JP2008137040A

JP2008137040A - プレスライン

Info

Publication number: JP2008137040A
Application number: JP2006326217A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Toda; 節男戸田
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】ワーク搬送速度の高速化を促進する。
【解決手段】ワーク搬送装置１０が、上流側プレス１Ｍと下流側プレス１Ｎとの中間位置に設けられかつ第１の回動軸１８を中心に回動可能な第１のアーム２１と、第２の回動軸２８を中心に回動可能な第２のアーム３１と、この第２のアーム３１の先端側に設けられた吸着手段５１と、第３の回動軸３８を利用して吸着手段５１の姿勢を調整可能な姿勢調整手段を具備し、ボルスタ８よりも低い位置に設けた第１の回動軸１８を中心に第１のアーム２１を回動させかつ第２のアーム３１を第２の回動軸２８を中心に回動させつつ吸着手段５１をプレス加工領域内に移動可能に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のプレスがＸ方向に配列され、ワーク搬送装置を用いて上流側プレスから下流側プレスにワークを搬送しつつ各プレスにプレス加工させるプレスラインに関する。

複数のプレスをＸ方向に配列し、ワーク搬送装置を用いて上流側プレスから下流側プレスにワークを搬送しつつ、各プレスにプレス加工させるプレスラインが周知である。また、ワーク搬送装置には、大別して間接搬送タイプと直接搬送タイプとがある。

間接搬送タイプは、上流側搬送装置が上流側プレスから取出したワークをプレス間中央に設けたアイドルステージ（例えば、中継テーブル）に搬送（搬出）する。次に、下流側搬送装置が中継テーブルから取出したワークを下流側プレスに搬送（搬入）する。

例えば、特許文献１に係るワーク搬送装置（従来例１）は、上流側搬送装置（アンローダ４）と下流側搬送装置（ローダ７）と中継テーブル（台車６）とを含み、さらに台車６を中間搬送装置５でアンローダ側位置Ａからローダ側位置Ｂまで搬送可能に形成されている。

特許文献２に係るワーク搬送装置（従来例２）は、上下駆動手段（２３等）と搬送バーユニット２１（１５，１６等）とワーク保持手段１７（１７Ａ，１７Ｂ）とワークテーブル３０とワーク位置決め手段とを具備し、第１の搬送バーを用いて上流側プレス（第１搬送位置Ｎ１）からワークテーブル（第２搬送位置Ｎ２）に搬送し、ワークテーブル３０を揺動させてワークテーブル（第３搬送位置Ｎ３）に移動させる。と同時的に、第１の搬送バーを用いてワークテーブル（第３搬送位置Ｎ３）にあった先のワークを下流側プレス（第４搬送位置Ｎ４）に搬送する構造である。

また、特許文献３に係るワーク搬送装置（従来例３）は、上流側関節ロボット４０を用いて上流側プレスからワークテーブル（シャトルフィード３０）に搬送し、シャトルフィード３０を移動させてワークを上流側から下流側に移動させる。と同時的に、シャトルフィード３０の下流側にあった先のワークを下流側関節ロボット４０を用いて下流側プレスに搬送する構造である。

一方、直接搬送タイプは、ワーク搬送装置が上流側プレスと下流側プレスに共通として構築され、上流側プレスから取出したワークをアイドルステージ等を介することなく下流側プレスに直接（一気）に搬送する。

例えば、特許文献４に係る装置（従来例４）は、上下移動可能なガイド体２に左右移動可能なアーム３を支持させ、左右駆動機構で駆動されるアーム３の左右端に保持部４，５を取付けた構造である。アームの左右駆動機構は、第１のギヤプーリー１９と、第１レバー１２と、第２のギヤプーリー２０と、ベルト２６と、第２レバー１３とを含み、アーム３を左右に往復移動可能に形成されている。

また、特許文献５に係るプレス間ワーク搬送装置（従来例５）は、両プレス１，１０間に渡設されたガイド部材２４に可動機構２７を往復移動可能に設け、この可動機構２７にアーム機構３０を回動・屈伸可能に装着しかつアーム機構３０にワーク保持部３１を回動可能に設けた構造である。プレス１から取出されたワークは可動機構２７の移動によりプレス１０側に移動し、可動機構２７に対するアーム機構３０（ワーク保持部３１）の左右反転動作により向き変更された後に下流側プレス１０に引き渡される。

ここに、間接搬送タイプと直接搬送タイプとを比較する。間接搬送タイプは、上流側プレス（アイドルステージ）からアイドルステージ（下流側プレス）までの搬送距離が短い（半分でよい。）が、上流側プレスから下流側プレスまでのワーク搬送時間は長くなる。潤滑系統のメンテナンスの頻度は低い。一方、直接搬送タイプは、アイドルステージを介した２段階搬送でないから、上流側プレスから下流側プレスまでの搬送時間は短い。しかし、直動ガイドが長大化する。潤滑系統のメンテナンスの頻度も高くなる。
実公昭６０−３２９０８号公報特開平１０−５９０３号公報特開平５−２００４６５号公報実開昭６０−４２４１８号公報特開平５−２６１４５８号公報

ところで、生産性の向上の観点から、ワーク搬送速度を一段と高速化したいとの要請が強い。併せて、プレス間距離の長短に対する適応性の広いワーク搬送装置が求められている。

高速化の観点からは、アイドルステージの無い直接搬送タイプ（従来例４、従来例５）の方が優位である。しかし、移動体（従来例４のアーム３等、従来例５の可動機構２７）を直動ガイド（従来例４のガイド体２、従来例５のガイド部材２４）に沿って往復移動させる構造は、移動時の騒音が大きい。移動速度が速くなればなる程に、過大となり作業者が苦痛を感じ、装置寿命も短い。さらに、ワーク搬送距離が長くなるほど、装置大型・高重量化を招き、また取扱い（潤滑系統の日常的なメンテナンスを含む）が難しい。

