JP2007136528A - Stroke variable device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ストローク可変装置に関するものであり、特に、ロッド部材の往復直線運動における直線移動距離を可変可能とするストローク可変装置に関するものである。 The present invention relates to a stroke variable device, and more particularly to a stroke variable device that can vary a linear movement distance in a reciprocating linear motion of a rod member.
プレス機として、クランク機構を備えたものが知られている。これは、電動機によって回転する回転体の回転運動をラム等のロッド部材に伝達し、ロッド部材を往復直線運動(例えば上下運動)させるものである。ところで、従来のプレス機においては、クランクピンの位置を変更する構成を備え、その位置の変更によってロッド部材のストローク(直線移動距離)を切り替えられるようにしたものがある。しかしながら、いずれの装置もストロークの切替はプレス機の停止中しか行うことができず、利用範囲が限られていた。また、クランクピンの位置を変更する等の作業が必要であり、例えばストロークを頻繁に切り替える場合には、多くの検査工数を要し、作業者の負担が大きくなっていた。 As a press machine, one having a crank mechanism is known. This transmits the rotational motion of a rotating body rotated by an electric motor to a rod member such as a ram, and causes the rod member to reciprocate linearly (for example, up and down motion). By the way, a conventional press machine has a configuration in which the position of the crankpin is changed, and the stroke (linear movement distance) of the rod member can be switched by changing the position. However, in any of the apparatuses, the stroke can be switched only while the press machine is stopped, and the range of use is limited. Further, an operation such as changing the position of the crank pin is necessary. For example, when the stroke is frequently switched, a lot of inspection man-hours are required, and the burden on the operator is increased.
そこで、本願出願人は、ストロークの変更を容易に行うことができ、しかもストロークを正確に設定することが可能なストローク可変装置を先に提案した(特許文献1)。図7を基に具体的に説明する。このストローク可変装置Aは、支点軸Cを中心として揺動可能に支持されたレバーDと、そのレバーDの一端側に接続されレバーDを所定範囲で往復角運動させるための駆動手段Eと、レバーDの他端側に接続されレバーDの往復角運動を可動対象物Fに伝達する従動手段Gと、レバーDと支点軸Cとの間に設けられレバーDに対して支点軸Cを摺動可能な状態で支持する第一スライド手段Hと、支点軸Cと架台Bの間に設けられ架台Bに対して支点軸Cを摺動可能な状態で支持する第二スライド手段Iと、支点軸CをレバーDの長手方向へ移動させる支点軸可動手段Jと、支点軸Cの移動方向におけるレバーDの動きを規制する規制手段Kとを備えたものである。これによれば、支点軸可動手段Jによって支点軸Cを移動させることにより、レバーDに対する支点軸Cの相対位置が変化し、支点軸CからレバーDの一端側(駆動手段Eが接続された部分)までの長さXと、支点軸CからレバーDの他端側(従動手段Gが接続された部分)までの長さYとの比が変化する。そして、このように比率を変化させることにより、レバーDの一端側の振幅に対する、レバーDの他端側の振幅(すなわち増幅率)が変化することとなる。つまり、支点軸Cの相対位置を変化させることにより、従動手段Gのストロークを変化させるものである。
しかし、上記のストローク可変装置Aでは、支点軸CからレバーDの一端側までの長さXと、支点軸CからレバーDの他端側までの長さYとの比を変化させることから、支点軸Cの相対位置を変化させるための複数の機構、すなわち二組のスライド手段H,Iや支点軸可動手段J等を備えなければならず、ひいては全体の構成が複雑化するとともに製造コストが嵩んでいた。 However, in the above stroke variable device A, the ratio of the length X from the fulcrum shaft C to one end of the lever D and the length Y from the fulcrum shaft C to the other end of the lever D is changed. A plurality of mechanisms for changing the relative position of the fulcrum shaft C, that is, two sets of slide means H and I, a fulcrum shaft movable means J, and the like must be provided. As a result, the overall configuration becomes complicated and the manufacturing cost increases. It was bulky.
また、上記のストローク可変装置Aでは、支点軸Cを中心としたレバーDの往復角運動を、従動手段Gの往復直線運動に変換することから、支点軸Cの位置が移動しても従動手段Gのストロークをある程度確保するには、水平方向に延びるレバーDを比較的長く形成しなければならず、ひいては従動手段Gと駆動手段Eとの間に比較的広い間隔を確保しなければならなかった。さらに、支点軸CをレバーDの全範囲に亘って移動させるために、大型の支点軸可動手段Jを採用しなければならなかった。このため、比較的小型の検査装置や、他の機構を数多く備えたプレス機に対しては、ストローク可変装置Aを適用することが困難となっていた。 Further, in the above stroke variable device A, the reciprocating angular motion of the lever D around the fulcrum shaft C is converted into the reciprocating linear motion of the driven device G, so that even if the position of the fulcrum shaft C moves, the driven device. In order to secure a certain G stroke, the lever D extending in the horizontal direction must be formed relatively long, and as a result, a relatively wide space must be ensured between the driven means G and the driving means E. It was. Further, in order to move the fulcrum shaft C over the entire range of the lever D, a large fulcrum shaft moving means J has to be employed. For this reason, it has been difficult to apply the variable stroke device A to a comparatively small inspection device and a press machine provided with many other mechanisms.
そこで、本発明は、上記の実状に鑑み、駆動中でも容易にストロークを可変させることができるとともに、比較的簡単な構成で小型化及び低廉化が可能となるストローク可変装置の提供を課題とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, the present invention has an object to provide a stroke variable device that can easily change the stroke even during driving, and that can be reduced in size and cost with a relatively simple configuration. It is.
