JPH01271133A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば組立ラインに適用されるワーク搬送
装置において、ワーク搬送装置が位置決め機能を１１７
えているものを対象とし、搬送および実作業能率の向上
を図ったものである。

（従来の技術） 従来のこの種搬送装置と１．て、ワークを搭載したパレ
ットをコンベアで移送し、各ステーションにおいてパレ
ットを強制停止した後、ビン等の位置決め部材を操作し
てパレットの位置決めと固定とを行い、インサータや組
立ロボットでワークへの部品組付けを行うことは公知で
ある（文献不詳）（発明が解決しようとする課題） 上記のように、従来装置では、各作業ステーションにお
けるパレットの定位固定を、位置決め部材の機械的な係
合によって行っている。そのため、パレットの定位固定
が完了した後でないと、部品組付などの実作業を行えな
い訳であり、さらに実作業が終った後、パレットの定位
固定を解除してからでないと、次工程へのパレット移動
を行えないことになる。つまり、各ステーション毎にパ
レットの定位固定とその固定解除とに必要な無駄時間が
生じるのを避けられず、実作業速度や作業ステーション
間の移送速度の向上に伴って、前記無駄時間が問題とな
ってきている。

また、パレットを定位固定した状態で部品の組付は等を
行うので、インサータや組立ロボット側で組付部品の空
間上の位置決めの全てを行っている。そのため、組立ロ
ボット等の実作業装置か必要とする動作の自由度が多く
ならざるを得ず、動作の自由度が多いほど作業に時間を
要することから、実作業速度の高速化が困難な点でも問
題があった。さらに、多品種少量生産に対応するには、
全ての作業ステーションに動作の自由度が高い組立ロボ
ットを設け、各ステーションでの作業の任意性を高める
ことになるが、こうした場合生産ラインの全体コストが
高くなることを免かれず、設備費用が嵩む点に不満があ
った。

この発明は、上記の問題を解消するものであって、作業
ステーションにおけるパレットの定位固定を電磁力によ
って行うことにより、定位固定およびその固定解除に要
する無駄時間を解消し、搬送能率を向上することを目的
とする。

この発明の他の目的は、各作業ステーションにおいてパ
レットを一定範囲内で往復駆動可能とし、パレット自身
を実作業装置に対して相対変位可能に位置決め自在とす
ることにより、実作業装置の動作の自由度を削減して作
業速度を向上し、同時に設備コストを削減することにあ
る。

（課題を解決するための手段） このため、この発明では、作業ステーションにおけるパ
レットの定位固定と、一定範囲内での往復駆動とをリニ
アモータによって行えるようにし、搬送能率の向上およ
び実作業速度の向上等を実現する。

具体的に、第１図に示すように、請求項（１）の発明で
は、搬送路（１）に沿って配置された各作業ステーショ
ン（Ｓ）に対応して、リニアモータを構成する固定子（
１０）を搬送路（１）に設け、リニアモータの可動子（
１１）をパレット（２）側に設ける。パレット（２）は
搬送路（１）に対して、例えば、ローラ（７）、　　（
８）を介して移動自在に案内支持されるようにしており
、可動子（１１）と固定子（１０）との間のエアギャッ
プが一定値に維持されるようにしておく。この場合、請
求項（′２Ｊの発明では、定位固定を精度良く行うため
、リニアモータとして、固定子（１０）を一次側の電磁
石（１２）、　　（１３）で、可動子（１１）を二次側
のモータラックで構成したリニアパルスモータを用いて
いることが好ましい。

更に、請求項（３）の発明では、可動子（１１）の固定
子（１０）に対するズレを補償するため、パレット（２
）の絶対位置を検出する位置センサ（２４）を、各作業
ステーション（Ｓ）に対する搬送路（１）と各パレット
（２）との間に設けたものである。この位置センサ（２
４）としては、請求項（４）の如く直線動式のレゾルバ
が用いられる。

（作用） これにより、請求項（１）の発明によると、搬送路（１
）に設けた固定子（１０）とパレット（２）に設けた可
動子（１１）との間に電磁力を作用させて、各作業ステ
ーション（Ｓ）におけるパレット（２）の定位固定を電
磁力によって行うので、位置決め、固定、固定解除を瞬
間的に行うことができ、一連の搬送作業を無駄時間を生
じることなく、能率良く行うことが可能である。特に、
請求項（２）の如くリニアパルスモータを用いれば、上
記定位固定をより精度良く行うことができる。また、固
定子（１０）と可動子（１１）とのいずれか−方、ある
いは双方の磁界状態を制御することによリ、可動子（１
］）を介してパレット（２）を往復駆動できるので、パ
レット（２）を実作業装置に対して変位操作することに
より、この変位方向に相当する実作業装置の動作の自由
度を削減でき、その分だけ実作業速度を向」ニして作業
能率を向上できることとなる。同時に実作業装置の構造
を簡素化して、ライン全体に要する費用を低減できる。

