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発明の名称 工具カートリッジ交換装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−276935(P2001−276935A)
公開日 平成13年10月9日(2001.10.9)
出願番号 特願2000−91736(P2000−91736)
出願日 平成12年3月29日(2000.3.29)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
【テーマコード(参考)】
3C002
4E050
【Fターム(参考)】
3C002 AA05 AA08 BB08 DD04 EE05 JJ05 KK02 LL00 
4E050 CA01 CA03 CB04 CC04 CD07
発明者 河本 天
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 工具の搭載されたカートリッジを使用する生産機械に対して前記カートリッジを交換する装置であって、直線状に延びる走行路上を走行する移載台車と、前記走行路に近接して前記走行路と平行に複数配列されて各々カートリッジを収容可能なカートリッジマガジンとを備え、前記移載台車は、カートリッジマガジンの配列ピッチと同じピッチで設けた複数のカートリッジ収納部と、各カートリッジ収納部に対応してそれぞれ設けられてカートリッジ収納部に対してカートリッジの出し入れを行うカートリッジ出入機構とを有する工具カートリッジ交換装置。
【請求項2】 前記移載台車の複数のカートリッジ出入機構を並行して動作させるカートリッジ出入機構制御手段を設けた請求項1記載の工具カートリッジ交換装置。
【請求項3】 前記カートリッジ出入機構制御手段は、移載台車の片方のカートリッジ収納部からカートリッジマガジンへカートリッジを出しながら、もう片方のカートリッジ収納部へカートリッジマガジンからカートリッジを取り込むように各カートリッジ出入機構を動作させる請求項2記載の工具カートリッジ交換装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、工具の搭載されたカートリッジを使用するパンチプレス等の生産機械とカートリッジマガジンとの間でカートリッジを交換する工具カートリッジ交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カートリッジ式のパンチプレスと、複数配列されたカートリッジマガジンとの間のカートリッジ交換を、マガジン配列に沿って走行可能な移載台車で行うようにしたものがある。パンチプレスと移載台車との間のカートリッジの移載は、パンチプレスに備えられたカートリッジ進退装置を利用して行われる。各マガジンと移載台車との間のカートリッジの移載は、各マガジンに備えられたカートリッジ出入機構により行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成では、多数設けられるカートリッジマガジンのそれぞれにカートリッジ出入機構が必要となる。これらカートリッジ出入機構はそれぞれ駆動源を有するものであり、そのためカートリッジマガジンの構成が複雑で、コストが高くなるという課題がある。また、パンチプレスにおいても、移載台車へのカートリッジの出し入れのために、カートリッジ進退装置のストロークを長くする必要がある。カートリッジ進退装置は、本来はカートリッジの移動によりカートリッジ上の工具を選択するために設けられた機構であり、カートリッジ交換の兼用のためにストロークを余分に長くすると、熱膨張に対する配慮など、精度上等の弊害が生じる。上記の例はカートリッジ式パンチプレスの例であるが、カートリッジを使用する生産機械一般に同様な問題が生じる。このような課題を解消したものとして、本出願人は、移載台車にカートリッジ出入機構を搭載したものを提案した(特願2000−051315号)。しかし複数のカートリッジを効率良く移載するにつき、いま一つ不十分であった。
