JP2024044558A - 金型交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型ストッカの搬送動作の安定と、金型の交換時間の短縮とを両立させる。【解決手段】金型交換装置５は、複数の下金型ストッカ６５の中から、対象となる下金型ストッカ６５を取り出して、下金型ホルダ１８の側方に設定された下金型交換位置へと下金型ストッカ６５を搬送する下金型ステーション８０と、下金型ステーション８０の動作を制御する制御装置１００と、を備えている。下金型ステーション８０は、ストッカ支持部８５と、ストッカ支持部８５を昇降させるエアシリンダ８６と、エアシリンダ８６から排気されるエアの量を調整するエア調整ユニット８７と、エアシリンダ８６の作動ロッド８６１のストローク位置を検出するセンサ部８６５と、を有している。制御装置１００は、ストローク位置に基づいてエア調整ユニット８７を制御して、ストッカ支持部８５の昇降速度を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、金型交換装置に関する。

プレスブレーキなどの曲げ加工機と、曲げ加工機の側方に設置された金型収納装置との間で、金型交換装置を用いて金型を自動で交換する技術が知られている。例えば特許文献１には、金型収納装置に収納されてダイなどの金型を保持する金型ストッカを、プレスブレーキの金型ホルダの側方に設定される金型交換位置へと搬送する金型ステーションが開示されている。

金型ステーションは、金型ストッカを支持するストッカ支持部と、ストッカ支持部を上下方向及び前後方向に移動させる駆動機構を備えている。ストッカ支持部を移動させることで、金型ストッカを取り出したり、取り出した金型ストッカを金型交換位置へと搬送したりすることとができる。たとえば、ストッカ支持部の上下方向の移動には、エアシリンダが用いられる。

特開２０１６－０８３６７３号公報

通常、エアシリンダの作動ロッドは、ストローク全長に渡って一定の速度で移動する。作動ロッドの移動速度が速すぎる場合、金型ストッカを受け渡す際の衝撃が大きくなり、大きな音が発生したり、金型ストッカが保持する金型の位置ずれ若しくは落下が発生したりする。一方、作動ロッドの動作速度を遅くした場合には、金型交換に要する時間が長くなってしまう。

本発明の一態様は、金型を保持する複数の金型ストッカが設けられた金型収納装置と、曲げ加工機のテーブルに金型を装着するための金型ホルダとの間で金型の交換を行う金型交換装置において、後方向に配列された複数の金型ストッカの中から、対象となる金型ストッカを取り出して、金型ホルダの側方に設定された金型交換位置へと金型ストッカを搬送する金型ステーションと、金型ステーションの動作を制御する制御装置と、を備え、金型ステーションは、金型ストッカを下方から支持するストッカ支持部と、ストッカ支持部に連結された作動ロッドを上下方向に移動させて、ストッカ支持部を昇降させるエアシリンダと、エアシリンダから排気されるエアの量、及びエアシリンダに供給されるエアの量を調整するエア調整ユニットと、作動ロッドのストローク位置を検出するセンサ部と、を有し、制御装置は、ストローク位置に基づいてエア調整ユニットを制御して、ストッカ支持部の昇降速度を制御する金型交換装置である。

本発明の一態様によれば、ストッカ支持部の位置に応じて、昇降速度を切り替えることができる。低速昇降では、金型ストッカに生じる衝撃を抑制し、併せて金型ストッカが保持する金型の位置ずれ若しくは落下を抑制することができる。これにより、金型ストッカの搬送動作の安定というメリットが得られる。一方、高速昇降では、金型ストッカを迅速に搬送することができるので、金型の交換時間の短縮というメリットが得られる。

本発明の一態様によれば、金型ストッカの搬送動作の安定と、金型の交換時間の短縮とを両立させることができる。

図１は、本実施形態に係る金型交換装置を含む曲げ加工システムの構成を模式的に示す正面図である。 図２は、金型収納装置の要部を示す斜視図である。 図３は、金型収納装置の要部を示す側面図である。 図４は、下金型ステーションを示す正面図である。 図５は、エア調整ユニットの構成を示す説明図である。 図６Ａは、上昇高速動作におけるエア調整ユニットの動作を示す説明図である。 図６Ｂは、上昇低速動作におけるエア調整ユニットの動作を示す説明図である。 図６Ｃは、下降高速動作におけるエア調整ユニットの動作を示す説明図である。 図６Ｄは、下降低速動作におけるエア調整ユニットの動作を示す説明図である。 図７は、下金型ステーションの動作概念を示す説明図である。

以下、図面を参照し、本実施形態に係る金型交換装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る金型交換装置５を含む曲げ加工システムの構成を模式的に示す正面図である。以下の説明では、方向の定義として、左右方向、前後方向、及び上下方向を用いる。左右方向及び前後方向は、水平方向において直交する２つの方向に対応し、上下方向は鉛直方向に対応する。図１において、紙面手前側が前方向に相当し、紙面奥側が後方向に相当する。もっとも、これらの方向は、曲げ加工機の構成を説明するために、便宜的に用いられるに過ぎない。

金型交換装置５は、下金型２を保持する複数の下金型ストッカ６５が設けられた金型収納装置６と、曲げ加工機１の下部テーブル１２に下金型２を装着するための下金型ホルダ１８との間で下金型２の交換を行う金型交換装置５において、前後方向に配列された複数の下金型ストッカ６５の中から、対象となる下金型ストッカ６５を取り出して、下金型ホルダ１８の側方に設定された下金型交換位置へと下金型ストッカ６５を搬送する下金型ステーション８０と、下金型ステーション８０の動作を制御する制御装置１００と、を備えている。下金型ステーション８０は、下金型ストッカ６５を下方から支持するストッカ支持部８５と、ストッカ支持部８５に連結された作動ロッド８６１を上下方向に移動させて、ストッカ支持部８５を昇降させるエアシリンダ８６と、エアシリンダ８６から排気されるエアの量、及びエアシリンダ８６に供給されるエアの量を調整するエア調整ユニット８７と、作動ロッド８６１のストローク位置を検出するセンサ部８６５と、を有し、制御装置１００は、ストローク位置に基づいてエア調整ユニット８７を制御して、ストッカ支持部８５の昇降速度を制御する。