しかも、移動体の移動速度の高速化だけで、ワーク搬送速度の高速化を達成できるわけではない。つまり、従来例４の場合は、左右駆動機構（レバー６等）と相対移動可能とされたガイド体２を上下動しつつ、保持部４，５とワークとの吸着・解放をしなければならない。この上下動時間もワーク搬送時間に含まれる。従来例５の場合は、可動機構２７の移動開始前にアーム機構３０を駆動してワーク保持部３１を回動・屈伸に要する前段階時間および可動機構２７の移動終了後にアーム機構３０の向きを反転させかつワーク保持部３１を回動・屈伸に要する後段階時間がワーク搬送時間に含まれるからである。

また、直動ガイドを有する装置では、プレス間距離が長く（例えば、２ｍ以上）なると、振動を抑制しつつ所定の搬送精度を保障できる装置を構築することが、現実的には難しいとされている。このために、未だに、関節搬送タイプを採用する場合が多く、一段の搬送高速化を諦めなければならないが実状である。

さらに、従来例４は、アーム３を直動ガイド（２）に沿って往復移動させる機構およびワーク保持部４，５をガイド体２とともに上下動させる機構の組合せ構造である。従来例５は、可動機構２７を直動ガイド（２４）に沿って往復移動させる機構、可動機構２７に対するアーム機構３０の姿勢を調整する機構およびワーク保持部３１を直動ガイド（２）ごと上下動させる機構を重畳的に組合せた構造であるから、構造複雑で大型化し、プレス間距離の大小に対する適応性も狭い。

本発明の目的は、ワーク搬送速度の高速化を促進でき、構造簡単で適応性が広く、生産性の高いプレスラインを提供することにある。

本発明は、多数の実機運用を通じた分析（試験・研究）から、（Ａ）ワーク吸着位置およびワーク解放位置の位置決め精度を担保できるならば、搬送軌跡は直線状（直動…直線に沿って移動させる。）に限定されない筈であること。途中の搬送速度の厳密な一定化も必要でないこと。（Ｂ）アームの回動運動だけで、ワークを搬送することができるならば、構造を大幅に簡素化できかつ搬送負荷の軽減、搬送速度の飛躍的な高速化を促進し得ること等に着目し、かつ多数の固有的技術事項や事象を一つずつ潰すように段階的かつ重畳的に構築していた従来例４、５の考え方とは決別し、それらを一挙に解決すべきとする発想の転換に基づき創生されたものである。

すなわち、本発明は、ワーク搬送装置を、構造簡単なアーム回動機構を基本とし、第１のアームの下端側を回動中心として回動させて、その上端側をＸ方向に往復移動させかつ第２のアームを第１のアームの上端側の移動位置に対応さて回動させつつ、吸着手段を上流側プレスから下流側プレスまで直接搬送するとともに、下流側プレスのスライド（上金型）と下金型との間にほぼ水平方向から移動可能かつ所定位置に位置決め可能に形成されている。

詳しくは、請求項１の発明に係るプレスラインは、複数のプレスがＸ方向に配列され、ワーク搬送装置を用いて上流側プレスから下流側プレスにワークを搬送しつつ各プレスにプレス加工させるプレスラインにおいて、前記ワーク搬送装置が、前記Ｘ方向の上流側プレスと下流側プレスとの中間でかつＺ方向においてボルスタよりも下方の位置に設けられたＹ方向に延びる第１の回動軸と、下端側が第１の回動軸を中心に回動可能に装着されかつ第１の回動軸を中心とする回動により上端側がＸ方向に往復移動可能に形成された第１のアームと、基端側が第１のアームの上端側に設けられたＹ方向に延びる第２の回動軸を中心に回動可能に装着された第２のアームと、この第２のアームの先端側に設けられかつワークを吸着・解放可能に形成された吸着手段と、第２のアームの先端側に設けたＹ方向に延びる第３の回動軸を利用して吸着手段の姿勢を調整可能な姿勢調整手段を具備し、第１のアームを第１の回動軸を中心に回動させかつ第２のアームを第２の回動軸を中心に回動させつつ吸着手段をプレス加工領域内に移動可能に形成されている、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、姿勢調整手段が、吸着手段の自重を利用して姿勢を調整する自重調整方式とされている。

また、請求項３の発明は、姿勢調整手段が、動力付与により強制的に吸着手段の姿勢を調整する強制調整方式とされている。

さらに、請求項４の発明は、姿勢調整手段が、自重調整方式と強制調整方式とを具備しかつその一方を選択的に使用可能に形成されている。

さらに、請求項５の発明は、調整駆動制御装置を設け、駆動制御指令に基づき、第１のアームの回動運動に、第２のアームの回動運動と第３の回動軸を中心とする吸着手段の回動運動とを連関させつつ、吸着手段の姿勢を調整駆動制御可能に形成されている。

さらにまた、請求項６の発明は、ワークが薄板形状材で、吸着手段がバキューム吸着方式とされている。

請求項１の発明によれば、ワーク搬送速度の高速化を促進でき、構造簡単で適応性が広く、生産性の高いプレスラインを提供することができる。

請求項２の発明によれば、ワーク姿勢を正確に維持した確実かつ安定した搬送を行なえるとともに、構成要素（回動軸，駆動源等）や駆動制御の簡素化並びにコスト低減を促進できる。

また、請求項３の発明によれば、例えば、上流側プレスでのワーク姿勢と下流側プレスでのワーク姿勢を変えたワーク搬送ができる。つまり、プレス加工態様に対する適応性を拡大できる。

また、請求項４の発明によれば、高速搬送中は自重利用として強制制御をせずかつ吸着・脱離時に強制制御として姿勢を積極的に安定させることができ、搬送工程全体としての高速化を促進できる。

