(57)【要約】【課題】ワークの受け渡しを短時間で効率良く実現可能とすると共に、従来のＶ字状の受け台でも採用可能とする。【解決手段】アーム２の先端に設けた本体４内に、ドラム１０を回転可能に収容し、そのドラム１０の外周で同心円上に、本体４内面との間でワークを収容可能な一対の第１、第２収容部２０，２１を、半径方向の外側へ向けて開口するように夫々形成して、本体４に、受け台２４の上端が本体４内へ進入可能な出入口８を形成すると共に、ドラム１０を回転制御するエアシリンダ１６を設けて、第１、第２収容部２０，２１が出入口８と位相が一致するドラム１０の回転位置では、出入口８を介して受け台２４と当該収容部との間でのワークの出し入れを可能とする一方、ワークを収容させた第１、第２収容部２０，２１が出入口８から位相がずれるドラム１０の回転位置では、ワークを本体４内で保持可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降動及び水平移動可能なアームの先端でワークを保持し、ワークの受け台に対してワークの受け渡しを行うワーク受け渡し装置であって、
前記アームの先端に設けた本体内に、回転体を回転可能に収容し、その回転体の外周で同心円上に、前記本体内面との間でワークを収容可能な少なくとも一対の収容部を、半径方向の外側へ向けて開口するように夫々形成して、前記本体に、前記受け台の上端が前記本体内へ進入可能な出入口を形成すると共に、前記回転体を回転制御する駆動機構を設けて、
何れかの前記収容部が前記出入口と位相が一致する前記回転体の回転位置では、前記出入口を介して前記受け台と当該収容部との間でのワークの出し入れを可能とする一方、前記ワークを収容させた前記収容部が前記出入口から位相がずれる前記回転体の回転位置では、前記ワークを前記本体内で保持可能としたことを特徴とするワーク受け渡し装置。
【請求項２】
前記収容部を一対設けて、前記駆動機構は、前記両収容部が交互に前記出入口と位相が一致する回転位置に前記回転体を回転制御するものとして、前記回転体における前記両収容部の間に、半径方向へ突出して前記本体の内面と近接し、回転方向の両側縁が夫々前記収容部と連続する扇状の張出部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のワーク受け渡し装置。
【請求項３】
前記収容部における前記回転体の軸線と直交する横断面形状を、回転方向での前記張出部側の奥行きが反対側の奥行きよりも深くなるようにして、前記回転体の半径を中心とした非対称に夫々形成したことを特徴とする請求項２に記載のワーク受け渡し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等との間でワークの受け渡しを行うために用いられるワーク受け渡し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワーク受け渡し装置は、例えば旋盤等の工作機械から加工済みのワークを受け取ると共に、加工前のワークを工作機械に引き渡す、というように工作機械等の間でワークの受け渡しを行うために用いられる。具体的には、特許文献１に示すように、門形のフレームに沿って水平移動するキャリアに設けられた昇降アームの下端に、一対の把持爪を有するワークハンドを備えて、加工済みと加工前とのワークを互いに異なる組の把持爪で把持させるダブルハンド方式や、特許文献２に示すように、アームの下端に、中爪と、中爪の両側で揺動可能な左右の外爪とを設けて、加工済みと加工前とのワークを一度にクランプ及びアンクランプを可能としたシングルハンド方式が知られている。なお、ワーク受け渡し装置と工作機械との間では、特許文献３，４に示すように、上端をＶ字状に形成した受け台を介してワークの受け渡しが行われる。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−４７２３号公報
【特許文献２】実開平６−３１９３２号公報
【特許文献３】特開平５−１６００３号公報
【特許文献４】実用新案登録第２５２８７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のダブルハンド方式では、ワークの受け渡しに伴う動作回数が多くなり、受け渡しに要する時間が長くなってしまう。この点特許文献２のシングルハンド方式では、動作回数や時間の無駄が少なく、効率の良い受け渡しが可能となる。しかし、中爪の左右の異なる位置で加工済みと加工前とのワークの受け渡しが夫々行われるため、受け台の上端をＷ字状とする特殊形状となり、汎用性に欠けることになる。
【０００５】
