JP2005279654A - 転造装置にワークを供給するワーク供給方法およびワーク供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転造装置のワークチャッキング位置に正確にワークを供給可能なワーク供給装置を提案すること。
【解決手段】 ワーク供給装置１は、歯付きベルト２の歯付き面２ａの歯に形成されている各溝２ｂに１個ずつワークＷを乗せて、転造装置１００のワークチャッキング位置１０１に向けて搬送する。歯付きベルト２の歯付き面２ａが上向きから下向きに反転する反転軌道部分１４の最下点１４ａにおいて、歯付きベルト２の歯付き面２ａからワークＷが直下に配置されているワーク受け台４のＶ溝４ａに落下する。転造装置１００のチャッキング機構１０８によってワークＷのチャッキングが完了するまで、ワークＷが当該Ｖ溝４ａに吸引保持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転造装置のワークチャッキング位置にワークを供給すると共に、転造装置のチャッキング機構によって確実にワークがクランプされるまでワークチャッキング位置にワークを保持可能なワーク供給方法およびワーク供給装置に関するものである。

カムシャフトやネジなどの複雑形状品を製造する装置としては、平面ダイス式、丸形ダイス式などの転造装置が知られている。転造装置は、製品に応じた形が刻まれた２つの転造ダイスの間にワークを挟んで、当該ワークを加圧しながら回転させることにより、ワークにダイス形状を転写させるものである。

従来においては、転造装置に対するワークの供給は、作業員が一つ一つ手作業で行っている。このため、１台の装置に対して、作業員を１人以上配置する必要があり、例えば、数台の装置を稼動させる場合には、それに人員が取られてしまうので、大変効率が悪い。また、水平駆動あるいは回転駆動する転造ダイス付近での作業になるため、そこに巻き込まれてしまうなどの危険があり、ワークを転造装置に供給するための装置が必要である。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、転造装置にワークを自動的に供給するためのワーク供給方法および装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のワーク供給方法は、
転造用のワークを、無限軌道に沿って搬送されている歯付きベルトの歯付き面における歯の間に乗せて搬送し、
転造装置のワークチャッキング位置の上方において、前記歯付き面からワークを落下させ、
落下したワークを、前記ワークチャッキング位置に配置したワーク受け台で受け取り、
転造装置によってチャッキングされるまで、受け取ったワークを真空吸引して前記ワークチャッキング位置に保持し、
チャッキングが完了した後に、前記ワーク受け台を前記ワークチャッキング位置から退避させることを特徴としている。

また、本発明のワーク供給装置は、
歯付き面の歯の間にワークを乗せて搬送するための歯付きベルトと、
前記歯付きベルトを無限軌道に沿って搬送するベルト駆動機構と、
転造装置のワークチャッキング位置においてワークを受け取るワーク受け台と、
前記ワーク受け台を、前記ワークチャッキング位置、および、当該ワークチャッキング位置から退避した退避位置に移動させる受け台移動機構と、
前記歯付きベルトの前記歯付き面からワークが落下しないようにガイドするワークガイドと、
前記ワーク受け台で受け取ったワークを前記ワークチャッキング位置に吸引保持する真空吸引機構とを有し、
前記歯付きベルトの前記無限軌道には、歯付き面が上を向く状態で搬送されるワーク搬送用軌道部分、および、これに連続して前記歯付き面が下を向く状態に反転している反転軌道部分が形成されており、
ワークガイドは、前記反転軌道部分における途中位置でワークのガイドを解除するように配置されており、
前記反転軌道部分における前記ワークガイドによるガイドが解除された位置の直下が前記ワークチャッキング位置となっていることを特徴としている。

ここで、前記ワーク受け台として、落下するワークを受け入れるＶ溝と、このＶ溝の底に形成した真空吸引口とを備えた構成のものを用いることができる。

また、ワーク供給装置の制御盤は、転造装置からの制御信号に基づき、ワークが１個ずつ前記ワーク受け台に落下するように、前記歯付きベルトの搬送を制御すればよい。

さらに、前記ワーク受け台がワークを受け取ったことを検出するワークセンサを配置し、当該ワークセンサの検出信号を、転造動作開始を指令する信号として転造装置に向けて出力すればよい。

