JP4752229B2 - 加工装置および加工方法 - Google Patents
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Description
このような加工装置のうち、油圧シリンダにより金型に圧力を付与する加工装置の設備の大きさ、および、サイクルタイム(一回の加工に要する時間)を決める重要な因子の一つとして、油圧シリンダのストロークが挙げられる。
加工時の油圧シリンダのストロークが大きくなると、該油圧シリンダの伸縮時に油圧シリンダに供給され、あるいは油圧シリンダから排出される作動油の量が多くなる。
そのため、油圧シリンダの伸縮に要する時間および油圧シリンダが金型に所定の圧力を付与するのに要する時間が長くなり、結果として、一回の加工を行うのに要する時間であるサイクルタイムが長くなる。
従って、当該サイクルタイムを短縮するためには、大型の油圧ユニット(油圧ポンプや該ポンプを駆動するモータ、作動油の貯溜容器等からなる)を設ける必要が生じ、装置の大型化、設備コストの増大を招くという問題がある。
特許文献1に記載の加工装置は、複数対の成形型(金型)を型閉め・型開き方向、すなわち油圧シリンダの伸縮方向に直列に連ねるとともに、該複数対の成形型の上型または下型を型閉め、型開き位置から外れた位置に移動可能としたものである。
本発明は以上の如き状況に鑑み、加工時の油圧シリンダのストロークを短縮し、設備の小型化およびサイクルタイムの短縮を可能とする加工装置を提供するものである。
被加工物をセットした状態を保持可能な複数の金型と、
該金型と切り離されており、金型に圧力を付与する油圧シリンダと、
該油圧シリンダが金型に圧力を付与可能な位置である加工位置と、該加工位置から退避した位置である退避位置と、の間で金型を移動させる移動手段と、
を具備し、
前記金型は、
前記油圧シリンダにより押し下げられる上型と、
被加工物を収容する下型と、
該下型に対する該上型の姿勢を規制する規制部材と、
を具備し、
前記規制部材は内周面を有する円筒形状であり、
前記規制部材は前記下型に固設され、
前記規制部材の内周面は前記上型に当接する摺動面を成し、
前記摺動面の中途部には、前記上型が押し下げられる方向に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記規制部材は前記上型に摺動可能に外嵌可能であって、
前記規制部材の中心軸と、前記下型のキャビティに形成された加工後の被加工物の形状の中心軸とが略一致する、
ものである。
前記加工位置から前記退避位置に移動した金型から、加工後の被加工物を取り出す取り出し手段を具備する、
ものである。
前記退避位置に配置された金型に加工前の被加工物をセットするセット手段を具備する、
ものである。
被加工物をセットした状態を保持可能な複数の金型を用いた加工方法であって、
該金型と切り離された油圧シリンダが該金型に圧力を付与可能な位置である加工位置と、該加工位置から退避した位置である退避位置と、の間で該金型を移動させ、
前記金型は、
前記油圧シリンダにより押し下げられる上型と、
被加工物を収容する下型と、
該下型に対する該上型の姿勢を規制する規制部材と、
を具備し、
前記規制部材は内周面を有する円筒形状であり、
前記規制部材は前記下型に固設され、
前記規制部材の内周面は前記上型に当接する摺動面を成し、
前記摺動面の中途部には、前記上型が押し下げられる方向に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記規制部材は前記上型に摺動可能に外嵌可能であって、
前記規制部材の中心軸と、前記下型のキャビティに形成された加工後の被加工物の形状の中心軸とが略一致する、
ものである。
前記油圧シリンダにより前記加工位置に配置された金型に圧力を付与する作業と、
前記退避位置に配置された金型から加工後の被加工物を取り出す作業と、
を並行して行う、
ものである。
前記油圧シリンダにより前記加工位置に配置された金型に圧力を付与する作業と、
前記退避位置に配置された金型に加工前の被加工物をセットする作業と、
を並行して行う、
ものである。
また、金型に被加工物をセットした状態を容易に保持することが可能であるとともに、金型に圧力が付与される際の下型に対する上型の姿勢が安定し、加工後の被加工物の寸法精度を確保することが可能である。
また、金型に被加工物をセットした状態を容易に保持することが可能であるとともに、金型に圧力が付与される際の下型に対する上型の姿勢が安定し、加工後の被加工物の寸法精度を確保することが可能である。
