JP2007216254A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円滑且つ適正作動を保証しながら構成の簡素化を図り得るワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】プレスステージ間適所に配置される基体に支持され、それぞれが複数のアームを相互に回動可能に結合してなる一対のアームユニット１５と、各アームユニット先端間に搭載されるワーク把持機構と、前記基体に対して前記一対のアームユニット１５を昇降させる昇降機構とを有し、前記ワーク把持機構によって保持したワークを前記アームユニットの作動によりプレスステージ間で搬送するようにしたワーク搬送装置１０であって、前記アームユニットは、各アームユニット先端を相互にスライド可能に結合するスライドアーム２５を有し、このスライドアーム２５を介して前記ワーク把持機構を支持するようにしたワーク搬送装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレスマシン、特にタンデムプレスラインにおいてプレスステージ間でワークを搬送するワーク搬送装置に関する。

従来、タンデムプレスラインにおいてプレスマシン間ワーク搬送装置としては、ローダー・アンローダー方式とロボット方式とがある。
ローダー・アンローダー方式では、例えば図１２に模式的に示すように上流側のプレス（Ｉ）にワークＷ投入用のローダー１０１が、また下流側のプレス（II）にはワーク投入用アンローダー１０２が装備される。
プレスマシン相互間にはシャトル１００あるいはベルトコンベヤが設置され、ワークＷは成形後ローダー１０１、シャトル１００およびアンローダー１０２の装置間を順次受け渡され、次工程のプレスマシンへ投入される。

一方、ロボット方式では、プレスマシン相互間に多関節ロボットが設置され、ワークは成形後ロボットによって取り出され、次工程のプレスマシンへ投入される。
さらに、この種の搬送装置として、例えば特許文献１等に記載のものが知られている。

特開平２００４−２１６４５１号公報

しかしながら、ローダー・アンローダー方式ではシャトル等の大きな設置スペースが必要になるため、プレスマシン間のピッチが大きくなってしまう。
そのためプレス設備全体として大型化せざるを得ない等の問題がある。
また、アンローダー、シャトルおよびローダーのように複数の装置間を受け渡すため、搬送異常が発生し易くなる。
そのため本発明者は一対のアームを水平方向に回動させる搬送装置を開発したが 両アームの同期化が極めて正確でないと、アーム自体の軸支部等に無理な力が加わって円滑な作動がされにくく、また故障の原因となる。
また、ワークの位置を第１位置から第２位置に移動する際、平行移動だけでなく、第２位置で異なった角度に位置決めすることは到底不可能であった。

また、ロボット方式ではプレス（製品）が大型化すると、それに伴いロボットの各関節の剛性等を確保するためにロボット自体も大型化し、装置の高速化や生産性向上に対応できなくなる。

さらに、例えば特許文献１等に記載の搬送装置では走行軸がプレス間を渡ることになり、設置及びメンテナンス等が困難である。
また、この場合にもプレスステージとプレスアプライトの間に装置を配置するためのスペースが必要になり、プレスマシンが大型化する。

本発明はかかる実情に鑑み、円滑且つ適正作動を保証しながら構成の簡素化を図り得るワーク搬送装置を提供することを目的とする。
また平行移動の他に異なった角度に位置決めすることができるワーク搬送装置を提供することを目的とする。

このような背景のもとで本発明者らは鋭意研究した結果、アームをスライド可能とすることにより動きの自由度が生じることを見出し、この知見により本発明を完成させたものである。