また、ワークがワーク受け台に前記歯付きベルトの歯付き面からワークが落下する位置を調節するための調節部を有していることが望ましい。

本発明によれば、歯付きベルトの歯付き面にワークを乗せて搬送しているので、各種形状のワークを歯の間に保持して一定のピッチで搬送することができ、１つずつ確実にワーク受け台に落下させることができる。また、ワーク受け台において、真空吸引によりワークをワークチャッキング位置に確実に保持できる。よって、ワークを１個ずつ転造装置のワークチャッキング位置に確実に供給できるので、今まで人手に頼っていたワーク供給作業を、確実かつ効率良く行うことが可能になる。例えば、本発明のワーク供給装置を用いれば、数台の転造装置を１人の作業員が受け持つことが可能になり、また、ワーク供給装置にワークを搬出可能なフィーダなどを併用すればワークの供給を完全に自動化できるので、昼夜問わず転造装置をフル稼働させることも可能となる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したワーク供給装置の一例を説明する。

図１(ａ)および(ｂ)は、転造装置に取り付けられたワーク供給装置を示す正面図および右側面図である。図２は、図１に示すワーク供給装置の一部を拡大して示す部分拡大側面図である。本例のワーク供給装置１は、付属装置としてのワークストッカ５０から投入される細長い円柱状のワークＷを、転造装置１００のワークチャッキング位置１０１に向けて１個ずつ供給する。また、ワークチャッキング位置１０１にワークを吸引保持し、転造装置１００のチャッキング機構１１０によってワークのチャッキングが完了すると、ワークの吸引保持を解除する。かかるワーク供給動作を行うワーク供給装置1の説明に先立って、転造装置１００の構造を簡単に説明する。

(転造装置)
転造装置１００は平面ダイス式のものであり、装置フレーム１０２に下向きに固定されている固定ダイス１０３と、スライドテーブル１０４に上向きに固定されている移動ダイス１０５と、スライドテーブル１０４を水平に装置前後方向にスライドさせるためのテーブルスライド機構１０６を有している。移動ダイス１０５の上面１０５ａおよび固定ダイス１０３の下面１０３ａには転造面が形成されており、これらの間でワークＷが転造加工される。

移動ダイス１０５は、スライドテーブル１０４の後端部分に固定されており、テーブルスライド機構１０６によって、ワークチャッキング位置１０１および固定ダイス１０３の下側を通って、装置後ろ側の待機位置から、固定ダイス１０３を通り過ぎた装置前側の位置までの間をスライド可能である。移動ダイス１０５の後端縁には、転造加工後のワークを搬出するためのワーク排出用のシュート１０７が取り付けられている。

ワークチャッキング位置１０１には、当該位置においてワークＷを左右両側からクランプしてチャッキングするためのチャッキング機構１０８が配置されている。チャッキング機構１０８はワークＷを軸線方向の両側から押さえ付けることによって、水平にクランプするものであり、ワークＷをチャッキングした状態でスライドテーブル１０４と同期を取って装置前方に移動し、移動ダイス１０５の前端が固定ダイス１０３の後端に至った時点に同期して、ワークＷも固定ダイス１０３の後端に至るようになっている。

(ワーク供給装置)
ワーク供給装置１は、ワークＷを搬送するための歯付きベルト２と、この歯付きベルト２を無限軌道に沿って搬送するベルト駆動機構３と、ワークチャッキング位置１０１においてワークを受け取るワーク受け台４とを有している。

ベルト駆動機構３は、転造装置１００の装置フレーム１０２に後端が支持されている垂直取り付け板５を備え、その側面には駆動プーリ６と、５個のベルトガイドローラ７〜１１が回転自在の状態で水平に取り付けられている。歯付きベルト２は耐油性のものであり、その歯付き面２ａが外側を向く状態で、これらの駆動プーリ６およびベルトガイドローラ７〜１１に架け渡されている。ベルトガイドローラ７〜１１は両端にベルト外れ防止用のフランジが付いている。

