JP2001062598A

JP2001062598A - プレス機械

Info

Publication number: JP2001062598A
Application number: JP24330299A
Authority: JP
Inventors: Hironori Yamakawa; 裕典山河; Hiromichi Takao; 宏道高尾; Kenichi Nakai; 健一中井
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-13
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP3753899B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の機械プレスは、下死点位置決め精度が
悪く、スライドの下降曲線も任意に選択できず、また、
サーボプレスは、モータ容量が過大になり、高速加工も
難しいなどの問題点の解決を課題とする。【解決手段】フライホイール７，カム３Ａ，３Ｂを介
してモータの駆動で上下移動する第１スライド１６と、
この第１スライドに担持されボールねじ２９Ａを介して
サーボモータの駆動で上下移動する第２スライド２１
と、カムの回転角度位置を検出するレゾルバと、第２ス
ライドの上下移動位置を検出するリニアスケールと、こ
れらからの検出信号とにもとづいて第２スライドを設定
の下死点位置に位置決めすべくサーボモータを制御する
コントローラとを備えて、第２スライドを第１スライド
で下降させ、この第２スライドを、その途中の下降開始
位置から設定の下死点位置までサーボモータでさらに下
降させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、打ち抜き加工，絞
り加工，穴明け加工などのプレス加工工程を個別または
２工程以上備えて、スライドを複合的に駆動するプレス
機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレス機械のスライド駆動装置と
しては、クランク機構，トグルリンク機構，カム機構な
どを介してスライドを駆動する機械プレスや、サーボモ
ータとボールねじなどとによって駆動するサーボプレス
が知られている。このうち、前者の機械プレスは、スラ
イドの上下移動量や下降曲線をクランク機構，トグルリ
ンク機構，カム機構などの機構で規定し、フライホイー
ルを併用してその慣性エネルギーを利用する構成である
ので、加工荷重に対して比較的小容量のモータで駆動す
ることができ、高速度加工にも適している。また、後者
のサーボプレスは、サーボモータを回動位置決め制御す
ることで、スライドの上下移動や下降曲線を任意に規定
する構成であるので、特に下死点位置決め精度を要求す
る場合などに効果的であることが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
機械プレスにおいては、駆動機構のバックラッシュや熱
変位に起因して、スライドの下死点位置を高精度に位置
決めすることが難しく、底部の板厚や底部近傍の角部を
高精度で加工することができない問題があった。この問
題を解決する手段として、下死点位置補正装置を設けて
下死点位置決め精度の向上を図ることはできるが、装置
が煩雑で高価になるという問題があった。また、機械的
な駆動機構を利用するので、スライドの下降曲線は利用
するその駆動機構によって規定され、特に下死点位置近
傍の下降曲線を任意に選択できないという問題もあっ
た。

【０００４】また、後者のサーボプレスにおいては、サ
ーボモータの回動位置決め精度を維持するために、駆動
系中にフライホイールを用いてその慣性エネルギーを利
用することができないという問題がある。このため、質
量の大きいスライドをサーボモータの動力のみで駆動す
る必要がある。したがって、加工荷重に対してサーボモ
ータの容量が大きくなるとともに、高速度加工が難しい
という問題があった。

【０００５】本発明は、従来技術のこのような問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、機
械プレスでは、スライドの下死点位置を高精度に位置決
めすることが困難であり、また、下死点位置近傍の下降
曲線を任意に選択できないという問題や、サーボプレス
では、加工荷重に対するサーボモータの大容量化が必要
であり、また、高速度加工に不適切という問題などを解
決することである。本発明では、これらの問題点を解決
するために、汎用モータ，フライホイール，カム機構な
どによって機械的に駆動する第１スライドと、サーボモ
ータ，運動方向変換機構などによって下降位置制御可能
に駆動する第２スライドとを設けて、これらを複合駆動
するようにしたプレス機械を提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本請求項１の発明のプレス機械は、打ち抜き加工，絞
り加工，穴明け加工などのプレス加工工程を個別または
２工程以上備えてスライドを複合駆動するプレス機械で
あって、フライホイールおよびカム機構を介してモータ
の駆動で上下移動可能な第１スライドと、この第１スラ
イドに担持され回転運動を直進運動に変換する運動方向
変換機構を介してサーボモータの駆動で前記第１スライ
ドに対して工具保持部材とともに上下移動可能な第２ス
ライドと、前記カム機構のカム回転角度位置を検出する
角度位置検出手段と、前記第２スライドの上下移動位置
を検出する直進位置検出手段と、前記角度位置検出手段
の角度位置信号と前記直進位置検出手段の直進位置信号
とにもとづいて前記第２スライドを設定の下死点位置に
位置決めすべく前記サーボモータを制御する制御手段と
を備えて、加工工具を下降させる際に、前記第１スライ
ドを前記第２スライドとともに下降させ、その第２スラ
イドを、前記第１スライドによる下降端位置を含む下降
開始位置から設定の下死点位置までさらに下降させるよ
うにしたものである。

