JP5869660B2

JP5869660B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP5869660B2
Application number: JP2014502052A
Authority: JP
Inventors: 章一郎藤井
Original assignee: Hitachi Zosen Fukui Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Fukui Corp
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: MX353175B; CN104271282A; WO2013128942A1; US9616537B2; US20150071740A1; CN104271282B; MX2014010483A; JPWO2013128942A1

Description

本発明は、搬送装置に関し、更に詳しくは、動作速度が速く、プレス装置との干渉領域を極力狭くすることができる搬送装置に関する。

トランスファプレスラインにおいては、一般にワーク送りを行う装置として、フィードフレームをスライドさせる搬送装置が用いられる。
かかる搬送装置には、３次元トランスファ方式と、ローダー・アンローダー方式とがある。

例えば、３次元トランスファ方式としては、フィードバーが上下及び左右方向に移動可能であり、前後方向の移動が拘束されるように連結されたフィードキャリアと、フィードキャリアを前後移動させるフィードユニットを備えたトランスファフィーダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、フィードバーをワーク送り方向にリニアガイドを介して移動可能に支持ガイドする担持ベースを有し、フィードバー及び担持ベース相互間にリニアモータが配置構成され、該リニアモータによってフィードバーを駆動するようにしたトランスファプレスのフィードバー駆動装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

一方、ローダー・アンローダー方式としては、インライン装置の入口にセットされ、ラインの最上流で自動供給を行う自動搬送装置と、インライン装置の出口にセットされ、ワークを次工程へ自動排出を行う自動搬送装置とからなるものが一般的に知られている。

実開昭５８−６６０４５号公報特開２００６−３０５６３２号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の３次元トランスファ方式では、フィードストロークが短く、動作速度が遅いという欠点がある。
また、ローダー・アンローダー方式では、装置本体がプレス装置内の領域に進入するため、プレス装置の金型等との干渉領域（衝突する可能性のある領域）が広くなる欠点がある。
そのため、求められるサイクルタイムが実現できない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、動作速度が速く、プレス装置との干渉領域を極力狭くすることができる搬送装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、干渉領域が狭い３次元トランスファ方式をベースとし、フィードフレームのそれぞれに倍速機構を取り付けることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明は、（１）ワークの進行方向に対して直交するように配置された一対のシフトフレームと、該シフトフレームに直交するように配置された一対のフィードフレームと、該フィードフレームそれぞれに取り付けられた倍速機構と、該倍速機構それぞれに設けられた把持手段と、を備え、フィードフレームが、シフトフレームに対してスライド可能となっており、倍速機構が、フィードフレームに対してスライド可能となっており、且つ倍速機構が、フィードフレームに対してスライド可能となっている低速可動フレームと、該低速可動フレームの両端に取り付けられたプーリーと、両プーリーに連架され、両端がフィードフレームに固定されたベルトと、該ベルトに取り付けられた高速可動フレームと、低速可動フレームをスライドさせる駆動手段と、からなり、把持手段が高速可動フレームに設けられている搬送装置に存する。

本発明は、（２）駆動手段が、ラックピニオン装置である上記（１）記載の搬送装置に存する。

本発明は、（３）シフトフレームが上下方向にスライド可能となっている上記（１）〜（２）のいずれか１つに記載の搬送装置に存する。

本発明は、（４）フィードフレーム、シフトフレーム及び倍速機構のスライドがサーボモータ駆動となっている上記（３）記載の搬送装置に存する。

本発明は、（５）加熱手段と冷却手段との間に配置されたプレス装置に、加熱手段により加熱されたワークを搬送し、プレス装置でプレスされたワークを冷却手段に搬送する上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の搬送装置に存する。

本発明は、（６）フィードフレーム及びシフトフレームの内側でワークがプレスされる上記（５）記載の搬送装置に存する。

本発明の搬送装置においては、ワークの進行方向に対して直交するように配置された一対のシフトフレームと、該シフトフレームに直交するように配置された一対のフィードフレームと、を備え、フィードフレームが、シフトフレームに対してスライドするようになっている３次元トランスファ方式を採用することで、プレス装置等との干渉領域を極力狭くすることができ、コンパクトな設備とすることができる。
これに加え、上記搬送装置においては、フィードフレームのそれぞれに倍速機構を更に取り付け、倍速機構が、フィードフレームに対してスライドするようになっているので、動作速度を速くすることができる。
これらのことにより、上記搬送装置によれば、干渉領域を極力狭くし、且つ所望のサイクルタイムを実現することが可能となる。

