JP4126413B2 - Mold changer - Google Patents
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Description
本発明は、自動鍛造プレス等に設けられている金型を交換するために使用する金型交換装置に関するものである。 The present invention relates to a mold exchanging apparatus used for exchanging a mold provided in an automatic forging press or the like.
複数の金型を工程順に並べて取り付け、ワークをこれら複数の金型で順次加工するトランスファプレス装置では、金型の交換のための装置が付設されている。従来の金型交換装置としては、例えば特許文献1に示すように、プレス装置から取り外した金型を交換台車(ムービングボルスタ)でプレス装置の外に搬出し、交換作業を行うものがある。また、金型の搬送を、水平面内で移動自在なアームによって行うものもある。 In a transfer press apparatus in which a plurality of molds are arranged in order of processes and a workpiece is sequentially processed by the plurality of molds, an apparatus for exchanging the molds is attached. As a conventional mold exchanging apparatus, for example, as shown in Patent Document 1, there is an apparatus in which a mold removed from a press apparatus is carried out of the press apparatus by an exchanging carriage (moving bolster) and exchanged. In some cases, the mold is transported by an arm movable in a horizontal plane.
上記特許文献1に記載されているものは、走行距離検出手段と位置設定手段とが設けられており、これらの出力信号の比較によって駆動装置を制御し、適正な交換位置に台車を停止して作業を行えるようになっている。しかしながら、金型を台車でプレス装置の外へ搬出して交換作業を行う方式では、金型を所定の位置まで搬送するための台車が必要であり、しかもプレス装置の周辺部に台車を移動させるスペースと、交換作業を行うためのスペースが必要であるという問題点がある。 The one described in Patent Document 1 is provided with travel distance detection means and position setting means, and controls the drive device by comparing these output signals to stop the carriage at an appropriate replacement position. You can work. However, in the system in which the mold is carried out of the press device by the carriage and exchange work is performed, a carriage for transporting the mold to a predetermined position is required, and the carriage is moved to the periphery of the press apparatus. There is a problem that space and space for exchange work are necessary.
一方、台車で金型を搬送せず、水平面内で移動自在なアームによって金型を搬送するものもある。この装置では、アームの先端部に金型を収納する金型保持部(金型受け部)が設けられていて、プレス装置から取り外した金型をこの金型保持部に保持して交換作業位置まで搬送するとともに、新たな金型をこの金型保持部に保持してプレス装置の金型装着位置まで搬送するようになっている。 On the other hand, there is also a type in which a mold is transported by an arm movable in a horizontal plane without transporting the mold by a carriage. In this apparatus, a mold holding part (mold receiving part) for storing a mold is provided at the tip of the arm, and the mold removed from the press device is held by the mold holding part to be replaced. And a new mold is held by the mold holding unit and conveyed to the mold mounting position of the press apparatus.
上記水平面内で移動自在なアームによって金型を搬送する従来の装置は、もっぱら手作業によって操作するようになっていたので、クランパの解除された金型を金型保持部に収納するときや、金型保持部で保持されて搬送されてきた新たな金型をプレス装置に装着するときに、熟練した作業者のカンやコツに頼って金型保持部を所定の位置に設定しなければならなかった。このため、金型搬送作業が困難であり、かなりの時間を要していた。 Since the conventional apparatus for transporting the mold by the arm movable in the horizontal plane is designed to be operated manually by hand, when the mold released from the clamper is stored in the mold holding part, When a new mold held and transported by the mold holder is mounted on the press device, the mold holder must be set at a predetermined position depending on the skillful operator's can and knack. There wasn't. For this reason, the mold transfer operation is difficult and takes a considerable amount of time.
そこで本発明は、従来の金型交換装置の問題点を改良し、水平面内で移動自在なアームで金型を所定位置に搬送して交換作業を行う装置において、作業者のカンやコツに頼らず、より簡単かつ安全に金型を保持して交換できるようにすることを課題としている。 Therefore, the present invention improves the problems of the conventional mold exchanging apparatus, and relies on the operator's can and knack in an apparatus for carrying out exchanging work by transferring the mold to a predetermined position with an arm movable in a horizontal plane. Therefore, it is an object to be able to hold and exchange the mold more easily and safely.