【０００７】この請求項１の発明によれば、加工工具を
下降させる際に、第１スライドを第２スライドととも
に、その下降端位置まで下降かつ一時停止させ、この第
１スライドが下降端位置に達する直前から上昇を開始す
るまでの間で、この第１スライドとともに下降する第２
スライドを、第１スライドによる下降端位置を含む下降
開始位置から設定の下死点位置までさらに下降させるこ
とができる。

【０００８】すなわち、加工工具は、加工工具の下降位
置精度が要求されない下降途中位置までは、機械プレス
の特徴を生かして、フライホイールの慣性エネルギーを
利用した第１スライドによって、比較的小動力により早
い速度で下降させ、下降位置精度が要求されるプレス加
工の下死点位置近傍では、サーボプレスの特徴を生かし
て、サーボモータで第２スライドを位置制御することで
下死点位置を高精度に位置決めすることができるととも
に、その下降曲線や下降速度を任意に選択することがで
きる。また、第２スライドの下降開始位置を、第１スラ
イドによる下降端位置に達する直前に設定することによ
って、第２スライドは、その下降に第１スライドの慣性
エネルギーを継続的に利用できるので、駆動するサーボ
モータをより小容量にできる。

【０００９】なお、この発明においては、第２スライド
を下降させる際に、第１スライドを下降端位置で一時停
止させているので、あたかも無駄時間が生ずるかのよう
であるが、カム機構を利用したプレス機械においては、
横穴加工やトリミング加工のために通常そのカムのカム
曲面は、回転角度が、０．１７４５ｒａｄ（１０度）か
ら１．０４７２ｒａｄ（６０度）までの任意の回転角度
の間では、スライド（本発明では、第１スライド）が下
死点位置を維持して一時停止するように、そのカム曲面
の半径が一定に形成されている。すなわち、この発明は
その一時停止時間を利用して第２スライドを作動させる
ようにしたものである。そして、この発明では、第１ス
ライドと第２スライドとが下降端の下死点位置で一時停
止している間に、横穴加工やトリミング加工をすること
ができる。

【００１０】また請求項２の発明に係る前記第２スライ
ドは、加工工具を着脱可能なダイセットの上台であるよ
うにしたものである。この請求項２の発明によれば、第
２スライドは、加工工具を着脱可能なダイセットの上台
であるようにしたので、第２スライドを特別に設けるこ
となく、ダイセットの上台と共用することができる。

【００１１】請求項３の発明に係る前記運動方向変換機
構は、ボールねじ機構であるようにしたものである。こ
の請求項３の発明によれば、運動方向変換機構は、ボー
ルねじ機構であるようにしたので、サーボモータの回転
運動を第２スライドの直進運動に円滑に変換することが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のプレス機械に係る実施の
形態について、その構成を示す図１〜図４にもとづき、
先ずその構成を説明する。図１は、複合的なスライド駆
動装置を有するプレス機械を示す正面図、図２は、スラ
イド駆動装置を示す図１のＡ−Ｂ−Ｃ線断面図、図３
は、スライド駆動装置を示す図２のＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ線断
面図、図４は、スライド駆動装置を示す図２のＤ−Ｄ線
断面図である。

【００１３】本例のプレス機械は、後述するように、モ
ータ９の駆動で上下移動可能な第１スライド１６と、こ
の第１スライド１６に担持されサーボモータ２３の駆動
で上下移動可能な第２スライド２１と、第１スライド１
６を駆動するカム機構のうちのカム３Ａ，３Ｂの回転角
度位置を検出するレゾルバ１４（角度位置検出手段）
と、第２スライド２１の上下移動位置を検出するリニア
スケール３９（直進位置検出手段）と、レゾルバ１４の
角度位置信号とリニアスケール３９の直進位置信号とに
もとづいて第２スライド２１を設定の下死点位置に位置
決めすべくサーボモータ２３を制御するコントローラ５
１（制御手段）とを備える装置である。

