CN104736264B - 工件搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构轻巧简单，能够直线搬运工件的工件搬运装置。一种用于搬运工件(W)的工件搬运装置(100)，其中，其具备：本体部(10)；轨道部(1)，其安装于该本体部(10)的上部；导引部(1a)，其可沿着该轨道部(1)滑动；臂(3)，其上端的第1枢接部(3b)枢接于该导引部(1a)；保持装置(4)，其安装于该臂(3)的下端的第2轴(3a)，能够保持工件(W)；辅助臂(20)，其以可转动的方式安装于本体部(10)的第1轴(2b)；滑动部(2a)，其可沿着该辅助臂(20)滑动；以及伺服电机，其使辅助臂(20)转动。臂(3)的大致中央处的第2枢接部(3c)枢接于滑动部(2a)。

Description

工件搬运装置

技术领域

本发明涉及一种工件搬运装置，更具体而言，涉及一种结构轻巧简单，能够直线搬运工件的工件搬运装置。

背景技术

在连续冲压工件的串联式冲压线中，采用工件搬运装置来搬运工件。

在这种工件搬运装置中，有很多是具备臂的机器人式工件搬运装置。

例如，已知有一种工件搬运装置，其具备：横梁，其架设于相邻的冲压机械之间；托盘，其以可沿着该横梁自由移动的方式设置；摇动台，其被该托盘支撑，且沿着工件搬运方向被摇动驱动；横杆，其介由可自由拆装地支撑工件的真空吸盘悬挂支撑工件。通过介由直线移动机构将送料杆设置于摇动台，使摇动台的摇动中心与横杆间的相对距离可调(例如，参照专利文献1、2及3)。

此外，已知有一种工件搬运装置，其具备：保持装置，其用来保持工件；托盘，其架设于相邻的冲压机之间，通过驱动机构可以沿着与工件搬运方向垂直相交的方向直线性自由移动；以及摇动体，其摇动中心轴配设于该托盘，通过摇动机构沿着工件搬运方向被摇动驱动(例如，参照专利文献4)。

在上述工件搬运装置中，使第2链杆的两端轴间距离为第1链杆的两端轴间距离的一半，将第2链杆的一端连接于第1链杆的两端轴间的中央处，使第2链杆的另一端位于第1链杆的另一端的移动直线延长线上，也就是说，构成了所谓的Scott-Russell机构。

现有技术文献

专利文献1：日本公开专利特开2004-216451号公报

专利文献2：日本公开专利特开2005-118887号公报

专利文献3：日本公开专利特开2005-161406号公报

专利文献4：日本公开专利特开2005-246460号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1～3所述的工件搬运装置中，尽管通过直线移动机构使转动支撑轴的中心与横杆间的相对距离发生了变化，但仍存在必须进行复杂的调节才能直线搬运工件的缺点。

此外，由于直线移动机构的重量较大，在使托盘沿着横梁移动以及使摇动台转动时，可能由于惯性力等原因给装置造成较大的负荷，从而引发故障。

而且，由于重量增大，能效称不上出色。

在上述专利文献4所述的工件搬运装置中，除了用来驱动第1链杆及第2链杆的驱动装置外，还需要具备用来沿上下方向驱动支撑部件的升降驱动装置，因而存在装置过大的缺点。

本发明即鉴于上述情况而做，其目的在于，提供一种结构轻巧简单，能够直线搬运工件的工件搬运装置。

用于解决问题的方案

本发明人为了解决上述课题进行了深入探讨后发现，通过使臂能够介由导引部沿着轨道部滑动的同时，还使臂所枢接的滑动部能够沿着辅助臂滑动，即可解决上述课题，进而完成了本发明。

本发明的第1方案为，一种用于搬运工件的工件搬运装置，其中，其具备：本体部；轨道部，其延设于该本体部的上部；导引部，其可沿着该轨道部滑动；臂，其上端通过第1枢接部枢接于该导引部；保持装置，其安装于该臂的下端的第2轴，能够保持工件；辅助臂，其以可转动的方式安装于本体部的第1轴；以及滑动部，其可沿着该辅助臂滑动。臂的大致中央处通过第2枢接部枢接于滑动部。

