JP7816211B2

JP7816211B2 - ワーク整列装置及びワーク整列方法

Info

Publication number: JP7816211B2
Application number: JP2023022184A
Authority: JP
Inventors: 利恭柴田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2023-02-16
Filing date: 2023-02-16
Publication date: 2026-02-18
Anticipated expiration: 2043-02-16
Also published as: JP2024116516A

Description

本発明は、ワーク整列装置及びワーク整列方法に関する。

従来、さまざまなワーク整列装置及びワーク整列方法が知られている。例えば、特許文献１の多関節ロボットは、把持したワークを３６０°全方向に姿勢変換させ、次工程に引き渡すことができる。

特開２０００－１７６８６７号公報

クラッチプレス工程では従来、ロボットやアクチュエータによるワーク箱詰めを行っている。このとき、クラッチプレートは一個当たりのワーク重量が大きく、また一個ずつワークの向きを調整して移動させる必要があるため、工数を要する作業となる。このため、ワーク箱詰め作業の高速化が求められている。

しかし、ワーク一個取り方式では、高速化しようとするとロボットやアクチュエータに過大な負荷がかかるため、高速動作化が難しかった。また、ワーク多数個取り方式では、通い箱の仕切り板の間隔に合わせて挿入する必要があるが、ロボットやアクチュエータでは、複数のワークをまとめて又は重ねて挿入することが難しかった。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、多数個取り方式によるワーク箱詰め作業の高速化が可能なワーク整列装置及びワーク整列方法を提供することにある。

＜第１態様＞
本発明の第１態様は、相反する側に平行な二面を有する複数のワーク（７）を整列させ、通い箱（８）の仕切られた受け部（８２）に一括挿入するワーク整列装置であって、コンベア（１）と、整列装置（２）と、配列装置（３）とを備える。

コンベアは、ワークを一個ずつ高所から低所に滑走させるスロープ（１２）を有し、複数のワークを一列に並べて前進させ、スロープの高所側に押し出す。整列装置は、スロープの低所側でワークを一個ずつ受取り、複数のワークを等間隔に整列させる。配列装置は、整列した複数のワークを一括把持し、通い箱の受け部に一括挿入する。

整列装置は、押え板（２２）と、スプリング（２３）と、カム機構（２４）とを一個のワークごとに有し、ワーク受取後にワークをスライドして待機させる。押え板は、ワーク受取前に進入口を拡げ、ワーク受取後にワークを押えて固定する。スプリングは、ワークを押えるように押え板を付勢する。カム機構は、押え板を動かして進入口を拡げる。

＜第２態様＞
本発明の第２態様は、相反する側に平行な二面を有する複数のワーク（７）を整列させ、通い箱（８）の仕切られた受け部（８２）に一括挿入するワーク整列方法であって、搬入ステップ（Ｓ１）と、整列ステップ（Ｓ２）と、配列ステップ（Ｓ３）とを含む。

搬入ステップでは、ワークを一個ずつ高所から低所に滑走させるスロープ（１２）を有するコンベア（１）が、複数のワークを一列に並べて前進させ、スロープの高所側に押し出す。整列ステップでは、整列装置（２）がスロープの低所側でワークを一個ずつ受取り、複数のワークを等間隔に整列させる。配列ステップでは、整列した複数のワークを、配列装置（３）が一括把持し、通い箱の受け部に一括挿入する。

整列ステップは、受取ステップ（Ｓ２１）と、固定ステップ（Ｓ２２）と、待機ステップ（Ｓ２３）とを含む。受取ステップ、固定ステップ及び待機ステップは一個のワークごとに行われる。受取ステップでは、整列装置のカム機構（２４）がワーク受取前に押え板（２２）を動かして進入口を拡げ、ワークを受取る。固定ステップでは、押え板がスプリング（２３）によりワーク受取後にワークを押えて固定する。待機ステップでは、整列装置がワーク受取後にワークをスライドして待機させる。

以上の構成により、本発明のワーク整列装置及びワーク整列方法では、複数のワークを等間隔に整列させ、また整列させたまま一括して箱詰めすることが可能となるため、多数個取り方式によるワーク箱詰め作業の高速化が可能である。

