CN100348365C

CN100348365C - 加工装置用的驱动装置及利用该驱动装置的加工装置

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Publication number: CN100348365C
Application number: CNB031555837A
Authority: CN
Inventors: 土田隆; 村松义和; 柿本武士; 山田俊辅
Original assignee: UHT Corp
Current assignee: UHT Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: JP2004090031A; CN1486816A

Abstract

一种加工装置用驱动装置，其特征在于：具备固定部和相对固定部可直线移动的可动部的线性热行机构沿上下方向分成两部分地纵向设置，并且，所述加工装置用驱动装置具有驱动控制分成上下两部分的可动部的控制机构，控制机构沿上下方向相对与加工部连接的一方的可动部朝反方向控制另一方的可动部的移动，由另一方的可动部的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力抵消连接于加工部的一方的可动部的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力。这样，可提供一种使线性执行机构作为驱动源、使加工部上下移动而进行所需要的加工的驱动装置及利用该驱动装置的加工装置，其中，将加工部上下移动的驱动时发生的振动抑制得较小。

Description

加工装置用的驱动装置及利用该驱动装置的加工装置

技术领域

本发明涉及一种加工装置用的驱动装置和利用该驱动装置的加工装置。

背景技术

过去，作为加工装置用的驱动装置，存在气缸、伺服马达、线性马达、凸轮等各种驱动装置。

例如，气缸适合于等速加工(例如切断、穿孔、压延等)，对成本有利。

另外，伺服马达可进行下降极限的控制，还可进行高负荷的加工(切断、穿孔、压延等)。线性马达的加工力弱，但对高速加工最适合，穿孔内面和切断面美观，还可高精度地进行下降极限的调整和加工速度的调整。

另外，凸轮驱动适合于高速、等速下的反复运动，虽然负荷比将伺服马达作为驱动源的场合低，但对成本有利，这是其特征。

可是，当以高速加工为目的时，线性马达(在后述中称为线性执行机构)最佳。

然而，特别是在加工位置(下限位置)与其它驱动装置同样地由冲击振动，或由该衰减时间的延长使起动到预定上升速度的动作变慢。

为此，可减小加工位置的振动，而且进一步缩短振动的衰减时间，提高生产率，而且为了使穿孔和切断面等加工面更美观，还存在问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种使线性执行机构(线性马达)作为驱动源、使加工部上下移动而进行所需要的加工的驱动装置及利用该驱动装置的加工装置，其中，将加工部上下移动的驱动时发生的振动抑制得较小。

为了达到上述目的，本发明提供一种加工装置用驱动装置，其特征在于：具备固定部和相对该固定部可直线移动的可动部的线性热行机构沿上下方向分成两部分地纵向设置，并且，所述加工装置用驱动装置具有驱动控制分成上下两部分的上述可动部的控制机构，上述控制机构沿上下方向相对与加工部连接的一方的上述可动部朝反方向控制另一方的上述可动部的移动，由另一方的上述可动部的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力抵消连接于上述加工部的一方的上述可动部的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力。(技术方案1)。

上述线性执行机构为线性马达(包含音圈马达)。

按照上述发明，与加工部连接的一方的可动部在上下往复移动的紧接上升极限位置之前、紧接下降极限位置之前控制向固定部的输入进行减速，在刚达到上升极限、下降极限之后，将该可动部加速到预定速度。

在该减速、加速时，由包含可动部的重力、铅直方向的加速度的力发生的反力对包含可动部和固定部的组件全体施加冲击使其振动。

然而，由于另一方的可动部相对其可动部的移动方向朝相反方向减速，随着加速进行移动，所以，另一方的可动部产生与由连接到加工部的一方的可动部产生的反力大小相同、方向相反的反力，由另一方的可动部发生的反力抵消从一方的可动部发生的反力，可防止由连接到加工部的一方的可动部的上下往复运动产生的振动。

如每次从减速区域达到上升极限、下降极限的反力不抵消，则在加工时的该上升极限或下降极限产生大的振动后需要经过预定时间衰减该振动，所以，使设于前端的加工工具的加工精度和锋利度等恶化。

如上述那样，由于将由包含一方的可动部的重力、铅直方向的加速度的力发生的反力与由另一方的可动部的相反移动发生的反力相抵消，所以，可使在加工时的上升极限或下降极限连接于加工部的可动部的停止敏捷，同时，可减少减速区域，而且，可加快预定速度之前的加速时刻。