【0004】この発明の目的は、生産機械およびマガジンを含めた生産設備全体の簡略化が図れ、かつカートリッジの交換時間が短縮できる工具カートリッジ交換装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の工具カートリッジ交換装置は、工具の搭載されたカートリッジを使用する生産機械に対して前記カートリッジを交換する装置であって、直線状に延びる走行路上を走行する移載台車と、前記走行路に近接して前記走行路と平行に複数配列されて各々カートリッジを収容可能なカートリッジマガジンとを備える。前記移載台車は、カートリッジマガジンの配列ピッチと同じピッチで設けた複数のカートリッジ収納部と、各カートリッジ収納部に対応してそれぞれ設けられてカートリッジ収納部に対してカートリッジの出し入れを行うカートリッジ出入機構とを有する。この構成によると、カートリッジ移載装置に前後両側に出し入れ可能なカートリッジ出入機構を設けたため、カートリッジマガジンや生産機械にカートリッジの移載のための駆動機構を設けることが不要となる。そのため、カートリッジマガジンを多数設ける場合にも、個々のマガジンにカートリッジの出し入れのための駆動機構を設ける必要がなく、簡素な構成で済む。移載台車は、複数のカートリッジ収納部を有するため、生産機械に対して、空のカートリッジ収納部で使用済みのカートリッジを受け取った後、他のカートリッジ収納部に収納してある別のカートリッジを生産機械に挿入することができる。そのため、移載台車の走行を繰り返すことなく、使用済みカートリッジの取り出しと、新たなカートリッジの挿入とが行える。また、カートリッジマガジンに対しては、移載台車の複数のカートリッジ収納部のピッチをカートリッジマガジンの配列ピッチと等しくしてあるため、移載台車を停止したままで、複数のカートリッジを同時に移載することができる。このため、カートリッジの交換時間が短縮される。
【0006】この発明において、前記移載台車の複数のカートリッジ出入機構を並行して動作させるカートリッジ出入機構制御手段を設けても良い。このように、移載台車の複数のカートリッジ出入機構を並行して動作させることにより、複数のカートリッジの同時移載が実現でき、カートリッジの交換時間がより一層短縮される。
【0007】上記カートリッジ出入機構制御手段は、移載台車の片方のカートリッジ収納部からカートリッジマガジンへカートリッジを出しながら、もう片方のカートリッジ収納部へカートリッジマガジンからカートリッジを取り込むように各カートリッジ出入機構を動作させるものとしても良い。このように、移載台車の片方のカートリッジ収納部からカートリッジを出しながら、もう片方のカートリッジ収納部へカートリッジを取り込むようにすることにより、作業台車を停止した状態で、カートリッジマガジンに対して複数のカートリッジを同時に交換できるため、交換時間がより一層短縮される。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図1はカートリッジ式生産機械の全体の概略平面図である。このカートリッジ式生産機械は、例えば自動工具交換機能付きプレスからなる。生産機械1は、交換自在なカートリッジ2を使用して加工を行う機械であり、カートリッジ出入口となる交換位置7を有する。生産機械1の交換位置7側に、カートリッジ移載装置5の直線状に延びる走行路6が設けられ、この走行路6と平行に、交換用のカートリッジ2を収容する複数のカートリッジマガジン3が並設されている。カートリッジマガジン3(以下「マガジン」と略称する)は、一列に配列されてマガジン列4を構成する。マガジン列4は直線状に設けられ、各マガジン3は、一定ピッチPで連続的に配列されている。マガジン列4における一つのマジガン3は、生産機械1の交換位置7に対して、中心線が一致するように対向して設けられている。マガジン3の配列の端部には、その並び方向に連続して段取りステーション60が設けられている。カートリッジ移載装置5は、マガジン列4に沿って敷設されたレール13上を走行する走行台車形式とされている。カートリッジ2は、例えば工具を搭載した工具支持体からなる。
