JPH0475847A - 段積み式ワーク供給装置 - 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〕 本発明は、被加工材であるワークを複数個、段積み状態
に載置、保持する可動ワークサポート桿を備えたパレッ
トを有して順次にワークの供給または段積みワークの移
送を行うことが可能な段積み式ワーク供給装置に関し、
パレット上に段積みされたワークから１個づつ把持して
持ち上げ、目的位置、例えば、自動旋盤の主軸を始めと
する種々の自動加工機械のワーク加工部や自動組立ライ
ンの組立ステーションへ搬送、供給し、また、加工済み
のワークを自動加工機から取り出して搬送されて来たと
きに、空パレツト上面にワークサポート桿で支持、整列
させながら複数個のワークを段積み状に受は取ることが
可能な段積み式ワーク供給装置に関する。

〔従来技術〕

近時、自動旋盤等の自動加工機械又は自動工作機械に対
して産業用ロボットのエンドエフェクタを成すロボット
ハンドの先端に装着した把持爪により被加工材であるワ
ークを把持して供給し、加工済み後に再び該ワークを把
持して搬出するように自動システム化した所謂、ＦＡ（
ファクトリ−オートメーション）が普及している。この
ようなＦＡ現場においては、多数のワークを能率良く処
理するために、一般的には、産業用ロボットのロボット
ハンドへワークを順次に供給し、又、加工済ワークをロ
ボットハンドから受領するワーク供給装置が用いられて
いる。このようなワーク供給装置は、一般的にはワーク
フィーダーと称され、同ワークフィーダーは１台の間欠
旋回性ベース上に或いは循環ルートを有した基台上に複
数のパレットを備え、各パレットは複数のワークを段積
み状態に積載して保持すると共に所定のワーク授受位置
を順次に経由するように構成されている。そして、ワー
ク授受位置で産業用ロボットがワークフィーダーから段
積みされているワークの１つを取上げて自動加工機の主
軸や加工部へ装着し、また、加工済ワークをワークフィ
ーダーの空パレットへ返還する構成がとられる。ワーク
フィーダーでは更に、自動加工の進捗に応じて未加工ワ
ークの補給及び加工済みワークの搬出が行われるように
なっている。

第７図、第８図は、従来の構成に係る産業用ロボットと
ワークフィーダーの配置及び同ワークフィーダー上のパ
レットの構成を略示した斜視図であり、産業用ロボット
１は機体２から延びた第１０ボツト腕３、同第１０ボツ
ト腕３に枢着された第２０ボツト腕４を具備し、この後
者の第２０ボツト腕４の先端にエンドエフェクタとして
のロボットハンド５に２つ１組のワーク把持具６．６を
有した構成を有し、第１０ボツト腕３が旋回機能と伸縮
機能とを有すると共に第１、第２０ボ・ント腕３．４が
一体となって矢印Ｐで示す旋回運動を行うように構成ら
れている。他方、ワークフィーダー８は、ベース９上に
多数のパレット１０を有し、各パレット１０は、第８図
に明示のように、ワーク載置面１１とワークの崩れ、位
置ずれ防止用の複数のワークサポート桿１２を備えて成
り、ベース９上において所定のワーク授受ステーション
位置に近接して設けられたりフタ−１３を経由して搬送
される構成にある。

上述した産業用ロボット１とワークフィーダー８によれ
ば、同ワークフィーダー８の各パレット１０には複数の
ワークＷが段積み状に積載され、各パレット１０が上記
のようにリフター１３の直近のワーク授受ステーシッン
位置を経由して順次に搬送されるとき、同ワーク授受ス
テーションでロボット１がパレット１０に積載されたワ
ークに接近動作してワーク把持爪等の把持具６でワーク
を取上げ、その後にワークフィーダー８から遠ざかり、
更に、第１０ボツト腕３の旋回や直進動作により、例え
ば、自動旋盤（図示なし）の主軸等の自動加工機の加工
部へ同ワークの供給を行う。