例えば、倍速機構が、低速可動フレームと、該低速可動フレームの両端に取り付けられたプーリーと、両プーリーに連架され、両端がフィードフレームに固定されたベルトと、該ベルトに取り付けられた高速可動フレームと、低速可動フレームをスライドさせる駆動手段と、からなる場合、低速可動フレームをスライドさせることにより、低速可動フレームの２倍の速さで高速可動フレームをスライドさせることが可能となる。

このとき、駆動手段は、ラックピニオン装置であることが好ましい。
この場合、狭いスペースであっても配置が可能となる。

本発明の搬送装置において、シフトフレームが上下移動可能となっている場合、ワークを持ち上げることができる。
また、金型の形状に応じて、搬送装置を上下移動させることも可能となる。
これらのことにより、ワークを傷つけずに、効率良く搬送することが可能となる。

本発明の搬送装置において、フィードフレーム、シフトフレーム及び倍速機構のスライドがサーボモータ駆動である場合、スライドの速度やスライドする距離を精密に設定することが可能となる。
また、同期運転、単独運転、自由なモーション設定等も可能となる。

本発明の搬送装置は、加熱手段と冷却手段との間に配置されたプレス装置に、加熱手段により加熱されたワークを搬送する場合、及び、プレス装置でプレスされたワークを冷却手段に搬送する場合に好適に用いられる。

図１は、本実施形態に係る搬送装置を含むワークのプレス機構を示す上面図である。図２は、本実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る搬送装置の倍速機構の駆動原理を説明するための模式図である。図４は、本実施形態に係る搬送装置の倍速機構を示す正面図である。図５は、図４の部分Ｐを拡大した図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、本実施形態に係る搬送装置を含むワークのプレス機構を示す上面図である。
図１に示すように、ワークＷのプレス機構１００は、本実施形態に係る搬送装置１０が、加熱炉５０と冷却装置５２との間に配置されたプレス装置５１を囲むようにして取り付けられる。
すなわち、搬送装置１０は、加熱炉５０の下流側、冷却装置５２の上流側に配置されたプレス装置５１を囲むようにして取り付けられる。

本実施形態に係る搬送装置１０は、加熱炉５０からプレス装置５１にワークＷを搬送し、プレス加工後、プレス装置５１からワークＷを冷却装置５２に搬送する装置である。
なお、詳細については、後述する。

図２は、本実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。
図２に示すように、本実施形態に係る搬送装置１０は、全体的に格子状となっており、中央部には図示しないプレス装置が配置されることになる。
すなわち、互いに平行に配列された一対のシフトフレーム１及び同様に互いに平行に配列された一対のフィードフレーム２の内側でワークがプレスされることになる。

具体的には、搬送装置１０は、ワークの進行方向Ａに対して横断するように（すなわち、直交するように）配置された前後一対のシフトフレーム１と、該シフトフレーム１の下側にそれと直交するように（すなわち、ワークの進行方向に）配置された左右一対のフィードフレーム２と、該フィードフレーム２それぞれに取り付けられた倍速機構２０と、該倍速機構２０それぞれに設けられた把持手段２１と、を備える。

まず、搬送装置１０においては、四隅に支柱４（アップライト）が配置されている。
なお、各支柱４は、いずれもプレス装置と固定されている。
かかる支柱４は、その内側（プレス装置側）にシフトフレーム１をスライドさせるための第１レール１ｂが設けられている。

シフトフレーム１は、上述したように、ワークの進行方向に直交するように２本が所定の間隔をおいて配置されている。
なお、両シフトフレーム１の間には図示しないプレス装置のプレス部が配置されることになる。
各シフトフレーム１は、両端部に、上述した支柱４の第１レール１ｂに取り付けてスライド可能な第１ガイド１ａが設けられており、内側（プレス装置側）に、フィードフレーム２をスライドさせるための第２レール２ｂが設けられている。

