JP2004130327A - Driving gear in press - Google Patents

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JP2004130327A
JP2004130327A JP2002295381A JP2002295381A JP2004130327A JP 2004130327 A JP2004130327 A JP 2004130327A JP 2002295381 A JP2002295381 A JP 2002295381A JP 2002295381 A JP2002295381 A JP 2002295381A JP 2004130327 A JP2004130327 A JP 2004130327A
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Japan
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press
ram
pressurizing chamber
slide
crown
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JP2002295381A
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Hiroyuki Amino
網野 廣之
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Amino Corp
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Amino Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving gear in a press with which working speed and the number of strokes are raised, consumable energy is also reduced, the working speed, the stroke and the output of a press can be arbitrarily set and large output is created, but the total height is reduced even in a large press. <P>SOLUTION: The main ram 5 is fixed to the bottom of the crown 3 of the press and also a pressurizing chamber 6 provided with a vertical cylindrical part 6a the lower end of which penetrates through the main ram 5 and at least two horizontal cylindrical parts 6b, 6b which are crossed and communicated with the vertical cylindrical part 6a is incorporated in the crown 3. A slide 2 receives the main ram 5 and makes the main pressurizing chamber 8 having variable volume between the slide and the outer periphery including the tip of the main ram 5 with the slide, also a ram 8 for raising pressure the upper end surface of which is faced to the vertical cylindrical part 6a in the main ram is projectingly provided and a driving mechanism containing a screw shaft 13 the ram part 130 of which is faced to the inside of the horizontal cylindrical parts and driving motors 19 for moving the screw shafts back and forth are provided at least on two side parts of the crown 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属材及び非金属材の加工用プレスに好適な駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
金属及び非金属材を塑性加工する手段としてプレスが汎用されている。こうしたプレスの駆動装置としては、クランク式駆動装置と油圧駆動装置が使用されていた。
【0003】
クランク式駆動装置は油圧駆動装置に比べて、加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なくできる特徴があるが、慣性エネルギーを利用して駆動するため、プレスの加工力、加工速度及びストローク位置などを任意に設定ができないという問題があった。
これに対して、油圧駆動装置は、プレスの加工速度とストロークを任意的に設定でき、プレスの出力も任意的に設定できる利点があるが、ポンプを使用し、これから吐出された圧油をリリーフ弁により制御してプレスの出力を制御し、また、絞り弁により速度を制御するため、駆動エネルギーが多量に消耗されるのみならず、消耗する駆動エネルギーが熱になり、油圧システムの安定性が低下したり、冷却装置を追設する必要が生じ、大型化するなどの問題があった。
【0004】
