JPH0150546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転テーブルに取り付けたワークが
固定テーブルに設置した作業ユニツトに正確に対
応する位置に停止するように回転テーブルを割り
出し回転することができるようにした割り出し回
転式自動作業装置に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 従来、一定の角度間隔で複数の治具を配置した
回転テーブルを割り出し回転し、固定テーブルに
設置した作業ユニツトに各治具を順次に対応させ
て停止させることにより、各治具に保持したワー
クに、加工、部品の組み付け若しくは取り外し、
または、測定等の作業を自動的に行なうようにし
た割り出し回転式自動作業装置における回転テー
ブルの割り出し回転には、ローラギヤカム、バレ
ルカム、カービツクカツプリング、ゼネバカム、
または、ウオーム歯車式の数値制御装置等の割り
出し装置が用いられているが、夫々、一定の割り
出し精度を有し、その精度以上に回転テーブルの
割り出し精度を高めることは不可能であり、ま
た、仮に、その割り出し精度が十分に高いもので
あつても、回転テーブルに対する治具の取り付け
位置及び固定テーブルに対する作業ユニツトの取
り付け位置に誤差があれば、治具に保持したワー
クを作業ユニツトに正確に対応させることはでき
ないのであり、ワークを作業ユニツトに対して正
確に割り出し回転させるには、作業装置全体を極
めて高い精度で製作し、かつ、運転による熱変形
や摩耗を生じないような構造にする必要があつ
て、著しく高価になるのであり、ワークの作業ユ
ニツトに対する割り出し精度の向上には一定の限
界があつた。

発明の目的 本発明は、ローラギヤカム、または、バレルカ
ム等の外周カムを用いた割り出し装置に改良を加
えて、回転テーブルの割り出し位置を微調整する
ことができるようにするとともに、回転テーブル
に配置された治具、または、各治具に保持された
ワークの位置を検知してそのワークが固定テーブ
ルに設置した作業ユニツトに正確に対応する位置
で回転テーブルを停止させるようにしたものであ
つて、割り出し装置の割り出し誤差、回転テーブ
ルに対する治具の取り付け誤差、さらには、運転
による熱変形や摩耗による繰り返し誤差等があつ
ても、常に正確な割り出し回転を行なうことがで
きるようにした割り出し回転式自動作業装置を提
供することを目的とするものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図において、基体１の上面に張設された水
平な固定テーブル１１上には、60度の間隔で割り
出し回転される回転テーブル１２が装置され、こ
の回転テーブル１２に図示しないワークを保持す
る６個の治具１３が60度の間隔をおいて取り付け
られているとともに、固定テーブル１１の前記各
治具１３の停止位置に対応する位置に、各治具１
３に保持されたワークに加工、部品の組み付け若
しくは取り外し、または測定等の作業を行なう作
業ユニツト１４が設置されている。

回転テーブル１２の下面に設置された方形のハ
ウジング１０内には、水平軸２１に固着された外
周カム２と、鉛直軸３１の水平軸２１に一致する
高さに固着された回転体３が収容され、夫々の軸
２１，３１が図示しない軸受に支承されて回転自
由に支持されている。外周カム２は、水平軸２１
に外嵌された円筒状の本体２２の外周に１本の台
形断面の突条２３が螺旋状に巻成されており、こ
の突条２３は、第２図に展開して示すように、回
転中心に対して直交するセンタラインＸに対して
僅かに傾斜した緩傾斜部２４の両端に同方向へ大
きく傾斜した急傾斜部２５，２６を連成したもの
であつて、両端の急傾斜部２５，２６は互いに平
行をなして互いに対応している。回転体３は、鉛
直軸３１に外嵌された本体３２の外周に６本のピ
ン３３が60゜の等角度間隔で放射状に植設され、
各ピン３３にはニードルベアリングを介して従動
子であるローラ３５が回転自由に嵌着されてお
り、このローラ３５は、隣り合う２個１組で外周
カム２の突条２３を緊密に挟持し、かつ、その両
端の急傾斜部２５，２６の間に緊密に嵌入するよ
うになつており、鉛直軸３１のハウジング１０の
上面へ突出した部分が出力軸３０となつて前記の
回転テーブル１２の回転中心に固定されている。
外周カム２の回転中心をなす水平軸２１のハウジ
ング１０の一側面から突出した端部には、減速機
４５の出力軸が連結され、この減速機４５の入力
軸４６に、モータ駆動回路４２からの出力信号に
よつて駆動されるサーボモータ４の出力軸４１が
タイミングベルト４３によつて連結されている。

