特許 5693771 ワーク搬送装置および加工システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5693771

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】ワーク搬送装置および加工システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 7/04 20060101AFI20150312BHJP

【ＦＩ】

   B23Q7/04 R

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-93928(P2014-93928)

(22)【出願日】2014年4月30日

【審査請求日】2014年4月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】594190068

【氏名又は名称】マキノジェイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100130133

【弁理士】

【氏名又は名称】曽根 太樹

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100171251

【弁理士】

【氏名又は名称】篠田 拓也

(72)【発明者】

【氏名】大井 健司

(72)【発明者】

【氏名】前之園 拓大

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５３−３２５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−２９２１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３９６６０５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開平１−８１２４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−１７２５０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平６−２１９５１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ７／００− ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械とワーク投入ステーションとの間でワークを搬送するワーク搬送装置であって、
工作機械またはワーク投入ステーションに対して昇降し、ワークの授受を行う第１のアームおよび第２のアームと、
第１のアームおよび第２のアームを支持して工作機械とワーク投入ステーションとの間を移動する搬送台と、
第１のアームおよび第２のアームを昇降させる駆動手段と、
第１のアームと第２のアームとを接続する紐状の接続部材と、
搬送台に支持され、接続部材に係合して回転する第１の回転部材とを備え、
接続部材は、第１のアームとの接続部と第２のアームとの接続部との間の領域で第１の回転部材に係合している、ワーク搬送装置。

【請求項2】

一方の端部が搬送台に支持された付勢手段を備え、
第１の回転部材は、付勢手段の他方の端部に接続された動滑車であり、
付勢手段は、前記動滑車を引く向きに付勢するように形成されている、請求項１に記載のワーク搬送装置。

【請求項3】

搬送台に支持され、接続部材に係合して回転する第２の回転部材を備え、
第２の回転部材は、定滑車であり、
駆動手段は、第１のアームを駆動する第１のアーム駆動装置および第２のアームを駆動する第２のアーム駆動装置を含み、
接続部材は、前記動滑車および前記定滑車に巻回されており、
第１のアーム駆動装置と第２のアーム駆動装置とが独立して駆動可能に形成されている、請求項２に記載のワーク搬送装置。

【請求項4】

第１のアームを移動範囲の予め定められた位置で上昇不能にする第１のストッパと、
第２のアームを移動範囲の予め定められた位置で上昇不能にする第２のストッパとを備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のワーク搬送装置と、
工作機械と、
ワーク投入ステーションとを備え、
ワーク搬送装置は、搬送台を支持する枠部材を含み、
枠部材は、工作機械のワークを固定するテーブルおよびワーク投入ステーションのワークを載置するテーブルよりも上側に配置され、水平方向に延びるレール部を含み、
搬送台は、レール部に沿って移動可能に形成されている、加工システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク搬送装置およびワーク搬送装置を備える加工システムに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械は、被加工物としてのワークを所望の形状に加工することができる。工作機械を備える加工システムにおいて、同一の部品を連続して製造する場合等には、ワークを搬送するワーク搬送装置を配置することができる。ワーク搬送装置は、工作機械とワーク投入ステーションとの間でワークを搬送する。ワーク搬送装置は、ワーク投入ステーションから加工前のワークを受け取って工作機械まで搬送する。また、ワーク搬送装置は、加工後のワークを工作機械から受け取ってワーク搬出ステーションやワークを貯蔵するワークストッカまで搬送する。

【0003】

特開平６−２１９５１４号公報においては、支柱の内側に昇降自在なキャレッジを設けるとともに、支柱の外側に昇降駆動ユニットを設けた出し入れ装置が開示されている。この昇降駆動ユニットは、上下に振り分けて配設した一対のシーブと、一方のシーブに連動連結した駆動装置とを備える。上位シーブに巻回したのち下位シーブに互いに逆方向から巻回するワイヤーを設け、このワイヤーの一端をキャレッジに連結するとともに、他端をカウンターウエイトに連結することが開示されている。

【0004】

実開昭６２−１７２５０８号公報においては、工作機械のスピンドルヘッドを上下方向に移動させるためのスピンドルヘッドのカウンターバランス装置が開示されている。このカウンターバランス装置は、コラムの上部に固定されたシリンダと、シリンダのピストンロッドに連結されたホイールとを備える。ホイールに巻いたワイヤーロープの一端がスピンドルヘッドに固定され、他方の端部が不動部に固定されることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−２１９５１４号公報

【特許文献2】実開昭６２−１７２５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

１つのワークを加工するために必要な時間、すなわちサイクルタイムの短縮を図るためには、短時間で加工後のワークを加工前のワークに交換できることが好ましい。加工後のワークを工作機械から取り外して加工前のワークを工作機械に取り付ける時間を短くすることにより、サイクルタイムを短縮し、または工作機械の稼働率を向上させることができる。

【0007】

ワーク搬送装置としては、例えばガントリローダを使用することができる。ガントリローダは、互いに離れた２つの支柱の上にレールが配置され、レール上を搬送台が走行する。搬送台は、水平方向に移動してワークを運搬する。搬送台には、ワークを交換するための鉛直方向に延びるアームが取り付けられている。アームは、上下方向に移動して、工作機械の上側からワークを保持する。