この対策として、本出願人は、特願平11−276651号において、スライドの上部にラムを突設し、これの上端から軸線方向に有底の加圧室を形成し、クラウン側にはブロックを内嵌し、これに前記ラムとの間に可変容積の加圧室を画成する凹所を形成し、前記ブロックにはラムの加圧室内に縦挿されるピストンを同軸にするねじ軸と、前記ねじ軸と螺合するナットを含む駆動機構を設けたプレス用の駆動装置を提案し、これで、クランク式駆動装置と油圧駆動装置の欠点を解消することが可能となった。
【0005】
しかし、先行技術は、ねじ軸としては構造上1本に限定されるから創成できる出力が制限され、またプレスのクラウン部分に第2のシリンダとしてのブロックを嵌合固定し、第2のシリンダに内挿されたラム中の加圧室に下半部のピストン部が位置するようにねじ軸を縦設し、ねじ軸をクラウン部分頂部に設けた支持体のナットに螺通させ、ナットをクラウン頂部に設置したモータで駆動するようにしていたので、ねじ軸がクラウンから上方に大きく突出し、駆動装置の高さが大となり、それによりプレスの全高が大となり、工場内に据付できない場合が生ずる問題があった。また、たとえば20000kN以上の大型プレスの場合、駆動装置の製造や組み立てが難しくなるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を除去するためになされたもので、その目的とするところは、加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なく、加工速度、ストロークおよびプレスの出力を任意に設定することができ、かつ大出力を創成でき、それでいて大型プレスにおいても全高を低くすることができるプレスにおける駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、プレスのクラウンの下面に主ラムを固設するとともに、クラウンには、下端部が前記主ラムを貫通する縦筒状部と該縦筒状部と交差連通する横筒状部を備えた加圧室を設け、スライドには、前記主ラムを受け入れ主ラムの先端を含む外周間に可変容積の主加圧室を画成する凹所を形成するとともに、前記主ラム内の縦筒状部に上端面が臨む増圧用ラムを突設し、かつ前記クラウンの少なくとも2つの側部に、ラム部が前記横筒状部内に臨むねじ軸と、これを進退する駆動モータを含む駆動機構を設けたことを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施態様を添付図面に基いて説明する。
図1ないし図6は本発明によるプレスにおける駆動装置の実施例を示している。
1はベッドフレーム、2はベッドフレーム1に対峙するように配されたスライドであり、ベッドフレーム2上のボルスタに設置した下型Aに対する上型Bを取り付けるようになっている。3はベッドフレーム1と対向するクラウン(上部フレーム)であり、複数のサイドフレーム(コラム)4、4によってベッドフレーム1と剛結している。
【0009】
前記クラウン3には中央部下面にブロック状の主ラム5が固設されており、かつ、クラウン3には十字状又はT字状の加圧室6が内設されている。
詳しくは、加圧室6は、前記主ラム5の軸心を通り主ラム下端まで達する縦筒状部6aと、この縦筒状部6aに連通して外方に延びる横筒状部6b、6bからなっている。
前記横筒状部6bは、少なくとも2本、この例では第2図のように4本が十文字状に形成され、それぞれ外端がクラウン3の左右、前後の側面に開口している。
【0010】
スライド2は前記主ラム5を受容するチューブとして上面から所要の深さの凹所(有底穴)7が形成されており、凹所7の開口部分にシール筒71が嵌着固定されることにより凹所7の内面と主ラム5の先端面及び側面との間に容積可変の主加圧室8が形成されている。必要に応じて、主ラム5の先端付近外周にシール筒71と当接可能な抜け止め用のつばが設けられる。
【0011】
さらに前記スライド2の中心線上には、柱状をなした増圧用ラム9が固定されており、該増圧用ラム9は凹所7の底を貫き、先端面が前記主ラム5の縦筒状加圧室6a内に延びている。
増圧用ラム9の固定法は任意であり、この例では下端のつば90をスライド本体2aの下面座ぐり部に嵌め、そのスライド本体2aに盤体2bを重合一体化することで固定している。91はシールである。
【0012】
前記主加圧室8の中間にはスライド2を貫いて外部の油タンク(アキュムレータを含む)10と接続された油路11が通じており、該油路11の途中には、スライドの下降工程では開弁して油タンク10から主加圧室8に油を供給し、加圧行程では閉弁して油タンク10と主加圧室8とを遮断状態におき、上昇行程では開弁して主加圧室8から油タンク10に油を戻す制御弁24を有している。
前記制御弁24は、たとえば、チェック弁240と操作手段241を有し、操作手段241は、たとえばサーボモータなどが用いられる。油タンク10はクラウン3に装備したプラットフォーム30に設置されている。31はプラットフォーム30を囲む安全フェンスである。
【0013】
また、前記主加圧室8と加圧室の一部この例では横筒状部6bは油路12で接続されており、該油路12には、スライドの下降工程では閉弁して主加圧室8と加圧室6とを遮断状態におき、加圧行程では開弁して加圧室6から主加圧室8への圧油の流れを許し、上昇行程では開弁して主加圧室8から加圧室6に油を戻す制御弁29を有している。
前記制御弁29は、たとえば、チェック弁290と操作手段291を有し、操作手段291は、たとえばサーボモータなどが用いられる。
【0014】
前記操作手段241、291は後述するコントローラ(CPU)36に接続されていて、この信号により作動が制御されるようになっている。
前記のように操作手段付きの制御弁29、24を使用した場合、任意の時期に下降モードから加圧モードに切り替えることができるので、金型の接触がソフトタッチのプレス加工を行なえる利点がある。前記油路12はこの例では内部通路として構成されているが、外部通路となっていてもよい
【0015】
前記各横筒状部6b、6bの開口に対応するクラウン3の側面には、それぞれ支持体14が据付け固定されており、該支持体14には軸受16を介して減速機(出力側)17が支持されている。減速機17には雌ねじ部材18が固定されており、その雌ねじ部材18にボールねじなどのねじ軸13が螺通している。減速機17の入力側は近傍に配した駆動モータ19の出力側と連絡されている。
