JP7083322B2 - トランスファープレスマシンのワーク搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、トランスファープレスマシンのワーク搬送システムに関する。

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マシンのワーク（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ワーク搬送装置が知られている。

例えば、従来のトランスファープレスマシンでは、図１８に示すように、多工程ある各ステージ（図１８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（支持、保持）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る。

特願２０１９－０８１１９６号

上述したような従来のワーク搬送装置では、２本のフィードバーには各ステージに対応した形状・サイズ等の異なるワークを保持するために各ステージに対応した複数のフィンガー（ワーク保持ツール）が必要である。

このため、金型を変更して各工程でのワークのサイズ・形状等を変更する場合には、変更されたワークのサイズ・形状等に合わせてフィンガーを交換する必要がある。このような交換を行う場合、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り、生産効率の向上に貢献できないといった実情があった。

本願出願人等は、このような煩雑で時間を要するフィンガーの交換作業を改善するなどの観点から、自身の特許出願である特許文献１にて、フィードバーの重量増加を抑えながら、フィードバーに対するワーク保持ツール（ワーク保持装置）の位置や姿勢を、保持すべきワークの仕様（形状、サイズ、材質など）に合わせて間違い等を招くことなく迅速かつ精度良く変更することができ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を提供した。

この一方で、トランスファープレスマシンのワーク搬送装置には、ワークの高速搬送に対する要望が高まっている。
このため、特許文献１で提案したトランスファープレスマシンのワーク搬送装置においても、フィードバー及びこれに支持される姿勢変更可能なワーク保持ツール（フィンガー）の重量増加を抑えることでワークの高速搬送に対応しようとはしているものの、ワーク搬送速度（特に、アドバンス・リターンの往復移動速度）がある一定速度になるとフィードバー全体が共振してそれ以上ワークの搬送速度を上げられなくなるといった実情があった。

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な構成でありながら、ワークの高速搬送に貢献しながら、ワーク保持ツール（ワーク保持装置）の位置や姿勢を、保持すべきワークの仕様（形状、サイズなど）や要求される搬送姿勢・搬送経路などに合わせて変更することができるトランスファープレスマシンのワーク搬送システムを提供することを目的とする。

本発明は、
トランスファープレスマシンのワーク搬送システムであって、
プレスマシンのコラムに対して略一体的にワークのフィード方向に延在されるビームと、
このビームに支持される複数のワーク搬送装置と、
を含んで構成され、
それぞれのワーク搬送装置は、
ビームに対してフィード方向に沿って相対移動可能な第１キャリアを含んで構成され、該第１キャリアに備えられるフィード用駆動源により当該第１キャリアの前記相対移動を制御するフィード装置と、
前記第１キャリアに取り付けられ、前記第１キャリアに対して昇降方向に相対移動可能な第２キャリアを含んで構成され、該第２キャリアに備えられる昇降用駆動源により当該第２キャリアの前記相対移動を制御する昇降装置と、
前記第２キャリアの下端側に支持され、前記第２キャリアに対してワークをクランプするクランプ方向に相対移動可能な第３キャリアを含んで構成され、該第２キャリアに備えられるクランプ用駆動源により当該第３キャリアの前記相対移動を制御するクランプ装置と、
前記第３キャリアの先端に支持され、ワークを保持・解放可能な少なくとも一つのワーク保持ツールと、
が備えられ、
当該それぞれのワーク搬送装置は、前記フィード装置のフィード用駆動源によるフィード方向に沿った第１キャリアの移動と、前記昇降装置の昇降用駆動源による昇降方向に関する第２キャリアの移動と、前記クランプ装置のクランプ用駆動源によるクランプ方向に沿った第３キャリアの移動と、を、それぞれ別個独立に制御してそれぞれワークを搬送する
ことを特徴とする。

本発明において、
前記第３キャリアは、シャフト状部材であって、その長軸方向がクランプ方向に沿って延在されることを特徴とすることができる。

本発明において、
前記シャフト状部材の外周に外周らせん状溝が刻設され、
前記クランプ装置は、
前記外周らせん状溝とスクリュー用ボールを介して係合する内周らせん状溝を含んで構成されるスクリューナットと、該スクリューナットを回転駆動するスクリューナット用電動モータと、を備え、
前記スクリューナット用電動モータを回転駆動することで前記スクリューナットを所定方向に回転させて、前記シャフト状部材を前記第２キャリアに対してクランプ方向に沿って相対移動させることを特徴とすることができる。

本発明において、
前記シャフト状部材の外周に長軸方向に延在される外周スプライン溝が刻設され、
前記クランプ装置は、
前記外周スプライン溝とスプライン用ボールを介して係合する内周スプライン溝を含んで構成されるスプラインナットと、該スプラインナットを回転駆動するスプラインナット用電動モータと、を備え、
前記スプラインナット用電動モータを回転駆動することで前記スプラインナットを所定方向に回転させて、前記シャフト状部材を前記第２キャリアに対して長軸廻りに相対回転させることを特徴とすることができる。

前記シャフト状部材の外周に外周らせん状溝と、長軸方向に延在される外周スプライン溝と、が刻設され、
前記クランプ装置は、
前記外周らせん状溝とスクリュー用ボールを介して係合する内周らせん状溝を含んで構成されるスクリューナットと、該スクリューナットを回転駆動するスクリューナット用電動モータと、を備えると共に、
前記外周スプライン溝とスプライン用ボールを介して係合する内周スプライン溝を含んで構成されるスプラインナットと、該スプラインナットを回転駆動するスプラインナット用電動モータと、を備え、
前記スプラインナット用電動モータを回転駆動することで前記スプラインナットを所定方向に回転させて、前記シャフト状部材を前記第２キャリアに対して長軸廻りに相対回転させる際に、
当該長軸廻りの相対回転に伴い生じる前記シャフト状部材の前記第２キャリアに対するクランプ方向への移動を、前記スクリューナット用電動モータを回転駆動して前記スクリューナットを所定方向に回転させることで吸収（相殺）することを特徴とすることができる。

本発明において、前記ビームのワーク搬送中心を挟んで反対側に他のビームが備えられ、当該他のビームに前記複数のワーク搬送装置と同様の複数のワーク搬送装置がワーク搬送中心を挟んで対面配置され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な構成でありながら、ワークの高速搬送に貢献しながら、ワーク保持ツール（ワーク保持装置）の位置や姿勢を、保持すべきワークの仕様（形状、サイズなど）や要求される搬送姿勢・搬送経路などに合わせて変更することができるトランスファープレスマシンのワーク搬送システムを提供することができる。

