JP2008037111A - ワーク搬送装置の走行架台 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドレールのベースフレームに対する高精度加工を最小限に抑制することができるとともに、組立作業を容易化し、かつ消耗部品の交換時における組付け精度の再確認も不要なワーク搬送装置の走行架台を提供する。
【解決手段】ガイドレール６を、ベースフレーム６ａと、このベースフレーム６ａに取付けられる基準ブロック１３と、この基準ブロック１３に取付けられキャリッジ７を案内する上部レール１５とを備える構成にするとともに、基準ブロック１３に、キャリッジ７の走行駆動用のラック１４を取付ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、ガイドレールに沿って走行される走行体にワーク把持手段を搭載して、このワーク把持手段にてワークを把持して所定位置に搬送するワーク搬送装置の走行架台に関するものである。

加工機等に対するワークの搬入・搬出を行う装置として、加工機の上方に走行体を走行させるガイドレールを配置してなる走行架台を備え、このガイドレールに沿って走行される走行体にワーク把持装置（ロボットハンド）を搭載してなるワーク搬送装置が用いられている。

従来、この種のワーク搬送装置に用いられる走行架台として、図８（ａ）に示される構造のものが知られている（特許文献１参照）。この走行架台１００は、走行体１０１の走行方向（紙面に直交する方向）に沿って延設される角筒状のベースフレーム１０２と、このベースフレーム１０２の上面にボルト締結によって取付けられる左右一対のレール１０３とを備えるガイドレール１０４と、前記ベースフレーム１０２の上面にボルト締結によって取付けられ、前記レール１０３に平行に延設されるラック１０５とを備えて構成されている。前記走行体１０１の下面には一対のスライドブロック１０６が装着され、これらスライドブロック１０６がそれに対応するレール１０３上を摺動される。また、走行体１０１上にはモータ（図示せず）の駆動によって回転されるピニオン１０７が設けられ、このピニオン１０７がベースフレーム１０２上のラック１０５に噛合することで、走行体１０１がガイドレール１０４に沿って走行される。

前記走行架台１００においては、レール１０３およびラック１０５が組み付けられるベースフレーム１０２の上面１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに、高精度の機械加工が施され、それによって走行体１０１の走行に要求されるレール１０３等の組立精度を確保するようにされている。

また、走行架台の他の従来例として、図８（ｂ）に示される構造のものもある。この走行架台２００は、走行体２０１の走行方向に沿って延設される角筒状のベースフレーム２０２と、このベースフレーム２０２の上面にボルト締結によって取付けられるラック２０３と、このラック２０３の背面にボルト締結によって取付けられる上部レール２０４と、ベースフレーム２０２の下面にボルト締結によって取付けられる下部レール２０５とを備えて構成されている。ここで、ベースフレーム２０２と上部レール２０４と下部レール２０５とによってガイドレール２０６が構成されている。前記走行体２０１には荷重受けローラ２０７と、複数個のガイドローラ２０８とが回動自在に取付けられている。こうして、荷重受けローラ２０７が上部レール２０４の上面に摺接されて走行体２０１の荷重が受支されるとともに、ガイドローラ２０８にて上部レール２０４および下部レール２０５がそれぞれ両側から挟み込まれることによって走行体２０１の走行が案内される。また、走行体２０１上にはモータ（図示せず）の駆動によって回転されるピニオン２０９が設けられ、このピニオン２０９がベースフレーム２０２上のラック２０３に噛合することで、走行体２０１がガイドレール２０６に沿って走行される。

前記走行架台２００においては、ベースフレーム２０２の表面には高精度の機械加工が施されず、ラック２０３に上部レール２０４をボルト締結することで、上部レール２０４の組立精度を確保し、かつ上部レール２０４と下部レール２０５とを設けることで、走行体２０１の走行安定性を確保するようにされている。

