JP2004261829A - プレス機械におけるワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成の簡素化と小型化によりコストダウンを図ることができるとともに、モーションパターンの自由度の向上、並びに生産性の向上が可能なプレス機械におけるワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】ワーク搬送方向Ｔに延設されるガイドバー１１と、このガイドバー１１に沿って移動手段により移動されるフィードキャリア１２と、ワークＷを着脱自在に保持するバキュームカップ１５を介してワークＷを支持するクロスバー１４を備えてなり、前記フィードキャリア１２に昇降手段により昇降駆動されるサブキャリア１３を介してクロスバー１４を設ける構成とする。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工に連動して加工すべきワークを加工位置に対して搬入、搬出するためのプレス機械におけるワーク搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランスファプレス等においては、連続して行われる多工程のプレス加工に連動して加工すべきワークを加工位置に対して搬入、搬出するためのワーク搬送装置が備えられている。このようなワーク搬送装置として、例えば本出願人が特許文献１にて提案したものでは、図６に示されるように、ワーク搬送方向Ｔに沿って並設される一対のリフトビーム１０１と、これらリフトビーム１０１に対してワーク搬送方向Ｔに間隔を存して移動自在に支承される複数のクロスバーキャリア１０２と、互いに対向するクロスバーキャリア１０２間にワーク搬送方向Ｔと直交するように横架されるクロスバー１０３を備え、このクロスバー１０３に取り付けられるバキュームカップによってワーク（いずれも図示省略）を吸着して搬送するように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２６２２８０号公報
【０００４】
このワーク搬送装置１００においては、サーボモータ１０４を駆動源とするリフト機構を介してリフトビーム１０１が上方から吊り下げられる構造とされている。また、ワーク搬送方向Ｔに互いに隣接するクロスバーキャリア１０２は連結杆１０５により接続されるとともに、最下流に位置するクロスバーキャリア１０２は連結杆１０６を介してカムレバー１０７の先端部に接続されている。また、このカムレバー１０７には、プレス本体より取り出された動力にて回転されるフィードカム１０８が当接されている。そして、サーボモータ１０４の作動によりリフトビーム１０１が上下方向に移動されるとともに、フィードカム１０８が回転されることによりカムレバー１０７が揺動されて全てのクロスバーキャリア１０２が同時にワーク搬送方向Ｔに沿って往復駆動される。こうして、上下方向およびワーク搬送方向Ｔの合成運動によるクロスバー１０３のモーションによってワークを各加工ステーションに順次移送するようにされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ワーク搬送装置１００では、カム機構およびリンク機構を組み合わせてなる駆動手段により全てのクロスバーキャリア１０２を同時に駆動する構成であるため、駆動系が重厚かつ複雑であるととともに、加工ステーション毎に最適なモーションパターンを設定することに制約がかかり、自由度が低いという問題点がある。また、クロスバー１０３を上下動させる際にはリフトビーム１０１の全体を上下動させる必要があることから、サーボモータ１０４が大型化して、装置全体が大きくなるとともに、コストアップが避けられないという問題点がある。さらに、リフト可動体重量が重いと、慣性力が大きくなり、ワーク搬送装置の搬送速度を上げることが困難になることから、生産性を上げることができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、構成の簡素化と小型化によりコストダウンを図ることができるとともに、モーションパターンの自由度の向上、並びに生産性の向上が可能なプレス機械におけるワーク搬送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および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるプレス機械におけるワーク搬送装置は、
ワーク搬送方向に延設されるガイドバーと、このガイドバーに沿って移動手段により移動されるフィードキャリアと、ワークを着脱自在に保持するワーク保持手段を介してワークを支持するクロスバーを備え、
前記フィードキャリアに昇降手段を介して前記クロスバーを設けることを特徴とするものである（第１発明）。
【０００８】
