JP2014136226A

JP2014136226A - プレス機械，軸駆動装置，及び軸駆動方法

Info

Publication number: JP2014136226A
Application number: JP2013004507A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Katai; 博之片井
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: JP6063750B2

Abstract

【課題】急停止時のテーブル惰走距離が短いプレス機械を提供する。
【解決手段】本体部(HT)に軸線(CL1)方向の移動が禁止されつつ回転自在に支持されたナット部材(6)と、ナット部材(6)に螺合したねじ軸(10)と、ナット部材(6)を回転させる第１の駆動系(Z6)と、ねじ軸(10)を回転させる第２の駆動系(Z10)と、第１の駆動(Z6)系及び第２の駆動系(Z10)の動作を制御する制御部(19a)と、ねじ軸(10)の下端側に連結された上テーブル(17)と、上テーブル(17)に対する下方側に配置された下テーブル(2)と、を備える。制御部(19a)は、上テーブル(17)下降時に、第２の駆動系(Z10)がねじ軸(10)をナット部材(6)に対し下方側にねじ送りされる方向に回転させると同時に、第１の駆動系(Z6)がナット部材(6)をねじ軸(10)がナット部材(6)に対し上方側にねじ送りされる方向に回転させるよう制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレス機械，軸駆動装置，及び軸駆動方法に係り、特に、移動中の軸を急停止させる際の惰走距離を少なくすることができるプレス機械，軸駆動装置，及び軸駆動方法に関する。

ねじ軸及びナット部材からなるボールねじを用い、そのねじ軸又はナット部材に連結された部材をねじ軸の回転により直動させる軸駆動方法及び軸駆動装置が周知であり、種々の機械に適用されている。
例えば、プレス機械では、ボールねじ駆動方式等と称され、テーブルを昇降させる駆動方式の一つとして油圧方式と共に多用されている。

プレス機械においてテーブル昇降駆動用に搭載された軸駆動装置は、例えば、特許文献１に往復駆動機構としてプレス機械と共に記載されている。
この往復駆動機構は、上テーブルの昇降用として用いられ、第１及び第２のモータと、プレス機械本体の支持体に回動自在かつ直動禁止に支持されたナット部材と、このナット部材の回転によりねじ送りされるねじ軸と、第１のモータの回転を低速かつ高トルクでナット部材に伝達する第１の動力伝達機構と、第２のモータの回転を高速かつ低トルクでねじ軸に伝達する第２の動力伝達機構と、を備えている。

そして、このプレス機械は、往復駆動機構のねじ軸の先端に、上テーブルがねじ軸の回転を許容するように連結されており、ねじ軸のねじ送りに伴って上テーブルを昇降移動させるように構成されている。
これにより、特許文献１に記載されたプレス機械は、上テーブルを、アプローチ時及びリターン時には、第２の動力伝達機構、又は、第１の動力伝達機構と第２の動力伝達機構とを作動して高速移動させることで効率を向上させ、加圧加工時には、第１の動力伝達機構を作動して低速で移動させつつ最大加圧トルクが得られるようになっている。

特許第３９５３４１４号公報

ところで、プレス機械には、作業者保護等のために種々の安全装置が搭載されている。その一つとして、作業者の指や腕等が上テーブルと下テーブルとの間の加工エリア内へ進入した際に、その進入を各種センサで検出し、アプローチ移動中のテーブルを急停止させる安全装置がある。

安全装置を備えた従来のプレス機械において、安全装置の動作等によってテーブルのアプローチ動作を急停止させた際には、テーブル及びテーブルと共に移動する部材の慣性力により、少なからず惰走が生じる。
例えば、プレス機械が、上テーブルを昇降動作させるタイプの場合、センサで指等の進入を検出したときの上テーブルの位置よりも、惰走で移動した分、低い位置で上テーブルが停止する。そのため、より高い安全性を確保するために惰走で移動する距離（惰走距離）はできるだけ短い方がよい。

