CN108112241A - 辊锻机及辊锻方法 - Google Patents

Abstract

本发明的辊锻机包括：一对辊模(4)及(6)，设置在通过驱动器而旋转的一对辊驱动轴(3)及(5)上，且所述一对辊模(4)及(6)上分别形成有多个成形模(4a1至4a4；6a1至6a4)；以及载运单元，用于将待成形材料载运到模具成形位置、接收位置及载出位置。所述载运单元包括：第一机器人(10)，具有沿着包括笔直的成形中移动路线(51)及第一转开路线(52)的第一矩形移动路线(50A)移动的机械手(25)，笔直的成形中移动路线(51)连接与具有所述多个成形模的成形位置对应的各位置，第一转开路线(52)在笔直的成形中移动路线(51)的一侧上与笔直的成形中移动路线(51)间隔开预定量(L1)；以及第二机器人(30)，具有沿着包括笔直的成形中移动路线(51)及第二转开路线(53)的第二矩形移动路线(50B)移动的机械手(45)，第二转开路线(53)在笔直的成形中移动路线(51)的另一侧上与笔直的成形中移动路线(51)间隔开预定量(L2)。本发明获得一种其中交替地利用两个载运单元将待成形材料馈送到一对辊模且连续地执行模具成形的辊锻机及辊锻方法。

Description

辊锻机及辊锻方法

技术领域

本发明涉及一种使用一对辊模对待锻造材料执行模具成型的辊锻机及辊锻方法。更具体来说，本发明涉及一种利用两个载运单元将待成形材料接连地馈送到一对辊模并使用所述一对辊模连续地执行模具成形以提高生产率的辊锻机及辊锻方法。

背景技术

关于作为金属零件的锻件的生产，人们已知一种在材料已事先被预成型为所需形状之后通过锻压机等来形成所需产品的工作方法。此种预成型也被称为预锻等，且人们已知辊锻机(也被称为锻造辊)是一种用于执行此种工作的锻造机(例如，参见专利文献1)。

此外，用于锻造辊的机械手的技术是已知的，其中即使在锻造辊中进行辊锻期间对金属材料施加冲击，也能够防止此种冲击被传递到机械手(例如，参见专利文献2)。在此类技术中，在机器人的第二手臂的手腕上设置有机械手，且公开一种其中机器人为具有第一手臂、第二手臂等的铰接类型且由机器人控制单元控制机械手移动的构造。此外，需要低成本而不增加安装空间、将循环时间缩短二分之一且使得昂贵的锻压机能够被高效利用的锻造辊技术是已知的(例如，参见专利文献3)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：已审查专利申请公开案第S52-8783号(JP，S52-8783，B)

专利文献2：已审查专利申请公开案第H1-33262号(JP，H01-33262，B)

专利文献3：专利申请公开案第H5-169176号(JP，H05-169176，A)

专利文献4：专利申请公开案第3435314号(JP，3435314，B)

发明内容

[发明所要解决的问题]

另一方面，关于辊锻机，为提高生产率，存在大量要求。然而，虽然专利文献1及2公开辊锻机的构造技术，但这些专利文献并未公开辊锻机的生产率的提高。此外，虽然专利文献3公开机械手的构造技术，但并未公开辊锻机的生产率的进一步提高。此外，虽然专利文献4公开目的在于缩短循环时间的锻造辊的技术，但所述技术需要两组成套辊(即，用于执行辊成型的部分，例如具有第一夹具的第一辊及具有第二夹具的第二辊)且与具有一组成套辊的现有辊锻机相比仍仅实现将循环时间缩短二分之一。因此，许多问题仍有待改善。

也就是说，存在由于在以下步骤中不执行辊锻而降低生产率的问题：其中在第一推杆被转动的情况下将坯料推出并使坯料由第一夹具抓持的步骤、其中在第二推杆被转动的情况下将坯料推出并使坯料由第一夹具抓持的步骤、通过第一向外输送机或第二向外输送机进行馈出的步骤，等等。此外，专利文献4的技术需要第一成套辊及第二成套辊，这是昂贵的且带来例如经济问题、在不执行成型时的保存问题等的问题。

作出本发明来解决以上所提及的问题，从而实现以下目标。

本发明的目标是提供一种其中设置与一对辊模对应的两个载运单元、利用所述两个载运单元将待锻造材料接连地馈送到一对辊模且使用所述一对辊模连续地执行模具成形以提高生产率的辊锻机及辊锻方法。

本发明的另一目标是提供一种其中在设置与一对辊模对应的两个载运单元的情况下防止各机械手之间发生干扰的辊锻机及辊锻方法。

[解决问题的技术手段]

本发明提供以下特征来实现以上所提及的目标。

根据本发明第一方面的辊锻机包括：

一对辊驱动轴，被设置成可在所述辊锻机的本体上旋转，且由驱动器进行的驱动使所述一对辊驱动轴旋转，

一对辊模，分别设置在所述一对辊驱动轴上，且所述一对辊模上形成有多个成形模，所述多个成形模之间具有预定间隔，以及

载运单元，用于将待成形材料载运到所述待成形材料的接收位置、所述一对辊模上具有所述多个成形模的成形位置及已成形制品载出位置；

其中所述载运单元包括：

第一机器人，具有沿着包括笔直的成形中移动路线及第一转开路线的第一矩形移动路线移动的机械手，所述笔直的成形中移动路线连接与具有所述多个成形模的所述成形位置对应的各位置，所述第一转开路线在所述笔直的成形中移动路线的一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量，以及

