JP7370567B2

JP7370567B2 - トランスファフィーダ

Info

Publication number: JP7370567B2
Application number: JP2019132796A
Authority: JP
Inventors: 浩幸中磨; 一臣平井
Original assignee: Kataken Seiko Co Ltd
Current assignee: Kataken Seiko Co Ltd
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2023-10-30
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: WO2021010410A1; JP2021016875A

Description

本発明は、トランスファプレスのようなプレス機械に組み込まれあるいは複数のプレス機械に適用されるトランスファフィーダ、特にいわゆる三次元トランスファフィーダに関する。

三次元トランスファフィーダは、１又は複数のプレス機械において一のワーク（被加工材）に対して複数のプレス加工を順次に施すために使用され、ワークを把持し、これを一のプレス加工位置から次の他のプレス加工位置へと移動するためのフィードバー（トランスファバー）を備える。フィードバーは、これに取り付けられた複数対のフィンガーによる複数のワークの把持、移動及び解除のために、駆動装置により互いに直交する三方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）へ順次に移動される。

従来、フィードバーを各方向へ移動するための駆動装置として、駆動源を回転型サーボモータとし、また、回転型サーボモータの回転運動を直線運動に変換して駆動力をフィードバーに伝達する伝達機構としてボールねじやロータリボールスプラインを主体とするものが使用されている。

近時、プレス加工の高速化に伴い、フィードバーの移動速度の増大が求められているところ、ボールねじやロータリボールスプラインの変更によってはフィードバーの速度増大に限度があった。

特開２０１３－２３３５８１号公報

本発明は、前記従来の事情に鑑み、フィードバーの移動速度の増大に寄与する新たなトランスファフィーダを提供する。

本発明に係るトランスファフィーダは、フィードバーと、該フィードバーを水平に支持し、また、前記フィードバーに対してその長手方向であるＸ軸方向への移動、該Ｘ軸方向に直交する水平方向であるＹ軸方向への移動及び鉛直方向であるＺ軸方向への移動をそれぞれ生じさせる第１の駆動装置、一対の第２の駆動装置及び一対の第３の駆動装置とを含む。ここにおいて、前記第１の駆動装置は、前記Ｘ軸方向への軸方向力を発生するリニアサーボモータと、前記Ｘ軸方向への軸方向力を前記フィードバーに伝達する伝達機構であって前記フィードバーのＹ軸方向への相対的な移動及びＺ軸方向への相対的な移動を許す伝達機構とを備える。各第２の駆動装置は、前記Ｙ軸方向への軸方向力を発生するリニアサーボモータと、前記Ｙ軸方向への軸方向力を前記フィードバーに伝達する伝達機構であって前記フィードバーのＸ軸方向への相対的な移動及びＺ軸方向への相対的な移動を許す伝達機構とを備える。また、各第３の駆動装置は、回転型サーボモータと、該回転型サーボモータの回転力を前記Ｚ軸方向への軸方向力に変換して前記フィードバーに伝達する伝達機構であって前記フィードバーのＸ軸方向への相対的な移動及びＹ軸方向への相対的な移動を許す伝達機構とを備える。

本発明によれば、前記第１の駆動装置及び第２の各駆動装置を構成する駆動源をリニアサーボモータとし、また、前記リニアサーボモータの軸方向力の伝達機構について前記軸方向力の作用方向の変換を要することなしに前記フィードバーに伝達するものとしたことから、従来と比べて、前記フィードバーのＸ軸方向への移動及びＹ軸方向への移動の高速化を図ることができる。その結果、全体として、前記フィードバーの直交する三方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）への移動に要する時間を大幅に短縮することができる。

前記フィードバーは好ましくはＬ形の横断面形状を有する。また、前記第１の駆動装置、第２の両駆動装置及び第３の両駆動装置は、平板上に配置されたものとすることができる。

トランスファフィーダの概略的な側面図である。トランスファフィーダの概略的な平面図である。ケーシングの一部を除いて示すトランスファフィーダの駆動装置の概略的な拡大平面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明に係るトランスファフィーダが全体に符号１０で示されている。トランスファフィーダ１０はプレス機械１２に組み付けられ、その使用に供される。

プレス機械１２は、複数のワーク（被加工材）（図示せず）に対して異なるプレス加工をそれぞれ施すことができる。他方、トランスファフィーダ１０は、これらのワークを、それぞれ、所定の工程に係る前記プレス加工が施されるプレス加工位置に配置し、当該プレス加工が行われた後、前記プレス加工位置から次の他の工程に係るプレス加工位置へと移動し、また、前記プレス加工位置から非プレス加工位置へと移動する働きをなす。図１に示す符号Ｆは、プレス機械１２の据え付け面を規定する床を示す。

