JP2012250269A - 粉末成形体の搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量が大きくて真空吸着パッドによる上面の吸着保持もできない粉末成形体であっても、搬送装置によるプレス金型からの払い出しを、搬送に起因した変形や破損を生じさせずに行えるようにすることを課題としている。
【解決手段】対向一対のチャックハンド２，２と、そのチャックハンドの開閉駆動源３と、チャックハンドを取り出し部Ｓから払い出し部Ｅに移動させる移送機構４と、真空吸着装置５を有する。この装置を、例えば、真空吸着パッド５ａの先端が粉末成形体Ａの側面に接する位置までチャックハンド２，２を閉じ、この状態で真空吸着パッド５ａにより粉末成形体Ａを吸着し、その吸着による保持力にチャックハンド２，２による締め付け力を加算した力で粉末成形体を保持するように作動させて保持した粉末成形体をプレス金型上から払い出し部に移動させるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、プレス金型から押し出された焼結部品用の粉末成形体を変形や破損を抑制して搬送することを可能にした粉末成形体の搬送装置に関する。

焼結歯車や可変バルブタイミング機構用の焼結カムなどの各種焼結部品は、原料粉末の圧粉成形工程と、得られた粉末成形体を焼結する焼結工程を経て製造される。

このうち、圧粉成形工程では、原料粉末がプレス金型によって成形され、ここで得られた粉末成形体が焼結炉に移送される。その移送には、例えば、下記特許文献１に開示されるような搬送装置が利用されている。

特許文献１に開示された搬送装置は、プレス機のキャビティから押し出された粉末成形体を対向一対のチャックハンドで掴み、そのチャックハンドをガイドで案内しながら搬送シリンダで移動させて掴んだ粉末成形体をシュートの位置まで搬送する。シュートは、前下がり傾斜のシュートであり、チャックハンドによる把持の解かれた粉末成形体は、このシュート上を滑り降りて次の搬送ラインに乗り移る。

特開平７−２５２５０４号公報

上述したように、従来は、成形機のプレス金型から押し出された粉末成形体をチャックハンドで掴んでシュートの位置まで搬送していた。しかしながら、この方法では、チャックハンドによる掴みによって粉末成形体が変形することがあり、また、極端なケースでは破損することもあった。

チャックハンドの把持面には、保護用のゴムを取り付けているが、それでも、上記の変形、破損の問題が生じている。

なお、チャックハンドの把持力は、エアーシリンダで生じさせており、そのエアーシリンダの出力を下げて把持力を弱めることを試みたところ、重量の大きい粉末成形体の搬送、中でも、掴みが安定し難いバリの生じた粉末成形体の搬送や、搬送距離の長い状況での搬送では、チャックハンドによる把持が不十分で満足のいく搬送ができなかった。

ここで、ワークを掴まずに搬送できる装置として、ワークの上面を真空吸着パッドで吸着し、この状態でワークを吊り下げて搬送する装置が知られているが、この種の装置は、上面に凹凸のある粉末成形体や、上面の幅が狭かくて十分な吸着面積を確保できないリング状の粉末成形体などの搬送には利用することができない。

この発明は、重量が大きくて真空吸着パッドによる上面の吸着保持ができない粉末成形体であっても、搬送装置によるプレス金型からの払い出しを、搬送に起因した変形や破損を生じさせずに行えるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、プレス金型から押し出された粉末成形体を間にして対向配置する一対のチャックハンドと、そのチャックハンドを開閉させる開閉駆動源と、前記チャックハンドを前記プレス金型上から払い出し部に移動させる移送機構と、前記対のチャックハンドの各々にそれぞれ取り付ける真空吸着パッドが含まれた真空吸着装置を有する粉末成形体の搬送装置を提供する。

