JP5306161B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク搬送装置に関する。詳しくは、直列に配列された複数のプレス装置の間でワークを搬送するワーク搬送装置に関する。

従来のワーク搬送装置は、特許文献１、２または特許文献３の図１にあるように、ワークを保持する保持手段と、基端が昇降可能かつ揺動可能に支持され先端で保持手段を支持するアーム装置と、基端が昇降可能かつ揺動可能に支持され先端がアーム装置の中部に揺動可能に連結されたレバー装置と、レバー装置の基端を昇降移動駆動する昇降駆動装置と、レバー装置を揺動駆動する揺動駆動装置とから構成されている。このような揺動駆動装置を有するワーク搬送装置は、レバー装置を昇降させ、かつ、揺動させることにより、ワークの搬送経路を任意に設定できる。

また、特許文献３の図４には、ワークを保持する保持手段と、基端が下端で揺動可能に支持され先端で保持手段を支持するアーム装置と、基端が昇降可能かつ揺動可能に支持され先端がアーム装置の中部に揺動自在に連結された２個のレバー装置と、それぞれのレバー装置の基端を昇降移動駆動する２個の昇降駆動装置とから構成されており、２個のレバー装置が異なる軸線上を昇降することにより、揺動駆動装置を用いないワーク搬送装置が開示されている。

特開２００４−２６１８１９号公報 特開平４−２００９４０号公報 ＵＳ６３８２４００Ｂ１

しかし、上記の揺動駆動装置を備えたワーク搬送装置でワークの搬送を高速に行うと、レバー装置を揺動するためのトルクを大きくする必要があり、揺動駆動装置の減速機、ギヤ、モーター等が大きくなる。また、それに伴いそのレバー装置の基端を昇降させる昇降駆動装置のモーターも大きいものが必要となる。そのため、設置スペースが大きくなり、コストも高くなる。また、特許文献３の図１などでは、駆動トルクを軽減するためにアーム装置基端の昇降移動を補助する空気圧シリンダーを備えているが、空気圧シリンダーは高速使用に適していない。

一方、上記の揺動駆動装置を備えていないワーク搬送装置は、駆動装置によって昇降駆動されるレバー装置がアーム部材に直接連結されているため、アーム部材を移動させるためには、レバー装置のストロークを大きくしなければならない。そのため、高速にワークの搬送を行おうとすると、モーターを早く回す必要があり、モーターを大きくしなければならない。さらに、モーターの回転をレバー装置の昇降に変換するには一般的にボールネジが用いられるが、ストロークが大きくなるとボールネジの取付間ピッチが長くなり、ネジ軸の回転速度が遅くても固有振動数により共振を起こし、運動不能になるおそれがある。また、ワーク搬送装置は、ワークを搬送するプレス装置とプレス装置との間の隙間が塞がっているため、保持手段（たとえば、クロスバー等）の交換の出し入れが困難になる。
本発明は、ワークを高速に、かつ、安定に搬送するワーク搬送装置を提供することを目的とする。

本発明のワーク搬送装置は、複数のプレス装置が直列に配列され、上流プレス装置から下流プレス装置にワークを搬送し、上流プレス装置と下流プレス装置の間のフレームに取り付けられるワーク搬送装置であり、ワークを保持する保持手段と、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端に前記保持手段が連結されるアーム装置と、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記アーム装置の先端と基端との間のアーム駆動点に揺動自在に連結されるレバー装置と、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー装置の先端と基端との間のレバー駆動点に揺動可能に連結される第１補助レバーと、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー駆動点に揺動可能に連結される第２補助レバーと、前記第１補助レバーを昇降移動駆動する第１駆動装置と、前記第２補助レバーを昇降移動駆動する第２駆動装置とを備えていることを特徴としている。

本発明のワーク搬送装置であって、アーム装置の基端が前記レバー装置の基端より上にあるものが好ましい。また、前記保持手段が、前記ワークの姿勢を維持する姿勢維持手段を備えているものが好ましい。さらに、アーム装置が、２本のアームとそれらの両端に連結された連結リンクとからなる平行リンク構造であるものが好ましい。

本発明のワーク搬送装置は、ワークを保持する保持手段が連結されたアーム装置を、レバー装置を介して、第１補助レバー装置および第２補助レバー装置を上下に移動させて駆動するため、減速機、ギヤ等の複雑な構造を有する揺動駆動装置を用いる必要がなく、アーム装置の高速駆動が可能である。また、アーム装置は、アーム装置の基端と先端の間のアーム駆動点に連結されるレバー装置を介して、レバー装置の基端と先端の間のレバー駆動点に連結される第１補助レバー装置および第２補助レバー装置によって駆動されているため、第１補助レバー装置および第２補助レバー装置の移動変位を小さくすることができる。そのため、第１補助レバー装置および第２補助レバー装置自体の駆動を早くしなくても、アーム装置の高速駆動が可能となる。さらに、ボールネジを用いて第１補助レバー装置および第２補助レバー装置を駆動する場合、ボールネジの取付間ピッチを短くすることができ、共振を防止することができる。

