JP5057066B2 - 鍛造プレス機の自動運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、鍛造プレス機の自動運転方法に関するものである。

上記した鍛造プレス機は、固定金型と、この固定金型に対して接近離間する移動金型を具備して、両金型間にワークをセットして互いに接近させることで鍛造を行うものとなっている。
このような鍛造プレス機において、自動運転を行う場合には、移動金型のストローク量や、移動金型のワークへの接近速度や、移動金型のワーク手前での減速点などの各種条件の設定を行った後、この工程、例えば、粗仕上げ工程で要求される設定鍛造寸法を制御系に入力して鍛造を開始するようになっている（例えば、非特許文献１参照）。

この自動運転時において、まず、移動金型がワークへ接近するのに続いて、ワークに接触して圧下を開始し、ワークが設定鍛造寸法になった時点で、移動金型がワークから離間する方向に移動する。
機械工学便覧 基礎編・応用編 Ｂ２−１８３，１８４ 社団法人 日本機械学会編 １９８９年９月３０日 新版３刷発行

しかしながら、上記した鍛造プレス機の自動運転時において、移動金型の一回の動作でワークを大きく潰そうとすると、圧下速度（移動金型がワークに接触してからの移動速度）が次第に落ちて、やがてほとんど潰せなくなる、すなわち、移動金型の一回の動作で潰せる量には限界があることから、要求される鍛造寸法を得るまでには、鍛造寸法の設定入力操作及び運転を幾度も繰り返す必要がある。

つまり、一つのワークに対する鍛造が終了するまでの時間において、鍛造寸法の設定し直し操作に費やす時間が占める割合が大きく、その分だけ作業効率が悪いという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
本発明は、上述した従来の課題に着目してなされたもので、鍛造プレス機を自動運転するに際して、１回の条件設定操作を行うだけで、要求される鍛造寸法を得ることができ、その結果、鍛造作業効率の向上を実現することが可能である鍛造プレス機の自動運転方法を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係る発明は、固定金型と、この固定金型に対して接近離間する移動金型を備えた鍛造プレス機の自動運転方法であって、前記移動金型の圧下速度を適宜値に設定すると共に、所望の鍛造寸法を設定した後、前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を開始し、前記移動金型が前記ワークに接触して前記圧下速度がその設定値に達した時点で前記移動金型を固定金型から離間する方向に一旦移動させるのに続いて、前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を再開し、前記移動金型の前記固定金型に対する接近離間動作を前記鍛造寸法がその設定値に到達するまで繰り返して行う構成としたことを特徴としており、この鍛造プレス機の自動運転方法を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

また、本発明の請求項２に係る発明は、固定金型と、この固定金型に対して接近離間する移動金型を備えた鍛造プレス機の自動運転方法であって、前記移動金型の圧下量及び圧下速度をそれぞれ適宜値に設定すると共に、所望の鍛造寸法を設定した後、前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を開始し、前記移動金型が前記ワークに接触して前記圧下量及び圧下速度のいずれかが各々の設定値に達した時点で前記移動金型を固定金型から離間する方向に一旦移動させるのに続いて、前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を再開し、前記移動金型の前記固定金型に対する接近離間動作を前記鍛造寸法がその設定値に到達するまで繰り返して行う構成としたことを特徴としており、この鍛造プレス機の自動運転方法を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

ここで、移動金型の圧下量とは、移動金型がワークに接触してからの移動量であり、すなわち、図３（ａ）の縦軸を移動金型の移動量とし且つ横軸を時間経過としたグラフに示すように、最上点Ａから下降を開始して減速点Ｂを通過した移動金型が、下降速度の落ちた状態でワークに接触するワーク接触点Ｃからの下降量Ｘであり、この下降量Ｘが圧下量設定値Ｄとなった時点で、移動金型が上昇に転じる。

この際、移動金型が下降を開始した最上点Ａから、下降量Ｘが圧下量設定値Ｄとなって上昇に転じる時点の移動金型の位置までが、この移動金型のストローク量Ｓｘである。
一方、移動金型の圧下速度とは、移動金型がワークに接触してからの移動速度であり、すなわち、図３（ｂ）の縦軸を移動金型の移動量とし且つ横軸を時間経過としたグラフに示すように、最上点Ａから下降を開始して減速点Ｂを通過した移動金型が、ワーク接触点Ｃでワークに接触した以降の下降速度Ｖであり、この下降速度Ｖが設定値以下になった時点で、移動金型が上昇に転じる。

