものとし、板カム部の旋回中心にモーターに連結したＹ方向の駆動軸を固定する。板カム部はモーターによって往復駆動旋回される。レバーカムの往復旋回によるアームとプレートの作動タイミングを、レバー部によるアーム移動の始端側と終端側にアーム移動の休止部を設け、アーム移動が休止部にあるとき板カム部によってプレートが上下に往復移動されるタイミングとした門型ピックアンドプレース装置とする。
【０００８】
レバーカムの旋回範囲は、始端側Ｚ軸作動部とＸ軸作動部及び終端側Ｚ軸作動部の３つの作動部が一連に繋がって構成されている。これらは、レバーカムの駆動軸の回転角度としては始端側Ｚ軸作動部が約５６°、Ｘ軸作動部は始端側Ｚ軸作動部に続く１８０°、終端側Ｚ軸作動部はＸ軸作動部に続いて約５６°となる。
レバーカムはＸ軸作動部の範囲にあるとき、そのレバー部の先端に取り付けたＸ軸カムフォロアがＸ案内板に設けたＺ方向のガイド溝と係合してアームをＸ方向へ移動させる。このとき、プレートに取り付けたＺ軸カムフォロアは、板カム部における大径な等径部に位置しているので、レバーカムが旋回してもＺ方向の移動がないＺ軸休止部にある。一方、始端側、終端側のＺ軸作動部では、Ｘ軸カムフォロアが前記のＸ案内板に設けたＺ方向のガイド溝から外れたＸ軸休止部にあってアームの移動が休止すると共に、この間にＺ軸カムフォロアは板カムの大径な等径部から小径な等径部に移行する。このため、プレートがＺ方向へ前記大径部と小径部の寸法差分だけ移動する。上記はレバーカムのカム構成である。
なお、レバーカムの旋回範囲がＺ軸作動部にあるとき、Ｘ案内板がＸ方向に遊動するのを防止する手段を設けておくことが好ましい。
【実施例１】
【０００９】
この発明によるＰＰＵ１（図１）は、ハウジング２とプレート３，アーム４，レバーカム５，アーム４に一端を固定したＸ案内板６，Ｘ端外れ防止ガイド７ａ，７ｂ，Ｘ案内板６の上部に取り付けたマグネット８，位置決め磁性体９ａ，９ｂ及びパルスモーター１０（図２）を備える。
【００１０】
ハウジング２は底壁１１とその背面側の辺から立ち上がった立壁１２を一体に有し、その背面側略中央に前記のパルスモーター１０が取付けられている。
なお、ハウジング２に関して、正面（図１）から見て左右方向をＸ方向、これと直交する上下方向をＺ方向、立壁１２の面に直交する正面・背面方向をＹ方向にそれぞれ設定している。したがって、パルスモーター１０のモーター軸１３は、立壁１２を貫通して正面側へＹ方向に突出している。
【００１１】
プレート３は、外形が左右方向に長い長方形であって、ハウジング２の立壁１２の正面側ヘ取付けた左右のＺ軸ガイドレール１４ａ，１４ｂのスライダー１５ａ，１５ｂに固定されている（図３）。左右のＺ軸ガイドレール１４ａ，１４ｂは上下方向に、且つ、平行に配置されている。これにより、プレート３は立壁１２の正面側を上下に移動できる。
【００１２】
プレート３の左右方向中央部で下部にはＺ用カムフォロア１６（ローラー）が回転可能に取付けられるとともに（図１）、その両側に逃げ凹部１７ａ，１７ｂ（後述）が形成されている。Ｚ用カムフォロア１６は、レバーカム５の旋回中心Ｐの直上に位置する。また、前記の逃げ凹部１７ａ，１７ｂは、レバーカム５のＸ用カムフォロア２１（ローラー）が旋回するとき、その軌跡と干渉しないように下辺側から上方へ穿った凹部であり、プレート３の左右方向中心に対して左右対称に形成されている。
プレート３の上部には、Ｘ用ガイドブロック１８ａ，１８ｂが固定され、これらにアーム４がＸ方向でスライド可能に支持されている。アーム４の左先端部にはチャックなどのワーク処理用のエンドツールを取付ける。
【００１３】
アーム４の左右方向中央にはＸ案内板６の上端が固定されている。Ｘ案内板６は、上下方向に長い長方形の板体であって、背面側の下半にＸガイド溝１９が両側の溝壁を高くすることにより形成されている。このＸ用ガイド溝１９には、レバーカム５のＸ用カムフォロア２１がはまり込む。プレート３が上昇端位置にあるとき、Ｘ案内板６におけるＸ用ガイド溝１９の上端はレバーカム５の旋回中心Ｐと同じ高さにあり、それより上方はレバーカム５のＸ用カムフォロア２１の旋回と干渉しないように逆扇形の曲面となっている。また、プレート３が上昇端位置にあるとき、Ｘ案内板６自体の下辺は、Ｘ端外れ防止ガイド７ａ，７ｂの上面から僅かに高い位置となっている。
【００１４】