加工装置1は被加工物100を加工する装置であり、主に金型2・2、油圧シリンダ3、移動手段4、ロボット5・5等で構成される。
これに関連して、図1、図2および図3においては金型2・2および該金型2・2にセットされる被加工物100・100の温度を制御する手段、例えば、加熱ヒータや冷却水路および温度センサ等の測温手段、を説明の便宜上省略する。
金型2は主に上型21、下型22、規制部材23を具備する。本実施例の加工装置1には、同型の金型2が二つ設けられている。
上型21は油圧シリンダ3により下方に押し下げられる略円筒状の部材である。
下型22はその上面に内部空間たるキャビティが形成された部材であり、該キャビティに加工前の被加工物100を収容する。下型22のキャビティの形状は加工後の被加工物100の下半部の形状に対応している。上型21は、下型22のキャビティに収容された被加工物100の上方に載置される。
以後、本実施例において、「被加工物をセットした状態」とは、下型22のキャビティに加工前の被加工物100を収容し、該被加工物100の上方に上型21を載置した状態を指すものとする。
ここで、「姿勢を規制する」とは、金型2に圧力が付与され、上型21が下型22に向かって押し下げられる際の下型22に対する上型21の姿勢を一定の状態に保持することを指す。
本実施例の場合、被加工物100の具体例であるサイドギアの形状は、下型22に対する上型21の進退方向と略一致する中心軸を有する回転体である。
規制部材23は上型21に摺動可能に外嵌可能な略円筒形状の部材であり、規制部材23の中心軸と、下型22のキャビティに形成された加工後の被加工物100の形状の中心軸と、が略一致するように下型22の上面に固設される。
なお、本実施例の場合は、規制部材23の内部で上型21が軸回転しても加工後の被加工物100の形状は略同じであるが、被加工物の形状によっては下型22に対する上型21の軸回転も規制しなければならないケースもある。このような場合には、規制部材23と上型21との摺動面において、一方にキーを形成し、他方に該キーを収容するキー溝を形成することにより、規制部材23に対して上型21を摺動可能かつ軸回転不能とすることが可能である。
このように構成することにより、金型2に被加工物100をセットした状態を容易に保持することが可能であるとともに、金型2に圧力が付与される際の上型21の姿勢が安定し、加工後の被加工物100の寸法精度を確保することが可能である。
油圧シリンダ3は、金型2に圧力を付与するものである。油圧シリンダ3は主に、シリンダ部31、シリンダロッド32、当接部材33等で構成される。
従って、油圧シリンダ3のシリンダロッド32を上方に移動させると、当接部材33は金型2の上型21から離間する。
移動手段4は主に加工台41、スライド部材42等で構成される。
スライド部材42は加工台4の上面に設けられ、該上面において図1中の左右方向(矢印Aの方向)に往復移動可能な板状の部材である。スライド部材42の移動は図示せぬ駆動部により行われる。スライド部材42の上面には、二つの金型2・2(より厳密には、下型22・22)が、スライド部材42の移動方向(矢印Aの方向)に並んで固定される。従って、スライド部材42および金型2・2は一体的に移動する。
また、スライド部材42が図1中の右端に移動した時に右側の金型2が配置される位置、および、スライド部材42が図1中の左端に移動した時に左側の金型2が配置される位置は、油圧シリンダ3により金型2に圧力を付与することができない位置、すなわち、加工位置200から退避した位置である。以下、当該位置をそれぞれ退避位置310・320という。
従って、移動手段4は、油圧シリンダ3が金型2に圧力を付与可能な位置である加工位置200と、該加工位置200から退避した位置である退避位置310・320と、の間で金型2・2を移動させるものである。
移動手段の別実施例としては、三つ以上の金型を平面上に列状に並べ、これらを列の長手方向にスライドさせるものや、旋回可能な円盤上の同一円周上、すなわち、該円盤の旋回中心から等距離となる位置に複数の金型を設け、円盤を旋回させるもの等が挙げられる。
同様に、加工台41の左側に配置されたロボット5は、加工位置200から退避位置320に配置された左側の金型2から、加工後の被加工物100を取り出す取り出し手段としての機能と、退避位置320に配置された左側の金型2に加工前の被加工物100をセットするセット手段としての機能と、を兼ねるものである。
