JPWO2012073334A1

JPWO2012073334A1 - プレス機用金型交換装置

Info

Publication number: JPWO2012073334A1
Application number: JP2012546612A
Authority: JP
Inventors: 洋一郎小島; 小川　正則; 正則小川; 政明安藤; 明榊原
Original assignee: Tekunohama Co Ltd; Kojima Industries Corp
Current assignee: Tekunohama Co Ltd; Kojima Industries Corp
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2014-05-19
Also published as: US20130310236A1; CN103459059A; TW201221344A; WO2012073334A1

Abstract

プレス機に対して金型を交換するためのプレス機用金型交換装置であって、プレス機（１０）に隣接した位置で回転制御可能に配置され、かつ複数種類の交換用の金型（２８）が載せられている金型ストッカー（３０）と、この金型ストッカーとプレス機との間において金型を搬送することが可能な搬送機構とを備え、金型ストッカー（３０）の回転制御によって選択された金型（２８）を搬送機構によってプレス機（１０）に搬入あるいは搬出するように構成されている。

Description

本発明は、プレス機に対して金型を交換するためのプレス機用金型交換装置に関する。

プレス機の金型交換にあたっては、複数種類の金型がストックされている金型置き場とプレス機との間で金型を搬送しているのが一般的である。つまり、プレス機から金型を取外して金型置き場に搬送するとともに、つぎに使用する金型を選択してプレス機に搬送している。
また、プレス機には、例えば特許文献１で開示されているように複数の金型を個々の開閉方向に連ねた多段式があり、この場合には各段の金型を一斉に交換している。

特開２０００−０１５４９６号公報

プレス機の金型交換には、前述のように金型置き場とプレス機との間で重い金型を搬送しているため、その作業に多くの時間を費やすこととなり、特に多品種少量生産を目的としたプレス機においては金型交換に要する時間が目的実現の妨げになっている。また、多段式のプレス機を対象とした場合には、各段の金型をそれぞれ交換しなければならず、より多くの時間を要することになる。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、複数種類の金型をプレス機に対して短時間で選択して交換することを可能とし、多品種少量生産を効率よく実現することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
プレス機に対して金型を交換するためのプレス機用金型交換装置であって、プレス機に隣接した位置で回転制御可能に配置され、かつ複数種類の交換用の金型が載せられている金型ストッカーと、この金型ストッカーとプレス機との間において金型を搬送することが可能な搬送機構とを備え、金型ストッカーの回転制御によって選択された金型を搬送機構によってプレス機に搬入あるいは搬出するように構成されている。

好ましくは、プレス機に隣接して二つの金型ストッカーが配置され、これらの金型ストッカーのそれぞれから個別の搬送機構によってプレス機に金型を搬入あるいは搬出するように構成することである。

さらに好ましくは、プレス機が複数の金型を個々の開閉方向に連ねた多段式であり、このプレス機の各段に対応して金型ストッカーおよび搬送機構が設けられていることである。

本発明においては、金型ストッカーの回転制御によって選択された金型をプレス機に搬入あるいは搬出することができるので、複数種類の金型をプレス機に対して短時間で選択して交換することが可能となり、多品種少量生産を効率よく実現できる。
また、プレス機に隣接して二つの金型ストッカーが配置され、プレス機に対して二方向から金型の搬入あるいは搬出が行えるようにすることで、例えばプレス機から一方向へ金型を搬出し、これと併行して他方向から新しい金型をプレス機に搬入することができる。これにより、複数種類の金型を選択して交換する作業時間がより短縮される。
さらに、多段式のプレス機を対象として金型ストッカーおよび搬送機構が設けられている場合は、そのプレス機の各段において同時に金型を交換でき、より多くの金型を短時間で交換することができる。

プレス機用金型交換装置を表した正面図。プレス機用金型交換装置を表した平面図。プレス機用金型交換装置の一部を拡大して表した正面図。プレス機用金型交換装置の一部を拡大して表した平面図。プレス機の切替え状態を表した正面図。プレス機用金型交換装置による金型交換の手順を表した平面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
プレス機用金型交換装置におけるベース１の上面には、一つのプレス機１０と、このプレス機１０の左右両側から隣接して配置された二つの金型ストッカー３０とが設けられている。プレス機１０は、図１および図５に示されているように複数個（３個）の金型２８をそれぞれの開閉方向（上下方向）に連ねた多段式である。また、両金型ストッカー３０は、プレス機１０の各段に対応する位置において複数種類の交換用の金型２８が載せられている。そして、後述する搬送機構Ｔの協働により、金型ストッカー３０にストックされている金型２８とプレス機１０の各段の金型２８とを交換することができる。

