JP2001276936A - 工具カートリッジ交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産機械およびマガジンを含めた生産設備全
体の簡略化が図れ、かつカートリッジの段取りが効率的
に行える工具カートリッジ交換装置を提供する。 【解決手段】 この装置は、工具の搭載されたカートリ
ッジ２を使用する生産機械１に対してカートリッジ２を
交換する装置である。カートリッジ出入機構１８が搭載
され直線状に延びる走行路６上を走行する移載台車１７
を設ける。走行路６と平行に複数個連続的に配列カート
リッジマガジン３を設置する。これらカートリッジマガ
ジン３の配列の端部に、並び方向に連続して段取りステ
ーション６０を配置する。段取りステーション６０に
は、下側のカートリッジ２を上側のカートリッジ２に対
してスライドさせる上下カートリッジ位置ずらし機構６
４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工具の搭載され
たカートリッジを使用するパンチプレス等の生産機械と
カートリッジマガジンとの間でカートリッジを交換する
工具カートリッジ交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カートリッジ式のパンチプレス
と、複数配列されたカートリッジマガジンとの間のカー
トリッジ交換を、マガジン配列に沿って走行可能な移載
台車で行うようにしたものがある。パンチプレスと移載
台車との間のカートリッジの移載は、パンチプレスに備
えられたカートリッジ進退装置を利用して行われる。各
マガジンと移載台車との間のカートリッジの移載は、各
マガジンに備えられたカートリッジ出入機構により行わ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成で
は、多数設けられるカートリッジマガジンのそれぞれに
カートリッジ出入機構が必要となる。これらカートリッ
ジ出入機構はそれぞれ駆動源を有するものであり、その
ためカートリッジマガジンの構成が複雑で、コストが高
くなるという課題がある。また、パンチプレスにおいて
も、移載台車へのカートリッジの出し入れのために、カ
ートリッジ進退装置のストロークを長くする必要があ
る。カートリッジ進退装置は、本来はカートリッジの移
動によりカートリッジ上の工具を選択するために設けら
れた機構であり、カートリッジ交換の兼用のためにスト
ロークを余分に長くすると、熱膨張に対する配慮など、
精度上等の弊害が生じる。上記の例はカートリッジパン
チプレスの例であるが、カートリッジを使用する生産機
械一般に同様な問題が生じる。また、カートリッジに対
する搭載工具の交換等の段取りが、効率的に行えないと
いう課題があった。

【０００４】この発明の目的は、生産機械およびマガジ
ンを含めた生産設備全体の簡略化が図れ、かつカートリ
ッジの段取りが効率的に行える工具カートリッジ交換装
置を提供することである。この発明の他の目的は、上下
一対のカートリッジに各々搭載されるパンチ工具および
ダイ工具の両方の段取りが容易に行えるようにすること
である。この発明のさらに他の目的は、段取り作業の安
全を図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の工具カートリ
ッジ交換装置は、工具の搭載されたカートリッジを使用
する生産機械に対してカートリッジを交換する装置であ
って、カートリッジを出し入れするカートリッジ出入り
機構が搭載され直線状に延びる走行路上を走行する移載
台車と、前記走行路に近接して前記走行路と平行に複数
個連続的に配列されて各々カートリッジを収容可能なカ
ートリッジマガジンと、前記カートリッジマガジンの配
列の端部に並び方向に連続して配置されてカートリッジ
を段取り可能に格納する段取りステーションとを備えた
ものである。この構成によると、移載台車にカートリッ
ジ出入機構を設けたため、カートリッジマガジンや生産
機械にカートリッジの移載のための駆動機構を設けるこ
とが不要となる。そのため、カートリッジマガジンを多
数設ける場合にも、個々のマガジンにカートリッジの出
し入れのための駆動機構を設ける必要がなく、簡素な構
成で済む。しかも、段取りステーションは、連続的に配
列されたカートリッジマガジンの並びの端部に、その並
び方向に連続して配置したため、カートリッジ出入機構
の装備された移載台車で段取りステーションに対するカ
ートリッジの出し入れも自動的に行える。また、段取り
ステーションは、カートリッジマガジンの並びの端部に
配置されているため、段取り作業が広い空間で行える。
これらのため、カートリッジの段取りが効率的に行え
る。

【０００６】この発明において、前記生産機械はパンチ
プレスであって、各々パンチ工具およびダイ工具を搭載
した上下一対のカートリッジを使用するものであっても
良い。その場合に、前記移載台車のカートリッジ出入り
機構、前記各カートリッジマガジン、および前記段取り
ステーションは、いずれも上下一対のカートリッジを同
時に出し入れ可能なものとし、前記段取りステーション
は、上カートリッジに対して下カートリッジを水平方向
にスライドさせる上下カートリッジ位置ずらし機構を有
するものとしても良い。このように、上下カートリッジ
位置ずらし機構を段取りステーションに設けた場合、ダ
イの搭載された下カートリッジをスライドさせて、その
上方を広く開けることができる。そのため、上カートリ
ッジが邪魔とならずに、下カートリッジに対してダイの
交換等の段取りが容易に行える。

