要点まとめ

トランスファーダイオートメーションシステムは、複数の工程を持つ金型と機械式またはサーボ駆動の搬送機構を組み合わせ、金属部品を自動的に移送・成形する効率的な製造プロセスです。この方法は、複雑な中～大量生産部品の製造に最適であり、プログレッシブダイによるプレス加工に比べて、より精巧な部品設計の自由度を提供します。主な利点は、個別部品を扱えるため、各工程でより複雑な加工が可能になることです。

トランスファーダイオートメーションシステムとは？

トランスファーダイ自動化システムは、マルチステーションダイを中心とした高度な金属成形プロセスです。単純なスタンピング方法とは異なり、トランスファーダイシステムでは、成形、穴開け、トリミング、引き抜きなどの複数の工程を順次行います。特徴的なのは、ワークピースを物理的に把持し、次の工程へ移動して正確に位置決めする自動トランスファー機構です。このプロセスは、単一ステーションやプログレッシブダイでは処理が難しいほど複雑または大型の部品の製造に適しています。

基本的な原理は、各ワークピースを最初の工程から独立した個別の部品として扱うことです。多くの場合、最初の工程では材料のロールからブランクを切断することです。この時点で、部品は材料のストリップから分離されます。この自由度により、進行形ダイ絞り加工では不可能な作業が可能になります。進行形ダイ絞りでは、最終工程まで部品がストリップに接続されたままですが、本方式では部品を回転させたり、持ち上げたり、さまざまな角度で再配置したりでき、深絞り形状、不規則な幾何学的形状、複数の面に特徴を持つ部品の作成が可能になります。

製造業者は、大量生産、複雑さ、コスト効率のバランスが求められる生産ニーズがある場合に、トランスファーダイシステムを選択します。初期の金型投資は大きくなる可能性がありますが、自動化により人件費が大幅に削減され、長期間にわたる生産ラインの処理能力が向上します。この技術は、構造部品、ハウジング、アンダーボディ部品などの製造において、自動車産業で特に広く採用されています。製造プロセスにおけるこの技術の位置をよりよく理解するためには、他の一般的なダイスタンピング方式と比較してみることが有効です。

転送システムの主要構成部品と種類

完全なトランスファーダイ自動化システムは、複数の重要な構成部品が連携して統合されたものである。主な要素には、力を発生させるスタンピングプレス本体、各成形工程のためのツールを備えたマルチステーションダイ、およびシステムの自動化の中核となるトランスファー機構がある。このトランスファー機構こそが、この技術の速度、精度、柔軟性を決定づけるものであり、真にこの技術を特徴づけている。

トランスファー機構は、純粋な機械式システムから高度なサーボ駆動ロボットに至るまで、著しく進化してきた。この進化により、トランスファーダイスタンピングの能力が拡大し、より高速での運転やより複雑な部品取り扱いが可能になった。システムの選択は、部品サイズ、生産速度、プレス構成など、用途ごとの特定のニーズに応じて決まる。例えば、 Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. 自動車用スタンピング金型のカスタム製造を専門としており、主要OEMの厳しい精度と効率の要求に応えるために先進的なシステムを活用しています。

トランスファーシステムにはさまざまなタイプがあり、それぞれに明確な利点があり、製造環境に応じて選択されます。

• プレス装着型システム： これらはスタンピングプレスに直接統合されます。メインクランクシャフトによって駆動される機械式、または独立したモーションプロファイル制御を可能にするサーボ駆動式のいずれかです。サーボシステムは優れた柔軟性を提供し、精度を高める最適化された動作が可能ですが、従来の機械式プレスは大量生産においてより高い速度を達成する傾向があります。
• ウィンドウ透過型トランスファーシステム： その名前が示すように、これらのシステムはプレスの側面開口部を通るトランスファーレールを備えています。この設計は、多くの場合3軸サーボシステムであり、金型部分のメンテナンスや交換の際に優れた視認性とアクセス性を提供します。既存のプレスに後付けすることも可能な、汎用性の高いソリューションです。
• ロボット式トランスファーシステム（タンデムライン）: 単一のトランスファープレスとは異なる方式ですが、この自動化されたアプローチでは産業用ロボットを使用して、直列に配置された複数のプレス間で大型部品を搬送します。自動車のボディパネルなど非常に大きな部品に対して高い柔軟性を提供しますが、一般的に初期投資額が高くなりやすく、設置面積も大きくなります。