特開２００５−１１９３７５号公報

しかしながら、前記前者（図８（ａ））の走行架台１００では、長さが長く、かつ表面積の大きなベースフレーム１０２の表面に高精度の機械加工を施す必要があるために、その加工工数が極めて煩雑で、コスト高になってしまうという問題点がある。一方、前記後者（図８（ｂ））の走行架台２００では、ベースフレーム２０２の機械加工は不要になるため前者のような問題点は回避できるものの、消耗部品の交換に際してラック２０３のみの取外し／取付けが行えず、交換時の作業性（メンテナンス性）が良くないという問題点がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ガイドレールのベースフレームに対する高精度加工を最小限に抑制することができるとともに、組立作業を容易化し、かつ消耗部品の交換時における組付け精度の再確認も不要なワーク搬送装置の走行架台を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるワーク搬送装置の走行架台は、
ワーク把持手段を搭載してガイドレールに沿って走行される走行体と、この走行体に装着されるモータと、このモータにより駆動されるピニオンと、前記ガイドレールに沿うように配されて前記ピニオンに噛合されるラックとを備え、前記ワーク把持手段にてワークを把持して所定位置に搬送するワーク搬送装置において、
前記ガイドレールを、ベースフレームと、このベースフレームに取付けられる基準ブロックと、この基準ブロックに取付けられ前記走行体を案内する上部レールとを備える構成にするとともに、前記基準ブロックに前記ラックを取付けることを特徴とするものである。

本発明において、前記ガイドレールは、さらに前記ベースフレームに取付けられて前記上部レールと協働して前記走行体を案内する下部レールを備えるのが好ましい。

本発明によれば、レールとラックとを直接ベースフレームに取付ける方式ではなく、組付け基準となる基準ブロックをベースフレームに取付け、この基準ブロックにて必要な組付け精度を確保し、この基準ブロックに上部レールおよびラックを取付けることで、ベースフレームに対する高精度加工を最小限に抑制してコスト削減を図ることができるとともに、組立作業の容易化を図ることができる。また、上部レールやラックの交換時にも面倒な組付け精度の再確認が不要で、メンテナンス性も向上させることができる。

また、前記ベースフレームに、前記上部レールと協働して前記走行体を案内する下部レールを取付けることで、走行体の走行安定性をより向上させることができる。

次に、本発明によるワーク搬送装置の走行架台の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の正面図が、図２には同ワーク搬送装置の側面図がそれぞれ示されている。また、図３には、図２のＰ部拡大図が示され、図４には、キャリッジの平面図が、図５には、キャリッジの正面図が、図６には、キャリッジの側面図がそれぞれ示されている。

本実施形態のワーク搬送装置１は、図１、図２に示されているように、複数の支柱２，２と、これら支柱２，２の上端面に固着される水平桁３と、支柱２および水平桁３に固着されるガイドレール６とよりなる走行架台４と、前記ガイドレール６に沿って、加工機（本実施形態ではクランクシャフトミラー）５の上方を走行されるキャリッジ（走行体）７とを備えて構成されている。

図１、図４〜図６に示されるように、前記キャリッジ７は、正面視で矩形状のキャリッジ本体８上に搭載される走行用サーボモータ９の駆動により、この走行用サーボモータ９の駆動軸に装着されるピニオン１２が、ガイドレール６に付設されるラック１４に噛合されることで、ガイドレール６に沿って走行できるようにされている。

図１、図２に示されるように、キャリッジ本体８上には、細長角筒状の昇降体１０が鉛直方向に摺動自在に設置され、この昇降体１０の下端部にワーク把持装置（ワーク把持手段）２０が装着されている。ここで、前記昇降体１０は、図４、図５に示されるように、キャリッジ本体８上に搭載される昇降用サーボモータ１１の駆動により、この昇降用サーボモータ１１の駆動軸に装着されるピニオン１９が、昇降体１０に取付けられるラック２１に噛合されることで、上方の搬送位置（図１の実線位置）と下方のワーク供給／取出し位置（同鎖線位置）との間で昇降される。なお、前記ワーク把持装置２０は、その詳細構造については説明を省略するが、図２に示されているように、ワークを把持する前後各一対のフィンガーを有する第１フィンガーユニット２２Ａと、同構造の第２フィンガーユニット２２Ｂとが所定角度（約１３５°）をなすように配されてなり、一方のフィンガーユニット２２Ｂで加工を完了したワークの搬出を行い、他方のフィンガーユニット２２Ａで次に加工するワークの搬入を行う、所謂ダブルハンドのワーク把持装置とされている。

