JP2015188896A - Press device, compressor and factory system - Google Patents
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Description
本発明は、プレス装置の可動型に連動して圧縮気体を生成する圧縮機と、その圧縮機を備えたプレス装置と、それらにより得られた圧縮気体を工場内へ供給する工場システムに関する。 The present invention relates to a compressor that generates compressed gas in conjunction with a movable mold of a press apparatus, a press apparatus that includes the compressor, and a factory system that supplies the compressed gas obtained thereby to the factory.
工場内には多種多様な工作機械が配設されており、これら工作機械は多量の電力を消費しつつ被加工材を所望形状等に加工している。特にプレス装置は、重量の大きな金型を往復道させつつ、下死点近傍で大きな加工力を被加工材に与えて被加工材を所望形状にしている。もっとも、プレス装置の稼働に要するエネルギーに対して、被加工材の加工に要するエネルギーは僅かであり、それらの差分エネルギーは有効に活用されず、その多くが熱エネルギーとして大気中に放熱されている。 A wide variety of machine tools are arranged in the factory, and these machine tools process a workpiece into a desired shape while consuming a large amount of electric power. In particular, the press device reciprocates a heavy metal mold and applies a large processing force to the workpiece near the bottom dead center so as to make the workpiece a desired shape. However, the energy required for processing the workpiece is very small compared to the energy required for the operation of the press device, and the difference energy between them is not utilized effectively, and most of it is dissipated into the atmosphere as thermal energy. .
このような工作機械に生じる差分エネルギーの少なくとも一部を再利用(回生)することが考えられ、それに関連した提案が、例えば下記の特許文献にある。 It is conceivable to reuse (regenerate) at least a part of the differential energy generated in such a machine tool. For example, the following patent document has a related proposal.
特許文献1は、移動体の減速時に生じる回生電力を主軸台の冷却に有効利用できる工作機械を提案している。特許文献2は、エネルギー回生可能なリニア駆動装置を備えたプレス機械のダイクッション装置を提案している。
これらの機械や装置は、自身の消費電力抑制を目的として僅かなエネルギーを回生する程度に過ぎず、ましてや工場全体の省エネルギー化に発展するものではない。ちなみに、エネルギー回生を伴う工作機械に関する提案自体がそもそも少ないのが現状である。 These machines and devices only regenerate a small amount of energy for the purpose of suppressing their own power consumption, and do not develop into energy saving for the whole factory. By the way, there are few proposals for machine tools with energy regeneration in the first place.
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、投入エネルギー(消費電力量)を増加させることなく、それを従来よりも有効利用できるプレス装置と、そのプレス装置に取り付けて用いることができる圧縮機と、それらを用いて省エネルギー化を図れる工場システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and without increasing input energy (power consumption), a press device that can be used more effectively than before and a device attached to the press device. It is an object of the present invention to provide a compressor that can perform energy saving and a factory system that can use them to save energy.
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、プレス装置の可動型が上死点から下死点に至る過程において、被加工材の加工に殆ど寄与しない大きな余剰エネルギーがあることに着目し、この余剰エネルギーを利用して、加工時に必要となる圧縮空気を生成することを思いついた。この着想を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research and trial and error, the present inventor has made a large surplus that hardly contributes to the processing of the workpiece in the process from the top dead center to the bottom dead center as a result of repeated trial and error. Focusing on the fact that there is energy, I came up with the idea of using this surplus energy to generate the compressed air needed for processing. By developing this idea, the present invention described below has been completed.
《プレス装置》
(1)本発明のプレス装置は、往復動する可動型と、該可動型に対向して配設され該可動型との間で被加工材を挟圧して成形する固定型と、該可動型を往復動させる駆動手段とを備えるプレス装置であって、さらに、前記可動型に連動して駆動されて圧縮気体を生成する圧縮機を備えることを特徴とする。
<Pressing equipment>
(1) A press apparatus according to the present invention includes a movable die that reciprocates, a fixed die that is disposed to face the movable die and presses a workpiece between the movable die, and the movable die. And a drive unit that reciprocates the compressor, and further includes a compressor that is driven in conjunction with the movable mold to generate compressed gas.
