JP2016022491A - 鍛造プレス - Google Patents

Abstract

【課題】トランスファ装置のフィンガに把持させるワークのリフト位置の調整作業を容易に行うことができる鍛造プレスを提供することである。【解決手段】ノックアウトピン１１を昇降させるノックアウトモーションを行う油圧シリンダ１３を制御するコントローラ１４に、ノックアウトピン１１を最下降位置から最上昇位置まで駆動する油圧シリンダ１３の駆動量を記憶する基準駆動量記憶部１４ｂと、ノックアウトピン１１の最上昇位置を基準としたノックアウトモーションを記憶するノックアウトモーション記憶部１４ｃとを設けることにより、トランスファ装置のフィンガ７に把持させるワークＷのリフト位置の調整作業を、基準駆動量記憶部１４ｂに記憶された駆動量を調整するのみで容易に行うことができるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを下金型から離型、リフトするノックアウト装置と、ノックアウト装置でリフトされたワークを次工程へ搬送するトランスファ装置を備えた鍛造プレスに関する。

鍛造プレスには、ラムとベッドの間に複数工程の金型を配列し、各金型で鍛造されるワークをノックアウト装置のノックアウトピンで所定の高さ位置にリフトし、リフトされたワークをトランスファ装置のフィンガで把持して、次工程へ搬送するトランスファ式のものがある（例えば、特許文献１参照）。トランスファ装置は、金型の配列方向へ平行に延びる一対のビームに複数のフィンガを設けたものであり、一対のビームは互いに接近してフィンガでワークを把持したのち次工程側へ水平移動し、さらに下降移動したのち互いに離反してフィンガで把持したワークを開放し、次工程の金型等に供給する。ワークを解放した一対のビームは、上昇移動するとともに、上工程側へ水平移動し、元の位置に戻る。

前記ノックアウト装置は、下金型の上面から出没可能に設けたノックアウトピンを昇降させるものであり、ノックアウトピンを昇降させるノックアウトモーションを行う駆動手段には、油圧シリンダやサーボモータを用い、速度パターンを任意に設定できるサーボ制御が多く採用されている（例えば、特許文献２、３参照）。このサーボ制御によるノックアウトモーションは、ワーク突上げ時の衝撃を緩和したり、ワークの跳びはねを防止したりするために、ワークの離型を開始する初期と、最上昇位置に近づく終期は低速に設定し、ワークをフィンガに把持させるリフト位置となる最上昇位置で一定時間保持する速度パターンのストローク曲線を有する。

一方、鍛造プレスのノックアウト装置には、ノックアウトピンを複数の軸状部材で構成し、各軸状部材を、金型や、金型を支持する部材（ダイホルダ、ハードプレート、ベッド等）の貫通孔に、昇降方向に直列に配置したものがある（例えば、特許文献４参照）。このノックアウト装置は、各軸状部材の端面を、これらを保持する金型等の端面から引っ込んだ状態で配設することにより、ノックアウトピンが金型等の交換の邪魔にならないようにすることができる。このように配設した軸状部材間には、昇降方向の隙間が存在することになる。

特許文献４に記載されたものでは、最下層に位置する駆動軸状部材を、下降した基準位置から、複数の軸状部材における隣接する軸状部材同士が接触し、かつ最上層に位置する接触軸状部材の先端が金型の上面と面一となるノックアウト開始位置まで移動させる移動量を遊びストローク量として設定し、ノックアウトピンがワークを離型、リフトするリフトモーション（離型モーション）を開始する前に、駆動軸状部材がノックアウト開始位置に位置するように、駆動軸状部材を移動させる遊び補正制御を行うようにしている。

また、特許文献４に記載されたものでは、各ノックアウトサイクルにおいて、ノックアウト終了後、駆動軸状部材を基準位置に配置した状態から遊びストローク量分移動させ、次の鍛造開始前に、接触軸状部材の先端がワークに接触するノックアウト開始位置に待機するようにもしている。この場合は、鍛造終了後のノックアウト開始タイミングにおいて、駆動軸状部材をノックアウト開始位置に確実に配置できるとともに、毎回の遊び補正制御を省略して、ノックアウトピンの作動を迅速かつ容易に行うことができるとしている。

