(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】
【0005】
しかしながら、従来のラック式昇降装置やボールねじ式昇降装置では、ワークを搬送方向に搬送する駆動モータと上下方向に昇降する駆動モータが別個に必要であり構成が複雑になるという問題があった。
また、従来の昇降装置では、構成の特質上、昇降装置を構成するラックやボールねじが搬送レールから上方に突出して配設されるため、装置全体の高さが高くなり、天井スペースを圧迫して見通しが悪く、ライン構成も複雑になってしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、設備を簡素化してスペース効率が高く、しかも高速で搬送できる搬送ローダおよび加工ラインを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するため、本発明は、被搬送物を水平方向および上下方向に移動自在に搬送可能な搬送ローダであって、搬送ベースと、この搬送ベースに前記水平方向に沿って配設された直線移動機構と、この直線移動機構に移動自在に支持された1対の第1移動体および第2移動体と、前記第1移動体を前記水平方向に移動させる第1移動装置と、前記第2移動体を前記水平方向に移動させる第2移動装置と、一端が前記第1移動体に回転自在に連結された第1昇降リンクと、一端が前記第2移動体に回転自在に連結された第2昇降リンクと、
一端が前記第1昇降リンクの他端
のみと回転自在に係合させられた状態で連結されるとともに他端が前記第2昇降リンクの他端
のみと回転自在に係合させ
られた状態で連結
され前記被搬送物を支持して搬送するリンク連結部材と、を有し、前記リンク連結部材は、第1昇降リンクの開き角度と第2昇降リンクの開き角度とが同じになるように反対方向に同じ回転角度だけ回転させる同期回転装置を備えたこと、を特徴とする。
【0008】
本発明の請求項1に係る搬送ローダは、第1移動体に連結された第1昇降リンクの他端と第2移動体に連結された第2昇降リンクの他端とを
、リンク連結部材
の一端と他端とにそれぞれ連結することで、前記第1移動体および前記第2移動体のうち少なくとも一方を水平方向に移動させて前記被搬送物を水平方向および上下方向に移動させることができる。
【0009】
例えば、第1移動体と第2移動体を互いに離隔する方向に逆方向に移動させた場合には、第1昇降リンクと第2昇降リンクは、それぞれ垂直方向に対する開き角度が増大するため、リンク連結部材に支持された被搬送物を水平方向に移動させずにそのまま上方に移動させることができる。同様に、第1移動体と第2移動体を互いに接近する方向に逆方向に移動させた場合には、第1昇降リンクと第2昇降リンクは、それぞれ垂直方向に対する開き角度が減少するため、リンク連結部材に支持された被搬送物を水平方向に移動させずにそのまま下方に移動させることができる。
【0010】
また、第1移動体および第2移動体の一方を移動させずに、他方を移動させた場合にも第1移動体と第2移動体が離隔する方向に移動するため、同様にそれぞれ垂直方向に対する開き角度が増大し被搬送物を水平方向に移動させながら上方に移動させることができる。
そして、このとき、同期回転装置によって、第1昇降リンクの開き角度と第2昇降リンクの開き角度とが同じになるように反対方向に同じ回転角度だけ回転させることで、被搬送物が水平方向に傾かないように保持した状態で移動させることができる。
【0011】
また、第1移動体と第2移動体を同じ方向に移動させた場合には、第1昇降リンクと第2昇降リンクは、それぞれの開き角度を維持したままで移動するため、第1昇降リンクの他端と第2昇降リンクの他端を結ぶ線が水平になったままで、被搬送物を上下方向に移動させずにそのまま水平方向に移動させることができる。
【0012】
このようにして、本発明の請求項1に係る搬送ローダは、第1移動体および第2移動体のうち少なくとも一方を水平方向に移動させて、被搬送物を水平方向および上下方向に自在に搬送することができるため、水平方向に移動させる移動装置と上下方向に移動させる移動装置とを共用化して軽量化を図り、設備を簡素化してスペース効率を向上させ、しかも被搬送物を高速で搬送することができる。
【0013】
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の搬送ローダであって、前記同期回転装置は、前記第1昇降リンクの他端に固定された第1ギヤ歯と、前記第2昇降リンクの他端に固定された第2ギヤ歯と、前記第1ギヤ歯と前記第2ギヤ歯とを噛合させた噛合部と、を備えたことを特徴とする。
