(57)【要約】【課題】  複数の加工ステーションと対応して設けられたワーク把持機構を駆動する駆動装置を単一にして、各ワーク把持機構の構成を簡素化して製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができるワーク搬送装置を提供する。【解決手段】  加工ステーションＳ１，Ｓ２の上方に装設されたワーク搬送装置１４の搬送バー１５，１６に対し、作動バー１９を前後方向の相対移動可能に支持する。作動バー１９を前後する相対移動機構を構成するシリンダ４８によって作動バー１９が搬送バー１５に対し前後方向に相対移動されると、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２が一斉にワークＷの把持位置と把持解除位置との間で切り換え動作される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工ステーションにそれぞれ設けられた治具に支持されたワークを加工ステーション間で搬送するためのリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置において、
前記各加工ステーション間を貫通して前後方向に指向するように配設された搬送バーと、
前記搬送バーを昇降動作させる昇降機構と、
前記搬送バーの基端部に連結され、搬送バーをワークの搬送方向に前後動する前後動機構と、
前記搬送バーと平行に、該搬送バーに対し前後方向に相対移動可能に設けられた作動バーと、
前記作動バーを相対移動動作させる相対移動機構と、
前記搬送バーに対し各加工ステーションと対応して装着され、かつそれぞれが前記作動バーと連結されて前記治具上のワークを前記相対移動を利用して把持するための複数のワーク把持機構と
により構成されていることを特徴とするワーク搬送装置。  
【請求項２】
請求項１において、前記各ワーク把持機構は一対の把持アームで構成され、両把持アームの少なくともいずれか一方の把持アームが前記作動バーと連結され、前記相対移動機構による作動バーの相対移動動作で作動バーが前方又は後方向に移動されたとき、ワークの把持動作又は把持解除動作が行われるように構成されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記相対移動機構は前記搬送バーに搭載されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記搬送バー及びワーク把持機構は各加工ステーションの治具上に支持されたワークより上方に配置されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、前記昇降機構は前記搬送バーに連結したリフトバーと、このリフトバーを昇降動作するための複数のリフトアームと、各リフトアームを同期して往復回動するための昇降用アクチュエータとにより構成されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトランスファーラインやフレキシブルトランスファーラインのような加工システムに用いられるワーク搬送装置に係り、さらに詳しくはワークを把持するためのワーク把持機構の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上記のワーク搬送装置おいては、複数の加工ステーションにそれぞれワークを支持する治具を設け、各治具に支持されたワークを加工ステーション間で搬送するためのいわゆるリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置を設けている。このワーク搬送装置は各加工ステーション間に股がって、水平に配設された搬送バーと、この搬送バーを水平状態のまま昇降動作させる昇降機構と、前記搬送バーの基端部に連結され、この搬送バーをワークの搬送方向に前後動する前後動機構と、前記搬送バーの上部に各加工ステーションと対応して装着され、かつ前記治具上のワークをそれぞれ把持するためのワーク把持機構とにより構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来のワーク搬送装置においては、前記ワーク把持機構がそれぞれ個別に設けた駆動装置によって作動されてワークを把持するように構成されていた。このため、駆動装置の個数が同時搬送されるワークの個数と同じ個数必要となるので、非常に多くなり、部品点数が増大し、製造及び組付作業が面倒となってコストの低減を図ることができないという問題があった。