专利名称：成型品取出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从成型机的金属模中取出成型的成型品所使用的成型品取出装置。
背景技术：
使用成型机成型成型品，打开金属模，为从打开的金属模中取出其中的成型品，把成型品取出装置与成型机装配在一起。此成型品取出装置一般是组装成直动机构(直動機槽)的正交座标型的取出机，并装备在前端具有从金属模中取出成型品所使用的成型品把持手柄的升降臂。
成型品取出装置即有邻接成型机设置的情形也有安装在成型机的上部的情形。通常成型品取出装置被安装在成型机的上部的情形较多。但是在这种情况下，设备的整体高度高，如果天花板低，将会出现成型品取出装置不能被安装在成型机上的问题。因此，高度尽可能低的成型品取出装置是人们所希望的。
影响成型品取出装置的高度的因素之一是在高度的方向上移动的升降臂。升降臂在高度的方向(Z轴方向)上移动，其作用是使手柄、吸附盘等成型品把持机构移动。升降臂具有导向部，此导向部的高度必需是升降冲程或以上的高度。
图6A及图6B是升降臂所利用的直线运动机构的说明图。直线运动机构具有臂100和导向基座101。臂100通过支撑构件102被支撑在导向基座101上，沿着导向基座101在如图6A及图6B所示的左右方向上移动。如果设此臂100的移动冲程为A，支撑构件102的长度(沿着臂100移动方向的长度)为B的话，导向基座101所必须的长度是(A+B)。这样的直线运动机构如果被用于成型品取出装置的升降臂上，成型品取出装置的高度将很高。
所以为了缩短升降臂的全长，在成型品取出装置的升降臂中大多采用二级倍速机构。图7A及B是此二级倍速机构的工作说明图。二级倍速机构具有支撑构件200和位于其两端被旋转自如支撑的两个滑轮201、202。在这两个滑轮201、202之间施加上规定张力而挂设一条传动带203。传动带203的一部分被固定在安装二级倍速机构的设备的基座等上面设置的固定部204上。并且，在传动带203上与固定在固定部204上的部分相对的部分之上固定有工作臂205。从图7A所示的状态让支撑构件200只移动L距离时，当然，工作臂205也从当初的位置只移动L距离。另一方面，由于传动带203被固定在固定部204上，它在两个滑轮201、202之间转动了L距离。由于工作臂205通过该传动带203的转动与支撑构件200的移动重叠，结果移动了2L距离。即，工作臂205的移动是支撑构件200的移动的2倍。
以往，成型品取出装置的升降臂上使用了图7A及图7B所示的二级倍速机构。由于运行安静、重量轻、不需要润滑等原因，使用了带齿的传动带机构作为驱动此二级倍速机构的支撑构件的装置。
图8A及图8B是此带齿的传动带机构的概要说明图。传动带机构具有移动构件300和沿着移动构件300设置的带齿传动带301，传动带301的两端通过带齿传动带固定部302、303被分别固定在移动构件300两端上。带齿传动带301被卷绕在安装于其他设备的固定基座上的带齿滑轮304上，并且以用夹持带齿滑轮304而安装的两个空转轮轴承305、306按压带齿滑轮304的形式装配在移动构件300上。通过驱动带齿滑轮304而使其旋转，可以使移动构件300从图8A所示的状态移动到图8B所示的状态。移动杆300的冲程C加上空转轮轴承305、306和滑轮304构成的驱动机构部分的长度D得到的长度E是这种带齿的传动带机构至少需要的长度。即带齿传动带机构需要比冲程C长得多的长度。
发明内容
本发明的目的是得到比以往的成型品取出装置的升降臂的长度短且占有区域的高度低的成型品取出装置。
