JP7643237B2 - ワークの供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの供給装置に関する。

電気自動車等に使用される電力変換装置（ＰＣＵ）に使われるスイッチング素子としてパワーカードが知られている。このパワーカードの製造工程において、製造途中の多数枚のパワーカードを一ロットとして格納装置に搬入し、格納装置からパワーカードを一枚ずつ搬出するとき、要求のあるそれぞれの目的地に対応するように一枚ずつ各パワーカードを搬出する。

このパワーカードをワークとして積層して保管する格納装置は、要求に応じて必要なとき必要な枚数のワークを遅延なしに供給することが求められる。

積層された複数のワークから１枚のワークを供給するとき、１枚のワークを残りの積層されたワークから分離する、例えば、特許文献１に記載されるシステムは、複数のワークが積層された状態で蓄積されるストッカーと、１枚の前記ワークの両端をハの字型に挟み込んで把持する少なくとも一対のパッドを含む保持ユニットと、保持ユニットおよびストッカーの少なくとも一方を動かすことにより、少なくとも一対のパッドで１枚のワークを挟み込んだ状態の保持ユニットに対し、ストッカーを相対的に下に移動して１枚のワークを他のワークに対し分離する移動ユニットとを有する。

特開２０１７－１６００５５号公報

格納装置にワークを搬入するとき、例えば３０枚の積層パワーカード（ワーク）を下からセットし、この格納装置の上から順にワークを一枚ずつ取り出し（搬出）していく方法を採用するものでは、格納装置に上段のワークの残数が無くなった後、次にワークの搬出を開始するまでの期間、通常は、次の３０枚の積層ワークを搬入しセットする際に待機時間が長時間になるという問題がある。

また、格納装置にワークの残数が無くなったとき、次の多数枚の積層ワークを搬入し終えるまで経過する待機時間の損失を軽減する装置は知られていない。

本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、多数枚のワークを、遅れることなしに、小空間から高効率に供給可能なワークの供給装置を提供することにある。

本発明のワークの供給装置は、多数枚のワーク（２）を保管可能であって、前記多数枚のワークのうちの最上位のワークを順に外部に供給するワークの供給装置であって、
外部から多数枚のワークを搬入し積層可能な格納庫（１４）と、
前記格納庫の上段に位置し、前記格納庫で積層される多数枚のワークを所定のタイミン
グに受け入れ可能な収納箱（１２）と、
前記収容箱に設けられ、多数枚のワークを支持する第１の受台（１０、２２）と、
前記第１の受台上のワークの残枚数が所定枚数に減小したとき当該所定枚数の残ワークを前記第１の受台から受け渡される第２の受台（３１）と、
前記収容箱で第１の受台又は第２の受台に積層されるワークのうちの最上位のワークを順に搬出する積込機（１１）と、
前記積込機により最上位のワークを搬出する度に前記第１の受台上の搬出後の残ワークを上位にピッチ送りするピッチ送りユニット（６）と、
前記収容箱で積層される多数枚のワークが順に外部に搬出される際、前記第１の受台上のワークの残枚数が所定枚数に減小したとき、前記第２の受台上のワークの前記積込機によるワークの一枚毎の搬出を継続する期間中に、前記格納庫の多数枚のワークを前記収容箱内の前記第１の受台に搬入するロッド（１３、１８）と、を備え、
前記ロッドは、積層された多数のワークを第１の受台に受け渡した後に下降し、格納庫で次に積層される多数のワークを積込み、第２の受台から残ワークの最上位のワークを順に搬出する期間中に上昇し、積込まれた多数のワークを収納箱で第１の受台に受け渡す、構成を採用する。

ピッチ送りユニットがピッチ送りするワークの残枚数が所定枚数に減少している期間内に、昇降装置が稼働することで、格納庫の次の多数枚のワークを収容箱に搬入する。
したがって、ピッチ送りユニットがピッチ送りするワークの残存枚数が所定枚数以下の複数ある期間内に収容箱内に次の積層された多数枚のワークの搬入を完了するから、待ち時間の損失なしに、各ワークの各目的地への搬出（供給）を継続することができる。

