JP6192131B2 - プレス機械のワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス機械（プレスマシン）のワーク搬送装置に関する。

一のスライド及びボルスタに対して多工程（複数）の金型がワーク搬送方向に複数並設されたトランスファープレスのワーク（材料）搬送装置として、前記多工程（複数）の金型間にてワークを上流側の金型から下流側の金型に順番に搬送するトランスファー装置がある。

この種のトランスファー装置として、従来は、例えば、図２２に示すように、多工程ある各ステージ（図２２では、１ｓｔ．ｓｔｇから６ｔｈ．ｓｔｇまで表示）の成形途中のワーク（材料）を、ワーク搬送方向に延在される２本の対向配置されたフィードバー１０Ａ，１０Ｂで両側から接近してフィンガー２０Ａ〜２５Ａ，２０Ｂ〜２５Ｂにより各工程におけるワークをクランプし、その状態でリフト、アドバンス（ワーク搬送方向下流側へ移動）、ダウンした後、アンクランプ（フィードバー１０Ａ，１０Ｂを離間してワークを解放）、リターン（元のワーク搬送方向上流側位置へ復帰）を繰り返して、各ステージ間でワークを搬送し、トランスファー加工を行っていた。

このような従来の搬送装置では、フィードバーのリフト・ダウン動作、クランプ・アンクランプ動作、アドバンス・リターン動作などの各動作の実現には、例えば、ボールスクリュー（ボールねじ）やラック＆ピニオンなどの直動機構を利用するものが多い。

特開２０１１−７９００４号公報

このため、従来のトランスファー装置としては、これら２本のフィードバーには各ステージのワークを把持するための各ステージに対応した複数のフィンガーが必要で可動部の重量が嵩むと共に、全ステージのワーク（材料）を同時に搬送するための大きな駆動力を有する駆動ユニットが必要であった。

また、リフト・ダウン用の駆動ユニット、アドバンス・リターン用の駆動ユニット（フィードユニット）、クランプ・アンクランプ用の駆動ユニットがそれぞれ独立したサーボモータ等により駆動されているため（図２３（Ａ）〜（Ｃ）参照）、高コスト化していると共に、長さも長く重量の大きなフィードバー（及びフィンガー部）を高速で動かすため、それぞれ高出力なサーボモータが必要とされると共に、重量の嵩む可動部を支え必要があるため、装置の強度や剛性も高める必要があり、高コスト化するといった実情がある。

また、比較的長尺であると共にフィードバー（及びフィンガー部）のイナーシャが大きいため、高速化すると共振を招くため限界が低く高速搬送には適さないといった実情がある（図２３（Ｂ）、（Ｃ）参照）。また、可動部の重量が大きいため、高速化に伴い振動騒音も大きくなるといった実情がある。

近年、リニアモータの発展により、特許文献１に記載された装置のように、従来同様のフィードバー及びフィンガーを備えこれら全体をリンク機構を介して支持してリニアモータにより、前述したリフト、クランプ、ダウン、アンクランプの動作を行うようにしたものがあるが、このものは、従来同様、フィードバー及びフィンガー全体をアドバンス・リターンする構成であるため、高出力な大容量のアドバンス・リターン用の駆動ユニットが必要であると共に、可動部の重量が大きく高速搬送には限界があるいった実情がある。

また、クランプフィードバーとフィンガーの間にリニアフィーダーを介装したタイプも開発されているが、このものは、上述したアドバンス、リターンの動きを、リニアモータによりフィンガーをフィードバーに対してワーク搬送方向に相対移動させることで代用させるに留まり、リフト、ダウンやクランプ、アンクランプに於いては、従来の駆動ユニットがそのまま使用されているのが実情であり、フィードバーを含んだ大きなイナーシャを駆動するため、高出力なサーボモータが外せない装置であると共に、大きなイナーシャのために、従来同様、高速搬送には適さないといった実情がある。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することにより、振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上に貢献可能なワーク搬送装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るプレス機械のワーク搬送装置は、
プレス機械に用いられるワーク搬送装置であって、
ワークを解放可能に支持するワーク支持機構を備えた搬送テーブルと、
前記搬送テーブルに、ワーク搬送方向に沿った略垂直な面内にて枢軸を介して回動可能に一端側が連結される第１及び第２のアームと、
前記第１のアームの他端側が枢軸を介して回動自在に連結される第１の移動部と、
前記第２のアームの他端側が枢軸を介して回動自在に連結される第２の移動部と、
前記搬送テーブルと前記第１のアーム或いは前記第２のアームのなす角、第１のアームと第１の移動部のなす角、或いは第２のアームと第２の移動部のなす角の少なくとも一つを制御することにより搬送テーブルの姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を含んで構成され、
前記第１の移動部と、前記第２の移動部と、が、ワーク搬送方向に延在された移動機構によりワーク搬送方向に相互独立に移動可能に構成され、
前記ワーク搬送方向に延在された移動機構上で、前記第１の移動部と、前記第２の移動部と、の間隔を変更することで搬送テーブルをリフト・ダウンすると共に、
前記ワーク搬送方向に延在された移動機構上で前記第１の移動部及び前記第２の移動部を同一のワーク搬送方向に移動させることで搬送テーブルをワーク搬送方向に移動させてワークを搬送する
ことを特徴とする。

本発明において、
前記搬送テーブルと、前記第１のアームと、を連結する枢軸と、
前記搬送テーブルと、前記第２のアームと、を連結する枢軸と、
が異なる枢軸であることを特徴とすることができる。

