JPH09174592A

JPH09174592A - ワークピース供給マガジン

Info

Publication number: JPH09174592A
Application number: JP7347546A
Authority: JP
Inventors: Schmidt August; アウグスト・シュミット
Original assignee: AUGUST SCHMID STIFTUNG ZUERICH
Current assignee: AUGUST SCHMID STIFTUNG ZUERICH
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-07-08
Also published as: CA2164257A1; EP0716033A1; EP0716033B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークピースを保持しておいて、１個づつ自
動的に取り出す装置を提供する。【解決手段】マガジンが複数のワークピース（７）を
ターンテーブル（３）上の複数のスタック・ユニット
（２）に格納して、これらのワークピースをロボットな
いし生産機械が拾い上げるための一定の取り出し位置へ
１つずつおく。スタック・ユニット（２）はターンテー
ブル（３）上の中央垂直柱（４）の周囲に配設される。
各スタック・ユニット（２）はワークピース用の取り出
しないし排出開口（６、２６）を有している。駆動機構
が「空」信号に応じて、次のスタック・ユニットをこの
スタック・ユニットが空になるまでワークピースを１つ
ずつ固定された取り出し位置へおくように配置する角度
範囲でターンテーブル（３）を前進させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットまたは生産
機械に供給するためのワークピースを保持する装置に関
し、該ロボットまたは生産機械は本装置からワークピー
スを取り出して、たとえば、ダイキャスト製品または鋳
造製品に組み込む。

【０００２】

【従来の技術】自動射出成形機を自動運転することによ
り、たとえば、合成物質製のダイキャスト製品または成
形製品の生産にあたり、各成形品に少なくとも１個の、
たとえば、完成品の合成物質に部分的にあるいは完全に
埋め込まれる金属インサートを挿入することがしばしば
必要となる。従来はこのような金属インサートを手作業
で射出成形機に供給していた。

【０００３】生産量が多い場合、および生産が、たとえ
ば、夜間操業時などの操作員不在時にも継続する場合は
特に、自動運転されている射出成形機にこれらの金属イ
ンサートを自動的に供給するのが望ましいし、また必要
である。複雑な運動、たとえば、数本の軸に沿った複雑
な運動がインサートの供給に必要な場合には、プログラ
マブル・ロボットがこの供給を行うのに適している。こ
れらのロボットは同時に、完成品を生産機械から取り出
すのにも使用可能である。しかしながら、上述の目的で
ロボットを使用するには、インサートをためておいてロ
ボットと協働することのできる供給マガジンが必要であ
る。このためには、マガジンが多数のワークピースない
しインサートを保持して、これらのワークピースを個別
に分配して、ロボットがワークピースを１つずつ拾い上
げられるようにできなければならない。さらに、このよ
うなワークピース・マガジンのためのスペースは工場内
で通常横方向にも上下方向にも制限されているので、コ
ンパクトな構成のマガジンが必須となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、本発明が
意図するところは、下記の目的を単独で、あるいは組み
合わせて達成することである。

【０００５】多数のワークピースを格納するコンパクト
なマガジンであって、たとえば、そのマガジンからワー
クピースを取り出すロボットによる取り出しのためにワ
ークピースを１つずつ順次放出するマガジンを提供す
る。

【０００６】マガジン内で利用可能な空間を効率よく使
用することによって、大きな保持容量を与える。

【０００７】異なるワークピースの再編成を容易に行え
るような態様で、マガジンの基本機能を構成する。

【０００８】個々のワークピースがロボットによる取り
出しのため常に同じ位置に出されるようにする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、中央回転垂直柱を備え、その垂直柱を中心とし
てモータで駆動可能なターンテーブル上に、好ましくは
ターンテーブルのそれぞれのセクタに一様な角度間隔で
配設された複数個の垂直スタック・ユニットを備えてい
る。少なくとも１つの支持要素が、柱およびターンテー
ブルと同軸に配設され、柱とともに回転して、ターンテ
ーブルのすぐ上の下端にワークピースの取り出し開口な
いし出口が各々に設けられているスタック・ユニットを
保持するように柱に堅固に接続されている。

