JP6923783B2 - Work transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、進行波によりワークを搬送するワーク搬送装置に関するものである。 The present invention relates to a work transfer device that conveys a work by a traveling wave.
従来より、部品を搬送する装置として、バネと駆動源を使って搬送部全体を斜め方向に振動させることで、部品を搬送するパーツフィーダが知られている。このような搬送装置では、振幅を大きくすることで部品の搬送速度を上げることが可能であるが、搬送部の下流端の水平振幅が大きくなると、搬送部の下流端に設定されるインターフェース部と次工程設備との間の隙間を広げる必要がある。その結果、次工程設備とインターフェース部との間に部品が落下したり、部品の詰まりが生じるおそれがある。特に、部品の微細化や搬送速度の高速化が進むほど、部品の落下や詰まりが生じる確率も高くなる。 Conventionally, as a device for transporting parts, a parts feeder for transporting parts by vibrating the entire transporting portion in an oblique direction using a spring and a drive source has been known. In such a transport device, it is possible to increase the transport speed of parts by increasing the amplitude, but when the horizontal amplitude at the downstream end of the transport section increases, the interface section set at the downstream end of the transport section It is necessary to widen the gap between the equipment and the next process equipment. As a result, parts may fall between the next process equipment and the interface portion, or parts may be clogged. In particular, as the miniaturization of parts and the increase in transport speed progress, the probability that parts will fall or become clogged increases.
また、上述のパーツフィーダは、搬送部全体を斜め方向に振動させる駆動源の周波数を上げ、変位振幅を小さくすることで、ワークの搬送速度を上げることが可能であるが、一般的に300Hz程度である駆動源の周波数をこれ以上に上げると、人間の耳の感度が高い1kHz〜4kHzの周波数に近づき、騒音が大きくなる。また、板バネで共振させる構造では、300Hzを超え、1kHz以上になると、搬送部などが弾性変形して、ワークを正常に搬送できなくなる(搬送部(シュート)を均一に平行振動させるのが困難になる)。 Further, in the above-mentioned parts feeder, it is possible to increase the transfer speed of the work by increasing the frequency of the drive source that vibrates the entire transfer portion in an oblique direction and reducing the displacement amplitude, but generally about 300 Hz. When the frequency of the drive source is raised further, the frequency approaches the frequency of 1 kHz to 4 kHz, which is highly sensitive to the human ear, and the noise becomes louder. Further, in the structure of resonating with a leaf spring, when the frequency exceeds 300 Hz and exceeds 1 kHz, the transport portion or the like is elastically deformed and the work cannot be normally transported (it is difficult to uniformly vibrate the transport portion (chute) in parallel). become).
このような不具合の発生を回避可能なパーツフィーダとして、超音波振動によって生じる進行波を利用して部品を移送するパーツフィーダが知られている。特許文献1には、水平面に対して傾斜させて設置したリング(長円のリングも含む)状または円板状の振動体のうち、裏面に、定在波の1/2波長で分極方向を正負交互に繰り返す多数の分極領域を有する圧電体を貼り付け、圧電体の二つの分極領域群のそれぞれに時間的に90°の位相のずれた2種類の高周波電圧(時間的な位相の異なる高周波電圧)を印加することで、圧電体の屈曲振動で進行波が励起され、振動体の振動面に乗った部品を移送する構成が開示されている。また、同特許文献には、搬送速度の増大を図ることも目的に、搬送面に複数のスリットが搬送方向に沿って所定ピッチで設けられた構成も開示されている。
As a parts feeder that can avoid the occurrence of such a defect, a parts feeder that transfers parts by using a traveling wave generated by ultrasonic vibration is known. In
ところで、搬送部に多数のスリットを形成したタイプの搬送部を超音波駆動で振動させ、ワークを搬送するようにした超音波パーツフィーダでは、搬送速度増大のためにスリットを深くすると、櫛歯状の突起部分で局所的な意図しない挙動(振動)が発生し、ワークが跳躍してスムーズな搬送処理を妨げる要因となる。そして、このような問題は駆動周波数を高くすればするほど顕著となる。本発明者は、こうした問題が、バネの振動で搬送部全体を斜めに振動させるタイプのワーク搬送装置では起こらず、特許文献1のように搬送部を弾性振動させて進行波を発生させる方式のワーク搬送装置において生じることを見出した。
By the way, in an ultrasonic parts feeder in which a transport portion having a large number of slits formed in the transport portion is vibrated by ultrasonic drive to transport a workpiece, when the slits are deepened in order to increase the transport speed, a comb-teeth shape is formed. Local unintended behavior (vibration) occurs at the protruding portion of the work, which causes the work to jump and hinder the smooth transfer process. And, such a problem becomes more remarkable as the drive frequency is increased. According to the present inventor, such a problem does not occur in a work transfer device of a type in which the entire transfer portion is vibrated diagonally by the vibration of a spring, and a traveling wave is generated by elastically vibrating the transfer portion as in
そこで、スリットを浅くしたり、スリット同士の間隔を広げるなどの解決策も考えられるが、搬送速度が低下したり、定在波の比率が高くなって進行波生成が困難になるといった不具合が生じる。このような問題は、搬送部にスリットを形成しない場合、例えば弾性率の異なる材料を用いて搬送部を構成する場合等でも同様であることが本発明者らの研究により分かってきた。 Therefore, solutions such as making the slits shallower and widening the distance between the slits can be considered, but there are problems such as a decrease in the transport speed and a high ratio of standing waves making it difficult to generate traveling waves. .. It has been found by the studies of the present inventors that such a problem is the same even when a slit is not formed in the transport portion, for example, when the transport portion is constructed by using materials having different elastic moduli.
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、主たる目的は、搬送面にスムーズな搬送処理に支障を来すような局所的な振動が発生する事態を防止・抑制しつつ、搬送スピードの高速化を実現可能なワーク搬送装置を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to such a point, and a main object thereof is to prevent / suppress a situation in which local vibrations that hinder smooth transport processing are generated on the transport surface. At the same time, it is an object of the present invention to provide a work transfer device capable of increasing the transfer speed.
すなわち本発明は、外周縁に沿った領域である外周部の少なくとも一部に搬送面を形成した搬送部と、進行波を搬送部に発生させる駆動手段とを備え、進行波によりワークを搬送面上で搬送するワーク搬送装置であって、搬送部は、進行波を生成する弾性部材である弾性体によって形成されており、搬送面は単一の弾性体によって形成されたものであり、搬送部が、搬送面を横断する搬送面と直交する鉛直断面で切断した断面形状について、搬送面を鉛直方向に含む外周側の領域の肉厚が、搬送面よりも水平方向に内側の領域の肉厚よりも大きくなるように形成したものであって、且つ鉛直方向における外周側の領域の剛性について、搬送面が形成される領域から搬送部における中立軸に向かって剛性が漸次大きくなるように設定したものであることを特徴としている。 That is, the present invention includes a transport portion in which a transport surface is formed in at least a part of an outer peripheral portion which is a region along the outer peripheral edge, and a driving means for generating a traveling wave in the transport portion, and the work is transported by the traveling wave. In the work transfer device to be conveyed above, the transfer portion is formed by an elastic body which is an elastic member that generates a traveling wave, and the transfer surface is formed by a single elastic body. However, with respect to the cross-sectional shape cut with a vertical cross section orthogonal to the transport surface that crosses the transport surface, the wall thickness of the region on the outer peripheral side including the transport surface in the vertical direction is the wall thickness of the region inside the transport surface in the horizontal direction. the stiffness of the outer peripheral side region of der I and vertically those formed to be greater than, set as stiffness toward the neutral axis becomes gradually larger in the transport unit from the region where the conveying surface is formed It is characterized in der Rukoto those.
