JP5517147B2 - トランスファ装置 - Google Patents

Description

本発明は、トランスファプレスに配列された複数の金型にワークを順送りするトランスファ装置に関する。

鍛造プレス等のトランスファプレスには、ワークの送り方向に配列された複数の金型の前後に、ワークを前後方向からクランプする複数組のフィンガを設けた一対の平行なビームを送り方向に延びるように配置し、この金型の前後に配置した一対のビームを、送り方向への進退動作、前後方向への開閉動作、および上下方向への昇降動作の３次元動作をさせるように駆動装置で駆動し、フィンガでクランプしたワークを配列された金型に順送りするトランスファ装置を備えたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１、２に記載されたトランスファ装置では、一対のビームの進退動作、開閉動作および昇降動作の３次元動作を、いずれもサーボモータの回転を直線運動に変換するねじ機構を用いた直線駆動装置で行うようにしている。これらの各動作の駆動装置は、通常、トランスファプレスのワークの供給端側と排出端側のプレス本体の外側に配置され、送り方向に延びる各ビームの両端部を支持して駆動するようになっている。進退動作の駆動装置は、ビームの一端側のみに配置され、他端側は支持機構のみを設けたものもある。

特許文献１に記載されたものは、一対のビームを３次元動作させる各サーボモータを各ビームで共通のものとし、サーボモータの設置個数を減らしている。また、特許文献２に記載されたものは、ねじ機構にボールねじを用いるとともに、３次元動作させる各サーボモータを各ビームで独立のものとして、トランスファプレスのワークの供給端側と排出端側とに前後方向でスペースを開け、ワークの搬出入装置の設置スペースを確保できるようにしている。

特開平１０−１７５０３０号公報 特開２００５−２７９６７５号公報

特許文献１、２に記載されたトランスファ装置は、一対のビームを進退動作、開閉動作および昇降動作させる各駆動装置を、サーボモータの回転を直線運動に変換するねじ機構を用いた直線駆動装置としているので、これらの直線駆動装置が大寸法のものとなり、コンパクトな設計を阻害する問題がある。また、回転運動を直線運動に変換するねじ機構は、ボールねじを用いたとしても、運動エネルギの変換ロスが大きいので、サーボモータも大型のものが必要となり、さらにコンパクトな設計を阻害する。

そこで、本発明の課題は、トランスファ装置の駆動装置をコンパクトに設計できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、ワークの送り方向に配列された複数の金型の前後に、ワークを前後方向からクランプする複数組のフィンガを設けた一対の平行なビームを送り方向に延びるように配置し、この金型の前後に配置した一対のビームを、送り方向への進退動作、前後方向への開閉動作、および上下方向への昇降動作の３次元動作をさせるように駆動装置で駆動して、前記フィンガでクランプしたワークを配列された金型に順送りするトランスファ装置において、前記進退動作と開閉動作をさせる駆動装置を、前記一対の各ビームの両端側を、それぞれ水平面内で旋回可能な関節を有する関節付きアームで支持し、これらの各関節付きアームの関節の前側の前アーム部の先端側に、前記ビームの両端側を水平面内で旋回可能に連結し、前記関節の後側の後アーム部の基端側をベースに水平面内で旋回可能に支持して、前記各関節付きアームの関節と後アーム部の基端側を旋回駆動するものとし、これらの各関節付きアームで両端側を支持された前記各ビームに、その伸縮を許容する伸縮許容部を設けた構成を採用した。

すなわち、進退動作と開閉動作をさせる駆動装置を、一対の各ビームの両端側を、それぞれ水平面内で旋回可能な関節を有する関節付きアームで支持し、これらの各関節付きアームの関節の前側の前アーム部の先端側に、ビームの両端側を水平面内で旋回可能に連結し、関節の後側の後アーム部の基端側をベースに水平面内で旋回可能に支持して、各関節付きアームの関節と後アーム部の基端側を旋回駆動するものとし、これらの各関節付きアームで両端側を支持された各ビームに、その伸縮を許容する伸縮許容部を設けることにより、大寸法で運動エネルギの変換ロスが大きいねじ機構を用いた直線駆動装置を減らして、トランスファ装置の駆動装置をコンパクトに設計できるようにした。

前記ビームに伸縮許容部を設けたのは、ビームの熱膨張、駆動系の同期ずれや暴走等によって、関節付きアームの関節や連結部に無理な力が作用しないようにするためであり、伸縮許容部としては、ボールブッシュやボールスプライン等を用いることができる。

前記昇降動作をさせる駆動装置は、前記一対のビームを上下方向に直線駆動する直線駆動装置とすることができる。

前記旋回駆動をサーボモータで行うことにより、関節付きアームを精度よく駆動することができる。

本発明に係るトランスファ装置は、進退動作と開閉動作をさせる駆動装置を、一対の各ビームの両端側を、それぞれ水平面内で旋回可能な関節を有する関節付きアームで支持し、これらの各関節付きアームの関節の前側の前アーム部の先端側に、ビームの両端側を水平面内で旋回可能に連結し、関節の後側の後アーム部の基端側をベースに水平面内で旋回可能に支持して、各関節付きアームの関節と後アーム部の基端側を旋回駆動するものとし、これらの各関節付きアームで両端側を支持された各ビームに、その伸縮を許容する伸縮許容部を設けたので、トランスファ装置の駆動装置をコンパクトに設計することができる。