又、ワーク把持機構によるワークの把持検知装置の数も同時搬送されるワークの個数と同じ個数必要となり、加工システム全体のコストが非常に高くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、各加工ステーションと対応して設けられたワーク把持機構を駆動する駆動装置を単一化することができるとともに、ワークの把持検知器の個数も１つに減少させることができ、ワーク把持機構の構成を簡素化して製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができるワーク搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の加工ステーションにそれぞれ設けられた治具に支持されたワークを加工ステーション間で搬送するためのリフト・アンド・キャリー方式のワーク搬送装置において、前記各加工ステーション間を貫通して前後方向に指向するように配設された搬送バーと、前記搬送バーを昇降動作させる昇降機構と、前記搬送バーの基端部に連結され、搬送バーをワークの搬送方向に前後動する前後動機構と、前記搬送バーと平行に、該搬送バーに対し前後方向に相対移動可能に設けられた作動バーと、前記作動バーを相対移動動作させる相対移動機構と、前記搬送バーに対し各加工ステーションと対応して装着され、かつそれぞれが前記作動バーと連結されて前記治具上のワークを前記相対移動を利用して把持するための複数のワーク把持機構とにより構成されていることを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記各ワーク把持機構は一対の把持アームで構成され、両把持アームの少なくともいずれか一方の把持アームが前記作動バーと連結され、前記相対移動機構による作動バーの相対移動動作で作動バーが前方又は後方向に移動されたとき、ワークの把持動作又は把持解除動作が行われるように構成されていることを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記相対移動機構は前記搬送バーに搭載されていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記搬送バー及びワーク把持機構は各加工ステーションの治具上に支持されたワークより上方に配置されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項において、前記昇降機構は前記搬送バーに連結したリフトバーと、このリフトバーを昇降動作するための複数のリフトアームと、各リフトアームを同期して往復回動するための昇降用アクチュエータとにより構成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜５に記載の発明によれば、相対移動機構によって作動バーが搬送バーに対し前後方向に相対移動され、これによって搬送バー上の複数のワーク把持機構が一斉にワークの把持状態又は把持解除状態に切り換えられる。従って、各加工ステーションと対応して設けられたワーク把持機構の専用の駆動装置が単一となり、各ワーク把持機構毎に駆動装置を設ける従来の構成と比較して、ワーク把持機構の部品点数を低減して構造を簡素化でき、製造及び組付作業を容易に行い、コストの低減を図ることができる。
【００１０】
又、各ワーク把持機構毎にワークの把持状態を検知する検知器を設ける必要がなく、この点からも部品点数を低減してコストの低減を図ることができる。
請求項４に記載の発明によれば、ワーク搬送装置の搬送バー及びワーク把持機構がワークを支持する治具の上方に配設されているので、治具に搬送バー及びワーク把持機構が干渉することはない。このため、治具の製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化したワーク搬送装置の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
トランスファーマシン等の加工システムにおいては、複数の加工ステーションが略等間隔毎に並んで配置されている。ここでは、そのうちの代表として隣接する第１及び第２加工ステーションＳ１，Ｓ２について説明する。他の加工ステーションも同様とする。
【００１２】
図１に示すように、隣接する第１及び第２加工ステーションＳ１，Ｓ２には、それぞれワークＷを支持するための第１及び第２治具１１，１２が所定位置に配設されている。これらの治具１１，１２にはワークＷを所定高さ位置に支持するための複数の支持具１３が設けられている。又、各治具１１，１２には支持具１３に支持されたワークＷを治具１１，１２上にクランプするためのクランプ機構（図示略）が設けられている。
【００１３】
前記第１及び第２加工ステーションＳ１，Ｓ２において、前記第１及び第２治具１１，１２の上方にはワークＷを搬送するためのワーク搬送装置１４が装設されている。このワーク搬送装置１４を構成する両側の搬送バー１５，１６は各ステーションＳ１，Ｓ２間を水平に横切るように、かつ図２に示すように互いに平行に配設され、図３に示す逆Ｕ字状の複数の連結枠１７，１８によって一体的に連結されている。一方の搬送バー１５には後述する作動バー１９を前後方向の摺動可能に案内支持するための案内レール２０が形成されている。前記搬送バー１５，１６間には前記治具１１，１２上に載置されたワークＷを把持するための後述する第１及び第２ワーク把持機構２１，２２が装着されている。
【００１４】
次に、前記搬送バー１５，１６、連結枠１７，１８及び第１及び第２ワーク把持機構２１，２２を昇降動作させるための昇降機構２３について説明する。
