压弯机的模具更换方法与模具台车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对管线管等所使用的大径且厚壁的焊接钢管进行多次三点弯曲冲压成型而制造的压弯机的冲头前端的模具更换方法、与该模具更换所使用的模具台车。
【背景技术】
[0002]以往，作为管线管、钢构造物等所使用的大径且厚壁的钢管，通常，广泛使用所谓的“U0E钢管”，该U0E钢管在将具有规定的宽度、长度、厚度的坯料钢板冲压成型为U字状后，冲压成型为0字状，然后，对对接部进行焊接而形成坯料钢管，并且，对该坯料钢管沿周向进行扩大(所谓的扩管)来提高真圆度。另外，近年来，管线管等所使用的钢管从安全性的提高、大型化的方面来看，不仅大径化、长尺寸化、厚壁化正在推进，坯料钢板的高强度化也正在推进。
[0003]但是，在上述的U0E钢管的制造方法中，为了将厚壁化、长尺寸化且高强度化的坯料钢板冲压成型为U字状、0字状，需要很大的冲压负载，因此在现有的U0E钢管制造设备中，产生制造范围被限制、生产率大幅度降低的问题点。
[0004]因此，作为减少制造大径、长尺寸、厚壁且高强度的钢管时的冲压负载的技术，开发/实际应用如下压弯法:在对坯料钢板的两宽度端部施加弯曲(所谓的端部弯曲)后，边将钢板沿宽度方向规定量规定量地输送边进行多次三点弯曲冲压成型，而成型为具有开口部的大致圆筒形(开口管)，接下来，对上述开口管的开口部进行对接焊接、扩管、矫正形状来制造钢管。
[0005]图1是对基于上述压弯法的钢管的制造方法示意性地进行说明的图。在该制造方法中，通常，首先，从对两宽度端部进行了端部弯曲(卷圆压边机)的坯料钢板1的一侧的板宽度端部朝向板宽度中央，组合冲头2与一对冲模3进行多次三点弯曲冲压成型而将钢板的除了板宽度中央之外的一半成型为圆弧状(前半段冲压)，接下来，相同地从另一侧的板宽度端部朝向板宽度中央进行多次三点弯曲冲压成型而将钢板的除了板宽度中央之外的剩余的一半成型为圆弧状而形成大致C字状(后半段冲压)，最后，对剩下的板宽度中央部进行冲压成型(最终冲压)而形成具有开口部的大致圆筒形(开口管)，然后，对该开口部进行对接焊接来制造。此外，也存在不对坯料钢板施加端部弯曲的情况。
[0006]上述三点弯曲冲压成型所使用的压弯机具有沿坯料钢板的输送方向隔开规定的间隔配置的一对冲模、与能够在该一对冲模之间上下升降的冲头，利用上述冲头按压载置于上述冲模之上的坯料钢板，而实施弯曲加工。上述冲头由与作为被加工材料的钢板直接接触的安装于冲头2的前端部的模具(以下，仅称为“模具”。)、与连结于冲压机主体并将上述模具保持于前端的冲头支承体(以下，也称为“梁”)构成，两者通常能够装卸地被固定螺栓紧固。另外，上述梁为一体式构件，但模具通常由多个节段(segment)构成，以便容易进行装卸作业、操作。
[0007]此外，作为模具的更换方法，针对小型的弯曲加工机、冲压机的工具的更换方法，提出了几个方法(例如，参照专利文献1?4。)。然而，这些方法为仅能够用于小型的弯曲加工机、冲压机的技术，不适用于制造大口径的压弯机的模具更换。
[0008]专利文献1:日本特开平11-005131号公报
[0009]专利文献2:日本特开2001-276936号公报
[0010]专利文献3:日本特开2002-096120号公报
[0011]专利文献4:日本特开2001-150032号公报
[0012]然而，安装于上述冲头前端部的模具需要与制造的钢管尺寸(内径、外径)、坯料钢板(厚度、强度)的变化对应地更换。
[0013]但是，在现有技术中，如图2(a)所示，使用与钢板直接接触的模具表面的曲率半径R(前端R)比较小的结构，因此能够与钢管尺寸、坯料钢板的变化对应的范围较宽，相反，弯曲加工部成为局部，因此成型后的钢管的真圆度劣化，另外，由于需要一点一点地进行冲压成型，所以存在冲压次数增多生产率劣化的问题。
[0014]因此，作为上述对策，如图2(b)所示，通过与钢管直径相配合地增大前端R，增大冲头的宽度，从而能够提高真圆度、提高生产率。但是，若如上述那样增大冲头宽度、增大前端R，则真圆度、生产率提高，相反，需要与钢管尺寸、坯料强度的变化对应地频繁地更换模具。尤其是若模具的宽度增大，则不仅冲压加工所需的负载增大，在钢板的输送量相对于冲模间距较小，冲模上的坯料钢板的形状相对于冲头的轴芯成为左右非对称的情况下，在安装有模具的梁的根部也施加有较大的弯曲力矩，因此容易超过冲头的疲劳强度。因此，需要与钢管尺寸、坯料钢板、冲压条件的变更对应地频繁地更换冲头前端部的模具。
[0015]以往，作为上述模具的更换方法，例如，通过如下一系列的工序进行:在较大的隔板(夂彡一板)之上载置新的模具后，使用将坯料钢板向冲压机供给的输送设备将上述隔板沿水平方向输送，使上述新的模具移动至冲头(梁)的正下方附近，接下来，形成使冲头下降并与新的模具的附近位置的隔板接触的状态，解除螺栓的紧固从梁前端取下模具，接下来，利用上述的输送设备使隔板移动并使新的模具移动到梁正下方，使新的模具与梁前端嵌合，并通过螺栓紧固而进行安装。
