(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム軸線方向に加圧動作するロボットアーム（１５，１７）の先端部に装着されるプレス加工ロボット用成形ツールにおいて、
前記ロボットアーム（１５，１７）の先端部に接続装着され、前記ロボットアーム（１５，１７）の中心軸線（Ｒ）と整合する位置に設けられて前記ロボットアーム（１５，１７）の加圧動作による軸力を与えられるストライカ部材（６５）を有するベースブロック部材（５１）と、
前記ベースブロック部材（５１）に、前記アーム軸線と平行な軸線周りに回転可能に装着され、自身の回転中心周りに複数個の金型を各々前記アーム軸線方向に移動可能に保持するタレットディスク（８９）と、
前記タレットディスク（８９）を分割回転駆動し、前記タレットディスク（８９）によって保持されている金型の一つを前記ストライカ部材（６５）と整合する動作位置に位置せしめるタレットディスク回転駆動手段（９５）と、
前記タレットディスク（８９）の外周囲に位置し、前記各金型に備えたピン（１３７）が係合するツールポジショナ溝（１３５）を内周面に備え、かつ前記動作位置に対応するＣ点位置において、前記金型が前記アーム軸線方向に移動できるように軸方向延在部（１３５ａ）を前記ツールポジショナ溝（１３５）に有するリング部材（１０３）と、
を有していることを特徴とするプレス加工ロボット用成形ツール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プレス加工ロボット用成形ツールに関し、特にパンチ、ダイなどの金型を使用してパンチング、バーリング、カウンタシンクなどのプレス加工を行うロボットにエンドエフェクタとして装着される成形ツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パンチ、ダイなどの金型を使用してパンチング、バーリング、カウンタシンクなどのプレス加工を行うことができるプレス加工ロボットは特開平６−５５２号公報に示されている。
【０００３】
このプレス加工ロボットは、流体圧シリンダ装置などによりアーム軸線方向に加圧動作するロボットアームを有し、そのロボットアームの先端部に金型が装着され、ロボットアームのアーム軸線方向の加圧動作によりプレス加工を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如きプレス加工ロボットにおいては、ロボットアームの先端部に、当該ロボットアームの加圧動作とは無関係な中立部分が存在しないため、タレットパンチプレス機械における金型保持タレットディスクに相当するタレット式のツールホルダをロボットアームの先端部に設けることが難しい。
【０００５】
このため従来は、ロボットアームの先端部には、単一の金型しか装着されず、複数個の金型を選択使用する場合には、別途、金型マガジンなどを設け、他の金型を使用する度に工具交換を行う必要がある。
【０００６】
本発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、複数個の金型を保持し、その各金型により工具交換を必要とすることなく複数種類のプレス加工が行われるようにするマルチ成形ツール式のプレス加工ロボット用成形ツールを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述のごとき目的を達成するために、本発明は、アーム軸線方向に加圧動作するロボットアームの先端部に装着されるプレス加工ロボット用成形ツールにおいて、前記ロボットアームの先端部に接続装着され、前記ロボットアームの中心軸線と整合する位置に設けられて前記ロボットアームの加圧動作による軸力を与えられるストライカ部材を有するベースブロック部材と、前記ベースブロック部材に、前記アーム軸線と平行な軸線周りに回転可能に装着され、自身の回転中心周りに複数個の金型を各々前記アーム軸線方向に移動可能に保持するタレットディスクと、前記タレットディスクを分割回転駆動し、前記タレットディスクによって保持されている金型の一つを前記ストライカ部材と整合する動作位置に位置せしめるタレットディスク回転駆動手段と、前記タレットディスクの外周囲に位置し、前記各金型に備えたピンが係合するツールポジショナ溝を内周面に備え、かつ前記動作位置に対応するＣ点位置において、前記金型が前記アーム軸線方向に移動できるように軸方向延在部を前記ツールポジショナ溝に有するリング部材と、 を有していることを特徴とするものである。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図２５は本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールを使用されるプレス加工ロボットによるプレス加工システムの一例を示している。
【００１３】
プレス加工ロボット１はＹ軸方向に所定間隔をおいて互いに平行に固定配置された一対のＸ軸リニアガイド部材３、５に案内されてＸ軸方向に移動可能な門形のＸ軸移動体７を有している。Ｘ軸移動体７はＸ軸モータ９によりＸ軸方向に駆動される。