各シフトフレーム１は、第１ガイド１ａを、支柱４の第１レール１ｂに取り付けることにより、支柱４に対して上下方向にスライド可能となっている。
このとき、前後一対のシフトフレーム１は、図示しないサーボモータにより制御されており、同期して上下方向にスライドするようになっている。

本発明の搬送装置１０においては、シフトフレーム１が上下方向に移動可能となっているので、ワークを上方に持ち上げることができる。
また、プレス装置におけるロット換えした金型の形状に応じて、搬送装置１０の位置を上下に調整することができる。

フィードフレーム２は、ワークの進行方向に平行になるように２本が所定の間隔をおいて配置されている。
なお、両フィードフレーム２の間にはプレス装置のプレス部が配置されることになる。
各フィードフレーム２は、その両端に、上述したシフトフレーム１の第２レール２ｂに取り付け可能な第２ガイド２ａが設けられており、内側（プレス装置側）には、倍速機構２０が取り付けられている。

このことから、各フィードフレーム２は、第２ガイド２ａ及び第２レール２ｂを介して、シフトフレーム１に取り付けることにより、シフトフレーム１に沿ってスライド可能となっている。
このとき、一対のフィードフレーム２は、図示しないサーボモータにより制御されており、同期して互いに逆方向にスライドするようになっている。
すなわち、一方のシフトフレーム１がプレス装置側にスライドすると、同期して他方のシフトフレーム１もプレス装置側にスライドし、両シフトフレームの間隔が狭まり、一方のシフトフレーム１が外側にスライドすると、同期して他方のシフトフレーム１も外側にスライドし、両シフトフレーム１の間隔が広がるようになっている。

このように、本実施形態に係る搬送装置１０においては、一対のシフトフレーム１と、一対のフィードフレーム２と、を備え、フィードフレーム２が、シフトフレーム１に対してスライドするようになっている３次元トランスファ方式を採用することで、プレス装置等との干渉領域を極力狭くすることができる上、コンパクトな設備とすることができる。

ここで、搬送装置１０に備わっている倍速機構２０について説明する。
倍速機構２０は、各フィードフレーム２に取り付けられている。
すなわち、一対のフィードフレーム２に対して、各々の倍速機構２０が対向してスライドするように取り付けられている。
そして、倍速機構２０は、それ自体がフィードフレーム２に対してスライドする構造になっている。
このため、搬送装置１０においては、フィードフレーム２のスライドに加え、倍速機構２０もスライドするので、３次元トランスファ方式であっても、動作速度を極力速くすることができる。

図３は、本実施形態に係る搬送装置の倍速機構の駆動原理を説明するための模式図である。
なお、後述する図４とは必ずしも対応していない。
図３に示すように、倍速機構２０は、フィードフレーム２に対して相対的にスライドする低速可動フレーム２２と、該低速可動フレーム２２の両端に取り付けられたプーリー２２ａと、両プーリー２２ａに張設され、両端がフィードフレーム２に固定されたベルト２３と、該ベルト２３に取り付けられ該ベルト２３と一体となってスライドする高速可動フレーム２４と、低速可動フレーム２２をスライドさせる駆動手段２５と、該駆動手段２５を駆動させるサーボモータ２６とからなる。

倍速機構２０においては、ベルト２３の両端が、フィードフレーム２に固定されているので、仮に、低速可動フレーム２２を図３における右方向にスライドさせると、高速可動フレーム２４が、低速可動フレーム２２に対して同じ右方向にスライドするようになっている。
そして、このように高速可動フレーム２４は、低速可動フレーム２２に対して相対的にスライドするので、高速可動フレーム２４の絶対速度は、低速可動フレーム２２の２倍の速さでスライドすることになる。

図４は、本実施形態に係る搬送装置の倍速機構を示す上面図であり、図５は、図４の部分Ｐを拡大した図である。
なお、図５は、作動関係を明確に理解するために便宜的に断面記号を用いて示した。
図４及び図５に示すように、倍速機構２０においては、低速可動フレーム２２が、平板状となっており、その上側の面（低速可動フレーム２２のフィードフレーム２側の面）には、第３ガイド３ａが設けられている。
また、フィードフレーム２の下側の面（フィードフレーム２の低速可動フレーム２２側の面）には、第３レール３ｂが設けられている。
そして、低速可動フレーム２２は、第３ガイド３ａを、フィードフレーム２の第３レール３ｂにスライド可能に取り付けることにより、フィードフレーム２に対して左右方向にスライドすることができる。