第１加工ステーションＳ１に設けられたフレーム２４の上面にはＵ字状をなすブラケット２５が固着され、このブラケット２５には支持軸２６を介してくの字状のリフトアーム２７が往復回動可能に支持されている。このリフトアーム２７の上端部には軸２８を介してローラ２９が回転可能に支持されている。前記第２加工ステーションＳ２側にもフレーム２４に対し前記ブラケット２５、支持軸２６、リフトアーム２７、軸２８及びローラ２９との同様の各部材が装着されているが、同一の符号を付して説明を省略する。前記連結枠１７，１８の上部中央部には搬送バー１５，１６と平行に各ステーションＳ１，Ｓ２共通のリフトバー３０が架設されている。このリフトバー３０の下端縁は、図３に示すように前記ローラ２９の外周に設けた円環状の案内溝２９ａに係合されている。前記各リフトアーム２７，２７の下端部には前後方向に往復動される各ステーションＳ１，Ｓ２共通の作動ロッド３１が連結ピン３２によって連結されている。この作動ロッド３１の基端部はリフト用シリンダ３３のピストンロッド３４に連結されている。
【００１５】
従って、リフト用シリンダ３３のピストンロッド３４が前後方向に往復動されると、リフトアーム２７，２７が支持軸２６，２６を中心に垂直面内で往復回動され、ローラ２９，２９を介してリフトバー３０が昇降動作される。この結果、連結枠１７，１８を介して搬送バー１５，１６が第１及び第２ワーク把持機構２１，２２とともにリフトバー３０と一体に昇降動作される。
【００１６】
次に、前記搬送バー１５，１６、連結枠１７，１８及びリフトバー３０を、ローラ２９，２９の案内溝２９ａ，２９ａに沿って前後方向に往復動するための前後動機構３５について説明する。
【００１７】
前記搬送バー１５の基端部（図１の左端）には、上方に向けて案内板１５ａが形成され、この案内板１５ａには上下方向に長穴１５ｂが形成されている。前記フレーム２４の所定位置には、モータ３６によって回動されるボールねじが水平に配設され、これに螺合するナットを介して前後方向に移動可能な移動体３７が設けられている。この移動体３７の先端部には、作動ピン３８が支持され、該作動ピン３８は前記長穴１５ｂに係合されている。そして、移動体３７が前後方向に往復動されると、作動ピン３８を介して案内板１５ａが同方向に往復動され、搬送バー１５，１６、連結枠１７，１８及びリフトバー３０がローラ２９，２９の案内溝２９ａ，２９ａに案内されて前後方向に往復動される。昇降機構２３による搬送バー１５の昇降動作は、前記案内板１５ａに設けた長穴１５ｂと、該長穴１５ｂに摺動可能に係合された作動ピン３８とによって許容される。
【００１８】
次に、前記作動バー１９及び該作動バー１９に連結した第１及び第２ワーク把持機構２１，２２を搬送バー１５に対し前後方向に相対移動させるための相対移動機構４７について説明する。
【００１９】
前記作動バー１９の一箇所には上方に向けて連結部１９ａ（図１参照）が突出形成されている。前記搬送バー１５上の所定位置には相対移動機構４７を構成するシリンダ４８が水平に配設され、このシリンダ４８のピストンロッド４９の先端が作動バー１９の連結部１９ａと連結されている。そして、シリンダ４８のピストンロッド４９が前後方向に往復動されると、作動バー１９のみが搬送バー１５の案内レール２０に摺動案内されて搬送バー１５に対し前後方向に相対的に往復動される。
【００２０】
前記第１及び第２ワーク把持機構２１，２２は、前記作動バー１９の前後方向への移動を利用して、ワークＷの把持を行うようにしている。第１及び第２ワーク把持機構２１，２２は、同一に構成されているので、第１ワーク把持機構２１について説明し、第２ワーク把持機構２２の構成は、第１ワーク把持機構２１の各部材と対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
前記搬送バー１５，１６間にはブラケット１５ｃ，１６ｃを介して板状をなす第１把持アーム３９が下方に向けて取り付けられ、その下端部には第１把持爪４０が水平に取り付けられている。この第１把持アーム３９は、図２に示すよう搬送バー１５，１６に固定して支持されている。
【００２２】
一方、前記搬送バー１５，１６の下端縁には軸受４１を介して支持軸４２が回転可能に支持され、この支持軸４２には第２把持アーム４３の基端が連結され、この第２把持アーム４３の先端部には第２把持爪４４が取り付けられている。さらに、前記支持軸４２の前記作動バー１９と対応する位置にはピニオン４５が嵌合固定されている。このピニオン４５と対応するように前記作動バー１９の下端縁にはラック４６が水平に取り付けられ、その下部に設けた歯部には前記ピニオン４５が噛み合わされている。
【００２３】
従って、モータ３６が停止され、搬送バー１５，１６が停止された状態において、前記作動バー１９がシリンダ４８によって前方、すなわち図１において右方向に移動されると、ラック４６が右方向に移動されるので、ピニオン４５が支持軸４２を中心に時計回り方向に回動される。この結果、第２把持アーム４３が支持軸４２を中心に鎖線で示す水平の把持解除位置から時計回り方向に回動され、実線で示すワークの把持位置に移動される。このように、第２把持爪４４が両把持爪４０，４４間でワークＷを把持する位置に移動される。
【００２４】
反対に、シリンダ４８によって作動バー１９が図１において後方、すなわち左方向に移動されると、前述した動作と逆の動作が行われて、第２把持アーム４３がワークＷの把持位置から把持解除位置に移動される。
【００２５】
第２加工ステーションＳ２側に装着された第２ワーク把持機構２２のワークの把持及び把持解除動作も第１ワーク把持機構２１の動作と同様に行われる。
