(57)【要約】【課題】簡単な構成で、しかも、形状や大きさのいかんを問わず、板材を所定位置に搬送して位置決めや突合せをする。【解決手段】板材の搬送装置は、板材を載置するためのワークセットベース12と、ワークセットベース12に設けた、板材と接触する保持手段14と、ワークセットベース12の前端の幅方向中央部と係合する連結部材22と、連結部材22を移動させる駆動機構20とを具備している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を載置するためのワークセットベースと、ワークセットベースに設けた、板材と接触する保持手段と、ワークセットベースの前端の幅方向中央部と係合する連結部材と、前記連結部材を移動させる駆動機構とを具備した板材の搬送装置。
【請求項２】
前記保持手段が板材の平面方向の自由度をもっている請求項１の装置。
【請求項３】
前記保持手段がバキュームカップである請求項２の装置。
【請求項４】
ワークセットベースの上面に、板材の後端と係合する部分をもったフックを配置した請求項１、２または３の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は板材を所定位置まで搬送するための装置に関するもので、たとえば、テーラード・ブランク（Tailor-Welded Blanks）をつくるときのように金属板材を突合せ溶接するにあたり、その金属板材を突き合わせた状態に位置決めするために利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
テーラード・ブランク材は、厚さや材質の異なる金属板材の端縁同士を突き合わせて、レーザ溶接等により突合せ溶接をした後、プレス加工により１枚のパネルに成型したもので、自動車のドア・パネル等で採用されている。
【０００３】
図１２を参照して、２枚の板材１，２をそれらの端縁１ａ，２ａ同士で突き合わせる場合の従来一般的な方法を説明すると次のとおりである。まず、図１２（Ａ）に示すように、第一の板材１をプッシャ３で矢印ｂで示すように押して端縁１ｂを位置決めピン４に当てる。続いて、プッシャ３を後退させた後、図１２（Ｂ）に示すように、第一の板材１をプッシャ５で矢印ａで示すように押して端縁１ａを位置決めンピン６に当てる。そして、第一の板材１をクランプした後、位置決めピン６を退入させる。次に、図１２（Ｃ）に示すように、第二の板材２を、突き合わせるべき端縁２ａとは反対側からプッシャ７で押して、第一の板材１の端縁１ａに当てる。その後、第二の板材２をクランプする。なお、図１２ではクランプ装置は図示を省略してある。
【特許文献１】特開２００３−７１５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
板材を突合せ溶接する場合、端縁間のすきまの有無や大きさが溶接品質に大きく影響する。しかし、上述の従来の位置決め方法のようにプッシャで機械的に押すだけでは、端縁１ａ，２ａ同士を突き合わせて位置決めすることは必ずしも容易でない。図示するような矩形の板材１，２同士の場合は比較的容易に突き合わせることができるが、三角形や曲線部分を含んだ各種の異形材に対応するためには、プッシャや位置決めピンの数、ひいては工程数を増やさざるを得ない。
【０００５】
具定例を挙げるならば、図１３（Ａ）は板材を位置決めピンに突き当てる場合を示しているが、矢印で示すようにプッシャで後ろから押すだけでは二点鎖線で示すように板材の姿勢がくずれてしまう。図１３（Ｂ）に示すように、曲線を含み、しかも対称形でないような端縁を押す場合にも同様の問題がある。図１３（Ｃ）に示すように端縁の形状に合わせた補強材を用いたり、図１３（Ｄ）に示すように板材にプッシャを当てるための切り欠きをわざわざ設けたりすることも行われている。さらに、図１３（Ｅ）に示すように、板材を後から押すと板にそり等の変形のある場合には板材が撓んで浮き上がるおそれがある。
【０００６】
