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JP5306161B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

ワーク搬送装置 Download PDF

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本発明は、ワーク搬送装置に関する。詳しくは、直列に配列された複数のプレス装置の間でワークを搬送するワーク搬送装置に関する。
従来のワーク搬送装置は、特許文献1、2または特許文献3の図1にあるように、ワークを保持する保持手段と、基端が昇降可能かつ揺動可能に支持され先端で保持手段を支持するアーム装置と、基端が昇降可能かつ揺動可能に支持され先端がアーム装置の中部に揺動可能に連結されたレバー装置と、レバー装置の基端を昇降移動駆動する昇降駆動装置と、レバー装置を揺動駆動する揺動駆動装置とから構成されている。このような揺動駆動装置を有するワーク搬送装置は、レバー装置を昇降させ、かつ、揺動させることにより、ワークの搬送経路を任意に設定できる。
また、特許文献3の図4には、ワークを保持する保持手段と、基端が下端で揺動可能に支持され先端で保持手段を支持するアーム装置と、基端が昇降可能かつ揺動可能に支持され先端がアーム装置の中部に揺動自在に連結された2個のレバー装置と、それぞれのレバー装置の基端を昇降移動駆動する2個の昇降駆動装置とから構成されており、2個のレバー装置が異なる軸線上を昇降することにより、揺動駆動装置を用いないワーク搬送装置が開示されている。
特開2004−261819号公報 特開平4−200940号公報 US6382400B1
しかし、上記の揺動駆動装置を備えたワーク搬送装置でワークの搬送を高速に行うと、レバー装置を揺動するためのトルクを大きくする必要があり、揺動駆動装置の減速機、ギヤ、モーター等が大きくなる。また、それに伴いそのレバー装置の基端を昇降させる昇降駆動装置のモーターも大きいものが必要となる。そのため、設置スペースが大きくなり、コストも高くなる。また、特許文献3の図1などでは、駆動トルクを軽減するためにアーム装置基端の昇降移動を補助する空気圧シリンダーを備えているが、空気圧シリンダーは高速使用に適していない。
一方、上記の揺動駆動装置を備えていないワーク搬送装置は、駆動装置によって昇降駆動されるレバー装置がアーム部材に直接連結されているため、アーム部材を移動させるためには、レバー装置のストロークを大きくしなければならない。そのため、高速にワークの搬送を行おうとすると、モーターを早く回す必要があり、モーターを大きくしなければならない。さらに、モーターの回転をレバー装置の昇降に変換するには一般的にボールネジが用いられるが、ストロークが大きくなるとボールネジの取付間ピッチが長くなり、ネジ軸の回転速度が遅くても固有振動数により共振を起こし、運動不能になるおそれがある。また、ワーク搬送装置は、ワークを搬送するプレス装置とプレス装置との間の隙間が塞がっているため、保持手段(たとえば、クロスバー等)の交換の出し入れが困難になる。
本発明は、ワークを高速に、かつ、安定に搬送するワーク搬送装置を提供することを目的とする。
本発明のワーク搬送装置は、複数のプレス装置が直列に配列され、上流プレス装置から下流プレス装置にワークを搬送し、上流プレス装置と下流プレス装置の間のフレームに取り付けられるワーク搬送装置であり、ワークを保持する保持手段と、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端に前記保持手段が連結されるアーム装置と、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記アーム装置の先端と基端との間のアーム駆動点に揺動自在に連結されるレバー装置と、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー装置の先端と基端との間のレバー駆動点に揺動可能に連結される第1補助レバーと、基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー駆動点に揺動可能に連結される第2補助レバーと、前記第1補助レバーを昇降移動駆動する第1駆動装置と、前記第2補助レバーを昇降移動駆動する第2駆動装置とを備えていることを特徴としている。
本発明のワーク搬送装置であって、アーム装置の基端が前記レバー装置の基端より上にあるものが好ましい。また、前記保持手段が、前記ワークの姿勢を維持する姿勢維持手段を備えているものが好ましい。さらに、アーム装置が、2本のアームとそれらの両端に連結された連結リンクとからなる平行リンク構造であるものが好ましい。
