JP6420269B2 - シェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機、工具自動交換据え付け装置及び工具カセットの自動交換方法 - Google Patents

Description

本発明はロボット式ハンドラーを備えた鍛造成型機に係り、より詳しくは、プログレッシブ冷間成型機の内部において工具類と被加工品を運ぶための部品の自動交換するためのロボット式ハンドラーを備えた鍛造成型機に関する。

高い生産速度で金属部品を成型することが可能な、ある種の大型のプログレッシブ冷間成型機が存在している。特許文献１には、そうした成型機の実施例が開示されている。これらの成型機は、工具カセットが一連の作業ステーションに配置されていることを特徴としている。生産能力が高く比較的短時間のうちに製品を生産可能であることから、これらの成型機は複数の異なる製品の生産のために使用可能である。１つの生産工程が完了した後に別の製品を生産する場合には、工具カセット、トランスファースライド機構、およびトランスファー操作カムシャフトを交換するというのが、慣習的な方法である。

工具類やトランスファー関連部品の交換は、比較的多くの時間と労働力を必要とする作業である。ダイカセットと工具カセットは成型機から人力で移動させるには重量過多であり、トランスファースライドとカムシャフトの人力での移動はそれに輪をかけて非現実的である。通常は、成型機内でこれらの部品を動作位置まで持ち上げるためにはホイストが使用される。通常このプロセスを実行するためには、部品を成型機内から取り出しパレットなどの受け手側装置まで誘導するために、技術者がダイエリアに出入りしなくてはならない。そして今度は、交換用の工具類を成型機内に装填するために、このプロセスを逆順に実行しなくてはならない。技術者が気を取られたり不注意であったりすると、ミスや事故が発生する可能性がある。

米国特許５８２９３０２ 米国特許５７１３２３６

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、プログレッシブ冷間成型機の内部において工具類カセット、トランスファースライド、およびトランスファーカムを自動で交換することのできるロボット式ハンドラーを備えた鍛造成型機及びこれを備えた装置並びに工具カセットの自動交換方法を提供することにある。

本発明は、カットオフカセット用ステーションと、工具類カセットの複数の作業ステーションを有するプログレッシブ冷間成型機と、
自動的に前記カットオフカセットと前記工具類カセットを交換するため、前記プログレ
ッシブ冷間成型機に対して固定して設けられ、単一の基部を有する６軸多関節式のシェル
フ型ロボットと、
前記シェルフ型ロボットのロボットアームの遠位側に設けられるフランジと、
前記フランジに取り付けられるカップリング装置と、
前記シェルフ型ロボットによる前記プログレッシブ冷間成型機への前記カットオフカセットと前記工具類カセットの運び入れと運び出しを可能にするため、前記カットオフカセットと前記工具類カセットのそれぞれに設けられ、前記カップリング装置により係合可能なカップリングエレメントと、
の組み合わせからなり、
前記作業ステーションを提供する機械ダイ領域の上方に支持され、前記カセットを受け取り前記ダイ領域からスライド運動の方向及び前記スライド方向と交差する水平方向の両方に水平にオフセットされていることを特徴とする。

また本発明は、ダイエリアを有するプログレッシブ冷間成型機の工具自動交換据え付け装置であって、
ローディングエリアが前記プログレッシブ冷間成型機に隣接して設けられ、
前記プログレッシブ冷間成型機内のダイエリアおよび前記ローディングエリアに到達可能なように配置された、単一の基部を有する６軸多関節式のシェルフ型ロボットを備え、
前記プログレッシブ冷間成型機は、正対する一連のダイカセットおよび工具カセットを
含んだ複数の作業ステーションとカットオフカセット用ステーションをダイエリア内に備え、
前記ローディングエリアは、工具類カセット、カットオフカセット、トランスファース
ライド、およびトランスファーカムシャフトの受け取りまたは取り外しが行われるパレッ
トステーション、ダイカセットの上方でプログレッシブ冷間成型機に取り付け可能なトラ
ンスファースライド、トランスファースライドに隣接してプログレッシブ冷間成型機に取
り付け可能なトランスファーカムシャフト、そしてトランスファースライドおよびトラン
スファーカムシャフトを一時的に保持するためのローディングエリア内の保持ステーションを備えて、プログレッシブ冷間成型機、パレットステーション、および保持ステーションが合計で、各々のカットオフカセット、トランスファースライド、およびトランスファーカムシャフトを受け取るための３つの別々のスペースと、各ダイカセットおよび工具カセットそれぞれにつき、作業ステーションの２倍の数よりも１つ多いスペースを提供していることを特徴とする。

