JP3687460B2 - シート材分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層されたシート材から一枚だけを取り出して搬送する搬送機に設けられたシート材分離装置に関し、特に搬送する最上部のシート材を確実にその下のシート材から分離させるためのシート材分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車ボディのプレス加工では、図６に示すように、そのプレス機へ加工用の鉄板ワークであるシート材Ｓ（Ｓ１，Ｓ２…）を供給する場合、バキュームローダを使用し、何枚ものシート材Ｓが積み上げられた積層シートＷから最上部の一枚だけをバキュームカップ１００で吸着保持して搬送する。
しかし、自動車ボディに用いられるようなシート材Ｓは、平滑なシート材Ｓ同士の間が密になり、最上部の一枚だけを吸着保持して搬送しようとしても、シート材Ｓ間の真空による吸着作用によって二枚目のシート材Ｓも一緒に持ち上がってしまうことがある。
【０００３】
そうしたシート材Ｓの二枚取りをした場合、そのままプレス機に二枚重ねのシート材Ｓ，Ｓが供給されるとプレス機の故障を誘発してしまう。そこで、従来からシート材Ｓの二枚取りを避けるめにマグネットフロータ２００が利用され、バキュームカップ１００で最上部のシート材Ｓ１を吸着保持する際、その最上部のシート材Ｓ１が下のシート材Ｓ２と分離するようにしている。
マグネットフロータ２００は、図示するように積層シートＷの側面（シート材Ｓの一端辺）に配設され、その磁力作用によってシート材Ｓを分離させるようにするものである。
【０００４】
そこで、マグネットフロータ２００は、バキュームカップ１００がシート材Ｓ１を吸着保持する際、シート材Ｓの端部に磁力を発生させて上下のものを分離させる。具体的には、マグネットフロータ２００が、両端部に対向するＮ，Ｓ極を有しており、シート材Ｓの一辺がこのマグネットフロータ２００に磁力によって吸引されると、上下のシート材Ｓ同士の間に互いに反発力を生じるため、最上部のシート材Ｓ１と下のシート材Ｓ２とが反発し合い、最上部のシート材Ｓ１だけがバキュームカップ１００によって吸着保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたマグネットフロータ２００による分離は、シート材Ｓ同士の吸着作用を完全に解いたわけではなく、いわゆる磁気的に分離を行っているに過ぎないため、必ずしも確実に一枚のシート材Ｓだけを搬送することはできなかった。例えば、自動車のボディ等に用いられるシート材Ｓには防錆油が塗られているため、シート材Ｓ同士の隙間に入り込んだ防錆油が積層された上からの荷重によって空気を追い出し、そこに強力な真空状態をつくりだしてしまう。このため、マグネットフロータ２００の磁力による反発力でもシート材Ｓの間の真空状態が解消されず、バキュームカップ１００が二枚取りをしてしまうという問題点があった。
【０００６】
従って、従来二枚取りの問題点は完全に解決されず、プレス機の故障回避のために二枚取り確認のためのセンサを設け、二枚取りした場合にはバキュームローダ自体を停止させるようにしている。従って、シート材Ｓの二枚取りは、作業を中断させ生産性を低下させる原因となっていた。
一方、上下のシート材Ｓに作用する真空が二枚取りするまでの吸着力をもたないまでも、最上部のシート材Ｓ１をバキュームカップ１００で持ち上げる際に下のシート材Ｓ２が引っ張られ、その位置がずれてしまうこともある。そうすると、そのシート材Ｓ２が次に搬送されるとき、ずれたまま吸着保持されて搬送されることとなる。
そこで、より確実に最上部のシート材Ｓ１のみ分離させることが望まれていた。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決すべく、積層された最上部のシート材を確実に分離させることができるシート材分離装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート材分離装置は、複数のシート材が積み重ねられて積層された積層シートから最上部のシート材を一枚だけ搬送するため、その最上部のシート材を下のシート材との真空吸着状態から解放するシート材分離装置において、往復直線運動するアクチュエータと、前記シート材の端に接触して、該端を引っ掛ける引掛機構と、該引掛機構を支持し、該引掛機構の姿勢を保持した状態で、前記アクチュエータの往復直線運動を円弧運動に変換する平行リンク機構とを有し、前記引掛機構が、前記アクチュエータの駆動により前記シート材の端に接触し、姿勢を保持した状態で円弧運動することにより、最上部のシート材を引っ掛けてめくり上げることを特徴とする。