特開２０１１−２５２６７号公報 特開平７−１６４０９１号公報 特開２００３−２５１４３０号公報 特開２０１０−９９６６２号公報

上述したトランスファ式の鍛造プレスでは、ノックアウト装置によるワークのリフト位置（ノックアウトピンの最上昇位置）を、トランスファ装置のフィンガの把持高さ位置に合せるように設定したのち、フィンガによるワークの把持状況の良否に応じてリフト位置を微調整し、ワークが適切に把持されるようにしている。

特許文献４に記載された、リフトモーションを開始する前に駆動軸状部材を遊びストローク量分移動させるノックアウト装置は、ノックアウトピンを複数の軸状部材で構成し、軸状部材間に昇降方向の隙間が存在しても、ノックアウト開始位置を設定することができる。しかしながら、設定したノックアウト開始位置を基準として、リフトモーションを設定するので、上述したフィンガに把持させるリフト位置の調整を行う際に、複雑な速度パターンのストローク曲線を有するリフトモーションを調整する必要があり、リフト位置の調整作業が煩雑なものとなる問題がある。

また、各ノックアウトサイクルにおいて、ノックアウト終了後、駆動軸状部材を基準位置に配置した状態から遊びストローク量分移動させ、次の鍛造開始前に接触軸状部材の先端をワークに接触させる場合は、ワークの鍛造負荷がノックアウトピンを介してノックアウト装置の駆動手段にも伝わるので、これに備えた駆動手段の設計をする必要があり、故障の危険性も高くなるとともに、ノックアウトピンの耐久寿命も短くなる。

そこで、本発明の課題は、トランスファ装置のフィンガに把持させるワークのリフト位置の調整作業を容易に行うことができる鍛造プレスを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、ワークを下金型から離型、リフトするノックアウト装置と、ノックアウト装置でリフトされたワークを次工程へ搬送するトランスファ装置を備えた鍛造プレスにおいて、前記ノックアウト装置は、ノックアウトピンを昇降させるノックアウトモーションを行う駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記ノックアウトピンを最下降位置から最上昇位置まで駆動する前記駆動手段の駆動量を記憶する基準駆動量記憶部と、前記ノックアウトピンの最上昇位置を基準とした前記ノックアウトモーションを記憶するノックアウトモーション記憶部とを有する構成を採用した。

すなわち、ノックアウトモーションを行う駆動手段の制御手段に、ノックアウトピンを最下降位置から最上昇位置まで駆動する駆動手段の駆動量を記憶する基準駆動量記憶部と、ノックアウトピンの最上昇位置を基準としたノックアウトモーションを記憶するノックアウトモーション記憶部とを設けることにより、トランスファ装置のフィンガに把持させるワークのリフト位置の調整作業を、ワークのリフト位置となるノックアウトピンの最上昇位置を決定する基準駆動量記憶部に記憶された駆動量を調整するのみで容易に行うことができるようにし、複雑な速度パターンのストローク曲線を有するノックアウトモーションの調整を不要とした。

前記ノックアウトピンを、昇降方向に直列に配置された複数の軸状部材で構成し、前記ノックアウトモーションが、前記ワークを下金型から離型、リフトするリフトモーションと、前記リフトモーションの前後で、前記直列に配置された軸状部材間の少なくとも１箇所に隙間が生じる下降位置に移動するオフセットモーションを含むものとすることにより、ワークの鍛造負荷がノックアウトピンを介してノックアウト装置の駆動手段に伝わらないようにし、鍛造負荷を考慮することなく駆動手段を独立に設計することができ、かつ、駆動手段の故障やノックアウトピンの寿命低下も防止することができる。

