JP4276239B2 - Pick and place equipment - Google Patents
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Description
本発明はピックアンドプレース装置に係り、特に、ピックアンドプレース機構を駆動するための駆動系の構成に関する。 The present invention relates to a pick-and-place apparatus, and more particularly to a configuration of a drive system for driving a pick-and-place mechanism.
一般に、部品を把持して他の場所へ移載するためのピックアンドプレース装置が種々の製造ラインに用いられているが、多くの場合、部品を把持するための把持部を動作させるために、エアシリンダ等によって上下方向や水平方向に個別に移動させる駆動機構、或いは、カムやリンク等を用いた姿勢変更機構が用いられているため、ピックアンドプレース動作の高速化には限界がある。そこで、発明者は先に、往復回動運動によって駆動され、旋回半径方向にスライド可能に形成された旋回部材と、この旋回部材によって駆動されるとともに姿勢を規制する案内機構で案内されることでピックアンドプレース動作を行うように構成されたアームとを連結し、旋回部材の軌跡が円弧状部分と直線状部分とが連結された態様となるように旋回半径を規制することで高速化を可能にした装置構造を提案した(以下の特許文献1参照)。 Generally, pick and place devices for gripping parts and transferring them to other locations are used in various production lines, but in many cases, in order to operate a gripping part for gripping parts, There is a limit to speeding up the pick-and-place operation because a drive mechanism that moves individually in the vertical direction and the horizontal direction by an air cylinder or the like, or a posture changing mechanism that uses a cam, a link, or the like is used. Therefore, the inventor is first guided by a revolving member that is driven by a reciprocating rotational movement and is slidable in a revolving radial direction, and a guide mechanism that is driven by the revolving member and regulates the posture. Speed can be increased by connecting the arm configured to perform pick-and-place operation and restricting the turning radius so that the trajectory of the turning member is connected to the arcuate part and the linear part A device structure was proposed (see Patent Document 1 below).
一方、上記のピックアンドプレース装置に類する種々の移載装置の駆動系としては、古くから、クランク機構を用いて駆動モータ等の回転運動を往復回動運動に変換し、この往復回動運動でリンク構造を有するアームを駆動するように構成されたものが知られている(例えば、以下の特許文献2参照)。 On the other hand, as a drive system for various transfer devices similar to the pick-and-place device described above, a rotary motion of a drive motor or the like is converted into a reciprocating rotational motion using a crank mechanism for a long time. One configured to drive an arm having a link structure is known (for example, see Patent Document 2 below).
また、梃子クランク機構により梃子(アーム)を左右に揺動させつつ、この梃子に対してスライド可能に取り付けられたスライド部を駆動するようにし、さらに、梃子の揺動範囲を制限するストッパを設けることで動作態様が規定されるようにしたピックアンドプレースユニットも知られている(例えば、以下の特許文献3参照)。
しかしながら、前述の高速化可能なピックアンドプレース装置では、旋回部材を所定の旋回角範囲で往復旋回させる必要があることから、旋回部材を駆動モータで直接に駆動しようとすると、駆動モータを高速に正逆反転駆動させなければならないため、駆動モータの反転時に生ずる大きな加速度、並びに、駆動モータによって駆動する駆動系、旋回部材及びアームの慣性の存在によって大きな振動や騒音が発生するという問題点がある。特に、上記の装置構成ではピックアンドプレース動作の周期を0.1秒程度にまで短縮することが可能であるが、動作周期を短縮するほど駆動モータの反転動作時の加速度が大きくなるため、振動や騒音が増大し、また、このような振動や騒音を低減するための防振台や防音カバー等を必要とすることから、装置が大型化したり複雑化したりするという問題点もある。 However, the above-described pick-and-place device capable of speeding up needs to reciprocate the revolving member within a predetermined revolving angle range. Therefore, when the revolving member is directly driven by the drive motor, the drive motor is increased at high speed. There is a problem that large vibration and noise are generated due to the large acceleration generated when the drive motor is reversed and the presence of inertia of the drive system, the turning member, and the arm driven by the drive motor because the drive motor must be driven forward and reverse. . In particular, in the above apparatus configuration, the cycle of the pick and place operation can be shortened to about 0.1 seconds. However, since the acceleration during the reversing operation of the drive motor increases as the operation cycle is shortened, vibrations Further, there is a problem that the apparatus becomes larger and complicated because a vibration isolator and a sound insulation cover for reducing such vibration and noise are required.
一方、上記従来のクランク機構を用いた駆動系を用いる場合には、駆動モータの反転駆動で動作させる場合に比べてクランク機構の先の往復回動運動を行う機構部分の質量を低減できるため、ピックアンドプレース動作の高速化に比較的適した構成であるということができるが、このような装置ではピックアンドプレース動作の態様がリンク機構によって予め規定されてしまうことから、ピックアンドプレース動作の高速化を図るとピック動作及びプレース動作もそのまま高速化するため、これによってピック動作時における部品の把持状態やプレース動作時における部品の載置状態が不安定になり、部品の移載ミスが増大するという問題点がある。 On the other hand, when using a drive system using the above-described conventional crank mechanism, the mass of the mechanism part that performs the reciprocating rotational movement of the crank mechanism can be reduced as compared with the case of operating by the reverse drive of the drive motor. It can be said that the configuration is relatively suitable for speeding up the pick-and-place operation. However, in such a device, the mode of the pick-and-place operation is defined in advance by the link mechanism. Since the picking operation and the placing operation are also accelerated at the same time, the gripping state of the component during the picking operation and the placement state of the component during the placing operation become unstable, resulting in an increase in component transfer mistakes. There is a problem.