【0008】

ガントリローダのようなワーク搬送装置では、サイクルタイムを短縮するために２本のアームが備え付けられている場合がある。このワーク搬送装置では、一方のアームにて工作機械から加工後のワークを取り外して、他方のアームにて加工前のワークを工作機械に取り付けることができる。

【0009】

ところで、ワークを保持するアームには、上下方向に移動する場合にアームの重量に加えてワークの重量が作用する。このために、モータ等を含む駆動装置により、アームおよびワークを上下方向に移動すると駆動装置に加わる負荷が大きくなる場合がある。そこで、アームおよびワークの重量による負荷を軽減するために、駆動装置にカウンターバランス機構が付けられる場合がある。カウンターバランス機構は、例えばエアシリンダやカウンターウエイト等を含む。エアシリンダは、重力が作用する方向と反対方向にアームを付勢するように形成される。

【0010】

２本のアームを備える搬送装置では、それぞれのアームに対してカウンターバランス機構を取り付けることができる。たとえば、１つのアームに対して１つのエアシリンダを配置することができる。ところが、それぞれのアームに個別にカウンターバランス機構を取り付けると、ワーク搬送装置が大型になるという問題がある。

【0011】

本発明は、複数のアームを備え、カウンターバランス機構の構造が簡易なワーク搬送装置および加工システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明のワーク搬送装置は、工作機械とワーク投入ステーションとの間でワークを搬送するワーク搬送装置であって、工作機械またはワーク投入ステーションに対して昇降し、ワークの授受を行う第１のアームおよび第２のアームと、第１のアームおよび第２のアームを支持して工作機械とワーク投入ステーションとの間を移動する搬送台と、第１のアームおよび第２のアームを昇降させる駆動手段と、第１のアームと第２のアームとを接続する紐状の接続部材と、搬送台に支持され、接続部材に係合して回転する第１の回転部材とを備える。接続部材は、第１のアームとの接続部と第２のアームとの接続部との間の領域で第１の回転部材に係合している。

【0013】

上記発明においては、一方の端部が搬送台に支持された付勢手段を備え、第１の回転部材は、付勢手段の他方の端部に接続された動滑車であり、付勢手段は、動滑車を引く向きに付勢するように形成されることができる。

【0014】

上記発明においては、搬送台に支持され、接続部材に係合して回転する第２の回転部材を備え、第２の回転部材は、定滑車であり、駆動手段は、第１のアームを駆動する第１のアーム駆動装置および第２のアームを駆動する第２のアーム駆動装置を含み、接続部材は、動滑車および定滑車に巻回されており、第１のアーム駆動装置と第２のアーム駆動装置とが独立して駆動可能に形成されることができる。

【0015】

上記発明においては、第１のアームを移動範囲の予め定められた位置で上昇不能にする第１のストッパと、第２のアームを移動範囲の予め定められた位置で上昇不能にする第２のストッパとを備えることができる。

【0016】

本発明の加工システムは、上述のワーク搬送装置と、工作機械と、ワーク投入ステーションとを備える。ワーク搬送装置は、搬送台を支持する枠部材を含み、枠部材は、工作機械のワークを固定するテーブルおよびワーク投入ステーションのワークを載置するテーブルよりも上側に配置され、水平方向に延びるレール部を含み、搬送台は、レール部に沿って移動可能に形成されている。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、複数のアームを備え、カウンターバランス機構の構造が簡易なワーク搬送装置および加工システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態における第１のワーク搬送装置の概略図である。

【図2】実施の形態における第１のワーク搬送装置の動滑車および定滑車の部分の概略正面図である。

【図3】実施の形態における第１のワーク搬送装置の動滑車および定滑車の部分の概略側面図である。

【図4】実施の形態における第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第１の概略図である。

【図5】実施の形態における第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第２の概略図である。

【図6】実施の形態における第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第３の概略図である。

【図7】実施の形態における第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第４の概略図である。

【図8】実施の形態における第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第５の概略図である。

【図9】実施の形態における第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第６の概略図である。

【図10】実施の形態における第２のワーク搬送装置の概略図である。

【図11】実施の形態における第３のワーク搬送装置の第１の概略図である。

【図12】実施の形態における第３のワーク搬送装置の第２の概略図である。

【図13】実施の形態における第３のワーク搬送装置の第３の概略図である。

【図14】実施の形態における第４のワーク搬送装置の概略図である。

【図15】実施の形態における第５のワーク搬送装置の概略図である。

【図16】実施の形態における第４のワーク搬送装置を備える加工システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１から図１６を参照して、実施の形態におけるワーク搬送装置およびワーク搬送装置を備える加工システムについて説明する。

【0020】

図１は、本実施の形態における第１のワーク搬送装置の概略図である。第１のワーク搬送装置１は、搬送台２と、枠部材としてのフレーム３を備える。フレーム３は、水平方向に延びるレール部３ａを含む。第１のワーク搬送装置１は、搬送台２を移動させる移動装置を備える。搬送台２は、フレーム３のレール部３ａ上を走行する。

