JP5285462B2 - ワーク保持方法 - Google Patents
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Description
このワークを搬送する方法として、エアーシリンダが用いられる。具体的には、エアーシリンダのピストンに設けた吸着手段に、スタックの最上位のワークを吸着保持させ、ワークを1枚ずつ昇降移動させた後、ベルトコンベア等に吸着させて搬送する方法である。
そうすると、ワークの搬送中に、貼りついた下のワークが突然落下したり、プレス機に一度に二枚のワークが供給される。前者は人身事故につながり、後者は、プレス加工した際に金型に大きな力が加わり、金型が破損したりする虞がある。
上記ワーク保持機構においては、急停止により、ダブルブランクとなった場合の下側のワークが最上位ワークに衝突し、その反動で下方への力が働くことになる。また、同時に、磁力によるワーク間の反発、エアーによるワーク間の反発が働くので、下側のワークは、確実に振り落とされることになる。
このため、ダブルブランクをより確実に抑制することが可能となる。
図1は、本実施形態に係るワーク保持機構を概略的に示す正面図である。
図1に示すように、上記ワーク保持機構100は、リフター23と、該リフター23に載置されているスタック20と、該スタック20に並設され、ワークWの位置決めをするガイド21と、スタック20に磁力を付与するマグネットフロータ21と、スタック20の最上位のワーク(以下「最上位ワーク」という。)Wを吸着保持し、上昇移動させるエアーシリンダ10と、エアーシリンダ10が最上位ワークWを加速上昇させ、マグネットフロータ21に囲まれる領域で急停止させたとき、最上位ワークWと該最上位ワークWの下側のワーク(以下「下側ワーク」という。)W1との間にエアーを流し込むエアーブロー22と、を備える。
かかるリフター23は、スタックを上方にピッチ送りできるようになっている。すなわち、エアーシリンダ10が最上位ワークWの搬送を繰り返し、ワークが減ってくることにより、スタック20の最上位ワークWの位置が下方に移行した際、リフター23が、スタック20を上方にピッチ送りすることによって、最初に最上位ワークWを吸着保持した位置と同じ位置で、エアーシリンダ10が最上位ワークWを吸着保持できるようなる。
そうすると、一定のタイミングでワークを搬送することが可能となり、生産性が向上する。
ワーク保持機構100においては、マグネットフロータ21をスタック20に近接させることにより、スタック20のワーク毎に同極の磁力が付与される。そうすると、積層されているワークW同士が反発するので、ダブルブランクが起こりにくくなる。
特に、後述するエアーシリンダ10が最上位ワークWを吸着保持して加速上昇させた後、急停止させ、下側ワークW1を振り落とす際、最上位ワークWと下側ワークW1とに同極の磁力が付与されると、下側ワークW1を効果的に振り落とすことができる。
また、上述したように、下側ワークW1が振り落とされた場合、下側ワークW1はマグネットフロータ21によって位置決めされ、その直下に控えるスタック20の最上位に配置されることになる。なお、下側ワークW1がマグネットフロータ21によって位置決めされるようにするため、最上位ワークWの加速上昇の急停止は、水平方向がマグネットフロータ21(ガイド)に囲まれた領域で行われる。
ワーク保持機構100においては、スタックに向かって、エアーを吹き付けることにより、最上位ワークと、下側ワークとの間に負圧が生じにくくなる。このため、ダブルブランクが抑制される。
特に、後述するエアーシリンダ10が最上位ワークWを吸着保持して加速上昇させた後、急停止させ、下側ワークW1を振り落とす際、同時に最上位ワークWと下側ワークW1との間にエアーを吹き付けることで、下側ワークW1を効果的に振り落とすことができる。
ここで、シリンダ11及びピストンヘッド12aにより区画される空間を上方空間15aといい、シリンダ11及びピストンヘッド12aにより区画される空間を下方空間15bという。
また、シリンダ11には後述する圧力調整手段が取り付けられており、該圧力調整手段により、上方空間15aと下方空間15bとの圧力が変動されるようになっている。すなわち、上記エアーシリンダ10は、上方空間15aと下方空間15bとに圧力差を与えることにより、ピストン12が昇降移動するようになっている。なお、圧力調整手段については、後述する。