本発明にかかるストローク可変装置は、「筐体内に並設され、夫々別々に回転可能な第一主回転体及び第二主回転体と、前記第一主回転体を第一軸線周りに回転させる第一駆動源と、前記第二主回転体を第二軸線周りに回転させる第二駆動源と、前記第一主回転体から突出して形成され、前記第一軸線に対して偏芯した第一偏芯軸と、前記第二主回転体から突出して形成され、前記第二軸線に対して偏芯した第二偏芯軸と、往復直線運動可能な状態で支持されたロッド部材と、該ロッド部材の運動可能方向における前記第一偏芯軸及び前記第二偏芯軸の変位を前記ロッド部材の一端側に伝達する伝達機構と、前記ロッド部材のストロークを設定するストローク設定手段と、該ストローク設定手段によって設定されたストロークに基づいて、前記第一偏芯軸と前記第二偏芯軸との位相差を決定する位相差決定手段と、前記第一駆動源または前記第二駆動源の少なくとも一方を動作し、前記第一偏芯軸と前記第二偏芯軸との位相差を、前記位相差決定手段によって決定された位相差に一致させる位相差調節制御手段と、該位相差調節制御手段によって調節された前記位相差を維持したまま、前記第一駆動源及び前記第二駆動源によって、前記第一主回転体及び前記第二主回転体を互いに同速度で回転させ、前記伝達機構を介して前記ロッド部材を往復運動させる往復運動制御手段とを具備する」ものである。 The stroke variable device according to the present invention is “a first main rotating body and a second main rotating body that are arranged in parallel in a housing and can be separately rotated, and the first main rotating body is rotated about a first axis. A first drive source, a second drive source for rotating the second main rotor around the second axis, and a first projecting from the first main rotor and eccentric with respect to the first axis An eccentric shaft, a second eccentric shaft that is formed to protrude from the second main rotating body and is eccentric with respect to the second axis, a rod member that is supported so as to be capable of reciprocating linear movement, and the rod A transmission mechanism for transmitting the displacement of the first eccentric shaft and the second eccentric shaft to the one end side of the rod member in the movable direction of the member, a stroke setting means for setting a stroke of the rod member, and the stroke Based on the stroke set by the setting means, A phase difference determining means for determining a phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft; and operating at least one of the first drive source or the second drive source; and the first eccentric shaft; The phase difference adjustment control means for matching the phase difference with the second eccentric shaft to the phase difference determined by the phase difference determination means, while maintaining the phase difference adjusted by the phase difference adjustment control means The reciprocating motion in which the first main rotating body and the second main rotating body are rotated at the same speed by the first driving source and the second driving source, and the rod member is reciprocated through the transmission mechanism. Control means ”.
ここで、「第一駆動源」及び「第二駆動源」としては、第一主回転体及び第二主回転体を別々に回転させ、伝達機構を介してロッド部材に所定の動力を付与するものであれば特に限定されるものではない。なお、具体例としては、電力を用いた電動機や、空気圧・油圧・水圧等の流体圧力を用いたモータを挙げることができる。また、「ロッド部材」は、棒状または柱状の部材であって、例えば、プレス機等で用いられているラムや、振動試験装置で用いられている加振軸を挙げることができる。また、「ロッド部材の運動可能方向」とは、ロッド部材が往復直線運動する方向であり、例えばロッド部材の軸心方向を鉛直方向とした場合には、上下方向が運動可能方向となる。 Here, as the “first driving source” and the “second driving source”, the first main rotating body and the second main rotating body are separately rotated, and predetermined power is applied to the rod member via the transmission mechanism. If it is a thing, it will not specifically limit. Specific examples include an electric motor using electric power and a motor using fluid pressure such as air pressure, hydraulic pressure, and water pressure. The “rod member” is a rod-like or column-like member, and examples thereof include a ram used in a press machine and an excitation shaft used in a vibration test apparatus. Further, the “movable direction of the rod member” is a direction in which the rod member reciprocates linearly. For example, when the axial direction of the rod member is a vertical direction, the vertical direction is the movable direction.
また、「ストローク設定手段」は、ロッド部材の直線移動距離を設定するための手段であり、作業者によって入力操作されるものであってもよく、予め記憶された演算に基づいて算出するものであってもよい。換言すれば、ストロークの長さを直接入力させたり選択させたりするようにしてもよいが、ストロークの長さに関連する運動条件(例えばロッド部材の移動速度や下死点位置)を入力または選択させ、これらの運動条件を基に必要なストロークを求めるようにしてもよい。 The “stroke setting means” is a means for setting the linear movement distance of the rod member, and may be input by an operator, and is calculated based on a prestored calculation. There may be. In other words, the stroke length may be directly input or selected, but the motion conditions related to the stroke length (for example, the moving speed of the rod member and the bottom dead center position) are input or selected. The necessary stroke may be obtained based on these motion conditions.
本発明によれば、ロッド部材のストロークが設定されると、位相差決定手段は、そのストロークに基づいて、第一偏芯軸と第二偏芯軸との位相差を決定する。ここで、第一偏芯軸は、第一主回転体から突出して形成され、第一軸線に対して偏芯した軸である。また、第二偏芯軸は、第二主回転体から突出して形成され、第二軸線に対して偏芯した軸である。そこで、本発明では、位相差が決定されると、第一駆動源または第二駆動源の少なくとも一方を動作し(すなわち第一主回転体及び第二主回転体の少なくとも一方を相対的に回転させ)、第一偏芯軸と第二偏芯軸との位相差を、位相差決定手段によって決定された位相差に一致させる。そして、ロッド部材を往復運動させることが指示された場合、あるいは既に指示されている場合には、調節された位相差を維持したまま、第一駆動源及び第二駆動源によって、第一主回転体及び第二主回転体を互いに同速度で回転させる。 According to the present invention, when the stroke of the rod member is set, the phase difference determining means determines the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft based on the stroke. Here, the first eccentric shaft is formed so as to protrude from the first main rotating body and is eccentric with respect to the first axis. Further, the second eccentric shaft is formed so as to protrude from the second main rotating body and is eccentric with respect to the second axis. Therefore, in the present invention, when the phase difference is determined, at least one of the first driving source and the second driving source is operated (that is, at least one of the first main rotating body and the second main rotating body is relatively rotated). And the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft is matched with the phase difference determined by the phase difference determining means. When it is instructed to reciprocate the rod member, or when it has already been instructed, the first main rotation is performed by the first drive source and the second drive source while maintaining the adjusted phase difference. The body and the second main rotating body are rotated at the same speed.
