TWI517911B - The transfer method of the bar and the handling device - Google Patents

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TWI517911B
TWI517911B TW103105203A TW103105203A TWI517911B TW I517911 B TWI517911 B TW I517911B TW 103105203 A TW103105203 A TW 103105203A TW 103105203 A TW103105203 A TW 103105203A TW I517911 B TWI517911 B TW I517911B
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Shinya ENDOH
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Nittan Valva
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Description

棒材之移交方法以及搬運裝置
本發明係關於一種棒材之移交方法以及用於實施該方法的搬運裝置。
在製造現場係進行將工件(work)從一個裝置移交至另一個裝置，且在該工件之移交中係廣泛使用具備把持手段的搬運裝置(具體而言，高速多關節機器人之機械手)。例如在專利文獻1(第4圖)中，係藉由搬運裝置的把持手段之把持，而從一個裝置之保持手段接收由該保持手段所保持之作為工件的棒材，將該接收來的棒材搬運至另一個裝置中的既定之定位孔，並且將該棒材從其一方端部插入於該既定之定位孔，藉此將該棒材移交至另一個裝置。藉此，即便用一個裝置來加工棒材之另一方端部側，在另一個裝置，可不對其帶來影響而保持棒材之一方端部側。
可是，在進行此種棒材之移交的情況，考慮到處理棒材之全長(軸心延伸方向長度全長)較短時，為了使棒材之一方端部側盡量從保持手段朝向外部突出，而 藉由一個裝置之保持手段盡可能地把持棒材之另一方端部側。藉此，搬運裝置之把持手段就可以把持棒材之一方端部側，且可以從保持手段接收棒材。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2002-273539號公報(圖4)
但是，在棒材中係有其全長相當短者，而在使用此種棒材的情況時，如上述般，即便由保持手段保持棒材，而且由搬運裝置之把持手段把持棒材之一方端部側並從保持手段接收該棒材，從搬運裝置之把持手段往外部的棒材(棒材之一方端部側)之突出量仍可能減少。在此種情況，棒材對既定之定位孔的插入量將變得不夠充分，且即便欲將該棒材從其一方端部插入於另一個裝置中的既定之定位孔，恐有無法準確地進行該插入之虞。
本發明係有鑑於上述先前技術之問題點而開發完成者，其第1目的係在於提供一種即便是在作為工件的棒材之全長較短的情況，仍可以將該棒材從其一方端部準確地插入於既定之定位孔的棒材之移交方法。
第2目的係在於提供一種使用於上述棒材之 移交方法之實施的搬運裝置。
為了達成前述第1目的而在本發明(申請專利範圍第1項之發明)中，其係準備具備把持手段的搬運裝置，將由保持手段所保持的棒材當中比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，藉由前述搬運裝置的把持手段之把持而從該保持手段接收，且將接收後的棒材搬運至既定之定位孔，並且將該棒材從該棒材之一方端部插入於該既定之定位孔，其設為以下構成：在從前述保持手段接收前述棒材時，使用搬運裝置中的一個把持手段，在接收前述棒材之後，且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔之前，利用與前述搬運裝置中之一個把持手段不同的另一個把持手段，來把持前述棒材當中前述保持手段所保持的部分，且在將前述棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔時，解除前述一個把持手段對該棒材之把持。作為該申請專利範圍第1項之較佳態樣係如同申請專利範圍第2至6、13項所記載般。
為了達成前述第2目的而在本發明(申請專利範圍第7項之發明)中，其係具備具有能夠擴大縮小之一對把持部的把持手 段，將由保持手段所保持的棒材，在比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，藉由前述把持手段中的一對把持部之把持而從該保持手段接收，且將接收後的棒材搬運至既定之定位孔，並將前述棒材從該棒材之一方端部插入於既定之定位孔，其設為以下構成：作為前述把持手段，係以並設之狀態具備有第1、第2把持手段，前述第1、第2把持手段中的各一對把持部，係配置成該各一對把持部之擴大縮小方向相同且呈對置狀態，前述第1把持手段係設定成：該第1把持手段中的一對把持部，在從前述保持手段接收前述棒材時，在比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側把持該棒材，並且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔時，會解除對該棒材之把持，前述第2把持手段係設定成：該第2把持手段中的一對把持部，在接收前述棒材之後，且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔之前，把持該棒材當中前述保持手段所保持的部分。作為該申請專利範圍第7項之較佳態樣係如同申請專利範圍第8至12、14項所記載般。
