JP3924278B2 - トランスファ装置及びそのワーク保持装置 - Google Patents

Description

本発明はトランスファプレス等で用いられて好適なトランスファ装置及びそのワーク保持装置に関する。

トランスファプレスでは、特許文献１に記載の如く、複数の作業ステーションを並列配置し、各作業ステーションに沿ってフィードバーを延在し、フィードバーに設けたレシーバにワーク保持手段を設け、フィードバーの左右、前後、上下のボックス運動等の搬送動作により、先行ステーションのワークをワーク保持手段のワーク保持具によって保持し、後続ステーションに間欠搬送させる。

また、特許文献２に記載のプレス間搬送ロボットでは、ロボットハンドの先端部に固定したワーク保持手段により、ワークを保持して搬送可能にする。
特開平5-237571 特開平7-299774

特許文献１の従来技術では、ワーク品種毎に異なるワーク保持手段（ワーク保持具）を用意し、ワークの変更時に新旧のワークに対応して交換すべき新旧のワーク保持手段をレシーバに着脱して使用する必要があり、ワーク保持手段の管理、交換作業に多大な困難を伴なう。

特許文献２の従来技術では、ワークの変更の度に、ロボットハンドのプレス間における複雑な移動軌跡を、該ロボットハンドを自動制御するコンピュータにティーチングする必要があり、ティーチングの作業に多大な困難を伴なう。

本発明の課題は、トランスファ装置のワーク保持手段をワークの変更に簡易に対応可能にすることにある。

請求項１の発明は、複数の作業ステーションを並列配置し、各作業ステーションに沿ってフィードバーを延在し、フィードバーにワーク保持手段を設け、フィードバーの搬送動作により、先行ステーションのワークをワーク保持手段のワーク保持具によって保持し、後続ステーションに搬送させるトランスファ装置において、前記ワーク保持手段を制御コンピュータにより制御されるマニピュレータにて構成し、マニピュレータは、ワークの形状に応じて自らのワーク保持具のフィードバーに対する位置を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、マニピュレータは、該マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置とを変更可能にするようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記コンピュータが更に、ワークの形状に応じて自らのワーク保持具のフィードバーに対する角度を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、コンピュータは、マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度とを更に変更可能にするようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ワーク保持手段が、ロボットのマニピュレータであるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記トランスファ装置がプレス機械用トランスファ装置であるようにしたものである。

請求項５の発明は、複数の並列配置された作業ステーションに沿って延在されたフィードバーに設けられ、先行ステーションのワークを保持し、該ワークをフィードバーの搬送動作により後続ステーションに搬送可能にする、トランスファ装置のワーク保持装置において、制御コンピュータにより制御されるマニピュレータにて構成され、ワークの形状に応じて該マニピュレータが備えるワーク保持具のフィードバーに対する位置を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置とを変更可能にするようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項５の発明において更に、前記ワークの形状に応じて更に、マニピュレータが備えるワーク保持具のフィードバーに対する角度を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度とを更に変更可能にするようにしたものである。

請求項７の発明は、請求項５又は６の発明において更に、前記マニピュレータがロボットアームであるようにしたものである。

請求項８の発明は、請求項５〜７のいずれかの発明において更に、前記トランスファ装置がプレス機械用トランスファ装置であるようにしたものである。

図１はトランスファ装置とその使用例を示す平面図、図２は図１の側面図、図３は図１の正面図、図４はフィードバーの搬送動作を示す模式図、図５はトランスファ装置の他の適応例を示す平面図である。

図１〜図３のトランスファプレス１０は、複数の作業ステーション１〜４を左右方向に並列配置し、各作業ステーション１〜４を上下の金型１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂによって構成する。

トランスファプレス１０は、左右方向に延在する各作業ステーション１〜４に沿い、それらの金型を前後から挟んで平行に延在した一対のフィードバー１１（１１Ａ、１１Ｂ）を有する。

フィードバー１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、例えば図４に示す如く、左右（ｘ方向）（リターンとロードの動作）、前後（ｙ方向）（クランプとアンクランプの動作）、上下（ｚ方向）（上昇と下降の動作）の循環ボックス運動の搬送動作を行なう。