（Ａ）は本発明に係る一実施の形態に係るトランスファープレスマシンの全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は同トランスファープレスマシンをワーク搬送方向と直交する水平方向から見た図である。 （Ａ）同上実施の形態に係るトランスファープレスマシンに用いられるワーク搬送システム（図１（Ａ）において左側）の一部を拡大して示す斜視図であり、（Ｂ）同上実施の形態に係るトランスファープレスマシンに用いられるワーク搬送システム（図１（Ａ）において右側）の一部を拡大して示す斜視図である。 図２（Ｂ）のワーク搬送システムをワーク搬送方向上流側から下流側に向けて見た図である。 （Ａ）は同上実施の形態に係るワーク搬送装置に用いられるクランプ装置の一構成例を示す断面図（スクリューナット及びスプラインナットの回転軸を常に含む鉛直面で切った断面）であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部を抜き出して示すＡ－Ａ断面図である。 （Ａ）は、図４（Ａ）におけるシャフトを二点鎖線で示すことによってスクリューナットの内周に形成された内周らせん状溝とスクリュー用ボール及びスプライン用ボールとを表した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一部を抜き出して示すＡ－Ａ断面図である。 同上実施の形態に係るワーク搬送システムにおいて対面配置されているワーク搬送装置の搬送動作（ａ～ｈ）を説明する図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送装置にて比較的小さいサイズのワークＷを保持する場合に合わせてワーク保持ツールの位置を制御した状態を示す図であり、（Ｂ）は同上ワーク搬送装置にて比較的大きいサイズのワークＷを保持する場合に合わせてワーク保持ツールの位置を制御した状態を示す図である。 同上ワーク搬送システムにおいて外段取り位置へのボルスタ及び金型を取り出す際のクリアランスＣを説明するための正面図（ワーク搬送方向に沿った方向から見た図）である。 従来のトランスファープレスマシンにおけるボルスタに対する金型交換の際の衝突・破損等の問題を説明する正面図である。 右半分は従来のフィードバー方式のトランスファープレスマシンにおけるスクラップシュートの問題を説明し、左半分は同上ワーク搬送システムにおけるスクラップの排出のし易さを説明する正面図である。 同上ワーク搬送システムにおいてワーク搬送装置にクロスバーを支持させた場合の一例を示す正面図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送システムにおいて対面配置されるワーク搬送装置のワークの保持位置が仮想回転中心ＶＡからオフセットしている場合にワークＷを裏返しながら搬送する際のワーク搬送装置の位置・回転制御の一例を説明する図（回転角０度の状態）の斜視図であり、（Ｂ）は平面図（上面図）であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の左側面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の右側面図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送システムにおいて対面配置されるワーク搬送装置のワークの保持位置が仮想回転中心ＶＡからオフセットしている場合にワークＷを裏返しながら搬送する際のワーク搬送装置の位置・回転制御の一例を説明する図（回転角４５度の状態）の斜視図であり、（Ｂ）は平面図（上面図）であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の左側面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の右側面図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送システムにおいて対面配置されるワーク搬送装置のワークの保持位置が仮想回転中心ＶＡからオフセットしている場合にワークＷを裏返しながら搬送する際のワーク搬送装置の位置・回転制御の一例を説明する図（回転角９０度の状態）の斜視図であり、（Ｂ）は平面図（上面図）であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の左側面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の右側面図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送システムにおいて対面配置されるワーク搬送装置のワークの保持位置が仮想回転中心ＶＡからオフセットしている場合にワークＷを裏返しながら搬送する際のワーク搬送装置の位置・回転制御の一例を説明する図（回転角１３５度の状態）の斜視図であり、（Ｂ）は平面図（上面図）であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の左側面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の右側面図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送システムにおいて対面配置されるワーク搬送装置のワークの保持位置が仮想回転中心ＶＡからオフセットしている場合にワークＷを裏返しながら搬送する際のワーク搬送装置の位置・回転制御の一例を説明する図（回転角１８０度の状態）の斜視図であり、（Ｂ）は平面図（上面図）であり、（Ｃ）は正面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の左側面図であり、（Ｅ）は（Ｃ）の右側面図である。 （Ａ）は同上ワーク搬送システムにおいて対面配置されるワーク搬送装置のワークの保持位置が回転中心Ａからオフセットしていない場合にワークＷを裏返しながら搬送する際のワーク搬送装置の位置・回転制御の一例を説明する図（回転角０度の状態）の斜視図であり、（Ｂ）は回転角４５度の状態の斜視図であり、（Ｃ）は回転角９０度の状態の斜視図である。 従来のプレス機械（トランスファープレスマシン）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。

以下に、本発明に係るトランスファープレスマシンのワーク搬送システム（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トランスファーシステム１は、トランスファープレスマシン２に用いられるワーク搬送システムであり、ワークの高速搬送を実現できると共に、ワークを保持するワーク保持ツールの交換を不要とすることができるトランスファーシステムである。

本実施の形態に係るトランスファープレスマシン２は、１つのプレスマシン内に複数工程（複数の金型）があり、本実施の形態に係るワーク搬送装置は、その工程間においてワークを搬送する搬送装置であり、従って本実施の形態に係るワーク搬送装置は少なくとも工程数分あるが、それぞれのワーク搬送装置は別個独立（相互独立）に制御可能であり、ワークの仕様（形状、サイズ）や搬送姿勢、工程間搬送経路などはそれぞれ自在とすることができる。

本実施の形態に係るワーク搬送装置は、従来のトランスファープレスのワーク搬送装置のように、比較的長尺で重量が嵩むフィードバーを往復移動させる方法では搬送速度に関して比較的低いレベルで限界があることから、フィードバーを往復移動させる構成に代えて、ビーム（バー）をワーク搬送方向に延在させ、この延在させたビーム上でワーク搬送装置を移動させるという方式を採用する。

本実施の形態に係るトランスファーシステム１は、図１に示すように、ビーム１０と、これに移動可能に支持されるワーク搬送装置１００と、を備え、ワーク搬送装置１００は、工程数（金型数）の数だけ配置されることができる。

図２に示すように、本実施の形態に係るワーク搬送装置１００は、直進（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、回転１軸に関して運動可能に構成されている。ここでは、Ｘはフィード方向（ワーク搬送方向）、Ｙはクランプ方向（クランプ・アンクランプ方向）、Ｚは昇降方向（リフト・ダウン方向）、回転（チルト）はＹ軸廻りである。
すなわち、本実施の形態に係るワーク搬送装置１００は、４自由度のロボットである。

より具体的に説明すると、本実施の形態に係るトランスファーシステム（ワーク搬送システム）１は、図１、図２に示すように、
トランスファープレスマシン２のワーク搬送方向に並ぶコラム２Ａ，２Ａ（２Ｂ，２Ｂ）間に架設されたビーム（フィード方向バー）１０と、
このビーム１０に支持（配設）される複数のワーク搬送装置（ロボット）１００と、
を含んで構成され、
それぞれのワーク搬送装置（ロボット）１００は、
ビーム長手方向（Ｘ）に沿ってビーム１０に対して第１キャリア（フィード方向移動要素）１１１を相対移動（動作）可能に剛性されたフィード装置１１０と、
フィード装置１１０に取り付けられ、フィード装置１１０に対して第２キャリア（昇降方向移動要素）１２１を昇降方向（Ｚ）に相対移動（動作）可能に構成された昇降装置１２０と、
昇降装置１２０の下端側に取り付けられ、昇降装置１２０に対してクランプ方向（Ｙ）に相対移動（動作）可能なクランプ部品（クランプ用移動要素、第３キャリア）１３１を備えたクランプ装置１３０であって、そのクランプ部品１３１は例えばシャフト形状の部材（シャフト上部材）であり、クランプ動作、クランプ解放動作（Ｙ）と、Ｙ軸廻りに回転（自転）可能に構成されているクランプ装置１３０と、
各ロボット１００のクランプ装置１３０のクランプ部品３１の先端に支持され、ワークＷを保持・解放可能な少なくとも一つのワーク保持ツール１４０と、
が備えられている。なお、ワーク搬送装置１００は、工程数（金型数）の数だけ（図１では上型３Ａ～３Ｄ（下型３ａ～３ｄ）に対応した４つ）配置されることができる。

このようなワーク搬送システム１によれば、ワーク搬送装置（ロボット）１００は４軸の移動機構を備え、先端（ビーム１０側を基端としたワーク側）に１つのワーク保持ツール（グリッパー）１４０を備えることで、ワーク保持ツール（グリッパー）１４０（すなわち、ワーク）の位置、姿勢を４軸（Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向位置及び１軸（Ｙ軸）廻りの回転方向位置））にて所望に（任意に）決めることができる。

従って、各ワーク搬送装置（ロボット）１００が各ワークを前工程の下型からピックアップするとき、その後の後工程への搬送途中、及び後工程の下型へワークを解放する際などに、各ワークに対して所望にワーク保持ツール（グリッパ）１４０（すなわち、ワーク）の位置・姿勢を所望に（任意に）決めることができる。

