【実施例1】
【0020】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明の異形部品の個別取出装置Mは、適宜のフレーム1に対し、ワークストッカ2を設け、更にワークストッカ2の下方において往復動する押出プランジャ3、および押出プランジャ3と対向的に往復動する受取ノズル装置4を具え、更に補機的な部材として中継搬送装置5および供給設定装置6を具えてなるものである。
以下、異形部品の個別取出装置Mについては、個別取出装置Mと略記して説明する。
【0021】
まず個別取出装置Mは、適宜のテーブル上の機台Tに対し、フレーム1を支持させる。フレーム1は、一例として上部が開口したほぼ角筒状の筐体フレーム10として形成されるものであり、この筐体フレーム10を機台T上に設けられる支脚フレーム11によって角度設定自在に支持している。即ち、先ず筐体フレーム10の中央下方の左右両側にはブラケット状の接続フレーム12が設けられる。
一方支脚フレーム11には、その上方に円弧状の長穴とした調整ねじ孔13が形成され、これにより適宜のボルト締めにより、筐体フレーム10の設定角度を調整できるように構成されている。因みにこの調整角度は、水平状態から、約30度から45度の角度に設定できるものである。なお、フレーム1を構成する筐体フレーム10に関しては、更に種々のサブフレーム状の部材、作動スペース等が形成されるが、これらについては、他の部材の説明の際、それらとの関連においてその都度説明する。
【0022】
次にフレーム1の筐体フレーム10に対して取り付けられるワークストッカ2について説明する。ワークストッカ2は、ワークWを非整集合状態に収容する部材であって、上方が開口したホッパ形状を有する。まずその上方は、大きく開口した投入口20とするとともに下方に取出口21を設ける。この取出口21は、ワークストッカ2の下方におけるワークWの押出し面側の側壁面を開口させたものである。一方、ワークストッカ2の底部は、
図3、
図4に示すようにワーク案内レール22によって閉鎖される構成となっており、ワーク案内レール22は、ワークストッカ2の下面を前後方向に連なるように配設されている。
なおワーク案内レール22に沿って、後述する押出プランジャ3が往復動するように構成されている。ワーク案内レール22は、断面形状をほぼ逆W字状とするものであって、中央部に前記押出プランジャ3を案内するように凹陥した形状を有する中央案内部22aを形成するとともに、その両側部は排除傾斜面22bを構成している。なお前記取出口21の取出方向前方には前調整プレート21aが設けられ、取出口21の開口状態を設定できるようにしている。また後方にも後調整プレート21bが設けられている。
【0023】
次にこのワークストッカ2の底部近くを貫いて往復動する押出プランジャ3について説明する。
この押出プランジャ3の駆動源は、押出シリンダ30であって、筐体フレーム10に固定された適宜のシリンダブラケットに対し取り付けられている。この押出シリンダ30のシリンダロッド30aに対し、プランジャ本体31が固定され、更にプランジャ本体31の先端は幾分か凹陥するような形状としてワークWの捕捉を確実とするための捕捉凹部32を具える。
なお押出プランジャ3の移動範囲については、符号P0で示す位置が押出プランジャ3の始発位置、即ち押出プランジャ原点P0であり、符号P1で示す位置が押出プランジャ3の最も押し出された位置、即ち押出プランジャ上死点P1である。
【0024】
次に受取ノズル装置4について説明する。
この受取ノズル装置4は、前記筐体フレーム10内に掛け渡すように設けられたノズルマウントフレーム16に対し支持される。このノズルマウントフレーム16に対し、受取ノズル装置4全体をシフトするためのシフトシリンダ40が載るように支持される。このシフトシリンダ40のシリンダロッド40aは、ノズルホルダ41に接続されるものであり、このノズルホルダ41とは、保持アーム42、ノズル案内ロッド43、連結板44からなるノズルを支承する部材を総称するものである。まずノズルホルダ41の構成部材のひとつである保持アーム42について説明すると、このものは、充分な強度を有する側面視クランク状と表現できるような前後が反対方向に曲成された部材であって、一方の端部がシリンダロッド40aと接続されるロッド受部42aを構成し、他端は案内ロッド受部42bとされている。この案内ロッド受部42bには、
図5に示すようにノズル案内ロッド43を円滑にガイドするスライドガイド42cがスライド案内方向に見て左右両側に一対設けられている。この一対のスライドガイド42cに対し、一対のノズル案内ロッド43が摺動自在に支持されるものであり、このノズル案内ロッド43をつなぐような連結板44に対し、その中央部に受取ノズル45が保持される。
