JP6866171B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に示すワーク搬送装置では、ボールスクリュー機構により昇降移動するキャリアに第1レバー部が基端部において揺動可能に取り付けられており、第1レバー部の先端に第2レバー部が揺動可能に取り付けられている。第2レバー部の先端にはクロスバーが取り付けられており、クロスバーにワークを保持する保持具(吸着カップなど)が取り付けられている。そして、キャリアが昇降移動するとともに、第1レバー部および第2レバー部が揺動し、ワークが搬送される。
<1.構成>
(1−1.プレスシステム100)
図1は、本実施の形態のワーク搬送装置10を用いたプレスシステム100の構成を示す模式図である。
各々のプレス装置200、210は、アプライト202と、クラウン203と、ボルスタ204とを主に有する。
クラウン203は、4本のアプライト202によって上方に支持されている。図1では、ワーク搬送装置10を視認しやすくするためにクラウン203、アプライト202およびボルスタ204は点線で示している。クラウン203は、図示しないスライドを吊下する。クラウン203には、スライドを昇降移動させるスライド駆動部が設けられている。スライドの下側には上金型が着脱可能に取り付けられる。
上記構成において、スライドがボルスタ204に向かって移動することによって、上金型および下金型の間でプレス加工が行われる。
ワーク搬送装置10は、2つの第1プレス装置200および第2プレス装置210の間に設けられており、搬送方向Xにおける上流側の第1プレス装置200からワークを取り出し、下流側の第2プレス装置210へワークWを搬送する。
図1に示すように、上流側のプレス装置200における下流側の2つのアプライト202の間に取付フレーム205が設けられている。この取付フレーム205は、2つのアプライト202に固定されており、ワーク搬送装置10を支持する。
図2は、ワーク搬送装置10を右側から見た斜視図である。図3は、ワーク搬送装置10を搬送方向Xの下流側から視た正面図である。図4は、ワーク搬送装置10の右側面図である。ここで、右側とは、搬送方向Xを向いて右側のことであり、矢印Rで示す。また、搬送方向Xを向いて左側を矢印Lで示す。
キャリア支持フレーム11は、リフトキャリア12およびキャリア駆動機構13を支持する。リフトキャリア12は、キャリア支持フレーム11に対して昇降移動可能である。キャリア駆動機構13は、リフトキャリア12を昇降移動させる。レバーユニット14には、ワークWを保持する保持具15が着脱自在に取付けられる。レバーユニット14は、リフトキャリア12に支持されており、リフトキャリア12の昇降によって昇降移動する。
キャリア支持フレーム11は、図1に示すように、その上部において取付フレーム205に固定されている。キャリア支持フレーム11は、外形が概ね直方体形状であり、下方に向かって長く形成されている。キャリア支持フレーム11は、キャリア駆動機構13を支持するとともに、リフトキャリア12を上下方向に昇降可能に支持する。
リフトキャリア12は、図2および図4に示すように、略板状の部材であり、キャリア支持フレーム11の搬送方向Xを向いて右側面11a側に右側面11aと略平行に配置されている。リフトキャリア12は、後述するレバーユニット14を支持する。
図5は、レバーユニット14を取り外した状態のワーク搬送装置10を示す斜視図である。
このような構成により、リフトキャリア12は、キャリア支持フレーム11に上下移動可能に支持されている。なお、リフトキャリア12を昇降移動させるキャリア駆動機構13については後段にて詳述する。
(1−5.レバーユニット14、第1レバー支持部16、第2レバー支持部17)
図6は、ワーク搬送装置10の分解斜視図である。図6では説明のために、レバーユニット14および第2レバー支持部17の斜視図とリフトキャリア12の斜視図では、向きが異なっている。
第1レバー51は、図6に示すように、その基端部51aにおいて第1レバー支持部16を介してリフトキャリア12に揺動可能に支持されている。第1レバー51は、その先端部51bにおいてスライダアーム52に設けられた回転軸521に回転可能に連結されている。回転軸521は、スライダアーム52の左側(矢印L側)に配置されており、左方向Lに向かって形成されている。
ガイド172は、図6に示すように、4つ設けられており、スライダアーム52の左側面52cに長手方向に沿って配置された2本のレール522(図6参照)に2つずつ嵌合している。ガイド172は、レール522に沿ってスライド移動する。