一実施形態のワーク整列装置の斜視図。一実施形態の（ａ）ワークの斜視図、（ｂ）通い箱とワーク一括挿入のイメージを示す斜視図。一実施形態のコンベアから整列装置へのワーク移動の態様を示す斜視図。一実施形態の整列装置のワーク整列前の態様を示す側面図。一実施形態の整列装置のワーク受取準備の態様を示す側面図。一実施形態の整列装置のワーク受取の態様を示す側面図。一実施形態の整列装置のワーク固定（位置決め）の態様を示す側面図。一実施形態の整列装置のワーク整列の態様を示す側面図。一実施形態の配列装置のワーク群ピックアップの態様を示す斜視図。一実施形態の配列装置のワーク一括挿入の態様を示す斜視図。一実施形態のワーク整列方法のフローチャート。

以下では、一実施形態のワーク整列装置及びワーク整列方法を図面に基づいて説明する。

＜一実施形態＞
一実施形態は、相反する側に平行な二面を有する複数のワーク７を整列させ、通い箱８の仕切り板８１によって仕切られた受け部８２に一括挿入するワーク整列装置であって、コンベア１、整列装置２、配列装置３を備える。

図１に、一実施形態のワーク整列装置の全体像を示す。ワーク７は、ワーク整列装置の働きにより、コンベア１から整列装置２に受け渡され、配列装置３によって通い箱８に一括挿入されることになる。

コンベア１は、搬送路１１、スロープ１２を有する。搬送路１１は、前工程から供給された複数のワーク７を搬送し、最先部にワーク７の進行を阻止する搬送路ワークストッパ１１１を有する。スロープ１２は、搬送路１１と整列装置２との接続点に位置し、搬送路１１からワーク７を受け取り、整列装置２に引き渡す。またスロープ１２は高所側でワーク７の低所側への滑走を阻止するスロープワークストッパ１２１を有する。

コンベア１は、搬送路１１上で、複数のワーク７を一列に並べて前進させ、スロープ１２の高所側に押し出す。ワーク７側からみると、ワーク７は前工程から搬入されて搬送路１１に進入し、ワーク進行方向７Ｄに沿って搬送路１１上を進み、搬送路１１の最先部に到達し、搬送路ワークストッパ１１１に進路をブロックされる。

搬送路ワークストッパ１１１は、スロープ１２がワーク７を受け入れ可能となって、ワーク７をスロープ１２の高所側に押し出すタイミングになると、上方にスライドして進路のブロック状態を解除する。これにより、ワーク７は搬送路１１によってスロープ１２の高所側に押し出される。

スロープ１２の高所側に押し出されたワーク７は、スロープワークストッパ１２１によって滑走しないように再度進路をブロックされ、整列装置２がワーク７を受け取り可能になるまでスロープ１２の高所側で待機する。

整列装置２がワーク７を受け取り可能になると、スロープワークストッパ１２１が上昇方向１２１Ｄ（図６）に沿って上方にスライドして進路のブロック状態を解除する。これによりワーク７がスロープ１２上を高所から低所に滑走し、整列装置２が滑走してきたワーク７を受け取る。

整列装置２は、後述のように、スロープ１２の低所側でワーク７を一個ずつ受取り、複数のワークを等間隔に整列させ、配列装置３が把持可能にする。配列装置３は、本実施形態ではロボット３であり、整列装置２上に並んだワーク群を、アーム３１により一括把持し、通い箱８の受け部８２に挿入する。

図２に、一実施形態のワーク７と通い箱８を示す。図２（ａ）に示すように、本実施形態のワーク７はクラッチロータの略円盤状ワークを想定したものである。また、本実施形態のワーク整列装置は、通い箱８に収納して別の工場や製造ラインに搬送する用途を想定したものである。

図２（ｂ）に示すように、通い箱８には仕切り板８１が嵌め込まれ、仕切り板８１は５個ずつ２列に並んだ受け部８２を形成している。５個のワーク７からなるワーク群は、後述するように、ロボット３のアーム３１によりまとめて把持され、ワーク挿入方向８Ｄに沿って通い箱８に挿入され、収納される。