多段式のプレス機１０は、ベース１上において上下方向に長い４本のロッド１２が立てられ、各ロッド１２の上端部に、プレス加工の駆動源である油圧シリンダ２０を支持した上部プレート１４が固定された構成になっている。また、各ロッド１２の軸上には、ベース１上面と上部プレート１４との間において４個のダイプレート１８が多段状に配列されている。これらのダイプレート１８を説明するとき、それらの個々については図面の上側から順にダイプレート１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄとして区別し、これらを総称するときにはダイプレート１８として説明する。

各ダイプレート１６のうち、最下段に位置するダイプレート１８Ｄはロッド１２に固定されており、それ以外の１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃはロッド１２に沿って昇降することができる。そして、最上段に位置するダイプレート１８Ａは、油圧シリンダ２０のプランジャー２２が結合されており、この油圧シリンダ２０から駆動力を直接受けて昇降する。なお、ダイプレート１８Ｂ，１８Ｃについては、吊下げ杆（図示省略）によりダイプレート１８Ａにそれぞれ支持されており、プレス機１０が図５（Ａ）で示す型開き状態にあるときでも、各ダイプレート１８は一定の間隔に保たれている。

プレス機１０における３個の金型２８は、各ダイプレート１８の間にそれぞれ組み込まれている。これらの金型２８の上型２８ａおよび下型２８ｂは、図５（Ａ）（Ｂ）で示すように各ダイプレート１８に設けられている上型用クランプ２４および下型用クランプ２６によって個別にクランプされている。そこで、図５（Ａ）で示す型開き状態から油圧シリンダ２０が駆動制御されてダイプレート１８Ａが下降を始めると、ダイプレート１８Ｂ，１８Ｃも連動して下降し、図５（Ｂ）で示すように各金型２８が型締めされる。これにより、各段の金型２８においてそれぞれ個別のプレス加工が行われる。
後述する金型交換が行われるときのプレス機１０は、図５（Ｂ）の型締め状態において各ダイプレート１８に設けられている上型用クランプ２４および下型用クランプ２６を開放した後、ダイプレート１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを上死点まで上昇させた図１あるいは図５（Ｃ）で示す状態になる。

二つの金型ストッカー３０は、プレス機１０を挟んで相対向した配置になっているものの、個々の構成は全く同じである。両金型ストッカー３０は、上下方向に長い回転支柱３２をそれぞれ備えており、これらの回転支柱３２は軸心回りに回転できるようにベース１に支持されている。回転支柱３２の軸上には、該回転支柱３２を中心とした円板形状のターンテーブル３４が上下方向へ３段に連ねて配列され、かつそれぞれが回転支柱３２と固定されている。また、これら３枚のターンテーブル３４は、図１あるいは図５（Ｃ）に示す金型交換時のプレス機１０におけるダイプレート１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄの位置と対応している。

回転支柱３２の下端部には、ベース１の内部においてスプロケット３３が固定されている。このスプロケット３３は、同じくベース１の内部に組込まれたモータ３６のスプロケット３７からチェーン等を介して回転力を受けるようになっている（図１）。このモータ３６の駆動制御により、金型ストッカー３０の各ターンテーブル３４を回転支柱３２の軸心回りに一斉に回転させることができる。なお、二つの金型ストッカー３０は、それぞれのモータ３６の配置が異なることから互いの回転方向が逆になっており、例えば図６の矢印で示すように左側の金型ストッカー３０は反時計回り方向へ回転し、右側の金型ストッカー３０は時計回り方向へ回転する。

金型ストッカー３０における各ターンテーブル３４の上面には、複数個（最大４個）の金型２８が周方向に関して９０°間隔で載せられている。これらの金型２８は、ターンテーブル３４の上面に設けられた複数個のガイドローラ３５に案内され、ターンテーブル３４の径方向に沿った直線方向へのみ往復スライド可能である。
前述のようにターンテーブル３４を回転させることにより、該ターンテーブル３４に載せられている各金型２８を、選択的にプレス機１０と向き合った出し入れ位置Ｐ（例えば図２あるいは図４）に移行させることができる。この出し入れ位置Ｐの金型２８がプレス機１０の金型２８と交換されることになる。したがって、ターンテーブル３４の回転を位置検出センサー３８によって検出し、その信号に基づいてモータ３６の駆動を制御するようになっている。

