JP2545696Y2 - 物品搬送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば数工程で行われるプレス加工の工程
間で、前工程プレス機械からワークを取り出し、次工程
のプレス機械へワークを移送し、投入するというよう
な、所謂工程間搬送の自動化を効率よく行うのに有効な
手段となる物品搬送装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、自動車の外板にみられるような薄鋼板製の３
次元自由曲面をもったプレス成形品は、通常、平板素材
から絞り、外形抜き、曲げ、孔抜き等、数工程の加工工
程を経て形状が作られる。このときワークが各工程の上
型と下型の狭い間隙から取り出され、次の工程の上型と
下型の狭い間隙へ移送され投入されるための動作（以
下、これら全てを含む動作を工程間搬送という。）が必
要になる。

近時、生産製、品質および安全性の向上等の目的でこ
の工程間搬送の自動化手段も多く考案されている。それ
に加えて最近ではワークの多様化が進展し、これに対応
した汎用性の高い自動化手段の必要性が高まりつつあ
る。このような背景から考案された従来技術の例を第５
図及び第６図により説明する。

第５図及び第６図の例では、直線上に配置された２台
のプレス機械33、34の間に多軸自動搬送装置35が設置さ
れている。該多軸自動搬送装置35は、各軸があらかじめ
教示された量とタイミングで直線または回転方向に駆
動、停止および位置制御され得るように構成されてお
り、本例では所謂関節型６軸ロボットが用いられてい
る。該多軸自動搬送装置35の先端軸36には挿入幹37が脱
着可能なように取り付けられており、該挿入幹37先端部
にはワーク38を保持すべき保持装置39がネジ締めまたは
溶接等で一体的に取り付けられている。前工程のプレス
機械33が加工を終了し上型40を取り付けたラム42が上昇
すると、ワーク38を下型41の上に一定の姿勢で残した状
態で上型40と下型41の間隙が開く。この時あらかじめ教
示された動作に従って多軸自動搬送装置35が挿入幹37お
よび保持装置39を伴ってワーク38の取り出し動作を行
う。

取り出し動作は先ず、上型40と下型41の間に挿入幹37
を挿入し、ついで、挿入幹37の先端に設けられた保持装
置39がワーク38に接する迄下方方向に移動し、ワーク38
を保持する。保持装置39には負圧空気を導通または遮断
することでワーク38を吸着保持または開放する吸盤43が
用いられている。保持装置39の吸盤43がワーク38を吸着
保持した後つぎの移送動作で、上型40と下型41とにワー
ク38および挿入幹37が干渉しない位置までワーク38を上
方向に持ち上げワーク38の下型41からの取り出し動作が
終了する。（以下、この位置を取り出し動作終了点とい
う。なお、この点を第６図にＣで示す。以下、工程間搬
送に伴うワーク38の軌跡を第６図に太い矢印で示す。） つぎに、移送動作を行う。移送動作は先ず、ワーク38
が次の回転動作でプレス機械33や上下の型40、41等に干
渉しない位置（第６図Ｄの位置。）迄、次工程のプレス
機械34の方向にほぼ直線的にワーク38を引き出す。つづ
いて、挿入幹37の向きが次工程のプレス機械34の方向に
向く迄、ほぼ180度回転する。このとき、挿入幹37の先
端部に設けられた保持装置39で保持されたワーク38は挿
入幹37と共に第６図Ｄ、Ｅ間でほぼ180度回転する。つ
ぎに、既に加工を完了し、上下の型が開口状態なり、ワ
ークが取り去られた次工程のプレス機械34に向ってほぼ
直線的にワーク38を挿入し、次工程の下型44の真上迄ワ
ーク38を移送し、移送動作は終了する。（以下、この位
置を投入動作開始点という。なお、この点を第６図にＦ
で示す。） つぎに、投入動作を行う。投入動作はワーク38と下型
44とが投入に適切な間隙を保って向かい合うか、また
は、ワーク38が下型44に嵌まり込む姿勢になるまでワー
ク38を下方向に移動させ、保持装置39の保持機能を停止
し、ワーク38を解放し、下型44の上に投入する。続いて
ワーク38を下型44の上に残した状態で、前記諸動作とは
ほぼ逆の軌跡を辿って挿入幹が元の位置に戻り、一連の
工程間搬送動作が完了する。