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明に係る金型交換装置は、複数の金型を工程順に並べて取り付けたトランスファプレス装置用の金型交換装置であって、先端部に金型を保持する金型保持部を備え基部が水平面内で回転自在に支持された単一のアームを前記トランスファプレス装置の側部に設け、当該単一のアームを複数のアーム部材に分割して、水平面内で回転自在な関節部で互いに連結することにより、屈曲自在なアームを構成し、該アームの屈曲により、アームの先端部が前記工程順に並んでいる金型の列と交差する方向からトランスファプレス装置に挿入されて、金型保持部がすべての金型位置まで移動できるように構成するとともに、前記関節部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、該回転角度検出手段の出力に基づいて前記金型保持部の平面位置を算出する保持部位置算出手段と、該保持部位置算出手段によって算出された金型保持部の実際の位置と予め設定されている金型着脱可能範囲とを比較して、金型保持部が金型着脱可能範囲内にあるか否かを判定する判定手段とを設け、さらに金型保持部が金型着脱可能範囲内にある場合は、該当する金型のみ金型クランパを解除できるように構成したことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the mold exchanging apparatus according to the present invention is a mold exchanging apparatus for a transfer press apparatus in which a plurality of molds are arranged in the order of processes, and includes a mold holding section that holds a mold at a tip portion. Is provided on the side of the transfer press device, and the single arm is divided into a plurality of arm members, and is joined to each other by joints that are rotatable in the horizontal plane. By connecting, a flexible arm is formed , and by bending the arm, the tip of the arm is inserted into the transfer press device from the direction intersecting with the mold row arranged in the order of the process, and the mold is held. part is thereby configured so that it can move until all of the mold position, the rotation angle detecting means for detecting a rotational angle of the joint, based on an output of said rotation angle detecting means of the mold holding portion Rights A holding unit position calculating unit that calculates a position, a mold holding unit that compares the actual position of the mold holding unit calculated by the holding unit position calculating unit with a preset mold detachable range there is provided a judging means for judging whether or not in the mold removable range, further when the mold holding unit is in the mold removable range, so that it can release the mold clamper only appropriate mold It is characterized by being configured .
請求項1に記載の発明によれば、金型を保持するアームが複数のアーム部材に分割されており、各アーム部材が水平面内で回転自在な関節によって互いに連結されて屈曲可能となっているので、アームの先端部に設けられている金型保持部を任意の平面位置に円滑に移動させることができる。また、アームの基部を縦軸に沿って昇降自在な昇降台に取り付けておくと、金型保持部を金型の着脱に必要な位置まで自在に移動させることができるようになるので好ましい。 According to the first aspect of the present invention, the arm that holds the mold is divided into a plurality of arm members, and the arm members are connected to each other by joints that are rotatable in a horizontal plane so that they can be bent. Therefore, the mold holding part provided at the tip of the arm can be smoothly moved to an arbitrary plane position. In addition, it is preferable to attach the base of the arm to a lifting platform that can be moved up and down along the vertical axis, because the mold holding part can be freely moved to a position necessary for attaching and detaching the mold.
さらに、金型保持部の水平面内の位置は、各関節の回転角度に基づいて算出され、該算出された位置が所定の金型着脱可能範囲内にあるかどうかが判定されるので、この判定結果に基づいて、金型の着脱を行うことができ、それほど熟練を必要とせずに、適正かつ安全に作業を行うことができる。 Further, the position of the mold holding part in the horizontal plane is calculated based on the rotation angle of each joint, and it is determined whether or not the calculated position is within a predetermined mold detachable range. Based on the result, the mold can be attached and detached, and the work can be performed properly and safely without requiring much skill.