他方、加工済のワークＷを自動旋盤から受取って、第１
０ボツト腕３の旋回動作と直進動作とにより自動旋盤の
主軸から遠ざかり、次に、ロボット動作を行ってワーク
フィーダー８に接近し、加工済みのワークＷを同ワーク
フィーダー８の空状態にあるパレット１０へ返送する作
業を一定のプログラムに従って遂行するようになってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、上述した従来技術の１例によるワークフィーダ
ー８では、パレット１０上に立設されたワークサポート
桿１２は、パレット１０の内部に設けられた取付座に取
付けて当該取付座と共に摺動可能に設け、載置面１１を
有するワーク載台板１０ａに穿設された十字状の案内溝
１１ａに沿って上記載置面１１の中心から外周方向へ或
いは逆に該中心方向へと、段積みするワークのサイズに
合わせて調整し得る構成は有するにしても載置面１１か
ら上方へのワークサポート桿１２の突出長さは固定長さ
になっている。

従って、ロボットハンド５のワーク把持具６を接近させ
るとき、同ロボットハンド５は、ワークサポート桿１２
の最上端に接触、干渉を起こすことになる。つまり、ロ
ボットハンド５のワーク把持具６がつかえてしまう。故
に、これを回避するために、リフター１３を作用させ、
同リフター１３に具備されたフォーク爪をパレット１０
のワーク載置面１１の裏面側に挿入し、上方へ持ち上げ
てワークサポート桿工２の高さ位置までワークを持ち上
げ、露出させるようにしてロボットハンド５のワーク把
持具６がワークサポート桿１２の上端と干渉することな
（、ワーク把持をなし得るようにしていた。従って、自
動加工現場でこのようなりフタ−装置を設け、産業用ロ
ボットｌのワーク授受作用タイミングに合わせてリフタ
ーを作動させる構成を取ることは、自動加工にけるプロ
グラム動作をかなり煩瑣にする問題点があった。

他方、ロボットハンド５側のワーク把持具６を有したハ
ンド先端部等のハンド側の構造を特殊化してワークフィ
ーダー側のワークサポート桿１２と干渉を起こさない特
殊構造、形状に設計、製作した場合モあるが、このよう
な特殊構造や形状を設ける必要性は、設計製造の煩瑣と
コスト高を招く等の問題を生じる結果となっている。

依って、本発明の主目的は、斯かる諸問題点の解消を図
ることにある。

また、本発明の他の目的は、パレットのワーク載置面か
ら上方へ突出して段積みワークの崩れ防止と位置決め整
列を行うワークサポート桿を上下方向に可動な構成とし
、かつ、ワーク把持具を有したハンド側の接近動作に応
じて、該ワークサポート桿が下方へ降下動作し、干渉を
排すると共に最上段のワークをワーク把持具で把持でき
る位置へ露呈させるように構成された段積み式ワーク供
給装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明に依れば、パレットのワーク載置面か
ら突出状に配置された複数本のワークサポート桿により
該パレットのワーク載置面に段積みされた複数のワーク
を支持して上段のワークから順次に供給可能にする段積
み式ワーク供給装置において、前記複数本のワークサポ
ート桿を前記ワーク載置面に対して上下動自在に設けた
前記パレットが移動する一定の案内路を備えた固定軌道
板と、該固定軌道板の少なくとも１つの所定位置に独立
に設けられ、前記パレットのワークサポート桿による押
下に応じて前記案内路の路面から降下可能に設けられた
可動軌道板と、前記可動軌道板に下方から上方への復帰
押圧力を常時付与するように設けられた弾性押圧手段と
を具備して構成され、ワークの供給または段積み時にワ
ークサポート桿だけが下動可能な段積み式ワーク供給装
置が提供される。