【０００７】この発明において、前記段取りステーショ
ンは、カートリッジの格納部分を上側から蓋する開閉カ
バーを有するものとし、この開閉カバーの開いた状態で
は前記移載台車の段取りステーションへの移動を不能と
するインタロック手段を設けても良い。この構成の場
合、常時は、段取りステーションの開閉蓋を閉じ状態と
することにより、段取りステーションに格納されている
カートリッジや段取りステーションの内部が周囲の塵埃
等で汚れることが防止される。カートリッジに対する段
取りは、開閉蓋を開けた状態で行える。開閉蓋の開き状
態では、インタロック手段により移載台車の段取りステ
ーションへの移動が不能とされるため、移載台車が不測
に移動して作業者や段取りステーションの構成機器等に
干渉することがなく、安全に段取り作業が行える。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。図１はカートリッジ式生産機械の全体の概
略平面図である。このカートリッジ式生産機械は、例え
ば自動工具交換機能付きプレスからなる。生産機械１
は、交換自在なカートリッジ２を使用して加工を行う機
械であり、カートリッジ出入口となる交換位置７を有す
る。生産機械１の交換位置７側に、カートリッジ移載装
置５の直線状に延びる走行路６が設けられ、この走行路
６と平行に、交換用のカートリッジ２を収容する複数の
カートリッジマガジン３が並設されている。カートリッ
ジマガジン３（以下「マガジン」と略称する）は、一列
に配列されてマガジン列４を構成する。マガジン列４は
直線状に設けられ、各マガジン３は、一定ピッチＰで連
続的に配列されている。マガジン列４における一つのマ
ジガン３は、生産機械１の交換位置７に対して、中心線
が一致するように対向して設けられている。マガジン３
の配列の端部には、その並び方向に連続して段取りステ
ーション６０が設けられている。カートリッジ移載装置
５は、マガジン列４に沿って敷設されたレール１３上を
走行する走行台車形式とされている。カートリッジ２
は、例えば工具を搭載した工具支持体からなる。

【０００９】生産機械１は、カートリッジ２を機内で所
定方向（Ｙ方向）に移動させるカートリッジ進退装置８
と、カートリッジ２に作用して加工を行う加工部９と、
ワークＷを移動させるワーク送り機構１０とを有してい
る。生産機械１は、例えばパンチプレスからなる。パン
チプレスの場合、カートリッジ２は、図１３に示すよう
に、上下一対設けられ、各々にパンチ工具およびダイ工
具となる工具１１が搭載される。図１の生産機械１にお
けるカートリッジ進退装置８およびカートリッジ移載装
置５は、上下一対のカートリッジ２を同時に移動させる
ものとされ、各マガジン３は上下一対のカートリッジ２
を格納するものとされる。なお、カートリッジ進退装置
８およびカートリッジ移載装置５は、両者共、上下のカ
ートリッジ２のいずれか一方を移動させるものであって
も良く、また上下のカートリッジ２の両方を独立して移
動させるものであっても良い。パンチプレスの場合、生
産機械１の加工部９は、上側のカートリッジ２のパンチ
工具を叩くパンチ駆動装置からなる。ワーク送り機構１
０は、テーブル１２上でワークＷをカートリッジ進退方
向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）進退させるもの
とされる。

【００１０】図２に示すように、各マガジン３は、カー
トリッジ２を出し入れ自在に載せるマガジン内ガイド手
段１４をマガジン本体１５に設けたものである。マガジ
ン内ガイド手段１４は、カートリッジ２の両側縁を支持
するものであり、ローラまたはレール等で構成される。
マガジン内ガイド手段１４は、上下一対のカートリッジ
２を各々支持するように、上下２段に設けられる。マガ
ジン本体１５は、カートリッジ２を格納可能な箱状体、
またはマガジン内ガイド手段１４を支持するフレームと
して構成され、その両側部にマガジン内ガイド手段１４
が設けられている。各マガジン列４における各マガジン
３のマガジン本体１５は、共通のマガジン支持台１６上
に設置されている。

【００１１】カートリッジ移載装置５は、移載台車１９
上に、カートリッジ２を前後両側に出入り自在に搭載す
るカートリッジ収納部１７と、このカートリッジ収納部
１７にカートリッジ２を前後両側に出し入れするカート
リッジ出入機構１８とを備えたものである。カートリッ
ジ移載装置５は、この例では、移載台車１９上に複数の
カートリッジ収納部１７を並設したものとされ、各々の
カートリッジ収納部１７に対して、カートリッジ出入機
構１８が設けられている。複数のカートリッジ収納部１
７およびカートリッジ収納部１７は、同じ構成のもので
ある。複数のカートリッジ収納部１７の配列ピッチｐ
は、マガジン３の配列ピッチＰ（図１）と等しくしてあ
る。移載台車１９は走行装置２３により進退駆動され
る。走行装置２３は、レール１３に沿って設置されたも
のであっても、移載台車１９に駆動源が搭載された自走
式のものであっても良い。