【0009】生産機械1は、カートリッジ2を機内で所定方向(Y方向)に移動させるカートリッジ進退装置8と、カートリッジ2に作用して加工を行う加工部9と、ワークWを移動させるワーク送り機構10とを有している。生産機械1は、例えばパンチプレスからなる。パンチプレスの場合、カートリッジ2は、図13に示すように、上下一対設けられ、各々にパンチ工具およびダイ工具となる工具11が搭載される。図1の生産機械1におけるカートリッジ進退装置8およびカートリッジ移載装置5は、上下一対のカートリッジ2を同時に移動させるものとされ、各マガジン3は上下一対のカートリッジ2を格納するものとされる。なお、カートリッジ進退装置8およびカートリッジ移載装置5は、両者共、上下のカートリッジ2のいずれか一方を移動させるものであっても良く、また上下のカートリッジ2の両方を独立して移動させるものであっても良い。パンチプレスの場合、生産機械1の加工部9は、上側のカートリッジ2のパンチ工具を叩くパンチ駆動装置からなる。ワーク送り機構10は、テーブル12上でワークWをカートリッジ進退方向(Y方向)と直交する方向(X方向)進退させるものとされる。
【0010】図2に示すように、各マガジン3は、カートリッジ2を出し入れ自在に載せるマガジン内ガイド手段14をマガジン本体15に設けたものである。マガジン内ガイド手段14は、カートリッジ2の両側縁を支持するものであり、ローラまたはレール等で構成される。マガジン内ガイド手段14は、上下一対のカートリッジ2を各々支持するように、上下2段に設けられる。マガジン本体15は、カートリッジ2を格納可能な箱状体、またはマガジン内ガイド手段14を支持するフレームとして構成され、その両側部にマガジン内ガイド手段14が設けられている。各マガジン列4における各マガジン3のマガジン本体15は、共通のマガジン支持台16上に設置されている。
【0011】カートリッジ移載装置5は、移載台車19上に、カートリッジ2を前後両側に出入り自在に搭載するカートリッジ収納部17と、このカートリッジ収納部17にカートリッジ2を前後両側に出し入れするカートリッジ出入機構18とを備えたものである。カートリッジ移載装置5は、この例では、移載台車19上に複数のカートリッジ収納部17を並設したものとされ、各々のカートリッジ収納部17に対して、カートリッジ出入機構18が設けられている。複数のカートリッジ収納部17およびカートリッジ収納部17は、同じ構成のものである。複数のカートリッジ収納部17の配列ピッチpは、マガジン3の配列ピッチP(図1)と等しくしてある。移載台車19は走行装置23により進退駆動される。走行装置23は、レール13に沿って設置されたものであっても、移載台車19に駆動源が搭載された自走式のものであっても良い。
【0012】図3は、カートリッジ移載装置5における片方のカートリッジ収納部17およびカートリッジ出入機構18の概略正面図であり、図4はそのカートリッジ収納部17の拡大破断正面図である。カートリッジ収納部17は、前後が開放された箱状のフレーム17aの両側壁17aaに、カートリッジ2を前後に進退自在なように、その両側縁を受ける支持ガイド20を設けたものとされている。支持ガイド20は、上下一対のカートリッジ2を各々支持可能なように、上下に一対ずつ設けられる。支持ガイド20は、カートリッジ2の下面を受ける複数の支持ローラ21で構成される。支持ローラ21は、カートリッジ収納部17の前後に並べて複数設けられる(図5参照)。
【0013】また、図4に示すように、カートリッジ収納部17の箱状フレーム17aの両側壁17aaには、直動軸受22の軸受レール22aが設けられている。直動軸受22は、軸受レール22aとこの軸受レール22aに噛み合う軸受部22bとで構成され、軸受部22b内に、軸受レール22aに転接する複数の転動体(図示せず)が設けられている。軸受部22bはカートリッジ2に設けられている。直動軸受22は、生産機械1内でのカートリッジ2の案内のために設けられたものであって、本来の案内目的の軸受レールは生産機械1内に設けられており、カートリッジ収納部17内の軸受レール22aは、軸受部22bの転動体の脱落防止や塵埃の侵入防止のために設けられるダミーレールとなるものである。軸受レール22aと軸受部22bとは抜き差し自在なものとされ、カートリッジ収納部17の軸受レール22aは、生産機械1の軸受レール(図示せず)と端部が整合するように設けられる。直動軸受22には、左右方向の支持と上下方向の支持とが可能なものが用いられる。また、直動軸受22は、上側のカートリッジ2に対しては、カートリッジ2の上面側に、下側のカートリッジ2に対しては、カートリッジ2の下面側に配置されている。なお、ダミーレールとなる軸受レール22aは、図示は省略するが、各マガジン3内にも設けられている。