本発明において、
前記姿勢制御手段が、
前記第１のアームと略一体的なギヤであって、前記搬送テーブルと、前記第１のアームと、を連結する枢軸に回動可能に支持される第１のギヤと、
前記第１のギヤと噛合されると共に前記第２のアームと略一体的なギヤであって、前記搬送テーブルと、前記第２のアームと、を連結する枢軸に回動可能に支持される第２のギヤと、
を含んで構成されることを特徴とすることができる。

本発明において、
前記搬送テーブルと、前記第１のアームと、を連結する枢軸と、
前記搬送テーブルと、前記第２のアームと、を連結する枢軸と、
が共通の枢軸であることを特徴とすることができる。

本発明において、
前記姿勢制御手段が、
前記搬送テーブルに略一体的に取り付けられるサーボモータを備えると共に、
前記サーボモータにより前記第１のアーム或いは前記第２のアームを前記搬送テーブルに対して前記共通の枢軸廻りに回動可能に構成し、
前記サーボモータの駆動を制御して、前記搬送テーブルと前記第１のアーム或いは前記第２のアームのなす角を制御することにより搬送テーブルの姿勢を制御することを特徴とすることができる。

本発明において、
ワーク搬送装置が、ワーク搬送方向に複数備えられる場合に、相互干渉しないように構成され、ワーク搬送方向に沿ってすれ違い移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載のワーク搬送装置。

本発明において、前記移動機構が、リニアモータであることを特徴とすることができる。

本発明によれば、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することにより、振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上に貢献可能なプレス機械のワーク搬送装置を提供することができる。

（Ａ）は本発明に係る実施の形態に係る実施例１のワーク搬送装置の全体構成を示す正面図（ワーク搬送方向と直交する水平方向から見た図）であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部の平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の右側面図（断面図）である。 同上ワーク搬送装置の変形例（パンタグラフ状）の一構成例を示す正面図である。 同上ワーク搬送装置（複数台）をワーク搬送方向において集中させた状態の一例を示す正面図である。 （Ａ）はプレス間及びトランスファープレス内の一のスライド内に備えられた複数の金型のワーク搬送方向における異なる送りピッチを説明するための正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。 （Ａ）は実施例１のワーク搬送装置の変形例（フィンガーを含むワーク支持装置を備えた例）の全体構成を示す正面図（ワーク搬送方向と直交する水平方向から見た図）であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部の平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の右側面図（断面図）である。 （Ａ）は実施例２に係るトランスファープレス内の一のスライド内における加工工程の順番を入れ替えた場合の一例を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）において採用されるワーク搬送装置のリフトが異なる様子を示す正面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の右側面図（ワーク搬送方向に沿ってすれ違い可能なワーク搬送装置の構成例）を示す。 （Ａ）は同上実施例２に係るトランスファープレス内の一のスライド内における加工工程の順番を入れ替えた場合の他の一例を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図（ワーク搬送方向に沿ってすれ違い可能なワーク搬送装置の構成例）を示す。 （Ａ）は実施例３に係るワーク搬送装置の全体構成を示す正面図（ワーク搬送方向と直交する水平方向から見た図）であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部の平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の右側面図（断面図）である。 同上実施例３に係るワーク搬送装置がワークを任意角度に傾けて（傾斜させて、チルトさせて）支持して搬送する様子を示す正面図である。 （Ａ）はワークを水平バランスが取れるように降ろしていた場合のようにパンチのワーク面に対する入射角度が斜めになってしまう状態を説明する正面図であり、（Ｂ）は同上実施例３に係るワーク搬送装置を採用した場合にパンチをワーク面に対して垂直に入れることができることを説明する正面図である。 実施例１に係るワーク搬送装置に利用される移動機構の一例であるリニアサーボモータの構成例を示す斜視図及び断面図である。 （Ａ）は実施例４に係るワーク搬送装置の全体構成を示す正面図（ワーク搬送方向と直交する水平方向から見た図）であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部の平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の右側面図（断面図）である。 （Ａ）は実施例５に係るワーク搬送装置の全体構成を示す正面図（ワーク搬送方向と直交する水平方向から見た図）であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部の平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の右側面図（断面図）である。 （Ａ）は実施例６に係るワーク搬送装置（移動機構をボールスクリュー機構とした一例）の平面図であり、（Ｂ）は正面図である。 （Ａ）は同上実施例６に係るワーク搬送装置が利用されるプレス機械の全体構成の一例（リターン完了、リフト開始時点の状態）を示す平面図及び正面図であり、（Ｂ）はリターン完了、リフト完了時点の状態を示す平面図及び正面図である。 従来のトランスファー加工の偏心荷重比率と、実施例２でのトランスファー加工偏心荷重比率と、を比較した計算結果を示す図である。 図１６の計算方法を説明する図である。 実施例１に係るワーク搬送装置のリフト力（リフト質量）の計算方法について説明する正面図である。 実施例７に係るワーク搬送装置（倒れ防止ローラ１１２を備えた構成例）の一例を示す正面図である。 （Ａ）は実施例８に係るワーク搬送装置（バネ１１３，１２３を姿勢制御手段として採用した場合の一例）を示す正面図（最高リフト状態）であり、（Ｂ）は（Ａ）のワーク搬送装置の搬送テーブル高さをダウンした状態を示す正面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のワーク搬送装置に対してエコライズギヤを付加した構成例を示す正面図である。 ワーク搬送方向幅方向で対面しているワーク搬送装置間において、クランプ高さをワーク形状等に合わせて適宜に異ならせて搬送する様子を示す側面図である。 従来のプレス機械（トランスファープレス）のワーク搬送装置（フィードバー方式）の一例を示す斜視図（動作を説明する図）である。 （Ａ）は従来のプレス機械（トランスファープレス）のワーク搬送装置（フィードバー方式）の平面図であり、（Ｂ）は該ワーク搬送装置で生じる振動について説明する平面図であり、（Ｃ）は正面図である。

