(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアプライトに囲まれた加工ステーションにワークを搬送するトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置であって、
ワーク搬送方向の両側に並設された一対のトランスファバーによりワークを把持して前記加工ステーションに搬送するフィード機構と、
前記アプライト間のベッド部上に配設され、前記トランスファバーを昇降するリフト機構と、
該リフト機構に連結され、前記トランスファバーの前記ワークに対する把持・解放のためのクランプ機構と、
前記リフト機構及びクランプ機構を収容したクランプ・リフトボックスと、
前記フィード機構、リフト機構及びクランプ機構の各機構に連結され、該各機構を駆動するそれぞれの駆動手段とを備えてなり、
前記リフト駆動手段及びクランプ駆動手段は、それぞれが前記リフト機構及びクランプ機構に連結される駆動用シャフト及びサーボモータを有しており、
前記リフト駆動手段及びクランプ駆動手段が前記クランプ・リフトボックスの両端部に振り分けて配され、
前記ベッド部に切欠部を有し、同切欠部の内部に前記リフト駆動手段及び前記クランプ駆動手段のそれぞれが収容設置されてなる、
ことを特徴とするトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置。
【請求項２】
前記ベッド部に形成された貫通孔が、前記クランプ駆動手段及び前記リフト駆動手段の各駆動用シャフトが挿入され、前記ベッド部の下部に形成された収容空間に前記各駆動手段のそれぞれのサーボモータが設置され、前記各駆動用シャフトが対応する前記サーボモータに連結されてなる請求項１記載のトランスファフィーダの３次元駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアプライトに囲まれた加工ステーションにワークを搬送するトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動プレス加工システムにおいて、トランスファプレス機にはサーボモータの駆動によるサーボ式のトランスファフィーダの３次元駆動装置が装備されている。この３次元駆動装置は、トランスファプレス機の加工ステーションに被加工材（ワーク）を搬送するために、ワークの搬送方向に並設させた一対のトランスファバーと、このトランスファバーの一側に設けられたフィード機構と、他側に設けられたクランプ及びリフト機構とを備えている。トランスファバーはフィード機構によりフィード方向の動作を付与され、リフト及びクランプ機構によりリフト及びクランプ方向の動作を付与されて、トランスファバー間に前記ワークを把持・解放して、自動的に各プレス工程の金型に搬入及び搬出されるようになっている。
【０００３】
このワークの連続加工が行われる一連の加工ステーションにワークを搬送させるために、例えば一連のワークを一つの金型から次の金型に連続的に搬送させたいときには、リフト及びクランプ機構をトランスファプレス機の各アプライト間又は金型間に配列し、このフィード、リフト及びクランプ機構の各機構を３次元方向に駆動制御することによって、このワークがトランスファプレス機により自動的に順次加工されるようになっている。このトランスファフィーダの３次元駆動装置として、例えば実公平２−１１９３４号公報などに示されたものがあり、このサーボ式３次元駆動装置はフィード機構、リフト機構及びクランプ機構の各機構にサーボモータをそれぞれダイレクトに連結しているため、トランスファバーを高速で３次元動作することができ、生産性の向上を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレス機の駆動系からの動力によって駆動する機械式トランスファフィーダの３次元駆動装置がある。この機械式の３次元駆動装置がプレス機の駆動系からベベルギヤ機構、ピニオンやカム軸などの伝達機構を介して動力を取り出している。このため、既存の機械式３次元駆動装置に変えてサーボ式３次元駆動装置を設置する場合、いままで不要であった設置空間が必要になり、その各サーボモータの設置場所が大きな問題となる。特に、プレス工程数が多く、トランスファバーの送りピッチが小さい場合にはアプライト間隔などが小さくなるので、サーボモータの設置空間の許容範囲には大きな制約がある。
【０００５】
