特開 2024-66711 ワーク搬送装置

(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】P2024066711

(43)【公開日】2024-05-16

(54)【発明の名称】ワーク搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 7/00 20060101AFI20240509BHJP

   B23Q 7/02 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

B23Q7/00 E

B23Q7/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022176323

(22)【出願日】2022-11-02

(71)【出願人】

【識別番号】000237721

【氏名又は名称】ＦＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】片桐 匡教

(72)【発明者】

【氏名】栗原 亮

【テーマコード（参考）】

3C033

【Ｆターム（参考）】

3C033AA01

3C033AA09

3C033AA16

3C033AA17

3C033FF02

3C033FF03

3C033FF04

(57)【要約】

【課題】ワークの搬送及び位置決めを短時間で可能にする搬送装置を提供する。
【解決手段】ワークＷを工作装置２の作業位置に搬送する搬送装置１であって、ワークＷを搭載支持するテーブルユニット１０と、テーブルユニット１０を案内するカムレール４０と、を備え、カムレール４０は固定カムレール４１と移動カムレール４２とに分割して構成されており、固定カムレール４１に対して移動カムレール４２を移動させて、移動カムレール４２に位置するテーブルユニット１０を工作装置２に向かって移動し、当該テーブルユニット１０上に支持されたワークＷを工作装置２の作業位置に移動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを工作機器の作業位置に搬送する搬送装置であって、
前記ワークを支持する支持部と、
前記支持部を案内するカムレールと、を備え、
前記カムレールは固定カムレールと移動カムレールとに分割して構成され、
前記固定カムレールに対して前記移動カムレールとともに当該移動カムレールに位置する前記支持部を移動させて、当該支持部に支持された前記ワークを前記作業位置に移動させる、搬送装置。

【請求項2】

前記カムレールに沿って前記支持部を移動させる第１駆動手段と、
前記固定カムレールに対して前記移動カムレールを移動させる第２駆動手段と、を備えた、請求項１に記載の搬送装置。

【請求項3】

前記支持部は、前記カムレールに複数配置されており、
複数の前記支持部のうち、前記移動カムレールに位置する１個の前記支持部が前記移動カムレールとともに移動する、
請求項１または２に記載の搬送装置。

【請求項4】

前記カムレールは円形であって、
前記移動カムレールは、前記カムレールの一部の円弧状の部位であり、
前記移動カムレールは、前記固定カムレールに対して径方向外方に移動可能に構成されている、
請求項１または２に記載の搬送装置。

【請求項5】

前記第２駆動手段により前記支持部を前記作業位置に移動させた状態で、前記支持部を上下方向に移動させる第３駆動手段を更に備えた、
請求項２に記載の搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ワークを搬送する搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機器の作業位置（工作位置）にワークを搬送して位置決めする搬送装置が開発されている。例えば、特許文献１のように、ワークを支持する治具を設置した回転テーブルを有し、回転テーブルの１箇所の回転位置でワークが工作装置の作業位置に一致させるように、搬送装置が配置されている。

【0003】

また、多数のワークを工作するために、回転テーブルに治具が複数備えられており、ワークを順次搬送して連続的に工作装置にて工作することが可能になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実用新案登録第２５８０３５５号公報

【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、工作装置及び搬送装置による工作システムにおいて、形状の異なるワークを短時間で連続的に工作することが要求される場合がある。この場合には、ワークを工作装置の作業位置に短時間で搬送することが要求される。

【0006】

また、複数種類のワークを搬送して工作する場合には、ワークの種類に応じて位置決めを短時間で可能にすることが要求される。

【0007】

本開示の目的は、上記問題点に鑑み、ワークの搬送及び位置決めを短時間で可能にする搬送装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本開示の搬送装置は、
ワークを工作機器の作業位置に搬送する搬送装置であって、
前記ワークを支持する支持部と、
前記支持部を案内するカムレールと、を備え、
前記カムレールは固定カムレールと移動カムレールとに分割して構成され、
前記固定カムレールに対して前記移動カムレールとともに当該移動カムレールに位置する前記支持部を移動させて、当該支持部に支持された前記ワークを前記作業位置に移動させる。

