JP6753888B2 - トランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム - Google Patents
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Description
(A)生産効率の低下を招く
元のフィンガーをフィードバーから取り外して別のフィンガーに交換するといった個々のフィンガーの交換作業には時間を要し、その結果、プレスラインの停止時間が長くなる。長時間の停止は、生産効率向上にとってマイナスとなる。
加工形状やサイズが異なるワークごとに、それに対した位置及び姿勢の専用フィンガーが必要であるから、コストの上昇を招く。
また、複数種類の異なるフィンガーを保管するためのスペースも必要となり、生産工場内の省スペース化を阻むことになる。
交換作業が人手により行われる場合、作業者の不注意により、誤ったツール交換が行われる可能性ある。
このため、搬送ワークの挟持ミスが発生し、搬送動作停止(生産ラインの停止)などを招くおそれがある。
しかしながら、個々の搬送ツールが駆動機構を備えることになれば重量が嵩みフィードバーに対する負荷が大きくなり、トランスファープレスマシン用搬送装置としての寿命が短くなってしまう(耐久性が低下する)といった問題やフィードバー(可動部)の重量の増加により搬送速度を高めることが難しくなるといった問題がある。
トランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワークを保持するワーク保持ツールについて、フィードバーに対する相対位置又は姿勢を変更するワーク保持ツール変更システムであって、
前記ワーク保持ツール変更システムは、
前記トランスファープレスマシンのボルスタよりも上に、平行して対面配置された二つのフィードバーと、
前記各々のフィードバーに備えられた複数のワーク保持ツールとを含み、
前記複数のワーク保持ツールの各々は、
前記ワーク保持ツールをフィード方向へ案内するX軸方向移動機構、前記ワーク保持ツールをクランプ方向に案内するY軸方向移動機構、前記ワーク保持ツールをリフト方向に案内するZ軸方向移動機構からなる従動移動機構と、
前記従動移動機構にグリップ部を介して支持されたフィンガーとから構成されており、
前記ボルスタは、前記二つのフィードバー及び前記複数のワーク保持ツールと共に前記トランスファープレスマシン外部の型交換位置に移動し、
前記型交換位置は、プレス加工に使用する型を交換するための場所であり、
前記型交換位置の両側には、前記型交換位置を挟むように、前記二つのフィードバーの長軸方向に沿って延在する複数の走行レールと、前記複数の走行レールの各々の上を移動する複数のワーク保持ツール変更装置と、が設置され、
前記複数のワーク保持ツール変更装置が前記複数の走行レールの各々に沿って移動しつつ、前記複数のワーク保持ツール変更装置の各々が前記ワーク保持ツールの各々の前記グリップ部を挟持して、前記X軸方向移動機構、前記Y軸方向移動機構、前記Z軸方向移動機構の少なくとも一つを移動させることにより、前記複数のワーク保持ツールの前記フィードバーに対する相対位置又は姿勢が順次変更される
ことを特徴とする。
また、本発明において、前記従動移動機構の前記X軸方向移動機構は直動機構によって、前記Y軸方向移動機構は第1の揺動機構によって、前記Z軸方向移動機構は第2の揺動機構によってそれぞれ構成され、
前記第1の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第1関節を介して、前記X軸方向移動機構に支持された第1アームを有し、
前記第2の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第2関節を介して、前記第1アームに支持された第2アームを有し、
前記第1アーム及び前記第2アームは、前記Y軸及び前記Z軸を含む平面内で揺動する
ことを特徴とすることができる。
前記従動移動機構の前記X軸方向移動機構は回転支持機構によって、前記Y軸方向移動機構は第1の揺動機構によって、前記Z軸方向移動機構は第2の揺動機構によってそれぞれ構成され、
前記回転支持機構は、前記Z軸方向の回転軸を有し、前記フィードバーに回動自在に支持された回転ベース部を含み、
前記第1の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第1関節を介して、前記回転ベース部に支持された第1アームを有し、
前記第2の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第2関節を介して、前記第1アームに支持された第2アームを有し、
前記第1アームは前記第1関節廻りに揺動し、前記第2アームは前記第2関節廻りに揺動する
ことを特徴とすることができる。
