JP2002192396A - サーボプレスのダイナミックバランサ装置 - Google Patents

サーボプレスのダイナミックバランサ装置

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JP2002192396A
JP2002192396A JP2000394177A JP2000394177A JP2002192396A JP 2002192396 A JP2002192396 A JP 2002192396A JP 2000394177 A JP2000394177 A JP 2000394177A JP 2000394177 A JP2000394177 A JP 2000394177A JP 2002192396 A JP2002192396 A JP 2002192396A
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JP
Japan
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slide
lever
servo press
phase
cooperating member
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JP2000394177A
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English (en)
Inventor
Hirohiko Oyamada
小山田裕彦
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Aida Engineering Ltd
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Aida Engineering Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0064Counterbalancing means for movable press elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】サーボプレスのスライドによる慣性力を除去
し、高速化に対応する。 【解決手段】サーボモータを駆動源としてねじ機構を介
してスライドが駆動されるサーボプレスにおいて、昇降
運動をするスライドと協同して動作する協動部材と、該
協動部材により伝達される昇降運動の位相を逆転させる
位相逆転手段と、該位相逆転手段により伝達される昇降
運動により駆動されるとともに、前記スライドと少なく
とも最大で同じ質量を有するバランスウエイトと、を有
することを特徴とするサーボプレスのダイナミックバラ
ンサ装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータを駆
動源に持ち、ねじ機構を介してスライドが昇降運動され
るサーボプレスにおいて、スライドの昇降運動による慣
性力を打ち消してスライドの慣性力がプレス機械(サー
ボプレス)に与える影響を除去するダイナミックバラン
サ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プレス機械のうち、サーボモータを駆動
源に持ち、その回転力をねじ機構によってスライドの昇
降運動とする、いわゆるサーボプレスが知られている。
このサーボプレスにおいては、スライドの位置や製品加
工時の加圧力が検出手段により検出され、それらの値に
基いてサーボモータに対してフィードバック制御を行な
うことにより、スライドの位置や速度を高度に制御する
ことができるので、高精度なプレス加工を行なうことが
できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このサーボプレスで生
産性を向上させるためにスライドを高速に昇降運動させ
るには、駆動源であるサーボモータの駆動軸を高速で正
転・逆転運動を繰り返す。すると、ねじ機構のねじ(駆
動機構によってはナット)が高速で正逆転することにな
る。
【0004】すなわち、スライドの上昇限・下降限にお
いては、加速度の変化が激しく、また、加速度の向きが
変る瞬間であるので、スライドの質量により大きな慣性
力が発生する。そして、その影響でプレス機械が上下に
振動することとなる。また、高速化のためには、駆動源
であるサーボモータの制御のうち加減速の時定数を短く
することも考えられるが、加減速が大きい場合には前述
の通り機械振動が大きくなり、プレスを高速化できな
い。
【0005】本発明は、サーボプレスのスライドを高速
で昇降運動させたときの慣性力を打ち消して、スライド
がプレス機械(サーボプレス)に与える振動を抑制させ
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
サーボモータを駆動源としてねじ機構を介してスライド
が駆動されるサーボプレスにおいて、昇降運動をするス
ライドと協動する協動部材と、該協動部材により伝達さ
れる昇降運動の位相を逆転させる位相逆転手段と、該位
相逆転手段により伝達される昇降運動により駆動される
バランスウエイトと、を有することを特徴とするサーボ
プレスのダイナミックバランサ装置である。
【0007】請求項1の発明では、協動部材により伝達
される昇降運動を位相逆転手段により位相を逆転する。
そして、この位相が逆転された昇降運動にしたがって、
バランスウエイトを昇降運動させる。すなわち、バラン
スウエイトは、スライドの昇降運動と同調しつつ相反し
て昇降運動を行なう。
【0008】このようにして、スライドが急激に加減速
し、大きな慣性力が発生しても、バランスウエイトによ
りスライドの慣性力と反対方向に同等の慣性力が生じる
ので、両者の慣性力は打ち消し合う。すると、慣性力が