【0025】
以下受取ノズル45について説明する。この受取ノズル45は、先端を吸引口とするものであって一例としてノズルパイプ451と、その先端部にあるマウスパイプ452と、更にノズルパイプ451の他端側に伸びる吸引ホース453とを具える。なおマウスパイプ452は、ワークWを受け取り易いような柔軟な変形自在の部材とすることが好ましいが、このような変形をしない硬質の部材であってもよいし、あるいはこれを具えずノズルパイプ451の先端を直接吸引口としてもよい。更に連結板44によって、支持された受取ノズル45は、前記ノズルホルダ41における保持アーム42によって、押出プランジャ3と対抗的に同じ移動線上を移動できるように構成されている。ここで前記ノズル案内ロッド43が保持アーム42におけるスライドガイド42cに対し摺動自在であることから、シフトシリンダ40の伸長にも拘わらず一定位置まで突出してその位置にとどまるような作動が可能である。即ちたとえシフトシリンダ40のシリンダロッド40aの伸長が充分になされ、受取ノズル45のマウスパイプ452が押出プランジャ3の先端の捕捉凹部32にワークWを介して当接するような状態となった場合でも、このものがノズル案内ロッド43ごと、緩衝的に後退するような動きが確保されている。なお受取ノズル45の作動領域については、始発待機位置を受取ノズル原点S0、受取ノズル45を最も突出させた位置を受取ノズル下死点S1、ワークWを受け取る範囲を受取ノズル作動ゾーンSzとする。
【0026】
次に吸引ホース453について説明すると、このものは、ワークWを受取ノズル装置4によって吸引保持するための受取ノズル45とバキューム機構とを連通させるものである。一例としてこのバキューム機構は、工場等に設置されるコンプレッサーの噴出しを利用して作動するエゼクタ455であり、一般的なエゼクタ機構に採用されているようにバキューム吸引作用のほか、その停止、及び更に僅かなエア吐出までの作用がなされる。加えてこの途中には、吸引負圧の変化を感知できる吸引検出センサスイッチ456を設けるものであり、このものは、適宜数値をデジタル制御して、吸引負圧の有無を検知してエゼクタ455による吸引状態を遮断するスイッチ作用をも兼ねるものである。
【0027】
ここで押出プランジャ3と受取ノズル装置4とが対向する部位、即ちほぼ筐体フレーム10の中央付近が
図6−1(a)に示す捕捉スペース10Sとなるものであり、この部位は前記受取ノズル作動ゾーンSzとかなり重複する。この部位には、前記受取ノズル45におけるマウスパイプ452に捕捉されたワークWがあるか否かを検出するための光電スイッチ等を適用したワーク有無感知センサ17が設けられる。
【0028】
次に詳細な作動状態は後述するが、筐体フレーム10内において個別取り出しされたワークWは、更に中継搬送装置5によって適宜必要な供給箇所等に移送される。この中継搬送装置5は、中継ホッパ51を前記筐体フレーム10における取出ホッパ15の下方に臨ませ、中継ホッパ51の下方に搬送ボックス52を設けた構成を採る。なお、搬送ボックス52内には、落下してきたワークWを適宜送り出し方向寄りに偏寄させるためのシュート板52aを設け、エアノズル53が配設される。
更に、搬送ボックス52は、エアノズル53と反対の部位を幾分か絞り込んで円形断面のホースと接続できるようにしたホースジョイント54を有するものであり、この先端に搬送ホース55を具える。なおエアノズル53からは、工場内に設置したエアコンプレッサからのエアが吹き出すように構成されている。
なお当然ながらエアコンプレッサの圧搾空気を無駄しないため、ワークWの落下を検出する都度、噴出しが停止されるような構成とすることが好ましい。このような搬送ホース55の他端側は、供給設定装置6に至る。
【0029】
以下供給設定装置6について説明する。このものは、取込ボックス61の上面に前記搬送ホース55が接続され、一方取込ボックス61の底板62には、落下孔62aが設けられる。
更に底板62の上面には、底部シャッタ63が重なるようにして摺動自在に設けられている。この底部シャッタ63は、前記落下孔62aとほぼ同形状のシャッタ孔63aを具えるものであり、エアシリンダ、電磁プランジャ等を用いたシフトアクチュエータ64によってスライドシフトがされる。
この底部シャッタ63は、常時はシャッタ孔63aを底板62の落下孔62aと合致させない状態で待機し、この状態では取込ボックス61に移送されてきたワークWをその中に留める作用をしている。
一方ワークWを1個ごと、あるいは所定数量まとめた上で取り出す際には、シフトアクチュエータ64により、底部シャッタ63を駆動し、シャッタ孔63aと落下孔62aとを合致させることにより、取込ボックス61の底部に受け取られたワークWをその下方のサービストレー65に落下させ、作業者の手許近くに供給する。