プレス機械１２のボルスタ１４上には、複数のワークに対して複数の異なる工程のプレス加工を施すために使用される複数の下金型（図示せず）が配置され、また、そのスライド１６には前記下金型と対をなす複数の上金型（図示せず）が取り付けられている。

他方、トランスファフィーダ１０は、複数のワークの前記プレス加工位置への配置並びに該プレス加工位置から他のプレス加工位置及び非プレス加工位置への移動を行うためのフィードバー（トランスファバー）１８を備える。フィードバー１８には、複数のワークをそれぞれ把持しまたこれを解除するための手段として、例えば複数対のフィンガー１９が取り付けられる。

フィードバー１８は、好ましくは曲げ剛性が比較的高いＬ形の断面形状を有するもの、特に好ましくは等辺山形鋼からなり、互いに直交して連なる一片部１８ａ及び他片部１８ｂを有する。一片部１８ａ及び他片部１８ｂは、それぞれ、鉛直上方及びプレス機械１２の正面側（図１で見て左方側）に面している。

トランスファフィーダ１０は、さらに、プレス機械１２のボルスタ１４の上方位置にフィードバー１８を水平に支持し、また、互いに直交する３つの方向、すなわちフィードバー１８の長手方向であるＸ軸方向、該Ｘ軸方向に直交する水平方向であるＹ軸方向及び鉛直方向であるＺ軸方向にそれぞれ移動させる第１の駆動装置２０、一対の第２の駆動装置２２及び一対の第３の駆動装置２４を備える。第１の駆動装置２２、第２の各駆動装置２４及び第３の各駆動装置２４は、それぞれ、これらの一部が箱状のケーシング２５、２７の内部に配置され、該ケーシングに支持されている。

図示の例において、第１の駆動装置２０、第２の両駆動装置２２及び第３の両駆動装置２４は、ケーシング２５、２７を介して、平板２６上に配置されている。平板２６は、プレス機械１２の背面側（図１で見て右方側）において床Ｆ上に配置されプレス機械１２の支柱２８と平行に鉛直方向（上下方向）へ伸びる支柱２９と、プレス機械１２のボルスタ１４にそれぞれ固定された複数のイケール３０及び支持板３２とを介して水平に支持されている。平板２６は矩形の平面形状を有し、前記矩形の両長辺及び両短辺がそれぞれ前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と平行に伸びている。

トランスファフィーダ１０の第２の両駆動装置２２及び第３の両駆動装置２４は、第２の各駆動装置２２及び第３の各駆動装置２４を一組として、二組の第２の駆動装置２２及び第３の駆動装置２４が、前記矩形の長辺の伸長方向に互いに間隔をおいて配置され、前記矩形の両短辺に沿ってそれぞれ伸びている。この配置により、第２の各駆動装置２２を構成する後記リニアサーボモータ３８の駆動力の方向が前記Ｙ軸方向とされている。また、第３の各駆動装置２４を構成する後記回転型サーボモータ４０の回転軸線が前記Ｙ軸と平行な軸線上にあるようにされている。

これに対し、第１の駆動装置２０は、前記矩形の両短辺間、より詳細には二組の第２の駆動装置２２及び第３の駆動装置２４間に配置され前記矩形の長辺に沿って伸びている。これにより、第１の駆動装置２０を構成する後記リニアサーボモータ３４の駆動力の方向が前記Ｘ軸方向とされている。

次に、図３を参照して、第１の駆動装置２０、第２の各駆動装置２２及び第３の各駆動装置２４について説明する。

第１の駆動装置２０は、駆動源であるリニアサーボモータ３４と、該リニアサーボモータの駆動力である前記Ｘ軸方向への軸方向力をフィードバー１８に伝達する伝達機構３６とを備える。伝達機構３６はフィードバー１８の前記Ｙ軸方向への相対的な移動及び前記Ｚ軸方向への相対的な移動を許容する。

また、第２の各駆動装置２２は、駆動源であるリニアサーボモータ３８と、該リニアサーボモータの駆動力である前記Ｙ軸方向への軸方向力をフィードバー１８に伝達する伝達機構４０とを備える。伝達機構４０はフィードバー１８の前記Ｘ軸方向への相対的な移動及び前記Ｚ軸方向への相対的な移動を許容する。

さらに、第３の各駆動装置２４は、駆動源である回転型サーボモータ４２と、該サーボモータの回転力を前記Ｚ軸方向への軸方向力に変換してフィードバー１８に伝達する伝達機構４４とを備える。伝達機構４４はフィードバー１８の前記Ｘ軸方向への相対的な移動及び前記Ｙ軸方向への相対的な移動を許容する。図示の例においては、第２の各駆動装置２２の伝達機構４０と第３の各駆動装置２４の伝達機構４４とは、一部の構成を共通にする。