本発明のワーク搬送装置であって、アーム装置の基端が前記レバー装置の基端より上にある場合、ワーク搬送装置の下（プレス装置間の下）にスペースを確保することができ、このスペースにおいて修理や、部品交換等の作業を簡単に行うことができる。特に、保持手段は加工するワークごとにプレス装置の金型と共に交換する場合、このスペースを利用することにより、プレス装置の金型と支持手段の同時搬入・同時搬出が可能となり、また、その工程も容易になる。

また、保持手段が、前記ワークの姿勢を維持する姿勢維持手段を備えている場合、ワークを一層安定に搬送させることができる。また、ワークの姿勢を任意に制御することもできる。
さらに、アーム装置が、２本のアームとそれらの両端に連結された連結リンクによって平行リンク構造である場合、大きいワークまたは重量のあるワークであっても安定して搬送することができる。

本発明のワーク搬送装置を備えたプレスラインの斜視図である。 本発明のワーク搬送装置の一実施形態を示す側面図である。 本発明のワーク搬送装置の他の実施形態を示す側面図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明のワーク搬送装置１０を備えたプレスラインＬの斜視図である。この図では、上流と下流に配置される２組のプレス装置Ｐ１、Ｐ２と、その間に設けられた本発明のワーク搬送装置１０を表している。しかし、実際のプレスラインＬは、２以上のプレス装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎが配列され、それぞれのプレス装置間に本発明のワーク搬送装置１０が配設される。また、ワーク搬送装置１０は、図１、図２に示すように、プレス装置Ｐ１、Ｐ２のコラムＣ１、Ｃ２の間の両側に配設されるフレームＦに取り付けられている。さらに、この両側のフレームＦは、一方のコラムＣ１に固着されている。
ワーク搬送装置１０は、前後のプレス装置Ｐ１、Ｐ２の間の左右両側にそれぞれ配設され、左右のワーク搬送装置１０によってワークＷを保持するものである。左右のワーク搬送装置１０の構成は、左右対称に構成されているため、以下、片側のワーク搬送装置のみを説明する。

ワーク搬送装置１０は、図２に示すように、ワークを保持する保持手段１１と；基端がフレームＦ上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端に保持手段１１が連結されるアーム装置１２と；基端がフレームＦ上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端がアーム装置１２のアーム駆動点１３に揺動自在に連結されるレバー装置１４と；基端がフレームＦ上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端がレバー装置１４のレバー駆動点１５に揺動可能に連結される第１補助レバー装置１６と；基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端がレバー装置１４のレバー駆動点１５に揺動可能に連結される第２補助レバー装置１７と；第１補助レバー装置１６を昇降移動駆動する第１駆動装置１８と；第２補助レバー装置１７を昇降移動駆動する第２駆動装置１９とを備えている。
フレームＦには、アーム装置１２およびレバー装置１４の昇降移動を支持するガイドＧ１と、それぞれ第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７の昇降移動を支持するガイドＧ２およびＧ３とが鉛直方向に設けられている。ガイドＧ２とガイドＧ３は、ガイドＧ１より短く形成されており、ガイドＧ１の上下方向の中央近辺にガイドＧ１を挟んで設けられている。

保持手段１１は、左右アーム装置１２の先端の間に架設されるクロスバー２１と、そのクロスバー２１に固着されワークＷを保持、開放するバキュームカップ２２とを備えている。また、保持手段１１には、ワークＷの姿勢を維持するための姿勢維持手段２３が設けられている。姿勢維持手段２３は、揺動モーターを備えており、保持手段のクロスバー２１を回転させることによりワークＷの姿勢を制御するものである。

アーム装置１２は、フレームＦのガイドＧ１の上側に昇降移動可能に嵌合されるアームベース２６と、基端がそのアームベース２６に揺動可能に枢着され、先端が姿勢維持手段２３を介してクロスバー２１を支持するアーム部材２７とから構成されている。また、アーム部材２７の中間点にレバー装置１４が連結されるアーム駆動点１３がある。アーム部材２７は、レバー装置１４によってこのアーム駆動点１３から操作される。このアーム駆動点１３は、アーム部材の基端と先端との間の実質的な中間とするのが好ましいが、駆動点１３を基端側に持ってくることにより、テコの原理により、レバー装置の移動距離を短くすることができ、駆動点１３を先端側に持っていくことにより、駆動装置（ここでは第１駆動装置１８および／または第２駆動装置１９）の駆動力を小さいものとすることができる。そのため、ワークＷの詳細に基づいて任意に設定することができる。