第二机器人，具有沿着包括所述笔直的成形中移动路线及第二转开路线的第二矩形移动路线移动的机械手，所述第二转开路线在所述笔直的成形中移动路线的另一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量；且

其中所述第一机器人及所述第二机器人分别被控制成使得当所述第一机器人的所述机械手沿着所述笔直的成形中移动路线移动时，所述第二机器人的所述机械手沿着所述第二矩形移动路线的除所述笔直的成形中移动路线之外的部分移动，且当所述第二机器人的所述机械手沿着所述笔直的成形中移动路线移动时，所述第一机器人的所述机械手沿着所述第一矩形移动路线的除所述笔直的成形中移动路线之外的部分移动。

根据本发明第二方面的辊锻机：在第一方面中，所述待成形材料的所述接收位置及所述已成形制品载出位置设置在所述成形中移动路线的延伸部中。

根据本发明第三方面的辊锻机：在第一方面至第二方面中的任一者中，所述第一机器人及所述第二机器人分别为铰接式机器人。

根据本发明第四方面的辊锻机：在第三方面中，所述第一机器人及所述第二机器人中的每一者包括：转动底座，固定到机器本体且能够进行转动移动；多个手臂，被串联连接以相对于彼此进行摆动移动或转动移动，且串联的所述手臂的一端连接到所述转动底座以能够进行摆动移动；以及机械手，具有待成形材料抓持部分且连接到串联的所述手臂的另一端。

根据本发明第五方面的辊锻机：在第一方面至第四方面中的任一者中，所述第一机器人及所述第二机器人中的一者是落地型机器人，且另一者是悬挂型机器人。

根据本发明第六方面的辊锻机：在第一方面至第四方面中的任一者中，所述第一机器人及所述第二机器人是设置在其各自的具有不同高度的位置上的落地型机器人。

根据本发明第七方面的辊锻机：在第一方面至第六方面中的任一者中，当所述第二机器人的所述机械手从成形最终步骤位置移动到载出位置时，所述第一机器人的所述机械手从接收位置移动到模具成形第一步骤位置，且当所述第一机器人的所述机械手从成形最终步骤位置移动到载出位置时，所述第二机器人的所述机械手从接收位置移动到模具成形第一步骤位置。

根据本发明第八方面的辊锻方法：使用包括以下的辊锻机：

一对辊驱动轴，被设置成可在所述辊锻机的本体上旋转，且由驱动器进行的驱动使所述一对辊驱动轴旋转，

一对辊模，分别设置在所述一对辊驱动轴上，且所述一对辊模上设置有用于成形的多个成形模，所述多个成形模之间具有预定间隔，以及

载运单元，用于将待成形材料载运到所述待成形材料的接收位置、所述一对辊模上具有所述多个成形模的成形位置及已成形制品载出位置，

所述载运单元包括：

第一机器人，具有沿着包括笔直的成形中移动路线及第一转开路线的第一矩形移动路线移动的机械手，所述笔直的成形中移动路线连接与具有所述多个成形模的所述成形位置对应的各位置，所述第一转开路线在所述笔直的成形中移动路线的一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量；以及第二机器人，具有沿着包括所述笔直的成形中移动路线及第二转开路线的第二矩形移动路线移动的机械手，所述第二转开路线在所述笔直的成形中移动路线的另一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量；

其中当所述第一机器人的所述机械手沿着所述成形中移动路线移动时，所述第二机器人的所述机械手沿着所述第二矩形移动路线的除所述成形中移动路线之外的部分移动，

当所述第二机器人的所述机械手沿着所述成形中移动路线移动时，所述第一机器人的所述机械手沿着所述第一矩形移动路线的除所述成形中移动路线之外的部分移动，且

所述第一机器人及所述第二机器人中任意一个能够利用所述一对辊模来执行成形。

根据本发明第九方面的辊锻方法：在第八方面中，当所述第二机器人的所述机械手从成形最终步骤位置移动到载出位置时，所述第一机器人的所述机械手从接收位置移动到模具成形第一步骤位置，且

当所述第一机器人的所述机械手从成形最终步骤位置移动到载出位置时，所述第二机器人的所述机械手从接收位置移动到模具成形第一步骤位置。

[本发明的有利效果]

根据本发明的辊锻机，可在使一对辊模保持连续旋转的同时利用所述一对模具接连地对由第一载运单元(第一机器人)或第二载运单元(第二机器人)抓持的待成形材料执行成形，因此提高生产率。举例来说，当第一机器人(或第二机器人)的机械手从待成形材料接收位置移动到第一模具成形步骤位置(例如，第一步骤位置)时，第二机器人(或第一机器人)的机械手从最终模具成形步骤位置(例如，第四步骤位置)移动到已成形制品载出位置。这样一来，可防止第一机器人及第二机器人的机械手彼此发生干扰，且可连续地利用一对模具来执行成形。

对于此种辊锻机，两个机器人轮流操作。因此，进行待成形材料馈送操作的时间及载出已成形制品的时间现在并非是损失时间，但这些在传统的辊锻机中却是损失时间。此外，此种辊锻机具有如下构造：两个机械手单独地设置在上部位置及下部位置中以避免在其之间发生干扰，因此使得两个载运单元能够轮流操作。因此，可实现提高辊锻机的生产率。

此外，虽然在传统的辊锻机中为提高生产率而需要两组辊模，但此种辊锻机并不需要两组辊模，使得能够实现模具制作费用的降低、模具保存空间的减小、模具更换操作时间的减少等。因此，可获得巨大的经济优势。

