特開 2024-112562 ワークバッファ装置及びワークバッファ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112562

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】ワークバッファ装置及びワークバッファ方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/10 20060101AFI20240814BHJP

【ＦＩ】

B65G1/10 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017687

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 利恭

【テーマコード（参考）】

3F022

【Ｆターム（参考）】

3F022EE01

3F022FF24

3F022KK18

3F022MM01

(57)【要約】

【課題】省スペースな構成で、ワーク同士を接触させずにワークの払い出し、収納、再投入の自動化ができるワークバッファ装置及びワークバッファ方法を提供する。
【解決手段】受け渡しスペース５１から搬入された複数のワーク７を収納スペース５２にて一時的に保管後、受け渡しスペース５１から製造ラインに再投入するワークバッファ装置１は、トレイユニット２と、投排装置６とを備える。トレイユニット２は、収納スペース５２と受け渡しスペース５１とを往復可能に設けられている。トレイユニット２は、天側に開口する箱状を呈し、ワーク７に形成された被支持部７３に嵌合する複数の支持部３３を底面３２に含み、ワーク７が底面３２に置かれたときの高さより大きい間隔で多段に積み重ねられた複数のトレイ３１を有する。複数の支持部３３は、支持部３３に支持されたワーク７が占有するスペースである個別領域７Ｒが互いに干渉しないように配列されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受け渡しスペース（５１）から搬入された複数のワーク（７）を収納スペース（５２）にて一時的に保管後、前記受け渡しスペースから製造ラインに再投入するワークバッファ装置（１）であって、
前記収納スペースと前記受け渡しスペースとを往復可能に設けられたトレイユニット（２）と、
前記受け渡しスペースと前記トレイユニットとの間で前記ワークを把持して運搬する投排装置（６）と、
を備え、
前記トレイユニットは、
天側に開口する箱状を呈し、前記ワークに形成された被支持部（７３）に嵌合する複数の支持部（３３）を底面に含み、前記ワークが底面に置かれたときの高さより大きい間隔で多段に積み重ねられた複数のトレイ（３１）を有し、
前記複数の支持部は、前記支持部に支持された前記ワークが占有するスペースである個別領域が互いに干渉しないように配列されているワークバッファ装置。

【請求項2】

前記トレイユニットは、
各前記トレイに対応して設けられ、より下段にある前記トレイの天側を開放するように前記トレイを水平方向にスライド移動させる駆動用シリンダ（３４）と、
コロ（４１）及び支柱（４２）を含み、前記トレイのスライド移動をガイドするトレイ受けモジュール（４）と、
をさらに有する請求項１に記載のワークバッファ装置。

【請求項3】

前記トレイユニットの前記トレイ、前記駆動用シリンダ及び前記トレイ受けモジュールは、前記複数のトレイ上にさらに積み重ねるように増設できる、請求項２に記載のワークバッファ装置。

【請求項4】

受け渡しスペース（５１）に搬入された複数のワーク（７）を収納スペース（５２）にて一時的に保管後、前記受け渡しスペースから製造ラインに再投入するワークバッファ方法（Ｓ）であって、
前記受け渡しスペースとトレイユニット（２）との間で前記ワークを把持して運搬する投排装置（６）が、前記受け渡しスペースに搬入された前記ワークを、前記収納スペースと前記受け渡しスペースとを往復可能に設けられた前記トレイユニットの多段に積み重ねられた複数のトレイ（３１）のうちいずれかの前記トレイ上に収納する受け入れステップ（Ｓ１）と、
前記受け入れステップで前記複数のトレイの各前記トレイ上に収納された前記ワークを、前記ワークが前記製造ラインに再投入可能になるまでの間、前記収納スペースにて保管するバッファ収納ステップ（Ｓ２）と、
前記バッファ収納ステップの完了後、前記収納スペースの前記複数のトレイ上に収納されていた前記ワークを前記投排装置が把持して前記受け渡しスペースから製造ラインに引き渡す再投入ステップ（Ｓ３）と、
を含み、
前記トレイユニットは、
天側に開口する箱状を呈し、前記ワークに形成された被支持部（７３）に嵌合する複数の支持部（３３）を底面に含み、前記ワークが底面に置かれたときの高さより大きい間隔で多段に積み重ねられた前記複数のトレイを含み、
前記複数の支持部は、前記支持部に支持された前記ワークが占有するスペースである個別領域が互いに干渉しないように配列されているワークバッファ方法。