依據本發明(申請專利範圍第1項之發明)，則由於是在從保持手段接收棒材時，使用搬運裝置 中的一個把持手段，在接收棒材之後，且在將棒材從該棒材之一方端部插入於既定之定位孔之前，利用與搬運裝置中之一個把持手段不同的另一個把持手段，來把持棒材當中保持手段所保持的部分，且在將棒材從該棒材之一方端部插入於既定之定位孔時，解除一個把持手段對該棒材之把持，所以可以藉由具備另一個把持手段之搬運裝置來移動棒材，另一方面，在棒材之一方端部側，對該棒材可重新確保由一個把持手段所保持的部分作為插入量(插入量之增大)，藉由將該插入量插入於既定之定位孔就可以將棒材之一方端部側準確地插入於既定之定位孔。因此，可以提供一種即便是在作為工件的棒材之全長較短的情況，仍可以將該棒材從其一方端部準確地插入於既定之定位孔的棒材之移交方法。
依據申請專利範圍第2項之發明，由於是在棒材之搬運中利用另一個把持手段對棒材進行把持，並解除一個把持手段對棒材之把持，亦即將另一個把持手段對棒材之把持時間及一個把持手段對棒材之把持解除時間納入於棒材之搬運時間內，特別是沒有必要確保另一個把持手段對棒材之把持時間及一個把持手段對棒材之把持解除時間。因此可以迅速地進行該棒材之移交。
依據申請專利範圍第3項之發明，由於作為既定之定位孔，係準備朝向下方向延伸之孔，在將棒材從該棒材之一方端部插入於既定之定位孔，且該棒材當中一個把持手段所把持的部分被插入於定位孔內時，解除另一 個把持手段對該棒材之把持，所以可以將一個把持手段所把持的部分利用作為插入量，並設為可以藉由既定之定位孔而確實地發揮棒材之引導功能的狀態，此後，藉由進行另一個把持手段之把持解除，就可以利用棒材之本身重量和藉由既定之定位孔(內周面)所發揮的引導功能，將該棒材插入於既定之定位孔內。因此，可以確實地進行棒材對既定之定位孔的插入，並且可以根據另一個把持手段之早期的把持解除而迅速地進行棒材之移交。
依據申請專利範圍第4項之發明，由於作為棒材，係使用閥(valve)成形用的棒狀材，作為保持手段，係使用夾住棒材並在其與該棒材端之間讓電流流過的電極，作為既定之定位孔，係使用保持棒材中的一方端部側並將該棒材之另一方端部成形為閥之傘部的鍛壓機(forging press)本體中的保持孔，即便是在由鐓鍛機(upset forging machine)所成形的一次成形工件(加熱端(另一方端部側)膨脹成形的棒材)較短之情況，仍可以在將該一次成形工件從鐓鍛機移交至鍛壓機本體時，將該一次成形工件之一方端部側準確地插入於鍛壓機本體之插入孔。
依據申請專利範圍第5項之發明，由於一個把持手段和另一個把持手段，係作為一個搬運裝置中的第1、第2把持手段以並設之狀態設置，第1把持手段和第2把持手段，係分別具備能夠擴大縮小的一對把持部，並且這兩個一對把持部配置成該兩個一對把持部之擴大縮小 方向相同且呈對置狀態，所以可以藉由單一搬運裝置準確地進行棒材之移交，且可以在該棒材之移交中，盡量抑制設備、搬運裝置之增加。
依據申請專利範圍第6項之發明，則由於一個把持手段和另一個把持手段，係分別設置於不同的搬運裝置，可以使用二台搬運裝置，而既具體又準確地進行棒材之移交。
依據申請專利範圍第7項之發明，由於其係具備具有能夠擴大縮小之一對把持部的把持手段，將由保持手段所保持的棒材，在比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，藉由前述把持手段中的一對把持部之把持而從該保持手段接收，且將接收後的棒材搬運至既定之定位孔，並將前述棒材從該棒材之一方端部插入於既定之定位孔的搬運裝置，作為前述把持手段，係以並設之狀態具備有第1、第2把持手段，前述第1、第2把持手段中的各一對把持部，係配置成該各一對把持部之擴大縮小方向相同且呈對置狀態，前述第1把持手段係設定成：該第1把持手段中的一對把持部，在從前述保持手段接收前述棒材時，在比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側把持該棒材，並且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔時，會解除對該棒材之把持，前述第2把持手段係設定成：該第2把持手段中的一對把持部，在接收前述棒材之後，且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔之前，把持該棒材當 中前述保持手段所保持的部分，可以藉由使用該搬運裝置來實施申請專利範圍第1項的棒材之移交方法，且可以提供一種使用於申請專利範圍第1項的棒材之移交方法之實施的搬運裝置。
依據申請專利範圍第8項之發明，由於其具備：第1、第2把持部調整手段，其係分別調整前述第1、第2把持手段中的各一對把持部之擴大縮小動作；及接收時點檢測手段，其係檢測來自前述保持手段的前述棒材之接收時點；及第1把持檢測手段，其係檢測前述第1把持手段在比前述保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側把持前述棒材；及第2把持檢測手段，其係檢測前述第2把持手段把持前述棒材當中前述保持手段所保持的部分；以及控制手段，其係根據前述接收時點檢測手段之檢測結果，當判斷是來自前述保持手段的棒材之接收時點時，控制前述第1把持部調整手段，並為了開始進行該棒材對前述既定之定位孔的搬運，而利用前述第1把持手段來把持由前述保持手段所保持的棒材當中比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，又根據前述第1把持檢測手段之檢測結果，當判斷前述第1把持手段已把持前述棒材並從前述保持手段接收該棒材時，控制前述第2把持部調整手段，並利用前述第2把持手段來把持該棒材當中前述保持手段所保持的部分，又根據前述第2把持檢測手段之檢測結果，當判斷前述第2把持手段已把持前述棒材時，控制前述第1把持部調整手段，並為了將該棒 材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔，而解除前述第1把持手段對該棒材之把持，可以提供一種使申請專利範圍第1項的棒材之移交方法之實施自動化的具體的搬運裝置。