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ピックアンドプレース動作に伴う振動や騒音の発生を抑制することができるとともに、ピック動作時及びプレース動作時の動作速度に起因する移載ミスを抑制することができるピックアンドプレース装置を提供することにある。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is that it is possible to suppress the generation of vibration and noise associated with the pick-and-place operation, and also due to the operation speed during the pick operation and the place operation. An object of the present invention is to provide a pick-and-place apparatus that can suppress transfer mistakes.
斯かる実情に鑑み、本発明のピックアンドプレース装置は、回転駆動源(101)と、該回転駆動源によって回転軸線(111x)の周りに回転する回転体と、該回転体に一端側が連結されたリンク(112)と、該リンクの他端側に連結され、前記回転体の回転に対応して所定の回動角範囲(Rθ)を往復回動する回動体(113)と、該回動体の往復回動運動に基づいて往復回動する駆動軸(116)によって駆動され、前記回動角範囲(Rθ)の両端部(θa,θb)がピック動作及びプレース動作に対応する態様で動作するピックアンドプレース機構(120)と、を具備し、前記回転体(111,111′)は回転半径方向にスライド可能に構成されたスライド部材(111c)を有し、該スライド部材に前記回転体と前記リンクの連結点(111d)が設けられ、前記スライド部材の回転半径方向の位置を回転角に応じて規制する回転半径規制手段(117,117′,119A,119B)をさらに有し、前記連結点の回転経路(111s)は、前記スライド部材の前記回転軸線周りの回転と前記回転半径規制手段による規制により、前記回転軸線を中心とする円弧状部分(111sa)と、該円弧状部分に両端が接続され、前記回動角範囲(Rθ)の少なくともいずれか一方の端部(θa,θb)に対応する前記連結点の位置(Ps1,Ps2)を含み、前記円弧状部分(111sa)より曲率半径が増大した、或いは、直線状に構成された経路部分(111s1,111s2,111s1′,111s2′)とを有することを特徴とする。 In view of such circumstances, the pick-and-place apparatus of the present invention includes a rotation drive source (101) , a rotation body that rotates around the rotation axis (111x) by the rotation drive source, and one end connected to the rotation body. A link (112) connected to the other end of the link, and a rotating body (113) reciprocatingly rotated within a predetermined rotation angle range (Rθ) corresponding to the rotation of the rotating body. Driven by a drive shaft (116) that reciprocally rotates based on the reciprocating rotation of the moving body, both end portions (θa, θb) of the rotation angle range (Rθ) operate in a manner corresponding to the pick operation and the place operation. pick and a place mechanism (120), comprising the said rotary body (111, 111 ') has a slide member configured to be slidable in the radial direction (111c), the rotary body to said slide member And the link Junction points (111d) is provided, the rotation radius restriction means (117,117 ', 119A, 119B) further comprises regulating the rotation radial position of the slide member in accordance with the rotation angle, the rotation of the connecting point The path (111s) has an arc-shaped portion (111sa) centered on the rotation axis and both ends connected to the arc-shaped portion by rotation of the slide member around the rotation axis and restriction by the rotation radius restriction means. It said at least one end of the rotation angle range (Rθ) (θa, θb) position of the connection point corresponding to (Ps1, Ps2) only contains, than the radius of curvature is the arc-shaped portion (111sa) It has the path | route part (111s1, 111s2, 111s1 ', 111s2') which increased or was comprised linearly , It is characterized by the above-mentioned.
この発明によれば、回転体とリンクがクランク機構を構成することにより、回動体の回動速度は回動角範囲の両端部において遅くなり回動角範囲の中央部において早くなることから、往復回動運動をする駆動系の構成部分が減少するとともに往復回動運動の反転時の加速度も小さくなるため、振動や騒音が低減されるとともに、ピック動作又はプレース動作の動作速度を低減できるため、移載ミスを低減できる。また、本発明では、回転体とリンクの連結点の回転経路が、回動体の回動角範囲の少なくともいずれか一方の端部に対応する位置を含む範囲において円弧状部分より曲率半径が増大した、或いは、直線状に構成された経路部分を有することにより、回動体の回動角範囲の両端部における回動速度がさらに低減されるため、これによってピック動作時又はプレース動作時の移動速度が低下することになるので、ピックアンドプレース動作を高速化しても、動作反転時の加速度に起因する振動や騒音の発生をさらに低減でき、しかも、移載ミスの発生を抑制することが可能になる。 According to this invention, since the rotating body and the link constitute a crank mechanism, the rotational speed of the rotating body is slow at both ends of the rotational angle range and is fast at the central portion of the rotational angle range. Since the number of components of the drive system that performs the rotational movement is reduced and the acceleration at the time of reversing the reciprocating rotational movement is reduced, vibration and noise are reduced, and the operation speed of the pick operation or the place operation can be reduced. Transfer errors can be reduced. In the present invention, the radius of curvature is larger than that of the arcuate portion in a range in which the rotation path of the connection point between the rotating body and the link includes a position corresponding to at least one end of the rotation angle range of the rotating body. was, or by having the configured path portion in a straight line, since the rotational speed is further reduced at both the end portions of the rotation angle range of the rotary body, moving speed of a result during pick operation or place during operation Therefore, even if the pick-and-place operation is speeded up, it is possible to further reduce the occurrence of vibration and noise due to the acceleration at the time of reversing the operation, and to suppress the occurrence of transfer mistakes. Become.
