JP6001024B2 - プレス機械のワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス機械（プレスマシン）のワーク搬送装置（ワーク搬送ロボット）に関する。

従来より、プレスマシンへの搬入・搬出、プレスマシン間などにおけるワークの搬送装置として、種々のものが提案されている。

例えば、特許文献１には、図１７に示すように、水平に回転可能な第１アームと、前記第１アームの先端に前記第１アームの回転軸と平行な軸に回転支持された回転可能な第２アームと、前記第２アームの先端部に前記第２アームの回転軸と平行な軸に回転可能なフランジと、前記フランジにワーク把持部とを備えたワーク搬送ロボットにおいて、前記第１アームの回転軸と平行な前記軸に少なくとも２つの出力軸を備えた減速機構を備えたものが記載されている。

特開２００９−９５９４０号公報

ここで、上述したようなワーク搬送ロボットを利用したワーク搬送においては、上下動するスライド（上型）との干渉を避けながら、前工程の所定位置（例えばプレス機械の下型内の所定位置）までワーク保持手段（ワーク把持部）を侵入させ、その位置でダウン動作（下降動作）してワークに接近して保持し、ワークを保持後にアップ動作（上昇動作）により上流工程の所定位置（下型内の所定位置）からワークを取り出し、その後、次工程の所定位置（例えばプレス機械の下型内の所定位置）へ侵入して、その位置でダウン動作（下降動作）してワークを解放し、ワークを解放した後、アップ動作（上昇動作）して再び前工程の所定位置までワーク保持手段を戻すといったワーク搬送動作が行われる。

このため、特許文献１に記載のワーク搬送ロボットでは、ボールネジを利用して、前記第１アームを水平方向に回転可能に支持している旋回ベースを、ベースに対して上下動させて、ワーク搬送におけるワーク保持手段（ワーク把持部）の上下動を実現させている。

しかしながら、想定される一般的なプレス機械（例えば自動車の車体用プレスなど）のワーク搬送に用いられるワーク搬送ロボットの重量はおよそ２トン以上となるため、特許文献１のように、ワーク搬送ロボット全体（アーム類のすべて）を、ボールネジにより上下動させるには、大きな容量と高い剛性を有する上下動駆動機構（駆動源も含む）が必要とされ高コスト化するおそれがある。

また、このような構成では、大きな重量のワーク搬送ロボットが全体的に上下動するため振動や騒音が大きくなると共に、ワーク搬送ロボットを支持するフレーム剛性を高める必要があるのは勿論、各アームの先端が不必要に大きく振動してしまうなど、ワークの高速搬送には適さないといった実情がある。

更に、特許文献１に記載のワーク搬送ロボットでは、ワークや第２アーム１７の姿勢が水平面内に固定されるため、上下動する上金型と干渉しない範囲で、ワークや第２アーム１７の姿勢を変化させて（水平以外にも傾斜させた姿勢を実現可能として）、ぎりぎりまでワークの搬送速度を上げることも望まれる。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することにより、振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上に貢献可能なプレス機械のワーク搬送装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るプレス機械のワーク搬送装置は、
隣接するプレス機械の間のワークの搬送に用いられるワーク搬送装置であって、
ワーク搬送方向における前記隣接するプレス機械の間に配設され、略垂直軸廻りに回転可能に、かつ、ワーク搬送方向と略直交する方向に水平移動可能に取り付けられると共に、前記水平移動可能な範囲がワーク搬送方向と略直交する方向におけるプレス機械のコラム間に収まる回転ベースと、
前記回転ベースに、略垂直面内において揺動可能に基端側が軸支される第１アームと、
前記第１アームの先端側に、該第１アームの揺動平面と略平行な面内において揺動可能に軸支される連結具と、
前記連結具に、該連結具の揺動面と交差する面内において揺動可能に基端側が取り付けられる第２アームと、
前記第２アームの先端側に、該第２アームの揺動平面と略平行な面内において揺動可能に取り付けられるクロスバーと、
前記クロスバーに取り付けられるワーク保持装置と、
を含んで構成されたことを特徴とする。