本発明者は、搬送部の断面形状を、搬送面を鉛直方向に含む外周側の領域の肉厚が、搬送面よりも水平方向に内側の領域の肉厚よりも大きく設定したことによって、相対的に肉厚が大きい外周側領域における局所的な振動が発生し難くなること見出した。また、相対的に肉厚が大きい外周側領域では、搬送面に進行波を発生させた際の搬送面から中立軸(曲げモーメントを掛けた場合に、材料が全く負荷を受けていない位置のことであり、引張も圧縮も発生していない位置)までの距離(e値)を、搬送面よりも水平方向に内側の領域と比べて相対的に大きい値に保つことができ、搬送方向の振幅が増大し、搬送速度を上げることができる。 The present inventor sets the cross-sectional shape of the transport portion relative by setting the wall thickness of the outer peripheral region including the transport surface in the vertical direction to be larger than the wall thickness of the inner region in the horizontal direction with respect to the transport surface. It was found that local vibration is less likely to occur in the outer peripheral region where the wall thickness is large. Further, in the outer peripheral region where the wall thickness is relatively large, the position where the material is not subjected to any load from the transport surface when a traveling wave is generated on the transport surface to the neutral axis (when a bending moment is applied). The distance (e value) to the position (position where neither tension nor compression is generated) can be maintained at a value relatively large in the horizontal direction with respect to the transport surface as compared with the region inside the transport surface, and the amplitude in the transport direction can be maintained. Can be increased and the transport speed can be increased.
本発明に係るワーク搬送装置における好適な搬送部としては、搬送面を含む外周部をそれよりも内側の領域よりも上方に突出した形状又は下方に突出した形状となるように形成したものや、搬送面を含む外周部からそれよりも内側の領域亘って、漸次又は段階的に肉厚が薄くなるように形成したものを挙げることができる。 Suitable transport portions in the work transport device according to the present invention include those in which the outer peripheral portion including the transport surface is formed so as to protrude upward or downward from the region inside the transport surface. Examples thereof include those formed so that the wall thickness gradually or gradually decreases from the outer peripheral portion including the transport surface to the region inside the outer peripheral portion.
本発明において、搬送部のうち、搬送面を含む外周部の上面側の領域を低弾性率材料で構成するとともに、他の領域を低弾性率材料よりも弾性率が高い高弾性率材料で構成した場合、搬送部全体を同一材料から形成した態様と比較して、中立軸を搬送部の底面側に下げることができ、搬送面に進行波を発生させた際の搬送面から中立軸までの距離(e値)が大きくなり、搬送速度が向上し、搬送面を含む外周部の上面側の領域を弾性率が低い材料で形成することで、搬送処理中のワークの跳躍を抑えることが可能である。高弾性率材料としては金属等を挙げることができ、低弾性率材料としては樹脂等を挙げることができる。 In the present invention, the region on the upper surface side of the outer peripheral portion including the transport surface of the transport portion is composed of a low elastic modulus material, and the other region is composed of a high elastic modulus material having a higher elastic modulus than the low elastic modulus material. In this case, the neutral shaft can be lowered to the bottom surface side of the transport portion as compared with the embodiment in which the entire transport portion is made of the same material, and the transport surface to the neutral shaft when a traveling wave is generated on the transport surface. By increasing the distance (e value), improving the transport speed, and forming the region on the upper surface side of the outer peripheral portion including the transport surface with a material having a low elastic modulus, it is possible to suppress the jumping of the workpiece during the transport process. Is. Examples of the high elastic modulus material include metal and the like, and examples of the low elastic modulus material include resin and the like.
また、本発明では、搬送面として、搬送部の上面側において上方に開放する溝形状をなすように形成されたものを適用し、搬送部の外周部に、搬送面と直交する多数のスリットが形成され、スリットを、搬送面の溝形状よりも深く搬送部の底面には至らない深さにするとともに、上方及び搬送部の外周縁に開放させている構成を採用することができる。このようなスリットを搬送部の外周部に多数形成することによって、搬送部は櫛歯状の搬送面を有するものになり、搬送面上で搬送するワークの速度をより一層上げることができるとともに、搬送面にスリットが形成されることで、搬送面にスリットが形成されていない構成と比較して、中立軸が下がるため、搬送面に進行波を発生させた際の搬送面から中立軸までの距離(e値)が大きくなり、搬送速度が向上する。 Further, in the present invention, a transport surface formed so as to form a groove that opens upward on the upper surface side of the transport portion is applied, and a large number of slits orthogonal to the transport surface are provided on the outer peripheral portion of the transport portion. It is possible to adopt a configuration in which the slit is formed so as to be deeper than the groove shape of the transport surface and not reach the bottom surface of the transport portion, and is open to the upper side and the outer peripheral edge of the transport portion. By forming a large number of such slits on the outer peripheral portion of the transport portion, the transport portion has a comb-shaped transport surface, and the speed of the work to be transported on the transport surface can be further increased. Since the slits are formed on the transport surface, the neutral axis is lowered as compared with the configuration in which the slits are not formed on the transport surface, so that from the transport surface to the neutral axis when a traveling wave is generated on the transport surface. The distance (e value) increases and the transport speed improves.
本発明に係るワーク搬送装置の具体的な適用例としては、ワークを次工程に搬送する搬送部と別に、リターン経路としての搬送面も備えたいわゆるリニアフィーダを挙げることができる。すなわち、搬送部において搬送面(メイントラックの搬送面)よりも内方寄りの領域に、搬送面と並行する2本の直線部分と、これら2本の直線部分を連絡するUターン部分とから構成される返送面を形成しているワーク搬送装置である。 As a specific application example of the work transfer device according to the present invention, there may be a so-called linear feeder provided with a transfer surface as a return path in addition to the transfer unit for transporting the work to the next process. That is, the transport portion is composed of two straight portions parallel to the transport surface and a U-turn portion connecting these two straight portions in a region closer to the inside than the transport surface (convey surface of the main truck). It is a work transfer device forming a return surface to be returned.
なお、本発明における「搬送面」は、水平又は略水平な面(水平面)、又は水平に対して傾斜角度傾斜した面(傾斜面)、或いはU字状の面(曲面)の何れをも包含する概念である。またワークとしては、例えば電子部品などの微小部品を挙げることができるが、電子部品以外の物品であってもよい。 The "transport surface" in the present invention includes any of a horizontal or substantially horizontal surface (horizontal plane), a surface inclined at an inclination angle with respect to the horizontal (inclined surface), or a U-shaped surface (curved surface). It is a concept to do. Further, as the work, for example, a minute part such as an electronic part can be mentioned, but an article other than the electronic part may be used.
本発明によれば、搬送面に生成した進行波によって搬送面上のワークを搬送するため、搬送部の下流端に設定されるインターフェース部と次工程設備との間に、水平振幅を考慮した隙間を確保する必要がなく、その隙間を広げた場合に起こり得るワークの落下や詰まりを防止・抑制することができるとともに、搬送部の断面形状として、搬送面を鉛直方向に含む外周側の領域の肉厚が、搬送面よりも水平方向に内側の領域の肉厚よりも大きくなるように設定したことによって、搬送面に発生する進行波によってワークを従来よりもさらにスムーズ且つ高速に搬送することが可能なワーク搬送装置を提供できる。 According to the present invention, in order to transport the work on the transport surface by the traveling wave generated on the transport surface, a gap in consideration of the horizontal amplitude between the interface portion set at the downstream end of the transport portion and the next process equipment. It is not necessary to secure the space, and it is possible to prevent and suppress the drop or clogging of the work that may occur when the gap is widened, and the cross-sectional shape of the transport portion is the region on the outer peripheral side including the transport surface in the vertical direction. By setting the wall thickness to be larger than the wall thickness of the inner region in the horizontal direction with respect to the transport surface, the traveling wave generated on the transport surface enables the workpiece to be transported more smoothly and at higher speed than before. A possible work transfer device can be provided.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係るワーク搬送装置は、例えば図1に示すリニアフィーダLF及びボウルフィーダBFにそれぞれ適用されるものである。以下では、リニアフィーダLFについて説明する。図2は図1に示すリニアフィーダLFを下方から見た模式図であり、図3はリニアフィーダLFの全体構成を模式的に示す図である。 The work transfer device according to the present embodiment is applied to, for example, the linear feeder LF and the bowl feeder BF shown in FIG. 1, respectively. The linear feeder LF will be described below. FIG. 2 is a schematic view of the linear feeder LF shown in FIG. 1 as viewed from below, and FIG. 3 is a diagram schematically showing the overall configuration of the linear feeder LF.
