专利名称：串联式压力机系统的工具更换方法和串联式压力机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及可使用工件输送装置将工件从沿工件输送方向设置的前置压力机输送至后置压力机、且可使用工具更换装置对安装于工件输送装置上的工具进行更换的串联式压力机系统以及其工具更换方法。
背景技术：
在沿工件输送方向设置了多个压力机的串联式压力机系统中，由工件输送装置将工件从前置压力机输送至后置压力机，并利用各压力机进行成形加工。工件输送装置使用工具来保持工件。该工具多做成根据工件形态、重量设置工件保持机构(例如多个真空吸附杯)的单元式工具，设计为可借助横杆在工件输送装置上进行拆装。也就是说，通过将横杆相对于工件输送装置的连结保持部装卸，从而将工具装卸于工件输送装置(连结保持部)。在改变冲压加工品(产品)时，需要更换模具。多数情况下工件(原材料)的形态、大小、重量也发生改变。在这种情况下，必须将工件输送装置的工具从当前冲压加工中使用的工具(以下在本说明书中简称为“当前工具”)更换为下次冲压加工中要使用的工具(简称为“下一工具”)。工具更换装置是用于将安装着当前工具的横杆(简称为“当前横杆”)更换为安装着下一工具的横杆(简称为“下一横杆”)的装置。工具更换作业是在搬出后的机器外部，取代当前横杆而替换为预先安装了下一工具的下一横杆。另外，有时在搬出后自当前横杆拆下当前工具，并且在其后安装下一工具来作为下一横杆。对于已知的工具更换装置，公开有与模具输送同步的同步输送方式的已知例1 (例如日本特开2004-50290号公报)和独立输送方式的已知例2 (例如日本特开2005-161379 号公报)。已知例1中是将由转动杆构成的工具更换装置(12)可旋转地安装于滑动台(垫板)的结构。随着为了更换模具而搬入搬出垫板，来将工具更换装置(1 向机器外部搬出或自机器外部搬入。也就是说，使转动杆竖立起来而收容当前横杆，且拉向垫板一侧，其后将垫板搬出到机器外部。即，当前模具的搬出与当前横杆的搬出同步。在机器外部将在当前的冲压加工中使用的模具(以下在本说明书中简称为“当前模具”)更换为在下次冲压加工中要使用的模具(简称为“下一模具”)之后，将当前横杆更换为下一横杆，接着与向压力机内搬入垫板(模具)同步进行输送。在更换为下一模具之后，将转动杆从垫板侧拉离，将下一横杆提交给工件输送装置(连结保持部)。然后，使转动杆以水平状态旋转。并且，还记载了由于是垫板一侧旋转方式的工具更换装置，因此能达到不妨碍进入压力机内的效果。但是，由于需要将工具更换装置(转动杆等)12总是支承为水平状态，因此对于前置压力机和后置压力机之间间距较窄的串联式压力机系统而言，难以采用上述结构。对于这点，在已知例2中，设置可以沿自压力机之间延伸到机器外部的导轨(rl、r2)行走的台车，将用于收容横杆(cb)的收容台(3)安装于该台车(1)上。并且，为了防止在宽度较窄且高度较高的情况下发生晃动、倾斜，利用许多辊(rOl、r02、r03)来谋求台车(收容台)相对于导轨的姿势稳定。于是，能够提供一种即使压力机之间的间距较窄也能顺利地将横杆(cb)搬出到机器外部或自机器外部搬入的压力机间输送装置。在该已知例2中，没有关于压力机间输送装置与工件输送装置的关系、横杆更换作业及模具更换作业的记载，但推测可使用该压力机间输送装置进行的工具杆更换作业按照如下顺序执行。即，自机器外部将空的压力机间输送装置(收容台(台车))搬入至压力机之间，并把当前横杆从工件输送装置收容到收容台，将该压力机间输送装置搬出到机器外部。在机器外部，从收容台卸下当前横杆，然后将下一横杆安装到收容台上。接着，再次从机器外部将压力机间输送装置搬入至压力机之间，将下一横杆提交给待机的空载的压力机间输送装置。然后，将压力机间输送装置再次搬出到机器外部。
发明内容
但是，已知例1的目的只是在于使压力机内的进入方式简单便捷、已知例2的目的只是在于解决压力机之间的间距狭窄所产生的问题，不得不说二者完全无视串联式压力机系统整体的生产效率的提高、工具更换作业的迅速化。也就是说，对于以下问题既没有涉及也没有启示。即，工具更换作业的迅速化直接关系到生产效率的提高。已知例1中如上所述是按照时间顺序依次进行模具更换作业和工具更换作业，因此由于与模具更换作业的关系，难以促进工具更换作业的迅速化。由于要加上对垫板(台)拉近、拉离转动杆(更换装置12)的时间，反而使工具更换作业更加缓慢。旋转动作也是延迟的原因之一。而且，即使实现了压力机内的进入容易化，由于压力机侧向的空间(侧向间隙)狭窄，因此不会因作业容易而有助于生产效率提高。而且，还存在实际运用上的问题，即，由于是将转动杆(更换装置12)与垫板一体搬出到机器外部，因此机械结构成为阻碍，在机器外部作业场所进行模具更换作业以及其后的工具更换作业非常花费功夫和时间(作业困难)。此外，若不进行模具更换，则无法进行工具更换。在已知例2的情况下，由于是直线行进，与已知例1的旋转(以及大重量垫板的直线移动)相比，搬入搬出速度相对提高。但是，工具更换必须要使台车(收容台)在机器外部与压力机之间进行2次往复。而且，必须在从搬出的压力机间输送装置(收容台)卸下当前横杆之后才能安装下一横杆。作业繁杂慌乱，容易产生作业失误。在上述任一情况下均会延长工具更换时间。本发明的目的在于提供一种能够迅速进行工具更换且生产效率高的串联式压力机系统。工具更换作业是在压力机停止期间内进行的。