ここで、同一高さ位置において前後に配置されているベルトガイドローラ７、８の間において、歯付き面２ａが上を向いた状態で歯付きベルト２が水平に搬送される水平軌道部分１２が規定され、ベルトガイドローラ８、９の間においては、歯付きベルト２が下方に向けて傾斜搬送される傾斜軌道部分１３が規定され、ベルトガイドローラ９の下側外周面により、歯付き面２ａが上向きから下向きに反転して歯付きベルト２が搬送される反転軌道部分１４が規定されている。また、歯付きベルト２は、その歯付き面２ａが駆動プーリ６の外周面に係合するように、当該駆動プーリ６に架け渡されている。

駆動プーリ６は、ウォーム１５を含む減速歯車列を経由して、垂直取り付け板５に下向き姿勢で垂直に取り付けたサーボモータ１６の出力軸１６ａに連結されている。サーボモータ１６は制御盤１７によって駆動制御される。制御盤１７は、転造装置１００からの制御信号Ｓ１に基づき、１個ずつワークＷがワーク受け台４に落下するように、歯付きベルト２の搬送を制御する。

上記のように架け渡されている歯付きベルト２における水平軌道部分１２の後端位置には、ワークストッカ５０の側から、歯付きベルト２の歯付き面２ａにおける各歯の間に１個ずつワークＷが引き渡される。歯付き面２ａの各歯の間の溝２ｂは、ほぼ半円形断面をしており、搬送方向に向けて一定のピッチで形成されており、ここに、ワークＷの下半部分がはまった状態で乗る。歯付きベルト２は矢印の方向に搬送され、各歯の間に乗せられたワークＷは水平軌道部分１２から傾斜軌道部分１３を経て、反転軌道部分１４に向けて搬送される。

歯付きベルト２における水平軌道部分１２の途中位置から傾斜軌道部分１３を経由して反転軌道部分１４に至る部位には、その歯付き面２ａに対して所定の間隔で対峙する状態でワークガイド１８が垂直取り付け板５に取り付けられている。ワークガイド１８は耐摩耗性の素材から形成されている。このワークガイド１８の前端１８ａは、反転軌道部分１４の最下点１４ａの手前位置まで延びている。したがって、歯付き面２ａに乗っているワークＷが当該歯付き面２ａから落下せずに、反転軌道部分１４の最下点１４ａに至り、ここにおいて、自重により自然落下可能になる。

ここで、油などによりワークＷが歯付きベルトの歯付き面２ａに付着したまま落下しないことの無いように、ワーク落下位置の近傍には、落下位置に到ったワークＷを強制的に落下させるための強制落下手段を配置することが望ましい。例えば、エアーあるいはクーラントを落下位置に到ったワークＷに吹き付けて、ワークＷを確実に落下させることが望ましい。

次に、反転軌道部分１４の直下にはワーク受け台４が配置されており、その上面には装置幅方向に水平に延びるＶ溝４ａが形成されている。このＶ溝４ａは反転軌道部分１４の最下点１４ａの真下に位置している。したがって、反転軌道部分１４の最下点１４ａから落下したワークＷはこのＶ溝４ａに受け入れられる。Ｖ溝４ａの底には真空吸引口４ｂが開いており、この真空吸引口４ｂは不図示の真空吸引機構に繋がっている。Ｖ溝４ａに受け入れられたワークＷを真空吸引することにより、ワークＷがＶ溝４ａ内に吸引保持される。

ワーク受け台４は、スライドテーブル１０４の前端に立設した昇降機構２０によって、上側のワーク受け取り位置４Ａと、下側の退避位置４Ｂとの間を昇降可能である。ワーク受け取り位置４ＡにおいてＶ溝４ａに受け取られ、そこに保持されたワークＷは、転造装置１００のワークチャッキング位置１０１に位置決めされた状態になる。

