JP2012236198A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所期の加熱状態でない被加工物をプレス加工前に排除して生産効率の向上を図る場合に、加熱炉とプレス装置との間隔を広くすることなく対応できるようにしてエネルギのロスを少なくし、製品の低コスト化を図る。
【解決手段】加工装置１は、被加工物Ｗを搬送する搬送装置１０と、搬送装置１０により搬送される被加工物を加熱する加熱装置２０と、加熱された被加工物を熱間プレス加工するプレス装置３０と、加熱装置２０により加熱されて所期の加熱状態となっていない被加工物Ｗを廃棄するための廃棄ボックス５０を備えている。プレス装置３０は、搬送装置１０の搬送方向下流側において搬送装置１０の側方に配置されている。廃棄ボックス５０は、搬送装置１０の搬送方向下流側に連なるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を加熱した状態でプレス加工する加工装置に関するものである。

従来から、例えば自動車部品の製造現場等において、金属板等の被加工物を加熱炉内で加熱し、加熱状態でプレス装置でプレス加工する、いわゆる熱間プレス加工が行われている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１、２の加工装置は、被加工物を搬送するコンベアと、被加工物を加熱するための加熱炉と、プレス装置とを備えており、被加工物をコンベアで加熱炉へ搬送して加熱した後、プレス装置へ搬送して熱間プレスを行うように構成されている。

特開２００５−３４２７４２号公報 特開２００６−２８９４２５号公報

ところで、実際の製造現場においては、多数の被加工物を連続して加熱炉へ搬送し、加熱が終わったものから順にプレス加工を行っている。

しかしながら、被加工物を加熱炉へ搬送しても、全ての被加工物を常に所期の加熱状態にすることができるとは限らない。所期の加熱状態となっていない被加工物は、プレス加工を行っても不良品となってしまうので、プレス加工を行う前に排除したいという要求がある。

このことに対し、加熱炉とプレス装置との間に、所期の加熱状態でない被加工物を捨てるための廃棄用の容器を設けることが考えられる。ところが、こうすると、加熱炉、廃棄用の容器、プレス装置が直列に配置されることになり、加熱炉とプレス装置との間隔が広くなる。加熱炉とプレス装置との間隔が広くなると、加熱炉から出た被加工物をプレス装置に搬送するまでの時間が長くなり、その間に被加工物が冷却されてしまう。従って、加熱に要したエネルギのロスが大きくなり、ひいては、製品のコスト高を招く。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所期の加熱状態でない被加工物をプレス加工前に排除して生産効率の向上を図る場合に、加熱炉とプレス装置との間隔を広くすることなく対応できるようにしてエネルギのロスを少なくし、製品の低コスト化を図ることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、所期の加熱状態となっていない被加工物を廃棄するための廃棄部の位置と、プレス装置の位置との関係に工夫を凝らして、加熱装置とプレス装置との間隔を狭めるようにした。

第１の発明は、被加工物を搬送する搬送装置と、上記搬送装置により搬送される被加工物を加熱する加熱装置と、加熱された被加工物を熱間プレス加工するプレス装置とを備えた加工装置において、上記加熱装置により加熱されて所期の加熱状態となっていない被加工物を廃棄するための廃棄部を備え、上記プレス装置は、上記搬送装置の搬送方向下流側において該搬送装置の側方に配置され、上記廃棄部は、上記搬送装置の搬送方向下流側に連なるように配置されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、通常、被加工物は加熱装置で所期の加熱状態とされた後にプレス装置によって熱間プレス加工されるが、何らかの要因によって被加工物が加熱装置で所期の加熱状態とならなかった場合には、廃棄部に廃棄される。

このとき、プレス装置が搬送装置の側方で、廃棄部が搬送装置の下流側に連なるように配置されている。これにより、加熱装置と廃棄部とプレス装置とが直列状態にないので、プレス装置を被加工物の搬送方向上流側に近づけること、即ち、加熱装置に近づけることが可能になる。よって、加熱装置とプレス装置との間隔が狭まる。

第２の発明は、第１の発明において、搬送装置は、被加工物を載置した状態で搬送するコンベアで構成されており、所期の加熱状態となっていない被加工物が上記搬送装置により廃棄部まで搬送されることを特徴とするものである。

この構成によれば、被加工物が所期の加熱状態とならなかった場合には、搬送装置によりそのまま廃棄部まで搬送されて廃棄される。

第３の発明は、第１または２の発明において、プレス装置は、複数種のプレス用金型と、上記金型の入れ替えを行う金型交換装置とを備え、上記複数種の金型は、搬送装置の搬送方向に並ぶように配置されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、複数種のプレス用金型を入れ替え可能にすることで、多種生産が可能になる。そして、これら金型を搬送装置の搬送方向に沿うように配置しておくことで、加工装置全体としてコンパクトにまとまる。