トランスファ装置の実施形態を示す平面図 図１の正面図 図１の連結部材を拡大して示す平面図 ａ、ｂ、ｃは、図１のビームの進退動作と開閉動作を説明する平面図 図１のビームの３次元動作を説明する動作線図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このトランスファ装置は鍛造用トランスファプレスに装備されたものであり、図１および図２に示すように、プレス本体３１のワークＷの送り方向に配列された複数の金型３２の前後に、ワークＷを前後方向からクランプする複数組のフィンガ２を設けた一対の平行なビーム１が送り方向に延びるように配置され、この一対のビーム１を、送り方向への進退動作、前後方向への開閉動作、および上下方向への昇降動作の３次元動作をするように駆動して、供給端側に配置される搬入装置からワークＷを受け取り、受け取ったワークＷをフィンガ２でクランプして配列された各金型３２に順送りして、加工されたワークＷを排出端側に配置される搬出装置に受け渡す。

前記一対の各ビーム１は、フィンガ２が設けられた本体部１ａと、その両側の延長部１ｂとから成り、供給端側の延長部１ｂには、ビーム１の伸縮を許容する伸縮許容部としてのボールブッシュ３が設けられている。また、各延長部１ｂは、連結部材４を介して、後述する関節付きアーム１１の前アーム部１１ｂに連結されている。

図３に拡大して示すように、前記連結部材４は、水平方向に向けた連結ピン４ａで延長部１ｂと連結され、連結ピン４ａの位置よりも軸方向外側に、連結ピン４ａと平行な通し孔５ａが連結部材４と延長部１ｂとに設けられており、本体部１ａが交換等のために取り外されるときに、通し孔５ａに係止ピン５を挿入して、延長部１ｂが内向きに下降傾斜するのを防止するようになっている。図示は省略するが、左側の連結部材４も同じ構成である。

図１および図２に示すように、前記プレス本体３１の四隅の各ポスト３１ａには、供給端側または排出端側の外側に向けて、一対のビーム１を昇降動作させる昇降駆動装置６が取り付けられている。各昇降駆動装置６は、サーボモータ７の回転をボールねじ機構８で直線運動に変換する直線駆動装置とされ、ボールねじ機構８のナット８ａに、上下に昇降する昇降駆動ベース９が取り付けられている。

前記各昇降駆動装置６の昇降駆動ベース９には、一対のビーム１に進退動作と開閉動作をさせる進退開閉駆動装置１０が取り付けられている。各進退開閉駆動装置１０は、水平面内で旋回可能な関節１１ａを有する関節付きアーム１１を備え、関節１１ａの前側の前アーム部１１ｂの先端側が、ビーム１の端部に連結部材４を介して、水平面内で旋回可能に連結されるとともに、関節１１ａの後側の後アーム部１１ｃの基端側が、昇降駆動ベース９に連結ピン１２を介して、水平面内で旋回可能に連結されている。関節１１ａに前アーム部１１ｂを後アーム部１１ｃに対して水平面内で旋回させるサーボモータ１３が設けられ、後アーム部１１ｃの基端側のベース９にその後アーム部１１ｃをベース９に対して水平面内で旋回させるサーボモータ１４が設けられて、関節１１ａは前者のサーボモータ１３で、後アーム部１１ｃの基端側は後者のサーボモータ１４で、それぞれ水平面内で旋回駆動されるようになっており、両端部をこれらの進退開閉駆動装置１０で支持された各ビーム１が、以下に述べるように、進退動作と開閉動作をする。

図１に示した状態は、一対のビーム１が開いて後退した状態であり、供給端側の各関節付きアーム１１が関節１１ａで左方へ屈曲し、排出端側の各関節付きアーム１１が、後アーム部１１ｃを右方へ少し傾斜させて、前アーム部１１ｂを供給端側へ伸ばしている。まず、この状態から、図４（ａ）に示すように、供給端側の屈曲した各関節付きアーム１１が、関節１１ａの屈曲度を小さくして互いに内向きに延出されるように各サーボモータ１３、１４で旋回駆動されるとともに、排出端側の各関節付きアーム１１が、後アーム部１１ｃを左方へ少し傾斜させ、前アーム部１１ｂを互いに内向きに傾斜させるように各サーボモータ１３、１４で旋回駆動され、一対のビーム１が閉じて各組のフィンガ２でワークＷをクランプする。

つぎに、図４（ｂ）に示すように、供給端側と排出端側の各関節付きアーム１１が、後アーム部１１ｃを右方へ旋回駆動されるとともに、前アーム部１１ｂが閉じた一対のビーム１の間隔を保持するように旋回駆動され、一対のビーム１が前進して、クランプした各ワークＷを順送りする。