この発明の主要な目的は、簡単な構成で、しかも、板材の形状や大きさのいかんを問わず、板材を所定位置に搬送することのできる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の板材の搬送装置は、板材を載置するためのワークセットベースと、ワークセットベースに設けた、板材と接触する保持手段と、ワークセットベースの前端の幅方向中央部と係合する連結部材と、前記連結部材を移動させる駆動機構とを具備したことを特徴とするものである。ここで、「前」、「後」とは、ワークセットベースによる板材の搬送方向で見た「前」、「後」を意味する。
【０００８】
ワークセットベースによる板材の搬送方向で見た板材の前端を保持手段により保持するのがワークの姿勢を制御する上では望ましい。言い換えるならば、板材を引いて搬送するのが望ましい。従来のプッシャのように、突き合わせるべき端縁とは反対側、すなわち突合せ端縁から遠い方から押して移動させるのでなく、板材の端縁近傍を保持し、引いて移動させることにより、板材の形状や大きさに関係なく容易に移動させることができ、しかも、板材を押すのではなく引いて移動させると板材のずれや撓みが少ないため、板材の端縁同士を突き合わせるような操作も確実に行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の装置において、前記保持手段が板材の平面方向の自由度をもっていることを特徴とするものである。そのような保持手段の一例としてバキュームカップを挙げることができる（請求項３）。バキュームカップはその材料の弾性により、ある程度板材の平面方向の自由度をもっているため、板材が位置決めピンや他の板材の端縁と突き当たるまで、縦横に移動させることができる。板材の平面方向にある程度の自由度をもったその他の保持手段の例としては、コイルばねで保持した磁石を挙げることができる。たとえば、板材が磁性体である場合、コイルばねのような可撓性をもった軸の上端にマグネットを固定した形態の保持手段を採用することができる。保持手段の数や配置はワークの大きさに応じて増減することができる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１、２または３の装置において、ワークセットベースの上面に、板材の後端と係合する部分をもったフックを配置したことを特徴とするものである。この場合、フックが板材の後端に係合して板材を後から押すことになるが、駆動機構による牽引力は、保持手段を介してワークセットベースの前端に作用するため、実質的に、板材を前方から引いて搬送することにほかならない。ここで、フックとは、板材の後端と係合する部分をもった治具であれば足り、必ずしも「フック」の語から想起される形状を備えている必要はない。フックは、上記バキュームカップに代えて、あるいは、上記バキュームフックに加えて、採用することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、従来の機械的プッシャのように、板材の形状によって押せなかったり、板材の端縁同士を突き合わせることができなかったり、といった問題点が解消する。しかも、搬送すべき板材すなわちワークに応じてワークセットベースを交換するだけで、あらゆる形状、大きさのワークに対応することができるという汎用性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。図１ないし図１０に保持手段としてバキュームカップを採用した実施例を示す。
【００１３】
実施例１（図１、図２）
実施例１は、概ね長方形のワークセットベース１２を有し、図１に二点鎖線で示すような小形かつ矩形の板材すなわちワークを搬送するのに適している。この場合、ワークはワークセットベース１２の半分程度の長さである。そして、ワークの隣り合った端縁（辺）を２組の位置決めピンすなわちロケートピン２６ａ，２６ｂとサイドピン２８に当てて位置決めした状態が図１に示してある。位置決めピン２６ａ，２６ｂ；２８は図１の紙面に対して垂直な方向(図２のＺ方向)に延在し、軸方向に昇降可能であり、また、ワークに応じてＸ，Ｙ方向の位置を変更することも可能である。なお、この実施例１はワークをその前端（図１１に関連して後に述べる実施例のように突合せを行う場合にはその突合せ端）を正確に位置決めした状態でクランプサポート３０上にクランプすることを予定したものであることから、ワークの前端を受ける位置決めピンとその際の補助的役割を果たす位置決めピンとを区別してそれぞれロケートピン、サイドピンと呼び分けているが、いずれも位置決め用のピンであることに変わりはない。