駆動モータ19としては、汎用モータでもよいが、好適にはACサーボモータで代表される数値制御型のモータが使用される。減速機17はウオーム−ウオームホイール式、歯車式など任意である。
前記各ねじ軸13は半部にラム部130を有しており、このラム部130は各横筒状部6b、6bの開口に固着したガイド筒61を通して各横筒状部6b内に臨んでいる。
【0016】
前記各駆動モータ19は図4のようにドライバ38を介してコントローラ36に接続されており、コントローラ36にはスライド2の位置を検出するセンサ(たとえば磁気センサやエンコーダなど)からフィードバックされた位置信号およびスライド2の加圧力を検出するセンサからの出力信号が伝達されるようになっている。スライド2の加圧力を検出するセンサは油路11に介在した圧力計やサイドフレームに取り付けたひずみゲージ(ロードガード)などが例として挙げられる。
コントローラ36には付属した設定器37によりプレス加工の種類、加工寸法、材料の材質や機械的特性など加工条件に応じた任意のプレス出力と速度が与えられており、コントローラ36はそれに即した駆動条件、すなわちすべての駆動モータ19を同期駆動するかいくつかの駆動モータ19を駆動するかや回転数などを判断し、ドライバ38に出力するようになっている。
【0017】
前記スライド2にはこれを上昇側に付勢し、スライド2が下降した後これを上昇させるための押し上げ用アクチュエータ27が連結されている。アクチュエータ27としては、油圧あるいはガス圧シリンダが用いられ、チューブがサイドフレームやベッドフレームなどに固定される。
【0018】
図7は本発明の第2実施例を示している。
この第2実施例においては、複数のねじ軸13がそれぞれ独立の駆動モータ19で駆動されるのでなく、複数のねじ軸13のうちいくつかが共用の駆動モータ19で駆動される形態となっている。このため、駆動モータ19の出力は継手機構を介して減速機に伝達されるようになっている。
【0019】
なお、前記制御弁29を有する油路12に代えて、パイロット型などの切換弁を介在した油路を2本設け、加圧行程の際に片方の油路の切換弁で加圧室6から主加圧室8へ圧油を導入し、上昇行程の際に他方の油路の切換弁で主加圧室8から加圧室6に油を戻す形式としてもよい。
また、横筒状部6bとねじ軸13を含む機構の数は実施例のように4つに限定されず、2つ以上であればよく、5〜6など増設することも容易である。
加圧室6を構成する縦筒と横筒はブロック状のクラウン3に直接穴を穿設することで形成する場合のほか、アッセンブリとして作り、それをフレーム状のクラウンに組み込む場合を含んでいる。
【0020】
【実施例の作用】
次に実施例のプレス駆動装置の作用を説明する。
図1は上昇限位置の状態を示しており、スライド2は押し上げシリンダ27によって押し上げられおり、4本の各ラム部つきねじ軸13はそれぞれ後退位置に停止しており、加圧室6の容積は大きく、主加圧室8の容積は小さくなっていて、それらに油が満たされている。
【0021】
この状態からプレス加工を開始するには、プレス加工の種類、加工寸法、材料の材質や機械的特性など加工条件に応じた任意のプログラムを設定器37でコントローラ36に入力し、それに即した駆動条件すなわち複数の駆動モータ19の作動させる数や回転数などを演算する。あるいは、コントローラ36にあらかじめ駆動条件を含むプログラムを入力して記憶させ、シーケンスにしたがってドライバ38を介して駆動モータ19を正回転させる。
【0022】
たとえば、高出力を実現したい場合には、すべての駆動モータ19を同期して正回転させる。こうすれば、それぞれの減速機17により雌ねじ部材18が回転されるので、雌ねじ部材18と螺合しているそれぞれのねじ軸13は回転することなく軸線方向に移動する。それによりねじ軸13と一体のラム部130がそれぞれの横筒状部6b、6bの内方に進出するので、加圧室6の容積が減少して内部の油が加圧され、それが増圧用ラム9に伝達されてこれを押し下げるため、スライド2は急降下される。これが図5の状態である。
【0023】
この下降時には、油路12の制御弁29は閉弁状態に保たれ、加圧室6から主加圧室8へ圧油は移動しないので、加圧室6は密封状態となり、増圧用ラム9とスライド2はねじ軸13の回転速度に対応して高速下降する。
この下降行程においては、図5のように、スライド2の下降により主加圧室8の容積が増加し、ここに開弁した制御弁を通して油タンク10から油が供給されるため、サージが防止されつつ主加圧室8は低圧の油が満たされる。したがって下降行程は低出力高速度で行われる。
このスライド2の下降により、持ち上げアクチュエータ27のピストンが進出するため反力が抑えられ、上昇エネルギーが蓄積される。
【0024】
こうしてスライド2の金型Aとベッド側の金型Bとで加工が開始される位置に到ると、加工反力が作用した加圧室内の油圧が高くなる。このため、制御弁29が開弁して、加圧室6と主加圧室8とが油路12を介して導通され、加圧室6で生じた高圧の圧油が主加圧室8に伝達される。このときには、制御弁24が閉じられ、油タンク10と主加圧室8とが遮断されるため、主加圧室8内の油圧が高くなり、スライド2は高圧力低速度に切り替わって所定の位置まで下降し、プレス加工が行われる。これが図6の状態である。
【0025】
こうした加圧行程は位置センサ(又は/及び圧力センサ)からフィードバック信号がコントローラ36に送られることによって検出され、所定の位置(または所定の圧力)に達して加工が完了したと判定されたときにコントローラ36を通して各駆動モータ19に信号が送られる。
これにより各駆動モータ19は同期して逆回転を開始し、ラム付きの各ねじ軸13はそれぞれ急速に後退する。これにより加圧室6は容積が増すため低圧化し、このときに押し上げアクチュエータ27に蓄積されているエネルギーが開放され、反力がスライド2に作用するため、スライド2は高速上昇し始める。
【0026】