なお他のシフト形態や、個数ごとの自動取り出し、更には不適切な取り出しがされた際の対応作動等については、種々のプログラム形態を取り得る。これについては作動状態を説明する中で後述する。
またワークWの取り出しのためのシフトアクチュエータ6
4による底部シャッタ63の動きはリミットスイッチ66により検出される。
【0030】
本発明は、以上述べた構成部材を具えるものであり、以下このものの作動態様を説明する。
<1.始発状態>
まず始発状態では、
図6−1(a)(b)、
図7に示すように、ワークストッカ2に対し、異形部品たるワークWがバルクストックの状態、即ち非整集合状態にストックされる。
一方、押出プランジャ3にあっては、押出シリンダ30のシリンダロッド30aが最も収縮した状態であり、従ってプランジャ本体31における先端の捕捉凹部32の位置は、概ねワークストッカ2の取出口21と反対側の壁面近くに臨んだ位置に待機している。この状態において、プランジャ本体31における先端の捕捉凹部32が臨む地点が、押出プランジャ原点P0である。
また、受取ノズル装置4についても、シフトシリンダ40のシリンダロッド40aは、収縮した状態であり、従って保持アーム42に支持されたノズル案内ロッド43も対向する押出プランジャ3から最も離反した位置に待機している。結果的にノズル案内ロッド43に支持される受取ノズル45も押出プランジャ3から最も離反した位置である受取ノズル原点S0に待機している。なお実質的には、筐体フレーム10が傾斜して設置され、且つ受取ノズル装置4側が上方に配置されているから、受取ノズル装置4における受取ノズル45は、その自重並びに吸引ホース453の取回しの向きに因む緩やかな弾性力で最も下がった状態に待機している。即ちノズル案内ロッド43は、捕捉スペース10S側に突き出た状態に設定されている。
【0031】
<2.個別取り出しの作動状態>
[ステップ1]
まず適宜のスイッチング操作により、スタートが指示されると前記押出プランジャ3と受取ノズル装置4とは、ほぼ同時に作動を開始する。即ち押出プランジャ3にあっては、筐体フレーム10が傾斜配置されているときには、下方から押出シリンダ30のシリンダロッド30aが伸長することにより、プランジャ本体31がワークストッカ2の底部を通過しながら、取出口21から更に張り出して上昇するような動きを行う。この動きにより、プランジャ本体31における捕捉凹部32は、ワークストッカ2内にバラ投入されていたワークWのいくつかを押し出すようにしながら押出プランジャ上死点P1まで至る(
図6−1(c)、
図7)。因みにこのとき、いくつかのワークWが当初プランジャ本体31により押し上げられてくるものの、捕捉凹部32に正確に捕捉されていないワークWは、ワーク案内レール22における排除傾斜面22bからズリ落ち取出口21周辺に戻るような動きをする。
一方対向する受取ノズル装置4における受取ノズル45は、適宜のプログラム制御により、吸引ホース453の吸引を開始し、且つシフトシリンダ40におけるシリンダロッド40aの伸長に伴い、下方に向かって、受取ノズル原点S0から捕捉スペース10Sに向かって伸長(降下)してくる。
【0032】
[ステップ2]
この状態が続けられると、押出プランジャ3における捕捉凹部32に捕らえられていたワークWは、上方から降下してくる受取ノズル45に当接する。つまりこの受取開始点Sにおいて押出プランジャ3におけるプランジャ本体31の先端の捕捉凹部32と、受取ノズル装置4のマウスパイプ452との間にワークWが挟まれる。なお受取ノズル45におけるマウスパイプ452は、材料によっては、その吸引を確実にするため柔軟な素材でワークWの形状にある程度追従できるようにすることが好ましい。
このときワークWを挟んだ押出プランジャ3と受取ノズル装置4とは、この間では直ちにワークWの受け渡しが行われるのではなく、一旦押出プランジャ3におけるプランジャ本体31が幾分か降下するように戻るまで継続する。
即ち前記押出プランジャ3における捕捉凹部32の位置と、受取ノズル45との位置関係をみると、
図7に示すように捕捉凹部32の位置が押出プランジャ上死点P1に至るまでの間、一方のこれに当接する側の受取ノズル45は、受取ノズル下死点S1より上方となっている。
従って、
図6−2(d)に示すように上死点まで持ち上げられたワークWに受取ノズル45が当接する際には、受取ノズル45は、シフトシリンダ40のシリンダロッド40aの伸長動作にかかわらず、それ以上の前進ができない。いわばフローティング保持されるノズル案内ロッド43がスライドガイド42c内を上方に移動するようにして、ノズル案内ロッド43ごと受取ノズル45は、ノズルホルダ41の進行方向に対して見掛け上、後退するような動きをして、押出プランジャ上死点P1を経て、受取ノズル下死点S1の間において、しばらくの間、押出プランジャ3における捕捉凹部32と受取ノズル45との間でワークWを挟んだ状態で保持し続けている。この状態で、吸引検出センサスイッチ456が微妙な真空圧力の変化を検出すると、この検出結果がワークWを保持していると認識し、押出プランジャ3におけるプランジャ本体31と受取ノズル45とは、ともに原点位置に復帰する。