第一主回転体及び第二主回転体が回転すると、第一偏芯軸及び第二偏芯軸は、位相差を保ったまま、夫々第一軸線及び第二軸線周りを旋回し変位することとなる。第一偏芯軸及び第二偏芯軸とロッド部材との間には、伝達機構が介在されており、これにより、ロッド部材の運動可能方向における第一偏芯軸及び第二偏芯軸の変位がロッド部材の一端側に伝達される。つまり、第一偏芯軸と第二偏芯軸との略中間位置における部位(以下、中間部位という)の変位のうち、ロッド部材の運動可能方向(例えば上下方向)の成分がロッド部材に伝達され、ロッド部材を往復運動させる。ここで、中間部位の変位は、第一偏芯軸及び第二偏芯軸の位相差によって異なる。例えば、第一偏芯軸及び第二偏芯軸の位相差が0°のときは、第一偏芯軸及び第二偏芯軸を結ぶ線分は、常に運動可能方向と垂直となり、並行状態を維持したまま運動可能方向に変位することになる。つまり、中間部位での変位量は、偏芯量の約2倍となる。一方、第一偏芯軸及び第二偏芯軸の位相差が180°のときは、第一偏芯軸及び第二偏芯軸を結ぶ線分は、その中間部位を中心として往復揺動運動することとなる。つまり、第一主回転体及び第二主回転体を回転させても、中間部位は運動可能方向において変位しなくなり、変位量は略0となる。このように、第一偏芯軸と第二偏芯軸との位相差が0°のときに変位が最大で、位相差が180°のときに変位が最小となり、その間では位相差の変化に伴って変位量が変化することとなる。そして、中間部位での変位量を変化させることにより、ロッド部材に加わる振幅が変化し、ひいてはロッド部材のストロークが変化する。換言すれば、第一偏芯軸と第二偏芯軸との位相差を変化させるだけで、ロッド部材のストロークを変化させることが可能になる。なお、位相差を変化させることは、機械の停止中は勿論、駆動中であっても容易に行うことができる。さらに、本発明では、第一偏芯軸と第二偏芯軸との位相差を、連続的に変化させることが可能となり、ひいてはロッド部材のストロークを比例的に変化させることが可能になる。 When the first main rotating body and the second main rotating body rotate, the first eccentric shaft and the second eccentric shaft rotate and displace around the first axis and the second axis, respectively, while maintaining the phase difference. It becomes. A transmission mechanism is interposed between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft and the rod member, whereby the first eccentric shaft and the second eccentric shaft in the movable direction of the rod member. The displacement is transmitted to one end side of the rod member. That is, the component in the movable direction (for example, the vertical direction) of the rod member is transmitted to the rod member out of the displacement of the portion (hereinafter referred to as the intermediate portion) at a substantially intermediate position between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft. The rod member is reciprocated. Here, the displacement of the intermediate portion differs depending on the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft. For example, when the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft is 0 °, the line segment connecting the first eccentric shaft and the second eccentric shaft is always perpendicular to the movable direction and in a parallel state. It will be displaced in the direction of motion while maintaining That is, the amount of displacement at the intermediate portion is about twice the amount of eccentricity. On the other hand, when the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft is 180 °, the line segment connecting the first eccentric shaft and the second eccentric shaft moves reciprocally around the intermediate portion. Will be. That is, even if the first main rotator and the second main rotator are rotated, the intermediate portion is not displaced in the movable direction, and the displacement amount is substantially zero. Thus, the displacement is maximum when the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft is 0 °, and the displacement is minimum when the phase difference is 180 °. Along with this, the amount of displacement changes. And the amplitude added to a rod member changes by changing the amount of displacement in an intermediate part, and the stroke of a rod member changes by extension. In other words, the stroke of the rod member can be changed only by changing the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft. Note that the phase difference can be easily changed not only when the machine is stopped but also during driving. Furthermore, in the present invention, it is possible to continuously change the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft, and thus it is possible to change the stroke of the rod member proportionally.
また、本発明のストローク可変装置において、「前記伝達機構は、前記ロッド部材の一端側に対して揺動可能に支持され、前記ロッド部材の運動可能方向に対して略垂直方向に延出された揺動部材と、該揺動部材の、前記第一偏芯軸及び前記第二偏芯軸側に形成され、前記揺動部材の延出方向に沿って延びるガイドレールと、前記第一偏芯軸周りに回動可能に支持された第一副回転体と、前記第二偏芯軸周りに回動可能に支持された第二副回転体と、前記第一副回転体に連結されるとともに、前記揺動部材の揺動軸よりも一方の側に位置する前記ガイドレールに対して摺動可能に嵌め合わされた第一スライド部材と、前記第二副回転体に連結されるとともに、前記揺動部材の揺動軸よりも他方の側に位置する前記ガイドレールに対して摺動可能に嵌め合わされた第二スライド部材とを備える」構成とすることができる。 In the stroke variable device according to the present invention, “the transmission mechanism is supported to be swingable with respect to one end side of the rod member, and is extended in a direction substantially perpendicular to the movable direction of the rod member. A swing member, a guide rail formed on the first eccentric shaft side and the second eccentric shaft side of the swing member and extending along an extending direction of the swing member, and the first eccentric member. A first sub-rotary body supported rotatably about an axis, a second sub-rotary body supported rotatably about the second eccentric shaft, and connected to the first sub-rotary body A first slide member slidably fitted to the guide rail located on one side of the swing shaft of the swing member, and the second sub-rotator, and the swing member Slidable with respect to the guide rail located on the other side of the swing shaft of the moving member It can be mated with and a second slide member "configuration.
