(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、最近では、この種の分野(鋳造工程)においても、生産工程におけるハイサイクル化へのニーズが高まってきており、上記特許文献1に記載のように、トリミング処理機で方案部を除去した後に、方案部を除去した状態の鋳造品を次工程に搬送するプロセスを見直す必要性が生じている。すなわち、従来、鋳造品は、ダイカストマシンから取り出された直後に方案部を除去して、然る後、コンベアで次工程に搬送されていたが、この方案部の除去工程がハイサイクル化の妨げと推察されることから、この除去工程(トリミング工程)を省略して、言い換えると方案部を残したままで鋳造品を次工程に向けて搬送し、次工程で仕上げ加工と共に方案部の除去を併せて実施することが検討されている。
【0005】
しかしながら、方案部等を残した状態の鋳造品をコンベアなどの搬送装置で搬送する場合には、方案部やバリなどの鋳造品から突出した部分が搬送装置やその周囲と干渉し、あるいは搬送方向に隣接する鋳造品同士が干渉する事態が懸念される。そのため、このような事態を回避するべく、鋳造品1個当りの搬送スペースを大きくとる必要が生じるが、これだと、コンベアの幅寸法や全長を必要以上に大きくとらざるを得ず、搬送効率の低下、ひいてはハイサイクル化に相反する結果を招く。
【0006】
あるいは、搬送装置やその周囲との干渉がなかったとしても方案部やバリが鋳造品の製品部分から脱落して落下することがあり、これにより搬送装置が停止する事態が起こり得る。また、ハイサイクル化のためには、搬送先の工程での作業性(ワークに対するコンタクトのし易さ)を重視して、ワークの搬送姿勢(コンベアへの載置姿勢)を決定する必要も生じるが、そうなると、ワークの種類によっては、搬送時にバランスを大きく崩してしまいかねず、安定した搬送が難しくなるおそれもある。このように、従来の搬送装置では、鋳造品を安定して搬送することが難しく、このことによっても生産工程のハイサイクル化を達成し難いとの問題がった。
【0007】
上述の問題は何も鋳造品の生産工程に限ったことではなく、例えば樹脂の射出成形品など、製品以外の部分(ランナやゲートなど)が最終的に製品となる部分と一体化した状態で成形される成形品のほか、コンベアの搬送面に対して全面で当接載置できない、言い換えると安定した姿勢で載置できないようなワークの生産工程においても同様の問題が懸念される。
【0008】
以上の事情に鑑み、ワーク形状によらず、製品以外の部分が最終的に製品となる部分と一体化した状態のワークを効率良くかつ安定して搬送することで、生産工程のハイサイクル化を達成することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題の解決は、本発明に係るワーク搬送装置により達成される。すなわち、この搬送装置は、長手方向の中心軸まわりに回転可能な複数の棒状部材と、棒状部材の回転を制御するための回転制御部とを備え、複数の棒状部材は、長手方向の一端側を他端側より上方に配置することで、水平方向に対して傾斜させた状態で配設され、かつ、ワークが複数の棒状部材に跨って載置
され、かつ複数の棒状部材の中心軸の上方で支持されるように、当該複数の棒状部材が互いに平行に配設され、ワークを載置した状態で棒状部材の回転を回転制御部で制御することにより、
棒状部材上に載置した際のワークの姿勢が維持されるように、ワークを棒状部材の長手方向に沿って移動可能とし
、かつ回転制御部により複数の棒状部材の全ての回転を停止させることにより、棒状部材の長手方向に沿ったワークの移動を終了し、かつ終了時の位置でワークを停止可能とした点をもって特徴付けられる。