なお、上記の回転体は回転軸を中心に回転運動をするものであれば如何なるものであってもよく、例えば、回転板やリンク部材などの種々の部材で構成することができる。すなわち、回転体とリンクによってクランク運動が生ずるように構成されるものであればよい。このような構成は、上述のように駆動系のうち往復回動運動をする部分の質量の低減に効果がある他、駆動系全体の簡易化にも大きく寄与するものである。 Note that the above rotating body may be any member as long as it rotates about the rotation axis, and can be constituted by various members such as a rotating plate and a link member, for example. In other words, any structure may be used as long as the crank motion is generated by the rotating body and the link. Such a configuration is effective in reducing the mass of the portion that reciprocally rotates in the drive system as described above, and greatly contributes to simplification of the entire drive system.
本発明においては特に、前記回転体は回転半径方向にスライド可能に構成されたスライド部材を有し、該スライド部材に前記連結点が設けられ、前記スライド部材の回転半径方向の位置を回転角に応じて規制する回転半径規制手段を有する。これによれば、回転半径規制手段によってスライド部材の回転半径方向の位置が規制されることにより、連結点の上記経路部分を含む回転経路を容易に設定することが可能になる。 In the present invention, in particular , the rotating body includes a slide member configured to be slidable in the rotational radius direction, the connection point is provided on the slide member, and the position of the slide member in the rotational radius direction is set to a rotation angle. that having a rotational radius regulating means for correspondingly restricted. According to this, the rotational path including the path portion of the connection point can be easily set by restricting the position of the slide member in the rotational radius direction by the rotational radius restricting means.
本発明において、前記回転半径規制手段(117)は、前記スライド部材(111c)に係合して前記経路部分(111s1,111s2)を含む前記回転経路(111s)に対応する経路で案内する係合案内構造(117a)を有することが好ましい。これによれば、係合案内構造によって経路部分を所望の態様で含む回転経路を確実に実現することができる。 In the present invention, the turning radius restricting means (117) engages with the slide member (111c) and guides along a path corresponding to the rotating path (111s) including the path portions (111s1, 111s2). It is preferable to have a guide structure (117a) . According to this, the rotation path including the path portion in a desired manner can be reliably realized by the engagement guide structure.
本発明において、前記回転半径規制手段(117′)は、前記スライド部材を回転半径方向外向き若しくは内向きに付勢する付勢部材(118)と、前記円弧状部分において前記スライド部材に対して当接し、前記付勢部材による付勢の向きへの移動を規制する円周状の案内面(117a′)と、前記経路部分(111s1′,111s2′)において前記スライド部材に対して当接し、前記付勢部材による付勢の向きへの移動を規制する当接部材(119A,119B)とを有することが好ましい。これによれば、回転経路の円弧状部分を構成するための円周状の案内面とは別に、経路部分において付勢部材による付勢の向きへの移動を規制するように当接部材がスライド部材に当接することによって、当接部材の当接位置や当接形状に応じて上記経路部分を設定できることから、当接部材によって回転経路を容易に調整することが可能になる。 In the present invention, the turning radius restricting means (117 ′) includes an urging member (118) for urging the slide member outward or inward in the direction of the turning radius, and the arcuate portion with respect to the slide member. A circumferential guide surface (117a ′) that abuts and restricts movement in the direction of urging by the urging member, and abuts against the slide member at the path portion (111s1 ′, 111s2 ′) ; It is preferable to have a contact member (119A, 119B) that restricts movement of the biasing member in the biasing direction. According to this, the abutting member slides so as to regulate the movement of the biasing member in the biasing direction in the path portion separately from the circumferential guide surface for constituting the arc-shaped portion of the rotation path. By contacting the member, the path portion can be set according to the contact position and shape of the contact member, so that the rotation path can be easily adjusted by the contact member.
