JP2008173689A - Motor-driven press machine - Google Patents

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Shoji Futamura
昭二 二村
Hiromitsu Kaneko
廣光 金子
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Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor-driven press machine, which can shorten a time required for one pressing process by moving an upper die at high speed during a non-pressing period in which an object to be worked is not pressed. <P>SOLUTION: The motor-driven press machine comprises: a slider 5 which slides on struts 3; a connecting mechanism 30 equipped with a rotating part which vertically moves the slider 5 through a ball screw shaft 11 driven by an AC servomotor 9; a locking mechanism 16 for performing engagement and disengagement between a gear piece and a gear fixed to the ball screw shaft 11 in order to fix a crown 2 and the ball screw shaft 11; an AC servomotor 28 capable of rotating the rotating part of the connecting mechanism 30 in the normal and reverse directions, moving the slider 5 up and down through the normal/reverse rotation of the rotating part and, further, fixing the slider 5 to the rotating part of the connecting mechanism 30; a lower die mounted on a bed; a pulse scale 21 for detecting a position of the upper die installed to the under surface of the slider 5; and a control device 31 in which, based on a position signal detected by the pulse scale 21, the pressing of the object to be worked is controlled by rapidly lowering and raising the upper die 7 during the non-pressing period and lowering the upper die at a reducing speed under a locking action of the locking mechanism 16 during a pressing period. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動プレス加工機、特に往復運動をするスライダの下端に取り付けられた上型とベッドに取り付けられた下型とで、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機において、上限待機位置にある上型が降下し下型に載置された被加工物と接触するまでの間あるいは接触する直前までの間、及び上型が下限位置から上昇し上限待機位置に戻るまでの間の各時間を高速で上型を移動させ、プレスの一工程(サイクル)を短縮化するようにした電動プレス加工機に関するものである。   The present invention relates to an electric press machine, particularly an electric press machine that performs press processing using a motor as a drive source with an upper die attached to the lower end of a reciprocating slider and a lower die attached to a bed. Until the upper mold in the standby position is lowered and comes into contact with the workpiece placed on the lower mold or until just before contacting, and until the upper mold rises from the lower limit position and returns to the upper limit standby position. The present invention relates to an electric press machine that moves the upper die at high speeds to shorten one press step (cycle).

従来、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機は、被加工物をプレス加工する上型の速度に合わせ、被加工物をプレス加工しない工程においても上型が被加工物をプレス加工する際の一定速度で往復運動させていた。またこの点を解決しようとする特許出願も行われている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)が、具体化に当たっては、なお解決すべき問題があった。
特開2001−62597号公報 特開2001−71194号公報 特許第3051841号
Conventionally, an electric press machine that performs press processing using a motor as a drive source matches the speed of the upper die for pressing the workpiece, and the upper die presses the workpiece even in a process where the workpiece is not pressed. When reciprocating, it was reciprocating at a constant speed. In addition, patent applications that attempt to solve this point have been filed (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). However, there are still problems to be solved in actualization.
JP 2001-62597 A JP 2001-71194 A Patent No. 3051841

従来のように被加工物をプレス加工しない工程も、被加工物をプレス加工する際の上型の速度に合わせ、プレスの一工程を行っているため、プレスの一工程に時間が掛かる欠点があり、この点を解決するに当って、サーボモータを用いる電動プレス加工機においてはねじ軸をロックするなどの必要があることが分かった。   The process of not pressing the workpiece as in the conventional method is also performed by pressing one step in accordance with the speed of the upper die when pressing the workpiece. In order to solve this problem, it has been found that it is necessary to lock the screw shaft in an electric press machine using a servo motor.

本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており、被加工物をプレス加工しない工程の非プレス期間では上型を高速移動させるようにして、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができる電動プレス加工機を提供することを目的としている。   The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks, and shortens the time required for one step of pressing by moving the upper die at high speed during the non-pressing period when the workpiece is not pressed. It aims at providing the electric press machine which can do.

