JP2010538834A - トルク補償を有する駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は成形プレス用の駆動装置に関し、前記駆動装置は共通のトルク補償を備えた複数の電気駆動装置からなる。

Description

発明の詳細な説明

（説明）
本発明は、成形プレス用の駆動装置に関し、この駆動装置は請求項１のプレアンブルに記載の一般的なトルク補償を有する複数の電気駆動装置からなる。
（従来技術）
例えばマルチスライド式トランスファープレス、プレスライン、順送プレス、電動プレスまたは自動刻印機等の成形プレスにおいて、多くの様々な駆動タスクが存在する。特にプレス駆動や工作物運搬システムの分野において、駆動装置は、力の伝達および動力学という点において非常に厳しい要件を満たさなければならない。

従来、機械式プレスの駆動装置としては、ほとんど例外なくフライホイール駆動装置が用いられてきたが、近年ではサーボモータで直接駆動するプレスに移行する傾向が見られる。高いプレス力が要求される場合において、サーボモータの性能には現在のところ依然として限界がある。サーボモータによって印加されることが可能なプレス力の最大値の限界を上げるため、それぞれが同一の運動伝達手段に作用する複数のサーボモータを用いる手段がとられる場合が多い。

良く知られた上述した種類の周知の複数のサーボプレスは、ＤＥ １０ ２００４ ００９ ２５６ Ａ１に示されている。この技術的解決方法においては、偏心調整台に接続された共通の平歯車によって複数のサーボモータが駆動されることが利点であると考えられる。そのようなギアはコスト効率が良く、頑丈であり硬質であることがはっきりと示されている。平歯車への力の伝達は平歯車と同時に噛み合う複数のピニオンを介して生じるため、そのように製造されたギアを介して成形に必要な最大の力を全体的に伝達することが可能となる。

運搬システムとも呼ばれる工作物運搬システムでは、プレス駆動装置に連結された従来型の機械的駆動装置とほとんど全面的に取って代わった様々な電気駆動装置が長い間用いられている。ＤＥ １９８ ０１ ７３１ Ａ１には、２台のモータが同様に同一の運動伝達手段に作用する運搬システムについて記載されている。この場合、２つの定置駆動モータは牽引構成を介して入れ子式ジブ構成を駆動する。駆動モータの適切な調整の結果、入れ子式フィーダとして知られる運搬装置が水平運動および垂直運動を実行する。通常要求される運搬の運動は、重畳する水平運動および垂直運動からなる。所望の運動プロファイルがこのシステムの手段により実行されることが可能である。

プレス駆動装置および運搬駆動装置の双方において、１台の駆動ユニットに２台のサーボモータが使用される場合が多い。この場合において、その主要な利点は、１台のサーボモータの使用に比べて駆動ユニットの性能が確かに高いことである。２台のサーボモータの使用において、安全面の観点から挙げることのできるもう１つの利点は、冗長性である。

１台の駆動装置に複数台のサーボモータを使用する場合の欠点は、制御および調整におけるコストが高くなることである。通常、サーボモータは限界性能で動作するため、その目的は２台のサーボモータが例えば歯車や歯付ベルト等の共通の運動伝達手段に正確に同量の動力を確実に伝達することにある。理想的には、２台のモータを使用することによって１台のモータを使用した場合と比較して最大動力が２倍となるように両方のサーボモータがそれぞれ最大の動力容量の１００％で動作する。実際には、この均一のトルク配分が問題を提起する。システム全体で高い制御性能を達成できるように、両方のサーボモータは閉ループ位置決めで動作する。この場合、サーボモータの消費電流は、運動伝達手段による力の伝達中にサーボモータに作用する反作用トルクに依存する。２台のサーボモータに作用する反作用トルクは、周囲の構造により異なり得る。その１つの理由は、例えば共通の歯付ベルトのベルト張力が異なる点が考えられる。この不均一なトルク配分の結果、一方のサーボモータは他方のサーボモータより速く最大可能電力または最大許容消費電流に達する。これらの限界に達した時、過負荷機構が反応し、駆動装置全体が停止する。従って、実際には、２台のサーボモータを用いた動力の２倍化は容易ではない。

連動する２台のサーボモータのトルクを同期化することが可能な方法については、ＤＥ １０ ２００４ ００９ ２５６ Ａ１に記載されている。この場合、２台のサーボモータは、両方のモータが同じトルクを確実に印加することが意図された特定のトルク制御装置により駆動する。

この方法の欠点は、ＤＥ １０ ２００４ ００９ ２５６ Ａ１においても認めているように、調整におけるコストが高いことである。さらに、付加的な制御ループに起因し、システム全体の故障に対する脆弱性も確実且つ顕著に増加する。
（本発明の目的および利点）
本発明の目的は、従来技術から進んで、複数のモータが共通の運動伝達手段に作用し、且つ両方のモータは全く同じトルクを供給することが意図された駆動装置を提供することである。

本目的は、請求項１のプレアンブルに記載の駆動装置から進展し、請求項１の特徴付け部分により達成される。従属請求項は、本発明の駆動装置の有利且つ好都合な進展を記載している。

本発明は、反作用トルクが相互に補償し合うように複数（通常は２台）のモータまたはこの複数のモータに接続されたギアを機械的に相互に接続するという着想に基づく。
この場合、２つのモータを接続するレバー・アセンブリは、一方のモータから他方のモータにトルクを伝達し、それぞれの場合において、トルクが隣接するモータに反対方向に伝わるようにすることが意図されている。