そこで、本発明は、ワークの受け渡しを短時間で効率良く実現可能とすると共に、従来のＶ字状の受け台でも採用可能として汎用性に優れるワークの受け渡し装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、アームの先端に設けた本体内に、回転体を回転可能に収容し、その回転体の外周で同心円上に、前記本体内面との間でワークを収容可能な少なくとも一対の収容部を、半径方向の外側へ向けて開口するように夫々形成して、前記本体に、前記受け台の上端が前記本体内へ進入可能な出入口を形成すると共に、前記回転体を回転制御する駆動機構を設けて、何れかの前記収容部が前記出入口と位相が一致する前記回転体の回転位置では、前記出入口を介して前記受け台と当該収容部との間でのワークの出し入れを可能とする一方、前記ワークを収容させた前記収容部が前記出入口から位相がずれる前記回転体の回転位置では、前記ワークを前記本体内で保持可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、ワークの保持をスムーズ且つ確実に行うために、前記収容部を一対設けて、前記駆動機構は、前記両収容部が交互に前記出入口と位相が一致する回転位置に前記回転体を回転制御するものとして、前記回転体における前記両収容部の間に、半径方向へ突出して前記本体の内面と近接し、回転方向の両側縁が夫々前記収容部と連続する扇状の張出部を形成したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、ワークの確実な受け取りにより効果的な構造とするために、前記収容部における前記回転体の軸線と直交する横断面形状を、回転方向での前記張出部側の奥行きが反対側の奥行きよりも深くなるようにして、前記回転体の半径を中心とした非対称に夫々形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、簡単な動作でワークの受け渡しが可能となり、受け渡しに要する時間が短くなって作業効率が向上する。また、受け台はＶ字溝を有する従来の形状で足り、特殊な溝を有する受け台を用いる必要がなくなるため、汎用性に優れたものとなる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、回転体の回転の際に両収容部に収容したワークが本体の内面に接触することを防止して、ワークの保持をスムーズ且つ確実に行うことができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、回転体の回転時の各収容部によるワークのすくい上げがスムーズに行え、ワークの確実な受け取りにより効果的な構造となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ワーク受け渡し装置の一例を示す説明図で、右が正面、左がその中央縦断面を夫々示している。
ワーク受け渡し装置１において、下向きのアーム２の下端には、直交状のベース板３と、そのベース板３の下面に所定間隔をおいて固着される一対の平行な保持板５，５からなる本体４が設けられている。各保持板５，５の中央で下方寄りには、アーム２の軸線上に中心が位置する円形孔６，６が夫々同心で形成されて、本体４内に円筒状の空間７を形成している。また、本体４の下端中央には、円形孔６と連続する切欠きによって、空間７の下端を外部と連通させる出入口８を形成している。出入口８の両側で保持板５，５の間には、ピン９，９が架設されて両保持板５，５の間隔を保持している。
【０００９】
なお、アーム２は、背景技術で説明したように、例えば門形のフレームに沿って水平移動するキャリアに対して昇降可能に設けられる。勿論これ以外に、支柱の上端で旋回する旋回アームの先端にアーム２が昇降可能に設けられるタイプや、多関節ロボットの先端にアーム２が装着されるタイプ等、アーム２を昇降及び水平移動させる機構としては周知の構造が採用できる。
【００１０】
また、本体４内には、回転体としてのドラム１０が設けられている。このドラム１０は、保持板５，５の間でベース板３の下面に立設される支持板１１の下端で、空間７と同軸で支持される中心軸１２と、その中心軸１２の両端でボールベアリング１３を介して回転可能に装着され、円形孔６の径よりも一回り小さい外径を有する一対の回転盤１４，１４と、両回転盤１４，１４間を連結するピン１５とからなり、両回転盤１４，１４は空間７内で同調して回転可能となっている。なお、回転盤１４の外面は、保持板５の外面と略同一面上に位置している。
【００１１】
さらに、ベース板３における正面側には、駆動機構となるエアシリンダ１６が、ピストンロッド１７を下向きにして揺動可能にベース板３に支持されており、ピストンロッド１７の先端が、正面側の回転盤１４の外縁寄りとなる偏心位置にピン結合されている。すなわち、エアシリンダ１６の駆動に伴うピストンロッド１７の伸縮により、ドラム１０を９０°の範囲で回転制御可能としたものである。