また、キャリアベース173には、孔部173aが形成されており、孔部173aの周囲には、クロスローラベアリングが配置されている。図6に示すように、この孔部173aにリフトキャリア12の支点軸12bが嵌められている。このように、クロスローラベアリングによって、キャリアベース173はリフトキャリア12に対して軸Cを中心として回転可能に構成されている。
第2レバー53は、スライダアーム52の下端部52bに揺動可能に連結されている。
図6に示すように、スライダアーム52の下端部52bおよび第2レバー53の上端には、第2レバー53を揺動する駆動部71が設けられている。駆動部71は、回転モータ(サーボモータ)および回転モータ(サーボモータ)の回転を減速して第2レバー53に伝達する減速機を有する。この回転モータの回転駆動によって、第2レバー53は、左右方向(LR方向)に沿った軸Dを中心としてスライダアーム52に対して揺動する(図6の矢印T参照)。
(1−6.キャリア駆動機構)
次に、上述したリフトキャリア12を昇降移動させるキャリア駆動機構13について説明する。
駆動部22は、中間キャリア21を上下方向に移動させる駆動源としての電動モータ220を有している。変換機構23は、電動モータ220の回転運動を上下運動に変換して中間キャリア21に伝達する。伝達機構24は、中間キャリア21の上下動とともにリフトキャリア12が上下動するように、中間キャリア21の移動をリフトキャリア12に伝達する。バランサシリンダ26は、中間キャリア21に対して上方に向かう力を付与する。
中間キャリア21は、略板形状の部材であり、図5に示すように、キャリア支持フレーム11の下流側の側面11bと略平行に側面11bに配置されている。中間キャリア21は、スライドレール113およびスライドガイド211によってキャリア支持フレーム11に対して上下方向に移動可能に構成されている。一対のスライドレール113が、側面11bに上下方向に沿って固定されている。8つのスライドガイド211が、中間キャリア21のキャリア支持フレーム11側の面に固定されており、各々のスライドレール113に4つずつスライドガイド211が嵌合している。
駆動部22は、サーボモータなどの電動モータ220および減速機を有しており、キャリア支持フレーム11にブラケット112を介して取り付けられている。電動モータ220は、キャリア支持フレーム11の側面11bの左方向L側の端に、その回転軸221が左右方向(矢印LR参照)に沿うように配置されている。
変換機構23は、ピニオン231とラック232とを有する。ピニオン231は、駆動部22の電動モータ220の回転軸221に固定されている。ラック232は、中間キャリア21の左方向L側の端面に固定されており、上下方向に沿って配置されている。ピニオン231の歯が形成された部分は、搬送方向Xの下流側に向かって配置されており、ピニオン231と噛み合っている。
(1−6−4.伝達機構)
伝達機構24は、ピニオン241と、ラック242と、ラック243と、を有する。ピニオン241は、中間キャリア21に回転可能に支持されている。ピニオン241は、中間キャリア21に回転可能に支持された軸部244に固定されている。軸部244は、中間キャリア21の右方向R側の端近傍に搬送方向Xと平行に配置されている。ピニオン241は、中間キャリア21とキャリア支持フレーム11の側面11bとの間に配置されている。
ラック243は、リフトキャリア12の搬送方向Xの下流側の端に上下方向に沿って固定されている。ラック243は、歯が形成された部分が左方向L側を向いており、ピニオン241と噛み合っている。すなわち、ラック242とラック243は向かい合うように配置されており、ラック242とラック243の間にピニオン241が配置されている。
バランサシリンダ26は、キャリア支持フレーム11の側面11bにブラケット114を介して固定されている。バランサシリンダ26は、中間キャリア21の上側に配置されており、ロッド26aの伸長方向が上下方向に沿うように配置されている。ロッド26aの下端は中間キャリア21に固定されている。
次に、本発明に係る実施の形態におけるワーク搬送装置10の動作について説明する。
(2−1.リフトキャリア12の上下方向への移動)
ワーク搬送装置10の全体の動きを説明する前に、リフトキャリア12の上下方向への動きについて説明する。
図7に示す状態から駆動部22の電動モータ220を駆動し、右方向R側から視て時計回りにピニオン231を回転させると、ラック232が上方向に移動する。ラック232は、中間キャリア21に固定されているため、中間キャリア21も上方向に移動する。