前記X軸方向移動機構は、前記フィードバーに移動自在に支持されており、
前記Z軸方向移動機構は、前記X軸方向移動機構に移動自在に支持されており、
前記Y軸方向移動機構は、前記Z軸方向移動機構に移動自在に支持されている
ことを特徴とすることができる。
また、本発明において、
前記複数のワーク保持ツールの各々が、前記従動移動機構と前記グリップ部との間にボールジョイント部を有する
ことを特徴とすることができる。
前記Y軸方向に沿って、前記トランスファープレスマシンの前記型交換位置とは反対側に他の型交換位置があり、
前記型交換位置に、前記ワーク保持ツールの姿勢が変更された後のボルスタが待機している場合に、
前記トランスファープレスマシン内にある、前記ワーク保持ツールの姿勢が変更される前のボルスタは、前記他の型交換位置に向けて移動し、
前記他の型交換位置へのボルスタの移動に伴って、前記型交換位置で待機していたボルスタがトランスファープレスマシンの内部に移動する
ことを特徴とすることができる。
また、本発明において、
前記X軸方向移動機構、前記Y軸方向移動機構、前記Z軸方向移動機構からなる従動移動機構は、各軸方向に関する移動禁止機構を含み、
前記ワーク保持ツールの前記相対位置又は前記姿勢が順次変更された後に、前記移動禁止機構によって当該変更後の相対位置又は姿勢が維持される
ことを特徴とすることができる。
ここで、本実施の形態において、トランスファープレスマシン用のワーク搬送ツール(ワーク保持ツール、ワーク保持装置)自体は駆動能力を有しておらず、以下で説明するように、グリップ部、ボールロックジョイント部、X軸方向(フィード方向)直動機構(リニアガイド)、Y軸方向(クランプ方向)直動機構(リニアガイド)、Z軸方向(リフト方向)直動機構(リニアガイド)等から構成されている。これらの構成要素は全て従動機構である。
ここで、保持ツールT1〜Tnが、本発明に係るワーク保持ツール(ワーク保持装置)の一例に相当する。
なお、本実施の形態では、かかる相対位置や姿勢の変更するための駆動源を保持ツールT1〜Tn或いはフィードバー101R(101L)が備えない構成により、当該相対位置や姿勢の変更を実現している。
(ステップ1)本実施の形態では、ボルスタ2として、ムービングボルスタ(MB)が採用されていて、このムービングボルスタ(MB)2と共に受台3で支持されたフィードバー101R(101L)と保持ツールT1〜Tnが、トランスファープレスマシン1内から、プレスライン外のムービングボルスタ(MB)2の型交換位置X(或いはY)へ向けて移動される(図1、図2参照)。
なお、図1、図2は、既にボルスタ2が型交換位置Xに移動された後の状態を示している。また、フィードバー101R(101L)は、ワーク搬送装置(トランスファー)100のワーク搬送駆動機構に連結されフィードバー101R(101L)を長軸方向両側から分離可能に支持(挟持)しているフィードバー支持部102R(102L)、103R(103L)(図1参照)から分離されて受台3に載置された状態とされている。
ここで、ワーク保持ツール変更ロボットRR1及びRL1、ワーク保持ツール変更ロボットRR2及びRL2が、本発明に係るワーク保持ツール変更装置の一例に相当する。
なお、ワーク保持ツール変更ロボットRR1は、コントローラ(制御装置)500によりその動作が制御される多関節アーム式のロボットであり、ロボット走行レール4Rに沿って移動制御可能に構成されている。
ここで、ボールジョイント部310及びボールブレーキ311が、本発明に係る姿勢変更機構及び当該姿勢の変更を禁止する姿勢変更禁止機構の一例に相当する。
ここで、X軸方向リニア機構320及びX軸リニアブレーキ321が、本発明に係るX軸方向直動機構及び当該移動を禁止するX軸方向移動禁止機構の一例に相当する。
ここで、Y軸方向リニア機構330及びY軸リニアブレーキ331が、本発明に係るY軸方向直動機構及び当該移動を禁止するY軸方向移動禁止機構の一例に相当する。
ここで、Z軸方向リニア機構340及びZ軸リニアブレーキ341が、本発明に係るZ軸方向直動機構及び当該移動を禁止するZ軸方向移動禁止機構の一例に相当する。
すなわち、ワーク保持ツール変更ロボットRR1による保持ツールT1のグリップ部120の位置や姿勢変更動作に伴い、X軸方向リニア機構320、Y軸方向リニア機構330、Z軸方向リニア機構340を介してフィンガー110の位置が移動されて変更されると共に、ボールジョイント部310を介してフィンガー110の姿勢が任意に変更される。
これにより、保持ツールT1はフィードバー101Rに対する変更後の位置や姿勢を保持した状態となる。すなわち、当該ステップが、本発明における「該当する移動禁止機構或いは姿勢変更禁止機構による移動或いは姿勢の変更を禁止する保持状態とする」ステップである。
なお、図10ではX軸方向ガイドレール322の切断面(図10参照)を挟んで片側のみを表示している。