对于机器外部进行的工具更换作业，时间的富裕量越多，则越能正确且安全地进行更换作业，而且也能减轻操作者的精神上肉体上的负担。另外，向工件输送装置更换新旧横杆的更换时间越短，则越能尽快再次开始压力机运转，从而能够提高生产效率。本发明是在对该串联式压力机系统中的固有技术事项再确认的基础上，设计成满足下述两方面的要求在机器外部的工具更换时间的加长(延长)；在压力机之间内的工具更换时间的缩短(迅速)。S卩，在压力机运转(加工)期间中，在机器外部能够以足够富裕的时间准备下一横杆(下一工具)，在压力机之间中能够连续执行当前横杆的收容和下一横杆的提供，以工具更换装置在压力机之间与机器外部之间的一次往复即可进行从搬入必要的下一横杆到搬出当前横杆。通过工具更换作业整体的迅速化，能够最大限度地提高生产效率。详细而言，本发明的第一技术方案是一种串联式压力机系统的工具更换方法，能够使用工件输送装置从沿工件输送方向设置的前置压力机向后置压力机输送工件，且能够使用工具更换装置对安装于工件输送装置上的工具进行更换，在与上述工件输送方向垂直相交的工具更换方向的机器外部，将安装有下一工具的下一横杆预先装载到上述工具更换装置的一方或另一方的装载收容部上；在压力机停止期间将装载了下一横杆的上述工具更换装置从该机器外部搬入到前置压力机与后置压力机的压力机之间；在该压力机之间，将安装有当前工具的当前横杆从上述工件输送装置提供给上述工具更换装置的空载的任一装载收容部上；接着，将装载于该一方或另一方的装载收容部的下一横杆提供给上述工件输送装置；其后向该机器外部搬出该一方或另一方的装载收容部装载有从上述工件输送装置收容的当前横杆的上述工具更换装置，结束安装在上述工件输送装置上的工具的更换作业。若采用此种工具更换方法，能够迅速地进行工具更换，且能够大幅度地提高生产效率。本发明的第二技术方案是一种串联式压力机系统，包括沿工件输送方向设置的多个压力机；使用借助横杆安装的工具将工件从前置压力机输送至后置压力机的工件输送装置；用于对安装于工件输送装置上的工具进行更换的工具更换装置，其特征在于可从前置压力机与后置压力机的压力机之间到同上述工件输送方向垂直的工具更换方向的机器外部对上述工具更换装置进行搬入搬出，且使上述搬入搬出与向同上述工件输送方向垂直的模具更换方向的机器外部对安置有模具的垫板进行的搬入搬出相互独立地分别执行。在上述工件更换装置的横杆装载部上设置了沿上述工具输送方向并列设置的两个装载收容部，且能够同时装载两个横杆。能够在压力机停止期间在该压力机之间将安装有当前工具的当前横杆从上述工件输送装置提供给上述工具更换装置中空载的任一装载收容部，并能够从上述工具更换装置的一方或另一方的装载收容部将安装有下一工具的下一横杆提供给上述工件输送装置。能够将收容了当前横杆的上述工具更换装置搬出到工具更换方向的机器外部，并能够在该机器外部从另一方或一方的装载收容部卸下当前横杆、且其后将下一横杆装载到一方或另一方的装载收容部上。若采用这样的串联式压力机系统，能够顺利地实施上述工具更换方法，装置的具体化容易且操作简单。上述串联式压力机系统可以是，设有装载位置自动切换控制部，在提供当前横杆时，由装载位置自动切换控制部将上述工件输送装置的连结保持部切换定位于上述空载的任一方装载收容部，并且在收容下一横杆时，由装载位置自动切换控制部将上述工件输送装置的连结保持部切换定位于上述一方或另一方的装载收容部且装载了下一横杆的装载收容部。如此，能够更加迅速地进行准确的提供与收容。上述串联式压力机系统可以是，设计为上述工件更换装置的上述横杆装载部能够随着装载上述横杆时的上述工件输送装置侧的上下方向位置变化而上下移动。如此，能够无冲击地将横杆装载于横杆装载部上。上述串联式压力机系统可以是，上述工件输送装置直接支承于基座，或间接地隔着上下方向位置可变化的减震装置支承于基座。如此，对于由减震装置引起的工件输送装置侧的上下方向位置变化也能够跟随。上述串联式压力机系统可以是，上述工件更换装置包括上述横杆装载部、能够沿着沿上述工件更换方向延伸设置的行进导轨行进的台车、用于将上述横杆装载部连结于该台车的连结构件和行进驱动部，且上述横杆装载部能够相对于台车进行升降。如此，能够以自然、舒服的姿势进行机器外部的工具更换作业。上述串联式压力机系统可以是，能够将上述横杆装载部升降定位于台车行进时的低位、在上述机器外部的工具更换时的中间位以及在上述压力机之间的横杆交接时的高位这三级。如此，能够有助于台车的行进稳定化和横杆交接稳定化。上述串联式压力机系统可以是，上述台车和上述行进驱动部设置在地板构件的下方，在该地板构件上形成上述工件输送方向的尺寸较窄且沿上述工具更换方向延伸的一对缺口部，上述连结构件由以贯穿缺口部的状态可沿上述工具更换方向移动的两个以上的板状构件形成。如此，即使在压力机之间的距离较小的情况下也能适应，且容易处理碎屑。
图1是用于说明本发明的串联式压力机系统的俯视图。图2是用于说明从图1的Y方向的上游侧看到的后置压力机、工件输送装置与工具更换装置之间关系的侧视图，(A)表示在机器外部的工具更换作业时的情况，(B)表示在压力机之间中进行下一横杆提供作业时的情况。图3是用于说明主要用于使横杆装载部升降的升降部的图，㈧是俯视图，⑶是局部剖视的侧视图。图4是用于说明以台车为基准的横杆装载部的上下方向位置的局部剖视的主视图，(A)表示处于中间位的情况，⑶表示处于低位的情况，(C)表示处于高位的情况。图5是用于说明装载收容部与浮动部的俯视图。图6是用于说明装载收容部与浮动部的主视图。
