JP3153881U

JP3153881U - トランスファーチャックの掴み検出装置

Info

Publication number: JP3153881U
Application number: JP2009005116U
Authority: JP
Inventors: 真理夫山口; 松本　賢治; 賢治松本; 信幸遠藤; 和彦五味
Original assignee: 株式会社阪村機械製作所
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2019-06-30

Abstract

【課題】配線等の信頼性が高く、開閉チャック交換時に再度取り付ける必要もなく、素材の掴み損ね感知手段の誤動差の可能性を低く保つ検出装置を提供する。【解決手段】昇降ロッド２４の昇降により連動機構を介して開閉する開閉チャック２３をもつチャックユニット２０と、チャックユニット２０を支持するチャックフレーム１３と、パンチの進退動作に同期して回転される開閉用カム２７をもつカム軸２６と、カムアーム２８と、ロッカーアーム３０と、ロッカーアーム３０の後端部をカムアーム２８に対向して押し上げるシリンダ手段３２とを備える。カムアーム２８の中間部を支持する支持体２９に歪みゲージ３８を設けて、歪みゲージ３８により開閉チャックが素材を掴んでいる所定の期間の歪みを検出し、素材を正常に掴んだ場合歪みゲージ３８の歪みがゼロで、歪みゲージ３８にシリンダ圧分の歪みが発生したとき掴み異常と判定する。【選択図】図３

Description

本考案は、パンチに対して圧造ステーションに設けられているダイの前面位置に素材を搬出入するトランスファーチャックの掴み検出装置に関する。

トランスファーチャックは、例えば鍛造機械などにおいて前段と後段との圧造ステーション間にわたって往復移動され、前段の圧造ステーションにおいて加工された素材を開閉チャックにて掴み、後段の圧造ステーションに移送するようになされている。

ところで、開閉チャックで素材を掴み損ねたり、途中で落下させるなどの事故は、金型の破壊などの大きな事故に繋がる可能性を秘めている。このような事故を防ぐため、従来では、開閉チャック上に接触センサーを設けたものや、トランスファーの駆動部にマイクロスイッチを取り付けて、掴み損ねを感知するようにしたものが知られている。

ところが、前者の掴み損ね感知手段によれば、開閉チャック部に接触センサーを設けるため、開閉チャック交換等の際にセンサーを付け直さなければならない上に、測定部分が開閉チャックと一緒に運動するので配線などの寿命が短いといった問題を有していた。また、後者の掴み損ね感知手段によれば、マイクロスイッチに依存するために、掴んだときと、掴んでいないときの距離の差が小さい場合、誤動作が発生し易いといった問題を有していた。

そこで、本考案は、掴み損ね感知手段として歪みゲージを用い、歪みゲージそのものを固定された構造物に取り付けるようにして、配線等の信頼性が高く、開閉チャック部分からの独立により工具交換時に再度取り付ける必要もなく、しかも、素材を掴んでいるかいないかの判断を距離の差ではなく、歪みゲージの加わる歪み（応力）として検出することにより誤動差の可能性を低く保つことができるトランスファーチャックの掴み検出装置の提供を課題とする。

上記した問題を解決するために、本願の請求項１記載の考案は、パンチに対向して圧造ステーションに設けられているダイの前面位置に素材を搬出入するトランスファーチャックの掴み検出装置であって、昇降ロッドの昇降により連動機構を介して開閉チャックを開閉させて素材の挟持及び挟持解除が行なえるチャックユニットと、チャックユニットを支持しラムの進退動作に同期して前段と後段との圧造ステーション間にわたって往復移動されるチャックフレームと、圧造ステーションをもつ機台上に支持されパンチの進退動作に同期して回転される開閉用カムをもつカム軸と、カム軸の前方側に設けられたフレーム部材後部の支持体に上下揺動可能に支持され、上記カムの回転伴って上下揺動されるカムアームと、フレーム部材とチャックフレームとの間に一対の揺動リンクを介して連結される中間フレーム上に上下揺動可能に支持され、先端が昇降ロッドの上端に係合されると共に後端上部にカムアームの先端部が当接されるロッカーアームと、ロッカーアームの後端部をカムアームに対向して押し上げるシリンダ手段とを備える一方、上記カムアームの中間部を支持する支持体の支持部周りに歪みゲージを設けて、歪みゲージにより開閉チャックが素材を掴んでいる所定の期間の歪みを検出し、開閉チャックが素材を正常に掴んで、ロッカーアームによる昇降ロッドの押し下げ量が所定量に規制され、シリンダ手段のシリンダ圧がカムアームを介して開閉用カムに作用せず上記歪みゲージの歪みがゼロのときには掴み正常と判定し、また、開閉チャックが素材を掴み損ねて、シリンダ手段がロッカーアーム後端をカムアーム先端と共に押し上げ、そのシリンダ圧によりカムアーム後端が開閉用カムに当接することで上記歪みゲージにシリンダ圧分の歪みが発生したとき、掴み異常と判定するようにしたことを特徴とする。