【発明の効果】

【0009】

本開示の搬送装置によれば、移動カムレールを移動させることでワークの作業位置への位置決めが可能になる。また、カムレールの一部の移動カムレールを移動させる構造により、移動部品の重量が抑えられる。これにより、移動カムレールとともに支持部を迅速に移動させることが可能になり、支持部に支持されたワークを工作機器の作業位置に短時間で移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る搬送装置の設置例を示す斜視図である。

【図2】一実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。

【図3】一実施形態に係る搬送装置の上面図である。

【図4】一実施形態に係る搬送装置の側面図である。

【図5】一実施形態に係る搬送装置の横断面図である。

【図6】一実施形態に係る搬送装置の縦断面図である。

【図7】テーブルユニットの前後移動についての説明図である。

【図8】テーブルユニットの上下移動についての説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本実施形態に係る搬送装置を、添付図面を参照しながら以下に説明する。なお、添付図面は、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略等を行っており、各構成部分の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。

【0012】

図１は、本開示の一実施形態に係る搬送装置１の設置例を示す斜視図である。図２は、一実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。

【0013】

図１に示すように、本開示に係る搬送装置１は、例えば超音波溶着機のような工作装置２(工作機器)にワークＷ（被加工品）を搬送し、工作装置２の作業位置にワークＷを位置決めする装置である。

【0014】

搬送装置１は、回転する円板状のインデックステーブル３を備えており、インデックステーブル３の周方向一部分の径方向外側に工作装置２が隣接するように配置されている。インデックステーブル３には、ワークＷを載置するためのテーブルユニット１０（支持部）が３個備えられている。ワークＷは、テーブルユニット１０に載置されるワーク支持用治具１１に支持される。工作装置２は、正対するテーブルユニット１０に載置されたワークＷを例えば上方側から加工する。

【0015】

図１、２に示すように、インデックステーブル３は、基台４の上部に配置されている。インデックステーブル３は、その上面３ａが略水平になるように設置されており、中心位置Ｐｃを通り上下方向に延びる線を回転軸線として回転可能に構成されている。インデックステーブル３は、基台４に備えられた第１モータ５（第１駆動手段）によって回転駆動される。第１モータ５は、ステッピングモータやサーボモータ等の角度を検出できるモータであり、出力軸の回転位置（回転角度）を制御可能である。

【0016】

テーブルユニット１０は、インデックステーブル３の外周部に周方向に同一間隔をおいて３個配置されている。

【0017】

テーブルユニット１０は、矩形状の上面１０ａを有し、当該上面１０ａにワークＷを支持するワーク支持用治具１１が載置可能になっている。テーブルユニット１０の上面１０ａには、上方に突出したピン１２及び上下作動が可能なピン１３が１個ずつ、及びエアー駆動で内径を把持することができるピン１４が２個備えられている。テーブルユニット１０の上面１０ａにワーク支持用治具１１を載置した際に、テーブルユニット１０の上面１０ａのピン１２及び穴部１３と、ワーク支持用治具１１の下面に１個ずつ備えられた図示しない穴部に挿入されることで、テーブルユニット１０に対してワーク支持用治具１１が水平方向に位置決めされる。更に、挿入するピン１２、１３、１４を変えることにより、左右方向の位置決め位置を変更することが可能である。

【0018】

テーブルユニット１０は、インデックステーブル３に対して直動機構１５を介して径方向に移動可能に支持されている。

【0019】

以下、インデックステーブル３の中心軸（回転軸）の軸線方向を上下方向とし、インデックステーブル３の軸線に対して垂直な水平面上において、インデックステーブル３の中心位置Ｐｃと工作装置２の作業位置Ｐｗ（工作時のワークＷの中心位置：図３参照）とを結ぶ線の延長方向を前後方向とする。インデックステーブル３の中心位置Ｐcから作業位置Ｐwへ向かう方向を前方、作業位置Ｐwからインデックステーブル３の中心位置Ｐcへ向かう方向を後方とする。また、作業位置Ｐｗからインデックステーブル３の中心位置Ｐｃを見て、右手側を右方向、左手側を左方向とする。