具体实施例方式下面参照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图1 图6所示，本发明的串联式压力机系统1可将工具更换装置30自压力机之间11搬出到与工件输送方向(X方向)垂直的工具更换方向at方向)的机器外部105或自该机器外部105搬入，且可与安置了模具的垫板14向与X方向垂直的模具更换方向(Yd方向)的机器外部104搬出或自该机器外部104搬入相互独立地进行搬入搬出，在工具更换装置30的横杆装载部31设置沿X方向并列设置的两个装载收容部33D、33U，并且可同时装载两个横杆61 (61D、61U)，并且可在压力机停止期间的压力机之间11从工件输送装置20将当前横杆61B提供给工具更换装置30空载的一方(或另一方)装载收容部33D(33U)，且将装载于另一方(或一方)装载接受部33U(33D)的下一横杆61A提供给工件输送装置20，可将收容了当前横杆61B的工具更换装置30搬出到机器外部105而从一方(或另一方)装载收容部33D(33U)卸下当前横杆61B，并将下一横杆61A装载到另一方(或一方)装载收容部33U(33D)。即，该串联式压力机系统1基本上是与第二技术方案对应的串联式压力机系统，是最适合实施第一技术方案的工具更换方法的系统。另外，在压力机之间11提供当前横杆61B的目的地是两装载收容部33D、33U中空载的一方，“也就是两装载收容部33D、33U中的任一方”，在机器外部105要装载下一横杆61的目的地，只要在卸下了当前横杆61B之后，两装载收容部(33D、33U)均可。只要从在机器外部105处的工具更换作业用机器的布局、操作性方面考虑来选择即可。下面为了简化说明，基本上将当前横杆61B的提供目的地记作一方的装载收容部33D、将下一横杆61的装载目的地记作另一方的装载收容部33U来进行说明。在图1 (俯视图)、图2 (侧视图)中，串联式压力机系统1包括沿X方向设置的多个压力机10 ；使用借助横杆61安装的工具65将工件(未图示)从前置压力机IOU输送到后置压力机IOD的工件输送装置20 ；用于对安装于工件输送装置20上的工具65(横杆61)进行更换的工具更换装置30。前置压力机IOU位于X方向上游侧，后置压力机IOD是位于相邻的下游侧的压力机。两者10UU0D之间称为压力机之间11。另外，图1的工具更换装置30是与后置压力机IOD对应的工具更换装置(30D)。在图1中，对于与前置压力机IOU对应的工具更换装置30 (30U)、位于其上游侧的各压力机10及其相应的各工具更换装置30、以及位于后置压力机IOD下游侧的各压力机及其相应的各工具更换装置30都未图示。利用包含图1所示的导轨16、台车(未图示)等且设计为可在压力机内与机器外部104之间行进的模具更换装置15，可沿Yd方向搬入搬出各压力机10的垫板14，该各压力机10的垫板14可将在机器外部104将所搬出的当前模具更换为新的下一模具。该模具更换作业必须慎重，需要相当长的时间。图1中19是导屑槽，设置在X方向上隔着垫板14的两侧。图1所示的工具更换装置30(30D)表示在压力机停止期间的压力机之间11，将工件输送装置20提供的当前横杆61B装载到一方的装载接受部33D、3D，并在其后被搬出到机器外部105的状态。安装于当前横杆61B上的当前工具65B被做成包括多个真空吸附杯、附件、装卸操作手柄等的单元式工具，表示为该工具(单元)65B所占的空间。在机器外部105，在另一方装载收容部33U、33U上装载有用虚线所示的下一横杆61A(下一工具65A)。S卩，从工具更换装置30卸下当前横杆61B且安装下一横杆61A的工具更换作业，可以在机器外部105且在压力机运转中，以富裕的时间在任何时间均可执行。在从图1的X方向上游侧看到的侧视图(图2(A))表示将下一横杆61A装载到左右一对横杆装载部31 (33U)、31 (33U)上的工具更换作业后的状态。在后置压力机IOD内进行压力机运转。图2 (B)的左侧半部分表示使装载了下一横杆61A的工具更换装置30行进而搬入到竹方向的压力机之间11的状态。其右侧半部分表示从搬入后的工具更换装置30将下一横杆6IA提供给工件输送装置20的状态。在图2中，工具输送装置20是用于保持工件(未图示)并将其从前置压力机IOU输送到后置压力机IlD的机构，其输送方式、构造不被限定。该实施方式的工具输送装置20包括能够以设于压力机(10DU0U)之间11的中心部处的支轴为中心往复摆动的输送构件(未图示)；可在上下方向往复移动地安装于该输送构件上的送料臂21 ；安装于该送料臂21下端部的连结保持部25，能够借助横杆61 (工具6 输送从前置压力机IOU (垫板14…当前模具)收容的工件并将其安置到后置压力机IOD (垫板14…当前模具)。工件输送装置20做成如下的结构可借助连结保持部25将当前横杆61B (当前工具65B)提供给工具更换装置30，并在其后可从工具更换装置30收容下一横杆61A (当前工具65A)。具有自动更换工具功能的连结保持部25可与横杆(61)侧的连接部62连结，且能够以连结状态完全保持横杆61。在连结状态下，可在安装于该横杆61上的工具65自动连接工件输送装置20侧的气体配管系统、电气系统。工件输送控制部由伺服电动机控制装置(未图示)形成，能够驱动输送构件摆动，并将由工具65保持着的工件从前置压力机IOU输送至后置压力机10D。送料臂21被送料驱动装置22驱动而上下动作，送料臂21和连结保持部25是无论在从前置压力机IOU取下工件时还是将工件提供给后置压力机IOD时，均能将横杆61维持水平状态的构造。