JP2016120553A - 押出プレスのシャー装置及び制御方法 - Google Patents

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【課題】従来は、押出プレス装置のシャー装置は、全体の高さが高く、建屋と天井を高くしなければならないという課題があった。【解決手段】ディスカードを切断する押出プレスのシャー装置においてサーボモータをボールねじの横に配置し、サーボモータとボールねじは伝達部品でサーボモータの駆動軸とボールねじの端面を繋ぎ、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、スライドブロックとピン構造で連結したシャースライドに取り付けられたシャー刃が、ダイスと摺動自在となるように構成した。【選択図】図1

Description

本発明は、アルミニウム合金等の金属押出成形用の押出プレスにおいて、押出成形後に
コンテナをダイスより離間させてビレットの残部であるディスカードをダイスの前面で切
断して押出製品部より切り離す押出プレスのシャー装置及び制御方法に関する。
従来の押出プレスのシャー装置では、ダイスを保持しているエンドプラテンの上部のコ
ンテナ側に設けたフレームに、ディスカード切断用のシャーシリンダが下方に向けて取り
付けられていて、シャーシリンダのピストンロッド下端部にシャースライドを介してシ
ャー刃が設けられた構成となっている。
従来の押出プレスでは、電動式のシャー装置は駆動手段に長い1本のボールねじが使用されており、さらにボールねじを駆動するモータはボールねじの上側に配置されていた。
そのためシャー装置全体の高さが高くなり、建屋の高さ等を高くする必要があった。
さらに駆動装置が油圧シリンダの押出プレスではシャー刃がついたシャースライドとシャーガイドとシャーフレームの上に更に油圧シリンダが取り付けられており、シリンダロッドの長さを含めると相当な高さになっていた。
特開2012−120468号公報
従来型の押出プレスでは以下のような課題があった。
従来の押出プレスでは、電動式のシャー装置は駆動手段に長い1本のボールねじが使用されており、さらにボールねじを駆動するモータはボールねじの上側に配置されていた。
そのためシャー装置全体の高さが高くなり、建屋の高さ等を高くする必要があった。
ディスカードを切断する押出プレスのシャー装置において
サーボモータをボールねじの横に配置し、サーボモータとボールねじは伝達部品でサーボモータの駆動軸とボールねじの端面を繋ぎ、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、
スライドブロックとピン構造で連結したシャースライドに取り付けられたシャー刃が、ダイスと摺動自在となるようにした。
前記ボールねじが2本と、前記ボールナットが2個と、1台の前記サーボモータで構成され、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、サーボモータの駆動軸と2本のボールねじの端面を伝達部品で繋ぎ、1台のサーボモータで2本のボールねじを駆動するようにした。
前記ボールねじが2本と、前記ボールナットが2個と、前記サーボモータ2台で構成され、各ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、各サーボモータの駆動軸とボールねじの端面を伝達部品で繋ぎ、2台のサーボモータで2本のボールねじを駆動するようにした。
スライドブロックに、スライドブロックがスライドする方向にリニアガイドを設けた。
ボールねじ端面に電磁ブレーキを配置した。
サーボモータをボールねじの横に配置し、サーボモータとボールねじは伝達部品でサーボモータの駆動軸とボールねじの端面を繋ぎ、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、
スライドブロックとピン構造で連結したシャースライドに取り付けられたシャー刃が、ダイスと摺動自在となるように構成されたディスカードを切断する押出プレスのシャー装置において、
伝達部品の異常を検知したら前記電磁ブレーキをかけてシャー装置を止めるようにした。
前記伝達部品の異常はベルトの破断、ゆるみ又は、サーボモータの出力電流の異常であることを特徴とした。
前記記載の2台のサーボモータはサーボモータ同士をベルトで連結させるか、サーボモータのエンコーダの位置情報を監視するようにした。
従来のシャー装置と比べてシャー刃のストロークは同じであるが、装置の高さを大幅に低くできるため、建屋を低くできる。
ボールねじ端面に電磁ブレーキを取付けることにより、サーボモータとボールねじの伝達部品が破断した場合でも、シャースライドが落下することがないため、安全性が保たれる。
油圧式駆動をやめて、電動で駆動する為、油漏れの心配がなく、運転時、メンテナンス時の火災リスクを軽減することができる。
油圧機器と油の量を削減することができ、省資源、省エネに貢献できる。
本発明のシャー装置の立面図と側面図である。 本発明の第2の実施形態のシャー装置の立面図と側面図と正面図である 本発明の第3の実施形態のシャー装置の立面図と側面図と正面図である。
本発明に係るシャー装置の実施形態を、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1〜3によって、本発明の実施形態を説明する。図1において、11はエンドプラテ
ン、12はダイスタック、13はダイブロック、14はダイブロック13の背面と直角な
水平方向への移動をガイドするガイド部材、15はダイスタック12からの押圧力を受け
るエンドプラテン内のプレッシャーリングである。プレッシャーリング15とエンドプラ
テン11の中心部には、ダイスタック12から押出される製品が通る穴が設けられている
。なお、ダイスタック12は図示しない複数の部品で構成されている。
ダイスタック12を前面側に保持しているエンドプラテン11の上部コンテナ側にはシ
ャーフレーム35を取り付け、シャーフレーム35の一部には軸34によって、シャーガイド36を、押出及び反押出方向に回転自在に取り付けた。符号38はディスカードを切断するシャー刃で、符号37はシャースライドである。シャー刃38はシャースライド37に取り付けられ、シャー刃38とシャースライド37との間には、ダイスタック12の切断面とシャー刃38との隙間を調整する図示はしていないが、シムがある。また、符号10はビレットを挿入するコンテナである。
ダイスタック12はダイブロック13に納められ、ダイスタック12及びダイブロック
13により構成されるダイカセットをプラテン方向に押し付けることにより、プレッシャ
ーリング15とホースシュー17とで水平方向の移動が規制される。前記機構では、水平