ここで、多工程のプレスは前工程から後工程までの距離（Ｘ方向）が短いため、Ｘ方向がコンパクトなワーク搬送装置（ロボット）１００が必要である。

また、金型（上型３Ａ～３Ｄ、下型３ａ～３ｄ）を交換するときには、ムービングボルスタ４をＹ方向に移動させて、金型（上型３Ａ～３Ｄ、下型３ａ～３ｄ）をプレスマシン２に対してＹ方向に関して出入りさせる（図６参照）。
このとき、ワーク搬送装置（ロボット）１００は金型と干渉しない位置まで上昇することができることが望ましい。

なお、プレスマシンの生産性（タクトタイム）を向上させるためには、金型内（上型と下型の間）に侵入する部品は小さくすることが必要である。所定サイクルでスライド２Ｃと共に上下動する上型３Ａ～３Ｄと下型３ａ～３ｄ）の間に入ってワークを取りに行ったり置きに行ったりするため、上下方向（Ｚ方向）のサイズはタクトタイムに影響する。
このため、本実施の形態に係るワーク搬送装置（ロボット）１００では、金型内に侵入するのは、クランプ装置１３０の先端側のクランプ部品１３１とワーク保持ツール（グリッパ）１４０のみとしている。

なお、クランプ装置１３０のクランプ部品１３１は、例えばシャフト形状（細長い棒状）であり、その径は小さく、金型内を出入りするために有利な形状となっている。

本実施の形態では、クランプ装置１３０のクランプ部品１３１以外の部品、すなわち、クランプ部品１３１よりビーム１０側にあるクランプ装置１３０の部品、フィード装置１１０、昇降装置１２０は、金型エリア外にレイアウトしている。

ここで、本実施の形態に係るトランスファーシステム（ワーク搬送システム）１のより詳細な構成を、図１、図２、図３等に従って説明する。

図１に示したように、トランスファープレスマシン２のコラム２Ａ，２Ａ（２Ｂ，２Ｂ）間にビーム１０が、当該コラムに対して略一体的に架設されている。

このビーム１０の長手方向沿って取り付けられているガイドレール１１には、ワーク搬送装置（ロボット）１００のフィード装置１１０の第１キャリア（フィード方向移動要素：ベース部分）１１１が、ガイドレール１１に係合している係合要素１１４を介して、フィード方向（ワーク搬送方向）Ｘに沿ってビーム１０に対して相対移動可能に支持されている。

また、ビーム１０には、ラックギア１２がビーム１０の長手方向（フィード方向Ｘ）に沿って延在するように取り付けられている。
このラックギア１２には、第１キャリア１１１に支持されている駆動源としてのフィード用電動モータ１１２の回転出力軸に固定されているピニオンギア１１３が噛合している。

このため、フィード装置１１０は、制御装置３００からの駆動制御信号に基づいて、フィード用電動モータ１１２を所定方向に回転させると、ピニオンギア１１３、ラックギア１２を介して、第１キャリア１１１がフィード方向（ワーク搬送方向）Ｘに沿ってビーム１０に対して所定の方向に相対移動されることになる。
なお、フィード用電動モータ１１２の回転方向を正逆切り替えることで、第１キャリア１１１延いてはフィード装置１１０の移動方向を正逆切り替えること（往復直線運動）が可能である。
但し、フィード用電動モータ１１２、ピニオンギア１１３、ラックギア１２などの駆動機構に代えて、リニアモータなどの駆動機構を採用することもでできる。

次に、本実施の形態では、図１～図３に示すように、フィード装置１１０の第１キャリア（フィード方向移動要素）１１１には、昇降装置１２０が昇降方向（リフト方向）Ｚに沿って相対移動可能に支持されている。

昇降装置１２０は、昇降方向Ｚに延在される中空状の角パイプなどから構成可能な第２キャリア（昇降方向移動要素）１２１を含んで構成され、この第２キャリア（昇降方向移動要素）１２１の側面には昇降方向Ｚに沿ってガイドレール１２２が配設されている。

すなわち、第２キャリア（昇降方向移動要素）１２１は、ガイドレール１２２及び係合要素１１５を介して、昇降方向Ｚに沿って相対移動可能に、フィード装置１１０の第１キャリア（フィード方向移動要素）１１１に支持されている。

また、第２キャリア（昇降方向移動要素）１２１には、第２キャリア（昇降方向移動要素）１２１の長手方向（昇降方向Ｚ）に沿ってラックギア１２３が延在するように配設されている。
このラックギア１２３には、第１キャリア１１１に支持されている駆動源としての昇降（リフトダウン）用電動モータ１２５の回転出力軸に固定されているピニオンギア１２４が噛合している。

このため、本実施の形態に係る昇降装置１２０では、制御装置３００からの駆動制御信号に基づいて、昇降用電動モータ１２５を所定方向に回転させると、ピニオンギア１２４、ラックギア１２３を介して、第２キャリア１２１が、昇降方向Ｚに沿って第１キャリア１１１に対して所定の方向に相対移動されることになる。
なお、昇降用電動モータ１２５の回転方向を正逆切り替えることで、第２キャリア１２１の移動方向を正逆切り替えること（昇降、リフト・ダウン）が可能である。
但し、昇降用電動モータ１２５、ピニオンギア１２４、ラックギア１２３などの駆動機構に代えて、リニアモータなどの駆動機構を採用することもできる。

次に、本実施の形態では、図１～図３に示すように、昇降装置１２０の第２キャリア１２１の下端付近に、クランプ装置１３０が支持されている。

本実施の形態に係るクランプ装置１３０は、クランプ部品（クランプ用移動要素、第３キャリア）１３１によって、ワーク保持ツール（グリッパー）１４０のＹ方向位置の決定延いてはワークのクランプ位置への移動（進退）が可能に構成されている。

更に、クランプ部品１３１によって、ワーク保持ツール（グリッパ）１４０の回転姿勢（Ｙ軸廻りの回転角度位置）を決定することが可能であると共に、ワーク搬送途中にてＹ軸廻りの回転動作が可能となっている。

このような動作を実現するために、本実施の形態に係るクランプ装置１３０のクランプ部品１３１の外周には、２種類の溝が刻設されている。
まず、一つ目の溝は、シャフト状のクランプ部品１３１の外周にらせん状に刻設される外周らせん状溝（ねじ溝）１３２であり、この外周らせん状溝１３２と螺合（係合）するボール（スクリュー用ボール）を内装するスクリューナット（ねじ溝用ナット、ボールねじナット）１３３が、クランプ装置１３０の本体側に備えられている。
そして、制御装置３００からの駆動制御信号に基づいて、クランプ装置１３０の本体に対して、スクリューナット１３３を駆動源としてのスクリューナット用電動モータ（ボールねじナット用電動モータ）１３４により所定の方向に回転させると、ボール（スクリュー用ボール）と外周らせん状溝１３２を介して、シャフト（クランプ部品）１３１がクランプ方向（Ｙ方向）に本体に対して所定の方向に直線移動（ワークに対してシャフト（クランプ部品）１３１の先端が進退可能に移動）される構成となっている。この直線移動の際には、シャフト（クランプ部品）１３１は長軸中心（Ｙ軸）廻りに回転（チルト）することなく、直進運動のみを行うことになる。この状態では、シャフト（クランプ部品）１３１がその長軸中心（Ｙ軸）廻りに回転しないように、後述するスプラインナット用電動モータ１３７により固定的に支持されている。
なお、スクリューナット用電動モータ１３４の回転方向を正逆切り替えることで、シャフト（クランプ部品）１３１の直線移動方向を正逆切り替えること（往復直線運動）が可能である（往復直線運動）。