つぎに、曲げ加工システムの詳細について説明する。曲げ加工システムは、曲げ加工機１と、金型交換装置５と、金型収納装置６と、を備えている。

曲げ加工機１は、例えばプレスブレーキであり、下金型２と上金型４との協働により、板金などの板状のワークＷに対して曲げ加工を行う加工機である。

曲げ加工機１は、一対のサイドプレート１０と、下部テーブル１２と、上部テーブル１４と、テーブル駆動機構１６と、を備えている。

一対のサイドプレート１０は、左右方向に離隔して配置されている。一対のサイドプレート１０の下部には、左右方向に延びた下部テーブル１２が設けられ、一対のサイドプレート１０の上部には、左右方向に延びた上部テーブル１４が設けられている。上部テーブル１４は、上下方向に移動可能に構成されている。個々のサイドプレート１０の上部には、上部テーブル１４を上下方向に移動させるテーブル駆動機構１６が設けられている。テーブル駆動機構１６は、例えば油圧シリンダであるが、サーボモータなどでもよい。上部テーブル１４は、下部テーブル１２に対して相対的に移動可能であればよく、曲げ加工機１は、上部テーブル１４を固定した状態で、下部テーブル１２を上下方向へ移動させるように構成されていてもよい。

下部テーブル１２の上側には、ダイなどの下金型２を着脱可能に保持する下金型ホルダ１８が設けられている。下金型ホルダ１８には、下金型２のシャンク部（基部）を挿入するためのホルダ溝が左右方向に沿って形成されている。下金型ホルダ１８は、下金型２を固定するクランプ機構を有している。

上部テーブル１４の下側には、パンチなどの上金型４を着脱可能に保持する上金型ホルダ２０が設けられている。上金型ホルダ２０には、上金型４のシャンク部（基部）を挿入するためのホルダ溝が左右方向に沿って形成されている。上金型ホルダ２０は、上金型４を固定するクランプ機構を有している。

曲げ加工機１の右側には、金型収納装置６が隣接して設けられている。金型収納装置６は、複数の下金型２及び複数の上金型４を収納する。

図２は、金型収納装置６の要部を示す斜視図である。図３は、金型収納装置６の要部を示す側面図である。金型収納装置６は、本体フレーム６０と、複数の下金型ストッカ６５と、複数の上金型ストッカ６７と、を備えている。

本体フレーム６０は、前後方向に延びる一対のベースフレーム６０ａと、ベースフレーム６０ａに対して起立する４つの支柱６０ｂと、を備えている。

複数の下金型ストッカ６５は、本体フレーム６０に設けられた、前後方向に延びる下部支持フレーム６１に沿って、前から後に並んでいる。下部支持フレーム６１には、複数の下金型ストッカ６５をそれぞれ支持する複数の下金型ストッカ格納部（図示せず）が設けられている。下金型ストッカ６５の両端は、下金型ストッカ格納部によって着脱可能に支持されている。

個々の下金型ストッカ６５は、左右方向に延在し、１つ以上の下金型２を保持している。個々の下金型ストッカ６５は、下金型２の先端（刃先）が上向きとなる姿勢で、下金型２を保持している。個々の下金型ストッカ６５は、上方向へと持ち上げることで、下金型ストッカ格納部から取り外すことができる。

なお、下金型ストッカ６５には、曲げ加工に直接利用される下金型２以外にも、清掃用治具、キャリブレーション用治具を収納することができる。ここで、清掃用治具は、下金型ホルダ１８のホルダ溝に沿って移動することで、下金型ホルダ１８の清掃を行う治具である。一方、キャリブレーション用治具は、ワークＷの曲げ角度を測定する接触式角度センサの測定値補正用の治具であり、下金型ホルダ１８に装着されて使用される。これらの治具は、使用頻度が低いことから、複数の下金型ストッカ６５のうち、最も後側の下金型ストッカ６５に収納されることが好ましい。

複数の上金型ストッカ６７は、本体フレーム６０に設けられた、前後方向に延びる上部支持フレーム６２に沿って、前から後に並んでいる。上部支持フレーム６２には、複数の上金型ストッカ６７をそれぞれ支持する複数の上金型ストッカ格納部（図示せず）が設けられている。上金型ストッカ６７の両端は、上金型ストッカ格納部によって着脱自在に支持されている。

個々の上金型ストッカ６７は、左右方向に延在し、１つ以上の上金型４を保持している。個々の上金型ストッカ６７は、上金型４の先端（刃先）が下向きとなる姿勢で、上金型４を保持している。個々の上金型ストッカ６７は、上方向へと持ち上げることで、上金型ストッカ格納部から取り外すことができる。

金型交換装置５は、金型収納装置６と下金型ホルダ１８との間で下金型２の交換を行うとともに、金型収納装置６と上金型ホルダ２０との間で上金型４の交換を行う。金型交換装置５は、下金型ステーション８０と、上金型ステーション９０と、を備えている。なお、図２及び図３では上金型ステーション９０は省略されている。

下金型ステーション８０は、複数の下金型ストッカ６５の下方にある、金型収納装置６の下側空間に配置されている。下金型ステーション８０は、本体フレーム６０の下側に配設された、前後方向に延びる下部ステーションフレーム６３上に設けられている。