特許文献１に記載された軸駆動装置及びプレス機械は、ねじ軸及びねじ軸と一体的に上下動する上テーブルの、アプローチ時の移動速度を高速にできるものであるが、高速にできる分、急停止における惰走距離が長くなる傾向にある。
そのため、ねじ軸及び上テーブルの移動を高速で行えると共に急停止の際の惰走距離が短いものであることが望まれる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ねじ軸を高速移動可能であり、急停止の際のねじ軸の惰走距離が短い軸駆動方法及び軸駆動装置を提供することにある。
また、軸駆動装置でテーブルを昇降させるプレス機械であって、テーブルを高速移動可能であり、急停止の際のテーブルの惰走距離が短いプレス機械を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の構成及び手順を有する。
１）本体部(HT)と、
前記本体部(HT)に、軸線(CL1)を上下方向とする姿勢で、前記軸線(CL1)方向の移動が禁止されると共に回転自在に支持されたナット部材(6)と、
前記ナット部材(6)に螺合したねじ軸(10)と、
前記ナット部材(6)を回転させる第１の駆動系(Z6)と、
前記ねじ軸(10)を回転させる第２の駆動系(Z10)と、
前記第１の駆動(Z6)系及び前記第２の駆動系(Z10)の動作を制御する制御部(19a)と、
前記ねじ軸(10)の下端側に連結されると共に下面側にパンチ(P)が着脱自在とされた上テーブル(17)と、
前記上テーブル(17)に対する下方側に配置され上面側にダイ(D)が着脱自在とされた下テーブル(2)と、
を備え、
前記制御部(19a)は、
前記上テーブル(17)を下降させる際に、
前記第２の駆動系(Z10)が、前記ねじ軸(10)を、前記ナット部材(6)に対して下方側にねじ送りされる方向に回転させると同時に、前記第１の駆動系(Z6)が、前記ナット部材(6)を、前記ねじ軸(10)が前記ナット部材(6)に対して上方側にねじ送りされる方向に回転させるよう制御するプレス機械(1)である。
２）前記制御部(19a)は、
前記上テーブル(17)の下降を停止する際に、
前記第２の駆動系(Z10)の動作を停止した後に、前記第１の駆動系(Z6)の動作を停止するよう制御することを特徴とする１）に記載のプレス機械(1)である。
３）前記ねじ軸(10)又は前記上テーブル(17)を含む前記ねじ軸(10)と一体的に上下移動する部材の上下方向の位置を検出して位置情報(J1)として出力するセンサ(22)を備え、
前記制御部(19a)は、前記位置情報(J1)に基づいて前記第１の駆動系(Z6)の動作を停止することを特徴とする２）に記載のプレス機械(1)である。
４）本体部(HT)と、
前記本体部(HT)に、軸線(CL1)方向の移動が禁止されると共に回転自在に支持されたナット部材(6)と、
前記ナット部材(6)に螺合したねじ軸(10)と、
前記ナット部材(6)を回転させる第１の駆動系(Z6)と、
前記ねじ軸(10)を回転させる第２の駆動系(Z10)と、
前記第１の駆動系(Z10)及び前記第２の駆動系(Z10)の動作を制御する制御部(19a)と、
を備え、
前記制御部(19a)は、
前記ねじ軸(10)を前記本体部(HT)に対して前記軸線(CL1)方向の一方側に移動させる際に、
前記第２の駆動系(Z10)が、前記ねじ軸(10)を、前記ナット部材(6)に対して前記軸線(CL1)方向の一方側にねじ送りされる方向に回転させると同時に、前記第１の駆動系(Z6)が、前記ナット部材(6)を、前記ねじ軸(10)が前記ナット部材(6)に対して前記軸線(CL1)方向の他方側にねじ送りされる方向に回転させるよう制御する軸駆動装置(ZK)である。
５）前記制御部は、
前記ねじ軸の前記一方側への移動を停止する際に、
前記第２の駆動系の動作を停止した後に、前記第１の駆動系の動作を停止するよう制御することを特徴とする請求項４記載の軸駆動装置。
６）前記ねじ軸(10)又は前記ねじ軸(10)と一体的に上下移動する部材の前記軸線(CL1)方向の位置を検出して位置情報(J1)として出力するセンサ(22)を備え、
前記制御部(19a)は、前記位置情報(J1)に基づいて前記第１の駆動系(Z6)の動作を停止することを特徴とする５）に記載の軸駆動装置(ZK)である。
７）本体部(HT)と、前記本体部(HT)に軸線(CL1)方向の移動が禁止されると共に回転自在に支持されたナット部材(6)と、前記ナット部材(6)に螺合したねじ軸(10)と、前記ナット部材(6)を回転させる第１の駆動系(Z6)と、前記ねじ軸(10)を回転させる第２の駆動系(Z10)と、前記第１の駆動系(Z6)及び前記第２の駆動系(Z10)の動作を制御する制御部(19a)と、を備えた軸駆動装置(ZK)における前記ねじ軸(10)を駆動する軸駆動方法であって、
前記ねじ軸(10)を前記軸線(CL1)方向の一方側に移動させる際に、
前記第２の駆動系(Z10)の動作により、前記ねじ軸(10)を、前記ナット部材(6)に対して前記軸線(CL1)方向の一方側にねじ送りされる方向に回転させるねじ軸駆動ステップと、
前記第１の駆動系(Z6)の動作により、前記ナット部材(6)を、前記ねじ軸(10)が前記ナット部材(6)に対して前記軸線(CL1)方向の他方側にねじ送りされる方向に回転させるナット部材回転ステップと、
を同時に実行することを特徴とする軸駆動方法である。
８）前記ねじ軸(10)の前記一方側への移動を停止する際に、
前記第２の駆動系(Z10)の動作を停止した後に、前記第１の駆動系(Z6)の動作を停止することを特徴とする７）に記載の軸駆動方法である。
９）前記ねじ軸(10)の前記軸線(CL1)方向の位置を検出し、前記位置の変化度合いに基づいて前記第１の駆動系(Z6)の動作を停止させることを特徴とする８）に記載の軸駆動方法である。