本发明的第2方案为，根据第1方案所述的工件搬运装置，其中，第2枢接部设置于比相对于臂的长度方向的中央位置更靠近第1枢接部侧。

本发明的第3方案为，根据上述第1方案或第2方案所述的工件搬运装置，其中，从第1枢接部到第2枢接部的距离，与从第2轴到第2枢接部的距离之比为1∶1.2～2。

本发明的第4方案为，根据第1方案～第3方案中的任一项所述的工件搬运装置，其中，从第1轴到第2枢接部的距离，与从第1枢接部到第2轴的距离之比为1∶2～4。

本发明的第5方案为，根据第1方案～第4方案中的任一项所述的工件搬运装置，其中，在辅助臂张设有皮带部，该皮带部沿着该辅助臂的长度方向滑动，滑动部固定于该皮带部。

本发明的第6方案为，根据第1方案～第5方案中的任一项所述的工件搬运装置，其中，保持装置的转动、辅助臂的转动、以及滑动部的滑动，均基于伺服电机的驱动而进行。

本发明的第7方案为，根据第1方案～第6方案中的任一项所述的工件搬运装置，其中，保持装置由横杆和吸附部构成，该横杆与臂连接，该吸附部安装于该横杆。

本发明的第8方案为，根据第1方案～第7方案中的任一项所述的工件搬运装置，其中，其用作将工件运出或运进冲压机的装置，其安装于冲压机的支柱。

发明效果

本发明的工件搬运装置中，通过使安装了臂的导引部沿着轨道部滑动，能够调节搬运工件时的工件的高度。据此，能够直线搬运工件。

此外，上述工件搬运装置中，通过使利用第2枢接部枢接了臂的滑动部沿着辅助臂滑动，能够在不妨碍工件的直线搬运的情况下，由辅助臂支撑臂。据此，即使重量较大的工件，也能直线搬运。

而且，由于上述工件搬运装置的结构轻巧简单，因此不仅能效出色，而且容易安装，节省空间。

本发明的工件搬运装置中，通过将第2枢接部设置于比相对于臂的长度方向的中央位置更靠近第1枢接部侧，能够实现装置的小型化。尤其是，若从第1枢接部到第2枢接部的距离与从第2轴到第2枢接部的距离之比为1∶1.2～2，则不仅能够进一步缩小装置，还能降低搬运所花费的能量成本。

此外，若从第1轴到第2枢接部的距离与从第1枢接部到第2轴的距离之比为1∶2～4，则能进一步缩小装置的尺寸。

本发明的工件搬运装置中，若在辅助臂张设有皮带部，该皮带部沿着该辅助臂的长度方向滑动，滑动部固定于该皮带部，则在滑动部被皮带部支撑的状态下皮带部滑动，故能承受更大的重量负荷。

本发明的工件搬运装置中，若保持装置的转动、辅助臂的转动、以及滑动部的滑动均基于伺服电机的驱动而进行，则能实现较高精度的控制，此外，由于节省空间，其结构能够比其他驱动源更加简单。

本发明的工件搬运装置中，若保持装置由横杆和吸附部构成，该横杆与臂连接，该吸附部安装于该横杆，则即使工件较大，也能吸附保持住该工件。

本发明的工件搬运装置通过安装于冲压机的支柱，能够用作将工件运出或运进冲压机的装置。此时，可在串联式冲压线等中实现整个生产线的小型化。

此外，由于能够直线搬运工件，因此能够迅速高效地运出或运进工件。

附图说明

图1为示出本实施方式的工件搬运装置的一个例子的主视图。

图2为示出本实施方式的工件搬运装置的一个例子的侧视图。

图3为概略示出本实施方式的工件搬运装置中的保持装置的俯视图。

图4为放大示出本实施方式的工件搬运装置中的辅助臂的主视图。

图5为概略示出安装有本实施方式的工件搬运装置的冲压机的斜视图。

图6(a)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端的第2轴的轨迹的说明图。

图6(b)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端的第2轴的轨迹的说明图。

图6(c)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端的第2轴的轨迹的说明图。

图6(d)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端的第2轴的轨迹的说明图。

图6(e)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端的第2轴的轨迹的说明图。

图6(f)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端的第2轴的轨迹的说明图。

附图标记说明

1…轨道部

1a…导引部

2…皮带部

2a…滑动部

2b…第1轴

3…臂

3a…第2轴

3b…第1枢接部

3c…第2枢接部

4…保持装置

4a…横杆

4b…吸附部

7a…第1伺服电机(伺服电机)

7b…第3伺服电机(伺服电机)

7c…第2伺服电机(伺服电机)

8a、8b…减速机

9a…从动皮带轮

9b…驱动皮带轮

10…本体部

20…辅助臂

100…工件搬运装置

P…冲压机

P1…支柱

W…工件

具体实施方式

下面，根据需要，参照附图，对本发明的理想实施方式进行详细说明。而且，对于附图中的相同要素标识相同符号，并省略重复的说明。此外，上下左右等位置关系，若非特别注明，均基于附图所示的位置关系。再者，附图的尺寸比例并不局限于图示的比例。