下金型ステーション８０は、複数の下金型ストッカ６５の中から、対象となる下金型ストッカ６５を取り出す。下金型ステーション８０は、取り出した下金型ストッカ６５を上下方向及び前後方向に移動することによって、この下金型ストッカ６５を所定の下金型交換位置に位置決めすることができる。下金型交換位置は、下金型ホルダ１８の右側に隣接する位置に設定されている。

上金型ステーション９０は、複数の上金型ストッカ６７の上方にある、金型収納装置６の上側空間に配置されている。上金型ステーション９０は、本体フレーム６０の上側に配設された、前後方向に延びる上部ステーションフレーム６４によって支持されている。

上金型ステーション９０は、複数の上金型ストッカ６７の中から、対象となる上金型ストッカ６７を取り出す。上金型ステーション９０は、取り出した上金型ストッカ６７を上下方向及び前後方向に移動することによって、この上金型ストッカ６７を所定の上金型交換位置に位置決めすることができる。上金型交換位置は、上金型ホルダ２０の右側に隣接する位置に設定されている。

図１に示すように、金型交換装置５は、左右の下金型交換ユニット５５Ｌ、５５Ｒと、左右の上金型交換ユニット５６Ｌ、５６Ｒと、下部ガイド５７と、上部ガイド５８と、をさらに備えている。

左右の下金型交換ユニット５５Ｌ、５５Ｒは、下金型ホルダ１８に対して下金型２を配置する。具体的には、左右の下金型交換ユニット５５Ｌ、５５Ｒは、下金型交換位置に位置決めされた下金型ストッカ６５（図１では省略）から下金型ホルダ１８へと下金型２を移動したり、下金型ホルダ１８に対する下金型２の位置決めを行ったりする。左右の下金型交換ユニット５５Ｌ、５５Ｒは、下部テーブル１２の後側に設けられている。

下部ガイド５７は、下部テーブル１２の後側に固定されている。下部ガイド５７は、下金型ホルダ１８に沿って左右方向に延在している。下部ガイド５７の左右端は、下金型ホルダ１８よりも左右方向に延在している。

左右の上金型交換ユニット５６Ｌ、５６Ｒは、上金型ホルダ２０に対して上金型４を配置する。具体的には、左右の上金型交換ユニット５６Ｌ、５６Ｒは、上金型交換位置に位置決めされた上金型ストッカ６７（図１では省略）から上金型ホルダ２０への上金型４を移動したり、上金型ホルダ２０に対する上金型４の位置決めを行ったりする。左右の上金型交換ユニット５６Ｌ、５６Ｒは、上部テーブル１４の後側に設けられている。

上部ガイド５８は、上部テーブル１４の後側に固定されている。上部ガイド５８は、上金型ホルダ２０に沿って左右方向に延在している。上部ガイド５８の左右端は、上金型ホルダ２０よりも左右方向に延在している。

曲げ加工機１は、制御装置１００を有している。制御装置１００は、曲げ加工機１、金型交換装置５の動作を制御する装置である。制御装置１００は、例えばＮＣ（Numerical Control：数値制御）装置などのコンピュータである。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）などのハードウェアプロセッサと、メモリと、各種のインターフェースと、を主体に構成されている。メモリ、各種のインターフェースは、バスを介してハードウェアプロセッサに接続されている。

コンピュータには、所定のコンピュータプログラムがインストールされている。ハードウェアプロセッサがコンピュータプログラムを実行することにより、コンピュータは、制御装置１００が備える複数の機能を実行する。

以下、図４を参照し、本実施形態の特徴の一つである下金型ステーション８０について説明する。下金型ステーション８０は、ベース部８１と、一対のガイド部８２と、一対のロッド８３と、ストッカ支持部８５と、エアシリンダ８６と、後述するエア調整ユニット８７（図４では図示省略）と、を備えている。

また、下金型ステーション８０は、下金型ステーション８０を下部ステーションフレーム６３（図２参照）に沿って前後方向に移動するサーボモータなどのアクチュエータを備えている。

ベース部８１は、一対のガイド部８２、及びエアシリンダ８６が取り付けられる部材である。一対のガイド部８２は、左右方向に離隔してベース部８１に配置されている。一対のガイド部８２には、一対のロッド８３が上下方向に沿うように挿入されている。一対のロッド８３は、一対のガイド部８２によってガイドされることで、上下方向に移動することができる。各ロッド８３の上端は、ストッカ支持部８５を下方から支持している。

ストッカ支持部８５は、下金型ストッカ６５を下方から支持する。ストッカ支持部８５は、左右方向に延在しており、下金型ストッカ６５を安定して支持できる程度の大きさに設定されている。

エアシリンダ８６は、ストッカ支持部８５を昇降させるアクチュエータである。エアシリンダ８６は、上下方向に沿うようにベース部８１に固定されており、一対のガイド部８２の間に配置されている。

エアシリンダ８６は、シリンダ本体８６０と、作動ロッド８６１とを備えている。シリンダ本体８６０は、エアの供給及び排気が行われるヘッド側ポートと、エアの供給及び排気が行われるロッド側ポートと、を備えている。作動ロッド８６１は、シリンダ本体８６０の上端側から上方へと進出しており、シリンダ本体８６０に沿って上下方向に移動する。作動ロッド８６１の上端は、ストッカ支持部８５に連結されている。

このエアシリンダ８６は、エア調整ユニット８７（図４では図示省略）から供給されるエアに応じて、作動ロッド８６１を上下方向に移動させる。例えば、ヘッド側ポートにエアを供給し、ロッド側ポートからエアを排気すると、作動ロッド８６１が上方向に移動する。これにより、ストッカ支持部８５及びこれに支持される下金型ストッカ６５が上昇する。一方、ロッド側ポートにエアを供給し、ヘッド側ポートからエアを排気すると、作動ロッド８６１が下方向に移動する。これにより、ストッカ支持部８５及びこれに支持される下金型ストッカ６５が下降する。

