(57)【要約】【課題】複数のプレス金型を搭載し複数のプレス加工を同時に行なうプレス機において、ワークの型間搬送を簡略かつ短時間化し、プレス作業効率を向上できるプレス機を提案する。【解決手段】ボルスタ上に３セット以上のプレス金型を非線形に配置してプレスラインを構成し、プレス金型間でワークを搬送する搬送手段をボルスタ上に設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプレス金型の各下型をボルスタ上に搭載するとともに各上型をスライドに取付け、複数のプレス加工を同時に行なうプレス機において、
３セット以上のプレス金型を非線形に配置してプレスラインを構成し、
前記プレス金型間でワークを搬送する搬送手段をボルスタ上に設置した、
ことを特徴とするプレス機。
【請求項２】
前記各搬送手段は、プレスラインにおける上流のプレス金型からその直下流のプレス金型へとワークを搬送する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス機。
【請求項３】
前記搬送手段は先端にワークを吸着可能なアームを有し、
該アームは鉛直軸周りに回動自在であるとともに鉛直方向にも移動自在である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプレス機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数セットのプレス金型を効率良く稼動させることができるプレス機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、金属製の車体構成品や部品などを製造する際には、一つの金型セット（上下型）を搭載した複数のプレス機で直列状のプレスラインを構成し、絞り成形、トリミング、カーリング等をプレス機毎に順次施して所望の製品形状を得ている。最近ではプレスラインの省人化や機数削減を企図し、１台のプレス機に能力内で複数のプレス金型セットを直列搭載し、１回のプレスショット（力行）にて同時に複数のプレス成形を実現するプレス機が提案されている。【０００３】  例えば、特許文献１は、１台のプレス機のボルスタ上にトリミング型とカーリング型の下型を搭載し対応する各上型をスライドに取付けて、１ショットで同時に２加工を実施することを開示している。１台のプレス機で同時に複数のプレス金型を駆動することで、設備運用費と要員の削減が図られ、加工効率の向上が図られるとある。【０００４】  しかしながら、特許文献１に記載のプレス機では１台に集約できるものの、型間のワーク搬送人員、ワークを型に搬入する人員、型から搬出する人員は依然として必要であり、僅かな省人化メリットしか享受できない。【０００５】  また、特許文献２の図８の実施形態においては、１台のプレス機に複数のプレス金型を環状搭載し１ショットで同時成形するプレス機と、プレス機外に設置し金型間のワーク搬送を請け負う搬送ロボットが開示されている。搬送ロボットは、ロボットアームが水平に回動／伸縮するとともにアーム先端の複数ヘッドも回動し、ワークの向きを変えつつ円周軌道上の各金型間を搬送する。これにより、ワークの型間搬送およびプレス機への搬入／搬出の省人化が達成できるとされる。【０００６】  しかしながら、搬送ロボットがプレス機外に設置されているので、プレスショット毎にアーム及び複数ヘッドギアを機外まで待避せねばならず、待避／復帰時間と所要動力が工程上の重大な浪費となる。また、遠くから長尺アームを伸縮／回動させるのでワークの位置精度を保証し難いとともに、ロボット自体の機械的信頼性上も好ましくない。さらに、円周軌道上に型を配するので位置により型及びワークの向きが一義的に決まり、型同士を密集配置させられず広大なボルスタ、ひいては大型プレス機が必要となる問題もある。【０００７】
【特許文献１】特許第３３８３５２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明は上記問題に鑑み、１台のプレス機に複数のプレス金型を搭載し１ショットで同時成形するプレス機において、設備費用と要員の削減を図るとともに作業効率の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するために、１番目の発明では、複数のプレス金型の各下型をボルスタ上に搭載するとともに各上型をスライドに取付け、複数のプレス加工を同時に行なうプレス機において、３セット以上のプレス金型を非線形に配置してプレスラインを構成し、前記プレス金型間でワークを搬送する搬送手段をボルスタ上に設置した。【００１０】  ２番目の発明では、１番目の発明において、各搬送手段はプレスラインにおける上流のプレス金型からその直下流のプレス金型へとワークを搬送する。