JP6342944B2

JP6342944B2 - プレス装置

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Publication number: JP6342944B2
Application number: JP2016090940A
Authority: JP
Inventors: 亮二北村
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: CN107335738B; DE102017108330B4; US10166735B2; CN107335738A; DE102017108330A1; JP2017196650A; US20170313015A1

Description

本発明はプレス装置に関し、より具体的には切屑排出機能を備えたプレス装置に関する。

この種のプレス装置の切屑排出装置として、プレス成形により生じた切屑をベルトコンベヤにより所定の切屑排出位置まで搬送するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、加工テーブルと同一の面を形成するワークシュータの蓋と、当該蓋を支持すると共に当該蓋を水平な位置から傾斜位置まで移動させる蓋支持手段とを備え、当該蓋を傾斜させることにより切屑を所定の切屑排出位置に移動させる切屑排出装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平０８−１８７５３０号公報特開２０００−１４１１５９号公報

型上に残った切屑を上記の切屑排出装置に移動させるために、例えば下型を前記ベルトコンベヤやワークシュータの蓋の上方に移動させ、下型を回転させることが考えられる。この場合、下型の回転角度が大きいほど下型上の切屑が落ち易くなるので有利であるが、下型のサイズや形状によってはベルトコンベヤやワークシュータと干渉するため、下型の回転角度を確保できない場合があった。

このような状況を改善するため、切屑が滑り落ちる樋上の切屑シューターを設け、下型からベルトコンベヤやワークシュータに切屑シューターを用いて切屑を運ぶことも考えられる。切屑シューターにより前記干渉を避ける構造とすることは可能であるが、下型とベルトコンベヤやワークシュータとの距離が離れている場合は、切屑シューターに大きな傾斜角度を設けることが難しく、切屑が切屑シューター内に止まってしまう。

さらに、前記ベルトコンベヤやワークシュータを用いると、切屑を所定の切屑排出位置に移動させるために、ベルトコンベヤを回転させるモータや蓋を傾斜させる駆動手段が必要であり、切屑シューターの傾斜角度が小さい場合も切屑シューター上で切屑を移動させるための振動源等が必要となる。つまり、切屑を移動させる専用の動力源が必要になり、その制御も必要になるので、切屑排出機構の製造コストが高くつく。さらに、下型と切屑排出位置とが近い場合には、当該近距離の移動のために前記専用の動力源を用いることになり、非効率的である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、下型上の切屑を効率的に排出することのできるプレス装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様のプレス装置は、フレームと、該フレームに対し上下方向に移動するプレス軸と、該フレームに第１の軸線周りに回動可能に取付けられ、前記プレス軸の下端部に取付けられた上型に対応するように下型を支持する下型支持部と、該下型支持部を前記第１の軸線周りに回動させる下型支持部回動手段と、該下型支持部の回動方向に配置され、前記下型支持部回動手段によって前記下型支持部を回動させて前記下型が下方に向かって傾いた際に前記下型から落下する切屑を受ける切屑シューターと、一端部が前記下型支持部に第２の軸線周りに回動可能に連結されたリンク部材とを備え、前記切屑シューターの一端側が前記リンク部材の他端部に第３の軸線周りに回動可能に連結され、前記切屑シューターの他端側が前記フレーム又は他の支持部材に第４の軸線周りに回動可能に支持されている。

当該態様では、下型支持部回動手段により下型支持部を第１の軸線周りに回動させると、下型支持部に支持された下型が傾斜し、これにより下型に残った切屑が切屑シューター上に落下し易くなる。
また、当該態様では、リンク部材の一端が下型支持部に第１の軸線とは異なる第２の軸線周りに回動可能に連結されている。また、リンク部材と切屑シューターとは第２の軸線と第４の軸線との間の第３の軸線周りに相対的に回動可能である。このため、下型上の切屑を切屑シューターに落下させるために下型支持部を切屑シューター側に回動させると、水平方向において例えば第２の軸線が第４の軸線に対して近づく方向に移動し、リンク部材と切屑シューターとが第３の軸線周りに相対的に回動する。