也就是说，能够使工件以恒定的形态进行输送。具体而言，如图2、图4所示，工具更换装置30 (30U)包括安装于各装置主体41上的左右一对横杆装载部31 ；台车51 ；将横杆装载部31 (装置主体41)连接到该台车51上的连结部47 ；行进驱动部58，设计为可对安装在工件输送装置20上的当前横杆61B(当前工具65B)进行更换。装置主体41的结构是在图4 (C)所示的基座42上垂直设置圆筒形状的静止部43，可动部44以可上下自由移动的方式嵌装在该静止部43内。是为了便于导入后面详述的升降部70的结构。台车51是在图4(C)所示的台车主体51B上使该图4 (B)所示的上方辊52、下方辊53及侧方辊M旋转卡合于行进用导轨55上的结构，因此，可借助前后一对连结构件47、47而一体地连结固定于装置主体41上。台车51可沿着沿图1所示的竹方向延伸设置的行进用导轨55行进。该行进用导轨55借助图4(B)所示的导轨台架56支承于基座200上。行进驱动部58包括电动机、链轮、链条59等，可驱动台车51 (装载收容部3 沿竹方向行进，且可保持停止在机器外部105及压力机之间11的各预定位置。如图2、图4所示，台车51和行进驱动部58设置在地板构件100的下方(地下室102)。该地板构件100上并列设置有X方向的尺寸较窄(例如30mm)且沿竹方向延伸的一对缺口部101(参照图1)。为了使左右一对连结构件47以贯穿了该各缺口部101的状态沿竹方向顺利且以密封状态移动，连结构件47设计为比缺口部101的宽度稍小的尺寸(厚度)，且由两个以上的板状构件形成。也就是说，板状构件G7)在X方向上是两个，但在Yt方向上是1或2以上。采用这样的结构，即使在构成工具更换装置30的一部分构件(行进导轨55、台车51等)如图2所示那样设置于地板下(地下室102)的情况下，也不需要在地下室102的顶部开口部设置作为防止灰尘、碎屑飞散措施、保护人身安全措施的开闭盖(例如已知例2中的槽盖)。因此，可以消除在工具更换作业之前打开高重量的开闭盖并在其后关闭该开闭盖的作业，由此有助于缩短时间和提高生产效率。而且，可以防止盖开闭时产生大噪音、作业员的疲劳于未然。可以认为，工具更换装置30可自图1所示的压力机之间11向竹方向的机器外部105搬出或自该机器外部105搬入，并且可与压力机10的垫板14向Yd方向(机器外部104)的搬入搬出相互独立地进行搬入搬出。也就是说，可分别独立地执行工具更换和模具的更换。能够消除已知例1中随着作业时间的延长导致的时间延迟以及作业繁杂。如图1、图3、图5所示，在工具更换装置30的各横杆装载部31设置在X方向并列设置的一对(两个)装载收容部33 (X方向上的上游侧为另一方33U，下游侧为一方33D)，且可同时装载两个横杆6IB、6IA。工件输送装置20和工具更换装置30设计为在压力机之间11能够用一方装载收容部33D、33D收容(装载)自工件输送装置20脱离(提供)的当前横杆61B，且其后能够将装载于另一方装载收容部33U、33U的下一横杆61A提供给工件输送装置20。另外，下一横杆61A是在机器外部105预先装载于另一方装载接受部33U。为了完全自动、准确且迅速地进行新旧(当前、下一)横杆的更换而设有装载位置自动切换控制部。该装载位置自动切换控制部23与上述工件输送控制部的情况同样，是程序控制方式，进行控制使得能够在提供当前横杆6IB时将工件输送装置20的连结保持部25定位于一方装载收容部33D，且在收容下一横杆61A时将工件输送装置20的连结保持部25定位于另一方装载接受部33U。另外，如上所述在选择切换横杆61的装载目的地为两装载接受部(33D、33U)中任一来运用时，设置下一横杆装载收容部指定开关，且装载位置自动切换控制部23根据该开关指定的信息可自动切换控制。于是，只是使工具更换装置30在压力机之间11与机器外部105之间往复行进1次，就能进行更换横杆61的作业。在将当前横杆61B(当前工具65B)搬出到机器外部105之前，也就是在压力机运转中能够在机器外部105将下一横杆61A(下一工具65A)预先装载于横杆装载部31 (另一装载接受部33U)。能够消除已知例2的问题(包括两次往复搬出搬入的工具更换作业的时间长及作业困难)。升降部70是用于使横杆装载部31相对于台车51升降的机构，使得作业员能够以不困难、愉快的姿势执行机器外部105的工具更换作业。本实施方式的升降部70设计为可将横杆装载部31升降定位于图2、图4中括号标注的台车行进时的低位(LL)、工具更换时的中间位(LM)和横杆提供时的高位(LH)这三级。在图4中，升降部70由升降气缸装置(升降气缸71、活塞7 和中间定位部81形成。也就是说，升降气缸装置本身采用简单构造的2级切换定位升降方式，并且通过与中间定位部81组合而设计为能够准确地进行三级切换定位。当然，也可以通过例如伺服电动机控制方式来可多级切换或可改变各位置。各升降气缸71设置在装置主体41 (静止部43)内，活塞72的顶端与横杆装载部31连接。用沿竹方向延伸的同步轴73将与图3所示的安装于左右( 方向)的可动部44、44上的齿条75、75相啮合的对应各齿轮74、74连结起来。由此，能够将左右的横杆装载部31、31维持在同一高度且能够同步升降。可用制动器77停止同步轴73的自由旋转来稳定保持升降调整后的位置。图4(B)是横杆装载部31下降到低位(LL)、安装于齿条73下端部的卡合片76与静止部内的低位止挡件88抵接的状态。