図３に、コンベア１の搬送路１１から整列装置２へのワーク移動の態様を示す。また、図４～８に、整列装置２によるワーク受取～整列までの一連の動作を示す。整列装置２は固定板２１、押え板２２、スプリング２３、カム機構２４、軌道２５、駆動装置２６を有する。このうち固定板２１、押え板２２、スプリング２３、カム機構２４は、ワーク７を固定して保持するための構成であり、以下では整列ユニットという。駆動装置２６は、軌道２５上に固定された整列ユニットを駆動方向２Ｄに沿って駆動して搬送する。

整列装置２は、固定板２１、押え板２２、スプリング２３、カム機構２４を含む整列ユニットを一個のワーク７ごとに有する。よって本実施形態の整列装置２は、５個の整列ユニットを有する。整列装置２の５個の整列ユニットは、スロープ１２からワーク７をそれぞれ受け取り、ワーク７をスライド搬送して整列したワーク群とし、配列装置３としてのロボット３のアーム３１が把持可能な状態で待機させる。

固定板２１は、ワーク７を受け止める部材であり、ワーク７の位置を規定する。押え板２２は、ワーク７受取前に進入口２０を拡げる向きに動き、ワーク７受取後には逆向きに固定板２１に向かって動いて進入口２０を狭め、ワーク７を押え込んで固定する。スプリング２３は、常にワーク７を押えるように押え板２２を付勢する。カム機構２４はその外縁部に沿って押え板２２を動かし、押え板２２がスプリング２３の付勢力に抗して進入口２０を拡げ、またスプリング２３の付勢力によって元の位置に戻るように駆動する。

図４～８を参照する。図４は、ワーク整列作業前の状態である。５組の整列ユニットのうちの第１、第２の整列ユニットが軌道２５の下側で待機している。続いて、図５のように、駆動装置２６が駆動方向２Ｄに沿って第１の整列ユニットをせり上げるように駆動すると、押え板２２がカム機構２４によって動かされ、固定板２１と押え板２２を連結しているスプリング２３を伸ばしながらワーク７の進入口２０を拡げる。このとき、拡大しつつある進入口２０は、整列装置２のスロープ１２の低所側に接近する。

このタイミングに同期して、スロープワークストッパ１２１は上昇方向１２１Ｄに沿って上方にスライドし、ワーク７にスロープ１２を滑走させ（ワーク７を落下させ）、進入口２０から整列ユニットに滑り込ませる。整列ユニットは進入口２０から滑り込んだワーク７を受け止めながら、駆動装置２６に駆動されて駆動方向２Ｄに沿って搬送され続ける（図６～７）。なお、スロープワークストッパ１２１は、ワーク７を滑走させた後、下降して元の位置に復帰し、コンベア１の搬送路ワークストッパ１１１から次のワーク７が供給されるのを待つ。

上述のように、ワーク７を受け取って駆動装置２６により、軌道２５の上方に搬送された整列ユニットは、スプリング２３の付勢力により押え板２２が進入口２０を狭め、受け取ったワーク７を固定板２１に押さえ付けて固定する（図７）。以上の動作を、５個の整列ユニットが次々に繰り返す。図８のように、ワーク７を固定した５個の整列ユニットが軌道２５の上側に揃うと、そのワーク群はロボット３のアーム３１が届く位置まで搬送され、ロボット３によるピックアップまで待機する。

図９～１０に、配列装置３の構成を示す。配列装置３はロボット３であり、整列装置２が５個ずつ等間隔かつ同じ向きに並べたワーク群を一括把持可能に設けられたアーム３１を有する。アーム３１は、サブアームを５個有する。これら５個のサブアームは互いに協調して動作するように制御されており、それぞれワーク７を把持する。このとき、通い箱８の受け部８２に応じてワーク７同士の間隔を調整し、一括挿入する（図１０）。

図１１に、本実施形態によるワーク整列方法のフローチャートを示す。ワーク整列方法は、相反する側に平行な二面を有する複数のワーク７を整列させ、通い箱８の仕切られた受け部８２に一括挿入するものであり、搬入ステップＳ１、整列ステップＳ２、配列ステップＳ３を含む。