つまり、下型支持部の回動に応じて切屑シューターの一端側が上下方向に移動し、例えば、下型上の切屑を切屑シューターに落下させるために下型支持部を切屑シューター側に回動させた時に、切屑シューターの一端側が下方に移動し、下型支持部を下型が上型に対応するように元の位置に戻した際に、切屑シューターの一端側が上方に移動する。
このように、下型支持部の回動に連動して切屑シューターの一端側が上下方向に移動するので、切屑シューター上で切屑を移動させる専用の動力源を設けなくても、切屑シューター上に切屑が止まることを防止することが可能となり、製造コストの低減を図ることも可能となる。

上記態様において、前記第１、第２、第３、および第４の軸線は平行であることが好ましい。
このように構成すると、簡易な構成で下型支持部の回動と切屑シューターの一端側の上下方向の移動をスムーズに連動させることができる。

上記態様において、前記プレス軸がサーボモータにより上下方向に移動し、前記下型支持部回動手段がサーボモータによって駆動されることが好ましい。
このように、プレス軸の上下方向の移動や下型支持部の回動の位置を簡易な構成で制御可能となるので、プレス軸や下型支持部を必用最小限の動作範囲で動かすことが可能となり、これはサイクルタイムの短縮に繋がる。

上記態様において、前記下型支持部が、前記下型支持部回動手段によって前記下型支持部を回動させた際に前記下型から前記切屑を剥がすイジェクタを有することが好ましい。
これにより、下型支持部の回動だけでは除去し難い切屑も下型から剥がすことが可能となる。

上記態様において、前記イジェクタが、前記下型支持部に支持された前記下型から突出するように前記下型支持部内に配置されたイジェクタピンと、該イジェクタピンを前記下型から突出するように移動させるエアシリンダとを有することが好ましい。
これにより、除去し難い切屑を剥がす機構を小型化および軽量化することが可能となり、その分だけ下型支持部の小型化および軽量化も可能となり、下型支持部の動作性能が向上する。

本発明によれば、下型上の切屑を効率的に排出することができる。

本発明の一実施形態に係るプレス装置の概略構成図である。図１のプレス装置の断面図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。本実施形態のプレス装置の動作説明図である。

本発明の一実施形態に係るプレス装置を、図面を参照しながら以下に説明する。
このプレス装置は、図１および図２に示すように、基部に設置されるフレーム１０と、フレーム１０に上下方向に移動するように設けられ、下端にプレス成形用の上型Ｍ１が取付けられたプレス軸２０と、フレーム１０に取付けられ、プレス軸２０の下端に取付けられた上型Ｍ１に対応するように下型Ｍ２が取付けられる下型支持部３０と、フレーム１０に支持された切屑シューター４０と、一端部が下型支持部３０に連結され他端部が切屑シューター４０に連結された一対のリンク部材５０とを備えている。

プレス軸２０はフレーム１０に上下方向に移動するように支持され、プレス軸２０を上下方向に移動させる機構としては、油圧シリンダによりプレス軸２０を上下方向に移動させる公知の機構を用いても良く、サーボモータとボールねじ等のスクリューとを用いてプレス軸２０を上下方向に移動させる公知の機構を用いても良い。また、サーボモータ、スクリュー、およびリンクを用いてプレス軸２０を上下方向に移動させる公知の機構を用いても良く、モータとクランク又はカムとを用いてプレス軸２０を上下方向に移動させる公知の機構を用いても良い。

本実施形態では、例えば、プレス軸２０内にその軸方向に延びる雌ねじ穴が設けられると共に、当該雌ねじ穴にフレーム１０に回転可能に支持されたボールスクリューが螺合している。また、当該ボールスクリューの上端部にプーリや歯車が固定され、当該プーリや歯車に減速機を介してサーボモータ２１の回転力が伝達される。プレス軸２０はフレーム１０に対する回転が規制されており、ボールスクリューはフレーム１０に対する上下方向の移動が規制されている。これにより、サーボモータ２１を回転させると、プレス軸２０が上下方向に移動する。