この搬送装置は、チャックハンドと真空吸着装置を組み合わせており、吸着を主体にした粉末成形体の保持が行える。真空吸着パッドで粉末成形体の側面を吸着するので、粉末成形体の上面に吸着を阻害する凹凸があったり、上面が十分な吸着面積を確保できない状況になっていたりしても、吸着保持を行うことができる。

また、対のチャックハンドに真空吸着パッドを取り付けて粉末成形体を対向位置から吸着するので、片側吸着に比べて吸着の安定性も高まる。

その吸着を主体にした保持を行うことで、チャックハンドによる把持力を従来装置に比べて小さくすることが可能になり（粉末成形体の大きさによっては、十分にゼロに近づけることが可能）、それによって、粉末成形体の変形や破損を抑制することが可能になる。

この搬送装置の好ましい形態を以下に列挙する。
ｉ）前記チャックハンドのワーク把持面から突出させた前記真空吸着パッドの先端が前記粉末成形体の側面に接する位置まで前記チャックハンドを閉じ、この状態で対向位置の真空吸着パッドで前記粉末成形体を吸着保持し、その吸着保持の力に前記チャックハンドによる締め付け力を加算した力で前記粉末成形体を保持してプレス金型上から払い出し部に移動させるように構成されたもの。なお、ここで言う粉末成形体の側面には、外周面も含まれる。
ii）前記真空吸着パッドを、各チャックハンドにそれぞれ複数個設けたもの。
iii）粉末成形機に原料粉末投入用として設けられる給粉ボックスの移動機構を前記移送機構として併用し、前記給粉ボックスが前記プレス金型のキャビティ上に移動した位置で、前記チャックハンドが前記粉末成形体の払い出し部に到達するようにしたもの。
iv）前記チャックハンドに、前記粉末成形体が保持すべき位置にあることと保持位置から離れたことを検出するセンサを設け、そのセンサからの検出信号に基づいてチャックハンドの動作制御を行なうようにしたもの。

上記ｉ）の構成を備える搬送装置は、真空吸着パッドで粉末成形体の側面を吸着するので、粉末成形体の上面に吸着を阻害する凹凸があったり、上面が十分な吸着面積を確保できない状況になっていたりしても、吸着保持を行うことができる。

また、各チャックハンドに真空吸着パッドをそれぞれ複数個設けたものは、粉末成形体の側面の広範な領域に保持力を働かせることができ、保持安定が高まる。

また、粉末成形機の給粉ボックスの移動機構を、チャックハンド移動用の移送機構として併用するものは、専用の移送機構を設ける必要がない。また、チャックハンドの移動と給粉ボックスの移動を同時進行させることになるので、タクトタイムの短縮にもつながる。

さらに、チャックハンドに粉末成形体の存在を検出するセンサを設けたものは、チャックハンドによるいわゆるチャックミスが起こらず、いわゆる２度掴みなどによる粉末成形体の破損などが防止される。

この発明の搬送装置は、チャックハンドと真空吸着装置を組み合わせているので、吸着を主体にした粉末成形体の保持と、チャックハンドによる保持の助勢を行うことができる。これにより、重量が大きく、かつ、上面の吸着保持ができない粉末成形体であっても、搬送装置によるプレス金型からの払い出しを、搬送に起因した変形や破損を生じさせずに行うことが可能になる。

この発明の粉末成形体の搬送装置の一形態を示す平面図 図１の搬送装置の側面図

以下、この発明の粉末成形体の搬送装置の実施の形態を、添付図面の図１、図２に基づいて説明する。例示の搬送装置１は、対向一対のチャックハンド２，２と、そのチャックハンド２，２を開閉させる開閉駆動源３と、チャックハンド２，２をプレス金型１０上の成形体の取り出し部Ｓから払い出し部Ｅに移動させる移送機構４と、真空吸着装置５と、センサ６を組み合わせて構成されている。

チャックハンド２，２は、一方が移送機構４の可動フレームに固定され、他方が開閉駆動源３に駆動され、その駆動により他方のチャックハンドが一方のチャックハンドに対して接近離反して開閉するものを示した。このチャックハンド２，２は、双方が駆動されるものであってもよい。