第１の発明によれば、プレス装置を搬送装置の側方に配置し、廃棄部を搬送装置の下流側に連なるように配置したので、加熱装置と廃棄部とプレス装置とを直列状態に配置せずに済み、プレス装置を加熱装置に近づけることができる。これにより、加熱装置とプレス装置との間隔を狭めることができる。よって、加熱装置で加熱した被加工物をプレス装置まで搬送するまでの時間を短縮することができ、エネルギのロスを少なくして製品の低コスト化を図ることができる。

第２の発明によれば、所期の加熱状態となっていない被加工物を搬送装置により廃棄部まで搬送して廃棄することができるので、加工装置の構成をシンプルにすることができる。

第３の発明によれば、複数種のプレス用金型を金型交換装置で入れ替え可能にしたので、多種生産に対応することができ、この場合に、金型を搬送装置の搬送方向に沿うように配置したことで、加工装置をコンパクトにして設置スペースを縮小できる。

実施形態にかかる加工装置の平面図である。 加工装置の側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態にかかる加工装置１を示すものである。この加工装置１は、例えば、自動車のバンパーレインフォースメントや懸架装置の構成部品等のように金属製の板材（被加工物Ｗ）を熱間プレス加工する場合に用いられるものである。この実施形態では、図１にも示すように、被加工物Ｗが平面視で細長い形状である場合について説明する。

加工装置１は、被加工物Ｗを搬送する搬送装置１０と、被加工物Ｗを加熱する加熱装置２０と、被加工物Ｗをプレス加工するプレス装置３０と、被加工物Ｗをプレス装置３０まで移動させる移動装置３５と、プレス装置３０の下型３１及び上型３２を交換するための金型交換装置４０と、加熱不良の被加工物Ｗを廃棄するための廃棄ボックス（廃棄部）５０とを備えている。

搬送装置１０は、ハースローラ式コンベアで構成されている。すなわち、多数のハースローラ１１，１１，…と、被加工物Ｗの搬送方向に延び、ハースローラ１１を支持する一対の支持部材１２，１２と、ハースローラ１１を回転駆動するための駆動装置１３とを備えている。図２に示すように、支持部材１２，１２は、地面に支持されており、略水平に、かつ、互いに間隔をあけて平行に延びている。図１に示すように、ハースローラ１１，１１，…は、支持部材１２，１２の間において、回転中心が略水平で、かつ、支持部材１２，１２の離間方向に延びるように設けられ、両端が支持部材１２，１２に回転可能に支持されている。また、ハースローラ１１，１１，…は、支持部材１２，１２の延びる方向に所定の間隔をあけて配置されている。駆動装置１３は、電動機等を備えた周知の構造のものであり、この駆動装置１３によってハースローラ１１の回転速度の調整等が行えるようになっている。

被加工物Ｗは、ハースローラ１１，１１，…上に載置される。この状態で各ハースローラ１１を駆動装置１３で駆動することによって被加工物Ｗが上流側（図１の左側）から下流側（図１の右側）へ搬送されるようになっている。このとき、被加工物Ｗの向きは、その長手方向が搬送装置１０の搬送方向に向くように設定されている。また、４つの被加工物Ｗが１組とされて搬送装置１０の幅方向に並ぶようにハースローラ１１，１１，…上に載置される。

加熱装置２０は、搬送装置１０の搬送方向の中途部分に設けられており、搬送装置１０の中途部分を収容するようになっている。加熱装置２０の内部には、例えば電気ヒーター等の加熱器が設けられている。この加熱器から放出される熱が搬送装置１０のハースローラ１１上の被加工物Ｗに照射されて被加工物Ｗが加熱される。

加熱温度は、加熱器の出力や搬送装置１０による送り速度によって調節でき、この実施形態では、被加工物Ｗが加熱装置２０に入って出てくるまでの間に、熱間プレスを行うのに適した温度となるように設定されている。尚、加熱温度は、被加工物Ｗの材質等によって任意に変更することが可能である。

また、加熱装置２０で適正温度まで加熱されたか否かは、例えば被加工物Ｗの温度を検出する周知の温度センサ等を用いて判定することが可能である。

プレス装置３０は、搬送装置１０の下流側において該搬送装置１０の側方に配置されている。図２に示すように、プレス装置３０は、本発明の金型を構成する下型３１及び上型３２と、下型３１が取り付けられる固定台３３と、上型３２が取り付けられる可動盤３４と、可動盤３４を固定台３３に接離する方向に移動させる駆動装置（図示せず）とを備えている。