以下に、本発明に係るプレス機械のワーク搬送装置の一例を示す実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

本実施の形態に係る実施例１のワーク搬送装置１は、図１（Ａ）から図１（Ｃ）に示すように、
フィード用（アドバンス、リターン等のワーク搬送方向に沿った移動）に使用するリニアモータテーブル（移動部：可動子）１００、２００を２個で１組とし、リニアモータテーブル（移動部：可動子）１００、２００のそれぞれは、ワーク搬送方向に延在されるリニアモータユニット１０（固定子：ＬＭガイドレール１１）に対して、ワーク搬送方向に移動可能であると共に、リニアモータテーブル１００、２００のそれぞれは対応するアーム１１０、１２０の一端側（下端側）を、下側枢軸１１０Ｂ、１２０Ｂを介して回転自在（揺動自在）に支持している。

各アーム１１０、１２０の他端側（上端側）は、上側枢軸１１０Ａ，１２０Ａを介して、ワークを解放可能に支持することができるワーク支持機構（伸縮可能なクランプ用アクチュエータ３１０の先端にバキュームカップ等が備えられた機構など）が備えられた搬送テーブル３００に回動自在（揺動自在）に接続（連結）されて該搬送テーブル３００を支持している。

なお、アーム１１０が本発明に係る第１のアームに相当し、アーム１２０が本発明に係る第２のアームに相当し、リニアモータテーブル１００が本発明に係る第１の移動部に相当し、リニアモータテーブル２００が本発明に係る第２の移動部に相当する。

ここで、リニアモータテーブル（可動子）１００，２００、リニアモータユニット（マグネットプレート）１０（固定子：ＬＭガイドレール１１）などを備えたリニアサーボモータの構成例を、図１１に示す。
かかるリニアサーボモータが、本発明に係る移動機構の一例に相当する。

なお、リニアモータテーブル（可動子）１００，２００は、それぞれ独立して駆動制御可能であり、リニアモータユニット１０（ＬＭガイドレール１１）の長手方向に沿って、相互独立に移動することが可能に構成されている。

リニアモータテーブル（可動子）１００（２００）は、ＬＭガイド１０１と略一体的に構成され、このＬＭガイド１０１が、装置フレーム（或いはフロア）側に略水平に固定的に設置されたＬＭガイドレール１１に係合されることによって横方向への移動を規制されつつ直動案内されている。かかるＬＭガイド１０１とＬＭガイドレール１１との係合により、クランプ用アクチュエータ３１０のワークを把持する際の反力等を受けても図１（Ｂ）の左右方向（ワーク搬送方向に略直交する幅方向）に倒れることがないようになっている。

ところで、リニアモータテーブル（可動子）１００，２００、リニアモータユニット（固定子）１０を含んで構成されるワーク搬送装置１は、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ワーク搬送方向幅方向において、ワークや金型（下型）を挟んで両側に配設されていて、これら対向する一対のワーク搬送装置１が協働して、ワークを支持して搬送するように構成されている。但し、一方のみでワークを支持できる場合には、片側のみとすることも可能である。

かかる構成を有する実施例１のワーク搬送装置１によれば、図１（Ａ）に示すように、２個のリニアモータテーブル１００、２００をリニアモータユニット１０上で移動させることで、すなわち、例えば、両者を接近させることで搬送テーブル３００延いてはワークをリフトし、両者を離間させることで搬送テーブル３００延いてはワークをダウンさせることが可能である。これにより、リフト用、ダウン用の個別の駆動ユニットを不要とすることができる。

実施例１のワーク搬送装置１においては、アーム１１０、１２０の下端側は、リニアモータテーブル１００、２００に対して、下側枢軸１１０Ｂ，１２０Ｂにより回転自在に枢支（ピン連結）され、アーム１１０、１２０の上端側は、上側枢軸１１０Ａ，１２０Ａを介して、搬送テーブル３００に回転自在に枢支（ピン連結）されている。

しかし、このままでは、搬送テーブル３００の傾斜や位置等の姿勢が不安定であるので、これを防止するために、上側枢軸１１０Ａ，１２０Ａに対して回転自在かつ同軸的に配設される同一歯数、同一モジュールのギヤ１１１、１２１が、アーム１１０、１２０の上端側に略一体的に固定されて相互に噛み合っている。

アーム１１０、１２０の上端側に固定されているギヤ１１１、１２１の噛み合いにより、リニアモータテーブル１００、２００を移動させてアーム１１０、１２０を上端枢軸１１０Ａ，１２０Ａの廻りに回動（揺動）させても、常に各アーム１１０、１２０の上端枢軸１１０Ａ，１２０Ａにより支持されている搬送テーブル３００（平面３００Ａ）延いてはワークを、水平（平行）を保つことができることになる。

すなわち、ここでは、ギヤ１１１、１２１の噛み合いにより、前記搬送テーブル３００と前記第１のアーム１１０（或いは前記第２のアーム１２０）のなす角が制御され、搬送テーブルの姿勢が制御されることになる。

なお、ギヤ１１１が本発明に係る第１のギヤの一例に相当し、ギヤ１２１が本発明に係る第２のギヤの一例に相当する。
また、アーム１１０、１２０の上端側に固定されて相互に噛合しているギヤ１１１、１２１が、本発明に係る姿勢制御手段の一例に相当している。
なお、搬送テーブル３００の姿勢を制御できれば、搬送テーブル３００を略水平に維持する場合に限定されるものではないため、第１のギヤ、第２のギヤは同一歯数に限定されるものではない。
すなわち、搬送テーブル３００と、アーム１１０（第１のアーム）或いはアーム１２０（第２のアーム）のなす角を制御することで、搬送テーブルの姿勢を制御するものであれば、本発明に係る姿勢制御手段とすることができる。

