(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】P2024141626
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】ワーク回転装置、及びワーク回転装置用のワーク支持装置
(51)【国際特許分類】
B23K 37/047 20060101AFI20241003BHJP
【FI】
B23K37/047 501C
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023053375
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】村上 元章
(57)【要約】 (修正有)
【課題】長尺のワークを回転軸回りに回転可能に保持するワーク回転装置において、ワークを下支えするワーク支持装置を簡易且つコンパクトに構成した、ワーク回転装置、及びワーク回転装置用のワーク支持装置を提供する。
【解決手段】長尺のワークの端部を回転可能に保持する一対のポジショナを有するワーク回転装置に用いられ、ワークの長手方向中途部を下支えするワーク支持装置であって、ワーク支持装置は、一対の昇降機構40と、ワークの長手方向に沿って移動可能な架台21と、ワークの下面を支持するワーク受け部30と、を備え、昇降機構は、作動部が上下動する昇降作動部と、昇降作動部の作動力を制御する制御部と、昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、動滑車部に巻き掛けられ、一端側がワーク受け部側の可動部に連結され、他端側が固定部に固定された索状体43と、を含む。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺のワークの端部を、前記ワークの長手方向に沿った回転軸回りに回転可能に保持する一対のポジショナによって、前記ワークを回転軸回りに回転させるワーク回転装置に用いられ、前記ワークの長手方向中途部を下支えするワーク支持装置であって、
前記ワーク支持装置は、
一対の昇降機構と、
前記一対の昇降機構を載置し、前記ワークの長手方向に沿って移動可能な架台と、
前記一対の昇降機構の間を架け渡すように設けられ、前記ワークの下面を支持するワーク受け部と、
を備え、
前記昇降機構は、
作動部が上下動する昇降作動部と、
前記昇降作動部の作動力を制御する制御部と、
前記昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、
前記動滑車部に巻き掛けられ、一端側が前記ワーク受け部側の可動部に連結され、他端側が固定部に固定された索状体と、
を含むこと、
を特徴とするワーク回転装置用のワーク支持装置。
【請求項2】
前記昇降作動部は、ロック機能を有するエアシリンダとし、
前記作動部先端は、前記エアシリンダの作動ロッドのロッド先端とし、
前記制御部は、圧力調整弁を介して、前記エアシリンダの作動を制御する、
請求項1に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
【請求項3】
前記架台は、前記架台の移動方向に沿って敷設されたケーブルキャリアの移動端が接続される、
請求項1に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
【請求項4】
前記ワークに関する情報と、前記ワークの自重撓みの関係を予め記憶する記憶部を設け、
前記制御部は、前記記憶部から取得される、前記ワークに関する情報と、前記ワークの自重撓みの関係を示す情報と、に基づいて、前記エアシリンダの圧力を制御する、
請求項2に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
【請求項5】
前記可動部の昇降位置を検出する変位センサと、
前記ポジショナの回転位置を検出する回転センサと、を設け、
前記制御部は、前記回転センサにより取得される前記ワークの回転位置に基づいて前記ワーク受け部の目標高さを算出し、前記変位センサに基づいて、前記ワーク受け部が目標高さに達するように、前記エアシリンダの圧力を制御する、
請求項4に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
【請求項6】
長尺のワークの両端側を保持し、前記ワークを長手方向に沿った回転軸回りに回転させるポジショナと、前記ワークの長手方向中途部を下支えする単数又は複数のワーク支持装置と、を備える、ワーク回転装置であって、
前記ワーク支持装置は、
一対の昇降機構と、
前記一対の昇降機構を前記ワークの長手方向に沿って移動可能に支持する架台と、
前記一対の昇降機構の間を架け渡すように設けられたワーク受け部と、
を備え、
前記昇降機構は、
作動部が上下動する昇降作動部と、
前記昇降作動部の作動力を制御する制御部と、
前記昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、
前記動滑車部に巻き掛けられ、一端側が前記ワーク受け部側に連結され、他端側が固定部に固定された索状体と、
を含むこと、
を特徴とするワーク回転装置。