ワーク残数が所定枚数に減少したとき、ワーク残数がゼロになる前の期間内に、ワーク残数を載置する支持手段が第１の受台から第２の受台に切り替えられるから、第２の受台の残存枚数がゼロになる前に、ワーク供給を継続しつつ収容箱に次の段階の多数枚のワークを搬入することができる。

本発明の一実施形態に係るワーク供給装置の斜視図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置の取出しユニットの正面図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置の取出しユニット及びパワーカードピッチ送りユニットの斜視図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置のピッチ送りユニットの斜視図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置のパワーカードの平面図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置のパワーカードの平面図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置のストックユニットの斜視図。 本発明の一実施形態に係るワーク供給装置の作動の説明図。

以下、本発明の一実施形態によるワークの供給装置を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第一実施形態について図１から図８に基づいて説明する。

図１は、本発明のワークの供給装置を、電気自動車の電力変換装置（パワーコントールユニット（ＰＣＵ））のスイッチング素子等に用いられるパワーカードの供給装置に適用した実施形態を示す。

パワーカード供給装置１は、搬送ユニット４と、取出しユニット５と、ピッチ送りユニット６と、ストックユニット７を備える。

搬送ユニット４は、搬入口から取り込んだパワーカードを取出しユニット５の下段にある格納庫１４に搬入する。以下、明細書において「パワーカード」を「ワーク」という。
格納庫（マガジン）１４には、搬送ユニット４からワーク３０枚が１ロットとして搬入される。

図２に示すように、ワーク供給装置１の取出しユニット５は、下段に格納庫１４を備え、その上段に収容箱１２を備える。
格納庫１４は、多数枚のワークを３０枚毎に外部から搬入する。格納庫１４に収納されたワーク２は昇降装置１３により矢印２６の方向へ全数持ち上げられる。昇降装置１３は、図示しない直動式サーボモータと、多数枚のワークを位置決めするチャックシリンダと、多数枚のワークを収納箱１２まで持ち上げるロッド１８とを備える。持上げた先には収納箱１２があり、持上げ検出センサ１５により上昇端が検出される。

図示しない直動式サーボモータにより駆動するロッド１８を上昇するとき、３０枚のワークを格納庫１４から収容箱１２にリフトする。

収容箱１２の内部では、積層した３０枚のワークを第１の受台１０に相当するピッチ送りワーク受け２２が最下位のワーク２の下面から支持する。

積層したワーク２を載置するピッチ送りワーク受け２２は、直動式サーボ の駆動力により上昇するロッド１８の上端で連結され、ワンピッチごとに収納箱１２内のワークを 1枚ずつ上昇する。

収容箱１２は、積層した多数枚のワークを持ち上げる昇降装置に相当する持上げリフタ１３、積層されるワークの最上位のワークの存在の有無を検出する持上げ検出センサ１５、ワークを持ち上げるピッチ送り用サーボ１６、積層されたワークの１枚ずつを規制するピッチ送りクランプツメ１７、及び、最上位のワークの上面を吸引し吸着する吸着ヘッド１１、を備える。

収容箱１２は、ワークを３０枚収容する。収容箱１２に収容されワークに後述するように空が生じると、昇降装置１３の駆動によりロッド１８が矢印２６方向に上昇し、第１の受台１０の上に載せた３０枚のワークを収容箱１２の内部に収容する。
持上げ検出センサ１５は、格納庫１４から収納箱１２へ持ち上げられるワークの上昇端を検出する。

ピッチ送り機構を有するピッチ送りユニット６は、取出しユニット５から上段の収容箱１２に移動されたワーク３０枚について、ワークを１枚ずつ上位にピッチ送りする。

図３に示すように、ワーク供給装置１のピッチ送りユニット６は、収容箱１２、ピッチ送り用サーボモータ１６、ピッチ送り検出センサ２１、ピッチ送りワーク受け２２、及び、ピッチ送りアーム２３を備える。