なお、図１（Ｂ）に示すように、リニアモータテーブル１００、２００、アーム１１０、１２０、搬送テーブル３００は、ワークや金型を挟んで両側に配設されていて、各搬送テーブル３００にクランプ用アクチュエータ３１０等を取り付けることで、ワークのクランプ、アンクランプが可能となる。従って、従来のようにフィードバー全体を移動させてワークをクランプしたり、アンクランプするための大きな容量の駆動ユニットを不要とすることができる。

また、ワーク搬送時は、製品形状等に合わせて、図１（Ａ）に示したように、前後の搬送テーブル３００間においてクランプ高さを自由に変えて搬送することなども可能である。
更に、ワーク搬送方向幅方向で対面しているワーク搬送装置１、１間において、クランプ高さをワーク形状等に合わせて適宜に異ならせて搬送することなども可能である（図２１参照）。

なお、搬送テーブル３００を低位置から高位置へ移行する場合（高位置から低位置へ移行する場合も同じ）には、２つのリニアモータテーブル１００、２００の双方を接近する方向に移動させて両者を接近させることで搬送テーブル３００を低位置から高位置へ移行させることができるし、どちらか一方を停止させた状態で他方を移動させて搬送テーブル３００を低位置から高位置へ移行させることができる。更には、２つのリニアモータ１００、２００の双方を同一方向に異なる速度で移動させて両者を接近させることで搬送テーブル３００を低位置から高位置へ移行させることも可能である。
すなわち、実施例１のワーク搬送装置１によれば、２つのリニアモータテーブル１００、２００のワーク搬送方向における相対距離（間隔）を変更することで、搬送テーブル３００の高さを適宜に変更することができる（図１（Ａ）等参照）。

なお、実施例１のワーク搬送装置１では、具体的には、以下のようにしてワークを搬送する。
以下の説明は、ある一組のワーク搬送装置１のワーク搬送動作について説明しているが、実際には、ワーク搬送装置１は、各加工工程に対応してワーク搬送方向に複数備えられ、それぞれのワーク搬送装置１が同様にしてワークを上流工程（前工程）から下流工程（次工程）へ搬送する。

ステップ１では、まず、ワークを支持した状態（図１（Ｃ）参照）で、２個のリニアモータテーブル１００、２００を有するワーク搬送装置１の幅方向において対面するもの同士を一対（図１（Ｃ），図１（Ｂ）参照）として、リニアモータユニット１０上を移動させて現在位置（例えば、図１（Ｂ）の左側位置Ｘ）から次の目的の位置（例えば、図１（Ｂ）の右側位置Ｙ）まで移動させる。

ステップ２では、その位置Ｙで、リニアモータテーブル１００、２００のワーク搬送方向の間隔を広げて搬送テーブル３００及びワークをダウンして（下げて）、下型の上にワークをセットし、バキュームカップを解放してワークの支持を解放する。その後、クランプ用アクチュエータ３１０等を退避させた状態（図１（Ｂ）の左側の図のような状態）とする。

ステップ３では、この状態で、スライド（上型）が下降してプレス加工が行われる。

ステップ４では、このプレス加工の間に、ワーク搬送装置１を原位置（図１（Ｂ）の左側位置Ｘ）までリターンする。このとき、リニアモータテーブル１００、２００のワーク搬送方向の間隔は狭められ、搬送テーブル３００は所定高さにリフトされて維持されている。

続くステップ５では、プレス加工が終了してスライドとの干渉のおそれが無くなったら、再び、クランプ用アクチュエータ３１０等を伸長させて図１（Ｂ）の右側の図のような状態としつつ、リニアモータテーブル１００、２００のワーク搬送方向の間隔を広げて搬送テーブル３００の高さをダウンすると共に、バキュームカップによりワークを吸着してワークを支持する。

ステップ６では、ステップ５でワークを吸着したら、リニアモータテーブル１００、２００のワーク搬送方向の間隔を狭め、搬送テーブル３００及びワークを所定高さ（ワークと下型とが干渉しない高さ程度）までリフトする（図１（Ｃ）の状態参照）。

そして、上記ステップ１〜６の動作を繰り返すことで、ワークを前工程から次工程へと搬送する。なお、以前に位置Ｙにあったワークは、別のワーク搬送装置１によって、上記と同様にして、次の目的の位置Ｚへ搬送されている。

以上のようなステップを繰り返すことで、実施例１に係るワーク搬送装置１によって、一つのスライド内にステージ順に並べられた型にワークが順に搬送されてプレス加工が施されることになる。

但し、実施例１に係るワーク搬送装置１を、上述したようなトランスファー装置に利用する場合に限定されるものではなく、プレス間のワーク搬送に利用できることは勿論である。

このように、実施例１に係るワーク搬送装置１によれば、リニアモータテーブル１００、２００、アーム１１０、１２０、搬送テーブル３００という比較的軽量コンパクトな構成によりワークを搬送できるように構成したので、従来のような大きなサイズで重量が嵩むフィードバーを不要とすることができるため、これらを移動させるための大容量のアクチュエータも不要とすることができる。従って、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することができ、以って振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上等に貢献可能である。

なお、大きいリフト寸法が要求されるような場合は、アーム数を増やし、図２に示すように、アーム１１０１，１２０１をクロスさせることで（パンタグラフ状とすることで）、リフト量を大きく稼ぐように構成することで対応することができる。

また、実施例１に係るワーク搬送装置１によれば、バキュームカップやフィンガー等の交換等のメンテナンス時は、図３に示すように、各搬送テーブル３００を中央部等に集めてコンパクトにすることができるので、段替え作業などの際に、無駄な移動等を少なくでき、効率良く段替え作業を行うことが可能となる。