【請求項7】
前記ワーク回転装置は、
前記ポジショナを制御する制御部と、
前記ワーク支持装置との間の距離を検出するレーザーセンサと、
を備え、
前記ワーク支持装置には、前記レーザーセンサから照射されたレーザーを反射する反射部が設けられた、
請求項6に記載のワーク回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長尺のワークを長手方向に沿った回転軸回りに回転可能に保持するワーク回転装置と、ワーク回転装置によって回転するワークを下支えするワーク回転装置用のワーク支持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、溶接ロボットによって長尺のワークを溶接する溶接システムでは、溶接ロボットの可動範囲にワークの溶接箇所を配置するために、水平方向に延在する長尺のワークの両端側を軸回転可能に保持するワーク回転装置が用いられている。
【0003】
従来のワーク回転装置として、ワークの一端側を軸回転可能に保持する第1回転ポジショナと、ワークの他端側を軸回転可能に保持す第2回転ポジショナと、第1回転ポジショナ及び第2回転ポジショナをスライド可能に支持するレールと、を備えた特許文献1に記載のワーク回転装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のワーク回転装置によれば、長尺のワークの溶接箇所を、溶接ロボットの可動範囲内にスムーズに配置して、溶接作業の効率の向上を図るものである。しかし、ワーク回転装置は、長尺のワークの両端側を保持するため、保持したワークが自身の重さで下方に撓んでしまい、溶接ロボットによる溶接位置にズレが生じる場合があるという課題があった。同様に、ワークの重量や長さによっては、ロボットとの衝突等の外力が掛かった場合にポジショナからワークが落下してしまう虞もあった。これらの対策として、第1回転ポジショナと第2回転ポジショナ間にワークを下支えするワーク支持装置を用いることが考えられる。ワーク支持装置を用いる場合、一般的に、ワークの断面サイズに応じて高さを位置決め制御する方式が適用されるが、この方式は、サーボモータと送りねじ等の高剛性な駆動系が必要となり、装置構成が複雑となるため高コストになる。また、装置自体も大きくなるため、溶接ロボットなどの他の装置と干渉する危険性がある。
【0006】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、長尺のワークを長手方向に沿った回転軸回りに回転可能に保持するワーク回転装置において、ワークを下支えするワーク支持装置を簡易且つコンパクトに構成した、ワーク回転装置、及びワーク回転装置用のワーク支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
[1] 長尺のワークの端部を、前記ワークの長手方向に沿った回転軸回りに回転可能に保持する一対のポジショナによって、前記ワークを回転軸回りに回転させるワーク回転装置に用いられ、前記ワークの長手方向中途部を下支えするワーク支持装置であって、
前記ワーク支持装置は、
一対の昇降機構と、
前記一対の昇降機構を載置し、前記ワークの長手方向に沿って移動可能な架台と、
前記一対の昇降機構の間を架け渡すように設けられ、前記ワークの下面を支持するワーク受け部と、
を備え、
前記昇降機構は、
作動部が上下動する昇降作動部と、
前記昇降作動部の作動力を制御する制御部と、
前記昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、
前記動滑車部に巻き掛けられ、一端側が前記ワーク受け部側の可動部に連結され、他端側が固定部に固定された索状体と、
を含むこと、
を特徴とするワーク回転装置用のワーク支持装置。
[2] 前記昇降作動部は、ロック機能を有するエアシリンダとし、
前記作動部先端は、前記エアシリンダの作動ロッドのロッド先端とし、
前記制御部は、圧力調整弁を介して、前記エアシリンダの作動を制御する、
[1]に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
[3] 前記架台は、前記架台の移動方向に沿って敷設されたケーブルキャリアの移動端が接続される、
[1]に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
[4] 前記ワークに関する情報と、前記ワークの自重撓みの関係を予め記憶する記憶部を設け、
前記制御部は、前記記憶部から取得される、前記ワークに関する情報と、前記ワークの自重撓みの関係を示す情報と、に基づいて、前記エアシリンダの圧力を制御する、
[2]に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
[5] 前記可動部の昇降位置を検出する変位センサと、
前記ポジショナの回転位置を検出する回転センサと、を設け、
前記制御部は、前記回転センサにより取得される前記ワークの回転位置に基づいて前記ワーク受け部の目標高さを算出し、前記変位センサに基づいて、前記ワーク受け部が目標高さに達するように、前記エアシリンダの圧力を制御する、
