JP2002192385A - 電動式押圧装置 - Google Patents
電動式押圧装置Info
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- B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
Abstract
化を図る。 【解決手段】 基台31の支持体31a上に設けられ、
制御機構36によって回転制御されるサーボモータ33
と、該サーボモータの回転駆動により昇降する昇降機構
34と、下降終了端付近でプレス材をプレス加工するプ
レスラム44と、前記支持体31aの上端部に固定され
て、プレスラムの最下降位置を規制する規制部材35と
を備えている。制御機構は、プレスラムが規制部材に当
接することによりサーボモータの通電量変化に基づいて
プレスラムを上昇させるシーケンス制御を行なうように
した。
Description
所定の部材に圧入したり、かしめ、あるいは絞りなどの
プレス加工など、部品を押圧する電動式押圧装置に関す
る。
は、例えば特開昭62−259632号公報に記載され
ているものが知られている。
のハウジング1の内部に設けられて、サーボモータ2の
シャフト2aにカップリング3を介して回転駆動される
ねじ軸4と、該ねじ軸4に螺合するボールねじ5にボル
トによって固定された連結部材6と、該連結部材6の先
端部に取付られたロードセル7及び取付部材8と、該取
付部材8にねじによって固定された押圧部材9と、サー
ボモータ2の回転を検知するロータリーエンコーダ10
と、該ロータリーエンコーダ10と前記ロードセル7か
らの情報信号によってサーボモータ2の回転を制御する
制御機構11とから主として構成されている。
押圧部材9の位置や速度、加圧力などの動作条件を設定
する動作条件設定手段12と、これらの動作条件設定値
を記憶するための動作条件記憶手段13と、記憶された
諸元を表示する動作条件表示手段14と、ロータリーエ
ンコーダ10からの位置フィードバックパルスを計測
し、設定位置との比較、演算を行なうCPU15と、押
圧部材9の移動量を指令するパルス発生器16と、加圧
力をサーボドライバー17のトルク制御部に出力する指
令電圧に変換するD/A変換器18と、各種状態の信号
を入出力する信号入出力部19をCPU15に接続する
ためのインターフェース20にCPU15とロータリー
エンコーダ10からの入力パルス偏差値に応じた速度指
令を与える位置制御部21などによって構成されてい
る。
じ軸4が回転し、ボールねじ6が上下軸方向にストロー
ク移動して押圧部材9が変位する。このとき、押圧部材
9の変位量はロータリーエンコーダ10の出力パルスを
カウントすることによって検知され、押圧部材9による
押圧力(圧入力)がロードセル7によって検知され、こ
れによって、圧入部品の圧入状態を極めて細かくチェッ
クすることができるようになっている。
式押圧装置にあっては、作業員が手動で起動操作を行な
うことできる小型、簡易なものが一般に普及され、駆動
機構も油圧式から電動式に代えて小型化を図り、これと
ともに装置全体の小型化とコストの低廉化が一層強く要
請されている。
にあっては、制御機構11が、前述のように押圧部材9
の変位量を検出するロータリーエンコーダ10からの位
置フィードバック信号に基づいてサーボモータ2の回転
を制御するようになっているため、押圧部材9の位置を
フレキシブルに設定変更することができるものの、機器
類のコストが高くなるばかりか、これらの制御プログラ
ムなどの制御回路構造が極めて複雑になっている。
のコストの高騰化が余儀なくされて、ユーザの要請に十
分に対応されていないのが実情である。
置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1記
載の発明は、制御機構によって回転制御される駆動モー
タと、該駆動モータの回転駆動により昇降する昇降機構
と、該昇降機構の先端側に設けられて、昇降機構の下降
終了端付近からワークを押圧する押圧部材と、前記昇降
機構の下降終了端位置に設けられた機械的なストッパ
と、該ストッパに前記昇降機構が当接した最下降位置を
