JP2023095424A - Press device and press method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレス装置及びプレス方法に関する。 The present invention relates to a press device and a press method.
回転させたフライホイールにクラッチを接続することでフライホイールの回転トルクを取り出してトルク制御により駆動する駆動部と、エキセン軸や偏心ギヤ等のクランク軸とコネクティングロッド、スライド等からなる従動部により回転運動を並進運動に変換してスライドを往復動作させてプレス加工を行うプレス装置が知られている。
そして、例えば特許文献１には、駆動部の回転減速時に減速分の運動エネルギーを回生し、駆動部の回転加速時にその回生エネルギーを利用して駆動部を回転駆動することで生産性やエネルギー効率の向上を図ったプレス装置が記載されている。
By connecting the clutch to the rotating flywheel, the driving part extracts the rotational torque of the flywheel and drives it by torque control, and the driven part consisting of the crankshaft such as the eccentric shaft and eccentric gear, the connecting rod, the slide, etc. Rotates. 2. Description of the Related Art There is known a press machine that converts motion into translational motion and reciprocates a slide to perform press working.
For example, in
しかしながら、このようなプレス装置では、回生エネルギーを蓄積する装置や回生エネルギーを使って駆動部を回転駆動させるためのポンプやモータ等をプレス装置に新たに設けなければならない等の問題があった。 However, such a press apparatus has a problem that it must be newly provided with a device for accumulating regenerative energy and a pump, a motor, or the like for rotating the drive section using the regenerative energy.
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、プレス装置に既設の設備を用いてエネルギー効率の向上を図ることが可能なプレス装置及びプレス方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a press apparatus and a press method capable of improving energy efficiency using existing equipment in the press apparatus.
本発明に係るプレス装置及びプレス方法の一観点によれば、
第１金型を取り付け可能な支持体と、
第２金型を取り付け可能であり、前記第２金型とともに前記第１金型に対して接近し離間するように往復動作可能なスライドと、
トルク制御により前記スライドを駆動する駆動部と、
前記駆動部の動力を前記スライドに伝達する従動部と、
前記駆動部の動力の前記従動部への伝達及び切断を行うクラッチと、
前記クラッチと独立して制御され、前記従動部の動作を制動するブレーキと、
前記クラッチと前記ブレーキの各動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記スライドのワークに対する成形動作の一部を、前記クラッチにより前記駆動部の動力の前記従動部への伝達を切断した状態で行う。
According to one aspect of the press apparatus and the press method according to the present invention,
a support to which the first mold can be attached;
a slide mountable with a second mold and reciprocatable together with the second mold toward and away from the first mold;
a drive unit that drives the slide by torque control;
a driven portion that transmits power of the driving portion to the slide;
a clutch that transmits and disconnects the power of the drive unit to the driven unit;
a brake that is controlled independently of the clutch and that brakes the operation of the driven part;
a control unit that controls each operation of the clutch and the brake;
with
The control section performs a part of the forming operation of the slide on the workpiece in a state in which transmission of the power of the drive section to the driven section is cut off by the clutch.
本発明によれば、プレス装置に既設の設備を用いてエネルギー効率の向上を図ることが可能となる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to improve energy efficiency by using existing equipment in a press apparatus.
以下、本発明に係るプレス装置及びプレス方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下では、プレス装置がフライホイールを備え、その回転トルクを取り出してトルク制御によりスライドを往復動作させる場合について説明するが、プレス装置は必ずしもフライホイールを備えるものでなくてもよい。また、以下の説明において、後述する図１等における上下方向及び左右方向に従って上下及び左右と言うが、本発明はプレス装置がそのように配置される場合に限定されない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a pressing apparatus and a pressing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, the press device has a flywheel, and the rotational torque thereof is taken out to reciprocate the slide by torque control. However, the press device does not necessarily have a flywheel. Also, in the following description, up and down and left and right are referred to according to the up and down direction and the left and right direction in FIG.
図１は、本実施形態に係るプレス装置の構成例を表す図である。
プレス装置１０は、ベッド１１、アップライト１２、クラウン１３、支持体１５、第１金型１６、スライド１７、第２金型１８、駆動部２０、従動部３０、制御部４０等を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a press device according to this embodiment.