低速可動フレーム２２は、両端にプーリー２２ａが取り付けられており、両端のプーリー２２ａには、ベルト２３が張設されている。
かかるベルト２３は、両端がフィードフレーム２に固定され、上側の面（ベルト２３の低速可動フレーム２２側の面）には、第４ガイド４ａが設けられている。
また、上述した低速可動フレーム２２は、その下側の面（低速可動フレーム２２のベルト２３側の面）に、第４レール４ｂが設けられている。
そして、ベルト２３は、第４ガイド４ａを、低速可動フレーム２２の第４レール４ｂにスライド可能に取り付けることにより、低速可動フレーム２２に対して左右方向にスライドすることができる。
なお、ベルト２３は、内側の面に、２基の高速可動フレーム２４が固定されている。

倍速機構２０において、低速可動フレーム２２は、駆動手段２５により駆動される。
かかる駆動手段２５としては、ラックピニオン装置が好ましく用いられる。
このため、狭いスペースであっても配置が可能となる。
また、駆動手段２５は、サーボモータ２６により制御される。

搬送装置１０においては、低速可動フレーム２２のスライドと高速可動フレーム２４のスライドとが機械的に同期して動く。
また、上述したように、フィードフレーム２、シフトフレーム１及び倍速機構２０のスライドがいずれもサーボモータ駆動であるため、スライドの速度やスライドする距離を精密に設定することが可能である。

搬送装置１０において、各倍速機構２０には、２基の高速可動フレーム２４が設けられており、各高速可動フレーム２４に、ワークを把持可能な把持手段２１が設けられている。
また、上記倍速機構２０は、一対設けられているので、搬送装置１０は、一対の把持手段を２基、すなわち、把持手段２１を４基備えることになる。

図１に戻り、倍速機構２０は、一対の把持手段を２基備えているので、加熱炉５０からプレス装置５１へのワークＷの搬送と、プレス装置５１から冷却手段５２へのワークＷの搬送を速く、しかも安定した状態で行うことができる。

ここで、搬送装置１０を用いたワークＷの搬送方法について説明する。
搬送装置１０を用いたワークＷの搬送方法においては、加熱手段と冷却手段との間に配置されたプレス装置に、加熱手段により加熱されたワークを搬送し、プレス装置でプレスされたワークを冷却手段に搬送することができる。

まず、加熱炉５０で加熱されたワークＷは、加熱炉５０に付設された加熱炉用コンベア５０ａにより、取出位置Ｐ１に搬送される。
一方、プレス装置５１にセットされているワークＷがプレスされる。

そして、上流側で待機された搬送装置１０は、フィードフレーム２が内側の方に向かってスライドし、上流側の把持手段２１が取出位置Ｐ１のワークＷを把持し、下流側の把持手段２１がプレス装置５１でプレスされたワークＷを把持し、その後、シフトフレーム１が上方に向かってスライドすることにより、両把持手段２１により両ワークＷが持ち上げられる。

次に、搬送装置１０は、倍速機構２０の低速可動フレーム２２及び高速可動フレーム２４を下流側に高速スライドさせる。
このとき、低速可動フレーム２２のスライドと高速可動フレーム２４のスライドとは、機械的に同期して動くようになっている。
このとき、高速可動フレーム２４は、低速可動フレーム２２に対して相対的にスライドするので、高速可動フレーム２４の絶対速度は、低速可動フレーム２２の２倍の速さでスライドすることになる。

そして、シフトフレーム１が下方に向かってスライドし、上流側の把持手段２１がプレス装置のプレス部にてワークＷを離し、下流側の把持手段２１が冷却装置５２の取入位置Ｐ２にてワークＷを離すことにより、プレス装置５１のプレス部及び取入位置Ｐ２にそれぞれワークＷが載置される。

その後、フィードフレーム２は、外側の方に向かってスライドする。
そして、搬送装置１０は、倍速機構２０の低速可動フレーム２２及び高速可動フレーム２４を上流側に高速スライドさせる。
このときも同様に、高速可動フレーム２４は、低速可動フレーム２２に対して相対的にスライドするので、高速可動フレーム２４の絶対速度は、低速可動フレーム２２の２倍の速さでスライドすることになる。

