JP3408404B2 - プレス機械用コイル材送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速自動プレスに
付属させるプレス機械用コイル材送り装置に関し、固定
グリッパに向けて移動グリッパを自在に往復動させてコ
イル材をプレス機械に供給する装置で、送り速度と送り
精度を向上するとともに、最適の送りのタイミングが必
要な場合に有効である。

【０００２】

【従来の技術】プレス機械用コイル材送り装置は、各種
あるが、ほとんど機械式のものであって、固定グリッパ
及び移動グリッパでコイル材をクランプ及びアンクラン
プするために、クランプにはカムを用い、アンクランプ
にはスプリングを用いている。また、移動グリッパを固
定グリッパに向けて往復運動させるために、偏心板の偏
心ピンと連結したもの、ファーガソンカムにより揺動す
るアームに連結したもの、揺動アームを２つ重ね、その
先端と連結したもの等をプレス機械に機械的に連結し、
連動させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】移動グリッパを固定グ
リッパに向けて往復運動させる駆動方法のうち、偏心板
式のものは、偏心板が連続回転であるため、往復運動の
両端で停留時間がない。従って、グリッパのクランプの
切り換えタイミングの調整が難しく、コイル材の板厚を
変更する都度クランプ始めの位置調整に時間がかかると
言う煩わしさがあり、効率が低下する。また、ファーガ
ソンカムによる揺動アーム式のものは、カムの形により
往復運動の両端で停留時間を取ることが出来るので、ク
ランプのタイミング調整は容易になるが、カムの製作が
難しく、製作費が増加する。さらに、揺動アームを２つ
重ねたものは、揺動両端で揺動角速度が若干低下するの
で、わずかの停留時間があり、クランプのタイミング調
整は多少楽になるが、揺動アームを２つ重ねた駆動系の
合成が下がるので、駆動回転数を変えた場合に送り長さ
が変化する。その他、上述の方式のいずれの場合にも、
送り長さを変更するための構造が複雑となる等の欠点が
ある。また、カム、スプリングによるクランプ・アンク
ランプは、高速において動作の安定性が悪くなることが
避けられない。

【０００４】本発明の目的は、上述の課題を解決し、固
定グリッパ及び移動グリッパの全ての動作を電気的に制
御することにより、クランプ・アンクランプのタイミン
グ調整が容易で、移動グリッパの往復運動が自在に制御
出来、動作の応答性がよく、高速化と送りの高精度化を
図り得るプレス機械用コイル材送り装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、固定グリッパに向けて、送り方向に移
動グリッパを往復運動させるプレス機械用コイル材送り
装置において、固定グリッパと移動グリッパにクランプ
及びアンクランプ動作をさせる直動式アクチュエータ
と、移動グリッパを送り方向へ往復運動させる駆動手段
とを設け、アクチュエータと駆動手段とを所要のタイミ
ングで電気的に制御する。

【０００６】上述のアクチュエータをピエゾアクチュエ
ータ、または超磁歪アクチュエータとする。

【０００７】

【０００８】上述の駆動手段として、送り方向と直角な
上下方向を向けて設けたエキセン軸と、このエキセン軸
の偏心部に外嵌した偏心ブッシュと、この偏心ブッシュ
に外嵌し、一端を移動グリッパに連結したコネクチング
ロッドと、エキセン軸に外嵌し、エキセン軸の偏心部及
び偏心ブッシュの下面に隣接して半径方向に張り出した
アームに、偏心ブッシュの下面に立設した偏心ピンを係
合させる半径方向の溝を有し、機体に回転支持された外
筒軸と、エキセン軸及びこの外筒軸にそれぞれ連結さ
れ、この両軸に所要の角度位相を保持させたまま同調回
転制御する複数のサーボモータとを具備する。

【０００９】

【００１０】

【００１１】上述の移動グリッパとして、第１移動グリ
ッパ及び第２移動グリッパを設け、駆動手段として、第
１移動グリッパ及び第２移動グリッパにそれぞれ対応
し、送り方向と直角な水平方向を向けて機体に固設した
複数のサーボモータと、それぞれのサーボモータに直結
され、それぞれの中心から等距離の位置にある偏心ピン
を、それぞれ等長のリンクを介して第１移動グリッパ、
または第２移動グリッパに連結した偏心板とを具備す
る。