この原点位置の復帰した状態で、前記真空圧力の変化が維持されていることは、受取ノズル45のマウスパイプ452にワークWが保持されている状況を示す一つの事象として装置内において自動的に認識される。
なおノズルの微妙な圧力変化が生じなかったときには、受取ノズル45のマウスパイプ452にワークWが捕捉されていないことを示すから、再び原点位置に戻り、前記ステップ1の動作を行う。
【0033】
[ステップ3]
一方受取ノズル45のマウスパイプ452にワークWが保持されている状況について、更に受取ノズル原点S0近くのフレーム1に設けられたワーク有無感知センサ17がワークWの存在を検知する。そしてワーク有無感知センサ17のワーク検知信号の出力と、前記吸引検出センサスイッチ456の圧力変化のデータの双方が揃った場合に、ワークWが確実にマウスパイプ452に捕捉されていると判断する(
図6−2(e))。
もちろんこの2系統のセンサ出力のAND状態によりワークWの捕捉状態を判断することは、その判断を確実性を高めるために有用である。しかしこれら2つのセンサ出力のいずれか一方のOR状態で捕捉判断して次工程に進めることももとより差し支えない。
このワーク捕捉の判断が装置内で自動的になされた後は、
図6−2(f)に示すようにワークWを個別取り出すために吸引ホース453の吸引を停止させ、マウスパイプ452に吸引保持されていたワークWは、その吸引支持を失い、下方に落下し、取出ホッパ15から中継搬送装置5に落下する。
なおエゼクタ455を用いるときは、回路切替により吸引作用に替えて吹出作用も可能であるから、ワークWを落下させるにあたっては、吸引停止だけでもよいが、更にエア吐出を積極的に行い、落下をより確実に行わせることもできる。
【0034】
[ステップ4:中継搬送]
このようにして、中継搬送装置5に落下したワークWは、
図6−3(g)、
図7に示すように搬送ボックス52内に落下するとともに、前記ワーク検出センサ等の検出データに伴い、エアノズル53から必要なタイミングのみ圧搾空気を噴出し、ワークWを搬送ホース55により搬送し、適宜の使用位置に設定されている供給設定装置6に供給する。
【0035】
[ステップ5:ワークの個別供給]
前記中継搬送装置5の搬送ホース55から送り込まれたワークWは、
図6−3(h)(i)に示すように供給設定装置6の取込ボックス61内に一旦収納される。このとき、例えば組み立て工程において、何個か所要個数が設定されている場合には、その数をカウントし、その数量が取込ボックス61にストックされたことが確認されると底部シャッタ63が開放され、その落下孔6
2aから下方のサービストレー65等に落下させる。この位置は、作業者や、作業ロボットが直接摘み出し易い位置となっている。なお所定個数が送り込まれたか否かは、例えばワーク有無感知センサ17の作動回数をカウントして確認を行うものである。
もちろん底部シャッタ63については、シフトアクチュエータ64による自動作動でもよいし、ワークWが定量取り出されたことをブザー等で告知し、それに従って作業者が手動で底部シャッタ63を操作して、ワークWを取り出してもよい。
この場合手動取り出し操作に誤りが生じた場合、即ち所定数量に至らないときに底部シャッタ63を開いてしまったような場合には、警告音を発したり、個別取出装置Mの全動作を停止させたりしてもよい。
そして底部シャッタ63を開放方向にシフトしたことは、リミットスイッチ66を押圧する作動となり、このリミットスイッチ66が再び個別取出装置Mを作動させるための信号を出力する。
【0036】
[他の実施の形態]
本発明は以上述べた実施の形態を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が考えられる。即ち、本発明の受取ノズル装置4が、押出プランジャ3に対して追随的に移動できるよう、ノズル案内ロッド43の自重による摺動を実現した。これは、筐体フレーム10を傾斜配置したことによる重力利用の作用であるから、例えばワークWの性質によっては、筐体フレーム10を例えばほぼ水平配置し、重力落下が得られない場合もある。このような場合には例えば
図8に示すようにフローティングスプリング46をノズル案内ロッド43の部位に設け、受取ノズル45に常時突出傾向や、定位置ポジション待機傾向を与えておく構成を採ることができる。