特開 2022-50761 孔開け加工システム及び孔開け加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022050761

(43)【公開日】2022-03-31

(54)【発明の名称】孔開け加工システム及び孔開け加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/28 20060101AFI20220324BHJP

【ＦＩ】

B21D28/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020156866

(22)【出願日】2020-09-18

(71)【出願人】

【識別番号】000116976

【氏名又は名称】旭精機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100202223

【弁理士】

【氏名又は名称】軸見 可奈子

(72)【発明者】

【氏名】川村 治男

(72)【発明者】

【氏名】岩田 武也

【テーマコード（参考）】

4E048

【Ｆターム（参考）】

4E048KA02

4E048KA04

(57)【要約】

【課題】ワークにおける貫通孔同士の間隔のばらつきを低減することが可能な孔開け加工システム及び孔開け加工方法の提供を目的とする。
【解決手段】本実施形態の孔開け加工システム１０は、水平移動可能且つ移動基準軸Ｊ３を中心に回転可能な把持ツール７０を有する。把持ツール７０は、移動基準軸Ｊ３の回りに複数の把持部材７４を有し、複数の把持部材７４を円筒形のワーク９０の側面に押し付けて把持してワーク９０の中心軸を移動基準軸Ｊ３と一致するように芯出しする。そして、ワーク９０をダイ２３に嵌合させて把持ツール７０がワーク９０を把持した状態で、パンチ３１にてワーク９０に貫通孔９２を打ち抜いてから把持ツール７０と共にワーク９０を移動基準軸Ｊ３を中心に回転させて再度パンチ３１にて貫通孔９２を打ち抜く回転打抜動作を行い、ワーク９０の周方向の複数位置に貫通孔９２を形成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形のワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工システムであって、
基端部を固定され、先端側から前記ワークが外側に嵌合されるダイと、
前記ダイの側面に開口する打抜孔に対して進退するパンチと、
未加工のワークを支持する未加工ワーク支持部と、
移動基準軸の回りに複数の把持部材を有し、それら複数の把持部材を前記ワークの側面に押し付けて前記ワークを把持しかつ前記ワークの中心軸を前記移動基準軸と一致するように芯出しする把持ツールと、
前記把持ツールを移動しかつ前記移動基準軸を中心に回転させるツール移動機構と、を備え、
前記未加工ワーク支持部の前記ワークを前記把持ツールで把持して前記ダイに嵌合させる位置まで移動し、前記把持ツールが前記ワークを把持した状態で前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜いてから前記把持ツールと共に前記ワークを前記移動基準軸を中心に回転させて再度前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜く回転打抜動作を行って前記ワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工システム。

【請求項2】

前記ダイは、円筒形又は円柱形をなし、
前記未加工ワーク支持部は、前記ダイの中心軸であるダイ基準軸と平行な原点軸に前記ワークを芯出しして支持し、
前記ツール移動機構は、前記移動基準軸が前記原点軸と一致する第１芯出し位置と、前記移動基準軸が前記ダイ基準軸と一致する第２芯出し位置とに前記把持ツールを位置決め制御可能であると共に、前記第１芯出し位置及び前記第２芯出し位置で前記移動基準軸の軸方向に前記把持ツールを移動可能に構成している請求項１に記載の孔開け加工システム。

【請求項3】

前記ダイ基準軸及び前記原点軸及び前記移動基準軸は、上下方向と平行に配置され、
前記ツール移動機構としてのスカラー型のロボット本体に前記把持ツールを組み付けてなるロボットを備え、
前記ロボット本体は、固定ベースに基端部を回転可能に支持されて鉛直軸を中心に回転駆動される第１アームと、前記第１アームの先端部に基端部を回転可能に支持されて鉛直軸を中心に回転駆動されると共に先端部を前記移動基準軸が貫通する第２アームと、前記第２アームの先端部に回転可能かつ直線移動可能に支持されて前記移動基準軸を中心に回転駆動されかつ前記移動基準軸の軸方向にスライド駆動される下向きの出力テーブルと、を有し、
前記把持ツールは、前記複数の把持部材を下面に放射状に配置して備えると共に上面に駆動源を有する駆動源付チャックであって、前記出力テーブルの下面に固定されている請求項２に記載の孔開け加工システム。

【請求項4】

前記ダイ基準軸及び前記原点軸及び前記移動基準軸は、上下方向と平行に配置され、
ベルトコンベアの上方に前記ベルトコンベアと平行の延びる１対のガイドレールを備えて、前記１対のガイドレールの間に複数の前記ワークを起立した状態で一列に並べて前記未加工ワーク支持部に向けて搬送可能なワーク搬送装置と、
前記未加工ワーク支持部に設けられ、前記ワーク搬送装置に搬送されてくるワークの側面に当接して前記ワークを前記原点軸に芯出しする芯出し当接面と、を有する請求項２又は３に記載の孔開け加工システム。

【請求項5】

前記ワーク搬送装置のうち前記未加工ワーク支持部の手前位置に設けられて、前記ベルトコンベア上のワーク移動領域に進退し、先頭から２番目のワークを堰き止めて、先頭のワークを前記２番目のワークから離して前記未加工ワーク支持部へと移動させる第１堰止部材を備え、
前記第１堰止部材は、前記先頭のワークが前記未加工ワーク支持部から除去されて前記２番目のワークが新たな先頭のワークになったら後退し、前記新たな先頭のワークを通過させてから前進して新たな２番目のワークを堰き止める請求項４に記載の孔開け加工システム。