依據申請專利範圍第9項之發明，由於其具備有檢測前述第1、第2把持手段之位置資訊的位置資訊檢測手段，前述控制手段係設定成：根據前述位置資訊檢測手段之檢測結果，在從前述棒材離開前述保持手段既定距離的第1既定位置至該棒材到達前述既定之定位孔之前的第2既定位置之間執行：利用前述第2把持手段來把持前述棒材當中前述保持手段所保持的部分、以及解除前述第1把持手段對前述棒材之把持，可以不與周圍之裝置類干涉而確實地進行從第1把持手段往第2把持手段的棒材之交接。
依據申請專利範圍第10項之發明，由於前述控制手段係設定成：根據前述第1、第2把持檢測手段及前述位置資訊檢測手段之檢測結果，當判斷即便前述棒材已到達前述第2既定位置仍未執行：利用前述第2把持手段來把持前述保持手段所保持的部分、以及解除前述第1把持手段對前述棒材之把持的至少一方時，就使其停止，可以防患進展至異常狀態於未然。
依據申請專利範圍第11項之發明，由於前述既定之定位孔係設為朝向上下方向延伸，前述控制手段係設定成：根據前述位置資訊檢測手段之檢測結果，當判斷 前述棒材已到達既定之定位孔時，在將前述第1把持手段所把持的棒材部分插入於前述定位孔內並停止移動之後，解除前述第2把持手段對該棒材之把持，可以提供一種實施前述申請專利範圍第3項之移交方法的搬運裝置。
依據申請專利範圍第12項之發明，由於前述第1把持手段的一對把持部與該第2把持手段的一對把持部之間的間隔，在該第1、第2把持手段之並設方向上，使該兩個一對把持部之基端側間隔比前端側間隔更寬，使用第1把持手段之一對把持部和第2把持手段之一對把持部時可以考慮到較短的棒材之把持，且提高該第1把持手段之一對把持部及第2把持手段之一對把持部對該該搬運裝置的安裝自由度。
依據申請專利範圍第13項之發明，由於作為前述搬運裝置，係使用機械手或是具備機械手的機器人，在將全長較短之作為工件的棒材從其一方端部準確地插入於既定之定位孔時，可以使用最佳者作為搬運裝置。
依據申請專利範圍第14項之發明，由於是使用機械手或是具備機械手的機器人所構成，為了將全長較短之作為工件的棒材從其一方端部準確地插入於既定之定位孔，可以使用最佳者所構成。
1‧‧‧閥鍛造自動化生產線
10‧‧‧鍛壓機本體
11‧‧‧鍛壓機本體之模具
12‧‧‧插入孔(既定之定位孔、保持孔)
20A、20B‧‧‧鐓鍛機
20A1、20A2、20B1、20B2‧‧‧成形載台
22‧‧‧電極夾頭(保持手段)
23‧‧‧砧狀電極
24‧‧‧加壓裝置
24a‧‧‧升降桿
30A、30B‧‧‧工件供應裝置
36‧‧‧工件供應用夾頭
40A、40B‧‧‧棒材供應裝置
42‧‧‧工件供應路
60A、60B‧‧‧高速多關節機器人(搬運裝置)
61‧‧‧機器人本體
62a‧‧‧基端側機械臂
62b‧‧‧前端側機械臂
62c‧‧‧機械手(搬運裝置)
64A、64B‧‧‧夾頭裝置(一個、另一個把持手段、第1、第2把持手段)
64A1、64B1‧‧‧第1之一對爪部(第1把持手段中的一對把持部)
64A2、64B2‧‧‧空氣驅動壓力缸裝置
65A2、65B2‧‧‧空氣驅動壓力缸裝置
65A1、65B1‧‧‧第2之一對爪部(第2把持手段中的一對把持部)
64A3、64B3‧‧‧第1調整閥(第1把持調整手段)
65A3、65B3‧‧‧第2調整閥(第2把持調整手段)
66A、66B‧‧‧空氣壓縮機
74‧‧‧二次成形工件集聚部
80‧‧‧電極夾頭用驅動調整部
81‧‧‧機器人驅動調整部
82‧‧‧接收時點檢測機構(接收時點檢測手段)
83‧‧‧第1經過時間檢測機構
84‧‧‧第2經過時間檢測機構
85‧‧‧第1爪部狀態檢測感測器(第1把持檢測手段)
86‧‧‧第2爪部狀態檢測感測器(第2把持檢測手段)
87‧‧‧位置資訊檢測感測器(位置資訊檢測手段)
88‧‧‧移動檢測感測器
L1、L6‧‧‧垂直支軸
L2、L3、L5‧‧‧水平支軸
L4‧‧‧支軸
Lf‧‧‧第1之一對爪部與第2之一對爪部之間的前端側間隔
Lb‧‧‧第1之一對爪部與第2之一對爪部之間的基端側間隔
W‧‧‧圓形棒材(棒材)
W1‧‧‧一次形工件(棒材)
W11‧‧‧一次成形工件之軸部
W11a‧‧‧一次成形工件之軸部當中電極夾頭所保持的保持部分
W11b‧‧‧一次成形工件中的軸部下方部分
W12膨脹部
W2‧‧‧二次成形工件(棒材)
U‧‧‧控制單元(控制手段)
TC1、TC2‧‧‧經過時間
TC10、TC20‧‧‧既定時間
第1圖係顯示實施形態的閥鍛造自動化生產線之整體 構成的俯視圖。
第2圖係顯示實施形態的閥鍛造自動化生產線中所用的鐓鍛機之立體圖。
第3圖係顯示顯示將一次成形工件般入於鍛壓機本體的高速多關節機器人之示意圖(第1圖中從右方向觀看的圖式)。
第4圖係說明實施形態的閥鍛造自動化生產線之製造步驟的說明圖。
第5圖係顯示實施形態的高速多關節機器人之機械手附近的放大前視圖。
第6圖係顯示實施形態的高速多關節機器人之機械手附近的放大前視圖。
第7圖係說明實施形態的移交方法之說明圖。
第8圖係說明第7圖之接續的說明圖。
第9圖係說明第8圖之接續的說明圖。
第10圖係說明第9圖之接續的說明圖。
第11圖係說明第10圖之接續的說明圖。
第12圖係說明第11圖之接續的說明圖。
第13圖係說明習知的移交方法之說明圖。
第14圖係說明第13圖之接續的說明圖。
第15圖係說明第14圖之接續的說明圖。
第16圖係說明第15圖之接續的說明圖。
第17圖係說明第16圖之接續的說明圖。
第18圖係用於實施形態的移交方法之時序圖。
第19係顯示實施形態的控制單元之控制力的流程圖。
第20圖係顯示第19圖之接續的流程圖。
以下，根據圖式就本發明之實施形態加以說明。