従って、本発明のシート材分離装置によれば、アクチュエータの往復直線運動が平行リンク機構によって姿勢を保持した状態での引掛機構の円弧運動になり、その引掛機構が積層された最上部のシート材に引っ掛けられ、更に引掛機構が円弧運動を続けることでシート材がめくり上げられる。そのため、最上部のシート材は、その下のシート材との間に空気が入り込んで真空状態から解放されるので、最上部のシート材を確実に分離できる。
【０００９】
前記平行リンク機構は、一端が軸支された一対の平行リンクの他端が連結リンクによって連結され、その平行リンクの一方のリンクに前記アクチュエータの出力軸が軸着されるとともに、前記連結リンクには前記引掛機構が固定されていることを特徴とする。
従って、本発明のシート材分離装置によれば、一対の平行リンクの一方のリンクにアクチュエータによって回転が与えられると、連結リンクによって連結された他方の平行リンクも平行な状態で回転する。このとき、両平行リンクに連結された連結リンクは、その取付け角度がほぼ一定に保たれ、連結リンクに固定された引掛機構も所定の角度を保って円弧運動する。そのため、滑り等を起こさずに引掛機構が確実にシート材を引っ掛けることができる。即ち、最上部のシート材を確実に分離させることができる。
【００１０】
本発明のシート材分離装置は、前記引掛機構が、前記連結リンクに固定された固定プレートと、該固定プレートに一対の平行リンクによって平行に連結された、外端に鋸歯を有する可動プレートと、その固定プレートと可動プレートとの間に設けられた弾性部材とからなることを特徴とする。
従って、本発明のシート材分離装置によれば、引掛機構がシート材に当てられた後、その引掛機構にかかる衝撃を弾性部材が吸収するので、引掛機構とシート材との衝突部分がこじれてその引掛機構の移動を止めてしまうこともなく、最上部のシート材をめくり上げることができ、確実に分離できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るシート材分離装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のシート材分離装置１を使用したシート搬送機構の概要を示した側面図であり、図２はその平面図である。
複数のシート材Ｓ（Ｓ１，Ｓ２…）が積層された積層シートＷは、シザーリフト１２０上に載せられ、その一辺が支持板１２１に突き当てられている。シザーリフト１２０は、載置されたシート材Ｓの枚数に関わらず、最上部のシート材Ｓの高さがほぼ一定に保たれるように、積層シートＷを上昇させる位置決め機能を有している。
【００１２】
一方、積層シートＷから一枚のシート材Ｓを搬送するバキュームローダは、図２に示すような長方形のシート材Ｓに対して４つのバキュームカップ１００，１００…を有し、これらは支持アーム１０１によって支持されている。支持アーム１０１は、シート投入シリンダ１０２のピストンロッド１１１先端に固定され、そのシート投入シリンダ１０２がバキューム昇降シリンダ１０３によって昇降される昇降フレーム１１３に固定されている。また、シート投入シリンダ１０２は、図示しないプレス機までの距離を平行移動させることができるようにストロークが大きいものが使用されている。
【００１３】
また、積層シートＷの側方には、積層シートＷのうち最上部のシート材Ｓ１を分離させるシート材分離装置１が備え付けられている。ここで、図３は、そのシート材分離装置１を示す側面図である。シート材分離装置１は、図１に示すように積層シートＷの最上部に位置するシート材Ｓ１の高さで、図２に示すようにシート材Ｓの支持板１２１に当接していない長辺の角部に近い位置に配置され、その固定部２が不図示の支持構造物に固定されている。
このシート材分離装置１は、図３に示すようにアクチュエータであるエアシリンダ３が固定部２に軸支され、そのピストンロッド１６の先端が平行リンク機構４に連結されており、更にその平行リンク機構４の連結リンク２３に、シート材Ｓを引っ掛ける引掛機構５が固定されたものである。
【００１４】
先ず、その固定部２は、シート材分離装置１全体を適正な位置に保持するベースになるものであり、そこに垂設されたブラケット１１にエアシリンダ３が軸支されている。エアシリンダ３から突設されたピストンロッド１６には、平行リンク機構４を構成するＬ型リンク２１の一端が継手１７を介して軸着されている。次に、平行リンク機構４は、このＬ型リンク２１他端とＩ型リンク２２の一端とが、それぞれ固定部２に突設されたブラケット１２，１３に軸支されている。そして、そのＬ型リンク２１の角部とＩ型リンク２２の他端には、連結リンク２３が軸着され、図示するようにＬ型リンク２１の一辺とＩ型リンク２２とが平行になるように構成されている。このＬ型リンク２１とＩ型リンク２２とが、請求項２の平行リンクに相当する。
【００１５】