【００１２】図３は、カートリッジ移載装置５における
片方のカートリッジ収納部１７およびカートリッジ出入
機構１８の概略正面図であり、図４はそのカートリッジ
収納部１７の拡大破断正面図である。カートリッジ収納
部１７は、前後が開放された箱状のフレーム１７ａの両
側壁１７ａａに、カートリッジ２を前後に進退自在なよ
うに、その両側縁を受ける支持ガイド２０を設けたもの
とされている。支持ガイド２０は、上下一対のカートリ
ッジ２を各々支持可能なように、上下に一対ずつ設けら
れる。支持ガイド２０は、カートリッジ２の下面を受け
る複数の支持ローラ２１で構成される。支持ローラ２１
は、カートリッジ収納部１７の前後に並べて複数設けら
れる（図５参照）。

【００１３】また、図４に示すように、カートリッジ収
納部１７の箱状フレーム１７ａの両側壁１７ａａには、
直動軸受２２の軸受レール２２ａが設けられている。直
動軸受２２は、軸受レール２２ａとこの軸受レール２２
ａに噛み合う軸受部２２ｂとで構成され、軸受部２２ｂ
内に、軸受レール２２ａに転接する複数の転動体（図示
せず）が設けられている。軸受部２２ｂはカートリッジ
２に設けられている。直動軸受２２は、生産機械１内で
のカートリッジ２の案内のために設けられたものであっ
て、本来の案内目的の軸受レールは生産機械１内に設け
られており、カートリッジ収納部１７内の軸受レール２
２ａは、軸受部２２ｂの転動体の脱落防止や塵埃の侵入
防止のために設けられるダミーレールとなるものであ
る。軸受レール２２ａと軸受部２２ｂとは抜き差し自在
なものとされ、カートリッジ収納部１７の軸受レール２
２ａは、生産機械１の軸受レール（図示せず）と端部が
整合するように設けられる。直動軸受２２には、左右方
向の支持と上下方向の支持とが可能なものが用いられ
る。また、直動軸受２２は、上側のカートリッジ２に対
しては、カートリッジ２の上面側に、下側のカートリッ
ジ２に対しては、カートリッジ２の下面側に配置されて
いる。なお、ダミーレールとなる軸受レール２２ａは、
図示は省略するが、各マガジン３内にも設けられてい
る。

【００１４】カートリッジ収納部１７のフレーム１７ａ
の側壁７ａａには、前後に延びる係合具挿通窓２４が開
口している。係合具挿通窓２４は、各カートリッジ２の
側面に設けられた被係合部２５と対応する高さ位置に各
々設けられ、カートリッジ出入機構１８（図３）の係合
具２６を挿通させる。なお、各マガジン３のマガジン本
体１５（図２）にも、カートリッジ収納部１７と同様
に、カートリッジ出入機構１８の係合具２６を挿通させ
る係合具挿通窓２４Ａ（図１２）が設けられている。

【００１５】カートリッジ出入機構１８は、図３に示す
ようにカートリッジ収納部１７の一側部に設けられてい
る。カートリッジ出入機構１８は、カートリッジ収納部
１７の前後両側に出入りして生産機械１の交換位置７と
マガジン３との両方にカートリッジ２の移載が可能とさ
れている。すなわち、カートリッジ出入機構１８は、カ
ートリッジ収納部１７の前後両側に進出可能なスライド
部材２７と、このスライド部材２７に設けられてカート
リッジ２に係合可能なカートリッジ係合機構２８と、ス
ライド部材２７をスライド駆動するスライド駆動機構２
９とでなる。スライド部材２７は、ベース部材３０にス
ライド自在に設置されたミドル部材３１と、このミドル
部材３１にスライド自在に設置されたトップ部材３２と
でなる。ベース部材３０は、カートリッジ収納部１７に
固定設置される。トップ部材３２に、カートリッジ係合
機構２８が設けられている。

【００１６】図６〜図９と共に、カートリッジ出入機構
１８の詳細を説明する。ミドル部材３１はベース部材３
０にスライドガイド３３を介してスライド自在に設置さ
れ、トップ部材３２はミドル部材３１にスライドガイド
３４を介してスライド自在に設置されている。これらス
ライドガイド３３，３４は、いずれもスライド用レール
３３ａ，３４ａと、このスライド用レール３３ａ，３４
ａに転接するガイドローラ３３ｂ，３４ｂとで構成され
る。両スライドレール３３ａ，３４ａは、いずれもミド
ル部材３１に設けられ、ミドル部材案内用のガイドロー
ラ３３ｂはベース部材３０に、トップ部材案内用のガイ
ドローラ３４ｂは、トップ部材３２に各々設けられてい
る。また、トップ案内用およびミドル案内用のガイドレ
ール３３ａ，３４ａは、それぞれミドル部材３１の片方
の側面と、もう片方の側面とに、互いに背合わせに設け
られている。両スライドレール３３ａ，３４ａは、各々
上下に離れて２本ずつ設けられている。ガイドローラ３
３ｂ，３４ｂは、上側のスライドレール３３ａ，３４ａ
の下面に転接するものと、下側のスライドレール３３
ａ，３４ａの上面に転接するものとが設けられている。
各スライドレール３３ａ，３４ａに対するこれらのガイ
ドローラ３３ｂ，３４ｂは、いずれも前後に並べて複数
個設けられている。各ガイドローラ３３ｂ，３４ｂは、
外周面がＶ溝状に形成され、スライドレール３３ａ，３
４ａは、ガイドローラ３３ｂ，３４ｂに転接する部分が
断面Ｖ字状とされている。