本発明によれば、軸駆動方法及び軸駆動装置において、ねじ軸を高速移動可能であり、急停止の際のねじ軸の惰走距離が短い、という効果が得られる。
また、軸駆動装置を備えたプレス機械において、テーブルを高速移動可能であり、かつ急停止の際のテーブルの惰走距離が短い、という効果が得られる。

本発明の実施の形態に係るプレス機械の実施例であるプレス機械１を説明するための正面図である。プレス機械１の構成を説明するためのブロック図である。プレス機械１のアプローチ動作における第１の動作モードを説明するための模式的正面図である。プレス機械１のアプローチ動作における第２の動作モードを説明するための模式的正面図である。プレス機械１の加圧加工動作を説明するための模式的正面図である。プレス機械１における緊急停止動作を説明するための動作シーケンス図である。プレス機械１における緊急停止動作を説明するための模式的正面図である。図６における部分詳細図である。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例であるプレス機械１により図１〜図８を参照して説明する。
まず、プレス機械１の構成について図１及び図２を参照して説明する。
図１はプレス機械１の全体構成を説明するための正面図であり、図２はプレス機械１の構成を示すブロック図である。

プレス機械１は、床ＦＬに設置される本体部ＨＴを有している。
本体部ＨＴは、下テーブル２と、下テーブル２に連結されて立設する一対の側板３ａ，３ｂと、側板３ａと側板３ｂとを上方部で連結する上ベース４と、側板３ａと側板３ｂとを中央部で連結する中ベース５と、を含んで構成されている。
下テーブル２は、上面にダイＤが着脱自在に取り付けられるようになっている。
上ベース４は、ナット部材６を支持している。
具体的には、ナット部材６は、後述するねじ軸１０と共にボールねじを構成する部材であり、上ベース４による支持において、軸線ＣＬ１を上下方向とする姿勢でその軸線方向の移動が規制されつつベアリング４ａを介して回転自在とされている。

ナット部材６の上方端側には、プーリ７が一体的に連結されている。
側板３ｂにおける上方側には、駆動プーリ８ａを有するモータ８が取り付けられている。
プーリ７と駆動プーリ８ａとには、ベルト９が掛け回されている。
これにより、モータ８の正逆回転に連動してナット部材６は正逆回転するようになっている。

ナット部材６には、ねじ軸１０が螺合し、両部材によりボールねじが構成されている。
ねじ軸１０の上方端部はプーリ７を貫通し、支持軸１０ａが一体的に連結されている。支持軸１０ａの上方端部には、プーリ１１が一体的に連結されている。

一方、側板３ａには、モータ支持部ＭＳが設けられている。
モータ支持部ＭＳは、側板３ａに連結した支持ブラケット１２と、上下方向に延びる姿勢で支持ブラケット１２に取り付けられた一対のガイドシャフト１２ａ，１２ｂと、ガイドシャフト１２ａ，１２ｂに上下方向に移動自在に取り付けられた連結バー１３と、駆動プーリ１４ａを有し連結バー１３の一端側（図１の左方側）に一体的に支持されたモータ１４と、を有している。
また、連結バー１３は、他端側（図１の右方側）において、ねじ軸１０の支持軸１０ａを回動自在に支持している。また、駆動プーリ１４ａとプーリ１１とには、ベルト１５が掛け回されている。
これにより、モータ１４の正逆回転に連動してねじ軸１０は正逆回転する。

ナット部材６は、上べース４によって上下動が規制されているので、ねじ軸１０は、回転することでその回転方向に応じてナット部材６に対し上方又は下方に移動する(図１の矢印ＤＲ１）。そして、モータ支持部ＭＳも、ねじ軸１０の上下動に連動して一体的に上下動する（矢印ＤＲ２）。

中ベース５には、上下方向に延びる姿勢で一対のガイドシャフト１６ａ，１６ｂが平行に設けられている。
上テーブル１７は、この一対のガイドシャフト１６ａ，１６ｂにより上下動自在に支持されている。
上テーブル１７は、下端部にパンチＰを着脱自在に取り付けることができるようになっている。
上テーブル１７の上方端部とねじ軸１０の下端部とにより、上テーブル１７とねじ軸１０とを連結する連結部１８が構成されている。
具体的には、連結部１８において、上テーブル１７は、ねじ軸１０に対し、その回転を許容しつつ一体的に上下動するように連結されている。

本体部ＨＴの例えば下テーブル２内には、制御装置ＣＴと、操作部２０及び情報出力部２１（図２参照）と、が設けられている。
制御装置ＣＴは、制御部１９ａ及び記憶部１９ｂを備えている。
操作部２０は、作業者が、データの入力やこのプレス機械１の操作等を行う際に用いられる。情報出力部２１は、作業内容や加工内容等を画面表示や音声によって出力する。