【００１１】  ３番目の発明では、１または２番目の発明において、搬送手段は先端にワークを吸着可能なアームを有し、アームは鉛直軸周りに回動自在であるとともに鉛直方向にも移動自在である。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、１台のプレス機に複数のプレス金型を搭載し１ショットで同時成形するプレス機において、設備費用と要員の削減を図るとともに作業効率の向上を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、図面を参照して本発明のプレス機について説明する。図１は本発明の第１の実施形態によるプレス機の、プレスショット間に上昇したスライダ部より見下ろした俯瞰視である。図１乃至図６に示す各中間成形品（ワーク）の搬送は、連続するプレスショット間（スライダと上型が上昇している間）に遂行される。【００１４】  プレス機１のベース上に、四隅のフレーム３と干渉しないようボルスタ２がセットされている。ボルスタ２上には、第１下型４，第２下型５，第３下型６が略三角状に配置され、慣用手段にてボルスタ２に固定されている。そして各下型と対向する位置で、図示しない各上型がスライダに取り付けられている。各上型と下型による金型３セットでプレスラインを構成しており、３回のプレス成形工程を経てワーク素材が最終形状たる第３成形品１５へと成形される。なお、プレス機１自体は汎用の５００トン・リンクモーションプレス機であり、ボルスタ２も一般的なボルスタであるが、段替えのため容易に機外へ搬出できる構造が好ましい。【００１５】  具体的なプレスラインは、第１下型４（及び対向する上型）による第１のプレス成形〜第２下型５（及び対向する上型）による第２のプレス成形〜第３下型６（及び対向する上型）による第３のプレス成形により構成される。本実施例における製造物はハット状のカバーであって、先ず、第１のプレス成形にて板材１２に絞り加工を施し、凹部と周縁フランジ部を形成する。次いで、その直下流の工程として、第２のプレス成形にて更なる成形を加えるとともに周縁フランジ外側の余肉をトリムする。更にその直下流の工程として、第３のプレス成形にて周縁フランジ外周を折り曲げるとともに取付け用の小孔を穿設して、所期のカバー製品を得る。図１においては、第１下型４，第２下型５，第３下型６にはそれぞれプレスショット直後のワークである第１成形品１３，第２成形品１４，第３成形品１５が載置されており、次工程の（直下流の）金型への搬送を待っている状態を示す。【００１６】  ボルスタ２上にはワークの型間搬送手段２台から成る搬送装置１０が設置されている。第１下型４から第２下型５への搬送には第１アーム１８が専用搬送機として対応し、第２下型から第３下型への搬送は第２アーム１９が対応する。すなわち、プレスラインにおける上流のプレス金型とその直下流のプレス金型という１組につき、１台の搬送手段が設けられている。【００１７】  図２にて各ワークの搬送装置１０を詳説する。ボルスタ２に固定され伸縮自在なリフタ２９の上部にベース２０が水平に取付けられており、ベース２０両端にはモータ２７，２８及びギア部２５，２６が取付けられている。第１アーム１８と第２アーム１９はギア部２５，２６による減速駆動により、それぞれ第１回動軸２３，第２回動軸２４周りに水平面内を回動される。第１アーム１８先端にはワーク把持手段たるハンド２１が、第２アーム１９先端にはハンド２２が取付けられており、各ハンドはバキュームや電磁石等の慣用手段によってワークを内側から吸着自在である。そして、リフタ２９の鉛直上方（矢印Ｄ方向）への伸延によって、各アーム、ハンド、ワークは同時に鉛直上方へ平行移動する。反対にリフタ２９の収縮によって、��アーム、ハンド、ワークは同時に鉛直下方へ平行移動する。ベース２０にはリフタ２９と平行なシャフト３０，３１が摺動自在に貫通しており、昇降時のベース２０の回動や傾斜を防止している。【００１８】なお、第１アーム１８と第２アーム１９の回動、及びリフタ２９の伸縮のための動力は、モータ駆動、エア駆動、油圧駆動など、適宜選択すればよく、それらの運転はプレス機やワーク搬入／搬出装置、スクラップ排出装置等と統合的に協調制御されることが望ましい。また、各アームに対して各ハンドも回動自在とすると、ワーク及び金型の設置レイアウトの自由度が更に向上するが、本実施例のようにアームとハンドが非回動で済むようなプレスラインであれば、機構を追加し複雑化する必要はない。【００１９】  また、ボルスタ２上には、第３下型６から第３成形品１５を機外まで搬出する（払い出す）払出装置１１が設置固定されている。