トランスファプレス１０は、前側のフィードバー１１Ａに、各作業ステーションのそれぞれに対応する各２個のレシーバ２１Ａ、２１Ｂ、レシーバ２２Ａ、２２Ｂ、レシーバ２３Ａ、２３Ｂ…を設け、レシーバ２１Ａ、２１Ｂにはワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、レシーバ２２Ａ、２２Ｂにはワーク保持手段３２Ａ、３２Ｂ、レシーバ２３Ａ、２３Ｂにはワーク保持手段３３Ａ、３３Ｂ…を設けている。また、トランスファプレス１０は、後側のフィードバー１１Ｂに、各作業ステーションのそれぞれに対応する各２個のレシーバ４１Ａ、４１Ｂ、レシーバ４２Ａ、４２Ｂ、レシーバ４３Ａ、４３Ｂ…を設け、レシーバ４１Ａ、４１Ｂにはワーク保持手段５１Ａ、５１Ｂ、レシーバ４２Ａ、４２Ｂにはワーク保持手段５２Ａ、５２Ｂ、レシーバ４３Ａ、４３Ｂにはワーク保持手段５３Ａ、５３Ｂ…を設けている。

トランスファプレス１０は、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂのそれぞれを、マニピュレータ６０にて構成する。マニピュレータ６０は、アーム６１の先端に、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂのワーク保持具を構成するワーク保持具６２を備え、このワーク保持具６２の位置、角度を、各作業ステーションの金型に対して設定されるべきワークの形状（設定位置、設定角度により定まるワーク姿勢）に応じて調整可能にする。

本実施例のマニピュレータ６０は、ロボットの多関節アーム６１（ロボットアーム）にて構成され、アーム６１を支配する制御コンピュータへの入力に従い、そのモータ、シリンダ等のアクチュエータを自動制御（コンピュータ制御）される。マニピュレータ６０は、ロボットアーム６１の、制御コンピュータに設定される制御プログラムの変更により、ワーク保持具６２の位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）、角度（ｘ軸まわりの回転角度位置θx、ｙ軸まわりの回転角度位置θy、ｚ軸まわりの回転角度位置θz）を今回のワークの形状に応じて調整される。

尚、ワーク保持具６２はワークの特定箇所を把持又はすくい上げ等してワークを保持可能にするものであり、アーム６１を支配するコンピュータにより駆動制御可能とされるチャック又は真空吸着パッド等にて構成することもできる。

トランスファプレス１０にあっては、フィードバー１１（１１Ａ、１１Ｂ）に各作業ステーションの金型の開閉動作に連動する搬送動作をさせることにより、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂを構成するマニピュレータ６０のワーク保持具６２により、先行ステーション（例えばステーション１）の金型内のワークＡ（又はＢ等）の特定箇所（例えば前後各２箇所）を保持し、これを後続ステーション（例えばステーション２）の金型に受渡すように間欠搬送する。

以下、トランスファプレス１０への本発明の適応例に関し、ステーション１の金型１Ａ、１Ｂにより加工されたワークの前後各２箇所を前後各２個のワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、５１Ａ、５１Ｂのマニピュレータ６０のワーク保持具６２により保持してこれをステーション２の金型２Ａ、２Ｂに受渡し、ステーション２の金型２Ａ、２Ｂにより加工されたワークの前後各２箇所を前後各２個のワーク保持手段３２Ａ、３２Ｂ、５２Ａ、５２Ｂのマニピュレータ６０のワーク保持具６２により保持してこれをステーション３の金型３Ａ、３Ｂに受渡し、ステーション３の金型３Ａ、３Ｂにより加工されたワークの前後各２箇所を前後各２個のワーク保持手段３３Ａ、３３Ｂ、５３Ａ、５３Ｂのマニピュレータ６０のワーク保持具６２により保持してこれをステーション３の金型３Ａ、３Ｂに受渡す場合において（図１、図５）、旧ワークを新規ワークＡに変更するときの対応について説明する。尚、フィードバー１１の搬送動作（ｘ方向移動量、ｙ方向移動量、ｚ方向移動量）はワーク品種によらず同一とする。

(A)相隣る作業ステーション１〜４の間隔Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3をフィードバー１１のｘ方向送り長さＬと同一とし、ワーク保持手段３１Ａ、３２Ａ、３３Ａの間隔、ワーク保持手段３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂの間隔、ワーク保持手段５１Ａ、５２Ａ、５３Ａの間隔、ワーク保持手段５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂの間隔も、フィードバー１１のｘ方向送り長さＬと同一とし、先行ステーションのワークを後続ステーションに対し平行に搬送して受け渡す場合（図１）。図１（Ａ）は各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂにより先行ステーションにあるワークを保持した状態を示し、図１（Ｂ）はこのワークを後続ステーションに受渡した状態を示す。

この場合、ワーク品種が旧ワークから新規ワークＡに変更するに際しては、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂを構成するマニピュレータ６０のアーム６１、ワーク保持具６２の位置、角度を、ワーク変更の当初において、以下の如く設定替えする。