【００１４】次いで、前述の第１スライド１６を駆動す
る一方のスライド駆動装置は、図１，図２に示すよう
に、プレス機枠１の左右両側のフレーム１ａ，１ｂに、
カム軸２が、両端から突出して回転可能に水平軸承され
ており、このカム軸２には、左右両側のフレーム１ａ，
１ｂの内側にカム３Ａ，３Ｂが、それぞれ板状の外周に
同一形状のカム曲面が形成されて、それぞれのカム位相
を同一であるようにして固設されている。そして、右フ
レーム１ａ外に突出したカム軸２の軸端には、大歯車４
が固着され、左フレーム１ｂ外に突出した軸端には、傘
歯車６が固着されている。

【００１５】また、左右両側のフレーム１ａ，１ｂに
は、フライホイール軸８が、右端から突出してカム軸２
と平行で回転可能に水平軸承されており、このフライホ
イール軸８には、フライホイール７が固着され、その近
傍に大歯車４と噛み合う図示しない小歯車がこのフライ
ホイール軸８に取り付けられている。そして、上述した
カム３Ａ，３Ｂの駆動系列は、右フレーム１ａ側上端部
に設けたモータ９からベルトを介してフライホイール７
が回転され、その回転が図示しないクラッチ／ブレー
キ，フライホイール軸８，小歯車を介し大歯車４からカ
ム軸２に伝達されて、カム３Ａ，３Ｂは、このカム軸２
とともに回転する。

【００１６】また、左フレーム１ｂに設けた軸受ブラケ
ット１１に、傘歯車６と噛み合う傘歯車１２を固着した
回転軸１３が回転可能に軸承されていて、この回転軸１
３の軸端には、カム３Ａ，３Ｂの回転角度位置を検出す
るレゾルバ１４が取り付けられている。そして、カム３
Ａ，３Ｂの回転角度位置に対応する角度位置信号を後述
のコントローラ５１に出力する。

【００１７】このように構成されたカム３Ａ，３Ｂの駆
動系列は、第１スライド１６を駆動するものであって、
この第１スライド１６は図３に示すように、略直方体に
形成されて左右両側のフレーム１ａ，１ｂの内側で、そ
の四隅に設けたスライドジブ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，
１７Ｄによって、上下移動可能に摺動案内されている。
この第１スライド１６には、図１に示すカム軸２が貫通
していて、このカム軸２には、左右両側のフレーム１
ａ，１ｂの内側近傍位置に、カム３Ａ，３Ｂが、それぞ
れのカム位相を同一であるようにして固設されている。

【００１８】そして、これらカム３Ａ，３Ｂの上下位置
の第１スライド１６には、これらのカム３Ａ，３Ｂを隙
間なく挟持するようにして、カムフオロア１８Ａ，１８
Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄが回転可能に軸承されている。すな
わち、図１に示す右側のカム３Ａの上下位置には、図２
に示すようにカムフオロア１８Ａ，１８Ｂが、また、左
側のカム３Ｂの上下位置には、カムフオロア１８Ｃ，１
８Ｄが、それぞれカム３Ａ，３Ｂのカム曲面に回転可能
に接している。

【００１９】したがって、第１スライド１６は、カム軸
２とともに同一位相で回転するカム３Ａ，３Ｂによっ
て、それぞれのカムリフト量に追従するカムフオロア１
８Ａ〜１８Ｄを介して上下移動される。この第１スライ
ド１６の上下移動は、そのカム３Ａ，３Ｂが１回転する
ことで、上昇端位置から下降端位置を経て上昇端位置に
もどり、これを繰り返す。

【００２０】この間の経過割合をカム３Ａ，３Ｂの回転
角度割合で表示すると、第１スライド１６を上昇端位置
から下降端位置まで下降させる間と、下降端位置から上
昇位置まで上昇させる間とが各々２．０９４４ｒａｄ
（１２０度）、また、上昇端位置と下降端位置とで一時
停止させる間が各々１．０４７２ｒａｄ（６０度）であ
る。なお、板状のカム３Ａ，３Ｂは、回転することで動
的なアンバランスを生じるので、そのバランス均一化の
ために、カム３Ａ，３Ｂ近傍のカム軸２には、バランス
ウエイト１９Ａ，１９Ｂが取り付けられている。

