JP2018089649A - Press working apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属板材を加熱した状態でプレス加工するプレス加工装置に関するものである。 The present invention relates to a press working apparatus that presses a metal plate in a heated state.
例えば自動車等に使用される部材には高い強度と軽量化が求められている。この種の部材を得る方法としては、焼き入れ温度まで加熱した金属板材をプレス加工して冷却する、いわゆる熱間プレス加工法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, members used in automobiles and the like are required to have high strength and light weight. As a method for obtaining this type of member, a so-called hot pressing method is known in which a metal plate heated to a quenching temperature is pressed and cooled (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1のプレス加工装置は、固定ベースと可動ベースを備えており、固定ベース及び可動ベースには、対向するように配置される熱間プレス加工用の下金型及び上金型がそれぞれ取り付けられている。また、固定ベース及び可動ベースには、下金型及び上金型の隣に位置するように、部分再加熱用のシーズヒーターが埋め込まれた下側発熱ブロック及び上側発熱ブロックが取り付けられている。さらに、固定ベース及び可動ベースには、発熱ブロックの隣に位置するように、切除加工用の切断刃が設けられている。 The press working apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a fixed base and a movable base, and a lower die and an upper die for hot pressing that are arranged to face each other are attached to the fixed base and the movable base, respectively. It has been. Further, a lower heating block and an upper heating block in which a sheath heater for partial reheating is embedded are attached to the fixed base and the movable base so as to be positioned next to the lower mold and the upper mold. Further, the fixed base and the movable base are provided with cutting blades for cutting so as to be located next to the heat generating block.
そして、予め焼入れ温度以上まで加熱された金属板材が可動ベースの下死点への移動によって下金型及び上金型によってプレス加工されて焼入れされ、冷却される。その後、可動ベースを元位置に戻してから金属板材を隣に移動させた後、可動ベースを下死点へ移動させて下側発熱ブロック及び上側発熱ブロックを金属板材に接触させることにより、金属板材が部分的に再加熱される。そして、可動ベースを再び元位置に戻してから金属板材を隣に移動させた後、可動ベースを下死点へ移動させることにより、再加熱された部分が切断刃によって切除される。 Then, the metal plate previously heated to the quenching temperature or higher is pressed and quenched by the lower mold and the upper mold by the movement to the bottom dead center of the movable base and cooled. Then, after returning the movable base to the original position, the metal plate material is moved to the next, and then the movable base is moved to the bottom dead center so that the lower heating block and the upper heating block are brought into contact with the metal plate material. Is partially reheated. And after returning a movable base to an original position again, after moving a metal plate material next, a reheated part is cut off by a cutting blade by moving a movable base to a bottom dead center.
ところで、熱間プレス加工後の金属板材に穴あけ、トリム、一部折り曲げ加工等の部分プレス加工を施す際に、特許文献1のように固定ベースと可動ベースの間で熱間プレス加工後の金属板材を部分再加熱して切除することで、刃物や金型への負担を軽減できるという利点がある。 By the way, when performing partial press processing such as drilling, trimming, and partial folding processing on the metal plate material after hot press processing, the metal after hot press processing between the fixed base and the movable base as in Patent Document 1. There is an advantage that the burden on the blade and the mold can be reduced by partially reheating and cutting the plate material.
しかし、特許文献1の場合は、固定ベースと可動ベースの間で金属板材を搬送しながら各工程を行うトランスファー式を前提としている。従って、発熱ブロックに内蔵されたシーズヒーターから放射される熱で熱間プレス加工後の金属板材を再加熱する際に、目標温度まで加熱するために時間がかかる場合、可動ベースの1ストロークに要する時間は部分加熱時の加熱時間よりも短くすることはできず、その結果、1ストロークに要する時間が長時間化して生産効率が悪化する。 However, in the case of Patent Document 1, it is premised on a transfer type in which each process is performed while a metal plate material is conveyed between a fixed base and a movable base. Accordingly, when it takes time to reheat the metal plate after hot pressing with the heat radiated from the sheathed heater built in the heat generating block, it takes one stroke of the movable base. The time cannot be made shorter than the heating time at the time of partial heating, and as a result, the time required for one stroke becomes longer and the production efficiency deteriorates.
また、特許文献1のようにシーズヒーターから放射される熱伝導による加熱方法では、金属板材と発熱ブロックとが接触している時間内に金属板材の温度を目標温度まで再加熱する必要があるが、このためには、シーズヒーターの温度を金属板材の目標温度よりも高く設定しておかなければならない。そのようにした場合、シーズヒーターからの輻射熱や熱伝導等によってプレス加工装置自体やその周囲の物まで加熱されて不具合の発生原因となることが考えられる。 Moreover, in the heating method by the heat conduction radiated from the sheathed heater as in Patent Document 1, it is necessary to reheat the temperature of the metal plate material to the target temperature within the time when the metal plate material and the heat generating block are in contact with each other. For this purpose, the temperature of the sheathed heater must be set higher than the target temperature of the metal plate. In such a case, it is conceivable that the press working apparatus itself and the surrounding objects are heated by radiant heat or heat conduction from the sheathed heater, causing a problem.
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、熱間プレス加工後の金属板材に一部プレス加工を施す場合に、金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱する際に時間の制約を殆ど受けないようにするとともに、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行えるようにすることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is, when giving a one part press processing to the metal plate material after a hot press process, a part of metal plate material becomes target temperature. It is intended to make it possible to perform from the hot press process to the partial press process efficiently, while being hardly subjected to time restrictions when reheating up to.
