(57)【要約】【課題】  搬送装置の汎用性を向上することである。【解決手段】  ワークＷを搬送する搬送装置Ｔにおいて、ワークＷを把持および釈放可能な把持手段Ｈを備えた伸縮動作可能なアームＡと、アームＡを水平に往復移動させるとともに移動方向へアームＡを遥動させる移動手段Ｍとを備えたので、ワークＷの上方に障害物がある場合にも搬送することが可能となり搬送装置Ｔの汎用性が向上する。【選択図】        図１
2007021696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送する搬送装置において、ワークを把持および釈放可能な把持手段を備えた伸縮動作可能なアームと、アームを水平に往復移動させるとともに移動方向へアームを遥動させる移動手段とを備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
移動手段は、アームを回転自在に軸支し駆動源によって水平移動せしめられる軸支部材と、アームに結合される一端にスライダを備えたリンクと、スライダを案内するガイドとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
移動手段は、アームを回転自在に軸支し水平移動可能な軸支部材と、アームに結合され一端にスライダを備えたリンクと、スライダを案内するガイドと、スライダをガイドに沿って移動させる駆動源とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項４】
ガイドは、スライダを水平方向に案内する水平案内部と、スライダを少なくとも上方に案内する上方案内部とを備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の搬送装置。
【請求項５】
ガイド部は、上方案内部の一端と水平案内部の一端とを接続する第１の円弧状案内部と、上方案内部の他端に接続される第２の円弧状案内部とを備え、上方案内部はスライダを垂直方向に案内することを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
リンクはアームに対して所定の角度をもって結合されることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークを搬送する搬送装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種搬送装置にあっては、たとえば、ワークを把持および釈放可能な把持手段を具備した水平移動可能であって伸縮可能なアームを備えて構成されたものが知られており、この搬送装置によれば、ワークを上記把持手段で把持しつつアームを水平移動させることによって、ワークを或る場所から他の場所に搬送することが可能である（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１６０８５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の搬送装置にあっては、上述のようにワークを搬送することが可能であるが、アームは上下方向に伸縮するのみであるから、ワークを把持するにはアームをワークの上方に移動させ、その後アームを伸長させてアームの先端に設けた把持手段でワークを把持するようにしている。
【０００４】
したがって、この搬送装置では、ワークの上方に他の機器等の邪魔がない場合においては、搬送機能を発揮しえるのであるが、たとえば、ワークを上方から加工する工作機械やワークの上方に邪魔となる機器等がある場合などでは、ワークの搬送を行うことができなくなってしまうので、その汎用性に問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、搬送装置の汎用性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、ワークを搬送する搬送装置において、ワークを把持および釈放可能な把持手段を備えた伸縮動作可能なアームと、アームを水平に往復移動させるとともに移動方向へアームを遥動させる移動手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の搬送装置によれば、アームは、移動方向に遥動せしめられることから、アームの伸長によって把持手段は、ワークを斜め上方から把持あるいは釈放することになる。
【０００８】
したがって、ワークの鉛直上方に加工機械やその他の機器等の障害物があっても、ワークを搬送することが可能であるので、搬送装置Ｔの汎用性および実用性が向上する。
【０００９】