また本発明は、プログレッシブ冷間成型機の内部の工具カセットを自動的に交換する方法であって、単一の基部を有する６軸多関節式のシェルフ型ロボットにより内側に面している工具カセットをプログレッシブ冷間成型機内の作業ステーションから取り外し、取り外した工具カセットをロボットを使用して回転し、取り外し可能なパレット上の空のスロットに外向きに収容し、前記シェルフ型ロボットにより交換用の工具カセットを当該パレットから取り外して、それを作業ステーション内の取り外された工具カセットが収容されていたスロットに収容し、前記シェルフ型ロボットにより次の作業ステーションから次の工具カセットを取り外して、それをパレット上の前回の工具カセットが取り外されたことで空になったスロットに外向きに回転して収容し、このステップをプログレッシブ冷間成型機とパレットとの間で、１つずつすべての工具カセットが交換されるまで繰り返すことを特徴とする。

本発明によると、本発明は多関節式シェルフ型のロボットを成型機に取り付けるが、この際ロボットの基部はダイエリアに対して垂直方向には上方、横方向には外側に配置する。このため、ロボットアームは、ダイエリアへと進入し、工具カセット、トランスファースライド、およびトランスファーカムの取り外しと交換が可能であるという効果がある。ロボットがローディングとステージングを行うエリアは、成型機に隣接して設けられているため利便性が高いという効果がある。

プログレッシブ冷間成型機、工具交換を行うロボット、およびロボットのローディングエリアの斜視図である。 図１に図示した成型機、ロボット、およびローディングエリアの平面図である。 ロボットとローディングエリアを成型機側から見た斜視図である。 図１のロボットとローディングエリアを拡大した斜視図である。 カットオフカセットの斜視図である。 典型的なダイカセットの斜視図である。 典型的な工具カセットの斜視図である。 トランスファースライドの運搬用取付具の斜視図である。 カムシャフトの運搬用取付具の斜視図である。 ロボットがトランスファースライドの設置を行っている様子を示す図で、トランスファースライドを（ａ）は反時計回りに、（ｂ）は時計回りに傾けた図である。 成型機の一部（透視図）、ロボット、およびロボットにより設置・取り外しされる保守作業用プラットフォームの、概略を示す図である。

本発明は、ロボットアームのフランジには２つの異なるカップリング装置が取り付けられている。一方の装置は、工具類カセット、カットオフカセット、および作業プラットフォームを連結する。他方の装置は、トランスファースライドを運ぶための取付具またはカムシャフトを運ぶための取付具を係合する。ロボットのローディングステーション内のある区画は、同ステーションに出入りする工具カセット、カットオフカセット、トランスファースライド、およびカムシャフト専用であり、また別の部分は、トランスファースライドとカムシャフトの運搬用取付具のドッキング専用であるとともに、運び出されるカットオフカセット、トランスファースライド、およびカムシャフトを一時的に保持する区画である。工具類カセット、カットオフカセット、および作業プラットフォームにはそれぞれ頭部付きピンが取り付けられており、このピンによりこれらの部品は、ロボットアームのフランジの中心からわずかに外れた位置に取り付けられており空気圧で操作される比較的単純な構造のカップリングユニットに係合されたことを特徴とする。

トランスファースライドおよびトランスファーカムの運搬用取付具は、ロボットアームのフランジの中央部分に設置されたマスタープレートに選択的に連結されている。マスタープレートはロボット制御式の内部カップリングエレメントを有しており、これらのエレメントは、当業者にとって周知の通り、工具プレートを受け取りこれにロックされることにより、運搬用取付具の一部となる。このマスタープレートとの連結のおかげで、ロボットが運搬用取付具を操作する際に、運搬用取付具が個々のトランスファースライドまたはカムにしっかりとロックされるとともに、運搬用取付具と個々の部品の方向の制御が維持される。

