JP4813424B2 - 金型交換設備 - Google Patents

Description

本発明は、金型交換設備に関する。

プレス機械の金型を交換する設備として、特許文献１の装置が開発されている。
図５に示すように、特許文献１の金型交換装置は、プレス101の前方にレール102を設け、このレール102上に、レール102に沿って移動可能な２台の台車103を有しており、この２台の台車103がプレス101の前方位置に交互に達するようになっている。そして、一方の台車103がプレス101のボルスタ107から金型を受け取り、レール102の一端の待機位置に退避した後、新しい金型が載せられた他方の台車103を、レール102の他端の待機位置からプレス101の前方位置に移動させる。すると、他方の台車103上の金型をプレス101のボルスタ107に供給できるから、プレス101の金型を交換することができる。

しかるに、通常のプレスラインでは、鍛造されるビレットの搬送方向（図５では左右方向）に沿って、プレスにビレットを供給する装置や鍛造された鍛造品を搬出する装置が設けられており、ラインによっては、２台以上の鍛造プレスが並んで設けられる場合がある。
ところが、上記金型交換装置の場合、プレスラインと平行にレール102が配設されているので、金型交換装置の付属機器、例えば待機位置にある台車103上の金型を交換する機器等もレール102に並設して設けられる。すると、プレスラインの付属機器と金型交換装置の付属機器とが干渉しないように各器機を配置しなければならず、各機器の配置が制約される。

とくに、上下の金型をダイホルダとともに交換する場合、プレスから取り外された上金型を交換するには、上ダイホルダを吊り上げ反転する装置（反転装置）が必要となる。しかし、かかる反転装置は非常に大型であり、上記金型交換装置の場合、台車103上から直接上ダイホルダを吊り上げて反転させる反転装置を設けることは、実際上困難である。すると、上ダイホルダを吊り上げて反転させるには、レール102とは離れた別の場所に反転装置を設けなければならない。そして、台車103上のダイホルダ等を反転装置まで移動させる設備も必要となるから、プレス設備が大型化し、各装置のレイアウトも複雑になる。

特開平９−２７１８６０号

本発明は上記事情に鑑み、金型交換設備を設けてもプレスラインのレイアウトの自由度を高くすることができ、金型交換の自動化を促進することができる金型交換設備を提供することを目的とする。