【００１４】
Ｘ軸移動体７の左右の垂直コラム１１、１３は各々ロボットアーム１５、１７がＺ軸方向に移動可能に設けられている。なお、ロボットアーム１５と１７は互いに同一構造のものであり、これより以降、ロボットアーム１５と１７に関係する構成については、ロボットアーム１５のものと１７のものとで、同一符号により説明する。
【００１５】
ロボットアーム１５と１７は、Ｙ軸方向に水平に延在して互いに対向しており、各々垂直コラム１１、１３に係合して上下方向に移動可能なアーム基体１９を有している。アーム基体１９は垂直コラム１１、１３の各々の頂部に取り付けられたＺ軸モータ２１によりＺ軸方向に駆動される。
【００１６】
アーム基体１９には可動アーム部材２３がＹ軸方向に摺動可能に係合しており、可動アーム部材２３はＹ軸モータ２５にＹ軸方向へ駆動される。
【００１７】
可動アーム部材２３の先端部には流体圧シリンダ装置等による加工圧発生用アクチュエータ２７が取り付けられている。加工圧発生用アクチュエータ２７はＹ軸方向に移動可能なプランジャ部２９を有しており、プランジャ部２９にツールプレート３１（図１参照）を介してプレス加工ロボット用の成形ツール３３が取り付けられている。ツールプレート３１がＡＴＣ用ツールホルダであれば、成形ツール３３の交換が可能であり、複数種類の成形ツール３３が工具マガシンにストックされていればよい。
【００１８】
Ｘ軸リニアガイド部材３と５との間のＹ軸方向の中央部にはＸ軸方向にワークホルダ案内用Ｘ軸リニアガイドレール３５が脚体３７により所定の高さ位置にて水平に設けられている。
【００１９】
ワークホルダ案内用Ｘ軸リニアガイドレール３５にはワーク支持走行体３９がＸ軸方向に移動可能に跨座式に係合している。
【００２０】
ワーク支持走行体３９には四角枠状のワーク支持枠体４１が垂直に設けられており、ワーク支持枠体４１は板状の被加工物ＷをＸ座標軸とＺ座標軸とにより規定される垂直な座標平面に沿って交換可能に支持する。
【００２１】
次に図１〜図５を参照して成形ツール３３の第一実施例について説明する。
図１、図２において上下二つの成形ツール３３は上述の左右のロボットアーム１５、１７の各々の先端部にあるプランジャ部２９に装着されるものであり、図にて上側がパンチ用で、下側がダイ用である。
【００２２】
パンチ用の成形ツール３３とダイ用の成形ツール３３とは、保持する金型が異なるためにサイズが異なっているが、構成は上下関係が反転しているだけで相互に実質的には同一である。従って、パンチ用の成形ツール３３とダイ用の成形ツール３３とで相互に同一の部分には同一の符号を付し、同一部分についてはパンチ用の成形ツール３３の構成説明によってダイ用の成形ツール３３の構成説明は省略する。
【００２３】
成形ツール３３はベースブロック部材５１を有しており、ベースブロック部材５１は、ツールプレート３１によりプランジャ部２９に固定接続された基部側ブロック部材５３と、固定装着されたスプラインスリーブ５５によって基部側ブロック部材５３のスプライン軸部５７にアーム軸線方向（Ｙ軸方向）に変位可能に係合したディスク支持ブロック部材５９とにより構成されている。
【００２４】
基部側ブロック部材５３とディスク支持ブロック部材５９とは、ショルダボルト６１によって相互に接続され、圧縮コイルばね６３により互いに離れる方向へ付勢されている。
【００２５】
基部側ブロック部材５３は、ロボットアーム１５の中心軸線Ｒと同一軸線上にてストライカ部材６５をキー６７によるキー係合状態にてアーム軸線方向に移動可能に支持している。ストライカ部材６５の先端にはＴ形スロット６９を有する係合子７１が固定されている。
【００２６】
ストライカ部材６５には基部側ブロック部材５３にスライド可能に設けられた楔状の板カム７３が係合している。板カム７３は基部側ブロック部材５３に搭載されたカム駆動アクチュエータ７５により往復駆動され、ストライカ部材６５を図示されている初期位置より所定ストロークＳｏだけ前進移動させる。
【００２７】
ストライカ部材６５の頭部には、ねじ７７によってばねリテーナ７９が取付けられており、ばねリテーナ７９と基部側ブロック部材５３との間にはストライカ部材６５を初期位置へ向けて付勢する圧縮コイルばね８１が取付けられている。
【００２８】
ディスク支持ブロック部材５９はロボットアーム１５の中心軸線Ｒより一方側に所定量変位した位置にてアーム軸線方向に平行に延在するディスク支持軸８３を軸受け８５によって回転可能に支持している。
【００２９】
ディスク支持軸８３はキー８７によってタレットディスク８９をディスク支持ブロック部材５９の先端側にて固定支持している。タレットディスク８９には、ディスク支持軸８３の中心軸線周りに複数個、この実施例では８個の金型保持孔９１が円周方向に等間隔をおいて形成されており、その金型保持孔９１の各々にパンチアッシー１１１、あるいはダイアッシー１５１が交換可能に装着されている。
【００３０】
タレットディスク８９の金型保持孔９１の一つは、ディスク支持軸８３を回転中心としたタレットディスク８９の分割回転によってロボットアーム１５の中心軸線Ｒと同一軸線上に位置し、パンチアッシー１１１をストライカ部材６５と整合する動作位置ａに位置させる。
