JP4300404B2

JP4300404B2 - パネル搬送装置

Info

Publication number: JP4300404B2
Application number: JP2003038690A
Authority: JP
Inventors: 泰百々; 博明桑野
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004243405A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレスで成形するパネルを搬送するパネル搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用パネルは複雑な形状をしているため、成形工程を数段階に分け、直線状に並べられた金型によって成形される。このような複数のプレスを用いるトランスファプレスやタンデムプレスでは、あるプレスで成形された部材（パネル）を次ぎのプレスに順に搬送するためにパネル搬送装置が設けられる。
【０００３】
トランスファプレス用のパネル搬送装置として、［特許文献１］のクロスバー式搬送装置が従来から広く用いられている。
この装置は、ライン方向に、各プレスステーション全域に伸びたリフトビームを昇降可能に設け、そのリフトビームに、更にライン方向の各ステーション間を往復動可能にキャリアを懸垂させ、そのキャリアにクロスバーを組み付け、クロスバーにワーク把持具を付設し、各ステーションのワーク材を同時に、かつ間欠搬送する装置である。
【０００４】
かかるクロスバー式搬送装置には、以下の特徴がある。
（１）カム駆動式、またはＡＣサーボモータによるモーションコントロールにより成形パネルの金型ステーション間送りモーションを生成する。
（２）パネルの搬送は送り方向（水平方向）とリフト方向（垂直方向）の合成モーションにより行われ、クロスバーと呼ばれる搬送ツールに装着されたバキュームカップがパネルを吸着して搬送する。
（３）各金型ステーション間のクロスバーは、送り方向、リフト方向とも連結されており、各々のクロスバーは連動し全く同一のモーションを行う。
（４）ステーション間の送りモーションを生成する送りアームは、通常クロスバーを接続している台車とその連結機構からなる一連の送り装置の前側または後側にあり、アームの揺動により送りモーションを生成する。
【０００５】
また、上述したクロスバー式搬送装置の他にも、パネル搬送装置として、特許文献２、特許文献３、特許文献４、等が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３２８７６６号公報
【特許文献２】
特公平７−７３７５６号公報
【特許文献３】
特開平１０−３２８７６６号公報
【特許文献４】
米国特許第６，３８２，４００号公報
【０００７】
［特許文献２］の「トランスファフィーダ」は、リフタにより上下動する１対のリフトビームにリニアモータで独立して自走する複数のキャリアを設け、リニアモータを駆動源としてワーク（パネル）の高速搬送を可能にしたものである。
【０００８】
［特許文献３］の「トランスファプレス搬送装置」は、リフトビームに複数のキャリアを設け、このキャリアをサーボモータを駆動源としてワーク（パネル）の高速搬送を可能にしたものである。
【０００９】
［特許文献４］の「ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＮＤＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧＳＹＳＴＥＭ（搬送位置決め装置）」は、図９に示すように、クロスバー２２を駆動し位置決めする出力部２５を有するレバー機構２３をもった駆動装置３０を備える。このレバー機構２３は、一端に出力部２５を形成するスイングアーム２４を有し、この出力部２５はクロスバー２２に連結されている。また、スイングアーム２４は、間隔を隔てた支持点２８と駆動点３３の２点で連結されている。支持点２８と駆動点３３の間隔は、出力部と支持点の間隔より短くなっている。なおこの図で２１はクロスバー２２に取り付けられたワーク把持具、３２はスライドブロック３７と駆動点３３を連結するガイドロッド、４１はガイドロッド３２を揺動駆動する揺動モータ、４５はスライドブロック３７を上下動する直動装置である。
【００１０】
この構成により、直動装置４５でスライドブロック３７を上下動し、揺動モータ４１でガイドロッド３２を揺動かさせることでガイドロッド３２の先端（駆動点３３）を駆動・位置決めし、その動きをレバー比で拡大してワーク把持具が取り付けられたクロスバー２２を駆動・位置決めするようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した【特許文献１】と【特許文献３】の装置には、以下の問題点がある。
