(57)【要約】【課題】ベッド上に複数配置された穴明けプレスユニットの各パンチを、１つのピストン形シリンダで順次上下方向に昇降させて複数の穴明け加工を行う。【解決手段】パンチ２１が設置されるフレーム上部２２ａと、ダイ２３が設置されるフレーム下部２２ｂとが対向配置されたフレーム２２を有する穴明けプレスユニット２がベッド３上に複数配置され、パンチ２１に連結されるピストン形シリンダ４を固定したシリンダ取付用ブラケット７が、フレーム上部２２ａに対して水平方向に着脱可能なように嵌合され、パンチ２１及びダイ２３で被プレス加工材に穴を打ち抜く際にパンチ２１に生じる反力を吸収する構造から成る連結機構９を介してシリンダ取付用ブラケット７が装着されるロボットアーム取付用ブラケット８がロボットアーム５に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチが上下方向に昇降するように設置されるフレーム上部と、前記パンチと共に被プレス加工材に穴を打ち抜き加工するダイが設置されるフレーム下部とが対向配置されたフレームを有する穴明けプレスユニットがベッド上に複数配置され、
前記パンチを前記上下方向に往復直線運動するように当該パンチに連結されるピストン形シリンダを固定したシリンダ取付用ブラケットが、前記穴明けプレスユニットの前記フレーム上部に対して水平方向に着脱可能なように嵌合され、前記パンチ及び前記ダイで前記被プレス加工材に穴を打ち抜く際に前記パンチに生じる反力を吸収する構造から成る連結機構を介して前記シリンダ取付用ブラケットが装着されるロボットアーム取付用ブラケットがロボットアームに固定され、前記ロボットアームは前記ピストン形シリンダを固定したシリンダ取付用ブラケットを、前記ロボットアーム取付用ブラケットを介して前記各穴明けプレスユニットに移動させることを特徴とする穴明けプレスユニット用駆動装置。
【請求項２】
前記連結機構は、前記シリンダ取付用ブラケット及び前記ロボットアーム取付用ブラケットのうちの何れか一方に形成され、前記パンチに生じる前記反力が働く位置に長手方向が上下方向になる長穴と、前記何れか他方に形成され前記長穴に嵌合し当該長穴内を上下方向に移動可能な大きさから成る凸部とから成ることを特徴とする請求項１記載の穴明けプレスユニット用駆動装置。
【請求項３】
前記フレームは側面略コの字形に形成され、前記コの字形の前記フレーム上部となる部位に嵌合する前記シリンダ取付用ブラケットは前記フレーム上部となる部位に対して上下方向に前記パンチに生じる前記反力を吸収する隙間を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の穴明けプレスユニット用駆動装置。
【請求項４】
前記パンチに一端が固定され他端が前記フレームの所定位置に固定され、前記パンチを常時上方に引っ張り上げる引張りばねを備えたことを特徴とする請求項１記載の穴明けプレスユニット用駆動装置。
【請求項５】
前記ロボットアーム取付用ブラケットは、前記パンチに固定された近接用ドグの位置を検出して当該パンチの上昇端を検出する第１のドグ検出部と、当該パンチの下降端を検出する第２のドグ検出部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の穴明けプレスユニット用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等のフレームを構成する部品に穴明け加工を施す穴明けプレスユニットの駆動装置に係り、特にベッド上に複数配置された穴明けプレスユニットのパンチを上下方向に昇降させるピストン形シリンダを備えた穴明けプレスユニット用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被プレス加工材にプレス加工を施すプレスユニットがベッド上に複数配置されたプレス加工装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このようなプレス加工装置として例えば図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、パンチ５１が上下方向に昇降するように設置されるフレーム上部５２ａと、パンチ５１と共に被プレス加工材に穴を打ち抜き加工するダイ５３が設置されるフレーム下部５２ｂとが対向配置されたフレーム５２が使用される穴明けプレスユニット５０が知られている。この穴明けプレスユニット５０のパンチ５１には近接用ドグ５４が固定され、この近接用ドグ５４を利用してパンチ５１の上昇端及び下降端を確認する近接スイッチ５５、５６がフレーム５２の所定位置に固定されている。また、パンチ５１が上下方向に昇降するピストン形の油圧シリンダ５７がフレーム上部５２ａに固定されている。この油圧シリンダ５７は配管５８を介して制御用のバルブ５９に連結されている（図５参照）。
【０００３】