ピッチ送り用サーボモータ１６は、ピッチ送りワーク受け２２に積載されるワークのうちの最上位のワークが後述する吸着ヘッド１１により搬出されることにより減少したワークの厚さ相当の分の上昇を行う。
ピッチ送り検出センサ２１は、検出したピッチ送り信号を図示しない制御装置に送る。制御装置の演算処理結果に基づくピッチ送り用サーボモータ１６の駆動により、相応のピッチ送りアーム２３の動作に対応するピッチ送りワーク受け２２がワークを持ち上げる。

図５及び図６に示すように、ワーク支え３６はワークの下に入り、チャックシリンダ３５がワークの落下を防ぐ。図示しないサーボモータによりワーク支え３６が１ピッチごとにワークをリフトする。

図４は、マガジン１４に積層された３０枚のワークが収容され、収容箱１２に積層された３０枚のワークが収容され、ストックユニット７に４枚のワークが収容された状態を示している。

図７は、ロッド１８の上端で接続されるアーム２３のピッチ送りワーク受け２２に支持されるワークの残枚数が５枚になった状態を示している。
ピッチ送りワーク受け２２は、収容箱１２の内部のワークの枚数が３０枚から５枚になるまでの期間中に積層されたワークを支持する。

ストックユニット７は、ピッチ送り機構により１枚ずつ上位に送られるワークが残り５枚になったら収容するユニットで、ワーク最大例えば５枚を収容する。

１枚毎にワークは、後述する積込機に相当する吸着ヘッド１１により吸引され、外部へ搬出される。吸着ヘッド１１はバキュームを使用している。

図７に示すように、 ストック機構を備えるストックユニット７は、吸着ヘッド１１、ピッチ送りワーク受け２２、ピッチ送りアーム２３、ストック受け３１、及び、ストックアーム３２を備える。
ピッチ送りアーム２３は、ワークの一番下の下面に入り込みワーク全体を支える。

ピッチ送りの最後のワークより数枚のワーク２を収容箱１２に上部に残せるようストックアーム３２及びストック受け３１を備えている。

前述した３０枚の積層したワークを載せるピッチ送りワーク受け２２がピッチ送りアーム２３とともに ワンピッチごとに上昇し、残りワークの枚数が５枚になったとき、図７に示すように、ストックアーム３２の下端に固定される第２の受台に相当するストック受け３１が残り５枚 に積層されたワークの最下位のワークの下面に入り込んで積載された５枚のワークを支持する。

ストックアーム３２はワンピッチずつ上昇し、ワンピッチごとに吸着ヘッド１１による最上位のワークの吸着、取り上げを経て、目的の場所に最上位のワークを搬送供給する。
ストック受け３１に載置されるワークの残数が存在している期間中、昇降装置１３の第１受台１０に相当するものとロッド１８は下降し、格納庫に積層された新たな３０枚のワークを支持し、上昇し、新たな３０枚のワークを収容箱１２内に搬入する。

これにより、最終取出しワーク２の搬出を待つことなしに、格納庫から収容箱へのワーク２の持上げができるようになり、収容箱からのワーク２の供給中でもワーク２の持上げができるため待ち時間をなくすことができる。

吸着ヘッド１１は、収容箱１２に収容される最上位のワークを１枚ずつ吸引し、当該ワークより下位にあるワークから切り離す。具体的には、吸着ベッド１１の真空を利用した吸引力により最上位のワークの上面をヘッド吸引部４０に吸着し、リフトしたワークを搬出し、搬送部を経て目的地に供給する。吸着ヘッドが図示しない目的地に到達後、ストックユニット７に戻る期間中に、ストックユニット７内のワークは１枚の厚さ分だけ上昇し、ピッチ送りされる。

収容箱１２の上位のワークの枚数が５枚になったら、第１の受台１０に代わって、ストックユニット７のストック受け３１がワークの残枚数を支持し、その最上位のワークを吸着ヘッド１１が１枚ずつ吸引し、リフトしたワークを搬送部を経て目的地に搬送する。
なお、目的地においては、例えばワークの後加工をし、ワークがパワーカードであれば上面と下面に絶縁材を表面処理などする。