さらに、請求項５の発明によれば、吸着手段の姿勢を自動的に行なえかつ制御単純化によるワーク搬送速度の高速化にも有効である。

さらにまた、請求項６の発明によれば、ワークを一段と確実かつ無傷で吸着・搬送できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本プレスライン（１Ｍ，１０，１Ｎ等）は、図１〜図３に示す如く、複数のプレス１がＸ方向に配列され、ワーク搬送装置１０が、上流側プレス１Ｍと下流側プレス１Ｎとの中間位置に設けられかつ第１の回動軸１８を中心に回動可能な第１のアーム２１と、第２の回動軸２８を中心に回動可能な第２のアーム３１と、この第２のアーム３１の先端側に設けられた吸着手段５１と、第３の回動軸３８を利用して吸着手段５１の姿勢を調整可能な姿勢調整手段を具備し、ボルスタ８よりも低い位置に設けた第１の回動軸１８を中心に第１のアーム２１を回動させかつ第２のアーム３１を第２の回動軸２８を中心に回動させつつ吸着手段５１をプレス加工領域内に移動可能に形成されている。

確認的に、プレスラインの基本的構成・機能は、複数のプレス１がＸ方向（ワーク搬送方向）にタンデム状に配列されかつワーク搬送装置１０を用いて上流側プレス１Ｍから下流側プレス１Ｎにワーク５７を搬送しつつ、各プレス１にプレス加工させるように形成されている。この実施の形態におけるプレス１（１Ｍ，１Ｎ）は、図１に示すように、本体フレーム１Ｆの側面側から見た形状がＣ字形状とされたいわゆるＣ型プレスとされ、フレーム上部側１ＦＵにスライド５が昇降可能に装着されかつフレーム下部側１ＦＬにボルスタ８を設けた構造である。上金型６を取付けたスライド５をフレーム解放部（１ＦＯ）内で昇降させ、ボルスタ側の下金型７にセットされたワーク５７にプレス加工を施すことができる。

他のプレス（例えば、４本のコラムを有する箱型フレーム）の場合は、例えば従来例５（図１）に示された如く搬送装置の一部構成要素（ブラケット３５）を取付けることができる。しかし、Ｃ型プレスの場合は、部位的・場所的にも、取付けることが至難である。すなわち、本願発明は、特に、Ｃ型プレス間（１Ｍ，１Ｎ）にワーク搬送装置を設けたプレスラインの場合に有効である。

図１（側面図）、図２（正面図）において、第１の回動軸１８は、Ｘ方向と直交するＹ方向（プレス前後方向）の上流側プレス１Ｍと下流側プレス１Ｎとの中間位置に設けられかつＹ方向に延びる。この第１の回動軸１８は、Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向（上下方向）においては、作業用床面９１に立設された固定ベース１１（ベース軸受１７）に回動自在に設けられている。

すなわち、第１の回動軸１８は、ボルスタ８の配設位置よりも下方の位置に設けられ、ボルスタ８よりも上方（Ｚ方向）のワーク搬送装置が占有する空間を小さくしながら、ワーク搬送距離の拡大に対する適応性を高めている。また、第１のアーム２１の長さおよび傾斜角度θとの関係で、プレス間距離の大小に対する適応性も広がる。

この第１の回動軸１８は、減速機（図示省略）を介して連結された第１の駆動源により右回転方向および左回転方向に回動される。第１の駆動源は、固定ベース１１に固着された１台の第１のモータ１９を含む。

第１のアーム２１は、下端側２２が第１の回動軸１８に同期回転連結具（キーやスプライン）を介して連結されている。つまり、第１の回動軸１８を中心に同期回動可能に装着されている。この第１の回動軸１８を中心とする回動運動により、第１のアーム２１の上端側２６を、図２に示す如く、Ｘ方向に往復移動させることができる。すなわち、第１のアーム２１は、下端側２２が回動中心とされかつ本体部２４，上端側２６を含む全体として、Ｘ方向に回動（あるいは揺動乃至旋回）運動可能である。

なお、「第１のアーム２１が第１の回動軸１８を中心として回動する。」とは、「第１の回動軸１８の中心軸線を中心に回動する。」という意味である。ベース軸受１７（固定ベース１１）に枢着された第１の回動軸１８に第１のアーム２１の下端側２２を被嵌しかつキー等を用いて回動方向に一体的に固定（相対回動不能）し、第１のアーム２１を第１の回動軸（元側）１８の回動により、それと同期回動させる、いわゆる元側回動構造である。

ただし、先側回動構造として実施することもできる。因みに、この先側回動構造は、固定ベース１１に回動不能に固定された第１の回動軸１８に、第１のアーム２１の下端側２２を回転自在に嵌装させ、第１の駆動源（１９）を用いて静止側である第１の回動軸１８を中心として可動側である第１のアーム２１自体（先側）を回動させる構造である。

詳細後記の第２の回動軸２８と第２のアーム３１との関係も、同様な元側回動構造として構築してある。ただし、先側回動構造として実施するこができる。

第１の駆動源は、第１の回動軸１８に連結された第１のサーボモータ１９と、図３に示す第１のモータドライバ１９Ｄとからなる。第１のモータドライバ１９Ｄは、駆動制御装置６１から出力される制御指令に基づき、第１のサーボモータ１９を速度・位置（角度）制御しつつ第１の回動軸１８を回動駆動することができる。サーボモータ駆動用電力は、商用電源を入力とする駆動電源生成装置（図示省略）で生成されかつ出力される。

かかる第１の駆動源（１９等）や駆動電源生成装置は、図１に示すように作業用床面（９１）上に配設される。したがって、従来例４，５等の直動ガイド近辺に配設する場合に比較して、形態的、重量的、電気的な制限を厳しくしなくてもよいから、設計が楽で、コスト低減がし易い。プレス（１Ｍ，１Ｎ）間のＸ方向距離の短縮にも役立つ。

さらに、第１のサーボモータ１９と第１の回動軸１８とを一段と減速比の大きい減速機を介して連結することができる。したがって、第１のサーボモータ１９や第１のモータドライバ１９Ｄの容量（定格）を小さくでき、ワーク搬送装置（１０）全体としての負荷の軽減およびワーク搬送高速化に有効である。