图1为示出本实施方式的工件搬运装置的一个例子的主视图。

如图1所示，本实施方式的工件搬运装置100具备：本体部10；轨道部1，其延设于该本体部10的上部；导引部1a，其可沿着该轨道部1滑动；臂3，其上端通过第1枢接部3b枢接于该导引部1a；保持装置4，其安装于该臂3的下端的第2轴3a，能够保持工件W；辅助臂20，其以可转动的方式安装于本体部10的第1轴2b；以及滑动部2a，其可沿着该辅助臂20滑动。

此外，滑动部2a通过第2枢接部3c枢接于臂3的大致中央处。

这样，工件搬运装置100的结构轻巧而简单。

上述工件搬运装置100中，通过由保持装置4保持工件W，并利用第1枢接部3b使安装有该保持装置4的臂3转动，工件W被搬运。

此时，通过第1枢接部3b枢接于臂3的导引部1a在轨道部1沿着上下方向滑动，同时，通过第2枢接部3c枢接于臂3的大致中央处的滑动部2a沿着辅助臂20的长度方向滑动。关于上述动作的详情，参见后述内容。据此，不仅能够以紧凑的结构切实保持工件W，而且能够直线搬运工件W。

接下来，对工件搬运装置100进行更加详细的说明。

工件搬运装置100中，在本体部10的上部延设有轨道部1，该轨道部1沿着本体部10的长度方向(上下方向)直线延伸。在轨道部1上，以可以沿着轨道部1上下方向自由滑动的方式安装有导引部1a。

导引部1a通过第1枢接部3b枢接于臂3的上端。

因此，臂3的上端与导引部1a一体沿着轨道部1在上下方向上滑动。据此，能够调节搬运工件W时的工件W的高度。

辅助臂20以可转动的方式安装在本体部10上。

此处的辅助臂20在轨道部1的正下方间隔一定的距离安装于本体部10。据此，不仅能够进一步缩小辅助臂20，而且能够缩短搬运工件时滑动部2a的移动距离。也就是说，能够以较小的滑动部2a的动作，更好地跟随臂3的动作。

图2为示出本实施方式的工件搬运装置的一个例子的侧视图。

如图2所示，工件搬运装置100中，在轨道部1的背面安装有伺服电机(以下简称“第1伺服电机”)7a和与该第1伺服电机连接的减速机8a。因此，第1伺服电机7a通过选择适宜的减速比，即可控制电机轴的扭矩。

此处的辅助臂20以设置于本体部10的第1轴2b为轴转动。而且，第1伺服电机7a介由减速机8a与第1轴2b连接。因此，辅助臂20基于第1伺服电机7a的驱动，以本体部10的第1轴2b为中心，进行箭头A所示转动。

再看图1，如后文所述，本体部10安装于冲压机的支柱。也就是说，工件搬运装置100介由本体部10安装于冲压机的支柱P1(参见图5)。

臂3的上端通过第1枢接部3b枢接于导引部1a，并以该第1枢接部3b为中心大幅转动。

此外，臂3的大致中央处通过第2枢接部3c枢接于滑动部2a。

而且，在臂3的下端的第2轴3a处安装有可保持工件W的保持装置4。

此处的第2枢接部3c设置于比相对于臂3的长度方向的中央位置更靠近第1枢接部3b侧(导引部1a侧)。据此，能够缩短辅助臂20的长度，从而可以进一步缩小装置。

此时，优选从第1枢接部3b到第2枢接部3c的距离H1与从第2轴3a到第2枢接部3c的距离H2之比(H1∶H2)为1∶1.2～2。这种情况下，不仅能够进一步缩小装置，而且能够减少搬运所花费的能量成本。

此外，优选从第1轴2b到第2枢接部3c的距离H3与从第1枢接部3b到第2轴3a的距离(H1+H2)之比(H3∶H1+H2)为1∶2～4。这种情况下，能够进一步缩小装置的尺寸。

保持装置4具备横杆4a和多个吸附部4b，该横杆4a与臂的下端的第2轴3a连接，该多个吸附部4b安装于该横杆4a。因此，即使工件W较大，也能吸附保持工件W。

图3为概略示出本实施方式的工件搬运装置中保持装置的俯视图。

如图3所示，保持装置4中，在横杆4a安装有8处由左右一对真空吸盘组成的吸附部4b。

各个吸附部4b通过抽吸内部，吸附保持工件W的平面部。而且，各个吸附部4b还能各自独立地吸附保持工件W。这种情况下，可以根据工件W的形状和尺寸，适当选择所使用的吸附部4b。