【請求項5】

前記トレイユニットは、
各前記トレイに対応して設けられ、前記トレイを水平方向にスライド移動させる駆動用シリンダ（３４）と、
コロ（４１）及び支柱（４２）を含み、前記トレイのスライド移動をガイドするトレイ受けモジュール（４）と、
をさらに有し、
前記受け入れステップ及び前記再投入ステップは、前記駆動用シリンダが前記トレイをスライド移動させて、より下段側にある前記トレイの天側を開放するスライド移動ステップ（Ｓ１０、Ｓ３０）をそれぞれ含む請求項４に記載のワークバッファ方法。

【請求項6】

前記投排装置は、前記受け入れステップにおいて前記受け渡しスペースから前記トレイ上に運搬した前記ワークを、運搬した順に、前記再投入ステップにおいて前記受け渡しスペースから製造ラインに引き渡す請求項４又は５に記載のワークバッファ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークバッファ装置及びワークバッファ方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、さまざまなワークバッファ装置及びワークバッファ方法が知られている。例えば特許文献１のバッファ装置は、円盤テーブル、上板部、ワークガイドおよび駆動モータを備えており、先入れ先出しが可能であり、ワークをスムーズに搬出できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１８６１２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えばクラッチロータの製造ラインでは、塗装乾燥工程後にワークを乾燥炉の外で待機させるための払い出し用バッファ工程が必要である。これは、塗装品質への影響を避けるため、乾燥炉内にワークを滞留させることができないためである。

【0005】

従来、ワークの払い出しと再投入は、作業者が手作業で行っていたため、工数上の負担が大きかった。また、払い出したワークはコンベア上に仮置きされることが多かったが、そのために大面積を占めるコンベアをライン外に確保する必要があった。さらに、ワーク同士の接触による塗装剥がれから塗装品質が低下するのを避けるため、払い出し作業はワークごとに行う必要があり、機械による自動化が難しかった。このため、ワークバッファ作業の省スペース化及び自動化が求められていた。

【0006】

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、省スペースな構成で、ワーク同士を接触させずにワークの払い出し、収納、再投入を自動化できるワークバッファ装置及びワークバッファ方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

＜第１態様＞
本発明の第１態様は、受け渡しスペース（５１）から搬入された複数のワーク（７）を収納スペース（５２）にて一時的に保管後、受け渡しスペースから製造ラインに再投入するワークバッファ装置であって、トレイユニット（２）と、投排装置（６）とを備える。トレイユニットは、収納スペースと受け渡しスペースとを往復可能に設けられている。投排装置は、受け渡しスペースとトレイユニットとの間でワークを把持して運搬する。

【0008】

トレイユニットは、天側に開口する箱状を呈し、ワークに形成された被支持部（７３）に嵌合する複数の支持部（３３）を底面に含み、ワークが底面に置かれたときの高さより大きい間隔で多段に積み重ねられた複数のトレイ（３１）を有する。複数の支持部は、支持部に支持されたワークが占有するスペースである個別領域が互いに干渉しないように配列されている。

【0009】

＜第２態様＞
本発明の第２態様は、受け渡しスペース（５１）に搬入された複数のワーク（７）を収納スペース（５２）にて一時的に保管後、受け渡しスペースから製造ラインに再投入するワークバッファ方法であって、受け入れステップ（Ｓ１）と、バッファ収納ステップ（Ｓ２）と、再投入ステップ（Ｓ３）とを含む。

【0010】

受け入れステップでは、受け渡しスペースとトレイユニット（２）との間でワークを把持して運搬する投排装置（６）が、受け渡しスペースに搬入されたワークを、収納スペースと受け渡しスペースとを往復可能に設けられたトレイユニットの多段に積み重ねられた複数のトレイ（３１）のうちいずれかのトレイ上に収納する。

【0011】

バッファ収納ステップでは、受け入れステップで複数のトレイの各トレイ上に収納されたワークを、ワークが製造ラインに再投入可能になるまでの間、収納スペースにて保管する。

【0012】

再投入ステップでは、バッファ収納ステップの完了後、収納スペースの複数のトレイ上に収納されていたワークを投排装置が把持して受け渡しスペースから製造ラインに引き渡す。

【0013】

トレイユニットは、天側に開口する箱状を呈し、ワークに形成された被支持部（７３）に嵌合する複数の支持部（３３）を底面に含み、ワークが底面に置かれたときの高さより大きい間隔で多段に積み重ねられた複数のトレイを含む。複数の支持部は、支持部に支持されたワークが占有するスペースである個別領域が互いに干渉しないように配列されている。