第１の駆動装置２０のリニアサーボモータ３４は、複数のマグネットを敷き詰めてなるベース４６と、巻き線コイルを含むコイルユニット４８が配置されたキャリッジであるスライダ５０と、スライダ５０を前記Ｘ軸方向へ案内する二条の案内レール５２と、リニアスケール５３とを備える。両レール５２は、必要とされるフィードバー１８の前記Ｘ軸方向への移動距離を超える長さを有する。

また、第２の各駆動装置２２のリニアサーボモータ３８は、第１の駆動装置２０のリニアサーボモータ３４と同様の構成を有する。すなわち、リニアサーボモータ３８は、図３で見て右側に位置するリニアサーボモータ３８を代表例とすると、複数のマグネットを敷き詰めてなるベース５４と、巻き線コイルを含むコイルユニット５６が配置されたキャリッジであるスライダ５８と、スライダ５８を前記Ｙ軸方向へ案内する二条の案内レール６０と、リニアスケール６１とを備える。両レール６０は、必要とされるフィードバー１８の前記Ｙ軸方向への移動距離を超える長さを有する。

次に、第１、第２及び第３の各駆動装置２０、２２、２４の伝達機構３６、４０、４４について説明する。

まず、図示の第１の駆動装置２０の伝達機構３６は、スライダ５０上に配置され両案内レール５２に対して直交する前記Ｙ軸方向へ伸びる細長い水平板６２と、該水平板の端部に固定され前記Ｚ軸方向へ伸びる、互いに相対する２つの垂直板６４、６６と、垂直板６４に固定された水平板６８であってフィードバー１８に向けて伸び、該フィードバーにその一片部１８ａにおいて固定された水平板６８とを備える。

細長い水平板６２は、ケーシング２５の前記Ｙ軸方向に関して互いに相対する２つの側板（図示せず）にそれぞれ設けられ両案内レール５２と平行に伸びる細長い２つの開口（図示せず）を貫通している。前記２つの開口はフィードバー１８の前記Ｘ軸方向への移動を許容する長さを有する。

両垂直板６４、６６はケーシング２５の外部にあって、これらの垂直板６４、６６間に配置され前記Ｚ軸方向へ伸びる互いに平行な二条のほぞ７０と両ほぞ７０をそれぞれ滑動可能に受け入れる互いに平行な二条のほぞ溝７２とを有する組立体７４を介して互いに連結されている。また、スライダ５０と水平板６２との間に、組立体７４と同様の組立体８０であって前記Ｙ軸方向へ伸びる同様の二条のほぞ７６及びほぞ溝７８を有する組立体８０が配置され、組立体８０を介してスライダ５０と水平板６２とが相互に連結されている。ほぞ７０及びほぞ溝７２は、フィードバー１８の前記Ｚ軸方向への移動を許容する長さを有する。また、ほぞ７６及びほぞ溝７８は、フィードバー１８の前記Ｙ軸方向への移動を許容する長さを有する。

第１の駆動装置２０の伝達機構３６においては、リニアサーボモータ３４の駆動力であるＸ軸方向力が水平板６２、両垂直板６４、６６及び水平板６８を介して、フィードバー１８に伝達され、フィードバー１８が前記Ｘ軸方向へ移動される。伝達機構３６は、両組立体８０、７４を介して、フィードバー１８に対する前記Ｙ軸方向への相対的な移動及び前記Ｚ軸方向への相対的な移動がそれぞれ許容される。

次に、第２の駆動装置２２の伝達機構４０の説明に先立ち、第３の駆動装置２４の伝達機構４４について説明する。

図示の第３の駆動装置２４の伝達機構４４は、回転型サーボモータ４２に減速機８２を介して接続されたロータリボールスプライン８４を備える。ロータリボールスプライン８４はナット８４ａと、該ナットを経て伸びるスプライン軸８４ｂとを有する。ナット８４ａは、ケーシング２７の内部にあって第２の駆動装置２２のスライダ５８に固定されている。また、スプライン軸８４ｂはケーシング２７内を前記Ｙ軸方向へ伸び、前記Ｙ軸方向に関して互いに相対するケーシング２７の２つの側板２７ａを貫通し、その先端部（出力端部）８４ｂ１がケーシング２７の外部に突出している。

第３の駆動装置２４の伝達機構４４は、さらに、ロータリボールスプライン８４のスプライン軸８４ｂの前記先端部８４ｂ１に固定されたアーム部材８６と、アーム部材８６に取り付けられスプライン軸８４ｂと平行な軸線の周りに回転可能であるハンド部材８８とを備える。また、伝達機構４４は、フィードバー１８の一片部１８ａの下面に設けられその長手方向（Ｘ軸方向）へ伸びる一条のほぞ９０と、ハンド部材８８に設けられほぞ９０を前記Ｘ軸方向へ滑動可能に受け入れるほぞ溝９２とを有する。