〔作用〕

上記所定位置に独立に設けた可動軌道板により、ワーク
サポート桿の下動が可能であるから、ワーク把持具を有
したハンド側の接近動作に応じて、該ワークサポート桿
だけが下方へ押されて降下動作し、干渉を排すると共に
パレット上に段積みされた最上段のワークをワーク把持
具で把持できる位置へ露呈させることが可能となる。そ
して、ワークの授受が終了した時点でワークサポート桿
の上方からの押圧力が解除されるから、弾性押圧手段に
よってワークサポート桿は元の位置へ復帰するのである
。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づき、更に詳
細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例による段積み式ワーク供給装
置の基本的構成を示し部分断面図、第２Ａ図と第２Ｂ図
とは固定軌道板から可動軌道板へ段積みパレットが案内
路に沿って移動する過程と可動軌道板の降下動作とを説
明する部分断面図、第３図はパレット組立体とワークサ
ポート桿との分解状態を示した斜視図、第４図は同パレ
ット組立体のパレットの平面図、第５図と第６図は本発
明に係る段積み式ワーク供給装置を自動ワークフィーダ
として構成し、可動ハンド側を自動旋盤の側面に取り付
けた産業用ロボットとして構成した実施例の正面図と上
面図、第７図と第８図は夫々従来技術を示した斜視図で
ある。

先ず、第１図を参照すると、本発明の実施例による段積
み式ワーク供給装置は、ワークＷを段積み式に載置して
保持することにより、該ワークＷを供給するパレット組
立体２０を複数個、固定軌道板３０の上面に沿って設け
られた一定の案内路３２に沿って移動させる例えば、回
転テーブル４０を備えている。すなわち、各パレット組
立体２０が回転テーブル４０にねし止め等により夫々、
間隔を空けて取付けられることにより、該回転テーブル
４０と共に旋回し、このとき、パレット組立体２０の上
下動可能なワークサポート桿２６の下端２６ａが固定軌
道板３０の案内路３２に接触した状態で摺動する構成に
成っている。固定軌道板３０は適宜に固定保持されてお
り、しかも、その案内路３２に沿う所定の１か所、又は
２か所には開口又は切り目部分３３が設けられ、この間
口３３の位置には下方へ降下動作可能な可動軌道板３４
が、別に独立の要素として設けられている。

この可動軌道板３４は、その底部にボスト３５を介して
一体に取付られた支持板３６を有し、この可動軌道板３
４の端部と、固定軌道板３０の開口３３の端部との間に
圧縮ばね３７が設けられている。そして、固定軌道板３
０の案内路３２の路面と可動軌道板３４の上面に設けら
れた案内路３４ａの路面とは、該可動軌道板３４の上方
から押圧力を受けない常時は、路間−平面となるように
形成されている。反対に、可動軌道板３４の案内路３４
ａの路面上にパレット組立体２０が到来して、そのパレ
ット組立体２０のワークサポート桿２６の上端側から下
向きの押圧力が加えられると、同ワークサポート桿２６
が可動し、故に、可動軌道板３４及び支持板３６を圧縮
ばね３７の弾性力に抗して、つまり、該圧縮ばね３７を
引延しながら、降下動作させる。また、降下状態から上
記の下向き押圧力が除去されると、圧縮ばね３７による
復帰力によって可動軌道板３４は再び、ワークサポート
桿２６を押し上げながら上動し、案内路３４ａの路面が
固定軌道板３０の案内路３２の路面と同平面となる位置
へ復帰し得る構成になっている。

上述の構成によれば、各パレット組立体２ｏがワークＷ
を段積み状態にして可動軌道板３４の位置に到達し、例
えば、ロボットハンド等のワーク把持具（図示なし）で
パレット組立体２ｏのワークサポート桿２６を上方から
押圧しながら最上段のワークＷを把持する動作をすれば
、ワーク把持具はパレット組立体２０のワークサポート
桿２６による干渉を受けることな（、ワークＷを当該パ
レット組立体２０から受領することができる。逆に、把
持したワークＷを次々とパレット組立体２０のワーク載
台面２１ａ上に段積みする場合にも干渉を受けることな
く、段積み作業を遂行することもできる。ここで、上述
した固定軌道板３ｏにおける開口３３が設けられた所定
位置、つまり、可動軌道板３４が設けられた位置は、上
述の説明から、ワークＷの供給と戻しを行う授受位置で
あることが理解できよう。しかしながら、ワークＷの供
給と戻しとを同一位置で遂行する構成に代えて上記の開
口３３を２か所に設け、各開口３３の位置に可動軌道板
３４を設ければ、ワークＷをパレット組立体２０側から
供給する作用とワーク把持具側からワークＷをパレット
組立体２ｏに戻す作用とを別に独立して遂行することも
可能なことは自明であろう。

