JP2008080370A - ワーク供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯溜するワークを少量にしてコンパクトに構成するとともに、廃材を有効利用できるワーク供給装置を提供すること。
【解決手段】ワーク供給装置１は、押上装置１０とワークとして廃材を収納するパーツフィーダ３０と吸着ハンド装置４０とを備える。押上装置１０は、シリンダケース１２内で所定量積載するワーク群ＷＳを支持する支持レバー１５、１５と、新たに装填されたワークＷを載置して上方に押し上げるピストン１３と、を有している。ピストン１３はサーボモータ２２によって上昇し、新たなワークＷと載積されたワーク群ＷＳとを一体的に押し上げてワーク吸着位置Ｐに移動させる。ワーク吸着位置Ｐの１枚のワークをスイングアーム４２で吸着してプレス機内に供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、プレス加工においてワークをプレス機内に供給するためのワーク供給装置に関する。

一般に、プレス加工を行う場合、帯状の材料あるいは単体の材料をプレス機本体内に送り、設置された金型において、可動する上型が固定している下型に向かって移動することによって材料を成形したり打ち抜いたりして製品として形成する。この際、材料における、製品として形成されていない部位は廃材として廃棄処理されていた。この廃材の処理は、通常、スクラップとして再生利用されることが多い。しかし、材料の原価が高騰してくると廃材をそのまま処分することはコスト的に課題が残ることから、製品の歩留まりを高くしてできるだけ廃材の量を少なくするか、あるいは廃材を再利用することが考えられてきた。特に、リング状の製品や中空状の製品を形成する場合、例えば、加工の所定の工程において中実部を打ち抜く加工が行われている。この中実部はそのまま廃材として処理されることから、製品の歩留まりは低下することとなっていた。

一方、単体のワーク（ブランク材）をプレス機本体に供給して新たな加工を行う場合、従来においては、特許文献１に示すように、積載されたワーク群を第１のコンベアで搬送し、所定の取り出し位置に移動されたワーク群をリフタで押し上げ、最上段のワークを、バキューム機構を使用してプレス機本体内に１枚ずつ供給していた。また、この積載されたワーク群は１マガジン内に収納されている場合もある。これらのワーク群又は１マガジン内のワーク群の供給が終了すると、積層されている新たなワーク群あるいはワーク群が収納されている新たなマガジンが、新たに取り出し位置に移動されて、次の供給が行われていた。
特開平６−３２８１６９号公報

しかし、積載されたワーク群あるいはマガジンごと交換する場合には、プレス機本体に供給されるワークが、一旦、無くなるため、ワーク群あるいはマガジンの交換時間中、プレス機本体を停止しなければならなかった。プレス機を連続運転させるために、取り出し位置にワーク群あるいはマガジンをマルチ状に設置させることも考えられるものの、床面のスペースを必要とし、さらに構成を複雑にするから設備費用も高くなっていた。

また、ワークがブランク材、例えば、モータコアの固定子(又は回転子)を形成する場合、ワークは円板状の回転子の周りに配置されることから、通常、リング状又は真円中空状を有する板部材で形成されることが多い。この固定子(又は回転子)を形成する際に、ワークとしてはフープ材が使用されていた。

このワークを、例えば、廃材を利用すればコストの低減を図ることができることから、廃材を使用できるように構成する新たな装置が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、廃材の有効利用を図るとともに、床面積をコンパクトにしてプレス機械を停止することなく連続的に稼動できるようにワークをプレス機内に供給するワーク供給装置を提供することを目的とする。すなわち、
請求項１記載の発明では、単材のワークを積載可能に収容する筒状の本体部と積載された前記ワークを上方に押し上げる押上手段とを有するワーク押上装置と、最上段の前記ワークを取り出して１枚ごとプレス機内に供給するハンド手段と、前記押上装置に新たなワークを装填する装填手段とを備えるワーク供給装置であって、前記装填手段が、前記本体部内に積載された所定数のワークを確保した状態で、新たなワークを、積載された前記ワークの最下段に装填可能に配設することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記装填手段が、前工程で発生した廃材を収納して前記押上装置に１枚ごと順に装填可能に構成されたパーツフィーダであることを特徴としている
請求項３記載の発明では、前記押上手段が、前記本体部内に配置されるボールねじと、前記ボールねじを駆動するサーボモータとを備えていることを特徴としている。

請求項４記載の発明では、前記ハンド手段が、前記押上装置と前記プレス機内とを揺動可能な揺動レバーを備え、前記揺動レバーには前記ワークを吸着するバキューム手段を有していることを特徴としている。

