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PRIORITÄTSANSPRUCH
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-163 955 , angemeldet am 27. Juli 2011, die hiermit unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bezieht sich auf eine Presse, bei der eine untere Umkehrpunktposition von einem Schieber, der sich mit einer Drehung einer Kurbelwelle hin- und herbewegt, anpassbar ist und insbesondere auf eine Presse mit einer exzellenten Lebensdauer und die ausgelegt ist, mit einer hohen Genauigkeit zu arbeiten.
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HINTERGRUND
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Bei einer Presse kann sich manchmal ein unterer Umkehrpunkt von einem Schieber, an dem ein Oberkasten bzw. eine Deckplatte (cope) von einem Presswerkzeug befestigt ist, aufgrund von Wärmeerzeugung und/oder Änderungen der Drehfrequenz von einer Kurbelwelle während des Betriebes der Presse sich nach unten oder nach oben von seiner vorgesehenen bzw. korrekten Position verschieben bzw. verändern. Eine solche Verschiebung der unteren Umkehrpunktposition kann die Genauigkeit von Produkten wesentlich beeinflussen.
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Um eine Produktgenauigkeit aufgrund dieser Verschiebung bzw. Veränderung der unteren Umkehrpunktposition zu verhindern, wurde eine Presse vorgeschlagen, die einen unteren Umkehrpunktpositions-Anpassmechanismus umfasst, der ausgelegt ist, die untere Umkehrpunktposition des Schiebers anzupassen, die hiermit unter Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Bei der bekannten Presse ist eine Verbindungsstange als ein Bewegungsumwandlungsmechanismus zum Umwandeln einer exzentrischen Bewegung von einer Kurbelwelle in eine lineare Hin- und Herbewegung des Schiebers zwischen der Kurbelwelle und dem Schieber vorgesehen, an dem ein Oberkasten bzw. eine Deckplatte bzw. ein Presswerkzeug (cope) befestigt werden soll. Bei dieser Verbindungsstange sind beide getrennten Bereiche miteinander über einen Stift in Reihe geschaltet verbunden. Der Stift unterliegt einer lateralen Kraft von einer schwenkbaren Zylindervorrichtung. Gemäß der Presse ist es möglich, sogar während ihres Betriebs, einen Biegungswinkel, der von beiden getrennten Bereichen der Verbindungsstange ausgebildet ist, über ein Betätigen der Zylindervorrichtung zu verändern, so dass die untere Umkehrpunktposition des Schiebers angepasst werden kann, ohne eine Komplikation des Aufbaus bzw. bei der Einrichtung (constitution) zu verursachen und ohne den Pressvorgang zu unterbrechen.
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Bei einer solchen Presse könnte es, um eine weichere vertikale Bewegung des Schiebers unter Einbeziehung der Drehung der Kurbelwelle zu erreichen, denkbar sein, eine parallele Verbindungsstange vorzusehen, d.h., einen Bewegungsumwandlungsmechanismus mit einem unteren Umkehrpunktpositions-Anpassmechanismus, der zwischen der Kurbelwelle und dem Schieber aufgenommen ist.
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[Patentliteratur 1] Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H5-111 800.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Wenn jedoch der bekannte untere Umkehrpunktpositions-Anpassmechanismus in jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus aufgenommen ist, der parallel vorgesehen ist, tendiert dies dazu, eine Änderung bei dem unteren Umkehrpunkt von jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus aufgrund eines unterschiedlichen Einflusses von einer Wärmeausdehnung auf jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus zu bewirken, zum Beispiel einer thermischen Ausdehnung, der die Presse während Betätigung der Presse unterliegt, oder aufgrund eines Unterschieds zwischen jeweiligen Bewegungsumwandlungsmechanismen. Als Folge kann es schwierig werden, eine horizontale Position dieses Schiebers aufrechtzuerhalten und es ist wahrscheinlich, dass die Genauigkeit beim Herstellen des Produktes bei einer Neigung von der horizontalen Stellung bzw. Position dieses Schiebers, negativ beeinträchtigt ist.
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Ferner steht bei der bekannten Presse der Stift der Verbindungsstange, an dem die Zylindervorrichtung wirkt, während der Betätigung der Presse nicht still, und bekommt einen Bewegungspunkt, der bei der Drehung der Kurbelwelle eine Bewegungsbahn von komplizierten Bewegungen abbildet. Demnach bestand ein Problem bei der Lebensdauer der Presse mit der Zylindervorrichtung, da eine vergleichsweise komplexe äußere Kraft auf die Zylindervorrichtung wirkt, die eine Wirkungskraft auf den Stift ausübt.
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Daher ist es ein Ziel des vorliegenden Erfindungsgegenstandes, eine weiche vertikale Bewegung eines Schiebers bzw. Schlittens (slide) unter Verwendung von mehreren Bewegungsumwandlungsmechanismen bereitzustellen, die ausgelegt sind, den unteren Umkehrpunkt des Schiebers anzupassen und eine Presse bereitzustellen, die ein stabileres, hoch genaues Pressbearbeiten über ein Aufrechterhalten der horizontalen Position des Schiebers mit einem hohen Grad von Genauigkeit ermöglicht.
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Weiter ist es ein anderes Ziel des vorliegenden Erfindungsgegenstandes, eine Presse mit einer exzellenten Lebensdauer bereitzustellen, die ausgelegt ist, einen unteren Umkehrpunkt des Schiebers anzupassen, ohne eine Komplikation bei dem Aufbau zu verursachen und die ein stabiles Pressbearbeiten mit einem hohen Grad von Genauigkeit ermöglicht.