根据本发明，能够提供一种成型品取出装置搭载在成型机上，在该成型机上的金属模打开时取出成型品，其具有被固定在成型机的上部取出装置搭载位置上的基座；包含多个分别可以围绕垂直轴线旋转地串联相互连接的旋转臂的旋转臂机构；以及被安装在该旋转臂机构的前端的旋转臂上，可以使设在前端的把持机构升降的升降臂。所述升降臂具有被支撑在所述前端的旋转臂上的支撑平板；通过沿着升降方向延伸的第一导轨被支撑在所述支撑平板上并可以沿着升降方向滑动的第一框架；以及通过与所述第一导轨平行延伸的第二导轨被支撑在所述第一框架上并可以沿着升降方向滑动的第二框架；在所述第一框架上与所述第一导轨平行配置有齿条，与该齿条啮合的小齿轮的驱动单元被固定在所述支撑平板上；按照沿着升降方向排列的位置关系，在所述第一框架上可以围绕着与升降方向正交的轴线旋转地支撑两个带齿滑轮，在所述两个带齿滑轮之间挂设带齿传动带并施加有规定的张力，该带齿传动带的一部分被固定在所述支撑平板上，在所述带齿传动带上与固定在所述支撑平板上的部分相对的部分被固定在所述第二框架上上。
本发明的成型品取出装置由于采用上述的结构，使得抑制装置自身的高度，减小占有区域的高度可为可能。
所述旋转臂机构最好是具有所述基座；一端可以围绕着第一轴线旋转地被支撑在所述基座上的第一旋转臂；一端可以围绕着与第一轴线平行的第二轴线旋转地被支撑在所述第一旋转臂的另一端上的第二旋转臂；以及一端可以围绕着与第二轴线平行的第三轴线旋转地被支撑在所述第二旋转臂的另一端上的第三旋转臂。还有，通过将所述齿条和小齿轮中的一方或两方用树脂形成，会使得减少噪音和不需要润滑成为可能。
本发明的成型品取出装置具有其自身的高度低的特征。并且，因为成型品取出装置的旋转臂只在水平方向上旋转，所以，即使本发明的成型品取出装置被安装在成型机的上部，旋转臂的运动也不会造成的占有区域的高度的变化。再有，由于升降臂的高度可以比以往的升降臂低，因此，即使该成型品取出装置被安装在成型机的上部，整体的高度也可以比以往的低，即使在天花板低的设置环境下，也可以将成型品取出装置安装在成型机的上部。
下面，参照附图并基于本发明的最佳实施方式，进一步详细地说明本发明上述及其它的目的、特征以及优点。
图1是成型机及搭载在其上部的本发明的成型品取出装置的概要立方体图。
图2是表示本发明的一实施方式的成型品取出装置的构成的概要图。
图3A是从升降方向观看图2所示的成型品取出装置中所使用的升降臂的俯视图。
图3B是从左侧观看图3A的升降臂的侧面图，表示齿轮齿条机构的概要构成。
图3C是从右侧观看图3A的升降臂的侧面图，表示带齿传动带机构部分的概要构成。
图4A及图4B是说明齿轮齿条机构的运行图，图4A表示齿条的最大拉入状态，图4B表示齿条的最大突出状态。
图5是比较齿轮齿条机构和带齿传动带机构的图。
图6A及图6B是直线运动机构的说明图，图6A表示臂的最大拉入状态，图6B表示臂的最大突出状态。
图7A及图7B是二级倍速机构的说明图，图7A表示工作臂相对拉入状态，图7B表示工作臂相对突出状态。
图8A及图8B是带齿传动带机构的说明图，图8A表示移动构件移动到最左侧的位置，图8B表示的是移动构件移动到最右侧的位置。
具体实施例方式
以下，对本发明的实施方式参照附图进行说明。
图1为成型机1及搭载在其上部的本发明的一实施方式下的成型品取出装置2的斜视示意图。成型品取出装置2被安装在成型机1的上部，例如成型机1的固定盘上等。
图2为该成型品取出装置2的构成的概要图。成型机1上设置有用于在成型机1上安装成型品取出装置2的基座10，中空结构的第一旋转臂12在其一端可以围绕沿垂直方向延伸的第一轴线11旋转地被悬臂支撑在基座10上。中空结构的第二旋转臂14在其一端可以围绕与第一轴线11平行的第二轴线13旋转地被支撑在第一旋转臂12的另一端上，中空结构的第三旋转臂16在其一端可以围绕与第二轴线13平行的第三轴线15旋转地被支撑该第二旋转臂14的另一端。并且，由第一至第三旋转臂12、14、16所形成的旋转臂机构的前端，即第三旋转臂的前端上设置有沿着与第三轴线15平行的轴线伸缩或移动的升降臂17。
中空结构的基座10挟持第一旋转臂12的一端使其可以围绕第一轴线11旋转。由马达及减速机等构成的第一臂驱动单元18驱动第一旋转臂12围绕第一轴线11旋转。并且，开设有贯通孔的第一滑轮19在与第一臂驱动单元18相对的位置处被固定安装在基座10上。