本発明において、前記回動体(113)の前記回動角範囲(Rθ)は180度未満であり、前記回動体と前記ピックアンドプレース機構との間に、前記駆動軸の回動角範囲(Rφ)を180度を越える値に増大させる増速手段(114,115)をさらに具備することが好ましい。これによれば、回動体の回動角範囲が180度未満であることから、回転体の回転半径と回動体の回動半径との関係によって簡単な機構で往復回動運動を生じさせることが可能になるとともに、増速手段によってピックアンドプレース機構を駆動する駆動軸の往復回動運動の回動角範囲を180度を超える値に設定することができるため、ピックアンドプレース機構の動作態様のうち、特にピック動作とプレース動作の動作ストローク(上下動作長)を充分に確保することが可能になる。ここで、増速手段としては、回動体とピックアンドプレース機構との間に配置された増速輪列で構成することができる。 In the present invention, the rotation angle range (Rθ) of the rotating body (113) is less than 180 degrees, and the rotation angle range (Rφ of the drive shaft ) is between the rotating body and the pick and place mechanism. ) Is preferably further provided with speed increasing means (114, 115) for increasing the value to over 180 degrees. According to this, since the rotation angle range of the rotating body is less than 180 degrees, the reciprocating rotating motion can be generated by a simple mechanism depending on the relationship between the rotating radius of the rotating body and the rotating radius of the rotating body. In addition, the rotational angle range of the reciprocating rotational movement of the drive shaft that drives the pick and place mechanism by the speed increasing means can be set to a value exceeding 180 degrees. In particular, it is possible to secure a sufficient operation stroke (vertical operation length) for the pick operation and the place operation. Here, the speed increasing means can be constituted by a speed increasing wheel train disposed between the rotating body and the pick and place mechanism.
本発明において、前記ピックアンドプレース機構は、前記駆動軸と共に旋回軸線(116x)の周りに往復回動するとともに、旋回半径方向にスライド可能に構成された旋回部材(123)と、該旋回部材の旋回半径位置を規制する旋回半径規制手段(129)と、前記旋回部材に連結され、前記旋回部材の旋回動作に従ってピックアンドプレース動作を行うアーム(126)と、を有し、前記旋回部材と前記アームの連結点(125)は、前記旋回半径規制手段による規制により、円弧状部分(123sa)と、該円弧状部分の両端から伸びる直線状部分(123s1,123s2)とを備えた経路(123s)を往復移動することが好ましい。これによれば、旋回部材の旋回運動によってアームを高速かつスムーズに移載方向に移動させることができるとともに、旋回角範囲の両端部における直線状部分でピック動作及びプレース動作を実現することができるため、ピックアンドプレース動作の高速化を図ることが可能になる。 In the present invention, the pick-and-place mechanism, while reciprocating rotation about a pivot axis (116x) together with the drive shaft, slidably configured pivot member in the turning radius direction (123), said pivot member A turning radius restricting means (129) for restricting the turning radius position of the turning member, and an arm (126) connected to the turning member and performing a pick-and-place operation in accordance with the turning action of the turning member . connection point of the arm (125), said pivot regulations by radial regulating means, the arcuate portion (123Sa), the linear portion (123S1,123s2) and a path extending from both ends of the circular arc portion (123s ) Is preferably reciprocated. According to this, with the arms by pivotal movement of the pivot member can be moved at high speed and smoothly transfer direction, is possible to realize a pick operation and place operation in the linear portion content at both ends of the pivot angle range Therefore, it is possible to increase the speed of the pick and place operation.
特に、前記直線状部分(123s1,123s2)は、前記円弧状部分(123sa)の両端から接線方向に伸びることで、高速でスムーズな動作が可能になるため、動作の高速化や振動及び騒音の低減を図ることができる。なお、このような態様で動作する場合には、角速度と周速度の関係が変化することにより両端の直線状部分の移動速度が円弧状部分に比べて相対的に増大するが、本発明では旋回角範囲の経路の端部の角速度を大幅に低減することができるため、ピック動作やプレース動作において実質的な問題が生じない。 In particular, since the linear portions (123s1, 123s2) extend in a tangential direction from both ends of the arc-shaped portion (123sa) , a high-speed and smooth operation is possible. Reduction can be achieved. When operating in this manner, the movement speed of the linear portions at both ends is relatively increased compared to the arc-shaped portion due to the change in the relationship between the angular velocity and the peripheral velocity. Since the angular velocity at the end of the path in the angular range can be greatly reduced, no substantial problem occurs in the pick operation or the place operation.
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図1は本実施形態の全体構成を側面側から示す縦断面図、図2は本実施形態の駆動系の構造を背面側から示す構成図、図3は本実施形態のピックアンドプレース機構を前面側から示す構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the present embodiment from the side, FIG. 2 is a block diagram showing the structure of the drive system of the present embodiment from the rear side, and FIG. 3 is a front view of the pick and place mechanism of the present embodiment. It is a block diagram shown from the side.
