JPH09248641A - ワーク反転装置およびワーク反転複合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク反転動作のために大きな駆動力源を必
要とせず、かつ、ワーク反転工程のステーションにおい
て反転後のワークに加工を施すことが可能なワーク反転
装置を提供する。 【解決手段】 所定位置に供給されたワーク２を真空吸
着盤６０で保持して所定量上昇させた後これを上下に反
転させ、その後、上記所定位置まで下降させた状態で載
置板４４によりワーク２を支持する。これにより、ワー
ク反転の際、載置板４４を僅かに下降させるだけで、載
置板４４とワーク２との干渉を回避可能とする。その結
果、従来のように載置板に長いストロークの上下動を行
わせるための大きな駆動力源が不要となり、また、載置
板４４の下方にタッピング装置７０を配置するスペース
を確保することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、プレス成形ライ
ン等においてワークを上下に反転させるワーク反転装
置、およびこのワーク反転装置を備えたワーク反転複合
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プレス成形ライン等において、ワークに
生じる抜けダレあるいは曲げの方向等の都合上、ワーク
を上下に反転させる必要が生じる場合がある。このよう
な場合には、プレス装置の後工程側にワーク反転装置が
設けられる。このワーク反転装置は、一般に、前工程か
ら所定位置に供給されたワークを保持してその場でこれ
を上下に反転させるように構成されている。

【０００３】上記ワーク反転装置には、後工程へのワー
ク受け渡しを可能とするため、反転後のワークを支持す
る下置台（支持手段）が設けられるが、この下置台は、
上記反転動作の際にワークと干渉しないようにするた
め、上記反転動作の際には所定量下降してワークの回転
軌跡から外れるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のワーク反転
装置において、ワークとの干渉回避に必要な下置台の上
下動ストロークは比較的大きなものとなるが、下置台は
一般にかなりの重量を有するものであるため、これを上
記反転動作の度に大きなストロークで上下動させること
は容易でなく、大きな駆動力源が必要となる。

【０００５】また、下置台の下方に加工装置を配置し
て、ワーク反転工程のステーションにおいて反転後のワ
ークに加工を施すことができれば、製造ラインの省スペ
ース化を図ることが可能となるが、上記従来のワーク反
転装置においては、下置台がその上下動の下死点にある
ときを前提として加工装置を配置しなければならないの
で、下置台の下方に加工装置を配置するスペースを確保
することが困難となる。例えば、タッピング装置の場
合、そのタッピングタップの駆動力を伝達するフレキシ
ブルワイヤはあまり大きな曲率で曲げることができない
ので、下置台が上記下死点にあるとすると、下置台の下
方にタッピング装置を配置することが極めて困難とな
る。このため従来より、加工装置は、ワーク反転工程と
は別の後工程側のステーションに設けられている。

【０００６】本願発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、ワーク反転動作のために大きな駆動
力源を必要とせず、かつ、ワーク反転工程のステーショ
ンにおいて反転後のワークに加工を施すことが可能なワ
ーク反転装置およびワーク反転複合装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、所定位置に
供給されたワークを、従来のようにその場で反転させる
のではなく、その上方に移動させて反転させるようにす
ることにより、上記目的達成を図るようにしたものであ
る。

【０００８】すなわち、本願発明に係るワーク反転装置
は、請求項１に記載したように、所定位置に供給された
ワークを保持する保持手段と、この保持手段により保持
された上記ワークを上昇させる上昇手段と、この上昇手
段により所定量上昇した上記ワークを上下に反転させる
反転手段と、この反転手段により反転した上記ワーク
を、上記所定位置まで下降させた状態で支持する支持手
段と、を備えてなることを特徴とするものであり、ま
た、本願発明に係るワーク反転複合装置は、請求項２に
記載したように、所定位置に供給されたワークを保持す
る保持手段と、この保持手段により保持された上記ワー
クを上昇させる上昇手段と、この上昇手段により所定量
上昇した上記ワークを上下に反転させる反転手段と、こ
の反転手段により反転した上記ワークを、上記所定位置
まで下降させた状態で支持する支持手段と、この支持手
段に支持された上記ワークに対して、該ワークの下方か
ら加工を施す加工手段、を備えてなることを特徴とする
ものである。