これによれば、第一偏芯軸周りには第一副回転体が回動可能に支持され、第一副回転体には第一スライド部材が連結されている。また、同様に、第二偏芯軸周りには第二副回転体が回動可能に支持され、第二副回転体には第二スライド部材が連結されている。一方、ロッド部材の一端側に対しては、その一端側の揺動軸を中心として揺動可能に支持された揺動部材が設けられ、さらに、揺動部材における第一スライド部材及び第二スライド部材と対向する面には、揺動部材の延出方向に沿って延びるガイド部材が形成されている。そして、第一スライド部材及び第二スライド部材は、ガイドレールに対して摺動可能に嵌め合わされ、ガイドレールに沿って一定方向(ロッド部材の運動可能方向に対して略垂直となる方向)に案内されるようになっている。したがって、第一偏芯軸及び第二偏芯軸が第一軸線及び第二軸線の周りを旋回する際には、ロッド部材の運動可能方向のみだけではなく、運動可能方向に対し略垂直となる方向にも変位することとなるが、ガイドレールに対して第一スライド部材及び第二スライド部材を摺動させることにより、略垂直方向への運動を吸収し、運動可能方向における変位のみをロッド部材に伝達することが可能となる。 According to this, the 1st subrotation body is supported so that rotation is possible around the 1st eccentric shaft, and the 1st slide member is connected with the 1st subrotation body. Similarly, a second sub rotator is rotatably supported around the second eccentric shaft, and a second slide member is connected to the second sub rotator. On the other hand, on one end side of the rod member, there is provided a swinging member supported so as to be swingable about the swinging shaft on the one end side, and further, a first slide member and a second slide in the swinging member are provided. A guide member extending along the extending direction of the swing member is formed on the surface facing the member. The first slide member and the second slide member are slidably fitted to the guide rail, and are guided in a certain direction along the guide rail (a direction substantially perpendicular to the movable direction of the rod member). It has come to be. Therefore, when the first eccentric shaft and the second eccentric shaft rotate around the first axis and the second axis, the first eccentric shaft and the second eccentric shaft are substantially perpendicular to the movable direction as well as the movable direction of the rod member. Although it will also be displaced in the direction, by sliding the first slide member and the second slide member with respect to the guide rail, the movement in the substantially vertical direction is absorbed, and only the displacement in the movable direction is the rod member. Can be communicated to.
また、本発明のストローク可変装置において、「前記位相差調節制御手段によって調節される前記位相差と、該位相差を維持したまま前記第一主回転体及び前記第二主回転体を一定速度で回転させた場合に得られる前記ロッド部材の運動波形と、該運動波形に対して予め関連付けられた直線波形との関係を記憶した波形情報記憶手段と、前記位相差決定手段によって前記位相差が決定されると、該位相差に対応する前記運動波形が、該運動波形に関連付けられた前記直線波形になるように、前記第一主回転体及び前記第二主回転体の回転速度における単位時間毎の補正量を決定する補正量決定手段とをさらに備え、前記往復運動制御手段は、前記補正量決定手段によって決定された単位時間毎の前記補正量を加味した変動速度で、前記第一主回転体及び前記第二主回転体を回転させる」構成とすることもできる。 In the stroke variable device according to the present invention, the phase difference adjusted by the phase difference adjustment control unit and the first main rotating body and the second main rotating body at a constant speed while maintaining the phase difference. The phase difference is determined by the waveform information storage means that stores the relationship between the motion waveform of the rod member obtained when the rod member is rotated and the linear waveform previously associated with the motion waveform, and the phase difference determination means. Then, every unit time at the rotational speeds of the first main rotor and the second main rotor so that the motion waveform corresponding to the phase difference becomes the linear waveform associated with the motion waveform. Correction amount determination means for determining the correction amount of the first reciprocating motion control means, wherein the reciprocating motion control means is the first main speed at a fluctuation rate that takes into account the correction amount per unit time determined by the correction amount determination means. Rolling body and rotating the second main rotating member "can also be configured.
これによれば、ロッド部材を等速運動させることが可能になる。詳しくは、位相差が決定されると、位相差に対応する運動波形(すなわち第一主回転体及び第二主回転体を一定速度で回転させた場合に得られるロッド部材の運動波形(サイン波)が、その運動波形に予め関連付けられた直線波形になるように、第一主回転体及び第二主回転体の回転速度における単位時間毎の補正量を決定する。そして、第一主回転体及び第二主回転体を回転させる際には、予め定められた一定速度と単位時間毎の補正量とに基づいて決定される変動速度で回転制御する。これにより、第一偏芯軸と第二偏芯軸との中間部位における変位が等速で変化することとなりロッド部材を等速往復運動させることが可能になる。 According to this, the rod member can be moved at a constant speed. Specifically, when the phase difference is determined, the motion waveform corresponding to the phase difference (that is, the motion waveform of the rod member obtained when the first main rotor and the second main rotor are rotated at a constant speed (sine wave)). ) Is determined to be a linear waveform previously associated with the motion waveform, and the correction amount per unit time in the rotational speeds of the first main rotating body and the second main rotating body is determined. When the second main rotor is rotated, the rotation is controlled at a variable speed determined based on a predetermined constant speed and a correction amount per unit time. The displacement at the intermediate portion between the two eccentric shafts changes at a constant speed, and the rod member can be reciprocated at a constant speed.