本考案によれば、掴み損ね感知手段として歪みゲージを用い、歪みゲージを固定構造物であるカムアームの中間部を支持する支持体の支持部周りに取り付けるようにしたから、配線等の信頼性が高く、開閉チャック部分からの独立により工具交換時に再度取り付ける必要もなく、しかも、素材を掴んでいるかいないかの判断を距離の差ではなく、歪みゲージの加わる歪み（応力）として検出することにより誤動差の可能性を低く保つことができる。その上、歪みゲージによれば、外部ノイズに強く、安価かつ容易に取り付け可能で、更に機械的駆動部分がないので、信頼性、寿命も長い。これにより、高い確立で掴み異常をタイムリーにモニターし、金型の破壊などの２次災害を防ぐことができる。

以下、本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１及び図２は本考案に係るトランスファーチャックの掴み検出装置を備えた多段式の圧造成形機を示し、この圧造成形機１における機台２の所定位置にはダイブロック３が配設されており、ダイブロック３には、粗から精に至る複数個のダイ４…４が一定間隔に並設されている。ダイブロック３の前方位置には、ダイブロック３に対して前後動するラム５（図示せず）が設けられ、ラム５の前面には上記ダイ４…４と対向するように複数個のパンチ６…６が配設されて、これらの各ダイダイ４…４とパンチ６…６とにより複数の圧造ステーションが構成され、パンチ６…６の進退移動によって、ダイ４…４とパンチ６…６との間で素材を粗から精に順次段階的に圧造加工するようになされている。

上記ダイブロック３の上方には、素材を前段側のダイから最終段のダイにかけて順次搬送するトランスファーチャック１０が装備されている。トランスファーチャック１０は、機台２上に固設されたフレーム部材１１と、フレーム部材１１の両側部に一端が枢着されて揺動自在とされた左右一対の揺動アーム１２，１２と、これら揺動アーム１２，１２の他端に両側部がそれぞれ回動可能とされたチャックフレーム１３と、チャックフレーム１３とフレーム部材１２との間において両側部が一対の揺動アーム１２，１２にそれぞれ回動自在に連結された中間フレーム１４と、チャックフレーム１３の前面に上記各ダイ４の並設間隔と同間隔に、かつ各ダイ４と同数個として設けられた複数のチャックユニット２０…２０とを備えている。チャックフレーム１３の一端部には、ラム５の進退動作に同期して所定ストロークで往復駆動される駆動ロッド１５が設けられ、この駆動ロッド１５の往復駆動に伴ってチャックフレーム１３が各ダイ４の並設方向に往復動することにより、チャックフレーム１３の前面に取り付けられたチャックユニット２０…２０が隣接するダイ４の軸芯前面位置間で往復駆動するようになされている。

各チャックユニット２０は、図１に示すように、チャックフレーム１３の前面に取り付けられるカセット構造のチャック本体２１を備え、チャック本体２１の下方支持部に一対の開閉チャック２２，２３を支持すると共に、チャック本体２０の上方支持部に開閉チャック２２，２３を開閉させる昇降ロッド２４を上下移動可能に支持している。昇降ロッド２４の下部端を適宜連結機構２５を介して開閉チャック２２，２３に連結し、昇降ロッド２４の下降により開閉チャック２２，２３を閉じ、上昇により開閉チャック２２，２３を開くように構成している。なお、チャックユニット２０は既知のものであり、その詳細な構造及び動作については省略する。

また、図２及び図３に示すようにフレーム部材１１の後方の機台２上に、パンチ６の進退動作に同期して回転されるカム軸２６が配設され、カム軸２６に開閉チャック２２，２３を開閉させるための各チャックごとの開閉用カム２７…２７が固設されると共に、これら各カム２７…２７の回転伴って揺動されるカムアーム２８…２８がフレーム部材１１後部に一体または一体的に設けられた支持体２９上に上下揺動可能に支持されている。一方、中間フレーム１４上に、後端上部にカムアーム２８の先端部が当接されているロッカーアーム３０が上下揺動可能に配置され、かつロッカーアーム３０の先端がチャックフレーム１３に取り付けられているチャックユニット２０の昇降ロッド２４の上端に係合されている。ここで、中間フレーム１４は上記したようにチャックフレーム１３と共に機台側のフレーム部材１１に揺動フレーム１２，１２を介した四連リンク機構として支持され、駆動ロッド１５によりチャックフレーム１３が駆動されるとき、中間フレーム１４も同時にリンク揺動するように構成されていると共に、中間フレーム１４に回転自在に保持された縦軸３１…３１の上部にロッカーアーム３０…３０の中間部を枢支して、チャックフレーム１３及び中間フレーム１４が移動しても、カムアーム２８、ロッカーアーム３０、昇降ロッド２４の接続関係が維持されるようになっている。