【００３１】
ディスク支持軸８３は、ディスク支持ブロック部材５９に搭載されたサーボモータ９５とベベル歯車９７、９９によって駆動連結され、サーボモータ９５により回転駆動されてタレットディスク８９を分割回転駆動する。
【００３２】
ディスク支持ブロック部材５９の先端側にはボルト１０１によってタレットディスク８９の外周囲に位置するリング部材１０３が固定されており、リング部材１０３にはタレットディスク８９の外周面に各金型保持孔９１と対応して設けられたロケーションブッシュ１０５に係合してタレットディスク８９の分割回転の割り出し位置決めを行うショットピン１０７とショットピン１０７を進退させるショットピン用アクチュエータ１０９とが設けられている。
【００３３】
パンチアッシー１１１は、金型保持孔９１に軸線方向（アーム軸線方向）に摺動可能に嵌合するストリッパスリーブ１１３と、ストリッパスリーブ１１３内に軸線方向に摺動可能に嵌合したパンチ１１５と、パンチ１１５のシャンク部１１７の先端にねじ止めされたヘッド部材１１９とを有し、パンチ１１５はヘッド部材１１９に係合したばねリテーナ１２１とストリッパスリーブ１１３に固定装着されたばねリテーナ１２３との間に設けられた圧縮コイルばね１２５のばね力により図１にて上方へ、即ち肩部がばねリテーナ１２３に当接する初期位置へ向けて付勢されている。ヘッド部材１１９にはＴ形キャップ１２７が固定装着されており、Ｔ形キャップ１２７は、パンチアッシー１１１が前記動作位置ａに位置することにより係合子６５のＴ形スロット６９に係脱可能に係合し、パンチ１１５とストライカ部材６５とを接続する。
【００３４】
タレットディスク８９には各金型保持孔９１毎にストリッパスリーブ１１３の外周面に形成されたキー溝１２９に係合するガイドキー１３１が固定装着されている。
【００３５】
リング部材１０３の内周面にはツールポジショナ溝１３５が形成され、ストリッパスリーブ１１３にはツールポジショナ溝１３５に係合するピン１３７が取り付けられている。図５はツールポジショナ溝１３５の展開図であり、ツールポジショナ溝１３５は、前記動作位置ａに対応するＣ点位置ではストリッパスリーブ１１３が所定ストロークＳｏだけ軸線方向に移動できるように軸線方向延在部１３５ａを有し、他の部分１３５ｂではストリッパスリーブ１１３の軸線方向移動を禁止してストリッパスリーブ１１３を初期位置に保持すべくピン１３７の直径に相当する溝幅の周溝になっている。
【００３６】
ツールポジショナ溝１３５はＣ点位置より両方向へ１０５度回転変位したＢ点位置とＤ点位置においてはピン出入用溝１３９によってリング部材１０３の上面に開口している。このＢ点位置とＤ点位置は金型交換位置であり、この金型交換位置におけるリング部材１０３の上面にはピン出入用溝１３９を開閉するロックプレート１４１が設けられている。ロックプレート１４１は図示されているようにピン出入用溝１３９を塞ぐロック位置より駒１４３の中央部にあるボールプランジャ１４５に抗して図２にて左側へスライドされることによりピン出入用溝１３９を開放するアンロック位置に位置する。
【００３７】
ダイアッシー１５１は、金型保持孔９１に軸線方向に摺動可能に嵌合するストリッパスリーブ（ダイホルダ）１５３と、ストリッパスリーブ１５３に固定装着されたダイ１５５とを有し、ストリッパスリーブ１５３にＴ形スロット１５７が形成されている。
【００３８】
ダイ用の成形ツール３３の係合子７１はＴ形スロット６９に代えてＴ形突起１５９が形成されており、ダイアッシー１５１のＴ形スロット１５７は、ダイアッシー１５１が前記動作位置ａに位置することにより係合子６５のＴ形突起１５９に係脱可能に係合し、ダイアッシー１５１とストライカ部材６５とを接続する。
【００３９】
ストリッパスリーブ１５３の外周面には、タレットディスク８９に取り付けられたガイドキー１３１と係合するキー溝１６１が形成されていると共に、ツールポジショナ溝１３５に係合するピン１６３が取り付けられている。
【００４０】
次に上述の如き構成よりなる成形ツール３３の動作について説明する。
【００４１】
ツール選定に際しては、ＮＣ指令によりパンチ用とダイ用の各々の成形ツール３３のサーボモータ９５が駆動され、タレットディスク８９が分割回転する。
【００４２】
これにより選定されたパンチアッシー１１１とダイアッシー１５１とが各々ロボットアーム１５の中心軸線Ｒに整合する動作位置ａに位置し、動作位置ａにてパンチアッシー１１１のＴ形キャップ１２７が係合子６５のＴ形スロット６９に係合してパンチ１１５とストライカ部材６５とが接続され、またダイアッシー１５１のＴ形スロット１５７が係合子６５のＴ形突起１５９に係合してダイアッシー１５１とストライカ部材６５とが接続される。
【００４３】
このタレットディスク８９の分割回転過程において、パンチアッシー１１１とダイアッシー１５１は各々ピン１３７、１６３とツールポジショナ溝１３５の周溝部１３５ｂとの係合関係により軸線方向へ移動することなく初期位置に位置している状態を保ち、動作位置ａに位置したパンチアッシー１１１とダイアッシー１５１は係合子６５との係合により初期位置に位置している状態を保つ。