【００１７】スライド駆動機構２９は、ベース部材３０
に対してミドル部材３１をスライドさせるミドル部材駆
動部３５と、ミドル部材３５のスライド動作に連動して
トップ部材３２をスライドさせる連動部３６とを有す
る。ミドル部材駆動部３５は、ミドル部材３１に設けら
れたラック３７と、これに噛み合うピニオン３８と、ア
クチュエータ３９とで構成される。アクチュエータ３９
は、減速機付きのモータからなり、ベース部材３０に設
置されている。ピニオン３８は、アクチュエータ３９の
減速機出力軸に設けられている。

【００１８】連動部３６は、巻き掛け機構で構成されて
いる。具体的には、連動部３６は、図８および図９
（Ｄ）に示すように、ミドル部材３１の互いに逆方向の
動きをトップ部材３２に各々伝える一対の一対の連動用
ベルト４１，４２を有している。第１の連動用ベルト４
１は、両端が結合部４１ａ，４１ｂでベース部材３０お
よびトップ部材３２の一端に結合され、中間がミドル部
材３１の他端のプーリ４３に掛装されている。第２の連
動用ベルト４２は、両端が結合部４２ａ，４２ｂでベー
ス部材３０およびトップ部材３２の他端に結合され、中
間がミドル部材３１の一端のプーリ４４に掛装されてい
る。第１，第２の連動用ベルト４１，４２は、上下に並
べて配置されている。上記の連動部３６によると、ミド
ル部材３１が一方（図９（Ｄ）の右側）へ移動すると、
トップ部材３２はミドル部材３１のプーリ４４に中間が
掛装された連動用ベルト４２で結合部４２ｂが引っ張ら
れ、ミドル部材３１に対して一方（右側）へ移動する。
したがって、トップ部材３２は、ベース部材３０に対し
てミドル部材３１の２倍の距離だけ移動する。ミドル部
材３２が他方（図９（Ｄ）の左側）へ移動すると、連動
用ベルト４１で引っ張られて、トップ部材３２は他方へ
２倍の距離だけ移動する。

【００１９】図６，図８に示すように、カートリッジ係
合機構２８は、係合具２６をカートリッジ２の被係合部
２５（図４）に係脱させる手段である。被係合部２５
は、丸孔状等の凹部に形成され、係合具２６は、丸ピン
等のピン状部材からなる。このピン状係合具２６は、ガ
イド部材４５に進退自在に支持され、係脱駆動手段４６
により進退させられる。係脱駆動手段４６は、エアシリ
ンダ等のシリンダ装置からなり、その進退軸４６ａが連
結部材４７でピン状係合具２６の後端に連結されてい
る。ピン状係合具２６の進退範囲は、先端がカートリッ
ジ収納部１７（図４，図５））の係合具挿通窓２４に進
入してカートリッジ２の被係合部２５に係合する位置か
ら、係合具挿通窓２４を脱する位置までとされる。カー
トリッジ係合機構２８は、上下の各カートリッジ２，２
に対するものが、上下に並んで設けられ、また各カート
リッジ２に対して、複数個（図示の例では２個）が、ス
ライド部材２７の進退方向に離れて配置されている。各
カートリッジ係脱機構２８のガイド部材４５および係脱
駆動手段４６は、トップ部材３２に設けられた係合機構
取付フレーム部３２ａに取付けられている。図１１に示
すように、カートリッジ２の被係合部２５は、前後に離
れて複数個、この例では２個が設けられている。

【００２０】図１０に示すように、各カートリッジ２に
は、カートリッジ種類を示す識別子５０が側面に設けら
れ、この識別子５０を検出する検出手段５１が、カート
リッジ移載装置５に設けられる。識別子５０は、カート
リッジ２の側面に設けられた識別子取付座部５２に着脱
可能に取付けられる部材、例えばプレート状の部材とさ
れ、別の識別子５０と交換可能とされる。検出手段５１
は、例えば近接センサが用いられる。その場合、カート
リッジ２の識別子取付座部５２には、不感知用凹部５５
が設けられる。

【００２１】図１の段取りステーション６０は、カート
リッジ２を段取り可能に格納するものであり、マガジン
３と同じく移載台車１９によるカートリッジ移載装置５
によって、カートリッジ２を出し入れ可能とされてい
る。図１４〜図１７に示すように、段取りステーション
６０は、上下両方のカートリッジ２を格納可能な段取部
ケース６１内の両側部に、上下のカートリッジ２を各々
出し入れ自在に支持する支持ガイド６２，６３を設けた
ものである。これら支持ガイド６２，６３は、それぞれ
カートリッジ２の下面を受ける複数個の支持ローラ６２
ａ，６３ａで構成される。これら複数の支持ローラ６２
ａ，６３ａは、出入り方向に並べて設けられる。上側の
カートリッジ２に対する支持ガイド６２は、段取部ケー
ス６１の両側壁に設置され、下側のカートリッジ２に対
する支持ガイド６３は、段取部ケース６１内に設けられ
た上下カートリッジ位置ずらし機構６４に設けられてい
る。段取部ケース６１内の両側部の両側部には、さらに
直動軸受レール６２ｂ，６３ｂが設けられている。これ
ら直動軸受レール６２ｂ，６３ｂは、支持ガイド６２，
６３に支持されるカートリッジ２の軸受部２２ｂ（図４
参照）に転接するレールであり、ダミーレールである。