【0014】

上記構成により、多段のため高さ方向には高くなるが、設置面積は小さくできる。また、支持部と被支持部との嵌合により、個々のワークを決まった位置に置くことができる。このため、本発明のワークバッファ装置及びワークバッファ方法は、省スペースな構成で、ワーク同士を接触させずにワークの払い出し、収納、再投入を自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態のワークバッファ装置の斜視図。

【図2】一実施形態のワークの斜視図。

【図3】一実施形態のトレイユニットの斜視図。

【図4】一実施形態の（ａ）個別領域の配置図、（ｂ）トレイの断面図。

【図5】一実施形態のトレイユニットの（ａ）トレイモジュール、（ｂ）トレイ受けモジュールの斜視図。

【図6】一実施形態のスライド移動したトレイを例示する斜視図。

【図7】一実施形態のワークバッファ方法のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、一実施形態のワークバッファ装置及びワークバッファ方法を図面に基づいて説明する。

【0017】

＜一実施形態＞
図１に、一実施形態のワークバッファ装置１を示す。本実施形態は、塗装乾燥工程後のクラッチロータワークを製造ラインに再投入可能になるまで待機させるための払い出し用バッファ工程の実施装置を想定したものである。

【0018】

ワークバッファ装置１は、受け渡しスペース５１から搬入された複数のワーク７を、収納スペース５２にて一時的に保管後、受け渡しスペース５１から製造ラインに再投入する装置であり、トレイユニット２、投排装置６としての投排ロボット６、搬入コンベア８１、搬出コンベア８２を備える。トレイユニット２は、収納スペース５２と受け渡しスペース５１とを往復可能に設けられる。

【0019】

搬入コンベア８１は、装置外部の製造ラインから払い出されたワーク７を、受け渡しスペース５１まで搬入する。搬出コンベア８２は、一時保管された後のワーク７を、受け渡しスペース５１から製造ラインに向けて搬出する。

【0020】

投排ロボット６は、受け渡しスペース５１に配置され、受け渡しスペース５１とトレイユニット２との間でワーク７を把持して運搬する。すなわち、投排ロボット６は、搬入コンベア８１からワーク７をピックアップしてトレイユニット２へ移動させ、またトレイユニット２からワーク７をピックアップして搬出コンベア８２へ移動させる。

【0021】

本実施形態では、投排ロボット６はどのトレイユニット２のどこにどのワーク７をいつ移動させたかを記憶し、先入れ先出し方式によるピックアップアンドプレースを行う。こうして塗装工程後の経過時間を一定にすることにより、塗装品質を保持する。また、投排ロボット６は、ワーク７の内部の塗装品質に影響がない箇所によりワーク７を把持する。

【0022】

図２に、一実施形態のワーク７を示す。本実施形態のワーク７は、塗装乾燥工程後のクラッチロータの略円盤状ワークを想定したものである。ワーク７は、平行な両側の円形部分が床面に接するように置かれる。ワーク７は、後述するトレイ３１の支持部３３に嵌合するように形成された被支持部７３を有する。ワーク７が床面に置かれると、後述するように、図２の下方に示した個別領域７Ｒを占有する。

【0023】

図３に、トレイユニット２を示す。トレイユニット２は、トレイモジュール３、トレイ受けモジュール４を有する。トレイユニット２は、トレイモジュール３に属する複数のトレイ３１を有する。図５（ａ）に、トレイモジュール３を示す。図５（ｂ）に、トレイ受けモジュール４を、その構成部品とともに示す。

【0024】

トレイユニット２のトレイモジュール３は、トレイ３１、駆動用シリンダ３４を有する。トレイ３１は、天側に開口する箱状を呈し、ワーク７に形成された被支持部７３に嵌合する複数の支持部３３を底面３２に含む。トレイ３１上の複数の支持部３３は、支持部３３に支持されたワーク７が占有するスペースである個別領域７Ｒ（図２）が互いに干渉しないように配列されており（図４）、複数のワーク７は互いに接触しないようにしてトレイ３１に収納される。これにより、ワーク７同士の接触による塗装剥がれが防止される。

【0025】

また駆動用シリンダ３４は、各トレイ３１に対応して設けられ（＝１個のトレイ３１に対し、１個の駆動用シリンダ３４が設けられ）、より下段にあるトレイ３１の天側を開放するようにトレイ３１を水平方向にスライド移動させる。