図３に示すように、前記搬送バー１６側の軸受４１のハウジングには、第２把持アーム４３の把持位置及び把持解除位置をそれぞれ検出するためのリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２が設けられている。これに対して、支持軸４２にはドグ４２ａが設けられ、支持軸４２の回動角すなわち第２把持アーム４３の回動角によって、ドグ４２ａがリミットスイッチＬＳ１又はＬＳ２を作動するようになっている。そして、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２によってワークが把持されているか否かを一箇所で検出するようになっている。
【００２６】
次に、前記のように構成した加工システムのワーク搬送装置１４について、その動作を説明する。
図１の実線は、搬送バー１５，１６が上方所定位置において、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２が上方所定位置にてワークＷの把持位置に保持されワークＷを把持した状態を示す。又、図１の鎖線は、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２の把持アーム４３がワークＷの把持解除位置にある状態を示す。
【００２７】
次に、搬送バー１５，１６の位置移動を示す図４に従い、ワークの搬送、把持動作について説明する。
まず、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２がワークをもたない状態において、第２把持アーム４３が図１の鎖線で示すワークＷの把持解除位置に保持され、両把持アーム３９，４３間が開いた状態で、リフト用シリンダ３３が作動されてピストンロッド３４によって作動ロッド３１が後方（図１において左方）に移動されると、リフトアーム２７が支持軸２６を中心に時計回り方向に回動され、搬送バー１５，１６が第１及び第２ワーク把持機構２１，２２とともに下方に移動される。（図４の矢印１参照）
次に、治具１１，１２に支持されたワークＷのクランプ機構（図示略）によるクランプ状態が解除された後、前後動機構３５のモータ３６が作動されて、搬送バー１５，１６が微量前方に移動されると、第１把持アーム３９の把持爪４０が一斉に支持具１３上のワークＷに係合する。同時に、シリンダ４８が作動されて、作動バー１９が搬送バー１５に対し、相対的に前方へ移動される。これによって第２把持アーム４３が一斉に図１の鎖線から実線の状態に回動され、第２把持爪４４が支持具１３上のワークＷに係合し、把持爪４０，４４にてワークＷを把持する。このように第１及び第２把持アーム３９，４３が把持解除位置から把持位置に切り換えられ、ワークＷが両把持爪４０，４４によって把持される。（図４の符号２参照）
その後、リフト用シリンダ３３が作動されてピストンロッド３４によって作動ロッド３１が前進動作されると、リフトアーム２７が支持軸２６を中心に反時計回り方向に回動され、リフトバー３０が上方に移動され、搬送バー１５，１６及び第１及び第２ワーク把持機構２１，２２が上方に移動され（図４の矢印３参照）、図１の状態になる。
【００２８】
次に、モータ３６が作動されて、移動体３７が前進されると、作動ピン３８を介して搬送バー１５，１６が前進され、ワークＷを把持した第１ワーク把持機構２１が第１加工ステーションＳ１から第２加工ステーションＳ２の治具１２の上方に移動される。（図４の矢印４参照）第２ワーク把持機構２２が第２加工ステーションＳ２から次の第３加工ステーションの治具（図示せず）の上方に一斉に移動される。
【００２９】
その後、リフト用シリンダ３３が作動されてピストンロッド３４が後退動作されると、前述したようにリフトバー３０が下方に移動され、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２によって把持されていたワークＷがそれぞれ直下の治具１２の支持具１３上に支持される。（図４の矢印５参照）その後、シリンダ４８が作動されピストンロッド４９が後退されると、作動バー１９が後方に移動され、ラック４６、ピニオン４５を介して第２把持アーム４３が一斉に図１の実線から鎖線の状態に回動され、第２把持爪４４がワークＷから離れる。これと同時にモータ３６が作動されて、搬送バー１５，１６が微量後方に移動されると、第１把持アーム３９の第１把持爪４０が一斉にワークＷから離れる。このようにワークＷを把持していた両把持爪４０，４４が互いに離隔され、ワークＷの把持状態が解除される。（図４の符号６参照）
さらに、リフト用シリンダ３３が作動されてピストンロッド３４が前進されると、前述したようにリフトバー３０が持ち上げられ、ワークＷを治具１２上に受け渡した空の第１及び第２ワーク把持機構２１，２２が上方に移動される。（図４の矢印７参照）
最後に、モータ３６が作動されて移動体３７が後退動作されると、搬送バー１５，１６が後方に移動され、第１ワーク把持機構２１が第１加工ステーションＳ１の上方位置に復帰され（図４の矢印８参照）、第２ワーク把持機構２２が第２加工ステーションＳ２の上方位置に一斉に復帰される。なお、このときワーク把持機構２１，２２の把持爪４０，４４はワークＷの把持解除位置に保持された状態のままである。
【００３０】