【0014】
かかる構成により、前記同期回転装置は、前記第1ギヤ歯と前記第2ギヤ歯とを噛合させた噛合部を備えたことで、簡易な構成により剛性が高く確実に第1昇降リンクと第2昇降リンクの開き角度を同期させることができる。
【0015】
本発明の請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の搬送ローダであって、前記第1移動装置および第2移動装置のうち少なくとも一方は、前記直線移動機構に移動自在に支持された移動ベースと、この移動ベースに配設されたモータと、このモータで駆動されるピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛合されるように前記水平方向に沿って前記搬送ベースに配設されたラックと、を備えたことを特徴とする。
【0016】
かかる構成によれば、ピニオンギヤに噛合されるようにラックを搬送ベースに配設することで、移動装置を簡素化して搬送ベースのスペースを効率的に利用して、設備をコンパクトに構成することができる。
【0017】
本発明の請求項4に係る発明は、工作機械を多数並べた加工ラインに沿って請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の搬送ローダを設置し、前記搬送ローダは、前記加工ラインに沿って被搬送物を搬送することを特徴とする加工ラインである。
【0018】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の搬送ローダは、前記第1移動体および前記第2移動体のうち少なくとも一方を水平方向に移動させて第1昇降リンクおよび第2昇降リンクを開閉させることで、前記被搬送物を上下方向に昇降させることができる。
つまり、本発明に係る搬送ローダは、移動体に連結された昇降リンクの開閉で被搬送物を昇降させることができるため、従来のラック式昇降装置やボールねじ式昇降装置のように搬送ベースからラックやボールねじが上方に突出して配設されることを抑制することができる。
【0019】
このため、本発明の請求項4に係る加工ラインは、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の搬送ローダを採用することで、装置全体の高さを低くして、天井スペースを圧迫することなく見通しを良好に確保し、かつライン構成の自由度を好適に拡張することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明は、設備を簡素化してスペース効率が高く、しかも高速で搬送できる搬送ローダおよび加工ラインを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の実施形態に係る搬送ローダ1について、適宜図を参照しながら詳細に説明する。
搬送ローダ1は、
図8に示すように、マシニングセンタ10,10,10等の工作機械を多数(例えば、3台)並べてワークWを加工する加工ライン100において、被搬送物であるワークWを搬送方向(水平方向のX軸方向)および上下方向(昇降方向、Z軸方向)に移動して各工程間を次工程まで搬送する装置である。
【0023】
なお、本実施形態では、工作機械を立形のマシニングセンタ10としたが、これに限定されるものではなく、横形のマシニングセンタであってもよいし、ボーリング加工機等の種々の工作機械に適用することができる。また、ワークWの移動方向は、水平方向において送り方向の搬送方向(X軸方向)に直交する前後方向(Y軸方向)の移動装置(不図示)を組み合わせて3軸方向の搬送装置に利用することもできる。
【0024】
搬送ローダ1は、
図1に示すように、搬送ベース2と、搬送ベース2に水平方向に沿って配設された直線移動機構3と、直線移動機構3に移動自在に支持された1対の第1移動体4および第2移動体5と、第1移動体4を移動させる第1移動装置41と、第2移動体5を移動させる第2移動装置51と、一端が第1移動体4に回転自在に連結された第1昇降リンク6と、一端が第2移動体5に回転自在に連結された第2昇降リンク8と、第1昇降リンク6の他端と第2昇降リンク8の他端とを連結するリンク連結部材9と、を有し、リンク連結部材9は、第1昇降リンク6の開き角度θ1と第2昇降リンク8の開き角度θ1とが同じになるように反対方向に同じ回転角度だけ回転させる同期回転装置90を備えている。
【0025】
<搬送ベース>
搬送ベース2は、
