JP2001062591A - プレス機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランク軸回転数の制限内で不要なスライド
モーションを削減し、プレス機械の生産タクトを向上さ
せる。 【解決手段】 プレス駆動サーボモータ１３にローテー
ティングフィールド・シンクロナス・サーボモータを使
用し、減速機を介さずに直接クランク軸１９を駆動す
る。制御装置５５のデータ入力部６１から入力された加
工情報に基づいて、加工パターン生成部６３は、スライ
ド４５のモーションを含む加工パターンを生成する。サ
ーボ制御部６７は加工パターンに基づいて、プレス駆動
サーボモータ１３を制御してクランク軸１９を回動さ
せ、所望のスライドストロークを発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス機械に係り、
特にクランク軸をサーボモータで直接駆動するクランク
プレス機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクランクプレス機械は、動力源と
してインダクションモータを利用したものや、サーボモ
ータを利用したものがある。

【０００３】インダクションモータを利用したクランク
プレス機械は、インダクションモータの連続回転でフラ
イホイールを回転させ、フライホイールの回転をクラッ
チ・ブレーキを介して減速機に伝え、減速機で減速され
た回転をクランク軸に与えている。そしてクランク軸の
回転をスライドの上下運動に変換して、スライド下面に
固着された上型とこれに対向するボルスタに固着された
下型との協働で被加工物にプレス加工するものである。

【０００４】サーボモータを利用したクランクプレス機
械は、低速大トルクのサーボモータが得られないため、
高速サーボモータの回転をプーリやギア等の減速機によ
り減速してクランク軸を駆動していた。その他の構成
は、インダクションモータを利用したものとほぼ同様で
ある。

【０００５】また、減速機構の一部及び回転運動を直線
運動に変換する手段としてボールネジ式サーボプレス機
械がある。ボールネジ式サーボプレス機械は、直動式サ
ーボプレス機械とも呼ばれ、サーボモータの回転をギア
又はプーリーで減速してボールネジに伝達し、ボールネ
ジにより回転運動をスライドの上下運動に変換して、ス
ライド下面に固着された上型とこれに対向するボルスタ
に固着された下型との協働で被加工物にプレス加工する
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
サーボモータを利用したクランクプレス機械において
は、サーボモータの回転はプーリやギアを用いた減速機
構により減速されてクランク軸部材に伝達されているの
で、ギヤ音、バックラッシュによる振動、騒音が発生し
たり、またスライドの停止位置精度が悪いという問題点
があった。

【０００７】また、サーボモータの回転をクランク軸に
伝達する伝達機構を備える必要があるので、プレス機械
自体が大型になり、また、部品点数が多いためにプレス
機械の組立に多くの時間を要するという問題点があっ
た。

【０００８】また、サーボモータの回転がギヤ又はプー
リ等の回転伝達機構により伝達されるので、駆動力の伝
達ロスが発生し、エネルギ効率が悪いという問題点があ
った。また、大トルクを発生するサーボモータはマグネ
ットを使用しているので、高価であるという問題点があ
った。

【０００９】また、上述したようなボールねじ式のプレ
ス機はボールねじに強度がないために大トルクをかける
ことができず、高い加圧力を必要とするプレス加工には
適用できないという問題点があった。

【００１０】また、従来のインダクションモータを利用
したクランクプレス機械においては、スライドのモーシ
ョンは、上死点と下死点との間を往復する固定モーショ
ンとなっていたので、機械の強度及び剛性によりフライ
ホイールの上限回転数が制限され、これ以上の生産性の
向上が望めないという問題点があった。

【００１１】また、従来のインダクションモータを利用
したクランクプレス機械において、絞り加工を行う際に
は、製品に合わせてフライホイールの回転数を手動で調
整して一分当たりの加工回数ｓｐｍ（ｓｔｒｏｋｅ ｐ
ｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）を低下させていたので、低速域で
はフライホイールのエネルギーが不足し加工できない製
品もあるという問題点があった。

【００１２】また、従来のインダクションモータを利用
したクランクプレス機械では、打抜き加工の際に、金型
と板材との間や、フレームの歪み等によって大きな振動
及び騒音が発生し、振動や騒音を下げるためには、クラ
ンク軸回転速度を低下させて、ｓｐｍを落として加工し
なければならないため、生産性が低下するという問題点
があった。

【００１３】また、従来のインダクションモータを利用
したクランクプレス機械においては、スライドのモーシ
ョンは、上死点と下死点との間を往復する固定モーショ
ンとなっていたので、被加工物に対して複数回（例えば
Ｎ回）の加圧を行うコイニング加工する際には、Ｎ回の
クランク軸回転を要し、生産タクトがＮ倍となって、生
産性が低下するという問題点があった。

【００１４】また、ボールねじ式のプレス機械において
は、Ｎ回の加圧を行うコイニング加工を行う際には、サ
ーボ指令によりサーボモータに対して４Ｎ回の加速又は
減速を行わせるために、生産性が向上しないという問題
点があった。

【００１５】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、クランク式プレス機械の強
度、剛性を生かして、回転伝達機構の振動並びに騒音、
エネルギの伝達ロスを低減すると共に、コンパクト化を
図り得るプレス機械を提供することにある。また本発明
の別の目的は、フライホイールの上限回転数によりｓｐ
ｍが制限されず、生産性を向上させたクランクプレス機
械を提供することである。

【００１６】また本発明の別の目的は、製品に応じて加
工時のスライド速度を低下させるとともに、加工の前後
においてスライド速度を高めて、ｓｐｍを向上させるこ
とができるクランクプレス機械を提供することである。
また本発明の別の目的は、ｓｐｍを低下させることな
く、騒音及び振動を低下させることのできるクランクプ
レス機械を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。

【００１８】請求項１記載の発明は、クランク軸又はエ
キセントリック軸に連結されたスライドを上下動させて
スライドの下部に設けた上型とボルスタの上部に設けた
下型との協働でワークにプレス加工を行うプレス機械で
あって、減速機を介さずに前記クランク軸又はエキセン
トリック軸を直接駆動するプレス駆動サーボモータと、
製品毎の加工情報を入力するデータ入力部と、入力され
た加工情報を記憶するデータ記憶部と、該データ記憶部
に記憶された加工情報に基づく前記スライドのモーショ
ンを含む加工パターンを生成する加工パターン生成部
と、該加工パターン生成部が生成した加工パターンに応
じて前記プレス駆動サーボモータを制御するサーボ制御
部と、を備えたことを要旨とする。

【００１９】請求項２記載の発明は、クランク軸又はエ
キセントリック軸に連結されたスライドを上下動させて
スライドの下部に設けた上型とボルスタの上部に設けた
下型との協働でワークにプレス加工を行うプレス機械で
あって、前記クランク軸又はエキセントリック軸を減速
機を介して駆動するプレス駆動サーボモータと、製品毎
の加工情報を入力するデータ入力部と、入力された加工
情報を記憶するデータ記憶部と、該データ記憶部に記憶
された加工情報に基づく前記スライドのモーションを含
む加工パターンを生成する加工パターン生成部と、該加
工パターン生成部が生成した加工パターンに応じて前記
プレス駆動サーボモータを制御するサーボ制御部と、を
備えたことを要旨とする。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載のプレス機械において、前記プレス駆動サー
ボモータは、固定電機子に設けた第１のコイルが発生す
る回転磁界により回転子が磁化されるとともに前記固定
電機子に設けた第２のコイルが発生する回転磁界により
前記回転子が回転させられるローテティングフィールド
・シンクロナス・サーボモータであることを要旨とす
る。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれか１項記載のプレス機械において、前記
加工情報は、上死点から下死点までのクランク回転角に
対応する最大ストローク長以下の任意のストローク長を
含み、前記加工パターン生成部は、前記ストローク長が
最大ストローク長未満の場合、該ストローク長をプレス
駆動サーボモータが正回転及び逆回転を繰り返す回動角
度に変換した加工パターンを生成することを要旨とす
る。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれか１項記載のプレス機械において、前記
加工情報は、上死点から下死点までのクランク回転角に
対応する最大ストローク長以下の任意のストローク長を
含み、前記加工パターン生成部は、前記ストローク長が
最大ストローク長の場合、前記プレス駆動サーボモータ
の同一方向回転を加工パターンとすることを要旨とす
る。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれか１項記載のプレス機械において、前記
加工情報は、コイニング加工時の回転速度、コイニング
復帰位置、コイニング加工繰り返し回数を含み、前記加
工パターン生成部は、前記加工情報に基づいて、前記プ
レス駆動サーボモータを加工開始位置から加工終了位置
まで指定された回転速度で指定回数だけ回動させる加工
パターンを生成することにより、同一ワークに対して前
記スライドを最大ストロークより小さいストロークの繰
り返し往復運動させることを要旨とする。