本発明に係る鍛造プレスは、ノックアウトモーションを行う駆動手段の制御手段に、ノックアウトピンを最下降位置から最上昇位置まで駆動する駆動手段の駆動量を記憶する基準駆動量記憶部と、ノックアウトピンの最上昇位置を基準としたノックアウトモーションを記憶するノックアウトモーション記憶部とを設けたので、トランスファ装置のフィンガに把持させるワークのリフト位置の調整作業を、基準駆動量記憶部に記憶された駆動量を調整するのみで容易に行うことができる。

鍛造プレスの実施形態を示す縦断正面図 図１の上金型側を除いた平面図 図１のノックアウト装置の第１下金型のノックアウトピンを拡大して示す縦断正面図 図３のノックアウトピンを昇降させるノックアウトモーションの例を示すストローク線図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この鍛造プレスは、図１および図２に示すように、上下方向に作動される上方のラム１と、下方のベッド２に固定されたハードプレート３との間に、それぞれダイホルダ４ａ、４ｂを介して、３工程の上金型５ａ、５ｂ、５ｃと下金型６ａ、６ｂ、６ｃが対向するように左右方向へ配列されており、配列された上下金型５、６の前後に、ワークＷを前後方向から把持する複数のフィンガ７を設けた一対のビーム８を左右方向へ平行に延びるように配置したトランスファ装置が設けられている。また、ベッド２の下側には、鍛造されたワークＷをノックアウトピン１１で各下金型６ａ、６ｂ、６ｃから突き上げて離型、リフトするノックアウト装置１０が設けられている。

前記トランスファ装置は、３次元駆動装置（図示省略）によって、対向する一対の平行なビーム８に、上下金型５、６が配列された左右方向への往復動作、前後方向への開閉動作、および上下方向への昇降動作をさせ、ノックアウト装置１０で上工程側の下金型６からリフトされたワークＷをフィンガ７で把持して、順次右方の下工程側の下金型６に供給する。

前記ノックアウト装置１０は、各下金型６ａ、６ｂ、６ｃの配列位置にノックアウトピン１１を立てたノックアウトバー１２を、駆動手段としての複数の油圧シリンダ１３で昇降させるものであり、油圧シリンダ１３は制御手段としてのコントローラ１４でサーボ制御される。

図３は、代表例として、上工程側の第１下金型６ａのノックアウトピン１１を拡大して示す。このノックアウトピン１１は、昇降方向に直列に配列された４本の軸状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで軸部を構成され、１番上の軸状部材１１ａの上には、下金型６ａの上面でワークＷに当接されるノックアウトヘッド１１ｅが設けられている。上から３本の軸状部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれダイホルダ４ｂ、ハードプレート３およびベッド２に形成された上下の貫通孔に昇降可能に通され、段差部で下方への抜け落ちを防止されている。１番下の軸状部材１１ｄはノックアウトバー１２に立てられる。図示は省略するが、第２および第３下金型６ｂ、６ｃのノックアウトピン１１も同じ構成であり、ノックアウトヘッド１１ｅの形状のみが異なる。

図３は、便宜的に、左側半分にノックアウトピン１１が最下降位置に下降して待機する状態を、右側半分にノックアウトピン１１が最上昇位置に上昇してワークＷをリフトする状態を示す。左側の待機状態では、鍛造負荷が下方のノックアウトピン１１、ノックアウトバー１２および油圧シリンダ１３に作用しないように、１番上の軸状部材１１ａと２番目の軸状部材１１ｂの間に隙間δが形成されている。この隙間δは、他の軸状部材間やノックアウトヘッド１１ｅと軸状部材１１ａの間に形成してもよい。また、隙間δは昇降方向の複数個所に形成してもよい。

図４は、前記ノックアウトピン１１を昇降させるノックアウトモーションの例を示すストローク線図である。このストローク線図は、鍛造時にラム１を昇降させるクランク軸のクランク角度に対応させたものであり、ラム１のストローク線図も併せて示す。図４は、便宜上、ラム１の下死点とノックアウトピン１１の離型開始位置を零点とし、共通の目盛でストロークを表示している。油圧シリンダ１３によるノックアウトピン１１のノックアウトモーションは、ラム１が下死点を通過すると開始され、ラム１の下降で鍛造されたワークＷを下金型６ａから離型、リフトする。