続いて、図４（ｃ）に示すように、供給端側の各関節付きアーム１１が、後アーム部１１ｃを左方へ少し傾斜させて、前アーム部１１ｂを排出端側へ伸ばすように旋回駆動されるとともに、排出端側の右方へ屈曲した各関節付きアーム１１が、関節１１ａの屈曲度を大きくするように旋回駆動され、一対のビーム１が開いて、各組のフィンガ２でクランプされたワークＷがアンクランプされる。こののち、各関節付きアーム１１が図１に示した状態に旋回駆動され、開いた一対のビーム１が後退位置に戻されて、１回の進退動作と開閉動作が終了する。なお、後述するように、開閉動作と進退動作の前進動作との間には、昇降駆動装置６による昇降動作が介在し、前進動作はビーム１が上昇した状態で行われ、後退動作はビーム１が下降した状態で行われる。

図５は、上述した一対のビーム１の進退動作、開閉動作および昇降動作の３次元動作のサイクルを３次元的に表示した動作線図である。この動作線図は、左右方向を進退方向、奥行方向を開閉方向、上下方向を昇降方向としており、サイクル動作の向きを矢印で示す。このサイクル動作のスタート点を、左下のビームが下降して開いた状態とすると、動作の順序は以下の通りである。
・動作の順序：閉（クランプ）→上昇→前進→下降→開（アンクランプ）→後退

なお、この３次元動作では、図５の動作線図で動作が切り替わるコーナ部を丸めて示すように、前進動作と後退動作の前後期に、開閉動作または昇降動作を同時に行い、サイクル時間を短縮するようにしている。コーナ部を丸めていない、閉動作から上昇動作への切り替えと、下降動作から開動作への切り替えは、先行動作が完了してから行われる。また、進退動作は、ビーム１の延びる方向と平行に直線的に行われ、開閉動作は、進退動作方向と直交する前後方向に直線的に行われる。

１ ビーム
１ａ 本体部
１ｂ 延長部
２ フィンガ
３ ボールブッシュ
４ 連結部材
４ａ 連結ピン
５ 係止ピン
５ａ 通し孔
６ 昇降駆動装置
７ サーボモータ
８ ボールねじ機構
８ａ ナット
９ 昇降駆動ベース
１０ 進退開閉駆動装置
１１ 関節付きアーム
１１ａ 関節
１１ｂ 前アーム部
１１ｃ 後アーム部
１２ 連結ピン
１３、１４ サーボモータ
３１ プレス本体
３１ａ ポスト
３２ 金型

Claims (3)

1. ワーク（Ｗ）の送り方向に配列された複数の金型（３２）の前後に、ワーク（Ｗ）を前後方向からクランプする複数組のフィンガ（２）を設けた一対の平行なビーム（１）を送り方向に延びるように配置し、この金型（３２）の前後に配置した一対のビーム（１）を、送り方向への進退動作、前後方向への開閉動作、および上下方向への昇降動作の３次元動作をさせるように駆動装置で駆動して、前記フィンガ（２）でクランプしたワーク（Ｗ）を配列された金型（３２）に順送りするトランスファ装置において、
   前記進退動作と開閉動作をさせる駆動装置（１０）を、前記一対の各ビーム（１）の両端側を、それぞれ、前後のアーム部（１１ｂ、１１ｃ）を水平面内で旋回可能に連結する関節（１１ａ）を有する関節付きアーム（１１）で支持し、これらの各関節付きアーム（１１）の前記前アーム部（１１ｂ）の先端側に、前記ビーム（１）の両端側を水平面内で旋回可能に連結し、前記関節（１１ａ）の前記後アーム部（１１ｃ）の基端側をベース（９）に水平面内で旋回可能に支持し、前記各関節付きアーム（１１）の関節（１１ａ）に前記前アーム部（１１ｂ）を後アーム部（１１ｃ）に対して水平面内で旋回させる駆動機（１３）を設けると共に、後アーム部（１１ｃ）の基端側の前記ベース（９）に前記後アーム部（１１ｃ）を前記ベース（９）に対して水平面内で旋回させる駆動機（１４）を設けて、前記各関節付きアーム（１１）の関節（１１ａ）と後アーム部（１１ｃ）の基端側を旋回駆動するものとし、これらの各関節付きアーム（１１）で両端側を支持された前記各ビーム（１）に、その伸縮を許容する伸縮許容部（３）を設けて構成し、
   前記ベース（９）を前記上下方向に昇降させる駆動機（７）を備えたことを特徴とするトランスファ装置。
2. 前記昇降動作をさせる駆動装置を、前記一対のビーム（１）を上下方向に直線駆動する直線駆動機（７）とした請求項１に記載のトランスファ装置。
3. 前記前アーム部（１１ｂ）及び後アーム部（１１ｃ）の旋回駆動機をサーボモータ（１３、１４）で行うようにした請求項１または２に記載のトランスファ装置。

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