また、この搬送装置にあっては、２つ以上を水平方向に複数並列させておくと、上記のごとくアームは移動方向に遥動せしめられることから、把持手段の把持位置をずらしておけばワークを受け渡すことが可能となり、ワークを長い距離に渡って搬送する場合にも便利となる。
【００１０】
さらに、搬送装置を、工作機械を挟んで工作機械の左右に配置する場合には、ワークの入れ替えが可能となり、複数の加工工程があって加工工程毎に工作機械での加工時間が異なるような場合に、一番加工時間が長くボトルネックとなる工作機械に対するワークの供給と取り除きに要する時間を短縮することが可能であり、遊び時間が低減されて製造効率が向上し、製造コストも低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。図１は、本発明の搬送装置を概念的に示した図である。図２は、搬送装置を水平方向に並列配置した図である。図３は、搬送装置を工作機械の両側に配置した図である。図４は、具体的な搬送装置の正面図である。図５は、ワークを把持した状態における把持手段を示す図である。図６は、ワークを釈放した状態における把持手段を示す図である。図７は、具体的な搬送装置の平面図である。図８は、具体的な搬送装置のアームの動作を示す図である。
【００１２】
本発明の搬送装置Ｔの基本構造は、図１に示すように、ワークＷを把持および釈放可能な把持手段Ｈを備えた伸縮動作可能なアームＡと、アームＡを水平に往復移動させるとともに移動方向へアームＡを遥動させる移動手段Ｍとを備えて構成されている。
【００１３】
したがって、アームＡは、図１中実線で示すように、左水平方向への移動終端となる左端では、移動手段Ｍによって図１中左方向へ振られて左に傾斜させられ、右水平方向への移動終端となる右端では、図１中破線で示すように、移動手段Ｍによって右方向へ振られて右に傾斜させられるので、アームＡは、移動方向に遥動せしめられることになる。
【００１４】
そして、その左右端にて、アームＡは、図1中一点差線で示すように、伸縮可能であって、把持手段ＨでワークＷを把持および釈放可能であるので、図１中左方の工作機械や荷台等の台Ｂ１から図１中右方の台Ｂ２へと、ワークＷを搬送することができる。
【００１５】
このとき、アームＡは、上記したように、移動方向に遥動せしめられることから、アームＡの伸長によって把持手段Ｈは、台Ｂ１，Ｂ２に対して斜め上方から接近することになり、ワークＷを斜め上方から把持あるいは釈放することになる。
【００１６】
したがって、台Ｂ１，Ｂ２の鉛直上方に加工機械やその他の機器等の障害物があっても、ワークＷを搬送することが可能であるので、搬送装置Ｔの汎用性および実用性が向上する。
【００１７】
また、この搬送装置Ｔにあっては、図２に示すように、２つ以上を水平方向に複数並列させておくと、上記のごとくアームＡは移動方向に遥動せしめられることから、把持手段Ｈの把持位置を図１の紙面を貫通する方向にずらしておけばワークＷを受け渡すことが可能となり、ワークＷを長い距離に渡って搬送する場合にも便利となる。
【００１８】
さらに、図３に示すように、搬送装置Ｔ１，Ｔ２を、工作機械Ｋを挟んで工作機械Ｋの左右に配置し、搬送方向を図３中右方とする場合、工作機械Ｋ中に加工中のワークＷ１が存在しているときには、図３中左側の搬送装置Ｔ１は、アームＡ１を工作機械Ｋに向けて斜め姿勢で収縮させ把持手段Ｈ１で加工待ちのワークＷ２を保持しておき、図３中右側の搬送装置Ｔ２は、アームＡ２を工作機械Ｋに向けて斜め姿勢で収縮させておき、上記ワークＷ１の加工が済むとすぐに搬送装置Ｔ２のアームＡ２を伸長させて加工済みのワークＷ１を把持手段Ｈ１で把持して工作機械ＫからワークＷ１を取り除き、入れ替わりにアームＡ１を伸長させてワークＷ２を釈放し工作機械Ｋ中にワークＷ２を投入することができる。つまり、アームＡ１，Ａ２が移動方向に端で遥動されるので、上記したように、ワークの入れ替えが可能となるのである。
【００１９】
したがって、複数の搬送装置Ｔ１，Ｔ２を用いることで、複数の加工工程があって加工工程毎に工作機械での加工時間が異なるような場合に、一番加工時間が長くボトルネックとなる工作機械に対するワークの供給と取り除きに要する時間を短縮することが可能であり、遊び時間が低減されて製造効率が向上し、製造コストも低減される。
【００２０】
以上では搬送装置Ｔを概念的に説明したが、以下、搬送装置Ｔの具体的な構成を示して説明する。
【００２１】
具体的な搬送装置Ｔは、図４に示すように、把持手段Ｈを備えたアームＡと、アームＡを水平往復動および移動方向に向けて遥動させる移動手段Ｍとを備えて構成され、以下各部について詳細に説明する。
【００２２】
アームＡは、図４に示すように、伸縮用のシリンダ１と、シリンダ１のロッド２の先端に連結される把持手段Ｈとを備えて構成されている。
【００２３】
