パレット位置決め装置
【課題】簡単な装置及び動作により、パレットを３次元的に精度よく位置決めすることができるパレット位置決め装置を提供する。
【解決手段】パレット１２に設けられた位置決め部３４と、所定の位置に設けられた固定部材である筐体１６のいずれか一方には、三角形の各頂点の位置に配置された球面状突起である鋼球３５を備える。他方には、断面Ｖ字形の複数のＶ溝２０ｂ，２２ｂが、互いに非平行の向きであって鋼球３５による三角形を含む平面と平行に位置している。位置決め部３４を駆動する駆動装置であるエアシリンダ２４により、位置決め部３４が移動し、各鋼球３５とＶ溝２０ｂ，２２ｂが嵌合して、各鋼球３５の表面がＶ溝２０ｂ，２２ｂの傾斜面に係止され位置決めされる。
【解決手段】パレット１２に設けられた位置決め部３４と、所定の位置に設けられた固定部材である筐体１６のいずれか一方には、三角形の各頂点の位置に配置された球面状突起である鋼球３５を備える。他方には、断面Ｖ字形の複数のＶ溝２０ｂ，２２ｂが、互いに非平行の向きであって鋼球３５による三角形を含む平面と平行に位置している。位置決め部３４を駆動する駆動装置であるエアシリンダ２４により、位置決め部３４が移動し、各鋼球３５とＶ溝２０ｂ，２２ｂが嵌合して、各鋼球３５の表面がＶ溝２０ｂ，２２ｂの傾斜面に係止され位置決めされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークを載せて搬送するパレットを所定の位置に固定するパレット位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パレットの位置決めを高精度に行う装置として、例えば、特許文献１に開示されているように、コンベア上に載置されたパレットの側面にＶ溝を２箇所設け、そのＶ溝に２本の位置決め矢を押し当ててパレットの位置決めを行うパレット位置決め機構が提案されている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されたパレット循環装置では、パレットを支持する昇降テーブル上面に、パレットのガイドローラが落ち込む傾斜切り欠きを設け、パレットの位置決めを行う構造が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２６９６５２号公報
【特許文献２】特開平８−２８２８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のパレット位置決め機構にあっては、Ｘ軸方向（パレットの進行方向）とＹ軸方向（位置決め矢の押し当て方向）の位置決めは精度よくなされるが、Ｚ軸方向（上下方向）は、パレットの両側面が挟持されたときに生じる傾きを制限することができない等の問題があり、精度が悪いものであった。
【０００５】
また、特許文献２の位置決め用の傾斜切り欠きを設けた構造にあっては、Ｘ軸方向（パレットの進行方向）とＺ軸方向（上下方向）の位置決めは比較的安定してなされるが、Ｙ軸方向（パレット幅方向）については、テーブルの傾斜切り欠き構造上、位置決めの精度が悪いものであった。
【０００６】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な装置及び動作により、パレットを３次元的に精度よく位置決めすることができるパレット位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、ワークを搬送するパレットを係止して、所定の位置に固定するパレット位置決め装置であって、前記パレットに設けられた位置決め部と、前記所定の位置に設けられた固定部材のいずれか一方には、三角形の各頂点の位置に配置された球面状突起が設けられ、他方には、断面Ｖ字形の複数のＶ溝が、互いに非平行の向きであって前記球面状突起による三角形を含む平面と平行に形成され、前記位置決め部を駆動する駆動装置が前記所定の位置に設けられ、前記パレットは、前記駆動装置により前記位置決め部が移動し、前記各球面状突起と前記Ｖ溝が嵌合して、前記各球面状突起の表面が前記Ｖ溝の傾斜面に係止されることにより位置決めされるパレット位置決め装置である。
【０００８】
前記駆動装置は、前記パレットの下方に位置して前記パレットを上下方向に移動させて位置決めするものである。
【０００９】
前記パレットの位置決め部に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置され、前記固定部材に固定された係合部材に、前記複数のＶ溝が設けられたものである。
【００１０】
前記パレットの位置決め部に、前記複数のＶ溝が形成された係合部材が設けられ、前記固定部材に固定された係止部材に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置されたものである。
【００１１】
前記Ｖ溝は、Ｔ字形に形成されている。または、前記球面状突起は、正三角形の頂点の位置に各々配置され、対向する前記Ｖ溝は、前記正三角形の重心を中心軸にして互いに６０度の角度で放射状に形成されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のパレット位置決め装置によれば、三角形の頂点をなす配置に形成された３個の球面状突起を、複数のＶ溝が有する一対の傾斜面にそれぞれ点接触で係止させるため、パレットを、固定部材に押し付ける一方向の動作により、３次元的に精度よく位置決めをすることができる。
【００１３】
また、パレットを上下方向に移動させて位置決めすることにより、パレットが位置決めされる下方のデッドスペースを利用して駆動装置を構成することができ、パレット位置決め装置の小型化に寄与することができる。
【００１４】
また、３個の球面状突起を正三角形の頂点をなす配置で形成し、かつ対向するＶ溝を正三角形の重心を軸にして互いに６０度の角度で放射状に６本形成することによって、例えばパレットに対して水平方向に外力が加わった場合でも、その外力は、上記複数の点接触箇所に分散されるので、位置決め状態をより安定に維持することができる。
【００１５】