この時、主加圧室8の圧油は、操作手段241により開弁された制御弁29と油路12を介して加圧室6に戻され、同時に操作手段241により開弁された制御弁24と油路11を通して油タンク10に戻される。
主ラム5がクラウン3に固設され、スライド2は主ラム5を受容するチューブとしての凹所7を有するだけなのでスライド2は軽量であり、押し上げアクチュエータ27は小型で済む。
【0027】
スライド2が上死点の位置に達すると、位置センサからの信号がコントローラ36にフィードバックされるので、各駆動モータ19の駆動が停止され、図1のように上死点位置に停止する。
以下、上述した作動が繰り返されることにより、連続プレス加工が行われる。
【0028】
本発明においては、下降行程ではねじ軸13の進出により加圧室6の容積を減少(昇圧)させ、スライド2を低出力高速下降させる。加圧行程では、加圧の反力に加えて加圧室6から主加圧室8に高圧が伝達されるので、加圧室6と主加圧室8の面積差により大出力が発生し、スライド2を高出力低速下降させる。そして、加工が完了すると、ねじ軸13が後退して加圧室6の容積が広げられ、これに加圧室8の油が戻され、かつ押し上げアクチュエータ27が作動するのでスライドは高速上昇させられる。
したがって、プレス加工に必要な速度と力の変化を円滑に実現することができ、しかも、それぞれの行程において必要なエネルギーしか使用しておらず、下降時には小さいシリンダ径、加圧時には大きいシリンダ径で作動させ、エネルギーを有効利用している。このため、加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なくすることができる。また、エネルギー効率がよく、熱の発生がなく油温の変化が少ないため、スライド2の作動に影響がない。したがって、システムが安定し、油温を適切なものにするためのオイルクーラなどもほとんど必要なくなるので、油圧回路や機器も簡易、コンパクト化することができる。
【0029】
しかも、本発明は、キッカ駆動増圧シリンダとしての増圧ラム9を作動する加圧室6が、複数本のラム付きねじ軸13で短時間に容積(圧力)を変化させられるようになっているので、下降速度を早く、また高出力を得ることができる。すなわち、先行技術の縦ねじ軸方式に比べて実施例では4倍の高出力を実現できる。
しかも、複数本のラム付きねじ軸13は、全部・一部の選択駆動を行えるので、絞り加工、抜き加工及び冷鍛加工などの各加工の特徴に合わせて、それぞれの加工条件に即した最適な加工力や加工速度、加工モーションの制御を行え、また省エネルギーも達成できる。
【0030】
さらに、前記のような高速、高出力を達成できるにもかかわらず、加圧室6がクラウン3に縦横の筒状部6a、6bとして内蔵されていて、クラウンの2側面以上の横筒状開口部分にそれぞれラム付きねじ軸13を含む機構を横設しているので、プレスの全高を低く抑えることができ、たとえば30000kNのプレスにおいても、全高を4900mm以下に抑えることができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、加圧速度とストローク数が高く、エネルギーの消耗を削減することができる基本的特徴に加え、増圧用の加圧室6が縦横の筒状部6a、6b、6bで構成され、少なくとも2つの横筒状部6b、6bにそれぞれラム付きねじ軸13,13を進退させて加圧するので高出力を創成でき、また複数のラム付きねじ軸13,13の選択駆動により、加工力、加工速度も自在に制御することができる。しかも高出力を達成できるにもかかわらず、複数のラム付きねじ軸13,13と駆動機構がクラウン3の頂面でなくサイド部に装備されるので、プレスの全高を低く抑えることができるというすぐれた効果が得られる。
請求項2によれば、横筒状部6bが4本であり、それぞれの横筒状部にラム部130を有するねじ軸13が進退されるようになっているので、プレスの全高を増さずに大出力を得ることができるとともに、ねじ軸の駆動数の選定によって、速度と出力を自在に制御できるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の第1実施例を上昇限状態で示す断面図である。
【図2】本発明装置のクラウン部分の横断面図である。
【図3】図1の部分的拡大図である。
【図4】本発明装置の制御系の一例を示す説明図である。
【図5】本発明装置の下降行程を示す断面図である。
【図6】本発明装置の加圧行程を示す断面図である。
【図7】本発明の第2実施例を示す横断面図である。
【符号の説明】
2  スライド
3 クラウン
5 主ラム
6 加圧室
6a 縦筒状部
6b 横筒状部
8 主加圧室
13 ねじ軸
19 駆動モータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving device suitable for a press for processing a metal material and a non-metal material.
[0002]
[Prior art]
A press is widely used as a means for plastically processing metal and nonmetal materials. As a drive device for such a press, a crank drive device and a hydraulic drive device have been used.
[0003]
Compared to hydraulic drives, crank drives are characterized by higher processing speeds and strokes, and less energy consumption. However, because they are driven using inertial energy, the processing power, processing speed and stroke position of the press There is a problem that it is not possible to arbitrarily set parameters.