【００２１】次いで、上述の第２スライド２１を駆動す
る他方のスライド駆動装置は、図２に示すように、第１
スライド１６に担持された第２スライド２１を、サーボ
モータ２３の駆動で上下移動させるものである。この第
２スライド２１は、図２に示す第１スライド１６の下部
位で上下方向に設けた、図３に示す２本の案内棒２０
Ａ，２０Ｂに支持されて、後述する上台３６とともに上
下移動可能に案内されている。この第２スライド２１を
駆動するサーボモータ２３は、図１，図２に示すよう
に、左右両側のフレーム１ａ，１ｂを連結する天板の中
央部に立設された減速機２４と直結され、上部にエンコ
ーダ２２を内蔵している。

【００２２】その減速機２４の出力軸には、一体的に継
手２６が連結され、その筒状内の下方開口側にスプライ
ンナット２５が、内周の軸心回りにスプライン歯形を形
成してキー着されている。このスプラインナット２５に
は、そのスプライン歯形と噛合するように、スプライン
軸２７が、上端部にスプライン歯形を形成して上下移動
可能に挿入されている。このスプライン軸２７の下端部
は、第１スライド１６の壁面より水平に突出して取り付
けられた、上下２列の軸受ブラケット２８Ａ，２８Ｂ
に、図４に示す央部の軸受によってそれぞれ回動可能に
枢支されている。

【００２３】このスプライン軸２７を枢支するブラケッ
ト２８Ａ，２８Ｂには、図４に示すスプライン軸２７の
左右両側対称位置に、軸受によってボールねじ２９Ａ，
２９Ｂが、それぞれ回動可能に上端部と央部とが枢支さ
れている。これらのボールねじ２９Ａ，２９Ｂには、央
部から下方に同一螺旋方向のねじ溝（本例では、左ね
じ）がそれぞれ刻設されていて、これらのねじ溝が、第
２スライド２１に取り付けられたボールねじナット３１
Ａ，３１Ｂとそれぞれ螺合されている。

【００２４】また、スプライン軸２７には、軸受ブラケ
ット２８Ａ，２８Ｂの間に、２個の外歯車３２Ａ，３２
Ｂが、それぞれ同歯数で山・谷の位相を一致させてキー
着されている。他方、ボールねじ２９Ａ，２９Ｂには、
それぞれ２個で、すべて同歯数の外歯車３３Ａ，３３
Ｂ；３３Ｃ，３３Ｄが、それぞれ外歯車３２Ａ，３２Ｂ
とバックラッシュなしで噛み合うにキー着されている。

【００２５】すなわち、このバックラッシュは、ボール
ねじ２９Ａの外歯車３３Ａと、ボールねじ２９Ｂの外歯
車３３Ｃとに噛合するスプライン軸２７の上側の外歯車
３２Ａは、例えば、図３において時計方向に回動させた
ときには、外歯車３３Ａと外歯車３３Ｃとの間に、反時
計方向側に隙間が形成されることで生じる。そこで、こ
のバックラッシュを解消するために、上記の状態におい
て、下側の外歯車３３Ｂと，外歯車３３Ｄとに噛合する
下側の外歯車３２Ｂの反時計方向側に隙間が形成されな
いように、外歯車３３Ｂと外歯車３３Ｄとを、それぞれ
外歯車３３Ａと外歯車３３Ｃとに対して位相をずらして
キー着するようにしたものである。

【００２６】そして、このように構成された第１スライ
ド１６と第２スライド２１とを駆動するスライド駆動装
置は、モータ９を駆動することで、カム３Ａ，３Ｂが回
転され、その回転によって変位するカムリフト量に応じ
て、第１スライド１６が、図２に示す下降端位置と、図
示しない上昇端位置との間を往復して上下移動する。こ
のとき、サーボモータ２３が停止されていると、第２ス
ライド２１は、第１スライド１６とともに一体的に上下
移動し、そのスプライン軸２７は、上下移動しないスプ
ラインナット２５と噛合しながら上下移動する。

【００２７】また、サーボモータ２３を駆動すると、ス
プライン軸２７が回動されて、外歯車３２Ａ，３２Ｂと
外歯車３３Ａ，３３Ｂ；３３Ｃ，３３Ｄとを介して、ボ
ールねじ２９Ａ，２９Ｂが等速度で回動され、その回動
によって、螺合するボールねじナット３１Ａ，３１Ｂと
ともに、第２スライド２１は、図２，図４に示す第２ス
ライド２１の上昇端位置と、図示しない下降端位置との
間を往復して上下移動する。