二つ目の溝は、シャフト状のクランプ部品１３１の外周にシャフト長手方向に延在するように刻設された外周スプライン溝（直線溝）１３５であり、この外周スプライン溝１３５と嵌合（係合）するボール（スプライン用ボール）を内装するスプラインナット（スプライン溝用ナット、ボールスプラインナット）１３６が、クランプ装置１３０の本体側に備えられている。
そして、制御装置３００からの駆動制御信号に基づいて、クランプ装置１３０の本体に対して、スプラインナット１３６を駆動源としてのスプラインナット用電動モータ１３７により所定の方向に回転させると、ボール（スプライン用ボール）とスプラインナット１３６を介して、シャフト（クランプ部品）１３１がその長軸中心（Ｙ軸）廻りに本体に対して所定の方向に相対回転される構成となっている。この回転運動の際には、シャフト（クランプ部品）１３１は長手方向（クランプ方向）Ｙへ並進することなく、回転運動（チルト動作）のみを行うことになる。

但し、シャフト（クランプ部品）１３１が長手方向（クランプ方向）Ｙへ並進することなく、回転運動（チルト動作）のみを行うことができるのは、以下で説明するように、シャフト１３１をＹ軸廻りに回転運動（チルト動作）させたときに、このシャフト１３１の回転動作により、第２キャリア１２１側に固定的に支持されている（スクリューナット用電動モータ１３４が停止中のため）スクリューナット１３３が作用してシャフト１３１はクランプ方向にその角度に応じた量だけ並進しようとするが、その並進を相殺するように、制御装置３００がスクリューナット用電動モータ１３４を所定の方向に回転させているからである。
言い換えれば、シャフト（クランプ部品）１３１を回転運動（チルト動作）させる際には、制御装置３００が、シャフト（クランプ部品）１３１に生じる並進量を相殺するように、スプラインナット用電動モータ１３７の駆動（回転運動（チルト動作）のための駆動）に対してスクリューナット用電動モータ１３４を駆動して協働させているからである。

なお、スプラインナット用電動モータ１３７の回転方向を正逆切り替えることで、シャフト（クランプ部品）１３１延いてはワーク保持ツール（グリッパー）１４０の回転方向を正逆切り替えること（往復回転運動、揺動）が可能である。

以下、本実施の形態に係るクランプ装置１３０の構成を、図４、図５を用いて詳細に説明する。
図４は、クランプ部品（シャフト）１３１をクランプ装置１３０に装着した状態を示す図である。ここで、クランプ装置１３０については、スクリューナット１３３及びスプラインナット１３６の回転軸を常に含む鉛直面で切った断面を表した図となっている。シャフト１３１については、切断面ではなく外周表面を表した図となっている。

図５は、図４におけるシャフト１３１を二点鎖線で示すことによって、スクリューナット１３３の内側面（内径）に形成された内周らせん状溝５０７と、スクリュー用ボール５０２Ａ及びスプライン用ボール５０２Ｂとを表した図である。

＜クランプ装置１３０の構成の概略＞
シャフト１３１は、いずれも環状のスクリューナット１３３及びスプラインナット１３６により取り囲まれるように回転自在に支持されている。
スクリューナット１３３及びスプラインナット１３６は、いずれも環状のスクリュー側ハウジング５０４Ａ及びスプライン側ハウジング５０４Ｂにより取り囲まれるように支持されている。
スクリュー側ハウジング５０４Ａ及びスプライン側ハウジング５０４Ｂは、ナット支持部５０５を介して第２キャリア１２１に対して一体的に固定して取り付けられている。
なお、図４、図５は断面形状図であるため、各々が環状であるスクリューナット１３３及びスプラインナット１３６、スクリュー側ハウジング５０４Ａ及びスプライン側ハウジング５０４Ｂ、ナット支持部５０５は、図面上分離して示されている。

スクリューナット１３３は、スクリュー側ハウジング５０４Ａ内にスクリュー側ベアリング５０３Ａを介して回転支持されている。
スプラインナット１３６は、スプライン側ハウジング５０４Ｂ内にスプライン側ベアリング５０３Ｂを介して回転支持されている。

スクリューナット１３３の内側表面（内径）には、シャフト１３１の外周面（外径）に形成された外周らせん状溝１３２と同一のリード角により内周らせん状溝５０７が形成されている。
外周らせん状溝１３２に嵌め込まれた回転自在の複数のスクリュー用ボール５０２Ａは、内周らせん状溝５０７にも嵌め込まれている。すなわち、シャフト１３１とスクリューナット１３３は、外周らせん状溝１３２、スクリュー用ボール５０２Ａ、内周らせん状溝５０７を介して係合されている。
これらのスクリュー用ボール５０２Ａは、例えば、スクリューナット１３３の一端からその内部を介して他端に亘る経路（図示せず）を介して、外周らせん状溝１３２と内周らせん状溝５０７を循環するように配列されている。

スプラインナット１３６の内側表面（内径）には、シャフト１３１の外周面（外径）に形成された外周スプライン溝１３５に対応する位置に内周スプライン溝５０６が形成されている。
外周スプライン溝１３５に嵌め込まれた複数のスプライン用ボール５０２Ｂは、内周スプライン溝５０６にも嵌め込まれている。すなわち、シャフト１３１とスプラインナット１３６は、外周スプライン溝１３５、スプライン用ボール５０２Ｂ、内周スプライン溝５０６を介して係合されている。
これらのスプライン用ボール５０２Ｂは、例えば、スプラインナット１３６の一端からその内部を介して他端に亘る経路（図示せず）を介して、外周らせん状溝１３２と内周らせん状溝５０７を循環するように配列されている。

また、スクリューナット１３３にはスクリューナット用プーリ５００Ａが一体的に取り付けられている。
このスクリューナット用プーリ５００Ａは、スクリューナット１３３と同様にシャフト１３１の周囲に配置されている。
スクリューナット用プーリ５００Ａには、スクリューナット用ベルト５０１Ａを介してスクリューナット用電動モータ１３４の回転動作が伝えられ、これによりスクリューナット１３３はシャフト１３１の周囲を回転する。

一方、スプラインナット１３６にもスプラインナット用プーリ５００Ｂが一体的に取り付けられている。
このスプラインナット用プーリ５００Ｂは、スプラインナット１３６と同様にシャフト１３１の周囲に配置されている。
スプラインナット用プーリ５００Ｂには、スプラインナット用ベルト５０１Ｂを介してスプラインナット用電動モータ１３７の回転動作が伝えられ、これによりスプラインナット１３６はシャフト１３１の周囲を回転する。

＜シャフト１３１のクランプ方向への移動動作＞
（１）スクリューナット用電動モータ１３４の回転動作がスクリューナット用ベルト５０１Ａを介してスクリューナット用プーリ５００Ａに伝わる。
（２）スクリューナット用プーリ５００Ａが回転する。
（３）スクリューナット用プーリ５００Ａと一体的に構成されているスクリューナット１３３も回転する。
（４）スクリューナット１３３の回転に伴って、内周らせん状溝５０７に嵌め込まれているスクリュー用ボール５０２Ａの列も、スクリューナット１３３と同一方向に回転（シャフト１３１の軸廻りの回転）する。
（５）（４）の回転により、スクリュー用ボール５０２Ａの列に対して螺合関係にあるシャフト１３１は、その軸廻りの回転作用αと、クランプ方向に沿った移動作用βとを受ける。
（６）しかし、シャフト１３１は、その外周スプライン溝１３５に嵌め込まれている複数のスプライン用ボール５０２Ｂによって回転動作を妨げられる。なぜなら、この時スプラインナット用電動モータ１３７は停止しており、スプラインナット１３６は回転しないからである。
（７）その一方で、シャフト１３１はそのクランプ方向に対しては移動を制限されていない。
（８）つまり、（３）のようにスクリューナット１３３による回転作用αが内周らせん状溝５０７を介してスクリュー用ボール５０２Ａに伝えられると、そのスクリュー用ボール５０２Ａには、スクリューナット１３３の回転作用αと、クランプ方向に沿った移動作用βが働く。ここで、（６）で述べたように、シャフト１３１の回転動作は拘束されているため、シャフト１３１に対して回転作用αは無効となる。他方、シャフト１３１のクランプ方向への移動は制限されていないため、移動作用βは有効となる。
（９）その有効な移動作用βによって、シャフト１３１の外周らせん状溝１３２が（スクリュー用ボール５０２Ａを介して）内周らせん状溝５０７との間で重なり合った位置関係を維持するように、シャフト１３１がクランプ方向に移動（並進）する。