プレス機械(サーボプレス)に与える影響、すなわち振
動が抑制される。よって、請求項1の発明によると、ス
ライドの急激な加減速によるプレス機械の振動を抑制す
ることができる。
【0009】請求項2の発明は、前記位相逆転手段はベ
ッド内に内設されるレバーを有し、該レバーの一端に固
設するピンは前記協動部材の切欠き部と摺動自在に連結
し、前記レバーの他端に固設するピンは前記バランスウ
エイトの切欠き部と摺動自在に連結し、前記レバーの中
央部はベッド内に固設される支点ピンによって回動自在
に支持されることを特徴とする請求項1記載のサーボプ
レスのダイナミックバランサ装置である。
【0010】さらに、請求項3の発明は、前記協動部材
は、前記スライドに立設するガイドポストを延長して形
成したことを特徴とする請求項1又は2記載のサーボプ
レスのダイナミックバランサ装置である。
【0011】請求項2の発明では、位相逆転手段として
レバーを用いて、構造簡単なものとした。さらに、請求
項3の発明では、スライドと協動する協動部材を、スラ
イドに立設するガイドポストを延長して形成した。ゆえ
に、請求項2の発明により、請求項1の発明による効果
に加えて、構造簡単なため製造に掛かるコストを低くす
ることができ、さらに請求項3の発明により、協動部材
の駆動のためにスライドとの間にリンク機構等を設ける
ことなく、協動部材を形成することができるので、さら
に製造に掛かるコストを低減することができる。さらに
また、本装置の主要部品をベッド内に納めたので、コン
パクトで省スペースなダイナミックバランサ装置を提供
することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明による実施形態の一例を図
1及び図2に示す。図1は本発明によるダイナミックバ
ランサ装置を有するサーボプレスの全体正面図である。
図2はその側面図である。なお、図1,図2はともに、
スライド9が下死点(下限位置)にある状態を示す。サ
ーボプレス1のフレーム2は、クラウン2A,コラム2
B,ベッド2Cにより構成される。また、サーボプレス
1には、駆動源であるサーボモータ3が設けられてい
る。サーボモータ3の駆動軸には小プーリ4が固設され
ている。
【0013】一方、サーボプレス1の中央部には、駆動
ねじ5が設けられている。駆動ねじ5の上部5Aはドラ
イブ機構6により回動自在に支持されている。また、駆
動ねじ5の上端は大プーリ7が固設している。そして、
先述の小プーリ4と大プーリ7にはベルト8が掛けら
れ、動力が伝達される。
【0014】また、駆動ねじ5の中央部分から下部にか
けて、ねじ部5Bが設けられている。一方、スライド9
にはナット部材10が固設され、駆動ねじ5のねじ部5
Bと螺合し、ねじ機構を形成している。
【0015】そして、スライド9の四隅にはガイドポス
ト11Aが下方に向かって立設している。一方、ベッド
2C上には夫々のガイドポスト11Aに応じてガイド装
置11Bが立設している。ガイドポスト11Aはガイド
装置11Bの丸穴形状である内部に摺動自在に嵌合する
ことができる。すなわち、ガイドポスト11A及びガイ
ド装置11Bにより、スライドは昇降自在に精度良く支
持されることとなる。
【0016】なお、ベッド上面上で、スライド9の下面
と対向する位置には、図示しない金型(下型)を固設す
るボルスタ12が設けられている。このようにして図示
しない金型は、上型はスライド9の下面に設けられ、下
型はボルスタ12上面に設けられる。また、クラウン2
Aの下面にはバランスシリンダ13が2基設けられてい
る。バランスシリンダ13のロッド14はスライド9と
固設する。このバランスシリンダ13は、バランスシリ
ンダ13内に設けられるピストン(図示せず)により仕
切られる空間のうちスライド9側の空間にエア圧が充填
されることにより、スライド9を吊り上げて、スライド
9や図示しない金型(上型)がねじ機構(ねじ部5C,
ナット部10)やドライブ機構6に掛ける負荷を低減し
ている。
【0017】このように構成されたサーボプレス1は、
駆動源であるサーボモータ3の駆動軸の正逆回転により
小プーリ4,ベルト8,大プーリ7を介して駆動ねじ5
が正逆回転される。すると、ねじ機構(ねじ部5C,ナ
ット部10)を介してスライド9が昇降運動される。さ
らに、種々のセンサ(図示せず)により検出したスライ
ド9の位置や加工時の加圧力,速度等に基いたフィード
バック制御を施すことによりサーボモータ3が制御さ
れ、高精度加工が実現される。
【0018】しかし、スライド9を高速で昇降させた場
合、本装置の構造上、スライド9の上下限位置において
は急激な加速度の変化が生じ、その結果、スライド9の
質量による慣性力が発生する。本実施例では、この慣性
力を緩和するため、以下の部材により構成されるダイナ
ミックバランサ装置がさらに設けられている。
【0019】ガイドポスト11Aの下部にガイドポスト
11Aを延長して形成した協動部材15を設ける。協動
部材15の下端は図2に示すように下方に開口部15A
を有してコの字形に形成されるとともに、図1に示すよ
うにコの字の側面には夫々切欠き部15Bが設けられて
いる。一方、レバー16の一端にはピン16Aが固設さ
れている。ピン16Aは図1において正面側と後面側に
夫々(合計2個)立設している。そして、ピン16Aは
前述の切欠き部15Bに摺動自在に嵌合する。このよう
にして、レバー16の一端は、前述の開口部15Aに狭
入され、ピン16A及び切欠き部15Bにより摺動自在
に支持されている。
【0020】なお、協動部材15は本実施例のように形
成する他、円柱状の部材をガイドポスト下部にボルト等
により追設して形成することもできる。また、スライド
9からリンク機構を介して形成することもできる。
【0021】一方、図1において、レバー16の他端に
はピン16Bが固設されている。ピン16Bも前述のピ
ン16Aと同様に正面側と後面側に夫々(合計2個)立
