JPS6020157B2 - 工具位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１対の工具軸に接合した多数対の工具を前記１
対の工具軸上にそれぞれ位置決めする装置であって、昭
和５３王特許藤第１６０３１７号の「工具位置決め方法
」の発明を実施するための装置に関する。

すなわち、前記方法の発明は、１対の工具軸に嫁合した
多数対の工具を、前記１対の工具軸と平行に配置された
１本の回転軸上において、前記多数対の工具にそれぞれ
対応して設けられ、前記回転軸が回転されるときその回
転により前記回転軸上をそれぞれ移送されたり、移送さ
れなかったりするように制御される多数のシフトを介し
て、前記１対の工具鞠上に位置決めする工具位置決め方
法であって、前記工具の全部を対応する前記シフトを介
して前記工具軸上の待機区域内に移送する第１工程と、
前記待機区域内に移送された工具のうち所望対数の工具
を対応する前記シフタを介して前記工具軸上の設定区域
内に移送する第２工程とからなり、前記第２工程が、前
記待機区域内にある工具のうち設定区域の原点に最も近
い工具を原点上に移送する操作と、前記操作によって原
点上に移送された工具及び既に設定区域内に移送されて
いる工具があればこの工具を、前記原点上に移送された
工具とこれに続く工具との間の設定区域内における所望
間隔、または前記原点上に移送された工具が最後の工具
であればこの工具と原点との間の設定区域内における所
望間隔に等しい距離だけそれぞれ設定区域内でそれら工
具間の所望間隔を維持しながら移送する操作とによって
行われる工具位置決め方法であり、本発明はこれを実施
するための装置である。

以下に、本発明装置の好ましい実施例を段ボールを切断
するスリッタ装置における工具位置決め装置について図
面を参照しながら説明する。

本発明装置は、案内部材１０、可動台２０及びシフタ４
０及び位置決め制御装置６０を備えている。案内部村１
０は、後記可動台２０の両側板２４に固着支持された管
状梁１１と、これに結合し、スリッタ装置５０の１対の
工具軸５１と平行に配置された１対のガイドエッジ１２
とからなる。各ガイドエッジ１２は上下の水平な案内面
１２１と垂直な案内面１２２とを有している。可動台２
０は、１対の固定台２１にそれぞれ水平に敷かれたレー
ル２２を挟んで筋合した２対の車輪２３をそれぞれ設け
た１対の側板２４と、両側板を連結する梁２５と、両側
板に回転可能に取りつけられた回転軸２６と、回転軸２
６の両端部に固着された歯車２７とからなる。各固定台
２１には、前記歯車２７と噛合するように水平に敷かれ
た１対のラック２８と、ピストンロッド２９１先端を連
結ピン２９２及び取付片２９３を介して各側板２４に連
結できるようにした１対のェヤシリンダ２９が設けられ
ている。可動台２０は、前述したように、両側板２４に
案内部材１０を固着支持するほか、案内部材のガイドエ
ッジ１２と平行に配置されたキー溝３１０付の１本の駆
動回転軸３１を回転可能に支持すると共に前記案内部村
のガイドエッジ１２と平行に配置された３本の固定ねじ
軸３２を固着支持している。更に可動台２０‘ま、回転
軸３１の織部に取りつけた傘歯車３１１と噛合する傘歯
車３３１を軸端に取りつけて側板２４に配置された駆動
モータ（直流モータ）３３を設けている。シフタ４０は
、スリッタ装置の１対の工具軸５１に鉄合した工具５２
（切断刃５２１及び５２２）の対数に等しい個数設けら
れ、各シフタ４０は、プレート部分４１にあげられた穴
４２に設けた２対の回転ころ４３と１対の滑性村４４と
で案内部材のガイドエッジ１２を挟む形で案内部材１０
上に移動可能に配置されると共にプレート部分４１の先
端部分４１１がそれぞれ対応する１対の工具のヘッド溝
５２１０及び５２２０１こ鼓入して噛み合うように案内
部村上に配置される。

更に、シフタ４０の、プレート．部分４１には、回転軸
３１にキー４５１を介して外駁し、回転軸３１と共に回
転しながら回転軸の鞄線方向に摺動できるようにした駆
動歯車４５が軸受４５２を介して回転可能に取りつけら
れ、また３本のねじ軸３２にそれぞれ螺合すると共にそ
れぞれが同０的に結合したスプロケット４６２とこれら
に張られたチェーン４６３を介して相互に運動される３
個の回転ナット４６ａ，４６ｂ及び４６ｃが軸受４６１
を介して回転可能に取りつけられている。