【０００９】上記各請求項における「反転手段」は、上
記ワークを上下に反転させるように構成されたものであ
れば、その反転の際の回転軸線の方向は特に限定される
ものではない。

【００１０】上記各請求項における「支持手段」は、反
転したワークを上記所定位置（ワーク供給位置）まで下
降させた状態で支持するようになっているが、その際の
下降の方法は特に限定されるものではない。例えば、上
記保持手段で保持したまま上記上昇手段により下降させ
る方法、上記保持手段による保持を解放して自然落下さ
せる方法、上記保持手段で保持したまま上記上昇手段に
よりある程度下降させてから上記保持手段による保持を
解放して自然落下させる方法、等が採用可能である。

【００１１】請求項２における「加工手段」は、特に限
定されるものではなく、例えば、請求項３に記載したよ
うなタッピング手段、あるいは、カシメ手段、スポット
溶接手段、その他の各種加工手段が採用可能である。

【００１２】

【発明の作用効果】上記構成に示すように、本願発明に
おいては、所定位置に供給されたワークを保持して所定
量上昇させた後これを上下に反転させ、その後、所定位
置まで下降させた状態で支持手段によりこれを支持する
ようになっているので、ワーク反転の際、支持手段を全
く下降させなくても、あるいは僅かに下降させるだけ
で、支持手段とワークとの干渉を回避することが可能と
なる。

【００１３】したがって、ワーク反転の際に従来必要と
していた支持手段の上下動ストロークをゼロあるいは最
小限に抑えることができ、これにより、従来のような支
持手段上下動のための大きな駆動力源が不要となる。

【００１４】また、上記のようにワーク反転の際に必要
な支持手段の上下動ストロークをゼロあるいは最小限に
抑えることができるので、支持手段の下方にタッピング
装置等の加工手段を配置するスペースを確保することが
可能となる。そして、この加工手段を配置するようにす
れば、ワーク反転工程のステーションにおいて反転後の
ワークに加工を施すことができるので、工程削減による
合理化（例えば、製造ラインの省スペース化、物流削
減、打痕防止等）を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本願発明の
実施の形態について説明する。

【００１６】図１は、本願発明に係るワーク反転装置の
一実施形態の全体構成を示す正面図である。

【００１７】このワーク反転装置１０は、プレス成形ラ
インにおいてプレス装置１２の次のステーションに設け
られ、プレス成形されたパネル状のワーク２を上下に反
転させるようになっている。

【００１８】上記プレス装置１２およびワーク反転装置
１０間におけるワーク２の受け渡しは、真空吸着盤１４
ａを備えたロボットアーム１４により行われるようにな
っている。そして、上記ワーク反転装置１０により反転
したワーク２は、真空吸着盤１６ａを備えたロボットア
ーム１６により、次のステーションの加工装置（例えば
プレス装置）１８に受け渡されるようになっている。

【００１９】上記ワーク反転装置１０は、ベース機構２
０と、ワーク支持機構２２と、ワーク昇降機構２４と、
１対のワーク保持機構２６と、１対のワーク反転機構２
８とからなっている。

【００２０】上記ベース機構２０は、略直方体のフレー
ム３０と、このフレーム３０を移動可能に支持する複数
の車輪３２とからなり、ワーク反転装置１０の設置され
るべきステーションに位置決め固定可能とされている。
上記フレーム３０の上端部は、中央に大きな開口３４ａ
が形成されたプレート３４で構成されている。

【００２１】上記ワーク支持機構２２は、下置台３６
と、略直方体のフレーム３８と、このフレーム３８の下
端水平部に上端部が連結されたシリンダ４０とからなっ
ている。上記下置台３６は、ワーク２を載置する載置板
４４と、支持ブロック４６と、治具ベース４８とからな
り、上記載置板４４には、ワーク２を載置する際のガイ
ドピン５０が複数箇所に設けられている。上記フレーム
３８は、スリーブ４２を介してベース機構２０に昇降可
能に支持されている。上記フレーム３８の上端部は、中
央に大きな開口５２ａが形成されたプレート５２で構成
されており、このプレート５２の周縁部において上記下
置台３６の治具ベース４８をボルト締めにより固定する
ようになっている。すなわち、上記下置台３６は、フレ
ーム３８に着脱可能に取り付けられるようになってい
る。上記シリンダ４０は、その下端部がベース機構２０
に連結されており、その作動により上記フレーム３８を
昇降させるようになっている。