【００２２】上下カートリッジ位置ずらし機構６４は、
上カートリッジ２に対して下カートリッジ２を水平方向
にスライドさせる手段であり、下カートリッジ２を段取
部ケース６１の出入り口側へ突出させるものとしてあ
る。上下カートリッジ位置ずらし機構６４は、具体的に
は、段取部ケース６１から走行路６側へスライドするス
ライド台６５と、このスライド台６５のスライド駆動機
構６６とでなり、スライド台６５に支持ガイド６３が設
置される。スライド台６５は、段取部ケース６１にスラ
イドガイド６７を介して進退自在に設置された中間台６
８と、中間台６８上にスライドガイド６９を介して進退
自在に設置されたカートリッジ台７０とでなる。カート
リッジ台７０に支持ガイド６３が設置される。各スライ
ドガイド６７，６９は、直動軸受等で構成される。

【００２３】スライド駆動機構６６は、段取部ケース６
１に対して中間台６８を進退させる中間台駆動部７１
と、中間台６８のスライド動作に連動してカートリッジ
台７０を進退させる連動部７２とを有する。中間台駆動
部７１にはシリンダ装置が用いられている。連動部７２
は、中間台６８の動きをカートリッジ台７０に伝える連
動用ベルト７３を有している。連動用ベルト７３は、中
間台６８の両端近傍に各々設けられた一対のプーリ７
５，７６に掛装された無端ベルトであり、往路および復
路部分が、段取部ケース６１およびカートリッジ台７０
に、それぞれ結合部材７４ａ，７４ｂで結合されてい
る。カートリッジ台７０の先端には、この台７０に載せ
られたカートリッジ２が先端側へ脱落することを防止す
る落ち止め具８９が設けてられている。落ち止め具８９
は、シリンダ装置等からなる突没駆動手段８９ａで突没
駆動可能とされ、上昇突出状態でカートリッジ２の端面
に係合可能とされる。

【００２４】図１４に示すように、段取りステーション
６０の段取り部ケース６１の片側壁には、カートリッジ
移載装置５のカートリッジ出入機構１８（図３）の係合
具２６を挿通させる係合具挿通窓７７が設けられてい
る。段取り部ケース６１のもう片方の側壁には、カート
リッジ２を段取りステーション６０に対して固定するた
めのピンを進退させるシリンダ（図示せず）が設置され
ている。段取り部ケース６１の上面は、開閉蓋７８によ
り開閉自在とされている。開閉蓋７８は、一側部で回動
支点部材７９により上下に開閉回動可能に支持され、ス
トッパ８０で最大開き角度が規制される。回動支点部材
７９には蝶番が用いられ、また開閉蓋７８の自由端には
把手８１が設けられている。開閉蓋７８は、ガラス板等
の透孔板とその枠体とで形成されている。

【００２５】図１６に示すように、段取りステーション
６０の上方には、上カートリッジ２のパンチ工具１１の
持ち上げおよび移動が自在な工具運搬補助具８２が、支
持枠８３および旋回アーム８３ａを介して設置されてい
る。段取り部ケース６１の開閉蓋７８に対しては、その
開き状態を検出するセンサ８５（図１６）が設けられ、
センサ８５による蓋開き信号を検出して移載台車１９の
段取りステーション６０への走行を不能とするインタロ
ック手段８６が設けられている。インタロック手段８６
によるインタロックは、移載台車１９が段取りステーシ
ョン６０まで来ないようにする制御であり、インタロッ
ク状態であっても、移載台車１９のマガジン３間の走行
は許容される。なお、インタロック手段８６は、段取り
ステーション６０の上下カートリッジ位置ずらし機構６
４がずらし状態にあるときも、移載台車１９の段取りス
テーション６０への走行を不能とする制御を行うものと
することが好ましい。図１４に示すように、段取り部ケ
ース６１の側面の上部には、段取り部操作盤８４が設け
られ、この段取り部操作盤８４に設けられたスイッチ類
の操作により、上下カートリッジ位置ずらし機構６４の
スライド駆動の操作、および工具運搬補助具８２（図
２）の上下同の操作が可能とされている。工具運搬補助
具８２の水平旋回等の水平移動は作業者の手の力で行わ
れる。

