JP5973189B2 - プレス機のトランスファ装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス加工を行うプレス機に被加工物（ワーク）を供給し、加工を行う金型位置まで移動させ、加工後の排出までの搬送を行うトランスファ装置に関する。

プレス加工においては、従来、作業者が柄の長いやっとこ状の工具で被加工物を挟持しながらプレス機の金型部分に供給したり取り出したりすることが行われていたが、労働環境や安全上も好ましくないので、近年では人間の手に代わる一種のマニピュレータとしてトランスファ装置を使用するのが普通である。その一例を図面により説明する。

図４はトランスファ装置を備えたプレス機の一例を示す斜視図で、１はプレス機、２はトランスファ装置の主要部分であるフィードバー駆動装置、２１はこの駆動装置で駆動される一対のフィードバーである。なお、プレス作業を行う作業者はこの図の左向こう側に位置するのが通常であり、いまワークは作業者からみてプレス機の側面から供給され、反対側側面から排出されるものとする。

フィードバー２１は搬送方向（Ｘ方向）に所定ストローク移動し、また同じ距離後退する他、上下方向（Ｚ方向）に上昇、下降し、また一対２本のフィードバー２１の幅方向（Ｙ方向）に開閉を行う。

図５はトランスファ装置の平面図である。一対のフィードバー２１ａ，２１ｂには内側に向けてフィンガ２２が取り付けられている。この例ではフィンガ２２は６対ある。なお一対のフィードバー２１ａ，２１ｂのうち図において上方のフィードバー２１ａはワークを掴んだ（以下これをクランプという）ときの状態、下方のフィードバー２１ｂはワークを解放した（以下これをアンクランプという）ときの状態を示している。

一方、この例では、プレス機側にＡ〜Ｈの６箇所の停止位置が設定されている。このうちＤ、Ｅ、Ｆの３箇所がプレス機内の金型部分にある。Ｘ方向の移動ストロークは、ＡからＣ、ＢからＤというように２つ先の停止位置まで移動する距離とする。

待機状態ではフィードバー２１は下降している。搬送を行う際はフィードバー２１の間隔を寄せ、ワークをクランプして上昇させ、１ストローク移動する。移動したらフィードバー２１を開いてワークをアンクランプして、Ｘ方向の元の位置まで戻る。これが１サイクルである。すなわち、クランプ（Ｙ方向）、上昇（Ｚ方向）、移動（Ｘ方向）、下降（Ｚ方向）、アンクランプ（Ｙ方向）、復帰（Ｘ方向）という一連の三次元の動作により、ワークが１ストローク移送される。なお、昇降動作を行わないＸＹ方向のみの二次元のフィードバーもある。

このプレス機の場合、金型によって１行程で加工を行うもの、２行程で加工を行うものの２種類があるものとして、搬送は２種類のパターンを想定している。１行程金型の場合、図示しないパーツフィーダからのワークの受け渡しをＡ位置で行い、次のＣ位置で待機、次のＥ位置で加工が行われ、Ｇ位置でシュート等により排出される。２行程金型の場合はＢ位置で受け渡し、Ｄ位置で１回目の加工、Ｆ位置で２回目の加工を行い、Ｈ位置で排出が行われる。

ここで問題になるのはワークの寸法のばらつきである。クランプを円滑に行うため、フィンガが内側に寄ったときの間隔を予めティーチングにより設定するが、ばらつきにより所定よりも小さいサイズのワークが入ってくると、クランプが確実に行われない。また所定よりも大きいサイズのワークが来ると、ワークの寸法よりも内側にフィンガを寄せようとするので開閉機構に無理がかかり、ボールねじや各取り付け部分等の破損や変形の原因となる。特に一対のフィードバーを高速で開閉させるサーボモータを使用する開閉機構において、ボールねじ回りの損傷は致命的である。

特許文献１には、鍛造プレス機のトランスファフィーダ装置において、生産性向上のための高速化でフィードバーが上下に振動してバーの支持部分に過負荷が作用することへの対策としてフィードバーを上下方向に弾性支持することが記載されている。また特許文献２には、プレス機の両側に駆動装置を有するトランスファフィーダにおいて生じるねじれ外力による過負荷軽減策が記載されている。しかしながら、いずれもワークのサイズの不揃いによる過負荷の対策にはなっていない。

特開２００７−２８３３８４号公報 特開２００６−３４６６８６号公報

本発明は、ワークの寸法の不揃いに起因する過負荷によりフィンガあるいはフィードバーの開閉機構等に与える損傷を防止することのできるプレス機のトランスファ装置を実現することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、プレス機に対してワークを側面から供給し、その反対側から排出させるトランスファ装置において、前記ワークを掴み、また離すためのフィンガを備える一対のフィードバーを、その間隔を開く方向に後退自由としながら閉じる方向にのみ拘束する開閉機構と、同じくこの一対のフィードバーの間隔をせばめる方向に付勢する付勢手段とで開閉させるように構成されるとともに、前記フィードバーおよび開閉機構を保持しているフレームを更に備え、前記付勢手段はそのフレームと前記フィードバーとの間に配置されていることを特徴とするプレス機のトランスファ装置である。