所述辊锻机中的辊锻方法是其中通过以如下方式控制两个机器人来执行辊锻(利用一对辊模进行成形)的辊锻方法：当一个机器人的机械手沿着成形中移动路线移动时，另一机器人的机械手沿着第一转开路线或第二转开路线移动。因此，两个机器人的机械手不会彼此干扰，且成形是通过将待成形材料接连地馈送到一对辊模来执行，因此实现提高生产率。

附图说明

图1是示出根据本发明的辊锻机的实施例的前视图。

图2是辊锻机的平面图。

图3是辊锻机中的机械手的前视图，其中所述机械手的一部分是以剖面示出。

图4是机械手的侧视图。

图5是示意性地示出辊锻机中的辊模的说明性视图。

图6是示出第一机器人的及第二机器人的机械手的移动路线的说明性视图。

图7是示出第一机器人、第二机器人及辊锻机间的关系的操作说明性视图。

图8是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图1。

图9是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图2。

图10是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图3。

图11是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图4。

具体实施方式

以下将解释用于实施根据本发明的辊锻机及辊锻方法的构造。

图1是示出根据本发明的辊锻机的实施例的前视图，图2是辊锻机的平面图，图3是辊锻机中的机械手的前视图，其中所述机械手的一部分是以剖面示出，图4是机械手的侧视图，图5是示意性地示出辊锻机中的辊模的说明性视图，图6是示出第一机器人的及第二机器人的机械手的移动路线的说明性视图，且图7是示出第一机器人、第二机器人及辊锻机间的关系的操作说明性视图。

图8是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图1，图9是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图2，图10是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图3，且图11是示意性地示出第一机器人与第二机器人之间的位置关系的说明性视图4。

辊锻机的主体

将参照图1至图5来解释辊锻机1的构造。辊锻机1由辊锻机的主体2、作为第一载运单元的第一机器人10、作为第二载运单元的第二机器人30等构成。

第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5以可旋转方式固持在辊锻机的主体2上。第一辊驱动轴3与第二辊驱动轴5被设置为形成成对式构造，其中第一辊驱动轴3的与第二辊驱动轴5的轴线彼此平行。第一辊驱动轴3的两端通过轴承(图中未示出)固持在主体2上。类似地，第二辊驱动轴5的两端也通过轴承(图中未示出)固持在主体2上。第一辊驱动轴3通过从伺服马达SM经由传动齿轮机构(图中未示出)传输的输出而被驱动成旋转。第二辊驱动轴5通过从伺服马达(图中未示出，但与用于第一辊驱动轴3的伺服马达类似)经由传动齿轮机构(图中未示出)传输的输出而被驱动成旋转。换句话说，第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5(被构造为一对上部轴与下部轴)被构造成通过一对伺服马达SM而分别被驱动成旋转。

此处，第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5通常被控制成同时旋转及停止。此外，第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5通常被控制成沿彼此相反的方向(图5所示的方向R及方向R’)且以相同的旋转速率旋转。第一辊模4以可拆卸方式固定在第一辊驱动轴3的外圆周面上，且第二辊模6以可拆卸方式固定在第二辊驱动轴5的外圆周面上。

第一辊模4形成有多个成形模4a，所述多个成形模4a之间具有某一距离，用于通过辊锻来执行模具成形(利用一对辊模进行成形)。第二辊模6形成有多个成形模6a，所述多个成形模6a之间具有某一距离，用于执行辊锻。

载运单元

如图1及图2中所示，在辊锻机的主体2的前方设置有第一载运单元及第二载运单元，所述第一载运单元及第二载运单元用于将待成形材料m馈送到成形模4a及6a、执行模具成形并将被成形为具有所需构形的制品载出。第一载运单元是被称为铰接式机器人的第一机器人10，且第二载运单元是被称为铰接式机器人的第二机器人30。尽管第一机器人10及第二机器人30作为使机械手能够进行三维移动的铰接式机器人在此项技术中是众所周知的，但此处将简要地对构造作出解释以更易于理解对此种构造的解释。

第一机器人

第一机器人10是被设置成悬挂在悬挂底座7上的悬挂型机器人。作为悬挂底座本体，悬挂底座7被构造成使得上部板73固定在三个柱72的上部端上，所述三个柱72分别固定在底座板71上且垂直延伸。

第一机器人10的机器人底座11固定到上部板73的底侧面。在机器人底座11与第一转动底座13之间设置有第一转动机构12。第一转动底座13相对于机器人底座11绕轴线C1(在箭头θ1的方向上)进行转动移动，且被定位成处于所需转动位置。在第一转动底座13与第一手臂15之间设置有第一摆动机构14。第一手臂15相对于第一转动底座13绕轴线C2(在箭头θ2的方向上)进行摆动移动，且被定位成处于所需摆动位置。在第一手臂15与第二手臂17之间设置有第二摆动机构16。第二手臂17相对于第一手臂15绕轴线C3在箭头θ3的方向上进行摆动移动，且被定位成处于所需摆动位置。

在第二手臂17与第三手臂19之间设置有第二转动机构18。第三手臂19相对于第二手臂17绕轴线(C4(在箭头θ4的方向上)进行转动移动，且被定位成处于所需转动位置。在第三手臂19与第四手臂21之间设置有第三摆动机构20。第四手臂21相对于第三手臂19绕轴线C5在箭头θ5的方向上进行摆动移动，且被定位成处于所需摆动位置。机械手25附装到第四手臂21。在第一机器人10中，第一转动机构12、第二转动机构18、第一摆动机构14、第二摆动机构16、第三摆动机构20等由第一机器人控制设备(图中未示出)控制，所述第一机器人控制设备控制伺服马达(图中未示出)的驱动及定位。

