(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多工程金型と、
該多工程金型間で材料を順次送り込むトランスファフィーダと、
該トランスファフィーダに加熱炉で加熱された材料を送り込む入側搬送装置とを備えた鍛造プレスにおいて、
前記入側搬送装置が材料を供給したか否かを検知する材料検知器と、
偏心リストピンを回転させてスライドのシャットハイト量を調整する偏心機構および、前記偏心リストピンの回転を拘束したり解除するリストピンホールドユニットを有するスライド調整機構と
前記プレスのシャットハイト量を制御する制御装置とからなり、
該制御装置は、前記材料検知器の信号と前記トランスファフィーダの動作信号に基づき、前記多工程金型における材料の分布状態を求める材料分布判定手段と、該材料分布判定手段の演算結果に基づき各ストローク毎のスライド追込み量を演算する追込み量演算手段を備え、前記偏心機構および前記リストピンホールドユニットを駆動する動作指令信号を出力するものである
ことを特徴とする多工程鍛造プレスにおけるシャットハイト調整装置。
【請求項２】
多工程金型と、
該多工程金型間で材料を順次送り込むトランスファフィーダと、
該トランスファフィーダに加熱炉で加熱された材料を送り込む入側搬送装置と、
前記入側搬送装置が材料を供給したか否かを検知する材料検知器と、
偏心リストピンを回転させてスライドのシャットハイト量を調整する偏心機構および、前記偏心リストピンの回転を拘束したり解除するリストピンホールドユニットを有するスライド調整機構とを備える多工程鍛造プレスにおいて、
前記材料検知器の信号と前記トランスファフィーダの動作に基づき、前記多工程金型における材料の分布状態を求め、その材料分布状態に基づき各ストローク毎のスライド追込み量を演算し、演算結果に基づき、前記スライドの追込み量を調整すると共に、調整時には偏心リストピンの回転を解除し、非調整時には偏心リストピンの回転を拘束する
ことを特徴とする多工程鍛造プレスにおけるシャットハイト調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多工程鍛造プレスにおけるシャットハイト調整装置および調整方法に関する。
１台のプレスに多工程金型を備え、トランスファフィーダにより材料を順次金型に供給していってプレスし、１台のプレスで素材から完成品に成形する自動プレスが、近年用いられている。この多工程金型を用いたプレスにあっては、全ての金型内に材料が有る場合と、いずれかの金型内で材料が欠けている場合とでは、必要なプレス荷重の差は数倍にも達する。
一般的には、全ての金型内に１個づつ材料が有る場合を定常状態として、適正なプレス荷重を設定し、そのプレス荷重を発生しうるようにシャットハイト量を設定している。
ところが、プレスの運転開始時には後工程金型には材料が入っておらず、運転終了時には前工程金型には材料が抜けている。また運転中にも、材料を加熱炉からプレスに送り込む間の機構上のトラブル等で、いずれかの金型に材料が供給されていない歯抜けが生ずることがある。
このような場合、シャットハイト量を基準値のままにしてプレスを運転すると、成形品の厚みが不定するような不良品が発生する。このため、金型の歯抜け状態に応じて、各ストローク毎にシャットハイト量を調整することが行われている。本発明は、このようなシャットハイト量を調整する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシャットハイト調整装置として、特開平2-75500 号公報に記載された技術（従来例Ｉ）がある。この従来例Ｉは、トランスファフィーダの送りビームに、金型内に材料が有るか否かを検知する成形品検知部を取付け、この成形品検知部の信号に基づいて金型内での材料の分布状態を把握し、予め記憶させてある分布状態と照合して対応する追込み量の実行命令を出すように構成されている。
【０００３】
しかるに、前記従来例Ｉでは、成形品検知部が高熱の材料に近接した場所に設けられているため、熱やスケールの影響を受け、検知誤差を生じやすい。