そして、シリンダ１は、筒状のシリンダ本体３と、シリンダ本体３内に摺動自在に挿入された図示しないピストンを介して移動自在に挿入されるロッド２とを備えて構成され、シリンダ本体３内に上記ピストンによって区画される２つの作動室内に流体圧を供給排出することでシリンダ本体３とロッド２とを軸方向に相対移動せしめて伸縮することができるようになっている。
【００２４】
また、把持手段Ｈは、図５に示すように、上記シリンダ１のロッド２の先端にブラケット５０を介して連結されたシリンダ５と、把持爪１０，１０とを備えて構成されている。
【００２５】
シリンダ５は、上記したシリンダ１と同様の構成を備えており、シリンダ本体６とシリンダ本体６内に挿通されるロッド７とを備えており、このシリンダ本体６にはプレート８がロッド７側に突出するように連結されている。
【００２６】
そして、把持爪１０，１０は、それぞれ先端にゴム等で形成される互いに対向する把持部１１，１１を備え、中間部がプレート８に結合されるピン９でプレート８に遥動可能に所定間隔をもって取付けられている。
【００２７】
さらに、把持爪１０，１０の基端側には、軸線に対して斜めとなる長孔１２，１２が設けられており、この長孔１２，１２内にはそれぞれ、ロッド７の先端に固定されるピン１３，１３が挿入されている。なお、相対向する把持爪１０，１０における長孔１２，１２の間隔は、把持爪１０，１０の基端側に向かうほど広くなるようになっている。
【００２８】
そして、シリンダ５が伸長してシリンダ本体６に対してロッド７が突出していくと、ピン１３と長孔１２との係合によってピン９，９を支点として把持爪１０，１０の先端が互いに接近して、把持爪１０，１０の先端の間隔が狭まって、図示しないワークを把持することができる。
【００２９】
他方、シリンダ５が収縮すると、図６に示すように、今度は把持爪１０，１０の動作が逆となって把持爪１０，１０の先端の間隔が広がるようになり、図示しないワークを釈放することができる。
【００３０】
すなわち、長孔１２、ピン１３，１３およびピン９，９によって、シリンダ５の伸縮運動が把持爪１０，１０の遥動運動に変換されるようになっている。
【００３１】
なお、ピン１３，１３をプレート８側に設けておき、ピン９，９をロッド７の先端に固定するようにしておいても、同様に、把持爪１０，１０の先端の間隔を広狭することが可能である。
【００３２】
また、この把持爪１０，１０にワークを把持する動作をさせるときには、シリンダ５が伸長する動作をするので、このときに流体圧が負荷される受圧面は、片ロッド型に形成されるシリンダ５のピストン断面積となるので、シリンダ収縮動作時に把持爪１０，１０に把持動作させる場合に比較して、少ない流体圧で、大きな把持力を得ることが可能である。
【００３３】
続いて、移動手段Ｍについて図４を参照して説明すると、移動手段Ｍは、アームＡを回転自在に軸支し駆動源たるエアシリンダＡＣによって水平移動せしめられる軸支部材２０と、アームＡに結合される一端にスライダＳを備えたリンクＬと、スライダＳを案内するガイドＧとを備えて構成されている。
【００３４】
詳細に説明すると、軸支部材２０は、アームＡのシリンダ１を保持する保持部２１と、保持部２１を回転自在に軸支するベース２２とを備えて構成され、このベース２２の裏面には図示しないダブテール型の水平溝が上下に２つ設けられている。
【００３５】
なお、上記保持部２１には、ロッド２の先端に連結されるブラケット５０にロッド２の移動方向に沿うガイドロッド５１，５１が挿入される図示しない一対の孔が設けられており、シリンダ本体３に対するロッド２の移動をガイドしてロッド２の軸ぶれを防止している。
【００３６】
そして、上記図示しない水平溝内には、水平に配置されるビーム２３に沿ってその上下に並べて設けたダブテール型のレール２４，２４がそれぞれ嵌合されており、軸支部材２０は、上記レール２４，２４に案内されて、ビーム２３上をスライドして往復移動することが可能とされている。
【００３７】
また、このビーム２３のレール２４，２４間には、レール２４と平行する長孔２５が設けられるとともに、ビーム２３の図７中上面（図４に示すところでは裏面となる）にはこの長孔２５と軸線を同じくするエアシリンダＡＣが取付けられており、エアシリンダＡＣのロッドＲの先端は、軸支部材２０の図７中上面（図４に示すところでは裏面となる）に設けた長孔２５を貫通する連結部２６によって連結されている。
【００３８】
したがって、上記エアシリンダＡＣを伸縮させることで、軸支部材２０をビーム２３に沿って水平往復移動させることができる。
【００３９】
また、このビーム２３の図４中上端には、ガイドＧが設けられている。このガイドＧは、具体的には、ビーム２３の上端に設けたプレート３０に設けられる案内孔３１として形成され、この案内孔３１は、水平案内部３２と、上方案内部３３と、上方案内部３３の一端と水平案内部３２の一端とを接続する第１の円弧状案内部３４と、上方案内部３３の他端に接続される第２の円弧状案内部３５とを備えて構成されている。なお、第１の円弧状案内部３４および第２の円弧状案内部３５は、ともに略円を４分の１した形状とされている。