第１発明の金型交換設備は、鍛造プレスと、該鍛造プレスに対してビレットおよび鍛造品の搬送を行う機器を備えたプレスラインにおける金型交換設備であって、前記鍛造プレスの前方に設けられ、前記プレスラインにおけるビレットおよび鍛造品の搬送方向と交差する方向に沿って配設された一組のレール対と、各レール対上にそれぞれ設けられた２台の交換台車とを有し、上下の金型と該上下の金型を保持する上下のダイホルダからなるダイホルダアッセンブリを交換する金型交換装置を備えており、前記一組のレール対は、前記鍛造プレスの前方位置において一端部同士が互いに交差しており、かつ、前記鍛造プレスから離間するに従って互いの距離が離れるように配設されており、前記２台の交換台車のうち、一の交換台車の移動経路には、前記ダイホルダアッセンブリの上ダイホルダを反転させる反転装置が設けられており、前記一の交換台車が設けられている前記レール対上には、前記鍛造プレスに対して前記交換台車よりも遠方に、前記反転装置によって反転された上ダイホルダが載せられる反転台車が設けられていることを特徴とする。
第２発明の金型交換設備は、第１発明において、前記プレスラインは２台の鍛造プレスを備えており、各鍛造プレスにそれぞれ前記金型交換装置が設けられており、一方の前記金型交換装置における一のレール対と、該一のレール対と隣接する他方の金型交換装置における一のレール対とが、前記鍛造プレスから離間した端部で交差しており、両レール対が交差している位置に、前記反転装置が設けられており、交差しているレール対のうち、一方のレール対に前記反転台車が設けられていることを特徴とする。
第３発明の金型交換設備は、第２発明において、前記２つの交換台車は、前記鍛造プレスに金型を供給する交換台車と、該鍛造プレスから金型を搬出する交換台車とからなり、該鍛造プレスから金型を搬出する交換台車には、前記鍛造プレスの前後方向に沿って設けられた、前記ダイホルダアッセンブリの移動を案内する案内レールが設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、一組のレール対は、一端がプレスの前方に位置しており、しかもプレスラインと交差する方向に沿って配置されている。このため、一組のレール対の他端部は、いずれもプレスラインから離間した位置に配置されるので、交換台車上の金型を交換する装置等の付属機器をプレスラインから離間した位置に配設することができる。すると、金型交換装置の付属機器とプレスラインの付属機器とが干渉することを防ぐことができるので、プレスラインのレイアウトの自由度を高くすることができる。また、両レール対は、鍛造プレスから離間するに従って互いの距離が離れるように配設されており、両レール対間に十分な空間を設けることができるから、両レール対に設けられた付属機器同士が干渉することも防ぐことができる。さらに、反転装置によって交換台車上から吊り上げられた上ダイホルダを、交換台車から反転台車上に簡単に移し変えることができる。そして、反転台車専用のレールを設ける必要がないので、設備が複雑化することを防ぐことができる。
第２発明によれば、２台の金型交換装置において、反転装置および反転台車を共用することができるので、設備を簡素化することができ、金型交換の自動化を促進することができる。
第３発明によれば、鍛造プレスの前後方向と交換台車の移動方向が交差していても、ダイホルダアッセンブリを安定した状態で鍛造プレスから交換台車に移動させることができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の金型交換設備の概略平面図である。図２は反転装置２０を除いた状態における本実施形態の金型交換設備の概略平面図である。図３は鍛造プレスを２台有するプレスラインに本実施形態の金型交換設備を適用した場合における概略平面図である。
以下では、本実施形態の金型交換設備が、上下の金型とこの上下の金型を保持する上下のダイホルダからなるダイホルダアッセンブリを交換する設備である場合を説明するが、本実施形態の金型交換設備は、金型のみを交換する設備にも採用できる。

なお、図１〜図３には、本実施形態の金型交換設備の構成を分かり易くするために、レール対上に設けられる各台車は平面視の外縁のみを示しており、各台車の概略平面図は図４に記載している。
また、実際のプレスラインや金型交換装置の周辺には複数の付属機器が設けられているが、本実施形態の金型交換設備の構成を分かり易くするために、図１〜図３には、これら付属機器は記載していない。

図１および図２において、符号１は鍛造プレスであり、符号２はビレットを鍛造プレス１に供給するビレット供給装置であり、符号３は鍛造プレス１において鍛造された鍛造品を次工程に搬送する搬出装置である。この鍛造プレス１とビレット供給装置２、搬出装置３がプレスラインを構成しており、ビレットおよび鍛造品は、図１および図２では、左から右に向かって搬送される。

なお、以下では、ビレット等の搬送方向（図１、２では左右方向）をプレスの左右方向とし、この方向と直交する方向（図１、２では上下方向）を前後方向として説明する。また、図１、２における鍛造プレス１の下方を、鍛造プレス１の前方として説明する。

図１および図２に示すように、鍛造プレス１の前方には、本実施形態の金型交換設備の金型交換装置１０が設けられている。この金型交換装置１０は、３本のレール11rからなる第１レール対１１と、３本のレール12rからなる第２レール対１２とを備えており、各レール対１１，１２には、それぞれそれぞれ交換台車１３，１４が設けられている。

交換台車１３は、新しいダイホルダアッセンブリを搬送し、鍛造プレス１に対して新しいダイホルダアッセンブリを供給するための台車である。この交換台車１３は、第１レール対１１に沿って移動可能であり、鍛造プレス１の前方の位置（図１、２ではＩの位置（以下、交換位置Ｉという））と、鍛造プレス１から離間した位置（図１、２ではIIの位置（以下、待機位置IIという））との間を移動するようになっており、通常は、待機位置IIで待機している。そして、待機位置II近傍には、図示しないが、交換台車１３に新しいダイホルダアッセンブリを載せる装置が設けられている。