レバー装置１４は、フレームＦのガイドＧ１の下側に昇降移動可能に嵌合されるレバーベース３１と、基端がそのレバーベース３１に揺動可能に枢着され、先端がアーム駆動点１３に揺動自在に連結されるレバー部材３２とから構成されている。レバー部材３２は、第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７によって実質的に中間のレバー駆動点１５で操作される。このレバー駆動点１５も、レバー部材の基端と先端の実質的な中間とするのが好ましい。このレバー駆動点１５もアーム駆動点１３と同様に、基端側に持ってくることにより、テコの原理より補助レバーの移動距離を短くすることができる。

このワーク搬送装置１０は、アーム部材２７の基端が揺動可能に枢着され、レバー部材３２の基端が揺動可能に枢着され、かつ、レバー部材３２の先端がアーム駆動点１３に揺動自在に連結されているため、レバー部材３２の基端（レバーベース３１）とアーム部材２７の先端（保持手段１１）は常に同じ高さに位置して駆動する。

第１補助レバー装置１６は、フレームＦのガイドＧ２に昇降移動可能に嵌合される第１補助ベース３６と、基端がその第１補助ベース３６に揺動可能に枢着され、先端がレバー駆動点１５に揺動自在に連結される第１補助レバー３７とから構成されている。第１補助ベース３６は、第１駆動装置１８によって上下駆動される。
第２補助レバー装置１７は、フレームＦのガイドＧ３に昇降移動可能に嵌合される第２補助ベース３８と、基端がその第２補助ベース３８に揺動可能に枢着され、先端がレバー駆動点１５に揺動自在に連結される第２補助レバー３９とから構成されている。第２補助ベース３８は、第２駆動装置１９によって上下駆動される。

この実施形態では、第１補助レバー装置１６と第２補助レバー装置１７とは、レバー装置１４の同一のレバー駆動点１５に連結されているが、レバー部材３２の異なる点に連結されてもよい。しかし、両者を同一のレバー駆動点１５に連結することにより、制御が行いやすく、一回の搬送で第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７に均等なエネルギーがかかり好ましい。また、第１補助レバー３７と第２補助レバー３９の長さは等しく構成されている。

第１駆動装置１８は、フレームのガイドＧ２の上部に、ガイドＧ２と平行に設けられ第１補助ベース３６と螺合された第１ボールネジ４１と、その第１ボールネジ４１を回転駆動し、第１補助ベース３６を上下に駆動する第１モーター４２とを備えている。
第２駆動装置１９は、フレームのガイドＧ３の上部に、ガイドＧ３と平行に設けられ第２補助ベース３８と螺合された第２ボールネジ４３と、その第２ボールネジ４３を回転駆動し、第２補助ベース３８を上下に駆動する第２モーター４４とを備えている。

このように構成されているため、第１駆動装置１８および第２駆動装置１９をそれぞれ駆動させることにより、第１補助レバー装置１６の第１補助ベース３６および第２補助レバー装置１７の第２補助ベース３８は、ガイドＧ２、Ｇ３上を上下すると共に、第１、第２補助レバー３７、３９の先端の位置が定まる。それに伴って、第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７に連結されたレバー装置１４のレバー部材３２は、基端を軸に回転しながら昇降し、先端の位置が定まる。さらに、そのレバー部材３２の先端に支持されて、アーム装置１２のアーム部材２７が基端を軸に回転しながら昇降し、先端の位置、すなわち保持手段１１の位置が定まる。つまり、第１駆動装置１８の第１モーター４２および第２駆動装置１９の第２モーター４４をそれぞれ制御することにより、アーム部材２７の先端のクロスバー２１（あるいはワークＷ）を安定して、略直線状（図２の往復経路Ｘの上経路）に移動させることができる。また、往復経路Ｘの下経路は、ワークＷを持たないときの帰路である。

特に、アーム装置１２のアーム部材２７を駆動するレバー装置１４のレバー部材３２の回転および昇降を、第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７で駆動しているため、レバー部材３２を回転および昇降させるためのトルクを第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７を上げ下げするだけで得られ、複雑な減速機、ギヤ等を用いて揺動駆動させる必要なく、駆動装置の小型化が実現できる。そして、そのような駆動装置をレバー部材３２の近辺に設ける必要がないため、ワーク搬送装置全体の小型化も図れる。