[4]に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
[6] 長尺のワークの両端側を保持し、前記ワークを長手方向に沿った回転軸回りに回転させるポジショナと、前記ワークの長手方向中途部を下支えする単数又は複数のワーク支持装置と、を備える、ワーク回転装置であって、
前記ワーク支持装置は、
一対の昇降機構と、
前記一対の昇降機構を前記ワークの長手方向に沿って移動可能に支持する架台と、
前記一対の昇降機構の間を架け渡すように設けられたワーク受け部と、
を備え、
前記昇降機構は、
作動部が上下動する昇降作動部と、
前記昇降作動部の作動力を制御する制御部と、
前記昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、
前記動滑車部に巻き掛けられ、一端側が前記ワーク受け部側に連結され、他端側が固定部に固定された索状体と、
を含むこと、
を特徴とするワーク回転装置。
[7]
前記ワーク回転装置は、
前記ポジショナを制御する制御部と、
前記ワーク支持装置との間の距離を検出するレーザーセンサと、
を備え、
前記ワーク支持装置には、前記レーザーセンサから照射されたレーザーを反射する反射部が設けられた、
[6]に記載のワーク回転装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、長尺の前記ワークを下支えする前記ワーク受け部が、前記動滑車を介して、前記昇降作動部の前記作動部先端に連結されるため、前記昇降作動部の前記作動部の昇降量に対して、前記ワーク受け部の昇降量が大きくなる。このため、前記昇降作動部の前記作動部先端のストローク長を短くできるため、ワーク支持装置全体を簡易且つコンパクトにでき、低コストかつ溶接ロボットなどの他の装置との干渉防止を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】
図1は、本発明に係るワーク回転装置を示した側面図である。
【
図2】
図2は、ワーク支持装置の前面斜視図である。
【
図3】
図3は、ワーク支持装置の後面斜視図である。
【
図5】
図5は、支持装置検出部を示した要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本発明を適用したワーク回転装置の構成を説明する。なお、各図は、本発明の説明のために作成されたものであり、本発明の実施形態は、図示の内容に限らない。
【0011】
(全体構成)
まず、
図1に基づいて本発明を適用したワーク回転装置の全体的な構成について説明する。
図1は、本発明に係るワーク回転装置を示した側面図である。ワーク回転装置1は、第1回転ポジショナ2と、第2回転ポジショナ3と、レール4と、ワーク支持装置20と、支持装置検出部50と、を備える。
第1回転ポジショナ2及び第2回転ポジショナ3は、不図示の長尺のワークの左右両端側を回転可能に保持する。レール4は、第1回転ポジショナ2及び第2回転ポジショナ3によって支持される長尺のワークに沿って敷設されている。ワーク支持装置20は、レール4上に1つ以上配置され、ワークの長手方向中途部を下支えする。支持装置検出部50は、レール4に沿って移動可能なワーク支持装置20の位置を検出する。
なお、図示する例では、ワーク支持装置20を、レール4上に2つ配置し、第1回転ポジショナ2に近い方を第1ワーク支持装置20Aとし、第2回転ポジショナ3に近い方を第2ワーク支持装置20Bとする。
また、以下の実施形態では、レールが延在する方向を、前後方向と称する。便宜上特に、第1回転ポジショナ2に向けた方向を、前方と称し、その前後方向反対側を、後方と称する。また、一対のレールの延在方向に対してそれぞれ直交する横断方向を、左右方向と称する。
【0012】
第1回転ポジショナ2は、支持部8と、保持部9と、軸受部10Aと、を有する。同様に、第2回転ポジショナ3は、支持部8と、保持部9と、駆動部10Bと、を有する。
支持部8は、レール4に沿って移動する、上下方向の柱状部材である。保持部9は、支持部8の上部で、ワークの端部を回転可能に保持する。第2回転ポジショナ3の駆動部10Bは、保持部9を回転駆動させる。また、第1回転ポジショナ2の軸受部10Aは、ワーク回転装置1で支持される不図示のワークを介して伝動される駆動部10Bの駆動力によって、回転する。
【0013】
支持部8は、その下端側にレール4にスライド可能に挿通される支持台8aが設けられる。支持部8は、その下部側の周面に上下方向の板状部材からなるリブ8bが複数並べて設けられる。支持部8の上部には、保持部9が回転可能に軸支されている。
【0014】
保持部9は、保持板11と、ウェブ保持体12、13と、フランジ保持体14、14と、が設けられている。
保持板11は、支持部8の上部に設けられた長方形状の板状部材であって、その中心部が軸受部10A及び駆動部10Bによって回転可能に軸支されている。
ウェブ保持体12、13は、H形鋼のウェブを下支えする板状の第1ウェブ保持体12と、第1ウェブ保持体12に載置されたH形鋼のウェブを板厚方向で挟む一対の第2ウェブ保持体13、13と、を有する。第1ウェブ保持体12及び第2ウェブ保持体13は、保持板11の長手方向の中央で、保持板11の短手方向に並べて配置されている。また、第1ウェブ保持体12と、第2ウェブ保持体13との間は、調整可能に構成されている。すなわち、ウェブ保持体12、13は、長尺のワークであるH形鋼のウェブを挟持できる。