そのため本発明の電動プレス加工機は、ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、クラウンに設けられた第1のモータによって正回転・逆回転駆動されるねじ軸を介し、スライダを上下動させる回転部を備えた連結機構と、クラウンとロック用の歯車が固着されてなるねじ軸とを固定するロック機構と、スライダに設けられ、連結機構の回転部を正回転・逆回転させると共に、連結機構の回転部の正回転・逆回転を介しスライダを上下動させ、さらにスライダと連結機構の回転部との固定が可能な第2のモータと、上型に対応する位置にベッドに対応して設置された下型と、上型と下型に載置された被加工物との接触位置を検出すると共に、上型の上限待機位置及び下限降下位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する直前の時点までは、少なくとも第1のモータによるねじ軸の回転を介して上型を急速に降下させ、第1のモータの停止後直ちにロック機構を介してクラウンとねじ軸とを固定させ、上型が被加工物と接触した時点あるいは接触する直前の時点から上型が予め定められた下限降下位置まで降下する時点までは、上型の降下を、クラウンとねじ軸との固定の下で連結機構の回転によるスライダを介して減速し、クラウンとねじ軸との固定の下で第2のモータのトルク付加モードで上型が下型に載置された被加工物を押圧する制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後は、スライダとねじ軸との固定開放の下でスライダを介して上型を急速に上昇させる制御装置とを備えると共に、上記ロック機構は、ロック用の歯車との噛み合う少なくとも2個の歯を有する歯車片と、歯車片側に歯車片とロック用の歯車との噛み合せとその離脱とを行わせる機構を備えた噛み合わせ着脱駆動装置を備えたことを特徴としている。 Therefore, the electric press machine according to the present invention is provided in a frame formed by a bed, a crown, and a plurality of support columns, a slider in which an upper mold is attached to a lower end surface, and freely slides on the support columns, and a crown. A lock that fixes a coupling mechanism having a rotating portion that moves the slider up and down via a screw shaft that is driven forward / reversely by a first motor, and a screw shaft to which a crown and a locking gear are fixed. The mechanism and the slider are provided on the slider, and the rotating part of the coupling mechanism is rotated forward / reversely, and the slider is moved up and down through the forward / reverse rotation of the rotating part of the coupling mechanism. A contact position of a second motor capable of fixing the lower mold, a lower mold installed corresponding to the bed at a position corresponding to the upper mold, and a workpiece placed on the upper mold and the lower mold. Along with the upper limit of the upper mold Based on the position detector for detecting the position and the lower limit lowering position, and the position signal detected by the position detector, at least the first time until the time immediately before the upper mold contacts the workpiece placed on the lower mold. When the upper die is rapidly lowered through the rotation of the screw shaft by the motor, the crown and the screw shaft are fixed via the lock mechanism immediately after the first motor is stopped, and the upper die comes into contact with the workpiece. Alternatively, from the time immediately before contact to the time when the upper die descends to a predetermined lower limit lowering position, the lowering of the upper die is decelerated via the slider by the rotation of the coupling mechanism under the fixation between the crown and the screw shaft. Then, the upper mold reaches the lower limit lower position by controlling the upper mold to press the workpiece placed on the lower mold in the torque addition mode of the second motor with the crown and the screw shaft fixed. After that, under the fixed release of the slider and screw shaft With a control device for raising the upper die rapidly through the rider, the locking mechanism includes a gear piece having at least two teeth mutually meshing with gear locking, the gear piece and the lock the gear side A meshing attachment / detachment drive device having a mechanism for engaging and disengaging with a gear is provided.

被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型が高速降下・上昇の高速移動をするので、プレス加工の一工程(サイクル)に要する時間を短縮化することができると共に、ロック機構によりプレス加工の精度、効率を向上させることができる。なお、ロック機構を働かせるに当っては、歯車片と歯車との結合に当って、ねじ軸が非所望に回動されることが少ないように(又は微小の制御にとどまるように)配慮される。 During the non-pressing period when the work piece is not pressed, the upper die moves at a high speed, such as high-speed descent and high-speed, so the time required for one step (cycle) of the press processing can be shortened and the press mechanism is pressed by the lock mechanism. Accuracy and efficiency can be improved. In operating the lock mechanism, it is considered that the screw shaft is rarely turned undesirably (or kept in minute control) when the gear piece and the gear are coupled. .

図1、図2は本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図の一部をそれぞれ示しており、図1の図の右端と図2の図の左端とが連結されて本発明に係る電動プレス加工機の全体図が示されるようになっている。1 and FIG. 2 respectively show a part of a schematic explanatory diagram of an embodiment of an electric press machine according to the present invention. The right end of the diagram of FIG. 1 is connected to the left end of the diagram of FIG. An overall view of the electric press machine according to the present invention is shown.

図1、図2において、ベッド1とクラウン2と複数の支柱3とで形成された枠体4の内部には、スライダ5が設けられ、スライダ5の四隅に、支柱3と係合し支柱3の軸方向にスライダ5が自在に摺動する摺動穴がそれぞれ設けられている。   In FIGS. 1 and 2, sliders 5 are provided inside a frame 4 formed by a bed 1, a crown 2, and a plurality of pillars 3. The pillars 3 engage with the pillars 3 at four corners of the slider 5. Sliding holes in which the slider 5 slides freely are provided in the axial direction.

クラウン2の上面には、例えば2つ又は4つなど複数個の取り付け台6が設けられており、各取り付け台6には、減速機8を介して(当該減速機8は省略してもよい)エンコーダを内蔵したACサーボモータ(第1のモータ)9が取り付けられている。   A plurality of mounting bases 6 such as two or four are provided on the upper surface of the crown 2, and each mounting base 6 is provided with a reduction gear 8 (the reduction gear 8 may be omitted). ) An AC servo motor (first motor) 9 incorporating an encoder is attached.

以下に説明する上記複数個の取り付け台6に取り付けられた各ACサーボモータ9に関連する構成・構成部品は全く同じものであるので、その1つについて説明することにする。   Since the components and components related to each AC servo motor 9 mounted on the plurality of mounting bases 6 described below are exactly the same, only one of them will be described.

