JP2007160319A - プレス用ダイクッション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレスの片側の金型と対向する位置において他方の金型の周囲に配されるダイクッション装置であって、平面環枠状の基体と、該基体に内蔵され外部の圧力発生・制御手段と接続された加圧部と、しわ押えに対する押圧面を有しこれと反対側が前記加圧部にリフト部材と、前記しわ押えよりも外側の基体上またはこれと対向する金型側に配されたディスタンスブロックを備えている。
【選択図】図1
Description
また、これに代わるものとして、先行技術2のように、下方からピンを介して下型を支持するパッドにラック杆を接続し、このラック杆とサーボモータの間を減速ギヤ列を介して接続した機械式のものがある。
しかも、いずれの先行技術も、しわ押えリングを間隔的な配置のピンで支持するので、ピンとピンの間でしわ押えにたわみが生ずることを避けられず、またピンがボルスタの下方からボルスタを貫通して延びる長いものであるのでプレススライドによる圧縮荷重でたわみが生じ、さらにはプレススライドやベッドのたわみに対応が困難である。これによりしわ押え力の不均一化が生じ、製品の精度不良につながる問題があった。また、先行技術ではしわ押え力をワークの全体に対して一様にしかできないので、製品のある部分について局部的にしわ押え力を加減することが困難であった。
このようなことから、新素材や新成形法の開発ととともにダイクッション性能の向上が要望されているが、従来のこの種装置では、これに的確に対応することが困難であった。
本発明はピンを介してしわ押えを上昇するのでなく、リフト部材を基体内の面状加圧部の圧力でリフトするので、ピン式の場合のピンの間隔によるたわみ、ピンの長さに起因するたわみが解消され、均一なしわ押え力を創成できるので、加工精度を著しく向上することができる。
片側の型はストローク時にいったんディスタンスブロックで受け止められ、直接しわ押えに衝突しないので、加圧室とこれに対する圧力発生・制御手段のサージ圧を低くすることができる。
本発明によるダイクッション装置は、プレスのタイプを問わず適用でき、本出願人の開発したリンク式サーボプレスはもとより、汎用のメカニカルプレス、油圧プレスなどにも適用可能であり、駆動形式による分類において、単動式プレスはもとより複動式プレスにも適用される。
これによれば、リフト部材の全体を均一にリフトすることができ、しわ押えに全面的、均一的なしわ押え力を作用させることができる。
また、これに代えて、加圧部が複数に分割され、複数の加圧部が幾つかの組をなすように連結され、それぞれの組に圧力発生・制御手段が接続されていてもよい。
これによれば、全周の複数部分でしわ押え力を調整したり、局部しわ押え力を制御することができるので、たとえば、製品のコーナーに相当する部分のしわ押え力を弱くなり、又は増強することなどを容易に行え、成形精度を高くすることができる。
前者によれば加圧媒体で弾性体を膨張させてリフト部材を上昇させるので、加圧部を複数に分割してしわ押え力を多点制御することも容易に行え、また、弾性体として袋を採用すればこの中に圧力媒体が給排されるので加圧部のシールが容易である。また、後者によればリフト部材にダイレクトに加圧が行われるので感度がよくなり、圧力制御も容易である。
本発明は、基体が下型側に設置される場合に限らず、上型側に設置され、ディスタンスブロックが下型側に配される態様を含んでいる。
これによれば、プレスが複動式の場合に容易に適用することができる。
好適には、圧力発生・制御手段がサーボモータを駆動源としている。
これによれば、リフト部材を持ち上げる加圧部の圧力を精度よく自在に制御することができ、ワークの材質特性、板厚などに即した最適なダイクッション効果を得ることができる。
本発明は場合によっては、加圧部としわ押えに対する押圧面を有しこれと反対側が前記加圧部に望むリフト部材がシリンダチューブとピストンであり、これが多数隣接して配されている形態を含んでいる。