ところで、従来のトランスファー装置は、フィードバー及びフィンガーにより、全工程のワーク（材料）を同時にクランプして上流から下流へ搬送するため、フィードバーのフィード距離が全ての材料の送りピッチ（各ステージ（各金型）間の間隔）であった。
しかしながら、実施例１に係るワーク搬送装置１によれば、個別に全ての工程間のフィードピッチを変更・調整可能である。

このため、図４に示すように、例えば、材料ストッカーから第１スライド間寸法：Ａ、第２スライドから第２スライド間寸法：Ｂの他に、金型ピッチ：Ｃ、Ｄも工程毎に異なるピッチ（各ステージ（各金型）間の間隔）設定が可能となるので、例えば金型の強度を基準に工程ピッチを設計することができ、以って金型コストを抑えた設計などが可能となる。

なお、図５に示すように、クランプ用アクチュエータ３１０の先端に、バキュームカップの代わりに、ワークを把持するためのフィンガーを取り付けた構成とすることも可能である。

従来のトランスファー装置では、対向配置されている一対のフィードバーにより、全工程のワーク（材料）を同時にクランプして搬送方向上流から下流へ搬送するため（図２２、図２３（Ａ）等参照）、工程順に並べられた金型にて搬送方向上流から下流に向かって順番に成形されるものであった。

このため、上流側に高負荷となるドロー（第１工程）、リストライク（第２工程：最大荷重）となり、トリミング（第３工程）、下流側に低荷重（低負荷）のピアス（第４工程）、ピアス（第５工程）加工となるため、一のスライドに対して上流側と下流側とで負荷が異なり、偏心荷重成形となっていた。

従って、上流側の金型と下流側の金型との間でスライドに作用する負荷延いては変形量が異なることとなり（スライドが斜めに変形する傾向となる）、上流側と下流側の間で均一な荷重でワークを成形することが難しく、成形品の精度の悪化を招くおそれがあるといった実情や、金型にも無理な力が働くため金型寿命の短縮を招くおそれがあるといった実情があった。

また、超ハイテン材の加工が望まれる昨今、加工荷重の増加による偏心荷重加工の影響が更に大きくなり、プレス機械の更新等で対応するしか方法がないといった実情があった。

すなわち、従来のトランスファー装置は、フィードバー及びフィンガーにより、全工程のワーク（材料）を同時にクランプして上流から下流へ搬送するため、順次送り成形（上流から下流に向けて成形工程が進む成形）しかできなかったが、実施例２では、図６（Ｃ）に示すように、ワーク搬送装置１、２を幅方向（ワーク搬送方向と略直交する方向）に並列に配置し、ワーク及びクランプのためのフィンガーやアクチュエータ等が干渉しないリフト高さに設定することで、ワーク搬送装置１とワーク搬送装置２とが干渉することなく、ワーク搬送方向においてすれ違い移動が可能となり、これにより、ワークを上流側から下流側へと順番に搬送することなく、任意の工程に搬送することが可能となる。

このように、ワークを任意の工程に搬送することが可能になれば、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来、スライドに対して偏心荷重が作用していた場合において、金型の配置を変更し、最大荷重工程を中央に配置する一方で、ワークを工程順（第１工程（第１ステージ）→第２工程（第３ステージ）→第３工程（第２ステージ）→・・・）に搬送することで、スライドに偏心荷重を作用させない成形が可能となる。従って、実施例２に係るワーク搬送装置１によれば、スライドに偏心荷重を作用させない成形が可能となるため、成形品の精度の向上を促進できると共に、金型に無理な力が働くことが軽減され金型寿命を延ばすことに貢献可能である。

また、図７（Ｂ）に示すようにワーク搬送装置１，２，３を幅方向に三列に並設して、図７（Ａ）に示すような工程順序（適宜の工程順序）とすることなども可能である。

なお、図１６に、従来のトランスファー加工（上流側から下流側に向かって順に加工工程が進んで行く加工方法）での第１工程から第５工程間における偏心荷重比率と、本実施例でのトランスファー加工（偏心荷重を低減するために加工工程順序を入れ替えた加工方法）での第１工程から第５工程間における偏心荷重比率と、を比較した計算結果を示す（計算式等については、図１７参照）。

図１６に示したように、加工工程順序を入れ替えることで、スライドに作用する偏心荷重比率を、従来に対して約半分程度まで軽減することができることが解り、成形品の精度の向上と金型寿命の延長への貢献を期待することができる。

実施例３は、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上側枢軸１１０Ａ、１２０Ａに関して回動自在であるがアーム１１０、１２０に固定されたギヤ１１１、１２１のうちの片方（一方）（どちらでも可能であるが、例えば、アーム１２０（アームｂ）側のギヤ１２１（エコライズギヤｂ））を、サーボモータ２１０にて上側枢軸１２０Ａ廻りに（ギヤ１２１（エコライズギヤｂ）の回転中心廻りに）、アーム１２０（アームｂ）に対して相対的に回転可能及び所定回転角度位置にて停止維持可能に構成して、設定した所定回転角度分だけ回動させることで、図８（Ａ）や図９に示すように、ワーク（材料）を任意角度に傾ける（傾斜させる、チルトさせる）ことを可能にした。

また、ワークをダウンさせる際にも垂直に降ろすのではなく、各工程に対して、任意に、例えば、金型の向きに合わせて斜めに降ろすことなどが可能であるので、ピアス工程等では、ワーク（材料）を任意角度に傾斜させた状態（図８（Ｂ）、図８（Ｃ））にて降ろして、金型（下型）にセットすることができる。