先側回動構造として実施する場合には、第１のサーボモータ１９側に駆動歯車，ウオーム歯車等を設けかつ第１のアーム２１側に従動歯車，ウオームホイール等を設け、第１のアーム２１全体を第１の回動軸１８の周りにその軸線を中心として回動可能に形成すればよい。第２のアーム３１、吸着手段５１（５２）も、先側回動構造とする場合は、同様にして構築することができる。

第１のアーム２１の下端側２２は、Ｙ方向の位置を拘束した状態（Ｙ方向の変位不能状態）で、第１の回動軸１８に装着されている。プレス１（フレーム解放部１ＦＯ）に対する吸着手段５１（バキュームカップ５３）のＹ方向位置を一定に保持するためである。

第１のアーム２１のアーム長は、プレス（１Ｍ，１Ｎ）間のＸ方向距離（ワーク搬送距離）をカバーするに必要で十分な長さとして決定することができる。ワーク搬送装置の大部分をボルスタ８の位置よりも高い位置に配設する従来例４，５の場合と比較して、Ｚ方向寸法が厳しく制限されることがない。

すなわち、本ワーク搬送装置１０の構造は、プレスライン全体およびプレス（１Ｍ，１Ｎ）間に及ぼす影響が非常に小さいといえる。つまり、プレス強度および荷重の増大，設置スペースの拡大，駆動制御の複雑化等の弊害を与えない。

また、プレス停止時には、第１のアーム２１を、図２に示すようにＸ方向の一方側（プレス１Ｍ側または１Ｎ側）に傾けた状態で静止しておけば、金型の搬入・搬出および交換作業に際して邪魔にならない。したがって、第１のアーム２１の形態設計に関する自由度が大幅に拡大する。例えば、アーム断面形状やその寸法を充分な剛性を担保しつつ小型・軽量化できる。この点からも、負荷軽減に伴う搬送高速化を促進で、コスト低減にも有効である。

また、従来例４，５と比較すれば、本発明に係るワーク搬送装置１０の場合は、駆動源（１９等）がプレス（１Ｍ，１Ｎ）と構造的に直接関与するところがない。つまり、プレス１側から第１のアーム２１側に伝播される振動の影響が軽微乃至皆無である。結果として、ワーク５７を安定搬送でき、かつ吸着手段５１の位置決め精度を向上できる。

次に、第２のアーム３１は、基端側３２が第２の回動軸２８に同期回転連結具（キーやスプライン）を介して連結され、第２の回動軸２８を中心に回動可能に装着されている。第２の回動軸２８は、第１のアーム２１の上端側２６に設けられかつＹ方向に延びる。第２の回動軸２８（基端側３２）を中心とする回動運動により、第２のアーム３１の本体部３４，先端側３６を含む全体をＸ方向およびＺ方向に往復移動させることができる。すなわち、第２のアーム３１は、アーム回動機構を第１のアーム２１のみから構築する場合と比較して、プレス間距離が一定の場合においてＺ方向必要空間を狭小化できかつ吸着手段５１を水平方向から下金型７の上に移動させることができる。

第２のアーム３１用の第２の駆動源は、第１の回動軸１８を被嵌する第２のエコライザ軸２８１に減速機（図示省略）を介して連結された図１に示す第２のサーボモータ２９と、図３の第２のモータドライバ２９Ｄとからなる。第２のモータドライバ２９Ｄは、図３に示す駆動制御装置６１から出力される制御指令に基づき、第２のサーボモータ２９を速度・位置（角度）制御しつつ第２のエコライザ軸（２８１）を回動駆動することができる。

この第２のエコライザ軸２８１には図１のスプロケット４１が固着され、第２の回動軸２８にも対応するスプロケット４３が固着され、これらスプロケット間にはタイミングベルト４２が張設されている。したがって、第２の駆動源（第２のサーボモータ２９）により第２のエコライザ軸２８１を回動駆動すれば、動力伝達機構（スプロケット、タイミングベルト、スプロケット）を介して第２の回動軸２８を速度・位置（角度）制御しつつ、第２のアーム３１を第２の回動軸２８の軸線を中心としてかつ第２の回動軸２８と一体的に回動駆動することができる。

この第２の駆動源（２９等）も、第１の駆動源（１９等）の配設位置による優位点［設計容易、コスト低減、床面上の有効スペースの拡大、プレス（１Ｍ，１Ｎ）間のＸ方向距離の短縮等］を一段と助長・促進することができる。さらに、ワーク搬送装置（１０）全体としての負荷の軽減およびワーク搬送高速化に有効である。

このように、アーム（２１，３１）の回動運動のみでワーク５７を搬送することができる構造（本発明）は、以下の技術的根拠および実験を通した確認事実（技術的認識）を背景として、はじめて創出（成立）するものと確信される。

すなわち、ワーク（薄板形状材）５７の搬送は、所定のサイクル時間内にプレス１Ｍの下金型（７）上の所定位置からプレス１Ｎの下金型（７）上の所定位置に移動させかつ後者位置に正確に位置決めしなければならない。しかしながら、搬送速度は、常に一定（単位時間当たりの速度が一定）としなければならない理由や制約は見当たらない。その途中に、一定幅の速度変動があっても差し支えない筈である。また、前者位置から後者位置までの搬送軌跡を常に一定（例えば、下金型７の上部面から所定高の一直線状経路を維持する。）としなければならない理由・制約もない。

しかるに、従来例４，５では、トランスファプレスの場合に多く採用されている全ステージを共通の一体的構造（例えば、３次元駆動方式のワーク搬送装置）による搬送方法や過去の慣習からか、搬送中の全域（または、殆ど）において一直線状経路（軌跡）に沿いかつ一定速度で搬送するという考え方が採られている。かくして、直動ガイドを用いて水平移動させる構造では、騒音が大きく、複雑で大型な構造になるばかりか、搬送速度の飛躍的な高速化を期待できない。