（１）各クロスバーにそれぞれ異なるモーションを持たせることができない。
（２）すべてのステーション用のクロスバーを同時に動かすため、サーボモータと送り駆動装置が大型になる。
（３）各プレスステーション用のモーションカーブが同一であるので、干渉を回避するためには金型形状を工夫する必要が生じ、板成形の多様化への対応が困難である。
【００１２】
また【特許文献２】のリニアモータ方式では、リニアモータで送り（フィード）を高速化できるが、別にリフト機構が必要であり、全体の構造が複雑かつ大型となる。
【特許文献３】のＡＣサーボ方式では、シリアルリンクのため高い剛性が得られない。
【特許文献４】のスイングアーム方式では、スイングアームでパネルを搬送するため、搬送距離が長いほどアームの長さを長くする必要があり、アームの撓みなどが振動の原因となる。
【００１３】
さらに、複雑なプレス成形に対応するために、ワーク把持具を揺動（チルティング）させるためには、別個にチルティング装置をクロスバーに設ける必要があり、構造が複雑になり、かつ可動部の重量が増大して高速化がさらに困難となる問題点があった。
【００１４】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の主目的は、（１）プレスステーション毎に異なるモーションを持たせることができ、（２）可動部を容易に軽量化でき、（３）可動部の剛性を高め、撓みや振動を抑制することができるパネル搬送装置を提供することにある。また本発明の別の目的は、可動部に別の装置を付加することなく、可動部を軽量化したまま、ワーク把持具を揺動（チルティング）させることができるパネル搬送装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、パネルを搬送するパネル搬送装置であって、前記パネルを把持するパネル把持部と、該パネル把持部に接続されたリンク機構と、該リンク機構全体をパネル搬送方向に移動させるスライド機構と、前記リンク機構を揺動させる揺動機構と、を備え、前記リンク機構は、前記パネル把持部に接続された出力部材と、該出力部材に枢着された２本のアームとを有し、前記スライド機構は、前記リンク機構の２本のアーム毎に枢着された第１送りスライド及び第２送りスライドと、該第１送りスライドと第２送りスライドを個別にパネル搬送方向に駆動する直動アクチュエータとを有し、前記第１送りスライドと前記第２送りスライドのパネル搬送方向の相対距離を変化させることで前記パネル把持部をチルティングさせ、前記揺動機構は、前記リンク機構に枢着された揺動アームと、該揺動アームに枢着された揺動スライドと、該揺動スライドをパネル搬送方向に駆動する直動アクチュエータとを有し、前記スライド機構は前記２本のアームを平行に維持したまま前記第１送りスライド及び第２送りスライドをパネルの搬送方向に移動させる、ことを特徴とするパネル搬送装置が提供される。
【００１６】
上記本発明の構成によれば、リンク機構をスライド機構でパネル搬送方向に移動させ、かつ揺動機構で揺動させることによって、パネル把持部で把持したパネルを所定の搬送方向に搬送することができる。また、このパネル搬送装置は、プレスステーション毎に設けることができ、プレスステーション毎に異なるモーションを持たせることができる。
また、第１送りスライドと第２送りスライドの相対距離を変化させることで、パネル把持部をチルティングさせることができる。
また、アームは出力部材に２本枢着され、スライド機構は２本のアームを平行に維持したまま送りスライドをパネルの搬送方向に移動させる構成により、出力部材の姿勢を維持させることができるので、パネル把持部を水平に保持したままパネル搬送方向に移動させることができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記パネル把持部の両側に、１対の前記リンク機構、スライド機構、及び揺動機構が、互いに対称に設けられる。
この構成により、パネルを安定して搬送することができる。
【００２４】
また、前記スライド機構及び前記揺動機構の直動アクチュエータは並設されている。
この構成により、各スライドをパネルの搬送方向に移動させる駆動部をコンパクトに配置することができ、リンク機構や揺動機構の可動部にモータ等の駆動装置を付加する必要がない。
【００２５】
また、前記直動アクチュエータは、ボールネジとボールナット、タイミングベルト、液圧シリンダ、ラックアンドピニオン又はリニアモータである。