本体部ＨＴは、上テーブル１７の上下方向の位置を検出する位置センサ２２（図２及び図３参照）を備えている。位置センサ２２は、検出した上テーブルの位置を位置情報Ｊ１として含む信号を制御部１９ａに向け出力する。

制御部１９ａには、図２に示されるように、外部のサーバＧＳ等から、加工を施すワークの情報，上テーブル１７の動作を制御するための情報，及び加工プログラム等を含む加工情報Ｊ２が供給される。
制御部１９ａは、供給された加工情報Ｊ２を記憶部１９ｂに記憶させておき、プレス機械１の制御に際し適宜参照する。
制御部１９ａは、モータ８，モータ１４，及び情報出力部２１の動作を制御する。

上述構成のプレス機械１において、ナット部材６を回転させる駆動系であるモータ８，駆動プーリ８ａ，ベルト９，及びプーリ７を駆動系Ｚ６と称し、ねじ軸１０を回転させる駆動系であるモータ１４，駆動プーリ１４ａ，ベルト１５，及びプーリ１１を駆動系Ｚ１０と称することとする。
また、プレス機械１において、駆動系Ｚ６及びナット部材６と、駆動系Ｚ１０，モータ支持部ＭＳ，ねじ軸１０，支持軸１０ａ，及び制御装置ＣＴと、で、軸駆動装置ＺＫが構成されている。
軸駆動装置ＺＫの動作は、上述のように制御部１９ａにより制御される。その際、駆動系Ｚ６と駆動系Ｚ１０とは独立して制御される。

プレス機械１は、制御部１９ａの制御の下、軸駆動装置ＺＫの駆動により、下テーブル２に装着されたダイＤに対して上テーブル１７に装着されたパンチＰを離接し、パンチＰとダイＤとの間に作業者等により挿入されたワークＷに対して曲げ加工を施すようになっている。

軸駆動装置ＺＫにおいて、駆動系Ｚ６の減速比Ｇａは、駆動系Ｚ１０の減速比Ｇｂよりも大きく設定されている。すなわち、各モータ８，１４を同じ仕様のものとして同じ回転数で回転させたときに、ナット部材６がねじ軸１０よりも低速・高回転トルクで回転するようになっている。

制御部１９ａは、軸駆動装置ＺＫに、上テーブル１７のアプローチ動作と加圧加工動作において以下に説明する動作を実行させる。
特に、アプローチ動作において、第１の動作モード及び第２の動作モードを選択的に実行させる。
第１の動作モードは従来同様のモードであり、第２の動作モードは実施例特有の急停止時の惰走距離が短縮するモードである。
このアプローチ動作と加圧加工動作について、図３〜図５を参照して説明する。
図３〜図５は、図１に示されたプレス機械１を動作毎に模式的に示した正面図であり、図１で示されたプレス機械１の正面図に対し、構成部材の一部を省略すると共に記載部材も簡略化してある。

＜アプローチ動作＞
まず、アプローチ動作における第１の動作モード及び第２の動作モードを順次説明する。
（第１の動作モード：図３参照）
上テーブル１７のアプローチ動作において、制御部１９ａは、駆動系Ｚ１０の駆動によりねじ軸１０を下方へねじ送りすることで、上テーブル１７をナット部材６に対する相対速度である速度Ｖ１ａで高速下降させる。
また、駆動系Ｚ１０のみではなく、駆動系Ｚ１０と同時に駆動系Ｚ６も駆動して、ねじ軸１０をナット部材６に対して相対速度である速度Ｖ１ｂで下方に送る方向に回転させることで、速度Ｖ１ａと速度Ｖ１ｂとを合成した速度Ｖ１ｃで上テーブル１７を下降させる。
制御部１９ａは、この第１の動作モードにおける各速度を、例えば次の（式１）及び（式２）の条件下で設定する。
Ｖ１ｃ＝Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ・・・（式１）
Ｖ１ｂ＜Ｖ１ａ・・・（式２）

制御部１９ａは、第１の動作モードにおいて、駆動系Ｚ６を非駆動とし駆動系Ｚ１０のみ駆動させる第１ａの動作モードとしてもよい。
この場合の速度Ｖ１ｃは、
Ｖ１ｃ＝Ｖ１ａ・・・（式３）
となる。