本発明においては、移動手段によるフィードキャリアのワーク搬送方向運動、つまりクロスバーのフィード軸方向運動と、昇降手段によるクロスバーのリフト軸方向運動との合成により、加工位置に対するワークの搬入・搬出動作が行われる。本発明によれば、クロスバーのリフト軸方向運動はフィードキャリアとクロスバーとの間に介設される昇降手段によってクロスバーを直接的に昇降駆動することにより成されるので、可動体重量の大幅減により装置構成の簡素化と小型化を図ることができ、コストを削減することができるという効果を奏する。また、前記移動手段および昇降手段の駆動をそれぞれ制御することで、クロスバーのモーションを任意に設定することができるので、例えばトランスファプレスにおいて、各加工ステーション（およびアイドルステーション）に対応するようにフィードキャリアおよび昇降手段を介してクロスバーを配設すれば、ステーション毎に最適なワークの搬入・搬出動作に係るモーションパターンを設定することができ、従来に比し自由度を著しく向上させることができる。さらに、昇降手段の駆動対象は比較的軽量のクロスバーでイナーシアが小さいため、ワーク搬送装置の搬送速度を上げても昇降手段がその速度に充分追随でき、生産性を向上させることができる。
【０００９】
第１発明において、前記移動手段および／または昇降手段は、リニアモータもしくはサーボモータを駆動源とするものであるのが好ましい（第２発明）。このようにすれば、モーションパターンの設定を容易に行うことができるのは勿論のこと、特にリニアモータを採用した場合には、歯車等の動力伝達機構を必要とせず、直接駆動方式とすることができるので、構造が極めて簡単になり、更にメンテナンスフリー化も図ることができるという効果を奏する。
【００１０】
前記各発明において、金型を交換する際に前記ガイドバーを少なくとも金型と干渉しない位置まで上昇させる退避用リフト装置が付設されているのが良い（第３発明）。このようにすれば、金型の交換を容易に行えるという効果を奏する。また、ワークの種類、加工方法または金型寸法によって、前記ガイドバーの高さ位置を調整する必要がある場合にも、退避用リフト装置を利用すれば、適宜調整することができるという効果もある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるプレス機械におけるワーク搬送装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１には本発明の一実施形態に係るトランスファプレスの全体概略正面図が、図２には同トランスファプレスの側面図がそれぞれ示されている。また、図３には図２におけるＡ部拡大図が、図４には図３におけるＢ−Ｂ矢視図がそれぞれ示されている。
【００１３】
本実施形態に係るトランスファプレス１は、クラウン２、スライド３およびベッド４を備えて構成されている。このトランスファプレス１においては、クラウン２、アプライト５およびベッド４が図示省略されるタイロッドにより一体化された構造とされ、スライド３の下面に取り付けられる上型（図示省略）とそのスライド３に対向するように設けられるムービングボルスタ６上の下型７との間でプレス成形が行われるようになっている。また、工程仕様に対応して所要の加工ステーションＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４およびアイドルステーションＩ_１が設けられている。そして、後に詳述するワーク搬送装置１０により、プレス加工動作に連動させてワークＷを各ステーションＳ_１，Ｉ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４に順次移送することで、所望のプレス加工製品を得ることができるようにされている。
【００１４】
前記ワーク搬送装置１０は、図３および図４に示されるように、ワーク搬送方向Ｔに沿って並設される一対のガイドバー１１と、各ステーションＳ_１，Ｉ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４に対応するようにワーク搬送方向Ｔに間隔を存してそれらガイドバー１１に装着される複数のフィードキャリア１２と、各フィードキャリア１２に装着されるサブキャリア１３と、互いに対向するサブキャリア１３間にワーク搬送方向Ｔと直交するように横架されるクロスバー１４を備え、このクロスバー１４に取り付けられるバキュームカップ１５（ワーク保持手段：図２参照）によってワークＷを吸着して搬送するように構成されている。
【００１５】