本実施形態では、作動ロッド８６１の移動速度は、ストローク全長に渡って一定となっているのではく、ストッカ支持部８５の上下方向の位置に基づいて変更される。ストッカ支持部８５の上下方向の位置は、作動ロッド８６１のストローク位置によって認識される。

エアシリンダ８６には、作動ロッド８６１のストローク位置を検出するセンサ部８６５が設けられている。センサ部８６５は、作動ロッド８６１の基端部（ピストン）を検出する第１から第４のスイッチ８６５ａ～８６５ｄで構成されている。第１から第４のスイッチ８６５ａ～８６５ｄは、シリンダ本体８６０の外周面に取り付けられている。第１のスイッチ８６５ａ、第２のスイッチ８６５ｂ、第３のスイッチ８６５ｃ、第４のスイッチ８６５ｄの順番で、上から下に第１から第４のスイッチ８６５ａ～８６５ｄが配置されている。

図５は、エア調整ユニットの構成を示す説明図である。エア調整ユニット８７は、シリンダ本体８６０のヘッド側ポート８６２から排気されるエアの量、及びシリンダ本体８６０のロッド側ポート８６３から排気されるエアの量を調整する。エア調整ユニット８７は、エアの量を調整することで、作動ロッド８６１の移動速度、すなわち、ストッカ支持部８５の昇降速度を調整する。

エア調整ユニット８７は、上昇指令バルブ８７０と、下降指令バルブ８７１と、上昇速度切替バルブ８７２と、下降速度切替バルブ８７３と、上昇高速用スピードコントローラ８７４と、上昇低速用スピードコントローラ８７５と、下降低速用スピードコントローラ８７６と、を備えている。

上昇指令バルブ８７０及び下降指令バルブ８７１は、上昇側と下降側とでエアの流れを切り換えるためのバルブである。上昇速度切替バルブ８７２は、上昇高速用スピードコントローラ８７４と、上昇低速用スピードコントローラ８７５とでエアの流れを切り換えるバルブである。下降速度切替バルブ８７３は、下降低速用スピードコントローラ８７６と、これをバイパスする回路とでエアの流れを切り換えるバルブである。上昇高速用スピードコントローラ８７４、上昇低速用スピードコントローラ８７５、及び下降低速用スピードコントローラ８７６は、エアシリンダ８６から排気されるエアの量を制御する絞り弁である。

図６Ａは、上昇高速動作におけるエア調整ユニット８７の動作を示す説明図である。ストッカ支持部８５を高速で上昇させる上昇高速動作の場合、上昇指令バルブ８７０、上昇速度切替バルブ８７２、及び下降速度切替バルブ８７３はオンされ、下降指令バルブ８７１はオフされる。このとき、エア供給源からのエアは、上昇指令バルブ８７０、下降速度切替バルブ８７３を経由して、ヘッド側ポート８６２に供給される。ロッド側ポート８６３からのエアは、上昇速度切替バルブ８７２、上昇高速用スピードコントローラ８７４、下降指令バルブ８７１を経由して、排気される。

ロッド側ポート８６３から排気されるエアは、上昇速度切替バルブ８７２のオンによって、上昇高速用スピードコントローラ８７４へと流れ、上昇低速用スピードコントローラ８７５をバイパスする。上昇低速用スピードコントローラ８７５をバイパスすることで、排気されるエアの量が相対的に多くなる。これにより、作動ロッド８６１を高速で上方向に移動させる、すなわち、ストッカ支持部８５を高速で上昇させることができる。なお、「高速」とは、後述する「上昇低速動作」における「低速」に対して相対的に速い速度を意味する。

図６Ｂは、上昇低速動作におけるエア調整ユニット８７の動作を示す説明図である。ストッカ支持部８５を低速で上昇させる上昇低速動作の場合、上昇指令バルブ８７０及び下降速度切替バルブ８７３はオンされ、下降指令バルブ８７１及び上昇速度切替バルブ８７２はオフされる。このとき、エア供給源からのエアは、上昇指令バルブ８７０、下降速度切替バルブ８７３を経由して、ヘッド側ポート８６２に供給される。ロッド側ポート８６３からのエアは、上昇速度切替バルブ８７２、上昇低速用スピードコントローラ８７５、下降指令バルブ８７１を経由して排気される。

ロッド側ポート８６３から排気されるエアは、上昇速度切替バルブ８７２のオフによって上昇低速用スピードコントローラ８７５へと流れる。上昇低速用スピードコントローラ８７５を通過することで排気されるエアの量が相対的に少なくなる。これにより、作動ロッド８６１を低速で上方向に移動させる、すなわち、ストッカ支持部８５を低速で上昇させることができる。なお、「低速」とは、「上昇高速動作」における「高速」に対して相対的に遅い速度を意味する。

ここで、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、上昇時、上昇指令バルブ８７０から下降速度切替バルブ８７３に入る経路では、エアがスピードコントローラを通過しないようになっている。これにより、スピードコントローラの絞りの影響が生じないようにしている。また、図６Ａに示すように、上昇高速時には、ロッド側ポート８６３から排気されるエアは、上昇高速用スピードコントローラ８７４を通過するようになっている。これにより、速度切替時におけるエアの衝撃緩和を図ることができる。

図６Ｃは、下降高速動作におけるエア調整ユニット８７の動作を示す説明図である。ストッカ支持部８５を高速で下降させる下降高速動作の場合、下降指令バルブ８７１、上昇速度切替バルブ８７２、及び下降速度切替バルブ８７３はオンされ、上昇指令バルブ８７０はオフされる。このとき、エア供給源からのエアは、下降指令バルブ８７１、上昇高速用スピードコントローラ８７４、上昇速度切替バルブ８７２を経由して、ロッド側ポート８６３に供給される。ヘッド側ポート８６２からのエアは、下降速度切替バルブ８７３、上昇指令バルブ８７０を経由して排気される。