さらに、請求項（３）及び（４）の発明では、パレット
（２）が停止した際に可動子（１１）が固定子（１０）
に対して予め設定された原点位置からズした位置にあれ
ば、そのズレ量を位置センサ（２４）で検出し、可動子
（１１）が原点で停止するよう固定子（１０）を制御す
ることが可能である。

（実施例） 第１図ないし第３図はこの発明を組立ラインに適用した
実施例を示す。

第２図において、組立ラインは、無端ループ状に配置さ
れる搬送路（］）と、この搬送路（１）に移動自在に案
内支持される多数個のパレット（２）と、前記搬送路（
１）に沿って所定間隔おきに多数配置される作業ステー
ション（Ｓ）などからなり、上面にワーク（’ＡＩ　）
を搭載固定したパレット（２）が搬送路（１）に沿って
移動し、各作業ステーション（Ｓ）において部品（Ｐ）
の組付けや処理を受けるようになっている。各ステーシ
ョン（Ｓ）には、作業の内容に応じてパーツフィーダ（
３）や組立ロボット（４）、あるいはワーク（Ｗ）の取
付り装置等の実作業装置が設けられている。

搬送路（１）は、定置固定されるフレーム（５）と、こ
のフレーム（５）の上端両側に設けられた一対のレール
（６）、　　（６）とからなり、両レール（６）、　　
（６）でパレット（２）を走行案内している。パレット
（２）は、台板状の本体（２ａ）と、この本体（２ａ）
の両側に回転自在に軸支した４個のローラ（７）と、前
記本体（２ａ）の下面に回転自在に軸支した４個のロー
ラ（８）と、図示していないワーク保持機構などとで構
成されている。両ローラ（７）、　　（８）のうち、前
者のローラ（７）はレール（６）、　　（６）の上面上
を転勤し、後者のローラ（８）はレール（６）。

（６）の内側面上を転勤して、パレット（２）をレール
（６）、　（６）に沿って移動させ、同時に両ローラ（
７）、　　（８）の協同作用によってパレット（２）の
走行姿勢を精密に規定できるようにしている。

パレット（２）を各ステーション（Ｓ）で定位固定し、
あるいは組立ロボット（４）対して相対移動させるため
に、リニアモータの原理を応用した駆動手段が搬送路（
１）と各パレット（２）とに設けられる。詳しくは、リ
ニアパルスモータを構成する固定子（１０）を、各作業
ステーション（Ｓ）に対応してフレーム（５）のベース
壁（５ａ）上に配置固定し、各パレット（２）の本体（
２ａ）の下面にリニアパルスモータを構成する可動子（
１１）を固定している。

第３図において、固定子（１０）は、レール（６）に沿
って小間を隔てて配置される２個の一次側電磁石（１２
）、　　（１３）と、各電磁石（１２）、　　（１３）
の下端に固定される永久磁石（１４）、（１５）と、継
鉄（１６）とからなる。各電磁石（１，２）、　　（１
３）は上向きに開口するコ字状の鉄心（１２ａ）、　　
（１３ａ）にコイル線を巻装置７、各鉄心（１２ａ）、
（１３ａ）の上端に凹字状の磁ｍ　（１７）、　　（１
８）、　　（１９）。

（２０）を形成したものである。コイル線は磁歯（］７
）側を右巻きとするとき磁歯（１８）側は左巻きとし、
しかも、磁歯（１つ）側は左巻きで、磁歯（２０）側は
右巻きとなるよう巻線される。

また、図に向って右側の永久磁石（１４）は鉄心（１，
２ａ　）との隣接面側がＮ極となり、左側の永久磁石（
１５）は鉄心（１３ａ）との隣接面側がＳ極となるよう
配置されている。