本実施形態に係るリニアフィーダLFは、図1に示す供給用のボウルフィーダBFに接続されたものであり、図3に示すように、複数の駆動手段4に時間的位相差を持たせた駆動信号を与えることで搬送面上のワークを搬送するものである。 The linear feeder LF according to the present embodiment is connected to the bowl feeder BF for supply shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 3, the plurality of driving means 4 are driven with a temporal phase difference. The work on the transport surface is transported by giving a signal.
リニアフィーダLFは、図1に示すように、搬送面を有する搬送部1と、搬送部1を下方から支持する支持台2と、搬送部1の所定箇所に設置された選別部3とを有する。
As shown in FIG. 1, the linear feeder LF has a
搬送部1は、進行波を生成する弾性部材であるプレート弾性体11によって形成され、長尺な形状をなし、任意の軸に対して非対称な形状を有するものである。プレート弾性体11は、例えば平面視矩形状をなし、例えば20kHz以上の加振によって撓み波が形成される弾性体である。本実施形態では、導体のプレート弾性体11を適用している。プレート弾性体11は、搬送部1のうち後述するメイントラック16の始端部がボウルフィーダBFのうちボウル搬送部1(B)における螺旋トラック16(B)の終端部と接続されている。搬送部1は、ほぼ直線状に延伸する搬送面を有する。なお、搬送部1の形状は平面視長方形状に限定されず、図3に模式的に示すように平面視長円形状であってもよい。
The
図1、図4乃至図8(図4はリニアフィーダLFの平面図であり、図5は図4のx−x線断面を一部省略して示す模式図であり、図6(a)、(b)は図4のB方向矢視図、z−z断面図であり、図7は下方から見た搬送部1の全体図であり、図8は搬送部1のうち図4のC領域外観図である)に示すように、プレート弾性体11の中央部分には、肉厚寸法が均一である平面視略長円形状の薄肉部12が形成され、薄肉部12の外側が搬送トラック13となっている。薄肉部12の上向き面には、図1に示すように、薄肉部12よりも一回り小さい平面形状の押さえ板14が載置され、共通の止着具15を、押さえ板14のネジ挿通孔及び薄肉部12のネジ挿通孔に通して支持台2のネジ孔に螺合することで、搬送部1を支持台2に固定している。なお、図4乃至図8では、押さえ板14及び止着具15を省略し、図5では押さえ板14及び支持台2を想像線(二点鎖線)で示している。
1 and 4 to 8 (FIG. 4 is a plan view of the linear feeder LF, FIG. 5 is a schematic view showing a part of the cross section taken along line xx of FIG. 4, and FIGS. 6 (a) and 6 (a). (B) is an arrow view in the B direction and a cross-sectional view taken along the line B in FIG. 4, FIG. 7 is an overall view of the
搬送部1において、薄肉部12のうち押さえ板14と支持台2に挟持されていない非挟持部分は、薄肉部12のうち押さえ板14と支持台2に挟持されている挟持部分よりも剛性が小さく、搬送トラック13と比較しても剛性が小さい。このような構成により、プレート弾性体11のうち非挟持部分よりも外周側において、搬送トラック13に沿って撓み進行波を効果的に発生させることができる。
In the
本実施形態では、ワークを整列させて搬送する直線状のメイントラック16を、プレート弾性体11のうち長軸L(図4等参照)を境界とする一方側のエリアにのみ設け、メイントラック16から排除されたワークをボウルフィーダBFに戻すリターントラック17を、プレート弾性体11のうち長軸Lを境界とする一方側のエリアから他方側のエリア側に亘る広範囲に設けている。
In the present embodiment, the linear
リターントラック17は、図4に示すように、プレート弾性体11のうち長軸Lを境界とする一方側のエリアにおいてメイントラック16よりも内側に設けた直線状の上流側リターントラック17aと、プレート弾性体11のうち長軸Lを境界とする他方側のエリアに設けた直線状の下流側リターントラック17bと、上流側リターントラック17aの下流端(終端)から下流側リターントラック17bの上流端(始端)に亘って設けた部分円弧状(U字状)の中間リターントラック17cとから構成されている。上流側リターントラック17a及び下流側リターントラック17bが、本発明における「搬送面と並行する2本の直線部分」であり、中間リターントラック17が、本発明における「2本の直線部分を連絡するUターン部分」である。
As shown in FIG. 4, the
リターントラック17は、図5に示すように、メイントラック16よりも深い溝状に設定されている。本実施形態では、上流側リターントラック17aと下流側リターントラック17bが、プレート弾性体11の長軸Lに対して相互に対称となる位置に形成されている。また、部分円弧状の中間リターントラック17cは、プレート弾性体11の長軸Lを中心に対称となる形状に設定されている。リターントラック17の上向き面が、本発明における「返送面」である。なお、返送面は、水平又は略水平な面(水平面)、又は水平に対して所定角度傾斜した面(傾斜面)、或いはU字状の面(曲面)の何れであってもよい。
As shown in FIG. 5, the
メイントラック16は、プレート弾性体11のうち長軸Lを境界とする一方側のエリアにおいて上流側リターントラック17aよりも外周側に形成され、断面形状が上流側リターントラック17aよりも浅い溝状に設定されている(図5参照)。メイントラック16の上向き面が、本発明における「搬送面」である。メイントラック16の上向き面は、搬送部1の上面側において上方に開放され、本実施形態では、外周側に向かって下り勾配となるように所定角度傾斜した面に設定されている。メイントラック16では搬送中にワークを一列に整列させて次工程装置に供給することができる。以下では、プレート弾性体11のうち長軸Lを境界とする一方側のエリアを「メイントラック側エリア」とし、他方側のエリアを「リターントラック側エリア」とする。本実施形態に係る搬送部1の特徴的な形状については後述する。
The
選別部3は、図1に示すように、メイントラック16に搬送されるワークの搬送姿勢を判別するものであり、姿勢判別に利用されるセンサ31と、姿勢判別の結果に基づいてエアを噴出させるエア噴出部(図示省略)とを有する。選別部3は、メイントラック16の搬送面上において搬送されるワークのうち、センサ31が所望の適正な姿勢ではない姿勢(異方向姿勢)あると判別したワークに対して、エア噴出部からエアを噴出することで、異方向姿勢のワークをメイントラック16から排除し、メイントラック16よりも内側であって且つ低位置にある上流側リターントラック17aに落下させるものである。
As shown in FIG. 1, the
メイントラック16から排除されて上流側リターントラック17aに落下した異方向姿勢のワークは、中間リターントラック17c及び下流側リターントラック17bを経てボウルフィーダBFのボウル弾性体11に戻される。適正な姿勢であると判別されたワークは、メイントラック16の終端に設けた排出口から排出される。
The work in the different direction, which is removed from the
このような搬送部1を撓み変形させる複数の駆動手段4は、図2及び図3に示すように、圧電素子41によって構成されている。メイントラック16の搬送面及びリターントラック17の返送面に進行波を発生させる進行波発生手段として機能する複数の圧電素子41は、プレート弾性体11のうち、メイントラック16の搬送面及びリターントラック17の返送面が形成された部分の裏面(下向き面)側に貼り付けられている。なお、図4以降の各図では駆動手段4(圧電素子41)を省略している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of driving means 4 for bending and deforming the conveying