さらに、パレットを左右一対の載置部上に載架可能な構造とし、その載置部に搬送ガイドを連設してパレットを搬入又は搬出可能に構成すれば、例えば、ワーク搬送ラインにおける各工程間のワーク搬送を容易に自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のパレット位置決め装置の第一の実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、パレットにチャッキングされた金属部品等を搬送し加工等を行う搬送ラインを示す全体図である。搬送ラインは、例えば搬送ラインの両端に設けられた移載工程や、搬送ラインの端部や途中に設けられた複数の加工工程を備えたものである。それぞれの移載位置や加工位置ごとに、図示しないワーク移載装置や加工装置と位置決め装置１０が設置されている。位置決め装置１０は、搬送ラインの所定位置に設置され、パレット１２は、各パレット位置決め装置１０に設けられた支持部１５に一端が支持・固定された搬送ガイド１４に沿って、図示しない駆動装置またはパレットよって順次押されて送られる。
【００１７】
位置決め装置１０は、図２に示すように、側板部１６ａと天板部１６ｂを有する固定部材である筐体１６を備え、側板部１６ａの上端に天板部１６ｂが設けられている。天板部１６ｂは、幅方向に所定間隔を空けて一対の天板部１６ｂが側板部１６ａの上端に取り付けられている。天板部１６ｂ上面の幅方向の両端には、脚部１８ａに支持された載置部１８が一対取り付けられている。その一対の載置部１８の内側上部は、Ｌ字状に切り欠かれて、本体受け部１８ｂが形成され、後述するパレット１２の本体板１２ａの端部が載架される。
【００１８】
さらに、天板部１６ｂ上面の幅方向の中央付近には、支持板２０ａに支持された係合部材２０と、支持板２２ａに支持された係合部材２２とが一対に取り付けられている。係合部材２０は、図３に示すように、板材の平面部分に、断面Ｖ字型の傾斜面を有するＶ溝２０ｂをパレット１２の進行方向であるＸ軸方向（以下、パレットの進行方向をＸ軸方向、パレットの進行方向と直交するパレット幅方向をＹ軸方向、ＸＹ軸方向と直交する上下方向をＺ軸方向という。）に形成したものであって、Ｖ溝２０ｂが支持板２０ａに対して内側下向きに露出させて支持板２０ａに取り付けられている。もう一方の係合部材２２は、板材の平面部分に、Ｖ溝２０ｂと同一形状のＶ溝２２ｂをＹ軸方向に形成したものであって、Ｖ溝２２ｂが支持板２２ａに対しての内側下向きに露出させて支持板２２ａに取り付けられている。このとき、各係合部材２０，２２の平坦な面部分は、同一ＸＹ平面内に配置されている。
【００１９】
また、筐体１６内部には、Ｚ軸方向に昇降動作を行わせる駆動部材である片ロッド形のエアシリンダ２４が設置されている。エアシリンダ２４のロッド２４ａの上端には可動板２４ｂが設けられ、可動板２４ｂ上面に２枚の当接板２６がボルトで一体に螺子止めされており、そのボルトの頭部２８は当接板２６から上方に突出している。そして、この可動板２４ａ及び当接板２６は、一対の天板部１６ｂの先端縁同士が対向する空隙部分に配置され、エアシリンダ２４の駆動によって、Ｚ軸方向に昇降する。
【００２０】
一方、パレット１２は、図２に示すように、断面Ｔ字型のテーブル３０と、ワーク３１をチャッキングするワーク保持部３２と、横断面がドラム型の位置決め部３４と、本体板１２ａとを備えている。テーブル３０は、一対の鍔部３０ａが上側に、凸部３０ｂが下側に配置され、上面にワーク保持部３２が取り付けられている。さらに、ワーク３１はワーク保持部３２の上面中央部にチャッキングされる。
【００２１】
位置決め部３４は、胴部３４ａの上端やや下側に上鍔部３４ｂが、胴部３４ａの上端には凸部３４ｃが、胴部３４ａの下端には下鍔部３４ｄが、それぞれ一体に形成されている。そして、上鍔部３４ｂの上面はテーブル３０の一対の鍔部３０ａの下面に対向して配置され、本体板１２ａを介して一体に螺子止めされている。
【００２２】
下鍔部３４ｄの上面は、載置部１８に本体板１２ａが載せられた状態で、水平な面であって、図２、図３に示すように、３つの同一円形の凹部３４ｅが正三角形の頂点をなす配置で、互いに同一の深さに形成され、その中に鋼球３５の下半分が埋め込まれて接着固定され、球面状突起を形成している。そして、この３個の鋼球３５は、パレット１２を位置決めするとき、２個の鋼球３５は、一方の係合部材２０のＶ溝２０ｂの傾斜面に嵌合し、残る１個の鋼球３５は、他方の係合部材２２のＶ溝２２ｂの傾斜面に嵌合するよう配置されている。
【００２３】
本体板１２ａは、中央に透孔１２ｂが形成された、外形が略正方形の板材である。外形の幅は、上記一対の載置部１８に形成された本体受け部１８ｂ側面の間隔より僅かに小さく設定されている。透孔１２ｂには、テーブル３０の凸部３０ｂと、位置決め部３４の凸部３４ｃとが上下から挿入されている。そして、透孔１２ｂの周辺部分は、テーブル３０の一対の鍔部３０ａの下面と、位置決め部３４の上鍔部３４ｂの上面とに狭持され、その状態で一体に螺子止め固定されている。
【００２４】
次に、位置決め装置１０によってパレット１２が位置決めされる動作を説明する。まず、パレット１２は、搬送ガイド１４に沿って搬送され、図２に示すように、本体板１２ａ両端の下面が載置部１８の本体受け部１８ｂに載架されるよう、手前側から水平に差し入れられる。すると、位置決め部３４の胴部３４ａは、係合部材２０，２２の端縁同士が対向する空隙部分に収まり、胴部の３４ａの下方部分および下鍔部３４ｄは、エアシリンダ２４の当接板２６の上方に、僅かな空間を空けて収まる。このとき、図３に示すように、３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、係合部材２０のＶ溝２０ｂの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向し、残る１個の鋼球３５は、係合部材２２のＶ溝２２ｂの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向している。この状態では、まだ位置決めはなされていない。
【００２５】