本発明においては、上記した発想の転換の下に、第１のアーム２１の上端側２６を円弧状軌跡Ｒ１（図２を参照）に沿って移動させかつ回動傾斜角度θによってＸ方向の移動速度が一定範囲内で変動することを許容する。また、第３の回動軸３８（第２のアーム３１の先端側３６）を円弧状軌跡Ｒ２に沿って移動させかつ回動角度θによってＸ方向の移動速度が一定範囲内で変動することを許容する。つまり、簡単な構造（アーム２１，３１）の回動運動で、ワーク５７を高速搬送することができる。

なお、第２のアーム３１を、２分割した構造扱いとして２つのアームから形成しても実施することができる。つまり、第１のアーム２１に第２のＡアーム（２１Ａ）を回動可能に取り付けかつこの第２のＡアーム（２１Ａ）の先端側に第２のＢアーム（２１Ｂ）を回動可能に取付けた構造としても実施することができる。

吸着手段５１は、第２のアーム３１の先端側３６に設けられている。図１において、第２のアーム３１の先端側３６には、Ｙ方向に延びる第３の回動軸３８が第３の軸受３７を介して回転自在に装着され、この第３の回動軸３８に吸着手段５１が取付けられている。

もとより、第２のアーム３１の回動運動で吸着手段５１を水平方向からスライド昇降領域内に出入りさせることができるから、第１のアーム２１（第２のアーム３１）とスライド５との干渉を確実に回避させることができる。また、下金型７の上面部よりも上方において出入りさせることができるから、下金型７と吸着手段５１との干渉も回避できる。さらに、プレス間距離が一定の場合、第１のアーム２１と第２のアーム３１とを同時に回動できるから、ワーク搬送時間の短縮（搬送速度の高速化）ができる。

吸着手段５１のＸ方向の搬送距離は、第１のアーム２１の長さをＬとした場合、図２に示す傾斜（角度θ）状態にある第１のアーム２１のＸ方向長さＬ１（＝Ｌ×Ｃｏｓθ）と、水平状態にある第２のアーム３１のＸ方向長さＬ２との和（＝Ｌ１＋Ｌ２）である。中立状態（第１のアーム２１が起立状態でかつ第１のアーム２１が垂下状態）における第１の回転軸１８（乃至作業用床面９１）上の高さは、第２のアーム３１の長さには関係なく、第１のアーム２１の長さだけで決まる。つまり、ワーク搬送距離が所定値の場合において、有効利用可能なＺ方向の自由空間を拡大できる。一方、第１のアーム２１の長さ（垂直方向長さ）を一定としても、第２のアーム３１の長さを変えるだけで、大きなワーク搬送距離（プレス間距離）に対しても適応できる。

また、第１のアーム２１（第２のアーム３１）は、上流（下流）のプレス１Ｍ（１Ｎ）側の金型交換作業に際しては、図２に示すように、その下流（上流）のプレス１Ｎ（１Ｍ）側に傾斜状態で待機させることができるから、交換作業を迅速、安全に行なえる。第１のアーム２１を起立（第２のアーム３１を垂下）させた中立状態で待機させれば、両側のプレス１Ｍ、１Ｎに関する諸作業等を同時的かつそれぞれを円滑に行なえる。

次に、姿勢調整手段は、吸着手段５１（バキュームカップ５３）の姿勢を調整する手段で、この実施の形態では、自重調整方式と強制調整方式との組合せとして構築してある。なお、自重調整方式だけまたは強制調整方式だけでも実施することができる。

ここに、「姿勢調整手段が第２のアーム３１の先端側３６に設けたＹ方向に延びる第３の回動軸３８を利用して吸着手段５１の姿勢を調整可能に形成されている。」中の「第３の回動軸３８を利用して」とは、“第３の回動軸３８（静止側）を吸着手段５１（可動側）の回動中心とする。”という意味および“可動側である第３の回動軸３８自体を第３の軸受３７を静止側として回動させることで吸着手段５１（可動側）を同期回動させる。”という意味を含む。

ここに、自重調整方式は、第２のアーム３１の回動傾斜角度の大小に拘わらずに、吸着手段５１の自重を利用しかつ第３の回動軸３８を回動中心として相対回動を誘起させることで、一定の姿勢（例えば、吸着面５５を下向きにする。）を保持する方式である。

この実施の形態では、第２のアーム３１（先端側３６）に設けたＹ方向に延びる第３の回動軸３８に吸着手段５１（５３）を回転自在に装着しかつ吸着手段５１の自重の働きにより吸着面５５を常に下方に向けた姿勢に調整可能に形成してある。第３の回動軸３８に保持された吸着手段５１のみをＺ方向の上・下金型６・７間に出入りさせるだけでよい。第１のアーム２１および第２のアーム３１は、スライド５（上金型６）の下方に出入りすることはない。したがって、スライド５や上金型６との干渉回避ができる。また、吸着面５５を下金型７に接近させた状態で、ワーク５７を吸着あるいは解放することができる。

強制調整方式は、第２のアーム３１（先端側３６）の第３の回動軸３８に吸着手段５１を相対回転不能に装着しておく。そして、吸着手段５１を第３の回動軸３８の回動に伴って同期回動させることで、強制的に吸着手段５１の姿勢（例えば、吸着面５５の傾斜角度）を調整可能に形成される。

この実施の形態の場合は、吸着手段５１を、第２のアーム３１の先端側３６（第３の軸受３７）に回転自在に装着（枢着）されたＹ方向に延びる第３の回動軸３８を中心に回動不能として装着する。この第３の回動軸３８の回動により、吸着手段５１（吸着面５５）の傾斜角度を自動的に調整できるように形成してある。