在保持装置4中，有伺服电机7c(以下简称“第2伺服电机”)连接于第2轴3a(参见图2)。

因此，横杆4a基于第2伺服电机7c的驱动而转动。而且，与转动的臂3的位置相对应，横杆4a以吸附部4b总是朝向正下方的方式转动。

图4为放大示出本实施方式的工件搬运装置中辅助臂的主视图。

如图4所示，工件搬运装置100中，在辅助臂20张设有皮带部2，该皮带部2沿着该辅助臂20的长度方向滑动，滑动部2a固定于该皮带部2。

具体来说，在辅助臂20上，介由从动皮带轮9a及驱动皮带轮9b，沿着长度方向张设有皮带部2，在该皮带部2固定有滑动部2a。

此外，在辅助臂20上，介由减速机8b，安装有用于带动驱动皮带轮9b的伺服电机7b(以下简称“第3伺服电机”)。因此，第3伺服电机7b通过选择适宜的减速比，能够控制电机轴的扭矩。

在辅助臂20，基于第3伺服电机7b的驱动，驱动皮带轮9b动作，皮带部2沿着辅助臂20的长度方向滑动。

此时，由于在皮带部2固定有滑动部2a，滑动部2a也与皮带部2一体沿着辅助臂20的长度方向滑动。而且，如上所述，臂3通过第2枢接部3c枢接于滑动部2a。

工件搬运装置100中，通过用来驱动辅助臂20的第1伺服电机7a与用来驱动滑动部2a的第3伺服电机7b的协同作用，臂3通过第1枢接部3b转动。

工件搬运装置100中，通过使枢接于臂3的滑动部2a沿着以可转动的方式安装于本体部10上的辅助臂20滑动，辅助臂20介由滑动部2a支撑臂3，且不妨碍工件W的直线搬运。据此，如后文所述，即使工件W重量较大，也能够直线搬运。

工件搬运装置100中，如上所述，由于保持装置4的转动、辅助臂20的转动、以及滑动部2a的滑动均基于伺服电机的驱动而进行，因此节省空间且结构更加简单。

本实施方式的工件搬运装置100，适合用作例如将工件运出或运进冲压机的装置。

图5为概略示出安装有本实施方式的工件搬运装置的冲压机的斜视图。其中，省略冲压机的具体细节。

如图5所示，在冲压机P的支柱P1处安装有工件搬运装置100的本体部10。也就是说，本实施方式的工件搬运装置100的结构轻巧而简单，节省空间，因此能够在狭小的空间内设置。

在冲压机P中，完成冲压后的工件被工件搬运装置100运出。而且，当然也能够将冲压前的工件运进冲压机。

此外，例如即使排列多个冲压机P形成串联式冲压线，由于工件搬运装置100不会占据过大的空间，仍能使整个生产线较为紧凑。

而且，如上所述，由于工件搬运装置100能够直线搬运工件，因此能在冲压机P中迅速高效地运进或运出工件。

接下来，对使用了工件搬运装置100的工件搬运方法进行说明。

图6(a)～(f)为用于说明使用本实施方式的工件搬运装置搬运工件时的臂的下端(第2轴3a的基部)的轨迹的说明图。其中，为了方便，省略了关于保持装置4的详细描述。

如图6(a)所示，首先，臂3的下端在位置A介由保持装置保持未图示的工件。此时，导引部1a位于轨道部1的最下侧，滑动部2a位于辅助臂20的靠近上侧的位置。

接着，使导引部1a向上方移动至轨道部1的大致中央处，使滑动部2a移动至辅助臂20的最上侧。这样，如图6(b)所示，臂3维持着规定的角度向上方移动，臂3的下端到达位置B。据此，未图示的工件被抬升。

接着，保持滑动部2a位于辅助臂20的最上侧的位置的状态，使导引部1a移动至轨道部1的最上侧。这样，如图6(c)所示，臂3及辅助臂20转动而排列于一条直线上。其结果是，臂3的下端向右方移动而到达位置C。此时，导引部1a、轨道部1与滑动部2a、辅助臂20以及臂3重叠成一条直线状。

然后，保持滑动部2a位于辅助臂20的最上侧的位置的状态，使导引部1a向下方移动至轨道部1的大致中央处。这样，如图6(d)所示，臂3及辅助臂20转动，臂3的下端继续向右方移动而到达位置D。

然后，使导引部1a移动至轨道部1的最下侧，使滑动部2a从辅助臂20的最上侧的位置移动至辅助臂20的靠近上侧的位置。这样，如图6(e)所示，臂3以保持规定的角度的状态向下方移动，臂3的下端到达位置E。接着，对于未图示的工件的保持介由保持装置4被终止。