【0021】

搬送台２は、レール部３ａに載置される車輪４５を含む。搬送台２は、レール部３ａに沿って水平方向に移動する。第１のワーク搬送装置１は、ワークを着脱可能な複数本のアームを備える。本実施の形態のワーク搬送装置は、加工後のワークを工作機械から取り外す第１のアーム１１と、加工前のワークを工作機械に取り付ける第２のアーム２１とを備える。第１のアーム１１および第２のアーム２１は、それぞれが上下方向に延びるように形成されている。第１のアーム１１および第２のアーム２１は、搬送台２に支持されている。

【0022】

第１のアーム１１は、ラック１２を含む。ラック１２は、上下方向に延びるように配置されている。第１のアーム１１は、下側の端部にハンド部１６を含む。ハンド部１６は、複数の爪部１６ａによりワークを保持することができるように形成されている。第１のアーム１１は、ハンド部１６を開閉するためのエアシリンダ１７を含む。エアシリンダ１７が駆動することにより、矢印８２に示すように、ハンド部１６の爪部１６ａが開閉して、ワークを保持したり離したりすることができる。

【0023】

第１のアーム１１は、レール１９を含む。レール１９は、移動可能にガイドブロック１５に支持されている。ガイドブロック１５は、搬送台２に固定されている。第１のアーム１１は、ガイドブロック１５に支持されながら昇降する。すなわち、第１のアーム１１は、矢印８３に示す上下方向に移動可能に形成されている。

【0024】

第２のアーム２１は、第１のアーム１１から離れて配置されている。第１のアーム１１および第２のアーム２１は、搬送台２の移動方向に並んで配置されている。第２のアーム２１は、第１のアーム１１と同様に、ラック２２を含む。また、第２のアーム２１は、ハンド部２６およびエアシリンダ２７を含む。エアシリンダ２７が駆動することにより、ハンド部２６の爪部２６ａが開閉して、ワークを保持したり離したりすることができる。

【0025】

第２のアーム２１は、レール２９を含む。レール２９は、移動可能にガイドブロック２５に支持されている。ガイドブロック２５は、搬送台２に固定されている。第２のアーム２１は、ガイドブロック２５に支持された状態で昇降する。すなわち、第２のアーム２１は、矢印８４に示す上下方向に移動可能に形成されている。

【0026】

ワーク搬送装置は、第１のアーム１１および第２のアーム２１を上下方向に移動させる駆動手段としての駆動装置を含む。第１のワーク搬送装置１の駆動装置は、第１のアーム１１を駆動する第１のアーム駆動装置と、第２のアーム２１を駆動する第２のアーム駆動装置とを含む。第１のアーム駆動装置は、ピニオン１３と、ピニオン１３を回転させる第１のサーボモータとを含む。第２のアーム駆動装置は、ピニオン２３と、ピニオン２３を回転させる第２のサーボモータとを含む。第１のサーボモータが駆動することにより、サーボモータ軸１４が回転し、ピニオン１３が回転する。この結果、第１のアーム１１が上下方向に移動する。第２のサーボモータが駆動することにより、サーボモータ軸２４およびピニオン２３が回転し、第２のアーム２１が上下方向に移動する。第１のアーム駆動装置および第２のアーム駆動装置は、独立して駆動可能に形成されている。

【0027】

本実施の形態のワーク搬送装置は、搬送台２の移動およびアームの移動を制御する制御装置を含む。搬送台２の移動装置は、制御装置により制御されている。ハンド部１６，２６のエアシリンダ１７，２７、第１のサーボモータおよび第２のサーボモータは、制御装置により制御されている。第１のアーム駆動装置および第２のアーム駆動装置は、独立して制御される。すなわち、第１のアーム１１および第２のアーム２１のうち、一方のアームを停止した状態で、他方のアームを駆動することができる。例えば、第１のアーム駆動装置のピニオン１３が停止した状態で、第２の駆動装置のピニオン２３を回転させて、第２のアーム２１を上下方向に駆動することができる。

【0028】

なお、本実施の形態のアームを移動させる駆動装置は電動のサーボモータを含むが、この形態に限られず、任意の装置により第１のアームおよび第２のアームを移動させることができる。例えば、駆動装置は、油圧シリンダにより第１のアームおよび第２のアームを移動可能に形成されていても構わない。

【0029】

第１のワーク搬送装置１は、第１のアーム１１と第２のアーム２１とを接続する紐状の接続部材としての金属製のワイヤー４１を含む。ワイヤー４１の一方の端部は、第１のアーム１１のハンド部１６に接続されている。ワイヤー４１の他方の端部は、第２のアーム２１のハンド部２６に接続されている。ワイヤー４１は、第１の定滑車３１により支持されている。第１の定滑車３１は、回転可能に搬送台２に支持されている。第１の定滑車３１は、ワイヤー４１の延びる方向を変える。