On the other hand, the hydraulic drive device has the advantage that the working speed and stroke of the press can be set arbitrarily and the output of the press can be set arbitrarily.However, a pump is used to release the pressure oil discharged from it. Since the output of the press is controlled by a valve and the speed is controlled by a throttle valve, not only is a large amount of drive energy consumed, but the consumed drive energy becomes heat, and the stability of the hydraulic system is reduced. There has been such a problem that it has been lowered and that a cooling device has to be additionally installed, resulting in an increase in size.
[0004]
As a countermeasure against this, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application No. 11-276651 that a ram is protruded from the upper part of a slide, a bottomed pressurized chamber is formed in the axial direction from the upper end, and a block is formed on the crown side. And a recess defining a pressurized chamber of variable volume is formed between the ram and the ram, and the block has a screw shaft coaxial with a piston vertically inserted into the pressurized chamber of the ram. The present invention has proposed a drive device for a press provided with a drive mechanism including a nut that is screwed with the screw shaft, thereby eliminating the drawbacks of the crank drive device and the hydraulic drive device.
[0005]
However, in the prior art, the output which can be created is limited since the screw shaft is limited to one structurally, and a block as a second cylinder is fitted and fixed to the crown portion of the press, and the second cylinder is fixed to the second cylinder. A screw shaft is installed vertically so that the lower half of the piston is located in the pressurized chamber in the inserted ram, and the screw shaft is threaded through a nut of a support provided at the top of the crown portion. Since it was driven by the motor installed on the top, the screw shaft protruded greatly from the crown, the height of the driving device became large, and the overall height of the press became large, which may not be able to be installed in the factory. There was a problem. In addition, in the case of a large press of, for example, 20,000 kN or more, there is a problem that it is difficult to manufacture and assemble the driving device.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to eliminate the conventional problems as described above, and its object is to increase the processing speed and the number of strokes, reduce the consumption energy, reduce the processing speed, the stroke and the output of the press. It is an object of the present invention to provide a drive device for a press which can be set arbitrarily and which can generate a large output, and which can reduce the overall height even in a large press.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a press machine, in which a main ram is fixed to a lower surface of a crown of the press, and a lower end portion of the crown communicates with a vertical cylindrical portion penetrating the main ram and the vertical cylindrical portion. A pressurizing chamber having a horizontal cylindrical portion to be provided is provided, and a slide is formed with a recess defining a variable-volume main pressurizing chamber between outer peripheries including a tip of the main ram receiving the main ram, A pressure-increasing ram with an upper end face protruding from a vertical cylindrical portion in the main ram, and a screw shaft whose ram portion faces the horizontal cylindrical portion on at least two sides of the crown, A driving mechanism including a driving motor for driving the motor is provided.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 6 show an embodiment of a driving device in a press according to the present invention.
Reference numeral 1 denotes a bed frame, and reference numeral 2 denotes a slide arranged so as to face the bed frame 1. The upper die B is attached to a lower die A installed on a bolster on the bed frame 2. Reference numeral 3 denotes a crown (upper frame) facing the bed frame 1, which is rigidly connected to the bed frame 1 by a plurality of side frames (columns) 4, 4.
[0009]
A block-shaped main ram 5 is fixedly provided on the lower surface of the central portion of the crown 3, and a cross-shaped or T-shaped pressurizing chamber 6 is provided in the crown 3.
Specifically, the pressurizing chamber 6 includes a vertical cylindrical portion 6a that passes through the axis of the main ram 5 and reaches the lower end of the main ram, a horizontal cylindrical portion 6b that communicates with the vertical cylindrical portion 6a and extends outward, 6b.
At least two, in this example, four, of the horizontal tubular portions 6b are formed in a cross shape as shown in FIG. 2, and the outer ends are opened on the left, right, front and rear side surfaces of the crown 3, respectively.
[0010]
The slide 2 has a recess (bottomed hole) 7 of a required depth from the upper surface as a tube for receiving the main ram 5, and a seal cylinder 71 is fitted and fixed in an opening of the recess 7. Thereby, a main pressurizing chamber 8 of variable volume is formed between the inner surface of the recess 7 and the tip end surface and side surface of the main ram 5. If necessary, a stopper collar is provided on the outer periphery near the distal end of the main ram 5 so as to be able to contact the seal cylinder 71.
[0011]
A pressure-increasing ram 9 having a columnar shape is fixed on the center line of the slide 2, and the pressure-increasing ram 9 penetrates the bottom of the recess 7, and a front end surface of the pressure-increasing ram 9 has a vertical cylindrical shape. It extends into the pressure chamber 6a.
The method of fixing the pressure-increasing ram 9 is arbitrary. In this example, the lower end flange 90 is fitted into the counterbore of the lower surface of the slide main body 2a, and the slide body 2a is fixed to the slide main body 2a by being integrated with the board body 2b. . 91 is a seal.
[0012]
An oil passage 11 connected to an external oil tank (including an accumulator) 10 extends through the slide 2 in the middle of the main pressurizing chamber 8. Then, the valve is opened to supply oil from the oil tank 10 to the main pressurizing chamber 8, the valve is closed during the pressurizing step, the oil tank 10 and the main pressurizing chamber 8 are shut off, and the valve is opened during the rising stroke. And a control valve 24 for returning oil from the main pressurizing chamber 8 to the oil tank 10.
