JP2015085360A - 搬入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランク材を加熱装置へ搬入する搬入装置の低コスト化及び省スペース化を図ると共に、搬入のサイクルタイムを短縮する搬入装置を提供する。【解決手段】ブランク材Ｂを加熱装置３０の内部に搬入するための搬入装置１０であって、ブランク材Ｂの上面Ｂａを吸着可能な吸着部１１と、ブランク材Ｂを下方から支持可能な支持部１２とを備え、吸着部１１で吸着したブランク材Ｂの下方に支持部１２を配置可能としている。【選択図】図３

Description

本発明は、ブランク材を加熱装置の内部に搬入するための搬入装置に関する。

例えば自動車車体においては、軽量化への要求の高まりから、車体を構成する鋼板の高張力化が盛んに行われている。高張力鋼板は高強度であるがゆえ、所定形状に成形することが困難である。特に、１０００ＭＰａを超える、いわゆる超高張力鋼（超ハイテン材）は、常温下でのプレス成形では所望の寸法精度が得られないことが多い。このような場合、加熱した鋼板をプレス金型に投入し、プレス金型で鋼板を成形しつつ冷却して焼き入れを施す、熱間プレス成形（ダイクエンチ工法）が行われることがある。

熱間プレス成形では、プレス成形の前に、ブランク材を加熱炉等の加熱装置で加熱する必要がある。例えば下記の特許文献１には、ブランク材を加熱炉に搬入するワーク投入用ロボットが示されている。

特開２００６−１３０５１３号公報

例えば、ワーク投入用ロボットのアームに把持部を設け、この把持部でブランク材の端部を上下から挟持して加熱炉に搬入することが考えられる。しかし、ブランク材は、通常、積層された状態でストックされているため、一番上のブランク材の端部を把持部で上下から把持することは困難である。また、ブランク材を把持アームで把持できたとしても、この状態でブランク材を加熱装置の内部に搬入すると、把持部の可動部が高温に晒されるため、可動部が損傷する恐れがある。

そこで、２台のロボットアームと仮置台とを用いたブランク材の加熱装置への搬入が検討されている。具体的に、一方のロボットアームには、マグネットやエアー吸引によりブランク材を吸着する吸着部が設けられ、他方のロボットアームには、ブランク材を下方から支持可能な支持部が設けられる。一方のロボットアームの吸着部で、積層されたブランク材のうち、一番上のブランク材の上面を吸着することで、このブランク材を保持して搬送することができる。このまま加熱装置に搬入すると、吸着部が高温に晒されて損傷する恐れがあるため、吸着部で保持したブランク材は、一旦仮置台に載置される。仮置台に載置されたブランク材の下方には空間が設けられており、この空間に他方のロボットアームの支持部を挿入することで、ブランク材を下方から持ち上げて搬送することができる。この支持部は、ブランク材を下方から支持する単純な構造であり、可動部や吸着部は設けられない。従って、支持部が加熱装置の内部に挿入されて高温に晒されても損傷する恐れはない。

しかし、上記のように、２台のロボットアーム及び仮置台を設けると、コストがかかると共に、これらを設置するための大きなスペースが必要になる。また、一方のロボットアームの吸着部で搬送したブランク材を、一旦仮置台に載置し、これを他方のロボットアームの支持部で持ち上げる工程が必要となるため、ブランク材の加熱装置への搬入に要する時間が長くなってしまう。

本発明が解決すべき技術的課題は、ブランク材を加熱装置へ搬入する搬入装置の低コスト化及び省スペース化を図ると共に、搬入のサイクルタイムを短縮することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、ブランク材を加熱装置の内部に搬入するための搬入装置であって、ブランク材の上面を吸着可能な吸着部と、ブランク材を下方から支持可能な支持部とを備え、吸着部で吸着したブランク材の下方に支持部を配置可能とした搬入装置を提供する。

この搬入装置によれば、吸着部で吸着したブランク材の下方に支持部を配置した状態で、吸着部によるブランク材の吸着を解除してブランク材を自重で降下させることで、吸着部から支持部へブランク材を受け渡すことができる。これにより、吸着部によるブランク材の吸着、吸着部から支持部へのブランク材の受け渡し、及び、支持部で支持されたブランク材の加熱装置への搬入を、１台の搬入装置で行うことが可能となる。従って、吸着部及び支持部をそれぞれ有する２台のロボットアームや、吸着部から支持部にブランク材を受け渡すための仮置台が不要となるため、搬入装置のコストが低減されると共に、搬入装置の設置スペースが縮小される。また、吸着部から直接支持部にブランク材を受け渡すことで、ブランク材を一旦仮置台に載置する工程が不要となるため、搬入のサイクルタイムを短縮することができる。