【００２８】このように、第２スライド２１は、第１ス
ライド１６とサーボモータ２３とによって上下移動させ
るものであって、プレス加工における上死点位置には、
第１スライド１６と第２スライド２１とが、それぞれの
上昇端位置であるときに到達し、また、下死点位置に
は、第１スライド１６と第２スライド２１とが、それぞ
れの下降端位置であるときに到達する。

【００２９】そして、これらの上下移動位置を検出する
ために、直進位置検出手段であるリニアスケール３９
が、右フレーム１ａに取り付けられている。本例では、
このリニアスケール３９によって、加工工具の上下移動
位置に対応する第２スライド２１の上下移動位置を検出
し、その直進位置信号を後述のコントローラ５１に出力
するように構成されている。

【００３０】なお、第２スライド２１を駆動するスライ
ド駆動装置について、本例では、１個のサーボモータ２
３によって２個のボールねじ２９Ａ，２９Ｂを駆動する
構成で説明したが、ボールねじ２９Ａ，２９Ｂに、２個
のサーボモータ２３をそれぞれ直結して同期駆動するこ
とで、歯車機構をなくし、かつ、加工荷重に対してさら
に小容量のサーボモータで駆動することができる。

【００３１】このように構成されたプレス機械には、プ
レス加工に係るダイセットとその加工工具（金型）を以
下のように設けて構成する。一方の上型用ダイセットの
上台３６は、図１に示すように、第２スライド２１の下
面に取り付けられ、この上台３６には、複数個のパンチ
ホルダ３４が、各加工工程の図示しない加工工具（パン
チ）を着脱可能で、等間隔に設けられている。

【００３２】また、他方の下型用ダイセットの下台３８
は、プレス機枠１のボルスタ３７上面に取り付けられ、
この下台３８には、複数個のダイホルダ４１が、各加工
工程の図示しない加工工具（ダイ）を着脱可能で、対の
パンチと対向する位置に設けられている。そして、上述
した第２スライド２１によってパンチが上下移動するこ
とで、帯状板材にプレス加工をする。

【００３３】なお、上述した第２スライド２１は、請求
項１に係る実施の形態であって、請求項２に係る構成
は、図４に示すボールねじナット３１Ａ，３１Ｂを図１
に示す上台３６に設けて、この上台３６を第２スライド
として共用するようにしたものである。

【００３４】次いで、後述する制御手段と作動手順とに
係る各要素の関係について、図７に示す第１，第２スラ
イドの移動関係図にもとづき以下のとおり説明する。

【００３５】（イ）第１スライド１６が上昇端位置であ
るときには、第２スライド２１もその上昇端位置にあ
り、このときの位置を第２スライド２１の上死点位置Ｕ
とする。（ロ）第２スライド２１が、第１スライド１６
に対して下降開始する位置を第２スライド２１の下降開
始位置Ｖとし、第２スライド２１は、上死点位置Ｕから
下降開始位置Ｖまでの間では、その上昇端位置を維持し
たまま下降するものとする。

【００３６】（ハ）なお、第１スライド１６は、第２ス
ライド２１がこの下降開始位置Ｖから下降を開始した後
も、まだ下降を継続し、この第１スライド１６は、間も
なくその下降端位置に到達して一時停止する。つまり、
この間の第２スライド２１は、第１スライド１６とサー
ボモータ２３との協働で下降させる。（ニ）第１スライ
ド１６が下降端位置に到達し、第２スライド２１は、ま
だ下降を開始していないと仮定した第２スライド２１の
位置を第１スライド１６による仮定的下降端位置Ｗとす
る。

【００３７】（ホ）第１スライド１６と第２スライド２
１とが、それぞれ下降端に到達したときの位置を第２ス
ライド２１の下死点位置Ｚとする。（ヘ）また、第２ス
ライド２１を、上死点位置Ｕから下降開始位置Ｖまで第
１スライド１６のみで下降させる移動量を第２スライド
２１の下降移動量Ａとし、この下降移動量Ａに対応する
カム３Ａ，３Ｂの回転角度を下降開始カム角度θとす
る。

【００３８】（ト）第２スライド２１が、下降開始位置
Ｖから下死点位置Ｚまで下降する移動量を相対的下降移
動量Ｂとする。（チ）第２スライド２１を、上死点位置
Ｕから仮定的下降端位置Ｗまで第１スライド１６のみで
下降させる移動量を第２スライド２１の仮定的下降移動
量Ｃとする。（リ）第２スライド２１を、仮定的下降端
位置Ｗから下死点位置Ｚまでサーボモータ２３で実質的
に下降させる移動量を絶対的下降移動量Ｄとする。