本発明のワーク搬送装置は、ワークを保持する保持手段が連結されたアーム装置を、レバー装置を介して、第1補助レバー装置および第2補助レバー装置を上下に移動させて駆動するため、減速機、ギヤ等の複雑な構造を有する揺動駆動装置を用いる必要がなく、アーム装置の高速駆動が可能である。また、アーム装置は、アーム装置の基端と先端の間のアーム駆動点に連結されるレバー装置を介して、レバー装置の基端と先端の間のレバー駆動点に連結される第1補助レバー装置および第2補助レバー装置によって駆動されているため、第1補助レバー装置および第2補助レバー装置の移動変位を小さくすることができる。そのため、第1補助レバー装置および第2補助レバー装置自体の駆動を早くしなくても、アーム装置の高速駆動が可能となる。さらに、ボールネジを用いて第1補助レバー装置および第2補助レバー装置を駆動する場合、ボールネジの取付間ピッチを短くすることができ、共振を防止することができる。
本発明のワーク搬送装置であって、アーム装置の基端が前記レバー装置の基端より上にある場合、ワーク搬送装置の下(プレス装置間の下)にスペースを確保することができ、このスペースにおいて修理や、部品交換等の作業を簡単に行うことができる。特に、保持手段は加工するワークごとにプレス装置の金型と共に交換する場合、このスペースを利用することにより、プレス装置の金型と支持手段の同時搬入・同時搬出が可能となり、また、その工程も容易になる。
また、保持手段が、前記ワークの姿勢を維持する姿勢維持手段を備えている場合、ワークを一層安定に搬送させることができる。また、ワークの姿勢を任意に制御することもできる。
さらに、アーム装置が、2本のアームとそれらの両端に連結された連結リンクによって平行リンク構造である場合、大きいワークまたは重量のあるワークであっても安定して搬送することができる。
本発明のワーク搬送装置を備えたプレスラインの斜視図である。 本発明のワーク搬送装置の一実施形態を示す側面図である。 本発明のワーク搬送装置の他の実施形態を示す側面図である。
本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明のワーク搬送装置10を備えたプレスラインLの斜視図である。この図では、上流と下流に配置される2組のプレス装置P1、P2と、その間に設けられた本発明のワーク搬送装置10を表している。しかし、実際のプレスラインLは、2以上のプレス装置P1、P2、P3、・・・、Pnが配列され、それぞれのプレス装置間に本発明のワーク搬送装置10が配設される。また、ワーク搬送装置10は、図1、図2に示すように、プレス装置P1、P2のコラムC1、C2の間の両側に配設されるフレームFに取り付けられている。さらに、この両側のフレームFは、一方のコラムC1に固着されている。
ワーク搬送装置10は、前後のプレス装置P1、P2の間の左右両側にそれぞれ配設され、左右のワーク搬送装置10によってワークWを保持するものである。左右のワーク搬送装置10の構成は、左右対称に構成されているため、以下、片側のワーク搬送装置のみを説明する。
ワーク搬送装置10は、図2に示すように、ワークを保持する保持手段11と;基端がフレームF上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端に保持手段11が連結されるアーム装置12と;基端がフレームF上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端がアーム装置12のアーム駆動点13に揺動自在に連結されるレバー装置14と;基端がフレームF上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端がレバー装置14のレバー駆動点15に揺動可能に連結される第1補助レバー装置16と;基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端がレバー装置14のレバー駆動点15に揺動可能に連結される第2補助レバー装置17と;第1補助レバー装置16を昇降移動駆動する第1駆動装置18と;第2補助レバー装置17を昇降移動駆動する第2駆動装置19とを備えている。
フレームFには、アーム装置12およびレバー装置14の昇降移動を支持するガイドG1と、それぞれ第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17の昇降移動を支持するガイドG2およびG3とが鉛直方向に設けられている。ガイドG2とガイドG3は、ガイドG1より短く形成されており、ガイドG1の上下方向の中央近辺にガイドG1を挟んで設けられている。
保持手段11は、左右アーム装置12の先端の間に架設されるクロスバー21と、そのクロスバー21に固着されワークWを保持、開放するバキュームカップ22とを備えている。また、保持手段11には、ワークWの姿勢を維持するための姿勢維持手段23が設けられている。姿勢維持手段23は、揺動モーターを備えており、保持手段のクロスバー21を回転させることによりワークWの姿勢を制御するものである。
アーム装置12は、フレームFのガイドG1の上側に昇降移動可能に嵌合されるアームベース26と、基端がそのアームベース26に揺動可能に枢着され、先端が姿勢維持手段23を介してクロスバー21を支持するアーム部材27とから構成されている。また、アーム部材27の中間点にレバー装置14が連結されるアーム駆動点13がある。アーム部材27は、レバー装置14によってこのアーム駆動点13から操作される。このアーム駆動点13は、アーム部材の基端と先端との間の実質的な中間とするのが好ましいが、駆動点13を基端側に持ってくることにより、テコの原理により、レバー装置の移動距離を短くすることができ、駆動点13を先端側に持っていくことにより、駆動装置(ここでは第1駆動装置18および/または第2駆動装置19)の駆動力を小さいものとすることができる。そのため、ワークWの詳細に基づいて任意に設定することができる。