取出しユニットについて説明する。
図７に示すように、収容箱１２において、積層されたワークの残枚数が５枚になったとき、２枚のストックアーム３２に固定されるピン状のストック受け３１が、積層されたワークの最下位のワークの下面に両側から矢印２７、２８の方向に入り込み、５枚のワーク２を支持する。

代わって積層されたワークの支持部材は、第１の受台１０、ピッチ送りワーク受け２２からストック受け３１に切り替わる。第１の受台１０を連結するロッド１８は、収容箱１２から下降し、収容箱１２の下方のマガジン１４に移動する。

ストック受け３１で持上げられたワーク２は、ピッチ送りされながら上昇し、最上位のワークの一が一定の高さまで上昇する。このとき、最上位のワークの上面に吸着ヘッド１１が吸着し、下位のワークから切り離した最上位のワークを吸着ヘッド１１が吸引し、最上位のワークを外部に供給する。

ピッチ送り用サーボ１６によりワーク２が減少した分の上昇を行い、最後の１枚のワークを取り出すと、ストック受け３１が矢印２７、２８の反対方向に開いて、ワーク２の持上げができるようスペースを空ける。そのスペースに持上げられたワーク２が侵入して収容箱１２へのワーク供給が完了する。

次に、ワーク供給の動作を図８に基づいて説明する。
工程Ａに示すように、初期状態では、収納箱１２内で積層された例えば３０枚のワークはピッチ送りワーク受け２２に支持される。この状態で積層されたワークの最上位のワークは、Ｘに示す位置にある。この位置の最上位のワークから、順に、吸着ヘッド１１で吸引されて搬出（供給）される。

工程Ｂに示すように、ピッチ送りワーク受け２２から最上位のワークが１枚毎に搬出される度に、ピッチ送りワーク受け２２が残りのワークをワンピッチずつ上位に送る。

工程Ｃに示すように、積層されたワークの残数が５枚になると、第1の受け台１０をリフトし、ピッチ送りワーク受け２２に代わって第２の受台に相当するストック受け３１が矢印２７、２８方向に入り込む。Ｙに示す位置でストック受け３１とピッチ送りワーク受け２２は共存する。

その後、工程Ｄに示すように、ストック受け３１が１ピッチ毎に上昇する。ワークの残数が５枚から１枚になる期間中、ピッチ送りワーク受け２２は所定位置まで下降する。

次いで、工程Ｄから工程Ｅに示すように、ストック受け３１の支持するワークの残数が５枚から１枚に減少していく期間中に、格納庫１４から、新たな３０枚のワークを積載したロッド１８が上昇し、収容箱１２内に新たな３０枚のワークを搬入する。このとき、ストック受け３１の支持するワークの残数が無くなった後、ストック受け３１が矢印２９、３０の方向に開く。

工程Ｆに示すように、ストック受け３１に支持される最後のワークが吸着ヘッド１１により収容箱１２から搬出されるや否や、遅滞なしに、上記の新たな３０枚の積層されたワークが収容箱１２内に搬入される。ロッド１８が上昇してもストック受け３１には干渉しない。

続いて工程Ａの初期状態に戻って、上述した作動を繰り返す。収容箱１２からのワークの搬出（供給）が連続的に遅れることなしに、待ち時間を生じることなしに、最上位の１枚のワークを順に吸着ヘッド１１が吸着し、このワークを目的地に供給する。

上記実施形態によると、数枚のワークを収容箱１２の上部に残せるようストックアーム３２及びストック受け３１を設けたことにより、最終取出しワークを待つことなくワークの持上げができるようになり、収容箱と格納庫からなる１個のレーンに追加のレーンを設けることなしに、ワーク供給中でもワークの持上げができるため、第１の受台のワーク残数がゼロになっても、吸着ヘッドによるワークの搬出を待ち時間を無しに搬出（供給）することができる。