即ち、本発明は、（１）、プレスステージ間適所に配置される基体に支持され、それぞれが複数のアームを相互に回動可能に結合してなる一対のアームユニットと、各アームユニット先端間に搭載されるワーク把持機構と、前記基体に対して前記一対のアームユニットを昇降させる昇降機構とを有し、前記ワーク把持機構によって保持したワークを前記アームユニットの作動によりプレスステージ間で搬送するようにしたワーク搬送装置であって、前記アームユニットは、各アームユニット先端を相互にスライド可能に結合するスライドアームを有し、このスライドアームを介して前記ワーク把持機構を支持するようにしたワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（２）、前記各アームユニットは、ワーク搬送方向と平行且つ水平に回動可能な第１アームと、前記第１アームの端部に結合してワーク搬送方向と平行且つ水平に回動可能な第２アームとを含み、前記第２アームの先端に長短対をなして構成される前記スライドアームが回動可能に結合する上記（１）記載のワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（３）、前記スライドアームの一方の長尺側に着脱自在に支持され、ワーク搬送方向と平行に水平移動可能なハンドバーを有し、このハンドバーに前記ワーク把持機構を搭載支持する上記（２）に記載のワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（４）、前記長尺側のスライドアームに備わったスライドガイドに沿って短尺側のスライドアームに備わったスライダがスライド可能となっている上記（２）に記載のワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（５）、前記昇降機構は、相互に平行に隔置された上下方向の一対の駆動軸を有し、前記アームユニット全体を鉛直方向に傾動可能にするチルト機能を有する上記（１）に記載のワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（６）、前記第２アームの先端に、前記スライドアームを鉛直方向に傾動可能にするチルト機構を有する上記（２）に記載のワーク搬送装置に存する。

なお、本発明の目的に沿ったものであれば、上記発明を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明によれば、タンデムプレスのいずれかに対して、１箇所で取り付けられるため、またアームユニットをタンデムプレス間で走行させるための走行軸を持たないため、タンデムプレス間のスペースに容易且つ適正に配置可能である。
これにより設置スペースのためにプレス装置を大型化することなく、その取付けやメンテナンス等を極めて容易に行うことができる。さらに、プレスステージ間を最短距離で搬送することが可能になり、効率良く且つ高速搬送が可能になる。

また、特にスライドアームを持つことで、各アームユニットの駆動軸を制御することによりワークを水平方向で自在の姿勢に変化させることができ、他方のプレスに移載し易い姿勢で搬送し、円滑で適正にワークを受け渡すことができる等の効果がある。

以下、図面に基づき、本発明によるワーク搬送装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１の実施形態におけるワーク搬送装置１０の全体の概略斜視図、図２はその概略正面図、図３はその概略側面図、図４はその概略平面図である。
ワーク搬送装置１０は、上流側のプレス（Ｉ）と下流側のプレス（II）間に配置される（図３参照）。
プレス（Ｉ）及びプレス（II）は、それぞれ上型を含むプレススライド１（Ｉ），１（II）及び金型交換台車上に載置された下型２（Ｉ），２（ＩＩ）を有し、成形後のワークＷをワーク搬送装置１０によってプレス（Ｉ）からプレス（II）へと搬送する。

プレス（Ｉ）及びプレス（II）間のスペース適所において、アプライト３に横架されたビーム１１にメイン基体１２が固定され、このメイン基体１２の両側にはピン１４を介してサブ基体１３が結合する。
これらメイン基体１２およびサブ基体１３には、アームユニット１５を昇降させる昇降機構が設けられる。
後述するように、ワーク把持機構によって保持したワークＷを、アームユニット１５の作動によりプレスステージ間で搬送する。

各サブ基体１３にはリフトモータベース１６が固定され、このリフトモータベース１６に搭載されたリフトモータ１７によって、ロッド１８を介して両側のリフトスライダ１９を上下動させるようになっている。
両側のリフトスライダ１９はサブ基体１３の内部でスライドし、また、メイン基体１２の内部で中央のリフトスライダ１９がスライドする。

各リフトスライダ１９にはバランサ２０が連結されており、リフトモータ１７に対する負荷を大きく軽減させることができる。
すなわちバランサ２０は、シリンダーを備えており、このシリンダーによってリフトスライダ１９より下方の昇降重量を、常時、自重分だけ引っ張った状態にし、リフトモータ１７に対する負荷を軽減するものである。