[0016]因此，在现有的模具更换方法中，由于无法使隔板沿水平方向高精度地移动，并且，由于无法在载置于隔板之上的状态下微调模具的位置，所以无法将新的模具供给到梁的正下方，从而将模具安装于梁前端需要较长时间。另外，将模具分割成多个节段，因此需要反复上述的更换作业，因此更换一次模具需要大量的时间，使作业效率显著地降低。并且，在更换模具时需要使冲头升降，并且由于无法切断冲压机的电源，所以为了确保安全，需要寻求几重安全对策，从而无法避免生产率的降低。
[0017]另外，专利文献1?4所记载的方法为仅能够用于小型的弯曲加工机、冲压机的技术，并非能够保持原样地适用于制造大口径的压弯机的模具更换的技术。
【发明内容】
[0018]本发明是鉴于现有技术存在的上述问题点而完成的，其目的在于提出一种能够在短时间内高效并且安全地进行压弯机的冲头前端的模具更换的模具更换方法，并且提供一种该方法所使用的模具台车。
[0019]本发明的发明人们面对解决上述课题，进行了专心研究。结果发现:准备能够一并载置被分割的多个模具节段的模具台车，使该台车在冲压机下方的一对冲模之间沿着冲头的长度方向移动，从而能够将模具高精度地定位于冲头的正下方来进行供给，并且优选使用冲压机所设置的输出冲压成型后的钢管的钢管输出装置来使该台车移动，鉴于此产生了本发明。
[0020]S卩，本发明涉及一种压弯机的模具更换方法，为利用一对冲模与在上述冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具更换方法，其特征在于，通过将模具载置于能够在上述一对冲模之间沿冲头的长度方向移动的模具台车，来进行模具向上述冲头正下方的输入以及模具从上述冲头正下方的输出。
[0021]本发明的上述模具更换方法的特征在于，使用配设于上述冲压机的钢管输出装置，来进行上述模具台车向冲头正下方的输入以及上述模具台车从冲头正下方的输出。
[0022]另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，使上述模具台车的模具收纳部上升，在使上述模具收纳部与冲头前端抵接的状态下，进行模具从冲头前端的取下以及模具向冲头前端的安装。
[0023]另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，通过在载置有模具的状态下使上述模具台移动，来进行载置于上述模具收纳部内的模具台的模具的在与冲头长度方向正交的方向的位置调整。
[0024]另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，在将上述模具分割成多个节段时，一并更换上述模具。
[0025]另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，将多个节段分成由衬垫连结的多个组，以该组为单位进行相对于模具台车的装卸。
[0026]另外，本发明涉及一种压弯机的模具更换用的模具台车，为利用一对冲模与在上述冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具更换所使用的模具台车，其特征在于，能够通过设置于上述压弯机的输出冲压加工后的钢管的装置而在上述一对冲模之间沿冲头的长度方向移动。
[0027]另外，本发明的上述模具台车的特征在于，具有收纳模具的模具收纳部，并且具有使上述模具收纳部升降的升降机构。
[0028]另外，本发明的上述模具台车的特征在于，具有位置调整机构，该位置调整机构针对载置有模具的模具台的每一个进行收纳到上述模具收纳部的模具的在与冲头长度方向成直角的方向的位置调整。
[0029]根据本发明，能够在短时间内高效地进行压弯机的模具更换，因此能够以高的生产率制造厚壁、长尺寸且高强度的大径焊接钢管。
【附图说明】
[0030]图1是对基于压弯法的钢管的制造方法示意性地进行说明的图。
[0031]图2是对冲头前端的模具宽度对钢管制造产生的影响进行说明的图。
[0032]图3是对压弯机的冲头的构造进行说明的例示图。
[0033]图4是对模具台车的剖面构造进行说明的图。
[0034]图5是对模具更换(取下方法)的顺序进行说明的图。
[0035]图6是对模具台车的模具取下作业进行说明的图。
[0036]图7是对分割成多个的模具的操作方法进行说明的图。
【具体实施方式】
[0037]本发明涉及利用一对冲模与在该冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的、安装于冲头支承体的前端的模具的更换方法。
[0038]图3是对在本发明中使用的压弯机的冲头的构造进行例示的图。上述的冲头由安装于冲压机主体7的冲头支承体4(梁)、与通过固定螺栓6安装于该梁的前端(下端)的模具5构成。在模具的与梁前端抵接的一侧形成有供梁下端部嵌合的槽8，在该槽部与梁前端之间插入衬垫(spacer) 9。
[0039]上述模具也存在为一体式构件的情况，但通常考虑到模具的制作性、操作性等，而一般分割成多个节段。如上所述，以往，在更换上述模具时，通过将模具载置于隔板之上使之移动，来进行模具向冲压机的下方位置的输送以及从冲压机的下方位置的输出。但是，在上述方法中，无法在梁前端高精度地定位模具，由此在安装时需要大量时间，而成为阻碍生产率的原因。另外，需要使冲头移动，并且需要在保持接通冲压机的电源的状态下进行更换作业，因此为了确保安全，需要寻求几重安全对策，从而无法避免对生产率产生的负面影响。
[0040]因此，本发明通过将模具载置于在设置于冲