(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱間自動鍛造機器が被鍛造品の搬送ライン上に配置された熱間自動鍛造ライン設備において、前記鍛造機器間に、かつ前記搬送ラインの側方に設けられた前記被鍛造品の一時待機装置と、前記搬送ラインと前記一時待機装置との間で前記被鍛造品の授受を行う自動載せ替え装置とを有し、前記一時待機装置は該待機装置上の被鍛造品を前記搬送ライン外へリジェクト可能に構成されることを特徴とする熱間自動鍛造ライン設備。
【請求項２】
前記一時待機装置は前記被鍛造品の保温手段を有することを特徴とする請求項１に記載した熱間自動鍛造ライン設備。
【請求項３】
複数の熱間鍛造機器が被鍛造品の搬送ライン上に配置された熱間自動鍛造ライン設備の稼働方法において、前記ライン内でトラブルが発生したとき、前記トラブルの発生箇所より上流側にある半製品の鍛造、成形工程を続行するとともにトラブル発生箇所の直前位置で前記半製品を順次ライン外へ移して一時待機させ、前記トラブルが規定時間内に解除された場合に一時待機中の前記半製品を前記ライン内へ戻して前記熱間自動鍛造ライン設備の通常運転を継続し、前記トラブルが規定時間内に解除されない場合には一時待機中の前記半製品をそのままリジェクトすることを特徴とする熱間自動鍛造ライン設備の稼働方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、熱間鍛造プレス機を含む複数の鍛造関連機器がライン上に配置され、被鍛造品がこれらの機器で順次処理されつつライン方向に搬送される熱間自動鍛造ライン設備およびその稼働方法に関し、特に前記機器の稼働中のトラブルによる被鍛造半製品のライン上での滞留およびこれに起因するライン内機器の損傷等を防止し得る熱間自動鍛造ライン設備およびその稼働方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の熱間自動鍛造ライン設備では通常、加熱炉から取り出された被鍛造品を鍛造ロール装置で予備処理し、鍛造プレス機で所要形状に成形し、さらに、例えば捩り成形機などで最終形状に成形した後、冷却床あるい冷却コンベヤに送られて製品化されるというように複数の鍛造関連機器がライン上に並んで配置されている。このような設備でライン中のいずれかの機器にトラブルが発生した場合、その機器より上流側の機器の作動を停止してライン内にある被鍛造半製品をリジェクトする、つまりライン外へ放出してスクラップすることとしている。
【０００３】
例えば、クランクシャフトの鍛造ラインでは誘導加熱炉から鍛造ロール装置、鍛造プレス機、捩り矯正機、整形プレス機、製品の熱処理設備および前記各機器間の被鍛造品搬送装置などで構成されるが、前記捩り矯正機にトラブルが発生すると、捩り矯正機に半製品を供給するチャージ装置を含め上流側の機器をすべて停止させて自動あるいは手動で前記半製品をライン外へリジェクトする。例えば、上流側の鍛造プレス機内にある半製品は、トランスファフィーダを強制退避させ手動でプレス機外へ放出するか、あるいは前記半製品が重くて人手でハンドリングが困難な場合はスクラップになるのを承知で手動モードで前記プレス機を作動させてプレス機出側に設置されているディスチャージ装置によりプレス機外まで搬出し、そこからリジェクトしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近、熱間鍛造の自動化が進むにつれて、ラインを構成する機器の数には大きな変化は見られないものの、ラインスピードの増加、そのライン中で取り扱われる素材の本数増加、および非調質鋼などの鍛造温度条件の厳しい素材の出現などにより、機器のトラブル時にリジェクトされる半製品の数が増加している。この傾向は前述したクランクシャフトの鍛造ラインのように多くの機器で構成されるラインにおいて特に顕著である。
【０００５】
前記クランクシャフトの鍛造ラインでは、通常状態でライン全体の中に約２０本の半製品が流れている。このような状況下で例えば捩り矯正機に何らかのトラブルにより停止を余儀なくされた場合、捩り矯正機の下流側にある半製品は通常通り機械を稼働させて生産を続けることが可能であるが、前記捩り矯正機の中およびその上流側にある半製品はライン中からリジェクトする必要がある。そしてトラブルの原因を排除した後、再び上流側から新たに素材を流し始める必要がある。
【０００６】
