説明

工作機械用の改良型往復運動装置

シールプレス又はその他の工具のためのワークピースを移動させる往復運動装置が開示されている。ワークピースを移動させるために2つのコンベアがある。2つのコンベアはフレームに支持され、反対方向に前後に移動する。2つのコンベアが第1の位置にある場合、第1のコンベアの第2の区画と第2のコンベアの第1の区画が工具に近接配置され、第1のコンベアの第1の区画と第2コンベアの第2の区画が、第1と第2のオペレータからそれぞれアクセス可能となる。既に積まれたワークピースをツールが加工している間、両方のオペレータがワークピースの積み卸しを同時に行える。コンベアが第2の位置に移動すると、既に処理された区画が積み降ろしのためにアクセス可能となり、積まれたばかりの区画が処理される。関連した方法も開示されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シーリングプレスに用いられる往復運動装置またはワークピースを搬送する機械ツールに関する。
【背景技術】
【0002】
図1A−1Cは、ブリスタパックパッケージのような製品パッケージをシールする為のシーリングプレスに使用される往復運動装置を示す。この往復運動装置はまたパンチング、接着、エンボス、スタンプ等の他の種類の工具に使用される。図1Bに示すように、このシール装置は、上部圧盤12a及び下部圧盤12bを有するプレス12と、これら2枚の板の間に位置する支持フレーム14と、前記支持フレーム14の上に座するシールダイ16とを具える。このシールダイ16は、シールされるパッケージが配置されるいくつかの開口部16aを有する。ダイ16は実質的に同じサイズと形の2つの区画16−1と16−2を有し、各区画が1又はそれ以上の開口部16aを有する。図1B、1Cに示すように、シールダイ16は支持フレーム14上のガイドレール14aに沿ってスライド又は移動可能であり、これにより2つの区画16−1、16−2はプレス12の下に交互に位置づけられる。
【0003】
運用時に、2人のオペレータがシーリングプレスの左右それぞれに位置する。本開示に使用されている「左」と「右」などの用語は、図面に関することに留意されたい。実際のプレスや他の工具では、オペレータは機械の前後(例えば、図1Bの右手側が、機械の正面となる。)又は機械の右手側と左手側に位置する。図1Bに示すように、ダイ16が支持フレームの右に移動すると、左手側区画16−1がプレスの下に配置され、右手側区画16−2が露出して、シーリングプレスの右側に位置する第2のオペレータからアクセス可能となる。この第2のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、ダイの右手側区画16−2にある開口部16aにシールされていないパッケージを載せる。同時に、プレス12は、ダイの左手側区画16−1に積まれたパッケージをシールするべく動作する。プレスと第2のオペレータによる積み降ろしの双方が終了したら、ダイは図1Cに示される位置へと左側に(一方のオペレータに始動される駆動機構により)移動される。この位置で、ダイの右手側区画16−2は、プレス12の下に配置され、左手側区画16−1がアクセス可能となる。シーリングプレスの左に位置する第1のオペレータは、シールされたばかりのパッケージを降ろし、ダイの左手側区画16−1にシールされていないパッケージを載せる。同時に、プレス12はダイの右手側区画16−2に積まれたばかりのパッケージをシールするべく動作する。プレスと第1のオペレータによる積み降ろしが終了した際、ダイは図1Bに示された右の位置に移動する。
【発明の概要】
【0004】
上記で説明した従来の往復運動装置を用いて、ダイの一方の区画での積み降ろしと、プレスによるダイの他方の区画でのプレスが同時にでき、効率とスループットが向上する。しかしながら、他のオペレータがダイの一方の区画で積み降ろしを行い、プレスが他の区画でプレスしている際、一方のオペレータが待たなければならないという非能率性を具える。
【0005】
本発明の目的の一つは、この非能率性を克服した往復運動装置を提供することである。
【0006】
本発明のさらなる特徴と利点が以下に記載されており、いくぶん記載から明らかになるか、発明の実施により学ぶことができる。本発明の目的と他の利点は、明細書とクレームの記載、および添付の図面に特に示される構造により達成および実現される。