〔考案が解決しようとする課題〕

このような装置では、工程間搬送に伴ってワークの向
きをほぼ180度回転することと、ワークを開放後挿入幹
を元の位置に戻すためにほぼ180度回転させることが毎
回必要になり、回転のために余分のエネルギーと時間が
必要となるほか、遠心力によるワークの飛散を防ぐため
に保持装置に余分な拘束力が必要になる欠点があった。
また、工程毎にワークの向きが逆転するため、向きが変
わらない通常の工程用に設計されたプレス型をこのよう
な搬送装置を用いるプレス機械群（通常プレスラインと
いう。）で使う場合、プレス型とプレス機械を継ぐ位置
決め部や、配線、配管類の結合部等になんらかの改造を
必要とする欠点があった。

このような欠点を回避する方法として、２台のプレス
機械の間に２台の多軸自動搬送装置を設け、さらに、該
２台の多軸自動搬送装置の中間にワークを位置決めして
置く受け治具を設け、前工程のプレス機械から１台の多
軸自動搬送装置でワークを取り出し、中間の受け治具に
置き、もう１台の多軸自動搬送装置でワークを中間の受
け治具から取り出し、次工程のプレス機械へ投入すると
いう方法も用いられている。この実施例では前工程と次
工程でワークの向きが変わるという欠点は無い。しかし
ながら、多軸自動搬送装置１台と中間の受け治具を１台
多く必要とし、経済的損失が大きいほか、中継に伴う搬
送時間の増大や中継ミスの可能性を生ずる等の欠点があ
った。

また、同一プレスラインで一種類のワークの加工が終
了し、別の種類の加工を開始するためには、通常、プレ
ス機械に取り付けられたプレス型を交換し、さらに、搬
送装置に取り付けられたワークの保持装置を交換する必
要がある。このとき、第５図に示した従来技術の例では
挿入幹37とワークの保持装置39とをネジ止め、または溶
接等により一体的構造物としていたため、多軸自動搬送
装置35の先端軸36と挿入幹37とを脱着することで保持装
置39の交換が行われていた。そのために、ワークの保持
装置39のみならず、挿入幹までも加工すべきワークの種
類数に応じた数だけ用意する必要があり、また、ワーク
の保持装置39と挿入幹37とが一体的に取り扱われるた
め、交換のための労力や保管スペースの増大をきたし、
多様なワークの搬送に対する汎用性を損なう欠点があっ
た。

本考案は上記欠点に鑑みなされたもので、は搬送中ワ
ークの向きを変えることなく、１台の多軸自動搬送装置
で２つの加工工程間をより少ない搬送エネルギーと時間
で搬送出来る装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段および実施例〕

本考案をプレス加工工程に適用した一実施例につい
て、第１図、第２図、第３図および第４図により説明す
る。

先ず第１図、第２図および第３図により本考案の構成
を説明する。

本考案の多軸自動搬送装置は、各軸体３〜８があらか
じめ教示された量とタイミングで自動的に回転方向に駆
動、停止及び回転角度の制御がされ得るように構成され
た、いわゆる６軸の多関節型自動運動機構１と、該多関
節型自動運動機構１の各軸のうち、搬送すべきワーク９
から荷重が伝わる順序で最も回転軸体（以下、軸体Ｂと
いう）３に、直線状の往復運動体を備えた軸体（以下、
軸体Ａという）２のほぼ中央部を取付け、軸体A2が軸体
B3以降の回転軸体群３〜８の動きにより、空間に対する
傾斜姿勢の変更も含めて３次元空間に於いて運動ができ
るように各軸体を構成してある。なお、本例では多関節
型自動運動機構１にはいわゆる多関節型６軸ロボットを
用いてある。さらに、軸体A2にはほぼその全長に亘って
駆動、停止および位置制御され軸体A2に沿って動く直線
往復運動体10が設けてあり、該直線往復運動体10によっ
て案内され、軸体A2に沿って往復運動するワークの保持
装置11が設けてある。第１図、第２図、第３図および第
４図の一実施例では往復運動体10はサーボモーター12に
よって駆動されるスクリュー13にねじ込まれためねじで
あり、スクリュー13の回転によりスクリュー13の長手方
向に往復運動をする。、また保持装置11には負圧空気を
導通するとワークを吸着し、遮断するとワークを解放す
る吸盤14が用いられている。かかる構造の多軸自動搬送
装置を前工程のプレス機械15と次工程のプレス機械16の
中間に設置し軸体A2を後述するワークの取り出し動作終
了点（第２図中Ａ点）と投入動作開始点（第２図中Ｂ
点）とを結ぶ直線と一致させ、さらに、前工程のプレス
機械15が加工中、上型17および下型18等と干渉しない直
近の位置に軸体A2、軸体A2の前端部（第１図では左端
部。）があるように配置し、この位置を工程間搬送動作
の出発点となるようにして用いる。