払出装置１１はワークを押す棒状の払出部材１７と、払出部材１７を平行に駆動し機外まで移動させる駆動手段１６とから成る。プレスショット時には、払出部材１７は図１に記載のごとく第３下型６と第２アーム１９の間に収納され、金型及びスライドと干渉しないよう原位置に待避している。そして、スライド上昇時に、第３下型から浮き上がった第３成形品１５を機外へ搬出する。【００２０】  更に、ボルスタ２上の第２下型５の両脇には第１コンベア７と第２コンベア８が設置され、それぞれ第１下型４、第３下型６近傍から始まり機外へ延出している。両コンベアの稼動によって、各金型から排出されたスクラップが機外へ確実に排出される。そして、プレス機１の外には、ワーク素材たる板材１２を機内の第１下型上まで搬送する挿入装置９が設置されている。【００２１】  以上の構成によって、本発明においてどのようにプレス加工を遂行するかについて説明する。図１は、プレスショットが終了しスライド及び各上型が上昇した直後の状態であって、搬送装置１０による型間搬送が開始される直前で、まだ第１アーム１８及び第２アーム１９及び払出部材１７は、それぞれ原位置に待避している。この直後に各アームによる各成形品の搬送が開始される。すなわち、第１アーム１８はＡ方向へ回動し第１成形品１３を吸着に向かい、第２アーム１９はＢ方向へ回動し第２成形品１４を吸着に向かう。また、払出部材１７もこの直後に第３成形品１５を移送開始する。なお、ワーク素材たる板材１２を機内へ搬入する挿入装置９は、まだ機外で待機している。また、直前のプレスショットで第２成形品と分離され４分割された周縁のスクラップは、まだこの時点では第２成形品と一体に図示されているが、離反（落下）を開始している場合もある。次いで、図３に示すワーク搬送工程に移る。【００２２】  図３において、第１アーム１８はハンド２１が第１成形品１３上に達して回動を停止し、降下してハンド２１で第１成形品１３を吸着した後に上昇する。第２アーム１９もハンド２２が第２成形品１４上に達して回動を停止し、降下してハンド２２で第２成形品１４を吸着した後に上昇する。上昇するのは、回動中に金型や補機等との干渉を回避するためであるが、特に必要がなければ上昇／下降の必要はない。払出部材１７は第３成形品を押して移送中である。このタイミングで、板材１２を先端に保持した挿入装置９が、第１下型１３方向へ移動を開始する。なお、直前のプレスショットで第２成形品と分離された周縁のスクラップ３２，３３，３４，３５は自重と振動で第２成形品から離反しつつ相互に分離し、第１コンベア７と第２コンベア８の上に落下して機外へ排出される。また、同じく直前のプレスショットで第３成形品から打ち抜かれた微細なスクラップ３６も、第２コンベア８上に落下し機外へ排出される。【００２３】  図４は各成形品の搬送途中の状態を示し、第１アーム１８及び第２アーム１９はそれぞれＦ，Ｇ方向へ回動中である。払出部材１７は第３成形品を移送終了し、第３成形品は機外へ排出された状態である。挿入装置９はまだ第１下型１３方向へ移動中で、スクラップ３２，３３，３４，３５，３６も、第１コンベア７と第２コンベア８にて機外へ排出中である。【００２４】  図５は、第１アーム１８が第１成形品１３を第２下型５上に載置し、第２アーム１９が第２成形品１４を第３下型６上に載置して、各ワークの型間搬送が終了した状態である。この後、第１アーム１８はＬ方向に回動するとともに第２アーム１９がＭ方向へ回動して、原位置に復帰する。同時に、板材１２も第１下型４上に載置され、挿入装置９は機外へ待避を開始する。また、第３成形品を排出完了した払出部材１７も、Ｎ方向へ平行移動し原位置復帰する。このような各部の復帰動作が完了した状態が、図６である。【００２５】  図６においては、第１下型上に板材１２がセットされ、第２下型５上に第１成形品１３がセットされ、第３下型６上に第２成形品１４がセットされ、第１アーム１８と第２アーム１９と払出部材１７が原位置へ待避して、スライド及び上型の下降によるプレスショットを待つばかりの状態を示す。そして、プレスショットにより板材１２は第１成形品１３となり、第２下型５上の第１成形品１３は第２成形品１４となり、第３下型６上の第２成形品１４は第３成形品１５となる。すなわち、スライド及び上型の上昇後は、再度図１の状態となる。これにて、本発明によるプレス加工の１サイクルが遂行された。実工程においては、このサイクルを連続して円滑に行なう。【００２６】  このように、プレスラインの上流と直下流の１組の金型の近傍に１台、プレスショットの邪魔にならない小型搬送装置を専用設置したことにより、その１組間のワーク搬送が保証されるため、その１組と前後で接続する他の１組はインライン上にある必要がなくなる。結果、ボルスタ上にプレスラインを自由設定できることとなり、非線形かつ最小間隔で複数の金型を配置でき、プレスラインが大幅に短縮可能となる。