クラウン2の上面に取り付けられた取り付け台6を貫通したACサーボモータ9の出力軸10は、ボールねじ軸11の先端部にカップリング12を介して連結されている。クラウン2に設けられた孔13には、ベアリングホルダ14を介してボールねじ軸11に嵌め込まれたベアリング15が取り付けられ、ACサーボモータ9によって駆動されるボールねじ軸11が回転自在にクラウン2に取り付けられている。 An output shaft 10 of an AC servomotor 9 that passes through a mounting base 6 attached to the upper surface of the crown 2 is connected to a tip end portion of a ball screw shaft 11 via a coupling 12. A bearing 15 fitted to the ball screw shaft 11 is attached to a hole 13 provided in the crown 2 via a bearing holder 14 so that the ball screw shaft 11 driven by the AC servo motor 9 can freely rotate to the crown 2. It is attached.

クラウン2にはロック機構16が設けられている。このロック機構16については後の図3で詳しく説明するが、当該ロック機構16が働くと、ボールねじ軸11がクラウン2に固定され、ボールねじ軸11とクラウン2とが一体化し、ボールねじ軸11が回転することができないようになっている。   The crown 2 is provided with a lock mechanism 16. The lock mechanism 16 will be described in detail later with reference to FIG. 3. When the lock mechanism 16 is activated, the ball screw shaft 11 is fixed to the crown 2, and the ball screw shaft 11 and the crown 2 are integrated. 11 cannot be rotated.

スライダ5の上面には内部が中空17の支持体18が固着されている。この支持体18の中空17には、スライダ5に設けられた孔19と共に中央にボールねじ軸11を自在に回転させるに足る孔23を有し、上下2つのスラスト荷重用のベアリング24、25でボールねじ軸11を中心軸として回転自在に設けられたウォームホイール26と、ウォームホイール26に噛み合うウォーム27が固定されたエンコーダ内蔵のACサーボモータ(第2のモータ)28とが設けられている。ウォームホイール26の上部には、ボールねじ軸11と螺合する、内部にボールとナット部材を備えたボールねじ機構29が支持体18の天井部に対し回転自在に突出する形態で固定されている。   A support 18 having a hollow interior 17 is fixed to the upper surface of the slider 5. The hollow 18 of the support 18 has a hole 19 provided in the slider 5 and a hole 23 sufficient to freely rotate the ball screw shaft 11 at the center. Two upper and lower thrust load bearings 24 and 25 are provided. There is provided a worm wheel 26 rotatably provided with the ball screw shaft 11 as a central axis, and an AC servo motor (second motor) 28 with a built-in encoder to which a worm 27 meshing with the worm wheel 26 is fixed. A ball screw mechanism 29 that is engaged with the ball screw shaft 11 and includes a ball and a nut member therein is fixed to the upper portion of the worm wheel 26 so as to project freely from the ceiling portion of the support 18. .

ACサーボモータ28が停止していると、ACサーボモータ28の出力軸に固定されたウォーム27とウォームホイール26との噛み合いで、当該ウォームホイール26の上部に固定されたボールねじ機構29は、スライダ5と一体化するので、ACサーボモータ9の正回転・逆回転によりボールねじ軸11が駆動され、ボールねじ軸11に螺合されているボールねじ機構29、ウォームホイール26、2つのベアリング24、25、支持体18などで構成される連結機構30を介してスライダ5が上昇或いは降下し、ACサーボモータ9の回転制御でスライダ5を往復運動させることができる。   When the AC servomotor 28 is stopped, the ball screw mechanism 29 fixed to the upper portion of the worm wheel 26 is engaged with the worm 27 and worm wheel 26 fixed to the output shaft of the AC servomotor 28. 5, the ball screw shaft 11 is driven by the forward / reverse rotation of the AC servo motor 9, and the ball screw mechanism 29, which is screwed to the ball screw shaft 11, the worm wheel 26, the two bearings 24, 25, the slider 5 is raised or lowered via the coupling mechanism 30 constituted by the support 18 and the like, and the slider 5 can be reciprocated by the rotation control of the AC servo motor 9.

また、ロック機構16が作動し、ボールねじ軸11がクラウン2と一体化した状態の下で、ACサーボモータ28が正回転・逆回転すると、ウォームホイール26とボールねじ機構29とで構成される回転部が、静止状態にあるボールねじ軸11を介して回転し、スライダ5を上昇或いは降下させる。すなわちACサーボモータ28の回転制御でスライダ5を往復運動させることができる。   Further, when the lock mechanism 16 is operated and the ball screw shaft 11 is integrated with the crown 2 and the AC servo motor 28 is rotated forward and backward, the worm wheel 26 and the ball screw mechanism 29 are configured. The rotating part rotates through the ball screw shaft 11 in a stationary state, and raises or lowers the slider 5. That is, the slider 5 can be reciprocated by the rotation control of the AC servomotor 28.