ここで、ベルト駆動機構３が取り付けられている垂直取り付け板５は、その前側の上端部分がヒンジ機構２１によって上下に旋回可能な状態で装置フレーム１０２に取り付けられている。また、垂直取り付け板５の前端面の上下方向の途中位置には、前方に向けて水平に位置調節ねじ２２が取り付けられており、位置調節ねじ２２の先端が装置フレーム１０２の後端面１０２ａに当っている。この位置調節ねじ２２のねじ込み量を調節すると、ヒンジ機構２１を中心として垂直取り付け板５が上下にわずかに移動し、そこに取り付けられているベルト駆動機構３に架け渡されている歯付きベルト２も移動する。よって、歯付きベルト２の反転軌道部分１４の最下点１４ａの位置を、ワーク受け台４のＶ溝４ａに一致するように調節可能である。換言すると、ワーク落下位置を微調整可能である。

なお、ワーク受け台４には、Ｖ溝４ａにワークＷが受け入れられたことを検出するワークセンサ２３が取り付けられており、ワーク検出信号Ｓ２が、転造動作の開始指令信号として、転造装置１００に出力される。

(ワーク供給動作)
図３(ａ)ないし(ｅ)は、転造装置１００にワークＷを供給する動作を示す説明図である。まず、図３(ａ)に示すように、転造装置１００の移動ダイス１０５が待機位置にあり、ワーク受け台４が上側のワーク受け取り位置４Ａにある状態で、歯付きベルト２が１ピッチずつ間歇的に搬送され、ワークストッカ５０の側から歯付き面２の各歯の間の溝２ｂに１個ずつワークＷが引き渡される。

図３(ｂ)に示すように、先頭のワークＷ１が反転軌道部分１４の最下点１４ａに至ると、当該ワークＷが自重により直下のワーク受け台４のＶ溝４ａに落下する。ワークＷは、自重および、エアーあるいはクーラントの吹き付けにより、確実に落下する。Ｖ溝４ａの真空吸引口４ｂは真空吸引機構によって真空吸引されているので、Ｖ溝４ａに落下したワークＷは当該Ｖ溝４ａ内に吸引保持される。換言すると、ワークＷが転造装置１００のワークチャッキング位置１０１に正確に保持される。また、当該ワークＷに塗布されている防錆油などの余分な油分も吸引除去される。ワーク受け台４のＶ溝４ａにワークＷが受け入れられると、ワークセンサ２３から検出信号Ｓ２が転造装置１００に出力され、歯付きベルト２の搬送が停止する。

この後は、転造装置１００のチャッキング機構１０８により両側からワークＷが完全にクランプされるまで、Ｖ溝４ａにワークＷを吸引保持した状態を維持する。ワークＷが完全にクランプされた後は、ワークＷの真空吸引を止め、図３(ｃ)に示すように、受け台４を下側の退避位置４Ｂまで下降させる。

この後は、ワークセンサ２３の検出信号Ｓ２を受けた転造装置１００が転造動作を開始する。転造動作においては、まず、スライドテーブル１０４を前方にスライドさせ、そこに乗っている移動ダイス１０５を固定ダイス１０３の側に移動させる。同時に、チャッキング機構１０８によってチャッキングされているワークＷも固定ダイス１０３の側に移動させる。ここで、移動ダイス１０５の前端と、ワークＷが同時に固定ダイス１０３の後端に到達するように、これらの移動を制御する。これにより、図３(ｄ)に示すように、固定ダイス１０３の後端と移動ダイス１０５の前端との間にワークＷが挟み込まれた状態になる。

この後は、ワークＷのチャッッキングを解除し、移動ダイス１０５を装置の前方に向けて移動させることにより、固定ダイス１０３と移動ダイス１０５とに挟まれたワークＷにはその間を転がり転造面１０３ａ、１０５ａの形状が転写される。転造後のワークＷ１ａは、図３(ｅ)に示すように、シュート１０７に沿って転がり落ち、回収される。

ワークの転造加工が終了すると、移動ダイス１０５は図３(ａ)の待機位置まで後退すると共に、チャッキング機構１０８がワークチャッキング位置１０１まで戻る。しかる後に、ワーク供給装置１の制御盤１７に制御信号Ｓ１が出力される。ワーク供給装置１の制御盤１７は制御信号Ｓ１を受けると、ワーク受け台４をワーク受け取り位置４Ａまで上昇させた後に、歯付きベルト２を１ピッチ分搬送する。この結果、次のワークＷ２がワーク受け台４に落下し、上述した供給動作と転造加工動作が繰り返される。