以上のようにして、第１加工ステーションＳ１の治具１１上のワークＷが第１ワーク把持機構２１の図４に示すようなリフト・アンド・キャリーによって第２加工ステーションＳ２の治具１２上に搬送されるとともに、第２加工ステーションＳ２側の第２ワーク把持機構２２によって治具１２の上面に支持されたワークＷも同時に図示しない第３加工ステーションに搬送される。
【００３１】
上記実施形態の加工システムによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、単一のシリンダ４８を作動して作動バー１９を前後方向に往復動することにより、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２の第２把持アーム４３をワークＷの把持位置と、把持解除位置にそれぞれ切り換え可能にした。このため、複数の加工ステーションにおける各ワーク把持機構２１，２２のワークの把持及び把持解除動作を把持駆動専用の一つの駆動装置（シリンダ４８）によって一斉に行うことができる。この結果、ワーク把持機構２１，２２の部品点数を低減して、製造及び組付作業を容易に行い、コストの低減を図ることができる。
【００３２】
（２）上記実施形態では、ワーク搬送装置１４の搬送バー１５，１６及びワーク把持機構２１，２２がワークＷを支持する治具１１，１２の上方に配設されているので、治具１１，１２に搬送バー１５，１６及びワーク把持機構２１，２２が干渉することはない。このため、治具１１，１２の製造及び組付作業を容易に行いコストの低減を図ることができる。
【００３３】
（３）上記実施形態では、各ステーション共通の作動バー１９の移動に連動する単一の支持軸４２に一つのドグ４２ａを設け、軸受４１に二つのリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２を設けるのみで、全てのステーションでのワークの把持又は把持解除を検出することができる。このため、各ワーク把持機構毎にワークの把持状態を検知する検知器を設ける必要がなく、この点からも部品点数を低減してコストの低減を図ることができる。
【００３４】
次に、この発明の別の実施形態を図５に基づいて説明する。
この実施形態においては、前述した実施形態の軸受４１、支持軸４２、ピニオン４５及びラック４６を省略するとともに、第２把持アーム４３の上端部を作動バー１９の下面に直接下方に向けて取り付け固定している。又、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２の第２把持アーム４３をワークＷの把持位置から把持解除位置に切り換える動作をシリンダ４８を作動して作動バー１９を前後方向に往復動することにより行うようにしている。
【００３５】
この別の実施形態においては、第１及び第２ワーク把持機構２１，２２の第２把持アーム４３を支持する構成を簡素化して、部品点数を低減し製造及び組み付け作業を容易に行うことができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  第１把持アーム３９を搬送バー１５，１６に設けず、作動バー１９に直接固定して作動バー１９の単一の動きのみで、第１及び第２把持アーム３９，４３を同時に把持状態又は把持解除状態に作動させる構成にしてもよい。
【００３７】
○  搬送バー１５，１６に設けた第１把持アーム３９も図１で示す第２把持アーム４３と同様な対称構造とし、作動バー１９の動きを利用して第２把持アーム４３と逆方向の動きをする伝達機構を介在させ、１本の作動バー１９の動きにより、両方の把持アーム３９，４３を同時に把持状態又は把持解除状態に作動させるようにしてもよい。
【００３８】
○  ピニオン４５とラック４６の構成を他の機構に変更してもよい。
○  昇降機構２３の構成を別の機構に変更してもよい。
○  シリンダ４８は搬送バー１５の端部位置に設けてもよい。
【００３９】
○  作動バー１９と搬送バー１５，１６とを互いに独立して前後移動させる機構にしてもよい。
○  第１及び第２加工ステーションＳ１，Ｓ２を三つ以上備えた加工システムに具体化してもよい。
【００４０】
○  リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２とドグ４２ａの位置は作動バー１９と搬送バー１５間に設けてもよい。
○  搬送バー１５，１６を１本の一体型にしてもよい。
【００４１】
○  本発明の加工システムをフレキシブルトランスファーラインに具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明のワーク搬送装置を具体化した一実施形態を示す正面図。
【図２】ワーク搬送装置の搬送バーの底面図。
【図３】ワーク搬送装置の横断面図。
【図４】ワーク搬送装置の動作の説明図。
【図５】この発明の別の実施形態のワーク搬送装置の正面図。
【符号の説明】
【００４３】
Ｗ…ワーク、１１，１２…治具、１４…ワーク搬送装置、１５，１６…搬送バー、１９…作動バー、２１，２２…ワーク把持機構、２３…昇降機構、２７…リフトアーム、３０…リフトバー、３５…前後動機構、３９，４３…把持アーム、４７…相対移動機構。
【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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