同一周波数で空間的位相差がある複数の定在波(第1定在波、第2定在波)を、メイントラック16の搬送面及びリターントラック17の返送面に生じさせる複数の圧電素子41は、プレート弾性体11の長手方向に伸縮することでメイントラック16の搬送面及びリターントラック17の返送面に撓みを発生させるものであり、プレート弾性体11のメイントラック側エリアとリターントラック側エリアに、それぞれ長軸L方向に沿って設けられる。メイントラック側エリアに沿った位置に配置された圧電素子41と、リターントラック側エリアに沿った位置に配置された圧電素子41は、図2及び図3に示すように互いに空間的位相差をもって設けられている。本実施形態では、メイントラック側エリアを、0°モードの波を発生させるための第1加振領域Z1に設定し、リターントラック側エリアを、90°モードの波を発生させるための第2加振領域Z2に設定している。
A plurality of
図3に示すように、第1加振領域Z1の圧電素子41は第1アンプ51に接続され、第2加振領域Z2の圧電素子41は第2アンプ52に接続されている。各圧電素子41は、第1加振領域Z1及び第2加振領域Z2においてそれぞれ振動モードの腹の位置に1/2波長間隔で配置されている。各加振領域(第1加振領域Z1、第2加振領域Z2)において隣り合う圧電素子41は、振幅の山と谷の関係となることから、同じ駆動をした場合に逆方向の変位(図2及び図3で「+」と「−」で表現)となるように構成されている。つまり、搬送面に上下方向の撓み振動を発生させて、効率良く加振させるために、搬送面の下方(裏側)に、振動モードの腹の位置に1/2波長間隔で圧電素子41を貼り付け、搬送方向に隣り合う圧電素子41の極性を交互に入れ替えている。
As shown in FIG. 3, the
第1加振領域Z1と第2加振領域Z2とでは、周波数を同じにしつつ、空間的に波の位相が90°ずれた2つの振動モード、具体的には、図9に示す0°モードと90°モードの波を発生させて効率良く加振するため、図3に示すように、例えば第2加振領域Z2に対して第1加振領域Z1はリターントラック17におけるワークの搬送方向に沿って(n+1/4)λ(n=0又は正の整数)の空間的位相差が設定され、第1加振領域Z1と第2加振領域Z1とで同じ極性の圧電素子41同士の配置が実質的にλ/4ずれるように取り付けられている(取付条件)。このように、本実施形態では、1/4波長ずらして圧電素子41が配置されている。図9では、0°モードの波と90°モードの波の同じ位置で、0°モードの波の節と90°モードの波の腹が一致しており、90°の空間的位相差があることが理解できる。
In the first vibration region Z1 and the second vibration region Z2, two vibration modes in which the phases of the waves are spatially shifted by 90 ° while having the same frequency, specifically, the 0 ° mode shown in FIG. 9 In order to generate a wave in the 90 ° mode and vibrate efficiently, for example, as shown in FIG. 3, the first vibration region Z1 is in the transport direction of the work in the
なお、定在波とは、共振すると単にその場で振動するものである。また、圧電素子41は一体のもので、表面の電極の極性を交互に入れ替える構成であってもよく、図2及び図3に示す極性と逆の極性であってもよい。さらに、圧電素子41は、第1加振領域Z1(メイントラック側エリア)及び第2加振領域Z2(リターントラック側エリア)に1つずつ設けられる構成、あるいは片方の加振領域に圧電素子41同士の配置がλ/4ずれて設けられる構成でもよい。またプレート弾性体11のうち、搬送面(メイントラック16の搬送面、リターントラック17の返送面)が形成された部分の裏側とオモテ側のそれぞれ取り付けられてもよい。すなわち、上述した取付条件を満たせば2以上の圧電素子41が搬送部1のどこに設けられてもよい。
A standing wave simply vibrates on the spot when it resonates. Further, the
そして、搬送部1は対称構造となっていないため、搬送部1のうち0°モードの固有振動数f1と、90°モードの固有振動数f2とに差(f1<f2)が生じている。本実施形態に係るリニアフィーダLFは、図3に示すように、少なくとも固有振動数f1と固有振動数f2の差に起因する機械的位相差を、進行波を発生させるための時間的位相差に含まれる要素として取得する機械的位相差取得手段を備えている。ここで、機械的位相差は、2つの振動モードの固有振動数の差に起因した位相差である。つまり、機械的位相差は、搬送部1の非対称形状から派生する位相差であり、異なる2つの固有振動数の振動モードに対し、一つの周波数で加振する場合に、2つの定在波に生じる時間位相の差である。「固有振動数の差」とは、2つの振動モードが同じ変形形態および同じ波の数であることを意味しており、異なる2つの振動モードの固有振動数の差であり、振動モードの数と、進行波を生成するための定在波の数は必ずしも一致するものではない。ここで述べる「同じ変形形態」とは、例えば、2つの振動モードの振動方向や振動の仕方が同じであることを意味しており、「同じ波の数」とは、搬送部における振動モードの波の数を意味するものである。すなわち、物体を振動させた場合には、空間的に位相差を有する2つの振動モードがあり、振動モードが3つになるケースは皆無である。したがって、例えば同一周波数、同じ変形形態および同じ波の数であり、空間的位相差がある3つ以上の定在波を搬送面に生じさせる構成であっても、振動モードは、相互に固有振動数の異なる第1振動モードと第2振動モードの2つである。互いに空間位相が90°ずれていることから、2つの振動モードのうち第1振動モードを0°モード、第2振動モードを90°モードと定義することができる。
Since the
0°モードと90°モードは、固有振動数が完全に一致しないため、ある一つの周波数で駆動する場合、2つの定在波(0°モードと90°モード)に位相差が生じ、加振周波数を変化すると、位相差も変化し、それと同時に、共振ピークから外れるため、振幅差も生じる。そのため、加振周波数を変化させることは、結果的に位相差と振幅比を変更していることと同等になる。そこで、本実施形態では、機械的位相差取得手段として、固有振動数f1と固有振動数f2の差に起因する機械的位相差のみならず、駆動信号の加振周波数に起因する機械的位相差を、進行波を発生させるための時間的位相差に含まれる要素として取得するものを適用している。 Since the natural frequencies of 0 ° mode and 90 ° mode do not completely match, when driving at a certain frequency, a phase difference occurs between the two standing waves (0 ° mode and 90 ° mode), causing vibration. When the frequency is changed, the phase difference also changes, and at the same time, it deviates from the resonance peak, so that an amplitude difference also occurs. Therefore, changing the excitation frequency is equivalent to changing the phase difference and the amplitude ratio as a result. Therefore, in the present embodiment, as the mechanical phase difference acquisition means, not only the mechanical phase difference caused by the difference between the natural frequency f1 and the natural frequency f2, but also the mechanical phase difference caused by the excitation frequency of the drive signal. Is applied as an element included in the temporal phase difference for generating a traveling wave.