電気的に検出する検出手段とを備え、前記制御機構は、
前記検出手段の検出信号に基づいて前記駆動モータによ
り前記昇降機構を上昇制御させるシーケンス回路を有す
ることを特徴としている。
が下降移動して機械的ストッパに当接すると、この時点
における昇降機構の位置(最下降位置)を、検出手段で
あるリミットスイツチのオン作動、あるいはこの時点で
駆動モータに作用する電気的変化を制御機構内の検出手
段である検出回路が検出する。そして、この検出信号に
基づいて、制御機構のシーケンス回路が、次の制御であ
る昇降機構の上昇移動制御を行なう。
を従来のようなエンコーダを用いた位置フィードバック
により検出するのではなく、単に、ストッパを利用して
検出するようにしたため、かかる制御機構の制御回路の
簡素化が図れる。
を、前記昇降機構の下降終了端に設けられて、該昇降機
構の最下降位置を機械的に規制する規制部材によって構
成したことを特徴としている。
を、前記昇降機構が所定下降位置で該昇降機構の先端部
が当接する被加工物としたことを特徴としている。
上下位置を調整自在に設けたことを特徴としている。
出手段は、前記昇降機構が前記ストッパに当接した際に
前記駆動モータに発生する電気的変化を検出すること特
徴としている。
を、前記昇降機構が前記ストッパに当接した際の位置を
検出するように設けたことを特徴としている。
前記ストッパへの当接時間をタイマーによって計測し、
所定時間経過後に前記駆動モータを逆回転させて昇降機
構を上昇移動させるようにしたことを特徴としている。
置をプレス加工装置に適用した一実施形態を図面に基づ
いて説明する。
び図2に示すように基台31の支持体31a上に固設さ
れたボックス状のケーシング32と、該ケーシング32
の上部側に設けられた例えばサーボモータ33と、ケー
シング32内に昇降自在に配置されて、前記サーボモー
タ33の回転により昇降する昇降機構34と、該昇降機
構34の下降終了端となる前記支持体31aの上端部に
設けられて、昇降機構34の最下降位置を規制する機械
的なストッパである規制部材35と、該規制部材35に
よる昇降機構34の最下降位置を検出すると共に、この
検出結果に基づいて前記サーボモータ33の回転速度な
どを制御する制御機構36とを備えている。
にボルト固定されたほぼ円筒状の支持部材37上にボル
ト38によって固定され、駆動軸33aにキー39a、
39bを介してカップリング40に接続されている。
0を介して駆動軸33aに接続されたボール螺子軸41
と、該ボール螺子軸41の下部に螺合したボール螺子ナ
ット42と、該ボール螺子ナット42にボルト43によ
り固定された押圧部材である円筒状のプレスラム44と
から主として構成されている。
下端部に設けられた上下2段のボールベアリング45
a、45bに回転自在に支持されており、この両ボール
ベアリング45a、45bはプレスラム44からボール
螺子ナット42及びボール螺子軸41を介して伝達され
るプレス荷重を受けるもので、ベアリングナット46と
支持部材下端面に固定された押え部材47との間に挟持
状態に支持されている。
形成された上端部44aが前記ボール螺子ナット42の
上端部に有する鍔部に前記ボルト43によって固定され
ている一方、下端部44bがケーシング32の下部を貫
通して、該支持体31aの上端部にボルト49によって
固定された円筒状のガイド部50内を上下方向に摺動自
在に案内支持されるようになっている。また、このプレ
スラム44は、図2にも示すように、下端部44bに有
する段差径部にボルト51によって固定された長板状の
アーム52を介して回り止め部材53により回り止めさ
れるようになっている。また、前記ガイド部材50は、
筒状上端部の外周面に雄ねじ50aが形成されている。
断面ほぼコ字形状に形成され、円環状の上部35a上面
に、プレスラム44の最下降位置で該プレスラム44の
上端部44aの段差下面44cが当接してそれ以上の下
降を規制するようになっていると共に、筒状の下部内周
面に前記ガイド部50の雄ねじ50aに螺合して自身の
高さを調整する雌ねじ35bが形成されている。また、
ガイド部50の下部周壁には、該ガイド部50の自由回