【００２２】上記ワーク昇降機構２４は、プレス成形ラ
インにおけるワーク２の送り方向と平行に略Ｕ字形に形
成されたフレーム５４と、このフレーム５４の下端水平
部に上端部が連結されたシリンダ５６と、上記フレーム
５４の両鉛直部の上端部に固定された１対のボックス５
８とからなり、上記フレーム５４の両鉛直部においてベ
ース機構２０に昇降可能に支持されている。上記シリン
ダ５６は、その下端部がベース機構２０に連結されてお
り、その作動により上記フレーム５４を昇降させるよう
になっている。

【００２３】上記１対のワーク保持機構２６は、互いに
向き合うようにして上記各ボックス５８に支持されてい
る。各ワーク保持機構２６は、真空吸着盤６０と、この
真空吸着盤６０を支持するとともに軸部６２ａにおいて
上記ボックス５８に回転可能かつ上記ワーク送り方向に
往復動可能に支持されたアーム６２と、このアーム６２
を、上記ワーク送り方向に往復動させるシリンダ６４と
からなっている。

【００２４】上記各ワーク反転機構２８は、上記ボック
ス５８に支持されたステップモータ６６と、このステッ
プモータ６６の回転駆動力を上記ワーク保持機構２６の
アーム６２の軸部６２ａに伝達するベルト機構６８とか
らなっている。

【００２５】次に、本実施形態の作用について説明す
る。

【００２６】ワーク反転装置１０によるワーク反転動作
は、図２〜６に示す一連の動作によって行われる。以下
の説明において、ワーク反転装置１０を構成する各機構
２０、２２、２４、２６および２８の基準位置は、図１
に示す位置とする。なお、図１に示すワーク２の位置
が、本願明細書に記載の「所定位置」である。

【００２７】まず、図２に示す供給ワーク保持動作を行
う。

【００２８】図示のように、ワーク支持機構２２のシリ
ンダ４０を作動させて下置台３６を上記基準位置から僅
かに（３０ｍｍ程度）下降させるとともに、各ワーク保
持機構２６のシリンダ６４を作動させてそのアーム６２
および真空吸着盤６０を上記基準位置から下置台３６に
近づける。その後、ロボットアーム１４がその真空吸着
盤１４ａによりワーク２を吸着保持しながら前工程のス
テーションから図示のワーク受け渡し位置まで移動し
て、ワーク２を「所定位置」に供給する。そして、この
ワーク受け渡し位置でロボットアーム１４がその真空吸
着盤１４ａの吸着を解除したとき、各ワーク保持機構２
６がその真空吸着盤６０によりワーク２を下面側から吸
着保持してワーク２を受け取る。なお、図中、真空吸着
盤６０と下置台３６の載置板４４とが重複して描かれて
いるが、載置板４４の両側縁部にはＵ字形の切欠きが形
成されており、これにより載置板４４と真空吸着盤６０
との干渉を生じさせないようになっている。

【００２９】次に、図３に示すワーク上昇動作を行う。

【００３０】図示のように、ロボットアーム１４が上記
ワーク受け渡し位置から図示の待避位置まで移動した
後、ワーク昇降機構２４のシリンダ５６を作動させてそ
のフレーム５４と共にワーク２を吸着保持したワーク保
持機構２６を上記基準位置から所定量（１２０ｍｍ程
度）上昇させる。

【００３１】次に、図４に示すワーク反転動作を行う。

【００３２】図示のように、各ワーク反転機構２８のス
テップモータ６６を回転駆動して、各ワーク保持機構２
６のアーム６２をその軸部６２ａを中心に１８０°回転
させ、これにより真空吸着盤６０と共にワーク２を反転
させる。

【００３３】次に、図５に示すワーク下降支持動作を行
う。

【００３４】図示のように、ワーク昇降機構２４のシリ
ンダ５６を作動させて、そのフレーム５４と共に各ワー
ク保持機構２６を上記基準位置まで下降させ、これによ
りワーク２を「所定位置」（２点鎖線で示す位置）まで
下降させる。そして、各真空吸着盤６０による吸着を解
除してワーク２をワーク支持機構２２の載置板４４上に
自然落下させる。この自然落下により、ワーク２を載置
板４４から浮かせることなく、図示実線のように確実に
載置板４４上に載置するようにする。上記自然落下の
際、ガイドピン５０によりワーク２をガイドして図示実
線位置に位置決めする。