上記目的を達成するために、本発明では、熱間プレス加工後の金属板材を搬送中に再加熱してから一部プレス加工を施すようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the metal plate material after hot pressing is reheated during conveyance and then partially pressed.
第1の発明は、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材をプレス加工する熱間プレス加工用金型と、上記金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱するための部分加熱装置と、該部分加熱装置により加熱された上記金属板材の一部に対してプレス加工を施す一部プレス加工装置とを備えたプレス加工装置において、上記プレス加工装置は、上記熱間プレス加工用金型によって加工された上記金属板材を把持する把持部を有するとともに、該把持部で把持した上記金属板材を上記一部プレス加工装置まで搬送する搬送装置を備え、上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部をジュール熱により再加熱するように構成されることを特徴とする。 The first invention is a hot pressing mold for pressing a metal plate heated to a quenching temperature or higher, a partial heating device for reheating a part of the metal plate to a target temperature, In a press working apparatus comprising a partial press working apparatus that performs press working on a part of the metal plate material heated by the partial heating apparatus, the press working apparatus uses the hot press working mold. A gripping portion for gripping the processed metal plate material; and a transport device for transporting the metal plate material gripped by the gripping portion to the partial press processing device, wherein the partial heating device is one of the metal plate materials. The part is configured to be reheated by Joule heat.
この構成によれば、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材が熱間プレス加工用金型によってプレス加工されて冷却されることで熱間プレス加工された金属板材が得られる。この熱間プレス加工後の金属板材は、搬送装置の把持部によって把持されてから一部プレス加工装置まで搬送され、この搬送中に一部が部分加熱装置によって再加熱される。このとき、部分加熱装置は金属板材の一部をジュール熱により再加熱するものなので、金属板材を把持する前は熱を発生させることはなく、プレス加工装置自体やその周囲の物まで加熱されるのが抑制される。 According to this configuration, the metal plate material heated to the quenching temperature or higher is pressed by the hot press working mold and cooled, whereby the hot pressed metal plate material is obtained. The metal plate after the hot pressing is gripped by the gripping portion of the transporting device and then partially transported to the pressing device, and part of the metal plate is reheated by the partial heating device during the transporting. At this time, since the partial heating device reheats a part of the metal plate material by Joule heat, heat is not generated before the metal plate material is gripped, and the press working device itself and its surroundings are heated. Is suppressed.
また、部分加熱装置が作動することで金属板材の一部は直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝導による加熱に比べて早くなる。しかも、金属板材の搬送中に金属板材の一部が加熱されるので、熱間プレス加工用金型及び一部プレス加工装置のストローク時間による制約を受けることなく、金属板材の一部を目標温度まで再加熱することが可能になる。 In addition, since a part of the metal plate is immediately heated by operating the partial heating device, the time to reach the target temperature becomes faster than the heating by heat conduction of the heat generating block using the conventional sheathed heater. Moreover, since a part of the metal plate material is heated during the conveyance of the metal plate material, a part of the metal plate material is set to the target temperature without being restricted by the stroke time of the hot press mold and the partial press processing device. It becomes possible to reheat up to.
第2の発明は、第1の発明において、上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部に電流を供給する電極を備え、該電極は上記把持部に設けられていることを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the partial heating device includes an electrode for supplying a current to a part of the metal plate, and the electrode is provided in the grip portion.
この構成によれば、金属板材を搬送する際に、把持部によって把持した部分に電流を流すことによって当該部分が再加熱される。従って、金属板材の再加熱したい部分を把持することで、金属板材の搬送中に金属板材の一部を効率よく再加熱することが可能になる。 According to this configuration, when the metal plate material is transported, the portion is reheated by passing an electric current through the portion gripped by the grip portion. Therefore, by gripping a portion of the metal plate material that is desired to be reheated, it becomes possible to efficiently reheat a part of the metal plate material during the conveyance of the metal plate material.
第3の発明は、第2の発明において、上記部分加熱装置は、互いに対向するように上記把持部に設けられる第1電極及び第2電極と、該電極に電流を供給する電流供給部とを有し、上記第1電極及び上記第2電極は上記金属板材に厚み方向両側から接触することを特徴とする。 In a third aspect based on the second aspect, the partial heating device includes a first electrode and a second electrode provided on the grip portion so as to face each other, and a current supply portion that supplies a current to the electrode. The first electrode and the second electrode are in contact with the metal plate from both sides in the thickness direction.
この構成によれば、第1電極及び第2電極により金属板材の一部を厚み方向に把持した状態で電流供給部によって該電極に電流を流すと金属板材の一部に電流が流れてジュール熱が発生する。これにより、金属板材の一部のみが狙い通りに効率よく加熱される。 According to this configuration, when a current is supplied to the electrode by the current supply unit while a part of the metal plate is gripped in the thickness direction by the first electrode and the second electrode, a current flows to a part of the metal plate and Joule heat Will occur. Thereby, only a part of the metal plate material is efficiently heated as intended.
第4の発明は、第1の発明において、上記部分加熱装置は、誘導加熱部と、該誘導加熱部に電流を供給する電流供給部とを有していることを特徴とする。 According to a fourth aspect, in the first aspect, the partial heating device includes an induction heating unit and a current supply unit that supplies a current to the induction heating unit.