该低位(LL)是降低了工具更换位置30的重心而能够实现行进高速化和顺利化的位置。此外，该低位(LL)选择为能够避免与设置在从压力机之间11到机器外部105之间的其他装置、机器发生干扰的位置。低位(LL)越低则越能促进包括行进导轨阳与台车51的卡合机构在内的台车整体结构的简单化，并且由于能够降低重心，因此可进一步实现行进稳定化。图4(C)是横杆装载部31上升到高位(LH)、卡合片76与静止部03)内的高位止挡件86抵接的状态。但是，由于工件输送装置20与压力机10 (包括垫板14上的模具)侧的结构、动作的关系，而在选择(构筑)上有从属性，因此在工具更换作业侧很难允许改变其结构、功能。在此，高位(LH)选择为不对工件输送装置20强行进行结构、功能的改变，就能够实现在压力机之间(11)内在工具更换装置30 (31)与工件输送装置20之间进行的横杆61的接收提供作业的迅速化且顺利化的位置。通过在允许范围内将该高位(LH)选择为较高的位置，从而能够减小送料臂21 (连结保持部25)的升降行程，对于降低工件输送装置20的成本以及因升降时间缩短而使生产效率提高也是有效的。在将工具更换装置30(31)设定于高位(LH)的状态下直接将其搬出到机器外部105的情况下，与已知例2相同，为了将工具更换装置30 (尤其是台车51)做成更牢固的结构且避免干扰，周边的装置、机器会在结构、功能上强行牺牲一部分。因此，在设定为图4(B)所示的低位(LL)状态下直接从工件输送装置20侧收容(接收)横杆61，从上述工件输送装置00)侧的情况考虑，是不合适且不利的。并且，已知的工具更换装置例如在已知例2的情况下，是根据每一压力机系统的情况而选择了可允许的一个位置的固定结构，因此要同时对关于与工件输送装置20的交接的特性以及关于工具更换装置30的搬入搬出(行进)的特性这两个特性进行最优化是不可能的。多数情况下，出于避免与周边装置相干扰，台车的结构简化等关系，尽量选择尽可能低的位置。但是，该考虑方式(选择基准)主要是考虑制造商一方的情况、立场，缺乏对实际运用的用户一方的立场的考虑。通过观察一些以往实际机器操作，有时在机器外部105进行工具更换作业的作业员的负担较重(大)。也就是说，在作业位置过低时，要以弯曲的不舒服的姿势进行作业。在作业位置极端过高时也是同样的道理。尤其是从装载于横杆装载部31的当前横杆61B卸下当前工具65B，并在其后安装下一工具65A而成为下一横杆61A时，与卸下当前横杆61B(当前工具65B)且更换为准备好的下一横杆61A (下一工具65A)的情况相比，其负担极大。在此可知，将机器外部更换作业位置设为作业员能够无困难地以最舒服的姿势迅速进行工具更换作业的位置，其结果非常有助于提高生产效率和降低成本。因此，设计为可在图4(A)所示的中间位(LM)进行工具更换作业。中间位(LM)通过导入中间定位部81而能够如上所述那样实现升降部70的结构、功能的简化，且准确定位。中间定位部81由连杆气缸84和能够以设置于托架89上的支点轴82为中心转动的L字形状的中间位止挡件83形成。在升降部70的升降动作开始前后将中间位止挡件83切换为图4(A)所示的水平状态，通过在活塞72的上升过程中使与可动部44(齿条75) —体的卡合片76卡合(卡定)于中间位止挡件83来进行位置约束，定位于中间位(LM)。可通过改变托架89相对于静止部43的上下方向的固定位置来将该中间位(LM)简单地改变设定于理想位置。但是，无论在从工件输送装置20向工具更换装置30提供当前横杆61B的情况下，还是在从工具更换装置30收容(接收)下一横杆61A的情况下，都需要使送料臂21 (连结保持部2 准确地上下移动规定量。因此，对于工件输送装置20的工件输送控制(例如送料臂21的上下移动控制)，与以限位开关检测到目标位置为条件来停止电动机进行定位的检测后定位控制方式相比，优选是以相当于移动距离的脉冲信号为输入来进行位置控制的定量定位控制方式。而且，后者的控制方式的定位精度高，结构也简单。然而，工具更换装置30和工件输送装置20的上下方向相对位置有时会发生变化。由于机械构造、负载变化、热变形等而引起上述变化。在工件输送装置20隔着专用减震装置直接设置于基座200的情况下也会产生上下方向上的相对位置变化。尤其是如图2所示，在各压力机10(基座20 隔着可在上下方向上位移的减震装置(例如减震橡胶)201设置于基座200上，工件输送装置20附带地设置于该压力机10的框架或基座205上的情况下(也就是说隔着减震装置201间接地设置在基座200上的情况)，会产生很大变化。即，即使压力机10及工件输送装置20的结构、重量相同，由于模具及工具的种类不同，工件输送装置20 相对于工具更换装置30的上下方向相对位置发生变化。于是，要从工件输送装置20向工具更换装置30提供当前横杆61B时，产生冲击、噪声，而且可能会招致机器的变形、破损。对于模具更换频率较高的用于多品种小批量生产的压力机系统而言，该问题是必须要解决的。因此，作为用于吸收工具更换装置30(横杆装载部31)侧和工件输送装置20 (连结保持部2 侧的上下方向位置变化的机构，设置浮动部90，在横杆装载时使横杆装载部31(3 随着工件输送装置20(送料臂21)侧的上下方向位置变化而可自动地进行上下移动。在图5、图6中，浮动部90由弹簧91、托架92和线性引导件(静止侧线性引导件35、可动侧线性引导件95)形成。L字形状的托架92可借助线性引导件沿图6的上下方向可移动地安装在装载部主体32上。