本発明において、前記連結具が、更に、前記第１アームの長軸廻りに回動可能に取り付けられることを特徴とすることができる。

本発明において、前記クロスバーが、更に、前記第２アームの揺動平面と交差する方向にチルト可能に取り付けられることを特徴とすることができる。

本発明において、前記ワーク保持装置のクロスバーに対する取り付け位置がシフト可能に構成されることを特徴とすることができる。

本発明によれば、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することにより、振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上に貢献可能なプレス機械のワーク搬送装置を提供することができる。

本発明に係る実施の形態に係るプレス機械のワーク搬送装置の全体構成を示す斜視図である。 同上実施の形態に係るプレス機械のワーク搬送装置の全体構成を示す正面図（ワーク搬送方向と直交する正面方向から見た図）である。 同上プレス機械のワーク搬送装置を抜き出して示す斜視図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置の各部（各関節）の動きを説明するための正面図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置のワーク搬送時における多関節アームの様子（姿勢）を経時と共に連続的に示す平面図（ワーク搬送面の上方から見た図）である。 （Ａ）は同上プレス機械のワーク搬送装置のワーク搬送時における多関節アームの様子（ワークを水平に支持して比較的上方に持ち上げた姿勢（状態））を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。 （Ａ）は同上プレス機械のワーク搬送装置のワーク搬送時における多関節アームの様子（ワークを水平に支持して比較的下方に下げた姿勢（状態））を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。 （Ａ）は同上プレス機械のワーク搬送装置のワーク搬送時における多関節アームの様子（ワーク搬送方向から見てワークを所定に傾斜させて支持した姿勢（状態））を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。 （Ａ）は同上プレス機械のワーク搬送装置のワーク搬送時における多関節アームの様子（ワーク搬送方向と直交する正面方向から見てワークを所定に傾斜させて支持した姿勢（状態））を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置のワーク搬送時における多関節アームの様子（ワーク搬送面に直交する軸廻りにワークを所定に傾斜（揺動）させて支持した姿勢（状態））を示す上面図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置においてリニア移動機構を利用してクロスバーをワーク搬送方向と略直交する水平面内で移動させる場合の多関節アームの姿勢（状態）を説明するための図（ワークの搬送中心を一定としてワークを搬送している様子を示す図）である。 同上プレス機械のワーク搬送装置においてリニア移動機構を利用しない場合の多関節アームの姿勢（状態）を説明するための図（ワークの搬送中心を移動させながらワークを搬送している様子を示す図）である。 （Ａ）は同上プレス機械のワーク搬送装置の多関節アームの構成の一例を説明するための正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置の駆動アーム及び連結具部分の構成の一例を説明するための断面図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置の水平アーム及びクロスバー部分の構成の一例を説明するための正面図である。 同上プレス機械のワーク搬送装置のクロスバーのシフト装置の構成の一例を説明するための断面図である。 従来のプレス機械のワーク搬送装置の一例を示す図である。

以下に、本発明に係るプレス機械のワーク搬送装置の一例を示す実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

図１、図２に示すように、本実施の形態に係るプレス機械（例えば自動車の車体用プレス機械など）のワーク搬送装置１は、前工程のプレス機械と、次工程のプレス機械と、の間に配設され、前工程のプレス機械によりプレスされたワーク（例えば金属製の薄板状部材）を受け取り、次工程のプレス機械へとワークを渡すような場合に利用される。但し、ワーク置き場から第１工程のプレス機械へとワークを搬送する場合や、最終工程のプレス機械から完成品置場へとワークを搬送する場合などにも利用可能である。

本実施の形態に係るワーク搬送装置１は、図３に示すように、ベースフレーム１Ａと、リニア移動機構２０と、多関節アーム３０と、水平アーム４０と、クロスバー５０と、を含んで構成される。

ベースフレーム１Ａは、図１に示したように、門型形状（下方開放のコ字形状）を有し、上部の水平方向に延びる水平梁１Ｂが、ワーク搬送方向に対し略直交する方向に設置される。