【００１２】上述の移動グリッパとして、第１移動グリ
ッパ及び第２移動グリッパを設け、駆動手段として、第
１移動グリッパ及び第２移動グリッパの中間位置に、送
り方向と直角な水平方向を向けて１８０°反対方向で、
かつ中心から等距離の位置に設けた複数の偏心ピンをそ
れぞれ互いに等長のリンクを介して第１移動グリッパ及
び第２移動グリッパに連結した偏心板とを具備する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１及び図２に本発明におけるプ
レス機械用コイル材送り装置の第１実施例を示す。以
下、同じ部材に対しては、同じ符号を用いて説明する。
機体１には、コイル材２の送り方向Ｆを向く水平方向の
ガイドロッド３、３を固設し、ガイドロッド３、３に
は、送り方向Ｆ端部に固定グリッパ４を固定し、送り方
向Ｆ入り口側に摺動自在に移動グリッパ５を設けてい
る。固定グリッパ４及び移動グリッパ５の側面図は、図
１３に示すように、コの字状を成し、下部上面にグリッ
プ台６、上部にグリップ台６に向けて伸縮し、グリップ
台６との間にコイル材２をクランプ及びアンクランプす
る直動式アクチュエータ７を上下方向に設けている。ア
クチュエータ７には、電気的に制御され、通電で伸び、
停電で縮むピエゾアクチュエータ、または超磁歪アクチ
ュエータを使用する。超磁歪アクチュエータは、ピエゾ
アクチュエータよりも強力なクランプ力を発揮出来る。

【００１４】アクチュエータ７を固定したホルダ８は、
外周にねじ部８Ａを有し、移動グリッパ５に上下方向調
整可能に螺合している。コイル材２の板厚を変更した場
合に、上下に位置調整してアクチュエータ７を最適位置
に調整し、ナット９で固定する。移動グリッパ５の中央
下部には、送り方向Ｆを向く雌ねじ１０を設け、これと
螺合するボールスクリュー１１と機体１に固設したサー
ボモータ１２とを連結している。サーボモータ１２を正
逆転制御し、移動グリッパ５を所要の送り長さで往復さ
せ、アクチュエータ７を所要のタイミングでクランプ、
またはアンクランプさせれば、コイル材２を送ることが
出来る。必要に応じて、送りの両端で停留させることも
出来る。サーボモータ１２及びアクチュエータ７は、電
気的に制御するので応答性がよく、高速運転に適すると
ともに、送り精度もよい。

【００１５】図３から図８に本発明の第２実施例を示
す。図３及び図４において、機体１にガイドロッド３、
３を設け、固定グリッパ４及び移動グリッパ５にグリッ
パ台６及びアクチュエータ７等を設けたことは、第１実
施例と同じである。移動グリッパ５を往復動させる駆動
手段が異なる。移動グリッパ５の下部の送り線上に中心
を一致させて上端部を固定した連結軸１３は、下端部を
コネクチングロッド１４の一端部に固定している。

【００１６】図５及び図６において、機体１に回転自在
に支持した外筒軸１５に同心に回転自在にエキセン軸１
６を設けている。エキセン軸１６の中心Ｏは、送り線上
に一致させている。エキセン軸１６の上端部には、中心
Ｏから偏心量ｅ１だけ偏心した中心Ｏ１を有する偏心部
１７を設けている。偏心部１７には、中心Ｏ１から偏心
量ｅ２だけ偏心した中心Ｏ２を有する偏心ブッシュ１８
を外嵌している。偏心ブッシュ１８には、中心Ｏ２から
中心Ｏ１と反対方向に偏心した偏心ピン１９を下向き突
設し、偏心ピン１９にはスライダ２０を回転自在に嵌合
している。偏心ブッシュ１８に外嵌したコネクチングロ
ッド１４には、他端部に連結軸１３の下端部を連結して
いる。外筒軸１６の上端部には、偏心部１７、偏心ブッ
シュ１８及びコネクチングロッド１４の下面に隣接する
アーム２１を所要の長さに張り出し、アーム２１の上面
に設けた半径方向の溝２２にスライダ２０を滑合してい
る。

【００１７】図３から図６に示すように、外筒軸１６の
下端部にはタイミングプーリ２３を、またエキセン軸１
６の下端部にはタイミングプーリ２４を、それぞれ固設
し、機体１に固設したサーボモータ２５、２６とタイモ
ングベルト２７、２７で連結している。図６のように、
送り線上にエキセン軸１６、その偏心部１７、偏心ブッ
シュ１８の中心Ｏ、Ｏ１、Ｏ２が並んだ状態の時、サー
ボモータ２５、２６を同調させて同一方向に連続して回
転制御すると、最大偏心量ｅ＝ｅ１＋ｅ２の２倍の送り
長さを連結軸１３を介して移動グリッパ５に与えること
が出来る。