このため、従来のように、ワーク（材料）を水平バランスが取れるように降ろしていた場合のようにパンチのワーク面に対する入射角度が斜めになってしまう状態（図１０（Ａ）参照）を避けることができ、パンチをワーク面に対して垂直に入れることができるので（図１０（Ｂ）参照）、開口された孔の断面の見栄えや加工精度の向上に貢献可能であると共に、パンチに曲げモーメントを与えず、パンチ寿命の向上を可能にした生産が可能となる。

なお、サーボモータ２１０により、搬送テーブル３００をアーム１２０（アームｂ）に対して相対的に回転可能及び所定回転角度位置にて停止維持可能に構成して、ワーク（材料）を任意角度に傾ける（傾斜させる、チルトさせる）機構は、本発明に係る姿勢制御手段の一例に相当する。

すなわち、ここでは、サーボモータ２１０による回転制御により、搬送テーブル３００と第２のアーム１２０（或いは第１のアーム１１０）のなす角が制御され、搬送テーブルの姿勢が制御されることになる。

実施例４（図１２）
実施例１では、図１（Ａ）に示したように、２つのリニアモータテーブル１００、２００に下側枢軸１１０Ｂ，１２０Ｂにて回転自在に支持される２つのアーム１１０、１２０の上側枢軸１１０Ａ，１２０Ａを、搬送テーブル３００の平面３００Ａと略平行に配設して、搬送テーブル３００を一つのリンクとして利用するような態様としたが、実施例４では、図１２に示すように、２つのアーム１１０、１２０の上側枢軸を共通化して単一の枢軸４００Ｂとし、この枢軸４００Ｂにて搬送テーブル４００を支持する構成となっている。

そして、実施例４では、サーボモータ４１０が搬送テーブル４００に固定的に取り付けられていて、サーボモータ４１０の出力軸とアーム１２０（アームｂ）とが略一体的に連結され、サーボモータ４１０は、枢軸４００Ｂ廻りにアーム１２０（アームｂ）を搬送テーブル４００に対して相対回転可能及び所定回転角度位置にて停止維持可能に構成されている。

図１２（Ａ）に示すように、搬送テーブル４００の枢軸高さｈは、相互に独立して駆動される２つのリニアモータテーブル１００、２００の相対位置（間隔）で決まる。
また、任意の枢軸高さｈでの、アーム１２０（アームｂ）の角度θｂを算出して随時サーボモータ４１０にて搬送テーブル４００の平面４００Ａが略水平或いは所定チルト角θとなるように常時制御するようになっている。

なお、サーボモータ４１０により、搬送テーブル３００をアーム１２０（アームｂ）に対して相対的に回転可能及び所定回転角度位置にて停止維持可能に構成して、ワーク（材料）を任意角度に傾ける（傾斜させる、チルトさせる）機構は、本発明に係る姿勢制御手段の一例に相当する。

すなわち、ここでは、サーボモータ４１０による回転制御により、搬送テーブル３００と第２のアーム１２０（或いは第１のアーム１１０）のなす角が制御され、搬送テーブルの姿勢が制御されることになる。

かかる実施例４の構成によっても、上述した実施例１と同様の各種の作用効果を奏することができる。

実施例５（図１３）
上述した実施例４では、サーボモータ４１０が搬送テーブル４００に固定的に搭載された態様を例に説明したが、実施例５では、サーボモータ４１０の代わりに、図１３に示すように、サーボモータ５１０をリニアモータテーブル２００（或いは１００）に搭載し、サーボモータ５１０の出力回転軸とアーム１２０（アームｂ）とは回転自在に連結され、サーボモータ５１０は、下側枢軸１２０Ｂ廻りにアーム１２０（アームｂ）とは独立して回転できるようになっている。

なお、実施例４と同様、図１３（Ａ）に示したように、搬送テーブル４００の枢軸高さｈは、相互に独立して駆動される２つのリニアモータテーブル１００、２００の相対位置（間隔）で決まる。

しかし、このままでは、搬送テーブル４００の枢軸４００Ｂ廻りの位置（平面４００Ａの枢軸４００Ｂ廻りの角度位置）が定まらないので、実施例５では、搬送テーブル４００と略一体で枢軸４００Ｂ廻りに回転可能なプーリー５１１と、サーボモータ５１０の出力軸と略一体的に回転するプーリー５１２と、が備えられ、これらにベルト５１３が巻き掛けられている。

従って、前述のサーボモータ５１０を所定回転角度分だけ回転させると、プーリー５１２、ベルト５１３を介して、プーリー５１１が所定回転角度分だけ回転され、プーリー５１１と略一体の搬送テーブル４００が枢軸４００Ｂ廻り回転されることになる。

すなわち、実施例４と同様、アーム１２０（アームｂ）の角度θｂを算出して随時サーボモータ５１０にて搬送テーブル４００の平面４００Ａが略水平或いは所定チルト角θとなるように常時制御することができるようになっている。なお、サーボモータ５１０は、回転可能であると共に所定回転角度位置にて停止維持可能に構成されている。

ここで、サーボモータ５１０、プーリー５１１、プーリー５１２、ベルト５１３により搬送テーブル４００の平面４００Ａを略水平或いは所定チルト角θとなるように常時制御する機構は、本発明に係る姿勢制御手段の一例に相当する。

すなわち、ここでは、サーボモータ５１０による回転制御により、搬送テーブル３００と第２のアーム１２０（或いは第１のアーム１１０）のなす角が制御され、搬送テーブルの姿勢が制御されることになる。

また、かかる実施例５の構成によっても、上述した実施例１と同様の各種の作用効果を奏することができる。

実施例６（図１４）
上述した実施例１〜実施例５では、２つのリニアモータテーブル１００、２００に下側枢軸１１０Ｂ，１２０Ｂにて回転自在に支持される２つのアーム１１０、１２０により搬送テーブル３００（４００）を支持する構成としたが、実施例６は、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２つのリニアモータテーブル１００、２００に代えて、サーボモータ６１０，６１１により駆動されるボールスクリュー６００により２つのテーブル１０００、２０００を移動可能に構成した。なお、テーブル１０００は本発明に係る第１の移動部に相当し、テーブル２０００は本発明に係る第２の移動部に相当する。