転を規制するビス54が設けれている。
は、図2及び図3に示すようにドッグ機構55が設けら
れている。このドック機構55は、前記ケーシング32
の側部に固定されたドックケース56と、該ドックケー
ス56の前方位置に上下方向に沿って配置されて、下端
部57aが前記アーム52の端部に固定されたドックバ
ー57と、該ドックバー57の上下所定位置に位置調整
可能に取り付けられた2つのドッグ58、59と、前記
ドックケース56の前端部上下位置に設けられたシーケ
ンススイッチである上側の速度切換リミットスイッチ6
0及び下側の上昇端リミットスイッチ61とを備えてい
る。
記ドックバー58がアーム52を介してプレスラム44
と同期して上下ストロークすることにより、対応する上
側のドック58と下側のドッグ59が適宜当接してON
−OFFされ、このON−OFF信号が前記制御機構3
6に出力されるようになっている。
0は、ON−OFFすることによりサーボモータ33の
回転速度を制御してプレスラム44の上下ストローク速
度を可変制御する一方、上昇端リミットスイッチ61
は、ONされることによりサーボモータ33の駆動を停
止させるようになっている。また、前記基台31の傾斜
状前面パネルには、制御機構36などを起動させる起動
スイッチ62,63が設けられている。
に示すようにケーシング32の他側部に設けられたボッ
クスケース64内に収容されれている。この制御機構3
6は、前記各リミットスイッチ60、61や起動スイッ
チ62,63及びプレスラム44の所定の下降位置から
ONされる加圧タイマー65などによって構成される各
種状態入出力回路66と、ボリューム抵抗などによる加
圧力設定回路67と、抵抗ラダー回路網スイッチなどに
よる加圧速度設定回路68と、前記状態入力信号により
加圧力や速度を切換制御するリレー制御回路69と、速
度指令とトルク制限指令及びサーボモータ33の速度検
出器70からの出力信号入力により、サーボモータ33
を回転制御する速度制御型サーボドライバー回路71と
によって主として構成されている。
ている高速移動トルク指令部72と、高速下降指令部7
3とを有している。
は、運転準備スイッチ74が設けられている。
制限指令を行なう速度検出器70を用いているが、必ず
しもこれを用いる必要はなく他の制御回路を用いること
も可能である。
タ33の制御作用を、図5〜図7に基づいて説明する。
ャート図を対照して説明すると、下側ドッグ59が上昇
端リミットスイッチ61を打つ位置(L0)において
(図3参照)、図6のステップ1で起動スイッチ62、
63が同時に押されたか否かを判断し、同時に押された
と判断すると、ステップ2において、リレー制御回路6
9に予め設定されている高速移動トルク指令部72と高
速下降指令部73からの指令信号によって、トルク制限
及び速度を指令するための直流電圧が速度制御型サーボ
ドライバー部71に出力される。
は、速度の指令電圧と速度検出器70からの出力信号と
の比較による速度信号及びモータ駆動電流から生成され
るフィードバックトルクにトルク制限指令電圧による制
限を加えたトルク信号により、駆動電力をサーボモータ
33に供給する。
高トルクで回転し、これに伴いカップリング40を介し
てボール螺子軸41が回転するため、ボール螺子ナット
42とプレスラム44が一緒に高速で下降移動する。
が高速で下降移動中に、図5に示すL1に到達して、こ
れに連動する上側ドッグ58が速度切換リミットスイッ
チ60を打つたか否かを判断する。ここでYES,つま
り打ったと判断した場合は、ステップ4に進む。ここで
は、加圧タイマー65をONして計測を開始させると共
に、トルク制限指令電圧を、加圧設定回路67において
任意に設定されている加圧トルク指令に切り換えると同
時に、速度指令電圧も加圧速度設定回路68において任
意に設定されている加圧速度指令に切り換える処理を行
なう。したがって、プレスラム44は、下降速度が制限
された低速度、及び一定のトルクで下降移動を続ける。
の位置に到達した場合、つまりプレスラム44の下端部
が規制部材35に突き当たった場合は、それ以上の下降
移動が規制されて停止した状態になり、この時点でプレ