可動子（１１）は下面に多数の磁歯（２２）を有するモ
ータラックからなり、鉄系の磁性導体で形成する。可動
子（Ｘｉ）のレール（６）に沿う方向の長さは、固定子
（］０）の両端の磁歯（コ−７）、　　（２０）同土間
の側端長とワーク（Ｗ）の側端長とを加えた長さに設定
される。可動子（１１）の磁歯（２２）は定ピツチで形
成されており、これを基準にして固定子（１０）の４個
の磁歯（１７）、（１８）、（１９）、（２０）のそれ
ぞれが４分の１ピツチずつ変位するよう各磁歯（１７）
、　　（１８）、　　（１９）、　　（２０）の位置が
定めである。例えば第３図において、磁歯（１７）が可
動子（１１）側の磁歯（２２）と正対するとき、磁歯（
１９）、　　（２０）、（１８）のそれぞれが、対向す
る磁歯（２２）に対して４分の１ピツチずつ偏位するよ
うに設定している。この状態のとき、電磁石（１２）を
励磁して磁歯（１７）側で永久磁石（１４）の起磁力と
電磁石（１２）の起磁力とを一致させると、磁歯（１７
）と磁歯（２２）とのみが引き合い、磁歯（１８）側で
は永久磁石（１４）の起磁力と電磁石（１２）の起磁力
とが反発し合って、磁歯（１８）と磁歯（２２）との間
には何等力が作用しない。また、磁歯（１９）、　　（
２０）側では永久磁石（１５）の起磁力のみが作用し、
双方（１９）、　　（２０）が可動子（１１）の磁歯（
２２）に対して均等に吸引力を作用させる。従って、こ
の状態ではパレット（２）を移動不能に固定できる。

上記の固定状態からパレット（２）を矢印方向に移動さ
せる場合は、電磁石（１２）の励磁を断ち、磁歯（２０
）でのみ永久磁石（１５）の起磁力と電磁力とが一致す
るよう電磁石（１３）を励磁する。すると、磁歯（２０
）によって近隣の磁歯（２２）が吸引され、両磁歯（２
０）、（２２）が正対する状態で停止する。以後、磁歯
（１８）、磁歯（１９）、磁歯（１７）、磁歯（２ｏ）
の順に吸引力が作用するよう、電磁石（１４）、（１５
）を交互に励磁することにより、パレット（２）を、磁
歯（２２）の４分の１ピツチずつ連続的に送り駆動でき
る。励磁手順を変えると逆向きの駆動も行える。なお、
固定状態においては、磁歯（１７）、（１８）、（１９
）、（２０）のいずれか一つが可動子（１１）側の磁歯
（２２）と正対することになる。

上記のようにして、固定子（１０）で前工程がら送り出
されたパレット（２）は、運動慣性によって次の作業ス
テーション（Ｓ）へと転動しながら移動する。この移動
して来たパレット（２）を、所定位置で停止させるため
に、各ステーション（Ｓ）ごとにパレットセンサ（２３
）がレール（６）に取り付けられている。また、フレー
ム（３）の−側内面とパレット（２）の底面との間に、
パレット（２）の絶対位置を検出する位置センサ（２４
）が設けられている。この位置センサ（２４）が直線動
式のレゾルバからなる場合、−園内のみで絶対値が得ら
れるにすぎず、インクリメントと大差がないので、上記
パレットセンサ（２３）は原点復帰用のセンサとして用
いられる。

両センサ（２３）、　　（２４）はコントローラ（２５
）に検知信号を出力する。パレットセンサ（２３）がパ
レット（２）の先端部の通過を検知すると、コントロー
ラ（２５）から固定子（１ｏ）に制動動作指令が発せら
れ、パレット（２）が強制停止される。このとき、可動
子（１１）が固定子（１０）に対して、予め設定された
原点位置がらズした位置にあれば、そのズレ量を位置セ
ンサ（２４）で読み取り、可動子（１１）が原点で停止
するよう固定子（１０）を制御する。位置センサ（２４
）は、例えば、上記の直線動式のレゾルバあるいは回転
型エンコータ′からなり、共に原点復帰用のセンサが必
要であり、また部品ＣＰ）を組付ける際のパレット（２
）の移動位置の検知も行う。

第１図において、組立−ロボット（４）は、Ｙ軸（２６
）とＺ軸（２７）方向の自由度を有し、場合によっては
Ｚ軸（２７）回りの旋回動作も行えるよう構成され、前
記コントローラ（２５）からの動作指令に基づき駆動さ
れて、部品（Ｐ）をワーク（Ｗ）に組付ける。Ｘ軸方向
の動作はパレット（２）側で行う。

以上のように構成したワーク搬送装置によれば、各作業
ステーション（Ｓ）におけるパレット（２）の制動停止
、定位固定、固定解除および次工程への送り駆動を、搬
送路（１）に設けた固定子（１０）の電磁力の制御によ
って行うことができるので、一連の搬送動作を無駄時間
を生じることなく能率良く行える。また、部品（Ｐ）の
組付は時に、組立ロボット（４）と同時に、パレット（
２）をＸ軸方向に往復駆動し、て組イ」部品の位置決め
を行うことにより、組立ロボット（４）の動作量を減少
できるので、組イ１けに要する時間を削減して各ステー
ション（Ｓ）における実作業速度を向上できる。しかも
、組立ロボット（４）の動作の自由度を削減して構造を
簡素化し、ライン全体の設備費用を低減することが可能
となる。