【００２４】請求項７記載の発明は、請求項６記載のプ
レス機械において、前記加工情報は、コイニング加工の
加工開始位置を更に含み、前記加工パターン生成部は、
前記プレス駆動サーボモータを加工開始位置から指定回
数だけ回動させる加工パターンを生成することにより、
同一ワークに対して前記スライドを最大ストロークより
小さいストロークの繰り返し往復運動させることを要旨
とする。

【００２５】請求項８記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれか１項記載のプレス機械において、前記
加工情報は、加工回転数、加工開始点及び加工終了点を
含み、前記加工パターン生成部は、加工回転数、加工開
始点及び加工終了点に従って加工パターンを生成するこ
とを要旨とする。

【００２６】請求項９記載の発明は、請求項８記載のプ
レス機械において、前記データ記憶部は、予め各製品に
共通の機械構造によって定まる最大回転数及び加減速時
定数を記憶し、前記加工パターン生成部は、加工開始点
から加工終了点以外のストロークにおいて最大回転数及
び加減速時定数に従って加工パターンを生成することを
要旨とする。

【００２７】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれか１項記載のプレス機械において、前
記加工情報は、板厚、加工開始点及び加工終了点をそれ
ぞれ製品毎に含み、前記データ記憶部は、予め板厚毎に
最適加工速度を記憶し、前記加工パターン生成部は、板
厚、加工開始点及び最適加工速度に従って加工パターン
を生成することを要旨とする。

【００２８】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
のプレス機械において、前記加工パターン生成部が生成
する加工パターンは、加工開始点から板厚の略１／３ま
で前記スライドのストロークが進んだ時点から加工速度
を加速することを要旨とする。

【００２９】請求項１２記載の発明は、請求項１０記載
のプレス機械において、前記加工情報は、製品毎の加工
開始点から加工終了点までの任意に変化する加工速度情
報を更に含み、前記加工パターン生成部は、板厚、加工
開始点及び前記加工速度情報により加工パターンを生成
することを要旨とする。

【００３０】請求項１３記載の発明は、請求項１ないし
請求項１２のいずれか１項記載のプレス機械において、
前記加工情報は、加工を実施する時間帯毎の加工速度情
報を含み、前記加工パターン生成部は、加工時の時間帯
に合わせて加工情報を選択して加工パターンを生成する
ことを要旨とする。

【００３１】請求項１４記載の発明は、請求項１ないし
請求項１３のいずれか１項記載のプレス機械において、
前記スライドの下死点位置を調整する下死点調整用サー
ボモータをさらに備え、前記加工パターン生成部は、前
記プレス駆動サーボモータによるスライドの上下運動と
前記下死点調整用サーボモータによる下死点調整運動と
が合成された合成モーションとして加工パターンを生成
し、前記サーボ制御部は、前記プレス駆動サーボモータ
の制御と前記下死点調整用サーボモータの制御とを同期
させて、前記合成モーションによるプレス動作を行わし
めることを要旨とする。

【００３２】請求項１５記載の発明は、請求項１ないし
請求項１４のいずれか１項記載のプレス機械において、
前記データ入力部から入力された入力データ、または前
記加工パターン生成部が生成した加工パターンによる生
産タクトを表示する表示部を更に備えたことを要旨とす
る。

【００３３】請求項１６記載の発明は、請求項１ないし
請求項１５のいずれか１項記載のプレス機械において、
前記プレス機械は、汎用プレス機械、プレスブレーキ、
タレットパンチプレス、或いはシャーリング機械である
ことを要旨とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るプレ
ス機の実施形態の構成を示すシステム構成図である。同
図において、プレス機械１は、立設された機械フレーム
３を備えており、この機械フレーム３における下部の前
部には前フレーム５が一体化されている。この前フレー
ム５の上部にはボルスタ７が設けられており、このボル
スタ７上には下型９が交換可能に装着されている。

【００３５】機械フレーム３の上部には、レゾルバ、ロ
ータリエンコーダなどの位置検出センサ１１を備えたプ
レス駆動用サーボモータ１３が重ね板バネ１５を介して
ボルト１７で取付けられている。このプレス駆動用サー
ボモータ１３の出力軸には、左右方向に伸延したクラン
ク軸１９が装着されている。

【００３６】このクランク軸１９の偏心部２１の両側の
主軸部２３は、軸受３Ａを介して機械フレーム３に軸支
されている。またクランク軸１９の偏心部２１にはコネ
クティングロッド２９の上部が装着されている。しか
も、このコネクティングロッド２９の下部内には上下方
向へ雌ネジ３１が形成されている。

【００３７】この雌ネジ３１には玉ネジ３３に備えられ
た雄ネジ３５が螺合されている。玉ネジ３３にはウォー
ムホイール３７が設けられており、このウォームホイー
ル３７にはウォーム３９が噛合されている。このウォー
ム３９には下死点調整用サーボモータ４１の出力軸４３
が装着されている。下死点調整用サーボモータ４１はス
ライド（ラムとも呼ばれる）４５に取付けられている。
しかも、下死点調整用サーボモータ４１にはレゾルバ、
ロータリエンコーダなどの位置検出センサ４７が備えら
れいている。

【００３８】機械フレーム３の図１において左側上部に
は、バランスシリンダ４９が設けられており、このバラ
ンスシリンダ４９に装着されたピストンロッド５１の先
端（下端）は前記スライド４５の上部に取付けられてい
る。このバランスシリンダ４９を作動せしめることによ
りスライド４５を上方に引き上げる力が働き、スライド
の重量による下方への力がバランスされ、プレス駆動用
サーボモータ１３の負荷変動を軽減することができる。
前記スライド４５の下部には前記下型９に対応した上型
５３が交換可能に設けられている。

【００３９】また、機械フレーム３の右側上部には、機
械式ブレーキ２５が設けられており、機械式ブレーキ２
５によりプレス駆動用サーボモータ１３の回転を停止さ
せたり、その停止状態を保持することにより、プレス駆
動用サーボモータ１３への給電が停止しサーボモータと
して電磁気的に回転停止状態を保持できない場合でも、
スライド４５を停止させ、プレス機械としての安全性を
確保できるようになっている。

【００４０】さらに、前記機械フレーム３の図１におい
て右方には制御装置５５が配置されている。制御装置５
５は、位置センサ１１及び４７から位置及び速度信号を
入力し位置及び速度を検出する位置・速度検出部５７、
ＣＲＴ画面等の表示手段を備えて、加工情報や加工パタ
ーン若しくは加工パターンによる生産タクトを表示する
表示部５９、加工情報を入力するためのデータ入力部６
１、入力された加工情報に基づいてスライドのモーショ
ンを含む加工パターンを生成する加工パターン生成部６
３、加工情報や加工パターンを記憶するデータ記憶部６
５、加工パターンに従ってプレス駆動サーボモータ１３
及び下死点調整用サーボモータ４１を制御するサーボ制
御部６７を備えている。