吸着部の下方に支持部が配された状態で、積層されたブランク材のうち、一番上のブランク材の上面を吸着保持しようとすると、支持部が、積層された他のブランク材と干渉する恐れがある。そこで、支持部を、吸着部で吸着したブランク材の下方から退避可能とすれば、支持部を退避させた状態で、吸着部によるブランク材の吸着保持を行うことにより、支持部と他のブランク材との干渉を回避できる。

支持部の上方に吸着部が配された状態で、支持部で支持したブランク材を加熱装置に搬入しようとすると、吸着部が加熱装置と干渉してブランク材の加熱装置への搬入が阻害される恐れがある。そこで、吸着部を、支持部で支持されたブランク材よりも、加熱装置から離反する側に退避可能とすれば、吸着部を退避させた状態で、支持部で支持したブランク材を加熱装置に搬入することにより、吸着部と加熱装置との干渉を回避できる。

以上のように、本発明の搬入装置によれば、低コスト化及び省スペース化が図られると共に、ブランク材の加熱装置への搬入のサイクルタイムを短縮することができる。

本発明の搬入装置を備えた熱間プレス成形設備の概略図である。 本発明の搬入装置の側面図であって、ブランク材の上方に吸着部を配置した状態を示す図である。 本発明の搬入装置の側面図であって、ブランク材が吸着部に吸着されている状態を示す図である。 本発明の搬入装置の側面図であって、吸着部から支持部へブランク材が受け渡されている状態を示す図である。 本発明の搬入装置の側面図であって、吸着部が退避位置に退避している状態を示す図である。 本発明の搬入装置の側面図であって、ブランク材を加熱装置へ搬入している状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す熱間プレス設備は、本発明の実施形態に係る搬入装置１０と、ブランク材Ｂが積層された材料台２０と、加熱装置３０と、プレス成型機４０とを備える。搬入装置１０は、材料台２０に載置されているブランク材Ｂを取り出して、加熱装置３０へ搬入するものである。本実施形態では、搬入装置１０は、材料台２０と加熱装置３０との間に設置されている。

搬入装置１０は、図２に示すように、吸着部１１及び支持部１２を有する搬送ツール１３と、搬送ツール１３が先端部に設けられ、搬送ツール１３を材料台２０と加熱装置３０の間で移動させるロボットアーム１４とを備える。

吸着部１１は、マグネットやエアー吸引等の手段でブランク材Ｂの上面を吸引保持するものである。吸着部１１は、搬送ツール１３の本体部１３ａに対して、後述する吸着位置と退避位置との間で移動可能とされる。本実施形態では、吸着部１１が、回転アーム１５を介して、搬送ツール１３の本体部１３ａに取り付けられる。具体的には、回転アーム１５の一端が、ピン１３ｂを介して搬送ツール１３の本体部１３ａに回転可能に取り付けられ、回転アーム１５の他端の下面に、吸着部１１が取り付けられる。吸着部１１は、一箇所あるいは複数箇所に設けられる。

支持部１２は、ブランク材Ｂを下方から支持するものである。本実施形態では、支持部１２が、ブランク材Ｂの幅方向（紙面直交方向）に離隔し、平行に配置された複数の支持アーム１６で構成される。支持アーム１６は、搬送ツール１３の本体部１３ａに対して、後述する支持位置と退避位置との間で移動可能とされる。本実施形態では、支持アーム１６が、搬送ツール１３の本体部１３ａに対して、支持アーム１６の延在方向に進退可能とされる。

以下、上記構成の搬入装置１０を用いたブランク材Ｂの搬送工程の流れを図２〜図６に基づいて説明する。

まず、図２に示されるように、ロボットアーム１４を駆動して、積層されたブランク材Ｂの上方に吸着部１１を配置する。このとき、吸着部１１は、吸着面１１ａを下向きにし、且つ、水平にした吸着位置に配置される。また、支持アーム１６は、搬送ツール１３の本体部１３ａ側に後退される。すなわち、支持アーム１６は、これから吸着部１１で吸着されるブランク材Ｂの下方から退避した退避位置に配置される。これにより、吸着部１１をブランク材Ｂの上方に配置したときに、支持アーム１６が、積層された他のブランク材Ｂに干渉する事態を回避できる。