したがって、搬送人員省略やプレス機小型化はもとより、搬送時間を最小にできると同時に搬送後のワーク位置精度も保証可能となり、総じてプレス加工の作業効率を著しく向上可能である。【００２７】  また、搬送装置をプレス機外ではなく搬送すべき経路の近傍に設置し、１台当り１組の型間だけの搬送専用としたので、搬送装置を小型化できプレス機内のボルスタとスライドの間に設置可能となった。それにより搬送の速度と精度を高められ、稼動エネルギーも削減でき、更にプレス加工の作業効率を向上可能となった。ち��みに従来のプレス機内直列金型配置における金型占有率（ボルスタ面積に占める割合）が３４％であったのに対して、第１の実施形態においては、金型占有率を９０％にまで高めることができた。【００２８】  図７は本発明の第２の実施形態によるプレス機の、プレスショット間に上昇したスライダ部より見下ろした俯瞰視である。第１の実施形態とプレス機本体及びプレスラインは同じであるが、アームの回動が第１の実施形態が外回りであるのに対し、第２の実施形態は内回りである点が異なる。以下、第１の実施形態と相違箇所のみ詳説する。【００２９】  ボルスタ２の両側（図の左右端）には、第１ベース４２と第２ベース４３が設置され、それら上部には回動自在に第１アーム４０と第２アーム４１が取付けられている。両アームは図示しない駆動手段によって、第１の実施形態と同様に昇降及び回動／停止が自在とされている。そして、第１アーム４０先端にはハンド４４が、第２アーム４１先端にはハンド４５が取付けられ、ワークを吸着自在とされている。払出装置４６もボルスタの外側に取付けられ、払出部材４８は内側へ延出し、駆動手段４７によって平行駆動される。【００３０】  以上の構成によって、本実施形態においてどのようにプレス加工を遂行するかについて説明する。第１アーム４０は第１成形品１３を吸着後にＯ区間を回動し、第２下型５上に第１成形品１３をセットした後に、Ｑ区間を回動して待避位置４９にて停止する。同じく第２アーム４１は第２成形品１４を吸着後にＰ区間を回動し、第３下型６上に第２成形品１４をセットした後に、Ｒ区間を回動して待避位置５０にて停止する。なお、両アームが同時に回動するとワーク同士が衝接するので、どちらか一方が先に回動し、待避位置での停止を待って他方が回動〜待避を行なうことが好ましい。そして、両アームが待避位置４９，５０に停止した後に、プレスショットが実施される。【００３１】  上記のごとくアームを内回り回動させても搬送は可能であるが、両アームの干渉が発生すると待機分だけ作業時間が嵩む問題がある。本実施形態は、なんらかの理由で外回り設定が不可能な場合に用いるとよい。また、第１及び第２の実施形態では金型が３セットでプレスラインが略３角形であるが、これに限ることなく、設置金型及び搬送手段の数は任意であるし、プレスラインも自由にレイアウトすればよい。以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更があっても、本発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  本発明は、上型と下型で金属をプレス成形する、あらゆる種類のプレス機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態の構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態の構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態の構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】１  プレス機
２  ボルスタ
３  フレーム
４  第１下型
５  第２下型
６  第３下型
７  第１コンベア
８  第２コンベア
９  挿入装置
１０  搬送装置
１１，４６  払出装置
１２  板材
１３  第１成形品
１４  第２成形品
１５  第３成形品
１６，４７  駆動手段
１７，４８  払出部材
１８，４０  第１アーム
１９，４１  第２アーム
２０，４２，４３  ベース
２１，２２，４４，４５  ハンド
２３  第１回動軸
２４  第２回動軸
２５，２６  ギア部
２７，２８  モータ
２９  リフタ
３０，３１  シャフト
３２，３３，３４，３５，３６  スクラップ
４９，５０  待避位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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