【0030】

第１のワーク搬送装置１は、搬送台２に支持され、ワイヤー４１に係合して回転する第２の回転部材として機能する第２の定滑車３２を含む。第２の定滑車３２は、搬送台２に回転可能に支持されている。第２の定滑車３２は、２つの第１の定滑車３１同士の間の領域に配置されている。第１のワーク搬送装置１は、第２の定滑車３２から離れて配置されている動滑車３３を含む。動滑車３３は、搬送台２に支持され、ワイヤー４１に係合して回転する第１の回転部材として機能する。動滑車３３は、滑車支持部材３４に支持されている。

【0031】

搬送台２は、上側に向かって延びるばね支持部２ａを含む。第１のワーク搬送装置１は、付勢手段としてのコイルばね４を含む。コイルばね４は、一方の端部がばね支持部２ａに支持されている。コイルばね４は、他方の端部が滑車支持部材３４を支持している。このように、動滑車３３は、コイルばね４を介して搬送台２に支持されている。

【0032】

図２に、第１のワーク搬送装置における動滑車および定滑車の部分の概略正面図を示す。図３に、第１のワーク搬送装置の動滑車および第２の定滑車の部分の概略側面図を示す。図１から図３を参照して、第２の定滑車３２は、滑車支持部材３５を介して搬送台２に支持されている。動滑車３３は、矢印８５に示すように上下方向に移動する。コイルばね４は、動滑車３３を引っ張る向きに付勢する。第１のワーク搬送装置１では、コイルばね４は、上側に向かって動滑車３３を付勢している。ワイヤー４１は、第１の定滑車３１から第２の定滑車３２に向かって延びる。ワイヤー４１は、第２の定滑車３２と動滑車３３とに掛けられている。本実施の形態においては、ワイヤー４１が動滑車３３および第２の定滑車３２の周りを３周巻回している。

【0033】

第１のアーム１１の側に配置された第１の定滑車３１に係合して延びるワイヤー４１は、第２の定滑車３２の第１の溝部に係合する。第２の定滑車３２の第１の溝部から延びるワイヤー４１は、動滑車３３の第１の溝部に係合する。動滑車３３の第１の溝部から延びるワイヤー４１は、第２の定滑車３２の第２の溝部に係合する。第２の定滑車３２の第２の溝部から延びるワイヤー４１は、動滑車３３の第２の溝部に係合する。このように、ワイヤー４１が螺旋状に巻回される。そして、第２の定滑車３２の第４の溝部から延びるワイヤー４１は、第２のアーム２１の側に配置された第１の定滑車３１に係合する。動滑車３３の位置は、第１のアーム１１および第２のアーム２１の位置に依存する。

【0034】

本実施の形態のワーク搬送装置は、それぞれのアームを移動範囲の予め定められた位置にて上昇不能にするストッパを含む。図１を参照して、第１のワーク搬送装置１は、第１のアーム１１を移動範囲の上端で上昇不能にする第１のストッパ１８を含む。また、第１のワーク搬送装置１は、第２のアーム２１を移動範囲の上端で上昇不能にする第２のストッパ２８を含む。これらのストッパは、搬送台２に固定されている。

【0035】

第１のストッパ１８は、第１のアーム１１が上側に向かって移動した時にハンド部１６が当接することにより第１のアーム１１を上昇不能にする。また、第２のストッパ２８は、第２のアーム２１が上側に向かって移動した時にハンド部２６が当接することにより、第２のアーム２１を上昇不能にする。

【0036】

たとえば、第２のアーム２１を移動する時には、第１のアーム１１を第１のストッパ１８に当接した状態にして、第１のアーム駆動装置を停止する。そして、第２のアーム駆動装置を駆動することにより第２のアーム２１を上下方向に移動させることができる。このときに、動滑車３３がコイルばね４に付勢されているために、第１のアーム１１が第１のストッパ１８に当接した状態が維持される。また、動滑車３３は、矢印８５に示す方向に移動する。同様に、第２のアーム２１を第２のストッパ２８に当接させた状態で、第１のアーム駆動装置を駆動することにより第１のアーム１１を上下方向に移動させることができる。

【0037】

次に、本実施の形態のワーク搬送装置の動作について具体的に説明する。図４に、本実施の形態の第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第１の概略図を示す。本実施の形態のワーク搬送装置は、ガントリローダである。第１のワーク搬送装置１のフレーム３は、支柱部３ｂとレール部３ａとを含む。レール部３ａは、工作機械６１のテーブル６２およびワーク投入ステーション５１のワーク５２を載置するテーブルよりも上側に配置されている。レール部３ａは、ハンド部１６，２６を工作機械６１のテーブル６２よりも上方に配置できる高さにて形成されている。

【0038】

加工システムは、複数の工作機械６１を備える。複数の工作機械６１は、一列に並んで配置されている。レール部３ａは、工作機械６１が並ぶ方向と平行な方向に延びている。ワーク５２は、工作機械６１のテーブル６２に固定される。搬送台２は、レール部３ａに沿って移動するために、矢印８１に示すように、テーブル６２の上方を工作機械６１が並ぶ方向に移動する。