このように構成された穴明けプレスユニット５０は図５に示すように、ベッド６０上に複数配置され、被プレス加工材に複数の穴明け加工を行うことができる。この際、上昇端を確認する第１の近接スイッチ５５で上昇してきた近接用ドグ５４を検出して油圧シリンダ５７によるパンチ５１の上昇を停止させ、下降端を確認する第２の近接スイッチ５６で下降してきた近接用ドグ５４を検出して油圧シリンダ５７によるパンチ５１の下降を停止させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１５９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、背景技術に記載したプレス加工装置では、各穴明けプレスユニット５０に油圧シリンダ５７が固定されているので、各穴明けプレスユニットに油圧シリンダ５７、バルブ５９及び配管５８が必要となり、さらに、バルブ５９を制御する制御回路、及び制御回路をバルブ５９に接続する配線も各穴明けプレスユニットに必要となる難点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、ベッド上に複数配置された穴明けプレスユニットの各パンチを、１つのピストン形シリンダで順次上下方向に昇降させて複数の穴明け加工を行うことができる穴明けプレスユニット用駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成する穴明けプレスユニット用駆動装置は、パンチが上下方向に昇降するように設置されるフレーム上部と、パンチと共に被プレス加工材に穴を打ち抜き加工するダイが設置されるフレーム下部とが対向配置されたフレームを有する穴明けプレスユニットがベッド上に複数配置され、パンチを上下方向に往復直線運動するように当該パンチに連結されるピストン形シリンダを固定したシリンダ取付用ブラケットが、穴明けプレスユニットのフレーム上部に対して水平方向に着脱可能なように嵌合され、パンチ及びダイで被プレス加工材に穴を打ち抜く際にパンチに生じる反力を吸収する構造から成る連結機構を介してシリンダ取付用ブラケットが装着されるロボットアーム取付用ブラケットがロボットアームに固定され、ロボットアームはピストン形シリンダを固定したシリンダ取付用ブラケットを、ロボットアーム取付用ブラケットを介して各穴明けプレスユニットに移動させるものである。
【０００８】
このような第１の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置によれば、１つのピストン形シリンダが固定されたシリンダ取付用ブラケットをロボットアームに固定されたロボットアーム取付用ブラケットに装着させることができるので、シリンダ取付用ブラケットをロボットアームで各穴明けプレスユニットに移動させて１つのピストン形シリンダで複数の穴明け加工ができるようになる。また、シリンダ取付用ブラケットは、パンチ及びダイで被プレス加工材に穴を打ち抜く際にパンチに生じる反力を吸収する構造から成る連結機構を介してロボットアーム取付用ブラケットに装着されているので、穴明け加工時におけるロボットアームへの負荷を吸収することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は第１の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置において、連結機構は、シリンダ取付用ブラケット及びロボットアーム取付用ブラケットのうちの何れか一方に形成され、パンチに生じる反力が働く位置に長手方向が上下方向になる長穴と、何れか他方に形成され長穴に嵌合し当該長穴内を上下方向に移動可能な大きさから成る凸部とから成るものである。
【００１０】
このような第２の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置によれば、シリンダ取付用ブラケット及びロボットアーム取付用ブラケットのうちの何れか一方に形成された長穴内を、シリンダ取付用ブラケット及びロボットアーム取付用ブラケットのうちの何れか他方に形成された凸部を上下方向に移動させる連結機構なので、パンチ及びダイで被プレス加工材に穴を打ち抜く際にパンチに生じる反力を吸収することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置において、フレームは側面略コの字形に形成され、コの字形のフレーム上部となる部位に嵌合するシリンダ取付用ブラケットはフレーム上部となる部位に対して上下方向にパンチに生じる反力を吸収する隙間を有するものである。
【００１２】
このような第３の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置によれば、連結機構の穴明け加工時におけるロボットアームへの負荷を吸収する機能とは別に、コの字形のフレーム上部となる部位とシリンダ取付用ブラケットとの間に出きる隙間で穴明け加工時におけるロボットアームへの負荷を吸収させる機能を持たせることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は第１の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置において、パンチに一端が固定され他端がフレームの所定位置に固定され、パンチを常時上方に引っ張り上げる引張りばねを備えたものである。