【００１４】
ワークセットベース１２は、図２に示すように、長手方向に延長されたワークに対応できるようにと用意された複数のフリーローラ２４のうちのいずれかの上にスライド可能に載置してある。フリーローラ２４は、板材の搬送方向と直交する向きに配置した支持軸にローラを回転自在に取り付けたものである。フリーローラ２４を廃止してテーブルあるいはレール上を摺動させることも可能である。あるいは、フリーベア（登録商標）やエアーフリーベア（登録商標）を採用してもよい。短い材料しか加工しない場合には汎用性に限定は加わるが、必ずしもフリーローラやフリーベアのような保持を必要としない場合もある。ワークセットベース１２は図の左端すなわちワークセットベースによる搬送方向前端に穴１３があけてあり、この穴１３に駆動機構２０のピボットピン２２を挿入してある。ワークセットベース１２の穴１３とピボットピン２２とは、着脱自在で、かつ、ワークセットベース１２がピボットピン２２のまわりを自由に旋回できるような関係にある。
【００１５】
駆動機構２０は、図１および図２にＸ，Ｙ，Ｚで示す互いに直交する３軸方向にピボットピン２２を移動させることができる。ピボットピン２２は、駆動機構２０による牽引力をワークセットベース１２に伝達して、ワークセットベースを直交３軸方向に移動させる。駆動機構２０としては、たとえば、ボールねじとサーボモータの組み合わせ、リニアガイドとサーボモータの組み合わせ、あるいは、リニアガイドとエアシリンダの組み合わせで構成することができる。
【００１６】
ワークセットベース１２には保持手段としてバキュームカップ１４が取り付けてある。ここでは２個のバキュームカップ１４がワークセットベース１２の前端部に横列に配置してある。図２に示すようにバキュームカップ１４は吸着面を上に向けてあり、図示しない真空系統に配管で接続してある。なお、バキュームカップ１４の吸着面を下に向けた配置とすることも可能である。ワークの前端をロケートピン２６ａ，２６ｂに正確に当てるためには、ワークの前端部を吸着保持したバキュームカップ１４がロケートピン２６ａ，２６ｂにできる限り近い位置まで達するのが好ましい。そのために、図１に符号３２で示すようにクランプサポート３０を部分的に切り欠いてある。
【００１７】
ワークセットベース１２の上面にワークセットブロック１６が配置してある。搬送対象（位置決め対象）であるワークすなわち板材はワークセットブロック１６の上に載置される。バキュームカップ１４の上面は、バキュームが発生していない自然状態では、ワークセットブロック１６の上面よりもわずかに突出している。
【００１８】
テーラードブランクに用いる場合には、上記のような手順にて位置決めされたワークを図示しないクランプによって固定した後に、突合せ端縁の反対側に位置する板材と付き合わせクランプし、その突合せ線をレーザ等の熱源で加熱溶接することによって接合する。その際の反対側の板材の突合せにも上記の発明と同様の機構を用いることができる。すなわち符号26a,26bによって示された突合せ端縁の位置決めピンがすでに固定された板材の端縁に置き換えられるだけで、それ以外の機構や板の動きは全く同様に考えることができる。なお、突合せを行う場合については図１１に関連して後に詳しく述べる。
【００１９】
実施例２(図３、図４)
実施例２は、図３に二点鎖線で示すようにワークがワークセットベースによる搬送方向に長くなった場合に適している。ワークセットベース１２は実施例１のものとほぼ同じである。ここでは、２個のバキュームカップ１４がワークの長手方向に縦列に、つまり、一つはワークセットベース１２の前端部に、もう一つはワークセットベース１２の中央部に、配置してある。また、ワークセットベース１２の上面にフック１８が設けてある。フック１８は、図４に示すように、ワークセットブロック１６と同じ高さの部分と、ワークセットブロック１６よりも一段高くなった立ち上がり部１９とからなっている。立ち上がり部１９はワークの搬送方向で見た後方の端縁に引っかかる。したがって、この場合、ワークを搬送する際には、２個のバキュームカップ１４でワークの搬送方向の前端部と中央部を吸着し、かつ、立ち上がり部１９によりワークの後端を押すことになる。この図ではフックがある程度の体積を持ったブロック形状の例を示すが、これは板の端縁をしっかりと固定することができるなら針金状のような線材等でも置き換えることができる。