【００４４】
なお、パンチアッシー１１１とダイアッシー１５１を各々ロボットアーム１５の中心軸線Ｒに整合する動作位置ａに正確に位置決めすることは、ショットピン１０７がタレットディスク８９のロケーションブッシュ１０５に係合することにより行われる。
【００４５】
加工に際しては、先ずパンチ用とダイ用の各々の成形ツール３３のカム駆動アクチュエータ７５によって板カム７３を駆動し、ストライカ部材６５をベースブロック部材５１に対して所定ストロークＳｏだけ前進移動させる。このストライカ部材６５の前進移動によってパンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１の全体が各々所定ストロークＳｏだけタレットディスク８９に対して前進移動する。
【００４６】
これによりピン１３７、１６３がツールポジショナ溝１３５の軸方向延在部１３５ａを移動し、パンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１のストリッパスリーブ１１３、１５３、ダイ１５５が各々タレットディスク８９の先端面より前方へ所定ストロークＳｏだけ突出する。
【００４７】
左右のロボットアーム１５、１７の各々の可動アーム部材２３がＹ軸モータ２５により前進駆動されることにより（図２５参照）、パンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１の全体が前進移動し、ストリッパスリーブ１１３、ダイ１５５が各々被加工物Ｗの表裏両面に当接し、被加工物Ｗを両側より挟むようになる。これによりストリッパスリーブ１１３、ダイ１５５のそれ以上の前進移動が拘束される。
【００４８】
この後にロボットアーム１５の加工圧発生用アクチュエータ２７によってプランジャ部２９が所定ストロークＳｏより小さい所定の加工ストロークＳａだけ前進することにより、動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１のストリッパスリーブ１１３を除いてパンチ用の成形ツール３３の全体が動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１の圧縮コイルばね１２５を撓ませながら、加工ストロークＳａだけ前進移動する。この前進移動によってパンチ１１５は、ストリッパスリーブ１１３より突出し、ダイ１５５と共働して被加工物Ｗにプレス加工を施こす。
【００４９】
加工ストロークＳａは所定ストロークＳｏより短いことにより、プレス加工時に、タレットディスク８９の先端面と被加工物Ｗとの間には、Ｓｏ−Ｓａの大きさに相当する空隙が残り、タレットディスク８９が被加工物Ｗに既に加工されている成形加工部を押し潰すことがない。
【００５０】
なお、被加工物Ｗのダイ用の成形ツール３３側に既に加工されている成形加工部がなく、成形ツール３３が成形加工部を押し潰す虞れがない場合には、板カム７３によってダイアッシー１５１を前進移動させる必要はない。
【００５１】
金型交換に際して、取り外すパンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１をサーボモータ９５によるタレットディスク８９の分割回転駆動によって上述の金型交換位置に位置させ、ロックプレート１４１をアンロック位置に位置させてピン出入用溝１３９を開放し、ピン１３７、１６３を各々ピン出入用溝１３９より抜き出すようにしてパンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１の全体をタレットディスク８９の金型保持孔９１より抜き出す。この後に新しいパンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１のピン１３７、１６３を各々ピン出入用溝１３９に整合させてパンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１の全体をタレットディスク８９の金型保持孔９１よりはめ込み、ロックプレート１４１をロック位置に戻してピン出入用溝１３９を塞ぐ。
【００５２】
なお、通常の使用下では圧縮コイルばね６３は、撓むことはなく、誤動作によって成形ツール３３に所定値以上の荷重が作用した場合にバッファばねとして破壊防止のために撓むものである。従って圧縮コイルばね６３のセット荷重はストリッパスリーブ１１３、１５３の外周面とタレットディスク８９の金型保持孔９１との摺動抵抗より充分に大きい値に設定されている。
【００５３】
上述のような安全対策が必要でない場合には、ベースブロック部材５１は、基部側ブロック部材５３とディスク支持ブロック５９とに分割される必要はなく、図６に示されているように、１ブロックにより構成され、圧縮コイルばね６３などは省略されてよい。
【００５４】
図７〜図１０は成形ツール３３の第二実施例を示している。尚、図７〜図１０に於いて、図１〜図６に対応する部分は図１〜図６に付した符号と同一の符号により示されている。