【００４０】
そして、この案内孔３１内には、アームＡの図４中上端に略直角を成して結合されるリンクＬの一端たる先端に設けた円形のスライダＳが挿入されており、このスライダＳは案内孔３１に沿ってスライドかつ回転することが可能である。
【００４１】
したがって、スライダＳは、案内孔３１によって移動を規制されており、水平案内部３２によって水平方向に案内され、上方案内部３３によって垂直方向に案内されるようになっている。
【００４２】
また、第２の円弧状案内部３５の上端は、図４中右方水平方向に伸びる延長孔３６に連なっており、この延長孔３６には、スライダＳの移動を規制するストッパ４０が設けられている。このストッパ４０は、具体的には、ロッドの先端にゴム等のクッション４１を備えたダンパとされており、ロッドの先端を上記延長孔３６側に突出させてあり、上記スライダＳが第２の円弧状案内部３５の上端まで来ると上記ロッドの先端のクッション４１をスライダＳに当接させて、スライダＳの移動を規制するとともに該移動規制時の衝撃を緩和するともに、スライダＳと延長孔３６の終端との干渉を防止している。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、図８において、第２の円弧状案内部３５の上端における中心点Ｑから軸支部材２０のアームＡを回転自在に軸支する軸支点Ｏの水平移動線Ｙまで垂らした垂線Ｖの長さは、軸支部材２０のアームＡを回転自在に軸支する軸支点Ｏと上記スライダＳとの距離Ｘの長さと同じ長さとなるように設定されている。
【００４４】
そして、水平移動終端となる左端に位置する実線で示したアームＡは、距離Ｘより、水平案内部３２と上記軸支点Ｏとの距離が短いがゆえに、ビーム２３に対して、左方に傾けた状態に維持されることになる。この状態から、エアシリンダＡＣと駆動して伸長させていくと、軸支部材２０はレール２４，２４に沿って水平右方向に移動するとともに、スライダＳも水平案内部３２によって案内されながら水平右方向に移動する。
【００４５】
エアシリンダＡＣの伸長が進み、スライダＳが第１の円弧状案内部３４まで移動すると、こんどは、上記第１の円弧状案内部３４に案内されて移動方向を徐々に垂直方向に変えながらスライダＳは上方に移動することになる。
【００４６】
ここで、第１の円弧状案内部３４は、上記した軸支点Ｏの水平移動線Ｙから遠ざかるようになっているので、スライダＳが上記第１の円弧状案内部３４を通過していくのにしたがって、アームＡは、図８中実線で示した左方に傾けた状態から反時計回りに遥動されていくことになる。
【００４７】
やがて、軸支部材２０の右方への移動に伴って、上方案内部３３によって案内されて垂直方向に移動し、最後には、スライダＳは、第２の円弧状案内部３５に案内されて移動方向を徐々に水平方向に変え右方に移動し、上記したように、第２の円弧状案内部３５の上端でストッパ４０に移動を規制されて停止する。
【００４８】
このとき、スライダＳと軸支点Ｏの距離Ｘと、第２の円弧状案内部３５の上端における中心点Ｑから軸支部材２０のアームＡを回転自在に軸支する軸支点Ｏの水平移動線Ｙまで垂らした垂線Ｖの長さが同じに設定されているので、スライダＳと軸支点Ｏとが上記垂線Ｖ上に並ぶことになり、アームＡは、水平移動終端となる右端間で移動させられると、図８中破線で示したように、ビーム２３に対して、右方に傾けた状態に維持されることになる。
【００４９】
すなわち、この具体的な搬送装置Ｔでは、アームＡが、移動方向に遥動せしめられることから、アームＡの伸長によって把持手段Ｈは、台に対して斜め上方から接近することになり、ワークを斜め上方から把持あるいは釈放することになる。
【００５０】
したがって、台の鉛直上方に加工機械やその他の機器等の障害物があっても、ワークＷを搬送することが可能であるので、搬送装置Ｔの汎用性および実用性が向上する。
【００５１】
また、この具体的な搬送装置Ｔにあっても、２つ以上を水平方向に複数並列させておくと、ワークを長い距離に渡って搬送する場合にも便利となり、さらには、搬送装置Ｔを、工作機械を挟んで工作機械の左右に配置しておけば、複数の加工工程が合って加工工程毎に工作機械での加工時間が異なるような場合に、一番加工時間が長くボトルネックとなる工作機械に対するワークの供給と取り除きに要する時間を短縮することが可能であり、遊び時間が低減されて製造効率が向上し、製造コストも低減される。
【００５２】
また、この具体的な搬送装置Ｔにあっては、アームＡの遥動および水平移動に際し、駆動源は一つですむので、アームの遥動と水平移動のために複数の駆動源を備える装置に比較して非常に経済的となり、製造コストも低減することが可能となる。