下型支持部３０はフレーム１０の支持面１１により下方から支持されると共に、フレーム１０に第１の軸線Ａ１周りに回動可能に取付けられている。例えば、下型支持部３０の一部には水平方向に延びる支軸１２が挿通すると共に固定され、支軸１２がフレーム１０に回動可能に支持され、これにより下型支持部３０がフレーム１０に支軸１２の中心軸周りに回動可能に取付けられている。フレーム１０と支軸１２との間には好ましくはベアリング等の軸受が設けられている。

下型支持部３０の上面にはプレス成形用の下型Ｍ２が取付けられている。また、下型支持部３０内には図８に示すようにイジェクタピン３１と、イジェクタピン３１を上下方向に移動させるエアシリンダ３２とが設けられている。これらはイジェクタを構成する。下型支持部３０内には上下方向に延びるようにイジェクタピン用孔３０ａが設けられ、下型Ｍ２にもイジェクタ用孔３０ａに対応した位置に上下方向に延びる孔が設けられている。イジェクタピン３１はイジェクタピン用孔３０ａ内に配置されている。エアシリンダ３２により、イジェクタピン３１は、その先端が下型Ｍ２の孔から突出する位置と当該先端が下型Ｍ２の孔から突出しない位置とに移動する。

各リンク部材５０の一端部は下型支持部３０に第２の軸線Ａ２周りに回動可能に連結されている。例えば、下型支持部３０に水平方向に延びる一対の軸３０ｂが設けられ、当該一対の軸にそれぞれ各リンク部材５０の一端部が回動可能に連結され、これにより各リンク部材５０が下型支持部３０に各軸３０ｂの中心軸周りに回動可能に連結されている。

各リンク部材５０の他端部は切屑シューター４０の一端側に第３の軸線Ａ３周りに回動可能に連結されている。例えば、切屑シューター４０の一端側に水平方向に延びる一対の軸４０ａが設けられ、当該一対の軸４０ａにそれぞれ各リンク部材５０の他端部が回動可能に連結され、これにより各リンク部材５０が切屑シューター４０に各軸４０ａの中心軸周りに回動可能に連結されている。

切屑シューター４０の他端側はフレーム１０に第４の軸線Ａ４周りに回動可能に連結されている。例えば、切屑シューター４０の他端側に水平方向に延びる一対の軸４０ｂが設けられ、当該一対の軸４０ｂがそれぞれフレーム１０に回動可能に連結され、これにより切屑シューター４０の他端側がフレーム１０に各軸４０ｂの中心軸周りに回動可能に連結されている。本実施形態では、第１〜第４の軸線Ａ１〜Ａ４は水平方向又は略水平方向に延びている。

フレーム１０にはサーボモータから成る下型支持部回動装置１３が固定され、下型支持部回動装置１３により支軸１２が回転されるように構成されている。つまり、下型支持部３０は下型支持部回動装置１３により支持面１１を離れて切屑シューター４０側に回動し、また、下型支持部回動装置１３により支持面１１側にも回動する。

第２の軸線Ａ２はその直交方向において第１の軸線Ａ１と異なる位置に配置されている。このため、下型支持部３０の回動に応じて、第２の軸線Ａ２の位置が水平方向において切屑シューター４０側や支持面側に移動する。
第３の軸線Ａ３は水平方向において第２の軸線Ａ２と第４の軸線Ａ４との間に配置されている。また、第１の軸線Ａ１と第４の軸線Ａ４はフレーム１０により位置が固定されているので、下型支持部３０が回動しても第１の軸線Ａ１と第４の軸線Ａ４との間の距離は変化しない。

このため、下型支持部３０の下面が支持面１１に支持されている状態から、下型支持部３０が下型支持部回動装置１３により切屑シューター４０側に回動すると、第２の軸線Ａ２と第４の軸線Ａ４との距離が短くなり、その分だけ第３の軸線Ａ３が下方に移動する。つまり、切屑シューター４０の一端側が下方に移動する。一方、下型支持部３０の下面が支持面１１に接触するように回動すると、第２の軸線Ａ２と第４の軸線Ａ４との間の距離が長くなり、その分だけ第３の軸線Ａ３が上方に移動する。つまり、切屑シューター４０の他端側が上方に移動する。

