JPS62151239A - 鍛造用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は棒状の素材を把持し、この素材を外周に複数の
孔型が形成された一対の圧延ロールの各孔型間に次々と
移動させて圧延する鍛造用ロボットに関するものである
。

［従来の技術とその問題点］ 複数の孔型が形成された一対の圧延ロール間に棒状の素
材を介入、させ圧延し、該素材を一工程毎に次の孔型に
移動させて素材を順次所望の形状に鍛造させてゆくロー
ル圧延式鍛造機において、該素材を順次次の孔型に移動
させてゆく装置は従来手動により操作されていたが、危
険を伴なう重労働であるのでその一層の省力化が望まれ
ていた。

そこで普通に組立作業等に使用されている汎用性のある
ロボットにより素材を把持させ所定の移動作業を行なわ
せることが考えられる。ところが上記圧延作業はロボッ
トに素材を把持させた状態にて圧延ロール間にその素材
を介入させる必要があることから、圧延ロールの強力な
回転力がその素材を介してロボットに及びロボットはそ
の外力を受けて破壊することとなり、このため従来の汎
用ロボットはこのような特殊用途を満たすことはできな
かった。

［発明の目的とその達成手段］ 本発明は上述に鑑みてなされたもので、圧延ロール鍛造
時の素材移動用として使用できる鍛造用ロボットを提供
しようとするものである。

その目的を達成するため本発明の鍛造用ロボットは、素
材を把持するグリッパを先端に配置した水平アームを機
枠に進退自在に支承し、該水平アームにメインシリンダ
を連繋した鍛造用ロボットにおいて、メインシリンダの
油圧回路は、サーボ弁のコントロールにより水平アーム
を進退動させるサーボ制御油圧回路と、メインシリンダ
への油圧負荷を実質的にゼロにして水平アームが外力に
よって自由に後退動するようにするフリー油圧回路とを
備え、前記サーボ制御油圧回路によって水平アームを進
出させた後これをフリー油圧回路に切換えるようにした
ことを特徴とするものである。

［作用］ グリッパに素材を把持させてサーボ制御により水平アー
ムを進出させると共に、該素材を圧延ロール間に介入さ
せたときはフリー油圧回路によりその外力を吸収する。

［実施例］。

次に図面に従い本発明の一実施例を説明する。

第１図および第２図に圧延ロール族ｆｉＡと鍛造用ロボ
ットＢの全体を示し、第３図および第４図にその要部拡
大図を示す。Ｃは素材１を搬入するコンベヤ、Ｄは加工
済素材を搬出するコンベヤを示す。圧延ロール装置Ａは
一対の圧延ロール２，２がコントローラ（図示せず）の
指令を受けて矢印の方向に回転する。なおこの圧延ロー
ル２，２は図示したように半周状に切欠されていてその
切欠部が相対するときに素材ｌを両ロール間に介入させ
続いて矢印の方向に回転させることでこの素材１を両ロ
ールにより挟着する形式を採っている。

鍛造用ロボットＢはレール３，３上登走行する台車４上
に設けられている。台車４は車輪５，５・・・・を備え
ると共に走行動用のモータ６を有している。また１台車
４の両側縁および前縁に該台車４をレール３．３上の定
位置にて不動に固定するためのロック機構７，７・・・
・が設けられ該ロック機構は油圧シリンダの作動により
ロック杆８が垂下し台車４の移動を防ぐ。台車４の両側
縁の内側にはガイドレール９，９が平行に設けられ該ガ
イドレール９，９に沿って台枠１０が摺動自在なるよう
にリニア軸受機構１１．１１・・・・を介して該台枠１
０を支持している。１２は台枠１０を摺動させるため台
車４上に設けた油圧シリンダ、１３．１３は該台枠１０
の移動範囲を制限するため台車４上に設けられたストッ
パである０台枠ｌＯの中央部には平面角筒状の筒体１４
が設けられ、該筒体中に機枠１５から一体に垂下された
支柱１６が貫挿され該支柱１６を筒体１４に設けられた
リニア軸受機構１７により昇降自在に支持している。１
８は機枠１５を昇降動させるため台枠１０に垂直に設け
られた油圧シリンダである。２０は機枠１５に進退自在
に支承された水平アームで、該水平アームは第５図〜第
７図に示されるように角パイプ２１の両側面にガイドレ
ール２２．２２を固着してなり１機枠１５には該ガイド
レールを挾む如くにリニア軸受機構２３．２３が設けら
れる。水平アーム２０の上面に水平にラック２４を固着
すると共に機枠１５の天井部下面に該ラック２４と定間
隔を置いて相対するようにラック２５を固着する。２６
は機枠１５に固着したメインシリンダで、該シリンダの
ピストンロッド２７の先端にピニオン２８を回転自在に
軸支し該ピニオン２８を両ラック２４．２５に噛合させ
る。