また、材料の分布状態も追込み量も予めパターン化したものを用いるので、工程数が多くなるとパターン数が異常に多くなり、現実的には対応が困難となる。また、パターンから外れている場合には、対応することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑み、検知誤差が生じず、工程数が多くても確実に適正な追込み量を設定できる多工程鍛造プレスにおけるシャットハイト調整装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のシャットハイト調整装置は、多工程金型と、該多工程金型間で材料を順次送り込むトランスファフィーダと、該トランスファフィーダに加熱炉で加熱された材料を送り込む入側搬送装置とを備えた鍛造プレスにおいて、前記入側搬送装置が材料を供給したか否かを検知する材料検知器と、偏心リストピンを回転させてスライドのシャットハイト量を調整する偏心機構および、前記偏心リストピンの回転を拘束したり解除するリストピンホールドユニットを有するスライド調整機構と前記プレスのシャットハイト量を制御する制御装置とからなり、該制御装置は、前記材料検知器の信号と前記トランスファフィーダの動作信号に基づき、前記多工程金型における材料の分布状態を求める材料分布判定手段と、該材料分布判定手段の演算結果に基づき各ストローク毎のスライド追込み量を演算する追込み量演算手段を備え、前記偏心機構および前記リストピンホールドユニットを駆動する動作指令信号を出力するものであることを特徴とする。
請求項２のシャットハイト調整方法は、多工程金型と、該多工程金型間で材料を順次送り込むトランスファフィーダと、該トランスファフィーダに加熱炉で加熱された材料を送り込む入側搬送装置と、前記入側搬送装置が材料を供給したか否かを検知する材料検知器と、偏心リストピンを回転させてスライドのシャットハイト量を調整する偏心機構および、前記偏心リストピンの回転を拘束したり解除するリストピンホールドユニットを有するスライド調整機構とを備える多工程鍛造プレスにおいて、前記材料検知器の信号と前記トランスファフィーダの動作に基づき、前記多工程金型における材料の分布状態を求め、その材料分布状態に基づき各ストローク毎のスライド追込み量を演算し、演算結果に基づき、前記スライドの追込み量を調整すると共に、調整時には偏心リストピンの回転を解除し、非調整時には偏心リストピンの回転を拘束することを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、プレスの外側にある入側搬送装置に材料検知器を設けることができるので、金型内の材料から熱やスケールの影響を受けず、検知誤差が生ずることはない。また、制御装置はパターン化された情報を用いることなく、各ストローク毎に必要とされるスライド追込み量を、そのつど演算するので、工程数が多くなっても対応可能であり、パターン外のような対応不能な状態も発生しない。さらに、リストピンホールドユニットにより、調整されたシャットハイトがプレス動作中に狂わないので、寸法精度の高い鍛造が可能となる。
請求項２の発明によれば、プレスの外側にある入側搬送装置に材料検知器を設けることができるので、金型内の材料から熱やスケールの影響を受けず、検知誤差が生ずることはない。また、パターン化された情報を用いることなく、各ストローク毎に必要とされるスライド追込み量を、そのつど演算するので、工程数が多くなっても対応可能であり、パターン外のような対応不能な状態も発生せず、さらに、リストピンホールドユニットにより調整されたシャットハイトがプレス動作中に狂わないので寸法精度の高い鍛造が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明が適用される鍛造プレスと、その周辺装置の概略平面図、図２は追込み量と金型内における材料分布状態の関連図、図３はスライド調整機構の一例を示す斜視図、図４は同スライド調整機構の一部断面正面図、図５はスライド調整機構の他の例を示す側面図である。
【０００８】
図１において、１は材料を加熱するインダクションヒータ等の加熱炉、２は加熱された材料を加熱炉１から入側搬送装置３へ搬送する搬送コンベヤ、３は材料を後記トランスファフィーダ４に送り込む入側搬送装置、４は材料を鍛造プレス５内の多工程金型間で順送り搬送するトランスファフィーダ、５Ａは鍛造プレス５のフレームである。なお、材料Ｗは多くは丸形断面の鍛造用素材であり、多くは長さの長いビレットであるが、長さの短いビレットも、その概念に含まれる。
【０００９】
前記搬送コンベヤ２には、ストッパ２１，２２とプッシャー２３が設けられており、ストッパ２１，２２が交互に作動して材料供給のタイミングをとり、プッシャー２３で入側搬送装置３の入側に材料Ｗを送り込むようになっている。
前記入側搬送装置３は、エンドレスベルト３１をモータ３２で駆動する公知の装置である。
【００１０】
