JP6717403B2 - 押出プレスのコンテナ交換装置 - Google Patents

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Description

本発明は押出プレス装置に係り、押出プレス装置のコンテナを交換する交換装置に関する。
一般に、金属材料、例えばアルミニウム又はその合金材料等によるビレットを押出プレス装置により押出す場合、油圧シリンダで駆動されるメインラムの先端部に押出ステムが取り付けられており、ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットをビレットインサータによりコンテナ内に収納する。そして、メインラムを更に油圧シリンダの駆動により前進させることにより、ビレットが押出ステムにて押圧される。そこで、ダイスの出口部から、成形された製品が押出される。
ビレットを押し出した後は、コンテナをコンテナシリンダにより若干後退させて、ディスカードがコンテナから外れた位置からメインラムとコンテナを後退させる。
次に、コンテナとダイスとの間に切断装置の切断刃を送り込み、ダイス面に残ったビレット(ディスカードと称される。)を切り離す。その後は、メインラムを後退させて押出ステムをコンテナから抜き出し,次のビレットをコンテナに挿填して次サイクルの押出成形に移行する。
従来の押出プレスでは、コンテナを搬送する押出工具搬送装置は装置の高さが非常に高く、工場の天井が高くなくてはならなかった。
また、従来の押出工具搬送装置では、少なくとも2か所の押出ステムを載置する位置と、コンテナ保持治具が配設されたストック位置とを備えている。そのため、押出工具搬送装置はコンテナを押出プレスに挿入する位置から、コンテナがストックされている位置の広範囲を移動しなくてはならない。このため、押出工具搬送装置が移動する領域には、人が入ることができず、メンテナンス等に対しても非常に不都合であった。
特開2007−290010号公報
従来型の押出プレスでは以下のような課題があった。
従来の押出プレスでは、コンテナ搬送装置は装置の高さが非常に高く、工場の天井が高くなくてはならなかった。
また、従来のコンテナ搬送装置では、少なくとも2か所の押出ステムを載置する位置と、コンテナ保持治具が配設されたストック位置とを備えている。そのため、コンテナ搬送装置はコンテナを押出プレスに挿入する位置から、コンテナがストックされている位置の広範囲を移動しなくてはならない。このため、押出工具搬送装置が移動する領域には、人が入ることができず、メンテナンス等に対しても非常に不都合であった。
また、構造が複雑なことと、動作が複雑なためコンテナ搬送にかかる時間が長かった。
押出プレスのコンテナの搬入、搬出を行うコンテナ交換方法において、
コンテナ搬出時は
コンテナ交換装置が押出プレス機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレスの機内中心位置まで移動する工程と、
メインクロスヘッドに取り付けられたコンテナ取出し装置によりコンテナをコンテナホルダから排出し、コンテナをコンテナ交換装置に載置する工程と、
コンテナ交換装置がコンテナを載置し押出プレス中心より押出プレス機外のコンテナ交換装置待機位置に移動する工程よりなり、
コンテナ搬入時は、
押出プレス機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレスの機内中心位置までコンテナ交換装置がコンテナを載置し移動する工程と、
メインクロスヘッドを前進させて、コンテナをコンテナホルダに挿入する工程と、
コンテナ交換装置が押出プレスの機内中心位置から押出プレスの機外のコンテナ待機位置に移動する工程よりなることとした。
押出プレスのコンテナの搬入、搬出を行うコンテナ交換方法において、
コンテナ搬出時は
コンテナ交換装置が搬出待機位置から横行してコンテナ交換装置待機位置に移動する工程と、
コンテナ搬出後はコンテナ交換装置が横行してコンテナ交換装置待機位置から、コンテナ搬出待機位置に移動する工程よりなり、
コンテナ搬入時は、
