JP5161961B2

JP5161961B2 - 工作機械用の改良型往復運動装置

Info

Publication number: JP5161961B2
Application number: JP2010510444A
Authority: JP
Inventors: ナザリ，ジョゼフ
Original assignee: ウィンターボーン，インク．
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-05-26
Also published as: JP2010530309A; EP2148830A4; US20110083940A1; US7938249B2; EP2148830A1; US8230989B2; WO2008150745A1; CN101678961A; US20080296128A1

Description

本発明は、シーリングプレスに用いられる往復運動装置またはワークピースを搬送する機械ツールに関する。

図１Ａ−１Ｃは、ブリスタパックパッケージのような製品パッケージをシールする為のシーリングプレスに使用される往復運動装置を示す。この往復運動装置はまたパンチング、接着、エンボス、スタンプ等の他の種類の工具に使用される。図１Ｂに示すように、このシール装置は、上部圧盤１２ａ及び下部圧盤１２ｂを有するプレス１２と、これら２枚の板の間に位置する支持フレーム１４と、前記支持フレーム１４の上に座するシールダイ１６とを具える。このシールダイ１６は、シールされるパッケージが配置されるいくつかの開口部１６ａを有する。ダイ１６は実質的に同じサイズと形の２つの区画１６−１と１６−２を有し、各区画が１又はそれ以上の開口部１６ａを有する。図１Ｂ、１Ｃに示すように、シールダイ１６は支持フレーム１４上のガイドレール１４ａに沿ってスライド又は移動可能であり、これにより２つの区画１６−１、１６−２はプレス１２の下に交互に位置づけられる。

運用時に、２人のオペレータがシーリングプレスの左右それぞれに位置する。本開示に使用されている「左」と「右」などの用語は、図面に関することに留意されたい。実際のプレスや他の工具では、オペレータは機械の前後（例えば、図１Ｂの右手側が、機械の正面となる。）又は機械の右手側と左手側に位置する。図１Ｂに示すように、ダイ１６が支持フレームの右に移動すると、左手側区画１６−１がプレスの下に配置され、右手側区画１６−２が露出して、シーリングプレスの右側に位置する第２のオペレータからアクセス可能となる。この第２のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、ダイの右手側区画１６−２にある開口部１６ａにシールされていないパッケージを載せる。同時に、プレス１２は、ダイの左手側区画１６−１に積まれたパッケージをシールするべく動作する。プレスと第２のオペレータによる積み降ろしの双方が終了したら、ダイは図１Ｃに示される位置へと左側に（一方のオペレータに始動される駆動機構により）移動される。この位置で、ダイの右手側区画１６−２は、プレス１２の下に配置され、左手側区画１６−１がアクセス可能となる。シーリングプレスの左に位置する第１のオペレータは、シールされたばかりのパッケージを降ろし、ダイの左手側区画１６−１にシールされていないパッケージを載せる。同時に、プレス１２はダイの右手側区画１６−２に積まれたばかりのパッケージをシールするべく動作する。プレスと第１のオペレータによる積み降ろしが終了した際、ダイは図１Ｂに示された右の位置に移動する。

上記で説明した従来の往復運動装置を用いて、ダイの一方の区画での積み降ろしと、プレスによるダイの他方の区画でのプレスが同時にでき、効率とスループットが向上する。しかしながら、他のオペレータがダイの一方の区画で積み降ろしを行い、プレスが他の区画でプレスしている際、一方のオペレータが待たなければならないという非能率性を具える。

本発明の目的の一つは、この非能率性を克服した往復運動装置を提供することである。

本発明のさらなる特徴と利点が以下に記載されており、いくぶん記載から明らかになるか、発明の実施により学ぶことができる。本発明の目的と他の利点は、明細書とクレームの記載、および添付の図面に特に示される構造により達成および実現される。

これらのおよび他の利点を実現するために、本発明の目的によると、具体化され広く記載されるように、本発明は、工作機械で複数のワークピースを搬送する往復運動装置を操作するための方法であって、当該工作機械がワークピースに作用するツールを具えるとともに、前記往復運動装置が：支持フレームと、当該支持フレームで可動に支持されてワークピースを搬送する第１および第２のコンベアを具え、各コンベアが第１および第２の区画を有し、各区画は１またはそれ以上のワークピースを保持するのに適合しており、前記第１および第２のコンベアは、第１の状態と第２の状態の間で反対向きに可動であり、前記第１の状態において、前記第１のコンベアの第２の区画と前記第２のコンベアの第１の区画とが前記ツールに近接配置され、前記第１のコンベアの第１の区画が露出して第１のオペレータにアクセス可能となり、前記第２のコンベアの第２の区画が露出して第２のオペレータにアクセス可能となり、前記第２の状態において、前記第１のコンベアの第１の区画と前記第２のコンベアの第２の区画が前記ツールに近接配置され、前記第２のコンベアの第１の区画が露出して第１のオペレータにアクセス可能となり、前記第１のコンベアの第２の区画が露出して第２のオペレータにアクセスが可能となる。