【0020】

搬送装置１には、テーブルユニット１０を前後方向に移動させるテーブル引き込み装置２０（第２駆動手段）が備えられている。テーブル引き込み装置２０は、インデックステーブル３の前部下方に設置されており、テーブルユニット１０を径方向外方である前方に移動させる機能を有している。

【0021】

また、図１に示すように、工作装置２と搬送装置１との間には、テーブル引き込み装置２０によって前方に移動されたテーブルユニット１０を上下方向に移動させるリフト装置２１（第３駆動手段）が備えられている。

【0022】

次に、図３から図８を用いて、搬送装置１の詳細な構造について説明する。
図３は、搬送装置１の上面図である。図４は、搬送装置１の前方から見た側面図である。図５は、搬送装置１の横断面図である。図６は、搬送装置１の縦断面である。図７は、テーブルユニット１０の前後移動についての説明図である。図８は、テーブルユニット１０の上下移動についての説明図である。なお、図３では、インデックステーブル３及びテーブルユニット１０のみ記載している。図５は、図４中に記載したＡ－Ａ部の断面図である。図６は、図３中に記載したＢ－Ｂ部の断面図である。図７は、図４中に記載したＣ－Ｃ部の断面図である。図８は、搬送装置１の前方から見た側面図である。図４、８では、３個のテーブルユニット１０のうち、工作装置２に正対した前部に位置するテーブルユニット１０のみ記載している。

【0023】

図３に示すように、インデックステーブル３には、外周側が開口した矩形状の凹部３１が設けられている。

【0024】

凹部３１は、インデックステーブル３の周方向で等間隔に３個形成されており、夫々にテーブルユニット１０が配置される。

【0025】

図３、４に示すように、テーブルユニット１０はインデックステーブル３に支持される第１部材３２と、第１部材３２に対して上下方向に移動可能に支持された第２部材３３とを備えている。

【0026】

第１部材３２は、凹部３１よりも周方向両側に大きい矩形板状であって、インデックステーブル３の上面３ａに凹部３１の周方向両端側の縁部に跨るように載置されている。第１部材３２の周方向端部の下面とインデックステーブル３の凹部３１の周方向側の縁部の上面との間に、夫々直動機構１５が備えられている。

【0027】

直動機構１５のレール１５ａは、凹部３１の周方向側の縁部に沿って、前後方向に延びている。第１部材３２は、直動機構１５により、インデックステーブル３に対して径方向に移動可能であり、第１部材３２がインデックステーブル３の凹部３１に収納された収納位置（図３参照）と、第１部材３２の一部が凹部３１より径方向外方に突出する突出位置までの間で移動可能である。

【0028】

第２部材３３は、ワーク支持用治具１１を載置する矩形板状の上板部３３ａと、上板部３３ａの下方に配置された下板部３３ｂを有している、上板部３３ａと下板部３３ｂは、第１部材３２を挟んで上下方向に離間して配置されている。上板部３３ａと下板部３３ｂとは上下方向に延びる複数の柱部材３３ｃによって連結されている。

【0029】

柱部材３３ｃと第１部材３２との間には直動機構が複数備えられており、第１部材３２に対して第２部材３３が上下方向にのみ移動可能になっている。したがってインデックステーブル３が第１モータ５によって回転した場合に、第１部材３２と第２部材３３はインデックステーブル３と共に回転移動する。また、テーブルユニット１０毎に、第１部材３２と第２部材３３とが共にインデックステーブル３に対して径方向外方に移動可能になっている。

