JP4526993B2

JP4526993B2 - ワーク搬送装置

Info

Publication number: JP4526993B2
Application number: JP2005102871A
Authority: JP
Inventors: 真幸佐藤
Original assignee: Hitachi Zosen Fukui Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Fukui Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006281254A

Description

本発明は、例えば板金加工に用いられるプレスマシンにおけるワーク搬送装置に関する。

一般に、プレスマシンは、ワークを段階的にプレス加工して完成品に近づけていく方法が採用されており、そのための装置として、ワークを一定距離を搬送するワーク搬送装置が開発されている。
この種の従来装置としては、フィードバーが上下及び左右方向に移動可能であり、一方、前後方向の移動が拘束されるように連結されたフィードキャリアと、そのフィードキャリアを前後移動させるフィードユニットを備えたものが公知である。
このような装置では、フィードユニットは、回転モータとそのモータの出力軸の回転運動を往復運動に変換してフィードキャリアに伝達する伝達機構とからなっている。

なお、具体的な装置としては、例えば特許文献１に開示されたトランスファフィーダ装置等が知られている。
この特許文献１に係る装置においても、フィードキャリアを含むかなりの重量物を往復動させるようになっている。

実開昭５８−６６０４５号公報

しかしながら、従来装置では、フィードキャリアを介してフィードバーに駆動力を伝達するように構成される。
フィードバーそれ自体相当な重量があり、フィードキャリア分の慣性重量が加算されると、フィード用駆動モータに対して大きな負荷が加わるだけでなく、それ以外の駆動モータに対しても大きな負荷が作用する。
また、動力伝達機構を構成する部品同士の連結部には必ずガタが存在し、そのガタにより動力伝達効率が悪くなり、駆動モータや動力伝達機構が大型化せざるを得なかった。
更に、従来装置では部品点数が多いため、部品加工や組立工数が多大になる上、保守点検等も煩雑になる等の問題があった。

本発明はかかる実情に鑑み、装置構成の簡素化及びコンパクト化を図ると共に、装置の円滑作動を保証しながら高速化を実現可能なトランスファプレスのフィードバー駆動装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、（１）、プレスマシンの前面側及び／又は後面側のアプライトにそれぞれ架設されたビームと、このビームに取り付けられた１又は複数の多関節アーム機構と、複数対のプレス用上型及び下型と、ワーク保持手段を介してワークを保持するように前記多関節アーム機構の端部に配置構成されたフィンガユニットとを備え、前記フィンガユニットにより前記ワークを保持し、前記多関節アーム機構の作動により、前記プレスマシン内でワーク送り方向に沿って設定配置された工程間で、前記ワークを順次各上下金型間に位置決めしながら搬送するワーク搬送装置であって、前記ビームはプレスマシンにセットされた上型及び下型の上方適所に横架され、前記多関節アーム機構は前記ビームの下方へ延出するように取り付けられ、且つ前記プレスマシンと同期して所定タイミング、所定軌跡で動作するようになっており、前記上型、下型、及びこれら上下型とセットになったフィンガユニットを搭載支持する受け台が積載された金型交換台車がプレスマシンに設置されると共に、他のワーク用の上型、下型、及びこれら上下型とセットになったフィンガユニットを搭載支持する受け台を積載した金型交換台車を、プレスマシンの外側近接位置に配設しているワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（２）、前記フィンガユニットが、多関節アーム機構に取り外し自在となっている上記（１）記載のワーク搬送装置に存する。

また、本発明は、（３）、前記多関節アームは、ビームに対して回転可能な基体と該基体に対して回動可能な第１アームと、該第１アームに対して回動可能な第２アームと、該第２アームに対して回動可能で且つ自転可能なアタッチメントとを備える上記（１）記載のワーク搬送装置に存する。

尚、本発明の目的に沿ったものであれば、上記（１）から（３）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明によれば、動きの自由度の大きい多関節アーム機構が所定軌跡に沿って動作することで、フィンガユニットによりワークを保持して効率良く順次搬送することができる。
装置の実質的な可動部は多関節アーム機構のみであり、可動部分の慣性重量が軽量化されることで機械自体の感度がよくなり、その結果、装置作動の更なる高速化が可能になる。

また、装置の部品点数が大幅に減少し、これにより装置の簡素化を図ると共に、組付工数の削減を図り、コストダウンを実現することができる。
更に、装置の小型化及びコンパクト化により周辺装置等との干渉を回避することができ、装置作動や作業上の安全性を図ると共に装置レイアウトの自由度を向上することができる。

また、前記多関節アーム機構は前記ビームの下方へ延出するように取り付けられることで、プレスマシンの周囲の下部空間が大きく確保されて金型交換台車等が支障なく移動できる。