第３の回動軸３８は、第３のサーボモータ３９の回転により回動される。第３のサーボモータ３９は、図３に示す第３のモータドライバ３９Ｄとともに第３の駆動源を形成する。この第３の駆動源は、図示省略したが、固定ベース１１に取付けられている。動力伝達機構（図示省略）は、第１，第２のアーム２１，３１に沿わせて配置されたタイミングベルト等からなり、吸着手段５１の姿勢調整用の動力を伝達（付与）する。第２のアーム３１（３６）を静止側として、第３の回動軸３８を可動側とする。かくして、アームの回動傾斜角度の大小に拘わらずに、例えば吸着面５５のワーク５７（乃至金型６，７）に対する接近（および離反）の際の傾きを設定変更できる。

なお、第３のサーボモータ３９は、他のモータ１９、２９よりも小型・小容量なので、第２のアーム３１の先端側３６に取付けることでも実施することができる。このように構築すれば、動力伝達機構を省略することができる。

因みに、第１，第２，第３サーボモータ１９，２９，３９は、静止（ホールド）トルクの維持機能をもつ。電磁ブレーキ機能を設けることも好ましい。

この実施の形態では、自重調整方式と強制調整方式とを選択的に動作できるように構成してある。第３の回動軸３８と吸着手段５１（５２）とは、図示しないクラッチ（・ブレーキ）を介して連結されている。自重調整方式を選択する場合はクラッチをＯＦＦ状態として、両者３８，５１の機械的連結を相対回動可能に切換える。強制調整方式を選択する場合にはクラッチをＯＮ状態として、両者３８，５１の機械的連結を相対回動不能に切換える。

吸着手段５１は、ワーク５７を吸着解放可能な手段であり、バキュームカップや電磁マグネット等から形成される。この実施の形態では、ワーク５７が図１に示す薄板形状材であるから、バキュームカップ５３を採用している。複数のバキュームカップ５３は、第３の回動軸３８に固定された複数の保持部材５２に相対回転不能状態で取付けられている。つまり、バキュームカップ５３の吸着面５５の姿勢（向き）は、第１，第２のアーム２１，３１の傾斜角度θの関係を踏まえかつ第３の回動軸３８の傾斜角度θに対応するものとして決まる。

図３において、駆動制御装置６１は、制御部（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ），シーケンス記憶部（ハードディスク装置），設定・表示部６２およびセンサー部６３等を含み、姿勢調整手段の駆動制御手段を形成する各モータドライバ１９Ｄ・２９Ｄ・３９Ｄに回転駆動制御信号を出力して当該各サーボモータ１９・２９・３９を回転駆動制御する。バキュームコントローラ６５に吸着・解放制御信号を出力して各バキュームカップ５３の吸着・解放を制御する。

ワーク搬送プログラムを構成する基本的な固定的情報（例えば、ワーク搬送情報、姿勢調整情報、吸着・開放情報等）はハードディスク装置（図示省略）に格納されており、選択的情報（例えば、ワーク５７の種類）は表示部（６２）の表示を参照しつつ設定部（６２）を用いて設定変更（選択）でき、この情報もハードディスク装置に記憶される。

プレス運転に際しては、設定部（６２）を用いて複数のワーク搬送プログラムの中からその１つを選択設定することができる。制御部は選択設定されたワーク搬送プログラムを実行する。なお、プレス１側の各種動作（例えば、スライド昇降動作）は、図示しないプレス運転制御盤からの信号により実行される。このプレス１側の動作は、プレス動作信号としてかつ通信線６９を介して伝送され、駆動制御装置６１はこのプレス動作信号を用いてタイミング同期させつつワーク搬送を行なう。

ワーク搬送運転に関しては、駆動制御指令に基づき、駆動制御装置６１が、第１の回動軸１８を中心とする第１のアーム２１の回動運動に、第２の回動軸２８を中心とする第２のアーム３１の回動運動とを連関（例えば、連動）させつつ、吸着手段５１を搬送する。これらと並行して、第３の回動軸３８を中心とする吸着手段５１の回動運動を連動させることで、吸着手段５１（バキュームカップ５３）の姿勢を所定姿勢に調整可能に駆動制御することができる。一段の搬送高速化を促進できる。

なお、第１のアーム２１および第２のアーム３１の回動運動中は、自重調整方式（姿勢調整手段）のみを働かせかつ強制調整方式は休止状態とした運転を選択することができる。運用の実際は、これを選択する方が好ましい場合が多い。

これを選択した場合は、第１のアーム２１および第２のアーム３１の回動運動終了直前（または直後）に強制調整方式を働かせる。この際、自重調整方式は休止状態とする。つまり、第３の回動軸３８の傾斜角度を変化させることにより、ワーク５７に対するバキュームカップ５３の吸着面５５の姿勢（向き）を微妙に調整することができる。吸着面５５をワーク面に全面的に平行姿勢で接近・吸着させ、ワーク面に対して吸着面５５を傾斜させた状態で部分的に接近・吸着させつつ最終的には全面的に平行姿勢で吸着させるソフトタッチ方式での運転ができる。

なお、第２のアーム３１（先端側３６）に対する第３の回動軸３８の傾斜角度を絶対量として管理しつつ、第２のアーム３１の回動運動中に強制調整方式を起動して常に吸着手段５１の姿勢調整を行なえば、この点からも搬送高速化を図れる。

まず、アーム回動機構の基本動作（作用）を説明する。

図２において、垂直起立状態（中立状態）を基準とした場合、上流側プレス１Ｍに半加工品（ワーク５７）を取出しに向かう取出し搬送の場合を考える。駆動制御装置６１は、第１の回動軸１８（第１のアーム２１）を左回転方向に角度（−θ１）だけ回動させ、この角度（−θ１）に対応させて第２の回動軸２８（第２のアーム３１）を右回転方向に角度（＋θ２）だけ回動させる。これにより、第２のアーム３１を水平状態に保持する。すると、第２のアーム３１の先端側３６（吸着手段５１）を、プレス１Ｍの下金型７上に位置決めできる。これまでは、自重調整方式により吸着面５５は常に下向きである。その後に、強制調整方式を働かせて、第３の回動軸３８を右回転方向に角度（＋θ３）［または、左回転方向に角度（−θ３）］だけ回動させつつ、吸着手段５１の姿勢を予め設定された姿勢（ワーク５７に対する傾斜角度）に自動調整する。