この反作用トルクの補償は、特に２台の駆動装置を用いる目的が動力を２倍にすること、または３台の駆動装置を用いる目的が動力を３倍にすることである場合、特に重要である。これらの駆動装置はこの場合、閉ループ位置決めで有利に動作する。このような調整において、本発明の駆動装置の利点が完全に有効となる。反作用トルクの補償により、全ての駆動装置はそれぞれの極限電力または最大消費電流まで均一に動作することが可能となる。

以下の図面により示された実施例から、本発明のさらなる詳細および利点が収集され得る。

駆動装置の上面図を示している。 駆動装置の側面図を示している。

（実施例の説明）
図１は本発明の駆動装置１の簡略図である。２台のサーボモータ２、３を参照することができる。この２台のサーボモータ２、３は、それぞれ、動作可能にギア４、５に接続されている。本実施例では遊星ギアが用いられているが、他のあらゆる種類の周知のギアも想定され得る。出力側に配置されているのはベルト車６、７であり、ベルト車６、７自体が動作可能にギアに接続されている。両方のサーボモータが同一の運動伝達手段、この場合例えば歯付ベルト（図示せず）等のベルトに作用することが、本発明の駆動装置１の特徴である。従来技術にて良く知られている例えば平ベルトや歯車等、他のいかなる運動伝達手段が用いられても良い。

図示の２つの駆動系は締付フランジ８、９を介して周囲の構造に接続されている。トルク補償を行う本発明のレバー・アセンブリは、ギア４、５およびサーボモータ２、３の間に参照することができる。この場合、補償レバー１０、１１はサーボモータ２、３に固定して取り付けられている。これらの２つの補償レバー１０、１１はタブ１２を介して連結式にて相互に接続されている。２つの補償レバー１０、１１とタブ１２からなる連結構造は、第１サーボモータ２に作用する反作用トルクが第２サーボモータ３に伝達されてトルクが反対方向に作用するように設計されている。このようなトルク伝達はまた、第２サーボモータ３から第１サーボモータ２に作用するため、異なる反作用トルクが補償される。

上述の関節構造が図２に示されている。この図では、補償レバー１０、１１と、補償レバー１０、１１に取り付けられ関節点１３、１４を有するタブ１２を明確に参照することができる。

停止レバー１５、１６はギア４、５に固定して接続される。停止レバー１５、１６は、補償レバー１０、１１およびタブ１２からなるレバー・アセンブリにて生じる運動を制限する役割を果たす。この目的のため、補償レバー１０、１１に固定されたバッファ１７と、停止レバー１５、１６に固定されたバッファ１８と、の間の規定隙間が予め設定される。これらの隙間の設定は止めねじ１９により行われる。補償レバー１０、１１および停止レバー１５、１６は適切なマウント２０により回転可能に相互に接続される。

停止レバー１５、１６の制限は連続運転中のトルク補償に関しては無関係である。停止レバー１５、１６の制限は補償装置の緊急状態や不測の運動状態からの保護の役割を担っているにすぎない。

本発明は図示および記載された実施例に限定されない。また、本発明は、本発明の着想の範囲内における全ての進展を包含し、これらの進展は当業者が利用できるものである。
例えば、上述の２台のサーボモータの代わりに、３台以上の駆動装置を用いてもよい。特に主要なプレス駆動装置に関して記述された用途においては、共通の駆動ホイールに作用する２台以上の駆動モータを使用することは当然に考えられ得る。

また、実施例で記述したサーボモータ以外の電気駆動装置を用いることも同様に可能である。その他の全ての市販されている種類の駆動装置が、この場合想定され得る。

１ 駆動装置
２、３ サーボモータ
４、５ ギア
６、７ ベルト車
８、９ 締付フランジ
１０、１１ 補償レバー
１２ タブ
１３、１４ 関節点
１５、１６ 停止レバー
１７ 補償レバーのバッファ
１８ 停止レバーのバッファ
１９ 止めねじ
２０ マウント

Claims (7)

1. 成形プレスにおける駆動装置であって、
   前記駆動装置は少なくとも２台の駆動モータを含み、前記駆動モータは、直接またはギア手段を介して共通の運動伝達手段に対し動作可能に接続され、
   モータ（２、３）は、作動中にモータに作用する反作用トルクが相互に補償し合うようにレバー・アセンブリ（１０、１１、１２）を介して機械的に相互に接続されていることを特徴とする駆動装置。
2. 前記モータ（２、３）は閉ループ位置決めで動作することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記反作用トルクを補償する前記レバー・アセンブリは、
   前記第１モータ（２）に固定して接続された第１補償レバー（１０）と、
   前記第２モータ（３）に固定して接続された第２補償レバー（１１）と、
   回転中心（１３）で前記第１補償レバー（１０）に、および第２回転中心（１４）で前記第２補償レバー（１１）にそれぞれ接続されたタブ（１２）と、
   を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記モータ（２）の前記反作用トルクは前記モータ（３）に反対方向に伝達され、その逆も同じであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の駆動装置。
5. 前記モータ（２、３）はサーボモータであることを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の駆動装置。
6. 前記レバー・アセンブリ（１０、１１、１２）の運動が、前記ギア（４、５）に固定して接続された停止レバー（１５、１６）によって制限されることを特徴とする、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の駆動装置。
7. 前記補償レバー（１０、１１）と前記停止レバー（１５、１６）との間の接触する可能性のある表面にバッファ（１７、１８）が設けられ、前記停止レバー（１５、１６）に接続された前記バッファ（１８）は予め定められる隙間が得られるように止めねじ（１９）によって設置可能であることを特徴とする、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の駆動装置。

Images