【0030】

第２部材３３の下板部３３ｂの下部には、筒状のローラ３５が備えられている。ローラ３５は、下板部３３ｂに固定された軸３６に回転可能に支持されている。軸３６は、第２部材３３の下方に配置され、水平かつインデックステーブル３の径方向に対して垂直に延びるように配置されている。

【0031】

インデックステーブル３の下部には、テーブルユニット１０毎に、第２部材３３に備えられたローラ３５を支持するローラ支持板３７が備えられている。ローラ支持板３７の上面は水平になっている。

【0032】

テーブルユニット１０が径方向内側位置である収納位置では、第２部材３３のローラ３５はインデックステーブル３のローラ支持板３７に載るように構成されている。したがって、テーブルユニット１０の収納位置では、テーブルユニット１０の第２部材３３の下方への移動が規制される。

【0033】

一方、テーブルユニット１０が径方向外側に突出した突出位置では、第２部材３３のローラ３５はインデックステーブル３のローラ支持板３７から径方向外方に外れた位置になる。したがって、テーブルユニット１０の突出位置では、テーブルユニット１０の第２部材３３の下方への移動が可能になる。

【0034】

なお、図１に示すように、テーブルユニット１０が工作装置２に正対した位置において、径方向外方に突出した突出位置では、第２部材３３のローラ３５がリフト装置２１に載るように配置されている。したがって、この突出位置でテーブルユニット１０はリフト装置２１によって上下方向に移動可能に構成されている。

【0035】

図５、６に示すように、基台４のインデックステーブル３の下方には、円形状に構成されたカムレール４０が備えられている。カムレール４０は、上方が開口した縦断面がコの字型のレールである。

【0036】

カムレール４０は、基台４に固定された固定カムレール４１と、前後方向に移動可能な移動カムレール４２とに分割された構造になっている。

【0037】

移動カムレール４２は、カムレール４０の前部、すなわち工作装置２に正対した位置付近の部位である。移動カムレール４２は、テーブル引き込み装置２０によって移動される。テーブル引き込み装置２０の基台部４３には、回転駆動する出力軸が上方を向いた第２モータ４４が備えられている。第２モータ４４はサーボモータであり、出力軸の回転位置（回転角度）を制御可能である。第２モータ４４の出力軸には回転板４５が固定されている。回転板４５には、出力軸から回転板４５の径方向にオフセットして配置され上方に突出したカムローラ４６を有する。

【0038】

移動カムレール４２と一体的に、テーブル引き込み装置２０の可動部４７が構成されている。可動部４７は、直動機構４８を介して基台部４３の上部に前後方向に移動可能に支持されている。可動部４７には、左右方向が長径の長穴４９が開いており、カムローラ４６が挿入されている。

【0039】

テーブル引き込み装置２０における第２モータ４４を駆動して回転板４５を回転させてカムローラ４６の位置を変化させることで、可動部４７とともに移動カムレール４２が前後方向に移動する。図５に示すように、移動カムレール４２を最も後方に移動させたときに、固定カムレール４１と移動カムレール４２とが同心円状に位置して円状に連結する。

【0040】

テーブルユニット１０の第１部材３２には、カムレール４０内を移動するカムローラ５０が備えられている。これにより、移動カムレール４２を最も後方に移動させてカムレール４０を円状にした状態で、インデックステーブル３を回転させることでテーブルユニット１０も回転移動するが、カムレール４０に沿ってカムローラ５０が移動する際に径方向の移動が規制されるので、テーブルユニット１０の径方向位置が一定に規定される。なお、本開示では、図５中の矢印に示すように、インデックステーブル３を右回転させる仕様になっている。

【0041】

図７に示すように、１つのテーブルユニット１０を工作装置２に正対する位置に回転移動させると、当該テーブルユニット１０のカムローラ５０が移動カムレール４２上の回転方向先方側端部付近に位置する。したがって、テーブルユニット１０が工作装置２に正対する回転位置に位置した状態において、テーブル引き込み装置２０を作動させて移動カムレール４２を前方に移動させることで、移動カムレール４２内に位置するカムレール４０が前方に移動する。これにより、工作装置２に正対する回転位置のテーブルユニット１０が、工作装置２に向かって前方に移動する。