【００４１】上記構成により、制御装置５５にプレス駆
動用サーボモータ１３を制御せしめて駆動せしめると、
出力軸を介してクランク軸１９が回転される。このクラ
ンク軸１９の回転はコネクティングロッド２９に上下運
動に変換され、さらに玉ネジ３３，ウォームホイール３
７およびウォーム３９を介してスライド４５が上下動さ
れる。

【００４２】また、制御装置５５により下死点調整用サ
ーボモータ４１を制御し駆動せしめると、出力軸４３を
介してウォーム３９が回転され、ウォームホイール３７
を介して玉ネジ３３が回転される。玉ネジ３３が回転さ
れると、雄ネジ３５と雌ネジ３１とが螺合されているか
ら、コネクティングロッド２９に対してスライド４５の
下死点の位置が上下に調整される。

【００４３】図２ないし図５は、プレス駆動用モータ１
３として好ましいローテティングフィールド・シンクロ
ナス・サーボモータ（回転磁界型同期電動機）を説明す
る図である。尚、ローテティングフィールド・シンクロ
ナス・サーボモータの構成及びその制御方法は、本願発
明者らによる特開平５−３１６７８３号公報、特開平７
−１５９００号公報に詳細に開示されている。

【００４４】ローテティングフィールド・シンクロナス
・サーボモータは、図２に縦断面図、図３に軸方向正面
図を示すように、固定電機子（ステータ）１０１に設け
た第１のコイルである界磁コイル１０３が発生する回転
磁界により回転子（ロータ）１０７が磁化されるととも
に固定電機子１０１に設けた第２のコイル１０５である
トルク発生用の電機子コイル１０５が発生する回転磁界
により回転子１０７が回転させられるローテティングフ
ィールド・シンクロナス・サーボモータである。

【００４５】さらに詳しく説明すると、図３においては
回転子１０７の側面部に対向して配置された界磁コイル
１０３、及び回転子１０７の外周部に対向して配置され
た電機子コイル１０５が設けられたローテティングフィ
ールド・シンクロナス・サーボモータ１３の基本的な構
造が示されている。

【００４６】固定電機子１０１は、板状のコアを重ねた
コア部１１１に電機子コイル１０５が巻かれてが設けら
れている。また、回転子１０７は永久磁石を使用しない
磁性体であり、回転子１０７の両側面側、つまり図２に
おいて右面側及び左面側にも界磁コイル１０３が周設さ
れている。すなわち、このプレス駆動用サーボモータ１
３は界磁コイル１０３によって図２の矢印に示されてい
るように磁束が発生して回転子１０７が磁化され、電機
子コイル１０５により生成される回転磁界により回転子
１０７が回転させられる。

【００４７】また、図４に示すように、このプレス駆動
用サーボモータ１３は界磁コイル１０３を電気角１２０
°ずつずらした３組の３相巻線として電機子側に設けら
れ、電機子コイル１０５も電気角１２０°ずつずらした
３組の３相巻線として電機子側に設けられ、その巻線間
の電気角が９０°とした構造とすることも可能である。

【００４８】したがって、図示せざる制御部からの指令
でプレス駆動用サーボモータ１３に対して所定電力が所
定の位相角で供給されると、回転子１０７の側面に配置
された界磁コイル１０３により回転子１０７の特に図２
においてコア部１１１へ磁力が伝達されてコア部１１１
が磁化され、ステータ１０１の電機子コイル１０５によ
り回転子１０７が回転する。この場合、回転子１０７は
永久磁石が使用されていないために安価で、大トルク、
大型のモータの製作が可能である。

【００４９】上記の回転子１０７の側面に界磁コイル１
０３を配置したプレス駆動用サーボモータ１３では、回
転子１０７の磁力が側面に配置された界磁コイル１０３
によりコントロールされる。

【００５０】ここで、プレス駆動用サーボモータ１３の
トルクτ、誘起電圧Ｅは、それぞれ、次に示す式（１）
及び式（２）で表される。

【００５１】

【数１】τ＝Ｋ１×ΦＭ×Ｉ［Ｎｍ］ …（１） Ｅ＝Ｋ２×ΦＭ×Ｎ［Ｖ］ …（２） ここで、Ｋ１，Ｋ２は比例定数、ΦＭは界磁コイルによ
る磁束、Ｉは電機子コイル電流、Ｎは回転数を示してい
る。

【００５２】上記の２式により、ΦＭは界磁電流により
可変できるので、トルクτは磁界の強さΦＭ×電機子電
流Ｉ［Ａ］に比例し、誘起電圧Ｅは界磁の強さΦＭ×回
転数Ｎに比例する。ここで、任意のＮ回転において常に
一定の誘起電圧Ｅになるように界磁ΦＭを制御し、モー
タの発熱量を決定する。出力はＰ＝２π×Ｎ×τで決定
され、回転数Ｎにより発生トルクτが決定される。この
タイプのモータは出力が一定であるので定出力モータと
称する。

【００５３】上記の定出力モータのタイプのプレス駆動
用サーボモータ１３がクランク軸１１に直接取り付けら
れた場合は、低速域で大トルクを発生可能であり、例え
ば０〜３００ｓｐｍのプレスに最適な大トルクが発生す
る。

【００５４】図５はプレス駆動用サーボモータに永久磁
石を用いた例を示す。同図において、永久磁石を使用し
たプレス駆動用サーボモータ１１３は、磁性体のコア部
１１１に電機子コイル１０５が設けられ、この電機子コ
イル１０５の内側に間隙１１５を介して対向する回転子
１０７外周部の位置にはマグネット部１１７が回転子１
０７に一体的に設けられる。電機子コイル１０５は複数
の位相のコイルが巻回されて形成され、一方、マグネッ
ト部１１７は各コイルに対向する間隔で永久磁石のＮ極
とＳ極とが交互に多数個、周設されるものである。

【００５５】したがって、電機子コイル１０５の複数の
位相のコイルにタイミングよく駆動電流（パルス）が順
次加えられると、これらの複数の位相のコイルと多数の
永久磁石との間の磁力により、マグネット部１１７が回
転子１０７を回転せしめるように作用し、回転子１０７
並びにスプライン軸部１０９がサーボモータ１１３内で
回転する。

【００５６】なお、永久磁石を使用したプレス駆動用サ
ーボモータ１１３では、トルクτ、誘起電圧Ｅは、次の
２つの式で示される。

【００５７】

【数２】τ＝Ｋ３×ΦＭ×Ｉ［Ｎｍ］ …（３） Ｅ＝Ｋ４×ΦＭ×Ｎ［Ｖ］ …（４） ここで、Ｋ３、Ｋ４は比例定数、ΦＭは永久磁石の磁束
を示している。

【００５８】上記の２式により、トルクτは電機子電流
Ｉ［Ａ］に比例する。モータの定格出力を決定する温度
上昇は電機子電流の銅損による発熱であり、電機子電流
はトルクに比例する。従って、このタイプのモータは、
温度上昇による使用限界が回転数Ｎに関係なく一定のト
ルクτ［Ｎｍ］であるので、定トルクモータと称する。

【００５９】なお、回転子１０７を逆転させるには、複
数の位相のコイルに加えるパルスの順序を逆にすること
によりできるので、スプライン軸部１０９を介してクラ
ンク軸１９を容易に逆転される。

【００６０】上記構成により、制御装置により制御され
て上記のプレス駆動用サーボモータ１３が駆動される
と、回転子１０７の回転によりスプライン軸部１０９を
介してクランク軸１９が回転し、このクランク軸１９の
回転はコネクティングロッド２９により上下運動に変換
されてスライド４５が上下動される。