このように、本発明のストローク可変装置では、駆動中においても、ロッド部材のストロークを簡易に、しかも精度よく調節することが可能であり、例えば最適加工条件等に合せた加工を効率よく行うことができる。また、簡単な構成で実現することができるため、装置の低廉化を図るとともに、小型化が要求される機械や複雑な機構を具備する機械においても、好適に適用することができる。さらに、ストロークを連続的に変化させることができるため、利用範囲の拡大を図ることができる。 As described above, in the stroke variable device of the present invention, the stroke of the rod member can be easily and accurately adjusted even during driving. For example, the machining according to the optimum machining conditions can be efficiently performed. Can do. In addition, since it can be realized with a simple configuration, the apparatus can be reduced in price and can be suitably applied to a machine that is required to be downsized or a machine that has a complicated mechanism. Furthermore, since the stroke can be continuously changed, the range of use can be expanded.
以下、本発明の一実施形態であるストローク可変装置を備えたプレス機について、図1乃至図6に基づき説明する。図1はプレス機1の全体構成を示す正面図であり、図2はストローク可変装置2の構成を示す断面図であり、図3はストローク可変装置2の構成を示す右側面図であり、図4はストローク可変装置2の動作を示す説明図であり、図5はストローク可変装置2における機能的構成を示すブロック図であり、図6は各部位の変位状態を示す波形図である。なお、図2の断面図は、図3の右側面図におけるX−X断面を表している。
Hereinafter, a press machine provided with a stroke variable device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 is a front view showing the overall configuration of the
(プレス機の全体構成)
図1に示すように、本実施形態のプレス機1は、送り込まれた材料から製品を連続して打抜くプレス機であって、ストローク可変装置2等を収容する縦長の筐体3と、材料の供給及び排出を行うための架台として機能する横長のフレーム4とを備えている。また、フレーム4の上面には、材料が巻かれた投入材料用リール5と、投入材料用リール5から繰り出される材料を搬送する材料送り機構6と、供給された材料を打ち抜く打抜き用金型7とが設けられている。また、筐体3内における打抜き用金型7の下方には、打抜かれた製品を収容するための製品受け箱8が設けられ、フレーム4の側方(紙面右側)には端材を収容するための端材受け箱9が設けられている。
(Overall configuration of press machine)
As shown in FIG. 1, a
材料送り機構6は、材料を上下から挟持するとともに回転によって材料を一定方向に搬送する一対の送りローラ11と、上側の送りローラ11を材料に向かって付勢する送り用加圧シリンダー12と、上下方向及び前後方向における材料の移動を規制し一定方向に案内する上下ガイドローラ13及びサイドガイドローラ14とを備えている。また、打抜き用金型7は、フレーム4に固定されたダイ金型17と、上下方向に移動しダイ金型17との協働により所定形状の製品を打抜くパンチ金型16とから構成されている。そして、パンチ金型16には柱状のラム19が連結されており、パンチ金型16をストローク可変装置2によって上下方向に往復直線運動させるとともに、そのストロークを任意に変化させることを可能にしている。なお、ラム19は、ガイド部材18によって上下方向に摺動可能な状態で支持されている。ここで、ラム19が本発明のロッド部材に相当する。
The material feed mechanism 6 includes a pair of
(ストローク可変装置の構成)
次に、ストローク可変装置2の構成について説明する。図2及び図3に示すように、ストローク可変装置2は、筐体3内に並設され夫々別々に回転可能に支持された第一主回転体20及び第二主回転体21と、夫々の主回転体20,21を軸心周りに回転させる第一電動機22及び第二電動機23(図5参照)とを備えている。なお、本例の第一電動機22及び第二電動機23は、主回転体20,21に対し、夫々カップリング25を介して連結されている。ここで、第一電動機22が本発明の第一駆動源に相当し、第二電動機23が本発明の第二駆動源に相当する。
(Configuration of stroke variable device)
Next, the configuration of the
また、第一主回転体20は、軸線を同一とし前後方向に並設された前側主回転体26及び後側主回転体27に分割されている。前側主回転体26はベアリング29を介して支持枠部材31の内側に回転可能に支持され、後側主回転体27はベアリング28を介して支持枠部材30の内側に回転可能に支持されている。なお、支持枠部材30,31は、筐体3の上面から垂下した状態で取付けられている。また、前側主回転体26及び後側主回転体27は、後側主回転体27の前面から突出し前側主回転体26を貫通した第一偏芯軸32によって連結されており、第一偏芯軸32を介して一体的に回転するようになっている。つまり、第一偏芯軸32は、第一主回転体20の軸線から偏芯した位置に形成されており、後側主回転体27の回転に伴って第一主回転体20の軸芯周りを旋回することにより、前側主回転体26に回転力を付与している。なお、図3では、第二主回転体21の構成については示されていないが、第二主回転体21も第一主回転体20の構成と同様であり、前側主回転体26及び後側主回転体27に分割されるとともに、第二偏芯軸33によって連結されている。
The first
一方、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33とラム19との間には、上下方向における第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の変位をラム19に伝達する伝達機構35と、連結部材36とが設けられている。連結部材36は、上面が開放された断面略コ字形の部材であり、ラム19の上端に締結されている。互いに対向する連結部材36の両壁部には、貫通孔(図示しない)が穿設されており、この貫通孔に揺動軸37が嵌挿されている。また、揺動軸37の外周面にはベアリング39を介して揺動部材38が外嵌されている。揺動部材38は、揺動軸37を中心として左右方向に延出されており、ラム19の運動方向に対して垂直となる方向(水平方向)を基準としシーソーのように揺動させ得るようになっている。また、揺動部材38の上面には、揺動部材38の長手方向に沿って延びる直線状のガイドレール40が設けられている。
