(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多工程金型を備えた鍛造プレスにおいて、前記多工程金型にビレットを供給して排出していくパスラインの前方に配置した前フィードバーおよび前フィードバー作動装置と、前記パスラインの後方に配置した後フィードバーおよび後フィードバー作動装置との間に空間が設けられており、
該鍛造プレスのクラッチとブレーキは、コンバイン型としてプレス出側に設けられており、
ビレットを加熱炉の出側からプレス入側に直接供給できるロボット型のチャージ装置が、前記パスライン上において、前記鍛造プレス本体における入側の壁面であって、フィードバー作動装置よりも上方の壁面上に取付けられている
ことを特徴とする自動プレス設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動プレス設備に関する。さらに詳しくは、プレスの多工程金型にチャージ装置でビレットを供給して、トランスファフィーダでビレットを順送りし、加工済みの製品をディスチャージ装置で排出する工程を自動化した自動プレス設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生産性の高い塑性加工方法として鍛造が選択され各種自動化設備が提案されている。一般的に、鍛造用の自動化設備は、ヒータと鍛造プレス間に設置されるチャージ装置、プレス内の各工程間を搬送するトランスファフィーダ及び鍛造製品をプレス外部に取り出すディスチャージ装置で構成されている。
【０００３】
前記従来のチャージ装置は、シュートやコンベヤなどビレットを把持しない状態で搬送する装置であったため、搬送途中でビレットの姿勢が安定せず、イ）チャージ装置内での詰まりや、ロ）トランスファフィーダへの受け渡し時の姿勢不良による受け渡し不良等のトラブル発生の原因となっている。
そこで、安定性を実現するためにシュートやコンベヤなどをビレットサイズに合せ専用化する場合もあったが、この場合にはビレットサイズの変更に合せて、シュートやコンベヤを交換する必用がありフレキシビリティーが損なわれ、生産性が上がらない最大の原因となっていた。また、このことが他の成形機械（例えば鋳造機械、工作機械など）に比べ稼働率が上がらない原因となっていた。
【０００４】
なお、プレス内の各工程間を搬送するトランスファフィーダにおいては、ワークを把持した状態で搬送する方式であり、また近年、ＡＣサーボトランスファフィーダの出現によりプレス内搬送はかなり安定してきていると共にフレキシブルとなっている。またディスチャ−ジ装置は、製品を単にプレス外に取り出す機能があればよいため、その安定性はほとんど問題とならずコンベアなどが採用されることが多い。
【０００５】
前記従来のチャージ装置において、要求される主な機能及び稼働率が上がらない原因を更に追及すると、下記のとおりである。
ビレットをプレス内の各工程間搬送装置であるトランスファフィーダに受け渡すためには正確な位置決めが必要となるが、コンベヤをチャージ装置に採用した場合には、チャージ工程の最後に何か位置決めを行う装置が必要となる。この位置決め装置に要求される機能は下記のとおりである。
ａ）ビレットのサイズが変更になった際にでも、容易に対応可能であること
ｂ）プレスの入り側の悪環境に対しても充分の耐久性があること
ｃ）供給されたビレットをリジェクトする機能があること
【０００６】
しかるに熱間鍛造プレスの入り側は極めて悪環境である。例えば、ビレットに生成されるスケールが剥がれ位置決め装置に堆積する、また位置決め装置に熱膨張が生じたり、金型潤滑剤による作動不良が生ずる、などの悪条件下にある。
しかも、鍛造プレス入り側にはトランスファフィーダを駆動するためのモータやネジ棒スライドガイド等を内蔵した駆動ボックスが取付けられるが、チャージ装置は、この駆動ボックスとの干渉を避け、その下部に設置する必要があり、許される設置スペースは極めて狭くなる。
このように苛酷な環境と狭いスペースという条件が阻害要因となって、満足の行く安定性を実現できるチャージ装置は実現できていないのが現状である。