【００５５】
この実施例においては、ストライカ部材６５がＴ形に形成され、ヘッド部６５ａをツールプレート３１を介してプランジャ２９に整合状態にて固定接続されている。
【００５６】
ストライカ部材６５のヘッド部６５ａとベースブロック部材５１とは、ショルダボルト１７１によって相互に接続され、圧縮コイルばねによるリフタばね１７３により互いに離れる方向へ付勢されている。
【００５７】
リング部材１０３にはリングスペーサ１７５が固定装着されている。リングスペーサ１７５はタレットディスク８９の先端面前方にて動作位置ａに位置している金型保持孔９１と同心で、ストリッパスリーブ１１３より大径の内径で、所定の軸線方向幅を有するリング部１７７を有している。
【００５８】
この実施例においては、左右のロボットアーム１５、１７の各々の可動アーム部材２３がＹ軸モータ２５により前進駆動されることにより、パンチアッシー１１１、ダイアッシー１５１の全体が前進移動し、リングスペーサ１７５のリング部１７７とダイ１５５が各々被加工物Ｗの表裏両面に当接し、被加工物Ｗを両側より挟むようになる。これによりベースブロック部材５１とタレットディスク８９のそれ以上の前進移動が拘束される。
【００５９】
この後にロボットアーム１５の加工圧発生用アクチュエータ２７によってプランジャ部２９が前進することにより、ストライカ部材６５がリフトばね１７３のばね力に抗してベースブロック部材５１に対して前進移動し、この前進移動によってパンチアッシー１１１の全体が前進移動する。この前進移動によってストリッパスリーブ１１３が被加工物Ｗに当接し、ストリッパスリーブ１１３のそれ以上の前進移動が拘束される。
【００６０】
これより更にプランジャ部２９、ストライカ部材６５が前進することにより、パンチ１１５が、圧縮コイルばね１２５を撓ませつつ前進移動してストリッパスリーブ１１３より突出し、ダイ１５５と共働して被加工物Ｗにプレス加工を施こす。
【００６１】
この場合にはプレス加工時に、タレットディスク８９の先端面と被加工物Ｗとの間には、リングスペーサ１７５のリング部１７７の軸線方向幅に相当する大きさの空隙が残り、タレットディスク８９が被加工物Ｗに既に加工されている成形加工部を押し潰すことがない。
【００６２】
この実施例においては、ストライカ部材６５のベースブロック部材５１に対する摺動抵抗などが低抵抗にされることにより、リフトばね１７３のばね定数は充分に低く設定することが可能であり、このことにより、ベースブロック部材５１、ディスク支持軸８３、軸受け８５、タレットディスク８９などに大きい曲げモーメントが作用することがなく、これらの変形の問題を生じることはない。
【００６３】
またストライカ部材６５のヘッド部６５ａとベースブロック部材５１との間の間隙が充分大きく設定されていることにより、ベースブロック部材５１に過荷重が作用することがなく、加工プログラムミスなどによって誤動作しても使用金型の破損のみで、全体が破損することが回避される。
【００６４】
なお、第二実施例におけるツールの選定、金型交換は、上述の第一実施例におけるそれと同様に行われるから、その説明は省略する。
【００６５】
また第二実施例の構造は、図１１に示されているように、ダイ用の成形ツール３３にも同様に適用されてもよく、この場合には、パンチ側とダイ側の両側にカウンタシンクなどの成形加工部がある被加工物Ｗのプレス加工が干渉を生じることがなく行われる。
【００６６】
この場合には、パンチ用とダイ用の成形ツール３３の双方のリングスペーサ１７５のリング部１７７が互いに同心で、リフトばね１７３のばね定数、パンチアッシー１１１とダイアッシー１５１の前進移動速度、ストロークが互いに同一であることにより、被加工物Ｗを変形させることはない。
【００６７】
図１２〜図１７は成形ツール３３の第三実施例を示している。尚、図１２〜図１７に於いても、図１〜図６に対応する部分は図１〜図６に付した符号と同一の符号により示されている。
【００６８】
この実施例においては、ストライカ部材６５がロボットアーム１５の中心軸線Ｒと同心位置におけるベースブロック部材５１の天井面部に固定装着されている。
【００６９】
図１６に示されているように、ツールポジショナ溝１３５は、Ｃ点位置に対して図にて左右対称であり、動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１を除く他のパンチアッシー１１１のピン１３７が係合するＥ−Ｂ−Ａ−Ｄ−Ｆ区間は傾斜角０度の周溝部１３５ｂとされ、Ｅ点位置とＦ点位置の各々よりＣ点位置の少し手前のＧ点位置、Ｈ点位置に至るＥ−ＧおよびＦ−Ｈ区間を各々軸線方向前方へ急傾斜した傾斜部１３５ｃとされ、Ｇ−Ｈ区間で周溝部１３５ｂより所定ストロークＳｏだけ軸線方向前方へ変位した傾斜角０度の周溝部１３５ｄとされ、Ｃ点位置にて所定ストロークＳｏだけ第一実施例のそれとは逆方向に延在する垂直延在部１３５ａが周溝部１３５ｄと接続している。
【００７０】