その理由は、いつ解除されるか分からないトラブルがあった時、それが回避されるまで熱間状態にある半製品を各機器の中で放置した場合、以下のような問題が生じるからである。即ち、（１）トラブルがすぐに解除できた場合はよいが、そうでない場合にはヒータ中にある素材は焼きすぎによる脱炭、それ以外の機器中の半製品は温度低下によりトラブルを回避した後での正常な鍛造工程の続行は望めない、（２）すぐにトラブルが回避されない場合、搬送に関与している機器部品、例えばトランスファフィーダの搬送爪などが半製品の熱により劣化していまい、トラブルが解除された後の正常な搬送動作が得られなくなる、などの問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上述したような熱間鍛造の自動化が進むに伴って多くなるライン構成機器のトラブルによるライン内半製品のリジェクト本数をできるだけ少なくし、自動化本来の目的である生産性の向上、鍛造作業の迅速性および安全化並びにライン内機器の損傷防止を図り得る熱間自動鍛造ライン設備およびその稼働方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の熱間自動鍛造機器が被鍛造品の搬送ライン上に配置された熱間自動鍛造ライン設備において、前記鍛造機器間に、かつ前記搬送ラインの側方に設けられた前記被鍛造品の一時待機装置と、前記搬送ラインと前記一時待機装置との間で前記被鍛造品の授受を行う自動載せ替え装置とを有し、前記一時待機装置は該待機装置上の被鍛造品を前記搬送ライン外へリジェクト可能に構成された熱間自動鍛造ライン設備が提供される。
【０００９】
また本発明による熱間自動鍛造ライン設備の稼働方法は、複数の熱間鍛造機器が配置された被鍛造品の搬送ライン内でトラブルが発生したとき、前記トラブルの発生箇所より上流側にある半製品の鍛造、成形工程を続行するとともにトラブル発生箇所の直前位置で前記半製品を順次ライン外へ移して一時待機させ、前記トラブルが規定時間内に解除された場合に一時待機中の前記半製品を前記ライン内へ戻して前記熱間自動鍛造ライン設備の通常運転を継続し、前記トラブルが規定時間内に解除されない場合には一時待機中の前記半製品をそのままリジェクトするようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を好適な実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の１実施形態に係る熱間自動鍛造ライン設備の全体構成を示す上面図である。なお、この例はクランクシャフトの鍛造、成形ラインとして構成した設備である。ラインの最上段に再加熱炉１が設置され、これに続いて自動鍛造ロール装置２および自動鍛造プレス機３が配置されている。前記鍛造ロール装置２と鍛造プレス機３との間に、前者から後者へ被鍛造半製品１３を移載する第１の載せ替えロボット４が設けられている。鍛造ロール装置２は上下に配置された型ロール１７を有し、ここで後続の鍛造プレス作業の準備加工（荒地生成）が行われる。自動鍛造プレス機３はライン方向に複数種類の鍛造型６を有し、該プレス機３に送り込まれた半製品１３がトランスファフィーダ５の動作によって該プレス機内で下流側へ搬送され、順次これらの鍛造型６で所定の成形処理がなされる。鍛造プレス機３の側方には代替のダイホルダを搭載したダイホルダ交換装置７が設置されている。
【００１１】
自動鍛造プレス機３の下流側には一体型の捩り矯正及び整形機８が配置され、ここで前記プレス機３で所定形状に鍛造された半製品１３がクランクシャフトの形状に成形される。鍛造プレス機３と同様に捩り矯正及び整形機８の側方には該捩り矯正及び整形機８に対するダイホルダ交換装置９が設置されている。
【００１２】
図１に示すように、自動鍛造プレス機３と捩り矯正及び整形機８との間に被鍛造半製品を移載する第２の載せ替えロボット１０が設けられており、またこの載せ替えロボット１０に対応した位置でラインの側方に回転テーブル形の第２の一時待機装置１１が設けられている。第２の載せ替えロボット１０は鍛造プレス機３で成形された半製品１３を後続の捩り矯正及び整形機８へ送り込む機能に加えて、ライン側方の第２の一時待機装置１１の回転テーブル上へ前記半製品を移載する機能および該回転テーブル上の前記半製品を再びライン内へ戻す機能を有している。また第２の一時待機装置１１は回転テーブル上に複数個の半製品を収容でき、かつ該回転テーブル上の前記半製品を機外へリジェクトできるようになっている。
【００１３】
捩り矯正及び整形機８のさらに下流側には最終工程の冷却コンベヤ１２および第３の一時待機装置１４が配置されている。この第３の一時待機装置１４は間欠送りコンベヤの形態で構成されるが、その機能は第２の一時待機装置１１と同様にライン上の半製品を一時的に受け取って保留するとともに、状況によってここから直接半製品をライン外へリジェクトできるようになっている。捩り矯正及び整形機８と第３の一時待機装置１４との間に第３の載せ替えロボット１５が設けられ、また捩り矯正及び整形機８と冷却コンベヤ１２との間に、該捩り矯正及び整形機８の出側ラインから冷却コンベヤ１２へ半製品を送り込む第４の載せ替えロボット１６が設けられている。第３の載せ替えロボット１５は捩り矯正及び整形機８から送り出された半製品を第３の一時待機装置１４のコンベヤ上へ移載するとともに、この移載された一時待機装置１４上の半製品を該コンベヤ（間欠送りコンベヤ）から再び捩り矯正及び整形機８の後方ラインへ戻す機能を有している。