前記トランスファフィーダ４は、２本の平行に配置した送り桿４１，４１に、複数（例えば、各５個）のつかみ爪４２を取付けて、搬送動作するように構成された公知のものである。５対のつかみ爪４２は、鍛造プレスのプレス作業４工程と１工程の手前で金型に材料を受け渡す０工程に対応させたものである。
このトランスファフィーダ４は、２本の送り桿４１，４１を、クランプ→リフト→アドバンス→ダウン→アンクランプ→リターンの順で動作させて、鍛造プレス５の型打ち工程に同調させて、材料を鍛造プレス５の０工程から１工程金型に、１工程金型から２工程金型に、２工程金型から３工程金型に、３工程金型から４工程金型に、順送りするものである。上記の構成要素は公知の鍛造プレスに共通のものである。
【００１１】
図１において、６は材料検知器であり、前記入側搬送装置３の入側に材料Ｗが供給されたことを検知するものである。この材料検知器６は、例えば、公知のホットメタルデテクターなど設定値以上の温度を検知するものとか、物体の存否を光で検知する光検出器などの非接触式検出器で構成される。
【００１２】
７は制御装置で、後述するスライド調整機構に動作指令信号を発する装置であって、公知のマイクロコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。この制御装置７は、前記材料検知器６よりの検知信号と、前記トランスファフィーダ４の動作確認信号を受取り、材料分布判定手段によって各金型内における材料の分布状態を定め、追込み量演算手段によって、各ストローク毎のスライド追込み量を演算し、制御信号として出力する。なお、トランスファフィーダ４の動作確認はトランスファフィーダ４自体が１サイクルのモーションを行った時点で検知されるようになっている。
【００１３】
つぎに、スライド調整機構の一例を説明する。
図３はスライド調整機構５０の斜視図、図４は同スライド調整機構５０の一部断面正面図である。このスライド調整装置５０は、前記偏心リストピン４５を回転させ、鍛造プレス１のシャットハイトを調整するものである。
図３〜図４に示すように、スライド調整機構５０は、偏心機構６０、移動量センサ７０、リストピンホールドユニット８０から基本構成されている。
【００１４】
まず、偏心機構６０を説明する。
前記偏心リストピン４５の固定部４８の中央下部には、部分ピニオン６１が取り付けられている。この部分ピニオン６１は、その基礎円の中心が、偏心リストピン４５の固定部４８の軸中心と一致するように取り付けられている。
【００１５】
この部分ピニオン６１には、ラック棒６２のラック62r が噛み合っている。このラック棒６２は、ラック62r を軸方向の中央上部に備えた棒であり、前記スライド４０の軸挿入溝40G に水平に挿入されている（図２参照）。しかも、ラック62r を挟む軸部は、スライド４０に摺動自在に支持されている。
【００１６】
前記ラック棒６２の一端は、調整用油圧シリンダ６３のピストンロッドに取り付けられている。調整用油圧シリンダ６３は、前記スライド４０の背面に、水平に取り付けられている。この調整用油圧シリンダ６３は、油圧によって、ピストンロッドが前進後退するものである。
【００１７】
よって、偏心機構６０によれば、調整用油圧シリンダ６３のピストンロッドが直線運動し、その動きが直接ラック棒６２のラック62r と部分ピニオン６１の噛み合いを介して偏心リストピン４５を回転させるので、偏心リストピン４５を速く回転させることができる。このため、高速でシャットハイトの調整をすることができるという利点がある。
【００１８】
つぎに、移動量センサ７０を説明する。
前記偏心機構６０のラック棒６２の一端には、締結板７１の下端が固定されている。
この締結板７１の上端には、ガイドロッド７２の一端が固定されている。このガイドロッド７２は、前記調整用油圧シリンダ６３と平行に設けられており、前記スライド４０に摺動自在に支持されている。このガイドロッド７２の他端は、スライド４０の背面外方に突出しており、その他端にはラックが形成されている。
このガイドロッド７２の他端のラックには、ピニオンが噛み合っており、このピニオンは、公知のロータリエンコーダ７３の回転軸に取り付けられている。
【００１９】
このため、ガイドロッド７２は、締結板７１によって、偏心機構６０のラック棒６２と同じだけ同じ方向に移動され、このガイドロッド７２の移動量は、ラックとピニオンを介して、ロータリエンコーダ７３の回転軸の回転量として検知される。つまり、ラック棒６２の移動量を、ガイドロッド７２を介してロータリエンコーダ７３が回転量として検知することができる。