前記した作業ユニツト１４のうちの１つの作業
ユニツト１４ａは、その作業ユニツト１４ａと治
具１３との位置関係においてきわめて高い精度が
要求されるものであつて、その作業ユニツト１４
ａには、治具１３の位置を検知するためのタツチ
センサ５が、作業ユニツト１４ａの側面に固設さ
れたエアーシリンダ５４のピストンロツド５５の
先端に取り付けられて、治具１３に接触可能な前
進位置と接触不能な後退位置との間で進退可能に
装置されており、このタツチセンサ５としては、
大昭和精機(株)から商品名「ゼロセンサー」として
販売されている高精度タツチセンサが好適であ
り、このタツチセンサ５は、本体５１の先端にシ
ヤンク５２を揺動可能に取り付けたものであつ
て、繰り返し検知精度が0.5ミクロン以内であり、
常にはシヤンク５２がばね弾力により真直姿勢で
保持されていて、治具１３の正方向への移動に伴
い治具１３がシヤンク５２に接触してシヤンク５
２が揺動するとON信号を送出し、治具１３の逆
方向への移動によりシヤンク５２がばね力で復動
して真直姿勢に戻るとOFF信号を送出するよう
に作用し、その位置が、治具１３が作業ユニツト
１４ａと正確に対応する位置に来たときに丁度シ
ヤンク５２と接触するようにセツトされていると
ともに、このタツチセンサ５には、タツチセンサ
５からの信号を受けて前記のモータ駆動回路４２
の出力電圧を制御する制御装置６が接続されてい
る。

また、前記した外周カム２の水平軸２１の減速
機４５と接続された側と反対側の端部には、突条
２３の緩傾斜部２４と略対応する領域に大径部７
１を有する板カム７が一体に固定され、この板カ
ム７の外周に、その大径部７１との係合により
ONする近接スイツチ７２が設けられており、こ
の近接スイツチ７２のON.OFF信号が前記した
制御装置６に入力され、その信号に基づく制御装
置６からの信号でエアーシリンダ駆動回路７３が
制御されて、前記したタツチセンサ５を取り付け
たエアーシリンダ５４のピストンロツド５５が伸
長または収縮するようになつている。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、タツチセンサ５を使用しないで回転テー
ブル１２を割り出し回転する作用を簡単に説明す
ると、各治具１３が作業ユニツト１４に対応した
位置にあり、回転体３の隣り合うローラ３５ａ，
３５ｂが突条２３の緩傾斜部２４の略中央部を挟
持した状態において、サーボモータ４の正方向の
回転によつて水平軸２１が矢線Ａ方向に回転する
と、その１組のローラ３５ａ，３５ｂが緩傾斜部
２４の傾斜に沿つて押されることにより回転体３
が微速度で矢線Ｂ方向に回転し、ローラ３５ａ，
３５ｂが突条２３の一端の急傾斜部２５に達する
と、ローラ３５ａ，３５ｂがその傾斜に沿つて急
速度で回転するとともに、次の隣り合う１組のロ
ーラ３５ｂ，３５ｃが突条２３の他端の急傾斜部
２６を挟持し、外周カム２がさらに回転を続ける
と、この１組のローラ３５ｂ，３５ｃが突条２３
の緩傾斜部２４を挟持して回転体３が同方向へ微
速度で回転し、外周カム２が１回転すると、回転
体３とともに出力軸３０及び回転テーブル１２が
60度回転し、各治具１３が夫々次の作業ユニツト
１４に対応した位置に達する。