２つのアーム１１０、１２０が下側枢軸１１０Ｂ，１２０Ｂにて回転自在に支持される２つのテーブル１０００、２０００は、リニアガイドレール（ＬＭガイドレール）により直動案内されつつ、外周にネジ切りされたシャフト６２０、６２１の当該外周ネジに係合されるボールスクリュー６００により、シャフト６２０、６２１の長手方向に移動可能に構成されている。
それ以外の構成については、実施例１〜実施例５と同様とすることができる。

なお、２つのアーム１１０、１２０を回転自在に支持する２つのテーブルの移動機構については、リニアモータにより駆動する機構に限定されるものではなく、実施例６のようなボールスクリュー機構（本発明に係る移動機構の一例に相当する）を利用して移動させる場合や、歯車機構やベルト駆動等により２つのテーブルを移動させる場合も採用することができる。

但し、上述したような機構を採用する場合は、リニアモータを採用する場合に比べて２つのテーブルの移動の自由度が、駆動源の数や機構の複雑さにより決定されるため、例えば、図１５（Ａ）、（Ｂ）のように一対のテーブル１０００、２０００の移動（ワークのリフト）を、２つのサーボモータ６１０，６１１から回転力が伝達される２つのシャフト６２０、６２１により行う場合には、２つのテーブル１０００、２０００の移動の自由度はリニアモータを採用する場合に比べて低いものとなるが、コスト低減、構成や駆動制御の簡略化・容易化、駆動制御の信頼性向上等には貢献することができる。

そして、かかる実施例６の構成によっても、上述した実施例１と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、従来のような大きなサイズで重量が嵩むフィードバーを不要とすることができるため、これらを移動させるための大容量のアクチュエータも不要とすることができる。従って、比較的簡単かつ低コストで、かつ、軽量・コンパクトな構成を実現することができ、以って振動騒音の低減を図りつつ、ワーク搬送時のワークの姿勢の自由度を向上させることができると共に、ワークの搬送速度の向上延いてはサイクルタイムの短縮、生産効率の向上等に貢献可能である。

ここで、実施例１に係るワーク搬送装置１のリフト力（リフト質量）について検討しておく。
リニアモータテーブル１００，２００は、負荷に対抗することできるように駆動制御により所定位置で停止維持可能であるが、図１８に示すように、リニア推力Ｆ１を発生させると、Ｆ２のリフト力が得られる。

なお、アーム１２０の下側枢軸１２０Ｂ廻りの角度θが０度近傍となる状態（アーム１２０が略水平となる状態）では、リニアモータテーブル１００，２００がリニア推力を発生させても、アーム１１０、１２０が水平状態となって対向し合ってリニアモータテーブル１００，２００が相互に接近する方向に移動できなくなってしまう制御不能な状態に陥ってしまい、搬送テーブル３００を持ち上げるリフト力を発生させることができなくなるおそれがある。

このため、図１９に示すように、実施例７では、アーム１１０、１２０が水平状態となる手前でアーム１１０、１２０の下方への移動を規制する倒れ防止ローラ１１２を備えた構成とする。
これにより、例えば、電源遮断時等に、アーム１１０、１２０が水平状態となり制御不能となってしまうことを確実に回避することができる。

図２０に示すように、実施例８では、実施例１に対して、ギヤ１１１、１２１を省略して、バネ１１３、１２３を採用している。

バネ材をゼンマイ状に巻いたバネ（発条）１１３は、一端がアーム１１０に取り付けられ、他端が搬送テーブル３００に取り付けられていて、アーム１１０を上側枢軸１１０Ａ廻りに、かつ、アーム１１０が略垂直となる方向に（下側枢軸１１０Ｂ廻りの角度θが９０度となる方向に）、弾性付勢するように配設されている。

同様のバネ（発条）１２３は、一端がアーム１２０に取り付けられ、他端が搬送テーブル３００に取り付けられていて、アーム１２０を上側枢軸１２０Ａ廻りに、かつ、アーム１２０が略垂直となる方向に（下側枢軸１１０Ｂ廻りの角度θが９０度となる方向に）、弾性付勢するように配設されている。
ここにおいて、バネ１１３、１２３が、本発明に係る姿勢制御手段の一例に相当する。

すなわち、ここでは、バネ１１３、１２３により、搬送テーブル３００と第２のアーム１２０（或いは第１のアーム１１０）のなす角が制御され、搬送テーブルの姿勢が制御されることになる。

かかる場合には、図２０に示したように、搬送テーブル３００を持ち上げるリフト力は、リニアモータテーブル１００，２００にリニア推力Ｆ１を発生させることにより生じるＦ２のリフト力と、バネ１１３、１２３の弾性力に起因するリフト力Ｆ３と、の合力となる。

バネ１１３、１２３を採用すると、電源を遮断してリニアモータテーブル１００，２００のリニア推力が消失した場合でも、バネ１１３、１２３の復元力により元の状態（図２０の（Ａ））へと戻るため、アーム１１０、１２０が水平状態となり制御不能となってしまうことを確実に回避することができる。
なお、図２０（Ｃ）に示すように、バネ１１３、１２３をエコライズギヤ（ギヤ１１１，１２１）と組み合わせて利用することもできる。