各リフトスライダ１９の下端にはそれぞれピン２１を介して、アームユニット１５のアームユニット基体２２が連結支持される。
アームユニット１５は、ワーク搬送方向と平行且つ水平に回動可能な第１アーム２３と、第１アーム２３の端部に結合してワーク搬送方向と平行且つ水平に回動可能な第２アーム２４とを含む。
また、第２アーム２４の先端に長短対をなして構成されるスライドアーム２５が回動可能に結合する。
ここで、スライドアーム２５は、一方の第２アーム２４に備わった長尺側のスライドアーム２５Ａと他方の第２アーム２４に備わった短尺側のスライドアーム２５Ｂにより構成される。

また、長尺側のスライドアーム２５Ａにはアタッチメント２７を介して、ハンドバー２６が着脱自在に支持され、このハンドバー２６は、少なくともワーク搬送方向と平行に水平移動可能である。
またハンドバー２６にはワーク把持機構が搭載支持される。
ワーク把持機構は、ハンドバー２６に着脱自在に設けられたワーク保持手段２８を備え、このワーク保持手段２８としては、例えば、吸着パッド等が好適である。
この吸着パッドは、ワークＷの形状等に合わせてバランスよく複数配設されており、適宜取り外し可能である。

アームユニット基体２２の両側には第１アーム２３を回動駆動する駆動モータ２９が搭載され、また、各第１アーム２３には第２アーム２４を回動駆動する駆動モータ３０が搭載される（第２アーム２４内の伝達機構は省略する）。
各アームユニット１５はワーク搬送方向に関して対称に且つ相互に同期して作動するようになっている。

ここで、スライドアーム２５において、図５に示すように長尺側のスライドアーム２５Ａに対して短尺側のスライドアーム２５Ｂが矢印Ｂのようにスライド可能に結合する。
この場合、スライドアーム２５Ａには略その全長に亘りスライドガイド３１が備わっていると共に、他方のスライドアーム２５Ｂにはスライドガイド３１に沿ってスライドするスライダ３２が備わっている。
そのために短尺側のスライドアーム２５Ｂは長尺側のスライドアーム２５Ａに沿って円滑に移動することができる。

また、スライドアーム２５はその長手軸３３のまわりに回転可能（矢印Ｂ参照）となるように、各スライドアーム２５Ａ及びスライドアーム２５Ｂがそれぞれ各第２アーム２４の先端に回転可能に支持される。
この場合、スライドアーム２５Ｂの基部に図示しない回転駆動部を有し、この回転駆動部によってスライドアーム２５全体が所望角度だけ回転するようになっている。
なお、この回転駆動部により、後述するようにチルト機構が構成される。

上記構成において、ワーク搬送装置１０によってワークＷをプレス（Ｉ）からプレス（II）へと搬送する。
その際、各第２アーム２４は相互にスライドアーム２５を介して連結されており、典型的には駆動モータ２９を作動させて図６の矢印のように第１アーム２３を回動することで、アームユニット１５をプレス（Ｉ）側からプレス（II）側へ所定軌道に沿って作動させることができる。
なお、各プレス（Ｉ）及び（II）で吸着し、あるいは開放する際、リフトスライダ１９によってアームユニット１５全体を適度に上下動させる。

一対の各アームユニット１５は搬送ラインに対して対称に且つ同期して作動するが、仮にいずれか一方のアームユニット１５に作動不良、例えば第２アーム２４が途中で停止したと仮定する。
このような場合、図７のようにスライドアーム２５Ｂがスライドアーム２５Ａに対して適度にスライドして逃げ（矢印Ａ）、アームユニット１５に極度な負荷がかかるのを防止することができる。