この実施例では、ツール選定に際して、サーボモータ９５によりタレットディスク８９が分割回転され、選定されたパンチアッシー１１１がロボットアーム１５の中心軸線Ｒに整合する動作位置ａへ移動する過程にて、そのパンチアッシー１１１のピン１３７がツールポジショナ溝１３５内を進行し、ピン１３７とツールポジショナ溝１３５との係合位置が周溝部１３５ｂより傾斜部１３５ｃを経て周溝部１３５ｄへ移行することにより、溝カム式にパンチアッシー１１１の全体が所定ストロークＳｏだけタレットディスク８９に対して前進移動する。
【００７１】
これにより動作位置ａにおいて、パンチアッシー１１１のストリッパスリーブ１１３がタレットディスク８９の先端面より前方へ所定ストロークＳｏだけ突出する。
【００７２】
選定されたパンチアッシー１１１が動作位置ａに位置すると、図１７（ａ）に示されているように、これのヘッド部材１１９が微小間隙Ｓｂをおいてストライカ部材６５と対向する。この微小間隙Ｓｂはパンチアッシー１１１の寸法誤差によりヘッド部材１１９とストライカ部材６５とが干渉することを避けるために設定されている。
【００７３】
なお、動作位置ａ以外にあるパンチアッシー１１１は、ピン１３７とツールポジショナ溝１３５の周溝部１３５ｂとの係合関係により初期位置に位置し、タレットディスク８９の先端面より前方へ突出することはない。
【００７４】
加工に際しては、左右のロボットアーム１５、１７の各々の可動アーム部材２３がＹ軸モータ２５により前進駆動されることにより（図２５参照）、パンチアッシー１１１の全体が前進移動し、ストリッパスリーブ１１３が被加工物Ｗに当接し、被加工物Ｗをダイ１１５とで両側より挟むようになる。これによりストリッパスリーブ１１３のそれ以上の前進移動が拘束される。
【００７５】
この後にロボットアーム１５の加工圧発生用アクチュエータ２７によってプランジャ部２９が所定ストロークＳｏより小さい所定ストロークＳｃだけ前進することにより、動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１のストリッパスリーブ１１３を除いてパンチ用の成形ツール３３の全体が動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１の圧縮コイルばね１２５を撓ませながら、加工ストロークＳａだけ前進移動する。この前進移動によってパンチ１１５は、図１７（ｂ）に示されているように、ストリッパスリーブ１１３よりＳｃ−Ｓｂ＝加工ストロークＳａだけ突出し、ダイ１５５と共働して被加工物Ｗにプレス加工を施こす。
【００７６】
所定加工ストロークＳｃは所定ストロークＳｏより短いことにより、プレス加工時に、タレットディスク８９の先端面と被加工物Ｗとの間には、Ｓｏ−Ｓｃの大きさに相当する空隙が残り、タレットディスク８９が被加工物Ｗに既に加工されているカウンタシンクなどの成形加工部を押し潰すことがない。
【００７７】
なお、第三実施例における金型交換は、上述の第一実施例におけるそれと同様に行われるから、その説明は省略する。
【００７８】
図１８〜図２２は成形ツール３３の第四実施例を示している。尚、図１８〜図２２に於いても、図１〜図６に対応する部分は図１〜図６に付した符号と同一の符号により示されている。
【００７９】
この実施例においては、ベースブロック部材５１は複数個のボルト１８１によって相互に固定連結された接続フランジ１８３、ストライカ保持ブロック１８５、プレート１８７、軸支持スリーブ１８９などによる組立体により構成され、ボルト１９１によってロボットアーム１５の中心軸線Ｒと同心位置にてストライカ部材６５を固定支持している。
【００８０】
パンチアッシー１１１は、各金型保持孔９１毎に設けられたボールプランジャ１９３がストリッパスリーブ１１３の外周面に形成された軸線方向に長いツールセット溝１９５に摺動可能に係合することにより、タレットディスク８９より所定ストローク範囲で軸線方向へ変位可能に支持される。またストリッパスリーブ１１３にはガイドピン１９７が取り付けられており、ガイドピン１９７は金型保持孔９１の周面に形成された軸線方向のガイド溝１９９に係合している。
【００８１】
タレットディスク８９の互いに隣接する金型保持孔９１間にはショルダボルト２０１が植設されており、ショルダボルト２０１に軸線方向に移動可能に嵌合したブッシュ２０３とタレットディスク８９との間に圧縮コイルばねによるリフタばね２０５が取り付けられている。ブッシュ２０３は、パンチアッシー１１１のストリッパスリーブ１１３の顎部１１３ａに係合し、パンチアッシー１１１を初期位置に保持する。
【００８２】
ベースブロック部材５１には板カム２０７が固定装着されている。板カム２０７はロボットアーム１５の中心軸線Ｒに整合する動作位置ａの両側に各々配置され、動作位置ａの両側に隣接する金型ステーション位置ｂ、ｆより動作位置ａへ向かうに従ってアーム軸線方向前方へ傾斜したカム面２０９を有している。
【００８３】
パンチアッシー１１１のベッド部材１１９には圧縮コイルばね２１１のばね力により突出方向へ付勢されたカムフォロワーボール２１３が突没可能に装着されている。
【００８４】
ディスク支持軸８３とタレットディスク８９とはシュパンリング２１５によって固定連結されており、ディスク支持軸８３はプーリ２１７、タイミングベルト２１９、プーリ２２１、減速機２２３を介してサーボモータ９５と駆動連結されている。