続いて、図を参照しながら上記プレス装置の動作を説明する。
先ず、図３のように、プレス軸２０が上方に位置している状態で、ロボット等のワーク搬送装置や作業者がワークＷを下型Ｍ２上に載置する。そして、プレス成形動作が開始されると、図４のようにプレス軸２０が下方に移動して上型Ｍ１および下型Ｍ２の間でワークＷの切断、孔空け、塑性変形等の加工が行われた後、図５のようにプレス軸２０が上方に移動する。ワーク搬送装置や作業者は加工されたワークＷを下型Ｍ２上から他の場所に移動させる。

この時、下型Ｍ２上に前記加工等により生ずるワークの切屑が残る場合がある。このプレス装置は、図６のように下型支持部回動装置１３が下型支持部３０を切屑シューター４０側に回動させる。これにより、下型支持部３０上の下型Ｍ２が切屑シューター４０側に傾く。支持面１１に当接している位置からの下型支持部３０の回動角度は特に限定されないが、好ましくは９０°以上回動することが好ましい。これにより、下型Ｍ２上の切屑が落下し易い状態となる。

また、図７および図８のように、下型Ｍ２が切屑シューター４０上に配置されるまで下型支持部３０を回動させることが好ましい。続いて、図７又は図８の状態で、エアシリンダ３２によりイジェクタピン３１を下型Ｍ２から突出させる。これにより、下型Ｍ２から落ちずに残っている切屑を切屑シューター４０に落とすことが可能となる。

この後、図９に示すように、エアシリンダ３２によりイジェクタピン３１を下型Ｍ２から突出しない状態とし、下型支持部回動装置１３により下型支持部３０の下面を支持面１１に当接させる。これにより、前述のように第２の軸線Ａ２と第４の軸線Ａ４との距離が長くなり、切屑シューター４０の他端側が上方に移動する。これは、切屑シューター４０上に切屑がとどまることを防上する上で有利である。

このように、本実施形態によれば、下型支持部回動装置１３により下型支持部３０を第１の軸線Ａ１周りに回動させると、下型支持部３０に支持された下型Ｍ２が傾斜し、これにより下型Ｍ２に残った切屑が切屑シューター４０上に落下し易くなる。
また、本実施形態では、リンク部材５０の一端が下型支持部３０に第１の軸線Ａ１とは異なる第２の軸線Ａ２周りに回動可能に連結されている。また、リンク部材５０と切屑シューター４０とは第２の軸線Ａ２と第４の軸線Ａ４との間の第３の軸線Ａ３周りに相対的に回動可能である。

このため、下型Ｍ２上の切屑を切屑シューター４０に落下させるために下型支持部３０を切屑シューター４０側に回動させると、水平方向において第２の軸線Ａ２が第４の軸線Ａ４に対して近づく方向に移動し、リンク部材５０と切屑シューター４０とが第３の軸線Ａ３周りに相対的に回動する。
つまり、下型支持部３０の回動に応じて切屑シューター４０の一端側が上下方向に移動し、例えば、下型Ｍ２上の切屑を切屑シューター４０に落下させるために下型支持部３０を切屑シューター４０側に回動させた時に、切屑シューター４０の一端側が下方に移動し、下型支持部３０を下型Ｍ２が上型Ｍ１に対応するように元の位置に戻した際に、切屑シューター４０の一端側が上方に移動する。

このように、下型支持部３０の回動に連動して切屑シューター４０の一端側が上下方向に移動するので、切屑シューター４０上で切屑を移動させる専用の動力源を設けなくても、切屑シューター４０上に切屑が止まることを防止することが可能となり、製造コストの低減を図ることも可能となる。

また、本実施形態では、軸線Ａ１〜Ａ４は平行である。このような構成は、下型支持部回動装置１３により下型支持部３０を回動させた際に、切屑シューター４０を上下に円滑に移動させる上で有利である。なお、各軸線Ａ１〜Ａ４が平行でない場合であっても、各リンク部材５０や切屑シューター４０をスムーズに動かすことは可能である。