＜シャフト１３１のチルト動作＞
（１）スプラインナット用電動モータ１３７の回転動作がスプラインナット用ベルト５０１Ｂを介してスプラインナット用プーリ５００Ｂに伝わる。
（２）スプラインナット用プーリ５００Ｂが回転する。
（３）スプラインナット用プーリ５００Ｂと一体的に構成されているスプラインナット１３６も回転する。
（４）スプラインナット１３６の回転に伴って、内周スプライン溝５０６に嵌め込まれているスプライン用ボール５０２Ｂの列も、スプラインナット１３６と同一方向に回転（シャフト1３１の軸廻りの回転）作用γが働く。
（５）（４）のスプライン用ボール５０２Ｂの列の回転動作によりシャフト１３１はチルト動作を行う。
しかし、シャフト１３１には外周らせん状溝１３２が形成されているために、スクリュー用ボール５０２Ａに対してはシャフト１３１のクランプ方向に沿った移動作用δが働く。
（６）ここで、シャフト１３１のチルト動作の際にスクリューナット１３３が停止したままの状態であると仮定する。この場合、スクリューナット１３３が回転しないので、その内周らせん状溝５０７も回転しない。
（７）したがって、シャフト１３１のチルト動作に伴ってスクリュー用ボール５０２Ａに働く移動作用δは、その反作用としてシャフト１３１が受けることになる。その結果、シャフト１３１はクランプ方向に沿って移動しようとする。
（８）このままでは、シャフト１３１のチルト動作に伴ってワーク保持ツール（グリッパー）１４０を所望の位置に制御できない。
（９）そこで、上述のチルト動作と併せて、スクリューナット１３３を回転させる。例えば、シャフト１３１の回転方向と同じ方向に所望のタイミングでスクリューナット１３３を回転させる。このように制御すれば、上述の（５）の移動作用δをスクリュー用ボール５０２Ａが受けても、その移動作用δを吸収すべく（その移動作用δが相殺され）、外周らせん状溝１３２と内周らせん状溝５０７とが重なり合う位置関係を維持することができる。
（１０）（９）の結果、シャフト１３１のチルト動作に伴ってスクリュー用ボール５０２Ａに移動作用δが働いても、その反作用をシャフト１３１が受けることはなくなる。
（１１）よって、シャフト１３１がチルト動作を行っても、シャフト１３１がクランプ方向へ移動することはなくなるため、ワーク保持ツール（グリッパー）１４０を所望の位置に制御できる。

すなわち、本実施の形態に係るクランプ装置１３０によれば、クランプ部品（シャフト）１３１延いてはワーク保持ツール（グリッパー）１４０を、クランプ方向（Ｙ）に関して所望の位置へ移動（並進）させることができると共に、クランプ方向（Ｙ）に関する位置を維持した状態にて所定の回転動作（チルト動作）（Ｙ軸回りの回転）を行わせることができる。

但し、スクリューナット用電動モータ１３４及びスプラインナット用電動モータ１３７をそれぞれ協働することなく無関係に回転駆動することで、シャフト（クランプ部品）１３１をその長軸中心（Ｙ軸）廻りに回転させながらクランプ方向（Ｙ方向）に並進させる（いわゆるスパイラル運動を行わせる）こともできる。

このような構成のクランプ装置１３０は、軽量・コンパクトな構成でありながら、２種類の駆動（並進駆動、回転駆動）を行うことができ、高速搬送延いてはプレスマシンの生産効率の向上に貢献可能である。

なお、ワーク保持ツール（グリッパー）１４０は、例えば、図２，３等に示すように、制御装置３００からの駆動制御信号に基づいて、ワークを保持し、ワークを解放することがきるフィンガなどを含んで構成することができるが、ワークを保持・解放可能な真空或いは磁気吸着させるようなワーク保持ツールとすることもできる。ワーク保持ツール（グリッパー）１４０の駆動源は例えば、エア圧、油圧などの流体圧を利用することができ、中空円筒状のシャフト（クランプ部品）１３１の内側空間を介してワーク保持ツール（グリッパー）１４０の稼動部等へ供給することができる。

このような構成の本実施の形態に係るトランスファーシステム（ワーク搬送システム）１は、制御装置３００（図１（Ｂ）参照）からの制御信号に基づいて、例えば、以下のように、各ワーク搬送装置（ロボット）１００を動作させることができる。
但し、各ワーク搬送装置（ロボット）１００はそれぞれプレスマシン２のプレス動作に連動して動作するように制御されるが、各ワーク搬送装置（ロボット）１００の動作はそれぞれ別個独立（相互独立）に制御可能であり、例えば、各ワーク搬送装置（ロボット）１００の移動量（フィード量、リフト量、クランプのための移動量など）やワークの搬送姿勢などは、プレスマシン２のプレス動作（金型、工程の違いなど）に応じて適宜に異ならせるように制御することが可能である。

＜ワークの搬送動作＞（図６参照）
まず、ステップａ（図６の符号ａ参照）にて、各ワーク搬送装置（ロボット）１００のクランプ装置１３０のクランプ部品１３１を、電動モータ１３４を所定方向に回転させて並進させて、先端のワーク保持ツール（グリッパー）１４０をクランプ方向Ｙに沿って所定位置（ワークを取り上げる位置）（ピックアップ位置）へ前進させる。

続くステップｂ（図６の符号ｂ参照）では、各ワーク保持ツール（グリッパー）１４０にてワークを保持する。

ステップｃ（図６の符号ｃ参照）では、各ワーク搬送装置（ロボット）１００の昇降装置１２０の第２キャリア１２１を、昇降用電動モータ１２５を所定方向に回転させることで昇降方向（Ｚ方向）に関して上昇させ、先端のワーク保持ツール（グリッパー）１４０延いてはワークを所定高さ位置まで上昇させる。

ステップｄ（図６の符号ｄ参照）では、各ワーク搬送装置（ロボット）１００のフィード装置１１０の第１キャリア１１１を、フィード用電動モータ１１２を所定方向に回転させることでフィード方向（ワーク搬送方向：Ｘ方向）に移動させ、先端のワーク保持ツール（グリッパー）１４０及びワークを後工程（次工程）の金型位置（所定位置、ワーク解放位置）まで移動させる。

ステップｅ（図６の符号ｅ参照）では、各ワーク搬送装置（ロボット）１００の昇降装置１２０の第２キャリア１２１を、昇降用電動モータ１２５を所定方向（ステップｃのときとは逆方向）に回転させることで昇降方向（Ｚ方向）に関して下降させ、先端のワーク保持ツール（グリッパー）１４０延いてはワークを所定高さ位置まで下降させる。

ステップｆ（図６の符号ｆ参照）では、各ワーク保持ツール（グリッパー）１４０からワークを解放して、下流工程の下型にワークを供給する。

ステップｇ（図６の符号ｇ参照）では、各ワーク搬送装置（ロボット）１００のクランプ装置１３０のクランプ部品１３１を、電動モータ１３４を所定方向（ステップａのときとは逆方向）に回転させて並進させて、先端のワーク保持ツール（グリッパー）１４０をクランプ方向Ｙに沿って所定位置（前工程へリターン動作するための位置、アンクランプ位置）へ後退（退避）させる。