The control valve 24 has, for example, a check valve 240 and an operating means 241. The operating means 241 is, for example, a servomotor. The oil tank 10 is installed on a platform 30 mounted on the crown 3. Reference numeral 31 denotes a safety fence surrounding the platform 30.
[0013]
The main pressurizing chamber 8 and a part of the pressurizing chamber In this example, the horizontal cylindrical portion 6b is connected by an oil passage 12, and the oil passage 12 is closed by a valve during a slide descending process. The pressurizing chamber 8 and the pressurizing chamber 6 are shut off, and the valve is opened during the pressurizing process to allow the flow of the pressurized oil from the pressurizing chamber 6 to the main pressurizing chamber 8, and is opened during the ascending process. A control valve 29 for returning oil from the main pressurizing chamber 8 to the pressurizing chamber 6 is provided.
The control valve 29 has, for example, a check valve 290 and an operating means 291, and the operating means 291 is, for example, a servomotor.
[0014]
The operation means 241 and 291 are connected to a controller (CPU) 36 described later, and the operation thereof is controlled by this signal.
When the control valves 29 and 24 with the operating means are used as described above, the mode can be switched from the descending mode to the pressurizing mode at any time. is there. The oil passage 12 is configured as an internal passage in this example, but may be an external passage.
Supports 14 are fixedly installed on the side surfaces of the crown 3 corresponding to the openings of the horizontal tubular portions 6b, 6b, respectively, and a reduction gear (output side) 17 is mounted on the support 14 via bearings 16. Is supported. A female screw member 18 is fixed to the speed reducer 17, and a screw shaft 13 such as a ball screw is threaded through the female screw member 18. The input side of the speed reducer 17 is connected to the output side of the drive motor 19 arranged in the vicinity.
A general-purpose motor may be used as the drive motor 19, but a numerical control type motor represented by an AC servomotor is preferably used. The speed reducer 17 is optional such as a worm-worm wheel type or a gear type.
Each of the screw shafts 13 has a ram portion 130 in a half portion thereof, and the ram portion 130 faces the inside of each horizontal cylindrical portion 6b through a guide cylinder 61 fixed to an opening of each horizontal cylindrical portion 6b. I have.
[0016]
Each of the drive motors 19 is connected to a controller 36 via a driver 38 as shown in FIG. 4. The controller 36 has a position signal fed back from a sensor (for example, a magnetic sensor or an encoder) for detecting the position of the slide 2. An output signal from a sensor for detecting the pressing force of the slide 2 is transmitted. Examples of the sensor for detecting the pressing force of the slide 2 include a pressure gauge interposed in the oil passage 11 and a strain gauge (load guard) attached to a side frame.
The controller 36 is provided with an optional setting output 37 and an arbitrary press output and speed according to the processing conditions such as the type of press processing, processing dimensions, material properties and mechanical characteristics. The conditions, that is, whether to drive all the drive motors 19 synchronously or to drive some drive motors 19, the number of rotations, and the like are determined and output to the driver 38.
[0017]
A push-up actuator 27 for urging the slide 2 upward and for raising the slide 2 after the slide 2 descends is connected to the slide 2. A hydraulic or gas pressure cylinder is used as the actuator 27, and the tube is fixed to a side frame or a bed frame.
[0018]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, the plurality of screw shafts 13 are not driven by independent drive motors 19, respectively, but some of the plurality of screw shafts 13 are driven by the shared drive motor 19. I have. For this reason, the output of the drive motor 19 is transmitted to the reduction gear via the joint mechanism.
[0019]
In addition, instead of the oil passage 12 having the control valve 29, two oil passages having a switching valve such as a pilot type are provided, and at the time of the pressurization stroke, one of the oil passages is switched from the pressurizing chamber 6 by the switching valve. It is also possible to adopt a type in which pressurized oil is introduced into the main pressurizing chamber 8 and oil is returned from the main pressurizing chamber 8 to the pressurizing chamber 6 by the switching valve of the other oil path during the ascent stroke.
In addition, the number of mechanisms including the horizontal cylindrical portion 6b and the screw shaft 13 is not limited to four as in the embodiment, but may be two or more, and it is easy to increase the number of mechanisms such as 5 to 6.
The vertical cylinder and the horizontal cylinder constituting the pressurizing chamber 6 may be formed by directly drilling a hole in the block-shaped crown 3, or may be formed as an assembly and assembled into a frame-shaped crown. .
[0020]
Operation of the embodiment
Next, the operation of the press driving device of the embodiment will be described.
FIG. 1 shows the state of the ascending limit position, in which the slide 2 is pushed up by the push-up cylinder 27, and the four screw shafts 13 with rams are stopped at the respective retracted positions. Are large, the volume of the main pressurizing chamber 8 is small, and they are filled with oil.