第二机器人30是落地型机器人。第二机器人30的机器人底座31固定在被放置在地板上的底座板的上部面上。在机器人底座31与第一转动底座33之间设置有第一转动机构32。第一转动底座33相对于机器人底座31绕轴线C11(在箭头θ11的方向上)进行转动移动，且被定位成处于所需转动位置。在第一转动机构33与第一手臂35之间设置有第一摆动机构34。第一手臂35相对于第一转动底座33绕轴线C12在箭头θ12的方向上进行摆动移动，且被定位成处于所需摆动位置。在第一手臂35与第二手臂37之间设置有第二摆动机构36。第二手臂37相对于第一手臂35绕C13在箭头θ13的方向上进行摆动移动，且被定位成处于所需摆动位置。

在第二手臂37与第三手臂39之间设置有第二转动机构38。第三手臂39相对于第二手臂37绕轴线C14(在箭头θ14的方向上)进行转动移动，且被定位成处于所需转动位置。在第三手臂39与第四手臂41之间设置有第三摆动机构40。第四手臂41相对于第三手臂39绕轴线C15在箭头θ15的方向上进行摆动移动，且被定位成处于所需摆动位置。机械手45附装到第四手臂41。在第二机器人30中，第一转动机构32、第二转动机构38、第一摆动机构34、第二摆动机构36、第三摆动机构40等由第二机器人控制设备(图中未示出)控制，所述第二机器人控制设备控制伺服马达(图中未示出)的驱动及定位。

机械手

将参照图3及图4来解释第一机器人10的机械手25及第二机器人30的机械手45。此处，机械手25与机械手45具有相同构造。因此，将以机械手25为例来对构造作出解释。

在机械手25中，机械手底座(以下被称为手底座)253附装到第四手臂21或第四手臂41。机械手旋转轴(以下被称为手旋转轴)254被设置成通过轴承255、255以可旋转方式支撑在手底座253中。在手轴254的前侧处设置有抓持待成形材料m的一对抓持棘爪251、251。在手轴254的后侧中设置有机械手开合驱动单元(以下被称为手驱动单元)252。在手驱动单元252与所述一对抓持棘爪251、251之间设置有连接杆(图中未示出)及用于将手开合的联动装置(图中未示出)。手驱动单元252使所述连接杆在手底座253的长度方向上(平行于图3所示的轴线C6)进行往复运动。用于将手开合的联动装置将所述连接杆的往复移动转换成抓持棘爪251、251的开合移动。

换句话说，所述一对抓持棘爪251、251通过用于将手开合的联动装置而在手驱动单元252的操作下执行开合动作。夹持弹簧(图中未示出)用于使连接杆向后缩回以使所述一对抓持棘爪251、251进行闭合移动。在手驱动单元252中设置有缸体252a，用于在被供应受压流体(例如，受压油液)时将连接杆抵靠夹持弹簧向前推进。缸体252a使连接杆进行向前推进移动会通过用于将手开合的联动装置来使所述一对抓持棘爪251、251进行打开移动。当停止向缸体252a供应受压流体时，夹持弹簧利用其所存储的力使连接杆向后缩回。夹持弹簧使连接杆向后移动会通过用于将手开合的联动装置来使所述一对抓持棘爪251、251进行闭合移动。手驱动单元252使连接杆进行的向前移动及向后移动可由开合移动检测部分252b来检测。包括用于将手开合的联动装置、连接杆等的机械手的此种开合机制在此项技术中是众所周知的，因此此处不再对其他细节予以解释。

用于对机械手进行旋转及定位的伺服马达261(以下被称为用于旋转轴的伺服马达)附装到手底座253，以使手旋转轴254绕轴线C6(在图3所示箭头θ6的方向上)旋转。在用于旋转轴的伺服马达261的输出轴与手旋转轴254之间设置有齿形皮带轮-齿形皮带机构。也就是说，一个齿形皮带轮附装到用于旋转轴的伺服马达261的输出轴，且另一齿形皮带轮262附装到手旋转轴254。齿形皮带成圈状套在一个齿形皮带轮及另一齿形皮带轮262上以环绕所述一个齿形皮带轮及另一齿形皮带轮262。用于旋转轴的伺服马达261及齿形皮带轮-齿形皮带机构构成机械手旋转与定位单元(以下被称为手旋转单元)26。在设置有手旋转单元的情况下，例如，可以使手旋转轴254沿绕轴线C6的方向转动90度的方式来执行辊锻(利用一对辊模进行成形)。此处，可由另一种传动机构(例如齿轮机构)来替换所述齿形皮带轮-齿形皮带机构。

一对辊模

将参照图5、图6来解释利用一对辊模4、6进行的成形工作(辊锻)。在此种辊锻机中，机械手25及机械手45分别沿着图6中所示的路线移动。另一方面，在辊锻机1中，分别地，第一辊模4上形成有四个成形模4a(4a1、4a2、4a3及4a4)，且第二辊模6上形成有四个成形模6a(6a1、6a2、6a3及6a4)。成形模4a与成形模6a构成成对的成形模。具体来说，成形模4a1与成形模6a1构成第一成形模F1，成形模4a2与成形模6a2构成第二成形模F2，成形模4a3与成形模6a3构成第三成形模F3，且成形模4a4与成形模6a4构成第四成形模F(参见图5)。