第1圖係顯示閥鍛造用之各裝置被配置成直線狀的閥鍛造自動化生產線1。在該閥鍛造自動化生產線1中係於其直線狀的配置生產線之中心配置有鍛壓機本體10，在該鍛壓機本體10之左右兩側係朝向該鍛壓機本體10依序地分別配置有棒材供應裝置40A(40B)、鐓鍛機20A(20B)。然後，為了適當地進行各裝置10、20A(20B)、40A(40B)間的工件W之移交，而在各棒材供應裝置40A(40B)及鐓鍛機20A(20B)之前面側係分別配置有工件供應裝置30A(30B)，在各鐓鍛機20A(20B)與鍛壓機本體10之間係分別配置有高速多關節機器人(搬運裝置)60A(60B)。
如第1圖所示，前述棒材供應裝置40A(40B)係具備工件供應路42。該工件供應路42係將作為工件的圓形棒材W(棒材)，依序地朝向工件供應裝置30A(30B)供應(亦參照第4圖)。
如第1圖所示，前述工件供應裝置30A(30B)係具備工件供應用夾頭36。該夾頭36係在鐓鍛 機20A(20B)及棒材供應裝置40A(40B)之前方側，能夠朝向左右方向(第1圖中為左右方向)及前後方向(第1圖中為上下方向)滑動所構成，該夾頭36係夾住棒材供應裝置40中的棒材供應路42之圓形棒材W，並將該圓形棒材W供應至鐓鍛機20A(20B)之空的成形載台(stage)20A1、20A2(20B1、20B2)(亦參照第4圖)。
如第4圖所示，前述鐓鍛機20A(20B)係具有以下任務：將圓形棒材W成形為一次成形工件W1(棒材)，該一次成形工件W1之一方端部側為軸部W11而另一方端部側則呈膨脹之形狀(以符號W12來顯示膨脹部)。因此，如第1圖至第3圖所示，在鐓鍛機20A(20B)之前面側係以並設於左右方向之狀態設置有成形載台20A1、20A2(20B1、20B2)，而在該各成形載台20A1、20A2(20B1、20B2)係具備有：左右一對電極夾頭22、22，其係從前述夾頭36接收圓形棒材W並以朝向上下方向延伸之狀態把持該圓形棒材W；及砧狀電極(anvil electrode)23，其係配置於該左右一對電極夾頭22、22之上方；以及加壓裝置24，其係配置於左右一對電極夾頭22、22之下方並藉由將圓形棒材W之一方端部側朝向上方按壓而將該圓形棒材W之另一方端部壓抵於砧狀電極23。在該鐓鍛機20A(20B)中係可藉由進行通電來加熱熔融圓形棒材W之砧狀電極23側(圓形棒材W之之另一方端部側)，以成形為該部分呈膨脹之形狀的 (具有膨脹部W12)一次成形工件W1，當該成形完成時，就停止通電以停止對該一次成形工件W1之加熱。
另外，符號24a為從下方載持工件W的加壓裝置24之升降桿。
如第4圖所示，前述鍛壓機本體10係具有以下任務：將由鐓鍛機20A(20B)所成形的一次成形工件W1進行二次成形。因此，如第1圖所示，鍛壓機本體10係具備二次成形用的上下一對模具11(第1圖中僅圖示下模)。在該鍛壓機本體10中的下模(以下，使用模具11之符號)之上面，係為了使一次成形工件W1中的膨脹部W12位於下模11之上方側並適當地進行二次成形，而開設有用以插入保持一次成形工件W1之軸部(位在圓形棒材W之一方端部側的部分)的插入孔12(既定之定位孔)(亦參照後述的第11圖)。
如第1圖、第3圖所示，前述高速多關節機器人60A(60B)的作用為，將由鐓鍛機20A(20B)所成形的一次成形工件W1搬運至鍛壓機本體10並插入於其下模11中的插入孔12。因此，高速多關節機器人60A(60B)係具備機器人本體61、基端側機械臂62a、前端側機械臂62b、機械手(搬運裝置)62c，並利用該各要素61、62a至62c，構成能夠繞六軸(L1至L6)而轉動的構造。具體而言，機器人本體61係可以繞垂直支軸L1而迴旋，而基端側機械臂62a係可以相對於機器人本體61繞水平支軸L2而轉動。又，前端側機械臂62b係可以 分別繞基端側機械臂62a前端部之水平支軸L3而轉動、以及繞沿著機械臂62b之中心軸的支軸L4而轉動，而機械手62c則可以繞機械臂62b前端側之水平支軸L5而轉動、及繞機械臂62b前端側之垂直支軸L6而轉動。
如第1圖、第3圖、第5圖、第6圖所示，在前述各高速多關節機器人60A(60B)中的機械手62c，係分別安裝有第1、第2夾頭裝置64A、65A(64B、65B)作為一個把持手段(第1把持手段)及另一個把持手段(第2把持手段)。在第1夾頭裝置64A(64B)係具備有：第1之一對爪部(第1之一對把持部)64A1(64B1)，其係擴大縮小(開閉)以將一次成形工件W1之軸部W11進行把持、把持解除；及空氣驅動壓力缸裝置(將壓力缸內藉由活塞而劃分成二室，且藉由對該二室之壓縮空氣的供應調整來使活塞位移移動，藉由該位移移動使驅動桿伸縮移動)64A2(64B2)，其係具有驅動桿(未圖示)並根據該驅動桿之伸縮移動而使第1之一對爪部64A1(64B1)擴大縮小(開閉)；及作為空氣驅動源的空氣壓縮機66A(66B)，其係對該空氣驅動壓力缸裝置64A2(64B2)供應壓縮空氣並根據該壓縮空氣使空氣驅動壓力缸裝置64A2之驅動桿伸縮移動；以及作為第1把持部調整手段的第1調整閥(電磁閥)64A3(64B3)，其係進行從該空氣壓縮機66A往空氣驅動壓力缸裝置64A2(64B2)的壓縮空氣之供應調整，而在第2夾頭裝置65A亦將空氣壓縮機66A設為共通的要素之 後，具備有第2之一對爪部(第2之一對把持部)65A1(65B1)、空氣驅動壓力缸裝置65A2(65B2)、及第2調整閥(第2之一對把持部)65A3(65B3)，作為與第1夾頭裝置64A同樣的構成要素。
在此情況下，如第6圖所示，有關第1、第2夾頭裝置64A、65A(64B、65B)的第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)，最大皆可以開啟到180度，並且可以藉由閉合而確實地夾住作為工件之較細的一次成形工件W1之軸部W11。
