壓彎機的模具更換方法與模具臺車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對管線管等所使用的大徑且厚壁的焊接鋼管進行多次三點彎曲沖壓成型而制造的壓彎機的沖頭前端的模具更換方法、與該模具更換所使用的模具臺車。
【背景技術】
[0002]以往，作為管線管、鋼構造物等所使用的大徑且厚壁的鋼管，通常，廣泛使用所謂的“U0E鋼管”，該U0E鋼管在將具有規定的寬度、長度、厚度的坯料鋼板沖壓成型為U字狀后，沖壓成型為0字狀，然后，對對接部進行焊接而形成坯料鋼管，并且，對該坯料鋼管沿周向進行擴大(所謂的擴管)來提高真圓度。另外，近年來，管線管等所使用的鋼管從安全性的提高、大型化的方面來看，不僅大徑化、長尺寸化、厚壁化正在推進，坯料鋼板的高強度化也正在推進。
[0003]但是，在上述的U0E鋼管的制造方法中，為了將厚壁化、長尺寸化且高強度化的坯料鋼板沖壓成型為U字狀、0字狀，需要很大的沖壓負載，因此在現有的U0E鋼管制造設備中，產生制造范圍被限制、生產率大幅度降低的問題點。
[0004]因此，作為減少制造大徑、長尺寸、厚壁且高強度的鋼管時的沖壓負載的技術，開發/實際應用如下壓彎法:在對坯料鋼板的兩寬度端部施加彎曲(所謂的端部彎曲)后，邊將鋼板沿寬度方向規定量規定量地輸送邊進行多次三點彎曲沖壓成型，而成型為具有開口部的大致圓筒形(開口管)，接下來，對上述開口管的開口部進行對接焊接、擴管、矯正形狀來制造鋼管。
[0005]圖1是對基于上述壓彎法的鋼管的制造方法示意性地進行說明的圖。在該制造方法中，通常，首先，從對兩寬度端部進行了端部彎曲(卷圓壓邊機)的坯料鋼板1的一側的板寬度端部朝向板寬度中央，組合沖頭2與一對沖模3進行多次三點彎曲沖壓成型而將鋼板的除了板寬度中央之外的一半成型為圓弧狀(前半段沖壓)，接下來，相同地從另一側的板寬度端部朝向板寬度中央進行多次三點彎曲沖壓成型而將鋼板的除了板寬度中央之外的剩余的一半成型為圓弧狀而形成大致C字狀(后半段沖壓)，最后，對剩下的板寬度中央部進行沖壓成型(最終沖壓)而形成具有開口部的大致圓筒形(開口管)，然后，對該開口部進行對接焊接來制造。此外，也存在不對坯料鋼板施加端部彎曲的情況。
[0006]上述三點彎曲沖壓成型所使用的壓彎機具有沿坯料鋼板的輸送方向隔開規定的間隔配置的一對沖模、與能夠在該一對沖模之間上下升降的沖頭，利用上述沖頭按壓載置于上述沖模之上的坯料鋼板，而實施彎曲加工。上述沖頭由與作為被加工材料的鋼板直接接觸的安裝于沖頭2的前端部的模具(以下，僅稱為“模具”。)、與連結于沖壓機主體并將上述模具保持于前端的沖頭支承體(以下，也稱為“梁”)構成，兩者通常能夠裝卸地被固定螺栓緊固。另外，上述梁為一體式構件，但模具通常由多個節段(segment)構成，以便容易進行裝卸作業、操作。
[0007]此外，作為模具的更換方法，針對小型的彎曲加工機、沖壓機的工具的更換方法，提出了幾個方法(例如，參照專利文獻1?4。)。然而，這些方法為僅能夠用于小型的彎曲加工機、沖壓機的技術，不適用于制造大口徑的壓彎機的模具更換。
[0008]專利文獻1:日本特開平11-005131號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2001-276936號公報
[0010]專利文獻3:日本特開2002-096120號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2001-150032號公報