前記各ガイドバー１１は、トランスファプレス１内部において全長に亘って延設され、各アプライト５に取り付けられた退避用リフト装置１６によって上方より吊り下げられている。ここで、退避用リフト装置１６は、下端をガイドバー１１の上面に固着される吊下げロッド１７を有してなり、この吊下げロッド１７に設けられたラックと噛合するピニオン（図示せず）をモータ１８により回転することで、ガイドバー１１を上下動するように構成されている。本実施形態において、ガイドバー１１は、プレス加工時にはワーク搬送を行うに適した所定の高さ位置に配される（図１中記号Ｈ_１で示される高さ位置）。また、金型を交換する際にはムービングボルスタ６に上下金型を載置してプレス装置外に搬出するため、金型交換時、ガイドバー１１は退避用リフト装置１６によって金型と干渉しない位置まで上昇される（同図中記号Ｈ_２で示される高さ位置）。こうして、金型の交換を容易に行うことができるようにされている。なお、この退避用リフト装置１６としては、ここで述べたラック−ピニオン方式の機構に限られず、ねじ式昇降機構や、油圧または空気圧シリンダの伸縮により昇降する方式のものなどを採用しても良い。
【００１６】
前記各ガイドバー１１に装着されている各フィードキャリア１２は、リニアガイド１９，１９によってそのガイドバー１１の長手方向への移動動作が案内されるように支持されている。また、ガイドバー１１とフィードキャリア１２との間には、リニアモータ２０が配されている。このリニアモータ２０は、ガイドバー１１の長手方向に沿ってそのガイドバー１１の内側面（トランスファプレス１中心側面）に取着されるマグネット２０ａと、このマグネット２０ａに対向配置でフィードキャリア１２に取着されるコイル２０ｂとにより構成され、マグネット２０ａを有するステータ（ガイドバー１１）上に作られる磁場の変化により、コイル２０ｂを有するアーマチャ（フィードキャリア１２）に対してガイドバー１１の長手方向への推進力を付与するようにされている。こうして、リニアモータ２０の駆動によってフィードキャリア１２をガイドバー１１の長手方向（搬送方向）に沿って移動させ、そのリニアモータ２０の駆動を周知の制御手段によって制御することで、クロスバー１４のフィード軸方向運動を任意に設定できるようにされている。本実施形態では、このように駆動源としてリニアモータ２０を採用し直接駆動方式とすることで、構造のシンプル化とメンテナンスフリー化を図るようにされている。なお、リニアガイド１９，１９およびリニアモータ２０を含んでなる駆動機構が本発明の「移動手段」に相当する。
【００１７】
ここで、前記ガイドバー１１に対するフィードキャリア１２の相対位置は本実施形態で例示したものに限定されず、例えばガイドバーの下方位置にフィードキャリアを配するなど適宜相対位置を設定することが可能である。また、ガイドバーの長手方向への案内とその案内方向への推進力付与が可能な構造であれば、リニアガイドおよびリニアモータの配置もそれぞれ自由に設定し得る。また、リニアガイドおよびリニアモータを含んでなる駆動機構に代えて、後述するサーボモータおよびボールねじスライダ機構を含んでなる駆動機構を採用しても良い。さらに、サーボモータおよびラックピニオン機構等を含んでなる駆動機構を採用しても良い。
【００１８】
前記各フィードキャリア１２に装着されているサブキャリア１３は、リニアガイド２１，２１によって上下方向への移動動作が案内されるように支持され、サーボモータ２２に駆動されたボールねじ２３によって、リニアガイド２１，２１上を直線運動するようにされている（所謂ボールねじスライダ機構）。こうして、サーボモータ２２の駆動によってサブキャリア１３を昇降動させ、そのサーボモータ２２の駆動を周知の制御手段によって制御することで、クロスバー１４のリフト軸方向運動を任意に設定できるようにされている。なお、サーボモータ２２およびボールねじスライダ機構を含んでなる駆動機構が本発明の「昇降手段」に相当する。また、この駆動機構に代えて、前述したリニアガイドおよびリニアモータを含んでなる駆動機構を採用することも可能である。
【００１９】
前記サブキャリア１３には、クロスバー１４の端面に形成された穴に嵌合するロッド部２４ａを備えてなる支持装置２４が装着されている。この支持装置２４は、図示省略される空気圧供給装置の操作にてそのロッド部２４ａが軸線方向に伸縮するように構成されている。こうして、クロスバー１４の着脱を所謂ワンタッチで容易に行えるようにされている。さらに、このサブキャリア１３には、加工位置に対するワークＷの搬入・搬出をよりスムーズかつ確実に行うためのチルト装置が装備されている。このチルト装置は、サーボモータ２５と、このサーボモータ２５の回転力を前記ロッド部２４ａに伝達する歯付ベルト等の伝動機構２６を備え、サーボモータ２５の作動によりロッド部２４ａを介してクロスバー１４をその長軸周りに回動しワークＷを上下方向に傾動させるように構成されている。また、このチルト装置においては、金型交換時、バキュームカップ１５を備えたクロスバー１４を金型と共にムービングボルスタ６に載置させプレス装置外へ搬出させるために、当該チルト装置でクロスバー１４を９０度回転させ、金型およびアプライトとの干渉を避けるようにされている。なお、ワークＷを上下方向に傾動させる必要がない場合には、サーボモータ２５に代えて、ロータリアクチュエータを使用しても良い。
【００２０】