これらの直動アクチュエータを用いることにより、各スライドを高速で直線運動させ、かつ正確に位置決めすることができる。
【００２６】
また、前記パネル把持部は、前記リンク機構に接続されたクロスバーと、該クロスバーに取り付けられたワーク把持具と、からなる。
この構成により、リンク機構でクロスバーを移動させ、クロスバーに取り付けられたワーク把持具に所望の運動をさせることができる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２７】
図１は、パネル搬送装置を備えたプレスラインの斜視図である。この図では、説明の便宜上、上流側、下流側の２つのプレスステーション６とその間に設けられたパネル搬送装置を示しているが、実機では、通常、プレスステーションは２〜５つ程度の複数台設けられている。
【００２８】
上流側プレスステーション６から成形された材料（パネル）１を受け取り、下流側プレスステーション６へ搬送するために、パネル搬送装置がプレスステーション６、６間に設置されている。
パネル搬送装置は、プレス成形するパネル１を搬送する送り方向Ｘの両側にプレスステーション毎に互いに対称に設けられた１対の送り装置１０を備える。
【００２９】
１対の送り装置１０は上流側と下流側のプレスステーション６、６間のプレススタンド７の間に取り付けられる。各送り装置１０は、送り方向Ｘに対して互いに対称に作動し、ワーク把持具２を取り付けたクロスバー３を送り方向及び上下方向に移動させ、パネル１を次ぎのプレスステーションに順に搬送するようになっている。
この送り装置１０は、その両端部を上流及び下流のプレスステーション６やプレススタンド７に設けられた腕（図示せず）に取り付けたり、天井から吊るすようにしたりすることによって、プレススタンド６、６間に設置される。
【００３０】
図２は、参考例のパネル搬送装置の斜視図である。この図において、送り装置１０は、パネル把持部５と該パネル把持部の両側に互いに対称に設けられる一対のリンク機構１６、スライド機構２０及び揺動機構２２を備える。
【００３１】
この例において、スライド機構２０は、送りスライド１２と直動アクチュエータ１３からなり、揺動機構２２は、直動アクチュエータ１３、揺動スライド１４、及び揺動アーム１８からなり、パネル把持部５はクロスバー３とワーク把持具２とからなる。
【００３２】
送りスライド１２は、直動アクチュエータ１３で送り方向Ｘに直線駆動される。直動アクチュエータ１３は、この例では、ボールネジとボールナットであるが、本発明はこれに限定されず、タイミングベルト、液圧シリンダ、ラックアンドピニオン、リニアモータ、等であってもよい。
【００３３】
また、送り装置１０は、揺動スライド１４および送りスライド１２の直線駆動を案内する直動ガイド１５をそれぞれ備える。
【００３４】
送りスライド１２および揺動スライド１４は、図３に示すように、それぞれ独立に並設された直動アクチュエータ１３で送り方向に直線駆動される。
【００３５】
さらに、直動アクチュエータ１３と直動ガイド１５は、プレスステーションの固定部分（本体等）に取り付けられており、可動部（送りスライド１２及び揺動スライド１４）のみを送り方向Ｘに直線駆動し、かつ数値制御等で正確に位置決めできるようになっている。
【００３６】
図４は、図２のパネル搬送装置の模式図である。この図に示すように、リンク機構１６は、パネル把持部５に接続される出力部材１９とこの出力部材１９に枢着された２本のアーム１６ａ，１６ｂとからなる。
【００３７】
２本のアーム１６ａ，１６ｂは、長さが等しく、かつ送りスライド１２に一端ａ１，ａ２（図で上端）が水平軸を中心に回転可能に枢着され、他端ａ３，ａ４（図で下端）が出力部材１９に水平軸を中心に回転可能に枢着されている。
【００３８】
図４において、送りスライド１２と２本のアーム１６ａ，１６ｂとの枢着点ａ１，ａ２の間隔Ｌは、出力部材１９と２本のアーム１６ａ，１６ｂとの枢着点ａ３，ａ４の間隔Ｌ０と同一の長さになっている。
【００３９】
この構成により、２本のアーム１６ａ，１６ｂが平行に維持され、かつ、出力部材１９と送りスライド１２とが平行に維持される。すなわち、平行リンクａ１，ａ２，ａ４，ａ３が構成され、リンク機構１６を揺動させた場合でも、出力部材１９を送りスライド１２（すなわちＸ方向）に平行に位置決めすることができ、これに取り付けられたクロスバー３を傾動させることなく水平に保持することができる。
なお、ここでは、リンク機構１６が平行リンクを構成する場合について説明したが、出力部材１９の形状やクロスバー３の取り付け方によっては、必ずしも平行リンクを構成しなくてもよい。
【００４０】