次に、図４に示すように、エアシリンダ２４の駆動によって、当接板２６が上昇する。これにより、当接板２６を固定したボルトの頭部２８は、位置決め部３４の下面であって、３個の鋼球３５が配置された正三角形の重心付近に当接し、パレット１２全体を持ち上げる。パレット１２は、胴部３４ａが係合部材２０，２２の先端縁に支えられ、ほとんど傾くことなく上昇する。すると、３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、Ｖ溝２０ｂの傾斜面に嵌合して係止され、同時に残る１個の鋼球３５が、Ｖ溝２２ｂの傾斜面に嵌合して係止される。そして、この状態において、パレット１２は、固定部材である筐体１６に対して位置決めがなされる。
【００２６】
位置決めがなされると、ワーク３１は、図示しない加工装置等によって所定の処理が施される。そして、処理が終了すると、エアシリンダ２４の駆動によって当接板２６が下降し、パレット１２は位置決めが解除された図２の状態に戻る。
【００２７】
このように構成された位置決め装置１０とパレット１２によれば、凹部３４ｅから突出した鋼球３５の球状表面は、係合部材２０，２２に形成されたＶ溝２０ａ，２２ｂが有する一対の傾斜面にそれぞれに点接触で係止される。従って、パレット１２は、ＸＹＺ軸全ての方向について、単一動作で精度よく位置決めされる。また、エアシリンダ２４を用いた昇降装置は、パレット１２が位置決めされる下方のデッドスペースを利用して構成可能なため、位置決め装置をコンパクトに実現することができる。
【００２８】
次に、本発明のパレット位置決め装置の第二の実施形態について、図５〜図８に基づいて説明する。なお、第一の実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る位置決め装置４０及びパレット４２は、上述した図１の位置決め装置１０及びパレット１２に置き換えて搬送ラインが構成される。
【００２９】
位置決め装置４０は、図５に示すように、筐体４４は、側板部４４ａと天板部４４ｂ備えている。天板部４４ｂ上面の幅方向のやや外側箇所に透孔４４ｃが四隅部に形成され、透孔４４ｃには両ロッド形のリニアブッシュ４６が各々挿通され、その外筒部４６ａは透孔４４ｃにＺ軸方向に直立した状態で固定されている。そして、外筒部４６ａの内部を上下に摺動可能なシャフト４６ｂの上端には、一対の載置部１８が各々取り付けられている。さらに、一対の載置部１８の内側上部には、Ｌ字状に切り欠かれた本体受け部１８ｂが形成され、後述するパレット４２の本体板１２ａの端部が載架される。
【００３０】
天板部４４ｂ上面の透孔４４ｃ間であって一対の載置部１８間の下方には、先端縁がコの字形に屈曲した一対の支持部材４７が設けられ、一対の支持部材４７の基端部は、Ｘ軸方向の一端部下方で、連結部材４８に固定され、連結部材４８は、昇降部材であるエアシリンダ２４の可動板２４ｂに取り付けられている。
【００３１】
さらに、天板部４４ｂ上面の中央部には、円板形の係止部材４９が取り付けられている。係止部材４９の上面は水平な面であって、図６（ａ）（ｂ）に示すように、３つの凹部３４ｅは、正三角形の頂点の位置関係を有し、そのうち２つの凹部３４ｅは、図５に示す取り付け状態で、Ｘ軸線上に配置され、互いに同一の深さに形成されている。そして、凹部３４ｅには、各々鋼球３５の下半分が埋め込まれて接着固定されている。
【００３２】
エアシリンダ２４の駆動力は、図示しない機構によってリニアブッシュ４６のシャフト４６ｂにも伝達され、シャフト４６ｂは、昇降部材４８の移動と一体に昇降動作するよう構成されている。
【００３３】
一方、パレット４２は、図５に示すように、断面Ｔ字型のテーブル３０と、ワーク３１をチャッキングしたワーク保持部３２と、位置決め部３４と、本体板１２ａとを備え、パレット１２と同様に組み付けられている。そして、位置決め部３４は、下面に係合部材５０が取り付けられ固定されている。
【００３４】
係合部材５０は、図７に示すように、係止部材４９とほぼ同径の円板形のものである。そして、その下面は水平な面であって、断面Ｖ字型の傾斜面を有するＶ溝５０ａがＸ軸方向に形成され、Ｖ溝５０ａと同一形状のＶ溝５０ｂがＹ軸方向に形成されたものである。なお、係止部材４９に埋め込まれた３個の鋼球３５は、パレットを位置決めするとき、２個の鋼球３５はＶ溝５０ａの傾斜面に嵌合し、残る１個の鋼球３５はＶ溝５０ｂの傾斜面に嵌合するよう配置されている。
【００３５】
次に、位置決め装置４０によってパレット４２が位置決めされる動作を説明する。まず、パレット４２は、搬送ガイド１４によって搬送され、図５に示すように、本体板１２ａ両端の下面が載置部１８の本体受け部１８ｂに載架されるよう、手前側から水平に差し入れられる。すると、位置決め部３４の胴部３４ａは、一対の支持部材４７のコの字形部分の先端縁同士が対向する空隙部分に収まり、胴部の３４ａの下方部分および下鍔部３４ｄは、係止部材４９の上方に収まる。このとき、係止部材４９上面の３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、係合部材５０のＶ溝５０ａの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向し、また、残る１個の鋼球３５は、係合部材５０のＶ溝５０ｂの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向している。この状態では、まだ位置決めはなされていない。
【００３６】
次に、エアシリンダ２４の駆動によって、一対の支持部材４７が下降し、本体受け部１８ｂ上に載架されているパレット４２が下降する。このとき、一対の載置部１８も一体に下降するので、パレット４２の下降を妨げることはない。
【００３７】
そして、係止部材４９の３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、Ｖ溝２０ｂの傾斜面に嵌合して係止され、同時に残る１個の鋼球３５は、Ｖ溝２２ｂの傾斜面に嵌合して係止される。そして、この状態において、パレット４２は、固定部材である筐体４４に対して位置決めがなされる。
【００３８】