このX軸リニアブレーキ321は、X軸方向ガイドレール322を直接クランプすることで、X軸方向ガイドレール322に対して基部可動ベース301延いては保持ツールT1を保持・位置決めをすることができるように構成されている。
続いて、本発明の他の実施の形態について説明する。
図1〜図11を用いて説明した第1の実施の形態に係るワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムと同様、図14に示した本実施の形態に係るワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいても、本実施の形態に係る保持ツールT1’〜Tn’自体は駆動源等を含む駆動能力機構を有しておらず、複数の保持ツールT1’〜Tn’の位置や姿勢の変更を行なうワーク保持ツール変更ロボットRR1(RL1)がフィードバー101R(101L)の延在方向に沿って移動しながら、順次個々の保持ツールT1’〜Tn’の位置や姿勢を変更するように構成されている。
ここで、保持ツールT1’〜Tn’が、本発明に係るワーク保持ツール(ワーク保持装置)の一例に相当する。
なお、本実施の形態において、フィンガー、ボールジョイント部等は、第1の実施の形態のものと同様の構成であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略することとする。
このX軸方向リニア機構(直動機構)1320(X軸方向ガイドレール1322)は、フィードバー101R、101Lの上面に備えられていて、当該X軸方向リニア機構(直動機構)1320(X軸方向ガイドレール1322)の上面には、基部可動ベース1301がX軸方向リニア機構(直動機構)1320(X軸方向ガイドレール1322)の長手方向に沿って移動可能に支持されている。
また、このX軸方向リニア機構(直動機構)1320に対する基部可動ベース1301の移動許可状態・ブレーキ状態(移動不可状態)を切り換え可能に構成されたX軸リニアブレーキ1321が備えられている。
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様、図14に示すように、型交換位置Xでは、フィードバー101R、101Lの長軸方向に沿って延在されているロボット走行レール4R、4Lに沿って移動可能なワーク保持ツール変更ロボット(含:走行台車)RR1及びRL1により、保持ツールT1’〜Tn’のフィンガー110の位置や姿勢が、保持すべきワークのサイズや形状等に合わせて変更されるようになっている。
具体的には、図15等で示したようなワーク保持ツール変更ロボットRR1のグリッパー200の第1グリッパー201と第2グリッパー202により、保持ツールT1’のグリップ部120を保持(挟持)する(前述したステップ3相当)。第1の実施の形態において説明したステップ1〜ステップ2については同様であるので、ここでの説明は省略する。
すなわち、当該ステップが、本発明に係る「前記X軸方向移動禁止機構、前記第1アーム揺動禁止機構、前記第2アーム揺動禁止機構、及び前記姿勢変更禁止機構による移動、揺動、及び姿勢の変更の禁止を解除した状態」とするステップである。
すなわち、ワーク保持ツール変更ロボットRR1による保持ツールT1’のグリップ部120の位置や姿勢変更動作に伴い、X軸方向リニア機構1320の移動、第1アーム1330の揺動、第2アーム1340の揺動を介してフィンガー110の位置(フィードバー101Rに対する相対位置)が移動されて変更されると共に、ボールジョイント部310を介してフィンガー110の姿勢が任意に変更される。
これにより、保持ツールT1’はフィードバー101Rに対する変更後の位置や姿勢を保持した状態となる。
但し、これに限定されるものではなく、第1アーム支持ベース1302をフィードバーの側面(略垂直面)や下面(略水平面)に取り付けた構成を採用することもできるものである。
続いて、本発明の他の実施の形態について説明する。
第1の実施の形態や第2の実施の形態に係るワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムと同様、本実施の形態に係る保持ツールT1”〜Tn”自体は駆動源等を含む駆動能力機構を有しておらず、複数の保持ツールT1”〜Tn”の位置や姿勢の変更を行なうワーク保持ツール変更ロボットRR1(RL1)がフィードバー101R(101L)の延在方向に沿って移動しながら、順次個々の保持ツールT1”〜Tn”の位置や姿勢を変更するように構成されている。
この回転支持機構2320は、フィードバー101R、101Lの上面に固定されている回転ベース部2301にその外周側の固定部分が固定的に支持されている一方、その内側の回転可動部が、第1アーム支持ベース2302に取り付けられている。