各サーボモータはトランスファプレス機の本体及び金型などを避けて設置しなければならない。また、大型の容量的に大きいサーボモータが必要になるが、大型のサーボモータでは、上記理由により設置できない。このため、小型のサーボモータを複数個に分散させる必要がある。
【０００６】
本発明は、かかる従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、リフト機構及びクランプ機構の設置空間の省スペース化を達成することができるトランスファフィーダの３次元駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
かかる目的は、上記請求項１及び２に記載された各発明により達成される。請求項１に係る発明は、複数のアプライトに囲まれた加工ステーションにワークを搬送するトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置であって、ワーク搬送方向の両側に並設された一対のトランスファバーによりワークを把持して前記加工ステーションに搬送するフィード機構と、前記アプライト間のベッド部上に配設され、前記トランスファバーを昇降するリフト機構と、該リフト機構に連結され、前記トランスファバーの前記ワークに対する把持・解放のためのクランプ機構と、前記リフト機構及びクランプ機構を収容したクランプ・リフトボックスと、前記フィード機構、リフト機構及びクランプ機構の各機構に連結され、該各機構を駆動するそれぞれの駆動手段とを備えてなり、前記リフト駆動手段及びクランプ駆動手段は、それぞれが前記リフト機構及びクランプ機構に連結される駆動用シャフト及びサーボモータを有しており、前記リフト駆動手段及びクランプ駆動手段が前記クランプ・リフトボックスの両端部に振り分けて配され、前記ベッド部に切欠部を有し、同切欠部の内部に前記リフト駆動手段及び前記クランプ駆動手段のそれぞれが収容設置されてなることを特徴としている。
【０００８】
そのため、サーボモータ及び駆動用シャフトからなる各駆動手段の分散化を図ることができ、クランプ機構及びリフト機構の両端部に振り分けて配することができる。それらが同期作動する構成になっているから、サーボモータの負荷が軽減され、小さな容量のものも用いることができることに加えて、必要なパワーが確保できる。また、小型化により制限されたスペースにサーボモータ及び駆動装置が収納可能となる。こうした効果に加えて、ベッド部の切欠部にサーボモータ及び駆動用シャフトを設置するスペースを設けたため、プレス機本体及び金型周辺に広い空間を形成することができると共に作業性の向上及び騒音の低減を図ることができる。
【０００９】
そして更に請求項２に係る発明にあっては、前記ベッド部に形成された貫通孔が、前記クランプ駆動手段及び前記リフト駆動手段の各駆動用シャフトが挿入され、前記ベッド部の下部に形成された収容空間に前記各駆動手段のそれぞれのサーボモータが設置され、前記各駆動用シャフトが対応する前記サーボモータに連結されている。このため、ベッド部の貫通孔に設置する駆動用シャフトとベッド部の下部に形成された収容空間に収容設置するサーボモータとを連結することができるので、リフト及びクランプ機構の設置空間を有効に利用して省スペース化を一層図ることができ、リフト及びクランプ機構を同一ユニットで使用することができる。従って、総合的にみてコストを低減することができ、自動プレス加工システムの占有面積を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図示実施例に基づいて具体的に説明する。図１は本発明のトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置を示す正面図、図２は本発明の３次元駆動装置を示す一部切欠した平面図、図３は本発明の３次元駆動装置のクランプ及びリフト機構を示す説明図である。
【００１１】
図１ないし図３において、１はトランスファプレス機、２はフロアＦＬより下方に設置したベッド部である。このベッド部２の上方にはアプライト３がワーク搬送方向Ａの両側に３個ずつ設けられている。このベッド部２上には、２基のムービングボルスタ４が移動自在に設けられ、このムービングボルスタ４には、図示せぬ複数の下型が等間隔に取り付けられている。このムービングボルスタ４の上側には、図示せぬクラウン内に設けられた駆動源によりアプライト３の間を昇降可能にした２基のスライド５が設けられ、このスライド５には、ムービングボルスタ４の複数の下型に対応して図示せぬ複数の上型が取り付けられている。このムービングボルスタ４は、金型交換の際に複数の上型及び下型を取り付けた状態でアプライト３の間から引き出し可能になっており、図示せぬ車輪及びレールによって走行させるようになっている。