また、ロッカーアーム３０の後端部には、カムアーム２８に対向する押し上げ用のシリンダ手段３２が設けられる。このシリンダ手段３２は、フレーム部材１１を利用して形成されるシリンダ３３と、該シリンダ３３に内蔵されたピストン３４及びピストンロッド３５と、ピストンロッド３５とロッカーアーム３０をつなぐ連結部材３６とからなり、ロッカーアーム３０を下方から支える構造とされている。そして、シリンダ手段３２は、シリンダ３３の下部シリンダ室３７にエアーを供給することによってロッカーアーム３０後端を持ち上げるように支持する一方、開閉用カム２７によるカムアーム２８先端の下降によりロッカーアーム３０後端が押し下げられるとき（開閉チャック開放時）に収縮し、開閉用カム２７によるカムアーム２８後端の押し下げが解除された後、シリンダ室３７へのエアー供給によって伸長してロッカーアーム３０後端を押し上げるようになっている。これによりロッカーアーム３０先端が昇降ロッド２４を押し下げて開閉チャック２２，２３を閉じ、シリンダー３３からの圧力で素材を掴む力が発生するように構成されている。これにより素材寸法のバラツキを補正し、ほぼ同等のグリップ力で素材を掴むようになされている。

そして、図３に示すように上記カムアーム２８の中間部を支持する支持体２９における支持部２９ａの下方位置に歪みゲージ３８を設けて、歪みゲージ３８により開閉チャック２２，２３が素材を掴んでいる所定の期間の歪みを検出し、開閉チャック２２，２３が素材を正常に掴んで、ロッカーアーム３０による昇降ロッド２４の押し下げ量が所定量に規制され、シリンダ手段３２のシリンダ圧がカムアーム２８を介して開閉用カム２２，２３に作用せず上記歪みゲージ３８の歪みがゼロのときには掴み正常と判定し、また、開閉チャック２２，２３が素材を掴み損ねて、シリンダ手段３２がロッカーアーム３０後端をカムアーム２８先端と共に押し上げ、そのシリンダ圧によってカムアーム２８後端が開閉用カム２７に当接することにより上記歪みゲージ３８にシリンダ圧分の歪みが発生したとき、掴み異常と判定するようにしたのである。

次に、トランスファーチャックの掴み検出装置の作用について説明する。

ここで、図５は歪みゲージ３８からの歪み検出信号を示すもので、図５においてＡはクランク位置（角度）からの信号でトランスファーが行なわれるべき間隔を示している。また、Ｂは開閉チャック２２，２３が素材を正常に掴んだときの歪みゲージ３８の歪み量の変化を示し、Ｃは開閉チャック２２，２３が素材を掴み損ねたときの歪みゲージ３８の歪み量の変化を示している。そして、歪みゲージ３８により開閉チャック２２，２３が素材を掴んでいる所定の期間の歪みを検出する。つまり図５における枠で囲った調査ウィンドウの期間内で歪みゲージ３８からの歪み検出信号をモニターする。なお、調査ウィンドウは、図５ではトランスファー中全体としているが、実際は一度素材を掴み損ねるとその状態が続くので最終部分での信号をみるだけでよい。また、モニターする場合、図示していないが歪み計測回路、歪み量比較回路及びクランク角度窓トリガー発生装置などを用いる。

そして、掴みが正常の場合、歪みゲージ３８の歪みはゼロである。つまり、図３に示すように開閉チャック２２，２３が素材を正常に掴んだ場合、ロッカーアーム３０による昇降ロッド２４の押し下げ量が所定量に規制される。これによりシリンダ手段３２のピストンロッド３５の伸張が所定定量に規制され、カムアーム２８には力がかかっていない。つまり、シリンダ圧がカムアーム２８を介して開閉用カム２２，２３に作用することがなく、カムアーム２８後端と開閉用カム２７との間に隙間ｓが保たれている。その結果、上記支持体２９に設けられた歪みゲージ３８の歪みはゼロとなる。この歪みゼロの検出信号がモニターされ、掴み正常と判定して機械の運転が続けられる。