【請求項6】

前記第１堰止部材は、進退方向に対して傾斜した傾斜当接面を有し、前記未加工ワーク支持部に支持された前記ワークに前記傾斜当接面を押し付けて前記ワークを前記未加工ワーク支持部の前記芯出し当接面に押し付ける請求項５に記載の孔開け加工システム。

【請求項7】

前記ワーク搬送装置のうち前記第１堰止部材より手前位置に設けられて、前記ワーク移動領域に進退し、前記先頭から２番目のワークが前記第１堰止部材に堰き止められているときに先頭から３番目のワークを堰き止める第２堰止部材を備え、
前記２番目のワークが新たな先頭のワークになって前記第１堰止部材が一度後退して前進した後、前記第２堰止部材が後退し、新たな２番目のワークを通過させてから前記第２堰止部材が前進して新たな３番目以降のワークを堰き止める請求項５又は６に記載の孔開け加工システム。

【請求項8】

円筒形のワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工方法であって、
前記ワークを把持して移動及び回転させることが可能なロボットと、先端側から前記ワークが外側に嵌合されるダイと、前記ダイの側面に開口する打抜孔に進退するパンチとを使用して、
前記ロボットにより前記ワークを把持して前記ダイに嵌合させる位置まで移動し、前記ワークを把持したままの状態で前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜いてから前記ワークを回転させて再度前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜く回転打抜動作を行って前記ワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、円筒形のワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工システム及び孔開け加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の孔開け加工システムとして、複数のダイ及びパンチを備え、ワークを複数のダイに順次移動して孔開け加工を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１９１０９８号公報（図４，図９，図１０）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来の孔開け加工システムでは、ダイから別のダイに移動する際に各ダイに対するワークの位置がばらつき、それが原因となってワークにおける貫通孔同士の間隔がばらつくことが問題になっていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、円筒形のワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工システムであって、基端部を固定され、先端側から前記ワークが外側に嵌合されるダイと、前記ダイの側面に開口する打抜孔に対して進退するパンチと、未加工のワークを支持する未加工ワーク支持部と、移動基準軸の回りに複数の把持部材を有し、それら複数の把持部材を前記ワークの側面に押し付けて前記ワークを把持しかつ前記ワークの中心軸を前記移動基準軸と一致するように芯出しする把持ツールと、前記把持ツールを移動しかつ前記移動基準軸を中心に回転させるツール移動機構と、を備え、前記未加工ワーク支持部の前記ワークを前記把持ツールで把持して前記ダイに嵌合させる位置まで移動し、前記把持ツールが前記ワークを把持した状態で前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜いてから前記把持ツールと共に前記ワークを前記移動基準軸を中心に回転させて再度前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜く回転打抜動作を行って前記ワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工システムである。

【0006】

請求項２の発明は、前記ダイは、円筒形又は円柱形をなし、前記未加工ワーク支持部は、前記ダイの中心軸であるダイ基準軸と平行な原点軸に前記ワークを芯出しして支持し、前記ツール移動機構は、前記移動基準軸が前記原点軸と一致する第１芯出し位置と、前記移動基準軸が前記ダイ基準軸と一致する第２芯出し位置とに前記把持ツールを位置決め制御可能であると共に、前記第１芯出し位置及び前記第２芯出し位置で前記移動基準軸の軸方向に前記把持ツールを移動可能に構成している請求項１に記載の孔開け加工システムである。

【0007】

請求項３の発明は、前記ダイ基準軸及び前記原点軸及び前記移動基準軸は、上下方向と平行に配置され、前記ツール移動機構としてのスカラー型のロボット本体に前記把持ツールを組み付けてなるロボットを備え、前記ロボット本体は、固定ベースに基端部を回転可能に支持されて鉛直軸を中心に回転駆動される第１アームと、前記第１アームの先端部に基端部を回転可能に支持されて鉛直軸を中心に回転駆動されると共に先端部を前記移動基準軸が貫通する第２アームと、前記第２アームの先端部に回転可能かつ直線移動可能に支持されて前記移動基準軸を中心に回転駆動されかつ前記移動基準軸の軸方向にスライド駆動される下向きの出力テーブルと、を有し、前記把持ツールは、前記複数の把持部材を下面に放射状に配置して備えると共に上面に駆動源を有する駆動源付チャックであって、前記出力テーブルの下面に固定されている請求項２に記載の孔開け加工システムである。

【0008】

請求項４の発明は、前記ダイ基準軸及び前記原点軸及び前記移動基準軸は、上下方向と平行に配置され、ベルトコンベアの上方に前記ベルトコンベアと平行の延びる１対のガイドレールを備えて、前記１対のガイドレールの間に複数の前記ワークを起立した状態で一列に並べて前記未加工ワーク支持部に向けて搬送可能なワーク搬送装置と、前記未加工ワーク支持部に設けられ、前記ワーク搬送装置に搬送されてくるワークの側面に当接して前記ワークを前記原点軸に芯出しする芯出し当接面と、を有する請求項２又は３に記載の孔開け加工システムである。

【0009】

請求項５の発明は、前記ワーク搬送装置のうち前記未加工ワーク支持部の手前位置に設けられて、前記ベルトコンベア上のワーク移動領域に進退し、先頭から２番目のワークを堰き止めて、先頭のワークを前記２番目のワークから離して前記未加工ワーク支持部へと移動させる第１堰止部材を備え、前記第１堰止部材は、前記先頭のワークが前記未加工ワーク支持部から除去されて前記２番目のワークが新たな先頭のワークになったら後退し、前記新たな先頭のワークを通過させてから前進して新たな２番目のワークを堰き止める請求項４に記載の孔開け加工システムである。