例えば、ワーク保持手段３１Ａを代表として説明すると、ワーク保持手段３１Ａのワーク保持具６２がフィードバー１１Ａのレシーバ２１Ａに対する相対位置、角度は、ワーク保持手段３１Ａが先行ステーションでワークを保持する時点と、ワーク保持手段３１Ａがワークを後続ステーションに受渡す時点とで変わらない。従って、ワーク保持手段３１Ａのマニピュレータ６０は、マニピュレータ６０がフィードバー１１により先行ステーションに位置付けられたときのレシーバ２１Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）、角度（θx，θy，θz）をアーム６１の制御コンピュータにティーチングすれば足りる。

これにより、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂのマニピュレータ６０は、変更後の同一ワークの先行ステーションから後続ステーションへの搬送時に、何らアーム６１を自動制御されることを必要とせず、それらワークの搬送動作はフィードバー１１の搬送動作のみにて実施される。

(B)相隣る作業ステーション１〜４の間隔Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3をフィードバー１１のｘ方向送り長さＬと異なるものとし、及び／又は、フィードバー１１において相隣るワーク保持手段３１Ａ、３２Ａ、３３Ａの間隔、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂの間隔、５１Ａ、５２Ａ、５３Ａの間隔、５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂの間隔をフィードバー１１のｘ方向送り長さＬ若しくは相隣る作業ステーション１〜４の間隔Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3と異なるものとし、及び／又は、先行ステーションのワークを後続ステーションに対し角度変化（非平行）させて受渡す場合（図５）。図５（Ａ）は各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂにより先行ステーションにあるワークを保持した状態を示し、図５（Ｂ）はこのワークを後続ステーションに受渡した状態を示す。

この場合、ワーク品種が旧ワークから新規ワークに変更するに際しては、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂを構成するマニピュレータ６０のアーム６１、ワーク保持具６２の位置、角度を、ワーク変更の当初において、以下の如く設定替えする。

例えば、ワーク保持手段３１Ａについてみると、ワーク保持手段３１Ａのワーク保持具６２がフィードバー１１Ａのレシーバ２１Ａに対する相対位置、角度は、ワーク保持手段３１Ａが先行ステーションでワークを保持する時点と、ワーク保持手段３１Ａがワークを後続ステーションに受渡す時点とで、Δｘ1だけｘ方向に変化する。従って、ワーク保持手段３１Ａのマニピュレータ６０は、マニピュレータ６０がフィードバー１１により先行ステーションに位置付けられたときのレシーバ２１Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）、角度（θx，θy，θz）と、マニピュレータ６０がフィードバー１１により相続ステーションに位置付けられたときのレシーバ２１Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）、角度（θx，θy，θz）の両方をアーム６１の制御コンピュータにティーチングする。レシーバ２１Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置は、先行ステーションと後続ステーションの間でｘ方向にΔｘ1だけ補正される。

また、ワーク保持手段３２Ａについてみると、ワーク保持手段３２Ａのワーク保持具６２がフィードバー１１Ａのレシーバ２２Ａに対する相対位置、角度は、ワーク保持手段３２Ａが先行ステーションでワークを保持する時点と、ワーク保持手段３２Ａがワークを後続ステーションに受渡す時点とで、Δｘ2だけｘ方向に変化し、Δθzだけθz方向に変化する。従って、ワーク保持手段３２Ａのマニピュレータ６０は、マニピュレータ６０がフィードバー１１により先行ステーションに位置付けられたときのレシーバ２２Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）、角度（θx，θy，θz）と、マニピュレータ６０がフィードバー１１により後続ステーションに位置付けられたときのレシーバ２２Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）、角度（θx，θy，θz）の両方をアーム６１の制御コンピュータにティーチングする。

レシーバ２２Ａに対してワーク保持具６２があるべき位置は、先行ステーションと後続ステーションの間で、ｘ方向にΔx2、θz方向にΔθzだけ補正される。

これにより、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂのマニピュレータ６０は、変更後の同一ワークの先行ステーションから後続ステーションへのフィードバー１１による搬送過程（例えば左右送り長さＬの移動過程）で、マニピュレータ６０のアーム６１を自動制御し、ワーク保持具６２の位置、角度を上述の前後２位置のそれぞれに切換えるように調整する。この場合にも、相隣る作業ステーション間におけるワークの搬送動作は、フィードバー１１にて担われ、各ワーク保持手段３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂをワークの変更に簡易に対応できる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ワーク保持手段２１〜２４を構成するマニピュレータ３０は、フィードバー１１に設けられ、フィードバー１１の前後、左右、上下のボックス運動等の搬送動作により先行ステーションと後続ステーションの間を移動し、自らのワーク保持具２１Ａ〜２４Ａによって先行ステーションのワークを保持し、後続ステーションに受け渡すように間欠搬送させる。