これによれば、基体内に小型のピストンシリンダいいかえると流体圧アクチュエータを配列すればよいので、ダイクッション装置の製作が容易であり、ピストン同士の間隔は小さく、ストロークが2〜5mm程度と短いので圧縮荷重によるたわみは無視できる大きさとなる。また、ピストンシリンダを室本体に幅方向で複数配設すれば、よりきめ細かにリフト部材によるリフト圧したがってしわ押え力を調整することができる。
図1は本発明にかかるダイクッション装置を使用したデジタル駆動式のリンクプレスを示しており、1はプレスフレームで、ベッド1aとコラム1bとクラウン1cを有し、ベッド1aの中央には下成形プレス部2が、クラウン側には上型締めプレス部(上プレス部)3が装備されており、ベッド上面にはボルスタ4が固定されている。
下成形プレス部(下プレス部)2は、ベッド内の穴部に配されたスライド3aと、これを昇降するための左右一対のリンク機構3bおよびデジタル系のモータ(サーボモータ、CNCモータ)3cを備えており、前記ボルスタ4の上面側には下型(この例ではパンチ)Aが位置され、スライド3aは前記ボルスタ4の開口を介して下型と連結されている。前記リンク機構3bは、モータ3cで回動されるねじ軸に螺合したナット300に一端が連結された第1リンク301と、ベッドに一端が連結された第2リンク302と、スライドに一端が連結された第3リンク303の各他端を集合させて枢軸にて連結している。
ダイクッション装置5は、図2ないし図4に示されており、環枠状をなした基体5aと、この基体5aに内蔵された加圧部5bと、これに圧力媒体を給排する圧力発生・制御手段5cと、基体5aの上面側に配される環状のしわ押え5dと、前記しわ押え5dの底面に対する押圧面を上端に有し、それ以降が前記加圧部に昇降可能に内装されたリフト部材5eとを備えている。また、前記しわ押え5dよりも外側の基体の上には、上型Bの下降時にこれをいったん受け止めることによりストロークを規制するディスタンスブロック5fをさらに備えている。ディスタンスブロック5fは全体で枠状をなしていてもよいし、複数の分割された単体(柱、壁体)であってもよいが、いずれの場合にも、その高さは、加工開始前の状態において、しわ押え5dの上にワークWを配置した状態でのレベルと同等かあるいは適度に高い寸法が設定される。
前記加圧部5bは、この例では基体5aの内部に帯環状に形成されている。詳しくは、図3のように、基体5aは本体50と蓋体51を固定要素で締結するなどして一体化してなり、本体50に溝500を形成し、蓋体51には溝500と対向状の溝510を形成し、かつ、蓋体51には溝510と連通するがこれより幅が小さい周口511を形成している。
前記リフト部材5eは剛体からなり、この例ではプレート形態をなし、押圧面520よりも下の部分が周口511に嵌められて溝内に延び、下端側部には前記溝510の天壁に当接可能なつば521、521を有し、このつばと天壁とでリフトストロークSTを2〜4mmの範囲で規定するようになっている。なお、しわ押さえ5dのたとえば側部と基体5a間には、非接触式あるいは接触式の位置センサー58が設けられている。
そして、基体5aの適所には、一端が加圧部5bに通じ他端が外方に到る導路52が設けられており、この例では導路52にジョイントを介して前記弾性体5b2の一部が接続している。
この形式においては、サーボモータ57の出力を減速してナットに伝達し、ナットの回転によりピストンロッド550を動かし、それにより予めポンプ53で送られた流体が満たされた分岐配管540と配管54からなる系の圧力を増加側あるいは低減側に制御される。すなわちサーボモータ57の回転方向と回転数あるいはさらにトルクによりピストンロッド550の移動方向、速度が変化して、圧力部5bの圧力が変えられるので、リフト部材5eの突出力が変化し、これに支えられているしわ押え5dの力が変化する。