【００２６】図２および図１８に示すように、配列され
た複数のマガジン３上に、制御ボックス８７が設置さ
れ、制御ボックス８７内に設けられた制御手段により、
カートリッジ移載装置５のプログラム制御が行われる。
カートリッジ移載装置５の制御手段として、図１９に示
すように、カートリッジ出入機構１８を制御するカート
リッジ出入機構制御手段８８が設けられている。カート
リッジ出入機構制御手段８８は、移載台車１９の複数の
カートリッジ出入機構１８を並行して動作させることが
可能なものとしてある。例えば、このカートリッジ出入
機構制御手段８８は、移載台車１９の片方のカートリッ
ジ収納部１７からマガジン３へカートリッジ２を出しな
がら、もう片方のカートリッジ収納部１７へマガジン３
からカートリッジ２を取り込むように、各カートリッジ
出入機構１８を動作させる。また、カートリッジ出入機
構制御手段８８は、図２０に示すように、生産機械１の
交換位置７からカートリッジ２を引き出して、その引出
し経路となる直線経路Ｌの延長線上にあるマガジン３に
カートリッジ２を移載するように、カートリッジ出入機
構１８を制御する機能を有する。

【００２７】上記構成の動作を説明する。図１におい
て、カートリッジ移載装置５は、二つのカートリッジ収
納部１７のうち、片方のカートリッジ収納部１７に、次
に生産機械１で使用するカートリッジ２を、対応するマ
ガジン３から移載し、残り片方のカートリッジ収納部１
７は空として生産機械１へ移動する。生産機械１に対し
ては、まず生産機械１内の不要となったカートリッジ２
を空のカートリッジ収納部１７へ移載し、その後、片方
のカートリッジ収納部１７で運んできたカートリッジ２
を生産機械１へ移載する。生産機械１から受け取ったカ
ートリッジ２は、カートリッジ移載装置５により、カー
トリッジ種類等に対応する所定のマガジン３へ戻す。

【００２８】この場合に、移載台車１９の複数のカート
リッジ収納部１７のピッチｐ（図１９）をマガジン３の
配列ピッチＰと等しくしてあるため、移載台車１９を停
止したままで、複数のカートリッジ３を同時にマガジン
３に対して移載することができる。例えば、図１９に示
すように、カートリッジ出入機構制御手段８８は、移載
台車１９の片方のカートリッジ収納部１７からマガジン
３へカートリッジ２を出しながら、もう片方のカートリ
ッジ収納部１７へマガジン３からカートリッジ２を取り
込むように各カートリッジ出入機構１８を動作させる。
これにより、移載台車１９を停止した状態で、マガジン
３に対して複数のカートリッジ２を同時に交換でき、交
換時間がより一層短縮される。

【００２９】また、図２０に示すように、生産機械１か
ら取り出したカートリッジを、その交換位置７に対面す
るマガジン３に格納する場合は、次のように、カートリ
ッジ出入機構１８の一つの連続した動作で取り出しおよ
び格納をする。すなわち、前後両側に出入り可能なカー
トリッジ出入機構１８の機能を利用し、交換位置７（図
２０（Ａ））からカートリッジ２を直線経路Ｌで移載台
車１９のカートリッジ収納部１７上に引出し（同図
（Ｂ））、そのまま、その直線経路Ｌの延長線上にある
マガジン３へ移載する（同図（Ｃ））。このように、生
産機械１の交換位置７に対面する位置にマガジン３を設
け、またカートリッジ出入機構１８を前後両側に出入り
可能なものとしたため、上記のように、移載台車１９を
走行させることなくマガジン３に移載でき、カートリッ
ジ交換のための時間が短縮される。

【００３０】カートリッジ移載装置５の前後両側への移
載は、スライド部材２７がカートリッジ収納部１７の前
後に突出することで行われる。すなわち、スライド部材
２７に設けられたカートリッジ係合機構２８（図６）の
係合具２６が、カートリッジ２の被係合部２５（図１
０）に係合し、スライド部材２７の移動によりカートリ
ッジ２を支持ガイド２０上で進退移動させる。スライド
部材２７は、図９のようにミドル部材３１およびトップ
部材３２の２段構成とされていて、カートリッジ係合機
構２８を装備したトップ部材３２は、その全体が、ベー
ス部材３０に対して前後両側に出入りする。そのため、
スライド部材２７は、カートリッジ２の全体がマガジン
３および生産機械１に移載されるまでカートリッジ２を
移動可能である。

【００３１】スライド部材２７の進退で移載をするとき
に、係合具２６はカートリッジ収納部１７（図５）の係
合具挿通窓２４を通過するが、係合具挿通窓２４の両端
でカートリッジ収納部１７の側壁１７ａａと干渉する。
そのため、カートリッジ係脱機構２８（図８）は、スラ
イド部材２７の進退位置に応じて、係合具２６の抜き差
しを行う。このとき、複数設けられた係合具２６のいず
れかがカートリッジ２の被係合部２５に係合状態を保つ
ようにされる。