【０００７】
また、チャージ装置においては、プレス内搬送方向に対してビレットの軸線が一致するように搬送されるケースだけでなく、プレス入り口において、ビレットを、ａ）横打ちの場合は水平面内で９０°回転させてプレスに供給し、ｂ）縦打ちの場合は垂直面内で９０°回転させてプレスに供給するケースもある。なお、縦打ちの場合には、ビレットの縦横比が適正範囲外の場合には、安定した９０°の回転そのものが困難である。したがって、縦打ち、横打ち兼用のチャージ装置の実現は更に難しくなる。
とくに、熱間鍛造プレスにおいては、ビレットから生成されるスケールが搬送ラインの周辺に堆積し、この状況を更に困難なものにしている。
【０００８】
以上のような状況のなかで、従来技術として実際に用いられてきた例を以下に示す。
１）縦打ち専用のチャージ装置
縦打ち専用のチャージ装置としては、コンベヤと受け渡し装置を用いる方法が一般的である（特許文献１）。
しかしながら、この特許文献１の場合、下記のような問題がある。
ａ）安定して搬送可能なビレットの幾何学的条件に制限がある。
ｂ）制限される搬送可能なビレットにおいても、搬送を安定化させるために、予め規定されたサイズ領域ごとに取り替える必要がある部分が存在する。更に、この取替え作業が非常に困難である。
ｃ）チャージ装置周辺に堆積するスケールや金型潤滑剤の影響により定期的なメンテナンスや清掃は避けられない。
【０００９】
２）縦・横鍛造兼用のチャージ装置
縦打ちと横打ちが兼用できるチャージ装置があれば非常に便利であり、その一例として、非常に小さく設計された多関節チャージ装置がある（特許文献２）。
この特許文献２の技術は、プレス入り側のトランスファフィーダボックス下部に取付けられる。したがって、スペース上の問題より、その大きさも制限され、事実上数ｋｇ程度までのビレットの搬送が限界である。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３１１３６９号
【特許文献２】特開平８−１７４１３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明は、上記のような状況に鑑み、ビレットの寸法・形状に拘らず安定した搬送が可能であり、サイズに対応した取替え作業の必要がなく、頻繁なメンテナンスの必要がなく、縦打ち・横打ち兼用が可能であり、重量も大きいビレットを扱える自動プレス設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明の自動プレス設備は、多工程金型を備えた鍛造プレスにおいて、前記多工程金型にビレットを供給して排出していくパスラインの前方に配置した前フィードバーおよび前フィードバー作動装置と、前記パスラインの後方に配置した後フィードバーおよび後フィードバー作動装置との間に空間が設けられており、該鍛造プレスのクラッチとブレーキは、コンバイン型としてプレス出側に設けられており、ビレットを加熱炉の出側からプレス入側に直接供給できるロボット型のチャージ装置が、前記パスライン上において、前記鍛造プレス本体における入側の壁面であって、フィードバー作動装置よりも上方の壁面上に取付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によれば、チャージ装置が、加熱炉の出側からプレス入側に素材を直接供給できるので、従来装置で加熱炉とプレス入側に設置していたシュートを省略できる。
また、チャージ装置が、鍛造プレス本体におけるフィードバー作動装置よりも上方の壁面上に取付けられているので、金型や素材から飛散するスケールも付着することはないので、頻繁なメンテナンスの必要がなくなる。
さらに、チャージ装置は、ロボット型であることから、つぎの効果を奏する。
ａ）ハンドとアームの動作自由度が高くビレットの寸法・形状に拘らず搬送が可能であり、縦打ち・横打ちの切換えが可能であり、サイズに対応した取替え作業の必要がなくなる。
ｂ）ハンドとアームで確実に保持するので、ビレットを安定して搬送できる。