別の態様では、本発明は以下のステップを含む上記往復運動装置の運用方法を提案する：（ａ）第１と第２のコンベアを第１の状態に移動させるステップと、（ｂ）第１と第２のコンベアが第１の状態にある間に、第１のコンベアの第１の区画と第２のコンベアの第１の区画に積み降ろしを行うステップと、（ｃ）第１のコンベアと第２のコンベアが第１の状態にある間、第１のコンベアの第２の区画と第２のコンベアの第１の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、（ｄ）第１と第２のコンベアを前記第２状態に移動させるステップと、（ｅ）前記第１と第２のコンベアが第２の状態の間、第２のコンベアの第１の区画と第１のコンベアの第２の区画の積み降ろしを行うステップと、（ｆ）第１と第２のコンベアが第２の状態の間、第１のコンベアの第１の区画と第２のコンベアの第２の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、（ｇ）ステップ（ａ）から（ｆ）を繰り返すステップ。

以上の一般的な記載と以下の詳細な説明は両方、例示的で説明的であり、クレームにある本発明のさらなる説明を提供するものであること理解されたい。

図１Ａ−１Ｃは、従来の往復運動装置を示す。図２Ａ−２Ｃは、本発明の実施例にかかる往復運動装置を示す。図３は、本発明の他の実施例にかかる往復運動装置を示す。

本発明の一実施例にかかる往復運動装置が、図２Ａ−２Ｃに記載されている。この往復運動装置は、シール装置又はパンチング、接着、エンボス、スタンプ等の他の種類の工具に使用できる。以下の説明では、ブリスタパックパッケージのような製品パッケージを封止するシーリングプレスを例として用いている。

図２Ｂに示されるように、シール装置は、上部圧盤１２ａおよび下部圧盤１２ｂを用するプレス１２と、これら２つの圧盤の間に位置する支持フレーム２４と、支持フレーム２４の上の２つのシールダイ２６、２７とを具える。各シールダイ２６、２７は、封止されるパッケージが内部に配置される多くの開口部２６ａ、２７ａ具える。各シールダイ２６、２７は、実質的に同じサイズと形の２つの区画２６−１と２６−２、２７−１と２７−２を有する。各ダイの区画は、１またはそれ以上の開口部２６ａ、２７ａを有する。図２Ｂ、２Ｃに示すように、シールダイ２６、２７は、支持フレーム２４のガイドレール２４ａ、２４ｂに沿って移動可能である。図示した実施例では、ガイドレール２４ａ、２４ｂは、支持フレーム２４の上面に配置され、ダイ２６、２７の底部の対応する車輪または溝と係合している。あるいは、ガイドレールは支持フレームの側壁に配置されてもよい。ダイ２６、２７が支持フレーム２４上で移動するように支持する他の適切な構造を用いてもよい。加えて、支持フレームは図２Ｂ、図２Ｃに示されるのと違う構造を有してもよい。例えば、支持フレームは、ダイが支持フレームの上部にあるのではなく、支持フレームの側部に取り付けられるように設計されてもよい。

駆動機構（図示せず）が、ダイ２６、２７を２つの状態間で反対方向に前後に移動させる。図２Ｂに示される第１の状態では、第１のダイ２６の右手側区画の２６−２と、第２のダイ２７の左手側区画の２７−１とがプレス１２の下に位置する。（「左」と「右」の用語は図面に関することに留意されたい。実際のプレスや他の工具ではオペレータは機械の前後（例えば図２Ｂの右手側が、機械の正面となる）又は機械の右側と左側に位置する。）第１のダイ２６の左手側区画２６−１が露出して、シーリングプレスの左側に位置するオペレータからアクセス可能となり、第２のダイ２７の右手側区画２７−２とが露出して、シーリングプレスの右側に位置する第２のオペレータからアクセス可能となる。第２の状態では、図２Ｃに示すように、第１のダイ２６の左手側区画２６−１と、第２のダイ２７の右手側区画２７−２とがプレス１２の下に位置する。第１のダイ２６の右手側区画２６−２が露出して、シールプレスの右側に位置する第２のオペレータからアクセス可能となるとともに、第２のダイ２７の左手区画２７−１が露出して、シーリングプレスの左側に位置する第１のオペレータにアクセス可能となる。