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Die Presse gemäß des Erfindungsgegenstandes umfasst: ein Gestell; eine Kurbelwelle mit einem Hauptwellenbereich und mehreren exzentrischen Wellenbereichen, die in derselben Phase miteinander exzentrisch ausgestaltet sind, relativ zu dem Hauptwellenbereich und in der axialen Richtung des Hauptwellenbereichs voneinander beabstandet sind; einen Schieber, der entlang der Längsrichtung der Kurbelwelle unter der Kurbelwelle angeordnet ist, um über das Gestell geführt zu sein, um vertikal bewegbar zu sein, und um eine Pressform bzw. ein Presswerkzeug (die) daran zu halten; mehrere Bewegungsumwandlungsmechanismen, die parallel zueinander zwischen dem korrespondierenden exzentrischen Wellenbereich der Kurbelwelle und dem Schieber vorgesehen sind, um die Drehung der Kurbelwelle in die vertikale Bewegung des Schiebers umzuwandeln, wobei jeder Bewegungsumwandlungsmechanismus ein Anpassmittel umfasst, das aufgenommen ist, um die untere Umkehrpunktposition des Schiebers variabel zu gestalten; mehrere untere Umkehrpunktpositionserfassungsvorrichtungen zum Erfassen der unteren Umkehrpunktposition des Schiebers an jedem von wenigstens zwei Punkten, die voneinander in der Längsrichtung des Schiebers beabstandet sind; und eine Steuerschaltung zum Steuern der Bewegung des Anpassmittels von wenigstens einem von den mehreren Bewegungsumwandlungsmechanismen, um die Ebenheit des Schiebers aufrechtzuerhalten, basierend auf einem Ausgabesignal von jedem unteren Umkehrpunktpositions-Erfassungsmittel.
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Gemäß der Presse des Erfindungsgegenstandes, bewegt sich der Schieber, wenn eine Kraft auf den Schieber über einen Phasenbewegungsumwandlungsvorgang der mehreren parallel zueinander vorgesehenen Bewegungsumwandlungsmechanismen übertragen wird unter Einbeziehung der Drehung der Kurbelwelle, zwischen einer ordnungsgemäß festgelegten unteren Umkehrpunktposition über das Anpassmittel von jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus und einer oberen Umkehrpunktposition hin und her. Beispielsweise, wenn ein Veränderung der unteren Umkehrpunktposition des Schiebers auftritt, die über jeden Bewegungsumwandlungsmechanismus aufgrund von Wärmeerzeugung während des Betriebs der Presse begleitet von der Hin- und Herbewegung des Schiebers auftritt, steuert die Steuerschaltung die Bewegung des Anpassmittels von wenigstens einem von dem Bewegungsumwandlungsmechanismus basierend auf einem Ausgabesignal von der unteren Umkehrpunktpositions-Erfassungsvorrichtung, so dass die Steuerschaltung die Ebenheit des Schiebers aufrechterhalten kann.
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Daher kann sogar bei dem Auftreten eines gewissen Temperatureinflusses von jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus oder eines Unterschieds oder ähnlichem in den Durchführungseigenschaften des Anpassmittels, das in jeden Bewegungsumwandlungsmechanismus aufgenommen ist, die horizontale Position des Schiebers über die Bewegung des Anpassmittels unter der Steuerung der Steuerungsschaltung sicher aufrechterhalten werden. Dies ermöglicht es den mehreren Umwandlungsmechanismen, den Schieber gleichmäßig nach oben und nach unten zu betätigen und die horizontale Position des Schiebers zu halten, und dadurch einen stabilen Pressvorgang mit einer hohen Genauigkeit zu realisieren.
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Jeder Bewegungsumwandlungsmechanismus kann umfassen: ein Verbindungselement, das drehbar mit dem korrespondierenden exzentrischen Wellenbereich verbunden ist; ein Anschlusselement, dessen eines Ende mit dem Verbindungselement über ein erstes Drehgelenk bzw. eine erste Drehachse bzw. Drehzapfen (pivot) verbunden ist, das bzw. die. bzw. der parallel zu der Kurbelwelle angeordnet ist und dessen anderes Ende mit dem Schieber über ein zweites Drehgelenk bzw. eine erste Drehachse bzw. Drehzapfen verbunden ist, das bzw. die. bzw. der parallel zu dem ersten Drehgelenk bzw. Drehachse angeordnet ist; einen Schwenkhebel bzw. Schwenkarm, der mit dem Verbindungselement über ein drittes Drehgelenk bzw. Drehachse verbunden ist, das bzw. die von dem ersten Drehgelenk bzw. Drehachse beabstandet ist und parallel zu dem ersten Drehgelenk bzw. Drehachse angeordnet ist; ein viertes Drehgelenk bzw. Drehachse, das bzw. die parallel zu dem ersten Drehgelenk angeordnet ist und mit dem Schwenkhebel in einem Abstand von dem vierten Drehgelenk bzw. Drehachse kombiniert bzw. verbunden ist; und ein Anpassmittel zum versetzbaren Positionieren des vierten Drehgelenkes bzw. der vierten Drehachse.
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Gemäß des Bewegungsumwandlungsmechanismus ist der Schwenkhebel über das dritte Drehgelenk mit dem Verbindungselement verbunden, das dazu tendiert, eine exzentrische Bewegung mit der Drehung der Kurbelwelle zu erzeugen. Diesem Schwenkhebel ist es ermöglicht, mit dem vierten Drehgelenk als Drehpunkt zu schwenken. Dementsprechend, wenn die Kurbelwelle sich dreht, erzeugen das Verbindungselement und der Schwenkhebel eine Verbindungsbewegung mit dem vierten Drehgelenk als ein Drehpunkt, und die Bewegung des Verbindungselementes wird über den Schwenkhebel reguliert.
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Da die Bewegung des Verbindungselementes, dessen Bewegung über diesen Schwenkhebel reguliert wird, auf den Schieber als eine lineare Hin- und Herbewegung über das erste Drehgelenk und das Anschlusselement übertragen wird, führt der Schieber eine lineare Hin- und Herbewegung durch.
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Auch wenn die Position des vierten Drehgelenks als ein Drehpunkt der Anschlussbewegung des Verbindungselements und des Schwenkhebels über eine Bewegung des Anpassmittels geändert wird, ändert sich der Schwenkhebel des Verbindungselementes der Änderung der Anschluss- bzw. Verbindungsbewegung folgend. Dies führt zu einer Änderung bei dem Versatzbestandteil in der Höhenrichtung des ersten Drehgelenks, das wie ein Verbindungspunkt des Verbindungselementes und des Anschlusselements wirkt, und bewirkt Änderungen bei den oberen Umkehrpunkt und dem unteren Umkehrpunktpositionen bei der Hin- und Herbewegung. Als Folge wird die untere Umkehrpunktposition des Schiebers über den Positioniermechanismus verändert.