特に図１〜３において、プログレッシブ冷間成型機を番号１０で示す。機械１０は、当業者にとって周知の製品であり、例えば上述の特許文献１において詳細に開示されている。図示されている成型機は、番号１１で概略図示されている騒音軽減のための囲いで包囲されている。機械１０は、ダイカセット１３が取り付けられる固定受部１２と、受部方向に往復運動し工具カセット１５を運ぶスライドまたはラム１４を備えている。ダイカセット１３および工具カセット１５は、工具カセット、カセット、または工具類カセットと呼ばれてもよい。個々の作業ステーションは、正対したダイカセット１３と工具カセット１５の各ペアを備えている。作業ステーションは、従来の通り、共通水平面である。機械１０の内部のダイカセット１３と工具カセット１５の間のエリアを、ダイエリアと呼ぶ。

金属素材または被加工品は、供給されるワイヤ状またはバー状の金属材料から、受部１２に取り付けられたカッターカセット１８で切り離される。金属素材は、トランスファースライド１９の指部一式により連続作業ステーションに運ばれる。これは図１、図２、および図４において機械１０の内部からは省略されているが外部に図示されている。トランスファースライド１９は、当業者にとって周知かつ先行技術によるものであり、特許文献２にて広く説明されている。トランスファースライド１９は、動作時にダイカセット１３の上方に位置する。金属素材を把持するトランスファースライド１９の指部２０は、トランスファースライドの平行かつ前方（ラム１４からは遠方）の位置で機械１０に取り付けられているカムシャフト２１により操作される。

上記のとおり本発明で使用するプログレッシブ冷間成型機は、比較的高速で動作し、高い生産速度を実現する類の機械である。十分な供給がなされるまでは、特定の１種類の製品を製造するというのが普通である。その後、カットオフカセット１８、ダイカセット１３、工具類カセット１５、トランスファースライド１９、およびトランスファー操作カムシャフト２１を取り外し交換することにより、機械内の工具類を変更する。通常は、取り外しと交換の対象となるエレメントは、ある単一製品の生産専用のものである。

６軸シェルフ型ロボット２６は、機械１０のフレームまたは土台部分に取り付けられたブラケットまたは台２８に取り付けられた基部２７を有している（図３）。好ましくは基部２７は、成型機のダイエリアよりも高い位置に取り付けられるようにするため、成型機のフレームの上方で支持される。図示される通り、基部２７は、スライド移動方向（図２の左右方向）とスライド移動方向を横断する水平方向の双方において、ダイエリアから水平方向にオフセットされている。すなわち、ダイカセット１３が表すダイ表面の平面に対して平行にオフセットされている。スライド移動方向へのロボット基部２７のオフセットは、好ましくは受部１２からは離れている。適切かつ商用のロボットの一例は、ＫＵＫＡ社製ＫＲ２４０Ｒ３１００ Ｕｌｔｒａ Ｋである。ロボットアームを番号２９で示す。
ロボットのローディングエリアまたはステージングエリア３１は、機械１０の側面のうち作業者とは反対側に設置される。作業者側には、開口部３２に単数または複数のドア（図示していない）を設け、点検、調整、保守などの目的でダイエリアにアクセスできるようにする。
ローディングエリア３１は、フェンス３３により２面を封鎖したうえで、人や物がローディングエリアに侵入した際にロボットの動作を停止するための赤外線センサー３４により保護してもよい。

図示している例では、機械１０は６つの作業ステーションを備えており、各作業ステーションには正対している工具カセット１５とダイカセット１３のペアが含まれている。各ダイカセット１３は互いに実質的に同等であり、これは工具カセット１５においても同様である。これらのカセットは、それぞれ図６と図７に図示されている。
ロボットアーム２９の遠位端にあるフランジ３６は、空気圧で操作されるカップリング装置３７を運ぶ。これの適切な例は、Ｓｃｈｕｎｋ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．社がＶＥＲＯ−Ｓの商標で販売している締め付けモジュールであるＭｏｄｅｌ ＮＳＥ ｐｌｕｓ １００−７５である。カップリング装置、より単純に呼べばカプラー３７は、フランジ３６に偏心して取り付けられており、一般的には長方形のブロック状の構成を有しており、各面はフランジ３６の平面に対して垂直の平面を形成している。カップリング装置３７の底部中央には、ダイカセット１３、工具類カセット１５、および上述のその他の部品に固定されたピン４０の頭部または球根状部３９を受け入れるための開口部が設けられている。