コンテナをコンテナ交換装置に載置し、搬入待機位置から横行してコンテナ交換装置待機位置に移動する工程と、
コンテナ交換のためコンテナ交換装置待機位置から、コンテナ搬入待機位置まで、横行して移動する工程よりなることとした。
押出プレスのコンテナ交換装置において、
コンテナを載置して移動するフレームと、駆動装置と駆動伝達装置と、回転運動を直線運動に変換する回転運動変換機構を具備するようにした。
リニアガイドを介して複数のフレームを積層し、各フレームとベースはラックを具備し、最下段のフレームに取付けられたモータにより前記モータの出力軸に固定されたピニオンを駆動することで、歯合した前記ラックとピニオンにより最上段のフレームがコンテナ交換位置に位置するようにフレームが移動する構成となるようにした。
コンテナ交換装置の最下段のフレームと、前記フレームの上段に配置された1つまたは複数のフレームは同時に前進または後退するようにした。
コンテナ交換装置のベースには横行手段が具備されており、コンテナ交換装置は押出プレスと平行に横行することができるようにした。
フレームが機内の方向へ転倒することを防止するために、タイロッドの外周のプリストレスチューブにフリーローラまたはすべりライナを取付けた。
押出プレスのコンテナ交換装置であって、
前記押出プレスの側方に配置される架台上に、前記押出プレスと平行に移動可能に支持されるベースと、
前記ベース上に配置されるフレームを備え、
前記フレームの、前記ベース上から前記押出プレスの機内中心への前進、及び、前記押出プレスの前記機内中心から前記ベース上への後退が可能な、2台の駆動装置を備え、
前記駆動装置の前記フレームが、
前記ベース上に摺動可能に配置される第2フレームと、
前記第2フレーム上に摺動可能に配置され、前記押出プレスの前記機内中心側にコンテナを載置可能なフリーローラを備える第1フレームと、
から構成されると共に、
前記駆動装置が、
前記第2フレームに立設されるケーシングに、下方に出力軸を延長するように配置されたモータと、
前記出力軸の、前記第2フレームより上方に配置されるピニオンと、前記第2フレームより下方に配置されるピニオンと、を備え、
前記出力軸の、前記第2フレームより上方に配置される前記ピニオンが、前記第1フレームに配置されたラックと組み合わされ、
前記出力軸の、前記第2フレームより下方に配置される前記ピニオンが、前記ベースに配置されたラックと組み合わされ、
前記モータの回転駆動により、前記第1フレームと前記第2フレームとが、前記ベースに対して同時に前進・後退するようにした。
前記ベースを前記押出プレスと平行に移動させて、
前記ベース上に配置される、少なくとも一方の前記駆動装置の前記フレームを、
使用済コンテナが撤去される搬出待機位置と、
使用前コンテナを、前記機内中心に搬入する待機位置、あるいは、前記使用済コンテナを前記機内中心から機外へ搬出させた位置のいずれか一方であるコンテナ交換装置待機位置と、
前記使用前コンテナを載置する搬入待機位置と
の3個所に移動させるようにした。
前記フレームの、前記ベース上から前記押出プレスの機内中心への前進時、及び、前記押出プレスの前記機内中心から前記ベース上への後退時に、
前記フレームが、前記押出プレスの、タイロッドの外周に配置されるプリストレスチューブの上方に配置される、フリーローラまたはすべりライナに支持されるようにした。
メインクロスヘッドのコンテナホルダ側の面の上方に、先端に形成された、下方への凸部を上下に回動可能に配置される治具と、
前記治具を上下に回動可能に、メインクロスヘッドのコンテナホルダ側の面の上方に、配置される駆動手段と、
前記コンテナの、前記メインクロスヘッド側の上方に形成された、前記治具の前記凸部に係合可能な凹部と、を備え、
前記メインクロスヘッドが前記コンテナに当接する状態において、
前記治具を下方に回動させて、前記治具の前記凸部を前記コンテナの前記凹部に係合させた、前記コンテナ及び前記メインクロスヘッドの押出方向における係合状態と、
前記治具を上方に回動させて、前記治具の前記凸部を前記コンテナの前記凹部から移動させて、前記コンテナ及び前記メインクロスヘッドの押出方向における係合を解除した状態と、