また、前記課題の解決は、本発明に係るワーク搬送方法によっても達成される。すなわち、この搬送方法は、長手方向の中心軸まわりに回転可能な複数の棒状部材と、棒状部材の回転を制御するための回転制御部とを備え、複数の棒状部材は、長手方向の一端側を他端側より上方に配置することで水平方向に対して傾斜させた状態で、互いに平行に配設されているワーク搬送装置を用いてワークを搬送するための方法であって、ワークが複数の棒状部材に跨るようにかつ複数の棒状部材の中心軸の上方で支持されるようにワークを載置した状態で、棒状部材の回転を回転制御部で制御することにより、棒状部材上に載置した際のワークの姿勢が維持されるように、ワークを棒状部材の長手方向に沿って移動可能とし、かつ回転制御部により複数の棒状部材の全ての回転を停止させることにより、棒状部材の長手方向に沿ったワークの移動を終了し、かつ終了時の位置でワークを停止可能とした点をもって特徴付けられる。
【0010】
このように、本発明によれば、複数の棒状部材に跨るようにワークを載置することで、当該ワークが各棒状部材によって下方から支持される。そして、この状態から棒状部材を長手方向の中心軸まわりに回転させるようにし、かつ、その際の回転を回転制御部により制御することでワークを棒状部材の長手方向に沿って移動させるようにしたので、ワークを落下させることなく安定して搬送することができる。言い換えると、回転制御部による棒状部材の回転制御により、ワークの形状や棒状部材上への載置姿勢に応じて、搬送中のバランスが保たれるようにワークを搬送することができる。従って、例えばワークが鋳造品の場合における方案部など、製品以外の部分が最終的に製品となる部分と一体化した状態のワークを周囲と干渉させることなく搬送でき、干渉回避のための余分なスペースをワークのまわりや搬送装置の周囲に設けずに済む。これにより、ワークの間隔を詰めて搬送することができるので、搬送効率の向上、ひいてはハイサイクル化につながる。また、棒状部材上での載置姿勢に関係なくワークを搬送できることで、搬送先での作業性が増すため、これによってもハイサイクル化が期待できる。また、複数の棒状部材でワークの支持及び搬送を図るようにしているので、バリなど製品以外の部分がワークから脱落して落下したとしても棒状部材の回転が停止することはない。従って、搬送ラインが停止する事態を確実に回避することができ、これによってもハイサイクル化を図ることができる。
【0011】
また、本発明に係るワーク搬送装置は、回転制御部が、複数の棒状部材の回転方向及び回転速度を個別に制御可能としたものであってもよい。
【0012】
本発明のように、複数の棒状部材に跨って載置したワークを、棒状部材の回転により移動させるようにした場合、本発明者の検証によれば、ワークによっては、複数ある棒状部材の回転方向を異ならせることで、安定した搬送が実現できることが判明した。また、これら棒状部材の間で回転速度を異ならせることで、ワークの移動速度を調整できることも判明した。従って、上述のように複数の棒状部材の回転方向や回転速度を個別に制御することにより、ワークの形状や棒状部材への載置姿勢に応じて、安定した搬送を実現できる。また、搬送距離やサイクルタイムに応じてワークの搬送速度を調整することもできるようになるため、搬送装置の汎用性をさらに高めることが可能になる。
【0013】
また、本発明に係るワーク搬送装置は、回転制御部により全ての棒状部材の回転を停止させることにより、棒状部材の長手方向に沿って移動中のワークを停止可能としたものであってもよい。
【0014】
このように、棒状部材の回転制御により棒状部材上を移動中のワークを停止可能とすることで、棒状部材上におけるワークの位置を制御することができるので、棒状部材上に複数個のワークを整列させることができる。従って、効率よく複数個のワークを次工程に向けて搬送することができる。また、何らかの事情で搬送作業を一時的に中止せざるを得ない場合であっても、迅速にワークの搬送を停止することができる。
【0015】
また、本発明に係るワーク搬送装置は、棒状部材を回転支持する回転支持部をさらに備え、回転支持部は、棒状部材の長手方向一端部に連結される連結部材と、連結部材に設けられ、棒状部材より外径の小さい小径部と、小径部を回転可能に支持する受け部材とで構成されるものであってもよい。
【0016】