Ｘ案内板６の上端部で背面側にはマグネット８が固定されている（図１）。マグネット８は、アーム４と共にＸ方向に移動するが、その前進端で前記プレート３の左端に固定した位置決め磁性体９ａに当接し（図４）、後進端ではプレート３の右端に固定した位置決め磁性体９ｂに当接し、磁力で吸着する。位置決め磁性体９ａ，９ｂは、Ｘ方向に移動するアーム４の抜け止めでもある。
なお、符号２０はＺ用バネであって、プレート３の左右方向中央部の上面でハウジング２との間に取付けられており、プレート３を常時下方へ押圧している。
【００１５】
レバーカム５は、レバー部２２と板カム部２３を一体に有した板体であり、板カム部２３の旋回中心Ｐの個所でその背面側に駆動軸２４を有し、また、レバー部２２の先端に前記のＸ用カムフォロア２１を回転可能に取付けてある。レバーカム５は、ハウジング２に固定した軸受けハウジング２５にベアリング２６を介して駆動軸２４が軸支され、駆動軸２４は、パルスモーター１０のモーター軸１３と連結されている。パルスモーター１０は、制御回路に設定したパルスの数に応じた角度の旋回を繰り返し、往復駆動される。
【００１６】
実施例において、レバー部２２は、モーター軸１３の中心からＸ用カムフォロア２１の先端までが７５ｍｍ、板カム部２３は、周囲のカム面がＸ軸作動部２８とその両側に連続した始端側Ｚ軸作動部２７ａ、終端側Ｚ軸作動部２７ｂとからなる。始端側、終端側との用語は便宜的なものである。Ｘ軸作動部２８は、旋回中心Ｐを中心とした１８０°にわたる円弧面（大径な等径部）であり、始端側Ｚ軸作動部２７ａ，始端側Ｚ軸作動部２７ｂは、それぞれ旋回角度として５６°を旋回する間に、中心の旋回中心Ｐからカム面までの距離（半径）がｒ１＝７５ｍｍの大径な等径部からｒ２＝５５ｍｍの小径な等径部へ変化する滑らかな曲線としてある。
【００１７】
図６（図１の状態と同じ）は、アーム４が前進端・上昇端位置にある。この位置ではＸ案内板６は、そのマグネット８が左位置決め磁性体９ａに接触して吸着されている。
この状態から、レバーカム５がパルスモーター１０の順方向回転で時計方向に旋回されると、Ｘ用カムフォロア２１は徐々にＸ案内板６のＸ用ガイド溝１９から上方へ外れていく。Ｘ用カムフォロア２１がＸ案内板６のＸ用ガイド溝１９から外れると、Ｘ案内板６は、Ｘ方向にフリーの状態になるが、前記のように、Ｘ案内板６は、マグネット８と左位置決め磁性体９ａとの吸着によって保持されており、Ｘ方向に遊動することはない。
【００１８】
同時にレバーカム５の板カム部２３に接触しているＺ用カムフォロア１６は、板カム部２３のカム面に設定した始端側Ｚ軸作動部２７ａ（図５）の領域に入って下降を始め、プレート３に取付けたアーム４及びＸ案内板６も共に下降する（図７）。
このとき、上昇端において、左のＸ端外れ防止ガイド７ａの上端との間に小さな間隙をとって位置していたＸ案内板６は、作動の最初でわずかに下降すると左Ｘ端外れ防止ガイド７ａの左側面側へ入りこむので、Ｘ案内板６が下降中にＸ端から外れることはなく、また、マグネット８と左位置決め磁性体９ａとの吸着が維持されているので、アーム４のＸ方向位置も保持される。
【００１９】
始端側Ｚ軸作動部２７ａによるＺ用カムフォロア１６の下降工程が終了するまで旋回すると（この実施例において５６°）、パルスモーターは設定したパルス量に達して停止し、レバーカム５の旋回が停止する。アーム４も下降して停止する。この間アーム４はＺ方向に下降するがＸ方向には移動しないので、前記の始端側Ｚ軸作動部２７ａは、すなわち、左Ｘ軸休止部である。
ついで、設定された量の逆方向パルスがパルスモーター１０に供給されて、レバーカム５が図７の位置から逆旋回すると、始端側Ｚ軸作動部２７ａを逆行する間にプレート３、Ｘ案内板６及びアーム４が上昇し、Ｘ用カムフォロア２１とＸ用ガイド溝１９とが係合する（図８）。
この間アーム４はＺ方向に下降し、上昇するがＸ方向には移動しないので、前記の始端側Ｚ軸作動部２７ａは、すなわち、左Ｘ軸休止部である。
【００２０】
Ｘ用カムフォロア２１とＸ用ガイド溝１９との係合によって、Ｘ案内板６とアーム４は右方向への移動を開始し、１８０°の旋回でＸ案内板６は後退端位置に達する。
後端位置では前進端位置の場合と同様にＸ案内板６は、マグネット８がプレート３の右位置決め磁性体９ｂと吸着する。
同時にレバーカム５の板カム部２３に接触しているＺ用カムフォロア１６は、板カム部２３のＸ軸作動部２８にあり、プレート３は上昇端にあってＺ方向で移動することはない（図９）。つまり、図９の状態は、アーム４が後進端・上昇端位置にある。