【００２０】
実施例３（図５）
実施例３は、図５に二点鎖線で示すようにワークがワークセットベースによる搬送方向にさらに長くなりかつ単純な矩形形状ではなく台形形状をした場合に適している。また、この場合、ワークの幅が広くなってワークセットベース１２からはみ出している。ワークセットベース１２は実施例１や実施例２のものに比べて長くなっている。バキュームカップ１４も３個、ワークの長手方向に縦列に配置してある。ワークセットブロック１６とフック１８が配置してある。この場合は突合せ端縁の方が短い底辺となる二等辺台形を図示しているが、突合せ端縁の方が長い底辺となる二等辺台形も同様に位置決めすることができる。またある程度の限定はつくものの不等辺台形も位置決めすることができる。
【００２１】
実施例４（図６）
実施例４は、図６に二点鎖線で示すように突合せ端縁の長さが長いワークの搬送に適している。ワークセットベース１２はＴ字形をなしており、前端（突合せを行う場合には突合せ端）に位置するＴ字の横バー（同じく突合せ端縁側）に相当する部分に２個のバキュームカップ１４が横列すなわち突合せ端縁と平行に配置してある。ここでは、ワークセットブロック１６とフック１８が配置してあるが、突合せ方向と直角方向の長さが短い場合にはブロックがなくても成立する場合もある。また大形、たとえば突合せ端方向に直角な方向に長いワークの場合など、フリーローラ２４の幅を越えたワークの部分を受けるためのサポートバー３４を設置してもよい。
【００２２】
実施例５（図７）
実施例５は、図７に二点鎖線で示すような平行四辺形のワークの搬送、位置決めに適している。ワークセットベース１２は実施例２のものと類似であるが、ワークセットブロック１６がワークセットベース１２を越えて延在して、ワークセットブロック１６からはみ出したワークの部分をも支えている。なお、図７では鋭角をなす隣接端縁（辺）だけを位置決めピン２６ａ，２６ｂ；２８に当てた状態を示してあるが、ワークの反対側に存在する鈍角をなす隣接端縁（辺）だけに位置決めピンに当てるようにしてもよい。
【００２３】
実施例６（図８）
実施例６は、図８に二点鎖線で示すような弧状のワークの搬送、位置決めに適している。ワークセットベース１２は前端側に比べて後端側が幅広になっている。ワークセットブロック１６がワークセットベース１２を越えて延在して、ワークセットブロック１６からはみ出したワークの部分を支えている点は実施例５と同様である。バキュームカップ１４は、前端側に縦列に配置した２個に加えて、中央部付近にも１個配置してある。またこの場合にはフック１８がピボット２２から見て突合せ端縁と直角方向の線上にはないが位置決め途中でワークの姿勢がくずれない限りそれは問題とはならない。
【００２４】
実施例７（図９）
実施例９は、大きなワークの搬送に適している。ワークセットベース１２はＴ字形であるが、Ｔ字の横バーに相当する部分がさらに長くなっている。バキュームカップ１４も、Ｔ字の横バーに相当する部分に横列に配置した４個に加えて、中央部と後端部にも１個ずつ配置してある。この場合、フックは設けてない。なお、ワークセットベース１２からはみ出したワークの部分はワークサポートバー上を摺動させるようになっている。
【００２５】
実施例８（図１０）
実施例１から実施例７までは、ワークを一方向に搬送し、位置決めピンに当てて位置決めする場合を述べるにとどめたが、いずれも、板材を突き合わせる場合にも利用することができる。たとえば、図１０の装置は同図の紙面内で１８０度回転させた状態で図９の装置と対をなし、それぞれのワークを互いに突き合わせる向きに搬送することができる。その作用については簡略化した図１１を参照して述べることとする。
【００２６】
上述の実施例１の装置を使用して２枚の板材１，２をそれらの端縁１ａ，２ａ同士で突き合わせる方法を図１１を参照して説明する。なお、分かりやすくするため、図１１では位置決めピン５２ａ，５２ｂ，５４以外の装置の図示を省略し、板材のみ図示してある。また、破線で示すように、保持手段として２つのバキュームカップ１４を採用した場合の例である。