そのチャックハンド２，２に、真空吸着装置５に含ませる真空吸着パッド５ａが取り付けられている。各チャックハンド２，２は、ここでは搬送対象の粉末成形体Ａが円筒状の部品であるので、各々のワーク把持面２ａを粉末成形体Ａの外周に沿う円弧の凹面にしている。

そのチャックハンド２，２の各々に、真空吸着パッド５ａを、ゴムのパッドが装着された先端を各チャックハンド２，２のワーク把持面２ａから内向きに突出させてそれぞれ３個設けている。各チャックハンド２，２に設ける真空吸着パッド５ａの数は、最低で１個あればよいが、その数を増やせば、粉末成形体Ａの表面の広範な領域を吸着することができる。

センサ６は、片方のチャックハンド２に設ける投光部と他方のチャックハンド２に設ける受光部を組み合わせたものであり、粉末成形体Ａが存在することをそのセンサ６で検出してチャックハンド２を作動させるようにしている。また、このセンサ６で、保持解除後の粉末成形体Ａが確実に放出されたことを検出し、同成形体の破損を招くいわゆる２度掴みなどを防止できるようにしている。

チャックハンド２，２を作動させる開閉駆動源３は、スライダ３ａとそれを案内する直線のスライドガイド３ｂと、スライダを進退させるエアーシリンダ３ｃとで構成され、他方のチャックハンド２が平行移動して開閉するものを示した。ただし、これに限定されるものではない。対のチャックハンド２，２の動作も、少なくとも片方のチャックハンドが観音開きの状態に駆動されて開閉するものであってもよい。

ここで示した移送機構４は、粉末成形機に原料粉末投入用として設けられる給粉ボックス１１の移動機構１２が併用されている。その移動機構１２には、アクチュエータ１３で押し引きして図示しないガイドに沿って移動させる可動フレーム１４が含まれており、その可動フレーム１４に、給粉ボックス１１と、プレス金型のダイ（図示せず）の上面に落ちた粉末をプレス金型のキャビティ（これも図示せず）に掻き落す落粉スクレパー１５が取り付けられている。

以上の通りに構成された例示の搬送装置１は、取り出し部Ｓにおいてプレス金型のキャビティから押し出された粉末成形体Ａを受け取り、それを払出し部Ｅに移動させる。

チャックハンド２，２が図１の位置にある状態で粉末の成形が完了する。そして、粉末成形機の上パンチ１０ａが上昇し、粉末成形体Ａがプレス金型１０のキャビティから取り出し部Ｓに押し出される。

その粉末成形体Ａをセンサ６が検出して搬送装置１が駆動され、真空吸着パッド５ａの先端が粉末成形体Ａの側面に接する位置までチャックハンド２，２が閉じる。このときのチャックハンドの掴みは、図示の装置については、スライダ３ａの移動終点を機械的ストッパ（図示せず）で設定するようにしており、機械的ストッパの位置調整によってチャックハンドによる掴み力を調整することができる。

チャックハンドが閉じた位置で対向配置の真空吸着パッド５ａが粉末成形体Ａを吸着保持し、その吸着保持の力にチャックハンド２，２による締め付け力（その力は不足分を補えればよく、可及的にゼロに近づけることが可能）が加算された力で粉末成形体Ａの保持が行われる。

その後、保持した粉末成形体Ａが取り出し部Ｓから払い出し部Ｅに搬送される。

可動フレーム１４が、アクチュエータ１３に駆動されて給粉ボックス１１がプレス金型のキャビティ上（取り出し部Ｓの位置）に来たときに、搬送装置１のチャックハンド２，２が払い出し部Ｅに移動し、そこで、チャックハンド２，２による保持が解かれて粉末成形体Ａが次段の搬送ラインに移される。