図３に示されるように、前記ガイドレール６のベースフレーム６ａ（ガイドレール６の詳細構造については後述する。）にはトロリー取付ブラケット２３が取付けられ、このトロリー取付ブラケット２３には複数のトロリー線２４ａを装備した給電部としての給電トロリー２４が取付けられている。また、キャリッジ本体８に対し後方に張り出すように設けられた支持フレーム２５の下面には支持ブラケット２６が取付けられ、この支持ブラケット２６には前記給電トロリー２４のトロリー線２４ａから電力および信号の供給を受ける集電ユニット２７が支持されている。なお、図３中、符号２８にて示されるのは、集電トロリー用端子箱である。

また、前記支持フレーム２５の下部には、光通信用送受信部２９が設けられるとともに、この光通信用送受信部２９に対向する走行架台４の端部には同様構造の光通信用送受信部３０（図１参照）が設けられている。これら光通信用送受信部２９，３０は、光通信用送受信変換素子によりキャリッジ７およびそれに付設されたワーク把持装置２０に対する制御命令の送受信等を行う。

一方側の支柱２には地上制御盤（図示せず）が設けられ、この地上制御盤と架台４上部の光通信用送受信部３０とが通信ケーブルにより接続されている。また、交流電源からの電力および信号は、支柱２の上部に配されるトロリー用端子箱（図示せず）からトロリー線２４ａに供給され、このトロリー線２４ａから集電ユニット２７を介してガイドレール６に沿って走行されるキャリッジ７に供給される。キャリッジ７上にはサーボアンプを備える上部制御盤３５（図１、図２参照）が搭載され、この上部制御盤３５にはトロリー線２４ａからの電力が供給されるとともに、光通信用送受信部２９からの制御信号が供給される。また、前記キャリッジ７上に設けられた昇降体１０と前記上部制御盤３５との間には屈曲保持部材（ケーブルベア（登録商標））３６が配され、この屈曲保持部材３６内に配される電力線によってワーク把持装置２０への電力の供給がなされるとともに、同屈曲保持部材３６内に配される信号線によって上部制御盤３５とワーク把持装置２０との間の制御信号の授受がなされるようになっている。

このようなシステムにおいて、固定側に設置される地上制御盤からの動作指令は、通信ケーブルおよび光通信用送受信部３０，２９を介して光通信により上部制御盤３５に与えられ、この動作指令に基づきサーボアンプは、走行用サーボモータ９、昇降用サーボモータ１１、更にはワーク把持装置２０のフィンガーユニット２２Ａ，２２Ｂを揺動させるスイングモータおよびフィンガーを開閉させるクランプモータ（いずれも図示せず）を作動させる。

本実施形態のワーク搬送装置１において、図１に示されるように、キャリッジ７は、図で左側の支柱２の近傍に位置する搬入位置においてワーク把持装置２０にてワークを把持し、この把持状態で走行用サーボモータ９の駆動によりガイドレール６に沿って加工機５の上方に位置する加工位置まで走行し、この加工位置にて昇降用サーボモータ１１の駆動により昇降体１０を下降させて加工機５にワークを供給するとともに、加工済みのワークを取出し、この加工位置から図１で右側の支柱２の近傍に位置する搬出位置まで走行して加工済みのワークを搬出する。このようにして、キャリッジ７が搬入位置、加工位置および搬出位置の間を往復移動して加工機５に対するワークの搬入・搬出が行われる。

次に、本実施形態の走行架台４の詳細構造を図７に示される断面図を参照しつつ説明する。

本実施形態の走行架台４は、キャリッジ７の走行方向に沿って延設されてそのキャリッジ７の走行を案内するガイドレール６を備えている。このガイドレール６は、中空矩形断面よりなるベースフレーム６ａと、このベースフレーム６ａの上面の一側寄りの位置にボルト３７により取付けられる基準ブロック１３と、この基準ブロック１３にボルト３８により取付けられ前記キャリッジ７を案内する上部レール１５と、ベースフレーム６ａの下面であって上部レール１５に対向する位置にボルト３９により取付けられる下部レール１６とを備えている。ここで、前記基準ブロック１３は、上面に段部１３ａを有するとともに、この段部１３ａと反対側の側面下部に切欠き部１３ｂを有する断面略Ｌ字形状の細長ブロックとされ、前記段部１３ａに前記上部レール１５が固着されている。また、この基準ブロック１３は、ベースフレーム６ａの上面にボルト締結により固着される位置合わせブロック４３によりその位置決めがなされる。