【００１４】
このような第４の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置によれば、１つのピストン形シリンダが固定されたシリンダ取付用ブラケットが装着されたロボットアーム取付用ブラケットが、フレーム上部に嵌合していない穴明けプレスユニットのパンチを引張りばねで常時上方に引っ張り上げておくことができるので、ピストン形シリンダのピストンロッドを引っ込めた状態で当該シリンダとパンチとを容易に連結させることができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は第１の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置において、ロボットアーム取付用ブラケットは、パンチに固定された近接用ドグの位置を検出して当該パンチの上昇端を検出する第１のドグ検出部と、当該パンチの下降端を検出する第２のドグ検出部とを備えたものである。
【００１６】
このような第５の態様である穴明けプレスユニット用駆動装置によれば、パンチの上昇端を検出する第１のドグ検出部とパンチの下降端を検出する第２のドグ検出部とを各穴明けプレスユニットに設ける必要がなくなると共に、配線も省線化できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の穴明けプレスユニット用駆動装置によれば、１つのピストン形シリンダをロボットアームに備え、そのロボットアームを各穴明けプレスユニットに対して簡易に接続できるので、１つのピストン形シリンダで各穴明けプレスユニットによる穴明け加工が可能となり、また、各穴明けプレスユニットはピストン形シリンダ、バルブ、配管、制御回路及び配線が不要となる。したがって、プレス加工装置の設備、スペース等の削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の穴明けプレスユニット用駆動装置を実施するための最良の形態例について図面に基き説明する。
【００１９】
本発明の穴明けプレスユニット用駆動装置は図２に示すように、自動車のルーフアッセンブリ等の被プレス加工材に穴明け加工を施す穴明けプレスユニット２がベッド３上に複数配置されたプレス加工装置１に適用され、ピストン形シリンダ４をシリンダ用セットアップロボットのロボットアーム５に装着して各穴明けプレスユニット２、２、２、・・・に移動できるようにしたものである。
【００２０】
穴明けプレスユニット２は図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、パンチ２１が上下方向に昇降するように設置されるフレーム上部２２ａと、パンチ２１と共に被プレス加工材に穴を打ち抜き加工するダイ２３が設置されるフレーム下部２２ｂとが対向配置されたフレーム２２を有している。このフレーム２２は、フレーム上部２２ａ及びフレーム下部２２ｂをそれぞれ水平方向に突出した状態で対向配置するように連結するフレーム脚注部２２ｃを有し、側面略コの字形に形成されている。フレーム脚注部２２ｃにはガイドウエイ２４上を直線移動するリニア軸受２５が上下方向に直線移動するように当該ガイドウエイ２４が設置され、このリニア軸受２５にはパンチ２１が設置されたパンチ本体フレーム２６が固定されている。したがって、パンチ２１はパンチ本体フレーム２６を固定したリニア軸受２５がガイドウエイ２４上を直線移動することで、上下方向に昇降させることができる。
【００２１】
また、フレーム２２のフレーム上部２２ａは、ピストン形シリンダ４を水平方向に移動させることで着脱可能に装着する部位で、ピストン形シリンダ４のピストンロッド４１を、フレーム上部２２ａの下方に配置されるパンチ本体フレーム２６に連結できるようにするために、水平方向に離間して形成される２本のアーム２２１、２２２から構成されている。ピストンロッド４１の先端部には、外向きフランジ部６ａが先端部に形成された作動桿６が固定され、この作動桿６の外向きフランジ部６ａを引っ掛けるための逆Ｔの字形に形成された引掛け溝２６ａがパンチ本体フレーム２６の上面に設けられている。
【００２２】
したがって、ピストン形シリンダ４のピストンロッド４１の先端部に固定された作動桿６の外向きフランジ部６ａをパンチ本体フレーム２６の引掛け溝２６ａに挿入した状態で、ピストン形シリンダ４のピストンロッド４１を下降させると、パンチ本体フレーム２６がリニア軸受２５と共にガイドウエイ２４に沿って下降するので、パンチ２１をフレーム下部２２ｂに設置されたダイ２３に嵌合させることができる。
【００２３】