そして、図３（ｃ）の縦軸を移動金型の移動量とし且つ横軸を時間経過としたグラフに示すように、最上点Ａから下降を開始して減速点Ｂを通過した移動金型が、ワーク接触点Ｃでワークに接触した後、圧下量及び圧下速度がいずれも設定値に到達する前に設定鍛造寸法Ｅに達すると、この時点で移動金型が上昇に転じる。
この場合、移動金型が下降を開始した最上点Ａから、設定鍛造寸法Ｅとなって上昇に転じる時点の移動金型の位置までが、この移動金型の鍛造ストローク量Ｓである。

上記した移動金型の一回の動作で潰せる量は、ワークとなる鋼材の成分や組織のばらつき、あるいは温度などの周辺環境によってその都度変化する。
効率良く製造を行う観点から移動金型の圧下量（下降量Ｘ）を考えると、移動金型の一回の圧下量をできるだけ多く設定して、鍛造の回数を少なくすることが望ましい。
移動金型の圧下量のみを管理する鍛造プレス機の自動運転方法の場合には、移動金型の一回の圧下量を大きく取りすぎると、目標の圧下量に到達させることができずに、移動金型を手動で上昇させることが必要になるので、自動操業を続けるためには、かなり余裕をもった圧下量の設定が必要になる。

また、移動金型の圧下速度（下降速度Ｖ）のみを管理する請求項１に係る鍛造プレス機の自動運転方法の場合には、毎回の鍛造量に若干のばらつきが生じやすいので、圧下速度も余裕をもった値に設定することが望ましい。
一方、移動金型の圧下量（下降量Ｘ）及び圧下速度（下降速度Ｖ）の双方を管理する請求項２に係る鍛造プレス機の自動運転方法の場合には、移動金型の圧下量を大き目に設定して、例え目標の圧下量に到達させることができなかったとしても、圧下速度が設定値に到達することで自動的に移動金型を上昇させるので、圧下量を大きく設定したうえでの自動操業が可能となる。

本発明の鍛造プレス機の自動運転方法では、まず、移動金型の圧下速度、又は、圧下量及び圧下速度の双方を一回の動作で潰せる量に基づいて適宜値に設定すると共に、工程で要求される鍛造寸法を設定する。
この後、移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を開始し、移動金型がワークに接触して圧下速度がその設定値に達するまで、又は、圧下量及び圧下速度のいずれかが各々の設定値に達するまで圧下を継続して行わせ、圧下速度、又は、圧下量及び圧下速度のいずれかが各々の設定値に到達した時点で、移動金型を固定金型から離間する方向に一旦移動させる。

そして、移動金型が所定のポイントに到達するまで移動を継続させ、移動金型が所定のポイントに到達するのに続いて、移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を再開し、移動金型の固定金型に対する接近離間動作を鍛造寸法がその工程で要求される設定値に到達するまで繰り返して行うようになせば、最初の１回の条件設定操作だけで、要求される鍛造寸法が得られることとなる。

このように、本発明の鍛造プレス機の自動運転方法では、条件設定操作を１回行うだけで、要求される鍛造寸法が得られるので、鍛造作業効率の向上が図られるのみならず、作業者の労力軽減に寄与し得ることとなり、一人の作業者が複数の鍛造プレス機を受け持つことが多い夜間操業に適しているほか、寸法精度が比較的緩い粗地工程や中間仕上げ工程に適している。

本発明の鍛造プレス機の自動運転方法では、上記した構成としたから、鍛造プレス機の自動運転開始時に条件設定操作を１回行えば、途中で運転を止めることなく鍛造を行って要求される鍛造寸法を得ることができ、その結果、鍛造作業効率の向上を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

以下、本発明を一実施形態に基づいて説明する。
図１〜図３は、この実施形態に係る鍛造プレス機の自動運転方法を説明する図であり、この実施形態では、鍛造プレス機が縦型鍛造プレス機である場合を例に挙げて説明する。
図１に示すように、この鍛造プレス機１は、フレーム２と、このフレーム２上に配置した下金敷（固定金型）３と、フレーム２上に設置した四本の柱４と、これらの柱４の各上端間に架設したプレス駆動部５と、このプレス駆動部５の作動により下降上昇して下金敷３に接近離間する上金敷（移動金型）６と、フレーム２上で且つ両金敷３，６間にワークＷをセットするマニピュレータ７を備えており、上金敷６を下金敷３に接近させることで鍛造を行うものとなっている。

この鍛造プレス機１において、自動運転を行う場合には、図１に示すように、まず、フレーム２上で且つ両金敷３，６間にワークＷをセットして、マニピュレータ７で固定した後、図２に示すように、ステップＳ１において上金敷６の圧下量及び圧下速度を適宜値に設定すると共に、工程で要求される鍛造寸法を設定する。
この際、図３に示すように、上金敷６の圧下量Ｘ（ストローク量Ｓｘ）及び圧下速度Ｖは、上金敷６の一回の動作で潰せる量に基づいて適宜値に設定すると共に、この鍛造工程で要求される鍛造寸法（鍛造ストローク量Ｓ）を設定する。

