JP2002066687A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】多工程金型を備えた鍛造プレス５におい
て、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４と、トランスファフィーダ４に加熱炉で加熱さ
れた材料を送り込む入側搬送装置３と、入側搬送装置３
が材料を供給したか否かを検知する材料検知器６と、プ
レスのシャットハイト量を演算する制御装置７と、制御
装置７の信号に基づきスライドの追込み量を調整する調
整手段とからなり、制御装置７は、材料検知器６からの
信号とトランスファフィーダ４の動作信号に基づき、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、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
を備えている。

Description

【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、多工程金型を備えた鍛造プレスにおい
て、前記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、前
記プレスのシャットハイト量を演算する制御装置と、前
記制御装置の信号に基づきスライドの追込み量を調整す
る調整手段とからなり、前記制御装置は、材料検知器か
らの信号と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
演算手段を備えていることを特徴とする。請求項２のシ
ャットハイト調整装置は、多工程金型と、前記多工程金
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、スライドの追込み量
を調整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。

【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２
１，２２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６
３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】なお移動量センサ７０を補足的に説明して
おく。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７
１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６
２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
を補足的に説明しておく。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９
１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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記プ
   レスのシャットハイト量を演算する制御装置と、前記制
   御装置からの信号に基づきスライドの追込み量を調整す
   る調整手段とからなり、前記制御装置は、材料検知器の
   信号と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
   手段を備えてい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。
2. 【請求項２】多工程金型と、前記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、スライドの追込み量を調整する
   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。