【0039】

本実施の形態の加工システムは、ワーク投入ステーション５１を含む。本実施の形態のワーク投入ステーション５１では、加工前のワーク５２ｂをワーク搬送装置に取り付けたり、加工後のワーク５２ａをワーク搬送装置から取り外したりする。ワーク投入ステーション５１は、ワーク交換装置により図示しないワークの貯蔵部からワーク５２を投入することができる。または、作業員によりワーク５２を載置しても構わない。更に、本実施の形態では、ワーク投入ステーション５１にてワーク５２の排出も行うことができる。

【0040】

図４は、第１のワーク搬送装置１がワーク投入ステーション５１から加工前のワーク５２ｂを引き取って、ワークを交換すべき工作機械６１の上方に搬送台２を配置した状態を示している。第１のアーム１１は第１のストッパ１８に当接し、第２のアーム２１は第２のストッパ２８に当接した状態である。本実施の形態では、この第１のアームおよび第２のアームの状態を基準状態と称する。

【0041】

始めに、加工後のワーク５２ａを工作機械６１から取り外す。図４に示すように、加工が終了した加工後のワーク５２ａの真上に、第１のアーム１１のハンド部１６が配置されるように搬送台２を移動する。すなわち、第１のアーム１１を移動したときに、ハンド部１６にて加工後のワーク５２ａを保持できる位置まで搬送台２を移動する。加工前のワーク５２ｂは、第２のアーム２１に保持されている。第１のアーム１１は、ワークを保持していない状態である。そして、第２のアーム駆動装置を停止した状態で、第１のアーム駆動装置を駆動する。矢印８６に示すように、第１のアーム１１が加工後のワーク５２ａに向かって移動する。

【0042】

第１のアーム駆動装置を駆動すると、ワイヤー４１が第１のアーム１１に引っ張られる。動滑車３３は、矢印９１に示すように下向きに移動する。そして、コイルばね４が伸びる。

【0043】

図５に、第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第２の概略図を示す。第１のアーム１１を所定の位置まで下降した後に、エアシリンダ１７を駆動することにより加工後のワーク５２ａを保持する。次に、矢印８７に示すように、第１のワーク駆動装置により、第１のアーム１１を上側に移動する。この時に、矢印９２に示すように動滑車３３は上向きに移動する。そして、コイルばね４は縮む。

【0044】

第１のアーム１１が移動している期間中にも、コイルばね４は、ワイヤー４１を引っ張る向きに付勢している。このコイルばね４の付勢力により、第１のアーム駆動装置には過剰な負荷がかからずにワーク５２ａを引き上げることができる。すなわち、動滑車３３およびコイルばね４によりカウンターバランス機構が構成されている。このときに、第２のアーム２１は、コイルばね４の付勢力により、ハンド部２６が第２のストッパ２８に当接した状態が維持される。

【0045】

図６に、第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第３の概略図を示す。第１のアーム駆動装置を駆動し、第１のアーム１１が第１のストッパ１８に当接するまで第１のアーム１１を引き上げて基準状態に戻す。このように、加工後のワーク５２ａを第１のアーム１１にて引き上げることができる。第１のアーム１１および第２のアーム２１は、基準状態に戻る。

【0046】

次に、加工前のワーク５２ｂを工作機械６１に取り付ける。矢印８８に示す向きに搬送台２を移動して、第２のアーム２１のハンド部２６に保持された加工前のワーク５２ｂをテーブル６２の真上に配置する。ワーク５２ｂを下降した時にテーブル６２の取り付け位置にワーク５２ｂが配置される位置まで搬送台２を移動する。

【0047】

図７に、第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第４の概略図を示す。次に、第２のアーム駆動装置を駆動して、矢印８９に示すように第２のアーム２１を下降する。第１のアーム駆動装置は停止した状態であり、第１のアーム１１は第１のストッパ１８に当接した状態である。動滑車３３は矢印９１に示すように下側に移動して、コイルばね４は伸びる。

【0048】

図８に、第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第５の概略図を示す。第２のアーム２１を下降することにより、加工前のワーク５２ｂをテーブル６２の所定の位置まで降ろす。次に、ワーク５２ｂをテーブル６２に固定する。そして、第２のアーム２１のエアシリンダ２７を駆動することにより、ハンド部２６を開いてワーク５２ｂの保持を解除する。

【0049】

次に、第２のアーム駆動装置を駆動することにより、矢印９０に示すように、第２のアーム２１を上側に移動する。第２のアーム２１のハンド部２６が第２のストッパ２８に当接するまで引き上げる。動滑車３３は、矢印９２に示すように上側に移動し、コイルばね４は縮む。第２のアーム２１を基準状態の位置まで戻す。このように、工作機械６１におけるワークの交換を行うことができる。

【0050】

図９に、第１のワーク搬送装置を備える加工システムの第６の概略図を示す。次に、ワーク投入ステーション５１にてワークの交換を行う。第１のアーム１１および第２のアーム２１を基準状態に戻した後に、矢印９３に示すように搬送台２をワーク投入ステーション５１の真上まで移動する。ワーク投入ステーション５１に対する加工後のワーク５２ａの引き渡し、および加工前のワーク５２ｂの受け取りについても、工作機械６１におけるワークの交換と同様の動作により行うことができる。