【００５３】
そして、アームＡの位置決めに際しても、エアシリンダＡＣのストロークと、リンクＬと、案内孔３１の終端位置で決せられることから、センサ類を設ける必要もない。
【００５４】
さらに、ガイドＧとして上記形状の案内孔３１を採用しているので、アームＡの滑らかな遥動が実現されるとともに、上記案内孔３１の形状とリンクＬの存在によってスライダＳと軸支点Ｏで作られる線分は、鉛直を超えて左右の両方に傾くように振られることが無いので、小さい動力で無理なくアームＡを移動および遥動させることが可能である。
【００５５】
なお、案内孔３１の形状としては、上記した形状を採用することが好ましいが、他の形状を採用してもよく、具体的には、たとえば、上方案内部３３を垂直方向に向けて設けるのではなく、斜め上方に向けて設けるようにしてもよい。このようにしても、小さい動力でアームＡの遥動が可能となり、上方案内部３３と水平案内部３２との接続部を円弧状としておけば、滑らかなスライダＳの移動を実現でき、アームＡの滑らかな移動と遥動を実現することが可能である。
【００５６】
さらに、ガイドＧは、上記したところでは、案内孔３１とされているが、これをレール状として、スライダＳをレールにスライド自在に嵌合させるとともにリンクＬに回転自在に取付けておくようにしてもよい。
【００５７】
また、駆動源についても、エアシリンダＡＣ以外にも、他の駆動源を用いてもよく、たとえば、モータと送り螺子機構や油圧シリンダで軸支部材２０を移動させるようにしてもよい。
【００５８】
なお、上記したところでは、軸支部材２０を駆動源によって移動させるようにしていたが、スライダＳを移動させるようにしてもよい。具体的には、スライダＳをエアシリンダＡＣの一端に回転自在に連結し、エアシリンダＡＣの他端をビーム２３に回転自在に連結しておけば、エアシリンダＡＣは、スライダＳが上下方向に移動するとエアシリンダＡＣも追随してビーム２３に対して上下方向に遥動することが可能であるから、アームＡを水平移動させつつ移動方向へ遥動させることが可能である。
【００５９】
また、案内孔３１の水平案内部３２の長さ、上方案内部３３の長さ、リンクＬのアームＡへの取付け角度については、アームＡの遥動範囲によって適宜設定させれればよく、また、第２の円弧状案内部３５に連なる延長孔３６の水平方向長さを図示したものより長く設定して、アームＡを図８中右方向に遥動しきった状態でさらに右方に水平移動させるようにすることも可能である。
【００６０】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の搬送装置を概念的に示した図である。
【図２】搬送装置を水平方向に並列配置した図である。
【図３】搬送装置を工作機械の両側に配置した図である。
【図４】具体的な搬送装置の正面図である。
【図５】ワークを把持した状態における把持手段を示す図である。
【図６】ワークを釈放した状態における把持手段を示す図である。
【図７】具体的な搬送装置の平面図である。
【図８】具体的な搬送装置のアームの動作を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，５  シリンダ
２，７，Ｒ  ロッド
３，６  シリンダ本体
８，３０  プレート
９，１３  ピン
１０  把持爪
１１  把持部
１２，２５  長孔
２０  軸支部材
２１  保持部
２２  ベース
２３  ビーム
２４  レール
２６  連結部
３１  案内孔
３２  水平案内部
３３  上方案内部
３４  第１の円弧状案内部
３５  第２の円弧状案内部
３６  延長孔
４０  ストッパ
４１  クッション
５０  ブラケット
５１  ガイドロッド
Ａ，Ａ１，Ａ２  アーム
ＡＣ  駆動減たるエアシリンダ
Ｂ１，Ｂ２  台
Ｇ  ガイド
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２  把持手段
Ｌ  リンク
Ｍ  移動手段
Ｏ  軸支部材のアームを回転自在に軸支する軸支点
Ｑ  第２の円弧状案内部の上端における中心点
Ｓ  スライダ
Ｔ，Ｔ２，Ｔ３  搬送装置
Ｖ  垂線
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２  ワーク
Ｙ  軸支点の水平移動線
【図１】
2007021696.tif 000003
【図２】
2007021696.tif 000004
【図３】
2007021696.tif 000005
【図４】
2007021696.tif 000006
【図５】
2007021696.tif 000007
【図６】
2007021696.tif 000008
【図７】
2007021696.tif 000009
【図８】
2007021696.tif 000010