(2)本発明のプレス装置は、可動型に連動して稼働する圧縮機を備えるため、被加工材の加工と併行して圧縮気体(特に圧縮空気)の生成も行うことができる。プレス装置には、通常、大型で大重量の金型(可動型)やその支持体(スライダ等)を駆動するために大きなエネルギーが投入されるが、被加工材の加工に利用されるエネルギーはその投入エネルギーの一部に過ぎない。つまり、投入エネルギーの大部分が余剰エネルギーとなっている。本発明のプレス装置によれば、その余剰エネルギーを有効利用して圧縮機を稼働させるため、実質的に投入エネルギー(消費電力量)の増加を招くことなく、圧縮気体を生成できる。 (2) Since the press apparatus of the present invention includes a compressor that operates in conjunction with a movable mold, it can also generate compressed gas (particularly compressed air) concurrently with processing of the workpiece. A large amount of energy is usually input to a press device to drive a large and heavy metal mold (movable mold) and its support (slider, etc.). It is only a part of the input energy. In other words, most of the input energy is surplus energy. According to the press device of the present invention, since the compressor is operated using the surplus energy effectively, compressed gas can be generated without substantially increasing the input energy (power consumption).
このような圧縮気体は、そのプレス装置内で消費される他、他の工作機械や加工機械へ供給されたり、配管を利用して工場内の他の作業場所に供給されたりしてもよい。いずれの場合でも、工場の各所へ圧縮気体を供給している専用のコンプレッサへ投入するエネルギー(電力消費量)を削減することができる。 Such compressed gas may be consumed in the press apparatus, supplied to other machine tools and processing machines, or supplied to other work places in the factory using piping. In any case, energy (power consumption) to be input to a dedicated compressor that supplies compressed gas to various parts of the factory can be reduced.
また、プレス装置単位で圧縮気体を生成すると、そのプレス装置またはその周辺にある工作機械や作業箇所へ圧縮気体を供給するための配管を短縮化、簡素化でき、ひいては、工場内に張り巡らされてきたエア配管等の短縮化、簡素化さらには廃止等も可能となり得る。 In addition, when compressed gas is generated in units of press devices, piping for supplying compressed gas to the press device or its surrounding machine tools and work locations can be shortened and simplified, and as a result it is stretched around the factory. It may be possible to shorten, simplify, or even eliminate the air piping that has been used.
なお、圧縮機を備えたプレス装置自身がその圧縮機で生成された圧縮気体を消費する場合として、金型(可動型または固定型)の型面や周囲、プレス後の加工品等に付着した切屑、切粉等を気流で除去しつつ(つまり吹き飛ばしつつ)プレス加工する場合などである。 In addition, as the case where the press device itself provided with the compressor consumes the compressed gas generated by the compressor, it adheres to the mold surface or the periphery of the mold (movable mold or fixed mold), the processed product after pressing, etc. This is the case of pressing while removing chips, chips and the like with an air stream (that is, blowing them off).
(3)プレス装置は、重量の大きい可動型を下死点から上死点に復帰させる際に大きなエネルギーを消費する。このような下死点→上死点に向かう復帰過程で、さらに圧縮機の駆動負荷を与えることは、却ってプレス装置への投入エネルギー(消費電力量)の増加をもたらすため好ましくない。 (3) The press device consumes a large amount of energy when the heavy movable mold is returned from the bottom dead center to the top dead center. In the process of returning from the bottom dead center to the top dead center, it is not preferable to further apply a driving load of the compressor because it increases the input energy (power consumption) to the press device.
一方、可動型が上死点→下死点(直前)に向かう往動過程では、可動型の移動に大きなエネルギーは不要であり、また、被加工材の加工に消費されるエネルギーは下死点近傍に限られる。この往動過程は大きな位置エネルギーが解放される過程であり、可動型と連動させて圧縮機を駆動しても、プレス装置の消費電力等を実質的に増加させることなく、また被加工材の加工性にも殆ど影響を与えることなく、圧縮気体を生成することが可能となる。そこで本発明に係る圧縮機は、可動型が上死点から下死点に向かうときに、相応の駆動力を必要とする圧縮動作を行うものであると好適である。なお、被加工材が実質的に加工される下死点近傍では、圧縮気体が吐出されるため、圧縮室の内圧が過大になって、加工性に悪影響を及ぼすことも殆どない。 On the other hand, in the forward movement process where the movable type moves from top dead center to bottom dead center (immediately before), no large energy is required for moving the movable type, and the energy consumed for processing the workpiece is bottom dead center. Limited to neighborhood. This forward movement process is a process in which a large potential energy is released. Even if the compressor is driven in conjunction with the movable type, the power consumption of the press device is not substantially increased, and the work material It is possible to generate compressed gas with almost no influence on workability. Therefore, it is preferable that the compressor according to the present invention performs a compression operation that requires a corresponding driving force when the movable type moves from the top dead center to the bottom dead center. In the vicinity of the bottom dead center where the workpiece is substantially processed, the compressed gas is discharged, so that the internal pressure of the compression chamber becomes excessive and the workability is hardly adversely affected.