【００８５】
プーリ２２１にはタレットディスク８９の分割回転角に応じてドグ２２５が取り付けられており、ベースブロック部材５１には取付板２２７によって近接スイッチ２２９が取り付けられており、近接スイッチ２２９の出力信号によりタレットディスク８９の分割回転駆動が制御される。
【００８６】
この実施例では、ツール選定に際して、サーボモータ９５によりタレットディスク８９が分割回転され、選定されたパンチアッシー１１１が金型ステーション位置ｂあるいはｆより動作位置ａへ移動する過程にてそのパンチアッシー１１１のカムフォロワーボール２１３が板カム２０７のカム面２０９に当接し、カム面２０９の傾斜によってパンチアッシー１１１の全体がリフタばね２０５を撓わせながら所定ストロークＳｏだけタレットディスク８９に対して前進移動する。
【００８７】
これにより動作位置ａにおいては、パンチアッシー１１１のストリッパスリーブ１１３がタレットディスク８９の先端面より前方へ所定ストロークＳｏだけ突出する。
【００８８】
選定されたパンチアッシー１１１が動作位置ａに位置すると、図２２（ａ）に示されているように、これのカムフォロワーボール２１３がストライカ部材６５と対接する。
【００８９】
加工に際しては、左右のロボットアーム１５、１７の各々の可動アーム部材２３がＹ軸モータ２５により前進駆動されることにより（図２５参照）、パンチアッシー１１１の全体が前進移動し、ストリッパスリーブ１１３が被加工物Ｗに当接し、被加工物Ｗをダイ１１５とで両側より挟むようになる。これによりストリッパスリーブ１１３のそれ以上の前進移動が拘束される。
【００９０】
この後にロボットアーム１５の加工圧発生用アクチュエータ２７によってプランジャ部２９が所定ストロークＳｏより小さい所定ストロークＳｃだけ前進することにより、先ずカムフォロワーボール２１３が圧縮コイルばね２１１のばね力に抗して所定ストロークＳｂをもってヘッド部材１１９内に没入し、これによりストライカ部材６５がヘッド部材１１９に当接する。そして動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１のストリッパスリーブ１１３を除いたパンチ用の成形ツール３３の全体が動作位置ａに位置しているパンチアッシー１１１の圧縮コイルばね１２５を撓ませながら、加工ストロークＳａだけ前進移動する。この前進移動によってパンチ１１５は、図２２（ｂ）に示されているように、ストリッパスリーブ１１３より突出し、ダイ１５５と共働して被加工物Ｗにプレス加工を施こす。
【００９１】
加工ストロークＳａは所定ストロークＳｏより短いことにより、プレス加工時に、タレットディスク８９の先端面と被加工物Ｗとの間には、Ｓｏ−Ｓｃの大きさに相当する空隙が残り、タレットディスク８９が被加工物Ｗに既に加工されている成形加工部を押し潰すことがない。
【００９２】
この第四実施例における金型交換は、金型ステーション位置ｃ、ｄ、ｅの何れかにおいて行われる。この金型交換は、ボールプランジャ１９３による抜け止め抵抗力より大きい力をもってパンチアッシー１１１を金型保持孔９１により抜き取り、ガイドピン１９７がガイド溝１９９に整合する状態にて新しいパンチアッシー１１１を金型保持孔９１に差し入れ、ツールセット溝１９５にボールプランジャ１９３を係合させることにより行われる。
【００９３】
上述の実施例では、板カム２０７のカム面２０９は直線的に傾斜しているが、このカム面２０９は図２３に示されているように等加速度円弧面により構成されていてもよい。
【００９４】
またパンチアッシー１１１のヘッド部材１１９に設けられるカムフォロワー部材は、図２４に示されているように、カムフォロワーボール２１３に代えて、ブラケット２３１に回転可能に取り付けられたカムフォロワーローラ２３３であってもよく、パンチアッシー１１１が大重量のものの場合には、リフタばね２０５のばね荷重の増大に対応すべく、カムフォロワー部材はカムフォロワーローラ２３３により構成され、またカム面２０９は等加速度円弧面により構成されていることが望ましい。
【００９５】
上述の何れの実施例においても、数本のパンチアッシー１１１などを搭載した成形ツール３３の重量は、高々２０〜４０Ｋｇ程度であり、トン（１０００Ｋｇ）のオーダである加工荷重（スラスト荷重）に比べれば、極く軽量である。
【００９６】
左右のロボットアーム１５、１７のアーム軸線が相互に同一軸心であることにより、ロボットアーム１５、１７に大きい曲げモーメントが作用することはない。
【００９７】
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００９８】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールによれば、タレットディスクに複数個の金型が装着され、ベースブロック部材に対するタレットディスクの分割回転によって任意の一つの金型が動作位置に位置してロボットアームの中心軸線上にてストライカ部材と整合し、この動作位置に位置している金型がロボットアームの加圧動作による軸力によってベースブロック部材に対してアーム軸線方向へ移動し、プレス加工を行うから、タレットディスクの分割回転によって工具交換を必要とすることなく複数個の金型を選択使用することができ、複数種類のプレス加工を行うことができるようになる。