第３の駆動装置２４の伝達機構４４においては、回転型サーボモータ４２の駆動力である回転力がロータリボールスプライン８４のスプライン軸８４ｂに伝達され、これにより、スプライン軸８４ｂと共にアーム部材８６が回転する。これに伴い、ハンド部材８８がアーム部材８６に対して相対的に回転しながら揺動する。このとき、ハンド部材８８が、ほぞ９０に対するほぞ溝９２の相対移動の下で、フィードバー１８に対してその長手方向である前記Ｘ軸方向へ相対的に移動し、同時に、フィードバー１８が前記Ｚ軸方向へ上昇される。反対に、回転型サーボモータ４２が反転されるときはフィードバー１８が下降される。前記したところにより、伝達機構４４は、ほぞ９０とほぞ溝９２との組み合わせにより、フィードバー１８に対する前記Ｘ軸方向への相対的な移動を許容される。また、伝達機構４４は、ナット８４ａに対するスプライン軸８４ｂの直線移動によりフィードバー１８に対する前記Ｙ軸方向への相対的な移動が許容される。

次に、第２の駆動装置２２の伝達機構４０について説明する。伝達機構４０は、第３の駆動装置２４の伝達機構４４の一部をなすロータリボールスプライン８４と、アーム部材８６と、ハンド部材８８と、ほぞ９０及びほぞ溝９２とからなる。

第２の駆動装置２２の伝達機構４０においては、リニアサーボモータ３８の駆動力である前記Ｙ軸方向力が、スライダ５８に固定されたロータリボールスプライン８４のナット８４ａと、スプライン軸８４ｂと、アーム部材８６と、ハンド部材８８とを通してローラ９０に伝達され、ほぞ９０に対するほぞ溝９２の引っ掛かりにより、フィードバー１８が前記Ｙ軸方向へ移動される。伝達機構４０は、ほぞ９０及びほぞ溝９２の組み合わせによりフィードバー１８に対する前記Ｘ軸方向への相対的な移動を許容される。また、伝達機構４０は、ナット８４ａに対するスプライン軸８４ｂ及びアーム材８６の回転、アーム材８６に対するハンド部材８８の回転、及び、ほぞ９０に対するほぞ溝９２の相対的な滑動により、フィードバー１８に対する前記Ｚ軸方向への相対的な移動が許容される。

１０トランスファフィーダ
１２プレス装置
１８フィードバー
２０第１の駆動装置
２２第２の駆動装置
２４第３の駆動装置
２６平板
３４リニアサーボモータ
３６伝達機構
３８リニアサーボモータ
４０伝達機構
４２回転型サーボモータ
４４伝達機構

Claims

フィードバーと、
前記フィードバーを水平に支持し、また、前記フィードバーに対してその長手方向であるＸ軸方向への移動、該Ｘ軸方向に直交する水平方向であるＹ軸方向への移動及び鉛直方向であるＺ軸方向への移動をそれぞれ生じさせる第１の駆動装置、一対の第２の駆動装置及び一対の第３の駆動装置とを含み、
前記第１の駆動装置は、前記Ｘ軸方向への軸方向力を発生するリニアサーボモータと、前記Ｘ軸方向への軸方向力を前記フィードバーに伝達する伝達機構であって前記フィードバーのＹ軸方向への相対的な移動及びＺ軸方向への相対的な移動を許す伝達機構とを備え、
第２の各駆動装置は、前記Ｙ軸方向への軸方向力を発生するリニアサーボモータと、前記Ｙ軸方向への軸方向力を前記フィードバーに伝達する伝達機構であって前記フィードバーのＸ軸方向への相対的な移動及びＺ軸方向への相対的な移動を許す伝達機構とを備え、
各第３の駆動装置は、回転型サーボモータと、該回転型サーボモータの回転力をロータリボールスプラインを介して前記Ｚ軸方向への軸方向力に変換して前記フィードバーに伝達する伝達機構であって前記フィードバーのＸ軸方向への相対的な移動及びＹ軸方向への相対的な移動を許す伝達機構とを備え、
第２の駆動装置の伝達機構は、前記リニアサーボモータの駆動力が前記ロータリボールスプラインを介して前記Ｙ軸方向へ伝達されるスライダと、該スライダを前記Ｙ軸方向へ案内する二条の案内レールとを備え、
第２の駆動装置の伝達機構と、第３の駆動装置の伝達機構とは、積層されて同一ケーシング内に収納されている、トランスファフィーダ。
前記フィードバーはＬ形の横断面形状を有する、請求項１に記載のトランスファフィーダ。
前記第１の駆動装置、第２の両駆動装置及び第３の両駆動装置は、平板上に配置されている、請求項１又は２に記載のトランスファフィーダ。