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Daher kann die untere Umkehrpunktposition des Schiebers über ein Verändern der vierten Drehgelenkposition geändert werden, die zu einem Ruhepunkt relativ zu der linearen Hin- und Herbewegung des Schiebers wird. Demgemäß wird es, ohne den Positioniermechanismus wie hier zuvor mit solchem Druck zu beaufschlagen und mittels eines vergleichsweise einfachen Verbindungsmechanismus möglich, die untere Umkehrpunktposition des Schiebers sogar während Betrieb der Presse anzupassen.
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Es ist erstrebenswert, das erste Drehgelenk unter der Kurbelwelle anzuordnen. Auch ist es erstrebenswert, das vierte Drehgelenk über dem dritten Drehgelenk anzuordnen, und das zweite Drehgelenk auf der vertikalen Mittelachse bzw. Längsachse bzw. Achslinie (center line) des Schiebers anzuordnen. Das dritte Drehgelenk ist an einer Position von einer imaginären Linie, die das erste Drehgelenk und den exzentrischen Wellenbereich verbindet, angeordnet.
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Eine imaginäre Linie, die die Mittelachse des ersten Drehgelenks, die Mittelachse des exzentrischen Wellenbereichs und die Mittelachse des dritten Drehgelenks verbindet, kann derart angeordnet werden, dass sie ein rechtwinkliges Dreieck abbildet, so dass die Seite, die die Mittelachse des ersten Drehgelenks und die Mittelachse des exzentrischen Wellenbereichs verbindet, und die Seite, die die Mittelachse des exzentrischen Wellenbereichs und die Mittelachse des dritten Drehgelenks verbindet, einen rechten Winkel ausbildet.
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Das Verbindungselement kann über ein plattenartiges Element gebildet werden, umfassend: einen Hauptteil mit einer Öffnung zur drehbaren Aufnahme des exzentrischen Wellenbereichs; einen ersten erweiterten bzw. sich konisch aufweitenden bzw. umgebördelten (flared) Bereich, der sich von dem Hauptbereich nach unten erstreckt; und ein zweiter erweiterter Bereich, der sich in eine laterale Richtung orthogonal zu der ersten Erweiterungsrichtung von dem Hauptteil erstreckt. In diesem Fall ist es möglich, den ersten erweiterten Bereich und den zweiten erweiterten Bereich jeweils mit dem ersten Drehgelenk und dem dritten Drehgelenk vorzusehen.
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In einem Fall, in dem die zuvor erwähnte Öffnung in dem Verbindungselement ausgebildet ist, kann das erste Drehgelenk in dem Anschlusselement unter der Öffnung angeordnet werden und das dritte Drehgelenk in dem Anschlusselement neben der Öffnung.
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Das Anpassmittel kann ein Wellenelement umfassen, das angeordnet ist, um sich von der Außenseite des Gestells nach innen zu erstrecken. Das Wellenelement ist axial relativ zu dem Gestell bewegbar und kann positioniert werden. Das vierte Drehgelenk ist an einem hervorstehenden Ende in dem Gestell von dem Wellenelement gelagert.
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Für das Anpassmittel kann ein Außengewinde an einem Teil, der sich von dem Gestell von dem Wellenelement nach außen erstreckt, ausgebildet sein und das Anpassmittel kann umfassen: ein Schneckenrad bzw. einen Schneckenradkranz (worm wheel) mit einer nach innen gerichteten Schraube, um in das Außengewinde von dem Wellenelement geschraubt zu werden und einen außen liegenden Zahn, und an dem Gestell an einer fixierten Position drehbar gelagert; eine Schnecke bzw. ein Flügelrad bzw. Gewinde (worm), um mit dem außen liegenden Zahn des Schneckenrades in Eingriff zu gehen; und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Schnecke unter Steuerung der Steuerschaltung, um so die axiale Position des Wellenelements über ein Drehen des Schneckenrades anzupassen.
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Gemäß dem Erfindungsgegenstand ist es wie zuvor erwähnt möglich, mehrere Bewegungsumwandlungsmechanismen vorzusehen, um den Schieber gleichmäßig nach oben und unten zu bewegen und die horizontale Stellung des Schiebers zu halten, und dadurch eine stabile Presse mit hoher Genauigkeit bereitzustellen.
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Weiter kann gemäß des Erfindungsgegenstands die untere Umkehrpunktposition des Schiebers über ein Ändern der Position des vierten Drehgelenks geändert werden, die ein Ruhepunkt relativ zu der linearen Hin- und Herbewegung des Schiebers wird. Dadurch ermöglicht es ein vergleichsweise einfacher Verbindungsmechanismus, die Dauerhaftigkeit der Presse zu erhöhen, die ausgelegt ist, um den unteren Umkehrpunkt des Schiebers sogar im Betrieb anzupassen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Frontalansicht in teilweiser Explosionsdarstellung, die eine Presse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
- 2(a) und 2(b) sind Seitenansichten, in denen (a) einen Zustand zeigt, in dem die untere Umkehrpunktposition des Schiebers am höchsten ist und (b) einen Zustand, in dem die untere Umkehrpunktposition des Schiebers am niedrigsten ist.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2(a).
- 4 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltung der Presse, die in 1 gezeigt ist.
- 5 ist eine Querschnittsansicht der Presse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ähnlich zu 2(a).
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die in 1 gezeigte Presse umfasst ein Gestell 12. Das Gestell 12 umfasst einen unteren Gestellteil 12a zum Lagern einer Grundplatte bzw. Einspannplatte (bolster) 14, an dem ein Unterkasten (Drag) von einem Presswerkzeug (nicht gezeigt) angeordnet ist und ein oberes Gestellteil 12c, das in einem Abstand durch einen Säulenbereich bzw. Trägerbereich 12b an einem unteren Gestellteil 12a gelagert ist. Das obere Gestellteil 12c ist als ein Kronenbereich bzw. Deckplattenbereich (crown portion) mit einer im Allgemeinen rechtwinkligen Abdeckung ausgebildet und wie in 2 gezeigt, ist an der Oberseite des Kronenbereichs ein Gehäuse 16a für jedes Anpassmittel 16 vorgesehen, das später beschrieben wird.