【００１０】定められた角度範囲でターンテーブルが順
次回転するため、すべてのスタック・ユニットの取り出
し開口ないし出口が同一の位置に順次おかれ、ロボット
のアームがワークピースを１つずつ簡単に取り出すこと
ができる。ターンテーブルの回転中には、取り出しは行
われない。少なくとも１つのワークピースをまだ保持し
ているスタック・ユニットの排出開口が取り出し位置に
きたときに、取り出しが行われる。本マガジンのこの特
徴は取り出し装置、特にロボットのプログラミングを大
幅に単純化するものであるが、これはどのスタック・ユ
ニットの排出開口が現在取り出し位置にきているかにか
かわりなく、取り出し装置ないしロボットがワークピー
スを常に同じ位置で拾い上げることができるからであ
る。

【００１１】個々のスタック・ユニットの構造が簡単で
あるため、これらのユニットを異なるタイプのワークピ
ース、および異なる大きさのワークピースに適合させる
ことができる。たとえば、多数の取付穴をターンテーブ
ルおよび支持ディスクなどの支持要素に設けることによ
って、案内ロッドのグループをターンテーブル上で互い
に異なる位置に配置して、異なる大きさのワークピース
用のスタック・ユニットを形成することができる。同様
に、異なる内径のスタック・パイプが異なる直径のワー
クピースを保持することができる。さらに、このような
取付穴によって、案内ロッドのグループを、ロボットに
よって１つずつ拾い上げられるように球などのワークピ
ースが排出開口まで滑り落ちることのできる案内パイプ
と置き換えることが可能となる。

【００１２】本発明を明確に理解できるようにするた
め、添付図面を参照して、例によって本発明を説明す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１の断面図はターンテーブル３
に取り付けられた複数のスタック・ユニット２を備えた
マガジン１を示しており、ターンテーブル３はローラ・
ベアリング２５などのベアリングによって、ベアリング
・ブッシング１５に回転可能に支持された中央垂直柱４
に堅固に固定されている。ベアリング・ブッシング１５
はネジ１５Ａによってベース２７に固定されたフランジ
１５Ｂを有している。ターンテーブル３は、たとえば、
圧入により、あるいは柱４とともに回転するようにロケ
ーション・フィットによって柱４に堅固に接続されてい
る。少なくとも１つの穿孔ディスクなどの支持部材５が
矢印Ａで示すように、ターンテーブル３の上方で柱４に
調節可能に固定されている。このため、ラジアル・フラ
ンジ２８Ａを備えたブッシング２８がネジ２８Ｂによっ
て支持部材５に堅固に固定されている。止めネジ３０が
ブッシング２８を貫通している。止めネジ３０をゆるめ
ると、支持部材５を矢印Ａで示すように柱４に沿って垂
直方向に上下に調節することができる。ネジ３０を締め
ると、それぞれの支持部材５は柱４とともに回転するよ
うに柱４に堅固に固定される。

【００１４】図１に示すように、複数のこのような支持
部材ないしディスク５が柱４に沿って互いに軸方向に離
隔して設けられている。各ディスク５にはワークピース
７をスタックするための穴Ｈが設けられており、また垂
直案内部材１４、１４’を保持するための他の穴Ｈ’が
設けられている。頂部ディスク５’は穴Ｈを有していな
いが、ネジ５Ａが貫通して頂部ディスク５’をそれぞれ
の案内部材１４および１４’の上端に固定するための穴
を備えたカバーとして形成されている。このため、各案
内部材１４、１４’の上端の内側にはネジ山２１が切ら
れている。半径方向内側の案内部材１４の下端は、その
案内部材１４の下端内側のネジ山のそれぞれに係合する
ネジ１９によってターンテーブル３に固定されている。
対となった２本の半径方向外側の案内部材１４’の少な
くとも下端はターンテーブル３に達しないように短くさ
れ、スタックの最下部のワークピース７を図示しないロ
ボットのグリッパによって取り出すことのできる出口２
６をもたらす。