位置決めがなされると、ワーク３１は、図示しない加工装置等によって所定の処理が施される。そして、処理が終了すると、エアシリンダ２４の駆動によって一対の載置部１８及び支持部材４７が上昇し、パレット４２の位置決めが解除された図５の状態に戻り、次の工程に送られる。
【００３９】
このように構成された位置決め装置４０とパレット４２によれば、係止部材４９の凹部３４ｅから突出した鋼球３５の球状表面が、係合部材５０に形成されたＶ溝５０ａ，５０ｂが有する一対の傾斜面にそれぞれに点接触で係止される。従って、パレット４２は、ＸＹＺ軸全ての方向について、単一動作で精度よく位置決めされる。また、パレット４２は、筐体４４の天板部４４ｂ上面という安定した箇所に位置決めされるため、加工時にワーク３１に加わる振動や衝撃が加わっても、パレットの位置ずれが生じにくい。
【００４０】
次に、係合部材５０の変形例について、図８に基づいて説明する。係合部材６０は、係合部材５０と同様な円板形の外形を有し、下面には、断面Ｖ字型の傾斜面を有する６本のＶ溝６０ａが、中心点から互いに６０度の角度で放射状に形成されている。
【００４１】
上記係合部材５０に代えて、係合部材６０が取り付けられたパレット４２は、位置決め装置４０の載置部１８に載架され、上記と同様の動作によって下降する。すると、係止部材４８の３個の鋼球３５と係合部材６０とが当接し、３個の鋼球３５は、係合部材６０下面の６本のＶ溝６０ａのうち、中心点から互いに１２０度の角度に位置する３本のＶ溝６０ａの傾斜面に嵌合して係止される。すなわち、３本のＶ溝６０ａが有する一対の傾斜面にそれぞれに点接触で係止され、パレット４２を、ＸＹＺ軸全ての方向について、正確に位置決めをするものである。
【００４２】
係合部材６０によれば、パレットに対して水平方向（ＸＹ軸方向）に任意の角度で外力が加わった場合でも、その外力は、上記複数の点接触箇所にほぼ均等に分散されるので、係合部材５０を用いた場合の位置決め状態の安定性を、さらに向上させることができる。
【００４３】
また、６本のＶ溝６０ａは、中心点から互いに１２０度の角度に位置する３本のＶ溝６０ａで構成されている。従って、係合部材６０を製作するときは、円板の外周上の一点から中心点挟んで対向する一点に向けて、直線的なＶ溝を形成するという単純な加工を３回行えば足りるため、汎用的な切削加工装置を用いて容易に製作可能であり、Ｖ溝の深さや傾斜角などの設計の自由度も高い。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、パレットの位置決め部又は固定部材の何れに球面状の突起またはＶ溝が形成されていても良く、球面状の突起は、Ｖ溝と嵌合したときにＶ溝の一対の傾斜面に点接触することが可能な形状であれば、必ずしも正確な球面である必要はなく、楕円球状や円錐台状の突起であってもよい。また、上記のように位置決めされたパレットを、その位置に保持するため、パレット固定装置や固定具など別途付設して、パレットをより強固に固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明のパレット位置決め装置を含む搬送ライン全体を示す側面図である。
【図２】この発明のパレット位置決め装置の第一の実施形態のパレットの周辺部分の構成を説明する図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２の係合部材の周辺部分の構成を説明する図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２に示す断面図において、位置決め動作状態を示す断面図である。
【図５】この発明のパレット位置決め装置の第二の実施形態のパレット周辺部分の構成を説明する縦断面図である。
【図６】この実施形態の係止部材の平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図７】この実施形態の係合部材の側面図（ａ）と底面図（ｂ）である。
【図８】この実施形態の係合部材の変形例を示す側面図（ａ）と底面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 位置決め装置
１２ パレット
１２ａ 本体板
１４ 搬送ガイド
１６ 筐体
１８ 載置部
２０，２２ 係合部材
２０ｂ，２２ｂ Ｖ溝
２４ エアシリンダ
３１ ワーク
３２ ワーク保持部
３４ 位置決め部
３４ｄ 下鍔部
３５ 鋼球
４９ 係止部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークを載せて搬送するパレットを所定の位置に固定するパレット位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パレットの位置決めを高精度に行う装置として、例えば、特許文献１に開示されているように、コンベア上に載置されたパレットの側面にＶ溝を２箇所設け、そのＶ溝に２本の位置決め矢を押し当ててパレットの位置決めを行うパレット位置決め機構が提案されている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されたパレット循環装置では、パレットを支持する昇降テーブル上面に、パレットのガイドローラが落ち込む傾斜切り欠きを設け、パレットの位置決めを行う構造が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２６９６５２号公報
【特許文献２】特開平８−２８２８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のパレット位置決め機構にあっては、Ｘ軸方向（パレットの進行方向）とＹ軸方向（位置決め矢の押し当て方向）の位置決めは精度よくなされるが、Ｚ軸方向（上下方向）は、パレットの両側面が挟持されたときに生じる傾きを制限することができない等の問題があり、精度が悪いものであった。
【０００５】
また、特許文献２の位置決め用の傾斜切り欠きを設けた構造にあっては、Ｘ軸方向（パレットの進行方向）とＺ軸方向（上下方向）の位置決めは比較的安定してなされるが、Ｙ軸方向（パレット幅方向）については、テーブルの傾斜切り欠き構造上、位置決めの精度が悪いものであった。