（第２の動作モード：図４参照）
上テーブル１７のアプローチ動作において、第２の動作モードを選択した場合、制御部１９ａは、駆動系Ｚ１０と駆動系Ｚ６とを以下のように同時駆動させる。
具体的には、駆動系Ｚ１０については、モータ８を回転させて、ねじ軸１０をナット部材６に対して下方へ移動するようにねじ送りさせる。
このねじ送りによるねじ軸１０の移動は、ナット部材６に対する下方への相対高速移動であって、その相対速度は速度Ｖ２ａである。
一方、駆動系Ｚ６に対しては、モータ１４を回転させて、ナット部材６を、ねじ軸１０がナット部材６に対して上方に移動する方向に回転させる。この回転によるねじ軸１０のナット部材６に対する相対移動の相対速度は速度Ｖ２ｂである。
ここで制御部１９ａは、駆動系Ｚ１０と駆動系Ｚ６とを同時駆動させる際に、ねじ軸１０の移動が軸駆動装置ＺＫの外部（例えば本体部ＨＴ）を基準とする絶対位置系において、下方に速度Ｖ２ｃで移動するように速度Ｖ２ａ及び速度Ｖ２ｂを設定する。
すなわち、下方移動を（＋）とした場合、絶対位置系におけるねじ軸１０の移動は、速度Ｖ２ｃでの移動方向が下方（Ｖ２ａ−Ｖ２ｂが正数）となるよう(式３）のように設定する。
０＜Ｖ２ｃ＝Ｖ２ａ−Ｖ２ｂ・・・（式３）

制御部１９ａは、アプローチ動作における下降により、上テーブル１７が所定の位置に達したことを位置センサ２２からの位置情報Ｊ１で把握したら、次に加圧加工動作を実行する。

＜加圧加工動作：図５参照＞
上テーブル１７の加圧加工動作では、制御部１９ａは、駆動系Ｚ１０を停止し、駆動系Ｚ６のみの駆動によりナット部材６を回転させてねじ軸１０をねじ送りして下方へ速度Ｖ１ｄで移動させる。すなわち、上テーブル１７を低速下降移動させつつ高い加圧トルクが得られるように制御する。

制御部１９ａは、軸駆動装置ＺＫを、加圧加工動作の実行後、リターン動作を実行するよう制御する。
＜リターン動作＞
加圧加工動作による曲げ加工が実施され、上テーブル１７が下死点に達したら、制御部１９ａは、駆動系Ｚ６及び駆動系Ｚ１０に対し、モータ８及びモータ１４の回転方向を第１の動作モードでの方向とは反対の方向に回転させてリターン動作を実行させる。これにより、上テーブル１７は、上方に向け高速で移動する。上テーブル１７が上死点に相当する待機位置に達したら、次の加工指示があるまで停止状態で待機させる。

上述のアプローチ動作から加圧加工動作を経てリターン動作に至る一連の加工動作を実行するプレス機械１は、図１及び図２に示されるように、安全装置ＡＳを備えている。
この安全装置ＡＳは、いわゆる光線式安全装置であり、側板３ａ，３ｂにそれぞれ設けられた一対の送受光部ＡＳａ，ＡＳｂと、それらとは別体のコントローラＡＳｃと、を有して構成されている。
一対の送受光部ＡＳａ，ＡＳｂは、両送受光部間に略スクリーン状に光を投光するものである。プレス機械１における一対の送受光部ＡＳａ，ＡＳｂは、両者間のスクリーン状の光が、下テーブル２及び上テーブル１７の移動範囲を含む加工エリアの前方側を覆うように設けられている。

作業者の一部（服や指等）が加工エリア内に進入すると、スクリーン状の光の一部が遮られてその進入が検知される。
コントローラＡＳｃは、進入を検知したら進入検知情報Ｊ３を含む信号を制御部１９ａに向け出力する。
制御部１９ａは、進入検知情報Ｊ３が入来したら、安全確保のため、警告モードの動作を実行する。

警告モードの動作は、プレス機械１に移動中の部位があればその移動を直ちに停止させる緊急停止動作、情報出力部２１からアラーム音声の出力又はアラーム画像の表示を行うアラーム出力動作、等である。例えば、上テーブル１７がアプローチ動作での高速下降中であれば、直ちに下降を停止させる。

制御部１９ａは、第２の動作モードを実行中に進入検知情報Ｊ３が入来した場合、警告モードの動作として駆動系Ｚ６と駆動系Ｚ１０とに対し、次に説明する緊急停止動作を実行するよう停止指令を出す。この緊急停止動作によって上テーブル１７の下降移動が停止する。説明は図６〜図８を主に参照する。

図６は、アプローチ動作の第２の動作モード実行途中で加工エリア内に手が進入して時間Ｔ２に緊急停止動作を実行した場合の動作シーケンス図である。また、図６には、上テーブル１７のアプローチ動作及び緊急停止動作における上下方向位置が推移ＴＳ１として示されている。
図７は、図６における時間Ｔ２と時間Ｔ３との間におけるプレス機械１の動作状態を説明するための模式図であり、図３〜図５と対比可能である。
図８は、図６におけるＤＴ部の詳細図である。