また、交換台車１４は、使用後のダイホルダアッセンブリを鍛造プレス１から受け取り搬送するための台車である。この交換台車１４は、第２レール対１２に沿って移動可能であり、鍛造プレス１の前方の位置（図１、２ではＩの位置（以下、交換位置Ｉという））と、鍛造プレス１から離間した位置（図１、２ではIIIの位置（以下、反転位置IIIという））との間を移動するようになっており、通常は、交換位置Iと反転位置IIIの間の位置（図１、２ではIIの位置（以下、待機位置IIという））で待機している。そして、待機位置II近傍には、図示しないが、交換台車１４からに使用後のダイホルダアッセンブリを取り外す装置が設けられている。
この交換台車１４には、鍛造プレス１の前後方向に沿って延びた案内レールＧＬが設けられており（図４（Ｂ）参照）、この案内レールＧＬに沿って第２レール対１２と交差する方向に沿って、使用後のダイホルダアッセンブリが鍛造プレス１から交換台車１４に向かって移動するようになっている。そして、交換台車１４は、案内レールＧＬを鍛造プレス１の前後方向と平行に保ったまま移動するようになっているのであるが、その理由は後述する。

図１および図２に示すように、前記各レール対１１，１２は、各レール対１１，１２のレール11r,12rの軸方向がいずれもプレスラインのビレット等の搬送方向に対して交差する方向に沿って配設されている。つまり、各レール対１１，１２は、その上を移動する交換台車１３，１４が、いずれも鍛造プレス１に対して斜めから接近離間するように配設されているのである。

そして、レール対１１，１２は、その一端部同士が鍛造プレス１の前方において交差しており、両交換台車１３，１４の交換位置Ｉが同じ位置となるように構成されている。そして、レール対１１，１２は、他端に向かうに従って、両レール対１１，１２間の距離が離れるように配設されている。つまり、一組のレール対１１，１２は、鍛造プレス１の前方に頂点を有するＶ字状に形成されているのである。

以上のごとく、本実施形態の金型交換設備では、金型交換装置１０のレール対１１，１２は、その他端部がいずれもプレスラインから離間した位置に配置されているから、交換台車１３，１４上の金型を交換する装置等の付属装置をプレスラインから離間した位置に配設することができる。すると、これらの付属装置をレール対１１，１２近傍に配設しても、付属装置がプレスラインの付属装置等と干渉することを防ぐことができるので、プレスラインのレイアウトの自由度を高くすることができる。
また、両レール対１１，１２は、鍛造プレス１から離間するに従って互いの距離が離れるように配設されており、両レール対１１，１２同士の間にも十分な空間を設けることができるから、レール対１１，１２近傍に設けた付属装置同士の干渉も防ぐことができる。

また、図１に示すように、交換台車１４の移動経路における反転位置IIIには、反転装置２０が配設されている。この反転装置２０は、交換台車１４上に載せられているダイホルダアッセンブリのうち、上ダイホルダを吊上げて反転させるものである。

そして、図１および図２に示すように、第２レール対１２において、鍛造プレス１１に対して交換台車１４より遠方には、反転台車１７が設けられている。この反転台車１７は、反転装置２０によって交換台車１４から吊上げられ反転された上ダイホルダを、反転装置２０から受け取り搬送するための台車である。この反転台車１７は、反転位置IIIと第２レール対１２の他端との間を移動するものであり、通常は、第２レール対１２の他端で待機している。なお、第２レール対１２の他端には、図示しないが、この反転台車１７から上ダイホルダを受け取る装置が設けられている。

以上のごとき構成であるから、鍛造プレス１から搬出され交換台車１４上に載せられているダイホルダアッセンブリの上ダイホルダを、反転装置２０によって反転台車１７上に簡単に移し変えることができる。そして、反転台車１７を走行させるレールとして交換台車１４用の第２レール対１２を使用でき、反転台車１７専用のレールを設ける必要がなくなるから、ダイホルダアッセンブリを交換する場合であっても、金型交換設備を簡素化することができる。

つぎに、本実施形態の金型交換設備による金型交換作業を説明する。
金型交換作業を開始する前に、交換台車１３上に次の鍛造に使用する新しいダイホルダアッセンブリを載せておき、交換台車１４からは前回の金型交換作業で鍛造プレス１から取り外された下ダイホルダは取り外しておく。