ｃ）ロボットサイズの大きいチャージ装置でも設置可能であるので、ビレット重量の上限を大きくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施例に係る自動プレス設備の正面図である。図２は図１の鍛造プレスの側面図である。図３は図１の自動プレス設備の平面図である。
Ｐは鍛造プレスで、Ｃｇはチャージ装置、Ｄｇはディスチャージ装置である。
鍛造プレスＰは、多工程金型を備えた自動化プレスであり、この多工程金型間でビレットを搬送するトランスファフィーダは、前後分割型のものであることが必須である。
【００１５】
そこでまず、トランスファフィーダの構成を図４および図５に基づき説明する。
符号Ｃは４本のプレスコラムを示しており、符号１は前フィードバー、符号２は後フィードバーを示している。前フィードバー１および後フィードバー２は、フィードバー作動装置Ｓによって、多工程金型Ｍを挟んで離間し、かつ互いに平行となるように支持されている。
前記フィードバー作動装置Ｓは、前フィードバー１の両端を支持し、同期連動して作動するように制御された左右一対の前フィードバー作動装置１０，１０と、後フィードバー２の両端を支持し、同期連動して作動するように制御された左右一対の後フィードバー作動装置２０，２０からなる。
そして、一対の後フィードバー作動装置２０，２０と一対の前フィードバー作動装置１０，１０とは、ワークのパスラインＬを挟んで、離間した位置に配置されている。つまり、対応する前後のフィードバー作動装置１０，２０間は、間に空間ができるように配置されている。
【００１６】
このように、鍛造プレスを側方（図４）から見たときに、ワークのパスラインＬ上に、空間ができるが、このような構造を前後分割という。そして、その空間に多自由度ロボット型のチャージ装置Ｃｇやディスチャージ装置Ｄｇを設けることが本発明の特徴である。
【００１７】
つぎに、フィードバー作動装置Ｓの基本構成を説明しておく。なお、前フィードバー作動装置１０と後フィードバー作動装置２０は同一構成であるため、以下では区別せずに説明する。
前・後フィードバー作動装置１０，２０は、鍛造プレスのコラムＣに固定されたベースフレーム１１を備えている。このベースフレーム１１には、昇降フレーム１７が設けられており、この昇降フレーム１７は、ベースフレーム１１に上下方向に沿って配設された案内レールを介して昇降自在に取付けられている。
また、ベースフレーム１１には、前記昇降フレーム１７を上下に移動させる昇降用ネジ式移動機構１２が設けられている。
【００１８】
前記昇降フレーム１７には、アドバンスフレーム４１を案内レールに沿って移動させるクランプ用ネジ式移動機構３２が設けられている。このクランプ用ネジ式移動機構３２を作動させれば、アドバンスフレーム４１がクランプ用ネジ軸に沿って移動するから、前フィードバー１も、アドバンスフレーム４１とともに後フィードバー２に向かって接近離間することができる。
【００１９】
さらに、前記アドバンスフレーム４１には、前フィードバー１をその軸方向と平行かつ水平に移動させるアドバンス用ネジ式移動機構４２を備えている。
このため、アドバンス用ネジ式移動機構４２を作動すれば、前フィードバー１が前後に移動させることができる。
【００２０】
また、図１に示すように、各フィードバー１，２における互いに対向する面には、ビレットをつかむ搬送用爪１ａ，２ａが、多工程金型の金型数に応じた数だけ取付けられている。
【００２１】
本発明における鍛造プレスは以上のごとく、パスライン上における鍛造プレス本体の左右両側に大きな空間があいている。この空間の入側にチャージ装置Ｃｇを設置すること、または入側にチャージ装置Ｃｇを出側にディスチャージ装置Ｄｇを設置することが特徴である。
【００２２】
つぎに、本発明の一実施形態を説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態では、チャージ装置Ｃｇが鍛造プレスＰの本体における入側の側面（構造部材である壁面）上に取付けられている。また、ディスチャージ装置Ｄｇも鍛造プレスＰの本体における出側の側面（構造部材である壁面）上に取付けてもよい。