また請求項２に記載の本発明は、請求項１の発明において、前記開閉機構は、前記フレームに取り付けられ、前記開閉機構と前記付勢手段とは、別個の位置に設けられていることを特徴とするプレス機のトランスファ装置である。

さらに請求項３に記載の本発明は、請求項１または２の発明において、前記開閉機構がサーボモータによって駆動されるように構成されていることを特徴とするプレス機のトランスファ装置である。

本発明によれば、開閉機構によってフィードバーをその間隔が狭くなる方向に移動させることによりフィンガがワークを掴む。その場合、フィードバーの間隔を狭める開閉機構の動作量がワークの外形寸法に対して過剰であれば、フィードバーが弾性部材の弾性力などの付勢手段による付勢力に抗して開閉機構に対して後退移動し、したがって開閉機構にはワークを掴むことによる過大な反力が作用することはない。なお、フィードバーにはその間隔を狭める方向に弾性力あるいは付勢力が作用しているので、ワークはその弾性力あるいは付勢力によって掴むことができる。そのため、開閉機構の動作量を、定常のワークによりも小さいワークを掴むように設定しておくことにより、定常より小さいワークを掴み損ねることを回避でき、また定常のワークあるいはそれより大きいワークを確実に掴むことができるうえに、その際には上記のようにフィードバーが開閉機構に対して後退移動するので、開閉機構に過大な荷重が掛かることを回避することができる。すなわち、本発明によれば、寸法の不揃いによるクランプミスが防止されるとともに、高速サーボモータを使用するトランスファ装置において、フィードバー周辺の機器の損傷が防止されるという、すぐれた効果を奏する。特に一対のフィードバーを高速で開閉させるサーボモータを使用する開閉機構において、ボールねじ回りの損傷が回避される効果は大きい。

本発明の実施例におけるフィードバーの開閉機構の平面図である。 本発明の実施例におけるフィードバーの開閉機構の側面図である。 本発明の実施例におけるフィードバーの開閉機構の一部を示す斜視図である。 従来公知のトランスファ装置を備える鍛造プレス機の斜視図である。 従来公知のトランスファ装置の平面図である。

以下、本発明の好ましい実施例を、図面により詳細に説明する。

図１はフィードバー駆動装置内にある一対のフィードバー２１の開閉機構の平面図、図２は側面図である。図１、図２は共に中心線から右側はアンクランプ状態、左側はクランプ状態の位置で示している。なお、以下の説明で、前述した従来のトランスファ装置における構成と同一の構成あるいは対応する構成の部分には、図４あるいは図５に記載してある符号と同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

矩形のフレーム２０の内部に、後述するフィードバー２１の開閉方向（接近・離隔する方向）に中心軸線を向けてスクリュー軸２６が回転可能に保持されており、そのスクリュー軸２６はカップリングをはさんで一方は右ねじ、他方は左ねじとした回転軸であり、それら右ねじおよび左ねじのそれぞれにボールねじを内蔵した移動ブロック２５が係合している。このスクリュー軸２６の一方の端部は、フレーム２０を貫通しており、その突出した端部に取り付けたプーリ、そのプーリに巻き掛けたタイミングベルト、そのタイミングベルトが巻き掛けられたプーリを備えたＡＣサーボモータからなる開閉駆動部２９に連結されている。すなわち、ＡＣサーボモータによってスクリュー軸２６を回転させることにより、これに螺合している移動ブロック２５がねじの作用によって互いに接近し、あるいは離隔するように構成されている。

移動ブロック２５には下部金物２４を介して支持プレート２３が載置されている。この下部金物２４は移動ブロック２５に対して両者一体となるようには直接ボルト等によって固定されておらず、各移動ブロック２５が互いに接近する方向（間隔を閉じる方向）には移動が拘束（規制）され、これとは反対に移動ブロック２５が互いに離れる方向（間隔を開く方向）には自由に後退できるように移動ブロック２５に対して係止されている。例えば、下部金物２４はその外側にあるＬ字形のフランジで移動ブロック２５に係止されている。なお、支持プレート２３と下部金物２４とは両者一体となるようにボルトで固定される。両者の斜視図を図３に示す。

上記の支持プレート２３にフィードバー２１が取り付けられ、ワークを掴むためのフィンガがそのフィードバー２１に設けられている。これらフィードバー２１およびフィンガは、前述した特許文献に記載されている構成などの従来知られているものであってよい。