一方、掴み損ねが発生した場合、素材による昇降ロッド２４の押し下げ量の規制が発生しないので、図４に示すようにシリンダ手段３２のピストンロッド３５がロッカーアーム３０後端をカムアーム２８先端と共に押し上げ、そのシリンダ圧をもってカムアーム２８後端が開閉用カム２７に当接することになる。この当接に伴いカムアーム２８中間の支持部分に引き上げ力が作用し、支持体２９内の歪みゲージ３８にシリンダ圧分の歪みが発生することになる。この歪みが発生したとき、歪みゲージ３８からの歪み検出信号がモニターされ、掴み異常と判定して警報ブザーやランプによる報知や機械の緊急停止などが行なわれる。

以上のように、本考案によれば、掴み損ね感知手段として歪みゲージ３８を用い、歪みゲージ３８を固定構造物であるカムアーム２８の中間部を支持する支持体２９の支持部周りに取り付けるようにしたから、配線等の信頼性が高く、開閉チャック部分からの独立により工具交換時に再度取り付ける必要もない。しかも、素材を掴んでいるかいないかの判断を距離の差ではなく、歪みゲージ３８の加わる歪み（応力）として検出することにより誤動差の可能性を低く保つことができる。その上、歪みゲージ３８によれば、外部ノイズに強く、安価かつ容易に取り付け可能で、更に機械的駆動部分がないので、信頼性、寿命も長い。これにより、高い確立で掴み異常をタイムリーにモニターし、金型の破壊などの２次災害を防ぐことができる。

また、上記した実施の形態では、歪みゲージ３８を上記支持体２９における支持部２ａの下方位置に取り付けるようにしたけれども、この位置に限定されるものではない。つまり、掴み損ね時に歪みが生じる支持体２９の支持部２９ａ周りであればよいのであって、例えば図６、７に示すように、支持体２９における支持部２９ａの、カムアーム２８の枢支軸２８ａの上部を押さえる部分に歪みゲージ３８を設けてもよい。このように構成した場合にも上記場合と同様の作用効果が得られる。

本考案に係るトランスファーチャックを備えた圧造成形機の正面図である。同一部省略平面図である。同トランスファーチャックの掴み正常時の状態を示す側面図である。同トランスファーチャックの掴み異常時の状態を示す側面図である。掴み正常及び異常時における歪みゲージからの歪み検出信号を示す説明図である。別の実施の形態を示すトランスファーチャックの平面図である。同トランスファーチャックの側面図である。

１０トランスファーチャック
１１フレーム部材
１２揺動アーム
１３チャックフレーム
１４中間フレーム
２０チャックユニット
２２開閉チャック
２３開閉チャック
２４昇降ロッド
２５連動機構
２６カム軸
２７開閉用カム
２８カムアーム
２９支持体
２９ａ支持部
３０ロッカーアーム
３２シリンダ手段
３８歪みゲージ

Claims

パンチに対向して圧造ステーションに設けられているダイの前面位置に素材を搬出入するトランスファーチャックの掴み検出装置であって、昇降ロッドの昇降により連動機構を介して開閉チャックを開閉させて素材の挟持及び挟持解除が行なえるチャックユニットと、チャックユニットを支持しラムの進退動作に同期して前段と後段との圧造ステーション間にわたって往復移動されるチャックフレームと、圧造ステーションをもつ機台上に支持されパンチの進退動作に同期して回転される開閉用カムをもつカム軸と、カム軸の前方側に設けられたフレーム部材後部の支持体に上下揺動可能に支持され、上記カムの回転伴って上下揺動されるカムアームと、フレーム部材とチャックフレームとの間に一対の揺動リンクを介して連結される中間フレーム上に上下揺動可能に支持され、先端が昇降ロッドの上端に係合されると共に後端上部にカムアームの先端部が当接されるロッカーアームと、ロッカーアームの後端部をカムアームに対向して押し上げるシリンダ手段とを備える一方、上記カムアームの中間部を支持する支持体の支持部周りに歪みゲージを設けて、歪みゲージにより開閉チャックが素材を掴んでいる所定の期間の歪みを検出し、開閉チャックが素材を正常に掴んで、ロッカーアームによる昇降ロッドの押し下げ量が所定量に規制され、シリンダ手段のシリンダ圧がカムアームを介して開閉用カムに作用せず上記歪みゲージの歪みがゼロのときには掴み正常と判定し、また、開閉チャックが素材を掴み損ねて、シリンダ手段がロッカーアーム後端をカムアーム先端と共に押し上げ、そのシリンダ圧によりカムアーム後端が開閉用カムに当接することで上記歪みゲージにシリンダ圧分の歪みが発生したとき、掴み異常と判定するようにしたことを特徴とするトランスファーチャックの掴み検出装置。