【0010】

請求項６の発明は、前記第１堰止部材は、進退方向に対して傾斜した傾斜当接面を有し、前記未加工ワーク支持部に支持された前記ワークに前記傾斜当接面を押し付けて前記ワークを前記未加工ワーク支持部の前記芯出し当接面に押し付ける請求項５に記載の孔開け加工システムである。

【0011】

請求項７の発明は、前記ワーク搬送装置のうち前記第１堰止部材より手前位置に設けられて、前記ワーク移動領域に進退し、前記先頭から２番目のワークが前記第１堰止部材に堰き止められているときに先頭から３番目のワークを堰き止める第２堰止部材を備え、前記２番目のワークが新たな先頭のワークになって前記第１堰止部材が一度後退して前進した後、前記第２堰止部材が後退し、新たな２番目のワークを通過させてから前記第２堰止部材が前進して新たな３番目以降のワークを堰き止める請求項５又は６に記載の孔開け加工システムである。

【0012】

請求項８の発明は、円筒形のワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工方であって、前記ワークを把持して移動及び回転させることが可能なロボットと、先端側から前記ワークが外側に嵌合されるダイと、前記ダイの側面に開口する打抜孔に進退するパンチとを使用して、前記ロボットにより前記ワークを把持して前記ダイに嵌合させる位置まで移動し、前記ワークを把持したままの状態で前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜いてから前記ワークを回転させて再度前記パンチにて前記ワークに前記貫通孔を打ち抜く回転打抜動作を行って前記ワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工する孔開け加工方法である。

【発明の効果】

【0013】

請求項１及び８の孔開け加工システム及び孔開け加工方法によれば、把持ツール又はロボットがワークを把持した状態で、そのワークにパンチにて貫通孔を打ち抜いてからワークを回転させて再度パンチにてワークに貫通孔を打ち抜いてワークの周方向の複数位置に貫通孔を加工するので、ワークにおける貫通孔同士の間隔のばらつきが従来より抑えられる。また、同じダイ及びパンチを使用してワークの周方向の複数位置に貫通孔を打ち抜き加工するので、ワークの周方向で異なる位置に打ち抜かれる貫通孔毎にダイ及びパンチを備えた従来のものに比べて、ダイ及びパンチの有効利用が図られる。

【0014】

また、ダイは、例えば、断面が半円形又は扇形の柱状をなしてもよいが、請求項２の構成のようにダイが円筒形又は円柱形をなしていれば、孔開け加工時にワークが把持ツールとダイとにより内外の両方から支持されて安定し、加工精度が向上する。また、未加工ワーク支持部は、ダイ基準軸と平行な原点軸にワークを芯出しして支持し、ツール移動機構は、移動基準軸が原点軸と一致する第１芯出し位置と、移動基準軸がダイ基準軸と一致する第２芯出し位置とに把持ツールを位置決め制御可能であると共に、第１芯出し位置及び第２芯出し位置で移動基準軸の軸方向に把持ツールを移動可能に構成しているので、ワークとダイとの相対的な嵌合位置が安定し、ワークをスムーズにダイの外側に嵌合させることができると共に、ワークに打ち抜き加工される貫通孔の位置が安定する。

【0015】

請求項３の構成では、ダイ基準軸及び原点軸及び移動基準軸は、上下方向と平行に配置され、ツール移動機構としてのスカラー型のロボット本体に把持ツールを組み付けてなるロボットを使用することで、ロボットのティーチングプレイバック機能を利用してワークの形状変更等に容易に対応することができる。また、スカラー型のロボット本体として汎用のものを使用すれば、コストを抑えることができる。

【0016】

請求項４の孔開け加工システムでは、複数のワークを一列に並べてスムーズに未加工ワーク支持部に供給することでき、生産効率を上げることが可能になる。

【0017】

請求項５の構成によれば、一列に並んで搬送される複数のワークのうち先頭のワークが２番目以降のワークから離されて未加工ワーク支持部に支持されるので、未加工ワーク支持部のワークを把持ツールで把持する際に、把持ツールの２番目以降のワークとの非干渉の範囲が広くなり、把持ツールの形状や移動経路の自由度や高くなる。

【0018】

請求項６の構成によれば、未加工ワーク支持部によるワークの芯出し精度を高くすることができる。

【0019】

請求項７の構成によれば、複数のワークを順次スムーズに他のワークから離して未加工ワーク支持部へと供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の加工済みワークの側面図

【図2】孔開け加工システム全体の斜視図

【図3】孔開け加工機の断面図

【図4】ガイド付きダイの平断面図

【図5】孔開け加工機及びパーツフィーダーの斜視図

【図6】把持ツールの斜視図

【図7】パーツフィーダーの平面図

【図8】パーツフィーダーの斜視図

【図9】第１堰止部材及び第２堰止部材の動作を説明するための平面図

【図10】孔開け加工システムのブロック図

【図11】第２実施形態の加工済みのワークの側面図

【図12】変形例に係る第１堰止部材及び第２堰止部材の平面図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図１～図１０を参照して一実施形態に係る孔開け加工システム１０について説明する。図１には、本実施形態の孔開け加工システム１０の加工対象であるワーク９０が示されている。このワーク９０は、円筒壁９１の上端を底壁９３で閉塞した構造をなし、その上下方向の中間部を周方向で複数等分（例えば、９等分）する位置に貫通孔９２が孔開け加工システム１０によって打ち抜き加工される。