【００３９】これらと、第２スライド２１との関係につ
いて述べると、（ａ）上死点位置Ｕから下降開始位置Ｖ
までは、第１スライド１６のカム３Ａ，３Ｂが、その下
降開始カム角度θ（本例では２．００７１ｒａｄ〔１１
５度〕）だけ回転し、下降移動量Ａだけ下降すると下降
開始位置Ｖに到達する。（ｂ）下降開始位置Ｖから仮定
的下降端位置Ｗまでは、第１スライド１６とサーボモー
タ２３とによって下降させる。（ｃ）仮定的下降端位置
Ｗから下死点位置Ｚまでは、サーボモータ２３のみの作
動で下降させる。（ｄ）そして、第２スライド２１は、
上死点位置Ｕから仮定的下降移動量Ｃに絶対的下降移動
量Ｄを加算した移動量（Ｃ＋Ｄ）だけ下降させること
で、下死点位置Ｚに到達する。

【００４０】次に、スライド駆動装置のサーボモータ２
３を制御する制御手段について、図５に示す制御ブロッ
ク図にもとづき説明する。

【００４１】この制御手段のコントローラ５１は、入力
設定キー５２で入力された各々のデータを記憶し、これ
らのデータと、レゾルバ１４，リニアスケール３９で検
出された各々のデータとにもとづき演算し、その結果
を、ＡＭＰ（増幅器）５６を介してサーボモータ２３に
指令し、第２スライド２１を制御するもである。このコ
ントローラ５１には、入力された各々のデータを記憶す
るメモリ５３と、演算機能を備えたＣＰＵ５５と、これ
らと入力データとの間を接続する入力Ｉ／Ｆ（インタフ
エース）５４と、出力データとの間を接続する出力Ｉ／
Ｆ５７とから構成される。

【００４２】入力設定キー５２でメモリ５３に入力され
る各々のデータは、上述した第２スライド２１が、上死
点位置Ｕから下降開始位置Ｖに到達するためのカム３
Ａ，３Ｂの下降開始カム角度θ（本例では２．００７１
ｒａｄ〔１１５度〕）と、上死点位置Ｕから第１スライ
ド１６の作動のみによって仮定的下降端位置Ｗに到達す
るための仮定的下降移動量Ｃと、その仮定的下降端位置
Ｗからサーボモータ２３の作動のみによって下死点位置
Ｚに到達するための絶対的下降移動量Ｄとが、それぞれ
入力される。そして、これらのデータが、第２スライド
２１を所定の位置に制御するための設定値である。

【００４３】また、レゾルバ１４からは、第２スライド
２１が、上死点位置Ｕから下降移動量Ａだけ下降して下
降開始位置Ｖに到達するための下降開始カム角度θに対
応するカム３Ａ，３Ｂの実行回転角度が検出される。リ
ニアスケール３９からは、上死点位置Ｕから第１スライ
ド１６の作動のみによって仮定的下降端位置Ｗに到達す
るための仮定的下降移動量Ｃと、仮定的下降端位置Ｗか
らサーボモータ２３のみの作動で下死点位置Ｚに到達す
るための絶対的下降移動量Ｄとを加算した下降移動量
（Ｃ＋Ｄ）に対応する、第２スライド２１の実行下降移
動量とが検出される。

【００４４】そして、下降開始カム角度θとその実行回
転角度とが一致すると、第２スライド２１は下降開始位
置Ｖに到達したと判断され、第２スライド２１のサーボ
モータ２３に、下死点位置Ｚに到達するための絶対的下
降移動量Ｄを指令して、サーボモータ２３を、第２スラ
イド２１が下降する回動方向に回動させる。この絶対的
下降移動量Ｄの指令に対して、第２スライド２１が、下
死点位置Ｚに到達したか否かは、仮定的下降移動量Ｃに
絶対的下降移動量Ｄを加算した下降移動量（Ｃ＋Ｄ）
と、第２スライド２１の実行下降移動量とが一致するこ
とで、到達したと判断される。なお下降開始位置Ｖから
下死点位置Ｚまでの第２スライドの相対的下降移動量Ｂ
は、第２スライド駆動のサーボモータ指令値としてのＤ
に加えてカムによる第１スライドの動きが加算されたも
のとする。