また、本実施形態では、機械的位相差取得手段が、搬送部1の減衰特性に起因する機械的位相差も、進行波を発生させるための時間的位相差に含まれる要素として取得するように構成している。これは、搬送部1の減衰特性が変化すれば機械的位相差も変動するという点に着目した構成である。
Further, in the present embodiment, the mechanical phase difference acquisition means acquires the mechanical phase difference due to the attenuation characteristic of the
本実施形態に係るリニアフィーダLFは、図3に示すように、波形を選択する波形選択手段6を備えている。波形選択手段6は、例えば正弦波、矩形波、三角波等の複数種の波形から1つの波形を選択するものである。また、本実施形態に係るリニアフィーダLFは、各振動モードに印加する波形の電気的位相差を調整する電気的位相差調整手段7を備え、電気的位相差調整手段7が、機械的位相差取得手段で取得した機械的位相差に対して、複数の駆動手段4(第1駆動手段41、第2駆動手段42)への駆動信号の時間的な位相差を調整して付与するように構成している。「電気的位相差」は、2つの振動モード用のそれぞれの駆動手段4に印加する電圧波形の位相差であり、外部から与える時間的な位相差指令である。本実施形態に係るリニアフィーダLFは、電気的位相差のみならず、機械的位相差も含む位相差を時間的位相差と捉えることで、時間的位相差を90°又はほぼ90°に一致させることが可能になり、最も効率の良い進行波比の進行波を少なくともメイントラック16の搬送面に発生させることができる。
As shown in FIG. 3, the linear feeder LF according to the present embodiment includes a waveform selection means 6 for selecting a waveform. The waveform selection means 6 selects one waveform from a plurality of types of waveforms such as a sine wave, a square wave, and a triangular wave. Further, the linear feeder LF according to the present embodiment includes an electrical phase difference adjusting means 7 for adjusting the electrical phase difference of the waveform applied to each vibration mode, and the electrical phase difference adjusting means 7 is a mechanical phase difference. It is configured to adjust and give the temporal phase difference of the drive signal to the plurality of drive means 4 (first drive means 41, second drive means 42) with respect to the mechanical phase difference acquired by the acquisition means. doing. The "electrical phase difference" is the phase difference of the voltage waveform applied to each of the driving means 4 for the two vibration modes, and is a temporal phase difference command given from the outside. The linear feeder LF according to the present embodiment regards the phase difference including not only the electrical phase difference but also the mechanical phase difference as the temporal phase difference, so that the temporal phase difference matches 90 ° or approximately 90 °. This makes it possible to generate a traveling wave with the most efficient traveling wave ratio on at least the transport surface of the
また、本実施形態に係るリニアフィーダLFは、加振周波数を調整する加振周波数調整手段8と、全ての定在波(0°モードの定在波、90°モードの定在波)の振幅を調整する振幅調整手段(第1振幅調整手段91、第2振幅調整手段92)とを備えている。第1振幅調整手段91、第2振幅調整手段92は、0°モードの定在波の振幅と90°モードの定在波の振幅が等しくなるように調整するものである。 Further, the linear feeder LF according to the present embodiment has the amplitude of the excitation frequency adjusting means 8 for adjusting the excitation frequency and all the standing waves (standing wave in 0 ° mode, standing wave in 90 ° mode). (1st amplitude adjusting means 91, 2nd amplitude adjusting means 92) are provided. The first amplitude adjusting means 91 and the second amplitude adjusting means 92 adjust so that the amplitude of the standing wave in the 0 ° mode and the amplitude of the standing wave in the 90 ° mode are equal to each other.
本実施形態に係るリニアフィーダLFは、このような構成において、第1加振領域Z1の圧電素子41と第2加振領域Z2の圧電素子41に対して、時間的に位相を90°ずらした超音波の正弦波振動を与えると、空間的且つ時間的に90°ずれた2つの定在波が重ね合わされ、メイントラック16の搬送面自体が弾性変形し、撓み振動が進行波となる(循環方式)。同様に、リターントラック17の返送面自体も共振して弾性変形し、撓み振動が進行波となる(循環方式)。進行波が生成されると、メイントラック16の搬送面やリターントラック17の返送面のある一点の軌跡が楕円振動を描き、この楕円振動が搬送面の頂点や返送面の頂点に達する時にワークと接触し、ワークに摩擦力を与える。摩擦力が作用する方向にワークは搬送される。このワークの搬送方向は、進行波の進む方向の逆になる。そして、2つの領域(第1加振領域Z1、第2加振領域Z2)の圧電素子41に与える波の振動(例えば正弦波振動)の位相差を調整することで、進行波比(進行波比=最小振幅/最大振幅)を調整して、完全又はほぼ完全な進行波を生成して、ワークを搬送することができる。
In such a configuration, the linear feeder LF according to the present embodiment is phase-shifted by 90 ° with respect to the
そして、本実施形態に係るリニアフィーダLFでは、より一層の搬送速度の向上を図るべく、搬送部1の断面形状を図5及び図6に示す特徴的な形状に設定している。本実施形態では、搬送部1のうち外周縁1Eに沿った領域である外周部の少なくとも一部にメイントラック16の搬送面を形成し、搬送面を横断する鉛直断面で切断した搬送部1の断面形状について、メイントラック16の搬送面を鉛直方向に含む外周側の領域の肉厚が、メイントラック16の搬送面よりも水平方向に内側の領域の肉厚と比較して大きくなるように形成した搬送部1を適用している。具体的には、メイントラック16の搬送面を含む搬送部1の外周部をそれよりも内側の領域に対して下方に突出した形状となるように設定している(図5参照)。
Then, in the linear feeder LF according to the present embodiment, the cross-sectional shape of the
本実施形態では、搬送部1の外周縁1Eから薄肉部12に到達する領域に向かって、肉厚が漸次薄くなるように搬送部1の形状を設定している。したがって、本実施形態の搬送部1のうち、搬送部1の外周縁1Eから薄肉部12に到達するまでの領域では、断面形状がほぼ三角形状になる。また、本実施形態では、搬送部1の外周部に、メイントラック16の搬送面と直交する多数のスリット18を形成している。各スリット18は、図5、図6及び図8に示すように、メイントラック16の搬送面の溝形状よりも深く搬送部1の底面1Bには至らない深さを有し、上方及び搬送部1の外周縁1Eに開放されている。本実施形態では、各スリット18を、搬送部1の外周縁1Eから薄肉部12に到達する領域に亘って形成している。したがって、本実施形態では、メイントラック16の搬送面及びリターントラック17の返送面の両方が、ワークの搬送方向に沿ってスリット18により所定ピッチで分断されている。このようなスリット18を搬送部1の少なくとも外周部に多数形成することによって、外周部にスリット18が形成されることで、外周部にスリット18が形成されていない構成と比較して、進行波の発生時に負荷を受けずに引張も圧縮も発生していない位置である「中立軸」は下がる(搬送部1の底面1Bに近付く)。その結果、外周部に設けたメイントラック16の搬送面に進行波を発生させた際の搬送面から中立軸までの距離(e値)が大きくなり、ワークの搬送速度が向上する。
In the present embodiment, the shape of the
ここで、図10(a)に示すように、例えばスリット18が形成された搬送部1の断面形状に着目すると、搬送部1のうちスリット18が形成された領域はほぼ三角形状になり、その長辺1Hから搬送部1の底面1Bまでの領域はスリット18が形成されていない肉厚部分1N(同図において平行斜線を付した部分)になる。この肉厚部分1Nは搬送部1の長軸方向の全長にわたってつながっている。したがって、搬送部1のうちスリット18が形成されたほぼ三角形状の領域において、長辺1Hを対辺とする頂点1T及びその近傍領域(突起部分Q2)の局所的な挙動を考える上で、肉厚部分1Nは、拘束状態に近いと考えることができる。このような形状によれば、搬送部1の肉厚がほぼ一定であるような形状と比べ、スリット18が形成されたほぼ三角形状の領域のうち突起部分Q2における局所的な振動が発生し難くなる。
Here, as shown in FIG. 10A, for example, focusing on the cross-sectional shape of the
このことは図10に示す模式図から以下のように理解することができる。図10(a)では、肉厚部分1Nを含む拘束領域(Q1)から最も遠くに位置する部分(Q2)から拘束領域(Q1)に至るまでに、質量及び剛性が漸次大きくなっていく。つまり、振動が生じた際に最も振幅が大きくなる部分(Q2)で最も質量が小さく、最もひずみが大きくなる部分(Q1)で最も剛性が大きい構造となっている。それに対して、図10(b)では、肉厚部分1N’を含む拘束領域(Q1’)から最も遠くに位置する部分(長辺1H’の対辺である辺1T’及びその近傍領域であって符号(Q2’)で示す部分)から拘束領域(Q1’)に至るまでの質量及び剛性がほぼ一定となっている。したがって、図10(b)に示す搬送部1’の形状よりも図10(a)に示す搬送部1の形状の方が固有振動数は高くなる。
This can be understood from the schematic diagram shown in FIG. 10 as follows. In FIG. 10A, the mass and rigidity gradually increase from the restraint region (Q1) including the