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In dem Kronenbereich 12c ist eine Kurbelwelle 18 in einer horizontalen Richtung angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, umfasst die Kurbelwelle 18 drei Hauptwellenbereiche 18a (18a1, 18a2, 18a2), die mit ihren Achsen gegenseitig übereinstimmend und in Abständen voneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, und zwei exzentrische Wellenbereiche 18b und 18b, die zwischen den drei Hauptwellenbereichen angeordnet sind und exzentrisch an dem Hauptwellenbereich 18a angeordnet sind. Die exzentrischen Wellenbereiche 18b, 18b sind paarweise in derselben Phase zwischen einem Paar von seitwärts gerichteten Hauptwellen 18a2 und 18a2 in einem Abstand angeordnet, um jeder den exzentrischen Wellenbereichen 18b und 18b gegenüber zu liegen, die eine integrale Kurbelwelle 18 bilden. Daher ist das Paar von seitwärts gerichteten Hauptwellen 18b, 18b in einem Abstand in der axialen Richtung der Kurbelwelle 18 ausgebildet, d.h., die axiale Richtung des Hauptwellenbereichs 18a (18a1, 18a2, 18a2). Die Kurbelwelle 18 ist über das Lager 20 von dem Kronenbereich 12c an dem Paar von seitwärts gerichteten Hauptwellenbereichen 18a2, 18a2 an dem Gestell drehbar um die Achse der Kurbelwelle 18 gelagert.
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Der Schieber 22, in dem der Oberkasten bzw. die Deckplatte (cope) des Presswerkzeugs aufgenommen werden soll, ist wie in 1 gezeigt unter dem unteren Gestellteil 12c angeordnet, so dass sich die Längsrichtung des Schiebers 22 entlang der axialen Richtung der Kurbelwelle erstreckt. An dem Schieber 22 ist ein Paar von Verbindungsstangen 24 befestigt, die in einem Abstand voneinander in der Längsrichtung des Schiebers angeordnet sind. An dem unteren Teil des Kronenbereichs 12c ist eine Durchgangsöffnung 26 für jedes von dem Paar von Verbindungsstangen 24 ausgebildet, um mit der Position zu korrespondieren, in der jede der exzentrischen Wellenbereiche 18b, 18b an der Achse von jeder Kurbelwelle 18 vorgesehen ist. Das Paar von Verbindungsstangen 24 durchdringt die korrespondierenden Durchgangsöffnungen 26 von der Innenseite des Kronenbereichs 12c annähernd senkrecht, und das untere Ende von jeder Verbindungsstange 24 ist integral an dem Schieber 22 befestigt. Die Verbindungsstangen 24 sind vertikal über die Durchgangsöffnungen 26 geführt, wobei dadurch der Schieber 22 geführt ist, um eine vertikale Hin- und Herbewegung durchzuführen. Das Paar von Verbindungsstangen 24 kann integral mit dem Schieber 22 als ein Teil davon ausgebildet sein.
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In einer von den seitwärts gerichteten Hauptwellenbereichen 18a2 von der Kurbelwelle 18 ist ein Schwungrad (flywheel) 30 vorgesehen, um die Antriebskraft von einem Hauptmotor M1, wie zum Beispiel einem elektrischen Motor, aufzunehmen. Wenn der Hauptmotor M1 angetrieben ist, wird die Kurbelwelle 18 angetrieben, um sich in eine Richtung über eine Trägheit bzw. Masse des Schwungrades 30 bei einer beständigen Drehgeschwindigkeit zu drehen. In dem Schwungrad 30 sind, auch wenn nicht gezeigt, eine Kupplung (clutch) und eine Bremse, die hierfür wohlbekannt sind, aufgenommen.
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Um die Drehung der Kurbelwelle 18 über das Paar von Verbindungsstangen 24 in eine vertikale Bewegung des Schiebers umzuwandeln, ist ein Bewegungsumwandlungsmechanismus 32 einschließlich des Anschlussmechanismus zwischen jedem von den exzentrischen Bereichen 18b und 18b und von dem korrespondierendem Paar von Verbindungsstangen jeweils vorgesehen.
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In der Darstellung sind ein Paar von Bewegungsmechanismen 32 vorgesehen, um mit den zwei exzentrischen Wellenbereichen 18b, 18b zu korrespondieren. Jeder Bewegungsumwandlungsmechanismus 32 verbindet ein Paar von exzentrischen Wellenbereichen 18b und 18b mit den oberen Enden von dem Paar von Verbindungsstangen 24. Jeder Bewegungsumwandlungsmechanismus 32 wandelt, wie später beschrieben wird, die exzentrische Bewegung in derselben Phase von jedem exzentrischen Wellenbereich 18b, 18b in die vertikale Bewegung von der korrespondierenden Verbindungsstange 24 um und überträgt diese auf den Schlitten 22. Zusätzlich ist ein Anpassmittel 16 (vgl. 2) zum Anpassen des unteren Umkehrpunktes des Schiebers 22 in jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus 32 mit aufgenommen, wobei es dadurch ermöglicht wird, die untere Umkehrpunktposition von jedem Bewegungsumwandlungsmechanismus 32 und der Verbindungsstange 24 anzupassen, d.h. die untere Umkehrpunktposition des Schiebers 22 über ein Anpassen des unteren Umkehrpunktes von dem Schieber 22.
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Zwischen dem Schieber 22 und der Grundplatte 14 ist relativ zur Anpassung der unteren Umkehrpunktposition über jedes Anpassmittel 16 ein Paar von unteren Umkehrpunktpositionen - Erfassungsvorrichtungen 34 vorgesehen, um die untere Umkehrpunktposition des Schiebers 22 zu erfassen.