下流側プレス１Ｎに半加工品（５７）を送り出し搬送する場合を考える。駆動制御装置６１は、第１の回動軸１８（第１のアーム２１）を右回転方向に角度（＋θ１）だけ回動させ、この角度（＋θ１）に対応させて第２の回動軸２８（第２のアーム３１）を左回転方向に角度（−θ２）だけ回動させる。これにより、第２のアーム３１を水平状態に保持する。その後に、強制調整方式を働かせて、第３の回動軸３８を左回転方向に角度（−θ３）［または、右回転方向に角度（＋θ３）］だけ回動しつつ、吸着手段５１の姿勢を予め設定された姿勢（ワーク５７に対する傾斜角度）に自動調整する。

吸着手段５１は、第２のアーム３１（先端側３６）の第３の回転軸３８に固着された複数の保持部材５２と、各保持部材５２に取付けられたバキュームカップ５３とからなる。図３に示すバキュームコントローラ６５は、各バキュームカップ５３とは多枝接続具（図示省略）およびチューブを介して連通されている。多枝接続具として、中空構造とした第３の回動軸３８の一部から形成することもできる。

次に、プレスライン全体としての作用・動作等々を説明する。

（製造）
ワーク搬送装置１０に関し、第１，第２のアーム２１，３１の形態や剛性の選択自由性が広い。第１アーム２１の長大化が容易である。つまり、プレス間距離の長短に対する適応性が広い。特性的には、回動用負荷が小さく、高速回動性に優れ、位置決め精度も高い。駆動制御も容易である。全体として、構造簡単で小型・軽量であるから、低コストで具現化できる。

（組立て）
プレス１Ｍ，１Ｎの各組立作業に並行して、ワーク搬送装置１０の組立てができるから、大幅な工期短縮およびコスト低減ができる。ワーク搬送装置１０の重量がプレス１の荷重となることもない。したがって、システム全体として、小型・軽量化を図れる。プレス間距離を小さくでき、ワーク搬送の高速化に有効である。

（プレス運転）
プレス運転のスタンバイ状態では、図２に示すように、第１のアーム２１は中立位置（上向き起立状態）とされ、第２のアーム３１は第２の回動軸２８を保持点として下向き起立（垂下）状態とされ、バキュームカップ５３（吸着手段５１）の吸着面５５は、姿勢調整手段（自重調整方式）の働きで、下向き状態に保持されている。

図３に示す駆動制御装置６１は、通信線６９を通してプレス運転制御盤からプレス運転情報を受けてプレス運転を確認すると、ワーク搬送装置１０を駆動制御する。まず、上流側のプレス１Ｍのプレス加工終了以前に、第１のアーム２１がプレス１Ｍ側に回動（左回転：−θ）し始める。上流側に傾斜する。第２のアーム３１は右回転（＋θ）方向に回動し始める。つまり、第２のアーム３１を水平状態に維持するように回動制御される。このようにアーム（２１，３１）の回動運動だけでよいから、搬送制御が容易である。騒音は殆ど生じない。吸着手段５１は、自重調整方式の働きで、第３の回動軸３８を中心として左回転（−θ）方向に回動しつつ、吸着面５５を下向きに維持する。なお、例えばアーム（２１，３１）の回動終了後に、自重調整方式から強制調整方式に切換え、吸着面５５の姿勢（傾き）を自動調整することができる。

スライド５の上昇に伴い、第１，２のアーム２１，３１が更に回動して吸着手段５１を下金型７に搬送しつつ吸着面５５を下降させて下金型７に当接させる。負荷も小さく、高精度位置決めができる。これと同時的にバキュームコントローラ６５が働く。つまり、上流側プレス１Ｍの半加工品（ワーク４７）を各バキュームキャップ５３で吸着する。

（ワーク搬送）
次のプレス加工のためにスライド５が下降して来る以前に、第１のアーム２１は右回転（＋θ）され、第２のアーム３１は左回転（−θ）されかつ吸着手段５１は第３の回動軸３８を中心として右回転（＋θ）方向に回動しつつ、直接に、Ｘ方向の下流側プレス１Ｎに向けてワーク５７を搬送する。第１のアーム２１は下流側に傾斜する。アーム（２１，３１）の回動運動だけなので、高速搬送（例えば、１５〜２０ｓｐｍ相当速度）できる。直動ガイドを有する従来例４，５の場合に比較して極めて低音である。バキュームカップ５３の吸着面５５は下向き状態に保持されている。

各アーム（２１，３１）はスライド昇降領域内には立ち入らず、スライド５の昇降領域内には第３の回動軸３８に保持された吸着手段５１（バキュームカップ５３）だけが搬入される。したがって、スライド５との干渉および金型（６，７）との干渉を確実に回避できる。

下流側プレス１Ｎの下金型（７）上に接近させた状態でバキュームカップ５３を停止させ、ワーク５７を離して下金型７にセットする。この場合も、自重調整方式から強制調整方式に切換え、吸着面５５の姿勢（傾き）を自動調整することができる。第１のアーム２１（第１の回動軸１８）等および駆動源（１９）等が固定ベース１１に設置されプレス１Ｍ，１Ｎと直接連結さていないから、プレス１Ｍ，１Ｎの振動が伝播されない。この点からも、高精度搬送（位置決め）できる。その後、第１のアーム２１が回動（左回転方向：−θ）され、第２のアーム３１が右回転（＋θ）方向に回動される。

（プレス停止）
プレス停止では、上記のスタンバイ状態の場合と同じく、第１のアーム２１は中立状態（中立位置）で上向き起立状態とされ、第２のアーム３１は下向き起立（垂下）状態とされとされる。バキュームカップ５３（吸着手段５１）の吸着面５５は、下向き状態に保持される。