【００３２】図１１は、カートリッジ移載装置５から生
産機械１に移載するときの動作を示す。ただし、同図
（Ｃ）は別動作例であり、通常は同図（Ｂ）から（Ｄ）
へ進行する。図１１において、被係止部２５につき、大
径の黒丸で示す箇所は係合具２６が嵌まっている部分を
示し、小径の黒丸で示す箇所は係合具２６が嵌まってい
ない箇所を示す。前後方向の被係止部２５および係合具
２６は、添字A ，B を付して区別した。まず、カートリ
ッジ２の被係止部２５A に係合具２６A を係合させる
（図１１（Ａ））。この状態でスライド部材２７を移動
させ、カートリッジ２を生産機械１に挿入する（同図
（Ｂ））。この状態で、カートリッジ２は、生産機械１
に一部（例えば半分程度）が挿入される。この後、係合
具２６A を被係止部２５A から抜き、スライド部材２７
をカートリッジ収納部１７側へ戻す（同図（Ｄ））。こ
のようにして生産機械１に一部が移載されたカートリッ
ジ２は、生産機械１に備えられたカートリッジ進退装置
８（図１）により、その全体が生産機械１内に移載され
る。なお、図１１（Ｂ）のようにスライド部材２７でカ
ートリッジ２の一部を生産機械１に挿入した後、次のよ
うにスライド部材２７でカートリッジ２の全体を生産機
械１に挿入しても良い。すなわち、同図（Ｂ）ようにカ
ートリッジ２を挿入した後、カートリッジ２の前方の被
係止部２６B がカートリッジ収納部１７よりも前方まで
進むと、被係止部２５B に係合具２６B を係合させ、被
係止部２５Aから係合具２６A を抜く（同図（Ｃ））。
この状態で、スライド部材２７をさらに前進させ、カー
トリッジ２の全体を生産機械１に移載する。移載を終え
ると、係合具２６B も抜き、スライド部材２７を戻す。

【００３３】図１２は、カートリッジ移載装置５からマ
ガジン３へ移載するときの動作を示す。マガジン３は、
カートリッジ収納部１７と同じく係合具挿通窓２４Ａが
前後端で途切れているため、次の動作とする。まず、被
係止部２５B に係合具２６B を係合させ（図１２
（Ａ））、スライド部材２７を移動してカートリッジ２
をマガジン３に挿入する（同図（Ｂ））。係合具２６A
をカートリッジ２の被係止部２５A に係合させ、係合具
２６B を抜く（同図（Ｃ））。スライド部材２７をさら
に移動させてカートリッジ２をマガジン３内に挿入する
（同図（Ｄ））。係合具２６A を抜き（同図（Ｅ））、
スライド部材２７をカートリッジ収納部１７側へ戻す。
このように、係合具挿通窓２４，２４Ａが前後に貫通し
ていなくても、係合具２６の抜き差しでカートリッジ２
を連続移動させることができる。

【００３４】カートリッジ２の段取りは、次のように行
う。すなわち、段取りを行うカートリッジ２を移載台車
１９で段取りステーション６０の前まで運搬し、段取り
部ケース６１内にカートリッジ出入機構１８を用いて格
納する。段取りステーション６０では、この格納の後、
開閉蓋７８を開けて上カートリッジ２に対するパンチ工
具１１の交換等の段取りを行う。また、下カートリッジ
２は、図１６，図１７に示すように、上下カートリッジ
位置ずらし機構６４により、下カートリッジ２を段取り
部ケース６１から引出することにより、上方が開放され
た状態でダイ工具の交換等の段取りが行える。上下カー
トリッジ位置ずらし機構６４は、下カートリッジ２を移
載台車１９の走行路６側へ引き出すため、場所を取らず
に下カートリッジ２の段取りが行える。このように、下
カートリッジ２が移載台車１９の走行路６に引き出され
た状態や、段取りステーション６０の開閉蓋７８が開け
られた状態では、インタロック手段８６によって移載台
車１９の移動が不能とされるため、安全に移載が行え
る。また、段取りステーション６０は、マガジン３の配
列の端部としてあるため、段取り作業が広い空間で行
え、しかもマガジン３に対する移載台車１９をカートリ
ッジ２の段取りステーション６０に対する運搬にも利用
できる。また、制御ボックス８７を上記のように複数の
マガジン３上に配置することにより、生産機械１に対し
て背の低いマガジン３上の空間を有効に利用し、設備全
体の占有床面積を小さくできる。このような制御ボック
ス８７の配置を採用した場合にも、マガジン３の配列の
端部に段取りステーション６０を配置することで、広い
空間で段取り作業が行える。

【００３５】

【発明の効果】この発明の工具カートリッジ交換装置
は、工具の搭載されたカートリッジを使用する生産機械
に対してカートリッジを交換する装置であって、カート
リッジを出し入れするカートリッジ出入機構が搭載され
直線状に延びる走行路上を走行する移載台車と、前記走
行路に近接して前記走行路と平行に複数個連続的に配列
されて各々カートリッジを収容可能なカートリッジマガ
ジンと、前記カートリッジマガジンの配列の端部に並び
方向に連続して配置されてカートリッジを段取り可能に
格納する段取りステーションとを備えたものであるた
め、生産機械およびマガジンを含めた生産設備全体の簡
略化が図れ、かつカートリッジの段取りが効率的に行え
る。前記生産機械がパンチプレスであって、各々パンチ
工具およびダイ工具を搭載した上下一対のカートリッジ
を使用するものであり、前記移載台車のカートリッジ出
入り機構、前記各カートリッジマガジン、および前記段
取りステーションが、いずれも上下一対のカートリッジ
を同時に出し入れ可能なものであり、前記段取りステー
ションが、上カートリッジに対して下カートリッジを水
平方向にスライドさせる上下カートリッジ位置ずらし機
構を有するものとした場合は、上下一対のカートリッジ
に各々搭載されるパンチ工具およびダイ工具の両方の段
取りが容易に行える。前記段取りステーションが、カー
トリッジの格納部分を上側から蓋する開閉カバーを有
し、この開閉カバーの開いた状態では前記移載台車の段
取りステーションへの移動を不能とするインタロック手
段を設けた場合は、段取り作業が安全に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる工具カートリッ
ジ交換装置を用いたカートリッジ式生産機械の平面図で
ある。