本実施形態のピックアンドプレース装置100は、回転駆動源である駆動モータ101と、この駆動モータ101の回転駆動力によって動作し、ピックアンドプレース動作を実現するための往復回動運動を生成するための駆動系110と、この駆動系110によって形成された往復回動運動によって駆動されるピックアンドプレース機構120とを備えている。上記の駆動モータ101、駆動系110及びピックアンドプレース機構120はいずれも機台フレーム103により直接若しくは間接的に支持固定されている。
The pick and
駆動系110は、駆動モータ101の出力軸102に固定された回転体111と、この回転体111に一端側(図示上端)が連結されたリンク112と、このリンク112の他端側(図示下端)に連結軸113dを介して連結された回動体113とを備えている。また、この回動体113に固定された駆動側歯車114と、この駆動側歯車114に噛合する被動側歯車115とを有し、この被動側歯車115が駆動系110の出力軸である駆動軸116に固定されている。
The
回転体111は、上記の出力軸102に固定され、回転軸線111xを中心に回転駆動される回転部材111aと、この回転部材111a上に搭載され、回転半径方向のスライド運動を実現するスライド機構111bと、このスライド機構111bによって回転半径方向にスライド可能に構成されたスライド部材111cとを有している。そして、このスライド部材111cは、連結軸111dを介して上記リンク112に対して上記回転軸111xと直交する平面上において回転可能な態様で連結されている。連結軸111dは、機台フレーム103に対して直接若しくは間接的に固定された規制板117に設けられた回転半径規制手段を構成する係合案内溝117aに対して回動可能に係合している。
The
上記の構成により、駆動モータ101が稼動すると、出力軸102の回転に伴って回転体111が回転し、この回転体111のスライド部材の回転半径位置が係合案内溝117aに沿って案内された状態となり、連結軸111dは基本的には回転軸線111xを中心とする円にほぼ沿った回転運動を行う。そして、リンク112は上記回転運動に従って略上下方向に繰り返し昇降する。
With the above configuration, when the
回動体113は回動軸線113xを中心に回動可能に軸支され、リンク112に対して連結軸113dを介して回動可能に連結されている。図2に示すように、回動体113は上記リンク112の昇降運動に従って既定の回動角範囲Rθ内において往復回動運動を行う。この場合、回動角範囲Rθの一端部(図示下端部)θaと上記連結軸111dの下死点(連結軸111dの回転経路が円であると仮定した場合のクランク機構の下死点、以下同様。)とが対応し、回動角範囲Rθの他端部(図示上端部)θbと上記連結軸111dの上死点(連結軸111dの回転経路が円であると仮定した場合のクランク機構の上死点、以下同様。)とが対応する。ここで、上記の回動角範囲Rθは180度未満であるため、回転体111とリンク112と回動体113とからなる簡単な機構で形成することができる。なお、図2は回転体111とリンク112の連結点(連結軸111dの軸線)が下死点にあり、リンク112と回動体113の連結点(連結軸113dの軸線)が回動角範囲Rθの一端部θaにある場合を示している。
The
回動体113は駆動側歯車114に固定され、駆動側歯車114と被動側歯車115とによって構成される増速輪列によって駆動軸116の回動角範囲Rφが180度を越える範囲となるように変換される。ここで、図2に示すように、駆動軸116の回動角範囲Rφは、上記回動角範囲Rθの一端部θaに対応する一端部φaと、上記回動角範囲Rθの他端部θbに対応する他端部φbとの間の角度範囲である。上記増速輪列の増速比は、ピックアンドプレース機構120において必要とされる回動角範囲Rφを回動角範囲Rθに基づいて得られるように適宜に設定される。
The
ピックアンドプレース機構120は、駆動軸116に固定された回動部材121と、この回動部材121に対してスライド機構122を介して旋回半径方向にスライド可能に搭載された旋回部材123と、この旋回部材123に対して連結軸125を介して連結されたアーム126と、アーム126を旋回部材123の旋回面と平行な仮想平面上にて同じ姿勢で移動可能となるように案内する案内体127と、この案内体127を移載方向(図示左右方向或いは水平方向)に案内する案内レール128と、旋回部材123の旋回半径位置を規制する規制板129と、を備えている。ここで、案内体127と案内レール128は上記の案内手段を構成する。案内レール128は機台フレーム103に固定され、案内体127を水平方向に移動自在に案内している。
The pick and
旋回部材123は回動部材121に対してコイルバネ等の付勢部材(弾性部材)124によって常に旋回半径方向に付勢されている。本実施形態の場合、図4に示すように、付勢部材124は旋回部材123を常に旋回半径が増加する向きに付勢し、また、規制板129の規制面129a、129b1、129b2が旋回部材123を旋回半径が減少する向きに規制するように構成されている。ただし、これとは逆に旋回部材123を旋回半径が減少する向きに付勢するように付勢部材124を構成し、その代わりに、規制板129が旋回部材123を旋回半径が増加する向きに規制するように構成してもよい。
The turning
図2に示すように、旋回部材123は駆動軸116によって旋回角φaからφbにわたる旋回角範囲Rφにて往復旋回運動を行うが、図4に示すように、旋回角範囲Rφの両端部以外の部分では規制部材129に設けられた規制面の円弧状部分129aによって旋回部材123の旋回半径方向の位置が上記付勢部材124を圧縮する態様で規制され、これによって連結軸125は円弧状に旋回する。すなわち、連結軸125の旋回経路123sは、規制面の円弧状部分129aに対応する円弧状部分123saを備えている。図示例の場合、円弧状部分123saは半円となっている。
As shown in FIG. 2, the turning
一方、旋回角範囲Rφの両端部では、上記規制面の円弧状部分129aの端部の接線方向に伸びる直線状部分129b1、129b2に沿って旋回部材123が付勢部材124の付勢力で旋回半径が増大するため、連結軸125も上記直線状部分129b1、129b2に沿って直線状に移動する。すなわち、旋回経路123sは、上記円弧状部分123saの両端部において接線方向に伸びる直線状部分123s1及び123s2を備えている。
On the other hand, at both ends of the turning angle range Rφ, the turning
上記のように連結軸125が円弧状部分123saとこの両端にて接線方向に伸びる直線状部分123s1、123s2からなる旋回経路123sに沿った往復回動運動を繰り返すことによって、アーム126は案内体127及び案内レール128によって姿勢が維持された状態で旋回部材123の旋回面と平行な仮想平面上を移動し、これによって、アーム126の先端部に取り付けられる図示しない把持部(吸着ヘッドや把持ヘッドなど)がピック動作、移送動作、プレース動作を繰り返すことになる。図示例の場合、ピック動作及びプレース動作は垂直方向に上下する動作となる。なお、コイルバネ等で構成される弾性部材126tは案内体127とアーム126の上端取付部との間に介挿され、連結軸125の往復旋回動作に伴う駆動負荷の変動を低減している。特に、弾性部材126tは往復旋回動作における動作反転時の駆動負荷の増大を抑制している。