ベースフレーム１Ａは、図１に示したような自立式とすることができる一方で、隣接するプレス機械のフレームへ取り付ける方式を選択することができる。なお、隣接するプレス機械のフレームへ取り付ける方式の場合には、門型形状に限定されるものではなく、上部の水平方向に延びる水平梁１Ｂを隣接するプレス機械のフレームへ直接的に取り付ける構成とすることができる。

なお、自立式の場合には、ベースフレーム１Ａ延いてはこれに支持されるワーク搬送装置１が、プレス機械のプレス動作の振動の影響を受け難いため、振動・騒音などの低減などの面で有利である。

リニア移動機構２０は、図１〜図３に示すように、ベースフレーム１Ａの水平梁１Ｂの下側に吊り下げられて設置され、該水平梁１Ｂの長手方向に沿って水平移動可能に構成されている。すなわち、リニア移動機構２０は、多関節アーム３０を垂直軸廻りに回動自在に支持しており、多関節アーム３０をワーク搬送方向に対して略直交する方向に動作（水平移動）させることができるようになっている（図４のスライド関節Ａ１参照）。

リニア移動機構２０の動作機構は、例えば、直線移動をガイドするリニアガイドと、サーボモータの回転運動を直線運動に変換する回転−直線運動変換機構（例えば、ラック＆ピニオン若しくはボールネジを用いた機構）を利用することができる。また、例えばリニアモータを採用することも可能である。

多関節アーム３０ は、図３に示すように、回転ベース６０と、駆動アーム７０と、該駆動アーム７０と水平アーム４０とを連結する連結具８０と、を含んで構成されている。

多関節アーム３０は、プレス機械のスライド（上下動する可動部）をその上下動方向に沿った方向から投影したスライド領域内に侵入しない（スライド領域と重畳しない）ように動作される。スライド領域は、図５に符号Ｘで示す。

このため、ワークの搬送速度を上げた場合に、上下動するスライドと干渉しないように多関節アーム３０の上下方向の厚み薄くする必要がないため、多関節アーム３０の剛性を高くすることができ、以って搬送時の振れの発生などを抑制することができる。

回転ベース６０は、図３に示すように、その基端側が、リニア移動機構２０の下側に、リニア移動機構２０延いてはベースフレーム１Ａの水平梁１Ｂに対して略垂直軸廻りに回転自在に支持される（図４の回転関節Ａ２参照）。

回転ベース６０の先端側には、駆動アーム７０が上下方向に揺動自在に支持されている。すなわち、駆動アーム７０は、その基端側が、所定の垂直面内において揺動自在に、回転ベース６０の先端側に軸支（枢支）されている（図４の回転関節Ａ３参照）。
ここで、駆動アーム７０が、本発明に係る第１アームに相当する。

駆動アーム７０には、図３に示すように、回転ベース６０に軸支（連結）される基端側にサーボモータ等が備えられ、先端側は駆動アーム７０本体の長軸方向廻りに回動（図４の回転関節Ａ４参照）される先端アーム７１が備えられていると共に、その先端アーム７１の先端には水平アーム４０との連結具８０が備えられている。

なお、水平アーム４０が連結される連結具８０は、先端アーム７１延いては駆動アーム７０に対して、所定の面内において回動（揺動）自在に軸支（枢支）されている（図４の回転関節Ａ５参照）。

すなわち、連結具８０は、図３に示すように、駆動アーム７０に対して、駆動アーム７０の長軸方向廻りに回動可能に取り付けられると共に（図４の回転関節Ａ４参照）、駆動アーム７０の揺動平面と略平行な面内において回動（揺動）自在に軸支（枢支）されている（図４の回転関節Ａ５参照）。
但し、連結具８０は、駆動アーム７０の揺動平面と略平行な面内において揺動可能に軸支されること（図４の回転関節Ａ５参照）は要求されるが、駆動アーム７０の長軸方向廻りに回動（図４の回転関節Ａ４参照）可能に取り付けられることは省略することも可能である。