運用時に、図２Ｂに示すように、ダイ２６、２７が第１の状態に移動すると、第１のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第１のダイ２６の左手側区画２６−１の開口部２６ａにシールされていないパッケージを載せる。同時に、第２のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第２のダイ２７の右手側区画２７−２の開口部２７ａに、シールされていないパッケージを載せる。同時に、プレス１２は、第１のダイ２６の右手区画２６−２と第２のダイ２７の左手区画２７−１に積まれたパッケージをシールするべく動作する。プレスと、第１と第２のオペレータによる積み降ろしが終了したら、ダイ２６、２７は図２Ｃに示すように第２の状態の位置へと移動する。

好ましくは、駆動機構は、両方のダイが同時に動くよう駆動し、この移動はオペレータのどちらか一方によって始動される。あるいは、駆動機構は２つのダイを別々に駆動し、それぞれのダイの移動はそのダイに積んだオペレータによって始動する。

図２Ｃに示すように、ダイが第２の状態のとき、第１のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第２のダイ２７の左手側区画２７−１の開口部２７ａにシールされていないパッケージを載せる。同時に、第２のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第１のダイ２６の右手側区画２６−２にある開口部２６ａにシールされていないパッケージを載せる。また同時に、プレス１２が、第１のダイ２６の左手側区画２６−１と第２のダイ２７の右手側区画２７−２に載せられたパッケージを封止すべく動作する。

代替実施形態では、ダイ２６と２７の代わりに、２つの平面キャリアが支持フレーム２４の上に配置される。これらのキャリアは、ダイ２６と２７が図２Ｂと２Ｃに示されるように移動する際に、ガイドレールもしくは支持フレーム２４、その他の構造物に沿って移動するよう支えられている。キャリアはトレイ形状であり、２つのダイはそれぞれ２つのキャリアによって運ばれる。一般にダイは頻繁に変える必要があるため、キャリアを使用することに利益がある。ダイはシールされる特定の製品用の特定の形状に加工されている。キャリアを利用する事によって、古いダイをキャリアから取り外し、キャリアに新しいダイを配置することによって容易にダイを変更できる。

図３は、本発明の代替実施例にかかる、２つのキャリアを有する往復運動装置の平面図である。２つのキャリア３８、３９は、ガイドレールまたは支持フレームを他の支持構造（図示せず）に沿って左右方向に動くよう支持されている。各キャリア３８、３９において他方のキャリアに面した側部には、ラック３８ａ、３９ａが設けられ、１またはそれ以上の歯車４０が２つのラックの間に咬み合うように設けられており、これにより２つのキャリアは反対方向に同時に動く。図３の点線は、プレス１２の位置を示す。当然ながら、機械技術分野の当業者は、２つのキャリアは多くの他の方法で実装されてもよいことを理解するであろう。

上述した往復運動装置の利点は、従来の往復運動装置のように、他のオペレータがダイの反対側に乗せている時にどちらのオペレータも待たなくていいことである。２人のオペレータは、それぞれのダイの区画で積み降ろしを同時に行う。これにより、待つ時間が軽減され、効率が増大する。

例として上記説明ではシーリングプレスを用いているが、この往復運動装置は加工されるワークピースを移動させる様々な機械ツールに使用することができる。機械ツールの種類に応じて、ワークピースを加工する工具はプレスもしくは他の適した工具となる。同様に、ダイは、ワークピースを保持する他の適切な種類のホルダと置換することができる。

より一般的に、本発明の実施の形態にかかる往復運動装置は、複数のワークピースを運搬する２つの移動コンベアを具え、この２つの移動コンベアは反対方向に移動する。図２Ａ−２Ｃの実施例において、各コンベアはダイである。図３の実施例では、各コンベアはキャリアと、当該キャリアの上のダイを含む。その他の実施例では、ワークピースおよびこれらを加工するツールの性質に応じて、ダイの代わりに他の適切な種類のホルダを用いてワークピースを保持するようにしてもよい。

２つのコンベアの反対運動を駆動するのに様々な駆動機構を利用することができ、その実装はこの機械技術分野の当業者の能力の範囲内である。駆動機構は機械駆動式（電気、油圧式、気圧駆動式、それらの組合せ等）であることが好ましいが、人力で駆動してもよい。さらに、往復運動装置は、駆動機構なしに、人力で支持フレームの上で２つのコンベアを動かすように構成されてもよい。

上述の説明において、積み降ろしを行うオペレータは人間のオペレータであるが、本開示における「オペレータ」の用語は、積み降ろしの作業を行うロボットアームのような機械装置の場合にも該当する。

２つのコンベアの実装は、待ち時間の軽減と効率の改善に十分であるが、この往復運動装置は例えば４つなどより多くのコンベアを有してもよい。

本発明の意図や発明の範囲を逸脱することなく、当業者であれば本発明の往復運動装置の様々な変形や変更を行えることは明白である。従って、本発明は、添付のクレーム及びその均等物の範囲内に納まる変形例や変更例をカバーすると解すべきである。