与以上相对应地，第一机器人10及第二机器人30使机械手25及机械手45分别移动到与第一成形模F1对应的第一步骤位置P2、与第二成形模F2对应的第二步骤位置P3、与第三成形模F3对应的第三步骤位置P4、及与第四成形模F4对应的第四步骤位置P5。举例来说，辊锻机1在第一步骤位置P2中利用包括成形模4a1及成形模6a1的成形模F1将待成形材料成形为所需形状。换句话说，在第一辊模4沿图5所示方向R旋转且第二辊模6沿方向R’旋转的情况下对由分别设置在机械手25、45上的所述一对抓持棘爪251、251抓持的待成形材料m执行辊锻工作(利用一对模具进行成形)。

这些第一成形模F1、第二成形模F2、第三成形模F3及第四成形模F4大体是如下来使用。利用处于第一步骤位置P2的第一成形模F1，挤压待成形材料m。利用处于第二步骤位置P3的第二成形模F2，在通过手旋转单元26使由成形模F1挤压的待成形材料m绕轴线C6旋转90度之后，对所述被挤压材料的扩宽部分执行矫正成形。利用处于第三步骤位置P4的第三成形模F3，在通过手旋转单元26使待成形材料m绕轴线C6反向旋转90度后，挤压待成形材料m。利用处于第四步骤位置P5的第四成形模F4，对由成形模F3挤压的待成形材料m的扩宽部分执行矫正成形，因此形成最终的已成形制品，所述制品具有呈薄凹面与凸面以及实质上圆形横截面的最终形状。

辊锻方法

将参照图6至图11来解释使用辊锻机1进行的辊锻方法。第一辊模4及第二辊模6以预定旋转频率旋转。此外，第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5的旋转由伺服马达SM控制，且第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5的旋转位置是同步的。

如图6中所示，形成第一移动路线50A，以使得第一机器人10的机械手25移动而依序占据以下位置：待成形材料m接收位置(receiving position of a material m to beshaped)P1(以下被称为接收位置)，用于从待成形材料馈送单元(图中未示出)接收已被加热至规定温度的待成形材料m；第一步骤位置P2；第二步骤位置P3；第三步骤位置P4；第四步骤位置P5；已成形制品载出位置(position for carrying out the shaped article)P6，用于将已成形制品载出到已成形制品载出单元8上(以下被称为载出位置)；转开位置(position for turning aside)P7；以及待成形材料接收前位置(position beforereceiving a material to be shaped)P8(以下被称为接收前位置)。第一步骤位置P2、第二步骤位置P3、第三步骤位置P4及第四步骤位置P5被设置成一行，且形成用于对待成形材料m进行成形的成形中移动路线(route for movement in shaping)51。接收位置P1及载出位置P6设置在成形中移动路线51的延伸部中。也就是说，机械手25沿着具有包括移动路线的框形(闭环)形式的第一移动路线50A移动，第一移动路线50A包括包含第一步骤位置P2、第二步骤位置P3、第三步骤位置P4、及第四步骤位置P5且其中接收位置P1至载出位置P6从头到尾被设置成一行的成形中移动路线51并且还包括第一转开路线52，第一转开路线52在成形中移动路线51的一侧上(例如，在所示构造中，在下部侧上)与成形中移动路线51间隔开预定距离。

形成第二移动路线50B，以使得第二机器人30的机械手45移动而依序占据以下位置：接收位置P1、第一步骤位置P2、第二步骤位置P3、第三步骤位置P4、第四步骤位置P5、载出位置P6、转开位置P17及待成形材料接收前位置P18(以下被称为接收前位置)。也就是说，机械手45沿着具有包括移动路线的框形(闭环)形式的第二移动路线50B移动，第二移动路线50B包括包含第一步骤位置P2、第二步骤位置P3、第三步骤位置P4、第四步骤位置P5且其中接收位置P1至载出位置P6从头到尾被设置成一行的成形中移动路线51并且还包括第二转开路线53，第二转开路线53在成形中移动路线51的另一侧上(例如，在所示构造中，在上部侧上)与成形中移动路线51间隔开预定距离。

将解释第一机器人10的及第二机器人30的移动，从而将这些移动与辊锻机1的主体2的侧上的移动联系起来。在辊锻机1的主体2的侧上，第一辊驱动轴3及第二辊驱动轴5以规定旋转频率旋转。将参照图7中所示的“移动与操作流程图”来作出进一步解释。

第一机器人10的机械手25从第三步骤位置P4移动到第四步骤位置P5。此时，第二机器人30的机械手45从接收前位置P18移动到接收位置P1(参见图9)。在机械手25已移动到第四步骤位置P5之后，第一机器人10利用第四成形模F4来执行成形。第二机器人30在接收位置P1中从待成形材料馈送单元接收待成形材料m，其中机械手抓持所述材料。(步骤S1)

已接收到待成形材料m的第二机器人30的机械手45从接收位置P1移动到第一步骤位置P2。此时，第一机器人10的机械手25从第四步骤位置P5移动到载出位置P6，释放对已成形制品的抓持并将已成形制品转移到已成形制品载出单元8。在机械手45已移动到第一步骤位置P2之后，第二机器人30利用第一成形模F1对由机械手45抓持的待成形材料m执行成形。(步骤S2)

第二机器人30的机械手45从第一步骤位置P2移动到第二步骤位置P3。此时，第一机器人10的机械手25从载出位置P6移动到转开位置P7。在机械手45已移动到第二步骤位置P3之后，第二机器人30利用第二成形模F2对由机械手45抓持的待成形材料m执行成形。(步骤S3)