ステップｈ（図６の符号ｈ参照）では、各ワーク搬送装置（ロボット）１００のフィード装置１１０の第１キャリア１１１を、フィード用電動モータ１１２を所定方向（ステップｄのときとは逆方向）に回転させることでリターン方向（ワーク搬送方向上流側）に移動させ、先端のワーク保持ツール（グリッパー）１４０及びワークを前工程（上流工程）の金型位置（所定位置）まで移動（リターン）させる。

そして、本実施の形態では、ステップａ～hの動作を繰り返すことで、トランスファープレスマシン２の工程間（下型３ａ～３ｄ間）において、ワークを搬送する。
なお、ワーク搬送中心を挟んで対面配置されているワーク搬送装置（ロボット）１００はペアであるが、各工程毎に搬送経路は自由に設定することが可能である。

このように、本実施の形態では、フィードバーにワーク保持ツールを支持させて重量が嵩み長さも長いフィードバー全体を動かしてワークを搬送する従来の装置に対して、軽量かつコンパクトな構成のワーク搬送装置（ロボット）１００を複数備え、それらをフィード方向に延在されているビーム（フィード方向バー）１０上でそれぞれ別個独立（相互独立）に移動させることでワークを搬送するようにしたので、従来のようなワーク搬送速度が一定速度になるとフィードバー全体が共振してそれ以上ワークの搬送速度を上げられなくなるといったことがなく、ワークの搬送速度の高速化に貢献することができる。

加えて、軽量かつコンパクトな構成のワーク搬送装置（ロボット）１００によって、ワーク保持ツール１４０をフィード方向（Ｘ方向）、クランプ方向（Ｙ方向）、昇降方向（Ｚ方向）の３軸方向に移動させることができると共に、ワーク保持ツール１４０をＹ軸廻りに回転させることができるため、ワークの高速搬送に貢献しながら、ワーク保持ツール（ワーク保持装置）の位置や姿勢を、保持すべきワークの仕様（形状、サイズ、材質など）に合わせて所望に変更することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、ワークの高速搬送に貢献しながら、ワーク保持ツール（ワーク保持装置）の位置や姿勢を、保持すべきワークの仕様（形状、サイズ、材質など）や要求される搬送姿勢・搬送経路などに合わせて変更することができるトランスファープレスマシンのワーク搬送システム（ワーク搬送装置）を提供することができる。

なお、本実施の形態では、ワーク搬送方向（フィード方向）Ｘに沿って延在されるビーム（フィード方向バー）１０に、当該ビーム１０の延在方向に沿って移動可能にフィード装置１１０を載置し、このフィード装置１１０の本体（第１キャリア、フィード方向移動要素）１１１に対して上下方向（リフト・ダウン方向）Ｚに沿って移動可能に昇降装置１２０を載置し、この昇降装置１２０の本体（第２キャリア、昇降方向移動要素）１２１に対してクランプ方向（クランプ・アンクランプ方向）Ｙに沿って移動可能なクランプ装置１３０を載置し、このクランプ装置１３０のクランプ部品（第３キャリア、クランプ用移動要素）１３１の先端にワークを保持・解放可能なワーク保持ツール１４０を取り付る構成としたので、以下のような各種の作用効果を奏することができる。

（Ａ）ワークの仕様（形状、サイズなど）に応じたワーク保持ツールへの交換或いは位置や姿勢の調整作業が不要となる。
すなわち、本実施の形態によれば、各工程毎（ワーク毎）に配置されるワーク搬送装置（ロボット）１００は、各工程で成形されたワークの形状、金型位置などに合わせて、例えば、図７に示すように、それぞれワーク保持ツール（グリッパ）１４０の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ、チルト）を別個独立（相互独立）にそれぞれ任意に決める（変更する）ことができる。チルトはＹ軸廻りの回転（角度位置）である。

より詳しくは、従来のトランスファープレスのワーク搬送装置では、金型を変更するたびにワークの形状に見合ったツール（ワーク保持ツール）に変更をする必要がある。
すなわち、トランスファープレスはスライド内に複数の工程を持つため、工程分の金型と、プレス加工の進行により形状が異なるワークをそれぞれ保持できるようにトランスファーツールを交換することになる。
トランスファーツールは外段取り（図８参照）にてツール交換するが、ツールの数が多く交換作業に時間がかかる。
また、プレスマシンで成形する製品は多くありその製品分の金型とトランスファーツールをセットで保管する必要がある。このようなツールを保管するのにはスペースを必要とする。また、製品分のツールを製作するとコストがかかる。ツール交換を人が行うため、ツールの取り付け間違えでツール破損や金型破損が起きる。
これに対して、本実施の形態によれば、各ワーク搬送装置（ロボット）１００が別個独立（相互独立）に制御可能であるから、ワークの形状等に合わせて、各工程間の搬送モーション（ワークのセパレート、チルト等）を互いに異ならせるように自由に設定することができ、金型設計の自由度も向上させることができる。つまり、それぞれワーク保持ツール（グリッパー）１４０の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ、チルト）をそれぞれ独立して任意に決めることができるため、上述したような従来の問題を解決することができる。

（Ｂ）ワークの仕様変更に伴うシャフト状のクランプ部品（クランプ用移動要素）１３１の撓みの抑制に貢献可能である。
すなわち、図７（Ａ）に示すように、ワークＷの形状が比較的小さい場合（Ｙ方向の長さが短い場合）はワークＷ自体の重量が小さいので、シャフト状のクランプ部品（以下、シャフトとも称する）１３１の進行によりワークＷのグリップ位置とシャフト１３１の支点との距離が長くなってもシャフト１３１が撓むことは抑制される。
反対に、図７（Ｂ）に示すように、ワークＷの形状が比較的大きい場合（Ｙ方向の長さが長い場合）はワークＷ自体の重量が大きくなるが、シャフト１３１の後退によりワークＷのグリップ位置とシャフト１３１の支点との距離が短くなるので、この場合もシャフト１３１が撓むことは抑制される。
つまり、本実施の形態によれば、ワークＷの形状の大小（Ｙ方向の長さの長短）に拘わらず、シャフト１３１は自身の撓みが抑制されるような動作を行うので、シャフト１３１の直径を小さくすることも可能となる。それに伴ってグリッパー１４０を小型化できる可能性があるため、その結果として、第３キャリアと金型との干渉の可能性を低減することも可能になる。

（Ｃ）すべてのワーク搬送装置（ロボット）１００が、ワークのクランプ動作→上昇→搬送フィード→下降→アンクランプ→搬送リターン→クランプなどの一連の動作を別個独立（相互独立）に繰り返すことができる。
すなわち、すべてのワーク搬送装置（ロボット）１００は別個独立（相互独立）に各種動作を制御することが可能であり、そのために、ワーク搬送装置（ロボット）１００のそれぞれ搬送動作を同じ動作で同期させることができると共に、同じ動作でも非同期としたり、ワーク保持ツール（グリッパー）１４０の搬送経路（フィード時の経路、リターン時の経路）をそれぞれ異ならせたりすることも可能である。

（Ｄ）金型交換時におけるメリット
金型（上型３Ａ～３Ｄ、下型３ａ～３ｄ）を交換するときには、ムービングボルスタ４をＹ方向に移動させて、金型（上型３Ａ～３Ｄ、下型３ａ～３ｄ）をプレス２に対してＹ方向に出入りさせることで入れ替える（図８参照）が、このとき、本実施の形態に係るワーク搬送装置（ロボット）１００は、リフト量を大きく取れるように、昇降装置１２０をフィード装置１１０に載置する構成としたことで、金型と干渉しない位置（クリアランスＣが得られる高さ）まで上昇することができる（図８参照）。
これにより、金型交換作業をプレスマシン２の外部へ取り出して作業（外段取り）し易い場所で交換作業を行うことができ、以って金型交換作業を容易なものとすることができる。

