JP4951445B2 - プレス設備のワーク自動搬送装置 - Google Patents

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本発明は複数基のプレスがラインに配設されているプレス設備におけるワークのハンドリング装置に関する。
自動車外板部品のような大形の板ものプレス加工を行なう分野では、大形板ものプレス加工処理を1台のプレスに必要工程数の金型を取り付けて遂行する方法と、少なくとも2台またはそれ以上の台数のプレス機械を所定間隔ごとに配し、ワークを絞り成形し、さらにトリミング、ピアシングなどの複数の工程を遂行する方法がある。
こうしたライン生産方式においては、ワーク・成形品を各プレス間に搬送する必要があり、旧来ではこのハンドリングを人力で行っていたが、重労働であり、また危険を伴う。
そこで、ハンドリングロボットを用い、これの本体を、作業フロアから3〜4m上方のプレスのコラムに固定することが行われているが、このシステムではロボット本体が高位にあるのでメンテナンス性が悪く、また、プレス間の距離が大きい時にはアーム長さが大きくなるので動作の不安定化を招く。さらに、ハンドリングツールを交換する際にロボット稼動範囲外から自走するツール交換装置が別途必要になる問題があった。
特開2005−59080号公報 特開2006−116576号公報
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、プレス間のワーク・成形品の授受・搬送をプレス間の距離が大きくても能率よく円滑に行え、また、メンテナンスやハンドリングツールの交換も簡易迅速に行うことができるプレス設備のワーク自動搬送装置を提供することにある。
「ワーク」とは素材のほか成形品を含み、成形品は、中間品、完成品の双方を含む概念である。
上記目的を達成するため本発明のワーク自動搬送装置は、それぞれ金型を有する複数基のプレス機械が間隔をおいて配された設備において、前記複数基のプレス機械の下部を貫いて平行状のフィードバーを延在させるとともに、そのフィードバーを往復動させるモータを含む駆動機構を設け、前記フィードバーには各プレスの搬出側に対応する部位に、先端にワーク吊り上げ手段を有する多関節型ハンドリングロボットを搭載させたことを特徴としている。
本発明によれば、各多関節型ハンドリングロボットで上流側の各プレス内の各ワークを吊持し、各プレス間でフィードバーを共通の移動軸として等距離移動させて、ワークを下流のプレスに接近させ、その位置で下流のプレス内に移置させる一連の動作を自動的に行なえる。したがって、大型パネル状のワークの加工のためにプレス間の間隔が大きくても、迅速、的確にワークを自動ハンドリングすることができる。
しかも、多関節型ハンドリングロボットが基床に近い位置にあるので、メンテナンスやツールの交換を安全かつ容易に短時間で行うことができ、また、多関節型ハンドリングロボットはフィードバーに搭載され、フィードバーを軸方向に移動させることで移動されるので、駆動機構が単一で足り、構造が簡単になるなどのすぐれた効果が得られる。
フィードバーが単一であり、ベース体と多関節型ハンドリングロボットが所定間隔で配されている。
これによれば、全部のプレスに対して一斉にワークの取り出しと搬送及び投入の同期作動を行える。
フィードバーが複列であり、各フィードバーに数基のベース体と多関節型ハンドリングロボットが所定間隔で配されている。
これによれば、複数の多関節型ハンドリングロボットがグループとなり、グループごとにワークの取り出しと搬送及び投入の同期作動を行えるので、プレスの成形のタイミングに的確に対応させることができる。
駆動機構が、フィードバーの端部を連結する連結部材に設けたナットと、フレームに横架され前記ナットを螺通するねじ軸と、ねじ軸を回動するサーボ系モータとを備えている。
これによれば、多関節型ハンドリングロボットを搭載したフィードバーを簡単な構造により精度よく前後移動させることができる。
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1ないし図5は本発明によるワーク自動搬送装置を適用したプレス設備の例を示しており、1A,1B,1C,1Dは複数のプレス機械であり、所定の間隔を置いて直列状に配されている。2は本発明によるワーク自動搬送装置である。
各プレス機械1A,1B,1C,1Dは、基本的には、金型102を据えるボルスタ100を配したベッド105と、4隅のフレーム101と、頂部のクラウンと金型103が搭載され昇降するスライド104とを備えるが、プレス作動形式は任意であり、上型をスライドさせて成形圧をかけるもののほか、上方を型締めに用い、下型(パンチ)を上昇させて加圧加工を行なうアンダードライブ形式でもよい。
そして、たとえば、第1のプレス機械1Aで絞りが行なわれ、第2以降のプレス機械には、トリミング、ピアシング、リストライクなど所望の加工を行なうための付帯設備や機器を備えている。
ワーク自動搬送装置2は、前記複数のプレス機械1A,1B,1C,1Dを貫いて延在し、ワークの送り方向に往復動可能なフィードバー(トランスファビーム)3を備えている。