【0014】カートリッジ収納部17のフレーム17aの側壁7aaには、前後に延びる係合具挿通窓24が開口している。係合具挿通窓24は、各カートリッジ2の側面に設けられた被係合部25と対応する高さ位置に各々設けられ、カートリッジ出入機構18(図3)の係合具26を挿通させる。なお、各マガジン3のマガジン本体15(図2)にも、カートリッジ収納部17と同様に、カートリッジ出入機構18の係合具26を挿通させる係合具挿通窓24A(図12)が設けられている。
【0015】カートリッジ出入機構18は、図3に示すようにカートリッジ収納部17の一側部に設けられている。カートリッジ出入機構18は、カートリッジ収納部17の前後両側に出入りして生産機械1の交換位置7とマガジン3との両方にカートリッジ2の移載が可能とされている。すなわち、カートリッジ出入機構18は、カートリッジ収納部17の前後両側に進出可能なスライド部材27と、このスライド部材27に設けられてカートリッジ2に係合可能なカートリッジ係合機構28と、スライド部材27をスライド駆動するスライド駆動機構29とでなる。スライド部材27は、ベース部材30にスライド自在に設置されたミドル部材31と、このミドル部材31にスライド自在に設置されたトップ部材32とでなる。ベース部材30は、カートリッジ収納部17に固定設置される。トップ部材32に、カートリッジ係合機構28が設けられている。
【0016】図6〜図9と共に、カートリッジ出入機構18の詳細を説明する。ミドル部材31はベース部材30にスライドガイド33を介してスライド自在に設置され、トップ部材32はミドル部材31にスライドガイド34を介してスライド自在に設置されている。これらスライドガイド33,34は、いずれもスライド用レール33a,34aと、このスライド用レール33a,34aに転接するガイドローラ33b,34bとで構成される。両スライドレール33a,34aは、いずれもミドル部材31に設けられ、ミドル部材案内用のガイドローラ33bはベース部材30に、トップ部材案内用のガイドローラ34bは、トップ部材32に各々設けられている。また、トップ案内用およびミドル案内用のガイドレール33a,34aは、それぞれミドル部材31の片方の側面と、もう片方の側面とに、互いに背合わせに設けられている。両スライドレール33a,34aは、各々上下に離れて2本ずつ設けられている。ガイドローラ33b,34bは、上側のスライドレール33a,34aの下面に転接するものと、下側のスライドレール33a,34aの上面に転接するものとが設けられている。各スライドレール33a,34aに対するこれらのガイドローラ33b,34bは、いずれも前後に並べて複数個設けられている。各ガイドローラ33b,34bは、外周面がV溝状に形成され、スライドレール33a,34aは、ガイドローラ33b,34bに転接する部分が断面V字状とされている。
【0017】スライド駆動機構29は、ベース部材30に対してミドル部材31をスライドさせるミドル部材駆動部35と、ミドル部材35のスライド動作に連動してトップ部材32をスライドさせる連動部36とを有する。ミドル部材駆動部35は、ミドル部材31に設けられたラック37と、これに噛み合うピニオン38と、アクチュエータ39とで構成される。アクチュエータ39は、減速機付きのモータからなり、ベース部材30に設置されている。ピニオン38は、アクチュエータ39の減速機出力軸に設けられている。
【0018】連動部36は、巻き掛け機構で構成されている。具体的には、連動部36は、図8および図9(D)に示すように、ミドル部材31の互いに逆方向の動きをトップ部材32に各々伝える一対の一対の連動用ベルト41,42を有している。第1の連動用ベルト41は、両端が結合部41a,41bでベース部材30およびトップ部材32の一端に結合され、中間がミドル部材31の他端のプーリ43に掛装されている。第2の連動用ベルト42は、両端が結合部42a,42bでベース部材30およびトップ部材32の他端に結合され、中間がミドル部材31の一端のプーリ44に掛装されている。第1,第2の連動用ベルト41,42は、上下に並べて配置されている。上記の連動部36によると、ミドル部材31が一方(図9(D)の右側)へ移動すると、トップ部材32はミドル部材31のプーリ44に中間が掛装された連動用ベルト42で結合部42bが引っ張られ、ミドル部材31に対して一方(右側)へ移動する。したがって、トップ部材32は、ベース部材30に対してミドル部材31の2倍の距離だけ移動する。ミドル部材32が他方(図9(D)の左側)へ移動すると、連動用ベルト41で引っ張られて、トップ部材32は他方へ2倍の距離だけ移動する。