金型交換作業では、まず、交換台車１４が鍛造プレス１前方の交換位置Ｉまで走行し、交換位置Ｉで停止する。
鍛造プレス１では、通常、上ダイホルダと下ダイホルダとが分離されているが、スライドを上下させることで下ダイホルダの上に上ダイホルダを載せたダイホルダアッセンブリとすることができる。そして、ダイホルダアッセンブリは、鍛造プレス１から交換台車１４に移動される。
なお、ダイホルダアッセンブリでは、下金型がセットされた下ダイホルダの上に、上金型をセットした上ダイホルダが載せられている。

交換台車１４上にダイホルダアッセンブリが移動されると、交換台車１４は待機位置IIまで後退する。

交換台車１４が待機位置IIまで後退すると、次の鍛造に使用する新しいダイホルダアッセンブリを載せた交換台車１３が交換位置Ｉまで移動する。そして、交換台車１３から新しいダイホルダアッセンブリが鍛造プレス１内に移動され、下ダイホルダはベッドに、上ダイホルダはスライドにそれぞれ取り付けられる。

新しいダイホルダアッセンブリを鍛造プレス１に供給した交換台車１３が交換位置Ｉから待機位置IIに戻れば、ダイホルダアッセンブリの金型交換作業は終了する。

以上の手順でダイホルダアッセンブリの金型交換作業は終了するが、つぎの金型交換作業に備えて、交換台車１４上のダイホルダアッセンブリにおける上ダイホルダを反転させて、交換台車１４上から反転台車１７上に移動させなければならない。

上ダイホルダを交換台車１４上から反転台車１７上に移動させる作業は以下の手順で行われる。
まず、使用後のダイホルダアッセンブリを載せた交換台車１４は、待機位置IIから反転位置IIIまで移動する。そして、交換台車１４が反転位置IIIで停止すると、反転装置２０によって上ダイホルダが吊り上げられる。上ダイホルダが吊り上げられ、下ダイホルダが載った交換台車１４は、反転位置IIIから待機位置IIに移動する。すると、反転台車１７が反転位置IIIに移動してくるが、この間に、反転装置２０において上ダイホルダが反転される。反転台車１７が反転位置IIIに停止すると、反転された上ダイホルダが、上金型を上方に向けた状態で反転装置２０によって反転台車１７上に載せられる。最後に、反転台車１７が第２レール対１２の他端まで移動すると、上ダイホルダを交換台車１４上から反転台車１７上に移動させる作業が終了する。

なお、上ダイホルダを交換台車１４上から反転台車１７上に移動させる作業は、金型交換作業の終了後、鍛造作業中に行ってもよいが、交換台車１４を交換位置Ｉから反転位置IIIまで直接移動させて、交換台車１３によって新しいダイホルダアッセンブリを鍛造プレス１に対して供給している間に行ってもよい。

上記の例では、プレスラインに１台の鍛造プレス１のみが設けられている場合を説明したが、プレスラインに並列して２台の鍛造プレス１が設けられている場合における本実施形態の金型交換設備を以下に説明する。

図３は鍛造プレスを２台有するプレスラインに本実施形態の金型交換設備を適用した場合における概略平面図である。同図において、符号１、５が鍛造プレス、符号２、６がビレットを鍛造プレス１に供給するビレット供給装置，符号３、７が鍛造プレス１において鍛造された鍛造品を次工程に搬送する搬出装置である。この金型交換設備は、各鍛造プレス１，５用の金型交換装置１０，３０を備えている。

図３において、鍛造プレス１の金型交換装置１０は、鍛造プレス１のダイホルダアッセンブリを交換する、上述したレール対１１，１２と、各レール対１１，１２上に設けられた交換台車１３，１４と、反転装置２０と、反転台車１７とを有する金型交換装置であり、鍛造プレス５用の金型交換装置３０側に上述した第２レール対１２が配置されている。