現代のシステムは、クランプ、リフト、トランスファー／ピッチの3軸すべてに対して正確でプログラム可能な制御を可能にするため、主にサーボ電動式です。これにより、スムーズで繰り返し精度の高い位置決めと高速運転が実現され、カウンターバランス式リフト軸やメンテナンスフリーのリニアベアリングなどの機能により、長期的な信頼性と性能が保証されます。

トランスファーダイ・スタンピング工程の説明

トランスファーダイ・スタンピング工程は、平らな金属ブランクを、正確に同期された一連の作業によって完成した三次元部品へと変換します。プレスの各サイクルで複数の部品が同時に進行し、それぞれの部品が成形プロセスの異なる段階を経ます。この工程は、原材料から完成品までを論理的に流れる自動化された効率性のモデルです。

部品の設計により正確な作業内容は異なりますが、基本的なワークフローは一貫した多段階の手順に従います。

1. 材料供給とブランキング： 原材料のコイルが金型の最初の工程に送り込まれます。ここでプレスはブランキング操作を行い、部品の初期の平板形状を切り出し、材料ストリップから完全に分離します。この自由になったブランクは、次の移送工程の準備が整いました。
2. 部品の取り上げと移送： プレスのラムが上昇すると、移送機構が作動します。トランスファーバーに取り付けられた一連の機械式または空気圧式の「フィンガー」がブランクを確実に把持します。その後、バーは部品を垂直に持ち上げ、水平方向に次の工程まで移動させ、次の金型キャビティ内に降ろします。
3. 成形およびピアッシング操作： 部品が正確に第2工程に位置決めされると、プレスのラムが下降して次の操作を行います。これは、深絞り加工による立体形状の形成、穴開け（ピアッシング）、あるいはエッジの整形を行うトリミングなどです。この工程は複数のステーションで繰り返され、各ステーションで部品の細部がさらに形成されていきます。
4. 複雑な操作および再位置決め： 中間の工程では、搬送システムが部品を回転または再向き付けすることで、異なる面に対する加工が可能になります。この機能は、それ以外の場合では二次加工を必要とするような複雑な形状を作成する上で極めて重要です。加工内容には、絞り抜き、巻曲げ、ビading、あるいはダイ内でタップ加工を行うことなども含まれます。
5. 最終成形および排出： 最終工程では、完成品の仕様に合わせて最後の成形、トリミング、フランジ加工などが行われます。部品の加工が完了すると、搬送システムがそれを排出ステーションへ移動させ、プレスからコンベア上または収集ボックス内へと排出します。

このプロセス全体は完全に同期されています。搬送システムの動きはプレスのストロークと正確に連動しており、ダイが閉じる前に部品が安全に退避し、それぞれの打撃ごとに正確な位置に配置されることを保証します。このような高度な自動化により、一貫性、品質、大量生産が実現されます。

主な用途および業界における利点

トランスファーダイ自動化は、多様性と効率性を独特に組み合わせており、いくつかの主要産業において複雑な金属部品を製造するための好ましい方法となっています。大量生産しながらも、大型で深絞り加工された複雑な形状の部品を製造できる能力は、形状と機能の両方が重要な場面で明確な競争優位性をもたらします。この技術は、高精度と再現性が求められる分野において特に重要です。