【0019】図6,図8に示すように、カートリッジ係合機構28は、係合具26をカートリッジ2の被係合部25(図4)に係脱させる手段である。被係合部25は、丸孔状等の凹部に形成され、係合具26は、丸ピン等のピン状部材からなる。このピン状係合具26は、ガイド部材45に進退自在に支持され、係脱駆動手段46により進退させられる。係脱駆動手段46は、エアシリンダ等のシリンダ装置からなり、その進退軸46aが連結部材47でピン状係合具26の後端に連結されている。ピン状係合具26の進退範囲は、先端がカートリッジ収納部17(図4,図5))の係合具挿通窓24に進入してカートリッジ2の被係合部25に係合する位置から、係合具挿通窓24を脱する位置までとされる。カートリッジ係合機構28は、上下の各カートリッジ2,2に対するものが、上下に並んで設けられ、また各カートリッジ2に対して、複数個(図示の例では2個)が、スライド部材27の進退方向に離れて配置されている。各カートリッジ係脱機構28のガイド部材45および係脱駆動手段46は、トップ部材32に設けられた係合機構取付フレーム部32aに取付けられている。図11に示すように、カートリッジ2の被係合部25は、前後に離れて複数個、この例では2個が設けられている。
【0020】図10に示すように、各カートリッジ2には、カートリッジ種類を示す識別子50が側面に設けられ、この識別子50を検出する検出手段51が、カートリッジ移載装置5に設けられる。識別子50は、カートリッジ2の側面に設けられた識別子取付座部52に着脱可能に取付けられる部材、例えばプレート状の部材とされ、別の識別子50と交換可能とされる。検出手段51は、例えば近接センサが用いられる。その場合、カートリッジ2の識別子取付座部52には、不感知用凹部55が設けられる。
【0021】図1の段取りステーション60は、カートリッジ2を段取り可能に格納するものであり、マガジン3と同じく移載台車19によるカートリッジ移載装置5によって、カートリッジ2を出し入れ可能とされている。図14〜図17に示すように、段取りステーション60は、上下両方のカートリッジ2を格納可能な段取部ケース61内の両側部に、上下のカートリッジ2を各々出し入れ自在に支持する支持ガイド62,63を設けたものである。これら支持ガイド62,63は、それぞれカートリッジ2の下面を受ける複数個の支持ローラ62a,63aで構成される。これら複数の支持ローラ62a,63aは、出入り方向に並べて設けられる。上側のカートリッジ2に対する支持ガイド62は、段取部ケース61の両側壁に設置され、下側のカートリッジ2に対する支持ガイド63は、段取部ケース61内に設けられた上下カートリッジ位置ずらし機構64に設けられている。段取部ケース61内の両側部の両側部には、さらに直動軸受レール62b,63bが設けられている。これら直動軸受レール62b,63bは、支持ガイド62,63に支持されるカートリッジ2の軸受部22b(図4参照)に転接するレールであり、ダミーレールである。
【0022】上下カートリッジ位置ずらし機構64は、上カートリッジ2に対して下カートリッジ2を水平方向にスライドさせる手段であり、下カートリッジ2を段取部ケース61の出入り口側へ突出させるものとしてある。上下カートリッジ位置ずらし機構64は、具体的には、段取部ケース61から走行路6側へスライドするスライド台65と、このスライド台65のスライド駆動機構66とでなり、スライド台65に支持ガイド63が設置される。スライド台65は、段取部ケース61にスライドガイド67を介して進退自在に設置された中間台68と、中間台68上にスライドガイド69を介して進退自在に設置されたカートリッジ台70とでなる。カートリッジ台70に支持ガイド63が設置される。各スライドガイド67,69は、直動軸受等で構成される。