また、両回転盤１４，１４の外縁には、ドラム１０の軸方向で互いに重なり、半径方向の外側へ向けてＣ字状に開口する一対の第１、第２の切欠き１８，１９が、９０°の位相をずらせて設けられている。この第１、第２の切欠き１８，１９は、ピストンロッド１７の伸縮によるドラム１０の回転に応じて、交互に本体４の出入口８と位相が一致するもので、これによりドラム１０において、軸方向で重なる第１の切欠き１８，１８間と、第２の切欠き１９，１９間とには、夫々ワークＷの第１、第２収容部２０，２１が形成されることになる。
【００１２】
２２は、各回転盤１４の外面で回転盤１４と平行に取り付けられた規制板で、各切欠き１８，１９の外側を非接触で覆うように設けられて、各収容部２０，２１へ収容されたワークＷの飛び出しを防止するようにしている。また、各回転盤１４において、両切欠き１８，１９の間は、半径方向へ突出して円形孔６の内面と近接し、回転方向の両側縁が夫々各切欠き１８，１９と連続する扇状の張出部２３となっている。さらに、第１、第２の切欠き１８，１９は、ドラム１０の回転方向での張出部２３側の奥行きが反対側の奥行きよりも若干深くなるように形成されて、各収容部２０，２１におけるドラム１０の軸線と直交する横断面形状を、ドラム１０の半径を中心とした非対称形としている。
【００１３】
以上の如く構成されたワーク受け渡し装置１によるワークの受け渡し動作を、ワークの交換ステーションとＮＣ旋盤との間での受け渡しを例にして説明する。
まず、交換ステーション及びＮＣ旋盤には、上面にＶ字溝２５を形成した受け台２４が夫々設けられており、ワーク受け渡し装置１は両者の受け台２４，２４間でワークの受け渡しを行うことになる。
図２（Ａ）に二点鎖線で示すように、交換ステーション側の受け台２４上に加工前のワーク（以下「素材」という。）Ｗ１をセットした状態で、アーム２の昇降及び水平動作で本体４を受け台２４上に位置決めする。このときピストンロッド１７は収縮して、ドラム１０の第１収容部２０を出入口８と一致させている。よって、そのまま本体４を、受け台２４のＶ字溝２５が円形孔６の内周と略一致する位置まで下降させれば、同図実線で示すように、受け台２４上の素材Ｗ１が出入口８を介して第１収容部２０内へ相対的に収容される。
【００１４】
この状態で、エアシリンダ１６を駆動させてピストンロッド１７を伸長させると、図２（Ｂ）に示すように、ドラム１０が９０°左回転する。このとき、受け台２４上の素材Ｗ１が第１収容部２０にすくい上げられるようにして第１収容部２０内に収まり、そのまま第１収容部２０移動に連れて円形孔６内を９０°移動するため、素材Ｗ１は本体４内に保持される。同時に、第２収容部２１が９０°回転して受け台２４上に位置する。よって、アーム２と共に本体４を上昇させれば、図２（Ｃ）のように素材Ｗ１を交換ステーションから受け取ることができる。
【００１５】
そして、アーム２を上昇、移動させてＮＣ旋盤に本体４を移動させ、図３（Ａ）に二点鎖線で示すように、加工済みのワーク（以下「製品」という。）Ｗ２がセットされた受け台２４上に本体４を位置決めし、同様に受け台２４のＶ字溝２５が円形孔６の内周と略一致する位置まで本体４を下降させれば、同図実線で示すように、受け台２４上の製品Ｗ２が出入口８を介して第２収容部２１内へ相対的に収容される。
【００１６】
次に、エアシリンダ１６を駆動させて今度はピストンロッド１７を収縮させると、図３（Ｂ）に示すように、ドラム１０が９０°右回転する。すると、受け台２４上の製品Ｗ２が第２収容部２１にすくい上げられるようにして第２収容部２１内に収まり、そのまま第２収容部２１の移動に連れて円形孔６内を９０°移動するため、製品Ｗ２は本体４内に保持される。同時に、第１収容部２０が９０°回転して受け台２４上に位置するため、第１収容部２０に収容されていた素材Ｗ１が受け台２４上にセットされることになる。よって、本体４を上昇させれば、図３（Ｃ）のように製品Ｗ２をＮＣ旋盤から受け取って素材Ｗ１を引き渡すことができ、ＮＣ旋盤で素材Ｗ１の加工が可能となる。一方、第２収容部２１に保持された製品Ｗ２は、アーム２の移動によって交換ステーションに搬送され、同様に交換ステーションの受け台２４に対して新たな素材Ｗ１の受け取りと製品Ｗ２の引き渡しとを行うことになる。
【００１７】