ピニオン241の時計回りの回転によってラック243が上方に移動する。ラック243はリフトキャリア12に固定されているため、ラック243の移動とともにリフトキャリア12も上方へと移動する。
このように、駆動部22の電動モータ220の回転速度に対応する速度と距離の2倍の速度と距離でリフトキャリア12が移動するためワーク搬送装置10のワークWの搬送速度を上げることができる。
(2−2.ワーク搬送装置の全体動作)
図9〜図11は、本実施の形態のワーク搬送装置10の動作を説明するための模式図である。図9は、ワーク搬送装置10が、上流側のプレス装置200のワークW(図示せず)を保持した状態を示す図である。図10は、ワーク搬送装置10が、下流側のプレス装置210にワークW(図示せず)を搬送している途中の状態を示す図である。図11は、ワーク搬送装置10が、下流側のプレス装置210にワークW(図示せず)を配置している状態を示す図である。また、図12(a)、(b)、(c)は、概ね図9、図10および図11のそれぞれに対応する状態のワーク搬送装置10の側面模式図である。
この第1レバー51の揺動にしたがって、図10に示すように、スライダアーム52は、上方(矢印K2参照)にスライドするとともに、キャリアベース173の孔部173aの中心である軸Cを揺動中心として下端部52bが搬送方向Xの下流側に移動するように揺動する(矢印K3参照)。図9および図12(b)に示す状態では、リフトキャリア12は上方に位置している。
また、図12(a)〜図12(c)に示すように、ワークWを吸着する吸着点(図12(a))ならびにワークWを解放する解放点(図12(c))におけるスライダアーム52が傾倒した状態から、スライダアーム52が直立した中間点(図12(b))に移動するため、ワークWを搬送する際に揺動点が大きく上下する。この上下動がワーク搬送の速度を制限している。そこで、本実施の形態のように、倍速機構(伝達機構24)を用いることで、ワーク搬送速度を上げることが可能になる。
(3−1)
本実施の形態のワーク搬送装置10は、プレス装置200、210に用いられるワーク搬送装置10であって、レバーユニット14(支持部の一例)と、リフトキャリア12(第1移動部材の一例)と、中間キャリア21(第2移動部材の一例)と、駆動部22と、伝達機構24と、を備える。レバーユニット14は、ワークWを着脱自在に保持する保持具15を支持する。リフトキャリア12は、上下方向に移動可能であり、レバーユニット14を揺動可能に支持する。中間キャリア21は、上下方向に移動可能である。駆動部22は、中間キャリア21を上下方向に移動する。伝達機構24は、中間キャリア21の上下方向への移動に連動してリフトキャリア12を上下方向に移動させるよう中間キャリア21の上下方向への移動をリフトキャリア12に伝達し、リフトキャリア12の移動量を中間キャリア21の移動量よりも大きくする。
このため、ワーク搬送装置10における昇降速度を向上することが可能となり、ワークWの搬送速度を向上することができる。
本実施の形態のワーク搬送装置10は、キャリア支持フレーム11(フレームの一例)を更に備えている。キャリア支持フレーム11は、リフトキャリア12(第1移動部材の一例)および中間キャリア21(第2移動部材の一例)を上下方向に移動可能に支持する。リフトキャリア12の移動量とは、キャリア支持フレーム11に対するリフトキャリア12の移動量(L2)であり、中間キャリア21の移動量とは、キャリア支持フレーム11に対する中間キャリア21の移動量(L1)である。
(3−3)
本実施の形態のワーク搬送装置10では、伝達機構24は、ラック243(第1ラックの一例)と、ピニオン241(第1ピニオンの一例)と、ラック242(第2ラックの一例)を有する。ラック243(第1ラックの一例)は、リフトキャリア12(第1移動部材の一例)に上下方向に沿って配置されている。ピニオン241は、中間キャリア21(第2移動部材の一例)に回転可能に配置され、ラック243(第1ラックの一例)と噛み合っている。ラック242は、キャリア支持フレーム11に上下方向に沿って固定され、ピニオン241と噛み合っている。
(3−4)
本実施の形態のワーク搬送装置10では、駆動部22は、駆動源として電動モータ220を有する。
(3−5)
本実施の形態のワーク搬送装置10は、変換機構23を更に備える。変換機構23は、電動モータの回転方向の動きを中間キャリア21(第2移動部材の一例)の上下方向の移動に変換する。
(3−6)