カップリング装置３７がピン頭部３９を受け入れるのは、圧縮空気の供給を受け、ブロック状のカップリング装置の側面に接触しているカセットまたはその他の部品に取り付けられた整合ピン４１のペアの働きにより、カセット（またはその他の特定の部品）の角度方向が正確となる際である。圧縮空気がカップリング装置３７から排出される際、内部のばね式ラッチがピン４０にロックされ、ピン４０を運ぶ部品をロボットアームのフランジ３６に対して強固に固定する。カップリング装置３７への空気供給は、ロボットコントローラーの制御下で行われるということが理解されよう。
ロボット２６は、ダイカセット１３と工具類カセット１５を機械１０から取り外し、それらをローディングエリア３１に運び込まれた代替部品と交換することにより、工具の交換を部分的に実施する。通常は、代替部品のダイカセット１３と工具類カセット１５およびカットオフカセット１８は、パレット４６に載せられてローディングエリア３１に運び込まれる。パレット４６は、フォークリフトのフォークを受け入れる長方形チューブ４７を備えていてもよい。

パレット４６は、スロット４８とスロット４９に個別に収納されたダイカセット１３と工具カセット１５の双方を運べるように構成・配置されている。図４では、空のスロット４８とスロット４９がロボットアーム２９により見えなくなっている。この図では、ある列のうち空のスロットが存在している端部とは反対側の端部にある典型的なスロットを見えるようにするため、ダイカセットとツールカセットの一部が取り除かれている。図３は、すべての空のスロット４８とスロット４９を載せたパレット４６を図示している。ダイカセット用のスロット４８はバーで区切られた浅いエリアであり、工具カセット用のスロット４９は工具カセットがぶら下がる中央に直立した小型のプレートを特徴としている。各工具類カセットのため、機械１０の動作時に使用されるダイカセット１３の数と工具類カセット１５の数すなわち成型機の作業ステーションの数よりも１つ多いスロット４８とスロット４９が設けられている。図示している例では、作業ステーションの数は６つであるため、それぞれの種類の工具類カセットにつき７つのスロットが存在する。

２つ目のパレット５３は、交換用のトランスファースライド１９とカムシャフト２１をローディングエリア３１に運ぶために使用される。パレット４６とパレット５３は、ローディングエリア３１において、据え付けまたは固定された２段式のスタンド５４の上に支持される。スタンド５４は、工具を手作業で点検、調整、または交換できるよう工具を支持するのに都合がよいベンチの高さである、例えば２９インチから３９インチの間の高さで、カセット用パレット４６の底部を支持する。スタンド５４の上段では、ロボットアームに必要とされる長さを短縮できるよう、パレット５３上でロボットアームが到達できる位置にトランスファースライド１９とカムシャフト２１が配置される。

ダイカセット１３と工具類カセット１５の交換は、１つずつ行われる。ロボット２６は、機械１０の内部のカセットのうちの１つをピン４０とカップリング装置３７を係合させることにより取り外し、同カセットを、それが対応するパレット４６の各スロット列の一端にある余分な空のスロット４８またはスロット４９に収容するよう、プログラミングされている。ロボット２６はその後、パレット４６上でカップリング装置３７を交換用のカセットと係合させ、同カセットを機械１０の作業ステーション内にある、すでに取り外されたカセットが収容されていた位置に運ぶ。その後、ロボットは機械１０の内部の次のカセットをピックアップし、同カセットを直近に設置された交換用カセットが収容されていたパレット上のスロットに収容する。
このプロセスは、一方の種類のカセットがすべて交換されるまで繰り返された後で、他方の種類のカセットに対して再開される。パレット４６は、互いに対して外側を向くようにダイカセット１３と工具カセット１５を保持するべく配置されており、ロボット２６はカセットをその方向に配列するべくプログラムされ動作する。この配列により、技術者は点検、調整、修理などのために工具類に完全にアクセスすることが可能となる。