具有上述驱动装置、在上述加工部具有作为加工工具的冲头或切断刀具或压延体的加工装置也有效。

附图说明

图1为本实施形式的驱动装置的正面图。

图2为图1的(2)-(2)线断面图。

图3为局部剖切地示出利用该驱动装置的加工装置(冲孔装置)的正面图。

图4为示出控制部(控制器)、驱动电路、线性马达的关系的框图。

图5为示出可动部的质量、重力、加速度的关系的说明图。

图6为局部剖切地示出利用该驱动装置的加工装置(冲孔装置)的另一实施形式的正面图。

图7为线性执行机构(线性马达)的另一例的纵断平面图。

图8为另一例的纵断平面图。

图9为该另一例的纵断平面图。

图10为该另一例的纵断平面图。

具体实施方式

下面说明本发明的实施形式。

图1～图5示出具有本实施形式的驱动装置的冲孔装置的第1实施形式，图6示出第2实施形式，图7～图10示出作为驱动装置的主构成的线性执行机构(线性马达)的其它几例的大体内容。

下面说明第1实施形式。

驱动装置A如图1、图2所示那样，沿上下方向分成两部分地纵向设置线性马达M而组件化，其中线性马达M的可动部2可相对固定部1直线移动。

在该实施形式中使用的线性马达M为可动子12可相对固定部1移动的构成；该可动子12由与永久磁铁相邻地排列配置的场磁铁轭铁构成，该永久磁铁的极性交替地改变；该固定部1具有电枢，该电枢具有相对该永久磁铁隔着磁性空隙地相向的线圈群。

上述电枢例如外加3相交流电压时，形成朝作为移动方向的上下方向移动用的磁极。

也可使场磁铁轭铁侧为固定部，使电枢侧为可动子。

该驱动装置A沿前后开放的正面视图中为框状的壳体3的上下板部13、13相互平行地纵架多个上述固定部1，将该固定部1隔着磁性空隙插通到分成上下两部分的可动子12、12，可上下导向地配置可动子12、12，由设于该壳体3的左右侧板23、23的导轨GL朝铅直方向对各可动子12进行引导。

作为一方的可动子的下位的可动子12通过贯通壳体3的下板部13的连接臂22连接加工部4，构成可动部2，作为另一方的可动子的上位的可动子12通过贯通壳体3的上板部13的连接臂22安装质量上与上述加工部4平衡的平衡器5，构成可动部2。

该平衡器5也可对应于加工部4的质量进行更换。

上述加工部4包括下位的连接臂22前端的安装板14和可装拆地安装于该安装板14的加工金属模24，该加工金属模24作为加工工具支承冲头P。

上述驱动装置A在驱动时相对连接于加工部4的一方的可动部2朝相反方向控制另一方的可动部2的移动，由另一方的可动部2的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力抵消连接于上述加工部4的一方的可动部2的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力地进行控制。

为此，例如在3相交流的场合，双方的固定部1的电枢的线圈相同，形成为交换另一方的连线的构成，例如在3相交流的场合，形成为交换另一方的电枢的线圈的3相中的2相的构成。

另外，上下的可动子12由将一端侧支承于各框状的壳体3的拉簧6悬挂支承，以在非驱动时不落下到壳体3的下板部13上。

该驱动装置A如图3所示那样将组件自身设置于机体B上，同时，在使冲头P与配置到具有阴模17的固定金属模7上方的带板8的冲头插通孔18对应的状态下将该加工金属模24配置到该带板8上，用作冲孔装置。

图4为控制系的框图，从控制器C将脉冲(正转脉冲或反转脉冲)输出到各驱动电路D，相应于该脉冲列由驱动电路D放大，使按照脉冲列的频率的驱动电流通到各电枢，使各可动部2、2朝相反方向移动，当由线性标尺9确认到各可动部2、2的目标下限静止位置、目标上限静止位置时，将脉冲(反转脉冲或正转脉冲)再次输出到驱动电路D，使各可动部2、2朝与上述相反的方向移动地进行控制。

与在一方的可动部2与另一方的可动部2之间例如沿水平方向受到控制的情形那样使速度一致的场合不同，使可动部的重力成为加速的阻力的可动部2、2的上升时与下降时条件不同。需要根据这一点进行控制。