【００１４】
上述の実施形態において、通常の稼働状態では再加熱炉１で所定温度に加熱された被鍛造素材は自動鍛造ロール装置２から自動鍛造プレス機３、捩り矯正及び整形機８で順次処理され、第４の載せ替えロボット１６によって最終工程の冷却コンベヤ１２上へ送られてから製品として取り出される。ここでライン中のいずれかの機器でトラブルが発生した時、例えば捩り矯正及び整形機８で何らかのトラブルがあった場合には、再加熱炉１への素材の供給が停止され、トラブルのある機器（前記捩り矯正及び整形機８）の直前に位置する第２の一時待機装置１１および第２の載せ替えロボット１０が作動し、その前段の自動鍛造プレス機３から送り出されてくる半製品が第２の載せ替えロボット１０によって順次第２の一時待機装置１１上へ移載される。トラブル発生機器より上流側にある機器、即ち自動鍛造ロール装置２および自動鍛造プレス機３は作動が続行され、その間に捩り矯正及び整形機８のトラブル解消の作業がなされる。
【００１５】
トラブル発生機器およびその下流側にある機器の許容鍛造温度（上記の例では捩り矯正及び整形機８の許容鍛造温度）をベースにしてトラブル発生から解消までの時間がそれぞれの機器について設定されており、この規定時間内にトラブルが解消されると、順次この第２の一時待機装置１１上の半製品が第２の載せ替えロボット１０によって元のラインに戻され、捩り矯正及び整形機８のチャージ装置を介して捩り矯正及び整形機８に送られて処理され、同時に再加熱炉１への素材供給も再開され、正規の稼働状態が継続される。
【００１６】
上述の例は捩り矯正及び整形機８でトラブルが発生した場合であるが、これより下流の、例えば冷却コンベヤ１２で何らかのトラブルが発生し、捩り矯正及び整形機８からの半製品を受け入れられなくなったような場合は、第３の一時待機装置１４上へ第３の載せ替えロボット１５によって移載する。上述の例は第２，第３の２台の一時待機装置１１，１４が設けられた例であるが、自動鍛造プレス機３とその前段の自動鍛造ロール装置２との間にも、図１に示す如く、同様に第１の一時待機装置１８が設けられる。なお、これらの一時待機装置１１，１４，１８は図示のような回転テーブル形あるいはコンベヤ形のものに限定されないことは勿論である。
【００１７】
捩り矯正及び整形機８のトラブル解消が所定の時間内になされない場合には、第２の一時待機装置１１上にある半製品は該装置１１から直接リジェクトされ、所定のスクラップ処理などに付される。なお、据付後の初期トラブルは別として、その後の安定操業に入ってからのトラブルは主に搬送を最前線で司る部品（例えば搬送爪など）や金型の潤滑状況が若干悪いことに起因するスティックなどであり、その解除に要する時間としては１分以内のものが殆どであるが、一時待機装置上にある半製品の温度低下を最小にし、トラブル発生から解消までの設定時間をできるだけ長くするために前記一時待機装置１１，１４，１８に保温手段を付加するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記実施例では、トラブル発生時に再加熱炉１への素材の供給を停止するようにしたが、これを停止しなくても再加熱炉１の加熱能力を可変にしたり、再加熱炉１への素材の供給時間間隔を伸ばしたり、あるいはこれらを組み合せることで略同様の対応が図れる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一連の自動鍛造工程でライン内の各機器にトラブル解除までの許容時間を設定し、トラブル発生時にその直前の半製品をライン外に一時待機させるとともにこれより上流側の機器の稼働を継続するようにし、トラブルが規定時間内に解除されれば、待機中の半製品を元のラインに戻して通常の操業状態を維持することで、トラブルによるリジェクト本数を削減して生産性を上げ、自動化生産の目的を達成することができる。
【００２０】
トラブルが規定時間内に解除できない場合にも、半製品を待機装置から直接リジェクトすることにより、安全かつ迅速な作業が確保され、従来のように機器内から、あるいはライン上からリジェクトする危険かつ手間のかかる作業がなくなるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に係る熱間自動鍛造ライン設備の全体構成を示す上面図である。
【符号の説明】
１  再加熱炉
２  自動鍛造ロール装置
３  自動鍛造プレス機
４  第１の載せ替えロボット
８  捩り矯正及び整形機
１０  第２の載せ替えロボット
１１  第２の一時待機装置
１２  冷却コンベヤ
１３  鍛造半製品
１４  第３の一時待機装置
１５  第３の載せ替えロボット
１６  第４の載せ替えロボット
１８  第１の一時待機装置
【図１】
0003552089.tif 000002