従来は、ワーク収容箱１２へのワーク搬入時刻がワーク取出しの工程作業時刻（生産工程における均等なタイミングを図るための工程作業時刻）を経過してしまうと、取出し待ちが発生した。この待ち時間をなくすために余分に１レーン使い、２個のレーンを交互に使うことで待ち時間を無しにしていた。

これに対し、本実施形態では、供給レーン数を増やすことなしに、小空間でコスト増なしに高効率にワークを供給することができる。

上記実施形態では、格納庫１４から収容箱１２へ移動するワークの枚数について３０枚の例、第１の受台１０から第２の受台相当のストック受け３１に切り替わる残枚数が５枚の例を説明したが、本発明では、これらの枚数は限定されるものでない。
上記実施形態の吸着ヘッドに代えて、本発明では、ワークを把持し取出すチャック部であってもよい。

上記実施形態では、パワーカードを本発明のワークに相当する実施形態について説明したが、本発明のワークは、パワーカード以外のものをワーク相当とする実施形態であってもよいことはもちろんである。

以上、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において種々の形態で実施可能である。

１ パワーカード供給装置（ワークの供給装置）、
２ ワーク、
５ 取出しユニット、
６ ピッチ送りユニット、
７ ストックユニット、
１０ 第１の受台、
１１ 吸着ヘッド（積込機）、
１２ 収容箱、
１３ 持上げリフタ、
１４ マガジン（格納庫）、
１５ 持上げ検出センサ、
１６ ピッチ送り用サーボ、
１７ ピッチ送りクランプツメ、
２１ ピッチ送り検出センサ、
２２ ピッチ送りワーク受け（第１の受台）、
２３ ピッチ送りアーム、
３１ ストック受け（第２の受台）、
３２ ストックアーム、
３４ ストック、
３５ チャックシリンダ（チャック機構）。

Claims (4)

1. 多数枚のワーク（２）を保管可能であって、前記多数枚のワークのうちの最上位のワークを順に外部に供給するワークの供給装置であって、
   外部から多数枚のワークを搬入し積層可能な格納庫（１４）と、
   前記格納庫の上段に位置し、前記格納庫で積層される多数枚のワークを所定のタイミングに受け入れ可能な収納箱（１２）と、
   前記収容箱に設けられ、多数枚のワークを支持する第１の受台（１０、２２）と、
   前記第１の受台上のワークの残枚数が所定枚数に減小したとき当該所定枚数の残ワークを前記第１の受台から受け渡される第２の受台（３１）と、
   前記収容箱で第１の受台又は第２の受台に積層されるワークのうちの最上位のワークを順に搬出する積込機（１１）と、
   前記積込機により最上位のワークを搬出する度に前記第１の受台上の搬出後の残ワークを上位にピッチ送りするピッチ送りユニット（６）と、
   前記収容箱で積層される多数枚のワークが順に外部に搬出される際、前記第１の受台上のワークの残枚数が所定枚数に減小したとき、前記第２の受台上のワークの前記積込機によるワークの一枚毎の搬出を継続する期間中に、前記格納庫の多数枚のワークを前記収容箱内の前記第１の受台に搬入するロッド（１３、１８）と、を備え、
   前記ロッドは、積層された多数のワークを第１の受台に受け渡した後に下降し、格納庫で次に積層される多数のワークを積込み、第２の受台から残ワークの最上位のワークを順に搬出する期間中に上昇し、積込まれた多数のワークを収納箱で第１の受台に受け渡す、ワークの供給装置。
2. 前記積込機は、ワークを吸引し取出す吸着ヘッドと、当該ワークと吸着ヘッドを目的地
   に搬送する搬送部と、を備えた請求項１に記載のワークの供給装置。
3. 前記第２の受台は、前記収容箱の残枚数のワークを下面側から支持するチャック機構部
   （３５）である請求項１又は２記載のワークの供給装置。
4. 前記吸着ヘッドに代えて、ワークを把持し取出すチャック部である請求項２記載のワー
   クの供給装置。

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