【００１５】図２を参照すると、ロッドまたはパイプの
形態の案内部材１４および１４’がワークピース７の構
成に応じて変化することのできるあるパターンで配設さ
れている。図示のように、半径方向内側の案内部材１４
と２本の半径方向外側の案内部材１４’を含んでいる３
本の案内部材のグループが、スタック内の丸いワークピ
ース７を案内するように配置されている。合計８つのス
タック・ユニット２が、たとえば、ターンテーブル３上
に形成されているが、図において、ターンテーブルは破
断されており、３つのスタック・ユニット２だけが示さ
れている。これらのスタック・ユニットはそれぞれのセ
クタに配設されており、各セクタには以下で詳細に説明
するスイッチ２２のセンサ２２Ａによって感知される切
欠き１３が設けられている。各グループの案内部材１
４、１４’は対応するスタック・ユニット２のそれぞれ
の中心２３を中心として互いに円周方向に角度を付けて
変位されている。各スタック・ユニット２を形成する３
つ１グループの案内部材１４の少なくとも１つ、好まし
くは２つの案内部材１４が上述したように、それぞれの
下端にあるネジ１９によってターンテーブル３に堅固に
接続されている。グループ内の第３の案内部材は下端で
短くされ、上述の出口２６を形成している。希望する場
合には、最下部の支持部材５’ないしディスク５’のカ
バーにも、スタックしたワークピースを挿入するための
穴Ｈを設けてもかまわない。たとえば、４つの案内部材
を使用して、方形または矩形のワークピース用のスタッ
ク・ユニットを形成することもできる。

【００１６】駆動機構がベース２７とターンテーブル３
の間に配設されている。駆動機構はネジ８Ａによってタ
ーンテーブル３に堅固に固定された歯車８を含んでい
る。歯車８は柱４の中心回転軸ＲＡに対して同軸に配置
されている。歯車８は歯車を介してモータ１０によって
駆動されるピニオン９に噛み合っている。モータ１０は
スイッチ１２によってオン、オフされ、スイッチ１２
は、スタック・ユニット２がいっぱいであるか、空であ
るかを感知するセンサ１１に応答する。スイッチ１２は
ブラケット１２Ａによってベース２７に取り付けられて
いる。モータ１０はセンサ２２Ａがターンテーブル３の
周縁の切欠き１３に係合したときに、そのセンサによっ
て作動させられる上述のセンサ・スイッチ２２によって
停止させられる。切欠き１３の数はターンテーブル３が
担持しているスタック・ユニット２の数に対応してい
る。図２に示すように、ターンテーブル３の半分は、た
とえば、４個の切欠き１３を担持しているので、８個の
切欠き１３が隣接する切欠きと４５°の角度だけ円周方
向に離隔している。マガジンに保持されるワークピース
７の大きさによっては、異なる数のスタック・ユニット
をそれぞれのターンテーブル３に設けることができる。
切欠き１３は互いに離隔し、図示しないロボットがワー
クピースを１つずつ順次拾い上げる取り出し位置へ、次
のスタック・ユニット２をおくのに十分なだけモータ１
０がターンテーブル３を回転するようになっている。タ
ーンテーブル上にスタック・ユニットが６つしかないと
きには、６個の切欠き１３が設けられ、互いに６０°の
角度で離隔することになる。

【００１７】個々のワークピース７が取り出し位置６ま
たは２６においてロボットまたはロボットとロボットと
協働する装置によって１つずつ、取り出し位置にきてい
るスタック・ユニット２から取り出される。最下部のワ
ークピースが取り出されると、すべてのワークピースが
取り出されるまで、スタックされているワークピース７
が滑り落ちる。それぞれのスタック・ユニット２が空に
なると、センサ１１は上述のスイッチ１２をトリップさ
せ、モータ１０をオンとし、モータはターンテーブル３
を角運動量だけ回転させる。ターンテーブル３がセンサ
２２Ａからの信号によって指示されるだけ十分に移動
し、スイッチ２２が次の切欠き１３を感知するとモータ
は停止する。ターンテーブル３の周縁の切欠きと協働す
るセンサ２２Ａの代わりに、モータ１０をステッピング
・モータに置き換え、ステッピング・モータの作動を必
要とされる角度範囲にしたがってプログラムして、次の
スタック・ユニット２を取り出し位置におくのに必要な
部分角運動をターンテーブル３が完了するまで、所定の
数のステップを行うようにしてもよい。