また、アームが複数のアーム部材に分割され、それぞれが水平面内で回転自在な関節部で互いに連結されているので、簡素な構成ながら、金型保持部をX−Y方向のすべての位置に円滑に移動させることができる。 In addition, since the arm is divided into a plurality of arm members and each is connected to each other by joints that are rotatable in a horizontal plane, the mold holding part can be smoothly moved to all positions in the XY direction with a simple configuration. Can be moved to.
以下、図面に表された実施形態について具体的に説明する。図1乃至図3は、本発明に係る金型交換装置を例示するもので、この金型交換装置1は、所定位置に固定された支柱2と該支柱に昇降自在かつ水平面内で回転自在に支持されたアーム3を備えている。アーム3は、3本のアーム部材3A,3B,3Cを水平面内で回転自在な関節で連結して屈曲可能に構成されている。図示例ではアーム3が3本に分割され互いに連結されているが、3本に限らず、複数本を連結した構成であればよい。支柱2には、ボールネジを有する垂直なネジロッド5が縦軸として回転自在に支持されていて、支柱2の上端部に設置したモータ7によって正逆回転されるようになっている。このネジロッド5の回転量は、その下部に設けられたロータリーエンコーダ8で検出される。
The embodiments shown in the drawings will be specifically described below. 1 to 3 exemplify a mold exchanging apparatus according to the present invention. The mold exchanging apparatus 1 includes a
前記ネジロッド5には、昇降台10のナット部材11が螺合している。昇降台10は、支柱2に設けられた上下方向のレール12に沿って昇降自在に設けられ、前記ネジロッド5の回転により、これに螺合するナット部材を介して上下に移動する。ネジロッド5の回転量は回転角検出手段である上記ロータリーエンコーダ8によって検出されるので、この検出結果から昇降台10、すなわちアーム3全体の昇降量が求められる。なお、場合によっては、このような昇降台にアーム3を取り付けず、他の機枠に支持してもよい。また、昇降台10の昇降方法としては、図示例に限らず、例えば油圧モータ、クレーン等、他の適当な昇降方法を採用することもできる。
A
昇降台10には、垂直な支持軸15が設けられており、この支持軸15に第1のアーム部材3Aの基部が取り付けられている。支持軸15は、軸受け16により水平面内で回転自在に支持されているので、第1のアーム部材3Aはこの軸15を中心として水平面内で回転自在である。
The
第1アーム部材3Aの先端部には、第2のアーム部材3Bが軸17によって水平面内で回転自在に支持されており、さらに該第2のアーム部材3Bの先端部には、第3のアーム部材3Cが軸18によって水平面内で回転自在に支持されている。これら第1乃至第3のアーム部材が全体としてアーム3を構成している。また、前記軸15、軸17及び軸18による連結部は、アームを水平面内で回転自在に支持する関節部を構成する。
A
前記アーム3を構成する第3のアーム部材3Cの先端部には、金型を保持する金型保持部(金型受け部)20が設けられている。図の金型保持部20は、プレス装置に設けられている上下の金型のうち上型を保持する受け皿として機能するもので、金型はこの金型保持部20に嵌り込んで保持される。
A die holding portion (die receiving portion) 20 for holding a die is provided at the tip of the
上記アーム3を構成する第1、第2、第3のアーム部材3A,3B,3Cには、ストッパ穴h1,h2,h3がそれぞれ設けられており、ストッパピンpをこの穴hに挿入することにより、各アームの自由回転を規制することができるようになっている。第1のストッパピンp1は、支柱2に固着したブラケットb1に上下移動可能に支持され、第2のストッパピンp2は第1のアーム部材3Aに固着したブラケットb2に上下移動可能に支持され、第3のストッパピンp3は第2のアーム部材3Bに固着したブラケットb3に上下移動可能に支持されている。このため、ストッパピンp1をストッパ穴h1に挿入すると支柱2に対する第1のアーム部材3Aの回転が拘束され、ストッパピンp2をストッパ穴h2に挿入すると第1のアーム部材3Aに対する第2のアーム部材3Bの回転が拘束され、ストッパピンp3をストッパ穴h3に挿入すると第2のアーム部材3Bに対する第3のアーム部材3Cの回転が拘束される。