このように、上記形態のワーク受け渡し装置１によれば、アーム２の先端に設けた本体４内に、ドラム１０を回転可能に収容し、そのドラム１０の外周で同心円上に、本体４内面との間でワークを収容可能な一対の第１、第２収容部２０，２１を、半径方向の外側へ向けて開口するように夫々形成して、本体４に、受け台２４の上端が本体４内へ進入可能な出入口８を形成すると共に、ドラム１０を回転制御するエアシリンダ１６を設けて、第１、第２収容部２０，２１が出入口８と位相が一致するドラム１０の回転位置では、出入口８を介して受け台２４と当該収容部との間でのワークの出し入れを可能とする一方、ワークを収容させた第１、第２収容部２０，２１が出入口８から位相がずれるドラム１０の回転位置では、ワークを本体４内で保持可能としたことで、簡単な動作で素材Ｗ１及び製品Ｗ２の受け渡しが可能となり、受け渡しに要する時間が短くなって作業効率が向上する。また、受け台２４はＶ字溝２５が左右対称の形状で足りるため、特殊な溝を有する受け台２４を用いる必要もなくなる。すなわち、一度に２個のワークを搬送できるシングルハンド方式の利点を享受しつつ、従来の受け台でも採用可能となって汎用性に優れたものとなる。
【００１８】
また、ここでは、一対の第１、第２収容部２０，２１を設けて、エアシリンダ１６は、両収容部が交互に出入口８と位相が一致する回転位置にドラム１０を回転制御するものとして、ドラム１０における両収容部２０，２１の間に、半径方向へ突出して本体４の内面と近接し、回転方向の両側縁が夫々両収容部２０，２１と連続する扇状の張出部２３を形成したことで、ドラム１０の回転の際に第１、第２収容部２０，２１に収容したワークが本体４の内面に接触することを防止して、ワークの受け取りをスムーズ且つ確実に行うことができる。
特に、第１、第２収容部２０，２１におけるドラム１０の軸線と直交する横断面形状を、回転方向での張出部２３側の奥行きが反対側の奥行きよりも深くなるようにして、ドラム１０の半径を中心とした非対称に夫々形成しているので、ドラム１０の回転時の各収容部２０，２１によるワークのすくい上げがスムーズに行え、ワークの確実な受け取りにより効果的な構造となっている。
【００１９】
なお、上記形態では、回転体をドラム形状としているが、これに限らず、収容部が設けられる半円部分のみを有するカム形状としたり、先端に収容部を有する二股状としたり等、本体内での回転によるワークの受け渡しが可能であれば、適宜変更可能である。
また、ワークの形状によっては規制板を省略することもできる。例えば、上記形態のようにワークが軸部の両端に大径部を有する形状であれば、軸部のみを収容する収容部を回転体に形成して、両端の大径部が本体の外側に突出するようにすれば、大径部がそのまま抜け止めとなる。
逆に、ワークの一部を収容する構造に限らず、出入口を除いて閉塞した本体内に回転体を完全に収容し、ワーク全体を収容して受け渡す構造も考えられる。すなわち、収容部の形態は受け渡すワークの形態に合わせて選択すればよい。
【００２０】
さらに、回転体の回転角度も９０°に限らず、回転体の形状や収容部の位置に応じて適宜変更可能で、駆動機構も、エアシリンダ以外に、油圧シリンダやボールネジ等の他のアクチュエータが採用可能であるし、回転体にギヤを設けてモータからの回転伝達で回転させるようにすることも可能である。
一方、ワークの収容部は、一対に限らず、３つ以上設けて、素材や製品を複数保持できるようにしても良い。また、本体に、収容部へのワークの収容を確認する近接センサ等の検出手段を設けて、ワークの受け渡しの確実性を向上させることが望ましい。
【００２１】
そして、上記形態では、交換ステーションとＮＣ旋盤との間でのワークの受け渡しに本発明を適用しているが、工作機械を挟んで供給側のステーションと排出側のステーションとが設置される場合での受け渡しに利用したり、複数の工作機械が並設される加工ライン上で工作機械の間に設置して、前工程と次工程との間でのワークの受け渡しに利用したり等、利用形態も適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ワーク受け渡し装置の説明図で、右が正面、左がＡ−Ａ断面を夫々示す。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は素材の受け取り動作の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は製品の受け取り及び素材の引き渡し動作の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・ワーク受け渡し装置、２・・アーム、４・・本体、５・・保持板、６・・円形孔、７・・空間、８・・出入口、１０・・ドラム、１２・・中心軸、１４・・回転盤、１６・・エアシリンダ、１７・・ピストンロッド、１８・・第１の切欠き、１９・・第２の切欠き、２０・・第１収容部、２１・・第２収容部、２２・・規制板、２３・・張出部、２４・・受け台、２５・・Ｖ字溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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