なお、スライダ5の下端面には上型7が取り付けられ、またベッド1にはこの上型7に対応する位置に下型20が設けられている。そしてベッド1とクラウン2との間に、スライダ5の位置を検出するパルススケール21が4つの支柱3に沿ってそれぞれ取り付けられ、上型7と下型20に載置された被加工物22との接触位置を検出すると共に、上型7の上限待機位置及び下限降下位置を検出するようになっている。   An upper mold 7 is attached to the lower end surface of the slider 5, and a lower mold 20 is provided on the bed 1 at a position corresponding to the upper mold 7. A pulse scale 21 for detecting the position of the slider 5 is attached along the four columns 3 between the bed 1 and the crown 2, and the workpiece 22 placed on the upper mold 7 and the lower mold 20, respectively. The upper limit standby position and the lower limit lowering position of the upper die 7 are detected.

ACサーボモータ9の停止後、ロック機構16をロックしてボールねじ軸11をクラウン2に固定させるのは、上型7が下型20に載置された被加工物22をプレスする際に生じる反力で、スライダ5を上向きに移動させようとする働きによりボールねじ軸11を回転をさせようとするが、上記説明のボールねじ軸11とクラウン2との一体化により、ボールねじ軸11はその回転が阻止されるので、スライダ5は上向きに移動することはなく、スライダ5の上向きへの移動を阻止させるためである。つまり上型7は被加工物22に所定のプレス荷重を付与することができる。   After the AC servo motor 9 is stopped, the lock mechanism 16 is locked and the ball screw shaft 11 is fixed to the crown 2 when the upper die 7 presses the workpiece 22 placed on the lower die 20. With the reaction force, the ball screw shaft 11 is rotated by the action of moving the slider 5 upward. By the integration of the ball screw shaft 11 and the crown 2 described above, the ball screw shaft 11 is Since the rotation is prevented, the slider 5 does not move upward, but prevents the slider 5 from moving upward. That is, the upper die 7 can apply a predetermined press load to the workpiece 22.

各ACサーボモータ9及び28の各回転を制御し、そしてボールねじ軸11をクラウン2に固定させ或いはその解除をさせるロック機構16を制御する制御装置31は、予め各種の設定値が入力されるようになっている他、スライダ5の位置検出をするための、すなわち上型7の位置検出をするためのパルススケール21が検出する位置信号を基に、上限待機位置にある上型7が、下型20に載置された被加工物22と接触する直前の時点までは、ACサーボモータ9によるボールねじ軸11の回転及びACサーボモータ28による連結機構30の上記回転部の回転を介して上型7を急速に降下させ、ACサーボモータ9の停止後、直ちにロック機構16をロックさせてクラウン2とボールねじ軸11とを固定させ、上型7が被加工物22と接触した時点あるいは接触する直前の時点から上型7が予め定められた下限降下位置(図2の上型7の想像線位置(7))まで降下する時点までは、上型7の降下を、クラウン2とボールねじ軸11との固定の下で連結機構30の回転部の回転によるスライダ5を介して上記の急速降下速度に対して減速し、クラウン2とボールねじ軸11との固定の下でACサーボモータ28のトルク付加モードで上型7が下型20に載置された被加工物22を押圧し、被加工物22を所定の形状にプレス加工を行う制御を行わせ、上型7が下限降下位置に到達後は、ロック機構16のロックを解除し、クラウン2とボールねじ軸11との固定開放の下でACサーボモータ9と28とによるスライダ5を介して上型7を元の上限待機位置まで急速に上昇させる制御を行わせるようになっている。   The control device 31 that controls each rotation of the AC servomotors 9 and 28 and controls the lock mechanism 16 that fixes or releases the ball screw shaft 11 to the crown 2 receives various set values in advance. In addition to the above, based on the position signal detected by the pulse scale 21 for detecting the position of the slider 5, that is, for detecting the position of the upper mold 7, the upper mold 7 at the upper limit standby position is Up to the time immediately before contact with the workpiece 22 placed on the lower mold 20, the rotation of the ball screw shaft 11 by the AC servomotor 9 and the rotation of the rotating part of the coupling mechanism 30 by the AC servomotor 28 are performed. The upper die 7 is rapidly lowered, and immediately after the AC servo motor 9 is stopped, the lock mechanism 16 is locked to fix the crown 2 and the ball screw shaft 11, and the upper die 7 is connected to the workpiece 22. From the time of touching or just before contact, until the upper mold 7 is lowered to a predetermined lower limit lowering position (imaginary line position (7) of the upper mold 7 in FIG. 2), the upper mold 7 is lowered. Under the fixation of the crown 2 and the ball screw shaft 11, the speed is reduced with respect to the rapid lowering speed via the slider 5 due to the rotation of the rotating portion of the coupling mechanism 30, and under the fixation of the crown 2 and the ball screw shaft 11. Then, in the torque addition mode of the AC servo motor 28, the upper die 7 presses the workpiece 22 placed on the lower die 20, and the workpiece 22 is controlled to be pressed into a predetermined shape. After 7 reaches the lower limit lower position, the lock mechanism 16 is unlocked, and the upper die 7 is moved via the slider 5 by the AC servo motors 9 and 28 under the fixed release of the crown 2 and the ball screw shaft 11. Raise rapidly to the original upper limit standby position It is adapted to carry out the control.