鍛造プレス５用の金型交換装置３０は、実質的に鍛造プレス１用の金型交換装置１０と同様の構成を有する装置であり、第１レール対３１と、第２レール対３２とを備えている。このレール対３１，３２は、レール対１１，１２と同様に、鍛造プレス１の前方に頂点を有するＶ字状が形成されるように配設されている。

各レール対３１，３２には、それぞれそれぞれ交換台車３３，３４が設けられている。
金型交換装置１０から遠方に位置する第１レール対３１には、交換台車３３が設けられている。この交換台車３３は、新しいダイホルダアッセンブリを搬送し、鍛造プレス１に対して新しいダイホルダアッセンブリを供給するための台車であり、左右が逆になっている以外は、交換台車１３と実質同様の構成を有するものであり、

また、金型交換装置１０側に位置する第２レール対３２には、交換台車３４が設けられている。この交換台車３４は、使用後のダイホルダアッセンブリを鍛造プレス１から受け取り搬送するための台車であり、交換台車３４は、左右が逆になっている以外は、交換台車１４と実質同様の構成を有するものである。
この交換台車３４にも、交換台車１４と同様に、鍛造プレス１の前後方向に沿って延びた案内レールＧＬ、つまり、交換台車１４の案内レールＧＬと平行な案内レールＧＬが設けられており、案内レールＧＬを鍛造プレス１の前後方向と平行に保ったまま移動するようになっている。

図３に示すように、２台の鍛造プレスが設けられている場合における本実施形態の金型交換設備の特徴は、金型交換装置１０の第２レール対１２と、金型交換装置３０の第２レール対３２の他端部分同士が交差しており、その交差している部分に反転装置２０が設けられていることである。
かかる構成となっているので、交換台車１４と交換台車３４がいずれも反転装置２０の位置まで移動することができる。しかも、交換台車１４と交換台車３４は、いずれも鍛造プレス１の前後方向に沿って延びた案内レールＧＬを備えており、案内レールＧＬを鍛造プレス１の前後方向と平行に保ったまま移動するようになっている。このため、交換台車１４，３４の案内レールＧＬに載せられたダイホルダアッセンブリは、同じ姿勢で反転装置２０の位置に配置される。

すると、反転装置２０に特別な機構を設けなくても、両交換台車１４，３４に載せられているダイホルダアッセンブリの上ダイホルダを、一台の反転装置２０で反転させることができるし、両交換台車１４，３４から吊上げられ反転された上ダイホルダを、同じ姿勢で第２レール対１２上の一台の反転台車１７上に載せることができる。
つまり、金型交換装置１０と金型交換装置３０とで、反転装置２０および反転台車１７を共用することができるので、２台の鍛造プレスを有するプレスラインであっても、金型交換設備が複雑化することを防ぐことができる。
そして、設備のレイアウトなども簡略化でき、重いダイホルダアッセンブリを待機位置IIの交換台車１４，３４から吊り出すという作業をすることなく交換台車１４，３４に載せたまま楽々と反転位置IIIまで移動することができるので、金型交換の自動化を促進することができる。

ここで、交換台車１４について説明する。
なお、交換台車３４は、上述したように実質的に交換台車１４と同等の構造を有しているので、説明は割愛するが、当然のごとく、交換台車３４も以下に説明する構造は有している。

図４（Ｂ）に示すように、前記交換台車１４は、鍛造プレス１の前後方向に沿って延びた２本の案内レールＧＬを備えている。
この２本の案内レールＧＬの間には、駆動機構ＳＣが設けられている。この駆動機構ＳＣには、案内レールＧＬに沿って、ダイホルダアッセンブリを鍛造プレス１から交換台車１４に向けて移動させる機構を備えており、図示しないが、駆動機構ＳＣとダイホルダアッセンブリとが着脱可能なフックにて連結と連結解除が自動でできるように構成されている。

なお、交換台車１４が交換位置Ｉに配置されたときには、２本の案内レールＧＬの先端と鍛造プレス１との間に間隔ができる。しかし、鍛造プレスから交換台車１４にダイホルダアッセンブリを移動させるときには、鍛造プレス１側から２本の案内レールＧＬに連結されるレールが準備されるので、鍛造プレス１から交換台車１４に安定した状態でダイホルダアッセンブリを移動させることができる。