The first, second and
各アーム部材を支持する軸15,17,18の下端部には、各アーム部材の回転量を検出する検出手段として、ロータリーエンコーダ25が取り付けられていて、各軸の回転量を検出し、操作盤30に出力するようになっている。操作盤30には前記ロータリーエンコーダ25の出力に基づいて、前記アームの先端部に設けられている金型保持部20の中心部の平面位置を算出する位置算出手段と、該位置算出手段によって算出された金型保持部20の中心部の位置と予め設定されている金型着脱可能範囲(平面における範囲)とを比較して、当該金型保持部20の中心部の位置が着脱可能範囲内にあるか否かを判定する位置判定手段が制御回路として設けられている。金型保持部20の位置が金型着脱可能範囲内にある場合は報知手段(ランプ、音声等)がその旨を報知する。また、前記金型保持部20が金型着脱可能な範囲にあるときは、操作基部等にON表示がなされ、それに基づいて該当する金型を固定する金型クランパを解除できるようになっている。
A
操作盤30はプレス装置の側部に立設されている。操作盤30には、交換する金型を選択する切り替えスイッチ31が設けられており、その周囲に工程を示す数字(1〜5)が順に記されている。金型交換に先立って、この切り替えスイッチ31で当該金型の工程番号を選択すると、当該金型の着脱可能位置に金型保持部20がセットされたときにクランパが解除可能となる。
The
操作盤30には、さらにペンダント式のリモコン操作具35が設けられている。この操作具35には、アームを上昇させる押しボタンスイッチ、下降させる押しボタンスイッチ、金型をクランプするクランプスイッチ、クランプを解除するアンクランプスイッチ、及び金型保持部20が所望の金型の着脱可能位置にあることを報知する報知ランプが設けられている。作業者は、このペンダント式リモコン操作具35を手に持ってアームの移動や金型着脱の操作を行うことができる。
The
次に、この金型交換装置の使用法について上型を交換する場合を例にとって説明する。まず、アーム部材3Cの先端部に交換する上型を保持する金型保持部(上型積載用治具)20を取り付ける。金型保持部20を取り付けたアーム部材3Cに設けられている近接スイッチの結線を行う。この結線は、近接スイッチに接続されている線をアーム本体側面に設けられた端子に接続することにより行う。なお、近接スイッチは、金型保持部20に取り付けておくこともできる。
Next, how to use the mold exchanging apparatus will be described with an example of exchanging the upper mold. First, a die holding portion (upper die stacking jig) 20 that holds the upper die to be exchanged is attached to the tip of the
上記準備作業が終わったら、アーム3を手動で動かして、交換する金型の直下まで金型保持部20を移動させる。上記ペンダント式操作具35の上昇スイッチを操作して、金型保持部20を金型交換位置まで上昇させる。アーム3が所定の位置まで上昇すると、当該アーム全体の上昇位置を検出する近接スイッチがONする。
When the preparatory work is finished, the
金型保持部20が金型へ接触するまで更に上昇させる。この時、アーム先端部の近接スイッチがONする。ペンダント式操作具35に設けられている「アンクランプ可能」を示すランプが点灯しているかどうかを確認し、点灯していれば金型保持部20が金型着脱可能範囲にあることを意味するから、「アンクランプ」ボタンを押す。プレス装置のダイセット側に取り付けられている金型クランパーが指定された金型のみアンクランプさせ、当該金型が金型保持部20である上型積載用治具上に載り、搬出可能状態となる。この状態でアーム下降用ボタンを押して、搬出可能な高さまで下降させ、アームの先端を手動操作して金型を機外へ搬出する。
The
この金型交換装置1のアーム3は、3本に分割されたアーム部材3A,3B,3Cと3個の支持軸15,17,18を備えており、各支持軸で水平面内で回転可能であるから、特定の金型位置へ金型保持部20を移動させる方法も1通りではない。図6乃至図11はこの移動方法を示すもので、図6、図7は工程1の金型への2通りの到達方法を表す。また、図8、図9は工程3の金型への到達方法を、図10、図11は工程5の金型への到達方法をそれぞれ表している。このように、各工程の金型への到達方法は1通りではないが、いずれの方法においても、各関節位置に設けられたロータリーエンコーダによる各アーム部材の回転角度と、各アーム部材の長さをデータとして、先端部の金型保持部20の平面位置が求められるようになっている。