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Eine hierfür wohlbekannte magnetische Erfassungsvorrichtung für ein magnetisches Erfassen, beispielsweise einer Position, kann für jede untere Umkehrpunktpositions-Erfassungsvorrichtung 34 verwendet werden. Das Paar von magnetischen Erfassungsvorrichtungen 34 umfasst ein Paar von magnetischen Vorrichtungen 34a, die an der Bodenseite von dem Schieber in einem Abstand gelagert sind, beispielsweise in der Längsrichtung von dem Schieber 22, und ein Paar von magnetischen Sensoren 34b, die an der Grundplatte 14 den Magnetvorrichtungen gegenüberliegend gelagert sind, um so den Magnetismus von der korrespondierenden Magnetvorrichtung 34a zu erfassen. Jede Magnetvorrichtung 34a ist nicht gezeigt, aber hierfür bekannt, und umfasst mehrere Permanentmagneten, die vertikal zueinander ausgerichtet sind, zum Beispiel mit deren magnetischen Polen abwechselnd umgekehrt, und die magnetischen Sensoren 34b erfassen Änderungen bei den Magnetpolen der Permanentmagneten, wobei sie dadurch Informationssignale bezüglich der Höhenposition des Schiebers 22 ausgeben. Jede Magneterfassungsvorrichtung 34 kann eine Veränderung in der Höhe von etwa 1 µm erfassen.
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Die Magneterfassungsvorrichtungen 34a können beliebig geeignet an den Seitenflächen von dem Schieber 22 oder an der Seitenfläche von dem Oberkasten bzw. der Deckplatte von dem Werkzeug gelagert sein, und die magnetischen Sensoren 34b können beliebig geeignet an den Säulenbereichen 12b von dem Gestell 12 oder an den Seitenflächen von dem Unterkasten gelagert sein.
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Das Paar von Bewegungsumwandlungsmechanismen 32 umfasst Anschlussmechanismen von derselben Konfiguration, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Daher bezieht sich die folgende Beschreibung hauptsächlich auf einen der Bewegungsmechanismen, d.h. den Anschlussmechanismus 32.
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Jeder Anschlussmechanismus 32 umfasst wie in 2(a) und 2(b) dargestellt ein Verbindungselement 36, das drehbar mit dem korrespondierenden exzentrischen Wellenbereich 18b von der Kurbelwelle 18 verbunden ist, und ein Anschlusselement 40, das mit dem Verbindungselement 36 über das erste Drehgelenk 38 parallel zu dem Hauptwellenbereich 18a verbunden ist, wobei das Anschlusselement mit der Verbindungsstange 24 des Schiebers 22 über das zweite Drehgelenk 42 parallel zu dem Hauptwellenbereich 18a verbunden ist.
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Das Verbindungselement 36 von jedem Anschlussmechanismus 32 umfasst wie in 2(a) und 2(b) dargestellt einen Hauptteil 36-1, an dem eine Öffnung 36a zum drehbaren Aufnehmen von jedem korrespondierenden exzentrischen Wellenbereich 18b vorgesehen ist, einen ersten erweiterten Bereich 36-2, der sich von dem Hauptteil, wie in 2(a) gezeigt ist, nach unten erstreckt, und einen zweiten erweiterten Bereich 36-3, der sich von dem Hauptteil 36-1 in eine laterale Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung des ersten erweiterten Bereichs 36-2 erstreckt. Das erste Drehgelenk 38 ist an dem ersten erweiterten Bereich 36-2 gelagert, und ein drittes Drehgelenk 44 ist parallel zu dem ersten Drehgelenk an dem zweiten erweiterten Bereich 36-3 gelagert.
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Wie in 1 gezeigt, sind die Anschlusselemente 40 des jeweiligen Anschlussmechanismus 32 paarweise vorgesehen. Ein Paar von Anschlusselementen 40 ist in einem Abstand voneinander angeordnet, um so zwischen deren oberen Enden des ersten erweiterten Bereichs 36-2 (vgl. 2(a) oder (b)) des korrespondierenden Verbindungselements 36 zu liegen, und um sich so zwischen dem oberen Ende der korrespondierenden Verbindungsstange 24 und zwischen den unteren Enden einzufügen bzw. zu liegen. Das Paar von Anschlusselementen 40 ist mit den korrespondierenden Verbindungsstangen verbunden, die mit den korrespondierenden Verbindungsstangen 24 über das zweite Drehgelenk 42 an dem unteren Ende verbunden sind. Daher ist jedes Verbindungselement 36 von jedem Anschlussmechanismus 32 mit dem Schieber 22 über das Anschlusselement 40 verbunden.
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Wie in 2(a) und 2(b) gezeigt, ist das erste Drehgelenk 38 von jedem Anschlussmechanismus 32 unter der Kurbelwelle 18 angeordnet, und das zweite Drehgelenk 42 ist unter dem ersten Drehgelenk 38 angeordnet. Weiter bildet eine imaginäre Linie, die die Mittelachse des ersten Drehgelenks 38 und die Mittelachse 02 des exzentrischen Wellenbereichs 18b und die Mittelachse des dritten Drehgelenks 44 verbindet, ein rechtwinkliges Dreieck ab, so dass die Seite, die die Mittelachse des ersten Drehgelenks 38 verbindet, und die Seite, die die Mittelachse 02 des exzentrischen Wellenbereichs und die Mittelachse 02 des exzentrischen Wellenbereichs verbindet, und die Seite, die die Mittelachse 02 des exzentrischen Wellenbereichs und die Mittelachse des dritten Drehgelenks verbindet, einen rechten Winkel bilden.
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In der Drehstellung von der Kurbelwelle, die in 2(a) und 2(b) gezeigt ist, sind beide Mittelachsen O1 und O2 in einer senkrechten Linie derart zusammen ausgerichtet, dass die Mittelachse O1 von dem Hauptwellenbereich 18a direkt über der Mittelachse O2 von dem exzentrischen Wellenbereich 18b angeordnet ist. Auch wenn die Kurbelwelle 18 sich in dieser Drehstellung befindet, wie in dem Ausführungsbeispiel in 2(a) gezeigt, befinden sich beide Mittelachsen O1 und O2, die Hauptachse, die sich von dem Hauptteil 36-1 zu dem ersten erweiterten Bereich 36-2 (die Linie, die die Mittelachse O2 und die Mittelachse von dem ersten Drehgelenk 38 verbindet), und die Hauptachse von dem Anschlusselement 40 (die Linie, die die Mittelachse von dem ersten Drehgelenk 38 und die Mittelachse von dem zweiten Drehgelenk 42 verbindet), auf der senkrechten Mittelachse L von der Presse 10, die mit der Mittelachse von dem Schieber 22 zusammenfällt, so dass das erste Drehgelenk 38 und das zweite Drehgelenk 42 an dieser senkrechten Mittelachse L zueinander ausgerichtet sind. Die Anordnung es zu ermöglichen, an einer solchen senkrechten Mittelachse L in Übereinstimmung zu kommen, ist vorteilhaft für ein Sicherstellen einer Balance bei Betrieb der Presse 10.