このように棒状部材の回転支持部を構成することで、例えばワーク搬出側となる長手方向一端側に配設される回転支持部の外径寸法を、棒状部材と同径もしくはそれ以下に設計することができる。正確には、回転支持部を構成する受け部材の上方部分の形状及びサイズを、搬送装置(棒状部材上)から搬出されるワークと干渉しないように設計することができる。棒状部材それ自体ではなく、棒状部材の長手方向一端部と連結される連結部材を回転支持するようにしているためである。従って、この構成によれば、ワークを持ち上げることなくスムーズに搬出することが可能となる。
【発明の効果】
【0017】
以上のように、本発明によれば、ワーク形状によらず、製品以外の部分が最終的に製品となる部分と一体化した状態のワークを効率良くかつ安定して搬送することで、生産工程のハイサイクル化を達成することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係るワーク搬送装置の一実施形態を図面に基づき説明する。この実施形態では、ダイカスト法で成形したエンジンのシリンダブロック(鋳造品)を鋳造工程から次工程に向けて搬送する場合を例に取って説明する。なお、これ以降の説明においては、特に断りのない限り、鉛直方向を単に上下方向というものとする。
【0020】
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置10の全体構成を示す平面図である。同図に示すように、この搬送装置10は、長手方向の中心軸Xまわりに回転可能な複数の棒状部材11と、棒状部材11の回転を制御するための回転制御部12と、棒状部材11を回転支持する回転支持部13とを備える。この実施形態では、
図2に示すように、2本の棒状部材11が互いに平行に配設されると共に、これら2本の棒状部材11に跨ってワークWを載置可能なように、2本の棒状部材11の間隔が所定の大きさに設定される。また、この実施形態では、回転制御部12は、棒状部材11の長手方向一端部と動的に連結され、棒状部材11に駆動力を付与する回転駆動部14と、回転駆動部14に接続され、回転駆動部14による駆動力の伝達を制御する制御手段15とで構成される。よって、この場合、棒状部材11の長手方向一端側(ワーク搬入側)を回転支持する回転支持部13は、回転駆動部14で構成される。
【0021】
棒状部材11は円筒状の外周面を有するもので、例えばSUSなどの金属製のパイプから形成される。また、この実施形態では、2本の棒状部材11は共に、後述するワーク搬入側の端部(
図2でいえば左側の端部)が、ワーク搬出側の端部(
図2でいえば右側の端部)に比べて上方に位置するよう水平方向に対して所定角(例えば5〜10°)傾斜させた状態で配設されている。この角度範囲は、後述のように、全ての棒状部材11の回転を停止することにより、棒状部材11の長手方向に沿って移動中のワークWを停止可能とし、かつ棒状部材11を静止させた状態で、棒状部材11上に載置した状態のワークWが自重で移動しない程度の角度範囲として設定される。
【0022】
回転制御部12を構成する回転駆動部14は例えばモータで構成され、
図1に示すように、回転駆動部14の回転軸と、各棒状部材11の長手方向の中心軸Xとが一致するように動的に連結される。これにより、棒状部材11を長手方向の中心軸Xまわりに回転させることが可能となっている。また、各回転駆動部14はそれぞれ制御手段15に電気的に接続されており、制御手段15によって各棒状部材11の回転方向や回転速度、あるいは回転トルクを個別に制御可能としている。従って、上述の回転制御部12により各棒状部材11の回転を制御することによって、2本の棒状部材11に跨って載置したワークWを、棒状部材11の長手方向に沿って、かつワーク搬出側に向けて移動(スライド)可能としている(後述する
図5、
図6を参照)。また、全ての棒状部材11の回転を停止することにより、棒状部材11の長手方向に沿って移動中のワークWを停止可能としている。このようにして、棒状部材11上におけるワークWの長手方向位置が調整され得る。
【0023】