払い出し部Ｅには、前下がり傾斜のシュート１６が設けられており、搬送装置１による把持が解かれた粉末成形体Ａは、そのシュート１６上を滑り降りて次段の搬送ライン（図示せず）に乗り移る。

なお、給粉ボックスの移動機構１２を移送機構４として利用する例示の搬送装置１は、移送した粉末成形体の払い出しと、キャビティに対する給粉ボックス１１からの粉末の投入が同時進行の形で行なわれる。この構造によれば駆動源の共通化ができて好ましいが、粉末成形体を保持したチャックハンド２の移動は、給粉ボックス用の移動機構１２から独立した専用の移送機構を設けて行っても構わない。

例示の搬送装置を試作し、直径が約φ１００ｍｍ、重さが約３６０ｇのリング状粉末成形体の搬送試験を行った。その結果、搬送された製品の真円度（焼結後に調べてた）が、ワークハンドによる把持力のみで粉末成形体を掴んで搬送したときに比べて向上し、粉末成形体が壊れることもなかった。

また、片方のチャックハンドの真空吸着パッド５ａのみで粉末成形体を吸着することを試みたが、それでは安定保持ができなかったのに対し、真空吸着パッド５ａを対のチャックハンドの双方に設置したものは、その安定保持がなされた。

１ 搬送装置
２ チャックハンド
２ａ ワーク把持面
３ 開閉駆動源
３ａ スライダ
３ｂ スライドガイド
３ｃ エアーシリンダ
４ 移送機構
５ 真空吸着装置
５ａ 真空吸着パッド
６ センサ
１０ プレス金型
１０ａ 上パンチ
１１ 給粉ボックス
１２ 移動機構
１３ アクチュエータ
１４ 可動フレーム
１５ 落粉スクレパー
１６ シュート
Ａ 粉末成形体
Ｓ 取り出し部
Ｅ 払い出し部

Claims (5)

1. プレス金型（１０）から押し出された粉末成形体（Ａ）を間にして対向配置する一対のチャックハンド（２，２）と、そのチャックハンド（２，２）を開閉させる開閉駆動源（３）と、前記チャックハンド（２，２）を前記プレス金型（１０）上から払い出し部に移動させる移送機構（４）と、前記対のチャックハンド（２，２）の各々にそれぞれ取り付ける真空吸着パッド（５ａ）が含まれた真空吸着装置（５）を有する粉末成形体の搬送装置。
2. 前記チャックハンド（２，２）のワーク把持面（２ａ）から突出させた前記真空吸着パッド（５ａ）の先端が前記粉末成形体（Ａ）の側面に接する位置まで前記チャックハンド（２，２）を閉じ、この状態で対向位置の真空吸着パッド（５ａ）で前記粉末成形体（Ａ）を吸着保持し、その吸着保持の力に前記チャックハンド（２，２）による締め付け力を加算した力で前記粉末成形体（Ａ）を保持してプレス金型上から払い出し部に移動させるように構成された請求項１に記載の粉末成形体の搬送装置。
3. 前記真空吸着パッド（５ａ）を、各チャックハンド（２，２）にそれぞれ複数個設けた請求項１又は２に記載の粉末成形体の搬送装置。
4. 粉末成形機に原料粉末投入用として設けられる給粉ボックス（１１）の移動機構（１２）を前記移送機構（４）として併用し、前記給粉ボックス（１１）が前記プレス金型（１０）のキャビティ上に移動した位置で、前記チャックハンド（２，２）が前記粉末成形体（Ａ）の払い出し部に到達するようにした請求項１〜３のいずれかに記載の粉末成形体の搬送装置。
5. 前記チャックハンド（２，２）に、前記粉末成形体（Ａ）が保持すべき位置にあることと保持位置から離れたことを検出するセンサ（６）を設け、そのセンサからの検出信号に基づいてチャックハンドの動作制御を行なうようにした請求項１〜４のいずれかに記載の粉末成形体の搬送装置。

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