【００１８】図７は、送り線に対しエキセン軸１６を、
サーボモータ２６でタイミングプーリ２４を介して図７
で下側へ６０°回し、外筒軸１５をサーボモータ２５で
タイミングプーリ２３を介して上側６０°２０′回すこ
とによって偏心ピン１９を介して偏心ブッシュ１８を回
した状態を示し、この角度位相を保持したままサーボモ
ータ２５、２６を同調させて回転制御すると、中心Ｏか
ら中心Ｏ２が最大偏心量ｅの約１／２偏心した状態が得
られ、移動グリッパ５に約１／２最大送り長さの往復動
を与えることが出来る。このようにして、所要の角度位
相をエキセン軸１６と外筒軸１５に与えることにより、
移動グリッパ５を所要の送り長さで往復動させることが
出来る。

【００１９】図８は、サーボモータ２５、２６をプレス
機械のクランク角と同調させて運転する場合の固定グリ
ッパ４及び移動グリッパ５の動作の一例を示す。サーボ
モータ２５、２６は、一点鎖線に示すように、移動グリ
ッパ５の送りエンド及び戻りエンドで停止時間を瞬間と
するか、一定時間とすることも出来る。サーボモータの
制御プログラムを変えることによって、種々の運動を与
えることが出来る。

【００２０】図９及び図１０に本発明の第３実施例を示
す。機体１にガイドロッド３、３を設け、固定グリッパ
４及び移動グリッパ５等を設けることは、第１実施例及
び第２実施例と同じである。但し、本実施例では、移動
グリッパ５を第１移動グリッパ５Ａと第２移動グリッパ
５Ｂとし、互いに対向して送りの方向Ｆに往復運動させ
る点が異なる。すなわち、第１移動グリッパ５Ａの下部
中央に送り方向Ｆを向く右雌ねじ１０Ａを設け、第２移
動グリッパ５Ｂの下部中央に送り方向Ｆを向く左雌ねじ
１０Ｂを右雌ねじ１０Ａと一直線上に設け、一端部を右
ねじ１１Ａ、他端部を左ねじ１１Ｂとしたボールスクリ
ュー１１をそれぞれ螺合させ、ボールスクリュー１１の
端部に設けたタイミングプーリ２８と機体１に固設した
サーボモータ２９のタイミングプーリ３０とをタイミン
グベルト３１で連結し、サーボモータ２９を正逆両方向
に回転制御して第１移動グリッパ５Ａ及び第２移動グリ
ッパ５Ｂを送り方向Ｆに対向して往復運動を与える。

【００２１】図１０は、第１移動グリッパ５Ａ及び第２
移動グリッパ５Ｂの往復動と、固定グリッパ４と第１移
動グリッパ５Ａ及び第２移動グリッパ５Ｂとのアクチュ
エータの動作をプレス機械のクランク角と対応させて示
した一例である。固定グリッパ４のアクチュエータ７の
動作をプレス機械のクランク角１８０°前後で、クラン
ク角１５０°から２１０°の間、プレス加工に見合う一
時的なアンクランプを与えている。また、プレス加工を
行う場合、実際に金型が加工を行う時期に応じて、第１
移動グリッパ５Ａ及び第２移動グリッパ５Ｂに送りエン
ド、戻りエンドで停止時間を与えることにより、送り及
び戻りに大きなクランク角範囲を与えることを示してい
る。こうすることにより、より高速なプレス機械に対応
出来る制御が可能である。

【００２２】図１１から図１３に、本発明の第４実施例
及び第５実施例を示す。機体１にガイドロッド３、３を
設け、固定グリッパ４及び移動グリッパ等を設ける第４
実施例、固定グリッパ４及び第１移動グリッパ５Ａ及び
第２移動グリッパ５Ｂ等を設ける第５実施例のこれらの
点は、第１実施例及び第２実施例、または第３実施例と
同じである。第４実施例は、送り方向Ｆと直角な水平方
向を向けて機体１に固設したサーボモータ３２を移動グ
リッパ５に対応させて設け、サーボモータ３２に直結し
た偏心板３３の偏心ピン３４と移動グリッパ５に設けた
ピン３５とをリンク３６で連結し、サーボモータ３２を
角度θだけ正逆両方向へ回転制御し、移動グリッパ５の
送り長さを制御出来る。