この形式においては、サーボモータ57の正方向駆動によりタンクの油はポンプから配管54を経て加圧部5bに送られることで、リフト部材5eは上昇する。また、サーボモータ57を逆方向に駆動すれば、加圧部5bと配管54にある油がポンプからタンクに戻されるのでリフト部材5eは下降する。
いずれのタイプにおいても、流体のクッションを利用するので、スライドとしわ押えの衝突時のショックを低くすることができ、また、切換え弁を使用しないので回路内に発熱が生じない。しかも機械的構造が簡単であり、回路も単純であるため耐久性がよく、耐荷重性もよいものにすることができる。なお、59は安全用のリリーフ弁である。
そして、サーボモータ57の出力系から配置、回転数、トルクがコントローラにフィードバックされ、また、実際のリフト部材5eの位置が前記位置センサー58により、速度が前記位置センサー60の検出値を微分することにより、クッション圧力が圧力センサー60によりそれぞれ検出され、コントローラにフィードバックされ、それらに応じて適正かどうかが逐次比較演算され、差異があれば補正された回転方向、速度、トルクがコントローラからサーボモータ57に指令されるようになっている。
また、加圧部は、図5(b)のように複数組5b、5b´に分割され、それぞれが個別に圧力制御されてもよい。
この例では、製品の各辺に対応する比較的大きな第1加圧部5bと、製品の隅角部に対応する比較的小さな第2加圧部5b´に分割され、それぞれの組は別々の連絡路541,542によって相互につながれ、導路54,54´を介して第1、第2の圧力発生・制御手段5c1,5c2に接続されている。
図5(b)の態様においては、第1加圧部5bと第2加圧部5b´の圧力条件を相違させることができるので、クッション圧を多点制御して局部的にしわ押え力を制御することができる。たとえば、ワークWが大きいような場合には、直線部を構成している第1加圧部5bの圧力を相対的に高くして強いしわ押え力を得、コーナー部である第2加圧部5b´の圧力を相対的にやや低くさせ、しわ押え力をやや弱くすることを簡単に実現できる。
したがって、この特性に即して適当な値でサーボモータ57を駆動させることにより、ダイクッション圧力をスムーズかつ高精度に制御することができ、加工条件にマッチしたしわ押えを実現することができる。また、しわ押え5dのロッキングも自在に行うことができる。
つぎに圧力発生・制御手段5cのサーボモータを駆動すれば、前述のように配管54を介して加圧部5bが増圧され、リフト部材5eの上昇により、しわ押え5dに全面的、均一なしわ押え力が作用する。即ち、上型Bとしわ押え5dの間のワークWに全面的、均一なしわ押え力が作用させられる。
この成形加工時の加圧部5bの制御と動作は記述したとおりであり、プッシャパッド80とピン81を用いてはいるものの、ピン相互の間隔と長さによる従来問題であったたわみ、プレススライドのたわみ、ベッドのたわみによる問題は、本発明装置の加圧部5bとリフト部材5eおよび加圧部5bに対する圧力発生・制御手段5cの圧力制御でキャンセルし、補正することができるので精度の高い成形を容易、確実に行える。
アウタースライド30d´はモータにより駆動されるクランク機構31で昇降されるようになっており、インナースライド30dは下面に上型Bを固定していて、アウタースライド30d´の開口を貫いて昇降されるようになっている。
図9(b)はアウタースライド30d´をクランクで、インナースライド30dをクランクに連結したリンク機構で駆動するようにしている。その他の構成は図9(a)と同様である。
ついで、インナースライド30dとアウタースライド30d´は(a)と同じ関係を保ちつつ下降され、それによりアウタースライド30d´に固定されている基体5aが下型B上のディスタンスブロック5fに当接し、位置保持される。このときにしわ押え5fはディスタンスブロック5f内に進入し、下型AとでワークWを挟み込む。この状態で圧力発生・制御手段5cのサーボモータを駆動すれば、前述のように配管54を介して加圧部5bが増圧され、リフト部材5eの下降により、しわ押え5dに全面的、均一なしわ押え力が作用する。即ち、下型Aとしわ押え5dの間のワークWに全面的、均一なしわ押え力が作用させられる。