On the other hand, between the first
一方、前側主回転体26と後側主回転体27との間に位置する第一偏芯軸32の根元部分には、ベアリング42を介して第一副回転体43が回動可能な状態で外嵌されており、さらに第一副回転体43の下部には、ガイドレール40の右側部分に対して摺動可能に嵌め合わされた第一スライド部材46が設けられている。なお、第二偏芯軸33にもベアリング44を介して第二副回転体45が外嵌されており、第二副回転体45の下部には、ガイドレール40の左側部分に対して摺動可能に嵌め合わされた第二スライド部材47が設けられている。
On the other hand, at the root portion of the first
(ストローク可変装置の制御手段、及びストローク可変装置における動作)
ところで、プレス機1にはプレス加工を行うための制御装置が備えられており、センサーやスイッチによって検出された条件を基に、材料の送出し処理や製品の打抜き処理が実行されるようになっている。特に、ストローク可変装置2に対する制御手段としては、図5に示すように、コントローラ51を備えており、その入力端子には、ストローク設定手段52と、第一エンコーダ53と、第二エンコーダ54と、始動スイッチ55と、停止スイッチ56とが接続され、一方、コントローラ51の出力端子には、第一電動機22及び第二電動機23が接続されている。
(Control means for variable stroke device and operation in variable stroke device)
By the way, the
ここで、ストローク設定手段52は、ラム19のストローク(直線移動距離)を作業者に設定させるためのものであり、例えば操作キー等から構成することができる。第一エンコーダ53は、第一主回転体20の回転角度、特に第一偏芯軸32の位置(原点に対する相対角度)を検出するものである。また、第二エンコーダ54は、第二主回転体21の回転角度、特に第二偏芯軸33の位置(原点に対する相対角度)を検出するものである。つまり、第一エンコーダ53及び第二エンコーダ54に基づいて、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との位相差(角度差)を認識することが可能となっている。また、始動スイッチ55は、ラム19の上下運動、すなわち打抜き用金型7による連続打抜き処理を開始させるための操作スイッチであり、停止スイッチ56はこの連続打抜き処理を停止させるための操作スイッチである。
Here, the stroke setting means 52 is for causing the operator to set the stroke (linear movement distance) of the
コントローラ51は、機能的構成として、位相差決定手段58、位相差調節制御手段59、往復運動制御手段60、波形情報記憶手段61、及び補正量決定手段62を備えている。位相差決定手段58は、ストローク設定手段52によって設定されたストロークに基づいて第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の位相差を決定するものである。具体的には、必要なストロークとそれに対応する位相差との関係が予め記憶されており、位相差決定手段58は、ストロークが設定されると、それに対応する位相差を抽出するようにしている。
The
位相差調節制御手段59は、第一電動機22または第二電動機23の少なくともいずれか一方を動作させ、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との位相差を、位相差決定手段58によって決定された位相差に一致させるものである。つまり、第一エンコーダ53と第二エンコーダ54との出力差が、決定された位相差になるまで、第一電動機22または第二電動機23の一方を他方に対して相対的に回転させるものである。なお、この処理はプレス機1の停止中だけではなく、連続打抜き処理中(駆動中)においても実行することが可能である。具体的には、同一速度で回転している第一電動機22及び第二電動機23のいずれか一方を、所定時間だけ減速したり、あるいは逆に回転速度を上げるようにすれば、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との間に所定の位相差を作り出すことが可能となる。
The phase difference adjustment control means 59 operates at least one of the first
往復運動制御手段60は、ラム19及びパンチ金型16を上下運動させることにより、連続打抜き処理を行うものであり、始動スイッチ55の操作に基づいて動作が開始され、停止スイッチ56の操作に基づいて動作が停止される。そして動作が開始されると、位相差調節制御手段59によって調節された位相差を維持したまま、第一電動機22及び第二電動機23によって、第一主回転体20及び第二主回転体21を互いに同速度で回転させる。
The reciprocating motion control means 60 performs a continuous punching process by moving the
すると、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33は、位相差を保ったまま、第一主回転体20及び第二主回転体21の軸線周りに旋回し変位することとなる。第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33とラム19との間には、伝達機構35が介在されており、これにより、ラム19の運動可能方向(上下方向)における第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の変位がラム19の一端側に伝達される。つまり、図4(b)に示すように、第一主回転体20及び第二主回転体21の回転によって第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33が(1)から(4)の順で変位すると、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との略中間位置における部位(中間部位という)における変位のうち、上下方向の成分がラム19に伝達され、ラム19を往復運動させる。ここで、中間部位の変位量(すなわちラム19のストローク)は、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の位相差によって異なる。例えば、図4(a)に示すように、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の位相差が0°のときは、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33を結ぶ線分50は、常に運動可能方向と垂直(すなわち水平状態)となり、揺動することなく上下方向に変位することになる。この際、(1)の状態が上死点、(3)の状態が下死点となり、(2)及び(4)の状態が変位「0」の位置となる。つまり、中間部位での変位量L1は、偏芯量の約2倍となる。
Then, the first