水平アーム４０は、図３に示すように、多関節アーム３０の先端側に設けられている連結具８０を介して取り付けられている。
なお、水平アーム４０が、本発明に係る第２アームに相当する。

連結具８０は、所定の面内において揺動自在に軸支（枢支）されているが、これに連結される水平アーム４０は、連結具８０の先端に、連結具８０の揺動平面と交差（略直交）する平面内にて揺動可能に支持（軸支）されている（図４の回転関節Ａ６参照）。

そして、水平アーム４０の先端側には、図３に示すように、クロスバー５０が支持されており、クロスバー５０に支持されているワーク保持装置１００によりワークが保持されるようになっている。

水平アーム４０は、プレス機械のスライド（上下動する可動部）をその上下動方向に沿った方向から投影したスライド領域内に侵入する（スライド領域と重畳する）部分であるため、図４等に示すように、該スライド領域において上下方向幅が狭くなるよう扁平形状をしている。

このため、上下動するスライドと干渉し難いため、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮に貢献することが可能となっている。

クロスバー５０は、図３、図４に示すように、水平アーム４０の先端部に設けられた回転チルト機構９０を介して水平アーム４０に支持されている。

回転チルト機構９０は、水平アーム４０の揺動面と略直交する回転軸の廻りに回転可能に（図４の回転関節Ａ７参照）、かつ、水平アーム４０の揺動面と交差する方向にチルト（傾動）可能に（図４の回転関節Ａ８参照）、クロスバー５０を支持している。

クロスバー５０には、ワークを保持するワーク保持装置１００と、該ワーク保持装置１００をクロスバー５０の長手方向に沿ってシフト（図４のスライド関節Ａ９、Ａ１０参照）するシフト装置５２を備えることができる。
但し、シフト装置５２を省略し、クロスバー５０に対してワーク保持装置１００を固定的に或いは手作業等により移動（シフト）可能に構成することも可能である。

ワーク保持装置１００は、真空若しくは磁力等の吸着によってワーク（例えば金属製の薄板状部材）を自在に保持・解放できる構成とすることができる。

以上のような構成を備えた本実施の形態に係るワーク搬送装置１は、次のように動作する。

ワークを前工程のプレス機械から次工程のプレス機械まで供給（送出、フィード）する際は、回転ベース６０の枢軸廻りに駆動アーム７０を所定の垂直面内で下方に揺動（回動）させ（図４の回転関節Ａ３参照）、或いは／及び連結具８０の枢軸廻りに水平アーム４０を所定の垂直面内で下方に揺動（回動）させて（図４の回転関節Ａ５参照）、ワーク保持装置１００を下降させてワークを保持させた後、上記の揺動動作を上方に向けて行うことでワーク保持装置１００を所定位置まで上昇させ、その後に、回転ベース６０と、水平アーム４０と、回転チルト機構９０を、それぞれ水平面内で搬送方向に揺動（回動）させて（図４の回転関節Ａ２、Ａ６、Ａ７参照）、次工程のプレス機械の金型までワークを搬送する（図５（Ａ）〜図５（Ｇ））。

上記のようにしてワークを下金型の所定位置まで搬送した後は、回転ベース６０の枢軸廻りに駆動アーム７０を所定の垂直面内で上方に揺動（回動）させ（図４の回転関節Ａ３参照）、或いは／及び連結具８０の枢軸廻りに水平アーム４０を所定の垂直面内で下方に揺動（回動）させて（図４の回転関節Ａ５参照）、ワーク保持装置５１を下降させてワークを解放して下金型内に投入し、その後、上記の揺動動作を上方に向けて行うことでワーク保持装置５１を所定位置まで上昇させ、図４の回転関節Ａ２、Ａ６、Ａ７を所定に動作させて、先ほどとは逆の動作（図５（Ｇ）〜図５（Ａ））を行って、前工程のプレス機械までワークを受け取りに行く。
かかる動作を繰り返すことで、前工程のプレス機械から次工程のプレス機械までワークを搬送するようになっている。