図3は図1に用いられているロック機構の一実施例構成図を示している。   FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the locking mechanism used in FIG.

図3に示されたロック機構16は、ボールねじ軸11に固着される歯車39とクラウン2に固定のソレノイド40のプランジャに取り付けられた歯車片41とによって構成される。   The lock mechanism 16 shown in FIG. 3 includes a gear 39 fixed to the ball screw shaft 11 and a gear piece 41 attached to a plunger of a solenoid 40 fixed to the crown 2.

ソレノイド40のコイルに通電すると、ソレノイド40のプランジャに取り付けられた歯車片41が飛び出して歯車39と噛み合う。ソレノイド40はクラウン2に取り付けられているので、ボールねじ軸11がソレノイド40を介してクラウン2と一体化される。   When the coil of the solenoid 40 is energized, the gear piece 41 attached to the plunger of the solenoid 40 pops out and meshes with the gear 39. Since the solenoid 40 is attached to the crown 2, the ball screw shaft 11 is integrated with the crown 2 via the solenoid 40.

ソレノイド40のプランジャに取り付けられた歯車片41は、ソレノイド40への通電を切ることによりその内部に設けられたバネの弾性力で、飛び出した歯車片41が後退してボールねじ軸11に固着された歯車39との噛み合いが外れ、ボールねじ軸11とクラウン2との一体化が開放される。   The gear piece 41 attached to the plunger of the solenoid 40 is fixed to the ball screw shaft 11 by the elastic force of the spring provided therein when the solenoid 40 is turned off by the elastic force of the spring provided therein. The engagement with the gear 39 is released, and the integration of the ball screw shaft 11 and the crown 2 is released.

なお、ソレノイド40に替え空気圧シリンダを用いて歯車片41を駆動するようにしてもよく、また下型20に載置された被加工物22と上型7との接触位置を検出すると共に、上型7の上限待機位置及び下限降下位置を検出する位置検出器として、パルススケール21が示されているが、位置検出ができ制御装置31へその検出信号を送出できるものであれば、他の電子式或いは機械式いずれの位置検出器でも使用することができる。   The gear piece 41 may be driven by using a pneumatic cylinder instead of the solenoid 40, and the contact position between the workpiece 22 placed on the lower mold 20 and the upper mold 7 is detected, and the upper Although a pulse scale 21 is shown as a position detector for detecting the upper limit standby position and lower limit lowering position of the mold 7, other electronic devices can be used as long as they can detect the position and send the detection signal to the control device 31. Any type or mechanical position detector can be used.

そして、ロック機構16をロックさせてクラウン2とボールねじ軸11とを固定させた下で、ACサーボモータ28の回転でウォームホイール26を極僅か回転させ、ボールねじ機構29をボールねじ軸方向に微小距離移動させることにより、ボールねじ軸11とボールねじ機構29との噛み合わせ位置関係を変えることができ、ボールねじ機構29を構成するボールとボール溝との線接触又は点接触で係合することから生じるボールやボール溝の局部的な磨耗を回避することができる。 Then, with the locking mechanism 16 locked and the crown 2 and the ball screw shaft 11 fixed, the worm wheel 26 is slightly rotated by the rotation of the AC servo motor 28, and the ball screw mechanism 29 is moved in the ball screw axis direction. By moving a minute distance, the meshing positional relationship between the ball screw shaft 11 and the ball screw mechanism 29 can be changed, and the balls constituting the ball screw mechanism 29 are engaged by line contact or point contact. It is possible to avoid local wear of the balls and ball grooves resulting from the above.

このように構成された本発明に係る電動プレス加工機の動作を、図4の一実施例サイクル線図を用いて説明する。   The operation of the electric press machine according to the present invention configured as described above will be described with reference to a cycle diagram of one embodiment of FIG.

図4の縦軸は上から順に上型7、ACサーボモータ9、ロック機構16、ACサーボモータ28の各動作、横軸は時間をそれぞれ表しており、一番上の実線は上型7の軌跡を示している。なおACサーボモータ9やACサーボモータ28に対応する図の部分で、「正回転」として示している部分の基準線からの高さと、「逆回転」として示されている部分の基準線からの高さは同じである。   The vertical axis in FIG. 4 represents the operations of the upper mold 7, the AC servo motor 9, the lock mechanism 16, and the AC servo motor 28 in order from the top, the horizontal axis represents time, and the top solid line represents the upper mold 7. The trajectory is shown. In the figure corresponding to the AC servo motor 9 and the AC servo motor 28, the height from the reference line of the part indicated as “forward rotation” and the reference line of the part indicated as “reverse rotation” are shown. The height is the same.