更に、シフタ４川こは、駆動歯車４５の軸受４５２まわ
りに回転可能に取りつけたレバー板４７１、レバー板４
７１の中央部に軸受４７２１を介して回転可能に取りつ
けられた短軸４７２、短軸４７２の一端に取りつけられ
駆動歯車４５と噛合できるようにした従動歯車４７３、
短藤４７２の池端に取りつけられたクラッチ歯車４７４
、ピストンロッド４７５１先端をレバー板４７１の下部
に回動可能に連結し、シリンダ本体をプレート部分４１
に固着したェアシリンダ４７５、回転ナット４６ａと同
Ｄ的に結合した回転歯車４７６であってクラッチ歯車４
７４と噛合可能なものからなるクラツク装置４７が備え
られている。位置決め制御装置６０は、第６図に示すよ
うに、カードリーダ６１、ホームポジション検出センサ
６２、原点検出センサ６３、パルスゼネレータ６４、制
御盤６５及びモータ制御盤６６を備えている。カードリ
ーダ６１はパンチカードから読み取った必要工具５２の
工具軸５１上における目標位置を制御盤６５に出力する
もの、ホームポジション検出センサ６２は可動台２０上
の各シフタ４０の待機位贋毎に配置され近接する各シフ
タ４０に取りつけた鉄片４８を検出して当該シフタの待
機位置を制御盤６５に出力するもの、原点検出センサ６
３は原点ライン５１０上の可動台２０上に配置され近接
する各シフタ４０に取りつけた鉄片４９を検出して当該
シフタが原点ライン５１０にきたことを制御盤６５に出
力するもの、パルスゼネレータ６４は、回転軸３１の端
部に取りつけたプーリ３１２とタイミングベルト３４１
を介して回転軸３１と連動するプーリ６４１を鞠端に取
りつけて可動台の側板２４に配置され、回転軸３１の回
転数に対応したパルス信号を発生し、このパルス信号を
制御盤６５に出力するもの、制御盤６５は、カードリー
ダ６１、ホ−ムポジション検出センサ６２、原点検出セ
ンサ６３からの入力信号と、必要に応じて行う前記パル
ス信号のカウントとに基いて、どの工具５２を使用する
か、使用する工具間の間隔距離をいくらにするかの判断
及び演算を行い、どのシフタ４０のクラッチ用ェャシリ
ンダ４７５の電磁弁４７５２を関、閉のいずれにするか
、可動台移動用ェャシリンダ２９の滋弁２９０を関、閉
のいずれにするか、工具軸５１のェャチューブ５１１（
第２図に示すように、工具５２を工具軸５１に固定又は
固定から解放するため、工具軸５１の溝５１３内の突出
材５１２工具５２の藤孔の表面へ突出又は没入させるも
の）への空気供聯合用電磁弁５１４を開、閉のいずれに
するか、駆動モータ３３について（１’正回転が逆回転
か、‘２）高速か低速か、剛起動か停止かの各指令信号
をそれぞれ対応する電磁弁４７５２，２９０及び５１４
並びにブレーキ３３２付の駆動モータ３３に出力するも
の、モータ制御盤６６は制御盤６５から駆動モータ３３
に対し出された回転速度の指令値と駆動モータ３３と同
期回転するタコゼネレータ３３３からの検出値とを比較
して駆動モータ３３の回転速度のフィードバック制御を
行うものである。次に本発明装置による各工具の位置決
め操作について説明するが、その前に本発明装置の主要
な動作について述べる。

各固定台２１上のシリンダ２９の電磁弁２９０が励磁さ
れて開きピストンロッド２９１を突出させると、可動台
の両側板２４はしール２２に沿った車輪２３及びラック
２８と噛合する歯車２７に案内されて工具鞠５１に近づ
くように移動し「案内部材１０上の各シフタ４０の先端
部分４１１は対応する各工具のヘッド溝５２１０及び５
２２０に正確に噛み合う。