The
ベッド１１、アップライト１２及びクラウン１３は、プレス装置１０のフレームを構成している。
そして、ベッド１１、アップライト１２及びクラウン１３の内部にはタイロッド１４ａが挿入され、タイロッドナット１４ｂにより締め付けられることで、互いに締結されている。
The
A
ベッド１１は、その上面に支持体１５を介して第１金型１６を取り付けることができるようになっている。
すなわち、本実施形態では、ベッド１１が、第１金型１６を取り付け可能な支持体に相当する。図１では、支持体１５の上部に２個の第１金型１６が取り付けられている場合が示されているが、第１金型１６は単数でも複数でもよい。
The
That is, in this embodiment, the
スライド１７は、その下部に第２金型１８を取り付けることができるようになっている。そして、スライド１７は、アップライト１２に設けられたスライドガイド１９に沿って第２金型１８とともに第１金型１６に対して接近したり離間したりするように往復動作を行うことができるように支持されている。
すなわち、スライド１７は上下方向に移動可能に支持されている。
The
That is, the
なお、図１ではスライド１７の下部に２個の第２金型１８が取り付けられている場合が示されているが、第２金型１８は単数でも複数でもよい。
そして、スライド１７が下降することで、第１金型１６と第２金型１８とが近接し、これらの間でワークＷが成形されるようになっている。
Although FIG. 1 shows the case where two
As the
また、プレス装置１０は、トルク制御によりスライド１７を駆動する駆動部２０と、駆動部２０の動力をスライド１７に伝達する従動部３０とを備えている。
駆動部２０は、モータ２１、フライホイール２２、クラッチ２３、ブレーキ２４等を備えている。
The
The
駆動部２０のモータ２１は、クラウン１３などのフレームの一端側に固定されている。モータ２１は、ベルト２１ａを介してフライホイール２２に連結されており、その動力によりフライホイール２２を回転させる。
フライホイール２２は、フレームに回転可能に支持されており、回転エネルギーを蓄積する。
A
The
クラッチ２３及びブレーキ２４は、フライホイール２２の近傍に配置されている。
クラッチ２３は、駆動部２０の動力の従動部３０への伝達及び切断を行う。また、ブレーキ２４は、クラッチ２３と独立して制御され、従動部３０の動作を制動するようになっている。
本実施形態では、クラッチ２３とブレーキ２４としていわゆる湿式クラッチと湿式ブレーキが用いられており、作動油により作動されたり作動が停止されたりするようになっている。なお、クラッチ２３及びブレーキ２４の構成については後で説明する。
The
The
In this embodiment, so-called wet clutches and wet brakes are used as the
本実施形態では、フライホイール２２の内側に入力軸２５が配置されており、フライホイール２２と入力軸２５との間にクラッチ２３とブレーキ２４が配置されている。駆動部２０の入力軸２５は、後述する従動部３０の伝動軸３１に接続されている。
そして、クラッチ２３とブレーキ２４は、入力軸２５を介して駆動部２０の動力の従動部３０への伝達及び切断を行ったり入力軸２５の回転を制動して従動部３０の動作を制動したりするようになっている。
In this embodiment, the
The
一方、従動部３０は、伝動軸３１、遊星減速機３２、エキセン軸３３、コネクティングロッド３４等を備えている。
伝動軸３１は、その回転中心軸Ａｘが駆動部２０の入力軸２５の回転中心軸と同軸になるように入力軸２５に固定されている。
On the other hand, the driven
The
伝動軸３１は、回転中心軸Ａｘ周りに回転して、フライホイール２２の回転運動を、フレームの他端側に設けられた遊星減速機３２に伝達する。
遊星減速機３２は、駆動部２０のフライホイール２２の回転駆動すなわち伝動軸３１の回転運動を減速して従動部３０すなわちエキセン軸３３に伝達してエキセン軸３３を回転させるようになっている。
The
The planetary speed reducer 32 decelerates the rotary drive of the
本実施形態では、遊星減速機３２の部分に、伝動軸３１の回転速度を計測するためのエンコーダ等を備えたセンサ３５が取り付けられており、センサ３５は、計測した伝動軸３１の回転速度を後述する制御部４０に送信するようになっている。
なお、伝動軸３１の回転速度を計測する代わりに後述するエキセン軸３３の回転速度等を計測するように構成することも可能である。また、本実施形態では、制御部４０で、必要に応じて、計測された伝動軸３１やエキセン軸３３等の回転速度をスライド１７の移動速度に換算するように構成されているが、スライド１７の移動速度をセンサで計測するように構成することも可能である。
In this embodiment, a
Incidentally, instead of measuring the rotational speed of the
エキセン軸３３は、軸受を介してクラウン１３及びアップライト１２等のフレームに対して伝動軸３１と同軸の回転中心軸Ａｘを中心に回転可能に支持されている。
また、エキセン軸３３は、回転中心軸Ａｘに沿って貫通する中空部を有しており、この中空部内に、エキセン軸３３に対して回転自在に伝動軸３１が配設されている。
The
Also, the
コネクティングロッド３４は、エキセン軸３３の偏心部に、回転中心軸Ａｘに直交する向きに取り付けられており、下端にスライド１７が取り付けられている。
そして、コネクティングロッド３４は、エキセン軸３３の回転運動を直線運動に変換してスライド１７に伝達することで、スライド１７を第１金型１６に対して接近したり離間したりするように往復動作させるようになっている。
The connecting
The connecting
本実施形態では、以上のようにして、駆動部２０は、従動部３０を介して、フライホイール２２の回転エネルギーを動力としてトルク制御によりスライド１７を駆動して、スライド１７を往復動作させるようになっている。
In the present embodiment, as described above, the driving
なお、図１ではプレス装置１０が伝動軸３１を有している場合を示したが、駆動部２０の動力を、伝動軸３１を介さずに、直接、遊星減速機３２やエキセン軸３３に伝達するように構成することも可能である。
この場合は、図２に示すように、遊星減速機３２を、駆動部２０とエキセン軸３３との間に配設するように構成される。
Although FIG. 1 shows the case where the
In this case, as shown in FIG. 2, the