棒状部材11の長手方向他端側、すなわちワーク搬出側の端部を回転支持する回転支持部13は、この実施形態では、
図3に示すように、棒状部材11のワーク搬出側の端部に連結される連結部材16と、連結部材16に設けられ、棒状部材11より外径の小さい小径部17と、小径部17を回転可能に支持する受け部材18とで構成される。この場合、連結部材16は、小径部17及び小径部17より大径の大径部19とを一体に有する筒状部材20と、筒状部材20の内周に嵌め込むことで大径部19を拡径可能とする連結ボルト21、及び筒状部材20と連結ボルト21との間に介装されるキャップ22とからなる。また、大径部19には円周方向の数箇所に長手方向に伸びるスリット(図示は省略)が設けられている。従って、金属製のパイプ材から形成される棒状部材11の内周に筒状部材20の大径部19を挿入し、小径部17を受け部材18としての滑り軸受の内周に配置した状態で、小径部17側から筒状部材20の内周に連結ボルト21を嵌め込む(締め付ける)ことで、大径部19が拡径し、筒状部材20と棒状部材11が連結される。そして、筒状部材20の小径部17を受け部材18で回転支持することで、筒状部材20を有する連結部材16と連結された棒状部材11を回転支持可能としている。また、この際、受け部材18としての滑り軸受の外径寸法は、棒状部材11の外径寸法以下に設計される。
【0024】
以下、上記構成のワーク搬送装置10を用いた場合のワークWの搬送態様の一例を説明する。
【0025】
まず、
図1に示すように、図示しない鋳造装置で成形された鋳造品(ワークW)を、同じく図示しないロボットアーム等により鋳造装置から取り出して、ワーク搬送装置10の棒状部材11上に設けたワーク受け入れ位置23に移載する。この実施形態では、鋳造装置から取り出した直後のワークW(鋳造品)を棒状部材11上に移載することから、ワークWとしての鋳造品は、
図4に示すように、最終的に製品となる部分Waと、方案部など製品以外の部分Wbとが一体化した状態にある。そのため、その載置姿勢によっては、
図4に示すように、製品以外の部分Wbが棒状部材11と幅方向(水平方向でかつ棒状部材11の長手方向に直交する向きをいうものとする。以下、同じ。)で当接した状態でワークWが2本の棒状部材11に跨って載置される。
【0026】
このように、棒状部材11上の所定位置(ワーク受け入れ位置23)にワークWが載置され、2本の棒状部材11で下方から支持されたら、次のワークWがロボットアーム等によりワーク受け入れ位置23に移載されて来るまでの間に、制御手段15からの指令により各回転駆動部14(モータ)を駆動し、各回転駆動部14と動的に連結された2本の棒状部材11を共に回転駆動させる。この際、ワークWの形状や載置姿勢(
図4を参照)に応じて、各棒状部材11の回転方向や回転速度等がそれぞれ制御される。言い換えると、搬送中のワークWの姿勢が変わらずバランスが維持されるように、各棒状部材11の回転方向等が制御手段15により制御される。この図示例の場合、
図4に示すように、例えば2本の棒状部材11を同じ方向(
図4でいうと方案部が棒状部材11に押し付けられる向き)に回転させることで、ワーク受け入れ位置23に載置したワークWが、棒状部材11の長手方向の一方に向けて移動を開始する。具体的には、
図5中の2点鎖線で示す位置から実線で示す位置に向けてワークWがスライド動作を開始する。そして、所定距離だけ移動した時点で、回転駆動部14の駆動を停止し、棒状部材11の回転を停止する。これに伴い、ワークWのスライド動作も終了し、終了時の位置(
図5でいえば実線で示す位置)で停止する。
【0027】
このようにして、ワーク受け入れ位置23に載置したワークWを棒状部材11の長手方向の一方に向けてスライドさせ、所定距離移動させた後に停止させると共に、
図6に示すように、新たに鋳造装置で成形されたワークW’(鋳造品)を、上記スライド動作により空いたワーク受け入れ位置23に移載する動作を繰り返すことで、棒状部材11上に複数個のワークWが所定間隔で整列された状態で順次搬送される。そして、スライド方向の最も前方側に到達したワークW’’はワーク搬送装置10の外へ搬出される。この際、