前述第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)係在基本姿勢之狀態(第5圖之狀態)下，使第1之一對爪部64A1(64B1)配置於比第2之一對爪部65A1(65B1)更靠下方側。第1之一對爪部64A1(64B1)和第2之一對爪部65A1(65B1)係以並設之狀態所配置，且該第1、第2之各一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)係配置成擴大縮小方向相同且呈對置狀態。而且，在本實施形態中，如第5圖所示，第1之一對爪部64A1(64B1)與第2之一對爪部65A1(65B1)之間的間隔，係設為該第1、第2之兩個一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)的前端側間隔Lf極力接近的狀態並對應較短的圓形棒材W之把持，另一方面，基端側間隔Lb係考慮以下數點而設為比前端側間隔Lf更寬，亦即不得不使各空氣驅動壓力缸裝置64A2、65A2(64B2、65B2)之厚度比各一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1) 之厚度更厚，進而提高各一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)之安裝的自由度等。
更在本實施形態中，如第1圖所示，隔著前述工件供應裝置30A(30B)而在前述鐓鍛機20A(20B)之相反側，係設置有二次成形工件集聚部74。該二次成形工件集聚部74的作用為，藉由前述高速多關節機器人60A(60B)接收由鍛壓機本體10所成形的二次成形工件W2，且在進行下一個步驟之熱處理前的期間將該二次成形工件W2集聚。
如第5圖所示，前述高速多關節機器人60A(60B)係具備用以控制前述第1調整閥64A3(64B3)、第2調整閥65A3(65B3)、電極夾頭22、22用驅動調整部80、機器人驅動調整部81的控制單元U(控制手段)。在控制單元U係輸入有：來自用以檢測鐓鍛機20A(20B)之加熱已結束(成形完成)的接收時點檢測機構82之接收時點信號；及來自用以檢測第1計時器之經過時間TC1的第1經過時間檢測機構83之經過時間TC1信號；及來自用以檢測第2計時器之經過時間TC2的第2經過時間檢測機構84之經過時間TC2信號；及來自用以檢測第1之一對爪部64A1(64B1)之把持、把持解除狀態的第1爪部狀態檢測感測器85之把持、把持解除信號；及來自用以檢測第2之一對爪部65A1(65B1)之把持、把持解除狀態的第2爪部狀態檢測感測器86之把持、把持解除信號；及來自用以檢測第1、第2之一對爪部 64A1、65A1(64B1、65B1)之位置資訊的位置資訊檢測感測器87之位置資訊信號；及來自用以檢測機械手之移動有無的移動檢測感測器88之移動狀態信號；以及來自用以檢測電極夾頭22、22之保持、保持解除狀態的電極夾頭狀態檢測感測器89之保持、保持解除信號，另一方面，從控制單元U係對第1、第2調整閥64A3、65A3(64B3、65B3)、電極夾頭22、22用驅動調整部80、機器人驅動調整部81輸出控制信號。
如第4圖所示，在此種的閥鍛造自動化生產線1中，工件供應裝置30A(30B)係將由棒材供應裝置40A(40B)所供應之作為工件的圓形棒材W供應至鐓鍛機20A(20B)，而鐓鍛機20A(20B)係將該圓形棒材W，成形為該圓形棒材W中之另一方端部側(在本實施形態中，為上方側)呈膨脹之形狀的一次成形工件W1。該一次成形工件W1係可藉由高速多關節機器人60A(60B)而搬運至鍛壓機本體10，並在該鍛壓機本體10中，該一次成形工件W1係成形為作為二次成形工件W2的閥。該二次成形工件W2係再次使用高速多關節機器人60A(60B)而搬運至二次成形工件集聚部74，且集聚於該二次成形工件集聚部74的二次成形工件W2，係在經過既定時間並冷卻後的階段，例如可由作業者搬運至分批式加熱處理爐(未圖示)。
在此種的閥鍛造自動化生產線1中，當從鐓鍛機20A(20B)將一次成形工件W1搬運至鍛壓機本體 10時，可採用本實施形態的移交方法。將該移交方法與前述控制單元U之概要，一起根據第7圖至第12圖來加以說明。
在鐓鍛機20A(20B)，當將作為工件的較短之圓形棒材W成形為一次成形工件W1時，如第7圖所示，圓形棒材W係可藉由電極夾頭22、22保持成為朝向上下方向延伸的姿勢，且其把持位置係可盡量地設為圓形棒材W中的另一方端部側(第6圖中為上方側)。另一方面，機械手62c中的第1、第2之兩個一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)，係在該鐓鍛機20A(20B)之一次成形工件W1成形完成前到達待機位置，且在已打開該各一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)的狀態下待機(參照第7圖)。
在此種前提狀態下，在鐓鍛機20A(20B)中，作為工件的圓形棒材W可成形為一次成形工件W1，當該成形完成並停止通電(加熱)時，就如第8圖所示，第1之一對爪部64A1(64B1)係把持比電極夾頭22、22所保持的一次成形工件W1之軸部W11的保持部分W11a更靠下側的軸部下方部分W11b(位在圓形棒材W之一方端部側的部分)。
如上述般，當第1之一對爪部64A1(64B1)把持一次成形工件W1中的軸部W11之軸部下方部分W11b時，電極夾頭22、22就會解除對一次成形工件W1之把持，隨之，高速多關節機器人60A(60B)係根據事 先被教導的資訊，通過機器人本體61、機械臂62a、62b、機械手62c之動作，將一次成形工件W1朝向鍛壓機本體10開始搬運。當進行該一次成形工件W1之搬運時，就如第9圖所示，在該搬運中，第2之一對爪部65A1(65B1)會把持一次成形工件W1的軸部W11當中電極夾頭22至今仍保持的保持部分W11a，接著，如第10圖所示，第1之一對爪部64A1(64B1)會解除一次成形工件W1中的軸部下方部分W11b之把持。藉此，在一次成形工件W1係可利用其下方部分W11b來重新確保對鍛壓機本體10中之插入孔12的插入量。