更に、実施例３と同様に、すなわち、図８（Ａ）〜（Ｃ）で示したと同様に、ギヤ１１１、１２１のうちの片方（一方）（例えばギヤ１２１）を、サーボモータにて上側枢軸１２０Ａ廻りに（ギヤ１２１の回転中心廻りに）、アーム１２０に対して相対的に回転可能及び所定回転角度位置にて停止維持可能に構成して、設定した所定回転角度分だけ回動させることで、図８（Ａ）や図９に示したように、ワーク（材料）を任意角度に傾ける（傾斜させる）ことができるように構成することも可能である。

ところで、上述した各実施例においては、図２１に示すように、ワーク搬送方向と略直交する方向に、下型を挟んで配設されるワーク搬送装置１のテーブル１００、２００の間隔をリニアモータ（或いは実施例６のサーボモータ及びボールスクリュー機構）の駆動制御により容易に異ならせることができるため、これを利用して、例えば、共通の下型を挟んで対向している２つのワーク搬送装置１間において、搬送テーブル３００の高さを変更することで、ワークを支持すべき高さが異なるなど幅方向において左右対称でないような場合であっても容易に対応することができる。

また、上述した各実施例においては、ワークを支持すべき位置（ワーク搬送方向における位置）が、共通の下型を挟んで対向している２つのワーク搬送装置１間において異なる場合でも、これら２つのワーク搬送装置１の位置はリニアモータ（或いは実施例６のサーボモータ及びボールスクリュー機構）の駆動制御により容易に異ならせることができるため、容易に対応することができる。

ところで、上述した実施例では、搬送テーブルと第２のアームとのなす角をサーボモータ等により制御することで、搬送テーブルの姿勢を制御するものとしたが、実施例１のように、搬送テーブルをリンク機構の一のリンクとして利用する場合には、第１のアーム（アーム１１０）と第１の移動部（リニアモータテーブル１００）のなす角或いは第２のアーム（アーム１２０）と第２の移動部（リニアモータテーブル２００）のなす角をサーボモータにより制御することによっても、搬送テーブルの姿勢を制御することは可能であり、このような構成も本発明に含まれるものである。

以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１ ワーク搬送装置
１００ リニアモータテーブル（本発明に係る第１の移動部に相当）（可動子）
２００ リニアモータテーブル（本発明に係る第２の移動部に相当）（可動子）
１１０ アーム（本発明に係る第１のアームに相当）
１２０ アーム（本発明に係る第２のアームに相当）
１１０Ａ、１２０Ａ 上側枢軸
１１０Ｂ，１２０Ｂ 下側枢軸
３００ 搬送テーブル
３１０ クランプ用アクチュエータ
１１１ ギヤ（本発明に係る第１のギヤに相当）
１２１ ギヤ（本発明に係る第２のギヤに相当）

Claims (7)

1. プレス機械に用いられるワーク搬送装置であって、
   ワークを解放可能に支持するワーク支持機構を備えた搬送テーブルと、
   前記搬送テーブルに、ワーク搬送方向に沿った略垂直な面内にて枢軸を介して回動可能に一端側が連結される第１及び第２のアームと、
   前記第１のアームの他端側が枢軸を介して回動自在に連結される第１の移動部と、
   前記第２のアームの他端側が枢軸を介して回動自在に連結される第２の移動部と、
   前記搬送テーブルと前記第１のアーム或いは前記第２のアームのなす角、第１のアームと第１の移動部のなす角、或いは第２のアームと第２の移動部のなす角の少なくとも一つを制御することにより搬送テーブルの姿勢を制御する姿勢制御手段と、
   を含んで構成され、
   前記第１の移動部と、前記第２の移動部と、が、ワーク搬送方向に延在された移動機構によりワーク搬送方向に相互独立に移動可能に構成され、
   前記ワーク搬送方向に延在された移動機構上で、前記第１の移動部と、前記第２の移動部と、の間隔を変更することで搬送テーブルをリフト・ダウンすると共に、
   前記ワーク搬送方向に延在された移動機構上で前記第１の移動部及び前記第２の移動部を同一のワーク搬送方向に移動させることで搬送テーブルをワーク搬送方向に移動させてワークを搬送する
   ことを特徴とするプレス機械のワーク搬送装置。
2. 前記搬送テーブルと、前記第１のアームと、を連結する枢軸と、
   前記搬送テーブルと、前記第２のアームと、を連結する枢軸と、
   が異なる枢軸であることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
3. 前記姿勢制御手段が、
   前記第１のアームと略一体的なギヤであって、前記搬送テーブルと、前記第１のアームと、を連結する枢軸に回動可能に支持される第１のギヤと、
   前記第１のギヤと噛合されると共に前記第２のアームと略一体的なギヤであって、前記搬送テーブルと、前記第２のアームと、を連結する枢軸に回動可能に支持される第２のギヤと、
   を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
4. 前記搬送テーブルと、前記第１のアームと、を連結する枢軸と、
   前記搬送テーブルと、前記第２のアームと、を連結する枢軸と、
   が共通の枢軸であることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
5. 前記姿勢制御手段が、
   前記搬送テーブルに略一体的に取り付けられるサーボモータを備えると共に、
   前記サーボモータにより前記第１のアーム或いは前記第２のアームを前記搬送テーブルに対して前記共通の枢軸廻りに回動可能に構成し、
   前記サーボモータの駆動を制御して、前記搬送テーブルと前記第１のアーム或いは前記第２のアームのなす角を制御することにより搬送テーブルの姿勢を制御することを特徴とする請求項４に記載のプレス機械のワーク搬送装置。
6. ワーク搬送装置が、ワーク搬送方向に複数備えられる場合に、相互干渉しないように構成され、ワーク搬送方向に沿ってすれ違い移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載のプレス機械のワーク搬送装置。
7. 前記移動機構が、リニアモータであることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１つに記載のプレス機械のワーク搬送装置。
   

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