通过上述方式，完成对工件的搬运。

搬运完工件后，使导引部1a移动至轨道部1的大致中央处，使滑动部2a移动至辅助臂20的最下侧。这样，如图6(f)所示，臂3及辅助臂20转动，臂3的下端向左方移动而到达位置F。此时，导引部1a、轨道部1与滑动部2a、辅助臂20以及臂3再次重叠成一条直线状。

接着，使导引部1a移动至轨道部1的最下侧，使滑动部2a从辅助臂20的最下侧的位置移动至辅助臂20的靠近上侧的位置。这样，臂3及辅助臂20转动，第2轴3a向左方移动，臂3的下端到达图6(a)中所示的位置A。

在运用工件搬运装置100的工件搬运方法中，通过一方面使枢接于臂3的导引部1a沿着轨道部1滑动，另一方面使枢接于臂3的滑动部2a沿着辅助臂20滑动，能够直线搬运工件。

此外，若吸附保持有工件时，能够在将工件抬升至上方的状态下横向直线搬运工件。若未吸附保持有工件时，能够使臂3的下端的第2轴3a不向上方移动而横向直线移动。也就是说，能够使第2轴3a通过2种途径横向移动。

以上对本发明的理想实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式。

例如，本实施方式的工件搬运装置100中，作为用来保持工件W的装置，采用了具备横杆4a和吸附部4b的保持装置4，其中，该横杆4a与臂3的下端的第2轴3a连接，该吸附部4b安装于该横杆4a。其实，本发明并不局限于此，也可采用夹持装置等。

此外，本实施方式的工件搬运装置100中，在横杆4a上安装有8处由左右一对真空吸盘组成的吸附部4b。其实，本发明对于吸附部4b的安装位置及个数不做限定。

本实施方式的工件搬运装置100中，在臂3的下端的第2轴3a连接有横杆4a的一端。其实，也可在横杆的两端连接一对工件搬运装置100。也就是说，也可介由横杆连接一对工件搬运装置100。

本实施方式的工件搬运装置100中，滑动部2a介由皮带部2安装于辅助臂20。其实，本发明并不局限于该结构。

例如，也可在辅助臂20设置轨道，使滑动部在该轨道滑动，而利用钢丝绳等使滑动部本身移动。

本实施方式的工件搬运装置100中，保持装置4的转动、辅助臂20的转动、以及滑动部2a的滑动，均基于伺服电机的驱动而进行。其实，本发明并不局限于此，也可使用变频电机等驱动。

此外，另一方面，也可利用伺服电机的驱动实现导引部1a的滑动，来取代辅助臂20的转动。

本实施方式的工件搬运装置100中，是否为第1伺服电机、第2伺服电机及第3伺服电机安装减速机，任由选择。

产业上的可利用性

本发明的工件搬运装置适合用作例如在冲压加工中搬运工件的工件搬运装置。

本发明的工件搬运装置既结构轻巧简单，又能够直线搬运工件。

Claims (5)

1.一种工件搬运装置，其用于搬运工件，其中，

其具备：

本体部，

轨道部，其延设于该本体部的上部，

导引部，其可沿着该轨道部滑动，

臂，其上端通过第1枢接部枢接于该导引部，

保持装置，其安装于该臂的下端的第2轴，能够保持所述工件，

辅助臂，其以可转动的方式安装于所述本体部的第1轴，以及

滑动部，其可沿着该辅助臂滑动；

所述臂为1根，其大致中央处通过第2枢接部枢接于所述滑动部，

所述第2枢接部设置于比相对于所述臂的长度方向的中央位置更靠近所述第1枢接部侧，

所述滑动部介由滑动的皮带部安装于所述辅助臂，

所述辅助臂的转动、所述保持装置的转动、以及所述滑动部的滑动，分别基于第1伺服电机、第2伺服电机、第3伺服电机的驱动而进行。

2.根据权利要求1所述的工件搬运装置，其中，

从所述第1枢接部到所述第2枢接部的距离，与从所述第2轴到所述第2枢接部的距离之比为1∶1.2～2。

3.根据权利要求1所述的工件搬运装置，其中，

从所述第1轴到所述第2枢接部的距离，与从所述第1枢接部到所述第2轴的距离之比为1∶2～4。

4.根据权利要求1所述的工件搬运装置，其中，

所述保持装置由横杆和吸附部构成，该横杆与所述臂连接，该吸附部安装于该横杆。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的工件搬运装置，其中，

其用作将工件运出或运进冲压机的装置，

其安装于所述冲压机的支柱。