続いて、タツチセンサ５を適用した本実施例の
作用について説明する。

上記の作用において、回転体３の急速度の回転
が終了に近づいて、ローラ３５ｂ，３５ｃが緩傾
斜部２４との接続部分に近づくと、板カム７の大
径部７１が近接スイツチ７２と係合してON信号
が送出され、これによつてエアーシリンダ５４の
ピストンロツド５５が伸長してタツチセンサ５が
治具１３と接触可能な前進位置に進出し、しかる
後、ローラ３５ｂ，３５ｃが緩傾斜部２４に入つ
て回転体３及び回転テーブル１２が微速度で回転
し、治具１３がタツチセンサ５を取り付けた作業
ユニツト１４ａと正確に対応する位置に達する
と、第４図ａに示すように、治具１３がタツチセ
ンサ５のシヤンク５２に接触してタツチセンサ５
からON信号が出され、これを受けた制御装置６
からの制御信号でサーボモータ４の回転が停止
し、その後回転テーブル１２はその慣性力で、同
図ｂに示すように治具１３がシヤンク５２を押し
て揺動させつつオーバーランし、次いで、制御装
置６からの制御信号によつてサーボモータ４が逆
方向に低速度で回転駆動され、ローラ３５ｂ，３
５ｃが緩傾斜部２４に沿つて逆方向に移動するこ
とにより、回転テーブル１２が逆方向に微速度で
回転し、治具１３がシヤンク５２を復動させつつ
戻り、同図ｃに示すように、治具１３が作業ユニ
ツト１４ａに正確に対応する位置に戻つたところ
でシヤンク５２が真直姿勢となつてタツチセンサ
５２からOFF信号が送出され、これによつてサ
ーボモータ４の回転が停止して回転テーブル１２
の回転が停止することにより、治具１３が作業ユ
ニツト１４ａに正確に対応する位置で停止する。
また、このときのサーボモータ４の停止信号によ
つて、エアーシリンダ５４のピストンロツド５５
が収縮してタツチセンサ５が後退する。

作業ユニツト１４による作業が完了すると、サ
ーボモータ４が再び正方向に回転駆動され、ロー
ラ３５ｂ，３５ｃが緩傾斜部２４に沿つて進むこ
とにより、回転テーブル１２が微速度で正方向に
回転し、しかる後、ローラ３５ｂ，３５ｃが急傾
斜部２５に入ることによつて回転テーブル１２が
急速度で回転され、それ以降、上記動作の繰り返
しにより、各治具１３が作業ユニツト１４ａと正
確に対応する位置で順次に停止する。

なお、上記実施例においては、回転テーブル１
２を割り出し回転させる外周カムとして回転体３
の外周に放射状に突設した従動子３５と係合する
ローラギヤカムを用いたが、回転体の軸心と平行
に突設した従動子と係合するバレルカムを適用す
ることも可能である。

また、治具１３の位置の検知をタツチセンサ５
以外に、高精度近接スイツチ、レーザ装置または
画像処理によつて行なうようにしても良く、ま
た、治具１３の位置を検知するのではなく、治具
１３に保持されたワークの位置を直接に検知する
ようにしても良い。