請求項５記載の発明では、前記押上装置の本体部には、前記装填手段から装填されるワークの挿通孔が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、押上装置に収納されるワークは、ハンド手段で１枚ごとプレス機内に供給されると、装填手段で１枚ごと装填される。このため、押上装置内に収納されたワークは常に一定枚数を確保することができ、１押上装置を配置するだけでプレス機を停止させることなく連続的に稼動させることができる。また、押上装置内に収納されるワークは大量に積層する必要がなく少量でもよいことから、押上装置自体をコンパクトに構成することができる。

しかも、ワークを押上装置に装填する手段は、パーツフィーダで行うことから、ワークを、例えば、廃材で形成してもワークを把持することなく整列して移動させることができる。このため、複雑な装置を設置することなくワーク供給装置を構成することができる。しかも、廃材でワークを形成することによって、リサイクル活用ができて環境を向上できるとともに原料コストを低減することができ製品のコストを低減することができる。

また、この発明のワーク供給装置では、ワークを押し上げる駆動をサーボモータとボールねじを使用して行うことから高速仕様に使用することができ、さらにワークをバキューム手段で吸着してプレス機内に送給するからワークを１枚ずつ確実に供給することができる。

次に本発明のワーク供給装置（以下、供給装置という。）の一形態を図面に基づいて説明する。また、実施形態の供給装置では、ワークはモータコアの固定子(又は回転子)であり、供給されたワークを加工するプレス機械は、トランスファ加工用の金型が装着されていてトランスファ加工を行うことができるように構成されている。また、ワークは廃材を利用するものである。

図１〜４に示すように、実施形態のワーク供給装置１は、プレス機３のワーク搬入側に配置した押上装置１０と、押上装置１０にワークＷを装填する装填装置（以下、パーツフィーダという。）３０と、押上装置１０から１枚のワークＷを吸着して搬送する吸着ハンド装置４０とから構成されている。

押上装置１０は、装置本体１１上に配置されて複数枚のワークＷを積載（以下、ワーク群ＷＳという。）して収納するシリンダケース１２と、パーツフィーダ３０から装填される１枚のワークＷを押し上げるピストン１３と、ピストン１３を上下駆動するサーボモータ２２及びボールねじ１８と、ボールねじ１８とピストン部１３とを連結する連結機構２４と、を備えている。

シリンダケース１２上には、ワーク挿入ガイド１４が配置されて、ワーク群Ｗの上方移動をテーパガイド部１４１で案内するとともに、最上段のワークＷを吸着待機させている。ワーク群ＷＳは、シリンダケース１２に回動可能に枢支された一対の支持レバー１５、１５によって支持されるとともに、ピストン１３の上昇で支持レバー１５、１５を上方に回動させることによって押し上げられる。ピストン１３は、装置本体１１内に配置されたガイド機構１６（実施形態では、スプライン軸１６１と外筒１６２からなるボールスプラインが使用されている。）に連結されて上下移動可能に案内されている。なお、支持レバー１５は図示しないストッパ部で回動下端位置（水平位置）が制限され、ピストン１３で上方に回動された後、図示しない戻りばねによって回動下端位置まで回動される。

また、シリンダケース１２の中間部にはパーツフィーダ３０から新たに送給されたワークＷをシリンダケース１２内に挿入するワーク挿入孔１２１が形成されている。

一方、装置本体１１には、ガイド機構１６に平行にボールねじ１８が配置されている。ボールねじ１８は一対のプーリ１９、２０、ベルト２１を介してサーボモータ２２に連結されるとともに、装置本体１１に固定されたボールねじ係合体２３に係合されている。ボールねじ１８の下端部には、ガイド機構１６の下端部と連結体２４を介して連結されている。サーボモータ２２によってピストン１３の上下位置を自由に制御できるとともに、ボールスプラインを使用したガイド機構１６を含めて高速化の対応も可能となる。

さらに、シリンダケース１２には、ピストン１３上に１枚のワークＷが載置されているかどうかを検出する一対のワーク有無センサ２６、２６がブラケット２７、２７に支持されて配置されている。一対のワーク有無センサ２６、２６はワークＷを確実に検出するために、ワークＷの水平面に対して傾斜して検出できるように配置されている。

ワークＷを押し上げ装置１０に装填する装置はパーツフィーダ３０が使用されている。パーツフィーダ３０に収納されるワークＷは、廃材で形成された円板状のブランク材である。廃材は、前行程でスクラップとして排出された円板をバリ取り処理、洗浄処理したものが使用されている。