工具カセットの交換が完了した時点で、空のスロット４８とスロット４９は、交換作業の開始時点でそれらが存在していたスロット列上の端部とは反対側の端部に存在する。この運用により、パレット上に必要とされるスペースが少なくなり、交換作業を完了するためのロボットアームの動きの距離および／または複雑性が削減される。交換用のカセットをスロットまたは作業ステーションに収容した後でロボットが動く必要があるのは、隣接しているダイカセット１３と工具カセット１５の間の距離のみである。この作業をより容易にするため、ロボットはフランジ３６の表面または隣接部にスキャン装置６３を備えている。ロボットは、パレット４６上のカセットスロット列を通過し、交換対象のカセットが収容されていた空のスロットが存在するのはその列のどちらの端部かを判定するようプログラミングされているとともに、その空のスロットに機械１０から取り出された最初の工具類カセットを収容するようプログラミングされている。パレット４６は、同パレットにより運ばれるダイカセットと工具カセットに関連するカットオフカセット１８を運ぶために使用される。交換作業中、機械１０の内部のカットオフカセット１８は、カセットに取り付けられたピン４０と係合したカップリング装置３７に取り付けられたフランジによりまず取り外され、据え付けまたは固定されたスタンドに一時的に配置される。これにより、２段式スタンド５４に隣接する区画においてローディングエリア３１内に交換作業用保持ステーション６０が形成される。ロボット２６はその後、交換用のカットオフカセット１８を、機械１０の、最初の作業ステーションのダイカセット１３に隣接するステーションへと運ぶ。その後のいずれかの時点で、ロボット２６は据え付けまたは固定されたスタンドから交換対象のカットオフカセット１８をパレット４６へと運び、交換用のカットオフカセットがもともと収容されていたスペースに収容する。

ロボットアーム２９は、ＡＴＩ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ社が販売しているモデル名ＱＣ−２１０のようなマスタープレートまたはカプラー６６を使用して、トランスファースライド１９とカムシャフト２１を運ぶ。マスタープレート６６は、ロボットアームのフランジ３６の中央に固定されており、当業者によって周知のように、空気圧式回路および電気式回路の双方を複数提供する。
個別の取付具６７（図８）および取付具（図９）は、ロボットが運ぶマスタープレート６６と、トランスファースライド１９およびカムシャフト２１を連結するために提供される。取付具６７と取付具６８はそれぞれ、マスタープレート６６と結合し同プレートにより選択的に把持される、工具プレート６９を含んでいる。

図９に図示されているとおり、カムシャフト運搬用の取付具６８は、間隔が空いたエンドプレートのペアを有しており、このエンドプレートはアーム７２を形成しているとともに、カムシャフト２１の下部で受け取られ、カムシャフトを持ち上げるためのクレードルとして機能する。カムシャフト２１は、マスタープレート６６を通過する回路を介してロボット２６が制御する空気圧式のシリンダー７４により操作されるレバー７３によって、クレードルのアーム７２にロックされる。レバー７３が適切に機能しているかどうかは、近接センサー（図示していない）により確認される。空気圧式シリンダー７７によりロボットが同様に操作するレバー７６は、カムシャフト２１の参照角方向を保持するため、カムシャフト２１内のノッチに進入する。レバー７６に取り付けられた近接センサー７５は、カムシャフト２１がロボット２６により運ばれる前にレバーがノッチ内に固定されたことを確認する。
交換作業中、ロボット２６は、取付具６８を同取付具に割り当てられた交換作業用保持ステーション６０上の場所から取り出した後で、機械１０からカムシャフト２１を取り外し、それを保持ステーション上のクレードルブラケット７８に運ぶ。交換用のカムシャフトは、パレット５３からピックアップされ、機械１０の内部にセットされる。続いて、ロボット２６は保持ステーション６０に戻り、交換対象のカムシャフトをピックアップし、それをパレット５３に載せる。その後、取付具６８は、同取付具に割り当てられた保持ステーション６０上の場所へとロボット２６により戻される。

図８は、トランスファースライド１９を運ぶための取付具６７を図示している。取付具６７は、工具プレート６９が取り付けられているラダーフレーム８１を備えている。フレーム８１の各端部に隣接しているカップリング装置８２は、ロボット２６により空気圧で操作される。カップリング装置８２は、ロボットフランジ３６のカップリング装置３７と類似したものであり、ロボット２６から圧力を受けると、トランスファースライド１９のトラニオン型ブロック８３に固定されているピン４０と連結する。トランスファースライド１９の交換作業中、取付具６７は保持ステーション６０からロボット２６により取り出される。
図示している例では、保持ステーション６０に固定されているピン４０（図４ではカップリング装置８２により覆われている）を係合させるためにカップリング装置８２を使用することにより、取付具は保持ステーション６０に一時的に配置される。機械１０の内部のトランスファースライド１９は、同トランスファースライドのピン４０に係合している取付具カップリングユニットまたは装置８２とともに、ロボット２６により取り外される。取り外されたトランスファースライド１９は、保持ステーション６０のブラケット８４に一時的に配置される。交換用のトランスファースライドは、パレット５３からロボットによりピックアップされ、機械内に設置される。取付具６７は、マスタープレート６６を介してロボット２６により操作される、短ストロークで垂直方向に動作する空気圧式シリンダー８６のペアを含んでいる。