As described above, the connecting
上記のようなピックアンドプレース機構120によれば、簡易な構造にも拘わらず連結軸125をスムーズに移動させることができるため、駆動重量も軽減されるとともに移動中に加わる加速度が低減されるため、ピックアンドプレース動作を高速に行うことが可能であり、実際に0.1秒の周期で動作させることが充分に可能である。
According to the pick-and-
上記の実施形態では、回転体111の回転運動をリンク112を介して回動体113の往復回動運動に変換していることにより、回動体113の回動角範囲Rθの両端部θa、θbの近傍では移動速度が低下し、これによって、連結軸125の旋回角範囲Rφの両端部φa、φbの近傍でも移動速度が低下するため、ピックアンドプレース動作の高速化を図りつつ、動作反転時の振動や騒音が低減される。しかしながら、本実施形態のピックアンドプレース機構120では上記のように他の機構では実現不可能な速度域まで動作を高速化することが可能であるため、上記のように構成されていても、動作反転時の振動や騒音が問題になる場合もありうる。そこで、本実施形態では、旋回角範囲Rφの両端部φa、φbの近傍の速度をさらに低減するために、回転体111にスライド部材111cを設けるとともに、このスライド部材111cの回転半径方向の位置を規制板117の係合案内溝117aによって規制している。
In the above embodiment, the rotational motion of the
図5(a)は、回転体111とリンク112の連結点の回転経路111sと、リンク112と回動体113の連結点の回動経路113sとの関係を示す説明図、図5(b)は、回転経路111sの詳細を示す拡大説明図である。
FIG. 5A is an explanatory diagram showing the relationship between the rotation path 111s at the connection point between the
本実施形態においては、回転体111とリンク112の連結点の上死点Ps1と下死点Ps2を結ぶ線111y(図示例の場合には垂線に対して僅かに傾斜した線)と、リンク112と回動体113の連結点がその回動経路113s上における回動角範囲Rθの一端部θaにあるときの位置を示す点113s1と他端部θbにあるときの位置を示す点113s2とを結ぶ線(図示例の場合には垂線)113yとは一致しない。そして、線111yが線113yよりも回動経路113s上において回動軸113xより離れた側にあるように、具体的には、線111yが上記の点113s1及び113s2と、回動経路113s上の回動軸113xから最も遠い点113s3との間を通過するように構成されている。これによって、動作時におけるリンク112(クランク機構の連接棒)の左右の角度差を低減している。
In the present embodiment, a line 111y (a line slightly inclined with respect to the perpendicular in the illustrated example) connecting the top dead center Ps1 and the bottom dead center Ps2 of the connection point between the
回転経路111sは、多くの部分が円弧状に形成された円弧状部分111saとなっているが、図5(b)に示すように、上死点Ps1の角度位置を含む点P1から点P2にわたる角度範囲では、円弧状部分111saよりも曲率半径が小さいか、或いは、直線状に構成されている。図示例の場合、上記角度範囲には直線状部分111s1が構成されている。また、回転経路111sは、下死点Ps2の角度位置を含む点P3からP4にわたる角度範囲でも円弧状部分111saよりも曲率半径が小さいか、或いは、直線状に構成されている。図示例の場合、上記角度範囲には直線状部分111s2が構成されている。なお、図5(b)に示す垂線111zは回転軸線111xを通過する垂線である。
The rotation path 111s is an arc-shaped portion 111sa having a large number of arc-shaped portions. As shown in FIG. 5B, the rotation path 111s extends from the point P1 including the angular position of the top dead center Ps1 to the point P2. In the angle range, the radius of curvature is smaller than that of the arc-shaped portion 111sa or is configured in a straight line. In the illustrated example, a linear portion 111s1 is formed in the angle range. In addition, the rotation path 111s has a smaller radius of curvature than the arc-shaped portion 111sa or has a linear shape even in an angle range from the points P3 to P4 including the angular position of the bottom dead center Ps2. In the illustrated example, a linear portion 111s2 is formed in the angle range. In addition, the perpendicular 111z shown in FIG.5 (b) is a perpendicular which passes the
上記のように構成すると、回転経路111sのうち上死点Ps1の角度位置を含む角度範囲に設けられた直線状部分111s1及び下死点Ps2の角度位置を含む角度範囲に設けられた111s2では、それぞれ回転体111とリンク112の連結点の昇降速度が0になり、これによってリンク112と回動体113の連結点の昇降速度もほとんど0に近くなるため、回動体113の往復回動運動における回動角範囲Rθの両端部θa及びθbにおける回動速度を小さくすることができる。
When configured as described above, in the rotation path 111s, the linear portion 111s1 provided in the angular range including the angular position of the top dead center Ps1 and the 111s2 provided in the angular range including the angular position of the bottom dead center Ps2, Since the ascending / descending speed of the connection point between the