[0021]
In order to start the press working from this state, an arbitrary program corresponding to the processing conditions such as the type of the press working, the working dimensions, the material of the material and the mechanical characteristics is input to the controller 36 by the setting device 37, and the driving in accordance with the program is performed. The conditions, that is, the number of actuations and the number of rotations of the plurality of drive motors 19 are calculated. Alternatively, a program including driving conditions is inputted and stored in the controller 36 in advance, and the driving motor 19 is rotated forward through the driver 38 in accordance with the sequence.
[0022]
For example, when high output is desired to be achieved, all the drive motors 19 are synchronously rotated forward. In this case, since the female screw members 18 are rotated by the respective speed reducers 17, the respective screw shafts 13 screwed with the female screw members 18 move in the axial direction without rotating. As a result, the ram portion 130 integral with the screw shaft 13 advances to the inside of each of the horizontal tubular portions 6b, 6b, so that the volume of the pressurizing chamber 6 is reduced and the oil inside is pressurized, which increases. The slide 2 is rapidly lowered to be transmitted to the pressure ram 9 and depress it. This is the state of FIG.
[0023]
During this descent, the control valve 29 of the oil passage 12 is kept closed and the pressurized oil does not move from the pressurizing chamber 6 to the main pressurizing chamber 8, so that the pressurizing chamber 6 is in a sealed state and the pressure increasing ram 9 And the slide 2 descends at a high speed corresponding to the rotation speed of the screw shaft 13.
In this descending stroke, as shown in FIG. 5, the volume of the main pressurizing chamber 8 increases due to the descending of the slide 2, and oil is supplied from the oil tank 10 through the control valve opened here, thereby preventing surge. The main pressurizing chamber 8 is filled with low-pressure oil. Therefore, the descending stroke is performed at a low output high speed.
The downward movement of the slide 2 causes the piston of the lifting actuator 27 to advance, so that the reaction force is suppressed and the rising energy is accumulated.
[0024]
When the processing is started by the die A of the slide 2 and the die B on the bed side in this way, the hydraulic pressure in the pressurized chamber to which the processing reaction force has acted increases. For this reason, the control valve 29 is opened, the pressurizing chamber 6 and the main pressurizing chamber 8 are conducted through the oil passage 12, and the high-pressure oil generated in the pressurizing chamber 6 is supplied to the main pressurizing chamber 8. Is transmitted to. At this time, since the control valve 24 is closed and the oil tank 10 and the main pressurizing chamber 8 are shut off, the hydraulic pressure in the main pressurizing chamber 8 increases, and the slide 2 switches to a high-pressure low-speed mode, and the slide 2 switches to a high-pressure low-speed mode. It descends to a position and press processing is performed. This is the state of FIG.
[0025]
Such a pressurizing process is detected by sending a feedback signal from a position sensor (or / and a pressure sensor) to the controller 36, and when it is determined that the machining has been completed by reaching a predetermined position (or a predetermined pressure). A signal is sent to each drive motor 19 through the controller 36.
Thereby, each drive motor 19 starts reverse rotation in synchronization, and each screw shaft 13 with the ram retreats rapidly. As a result, the pressure in the pressurizing chamber 6 is reduced due to the increase in volume, and at this time, the energy stored in the push-up actuator 27 is released, and the reaction force acts on the slide 2, so that the slide 2 starts to rise at high speed.
[0026]
At this time, the pressure oil in the main pressurizing chamber 8 is returned to the pressurizing chamber 6 via the control valve 29 opened by the operating means 241 and the oil passage 12 and simultaneously the control valve opened by the operating means 241. It is returned to the oil tank 10 through 24 and the oil passage 11.
Since the main ram 5 is fixed to the crown 3 and the slide 2 has only the recess 7 as a tube for receiving the main ram 5, the slide 2 is lightweight and the push-up actuator 27 can be small.
[0027]
When the slide 2 reaches the position of the top dead center, a signal from the position sensor is fed back to the controller 36, so that the driving of each drive motor 19 is stopped and stopped at the top dead center position as shown in FIG.
Hereinafter, continuous press working is performed by repeating the above-described operations.
[0028]
In the present invention, in the descending stroke, the volume of the pressurizing chamber 6 is reduced (pressurized) by the advancement of the screw shaft 13, and the slide 2 is lowered at a low output and at a high speed. In the pressurizing step, high pressure is transmitted from the pressurizing chamber 6 to the main pressurizing chamber 8 in addition to the reaction force of pressurization, so that a large output is generated due to the area difference between the pressurizing chamber 6 and the main pressurizing chamber 8. Then, the slide 2 is lowered at high output and low speed. When the machining is completed, the screw shaft 13 is retracted, the volume of the pressurizing chamber 6 is expanded, the oil in the pressurizing chamber 8 is returned to this, and the push-up actuator 27 is operated, so that the slide is raised at high speed. .