第二滑轮20可以围绕第二轴线13旋转被安置在第一旋转臂12的另一端的内部。在第二滑轮20上一体地设有第三滑轮21，第三滑轮21中也开设有和第二滑轮20相同的贯通孔。第二滑轮20被安装在第一旋转臂12的内部空间中，而第三滑轮21被配置在第二旋转臂14的内部空间中，第一滑轮19与第二滑轮20之间挂设第一传动带22。
第二旋转臂14的一端可以旋转地被第一旋转臂12的前端所支撑，由设置在第一旋转臂12的内部空间中的马达、滑轮和传动带等构成的第二臂驱动单元23驱动围绕第二轴线13旋转。并且，该第二旋转臂14也是中空结构，与第二滑轮20一体形成的第三滑轮21被设置在第二旋转臂14的内部空间中。在第二旋转臂14的另一端可以围绕第三轴线15旋转地支撑着被固定安装在第三旋转臂16上的第四滑轮25。第四滑轮25上开设有贯通孔。并且，第四滑轮25被设置在第二旋转臂14的内部空间中，第四滑轮25与第三滑轮21之间挂设第二传动带24。
第三旋转臂16和其他旋转臂一样也是中空结构，其前端部上安装有升降臂17。升降臂17的前端上安装着手柄、吸附具等把持成型品或者转轮的把持机构。
第一臂驱动单元18、第二臂驱动单元23、升降臂17的驱动单元(未图示)以及使把持机构动作的电力、空气等动力或者信号供给用缆线、软管等在中空结构的基座10、第一滑轮19、第二滑轮20、第三滑轮21、第四滑轮25、第一旋转臂12、第二旋转臂14、第三旋转臂16的内部空间中穿过并延伸，与各驱动单元连接。如果各个旋转臂12、14、16不是中空结构，缆线、软管等可以从各个滑轮19、20、21、25的贯通孔穿过同时贴着各个旋转臂12、14、16侧面等进行配设。关于第一至第四滑轮19、20、21、25的直径，至少第一滑轮19和第二滑轮20的直径要相同，并且，若第三滑轮21和第四滑轮25的直径相同则最好，所有的滑轮有相同的直径也可以。
接下来，对该旋转臂机构的动作做说明。
第一臂驱动单元18使第一旋转臂12只转动θ度角。这时，因为第一滑轮19被固定在基座10上，不发生转动。当第一旋转臂12只转动角度θ，因为固定在基座10上的第一滑轮19与可以旋转自如地安装在第一旋转臂12上并的第二滑轮20之间挂设第一传动带22，并且第一滑轮19与第二滑轮20的直径相同，因此，第二滑轮20相对于第一旋转臂12沿着与第一旋转臂12的转动方向反向地转动角度θ。与第二滑轮20一体形成的第三滑轮21也和第二滑轮20的旋转方向同向地转动角度θ。
当第三滑轮21旋转时，因为第三滑轮21与第四滑轮25之间挂设第二传动带24，因此，第四滑轮25也旋转。因为第三滑轮21与第四滑轮25直径相同，因此，第四滑轮25的旋转角度等于第三滑轮21的旋转角度θ。当第四滑轮25只转动角度θ时，固定在第四滑轮25上的第三旋转臂16也同样只旋转角度θ。其结果是，当第一旋转臂12围绕垂直方向轴线旋转，第三旋转臂16就会围绕垂直方向轴线沿着与第一旋转臂12的旋转方向反向地与第一旋转臂12旋转相同的旋转量。因此第三旋转臂16的姿态不改变，可以总是保持朝向一定的方向，升降臂17的朝向也不会变化。
并且，当第二臂驱动单元23使第二旋转臂14沿逆时针方向只转动角度α时，因为第一旋转臂12及第一滑轮19不发生旋转，所以，与通过第一传动带22与第一滑轮19连动的第二滑轮20一体形成的第三滑轮21也不发生旋转(不发生相对于第一旋转臂12的旋转)。另一方面，因为第三滑轮21和第四滑轮25之间挂设第二传动带24，当第二旋转臂14旋转时，第四滑轮25相对于第二旋转臂14反向旋转。因为第三滑轮21与第四滑轮25直径相同，所以，第四滑轮25的旋转角度等于第二旋转臂14的旋转角度α，其方向与第二旋转臂14的旋转方向相反。而且，第二旋转臂14及第四滑轮25都是围绕垂直方向轴线旋转。其结果是，固定在第四滑轮25上的第三旋转臂16沿着与第二旋转臂14的旋转方向反向旋转与第二旋转臂14旋转角度相同的角度，其姿态与旋转前的姿态没有变化。
