JPH0818193B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

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備え
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、この種搬送装置として、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
ットを強制停止させた後、ピ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の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け等
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が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、各品種小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がれず、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、搬送能率を向上させるととも
に定位固定の精度を向上させ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
の解決手段は、定置された搬送路（１）と、該搬送路
（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、前記搬送路（１）に沿って配置
された複数の作業ステーション（Ｓ）と、前記搬送路
（１）に前記各作業ステーション（Ｓ）毎に設けられ、
リニアモータを構成する固定子（10）と、前記パレット
（２）に前記固定子（10）に対応して設けられ、リニア
モータを構成する可動子（11）と、前記搬送路（１）に
前記各作業ステーション（Ｓ）毎に設けられ、前記パレ
ット（２）の先端部の通過を検知するパレットセンサ
（23）と、前記各作業ステーション（Ｓ）に対応する搬
送路（１）と前記パレット（２）との間に設けられ、該
パレット（２）の絶対位置を検出する位置センサ（24）
と、前記パレットセンサ（23）の出力を受け、前記パレ
ット（２）を強制停止させるよう前記固定子（10）に制
動動作指令信号を発するとともに、前記位置センサ（2
4）の出力を受け、該パレット（２）の可動子（11）を
原点で停止させるよう前記固定子（10）を制御するコン
トローラ（25）とを備えたものとする。この場合、請求
項（２）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（1
2），（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。また、前記位置センサ（24）としては、請求項
（３）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）〜（３）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）とのいずれか一方、あ
るいは双方の磁界状態を制御することにより、可動子
（11）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上して作業
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。

その際、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（10）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（1
0）に対して、予め設定された原点位置からズレた位置
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。その結果、可動子（11）を原点にズレなく停止さ
せることができ、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。

（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（１）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（Ｗ）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）の取付け
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（2
a）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）の上面上を転動し、後者
のローラ（８）はレール（６），（６）の内側面上を転
動して、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
って少間を隔てて配置される２個の一次側電磁石（1
2），（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（12），（13）は上向きに開口するコ字状
の鉄心（12a），（13a）にコイル線を巻装し、各鉄心
（12a），（13a）の上端に凹字状の磁歯（17），（1
8），（19），（20）を形成したものである。コイル線
は磁歯（17）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（19）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（12a）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
両側が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
（11）のレール（６）に沿う方向の長さは、固定子（1
0）の両端の磁歯（17），（20）同士間の側端長とワー
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）は定ピッ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），（1
8），（19），（20）のそれぞれが４分の１ピッチずつ
変位するよう各磁歯（17），（18），（19），（20）の
位置が定められている。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ピッ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）の起磁力と電磁力（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（20），（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（20）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ピッチ
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）で前工程から送り出
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
（５）の一側内面とパレット（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。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（10）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
位置からズレた位置にあれば、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（１）を制御する。位置センサ（24）は、例え
ば、直線動式のレゾルバあるいは回転型エンコードから
なり、部品（Ｐ）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
組付け時に、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付部品の位置決めを
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、組付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），（1
3）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（６）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）〜（３）のワーク
搬送装置では、リニアモータを構成する固定子（10）と
可動子（11）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、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、（10）……固定子、
（11）……可動子、（Ｓ）……作業ステーション、
（Ｗ）……ワーク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定置された搬送路（１）と、 該搬送路（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、 前記搬送路（１）に沿って配置された複数の作業ステー
   ション（Ｓ）と、 前記搬送路（１）に前記各作業ステーション（Ｓ）毎に
   設けられ、リニアモータを構成する固定子（10）と、 前記パレット（２）に前記固定子（10）に対応して設け
   られ、リニアモータを構成する可動子（11）と、 前記搬送路（１）に前記各作業ステーション（Ｓ）毎に
   設けられ、前記パレット（２）の先端部の通過を検知す
   るパレットセンサ（23）と、 前記各作業ステーション（Ｓ）に対応する搬送路（１）
   と前記パレット（２）との間に設けられ、該パレット
   （２）の絶対位置を検出する位置センサ（24）と、 前記パレットセンサ（23）の出力を受け、前記パレット
   （２）を強制停止させるよう前記固定子（10）に制動動
   作指令信号を発するとともに、前記位置センサ（24）の
   出力を受け、該パレット（２）の可動子（11）を原点で
   停止させるよう前記固定子（10）を制御するコントロー
   ラ（25）と、 を備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 【請求項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（1
   0）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. 【請求項３】位置センサ（24）が直線動式のレゾルバか
   らなる請求項（１）又は（２）記載のワーク搬送装置。