フランジ保持体14、14は、保持板11の長手方向の両端側に配置された一対の板状部材である。一対のフランジ保持体14、14は、保持板11の長手方向に沿って位置調整可能に構成されている。すなわち、フランジ保持体14、14は、保持するワークに応じて一対のフランジ保持体14、14の間を調整することにより、H形鋼の上フランジ及び下フランジを挟持できる。
【0015】
これにより、保持部9は、様々な大きさ、種類のH形鋼の端部を安定して保持できる
なお、保持部9は、ワークの端部の形状が、ウェブ保持体12、13又はフランジ保持体14、14で挟持可能な断面形状であれば保持可能であり、保持部9で保持できるワークは長尺のH形鋼には限られない。
【0016】
レール4は、長尺のワークに沿って一対敷設されている。レール4は、補強部材4aと、ガイド溝4bと、支持装置用レール部4cと、を有する。
補強部材4aは、一対のレール4、4の間を架け渡すように設けられる枕木状の部材である。補強部材4aは、レール4の延在方向に沿って所定間隔で並べて複数配置される。
ガイド溝4b、4bは、一対のレール4、4が対向する面に形成されている。一対のガイド溝4b、4bに支持台8aの左右両側が挿通されることにより、第1回転ポジショナ2及び第2回転ポジショナ3をレール4に沿って移動させることができる。
支持装置用レール部4cは、一対のレール4、4の左右内側でレール4に沿って延在する上向きの突設部である。支持装置用レール部4c、4cにワーク支持装置20を載置することにより、ワーク支持装置20をレール4に沿って移動可能に支持できる。
【0017】
レール4の左右一方側には、レール4に沿って延在するケーブルキャリア15が設けられている。ケーブルキャリア15は、ワーク支持装置20に接続されるケーブルを収容して保護する帯状の収容体15Aと、レール4に沿って延在し、収容体15Aをガイドするように上方が開放されたU字状に形成されたガイド部15Bと、を有する。この構成は、
図1を参照するとよい。収容体15Aの端部は、レール4に沿って移動する架台21側に接続される。
これにより、レール4に沿って延在するケーブルの端部が接続された架台21が、レール4に沿って移動した場合であっても、ケーブルを収容した収容体15Aがガイド部15B内にスムーズに案内される。
【0018】
次に、
図1~
図4に基づき、ワーク支持装置20について説明する。
図2及び
図3は、ワーク支持装置の前面斜視図及び後面斜視図であり、
図4は、昇降機構を示した図である。ワーク支持装置20は、架台21と、一対のガイド体22、22と、ワーク受け部30と、一対の昇降機構40、40と、制御部100と、を備える。
架台21は、一対のレール4、4の間を左右方向に架け渡すように延在する板状部材である。一対のガイド体22、22は、架台21の左右両端側から上方に向けて延在する上下方向の一対の柱状部材である。ワーク受け部30は、一対のガイド体22、22の間を左右方向に架け渡すように延在する板状部材であって、一対のガイド体22、22に直交する姿勢を維持したまま、昇降可能に設けられる。一対の昇降機構40、40は、ガイド体22、22にそれぞれ設けたエアシリンダ41によって、ワーク受け部30を昇降作動させる。
【0019】
架台21は、レール4の延在方向に対して直交する姿勢を維持したまま、レール4の延在方向に沿って移動可能にガイドされる。
架台21の左右両端の上側には、ガイド体22、22及び昇降機構40、40が設けられる。架台21の左右中央の下側には、支持板24と、レール係合部25と、反射体26と、が設けられている。
【0020】
支持板24は、架台21の左右方向中央の下方側に支持された長方形状の板状部材である。支持板24は、一対の支持装置用レール部4c、4cの間を架け渡すように左右方向に延在する。支持板24は、平面視で架台21よりも前後方向が幅広に形成されている。
支持板24は、左右両端側に一対配置されて、架台21の下部側に嵌合するように取付けられた前後方向の第1連結部材24a、24aと、U字状に形成された第1連結部材24aの上端側同士を架け渡すように取付けられた前後方向の第2連結部材24b、24bと、によって、架台21側に連結されている。すなわち、第1連結部材24aと、第2連結部材24bと、で架台21の周囲を囲繞している。
なお、第2連結部材24bの後端側には、下限位置のワーク受け部30を下支えする上下方向の一対の規制ピン29、29が設けられている。この構成は、
図2及び
図3を参照するとよい。
【0021】
レール係合部25、25、25、25は、支持板24の下面側の、前後方向及び左右方向の端部である4隅それぞれに設けられている。各レール係合部25、25、25、25には、支持装置用レール部4cをガイド可能に係合する前後方向の溝部が形成されている。この構成は、
図2及び
図3を参照するとよい。
これにより、前後方向に並べたレール係合部25、25の間は、架台21の前後幅よりも幅広に構成されるため、ワーク支持装置20をレール4上で安定して支持できる。