【0007】
これらのおよび他の利点を実現するために、本発明の目的によると、具体化され広く記載されるように、本発明は、工作機械で複数のワークピースを搬送する往復運動装置を操作するための方法であって、当該工作機械がワークピースに作用するツールを具えるとともに、前記往復運動装置が:支持フレームと、当該支持フレームで可動に支持されてワークピースを搬送する第1および第2のコンベアを具え、各コンベアが第1および第2の区画を有し、各区画は1またはそれ以上のワークピースを保持するのに適合しており、前記第1および第2のコンベアは、第1の状態と第2の状態の間で反対向きに可動であり、前記第1の状態において、前記第1のコンベアの第2の区画と前記第2のコンベアの第1の区画とが前記ツールに近接配置され、前記第1のコンベアの第1の区画が露出して第1のオペレータにアクセス可能となり、前記第2のコンベアの第2の区画が露出して第2のオペレータにアクセス可能となり、前記第2の状態において、前記第1のコンベアの第1の区画と前記第2のコンベアの第2の区画が前記ツールに近接配置され、前記第2のコンベアの第1の区画が露出して第1のオペレータにアクセス可能となり、前記第1のコンベアの第2の区画が露出して第2のオペレータにアクセスが可能となる。
【0008】
別の態様では、本発明は以下のステップを含む上記往復運動装置の運用方法を提案する:(a)第1と第2のコンベアを第1の状態に移動させるステップと、(b)第1と第2のコンベアが第1の状態にある間に、第1のコンベアの第1の区画と第2のコンベアの第1の区画に積み降ろしを行うステップと、(c)第1のコンベアと第2のコンベアが第1の状態にある間、第1のコンベアの第2の区画と第2のコンベアの第1の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、(d)第1と第2のコンベアを前記第2状態に移動させるステップと、(e)前記第1と第2のコンベアが第2の状態の間、第2のコンベアの第1の区画と第1のコンベアの第2の区画の積み降ろしを行うステップと、(f)第1と第2のコンベアが第2の状態の間、第1のコンベアの第1の区画と第2のコンベアの第2の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、(g)ステップ(a)から(f)を繰り返すステップ。
【0009】
以上の一般的な記載と以下の詳細な説明は両方、例示的で説明的であり、クレームにある本発明のさらなる説明を提供するものであること理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1A−1Cは、従来の往復運動装置を示す。
【図2】図2A−2Cは、本発明の実施例にかかる往復運動装置を示す。
【図3】図3は、本発明の他の実施例にかかる往復運動装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一実施例にかかる往復運動装置が、図2A−2Cに記載されている。この往復運動装置は、シール装置又はパンチング、接着、エンボス、スタンプ等の他の種類の工具に使用できる。以下の説明では、ブリスタパックパッケージのような製品パッケージを封止するシーリングプレスを例として用いている。
【0012】
図2Bに示されるように、シール装置は、上部圧盤12aおよび下部圧盤12bを用するプレス12と、これら2つの圧盤の間に位置する支持フレーム24と、支持フレーム24の上の2つのシールダイ26、27とを具える。各シールダイ26、27は、封止されるパッケージが内部に配置される多くの開口部26a、27a具える。各シールダイ26、27は、実質的に同じサイズと形の2つの区画26−1と26−2、27−1と27−2を有する。各ダイの区画は、1またはそれ以上の開口部26a、27aを有する。図2B、2Cに示すように、シールダイ26、27は、支持フレーム24のガイドレール24a、24bに沿って移動可能である。図示した実施例では、ガイドレール24a、24bは、支持フレーム24の上面に配置され、ダイ26、27の底部の対応する車輪または溝と係合している。あるいは、ガイドレールは支持フレームの側壁に配置されてもよい。ダイ26、27が支持フレーム24上で移動するように支持する他の適切な構造を用いてもよい。加えて、支持フレームは図2B、図2Cに示されるのと違う構造を有してもよい。例えば、支持フレームは、ダイが支持フレームの上部にあるのではなく、支持フレームの側部に取り付けられるように設計されてもよい。