【００１２】
トランスファプレス機１にはトランスファフィーダの３次元駆動装置６が装着され、この３次元駆動装置６はアプライト３の間に一対の並行なトランスファバー７を有している。このトランスファバー７には、複数のフィンガ（図示しない）が取り付けられ、このトランスファバー７は図示せぬフィンガで把持したワーク（図示しない）を３次元的な位置に変位させることが可能になっている。このトランスファバー７は図２に示したコネクタ８を介して中央バー９及び両端バー１０を着脱自在に取り付け、金型及びフィンガの交換時に、ムービングボルスタ４に設けられたバー受台１１に中央バー９を載置した状態で上型及び下型と共にアプライト３の間から引き出せるようになっている。
【００１３】
このトランスファバー７の一側には、フィード機構１２及びフィードボックス１３が備えられ、その他側にはクランプ機構１４及びリフト機構１５が収容されたクランプ・リフトボックス１６が備えられている。このフィードボックス１３はフロアＦＬ下の架台１７に設置された支柱１８を介して支持され、フィードキャリヤ１９がフィードボックス１３内に吊り下げ支持されている。このフィードボックス１３にはフィードサーボモータ２０が設けられ、このフィードサーボモータ２０は図示せぬ減速機及びスプライン軸などの駆動伝達機構を介してワーク搬送方向Ａの両側に並列した一対のフィードピニオン２１に連結されている。このフィードピニオン２１はフィードキャリヤ１９の上部に固設された一対のフィードラック２２に噛合し、このフィードキャリヤ１９はワーク搬送方向Ａに移動するようになっている。このフィードキャリヤ１９の下部には、ラック２２の敷設方向に直交する方向の両側に一対の案内レール２３が設けられ、この案内レール２３には一対のフィードサブキャリヤ２４が走行可能に設けられている。このフィードサブキャリヤ２４の下部にはガイドポスト２５が上下動可能に取り付けられ、このガイドポスト２５にトランスファバー７が上下動するようになっている。なお、フィードボックス１３をアプライト端面に直接設置してもよい。
【００１４】
リフト機構１５及びクランプ機構１４のクランプ・リフトボックス１６は、アプライト３間のベッド部２上に設けられている。このリフト機構１５及びクランプ機構１４は２つに分散化された駆動伝達機構によって構成されている。図３に示すように、このクランプ・リフトボックス１６の両端部にはクランプ及びリフトサブボックス２６が設けられ、このサブボックス２６の一方には駆動手段としてクランプサーボモータ２７とベベルギヤ２８を有する駆動用シャフト４７とが収納され、他方には駆動手段としてリフトサーボモータ２９とベベルギヤ３０を有する駆動用シャフト３２とが収納されている。この両端側の各サブボックス２６はベッド部２に形成された切欠部３１に収納されている。
【００１５】
本発明にあっては、この切欠部３１とは、クランプ・リフトボックス１６直下のベッド部２に形成された穴、貫通穴又は切欠きなどであり、これらの内部を収容空間とするもので、図１〜３において、各切欠部３１のシャフト収容穴３１′にはリフト及びクランプ機構１５，１４の各駆動用シャフト３２，４７が挿入され、この収容穴３１′の底部にはリフト及びクランプ機構１５，１４の各サーボモータ２９，２７が収容設置されるようになっている。図３に示すように、この切欠部３１は、ここでは、ワーク搬送方向Ａに直交する方向Ｂに並列したアプライト３間のアプライト下部のベッド部２から真下方向に向かった垂直穴（シャフト収容穴）31Ａと、この穴31Ａの底部に沿って水平方向に接曲した長い水平穴（サーボモータ収容穴）31Ｂからなる形状になっている。この水平穴31Ｂには各サーボモータ２７, ２９が収納され、垂直穴31Ａにはベベルギヤ２８, ３０を有する駆動用シャフト３２, ４７が収納されている。
【００１６】
図４を参照すると、本発明における切欠部３１の第２実施例が示されている。この切欠部３１はアプライト３間のクランプ・リフトボックス１６の長手方向に沿って形成された細長状の切欠きであり、駆動用シャフト３２，４７が挿入されたシャフト収容穴とシャフト収容穴の底部に形成された各駆動用各サーボモータ２９，２７が収容設置されたサーボモータ収容穴とを有したものである。
【００１７】
従って、図１〜図４の切欠部３１をベッド部２に設けることによって、プレス機本体及び金型周辺に広い空間を形成することができることに加えて、作業性の向上及び騒音の低減を図ることができる。そして、リフト及びクランプ機構の設置空間を有効に利用して省スペース化を図ることもできる。