図5等に示す本実施形態における搬送部1は、以上に述べた構成及び形状を有するものであることから、拘束領域(Q1)から最も遠くに位置する頂点1T及びその近傍部分(Q2)が局所的に大きく振動するような振動モードの固有振動数が、図10(b)に示す搬送部1の肉厚がほぼ一定であるような形状と比べて大きくなり、局所的な振動が発生し難い構造になっている。
Since the
また、メイントラック1の搬送面に進行波を発生させた際の搬送面から中立軸までの距離(e値)は、大きいほど振幅が増大し、ワークの搬送速度を上げることができる。本実施形態における搬送部1は、上述の形状を有するものであるため、搬送部1のうち、外周縁1Eに沿った領域である外周部のe値は、メイントラック1の搬送面よりも水平方向に内側の領域のe値と比較して大きな値になる。その結果、搬送部1のうち外周部に形成したメイントラック16の搬送面に沿ったワークの搬送速度を上げることができる。
Further, the larger the distance (e value) from the transport surface to the neutral axis when a traveling wave is generated on the transport surface of the
さらにまた、本実施形態では、搬送部1の外周部に、メイントラック16の搬送面と直交する多数のスリット18を形成している。各スリット18は、図5、図6及び図8に示すように、メイントラック16の搬送面の溝形状よりも深く搬送部1の底面1Bには至らない深さを有し、上方及び搬送部1の外周縁1Eに開放されている。本実施形態では、各スリット18を、搬送部1の外周縁1Eから薄肉部12に到達する領域に亘って形成している。したがって、本実施形態では、メイントラック16の搬送面及びリターントラック17の返送面の両方が、ワークの搬送方向に沿ってスリット18により所定ピッチで分断されている。このようなスリット18を搬送部1の少なくとも外周部に多数形成することによって、外周部に設けたメイントラック16の搬送面上におけるワークの搬送速度をより一層上げることができるとともに、外周部にスリット18が形成されることで、外周部にスリット18が形成されていない構成と比較して、中立軸が下がる(搬送部1の底面1Bに近付く)。その結果、外周部に設けたメイントラック16の搬送面に進行波を発生させた際の搬送面から中立軸までの距離(e値)が大きくなり、ワークの搬送速度が向上する。
Furthermore, in the present embodiment, a large number of
ここで、ワーク搬送方向に沿ってスリットが形成された搬送部の弾性変形を時系列的に並べた模式図を図11に示すとともに、ワーク搬送方向に沿ってスリットが形成されていない搬送部の弾性変形を時系列的に並べた模式図を図12に示す。図11及び図12では、弾性変形前の状態における「搬送面」、「中立軸」、「底面」をそれぞれ直線で示し、搬送部を弾性変形させた際の搬送面の「ある一点(黒丸)」の軌跡を楕円形で示し、弾性変形させると楕円振動が生じることを模式的に示している。そして、図11及び図12に示す弾性変形前の搬送部の高さ寸法(底面から搬送面までの寸法)は同じであり、これらの図から以下の点が把握できる。すなわち、図11に示すスリットを形成した搬送部の搬送面から中立軸までの距離(e値)は、図12に示すスリットを形成していない搬送部の搬送面から中立軸までの距離(e値)よりも大きくなり、スリットを形成した搬送部の水平振幅は、スリットを形成していない搬送部の水平振幅よりも大きく、スリットを形成した搬送部の垂直振幅は、スリットを形成していない搬送部の垂直振幅よりも小さくなる。その結果、スリットを形成した搬送部は、スリットを形成していない搬送部と比較して、ワークの搬送速度が速くなり、搬送面上におけるワークの意図しない跳躍を効果的に低減することができる。 Here, FIG. 11 shows a schematic view in which the elastic deformations of the transport portions having slits formed along the work transport direction are arranged in chronological order, and the transport portions having slits not formed along the work transport direction are shown in FIG. FIG. 12 shows a schematic diagram in which elastic deformations are arranged in chronological order. In FIGS. 11 and 12, the “transport surface”, “neutral axis”, and “bottom surface” in the state before elastic deformation are shown by straight lines, and “a certain point (black circle)” of the transfer surface when the transport portion is elastically deformed is shown. The locus of "" is shown in an elliptical shape, and it is schematically shown that elliptical vibration occurs when elastically deformed. The height dimensions (dimensions from the bottom surface to the transport surface) of the transport portion before elastic deformation shown in FIGS. 11 and 12 are the same, and the following points can be grasped from these figures. That is, the distance (e value) from the transport surface of the transport portion having the slit shown in FIG. 11 to the neutral shaft is the distance (e) from the transport surface of the transport portion not forming the slit shown in FIG. 12 to the neutral shaft. The horizontal amplitude of the transport section with slits is larger than the horizontal amplitude of the transport section without slits, and the vertical amplitude of the transport section with slits is not slit. It is smaller than the vertical amplitude of the transport section. As a result, the transport portion in which the slit is formed has a higher transport speed of the work as compared with the transport portion in which the slit is not formed, and the unintended jump of the work on the transport surface can be effectively reduced. ..
このように本実施形態に係るリニアフィーダLFでは、搬送部1のうち断面形状における頂点1T及びその近傍領域(図10(a)の符号(Q2)で示す領域)の局所的な振動を抑制しつつ、スリット18を深くすることができ、メイントラック16の搬送面から中立軸までの距離(e値)を大きな値に保つことができ、搬送トラック13に沿って生成された進行波により、ワークとメイントラック16の搬送面との間、及びワークとリターントラック17の返送面との間に摩擦力が発生し、ワークの搬送処理をスムーズ且つ高速に行うことができ、ワーク供給処理能力及びワーク回収処理能力が向上する。
As described above, in the linear feeder LF according to the present embodiment, the local vibration of the apex 1T in the cross-sectional shape of the
搬送速度向上のために多数のスリット16を搬送部1に設けることで、搬送部1には櫛歯状の多数の突起が形成される。そして、各スリット16の切り込み深さ(スリット深さ)を深くすると、突起部の曲げを伴うような固有振動モードの固有振動数が低くなる。このことは以下のように理解することができる。
By providing a large number of
スリットを設けることで形成される突起部の一つを片持ち梁に見做した場合に、スリット深さを深くすることは、片持ち梁の長さを長くすることに相当する。片持ち梁の長さを長くすると、片持ち梁の曲げ振動モードの固有振動数は低くなる。これは突起部の固有振動数が、突起部の質量に反比例して増減することに起因しており、上述したように突起部の長さが長くなる(片持ち梁の長さを長くする)ことで突起部の質量が増すため、突起部の固有振動数の値はスリット深さが浅い場合と比べて低い値となる。スリットが浅く、突起部の曲げを伴う固有振動モードの固有振動数が駆動周波数よりも(はるかに)高い場合には、このような振動の影響は生じない。しかし、固有振動数が低くなり、駆動周波数に近くなると、搬送部1に撓み進行波を発生させる際にも突起部の曲げ振動が生じやすくなり、スムーズな搬送を妨げてしまう。本実施形態に係るワーク搬送装置では、搬送部1全体で、外周に沿って波が形成されるような撓み振動が生じることが望ましく、搬送部にスリットを設けた構成において、櫛歯状の突起部の曲げ振動が生じることは望ましくない。つまり、搬送部全体の撓み振動を利用して搬送に用いる進行波進行波を生成した際に、突起部自体に曲げは生じず、突起部が肉厚部の撓みに沿って剛体的に振られているような振動状態が望ましい。
When one of the protrusions formed by providing the slit is regarded as a cantilever, increasing the slit depth corresponds to increasing the length of the cantilever. When the length of the cantilever is increased, the natural frequency of the bending vibration mode of the cantilever becomes lower. This is because the natural frequency of the protrusion increases or decreases in inverse proportion to the mass of the protrusion, and as described above, the length of the protrusion becomes longer (the length of the cantilever is increased). As a result, the mass of the protrusion is increased, so that the value of the natural frequency of the protrusion is lower than that when the slit depth is shallow. When the slit is shallow and the natural frequency of the natural vibration mode with bending of the protrusion is (much) higher than the drive frequency, the influence of such vibration does not occur. However, when the natural frequency becomes low and approaches the drive frequency, bending vibration of the protruding portion is likely to occur even when the traveling