【００２７】
まず、図１１（Ａ）に示すように、第一の板材１の搬送方向前方の端縁１ａ近傍をバキュームカップ１４で吸着して保持し、位置決めピン５２ａ，５２ｂ，５４に向けて引いて搬送する。このときの操作は矢印ｃ，ｄで示すような二段階となる。すなわち、最初に矢印ｃで示すように端縁１ａを位置決めピン５２ａ，５２ｂに突き当て、続いて矢印ｄで示すように別の端縁１ｂを位置決めピン５４に突き当てる。もちろん、最初に矢印ｄで示すように端縁１ｂを位置決めピン５４に突き当て、続いて矢印ｃで示すように端縁１ａを位置決めピン５２ａ，５２ｂに突き当てる、といった順番でもよい。
【００２８】
また、上述のように二段階で移動させる代わりに、図１１（Ａ）に白抜き矢印で示すように斜めに移動させてもよい。このとき、バキュームカップ１４は自らの材料がもつ弾性によって第一の板材１と平行な方向にある程度の自由度を有するため、板材１を白抜き矢印で示すように斜めに移動させることにより、端縁１ａを位置決めピン５２ａ，５２ｂに、他の端縁１ｂを位置決めピン５４に、それぞれ突き当てる操作を同時に行うことができる。したがって、位置決めピン５２ａ，５２ｂに向けて押すプッシャと位置決めピン５４に向けて押すプッシャとが必要であった従来の技術（図１２参照）に比べて、装置が簡略化できる。
【００２９】
第一の板材１を位置決めピン５２ａ，５２ｂ，５４に突き当てた状態が図１１（Ａ）に二点鎖線で示してある。この状態で第一の板材１をクランプし、位置決めピン５２ａ，５２ｂ，５４を後退させる。なお、クランプ装置は図示を省略してある。
【００３０】
続いて図１１（Ｂ）に示すように、第二の板材２の搬送方向前方の端縁２ａ近傍をバキュームカップ１４で吸着して保持し、矢印で示すように引いて搬送し、第二の板材２の端縁２ａを第一の板材１の端縁１ａに突き合わせる。ここでも、バキュームカップ１４は第二の板材２と平行な方向にある程度の自由度をもっていることから、仮に第一の板材１の端縁１ａに対して第二の板材２の端縁２ａが斜めになって移動してきたとしても、端縁１ａ，２ａ同士が突き合わさるまで第二の板材２を移動させることができる。このようにして板材１，２を突き合わせた後、第二の板材２をクランプする。
【００３１】
述べたように、突き合わせるべき端縁とは反対側から押して移動させる従来の方法に対して、板材１，２の端縁１ａ，２ａ近傍を保持し、引いて移動させることにより、板材１，２の形状や大きさに関係なく容易に移動させることができる。しかも、板材１，２を押すのではなく引いて移動させると板材１，２のずれや撓みが生じにくい。したがって、確実に第一の板材１を位置決めピンに突き当てることができ、また、第二の板材２の端縁２ａを第一の板材１の端縁１ａと突き合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の装置の平面図
【図２】図１のII−II断面図
【図３】実施例２の装置の平面図
【図４】図３のIV−IV断面図
【図５】実施例３の装置の平面図
【図６】実施例４の装置の平面図
【図７】実施例５の装置の平面図
【図８】実施例６の装置の平面図
【図９】実施例７の装置の平面図
【図１０】実施例８の装置の平面図
【図１１】２枚の板材を突合せ位置決めする要領を示す平面略図
【図１２】従来の技術を示す平面略図
【図１３】従来の技術を示す平面略図
【符号の説明】
【００３３】
１  第一の板材
１ａ，１ｂ  端縁
２  第二の板材
２ａ  端縁
１２  ワークセットベース
１３  穴
１４  バキュームカップ（保持手段）
１６  ワークセットブロック
１８  フック
１９  立ち上がり部
２０  駆動機構
２２  ピボットピン（連結部材）
２４  フリーローラ
２６ａ，２６ｂ  ロケートピン（位置決めピン）
２８  サイドピン（位置決めピン）
３０  クランプサポート
３２  切欠き
３４  サポートバー
５２ａ，５２ｂ，５４  位置決めピン
【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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