【００２０】
したがって、移動量センサ７０によれば、ラック棒６２のラック62r の移動量をロータリエンコーダ７３が回転量として検知することにより、スライドのシャットハイト調整量を常時把握することができる。
【００２１】
さらに、リストピンホールドユニット８０を説明する。
リストピンホールドユニット８０は、ピン８１、ホールドアーム８２およびホールドシリンダ９０から基本構成されたものである。
【００２２】
ホールドシリンダ９０に油圧を加えると、ホールドシリンダ９０が伸長し、シリンダボディ９１が下方に移動し、シリンダボディ９１によってホールドアーム８２の他端が下方に押され、ホールドアーム８２がピン８１を支点として下方へ揺動する。すると、ホールドアーム８２の下面が偏心リストピン４５を下方へ押し、スライド４０のコンロッド連結部の上面に強く押し付けるので、偏心リストピン４５の回転を固定することができる。
【００２３】
逆に、ホールドシリンダ９０に油圧を抜くと、ホールドシリンダ９０が収縮し、シリンダボディ９１がホールドアーム８２の他端を下方へ押す力が弱くなる。すると、ホールドアーム８２が偏心リストピン４５を下方へ押し付ける力が小さくなるので、偏心リストピン４５が回転可能となる。
【００２４】
したがって、リストピンホールドユニット８０によれば、ホールドシリンダ９０を動作させてホールドアーム８２による偏心リストピン４５の緊締を解除すると、偏心リストピン４５が回転可能な状態になるので、迅速に偏心リストピン４５を回転させることができ、ホールドシリンダ９０でホールドアーム８２を緊締すると偏心リストピン４５が回転しなくなるので、調整されたシャットハイトがプレス動作中に狂うことがない。
【００２５】
さて、ここで、本発明の鍛造プレスにおける多工程金型内における材料の分布状態と必要な追込み量の関係を説明する。
既述のごとく、多工程金型においては材料の有無によって必要な荷重は変動する。例えば材料の有る場所が荒打ちやバリ抜きを行う金型よりも仕上げを行う金型の方が必要荷重が多いのであるが、一般的には金型内に材料が入っている数が多い程、荷重も多く必要とされる。そして、荷重が多く必要とされるほど、シャットハイト量、すなわちストローク下限・スライド調整上限の状態で計ったスライド・ベッド間距離を小さくしなければならないことになる。そして、スライド調整上限の状態から、スライドを下方に下げていく量を追込み量という。
【００２６】
図２は、ある６工程金型を有する鍛造プレスにおける材料の分布状態とそれに対応する追込み量を表示している。表中のＡ欄が追込み量であって、0.1mmから0.7mmが表示されているが、これは例示であって、材料の材質や、工程数、プレスの仕様等によって、多くも少なくも変動する。
図２の表の上欄は、追込み量を変化をさせていった結果得られるシャットハイト位置を図示している。
【００２７】
つぎに、本実施形態の鍛造プレスにおけるシャットハイト調整方法を説明する。
図２に示すように、型打ち開始時には、材料が０工程金型から最終工程金型（この例では６工程金型）に順に入っていくので、順にシャットハイト量を最初は高く、順に低くしなければならない。そして６工程分のストロークを終えると、全ての金型内に材料が有る状態でプレス作業が継続される。これが定常状態である。定常状態では普通であるとシャットハイト量を調整しなくてよいのであるが、それでも材料搬送系の不調等により、一部の金型内に材料が存在しない歯抜けが生ずることがある。この場合は、シャットハイトを調整しなければならない。また、型打終了時では０工程金型から６工程金型にかけて順に材料が無くなっていく。この場合は、シャットハイト量を低い状態から順に高くしていかなければならない。
【００２８】
本実施形態の鍛造プレスでは、図１に示す材料検知器６からの信号とトランスファフィーダ４の動作完了信号を取り込むことによって、多工程金型のどれに材料が有るか無いかを判断できるので、各ストロー毎に必要とされる追込み量を毎回演算で求めることができ、その演算量を制御信号として出力すれば、スライド調整機構を作動させて必要な追込み量を実現できる。
本発明では追込み量は毎回演算で求めるので、とくに歯抜け状態のように材料の抜け状態に様々なパターンがある場合にも、最適な追込み量を実現できるので、鍛造成型品の厚みを正確に制御することができる。
【００２９】
なお、前記スライド調整機構の具体的な調整動作はつぎのとおりである。