また、下側ワークW1は、マグネットフロータ21(ガイド)に位置決めされた領域で落下するので、落下する際もガードに案内される。このため、下側ワークW1は、ずれることなく、再びスタック20上に配置されることになる。
本実施形態に係るワーク保持方法は、下降開始ステップと、下降当接ステップと、吸着ステップと、上昇開始ステップと、停止ステップと、再上昇ステップと、を備える。
以下、各ステップについて説明する。
下降開始ステップは、下方空間15bの気圧を大気圧とし、上方空間15aの気圧を所定時間、大気圧より大きくすることにより、ピストン12の下降を開始させるステップである。
上記ワーク吸着方法においては、下方空間15bの気圧を大気圧とし、上方空間15aの気圧を所定時間t、大気圧より大きくすることにより、ピストン12の下降を開始させる。
このとき、上方空間15aの気圧は、具体的には、1.5〜5MPaとすることが好ましく、2〜3MPaとすることがより好ましい。
そうすると、上方空間15a及び下方空間15bの気圧が同じ大気圧になるので、ピストン12は、慣性及びピストン12自体の重力によって自然に下降することになる。
下降当接ステップは、所定時間経過後に上方空間15a及び下方空間15bの気圧を大気圧とした状態でピストン12を自重で下降させて最上位ワークWに吸着手段13を当接させるステップである。なお、下降当接ステップを開始する時間をT1とする(図2参照)。
図3の(a)に示すように、ピストン12の下端に接続された吸着手段13がワークWの位置に到達すると、吸着手段13とワークWとが当接される。
このとき、ピストン12は、積極的に下降せずに、慣性及びピストン12自体の重力によって自然下降させたものであるので、ピストン12からワークWに加わる衝撃力が小さくなる。
これにより、上記ワーク保持方法においては、ワークWが傷付いたり、変形したりすることが抑制される。また、ダブルブランクにもなりにくい。
吸着ステップは、吸着手段13にワークWを吸着保持させるステップである。なお、吸着ステップを開始する時間をT2とする(図2参照)。
そして、吸着手段13が下死点(図2参照)まで下降し、吸着手段13の内部を減圧することにより、最上位ワークWが吸着手段13に吸着保持される。
上昇開始ステップは、上方空間の気圧を大気圧とし、下方空間の気圧を大気圧より大きくすることにより、ピストンを上昇させるステップである。なお、上昇開始ステップを開始する時間をT3とする(図2参照)。
このとき、下方空間15bの気圧は、具体的には、1.5〜5MPaとすることが好ましく、2〜3MPaとすることがより好ましい。
停止ステップは、ワークがマグネットフロータ(ガイド)に位置決めされた状態で、上方空間の気圧を下方空間と同じにすることにより、ピストンを急停止させるステップである。なお、停止ステップを開始する時間をT4とする(図2参照)。
図3の(b)に示すように、停止ステップにおいては、マグネットフロータ21に位置決めされた領域Rにおいて、ピストン12の加速上昇が急停止される。なお、この急停止は、ダブルブランクの有無を問わず行われる。
これにより、ダブルブランクが生じている場合は、下側ワークW1がマグネットフロータ21に位置決めされた状態で矢印A方向に落下し、元の位置に戻ることになる。
再上昇ステップは、上方空間の気圧を大気圧とし、下方空間の気圧を大気圧より大きくすることにより、ピストンを上昇させるステップである。なお、再上昇ステップを開始する時間をT5とする(図2参照)。
図3の(c)に示すように、再上昇ステップは、上述した上昇開始ステップと同様にして行われる。
また、エアーシリンダ10自体を搬送させる場合もある。
この場合、確実にピストン12からワークWに加わる衝撃力を小さくすることができる。t≦0.8T1
0<t≦0.5(秒)
この場合、確実にピストン12を下降させることができ、且つピストン12からワークWに加わる衝撃力がより小さくなる。
このように、タイマーにより制御されているので、ピストンが上昇するタイミングのばらつきを防止できるという利点がある。