時間軸のT0は、ACサーボモータ9、ロック機構16、ACサーボモータ28がそれぞれオフ状態、上型7が上限待機位置にある状態のサイクル開始時点を表している。   T0 on the time axis represents the cycle start point when the AC servo motor 9, the lock mechanism 16, and the AC servo motor 28 are in the off state and the upper die 7 is in the upper limit standby position.

時間T1〜T2は、ACサーボモータ9と28とが正回転の通電がなされスライダ5が降下を開始し、ACサーボモータ9と28との両者による上型7の下降期間(高速アプローチ期間)を表している。   During time T1 to T2, the AC servomotors 9 and 28 are energized in the forward direction, the slider 5 starts to descend, and the lowering period (high-speed approach period) of the upper die 7 by both the AC servomotors 9 and 28 is reached. Represents.

この時間軸のT2においては、上型7が下型20に載置された平板の被加工物22の表面と接触する時点を表すと共にACサーボモータ9の回転停止、その直後のロック機構16の作動でボールねじ軸11とクラウン2との一体化及びACサーボモータ28の正回転の通電が引続きなされ、少なくともこの時点でトルク付加モードとなっている状態の下で、ACサーボモータ28だけによるスライダ5の降下を開始する時点を表す。   The time axis T2 represents the time when the upper die 7 comes into contact with the surface of the flat workpiece 22 placed on the lower die 20, and the rotation of the AC servo motor 9 is stopped. In operation, the integration of the ball screw shaft 11 and the crown 2 and the energization of the AC servo motor 28 in the forward rotation are continued, and at least at this time, the slider by the AC servo motor 28 alone is in the torque addition mode. Represents the point in time when the descent of 5 starts.

すなわち時間T1〜T2は、上型7の上限待機位置から下型20に載置された被加工物22に接触するまでの非プレス期間で、ACサーボモータ9と28との急速なボールねじ軸11の回転と連結機構30の回転部の急速な回転とにより上型7を急速に降下させている。   That is, the time T1 to T2 is a non-pressing period from the upper limit standby position of the upper die 7 to contact with the workpiece 22 placed on the lower die 20, and the rapid ball screw shafts of the AC servomotors 9 and 28. The upper mold 7 is rapidly lowered by the rotation of 11 and the rapid rotation of the rotating part of the coupling mechanism 30.

そして時間T2〜T3は、ACサーボモータ9のトルク付加モードでスライダ5を介して上型7が下型20に載置された被加工物22をプレス加工するプレス期間(加圧ストローク期間)を表している。   Times T <b> 2 to T <b> 3 are a pressing period (pressurizing stroke period) in which the upper die 7 is pressed through the slider 5 in the torque addition mode of the AC servomotor 9 and the workpiece 22 is placed on the lower die 20. Represents.

この時間軸のT3においては、上型7の予め定められた下限降下位置到達時点を表すと共に、その直後ロック機構16の解除でボールねじ軸11とクラウン2との一体化の開放及びACサーボモータ9と28との逆回転の通電がなされることを表す。   The time axis T3 represents the time point when the upper die 7 reaches the predetermined lower limit lowering position, and immediately after that, the lock mechanism 16 is released and the ball screw shaft 11 and the crown 2 are integrated and the AC servomotor is released. It represents that energization of reverse rotation of 9 and 28 is performed.

また時間T3〜T4は、ボールねじ軸11とクラウン2との一体化の開放の下で、ACサーボモータ9と28との両者の逆回転によりスライダ5が上昇し、上型7が下限降下位置から急速に上昇して上限待機位置に復帰する上昇期間(高速リターン期間)を表わしている。   During times T3 to T4, the slider 5 is raised by the reverse rotation of both the AC servo motors 9 and 28 under the integrated release of the ball screw shaft 11 and the crown 2, and the upper die 7 is moved to the lower limit lowering position. Represents an ascending period (high speed return period) during which the vehicle rapidly rises to return to the upper limit standby position.

この時間軸のT4においては、ACサーボモータ9の逆回転が停止し、スライダ5が下降開始時点の元の位置に復帰し、上型7の上限待機位置到達時点を表す。なおACサーボモータ28は時間軸のT4に至る以前にその逆回転が停止し、ボールねじ機構29とボールねじ軸11との元の位置関係、すなわち上型7が上限待機位置にある状態のサイクル開始時点での位置に復帰し終っている。   At T4 on the time axis, the reverse rotation of the AC servomotor 9 stops, the slider 5 returns to the original position at the start of lowering, and represents the time when the upper mold 7 reaches the upper limit standby position. The AC servomotor 28 stops rotating before reaching the time axis T4, and the original positional relationship between the ball screw mechanism 29 and the ball screw shaft 11, that is, the cycle in which the upper die 7 is at the upper limit standby position. It has returned to the starting position and finished.