【００１８】図３はスタック・ユニット２が案内ロッド
または案内パイプではなく、複数本のスタック・パイプ
１８によって形成されている改変実施形態を示す。パイ
プ１８は案内ロッドの取付と同様な態様で取り付けられ
る。柱４を中心として一様な角度で離隔している複数本
のパイプ１８の下端はソケット３４に取り付けられてお
り、そのソケットは、たとえば、溶接などによってター
ンテーブル３に固定されている。スタック・パイプは支
持部材またはディスク５によって穴Ｈ’内に保持されて
いる。ディスク５は上述したように柱４に固定されてい
る。ソケット３４にはパイプ１８にスタックされている
図４に示した球などのワークピースのための取り出し穴
６が設けられている。パイプ１８は止めネジ３１Ａおよ
び嵌合ナット３１によって定置保持される。パイプ１８
は、たとえば、プラスチック材料などの合成物質製であ
っても、図４に示すように金属製であってもよい。止め
ネジ３１Ａおよびナット３１により、パイプ１８の交換
あるいは置換を容易に行えるようになる。これらを除
き、図３の実施形態の構造および作動は図１の実施形態
のものと同じである。

【００１９】図４は球３６をロボットなどに供給するた
めの図３の実施形態の他の改変形である。図４の実施形
態には、スタック・パイプ３２を、たとえば、ロケーシ
ョン・フィットによって保持しているソケット３４’の
スロット３４Ａに設置されたワークピース分離機構２０
が備えられている。ボールないし球３６はパイプ３２に
緩くスタックされている。スロット３４Ａはシュート４
３へつながっており、そのシュートを通って、ボール３
６が矢印Ｃの方向に、図示しないロボットなどによる取
り出しのための固定位置まで移動することができる。

【００２０】ワークピース分離機構２０はソケット３
４’のスロット３Ａの内側のシャフト３８にジャーナル
止めされたロッカ要素２４からなっている。ロッカ要素
２４は突起２４Ａを有している。この突起は、ターンテ
ーブル３に取り付けられたブッシング４２Ｂ内を案内さ
れる排出駆動機構４２Ａのプランジャ４２に係合してい
る。固定点４６Ａに一端が取り付けられたバネ４６はそ
の他端によって、ロッカ要素２４に固定されている。ア
ーム２４Ｂは上向きの閉鎖面４０を有しており、その閉
鎖面はソケット３４’に形成されたスタック・チャネル
を閉鎖して、ロッカ部材２４が破線の位置にきたときに
ボール３６がさらに滑り落ちることを防止する。破線位
置は排出位置であるが、これはバネと磁石、あるいはプ
ランジャ４２を駆動するためのカムを備えた電動機など
の排出駆動機構４２Ａの作動装置に応じて矢印Ｂによっ
て示されるプランジャ４２の上向きの運動に応じて、破
線のボール３６’がシュート４３に排出されるからであ
る。矢印Ｂの方向の力が解放されると、バネ４６がロッ
カ要素２４を図４の実線の休止位置へ反時計方向に戻
す。この時点で、閉鎖面４０はスタック・チャネルから
十分に外れ、次のボール３６が突起２９とロッカ要素２
４のストッパ・フィンガ４４の間に形成された凹所２４
Ｃに落下できるようになる。フィンガ４４はロッカ要素
２４がプランジャ４２の上方運動によって時計方向へ再
度傾けられ、フィンガ４４がシュート４３の下の位置へ
来るまで、最下部のボール３６がシュート４３上へ移動
しないようにする。プランジャ４２の上下運動はロボッ
トの取り出し運動に応じて制御される。