なお、リンク112は所定の長さを有しているので、直線状部分111s1、111s2を回転経路111sに設けても、これらの直線状部分に対応する期間において回動体113の回動速度は厳密には0にはならない。この回動速度を完全に0とするためには直線状部分111s1、111s2の代わりにリンク112の長さを曲率半径とし、点113s1、111s2を曲率中心とする円弧状部分を形成する必要がある。
Since the
本実施形態によれば、上記のように回転体111の回転をリンク112を介して回動体113の往復回動運動に変換しているため、ピックアンドプレース機構120に対する駆動態様をアーム126のピック動作及びプレース動作に対応する旋回角範囲Rφの両端部φa、φbの近傍で回動速度が小さくなるが、さらに、回転体111とリンク112の連結点の回転経路111sが回動角範囲Rθの両端部θa、θbに対応する上死点Ps1及び下死点Ps2の角度位置を含む角度範囲で直線状部分111s1、111s2となるように構成されていることにより、旋回角範囲Rφの両端部φa、φbの近傍の回動速度をさらに低下させることができる。したがって、ピックアンドプレース動作を高速化しても、動作の反転時における振動や騒音の発生を抑制できるとともに、ピック動作及びプレース動作の高速化に起因する移載不良の発生を抑制できる。
According to the present embodiment, since the rotation of the
図6(a)は上記実施形態とは異なる回転半径規制手段を備えた変形例を示す概略部分縦断面図及び回転経路を示す概略説明図、図6(b)は概略説明図を拡大して示す拡大説明図である。この変形例では、回転体111′にスライド部材111cを回転半径方向外側へ付勢するコイルバネ等の付勢部材118が設けられている点で上記実施形態とは異なる。また、連結軸111dを規制する回転半径規制手段が規制板117′に設けられた円弧状の凹部117a′と、この凹部117a′の内面から回転半径方向内側へ突出可能に構成された当接部材119A、119Bが上死点近傍及び下死点近傍に設けられている点でも異なる。
FIG. 6A is a schematic partial longitudinal sectional view showing a modified example provided with a turning radius regulating means different from the above embodiment and a schematic explanatory view showing a rotation path, and FIG. 6B is an enlarged schematic explanatory view. FIG. This modification differs from the above embodiment in that a biasing
この例では、図6(a)に示すように、スライド部材111cが付勢部材118によって常に回転半径方向外向きに付勢されていることにより、連結軸111dが規制板117′の凹部117a′の内面によって円周状に案内されるが、上死点及び下死点の近傍においては当接部材119A及び119Bの当接面形状に沿って連結軸111dが案内される。このため、図6(b)に示すように、回転体111とリンク112の連結点の回転経路111s′は、円弧状部分111sa′の他に、当接部材119A及び119Bの当接面に沿った直線状部分111s1′及び111s2′を有することとなる。この場合、これらの直線状部分111s1′及び111s2′は点P1′とP2′の間、及び、点P3′とP4′の間に形成されるが、この直線状部分111s1′及び111s2′の範囲は当接部材119A及び119Bを回転半径方向に移動(出没)させることによって変化させることができる。
In this example, as shown in FIG. 6A, the
なお、この例でも当接部材119A、119Bの当接面を平坦に構成し、直線状部分111s1′及び111s2′を形成しているが、当接面形状を円弧状部分111sa′よりも曲率半径の小さい曲線に沿った曲面に構成し、この直線状部分111s1′及び111s2′の代わりに、当該曲面に対応した経路部分が設けられるようにしてもよい。この場合においても、直線状部分111s1′、111s2′の代わりにリンク112の長さを曲率半径とし、点113s1、111s2を曲率中心とする円弧状部分を形成することができる。
In this example as well, the contact surfaces of the
この例のように構成すると、当接部材119A、119Bの位置を調整することによって移動経路111s′の上死点及び下死点の近傍の経路部分の範囲を変更することができるため、アーム126のピック時及びプレース時の動作態様を適宜に調整することが可能になる。なお、この例ではスライド部材111cを付勢部材118により回転半径方向外向きに付勢するとともに規制板117′や当接部材119A、119B等によって回転半径方向内向きに規制しているが、これとは逆に、スライド部材を付勢部材により回転半径方向内向きに付勢するとともに回転半径方向外向きに規制してもよい。
With this configuration, the range of the path portion near the top dead center and the bottom dead center of the moving path 111s ′ can be changed by adjusting the positions of the
尚、本発明のピックアンドプレース装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、規制板117、117′によってスライド部材111cの回転半径方向の位置を回転経路111s、111s′の全体に亘って規制しているが、スライド部材111c自体のスライド範囲が限定される(すなわち、回転半径規制手段の一部がスライド部材111cのスライド構造によって構成される)ことによって回転経路のうちの円弧状部分においては規制板117、117′による規制を受けない(或いは受ける必要がない)ように構成することも可能である。
The pick-and-place apparatus of the present invention is not limited to the above-described illustrated examples, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the position of the
100…ピックアンドプレース装置、101…駆動モータ、102…出力軸、103…機台フレーム、110…駆動系、111…回転体、111c…スライド部材、111d…連結軸、112…リンク、113…回動体、113d…連結軸、114…駆動側歯車、115…被動側歯車、116…駆動軸、117…規制板、117a…係合案内溝、118…付勢部材、119A、119B…当接部材、120…ピックアンドプレース機構、121…固定部材、122…スライド機構、123…旋回部材、124…付勢部材、125…連結軸、126…アーム、127…案内体、128…案内レール、111s…回転経路、111sa…円弧状部分、111s1、111s2…直線状部分、113s…回動経路、123s…旋回経路、123sa…円弧状部分、123s1、123s2…直線状部分、Rθ…回動角範囲、θa、θb…端部、Rφ…旋回角範囲、φa、φb…端部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該回転駆動源によって回転軸線(111x)の周りに回転する回転体(111,111′)と、