Therefore, changes in speed and force required for press working can be smoothly realized, and only the necessary energy is used in each stroke. It works and uses energy effectively. Therefore, the processing speed and the number of strokes are high, and the consumption energy can be reduced. In addition, the operation of the slide 2 is not affected because the energy efficiency is good, the heat is not generated, and the change in the oil temperature is small. Therefore, the system is stable, and an oil cooler or the like for making the oil temperature appropriate is almost unnecessary, so that the hydraulic circuit and the equipment can be simplified and made compact.
[0029]
In addition, according to the present invention, the volume (pressure) of the pressurizing chamber 6 for operating the pressure increasing ram 9 as the kicker driving pressure increasing cylinder can be changed in a short time by the plurality of screw shafts 13 with rams. Therefore, the descending speed can be increased and a high output can be obtained. That is, in the embodiment, four times as high output can be realized as compared with the prior art vertical screw shaft method.
In addition, since the plurality of screw shafts 13 with rams can perform all or a part of the selective driving, they are optimally adapted to each processing condition according to the characteristics of each processing such as drawing, punching and cold forging. It can control the processing power, processing speed, and processing motion, and can also save energy.
[0030]
Further, although the high speed and high output as described above can be achieved, the pressurizing chamber 6 is built in the crown 3 as vertical and horizontal cylindrical portions 6a and 6b, and the horizontal cylindrical opening on two or more sides of the crown. Since the mechanisms including the screw shafts 13 with rams are provided laterally at the respective portions, the overall height of the press can be kept low. For example, even with a press of 30,000 kN, the overall height can be kept to 4900 mm or less.
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, in addition to the basic features that the pressurizing speed and the number of strokes are high and energy consumption can be reduced, the pressurizing pressurizing chamber 6 has vertical and horizontal cylindrical portions 6a, 6b, 6b, the ram-equipped screw shafts 13, 13 are respectively advanced and retracted to at least two horizontal tubular portions 6b, 6b, so that a high output can be created, and the plurality of ram-equipped screw shafts 13, 13 can be selectively driven. Thereby, the processing force and the processing speed can be freely controlled. Moreover, despite the fact that a high output can be achieved, a plurality of screw shafts 13 with rams and a drive mechanism are provided not on the top surface of the crown 3 but on the side portions, so that the overall height of the press can be kept low. The effect is obtained.
According to the second aspect, the number of the horizontal tubular portions 6b is four, and the screw shaft 13 having the ram portion 130 in each horizontal tubular portion is advanced and retracted, so that the overall height of the press is increased. High output can be obtained without any problem, and the excellent effect that the speed and output can be freely controlled by selecting the number of drives of the screw shaft can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the device of the present invention in an ascending limit state.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a crown portion of the device of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a control system of the device of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a descending stroke of the device of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a pressurizing process of the apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a transverse sectional view showing a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Slide 3 Crown 5 Main ram 6 Pressurizing chamber 6a Vertical cylindrical section 6b Horizontal cylindrical section 8 Main pressing chamber 13 Screw shaft 19 Drive motor

Claims (2)

プレスのクラウン3の下面に主ラム5を固設するとともに、クラウン3には、下端部が前記主ラム5を貫通する縦筒状部6aと該縦筒状部6aと交差連通する少なくとも2つの横筒状部6b、6bを備えた加圧室6を設け、スライド2には、前記主ラム5を受け入れ主ラム5の先端を含む外周間に可変容積の主加圧室8を画成する凹所7を形成するとともに、前記主ラム内の縦筒状部6aに上端面が臨む増圧用ラム8を突設し、かつ前記クラウン3の少なくとも2つの側部に、ラム部130が前記横筒状部内に臨むねじ軸13と、これを進退する駆動モータ19を含む駆動機構を設けたことを特徴とするプレスにおける駆動装置。The main ram 5 is fixed to the lower surface of the crown 3 of the press, and the crown 3 has at least two vertical cylindrical portions 6a each having a lower end penetrating the main ram 5 and at least two crosswise communicating with the vertical cylindrical portions 6a. A pressurizing chamber 6 having horizontal tubular portions 6b, 6b is provided, and a variable volume main pressurizing chamber 8 is defined on the slide 2 between the outer circumference including the main ram 5 and the tip of the main ram 5. A recess 7 is formed, and a pressure-increasing ram 8 having an upper end face protruding from a vertical cylindrical portion 6a in the main ram, and a ram portion 130 is provided on at least two sides of the crown 3 in the horizontal direction. A drive device for a press, comprising: a drive mechanism including a screw shaft 13 facing a cylindrical portion and a drive motor 19 for moving the screw shaft 13 forward and backward. 横筒状部6bが4本以上であり、それぞれの横筒状部6bでラム部を有するねじ軸13が進退されるようになっている請求項1に記載のプレスにおける駆動装置。The drive device for a press according to claim 1, wherein the number of the horizontal tubular portions (6b) is four or more, and the screw shaft (13) having a ram portion is advanced and retracted at each of the horizontal tubular portions (6b).
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