図3に示すように、ワーク搬出側の回転支持部13を構成する受け部材18は、棒状部材11と同じかそれ以下の外径寸法に設計されているので、棒状部材11よりも上方に突出することはない。よって、上述のようにワークW’’のスライド動作を引き続き行うことで、ワークW’’が棒状部材11のワーク搬出側の端部から受け部材18へと乗り移り、そのままワーク搬送装置10の外に排出される。これにより、ワーク搬送装置10に隣接して配設される次工程(例えば図示は省略するが、方案部除去工程、又は方案部除去工程を兼ねた仕上げ加工工程)へとワークW’’が搬送される。
【0028】
以上のように、複数の棒状部材11に跨るようにワークWを載置した状態で棒状部材11を長手方向の中心軸Xまわりに回転させるようにし、かつ、その際の回転を回転制御部12により制御することでワークWを棒状部材11の長手方向に沿って移動させることで、ワークWを落下させることなく安定して搬送することができる。言い換えると、回転制御部12による棒状部材11の回転制御により、ワークWの形状や棒状部材11上への載置姿勢に応じて、搬送中のバランスが保たれるようにワークWを搬送することができる。特に、この実施形態では、
図4に示すように、方案部(製品以外の部分Wb)が一方の棒状部材11に押し当てられる向きに棒状部材11を回転させるようにしているので、棒状部材11がガイドとして機能し、より確実に搬送することができる。従って、方案部(製品以外の部分Wb)が最終的に製品となる部分Waと一体化した状態のワークWを周囲と干渉させることなく搬送でき、干渉回避のための余分なスペースをワークWのまわりや搬送装置の周囲に設けずに済む。これにより、ワークWの間隔を詰めて搬送することができるので、搬送効率の向上、ひいてはハイサイクル化につながる。また、棒状部材11上での載置姿勢に関係なくワークWを搬送できることで、搬送先となる次工程での作業性を優先して載置姿勢を決定することができ、これによってもハイサイクル化が期待できる。また、複数の棒状部材11でワークWの支持及び搬送を図るようにしているので、バリなど製品以外の部分WbがワークWから脱落して落下したとしても棒状部材11の回転が停止することはない。従って、搬送ラインが停止する事態を確実に回避することができ、これによってもハイサイクル化を図ることができる。
【0029】
また、この実施形態では、回転制御部12により、複数の棒状部材11の回転方向及び回転速度等を個別に制御可能としたので、ワークの形状や載置姿勢に関係なく、当該ワークを安定して搬送することが可能となる。例えば
図7に示すような形状のワークWを搬送する場合、2本の棒状部材11を異なる方向(それぞれ幅方向の内向き)に回転させることで、ワークWの姿勢を変えることなくバランスを維持した状態で搬送することが可能となる。また、これら棒状部材11の回転速度を高めることで、ワークWの移動速度を高めることもできるので、搬送距離やサイクルタイムに応じてワークWの搬送速度を調整することもできる。なお、上述のように棒状部材11の回転方向や回転速度等を制御することで、載置状態にあるワークWの移動(スライド)動作を制御できる理由として、ワークWと棒状部材11とが搬送方向に沿って接触しており、接触面積が小さい点、ワークWが鋳造品であって、その表面は成形面であることから比較的粗面である点、などが考えられる。すなわち、搬送対象となるワークWが鋳造品であれば、よりワークWの搬送を所望の態様に制御し易いため、好適である。
【0030】
また、この実施形態のように、ワークWを2本の棒状部材11で支持及び搬送するようにしたので、搬送中のワークWの露出面積が大きい。そのため、鋳造直後のワークW(鋳造品)をワーク搬送装置10で搬送する間にワークWを冷却する場合、冷却水等を噴き付け可能な面積が大きくなり、冷却効率が高まる。また、搬送時、ワークWの下方が空いているので、冷却水を下方に排出することができるので、この点でも冷却に適している。また、上述のように、ワークWが鋳造品の場合、これを支持する棒状部材11をSUS等の金属で形成できることから、冷却水が付着しても錆びることはない。また、載置直後のワークWが高温であっても熱ダメージを受けずに済む。さらには、水の介在下であっても、棒状部材11の回転制御によりワークWの搬送を所望の態様に搬送できることが本発明者の検証により判明しているので、この点でも問題はない。