また、プレス軸２０はサーボモータにより上下方向に移動し、下型支持部回動装置１３もサーボモータによって構成されている。このため、プレス軸２０の上下方向の移動や下型支持部３０の回動の位置を簡易な構成で制御可能となるので、プレス軸２０や下型支持部３０を必用最小限の動作範囲で動かすことが可能となり、これはサイクルタイムの短縮に繋がる。

また、下型支持部３０が、下型支持部回動装置１３によって下型支持部３０を回動させた際に下型Ｍ２から切屑を剥がすイジェクタ機構であるイジェクタピン３１とエアシリンダ３２とを有する。これにより、下型支持部３０の回動だけでは除去し難い切屑も下型Ｍ２から剥がすことが可能となる。

また、下型支持部３０に支持された前記下型Ｍ２から突出するように下型支持部３０内に配置されたイジェクタピン３１と、イジェクタピン３１を下型Ｍ２から突出するように移動させるエアシリンダ３２とを用いて、下型Ｍ２から切屑を剥がす機構が構成されている。このため、除去し難い切屑を剥がす機構を小型化および軽量化することが可能となり、その分だけ下型支持部３０の小型化および軽量化も可能となり、下型支持部３０の動作性能が向上する。

なお、上記実施形態では、下型支持部回動装置１３にサーボモータを用いたが、下型支持部３０を回動させることができれば他の種類のモータ、シリンダ等の如何なる駆動手段も用いることが可能である。
また、上記実施形態では、イジェクタピン３１およびエアシリンダ３２を用いて下型Ｍ２上に残った切屑を除去するようにしたが、イジェクタピン３１およびエアシリンダ３２の代わりに圧縮空気を用いて残った切屑を除去することも可能であり、その他の方法で残った切屑に力を加えて除去することも可能である。

また、切屑シューター４０の他端側をフレーム１０以外の支持部材、例えば基部に固定された柱等に第４の軸線Ａ４周りに回動可能に支持することも可能であり、この場合でも上記と同様に機能する。

１０フレーム
１１支持面
１２支軸
１３下型支持部回動装置
２０プレス軸
２１サーボモータ
３０下型支持部
３１イジェクタピン
３２エアシリンダ
４０切屑シューター
５０リンク部材
Ａ１第１の軸線
Ａ２第２の軸線
Ａ３第３の軸線
Ａ４第４の軸線

Claims

フレームと、
該フレームに対し上下方向に移動するプレス軸と、
該フレームに第１の軸線周りに回動可能に取付けられ、前記プレス軸の下端部に取付けられた上型に対応するように下型を支持する下型支持部と、
該下型支持部を前記第１の軸線周りに回動させる下型支持部回動手段と、
該下型支持部の回動方向に配置され、前記下型支持部回動手段によって前記下型支持部を回動させて前記下型が下方に向かって傾いた際に前記下型から落下する切屑を受ける切屑シューターと、
一端部が前記下型支持部に第２の軸線周りに回動可能に連結されたリンク部材とを備え、
前記切屑シューターの一端側が前記リンク部材の他端部に第３の軸線周りに回動可能に連結され、前記切屑シューターの他端側が前記フレーム又は他の支持部材に第４の軸線周りに回動可能に支持されているプレス装置。
前記第１、第２、第３、および第４の軸線は平行である請求項１に記載のプレス装置。
前記プレス軸がサーボモータにより上下方向に移動し、前記下型支持部回動手段がサーボモータによって駆動される請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。
前記下型支持部が、前記下型支持部回動手段によって前記下型支持部を回動させた際に前記下型から前記切屑を剥がすイジェクタを有する請求項１から請求項３の何れかに記載のプレス装置。
前記イジェクタが、前記下型支持部に支持された前記下型から突出するように前記下型支持部内に配置されたイジェクタピンと、該イジェクタピンを前記下型から突出するように移動させるエアシリンダとを有する請求項４に記載のプレス装置。