【0026】

トレイユニット２のトレイ受けモジュール４は、コロ４１及び支柱４２を有し、トレイ３１のスライド移動をガイドする。以上の構成により、トレイユニット２は、トレイ３１へのワーク７の収納、トレイ３１からのワーク７の取り出しのいずれにおいても、トレイ３１の空きスペース（ワーク７が収納されていない支持部３３）を投排ロボット６に接近させることができる。図６に、本実施形態のトレイモジュール３がスライド移動した例を示す。

【0027】

また、トレイユニット２は、トレイモジュール３とトレイ受けモジュール４との組合せにより、ワーク７が底面３２に置かれたときの高さより大きい間隔３Ｈ（図３、図５（ａ）、図６）を保ちながら多段に積み重ねられる。このため、一時保管するワーク７の数に応じ、適宜増設可能である。例えば、図１のトレイユニット２は４段積みであるが、図３や図６のトレイユニット２は８段積みに増設されている。

【0028】

図７に、一実施形態によるワークバッファ方法のフローチャートを示す。本実施形態のワークバッファ方法Ｓは、受け渡しスペース５１に搬入された複数のワーク７を収納スペース５２にて一時的に保管後、受け渡しスペース５１から製造ラインに再投入するものであり、受け入れステップＳ１、バッファ収納ステップＳ２、再投入ステップＳ３を含む。また、受け入れステップＳ１はスライド移動ステップＳ１０を、再投入ステップＳ３はスライド移動ステップＳ３０を、それぞれ含む。

【0029】

受け入れステップＳ１は、受け渡しスペース５１とトレイユニット２との間でワーク７を把持して運搬する投排ロボット６が、受け渡しスペース５１に搬入されたワーク７を、収納スペース５２に設けられたトレイユニット２の多段に積み重ねられた複数のトレイ３１のうちいずれかのトレイ３１上に収納するステップである。

【0030】

バッファ収納ステップＳ２は、受け入れステップＳ１で複数のトレイ３１の各トレイ３１上に収納されたワーク７を、ワーク７が再び製造ラインに再投入可能になるまでの間、収納スペース５２にて保管するステップである。

【0031】

再投入ステップＳ３は、バッファ収納ステップＳ２の完了後、収納スペース５２の複数のトレイ３１上に収納されていたワーク７を投排ロボット６が把持して受け渡しスペース５２から製造ラインに引き渡すステップである。

【0032】

受け入れステップＳ１及び再投入ステップＳ３にそれぞれ含まれるスライド移動ステップＳ１０、Ｓ３０は、駆動用シリンダ３４がトレイ３１をスライド移動させて、より下段側にあるトレイ３１の天側を開放するステップである。

【0033】

以上の構成により、本実施形態のワークバッファ装置１及びワークバッファ方法Ｓは、省スペースな構成でワークバッファ作業を自動化でき、ワーク７を一時保管するための長いコンベアラインを占有することなく、塗装工程を通過した多数のワーク７を適宜払い出し、製造ラインに再投入可能なタイミングまで一時保管することができる。

【0034】

＜他の実施形態＞
上述の実施形態では、ワークとして、クラッチロータワークを想定した構成例を紹介した。しかし、ワークは上述の例に限られず、トレイの底面の支持部に嵌合させられるワークであれば適用可能であり、例えば立方体状、線状、球状などであってもよい。

【0035】

上述の実施形態では、円盤状のワークが中空の被支持部を有し、トレイが底面から天側に突出する支持部を有する構成例を紹介した。しかし、支持部及び被支持部の形状は上述の例に限られず、トレイ底面の支持部とワークが組み合わさってワークを固定できる形状であればよい。したがって、例えばワーク側に凸部が設けられ、トレイ側に凹部が設けられていてもよい。

【0036】

上述の実施形態では、塗装乾燥工程後のワーク払い出しを想定した構成例を紹介した。しかし、適用工程は塗装乾燥工程に限られず、塗料ではなく接着剤などの塗布乾燥工程であってもよいし、ワークの表面処理工程など終了後に一定の待機期間が必要な工程であれば同じように使用できる。さらに、これらのタイミングでなくても、休憩時間などで製造ラインから一時的に払い出すためのワークバッファ装置又は方法として用いてもよい。

【0037】

上述の実施形態では、投排装置として投排ロボットを用いる構成例を紹介した。しかし、投排装置はロボット形式に限らず、受け渡しスペースとトレイユニットとの間でワークを把持して運搬できる構成であれば、同じように使用できる。

【0038】

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0039】

１ ワークバッファ装置、２ トレイユニット、３１ トレイ、３３ 支持部
５１ 受け渡しスペース、５２ 収納スペース、６ 投排装置
７ ワーク、７３ 被支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】