図2に示すように、工場内の床(不図示)に固定された支柱11と、支柱11に支持され加工ライン100(
図8参照)の上方に搬送方向に沿って架設された桁部材12と、を備えている。桁部材12は、水平方向に基準を出すために高さ調整ボルト12a,12aを介して支柱11に固定されている。
【0026】
<直線移動機構>
直線移動機構3は、第1移動体4および第2移動体5を搬送方向にガイドする機構であり、桁部材12に固定され搬送方法に沿って配設されたレール31と、レール31にガイドされて直線移動し第1移動体4を支持するスライダ32および第2移動体5(
図1参照)を支持するスライダ33(
図1参照)と、を備えている。
【0027】
<移動体>
図1に示すように、左側の第1移動体4と右側の第2移動体5は、一対をなして同様に構成されているため、左側の第1移動体4の構成について
図2を参照しながら説明し、右側の第2移動体5の詳細な図示や説明は省略する。
第1移動体4は、
図2に示すように、スライダ32に固定された移動ベース4aと、この移動ベース4aに配設されたモータ4bと、このモータ4bで駆動されるピニオンギヤ4cと、を備え、これらの構成要素が移動ベース4aとともに搬送方向に移動する。
【0028】
第2移動体5は、
図1に示すように、スライダ33に固定された移動ベース5aと、この移動ベース5aに配設されたモータ5bと、このモータ5bで駆動されるピニオンギヤ5c(
図3参照)と、を備え、これらの構成要素が移動ベース5aとともに搬送方向に移動する。
【0029】
<移動装置>
第1移動装置41と第2移動装置51は、いわゆるラックとピニオンからなりそれぞれ同様に構成されている。このため、第1移動体4を移動させる第1移動装置41の構成について
図2を参照しながら詳細に説明し、重複を避けるため第2移動装置51については詳細な図示や説明は省略する。
【0030】
第1移動装置41は、
図2に示すように、移動ベース4aに搭載されて第1移動体4を構成する前記モータ4bおよびピニオンギヤ4cと、ピニオンギヤ4cに噛合されるように水平方向に沿って搬送ベース2の桁部材12に配設されたラック41aと、を備えている。
【0031】
かかる構成により、第1移動装置41は、ラック41aが固定側の搬送ベース2に配設され、モータ4bが移動側の移動ベース4aに搭載されているため、モータ4bでピニオンギヤ4cを回転させることで、第1移動体4を搬送方向に沿って移動させることができる。
【0032】
第2移動装置51は、
図1に示すように、移動ベース5aに搭載されて第2移動体5を構成する前記モータ5bおよびピニオンギヤ5c(
図3参照)と、を備えている。また、ラック41aは、第1移動装置41と共用されている。
【0033】
なお、本実施形態においては、第1移動装置41においてモータ4bを移動ベース4aに搭載したが、これに限定されるものではなく、モータ4bを固定側の搬送ベース2に配設して、タイミングベルト等の動力伝達機構(不図示)を介して第1移動体と第2移動体を駆動してもよい。また、第2移動装置51におけるモータ5bに対しても同様である。
【0034】
<昇降リンク>
図1に示すように、左側の第1昇降リンク6と右側の第2昇降リンク8は、左右対称に一対をなして同様に構成されている。このため、第1昇降リンク6の構成について
図2と適宜
図3を参照しながら詳細に説明し、第2昇降リンク8の詳細な図視や説明は省略する。
【0035】
第1昇降リンク6は、移動ベース4aに固定されたベアリングブロック61と、ベアリングブロック61に内蔵されたベアリング62と、ベアリング62に回転自在に支持された軸部材63と、を介して移動ベース4aに対して回転自在に連結されている。
【0036】
第2昇降リンク8は、
図1に示すように、移動ベース5aに固定されたベアリングブロック81と、ベアリングブロック81に内蔵されたベアリング(不図示)と、ベアリング(不図示)に回転自在に支持された軸部材83と、を介して移動ベース5aに対して回転自在に連結されている。
【0037】
かかる構成により、第1昇降リンク6は、一端(上部側)が軸部材63によって第1移動体4に対して回転自在に軸支され、所定の回転角度範囲で揺動回転するようになっている。回転角度範囲は、例えば、
図1と
図4に示すように、鉛直方向に対して第1昇降リンク6がなす角度を開き角度θで表すと、所定の回転角度範囲の最小値が開き角度θ1(
図1参照)であり、最大値が開き角度θ2(
図4参照)である。第2昇降リンク8についても同様である。
【0038】
なお、開き角度θ1は、