なお、本実施の形態のように、ワーク搬送方向（フィード方向）Ｘに沿って延在されるビーム１０に対してフィード装置１１０を載置し、このフィード装置１１０に対して昇降装置１２０を載置し、この昇降装置１２０に対してクランプ装置１３０を載置し、このクランプ装置１３０に対してワーク保持ツール１４０を取り付けるレイアウト構成としたので、フィード方向への高速搬送を可能にしながら、各ストローク（フィード動作量、リフト動作量、クランプ動作量）を大きく取ることができる。これ以外のレイアウト、例えば、昇降装置１２０或いはクランプ装置１３０の一方を固定側（ライン基礎、本実施の形態のビーム１０に相当）に取り付けて最初の移動機構とし、その一方に他方或いはビーム１０及びフィード装置を載置する構成とした場合には、基端側（ライン基礎）から遠い位置に重量が嵩む移動機構が取り付けられることになるため、支持剛性を上げる必要などがあり、高速搬送には向かないと共に、各ストロークを長く取ることもレイアウト的に難しくなるが、本実施の形態のレイアウト構成によれば、フィード方向への高速搬送を可能にしながら、各ストローク（フィード動作量、リフト動作量、クランプ動作量）を大きく取ることができる。

（Ｅ）外段取り時におけるフィードバー損傷等のおそれを回避できる。
すなわち、従来のトランスファープレスマシンでは、図９に示すように、ムービングボルスタの両サイドにワーク搬送装置から取り外したフィードバーを載置するようにしていた。これは、金型の仕様に応じたワーク保持ツールの調整等が必要であるため、金型とフィードバー及びワーク保持ツールをセットで管理することが多いためである。外段取りにてムービングボルスタに対して金型を入れ替える作業を行う際に、金型を吊り上げる際などのクレーン作業ミスでフィードバーに当ててしまうといった事故があり、フィードバー落下や部品の破損などを招くおそれがあった。
これに対して、本実施の形態に係るトランスファーシステム１では、トランスファープレスマシン２のコラム等にビーム１０を固定的（一体的）に取り付けることができる構成であるため、従来のような金型交換作業中のクレーン作業ミスなどによるトラブルの発生をなくすことができる。これは、本実施の形態に係るワーク搬送装置１００は、金型（ワーク）の仕様等に合わせてワーク保持ツール（グリッパー）１４０の位置を制御により簡単に変更することができるため、従来のように金型（ワーク）の仕様に合わせてワーク保持ツールの位置や姿勢を個別に一個一個調整するという作業が必要ないため、ムービングボルスタとフィードバーとをセットで管理する必要がないことがその理由の一つである。

（Ｆ）スクラップシュートの設計自由を向上させることができる。
すなわち、図１０の右側に、従来のフィードバー全体をフィード方向に移動させてワーク搬送を行うタイプでは、フィードバーの設置位置が金型に比較的近くかつ断面が大きいなどのため、プレスによりワークから切り離される残材であるスクラップＳのシュート（排出）のルートが狭い範囲に制限されている。二本のフィードバーを互いに離間させることによりスクラップシュートとの接触を回避することもできるが、この場合、ワーク保持ツールを長くすることになるため、その分強度を増す必要が生じる。強度を増すためにワーク保持ツールの径を増すと、ワーク保持ツール自体の重量も工程数に比例して増加する。その結果、高速搬送には適さなくなってしまう。
このため、従来はスクラップシュートの設計自由度を向上させることができなかったが、図１０の左側に示す本実施の形態に係るトランスファーシステム１では、ビーム１０が下型から離れた位置に設置できると共に、細長いシャフト状のクランプ部品（クランプ用移動要素）１３１及びワーク保持ツール（グリッパー）１４０だけを金型やワークに接近させる構成としているため、スクラップシュートの設計自由を向上させることができる。

（Ｇ）対面するワーク搬送装置１００でクロスバー２００を保持することができる。
図１１に示すように、金型を挟んで対面するワーク搬送装置１００同士でパイプ形状のクロスバー２００（Ｙ方向に延在させたバーにワーク保持ツールを取り付けたもの）をグリッパー１４０により挟むように保持することができるため、このクロスバー２００にワークを保持させてワーク搬送方向Ｘにワークを搬送するクロスバー式の搬送も可能である。
なお、クロスバー式の搬送は、従来のフィードバー式トランスファーでも行っているが、フィードバータイプのクロスバートランスファーはフィードと昇降の２軸動作でありその動作の自由度が低かった。しかしながら、本実施の形態に係るワーク搬送装置１００によるロボット式のクロスバー搬送はフィード、昇降、シフト、チルトの４軸動作が可能であり、ワークの搬送自由度を高めることができる。

（Ｈ）電動モータ等への配線の取り回しが容易である。
本実施の形態のワーク搬送装置は、スクリューナット１３５、スプラインナット１３６、これらを回転駆動するスクリューナット用電動モータ１３４、スプラインナット用電動モータ１３７を第２キャリア１２１に固定配置する構成としたので、スクリューナット用電動モータ１３４、スプラインナット用電動モータ１３７への配線の可動部を最小限に抑えることができ、以って配線の取り回しが容易であると共に可動部が少ないため配線の破損などを抑制することに貢献可能である。

（Ｉ）高速で安定したワーク搬送を行うことができる。
本実施の形態のワーク搬送装置は、スクリューナット１３５、スプラインナット１３６、これらを回転駆動するスクリューナット用電動モータ１３４、スプラインナット用電動モータ１３７を第２キャリア１２１に固定配置する構成としたので、シャフト状のクランプ部品（クランプ用移動要素）１３１が駆動用の電動モータなどの重量の嵩む物を支持する必要がなく、クランプ部品（クランプ用移動要素）１３１はワークを保持、搬送する程度のシャフト剛性の断面（径）を有すれば良い。従って、本実施の形態に係る構成によれば、運動エネルギーが小さく、駆動用の電動モータの容量小さくすることができ、装置の軽量、コンパクト化を図ることができる。また、クランプ部品（クランプ用移動要素）１３１のたわみも少ないため、高速で安定したワーク搬送を行うことにも大きく貢献することができる。

（Ｊ）ワーク搬送方向（Ｘ方向）にコンパクトなワーク搬送装置を提供することができる（図２参照）。
これにより、隣り合うワーク搬送装置１００の動作（可動）領域を大きく確保することができる。

（Ｋ）昇降方向（Ｚ方向）にコンパクトなワーク搬送装置（特に、クランプ装置）を提供することができる。
本実施の形態では、二つの電動モータ１３４及び１３７を、クランプ装置１３０の左右両側に配置しているので、ムービングボルスタと共に金型の移動（搬入・搬出）に支障をきたすことがないように空間を確保することができる。
また、本実施の形態のように、ワーク搬送装置１００（特に昇降装置１２０）の下面（下側）から下方に大きく突き出すような電動モータ等のサイズの大きな部品を取り付けない構成とすることで、一層、前記空間を大きく確保することができる。