【0031】
また、上述のように、本発明に係るワーク搬送装置10によれば、ワークWの形状に関係なく安定した搬送を実現できるので、複数種のワークWを単一のラインで搬送することができる。これにより、搬送ラインの削減化、ひいては設備コストの低減化を図ることが可能となる。また、上述したワーク搬送装置10であれば、非常に単純な構造とすることができるので、製作コストを小さく抑えられる。
【0032】
以上、本発明に係るワーク搬送装置の一実施形態を説明したが、この搬送装置及びこの搬送装置を用いた搬送方法は、上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採ることが可能である。
【0033】
例えば、上記実施形態では、棒状部材11を金属製のパイプで形成した場合を説明したが、もちろん、柱状の金属棒材を切り出すことで中実状の棒状部材11を形成してもよい。また、ワークWの重量にもよるが、2本の棒状部材11のみでワークWを安定して支持することが困難と思われる場合には、3本あるいはそれ以上の棒状部材11を並列に配設するようにしても構わない。
【0034】
また、回転制御部12による棒状部材11の回転制御に関し、例えば複数の棒状部材11の回転方向が同じであれば、一方の棒状部材11にのみ回転駆動部14を連結して、この回転駆動部14からの回転駆動力を他方の棒状部材11側にチェーン等を介して伝達するようにしてもよい。また、ワークWの種類や載置状態によっては、複数ある棒状部材11のうち一部の棒状部材11のみを回転駆動し、残りの棒状部材11を停止状態にすることでワークWを搬送するようにしてもよい。あるいは、上記実施形態では、複数(2本)ある棒状部材11の間隔を一定の大きさに保っているが、当該間隔を可変とすることで、幅方向寸法の大きく異なるワークWに対応するようにしてもよい。
【0035】
なお、上記実施形態では、ワーク受け入れ位置23に搬入(移載)されたワークWを所定距離だけスライドさせた後に、棒状部材11の回転を停止させることで、ワークWのスライドを停止させる動作を繰り返すようにして、ワーク搬送装置10の外へ搬出する場合を説明したが、棒状部材11の回転を停止せずともワークWの搬入及び搬出を行うこともできる。例えば、図示は省略するが、棒状部材11を回転し続けてワークWを停止させることなく搬出位置までスライドさせることも可能である。また、この際、ワークWが棒状部材11の外周面上をスライドすることを利用して、搬出位置付近にストッパ(図示は省略)を設けてもよい。これにより、搬出位置近傍に位置する複数個のワークW間ピッチを搬入側に比べて狭めることができ、あるいは隣接するワークW同士を当接させた状態で搬出待機させることができる。これにより、搬送装置10の全長を短くしつつも、適切にアキューム搬送を図ることができる。
【0036】
また、上記実施形態では、エンジンのシリンダブロックを鋳造成形し、これを鋳造装置から次工程に搬送する場合を例にとって説明を行ったが、本発明は、上記以外の工程間の搬送にも適用することが可能である。また、搬送対象となるワークWについても上記例示の部品には限らない。例えば、樹脂の射出成形品など、製品以外の部分(ランナやゲートなど)が最終的に製品となる部分と一体化した状態で成形される成形品のほか、フラットな搬送面に対して全面で当接載置できない、言い換えると安定した姿勢で載置できないようなワーク(例えばクランクシャフトの如き鍛造品)の搬送にも本発明を適用することが可能である。
【0037】
また、上記以外の事項についても、本発明の技術的意義を没却しない限りにおいて他の具体的形態を採り得ることはもちろんである。