【0022】

図２に示すように、本実施形態の孔開け加工システム１０は、孔開け加工機２０、ロボット６０、パーツフィーダー４０等を支持盤１１上に備えてなる。支持盤１１は、横長の長方形状になっている。以下、支持盤１１の長辺方向を「横方向Ｈ１」といい、支持盤１１の短辺方向を「前後方向Ｈ２」といい、さらには、横方向Ｈ１の一端側を単に「左側」、その反対側を単に「右側」といい、前後方向Ｈ２の一端側を単に「前側」、その反対側を単に「後側」ということとする。

【0023】

支持盤１１の上面のうち横方向Ｈ１の中央より左側には、第１支持台１３と第２支持台１４とが前後に並べて固定されている。また、後側の第２支持台１４は、前側の第１支持台１３より高く、その第２支持台１４の上面にロボット６０が固定され、第１支持台１３の上面に孔開け加工機２０のダイホルダ２１が固定されている。

【0024】

ダイホルダ２１は、外形が直方体状をなし、その内部に図３に示したガイド付きダイ２２が保持されている。ガイド付きダイ２２は、ダイ２３とガイドスリーブ２４とからなる。ダイ２３は、平面形状が長方形をなしたベース部２３Ａの上面中央から円筒部２３Ｂが起立した構造をなしている。円筒部２３Ｂの下端部には、段付き状に拡径された大径部２３Ｃが備えられている。また、円筒部２３Ｂの中心孔２３Ｈは、ベース部２３Ａの下面まで延びている。

【0025】

ガイドスリーブ２４は、図４（Ａ）に示すように、平面形状がベース部２３Ａと同一の長方形をなした角柱体の中央部を断面円形の中央孔２４Ａが上下に貫通し、図３に示すように、上面からは中央孔２４Ａと同心のボス２４Ｂが段付き状に突出した構造をなしている。また、中央孔２４Ａの下端部には、段付き状に拡径した大径部２４Ｃが備えられ、ガイドスリーブ２４の下面には高さ調整突部２４Ｇが備えられている。

【0026】

そして、ガイドスリーブ２４の中央孔２４Ａに、ダイ２３の円筒部２３Ｂが挿入されて、両者の大径部２３Ｃ，２４Ｃ同士の嵌合当接により両者が芯出しされ、両者間に筒状のワーク受容空間２２Ｗが形成されている。また、高さ調整突部２４Ｇとベース部２３Ａとの当接によりダイ２３に対してガイドスリーブ２４が上下方向で位置決めされ、ダイ２３と上面とガイドスリーブ２４の上面とが面一に配置されている。なお、高さ調整突部２４Ｇは、必要に応じて研削されてガイドスリーブ２４のダイ２３に対する高さ調整が行われる。

【0027】

ガイド付きダイ２２は、ダイホルダ２１に形成された断面長方形の受容孔２１Ｚに嵌合されて回り止めされ、ダイホルダ２１の上面壁２１Ｗを貫通する貫通孔２１Ｋに、ガイド付きダイ２２のボス２４Ｂが嵌合されてダイホルダ２１の上面とガイド付きダイ２２の上面とが面一に配置されている。また、ダイホルダ２１にダイ２３の中心孔２３Ｈから下方に延びる排出孔２１Ｈが形成されると共に、第１支持台１３に排出孔１３Ｈが形成され、これら排出孔１３Ｈ，２１Ｈが支持盤１１に形成された図示しない貫通孔を貫通して回収ボックスに臨んでいる。

【0028】

ガイド付きダイ２２の上端寄り位置には、ダイ２３とガイドスリーブ２４とを径方向に貫通して前後方向に延びる打抜孔２２Ｈが形成されている。また、ダイホルダ２１のうちガイド付きダイ２２より前側部分には、打抜孔２２Ｈの同軸延長線上に打抜孔２２Ｈより内径が大きなパンチガイド孔２１Ｇが形成され、そこにパンチ３１が受容されている。

【0029】

パンチ３１は、パンチガイド孔２１Ｇに丁度嵌合されて直線移動可能に支持されている丸棒体の先端部を、打抜孔２２Ｈに丁度嵌合される大きさに縮径する一方、基端部を段付き状に拡径した形状をなしている。そして、パンチ３１の基端部が、孔開け加工機２０のパンチ駆動装置３０に保持されている。

【0030】

図５に示すように、パンチ駆動装置３０は、第１支持台１３の上面のうちダイホルダ２１より前側位置に固定されたスライド支持部３４に、前後方向Ｈ２に延びるスライダ３３の一端部をスライド可能に支持して備える。また、スライダ３３の他端部は、第１支持台１３より前方に張り出し、その下面に固定された係合ブロック３３Ｇが、第１支持台１３の前面から張り出す上側支持片３５Ａの上面に重ねられている。そして、例えば、係合ブロック３３Ｇの下面に形成された図示しないカム溝に、上側支持片３５Ａに回転可能に支持されて偏心回転する図示しないカムが係合し、そのカムが上側支持片３５Ａの下方の下側支持梁３５Ｂに支持されたサーボモータ３０Ｍにて回転駆動されるようになっている。これにより、パンチ３１がスライダ３３と共に前後方向Ｈ２に往復直線移動し、ダイ２３の打抜孔２２Ｈに進退する。詳細には、パンチ３１は、図３に示すように、ダイ２３の打抜孔２２Ｈから退避してパンチ３１の先端面３１Ｓがガイドスリーブ２４の打抜孔２２Ｈ内に位置する退避位置と、ダイ２３の打抜孔２２Ｈに突入してパンチ３１の先端面３１Ｓがダイ２３の中心孔２３Ｈ内に位置する突入位置との間を往復移動する（図４（Ａ）参照）。