【００４５】次に、スライド駆動装置の作動手順につい
て、図６に示すフローチャートにもとづき説明する。

【００４６】プレス加工の作動手順は、第１スライド１
６のモータ９を起動することでスタートし、ステップＳ
１において、カム３Ａ，３Ｂにより第１スライド１６が
下降され、第２スライド２１を下降移動量Ａだけ下降さ
せる。この下降途中から、加工素材に対するプレス加工
が始まる。このときの加圧力は、第１スライド１６のモ
ータ９とフライホイール７，カム３Ａ，３Ｂなどによる
もであるが、上型ダイセットの上台３６に設けられた加
工工具への伝達は、第２スライド２１を介して伝達され
る。そして、次のステップＳ２において、第２スライド
２１が、下降開始位置Ｖに達した否かが判断される。

【００４７】ステップＳ２においては、第２スライド２
１を、下降移動量Ａだけ下降させるためのカム３Ａ，３
Ｂの実行回転角度をレゾルバ１４で検出し、その角度位
置信号がＣＰＵ５５に送信される。その実行回転角度と
メモリ５３の下降開始カム角度θとがＣＰＵ５５で比較
され、ＮＯであると判断された場合はＹＥＳとなるまで
繰り返される。そして、第２スライド２１が、下降開始
位置Ｖに達したときにＹＥＳと判断され、ステップＳ３
に進む。

【００４８】ステップＳ３においては、第２スライド２
１を、仮定的下降端位置Ｗからサーボモータ２３で下死
点位置Ｚまで実質的に下降させるための絶対的下降移動
量Ｄの制御信号を、ＡＭＰ５６を介してサーボモータ２
３に指令する。そして、ステップＳ４において、そのサ
ーボモータ２３の回動によって、ボールねじ２９Ａ，２
９Ｂとボールねじナット３１Ａ，３１Ｂとを介して、第
２スライド２１を下死点位置Ｚに向かって下降させる。

【００４９】この第２スライド２１が下降を開始する時
点では、第１スライド１６はまだ下降を継続し、この間
では、第１スライド１６と第２スライド２１とでプレス
加工をする。間もなく、第１スライド１６がその下降端
位置に到達して一時停止した後は、第２スライド２１の
みによってプレス加工をする。したがって、第２スラ
イド２１は、第１スライド１６の下降側への慣性エネル
ギーを継続的に利用して下降を開始することができる。

【００５０】次のステップＳ５において、ステップＳ３
で指令した絶対的下降移動量Ｄの制御信号によって、第
２スライド２１が下死点位置Ｚに到達したか否かを判断
する。すなわち、第２スライド２１を、上死点位置Ｕか
ら下死点位置Ｚまで下降させるさせるための、第２スラ
イド２１の実行下降移動量をリニアスケール３９で検出
し、その直進位置信号がＣＰＵ５５に送信される。その
実行下降移動量とメモリ５３の下降移動量（Ｃ＋Ｄ）と
がＣＰＵ５５で比較され、ＮＯであると判断された場合
はＹＥＳとなるまで繰り返される。

【００５１】そして、第２スライド２１が、下死点位置
Ｚに達したときにＹＥＳと判断され、次のステップＳ６
に進む。このように、この第２スライド２１の下死点位
置は、閉ループで制御されるので、繰り返し高精度な位
置決めができる。また、この第２スライド２１は、第１
スライド１６が上昇を開始するまでの間、その下死点位
置Ｚで一時停止するように設定してある。そして、この
一時停止の間に、横穴加工やトリミング加工をすること
ができる。

【００５２】次のステップＳ６において、第２スライド
２１を、一時停止を終えた下死点位置Ｚからサーボモー
タ２３で第２スライド２１の上昇端位置まで上昇させる
ための制御信号を、ＡＭＰ５６を介してサーボモータ２
３に指令する。この第２スライド２１は、第１スライド
１６とともに上昇して、その上死点位置Ｕに到達する。
そして、次のステップＳ７において、プレス機械を停止
させる停止指令があるか否かが判断され、ＮＯであれ
ば、ステップＳ１に戻ってプレス加工が繰り返され、Ｙ
ＥＳであればプレス機械を停止させる。