実施形態のパーツフィーダ３０は、ワークＷを収納する本体部３１と、本体部から順に送給されるワークＷを押上装置１０まで搬送する搬送部３３と、それぞれを駆動制御する駆動制御部３５と、から構成されている。本体部３１に収納されているワークＷは１枚ずつ整列されて送給口３２に達すると、搬送部３３のコンベア３４上に１枚ずつ移動される。コンベア３４の先端部は、押上装置１０のワーク挿入孔１２１を挿通して、ピストン１３の通常位置において、ピストン１３の上面と隣接する位置に達している。また、コンベア３４の先端には、ワークセンサ３６が配置されて、ワークＷの有無を検出している。

吸着ハンド装置４０は、図１〜２に示すように、本体駆動部４１と本体駆動部４１に回動可能に配置されるスイングアーム４２とを備えている。スイングアーム４２には、ワークＷによって取替え可能なハンド部４２１が装着されるとともに、本体駆動部４１内に配置される図示しないバキューム装置に連結する吸着孔４２２が形成されている。これによって、スイングアーム４２は押上装置１０に待機されているワークＷを１枚ずつ確実に吸着してプレス機３内に供給することになる。なお、吸着ハンド装置４０の本体駆動部４１は、搬送方向に沿って移動可能に装着されていて、金型５を開放できるようにしている。

実施形態におけるプレス機３は、トランスファプレスを構成しており、ハンドアーム４２は、押上装置１０から吸着するワークＷをトランスファ金型の第１工程Ｍ１に供給する。このトランスファプレスでは、例えば、多工程を有してモータコアの固定子（又は回転子）の加工を行う。しかもワークは廃材を使用するものであり、図５に示すように、一旦、固定子(又は回転子)ＳＬ（Ｗ）を加工するために打ち抜かれた中実部（廃材）ＳＭを、新たなワークＷとしてトランスファプレスに供給して前加工の固定子（又は回転子）ＳＬより小径の固定子(又は回転子)ＳＭを加工するものである。なお、このトランスファの第１行程Ｍ１で打ち抜かれた中実部（廃材）をさらに小径の固定子ＳＳを製作するために、本システムのトランスファプレス３で打ち抜かれた廃材を新たにワークＷとして利用すれば、さらにリサイクルできることとなって原料のコストを低減することができる。

次に、上述のように構成されたワーク供給装置１の作用について説明する。

パーツフィーダ３０には、前工程で打ち抜かれた円板状の廃材（ワークＷ）が収納されている。この廃材は、前行程のプレスラインから自動的にバリ取り処理工程及び洗浄処理工程を終えてパーツフィーダ３０に供給されるか、あるいは、廃材を人為的にバリ取り処理、洗浄処理したものをパーツフィーダ３０に供給する。パーツフィーダ３０では、多数のワークＷを順に整列して送給口３２に移動する。送給口３２に移動したワークＷは自重あるいはエアーの吹き付けによって順にコンベア３４上に送られる。コンベア３４の先端側には、押上装置１０の手前側にワークセンサ３６が配置され、ワークＷは、ワークセンサ３６で１枚ごと検出されながら押上装置１０のシリンダケース１２内にワーク挿入孔１２１を通って送られる。

シリンダケース１２には、すでに、積載されているワーク群ＷＳが、その下端部で一対の支持レバー１５、１５によって支持されながら待機されている。新たにシリンダケース１２内に装填されたワークＷがコンベア３４からピストン１３上に移動されると、ワーク有無センサ２６によってワークの有無を検出した後、ピストン１３がサーボモータ２２の駆動により上昇する。サーボモータ２２の駆動は、一対のプーリ１９、２０及びベルト２１を介してボールねじ１８を回転させる。ボールねじ１８は回転することによって、装置本体１１に固定されたボールねじ係合体２３に対して回転するため上昇する。ボールねじ１８の上昇は連結体２４を介してガイド機構１６のスプライン軸１６１を上昇させる。ガイド機構１６は、ボールスプラインとして市販されているものを使用することから、スプライン軸１６１は装置本体１１に固定された外筒に対して横ぶれなく精度よく上昇移動される。

新たなワークＷを載置したピストン１３は上昇することによって一対の支持レバー１５、１５に接近し、さらに上昇することによって支持レバー１５を上方に向かって回転させる。支持レバー１５、１５が略垂直方向まで回転すると、支持レバー１５、１５は積載されているワーク群ＷＳの支持を解除することになるが、積載されているワーク群ＷＳは、新たに装填されたワークＷと一体となって、ピストン１３によって上昇される。そして、テーパガイド部１４１で案内されながら最上段のワークＷがワーク挿入ガイド１４の上面に達するとその位置で停止する。この位置をワーク吸着位置Ｐという。

最上段のワークＷがワーク吸着位置Ｐに達すると、吸着ハンド装置４０のスイングアーム４２のハンド部４２１がワーク吸着位置Ｐまで回転して最上段のワークＷの上面に達し、バキューム装置の作動により吸着孔４２２で１枚のワークＷを吸着する。そして、スイングアーム４２が回転して吸着したワークＷを、トランスファプレス３の第１工程Ｍ１に搬送する。