さて、第２Ａ図、第２Ｂ図を参照すると、第２Ａ図はパ
レット組立体２ｏが、固定軌道板３ｏと可動軌道板３４
との境界位置に到達している状態を示し、第２Ｂ図はパ
レット組立体２ｏが、可動軌道板３４の案内面３４ａの
路面上に位置し、ワークサポート桿２６が上方から押圧
力を受けると、同ワークサポート桿２６が可動軌道板３
４を鋒下さセながら下動し得る状態を示している。すな
ゎち、第２Ｂ図の鎖線表示は、可動軌道板３４とその支
持板３６が圧縮ばね３７を延伸させながら鋒下し、この
とき、パレット組立体２０においてはワークサポート桿
２６だけが、下動している状態を示している。

次に第３図、第４図を参照すると、第１図に示したパレ
ット組立体２０の詳細な構造を分解した状態で示してい
る。

パレット２２は深皿形状部品に形成され、回転テーブル
４０等の板面に取付けられ′るフランジ部２３ａと内室
２３ｂとを具備し、同内室２３ｂ内に設けられたブラケ
ット部材２９がピボット３１により内室２３ｂの底面の
ピボット孔２３Ｃ（第４図参照）に枢着され、同底面に
沿って摺動変位可能に設けられている。このブラケット
部材２９の先端に形成された貫通孔２９ａ内に円筒形ブ
ツシュ２８が嵌合され、同円筒形ブツシュ２８はパレッ
ト２２の内室２３ｂの底面に形成された円弧状の長孔２
３ｄ内に臨んでおり、同円弧状長孔２３ｄに沿って移動
可能になっている。また、ブツシュ２８の内孔を貫通し
て前述のワークサポート桿２６が上下動可能に嵌合され
、同ワークサポート桿２６はパレット２２の底面も貫通
して下方へ摺動可能に設けられている。このとき、ワー
クサポート桿２６は、深皿形のパレット２２の上面に嵌
合されたワーク載面２１ａを有した調整プレート２１に
上記パレット２２の円弧形の長孔２３ｄと同角度ピッチ
間隔で形成された同数個の直線長孔２１ｂを貫通して上
方へ延びた構造にある。

このように、調整プレート２１が直線長孔２１ｂを有し
、かつ、パレット２２の底面が円弧形の長孔２３ｄを対
応して具備していることにより、調節プレート２１をパ
レット２２に対して旋回させると、複数（本実施例は３
本）のワークサポート桿２６が一斉に中心に向けて内向
き、または外向きに移動し、その結果、ワークサポート
桿２６が支持するワークＷの外径の大小に応じて支持径
を拡大、収縮することができるのである。なお、ワーク
サポート桿２６の長さはパレット２２上に段積みされる
ワークＷの予定最大個数に合わせて長さに予め設計され
れば良い、また、既述のようにワークサポート桿２６の
２６ａは固定軌道板３０の案内路３２や可動軌道板３４
０案内路３４ａに当接した状態でパレット組立体２０の
移動に応じて案内路面を摺動するので、例えば、球面形
状に形成されることにより、摺動抵抗が少ない様に形成
される。また、固定軌道板３０や可動軌道板３４の夫々
の案内路３２．３４ａの路面を摺動性に富む樹脂材料等
で形成しておいても良い。

次に上述した本発明に係る段積み式ワーク供給装置をワ
ークフィーダーに適用し、ハンドリング装置５０を産業
用ロボットのエンドエフェクタに適用して自動加工機又
は自動旋盤に対してワークＷの授受を自動遂行する場合
の実施例に就いて説明する。