Claims

工作機械で複数のワークピースを搬送する往復運動装置であって、前記工作機械がワークピースに作用するツールを具えるとともに、前記往復運動装置が：
支持フレームと、
当該支持フレームで可動に支持されてワークピースを搬送する第１および第２のコンベアを具え、各コンベアが第１および第２の区画を有し、各区画は１またはそれ以上のワークピースを保持するのに適合しており、
前記第１および第２のコンベアは、第１の状態と第２の状態の間で反対向きに可動であり、
前記第１の状態において、前記第１のコンベアの第２の区画と前記第２のコンベアの第１の区画とが前記ツールの近くに配置され、前記第１のコンベアの第１の区画が露出して第１のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第２のコンベアの第２の区画が露出して第２のオペレータにアクセス可能となり、
前記第２の状態において、前記第１のコンベアの第１の区画と前記第２のコンベアの第２の区画とが前記ツールの近くに配置され、前記第２のコンベアの第１の区画が露出して第１のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第１のコンベアの第２の区画が露出して第２のオペレータにアクセス可能となることを特徴とする往復運動装置。
請求項１に記載の往復運動装置が更に、前記第１および第２のコンベアを前記第１の状態と第２の状態の間で反対向きに駆動する駆動機構を具えることを特徴とする往復運動装置。
請求項１に記載の往復運動装置において、各コンベアが、ワークピースを保持するワークピースホルダであることを特徴とする装置。
請求項３に記載の往復運動装置において、前記ワークピースホルダは、ワークピースを受ける複数の開口を有するダイであり、前記ダイは前記支持フレームにより移動可能に支持されていることを特徴とする往復運動装置。
請求項１に記載の往復運動装置において、各コンベアがキャリアとワークピースホルダを具え、前記キャリアは前記支持フレームにより移動可能に支持され、前記ワークピースホルダは前記キャリアにより担持されることを特徴とする往復運動装置。
請求項５に記載の往復運動装置において、前記ワークピースホルダは、ワークピースを受ける複数の開口であることを特徴とする往復運動装置。
請求項１に記載の往復運動装置において、各コンベアが他のコンベアに面する側にラックを有し、前記往復運動装置がさらに前記第１と第２のコンベアのラックの間にこれと係合する１またはそれ以上のピニオンを具えることを特徴とする往復運動装置。
請求項１に記載の往復運動装置において、前記工作機械はパッケージをシールするシーリングプレスであることを特徴とする往復運動装置。
工作機械で複数のワークピースを搬送する往復運動装置を操作する方法であって、前記工作機械がワークピースに作用するツールを具えるとともに、前記往復運動装置が、支持フレームと、当該支持フレームで可動に支持されてワークピースを搬送する第１および第２のコンベアとを具え、各コンベアが第１および第２の区画を有し、各区画は１またはそれ以上のワークピースを保持するのに適合しており、前記第１および第２のコンベアは、第１の状態と第２の状態の間で反対向きに可動であり、前記第１の状態において、前記第１のコンベアの第２の区画と前記第２のコンベアの第１の区画とが前記ツールの近くに配置され、前記第１のコンベアの第１の区画が露出して第１のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第２のコンベアの第２の区画が露出して第２のオペレータにアクセス可能となり、前記第２の状態において、前記第１のコンベアの第１の区画と前記第２のコンベアの第２の区画が前記ツールの近くに配置され、前記第２のコンベアの第１の区画が露出して第１のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第１のコンベアの第２の区画が露出して第２のオペレータにアクセス可能となり、前記方法は：
（ａ）前記第１と第２のコンベアを前記第１の状態に移動させるステップと、
（ｂ）前記第１と第２のコンベアが前記第１の状態にある間に、前記第１のコンベアの第１の区画と前記第２のコンベアの第２の区画に積み降ろしを行うステップと、
（ｃ）前記第１と第２のコンベアが前記第１の状態にある間に、前記第１のコンベアの第２の区画と前記第２のコンベアの第１の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、
（ｄ）前記第１と第２のコンベアを前記第２の状態に移動させるステップと、
（ｅ）前記第１と第２のコンベアが前記第２の状態にある間に、前記第２のコンベアの第１の区画と前記第１のコンベアの第２の区画の積み降ろし行うステップと、
（ｆ）前記第１と第２のコンベアが前記第２の状態にある間に、前記第１のコンベアの第１の区画と前記第２のコンベアの第２の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、
（ｇ）ステップ（ａ）ないし（ｆ）を繰り返すステップと、
を具えることを特徴とする方法。