该托架92上安装有装载收容部33D、33U，利用弹簧91对该托架92向上施力。也就是说，能够将装载收容部33D、33U保持为浮动状态。弹簧91的强度选择为在下面任一情况下均能无冲击地将当前横杆61B提供给工具更换装置30 (装载收容部33D)的值。弹簧91的强度例如是如下的值在模具重量以最大重量计在上下方向位置变化量为最大(例如2 5mm)时，浮动部90能够吸收工件输送装置20(连结保持部2 侧的上下方向最大位置变化量Q 5mm)的值。在吸收后的最下位置处，如图6所示，工具装载部31 (装载收容部33D)也被保持为相对于装载部主体32的上端面浮动的状态。另外，弹簧91的强度是如下这样的值在模具重量以最小重量计在上下方向位置变化量为最小(乃至零)时，能够将保持于工件输送装置20 (连结保持部25)的当前横杆61B装载(接触)于装载收容部33D的值。其中，在上下方向位置变化量为最小(乃至零)时，弹簧91也可以设定为以最小量向下方位移(挠曲)的值。
通过在图5、图6所示的限位销构件34插入下降中的横杆61侧的限位孔(未图示)，可靠地对工具更换装置30 (装载部主体3 进行平面定位。在该实施方式的串联式压力机系统1中，如下所述实施工具更换方法。压力机运转中各压力机10进行与各当前模具对应的冲压加工。在加工结束后，图2的工件输送装置20将使用当前工具65A(当前横杆61A)吸附保持着的工件从前置压力机IOU输送至后置压力机10D。反复进行该冲压加工和工件输送。设于地板构件100上的缺口部101的X方向尺寸选择为可供图4所示的宽度较窄的连结构件48贯穿且可保证台车51的顺利行进的尺寸而做成最小开口部，因此，能够防止冲压加工产生的碎屑向地下飞散。该压力机运转(加工)中，工具更换装置30位于图1、图2(A)所示的机器外部105。在机器外部105中使升降部70和中间定位部81工作，将横杆装载部31 (33D、33U)预先升起到图2(A)和图4(A)所示的中间位(LM)。下一工具的准备在该压力机运转中，在机器外部105，操作者将下一横杆61A(下一工具65A)装载于工具更换装置30的图3(A)所示的另一装载收容部33U、33U。也就是说，可事先准备下一工具65A。在此前后，从一方装载收容部33D、33D卸下先搬出的当前横杆61B(当前工具65B)(详细而言，是相对于当前压力工序的前一工序的当前横杆61，即在相对于现在进行中的压力工序的刚刚之前的压力工序的当前横杆61，即旧当前横杆61)。在机器外部105的工具更换作业结束。另外，也可以从装载于一方装载接受部33D、33D的当前横杆61B卸下当前工具65B，将该当前横杆61B改移至另一方装载收容部33U、33U且在该当前横杆61B上安装下一工具65A而做成下一横杆61A，从而进行在机器外部105的工具更换。无论哪种情况，横杆装载部31(33D、33U)都被定位于图2 (A)、图4 (A)所示的理想的中间位(LM)，因此能够无困难地以舒服的姿势进行高效率的作业。由于时间也充分富裕，可准确且安全地进行作业。也能够杜绝工具安装错误等失误。在作业结束后，解除中间定位部81(中间位止挡件8 且使升降部70下降动作，从而将横杆装载部31 (33D、33U)从图4(A)的中间位(LM)降下到图4(B)所示的低位(LL)。在任何时间均可输送至压力机之间11。压力机停止当发出压力机运转(加工)的停止指令时，工件输送装置20在压力机之间11停止。如图2(A)所示，该工件输送装置20是保持着当前横杆61B的状态。在本实施方式中，若使送料臂21下降，则连结保持部25、25被定位停止成与此后要搬入来的工具更换装置30的装载收容部33D、33D对应。在压力机停止后，通过使各模具更换装置15沿图1的Yd方向移动，能够将垫板14上的模具搬出到机器外部104。工具更换装置的搬入在要求工具更换时，在压力机停止期间中，使装载有下一横杆61A的工具更换装置30保持图2(B)的左侧半部分所示的低位(LL)的状态沿竹方向行进，自机器外部105搬入到压力机之间11。图2(B)的右侧半部分表示搬入后的状态。该横杆61A的搬入是与模具的搬出相反的动作，可以与模具的搬入搬出相独立地分别实施。横杆61A的搬入搬出和模具的搬入搬出都是分别独立的。当前工具的提供
在压力机之间11中，起动升降部70，使横杆装载部31(33D、33U)从图4(B)的低位(LL)上升到图4(C)所示的高位(LH)。也就是说，从图3(B)的右侧半部分所示的状态切换为其左侧半部分所示的状态。在此，起动送料驱动装置22而使工件输送装置20 (送料臂21)下降，使当前横杆61B接近工具更换装置30(—方的装载收容部33D、33D)。此时，即使例如由模具重量导致减震装置的收缩而引起工件输送装置20向下方位置变化了相当于该收缩量的量，横杆装载部31(33D、33D)在图6的浮动部90 (弹簧91)的作用下被浮动保持，因此能够无冲击地装载。接着，使自动更换工具(连结保持部2 进行解除连结的动作而解除与连结部62的连结，由此，能够向工具更换装置30提供该当前横杆61B(当前工具65B)。平面位置被限位销构件34准确地限制。若从工具更换装置30侧启动，则能够收容当前横杆61B(当前工具65B)。空的送料臂21返回到上方规定位置。下一工具的收容再次起动送料驱动装置22使工件输送装置20 (送料臂21)下降。在其前后，在装载位置自动切换控制部23的作用下输送构件稍微摆动，连结保持部25被切换装载位置成与另一方装载收容部33U、33U对应。