第５図及び第６図において、複数のワーク供給装置２０
が、出力軸６５により旋回可能な回転テーブル４０のテ
ーブル面上に複数台が取付られ、各ワーク供給装置２０
は上述した上下動可能なワークサポート桿２６を有した
パレット２２を具備し、夫々に複数のワークＷが段積み
可能になっている。

他方、自動旋盤１００はワークを加工時に掴持するチャ
ックを有した主軸１０２を備えた自動旋盤であり、主軸
駆動装置１０４や制御装置１０６を具備すると共に加工
作業時は閉扉室内で加工を遂行して加工液の散逸が防止
された周知の自動盤の構造を備えている。また、同自動
旋盤の側面には産業用ロボット８ｏが備えられ、この産
業用ロボット８０（以下、単にロボットと言う）は、胴
部８２、第１のロボット腕８４、第２のロボット腕８６
、同第２のロボット腕８６の先端に設けられたロボット
ハンド８８を具備し、このロボットハンド８８が、上述
したワーク把持装置５ｏの構成を２つ１Ａｌｌにして両
頭形に具備している。そして、第１０ボツト腕８４は、
図示のθで示す旋回、Ａで示す伸縮動作を遂行可能であ
ると共に第１０ボツト腕８４、第２０ボツト腕８６が一
体と成ってロボ、ット胴８２に対してβで示す旋回動作
可能であるように、複数の動作自由度を有した周知構造
の産業用ロボットを形成している。同ロボットハンド８
８は上述したワーク把持装置５０と同構成を有するから
ワーク把持具の背部に押し下げ板５６を具備してワーク
サポート桿２６を下方へ押圧する手段としている。

上述の構成により、産業用ロボット８０が多数の動作自
由度を有することから、第２０ボツト腕８６の先端に設
けられたロボットハンド８８は自動旋盤１００の主軸１
０２の前方に旋回動作により達し、更に、第１０ボツト
腕８４の直線伸縮動作により、把持したワークを同主軸
１０２に装着したり、主軸１０２からワークを受は取る
ことが可能であり、更に、段積み式ワーク供給装置の上
方に旋回動作を利用して到達し、再び、第１０ボツト腕
８４の直線伸縮動作に従って各ワーク供給装置２０のパ
レット２２上に段積みされたワークＷへ接近することが
できるのである。しかも、パレット２２から上方へ立設
されているワークサポート桿２６の上端に対してロボッ
トハンド８８がロボット動作に依って下動、接近すると
、同ロボットハンド８８に具備された押し下げ板５６が
ワークサポート桿２６を押し下げるから、その前方にあ
る把持爪５４は直接、最上段のワークＷに接近して把持
作用を行い、ワークＷをしっかりと把持することができ
るのである。つまり、本発明による段積み式ワーク供給
装置２０の構成を用いれば、ワーク把持装置５０がワー
ク授受位置に到達しているワーク供給装置２０のパレッ
ト２２上に段積みされたワークＷに接近する動作自体を
利用して該段積みされた多数のワークＷを外周から支持
しているワークサポート桿２６を最上段のワークＷが露
呈されるまで、リフター装置等の何らの補助手段を用い
ることなく下動させることが可能であり、ロボットハン
ド８８と干渉して把持爪５４がワーク把持不可能になる
ような事態は発生しないのである。

従って、段積みされた未加工ワークをワーク授受位置に
到達しているワーク供給装置２０からロボットハンド８
８により順次に受取り、同時に両頭形ハンドの他方のロ
ボットハンド８８に把持した自動旋盤１００から受は取
った加工済ワークをワーク授受位置に回転テーブル４０
の回転で移送された空状態にあるワーク供給装置２０の
ワークサポート桿２６を押し下げながら、パレット２２
上に戻すことが、簡単に遂行できるのである。