第二机器人30的机械手45从第二步骤位置P3移动到第三步骤位置P4。此时，第一机器人10的机械手25从转开位置P7移动到接收前位置P8(参见图10)。在机械手45已移动到第三步骤位置P4之后，第二机器人30利用第三成形模F3对由机械手45抓持的待成形材料执行成形。(步骤S4)

第二机器人30的机械手45从第三步骤位置P4移动到第四步骤位置P5。此时，第一机器人10的机械手25从接收前位置P8移动到接收位置P1(参见图11)。在机械手45已移动到第四步骤位置P5之后，第二机器人30利用第四成形模F4对由机械手45抓持的待成形材料m执行成形。第一机器人10的机械手25从待成形材料馈送单元接收待成形材料m。(步骤S5)

第二机器人30的机械手45从第四步骤位置P5移动到载出位置P6。此时，第一机器人10的机械手25从接收位置P1移动到第一步骤位置P2。在机械手25已移动到第一步骤位置P2之后，第一机器人10利用第一成形模F1对由机械手25抓持的待成形材料m执行成形。第二机器人30在载出位置P6中释放机械手45的抓持并将已成形制品移交到已成形制品载出单元8。(步骤S6)

第一机器人10的机械手25从第一步骤位置P2移动到第二步骤位置P3。此时，第二机器人30的机械手45从载出位置P6移动到转开位置P17。在机械手25已移动到步骤位置P3之后，第一机器人10利用第二成形模F2对由机械手25抓持的待成形材料m执行成形。(步骤S7)

第一机器人10的机械手25从第二步骤位置P3移动到第三步骤位置P4。此时，第二机器人30的机械手45从转开位置P17移动到接收位置P18(参见图8)。在机械手25已移动到第三步骤位置P4之后，第一机器人10利用第三成形模F3对由机械手25抓持的待成形材料m执行成形。(步骤S8)

返回到步骤S1，重复利用成形模对待成形材料进行的成形操作。

此处，尽管以使得接收位置P1、第一步骤位置P2、第二步骤位置P3、第三步骤位置P4、第四步骤位置P5及载出位置P6设置成一行的实例对关于图6的构造作出了前述解释，但接收位置P1及载出位置P6不一定要设置在成形中移动路线51的延伸部中。举例来说，接收位置P1和/或载出位置P6可设置在第一转开路线或第二转开路线上。此外，接收位置P1和/或载出位置8P6可设置在成形中移动路线与第一转开路线或第二转开路线之间。

换句话说，可实现如下构造：第一机器人10的机械手25与第二机器人30的机械手45不会同时执行成形，其两者的成形操作是共存于在第一步骤位置P2、第二步骤位置P3、第三步骤位置P4及第四步骤位置P5上延伸的成形中移动路线51上。

对于此种辊锻机1，会使分别固定到所述一对辊驱动轴3及5的所述一对辊模4及6恒定地旋转，且使第一机器人10及第二机器人30接连地轮流操作以利用所述一对辊模4及6执行成形工作(辊锻)。因此，对于此种辊锻机1，利用所述一对辊模4及6进行的成形并不在接收待成形材料m及移交已成形制品时停止，因此实现生产率的提高。举例来说，当第一机器人10的机械手25(或第二机器人30的机械手45)处于接收位置P1时，第二机器人30的机械手45(或第一机器人10的机械手25)处于第四步骤位置P5。此外，当第一机器人10的机械手25(或第二机器人30的机械手45)处于载出位置P6时，第二机器人30的机械手45(或第一机器人10的机械手25)处于第一步骤位置P2。这样一来，第一机器人10的机械手25与第二机器人30的机械手45不彼此干扰，并且一直在利用辊模4及辊模6进行成形，从而能够提高生产率。

此外，第一机器人10及第二机器人30被控制成使得当第一机器人10的机械手25沿着第一移动路线50A的成形中移动路线51移动并在从第一步骤位置P2至第四步骤位置P5的位置中执行成形工作时，第二机器人30的机械手45沿着第二移动路线50B中除成形中移动路线51外的包括第二转开路线53在内的移动路线移动。另一方面，第一机器人10及第二机器人30被控制成使得当第二机器人30的机械手45沿着第二移动路线50B的成形中移动路线51移动并在从第一步骤位置P2至第四步骤位置P5的位置中执行成形工作时，第一机器人10的机械手25沿着第一移动路线50A中除成形中移动路线51外的包括第一转开路线52在内的移动路线移动。第一机器人10的第一转开路线52及第二路线及第二机器人30的第二转开路线53被设置成分别相对于成形中移动路线51向上或向下(如图所示)间隔开预定距离。

第一转开路线52及第二转开路线53与成形中移动路线51的预定距离将被如下设定。如图6中所示，分别地，从第一转开路线52至成形中移动路线51的距离是L1，且从第二转开路线53至成形中移动路线51的距离是L2。设第一机器人10及30的机械手25及45的最大半径分别为R1及R2。为避免在沿着第一转开路线52移动的第一机器人10的机械手25与沿着成形中移动路线51移动的第二机器人30的第二机械手45的机械手45之间发生干扰，距离L1必须比R1+R2大某一量D1。此某一量D1被确定成能安全地避免在两个机械手之间发生干扰。