以下、図面に基づき、本発明によるワーク搬送装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の全体構成例を示している。
柱体であるアプライト１の内側領域にプレスマシンが配置され、即ちスライド２を介して上型３が上下動可能に支持されると共に、上型３の下方所定位置に下型４が配置される。

ワークはプレス成形工程に沿って搬送されるが、その場合、後述するように本発明のワーク搬送装置１０はワーク搬送方向Ｘ、左右方向Ｙ（プレス前側及び後側）及び上下方向Ｚに３次元の可動自由度を持ち、所定軌道に沿ってワークを搬送することができるようになっている。

上型３及び下型４は、プレス成形工程に対応して、複数対（図示例では４つ）の上型３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ及び下型４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄにより構成され、ワークはこれらの上下金型により順次成形される。
ここでプレスマシンはワーク種類に応じた上型３及び下型４が使用されるものであり、一般に、ワーク種変更のための段取り替えにかなりの時間を必要とするものである。

本発明で２、上型３、下型４は金型交換台車５上に積載されてプレスマシンに設置されると共に、他のワーク用の上型３及び４金型を積載する金型交換台車５がプレスマシンの外側側近に前もって準備されている。
この金型交換台車５は移動やプレスマシン内での位置決め固定が行えるものである。
そのため、準備しておいた金型交換台車５をプレスマシンの位置に移動することで簡単に段取り替えができる。
また、後述するように、金型交換台車５の受け台２８にはフィンガユニット１３もセットされているためにワーク種類変更の際に便利である。

さて、本発明のワーク搬送装置１０において、この実施形態ではプレスマシンの前面側及び後面側のアプライト１にそれぞれ架設されたビーム１１と、各ビーム１１に取り付けられた複数（この例では２つ）の多関節アーム機構１２と、ワーク保持手段を介してワークを保持するように多関節アーム機構１２の端部に配置構成されたフィンガユニット１３とを備える。

そして、フィンガユニット１３によりワークを保持し多関節アーム機構１２の作動により、プレスマシン内でワーク送り方向に沿って設定配置された工程間（すなわち隣接する金型間）で、ワークを順次搬送するようになっている。

ビーム１１は、プレスマシンにセットされたプレス型３，４の上方適所に横架される。
多関節アーム機構１２は、ビーム１１の下方へ延出するように取り付けられている。
そして図１に示されるように、多関節アーム機構１２は、プレス型３，４に対して上方から、しかも上型３及び下型４の間へ側方、すなわちプレス前側及び後側（左右方向Ｙ）から進入するように配置される。
これによってワークがプレス型３，４に位置決めされる。

ここで、図２は多関節アーム機構１２の構成例を示している。
多関節アーム機構１２は、例えば、ビーム１１の下面に固定されたベース１４に対して回転軸１５のまわりに回転可能（矢印Ａ）な基体１６と、該基体１６に対して枢軸１７のまわりに回動可能（矢印Ｂ）な第１アーム１８と、該第１アーム１８に対して枢軸１９のまわりに回動可能（矢印Ｃ）で、且つそれ自身回転軸Ｒのまわりに回転可能（矢印Ｆ）な第２アーム２０と、第２アーム２０に対して枢軸２１のまわりに回動可能（矢印Ｄ）で、且つそれ自身回転軸２２のまわりに回転可能（矢印Ｅ）なアタッチメント２３（すなわちアタッチメント２３は自転できる）とを有する。

また、多関節アーム機構１２の関節部には、各アーム等を駆動するための駆動モータが搭載され、所定の速度及びタイミングで所定のシーケンスに従って各アームを駆動するようになっている。
これによりアタッチメント２３は自由度が極めて高くなり、３次元空間内を自由に移動し、且つ種々の空間姿勢をとり得るように制御される。

次に図３は、アタッチメント２３を介して多関節アーム機構１２に装着されるフィンガユニット１３の構成例を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図及び（Ｃ）は側面図である。
例えばこの例のように、ベース２４に設けたコネクション２５が、ワンタッチ式にアタッチメント２３に着脱可能に構成される。
また、ベース２４には、ワーク保持手段であるフィンガ２６を取り付けるための長尺なアーム２７が支持される。
フィンガ２６としては、例えばプレス前側及び後側の多関節アーム機構１２により、ワークを両側から挟持したり、吸着パットによりワークを上方から吸着したりするような、機械的手段（メカ手段）を採用することができる。

上記の場合、プレスマシン内外の金型交換台車５には図１に示されるように、フィンガユニット１３をセットしておくための受け台２８が所定位置に載置されている。
受け台２８には、ワークの種類に応じた上型３及び下型４とセットになったフィンガユニット１３が搭載支持される。
この点が段取り替えに有利であることは既に述べた。