【0042】

工作装置２に正対した回転位置のテーブルユニット１０が前方に移動すると、ローラ３５がローラ支持板３７から前方に移動して、リフト装置２１に載る。そして、リフト装置２１によりテーブルユニット１０を上下方向に移動して、上下方向の位置決めがされる。なお、図８は、ローラ３５がローラ支持板３７から前方に移動して外れた状態であり、図４に示すようにローラ３５がローラ支持板３７に載った状態に対して、テーブルユニット１０の第２部材３３が下方に移動した状態である。

【0043】

したがって、第１モータ５の作動によりテーブルユニット１０の周方向の位置決めが行われ、第２モータ４４の作動により工作装置２に正対したテーブルユニット１０の前後方向の位置決めが行われる。更に、リフト装置２１の作動により、テーブルユニット１０の上下方向の位置決めが行われる。

【0044】

本開示の搬送装置１を用いて工作装置２によりワークＷを加工する場合には、まず搬送装置１の３個のテーブルユニット１０のうち、工作装置２の右方に位置するテーブルユニット１０に、ワークＷを支持したワーク支持用治具１１を、ロボット等によって載せる。例えば工作装置２に正対した位置から１２０度左方向に回転した位置に位置するテーブルユニット１０に、ワーク支持用治具１１を載せるようにすればよい。

【0045】

そして、インデックステーブル３を１２０度右回転してテーブルユニット１０を工作装置２に正対させ、テーブル引き込み装置２０によりテーブルユニット１０を工作装置２に向かって前方に移動させるとともに、リフト装置２１を適宜作動させて位置決めし、工作装置２によりワークＷを加工する。

【0046】

ワークＷの加工後には、リフト装置２１を再作動させテーブルユニット１０を引き込み時の高さに戻し、テーブル引き込み装置２０によりテーブルユニット１０をインデックステーブル３の中心位置Ｐｃに向かって移動させ、インデックステーブル３を１２０度右回転してテーブルユニット１０からロボット等によって加工後のワークＷを支持したワーク支持用治具１１を取り出す。

【0047】

これらの動作を各テーブルユニット１０に対して順次行うことで、インデックステーブル３を１２０度右回転する毎に、工作装置２によりワークを１個ずつ加工することができる。

【0048】

以上のように、本開示の搬送装置１は、ワークＷを支持したワーク支持用治具１１を載置するテーブルユニット１０と、テーブルユニット１０を案内する円形のカムレール４０と、テーブルユニット１０を移動させる円板状のインデックステーブル３と、を備えている。カムレール４０は基台に固定され、インデックステーブルは基台４に対して回転可能に支持されている。テーブルユニット１０は、インデックステーブル３に径方向外方に移動可能に支持されており、インデックステーブル３を回転することで、テーブルユニット１０がカムレール４０に案内されながらインデックステーブル３とともに回転する構造になっている。

【0049】

本開示の搬送装置１では、カムレール４０は、基台４に固定された固定カムレール４１と固定カムレール４１に対して移動可能な移動カムレール４２とに分割した構造になっている。

【0050】

固定カムレール４１に対して、移動カムレール４２とともに当該移動カムレール４２に位置するテーブルユニット１０を移動させて、当該テーブルユニット１０上に支持されたワークＷを工作装置２の工作位置に移動させる。

【0051】

本開示の搬送装置１では、カムレール４０の一部の移動カムレール４２を移動させる構造になっているので、カムレール４０全体を移動させるよりも移動部品の重量を抑えることができる。これにより、移動カムレール４２とともにテーブルユニット１０を迅速に径方向外方に移動させて、ワークＷを工作装置２の作業位置に短時間で移動させることができ、工作装置２及び搬送装置によるワークの生産性を向上させることができる。