を任意に切り換え可能なコンテナ取出し装置を備え、
前記コンテナホルダ内の前記コンテナを、前記メインクロスヘッドと、前記コンテナ取出し装置により前記係合状態に切り換えて、前記メインクロスヘッドの後退動作により、前記コンテナホルダ内から前記コンテナを排出させて、
前記コンテナを、前記第1フレームの前記フリーローラ上に載置させるようにした。
押出プレスヘのコンテナの搬送が水平移動式なので装置の高さが抑えられ省スペースが図られるので、建屋も低くできる。
コンテナ交換時間はコンテナが台車積載水平移動方式につき、コンテナ移動が安定するため高速動作が問題なく計れ、さらなる時間短縮が図れる。
コンテナの搬送が水平移動式なので高さ方向のストロークが不要につき、交換装置の物量が小さくなり、省資源が実現できる。
省スペースな構造になるので、メンテナンス等による寄付きも容易になる。
本発明のコンテナ交換装置の全体概観図の平面図である。 図1の本発明のコンテナ交換装置の矢視図Aを示す図である。 図2で第1フレームと第2フレームが前進した図である。 コンテナ交換装置のフレームの駆動の模式図である。 本発明のコンテナ交換装置でコンテナを交換する時の側面から見た説明図である。この図はコンテナを取出す図である。 本発明のコンテナ交換装置でコンテナを交換する時の側面から見た説明図である。この図はコンテナを取出す図である。 コンテナ取出し装置の模式図である。
本発明に係るコンテナ交換装置の実施形態を、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
本発明に用いる押出プレス1を図1に示す。エンドプラテン12とメインシリンダ7を対向して配置し、両者を複数のタイロッド5によって連結している。エンドプラテン12の内側面には押出穴が形成されたダイス2を挟んでコンテナ3が配置され、コンテナ3内に図示しないビレットを装填し、これをダイス2に向けて押出加圧することでダイス穴に応じた断面の押出製品が押出成形される。
押出作用力を発生させるメインシリンダ7は、メインラム8を内蔵し、これをコンテナ
3に向けて加圧移動可能としている。このメインラム8の前端部にはコンテナ3のビレッ
ト装填穴と同芯配置されるように図示しない押出ステムがその先端に図示しないフィック
スダミーブロックを密接させて、コンテナ3に向けて突出状態でメインクロスヘッド6を
介して取付けられている。したがって、メインシリンダ7を駆動してメインクロスヘッド
6を前進させると、押出ステムがコンテナ3のビレット装填穴に挿入され、装填されたビ
レットの後端面を加圧して押出製品を押出すのである。
図1に本発明のコンテナ交換装置の平面図を、また図2に本発明のコンテナ交換装置の側面図を示す。
コンテナ交換装置は、全体を架台35で支持されている。架台35にはリニアガイド27が押出プレス1と平行に取り付けられており、モータ32によるチェーン駆動により、駆動装置30が押出プレス1と平行に往復運動する。コンテナ交換装置の下部はベース28といい、リニアガイド27によって駆動装置30が架台35の上を、押出プレス1と平行に横行するようになっている。
2台の駆動装置30は、第1フレーム21、第2フレーム23、モータ51、第1フレーム21を支持するリニアガイド25と第2フレーム23を支持するリニアガイド26と、コンテナ3を載置するフリーローラ22とから構成される。
なお、コンテナ交換装置は2本のサポートにより押出プレス1本体に固定されてもよい。
架台35の上には2台の駆動装置30が載置してある。
駆動装置30には3か所の待機位置があり、エンドプラテン12側からそれぞれ、搬入待機位置、コンテナ交換装置待機位置、搬出待機位置となっている。
それぞれについて説明すると、搬入待機位置は新しいコンテナ3を駆動装置30に載置する待機位置である。コンテナ交換装置待機位置は、これから新しいコンテナ3を載置して駆動装置30が押出プレス1の機内に入っていく、もしくは使ったコンテナ3を載置した駆動装置30が押出プレス1の機内から押出プレス1の機外に出てきた待機位置である。最後に搬出待機位置は、使ったコンテナ3を載置した駆動装置30がこの位置にくると、図示しないクレーン等によってコンテナ3が撤去される待機位置である。