前記フィードバー3は複数本(図面では2本)の平行なバー3a、3aからなり、図2と図3のように、各プレス機械1A,1B,1C,1Dのプレス内の金型を挟んで対向して配置され、ボルスタ側方で、かつプレスサイドフレーム内側の空間を通るごとくベッド105内またはこれの下を貫通して延在し、図3のようにプレス機械1A,1B,1C,1Dの間の部分では基床GLに近く露出している。
前記バー3a、3aは、図4のように、リニアガイド5により支えられつつ、軸方向端部が最下流のプレス機械1Dの搬出側に至っており、ここで駆動機構4に連携されている。
駆動機構4は、基床の下に配置されたボックス状のフレーム40を有し、バー3a、3aの端部は該フレーム40の上方においてバーと直交状に延在する梁状連結部材6に連結されている。フレーム40には中央部軸線方向にボールねじ7をベアリングを介して装架しており、フレームの下方には、前記ボールねじ7をプーリ9を介して所要速度で回動するACサーボモータのようなサーボ系モータ8を設けている。
そして、前記連結部材6の中間部には下方に延びる脚10を設け、これに前記ボールねじ7と螺通するナット11を設けている。
前記バー3a、3aには、前記プレス機械1A,1B,1C,1Dの各搬出側部位に、昇降駆動機構を備えたベース体14,14を介して左右1対の多関節型ハンドリングロボット12,12を搭載させている。この例では、揺動3軸にリフト1軸を加えた4軸からなっている。
詳しくは、前記多関節型ハンドリングロボット12,12は、脚状の昇降フレーム12aと、これの頂部にピボットされた第1アーム12bと、第1アームの先端にピボットされた第2アーム12cと、左右の第2アーム12c、12cの先端に、互いのアームを繋ぐようにクロスバー(メインブーム)12dが着脱自在に設けられており、前記昇降フレーム12a、12aは連結バー120によって結合され、平衡上昇可能となっている。
前記クロスバー12dにワークや成形品(中間品、完成品)を移置するためのエア吸引式、電磁吸引式など所要の掴みあるいは吊り上げ手段(把持具)13が取り付けられている。
前記第1アーム12bのピボット部と第2アーム12cの基端ピボット部および第2アーム12cのクロスバー支軸部はそれぞれACサーボモータ14と減速機15により揺動自在となっている。
前記ベース体14,14と昇降駆動機構は図5に示されており、ベース体14は前記バー3aにねじ等により固定されている。しかし、場合によっては微調整のため、ベース体14,14がバー3aに対して適度に移動可能となっていてもよい。
前記ベース体14は、図5のように上端から内部に昇降フレーム12aの下部域を案内するガイドボックス140を設けているとともに、ガイドボックス140内にはボールねじ軸141を縦設しており、ボールねじ軸141はACサーボモータ142とプーリなどの伝導手段を介して駆動されるようになっている。
そして、前記昇降フレーム12aの下端部には前記ボールねじ軸141に螺通する昇降用ナット121が固定されている。したがって、ACサーボモータ142が駆動してボールねじ軸141が正方向または逆方向に回動されることにより、昇降用ナット121が昇降するため昇降フレーム12aが上下し、高さが変化する。
この第1実施例においては、ワークWは図示しないローディングロボットなどによって第1のプレス機械1Aに装入され、金型102,103によりたとえば絞り成形され、次いで、ワークWは第2のプレス機械1Bに移置され金型により更に精密に絞られたり形状が修正されたり、フランジ部分等がトリミングされたりし、次いで第3のプレス機械1Cに移置され、ここでも金型によりピアシングを含む必要な成形や加工がされ、第4のプレス1Dに移置されて最終成形や加工が行なわれ、製品となってアンローディングコンベアなどにより次の工程へと搬送される。
本発明においては、プレス機械1A,1B,1C,1Dの各搬出側部位において、ベッド105を通して延在するフィードバー3上に、それぞれ左右一対からなる多関節型ハンドリングロボット12が位置している。図2はこの状態を示している。
そして、各プレス機械1A,1B,1C,1Dの加工が終了した信号を確認すると、駆動装置4が作動し、それによりフィードバー3が移動するので、全ての多関節型ハンドリングロボット12は同時にそれぞれ上流側のプレス機械1A,1B,1C,1D内の金型に近接する位置まで移動される。それが図1(b)におけるポジションP1であり、このポジションにおいて、各多関節型ハンドリングロボット12はそれぞれ必要な関節が動かされて揺動し、第3アーム12cのクロスバー12dが図3のようにワークの直上に位置され、把持具13によりワークを把持する。
そして、アーム12b、12cがたたまれつつフィードバー3が後進されることで、ポジションP2のようにワークはプレス機械間で吊持され、さらにポジションP3まで後進されつつあるいは後進停止後に第1アーム12bが昇降アーム12a上で180度揺動されることにより、ワークは下流側のプレス機械1B,1C,1Dの金型に移置される。