ヘッド側ポート８６２から排気されるエアは、下降速度切替バルブ８７３のオンによって下降低速用スピードコントローラ８７６をバイパスして流れる。下降低速用スピードコントローラ８７６をバイパスすることで、排気されるエアの量が相対的に多くなる。これにより、作動ロッド８６１を高速で下方向に移動させる、すなわち、ストッカ支持部８５を高速で下降させることができる。なお、「高速」とは、後述する「下降低速動作」における「低速」に対して相対的に速い速度を意味する。

図６Ｄは、下降低速動作におけるエア調整ユニット８７の動作を示す説明図である。ストッカ支持部８５を低速で下降させる下降低速動作の場合、下降指令バルブ８７１及び上昇速度切替バルブ８７２はオンされ、上昇指令バルブ８７０及び下降速度切替バルブ８７３はオフされる。このとき、エア供給源からのエアは、下降指令バルブ８７１、上昇高速用スピードコントローラ８７４、上昇速度切替バルブ８７２を経由して、ロッド側ポート８６３に供給される。ヘッド側ポート８６２からのエアは、下降速度切替バルブ８７３、下降低速用スピードコントローラ８７６、上昇指令バルブ８７０を経由して排気される。

このように、ヘッド側ポート８６２から排気されるエアは、下降速度切替バルブ８７３のオフによって下降低速用スピードコントローラ８７６へと流れる。下降低速用スピードコントローラ８７６を通過することで、排気されるエアの量が相対的に少なくなる。これにより、作動ロッド８６１を低速で下方向に移動させる、すなわち、ストッカ支持部８５を低速で下降させることができる。なお、「低速」とは、「下降高速動作」における「高速」に対して相対的に遅い速度を意味する。

ここで、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、下降時、下降指令バルブ８７１から上昇速度切替バルブ８７２に入る経路では、エアが上昇高速用スピードコントローラ８７４を実質的に通過しないようになっている。これにより、上昇高速用スピードコントローラ８７４の絞り弁の影響が生じないようにしている。

図７は、下金型ステーションの動作概念を示す説明図である。以下、下金型ステーション８０の動作、すなわち、下金型ストッカ６５の搬送動作について説明する。この動作は、制御装置１００の制御のもと、下金型ステーション８０によって行われる。

図７に示すように、金型収納装置６において、複数の下金型ストッカ６５は、前後方向に隣接して配列されている。このとき、個々の下金型ストッカ６５は、前側及び後側のうち一方の下金型ストッカ６５に対して近接して配置されているが、他方の下金型ストッカ６５に対して一定の距離を隔てて配置されている。これにより、隣接する下金型ストッカ６５の間に空間部（以下「ストッカ空間部」といいう）が確保される。このストッカ空間部を利用することで、下金型ステーション８０は、下金型ストッカ６５を上下方向に搬送することができる。

まず、下金型ストッカ格納部に支持されている下金型ストッカ６５を、金型交換位置まで搬送する動作を説明する。ここで、下金型ストッカ格納部が下金型ストッカ６５を支持する格納位置をホーム位置Ｐ０として、上下方向位置の基準とする。また、初期的には、下金型ステーション８０のストッカ支持部８５は、金型交換位置の下方位置、例えば下限位置Ｐ４にあるとする。この下限位置Ｐ４は、ストッカ支持部８５の下降を停止させる位置であり、例えばホーム位置Ｐ０から下方向に２２５ｍｍの位置に設定されている。なお、下限位置Ｐ４は、作動ロッド８６１のストローク下端に対応する位置でもある。

制御装置１００は、ストッカ支持部８５を後方向へと移動させる。制御装置１００は、搬送対象となる下金型ストッカ６５の下方位置にストッカ支持部８５が到達すると、ストッカ支持部８５を停止させる。つぎに、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を上昇させる。ストッカ支持部８５がホーム位置Ｐ０を通過すると、ストッカ支持部８５が下金型ストッカ６５を上方へと持ち上げる。これにより、下金型ストッカ６５が上方向へと移動し、下金型ストッカ６５が下金型ストッカ格納部から取り外される。

ストッカ支持部８５が上限位置Ｐ１まで到達すると、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を停止させる。上限位置Ｐ１は、ストッカ支持部８５の上昇を停止させる位置であり、例えば、ホーム位置Ｐ０から上方向に１４５ｍｍの位置に設定されている。なお、上限位置Ｐ１は、作動ロッド８６１のストローク上端に対応する位置、且つ、下金型交換位置（パスライン）に対応する位置でもある。

つぎに、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を前側又は後側に移動させる。制御装置１００は、隣接する下金型ストッカ６５との間にあるストッカ空間部の上方位置までストッカ支持部８５が到達すると、ストッカ支持部８５を停止させる。そして、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を下降させる。制御装置１００は、ストッカ支持部８５が下限位置Ｐ４まで到達すると、ストッカ支持部８５を停止させる。

制御装置１００は、ストッカ支持部８５を前側に移動させる。制御装置１００は、下金型交換位置の下方へとストッカ支持部８５が到達すると、ストッカ支持部８５を停止させる。つぎに、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を上昇させる。そして、ストッカ支持部８５が金型交換位置（上限位置Ｐ１）まで到達すると、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を停止させる。

金型交換位置にある下金型ストッカ６５を下金型ストッカ格納部まで搬送する動作は、上述した一連の動作の流れを逆にしたものとなる。よって、詳細な説明は省略する。

このような一連のストッカ支持部８５の移動のうち、制御装置１００は、ストッカ支持部８５の昇降動作について速度制御を行っている。すなわち、制御装置１００は、各スイッチ８６５ａ～８６５ｄによって検出されるストローク位置に基づいてエア調整ユニット８７を制御して、ストッカ支持部８５の昇降速度を制御する。