【０００６】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な装置及び動作により、パレットを３次元的に精度よく位置決めすることができるパレット位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、ワークを搬送するパレットを係止して、所定の位置に固定するパレット位置決め装置であって、前記パレットに設けられた位置決め部と、前記所定の位置に設けられた固定部材のいずれか一方には、三角形の各頂点の位置に配置された球面状突起が設けられ、他方には、断面Ｖ字形の複数のＶ溝が、互いに非平行の向きであって前記球面状突起による三角形を含む平面と平行に形成され、前記位置決め部を駆動する駆動装置が前記所定の位置に設けられ、前記パレットは、前記駆動装置により前記位置決め部が移動し、前記各球面状突起と前記Ｖ溝が嵌合して、前記各球面状突起の表面が前記Ｖ溝の傾斜面に係止されることにより位置決めされるパレット位置決め装置である。
【０００８】
前記駆動装置は、前記パレットの下方に位置して前記パレットを上下方向に移動させて位置決めするものである。
【０００９】
前記パレットの位置決め部に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置され、前記固定部材に固定された係合部材に、前記複数のＶ溝が設けられたものである。
【００１０】
前記パレットの位置決め部に、前記複数のＶ溝が形成された係合部材が設けられ、前記固定部材に固定された係止部材に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置されたものである。
【００１１】
前記Ｖ溝は、Ｔ字形に形成されている。または、前記球面状突起は、正三角形の頂点の位置に各々配置され、対向する前記Ｖ溝は、前記正三角形の重心を中心軸にして互いに６０度の角度で放射状に形成されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のパレット位置決め装置によれば、三角形の頂点をなす配置に形成された３個の球面状突起を、複数のＶ溝が有する一対の傾斜面にそれぞれ点接触で係止させるため、パレットを、固定部材に押し付ける一方向の動作により、３次元的に精度よく位置決めをすることができる。
【００１３】
また、パレットを上下方向に移動させて位置決めすることにより、パレットが位置決めされる下方のデッドスペースを利用して駆動装置を構成することができ、パレット位置決め装置の小型化に寄与することができる。
【００１４】
また、３個の球面状突起を正三角形の頂点をなす配置で形成し、かつ対向するＶ溝を正三角形の重心を軸にして互いに６０度の角度で放射状に６本形成することによって、例えばパレットに対して水平方向に外力が加わった場合でも、その外力は、上記複数の点接触箇所に分散されるので、位置決め状態をより安定に維持することができる。
【００１５】
さらに、パレットを左右一対の載置部上に載架可能な構造とし、その載置部に搬送ガイドを連設してパレットを搬入又は搬出可能に構成すれば、例えば、ワーク搬送ラインにおける各工程間のワーク搬送を容易に自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のパレット位置決め装置の第一の実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、パレットにチャッキングされた金属部品等を搬送し加工等を行う搬送ラインを示す全体図である。搬送ラインは、例えば搬送ラインの両端に設けられた移載工程や、搬送ラインの端部や途中に設けられた複数の加工工程を備えたものである。それぞれの移載位置や加工位置ごとに、図示しないワーク移載装置や加工装置と位置決め装置１０が設置されている。位置決め装置１０は、搬送ラインの所定位置に設置され、パレット１２は、各パレット位置決め装置１０に設けられた支持部１５に一端が支持・固定された搬送ガイド１４に沿って、図示しない駆動装置またはパレットよって順次押されて送られる。
【００１７】
位置決め装置１０は、図２に示すように、側板部１６ａと天板部１６ｂを有する固定部材である筐体１６を備え、側板部１６ａの上端に天板部１６ｂが設けられている。天板部１６ｂは、幅方向に所定間隔を空けて一対の天板部１６ｂが側板部１６ａの上端に取り付けられている。天板部１６ｂ上面の幅方向の両端には、脚部１８ａに支持された載置部１８が一対取り付けられている。その一対の載置部１８の内側上部は、Ｌ字状に切り欠かれて、本体受け部１８ｂが形成され、後述するパレット１２の本体板１２ａの端部が載架される。
【００１８】
さらに、天板部１６ｂ上面の幅方向の中央付近には、支持板２０ａに支持された係合部材２０と、支持板２２ａに支持された係合部材２２とが一対に取り付けられている。係合部材２０は、図３に示すように、板材の平面部分に、断面Ｖ字型の傾斜面を有するＶ溝２０ｂをパレット１２の進行方向であるＸ軸方向（以下、パレットの進行方向をＸ軸方向、パレットの進行方向と直交するパレット幅方向をＹ軸方向、ＸＹ軸方向と直交する上下方向をＺ軸方向という。）に形成したものであって、Ｖ溝２０ｂが支持板２０ａに対して内側下向きに露出させて支持板２０ａに取り付けられている。もう一方の係合部材２２は、板材の平面部分に、Ｖ溝２０ｂと同一形状のＶ溝２２ｂをＹ軸方向に形成したものであって、Ｖ溝２２ｂが支持板２２ａに対しての内側下向きに露出させて支持板２２ａに取り付けられている。このとき、各係合部材２０，２２の平坦な面部分は、同一ＸＹ平面内に配置されている。
【００１９】
また、筐体１６内部には、Ｚ軸方向に昇降動作を行わせる駆動部材である片ロッド形のエアシリンダ２４が設置されている。エアシリンダ２４のロッド２４ａの上端には可動板２４ｂが設けられ、可動板２４ｂ上面に２枚の当接板２６がボルトで一体に螺子止めされており、そのボルトの頭部２８は当接板２６から上方に突出している。そして、この可動板２４ａ及び当接板２６は、一対の天板部１６ｂの先端縁同士が対向する空隙部分に配置され、エアシリンダ２４の駆動によって、Ｚ軸方向に昇降する。
【００２０】