當第1之一對爪部64A1(64B1)解除一次成形工件W1的軸部下方部分W11b之把持時，就如第11圖所示，一次成形工件W1係可藉由依第2之一對爪部65A1(65B1)而進行的把持(機械手62c之移動)，搬運至鍛壓機本體10中的插入孔12，而該一次成形工件W1中的軸部W11之下方部分W11b可從上方側插入於插入孔12。然後，當一次成形工件W1中的軸部下方部分W11b插入於插入孔12時，機械手62c就停止移動，且解除第2之一對爪部65A1(65B1)的把持。藉此，一次成形工件W1係根據其本身重量導引至插入孔12之內壁且落下至下方，最終如第12圖所示，一次成形工件W1之膨脹部W12受到下模11阻擋，即便一次成形工件W1之全長為較短，亦可準確地裝設(插入保持)於鍛壓機本體10。
相對於此，在僅由第1之一對爪部64A1(64B1)構成的既有之單手型(single hand type)中，在作為工件的圓形棒材W較短之情況，在其藉由鐓鍛機20A(20B)而成形為一次成形工件W1之後，可以藉由一對爪部64A1(64B1)之把持來搬運該一次成形工件W1當中比電極夾頭22所保持的保持部分W11a更靠下側的軸部下方部分W11b(參照第13圖至第15圖)。但是，藉由該把持，因一次成形工件W1之軸部W11就沒有插入量，故而會如第16圖、第17圖所示，即便想要插入於鍛壓機本體10中的插入孔12，亦無法插入。
根據第18圖所示之時點圖、及第19圖、第20圖所示之流程圖，具體地說明將工件從上述鐓鍛機20A(20B)移交至鍛壓機本體10時的控制單元U之控制例。另外，第19圖、第20圖中，S係顯示步驟(step)。又，將工件從鐓鍛機20A(20B)移交至鍛壓機本體10時的開始之前提狀態係與前述同樣(參照第6圖)。
首先在S1中，因圓形棒材W之一次成形已完成故而可判別在鐓鍛機20A(20B)的加熱是否已結束。在鐓鍛機20A(20B)的加熱尚未結束之期間，可反覆進行該判斷，另一方面，當S1為「是」時，就在S2中，對第1調整閥64A3(64B3)輸出用以把持第1之一對爪部64A1(64B1)的控制信號。藉此，第1之一對爪部64A1(64B1)係把持比由鐓鍛機20A(20B)中之電極 夾頭22、22所保持的一次成形工件W1(棒材)之軸部保持部分W11a更靠下方側的軸部下方部分W11b(圓形棒材W之一方端部側部分)(參照第8圖)。
其次，在S3中，第1計時器被設定(時間TC1=0)，而在下一個S4中，時間TC1加上1，並開始計數時間TC1。然後在下一個S5中，判別時間TC1是否已到達既定時間TC10，當該判別為「否」時，就回到S4，並繼續進行時間之計數。另一方面，當S5之判斷為「是」時，就假設時間TC1已到達既定時間TC10，並在S6中對電極夾頭22之驅動調整部80輸出保持解除信號。藉此，電極夾頭22、22就解除一次成形工件W1之保持。此時，如同前述般，由於第1之一對爪部64A1(64B1)已把持圓形棒材W，所以即便電極夾頭22解除一次成形工件W1之保持，該一次成形工件W1亦不會落下。
當對電極夾頭22、22之驅動調整部80輸出保持解除信號時，就在S7中，判別電極夾頭22、22實際上是否已解除一次成形工件W1之解除。當該S7為「否」時，就回到S6，並反覆進行S6之處理、S7之判別，另一方面，當S7為「是」時，就在S8中，開始進行高速關節機器人60A(60B)中的機器人本體61、機械臂62a、62b、機械手62c之驅動，且高速多關節機器人60A(60B)係執行已對該高速多關節機器人60A(60B)教導的記錄移動動作。藉此，可開始一次成形工件W1之搬運等的移動(機械手62c之移動)。在此情況，雖然一次成 形工件W1之移動係根據保持該一次成形工件W1的機械手62c之移動動作而進行，但是在該機械手62c之移動動作中，當然不限於該機械手62c本身之移動動作，而是亦包含根據機器人本體61及機械臂之動作所進行的機械手62c之移動動作。
當開始機械手62c之移動並開始一次成形工件W1之移動時，就在S9中，判別機械手62c(第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)是否已通過記錄移動動作路上的第1既定位置。該第1既定位置係被設定作為：從鐓鍛機20A(20B)離開既定距離，即便第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)進行開閉移動，其等亦不與鐓鍛機20A(20B)及其他裝置類干涉的位置之限度。當該S9為「否」時，就反覆進行該判別，另一方面，當該S9為「是」時，就在S10中，對第2調整閥65A3(65B3)輸出用以把持第2之一對爪部65A1(65B1)的控制信號。藉此，第2之一對爪部65A1(65B1)就把持一次成形工件W1的軸部W11當中鐓鍛機20A(20B)中之電極夾頭22、22至今仍保持的保持部分W11a(參照第9圖)。
在S10中，當對第2調整閥65A3(65B3)輸出用以把持第2之一對爪部65A1(65B1)的控制信號時，就在S11中，設定第2計時器(時間TC2=0)，且在S12中，判別機械手62c(第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1))是否已到達記錄移動動作路上之 第2既定位置之前。該第2既定位置係被設定作為：從鍛壓機本體10離開既定距離，即便第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)進行開閉移動，其等(亦包含一次成形工件W1)亦不與鍛壓機本體10及其他裝置類干涉的位置之限度。當該S12為「是」時，就假設不對第1、第2之一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)發生干涉的問題，並在機械手62c移動之狀態下，計數時間TC2之後(S13)，前進至下一個S14。另一方面，當該S12變成「否」，並判斷機械手62c已到達第2既定位置時，就假設因此後的移動而在第1、第2之一對爪部65A1等發生干涉的問題，並在S15中，停止機械手62c(機器人本體61、機械臂62a、62b)之移動，且在S13中，在機械手62c停止之狀態下，計數時間TC2。