該回転体に一端側が連結されたリンク(112)と、
該リンクの他端側に連結され、前記回転体の回転に対応して所定の回動角範囲(Rθ)を往復回動する回動体(113)と、
該回動体の往復回動運動に基づいて往復回動する駆動軸(116)によって駆動され、前記回動角範囲(Rθ)の両端部(θa,θb)がピック動作及びプレース動作に対応する態様で動作するピックアンドプレース機構(120)と、
を具備し、
前記回転体(111,111′)は回転半径方向にスライド可能に構成されたスライド部材(111c)を有し、該スライド部材に前記回転体と前記リンクの連結点(111d)が設けられ、
前記スライド部材の回転半径方向の位置を回転角に応じて規制する回転半径規制手段(117,117′,119A,119B)をさらに有し、
前記連結点の回転経路(111s)は、前記スライド部材の前記回転軸線周りの回転と前記回転半径規制手段による規制により、前記回転軸線を中心とする円弧状部分(111sa)と、該円弧状部分に両端が接続され、前記回動角範囲(Rθ)の端部(θa,θb)に対応する前記連結点の位置(Ps1,Ps2)を含み、前記円弧状部分(111sa)より曲率半径が増大した、或いは、直線状に構成された経路部分(111s1,111s2,111s1′,111s2′)とを有することを特徴とするピックアンドプレース装置。 A rotational drive source (101) ;
A rotating body (111, 111 ') that rotates around a rotation axis (111x) by the rotation drive source;
A link (112) having one end connected to the rotating body;
A rotating body (113) connected to the other end of the link and reciprocally rotating in a predetermined rotation angle range (Rθ) corresponding to the rotation of the rotating body;
A mode in which both ends (θa, θb) of the rotation angle range (Rθ) are driven by the drive shaft (116) reciprocatingly rotated based on the reciprocating rotation of the rotating body, corresponding to the pick operation and the place operation. A pick and place mechanism (120) operating in
Comprising
The rotating body (111, 111 ′) includes a slide member (111c) configured to be slidable in the rotational radius direction, and the slide member is provided with a connection point (111d) between the rotating body and the link .
A rotation radius regulating means (117, 117 ', 119A, 119B) for regulating the position of the slide member in the rotation radius direction according to the rotation angle;
The rotation path (111s) of the connection point includes an arcuate portion (111sa) centered on the rotation axis and the arcuate portion by rotation of the slide member around the rotation axis and restriction by the turning radius restriction means. at both ends are connected, said end portion of the rotation angle range (Rθ) (θa, θb) position of the connection point corresponding to (Ps1, Ps2) only contains, than the radius of curvature is the arc-shaped portion (111sa) A pick-and-place apparatus having an increased or linear path portion (111s1, 111s2, 111s1 ', 111s2') .
前記旋回部材と前記アームの連結点(125)は、前記旋回半径規制手段による規制により、円弧状部分(123sa)と、該円弧状部分の両端から接線方向に伸びる直線状部分(123s1,123s2)とを備えた経路(123s)を往復移動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のピックアンドプレース装置。 The pick-and-place mechanism reciprocally with pivots slidably configured pivot member in the turning radius direction (123), the turning radius position of said pivot member about a pivot axis (116x) together with the drive shaft a turning radius regulating means for regulating the (129), coupled to said pivot member has an, an a over arm (126) for performing pick and place operation in accordance with the turning operation of the turning member,
The connection point (125) between the turning member and the arm includes an arcuate part (123sa) and a linear part (123s1, 123s2) extending tangentially from both ends of the arcuate part by the restriction by the turning radius restricting means. DOO pick and place device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that reciprocates path (123s) having a.
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