プレス機１０と両金型ストッカー３０との間において金型２８を搬送するための搬送機構Ｔは、プレス側搬送ユニット４０とストッカー側搬送ユニット６０とによって成り立っている。ただし、ストッカー側搬送ユニット６０による金型２８の搬送ストロークを増加させる等の手段により、プレス側搬送ユニット４０を廃止することも可能である。

プレス側搬送ユニット４０は、プレス機１０において３個の金型２８を載せるダイプレート１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄにそれぞれ設けられている。その構成をダイプレート１８Ｄのプレス側搬送ユニット４０を表した図３および図４によって説明すると、ダイプレート１８Ｄの下部にモータ４２が組付けられ、かつ該ダイプレート１８Ｄの片側（図４の下側）上面には、一対の駆動ピニオン４６が位置している。これらの駆動ピニオン４６はダイプレート１８Ｄに回転可能に支持され、それぞれの軸端にはダイプレート１８Ｄの下部においてプーリー４８が固定されている。これらのプーリー４８は、モータ４２のプーリー４４からタイミングベルト等を介して回転力を受けるようになっている（図４）。両駆動ピニオン４６は、各金型２８における下型２８ｂの一側面に成形されたラック２８ｃ（図３）にそれぞれ噛み合うことができる。

ダイプレート１８Ｄの上面において、両駆動ピニオン４６の反対側（図４の上側）には金型２８を案内する複数個のガイドローラ５０と、一対の位置検出センサー５２と、アクチュエータ５６によって作動する位置決めピン５４とが設けられている。これらの位置検出センサー５２によってダイプレート１８Ｄ上における金型２８の位置が検出され、その信号に基づいて位置決めピン５４のアクチュエータ５６が制御される。これにより、各金型２８の下型２８ｂにおいてラック２８ｃの反対側面に成形された凹部２８ｄに位置決めピン５４を係合させることができ、ダイプレート１８Ｄ上の金型２８を正規の位置に保持することができる。

ストッカー側搬送ユニット６０は、両金型ストッカー３０における各ターンテーブル３４の出し入れ位置Ｐの下部にそれぞれ設けられている。その具体的な構成を、最下段のターンテーブル３４のストッカー側搬送ユニット６０を表した図３および図４によって説明すると、出し入れ位置Ｐの下部に位置しているベース１側のフレームに、昇降ブラケット６２が昇降可能に支持されている。この昇降ブラケット６２には、モータ６４が組付けられているとともに、水平に配置された一対の搬送ローラ６８が回転可能に支持されている。モータ６４の回転駆動力は、そのプーリー６６から一方の搬送ローラ６８のプーリー７０にベルト等を介して伝達される。

ターンテーブル３４には、交換用の金型２８を載せている箇所においてストッカー側搬送ユニット６０の両搬送ローラ６８が入り込む開口（図示省略）が開けられている。これにより、ストッカー側搬送ユニット６０の昇降ブラケット６２を上昇させると、出し入れ位置Ｐにおける金型２８（下型２８ｂ）の底面に両搬送ローラ６８を押付けることができる。
なお、上段および中段のターンテーブル３４についても、それぞれの出し入れ位置Ｐの下部にベース１側のフレームが位置しており、そこに個々のストッカー側搬送ユニット６０の昇降ブラケット６２が昇降可能に支持されている。

つづいて、金型交換について説明する。
プレス機１０は図１あるいは図５（Ｃ）で示す金型交換状態にあるものとし、各段の金型２８は個々のダイプレート１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ上でスライド可能である。また、両金型ストッカー３０は、それぞれのモータ３６の駆動によって回転支柱３２の軸心回りに回転させる。これにより、例えば一方の金型ストッカー３０においてはターンテーブル３４上の交換しようとする金型２８を出し入れ位置Ｐに移動させ、他方の金型ストッカー３０においてはターンテーブル３４上に金型２８が載ってない空きスペースを出し入れ位置Ｐに移動させる。