＜Ａ１：待機ステップ（時間Ｔ１迄）＞
上テーブル１７は、昇降ストロークの上方の待機位置で停止している。
この状態は、操作部２０又は外部から加工指示がまだされていない状態であり、制御部１９ａは、駆動系Ｚ６のモータ８及び駆動系Ｚ１０のモータ１４を停止させる停止指令を、待機停止指令としてＯＮの状態で維持する。

＜Ａ２：アプローチ動作ステップ（時間Ｔ１〜時間Ｔ２）＞
時間Ｔ１で、操作部２０又は外部から加工指示が入来すると、制御部１９ａは、停止指令をＯＦＦにすると共に下降動作指令をＯＮにし、駆動系Ｚ６及び駆動系Ｚ１０に対し、第２の動作モードでのアプローチ動作の実行を指示する。
具体的には、駆動系Ｚ６に対しては、モータ８を、ねじ軸１０がナット部材６に対して相対速度である速度Ｖ２ｂで上昇する方向にそのナット部材６を回転させる指示を出し、駆動系Ｚ１０に対しては、モータ１４を、ねじ軸１０がナット部材６に対して速度Ｖ２ｂよりも速い相対速度である速度Ｖ２ａで下降するようにそのねじ軸１０を回転させる指示を出す。
ねじ軸１０の下降の速度Ｖ２ｃは、（式３）で示される。
これにより、ねじ軸１０及びねじ軸１０に連結された上テーブル１７は、速度Ｖ２ｃ（＝Ｖ２ａ−Ｖ２ｂ）で下降する。

＜Ａ３：第１停止指令ステップ（時間Ｔ２）＞
時間Ｔ２において進入検知情報Ｊ３が制御部１９ａに入来すると、制御部１９ａは、下降動作指令をＯＦＦにすると共に緊急停止指令をＯＮにする。具体的には、駆動系Ｚ１０のモータ１４を停止させる一方、駆動系Ｚ６のモータ８の回転は継続維持させる。

＜Ａ４：第１惰走ステップ（時間Ｔ２〜時間Ｔ３）＞
時間Ｔ２における制御部１９ａの指令によりモータ１４が停止しても、ねじ軸１０は、その慣性に回転が継続し、上テーブル１７と共に惰性で下方に向け移動する。
一方で、モータ８の回転は継続しているため、ナット部材６は回転が継続し、ねじ軸１０がナット部材６に対して上方に相対速度である速度Ｖ３ｄで移動する。
このときのモータ８の回転速度は、ねじ軸１０の速度Ｖ３ｄを速度Ｖ２ｂと等しくする速度に限らず、異なるものとする速度であってもよい。

図８には、時間Ｔ２以降において、ナット部材６の回転が継続せずにモータ１４と共に停止した場合の、上テーブル１７の位置の推移ＴＳ２が破線で併記されている。この推移ＴＳ２は従来のプレス機械における上テーブルの惰走に相当する。

図８において、モータ８の回転を停止した場合の惰走距離（従来の惰走距離）は、破線の推移ＴＳ２に示されるように、ねじ軸１０を上方に移動させない状態の位置Ｐ２から惰走最下点の位置Ｐ５までの距離となる。
一方、実施例のプレス機械１では、実線の推移ＴＳ１に示されるように、ねじ軸１０の下方への惰性による移動速度、すなわち上テーブル１７の下方への惰性による移動速度は、時間Ｔ２（位置Ｐ２）を過ぎると、モータ８の回転によるねじ軸１０の上方への移動速度を減じたものとなるため速やかに低下し、時間Ｔ３で０（ゼロ）（位置Ｐ３）となる。
これにより、惰走開始から時間Ｔ３で速度０（ゼロ）となるまでの惰走距離が、位置Ｐ２から、従来の惰走最下点の位置Ｐ５よりも位置Ｐ２に近い惰走最下点の位置Ｐ３までの間の距離ΔＰとなり、惰走距離が短縮される。

＜Ａ５：第２停止指令ステップ（時間Ｔ３）＞
位置センサ２２からの位置情報Ｊ１の推移に基づき、制御部１９ａは、上テーブル１７の速度を算出してその下降を監視する。
上テーブル１７の下降速度が０（ゼロ）になって下降が上昇に転じる時間Ｔ３において、制御部１９ａは、駆動系Ｚ６のモータ８を停止させる。

＜Ａ６：第２惰走ステップ（時間Ｔ３〜時間Ｔ４）＞
時間Ｔ３における制御部１９ａの指令でモータ８が停止すると、ねじ軸１０は慣性により回転が継続し、上テーブル１７と共に上方に向け惰性的に移動する。
この惰性による移動の速度は、（式３）の関係から、第１惰走ステップの移動速度よりも低速であり惰性距離も短い。
従って、上テーブル１７は、位置Ｐ３と位置Ｐ２との間の位置Ｐ４で時間Ｔ４にて停止する。
制御部１９ａは、位置センサ２２からの位置情報Ｊ１により、上テーブル１７の移動が停止したことを把握し、緊急停止指令におけるモータ８及びモータ１４の停止状態をそのまま維持する。