時間軸のT5は一サイクル完了時点をそれぞれ表している。このようにして時間T1〜T2と時間T3〜T4との非プレス期間においては、上型7を急速に降下・上昇させることにより、プレス加工の一工程(サイクル)に要する時間を短縮化させている。   T5 on the time axis represents the completion point of one cycle. In this way, in the non-pressing period between time T1 and T2 and time T3 to T4, the time required for one step (cycle) of press working is shortened by rapidly lowering and raising the upper die 7. Yes.

なお、上記説明ではACサーボモータ9の正回転を時間軸のT1で開始するようにしているが、時間軸のT2直前で開始するようにしてもよい。   In the above description, the AC servomotor 9 starts to rotate forward at T1 on the time axis, but may be started just before T2 on the time axis.

図5は本発明に係る電動プレス加工機の上型の移動機構部の他の実施例説明図である。   FIG. 5 is an explanatory view of another embodiment of the upper die moving mechanism portion of the electric press machine according to the present invention.

図5において、図1と同じものは同一の符号が付され、基本的に図1と同じ構成になっており、図1のものと異なるところは、差動機構付ボールねじ機構32が用いられている点である。   In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and basically have the same configuration as that in FIG. It is a point.

すなわち差動機構付ボールねじ機構32は、ボールねじ機構33とボール軸受位置調整手段34とに分離されて、当該ボール軸受位置調整手段34がスライダ5とベース盤35との間に設けられており、そしてボールねじ機構33のナット部材36の内部構造も異なっている。   That is, the ball screw mechanism 32 with a differential mechanism is separated into a ball screw mechanism 33 and a ball bearing position adjusting means 34, and the ball bearing position adjusting means 34 is provided between the slider 5 and the base board 35. The internal structure of the nut member 36 of the ball screw mechanism 33 is also different.

ボールねじ機構33のナット部材36の内部構造において、図5図示の如く、ボールねじ軸11のボール溝に配置されたボールは、ボールねじ軸11の回転によってその下方のボール溝から上方のボール溝に循環されるようになっており、このボールの循環により当該ボールの局部的な集中的磨耗に対する回避が行われる。   In the internal structure of the nut member 36 of the ball screw mechanism 33, as shown in FIG. 5, the ball disposed in the ball groove of the ball screw shaft 11 is moved upward from the lower ball groove by the rotation of the ball screw shaft 11. This circulation of the ball avoids localized intensive wear of the ball.

また、ボール軸受位置調整手段34がスライダ5とベース盤35との間に設けられているので、ねじ部37を回すことにより、差動部材38が図面左右方向に移動する。従って支持体18を取り付けているベース盤35を介しボールねじ機構33のナット部材36が垂直方向に微小距離移動する。これによりプレス加工の荷重時にボールねじ機構33のナット部材36におけるボール溝は、ボールねじ軸11のボール溝に配置されたボールとの当接する位置が変化し、すなわちプレス加工の荷重時におけるボールねじ機構33のナット部材36におけるボール溝がボールに当接する位置が変わり、毎回毎回同一位置にボールが当接する図1のものに比べ、ボールねじ機構33のナット部材36の耐久性が確保される。   Since the ball bearing position adjusting means 34 is provided between the slider 5 and the base board 35, the differential member 38 moves in the left-right direction of the drawing by turning the screw portion 37. Accordingly, the nut member 36 of the ball screw mechanism 33 is moved by a small distance in the vertical direction via the base board 35 to which the support 18 is attached. As a result, the position of the ball groove in the nut member 36 of the ball screw mechanism 33 that contacts the ball disposed in the ball groove of the ball screw shaft 11 changes at the time of press working load, that is, the ball screw at the time of press working load. The position at which the ball groove of the nut member 36 of the mechanism 33 contacts the ball changes, and the durability of the nut member 36 of the ball screw mechanism 33 is ensured as compared to that of FIG. 1 where the ball contacts the same position every time.