此外，对其中第一机器人10的机械手25沿着成形中移动路线51移动且第二机器人30的机械手45沿着第二转开路线53移动的情况进行类似考虑，且距离L2必须比R1+R2大某一量D2。容限D1及D2的量可被取为实质上相同。通过如上来设定从转开路线52、53至成形中移动路线51的距离L1、L2以避免在两个机械手之间发生干扰，第一机器人10的机械手25与第二机器人30的机械手45可在彼此不干扰的情况下移动。

以上解释了避免在第一机器人10的机械手25与第二机器人30的机械手45之间发生干扰的必要性。此外，关于两个铰接式机器人，需要避免在两个机器人的手臂之间发生干扰。为实现此种目的，关于为铰接型的第一机器人10及第二机器人30，构成两个铰接式机器人的手臂的移动需要加以控制，以避免彼此发生干扰。也就是说，应将机械手臂的移动状态(例如，手臂的摆动角度或转动角度、此种移动的时序等)设定成满足在机器人为执行辊锻以及与辊锻有关的移动而进行的操作期间避免在各机械手之间发生干扰这一要求。

对于此种辊锻机1，可使第一机器人10及第二机器人30利用恒定旋转的所述一对辊模4及6交替地执行成形，因此提高生产率。举例来说，当第一机器人10的机械手25(或第二机器人30的机械手45)从接收位置P1移动到第一步骤位置P2时，第二机器人30的机械手45(或第一机器人10的机械手25)从第四步骤位置P5移动到载出位置P6。这样一来，第一机器人10的机械手25及第二机器人30的机械手45可在不彼此干扰的情况下移动，且一直在利用所述一对模具4及6来执行成形。

此外，在此种辊锻机1中，两个机器人10及30轮流操作。因此，馈送待成形材料的时间及载出已成形制品的时间(对于传统的辊锻机来说均为损失时间)对于此种辊锻机1来说并非是损失时间。此种辊锻机具有如下构造：两个机械手25及45分别设置在上部位置及下部位置中(如图所示)且两个机械手25及45之间的干扰可得以避免，使得可实现两个机器人10及30的轮流操作。因此，可实现此种辊锻机的生产率的提高。

此外，尽管在传统的辊锻机中为提高生产率而需要两组辊模，但此种辊锻机并不需要两组辊模。因此，此种辊锻机实现模具制作费用的降低、模具存放空间面积的减小以及模具更换时间的缩短，这带来经济优势。

对于以此种方式控制的辊锻机1，循环时间可缩短且待成形材料的温度变动降低，因此可实现产品质量的提高。此外，对于此种辊锻机1，旋转可在相同方向上进行，使得所施加荷载的方向是相同的，因此由辊锻机1得到的产品的寿命与由其中旋转是在一个方向及另一方向两者上进行的辊锻机得到的产品相比可提高。此外，可利用相同的辊模进行连续成形，因此形状变动可受到限制且产品的质量可得以提高。

所述辊锻机的辊锻方法使得辊锻是通过以如下方式控制两个机器人来执行：当一个机器人的机械手沿着成形中移动路线移动时，另一机器人的机械手沿着除成形中移动路线外的包括第一转开路线或第二转开路线在内的移动路线移动。对于此种辊锻方法，两个机器人的机械手25及45交替地执行辊锻(利用一对模具进行成形)、将待成形材料馈送到辊模4及6，而所述机械手不会彼此干扰，使得可实现生产率的提高。

尽管以上已解释了本发明的实施例，但毋庸置疑，本发明并非仅限于这些实施例。举例来说，载运单元可为能够沿三个轴线方向移动的正交坐标型机器人等。也就是说，载运单元可为能够在三维方向上控制机械手的移动的载运单元。对于其中除在水平平面上移动外也可在与水平平面正交的方向上移动的构造，此种载运单元可被构造成：当一个机械手处于沿着成形中移动路线从第一步骤位置向第四步骤位置移动的位置时，另一机械手可被控制成沿着除成形中移动路线外的移动路线(第一转开路线或第二转开路线)移动且两个机械手彼此的干扰可得以避免。此外，所述铰接式机器人可为具有另一种构造或具有另一轴线数目的机器人，因此实现其中可在三维方向上控制机械手的移动的构造。

此外，尽管以上对各实施例的解释是针对每一辊模上形成有四个成形模的一对辊模的实例而作出，但所述一对辊模可为上面形成有多个模具(例如，两个或六个成形模)的辊模。此外，尽管各实施例是针对其中通过四个步骤来执行成形工作的实例而作出，但可通过六个步骤或两个步骤或另一数目的步骤来执行成形工作，只要制品可被成形即可。

此外，尽管对各实施例的解释是关于包括悬挂型机器人(载运单元)及落地型机器人(载运单元)在内的载运单元的实例而作出，但可考虑其中将两个落地型载运单元设置在具有高度差的用于安装所述两个落地型载运单元的平面(地板)上的构造。举例来说，相对于用于安装一个载运单元的第一地板平面，可将在第一地板平面下面向下挖规定量而得到的凹坑的底部平面视为用于安装另一载运单元的第二地板平面，因此将另一载运单元安装在凹坑中的安装平面上。

[符号的说明]