シリンダー８６に圧力がかかると、トランスファースライド１９の重心の作用に勝って、トラニオン型ブロック８３内の孔の軸８７（図１０Ａおよび図１０Ｂ）から外れ、図１０Ａにおいて時計と逆方向にトランスファースライドを傾ける。ロボット２６は、トランスファースライド１９を機械１０の内部における同スライドの動作位置の上方に吊るし、シリンダー８６から空気を放出する。図１０Ａにおいてトランスファースライド１９は時計回りに回転する傾向があり、その結果、シャフト８９で自由に回転自在なブロック８８はプレート９１側に偏る。そのためブロック８８は、プレート９１により部分的に形成されたスロット９２と正しく整列されたうえで、最終的には機械１０の内部で運搬用指部２０をダイカセット１３の表面から遠い方向へと回転させるよう動作する。
空気圧式シリンダー８６の空気の放出とブロック８８の整列後、ロボットはトランスファースライド１９を機械１０の内部の同スライドの動作位置まで下降させ、その際ブロック８８はスロット９２の中に完全に進入する。その後、取り外されたトランスファースライド１９は、交換作業用保持ステーション６０からロボット２６によりピックアップされパレット５３へと運ばれる。それに続いて取付具６７は、同取付具に割り当てられた、交換作業用保持ステーション６０上のスペースへと戻される。交換作業が完了次第、点検と保守のためにパレット４６とパレット５３をローディングエリア３１から取り外し、離れた場所にある保管エリアや工具類室に移動させることができる。

図１１では、ロボット２６は作業プラットフォーム９４の設置と取り外しを行うために使用されている。プラットフォーム９４は、保守や点検などのために機械が停止されている間に設置される。プラットフォーム９４は、技術者が立った姿勢で都合の良い高さでトランスファースライド１９の保守作業を行うことを可能にするものであり、その際トランスファースライドは保守作業位置まで上昇する。プラットフォーム９４は、一般的には平面のパネルであり、図１１に図示された設置位置においてダイエリア上に架かっている。ロボットのカップリング装置３７はプラットフォーム９４の一方の端部に隣接するピン４０と連結する。プラットフォーム上の整合ピン４１は、ロボットフランジ３６とプラットフォーム９４との間の固定された角度方向を維持する。ロボット２６は、プラットフォーム９４の設置位置と機械１０の上部に存在する長方形保管エリア９５との間にわたって、同プラットフォームを移動させる。同プラットフォームは、成型機の運転中は同エリアに待機する。

本開示は一例であること、そして本開示に含まれる教訓の公正な範囲から逸脱することのない内容の追加、修正、または排除により様々な変形物が作成可能であるということが、明らかであるべきである。本発明はそれゆえ、本開示の特定の内容に限定されるものではない。ただし、以下の請求が必然的に限定されることとなる場合はその限りではない。

１０：（プログレッシブ）冷間成形機／機械
１１：騒音軽減のための囲い
１２：固定受部／受部
１３：ダイカセット
１４：スライドまたはラム
１５：工具（類）カセット
１８：カットオフカセット／カッターカセット
１９：トランスファースライド
２０：（トランスファースライドの）指部／運搬用指部
２１：（トランスファー操作）カムシャフト
２６：（６軸シェルフ型）ロボット
２７：（ロボット）基部
２８：ブラケットまたは台
２９：ロボットアーム
３１：ステージングエリア／ローディングエリア
３２：開口部
３３：フェンス
３４：赤外線センサー
３６：（ロボット）フランジ
３７：カップリング装置／カプラー
３９：ピン頭部／球根状部
４０：ピン
４１：整合ピン
４６：（カセット用）パレット
４７：長方形チューブ
４８、４９：スロット
５３：（２つ目の）パレット
５４：（２段式の）スタンド
６０：（交換作業用）保持ステーション
６３：スキャン装置
６６：マスタープレートまたはカプラー
６７、６８：取付具
６９：工具プレート
７２：アーム
７３：レバー
７４：（空気圧式の）シリンダー
７５：近接センサー
７６：レバー
７７：空気圧式シリンダー
７８：クレードルブラケット
８１：（ラダー）フレーム
８２：（カップリング）装置
８３：トラニオン型ブロック
８４：ブラケット
８６：（空気圧式）シリンダー
８７：孔の軸
８８：ブロック
８９：シャフト
９１：プレート
９２：スロット
９４：（作業）プラットフォーム
９５：長方形保管エリア