[0012]然而，安裝于上述沖頭前端部的模具需要與制造的鋼管尺寸(內徑、外徑)、坯料鋼板(厚度、強度)的變化對應地更換。
[0013]但是，在現有技術中，如圖2(a)所示，使用與鋼板直接接觸的模具表面的曲率半徑R(前端R)比較小的結構，因此能夠與鋼管尺寸、坯料鋼板的變化對應的范圍較寬，相反，彎曲加工部成為局部，因此成型后的鋼管的真圓度劣化，另外，由于需要一點一點地進行沖壓成型，所以存在沖壓次數增多生產率劣化的問題。
[0014]因此，作為上述對策，如圖2(b)所示，通過與鋼管直徑相配合地增大前端R，增大沖頭的寬度，從而能夠提高真圓度、提高生產率。但是，若如上述那樣增大沖頭寬度、增大前端R，則真圓度、生產率提高，相反，需要與鋼管尺寸、坯料強度的變化對應地頻繁地更換模具。尤其是若模具的寬度增大，則不僅沖壓加工所需的負載增大，在鋼板的輸送量相對于沖模間距較小，沖模上的坯料鋼板的形狀相對于沖頭的軸芯成為左右非對稱的情況下，在安裝有模具的梁的根部也施加有較大的彎曲力矩，因此容易超過沖頭的疲勞強度。因此，需要與鋼管尺寸、坯料鋼板、沖壓條件的變更對應地頻繁地更換沖頭前端部的模具。
[0015]以往，作為上述模具的更換方法，例如，通過如下一系列的工序進行:在較大的隔板(夂彡一板)之上載置新的模具后，使用將坯料鋼板向沖壓機供給的輸送設備將上述隔板沿水平方向輸送，使上述新的模具移動至沖頭(梁)的正下方附近，接下來，形成使沖頭下降并與新的模具的附近位置的隔板接觸的狀態，解除螺栓的緊固從梁前端取下模具，接下來，利用上述的輸送設備使隔板移動并使新的模具移動到梁正下方，使新的模具與梁前端嵌合，并通過螺栓緊固而進行安裝。
[0016]因此，在現有的模具更換方法中，由于無法使隔板沿水平方向高精度地移動，并且，由于無法在載置于隔板之上的狀態下微調模具的位置，所以無法將新的模具供給到梁的正下方，從而將模具安裝于梁前端需要較長時間。另外，將模具分割成多個節段，因此需要反復上述的更換作業，因此更換一次模具需要大量的時間，使作業效率顯著地降低。并且，在更換模具時需要使沖頭升降，并且由于無法切斷沖壓機的電源，所以為了確保安全，需要尋求幾重安全對策，從而無法避免生產率的降低。
[0017]另外，專利文獻1?4所記載的方法為僅能夠用于小型的彎曲加工機、沖壓機的技術，并非能夠保持原樣地適用于制造大口徑的壓彎機的模具更換的技術。
【發明內容】
[0018]本發明是鑒于現有技術存在的上述問題點而完成的，其目的在于提出一種能夠在短時間內高效并且安全地進行壓彎機的沖頭前端的模具更換的模具更換方法，并且提供一種該方法所使用的模具臺車。
[0019]本發明的發明人們面對解決上述課題，進行了專心研究。結果發現:準備能夠一并載置被分割的多個模具節段的模具臺車，使該臺車在沖壓機下方的一對沖模之間沿著沖頭的長度方向移動，從而能夠將模具高精度地定位于沖頭的正下方來進行供給，并且優選使用沖壓機所設置的輸出沖壓成型后的鋼管的鋼管輸出裝置來使該臺車移動，鑒于此產生了本發明。
[0020]S卩，本發明涉及一種壓彎機的模具更換方法，為利用一對沖模與在上述沖模之間升降的沖頭來對沖模上的鋼板進行彎曲加工的壓彎機的沖頭前端的模具更換方法，其特征在于，通過將模具載置于能夠在上述一對沖模之間沿沖頭的長度方向移動的模具臺車，來進行模具向上述沖頭正下方的輸入以及模具從上述沖頭正下方的輸出。