【００６１】また、制御装置５５により下死点調整用モ
ータ４１が制御されて駆動されると出力軸４３を介して
ウォーム３９が回転され、ウォームホイール３７を介し
て玉ねじ３３が回転される。玉ねじ３３が回転されると
雄ねじ３５と雌ねじ３１が螺合されているので、コネク
ティングロッド２９に対してスライド４５の下死点の位
置が上下に調整されてダイハイトが微調整される。

【００６２】したがって、プレス駆動用サーボモータ１
３によるスライド４５の上下動が高速で行われることに
より、例えば１つの製品に対して数回の繰り返しの絞り
加工や打ち抜き加工が行われる場合、段階的に各加工毎
に下死点位置調整用モータ４１によるダイハイト調整が
行われて実際のスライド４５のストロークが段階的に下
げられることによりダイハイト間が段階的に小さくされ
るので、ワークＷを移動せずに同じ所で繰り返しのプレ
ス加工が高精度で効率的に行われる。また、能力の小さ
いプレスで大きなプレス加工が可能となる。

【００６３】以上のように、プレス駆動用サーボモータ
１３の軸心とクランク軸１９の軸受部１５の軸心とが一
直線上に配置され、プレス駆動用サーボモータ１３の回
転子１０７とクランク軸１９がダイレクトに連結される
ので、従来のような減速機構並びに回転伝達機構がなく
なるために、部材点数が少なく構造が簡単で組立容易で
あり、コンパクト化を図ることができ、エネルギの伝達
ロスがなくなり電力消費量を低減することができる。

【００６４】なお、一般的なプレス機械として、常時フ
ライホイールを回転させているものは、駆動モータが常
時ＯＮ状態であるので、電力消費量が多いが、これに比
べると、本発明のプレス機械はプレス稼動時にプレス駆
動用サーボモータ１３がＯＮされるので電力消費量を低
減することができる。

【００６５】また、従来のようなフライホイールやギヤ
やタイミングベルト等の伝達手段を介さないので、騒音
や振動が少なくなる。定出力モータ式のプレス駆動用サ
ーボモータ１３は騒音が少ない。さらに、重ね板バネ１
５等の振動吸収部材が設けられているために、クランク
軸１９の振動に対応してモータが振動吸収部材を介して
従動するので、スライド４５の振動がプレス駆動用サー
ボモータ１３に伝わらないように吸収される。

【００６６】また、従来のようなサーボモータ並びに減
速機構、回転伝達機構を使用したものは非通電時に静止
が難しいが、本発明のプレス機械１は、プレス駆動用サ
ーボモータ１３の非通電時に機械式ブレーキ２５で、機
械的に静止させることができ、また、直ちに反転が可能
であるので成形加工が容易である。

【００６７】図６は、前記制御装置５５を例えばマイク
ロコンピュータを用いて構成したブロック図を示すもの
である。図６に示すように、制御装置５５は、バス調停
機能を内蔵したＣＰＵ７１を備えており、このＣＰＵ７
１のバス７３には、キーボードのごとき入力装置７５、
ＣＲＴのごとき出力装置７７が接続されている。また、
バス７３にはプログラムを記憶するプログラムメモリ８
３、データを記憶するデータメモリ８５、プレス駆動用
サーボ制御部８７、下死点調整用サーボ制御部８９、日
付時刻を保持するカレンダクロック９１、Ａ／Ｄコンバ
ータ７９、通信制御部８１が接続されている。

【００６８】入力装置７５は、加工情報やオペレータか
らの各種の指示を入力することに用いられる。出力装置
７７は、入力した加工情報の表示確認、加工情報に基づ
いて作成された加工パターンの表示、加工パターンによ
り定まる当該加工の生産タクト等を表示することに用い
られる。

【００６９】プログラムメモリ８３は、後述する加工情
報に基づいてスライドのモーションを含む加工パターン
を生成する加工パターン生成プログラム８３ａ、プレス
駆動用サーボ制御部８７及び下死点調整用サーボ制御部
８９を制御するためのサーボ制御プログラム８３ｂ、入
力装置７５及び出力装置７７を制御するための入出力制
御プログラム８３ｃ、その他プレス機械１を制御するプ
ログラムを記憶している。

【００７０】データメモリ８５は、入力装置７５または
通信制御部８１を介して入力された製品毎の加工情報を
記憶する加工情報記憶領域８５ａ、加工パターン生成プ
ログラムが生成した加工パターンを記憶する加工パター
ン記憶領域８５ｂ、ＣＰＵ７１が作業用に利用する作業
領域８５ｃを備えている。

【００７１】作業領域８５ｃには、製品毎の加工情報に
基づいて加工パターンを生成する際に利用可能なパラメ
ータ、即ち、予め各製品に共通の機械構造によって定ま
る最大回転数及び加減速時定数、材料の材質、板厚、ま
たは加工内容等による最適加工速度の情報や、加工を実
施する際の時間帯毎の騒音や振動の環境規制値をクリア
するための時間帯毎の最大回転数等が記憶されており、
加工パターン生成プログラム８３ａは、これらのパラメ
ータを考慮して加工パターンを生成することができるよ
うになっている。

【００７２】Ａ／Ｄコンバータ７９の入力には、マルチ
プレクサ９３の出力が接続され、マルチプレクサ９３の
入力には、プレス駆動用サーボモータ１３の回転位置を
検出する位置検出センサ１１ａ、プレス駆動用サーボモ
ータ１３の回転速度を検出する速度検出センサ１１ｂ、
下死点調整用サーボモータ４１の回転位置を検出する位
置検出センサ４７ａ、下死点調整用サーボモータ４１の
回転速度を検出する速度検出センサ４７ｂが接続されて
いる。そして、これらセンサ１１ａ，１１ｂ，４７ａ，
４７ｂが検出する信号を時分割してアナログ／ディジタ
ル変換し、バス７３へ出力するこよにより、ＣＰＵ７１
がプレス駆動用サーボモータ１３及び下死点調整用サー
ボモータ４１の位置情報及び速度情報を知ることができ
る。

【００７３】尚、本発明においては、速度検出センサ１
１ｂ、４７ｂは、必須のものではなく、位置検出センサ
１１ａ，４７ａの位置検出信号の時間微分を速度検出信
号として利用しても良い。

【００７４】通信制御部８１は、ネットワーク９５を介
して例えば設計用ワークステーションや生産管理用ワー
クステーションと通信し、設計用ワークステーションか
ら生産設計が完了した加工情報を受信したり、プレス機
械１の生産実績を送信することができるようになってい
る。

【００７５】プレス駆動用サーボ制御部８７は、ＣＰＵ
７１の制御に基づいて、スライド４５のモーションが加
工パターンとなるようにプレス駆動用サーボモータ１３
を制御する。このプレス駆動用サーボ制御部８７からプ
レス駆動用サーボモータ１３への指令は、正転，逆転、
角加速度、及び回転角度量はプログラマブルになってい
る。

【００７６】下死点調整用サーボ制御部８９は、ＣＰＵ
７１の制御に基づいて、下死点調整用サーボモータ４１
を制御し、スライド４５の下死点位置の移動調整をプロ
グラマブルに行うことができるようになっている。

【００７７】また、プレス駆動用サーボモータ１３の正
転，逆転に伴うスライド４５の位置のどの位置において
も、ＣＰＵ７１から下死点調整用サーボ制御部８９への
指示により、プログラマブルに下死点調整用サーボモー
タ４１に回転指令を与え、スライド４５の下死点位置を
調整できるようになっている。また、スライド４５の位
置およびプレス駆動用サーボモータ１３の回転角位置に
よりプログラマブルに設定し、図示しないワーク位置決
め装置へ移動指令を出せるようになっている。

【００７８】上記構成により、データメモリ８５の加工
パターン記憶領域８５ｂに記憶された加工パターンに基
いて、ＣＰＵ７１がプログラムメモリ８３に記憶された
サーボ制御プログラム８３ｂを実行することにより、Ｃ
ＰＵ７１からの指示に従ってプレス駆動用サーボ制御部
８７、下死点調整用サーボ制御部８９がそれぞれプレス
駆動用サーボモータ１３、下死点調整用サーボモータ４
１を制御せしめることによって、加工パターンのスライ
ドモーションが実現される。