（変形例） 上記の実施例とは逆に、固定子（１０）をモータラック
で形成し、可動子（１１）が一次側の電磁石（１２）、
　　（１３）を備えているよう変更することもできる。

この場合、モータラックは搬送路（１）の全長に亘って
設けてあってもよい。

また、実施例では永久磁石形のリニアステップモータを
適用したものを示したが、可変リラクタンス形のリニア
ステップモータや、他のリニアモータを適用することも
できるので、リニアモータの型式については限定しない
。

パレット（２）の移動手段としては、ローラ以外にリニ
アガイド状のスチールボールを転動体とするものであっ
てもよく、レール（６）も２本を一対とするものである
必要はない。場合によっては、各ステーション（Ｓ）に
対応する部分だけ、高精度に仕上げられたレール（６）
やガイドヘッドを用いることもできる。

この発明のワーク搬送装置は、組立ライン以外の生産ラ
インに適用することもでき、例えばワーク（Ｗ）の表面
の処理や微細加工を行うような、加工処理ラインに適用
するものであってもよい。

尚、パレット（２）の送り移動は、レール（０）を傾斜
させて重力によって行うこともでき、作業ステーション
（Ｓ）の隣接間隔が大きい場合は、その中途部にパレッ
ト（２）を送り操作するブースタを備えていてもよい。

もちろん、パレット（２）が自走できるものであっても
よい。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）及び（２）のワーク
搬送装置では、リニアモータを構成する固定子（］０）
と可動子（］１）とを搬送路（１）とパレット（２）と
にそれぞれ設け、固定子（１０）と可動子（１１）との
間に電磁力を作用させることにより、各作業ステーショ
ン（Ｓ）でのパレット（２）の定位固定を行えるように
したので、位置決めから、定位固定および固定解除に至
る動作を、電磁力によって瞬間的に行うことが可能とな
り、一連の搬送作業を無駄時間を生じることなく能率良
く行うことができるものとなった。

また、実作業時には可動子（１１）を介してパレット（
２）を往復駆動して、この駆動方向の位置決めをパレッ
ト（２）側で行うことができるので、例えば、組立ロボ
ット（４）等の実作業装置が必要とする動作の自由度を
減らすことが可能となる。これにより、実作業装置はよ
り単純な動作で実作業を行うことができ、その分だけ実
作業速度を向上して作業能率を向上できる。さらに、動
作の自由度を削減することにより実作業装置の構造を簡
素化できるので、その製造コストを低減して、生産ライ
ン全体の設備費用を低減できることとなった。

さらに、請求項（３）及び（４）の搬送装置によると、
パレット（２）の絶対位置を検出して、可動子（１１）
を原点にズレなく停止させることができるので、パレッ
ト（２）の定位固定を常に精度良く行うことができる利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示しており、第１図はワーク
搬送装置の縦断側面図、第２図は組立ラインの一部の平
面図、第３図は第２図におけるＡ−Ａ線断面図である。 （１）・・・搬送路、（２）・・・パレット、（６）・
・・レール、（７）、　　（８）・・・ローラ、（１ｏ
）・・固定子、（１］）・・・可動子、（Ｓ）・・作業
ステーション、　（Ｗ）・・・ワーク。 １”・−′、口 特　許　出　願　人　ダイギン工業株式会社　；、　、
　、、　１．１゜１′、ｊ、− 代　　理　　人　　弁理士　前　Ｈ］　　　　弘　　％
＝（’７１’−：ＩＬど」

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）定置された搬送路（１）と、この搬送路（１）に
   移動自在に案内支持されてワーク（Ｗ）を移送するパレ
   ット（２）とを有し、 前記搬送路（１）に沿って配置された各作業ステーショ
   ン（Ｓ）に対応して、リニアモータを構成する固定子（
   １０）を搬送路（１）に設け、 前記パレット（２）にはリニアモータを構成する可動子
   （１１）を前記固定子（１０）に対応して設けたことを
   特徴とするワーク搬送装置。
2. （２）リニアモータがリニアパルスモータからなり、そ
   の一次側の電磁石（１２）、（１３）を、固定子（１０
   ）として搬送路（１）に設け、二次側のモータラックを
   可動子（１１）としてパレット（２）に設けた請求項（
   １）記載のワーク搬送装置。
3. （３）各作業ステーション（Ｓ）に対応する搬送路（１
   ）と各パレット（２）との間に、パレット（２）の絶対
   位置を検出する位置センサ（２４）が設けられている請
   求項（１）又は（２）記載のワーク搬送装置。
4. （４）位置センサ（２４）が直線動式のレゾルバからな
   る請求項（１）、（２）又は（３）記載のワーク搬送装
   置。