【0023】スライド駆動機構66は、段取部ケース61に対して中間台68を進退させる中間台駆動部71と、中間台68のスライド動作に連動してカートリッジ台70を進退させる連動部72とを有する。中間台駆動部71にはシリンダ装置が用いられている。連動部72は、中間台68の動きをカートリッジ台70に伝える連動用ベルト73を有している。連動用ベルト73は、中間台68の両端近傍に各々設けられた一対のプーリ75,76に掛装された無端ベルトであり、往路および復路部分が、段取部ケース61およびカートリッジ台70に、それぞれ結合部材74a,74bで結合されている。カートリッジ台70の先端には、この台70に載せられたカートリッジ2が先端側へ脱落することを防止する落ち止め具89が設けてられている。落ち止め具89は、シリンダ装置等からなる突没駆動手段89aで突没駆動可能とされ、上昇突出状態でカートリッジ2の端面に係合可能とされる。
【0024】図14に示すように、段取りステーション60の段取り部ケース61の片側壁には、カートリッジ移載装置5のカートリッジ出入機構18(図3)の係合具26を挿通させる係合具挿通窓77が設けられている。段取り部ケース61のもう片方の側壁には、カートリッジ2を段取りステーション60に対して固定するためのピンを進退させるシリンダ(図示せず)が設置されている。段取り部ケース61の上面は、開閉蓋78により開閉自在とされている。開閉蓋78は、一側部で回動支点部材79により上下に開閉回動可能に支持され、ストッパ80で最大開き角度が規制される。回動支点部材79には蝶番が用いられ、また開閉蓋78の自由端には把手81が設けられている。開閉蓋78は、ガラス板等の透孔板とその枠体とで形成されている。
【0025】図16に示すように、段取りステーション60の上方には、上カートリッジ2のパンチ工具11の持ち上げおよび移動が自在な工具運搬補助具82が、支持枠83および旋回アーム83aを介して設置されている。段取り部ケース61の開閉蓋78に対しては、その開き状態を検出するセンサ85(図16)が設けられ、センサ85による蓋開き信号を検出して移載台車19の段取りステーション60への走行を不能とするインタロック手段86が設けられている。インタロック手段86によるインタロックは、移載台車19が段取りステーション60まで来ないようにする制御であり、インタロック状態であっても、移載台車19のマガジン3間の走行は許容される。なお、インタロック手段86は、段取りステーション60の上下カートリッジ位置ずらし機構64がずらし状態にあるときも、移載台車19の段取りステーション60への走行を不能とする制御を行うものとすることが好ましい。図14に示すように、段取り部ケース61の側面の上部には、段取り部操作盤84が設けられ、この段取り部操作盤84に設けられたスイッチ類の操作により、上下カートリッジ位置ずらし機構64のスライド駆動の操作、および工具運搬補助具82(図2)の上下同の操作が可能とされている。工具運搬補助具82の水平旋回等の水平移動は作業者の手の力で行われる。
【0026】図2および図18に示すように、配列された複数のマガジン3上に、制御ボックス87が設置され、制御ボックス87内に設けられた制御手段により、カートリッジ移載装置5のプログラム制御が行われる。カートリッジ移載装置5の制御手段として、図19に示すように、カートリッジ出入機構18を制御するカートリッジ出入機構制御手段88が設けられている。カートリッジ出入機構制御手段88は、移載台車19の複数のカートリッジ出入機構18を並行して動作させることが可能なものとしてある。例えば、このカートリッジ出入機構制御手段88は、移載台車19の片方のカートリッジ収納部17からマガジン3へカートリッジ2を出しながら、もう片方のカートリッジ収納部17へマガジン3からカートリッジ2を取り込むように、各カートリッジ出入機構18を動作させる。また、カートリッジ出入機構制御手段88は、図20に示すように、生産機械1の交換位置7からカートリッジ2を引き出して、その引出し経路となる直線経路Lの延長線上にあるマガジン3にカートリッジ2を移載するように、カートリッジ出入機構18を制御する機能を有する。
【0027】上記構成の動作を説明する。図1において、カートリッジ移載装置5は、二つのカートリッジ収納部17のうち、片方のカートリッジ収納部17に、次に生産機械1で使用するカートリッジ2を、対応するマガジン3から移載し、残り片方のカートリッジ収納部17は空として生産機械1へ移動する。生産機械1に対しては、まず生産機械1内の不要となったカートリッジ2を空のカートリッジ収納部17へ移載し、その後、片方のカートリッジ収納部17で運んできたカートリッジ2を生産機械1へ移載する。生産機械1から受け取ったカートリッジ2は、カートリッジ移載装置5により、カートリッジ種類等に対応する所定のマガジン3へ戻す。