【００７９】図７は、本実施形態のプレス機械をデータ
処理機能の観点からみた場合の動作を説明する概略フロ
ーチャートである。このデータ処理機能は、大別して、
製品毎の加工情報をプレス機械に入力するための加工情
報入力処理機能、入力された加工情報に基づいてスライ
ドモーションを含む加工パターンを生成する加工パター
ン生成処理機能、生成された加工パターンに基づいて実
際に加工を行う加工実行機能に分けられる。

【００８０】図７において、まず、処理選択が行われる
（ステップ１０、以下ステップをＳと略す）。Ｓ１０の
選択において、加工情報入力であれば、プログラムメモ
リ８３中の入出力制御プログラム８３ｃに制御を移し、
キーボードのような入力装置７５から加工情報を入力し
（Ｓ２０）、データメモリ８５の加工情報領域８５ａに
記憶する（Ｓ３０）。次いで加工情報入力を継続するか
否かを判定し（Ｓ４０）、継続するならＳ２０に戻る。
継続しなければ、他の処理へ移行するか否かを判定し
（Ｓ５０）、Ｙｅｓならば、Ｓ１０へ戻る。Ｎｏなら
ば、処理を終了する。

【００８１】Ｓ１０の処理選択において、加工パターン
生成であれば、プログラムメモリ８３中の加工パターン
生成プログラム８３ａに制御を移し、既にデータメモリ
８５の加工情報記憶領域８５ａに記憶済みの加工情報の
リストをＣＲＴディスプレイのような出力装置７７に出
力し（Ｓ６０）、入力装置７５から加工情報選択を入力
する（Ｓ７０）。次いで、加工情報選択がＯＫか否かを
判定し（Ｓ８０）、選択ＯＫでなければ、Ｓ６０へ戻
る。選択ＯＫであれば、選択された加工情報から加工パ
ターンを生成し（Ｓ９０）、生成した加工パターンをデ
ータメモリ８５の加工パターン記憶領域８５ｂへ格納す
る（Ｓ１００）。次いで、加工パターン生成を継続する
か否かを判定し（Ｓ１１０）、ＹｅｓならばＳ６０へ戻
る。Ｓ１１０の判定でＮｏならば、他の処理へ移行する
か否かを判定し（Ｓ２３０）、ＹｅｓならばＳ１０へ戻
り、Ｎｏならば終了する。

【００８２】Ｓ１０の処理選択において、加工実行であ
れば、加工選択を加工情報で行うか、加工パターンで行
うかのいずれであるか加工選択モードを判定する（Ｓ１
２０）。加工選択モードが加工情報による選択モードで
あれば、加工情報選択メニューを出力装置７７に表示し
（Ｓ１３０）、いずれの加工情報により加工を実行する
かの加工情報選択を入力装置７５から入力し（Ｓ１４
０）、選択ＯＫか否かを判定する（Ｓ１５０）。選択が
ＯＫでなければ、再度選択するために、Ｓ１２０へ戻
る。

【００８３】選択がＯＫであれば、選択された加工情報
に対応する加工パターンがデータメモリ８５の加工パタ
ーン記憶領域８５ｂに記憶済みか否かを判定し（Ｓ１６
０）、Ｎｏであれば、エラー表示して（Ｓ２４０）、Ｓ
２３０へ移る。

【００８４】Ｓ１６０の判定でＹｅｓであれば、選択さ
れた加工情報とともに、これに対応する加工パターン及
びその生産タクトを出力装置７７に表示し（Ｓ２０
０）、選択された加工パターンで必要数のプレス加工を
行う（Ｓ２１０）。プレス加工が終了すると、次いで加
工続行か否かを判定し（Ｓ２２０）、Ｙｅｓであれば、
新たな加工パターンを選択するためにＳ１２０へ戻る。
Ｓ２２０の判定でＮｏであれば、他の処理へ移行するか
否かを判定するためにＳ２３０へ移る。

【００８５】Ｓ１２０の加工選択モードにおいて、加工
パターンによる選択モードであれば、加工パターン選択
メニューを出力装置７７に表示し（Ｓ１７０）、いずれ
の加工パターンにより加工を実行するかの加工パターン
選択を入力装置７５から入力し（Ｓ１８０）、選択ＯＫ
か否かを判定する（Ｓ１９０）。選択がＯＫでなけれ
ば、再度選択するために、Ｓ１２０へ戻る。選択がＯＫ
であれば、Ｓ２００へ移る。以下の動作は、加工情報選
択モードと同様である。

【００８６】以上のようにして、加工情報入力処理、加
工パターン生成処理、加工実行処理がそれぞれ行われ
る。

【００８７】次に、図８ないし図１２を参照して、加工
情報の具体的な例、これらの加工情報に応じて生成され
る加工パターン、及びこれら加工パターンに対応するク
ランク軸の回転動作を説明する。尚、本実施形態のプレ
ス機械においては、プレス駆動サーボモータ１３である
ロテーティングフィールド・シンクロナス・サーボモー
タの回転軸が減速機を介さずにクランク軸１９に直結さ
れているので、プレス駆動モータの回転角度及び回転速
度は、クランク軸の回転角度及び回転速度に常に一致し
ている。

【００８８】図８は、コイニング加工を行う際に、加工
情報として、加工回転数（加工回転速度）、コイニング
復帰位置（下死点上高さ）、コイニング加工繰り返し回
数（例えば、２回とする）を入力した場合に生成される
サーボ指令波形（ａ）、スライド線図（ｂ）、クランク
軸回転軌跡図（ｃ）の例を示す図である。

【００８９】この例では、図８（ａ）に示すように、プ
レス駆動モータに対するサーボ指令は、クランク軸上死
点における静止状態から正回転（クランク軸回転図では
時計回り）方向へ一定の角加速度で加速を指示し、加工
回転速度に達すると、下死点位置まで加工回転速度を維
持し、下死点を過ぎると、一定の角加速度で減速し、コ
イニング復帰位置で指定された位置で一瞬停止した後、
逆回転方向へ一定の角加速度で加速を指示し、加工回転
速度で下死点位置に達し、下死点を過ぎると、一定の回
転速度で回転し、上死点前で減速して上死点で静止する
という動作を指示する。

【００９０】これにより、同図（ｂ）に示すように、下
死点位置を２回通過して、被加工物に対して２回のプレ
ス動作を行うコイニング加工を行うことができる。

【００９１】そして、同図（ｃ）に示すように、２回の
コイニング加工を行うにもかかわらず、クランク軸の総
回転角度は、１回転（３６０°）余りとなり、従来のク
ランクプレスにおける２回転に比べて、回転角度が削減
され、生産効率を向上させることができる。

【００９２】尚、コイニング復帰位置は直接角度で入力
することも可能であるが、コイニング復帰位置を下死点
上高さで入力した場合には、クランク軸の偏心半径及び
コネクティングロッドの長さに基づいて、三角関数を使
用する周知の方法により、コイニング復帰位置における
クランク軸回転角度を算出することができる。

【００９３】コイニング加工の加工情報の変形例とし
て、コイニング加工回数は、２回に限らず３回、または
４回以上の任意の回数が指定可能であり、またコイニン
グ加工のスタート位置は、上死点のみならず、任意のス
タート位置をとることができる。

【００９４】図９（ａ）は、スタート位置を上死点から
下げた任意の位置に指定して、さらに生産性を向上させ
たコイニング２回加工の例を示すクランク軸回転軌跡図
である。