【0051】

たとえば、第１のアーム１１を移動することにより、ワーク投入ステーション５１に対して加工後のワーク５２ａを引き渡すことが出来る位置まで搬送台２を移動する。そして、第１のアーム１１を移動することにより、ワーク投入ステーション５１に加工後のワーク５２ａを引き渡す。この後に、第１のアーム１１を基準状態に戻して、加工前のワーク５２ｂを第２のアーム２１にて保持可能な位置まで搬送台２を移動する。そして、第２のアーム２１を移動することにより、加工前のワーク５２ｂを第２のアーム２１に保持する。

【0052】

このように、ワーク搬送装置は、加工前のワーク５２ｂを、ワーク投入ステーション５１から工作機械６１まで搬送することができる。また、加工後のワーク５２ａを、工作機械６１からワーク投入ステーション５１まで搬送することができる。さらに、本実施の形態のワーク搬送装置は、複数のアームを備え、工作機械６１からの加工後のワーク５２ａの取り外し、および加工前のワーク５２ｂの工作機械６１への取付けを、僅かな搬送台２の移動にて行うことができる。このために、工作機械６１におけるワークの交換を短時間で行うことができる。

【0053】

また、図１を参照して、本実施の形態のワイヤー４１は、一方の端部が第１のアーム１１に接続され、他方の端部が第２のアーム２１に接続されている。そして、ワイヤー４１は、動滑車３３を介してコイルばね４により付勢されている。第１のアーム１１にてワークを持ち上げる時または第２のアーム２１にてワークを持ち上げるときに、動滑車３３およびコイルばね４は、カウンターバランス機構として機能する。コイルばね４を含むカウンターバランス機構は、重力方向と反対方向に第１のアーム１１および第２のアーム２１を付勢する。そして、カウンターバランス機構は、第１のアーム駆動装置または第２のアーム駆動装置の負荷を軽減することができる。

【0054】

本実施の形態のワーク搬送装置は、２つのアームのそれぞれに対して、個別にカウンターバランス機構を設けておらず、２つのアームのカウンターバランス機構を１つのコイルばねで共用している。このために、カウンターバランス機構の構造を簡易にすることができる。

【0055】

第１のワーク搬送装置１は、ワイヤー４１をハンド部１６，２６の方向に向けるための第１の定滑車３１に加えて、第２の定滑車３２を備える。そして、ワイヤー４１は、動滑車３３と第２の定滑車３２との周りを巻回している。更に、第１のワーク搬送装置は、第１のアーム駆動装置と第２のアーム駆動装置とが独立して駆動可能に形成されている。この構成を採用することにより、工作機械からのワークの取り外しおよび工作機械へのワークの取り付けを、それぞれのアームにて独立して行うことができる。

【0056】

また、動滑車３３の移動長さを短くすることができる。本実施の形態においては、第２の定滑車３２と動滑車３３との周りを３周巻回しているために、動滑車３３の移動距離を６分の１にすることができる。この結果、搬送台２のばね支持部２ａを短くすることができて、搬送台２の高さを低くすることができる。動滑車と第２の定滑車との周りを巻回する回数は３回に限られず、任意の回数にて巻回することができる。第２の定滑車と動滑車との周りを巻回する回数を増やすほど、動滑車の移動長さを短くすることができる。なお、第２の定滑車と動滑車との周りを巻回する回数を増やすほど、ばね定数が大きなコイルばねを用いることが好ましい。

【0057】

本実施の形態のワーク搬送装置は、一方のアームを停止した状態で他方のアームを駆動することができる。そして、ワーク搬送装置は、第１のストッパと第２のストッパとを備える。それぞれのアームを上昇不能にするストッパを配置することにより、一方のアームを移動するときに、他方のアームを上側に向かってストッパに当接させて固定することができる。一方のアームを移動する時に、他方のアームを停止させるためには、他方のアームを駆動するアーム駆動装置に負荷が加わる。しかしながら、ストッパを配置することにより、他方のアーム駆動装置に負荷が加わることを回避できる。すなわち、一方のアームを移動する時に、他方のアームのアーム駆動装置を停止した状態にすることができる。

【0058】

本実施の形態の第１のワーク搬送装置においては、動滑車が１個であるが、この形態に限られず、さらに別の動滑車を組み合わせても構わない。動滑車を増やして付勢手段のストロークを更に短くしても構わない。または、定滑車や動滑車を用いることにより、付勢手段の延びる向きを変えても構わない。

【0059】

また、付勢手段としてはコイルばねに限られず、動滑車を付勢する任意の装置を採用することができる。付勢手段としては、油圧シリンダや空気圧シリンダ等の流体シリンダを採用することができる。例えば、油圧シリンダを採用する場合には、動滑車が接続されたピストンよりも下側の油室に一定圧の作動油を供給し、動滑車を上側に付勢するように形成することができる。

【0060】

図１０に、本実施の形態における第２のワーク搬送装置の概略図を示す。図１および図１０を参照して、第２のワーク搬送装置５は、第１のワーク搬送装置１の第２の定滑車３２を備えていない。第１のアーム１１から延びるワイヤー４１が１つの第１の定滑車３１に係合した後に動滑車３３に係合する。そして、動滑車３３から延びるワイヤー４１は、他の第１の定滑車３１に係合した後に第２のアーム２１に接続されている。

