トランスファープレスの仕組み｜工程間搬送と選定条件を解説

トランスファープレスの仕組みと工程間搬送

トランスファープレスでは、一台のプレス機に複数の金型を取り付け、切り離した素材を搬送装置で次の金型へ運びます。搬送用のフィードバーに取り付けたフィンガーなどで素材を保持します。素材の形状や表面に応じて、挟む方法や、吸着して持ち上げる方法を使います。

各金型では、穴抜き、曲げ、絞り、外周の不要な部分を切り取るトリミングなどを行います。加工工程の順序と位置を決める際は、加工途中の素材を保持する位置、搬送中の傾き、フィンガーと金型の干渉、次の金型へ置く位置を確認します。

左右から素材を挟む方式では、バーを開閉するクランプ動作と、前後に送るフィード動作を組み合わせたものが2次元タイプです。3次元タイプには、上下させるリフト動作が加わります。各方向に動ける距離をストロークと呼び、素材を持ち上げる高さや次の金型までの距離が装置の範囲内に収まるか確認します。2次元タイプでは、素材が移動する面の高さをそろえ、フィンガーが離れた後も次の金型上で位置を保てる構造を確認します。

素材の供給・排出と各金型での加工を、この搬送動作と組み合わせます。スライドは上型を動かす部分です。スライドと搬送装置のタイミングを同期させ、搬送中の素材やフィンガーが金型にぶつからないようにします。

トランスファープレスに適した製品形状と生産条件

複数回の絞りが必要な容器・筒形状や、加工途中で形状が大きく変わる製品では、工程ごとに素材を保持して移す方法が選択肢になります。順送加工では、製品になる部分を帯状の材料につなぐキャリアで保持します。その状態では加工や搬送が難しい形状について、トランスファー加工を検討します。

大きな製品では、搬送中のたわみと金型との干渉を確認します。深い製品では、金型から取り出して次の加工位置へ置ける高さが必要です。各工程を終えた素材の形状から、保持できる面と必要な搬送距離を確認します。たとえば、絞る工程ごとに高さが増す容器では、途中の形状を使ってフィンガーのつかむ位置と持ち上げる高さを確認し、次の金型へ下ろしたときの位置決めも検討します。

表は、単発・順送・トランスファー加工の素材の扱いと、搬送時に検討する内容を比較したものです。

工程数が少ない試作品では、単発加工も候補になります。継続生産する製品では、生産数量と期間に対して、金型・搬送装置の初期費用と製品加工費を見積もります。設計変更を予定している場合は、金型とフィンガーの修正、搬送動作の調整に必要な費用・期間も含めて比較します。

トランスファープレス導入前に確認する設備・加工条件

金型にかかる加工荷重と、その力がかかる位置を調べ、プレス機の能力範囲に収まるか確認します。金型を取り付けられる寸法と、素材を搬送できる空間も必要です。既存のプレス機を使う場合は、搬送装置の対応機種であることに加え、取付部や制御の改造が必要かを確認してください。

毎分ストローク数（spm）は、プレス機のスライドが1分間に往復する回数です。素材をつかんでから離すまでの時間と、搬送装置が戻る時間を確保できるか確認します。必要な生産数量を満たせるかは、1回の加工で得られる製品数、良品率、段取りや停止にかかる時間も含めて検討します。

深絞り部品では、工程ごとのしわ、割れ、板厚の変化を確認し、被加工材の材質・板厚、潤滑、しわ押さえ力を検討します。しわ押さえは、絞る際に素材の周囲を押さえる働きをします。押さえる力が小さすぎるとしわが生じやすく、大きすぎると材料が金型へ流入しにくくなり、破断につながります。

安全対策は、通常運転、材料交換、清掃、詰まり除去、金型交換、点検の作業ごとに検討します。プレス機と搬送装置の可動部へ身体が入る危険と、不意に動き出す危険を確認し、安全囲いや停止・再起動防止の機能を検討してください。必要な機能は、機械の構造、使用方法、適用される法令に基づいて判断します。

設備費と製品加工費を見積もる

導入費用は、金型・搬送装置の製作費と、試作・調整に必要な費用から見積もります。新しいプレス機や既存設備の改造が必要な場合は、その費用も含めます。

製品の加工費は、月間・年間・1ロット当たりの生産数量、生産期間、必要な後加工と検査の内容をもとに見積もります。寸法公差や外観の要求、傷を避ける保持方法も、加工や検査にかかる作業へ影響します。

金型完成後には試作と調整の期間を設け、製品品質と連続運転時の搬送を確認して量産開始日を検討します。複数の設備構成を比較する場合は、初期費用、製品加工費、立上げに必要な期間を併せて評価してください。