本発明に係る圧縮機は、そのタイプを問わない。例えば、ラック・アンド・ピニオン等の歯車列を用いて可動型の往復動を回転動に変換すれば、スクロールタイプの圧縮機も利用できる。また、減速機を介装することにより、適切な回転数やトルク等で圧縮機を運転することもできる。もっとも、圧縮機がレシプロタイプであると、往復動する可動型と簡易に連動させることができ、プレス装置の余剰エネルギーを効率的に回生して圧縮気体を生成できる。そこで本発明に係る圧縮機は、有底筒状のシリンダーと、該シリンダーの開口部側から嵌挿されて該シリンダー内を前記可動型と連動して往復動するピストンと、該シリンダーと該ピストンにより区画された内空間への吸気を許容する吸気弁と、前記圧縮気体の該内空間からの吐出を許容する吐出弁とを備えると好適である。なお、圧縮機から吐出された圧縮気体を貯蔵するサージタンク(貯蔵タンク)を備えると、圧縮気体を安定的に供給できて好適である。 The type of the compressor according to the present invention is not limited. For example, if a movable reciprocating motion is converted into a rotational motion using a gear train such as a rack and pinion, a scroll type compressor can also be used. Further, by interposing a reduction gear, the compressor can be operated at an appropriate rotational speed, torque, or the like. However, if the compressor is a reciprocating type, it can be easily linked to a reciprocating movable type, and the excess energy of the press device can be efficiently regenerated to generate compressed gas. Therefore, a compressor according to the present invention includes a bottomed cylindrical cylinder, a piston that is fitted and inserted from the opening side of the cylinder, and reciprocates in conjunction with the movable mold, and the cylinder and the piston. It is preferable to include an intake valve that allows intake into the inner space partitioned by the above and a discharge valve that allows discharge of the compressed gas from the inner space. Note that it is preferable to provide a surge tank (storage tank) that stores compressed gas discharged from the compressor because the compressed gas can be stably supplied.
《圧縮機》
本発明は上述したプレス装置としてのみならず、そのプレス装置に取り付けられる圧縮機としても把握できる。すなわち本発明は、往復動する可動型と該可動型に対向して配設され該可動型との間で被加工材を挟圧して成形する固定型と該可動型を往復動させる駆動手段とを備えるプレス装置に取り付けられ、該可動型に連動して駆動されて圧縮気体を生成することを特徴とする圧縮機でもよい。
《Compressor》
The present invention can be grasped not only as the press device described above but also as a compressor attached to the press device. That is, the present invention includes a movable mold that reciprocates, a fixed mold that is disposed opposite to the movable mold and that is formed by pressing a workpiece between the movable mold, and a drive unit that reciprocates the movable mold. It is attached to the press apparatus provided with this, The compressor characterized by producing | generating compressed gas by interlocking | operating with this movable mold | type may be sufficient.
本発明の圧縮機は、プレス装置に当初から装備されていても良いし、既存のプレス装置に後付けされてもよい。いずれにしても往復動する可動型に連動させればよいだけであるため、取付けは容易である。また、圧縮機の種類、容量等を適宜選択すれば、圧縮気体の生成、圧力等の調整も容易である。 The compressor of the present invention may be installed in the press device from the beginning, or may be retrofitted to an existing press device. In any case, it is only necessary to interlock with a reciprocating movable mold, so that the mounting is easy. In addition, if the type, capacity, and the like of the compressor are appropriately selected, it is easy to generate compressed gas and adjust the pressure.
《工場システム》
さらに本発明は、上述したプレス装置と、該プレス装置で生成された前記圧縮気体を工場内の他所へ誘導する配管と、を備えることを特徴とする工場システムとしても把握できる。
《Factory system》
Furthermore, this invention can be grasped | ascertained also as a factory system characterized by including the press apparatus mentioned above and piping which guide | induces the said compressed gas produced | generated with this press apparatus to the other place in a factory.
本発明の工場システムによれば、プレス装置で生じた圧縮気体を、配管を通じて他の工作機械や他の作業箇所へ供給できる。これにより、工場内におけるエア配管等の短縮化、簡素化等を図れると共に、既存のエアコンプレッサの負荷低減または消費電力量の削減、さらにはその廃止等を可能となり得る。従って、本発明の工場システムによれば、工場内の省エネルギー化のみならず、工場設備(エアコンプレッサや配管等)の簡素化等も可能となり得る。 According to the factory system of the present invention, the compressed gas generated by the press device can be supplied to other machine tools and other work locations through the piping. As a result, it is possible to shorten and simplify the air piping and the like in the factory, and it is possible to reduce the load or power consumption of the existing air compressor, and to eliminate it. Therefore, according to the factory system of the present invention, not only energy saving in the factory but also simplification of factory equipment (air compressor, piping, etc.) can be realized.