【0022】
反射体26は、支持板24の左右中央側の上面側に形成された取付孔24cに取付固定される。反射体26は、レーザーを反射する不図示のミラーを備えている。
これにより、反射体26に所定位置から照射するレーザーを照射することにより、反射体26が設けられたワーク支持装置20のレール4上の位置が検出できる。
また、反射体26を、前後方向視で一対のレール4、4の間であって且つ、架台21の下方側に形成される空きスペースに配置できる。このため、装置全体をコンパクトに構成できる。
また、取付孔24cは、左右方向に並べて二組設けられている。これにより、第1ワーク支持装置20Aに取付けた第1反射体26Aと、第2ワーク支持装置20Bに取付けた第2反射体26Bと、を左右方向にオフセットできる。この構成は、
図1及び
図3を参照するとよい。
【0023】
ガイド体22は、昇降ガイド部27と、受けガイド部28と、を有する。
昇降ガイド部27、27は、一対のガイド体22、22同士が向かい合う対向面にそれぞれ設けられている。受けガイド部28、28は、一対のガイド体22の後面側にそれぞれ設けられている。
【0024】
昇降ガイド部27は、ガイド体22の上側半部で、ガイド体22に沿って上下方向に延在するリニアレール27aと、リニアレール27aを収容するレール収容部27bと、を有する。
レール収容部27bは、リニアレール27aに沿って延在し、リニアレール27aとエアシリンダ41との間に配置されたレールカバー27b1と、リニアレール27aの前後方向の側面をカバーする一対のサイドカバー27b2、27b2と、を有する。レールカバー27b1と、サイドカバー27b2と、の間には、リニアレール27aに沿った一対の挿通溝27b3が形成されている。この構成は、
図3を参照するとよい。
【0025】
受けガイド部28は、ガイド体22の下端側から上端側まで、ガイド体22に沿って上下方向に延在するリニアレール28aと、リニアレール28aを収容するレール収容部28bと、を有する。
レール収容部28bは、リニアレール28aに沿って延在し、リニアレール28aとワーク受け部30の端部側と、の間に配置されたレールカバー28b1と、リニアレール28aの左右方向の側面をカバーする一対のサイドカバー28b2、28b2と、を有する。レールカバー28b1と、サイドカバー28b2と、の間には、リニアレール28aに沿った一対の挿通溝28b3が形成されている。この構成は、
図3を参照するとよい。
【0026】
ワーク受け部30の形状や材質は限定されるものでは無いが、本実施形態においては、左右方向に延在するHの形をした形鋼(以降、H形鋼とも称する。)であって、載置部31と、被ガイド部32と、を有する。
載置部31は、左右方向に延在するH形鋼の上フランジの上面であって、ワークを直接下支えする弾性部材等からなる緩衝材が設けられている。
被ガイド部32、32は、ワーク受け部30の左右両端の前面側に固着された一対の板状部材である。被ガイド部32の前面側には、受けガイド部28のリニアレール28aに沿って摺動する不図示のリニアガイドが取付固定されている。リニアガイドは、レールカバー28b1と、サイドカバー28b2と、の間に形成される一対の挿通溝28b3、28b3を介して、被ガイド部32側に連結されている。
【0027】
すなわち、被ガイド部32、32に設けたリニアガイドが、受けガイド部28に設けたリニアレール28a、28aに沿って昇降作動する。これにより、左右方向に延在するワーク受け部30を、一対のガイド体22、22が延在する上下方向と略直交する姿勢を維持したままスムーズに昇降作動させることができる。
【0028】
昇降機構40は、エアシリンダ41と、動滑車部42と、索状体43と、を備える。この構成は、
図2~
図4を参照するとよい。
【0029】
エアシリンダ41は、シリンダ部41aと、ピストンロッド41bと、を有する。
上下方向の筒状に形成されたシリンダ部41aは、下端側が架台21上面側に強固にねじ固定されている。ピストンロッド41bは、シリンダ部41aの上端から上方に突出する上下方向の作動部である。
【0030】
エアシリンダ41としては、復動式の片ロッドシリンダであって、ロック機能を備える。エアシリンダ41は、圧力調整制御弁として、5ポートの電磁弁が用いられている。
また、エアシリンダ41のシリンダ部41aには、ケーブルキャリア15を介して、ピストンロッド41bの伸縮作動を制御するためのエアの吸排気を行う接続路が接続されている。
【0031】
動滑車部42は、軸支部42aと、スプロケット42bと、カバー体42cと、を有する。動滑車部42には、昇降ガイド部27との間に、リニアレール27aに沿って摺動する不図示のリニアガイドが設けられている。
軸支部42aは、ピストンロッド41bの先端に固定され、ピストンロッド41bと一体的に昇降作動する左右方向の棒状部材である。
スプロケット42bは、軸支部42aに回転自在に軸支され、駆動チェーンによって構成される索状体43を掛け回す。
カバー体42cは、スプロケット42bを収容するように下方が開放された箱状に形成されている。