上述から明らかなように、プレス機械１は、従来のプレス機械と同様に上テーブル１７を高速移動可能でありながら、急停止の際の上テーブル１７の惰走距離を、従来のプレス機械の惰走距離よりも距離ΔＰだけ短くすることができる。
また、惰走距離は、時間Ｔ２以降のナット部材６の回転速度が速い程短縮する。
そこで、制御部１９ａは、時間Ｔ２以前のナット部材６の回転速度よりも時間Ｔ２以降のナット部材６の回転速度を速くするように駆動系Ｚ６を制御してもよい。

また、第２の動作モードは、モータ８とモータ１４との二つのモータを同時駆動するため、一つのモータのみ駆動する第１の動作モードよりも電力消費が大きくなる場合がある。
そこで、アプローチ動作の時間短縮よりも消費電力低減を特に優先する状況下においては、制御部１９ａは、アプローチ動作における上テーブル１７の位置に応じて、モータ８の回転数を変えてもよい。
具体例としては、上テーブル１７が上方にあるアプローチ動作の初期の段階においては、パンチＰとダイＤとの間の距離が大きいため、ある程度の惰走距離を許容するものとしてモータ８を停止する又は低速で回転させるものとする。そして、アプローチ動作が進行するに従って、停止していたモータ８を駆動する又は回転速度を大きくする、などの制御をする。

また、軸駆動装置ＺＫは、ねじ軸１０を高速移動可能でありながら、急停止の際のねじ軸１０の惰走距離をより短縮することができる。
惰走距離は、時間Ｔ２以降のナット部材６の回転速度が速い程短縮する。
そこで、制御部１９ａは、時間Ｔ２以前のナット部材６の回転速度よりも時間Ｔ２以降のナット部材６の回転速度を速くするように駆動系Ｚ６を制御してもよい。

また、モータ８とモータ１４との二つのモータを同時駆動させる第２の動作モードに相当する動作を実行すると、一つのモータのみ駆動するモードよりも電力消費が大きくなる場合がある。
そこで、消費電力低減を優先する状況下においては、制御部１９ａは、ねじ軸１０やねじ軸１０に連結された部材の移動における、軸線ＣＬ１方向の位置に応じて、モータ８の回転数を変えてもよい。
具体例としては、ねじ軸１０が移動ストロークの一方端側にある移動初期の段階においてある程度の惰走距離が許容される場合、モータ８を停止する又は低速で回転させるものとする。そして、ねじ軸１０の他方端側への移動に従って、停止していたモータ８を駆動する又は回転速度を大きくする、などの制御をする。

本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において別の変形例としてもよい。

第２の動作モードにおける、駆動系Ｚ６の駆動によるねじ軸１０の速度Ｖ２ｂは、プレス機械１の仕様に応じて任意に設定してよい。
具体的には、アプローチ動作における上テーブル１７の下降速度，アプローチ動作時間，安全装置の形態，及び消費電力によって最適となるよう設定する。

アプローチ動作において、第１の動作モードを実行するか、第２の動作モードを実行するかを、制御部１９ａが判断し自律的に設定してもよい。
例えば、ワークＷの搬入搬出等の作業に人が全く拘わらず、ロボットのみで行われる場合には、第１の動作モードを実行し、次の加工作業で人が拘わることが操作部２０からの入力や加工情報Ｊ２により把握されたら、第２の動作モードを実行する、等である。

制御部１９ａ，操作部２０，及び情報出力部２１は、いずれかが本体部ＨＴとは別体に設けられていてもよい。
緊急停止動作は、安全装置ＡＳのコントローラＡＳｃから供給される進入検知情報Ｊ３をトリガーとするものに限定されない。他の安全装置や、サーバＧＳ等の外部機器からの信号により実行されてもよい。
位置センサ２２は、上テーブル１７の上下方向位置を検出するものに限定されない。ねじ軸１０や、ねじ軸１０と一体的にその軸線方向に移動する駆動系Ｚ１０の部材及び連結バー１３のいずれかの部材の軸線方向位置を検出するものであってもよい。
軸駆動装置ＺＫは、プレス機械１への適用に限定されるものではなく、種々の機械に適用することができる。

１プレス機械
２下テーブル
３ａ，３ｂ側板
４上ベース、４ａベアリング
５中ベース
６ナット部材
７，１１プーリ
８，１４モータ、８ａ，１４ａ駆動プーリ
９，１５ベルト
１０ねじ軸、１０ａ支持軸
１２支持ブラケット
１２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂガイドシャフト
１３連結バー
１７上テーブル
１８連結部
１９ａ制御部、１９ｂ記憶部
２０操作部、２１情報出力部
２２位置センサ
ＡＳ安全装置、ＡＳａ，ＡＳｂ送受光部、ＡＳｃコントローラ
ＣＬ１軸線、ＣＴ制御装置
Ｄダイ
ＦＬ床
Ｇａ，Ｇｂ減速比、ＧＳサーバ
ＨＴ本体部
Ｊ１位置情報、Ｊ２加工情報、Ｊ３進入検知情報
ＭＳモータ支持部
Ｐパンチ、Ｐ２〜Ｐ５位置
Ｔ１〜Ｔ４時間、ＴＳ１，ＴＳ２（位置の）推移
Ｖ１ａ〜Ｖ１ｃ，Ｖ２ａ〜Ｖ２ｃ，Ｖ３ｄ速度
ＺＫ軸駆動装置、Ｚ６，Ｚ１０駆動系
Ｗワーク
ΔＰ距離