【0028】この場合に、移載台車19の複数のカートリッジ収納部17のピッチp(図19)をマガジン3の配列ピッチPと等しくしてあるため、移載台車19を停止したままで、複数のカートリッジ3を同時にマガジン3に対して移載することができる。例えば、図19に示すように、カートリッジ出入機構制御手段88は、移載台車19の片方のカートリッジ収納部17からマガジン3へカートリッジ2を出しながら、もう片方のカートリッジ収納部17へマガジン3からカートリッジ2を取り込むように各カートリッジ出入機構18を動作させる。これにより、移載台車19を停止した状態で、マガジン3に対して複数のカートリッジ2を同時に交換でき、交換時間がより一層短縮される。
【0029】また、図20に示すように、生産機械1から取り出したカートリッジを、その交換位置7に対面するマガジン3に格納する場合は、次のように、カートリッジ出入機構18の一つの連続した動作で取り出しおよび格納をする。すなわち、前後両側に出入り可能なカートリッジ出入機構18の機能を利用し、交換位置7(図20(A))からカートリッジ2を直線経路Lで移載台車19のカートリッジ収納部17上に引出し(同図(B))、そのまま、その直線経路Lの延長線上にあるマガジン3へ移載する(同図(C))。このように、生産機械1の交換位置7に対面する位置にマガジン3を設け、またカートリッジ出入機構18を前後両側に出入り可能なものとしたため、上記のように、移載台車19を走行させることなくマガジン3に移載でき、カートリッジ交換のための時間が短縮される。
【0030】カートリッジ移載装置5の前後両側への移載は、スライド部材27がカートリッジ収納部17の前後に突出することで行われる。すなわち、スライド部材27に設けられたカートリッジ係合機構28(図6)の係合具26が、カートリッジ2の被係合部25(図10)に係合し、スライド部材27の移動によりカートリッジ2を支持ガイド20上で進退移動させる。スライド部材27は、図9のようにミドル部材31およびトップ部材32の2段構成とされていて、カートリッジ係合機構28を装備したトップ部材32は、その全体が、ベース部材30に対して前後両側に出入りする。そのため、スライド部材27は、カートリッジ2の全体がマガジン3および生産機械1に移載されるまでカートリッジ2を移動可能である。
【0031】スライド部材27の進退で移載をするときに、係合具26はカートリッジ収納部17(図5)の係合具挿通窓24を通過するが、係合具挿通窓24の両端でカートリッジ収納部17の側壁17aaと干渉する。そのため、カートリッジ係脱機構28(図8)は、スライド部材27の進退位置に応じて、係合具26の抜き差しを行う。このとき、複数設けられた係合具26のいずれかがカートリッジ2の被係合部25に係合状態を保つようにされる。
【0032】図11は、カートリッジ移載装置5から生産機械1に移載するときの動作を示す。ただし、同図(C)は別動作例であり、通常は同図(B)から(D)へ進行する。図11において、被係止部25につき、大径の黒丸で示す箇所は係合具26が嵌まっている部分を示し、小径の黒丸で示す箇所は係合具26が嵌まっていない箇所を示す。前後方向の被係止部25および係合具26は、添字A ,B を付して区別した。まず、カートリッジ2の被係止部25A に係合具26A を係合させる(図11(A))。この状態でスライド部材27を移動させ、カートリッジ2を生産機械1に挿入する(同図(B))。この状態で、カートリッジ2は、生産機械1に一部(例えば半分程度)が挿入される。この後、係合具26A を被係止部25A から抜き、スライド部材27をカートリッジ収納部17側へ戻す(同図(D))。このようにして生産機械1に一部が移載されたカートリッジ2は、生産機械1に備えられたカートリッジ進退装置8(図1)により、その全体が生産機械1内に移載される。なお、図11(B)のようにスライド部材27でカートリッジ2の一部を生産機械1に挿入した後、次のようにスライド部材27でカートリッジ2の全体を生産機械1に挿入しても良い。すなわち、同図(B)ようにカートリッジ2を挿入した後、カートリッジ2の前方の被係止部26B がカートリッジ収納部17よりも前方まで進むと、被係止部25B に係合具26B を係合させ、被係止部25Aから係合具26A を抜く(同図(C))。この状態で、スライド部材27をさらに前進させ、カートリッジ2の全体を生産機械1に移載する。移載を終えると、係合具26B も抜き、スライド部材27を戻す。