一方、図4(b)に示すように、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の位相差が90°のときは、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33を結ぶ線分50は、揺動しながら変位し、中間部位での変位は、(1)の状態と(4)の状態とが互いに一致し、(2)の状態と(3)の状態とが互いに一致することとなる。そして、中間部位での変位量L2は、位相差が0°の場合の変位量L1よりも短くなる。なお、図6(a)は、位相差が90°の場合における各部位の変位の時間的変化(すなわち運動波形)を示すものであり、「第一」は第一偏芯軸32の変位、「第二」は第二偏芯軸33の変位、「中間部位」は線分50の中間部位における変位を、夫々表している。この波形からわかるように、中間部位での変位量は、第一偏芯軸32の変位量と第二偏芯軸33の変位量との平均値に略等しい値となっており、この例では、変位量L2は42.42mmとなるように設定されている。なお、位相差が60°の場合には、図6(b)に示す波形で変位量は51.96mmとなり、位相差が30°の場合には、図6(c)に示す波形で変位量は57.98mmとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the phase difference between the first
なお、図4には図示していないが、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の位相差が180°のときは、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33を結ぶ線分50は、その中間部位を中心として往復揺動運動することとなる。つまり、第一主回転体20及び第二主回転体21を回転させても、中間部位は上下方向において変位しなくなり、変位量は常に略0となる。このように、中間部位における変位量は、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との位相差が0°のときに最大となり、位相差が180°のときに最小となり、その間では位相差が大きくなるほど少なくなる。そして、中間部位での変位量を変化させることにより、ラム19に加わる振幅が変化し、ひいてはラム19のストロークを変化させることができる。また、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との位相差は、連続的に変化させることが可能であることから、ラム19のストロークを比例的に変化させることが可能となる。
Although not shown in FIG. 4, when the phase difference between the first
ところで、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33が第一主回転体20及び第二主回転体21の軸線の周りを旋回する際には、ラム19の運動可能方向(上下方向)のみだけではなく、運動可能方向に対して略垂直となる方向(水平方向)にも変位することとなる。しかしながら、本実施形態では、図2に示すように、第一偏芯軸32周りには第一スライド部材46を備えた第一副回転体43が回動可能に支持され、第二偏芯軸33周りには第二スライド部材47を備えた第二副回転体45が回動可能に支持されている。このため、ガイドレール40に沿って第一スライド部材46及び第二スライド部材47を摺動させることが可能となり、この結果、水平方向への運動が吸収され、上下方向における変位のみがラム19に伝達される。
By the way, when the first
ところで、図5に示す波形情報記憶手段61には、位相差調節制御手段59によって調節される位相差と、その位相差を維持したまま第一主回転体20及び第二主回転体21を一定速度で回転させた場合に得られる、中間部位の運動波形(すなわちラム19に加わる運動波形)と、その運動波形に関連する直線波形との関係が記憶されている。具体的には、図6(c)に示すように、各位相差(この場合30°)に対する、中間部位の運動波形(SIN波)と、この運動波形における上死点及び下死点を結ぶ直線波形(RAMP波)とが、互いに関係付けて記憶されている。そして、補正量決定手段62は、位相差決定手段58によって位相差が決定されると、その位相差に対応する運動波形(SIN波)と直線波形(RAMP波)とを波形情報記憶手段61から読出し、運動波形(SIN波)が直線波形(RAMP波)になるように第一主回転体20及び第二主回転体21の回転速度における単位時間毎の補正量を決定する。なお、波形情報記憶手段61に波形を記憶する代わりに、位相差と補正量とを関連付けて記憶させておき、位相差が決定されると、その位相差に対応する補正量を波形情報記憶手段61から抽出するようにしてもよい。このようにして決定された補正量は、往復運動制御手段60に出力され、往復運動制御手段60は、予め定められた一定速度と、決定された単位時間毎の補正量とに基づいて、第一主回転体20及び第二主回転体21の変動速度(単位時間毎に変化する速度)を決定する。これにより、第一偏芯軸32と第二偏芯軸33との中間部位における変位が等速で変化することになり、ラム19の往復運動を等速直線運動とすることが可能となる。
Incidentally, in the waveform information storage means 61 shown in FIG. 5, the phase difference adjusted by the phase difference adjustment control means 59 and the first main
このように、本例のストローク可変装置2では、停止中は勿論、連続打抜き処理中においても、ラム19のストロークを簡易に、しかも精度よく調節することが可能であり、最適加工条件等に合せた加工を効率よく行うことが可能となる。また、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の位相差を変化させるだけでストロークを変化させることができるため、比較的簡単な構成で実現することが可能となる。したがって、装置の低廉化を図るとともに、小型のプレス機においても、好適に適用することができる。さらに、ストロークを連続的に変化させることができるため、精度の高い加工や試験が可能となる。
As described above, in the
また、本例のストローク可変装置2では、第一スライド部材46及び第二スライド部材47と、ガイドレール40と、揺動部材38とを介して、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の変位をラム19に伝達することから、第一偏芯軸32及び第二偏芯軸33の変位のうち上下方向における変位のみをラム19に伝達することができる。したがって、二つの回転運動を合成して直線運動に変換することができるとともに、ラム19を滑らかに運動させることができる。
In the stroke
さらに、本例のストローク可変装置2では、必要に応じて、ラム19の運動を等速直線運動とすることが可能となり、利用範囲のさらなる拡大が期待できる。例えば、加工対象物の種類等に応じてラム19の運動形態を切替えるようにすれば、一層精度の高い加工を実現することが可能になる。
Furthermore, in the stroke
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 The present invention has been described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as described below. And design changes are possible.