本実施の形態のワーク搬送装置10では、変換機構23は、ラック232(第3ラックの一例)と、ピニオン231(第2ピニオンの一例)と、を有する。ラック232は、中間キャリア21(第2移動部材の一例)に上下方向に沿って配置されている。ピニオン231は、ラック232と噛み合っており、電動モータ220により回転する。
(3−7)
本実施の形態のワーク搬送装置10は、バランサシリンダ26を更に備える。バランサシリンダ26は、中間キャリア21(第2移動部材の一例)に対して上方に引き上げる力を付与する。
(3−8)
本実施の形態のワーク搬送装置10では、リフトキャリア12(第1移動部材の一例)は、略平板状であり、中間キャリア21(第2移動部材の一例)は、略平板状である。
(3−9)
本実施の形態のワーク搬送装置10では、リフトキャリア12(第1移動部材の一例)は、略平板状であり、中間キャリア21(第2移動部材の一例)は、略平板状であり、リフトキャリア12(第1移動部材の一例)および中間キャリア21(第2移動部材の一例)は、互いの面が直交するようにキャリア支持フレーム11(フレームの一例)に配置されている。
<4.他の実施の形態>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施の形態のキャリア駆動機構13では、変換機構23は、ピニオン231とラック232とを有しているが、これに限らなくても良く、例えば、図13に示すように、ボールスクリューを用いても良い。図13は、本実施の形態の変形例におけるキャリア駆動機構13´の構成を模式的に示す図である。図13に示すキャリア駆動機構13´には、上記実施の形態の変換機構23が設けられておらず、ボールスクリュー61を有する変換機構23´が設けられている。変換機構23´は、ボールスクリュー61と、ボールスクリュー61と螺合したブロック62とを有する。ボールスクリュー61は、上述したキャリア支持フレーム11に回転可能に固定されている。駆動部22の電動モータ220は、減速機構222などを介してボールスクリュー61に連結されている。電動モータ220は、その回転軸がボールスクリュー61の回転軸と同軸上になるように配置されている。ブロック62は、中間キャリア21に固定されている。ブロック62はボールスクリュー61に挿通された貫通孔を有し、貫通孔の内周面に形成されたネジ形状とボールスクリュー61の表面に形成されたネジ形状が螺合している。
図13では、電動モータ220はボールスクリュー61と同軸上に配置されているが、電動モータ220とボールスクリュー61が平行に配置され、電動モータ220の回転力がプーリとベルトなどによってボールスクリュー61に伝達されてもよい。
(B)
上記実施の形態のワーク搬送装置10は、キャリア支持フレーム11が取付フレーム205に固定されており、搬送方向Xに移動できないが、キャリア支持フレーム11が搬送方向Xに移動可能であってもよい。図14は、ワーク搬送装置10が移動可能な構成を示す図である。例えば、プレス装置200とプレス装置210の間隔が離れている場合に、プレス装置200とプレス装置210との間に上下一対のガイドフレーム70が配置されている。ワーク搬送装置10に設けられている移動機構72は、搬送方向Xにスライド可能にガイドフレーム70に嵌合されたブロック721と、リニアモータ(図示せず)などを有する。ブロック721は、キャリア支持フレーム11の左方向L側の左側面11cに上下一対に配置されている。リニアモータは、ブロック721に配置されたコイルと、ガイドフレーム70に配置されたマグネットを有しており、コイルに電流を流すことによりワーク搬送装置10を搬送方向Xに移動することができる。
(C)
上記実施の形態のワーク搬送装置10では、レバーユニット14は第2レバー支持部17においてスライド可能且つ回転可能にリフトキャリア12に支持されているが、第2レバー支持部17において支持されてなくてもよい。図15では、リフトキャリア12´にレバーユニット14´が1箇所で回動可能に支持されている。レバーユニット14´は、第1レバー51´と、第2レバー53と、クロスバー54とを有する。第1レバー51´は、その基端部においてリフトキャリア12´に回転可能に支持されている。第2レバー53は、第1レバー51´の先端部に回転可能に支持されている。クロスバー54は、上記実施の形態と同様に第2レバー53の先端部に取付けられている。
(D)
上記実施の形態では、レバーユニット14には、第1レバー51とスライダアーム52と第2レバー53とクロスバー54が設けられているが、これらの構成は適宜増減されてもよい。例えば、スライダアーム52と第2レバー53の間に、長手方向を軸として第2レバー53を回転させるような連結機構が設けられていてもよい。