なお、上述した実施例では、円形回転テーブル４０によ
って複数の段積み式ワーク供給装置２０を固定軌道板３
００円形軌道に沿って移送する構成に就いて説明したが
、円形軌道に拘束されるものでは無く、楕円軌道や長円
軌道、或いは直線軌道に沿ってチェーン移送手段等の適
宜の周知移送手段で所定のワーク授受位置を経由して移
送する構成としても良いことは言うまでもない。また、
可動軌道板３４の下動を可能にする弾性押圧手段は、実
施例の圧縮ばね３７に代えて流体シリンダ装置等を利用
した構成にすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明による段積み式
ワーク供給装置によれば、ワークを自動授受すると共に
加工位置等の目的位置へ搬送するワーク把持装置と協動
して、従来技術で要したりフタ−装置等の補助装置類を
用いなくても、ワーク供給装置側のワークサポート桿と
ワーク把持装置のワーク把持部との間で機械的干渉を生
ずることなく、段積みされたワークの授受を精度良く、
しかも確実に遂行できるのである。しかも、ワークの外
径寸法の変動に合わせて簡単に複数ワークサポート桿を
一斉に移動させてワークに対する外周からの支持を確実
に付与して崩れを防止でき、極めて使い勝手に優れた段
積み式ワーク供給装置を得ることができるのである。ま
た、本発明によれば、リフター装置の削減に引換えて僅
かな部品点数の追加でワーク供給部側とワーク把持部側
との干渉防止を達成でき、コスト低減効果を期待するこ
ともできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による段積み式ワーク供給装
置の基本的構成を示し部分断面図、第２Ａ図と第２Ｂ図
とは固定軌道板から可動軌道板へ段積みパレットが案内
路に沿って移動する過程と可動軌道板の降下動作とを説
明する部分断面図、第３図はパレット組立体とワークサ
ポート桿との分解状態を示した斜視図、第４図は同パレ
ット組立体のパレットの平面図、第５図と第６図は本発
明に係る段積み式ワーク供給装置を自動ワークフィーダ
として構成し、可動ハンド側を自動旋盤の側面に取り付
けた産業用ロボットとして構成した実施例の正面図と上
面図、第７図と第８図は夫々従来技術を示した斜視図。 ２０・・・段積み式ワーク供給装置、２６・・・ワーク
サポート桿、２６ａ・・・ワークサポート桿の下端、２
２・・・パレット、３０・・・固定軌道板、３２・・・
案内路、３４・・・可動軌道板、３４ａ・・・案内路、
３７・・・圧縮ばね、４０・・・回転テーブル。 あ 第２Ａ図 χ′ 第２８図 に℃ 第 図 （従来技術） 第７図 （従来技術） Ｗ　Ｑ　　ＦＳＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パレットのワーク載置面から突出状に配置された複
   数本のワークサポート桿により該パレットのワーク載置
   面に段積みされた複数のワークを支持して上段のワーク
   から順次に供給可能にする段積み式ワーク供給装置にお
   いて、 前記複数本のワークサポート桿を前記ワーク載置面に対
   して上下動自在に設けた前記パレットが移動する一定の
   案内路を備えた固定軌道と、前記固定軌道面の少なくと
   も１つの所定位置に独立に設けられ、前記パレットのワ
   ークサポート桿による押下に応じて前記案内路の路面か
   ら降下可能に設けられた可動軌道と、 前記可動軌道に下方から上方への復帰押圧力を常時付与
   するように設けられた弾性押圧手段と、を具備して構成
   されたことを特徴としワークの供給または段積み時にワ
   ークサポート桿が下動可能な段積み式ワーク供給装置。 ２、前記弾性押圧手段は、一端を前記固定軌道に係止し
   、他端を前記可動軌道の下方に固定した支持板に係止さ
   れた複数のばねから成る請求の項１に記載の段積み式ワ
   ーク供給装置。 ３、前記固定軌道の案内路の路面に接する前記ワークサ
   ポート桿の端部は、点接触部に形成されている請求項１
   又は２に記載の段積み式ワーク供給装置。