The
次に、下型の交換手順について説明する。まず、操作盤30上で下型交換位置(交換する金型の位置)を選択する。アーム3を手動で動かし、交換位置の直上部まで移動させる。そして、アーム上下移動用のボタンのうち下降用ボタンを押して、下型交換位置まで下降させる。下型交換位置まで下降すると、近接スイッチがONする。
Next, the procedure for replacing the lower mold will be described. First, a lower mold replacement position (position of a mold to be replaced) is selected on the
アームの先端部に設けられている金型保持部20の下型ロック装置を用いて、下型を金型保持部20に固定する。ペンダント式操作具35の「アンクランプ可能」を示すランプが点灯しているかどうかを確認し、点灯していれば「アンクランプ」ボタンを押す。すると、プレス装置のダイセットに取り付けられている金型クランプバーが指定された金型のみアンクランプされ、当該金型が搬出可能となる。そこで、アーム昇降用ボタンのうち上昇ボタンを押して、金型を搬出可能な高さまで上昇させ、手動でアームを動かして、機外へ搬出する。
The lower mold is fixed to the
なお、プレス装置のダイセットから取り外した金型は、所定の場所で金型保持部20から取り外し、新たな金型を当該金型保持部20に取り付けて、再度プレス装置のダイセットの位置まで搬入し、ダイセットに装着する。この場合もアームの上昇と平面内の移動は上記と同様に行う。
The mold removed from the die set of the press apparatus is removed from the
この金型交換装置1は、金型を保持する金型保持部20の位置(X,Y,Z軸方向の位置)を確認する位置判定手段が設けられているので、金型の着脱を正当な位置で安全に行うことが可能である。上記位置確認は、各回転部に設けられたエンコーダの出力から算出するので、構造的に簡単で確実である。また、上下方向の移動は、上記エンコーダに加えて近接スイッチで検出するようになっているので、金型への衝突等のおそれはない。また、上下方向の駆動をモータで行っているので、上下動が円滑に行われ、金型と金型受け部20との接触時における過負荷を防止できる。
The mold exchanging apparatus 1 is provided with position determining means for confirming the position (position in the X, Y, and Z axis directions) of the
なお、以上の説明では、アームを手動で移動させるようになっているが、モータ等のアクチュエータで自動的に移動させるようにしてもよい。また、上記ペンダント式操作具35でアームの昇降操作を行うようになっているが、アームの先端部に昇降用押しボタンを設けて、これで操作するようにしてもよい。また、アンクランプ可能を示すランプもアームの先端部に取り付けておくのが便利である。
In the above description, the arm is moved manually, but it may be automatically moved by an actuator such as a motor. Further, although the
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる金型交換装置は、鍛造プレス装置に設けられている金型を交換する作業に好適に使用することができ、それほど熟練を要せずに金型を交換することが可能である。 As is clear from the above description, the mold exchanging apparatus according to the present invention can be suitably used for exchanging the mold provided in the forging press apparatus, and requires less skill. It is possible to change the mold.
1 金型交換装置
2 支柱
3 アーム
5 ネジロッド
10 昇降台
15 支持軸
17 支持軸
18 支持軸
20 金型受け部
30 操作盤
35 ペンダント式操作具
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