【0031】

図２に示すように、ロボット６０は、汎用的なスカラー型のロボット本体６０Ｈに把持ツール７０を取り付けてなる。ロボット本体６０Ｈは、前述の第２支持台１４の上面に固定される固定ベース６１と、固定ベース６１に連結されてその連結部分から水平に延び、固定ベース６１に対して鉛直軸を中心にして回転駆動される第１アーム６２と、第１アーム６２の先端部に連結されてその連結部分から水平に延び、第１アーム６２に対して鉛直軸を中心にして回転駆動される第２アーム６３と、第２アーム６３の先端部を上下に貫通するシャフト部６４の下端に配置されて、シャフト部６４と共に第２アーム６３に対して上下に直線移動されかつ任意の高さで回転駆動される出力テーブル６５とを備えてなる。

【0032】

以下、ロボット６０の駆動部を説明する際には、固定ベース６１に対して第１アーム６２を回転駆動する駆動軸を「第１回転駆動軸」、第１アーム６２に対して第２アーム６３を回転駆動する駆動軸を「第２回転駆動軸」、第２アーム６３に対して出力テーブル６５を回転駆動する駆動軸を「第３回転駆動軸」、第２アーム６３に対して出力テーブル６５を上下に昇降させる駆動軸を「直線駆動軸」ということとする。

【0033】

図６に示すように、把持ツール７０は、汎用的なチャック７１の上面に減速機７２Ｇとサーボモータ７２とを重ねて組み付けてなり、ブラケット７９を介してロボット本体６０Ｈの出力テーブル６５に取り付けられている。

【0034】

具体的には、チャック７１は、例えば、円盤状のチャックベース７１Ａの下面の中心軸回りに、複数（例えば、３つ）の把持部材７４を放射状に配置して備える。そして、これら把持部材７４がサーボモータ７２から動力を受けて均等にチャックベース７１Ａの中心軸に対して接近及び離間する。これにより、チャック７１の中央部に配置されたワーク９０が複数の把持部材７４により把持されると共に、ワーク９０の中心軸がチャック７１の中心軸と一致するように芯出しされる。以下、複数の把持部材７４をチャックベース７１Ａの中心軸側に移動することを「チャック７１を閉じる」といい、その反対側に移動することを「チャック７１を開く」という。

【0035】

ブラケット７９は、Ｌ字形に屈曲した平板状をなし、その一方の片がサーボモータ７２の一側面に重ねて固定され、他方の片が、サーボモータ７２、減速機７２Ｇを挟んでチャック７１に対して上方から対向するように取り付けられている。そして、ブラケット７９の他方の片がロボット本体６０Ｈの出力テーブル６５の下面に重ねられ、前述のチャックベース７１Ａの中心軸と出力テーブル６５の中心軸とが一致するように位置決めされて固定されている。そして、これらチャック７１及び出力テーブル６５に共通する中心軸が、特許請求の範囲における移動基準軸Ｊ３になっている。また、前述したダイ２３の中心軸は、特許請求の範囲におけるダイ基準軸Ｊ２をなしている。そして、例えば、ダイホルダ２１に備えた図示しない姿勢調整機構により、移動基準軸Ｊ３とダイ基準軸Ｊ２とが平行になるようにダイ２３の姿勢が調整されている。

【0036】

図５示すように、パーツフィーダー４０は、孔開け加工機２０の右側方に配置され、横方向Ｈ１に水平に延びるベルトコンベア４１を備えて孔開け加工機２０へと複数のワーク９０を搬送する。そのベルトコンベア４１は、幅方向（前後方向Ｈ２）の両側に１対のサイドバー４１Ｂを有し、それらの間に差し渡された複数の図示しないローラを覆うようにベルト４１Ａが張られている。そして、ベルトコンベア４１は，１対のサイドバー４１Ｂの一端部を第１支持台１３の上面に固定されると共に、１対のサイドバー４１Ｂの長手方向の複数位置を、複数の支持スタンド４１Ｃに支持されている。それら複数の支持スタンド４１Ｃは、支持盤１１又は支持盤１１から側方に張り出す延長板１１Ｅから起立している。

【0037】

ベルト４１Ａの上方には、１対のガイドレール４２が備えられている。１対のガイドレール４２は、横方向Ｈ１に延びる帯板状をなして、長手方向の複数位置を複数の支持ブラケット４５によって支持され、ワーク９０の外径と略同一の間隔を空けて前後方向Ｈ２で対向している。そして、ベルト４１Ａ上に起立した状態で搬送される複数のワーク９０が、１対のガイドレール４２の間のワーク移動領域Ｒ１を移動することで、一列に整列されて孔開け加工機２０側へと移動する。

【0038】

なお、各支持ブラケット４５は、１対のサイドバー４１Ｂに固定されてそれらの上方に突出する１対の支持ブロック４４から１対の支持パイプ４３が互いに接近するように延びた構図をなし、それら支持パイプ４３の先端に１対のガイドレール４２が固定されている。また、１対のガイドレール４２は、ベルト４１Ａ上で起立するワーク９０より低くなっている。

【0039】

ベルト４１Ａにおける左側（孔開け加工機２０側の端部）の上方には、特許請求の範囲の「未加工ワーク支持部」に相当するワークストッパー５０が設けられている。ワークストッパー５０は、１対のサイドバー４１Ｂの間に架け渡されて、ガイドレール４２と略同一の高さとなる位置に配置されている。そして、図７に示すように、１対のガイドレール４２がワークストッパー５０に側方から突き合われ、ワークストッパー５０のうちワーク移動領域Ｒ１の延長上には、ワーク位置決凹部５１が形成されている。