駆動装置30はコンテナ3の搬出を行うものと、コンテナ3の搬入を行うものがそれぞれ1台ずつあり、架台35の上を同じ動きで押出プレス1と平行に左右に横行する。
2台の駆動装置30の待機位置は搬出待機位置、コンテナ交換装置待機位置、搬入待機位置から構成される。
コンテナ交換装置は2本のサポートにより、押出プレス1のマシンベース15に固定される場合もある。
2台の駆動装置30は架台35の上に設置したリニアガイド27の上に載置されている。架台35にはモータ32とスプロケット33と図示しないチェーンが取り付けられており、このチェーンによって、駆動装置30は搬出待機位置、コンテナ交換装置待機位置、搬入待機位置の各位置を移動することになる。
図2に図1でA−A断面で切ったものをメインシリンダ7側から見た図を示す。
架台35に取付けられたリニアガイド27の上にベース28が取り付けられている。更にベース28の上にはリニアガイド26が取付けられ、リニアガイド26の上には第2フレーム23が取付けられている。更に第2フレームの上にはリニアガイド25が取付けられており、リニアガイド25の上には第1フレーム21が取付けられている。
本図ではフレームが2台の構成になっているが、フレームが3台以上の構成であってもよい。
架台35にはモータ32が取付けられ、このモータ32を駆動することにより、ピニオン36を回し、ピニオン36によりラック37を駆動し、ベース28を押出プレス1と平行に移動させることが出来る。このとき、第1フレーム21と第2フレーム23もベース28と一体となって押出プレス1と平行に横行することが出来る様になっている。
図3はコンテナ交換装置の駆動装置30が図2の位置からコンテナ3を押出プレス1の機内に搬送するために、第1フレーム21と第2フレーム23が前進した時の状態である。図3では、第1フレーム21に載置したコンテナ3が押出プレス1の機内の中心、すなわちコンテナ3をコンテナホルダ4に装入する位置まで前進した図である。
この時、第1フレーム21と第2フレーム23とは2:1の進行距離で進むことになる。この時進行速度も略2:1となっている。この理由は以下で述べる。
第1フレーム21が押出プレス1の中心まで前進した場合、前方に垂れさがる恐れがあるので、タイロッド5の外周の図示していないプリストレスチューブにフリーローラ41を取付けた。またフリーローラ41の代わりにすべりライナでもよい。これにより第1フレーム21が前方に転倒する恐れがなくなった。
図4に図2の矢視Bで示したコンテナ交換装置のフレームの駆動部の模式図を示す。
第1フレーム21と第2フレーム23を前進させるための駆動装置30を示す。第2フレーム23に固定されたケーシング57にモータ51が取り付けられている。モータ51から出た出力軸56には2つのピニオン52、54が取り付けられている。また第1フレーム21、第2フレーム23には、それぞれラック53、55が取り付けられている。
図では第2フレーム23に取付けられたラック53とベース28に取付けられたラック55とは紙面に向かってピニオン52、54の左と右に取付けられている。この理由は以下のことによるものである。
モータ51はサーボモータのようなものが良い。
モータ51が回転すると、ピニオン52、54は同じ向きに回転する。ベース28に取付けられたラック55は紙面に対して垂直の方向には固定されているので、例えばモータ51の回転がモータ方向から見て右回りであると、図示しないベアリングで支持されたピニオン54は紙面に対して奥の方へ進んで行く。すなわちピニオン54と一体になっている第2フレーム23、モータ51、ケーシング57、リニアガイド25、ピニオン52、ラック53も同時に紙面に対して奥の方へ進んで行く。
一方、ピニオン52も右回転しているので、ラック53が紙面に対して奥の方へ前進しようとする。ラック53は第1フレーム21に取付けられリニアガイド25で支持されているので第1フレーム21は第2フレーム23の前進速度プラスラック53の移動速度で前進しようとする。