各シフタ４０において、クラッチ用シリンダ４７５の電
磁弁４７５２が励磁された場合は、ピストンロッド４７
５１を引込めクラッチ歯車４７４が回転歯車４７６と噛
合する。もしクラッチ歯車４７４が回転歯車４７６と歯
先同志で接触した場合は、クラッチ歯車４７４が回転し
始めると両者は噛合する。駆動モータ３３が起動される
と傘歯車３３１及び３１１を介して回転軸３１が回転し
、この回転力は駆動歯車４５、従動歯車４７３、クラッ
チ歯車４７４、回転歯車４７６を経て回転ナット４６ａ
に伝えられ、更にこの回転力は相互に連動する回転ナッ
ト４６ｂ及び４６ｃに伝えられる。回転ナット４６ａ，
４６ｂ及び４６ｃはいずれもシフタ４０‘こ取りつけた
軸受４６１によって回転自由に保持されながらねじ軸３
２に螺合しているので、回転ナット４６ａ，４６ｂ及び
４６ｃの回転は３本のねじ軸３２上で各回転ナットの回
転数すなわち回転軸３１の回転数に見合った距離だけシ
フタ４０を移動させることになる。回転軸３１の回転は
プーリ３１２、タイミングベルト３４１及びプーリ６４
１を経てパルスゼネレータ６４を回転させる。パルスゼ
ネレータ６４は回転軸３１の回転数に対応したパルスを
発生する。駆動モータ３３の回転が停止されると回転軸
３１の回転が停止され、従って回転ナット４６ａ．４６
ｂ及び４６ｃの回転が止まり各シフ夕４川ま移動を停止
する。しかし、駆動モータ３３が回転中でも、シフタ４
０のシリンダ４７５の電磁弁４７５２が消滋ごれると、
ピストンロッド４７５１が突出してレバー板４７１の下
部が動き〜クラッチ歯車４７４と回転歯車４７６の噛合
が解かれ、回転軸３１が回転していても回転ナット４６
ａ，４６ｂ及び４６ｃは回転しないので、そのシフタ４
０は移動を停止する。各固定台２１上のシリンダ２９の
電磁弁２９０が消磁されてピストンロッド２９１を引込
めると、各シフタ４０の先端部分４１１は各工具のヘッ
ド溝５２１０及び５２２０から離れ可動台２川ま工具軸
５１から遠ざかる。工具軸５１上の各工具５２は各軸５
１において溝５１３内のチューブ５１１を空気圧によっ
て膨張させて突出材５１２を突出させることにより各工
具５２を各工具軸５１１こ固定させることができ、また
チューブ５１１内の空気圧を排出することにより各工具
５２を各工具軸５１に摺動可能に鉄合させることができ
る。さて、第１図において、工具５２を右から順次、＃
１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６及び＃７と名付けて
、段ボールシートの３丁取りを行うためスリッタ工具＃
１，＃２，＃３及び＃４が使用される場合に例を挙げて
工具位置決め操作を説明する。

新たに設定される各工具＃１，＃２，＃３及び＃４の工
具軸５１上の原点５１０からのそれぞれの位置データが
、Ｗミリメートル、Ｘミリメートル、Ｙミリメートル及
びＺミリメートルと穿孔記入されたパンチカードをカー
ドリーダ６１に挿入すると、新たに位置決めされる工具
相互間の間隔距離が、＃１と＃２との間がＡミリメート
ル、＃２と＃３との間がＢミリメートル、＃３と＃４と
の間がＣミリメートル、＃４と原点との間がＤミリメー
トルと制御盤６５で演算される。そこで制御盤６５の設
定スタートボタン（図示しない）を押すと、可動台２０
が工具軸５１に向って前進し、案内部材１０上の各シフ
タ４０が工具軸上の各工具のヘッド溝５２１０，５２２
０に噛み合う。工具軸のチューブ５１１内の圧入空気が
排出されて各工具が工具軸上で超動可能となる。前記設
定されていたシフタ４０の電磁弁４７５２が励磁されて
クラッチ４７がはいり、クラッチ歯車４７４が回転歯車
４７６と噛合する。駆動モータ３３が高速逆転して、前
回設定されていた工具が工具軸上の各ホームポジション
センサ６２の位置に移動させられる。移動が終ると必要
なシフタ（＃１〜＃４）のみ電磁弁４７５２が励磁され
クラッチがはいり、必要でないシフタ（＃５〜＃７）は
電磁弁４７５２が励磁されずクラッチがはいらない。同
時に駆動モータ３３が低速正転して回転軸３１が回転す
る。＃１のシフタ４０が原点５１０にくると、モータ３
３の回転は停止する。回転軸３１の回転数に対応するパ
ルスゼネレータ６４の発生パルスを制御盤６５でカウン
トできる状態にしてモータ３３を高速回転する。＃２の
シフタ４０が原点５１０近くの位置（予め決められたパ
ルスカウント数により定められる位置）にくるとモータ
３３の回転は低速に切替えられ＃２のシフタ４０が原点
５１０‘こくるとモータ３３は停止する。この時点で＃
２〜＃４のシフ夕４０の電磁弁４７５２が消滋されてそ
の位置で待機状態となる。次いでモータ３３が高速回転
され＃１のシフタ４０が原点５１０からＡミリメートル
近くの位置（例えば原点５１０からＡミリメ−トルの所
望位置より５ミリメートル手前の位置。以下同様）にき
たときモータ３３は低速回転に切替えられ、Ａミリメー
トルにきたときモータ３３は停止する。このとき＃１の
シフ夕４０のクラッチ４７ははいったままである。＃２
〜＃４の各シフタ４０のクラッチ４７がはいり、制御盤
６５はパルスを０からカウントできる状態となり、モー
タ３３は高速回転を始める。このとき＃２と＃１とのシ
フタ４０の間隔はＡミリメートルが保たれた状態で移動
する。＃３のシフタ４０が原点５１０近くにくるとモー
タ３３は低速回転に切替えられ、＃３のシフタが原点５
１０にくるとモータ３３の回転は停止する。ここで再び
＃３及び＃４のシフタ４０のクラッチ４７がはづされて
その位置で待機状態となる。次いでモータ３３が高速回
転されて＃２及び＃１のシフタ４０のみ移動を開始し、
＃２のシフタ４０が原点５１０からＢミリメートル近く
にきたときモータ３３は低速回転に切替えられ＃２のシ
フ夕４０がＢミリメートルにきたときモータ３３の回転
は停止する。＃２と＃１のシフタ４０の間はＡミリメー
トルが保持されていることは勿論である。以下同様に、
＃３のシフタ４０が原点５１０からＣミリメートル、＃
４のシフタ４０が原点５１０から○ミリメートル移動さ
せられると、すべてのシフタ４０が停止する。なお、新
らたに設定される最後の工具である＃４が原点５１０か
ら所定位置に移動させられるときは「＃５の工具を原点
５１０１こ移動させる必要がないので、このための駆動
モータ３３の低速切替と停止は必要でない。次いで工具
鞠５１のチューブ５１１に空気が供給されて各工具５２
が軸５１に固定される。