なお、クロスバー５０（ワーク保持装置１００）の上下方向への移動は（図６、図７参照）、回転ベース６０の枢軸廻りでの駆動アーム７０の所定の垂直面内での揺動（回動）（図４の回転関節Ａ３参照）と、連結具８０の枢軸廻りでの水平アーム４０の所定の垂直面内での揺動（回動）（図４の回転関節Ａ５参照）の少なくとも一方によりなされる。

このため、本実施の形態のワーク搬送装置１は、従来のように、ワーク搬送ロボット全体（アーム類のすべて）を、ボールネジ等の直動機構により上下動させる必要がないため、大きな容量と高い剛性を有する上下動駆動機構（駆動源も含む）が不要で低コスト化に貢献可能である。

また、本実施の形態のワーク搬送装置１は、従来のように、大きな重量のワーク搬送ロボットが全体的に上下動するようなことがないため、振動や騒音の低減を図ることができると共に、ワーク搬送ロボットを支持するフレーム剛性を従来ほど高める必要がなく、また各アームの先端が不必要に大きく振動してしまうことも抑制され、ワークの高速搬送やサイクルタイムの短縮化に適したものとなる。

クロスバー５０（ワーク保持装置１００）のチルト（傾動）動作としては、搬送方向に沿った平面が水平面に対して交差するようにチルトする場合（図８）と、搬送方向と略直交する平面が水平面に対して交差するようにチルトする場合（図９）と、搬送面と交差する軸廻りにチルト（揺動）する場合（図１０）と、を実現可能である。

このように、クロスバー５０（ワーク保持装置１００）を水平アーム４０に対して自由度高くチルトさせることができるので、ワーク搬送途中のワークの姿勢の自由度を格段に向上させることができるため、スライド領域内に侵入したときなどにおいて、上金型や下金型との干渉を避けるための姿勢コントロールが容易なものとすることができ、ワークの高速搬送やサイクルタイムの短縮化に貢献することができる。

なお、本実施の形態においては、図５等に示したように、水平アーム４０とクロスバー５０が前記スライド領域に侵入し、それより基端側の連結具８０、駆動アーム７０、回転ベース６０などはスライド領域には侵入しないように構成される。

このため、連結具８０、駆動アーム７０、回転ベース６０などは比較的剛性高く製作することができるため、振動などを効果的に抑制でき、ワークの高速搬送やサイクルタイムの短縮化に貢献可能である。

また、ワーク保持装置１００は、シフト機構（例えば、ラック＆ピニオン、ボールネジ機構など）によりクロスバー長手方向にシフト可能な構成とすることができる（図４のＡ９、Ａ１０参照）。なお、Ａ９、Ａ１０を同一方向にシフトさせること、Ａ９、Ａ１０を相互に異なる方向にシフトさせることも可能である。

なお、クロスバー５０（ワーク保持装置１００）延いてはワーク搬送装置１のワーク搬送方向と略直交する水平面内での移動は、リニア移動機構２０により実行される。これにより、クロスバー５０（ワーク保持装置１００）をプレスラインから一旦退避させることができるため、ツール交換台車等に載置された別仕様のクロスバーとの交換作業などを容易なものとすることができる。

また、リニア移動機構２０を利用してクロスバー５０（ワーク保持装置１００）をワーク搬送方向と略直交する水平面内で移動させる場合は、図１１に示すように、ワークを上下動させても、ワークの搬送中心を一定としてワークを搬送することができるため、ワーク搬送中にワークに搬送方向以外の不必要な慣性力が作用することを低減できるため、円滑で安定した高速搬送が可能となる。

これに対して、リニア移動機構２０の動作を利用しない場合或いはリニア移動機構２０を備えない場合には、図１２に示すように、ワーク搬送中にワークの搬送中心を一定としてワークを搬送することが難しいため、ワーク搬送中にワークに搬送方向以外の不必要な慣性力が作用するなどして、円滑で安定した高速搬送に不利になる。