リニアガイドは、レールカバー27b1と、サイドカバー27b2と、の間に形成される一対の挿通溝27b3、28b3を介して、動滑車部42側に連結されている。具体的には、リニアガイドは、軸支部42a又はカバー体42c側に固定されている。
【0032】
すなわち、動滑車部42、42に設けたリニアガイドが、昇降ガイド部27、27に設けたリニアレール27a、27aに沿って昇降作動する。これにより、エアシリンダ41のピストンロッド41bを、一対のガイド体22、22に沿ってスムーズに昇降作動させることができる。
【0033】
索状体43は、スプロケット42bを掛け回すことができる駆動チェーンである。
索状体43の一方側の端部は、スプロケット42bの後方下側で、ワーク受け部30側の左右両端側に設けた可動部44に連結される。可動部44は、この構成は、H形鋼からなるワーク受け部30前面のウェブに嵌合するように設けられた部材であって、ワーク受け部30の端部側に強固に固着されている。この構成は、
図2及び
図4を参照するとよい。
索状体43の他方側の端部は、スプロケット42bの前方下方側で、架台21の左右両端側に固定された固定部45に連結される。固定部45は、架台21の下面と側面に当接するL字状の部材であって、架台21側に強固に固着されている。この構成は、
図4を参照するとよい。
【0034】
以上により、昇降機構40は、ピストンロッド41bの伸長作動にともなって、スプロケット42bが上昇作動すると、スプロケット42bに巻き掛けられる索状体43を介して、可動部44に連結されるワーク受け部30が上昇作動する。すなわち、昇降機構40は、動滑車を利用したことによって、ワーク受け部30の上昇量がピストンロッド41bの伸長量のおよそ2倍となる。
なお、動滑車部42及び索状体43は、同様に作動する構成であればよく、上記構成には限られない。例えば、スプロケット42bに代えて不図示のプーリーとし、駆動チェーン43に代えて不図示の駆動ベルトとしてもよい。また、昇降機構40は、エアシリンダ41、動滑車部42、索状体43の構成に代えて、例えば、不図示の一対の駆動モータ、出力ギヤ、一対のラックギヤからなる倍速倍ストローク機構を適用してもよい。
【0035】
次に、
図5に基づき、支持装置検出部50について説明する。
図5は、支持装置検出部を示した要部正面図である。支持装置検出部50は、一対のレール4、4の間に配置され、レール4の延在方向の一端側、又は、第1回転ポジショナ2又は第2回転ポジショナ3の支持台8a側に設けられている。図示する例では、支持装置検出部50は、第2回転ポジショナ3の支持台8a側に設けられている。この構成は、
図1及び
図5を参照するとよい。
【0036】
支持装置検出部50は、レーザーセンサ51と、レーザーセンサ51を左右動可能に吊り下げ支持する支持ブラケット52と、支持ブラケット52に支持されたレーザーセンサ51の左右位置を制御するアクチュエータ53と、アクチュエータ53を制御するソレノイドバルブ54と、を有する。
【0037】
レーザーセンサ51は、ワーク支持装置20側に設けた反射体26に向けてレーザーを照射する投光器51Aと、反射体26から反射したレーザーを受光する受光器51Bと、を有する。
支持ブラケット52は、左右一対の上下方向の支持柱52a、52aと、支持柱52a、52aの上端同士を連結する梁部52bと、を有する。梁部52bには、梁部52bに沿ってレーザーセンサ51をスライド可能に吊り下げ支持するアクチュエータ53が設けられた。図示する例では、アクチュエータ53としてロッドレスエアシリンダを用いられる。
ロッドレスエアシリンダ53は、ソレノイドバルブ54によって、梁部52b上のレーザーセンサ51の左右位置を制御できる。アクチュエータ53の構成はレーザーセンサ51の左右位置を操作できるものであればよく、ロッドレスエアシリンダ53には限られない。
【0038】
制御部100は、架台21の左右方向中央の上面前部側に配置された収容箱内に収容されている。また、制御部100の上端側は、下限位置まで下降作動したワーク受け部30の載置部31よりも下側に配置される。
これにより、制御部100を、ワーク受け部30の前方における架台21の上面に形成される空きスペースにスペース効率良く配置できる。
【0039】
制御部100は、シリンダ部41a内の不図示の圧力調整制御弁を制御することにより、ピストンロッド41bの伸縮作動と、固定状態への切り替えと、を制御できる。このとき、ピストンロッド41bの伸長作動する際の作動力も制御できる。
【0040】
(作用効果)
上述の構成によれば、ワーク支持装置20は、制御部100によって、エアシリンダ41の伸縮作動を制御することにより、ワーク受け部30の昇降位置を制御できる。また、ワーク支持装置20によってワークを下支えする際に、ワーク受け部30によりワークの下面を押し返すようにして支持する支持力も調整できる。
これにより、ワーク支持装置20は、ワーク回転装置1によって回転可能に支持された長尺のワークの長手方向中途部をスムーズ且つ効率的に下支えできる。また、適した支持力でワークを下支えすることにより、長尺のワークが自重によって撓むことも防止できる。
【0041】