また、前記基準ブロック１３の切欠き部１３ｂには、ラック１４がその歯面を下方に向けて嵌め込まれ、その基準ブロック１３にボルト４０にて取付けられている。このラック１４には、前記走行用サーボモータ９にて駆動されるピニオン１２が噛合される。

一方、キャリッジ本体８には、ガイドレール６の上方および下方に向けて突出するように第１支持ブラケット４１および第２支持ブラケット４２がそれぞれ装着されている。そして、第１支持ブラケット４１には荷重受けローラ１７およびガイドローラ１８が、第２支持ブラケット４２にはガイドローラ１８がそれぞれ回転自在に支持され、荷重受けローラ１７が上部レール１５の上面に摺接されてキャリッジ７の荷重が受支されるとともに、上下の各ガイドローラ１８によって上部レール１５および下部レール１６がそれぞれ両側から挟み込まれることによってキャリッジ７の走行が案内されるようになっている。

本実施形態の走行架台４においては、ベースフレーム６ａの外表面には高精度機械加工が施されずにタップ孔のみが穿設され、このベースフレーム６ａに対し、組付け基準となる基準ブロック１３がボルト３７にて取付けられ、この基準ブロック１３に上部レール１５およびラック１４がそれぞれボルト３８，４０にて個別に取付けられる。こうして、高精度機械加工が施された基準ブロック１３にて上部レール１５およびラック１４の組付けに必要な精度の確保が図られている。このようにすることで、軽量で取り扱い易い基準ブロック１３を加工すれば良いので、ベースフレーム６ａに対する高精度加工を最小限に抑制してコスト削減を図ることができ、また組立作業の容易化を図ることができる。

また、上部レール１５やラック１４が消耗して交換する際にも、面倒な組付け精度の再確認が不要であるので、短期間での作業が可能であり、メンテナンス性を向上させることができる。しかも、上部レール１５のみの交換、ラック１４のみの交換が行えるので、交換作業性が良い。さらに、ガイドレール６の走行ストロークを延長する場合には、既存のガイドレールと追加するガイドレールとを前記基準ブロック１３にて接続することで、走行ストロークの変更も簡単に行うことができる。

本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の正面図 本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の側面図 図２のＰ部拡大図 キャリッジの平面図 キャリッジの正面図 キャリッジの側面図 本実施形態の走行架台の断面図 従来の走行架台の例を示す断面図

符号の説明

１ ワーク搬送装置
４ 走行架台
５ 加工機
６ ガイドレール
６ａ ベースフレーム
７ キャリッジ（走行体）
９ 走行用サーボモータ
１０ 昇降体
１３ 基準ブロック
１４ ラック
１５ 上部レール
１６ 下部レール
２０ ワーク把持装置（ワーク把持手段）

Claims (2)

1. ワーク把持手段を搭載してガイドレールに沿って走行される走行体と、この走行体に装着されるモータと、このモータにより駆動されるピニオンと、前記ガイドレールに沿うように配されて前記ピニオンに噛合されるラックとを備え、前記ワーク把持手段にてワークを把持して所定位置に搬送するワーク搬送装置において、
   前記ガイドレールを、ベースフレームと、このベースフレームに取付けられる基準ブロックと、この基準ブロックに取付けられ前記走行体を案内する上部レールとを備える構成にするとともに、前記基準ブロックに前記ラックを取付けることを特徴とするワーク搬送装置の走行架台。
2. 前記ガイドレールは、さらに前記ベースフレームに取付けられて前記上部レールと協働して前記走行体を案内する下部レールを備える請求項１に記載のワーク搬送装置の走行架台。

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