さらに、レバーカム５が逆方向へ５６°旋回すると、Ｘ用カムフォロア２１がＸ案内板６のＸ用ガイド溝１９から上方へ抜け出すと共に、Ｚ用カムフォロア１６が終端側Ｚ軸作動部２７ｂに入り、プレート３は前記と同様に下降する（図１０）。
【００２１】
そして、次のステップでパルスモーター１０には設定された量の正方向パルスが供給されてレバーカム５を正旋回させ、プレート３を上昇端位置にする（図１１）。この間、アーム４はＺ方向に下降し、上昇するがＸ方向には移動しないので、前記の終端側Ｚ軸作動部２７ｂは、すなわち、右Ｘ軸休止部である。
パルスモーター１０は、さらに、Ｘ案内板６を前進端位置へと移動させて（図６）、１サイクルのピックアンドプレース（ＰＰ）作動となる。
したがって、この実施例において、ＰＰ作動は門形であって、Ｘ方向のストロークは１５０ｍｍ、Ｚ軸方向のストロークは２０ｍｍとなる。
【００２２】
この機構では、Ｚ用カムフォロア１６が板カム部２３の始端側、終端側Ｚ軸作動部２７ａ，２７ｂ（Ｘ軸休止部）にあるとき、パルスモーター１０に供給するパルス数を調整することにより、Ｚ軸方向のストロークを変更することができる。このため、カムが１回転するためにストロークを調整できない従来のＰＰＵに比べて、高さの異なる多品種ワークを扱う場合などにプログラムを切り替えて簡単に対応することができる。
また、Ｘ軸にバネを持たない強制送り式なのでＸ軸動作時にモータースピードにアームが追従する結果、ＰＰ動作の高速化が可能である。
【００２３】
以上、一つの実施例について説明したが、本願の発明は説明した具体的な構成に限定されることはない。
アーム４の長さやその端部がハウジング２の側方から突出する程度は設計事項である。
モーターは、回転角度の制御機能を備えるものであれば、パルスモーターに限定されない。
Ｘ端外れ防止ガイド７ａ，７ｂを図１２のように、ローラー２９を有するレバー３０をバネ３１で外方向へ押し出す構造を備えたものとして、下降してきたＸ案内板６を位置決め磁性体９ａ，９ｂ側へ押圧する構成としてもよい。この構成では、Ｘ案内板６は下降とほぼ同時に位置決め磁性体９ａ，９ｂ側に押され、マグネット８と位置決め磁性体９ａ，９ｂが当接して、位置決めされる。したがって、マグネット８と位置決め磁性体９ａ，９ｂは単なる当接部とストッパーであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】正面図（一部断面）
【図２】側面図（一部断面）
【図３】平面図
【図４】底面図（モーターとアームを外してある）
【図５】板カムのカム面を説明した正面図
【図６】作動を示す正面図（前進端・上昇端）
【図７】作動を示す正面図（前進端・下降）
【図８】作動を示す正面図（前進端・上昇）
【図９】作動を示す正面図（後進・上昇端）
【図１０】作動を示す正面図（後進端・下降）
【図１１】作動を示す正面図（後進端・上昇端）
【図１２】他の実施例の一部を示す正面図
【符号の説明】
【００２５】
１  ＰＰＵ
２  ハウジング
３  プレート
４  アーム
５  レバーカム
６  Ｘ案内板
７ａ  Ｘ端外れ防止ガイド（左）
７ｂ  Ｘ端外れ防止ガイド（右）
８  マグネット
９ａ  位置決め磁性体（左）
９ｂ  位置決め磁性体（右）
１０  パルスモーター
１１  底壁
１２  立壁
１３  モーター軸
１４ａ  Ｚ軸ガイドレール（左）
１４ｂ  Ｚ軸ガイドレール（右）
１５ａ  スライダー（左）
１５ｂ  スライダー（右）
１６  Ｚ用カムフォロア
１７ａ  逃げ凹部（左）
１７ｂ  逃げ凹部（右）
１８ａ  Ｘ用ガイドブロック（左）
１８ｂ  Ｘ用ガイドブロック（右）
１９  Ｘ用ガイド溝
２０  Ｚ用バネ
２１  Ｘ用カムフォロア
２２  レバー部
２３  板カム部
２４  駆動軸
２５  軸受けハウジング
２６  ベアリング
２７ａ  始端側Ｚ軸作動部（Ｘ軸休止部）
２７ｂ  終端側Ｚ軸作動部（Ｘ軸休止部）
２８  Ｘ軸作動部（Ｚ軸休止部）
２９  ローラー
３０  レバー
３１  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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