本発明は、ワークを掴み、また離すためのフィンガを備える一対のフィードバー２１を、その間隔を開く方向に後退自由としながら閉じる方向にのみ拘束する開閉機構と、同じくこの一対のフィードバーの間隔を狭める方向に付勢する付勢手段とで開閉させるようにしたことを特徴とする。すなわち、上述した構成において、ＡＣサーボモータを回転させることによりこれに連結されたスクリュー軸２６が回転し、その回転方向に応じて支持プレート２３およびこれに取り付けられているフィードバー２１が互いに接近し、あるいは離隔するように移動する。フィンガによってワークを掴むためにフィードバー２１を互いに接近する方向に移動させると、フィンガの間に配置されているワークがフィンガによって掴まれる。この操作は、スクリュー軸２６が所定の方向に回転することによりこれに螺合している移動ブロック２５が互いに接近する方向に移動することにより行われる。その移動ブロック２５には、付勢手段である圧縮ばね２７の弾性力を受けている下部金物２４が押し付けられている（閉じる方向の移動が拘束されている）から、移動ブロック２５の前進移動に追従して下部金物２４およびこれに支持プレート２３を介して一体化させているフィードバー２１が互いに接近する方向に移動する。

こうしてフィードバー２１およびこれに取り付けられているフィンガが閉じてワークがフィンガによって掴まれる。その状態から更にスクリュー軸２６が回転して移動ブロック２５が前進した場合、下部金物２４を介して移動ブロック２５に係合している支持プレート２３やこれと一体のフィードバー２１はワークを掴んでいてそれ以上の前進ができないのに対して、移動ブロック２５に対しては相対的に後退自由になっているから、移動ブロック２５のみが前進する。この状態では支持プレート２３やこれと一体のフィードバー２１ならびにフィンガは圧縮ばね２７の弾性力を受けて互いに接近する方向に押されているので、フィンガがワークを掴んだ状態を維持する。したがって、スクリュー軸２６やこれに螺合している移動ブロック２５には、ワークを掴むことによる反力が特には作用しない。

これを移動ブロック２５の側から見ると、一対の移動ブロック２５が外側に向かって移動する場合はこれに追随してフィードバー２１を取り付けた支持プレート２３も移動するが、移動ブロック２５が内側に向かって移動する場合は追随せず、取り残される。しかし図１に示すように支持プレート２３はフレーム２０に対して常に付勢手段、例えば圧縮ばね２７で内側に付勢されている。すなわち、支持プレート２３とフレーム２０との間に圧縮ばね２７が配置され、支持プレート２３はその圧縮ばね２７によってフレーム２０から離隔する方向（支持プレート２３同士が接近する方向）に押されている。したがって、支持プレート２３は、移動できる限りは移動ブロック２５に追随する形で内側（互いに接近する方向）へ移動する。つまり、外力によって強制的に開こうとしたり、寸法の大きいワークを挟んで尚も移動ブロック２５が内側への移動を続ける場合などは、支持プレート２３のみが外側へ開いたり、その位置にとどまることが可能である。なお、図において符号２８は支持プレート２３がスムースに平行移動するために両脇に設けた直線状のガイドである。

なお、図１に示すように、圧縮ばね２７はスクリュー軸２６とは別個に設けた方が、両者のメンテナンスが容易である上、限られたフレーム２０の内部でより大きなサイズのばねを使用でき、開閉位置の如何に関わらず十分な弾性力を発現できるので好ましい。

また、付勢手段としては圧縮ばね等の弾性部材の他に、空気ばねや空気シリンダ等を用いることもできる。

この発明に係る上記のトランスファ装置によれば、以下に述べるような２つの効果が生じる。第１に、設定値よりも大きいサイズのワークが供給された場合、フィードバー２１はそのサイズに合わせて閉方向の移動を停止するから、開閉機構のいずれの部分にも過負荷がかからず、損傷が生じない。前記したとおり、サーボトランスファ装置と呼ばれる高速サーボモータを使用するトランスファ装置においては、開閉機構のスクリュー軸２６は高速の正転、逆転を繰り返すので、開閉機構の損傷防止は生産性の向上にもつながる重要事項である。

第２に、運転前のティーチングを行う際、開閉機構を運転して寸法合わせを行わなくても、手動でフィンガを開いて位置合わせを行うことができるのでティーチングがやりやすい。

なお、本発明のトランスファ装置では大きめの寸法に対しては容易に対応できるから、設定寸法よりも小さめのワークが供給される場合を想定して、事前の設定は従来よりも小さめのサイズで行うようにするとよい。

２０…フレーム、 ２１…フィードバー、 ２３…支持プレート、 ２４…下部金物、 ２５…移動ブロック、 ２６…スクリュー軸、 ２７…圧縮ばね、 ２９…開閉駆動部。

Claims (3)

1. プレス機に対してワークを側面から供給し、その反対側から排出させるトランスファ装置において、
   前記ワークを掴み、また離すためのフィンガを備える一対のフィードバーを、その間隔を開く方向に後退自由としながら閉じる方向にのみ拘束する開閉機構と、同じくこの一対のフィードバーの間隔をせばめる方向に付勢する付勢手段とで開閉させるように構成されるとともに、前記フィードバーおよび開閉機構を保持しているフレームを更に備え、前記付勢手段はそのフレームと前記フィードバーとの間に配置されていることを特徴とするプレス機のトランスファ装置。
2. 前記開閉機構は、前記フレームに取り付けられ、
   前記開閉機構と前記付勢手段とは、別個の位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス機のトランスファ装置。
3. 前記開閉機構がサーボモータによって駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス機のトランスファ装置。

Images