この後、ステップＳ２においてタクトモード（後述するステップＳ３〜６を実行するためのモード）を選択してスタートさせ、ステップＳ３において、プレス駆動部５の作動により上金敷６を下降させて鍛造を開始し、ステップＳ４において、上金敷６がワークＷに接触して圧下量Ｘ及び圧下速度Ｖのいずれかが各々の設定値に達するまで圧下を継続して行わせ、圧下量Ｘ及び圧下速度Ｖのいずれかが各々の設定値に到達した時点で、ステップＳ５において、プレス駆動部５の作動により上金敷６を上昇させてワークＷから離間する方向に一旦移動させる。

そして、ステップＳ６において、上金敷６が所定のポイントである下降指令点に到達するまで上昇を継続させ、上金敷６が下降指令点に到達するのに続いて、ステップＳ３において、再びプレス駆動部５の作動により上金敷６を下降させて鍛造を再開し、このタクトモードである上金敷６の下降上昇動作を鍛造寸法がその工程で要求される設定値に到達するまで繰り返して行うようになせば、ステップＳ１で行った最初の条件設定操作だけで、要求される鍛造寸法が得られることとなる。

上記したように、この実施形態に係る鍛造プレス機の自動運転方法では、自動運転開始時の最初に条件設定操作を１回行えば、要求される鍛造寸法が得られるので、鍛造作業効率の向上が図られることとなる。
加えて、このように条件設定を幾度もし直す必要がないので、その分だけ、作業者の労力軽減に貢献することができ、この実施形態に係る鍛造プレス機の自動運転方法は、一人の作業者が複数の鍛造プレス機を受け持つことが多い夜間操業に好適であると共に、寸法精度が比較的緩やかな粗地工程や中間仕上げ工程に採用するのに適している。

上記した実施形態に係る鍛造プレス機の自動運転方法では、自動運転開始時の最初の条件設定において、上金敷６の圧下量及び圧下速度をいずれも適宜値に設定するようにしているが、これに限定されるものではなく、上金敷６の圧下速度のみを適宜値に設定し、上金敷６がワークＷに接触して圧下速度がその設定値に達した時点で上金敷６を一旦上昇させるのに続いて、上金敷６を下降させて鍛造を再開するようにしてもよい。

また、この実施形態では、本発明に係る鍛造プレス機の自動運転方法を縦型鍛造プレス機に採用した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る自動運転方法を適用した鍛造プレス機の正面説明図である。 本発明の一実施形態に係る鍛造プレス機の自動運転方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る鍛造プレス機の自動運転方法の圧下量を説明するグラフ（ａ），圧下速度を説明するグラフ（ｂ）及び鍛造寸法を説明するグラフ（ｃ）である。

符号の説明

１ 鍛造プレス機
３ 下金敷（固定金型）
６ 上金敷（移動金型）
Ｖ 圧下速度
Ｗ ワーク
Ｘ 圧下量

Claims (2)

1. 固定金型と、この固定金型に対して接近離間する移動金型を備えた鍛造プレス機の自動運転方法であって、
   前記移動金型の圧下速度を適宜値に設定すると共に、所望の鍛造寸法を設定した後、
   前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を開始し、
   前記移動金型が前記ワークに接触して前記圧下速度がその設定値に達した時点で前記移動金型を固定金型から離間する方向に一旦移動させるのに続いて、前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を再開し、
   前記移動金型の前記固定金型に対する接近離間動作を前記鍛造寸法がその設定値に到達するまで繰り返して行う
   ことを特徴とする鍛造プレス機の自動運転方法。
2. 固定金型と、この固定金型に対して接近離間する移動金型を備えた鍛造プレス機の自動運転方法であって、
   前記移動金型の圧下量及び圧下速度をそれぞれ適宜値に設定すると共に、所望の鍛造寸法を設定した後、
   前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を開始し、
   前記移動金型が前記ワークに接触して前記圧下量及び圧下速度のいずれかが各々の設定値に達した時点で前記移動金型を固定金型から離間する方向に一旦移動させるのに続いて、前記移動金型を固定金型に接近する方向に移動させて鍛造を再開し、
   前記移動金型の前記固定金型に対する接近離間動作を前記鍛造寸法がその設定値に到達するまで繰り返して行う
   ことを特徴とする鍛造プレス機の自動運転方法。

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