トランスファーダイによるスタンピングを主に利用している産業には、自動車、家電、HVAC（空調設備）、および水道五金部品があります。自動車分野では、構造フレーム部品やエンジンクレードルから燃料タンク、オイルパンに至るまで、さまざまな部品の製造に使用されています。家電製品では、複雑なハウジング、深絞り加工された洗濯機の外槽、圧縮機の外殻などを製造しています。共通する要件は、幾何学的に複雑でありながら、強度があり、軽量で、数百万単位でのコスト効率の良い生産が求められる部品であることです。

その採用を促進する主な利点は以下の通りです：

• デザインの自由 部品がキャリアストリップから解放されるため、設計者はより高い自由度を持ちます。ディープドロー、サイドピアッシング、複数の軸にわたる特徴的な形状など、すべてを単一の工程内で実現可能であり、これは次のようなメーカーの設計例で確認できます。 Layana .
• 大量生産における費用対効果： 金型コストは高いものの、大量生産時の単価が低いため投資収益率が高くなります。自動化により人件費が削減され、材料の使用効率が高いため無駄も最小限に抑えられます。
• 大型部品への適応性： プログレッシブダイスタンピングと比較して、トランスファーシステムははるかに大きく厚い材料を扱うことができ、頑丈な構造部品に最適です。
• 工程の統合： 複数の工程、伝統的でない成形加工やダイ内での組立・タッピングさえも一つのプレス機に統合でき、二次加工の必要がなくなります。

この技術が適しているかどうかを判断するには、製造業者は以下の要因を検討する必要があります：

トランスファーダイのスタンピングは貴社のプロジェクトに適していますか？

• 部品の複雑さ： 部品に深絞り加工の特徴、高アスペクト比、または複数の面での加工が必要ですか？
• 生産量: 生産量は中～大量（数万点から数百万点）の範囲ですか？
• 部品サイズ： 部品が大きすぎたり嵩張ったりして、プログレッシブダイのキャリアストリップで実用的に取り扱うことが困難ですか？
• 材料の種類と厚さ： 応用分野において、頑丈な金型と取り扱いを必要とする厚手の材料を使用しますか？

これらの質問のうちいくつかに「はい」と答える場合、トランスファーダイ自動化が最も効率的で経済的な生産ソリューションである可能性が高いです。

よく 聞かれる 質問

1. トランスファーダイとは何ですか？

トランスファーダイとは、複数の工程を順次行うための複数のステーションを持つプレスで使用されるスタンピング工具の一種です。その特徴は、材料のコイルからすでに分離された部品を扱う点にあります。機械式またはロボット式のトランスファーシステムが個々の部品を一つのステーションから次のステーションへと移動させることで、プログレッシブダイでは製造できない大型または複雑な部品の作成が可能になります。

2. 自動化システムで使用されるトランスファー機構にはどのような種類がありますか？

最も一般的なトランスファーシステムには、2軸および3軸（またはトリアクシス）システムがあります。2軸システムは通常、部品を前方に移動させ、クランプ／アンクランプを行います。3軸システムは垂直方向のリフト動作を追加しており、深絞り加工された部品にとって重要です。これらのシステムはプレス本体に取り付けることも、金型自体に統合することも可能です。現代のシステムは一般的にサーボ駆動であり、完全にプログラマブルな動きが可能ですが、古いプレスでは固定式の機械的自動化が使用されている場合もあります。一部の用途、特にタンデムラインでは、産業用ロボットを使用して部品をプレス間で搬送することもあります。

3. タンデム金型とトランスファー金型の違いは何ですか？

トランスファーダイシステムは、単一の大型プレス内で統合された搬送機構を使用して部品をプレス内の各ダイステーション間で移動させながら、複数のスタンピング工程を実行します。タンデムダイラインは、複数の独立したプレスを連続的に配置し、産業用ロボットなどを用いて部品を一つのプレスから次のプレスへと順次移送する方式です。トランスファーダイは一般的に小～中程度の複雑な部品向けであるのに対し、タンデムラインは自動車のボディパネルなど非常に大きな部品の加工に通常使用されます。