次に、本実施の形態に係るワーク搬送装置１の具体的な構成例について説明する。
図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リニア移動機構２０は、サーボモータ２１により回転駆動されるピニオンギヤ２２と、これと噛合するラックギヤ２３と、回転ベース６０を支持しているベースプレート２５の直動（直線運動）を案内（ガイド）するリニアガイド２４と、を含んで構成され、図４のＡ１方向に移動可能に構成される。但し、駆動源として、ピニオンギヤ２２、ラックギヤ２３に代えて、ボールネジ機構を採用することも可能であるし、リニアモータを利用することもできる。

回転ベース６０は、サーボモータ６１、減速機６２を備え、これらを利用してベースプレート２５に対して回転軸Ａ廻りに（図４のＡ２方向に）回動可能に構成されている。

駆動アーム７０は、サーボモータ７２、減速機７３を備え、これらを利用して、回転軸Ｂ廻りに（図４のＡ３方向に）回動可能に回転ベース６０の先端側（下端側）に軸支（枢支）されている。

駆動アーム７０は、先端側は駆動アーム７０本体の軸方向廻りに（図１３（Ａ）の回転軸Ｃ廻りに：図４のＡ４方向に）回動される先端アーム７１が備えられていると共に、その先端アーム７１の先端には水平アーム４０との連結具８０が備えられている。

この先端アーム７１は、サーボモータ７１Ａによって回転駆動されるギヤ７１Ｂと、ギヤ７１Ｂと一体的なシャフト７１Ｃにより回転駆動される減速機インプットシャフト７１Ｄを介して回転駆動される減速機７１Ｅによって、駆動アーム７０本体に対して図１４の回転軸Ｃ廻りに（図４のＡ４方向に）相対回転可能に構成されている。

水平アーム４０が連結される連結具８０は、先端アーム７１に対して、図１４の回転軸Ｃ廻りに（図４のＡ５方向に）回動（揺動）自在に取り付けられている。

また、この連結具８０は、サーボモータ８１によりギヤ８２を介して回転駆動されるシャフト８３の先端に取り付けられた傘歯車８４により回転駆動される傘歯車８５と一体的な減速機インプットシャフト８６によって減速機８７を回転駆動することで、図１４の回転軸Ｄ廻りに（図４のＡ６方向に）回動（揺動）自在に取り付けられている。なお、前記シャフト８３は、前記ギヤ７１Ｂの中空部分に回転自在に挿通されている。

ところで、図１４では、構造の理解が容易となるようにサーボモータ８１をサーボモータ７１Ａの下に表示したが、実際には、サーボモータ８１は、サーボモータ７１Ａの裏側（図１４に垂直な方向において奥側）に配設されている。

更に、本実施の形態では、前記シャフト８３の中空部分には、カップリング８０２を介してサーボモータ８０１に回転連結されるシャフト８０３が回転自在に挿通されている。

そして、このシャフト８０３の先端には、傘歯車８０４が取り付けられ、この傘歯車８０４と噛合する傘歯車８０５に回転が伝達されるようになっている。

傘歯車８０５には伝動歯車８０６が同軸的に取り付けられていると共に、該伝動歯車８０６と噛合する伝動歯車８０７によって、傘歯車８０８が回転駆動され、これと噛合する傘歯車８０９と一体的な減速機インプットシャフト８１０によって減速機８１１を回転駆動するように構成されている。

この減速機８１０は、連結具８０本体に対して、図１４の回転軸Ｅ廻りに相対回転可能に構成されていて、これにより、この減速機８１０に取り付けられる水平アーム４０が、図４のＡ６方向に回動（揺動）可能となっている。

水平アーム４０においては、図１５に示すように、サーボモータ４１により回転駆動されるプーリー４２から、これに巻き掛けられた歯付きベルト４３を介して、プーリー４４に回転力が伝達され、プーリー４４が図１５の回転軸Ｆ廻りに（図４のＡ７方向に）回転されるように構成されている。