この構成によれば、金属板材の搬送時に誘導加熱部を金属板材の一部に接近または接触させることで、金属板材の一部にのみジュール熱が発生する。これにより、金属板材の一部のみが狙い通りに効率よく加熱される。 According to this configuration, Joule heat is generated only in a part of the metal plate material by bringing the induction heating unit close to or in contact with a part of the metal plate material during conveyance of the metal plate material. Thereby, only a part of the metal plate material is efficiently heated as intended.
第5の発明は、第1から4のいずれか1つの発明において、上記熱間プレス加工用金型と、上記一部プレス加工装置とは別々に駆動され、上記搬送装置は、産業用ロボットであることを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the hot press working mold and the partial press working device are driven separately, and the conveying device is an industrial robot. It is characterized by being.
この構成によれば、熱間プレス加工用金型及び一部プレス加工装置の動きとは関係なく金属板材を搬送することが可能になる。また、産業用ロボットの把持部によって金属板材の一部を把持して効率よく再加熱することが可能になる。 According to this configuration, the metal plate material can be conveyed regardless of the movement of the hot press mold and the partial press processing apparatus. In addition, a part of the metal plate material can be gripped by the grip portion of the industrial robot and efficiently reheated.
第1の発明によれば、熱間プレス加工後の金属板材を搬送装置によって一部プレス加工装置まで搬送する途中に金属板材の一部をジュール熱により目標温度となるまで再加熱することができ、その後、一部プレス加工装置によって金属板材の一部に対してプレス加工を施すことができる。これにより、金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱する際に制約を殆ど受けることなく、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行うことができる。 According to the first invention, a part of the metal plate material can be reheated to the target temperature by Joule heat while the metal plate material after hot pressing is being conveyed to the partial press processing device by the conveying device. Thereafter, a part of the metal plate material can be pressed by a partial press processing apparatus. Thereby, from a hot press process to a partial press process can be performed efficiently, without receiving restrictions almost at the time of reheating a part of metal plate material until it becomes target temperature.
第2の発明によれば、部分加熱装置を把持部に設けたので、金属板材の搬送中に金属板材の一部を効率よく再加熱することができる。 According to the second invention, since the partial heating device is provided in the grip portion, a part of the metal plate can be efficiently reheated during the conveyance of the metal plate.
第3の発明によれば、部分加熱装置の第1電極及び第2電極により金属板材の一部を厚み方向に把持した状態で電流を流すことができるので、金属板材の一部のみを狙い通りに効率よく加熱することができる。 According to the third invention, since the current can be passed in a state where a part of the metal plate is gripped in the thickness direction by the first electrode and the second electrode of the partial heating device, only a part of the metal plate is aimed. Can be efficiently heated.
第4の発明によれば、金属板材の一部を誘導加熱することができるので、金属板材の一部のみを狙い通りに効率よく加熱することができる。 According to the fourth invention, since a part of the metal plate material can be induction-heated, only a part of the metal plate material can be efficiently heated as intended.
第5の発明によれば、搬送装置を産業用ロボットにすることで、熱間プレス加工用金型及び一部プレス加工装置の動きとは関係なく金属板材を搬送することができるとともに、金属板材の一部を産業用ロボットが把持して搬送する途中に搬送時間を利用して効率よく再加熱することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the metal plate material can be conveyed irrespective of the movement of the hot press working mold and the partial press working device by making the conveying device an industrial robot. It is possible to efficiently reheat a part of the medium by using the transfer time while the industrial robot is gripping and transferring it.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1は、本発明の実施形態に係るプレス加工装置1のブロック図を示すものである。プレス加工装置1は、図3等に示す金属板材Wをプレス加工することによって例えば自動車部品等を得るための装置である。金属板材Wは、例えば高張力鋼板等の鋼板である。また、自動車部品としては、サスペンション装置を構成する部品や、各種フレーム、ピラー、ドアに取り付けられるインパクトビーム等を挙げることができる。また、金属板材Wの厚みとしては、例えば1.0mm〜2.0mmくらいであり、部品の種類に応じて任意の厚みのものを用いることができる。また、金属板材Wの材質も特に限定されない。 FIG. 1 is a block diagram of a press working apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The press working apparatus 1 is an apparatus for obtaining, for example, automobile parts by pressing a metal plate material W shown in FIG. The metal plate material W is a steel plate such as a high-tensile steel plate. In addition, examples of the automobile parts include parts constituting the suspension device, various frames, pillars, impact beams attached to doors, and the like. Moreover, as thickness of the metal plate W, it is about 1.0 mm-2.0 mm, for example, The thing of arbitrary thickness can be used according to the kind of components. Further, the material of the metal plate W is not particularly limited.
(プレス加工装置の全体構成)
プレス加工装置1は、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材Wをプレス加工(熱間プレス加工)した後に、トリミング加工、ピアス加工、フランジダウン加工を施すように構成されている。トリミング加工、ピアス加工、フランジダウン加工は、それぞれ、金属板材Wの一部にのみ施されるプレス加工である。
(Overall configuration of press working equipment)
The press processing apparatus 1 is configured to perform trimming processing, piercing processing, and flange down processing after pressing (hot pressing) a metal sheet W heated to a quenching temperature or higher. The trimming process, the piercing process, and the flange down process are press processes that are performed only on a part of the metal plate material W, respectively.