一方、パレット１２は、図２に示すように、断面Ｔ字型のテーブル３０と、ワーク３１をチャッキングするワーク保持部３２と、横断面がドラム型の位置決め部３４と、本体板１２ａとを備えている。テーブル３０は、一対の鍔部３０ａが上側に、凸部３０ｂが下側に配置され、上面にワーク保持部３２が取り付けられている。さらに、ワーク３１はワーク保持部３２の上面中央部にチャッキングされる。
【００２１】
位置決め部３４は、胴部３４ａの上端やや下側に上鍔部３４ｂが、胴部３４ａの上端には凸部３４ｃが、胴部３４ａの下端には下鍔部３４ｄが、それぞれ一体に形成されている。そして、上鍔部３４ｂの上面はテーブル３０の一対の鍔部３０ａの下面に対向して配置され、本体板１２ａを介して一体に螺子止めされている。
【００２２】
下鍔部３４ｄの上面は、載置部１８に本体板１２ａが載せられた状態で、水平な面であって、図２、図３に示すように、３つの同一円形の凹部３４ｅが正三角形の頂点をなす配置で、互いに同一の深さに形成され、その中に鋼球３５の下半分が埋め込まれて接着固定され、球面状突起を形成している。そして、この３個の鋼球３５は、パレット１２を位置決めするとき、２個の鋼球３５は、一方の係合部材２０のＶ溝２０ｂの傾斜面に嵌合し、残る１個の鋼球３５は、他方の係合部材２２のＶ溝２２ｂの傾斜面に嵌合するよう配置されている。
【００２３】
本体板１２ａは、中央に透孔１２ｂが形成された、外形が略正方形の板材である。外形の幅は、上記一対の載置部１８に形成された本体受け部１８ｂ側面の間隔より僅かに小さく設定されている。透孔１２ｂには、テーブル３０の凸部３０ｂと、位置決め部３４の凸部３４ｃとが上下から挿入されている。そして、透孔１２ｂの周辺部分は、テーブル３０の一対の鍔部３０ａの下面と、位置決め部３４の上鍔部３４ｂの上面とに狭持され、その状態で一体に螺子止め固定されている。
【００２４】
次に、位置決め装置１０によってパレット１２が位置決めされる動作を説明する。まず、パレット１２は、搬送ガイド１４に沿って搬送され、図２に示すように、本体板１２ａ両端の下面が載置部１８の本体受け部１８ｂに載架されるよう、手前側から水平に差し入れられる。すると、位置決め部３４の胴部３４ａは、係合部材２０，２２の端縁同士が対向する空隙部分に収まり、胴部の３４ａの下方部分および下鍔部３４ｄは、エアシリンダ２４の当接板２６の上方に、僅かな空間を空けて収まる。このとき、図３に示すように、３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、係合部材２０のＶ溝２０ｂの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向し、残る１個の鋼球３５は、係合部材２２のＶ溝２２ｂの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向している。この状態では、まだ位置決めはなされていない。
【００２５】
次に、図４に示すように、エアシリンダ２４の駆動によって、当接板２６が上昇する。これにより、当接板２６を固定したボルトの頭部２８は、位置決め部３４の下面であって、３個の鋼球３５が配置された正三角形の重心付近に当接し、パレット１２全体を持ち上げる。パレット１２は、胴部３４ａが係合部材２０，２２の先端縁に支えられ、ほとんど傾くことなく上昇する。すると、３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、Ｖ溝２０ｂの傾斜面に嵌合して係止され、同時に残る１個の鋼球３５が、Ｖ溝２２ｂの傾斜面に嵌合して係止される。そして、この状態において、パレット１２は、固定部材である筐体１６に対して位置決めがなされる。
【００２６】
位置決めがなされると、ワーク３１は、図示しない加工装置等によって所定の処理が施される。そして、処理が終了すると、エアシリンダ２４の駆動によって当接板２６が下降し、パレット１２は位置決めが解除された図２の状態に戻る。
【００２７】
このように構成された位置決め装置１０とパレット１２によれば、凹部３４ｅから突出した鋼球３５の球状表面は、係合部材２０，２２に形成されたＶ溝２０ａ，２２ｂが有する一対の傾斜面にそれぞれに点接触で係止される。従って、パレット１２は、ＸＹＺ軸全ての方向について、単一動作で精度よく位置決めされる。また、エアシリンダ２４を用いた昇降装置は、パレット１２が位置決めされる下方のデッドスペースを利用して構成可能なため、位置決め装置をコンパクトに実現することができる。
【００２８】
次に、本発明のパレット位置決め装置の第二の実施形態について、図５〜図８に基づいて説明する。なお、第一の実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る位置決め装置４０及びパレット４２は、上述した図１の位置決め装置１０及びパレット１２に置き換えて搬送ラインが構成される。
【００２９】
位置決め装置４０は、図５に示すように、筐体４４は、側板部４４ａと天板部４４ｂ備えている。天板部４４ｂ上面の幅方向のやや外側箇所に透孔４４ｃが四隅部に形成され、透孔４４ｃには両ロッド形のリニアブッシュ４６が各々挿通され、その外筒部４６ａは透孔４４ｃにＺ軸方向に直立した状態で固定されている。そして、外筒部４６ａの内部を上下に摺動可能なシャフト４６ｂの上端には、一対の載置部１８が各々取り付けられている。さらに、一対の載置部１８の内側上部には、Ｌ字状に切り欠かれた本体受け部１８ｂが形成され、後述するパレット４２の本体板１２ａの端部が載架される。
【００３０】
天板部４４ｂ上面の透孔４４ｃ間であって一対の載置部１８間の下方には、先端縁がコの字形に屈曲した一対の支持部材４７が設けられ、一対の支持部材４７の基端部は、Ｘ軸方向の一端部下方で、連結部材４８に固定され、連結部材４８は、昇降部材であるエアシリンダ２４の可動板２４ｂに取り付けられている。
【００３１】
さらに、天板部４４ｂ上面の中央部には、円板形の係止部材４９が取り付けられている。係止部材４９の上面は水平な面であって、図６（ａ）（ｂ）に示すように、３つの凹部３４ｅは、正三角形の頂点の位置関係を有し、そのうち２つの凹部３４ｅは、図５に示す取り付け状態で、Ｘ軸線上に配置され、互いに同一の深さに形成されている。そして、凹部３４ｅには、各々鋼球３５の下半分が埋め込まれて接着固定されている。