《その他》
本明細書中でいうプレス装置は、往復動する可動型と固定型により被加工材が成形加工されるものであれば、その種類を問わない。例えば、鍛造機、板金プレス機等の他、可動型であるパンチと固定型であるダイを備える圧縮成形機等でもよい。
<Others>
The press device referred to in this specification may be of any type as long as a workpiece is formed by a movable mold and a fixed mold that reciprocate. For example, in addition to a forging machine and a sheet metal press machine, a compression molding machine provided with a movable punch and a fixed die may be used.
プレス装置は、その往復動の方向を問わないが、鉛直方向に載置された縦型プレス装置であると、可動型が上死点→下死点に向かう位置エネルギーを圧縮機の駆動に有効利用できて好ましい。この場合、可動型は上型、固定型は下型と言い換えることができる。 Regardless of the reciprocating direction of the press device, if it is a vertical press device placed in the vertical direction, the movable type is effective in driving the compressor with potential energy from the top dead center to the bottom dead center. It is available and preferable. In this case, the movable mold can be rephrased as the upper mold and the fixed mold as the lower mold.
本発明でいう下死点とは、可動型が固定型側へ最大に移動した位置であり、上死点とは可動型が固定型の反対側へ最大に移動した位置である。なお、本発明に係る固定型は、駆動手段により駆動されない型という意味であり、全く移動しない型という意味ではない。例えば、ダイクッションを伴うブランクホルダーのように、可動型に押圧されて移動するものも本発明でいう固定型である。 In the present invention, the bottom dead center is a position where the movable mold is moved to the maximum side of the fixed mold, and the top dead center is a position where the movable mold is moved to the maximum side of the fixed mold. The fixed mold according to the present invention means a mold that is not driven by the driving means, and does not mean a mold that does not move at all. For example, a fixed mold referred to in the present invention is a machine that is moved by being pressed by a movable mold, such as a blank holder with a die cushion.
プレス装置の駆動手段は、その種類をとわず、少なくとも可動型を下死点から上死点へ移動させるものであれば、機械駆動でも油圧駆動でもよい。また、本明細書でいう圧縮気体は、圧縮空気が代表的であるが、工場内における作業の種類等に応じて、空気以外の気体(例えば窒素などの不活性ガス)が圧縮されたものでもよい。 The driving means of the press device may be mechanically driven or hydraulically driven as long as it does not take any kind and moves at least the movable die from the bottom dead center to the top dead center. In addition, the compressed gas referred to in this specification is typically compressed air, but depending on the type of work in the factory, etc., a gas other than air (for example, an inert gas such as nitrogen) may be compressed. Good.
《構成》
本発明の一実施形態であるプレス装置1の概要を図1に示した。プレス装置1は、基台10と、基台10上に固定された下型12(固定型)と、下型12(固定型)の上方に対向して配置された上型11(可動型)と、この上型11を上下動(往復動)させるスライダ13(駆動手段)と、上型11の上下動により駆動されるエアコンプレッサ2(圧縮機)を備える。なお、スライダ13の往復動は、筐体14に内蔵された駆動モータと機構部(図略)によりなされる。
"Constitution"
An outline of a
エアコンプレッサ2は、基台10上に固定された有底円筒状のシリンダ20と、シリンダ20の開口部201側から嵌挿された円板状のピストン21と、ピストン21の中央から上方へ延在するコンロッド22と、一端がコンロッド22に連結されると共に他端が上型11の側端部111に連結された駆動ステー23と、シリンダ20の底部側に取り付けられた吸気弁241および吐出弁242と、エアタンク25(サージタンク)とを備える。なお、吸気弁241は、シリンダ20の内圧が大気圧よりも低いときのみに外気(空気)をシリンダ20内へ吸入するワンウエイバルブである。また吐出弁242は、シリンダ20の内圧がエアタンク25の内圧より高いときのみにシリンダ20内の圧縮空気(圧縮気体)をエアタンク25へ吐出するワンウエイバルブである。
The
《作用》