また、制御部100は、ワークの断面形状、断面サイズ、重さ、長さ、材質等のワークに関する情報と、これらとワークの自重撓みの関係を示す情報と、を予めデータベース化して記憶させた不図示のHDD等からなる記憶部を有する。なお、記憶部は、制御部100に内蔵してもよいし、ネットワークを介して接続されるサーバーに設けた構成としてもよい。
これにより、ワーク支持装置20は、データベースに基づいて、ワーク支持装置20によってワークを下支えするレール4上の位置と、ワーク受け部30を昇降作動させるエアシリンダ41の圧力と、を制御することにより、自重撓みが最小となるようにワークを下支えできる。
【0042】
また、ワーク支持装置20に、ワーク受け部30又は可動部44に、ワーク受け部30の高さ位置を検出する不図示の変位検出センサを別途に設けた構成としてもよい。これにより、制御部100は、ワークに関する情報と、ワークの回転位置と、に基づいて前記ワーク受け部の目標高さを算出し、ワーク受け部30が目標高さに達するように、エアシリンダ41の圧力を制御できる。すなわち、ワーク受け部30の昇降位置の制御をより精度よく行うことができる。
【0043】
また、昇降機構40にロック機能付きのエアシリンダ41を用いたことにより、ワークを下支えするワーク受け部30の昇降位置を強固に保持できる。すなわち、ワーク支持装置20は、第1回転ポジショナ2及び第2回転ポジショナ3からワークが落下した場合であっても、ワークを安定して支えることができる。また、ワークを下支えするワーク支持装置20の構成が簡易になり、製造コストも低く抑えることができる。
【0044】
また、昇降機構40は、動滑車部42及び索状体43によって倍ストローク倍機構を構成したことにより、エアシリンダ41の伸長量に対して、ワーク受け部30の昇降量を大きくすることができる。
これにより、ワーク支持装置20全体の上下幅をコンパクトにできる。これに伴い、第1回転ポジショナ2及び第2回転ポジショナ3の回転軸の高さも低く抑えることができるため、作業性も良好になる。さらに、ワーク支持装置20の上端位置が第1回転ポジショナ2及び第2回転ポジショナ3の回転軸よりも上方に大きく突出しないため、ワーク支持装置20が溶接ロボットの動作の邪魔になり難い。
【0045】
支持装置検出部50は、ロッドレスエアシリンダ53によって梁部52bの右側に移動させたレーザーセンサ51から前方に向けてレーザーを照射し、第1ワーク支持装置20Aに取付けた第1反射体26Aで反射したレーザーを受光することにより、レール4上の第1ワーク支持装置20Aの正確な位置を検出できる。同様に、支持装置検出部50は、ロッドレスエアシリンダ53によって梁部52bの左側に移動させたレーザーセンサ51から前方に向けてレーザーを照射し、第2ワーク支持装置20Bに取付けた第2反射体26Bで反射したレーザーを受光することにより、レール4上の第2ワーク支持装置20Bの正確な位置を検出できる。この構成は、
図1及び
図5を参照するとよい。
【0046】
これにより、支持装置検出部50の全体を、簡易且つコンパクトに構成できる。
また、支持装置検出部50によって、長尺のワークを下支えするレール4上の第1ワーク支持装置20Aの位置と、第2ワーク支持装置20Bの位置と、を正確に検出できる。
【0047】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【0048】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 長尺のワークの端部を、前記ワークの長手方向に沿った回転軸回りに回転可能に保持する一対のポジショナによって、前記ワークを回転軸回りに回転させるワーク回転装置に用いられ、前記ワークの長手方向中途部を下支えするワーク支持装置であって、
前記ワーク支持装置は、
一対の昇降機構と、
前記一対の昇降機構を載置し、前記ワークの長手方向に沿って移動可能な架台と、
前記一対の昇降機構の間を架け渡すように設けられ、前記ワークの下面を支持するワーク受け部と、
を備え、
前記昇降機構は、
作動部が上下動する昇降作動部と、
前記昇降作動部の作動力を制御する制御部と、
前記昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、
前記動滑車部に巻き掛けられ、一端側が前記ワーク受け部側の可動部に連結され、他端側が固定部に固定された索状体と、
を含むこと、
を特徴とするワーク回転装置用のワーク支持装置。
本構成によれば、長尺の前記ワークを下支えする前記ワーク受け部が、前記動滑車を介して、前記昇降作動部の前記作動部先端に連結されるため、前記昇降作動部の前記作動部の昇降量に対して、前記ワーク受け部の昇降量が大きくなる。このため、前記昇降作動部の前記作動部先端のストローク長を短くできるため、ワーク支持装置全体をコンパクトにできる。
【0049】
(2) 前記昇降作動部は、ロック機能を有するエアシリンダとし、
前記作動部先端は、前記エアシリンダの作動ロッドのロッド先端とし、
前記制御部は、圧力調整弁を介して、前記エアシリンダの作動を制御する、
(1)に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