交換台車１３、３３も、上述した交換台車１４と同様に、鍛造プレス１の前後方向に沿って延びた２本の案内レールＧＬを備えている。
この２本の案内レールＧＬの間には、駆動機構ＳＣが設けられている。この駆動機構ＳＣには、案内レールＧＬに沿って、ダイホルダアッセンブリを交換台車１３，３３から鍛造プレス１に向けて移動させる機構を備えており、上述した交換台車１４と同様に、駆動機構ＳＣとダイホルダアッセンブリとが着脱可能なフックにて連結と連結解除が自動でできるように構成されている。

なお、交換台車１３、３３が交換位置Ｉに配置されたときにも、鍛造プレス１，６側から２本の案内レールＧＬに連結されるレールが準備されるので、交換台車１４、３４から鍛造プレス１に対し安定した状態でダイホルダアッセンブリを移動させることができる。

本発明の金型交換設備は、複数の鍛造プレスを有するプレスラインにおける金型交換設備に適している。とくに、ダイホルダアッセンブリを交換する設備として適している。

本実施形態の金型交換設備の概略平面図である。 反転装置２０を除いた状態における本実施形態の金型交換設備の概略平面図である。 鍛造プレスを２台有するプレスラインに本実施形態の金型交換設備を適用した場合における概略平面図である。 （Ａ）は金型をプレスに供給する交換台車１１の概略平面図であり、（Ｂ）は金型をプレスから排出する交換台車１２の概略平面図であり、（Ｃ）は反転した上型が載せられる反転台車１５の概略平面図である。 従来の金型交換設備の概略平面図である。

１ 鍛造プレス
１０ 金型交換装置
１１ 第１レール対
１２ 第２レール対
１３ 交換台車
１４ 交換台車
１７ 反転台車
２０ 反転装置
３０ 金型交換装置
３１ 第１レール対
３２ 第２レール対
３３ 交換台車
３４ 交換台車
ＧＬ 案内レール

Claims (3)

1. 鍛造プレスと、該鍛造プレスに対してビレットおよび鍛造品の搬送を行う機器を備えたプレスラインにおける金型交換設備であって、
   前記鍛造プレスの前方に設けられ、前記プレスラインにおけるビレットおよび鍛造品の搬送方向と交差する方向に沿って配設された一組のレール対と、各レール対上にそれぞれ設けられた２台の交換台車とを有し、上下の金型と該上下の金型を保持する上下のダイホルダからなるダイホルダアッセンブリを交換する金型交換装置を備えており、
   前記一組のレール対は、
   前記鍛造プレスの前方位置において一端部同士が互いに交差しており、かつ、前記鍛造プレスから離間するに従って互いの距離が離れるように配設されており、
   前記２台の交換台車のうち、一の交換台車の移動経路には、前記ダイホルダアッセンブリの上ダイホルダを反転させる反転装置が設けられており、
   前記一の交換台車が設けられている前記レール対上には、前記鍛造プレスに対して前記交換台車よりも遠方に、前記反転装置によって反転された上ダイホルダが載せられる反転台車が設けられている
   ことを特徴とする金型交換設備。
2. 前記プレスラインは２台の鍛造プレスを備えており、
   各鍛造プレスにそれぞれ前記金型交換装置が設けられており、
   一方の前記金型交換装置における一のレール対と、該一のレール対と隣接する他方の金型交換装置における一のレール対とが、前記鍛造プレスから離間した端部で交差しており、
   両レール対が交差している位置に、前記反転装置が設けられており、
   交差しているレール対のうち、一方のレール対に前記反転台車が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の金型交換設備。
3. 前記２つの交換台車は、前記鍛造プレスに金型を供給する交換台車と、該鍛造プレスから金型を搬出する交換台車とからなり、
   該鍛造プレスから金型を搬出する交換台車には、
   前記鍛造プレスの前後方向に沿って設けられた、前記ダイホルダアッセンブリの移動を案内する案内レールが設けられている
   ことを特徴とする請求項２記載の金型交換設備。

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