更に、引掛機構５は、平行リンク機構４の連結リンク２３に固定プレート２５が固定され、この固定プレート２５に、外端に鋸歯６が取り付けられた可動プレート２６が、平行リンク２７，２８により連結されている。この固定プレート２５と可動プレート２６とは平行な関係にある。また、固定プレート２５と可動プレート２６とには、それぞれに立設された板材２９，３０の間にコイルスプリング３１が取り付けられている。従って、可動プレート２６は、平行リンク２７，２８の固定プレート２５側支点を中心に時計方向に付勢され、固定プレート２５側に螺設されたストッパネジ３２に当てられている。
【００１６】
引掛機構５は、平行リンク機構４によって、常に図示する傾きを保って所定の軌跡を移動するように構成されている。引掛機構５の可動プレート２６に取り付けられた鋸歯６は、金切り鋸歯を短く加工したものである。
【００１７】
そこで、こうしたシート材分離装置１が併設されたシート搬送機構では、バキューム昇降シリンダ１０３の駆動により、昇降フレーム１１３が下降し、バキュームカップ１００，１００…が最上部のシート材Ｓ１を吸着保持する。そして、そのシート材Ｓ１は、積層シートＷ上に重ねられた状態のままシート材分離装置１によって下のシートＳ２から分離される。
分離作業が行われた後、吸着保持されたシート材Ｓ１は、再びバキューム昇降シリンダ１０３の駆動によって所定の高さにまで持ち上げられ、続くシート投入シリンダ１０２の駆動により水平方向に移動して不図示のプレス機にまで搬送される。
【００１８】
次に、シート材分離装置１の分離動作について説明する。シート材分離装置１は、シリンダ３の駆動によりピストンロッド１６がほぼ水平方向に突き出されると、図４に示すように平行リンク機構４によって引掛機構５が円弧運動（矢印Ａ）する。即ち、シリンダ３の駆動によってＬ型リンク２１にブラケット１２の支軸を中心とする回転が生じ、連結リンク２３を介してＩ型リンク２２にもブラケット１３の支軸を中心とする回転が生じる。このとき、Ｌ型リンク２１の一辺とＩ型リンク２２とは連結リンク２３によって平行な状態が保たれ、一方その連結リンク２３は同じ角度に保たれる。そのため、この連結リンク２３に固定された引掛機構５も所定の角度を保って円弧運動することとなる。
【００１９】
円弧運動する引掛機構５は、図４に示すように可動プレート２６に取り付けられた鋸歯６がシート材Ｓ１の端に当てられる。そして、その後もエアシリンダ３の出力が平行リンク機構４を介して伝達され、円弧運動する引掛機構５の鋸歯６に引っ掛けられたシート材Ｓ１は、反対側が支持板１２１（図１参照）に突き当てられているので、図５に示すようにめくり上げられる。
ところで、エアシリンダ３による駆動は、ピストンロッド１６の直線運動が一定速度で出力されるようになっている。そのため、シート材Ｓ１にそのまま鋸歯６が当てられると、シート材Ｓ１との間でこじれが発生して鋸歯６の移動が止められてしまうおそれがある。
【００２０】
そこで、本実施形態では、前述したように固定プレート２５と可動プレート２６とを平行リンク２７，２８で連結し、更に両者間に介在させたコイルスプリング３１によって鋸歯６にかかる衝撃を吸収するようにしている。
シート材分離装置１は、引掛機構５が円弧運動してその鋸歯６がシート材Ｓ１の端に当てられると、その鋸歯６がシート材Ｓ１から反力を受ける。そこで、エアシリンダ３からの出力を受けてそのまま移動する固定プレート２５と、反力を受けて移動が制限された可動プレート２６との間でコイルスプリング３１が圧縮される。そのため、シート材Ｓ１に当てられた鋸歯６は、当てられた時の衝撃がコイルスプリング３１によって吸収され、こじれることなく確実にシート材Ｓを引っ掛けることができる。
なお、コイルスプリング３１は、シート材Ｓを図５のように撓ませるのに十分なバネ力をもっている。そのため、スプリング３１がある程度圧縮されれば、シート材Ｓは、そのバネ力に支えられた可動プレート２６の鋸歯６に引っかけられてめくり上げられる。
【００２１】
こうして最上部のシート材Ｓ１がめくり上げられると、その下のシート材Ｓ２との間の油膜がはがされて空気が入り込む。そして、図５に示すようにシート材Ｓ１をめくり上げたシート材分離装置１は、シリンダ３の駆動によってピストンロッド１６を引っ込め、引掛機構５を後退させる。こうして再び重ね合わされた最上部のシート材Ｓ１とその下のシート材Ｓ２との間には空気が入り込んでおり、めくり上げ前の真空吸着から解放されている。
そのため、バキュームカップ１００，１００…に吸着保持された最上部のシート材Ｓ１は、バキューム昇降シリンダ１０３の駆動によって所定の高さにまで持ち上げられ、続くシート投入シリンダ１０２の駆動により水平方向に移動して不図示のプレス機にまで搬送される。
【００２２】