まず、スライド４０が上死点で停止すると、リストピンホールドユニット８０のホールドシリンダ９０の油圧の圧力を抜き、ホールドシリンダ９０を収縮させる。すると、ホールドアーム８２が偏心リストピン４５を下方へ押し付ける力が小さくなり、偏心リストピン４５が回転可能となる。
ついで、調整用油圧シリンダ６３に油圧を加え、調整用油圧シリンダ６３を伸長させると、ラック棒６２が前進し、ラック棒６２のラック62r が部分ピニオン６１を介して偏心リストピン４５を回転させる。すると、スライド４０とコンロッド３０上端との間の距離が長くなり、シャットハイトが短くなる。
【００３０】
このとき、ラック棒６２は直線的に移動し、この直線運動をラック62r と部分ピニオン６１によって偏心リストピン４５の回転運動に変換しているため、偏心リストピン４５を回転させる動作を速く、スムーズに行うことができる。
しかも、ラック棒６２の移動量は、締結板７１とガイドロッド７２を介してロータリエンコーダ７３に伝達され、ロータリエンコーダ７３は回転軸の回転量として検知される。つまり、移動量センサ７０によってシャットハイトの調整量を常時把握することができる。したがって、シャットハイトの調整量を正確に設定できる。
【００３１】
シャットハイトの変更が終了すると、リストピンホールドユニット８０のホールドシリンダ９０には再び油圧が加えられ、ホールドシリンダ９０が伸長し、ホールドアーム８２が偏心リストピン４５を下方へ押し付ける力が大きくなる。すると偏心リストピン４５はスライド４０のコンロッド連結部上面とホールドアーム８２の下面との間に挟まれて、回転が固定され、スライド調整機構５０によるシャットハイトの調整が終了する。
上記のごとく、本実施形態のスライド調整機構５０によれば偏心リストピン４５の回転を高速動作で行うことができるので、鍛造プレス１を高速運動しても、スライド４０が上死点で停止中に、シャットハイトの調整を、高速かつスムーズに行うことができ、鍛造品の厚み精度を一定に保つことができる。
【００３２】
つぎに、本発明に適用可能な他のスライド調整機構を図５に基づき説明する。
同図に示すように、コンロッド３０の下端にリストピン４５を偏心的に回転自在に取付け、このリストピン４５にレバー101 の一端を接続している。レバー101 にはナット102
を回転不能に取付け、このナット102 にネジ棒103 を通し、モータ104 でネジ棒103 を回転させるようにしている。したがって、ネジ棒103 を回転させると、ナット102 と共にレバー101 が若干回転するのでコンロッド３０に対するリストピン４５の中心位置が変化し、スライド４０のシャットハイトを調整することができる。
このようなスライド調整機構であっても、制御装置７からの制御信号を与えてやれば、各サイクル毎にスライド追込み量を調整することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、プレスの外側にある入側搬送装置の外側に材料検知器が設けられるので、金型内の材料から熱やスケールの影響を受けないので、検知誤差が生ずることはない。また、制御装置はパターン化された情報を用いることなく、各ストローク毎に必要とされるスライド追込み量を、そのつど演算するので、工程数が多くなっても対応可能であり、パターン外のような対応不能な状態も発生しない。
請求項２の発明によれば、パターン化された情報を用いることなく、各ストローク毎に必要とされるスライド追込み量を、そのつど演算するので、工程数が多くなっても対応可能であり、パターン外のような対応不能な状態も発生せず、寸法精度の高い鍛造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明が適用される鍛造プレスと、その周辺装置の概略平面図である。
【図２】    追込み量と金型内における材料分布状態の関連図である。
【図３】    スライド調整機構の一例を示す斜視図である。
【図４】    同スライド調整機構の一部断面正面図である。
【図５】    スライド調整機構の他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
３  入側搬送装置
４  トランスファフィーダ
５  鍛造プレス
６  材料検知器
７  制御装置
５０  スライド調整機構
【図１】
0003776696.tif 000002
【図２】
0003776696.tif 000003
【図３】
0003776696.tif 000004
【図４】
0003776696.tif 000005
【図５】
0003776696.tif 000006