固定台３３は地面に固定されており、該固定台３３の上面に下型３１が着脱可能に取り付けられている。可動盤３４は固定台３３の上方に配置されており、該可動盤３４の下面に上型３２が着脱可能に取り付けられている。上型３２と下型３１とは上下に対向するようになっている。

駆動装置は、例えば油圧シリンダ等で構成されており、可動盤３４を固定台３３に接近させて下型３１と上型３２とを型閉じする状態と、可動盤３４を固定台３３から離して型開きする状態とに切り替えるように構成されている。

下型３１及び上型３２は、図１に破線で示すように、４つの被加工物Ｗを並べた状態で同時に加工可能に構成されている。すなわち、被加工物Ｗはハースローラ１１，１１，…上に幅方向に並んで載置された４つの被加工物Ｗを同時にプレス加工できるようになっている。

尚、プレス加工としては、曲げ加工や絞り加工を単独で行ってもよいし、孔開け加工、トリミング加工、切断加工等を曲げ加工や絞り加工と同時に行ってもよい。

搬送装置１０のハースローラ１１，１１，…上の被加工物Ｗは、移動装置３５によって下型３１まで移動する。移動装置３５は、搬送装置１０の下流側に設けられたものであり、被加工物Ｗを把持する把持部３６と、把持部３６を搬送装置１０からプレス装置３０まで移動させるレール３７とを備えている。把持部３６の動力源としては、例えば流体圧シリンダやネジ送り装置等である。把持部３６は上下方向及び水平方向に移動可能となっており、制御部（図示せず）により制御されて、ハースローラ１１，１１，…上の幅方向に並ぶ４つの被加工物Ｗを一度に把持した後、持ち上げてプレス装置３０の下型３１まで移動させて下型３１に置くように構成されている。

また、移動装置３５の制御部は、上記温度センサの出力に基づいて、被加工物Ｗが適正温度となるまで加熱されているか（所期の加熱状態となっているか）否かを判断し、適正温度となるまで加熱されていればプレス装置３０まで移動させ、適正温度まで加熱されていなければ搬送装置１０に置いたままとするように把持部３６を制御する。被加工物Ｗの温度が適正温度よりも高い場合にも被加工物Ｗを搬送装置１０に置いたままとする。

尚、プレス装置３０が何らかの原因によって停止した場合には、プレス装置３０が移動装置３５の制御部へ異常信号を出力し、その異常信号に基づいて該制御部が被加工物Ｗを搬送装置１０に置いたままとするようにしてもよい。また、移動装置３５が故障した場合等には、被加工物Ｗは搬送装置１０に置かれたままとなる。

下型３１及び上型３２は、この実施形態では３種類設けられている。これら下型３１及び上型３２のうち、１種類のみがプレス装置３０に取り付けられ、他の２種類は型置き台６５，６５に載置されている。型置き台６５，６５は、プレス装置３０と同様に搬送装置１０の側方において、プレス装置３０を挟むように配置されており、従って、３種類の下型３１及び上型３２は、搬送装置１０の搬送方向に並ぶように配置されることになる。

金型交換装置４０は、プレス加工現場において一般に用いられている周知の構造のものであり、使用中の下型３１及び上型３２を外して、型置き台６５上の下型３１及び上型３２をプレス装置３０に取り付けることができるように構成されている。金型交換装置４０は、プレス装置３０の搬送装置１０側とは反対側に配置されている。

廃棄ボックス５０は、上方に開放しており、搬送装置１０の下流側に連なるように、該搬送装置１０の下流端部に隣接するように設けられている。搬送装置１０により搬送された被加工物Ｗは、ハースローラ１１上に載置されたままであると、搬送装置１０から廃棄ボックス５０に直接投入されて廃棄される。

尚、図１に示すように、搬送装置１０の上流側には、被加工物Ｗを供給する供給装置７０が設けられている。供給装置７０は、パレットＰ上に置かれている被加工物Ｗを搬送装置１０のハースローラ１１上まで移動させるように構成されており、例えば、ロボットや上記移動装置３５のような装置で構成することができる。供給装置７０は、４つの被加工物Ｗを、それらの長手方向が搬送方向となるように、かつ、搬送装置１０の幅方向に並ぶようにハースローラ１１上に載置する。

次に、上記のように構成された加工装置１を用いて被加工物Ｗを加工する場合について説明する。

まず、供給装置７０がパレットＰ上の被加工物Ｗを搬送装置１０のハースローラ１１上まで移動させて該ハースローラ１１上に載置する。このとき上述のように４つの被加工物Ｗが１組となるようにする。被加工物Ｗは搬送装置１０の搬送方向に所定の間隔をあけてハースローラ１１上に多数載置する。

被加工物Ｗは搬送装置１０により加熱装置２０まで搬送され、加熱装置２０内を通過する。被加工物Ｗは加熱装置２０内を通過する間に、熱間プレスに適した温度まで加熱され、その後、加熱装置２０から出て下流側へ搬送される。