以上説明したように、この実施形態のシート材分離装置１によれば、機械的にシート材Ｓをめくり上げるので、最上部のシート材Ｓ１がその下のシート材Ｓ２との吸着状態から確実に分離され、シート材Ｓの２枚取りが解消された。そのため作業の中断もなくなり、生産性向上が図られた。
また、最上部のシート材Ｓ１が確実にシート材Ｓ２から分離されるので、シート材Ｓ１を持ち上げる際にシート材Ｓ２を引っ張ってしまってずらせるようなことがなくなった。そのため、シート材Ｓ２が傾いた状態でバキュームカップに吸着保持されることなく、プレス機にも適切な状態で配置される。
更に、シート材Ｓに当てられた鋸歯６の衝撃をコイルスプリング３１で吸収するようにしているので、鋸歯６がこじれることなく確実にシート材Ｓを引っ掛けてめくり上げることができる。
【００２３】
なお、本発明は、前記実施形態のものに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、引掛機構５に鋸歯６への衝撃を吸収するためにコイル状のスプリング３１を設けたが、その他トーションバネやゴム材などの弾性部材であってもよい。また、引掛機構５の鋸歯６を平行リンク２７，２８を介して平行リンク機構４の連結リンク２３に固定したが、その平行リンク２７，２８を無くし、鋸歯６を弾性部材を介して平行リンク機構４の連結リンク２３に固定するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、シート材分離装置１のみを用いた場合を示したが、例えば図２の破線で示す位置に配置させるようにしてマグネットフロータＭを併用するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、往復直線運動するアクチュエータと、前記シート材の端に接触して、該端を引っ掛ける引掛機構と、該引掛機構を支持し、該引掛機構の姿勢を保持した状態で、前記アクチュエータの往復直線運動を円弧運動に変換する平行リンク機構とを有し、前記引掛機構が、前記アクチュエータの駆動により前記シート材の端に接触し、姿勢を保持した状態で円弧運動することにより、最上部のシート材を引っ掛けてめくり上げるようにしたので、積層された最上部のシート材を確実に分離させることができるシート材分離装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態のシート材分離装置を使用したシート搬送機構の概要を示した側面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態のシート材分離装置を使用したシート搬送機構の概要を示した平面図である。
【図３】本発明に係るシート材分離装置の一実施形態を示した側面図である。
【図４】本発明に係るシート材分離装置の一実施形態を示した側面図である。
【図５】シート材分離装置によるシート材のめくり上げ動作を示した図である。
【図６】従来のシート材搬送機の概要を示す側面図である。
【符号の説明】
１ シート材分離装置
３ アクチュエータ
４ 平行リンク機構
５ 引掛機構
６ 鋸歯
２１ Ｌ型リンク
２２ Ｉ型リンク
２３ 連結リンク
２５ 固定プレート
２６ 可動プレート
２７，２８ 平行リンク

Claims (3)

1. 複数のシート材が積み重ねられて積層された積層シートから最上部のシート材を一枚だけ搬送するため、その最上部のシート材を下のシート材との真空吸着状態から解放するシート材分離装置において、
   往復直線運動するアクチュエータと、
   前記シート材の端に接触して、該端を引っ掛ける引掛機構と、
   該引掛機構を支持し、該引掛機構の姿勢を保持した状態で、前記アクチュエータの往復直線運動を円弧運動に変換する平行リンク機構とを有し、
   前記引掛機構が、前記アクチュエータの駆動により前記シート材の端に接触し、姿勢を保持した状態で円弧運動することにより、最上部のシート材を引っ掛けてめくり上げることを特徴とするシート材分離装置。
2. 請求項１に記載のシート材分離装置において、
   前記平行リンク機構は、一端が軸支された一対の平行リンクの他端が連結リンクによって連結され、その平行リンクの一方のリンクに前記アクチュエータの出力軸が軸着されるとともに、前記連結リンクには前記引掛機構が固定されていることを特徴とするシート材分離装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシート材分離装置において、
   前記引掛機構が、前記連結リンクに固定された固定プレートと、
   該固定プレートに一対の平行リンクによって平行に連結された、外端に鋸歯を有する可動プレートと、
   その固定プレートと可動プレートとの間に設けられた弾性部材と
   からなることを特徴とするシート材分離装置。

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