搬入ステップＳ１では、ワーク７を一個ずつ高所から低所に滑走させるスロープ１２を有するコンベア１が、複数のワーク７を一列に並べて前進させ、スロープ１２の高所側に押し出す。整列ステップＳ２では、整列装置２がスロープ１２の低所側でワーク７を一個ずつ受取り、複数のワーク（本実施形態では５個）を等間隔に整列させる。配列ステップＳ３では、整列したワーク群を、配列装置３が一括把持し、通い箱８の受け部８２に一括挿入する。

整列ステップＳ２は、受取ステップＳ２１と、固定ステップＳ２２と、待機ステップＳ２３とを含む。受取ステップＳ２１、固定ステップＳ２２、待機ステップＳ２３は、一個のワーク７ごとに行われる。受取ステップＳ２１では、整列装置２のカム機構２４がワーク受取前に押え板２２を動かして進入口２０を拡げ、ワーク７を受取る。固定ステップＳ２２では、押え板２２がスプリング２３によりワーク受取後にワーク７を押えて固定する。待機ステップＳ２３では、整列装置２がワーク受取後に軌道２５上でワーク７をスライドし、ワーク群ごとに待機させる。

以上の構成により、本実施形態のワーク整列装置及びワーク整列方法は、複数のワークを等間隔に整列させ、また整列させたまま一括して箱詰めすることが可能となるため、多数個取りによるワーク箱詰め作業の高速化が可能である。

＜他の実施形態＞
上述の実施形態では、クラッチプレス工程におけるクラッチプレートをワークに想定した例を紹介した。しかし、ワークは上述の例に限られず、相反する側に平行な二面を有するワークであれば、同様に適用可能である。

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１コンベア、１２スロープ、２整列装置、２２押え板、２３スプリング
２４カム機構、３配列装置、７ワーク、８通い箱、８２受け部

Claims

相反する側に平行な二面を有する複数のワーク（７）を整列させ、通い箱（８）の仕切られた受け部（８２）に一括挿入するワーク整列装置であって、
ワークを一個ずつ高所から低所に滑走させるスロープ（１２）を有し、複数のワークを一列に並べて前進させ、前記スロープの高所側に押し出すコンベア（１）と、
前記スロープの低所側でワークを一個ずつ受取り、複数のワークを等間隔に整列させる整列装置（２）と、
整列した前記複数のワークを一括把持し、前記通い箱の前記受け部に一括挿入する配列装置（３）と、
を備え、
前記整列装置は、ワーク受取前に進入口を拡げ、ワーク受取後にワークを押えて固定する押え板（２２）と、ワークを押えるように前記押え板を付勢するスプリング（２３）と、前記押え板を動かして前記進入口を拡げるカム機構（２４）とを一個のワークごとに有し、ワーク受取後にワークをスライドして待機させるワーク整列装置。
相反する側に平行な二面を有する複数のワーク（７）を整列させ、通い箱（８）の仕切られた受け部（８２）に一括挿入するワーク整列方法であって、
ワークを一個ずつ高所から低所に滑走させるスロープ（１２）を有するコンベア（１）が、複数のワークを一列に並べて前進させ、前記スロープの高所側に押し出す搬入ステップ（Ｓ１）と、
整列装置（２）が前記スロープの低所側でワークを一個ずつ受取り、複数のワークを等間隔に整列させる整列ステップ（Ｓ２）と、
整列した前記複数のワークを、配列装置（３）が一括把持し、前記通い箱の前記受け部に一括挿入する配列ステップ（Ｓ３）と、
を含み、
前記整列ステップは、前記整列装置のカム機構（２４）がワーク受取前に押え板（２２）を動かして進入口を拡げ、ワークを受取る受取ステップ（Ｓ２１）と、前記押え板がスプリング（２３）によりワーク受取後にワークを押えて固定する固定ステップ（Ｓ２２）と、前記整列装置がワーク受取後にワークをスライドして待機させる待機ステップ（Ｓ２３）とを含み、前記受取ステップ、前記固定ステップ及び前記待機ステップを一個のワークごとに行うワーク整列方法。