上述したように揺動機構２２は、揺動アーム１８と該揺動アーム１８を操作する直動アクチュエータ１３とを備えており、この揺動アーム１８は、揺動スライド１４に一端ｂ１（図で上端）が水平軸を中心に回転可能に枢着され、他端ｂ２（図で下端）がリンク機構１６のアーム１６ｂに枢着されている。
【００４１】
なお、揺動機構２２は、この例に限定されず、リンク機構１６（２本のアーム１６ａ，１６ｂ）を揺動できる限りで別の構成でもよい。例えば遥動アーム１８を、反対側のアーム１６ａに連結してもよい。
【００４２】
この構成により、揺動スライド１４を送り方向Ｘに直線駆動するだけで、揺動アーム１８を介してリンク機構１６を揺動させることができる。従って、揺動機構２２に駆動装置がなく、可動部を軽量化でき、かつ可動部の剛性を高め、撓みや振動を抑制することができる。
【００４３】
図５は、図２のパネル搬送装置の送り動作および昇降動作を説明する図である。この図において、６ａは上流側プレスステーション６のパネル把持位置、６ｂは下流側のパネル載置位置である。
【００４４】
図５（Ａ）は、上流側プレスステーション６のパネルを把持した位置である。この位置から、遥動スライド１４が送りスライド１２から遠ざかるように（揺動スライド１４を送りスライド１２よりも遅い速度で駆動して）、送りスライド１２及び遥動スライド１４を下流側に直線駆動すると、クロスバー３が取り付けられる出力部材１９の位置は上昇しながら送り方向に進み図５（Ｂ）の位置となる。
【００４５】
図５（Ｂ）の位置から、送りスライド１２及び揺動スライド１４を同速度で下流側に直線駆動し、下流側のパネル載置位置６ｂに近付づけると、出力部材１９は図４（Ｃ）の位置となる。
【００４６】
そして、図５（Ｃ）の位置から、揺動スライド１４が送りスライド１２に近付くように（送りスライド１２を揺動スライド１２より遅い速度で駆動して）、送りスライド１２及び揺動スライド１４を直線駆動すると、出力部材１９は図５（Ｄ）のように下降しながら下流側パネル載置位置６ｂの位置となる。
【００４７】
図６は、図２のパネル搬送装置１０のモーションカーブを示す図である。この図に示すように、上述した図５の動作により、上流側プレスステーション６において成形された材料（パネル）１を出力部材１９に取り付けられたワーク把持具３で把持して上昇させ、送り方向に搬送し、下流側プレスステーション６において下降させてパネルを金型上の成形位置に位置決めすることができる。その後、パネルを下流側プレスステーション６に残して出力部材１９を所定の待機位置に戻し各プレスステーション６において成形を行う。
【００４８】
図７は、本発明のパネル搬送装置の実施形態の模式図である。この図において、スライド機構２０は、第１送りスライド１２ａ、第２送りスライド１２ｂ及びこれらを駆動する直動アクチュエータ１３からなり、第１送りスライド１２ａにアーム１６ａが枢着され、第２送りスライド１６ｂにアーム１６ｂが枢着されている。また、第１送りスライド１２ａ、第２送りスライド１２ｂ及び揺動スライド１４は、それぞれ独立に並設された直動アクチュエータで送り方向Ｘに直線駆動される。その他の構成は、図１、図２と同様である。
なお、第１送りスライド１２ａと第２送りスライド１２ｂは、図２及び図３に示すように、幅方向（図で紙面に垂直方向）に位置がずれていてもよいし、図示しないが、幅方向にずらさないで同一線上に設けるようにしてもよい。
【００４９】
図８は、図７のパネル搬送装置のチルト動作説明図である。この図において、図８（Ｂ）は第１送りスライド１２ａと第２送りスライド１２ｂの枢着点の間隔を出力部材１９と同一の長さＬ０に保持して第１送りスライド１２ａと第２送りスライド１２ｂを直線駆動させた場合、図８（Ａ）は、間隔ＬをＬ０より短くして駆動させた場合、図８（Ｃ）は逆に間隔ＬをＬ０より長くして駆動させた場合である。またこの図において、第２送りスライド１２ｂと揺動スライド１４の送り方向位置は一定である。
【００５０】
このような構成を採用すれば、第１送りスライド１２ａと第２送りスライド１２ｂの送り量を違えて駆動させることにより、送りスライドの枢着点ａの間隔Ｌを出力部材１９の枢着点ａの間隔Ｌ０より短くし、或いは、この間隔Ｌ０より長くするだけで、出力部材１９を送りスライドに対して揺動させ、これに取り付けられたワーク把持具を揺動（チルティング）させることができる。
【００５１】
なお、送りスライド１２を構成する第１送りスライド１２ａと第２送りスライド１２ｂの枢着点ａ１，ａ２の間隔Ｌは通常、出力部材１９の枢着点ａと同一の長さＬ０となるように制御されるため、その送り動作、昇降動作は参考例のパネル搬送装置におけるのと同様である。
【００５２】