上記実施の形態では、ワーク搬送装置10は、タンデムプレスにおいてプレス装置200の間におけるワークWの搬送を行っているが、これに限られるものではなく、1つのプレス装置内において複数の金型間へのワークWの搬送に用いてもよい。また、ベルトコンベアなどの搬送装置からプレス装置200へのワークWの搬入に用いてもよく、プレス装置200からベルトコンベアなどの搬送装置へのワークWの搬出に用いてもよい。
11 :キャリア支持フレーム
12 :リフトキャリア
13 :キャリア駆動機構
14 :レバーユニット
15 :保持具
16 :第1レバー支持部
17 :第2レバー支持部
21 :中間キャリア
22 :駆動部
23 :変換機構
24 :伝達機構
26 :バランサシリンダ
100 :プレスシステム
200 :第1プレス装置
205 :取付フレーム
210 :第2プレス装置
Claims (10)
- プレス装置に用いられるワーク搬送装置であって、
ワークを着脱自在に保持する保持具を支持する支持部と、
上下方向に移動可能であり、前記支持部を揺動可能に支持する第1移動部材と、
上下方向に移動可能な第2移動部材と、
前記第2移動部材を上下方向に移動する駆動部と、
前記第2移動部材の上下方向への移動に連動して前記第1移動部材を上下方向に移動させるよう前記第2移動部材の上下方向への移動を前記第1移動部材に伝達し、前記第1移動部材の移動量を前記第2移動部材の移動量よりも大きくする伝達機構と、
前記第1移動部材および前記第2移動部材を上下方向に移動可能に支持するフレームと、を備えた、
ワーク搬送装置。 - 前記第1移動部材の移動量とは、前記フレームに対する前記第1移動部材の移動量であり、
前記第2移動部材の移動量とは、前記フレームに対する前記第2移動部材の移動量である、
請求項1に記載のワーク搬送装置。 - 前記伝達機構は、
前記第1移動部材に上下方向に沿って配置された第1ラックと、
前記第2移動部材に回転可能に配置され、前記第1ラックと噛み合った第1ピニオンと、
前記フレームに上下方向に沿って固定され、前記第1ピニオンと噛み合った第2ラックと、を有する、
請求項2に記載のワーク搬送装置。 - 前記駆動部は、駆動源として電動モータを有する、
請求項1に記載のワーク搬送装置。 - 前記電動モータの回転方向の動きを前記第2移動部材の上下方向の移動に変換する変換機構を更に備えた、
請求項4に記載のワーク搬送装置。 - プレス装置に用いられるワーク搬送装置であって、
ワークを着脱自在に保持する保持具を支持する支持部と、
上下方向に移動可能であり、前記支持部を揺動可能に支持する第1移動部材と、
上下方向に移動可能な第2移動部材と、
前記第2移動部材を上下方向に移動する駆動部と、
前記第2移動部材の上下方向への移動に連動して前記第1移動部材を上下方向に移動させるよう前記第2移動部材の上下方向への移動を前記第1移動部材に伝達し、前記第1移動部材の移動量を前記第2移動部材の移動量よりも大きくする伝達機構と、を備え、
前記駆動部は、駆動源として電動モータを有し、
前記電動モータの回転方向の動きを前記第2移動部材の上下方向の移動に変換する変換機構を更に備え、
前記変換機構は、
前記第2移動部材に上下方向に沿って配置された第3ラックと、
前記第3ラックと噛み合っており、前記電動モータにより回転する第2ピニオンと、を有する、
ワーク搬送装置。 - プレス装置に用いられるワーク搬送装置であって、
ワークを着脱自在に保持する保持具を支持する支持部と、
上下方向に移動可能であり、前記支持部を揺動可能に支持する第1移動部材と、
上下方向に移動可能な第2移動部材と、
前記第2移動部材を上下方向に移動する駆動部と、
前記第2移動部材の上下方向への移動に連動して前記第1移動部材を上下方向に移動させるよう前記第2移動部材の上下方向への移動を前記第1移動部材に伝達し、前記第1移動部材の移動量を前記第2移動部材の移動量よりも大きくする伝達機構と、
前記第2移動部材に対して上方に引き上げる力を付与するバランサシリンダと、を備えた、ワーク搬送装置。 - 前記第1移動部材は、略平板状であり、
前記第2移動部材は、略平板状である、
請求項1または2に記載のワーク搬送装置。 - 前記第1移動部材は、略平板状であり、
前記第2移動部材は、略平板状であり、
前記第1移動部材および前記第2移動部材は、互いの面が直交するように前記フレームに配置されている、
請求項2に記載のワーク搬送装置。 - 前記フレームをワーク搬送方向に移動させる移動機構を更に備えた、
請求項2に記載のワーク搬送装置。
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