以上説明したように、本例のワーク供給装置１によれば、今まで作業員が一つ一つ手作業で行っていた転造装置１００に対するワークＷの供給を自動で行うことができる。よって、数台の転造装置を１人の作業員が受け持つことが可能になる。また、本例のように、ワークストッカを併用することによって無人化を実現できるので、昼夜問わず転造装置をフル稼働させることも可能となる。

(ａ)および(ｂ)は、転造装置に取り付けられた本発明を適用したワーク供給装置の正面図および右側面図である。 図１のワーク供給装置のワーク受け台を示す部分拡大側面図である。 図１のワーク供給装置の動作を示す説明図である。

符号の説明

１ ワーク供給装置
２ 歯付きベルト
２ａ 歯付き面
２ｂ 溝
３ ベルト駆動機構
４ ワーク受け台
４ａ Ｖ溝
４ｂ 真空吸引口
５ 垂直取り付け板
６ 駆動プーリ
７〜１１ ベルトガイドローラ
１２ 水平軌道部分
１３ 傾斜軌道部分
１４ 反転軌道部分
１４ａ 反転軌道部分の最下点
１６ サーボモータ
１７ 制御盤
１８ ワークガイド
１８ａ ワークガイドの前端
２０ 昇降機構
２１ ヒンジ機構
２２ 調節ねじ
２３ ワークセンサ
１００ 転造装置
１０１ ワークチャッキング位置
１０２ 装置フレーム
１０３ 固定ダイス
１０４ スライドテーブル
１０５ 移動ダイス
１０８ チャッキング機構

Claims (6)

1. 転造用のワークを、無限軌道に沿って搬送されている歯付きベルトの歯付き面における歯の間に乗せて搬送し、
   転造装置のワークチャッキング位置の上方において、前記歯付き面からワークを落下させ、
   落下したワークを、前記ワークチャッキング位置に配置したワーク受け台で受け取り、
   転造装置によってチャッキングされるまで、受け取ったワークを真空吸引して前記ワークチャッキング位置に保持し、
   チャッキングが完了した後に、前記ワーク受け台を前記ワークチャッキング位置から退避させる転造装置にワークを供給する方法。
2. 歯付き面の歯の間にワークを乗せて搬送するための歯付きベルトと、
   前記歯付きベルトを無限軌道に沿って搬送するベルト駆動機構と、
   転造装置のワークチャッキング位置においてワークを受け取るワーク受け台と、
   前記ワーク受け台を、前記ワークチャッキング位置、および、当該ワークチャッキング位置から退避した退避位置に移動させる受け台移動機構と、
   前記歯付きベルトの前記歯付き面からワークが落下しないようにガイドするワークガイドと、
   前記ワーク受け台で受け取ったワークを前記ワークチャッキング位置に吸引保持する真空吸引機構とを有し、
   前記歯付きベルトの前記無限軌道には、歯付き面が上を向く状態で搬送されるワーク搬送用軌道部分、および、これに連続して前記歯付き面が下を向く状態に反転している反転軌道部分が形成されており、
   ワークガイドは、前記反転軌道部分における途中位置でワークのガイドを解除するように配置されており、
   前記反転軌道部分における前記ワークガイドによるガイドが解除された位置の直下が前記ワークチャッキング位置となっているワーク供給装置。
3. 請求項２において、
   前記ワーク受け台は、落下するワークを受け入れるＶ溝と、このＶ溝の底に形成した真空吸引口とを備えているワーク供給装置。
4. 請求項２または３において、
   転造装置からの制御信号に基づき、ワークが１個ずつ前記ワーク受け台に落下するように、前記歯付きベルトの搬送を制御する制御盤を有しているワーク供給装置。
5. 請求項２、３または４において、
   前記ワーク受け台がワークを受け取ったことを検出するワークセンサを有し、
   当該ワークセンサの検出信号が転造動作開始を指令する信号として転造装置に向けて出力されるワーク供給装置。
6. 請求項２、３、４または５において、
   前記歯付きベルトの歯付き面からワークが落下する位置を調節するための調節部を有しているワーク供給装置。
   

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