【００９９】
またツールポジショナ溝とピンなどによる金型保持手段が設けられていることにより、ロボットアームの先端部にて成形ツールが如何なる姿勢で使用されても金型が動作位置以外の位置にて無闇にアーム軸線方向へ移動したり、タレットディスクより抜け落ちることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第一実施例を示す側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２のＩＶ矢視図である。
【図５】第一実施例のプレス加工ロボット用成形ツールにおけるツールポジショナ溝の展開図である。
【図６】第一実施例のプレス加工ロボット用成形ツールの変形例を示す断面図である。
【図７】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第二実施例を示す断面図である。
【図８】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第二実施例を示す側面図である。
【図９】図７のＩＸ矢視図である。
【図１０】図８のＸ矢視図である。
【図１１】第二実施例のプレス加工ロボット用成形ツールの変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第三実施例を示す断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ矢視図である。
【図１４】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第三実施例を示す側面図である。
【図１５】図１４のＸＶ矢視図である。
【図１６】第三実施例のプレス加工ロボット用成形ツールにおけるツールポジショナ溝の展開図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は各々第三実施例のプレス加工ロボット用成形ツールの動作状態を示す断面図である。
【図１８】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第四実施例を示す断面図である。
【図１９】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールの第四実施例を示す側面図である。
【図２０】図１８のＸＸ矢視図である。
【図２１】図１８のＸＸＩ矢視図である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）は各々第四実施例のプレス加工ロボット用成形ツールの動作状態を示す断面図である。
【図２３】第四実施例のプレス加工ロボット用成形ツールにて使用する板カムの他の実施例を示す斜視図である。
【図２４】第四実施例のプレス加工ロボット用成形ツールにて使用するカムフォロワー部材の他の実施例を示す断面図である。
【図２５】本発明によるプレス加工ロボット用成形ツールを使用されるプレス加工ロボットによるプレス加工システムの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  プレス加工ロボット
７  Ｘ軸移動体
１５、１７  ロボットアーム
２７  加工圧発生用アクチュエータ
２９  プランジャ部
３１  ツールプレート
３３  成形ツール
３９  ワーク支持走行体
４１  ワーク支持枠体
５１  ベースブロック部材
５３  基部側ブロック部材
５９  ディスク支持ブロック部材
６５  ストライカ部材
７１  係合子
７３  板カム
７５  カム駆動アクチュエータ
８３  ディスク支持軸
８９  タレットディスク
９１  金型保持孔
９５  サーボモータ
１１１  パンチアッシー
１０５  ロケーションブッシュ
１０７  ショットピン
１０９  ショットピン用アクチュエータ
１１３  ストリッパスリーブ
１１５  パンチ
１１９  ヘッド部材
１２５  圧縮コイルばね
１２７  Ｔ形キャップ
１３５  ツールポジショナ溝
１３７  ピン
１３９  ピン出入用溝
１４１  ロックプレート
１５１  ダイアッシー
１５３  ストリッパスリーブ（ダイホルダ）
１５５  ダイ
１５７  Ｔ形スロット
１５９  Ｔ形突起
１６３  ピン
１７３  リフタばね
１７５  リングスペーサ
１７７  リング部
２０５  リフタばね
２０７  板カム
２０９  カム面
２１３  カムフォロワーボール
２３３  カムフォロワーローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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