設している。一方、バランスウエイト17の左右両側面
には穴部17Aが設けられている。そして、穴部17A
のほぼ中央には切欠き部17Bが設けられている。この
切欠き部17Aは正面側と後面側に夫々設けられてい
る。ピン16Bはこの切欠き部17Aに夫々摺動自在に
嵌合している。このようにして、レバー16の他端は、
開口部17Aに係入し、ピン16B及び切欠き部17B
により摺動自在に支持されている。
【0022】また、レバー16の中央部分はベッド2C
内に固設されるピン18と回動自在に連結され、支持さ
れる。なお、協動部材15,レバー16,ピン18等は
左右同様にして設けられ、バランスウエイト17は前後
夫々に1組ずつ(合計2個)設けられる。さらに、バラ
ンスウエイト17はベッド内に固設するガイド部19に
より昇降自在にガイドされている。なお、バランスウエ
イト17の質量は、スライド9にかかる質量(スライド
9,ガイドポスト11A,ねじ機構等)の総計と、ほぼ
同等になるように形成されている。
【0023】このようにして設けられたダイナミックバ
ランサ装置の動作は、まず、協動部材15がスライド9
と協動して昇降運動を行なう。これとともに、ピン16
Aも協動して昇降運動を行なう。そして、レバー16の
中央部はピン18により固定支点とされているので、ピ
ン16Aの昇降運動と同調して、かつ、位相を逆にして
ピン16Bは昇降運動を行なう。すなわち、レバー16
によりスライド9の昇降運動の位相が逆転される。する
と、バランスウエイト17はピン16Bと同調して昇降
運動を行なう。すなわち、バランスウエイト17はスラ
イド9と同調し、かつ、位相を逆にして昇降運動を行な
う。
【0024】つまり、スライド9等と同質量のバランス
ウエイト17が相反して昇降運動を行なうので、スライ
ド9の昇降運動の速度を増大し、上下限で急激に減速・
停止・加速を繰り返し行なっても、スライド9により発
生する慣性力は、バランスウエイト17により発生する
逆向きの慣性力により打ち消される。ゆえに、サーボプ
レス1においてスライド9の速度を増大させても、スラ
イド9の慣性力によるサーボプレス1に与える振動は抑
制される。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明によると、スライドが急
激に加減速し、大きな慣性力が発生しても、バランスウ
エイトによりスライドの慣性力と反対方向に同等の慣性
力が生じるので、両者の慣性力は打ち消し合う。よっ
て、スライドの急激な加減速によるサーボプレスへの振
動を抑制することができる。
【0026】請求項2の発明によると、位相逆転手段と
してレバー等を用いて、構造簡単なものとするととも
に、本装置の主要部材であるレバー及びバランスウエイ
ト等をベッド内に内設した。さらに、請求項3の発明に
よると、協動部材はガイドポストを下方に延長して形成
した。よって、請求項2及び3の発明により、請求項1
の発明による効果に加えて、構造簡単なため製造に掛か
るコストを低くすることができるとともに、コンパクト
で省スペースなダイナミックバランサ装置を提供するこ
とができる。尚、本ダイナミックバランサ装置は、サー
ボプレスと同様に高精度なスライド制御を可能とする駆
動源にリニアモータを使用したリニアモータプレスにも
応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるサーボプレスの全体正面
【図2】図1の全体側面図
【符号の説明】
1はサーボプレス、2はフレーム、2Aはクラウン、2
Bはコラム、2Cはベッド、3はサーボモータ、4は小
プーリ、5は駆動ねじ、5Aは上部、5Bはねじ部、6
はドライブ機構、7は大プーリ、8はベルト、9はスラ
イド、10はナット部材、11Aはガイドポスト、11
Bはガイド装置、12ボルスタ、13はバランスシリン
ダ、14はロッド、15は協動部材、15Aは開口部、
15Bは切欠き部、16はレバー、16A,16Bはピ
ン、17はバランスウエイト、17Aは穴部、17Bは
切欠き部、18はピン、19はガイド部である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サーボモータを駆動源としてねじ機構を介
    してスライドが駆動されるサーボプレスにおいて、昇降
    運動をするスライドと協動する協動部材と、該協動部材
    により伝達される昇降運動の位相を逆転させる位相逆転
    手段と、該位相逆転手段により伝達される昇降運動によ
    り駆動されるバランスウエイトと、を有することを特徴
    とするサーボプレスのダイナミックバランサ装置。
  2. 【請求項2】前記位相逆転手段はベッド内に内設される
    レバーを有し、該レバーの一端に固設するピンは前記協
    動部材の切欠き部と摺動自在に連結し、前記レバーの他
    端に固設するピンは前記バランスウエイトの切欠き部と
    摺動自在に連結し、前記レバーの中央部はベッド内に固
    設される支点ピンによって回動自在に支持されることを
    特徴とする請求項1記載のサーボプレスのダイナミック
    バランサ装置。
  3. 【請求項3】前記協動部材は、前記スライドに立設する
    ガイドポストを延長して形成したことを特徴とする請求
    項1又は2記載のサーボプレスのダイナミックバランサ
    装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100358650C (zh) * 2004-12-10 2008-01-02 湖南省乌江机筛有限公司 一种曲轴冲床动平衡装置
WO2015141502A1 (ja) * 2014-03-17 2015-09-24 コマツ産機株式会社 プレス機械
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