このパンチ本体フレーム２６を作動させるためのピストン形シリンダ４は、２本のアーム２２１、２２２から構成されたフレーム上部２２ａに水平方向に着脱可能なように嵌合させることができる形状に形成されたシリンダ取付用ブラケット７に固定されている。このシリンダ取付用ブラケット７の横断面形状は図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２本のアーム２２１、２２２を覆うような四角形の筒状に形成されている。このような形状のシリンダ取付用ブラケット７のピストン形シリンダ４を固定する部位にはピストンロッド４１の先端部に固定された作動桿６を挿入できる穴７ａ、７ｂが設けられている。
【００２４】
また、シリンダ取付用ブラケット７は図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ロボットアーム５を固定するロボットアーム取付用ブラケット８に装着され、このロボットアーム取付用ブラケット８の横断面形状は図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シリンダ取付用ブラケット７の上面及び両側面を覆うようなコの字形状に形成されている。なお、シリンダ取付用ブラケット７の側面幅は図１（Ｂ）に示すように、ピストン形シリンダ４を固定することができるような長さで形成され、ロボットアーム取付用ブラケット８のシリンダ取付用ブラケット７を装着する上面部位はピストン形シリンダ４が突出可能なように切り欠かれている。このシリンダ取付用ブラケット７とロボットアーム取付用ブラケット８とは、パンチ２１及びダイ２３で被プレス加工材に穴を打ち抜く際にパンチ２１に生じる反力を吸収する構造から成る連結機構９で連結されている。
【００２５】
連結機構９は、ロボットアーム取付用ブラケット７に形成されパンチ２１に生じる反力が働く位置に長手方向が上下方向になる長穴９１と、シリンダ取付用ブラケット８に形成され長穴９１に嵌合し当該長穴９１内を上下方向に移動可能な大きさの長円から成る凸部９２とから構成されている。このように構成することで、パンチ２１及びダイ２３で被プレス加工材に穴を打ち抜く際にパンチ２１に生じる反力を吸収することができる。
【００２６】
また、シリンダ取付用ブラケット７は図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、フレーム上部２２ａに対して上下方向にパンチ２１に生じる反力を吸収する隙間を有するものである。具体的には、フレーム上部２２ａの２本のアーム２２１、２２２の上面及び下面と、シリンダ取付用ブラケット７の内面壁７１との間にその隙間を設ける。なお、この隙間は図３（Ａ）において、２点鎖線の楕円形の部分である。この隙間を設けることで、連結機構９の穴明け加工時におけるロボットアーム５への負荷を吸収する機能とは別に、この隙間で穴明け加工時におけるロボットアーム５への負荷を吸収させる機能を持たせることができる。
【００２７】
また、この穴明けプレスユニット用駆動装置は図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、パンチ本体フレーム２６を常時上方に引っ張り上げる引張りばね１０が設置されている。この引張りばね１０は、一方のフック１０ａがフレーム脚注部２２ｃの上方に連結され、他方のフック１０ｂがパンチ本体フレーム２６を当該引張りばね１０の弾性力で常時上方に引っ張り上げるような当該パンチ本体フレーム２６の位置に連結されている。このように、穴明けプレスユニット２のパンチ本体フレーム２６を引張りばね１０で常時上方に引っ張り上げておくことができるので、ピストン形シリンダ４を装着したロボットアーム取付用ブラケット８がフレーム上部２２ａに嵌合していない穴明けプレスユニット２においても、ピストン形シリンダ４のピストンロッド４１を引っ込めた状態で当該ピストンロッド４１に固定された作動桿６の外向きフランジ部６ａを、パンチ本体フレーム２６の引掛け溝２６ａに引っ掛けることができる。したがって、ピストン形シリンダ４のピストンロッド４１を引っ込めた状態となる初期停止位置で当該ピストン形シリンダ４とパンチ本体フレーム２６とを容易に連結させることができる。
【００２８】
さらに、この穴明けプレスユニット用駆動装置は、パンチ本体フレーム２６の上方に近接用ドグ２６１が固定され、ロボットアーム取付用ブラケット８に近接用ドグ２６１の位置を検出してパンチ２１の上昇端を検出する第１のドグ検出部１１と、パンチ２１の下降端を検出する第２のドグ検出部１２とを備えている。第１のドグ検出部１１はロボットアーム取付用ブラケット８に固定され、第２のドグ検出部１２は第１のドグ検出部１１に固定され下方に向かって延出するアーム１３の下方端に固定されている。このように、パンチ２１の上昇端、下降端を検出するドグ検出部１１、１２をロボットアーム取付用ブラケット８に備えることで、第１のドグ検出部１１及び第２のドグ検出部１２を各穴明けプレスユニット２に設ける必要がなくなると共に、配線も省線化できる。
【００２９】
なお、第１のドグ検出部１１及び第２のドグ検出部１２の検出媒体としては、誘導形近接スイッチ、静電容量形近接スイッチ、超音波形近接スイッチ及び光電形近接スイッチを使用することができるが、検出距離の観点から誘導形近接スイッチが好適である。