このためメインシリンダ２６が作動しピニオン２８が両
ラック２４．２５間を転動することにより水平アーム２
０は該ピストンロッド２７の進退距離の２倍の距離を進
退動し得る。水平アーム２０内には中空筒状のアーム２
９が回転自在でかつ進退自在に支持されている。即ち、
水平アーム２０の先端部寄りと後退部寄りに夫々筒状座
金３０．３１を固設し、該筒状座金３０．３１中にベア
リング３２．３３を配してスリーブ３４、３５を夫々回
転自在に支持すると共に、スリーブ３４．３５はその内
周面に軸方向Ｎ（スプライン）３６、３７を形成する。

そしてアーム軸２９の外周にはこの軸方向溝３６．３７
と噛合する軸方向溝３ｇ、　３９が形成されていて、こ
れによってアーム軸２９は水平アーム２０間にて進退自
在でかつ回動自在に支持される。アーム軸２９の先端に
はビス４０によって筒状のグリッパケース４１が固着さ
れている。４２は支軸４３をもって一対のフィンガー４
４．４４が開閉自在に枢着されたグリッパで該グリッパ
はフィンガー４４゜４４の基端にビン４５．４５を介し
てリンク４６．４６が連結され、該リンク４６．４６の
他端をピン４７によってスピンドル４８の先端に枢着し
ている。スピンドル４８は前記アーム軸２９中に進退自
在に挿通されている。４９はスピンドル４８を進退動さ
せるためアーム軸２９中に形成されたシリンダ、５０は
該スピンドル４８の後端に形成されたピストンである。

また、５１゜５２はこのシリンダ４９の前端と後端に夫
々連通するようにアーム軸２９中に形成された給油孔で
ある。

また、５３は後方のスリーブ３５の内周に形成されたク
ッションシリンダ、５４はアーム軸２９の後端寄り外周
に止着され該クッションシリンダ５３中で摺動自在なる
ピストンで、このクッションシリンダ５３はその先端が
ピストン５４の後方に開口した大径の連通孔５５により
後述する油圧回路と連通している。

また、５６はスリーブ３５を介しアーム軸２９を回転さ
せるため水平アーム２０の後端部にビス５７をもって固
設された油圧モータで、該油圧モータの回転軸に歯車５
８を固着し、該歯車５８をスリーブ３５の外周に形成さ
れた歯車５９に噛合させている。なお第２図中６０は台
車４上に設けられた油タンク、油圧ポンプ等よりなる油
圧源ユニット、第１図中の６１は水平アーム２０の進出
位置を検出するポテンショメータを示す、なおこのよう
な位置検出用のポテンショメータは図示しないが他にも
機枠１５の高さを検出するもの、および台車４上での台
枠１０の位置を検出するものが夫 々設けられている。

次に第８図および第９図に従い上記メインシリンダ２６
をコントロールするサーボ制御油圧回路およびフリー油
圧回路を説明する。同図において６２は油圧源、６３は
この油圧源に継がれたサーボ弁、６４はこのサーボ弁の
二次側とメインシリンダ２６との間に設けられた電磁断
続弁である。また同図中二点鎖線で囲った部分７１はフ
リー油圧回路を示し。

６５は油圧源６２に継いだ減圧弁、６６はその二次側お
よび油タンク６７をパイロット作動チェック弁６８゜６
９に継続する電磁切換弁、７０はパイロット作動チェッ
ク弁６８．６９に対するパイロット油圧を切換える切換
弁で、パイロット作動チェック０６８．６９の二次側は
夫々メインシリンダ２６に連通している。