また、アーム装置１２のアーム部材２７の実質的な駆動を、アーム部材２７のアーム駆動点１３に連結されるレバー装置１４のレバー部材３２を介して、レバー部材３２のレバー駆動点１５に連結される第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７によって行っているため、第１補助レバー装置１６および第２補助レバー装置１７の移動変位を小さくすることができる。つまり、第１駆動装置１８の第１ボールネジ４１および第２駆動装置１９の第２ボールネジ４３のストロークを小さくすることができる。そのため、第１ボールネジ４１および第２ボールネジ４３の取付間ピッチを短くすることができ、共振による運動不能を防止することができる。

さらに、ワーク搬送装置１０は、フレームＦによって上から支持されており、ワークＷを上から保持して、搬送するものであり、かつ、レバー部材３２の基端（レバーベース３１）と保持手段１１は常に同じ高さに位置し、保持手段１１に保持されるワークＷは、ワーク搬送装置１０の下のスペースにはいかないため、ワーク搬送装置１０の下（プレス装置Ｐ１とプレス装置Ｐ２の間の下）にスペースを確保することができる。そのため、プレスライン内へのアクセスをこのスペースから行うことができ、修理や、部品交換等の作業も簡単に行うことができる。特に、このスペースを利用し、クロスバーの交換装置をプレスライン内に出入りさせる場合、クロスバーの交換作業を容易に行うことができる。さらに、クロスバーの交換と共にプレス金型の交換を同時にすることでき、その場合、ライン交換の時間を大きく短縮することができる。

このワーク搬送装置１０は、アーム装置１２と、レバー装置１４とを同軸上に設けているが、同軸上に設けなくてもよい。同軸上に設けることにより、ワーク搬送装置１０をコンパクトにすることができる。また、第１補助レバー装置１６と、第２補助レバー装置１７とは、アーム装置１２と、レバー装置１４の昇降主軸と平行の軸を昇降するように構成されているが、昇降主軸と平行でなくてもよい。さらに、第１補助レバー装置１６と、第２補助レバー装置１７とは、平行な軸を昇降されるように構成されているが、平行でなくてもよい。これらを平行にすることにより、ワーク装置全体をコンパクトにすることができ、プレス装置が配列されたプレスラインをコンパクトにすることができる。

図３のワーク搬送装置５０は、アーム装置５１が２本のアーム部材５２からなる平行リンク構造となっている。他の構造は、図２のワーク搬送装置１０と実質的に同じである。
アーム装置５１の２本のアーム部材５２は、基端がアームベース５３と、先端は連結リンク５４を介して保持手段のクロスバー２１と連結している。また、アームベース５３は、連結リンクとしても作用している。
このようにワーク搬送装置５０は構成されているため、大きなワークＷ、あるいは、重量の大きいワークＷを安定して、高速搬送することができる。

Ｃ１、Ｃ２ コラム
Ｆ フレーム
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ ガイド
Ｌ プレスライン
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐｎ プレス装置
Ｗ ワーク
Ｘ 往復経路
１０ ワーク搬送装置
１１ 保持手段
１２ アーム装置
１３ アーム駆動点
１４ レバー装置
１５ レバー駆動点
１６ 第１補助レバー装置
１７ 第２補助レバー装置
１８ 第１駆動装置
１９ 第２駆動装置
２１ クロスバー
２２ バキュームカップ
２３ 姿勢維持手段
２６ アームベース
２７ アーム部材
３１ レバーベース
３２ レバー部材
３６ 第１補助ベース
３７ 第１補助レバー
３８ 第２補助ベース
３９ 第２補助レバー
４１ 第１ボールネジ
４２ 第１モーター
４３ 第２ボールネジ
４４ 第２モーター
５０ ワーク搬送装置
５１ アーム装置
５２ アーム部材
５３ アームベース
５４ 連結リンク

Claims (4)

1. 複数のプレス装置が直列に配列され、上流プレス装置から下流プレス装置にワークを搬送し、上流プレス装置と下流プレス装置の間のフレームに取り付けられるワーク搬送装置であって、
   ワークを保持する保持手段と、
   基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端に前記保持手段が連結されるアーム装置と、
   基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記アーム装置の先端と基端との間のアーム駆動点に揺動自在に連結されるレバー装置と、
   基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー装置の先端と基端との間のレバー駆動点に揺動可能に連結される第１補助レバーと、
   基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー駆動点に揺動可能に連結される第２補助レバーと、
   前記第１補助レバーを昇降移動駆動する第１駆動装置と、
   前記第２補助レバーを昇降移動駆動する第２駆動装置とを備えている、
   ワーク搬送装置。
2. 前記アーム装置の基端が前記レバー装置の基端より上にある、請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記保持手段が、前記ワークの姿勢を維持する姿勢維持手段を備えている、請求項１記載のワーク搬送装置。
4. 前記アーム装置が、２本のアームとそれらの両端に連結された連結リンクとからなる平行リンク構造である、請求項１記載のワーク搬送装置。
   

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