Claims (19)

1. カットオフカセット用ステーションと、工具類カセットの複数の作業ステーションを有
   するプログレッシブ冷間成型機と、
   自動的に前記カットオフカセットと前記工具類カセットを交換するため、前記プログレ
   ッシブ冷間成型機に対して固定して設けられ、単一の基部を有する６軸多関節式のシェル
   フ型ロボットと、
   前記シェルフ型ロボットのロボットアームの遠位側に設けられるフランジと、
   前記フランジに取り付けられるカップリング装置と、
   前記シェルフ型ロボットによる前記プログレッシブ冷間成型機への前記カットオフカセットと前記工具類カセットの運び入れと運び出しを可能にするため、前記カットオフカセットと前記工具類カセットのそれぞれに設けられ、前記カップリング装置により係合可能なカップリングエレメントと、
   の組み合わせからなり、
   前記作業ステーションを提供する機械ダイ領域の上方に支持され、前記カセットを受け取り前記ダイ領域からスライド運動の方向及び前記スライド方向と交差する水平方向の両方に水平にオフセットされていることを特徴とするシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
2. 前記カットオフカセットと前記工具類カセットのカップリングエレメントが、同一の種
   類であることを特徴とする請求項１に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
3. 前記カップリングエレメントは、頭部付きのピンであることを特徴とする請求項２に記
   載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
4. 前記カップリング装置に対して前記工具類カセットを角度的に位置させるため、前記カ
   ットオフカセットと前記工具類カセットには、前記ピンに隣接して整合ピンが設けられる
   ことを特徴とする請求項３に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
5. 前記プログレッシブ冷間成型機へのトランスファースライドとトランスファーカムシャフトの運び入れと運び出しのため、前記シェルフ型ロボットの前記フランジに取り付け可能な取付具が設けられることを特徴とする請求項１に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
6. 前記取付具は、トランスファースライドを運ぶための第一取付具と、トランスファーカ
   ムシャフトを運ぶための第二取付具とからなり、前記フランジに取り付けられたマスター
   プレートに適合する工具プレートを備えていることを特徴とする請求項５に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
7. 当該取付具のそれぞれが、トランスファースライドおよびトランスファーカムシャフト
   の個々の部分のエレメントに内部係合させる、前記シェルフ型ロボットの操作によるアク
   チュエータを備えていることを特徴とする請求項６に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
8. プログレッシブ冷間成型機のダイエリアと、プログレッシブ冷間成型機に隣接した保管エリアとの間を移動可能な作業プラットフォームが設けられ、当該作業プラットフォーム
   が、ダイエリアと保管エリアとの間を前記シェルフ型ロボットによって移動可能とするた
   め、当該作業プラットフォームには、カップリング装置により係合可能なカップリングエ
   レメントを備えることを特徴とする請求項１に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
9. 作業プラットフォームのカップリングエレメントは、前記カットオフカセット及び前記
   工具類カセットのカップリングエレメントと同一であることを特徴とする請求項８に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
10. 前記シェルフ型ロボットの基部が、プログレッシブ冷間成型機のダイエリアから見て、
    垂直方向には上方、水平方向には横と奥行がいずれもダイエリアの外側の位置に取り付け
    られていることを特徴とする請求項１に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシ
    ブ冷間成型機。
11. 前記シェルフ型ロボットの基部が、作業ステーションからは横方向に離れて取り付けら
    れていることを特徴とする請求項１０に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
12. 前記シェルフ型ロボットが、カットオフカセットと工具類カセット、トランスファース
    ライド、およびトランスファーカムシャフトを渡し、受け取るためのローディングエリア