【0052】

インデックステーブル３は、第１モータ５によって駆動され、各テーブルユニット１０をカムレール４０に沿って移動させる。また、移動カムレール４２は、第２モータ４４によって駆動され、固定カムレール４１に対して前方に移動する。これにより、テーブルユニット１０は、インデックステーブル３から径方向外方（前方）に移動して、工作装置２の工作位置の水平位置に移動する。

【0053】

このように、テーブルユニット１０の回転方向の移動及び前後方向の移動を、２つのアクチュエータ（第１モータ５、第２モータ４４）によって別々に行うので、各移動位置の精度を高めることができる。また、移動カムレール４２にカムローラ５０が載ってから第１モータ５と第２モータ４４とを同時に協調作動させることで、テーブルユニット１０の回転移動と前後方向の位置決めを同時に行うことができる。したがって、テーブルユニット１０上のワークＷの作業位置への搬送時間を短縮することができる。

【0054】

更には、第２モータ４４を適宜作動制御することで、テーブルユニット１０の前後位置を容易に変更することができる。これにより、異なる形状のワークＷを連続的に工作する場合でも容易に対応することができる。例えばワークＷの形状に対応してワークＷの工作位置の前後位置をあらかじめ記憶させておくことで、異なる形状のワークＷを連続的に加工することも可能になる。

【0055】

カムレール４０上を移動するテーブルユニット１０は、インデックステーブル３上に３個配置されている。このように３個のテーブルユニット１０を備えることで、インデックステーブル３の１回転毎に３個のワークＷが加工可能になり、ワークＷの搬送及び加工を順次行って、加工における生産性を向上させることができる。

【0056】

なお、本開示では、カムレール４０は円形であって、移動カムレール４２は、カムレール４０の一部の円弧状の部位であり、移動カムレール４２は残りの部位である固定カムレール４１に対して径方向外方に移動可能に構成されている。

【0057】

これにより、カムレール４０及びテーブルユニット１０を移動させるインデックステーブル３及び第１モータ５等を含む搬送装置１を、簡単かつコンパクトな構成にすることができる。

【0058】

更に、本開示では、テーブルユニット１０が相対的に上下移動する第１部材３２と第２部材３３とを有している。ワークＷ及びワーク支持用治具１１を載置する上面３ａを形成する第２部材３３は、工作装置２の作業位置に前方に移動させた状態で、移動カムレール４２に支持される第１部材３２に対してリフト装置２１によって上下方向に移動可能になっている。

【0059】

したがって、リフト装置２１の作動制御により、ワークＷの作業位置における上下位置を任意に位置決めすることが可能になる。

【0060】

以上のように、第１モータ５、第２モータ４４、リフト装置２１の作動制御によって、ワークＷを搬送装置１に搬送し、前後左右上下位置を任意に位置決めすることが可能になる。

【0061】

なお、本開示では、カムレール４０が円形であるが、楕円形状など円形以外の形状であってもよい。例えばカムレール４０を前後方向に長い楕円形状にすることで、ワークの前後方向の移動距離を大きく確保できる搬送装置にすることができる。

【0062】

また、本開示では、テーブルユニット１０は３個であるが、３個以上であってもよい。例えば、４個あるいは５個等にすることで１つのインデックステーブル３で行える作業を増やすことができる。もしくは、本開示の様に１２０度毎の配置で、各ポストのテーブルユニット１０を２個以上の横並び配置にすることによって、複数個取りの機構にする、即ち工作装置２に向かって複数個のテーブルユニット１０を移動させる機構にすることも可能である。

【0063】

また、搬送装置のその他の詳細な構造についても適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0064】

Ｗ ワーク
１ 搬送装置
２ 工作装置（工作機器）
１０ テーブルユニット（支持部）
４０ カムレール
４１ 固定カムレール
４２ 移動カムレール
５ 第１モータ（第１駆動手段）
２０ テーブル引き込み装置（第２駆動手段）
２１ リフト装置（第３駆動手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】