【００３２】
エアシリンダ２４の駆動力は、図示しない機構によってリニアブッシュ４６のシャフト４６ｂにも伝達され、シャフト４６ｂは、昇降部材４８の移動と一体に昇降動作するよう構成されている。
【００３３】
一方、パレット４２は、図５に示すように、断面Ｔ字型のテーブル３０と、ワーク３１をチャッキングしたワーク保持部３２と、位置決め部３４と、本体板１２ａとを備え、パレット１２と同様に組み付けられている。そして、位置決め部３４は、下面に係合部材５０が取り付けられ固定されている。
【００３４】
係合部材５０は、図７に示すように、係止部材４９とほぼ同径の円板形のものである。そして、その下面は水平な面であって、断面Ｖ字型の傾斜面を有するＶ溝５０ａがＸ軸方向に形成され、Ｖ溝５０ａと同一形状のＶ溝５０ｂがＹ軸方向に形成されたものである。なお、係止部材４９に埋め込まれた３個の鋼球３５は、パレットを位置決めするとき、２個の鋼球３５はＶ溝５０ａの傾斜面に嵌合し、残る１個の鋼球３５はＶ溝５０ｂの傾斜面に嵌合するよう配置されている。
【００３５】
次に、位置決め装置４０によってパレット４２が位置決めされる動作を説明する。まず、パレット４２は、搬送ガイド１４によって搬送され、図５に示すように、本体板１２ａ両端の下面が載置部１８の本体受け部１８ｂに載架されるよう、手前側から水平に差し入れられる。すると、位置決め部３４の胴部３４ａは、一対の支持部材４７のコの字形部分の先端縁同士が対向する空隙部分に収まり、胴部の３４ａの下方部分および下鍔部３４ｄは、係止部材４９の上方に収まる。このとき、係止部材４９上面の３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、係合部材５０のＶ溝５０ａの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向し、また、残る１個の鋼球３５は、係合部材５０のＶ溝５０ｂの傾斜面に対して僅かな空間を空けてＺ軸方向に対向している。この状態では、まだ位置決めはなされていない。
【００３６】
次に、エアシリンダ２４の駆動によって、一対の支持部材４７が下降し、本体受け部１８ｂ上に載架されているパレット４２が下降する。このとき、一対の載置部１８も一体に下降するので、パレット４２の下降を妨げることはない。
【００３７】
そして、係止部材４９の３個の鋼球３５のうち、２個の鋼球３５は、Ｖ溝２０ｂの傾斜面に嵌合して係止され、同時に残る１個の鋼球３５は、Ｖ溝２２ｂの傾斜面に嵌合して係止される。そして、この状態において、パレット４２は、固定部材である筐体４４に対して位置決めがなされる。
【００３８】
位置決めがなされると、ワーク３１は、図示しない加工装置等によって所定の処理が施される。そして、処理が終了すると、エアシリンダ２４の駆動によって一対の載置部１８及び支持部材４７が上昇し、パレット４２の位置決めが解除された図５の状態に戻り、次の工程に送られる。
【００３９】
このように構成された位置決め装置４０とパレット４２によれば、係止部材４９の凹部３４ｅから突出した鋼球３５の球状表面が、係合部材５０に形成されたＶ溝５０ａ，５０ｂが有する一対の傾斜面にそれぞれに点接触で係止される。従って、パレット４２は、ＸＹＺ軸全ての方向について、単一動作で精度よく位置決めされる。また、パレット４２は、筐体４４の天板部４４ｂ上面という安定した箇所に位置決めされるため、加工時にワーク３１に加わる振動や衝撃が加わっても、パレットの位置ずれが生じにくい。
【００４０】
次に、係合部材５０の変形例について、図８に基づいて説明する。係合部材６０は、係合部材５０と同様な円板形の外形を有し、下面には、断面Ｖ字型の傾斜面を有する６本のＶ溝６０ａが、中心点から互いに６０度の角度で放射状に形成されている。
【００４１】
上記係合部材５０に代えて、係合部材６０が取り付けられたパレット４２は、位置決め装置４０の載置部１８に載架され、上記と同様の動作によって下降する。すると、係止部材４８の３個の鋼球３５と係合部材６０とが当接し、３個の鋼球３５は、係合部材６０下面の６本のＶ溝６０ａのうち、中心点から互いに１２０度の角度に位置する３本のＶ溝６０ａの傾斜面に嵌合して係止される。すなわち、３本のＶ溝６０ａが有する一対の傾斜面にそれぞれに点接触で係止され、パレット４２を、ＸＹＺ軸全ての方向について、正確に位置決めをするものである。
【００４２】
係合部材６０によれば、パレットに対して水平方向（ＸＹ軸方向）に任意の角度で外力が加わった場合でも、その外力は、上記複数の点接触箇所にほぼ均等に分散されるので、係合部材５０を用いた場合の位置決め状態の安定性を、さらに向上させることができる。
【００４３】
また、６本のＶ溝６０ａは、中心点から互いに１２０度の角度に位置する３本のＶ溝６０ａで構成されている。従って、係合部材６０を製作するときは、円板の外周上の一点から中心点挟んで対向する一点に向けて、直線的なＶ溝を形成するという単純な加工を３回行えば足りるため、汎用的な切削加工装置を用いて容易に製作可能であり、Ｖ溝の深さや傾斜角などの設計の自由度も高い。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、パレットの位置決め部又は固定部材の何れに球面状の突起またはＶ溝が形成されていても良く、球面状の突起は、Ｖ溝と嵌合したときにＶ溝の一対の傾斜面に点接触することが可能な形状であれば、必ずしも正確な球面である必要はなく、楕円球状や円錐台状の突起であってもよい。また、上記のように位置決めされたパレットを、その位置に保持するため、パレット固定装置や固定具など別途付設して、パレットをより強固に固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明のパレット位置決め装置を含む搬送ライン全体を示す側面図である。
【図２】この発明のパレット位置決め装置の第一の実施形態のパレットの周辺部分の構成を説明する図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２の係合部材の周辺部分の構成を説明する図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２に示す断面図において、位置決め動作状態を示す断面図である。