第1フレーム21のラック53に組み合わされているピニオン52の直径は、第2フレーム23のラック55に組み合わされているピニオン54の直径と同じである。すなわち、第1フレーム21のラック53に組み合わされているピニオン52の歯数は、第2フレーム23のラック55に組み合わされているピニオン54の歯数と同じである。すなわち、軸56が1回転すると第1フレーム21のラック53はピニオン52の1個分の歯の数だけ進むことになる。この時第2フレーム23も同時に進むことになるので第1フレーム21は第2フレーム23と比較すると、略2倍進むことになる。
これを一般化すると第1フレーム21のピニオン52の直径を1として、第2フレーム23のピニオン54の直径をNとすると(Nは正の整数)、第2フレーム23は1+Nの距離だけすすむことになる。
今までは、コンテナ交換装置の駆動装置30が第1フレーム21と第2フレーム23で構成されている場合について述べてきたが、フレームがM台ある場合であると、ピニオンの直径が同じであれば、最上段部のフレームは最下段のフレームに比べて略M倍の距離を略M倍の速度で前進することになる。
コンテナ3の交換方法をコンテナ3の搬入と搬出の別々の工程に分けて説明する。
まず、コンテナ3搬出時について図5を使用して説明する。
(1)
メインクロスヘッド6を後退限まで後退させ、押出ステム13をクレーンで吊って撤去する。
コンテナ交換装置の駆動装置30が搬出待機位置から押出プレス1と平行に横行して機外のコンテナ交換装置待機位置に移動する。(この時、駆動装置30にはコンテナ3は搭載されていない。)
(2)
コンテナ3を積載していない駆動装置30が機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレス1の機内中心位置まで水平に移動する。
(3)
メインクロスヘッド6がコンテナ3に当接するまで前進する。
次に、コンテナ取出し装置61をコンテナ3に装着する。
(4)
メインクロスヘッド6が後退を開始する。
この時、メインクロスヘッド6に取り付けられたコンテナ取出し装置61によりコンテナ3をコンテナホルダ4から排出する。
コンテナ3を駆動装置30に載置する。
コンテナ3の搬出位置はメインクロスヘッド6の後退限ではなく、コンテナホルダ4よりコンテナ3は全体的に抜けた位置である。
メインクロスヘッド6が後退しながらコンテナ3を排出する時に、コンテナ3は駆動装置30に設置されたフリーローラ22の上を移動する。
(5)
フリーローラ41の上を通って、コンテナ3はコンテナ交換装置待機位置まで移動される
コンテナ3がコンテナ交換装置待機位置まで来ると、コンテナ取出し装置61をはずす。
コンテナ3からコンテナ取出し装置61がはずれるとメインクロスヘッド6は後退限まで後退する。
(6)
駆動装置30が押出プレス1中心より押出プレス1機外のコンテナ交換装置待機位置に水平に移動する。
駆動装置30が押出プレス1と平行に横行して搬出待機位置に移動する。
コンテナ3は図示しないクレーン等によって駆動装置30より降ろされる。
コンテナ3の搬入工程について図6を使用して説明する。
(1)
駆動装置30が押出プレス1と平行に横行してコンテナ搬入待機位置に移動する。
コンテナ3は図示しないクレーン等によって駆動装置30に載置される。
駆動装置30が押出プレス1と平行に横行してコンテナ交換装置待機位置に移動する。
メインクロスヘッド6は後退限で待機している。
(2)
コンテナ3を積載した駆動装置30が押出プレス1の機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレス1の機内中心位置まで水平に移動する。
(3)
メインクロスヘッド6が前進を開始する。
メインクロスヘッド6がコンテナ3に当接する。
この後メインクロスヘッド6は更に前進を開始する。
コンテナ3はメインクロスヘッド6に押されながら、駆動装置30のフリーローラ22上をすべり、移動する。
(4)
メインクロスヘッド6がコンテナ3をコンテナホルダ4の中に挿入する。
(5)
コンテナホルダ4へのコンテナ3の挿入が完了し、コンテナ3とダイス2が当接する。
メインクロスヘッド6が後退を開始し、後退限まで後退したら停止する。
(6)
駆動装置30が押出プレス1の機内から押出プレス1の機外に出て、コンテナ交換装置待機位置に戻る。