【００９５】図９（ｂ）は、コイニング３回加工の例を
示すクランク軸回転軌跡図である。同図から明らかなよ
うに、コイニング加工回数、即ち下死点位置の通過回数
が奇数回の場合、クランク軸０°と１８０°とを結ぶ線
に対して、スタート位置とストップ位置、２つのコイニ
ング復帰位置が対称となるように配置すると、複数の製
品を作成する場合に、各製品における加工ストロークが
同等となり好ましい。

【００９６】図１０は、フルストローク未満のスライド
運動を繰り返し行う振り子運転の例を説明するサーボ指
令波形（ａ）、及びスライド線図（ｂ）である。

【００９７】プレス駆動サーボモータの最高回転数は７
５ｒｐｍに制限されているものとすると、このプレス機
械でクランク軸を３６０°回転させるクランクモーショ
ンを行う場合には、スライド線図は、図１０（ｂ）の破
線で示すようなフルストローク１３０ｍｍの動作とな
り、１回のプレスに０．８ｓｅｃ要する。

【００９８】ところが、図１０（ｂ）の実線で示す振り
子運転の繰り返しモーションで、スライドを下死点上高
さ２０ｍｍから下死点まで往復運動させることにより、
所要時間は一往復当たり０．３ｓｅｃとなり、生産性が
約２．７倍に向上している。

【００９９】図１１は、プレス駆動サーボモータの最高
回転数より低い任意の加工回転数で加工を行う例のサー
ボ指令波形（ａ）と、スライド線図（ｂ）とを示すもの
である。

【０１００】本発明においては、材料の交換のための大
きいストロークを確保しながら、所定の加工速度を維持
しつつ高速の繰り返し速度を実現するため、加工開始か
ら加工終了までは、指定された加工回転数でプレス動作
を行い、この前後のスライドに力の掛からない範囲にお
いては最大回転数まで加速することができる。

【０１０１】即ち、図１１（ａ）のサーボ指令波形に示
すように、サーボモータの回転速度指定を最大回転数ま
で立ち上げた後、例えば、下死点上６５°、下死点上高
さ４０ｍｍの加工開始点までに加工回転数まで回転速度
を低下させ、この加工回転数を加工終了点まで維持した
後、再び最大回転数まで加速させるような動作を実現で
きる。これにより図１１（ｂ）に実線で示すスライド線
図は、加工中最適な速度でスライドが動作し、被加工物
に適した速度でプレス加工が行えると共に、加工の前後
でスライドを高速に移動させ、生産性を向上させること
ができる。

【０１０２】尚、図１１に示した加工パターンの変形例
として、板厚と加工開始点を加工情報入力とし、加工パ
ターン生成部は、予めデータ記憶部に記憶された板厚毎
の最適加工速度を参照して、加工パターンを生成するこ
とができる。即ち、板厚に応じて、板厚が薄いと加工速
度を速くし、板厚が厚いと加工速度を遅くする。

【０１０３】一般の金型で打ち抜き加工を行う場合、例
えば、板厚の約１／３までプレスストロークが入ったと
きに、せん断加工が完了するので、これ以後、プレス駆
動用サーボモータを加速するようなサーボ指令波形とし
てもよい。これにより、板厚及び加工開始点の加工情報
と、予め記憶された板厚毎の最適加工速度により、加工
パターン生成部が加工パターンを生成することができ、
振動・騒音を抑制しつつ、最適な生産タクトで加工を行
うことができる。

【０１０４】また、非加工物がプリント基板のような積
層材の場合には、下死点に達するまでの速度は速く、下
死点から復帰する際の速度は遅く制御することにより、
表面部材の剥離を防止した加工を実現することができ
る。

【０１０５】図１２は、プレス駆動サーボモータ１３
（サーボモータ（１））と、下死点調整用サーボモータ
４１（サーボモータ（２））との同時動作によりスライ
ドの合成モーションを行う例を示すサーボ指令波形
（ａ）、スライド線図（ｂ）、及びクランク軸回転軌跡
図（ｃ）である。これ以前に説明した加工パターンは、
下死点調整用のモータには、必ずしもサーボモータを使
用する必要はなかったが、図１２で説明する加工パター
ンには、図１の下死点調整用サーボモータ４１、及びサ
ーボ制御部６７によるプレス駆動用サーボモータ１３と
下死点調整用サーボモータ４１の同期制御が必須であ
る。

【０１０６】さて、図１２に示すように、サーボモータ
（１）は、クランク軸回転角度位置９０°をスタート位
置として、所定の角加速度で加速され、加工速度で下死
点位置（１８０°）を通過した後、所定の角加速度で減
速されクランク軸回転角度位置２７０°で一旦停止した
後、反転して加速し、加工速度で再度下死点を通過した
後、減速してスタート位置に戻る振り子運動を行う。こ
のサーボモータ（１）のみによるスライドモーションを
図１２（ｂ）に破線で示す。

【０１０７】サーボモータ（１）がスタート位置から加
速を始めると同時に、サーボモータ（２）は、正転され
て下死点位置を下げる方向にスライドを駆動する。次い
で、サーボモータ（２）は逆転されて下死点位置を元に
戻すようにスライドを駆動する。そしてスライド位置が
戻ったところでクランク軸の回転が下死点位置に到達す
る。これにより、サーボモータ（１）によるスライドの
動作と、サーボモータ（２）によるスライドの動作との
合成が実際のスライドのモーションとなり、図１２
（ｂ）の実線で示す合成モーションとなる。

【０１０８】この合成モーションは、スライドの下降運
動の前半で下降速度を高め、下降運動の後半でスライド
速度を低下させることになり、生産タクトを低下させる
ことなく、加工速度を低下させることにより、製品加工
時の振動・騒音を抑制することができる。

【０１０９】なお、本発明は、前述した発明の実施の形
態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、汎用プレス機械、プレスブレーキ、タレットパンチ
プレス、或いはシャーリング機械等においても種々の態
様で実施し得るものである。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、減速機を介さずにクランク軸又はエキセント
リック軸を直接駆動するプレス駆動サーボモータと、製
品毎の加工情報を入力するデータ入力部と、入力された
加工情報を記憶するデータ記憶部と、このデータ記憶部
に記憶された加工情報に基づくスライドのモーションを
含む加工パターンを生成する加工パターン生成部と、こ
の加工パターン生成部が生成した加工パターンに応じて
前記プレス駆動サーボモータを制御するサーボ制御部と
をプレス機械に備えたことにより、従来のクランク回転
に制約されることなく、最適な加工パターンにより製品
を加工することができ、生産効率を向上させることがで
きるという効果がある。

【０１１１】また、従来のバックラッシュ、ギヤ音によ
る振動や騒音を低減でき、高応答にでき、エネルギの伝
達ロスをなくすことができるので電力消費量を低減する
ことができる。

【０１１２】また請求項２記載の発明によれば、クラン
ク軸又はエキセントリック軸を減速機を介して駆動する
プレス駆動サーボモータと、製品毎の加工情報を入力す
るデータ入力部と、入力された加工情報を記憶するデー
タ記憶部と、このデータ記憶部に記憶された加工情報に
基づくスライドのモーションを含む加工パターンを生成
する加工パターン生成部と、この加工パターン生成部が
生成した加工パターンに応じて前記プレス駆動サーボモ
ータを制御するサーボ制御部とをプレス機械に備えたこ
とにより、従来のクランク回転に制約されることなく、
最適な加工パターンにより製品を加工することができ、
生産効率を向上させることができるという効果がある。

【０１１３】また請求項３記載の発明によれば、請求項
１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記プレ
ス駆動サーボモータは、固定電機子に設けた第１のコイ
ルが発生する回転磁界により回転子が磁化されるととも
に前記固定電機子に設けた第２のコイルが発生する回転
磁界により前記回転子が回転させられるローテティング
フィールド・シンクロナス・サーボモータとしたので、
安価で低速大トルクのサーボモータをプレス駆動モータ
として利用できるので、従来より広範囲なプレス加工を
行うことができるという効果がある。