このようにスライドアーム２５Ｂが逃げるようにしたことで、アームユニット１５の破損事故等を防ぐことができる。
いずれのアームユニット１５に作動不良等が生じた場合でも、図８のようにスライドアーム２５Ｂがスライドし、事故の未然防止を図ることができる。

また、スライドアーム２５Ｂをその略、全スライドストロークだけスライドさせることで、図９のようにワークＷを９０°旋回させて位置決めすることができる。
この場合、第１アーム２３及び第２アーム２４の幾何学的関係からそれらの回動量を制御することで、９０°以外の適宜の角度に位置決めを設定することが可能であり、必要に応じて適宜選択される。

さらに、各サブ基体１３に搭載されたリフトモータ１７によって各リフトスライダ１９を同量だけ上下動させ、これによりアームユニット基体２２、従ってアームユニット１５が昇降される。
この場合、リフトスライダ１９の上下動の量を異ならせることで、アームユニット１５全体を鉛直方向に傾動させることができる。

例えば図１０（ａ）のように、図において左側のリフトスライダ１９の上下スライド量を右側よりも少なくすることで、図示のように左上がりに傾動させ、また逆にすれば図１０（ｂ）のように右上がりに傾動させることができる。

また、スライドアーム２５Ｂの基部に設けた回転駆動部によりスライドアーム２５全体が所望角度だけ回転させ、この場合は図１１のようにスライドアーム２５、従ってワークＷを鉛直方向に傾動させることができる。

上述のようにこの実施形態における本発明装置の作動例を説明したが、次に本発明装置の主な特徴を説明する。
先ず、ワーク搬送装置１０は、装置の設置スペースを確保するためにプレスを大型化する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
また、従来の搬送装置のクロスバーと異なって、アームの構造上、例えばハンドバー２６の長さを金型の幅よりも小さくすることが容易であるため、アームユニット１５が搬送する重量を軽量化することができる。

機械構造上、送り方向およびリフト方向にそれぞれ直動機構を有しているので、常に最短距離を移動することができ、作動効率がよい。
この場合、特に第１アーム２３の回動用動力のみでハンドバー２６を水平動作させることができ、各アームの接合部分が極めて簡素な構成になる。
また、１つのワークＷを２本のアームユニット１５で支持するので、１つのアームユニット１５に対する負荷が半減する。
これらによりプレスに進入する部分を薄くコンパクトに構成することができ、金型との干渉の点で極めて有利である。
さらに、軽量化を図ることで装置動作の高速化を実現する。

また、例えばベルトを介してアーム先端部に動力を伝達する場合には、アーム先端部に配線をなくし、通常運転時には高速移動する配線がないので断線等のトラブルが発生する心配がない。
例えば、ロボット等の場合と比較すると、最短距離をワークが移動する場合複数の軸を動作させる必要がある。
これに対して本発明では第１アーム２３の駆動軸のみで駆動することができる。
また、走行軸がない場合には片側のプレスに配置することができるので、防振装置付きのプレスに対しても容易に配置可能である。

例えば仮に、第１アーム２３の駆動モータ２９の駆動動力を失うようなトラブルが下流側のプレスへの降下中に生じた場合、そのままではハンドバー２６とプレスとの干渉する可能性がある。
これに対して第２アーム２４の駆動モータ３０の動力でプレスとの干渉域から脱出することができ、また、第２アーム２４にトラブルが発生した場合には、第１アーム２３により同様の異常回避が可能である。

さらに、第１アーム２３の駆動動力を失うようなトラブルが、例えば上流側のプレス工程での上昇中に生じた場合、慣性力に対抗するためにモータのブレーキ以上の動力が必要になり、そのままではハンドバー２６とプレスとの干渉する可能性がある。
これに対して第２アーム２４の動力でモータのブレーキトルクを補助し、これにより急停止が可能になり、また、第２アーム２４にトラブルが発生した場合には、第１アーム２３により同様の異常回避が可能である。