1：辊锻机

2：主体

3：第一辊驱动轴

4：第一辊模5：第二辊驱动轴

6：第二辊模

7：悬挂底座

8：已成形制品载出单元

10：第一机器人

11、31：机器人底座

12、32：第一转动机构

13、33：第一转动底座

14、34：第一摆动机构

15、35：第一手臂

16、36：第二摆动机构

17、37：第二手臂

18、38：第二转动机构

19、39：第三手臂

20、40：第三摆动机构

21、41：第四手臂

25、45：机械手

251、251：抓持棘爪

252：机械手开合驱动单元

252a：缸体

253：机械手底座

254：机械手旋转轴

26：机械手旋转与定位单元

261：伺服马达

30：第二机器人

31：第二机器人底座

50A：第一移动路线

50B：第二移动路线

51：成形中移动路线

52：第一转开路线

53：第二转开路线

P1：待成形材料m接收位置

P2：第一步骤位置

P3：第二步骤位置

P4：第三步骤位置

P5：第四步骤位置

P6：已成形制品载出位置

P7、P17：转开位置

P8、P18：待成形材料接收前位置

Claims (9)

1.一种辊锻机，其特征在于，包括：

一对辊驱动轴，被设置成可在所述辊锻机的所述主体上旋转，且由驱动器进行的驱动使所述一对辊驱动轴旋转；

一对辊模，分别设置在所述一对辊驱动轴上，且所述一对辊模上形成有多个成形模，所述多个成形模之间具有预定间隔；

载运单元，用于将待成形材料载运到所述待成形材料的接收位置、所述一对辊模上具有所述多个成形模的成形位置及已成形制品载出位置；

其中所述载运单元包括：

第一机器人，具有沿着包括笔直的成形中移动路线及第一转开路线的第一矩形移动路线移动的机械手，所述笔直的成形中移动路线连接与具有所述多个成形模的所述成形位置对应的各位置，所述第一转开路线在所述笔直的成形中移动路线的一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量；以及

第二机器人，具有沿着包括所述笔直的成形中移动路线及第二转开路线的第二矩形移动路线移动的机械手，所述第二转开路线在所述笔直的成形中移动路线的另一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量，且

其中所述第一机器人及所述第二机器人分别被控制成当所述第一机器人的所述机械手沿着所述笔直的成形中移动路线移动时，所述第二机器人的所述机械手沿着所述第二矩形移动路线的除所述笔直的成形中移动路线之外的部分移动，且当所述第二机器人的所述机械手沿着所述笔直的成形中移动路线移动时，所述第一机器人的所述机械手沿着所述第一矩形移动路线的除所述笔直的成形中移动路线之外的部分移动。

2.根据权利要求1所述的辊锻机，

其中所述待成形材料的所述接收位置及所述已成形制品载出位置设置在所述成形中移动路线的延伸部中。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的辊锻机，

其中所述第一机器人及所述第二机器人分别为铰接式机器人。

4.根据权利要求3所述的辊锻机，

其中所述第一机器人及所述第二机器人中的每一者包括：

转动底座，固定到所述机器本体且能够进行转动移动；

多个手臂，被串联连接以相对于彼此进行摆动移动或转动移动，且串联的所述手臂的一端连接到所述转动底座以能够进行转动移动；以及

机械手，具有待成形材料抓持部分且连接到串联的所述手臂的另一端。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的辊锻机，

其中所述第一机器人及所述第二机器人中的一者是落地型机器人，且另一者是悬挂型机器人。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的辊锻机，

其中所述第一机器人及所述第二机器人是设置在其各自的具有不同高度的位置上的落地型机器人。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的辊锻机，

其中当所述第二机器人的所述机械手从所述成形最终步骤位置移动到所述载出位置时，所述第一机器人的所述机械手从所述接收位置移动到所述模具成形第一步骤位置，且

当所述第一机器人的所述机械手从所述成形最终步骤位置移动到所述载出位置时，所述第二机器人的所述机械手从所述接收位置移动到所述模具成形第一步骤位置。

8.一种使用辊锻机进行的辊锻方法，所述辊锻机包括：

一对辊驱动轴，被设置成可在所述辊锻机的所述主体上旋转，且由驱动器进行的驱动使所述一对辊驱动轴旋转；

一对辊模，分别设置在所述一对辊驱动轴上，且所述一对辊模上形成有多个成形模，所述多个成形模之间具有预定间隔；以及

载运单元，用于将待成形材料载运到所述待成形材料的接收位置、所述一对辊模上具有所述多个成形模的成形位置及已成形制品载出位置，

所述载运单元包括：

第一机器人，具有沿着包括笔直的成形中移动路线及第一转开路线的第一矩形移动路线移动的机械手，所述笔直的成形中移动路线连接与具有所述多个成形模的所述成形位置对应的各位置，所述第一转开路线在所述笔直的成形中移动路线的一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量；以及

第二机器人，具有沿着包括所述笔直的成形中移动路线及第二转开路线的第二矩形移动路线移动的机械手，所述第二转开路线在所述笔直的成形中移动路线的另一侧上与所述笔直的成形中移动路线间隔开预定量；

所述辊锻方法，其特征在于，当所述第一机器人的所述机械手沿着所述成形中移动路线移动时，所述第二机器人的所述机械手沿着所述第二矩形移动路线的除所述成形中移动路线之外的部分移动，

当所述第二机器人的所述机械手沿着所述成形中移动路线移动时，所述第一机器人的所述机械手沿着所述第一矩形移动路线的除所述成形中移动路线之外的部分移动，且

所述第一机器人及所述第二机器人中任意一个能够利用所述一对辊模来执行成形。

9.根据权利要求8所述的辊锻方法，

其中当所述第二机器人的所述机械手从所述成形最终步骤位置移动到所述载出位置时，所述第一机器人的所述机械手从所述接收位置移动到所述模具成形第一步骤位置，且

当所述第一机器人的所述机械手从所述成形最终步骤位置移动到所述载出位置时，所述第二机器人的所述机械手从所述接收位置移动到所述模具成形第一步骤位置。