【００１８】
そして、図５は、本発明における切欠部３１の第３実施例であり、アプライト３間の駆動用シャフト３２，４７直下のベッド部２に貫通孔３１′′が形成されたものである。この貫通孔３１′′には各駆動用シャフト３２，４７が挿入され、ベッド部２の下部に形成された収容空間にサーボモータ２９，２７が設置され、各駆動用シャフト３２，４７が対応するサーボモータ２９，２７に連結されている。図１〜図４の切欠部における作用効果に加えて、リフト及びクランプ機構１５，１４の設置空間を有効に利用して省スペース化を一層図ることができ、リフト及びクランプ機構１５，１４を同一ユニットで使用することができる。従って、総合的にみてコストを低減することができ、自動プレス加工システムの占有面積を小さくすることができる。
【００１９】
このリフトサーボモータ２９はベベルギヤ３０に連結されている。このベベルギヤ３０を有する駆動用シャフト３２はクランプ・リフトボックス１６の底面部から突出し、このシャフト３２にはリフトピニオン３３が固定されている。このピニオン３３には、クランプ・リフトボックス１６の長手方向に沿って連設されたギヤ連動機構３４のギヤ34Ａが噛合されている。このギヤ連動機構３４は５枚のギヤ34Ａ，34Ｂ，34Ｃ，34Ｄ及び34Ｅから構成されている。中心に位置するギヤ34Ｃはクランプ機構１４の出力軸３５に非連結状態で回転自在に支持され、各ギヤ34Ｂ及び34Ｄは軸受け３６に回転自在に支持されている。両側に位置する各ギヤ34Ａ及び34Ｅはボールスクリュウ３７に固定されている。このボールスクリュウ３７は軸受け３８に回転自在に支持され、このボールスクリュウ３７に螺合したボールナット３９がリフトビーム４０に固定されている。このリフトキャリヤ４０は昇降可能に設けられ、このリフトビーム４０の上部の両端部には案内レール４１が形成されている。この案内レール４１にはクランプ機構１４の下側クランプキャリヤ４２が移動自在に支持され、この下側クランプキャリヤ４２にはガイドポスト４３を介して上側クランプキャリヤ４４が連結されている。この上側クランプキャリヤ４４はクランプ・リフトボックス１６の案内レール４５に移動自在に支持され、この上側クランプキャリヤ４４に上下動可能に連結されたガイドポスト４３の上部は、トランスファバー７をローラ４６によって保持している。
【００２０】
そして、クランプサーボモータ２７の回転はベベルギヤ機構２８に伝達される。水平穴31Ｂにはクランプサーボモータ２７が収納され、垂直穴31Ａにはベベルギヤ２８が収納されている。このベベルギヤ２８の駆動用シャフト４７はクランプ・リフトボックス１６の底面部から突出し、この駆動用シャフト４７の先端部にはピニオン４８が固定されている。ギヤ連動機構３４の各ギヤ34Ｃ，34Ｄ及び34Ｅに対向してギヤ連動機構４９がクランプ・リフトボックス１６の長手方向に沿って連設してあり、ギヤ連動機構３４とギヤ連動機構４９は同調して作動するようになっている。
【００２１】
このギヤ連動機構４９は３枚の互いに噛合するギヤ49Ａ，49Ｂ及び49Ｃから構成されている。このギヤ49Ａはボールスクリュウ３７の軸受けに回転自在に嵌合され、このギヤ49Ａにピニオン４８が噛合されている。このギヤ49Ａから、軸受け３６に回転自在に支持されたギヤ49Ｂを経てギヤ49Ｃが噛合している。この中心に位置するギヤ49Ｃはクランプ機構１４の出力軸３５に固定されている。このクランプ機構１４の出力軸３５はクランプ・リフトボックス１６に回転自在に支持され、この出力軸３５の出力端のピニオン５０には、両側の案内レール４５の各上側クランプキャリヤ４４の対向面から互い違いに突設されたクランプラック５１が噛合している。これにより、このクランプ機構１４の出力軸３５は各上側クランプキャリヤ４４を接離方向に往復移動させるようになっている。なお、符号５３はバランスシリンダであり、符号５４はエアタンクである。
【００２２】
従って、サーボモータ及び駆動用シャフトの駆動手段の分散化を図ることができ、クランプ機構及びリフト機構の両端部に振り分けて配することができる。それらが同期作動する構成になっているから、サーボモータの負荷が軽減され、小さな容量のものも用いることができ、必要なパワーが確保できる。更にリフト及びクランプ機構を同一ユニットで設置することができる。また、限られたスペースにサーボモータ及び駆動装置が収納可能となる。
【００２３】