また、本実施形態に係るリニアフィーダによれば、図13に示す従来の構成、すなわち、搬送部A1の断面形状が、外周縁A1Eから内側に向かう所定領域の肉厚がほぼ均一である構成と比較して、搬送部1を下方から支持して固定している部分(本実施形態では、支持台2のうち搬送部1の薄肉部12の下向き面に接触している部分)の高さ位置を、メイントラック16の搬送面の高さ位置に近付けることができ、図13に示す構成と比較して、搬送部1における内向きの振動(水平面内で搬送方向に垂直な方向の振動)は低減されて、メイントラック16の搬送面上で搬送されるワークが搬送面から飛び跳ねて外れる事象を防止・抑制できる。なお、図13(a)、(b)は、それぞれ本実施形態の比較対象となるリニアフィーダALFを、図8、図5に対応して示す図であり、本実施形態における搬送部1との関係において対応する部分を指す各符号の先頭に「A」を付している。
Further, according to the linear feeder according to the present embodiment, the conventional configuration shown in FIG. 13, that is, the cross-sectional shape of the transport portion A1 has a substantially uniform wall thickness in a predetermined region from the outer peripheral edge A1E toward the inside. In comparison, the height position of the portion that supports and fixes the
また、本実施形態に係るリニアフィーダLFは、上下方向の超音波撓み進行波でワークを搬送するため、搬送部1の先端の水平振幅がゼロに近く、搬送部1の先端を次工程装置に接近させて設置でき、小さいワークの落下を防止・抑制することができるとともに、圧電素子41が、超音波振動により進行波を発生させるように構成していることから、駆動音が人間の耳に聞こえず、無音化でき、騒音が大きくなることを防止しつつ高速化を達成できる。
Further, since the linear feeder LF according to the present embodiment transports the work by the ultrasonic deflection traveling wave in the vertical direction, the horizontal amplitude of the tip of the
本実施形態に係るリニアフィーダLFは、薄肉部12の外側に設定した搬送トラック13のみを撓み振動させるので、前述のように、搬送部1の中央部を固定しても搬送トラック13の撓み振動モードに影響を与えず、進行波が得られる。なお、第1加振領域Z1の圧電素子41と、第2加振領域Z2の圧電素子41とで、それらに与える波の位相差を反転させることで(時間位相を反転(−90°))、逆方向にワークを搬送させることができ、ワークの詰まりが発生した場合などで、ワークを一旦逆送させて詰まりを解除することができる。
Since the linear feeder LF according to the present embodiment bends and vibrates only the
また、図1に示すボウルフィーダBFにもリニアフィーダLFの上述した構成に準じた構成を適用することができる。ボウルフィーダBFは、図1及び図14に示すように、任意の軸に対して非対称な形状を有するボウル状の搬送部1(B)と、同一周波数で空間的位相差がある複数の定在波を螺旋トラック16(B)の搬送面に生じさせる複数の駆動手段4(B)とを備え、これら複数の駆動手段4(B)に、上述のリニアフィーダLFと同様または準じた構成によって、電気的位相差に加えて機械的位相差を含む時間的位相差を持たせた駆動信号を与えることで、ボウル状搬送部1(B)のうち螺旋状の搬送トラックである螺旋トラック16(B)の搬送面に進行波を発生させてワークを所定の搬送先(供給先、本実施形態ではリニアフィーダLFのメイントラック16の上流端)に搬送するものである。図14は、ボウルフィーダBFの側断面を模式的に示す図であり、断面部分を示す平行斜線(ハッチング)を省略している。
Further, a configuration similar to the above-described configuration of the linear feeder LF can be applied to the bowl feeder BF shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 14, the bowl feeder BF has a plurality of standing portions having a spatial phase difference at the same frequency as the bowl-shaped transport portion 1 (B) having an asymmetrical shape with respect to an arbitrary axis. A plurality of driving means 4 (B) for generating waves on the transport surface of the spiral track 16 (B) are provided, and the plurality of driving means 4 (B) have a configuration similar to or similar to that of the linear feeder LF described above. By giving a drive signal having a temporal phase difference including a mechanical phase difference in addition to the electrical phase difference, the spiral track 16 (B), which is a spiral transfer track in the bowl-shaped transfer section 1 (B), is given. ), A traveling wave is generated on the transport surface to transport the work to a predetermined transport destination (supply destination, upstream end of the
ボウル状搬送部1(B)は、進行波を生成する弾性部材であるボウル弾性体11(B)によって形成されている。底部側から上昇し且つ螺旋形状を描く搬送面を有する螺旋トラック16(B)の終端部(下流端部)は、リニアフィーダLFのうちメイントラック16の始端部(上流端部)に接続されている。本実施形態では、ボウル弾性体11(B)の中央部分を適宜のパーツ(図1では止着具(ボルト)、図14では押さえ部材14(B))によって支持台2(B)に固定している。
The bowl-shaped transport portion 1 (B) is formed by a bowl elastic body 11 (B) which is an elastic member that generates a traveling wave. The end portion (downstream end portion) of the spiral track 16 (B) having a transport surface that rises from the bottom side and draws a spiral shape is connected to the start end portion (upstream end portion) of the
そして、搬送部1(B)は、図14に示すように、螺旋トラック13(B)の搬送面を鉛直方向に含む外周側の領域の断面形状における肉厚を、螺旋トラック16(B)の搬送面よりも水平方向に内側の領域の断面形状における肉厚よりも大きく設定したものである。また、搬送部1(B)は、螺旋トラック16(B)の搬送面を含む外周部をそれよりも内側の領域よりも上方に突出した形状となるように形成したものである。この搬送部1(B)は、螺旋トラック13(B)の搬送面を含む外周部をそれよりも内側の領域よりも上方に突出した形状となるように形成したものである。また、搬送部1(B)の外周部には、螺旋トラック13(B)の搬送面と直交する多数のスリット18(B)を形成し、スリット18(B)を、螺旋トラック13(B)の搬送面の溝形状よりも深く、且つ搬送部1(B)の底面には至らない深さにするとともに、上方及び搬送部1(B)の外周縁1E(B)に開放させている。
Then, as shown in FIG. 14, the transport unit 1 (B) sets the wall thickness of the spiral track 16 (B) in the cross-sectional shape of the region on the outer peripheral side including the transport surface of the spiral track 13 (B) in the vertical direction. It is set to be larger than the wall thickness in the cross-sectional shape of the region inside the region in the horizontal direction with respect to the transport surface. Further, the transport portion 1 (B) is formed so that the outer peripheral portion including the transport surface of the spiral track 16 (B) has a shape protruding upward from the region inside the spiral track 16 (B). The transport portion 1 (B) is formed so that the outer peripheral portion including the transport surface of the spiral track 13 (B) has a shape protruding upward from the region inside the spiral track 13 (B). Further, a large number of slits 18 (B) orthogonal to the transport surface of the spiral track 13 (B) are formed on the outer peripheral portion of the transport portion 1 (B), and the slits 18 (B) are formed on the spiral track 13 (B). The depth is deeper than the groove shape of the transport surface of the above and does not reach the bottom surface of the transport portion 1 (B), and is open to the upper side and the outer
このような搬送部1(B)を備えたボウルフィーダBFは、上述のリニアフィーダLBと同様又はほぼ同様の作用効果を奏する。 The bowl feeder BF provided with such a transport portion 1 (B) has the same or substantially the same effect as the above-mentioned linear feeder LB.