次に、駆動部２０におけるクラッチ２３とブレーキ２４の構成について説明する。
以下では、プレス装置１０を図２に示したように構成した場合のクラッチ２３とブレーキ２４の部分の拡大断面図である図３に基づいて説明するが、図１に示したクラッチ２３及びブレーキ２４も、以下で説明するクラッチ２３及びブレーキ２４と同様に構成することができる。
Next, the configurations of the clutch 23 and the
3, which is an enlarged cross-sectional view of the clutch 23 and the
クラッチ２３は、フライホイール２２に連結されて連動回転するアウターハブ２３Ａと、入力軸２５に固定されて連動回転するインナーハブ２３Ｂと、アウターハブ２３Ａに連動するクラッチディスクとインナーハブ２３Ｂに連動するクラッチディスクとが交互に複数枚重ねて配置されたディスク群２３Ｃと、ピストン２３Ｄとを備えている。
インナーハブ２３Ｂには、入力軸２５を介して、ピストン２３Ｄ側とディスク群２３Ｃ側とに作動油を供給する油圧経路が形成されている。
The clutch 23 includes an
A hydraulic path is formed in the
ピストン２３Ｄは、通常時は、バネによりディスク群２３Ｃから離隔する方向に加圧されている。そして、インナーハブ２３Ｂを通じてピストン２３Ｄ側に作動油が供給されると、バネ圧に抗してディスク群２３Ｃを圧縮する方向に移動する。
ディスク群２３Ｃは、ピストン２３Ｄによって圧縮されると各クラッチディスクが相互に摩擦接触状態となり、アウターハブ２３Ａとインナーハブ２３Ｂとが連結されて、フライホイール２２から入力軸２５への動力伝達が可能な接続状態となる。
The
When the
また、ピストン２３Ｄの受圧側油を解放すると、バネによりピストン２３Ｄが押し戻されて、各クラッチディスクが相互に離隔状態となる。
そして、アウターハブ２３Ａとインナーハブ２３Ｂの連結状態が解かれて、フライホイール２２から入力軸２５への動力伝達が切断状態となる。
Further, when the pressure-receiving side oil of the
Then, the connection state between the
ブレーキ２４は、ユニットカバー２６に固定されたアウターハブ２４Ａと、入力軸２５に固定されて連動回転するインナーハブ２４Ｂと、アウターハブ２４Ａに連動するブレーキディスクとインナーハブ２４Ｂに連動するブレーキディスクとが交互に複数枚重ねて配置されたディスク群２４Ｃと、ピストン２４Ｄとを備えている。
インナーハブ２４Ｂには、入力軸２５を介して、ピストン２４Ｄ側に作動油を供給する油圧経路が形成されている。
The
A hydraulic path is formed in the
ブレーキ２４のピストン２４Ｄの動作は、クラッチ２３のピストン２３Ｄとは独立して制御される。
ピストン２４Ｄは、通常時は、図示しないバネによりディスク群２４Ｃ側に圧接する方向に加圧されている。これにより、ディスク群２４Ｃは、ピストン２４Ｄによって圧縮されて各クラッチディスクが相互に摩擦接触状態となり、アウターハブ２４Ａとインナーハブ２４Ｂとが連結状態となって、入力軸２５の制動状態となっている。
The operation of the
The
そして、インナーハブ２４Ｂを通じてピストン２４Ｄに作動油が供給されると、バネ圧に抗してディスク群２４Ｃから離隔する方向に移動する。これにより、ピストン２４Ｄが押し戻されて、各クラッチディスクが相互に離隔状態となる。
そして、アウターハブ２４Ａとインナーハブ２４Ｂの連結状態が解かれて、入力軸２５は制動状態が解除される。
When hydraulic oil is supplied to the
Then, the connection state between the
ここで、図３に示した遊星減速機３２についても説明する。
遊星減速機３２は、入力軸２５のエキセン軸３３側の端部に設けられた太陽歯車３２Ａと、太陽歯車３２Ａに噛合する遊星歯車３２Ｂと、遊星歯車３２Ｂに噛合する内歯歯車３２Ｃと、遊星歯車３２Ｂを支持して遊星歯車３２Ｂの公転と共に回転する出力部材３２Ｄとを備えている。なお、入力軸２５とエキセン軸３３とは同一軸上に配置されている。
Here, the
The
そして、入力軸２５が回転すると、太陽歯車３２Ａに噛合する遊星歯車３２Ｂが公転を行い、出力部材３２Ｄは、遊星歯車３２Ｂの公転と共に回転を行う。
出力部材３２Ｄは、例えばスプライン構造によりエキセン軸３３と連動可能となっており、入力軸２５の回転よりも減速された回転がエキセン軸３３に伝達されるようになっている。
When the
The
なお、図１の構成においても同様であるが、入力軸２５からエキセン軸３３に減速回転を伝達可能な構成であれば、遊星減速機３２以外の伝達機構を用いてもよい。
また、図１～図３では、クラッチ２３とブレーキ２４が湿式である場合について説明したが、いわゆる乾式であってもよい。
1, a transmission mechanism other than the
1 to 3 illustrate the case where the clutch 23 and the
また、図１～図３では、クラッチ２３とブレーキ２４がプレス装置１０のフレームに対して同じ側の側面に設けられている場合について説明したが、例えば図４に示すように、それらが互いにプレス装置１０のフレームの反対側に設けられていてもよい。
なお、図４のプレス装置１０ではクラッチ２３とエキセン軸３３との間に遊星減速機等の減速機が設けられていないが、減速機が設けられていてもよい。
1 to 3, the case where the clutch 23 and the
In the
次に、図１に示したプレス装置１０の制御部４０について説明する。
制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備える汎用コンピュータで構成されていてもよく、また、専用装置として構成することも可能である。そして、制御部４０は、プログラムに従って、駆動部２０のクラッチ２３とブレーキ２４の各動作を制御するように構成されている。
Next, the
The
以下、本実施形態に係るプレス装置１０の制御部４０によるクラッチ２３とブレーキ２４に対する動作制御について説明する。また、本実施形態に係るプレス方法についてもあわせて説明する。
なお、以下では、後述する図５に示すように、スライド１７又はスライドＳが上死点から下降を開始して、下死点を通過し、上昇して上死点で停止するまでを１サイクルとして説明するが、例えば、スライド１７又はスライドＳが、上死点と下死点の間の所定の位置から下降を開始して、下死点を通過し、上昇して上死点を通過した後、下降して上記の所定の位置で停止するまでを１サイクルとするように構成することも可能であり、本実施形態に係るプレス装置１０やプレス方法は、スライド１７又はスライドＳが下降を開始する際のスライド位置Ｓｘが上死点である場合に限定されない。