[0021]本發明的上述模具更換方法的特征在于，使用配設于上述沖壓機的鋼管輸出裝置，來進行上述模具臺車向沖頭正下方的輸入以及上述模具臺車從沖頭正下方的輸出。
[0022]另外，本發明的上述模具更換方法的特征在于，使上述模具臺車的模具收納部上升，在使上述模具收納部與沖頭前端抵接的狀態下，進行模具從沖頭前端的取下以及模具向沖頭前端的安裝。
[0023]另外，本發明的上述模具更換方法的特征在于，通過在載置有模具的狀態下使上述模具臺移動，來進行載置于上述模具收納部內的模具臺的模具的在與沖頭長度方向正交的方向的位置調整。
[0024]另外，本發明的上述模具更換方法的特征在于，在將上述模具分割成多個節段時，一并更換上述模具。
[0025]另外，本發明的上述模具更換方法的特征在于，將多個節段分成由襯墊連結的多個組，以該組為單位進行相對于模具臺車的裝卸。
[0026]另外，本發明涉及一種壓彎機的模具更換用的模具臺車，為利用一對沖模與在上述沖模之間升降的沖頭來對沖模上的鋼板進行彎曲加工的壓彎機的沖頭前端的模具更換所使用的模具臺車，其特征在于，能夠通過設置于上述壓彎機的輸出沖壓加工后的鋼管的裝置而在上述一對沖模之間沿沖頭的長度方向移動。
[0027]另外，本發明的上述模具臺車的特征在于，具有收納模具的模具收納部，并且具有使上述模具收納部升降的升降機構。
[0028]另外，本發明的上述模具臺車的特征在于，具有位置調整機構，該位置調整機構針對載置有模具的模具臺的每一個進行收納到上述模具收納部的模具的在與沖頭長度方向成直角的方向的位置調整。
[0029]根據本發明，能夠在短時間內高效地進行壓彎機的模具更換，因此能夠以高的生產率制造厚壁、長尺寸且高強度的大徑焊接鋼管。
【附圖說明】
[0030]圖1是對基于壓彎法的鋼管的制造方法示意性地進行說明的圖。
[0031]圖2是對沖頭前端的模具寬度對鋼管制造產生的影響進行說明的圖。
[0032]圖3是對壓彎機的沖頭的構造進行說明的例示圖。
[0033]圖4是對模具臺車的剖面構造進行說明的圖。
[0034]圖5是對模具更換(取下方法)的順序進行說明的圖。
[0035]圖6是對模具臺車的模具取下作業進行說明的圖。
[0036]圖7是對分割成多個的模具的操作方法進行說明的圖。
【具體實施方式】
[0037]本發明涉及利用一對沖模與在該沖模之間升降的沖頭來對沖模上的鋼板進行彎曲加工的壓彎機的、安裝于沖頭支承體的前端的模具的更換方法。
[0038]圖3是對在本發明中使用的壓彎機的沖頭的構造進行例示的圖。上述的沖頭由安裝于沖壓機主體7的沖頭支承體4(梁)、與通過固定螺栓6安裝于該梁的前端(下端)的模具5構成。在模具的與梁前端抵接的一側形成有供梁下端部嵌合的槽8，在該槽部與梁前端之間插入襯墊(spacer) 9。
[0039]上述模具也存在為一體式構件的情況，但通常考慮到模具的制作性、操作性等，而一般分割成多個節段。如上所述，以往，在更換上述模具時，通過將模具載置于隔板之上使之移動，來進行模具向沖壓機的下方位置的輸送以及從沖壓機的下方位置的輸出。但是，在上述方法中，無法在梁前端高精度地定位模具，由此在安裝時需要大量時間，而成為阻礙生產率的原因。另外，需要使沖頭移動，并且需要在保持接通沖壓機的電源的狀態下進行更換作業，因此為了確保安全，需要尋求幾重安全對策，從而無法避免對生產率產生的負面影響。
[0040]因此，本發明通過將模具載置于在設置于沖