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、搬送面と直交する鉛直断面で切断した断面形状について、搬送面を鉛直方向に含む外周側の領域の肉厚が、搬送面よりも水平方向に内側の領域の肉厚よりも大きくなるように形成した搬送部として、本発明では、図15に示すように、搬送部1のうち、搬送面を含む外周部の上面側の領域を低弾性率材料で構成するとともに、他の領域を低弾性率材料よりも弾性率が高い高弾性率材料で構成したものを採用することができる。具体的には、搬送部1のうち少なくともメイントラック16の搬送面を含む領域1Lを樹脂等の弾性率の低い材料で形成し、その他の領域1H(搬送部1の下方領域)を金属等の弾性率の高い材料で形成したものを採用することができる。このような構成であれば、搬送部1全体を同一材料から形成した態様と比較して、中立軸を搬送部1の底面1B側に下げることができ、メイントラック16の搬送面に進行波を発生させた際のメイントラック16の搬送面から中立軸までの距離(e値)が大きくなり、搬送速度が向上する。また、搬送部1のうち少なくともメイントラック16の搬送面を含む領域は局所的な振動が発生し易いが、図15に示す傘形状(断面形状が三角形状をなす部分を両サイドに有する形状)に設定することで、弾性率の低い材料で形成した領域1Lにおける局所的な振動を抑えて、適切な進行波を生成することができる。このように、搬送部1の上方領域を弾性率が低く反発係数の小さい材料で形成することで、搬送処理中のワークの跳躍を抑えることができる。なお、図15は、図5に対応する図である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, for a cross-sectional shape cut with a vertical cross section orthogonal to the transport surface, the wall thickness of the region on the outer peripheral side including the transport surface in the vertical direction is larger than the wall thickness of the region inside the transport surface in the horizontal direction. As shown in FIG. 15, in the present invention, the region of the
本発明では、搬送部に多数のスリットを設けて櫛歯状の搬送面に設定した構成において、櫛歯状の搬送面に図示しないフィルムを貼り付け、ワークがスリットに落下しないようにしてもよい。 In the present invention, in a configuration in which a large number of slits are provided in the transport portion and set as a comb-shaped transport surface, a film (not shown) may be attached to the comb-shaped transport surface to prevent the work from falling into the slits. ..
また、本発明のワーク搬送装置では、スリットを設けていない搬送部を適用することができる。搬送部にスリットを設けていない構成であれば、ワークがスリットで躓くような問題が発生しない。搬送部にスリットを設けていない構成であっても、搬送面を含む搬送部の所定領域の断面形状がほぼ三角形状をなすことで、図10を参照して詳述した上記作用効果を奏する。 Further, in the work transfer device of the present invention, a transfer unit having no slit can be applied. If the transport portion is not provided with slits, the problem of the work stumbling at the slits does not occur. Even if the transport portion is not provided with a slit, the cross-sectional shape of the predetermined region of the transport portion including the transport surface is substantially triangular, so that the above-mentioned effects described in detail with reference to FIG. 10 can be obtained.
本発明における搬送部は、搬送面を含む外周部をそれよりも内側の領域よりも上方に突出した形状又は下方に突出した形状となるように形成したものが好適であり、リニアフィーダの搬送部として、搬送面を含む外周部をそれよりも内側の領域よりも上方に突出した形状となるように形成したものを適用することができる。 The transport portion in the present invention is preferably formed so that the outer peripheral portion including the transport surface has a shape protruding upward or downward from the region inside the transport portion of the linear feeder. As a result, it is possible to apply a shape in which the outer peripheral portion including the transport surface is formed so as to have a shape protruding upward from the region inside the transport surface.
また、本発明における搬送部は、搬送面を含む外周部からそれよりも内側の領域に亘って、肉厚が段階的に薄くなるように形成したものであっても構わない。 Further, the transport portion in the present invention may be formed so that the wall thickness is gradually reduced from the outer peripheral portion including the transport surface to the region inside the transport portion.
上記実施形態では進行波を循環方式により発生させたが、循環方式ではない方式(搬送面の両端をそれぞれ位相差を変えて加振する両端加振方式等)で進行波を発生させてもよい。 In the above embodiment, the traveling wave is generated by the traveling method, but the traveling wave may be generated by a method other than the circulating method (such as a double-ended vibration method in which both ends of the transport surface are vibrated by changing the phase difference). ..
本発明では、駆動手段として、圧電素子に代えて、磁歪素子を適用することができる。 In the present invention, a magnetostrictive element can be applied as the driving means instead of the piezoelectric element.
ワークとしては、例えば電子部品などの微小部品を挙げることができるが、電子部品以外の物品であってもよい。 Examples of the work include minute parts such as electronic parts, but may be articles other than electronic parts.
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1、1(B)…搬送部
18、18(B)…スリット
1B、1B(B)…搬送部の底面
1E、1E(B)…搬送部の外周縁
4、4(B)…駆動手段
LF、BL…ワーク搬送装置(リニアフィーダ、ボウルフィーダ)
1, 1 (B) ... Conveying
Claims (6)
前記搬送部は、前記進行波を生成する弾性部材である弾性体によって形成されており、
前記搬送面は単一の前記弾性体によって形成されたものであり、
前記搬送部は、前記搬送面を横断する前記搬送面と直交する鉛直断面で切断した断面形状について、前記搬送面を鉛直方向に含む前記外周側の領域の肉厚が、前記搬送面よりも水平方向に内側の領域の肉厚よりも大きくなるように形成したものであって、且つ前記鉛直方向における前記外周側の領域の剛性について、前記搬送面が形成される領域から前記搬送部における中立軸に向かって剛性が漸次大きくなるように設定したものであることを特徴とするワーク搬送装置。 The traveling portion is provided with a transport portion in which a transport surface is formed in at least a part of an outer peripheral portion which is a region along the outer peripheral edge, and a driving means for generating a traveling wave in the transport portion, and the transport portion is elastically vibrated to generate the traveling wave. A work transfer device that conveys a work on the transfer surface by waves.
The transport portion is formed by an elastic body which is an elastic member that generates the traveling wave.
The transport surface is formed by the single elastic body.
The transport portion has a cross-sectional shape cut with a vertical cross section orthogonal to the transport surface that crosses the transport surface, and the wall thickness of the outer peripheral side region including the transport surface in the vertical direction is horizontal with respect to the transport surface. what der those formed to be larger than the thickness of the inner region in the direction, and the rigidity of the outer peripheral side region in the vertical direction, the medium in the transport unit from the region where the conveying surface is formed workpiece transfer apparatus according to claim der Rukoto which rigidity was set to gradually increase toward the standing axis.
前記搬送部の前記外周部に、前記搬送面と直交する多数のスリットを形成し、
当該スリットを、前記搬送面の溝形状よりも深く当該搬送部の底面には至らない深さにするとともに、上方及び当該搬送部の外周縁に開放させている請求項1乃至4の何れかに記載のワーク搬送装置。 The transport surface is formed so as to form a groove that opens upward on the upper surface side of the transport portion.
A large number of slits orthogonal to the transport surface are formed on the outer peripheral portion of the transport portion.
The slit is deeper than the groove shape of the transport surface so as not to reach the bottom surface of the transport portion, and is open to the upper side and the outer peripheral edge of the transport portion according to any one of claims 1 to 4. The work transfer device described.
In the transport portion, a return surface composed of two straight portions parallel to the transport surface and a U-turn portion connecting these two straight portions is formed in a region closer to the inside than the transport surface. The work transfer device according to any one of claims 1 to 5.
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