【0040】

ワーク位置決凹部５１の内面は、その奥側に位置してワーク９０の外径と略同一の内径の半円状をなした芯出し当接面５１Ａと、芯出し当接面５１Ａの両端からワーク位置決凹部５１の開口に向かうに従って互い僅かに離れるように横方向Ｈ１に対して傾斜した１対の第２ガイド面５１Ｂと、さらに１対の第２ガイド面５１Ｂからワーク位置決凹部５１の開口に向かうに従って急な勾配で互い僅かに離れるように横方向Ｈ１に対して傾斜した１対の第１ガイド面５１Ｃとからなる。そして、芯出し当接面５１Ａの中心軸が特許請求の範囲の原点軸Ｊ１をなし、ワーク９０が芯出し当接面５１Ａに押し付けられることで、ワーク９０の中心軸が原点軸Ｊ１と一致するように芯出しされる。なお、ワークストッパー５０には、ワーク位置決凹部５１内にワーク９０が位置するか否かを検出するためのセンサ５０Ｓが備えられている。

【0041】

図８に示すように、１対のガイドレール４２に案内されて一列に並べられてワーク位置決凹部５１に向かう複数のワーク９０から先頭のワーク９０だけを離してワーク位置決凹部５１に受容するために、ベルトコンベア４１のうちワークストッパー５０より手前位置には、第１堰止部材５２が設けられ、その第１堰止部材５２より更に手前位置には、第２堰止部材５５が設けられている。

【0042】

第１堰止部材５２は、ベルトコンベア４１の前側に配置されたエアーアクチュエータ５８のスライダ５８Ｓに取り付けられてワーク移動領域Ｒ１に対して前側から進退し、第２堰止部材５５は、ベルトコンベア４１の後側に配置されたエアーアクチュエータ５９のスライダ５９Ｓに取り付けられて、ワーク移動領域Ｒ１に対して後側から進退する。なお、エアーアクチュエータ５８，５９は、前側のサイドバー４１Ｂの側面と、後側のサイドバー４１Ｂの側面とに分けられて固定されている。

【0043】

第１堰止部材５２及び第２堰止部材５５は、前後方向Ｈ２に延びる同一の帯板形状になっていて、ワークストッパー５０及びガイドレール４２の僅かに上方に位置してワーク移動領域Ｒ１に進退する。また、図７に示すように、第１堰止部材５２及び第２堰止部材５５のうちワーク移動領域Ｒ１側となる先端部には、幅方向の中央にＶ形凹部５３が形成され、そのＶ形凹部５３の１対の内側斜面５３Ａ，５３Ｂから折り返されるようにＶ形凹部５３の両側に１対の外側斜面５４Ａ，５４Ｂが形成され、全体が左右対称な形状になっている。なお、Ｖ形凹部５３の１対の内側斜面５３Ａ，５３Ｂの開き角は９０度で、Ｖ形凹部５３の内側斜面５３Ａ（５３Ｂ）と隣合う外側斜面５４Ａ（５４Ｂ）との間の交差角も９０度になっている。

【0044】

ベルトコンベア４１は、その前面に備えた電源ボックス４１Ｚ（図２参照）のスイッチにてオンオフされ、孔開け加工システム１０の運転中は、ベルトコンベア４１がオンされてベルト４１Ａが一定速度でワーク９０を送給し続ける。また、第１堰止部材５２及び第２堰止部材５５を保持するエアーアクチュエータ５８，５９は、後述するコントローラ８０に備えたサブ制御部８２によって以下のように制御される。

【0045】

孔開け加工システム１０が動作を開始する前の初期状態では、例えば、図７に示すように、第１堰止部材５２及び第２堰止部材５５が共にワーク移動領域Ｒ１側に突入していて、第１堰止部材５２の一方の外側斜面５４Ａが、ワーク位置決凹部５１内に位置する先頭のワーク９０に当接すると共に、他方の外側斜面５４Ｂが先頭から２番目のワーク９０に当接する。また、第２堰止部材５５の外側斜面５４Ａと内側斜面５３Ａ，５３Ｂと外側斜面５４Ｂとは、２番目、３番目、４番目のワーク９０に当接する。

【0046】

この初期状態で、孔開け加工システム１０が動作を開始し、図９（Ａ）に示すように、ワーク位置決凹部５１からワーク９０が抜き取られると、そのことがセンサ５０Ｓ（図７参照）によって検出され、その検出結果に基づき、図９（Ｂ）に示すように、第１堰止部材５２がワーク移動領域Ｒ１から後退して、新たに先頭になったワーク９０がワーク位置決凹部５１内までベルトコンベア４１によって前進する。その間、新たな２番目以降のワーク９０は、第２堰止部材５５によって堰き止められている。

【0047】

そして、その新たな先頭のワーク９０がワーク位置決凹部５１に受容されたことがセンサ５０Ｓによって検出されると、図９（Ｃ）に示すように、第１堰止部材５２がワーク移動領域Ｒ１に突入してワーク位置決凹部５１内のワーク９０に一方の外側斜面５４Ａを押し付け、その後、第２堰止部材５５が後退する。すると、新たな２番目のワーク９０がベルトコンベア４１によって前進して第１堰止部材５２の外側斜面５４Ｂに当接する。それと略同時又はその後に、第２堰止部材５５が前進し、初期状態に戻る。そして、この動作が繰り返されることで、前述の通り、一列に並んだ複数のワーク９０のうち先頭のワーク９０が後続のワーク９０から離されてワーク位置決凹部５１に受容される。