すなわち、図1に示すように、プレス加工装置1は、熱間プレス加工装置2と、トリミング装置3と、搬送ロボット4、40と、第1部分加熱装置5と、第2部分加熱装置6と、ピアス装置7と、フランジダウン装置8と、制御装置9とを備えている。熱間プレス加工装置2、トリミング装置3、搬送ロボット4、40、第1部分加熱装置5、第2部分加熱装置6、ピアス装置7及びフランジダウン装置8は、後述するように制御装置9によって制御される。
That is, as shown in FIG. 1, the press working apparatus 1 includes a hot
(熱間プレス加工装置の構成)
図2に示すように、熱間プレス加工装置2は、可動盤20と、可動盤20を上下方向に移動させる駆動装置21と、下金型22と、上金型23とを備えている。下金型22及び上金型23は、熱間プレス加工用金型である。駆動装置21は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置21が制御装置9によって制御されるようになっている。
(Configuration of hot press machine)
As shown in FIG. 2, the hot
可動盤20は駆動装置21に固定されている。上金型23は、可動盤20の下面に固定されている。従って、上金型23は駆動装置21によって上下方向に駆動され、図2に示す上死点位置と、図4に示す下死点位置との間で往復動する。
The
図2に示すように、下金型22は上金型23と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下金型22の上面には、成形面22aが上方へ膨出するように形成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、可動盤20には、金属板材Wを押さえるための押さえ部材24と、押さえ部材24を上下方向に変位可能に可動盤20に取り付ける弾性部材25とが設けられている。押さえ部材24は、下金型22の成形面22aの最も高い部分の直上方に位置付けられる。上金型23の幅方向(図2の左右方向)中央部には、押さえ部材24を上下方向に案内する案内面23a、23aが上下方向に延びるように形成されており、案内面23a、23aの上端部は可動盤20に達している。さらに、上金型23の幅方向中央部には、成形面23b、23bが案内面23a、23aよりも下方に位置するように形成されている。成形面23b、23bは下方へ行くほど互いの間隔が広がるように形成された傾斜面で構成されている。下金型22の成形面22aと、上金型23の成形面23b、23bとによって熱間プレス加工による金属板材Wの成形が行われるようになっている。尚、下金型22の成形面22a及び上金型23の成形面23b、23bの形状は一例である。
Further, the
弾性部材25は上下方向に伸縮するバネ等で構成することができる。弾性部材25の上端部は可動盤20に固定され、下端部は押さえ部材24に固定されている。これにより、押さえ部材24が下方から上方へ向けて所定の力で押圧されると、弾性部材25の付勢力に抗して上方へ変位することが可能になる。
The
(トリミング装置の構成)
図5に示すように、トリミング装置3は、可動盤30と、可動盤30を上下方向に移動させる駆動装置31と、下側保持型32と、上側加工具33、33とを備えており、金属板材Wを冷却することが可能になっている。駆動装置31は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置31が制御装置9によって制御されるようになっている。
(Configuration of trimming device)
As shown in FIG. 5, the
可動盤30は駆動装置31に固定されている。上側加工具33、33は、幅方向(図5の左右方向)に互いに間隔をあけて配置されており、上側加工具33、33の上端部が可動盤30に固定されている。従って、上側加工具33、33は駆動装置31によって上下方向に駆動され、図5に示す上死点位置と、図6に示す下死点位置との間で往復動する。上側加工具33、33は下方へ突出しており、各上側加工具33の下端縁部には、金属板材Wの一部を切断するための刃33aが形成されている。
The
可動盤30には、金属板材Wを上方から保持するための上側保持部材34と、上側保持部材34を上下方向に変位可能に可動盤30に取り付ける弾性部材35とが設けられている。上側保持部材34は、上側加工具33、33の間に配置されており、上側加工具33、33の側面によって上下方向に案内されるようになっている。上側保持部材34の下面には、保持面34aが上方へ窪むように形成されている。この保持面34aは、熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの上面形状に沿うように形成されている。
The
弾性部材35は上下方向に伸縮するバネ等で構成することができる。弾性部材35の上端部は可動盤30に固定され、下端部は上側保持部材34に固定されている。これにより、上側保持部材34が下方から上方へ向けて所定の力で押圧されると、弾性部材35の付勢力に抗して上方へ変位することが可能になる。
The
下側保持型32は、上側保持部材34と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下側保持型32の上面には、保持面32aが上方へ膨出するように形成されている。この保持面32aは、熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの下面形状に沿うように形成されている。
The
下側保持型32の幅方向両端縁部には、上記上側加工具33、33の刃33a、33aと共に金属板材Wの一部に剪断力を与えて該金属板材Wの一部を切断するための刃32b、32bが形成されている。
In order to cut a part of the metal plate material W by applying a shearing force to a part of the metal plate material W together with the
下側保持型32及び上側保持部材34には、金属板材Wを冷却するための冷却構造を設けることができる。冷却構造としては、例えば冷却媒体が流通する通路等を挙げることができる。
The
(搬送ロボットの構成)
搬送ロボット4、40は、6軸の多関節型産業用ロボットで構成されており、本発明の搬送装置に相当するものである。搬送ロボット4、40は、1台であってもよいし、複数台設けることもできる。搬送ロボット4は、図示しないベース部分が例えば床面等に固定されており、このベース部分から延びるアーム4aを備えている(図7に示す)。また、図12に示すように、搬送ロボット40は、ベース部分から延びるアーム40aを備えている。
(Configuration of transfer robot)
The transfer robots 4 and 40 are 6-axis articulated industrial robots and correspond to the transfer apparatus of the present invention. One transfer robot 4 or 40 may be provided, or a plurality of transfer robots may be provided. The transfer robot 4 has a base portion (not shown) fixed to a floor surface, for example, and includes an