次にトランスファフィーダの３次元駆動装置の動作を図１及び図３を参照して説明する。
【００２４】
まず、図１に示したトランスファプレス機１によって加工されるワークが搬入されるとき（図の左側から右側）、図示せぬ制御手段の指令によってクランプサーボモータ２７を正転駆動させる。すると、ベベルギヤ２８の駆動用シャフト４７が回転され、図３に示すように、このシャフト４７のピニオン４８を介してギヤ連動機構４９の各ギヤが回転する。そして、ギヤ49Ａに回転自在に嵌合されたシャフト３５が回転され、上側クランプキャリヤ４４の対向面から互い違いに突設されたクランプラック５１を介して上側クランプキャリヤ４４が案内レール４５に沿って互いに接近方向に移動する。そして同時に、この上側クランプキャリヤ４４にガイドポスト４３を介して連結した下側クランプキャリヤ４２がクランプ・リフトボックス１６の案内レール４１に沿って移動する。このとき、フィードサブキャリヤ２４が案内レール２３に沿って同時に走行する。そして、この上側クランプキャリヤ４４のガイドポスト４３のローラ４６に把持されたトランスファバー７がクランプ方向に移動し、トランスファバー７のフィンガ間に図示せぬワークを把持する。
【００２５】
そして、図示せぬワークのクランプ動作を終了すると、図示せぬ制御手段の指令によってリフトサーボモータ２９を正転駆動させる。すると、ベベルギヤ機構３０の駆動用シャフト３２のピニオン３３が回転され、図３に示すように、ギヤ連動機構３４の各ギヤが回転する。そして、ギヤ34Ａ及びギヤ34Ｅに回転自在に嵌合されたボールスクリュウ３７が同時に回転され、このボールスクリュウ３７に螺合したボールナット３９によってリフトビーム４０が上昇する（矢印Ｃ方向）。同時に、フィードサブキャリヤ２４がガイドポスト２５を介して上昇する。このとき、リフトビーム４０の下側クランプキャリヤ４２がガイドポスト４３を介して上昇しながら、上側クランプキャリヤ４４のガイドポスト４３のローラ４６に保持されたトランスファバー７が所定の高さに円滑に上昇する。
【００２６】
そして、図示せぬワークのリフト動作を終了すると、図示せぬ制御手段の指令によってフィードサーボモータ２０を正転駆動させる。すると、図１に示すように、動力伝達機構を介してフィードピニオン２１が回転され、フィードラック２２を介してフィードキャリヤ１９が図示せぬ案内レールに沿って図１の右方向に移動しながら、トランスファバー７が上側クランプキャリヤ４４のガイドポスト４３のローラ４６を転動させ、図１の右方向に所定ピッチで円滑に移動する。そして、各トランスファバー７が所定の位置に達すると、フィードサーボモータ２０が停止すると共にリフトサーボモータ２９が逆転駆動し、トランスファバー７が下降する。そして、図示せぬ制御手段の指令によってクランプサーボモータ２７を逆転駆動させ、各トランスファバー７が互いに離間する方向に移動し、各トランスファバー７のフィンガ間に把持された図示せぬワークを解放して所望の金型にセットする。そして、フィードサーボモータ２０が逆転駆動し、各トランスファバー７は図１の左方向に移動し、図示せぬワークを把持した元の位置に復帰する。この３次元動作を繰り返しながら、各加工ステーション間に図示せぬワークの搬走を順次行う。加工が終了した図示せぬワークは排出コンベア５２によってトランスファプレス機１から搬出される。また、金型及びフィンガを交換する場合には、トランスファバー７の中央バー９を切離して、ムービングボルスタ４のバー受け台１１に中央バー９を載置した状態でムービングボルスタ４と共にアプライト３の間から引き出す。
【００２７】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係るトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置によれば、クランプ・リフトボックスの両端部にリフト及びクランプ機構の各駆動手段が振り分けた状態で設けられ、それらが同期作動する構成になっているから、サーボモータの負荷が軽減され、小さな容量のものを用いることができ、必要なパワーが確保できる。
【００２８】
また、サーボモータ及び駆動用シャフトを設置するスペースをトランスファプレス機のベッド内部に設けることができるので、金型周辺に広い空間を形成することができると共に作業性の向上及び騒音の低減を図ることができる。更に、サーボモータ及び駆動用シャフトの占有空間を狭小化することができ、リフト及びクランプ機構の設置空間を有効に利用して省スペース化を図ることができる。そして、ワークの連続加工が行われる一連の加工ステーション間にリフト及びクランプ機構を同一ユニットで設置することができると共に複数のリフト及びクランプ機構を金型間に配列し、各ユニットにより制御することができる。もって、総合的にみてコストを低減することができ、自動プレス加工システムの占有面積を小さくすることができる。