【0033】図12は、カートリッジ移載装置5からマガジン3へ移載するときの動作を示す。マガジン3は、カートリッジ収納部17と同じく係合具挿通窓24Aが前後端で途切れているため、次の動作とする。まず、被係止部25B に係合具26B を係合させ(図12(A))、スライド部材27を移動してカートリッジ2をマガジン3に挿入する(同図(B))。係合具26A をカートリッジ2の被係止部25A に係合させ、係合具26B を抜く(同図(C))。スライド部材27をさらに移動させてカートリッジ2をマガジン3内に挿入する(同図(D))。係合具26A を抜き(同図(E))、スライド部材27をカートリッジ収納部17側へ戻す。このように、係合具挿通窓24,24Aが前後に貫通していなくても、係合具26の抜き差しでカートリッジ2を連続移動させることができる。
【0034】カートリッジ2の段取りは、次のように行う。すなわち、段取りを行うカートリッジ2を移載台車19で段取りステーション60の前まで運搬し、段取り部ケース61内にカートリッジ出入機構18を用いて格納する。段取りステーション60では、この格納の後、開閉蓋78を開けて上カートリッジ2に対するパンチ工具11の交換等の段取りを行う。また、下カートリッジ2は、図16,図17に示すように、上下カートリッジ位置ずらし機構64により、下カートリッジ2を段取り部ケース61から引出することにより、上方が開放された状態でダイ工具の交換等の段取りが行える。上下カートリッジ位置ずらし機構64は、下カートリッジ2を移載台車19の走行路6側へ引き出すため、場所を取らずに下カートリッジ2の段取りが行える。このように、下カートリッジ2が移載台車19の走行路6に引き出された状態や、段取りステーション60の開閉蓋78が開けられた状態では、インタロック手段86によって移載台車19の移動が不能とされるため、安全に移載が行える。また、段取りステーション60は、マガジン3の配列の端部としてあるため、段取り作業が広い空間で行え、しかもマガジン3に対する移載台車19をカートリッジ2の段取りステーション60に対する運搬にも利用できる。また、制御ボックス87を上記のように複数のマガジン3上に配置することにより、生産機械1に対して背の低いマガジン3上の空間を有効に利用し、設備全体の占有床面積を小さくできる。このような制御ボックス87の配置を採用した場合にも、マガジン3の配列の端部に段取りステーション60を配置することで、広い空間で段取り作業が行える。
【0035】
【発明の効果】この発明の工具カートリッジ交換装置は、工具の搭載されたカートリッジを使用する生産機械に対して前記カートリッジを交換する装置であって、直線状に延びる走行路上を走行する移載台車と、前記走行路に近接して前記走行路と平行に複数配列されて各々カートリッジを収容可能なカートリッジマガジンとを備え、前記移載台車は、カートリッジマガジンの配列ピッチと同じピッチで設けた複数のカートリッジ収納部と、各カートリッジ収納部に対応してそれぞれ設けられてカートリッジ収納部に対してカートリッジの出し入れを行うカートリッジ出入機構とを有するものであるため、生産機械およびマガジンを含めた生産設備全体の簡略化が図れ、かつカートリッジの交換時間が短縮できる。前記移載台車の複数のカートリッジ出入機構を並行して動作させるカートリッジ出入機構制御手段を設け、複数のカートリッジを同時に移載するようにした場合は、カートリッジの交換時間がより一層短縮される。前記カートリッジ出入機構制御手段を、移載台車の片方のカートリッジ収納部からカートリッジマガジンへカートリッジを出しながら、もう片方のカートリッジ収納部へカートリッジを取り込むように各カートリッジ出入機構を動作させるものとした場合は、さらに交換時間が短縮される。




 

 


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