レバー装置14は、フレームFのガイドG1の下側に昇降移動可能に嵌合されるレバーベース31と、基端がそのレバーベース31に揺動可能に枢着され、先端がアーム駆動点13に揺動自在に連結されるレバー部材32とから構成されている。レバー部材32は、第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17によって実質的に中間のレバー駆動点15で操作される。このレバー駆動点15も、レバー部材の基端と先端の実質的な中間とするのが好ましい。このレバー駆動点15もアーム駆動点13と同様に、基端側に持ってくることにより、テコの原理より補助レバーの移動距離を短くすることができる。
このワーク搬送装置10は、アーム部材27の基端が揺動可能に枢着され、レバー部材32の基端が揺動可能に枢着され、かつ、レバー部材32の先端がアーム駆動点13に揺動自在に連結されているため、レバー部材32の基端(レバーベース31)とアーム部材27の先端(保持手段11)は常に同じ高さに位置して駆動する。
第1補助レバー装置16は、フレームFのガイドG2に昇降移動可能に嵌合される第1補助ベース36と、基端がその第1補助ベース36に揺動可能に枢着され、先端がレバー駆動点15に揺動自在に連結される第1補助レバー37とから構成されている。第1補助ベース36は、第1駆動装置18によって上下駆動される。
第2補助レバー装置17は、フレームFのガイドG3に昇降移動可能に嵌合される第2補助ベース38と、基端がその第2補助ベース38に揺動可能に枢着され、先端がレバー駆動点15に揺動自在に連結される第2補助レバー39とから構成されている。第2補助ベース38は、第2駆動装置19によって上下駆動される。
この実施形態では、第1補助レバー装置16と第2補助レバー装置17とは、レバー装置14の同一のレバー駆動点15に連結されているが、レバー部材32の異なる点に連結されてもよい。しかし、両者を同一のレバー駆動点15に連結することにより、制御が行いやすく、一回の搬送で第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17に均等なエネルギーがかかり好ましい。また、第1補助レバー37と第2補助レバー39の長さは等しく構成されている。
第1駆動装置18は、フレームのガイドG2の上部に、ガイドG2と平行に設けられ第1補助ベース36と螺合された第1ボールネジ41と、その第1ボールネジ41を回転駆動し、第1補助ベース36を上下に駆動する第1モーター42とを備えている。
第2駆動装置19は、フレームのガイドG3の上部に、ガイドG3と平行に設けられ第2補助ベース38と螺合された第2ボールネジ43と、その第2ボールネジ43を回転駆動し、第2補助ベース38を上下に駆動する第2モーター44とを備えている。
このように構成されているため、第1駆動装置18および第2駆動装置19をそれぞれ駆動させることにより、第1補助レバー装置16の第1補助ベース36および第2補助レバー装置17の第2補助ベース38は、ガイドG2、G3上を上下すると共に、第1、第2補助レバー37、39の先端の位置が定まる。それに伴って、第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17に連結されたレバー装置14のレバー部材32は、基端を軸に回転しながら昇降し、先端の位置が定まる。さらに、そのレバー部材32の先端に支持されて、アーム装置12のアーム部材27が基端を軸に回転しながら昇降し、先端の位置、すなわち保持手段11の位置が定まる。つまり、第1駆動装置18の第1モーター42および第2駆動装置19の第2モーター44をそれぞれ制御することにより、アーム部材27の先端のクロスバー21(あるいはワークW)を安定して、略直線状(図2の往復経路Xの上経路)に移動させることができる。また、往復経路Xの下経路は、ワークWを持たないときの帰路である。
特に、アーム装置12のアーム部材27を駆動するレバー装置14のレバー部材32の回転および昇降を、第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17で駆動しているため、レバー部材32を回転および昇降させるためのトルクを第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17を上げ下げするだけで得られ、複雑な減速機、ギヤ等を用いて揺動駆動させる必要なく、駆動装置の小型化が実現できる。そして、そのような駆動装置をレバー部材32の近辺に設ける必要がないため、ワーク搬送装置全体の小型化も図れる。