図7では、搬送ロボット4が複数台設けられている場合について示している。各アーム4aには、金属板材Wを厚み方向に把持する把持部4bが設けられている。把持部4bは金属板材Wの厚み方向一側に配置される第1把持部4cと、金属板材Wの厚み方向他側に配置される第2把持部4dと、第1把持部4c及び第2把持部4dを互いに接離する方向に駆動する駆動部4eとを有している。搬送ロボット4は、熱間プレス加工されてトリミングされた後の金属板材Wを把持部4bによって把持し、把持部4bで把持した金属板材Wをトリミング装置3からピアス装置7まで搬送するためのものである。
FIG. 7 shows a case where a plurality of transfer robots 4 are provided. Each
また、図12に示す搬送ロボット40のアーム40aには、搬送ロボット4のアーム4aと同様に構成された把持部40bが設けられている。すなわち、把持部40bは金属板材Wの厚み方向一側に配置される第1把持部40cと、金属板材Wの厚み方向他側に配置される第2把持部40dと、第1把持部40c及び第2把持部40dを互いに接離する方向に駆動する駆動部40eとを有している。搬送ロボット40は、ピアス装置7によってピアス加工された金属板材Wを把持部40bによって把持し、把持部40bで把持した金属板材Wをピアス装置7からフランジダウン装置8まで搬送するためのものである。
In addition, the
(第1部分加熱装置の構成)
第1部分加熱装置5は、導体からなる部材に電流を流すことによってジュール熱を発生させ、発生したジュール熱によって当該部材を加熱するように構成された、いわゆる通電加熱装置であり、従来から鋼板等を焼入れする際に使用されているものである。すなわち、第1部分加熱装置5は、電流供給部5aと第1電極5bと第2電極5cとを備えており、電流供給部5aは第1電極5b及び第2電極5cに電気的に接続されている。図7に示すように、第1電極5bは、搬送ロボット4のアーム4aの第1把持部4cに設けられており、また、第2電極5cは当該アーム4aの第2把持部4dに設けられている。そして、把持部4bが金属板材Wを厚み方向に把持すると、第1電極5bが金属板材Wの一側面に当接し、第2電極5cが金属板材Wの他側面に当接して、第1電極5b及び第2電極5cが金属板材Wと導通状態になる。
(Configuration of the first partial heating device)
The first
電流供給部5aは、熱間プレス加工後の金属板材Wの一部を再加熱するのに必要な電流を第1電極5b及び第2電極5cに供給するためのものである。電流値や通電時間は金属板材Wの厚みや材質、目標温度等によって変更される。電流供給部5aは、制御装置9によって制御され、予め設定された電流値を所定時間流すように構成されている。
The
尚、図7では、2台の搬送ロボット4の把持部4bにそれぞれ第1電極5b及び第2電極5cを設けているので、同時に2箇所を加熱することができるようになっている。
In FIG. 7, the
(第2部分加熱装置の構成)
第2部分加熱装置6は、電磁誘導の原理を利用して部材にジュール熱を発生させ、発生したジュール熱によって当該部材を加熱するように構成された、いわゆる誘導加熱装置(IH加熱装置)であり、従来から鋼板等を焼入れする際に使用されているものである。すなわち、第1部分加熱装置6は、電流供給部6aと、コイル等を有する誘導加熱部6bとを備えており、電流供給部6aは誘導加熱部6bに電気的に接続されている。
(Configuration of second partial heating device)
The second
図12に示すように、誘導加熱部6bは、搬送ロボット40のアーム40aの第2把持部40dに設けられている。そして、把持部40bが金属板材Wを厚み方向に把持すると、誘導加熱部6bが金属板材Wの一側面に当接する。尚、誘導加熱部6bは金属板材Wに接近させるように配置してもよい。
As shown in FIG. 12, the
電流供給部6aは、熱間プレス加工後の金属板材Wの一部を再加熱するのに必要な電流を誘導加熱部6bに供給するためのものである。電流値や通電時間は金属板材Wの厚みや材質、目標温度等によって変更される。電流供給部6aは、制御装置9によって制御され、予め設定された電流値を所定時間流すように構成されている。
The
(ピアス装置の構成)
図8に示すように、ピアス装置7は、駆動装置71と、下側保持型72と、上側保持型73と、ピアス加工具74、74とを備えており、金属板材Wの一部にピアス加工を施すための装置である。この実施形態では、金属板材Wにおける第1部分加熱装置で再加熱された2箇所にピアス加工を施すように構成されている。
(Configuration of piercing device)
As shown in FIG. 8, the piercing
上側保持型73は駆動装置71に固定されている。駆動装置71は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置71が制御装置9によって制御されるようになっている。上側保持型73は駆動装置71によって上下方向に駆動され、図8及び図11に示す上死点位置と、図9及び図10に示す下死点位置との間で往復動する。
The upper holding
上側保持型73の下面には、保持面73aが上方へ窪むように形成されている。この保持面73aは、熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの上面形状に沿うように形成されている。また、上側保持型73の幅方向(図8の左右方向)両側には、それぞれ、ピアス加工具74が挿通する挿通孔73bが形成されている。挿通孔73bは保持面73aに開口している。
A holding
下側保持型72は、上側保持型73と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下側保持型72の上面には、保持面72a、72aが形成されている。この保持面72a、72aは、熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの下面形状に沿うように形成されている。
The
下側保持型72には、打ち抜き屑を排出するための排出孔72bが形成されるとともに、ピアス加工具74が挿通する挿通孔72cが形成されている。挿通孔72cと排出孔72bとは連通している。
The lower holding die 72 is formed with a
ピアス加工具74は、金属板材Wの一部に貫通孔W1(図12等に示す)を形成するためのものであり、金属板材Wにおける第1部分加熱装置5で再加熱された部分を打ち抜くように配置されている。ピアス加工具74の形状は、貫通孔W1が円形であれば円柱状とし、貫通孔W1が多角形であれば多角柱状とする。ピアス加工具74は、図示しないピアス加工具駆動装置によって軸線方向に進退駆動されるようになっている。ピアス加工具駆動装置は制御装置9によって制御され、図8に示す後退位置と、図10に示す進出位置とに切り替えられる。尚、ピアス加工具74は、図示しないカムによって駆動するように構成して、上側保持型73の昇降動作に連動させてもよい。
The piercing
(フランジダウン装置の構成)
図13に示すように、フランジダウン装置8は、可動盤80と、可動盤80を上下方向に移動させる駆動装置81と、下側保持型82と、上側加工具85とを備えており、金属板材Wの一部である一方のフランジ部W2を下方へ折り曲げるフランジダウン加工を施すための装置である。駆動装置81は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置81が制御装置9によって制御されるようになっている。
(Configuration of flange down device)