すなわち、プレス機１０の各段において図６で示すように前工程で使用した金型２８を「No.1」とし、これと交換する左側の金型ストッカー３０の金型２８を「No.2」とする。そこで、プレス側搬送ユニット４０の両駆動ピニオン４６を回転させ、「No.1」の金型２８を右側の金型ストッカー３０におけるターンテーブル３４上の空きスペースに向けてスライドさせる。「No.1」の金型２８がターンテーブル３４の空きスペースに移ったら、その出し入れ位置Ｐにおけるストッカー側搬送ユニット６０の昇降ブラケット６２を上昇させるとともに、モータ６４を駆動させる。これにより、「No.1」の金型２８の底面に搬送ローラ６８が押付けられて回転し、この金型２８がスライドを続けてターンテーブル３４の空きスペースに収まる。この結果、「No.1」の金型２８がプレス機１０から金型ストッカー３０に搬出されたことになる。

つぎに、「No.2」の金型２８が位置している出し入れ位置Ｐのストッカー側搬送ユニット６０を前述と同様に機能させることにより、「No.2」の金型２８をプレス機１０に向けてスライドさせる。「No.2」の金型２８がプレス機１０側に移ったら、プレス側搬送ユニット４０の両駆動ピニオン４６を前述の場合とは逆方向へ回転させることにより、この金型２８がスライドを続ける。「No.2」の金型２８が正規の位置までスライドしたら、その下型２８ｂの凹部２８ｄに位置決めピン５４が係合し、その位置に保持される。これによって、「No.2」の金型２８が金型ストッカー３０からプレス機１０に搬入されたことになる。
以上により、プレス機１０の各段において「No.1」の金型２８と「No.2」の金型２８との交換が完了する。この後、図５（Ｂ）で示すようにプレス機１０の各ダイプレート１８を下降させ、かつ上型用クランプ２４および下型用クランプ２６によって「No.2」の金型２８をクランプすることにより、プレス機１０で次工程の加工を続けることができる。

このように、二つの金型ストッカー３０により、プレス機１０の各段において二方向から金型２８の搬入あるいは搬出が行えるようにすることで、例えばプレス機１０から一方向へ金型２８を搬出するのと併行し、他方向から金型ストッカー３０の回転によって選択された新しい金型２８をプレス機１０に搬入することができる。これにより、複数種類の金型２８をプレス機１０に対して短時間で選択して交換することが可能となる。

以上は本発明を実施するための最良の形態を図面に関連して説明したが、この実施の形態は本発明の趣旨から逸脱しない範囲で容易に変更または変形できるものである。
例えば、プレス機１０は多段式でなく通常のタイプであってもよく、それによって当然に金型ストッカー３０のターンテーブル３４も一段で済むことになる。また、二つの金型ストッカー３０については、いずれか一方を省略することも可能である。その場合の金型交換には、一つの金型ストッカー３０にプレス機１０から金型２８を搬出し、金型ストッカー３０の回転によって交換する金型２８を選択し、その金型２８をプレス機１０に搬入するといった手順を要するが、それでも金型交換の作業効率は従来よりも向上する。
なお、プレス機１０の金型２８は、金属板等のプレス加工用に限らず、樹脂材の射出成形用であってもよい。

１０プレス機
２８金型
３０金型ストッカー
Ｔ搬送機構

Claims

プレス機に対して金型を交換するためのプレス機用金型交換装置であって、
プレス機に隣接した位置で回転制御可能に配置され、かつ複数種類の交換用の金型が載せられている金型ストッカーと、この金型ストッカーとプレス機との間において金型を搬送することが可能な搬送機構とを備え、金型ストッカーの回転制御によって選択された金型を搬送機構によってプレス機に搬入あるいは搬出するように構成されたプレス機用金型交換装置。
請求項１に記載されたプレス機用金型交換装置であって、
プレス機に隣接して二つの金型ストッカーが配置され、これらの金型ストッカーのそれぞれから個別の搬送機構によってプレス機に金型を搬入あるいは搬出するように構成されたプレス機用金型交換装置。
請求項１又は２に記載されたプレス機用金型交換装置であって、
プレス機が複数の金型を個々の開閉方向に連ねた多段式であり、このプレス機の各段に対応して金型ストッカーおよび搬送機構が設けられているプレス機用金型交換装置。