上述した本発明の構成によれば、互いに対称な１対の送り装置１０が、プレスステーション毎にパネル送り方向Ｘの両側に設けられるので、この送り装置１０により、プレスステーション毎に異なるモーションを持たせることができる。また、この送り装置１０が、送り方向Ｘに直線駆動される送りスライド１２及び揺動スライド１４と、これに枢着されたリンク機構１６及び揺動アーム１８からなるので、可動部（リンク機構１６及び揺動アーム１８）に駆動装置がなく、可動部を容易に軽量化でき、かつ可動部の剛性を高め、撓みや振動を抑制することができる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更できることは勿論である
【００５４】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）可動部にモータ等の動力源を持たないため、可動部の小型化、軽量化が実現できる。
（２）片側２系統ないし３系統のアクチュエータの直線運動の組み合わせにより、送り装置先端の搬送部は材料の水平方向への送り、垂直方向への上下位置決め（リフト）、金型へ材料を置く時の自由な姿勢制御（チルト）など多彩な動きを実現できる。
【００５５】
従って、本発明のパネル搬送装置は、プレスステーション毎に異なるモーションを持たせることができ、可動部を容易に軽量化でき、可動部の剛性を高め、撓みや振動を抑制することができ、更に可動部に別の装置を付加することなく、可動部を軽量化したまま、ワーク把持具を揺動（チルティング）させることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】パネル搬送装置を備えたプレスラインの斜視図である。
【図２】参考例のパネル搬送装置の斜視図である。
【図３】送り装置１０の矢視図である。
【図４】図２のパネル搬送装置の模式図である。
【図５】図２のパネル搬送装置の送り動作および昇降動作を説明する図である。
【図６】図２のパネル搬送装置のモーションカーブを示す図である。
【図７】本発明のパネル搬送装置の実施形態の模式図である。
【図８】図７のパネル搬送装置のチルト動作説明図である。
【図９】従来のパネル搬送装置の斜視図である。
【符号の説明】
１パネル（材料）、２ワーク把持具、３クロスバー、
５ワーク把持部
６プレスステーション、６ａパネル把持位置、
６ｂパネル載置位置、７プレススタンド、
１０送り装置、１２送りスライド、
１２ａ第１送りスライド、１２ｂ第２送りスライド、
１３直動アクチュエータ、１４揺動スライド、
１５直動ガイド、１６リンク機構、
１６ａ，１６ｂアーム、１８揺動アーム、
１９出力部材、２０スライド機構２２遥動機構

Claims

パネルを搬送するパネル搬送装置であって、
前記パネルを把持するパネル把持部と、
該パネル把持部に接続されたリンク機構と、
該リンク機構全体をパネル搬送方向に移動させるスライド機構と、
前記リンク機構を揺動させる揺動機構と、を備え、
前記リンク機構は、前記パネル把持部に接続された出力部材と、該出力部材に枢着された２本のアームとを有し、
前記スライド機構は、前記リンク機構の２本のアーム毎に枢着された第１送りスライド及び第２送りスライドと、該第１送りスライドと第２送りスライドを個別にパネル搬送方向に駆動する直動アクチュエータとを有し、前記第１送りスライドと前記第２送りスライドのパネル搬送方向の相対距離を変化させることで前記パネル把持部をチルティングさせ、
前記揺動機構は、前記リンク機構に枢着された揺動アームと、該揺動アームに枢着された揺動スライドと、該揺動スライドをパネル搬送方向に駆動する直動アクチュエータとを有し、
前記スライド機構は前記２本のアームを平行に維持したまま前記第１送りスライド及び第２送りスライドをパネルの搬送方向に移動させる、ことを特徴とするパネル搬送装置。
前記パネル把持部の両側に、１対の前記リンク機構、スライド機構、及び揺動機構が、互いに対称に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のパネル搬送装置。
前記スライド機構及び前記揺動機構の直動アクチュエータは並設されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパネル搬送装置。
前記直動アクチュエータは、ボールネジとボールナット、タイミングベルト、液圧シリンダ、ラックアンドピニオン又はリニアモータである、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパネル搬送装置。
前記パネル把持部は、前記リンク機構に接続されたクロスバーと、該クロスバーに取り付けられたワーク把持具と、からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のパネル搬送装置。