在下一個S14中，判別時間TC2是否已到達既定時間TC20。當該S14為「否」時，就回到S12，並反覆進行一系列的處理(S12至S14、S15)，另一方面，當S14為「是」時，就在S16中，對第1調整閥64A3(64B3)輸出第1之一對爪部64A1(64B1)用以解除把持的控制信號。藉此，第1之一對爪部64A1(64B1)就解除一次成形工件W1之把持。此時，由於第2之一對爪部65A1(65B1)把持一次成形工件W1之軸部W11，所以一次成形工件W1不會落下，又可藉由第1之一對爪部64A1(65B1)之把持解除，來解放一次成形工件W1中的軸部下方部分W11b並確保插入量。
在S16中，當對第1調整閥64A3(64B3)輸出第1之一對爪部64A1(65B1)用以解除把持的控制信號時，就在S17中，判別機械手62c(第1、第2之一對爪部64A1、65A1、一次成形工件W1)是否已到達第2既定位置之前。當該S17為「是」時，就假設不對第1、第2之一對爪部64A1、65A1等發生干涉的問題，並在機械手62c移動之狀態下，在下一個S18中，判別第1之一對爪部64A1(64B1)是否已解除把持。另一方面，當S17為「否」時，就在S19中，判別機械手62c之移動是否已停止，當機械手62c尚未在停止中時，就在S20中，在機械手62c之移動停止之後前進至S18，且在藉由S19之判別而判斷出機械手62c已在停止中的情況下，直接前進至S17。
在S18中，當判斷出第1之一對爪部64A1(64B1)並未解除把持時，就回到S16並反覆進行一系列的處理(S16至S20)，另一方面，當S18為「是」時，就判斷第1之一對爪部64A1(64B1)已解除把持，並在S21中，判別機械手62c是否在停止中。當判斷出S21為「是」時，由於機械手62c是位在停止狀態，所以在S22中，機械手62c會再次開始移動，且在下一個S23中，根據該機械手62c之移動，判別一次成形工件W1之軸部W11是否已從其上方側插入於鍛壓機本體10中的下模11之插入孔12內。另一方面，當S21為「否」時，就直接前進至S23。
在S23中，當該判斷為「否」時，就反覆進行其判斷處理，另一方面，當S23之判斷為「是」時，就在S24中，使機械手62c之移動停止，且在下一個S25中，對第2調整閥65A3(65B3)輸出解除第2之一對爪部65A1(65B1)之把持的控制信號，而第2之一對爪部65A1(65B1)則解除一次成形工件W1之把持。藉此，一次成形工件W1係根據本身重量而落下，且一次成形工件W1之軸部W11係導引至鍛壓機本體10中的插入孔12之內壁且插入於該插入孔12內。
在下一個S26中，係判別第2之一對爪部65A1(65B1)實際上是否已解除把持。當S26為「否」時，就回到S25，並等待第2之一對爪部65A1(65B1)的把持解除，另一方面，當S26為「是」時，就在S27中，假設一次成形工件W1已結束移交至鍛壓機本體10，而機械手62c則移行至下一個步驟。
雖然以上已就實施形態加以說明，但是在本發明中包含以下態樣。
(1)不僅將本發明用在閥鍛造中的移交，亦用在其他用途。
(2)不在一台機械手設置第1、第2之兩個一對爪部64A1、65A1(64B1、65B1)，而是在二台機器人分別設置一對爪部，並使用二台機器人進行作為工件的一次成形工件之移交(從鐓鍛機20A(20B)往鍛壓機本體10之搬運)。
62c‧‧‧機械手(搬運裝置)
64A1、64B1‧‧‧第1之一對爪部(第1把持手段中的一對把持部)
64A2、64B2‧‧‧空氣驅動壓力缸裝置
65A1、65B1‧‧‧第2之一對爪部(第2把持手段中的一對把持部)
65A2、65B2‧‧‧空氣驅動壓力缸裝置
W1‧‧‧一次形工件(棒材)
W11‧‧‧一次成形工件之軸部
W11a‧‧‧一次成形工件中之軸部當中電極夾頭所保持的保持部分
W11b‧‧‧一次成形工件中的軸部下方部分
W12‧‧‧膨脹部

Claims (14)

  1. 一種棒材之移交方法，係準備具備把持手段的搬運裝置，將由保持手段所保持的棒材當中比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，藉由前述搬運裝置的把持手段之把持而從該保持手段接收，且將接收後的棒材搬運至既定之定位孔，並且將該棒材從該棒材之一方端部插入於該既定之定位孔，其特徵為：在從前述保持手段接收前述棒材時，使用搬運裝置中的一個把持手段，在接收前述棒材之後，且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔之前，利用與前述搬運裝置中之一個把持手段不同的另一個把持手段，來把持前述棒材當中前述保持手段所保持的部分，在將前述棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔時，解除前述一個把持手段對該棒材之把持。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的棒材之移交方法，其中，在前述棒材之搬運中，利用前述另一個把持手段對前述棒材進行把持，並解除前述一個把持手段對該棒材之把持。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的棒材之移交方法，其中，作為前述既定之定位孔，係準備朝向下方向延伸之孔，在將前述棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔，且該棒材當中前述一個把持手段所把持的部分被 插入於前述定位孔內時，解除前述另一個把持手段對該棒材之把持。