押出ステム13を図示しないクレーン等で吊って押出プレス1の機内に入れてメインクロスヘッド6に取り付ける。
コンテナ取出し装置61とはメインクロスヘッド6に取り付けてある、図7で示すように、フック62のような引っ掛ける治具をエアシリンダ63により駆動させることによりコンテナ3に引っ掛けてコンテナ3を取出す装置のことである。なお、コンテナ3にはフック62が引っ掛る様な凹部がある。
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
(1)押出プレスヘのコンテナの搬送が水平移動式なので装置の高さが抑えられ省スペースが図られるので、建屋も低くできる。
(2)コンテナ交換時間はコンテナが台車積載水平移動方式につき、コンテナ移動が安定するため高速動作が問題なく計れ、さらなる時間短縮が図れる。
(3)コンテナの搬送が水平移動式なので高さ方向のストロークが不要につき、交換装置の物量が小さくなり、省資源が実現できる。
(4)省スペースな構造になるので、メンテナンス等による寄付きも容易になる。
1 押出プレス
2 ダイス
3 コンテナ
4 コンテナホルダ
5 タイロッド
6 メインクロスヘッド
7 メインシリンダ
8 メインラム
10 コンテナシリンダ
11 コンテナシリンダロッド
12 エンドプラテン
13 押出ステム
15 マシンベース
21 第1フレーム
22 フリーローラ
23 第2フレーム
25 リニアガイド
26 リニアガイド
27 リニアガイド
28 ベース
30 駆動装置
32 モータ
33 スプロケット
35 架台
36 ピニオン
37 ラック
41 フリーローラ
51 モータ
52 ピニオン
53 ラック
54 ピニオン
55 ラック
56 出力軸
57 ケーシング
61 コンテナ取出し装置
62 フック
63 エアシリンダ

Claims (2)

  1. 押出プレスのコンテナ交換装置であって、
    前記押出プレスの側方に配置される架台上に、前記押出プレスのプレス方向と平行に移動可能に支持されるベースと、
    前記ベース上に配置されるフレームを備え、
    前記フレームの、前記ベース上から前記押出プレスの機内中心への前進、及び、前記押出プレスの前記機内中心から前記ベース上への後退が可能な、2台の駆動装置を備え、
    前記駆動装置の前記フレームが、
    前記ベース上に摺動可能に配置される第2フレームと、
    前記第2フレーム上に摺動可能に配置され、前記押出プレスの前記機内中心側にコンテナを載置可能なフリーローラを備える第1フレームと、
    から構成されると共に、
    前記駆動装置が、
    前記第2フレームに立設されるケーシングに、下方に出力軸を延長するように配置されたモータと、
    前記出力軸の、前記第2フレームより上方に配置されるピニオンと、前記第2フレームより下方に配置されるピニオンと、を備え、
    前記出力軸の、前記第2フレームより上方に配置される前記ピニオンが、前記第1フレームに配置されたラックと組み合わされ、
    前記出力軸の、前記第2フレームより下方に配置される前記ピニオンが、前記ベースに配置されたラックと組み合わされ、
    前記モータの回転駆動により、前記第1フレームと前記第2フレームとが、前記ベースに対して同時に前進・後退する
    ことを特徴とする押出プレスのコンテナ交換装置。
  2. 前記ベースを前記押出プレスのプレス方向と平行に移動させて、
    前記ベース上に配置される、少なくとも一方の前記駆動装置の前記フレームを、
    使用済コンテナが撤去される搬出待機位置と、
    使用前コンテナを、前記機内中心に搬入する待機位置、あるいは、前記使用済コンテナを前記機内中心から機外へ搬出させた位置のいずれか一方であるコンテナ交換装置待機位置と、
    前記使用前コンテナを載置する搬入待機位置と
    の3個所に移動させる
    ことを特徴とする、請求項1に記載の押出プレスのコンテナ交換装置。
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