【0013】
駆動機構(図示せず)が、ダイ26、27を2つの状態間で反対方向に前後に移動させる。図2Bに示される第1の状態では、第1のダイ26の右手側区画の26−2と、第2のダイ27の左手側区画の27−1とがプレス12の下に位置する。(「左」と「右」の用語は図面に関することに留意されたい。実際のプレスや他の工具ではオペレータは機械の前後(例えば図2Bの右手側が、機械の正面となる)又は機械の右側と左側に位置する。)第1のダイ26の左手側区画26−1が露出して、シーリングプレスの左側に位置するオペレータからアクセス可能となり、第2のダイ27の右手側区画27−2とが露出して、シーリングプレスの右側に位置する第2のオペレータからアクセス可能となる。第2の状態では、図2Cに示すように、第1のダイ26の左手側区画26−1と、第2のダイ27の右手側区画27−2とがプレス12の下に位置する。第1のダイ26の右手側区画26−2が露出して、シールプレスの右側に位置する第2のオペレータからアクセス可能となるとともに、第2のダイ27の左手区画27−1が露出して、シーリングプレスの左側に位置する第1のオペレータにアクセス可能となる。
【0014】
運用時に、図2Bに示すように、ダイ26、27が第1の状態に移動すると、第1のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第1のダイ26の左手側区画26−1の開口部26aにシールされていないパッケージを載せる。同時に、第2のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第2のダイ27の右手側区画27−2の開口部27aに、シールされていないパッケージを載せる。同時に、プレス12は、第1のダイ26の右手区画26−2と第2のダイ27の左手区画27−1に積まれたパッケージをシールするべく動作する。プレスと、第1と第2のオペレータによる積み降ろしが終了したら、ダイ26、27は図2Cに示すように第2の状態の位置へと移動する。
【0015】
好ましくは、駆動機構は、両方のダイが同時に動くよう駆動し、この移動はオペレータのどちらか一方によって始動される。あるいは、駆動機構は2つのダイを別々に駆動し、それぞれのダイの移動はそのダイに積んだオペレータによって始動する。
【0016】
図2Cに示すように、ダイが第2の状態のとき、第1のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第2のダイ27の左手側区画27−1の開口部27aにシールされていないパッケージを載せる。同時に、第2のオペレータがシールされたパッケージを降ろし、第1のダイ26の右手側区画26−2にある開口部26aにシールされていないパッケージを載せる。また同時に、プレス12が、第1のダイ26の左手側区画26−1と第2のダイ27の右手側区画27−2に載せられたパッケージを封止すべく動作する。
【0017】
代替実施形態では、ダイ26と27の代わりに、2つの平面キャリアが支持フレーム24の上に配置される。これらのキャリアは、ダイ26と27が図2Bと2Cに示されるように移動する際に、ガイドレールもしくは支持フレーム24、その他の構造物に沿って移動するよう支えられている。キャリアはトレイ形状であり、2つのダイはそれぞれ2つのキャリアによって運ばれる。一般にダイは頻繁に変える必要があるため、キャリアを使用することに利益がある。ダイはシールされる特定の製品用の特定の形状に加工されている。キャリアを利用する事によって、古いダイをキャリアから取り外し、キャリアに新しいダイを配置することによって容易にダイを変更できる。
【0018】
図3は、本発明の代替実施例にかかる、2つのキャリアを有する往復運動装置の平面図である。2つのキャリア38、39は、ガイドレールまたは支持フレームを他の支持構造(図示せず)に沿って左右方向に動くよう支持されている。各キャリア38、39において他方のキャリアに面した側部には、ラック38a、39aが設けられ、1またはそれ以上の歯車40が2つのラックの間に咬み合うように設けられており、これにより2つのキャリアは反対方向に同時に動く。図3の点線は、プレス12の位置を示す。当然ながら、機械技術分野の当業者は、2つのキャリアは多くの他の方法で実装されてもよいことを理解するであろう。