【0048】

図５に示すように、パーツフィーダー４０の後方には、加工済みのワーク９０を回収するためのシュート１２が設けられている。シュート１２は、板金を角溝構造に折り曲げてなり、横方向Ｈ１に傾斜して延び、第１支持台１３側の方が高くなっている。また、シュート１２の下端は、他端部が支持盤１１に形成された開口を通して図示しないワーク収容ボックスに斜め上方から臨んでいる。

【0049】

図１０には、孔開け加工システム１０の制御部８０が示されている。この制御部８０には、ロボット本体６０Ｈ、把持ツール７０、孔開け加工機２０の各サーボモータの制御を行うメイン制御部８１と、エアーアクチュエータ５８，５９に圧縮エアーを供給するエアー供給回路に含まれるバルブの制御等を行うサブ制御部８２とを備える。また、メイン制御部８１及びサブ制御部８２には、センサ５０Ｓの検出信号が取り込まれるようになっている。

【0050】

また、メイン制御部８１のメモリ８３には、孔開け加工システム１０に以下の動作を繰り返して行わせる基本動作プログラムが記憶されている。その基本動作プログラムは、一般的なティーチングによって作成される。即ち、ロボット６０をマニュアル操作で動かし、次述する第１位置～第１３位置を含む複数の位置（ティーチングポイント）で各サーボモータの位置データを記憶させながら、ロボット６０に実行させるコマンドを書き込むというティーチング作業によって基本動作プログラムが作成される。そして、基本動作プログラムをプレイバック（ティーチングプレイバック）することで、孔開け加工システム１０が以下のように動作する。

【0051】

基本動作プログラムが実行されると、ロボット６０は、チャック７１を開いた状態にしてワークストッパー５０の上方に配置し、移動基準軸Ｊ３と原点軸Ｊ１とが一致した第１位置に位置決めする。そして、ワーク位置決凹部５１にワーク９０があることがセンサ５０Ｓによって検出されると、ロボット６０は、直線駆動軸のみを動作させて第１位置から第２位置へとチャック７１を降下させて、ワーク位置決凹部５１のワーク９０をチャック７１の中央部に受け入れる。そして、チャック７１を閉じてワーク９０を把持してから前述の第１位置に戻す。なお、第１位置及び第２位置が、特許請求の範囲の「第１芯出し位置」に相当する。

【0052】

そこから、ロボット６０は、第１回転駆動軸及び第２回転駆動軸を動作させて、移動基準軸Ｊ３とダイ基準軸Ｊ２とが一致した第３位置にワーク９０を移動する。このとき、孔開け加工機２０では、パンチ３１が、ダイ２３の打抜孔２２Ｈから抜け出た退避位置に配置されている。そして、ロボット６０が、直線駆動軸のみを動作させてチャック７１を第３位置から第４位置まで降下して、ワーク９０をダイ２３の外側に嵌合させる。

【0053】

すると、パンチ３１がダイ２３の打抜孔２２Ｈに突入した突入位置まで移動してから退避位置に戻る。これにより、把持ツール７０に把持された状態のワーク９０に貫通孔９２が打ち抜き加工される。そして、ロボット６０が、第３回転駆動軸のみが動作してワーク９０をチャック７１と共に第４位置から３６０／ｎ［ＤＥＧ］（ｎは、ワーク９０に形成される貫通孔９２の数）だけ離れた第５位置まで回転させる。すると、パンチ３１が再度突入位置と退避位置との間を往復移動してワーク９０に貫通孔９２が打ち抜き加工される。

【0054】

このような打ち抜き加工動作をｎ回（例えば、９回）繰り返したら、ロボット６０は、直線駆動軸を動作させてチャック７１を前述の第３位置に戻し、第１回転駆動軸及び第２回転駆動軸を動作させて、チャック７１がシュート１２の上端部の上方の第１３位置まで移動されたらチャック７１が開かれワーク９０がシュート１２へと排出される。そして、チャック７１が第１位置に戻る。以上の動作が基本動作プログラムをプレイバックによって繰り返して行われる。なお、第３位置～第１２位置が、特許請求の範囲の「第２芯出し位置」に相当する。

【0055】

本実施形態の孔開け加工システム１０の構成に関する説明は以上である。本実施形態の孔開け加工システム１０及びそれを用いた孔開け加工方法によれば、ロボット６０がワーク９０を把持したままの状態で、そのワーク９０にパンチ３１にて貫通孔９２を打ち抜き、ロボット６０でワーク９０を回転させて再度パンチ３１にてワーク９０に貫通孔９２を打ち抜いて、ワーク９０の周方向の複数位置に貫通孔９２を加工するので、ワーク９０における貫通孔９２同士の間隔のばらつきが従来より抑えられる。また、同じダイ２３及びパンチ３１を使用してワーク９０の周方向の複数位置に貫通孔９２を打ち抜き加工するので、周方向の位置が異なる貫通孔９２毎にダイ２３及びパンチ３１を設けていた従来のものに比べてダイ２３及びパンチ３１の有効利用が図られる。

【0056】

また、本実施形態では、ダイ２３が円筒形をなしているので、孔開け加工時にワーク９０が把持ツール７０とダイ２３とにより内外の両方から支持されて安定し、加工精度が向上する。また、ワークストッパー５０は、ダイ基準軸Ｊ２と平行な原点軸Ｊ１にワーク９０を芯出しして支持し、ロボット６０は、把持ツール７０を、移動基準軸Ｊ３が原点軸Ｊ１と一致する位置と、移動基準軸Ｊ３がダイ基準軸Ｊ２と一致する位置とに位置決め制御可能であると共に、それらの位置で移動基準軸Ｊ３の軸方向に移動可能に構成されているので、ワーク９０とダイ２３との相対的な嵌合位置が安定し、ワーク９０をスムーズにダイ２３の外側に嵌合させることができると共に、ワーク９０に打ち抜き加工される貫通孔９２の位置が安定する。