因此，这次使空载的送料臂21 (连结保持部25)与工具更换装置30(33U、33U)接近。此时，也是利用浮动部90 (弹簧91)的作用将横杆装载部31(33U)浮动保持于向下方移动了相当于上述收缩量的量的位置，因此能够准确定位于下一横杆61A(下一工具65A)。并且，这次使自动更换工具(连结保持部2 进行保持连结的动作而与连结部62连结。由此，能够自工具更换装置30向工件输送装置20侧提供下一横杆61A(下一工具65A)。若从工件输送装置20侧启动，则能够自工具更换装置30侧收容(接收)下一横杆61A(下一工具65A)。其后，送料臂21返回到上方规定位置。以上，完成了更换工件输送装置20的横杆61。若仅限于与工具更换作业的关系，则可以在此时以后将已更换的下一横杆61A(下一工具65A)作为当前横杆61B (当前工具65B)而再次开始压力机加工(运转)。工具更换装置的搬出在下一横杆61A(下一工具65A)提供后，起动升降部70，使横杆装载部31 (33D、33U)从图4(C)的高位(LH)下降到图4(B)的低位(LL)。也就是说，从图3(B)的左侧半部分所示的状态切换为其右侧半部分所示的状态。其后，使装载了当前横杆61B (详细而言为上述的旧当前横杆61)的工具更换装置30沿竹方向(与图2(B)所示的方向(一)相反的方向(一))行进而将其搬出到机器外部105。该搬出也可与模具更换装置15的搬入搬出相独立地分别进行。机器外部的工具更换作业在从该压力机停止起到需要进行下一工件输送装置20的横杆更换时为止的期间，在机器外部105，操作者从一方装载收容部33D、33D卸下已搬出的当前横杆61B(当前工具65B)(详细而言是上述的旧当前横杆61 (当前工具65))且将下一横杆61A (下一工具65A)(详细而言是相对于现在进行中的压力工序而在下一次压力工序中成为新的当前横杆的下一横杆61 (下一工具65))装载于工具更换装置30的图3(A)所示的另一方装载收容部33U、33U。也就是说，与上述(下一工具的准备)项目的情况相同，可以实现准备当前压力工序的下一工序所要使用的预定的工具(下一工具65A)。模具更换装置的搬出
在压力机停止且要求更换模具的情况下，使模具更换装置15沿图1所示的Yd方向移动，从压力机(10)向机器外部104搬出垫板(模具)14。该搬出不会对工具更换装置30的搬入搬出有任何影响。机器外部的模具更换作业在机器外部104，卸下安置于垫板14上的当前模具，更换为下一模具。由于与工具更换作业的场所、位置分离，因此该模具更换作业不会引起已知例1的情况下的问题(工具更换作业的繁杂化、困难化)。模具更换装置的搬入将安置有下一模具的垫板14从机器外部104搬入到压力机(10)内。由此，模具更换作业结束。工具更换作业和模具更换作业不是按照时间顺序依次执行的，因此可以将包括工具更换作业和模具更换作业在内的压力机停止时间最小化。由此，能够迅速生产下一产品。由于时间缩短也能减少成本。如此，根据本实施方式，是如下的更换方法，因此能够迅速进行串联式压力机系统的工具更换，且大幅度提高生产效率，上述更换方法是在机器外部105在工件更换装置30(33U)上预先准备好下一横杆61A(65A)，在压力机停止中将其从机器外部105搬入到压力机之间11，在该搬入后将当前横杆61B(65B)从工件输送装置20提供给工具更换装置30 (33D)，接着将所搬入的下一横杆61A(65A)提供给工件输送装置20，其后，将装载了所收容的当前横杆61B(65B)的工具更换装置30搬出到机器外部105而结束工具的更换作业。尤其是极大地有助于提高用于多品种小批量生产系统的生产效率。还提供一种如下的优选装置，即，可以使在从压力机之间到Yt方向的机器外部105对工具更换装置30的搬入搬出与在从压力机之间到Yd方向的机器外部104对模具(垫板14)的搬入搬出相独立地分别执行，且可同时在工件更换装置30的横杆装载部31(33D、33U)装载两个横杆61 (61B、61A)，可以在压力机停止中将当前横杆61B从工件输送装置20提供给工具更换装置30且可以将下一横杆61A从工具更换装置30提供给工件输送装置20，可以将收容了当前横杆61B的工具更换装置30搬出到机器外部105而从一方装载收容部33D卸下该当前横杆61B、且将下一横杆61A装载到另一方装载收容部33U,因此，能够顺利地实施上述工具更换方法。装置的具体化容易且操作简单。由于在交接当前横杆61B时，由装载位置自动切换控制部23将连结保持部切换定位于一方装载收容部33D，并且在收容下一横杆61A时，由装载位置自动切换控制部23将连结保持部切换定位于另一方装载接受部33U,因此可更加准确且迅速地进行横杆61的提供与接受。由于工件更换装置30的横杆装载部31可随着装载横杆61时的工件输送装置20侧的上下方向位置变化而上下移动，因此可以无冲击地装载横杆61。由于工件输送装置20隔着减震装置201支承于基座200，因此可以随着工件输送装置侧的上下方向位置变化。由于工件更换装置30包括横杆装载部31、台车55、连结构件47和行进驱动部58，可相对于台车(基座200)进行升降，因此，能够以自然、舒服的姿势进行机器外部105的工具更换作业。而且，由于可将横杆装载部31升降定位于台车行进时的低位、工具更换时的中间位以及横杆提供时的高位这三级，因此有助于台车55的行进稳定化及横杆61的提供稳定化。