    が、プログレッシブ冷間成型機に隣接して設けられることを特徴とする請求項１に記載の
    シェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
13. ２つのトランスファースライド、２つのトランスファーカムシャフト、２つのカットオ
    フカセット、およびプログレッシブ冷間成型機の作業ステーションよりも多い数の工具カ
    セットを同時に保管するため、専用の区画がローディングエリアに設けられていることを
    特徴とする請求項１又は２に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
14. ローディングエリア内の工具類カセットの専用の区画が、工具類カセットを構成する各
    工具カセットおよびダイカセットについて、プログレッシブ冷間成型機が備えている作業
    ステーションよりも１つだけ多い数のスペースを有していることを特徴とする請求項１３に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
15. 工具類カセット用のパレットと、トランスファースライドおよびトランスファーカムシ
    ャフト用のパレットのための支持物が、ローディングエリアに含まれていることを特徴と
    する請求項１３に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
16. 支持物が２段式の構造をしており、工具類カセット用のパレットが、トランスファース
    ライドおよびトランスファーカムシャフト用のパレットよりも、プログレッシブ冷間成型
    機の下方かつ近接した位置にあることを特徴とする請求項１５に記載のシェルフ型ロボットを備えたプログレッシブ冷間成型機。
17. ダイエリアを有するプログレッシブ冷間成型機の工具自動交換据え付け装置であって、
    ローディングエリアが前記プログレッシブ冷間成型機に隣接して設けられ、
    前記プログレッシブ冷間成型機内のダイエリアおよび前記ローディングエリアに到達可能なように配置された、単一の基部を有する６軸多関節式のシェルフ型ロボットを備え、
    前記プログレッシブ冷間成型機は、正対する一連のダイカセットおよび工具カセットを
    含んだ複数の作業ステーションとカットオフカセット用ステーションをダイエリア内に備え、
    前記ローディングエリアは、工具類カセット、カットオフカセット、トランスファース
    ライド、およびトランスファーカムシャフトの受け取りまたは取り外しが行われるパレッ
    トステーション、ダイカセットの上方でプログレッシブ冷間成型機に取り付け可能なトラ
    ンスファースライド、トランスファースライドに隣接してプログレッシブ冷間成型機に取
    り付け可能なトランスファーカムシャフト、そしてトランスファースライドおよびトラン
    スファーカムシャフトを一時的に保持するためのローディングエリア内の保持ステーションを備えて、プログレッシブ冷間成型機、パレットステーション、および保持ステーションが合計で、各々のカットオフカセット、トランスファースライド、およびトランスファーカムシャフトを受け取るための３つの別々のスペースと、各ダイカセットおよび工具カセットそれぞれにつき、作業ステーションの２倍の数よりも１つ多いスペースを提供していることを特徴とする工具自動交換据え付け装置。
18. プログレッシブ冷間成型機の内部の工具カセットを自動的に交換する方法であって、単
    一の基部を有する６軸多関節式のシェルフ型ロボットにより内側に面している工具カセットをプログレッシブ冷間成型機内の作業ステーションから取り外し、取り外した工具カセットをロボットを使用して回転し、取り外し可能なパレット上の空のスロットに外向きに収容し、前記シェルフ型ロボットにより交換用の工具カセットを当該パレットから取り外して、それを作業ステーション内の取り外された工具カセットが収容されていたスロットに収容し、前記シェルフ型ロボットにより次の作業ステーションから次の工具カセットを取り外して、それをパレット上の前回の工具カセットが取り外されたことで空になったスロットに外向きに回転して収容し、このステップをプログレッシブ冷間成型機とパレットとの間で、１つずつすべての工具カセットが交換されるまで繰り返すことを特徴とする工具カセットの自動交換方法。
19. 前記シェルフ型ロボットは、ロボットアームの遠位側のフランジの表面または隣接部分
    にセンサーを備えており、前記シェルフ型ロボットが、プログレッシブ冷間成型機から工
    具カセットを取り外す前に、パレット上の工具カセットを保持しているスロットの列をス
    キャンし、空のスロットの位置を判定し、その後にプログレッシブ冷間成型機から取り外
    した工具カセットをその空のスロットに収容するようプログラミングされていることを特徴とする請求項１８に記載の工具カセットの自動交換方法。

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