回転支持機構2320及び回転ベース部ブレーキ機構2321以外の構成については、第2の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本実施の形態においても、第1、第2の実施の形態と同様、型交換位置Xでは、フィードバー101R、101Lの長軸方向に沿って延在されているロボット走行レール4R、4Lに沿って移動可能なワーク保持ツール変更ロボット(含:走行台車)RR1及びRL1により、保持ツールT1”〜Tn”のフィンガー110の位置や姿勢が、保持すべきワークのサイズや形状等に合わせて変更される。
具体的には、図4等で示したようなワーク保持ツール変更ロボットRR1のグリッパー200の第1グリッパー201と第2グリッパー202により、保持ツールT1”のグリップ部120(図18参照)を保持(挟持)する(前述したステップ3相当)。第1の実施の形態において説明したステップ1〜ステップ2については同様であるので、ここでの説明は省略する。
すなわち、当該ステップが、本発明に係る「前記回転禁止機構、前記第1アーム揺動禁止機構、前記第2アーム揺動禁止機構、及び前記姿勢変更禁止機構による回転、揺動、及び姿勢の変更の禁止を解除した状態」とするステップである。
すなわち、ワーク保持ツール変更ロボットRR1による保持ツールT1”のグリップ部120の位置や姿勢変更動作に伴い、回転支持機構2320の回転、第1アーム1330の揺動、第2アーム1340の揺動を介してフィンガー110の位置(フィードバー101Rに対する相対位置)が移動されて変更されると共に、ボールジョイント部310を介してフィンガー110の姿勢が任意に変更される。
これにより、保持ツールT1”はフィードバー101Rに対する変更後の位置や姿勢を保持した状態となる。
但し、これに限定されるものではなく、回転支持機構2320及び回転ベース部ブレーキ機構2321をフィードバーの側面(略垂直面)や下面(略水平面)に取り付けた構成を採用することもできるものである。
2 ボルスタ
3 受台
4R、4L ロボット走行レール
100 ワーク搬送装置(トランスファー)
101R、101L フィードバー
110 フィンガー
120 グリップ部(単一の係合部)
200 グリッパー
310 ボールジョイント部(姿勢変更機構)
311 ボールブレーキ(姿勢変更禁止機構)
320 X軸方向リニア機構(X軸方向直動機構)
321 X軸リニアブレーキ(X軸方向移動禁止機構)
322 X軸方向ガイドレール
330 Y軸方向リニア機構(Y軸方向直動機構)
331 Y軸リニアブレーキ(Y軸方向移動禁止機構)
332 Y軸方向ガイドレール
340 Z軸方向リニア機構(Z軸方向直動機構)
341 Z軸リニアブレーキ(Z軸方向移動禁止機構)
342 Z軸方向ガイドレール
500 コントローラ(制御装置)
RR1、RL1 ワーク保持ツール変更ロボット(本発明に係るワーク保持ツール変更装置)
T1〜Tn 保持ツール(本発明に係るワーク保持ツール)
X、Y 型交換位置
T1’〜Tn’保持ツール(本発明に係る第2の態様のワーク保持ツール)
1301 基部可動ベース
1302 第1アーム支持ベース
1320 X軸方向リニア機構(直動機構)
1321 X軸リニアブレーキ
1322 X軸方向ガイドレール
1330 第1アーム
1331 第1アームブレーキ機構(第1アーム揺動禁止機構)
1332 第1アーム減速機構
1333 第1関節
1340 第2アーム
1341 第2アームブレーキ機構(第2アーム揺動禁止機構)
1342 第2アーム減速機構
1343 第2関節
1351 第3関節(ボールジョイント部310の球状部312に相当)
T1”〜Tn” 保持ツール(本発明に係る第3の態様のワーク保持ツール)
2301 回転ベース部
2302 第1アーム支持ベース
2320 回転支持機構(回転支持機構)
2321 回転ベース部ブレーキ機構(回転禁止機構)
2322 回転ベース部減速機構
2323 回転中心軸(略垂直軸)
Claims (8)
- トランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワークを保持するワーク保持ツールについて、フィードバーに対する相対位置又は姿勢を変更するワーク保持ツール変更システムであって、
前記ワーク保持ツール変更システムは、
前記トランスファープレスマシンのボルスタよりも上に、平行して対面配置された二つのフィードバーと、
前記各々のフィードバーに備えられた複数のワーク保持ツールとを含み、
前記複数のワーク保持ツールの各々は、
前記ワーク保持ツールをフィード方向へ案内するX軸方向移動機構、前記ワーク保持ツールをクランプ方向に案内するY軸方向移動機構、前記ワーク保持ツールをリフト方向に案内するZ軸方向移動機構からなる従動移動機構と、
前記従動移動機構にグリップ部を介して支持されたフィンガーとから構成されており、