さらに７２．７３は、メインシリンダ２６の給圧路に設
けられその異常高圧をにがすリリーフ弁、７４は圧延ロ
ール装置Ａとの関連において異常信号を検知したときに
作動しメインシリンダ２６の油をにがす干渉事故防止用
電磁弁である。

また第１０図に前記クッションシリンダ５３の油圧回路
を示す。同図において、７５は油圧源６２に継がるクッ
ション圧切換用電磁弁、７６は高圧側の減圧弁、７７は
高圧側のリリーフ弁、７８は低圧側の減圧弁、７９は低
圧側のリリーフ弁である。なおこの場合低圧側の減圧弁
７８およびリリーフ弁７９は高圧側の減圧弁７６、リリ
ーフ弁７７よりもいずれもそのバネによる設定圧が低く
セットされている。

このように構成された鍛造用ロボットでは、台車４をロ
ック機構７，７・・・・によってレール３゜３上に固定
し１台枠１（＋を油圧シリンダＩ２の作動によって台車
４上の所要位置にセットする。さらに機枠１５を油圧シ
リンダ１８の作動によって上下させると共に、水平アー
ム２０をメインシリンダ２６の作動によって進退動させ
グリッパ４２をもってコンベヤＣ上の素材１を把持させ
る。その際メインシリンダ２６の油圧回路は第８図に示
したサーボ制御油圧回路の状態にあり、水平アーム２０
の進出位置はポテンショメータ６１によって検知されそ
の信号がコントローラからのフィードバックによりサー
ボ弁６３を制御し該メインシリンダ２６に所要の油圧を
供給し水平アーム２０を所要方向に作動させて目的位置
にグリッパ４２を静止させる。なおこのときクッション
シリンダ５３の油圧回路は第１０図に示されたとおり高
圧側への切換状態にあり該クッションシリンダ５３は強
い外力が作用しない限り収縮しないように堅持されてい
る。そして前記シリンダ４９を作動させてスピンドル４
Ｂを牽引しグリッパフィンガー４４．４４を閉じさせ素
材１を把持する。そしてこの素材１を圧延ロール装置Ａ
の切欠部分が相対している圧延ロール２，２間に介入さ
せる。（第１図の２点鎖線の状態）。なおそのときにも
サーボ制御油圧回路の作用でコントローラの指令位置ま
でその素材ｌを進出させて停止させる。しかる後メイン
シリンダ２６の油圧回路は第９図に示した状態即ちフリ
ー油圧回路に切換えられ、同時にクッションシリンダ５
３はその切換用電磁弁７５が作用して低圧側に切換えら
れる。それから圧延ロール２．２が第１図の矢印の方向
に回転し素材ｔをその孔型中に挾圧し該素材１を塑性変
形させる。

そのときグリッパ４２は素材１を把持したままであるの
で水平アーム２０は圧延ロール２，２から素材ｌを介し
て強力に押し戻される。このためラック２４、２５を介
してピニオン２８．ピストンロッド２７は押し戻されメ
インシリンダ２６のピストンは後方に押圧される。その
ときフリー油圧回路７１は第９図に示されるように切換
弁７０の作用によってチェック弁６８．６９が開状態に
ありメインシリンダ２６のピストン前方室には減圧弁６
５を介して低い油圧が負荷し、ピストン後方室は油タン
ク６７に連通していて該メインシリンダへの油圧負荷は
実質的にゼロになるようにしている。このためピストン
後方室の油はチェック弁６８を通って油タンク６７に押
し戻され、ピストン前方室にはチェック弁６９を通って
油が補充される。従って強力な圧延ロール２，２の回転
力はこれによって吸収され機枠１５以下にその外力が及
ぶことはない。また、圧延ロール２゜２が素材１に噛み
込む瞬間アーム軸２９には衝撃的な力が加わるがその衝
撃力はクッションシリンダ５３が収縮することによって
吸収される。即ち、そのときクッションシリンダ５３の
油圧回路は低圧側に切換えられていて該クッションシリ
ンダ５３中の油はリリーフ弁７９を通り油タンクに低圧
にても戻り得るのでそれがａｍとなりラック２４．２５
．ピニオン２８等に過大なａ！！力が掛るのが防がれる
。こうして素材１に第１回の圧延ができたら油圧モータ
５６を作動させアーム軸３５を９０度回転させ素材１を
９０度回転させる。そして再度この素材ｌを圧延ロール
２，２間に介入させ圧延する。なおその際も水平アーム
２０はその進退動時に（±メインシリンダ２６がサーボ
制御油圧回路に切換えられ、圧延時にはこれがフリー油
圧回路に切換えられ外力を吸収できるようにすることは
同様である。そして圧延ロール２，２・・・・にその外
周に孔型が複数列順次大きさを変えて形成されているの
でその素材１の必要性に応じて台枠１０を横送りしグリ
ッパ４２にて素材ｌを把持したままで次々と圧延がなさ
れる。