また、アーム装置12のアーム部材27の実質的な駆動を、アーム部材27のアーム駆動点13に連結されるレバー装置14のレバー部材32を介して、レバー部材32のレバー駆動点15に連結される第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17によって行っているため、第1補助レバー装置16および第2補助レバー装置17の移動変位を小さくすることができる。つまり、第1駆動装置18の第1ボールネジ41および第2駆動装置19の第2ボールネジ43のストロークを小さくすることができる。そのため、第1ボールネジ41および第2ボールネジ43の取付間ピッチを短くすることができ、共振による運動不能を防止することができる。
さらに、ワーク搬送装置10は、フレームFによって上から支持されており、ワークWを上から保持して、搬送するものであり、かつ、レバー部材32の基端(レバーベース31)と保持手段11は常に同じ高さに位置し、保持手段11に保持されるワークWは、ワーク搬送装置10の下のスペースにはいかないため、ワーク搬送装置10の下(プレス装置P1とプレス装置P2の間の下)にスペースを確保することができる。そのため、プレスライン内へのアクセスをこのスペースから行うことができ、修理や、部品交換等の作業も簡単に行うことができる。特に、このスペースを利用し、クロスバーの交換装置をプレスライン内に出入りさせる場合、クロスバーの交換作業を容易に行うことができる。さらに、クロスバーの交換と共にプレス金型の交換を同時にすることでき、その場合、ライン交換の時間を大きく短縮することができる。
このワーク搬送装置10は、アーム装置12と、レバー装置14とを同軸上に設けているが、同軸上に設けなくてもよい。同軸上に設けることにより、ワーク搬送装置10をコンパクトにすることができる。また、第1補助レバー装置16と、第2補助レバー装置17とは、アーム装置12と、レバー装置14の昇降主軸と平行の軸を昇降するように構成されているが、昇降主軸と平行でなくてもよい。さらに、第1補助レバー装置16と、第2補助レバー装置17とは、平行な軸を昇降されるように構成されているが、平行でなくてもよい。これらを平行にすることにより、ワーク装置全体をコンパクトにすることができ、プレス装置が配列されたプレスラインをコンパクトにすることができる。
図3のワーク搬送装置50は、アーム装置51が2本のアーム部材52からなる平行リンク構造となっている。他の構造は、図2のワーク搬送装置10と実質的に同じである。
アーム装置51の2本のアーム部材52は、基端がアームベース53と、先端は連結リンク54を介して保持手段のクロスバー21と連結している。また、アームベース53は、連結リンクとしても作用している。
このようにワーク搬送装置50は構成されているため、大きなワークW、あるいは、重量の大きいワークWを安定して、高速搬送することができる。
C1、C2 コラム
F フレーム
G1、G2、G3 ガイド
L プレスライン
P1、P2、P3、Pn プレス装置
W ワーク
X 往復経路
10 ワーク搬送装置
11 保持手段
12 アーム装置
13 アーム駆動点
14 レバー装置
15 レバー駆動点
16 第1補助レバー装置
17 第2補助レバー装置
18 第1駆動装置
19 第2駆動装置
21 クロスバー
22 バキュームカップ
23 姿勢維持手段
26 アームベース
27 アーム部材
31 レバーベース
32 レバー部材
36 第1補助ベース
37 第1補助レバー
38 第2補助ベース
39 第2補助レバー
41 第1ボールネジ
42 第1モーター
43 第2ボールネジ
44 第2モーター
50 ワーク搬送装置
51 アーム装置
52 アーム部材
53 アームベース
54 連結リンク

Claims (4)

  1. 複数のプレス装置が直列に配列され、上流プレス装置から下流プレス装置にワークを搬送し、上流プレス装置と下流プレス装置の間のフレームに取り付けられるワーク搬送装置であって、
    ワークを保持する保持手段と、
    基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端に前記保持手段が連結されるアーム装置と、
    基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記アーム装置の先端と基端との間のアーム駆動点に揺動自在に連結されるレバー装置と、
    基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー装置の先端と基端との間のレバー駆動点に揺動可能に連結される第1補助レバーと、
    基端が前記フレーム上に昇降可能かつ揺動可能に支持され、先端が前記レバー駆動点に揺動可能に連結される第2補助レバーと、
    前記第1補助レバーを昇降移動駆動する第1駆動装置と、
    前記第2補助レバーを昇降移動駆動する第2駆動装置とを備えている、
    ワーク搬送装置。
  2. 前記アーム装置の基端が前記レバー装置の基端より上にある、請求項1記載のワーク搬送装置。
  3. 前記保持手段が、前記ワークの姿勢を維持する姿勢維持手段を備えている、請求項1記載のワーク搬送装置。
  4. 前記アーム装置が、2本のアームとそれらの両端に連結された連結リンクとからなる平行リンク構造である、請求項1記載のワーク搬送装置。
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