【００３５】なお、上記供給ワーク保持動作（図２参
照）において、ワーク支持機構２２のシリンダ４０を作
動させて下置台３６を上記基準位置から僅かに下降させ
るのは、上記ワーク反転動作の際のワーク２の回転軌跡
から下置台３６の載置板４４を外すとともに、ワーク下
降支持動作においてワーク２をその落下姿勢が乱れない
程度の落差で自然落下させるためである。

【００３６】次に、図６に示すワーク取り出し動作を行
う。

【００３７】図示のように、各ワーク保持機構２６のシ
リンダ６４を作動させた後、各ワーク反転機構２８のス
テップモータ６６を回転駆動して、各ワーク保持機構２
６のアーム６２および真空吸着盤６０を上記基準位置に
戻す。その後、ワーク支持機構２２のシリンダ４０を作
動させて下置台３６を上記基準位置に戻すと、ロボット
アーム１６が後工程側の待避位置から図示のワーク受け
渡し位置まで移動して来て、その真空吸着盤１６ａによ
りワーク２を吸着保持して取り出して後工程のステーシ
ョンへ移動する。

【００３８】以上詳述したように、本実施形態において
は、所定位置に供給されたワーク２を保持して所定量上
昇させた後これを上下に反転させ、その後、所定位置ま
で下降させた状態でワーク支持機構２２の下置台３６の
載置板４４によりワーク２を支持するようになっている
ので、ワーク反転の際、載置板４４を僅かに下降させる
だけで、載置板４４とワーク２との干渉を回避すること
が可能となる。

【００３９】したがって、ワーク反転の際に従来必要と
していた載置板４４の上下動ストロークを最小限に抑え
ることができ、これにより、従来のような載置板上下動
のための大きな駆動力源が不要となる。なお、本実施形
態においては、ワーク反転の際、載置板４４を僅かに下
降させるようにしたが、回転軌跡の小さいワークを対象
としたワーク反転装置であれば、載置板４４を全く下降
させることなくワーク反転動作を行わせることも可能で
ある。

【００４０】本実施形態においては、上記のようにワー
ク反転の際に必要な載置板４４の上下動ストロークを最
小限に抑えることができるので、載置板４４の下方に加
工装置を配置するスペースを確保することが可能とな
る。図１〜６の各図には、上記加工装置の配置例とし
て、タッピング装置７０を２点鎖線で示している。

【００４１】特に、本実施形態においては、図１に示す
ように、載置板４４、支持ブロック４６および治具ベー
ス４８が下置台３６としてユニットで構成されており、
ワーク支持機構２２のフレーム３８のプレート５２に着
脱可能に取り付けられるようになっているので、これを
治具として活用することができる。すなわち、上記下置
台３６に代えて、図７に示すようなタッピングユニット
付き下置台８２を取り付ければ、ワーク反転複合装置８
０を得ることができる。

【００４２】以下、このワーク反転複合装置８０につい
て説明する。

【００４３】このワーク反転複合装置８０の上記タッピ
ングユニット付き下置台８２は、治具ベース８４と、こ
の治具ベース８４に所定間隔をおいて固設された複数の
支柱８６と、これら支柱８６の上端部に固定された複数
のマグネット８８と、治具ベース８４に固定された複数
のタッピングユニット７２とからなっている。

【００４４】上記各マグネット８８は、ワーク反転複合
装置８０を構成する他の機構およびロボットアーム１
４、１６の動作と同期してオンオフするようになってお
り、これにより、ワーク２の受け渡しを円滑に行い得る
ようにしている。

【００４５】上記各タッピングユニット７２は、ユニバ
ーサルジョイント７６を介して、その下方のフレキシブ
ルワイヤ７４と連結されることにより、タッピング装置
７０を構成するようになっている。上記ユニバーサルジ
ョイント７６は、ワンタッチ操作でその連結を解除する
ことができるようになっている。

【００４６】このタッピング装置７０によるタッピング
加工は、フレキシブルワイヤ７４の心線を回転駆動する
ことにより、タッピングユニット７２の先端のタップ７
２ａを回転させながらワーク２に向けて進出させて行う
ようになっている。このタッピング加工は、反転動作が
完了したワーク２（図５に示すワーク２と同じ状態にあ
るワーク２）に対して施されるが、このタッピング加工
の際には、上記各マグネット８８はオン状態となって、
ワーク２をこれらマグネット８８上に確実に固定するよ
うになっている。