ここで、第１のスイッチ８６５ａによって検出されるストローク位置は、ストッカ支持部８５の上限位置Ｐ１と対応する。第２のスイッチ８６５ｂによって検出されるストローク位置は、ストッカ支持部８５の上側速度切替位置Ｐ２と対応する。上側速度切替位置Ｐ２は、ホーム位置Ｐ０と上限位置Ｐ１との間に設定されており、例えば、ホーム位置Ｐ０から上方向へ１００ｍｍの位置にある。また、第３のスイッチ８６５ｃによって検出されるストローク位置は、ストッカ支持部８５の下側速度切替位置Ｐ３と対応する。下側速度切替位置Ｐ３は、ホーム位置Ｐ０と下限位置Ｐ４との間に設定されており、例えば、ホーム位置Ｐ０から下方向へ５０ｍｍの位置にある。第４のスイッチ８６５ｄによって検出されるストローク位置は、ストッカ支持部８５の下限位置Ｐ４と対応する。

まず、金型収納装置６に格納されている下金型ストッカ６５を、金型交換位置まで搬送する動作について説明する。

下金型ストッカ６５を取り出す際、ストッカ支持部８５は、下金型ストッカ６５の下方に位置する。制御装置１００は、下限位置Ｐ４からストッカ支持部８５を上昇させる。このとき、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を高速で上昇させる。制御装置１００は、第３のスイッチ８６５ｃによってストッカ支持部８５が下側速度切替位置Ｐ３に到達したことを判断すると、エア調整ユニット８７を制御して速度切替を行う。そして、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を低速で上昇させる。したがって、下側速度切替位置Ｐ３から上限位置Ｐ１までの間、ストッカ支持部８５は低速で上昇する。

上限位置Ｐ１まで到達したストッカ支持部８５は、前後方向への移動によってストッカ空間部の上方位置まで到達すると、その後下降する。このとき、制御装置１００は、上限位置Ｐ１から下限位置Ｐ４まで、ストッカ支持部８５を高速で下降させる。

下限位置Ｐ４まで到達したストッカ支持部８５は、前方向への移動によって金型交換位置の下方まで到達すると、その後上昇する。このとき、制御装置１００は、下金型ストッカ６５を取り出すときと同様、下限位置Ｐ４から下側速度切替位置Ｐ３までストッカ支持部８５を高速で上昇させる。制御装置１００は、下側速度切替位置Ｐ３で速度切替を行い、下側速度切替位置Ｐ３から上限位置Ｐ１まで、ストッカ支持部８５を低速で上昇させる。

つぎに、金型交換位置にある下金型ストッカ６５を、金型収納装置６の下金型ストッカ格納部まで搬送する動作について説明する。

制御装置１００は、金型交換位置（上限位置Ｐ１）から下限位置Ｐ４まで、ストッカ支持部８５を高速で下降させる。

下限位置Ｐ４まで到達したストッカ支持部８５は、後方向への移動によってストッカ空間部の下方位置まで到達すると、その後上昇する。このとき、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を高速で上昇させる。制御装置１００は、第２のスイッチ８６５ｂによってストッカ支持部８５が上側速度切替位置Ｐ２に到達したことを判断すると、エア調整ユニット８７を制御して速度切替を行う。そして、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を低速で上昇させる。したがって、上側速度切替位置Ｐ２から上限位置Ｐ１までの間、ストッカ支持部８５は低速で上昇する。

上限位置Ｐ１まで到達したストッカ支持部８５は、前後方向への移動によって下金型ストッカ格納部の上方位置まで到達すると、その後下降する。このとき、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を低速で下降させる。制御装置１００は、第３のスイッチ８６５ｃによってストッカ支持部８５が下側速度切替位置Ｐ３に到達したことを判断すると、エア調整ユニット８７を制御して速度切替を行う。そして、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を高速で下降させる。したがって、下側速度切替位置Ｐ３から下限位置Ｐ４までの間、ストッカ支持部８５は高速で下降する。

このように、制御装置１００は、ストッカ支持部８５を上下方向及び前後方向に移動することによって、下金型ストッカ格納部にある下金型ストッカ６５を下金型交換位置まで搬送したり、下金型格納位置にある下金型ストッカ６５を下金型ストッカ格納部まで搬送したりする。この際、制御装置１００は、作動ロッド８６１のストローク位置に基づいてエア調整ユニット８７を制御して、ストッカ支持部８５の昇降速度を制御している。

この構成によれば、ストッカ支持部８５の位置に応じて、昇降速度を切り替えることができる。低速昇降では、下金型ストッカ６５が保持する下金型２の位置ずれ若しくは落下を抑制することができるので、下金型ストッカ６５の搬送動作の安定というメリットが得られる。一方、高速昇降では、下金型ストッカ６５を迅速に搬送することができるので、下金型２の交換時間の短縮というメリットが得られる。これにより、下金型ストッカ６５の搬送動作の安定と、下金型２の交換時間の短縮とを両立させることができる。

本実施形態において、下金型ストッカ６５は、金型収納装置６内の下金型ストッカ格納部によって支持されており、下金型ストッカ６５の下方位置からストッカ支持部８５を上昇させて、下金型ストッカ６５を下金型ストッカ格納部から取り出す場合、制御装置１００は、下金型ストッカ格納部が下金型ストッカ６５を支持する格納位置（ホーム位置Ｐ０）よりも下方にある下側速度切替位置Ｐ３（第１速度切替位置の一例）まで、ストッカ支持部８５を高速（第１速度の一例）で上昇させ、下側速度切替位置Ｐ３から、ストッカ支持部８５の上昇を停止する上限位置Ｐ１まで、ストッカ支持部８５を低速（第１速度よりも遅い速度）で上昇させる。