スラム44が被加工物をプレス加工する。
は、前述した加圧設定回路67によるトルク制限指令電
圧と加圧速度設定回路68による速度指令電圧は、L1
位置の到達を起点として加圧タイマー65の設定時間が
継続されている。このため、サーボモータ33の焼損な
どの発生を十分に防止できる。
ー65の設定時間が経過したか否かを判断し、タイムア
ップしたと判断した場合は、今度はステップ6に進む。
ここでは、リレー制御回路69に予め設定されている高
速移動トルク指令77と上昇速度指令78に切り換えら
れる。このため、サーボモータ33は、高速、高トルク
で逆転し、これによって、プレスラム44は高速で上昇
移動する。
イッチ59がONされたか否かを判断し、ONされたと
判断した場合、つまり、下側ドッグ59が上昇端リミッ
トスイッチ61を打っていた場合は、プレスラム44が
図5に示すL0の位置に戻った状態であるから、ステッ
プ8においてリレー制御回路69によって速度指令電圧
を遮断する処理を行なう。このため、サーボモータ33
は、駆動回転が停止され、プレスラム44の上昇移動が
停止される。
作業において、フィードバックによる位置制御回路を有
しないが、規制部材35によってプレスラム44を機械
的に移動規制することによって、制御機構36がこの位
置をシーケンス制御して、速度と圧力を制御するため、
定位置で高精度なプレスなどの加工作業を行なうことが
できる。
が図れると共に、制御機構36の制御回路構造を十分に
簡素化することができるため、装置の製造コストを大幅
に低減させることができる。
所定時間の間にサーボモータ33の電流を検知して制御
するようにしたため、制御回路構造の簡素化を一層図る
ことが可能になる。
トルクとの関係により、被加工物(ワーク)同士の突き
当てによる移動規制にも置き換えることができることか
ら、前記加圧トルク指令を適切な状態に設定することに
より、位置を特定せずに一定の加圧力によって押し続け
ることが可能になる。したがって、被加工物を破損する
ことなく被加工物同士の密着加工や、加工力を指定した
カシメ加工にも十分に対応することができる。
時にはストッパー機能を発揮させないように調整する
が、最終的な移動位置規制を行なう位置に調整すること
により、被加工物を置き忘れて起動する、いわゆる空打
ちをしたときに、治具やカシメポンチの破損を防止する
ために利用できる。
レスラム44の下降移動を規制部材35によって機械的
に停止させて位置決めするのであるから、従来のような
制御系と機械系の原点基準位置を正確に設定する必要が
なく、したがって、例えばインクリメンタルエンコーダ
を利用した原点復帰を行なう必要がなく、最下降位置か
ら即座に最大上昇位置である原位置に復帰させることが
可能になる。
基づいて簡単に説明する。すなわち、まず、ステップ1
1で運転準備スイッチ74が押されると、ステップ12
に進み、ここでは、起動スイッチ62、63が両方とも
押されているか否かを判断する。ここで、両方とも押さ
れていないと、判断した場合は、ステップ13に移行
し、ここで、上昇端リミットスイッチ61がOFFか否
かを判断する。
した場合は、プレスラム44が最大上昇位置である原位
置に復帰しているから、ステップ15において速度指令
が遮断される。一方、YESつまりOFFであると判断
した場合は、ステップ14においてリレー制御回路69
の上昇速度指令73a信号がサーボドライバー回路71
に出力される。これによって、サーボモータ33は、上
昇端リミットスイッチ61がONされるまで高速で逆回
転してプレスラム44を上昇移動させ、原位置で停止さ
せる制御を行なう。
保持を、指令電圧の切り換え操作を行なう簡単な制御回
路構造によって行なうことができるため、この点でも製
造コストの低減化が図れる。
るものではなく、例えば、機械的な規制部材35と共
に、プレスラム44の最下降位置で所定の電気的なスイ
ッチを設け、このスイッチからの電気的信号に基づいて
制御機構36の検出回路がこれを検出し、これにより制
御することも可能である。これによって、さらにプレス
ラム44のより高度な最下降位置の検出が可能になる。