【００２３】第５実施例は、第１移動グリッパ５Ａ及び
第２移動グリッパ５Ｂにそれぞれ対応するサーボモータ
３２Ａ、３２Ｂを送り方向Ｆと直角な水平方向を向けて
機体１に固設し、それぞれに直結した偏心板３３Ａ、３
３Ｂの偏心ピン３４Ａ、３４Ｂと、第１移動グリッパ５
Ａ及び第２移動グリッパ５Ｂに設けたピン３５Ａ、３５
Ｂとをリンク３６Ａ、３６Ｂで連結し、サーボモータ３
２Ａ、３２Ｂを互いに反対回転方向へ角度θずつ同調さ
せて回転制御すれば、第１移動グリッパ５Ａ及び第２移
動グリッパ５Ｂを対向して送り方向Ｆへ同じ送り長さで
往復動させることが出来る。動作のタイミングは、第３
実施例で説明した図１０を参考にして、所要の制御を行
えばよい。

【００２４】図１４は、本発明の第６実施例を示す。機
体１にガイドロッド３、３を設け、固定グリッパ４と第
１移動グリッパ５Ａ及び第２移動グリッパ５Ｂを設けた
場合で、第１移動グリッパ５Ａ及び第２移動グリッパ５
Ｂの送り方向Ｆ中間に、送り方向Ｆと直角な水平方向を
向くサーボモータ３１を機体１に固設し、サーボモータ
３７に直結した偏心板３８に、その中心から反対方向
に、かつ等距離の位置に第１偏心ピン３９Ａと第２偏心
ピン３９Ｂを設け、これらのピンと第１移動グリッパ５
Ａ及び第２移動グリッパ５Ｂとを等長のリンク４０、４
０で連結し、サーボモータ３７を正逆方向に往復回転制
御し、第１移動グリッパ５Ａ及び第２移動グリッパ５Ｂ
を等しい送り長さで送り方向に往復運動させる。動作の
タイミングは、図１０に従って行えばよい。

【００２５】なお、上述の各実施例における移動グリッ
パの駆動手段は、設計上各種の変形を構成出来ること
は、言うまでもない。また、上述したサーボモータは、
現在の技術では極めて微少な角度制御が可能で、送り精
度は、従来の機械式よりもはるかによく、送り長さの設
定はデジタル押しボタンによりミクロン単位で行うこと
が出来、かつプレス運転中でも設定することが出来る。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、制御が全て電気的に出来るので、応答性がよ
く、あらかじめ動作のプログラムしておけるので、便利
で、かつ効率がよい。また、アクチュエータとサーボモ
ータの制御を金型に応じて最適のタイミングとすること
が出来るので、プレス機械の高速化に対応出来る。さら
に、サーボモータを制御して送り長さの微少な調整が可
能であり、送り長さの再現性が確実であり、送り長さの
精度を向上出来る。送り長さの設定もミクロン単位で可
能であり、かつプレス機械の連続運転中にも可能であ
る。また、固定グリッパ及び移動グリッパのクランプ及
びアンクランプをピエゾアクチュエータ、または超磁歪
アクチュエータで行うので、クランプ力が強く、かつ作
動時間は数ミリ秒と極めて早い。さらには、構造が簡単
で保守が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】本発明の第１実施例におけるプレス機械用コ
イル材送り装置の要部正面図