図1に示すように、第1移動体4と第2移動体5との干渉等を考慮して適宜設定され、開き角度θ2は、
図4に示すように、リンク連結部材9と搬送ベース2との干渉等を考慮して適宜設定される(
図4参照)。
【0039】
また、第1昇降リンク6と第2昇降リンク8は、所定の回転角度範囲の最大の開き角度θ2を規制するために、
図4に示すように、互いにチェーンCHで連結され、予め設定した開き角度θ2に到達するとチェーンCHが引っ張られてそれ以上開度が増大しないようになっている。
【0040】
第1昇降リンク6および第2昇降リンク8の他端側(下部側)は、リンク連結部材9に連結されている。
【0041】
<リンク連結部材>
リンク連結部材9は、
図1と適宜
図2に示すように、第1昇降リンク6の他端と第2昇降リンク8の他端とを軸支し、ワークW(
図2参照)を支持して搬送する部材である。
リンク連結部材9は、第1ベアリング91(
図2参照)と第2ベアリング92が内蔵されたベアリングケース9a(
図2参照)と、第1ベアリング91に回転自在に軸支された第1軸93と、第2ベアリング92に回転自在に軸支された第2軸94と、第1軸93に固定された第1ギヤ95と、第2軸94に固定された第2ギヤ96と、第1ギヤ95と第2ギヤ96を覆うカバー9bと、を備えている。
【0042】
そして、第1ギヤ95は、第1昇降リンク6の他端(下部側)に固定されているため、第1昇降リンク6が第1軸93を中心として揺動回転すると、同じ回転角度だけ第1ギヤ95も回転する。
同様に、第2ギヤ96は、第2昇降リンク8の他端(下部側)に固定されているため、第2昇降リンク8が第2軸94を中心として揺動回転すると、同じ回転角度だけ第2ギヤ96も回転する。
【0043】
また、第1ギヤ95と第2ギヤ96は、噛合部90aで噛合されているため、第1ギヤ95が第1昇降リンク6の揺動回転に伴って一方に回転すると、第2ギヤ96は逆方向に同じ角度だけ回転する。
【0044】
噛合部90aは、第1ギヤ95に形成された第1ギヤ歯(噛合部90aを構成する特定のギヤ歯の意)と第2ギヤ96に形成された第2ギヤ歯(噛合部90aを構成する特定のギヤ歯の意)が噛み合う部分である。
【0045】
なお、本実施形態においては、第1ギヤ95と第2ギヤ96を歯車として構成したが、これに限定されるものではなく、揺動回転角度範囲に適合するように噛合部で係合して逆方向に同じ角度だけ回転するようになっていればよく、噛合部をギヤではなく凹形状部と凸形状部で構成することもできる。
【0046】
同期回転装置90は、第1昇降リンク6に固定された第1ギヤ95と、第2昇降リンク8に固定された第2ギヤ96と、第1ギヤ95と第2ギヤ96とを噛合させた噛合部90aと、を備えて構成されている。
同期回転装置90は、第1昇降リンク6が揺動回転すると第2昇降リンク8も同じ回転角度だけ逆方向に回転させ、第2昇降リンク8が揺動回転すると第1昇降リンク6も同じ回転角度だけ逆方向に回転させる装置である。
【0047】
なお、本実施形態においては、第1ギヤ95と第2ギヤ96とを噛合させて同期回転装置90を構成したが、これに限定されるものではなく、
図9に示すように、リンク機構を利用して同期回転装置90Bを構成することもできる。
同期回転装置90Bは、第1昇降リンク6Bと、第1昇降リンク6Bの先端部形成された関節部J1、J2と、第2昇降リンク8Bと、第2昇降リンク8Bの先端部形成された関節部J3、J4と、関節部J1と関節部J3を連結する連結リンクL1と、関節部J2と関節部J4を連結する連結リンクL2と、を備えている。
【0048】
かかる構成により、
図9(a)に示す開き角度θ3の状態から
図9(b)に示す開き角度θ4の状態まで第1昇降リンク6Bと第2昇降リンク8Bを同じ角度だけ逆方向に回転させることができる。
【0049】
また、本実施形態における第1ギヤ95と第2ギヤ96に代えてそれぞれ第1プーリ(不図示)と第2プーリ(不図示)を使用し、伝動ベルトをX字状に掛け回して同期回転装置(不図示)を構成することもできる。
【0050】
以上のように構成された本発明の実施形態に係る搬送ローダ1の動作について主として
図5を参照しながら説明する。
図5は、搬送ローダ1の動作を説明するための模式図であり、第1移動体4の位置をP11〜P16で示し、第2移動体5の位置をP21〜P30で示し、リンク連結部材9の位置をQ1〜Q31で示すものとする。
【0051】
<両方の移動体を逆方向に移動>
搬送ローダ1は、
図5(a)に示すように、第1移動体4と第2移動体5を互いに離隔する方向に逆方向に移動させた場合には、第1昇降リンク6と第2昇降リンク8は、それぞれ垂直方向に対する開き角度θが増大するため、リンク連結部材9に支持されたワークW(