Operation control of the clutch 23 and the
In the following description, as shown in FIG. 5, which will be described later, the
ここで、まず、図５に基づいて、従来のプレス装置やプレス方法について説明する。なお、図５中のτ１、τ２については後で説明する。
従来は、図５に実線で示すように、スライドＳが例えば上死点にある状態で時刻ｔ０にクラッチを接続すると、フライホイールの回転エネルギーが従動部に運動エネルギーとして与えられるため、フライホイールの回転速度ｒが接続前のｒｐｍ－ｉから一旦ｒｐｍ－１まで低下する。
Here, first, a conventional press apparatus and press method will be described with reference to FIG. τ1 and τ2 in FIG. 5 will be described later.
Conventionally, as shown by the solid line in FIG. 5, when the slide S is at the top dead center and the clutch is engaged at time t0, rotational energy of the flywheel is given to the driven portion as kinetic energy. Rotational speed r once decreases from rpm-i before connection to rpm-1.
続いて、フライホイールの回転速度ｒが時刻ｔ１にｒｐｍ－１まで低下した後、スライドＳが下降し、第２金型がワークＷに接触してワークＷの成形が開始される時刻ｔ２までの間は、モータからフライホイールにエネルギーが供給されるためフライホイールの回転速度ｒがｒｐｍ－２まで回復する。
そして、時刻ｔ２にワークＷの成形が開始された後は、スライドＳが時刻ｔ３に下死点に到達するまでは、主にフライホイールの回転エネルギーが成形エネルギーに変換される。そのため、フライホイールの回転速度ｒはｒｐｍ－３まで低下する。
Subsequently, after the rotation speed r of the flywheel has decreased to rpm-1 at time t1, the slide S is lowered, the second mold comes into contact with the work W, and the molding of the work W is started until time t2. During this period, energy is supplied from the motor to the flywheel, so that the rotation speed r of the flywheel recovers to rpm−2.
After the work W starts forming at time t2, mainly the rotational energy of the flywheel is converted into forming energy until the slide S reaches the bottom dead center at time t3. Therefore, the rotational speed r of the flywheel is reduced to rpm-3.
続いて、スライドＳが下死点に到達した時点でクラッチの接続を切り、フライホイールから従動部へのエネルギーの供給が断たれると、モータによりフライホイールの回転速度ｒが徐々に上昇する。
そして、スライドＳが下死点を通過した後、スライドＳは主に従動部３０の運動エネルギーによって上死点に向かって上昇し、上死点でスライドＳが停止するように上死点に到達する手前の時刻ｔ４でブレーキ指令が入る。
Subsequently, when the slide S reaches the bottom dead center, the clutch is disconnected, and when the supply of energy from the flywheel to the driven part is cut off, the rotation speed r of the flywheel is gradually increased by the motor.
After the slide S passes through the bottom dead center, the slide S rises toward the top dead center mainly by the kinetic energy of the driven
スライドＳが上死点で停止している間に、モータからフライホイールにエネルギーが供給されて、フライホイールの回転速度ｒがｒｐｍ－ｉに回復する。なお、スライドＳが上死点に到達する前に、フライホイールの回転速度ｒがｒｐｍ－ｉに回復してもよい。
そして、クラッチが接続された時刻ｔ０から所定の時間Ｔが経過すると、１サイクルが完了し、次のサイクルがスタートする。
従来のプレス装置やプレス方法では、クラッチとブレーキが以上のように制御される。
While the slide S is stopped at top dead center, energy is supplied from the motor to the flywheel, and the rotation speed r of the flywheel recovers to rpm-i. The rotation speed r of the flywheel may be restored to rpm-i before the slide S reaches the top dead center.
When a predetermined time T elapses from time t0 when the clutch is engaged, one cycle is completed and the next cycle starts.
In the conventional press apparatus and press method, the clutch and brake are controlled as described above.