本構成によれば、前記昇降作動部をエアシリンダにすることにより、前記ワークを下支えする前記ワーク受け部を適切な力で前記ワークに当接させることができる。また、昇降作動をロックするロック機能を備えたエアシリンダにすることにより、前記ワーク受け部が簡易な構成であっても重量物のワークを安定的に支持することができる。
【0050】
(3) 前記架台は、前記架台の移動方向に沿って敷設されたケーブルキャリアの移動端が接続される、
(1)又は(2)に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
本構成によれば、前記ケーブルキャリアが連結された前記ワーク支持部を、前記架台の移動方向に沿ってスムーズに移動させることができる。
【0051】
(4) 前記ワークに関する情報と、前記ワークの自重撓みの関係を予め記憶する記憶部を設け、
前記制御部は、前記記憶部から取得される、前記ワークに関する情報と、前記ワークの自重撓みの関係を示す情報と、に基づいて、前記エアシリンダの圧力を制御する、
(2)又は(3)に記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
本構成によれば、前記ワーク支持部は、長尺の前記ワークの自重撓みを考慮して前記ワークを下支えできるようになる。このため、長尺のワークをより精度良く保持できる。
【0052】
(5) 前記可動部の昇降位置を検出する変位センサと、
前記ポジショナの回転位置を検出する回転センサと、を設け、
前記制御部は、前記回転センサにより取得される前記ワークの回転位置に基づいて前記ワーク受け部の目標高さを算出し、前記変位センサに基づいて、前記ワーク受け部が目標高さに達するように、前記エアシリンダの圧力を制御する、
(2)~(4)の何れか1つに記載のワーク回転装置用のワーク支持装置。
本構成によれば、前記ワーク受け部の昇降位置を正確に検出できるため、前記ワーク受け部による長尺のワークの下支えをより高精度に行うことができる。
【0053】
(6) 長尺のワークの両端側を保持し、前記ワークを長手方向に沿った回転軸回りに回転させるポジショナと、前記ワークの長手方向中途部を下支えする単数又は複数のワーク支持装置と、を備える、ワーク回転装置であって、
前記ワーク支持装置は、
一対の昇降機構と、
前記一対の昇降機構を前記ワークの長手方向に沿って移動可能に支持する架台と、
前記一対の昇降機構の間を架け渡すように設けられたワーク受け部と、
を備え、
前記昇降機構は、
作動部が上下動する昇降作動部と、
前記昇降作動部の作動力を制御する制御部と、
前記昇降作動部の作動部先端に軸支された動滑車部と、
前記動滑車部に巻き掛けられ、一端側が前記ワーク受け部側に連結され、他端側が固定部に固定された索状体と、
を含むこと、
を特徴とするワーク回転装置。
本構成によれば、長尺の前記ワークを下支えする前記ワーク受け部が、前記動滑車からなる倍ストローク倍機構を介して、前記昇降作動部の前記作動部先端に連結されるため、前記昇降作動部の前記作動部の昇降量に対して、前記ワーク受け部の昇降量が大きくなる。このため、前記昇降作動部の前記作動部先端のストローク長を短くできるため、ワーク支持装置全体をコンパクトにできる。
【0054】
(7) 前記ワーク回転装置は、
前記ポジショナを制御する制御部と、
前記ワーク支持装置との間の距離を検出するレーザーセンサと、
を備え、
前記ワーク支持装置には、前記レーザーセンサから照射されたレーザーを反射する反射部が設けられた、
(6)に記載のワーク回転装置。
本構成によれば、前記ワーク支持装置によって長尺の前記ワークを下支えする位置を検出できるため、前記ワークの下支えを高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【0055】
1 ワーク回転装置
2 第1回転ポジショナ(ポジショナ)
3 第2回転ポジショナ(ポジショナ)
4 レール
4a 補強部材
4b ガイド溝
4c 支持装置用レール部
8 支持部
8a 支持台
8b リブ
9 保持部
10A 軸受部
10B 駆動部
11 保持板
12 第1ウェブ保持体(ウェブ保持体)
13 第2ウェブ保持体(ウェブ保持体)
14 フランジ保持体
15 ケーブルキャリア
15A 収容体
15B ガイド部
20 ワーク支持装置
20A 第1ワーク支持装置
20B 第2ワーク支持装置
21 架台
22 ガイド体
24 支持板
24a 第1連結部材
24b 第2連結部材
24c 取付孔
25 レール係合部
26 反射体(反射部)
26A 第1反射体
26B 第2反射体
27 昇降ガイド部
27a リニアレール
27b レール収容部
28 受けガイド部
28a リニアレール
28b レール収容部
29 規制ピン
30 ワーク受け部
31 載置部
32 被ガイド部
33 ガイド片
40 昇降機構
41 エアシリンダ(昇降作動部)
41a シリンダ部
41b ピストンロッド(作動部、作動ロッド)
42 動滑車部
42a 軸支部
42b スプロケット
42c カバー体
43 索状体、駆動チェーン
44 可動部
45 固定部
50 支持装置検出部
51 レーザーセンサ
51A 投光器
51B 受光器
52 支持ブラケット
52a 支持柱
52b 梁部
53 ロッドレスエアシリンダ、アクチュエータ
54 ソレノイドバルブ
100 制御部