As shown in FIG. 13, the flange down
可動盤80は駆動装置81に固定されている。上側加工具85は、可動盤80の下面に固定されている。従って、上側加工具85は駆動装置81によって上下方向に駆動され、図13に示す上死点位置と、図15に示す下死点位置との間で往復動する。
The
上側加工具85は、左側(図5における左側)に偏位している。また、可動盤80には、金属板材Wを上方から保持するための上側保持部材83と、上側保持部材83を上下方向に変位可能に可動盤80に取り付ける弾性部材84とが設けられている。上側保持部材83は、上側加工具85の右側(図5における右側)に配置されている。上側保持部材83の下面には、保持面83aが形成されている。この保持面83aは、熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの上面形状に沿うように形成されている。
The
弾性部材84は上下方向に伸縮するバネ等で構成することができる。弾性部材84の上端部は可動盤80に固定され、下端部は上側保持部材83に固定されている。これにより、上側保持部材83が下方から上方へ向けて所定の力で押圧されると、弾性部材84の付勢力に抗して上方へ変位することが可能になる。
The
下側保持型82は、上側保持部材83と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下側保持型82の上面には、保持面82aが上方へ膨出するように形成されている。この保持面82aは、熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの下面形状に沿うように形成されている。
The
下側保持型82の左端縁部には、上記上側加工具85の右端縁部に設けられている角部85bと共に金属板材Wの一部に加工力を与えて該金属板材Wの一部を加工するための角部82bが形成されている。尚、上側加工具85の右側面85aは熱間プレス加工装置2によって成形された金属板材Wの側面形状に沿うように形成されている。
A processing force is applied to a part of the metal plate W together with the
(制御装置の構成)
制御装置9は、例えばマイクロコンピュータ等を内蔵した制御盤等で構成されており、以下に述べるように各装置を制御して、熱間プレス加工工程、トリミング工程、第1搬送及び再加熱工程、ピアス工程、第2搬送及び再加熱工程、フランジダウン工程を含む一連のプレス成形方法を実行する。
(Configuration of control device)
The
熱間プレス加工工程は、まず、熱間プレス加工装置2の駆動装置21を制御して図2に示すように上金型23を上死点位置にしておく。そして、図示しない加熱装置によって焼入れ温度以上(例えば850℃)まで加熱された金属板材Wを図示しない搬送装置によって下金型22の上に載置した後、駆動装置21を制御して図3に示すように上金型23を下降させていくと、押さえ部材24が金属板材Wの上面に接触して金属板材Wが押さえ部材24と下金型22とで挟持される。そして、図4に示すように上金型23が下死点位置まで下降すると金属板材Wが熱間プレス加工されて、上方に凸状をなすとともに、下端部に水平方向に延出する2つのフランジ部W2、W2が形成される。この熱間プレス加工工程では型締めは行わず、下死点位置まで下降した上金型23はすぐに上死点位置まで移動させる。熱間プレス加工が完了すると、金属板材Wの温度は約500℃まで降下する。
In the hot pressing process, first, the driving
熱間プレス加工工程の後、図示しない搬送装置によって金属板材Wをトリミング装置3まで素早く搬送して下側保持型32に載置し(図5参照)、トリミング工程を行う。金属板材Wの搬送前までに、駆動装置31を制御して図5に示すように上側加工具33、33及び上側保持部材34を上死点位置にしておく。熱間プレス加工装置2とトリミング装置3とは近接しており、トリミング装置3の下側保持型32に金属板材Wを載置した時点の当該金属板材Wの温度は約500℃である。
After the hot pressing process, the metal plate W is quickly transported to the
その後、駆動装置31を制御して図6に示すように上側加工具33、33及び上側保持部材34を下死点位置にする。この途中において、上側保持部材34が金属板材Wに接触して金属板材Wが保持される。金属板材Wが保持された後に、上側加工具33、33の刃33a、33aと、下側保持型32の刃32b、32bとによって金属板材Wのフランジ部W2、W2の先端側を切除する。このトリミング工程では3秒〜5秒程度の型締め時間を設けて金属板材Wを冷却して当該金属板材Wの温度を約100℃まで降下させる。
Thereafter, the
次いで、第1搬送及び再加熱工程を行う。第1搬送及び再加熱工程では、図示しない脱型装置によって金属板材Wをトリミング装置3の下側保持型32から脱型した後、図7に示す2台の搬送ロボット4を使用して金属板材Wをピアス装置7の下側保持型72(図8に示す)まで搬送するとともに、搬送中に金属板材Wの一部を再加熱する。すなわち、各搬送ロボット4のアーム4aの把持部4bで金属板材Wを厚み方向に把持し、第1電極5bと第2電極5cとを金属板材Wに接触させる。第1電極5bと第2電極5cとが金属板材Wに接触したら第1部分加熱装置5の電流供給部5aによる電流供給を開始する。すると、金属板材Wの一部に厚み方向に電流が流れてジュール熱が発生し、金属板材Wの一部がジュール熱により再加熱される。従って、金属板材Wの搬送時間を利用して金属板材Wの一部を再加熱することができる。また、金属板材Wの一部に電流を流すとその一部は直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝達による加熱に比べて早くなる。尚、金属板材Wの一部の再加熱後の温度は、例えば約500℃にすることができる。
Subsequently, a 1st conveyance and a reheating process are performed. In the first transfer and reheating process, the metal plate material W is removed from the lower holding die 32 of the
図8に示すように、金属板材Wをピアス装置7の下側保持型72に搬送する前までに、駆動装置71を制御して上側保持型73を上死点位置にしておく。その後、ピアス工程を行う。まず、図9に示すように、駆動装置71を制御して上側保持型73を下死点位置まで下降させる。その後、図10に示すように、図示しないピアス加工具駆動装置を制御してピアス加工具74、74を進出させると、金属板材Wにおける第1部分加熱装置で再加熱された部分が打ち抜かれてピアス加工が完了する。ピアス加工の完了後にピアス加工具74、74を後退させてから駆動装置71を制御して上側保持型73を上死点位置まで上昇させる。
As shown in FIG. 8, before the metal plate W is transferred to the lower holding die 72 of the piercing