【0019】
上述した往復運動装置の利点は、従来の往復運動装置のように、他のオペレータがダイの反対側に乗せている時にどちらのオペレータも待たなくていいことである。2人のオペレータは、それぞれのダイの区画で積み降ろしを同時に行う。これにより、待つ時間が軽減され、効率が増大する。
【0020】
例として上記説明ではシーリングプレスを用いているが、この往復運動装置は加工されるワークピースを移動させる様々な機械ツールに使用することができる。機械ツールの種類に応じて、ワークピースを加工する工具はプレスもしくは他の適した工具となる。同様に、ダイは、ワークピースを保持する他の適切な種類のホルダと置換することができる。
【0021】
より一般的に、本発明の実施の形態にかかる往復運動装置は、複数のワークピースを運搬する2つの移動コンベアを具え、この2つの移動コンベアは反対方向に移動する。図2A−2Cの実施例において、各コンベアはダイである。図3の実施例では、各コンベアはキャリアと、当該キャリアの上のダイを含む。その他の実施例では、ワークピースおよびこれらを加工するツールの性質に応じて、ダイの代わりに他の適切な種類のホルダを用いてワークピースを保持するようにしてもよい。
【0022】
2つのコンベアの反対運動を駆動するのに様々な駆動機構を利用することができ、その実装はこの機械技術分野の当業者の能力の範囲内である。駆動機構は機械駆動式(電気、油圧式、気圧駆動式、それらの組合せ等)であることが好ましいが、人力で駆動してもよい。さらに、往復運動装置は、駆動機構なしに、人力で支持フレームの上で2つのコンベアを動かすように構成されてもよい。
【0023】
上述の説明において、積み降ろしを行うオペレータは人間のオペレータであるが、本開示における「オペレータ」の用語は、積み降ろしの作業を行うロボットアームのような機械装置の場合にも該当する。
【0024】
2つのコンベアの実装は、待ち時間の軽減と効率の改善に十分であるが、この往復運動装置は例えば4つなどより多くのコンベアを有してもよい。
【0025】
本発明の意図や発明の範囲を逸脱することなく、当業者であれば本発明の往復運動装置の様々な変形や変更を行えることは明白である。従って、本発明は、添付のクレーム及びその均等物の範囲内に納まる変形例や変更例をカバーすると解すべきである。
【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械で複数のワークピースを搬送する往復運動装置であって、前記工作機械がワークピースに作用するツールを具えるとともに、前記往復運動装置が:
支持フレームと、
当該支持フレームで可動に支持されてワークピースを搬送する第1および第2のコンベアを具え、各コンベアが第1および第2の区画を有し、各区画は1またはそれ以上のワークピースを保持するのに適合しており、
前記第1および第2のコンベアは、第1の状態と第2の状態の間で反対向きに可動であり、
前記第1の状態において、前記第1のコンベアの第2の区画と前記第2のコンベアの第1の区画とが前記ツールに近くに配置され、前記第1のコンベアの第1の区画が露出して第1のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第2のコンベアの第2の区画が露出して第2のオペレータにアクセス可能となり、
前記第2の状態において、前記第1のコンベアの第1の区画と前記第2のコンベアの第2の区画とが前記ツールの近くに配置され、前記第2のコンベアの第1の区画が露出して第1のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第1のコンベアの第2の区画が露出して第2のオペレータにアクセス可能となることを特徴とする往復運動装置。
【請求項2】
請求項1に記載の往復運動装置が更に、前記第1および第2のコンベアを前記第1の状態と第2の状態の間で反対向きに駆動する駆動機構を具えることを特徴とする往復運動装置。
【請求項3】
請求項1に記載の往復運動装置において、各コンベアが、ワークピースを保持するワークピースホルダであることを特徴とする装置。