つぎに、第４図によりワーク保持装置の構成を説明す
る。

本考案では、軸体A2に設けた直線往復運動体10に、第
４図に示す台座19を取付ける。該台座にはワークの保持
装置11を係合すべきロック機構21が設けてある。該ロッ
ク機構21はバネ22により施錠方向に付勢されているスラ
イドブロック23とバネ22の力に抗して解錠方向に押すた
めの解錠片24およびスライドブロック23を案内する案内
溝25とから成り立っている。また保持装置11には前記ス
ライドブロック23が嵌まり込む留め孔26と保持装置11を
台座に掛けるための引掛かり部27が設けてある。また台
座19と台座19と保持装置11の双方には保持装置の吸盤28
に通ずる負圧空気の管路の端末が向い合って設けてあ
り、台座側に設けたシールパッキング29のたわみによ
り、両端末の間を外気と遮断するようになっている。

〔作用〕

つぎに本考案の作用を説明する。

前工程のプレス機械15が加工を完了し、上型17を取り
付けたラム30が上昇すると、下型18上にワーク９を一定
の姿勢で残した状態で上型17と下型18の間隙が開く。こ
の時、あらかじめ教示された動作に従って本考案の多軸
自動搬送装置２がワーク９の取り出し動作を行う。

取り出し動作は先ず、前工程のプレス機械15の上型17
と下型18の間隙に軸体A2の前半部（第１図では左半
部。）を挿入し、前端部が下型18上にあるワーク９の直
上に来るようにする。このとき、保持装置11は軸体A2の
前端部にあるよう位置制御されている。つぎに、保持装
置11がワーク９に接するまで、軸体Ｂ以降の回転軸体群
３〜８の動きにより軸体A2が下方に動き保持装置11がワ
ーク９を保持する。つぎに、上型17と下型18とにワーク
９および軸体A2が干渉しない位置迄上方向にワーク９を
持ち上げ取り出し動作が終了する。（以下、この点を取
り出し動作終了点という。なおこの点を第２図にＡで示
す。以下、工程間搬送に伴うワーク９の軌跡を第２図に
太い矢印で示す。） つぎに、軸体A2は軸体Ｂ以降の回転軸体群３〜８の動
きにより、後端部（第１図では右端部。）が、加工およ
びワークの取り出しが完了し、上型31とは開口状態にな
っている次工程の下型32の直上に来るよう、前記取り出
し動作終了点から直線的に移動し、次工程のプレス機械
16へその後半部（第１図では右半部。）が挿入される。
この間に取り出し動作終了点では軸体A2の前端部にあっ
た保持装置11はワーク９を保持したまま、あらかじめ教
示された動きにしたがって動く直線往復運動体10に導か
れて軸体A2の後端部まで移動し、ワーク９が次工程の下
型32の直上に来て移送動作が終了する。（以下、この点
を投入動作開始点という。なおこの点を第２図にＢで示
す。） つぎに、軸体Ｂ以降の回転軸体群３〜８の動きによ
り、ワーク９と次工程の下型32とが投入に適切な間隙を
保って向かい合うかまたは、ワーク９が次工程の下型32
に嵌まり込む姿勢になる迄、ワーク９を下方に移動させ
る。ここで保持装置11の保持機能を停止し、ワーク９を
解放し、次工程の下型32上に投入し、投入動作が終了す
る。

つづいて、ワーク９を次工程の下型32上に残した状態
で、前記諸動作とはほぼ逆の軌跡を辿って軸体A2及び保
持装置11は出発点に戻り、一連の工程間搬送動作が完了
する。

つぎに、ワーク保持装置11の作用を説明する。

形状の異なるワークを搬送する場合、搬送すべきワー
クに合わせて作った保持装置の取り替えを必要とする。
このとき解錠片24を第４図では右の方向に押し動かすこ
とによって、スライドブロック23が留め孔26から抜け、
引掛かり部27を支点にして保持装置11を左まわりに回転
した後、引掛かり部27を第４図の例では右上方向に外す
と、台座19と保持装置11とは分離する。（この状態を第
４図中２点鎖線と矢印で示す。）このとき、吸盤へ送る
負圧空気の配管の連結部は上記分離動作以外の動作を必
要とせずに分離する。つぎに、吸盤の相対位置が異なる
別のワーク用の保持装置の装着を、前記分離動作とは逆
の手順で行い、保持装置の取り替えは完了する。このと
きもまた、吸盤へ送る負圧空気の配管の継合は特にその
ための動作を必要とせず、台座と保持装置の係合動作を
行うことにより、同時に継合されるよう、各々の保持装
置には台座19に設けた配管の端末に相対する位置に吸盤
へ送る負圧空気の配管の端末が設けてある。