一方、プレス装置のプレス部に載置されたワークＷは、プレス部にてプレスされ、取入位置Ｐ２に載置されたワークＷは、冷却装置５２に付設された冷却装置用コンベア５２ａにより、冷却装置５２に搬送される。

本実施形態に係る搬送装置１０を用いたワークＷの搬送方法においては、加熱炉５０からプレス装置５１への搬送と、プレス装置５１から冷却手段５２への搬送とを効率良く行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る搬送装置１０は、加熱炉５０からプレス装置５１へのワークＷの搬送と、プレス装置５１から冷却手段５２へのワークＷの搬送を行っているが、上流側が必ずしも加熱炉である必要はなく、下流側が必ずしも冷却装置である必要はない。
すなわち、上記搬送装置１０は、高速でワークを搬送可能な装置として、他の機構にも適用することができる。

本実施形態に係る搬送装置１０において、駆動手段２５として、ラックピニオン装置が用いられているが、これに限定されず、ボールネジ、リニアモータ等であってもよい。

本実施形態に係る搬送装置１０においては、低速可動フレーム２２のスライドと高速可動フレーム２４のスライドとが機械的に同期して動くようになっているが、同期していなくてもよい。

本実施形態に係る搬送装置１０においては、倍速機構２０に一対の高速可動フレーム２４が２基設けられているが、１基であってもよく、３基以上であってもよい。

本発明の搬送装置は、プレス加工の分野において、高速でワークを搬送可能な装置として好適に用いられる。
本発明の搬送装置によれば、動作速度が速く、プレス装置との干渉領域を極力狭くすることができる。

１・・・シフトフレーム
１ａ・・・第１ガイド
１ｂ・・・第１レール
２・・・フィードフレーム
２ａ・・・第２ガイド
２ｂ・・・第２レール
３ａ・・・第３ガイド
３ｂ・・・第３レール
４・・・支柱
４ａ・・・第４ガイド
４ｂ・・・第４レール
１０・・・搬送装置
２０・・・倍速機構
２１・・・把持手段
２２・・・低速可動フレーム
２２ａ・・・プーリー
２３・・・ベルト
２４・・・高速可動フレーム
２５・・・駆動手段
２６・・・サーボモータ
５０・・・加熱炉
５０ａ・・・加熱炉用コンベア
５１・・・プレス装置
５２・・・冷却装置
５２ａ・・・冷却装置用コンベア
１００・・・プレス機構
Ａ・・・ワークの進行方向
Ｐ１・・・取出位置
Ｐ２・・・取入位置
Ｗ・・・ワーク

Claims

ワークの進行方向に対して直交するように配置された一対のシフトフレームと、
該シフトフレームに直交するように配置された一対のフィードフレームと、
該フィードフレームそれぞれに取り付けられた倍速機構と、
該倍速機構それぞれに設けられた把持手段と、
を備え、
前記フィードフレームが、前記シフトフレームに対してスライド可能となっており、
前記倍速機構が、前記フィードフレームに対してスライド可能となっており、
且つ前記倍速機構が、前記フィードフレームに対してスライド可能となっている低速可動フレームと、
該低速可動フレームの両端に取り付けられたプーリーと、
両プーリーに連架され、両端が前記フィードフレームに固定されたベルトと、
該ベルトに取り付けられた高速可動フレームと、
前記低速可動フレームをスライドさせる駆動手段と、
からなり、
前記把持手段が前記高速可動フレームに設けられている搬送装置。
前記駆動手段が、ラックピニオン装置である請求項１記載の搬送装置。
前記シフトフレームが上下方向にスライド可能となっている請求項１又は２記載の搬送装置。
前記フィードフレーム、前記シフトフレーム及び前記倍速機構のスライドがサーボモータ駆動となっている請求項３記載の搬送装置。
加熱手段と冷却手段との間に配置されたプレス装置に、前記加熱手段により加熱されたワークを搬送し、
前記プレス装置でプレスされた前記ワークを前記冷却手段に搬送する請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記フィードフレーム及び前記シフトフレームの内側に前記ワークがプレスされている請求項５記載の搬送装置。