（Ｌ）ワークを保持する位置が、ワークを挟んで対面する（左右の）ワーク搬送装置１００で異なる場合であっても自由なワーク搬送姿勢を取りながらワークを搬送することができる。
すなわち、図１２に示すように、ワークＷを保持する位置が、左右のワーク搬送装置１００Ａ，１００Ｂで異なる場合でも、本実施の形態に係るワーク搬送装置１００（１００Ａ，１００Ｂ）では、それぞれのワーク保持ツール（グリッパー）１４０の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ、チルト）を別個独立にそれぞれ任意に決める（変更する）ことができるため、良好にワークをピックアップして保持することができる。
ところで、本実施の形態に係るワーク搬送装置１００（１００Ａ，１００Ｂ）では、ワークＷをＹ軸廻りに回転させながら後工程（次工程）へ搬送することができるが、図１７に示すように、左右のワーク搬送装置１００Ａ，１００ＢのワークＷの保持位置がそのＹ軸方向の回転中心Ａと一致している場合（同軸上である場合）には、左右のワーク搬送装置１００Ａ，１００Ｂのクランプ部品１３１を相互に逆方向に（面対称で）その長軸（Ｙ軸）（回転中心Ａ）廻りに回転させることで、図１７に示したような態様で、ワークＷを回転させながら搬送（次工程の金型にワークＷを裏返した状態で供給）することができる。
しかしながら、図１２に示したように、ワークＷの形状が複雑で、左右のワーク搬送装置１００Ａ，１００ＢのワークＷの保持位置が同軸上に無い場合には、従来の装置では、ワークＷをＹ軸廻りに回転させながら（裏返しながら）次工程（下流工程）へ搬送することはできなかったが、本実施の形態では、左右のワーク搬送装置１００Ａ、１００Ｂが別個独立（相互独立）に制御可能であるから、ワークＷの回転中心（仮想回転軸）ＶＡから左右の保持位置（左右のそれぞれのクランプ部品１３１）までの各偏差（Ｘ方向偏差，Ｙ方向偏差，Ｚ方向偏差）に応じて、ワークＷの回転中心（仮想回転軸）ＶＡ廻りにワークＷを回転させることができるように、回転角度位置の変化に伴う前記各偏差の変化に応じて、左右の保持位置（左右のそれぞれのクランプ部品１３１）のＸ方向位置、Ｙ方向位置、Ｚ方向位置を適切に制御することが可能であり、従って、かかる場合においても、本実施の形態によれば、ワークＷを裏返しながら次工程（下流工程）へ搬送することが可能である（図１１～図１６参照）。

以上で説明したように、本実施の形態によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、ワークの高速搬送に貢献しながら、ワーク保持ツール（ワーク保持装置）の位置や姿勢を、保持すべきワークの仕様（形状、サイズなど）や要求される搬送姿勢・搬送経路などに合わせて変更することができるトランスファープレスマシンのワーク搬送システム（ワーク搬送装置）を提供することができる。

なお、本実施の形態では、図１、図６、図７、図１１～図１７などにおいて、２台のワーク搬送装置（ロボット）１００を、ワーク（金型、工程）を挟んで対面させて配設し、この２台のワーク搬送装置（ロボット）１００が協働してワークを搬送する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、どちらか一方のワーク搬送装置（ロボット）１００によりワークを保持して搬送する場合、２台のワーク搬送装置（ロボット）１００が別個のワークをそれぞれ保持して搬送するような場合でも、本発明は適用可能である。

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 トランスファープレスマシンのワーク搬送システム
２ トランスファープレスマシン
２Ａ，２Ａ（２Ｂ，２Ｂ） コラム
４ ムービングボルスタ
１０ ビーム（フィード方向バー）
１００ ワーク搬送装置（ロボット）
１１０ フィード装置
１１１ 第１キャリア（フィード方向移動要素）
１１２ フィード用電動モータ
１２０ 昇降装置
１２１ 第２キャリア（昇降方向移動要素）
１２５ 昇降用電動モータ
１３０ クランプ装置
１３１ 第３キャリア（クランプ部品、クランプ用移動要素）
１３２ 外周らせん状溝（ねじ溝）
１３３ スクリューナット（ねじ溝用ナット、ボールねじナット）
１３４ スクリューナット用電動モータ
１３５ 外周スプライン溝（直線溝）
１３６ スプラインナット（ボールスプラインナット）
１３７ スプラインナット用電動モータ
１４０ ワーク保持ツール
３００ 制御装置
５０２Ａ スクリュー用ボール
５０２Ｂ スプライン用ボール
５０６ 内周スプライン溝
５０７ 内周らせん状溝
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. トランスファープレスマシンのワーク搬送システムであって、
   プレスマシンのコラムに対して略一体的にワークのフィード方向に延在されるビームと、
   このビームに支持される複数のワーク搬送装置と、
   を含んで構成され、
   それぞれのワーク搬送装置は、
   ビームに対してフィード方向に沿って相対移動可能な第１キャリアを含んで構成され、該第１キャリアに備えられるフィード用駆動源により当該第１キャリアの前記相対移動を制御するフィード装置と、
   前記第１キャリアに取り付けられ、前記第１キャリアに対して昇降方向に相対移動可能な第２キャリアを含んで構成され、該第２キャリアに備えられる昇降用駆動源により当該第２キャリアの前記相対移動を制御する昇降装置と、
   前記第２キャリアの下端側に支持され、前記第２キャリアに対してワークをクランプするクランプ方向に相対移動可能な第３キャリアを含んで構成され、該第２キャリアに備えられるクランプ用駆動源により当該第３キャリアの前記相対移動を制御するクランプ装置と、
   前記第３キャリアの先端に支持され、ワークを保持・解放可能な少なくとも一つのワーク保持ツールと、
   が備えられ、
   当該それぞれのワーク搬送装置は、前記フィード装置のフィード用駆動源によるフィード方向に沿った第１キャリアの移動と、前記昇降装置の昇降用駆動源による昇降方向に関する第２キャリアの移動と、前記クランプ装置のクランプ用駆動源によるクランプ方向に沿った第３キャリアの移動と、を、それぞれ別個独立に制御してそれぞれワークを搬送する
   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システム。
2. 前記第３キャリアは、シャフト状部材であって、その長軸方向がクランプ方向に沿って延在されることを特徴とする請求項１に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送システム。
3. 前記シャフト状部材の外周に外周らせん状溝が刻設され、
   前記クランプ装置は、
   前記外周らせん状溝とスクリュー用ボールを介して係合する内周らせん状溝を含んで構成されるスクリューナットと、該スクリューナットを回転駆動するスクリューナット用電動モータと、を備え、
   前記スクリューナット用電動モータを回転駆動することで前記スクリューナットを所定方向に回転させて、前記シャフト状部材を前記第２キャリアに対してクランプ方向に沿って相対移動させることを特徴とする請求項２に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送システム。
4. 前記シャフト状部材の外周に長軸方向に延在される外周スプライン溝が刻設され、
   前記クランプ装置は、
   前記外周スプライン溝とスプライン用ボールを介して係合する内周スプライン溝を含んで構成されるスプラインナットと、該スプラインナットを回転駆動するスプラインナット用電動モータと、を備え、
   前記スプラインナット用電動モータを回転駆動することで前記スプラインナットを所定方向に回転させて、前記シャフト状部材を前記第２キャリアに対して長軸廻りに相対回転させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送システム。
5. 前記シャフト状部材の外周に外周らせん状溝と、長軸方向に延在される外周スプライン溝と、が刻設され、
   前記クランプ装置は、
   前記外周らせん状溝とスクリュー用ボールを介して係合する内周らせん状溝を含んで構成されるスクリューナットと、該スクリューナットを回転駆動するスクリューナット用電動モータと、を備えると共に、
   前記外周スプライン溝とスプライン用ボールを介して係合する内周スプライン溝を含んで構成されるスプラインナットと、該スプラインナットを回転駆動するスプラインナット用電動モータと、を備え、
   前記スプラインナット用電動モータを回転駆動することで前記スプラインナットを所定方向に回転させて、前記シャフト状部材を前記第２キャリアに対して長軸廻りに相対回転させる際に、
   当該長軸廻りの相対回転に伴い生じる前記シャフト状部材の前記第２キャリアに対するクランプ方向への移動を、前記スクリューナット用電動モータを回転駆動して前記スクリューナットを所定方向に回転させることで吸収することを特徴とする請求項２に記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送システム。
6. 前記ビームのワーク搬送中心を挟んで反対側に他のビームが備えられ、当該他のビームに前記複数のワーク搬送装置と同様の複数のワーク搬送装置がワーク搬送中心を挟んで対面配置されることを特徴とする請求項１～請求項５の何れか一つに記載のトランスファープレスマシンのワーク搬送システム。
   

Images