（金型交換）
金型交換作業に先立って、第１のアーム２１および第２のアーム３１は、Ｘ方向の邪魔にならない位置（プレス１Ｍ側または１Ｎ側）に傾斜停止させておく。金型の搬入・搬出後の金型交換に伴う調整作業を容易かつ迅速に行なえる。

かかる構成とされた第１の実施の形態によれば、ワーク搬送装置１０が、Ｘ方向の上流側プレス１Ｍと下流側プレス１Ｎとの中間位置に設けられかつ第１のアーム２１と第２のアーム３１と吸着手段５１と姿勢調整手段を具備し、第１のアーム２１をボルスタ８よりも低い位置に設けた第１の回動軸１８を中心に回動させかつ第２のアーム３１を第２の回動軸２８を中心に回動させつつ吸着手段５１をプレス加工領域内に移動可能に形成されているので、ワーク搬送速度の高速化を促進でき、構造簡単で適応性が広く、生産性の高いプレスラインを提供することができるとともに、プレス間距離を一段と短縮化できかつワーク搬送の高速化を促進できる。しかも、プレス間距離の大小に対する適応性が広く、一段と正確で安定した姿勢調整を行なえる。

また、Ｙ方向に離隔配設された１対のアーム回動機構が同期搬送動作可能に形成されているから、構成要素（回動軸，駆動源等）や駆動制御の簡素化並びに一層のコスト低減を促進できるとともに、ワーク姿勢を正確に維持した確実かつ安定した搬送を行なえる。

さらに、姿勢調整手段が、吸着手段５１の自重を利用して姿勢を調整する自重調整方式とされているので、構成要素（回動軸，駆動源等）や駆動制御の簡素化並びに一層のコスト低減を促進できるとともに、ワーク姿勢を正確に維持した確実かつ安定した搬送を行なえる。

姿勢調整手段が、動力付与により強制的に吸着手段５１の姿勢を調整する強制調整方式とされているので、例えば、上流側プレスでのワーク姿勢と下流側プレスでのワーク姿勢を変えたワーク搬送ができる。つまり、プレス加工態様に対する適応性を拡大できる。

姿勢調整手段が、自重調整方式と強制調整方式とを具備しかつその一方を選択的に使用可能に形成されているので、高速搬送中は自重利用として強制制御をせずかつ吸着・脱離時に強制制御として姿勢を積極的に安定させることができ、搬送工程全体としての高速化を促進できる。

駆動制御指令に基づき、調整駆動制御装置が、第１のアーム２１の回動運動に、第２のアーム３１の回動運動と吸着手段５１の回動運動とを連関させつつ、吸着手段５１の姿勢を調整駆動制御可能に形成されているので、吸着手段５１の姿勢を自動的に行なえかつ制御単純化によるワーク搬送速度の高速化にも有効である。

さらにまた、ワーク５７が薄板形状材で、吸着手段５１がバキューム吸着方式であるから、一段と確実かつ無傷で吸着搬送できる。

本発明は、複数のプレスを配置しかつ各プレス間にワーク搬送装置を設けたプレスラインのワーク搬送速度の高速化および生産性の向上に大きく貢献することができる。特に、Ｃ型プレスを採用したラインに有効である。

本発明の実施の形態を説明するための側面図である。同じく、図１の矢視線Ａ−Ａに基づく正面図である。同じく、駆動制御盤を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１プレス
５スライド
８ボルスタ
１０ワーク搬送装置
１８第１の回動軸
２１第１のアーム
２２下端側
２６上端側
２８第２の回動軸
２８１第２のエコライザ軸
３１第２のアーム
３２基端側
３６先端側
３８第３の回動軸
５１吸着手段
５３バキュームカップ
５７ワーク
６１駆動制御装置
９１作業用床面

Claims

複数のプレスがＸ方向に配列され、ワーク搬送装置を用いて上流側プレスから下流側プレスにワークを搬送しつつ各プレスにプレス加工させるプレスラインにおいて、
前記ワーク搬送装置が、
前記Ｘ方向の上流側プレスと下流側プレスとの中間でかつＺ方向においてボルスタよりも下方の位置に設けられたＹ方向に延びる第１の回動軸と、
下端側が第１の回動軸を中心に回動可能に装着されかつ第１の回動軸を中心とする回動により上端側がＸ方向に往復移動可能に形成された第１のアームと、
基端側が第１のアームの上端側に設けられたＹ方向に延びる第２の回動軸を中心に回動可能に装着された第２のアームと、
この第２のアームの先端側に設けられかつワークを吸着・解放可能に形成された吸着手段と、
第２のアームの先端側に設けたＹ方向に延びる第３の回動軸を利用して吸着手段の姿勢を調整可能な姿勢調整手段を具備し、
第１のアームを第１の回動軸を中心に回動させかつ第２のアームを第２の回動軸を中心に回動させつつ吸着手段をプレス加工領域内に移動可能に形成された、プレスライン。
前記姿勢調整手段が、前記吸着手段の自重を利用して姿勢を調整する自重調整方式とされている、請求項１記載のプレスライン。
前記姿勢調整手段が、動力付与により強制的に吸着手段の姿勢を調整する強制調整方式とされている、請求項１記載のプレスライン。
前記姿勢調整手段が、前記吸着手段の自重を利用して姿勢を調整する自重調整方式と動力付与により強制的に吸着手段の姿勢を調整する強制調整方式とを具備しかつその一方を選択的に使用可能に形成されている、請求項１記載のプレスライン。
駆動制御指令に基づき、前記第１の回動軸を中心とする前記第１のアームの回動運動に、前記第２の回動軸を中心とする前記第２のアームの回動運動と前記第３の回動軸を中心とする前記吸着手段の回動運動とを連関させつつ、前記吸着手段の姿勢を調整駆動制御する調整駆動制御装置が設けられている、請求項３または請求項４記載のプレスライン。
前記吸着手段が複数のバキュームカップを有するバキューム吸着方式とされている、請求項１〜５までのいずれか１項に記載されたプレスライン。