【００５３】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、第２スライドを複数個に分割し
て、その分割単位で個別の第２スライドを構成し、各々
個別に駆動することなどは設計上の選択的事項である。
また、カム機構とは、カムとカムフオロアとから構成さ
れる機構であり、運動方向変換機構とは、ボールねじと
これに螺合するボールねじナットとから構成される機構
であり、工具保持部材とは、上台、パンチホルダなどを
含む上型用ダイセットであり、角度位置検出手段とはレ
ゾルバであり、直進位置検出手段とはリニアスケールで
あり、サーボモータを制御する制御手段とはコントロー
ラである。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、上述したとおり構成するよう
にしたので、以下に記載する効果を奏する。

【００５５】請求項１の発明によれば、加工工具の下降
位置精度が要求されない下降途中位置までは、フライホ
イールの慣性エネルギーを利用した第１スライドによっ
て、加工工具を比較的小動力により早い速度で下降さ
せ、下降位置精度が要求されるプレス加工の下死点位置
近傍では、サーボモータで第２スライドを位置制御する
ことで下死点位置を高精度に位置決めすることができる
とともに、その下降曲線や下降速度を任意に選択するこ
とができるので、短いサイクルタイムで下死点位置を高
精度に位置決めすることができ、生産性と加工精度の向
上をあわせて図ることができる。また、下死点位置補正
装置を設ける必要がないので、装置全体の構成が簡素で
安価にできる。

【００５６】請求項２の発明によれば、第２スライドを
特別に設けることなく、ダイセットの上台と共用するこ
とができるので、スライド駆動装置の構成が簡素で安価
にできる。

【００５７】請求項３の発明によれば、サーボモータの
回動運動を第２スライドの直進運動に円滑に変換するこ
とができるので、機械効率を低下させることなくプレス
加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合的なスライド駆動装置を有するプ
レス機械を示す説明図であって、その正面図である。

【図２】本発明のスライド駆動装置を示す部分説明図で
あって、図１のＡ−Ｂ−Ｃ線断面図である。

【図３】本発明のスライド駆動装置を示す部分説明図で
あって、図２のＥ−Ｆ−Ｇ−Ｈ線断面図である。

【図４】本発明のスライド駆動装置を示す部分説明図で
あって、図２のＤ−Ｄ線断面図である。

【図５】本発明のスライド駆動装置の制御手段を示す説
明図であって、その制御ブロック図である。

【図６】本発明のプレス機械によるスライド駆動装置の
作動手順を示す説明図であって、そのフローチャートで
ある。

【図７】本発明の第１スライドと第２スライドとの上下
移動を示す説明図であって、その移動関係図である。

【符号の説明】

２カム軸３Ａ，３Ｂカム７フライホイール９モータ１４レゾルバ１６第１スライド１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄカムフオロア２１第２スライド２３サーボモータ２５スプラインナット２７スプライン軸２９Ａ，２９Ｂボールねじ３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ外
歯車３４パンチホルダ３６上台３９リニアスケール５１コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中井健一愛知県尾張旭市旭前町新田洞5050番地の１旭精機工業株式会社内Ｆターム(参考） 4E089 EA01 EA10 EB01 EC01 ED02 EE01 EE02 EF08 FA01 FB03 FC03 FC10 4E090 AA01 AA10 AB01 BA02 BB03 BB04 CC03 CC04 CD01 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】打ち抜き加工，絞り加工，穴明け加工な
どのプレス加工工程を個別または２工程以上備えてスラ
イドを複合駆動するプレス機械であって、フライホイー
ルおよびカム機構を介してモータの駆動で上下移動可能
な第１スライドと、この第１スライドに担持され回転運
動を直進運動に変換する運動方向変換機構を介してサー
ボモータの駆動で前記第１スライドに対して工具保持部
材とともに上下移動可能な第２スライドと、前記カム機
構のカム回転角度位置を検出する角度位置検出手段と、
前記第２スライドの上下移動位置を検出する直進位置検
出手段と、前記角度位置検出手段の角度位置信号と前記
直進位置検出手段の直進位置信号とにもとづいて前記第
２スライドを設定の下死点位置に位置決めすべく前記サ
ーボモータを制御する制御手段とを備えて、加工工具を
下降させる際に、前記第１スライドを前記第２スライド
とともに下降させ、その第２スライドを、前記第１スラ
イドによる下降端位置を含む下降開始位置から設定の下
死点位置までさらに下降させるようにしたことを特徴と
するプレス機械。
【請求項２】前記第２スライドは、加工工具を着脱可
能なダイセットの上台であるようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載のプレス機械。
【請求項３】前記運動方向変換機構は、ボールねじ機
構であるようにしたことを特徴とする請求項１または２
に記載のプレス機械。