この構成によれば、ホーム位置Ｐ０を通過するとき、ストッカ支持部８５が低速で上昇するので、ストッカ支持部８５が下金型ストッカ６５を持ち上げるときの衝撃を緩和することができる。これにより、衝撃音の発生を抑制することができる。また、下金型ストッカ６５が保持する下金型２への衝撃も緩和されるので、下金型２の位置ずれ若しくは落下を抑制することができる。一方で、下側速度切替位置Ｐ３に到達するまでは高速で上昇するので、下金型ストッカ６５を迅速に搬送することができる。これにより、下金型ストッカ６５の搬送動作の安定と、下金型２の交換時間の短縮とを両立させることができる。

本実施形態において、金型収納装置６に設けられた下金型ストッカ格納部の上方位置からストッカ支持部８５を下降させて、下金型ストッカ６５を下金型ストッカ格納部に格納する場合、制御装置１００は、下金型ストッカ格納部が下金型ストッカ６５を支持する格納位置（ホーム位置Ｐ０）よりも下方にある下側速度切替位置Ｐ３（第２速度切替位置の一例）まで、ストッカ支持部８５を低速（第２速度の一例）で下降させ、下側速度切替位置Ｐ３から、ストッカ支持部８５の下降を停止する下限位置Ｐ４まで、ストッカ支持部８５を高速（第２速度よりも速い速度）で下降させる。

この構成によれば、ホーム位置Ｐ０を通過するとき、ストッカ支持部８５が低速で下降するので、下金型ストッカ６５を下金型ストッカ格納部へと格納するときの衝撃を緩和することができる。これにより、衝撃音の発生を抑制することができる。また、下金型ストッカ６５が保持する下金型２への衝撃も緩和されるので、下金型２の位置ずれ若しくは落下を抑制することができる。一方で、下側速度切替位置Ｐ３を通過した後は、高速で下降するので、下金型ストッカ６５を迅速に搬送することができる。これにより、下金型ストッカ６５の搬送動作の安定と、下金型２の交換時間の短縮とを両立させることができる。

本実施形態において、下金型交換位置の下方位置からストッカ支持部８５を上昇させて、下金型ストッカ６５を下金型交換位置へと位置決めする場合、制御装置１００は、下金型交換位置よりも下方にある下側速度切替位置Ｐ３（第３速度切替位置の一例）まで、ストッカ支持部８５を高速（第１速度の一例）で上昇させ、下側速度切替位置Ｐ３から金型交換位置（上限位置Ｐ１）まで、ストッカ支持部８５を低速（第１速度よりも遅い速度）で上昇させる。

この構成によれば、下金型交換位置へと到達するとき、ストッカ支持部８５が低速で上昇するので、下金型ストッカ６５を下金型交換位置へと位置決めするときの衝撃を緩和することができる。下金型ホルダ１８側には、下金型ストッカ６５を位置決めする位置決め部品がある。このため、下金型ストッカ６５を下金型交換位置へと位置決めするときの衝撃を緩和することができる。これにより、衝撃音の発生を抑制することができる。また、ストッカ支持部８５が適切に減速することで、下金型ホルダ１８側へと下金型ストッカ６５をスムーズに受け渡すことができる。下金型ストッカ６５が保持する下金型２への衝撃も緩和されるので、下金型２の位置ずれ若しくは落下を抑制することができる。特に、下金型交換位置へと搬送された下金型２は、下金型交換ユニット５５Ｌ、５５Ｒに保持されるため、下金型２の位置ずれの発生が抑制されることで、下金型交換ユニット５５Ｌ、５５Ｒが下金型２を確実に保持することができる。一方で、下側速度切替位置Ｐ３を通過するまでは高速で上昇するので、下金型ストッカ６５を迅速に搬送することができる。これにより、下金型ストッカ６５の搬送動作の安定と、下金型２の交換時間の短縮とを両立させることができる。

なお、図４に示すように、下金型ストッカ６５には、下金型ストッカ６５上に保持された下金型２の位置ずれを規制する規制部材６５０が設けられている。金型交換位置以外では、規制部材６５０が作動しているため、下金型ストッカ６５の搬送動作中は、下金型２の位置ずれの発生は抑制される。

本実施形態において、下金型ストッカ６５の前側又は後側に設けられたストッカ空間部の下方位置から、ストッカ支持部８５の上昇を停止する上限位置Ｐ１まで、ストッカ支持部８５を上昇させる場合、制御装置１００は、上限位置Ｐ１よりも下方にある上側速度切替位置Ｐ２（第４速度切替位置の一例）まで、ストッカ支持部８５を高速（第１速度）で上昇させ、上側速度切替位置Ｐ２から上限位置Ｐ１まで、ストッカ支持部８５を低速（第１速度よりも遅い速度）で上昇させる。

この構成によれば、上限位置Ｐ１へと到達するとき、ストッカ支持部８５が低速で上昇するので、下金型ストッカ６５が上限位置Ｐ１へと到達したときの衝撃を緩和することができる。このため、慣性によって下金型２が跳ね上がり、下金型２の位置がずれたり、下金型ストッカ６５から下金型２が落下したりすることを抑制することができる。一方で、上側速度切替位置Ｐ２を通過するまでは高速で上昇するので、下金型ストッカ６５を迅速に搬送することができる。これにより、下金型ストッカ６５の搬送動作の安定と、下金型２の交換時間の短縮とを両立させることができる。

本実施形態において、下金型ストッカ６５を下金型交換位置から下降させる場合、制御装置１００は、低速側の速度へと切り替えることなく一定の速度でストッカ支持部８５を下降させる。