在图5中，g为重力，另一方的可动部2B的质量为m1，一方的可动部2A的质量为m2。

质量m1的可动部2B朝上方移动时所需要的力F1在此时的加速度为a1时可表达成

F1＝m1(a1+g) ......①

这作为反力对组件产生影响。为此，为了抵消该反力，需要抵消力F1那样的质量m2的一方的可动部2A。如设该力为F2，则以下关系成立。

F1＝F2 ......②

其中，F2可表示为

F2＝m2(a2-g) ......③

按照式子的条件，成为

m1(a1+g)＝m2(a2-g) ......④

假定m1＝m2＝m，将式子变形后获得的可动部2A的加速度a2为

a2＝a1+2g ......⑤

另外，质量m1的可动部2B朝下方移动时所需要的力F1在此时的加速度为a1时可表达成

F1＝m1(a1-g) ......⑥

为了抵消该反力，需要抵消力F1那样的质量m2的一方的可动部2A。如设该力为F2，则可表示为

F2＝m2(a2+g) ......⑦

同样，按照上述式子的条件，成为

m1(a1-g)＝m2(a2+g) ......⑧

假定m1＝m2＝m，将式子变形后获得的可动部2A的加速度a2为

a2＝a1-2g ......⑨

因此，如设定a1，则可通过满足式子地控制可动部2A的上下移动时的加速度a2，抵消组件的振动。

上述数学式子假定了上述平衡器5与加工部4的质量相同的场合。而且，由于上述拉簧6的张力不大，所以，在上述数学式子中被忽视。

根据该预定的数学式子，由包含另一方的可动部2的重力、铅直方向的加速度的力抵消包含连接于加工部4的一方的可动部2的重力、铅直方向的加速度的力地朝相反方向控制各可动部。

详细地说，当使驱动装置A运行时，各可动部2、2经过朝相反方向(往方向)加速的加速区域、定速区域到达减速区域，由连接到一方的可动部2的加工部4的冲头p对工件W进行预定的穿孔。在其一方的可动部2的下降极限的振动衰减，在由线性标尺(定位传感器)9稳定地检测到该目标下限位置之前等候，之后，朝相反方向(复方向)对各可动部2、2进行加速。然后，经过加速区域、定速区域、减速区域，使在其一方的可动部2的上升极限的振动衰减，在由线性标尺(定位传感器)9稳定地检测到该目标上限位置之前等候，之后，朝相反方向(往方向)再次使各可动部2、2反转。

反复进行后，继续冲孔动作。

图6示出在正面观察时呈横向コ字状、将中央的空间部分作为工件的送入空间的公知的冲孔组件将上述驱动装置作为单动冲头的动力源的实施形式。

符号A为其驱动装置，在冲孔组件U的上半部上可朝后方滑动地设置。

该驱动装置A在开放前方和左右两侧方的壳体3的中央部设置中间板部33，沿该壳体3的上下板部13、13与上述实施形式同样地相互平行地纵架多体的固定部1，在该固定部1可导向地上下配置2体的可动部2、2，同时，从下方的可动部2垂设杆32，在该杆32可接合和脱离地设置冲头支承体p1。

在该实施形式中，由在壳体3支承一端侧的拉簧(图中未示出)与上述实施形式同样地悬挂支承可动子12、12以使其在非驱动时不落下到壳体3的下板部上。另外，符号GL为导轨。冲头支承体p1极轻，所以，不必刻意设置平衡器。

图7～图10分别示出成为驱动装置的主构成的线性马达的另一例，符号2为可动部(在附图中由粗线围住，与固定部相区别)，符号1为固定部，另外，符号GL为可动部2的导轨。

另外，在上述实施形式中，说明了冲孔机，但本发明也包含切断装置、压力机(压延)、及其它加工装置的驱动装置和利用了该驱动装置的加工装置。

虽然不为本发明的实施形式，但也可任意地在使各下位的可动子与上位的可动子接触的状态下朝相同方向控制上述上下2体的可动子，使加工力增倍。

本发明如以上那样，沿上下方向分成两部分地纵设可动部相对固定部直线移动的线性执行机构将其组件化，并相对与加工部连接的一方的可动部朝与上下方向的反方向控制另一方的可动部的移动，由包含另一方的可动部的重力、铅直方向的加速度的力抵消包含连接于上述加工部的一方的可动部的重力、铅直方向的加速度的力，所以，可抑制由与加工部连接的一方的可动部的上下往复移动发生的振动，改善加工精度和锋利度等。

而且，由于上升极限、下降极限的可动部的停止敏捷，使减速区域减少，提高了达到预定速度之前的加速时刻，所以，高速加工时随动性优良，可大幅度提高生产率。

Claims

1.一种加工装置用驱动装置，其特征在于：

具备固定部和相对该固定部可直线移动的可动部的线性执行机构沿上下方向分成两部分地纵向设置，并且，所述加工装置用驱动装置具有驱动控制分成上下两部分的上述可动部的控制机构，

上述控制机构沿上下方向相对与加工部连接的一方的上述可动部朝反方向控制另一方的上述可动部的移动，由另一方的上述可动部的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力抵消连接于上述加工部的一方的上述可动部的重力与铅直方向的加速度所产生的力的合力。

2.根据权利要求1所述的加工装置用驱动装置，其特征在于：上述线性执行机构为线性马达。

3.一种加工装置，其特征在于：具有权利要求1或2所述的驱动装置，上述加工部具有作为加工工具的冲头或切断刀具或压延体。