図4は、本実施形態に係るワーク保持機構の圧力調整手段を示す概略図である。
図4に示すように、ワーク保持機構100の圧力調整手段は、上方空間15aに連通するようにシリンダ11に接続され上方空間15aにエアーを流出入するための上方エアー流出入管31aと、下方空間15bに連通するようにシリンダ11に接続され下方空間15bにエアーを流出入するための下方エアー流出入管31bと、上方エアー流出入管31a及び下方エアー流出入管31bへのエアーの流出入を切り替える切替弁30と、該切替弁30に接続されたエアー流入管33及び開放管32と、該エアー流入管33に接続されたコンプレッサー35と、該開放管32に接続されたサイレンサー34と、を備える。なお、上記コンプレッサー35は、空気を流入する機能を発揮し、サイレンサー34は、空気を流出する際の消音機能を発揮する。
また、上方空間15a及び下方空間15bへのエアーの流出入が、上方エアー流出入管31a、及び、下方エアー流出入管31bを設け、これらへのエアーの流出入を切替弁30で切り替えられるようになっているので、簡便にピストン12を昇降移動及び急停止させることができる。
一方、下方エアー流出入管31bには、エアーの流入の速度を調整するための第2スピードコントローラ32b、及び、エアーの流出の速度を調整するための第3スピードコントローラ32cが取り付けられている。第2スピードコントローラ32b及び第3スピードコントローラ32cにより、ピストンが急激に昇降移動することが抑制される。
上記ワーク保持機構100の下降開始ステップにおいては、下方エアー流出入管31bを切替弁30により開放管32に接続させることにより、下方空間15bの気圧を大気圧とする。
また、上方エアー流出入管31aを切替弁30によりエアー流入管33に接続させ、コンプレッサー35からエアーを流入させることで、上方空間15aの気圧を所定時間、大気圧より大きくすることにより、ピストンの下降を開始させる。
また、下方エアー流出入管31bを切替弁30によりエアー流入管33に接続させ、コンプレッサー35からエアーを流入させることで、下方空間15bの気圧を大気圧より大きくすることにより、ピストンを加速上昇させる。
図5は、他の実施形態に係るワーク保持機構を概略的に示す正面図である。
図5に示すように、上記ワーク保持機構200は、エアーブローが2つ設けられており、一方のエアーブロー22と他方のエアーブロー22aとから吹付けられたエアー同士が最上位ワークWと下側ワークW1との間で衝突するようになっている点で、上述した第1実施形態に係るワーク保持機構100と相違する。なお、第2実施形態に係るワーク保持機構200のその他の構成は、第1実施形態に係るワーク保持機構100と同じである。
上記ワーク保持機構200は、エアーブロー22,22aが2つ設けられているので、各エアーブローから吹付けられたエアー同士が最上位ワークWと下側ワークW1との間で衝突し、衝突したエアーは上下方向に逃げるようになっている。
このため、最上位ワークWと下側ワークW1とを切り離す方向にエアー圧が働くようになるので、ダブルブランクをより確実に抑制することが可能となる。
この場合、マグネットフロータ21は、スタックに磁力を付与し、ガイドはスタックの位置決めをすることになる。
また、下側ワークが振り落とされた場合、下側ワークはガイドによって位置決めされ、スタックの最上位に配置されることになる。なお、下側ワークがガイドによって位置決めされるようにするため、最上位ワークの加速上昇の急停止は、水平方向がガイドに囲まれた領域で行われる。
11・・・シリンダ
12・・・ピストン
12a・・・ピストンヘッド
12b・・・ピストンロッド
13・・・吸着手段
15a・・・上方空間
15b・・・下方空間
20・・・スタック
21・・・マグネットフロータ(ガイド)
22,22a・・・エアーブロー
23・・・リフター
30・・・切替弁
31a・・・上方エアー流出入管
31b・・・下方エアー流出入管
32・・・開放管
32a・・・第1スピードコントローラ
32b・・・第2スピードコントローラ
32c・・・第3スピードコントローラ
33・・・エアー流入管
34・・・サイレンサー
35・・・コンプレッサー
100,200・・・ワーク保持機構
A・・・矢印