【図５】この発明のパレット位置決め装置の第二の実施形態のパレット周辺部分の構成を説明する縦断面図である。
【図６】この実施形態の係止部材の平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図７】この実施形態の係合部材の側面図（ａ）と底面図（ｂ）である。
【図８】この実施形態の係合部材の変形例を示す側面図（ａ）と底面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 位置決め装置
１２ パレット
１２ａ 本体板
１４ 搬送ガイド
１６ 筐体
１８ 載置部
２０，２２ 係合部材
２０ｂ，２２ｂ Ｖ溝
２４ エアシリンダ
３１ ワーク
３２ ワーク保持部
３４ 位置決め部
３４ｄ 下鍔部
３５ 鋼球
４９ 係止部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送するパレットを係止して、所定の位置に固定するパレット位置決め装置において、
前記パレットに設けられた位置決め部と、前記所定の位置に設けられた固定部材のいずれか一方には、三角形の各頂点の位置に配置された球面状突起が設けられ、他方には、断面Ｖ字形の複数のＶ溝が、互いに非平行の向きであって前記球面状突起による三角形を含む平面と平行に形成され、前記位置決め部を駆動する駆動装置が前記所定の位置に設けられ、前記パレットは、前記駆動装置により前記位置決め部が移動し、前記各球面状突起と前記Ｖ溝が嵌合して、前記各球面状突起の表面が前記Ｖ溝の傾斜面に係止されることにより位置決めされることを特徴とするパレット位置決め装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記パレットの下方に位置して前記パレットを上下方向に移動させて位置決めすることを特徴とする請求項１記載のパレット位置決め装置。
【請求項３】
前記パレットの位置決め部に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置され、前記固定部材に固定された係合部材に、前記複数のＶ溝が設けられたことを特徴とする請求項２記載のパレット位置決め装置。
【請求項４】
前記パレットの位置決め部に、前記複数のＶ溝が形成された係合部材が設けられ、前記固定部材に固定された係止部材に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置されたことを特徴とする請求項２記載のパレット位置決め装置。
【請求項５】
前記Ｖ溝は、Ｔ字形に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のパレット位置決め装置。
【請求項６】
前記球面状突起は、正三角形の頂点の位置に各々配置され、対向する前記Ｖ溝は、前記正三角形の重心を中心軸にして互いに６０度の角度で放射状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のパレット位置決め装置。
【請求項１】
ワークを搬送するパレットを係止して、所定の位置に固定するパレット位置決め装置において、
前記パレットに設けられた位置決め部と、前記所定の位置に設けられた固定部材のいずれか一方には、三角形の各頂点の位置に配置された球面状突起が設けられ、他方には、断面Ｖ字形の複数のＶ溝が、互いに非平行の向きであって前記球面状突起による三角形を含む平面と平行に形成され、前記位置決め部を駆動する駆動装置が前記所定の位置に設けられ、前記パレットは、前記駆動装置により前記位置決め部が移動し、前記各球面状突起と前記Ｖ溝が嵌合して、前記各球面状突起の表面が前記Ｖ溝の傾斜面に係止されることにより位置決めされることを特徴とするパレット位置決め装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記パレットの下方に位置して前記パレットを上下方向に移動させて位置決めすることを特徴とする請求項１記載のパレット位置決め装置。
【請求項３】
前記パレットの位置決め部に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置され、前記固定部材に固定された係合部材に、前記複数のＶ溝が設けられたことを特徴とする請求項２記載のパレット位置決め装置。
【請求項４】
前記パレットの位置決め部に、前記複数のＶ溝が形成された係合部材が設けられ、前記固定部材に固定された係止部材に、前記球面状突起が水平面上に位置して配置されたことを特徴とする請求項２記載のパレット位置決め装置。
【請求項５】
前記Ｖ溝は、Ｔ字形に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のパレット位置決め装置。
【請求項６】
前記球面状突起は、正三角形の頂点の位置に各々配置され、対向する前記Ｖ溝は、前記正三角形の重心を中心軸にして互いに６０度の角度で放射状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のパレット位置決め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１８４８１７（Ｐ２００９−１８４８１７Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９４１２（Ｐ２００８−２９４１２）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（５９１１２４７２１）立山マシン株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（５９１１２４７２１）立山マシン株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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