【００２１】各スタック・ユニット２にはそれ自体の排
出機構と作動プランジャ４２が備えられている。しかし
ながら、マガジン内のすべてのプランジャに対しては、
単一の排出駆動機構４２Ａが設けられている。プランジ
ャ４２用の駆動機構４２Ａは固定位置、たとえば、ター
ンテーブル３とベースの間のベース２７に取り付けられ
ている。センサ１１’は図１のセンサ１１と同一の機能
を果たす。センサ１１’はロッカ要素２４の一方側面に
配設され、ロッカ部材の運動を妨げないようになってい
る。略示したセンサ１１’は実際には光源と、現在取り
出し位置にあるスタック・ユニットが空になったとき
に、それぞれの信号をもたらす光センサ・ダイオードで
よい。信号は上述したように使用されて、次の満載スタ
ック・ユニット２がロボットと協働する位置へターンテ
ーブル３を歩進させる。

【００２２】本発明を特定の実施形態に関して説明した
が、首記の特許請求の範囲の範囲内のすべての改変形お
よび同等物を対象とすることを目的としていることを理
解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ターンテーブル上に複数のスタック・ユニッ
トを備えている、本発明によるマガジンの垂直軸断面図
である。

【図２】図１の断面ＩＩ−ＩＩに沿った、３つのスタ
ック・ユニットを形成する３つのグループの案内ロッド
またはパイプを示す破断断面図である。

【図３】図１と同様であるが、スタック・パイプ内に
スタックされた丸いワークピース用のスタック・パイプ
を案内部材として使用している拡大断面図である。

【図４】図３と同様であるが、球形ワークピース用の
スタック・パイプと協働するワークピース分離機構を示
している図である。

【符号の説明】

２スタック・ユニット３ターンテーブル４中央垂直柱５支持部材６、２６取り出し開口７ワークピース８、９駆動機構１０モータ１１第１センサ１２スイッチ装置１４、１４’ 案内部材１５、２５ベアリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の垂直スタック・ユニット（２）
と、そのスタック・ユニット（２）を支持しているター
ンテーブル（３）と、そのターンテーブル（３）を回転
可能に支持している中央垂直柱（４）と、ベース（２
７）と、前記中央垂直柱（４）をベース（２７）に回転
可能に取り付けるベアリング（１５、２５）とを備えて
おり、少なくとも１つの支持部材（５）が前記中央垂直
柱（４）とともに、また前記ターンテーブル（３）とと
もに回転するように、さらに、前記スタック・ユニット
（２）を前記中央垂直柱（４）を中心として前記ターン
テーブル（３）に固定するように柱（４）に堅固に取り
付けられており、前記スタック・ユニット（２）の各々
はそれぞれのスタック・ユニットからワークピース
（７）を取り出すための取り出し開口（６、２６）を有
しており、駆動機構（８、９、１０）が前記スタック・
ユニット（２）の各々をワークピース取り出し位置へ順
次おくように前記ターンテーブル（３）を回転させるた
めに前記ターンテーブル（３）に接続されているワーク
ピースを供給するためのマガジンにおいて、前記駆動機
構が前記ターンテーブル（３）を回転させるためのモー
タ（１０）と、空のスタック・ユニット（２）に応じて
前記モータを始動するための第１センサ（１１）および
スイッチ装置（１２）と、満載スタック・ユニットが前
記ワークピース取り出し位置にきたことに応じて前記モ
ータ（１０）を停止させる第２センサ（２２Ａ）および
スイッチ装置（２２）とを備えていることを特徴とする
ワークピース供給マガジン。
【請求項２】前記支持部材（５）が支持ディスク
（５）であり、前記スタック・ユニット（２）の各々が
前記ターンテーブル（３）から垂直方向に離隔して前記
の少なくとも１つの支持ディスク（５）に接続されて、
前記取り出し位置で拾い上げられるように前記ワークピ
ースをおくための案内を形成する少なくとも３つの垂直