退避位置310および退避位置320の上方にはシリンダロッド32および当接部材33が無いので、退避位置310および退避位置320に配置されている金型2に加工前の被加工物100をセットしたり、当該金型2から加工後の被加工物100を取り出したりするために金型2を大きく開口することが可能である。また、ロボット5・5は、金型2の上型21および被加工物100を把持して昇降可能な程度の持ち上げ力を有していれば良く、その昇降速度を十分大きくすることが可能である。
従って、加工位置200に配置されている金型2に圧力を付与している間に、退避位置310または退避位置320に配置されている金型2に被加工物100をセットしたり、該金型2から被加工物100を取り出したりすることができ、複数の被加工物に係るサイクルタイムをオーバーラップさせて加工することが可能であり、生産性が向上する。
被加工物100をセットした状態を保持可能な二つの金型2・2と、
該金型2・2と切り離されており、金型2・2に圧力を付与する油圧シリンダと、
該油圧シリンダ3が金型2・2に圧力を付与可能な位置である加工位置200と、該加工位置200から退避した位置である退避位置310・320と、の間で金型2・2を移動させる移動手段4と、
を具備する。
従って、加工時の油圧シリンダ3のストロークを、図2中のLに示す如く、金型2に圧力を付与する正味のストロークと、加工位置200に配置された金型2を退避位置310または退避位置320に退避させる(本実施例の場合、左右方向に移動させる)ために上型21から当接部材33を離間させるためのストロークと、を合わせたもののみとし、加工時の油圧シリンダ3のストロークを短縮することが可能である。
結果として、油圧シリンダ3に作動油を圧送する油圧ユニット等を小型化し、装置全体を小型化することが可能となる。これは設備導入時のイニシャルコストおよびランニングコストの削減、および省エネルギー化にも寄与する。
また、加工時の油圧シリンダ3のストロークを短縮することにより、サイクルタイムを短縮する、言い換えれば、生産性を向上させることも可能である。
また、本発明の加工装置において加工位置で同時に圧力が付与される金型の個数は、本実施例の如く一個に限定されず、二個以上でも良い。例えば、四個の金型を一列に並べて移動可能とし、油圧シリンダにより同時に二つの金型に圧力を付与可能としても良い。
さらに、本発明の加工装置に具備される油圧シリンダの個数については、本実施例の加工装置の如く一個に限定されず、複数個でも良い。
結果として、従来の鍛造機等の加工装置の如き同一形状の被加工物を大量に加工するロット生産を行わずに、少量他品種の加工が可能となるとともに、いわゆる中間在庫品を削減することが可能となる。
これに対して、本発明の実施の一形態である加工装置1の金型2は、金型内で被加工物を移動させる機構を必要としないため、金型自体を小型化、軽量化することが可能である。従って、金型交換時の作業性に優れる。
油圧シリンダ3により押し下げられる上型21と、
被加工物100を収容する下型22と、
下型22に対する上型21の姿勢を規制する規制部材23と、
を具備する。
なお、本実施例では下型22と規制部材23とを別体としたが、下型22と規制部材23とを一体としても略同様の効果を奏する。
加工位置200から退避位置310および退避位置320に移動した金型2から、加工後の被加工物100を取り出す取り出し手段としての機能を有するロボット5・5を具備する。
初期状態として、右側の金型2に加工前の被加工物100がセットされ、左側の金型2にセットされた被加工物100が加工された状態であるものとする。
所定時間経過後、油圧シリンダ3のシリンダロッド32を上方に移動させ、加工位置200に配置された右側の金型2の上型21から当接部材33を離間させる。
所定時間経過後、油圧シリンダ3のシリンダロッド32を上方に移動させ、加工位置200に配置された左側の金型2の上型21から当接部材33を離間させる。
被加工物100をセットした状態を保持可能な二つの金型2・2を用いた加工方法であって、
該金型2・2と切り離された油圧シリンダ3が該金型2・2に圧力を付与可能な位置である加工位置200と、該加工位置200から退避した位置である退避位置310・320と、の間で該金型2・2を移動させるものである。
結果として、油圧シリンダ3に作動油を圧送する油圧ユニット等を小型化し、装置全体を小型化することが可能となる。
また、加工時の油圧シリンダ3のストロークを短縮することにより、サイクルタイムを短縮する、言い換えれば、生産性を向上させることも可能である。