［発明の効果］ 以上実施例について説明したように本発明の鍛造用ロボ
ットは、水平アームを進退動させるメインシリンダがサ
ーボ制御油圧回路とフリー油圧回路とに切換できるよう
にして外力を吸収できるよう１；シたのでその破壊がま
ぬがれる。またサーボ制御の特長として停止位置の変更
が容易である。

さらにはラックとピニオンとの所謂倍速機構によって水
平アームが高速で進退動し得るようにすると共に、クッ
ションシリンダを設けて衝撃力を緩衝するようにしたの
で高速作動により処理能力が高いなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示したもので、第１図は設備
全体の正面図、第２図はその平面図、第３図は鍛造用ロ
ボットの部分縦断面正面図、第４図はその平面図、第５
図は水平アームの先端側路半分の拡大縦断面図、第６図
は水平アームの後端側路半分の拡大縦断面図、第７図は
第６図Ｘ−Ｘ線断面図、第８図はメインシリンダの油圧
回路図、第９図はフリー油圧回路に切換えたときのメイ
ンシリンダの油圧回路図、第１０図はクッションシリン
ダの油圧回路図である。 Ａ・・・・圧延ロール装置、Ｂ・・・・鍛造用ロボット
、１・・・・素材、１５・・・・機枠、２０・・・・水
平アーム、２４゜２５・・・・ラック、２６・・・・メ
インシリンダ、２８・・・・ピニオン、２９・・・・ア
ーム軸、３２．３３・・・・ベアリング。 ３６、３７．３８．３９・・・・軸方向溝、４２・・・
・グリッパ。 ５３・・・・クッションシリンダ、５６・・・・油圧モ
ータ。 ６１・・・・ポテンショメータ、６３・・・・サーボ弁
、７１・・・・フリー油圧回路、６５・・・・減圧弁、
６８．６９・・・・チェック弁、７０・・・・切換弁、
７６、７８・・・・減圧弁、７７゜７９・・・・リリー
フ弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、素材を把持するグリツパを先端に配置した水平アー
   ムを機枠に進退自在に支承し、該水平アームにメインシ
   リンダを連繋した鍛造用ロボツトにおいて、メインシリ
   ンダの油圧回路は、サーボ弁のコントロールにより水平
   アームを進退動させるサーボ制御油圧回路と、メインシ
   リンダへの油圧負荷を実質的にゼロにして水平アームが
   外力によつて自由に後退動するようにするフリー油圧回
   路とを備え、前記サーボ制御油圧回路によつて水平アー
   ムを進出させた後これをフリー油圧回路に切換えるよう
   にしたことを特徴とする鍛造用ロボツト。 ２、機枠と水平アームとの相対する面に平行にラツクを
   固設し、メインシリンダのピストンロツド先端に回転自
   在に軸支したピニオンを前記両ラツクに噛合させること
   でメインシリンダを水平アームに連繋させると共に、先
   端にグリツパが固設されたアーム軸を水平アーム内に嵌
   挿し、該アーム軸を水平アーム中に形成されたクツシヨ
   ンシリンダにより弾性的に進退動自在に支持してなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の鍛造用ロ
   ボツト。 ３、水平アーム内のアーム軸を回転動させる油圧モータ
   を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の鍛造用ロボツト。