R・・・領域
T1,T2,T3,T4,T5・・・時間
W・・・最上位ワーク(ワーク)
W1・・・下側ワーク(ワーク)
Claims (6)
- 複数のワークが積層されたスタックからワークを保持するためのワーク保持機構が、スタックと、該スタックに並設され、前記ワークの位置決めをするガイドと、前記スタックに磁力を付与するマグネットフロータと、前記スタックの最上位のワークを吸着保持し、上昇移動させるエアーシリンダと、前記エアーシリンダが最上位のワークを加速上昇させ、前記ガイドに囲まれる領域で急停止させたとき、最上位のワークと該ワーク下側のワークとの間にエアーを流し込むエアーブローと、を備え、
前記エアーシリンダが、シリンダと、該シリンダに内接するピストンヘッド及び該ピストンヘッドに垂下し且つ前記シリンダ外に延出するように接続されたピストンロッドからなるピストンと、前記ピストンロッドの下端に取り付けられた吸着手段と、前記シリンダ及び前記ピストンヘッドにより区画される上方空間、及び、前記シリンダ及び前記ピストンヘッドにより区画される下方空間、の圧力を調整する圧力調整手段と、前記上方空間に連通するように前記シリンダに接続され前記上方空間にエアーを流出入するための上方エアー流出入管と、前記下方空間に連通するように前記シリンダに接続され該下方空間にエアーを流出入するための下方エアー流出入管と、前記上方エアー流出入管及び前記下方エアー流出入管へのエアーの流出入を切替る切替弁と、該切替弁に接続されたエアー流入管及び開放管と、該エアー流入管に接続されたコンプレッサーと、を備え、
前記圧力調整手段により、前記ピストンを昇降移動させ、
前記吸着手段に前記ワークを吸着保持させるワーク保持機構を用いたワーク保持方法であって、
前記下方エアー流出入管を前記切替弁により前記開放管に接続させ前記下方空間の気圧を大気圧とし、前記上方エアー流出入管を前記切替弁により前記エアー流入管に接続させ、前記コンプレッサーからエアーを流入させることで、前記上方空間の気圧を所定時間、大気圧より大きくすることにより、前記ピストンの下降を開始させる下降開始ステップと、
前記所定時間経過後に前記上方エアー流出入管及び前記下方エアー流出入管を前記切替弁により開放管に接続させ前記上方空間及び前記下方空間の気圧を大気圧とした状態で前記ピストンを下降させて前記吸着手段にワークを当接させる下降当接ステップと、
前記吸着手段に前記ワークを吸着保持させる吸着ステップと、
前記上方エアー流出入管を前記切替弁により前記開放管に接続させ前記上方空間の気圧を大気圧とし、前記下方エアー流出入管を前記切替弁により前記エアー流入管に接続させ、前記コンプレッサーからエアーを流入させることで、前記下方空間の気圧を大気圧より大きくすることにより、前記ピストンを加速上昇させる上昇開始ステップと、
前記ワークが前記ガイドに位置決めされた状態で、前記上方エアー流出入管を前記切替弁により前記エアー流入管に接続させ、前記コンプレッサーからエアーを流入させることで、前記上方空間の気圧を前記下方空間と同じにすることにより、前記ピストンを急停止させる停止ステップと、
その後、前記上方エアー流出入管を前記切替弁により前記開放管に接続させ前記上方空間の気圧を大気圧とし、前記ピストンを上昇させる再上昇ステップと、
を備えるワーク保持方法。 - 前記スタックが、リフターに載置されている請求項1記載のワーク保持方法。
- 前記エアーブローが複数設けられており、各エアーブローから吹付けられたエアー同士を最上位のワークと該ワーク下側のワークとの間で衝突させる請求項1又は2に記載のワーク保持方法。
- 前記マグネットフロータが前記ガイドを兼ねている請求項1〜3のいずれか一項に記載のワーク保持方法。
- 前記下降開始ステップ、前記下降当接ステップ、前記吸着ステップ、前記上昇開始ステップ、前記停止ステップ及び前記再上昇ステップがいずれも、タイマーによって制御されている請求項1記載のワーク保持方法。
- 前記ピストンが下降する際の前記吸着保持手段の下限の位置が、前記スタックのワーク同士の間に隙間が形成されていない状態の最上位のワークの位置に設定されている請求項1記載のワーク保持方法。
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