【0057】

本実施形態では、パーツフィーダー４０に１対のガイドレール４２を備え、複数のワーク９０を一列に並べてスムーズにワークストッパー５０に供給することでき、生産効率を上げることが可能になる。また、第１堰止部材５２によって、一列に並んで搬送される複数のワーク９０のうち先頭のワーク９０が２番目以降のワーク９０から離されてワークストッパー５０に支持されるので、ワークストッパー５０のワーク９０を把持ツール７０で把持する際に、把持ツール７０と２番目以降のワーク９０との非干渉の範囲が広くなり、把持ツール７０の形状や移動経路の自由度や高くなる。さらに、第１堰止部材５２の一方の外側斜面５４Ａをワークストッパー５０のワーク９０の側面に押し付けるので、ワークストッパー５０によるワーク９０の芯出し精度を高くすることができる。

【0058】

［第２実施形態］
図１１には、前記第１実施形態とは別の加工対象であるワーク９０Ｖが示されている。このワーク９０Ｖは、周方向を複数等分（例えば、９等分）する貫通孔９２が円筒壁９１の複数位置に設けられており、第１実施形態と孔開け加工方法のみが異なる。本実施形態では、ロボット６０が、第１実施形態と同様に、チャック７１を第３位置から第４位置まで降下してワーク９０をダイ２３の外側に嵌合させ、パンチ３１にてワーク９０Ｖに貫通孔９２が打ち抜き加工された後、ロボット６０が、直線駆動軸のみを動作させて把持ツール７０を直動させ、ダイ２３に対するワーク９０Ｖの嵌合深さを変更し、再度パンチ３１にてワーク９０Ｖにて貫通孔９２を打ち抜く。そして、この動作を繰り返して同じ縦列の貫通孔９２を打ち抜くと、ロボット６０が、第３回転駆動軸を動作させてワーク９０Ｖをチャック７１と共に回転させ、その後、直動駆動軸を動作させてワーク９０Ｖを降下させる。そして、このような打ち抜き加工動作を繰り返し行った後、第１実施形態と同様にワーク９０をシュート１２へと排出する。この孔開け加工方法によっても、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。

【0059】

なお、ワーク９０Ｖの孔開け加工方法は、上述した方法に限らず、例えば、ワーク９０Ｖの最上段の貫通孔９２を全て打ち抜き加工した後、中段の貫通孔９２を打ち抜き加工する孔開け加工方法であってもよい。この場合においても、同様の効果を奏する。

【0060】

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、特許請求の範囲の「ツール移動機構」としてスカラー型のロボット６０を用いたが、例えば、レール上を移動可能な把持ツール７０を昇降可能且つ移動基準軸Ｊ３を中心に回転可能に備えた装置を使用してもよい。なお、汎用的なスカラー型のロボット６０を使用すれば、コストを抑えることができる。

【0061】

（２）上記実施形態では、ワークストッパー５０のワーク位置決凹部５１にワーク９０を供給し、ロボット６０がワーク位置決凹部５１内のワーク９０を把持する構成であったが、例えば、コンテナに複数の未加工のワーク９０を隙間を空けた状態に収容し、ロボット６０側のワーク９０を把持する位置を順次変更して、予め決められた順番でコンテナ内のワーク９０を把持させる構成であってもよい。

【0062】

（３）上記実施形態では、ダイ２３は円筒形をなしていたが、例えば、断面半月状又は扇状をなしていてもよい。

【0063】

（４）上記実施形態では、ワーク９０をダイ２３に嵌合した状態で回転させていたが、ワーク９０を一旦、ダイ２３から外して空中で回転させた後、再びダイ２３に嵌合して打ち抜き加工する構成であってもよい。

【0064】

（５）上記実施形態では、第１堰止部材５２及び第２堰止部材５５を備えていたが、備えない構成であってよい。

【0065】

（６）上記実施形態では、第１堰止部材５２が帯板状をなし、第１堰止部材５２が先頭から２番目のワーク９０とワークストッパー５０に支持されたワーク９０の両方に当接する構成となっていたが、例えば、図１２（Ａ）に示すように、第１堰止部材５２が棒状をなし、ワークストッパー５０に支持されたワーク９０と隙間を空けて配置された状態で配置され、先頭から２番目のワーク９０のみに当接する構成であってもよい。

【0066】

また、上記実施形態の第１堰止部材５２は、幅方向の中央にＶ字状の溝部５３を備え、その両角部に傾斜当接面５４Ａ、５４Ｂを備えていたが、例えば、図１２（Ｂ）に示すように、溝部５３を備えず、傾斜当接面５４Ａ、５４Ｂが交差するように延びた先細り形状であってもよい。

【0067】

（７）上記実施形態では、ワークストッパー５０のワーク位置決凹部５１がＵ字状をなしていたが、ダイ基準軸Ｊ２と平行な原点軸Ｊ１に芯出し可能であれば、例えば、Ｖ字状をなしていてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１０ 孔開け加工システム
２０ 孔開け加工機
２３ ダイ
３１ パンチ
４０ パーツフィーダー
５０ ワークストッパー
５１ ワーク位置決凹部
５１Ａ 芯出し当接面
５２ 第１堰止部材
５５ 第２堰止部材
６０ ロボット
７０ 把持ツール
９０，９０Ｖ ワーク
Ｊ１ 原点軸
Ｊ２ ダイ基準軸
Ｊ３ 移動基準軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】