前記ノックアウトモーションは、ノックアウトピン１１がワークＷを下金型６ａから離型、リフトするリフトモーションと、リフトモーションの前後で、軸状部材１１ａ、１１ｂ間に隙間δが生じる下降位置に移動するオフセットモーションを含む。リフトモーションは、ワークＷの離型を開始する初期と、最上昇位置に近づく終期は低速に設定され、ワークＷをフィンガ７に把持させるリフト位置となる最上昇位置で一定時間保持する速度パターンの曲線で形成されている。オフセットモーションは、隙間δ分を一定速度で移動する直線の速度パターンで形成されている。したがって、油圧シリンダ１３によってノックアウトピン１１を最下降位置から最上昇位置まで駆動する駆動量Ｓは、オフセットモーションのストロークＳ１とオフセットモーションのストロークＳ２を加えたものとなる。

図１に示したように、前記油圧シリンダ１３の制御手段としてのコントローラ１４は、作動制御部１４ａのほかに、図４に示した駆動量Ｓ（図３左側の待機状態から図３右側のリフト状態まで駆動する駆動量）を記憶する基準駆動量記憶部１４ｂと、ノックアウトピン１１の最上昇位置（図３右側の位置）を基準としたノックアウトモーションを記憶するノックアウトモーション記憶部１４ｃを有する。作動制御部１４ａは、基準駆動量記憶部１４ｂに記憶された駆動量Ｓと、ノックアウトモーション記憶部１４ｃに記憶されたノックアウトモーションに基づいて、油圧シリンダ１３の作動を制御する。

したがって、フィンガ７に把持させるワークＷのリフト位置、すなわちノックアウトピン１１の最上昇位置を調整する作業を、基準駆動量記憶部１４ｂに記憶された駆動量Ｓを調整するのみで容易に行うことができ、複雑な速度パターンのリフトモーションを含むノックアウトモーションの調整を不要とすることができる。

上述した実施形態では、ノックアウトピンを複数の軸状部材で構成したが、ノックアウトピンは一体のものとすることもできる。

上述した実施形態では、ノックアウト装置の駆動手段を油圧シリンダとしたが、駆動手段はサーボモータを用いた機械的手段とすることもできる。

１ ラム
２ ベッド
３ ハードプレート
４ａ、４ｂ ダイホルダ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ 上金型
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 下金型
７ フィンガ
８ ビーム
１０ ノックアウト装置
１１ ノックアウトピン
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 軸状部材
１１ｅ ノックアウトヘッド
１２ ノックアウトバー
１３ 油圧シリンダ
１４ コントローラ
１４ａ 作動制御部
１４ｂ 基準駆動量記憶部
１４ｃ ノックアウトモーション記憶部

Claims (2)

1. ワークを下金型から離型、リフトするノックアウト装置と、ノックアウト装置でリフトされたワークを次工程へ搬送するトランスファ装置を備えた鍛造プレスにおいて、
   前記ノックアウト装置は、ノックアウトピンを昇降させるノックアウトモーションを行う駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記ノックアウトピンを最下降位置から最上昇位置まで駆動する前記駆動手段の駆動量を記憶する基準駆動量記憶部と、前記ノックアウトピンの最上昇位置を基準とした前記ノックアウトモーションを記憶するノックアウトモーション記憶部とを有することを特徴とする鍛造プレス。
2. 前記ノックアウトピンは、昇降方向に直列に配置された複数の軸状部材で構成され、
   前記ノックアウトモーションは、前記ワークを下金型から離型、リフトするリフトモーションと、前記リフトモーションの前後で、前記直列に配置された軸状部材間の少なくとも１箇所に隙間が生じる下降位置に移動するオフセットモーションを含む請求項１に記載の鍛造プレス。

Images