ワークＷを直線的に搬送する場合、第１アーム２３の振り角θ１と第２アーム２４の振り角θ２が完全に１：２の関係になる。
しかしながら、制御および機械部品の高い精度が要求されるため現実にはかかる要求を維持することができない。
そこで、第３のアームとも言えるスライドアームのスライド機構によって第１および第２アームの関係が維持できなくなった場合でも、これを許容し安全な装置作動を保証する。
これにより一般的な制御ツールおよび機械部品でアームユニットを構成することが可能になる。

従来では金型内部のリフタでワーク姿勢を鉛直方向に傾動していたが、金型内部のリフタを省略することができ、金型の簡素化によりコストダウンが可能になる。
従来では特にクロスバー方式での搬送は、水平方向のワーク姿勢が制限され、金型内部機構の配置が制約される場合がある。
これに対してワークを水平方向で自在の姿勢に変化させることができ、金型設計の自由度が大幅に向上する。

以上、本発明を実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態においてはタンデムプレスのプレスステージ間でワークを搬送する例を説明したが、単一のプレスからワークを取り出し、あるいは単一のプレスにワークを供給する場合にも本発明装置を適用可能である。

本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の概略斜視図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の概略正面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の概略側面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の概略平面図である。 本発明の実施形態におけるスライドアームまわりを示す概略図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の作動例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の作動例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の作動例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の作動例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置のチルト機能による作動例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態におけるワーク搬送装置のチルト機能による作動例を示す概略平面図である。 従来装置の例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１（Ｉ） プレススライド
１（ＩＩ） プレススライド
２（Ｉ） 下型
２（ＩＩ） 下型
３ アプライト
１０ ワーク搬送装置
１１ ビーム
１２ メイン基体
１３ サブ基体
１４ ピン
１５ アームユニット
１６ リフトモータベース
１７ リフトモータ
１８ ロッド
１９ リフトスライダ
２０ バランサ
２１ ピン
２２ アームユニット基体
２３ 第１アーム
２４ 第２アーム
２５ スライドアーム
２５Ａ スライドアーム
２５Ｂ スライドアーム
２６ ハンドバー
２７ アタッチメント
２８ ワーク保持手段
２９ 駆動モータ
３０ 駆動モータ
３１ スライドガイド
３２ スライダ
３３ 長手軸

Claims (6)

1. プレスステージ間適所に配置される基体に支持され、それぞれが複数のアームを相互に回動可能に結合してなる一対のアームユニットと、各アームユニット先端間に搭載されるワーク把持機構と、前記基体に対して前記一対のアームユニットを昇降させる昇降機構とを有し、前記ワーク把持機構によって保持したワークを前記アームユニットの作動によりプレスステージ間で搬送するようにしたワーク搬送装置であって、
   前記アームユニットは、各アームユニット先端を相互にスライド可能に結合するスライドアームを有し、このスライドアームを介して前記ワーク把持機構を支持するようにしたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 前記各アームユニットは、ワーク搬送方向と平行且つ水平に回動可能な第１アームと、前記第１アームの端部に結合してワーク搬送方向と平行且つ水平に回動可能な第２アームとを含み、前記第２アームの先端に長短対をなして構成される前記スライドアームが回動可能に結合することを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 前記スライドアームの一方の長尺側に着脱自在に支持され、ワーク搬送方向と平行に水平移動可能なハンドバーを有し、このハンドバーに前記ワーク把持機構を搭載支持することを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送装置。
4. 前記長尺側のスライドアームに備わったスライドガイドに沿って短尺側のスライドアームに備わったスライダがスライド可能となっていることを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送装置。
5. 前記昇降機構は、相互に平行に隔置された上下方向の一対の駆動軸を有し、前記アームユニット全体を鉛直方向に傾動可能にするチルト機能を有することを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
6. 前記第２アームの先端に、前記スライドアームを鉛直方向に傾動可能にするチルト機構を有することを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送装置。

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