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Auch, wenn, wie in 2(a) gezeigt, das erste Drehgelenk 38 und das zweite Drehgelenk 42 an der senkrechten Mittelachse L zueinander ausgerichtet sind, ist das dritte Drehgelenk 44 festgelegt, um an derselben Höhenposition wie die Mittelachse 02 von dem exzentrischen Wellenbereich 18b angeordnet zu sein.
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Das dritte Drehgelenk von jedem Anschlussmechanismus 32 ist an dem Verbindungselement 36 derart vorgesehen, um parallel mit dem exzentrischen Wellenbereich 18b an einer Position, die zu einer Seite von der Mittelachse L verschoben ist, ausgerichtet zu sein. Zusätzlich, wenn das erste Drehgelenk 38 und das zweite Drehgelenk 42 an der senkrechten Mittelachse L zueinander ausgerichtet sind, befindet sich das dritte Drehgelenk 44 annähernd an derselben Höhenposition wie die Mittelachse O1 von dem Hauptwellenbereich 18a. Beide Enden von dem Drehgelenk 44 von jedem Verbindungselement 36 sind, wie in 3 gezeigt, mit den unteren Enden von einem Paar von Schwenkarmen 46 kombiniert bzw. verbunden, die parallel zueinander angeordnet sind. Das vierte Drehgelenk 48 ist parallel zu dem exzentrischen Bereich 18b ausgerichtet und ist mit den oberen Enden von dem Paar von Schwenkarmen 46 verbunden, und jedes Anpassmittel 16 ist in Beziehung zu dem Drehgelenk 48 vorgesehen.
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Jedes Anpassmittel 16 umfasst in der Darstellung ein Außengewinde 50a an dem oberen Endbereich und ein Wellenelement 50, in dem der untere Endbereich angeordnet ist, um in der Lage zu sein, von dem Gehäuse 16a hervorzustehen, das an der Oberseite von dem Kronenbereich 12c in den Kronenbereich 12c hinein vorgesehen ist, ein Schneckenrad 52, um sich mit dem Außengewinde 50a von dem Wellenelement festzuschrauben, und eine Schnecke 54, um mit dem Schneckenrad 52 ineinander zu greifen (vgl. 2(a) und 2(b)).
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In 3 ist das Gehäuse 16a von dem Anpassmittel 16 von jedem Anschlussmechanismus 32 integral ausgebildet, aber jedes Gehäuse 16a kann auch separat ausgebildet sein. In jedem Gehäuse 16a ist eine Führungsöffnung bzw. Führungsausnehmung 58 ausgebildet, um zur Öffnung 56 des Kronenbereichs 12c zum Aufnehmen des Wellenelements 50 von jedem Anpassmittel 16 zu passen, um in der Lage zu sein, hervorzustehen. Das Wellenelement 50 umfasst den Außengewindebereich, der mit dem Außengewinde 50a vorgesehen ist, wobei der Außengewindebereich in der Führungsausnehmung 58 in der axialen Richtung von dem Wellenelement 50 bewegbar aufgenommen ist, und das korrespondierende vierte Drehgelenk 48 ist an dem hervorstehenden Ende gelagert.
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In dem Gehäuse 16a ist ein radial hervorstehender Bereich 58a in Bezug auf die Führungsausnehmung 58 ausgebildet. In diesem radial hervorstehenden Bereich 58a ist ein Schneckenrad 52 drehbar gelagert. Das Schneckenrad 52 umfasst eine Schraube mit Innengewinde 52a, um mit dem Außengewindebereich 50a ineinander zu greifen und umfasst auch einen außen liegenden Zahn. Das Schneckenrad 52 wird von einem Bewegen in die axiale Richtung des Wellenelementes 50 über eine Schulter von dem sich radial ausgedehnten Bereich 58a abgehalten. Mit dem außen liegenden Zahn 52b des Schneckenrades 52 greift die Schnecke 54 ineinander, die drehbar innerhalb des Gehäuses 16a gelagert ist.
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Die Schnecke 54 des Anpassmittels von jedem Anschlussmechanismus 32 ist über eine Drehquelle, wie zum Beispiel ein elektrischer Servomotor M2 zur Anpassung angetrieben. Daher ist es über ein Betätigen des elektrischen Servomotors M2 von jedem Anschlussmechanismus 32, um die korrespondierende Schnecke 54 zu drehen und über ein Drehen des Schneckenrades 52 an einer fixierten Position, das mit der Schnecke ineinandergreift, möglich, das Wellenelement 50 von jedem Anschlussmechanismus 32, das mit dem Schneckenrad 52 ineinandergreift in die axiale Richtung von dem Wellenelement zu versetzen.
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2(a) zeigt einen Zustand, in dem das Wellenelement 50 über einen Drehvorgang der Schnecke 54 von jedem Anschlussmechanismus 32 an einer Rückstellposition bzw. hinteren Position (setback position) angeordnet ist, die tiefste in der Führungsausnehmung 58 des Wellenelementes 50. 2(b) zeigt einen Zustand, in dem das Wellenelement 50 über einen rückwärts drehenden Vorgang der Schnecke 54 sich an einer hervorstehenden Position befindet, die am meisten von der Führungsausnehmung 58 hervorstehende.