下成形プレス部2の下型Aは同様に回転型リンク機構により昇降されるようになっている。本発明装置5はベッド1a上のボルスタ4に据付けられ、ディスタンスブロック5fは基体5aの上に据えられている。駆動系の動作を除いてプレス動作とダイクッション作用は第1実施例と同様であるから説明は援用する。
図13は、かかる回転駆動式プレスにおける運動曲線を示している。
すなわち、ボルスタ4の中央ボス部を下型Aの下面ボス部と結合すると共に、ボルスタ4に配設されている縦孔40のうち下型Aの底面域に対応する縦孔群にリフトピン41を挿入し、スライド3aには各リフトピン41に対応する位置にプッシャーピン34を配設固定している。なお、下型Aの底面域外に相当するボルスタ4の縦孔群はリフトピンが挿入されない。スライド3aにはこれらの縦孔群に挿入されるピンを有していてもよいし、有していなくてもよい。
この構造においては、下型Aを上昇させるべくスライド3aを上昇させると、各プッシャーピン34でボルスタ4の各リフトピン41が軸方向に押圧されてボルスタ上方に突き出すので、下型Aが大型大重量であっても安定してリフトされる。
前記流体圧シリンダ5B群の各シリンダチューブはそれぞれが導路(導管)により連絡され、圧力発生・制御手段5cに接続されている。しかし、図5(b)のような多点での制御が望まれる場合には、流体圧シリンダ群を幾つかのグループに分け、それぞれのグループを導管で接続するとともに各グループごとに対応する圧力発生・制御手段と接続してもよい。また、場合によっては、ピストンの上に図5(a)のようなリングプレート状の上部リフト部材を装着してもよい。
また、図15の構成に代えて、図5(b)におけるリフト部材5eを多数に分割してもよい。
作用については、記述したものと同様であり、各シリンダチューブに加圧媒体を送給することにより各ピストンが上昇してしわ押さえ5dをリフトし、しわ押え力を発揮する。
4 ボルスタ
5 本発明のダイクッション装置
5a 基体
5b 加圧部
5b1 室本体
5b2 弾性体
5c 圧力発生・制御手段
5d しわ押え
5e リフト部材
5f ディスタンスブロック
52 導路
54 配管
57 サーボモータ
520 押圧面
A 下型
B 上型
Claims (8)
- プレスの片側の金型と対向する位置において他方の金型の周囲に配されるダイクッション装置であって、平面環枠状の基体と、該基体に内蔵され外部の圧力発生・制御手段と接続された加圧部と、しわ押えに対する押圧面を有しこれと反対側が前記加圧部に望むリフト部材と、前記しわ押えよりも外側の基体上またはこれと対向する金型側に配されたディスタンスブロックを備えていることを特徴とするプレス用ダイクッション装置。
- 前記加圧部がリング状をなし、基体の全周にわたって設けられていることを特徴とする請求項1に記載のプレス用ダイクッション装置。
- 加圧部が複数に分割され、複数の加圧部が幾つかの組をなすように連結され、それぞれの組に圧力発生・制御手段が接続されていることを特徴とする請求項1に記載のプレス用ダイクッション装置。
- 前記加圧部が、室本体とこれに内装された弾性体からなっている請求項1ないし3のいずれかに記載のプレス用ダイクッション装置。
- 加圧部が室本体とこれを満たす流体からなっている請求項1ないし3のいずれかに記載のプレス用ダイクッション装置。
- 基体が上型側に固定され、ディスタンスブロックが下型側に配されている請求項1に記載のプレス用ダイクッション装置。
- 圧力発生・制御手段がサーボモータを駆動源としている請求項1に記載のプレス用ダイクッション装置。
- 加圧部としわ押えに対する押圧面を有しこれと反対側が前記加圧部に望むリフト部材がシリンダチューブとピストンであり、これが多数隣接して配されている請求項1に記載のプレス用ダイクッション装置。
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