【0061】

また、第２のワーク搬送装置５においては、搬送台２のばね支持部２ａが水平方向に延びるように形成されている。そして、コイルばね４は、水平方向に延びるように配置されている。

【0062】

このように、第１のワーク搬送装置１の第２の定滑車３２が配置されておらず、第２の定滑車と動滑車との間でワイヤーが巻回されていなくても構わない。この構成を採用することにより、カウンターバランス機構の構成を簡易にすることができる。更には、接続部材としてのワイヤーは、第１のアームとの接続部と第２のアームとの接続部との間の領域にて第１の回転部材が係合していれば構わない。第１の回転部材としては動滑車または定滑車のいずれも採用することができる。

【0063】

また、コイルばね４が水平方向に延びるように配置されているために、第２のワーク搬送装置５の高さを低くすることができる。第２のワーク搬送装置５は、例えば、加工システムを収容する建屋の天井が低い場合に好適である。なお、コイルばねが水平方向に延びるように配置されたワーク搬送装置においても、第２の定滑車を配置して、第２の定滑車と動滑車との間でワイヤーが巻回されていても構わない。

【0064】

図１１に、本実施の形態における第３のワーク搬送装置の第１の概略図を示す。図１および図１１を参照して、第３のワーク搬送装置６は、第１のワーク搬送装置１に配置されている動滑車３３、第２の定滑車３２およびコイルばね４を備えていない構造を有する。また、第１のアーム１１および第２のアーム２１を駆動する駆動装置として、第１のアーム駆動装置が配置されておらずに、第２のアーム駆動装置が配置されている。

【0065】

第３のワーク搬送装置６においては、第１のアーム１１と第２のアーム２１とが、連動して移動する。ワイヤー４１は、一方の端部が第１のアーム１１に接続されている。ワイヤー４１は、２つの第１の定滑車３１に係合した後に、他方の端部が第２のアーム２１に接続されている。ワイヤー４１は、第１の定滑車３１に吊り下げられている。ワイヤー４１は、一方の端部と他方の端部との間の部分が第１の定滑車３１に係合している。第３のワーク搬送装置６では、第１の定滑車３１が第１の回転部材として機能する。

【0066】

図１１は、第１のアーム１１が工作機械に向かって移動した状態を示している。この状態において、第１のアーム１１により、加工後のワークを工作機械から取り外すことができる。次に、第２のアーム駆動装置を駆動することにより、第２のアーム２１を矢印９６に示すように下側に移動することができる。第１のアーム１１は、矢印９５に示すように上側に移動する。

【0067】

図１２に、第３のワーク搬送装置の第２の概略図を示す。図１２は、第１のアーム１１を移動範囲の上端部まで移動して、第２のアーム２１を移動範囲の下端部まで移動した状態である。この状態にて第２のアーム２１にて加工前のワークを工作機械に取り付けることができる。

【0068】

図１３に、第３のワーク搬送装置の第３の概略図を示す。レール部３ａ上にて搬送台２を移動する場合には、第１のアーム１１および第２のアーム２１を移動範囲の中間位置に配置することができる。たとえば、第１のアーム１１のハンド部１６と第２のアーム２１のハンド部２６とを略同じ高さにすることができる。そして、搬送台２を矢印８１に示す方向に移動することができる。

【0069】

第３のワーク搬送装置６においては、一方のアームが移動する時に他方のアームが錘となり、カウンターバランス機構を構成することができる。この結果、アーム駆動装置に加わる負荷を軽減することができる。

【0070】

図１４に、本実施の形態における第４のワーク搬送装置の概略図を示す。本発明のワーク搬送装置のアームは、２本に限定されるものではなく、複数本のアームを備えることができる。アームが３本以上になる場合は、２個のハンド部１６，２６をはじめとする各アームのハンド部１６，２６，７６に動滑車３６を回転可能に固定する。動滑車３６にワイヤー４１を掛け、ワイヤー４１の端部４１ａを搬送台２に固定する。図１４には、アームを３本備えるワーク搬送装置が示されている。第４のワーク搬送装置は、第１のアーム１１および第２のアーム２１に加えて、第３のアーム７１を備える。第３のアーム７１は、ワークを保持するハンド部７６を含む。それぞれの第１の定滑車３１は、搬送台２に支持されている。第３のアーム駆動装置のピニオン７３が回転することにより、第３のアーム７１が上下方向に移動する。図１４に示すとおり、アームの数が増えても、複数のアームのカウンターバランス機構を１つのコイルばねで共用することができて、コイルばねの数を増やさなくても構わない。

【0071】

図１５に、本実施の形態における第５のワーク搬送装置の概略図を示す。第５のワーク搬送装置は、第４のワーク搬送装置に第２の定滑車３２を配置し、ワイヤー４１を動滑車３３と第２の定滑車３２との周りに巻回させた例である。