作業者がプレス装置1を稼働させると、上型11は、上死点(上端)から下降し始め、その下死点近傍で、下型12上に載置されたワークw(被加工材)を下型12と挟圧して所望形状にプレス成形する。この上型11の下降と同期して駆動ステー23およびコンロッド22が下降し、それらに連結されているピストン21もシリンダ20内を下降する。これによりシリンダ20とピストン21により形成された圧縮室(内空間)内にある空気が圧縮され、この圧縮空気の内圧の上昇に応じて、吐出弁242からエアタンク25へ圧縮空気が吐出される。
<Action>
When the operator operates the
上型11は、下死点に到達してワークwのプレス成形を完了すると、上死点に向けて上昇を始める。この上型11の上昇と同期して、駆動ステー23およびコンロッド22も上昇し、それらに連結されているピストン21もシリンダ20内を上昇する。そしてシリンダ20内が負圧になると、吸気弁241を通じて大気中から空気がシリンダ20内へ吸入される。その後、上型11が上死点を通過すると、上述した圧縮動作が再び繰り返される。
When the
このように上型11が上下動する度に、それに同期してピストン21がシリンダ20内を上下動し、空気の吸入、圧縮および吐出が繰り返されて、エアタンク25に圧縮空気が一時的に貯蔵される。なお、エアタンク25に接続されたエア配管(図略)を通じて、エアタンク25内の圧縮空気はプレス装置1の下型12周辺へ供給され、下型12周辺やプレス成形品に付着した切粉が圧縮空気によって除去される。
In this way, every time the
ちなみに、上型11が下死点近傍でワークwをプレス成形するとき、シリンダ20内の圧縮空気は吐出弁242からエアタンク25へ吐出されるため、シリンダ20の内圧が過大になることはない。従って、エアコンプレッサ2による圧縮空気の生成がプレス装置1の加工性に影響を与えることは実質的にない。換言すれば、エアコンプレッサ2による圧縮空気の生成は、上型11が加工に関与せず、ほとんど仕事をしていない過程中(上死点から下死点の直前付近)でなされる。従って、本実施例のプレス装置1によれば、加工性の悪化や消費電力等等の増加を招くことなく、圧縮空気を生成できる。そして、この圧縮空気を有効活用すれば、工場に設置されている専用のエアコンプレッサの負荷低減ひいては工場内の消費電力量の低減を図れ、工場全体として大幅な省エネルギー化が可能となる。
Incidentally, when the
1 プレス装置
2 エアコンプレッサ(圧縮機)
11 上型(可動型)
12 下型(固定型)
20 シリンダ
21 ピストン
25 エアタンク(サージタンク)
11 Upper mold (movable type)
12 Lower mold (fixed mold)
20
Claims (6)
該可動型に対向して配設され該可動型との間で被加工材を挟圧して成形する固定型と、
該可動型を往復動させる駆動手段とを備えるプレス装置であって、
さらに、前記可動型に連動して駆動されて圧縮気体を生成する圧縮機を備えることを特徴とするプレス装置。 Reciprocating movable type,
A fixed mold that is disposed to face the movable mold and molds by pressing a workpiece between the movable mold;
A pressing device comprising driving means for reciprocating the movable mold,
The press apparatus further comprises a compressor that is driven in conjunction with the movable mold to generate compressed gas.
該シリンダーの開口部側から嵌挿されて該シリンダー内を前記可動型と連動して往復動するピストンと、
該シリンダーと該ピストンにより区画された内空間への吸気を許容する吸気弁と、
前記圧縮気体の該内空間からの吐出を許容する吐出弁と、
を備える請求項1または2に記載のプレス装置。 The compressor includes a bottomed cylindrical cylinder,
A piston that is inserted from the opening side of the cylinder and reciprocates in conjunction with the movable mold in the cylinder;
An intake valve that allows intake into the internal space defined by the cylinder and the piston;
A discharge valve that allows the compressed gas to be discharged from the inner space;
A press apparatus according to claim 1 or 2.
該プレス装置で生成された前記圧縮気体を工場内の他所へ誘導する配管と、
を備えることを特徴とする工場システム。 A press device according to any one of claims 1 to 4,
Piping for guiding the compressed gas generated by the pressing device to other places in the factory;
A factory system characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014066489A JP2015188896A (en) | 2014-03-27 | 2014-03-27 | Press device, compressor and factory system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020529321A (en) * | 2017-08-03 | 2020-10-08 | ニーンシュテット ゲーエムベーハー | Machine Tools |
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2014
- 2014-03-27 JP JP2014066489A patent/JP2015188896A/en active Pending
Cited By (2)
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JP2020529321A (en) * | 2017-08-03 | 2020-10-08 | ニーンシュテット ゲーエムベーハー | Machine Tools |
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