次いで、第2搬送及び再加熱工程を行う。第2搬送及び再加熱工程では、図示しない脱型装置によって金属板材Wをピアス装置7の下側保持型72から脱型した後、図12に示すように搬送ロボット40のアーム40aを使用して金属板材Wをフランジダウン装置8の下側保持型82(図13に示す)まで搬送するとともに、搬送中に金属板材Wの一部を再加熱する。すなわち、搬送ロボット40のアーム40aの把持部40bで金属板材Wを厚み方向に把持し、第2部分加熱装置6の誘導加熱部6bを金属板材Wに接触させる。誘導加熱部6bが金属板材Wに接触したら第2部分加熱装置6の電流供給部6aによる電流供給を開始する。すると、金属板材Wの一部にジュール熱が発生し、金属板材Wの一部がジュール熱により再加熱される。従って、金属板材Wの搬送時間を利用して金属板材Wの一部を再加熱することができる。また、金属板材Wの一部は誘導加熱によって直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝達による加熱に比べて早くなる。尚、金属板材Wの一部の再加熱後の温度は、例えば約500℃にすることができる。
Subsequently, a 2nd conveyance and a reheating process are performed. In the second transfer and reheating process, the metal plate W is removed from the lower holding die 72 of the piercing
図13に示すように、金属板材Wをフランジダウン装置8の下側保持型82に搬送する前までに、駆動装置81を制御して上側保持部材83及び上側加工具85を上死点位置にしておく。その後、フランジダウン工程を行う。まず、図14に示すように、駆動装置81を制御して上側保持部材83及び上側加工具85を下降させていき、上側保持部材83及び下側保持型82によって金属板材Wを保持し、その後、上側加工具85が下死点位置となるまでに、上側加工具85の角部85bと、下側保持型82の角部82bとによって金属板材Wのフランジ部W2を下方へ折り曲げる(図15参照)。このフランジダウン加工の完了後に駆動装置81を制御して上側保持部材83及び上側加工具85を上死点位置まで上昇させる。その後、金属板材Wを脱型する。
As shown in FIG. 13, before the metal plate W is transferred to the lower holding die 82 of the flange down
(実施形態の作用効果)
以上説明したように、この実施形態によれば、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材Wが熱間プレス加工されて冷却された後、その金属板材がピアス装置7まで搬送される途中に金属板材Wの一部がジュール熱により再加熱される。また、フランジダウン装置8まで搬送される途中においても金属板材Wの一部がジュール熱により再加熱される。ジュール熱による加熱であることから、金属板材Wを把持する前は熱を発生させることはなく、プレス加工装置1自体やその周囲の物まで加熱されるのが抑制される。
(Effect of embodiment)
As described above, according to this embodiment, after the metal plate W heated to the quenching temperature or more is hot pressed and cooled, the metal plate is transferred to the piercing
また、金属板材Wの一部はジュール熱によって直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝導による加熱に比べて早くなる。しかも、金属板材Wの搬送中に金属板材Wの一部が加熱されるので、熱間プレス加工装置2やトリミング装置3のストローク時間による制約を受けることなく、金属板材Wの一部を目標温度まで再加熱することができる。これにより、金属板材Wの一部を再加熱する際に制約を殆ど受けることなく、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行うことができる。
Further, since a part of the metal plate W is immediately heated by Joule heat, the time to reach the target temperature is faster than the heating by heat conduction of the heat generating block using the conventional sheathed heater. In addition, since a part of the metal plate W is heated during the conveyance of the metal plate W, a part of the metal plate W is brought to the target temperature without being restricted by the stroke time of the hot
(他の実施形態)
上記実施形態では、フランジダウン工程を行うようにしているが、フランジダウン工程は省略してもよい。この場合、第2搬送及び再加熱工程も省略されることになる。そして、第2部分加熱装置6、フランジダウン装置8及び搬送ロボット40を省略することができる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the flange down process is performed, but the flange down process may be omitted. In this case, the second conveyance and the reheating process are also omitted. And the 2nd
また、上記実施形態では、ピアス工程を施すようにしているが、ピアス工程は省略してもよい。この場合、第1搬送及び再加熱工程において図12に示すようなアーム40bを使用して金属板材Wをトリミング装置3からフランジダウン装置8まで搬送するように搬送経路を設定し、第2搬送及び再加熱工程は省略する。
In the above embodiment, the piercing process is performed, but the piercing process may be omitted. In this case, in the first transport and reheating process, the transport path is set so that the metal plate W is transported from the
また、上記実施形態では、ピアス工程の後にフランジダウン工程を行うようにしているが、これとは反対に、フランジダウン工程の後にピアス工程を行うようにしてもよい。この場合、第1搬送及び再加熱工程において図12に示すようなアーム40bを使用して金属板材Wをトリミング装置3からフランジダウン装置8まで搬送するように搬送経路を設定し、第2搬送及び再加熱工程において図7に示すようなアーム4b、4bを使用して金属板材Wをフランジダウン装置8からピアス装置7まで搬送するように搬送経路を設定すればよい。ピアス装置7の構造は、フランジダウン後の金属板材Wの形状に合うように変更すればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the flange down process is performed after a piercing process, you may make it perform a piercing process after a flange down process on the contrary. In this case, in the first transport and reheating process, the transport path is set so that the metal plate W is transported from the