図2参照)を水平方向に移動させずにそのまま上方に移動させることができる。
【0052】
具体的には、第1移動体4をP11からP15まで移動させ、第2移動体5をP21からP25まで移動させると、ワークWを水平(第1軸93と第2軸94の中心を結ぶ線分を水平)に保持したままで、リンク連結部材9をQ1からQ5まで移動することができる。
【0053】
同様にして、第1移動体4と第2移動体5を互いに接近する方向に逆方向に移動させた場合には、第1昇降リンク6と第2昇降リンク8は、それぞれ垂直方向に対する開き角度θが減少するため、リンク連結部材9に支持されたワークW(
図2参照)を水平方向に移動させずにそのまま下方に移動させることができる。
【0054】
<一方の移動体のみを移動>
搬送ローダ1は、
図5(b)に示すように、第1移動体4を移動させずに(P11で静止)、第2移動体5を第1移動体4に対して離隔する方向に移動(P21から図の左方向にP29まで)させた場合には、それぞれ垂直方向に対する開き角度が増大するためリンク連結部材9をQ10からQ14まで移動させることができる。
なお、第1移動体4が移動しないように、移動を規制するブレーキ装置(不図示)を設けてもよい。
【0055】
そして、このとき、同期回転装置90によって、第1昇降リンク6の開き角度θ14と第2昇降リンク8の開き角度θ14とが同じになるように反対方向に同じ回転角度だけ回転させることで、ワークW(
図2参照)が水平方向に傾かないように保持した状態でリンク連結部材9をQ10からQ14まで移動させることができる。
【0056】
<両方の移動体を同方向に移動>
第1移動体4と第2移動体5を同じ方向に移動させた場合には、第1昇降リンク6と第2昇降リンク8は、それぞれの開き角度θ12を維持したままで移動するため、第1昇降リンク6の他端と第2昇降リンク8の他端を結ぶ線が水平になったままでリンク連結部材9を上下方向に移動させずに水平方向にQ30からQ31まで移動させることができる。このため、ワークW(
図2参照)も水平状態を維持したままで移動させることができる。
【0057】
このようにして、本発明の実施形態に係る搬送ローダ1は、第1移動体4および第2移動体5のうち少なくとも一方を水平方向に移動させて、ワークW(
図2参照)を水平方向および上下方向に自在に搬送することができるため、水平方向に移動させる移動装置と上下方向に移動させる移動装置とを共用化して軽量化を図り、設備を簡素化してスペース効率を向上させ、しかもワークW(
図2参照)を高速で搬送することができる。
【0058】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した各実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態に係る搬送ローダ1では、モータ4b,5bを回転軸(出力軸)が上下方向になるようにそれぞれの移動ベース4a,5aに配設したが、これに限定されるものではなく、
図6と
図7に示すように、モータ4b,5bの回転軸(出力軸)が搬送方向(X軸方向)に直交する幅方向(Y軸方向)に配設することもできる。
図6は、本実施形態の変形例に係るモータを横向きにした搬送ローダ1Aの構成を示す部分正面図、
図7は側面断面図である。
【0059】
搬送ローダ1Aは、前記した搬送ローダ1における直線移動機構3、第1移動体4と第2移動体5、および第1移動装置41と第2移動装置51の向きを変更して、モータ4bA,5bAの回転軸(出力軸)が搬送方向(X軸方向)に直交する幅方向(Y軸方向)になるようにしたものである。
このため、
図6と
図7において、前記した搬送ローダ1と同じ要素については同じ符号を付し、共通する要素については符号の末尾にAを付して図示し、詳細な説明は省略する。
【0060】
搬送ローダ1Aは、モータ4bA,5bAの回転軸(出力軸)が搬送方向(X軸方向)に直交する幅方向(Y軸方向)になるように配設したことで、
図7に示すように、装置全体の高さを低くして、天井スペースを圧迫することなく見通しを良好に確保し、かつライン構成の自由度を好適に拡張することができる。
【0061】
本実施形態においては、第1移動装置41と第2移動装置51をいわゆるラックとピニオンで構成したが、これに限定されるものではなく、ボールねじを搬送方向に沿って配設し、ナットをボールねじに螺合して構成したいわゆるボールねじ式の移動装置を採用することもできる。