上述したワークはプレス加工分野におけるものを指す
だけでなく、一般生活に用いられる物品であってもよ
い。また上述したワークの保持装置は負圧空気を用いる
吸盤によるほか、電磁石による吸着や機械的な挟持、把
持等、物品を保持出来るものであれば何であってもよ
い。これらの場合、第２の考案で述べた負圧空気の配管
の継離部は、電磁石へ通じる電気配線や挟持、把持のた
めの動力源の継離部等に置き代えるだけである。

〔効果〕

つぎに、本考案の効果について説明する。

以上のように、本考案によれば、ワークの荷重が伝わ
る順序でワークに最も近い軸体を挿入幹の機能を兼ねた
直線往復運動軸体とし、該直線往復運動軸体のほぼ中央
部をワークの荷重が伝わる順序でワークから２番目の軸
体と結合し、該２番目の軸体以降の軸体群を少なくとも
６軸以上の回転軸体群としたことにより、上下の型の狭
い間隙におけるワークの投入、取り出しを可能ならし
め、かつ、該２番目の軸体以降の回転軸体群の動きによ
り、ワーク保持装置が多様なワークの搬送に適切な投
入、取り出し姿勢をとることができ、汎用性の高い搬送
装置が得られる。一方、一連の工程間搬送動作の過程で
ワークの向きを変えることが無く、また、ワークの取り
出し動作終了点と投入動作開始点とを結ぶ移送経路は最
短距離の直線となり、移送エネルギーは最小となり、か
つ、その直線に沿って動く軸体A2の速度と軸体A2に沿っ
て動く保持装置11の速度が加算された速度でワーク９が
移送されるため、移送時間の大幅な短縮が図れる。従っ
て、前記第５図および第６図の従来技術にあった様な、
回転に伴う搬送エネルギーや搬送時間の損失が無く、ワ
ークの向きの変化に伴いプレス型や付属装置の改造を要
するといった損失も無い。また、１台の搬送装置でワー
クの取り出し、移送、投入等の一連の工程間搬送動作が
行い得るので、前記の２つ目にあげた従来技術の例にあ
った様な、２台の搬送装置や１台の中間受け治具を必要
とするといった費用の損失や、中継に伴う時間の損失お
よび、中継ミスの可能性が生ずるという欠点も無い等、
多くの利点のある工程間搬送装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る物品搬送装置をプレス工程間のワ
ーク搬送に用いた例を示す一部切欠斜視図、第２図は第
１図の例におけるワークの搬送経路を示す一部切欠斜視
図、第３図は第１図中Ｘ−Ｘで切った部分断面図、第４
図は本考案に係る物品搬送装置において、ワークの保持
装置の脱着を可能ならしめる構造を示す断面図であり、
本考案の第３図において、Ｙ−Ｙで切った断面図に相当
する図である。第５図は従来技術における物品搬送装置
をプレス工程間のワーク搬送に用いた例を示す一部切欠
斜視図、第６図は第５図の例におけるワークの搬送経路
を示す一部切欠斜視図である。 １……多関節型自動運動機構 ２……軸体Ａ ３、４、５、６、７、８……回転軸体 10……直線往復運動体 11……ワークの保持装置 12……サーボモーター 13……スクリュー 14、28……吸盤 19……台座 21……ロック機構 22……バネ 23……スライドブロック 24……解錠片 25……案内溝 26……留め孔 27……引掛り部 29……シールパッキング

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】各軸があらかじめ教示された量とタイミン
   グで、回転方向に駆動、停止及び位置制御され得るよう
   に構成された少なくとも６以上の回転軸体を有するいわ
   ゆる多関接型自動運動機構を用いて、特定地点間、特定
   姿勢で物品の搬送を行う装置において、搬送すべき物品
   （以下、ワークという）から荷重が伝わる順序で最も近
   い前記回転軸体（以下、軸体Ｂという）に直線状の往復
   運動軸体（以下、軸体Ａという）の中央部を取りつけ、
   軸体Ａが軸体Ｂ以降の軸体（ワークから荷重が伝わる順
   序で近い順に２番目以降の軸体）の動きにより、少なく
   とも軸体Ａをその軸方向、及び軸体Ａとは直角の方向、
   並びに空間に対し傾斜姿勢を変え得るように動くよう構
   成し、更に、あらかじめ教示された量とタイミングで駆
   動、停止及び位置制御される直線往復運動体を軸体Ａに
   設け、該直線運動体によって案内され軸体Ａに沿って往
   復運動するようにしたワークの保持装置を備えたことを
   特徴とする物品搬送装置。