以下、多関節型ハンドリングロボット12はフィードバー3が往復シーケンスプログラムで運転されることにより金型と金型の間を往復させられ、金型間またはプレス機械間でワークを短いサイクル時間で自動搬送することができ、ワークのプレス加工処理を高能率で達成することができる。
図6〜図8は本発明の第2実施例を示しており、この実施例においては、フィードバーが複列であり、各フィードバー3a、3bに数基ずつ多関節型ハンドリングロボット12が所定間隔で配されている。
すなわち、図7のようにプレス下部のベッド105内の外側に偏して第1組のバー3a、3aを配するとともに、内側に偏して第2組のバー3b、3bを配し、それらをそれぞれプレス機械1A,1B,1C,1Dのベッド105を貫通させて延在させ、それぞれの端部に図4に示すごとき駆動機構を連結し、第1組のバー3a、3aと2組のバー3b、3bをそれぞれ単独に前後進可能にしている。図6と図8ではわかりやすくするため、バーを上下に表している。
そして、第1組のバー3a、3aは、プレス機械1A,1B,1C,1Dのうち奇数組すなわち第1と第3のプレス機械1A、1Cの搬出側に相当した位置に、昇降駆動機構を備えたベース体14,14を介して左右1対の多関節型ハンドリングロボット12,12を搭載させており、第2組のバー3b、3bには、偶数組すなわち第2と第4のプレス機械1B, 1Dの搬出側に相当する位置に、昇降駆動機構を備えたベース体14,14を介して左右1対の多関節型ハンドリングロボット12´,12´を搭載させている。
昇降駆動機構や関節の揺動機構等は前記第1実施例と同様であるから説明は省略する。
第1実施例においては同期搬送システムが行なわれるが、この第2実施例では、第1組のバー3a、3aと第2組のバー3b、3bはそれぞれの駆動装置4,4によりタイミングをずらされて前後移動されるラップ作動搬送システムとなる。
すなわち、トランスファバー2本の方式においては、第1のプレス1Aと第3のプレス1Cの奇数のプレス番号のプレスの運転と、第2のプレス1Bと第4のプレス1Dの偶数のプレス番号のプレスの運転とを別々のタイミングで行われ、これに同期して、第1組のバー3a、3aと第2組のバー3b、3bの作動タイミングを換えてシーケンスプログラムされ、グループ同士で同期作動が行なわれる。
たとえば、第1と第3のプレス機械1A,1Cが成形をしている間は、第2と第4のプレス機械1B,1Dは上限で停止あるいは上限付近で遅く作動し、多関節型ハンドリングロボット12´,12´を前後進させて成形品の搬出とワークの投入を行なわせ、第2と第4のプレス機1B,1Dが成形を行なっているときは、多関節型ハンドリングロボット12,12を前後進させて成形品の搬出とワークの投入を行なわせるのである。
なお、多関節型ハンドリングロボットは低い高さ位置にあり、型交換時には、把持具13をクロスバー12dに取り付けた状態のまま、金型の送り方向の前側または後側に設けたクロスバーハンガーに置き、金型と一緒に交換すればよく、把持具付クロスバーはプレス外で段取り換えさせ、このときに、把持に必要なエアや電気の動力源をつなぐコネクタなども段取りされるので、ハンドリングツールの交換も非常に簡単である。
(a)は本発明によるプレス設備のワーク自動搬送装置の第1実施例の概要を示す側面図、(b)はその詳細図である。 第一実施例の部分的詳細図である。 図2の斜視図である。 (a)はフィードバーと駆動装置の平面図、(b)は側面図である。 多関節型ハンドリングロボットの下部機構を示す断面図である。 本発明の第2実施例を示す側面図である。 第2実施例の正面図である。 第2実施例の作動状態を示す側面図である。
符号の説明
1A,1B,1C,1D プレス機械
2 ワーク自動搬送装置
3 フィードバー(トランスファビーム)
4 駆動装置
12 多関節型ハンドリングロボット
14 ベース体
105 ベッド

Claims (4)

  1. それぞれ金型を有する複数基のプレス機械が間隔をおいて配された設備において、前記複数基のプレス機械の下部を貫いて平行状のフィードバーを延在させるとともに、そのフィードバーを往復動させるモータを含む駆動機構を設け、前記フィードバーには各プレスの搬出側に対応する部位に、先端にワーク吊り上げ手段を有する多関節型ハンドリングロボットを搭載させたことを特徴とするプレス設備のワーク自動搬送装置。
  2. フィードバーが単一であり、ベース体と多関節型ハンドリングロボットが所定間隔で配されている請求項1に記載のプレス設備のワーク自動搬送装置。
  3. フィードバーが複列であり、各フィードバーに数基のベース体と多関節型ハンドリングロボットが所定間隔で配されている請求項1に記載のプレス設備のワーク自動搬送装置。
  4. 駆動機構が、フィードバーの端部を連結する連結部材に設けたナットと、フレームに横架され前記ナットを螺通するねじ軸と、ねじ軸を回動するサーボ系モータとを備えている請求項1に記載のプレス設備のワーク自動搬送装置。
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