【図２】同カートリッジ交換装置およびマガジン群の正
面図である。

【図３】同カートリッジ交換装置の部分拡大正面図であ
る。

【図４】カートリッジ交換装置におけるカートリッジ収
納部の拡大破断正面図である。

【図５】同カートリッジ収納部の側面図である。

【図６】同カートリッジ交換装置のカートリッジ出入機
構の拡大破断正面図である。

【図７】同カートリッジ出入機構の側面図である。

【図８】同カートリッジ出入機構の破断平面図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、同カートリッジ出入機構の
スライド部材の動作説明図、（Ｄ）はスライド駆動機構
における連動部の説明図である。

【図１０】カートリッジと識別子の関係を示す破断側面
図である。

【図１１】カートリッジ交換装置による生産機械へのカ
ートリッジ交換動作の説明図である。

【図１２】カートリッジ交換装置によるマガジンへのカ
ートリッジ交換動作の説明図である。

【図１３】カートリッジの概略斜視図である。

【図１４】段取りステーションの破断正面図である。

【図１５】段取りステーションの破断側面図である。

【図１６】段取りステーションの上下カートリッジ位置
ずらし機構のスライド状態を示す動作説明図である。

【図１７】同上下カートリッジ位置ずらし機構の非スラ
イド時の状態を示す動作説明図である。

【図１８】工具カートリッジ交換装置の一部破断概略平
面図である。

【図１９】工具カートリッジ交換装置のカートリッジ移
載動作例の説明図である。

【図２０】工具カートリッジ交換装置の他のカートリッ
ジ移載動作例の説明図である。

【符号の説明】

１…生産機械 ２…カートリッジ ３…マガジン ５…カートリッジ移載装置 ６…走行路 ７…交換位置 １１…工具 １２…テーブル １３…レール １７…カートリッジ収納部 １８…カートリッジ出入機構 １９…移載台車 ２０…支持ガイド ２１…支持ローラ ２２…直動軸受 ２７…スライド部材 ２８…カートリッジ係合機構 ３０…ベース部材 ３１…ミドル部材 ３２…トップ部材 ３５…ミドル部材駆動部 ３６…連動部 ３９…アクチュエータ ４１，４２…連動用ベルト ４６…係脱駆動手段 ６０…段取りステーション ６１…段取部ケース ６２，６３…支持ガイド ６２ａ，６３ａ…支持ローラ ６４…上下カートリッジ位置ずらし機構 ６５…スライド台 ６６…スライド駆動機構 ６８…中間台 ７０…カートリッジ台 ７１…中間台駆動部 ７２…連動部 ７３…連動用ベルト ７８…開閉蓋 ８２…工具運搬補助具 ８５…センサ ８６…インタロック手段 ８４…段取り部操作盤 ８８…カートリッジ出入機構制御手段 Ｗ…ワーク

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３０Ｂ 15/02 Ｂ３０Ｂ 15/02 Ｇ Ｈ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具の搭載されたカートリッジを使用す
   る生産機械に対してカートリッジを交換する装置であっ
   て、カートリッジを出し入れするカートリッジ出入機構
   が搭載され直線状に延びる走行路上を走行する移載台車
   と、前記走行路に近接して前記走行路と平行に複数個連
   続的に配列されて各々カートリッジを収容可能なカート
   リッジマガジンと、前記カートリッジマガジンの配列の
   端部に並び方向に連続して配置されてカートリッジを段
   取り可能に格納する段取りステーションとを備えた工具
   カートリッジ交換装置。
2. 【請求項２】 前記生産機械はパンチプレスであって、
   各々パンチ工具およびダイ工具を搭載した上下一対のカ
   ートリッジを使用するものであり、前記移載台車のカー
   トリッジ出入り機構、前記各カートリッジマガジン、お
   よび前記段取りステーションは、いずれも上下一対のカ
   ートリッジを同時に出し入れ可能なものであり、前記段
   取りステーションは、上カートリッジに対して下カート
   リッジを水平方向にスライドさせる上下カートリッジ位
   置ずらし機構を有するものとした請求項１記載の工具カ
   ートリッジ交換装置。
3. 【請求項３】 前記段取りステーションは、カートリッ
   ジの格納部分を上側から蓋する開閉カバーを有し、この
   開閉カバーの開いた状態では前記移載台車の段取りステ
   ーションへの移動を不能とするインタロック手段を設け
   た請求項１または請求項２記載の工具カートリッジ交換
   装置。