最上段のワークＷがトランスファプレス３内に供給されると、ピストン１３は、サーボモータ２２の作動により下降する。ピストン１３の下降に伴って、垂直状態の支持レバー１５、１５は図示しない戻りばねによって支持レバー１５、１５の上面が水平位置に戻るように回転しようとする。ピストン１３が支持レバー１５、１５を越えて下降すると支持レバー１５、１５は水平位置に回動する。この位置で支持レバー１５、１５は図示しないストッパ部で規制されてその回転を停止する。

スイングアーム４２がワーク把持位置に復帰する間に、前述の作用が行われて、ワーク吸着位置Ｐに移動された次のワークＷを吸着してトランスファプレス３の第１工程Ｍ１に搬送する。そしてこの作用を繰り返すこととなる。

上述のように、実施形態のワーク供給装置によれば、パーツフィーダ３０からワークＷを１枚ずつ押上装置１０内に装填することによって、シリンダケース１２内に積載されているワーク群ＷＳを１枚ずつプレス機３内に供給できることから、押上装置１０内に積載するワーク群ＷＳの量を少なくすることができ、その結果、コンパクトな供給装置を提供することができる。しかも、ワークＷを廃材で使用することによって、リサイクル活用でき資源の効率化に役立つことができるとともに原料コストを低減することができる。

また、積載されているワーク群ＷＳを支持する支持レバー１５は、ピストン１３の上昇に伴って水平方向から垂直方向に回転されてワーク群ＷＳの支持を解除し、ピストンの下降によって戻りばねで戻されて再びワーク群ＷＳを所定の位置で支持することになるから、ワークＷの１枚ごとのプレス機への供給を可能とすることができる。

さらに、ピストン１３の上下動をサーボモータ２２で駆動してボールスプライン１６でガイドすることによって、高速化の対応を図ることができる。しかも、ワークＷをバキューム装置で吸着することによって、１枚ごと確実にプレス機３内に供給することができる。

なお、本発明のワーク供給装置は、上記の形態に限定するものではない。例えば、ピストン１３を上下動させる駆動装置をサーボモータでなく、単に油圧あるいは空気圧シリンダで構成するようにしてもよい。

また、プレス機３内に供給するスイングアーム４２は、ワークＷを空気圧で吸着するのではなく、ワークＷの外周面を把持する把持機構を有して形成されていてもよい。

さらに、ワークＷを押上装置１０に装填するパーツフィーダ３０は、収納されているワークＷを順に整列して送給口に移動させるものであれば、特殊なものでなく一般的に公知のパーツフィーダでよい。

本発明の一形態によるワーク供給装置の正面図である。 図１のワーク供給装置の一部平面図である。 図１における押上装置を示す要部正面断面図である。 同要部側面断面図である。 打ち抜かれた廃材を新たなワークとする状態を示す図である。

符号の説明

１、ワーク供給装置
３、プレス機
１０、押上装置
１１、装置本体
１２、シリンダケース
１２１、ワーク挿入孔
１３、ピストン
１４、ワーク挿入ガイド
１５、支持レバー
１８、ボールねじ
２２、サーボモータ
３０、パーツフィーダ（装填装置）
４０、吸着ハンド装置
４２、スイングアーム
Ｗ、ワーク
ＷＳ、ワーク群

Claims (5)

1. 単材のワークを積載可能に収容する筒状の本体部と、積載された前記ワークを上方に押し上げる押上手段とを有するワーク押上装置と、最上段の前記ワークを取り出して１枚ごとプレス機内に供給するハンド手段と、前記押上装置に新たなワークを装填する装填手段とを備えるワーク供給装置であって、
   前記装填手段が、前記本体部内に積載された所定数のワークを確保した状態で、新たなワークを、積載された前記ワークの最下段に装填可能に配設することを特徴とするワーク供給装置。
2. 前記装填手段が、前工程で発生した廃材を収納して前記押上装置に１枚ごと順に装填可能に構成されたパーツフィーダであることを特徴とする請求項１記載のワーク供給装置。
3. 前記押上手段が、前記本体部内に配置されるボールねじと、前記ボールねじを駆動するサーボモータとを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク供給装置。
4. 前記ハンド手段が、前記押上装置と前記プレス機内とを揺動可能な揺動レバーを備え、前記揺動レバーには前記ワークを吸着するバキューム手段を有していることを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかに記載のワーク供給装置。
5. 前記押上装置の本体部には、前記装填手段から装填されるワークの挿通孔が形成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４のいずれかに記載のワーク供給装置。
   
   

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