方向アーム52を介してダイスタック水平固定用シリンダ51でダイスタック12をエン
ドプラテン11に固定する。
又、同時に図示しない垂直ダイクランプの押し付けによりダイスタック12を垂直方向にも固定することができる。垂直ダイクランプはダイスタック垂直固定用シリンダにより動作する。
ダイスタック12はダイブロック13よりも厚く設定することにより、ダイスタック1
2の熱膨張等による厚み変動があった場合でも、常にダイスタック12を強固にエンドプ
ラテン11の前面に固定することができる構成となっている。
図1に示すように、シャーガイド36の下端ダイスタック側面は、シャースライドの揺
動シリンダ39によりホースシュー17のコンテナ側端面を押圧する。
この固定により、ホースシュー17とダイスタック12のシャー面側の相対位置は常に
一定にすることができると共に、押出後のディスカード切断中でもこの水平方向の押し付
けと垂直方向の押し付けによりダイスタック12は動くことなく常に同じ位置を維持でき
る。
本発明のシャー装置は、エンドプラテン11に取り付けられたシャーフレーム35に1台のサーボモータ21と1本のボールねじ22とスライドブロック28に取り付けられたボールねじナット27とから構成される。サーボモータ21は上下反対にシャーフレーム35に取り付けられている。また、ボールねじ22はベアリングを介してシャーフレーム35に、さらに電磁ブレーキ23を介して、シャーフレーム35にそれぞれの両端を支持されている。また、サーボモータ21の出力軸にはプーリa24が、ボールねじ22にはプーリb25が取り付けられており、プーリa24とプーリb25とは伝達部品26で連結されている。伝達部品26は例えばタイミングベルトのようなものでも良い。
本発明では、サーボモータ21はボールねじ22の横に配置している構成になっているので、サーボモータ21の姿勢は上下反対に限るものではない。
ボールねじナット27はスライドブロック28に取り付けられており、サーボモータ21が回転することによりスライドブロック28が上下動する構成になっている。
スライドブロック28とシャーフレーム35との間にはリニアガイドが取り付けてありスライドブロック28がリニアガイド31に沿ってスムーズに上下動するような構成になっている。
この構成であると、サーボモータ21はボールねじ22の横に取り付けてあるので、従来、ボールねじの上にサーボモータが取り付けられている構成に比べて、背の高さを大幅に低くできる。
シャースライド37はシャーガイド36の中に納められており、ピン34を支点としてシャースライド搖動シリンダ39が搖動することによりシャーガイド36はピン34を中心にして搖動し、サーボモータ21が駆動することによりシャースライド37はシャーガイド36の内部を上下に摺動はすることになる。この時、スライドブロック28はピン33を介してステムスライド37を摺動させることになる。
これによりシャー刃38はダイスタック12との距離を適正にとれるものである。
伝達部品26の破断、ゆるみを図示しない近接センサーによって検知するか、あるいはサーボモータ21の負荷電流を検知するかして検出し、伝達部品26の破断、ゆるみが発生した場合には、ボールねじ端面に取り付けた電磁ブレーキ23を働かせて、スライドブロックが下方に落下するのを未然に防止する。
電磁ブレーキ23は電気によって作動し、電気が入ったときは開放で、電気が切れた場合にブレーキがかかるようになっている。
図2で第2の実施形態でサーボモータ121が1台で、ボールねじ122が2本で構成されるシャー装置について説明する。
立面図と側面図と正面図を見ると1台のサーボモータ121が鉛直下向きにシャーフレーム135に取り付けられている。サーボモータ121のプーリa124と2個のプーリc152は伝達部品126、例えばタイミングベルトで連結されている。さらには、2個のプーリc152と2本のボールねじ122の2個のプーリb125はそれぞれ伝達部品101、例えばタイミングベルトによって連結されている。このような構成でサーボモータ121は2本のボールねじ122の同期を取って駆動することができる。
その結果2個のボールねじナット127が取り付けてあるスライドブロック128をリニアガイド131に沿って上下に駆動することによりシャー刃138を上下に移動することが出来る。
図3で第3の実施形態のサーボモータが2台で、ボールねじが2本で構成されるシャー装置について説明する。
立面図と側面図と正面図を見ると2台のサーボモータ221が鉛直下向きにシャーフレーム235に取り付けられている。サーボモータ221のプーリa224と2個のプーリc252は伝達部品226、例えばタイミングベルトで連結されている。さらには、2個のプーリc252と2本のボールねじ222の2個のプーリb225はそれぞれ伝達部品201、例えばタイミングベルトによって連結されている。このような構成でサーボモータ221は2本のボールねじ222の同期を取って駆動することができる。
また、サーボモータ221のエンコーダの位置を検出して、同期をとる方法、あるいは、2台のサーボモータ221の1台を主、2台目を従にして、主としているサーボモータのトルクを検知して従のサーボモータのトルクを合わせるという方法がある。
その結果2個のボールねじナット227が取り付けてあるスライドブロック228をリニアガイド231に沿って上下に駆動することによりシャー刃238を上下に移動することが出来る。
ボールねじ2本と、ボールナット2個と、サーボモータ2台で構成されてシャー装置を駆動する場合は、
ボールナット2個は1個のスライドブロックに取りついている。2台のサーボモータは、伝達部品、例えばタイミングベルトによって同期をとる。または、サーボモータの電流制御によって同期をとることになる。
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
従来のシャー装置と比べてシャー刃のストロークは同じであるが、装置の高さを大幅に低くできるため、建屋を低くできる。
ボールねじ端面に電磁ブレーキを取付けることにより、サーボモータとボールねじの伝達部品が破断した場合でも、シャースライドが落下することがないため、安全性が保たれる。
油圧式駆動をやめて、電動で駆動する為、油漏れの心配がなく、運転時、メンテナンス時の火災リスクを軽減することができる。
油圧機器と油の量を削減することができ、省資源、省エネに貢献できる。
11 エンドプラテン
12 ダイスタック
13 ダイブロック
14 ガイド部材
17 ホースシュー
20 シャー装置
21 サーボモータ
22 ボールねじ
23 電磁ブレーキ
24 プーリ1
25 プーリ2
26 ベルト
27 ボールねじナット
28 スライドブロック
31 リニアガイド
33 ピン1
34 ピン2
36 シャーガイド
37 シャーフレーム
38 シャー刃
39 シャースライド搖動シリンダ