案内部材（１４、１４’）の少なくとも１つのグループ
からなっており、前記グループの前記の少なくとも３つ
の案内部材が、１つの案内部材（１４）が前記中央垂直
柱（４）の回転軸（ＲＡ）に対して半径方向内側に配置
され、前記グループの２つの案内部材（１４’）が前記
回転軸（ＲＡ）に対して半径方向外側に配置されるよう
に配設されており、前記１つの案内部材（１４）が前記
ターンテーブル（３）に接続（１９において）された下
端部を有しており、前記２つの半径方向外側の案内部材
（１４’）のうち少なくとも１つが前記スタック・ユニ
ット（２）からのワークピース（７）の出口（２６）を
もたらすように前記ターンテーブル（３）から離隔した
下端部（１４Ａ）を有していることを特徴とする、請求
項１に記載のマガジン。
【請求項３】前記垂直スタック・ユニット（２）を支
持するための前記の少なくとも１つの支持部材（５）が
少なくとも１つの円形ディスク（５）からなっており、
前記マガジンがさらに前記ディスク（５）を前記中央垂
直柱（４）に固定するフランジ・ブッシング（２８）
と、前記ディスク（５）を前記中央垂直柱（４）の中心
に堅固に固定するための少なくとも１つのネジ（３０）
とを含んでおり、前記ディスク（５）が滑りばめによっ
て前記スタック・ユニット（２）に固定されており、前
記ネジ（３０）をゆるめたときに、前記ディスク（５）
が前記柱（４）に沿って垂直に調節可能であるようにす
ることを特徴とする請求項１に記載のマガジン。
【請求項４】前記スタック・ユニットの各々が垂直パ
イプ部分（１８、３２）と下端部のワークピース排出開
口（６）とからなっており、前記パイプ部分が前記ター
ンテーブル（３）および前記支持部材（５）に固定され
ており、前記マガジンが前記垂直パイプ部分（１８、３
２）の各々に対する取付ソケット（３４、３４’）をさ
らに含んでおり、その取付ソケットが前記ターンテーブ
ル（３）に堅固に固定されており、前記パイプ部分の下
端部がそれぞれの取付ソケット（３４、３４’）に受け
入れられていることを特徴とする請求項１に記載のマガ
ジン。
【請求項５】前記ワーク（７）を個別に排出するため
のワークピース分離機構（２０）と、前記排出開口
（６）から各個別のワークピース（３６）を順次排出す
るために前記ワークピース分離機構（２０）を作動させ
るように配置されている排出駆動機構（４２、４２Ａ）
とをさらに含んでおり、前記ワークピース分離機構（２
０）がロッカ要素（２４）と、前記開口（６）から最下
部ワークピース（３６’）を排出するために前記パイプ
部分（３２）内の前記最下部ワークピース協働するよう
に前記ロッカ要素（２４）を取り付けるジャーナル（３
８）とからなっており、前記ロッカ要素（２４）が、非
傾斜休止位置にあるときに前記排出開口からのワークピ
ースの排出を防止するためのフィンガ（４４）を有して
おり、前記ロッカ要素（２４）がさらに、前記排出起動
機構（４２）が前記ロッカ要素を前記非傾斜休止位置か
ら傾斜した排出位置へ移動させたときに、ワークピース
を放出するための突起（２９）を有しており、前記ロッ
カ要素（２４）がさらに、前記ロッカ要素（２４）が前
記休止非傾斜位置から前記傾斜排出位置へ移動させられ
たときに、前記パイプ部分内の次のワークピースを保持
する閉鎖部分（４０）をさらに含んでいることを特徴と
する請求項４に記載のマガジン。
【請求項６】前記排出駆動機構が各スタック・ユニッ
ト（２）に対して、前記ターンテーブル（３）に摺動可
能に取り付けられた電動プランジャ（４２）と、前記ス
タック・ユニット（２）の各々の前記プランジャ（４
２）を順次持ち上げる１つの電動駆動機構（４２Ａ）を
備えており、前記ロッカ要素（２４）がそれぞれのパイ
プ部分が前記の取り出し位置にあるときに前記プランジ
ャ（４２）と協働するように配置された突起（２４Ａ）
を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のマガジ
ン。