プーリー４４には回転チルト機構９０が取り付けられ、図１５に示すように、該回転チルト機構９０にはクロスバー５０が支持されており、従って、回転チルト機構９０延いてはクロスバー５０は、図１５の回転軸Ｆ廻りに（図４のＡ７方向に）回転可能となっている。

回転チルト機構９０は、内部にサーボモータ９１Ａ、９１Ｂを備え、それぞれに減速機９２Ａ，９２Ｂを介してクロスバー５０が連結されている。これにより、クロスバー５０は、図１５の回転軸Ｇ廻りに（図４のＡ８方向に）に回動可能（チルト、傾斜可能）となっている。

また、クロスバー５０には、図１６に示すように、ワーク保持装置１００をクロスバー５０の長手方向に沿って（図４のＡ９、Ａ１０方向に）移動（シフト）させるシフト装置５２が備えられている。
なお、図１５には、シフト装置５２が省略された構成例（クロスバー５０に対してワーク保持装置１００を固定的に或いは手作業等により移動（シフト）可能に構成した例）が示されている。

シフト装置５２は、図１６に示すように、サーボモータ５２Ａと、該サーボモータ５２Ａにより回転駆動されるボールネジ５２Ｂと、該ボールネジ５２Ｂに螺合されているナット５２Ｃと、該ナット５２Ｃとワーク保持装置１００を連結する連結ブロック５２Ｄと、を含んで構成され、サーボモータ５２Ａを回転駆動することで、ボールネジ５２Ｂを回転させ、これに螺合しているナット５２Ｃ延いては連結ブロック５２Ｄ及びワーク保持装置１００を、クロスバー５０の長手方向に沿って（図４のＡ９、Ａ１０方向に）移動（シフト）させるようになっている。

なお、ワーク保持装置１００を、クロスバー５０に対して、図４のＡ９、Ａ１０の同一方向に（同位相で）シフトさせる構成を採用することで、水平アーム４０の先端位置に対するワーク位置をシフトさせることができるため、リニア移動機構２０を省略しても、ワークの搬送中心を一定としてワークを搬送することができるため（図１１参照）、ワーク搬送中にワークに搬送方向以外の不必要な慣性力が作用することがないため、円滑で安定した高速搬送が可能となる。

以上で説明したように、本実施の形態に係るワーク搬送装置１によれば、クロスバー５０（ワーク保持装置１００）の上下方向への移動を、回転ベース６０の枢軸廻りでの駆動アーム７０の略垂直面内での揺動（回動）（図４の回転関節Ａ３参照）と、連結具８０の枢軸廻りでの水平アーム４０の略垂直面内での揺動（回動）（図４の回転関節Ａ５参照）の少なくとも一方により実現するようにしたので、従来のように、ワーク搬送ロボット全体（アーム類のすべて）を、ボールネジ等の直動機構により上下動させる必要がないため、大きな容量と高い剛性を有する上下動駆動機構（駆動源も含む）が不要で低コスト化に貢献可能である。

また、本実施の形態に係るワーク搬送装置１によれば、従来のように、大きな重量のワーク搬送ロボットが全体的に上下動するようなことがないため、振動や騒音の低減を図ることができると共に、ワーク搬送ロボットを支持するフレーム剛性を従来ほど高める必要がなく、また各アームの先端が不必要に大きく振動してしまうことも抑制され、ワークの高速搬送やサイクルタイムの短縮化に貢献可能である。

また、本実施の形態に係るワーク搬送装置１によれば、水平アーム４０を、プレス機械のスライド（上下動する可動部）をその上下動方向に沿った方向から投影したスライド領域内に侵入する（スライド領域と重畳する）部分として、図４等に示すように、該スライド領域において上下方向幅が狭くなるよう扁平形状としたので、上下動するスライドと干渉し難いため、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮に貢献することが可能である。