すなわち、上記のストローク可変装置2では、プレス機1において適用するものを示したが、ロッド部材を備える機械であれば本発明を適用することが可能である。なお、一例としては、振動試験器、組付け機、成形機、切断機、またはかしめ機等を例示することができる。
In other words, the stroke
また、上記のストローク可変装置2では、連続打抜き加工を実行する際、第一主回転体20と第二主回転体21とを同方向に回転させるものを示したが、互いに逆方向に回転させるようにしてもよい。この場合においても、停止状態における位相差(初期位相差)を変化させることによって中間部位での変位量が変化し、ラム19のストロークを変化させることができる。
In the stroke
2 ストローク可変装置
3 筐体
19 ラム(ロッド部材)
20 第一主回転体
21 第二主回転体
22 第一電動機(第一駆動源)
23 第二電動機(第二駆動源)
32 第一偏芯軸
33 第二偏芯軸
35 伝達機構
37 揺動軸
38 揺動部材
40 ガイドレール
43 第一副回転体
45 第二副回転体
46 第一スライド部材
47 第二スライド部材
52 ストローク設定手段
58 位相差決定手段
59 位相差調節制御手段
60 往復運動制御手段
61 波形情報記憶手段
62 補正量決定手段
2 Stroke
20 1st
23 Second motor (second drive source)
32
Claims (3)
前記第一主回転体を第一軸線周りに回転させる第一駆動源と、
前記第二主回転体を第二軸線周りに回転させる第二駆動源と、
前記第一主回転体から突出して形成され、前記第一軸線に対して偏芯した第一偏芯軸と、
前記第二主回転体から突出して形成され、前記第二軸線に対して偏芯した第二偏芯軸と、
往復直線運動可能な状態で支持されたロッド部材と、
該ロッド部材の運動可能方向における前記第一偏芯軸及び前記第二偏芯軸の変位を前記ロッド部材の一端側に伝達する伝達機構と、
前記ロッド部材のストロークを設定するストローク設定手段と、
該ストローク設定手段によって設定されたストロークに基づいて、前記第一偏芯軸と前記第二偏芯軸との位相差を決定する位相差決定手段と、
前記第一駆動源または前記第二駆動源の少なくとも一方を動作し、前記第一偏芯軸と前記第二偏芯軸との位相差を、前記位相差決定手段によって決定された位相差に一致させる位相差調節制御手段と、
該位相差調節制御手段によって調節された前記位相差を維持したまま、前記第一駆動源及び前記第二駆動源によって、前記第一主回転体及び前記第二主回転体を互いに同速度で回転させ、前記伝達機構を介して前記ロッド部材を往復運動させる往復運動制御手段と
を具備することを特徴とするストローク可変装置。 A first main rotating body and a second main rotating body, which are arranged in parallel in the housing and can be rotated separately;
A first drive source for rotating the first main rotor around a first axis;
A second drive source for rotating the second main rotor around a second axis;
A first eccentric shaft that is formed to protrude from the first main rotor and is eccentric with respect to the first axis;
A second eccentric shaft that protrudes from the second main rotor and is eccentric with respect to the second axis;
A rod member supported in a reciprocating linear motion state;
A transmission mechanism for transmitting the displacement of the first eccentric shaft and the second eccentric shaft in the movable direction of the rod member to one end side of the rod member;
Stroke setting means for setting a stroke of the rod member;
A phase difference determining means for determining a phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft based on the stroke set by the stroke setting means;
Operate at least one of the first drive source and the second drive source, and match the phase difference between the first eccentric shaft and the second eccentric shaft with the phase difference determined by the phase difference determining means. Phase difference adjustment control means for causing;
The first main rotating body and the second main rotating body are rotated at the same speed by the first driving source and the second driving source while maintaining the phase difference adjusted by the phase difference adjusting control means. And a reciprocating motion control means for reciprocating the rod member via the transmission mechanism.
前記ロッド部材の一端側に対して揺動可能に支持され、前記ロッド部材の運動可能方向に対して略垂直方向に延出された揺動部材と、
該揺動部材の、前記第一偏芯軸及び前記第二偏芯軸側に形成され、前記揺動部材の延出方向に沿って延びるガイドレールと、
前記第一偏芯軸周りに回動可能に支持された第一副回転体と、
前記第二偏芯軸周りに回動可能に支持された第二副回転体と、
前記第一副回転体に連結されるとともに、前記揺動部材の揺動軸よりも一方の側に位置する前記ガイドレールに対して摺動可能に嵌め合わされた第一スライド部材と、
前記第二副回転体に連結されるとともに、前記揺動部材の揺動軸よりも他方の側に位置する前記ガイドレールに対して摺動可能に嵌め合わされた第二スライド部材と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のストローク可変装置。 The transmission mechanism is
A swinging member supported so as to be swingable with respect to one end side of the rod member and extending in a direction substantially perpendicular to the movable direction of the rod member;
A guide rail formed on the first eccentric shaft side and the second eccentric shaft side of the swing member and extending along the extending direction of the swing member;
A first auxiliary rotating body supported rotatably about the first eccentric shaft;
A second auxiliary rotating body supported rotatably about the second eccentric shaft;
A first slide member coupled to the first sub-rotator and slidably fitted to the guide rail located on one side of the swing shaft of the swing member;
A second slide member coupled to the second auxiliary rotating body and slidably fitted to the guide rail located on the other side of the swing shaft of the swing member. The stroke variable device according to claim 1, wherein
前記位相差決定手段によって前記位相差が決定されると、該位相差に対応する前記運動波形が、該運動波形に関連付けられた前記直線波形になるように、前記第一主回転体及び前記第二主回転体の回転速度における単位時間毎の補正量を決定する補正量決定手段と
をさらに備え、
前記往復運動制御手段は、前記補正量決定手段によって決定された単位時間毎の前記補正量を加味した変動速度で、前記第一主回転体及び前記第二主回転体を回転させる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のストローク可変装置。 The phase difference adjusted by the phase difference adjustment control means, and the rod member obtained when the first main rotating body and the second main rotating body are rotated at a constant speed while maintaining the phase difference. Waveform information storage means for storing a relationship between the motion waveform and a linear waveform previously associated with the motion waveform;
When the phase difference is determined by the phase difference determining means, the first main rotating body and the first main body and the first main rotating body are arranged so that the motion waveform corresponding to the phase difference becomes the linear waveform associated with the motion waveform. A correction amount determining means for determining a correction amount per unit time in the rotational speed of the two main rotors,
The reciprocating motion control means rotates the first main rotating body and the second main rotating body at a fluctuating speed in consideration of the correction amount per unit time determined by the correction amount determining means. The stroke variable device according to claim 1 or 2.
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