また、上記実施形態では、第1部分加熱装置5を通電加熱装置とし、第2部分加熱装置6を誘導加熱装置としたが、これに限らず、第1部分加熱装置5を誘導加熱装置とし、第2部分加熱装置6を通電加熱装置としてもよいし、第1部分加熱装置5及び第2部分加熱装置6を誘導加熱装置としてもよいし、第1部分加熱装置5及び第2部分加熱装置6を通電加熱装置としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係るプレス加工装置は、例えば、自動車部品を製造する場合に使用することができる。 As described above, the press working apparatus according to the present invention can be used, for example, when manufacturing automobile parts.
1 プレス加工装置
4、40 搬送ロボット(搬送装置)
4b、40b 把持部
5 第1部分加熱装置
5a 電流供給部
5b 第1電極
5c 第2電極
6 第2部分加熱装置
7 ピアス装置(一部プレス加工装置)
8 フランジダウン装置(一部プレス加工装置)
22 下金型(熱間プレス加工用金型)
23 上金型(熱間プレス加工用金型)
W 金属板材
1 Press processing device 4, 40 Conveying robot (conveying device)
4b,
8 Flange down device (partial press processing device)
22 Lower mold (hot press mold)
23 Upper mold (Die for hot pressing)
W Metal plate
Claims (5)
上記プレス加工装置は、上記熱間プレス加工用金型によって加工された上記金属板材を把持する把持部を有するとともに、該把持部で把持した上記金属板材を上記一部プレス加工装置まで搬送する搬送装置を備え、
上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部をジュール熱により再加熱するように構成されることを特徴とするプレス加工装置。 A hot pressing mold for pressing a metal plate heated to a temperature higher than the quenching temperature, a partial heating device for reheating a part of the metal plate to a target temperature, and heating by the partial heating device In a press working apparatus provided with a partial press working apparatus that performs a press work on a part of the metal plate material that is made,
The press working apparatus has a grip part for gripping the metal plate material processed by the hot press working die, and transports the metal plate material gripped by the grip part to the partial press processing apparatus. Equipped with equipment,
The said partial heating apparatus is comprised so that a part of said metal plate material may be reheated by Joule heat, The press work apparatus characterized by the above-mentioned.
上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部に電流を供給する電極を備え、該電極は上記把持部に設けられていることを特徴とするプレス加工装置。 In the press processing apparatus of Claim 1,
The said partial heating apparatus is provided with the electrode which supplies an electric current to a part of said metal plate material, This electrode is provided in the said holding part, The press work apparatus characterized by the above-mentioned.
上記部分加熱装置は、互いに対向するように上記把持部に設けられる第1電極及び第2電極と、該電極に電流を供給する電流供給部とを有し、
上記第1電極及び上記第2電極は上記金属板材に厚み方向両側から接触することを特徴とするプレス加工装置。 In the press processing apparatus of Claim 2,
The partial heating device includes a first electrode and a second electrode provided on the grip portion so as to face each other, and a current supply portion that supplies a current to the electrode,
The press working apparatus, wherein the first electrode and the second electrode are in contact with the metal plate material from both sides in the thickness direction.
上記部分加熱装置は、誘導加熱部と、該誘導加熱部に電流を供給する電流供給部とを有していることを特徴とするプレス加工装置。 In the press processing apparatus of Claim 1,
The partial heating apparatus includes an induction heating unit and a current supply unit that supplies current to the induction heating unit.
上記熱間プレス加工用金型と、上記一部プレス加工装置とは別々に駆動され、
上記搬送装置は、産業用ロボットであることを特徴とするプレス加工装置。 In the press processing apparatus as described in any one of Claim 1 to 4,
The hot press working mold and the partial press working device are driven separately,
The above-mentioned transfer device is an industrial robot.
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