由此，即使第一旋转臂12的旋转与第二旋转臂14的旋转发生重叠，第三旋转臂16的姿态也不会改变，总是保持朝向一定的方向。因此，安装在升降臂17的前端上的手柄等的把持机构的朝向也总是保持一定，相对于被打开的金属模的面，把持机构的姿态可以总是保持一定。并且，第一旋转臂12围绕第一轴线11旋转，第二旋转臂14围绕第二轴线13旋转，所以，可以使其在相对于安装在第二旋转臂14的前端上的第三旋转臂16(以及升降臂17)的水平面上进行所希望的直线移动及圆弧移动。还有，在此实施方式中，只设置了驱动第一旋转臂12及第二旋转臂14的第一臂驱动单元18及第二臂驱动单元23，作为驱动第三旋转臂16的装置使用的是由第一至第四的滑轮19至21、25和第一及第二的传动带22、24所构成的机构。而且，由滑轮和传动带所构成的该机构使得第三旋转臂16的姿态总是保持一定的状态。因为从金属模中把成型品取出时，安装在升降臂17的前端上的把持机构的朝向必须一定，所以采用这样的机构。用马达等驱动单元代替由滑轮和传动带所构成的这样的机构来驱动第三旋转臂16当然是可以的。
因为第一至第三旋转臂12、14、16围绕着全都是朝同一方向延伸的轴线转动，所以围绕垂直方向轴线在水平面内转动，只有升降臂17在垂直方向移动。因此，如果减小该升降臂17的驱动机构的高度小，就能够使成型品取出装置2的整体高度降低该减小量，如图1所示，即使将成型品取出装置安装在成型机1的上部，整体的高度与使用以往成型品取出装置的情况相比可以变低，在天花板低的场所也可以设置。
于是，为了降低升降臂17的驱动机构的高度，本实施方式采用了图7所示那样的二级倍速机构作为升降臂17的驱动机构，同时采用了图4所示那样的齿轮齿条机构作为二级倍速机构的支撑构件的驱动单元。
图4A表示齿轮齿条机构中齿条35的最大拉入状态，图4B表示在齿轮齿条机构中驱动小齿轮36，齿条35成为最大突出状态。
图5为上述的齿轮齿条机构和带齿传动带机构的比较图。即使齿条35及移动构件300的冲程都是同一长度C，由于齿轮齿条机构不需要带齿传动带机构中的一对空转轮轴承305、306，齿轮齿条机构与带齿传动带机构相比机构全体的长度可以变短。图5表示齿轮齿条机构与带齿传动带机构相比可以缩短距离F。在本实施方式中，采用这种齿轮齿条机构和二级倍速机构形成升降臂17。
另外，通常齿轮齿条机构需要润滑，如果用于润滑的油附着在成型品上，就会降低成型品的品质，对于处理成型品的成型品取出装置来说使用油来润滑不是所希望的。并且，齿轮齿条机构有小齿轮和齿条啮合的声音大的缺点。由此，在本实施方式中，通过用树脂形成齿条和小齿轮中的一方或两方，可以实现不需润滑且噪音小的齿轮齿条机构。
图3A至图3C是说明本实施方式中所使用的升降臂17的构造的图。图3A是升降臂17在其升降方向上观看的俯视图。即，在图3A中，升降臂在与纸面垂直的方向上移动。并且，图3B是从左侧观看图3A的升降臂的侧面图，是表示齿轮齿条机构的图。图3C是从右侧观看图3A的升降臂的侧面图，表示带齿传动带机构部分的概要构成。
升降臂17具有安装在第三旋转臂16上的支撑平板30。支撑平板30上设置有第一导轨31，第一框架33被支撑在第一导轨31上，第一框架33可以由第一导轨31引导并直线移动。并且，第一框架33之上设置有和第一导轨31平行延伸的第二导轨32，第二框架34被支撑在第二导轨32上，第二框架34可以由第二导轨32引导并直线移动。还有，在第一框架33上安装有齿条35，在支撑平板30上可以旋转自如地安装有小齿轮36。小齿轮36和齿条35相互啮合，并且，由安装在支撑平板30上的驱动单元(马达和减速机构等)37所驱动。
并且，在第一框架33的两端部上可以旋转自如地安装有带齿滑轮38a，38b，在这两个带齿滑轮38a，38b之间，施加规定张力地挂设带齿传动带39。带齿传动带39的一部分被固定在支撑平板30的固定部40上。而且，通过固定装置41将第二框架34连接到带齿传动带39上与固定部40相对的部分上。
小齿轮36被驱动单元37驱动，与小齿轮36啮合的齿条35就开始直线移动(沿垂直方向升降)，与齿条35一体结合的第一框架33沿第一导轨31直线移动。第一框架33一移动，安装在第一框架33上的一对带齿滑轮38a、38b以及带齿传动带39也移动。另一方面，由于带齿传动带39通过固定部40被固定在支撑平板30上，因此，就成为带齿的传动带39在一对带齿滑轮38a、38b之间转动。通过该带齿的传动带39的转动，由固定装置41与带齿传动带39相连接的第二框架34沿着第二导轨32直线移动(沿垂直方向升降)。还有，在第二框架34的前端上安装有手柄等把持机构。