【０１１４】また請求項４記載の発明によれば、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、前記加工情報は、上死点から下死点までのクランク
回転角に対応する最大ストローク長以下の任意のストロ
ーク長を含み、前記加工パターン生成部は、前記ストロ
ーク長が最大ストローク長未満の場合、該ストローク長
をプレス駆動サーボモータが正回転及び逆回転を繰り返
す回動角度に変換した加工パターンを生成するようにし
たので、クランクプレス機械としての加圧性を損なうこ
となく生産性を向上させるとともに、消費電力量を低減
させることができるという効果がある。

【０１１５】また請求項５記載の発明によれば、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、前記加工情報は、上死点から下死点までのクランク
回転角に対応する最大ストローク長以下の任意のストロ
ーク長を含み、前記加工パターン生成部は、前記ストロ
ーク長が最大ストローク長の場合、前記プレス駆動サー
ボモータの同一方向回転を加工パターンとするようにし
たので、通常のクランクプレス機械としてのプレス動作
も行うことができる。

【０１１６】また請求項６記載の発明によれば、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、前記加工情報は、コイニング加工時の回転速度、コ
イニング復帰位置、コイニング加工繰り返し回数を含
み、前記加工パターン生成部は、前記加工情報に基づい
て、前記プレス駆動サーボモータを加工開始位置から加
工終了位置まで指定された回転速度で指定回数だけ回動
させる加工パターンを生成することにより、同一ワーク
に対して前記スライドを最大ストロークより小さいスト
ロークの繰り返し往復運動させることができるようにな
り、指定された回転速度で指定の加圧回数を必要とする
コイニング加工の生産性を向上させることができるとい
う効果がある。

【０１１７】また請求項７記載の発明によれば、請求項
６記載の発明の効果に加えて、前記加工情報は、コイニ
ング加工の加工開始位置を更に含み、前記加工パターン
生成部は、前記プレス駆動サーボモータを加工開始位置
から指定回数だけ回動させる加工パターンを生成するこ
とにより、必要最小限のスライドストロークの繰り返し
往復運動によりさらに生産性を向上させることができ
る。

【０１１８】また請求項８記載の発明によれば、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、前記加工情報は、加工回転数、加工開始点及び加工
終了点を含み、前記加工パターン生成部は、加工回転
数、加工開始点及び加工終了点に従って加工パターンを
生成するようにしたので、製品の板厚、必要な加圧力等
を考慮して、必ずしもスライドストロークの下死点を含
まない加工パターンにより高速に加工を行うことができ
る。

【０１１９】また請求項９記載の発明によれば、請求項
８記載の発明の効果に加えて、前記データ記憶部は、予
め各製品に共通の機械構造によって定まる最大回転数及
び加減速時定数を記憶し、前記加工パターン生成部は、
加工開始点から加工終了点以外のストロークにおいて最
大回転数及び加減速時定数に従って加工パターンを生成
するようにしたので、加工回転数に影響を及ぼすことな
く、非加工時のストロークを高速に移動させ、生産性を
向上させることができる。

【０１２０】また請求項１０記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加
えて、前記加工情報は、板厚、加工開始点及び加工終了
点をそれぞれ製品毎に含み、前記データ記憶部は、予め
板厚毎に最適加工速度を記憶し、前記加工パターン生成
部は、板厚、加工開始点及び最適加工速度に従って加工
パターンを生成するようにしたので、加工パターンの作
成が容易となるとともに、加工実績のある加工パターン
を利用することができるという効果がある。

【０１２１】また請求項１１記載の発明によれば、請求
項１０記載の発明の効果に加えて、前記加工パターン生
成部が生成する加工パターンは、加工開始点から板厚の
略１／３まで前記スライドのストロークが進んだ時点、
つまり打ち抜き加工完了後から加工速度を加速するよう
にしたので、プレス機械が発する騒音を低減するととも
に、生産性を向上させることができるという効果があ
る。

【０１２２】また請求項１２記載の発明によれば、請求
項１０記載の発明の効果に加えて、前記加工情報は、製
品毎の加工開始点から加工終了点までの任意に変化する
加工速度情報を更に含み、前記加工パターン生成部は、
板厚、加工開始点及び前記加工速度情報により加工パタ
ーンを生成するようにしたので、例えば、打ち抜きの場
合、通常材料の打ち抜きができる板厚の約１／３までは
比較的低速にストロークを進め、板厚の約１／３を過ぎ
て打ち抜き加工完了後から高速にストロークを進めるこ
とにより、騒音を抑制しながら生産性を向上させること
ができる。

【０１２３】また請求項１３記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項１２のいずれかに記載の発明の効果に
加えて、前記加工情報は、加工を実施する時間帯毎の加
工速度情報を含み、前記加工パターン生成部は、加工時
の時間帯に合わせて加工情報を選択して加工パターンを
生成するようにしたので、加工時の時間帯の騒音規制値
を遵守しつつ、最大限の生産性を達成することができる
という効果がある。

【０１２４】また請求項１４記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項１３のいずれかに記載の発明の効果に
加えて、前記スライドの下死点位置を調整する下死点調
整用サーボモータをさらに備え、前記加工パターン生成
部は、前記プレス駆動サーボモータによるスライドの上
下運動と前記下死点調整用サーボモータによる下死点調
整運動とが合成された合成モーションとして加工パター
ンを生成し、前記サーボ制御部は、前記プレス駆動サー
ボモータの制御と前記下死点調整用サーボモータの制御
とを同期させて、前記合成モーションによるプレス動作
を行わしめるようにしたので、ストロークを順次伸ばす
ことにより一連の絞り加工における金型数を削減するこ
とができるという効果がある。

【０１２５】また請求項１５記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項１４のいずれかに記載の発明の効果に
加えて、前記データ入力部から入力された入力データ、
または前記加工パターン生成部が生成した加工パターン
による生産タクトを表示する表示部を更に備えたことに
より、生産タクトを容易に認識することができるという
効果がある。

【０１２６】また請求項１６記載の発明によれば、請求
項１ないし請求項１５のいずれか１項記載のプレス機械
において、前記プレス機械は、汎用プレス機械、プレス
ブレーキ、タレットパンチプレス、或いはシャーリング
機械であることとしたので、汎用プレス機械、プレスブ
レーキ、タレットパンチプレス、或いはシャーリング機
械においても請求項１ないし請求項１５記載の発明の効
果を享受できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプレス機械の実施形態の構成を示
すシステム構成図である。

【図２】実施形態に用いられるローテティングフィール
ド・シンクロナス・サーボモータの基本的な構成を示す
模式的な断面図である。

【図３】図２の左側面図である。

【図４】図２の電機子コイル部の状態を示す模式的な断
面図である。

【図５】本発明の実施の形態を示すもので、永久磁石を
用いたローテティングフィールド・シンクロナス・サー
ボモータの構成を示す模式的な断面図である。

【図６】実施形態の制御装置を例えばマイクロコンピュ
ータを用いて構成したブロック図である。

【図７】本実施形態のプレス機械をデータ処理機能の観
点からみた場合の動作を説明する概略フローチャートで
ある。

【図８】実施形態のプレス機械において、コイニング加
工を行う際のサーボ指令波形（ａ）、スライド線図
（ｂ）、クランク軸回転軌跡図（ｃ）の例を示す図であ
る。

【図９】スタート位置を上死点から下げた任意の位置に
指定して、さらに生産性を向上させたコイニング２回加
工の例を示すクランク軸回転軌跡図（ａ）、及びコイニ
ング３回加工の例を示すクランク軸回転軌跡図（ｂ）で
ある。