【図 ２】同じく、要部平面図

【図 ３】本発明の第２実施例におけるプレス機械用コ
イル材送り装置の要部正面図

【図 ４】同じく、要部平面図

【図 ５】同じく、移動グリッパに往復動を与える駆動
機構の要部正面図

【図 ６】同じく、要部平面図

【図 ７】同じく、送り長さを変更した場合の要部平面
図

【図 ８】同じく、プレス機械のクランク角と対応させ
た各部の動作タイミング線図

【図 ９】本発明の第３実施例における第１移動グリッ
パ及び第２移動グリッパを設けた場合の要部正面図

【図１０】同じく、プレス機械のクランク角と対応させ
た各部の動作タイミング線図

【図１１】本発明の第４実施例と第５実施例におけるプ
レス機械用コイル材送り装置の要部正面図

【図１２】同じく、要部平面図

【図１３】同じく、要部側面図

【図１４】本発明の第６実施例におけるプレス機械用コ
イル材送り装置の要部正面図

【符号の説明】

１は機体、２はコイル材、３はガイドロッド、４は固定
グリッパ、５は移動グリッパ、５Ａは第１移動グリッ
パ、５Ｂは第２移動グリッパ、６はグリップ台、７はア
クチュエータ、８はホルダ、８Ａはねじ部、９はナッ
ト、１０は雌ねじ、１１はボールスクリュー、１２はサ
ーボモータ、１３は連結軸、１４はコネクチングロッ
ド、１５は外筒軸、１６はエキセン軸、１７は偏心部、
１８は偏心ブッシュ、１９は偏心ピン、２０はスライ
ダ、２１はアーム、２２は溝、２３、２４、２８、３０
はタイミングプーリ、２５、２６、２９、３２、３２
Ａ、３２Ｂ、３７はサーボモータ、２７、３１はタイミ
ングベルト、３３、３３Ａ、３３Ｂ、３８は偏心板、３
４、３４Ａ、３４Ｂ、３９Ａ、３９Ｂは偏心ピン、３
５、３５Ａ、３５Ｂはピン、３６、３６Ａ、３６Ｂ、４
０はリンク、である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定グリッパに向けて、送り方向に移動グ
   リッパを往復運動させるプレス機械用コイル材送り装置
   に、前記固定グリッパと前記移動グリッパにクランプ及
   びアンクランプ動作をさせるピエゾアクチュエータまた
   は超磁歪アクチュエータと、前記移動グリッパを送り方
   向へ往復運動させる駆動手段とを設け、前記アクチュエ
   ータと前記駆動手段とを所要のタイミングで電気的に制
   御するプレス機械用コイル材送り装置において、前記駆
   動手段として、送り方向と直角な上下方向を向けて設け
   たエキセン軸と、このエキセン軸の偏心部に外嵌した偏
   心ブッシュと、この偏心ブッシュに外嵌し、一端を前記
   移動グリッパに連結したコネクチングロッドと、前記エ
   キセン軸に外嵌し、前記エキセン軸の偏心部及び前記偏
   心ブッシュの下面に隣接して半径方向に張り出したアー
   ムに、前記偏心ブッシュの下面に立設した偏心ピンを係
   合させる半径方向の溝を有し、機体に回転支持された外
   筒軸と、前記エキセン軸及びこの外筒軸にそれぞれ連結
   され、この両軸に所要の角度位相を保持させたまま同調
   回転制御する複数のサーボモータとを具備することを特
   徴とするプレス機械用コイル材送り装置
2. 【請求項２】固定グリッパに向けて、送り方向に移動グ
   リッパを往復運動させるプレス機械用コイル材送り装置
   に、前記固定グリッパと前記移動グリッパにクランプ及
   びアンクランプ動作をさせるピエゾアクチュエータまた
   は超磁歪アクチュエータと、前記移動グリッパを送り方
   向へ往復運動させる駆動手段とを設け、前記アクチュエ
   ータと前記駆動手段とを所要のタイミングで電気的に制
   御するプレス機械用コイル材送り装置において、前記移
   動グリッパとして、第１移動グリッパ及び第２移動グリ
   ッパを設け、前記駆動手段として、前記第１移動グリッ
   パ及び第２移動グリッパにそれぞれ対応し、送り方向と
   直角な水平方向を向けて機体に固設した複数のサーボモ
   ータと、それぞれのサーボモータに直結され、それぞれ
   の中心から等距離の位置にある偏心ピンを、それぞれ等
   長のリンクを介して前記第１移動グリッパ、または第２
   移動グリッパに連結した偏心板とを具備することを特徴
   とするプレス機械用コイル材送り装置
3. 【請求項３】固定グリッパに向けて、送り方向に移動グ
   リッパを往復運動させるプレス機械用コイル材送り装置
   に、前記固定グリッパと前記移動グリッパにクランプ及
   びアンクランプ動作をさせるピエゾアクチュエータまた
   は超磁歪アクチュエータと、前記移動グリッパを送り方
   向へ往復運動させる駆動手段とを設け、前記アクチュエ
   ータと前記駆動手段とを所要のタイミングで電気的に制
   御するプレス機械用コイル材送り装置において、前記移
   動グリッパとして、第１移動グリッパ及び第２移動グリ
   ッパを設け、前記駆動手段として、前記第１移動グリッ
   パ及び第２移動グリッパの中間位置に、送り方向と直角
   な水平方向を向けて１８０°反対方向で、かつ中心から
   等距離の位置に設けた複数の偏心ピンをそれぞれ互いに
   等長のリンクを介して前記第１移動グリッパ及び第２移
   動グリッパに連結した偏心板とを具備することを特徴と
   するプレス機械用コイル材送り装置