【００３０】
また、穴明けプレス加工の駆動手段であるピストン形シリンダ４としては油圧シリンダが好適であるが、これに限らず、油圧、空気、水等で駆動する流体圧シリンダを使用してもよい。
【００３１】
このように構成された穴明けプレスユニット用駆動装置で、被プレス加工材に穴明け加工を施す動作について、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）に基づき説明する。
【００３２】
例えば、図２において、ベッド３上に複数配置された穴明けプレスユニット２、２、２、・・・の左端の穴明けプレスユニット２で被プレス加工材に穴を打ち抜くには、加工材移動用セットアップロボットのロボットアーム（図示せず）で被プレス加工材を左端の穴明けプレスユニット２のダイ２３上に移動する。同時に、シリンダ用セットアップロボットのロボットアーム５でピストン形シリンダ４を装着したロボットアーム取付用ブラケット８を左端の穴明けプレスユニット２に移動し、シリンダ取付用ブラケット７をフレーム上部２２ａの２本のアーム２２１、２２２に嵌合する。
【００３３】
この際、パンチ本体フレーム２６は、引張りばね１０の弾性力で常時上方に引っ張り上げられているので、ピストン形シリンダ４の初期停止位置で当該ピストンロッド４１に固定された作動桿６の外向きフランジ部６ａがパンチ本体フレーム２６の引掛け溝２６ａに引っ掛かるように、ロボットアーム５でロボットアーム取付用ブラケット８を水平移動することができる。なお、シリンダ用セットアップロボットは、作動桿６の外向きフランジ部６ａがパンチ本体フレーム２６の引掛け溝２６ａに引っ掛かると共に、第１のドグ検出部１１がパンチ本体フレーム２６の近接用ドグ２６１を所定位置で検出可能となる位置まで、ロボットアーム取付用ブラケット８が水平移動した時点でロボットアーム５を停止する。
【００３４】
ピストン形シリンダ４が左端の穴明けプレスユニット２にセットされると、当該ピストン形シリンダ４は制御回路（図示せず）によって制御されピストンロッド４１を下降する。ピストンロッド４１が下降すると、作動桿６がパンチ本体フレーム２６を下降させるので、パンチ２１及びダイ２３で被プレス加工材に穴を明けることができる。この際、連結機構９と共に、フレーム上部２２ａ及びシリンダ取付用ブラケット７に生じる隙間によって、パンチ２１に生じる反力によるロボットアーム５への負荷を吸収することができるので、ロボットアーム５の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００３５】
この左端の穴明けプレスユニット２で穴明け加工が終了すると、加工材移動用セットアップロボットのロボットアーム及びシリンダ用セットアップロボットのロボットアーム５で被プレス加工材及びピストン形シリンダ４を、次工程となる穴明けプレスユニット２に順次、移動させ、上述の穴明け動作を繰り返すことで、１つのピストン形シリンダ４で複数の穴明けプレスユニット２、２、２、・・・による穴明け加工が可能となる。
【００３６】
なお、上述した実施例においては、連結機構９はロボットアーム取付用ブラケット７に長穴９１が形成され、シリンダ取付用ブラケット８に凸部９２が形成されていたが、これに限らず、ロボットアーム取付用ブラケット７に凸部、シリンダ取付用ブラケット８に長穴を形成するようにしても、同様の作用、効果を得ることができる。
【００３７】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の穴明けプレスユニット用駆動装置による好ましい実施の形態例を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の穴明けプレスユニット用駆動装置が適用されたプレス加工装置を示す説明図である。
【図３】本発明の穴明けプレスユニット用駆動装置の主要部を示す部分拡大断面図で、（Ａ）は穴明け前の状態図、（Ｂ）は穴明け時の状態図である。
【図４】従来の穴明けプレスユニットを示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図５】従来の穴明けプレスユニットが適用されたプレス加工装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
２……穴明けプレスユニット
２１……パンチ
２２……フレーム
２２ａ……フレーム上部
２２ｂ……フレーム下部
３……ベッド
４……ピストン形シリンダ
５……ロボットアーム
７……シリンダ取付用ブラケット
８……ロボットアーム取付用ブラケット
９……連結機構
９１……長穴
９２……凸部
１０……引張ばね
１１……第１のドグ検出部
１２……第２のドグ検出部
２６１……近接用ドグ
【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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