【図１０】フルストローク未満のスライド運動を繰り返
し行う振り子運転の例を説明するサーボ指令波形
（ａ）、及びスライド線図（ｂ）である。

【図１１】プレス駆動サーボモータの最高回転数より低
い任意の加工回転数で加工を行う例のサーボ指令波形
（ａ）と、スライド線図（ｂ）である。

【図１２】プレス駆動サーボモータ（サーボモータ
（１））と、下死点調整用サーボモータ（サーボモータ
（２））との協動によりスライドの合成モーションを行
う例を示すサーボ指令波形（ａ）、スライド線図
（ｂ）、及びクランク軸回転軌跡図（ｃ）である。

【符号の説明】

１ プレス機械 ３ 機械フレーム ７ ボルスタ ９ 下型 １１ 位置検出センサ １３ プレス駆動用サーボモータ １９ クランク軸 ２９ コネクティングロッド ４１ 下死点調整用サーボモータ ４５ スライド ４７ 位置検出センサ ５３ 上型 ５５ 制御装置 ５７ 位置・速度検出部 ５９ 表示部 ６１ データ入力部 ６３ 加工パターン生成部 ６５ データ記憶部 ６７ サーボ制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽我 充正 神奈川県小田原市栢山977 (72)発明者 牟田 剛 神奈川県秦野市南矢名526−12 Ｆターム(参考） 4E088 GA08 4E090 AA01 BA02 CC01 CD10

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸又はエキセントリック軸に連
   結されたスライドを上下動させてスライドの下部に設け
   た上型とボルスタの上部に設けた下型との協働でワーク
   にプレス加工を行うプレス機械であって、 減速機を介さずに前記クランク軸又はエキセントリック
   軸を直接駆動するプレス駆動サーボモータと、 製品毎の加工情報を入力するデータ入力部と、 入力された加工情報を記憶するデータ記憶部と、 該データ記憶部に記憶された加工情報に基づく前記スラ
   イドのモーションを含む加工パターンを生成する加工パ
   ターン生成部と、 該加工パターン生成部が生成した加工パターンに応じて
   前記プレス駆動サーボモータを制御するサーボ制御部
   と、 を備えたことを特徴とするプレス機械。
2. 【請求項２】 クランク軸又はエキセントリック軸に連
   結されたスライドを上下動させてスライドの下部に設け
   た上型とボルスタの上部に設けた下型との協働でワーク
   にプレス加工を行うプレス機械であって、 前記クランク軸又はエキセントリック軸を減速機を介し
   て駆動するプレス駆動サーボモータと、 製品毎の加工情報を入力するデータ入力部と、 入力された加工情報を記憶するデータ記憶部と、 該データ記憶部に記憶された加工情報に基づく前記スラ
   イドのモーションを含む加工パターンを生成する加工パ
   ターン生成部と、 該加工パターン生成部が生成した加工パターンに応じて
   前記プレス駆動サーボモータを制御するサーボ制御部
   と、 を備えたことを特徴とするプレス機械。
3. 【請求項３】 前記プレス駆動サーボモータは、固定電
   機子に設けた第１のコイルが発生する回転磁界により回
   転子が磁化されるとともに前記固定電機子に設けた第２
   のコイルが発生する回転磁界により前記回転子が回転さ
   せられるローテティングフィールド・シンクロナス・サ
   ーボモータであることを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のプレス機械。
4. 【請求項４】 前記加工情報は、上死点から下死点まで
   のクランク回転角に対応する最大ストローク長以下の任
   意のストローク長を含み、 前記加工パターン生成部は、前記ストローク長が最大ス
   トローク長未満の場合、該ストローク長をプレス駆動サ
   ーボモータが正回転及び逆回転を繰り返す回動角度に変
   換した加工パターンを生成することを特徴とする請求項
   １ないし請求項３のいずれか１項記載のプレス機械。
5. 【請求項５】 前記加工情報は、上死点から下死点まで
   のクランク回転角に対応する最大ストローク長以下の任
   意のストローク長を含み、 前記加工パターン生成部は、前記ストローク長が最大ス
   トローク長の場合、前記プレス駆動サーボモータの同一
   方向回転を加工パターンとすることを特徴とする請求項
   １ないし請求項３のいずれか１項記載のプレス機械。
6. 【請求項６】 前記加工情報は、コイニング加工時の回
   転速度、コイニング復帰位置、コイニング加工繰り返し
   回数を含み、 前記加工パターン生成部は、前記加工情報に基づいて、
   前記プレス駆動サーボモータを加工開始位置から加工終
   了位置まで指定された回転速度で指定回数だけ回動させ
   る加工パターンを生成することにより、同一ワークに対
   して前記スライドを最大ストロークより小さいストロー
   クの繰り返し往復運動させることを特徴とする請求項１
   ないし請求項３のいずれか１項記載のプレス機械。
7. 【請求項７】 前記加工情報は、コイニング加工の加工
   開始位置を更に含み、 前記加工パターン生成部は、前記プレス駆動サーボモー
   タを加工開始位置から指定回数だけ回動させる加工パタ
   ーンを生成することにより、同一ワークに対して前記ス
   ライドを最大ストロークより小さいストロークの繰り返
   し往復運動させることを特徴とする請求項６記載のプレ
   ス機械。
8. 【請求項８】 前記加工情報は、加工回転数、加工開始
   点及び加工終了点を含み、 前記加工パターン生成部は、加工回転数、加工開始点及
   び加工終了点に従って加工パターンを生成することを特
   徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の
   プレス機械。
9. 【請求項９】 前記データ記憶部は、予め各製品に共通
   の機械構造によって定まる最大回転数及び加減速時定数
   を記憶し、 前記加工パターン生成部は、加工開始点から加工終了点
   以外のストロークにおいて最大回転数及び加減速時定数
   に従って加工パターンを生成することを特徴とする請求
   項８記載のプレス機械。
10. 【請求項１０】 前記加工情報は、板厚、加工開始点及
    び加工終了点をそれぞれ製品毎に含み、 前記データ記憶部は、予め板厚毎に最適加工速度を記憶
    し、 前記加工パターン生成部は、板厚、加工開始点及び最適
    加工速度に従って加工パターンを生成することを特徴と
    する請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のプレ
    ス機械。
11. 【請求項１１】 前記加工パターン生成部が生成する加
    工パターンは、加工開始点から板厚の略１／３まで前記
    スライドのストロークが進んだ時点から加工速度を加速
    することを特徴とする請求項１０記載のプレス機械。
12. 【請求項１２】 前記加工情報は、製品毎の加工開始点
    から加工終了点までの任意に変化する加工速度情報を更
    に含み、 前記加工パターン生成部は、板厚、加工開始点及び前記
    加工速度情報により加工パターンを生成することを特徴
    とする請求項１０記載のプレス機械。
13. 【請求項１３】 前記加工情報は、加工を実施する時間
    帯毎の加工速度情報を含み、 前記加工パターン生成部は、加工時の時間帯に合わせて
    加工情報を選択して加工パターンを生成することを特徴
    とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項記載の
    プレス機械。
14. 【請求項１４】 前記スライドの下死点位置を調整する
    下死点調整用サーボモータをさらに備え、 前記加工パターン生成部は、前記プレス駆動サーボモー
    タによるスライドの上下運動と前記下死点調整用サーボ
    モータによる下死点調整運動とが合成された合成モーシ
    ョンとして加工パターンを生成し、 前記サーボ制御部は、前記プレス駆動サーボモータの制
    御と前記下死点調整用サーボモータの制御とを同期させ
    て、前記合成モーションによるプレス動作を行わしめる
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか
    １項記載のプレス機械。
15. 【請求項１５】 前記データ入力部から入力された入力
    データ、または前記加工パターン生成部が生成した加工
    パターンによる生産タクトを表示する表示部を更に備え
    たことを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれ
    か１項記載のプレス機械。
16. 【請求項１６】 前記プレス機械は、汎用プレス機械、
    プレスブレーキ、タレットパンチプレス、或いはシャー
    リング機械であることを特徴とする請求項１ないし請求
    項１５のいずれか１項記載のプレス機械。