この構成によれば、下金型交換位置から下限位置Ｐ４までの間で、速度が低速側へと切り替えられることがない。これにより、下金型２の交換時間の短縮を図ることができる。

本実施形態において、下金型ストッカ６５の前側又は後側に設けられたストッカ空間部の上方位置から、ストッカ支持部８５の下降を停止する下限位置Ｐ４まで、ストッカ支持部８５を下降させる場合、制御装置１００は、低速側の速度へと切り替えることなく一定の速度でストッカ支持部８５を下降させる。

この構成によれば、ストッカ空間部の上方位置から下限位置Ｐ４までの間で、速度が低速側へと切り替えられることがない。これにより、下金型２の交換時間の短縮を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、エア調整ユニット８７の一部にスピードコントローラを利用した。しかしながら、エアの量を調整する手法はこれに限らず、固定絞りやレギュレータなどであってもよい。

また、上述した実施形態では、第１速度切替位置、第２速度切替位置、及び第３速度切替位置として、下側速度切替位置Ｐ３を例示した。しかしながら、第１速度切替位置、第２速度切替位置、及び第３速度切替位置は同じ位置である必要はなく、それぞれ別の位置に設定されていてもよい。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１ 曲げ加工機
２ 下金型
４ 上金型
１８ 下金型ホルダ
２０ 上金型ホルダ
５ 金型交換装置
５５Ｌ、５５Ｒ 下金型交換ユニット
５６Ｌ、５６Ｒ 上金型交換ユニット
５７ 下部ガイド
５８ 上部ガイド
８０ 下金型ステーション
８５ ストッカ支持部
８６ エアシリンダ
８６０ シリンダ本体
８６１ 作動ロッド
８６２ ヘッド側ポート
８６３ ロッド側ポート
８６５ センサ部
８７ エア調整ユニット
８７０ 上昇指令バルブ
８７１ 下降指令バルブ
８７２ 上昇速度切替バルブ
８７３ 下降速度切替バルブ
８７４、８７５、８７６ スピードコントローラ
９０ 上金型ステーション
６ 金型収納装置
６５ 下金型ストッカ
６７ 上金型ストッカ
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. 金型を保持する複数の金型ストッカが設けられた金型収納装置と、曲げ加工機のテーブルに前記金型を装着するための金型ホルダとの間で金型の交換を行う金型交換装置において、
   前後方向に配列された前記複数の金型ストッカの中から、対象となる金型ストッカを取り出して、前記金型ホルダの側方に設定された金型交換位置へと前記金型ストッカを搬送する金型ステーションと、
   前記金型ステーションの動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記金型ステーションは、
   前記金型ストッカを下方から支持するストッカ支持部と、
   前記ストッカ支持部に連結された作動ロッドを上下方向に移動させて、前記ストッカ支持部を昇降させるエアシリンダと、
   前記エアシリンダから排気されるエアの量、及び前記エアシリンダに供給されるエアの量を調整するエア調整ユニットと、
   前記作動ロッドのストローク位置を検出するセンサ部と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記ストローク位置に基づいて前記エア調整ユニットを制御して、前記ストッカ支持部の昇降速度を制御する
   金型交換装置。
2. 前記金型ストッカは、前記金型収納装置内の金型ストッカ格納部によって支持されており、前記金型ストッカの下方位置から前記ストッカ支持部を上昇させて、前記金型ストッカを前記金型ストッカ格納部から取り出す場合、
   前記制御装置は、
   前記金型ストッカ格納部が前記金型ストッカを支持する格納位置よりも下方にある第１速度切替位置まで、前記ストッカ支持部を第１速度で上昇させ、
   前記第１速度切替位置から、前記ストッカ支持部の上昇を停止する上限位置まで、前記ストッカ支持部を前記第１速度よりも遅い速度で上昇させる
   請求項１記載の金型交換装置。
3. 前記金型収納装置に設けられた金型ストッカ格納部の上方位置から前記ストッカ支持部を下降させて、前記金型ストッカを前記金型ストッカ格納部に格納する場合、
   前記制御装置は、
   前記金型ストッカ格納部が前記金型ストッカを支持する格納位置よりも下方にある第２速度切替位置まで、前記ストッカ支持部を第２速度で下降させ、
   前記第２速度切替位置から、前記ストッカ支持部の下降を停止する下限位置まで、前記ストッカ支持部を前記第２速度よりも速い速度で下降させる
   請求項１記載の金型交換装置。
4. 前記金型交換位置の下方位置から前記ストッカ支持部を上昇させて、前記金型ストッカを前記金型交換位置へと位置決めする場合、
   前記制御装置は、
   前記金型交換位置よりも下方にある第３速度切替位置まで、前記ストッカ支持部を第１速度で上昇させ、
   前記第３速度切替位置から前記金型交換位置まで、前記ストッカ支持部を前記第１速度よりも遅い速度で上昇させる
   請求項１記載の金型交換装置。
5. 前記金型ストッカの前側又は後側に設けられたストッカ空間部の下方位置から、前記ストッカ支持部の上昇を停止する上限位置まで、前記ストッカ支持部を上昇させる場合、
   前記制御装置は、
   前記上限位置よりも下方にある第４速度切替位置まで、前記ストッカ支持部を第１速度で上昇させ、
   前記第４速度切替位置から前記上限位置まで、前記ストッカ支持部を前記第１速度よりも遅い速度で上昇させる
   請求項１記載の金型交換装置。
6. 前記金型ストッカを前記金型交換位置から下降させる場合、
   前記制御装置は、
   低速側の速度へと切り替えることなく一定の速度で前記ストッカ支持部を下降させる
   請求項１記載の金型交換装置。
7. 前記金型ストッカの前側又は後側に設けられたストッカ空間部の上方位置から、前記ストッカ支持部の下降を停止する下限位置まで、前記ストッカ支持部を下降させる場合、
   前記制御装置は、
   低速側の速度へと切り替えることなく一定の速度で前記ストッカ支持部を下降させる
   請求項１記載の金型交換装置。

Images