前記リニアモータ２０およびサーボモータ２２には、それぞれ現在位置を検出する位置検出器としてのリニアエンコーダおよび／またはロータリエンコーダ（いずれも図示省略）が付設され、これら位置検出器により検出される位置信号が当該ワーク搬送装置１０の制御に係わるワーク搬送装置用コントローラ（図示省略）に入力されるようになっている。一方、このワーク搬送装置用コントローラにおいては、それら位置検出器から入力される現在位置情報と、トランスファプレス１の作動を制御するプレスコントローラから入力されるスライド３の現在位置情報とに基づいて、ワークＷの搬入・搬出動作に係るモーションパターンをプレス加工に連動させて行わせるようにされている。
【００２１】
以上に述べたように構成される本実施形態のワーク搬送装置１０においては、リニアモータ２０の作動にてワーク搬送方向Ｔ（フィード方向）に沿って移動されるフィードキャリア１２のフィード軸方向運動と、サーボモータ２２の作動にて昇降駆動されるサブキャリア１３のリフト軸方向運動との合成により、各ステーションＳ_１，Ｉ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４に対するワークＷの搬入・搬出動作に係るモーションパターンが実施される。図５には、このモーションパターンの一例が図中記号Ｍで示される実線にて表わされている。この例において、ワークＷは吸着点Ｐにて前段の加工ステーションＳ_２の下型内より吸着されてＺ軸方向に持ち上げられた後、後段の加工ステーションＳ_３の下型上までＸ軸方向に搬送され、この下型内に入れるためにＺ軸方向に下げられて解放点ＱにてワークＷの吸着が解放される。次に、前段の加工ステーションＳ_２へ戻るために一旦上方へ持ち上げられた後、下方の待機点Ｒを通って再度上下動されて吸着点Ｐに戻され、１サイクルが終了する。
【００２２】
本実施形態によれば、各クロスバー１４のモーションを任意に設定することができるので、ステーションＳ_１，Ｉ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４毎に最適なワークＷの搬入・搬出動作に係るモーションパターンを設定することが可能になり、従来に比し自由度を著しく向上させることができる。また、クロスバー１４のリフト軸方向運動はクロスバー１４を直接的に昇降駆動することにより成されるので、可動体重量の大幅減により装置構成の簡素化と小型化を図ることができ、コストを削減することができるという効果を奏する。また、ワーク搬送装置１０の搬送速度を上げることが可能になるため、生産性を向上させることができるという効果もある。
【００２３】
なお、本実施形態においては、通常のトランスファプレスに対して本発明が適用された例を示したが、他の態様のプレス、例えば、各工程毎にクラウン、スライドおよびベッドを一組としてモジュール化し、各工程間のアプライトを共有させた所謂モジュールトランスファプレスに対して本発明を適用することも勿論可能である。
【００２４】
また、前記クロスバー１４のようなワーク支持手段に代えて、片持ちのフィンガータイプもしくは片持ちのカップタイプのワーク支持手段を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るトランスファプレスの全体概略正面図である。
【図２】図２は、トランスファプレスの側面図である。
【図３】図３は、図２におけるＡ部拡大図である。
【図４】図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図５は、ワークの搬入・搬出動作に係るモーションパターンの例を説明する図である。
【図６】図６は、従来のワーク搬送装置の構造説明図である。
【符号の説明】
１ トランスファプレス
１０ ワーク搬送装置
１１ ガイドバー
１２ フィードキャリア
１３ サブキャリア
１４ クロスバー
１５ バキュームカップ
１６ 退避用リフト装置
２０ リニアモータ
２２ サーボモータ
Ｔ ワーク搬送方向
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. ワーク搬送方向に延設されるガイドバーと、このガイドバーに沿って移動手段により移動されるフィードキャリアと、ワークを着脱自在に保持するワーク保持手段を介してワークを支持するクロスバーを備え、
   前記フィードキャリアに昇降手段を介して前記クロスバーを設けることを特徴とするプレス機械におけるワーク搬送装置。
2. 前記移動手段および／または昇降手段は、リニアモータもしくはサーボモータを駆動源とするものである請求項１に記載のプレス機械におけるワーク搬送装置。
3. 金型を交換する際に前記ガイドバーを少なくとも金型と干渉しない位置まで上昇させる退避用リフト装置が付設されている請求項１または２に記載のプレス機械におけるワーク搬送装置。

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