その後、ロボットアーム１４を駆動して吸着部１１を降下させ、吸着部１１の吸着面１１ａをブランク材Ｂの上面Ｂａに接触させる。この状態で、吸着部１１でブランク材Ｂの上面Ｂａを吸着することにより、ブランク材Ｂが保持される。

吸着部１１でブランク材Ｂを保持した後、ロボットアーム１４を駆動してブランク材Ｂを持ち上げ、ブランク材Ｂを他のブランク材から離間させる（図３参照）。その後、支持アーム１６を伸長させ、吸着部１１で保持されたブランク材Ｂの下方に支持アーム１６を配置する。この状態で、吸着部１１の吸着力を解除することにより、ブランク材Ｂが自重により降下し、支持アーム１６によって下方から支持される（図４参照）。これにより、吸着部１１から支持部１２へとブランク材Ｂが受け渡される。

その後、図５に示すように、ロボットアーム１４を駆動して、支持アーム１６で支持されたブランク材Ｂを加熱装置３０の前に移動させる。そして、吸着部１１を、支持アーム１６で支持されたブランク材Ｂよりも、加熱装置３０から離反する側（搬入方向後方側）に退避させる（この位置を、吸着部１１の退避位置と言う）。本実施形態では、回転アーム１５を、ピン１３ｂを中心に回動させることにより、吸着部１１が退避位置に移動される。

そして、図６に示すように、ロボットアーム１４を駆動して、支持アーム１６で支持されたブランク材Ｂを加熱装置３０内に挿入する。このとき、吸着部１１は、ブランク材Ｂよりも搬入方向後方側に退避しているので、吸着部１１が加熱装置３０と干渉したり、加熱装置３０内に挿入されることはない。

ブランク材Ｂが加熱装置３０内で所定時間加熱された後、搬入装置１０の支持アーム１６により、ブランク材Ｂが加熱装置３０から搬出され、そのままプレス成型機４０（図１参照）に搬入される。そして、加熱されたブランク材Ｂが、プレス成型機４０で所定形状に成形される。

以上のように、上記の搬入装置１０によれば、吸着部１１によるブランク材Ｂの吸着、吸着部１１から支持部１２へのブランク材Ｂの受け渡し、及び、支持アーム１６で支持されたブランク材Ｂの加熱装置３０への搬入を、１台の搬入装置１０で行うことができるので、複数の搬入装置を用いる場合と比べて、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。また、吸着部１１から支持アーム１６の支持部１２にブランク材Ｂを直接受け渡すことができるので、ブランク材Ｂの加熱装置３０への搬入に要するサイクルタイムを短縮できる。

本発明は、上記実施形態に限られない。上記実施形態では、回転アーム１５を鉛直面内で回転させることによって、吸着部１１を吸着位置から退避位置に移動させているが、これに限らず、例えば、回転アーム１５を水平面内で回転させることにより、吸着部１１を吸着位置から退避位置に移動させてもよい。あるいは、加熱装置３０に対して接近離反する方向に進退可能なアーム（図示省略）の先端に、吸着部１１を取り付けてもよい。

また、上記の実施形態では、支持アーム１６が搬入方向に進退可能とされているが、これに限らず、例えば、支持アーム１６の一端を、搬送ツール１３の本体部１３ａに回転可能に取り付けてもよい。この場合、支持アーム１６を回転させることで、支持位置と退避位置との間で移動させることができる。

１０ 搬入装置
１１ 吸着部
１２ 支持部
１３ 搬送ツール
１４ ロボットアーム
１５ 回転アーム
１６ 支持アーム
２０ 材料台
３０ 加熱装置
４０ プレス成型機
Ｂ ブランク材

Claims (4)

1. ブランク材を加熱装置の内部に搬入するための搬入装置であって、
   ブランク材の上面を吸着可能な吸着部と、ブランク材を下方から支持可能な支持部とを備え、
   前記吸着部で吸着したブランク材の下方に前記支持部を配置可能とした搬入装置。
2. 前記支持部が、前記吸着部で吸着されるブランク材の下方から退避可能である請求項１記載の搬入装置。
3. 前記吸着部が、前記支持部で支持されたブランク材よりも、前記加熱装置から離反する側に退避可能である請求項１又は２記載の搬入装置。
4. ブランク材を加熱装置の内部に搬入するための搬入方法であって、
   ブランク材の上面を吸着部で吸着するステップと、前記吸着部で吸着されたブランク材を、その下方に配置した支持部に受け渡し、このブランク材を前記支持部で下方から支持するステップと、前記支持部で支持されたブランク材を加熱装置に搬入するステップとを順に経て行う搬入方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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