また、本発明の加工方法において加工位置で同時に圧力が付与される金型の個数は、本実施例の如く一個に限定されず、二個以上でも良い。例えば、四個の金型を一列に並べて移動可能とし、油圧シリンダにより同時に二つの金型に圧力を付与可能としても良い。
さらに、本発明の加工方法に用いられる加工装置に具備される油圧シリンダの個数については、本実施例の如く一個に限定されず、複数個でも良い。
油圧シリンダ3により押し下げられる上型21と、
被加工物100を収容する下型22と、
下型22に対する上型21の姿勢を規制する規制部材23と、
を具備する。
なお、本実施例では下型22と規制部材23とを別体としたが、下型22と規制部材2
3とを一体としても略同様の効果を奏する。
油圧シリンダ3により加工位置200に配置された金型2に圧力を付与する作業と、
退避位置310・320に配置された金型2から加工後の被加工物100を取り出す作業と、
を並行して行うものである。
油圧シリンダ3により加工位置200に配置された金型2に圧力を付与する作業と、
退避位置310・320に配置された金型2に加工前の被加工物100をセットする作業と、
を並行して行うものである。
2 金型
3 油圧シリンダ
4 移動手段
100 被加工物
200 加工位置
310 退避位置
320 退避位置
Claims (6)
- 被加工物をセットした状態を保持可能な複数の金型と、
該金型と切り離されており、金型に圧力を付与する油圧シリンダと、
該油圧シリンダが金型に圧力を付与可能な位置である加工位置と、該加工位置から退避した位置である退避位置と、の間で金型を移動させる移動手段と、
を具備し、
前記金型は、
前記油圧シリンダにより押し下げられる上型と、
被加工物を収容する下型と、
該下型に対する該上型の姿勢を規制する規制部材と、
を具備し、
前記規制部材は内周面を有する円筒形状であり、
前記規制部材は前記下型に固設され、
前記規制部材の内周面は前記上型に当接する摺動面を成し、
前記摺動面の中途部には、前記上型が押し下げられる方向に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記規制部材は前記上型に摺動可能に外嵌可能であって、
前記規制部材の中心軸と、前記下型のキャビティに形成された加工後の被加工物の形状の中心軸とが略一致する、
ことを特徴とする加工装置。 - 前記加工位置から前記退避位置に移動した金型から、加工後の被加工物を取り出す取り出し手段を具備することを特徴とする請求項1に記載の加工装置。
- 前記退避位置に配置された金型に加工前の被加工物をセットするセット手段を具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加工装置。
- 被加工物をセットした状態を保持可能な複数の金型を用いた加工方法であって、
該金型と切り離された油圧シリンダが該金型に圧力を付与可能な位置である加工位置と、該加工位置から退避した位置である退避位置と、の間で該金型を移動させ、
前記金型は、
前記油圧シリンダにより押し下げられる上型と、
被加工物を収容する下型と、
該下型に対する該上型の姿勢を規制する規制部材と、
を具備し、
前記規制部材は内周面を有する円筒形状であり、
前記規制部材は前記下型に固設され、
前記規制部材の内周面は前記上型に当接する摺動面を成し、
前記摺動面の中途部には、前記上型が押し下げられる方向に対して傾斜した傾斜面が形成され、
前記規制部材は前記上型に摺動可能に外嵌可能であって、
前記規制部材の中心軸と、前記下型のキャビティに形成された加工後の被加工物の形状の中心軸とが略一致する、
ことを特徴とする加工方法。 - 前記油圧シリンダにより前記加工位置に配置された金型に圧力を付与する作業と、
前記退避位置に配置された金型から加工後の被加工物を取り出す作業と、
を並行して行うことを特徴とする請求項4に記載の加工方法。 - 前記油圧シリンダにより前記加工位置に配置された金型に圧力を付与する作業と、
前記退避位置に配置された金型に加工前の被加工物をセットする作業と、
を並行して行うことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の加工方法。
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JP2004281962A JP4752229B2 (ja) | 2004-09-28 | 2004-09-28 | 加工装置および加工方法 |
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