前記ボルスタは、前記二つのフィードバー及び前記複数のワーク保持ツールと共に前記トランスファープレスマシン外部の型交換位置に移動し、
前記型交換位置は、プレス加工に使用する型を交換するための場所であり、
前記型交換位置の両側には、前記型交換位置を挟むように、前記二つのフィードバーの長軸方向に沿って延在する複数の走行レールと、前記複数の走行レールの各々の上を移動する複数のワーク保持ツール変更装置と、が設置され、
前記複数のワーク保持ツール変更装置が前記複数の走行レールの各々に沿って移動しつつ、前記複数のワーク保持ツール変更装置の各々が前記ワーク保持ツールの各々の前記グリップ部を挟持して、前記X軸方向移動機構、前記Y軸方向移動機構、前記Z軸方向移動機構の少なくとも一つを移動させることにより、前記複数のワーク保持ツールの前記フィードバーに対する相対位置又は姿勢が順次変更される
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記従動移動機構の前記X軸方向移動機構、前記Y軸方向移動機構、前記Z軸方向移動機構の各々は、直動機構によって構成されていることを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記従動移動機構の前記X軸方向移動機構は直動機構によって、前記Y軸方向移動機構は第1の揺動機構によって、前記Z軸方向移動機構は第2の揺動機構によってそれぞれ構成され、
前記第1の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第1関節を介して、前記X軸方向移動機構に支持された第1アームを有し、
前記第2の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第2関節を介して、前記第1アームに支持された第2アームを有し、
前記第1アーム及び前記第2アームは、前記Y軸及び前記Z軸を含む平面内で揺動する
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記従動移動機構の前記X軸方向移動機構は回転支持機構によって、前記Y軸方向移動機構は第1の揺動機構によって、前記Z軸方向移動機構は第2の揺動機構によってそれぞれ構成され、
前記回転支持機構は、前記Z軸方向の回転軸を有し、前記フィードバーに回動自在に支持された回転ベース部を含み、
前記第1の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第1関節を介して、前記回転ベース部に支持された第1アームを有し、
前記第2の揺動機構は、前記X軸方向の回転軸を有する第2関節を介して、前記第1アームに支持された第2アームを有し、
前記第1アームは前記第1関節廻りに揺動し、前記第2アームは前記第2関節廻りに揺動する
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1又は2に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記X軸方向移動機構は、前記フィードバーに移動自在に支持されており、
前記Z軸方向移動機構は、前記X軸方向移動機構に移動自在に支持されており、
前記Y軸方向移動機構は、前記Z軸方向移動機構に移動自在に支持されている
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記複数のワーク保持ツールの各々が、前記従動移動機構と前記グリップ部との間にボールジョイント部を有する
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記Y軸方向に沿って、前記トランスファープレスマシンの前記型交換位置とは反対側に他の型交換位置があり、
前記型交換位置に、前記ワーク保持ツールの姿勢が変更された後のボルスタが待機している場合に、
前記トランスファープレスマシン内にある、前記ワーク保持ツールの姿勢が変更される前のボルスタは、前記他の型交換位置に向けて移動し、
前記他の型交換位置へのボルスタの移動に伴って、前記型交換位置で待機していたボルスタがトランスファープレスマシンの内部に移動する
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システムにおいて、
前記X軸方向移動機構、前記Y軸方向移動機構、前記Z軸方向移動機構からなる従動移動機構は、各軸方向に関する移動禁止機構を含み、
前記ワーク保持ツールの前記相対位置又は前記姿勢が順次変更された後に、前記移動禁止機構によって当該変更後の相対位置又は姿勢が維持される
ことを特徴とするトランスファープレスマシンのワーク搬送装置のワーク保持ツール変更システム。
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