上記構成において、多関節アーム機構１２がプレスマシンと同期して所定タイミング、所定軌跡で動作する。
即ち、例えば図１のように上型３及び下型４が開くのに連動して多関節アーム機構１２の各駆動モータが作動し、第１アーム１８、第２アーム２０及びアタッチメント２３をそれぞれ回動あるいは回転させる。

そしてフィンガユニット１３が関節アーム機構１２の動きによりプレス前側及び後側から進入して、先ずワークを保持し、更に各アームが所定の速度及びタイミングで所定のシーケンスに従って作動する。
複数の関節アーム機構１２によりワークを順次、上型３Ａと下型４Ａとの間、上型３Ｂと下型４Ｂとの間、上型３Ｃと下型４Ｃとの間、上型３Ｄと下型４Ｄとの間に、位置決めしながら搬送することができるのである。

このように本発明によれば先ず、アタッチメント２３を介して装着されたフィンガユニット１３によってワークを保持し、多関節アーム機構１２が所定軌跡に沿って動作することで、ワークを順次、位置決めしながら搬送する。
この場合、装置の実質的な可動部は多関節アーム機構のみであり、従来のような重量物からなるフィードキャリアを介してフィードバー動かす搬送装置とは異なって、可動部分の慣性重量が軽量化されることで装置作動の高速化が可能になる。

また、装置の部品点数が大幅に減少し、これにより装置の簡素化を図ると共に、組付工数の削減を図り、コストダウンを実現することができる。
更に、装置の小型化及びコンパクト化により周辺装置等との干渉を回避することができる。

更に前述したように、プレスマシン内外の金型交換台車５が配置され、受け台２８にはワーク種類に応じた上型３及び下型４とセットになったフィンガユニット１３が搭載支持される。
ワーク種類を変更する段取り替えの際にも、金型交換台車５を入れ替えるだけで、円滑且つ適正に所定の上型３及び下型４、フィンガユニット１３を装備することができる。
従って、これによりワーク種類の変更に迅速に対応することができ、作業効率を大幅に向上することができる。

以上、本発明を実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、プレスマシンの前面側及び後面側のアプライト１にビーム１１を架設する例を説明したが、何れか一方側のみに設けることも可能である。
また、ビーム１１の架設方法としても、設置スペースや剛性強度等の条件が許容される範囲でプレスマシンのフレーム材適所に架設することも可能である。

また、金型交換台車５を入れ替える際、例えばこれをガイドレール上を走行させるように構成し、入替作業を自動化することも可能である。

本発明は、プレスマシンにおけるワーク搬送装置に関するものであるが、その原理を応用する限り、プレスマシン以外の製造装置にも適用可能である。

本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の全体概略構成を示す斜視図である。本発明の実施形態における多関節アーム機構の構成例を示す図である。本発明の実施形態におけるフィンガユニットの構成例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、及び（Ｃ）は側面図である。

符号の説明

１アプライト
２スライド
３上型
４下型
５金型交換台車
１０ワーク搬送装置
１１ビーム
１２多関節アーム機構
１３フィンガユニット
１４ベース
１６基体
１８第１アーム
２０第２アーム
２３アタッチメント
２６フィンガ
２８受け台

Claims

プレスマシンの前面側及び／又は後面側のアプライトにそれぞれ架設されたビームと、このビームに取り付けられた１又は複数の多関節アーム機構と、複数対のプレス用上型及び下型と、ワーク保持手段を介してワークを保持するように前記多関節アーム機構の端部に配置構成されたフィンガユニットとを備え、
前記フィンガユニットにより前記ワークを保持し、前記多関節アーム機構の作動により、前記プレスマシン内でワーク送り方向に沿って設定配置された工程間で、前記ワークを順次各上下金型間に位置決めしながら搬送するワーク搬送装置であって、
前記ビームはプレスマシンにセットされた上型及び下型の上方適所に横架され、
前記多関節アーム機構は前記ビームの下方へ延出するように取り付けられ、且つ前記プレスマシンと同期して所定タイミング、所定軌跡で動作するようになっており、
前記上型、下型、及びこれら上下型とセットになったフィンガユニットを搭載支持する受け台が積載された金型交換台車がプレスマシンに設置されると共に、他のワーク用の上型、下型、及びこれら上下型とセットになったフィンガユニットを搭載支持する受け台を積載した金型交換台車を、プレスマシンの外側近接位置に配設していることを特徴とするワーク搬送装置。
前記フィンガユニットが、多関節アーム機構に取り外し自在となっていることを特徴とする、請求項１記載のワーク搬送装置。
前記多関節アームは、ビームに対して回転可能な基体と該基体に対して回動可能な第１アームと、該第１アームに対して回動可能な第２アームと、該第２アームに対して回動可能で且つ自転可能なアタッチメントとを備えることを特徴とする、請求項１記載のワーク搬送装置。