一方、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法では、制御部４０は、スライド１７のワークＷに対する成形動作の一部を、クラッチ２３により駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断した状態で、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行うように構成されている。
以下、図５に基づいて、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法について具体的に説明する。
On the other hand, in the
The
本実施形態においても、図５に実線で示すように、スライド１７が例えば上死点にある状態で時刻ｔ０にクラッチ２３を接続すると、フライホイール２２の回転エネルギーが従動部３０に運動エネルギーとして与えられるため、フライホイール２２の回転速度ｒが接続前のｒｐｍ－ｉから一旦ｒｐｍ－１まで低下する。
そして、フライホイール２２の回転速度ｒが時刻ｔ１にｒｐｍ－１まで低下した後、スライド１７が下降し、第２金型１８がワークＷに接触してワークＷの成形が開始される時刻ｔ２までの間は、モータ２１からフライホイール２２にエネルギーが供給されるためフライホイール２２の回転速度ｒがｒｐｍ－２まで回復する。
Also in this embodiment, as shown by the solid line in FIG. As a result, the rotation speed r of the
Then, after the rotational speed r of the
本実施形態では、この後の制御が従来とは異なる。本実施形態では、制御部４０は、ワークＷの成形が開始された後、スライド１７が下死点に到達する前に、クラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるようになっている。
すなわち、制御部４０は、図５に示すように、時刻ｔ２にワークＷの成形が開始された後は、スライドＳが下死点に到達する前の時刻ｔ５に、クラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達、すなわち本実施形態ではフライホイール２２の動力の従動部３０への伝達を切断させる。
In this embodiment, subsequent control is different from the conventional one. In this embodiment, the
That is, as shown in FIG. 5, the
すると、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの間は、主にフライホイールの回転エネルギーが成形エネルギーに変換される。そのため、フライホイールの回転速度ｒはｒｐｍ－５まで低下する。
そして、時刻ｔ５にクラッチ２３が切断されると、フライホイール２２から従動部３０へのエネルギーの供給が断たれるため、図５に二点鎖線で示すように、モータ２１によりフライホイール２２の回転速度ｒが徐々に上昇し、ｒｐｍ－ｉまで回復する。
Then, from time t2 to time t5, mainly the rotational energy of the flywheel is converted into molding energy. Therefore, the rotational speed r of the flywheel is reduced to rpm-5.
When the clutch 23 is disengaged at time t5, the supply of energy from the
しかし、時刻ｔ５の時点で、従動部３０は運動エネルギーを有しているため、従動部３０の運動エネルギーが成形エネルギーに変換されて、スライド１７が下降を続け、ワークＷの成形が継続される。
そして、スライド１７が下死点に到達して通過するが、従来の場合とは異なり、本実施形態では、スライド１７が下死点を通過する前に従動部３０が有する運動エネルギーの一部が成形エネルギーに使われていて減っているため、スライド１７が下死点を通過する時刻ｔ３は、従来の場合よりも僅かに遅れる。
However, since the driven
Then, the
そして、スライド１７は下死点を通過した後、上昇するが、上記のようにスライド１７が下死点を通過する前に従動部３０が有する運動エネルギーの一部が成形エネルギーに使われていて減っているため、図５に二点鎖線で示すように、スライド１７の上昇速度が従来の場合よりも遅くなる。
そのような場合に、従来と同様に時刻ｔ４でブレーキ２４を作動させると、スライド１７が上死点まで上昇する前に停止してしまう。
After the
In such a case, if the
そのため、制御部４０は、従来の時刻ｔ４より遅い時刻ｔ６にブレーキ２４の作動を開始させる。
すると、スライド１７は従動部３０の残りの運動エネルギーによって上死点に向かって上昇し、上死点に到達したところで停止する。
Therefore, the
Then, the
クラッチ２３が接続された時刻ｔ０から所定の時間Ｔが経過すると、１サイクルが完了し、次のサイクルがスタートする点は従来と同様に構成することができる。
本実施形態に係るプレス装置１０やプレス方法では、制御部４０によりクラッチ２３とブレーキ２４が以上のように制御される。
When a predetermined time T elapses from the time t0 when the clutch 23 is engaged, one cycle is completed and the next cycle starts.
In the
なお、図５では、制御部４０が、ワークＷの成形が開始された後、スライド１７が下死点に到達する前に、クラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるように構成することで、スライド１７のワークＷに対する成形動作の一部を、クラッチ２３により駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断した状態で、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行うように構成した場合について説明した。
In FIG. 5, the
しかし、この他にも、例えば、時刻２でワークＷの成形が開始されるとすぐに制御部４０がクラッチ２３を切断し、従動部３０が有する運動エネルギーを用いてスライド１７のワークＷに対する成形動作を行わせた後、再度クラッチ２３を接続して、駆動部２０の動力を従動部３０に伝達してワークＷの成形を継続するように構成することも可能である。
また、クラッチ２３を接続して駆動部２０の動力を従動部３０に伝達して時刻ｔ２からワークＷの成形を行いつつ、スライド１７が下死点に到達するまでの間の一期間又は複数の機関でクラッチ２３を切断するように構成することも可能である。
However, in addition to this, for example, as soon as the forming of the work W is started at
In addition, while the clutch 23 is connected to transmit the power of the
次に、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法の作用について説明する。
なお、以下では、図５に示したようにクラッチ２３及びブレーキ２４を制御する場合について説明するが、クラッチ２３の接続、切断を上記の変形例のように行う場合も同様に説明される。
Next, the operation of the
Although the case of controlling the clutch 23 and the
図５に示したようにしてワークＷに対する成形を行った場合、ワークＷに加わる負荷Ｆは、図６に示すように、スライドＳ又はスライド１７が下降して第２金型１８がワークＷに接触してワークＷの成形が開始される時刻ｔ２から増加し始める。
そして、負荷Ｆは、スライドＳ、１７が下死点に到達する時刻ｔ３で最大になり、スライドＳ、１７が上昇して第２金型１８が成形後のワークＷから離れる時刻ｔ７までに急激に低下する。
When the workpiece W is molded as shown in FIG. It starts increasing from time t2 when the workpiece W comes into contact with the workpiece and starts to be formed.