如图3B所示的那样，通过采用齿轮齿条机构，完全没有必要再设置间隙区域。第一框架33的长度上从这端到那端都可以利用。并且，通过采用图3C所示的带齿传动带机构，可以使得第一框架33的移动量增加了1倍，并使第二框架34移动，从而使安装在其前端上的把持机构移动。
这样构成的成型品取出装置2的第一至第三旋转臂12、14、16，因为全都围绕着垂直方向延伸的轴线旋转，从而可以抑制占有空间的高度。并且，如上所述，升降臂17是由齿轮齿条机构和带齿传动带机构所构成，和以往的升降臂相比可以降低高度。因此，对于即使被设置在天花板低的场所中的成型机1，也可在其上部设置成型品取出装置2。
以上，虽然基于附图所示的实施方式对本发明进行了说明，但这些实施方式专是说明意义上的，并不是意味限制的。因此，本发明的范围由在权利要求范围限定，只要不超出权利要求的范围，可以对本发明的最佳的实施方式进行修改和变更。
权利要求
1.一种成型品取出装置(2)，搭载在成型机(1)上，在该成型机(1)上的金属模打开时取出成型品，其具有被固定在成型机(1)的上部取出装置搭载位置上的基座(10)；包含多个分别可以围绕垂直轴线(11、13、15)旋转地串联相互连接的旋转臂(12、14、16)的旋转臂机构；以及被安装在该旋转臂机构的前端的旋转臂(16)上，可以使设在前端的把持机构升降的升降臂(17)，其特征在于，所述升降臂(17)具有被支撑在所述前端的旋转臂(16)上的支撑平板(30)；通过沿着升降方向延伸的第一导轨(31)被支撑在所述支撑平板(30)上并可以沿着升降方向滑动的第一框架(33)；以及通过与所述第一导轨(31)平行延伸的第二导轨(32)被支撑在所述第一框架(33)上并可以沿着升降方向滑动的第二框架(34)；在所述第一框架(33)上与所述第一导轨(31)平行配置有齿条(35)，与该齿条(35)啮合的小齿轮(36)的驱动单元(37)被固定在所述支撑平板(30)上；按照沿着所述升降方向排列的位置关系，在所述第一框架(33)上可以围绕着与升降方向正交的轴线旋转地支撑两个带齿滑轮(38a、38b)，在所述两个带齿滑轮(38a、38b)之间挂设带齿传动带(39)并施加有规定的张力，该带齿传动带(39)的一部分被固定在所述支撑平板(30)上，在所述带齿传动带(39)上与固定在所述支撑平板(30)上的部分相对的部分被固定在所述第二框架上(34)上。
2.根据权利要求1所述的成型品取出装置，其特征在于，所述旋转臂机构具有所述基座(10)；一端可以围绕着第一轴线(11)旋转地被支撑在所述基座(10)上的第一旋转臂(12)；一端可以围绕着与第一轴线(11)平行的第二轴线(13)旋转地被支撑在所述第一旋转臂(12)的另一端上的第二旋转臂(14)；以及一端可以围绕着与第二轴线(13)平行的第三轴线(15)旋转地被支撑在所述第二旋转臂(14)的另一端上的第三旋转臂(16)。
3.根据权利要求1或2所述的成型品取出装置，其特征在于，所述齿条(35)和小齿轮(36)中的一方或两方用树脂形成。
全文摘要
本发明涉及从成型机的金属模中取出成型的成型品所使用的成型品取出装置。该成型品取出装置(10)具有基座(10)；包含多个分别可以围绕着垂直轴线(11、13、15)旋转地串联相互连接的旋转臂(12、13、16)的旋转臂机构；以及被安装在旋转臂机构的前端的旋转臂(16)上，可以使设在前端的把持机构升降的升降臂(17)。升降臂(17)包括二级倍速机构和驱动二级倍速机构的齿轮齿条机构。
文档编号B25J9/10GK1666854SQ20051005366
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月9日 优先权日2004年3月10日
发明者木下聪, 安村充弘, 山城光, 松井英生 申请人:发那科株式会社