発明の構成及び作用効果 上記実施例によつて具体的に説明したように、
本発明の割り出し回転式自動作業装置は、外周面
に、リード角が微小な緩傾斜部の両端にリード角
が大きい急傾斜部を連成した突条を、前記急傾斜
部同士が互いに平行をなして対応するように螺旋
状に巻成した外周カムと、該外周カムを駆動し、
かつ、任意の角度で停止させることが可能な制御
モータと、複数の従動子を等間隔で突設して２個
の該従動子で前記突条を挟持し、前記外周カムの
回転により前記従動子が前記突条の前記急傾斜部
に係合する間は高速度で回転し、前記緩傾斜部に
係合する間は微速度で回転する回転体と、該回転
体に連結された出力軸と、該出力軸に連結され、
かつ、複数の治具が一定の角度間隔で配置された
回転テーブルと、該回転テーブルの微速度回転範
囲において前記治具に対応するように固定テーブ
ルに設置されて、該治具に保持されたワークに、
加工、部品の組み付け若しくは取り外し、また
は、測定等の作業を行なう少なくとも１つの作業
ユニツトと、前記治具の微速度回転範囲において
該治具または該治具に保持されたワークの位置を
検知する検知装置と、該検知装置の検知信号に基
づいて前記制御モータの回転及び停止を制御する
制御装置と、からなることを要旨とするものであ
つて、ローラギヤカムまたはバレルカム等の外周
カムを用いた割り出し装置の割り出し位置を微調
整することができるようにするとともに、回転テ
ーブル１２に配置された治具または各治具に保持
されたワークの位置を検知してそのワークが固定
テーブルに設置した作業ユニツトに正確に対応す
る位置で回転テーブルを停止させることができる
ようにしたから、割り出し装置の割り出し誤差、
回転テーブルに対する治具の取り付け誤差、さら
には、運転による熱変形や摩耗による繰り返し誤
差があつても、常に正確な割り出し回転を行なう
ことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は
外周カムの展開図、第３図は制御系統のブロツク
図、第４図はタツチセンサの作動説明図である。 １１……固定テーブル、１２……回転テーブ
ル、１３……治具、１４……作業ユニツト、２…
…外周カム、２３……突条、２４……緩傾斜部、
２５，２６……急傾斜部、３……回転体、３０…
…出力軸、３５……ローラ、４……サーボモー
タ、５……タツチセンサ、５４……エアシリン
ダ、６……制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周面に、リード角が微小な緩傾斜部の両端
   にリード角が大きい急傾斜部を連成した突条を、
   前記急傾斜部同士が互いに平行をなして対応する
   ように螺旋状に巻成した外周カムと、 該外周カムを駆動し、かつ、任意の角度で停止
   させることが可能な制御モータと、 複数の従動子を等間隔で突設して２個の該従動
   子で前記突条を挟持し、前記外周カムの回転によ
   り前記従動子が前記突条の前記急傾斜部に係合す
   る間は高速度で回転し、前記緩傾斜部に係合する
   間は微速度で回転する回転体と、 該回転体に連結された出力軸と、 該出力軸に連結され、かつ、複数の治具が一定
   の角度間隔で配置された回転テーブルと、 該回転テーブルの微速度回転範囲において前記
   治具に対応するように固定テーブルに設置され
   て、該治具に保持されたワークに、加工、部品の
   組み付け若しくは取り外し、または、測定等の作
   業を行なう少なくとも１つの作業ユニツトと、 前記治具の微速度回転範囲において該治具また
   は該治具に保持されたワークの位置を検知する検
   知装置と、 該検知装置の検知信号に基づいて前記制御モー
   タの回転及び停止を制御する制御装置と、 からなることを特徴とする割り出し回転式自動作
   業装置。 ２ 前記検知装置が前記作業ユニツトに取り付け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の割り出し回転式自動作業装置。 ３ 前記検知装置が前記固定テーブルに取り付け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の割り出し回転式自動作業装置。 ４ 前記検知装置が接触式であり、かつ、前記回
   転テーブルに対して進退する可動部材に取り付け
   られており、前記治具の接近時にのみ前記治具に
   接触可能な位置へ進出し、常には接触不能な位置
   に退避するようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
   割り出し回転式自動作業装置。 ５ 前記検知装置が不接触式であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   記載の割り出し回転式自動作業装置。 ６ 前記回転テーブルが一方向へ回転するように
   なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、第２項、第３項、第４項または第５項記載の
   割り出し回転式自動作業装置。 ７ 前記回転テーブルが正逆両方向へ回転するよ
   うになつていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記
   載の割り出し回転式自動作業装置。