The load F becomes maximum at time t3 when the slide S17 reaches the bottom dead center, and suddenly rises until time t7 when the slide S17 rises and the
そして、従来の場合には、この時刻ｔ２から時刻ｔ７までの負荷Ｆに対応する成形エネルギーＥの全て、すなわち図７（ａ）で斜線を付して示される部分の面積で表される成形エネルギーＥが全てフライホイールから供給される。
すなわち、従来の場合は、スライドＳのワークＷに対する成形動作の全てが、クラッチにより駆動部と従動部とを接続された状態で、駆動部の動力により行われる。
In the conventional case, all of the molding energy E corresponding to the load F from time t2 to time t7, that is, the molding energy represented by the area of the shaded portion in FIG. All E is supplied by the flywheel.
That is, in the conventional case, all the forming operations of the slide S on the workpiece W are performed by the power of the driving portion while the driving portion and the driven portion are connected by the clutch.
それに対し、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法では、図７（ｂ）にＥ１で表される成形エネルギーＥ１、すなわちスライド１７が下降して第２金型１８がワークＷに接触してワークＷの成形が開始される時刻ｔ２からクラッチ２３によりフライホイール２２の動力の従動部３０への伝達が切断される時刻ｔ５までの成形エネルギーＥ１は、クラッチ２３により駆動部２０と従動部３０とを接続された状態で、フライホイール２２から供給される。
On the other hand, in the
しかし、クラッチ２３によりフライホイール２２の動力の従動部３０への伝達が切断される時刻ｔ５から時刻ｔ７までの成形エネルギーＥ２は、フライホイール２２からは供給されず、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行われる。
このように、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法では、スライド１７のワークＷに対する成形動作の一部、すなわち時刻ｔ５から時刻ｔ７の成形動作が、クラッチ２３により駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断した状態で、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行われる。
However, the forming energy E2 from the time t5 to the time t7 when transmission of the power of the
As described above, in the
そのため、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法では、スライド１７のワークＷに対する成形動作を、従来のようにその全てを駆動部の動力によって行うのではなく、成形動作の一部を、駆動部２０から動力を供給せずに、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行うことが可能となる。
そのため、プレス装置１０におけるワークＷの成形のエネルギー効率を向上させることが可能となる。
Therefore, in the
Therefore, it is possible to improve the energy efficiency of forming the work W in the
以上のように、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法によれば、スライド１７のワークＷに対する成形動作の一部を、駆動部２０から動力を供給せずに、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行うことが可能となるため、プレス装置１０におけるワークＷの成形のエネルギー効率の向上を図ることが可能となる。
As described above, according to the
また、その際、駆動部２０の動力や従動部３０の運動エネルギーを回生エネルギーとして蓄積するなどの必要がないため、プレス装置１０に回生エネルギーを蓄積する装置や回生エネルギーを使って駆動部を回転駆動させるためのポンプやモータ等を新たに設ける必要がない。
そのため、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法によれば、プレス装置１０に既設の設備を用いてワークＷの成形におけるエネルギー効率の向上を図ることが可能となる。
In this case, since there is no need to store the power of the
Therefore, according to the
ところで、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法では、上記のように、スライド１７のワークＷに対する成形動作の一部、すなわち時刻ｔ５から時刻ｔ７の成形動作が、従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行われる。
そのため、ワークＷの成形動作のために従動部３０が有する運動エネルギーを使い過ぎると、スライド１７が下死点を通過した後で上死点等の停止位置までスライド１７が上昇できなくなる事態が生じ得る。
By the way, in the
Therefore, if the kinetic energy of the driven
そのため、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法において、制御部４０がクラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるタイミングを予め決めておくように構成することが可能である。
この場合、クラッチ２３を切断するタイミングとして、例えば図５に示した、サイクル開始の時刻ｔ０からクラッチ２３を切断する時刻ｔ５までの経過時間τ１を予め設定しておくように構成することも可能であり、あるいは、例えば、クラッチ２３を切断する際のスライド１７のスライド位置Ｓｘ、すなわち上記の時刻ｔ５におけるスライド位置Ｓｘを予め設定しておくように構成することも可能である。
Therefore, in the
In this case, as the timing for disengaging the clutch 23, it is also possible to set in advance the elapsed time τ1 from the cycle start time t0 to the clutch disengagement time t5 shown in FIG. Alternatively, for example, the slide position Sx of the
また、ワークＷの成形で消費されるエネルギー、すなわちワークＷの成形のために必要となる従動部３０の運動エネルギーは、ワークＷの材質や金型の種類等によって異なる場合がある。
そのため、制御部４０は、ワークＷの材質や金型の種類等を種々変えて予め実験を行うなどして、上記のタイミングを、ワークＷの材質や金型の種類等ごとに予め有しておくように構成することも可能である。
Further, the energy consumed in molding the work W, that is, the kinetic energy of the driven
Therefore, the
このように、制御部４０がクラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるタイミングを予め決めておくように構成すれば、制御部４０が、例えばワークＷの材質や金型の種類等に応じてクラッチ２３を切断するタイミングを容易にかつ適切なタイミングに設定することが可能となる。
そして、クラッチ２３を切断するタイミングを適切なタイミングに設定することができるため、エネルギー効率の向上を図ることが可能となる。
In this way, if the
Further, since the timing for disengaging the clutch 23 can be set to an appropriate timing, it is possible to improve the energy efficiency.