本実施形態のように、チャージ装置Ｃｇを取付ければ、設置スペースを節約することも可能になるだけでなく、スケールによる問題も殆んど無くなる。この効果は、チャージ装置Ｃｇとディスチャージ装置Ｄｇを取付けた場合も同様である。一般にプレス入り側側面にはブレーキが取付けられているため、この部分にチャージ装置を取付けることは困難であるが、クラッチとブレーキをコンバイン型としプレス出側に設置してやれば入側に設置スペースを確保することが可能となる。
【００２３】
本発明では、チャージ装置Ｃｇは、種々の形状のビレットを確実に把持する機能と自由度を有するハンドと、ビレットを、プレス入側に搬送できる動きが可能な自由度をもつアームを有するロボットであればよい。そのような機能と搬送自由度を有する限り、構造的には制約がなく、次のいずれのタイプのロボットでも採用可能である。
１）直角座標形（伸縮−伸縮−伸縮−ハンド）
２）円筒座標形（回転−伸縮−伸縮−ハンド）
３）極座標形（回転−旋回−伸縮−ハンド）
４）多関節形
・多関節極座標形（回転・旋回・旋回・ハンド）
・多関節円筒座標形（伸縮・旋回・旋回・ハンド）
・多関節直角座標形（伸縮・旋回・旋回・ハンド）
【００２４】
ビレットの搬入動作は、加熱炉の出側から始められ、鍛造プレスＰの本体への供給場所（例えば、−１工程あるいは０工程）まで行われる。加熱炉の出側から直接ビレットを搬送すれば、シュート等を省略できる利点がある。
【００２５】
搬送動作の終点では、ビレットを横打ち姿勢のまま置いてよく、縦打ち姿勢のまま置いてもよい。
あるいは、プレス入り口において、ビレットを、ａ）横打ちの場合は水平面内で９０°回転させてプレスに供給し、ｂ）縦打ちの場合は垂直面内で９０°回転させてプレスに供給する縦横兼用タイプとしてもよい。縦横兼用タイプの場合は、ハンドが、軸まわりに回転できるものが好ましい。なお、アームの動きで、ビレットの横置きと縦置きの切替えが可能なら、必ずしもハンドの回転機能はなくてもよい。
【００２６】
ディスチャージ装置Ｄｇについては、鍛造製品をプレス出側から排出できる機能を有していればよく、チャージ装置Ｃｇの構造と同様のものを採用できる。ディスチャージ装置Ｄｇをチャージ装置Ｃｇと同様の能力を有するロボット型とした場合は、ディスチャージ装置Ｄｇが入側のチャージ装置Ｃｇと同等のロボット機能を持たせられるので、同期運転が可能であり、ビレットの供給から排出までのトータル効率を向上させることができる。
【００２７】
上記のチャージ装置Ｃｇは、アームを自由に伸縮できるため、従来のチャージ装置のように鍛造プレスＰの本体に出来るだけ接近して設置する必要が無く、離して設置することが可能なため、スケールや金型潤滑剤によるトラブルも激減する。
【００２８】
本実施形態においても、直接ビレットをトランスファフィーダで掴める位置まで搬送することが可能となり、ビレット寸法の搬送制限が無くなる。また煩わしい段取り変えの作業も不必要となる。当然のことではあるが、縦打ちと横打ちの切替も容易で、両方の兼用も可能となる。
【００２９】
上記実施形態においては、ディスチャージ装置Ｄｇもチャージ装置Ｃｇと同様にロボット型としたが、ディスチャージ装置Ｄｇのみは、従来型のコンベヤ式のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例に係る自動プレス設備の正面図である。
【図２】図１の鍛造プレスの側面図である。
【図３】図１の自動プレス設備の平面図である。
【図４】図１の自動プレス設備におけるトランスファフィーダの平面図である。
【図５】図３のトランスファフィーダの側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｐ    鍛造プレス
Ｃｇ    チャージ装置
Ｄｇ    ディスチャージ装置
【図１】
0004499632.tif 000002
【図２】
0004499632.tif 000003
【図３】
0004499632.tif 000004
【図４】
0004499632.tif 000005
【図５】
0004499632.tif 000006