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的棒材之移交方法，其中，作為前述棒材，係使用閥成形用的棒狀材，作為前述保持手段，係使用夾住前述棒材並在其與該棒材端之間讓電流流過的電極，作為前述既定之定位孔，係使用鍛壓機本體中之保持孔，該保持孔係用以保持前述棒材當中一方端部側並將該棒材之另一方端部成形為閥之傘部。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的棒材之移交方法，其中，前述一個把持手段和前述另一個把持手段，係作為一個搬運裝置中的第1、第2把持手段以並設之狀態設置，前述第1把持手段和前述第2把持手段，係分別具備能夠擴大縮小的一對把持部，並且這兩個一對把持部配置成該兩個一對把持部之擴大縮小方向相同且呈對置狀態。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的棒材之移交方法，其中，前述一個把持手段和前述另一個把持手段，係分別設置於不同的搬運裝置。
  7. 一種搬運裝置，係具備具有能夠擴大縮小之一對把持部的把持手段，將由保持手段所保持的棒材，在比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，藉由前述把持手段中的一對把持部之把持而從該保持手段接收，且將接收後的棒材搬運至既定之定位孔，並將前述棒材從該 棒材之一方端部插入於既定之定位孔，其特徵為：作為前述把持手段，係以並設之狀態具備有第1、第2把持手段，前述第1、第2把持手段中的各一對把持部，係配置成該各一對把持部之擴大縮小方向相同且呈對置狀態，前述第1把持手段係設定成：該第1把持手段中的一對把持部，在從前述保持手段接收前述棒材時，在比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側把持該棒材，並且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔時，會解除對該棒材之把持，前述第2把持手段係設定成：該第2把持手段中的一對把持部，在接收前述棒材之後，且在將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔之前，把持該棒材當中前述保持手段所保持的部分。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的搬運裝置，其中，具備：第1、第2把持部調整手段，其係分別調整前述第1、第2把持手段中的各一對把持部之擴大縮小動作；及接收時點檢測手段，其係檢測來自前述保持手段的前述棒材之接收時點；及第1把持檢測手段，其係檢測前述第1把持手段在比前述保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側把持前述棒材；及第2把持檢測手段，其係檢測前述第2把持手段把持 前述棒材當中前述保持手段所保持的部分；以及控制手段，其係根據前述接收時點檢測手段之檢測結果，當判斷是來自前述保持手段的棒材之接收時點時，控制前述第1把持部調整手段，並為了開始進行該棒材對前述既定之定位孔的搬運，而利用前述第1把持手段來把持由前述保持手段所保持的棒材當中比該保持手段所保持的部分更靠該棒材之一方端部側，又根據前述第1把持檢測手段之檢測結果，當判斷前述第1把持手段已把持前述棒材並從前述保持手段接收該棒材時，控制前述第2把持部調整手段，並利用前述第2把持手段來把持該棒材當中前述保持手段所保持的部分，又根據前述第2把持檢測手段之檢測結果，當判斷前述第2把持手段已把持前述棒材時，控制前述第1把持部調整手段，並為了將該棒材從該棒材之一方端部插入於前述既定之定位孔，而解除前述第1把持手段對該棒材之把持。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的搬運裝置，其中，具備有檢測前述第1、第2把持手段之位置資訊的位置資訊檢測手段，前述控制手段係設定成：根據前述位置資訊檢測手段之檢測結果，在從前述棒材離開前述保持手段既定距離的第1既定位置至該棒材到達前述既定之定位孔之前的第2既定位置之間執行：利用前述第2把持手段來把持前述棒材當中前述保持手段所保持的部分、以及解除前述第1把持手段對前述棒材之把持。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的搬運裝置，其中，前述控制手段係設定成：根據前述第1、第2把持檢測手段及前述位置資訊檢測手段之檢測結果，當判斷即便前述棒材已到達前述第2既定位置仍未執行：利用前述第2把持手段來把持前述保持手段所保持的部分、以及解除前述第1把持手段對前述棒材之把持的至少一方時，就使其停止。
  11. 如申請專利範圍第8至10項中任一項所述的搬運裝置，其中，前述既定之定位孔係設為朝向上下方向延伸，前述控制手段係設定成：根據前述位置資訊檢測手段之檢測結果，當判斷前述棒材已到達既定之定位孔時，在將前述第1把持手段所把持的棒材部分插入於前述定位孔內並停止移動之後，解除前述第2把持手段對該棒材之把持。
  12. 如申請專利範圍第7至10項中任一項所述的搬運裝置，其中，前述第1把持手段的一對把持部與該第2把持手段的一對把持部之間的間隔，在該第1、第2把持手段之並設方向上，使該兩個一對把持部之基端側間隔比前端側間隔更寬。
  13. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的棒材之移交方法，其中，作為前述搬運裝置，係使用機械手或是具備機械手的機器人。
  14. 如申請專利範圍第7至10項中任一項所述的搬運 裝置，其中，該搬運裝置係使用機械手或是具備機械手的機器人所構成。
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