一方、上記のようにクラッチ２３を切断するタイミングを予め決めておくように構成する代わりに、制御部４０は、上記のサイクルを繰り返し行う中で、クラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるタイミングをサイクルごとに変化させながら最適なタイミングに設定するように構成することも可能である。
この場合も、タイミングを上記の経過時間τ１やスライド位置Ｓｘ等の形で設定することが可能である。
On the other hand, instead of predetermining the timing for disengaging the clutch 23 as described above, the
In this case as well, the timing can be set in the form of the elapsed time τ1, the slide position Sx, or the like.
そして、この場合、例えば、制御部４０は、繰り返し行われるサイクルのうちの最初のサイクルでは、スライド１７が、ワークＷの成形後、確実に上死点等の停止位置まで上昇するようにするためにクラッチ２３を切断するタイミングを遅く設定する。
すなわち、ワークＷの成形で消費される従動部３０の運動エネルギーを小さくするために、クラッチ２３を切断するタイミングを遅く設定する。具体的には、例えば、サイクル開始からクラッチ２３を切断するまでの経過時間τ１すなわち上記の時刻ｔ５をスライド１７が下死点を通過する時刻ｔ３の直前になるように設定したり、クラッチ２３を切断する際のスライド位置Ｓｘを下死点に近い位置に設定したりする。
In this case, for example, in the first cycle of the repeated cycles, the
That is, in order to reduce the kinetic energy of the driven
その際、制御部４０は、サイクルごとに、例えば、スライド１７が下死点を通過して上昇を開始した時点で図１に示したセンサ３５で計測される伝動軸３１の回転速度、あるいはエキセン軸３３の回転速度、あるいはスライド１７の上昇速度等に基づいて従動部３０が有する運動エネルギーを算出する。
そして、例えば、算出した運動エネルギーと、スライド１７が停止位置まで上昇するために必要なエネルギーとの差が閾値以上であれば、クラッチ２３を切断するタイミングを一定量又は一定割合だけ早める。すなわち、上記の経過時間τ１を一定時間又は一定割合だけ短くしたり、上記のスライド位置Ｓｘを一定距離又は一定割合だけ高い位置にしたりするようにして、上記のタイミングを設定し直す。
At that time, the
Then, for example, if the difference between the calculated kinetic energy and the energy required for the
そして、制御部４０は、このようにしてクラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるタイミングをサイクルごとに変化させていきながら、最適なタイミングを見出していくように構成することが可能である。
このように構成すれば、制御部４０が、クラッチ２３を切断するタイミングを適切なタイミングに設定することが可能となり、エネルギー効率の向上を図ることが可能となる。
The
With this configuration, the
ところで、本実施形態に係るプレス装置１０及びプレス方法のように、スライド１７のワークＷに対する成形動作の一部を従動部３０が有する運動エネルギーを用いて行うように構成すると、ワークＷの成形後、スライド１７が上昇する際に従動部３０が有する運動エネルギーがワークＷの材質や金型の種類等ごとに変わってくる可能性がある。
また、特に上記のようにクラッチ２３に駆動部２０の動力の従動部３０への伝達を切断させるタイミングをサイクルごとに変化させるように構成すると、ワークＷの成形後にスライド１７が上昇する際に従動部３０が有する運動エネルギーがサイクルごとに変わり得る。
By the way, as in the
In particular, if the timing for cutting off the transmission of the power of the
そして、そのような場合に、ブレーキ２４を作動させるタイミング、すなわち図５に示した、クラッチ２３が接続されてサイクルが開始された時刻ｔ０からブレーキ２４の作動を開始させる時刻ｔ６までの経過時間τ２又はブレーキ２４の作動を開始させる際のスライド位置Ｓｘ等を変えないと、スライド１７がオーバーランしたりアンダーランしたりする可能性がある。
すなわち、上昇したスライド１７が上死点等の所定の停止位置で停止できなくなる可能性がある。
In such a case, the timing for operating the
That is, there is a possibility that the raised
また、ブレーキ２４の制動力を変えることで、ブレーキ２４の作動が開始されてからのスライド１７の移動距離を変えることができるが、ワークＷの成形後にスライド１７が上昇する際に従動部３０が有する運動エネルギーがサイクルごとに変わる際にブレーキ２４の制動力を変えないと、スライド１７がオーバーランしたりアンダーランしたりする可能性がある。
Further, by changing the braking force of the
そこで、このような場合には、制御部４０が、スライド１７が下死点を通過する際又は下死点を通過した後の従動部３０が有する運動エネルギーに関する情報に基づいて、ブレーキ２４による従動部３０の動作の制動を開始させるタイミングを可変させたり、ブレーキ２４の制動力を可変させたり、あるいはその両方を可変させるように構成することが可能である。
Therefore, in such a case, the
この場合、従動部３０が有する運動エネルギーに関する情報とは、伝動軸３１の回転速度、エキセン軸３３の回転速度、スライド１７の移動速度等から算出されるスライド１７が有する運動エネルギー若しくはエキセン軸３３の回転エネルギー又はその合計等としてもよい。又は、伝動軸３１の回転速度、エキセン軸３３の回転速度、スライド１７の移動速度等自体であってもよい。
従動部３０が有する運動エネルギーに関する情報は、それに基づいてブレーキ２４による従動部３０の動作の制動を開始させるタイミングを可変させたりブレーキ２４の制動力を可変させたりその両方を可変させることで、ワークＷの成形後に上昇したスライド１７を上死点等の所定の停止位置で適切に停止させることができるものであればよい。
In this case, the information about the kinetic energy of the driven
The information about the kinetic energy of the driven
このように構成すれば、ワークＷの成形後にスライド１７が上昇する際に従動部３０が有する運動エネルギーがワークＷの材質や金型の種類等ごとに変わったりサイクルごとに変わったりする場合でも、ブレーキ２４を作動させるタイミング若しくはブレーキ２４の制動力又はその両方を可変させて、オーバーランやアンダーランが生じることなく、スライド１７を上死点等の所定の停止位置で適切に停止させることが可能となる。
With this configuration, even if the kinetic energy of the driven
なお、本発明が上記の各実施形態等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.
１０ プレス装置
１１ ベッド（フレーム）
１２ アップライト（フレーム）
１３ クラウン（フレーム）
１５ 支持体
１６ 第１金型
１７ スライド
１８ 第２金型
２０ 駆動部