【００２９】
なお、以上の実施例は本発明の代表的な例を示すに過ぎず、特許請求の範囲に記載した範囲において多様な変形が可能であることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトランスファプレス機におけるトランスファフィーダの３次元駆動装置を示す正面図である。
【図２】同上装置の一部切欠平面図である。
【図３】同上装置のクランプ及びリフト機構を示す側面図である。
【図４】同上装置のクランプ・リフトボックスを設置するベッド部の切欠きを説明するための一部切欠平面図である。
【図５】同上装置のクランプ・リフトボックスを設置するベッド部の切欠きを説明するための一部切欠正面図である。
【符号の説明】
１                      トランスファプレス機
２                      ベッド部
３                      アプライト
４                      ムービングボルスタ
５                      スライド
６                      トランスファフィーダの３次元駆動装置
７                      トランスファバー
８                      コネクタ
９                      中央バー
１０                      両端バー
１１                      バー受台
１２                      フィード機構
１３                      フィードボックス
１４                      クランプ機構
１５                      リフト機構
１６                      クランプ・リフトボックス
１７                      架台
１８                      支柱
１９                      フィードキャリヤ
２０，２７，２９          サーボモータ
２１，３３，４８，５０    ピニオン
２２，５１                ラック
２３，４１，４５          案内レール
２４                      フィードサブキャリヤ
２５                      ガイドポスト
２６                      クランプ・リフトサブボックス
２８，３０                ベベルギヤ機構
３１                      切欠部
３１′                    収容穴
３１′′                  貫通孔
３１Ａ                    シャフト収容穴
３１Ｂ                    サーボモータ収容穴
３２，４７                駆動用シャフト
３４，４９                ギヤ連動機構
３５                      出力軸
３６，３８                軸受け
３７                      ボールスクリュウ
３９                      ボールナット
４０                      リフトビーム
４２                      下側クランプキャリヤ
４３                      ガイドポスト
４４                      上側クランプキャリヤ
４６                      ローラ
５２                      排出コンベア
５３                      バランスシリンダ
５４                      エアタンク
【図１】
0003895054.tif 000002
【図２】
0003895054.tif 000003
【図３】
0003895054.tif 000004
【図４】
0003895054.tif 000005
【図５】
0003895054.tif 000006