ワークの変更時には、マニピュレータ３０が自らのワーク保持具２１Ａ〜２４Ａの位置を新規ワークの形状に応じて調整するだけであらゆるワークに対応できる。尚、ワークの変更によっても、フィードバー１１の搬送動作は必ずしも変更を要しない。

従って、ワークの変更に際し、ワーク保持手段を交換せずに、同一のワーク保持手段２１〜２４（マニピュレータ３０）を用いながら、ワークの変更の当初においてマニピュレータ３０が備えるワーク保持具２１Ａ〜２４Ａの位置をティーチングするだけで対応できる。相隣る作業ステーション間におけるワークの搬送動作はフィードバー１１にて実施でき、ワーク保持手段２１〜２４（マニピュレータ３０）をワークの変更に簡易に対応できる。

(b)ワーク保持手段２１〜２４を、ロボットのマニピュレータ３０（ロボットアーム）にて構成することにより、コンピュータへの入力に基づいてマニピュレータ３０のアクチュエータを自動制御し、マニピュレータ３０のワーク保持具２１Ａ〜２４Ａの位置を迅速に調整できる。即ち、ワークの変更に際し、ロボットの制御プログラムの変更だけで対応できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。本発明のワーク保持手段を構成するマニピュレータは、必ずしもロボットアームであることを要しない。また、本発明はトランスファプレスに限らず、一般のトランスファマシンに広く適用できる。

図１はトランスファ装置とその使用例を示す平面図である。 図２は図１の側面図である。 図３は図１の正面図である。 図４はフィードバーの搬送動作を示す模式図である。 図５はトランスファ装置の他の適応例を示す平面図である。

符号の説明

１〜４ 作業ステーション
１０ トランスファプレス（トランスファ装置）
１１ フィードバー
３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ ワーク保持手段
６０ マニピュレータ
６１ アーム
６２ ワーク保持具

Claims (8)

1. 複数の作業ステーションを並列配置し、各作業ステーションに沿ってフィードバーを延在し、フィードバーにワーク保持手段を設け、
   フィードバーの搬送動作により、先行ステーションのワークをワーク保持手段のワーク保持具によって保持し、後続ステーションに搬送させるトランスファ装置において、
   前記ワーク保持手段を制御コンピュータにより制御されるマニピュレータにて構成し、
   マニピュレータは、ワークの形状に応じて自らのワーク保持具のフィードバーに対する位置を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、
   マニピュレータは、該マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置とを変更可能にすることを特徴とするトランスファ装置。
2. 前記コンピュータが更に、ワークの形状に応じて自らのワーク保持具のフィードバーに対する角度を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、
   コンピュータは、マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度とを更に変更可能にする請求項１に記載のトランスファ装置。
3. 前記ワーク保持手段が、ロボットのマニピュレータである請求項１又は２に記載のトランスファ装置。
4. 前記トランスファ装置がプレス機械用トランスファ装置である請求項１〜３のいずれかに記載のトランスファ装置。
5. 複数の並列配置された作業ステーションに沿って延在されたフィードバーに設けられ、先行ステーションのワークを保持し、該ワークをフィードバーの搬送動作により後続ステーションに搬送可能にする、トランスファ装置のワーク保持装置において、
   制御コンピュータにより制御されるマニピュレータにて構成され、ワークの形状に応じて該マニピュレータが備えるワーク保持具のフィードバーに対する位置を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、
   マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する位置とを変更可能にすることを特徴とするトランスファ装置用ワーク保持装置。
6. 前記ワークの形状に応じて更に、マニピュレータが備えるワーク保持具のフィードバーに対する角度を制御コンピュータへのティーチングにより調整し、該ワークを該ワーク保持具により保持可能にするとともに、
   マニピュレータがフィードバーにより先行ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度と、該マニピュレータがフィードバーにより後続ステーションに位置付けられたときのワーク保持具のフィードバーに対する角度とを更に変更可能にする請求項５に記載のトランスファ装置用ワーク保持装置。
7. 前記マニピュレータがロボットアームである請求項５又は６に記載のトランスファ装置用ワーク保持装置。
8. 前記トランスファ装置がプレス機械用トランスファ装置である請求項５〜７のいずれかに記載のトランスファ装置用ワーク保持装置。

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