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In der Rückstellposition von diesem Wellenelement 50, ist das vierte Drehgelenk 48 an dem Wellenelement 50 in jedem Anschlussmechanismus 32 an der höchsten Rückstellposition gehalten, wie in 2(a) dargestellt, während in der hervorstehenden Position das vierte Drehgelenk 48 in der untersten Position gehalten ist, wie in 2(b) gezeigt ist. Auch befindet sich in beiden 2(a) und 2(b) der Schlitten 22 an der unteren Umkehrpunktposition über eine synchrone Betätigung von jedem Anschlussmechanismus 32 bei dieser Drehstellung der Kurbelwelle 18, wobei die Längsachse O1 von dem Hauptwellenbereich 18a direkt über der Längsachse 02 von dem exzentrischen Wellenelement 18b angeordnet ist.
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Gemäß der Presse 10 des Erfindungsgegenstandes ist es möglich, die Position von dem vierten Drehgelenk 44, beispielsweise von der Position, die in 2(a) gezeigt ist, zu der Position, die in 2(b) gezeigt ist, über ein Bewegen des elektrischen Servomotors M2 zur Anpassung des Anpassmittels 16 von jedem Anschlussmechanismus 32 zu verändern. Der elektrische Servomotor M2 von beiden solchen Anschlussmechanismen 32 ist in der Lage, die Betätigung synchron oder individuell zu steuern.
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In jedem Fall wird, wenn die Höhenposition von dem vierten Drehgelenk 48 geändert wird, zum Beispiel von der Position, die in 2(a) gezeigt ist, zu der Position, die in 2(b) gezeigt ist, über eine Betätigung des elektrischen Servomotors M2 des korrespondierenden Anschlussmechanismus 32, das Verbindungselement 36 des korrespondierenden Anschlussmechanismus 32 gegen den Uhrzeigersinn um den exzentrischen Wellenbereich 18b von der Position, die in 2(a) gezeigt ist, zu der Position, die in 2(b) gezeigt ist, über das Paar von Schwenkhebeln 46 gedreht. Wenn die Höhenposition des ersten Drehgelenks 38, das das Anschlusselement 40 lagert, mit der Änderung in der Drehstellung des Verbindungselementes 36 angehoben wird, wird die untere Umkehrpunktposition des Schiebers 22 um S von der Position, die in 2(a) gezeigt ist, zu der unteren Umkehrpunktposition, die in 2(b) gezeigt ist, angehoben.
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Dadurch ist es möglich, die untere Umkehrpunktposition des Schiebers 22 zu einem optimalen Wert über eine synchrone Betätigung von beiden elektrischen Servomotoren M2 zur Anpassung anzupassen.
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In 4 ist ein Steuersystem 100 für den elektrischen Hauptmotor M1 und den elektrischen Servomotor M2 zur Anpassung in einem Blockdiagramm gezeigt. Das Steuersystem 100 umfasst eine Steuerschaltung 60 zur Steuerung der Betätigung des elektrischen Hauptmotors M1 und des elektrischen Servomotors M2 zur Anpassung. Die Steuerschaltung 60 treibt den elektrischen Hauptmotor M1 unter einem vorbestimmten Betriebszustand basierend auf Eingabesignalen von einem Betriebseingabebereich 60a an. Auch umfasst die Steuerschaltung 60 einen arithmetischen Schaltungsbereich 60b zum Berechnen einer Verschiebung bzw. Veränderung in der unteren Umkehrpunktposition an beiden Erfassungspunkten auf der Basis von der unteren Umkehrpunktpositionsinformation von dem magnetischen Sensor 34b von jeder unterer Umkehrpunktpositionserfassungsvorrichtung 34. Die Steuerschaltung 60 kann den elektrischen Servomotor M2 zur Anpassung über die anweisende Schaltung 62 bezüglich der korrespondierenden Korrekturmenge auf der Basis der rechnerischen Entscheidungen des arithmetischen Schaltungsbereichs 60b betätigen. Weiter kann die Steuerschaltung 60 den elektrischen Servomotor M2 zur Anpassung von jedem Anschlussmechanismus 32 individuell oder synchron über die Korrekturmengenanweisungsschaltung 62 steuern, um eine vorbestimmte untere Umkehrpunktposition in einem Zustand festzulegen, in dem die horizontale Position des Schiebers 22 gehalten ist, auf der Basis von einem initialisierten Signal an einer unteren Umkehrpunktposition von dem Betriebseingabebereich 60a. Mit dieser Initialisierung ist es möglich, ein Ausgabesignal von jeder unteren Umkehrpunkt-Erfassungsvorrichtung 34 zu verwenden.
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Nach Initialisierung einer gewünschten unteren Umkehrpunktposition kann die Kurbelwelle 18 über ein Verbinden der Kupplung gedreht werden, während der elektrische Hauptmotor M1 betätigt wird. Diese Drehung der Kurbelwelle 18 wirkt derart auf das Paar von exzentrischen Bereichen 18b, dass diese eine exzentrische Bewegung synchron und in derselben Phase durchführen. Zu diesem Zeitpunkt ist es dem Paar von Schwenkhebeln 46, die mit dem Verbindungselement 36 von jedem Anschlussmechanismus 32 verbunden sind, möglich, eine Schwenkbewegung mit dem vierten Drehgelenk als Zentrum durchzuführen. Daher bewirken das Verbindungselement von jedem Anschlussmechanismus und die Schwenkhebel 46 eine Anschluss- bzw. eine Verbindungsbewegung mit dem vierten Drehgelenk 48 als Drehpunkt, wenn sich die Kurbelwelle 18 dreht, und die Bewegung des Verbindungselementes 36 wird über das Paar von Schwenkhebeln 46 reguliert.
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Eine integrale Bewegung des Verbindungselements 36 von jedem Anschlussmechanismus 32, deren Bewegung über die Schwenkhebel 46 reguliert wird, wird als eine lineare Hin- und Herbewegung über das Anschlusselement 40, das mit dem korrespondierenden ersten Drehgelenk 38 und dem Schieber 22 verbunden ist, auf den Schieber 22 übertragen. So führt der Schieber 22 mit der synchronen Betätigung von jedem Anschlussmechanismus 32 eine vertikale Bewegung in der horizontalen Stellung an der initialisierten gewünschten unteren Umkehrpunktposition durch, wodurch die Presse 10 einen gewöhnlichen Pressvorgang startet.