【0072】

図１６に、本実施の形態における第４のワーク搬送装置を備える他の加工システムの概略図を示す。次に、３本のアームを備えた第４のワーク搬送装置の動作について説明する。この加工システムでは、第１の工作機械６１ａにてワーク５２ｃを単独で加工し、第２の工作機械６１ｂにてワーク５２ｄを単独で加工し、第３の工作機械６１ｃにてワーク５２ｃとワーク５２ｄを組み立てた状態で加工する。そして、それぞれのワークの加工を同時期に並行して実施する。３本のアームを備えたワーク搬送装置は、この加工システムに好適である。

【0073】

より具体的には、第１の工作機械６１ａにて加工されたワーク５２ｃを第１のアーム１１で取りに行き、第２の工作機械６１ｂで加工されたワーク５２ｄを第２のアーム２１で取りに行く。次に、第３の工作機械６１ｃで加工されたワーク５２ｃ，５２ｄを組み立てた状態のまま第３のアーム７１で取る。そして、第１のアーム１１で保持していた加工されたワーク５２ｃを第３の工作機械６１ｃに載置し、第２のアーム２１で保持していた加工されたワーク５２ｄを第３の工作機械６１ｃのテーブル上に載置されているワーク５２ｃに組み付けながら載置する。

【0074】

その後に、第３のアーム７１に保持された完成品のワーク５２ｃ，５２ｄをワーク搬出ステーション５１ｂに載置する。第４のワーク搬送装置は、アームが３本あるために、加工中の単体のワーク５２ｃおよび単体のワーク５２ｄを搬送するときに、完成品のワーク５２ｃ，５２ｄをワーク搬出ステーション５１ｂに置きに行く必要はなく、サイクルタイムを短縮することができる。

【0075】

または、予め第２のアーム２１でワーク投入ステーション５１ａに載置されている未加工のワーク５２ｃを持ち上げておき、第１の工作機械６１ａに加工済みのワーク５２ｃを取りに行くと共に、第２のアーム２１にて未加工のワーク５２ｃを第１の工作機械６１ａに載置しても構わない。同様に、予め第３のアーム７１でワーク投入ステーション５１ａにある未加工のワーク５２ｄを持ち上げておき、第２の工作機械６１ｂに第２のアーム２１にて加工済みのワーク５２ｄを取りに行くと共に、第２の工作機械６１ｂに未加工のワーク５２ｄを載置してもよい。この場合には、はじめにワーク投入ステーション５１ａに未加工のワーク５２ｃ，５２ｄを取りに行けばよく、搬送途中でワーク投入ステーション５１ａに未加工のワーク５２ｃ，５２ｄを取りに戻る必要はない。この場合にもサイクルタイムの短縮を図ることができる。

【0076】

本実施の形態においては、第１のアームと第２のアームとを接続する紐状の接続部材として金属製のワイヤーを例に取り上げたが、この形態に限られず、接続部材は、紐状であり、定滑車や動滑車に係合する任意の部材を採用することができる。たとえば、接続部材は、樹脂などの任意の材質にて形成することができる。回転部材としては、搬送台に支持され、接続部材に係合して回転する任意の部材を採用することができる。例えば、接続部材としてチェーンを採用し、回転部材として外周に歯車が形成されたスプロケットを採用しても構わない。更には、接続部材としてベルトを採用し、回転部材としてプーリーを採用しても構わない。

【0077】

また、本実施の形態のそれぞれのアームを上下方向に移動させる駆動装置は、サーボモータ、ラックおよびピニオンを含むが、この形態に限られず２つのアームを駆動する任意の装置を採用することができる。たとえば、駆動装置は、油圧装置およびシリンダによりアームを移動させるように形成されていても構わない。

【0078】

本実施の形態のワーク搬送装置は、ワーク投入ステーションおよびワーク搬出ステーションのうちいずれか一方と工作機械との間でワークを搬送する他に、複数の工作機械同士の間でワークを搬送することができる。

【0079】

上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

【符号の説明】

【0080】

１ 第１のワーク搬送装置
２ 搬送台
３ フレーム
３ａ レール部
４ コイルばね
５ 第２のワーク搬送装置
６ 第３のワーク搬送装置
１１ 第１のアーム
１８ 第１のストッパ
２１ 第２のアーム
２８ 第２のストッパ
３１ 第１の定滑車
３２ 第２の定滑車
３３ 動滑車
４１ ワイヤー
５１，５１ａ ワーク投入ステーション
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ ワーク
６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ 工作機械
６２ テーブル

【要約】

【課題】複数のアームを備え、カウンターバランス機構の構造が簡易なワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】ワーク搬送装置は、工作機械またはワーク投入ステーションに対して昇降し、ワークの授受を行う第１のアーム１１および第２のアーム２１と、第１のアーム１１および第２のアーム２１を支持して工作機械とワーク投入ステーションとの間を移動する搬送台２と、第１のアーム１１と第２のアーム２１とを接続するワイヤー４１と、搬送台２に支持された動滑車３３とを備える。ワイヤー４１は、第１のアーム１１との接続部と第２のアーム２１との接続部との間の領域で動滑車３３に係合している。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】