【００４７】上記各タッピングユニット７２は、ワーク
支持機構２２の昇降に伴って昇降することとなるが、ワ
ーク支持機構２２の昇降ストロークは上述のように僅か
３０ｍｍ程度である。このため、各タッピングユニット
７２が昇降しても、その下方に連結されたフレキシブル
ワイヤ７４には、その曲率を大きく変化させるような外
力が作用することはない。

【００４８】上記ワーク反転複合装置８０を採用すれ
ば、ワーク反転工程のステーションにおいて反転後のワ
ーク２にタッピング加工を施すことができるので、工程
削減による合理化（例えば、製造ラインの省スペース
化、物流削減、打痕防止等）を図ることができる。

【００４９】また、上記タッピングユニット付き下置台
８２に代えて、他の加工機能を有するツールを備えた下
置台をプレート５２に取り付ければ、異なる種類のワー
ク反転複合装置を得ることができる。

【００５０】上記実施形態においては、プレス成形され
たパネル状のワーク２をワーク反転動作（およびタッピ
ング加工）の対象としているが、これ以外のワーク（例
えば箱状のワーク等）を上下に反転させる場合において
も本願発明を適用することができることはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態に係るワーク反転装置を
示す正面図

【図２】上記ワーク反転装置による供給ワーク保持動作
を示す要部正面図

【図３】上記ワーク反転装置によるワーク上昇動作を示
す要部正面図

【図４】上記ワーク反転装置によるワーク反転動作を示
す要部正面図

【図５】上記ワーク反転装置によるワーク下降支持動作
を示す要部正面図

【図６】上記ワーク反転装置によるワーク取り出し動作
を示す要部正面図

【図７】本願発明の一実施形態に係るワーク反転複合装
置を示す要部正面図

【符号の説明】

２ ワーク １０ ワーク反転装置 １２ プレス装置 １４、１６ ロボットアーム １４ａ、１６ａ 真空吸着盤 １８ 加工装置 ２０ ベース機構 ２２ ワーク支持機構（支持手段） ２４ ワーク昇降機構（上昇手段） ２６ ワーク保持機構（保持手段） ２８ ワーク反転機構（反転手段） ３０、３８、５４ フレーム ３４、５２ プレート ３４ａ、５２ａ 開口 ３６ 下置台 ４０、５６、６４ シリンダ ４２ スリーブ ４４ 載置板 ４６ 支持ブロック ４８ 治具ベース ５０ ガイドピン ５８ ボックス ６０ 真空吸着盤 ６２ アーム ６２ａ 軸部 ６６ ステップモータ ６８ ベルト機構 ７０ タッピング装置（加工手段）（タッピング手段） ７２ タッピングユニット ７２ａ タップ ７４ フレキシブルワイヤ ７６ ユニバーサルジョイント ８０ ワーク反転複合装置 ８２ タッピングユニット付き下置台 ８４ 治具ベース ８６ 支柱 ８８ マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｑ 7/00 Ｂ２３Ｑ 7/00 Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定位置に供給されたワークを保持する
   保持手段と、 この保持手段により保持された上記ワークを上昇させる
   上昇手段と、 この上昇手段により所定量上昇した上記ワークを上下に
   反転させる反転手段と、 この反転手段により反転した上記ワークを、上記所定位
   置まで下降させた状態で支持する支持手段と、を備えて
   なることを特徴とするワーク反転装置。
2. 【請求項２】 所定位置に供給されたワークを保持する
   保持手段と、 この保持手段により保持された上記ワークを上昇させる
   上昇手段と、 この上昇手段により所定量上昇した上記ワークを上下に
   反転させる反転手段と、 この反転手段により反転した上記ワークを、上記所定位
   置まで下降させた状態で支持する支持手段と、 この支持手段に支持された上記ワークに対して、該ワー
   クの下方から加工を施す加工手段と、を備えてなること
   を特徴とするワーク反転複合装置。
3. 【請求項３】 上記加工手段がタッピング手段である、
   ことを特徴とする請求項２記載のワーク反転複合装置。