移動装置３５は、加熱装置２０内で被加工物Ｗが適正に加熱されたか否かを温度センサの出力によって判定し、適正温度まで加熱されていれば、プレス装置３０の下型３１まで移動させる。

このとき、プレス装置３０は搬送装置１０の側方に配置されていて、加熱装置２０とプレス装置３０とが接近しているので、搬送装置１０上の被加工物Ｗをプレス装置３０まで移動させるのに要する時間は短時間で済む。これにより、被加工物Ｗが冷めにくくなるので、エネルギのロスが低減される。

プレス装置３０の下型３１には、４つの被加工物Ｗが一度に載置される。そして、プレス装置３０の可動盤３４を固定台３３に接近させて４つの被加工物Ｗを下型３１及び上型３２により同時に熱間プレス加工する。プレス加工後、可動盤３４を固定台３３から離して下型３１及び上型３２を型開きして図示しないロボット等を用いて製品を取り出す。

一方、被加工物Ｗが適正に加熱されていない場合には、移動装置３５が被加工物Ｗを搬送装置１０のハースローラ１１，１１，…上に置いたままとするので、被加工物Ｗは廃棄ボックス５０まで搬送されて廃棄ボックス５０に自動的に投入されて廃棄される。

以上説明したように、この実施形態にかかる加工装置１によれば、プレス装置３０を搬送装置１０の側方に配置し、廃棄ボックス５０を搬送装置１０の下流側に連なるように配置したので、加熱装置２０と廃棄ボックス５０とプレス装置３０とを直列状態に配置せずに済み、プレス装置３０を加熱装置２０に近づけることができる。これにより、加熱装置２０を被加工物Ｗの搬送方向上流側に近づけること、即ち、加熱装置２０とプレス装置３０との間隔を狭めることができる。よって、加熱装置２０で加熱した被加工物Ｗをプレス装置３０まで搬送するまでの時間を短縮することができ、エネルギのロスを少なくして製品の低コスト化を図ることができる。

また、適正に加熱されていない被加工物Ｗを搬送装置１０により廃棄ボックス５０まで搬送して自動的に廃棄することができるので、加工装置１の構成をシンプルにすることができる。

また、複数の下型３１及び上型３２を金型交換装置４０で入れ替え可能にしたので、多種生産に対応することができ、この場合に、複数の下型３１及び上型３２を搬送装置１０の搬送方向に沿うように配置したことで、加工装置１をコンパクトにして設置スペースを縮小できる。

尚、上記実施形態では、搬送装置１０をハースローラ式コンベアで構成しているが、これに限らず、例えば、チェーン式コンベア等で構成してもよい。

また、本発明は、自動車部品以外にも、建築用部材のプレス加工や電気製品用部材のプレス加工を行う場合にも適用できる。

また、加熱装置２０の構造は、上記した構造に限られるものではなく、例えば被加工物Ｗに通電して加熱した後に輻射熱による加熱を行うように構成してもよい。

また、廃棄ボックス５０の代わりに例えばパレット等（廃棄部）を配置してもよい。

また、被加工物Ｗの形状は細長い形状に限られるものではなく、本加工装置１では様々な形状の被加工物Ｗを加工できる。

以上説明したように、本発明にかかる加工装置は、例えば、自動車部品を製造する場合に用いることができる。

１ 加工装置
１０ 搬送装置
２０ 加熱装置
３０ プレス装置
３１ 下型（金型）
３２ 上型（金型）
４０ 金型交換装置
５０ 廃棄ボックス（廃棄部）
Ｗ 被加工物

Claims (3)

1. 被加工物を搬送する搬送装置と、
   上記搬送装置により搬送される被加工物を加熱する加熱装置と、
   加熱された被加工物を熱間プレス加工するプレス装置とを備えた加工装置において、
   上記加熱装置により加熱されて所期の加熱状態となっていない被加工物を廃棄するための廃棄部を備え、
   上記プレス装置は、上記搬送装置の搬送方向下流側において該搬送装置の側方に配置され、
   上記廃棄部は、上記搬送装置の搬送方向下流側に連なるように配置されていることを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の発明において、
   搬送装置は、被加工物を載置した状態で搬送するコンベアで構成されており、
   所期の加熱状態となっていない被加工物が上記搬送装置により廃棄部まで搬送されることを特徴とする加工装置。
3. 請求項１または２に記載の発明において、
   プレス装置は、
   複数種のプレス用金型と、
   上記金型の入れ替えを行う金型交換装置とを備え、
   上記複数種の金型は、搬送装置の搬送方向に並ぶように配置されていることを特徴とする加工装置。

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