【請求項4】
請求項3に記載の往復運動装置において、前記ワークピースホルダは、ワークピースを受ける複数の開口を有するダイであり、前記ダイは前記支持フレームにより移動可能に支持されていることを特徴とする往復運動装置。
【請求項5】
請求項1に記載の往復運動装置において、各コンベアがキャリアとワークピースホルダを具え、前記キャリアは前記支持フレームにより移動可能に支持され、前記ワークピースホルダは前記キャリアにより担持されることを特徴とする往復運動装置。
【請求項6】
請求項5に記載の往復運動装置において、前記ワークピースホルダは、ワークピースを受ける複数の開口であることを特徴とする往復運動装置。
【請求項7】
請求項1に記載の往復運動装置において、各コンベアが他のコンベアに面する側にラックを有し、前記往復運動装置がさらに前記第1と第2のコンベアのラックの間にこれと係合する1またはそれ以上のピニオンを具えることを特徴とする往復運動装置。
【請求項8】
請求項1に記載の往復運動装置において、前記工作機械はパッケージをシールするシーリングプレスであることを特徴とする往復運動装置。
【請求項9】
工作機械で複数のワークピースを搬送する往復運動装置を操作する方法であって、前記工作機械がワークピースに作用するツールを具えるとともに、前記往復運動装置が、支持フレームと、当該支持フレームで可動に支持されてワークピースを搬送する第1および第2のコンベアとを具え、各コンベアが第1および第2の区画を有し、各区画は1またはそれ以上のワークピースを保持するのに適合しており、前記第1および第2のコンベアは、第1の状態と第2の状態の間で反対向きに可動であり、前記第1の状態において、前記第1のコンベアの第2の区画と前記第2のコンベアの第1の区画とが前記ツールにの近くに配置され、前記第1のコンベアの第1の区画が露出して第1のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第2のコンベアの第2の区画が露出して第2のオペレータにアクセス可能となり、前記第2の状態において、前記第1のコンベアの第1の区画と前記第2のコンベアの第2の区画が前記ツールの近くに配置され、前記第2のコンベアの第1の区画が露出して第1のオペレータにアクセス可能となるとともに、前記第1のコンベアの第2の区画が露出して第2のオペレータにアクセス可能となり、前記方法は:
(a)前記第1と第2のコンベアを前記第1の状態に移動させるステップと、
(b)前記第1と第2のコンベアが前記第1の状態にある間に、前記第1のコンベアの第1の区画と前記第2のコンベアの第1の区画に積み降ろしを行うステップと、
(c)前記第1と第2のコンベアが前記第1の状態にある間に、前記第1のコンベアの第2の区画と前記第2のコンベアの第1の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、
(d)前記第1と第2のコンベアを前記第2の状態に移動させるステップと、
(e)前記第1と第2のコンベアが前記第2の状態にある間に、前記第2のコンベアの第1の区画と前記第1のコンベアの第2の区画の積み降ろし行うステップと、
(f)前記第1と第2のコンベアが前記第2の状態にある間に、前記第1のコンベアの第1の区画と前記第2のコンベアの第2の区画に載せられたワークピースへの作業を開始させるステップと、
(g)ステップ(a)ないし(f)を繰り返すステップと、
を具えることを特徴とする方法。

【図3】
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【公表番号】特表2010−530309(P2010−530309A)
【公表日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−510444(P2010−510444)
【出願日】平成20年5月26日(2008.5.26)
【国際出願番号】PCT/US2008/064818
【国際公開番号】WO2008/150745
【国際公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【出願人】(509324285)ウィンターボーン,インク. (1)
【Fターム(参考)】