可動台２０が工具軸５１から遠ざかって各シフタ４０が
各工具５２のヘッド溝５２１０及び５２２０からはずさ
れ、各工具５２の位置決め操作が完了する。本発明装置
によれば、案内部村に全シフタの荷重をもたせ、ねじ軸
を少くとも２本とし、しかも従来回転軸として使用して
いたねじ軸を固定軸として使用したので、ねじ軸に対す
る曲げモーメントが著しく減少し、各シフタが機械的に
無理のない袋勢で高速移動することが可能になると共に
１個の信号発生器から発生した信号によって同時的に多
数のシフタの移動を可能にしたので多数の工具の位置決
めを短時間で完了できることとなった。

更に、各工具の位置決め操作は、位置設定毎に前回設定
された工具が工具軸上の前回位置から待機位瞳に戻され
て常に一定方向から設定されると共に位置決めに必要な
信号のカウントは、各工具が原点から次の工具との間の
設定間隔に等しい距離だけ移動する毎に更新されるので
、累積誤差が発生する恐れは全くない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の実施例を示し、第１図は一部が省略
された平面図、第２図は一部が省略された側面図、第３
図はシフタの側面図、第４図はシフタのクラッチの断面
図、第５図は回転歯車と結合した回転ナットの断面図、
第６図は位置決め制御装置のブロック線図である。 １０・・・・・・案内部材、２０・・・・・・可動台、
３１・・…・駆動回転軸、３２・・・・・・固定ねじ軸
、４０・・…・シフタ、４５・・・・・・駆動歯車、４
６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ・・・・・・回転ナット、
４７・・・・・・クラッチ、５１・・・・・・１対の工
具軸、５２，５２１，５２２・・・・・・１対の工具。 第ム図第５図 繋６図 図 錨 翁２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数対の工具をそれぞれ嵌合した１対の工具軸に平
   行に配置された案内部材と、前記案内部材上を移動でき
   る前記工具対数に等しい個数のシフタと、前記案内部材
   を支持して前記工具軸に近づけたり遠ざけたりすること
   ができる可動台とを備えて、前記案内部材の移動により
   前記各シフタを対応する対の工具にそれぞれ噛み合せ又
   は噛み合せを解くことができるようにした工具位置決め
   装置であつて、前記可動台が、前記案内部材とそれぞれ
   平行に配置された１本の駆動回転軸と少くとも２本の固
   定ねじ軸とを備え、前記各シフタが、前記駆動回転軸に
   嵌合しこれと共に回転しながらその軸線方向に摺動でき
   る駆動歯車と、前記固定ねじ軸にそれぞれ螺合すると共
   に相互に連動する回転ナツトと、前記駆動歯車の回転力
   を前記回転ナツトのいずれかに伝えるクラツチとを備え
   ていることを特徴とする工具位置決め装置。