すなわち、本実施の形態に係るワーク搬送装置１では、水平アーム４０より基端側の多関節アーム３０は、前記スライド領域内に侵入させない（スライド領域と重畳させない）ようにしたので、ワークの搬送速度を上げた場合でも、上下動するスライドと干渉し難いように多関節アーム３０の上下方向の厚み薄くする必要がないため、多関節アーム３０の剛性を高くすることができ、以って搬送時の振れの発生などを効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態に係るワーク搬送装置１では、クロスバー５０（ワーク保持装置１００）をチルトさせることができるので、ワーク搬送途中のワークの姿勢の自由度を格段に向上させることができるため、スライド領域内に侵入したときなどにおいて、上金型や下金型との干渉を避けるための姿勢コントロールが容易なものとすることができ、ワークの高速搬送やサイクルタイムの短縮化に貢献することができる。

また、本実施の形態に係るワーク搬送装置１では、駆動アーム７０の基端側の回動軸付近に比較的重量の嵩むサーボモータ７１Ａ，８１、８０１を配設したので、回転モーメントを小さくすることがきると共に、重量バランスが良く、駆動アーム７０の姿勢制御の円滑化や安定化に貢献することができる。

このように、本実施の形態に係るワーク搬送装置１によれば、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することにより、振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上に貢献可能なプレス機械のワーク搬送装置を提供することができる。

なお、本実施の形態では、前工程のプレス機械と、次工程のプレス機械と、の間に、ワーク搬送装置１を配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、素材（ブランク）置き場と、プレスライン最初のプレス機械と、の間、或いはプレスライン最終工程のプレス機械と、完成品置き場と、の間に配設するような場合にも本発明は適用可能である。

また、本実施の形態では、ベースフレーム１Ａの水平梁１Ｂを、ワーク搬送方向に対して略直交する方向に延在させた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水平梁１Ｂをワーク搬送方向に沿って配設する場合、ワーク搬送方向に対して所定角度で交差する方向に配設する場合にも適用可能である。

また、本実施の形態では、ワーク搬送装置１を、水平梁１Ｂの下側に設置した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水平梁１Ｂの高さを下げて、その上にワーク搬送装置１を設置する場合にも適用可能である。

また、本実施の形態では、シフト装置５２を備え、クロスバー５０の長手方向に沿ってワーク保持装置１００をシフト可能に構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、シフト装置５２を省略し、クロスバー５０に対してワーク保持装置１００を固定的に或いは手作業等により移動（シフト）可能に構成することが可能である。

以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１ ワーク搬送装置
１Ａ ベースフレーム
１Ｂ 水平梁
２０ リニア移動機構
３０ 多関節アーム
４０ 水平アーム（本発明に係る第２アーム）
５０ クロスバー
６０ 回転ベース
７０ 駆動アーム（本発明に係る第１アーム）
８０ 連結具
９０ 回転チルト機構
１００ ワーク保持装置

Claims (4)

1. 隣接するプレス機械の間のワークの搬送に用いられるワーク搬送装置であって、
   ワーク搬送方向における前記隣接するプレス機械の間に配設され、略垂直軸廻りに回転可能に、かつ、ワーク搬送方向と略直交する方向に水平移動可能に取り付けられると共に、前記水平移動可能な範囲がワーク搬送方向と略直交する方向におけるプレス機械のコラム間に収まる回転ベースと、
   前記回転ベースに、略垂直面内において揺動可能に基端側が軸支される第１アームと、
   前記第１アームの先端側に、該第１アームの揺動平面と略平行な面内において揺動可能に軸支される連結具と、
   前記連結具に、該連結具の揺動面と交差する面内において揺動可能に基端側が取り付けられる第２アームと、
   前記第２アームの先端側に、該第２アームの揺動平面と略平行な面内において揺動可能に取り付けられるクロスバーと、
   前記クロスバーに取り付けられるワーク保持装置と、
   を含んで構成されたことを特徴とするプレス機械のワーク搬送装置。
2. 前記連結具が、更に、前記第１アームの長軸廻りに回動可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
3. 前記クロスバーが、更に、前記第２アームの揺動平面と交差する方向にチルト可能に取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
4. 前記ワーク保持装置のクロスバーに対する取り付け位置がシフト可能に構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載のプレス機械のワーク搬送装置。