Claims

本体部と、
前記本体部に、軸線を上下方向とする姿勢で、前記軸線方向の移動が禁止されると共に回転自在に支持されたナット部材と、
前記ナット部材に螺合したねじ軸と、
前記ナット部材を回転させる第１の駆動系と、
前記ねじ軸を回転させる第２の駆動系と、
前記第１の駆動系及び前記第２の駆動系の動作を制御する制御部と、
前記ねじ軸の下端側に連結されると共に下面側にパンチが着脱自在とされた上テーブルと、
前記上テーブルに対する下方側に配置され上面側にダイが着脱自在とされた下テーブルと、
を備え、
前記制御部は、
前記上テーブルを下降させる際に、
前記第２の駆動系が、前記ねじ軸を、前記ナット部材に対して下方側にねじ送りされる方向に回転させると同時に、前記第１の駆動系が、前記ナット部材を、前記ねじ軸が前記ナット部材に対して上方側にねじ送りされる方向に回転させるよう制御するプレス機械。
前記制御部は、
前記上テーブルの下降を停止する際に、
前記第２の駆動系の動作を停止した後に、前記第１の駆動系の動作を停止するよう制御することを特徴とする請求項１記載のプレス機械。
前記ねじ軸又は前記上テーブルを含む前記ねじ軸と一体的に上下移動する部材の上下方向の位置を検出して位置情報として出力するセンサを備え、
前記制御部は、前記位置情報に基づいて前記第１の駆動系の動作を停止することを特徴とする請求項２記載のプレス機械。
本体部と、
前記本体部に、軸線方向の移動が禁止されると共に回転自在に支持されたナット部材と、
前記ナット部材に螺合したねじ軸と、
前記ナット部材を回転させる第１の駆動系と、
前記ねじ軸を回転させる第２の駆動系と、
前記第１の駆動系及び前記第２の駆動系の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ねじ軸を前記本体部に対して前記軸線方向の一方側に移動させる際に、
前記第２の駆動系が、前記ねじ軸を、前記ナット部材に対して前記軸線方向の一方側にねじ送りされる方向に回転させると同時に、前記第１の駆動系が、前記ナット部材を、前記ねじ軸が前記ナット部材に対して前記軸線方向の他方側にねじ送りされる方向に回転させるよう制御する軸駆動装置。
前記制御部は、
前記ねじ軸の前記一方側への移動を停止する際に、
前記第２の駆動系の動作を停止した後に、前記第１の駆動系の動作を停止するよう制御することを特徴とする請求項４記載の軸駆動装置。
前記ねじ軸又は前記ねじ軸と一体的に上下移動する部材の前記軸線方向の位置を検出して位置情報として出力するセンサを備え、
前記制御部は、前記位置情報に基づいて前記第１の駆動系の動作を停止することを特徴とする請求項５記載の軸駆動装置。
本体部と、前記本体部に軸線方向の移動が禁止されると共に回転自在に支持されたナット部材と、前記ナット部材に螺合したねじ軸と、前記ナット部材を回転させる第１の駆動系と、前記ねじ軸を回転させる第２の駆動系と、前記第１の駆動系及び前記第２の駆動系の動作を制御する制御部と、を備えた軸駆動装置における前記ねじ軸を駆動する軸駆動方法であって、
前記ねじ軸を前記軸線方向の一方側に移動させる際に、
前記第２の駆動系の動作により、前記ねじ軸を、前記ナット部材に対して前記軸線方向の一方側にねじ送りされる方向に回転させるねじ軸駆動ステップと、
前記第１の駆動系の動作により、前記ナット部材を、前記ねじ軸が前記ナット部材に対して前記軸線方向の他方側にねじ送りされる方向に回転させるナット部材回転ステップと、
を同時に実行することを特徴とする軸駆動方法。
前記ねじ軸の前記一方側への移動を停止する際に、
前記第２の駆動系の動作を停止した後に、前記第１の駆動系の動作を停止することを特徴とする請求項７記載の軸駆動方法。
前記ねじ軸又は前記ねじ軸と一体的に上下移動する部材の前記軸線方向の位置を検出し、前記位置の変化度合いに基づいて前記第１の駆動系の動作を停止させることを特徴とする請求項８記載の軸駆動方法。