由于台车55和行进驱动部58设置在地板构件100的下方，且在地板构件100上形成X方向的尺寸较窄且沿竹方向延伸的一对缺口部101，连结构件47由以贯穿缺口部101的状态可移动的两个以上的板状构件形成，因此即使在压力机之间的距离较小时也能适应，且容易处理碎屑。比较本实施方式的装置和已知例，与已知例1的情况同样地容易进行压力机内的进入，并且与已知例2的情况同样地也能适应压力机间距狭窄的系统。不会出现已知例1那样的模具更换作业和工具更换作业作为时序依次进行，且也不会出现已知例2那样的两次往复移动，因此，能够分别使模具更换作业和工具更换作业迅速化。而且，在工具更换作业中不需要担心要勉强困难的姿势。与已知例2的情况相比，既实现了压力机内的进入容易化也可增大压力机侧方的空间(向间隙)。在机器外部作业场所进行的模具更换作业不会妨碍工具更换作业。能够与模具交换独立地进行工具更换。与已知例1和已知例2的情况相比，可以在当前横杆搬出之前准备下一横杆。也就是说，能够以富裕的时间准确且仔细地进行更换作业。也会飞跃性地提高串联式压力机系统整体的生产效率，极大地有助于频繁进行模具更换作业的多品种小批量生产。
权利要求
1.一种串联式压力机系统的工具更换方法，能够使用工件输送装置从沿工件输送方向设置的前置压力机向后置压力机输送工件，且能够使用工具更换装置对安装于工件输送装置上的工具进行更换，其特征在于在与上述工件输送方向正交的工具更换方向的机器外部，将安装有下一工具的下一横杆预先装载到上述工具更换装置的一方或另一方的装载收容部上；在压力机停止期间将装载了下一横杆的上述工具更换装置从该机器外部搬入到前置压力机与后置压力机的压力机之间；在该压力机之间，将安装有当前工具的当前横杆从上述工件输送装置提供给上述工具更换装置的空载的任一装载收容部上；接着，将装载于该一方或另一方的装载收容部的下一横杆提供给上述工件输送装置；其后向该机器外部搬出该一方或另一方的装载收容部装载有从上述工件输送装置收容的当前横杆的上述工具更换装置，结束安装在上述工件输送装置的工具的更换作业。
2.一种串联式压力机系统，包括沿工件输送方向设置的多个压力机；使用借助横杆安装的工具来将工件从前置压力机输送至后置压力机的工件输送装置；用于对安装于工件输送装置上的工具进行更换的工具更换装置，其特征在于可从前置压力机与后置压力机的压力机之间到同上述工件输送方向正交的工具更换方向的机器外部对上述工具更换装置进行搬入搬出，且使上述搬入搬出与向和上述工件输送方向正交的模具更换方向的机器外部对安置有模具的垫板进行的搬入搬出相独立地分别执行；在上述工件更换装置的横杆装载部上设置了沿上述工具输送方向并列设置的两个装载收容部，且能够同时装载两个横杆；能够在压力机停止期间在该压力机之间将安装有当前工具的当前横杆从上述工件输送装置提供给上述工具更换装置中空载的任一装载收容部，并能够从上述工具更换装置的一方或另一方的装载收容部将安装有下一工具的下一横杆提供给上述工件输送装置；能够将收容了当前横杆的上述工具更换装置搬出到工具更换方向的机器外部，并能够在该机器外部从另一方或一方的装载收容部卸下当前横杆、且其后将下一横杆装载到一方或另一方的装载收容部上。
3.根据权利要求2所述的串联式压力机系统，其特征在于设有装载位置自动切换控制部，在提供当前横杆时，由该装载位置自动切换控制部将上述工件输送装置的连结保持部切换定位于上述空载的任一方装载收容部，并且在收容下一横杆时，由该装载位置自动切换控制部将上述工件输送装置的连结保持部切换定位于上述一方或另一方的装载收容部且装载了下一横杆的装载收容部。
4.根据权利要求2或3所述的串联式压力机系统，其特征在于设计为上述工件更换装置的上述横杆装载部能够随着装载上述横杆时的上述工件输送装置侧的上下方向位置变化而上下移动。
5.根据权利要求4所述的串联式压力机系统，其特征在于上述工件输送装置直接支承于基座，或间接地隔着上下方向位置可变化的减震装置支承于基座。
6.根据权利要求2或3所述的串联式压力机系统，其特征在于上述工件更换装置包括上述横杆装载部、能够沿着沿上述工件更换方向延伸设置的行进导轨行进的台车、用于将上述横杆装载部连结于该台车的连结构件和行进驱动部，且上述横杆装载部能够相对于台车进行升降。
7.根据权利要求6所述的串联式压力机系统，其特征在于能够将上述横杆装载部升降定位于台车行进时的低位、在上述机器外部的工具更换时的中间位以及在上述压力机之间的横杆交接时的高位这三级。
8.根据权利要求6所述的串联式压力机系统，其特征在于上述台车和上述行进驱动部设置在地板构件的下方，在该地板构件上形成上述工件输送方向的尺寸较窄且沿上述工具更换方向延伸的一对缺口部，上述连结构件由以贯穿缺口部的状态可沿上述工具更换方向移动的两个以上的板状构件形成。
全文摘要
本发明提供一种可迅速进行工具更换的串联式压力机系统的工具更换方法和串联式压力机系统。该串联式压力机系统包括沿工件输送方向设置的多个压力机、使用借助横杆安装的工具将工件从前置压力机输送至后置压力机的工件输送装置、用于对安装于工件输送装置上的工具进行更换的工具更换装置。串联式压力机系统中，在从前置压力机与后置压力机的压力机之间到工具更换方向的机器外部能够对工具更换装置进行搬入搬出，且使上述搬入搬出与向模具更换方向的机器外部对安置有模具的垫板进行的搬入搬出相独立地分别执行。
文档编号B21D37/04GK102581121SQ20111000264
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者远藤研一 申请人:会田工程技术有限公司