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Während des normalen Betriebs von der Presse 10 wird der Schieber 22, wenn die Wärmeerzeugung eine Verschiebung bzw. Veränderung verursacht, um an der unteren Umkehrpunktposition des Schiebers erzeugt zu werden, die über jeden Bewegungsumwandlungsmechanismus 32 initialisiert wird, aufgrund von einem Unterschied in einer Wärmeausdehnung aufgrund, beispielsweise eines Temperaturunterschieds, dazu gebracht, sich von der horizontalen Position zu neigen bzw. zu verschieben. Die Information bezüglich dieser Neigung wird über den arithmetischen Schaltungsbereich 60b der Steuerschaltung 60 als ein Ausgabesignal von dem Paar von magnetischen Sensoren 34b eingegeben. Der arithmetische Schaltungsbereich 60b berechnet bei Empfang des Signals von dem Paar von magnetischen Sensoren 34b einen korrigierten Wert mit dem Signalwert von einem von dem Paar von magnetischen Sensoren 34b als Referenz. Basierend auf diesem korrigierten Wert betätigt die Steuerschaltung 60, um die horizontale Stellung des Schiebers 22 aufrechtzuerhalten, über die korrespondierende korrigierte Mengenanweisungsschaltung 62 den anderen elektrischen Servomotor M2, der an der gegenüberliegenden Seite von der einen Seite angeordnet ist, die als Referenz genommen wurde.
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Bei dieser Betätigung des elektrischen Servomotors M2 zur Anpassung korrigiert das korrespondierende Anpassmittel 16 von dem korrespondierenden Anschlussmechanismus 32 die Verschiebung in der unteren Umkehrpunktposition des Anschlussmechanismus wie zuvor erwähnt. Bei diesem Korrekturvorgang ist das vierte Drehgelenk sogar im Rahmen der Betätigung des Schiebers 22 in einem Ruhezustand gebracht, und die Höhenposition des vierten Drehgelenks 48 in dem Ruhezustand wird über die Betätigung des elektrischen Servomotors M2 zur Anpassung zwischen der hinteren Position und der vorstehenden Position angepasst, um so die horizontale Stellung des Schiebers 22 zu halten. Daher wirken keine komplexen äußeren Kräfte auf das Anpassmittel 16 und die Dauerhaftigkeit des Anpassmittels wird verstärkt, und dadurch wird die Lebensdauer der Presse 10 verbessert.
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Ein identisches Ausgestalten der unteren Umkehrpunktposition von beiden Anschlussmechanismen 32, um die horizontale Stellung des Schiebers 22 an der unteren Umkehrpunktposition zu halten, führt manchmal zu einem geringen Unterschied, beispielsweise von mehreren µm bis zu mehreren dutzend µm in der Hublänge von beiden Anschlussmechanismen 32. Jedoch ist kein Problem von solch einem geringen Unterschied in der Hublänge zwischen beiden Anschlussmechanismen 32 bei dem Betrieb bzw. der Bewegung der Presse 10 aufgetreten.
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Bei dem zuvor Erwähnten war die horizontale Stellung des Schiebers 22 über ein Verwenden eines Signalwertes von dem Paar von magnetischen Sensoren 34b als Referenz gesteuert und über ein Betätigen des anderen elektrischen Servomotors M2, der an der gegenüberliegenden Seite von der einen Seite als die Referenz angeordnet ist. Anstelle von diesem Beispiel ist es auch möglich, die initialisierte untere Umkehrpunktposition als Referenzwert anzuwenden. In einem solchen Fall ist es möglich, die horizontale Stellung des Schiebers 22 an der initialisierten unteren Umkehrpunktposition über ein Betätigen beider Anpassmittel 16 auf Basis von einem Vergleich zwischen dem initialisierten Referenzwert und einem Wert, der über die Höheninformation von dem Paar von magnetischen Sensoren 34b erhalten wird, zu halten.
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Es ist möglich, ein Anpassmittel unter Verwendung einer Antriebsquelle wie zum Beispiel eine Zylindervorrichtung als das Anpassmittel 16 beliebig einzusetzen.
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In 2(a) und 2(b) ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Gehäuse 16a von dem Anpassmittel 16 an der Oberseite von dem Kronenbereich 12c angeordnet ist, aber wie in 5 gezeigt ist, kann das Anpassmittel 16 auch an einem Seitenbereich von der Krone 12c angeordnet sein. Das Anpassmittel 16, das in 5 gezeigt ist, ist dasselbe Anpassmittel 16, das in 2(a) gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Positionen, um das Gehäuse 16a zur Aufnahme des Wellenelementes 50, des Schneckenrades 52, der Schnecke 54 und dergleichen zu dem Seitenbereich des Kronenbereichs 12c geändert wurden, so dass mit dieser Änderung die Länge von dem Paar von Schwenkhebeln 46 und die Stellung relativ zu der Kronenposition 12c geändert sind, und dass der Anordnungswinkel von jedem Element 50, 52 und 54 etc. relativ zu dem Kronenbereich 12c um 90° geändert ist.
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Der beschriebene Erfindungsgegenstand ist nicht auf die zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auf verschiedenen Wegen ohne sich von dem Geist und dem hier dargelegten Schutzbereich zu entfernen, geändert werden, wie zum Beispiel über ein Verändern der Positionierung jedes Drehgelenks.
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Auch ist es zum Beispiel anstelle der magnetischen Erfassungsvorrichtung 34 möglich, verschiedene handelsübliche Positionserfassungsvorrichtungen, wie zum Beispiel eine optische Positionserfassungsvorrichtung oder eine Positionserfassungsvorrichtung unter Verwendung eines Wirbelstroms zu verwenden. Weiter können anstelle von einem Paar von Bewegungsumwandlungsmechanismen 32, drei oder mehrere Bewegungsumwandlungsmechanismen parallel zwischen der Kurbelwelle und dem Schieber angeordnet sein. Ferner ist es möglich, verschiedene Bewegungsumwandlungsmechanismen anzuwenden, die Anpassmittel aufnehmen, die die unteren Umkehrpunktpositionen regelbar ausgestalten.