２２ フライホイール
２３ クラッチ
２４ ブレーキ
３０ 従動部
３２ 遊星減速機
４０ 制御部
Ｗ ワーク
10
12 Upright (Frame)
13 crown (frame)
15
Claims (10)
第２金型を取り付け可能であり、前記第２金型とともに前記第１金型に対して接近し離間するように往復動作可能なスライドと、
トルク制御により前記スライドを駆動する駆動部と、
前記駆動部の動力を前記スライドに伝達する従動部と、
前記駆動部の動力の前記従動部への伝達及び切断を行うクラッチと、
前記クラッチと独立して制御され、前記従動部の動作を制動するブレーキと、
前記クラッチと前記ブレーキの各動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記スライドのワークに対する成形動作の一部を、前記クラッチにより前記駆動部の動力の前記従動部への伝達を切断した状態で行う、
プレス装置。 a support to which the first mold can be attached;
a slide mountable with a second mold and reciprocatable together with the second mold toward and away from the first mold;
a drive unit that drives the slide by torque control;
a driven portion that transmits power of the driving portion to the slide;
a clutch that transmits and disconnects the power of the drive unit to the driven unit;
a brake that is controlled independently of the clutch and that brakes the operation of the driven part;
a control unit that controls each operation of the clutch and the brake;
with
The control unit performs a part of the forming operation of the slide on the workpiece in a state in which transmission of the power of the drive unit to the driven unit is cut off by the clutch.
press equipment.
請求項１に記載のプレス装置。 The control unit causes the clutch to cut off transmission of the power of the driving unit to the driven unit after forming of the workpiece is started and before the slide reaches bottom dead center.
The press device according to claim 1.
請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。 The timing at which the control unit causes the clutch to cut off the transmission of the power of the drive unit to the driven unit is determined in advance.
The press device according to claim 1 or 2.
請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。 The control unit changes and sets the timing for causing the clutch to cut off the transmission of the power of the drive unit to the driven unit.
The press device according to claim 1 or 2.
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプレス装置。 The control unit controls the timing for starting braking of the operation of the driven unit by the brake or the brake based on information regarding the kinetic energy of the driven unit when or after the slide passes through the bottom dead center. Vary the braking force of or both,
The press device according to any one of claims 1 to 4.
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプレス装置。 the clutch and the brake are wet
The press device according to any one of claims 1 to 5.
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプレス装置。 A planetary speed reducer that decelerates the rotational drive of the drive unit and transmits it to the driven unit,
The press device according to any one of claims 1 to 5.
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプレス装置。 wherein the clutch and the brake are provided on the same side surface with respect to the frame of the press device;
The press device according to any one of claims 1 to 6.
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のプレス装置。 The driving part has a flywheel. Driving the slide by torque control using the rotational energy of the flywheel as power,
The press device according to any one of claims 1 to 8.
プレス方法。 A part of the forming operation of the slide of the press apparatus according to any one of claims 1 to 9 is performed in a state in which transmission of the power of the drive section to the driven section is cut off by the clutch. conduct,
press method.
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