Claims (8)

  1. ディスカードを切断する押出プレスのシャー装置において
    サーボモータをボールねじの横に配置し、サーボモータとボールねじは伝達部品でサーボモータの駆動軸とボールねじの端面を繋ぎ、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、
    スライドブロックとピン構造で連結したシャースライドに取り付けられたシャー刃が、ダイスと摺動自在となるように構成されたことを特徴とするディスカードを切断する押出プレスのシャー装置。
  2. 前記ボールねじが2本と、前記ボールナットが2個と、1台の前記サーボモータで構成され、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、サーボモータの駆動軸と2本のボールねじの端面を伝達部品で繋ぎ、1台のサーボモータで2本のボールねじを駆動することを特徴とする請求項1に記載の押出プレスのシャー装置。
  3. 前記ボールねじが2本と、前記ボールナットが2個と、前記サーボモータ2台で構成され、各ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、各サーボモータの駆動軸とボールねじの端面を伝達部品で繋ぎ、2台のサーボモータで2本のボールねじを駆動することを特徴とする請求項1に記載の押出プレスのシャー装置。
  4. スライドブロックに、スライドブロックがスライドする方向にリニアガイドを設けたことを特徴とする請求項1に記載の押出プレスのシャー装置。
  5. ボールねじ端面に電磁ブレーキを配置したことを特徴とする請求項1に記載の押出プレスのシャー装置。
  6. サーボモータをボールねじの横に配置し、サーボモータとボールねじは伝達部品でサーボモータの駆動軸とボールねじの端面を繋ぎ、ボールねじに螺合されたボールナットをスライドブロックに取り付け、
    スライドブロックとピン構造で連結したシャースライドに取り付けられたシャー刃が、ダイスと摺動自在となるように構成されたディスカードを切断する押出プレスのシャー装置において、
    伝達部品の異常を検知したら前記電磁ブレーキをかけてシャー装置を止めることを特徴とした押出プレスのシャー制御方法。
  7. 前記伝達部品の異常はベルトの破断、ゆるみ又は、サーボモータの出力電流の異常であることを特徴とした請求項6に記載の押出プレスのシャー制御方法。
  8. 前記記載の請求項3において2台のサーボモータはサーボモータ同士をベルトで連結させるか、サーボモータのエンコーダの位置情報を監視することにより同期をとることを特徴とした押出プレスのシャー制御方法。
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