接することによるサーボモータの電気的変化の対照は電
流でも電圧でもよい。
36内の回路ばかりではなく、プレスラム44の最下降
位置に設けられたリミットスイチや位置センサーなどで
構成することも可能である。
に記載の発明によれば、特に、昇降機構の最下降位置
を、該下降終了端に設けられた機械的なストッパによっ
て規制して、この規制時における駆動モータへの通電量
変化に基づいて制御機構がこの位置を検出して、次の制
御を行なうようにしたため、かかる制御機構の制御回路
の簡素化が図れる。この結果、簡素な小型の電動式押圧
装置の製造コストの低廉化が図れ、ユーザーの要請に十
分に応えることが可能になった。
の最下降移動位置を、機械的ストッパである規制部材に
当接することによって検出するようにしたため、構造が
簡単になり、製造コストをさらに低減できる。
ストッパと被加工物を対象としたため、特別な規制部材
が不要になることから、制御構造の簡素化と共に、機械
的構造の点でも簡素化できる。
の上下位置を調整することができることから、押圧部材
の最下降位置検出を被加工物の大きさや形状に合わせて
任意に設定することが可能になる。
のそれ以上の下降移動がストッパによって規制されたこ
とにより、駆動モータに作用する電流や電圧変化に基づ
いて検出できるため、制御機構の制御回路構造の簡素化
が図れる。
を制御機構内ではなく外部に設けることも可能であるこ
とから、その適用範囲も広くなる。
を利用したため、その押圧部材の被加工物に対する押圧
時間などを含めた加工作業時間を任意に設定することが
可能になり、これによって適確な加工作業を行なうこと
ができると共に、作業時間の効率化が図れる。
面図。
図。
ト図。
Claims (7)
- 【請求項1】 制御機構によって回転制御される駆動モ
ータと、該駆動モータの回転駆動により昇降する昇降機
構と、該昇降機構の先端側に設けられて、昇降機構の下
降終了端付近からワークを押圧する押圧部材と、前記昇
降機構の下降終了端位置に設けられた機械的なストッパ
と、該ストッパに前記昇降機構が当接した最下降位置を
電気的に検出する検出手段とを備え、 前記制御機構は、前記検出手段の検出信号に基づいて前
記駆動モータにより前記昇降機構を上昇制御させるシー
ケンス回路を有することを特徴とする電動式押圧装置。 - 【請求項2】 前記ストッパを、前記昇降機構の下降終
了端に設けられて、該昇降機構の最下降位置を機械的に
規制する規制部材によって構成したことを特徴とする請
求項1に記載の電動式押圧装置。 - 【請求項3】 前記ストッパを、前記昇降機構が所定下
降位置で該昇降機構の先端部が当接する被加工物とした
ことを特徴とする請求項1に記載の電動式押圧装置。 - 【請求項4】 前記ストッパの上下位置を調整自在に設
けたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動式
押圧装置。 - 【請求項5】 前記検出手段は、前記昇降機構が前記ス
トッパに当接した際に前記駆動モータに発生する電気的
変化を検出すること特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載の電動式押圧装置。 - 【請求項6】 前記検出手段を、前記昇降機構が前記ス
トッパに当接した際の位置を検出するように設けたこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電動式押
圧装置。 - 【請求項7】 前記押圧機構の前記ストッパへの当接時
間をタイマーによって計測し、所定時間経過後に前記駆
動モータを逆回転させて昇降機構を上昇移動させるよう
にしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載
の電動式押圧装置。
Priority Applications (1)
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Publication Number | Publication Date |
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