本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図の一部分図である。It is a partial figure of one Example schematic explanatory drawing of the electric press processing machine which concerns on this invention. 本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図の一部分図であり、図1の図の右端と図2の図の左端とが連結されて本発明に係る電動プレス加工機の全体図が示されるようになっている。FIG. 2 is a partial view of an embodiment of the electric press machine according to the present invention, schematically illustrating the electric press machine according to the present invention in which the right end of FIG. 1 is connected to the left end of FIG. 2. Is shown. 図1に用いられているロック機構の一実施例構成図である。It is a block diagram of an embodiment of the locking mechanism used in FIG. 本発明に係る電動プレス加工機の自動運転における一実施例サイクル線図である。It is a cycle diagram of one Example in the automatic driving | operation of the electric press processing machine which concerns on this invention. 本発明に係る電動プレス加工機の上型の移動機構部の他の実施例説明図である。It is another Example explanatory drawing of the upper mold | type moving mechanism part of the electric press processing machine which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ベッド
2 クラウン
3 支柱
4 枠体
5 スライダ
6 取り付け台
7 上型
8 減速機
9 ACサーボモータ(第1のモータ)
10 出力軸
11 ボールねじ軸
12 カップリング
13 孔
14 ベアリングホルダ
15 ベアリング
16 ロック機構
17 中空
18 支持体
19 孔
20 下型
21 パルススケール
22 被加工物
23 孔
24,25 ベアリング
26 ウォームホイール
27 ウォーム
28 ACサーボモータ(第2のモータ)
29 ボールねじ機構
30 連結機構
31 制御装置
32 差動機構付ボールねじ機構
33 ボールねじ機構
34 ボール軸受位置調整手段
35 ベース盤
36 ナット部材
37 ねじ部
38 差動部材
39 歯車
40 ソレノイド
41 歯車片
1 Bed 2 Crown 3 Post 4 Frame 5 Slider 6 Mounting Base 7 Upper Mold 8 Reducer 9 AC Servo Motor (First Motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Output shaft 11 Ball screw shaft 12 Coupling 13 Hole 14 Bearing holder 15 Bearing 16 Lock mechanism 17 Hollow 18 Support body 19 Hole 20 Lower mold | type 21 Pulse scale 22 Workpiece 23 Hole 24, 25 Bearing 26 Warm wheel 27 Warm 28 AC Servo motor (second motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 Ball screw mechanism 30 Connection mechanism 31 Control apparatus 32 Ball screw mechanism with a differential mechanism 33 Ball screw mechanism 34 Ball bearing position adjustment means 35 Base board 36 Nut member 37 Screw part 38 Differential member 39 Gear 40 Solenoid 41 Gear piece

Claims (1)

ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、
下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、
クラウンに設けられた第1のモータによって正回転・逆回転駆動されるねじ軸を介し、スライダを上下動させる回転部を備えた連結機構と、
クラウンとロック用の歯車が固着されてなるねじ軸とを固定するロック機構と、
スライダに設けられ、連結機構の回転部を正回転・逆回転させると共に、連結機構の回転部の正回転・逆回転を介しスライダを上下動させ、さらにスライダと連結機構の回転部との固定が可能な第2のモータと、
上型に対応する位置にベッドに対応して設置された下型と、
上型と下型に載置された被加工物との接触位置を検出すると共に、上型の上限待機位置及び下限降下位置を検出する位置検出器と、
位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する直前の時点までは、少なくとも第1のモータによるねじ軸の回転を介して上型を急速に降下させ、第1のモータの停止後直ちにロック機構を介してクラウンとねじ軸とを固定させ、上型が被加工物と接触した時点あるいは接触する直前の時点から上型が予め定められた下限降下位置まで降下する時点までは、上型の降下を、クラウンとねじ軸との固定の下で連結機構の回転によるスライダを介して減速し、クラウンとねじ軸との固定の下で第2のモータのトルク付加モードで上型が下型に載置された被加工物を押圧する制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後は、スライダとねじ軸との固定開放の下でスライダを介して上型を急速に上昇させる制御装置とを備えると共に、
上記ロック機構は、上記ロック用の歯車との噛み合う少なくとも2個の歯を有する歯車片と、歯車片側に歯車片とロック用の歯車との噛み合せとその離脱とを行わせる機構を備えた噛み合わせ着脱駆動装置
を備えたことを特徴とする電動プレス加工機。
A frame formed by a bed, a crown, and a plurality of columns;
A slider on which the upper mold is attached to the lower end surface and freely slides on the support;
A coupling mechanism having a rotating portion that moves the slider up and down via a screw shaft that is driven forward / reversely by a first motor provided on the crown;
A locking mechanism for fixing the crown and a screw shaft to which a locking gear is fixed ;
It is provided on the slider, and the rotating part of the coupling mechanism is rotated forward and backward, and the slider is moved up and down through the forward and backward rotations of the rotating part of the coupling mechanism, and the slider and the rotating part of the coupling mechanism are fixed. A possible second motor;
A lower mold installed corresponding to the bed in a position corresponding to the upper mold,
A position detector that detects the contact position between the upper mold and the workpiece placed on the lower mold, and detects the upper limit standby position and lower limit lowering position of the upper mold,
Based on the position signal detected by the position detector, at least until the upper mold comes into contact with the workpiece placed on the lower mold, the upper mold is moved through at least the rotation of the screw shaft by the first motor. Immediately after the first motor stops, the crown and the screw shaft are fixed via the lock mechanism, and the upper die is determined in advance from the time when the upper die comes into contact with the workpiece or just before the contact. Until the lower limit lowering position is reached, the lowering of the upper die is decelerated via the slider by the rotation of the coupling mechanism under the fixation of the crown and the screw shaft, and the second lowering is performed under the fixation of the crown and the screw shaft. When the upper mold reaches the lower limit lower position, the slider and screw shaft are fixed and released after the upper mold reaches the lower limit position. Control device that rapidly raises upper die through slider Provided with a,
The locking mechanism includes a gear piece having at least two teeth that mesh with the locking gear and a mechanism that allows the gear piece to engage and disengage the gear piece and the locking gear on the gear piece side. An electric press machine comprising a detachable drive device .
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