JP3657100B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に上型の昇降動作によりトリミング、絞り成形、穴開けなどの動作が行なわれるプレス装置に係り、特にワークのノックアウト用のピンの動作設定などの段取りを簡単に行なえるようにしたプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のプレス装置の断面図である。
図７に示すプレス装置は、複数の加工ステージが連設されて、各ステージ間でワークが移送されるトランスファープレスシステムのうちの１ステージを示している。
図７に示すプレス装置では、プレスフレーム１上にボルスター２が固定され、このボルスター２上に下型３が固定支持されている。上方には上部フレーム４が設けられ、この上部フレーム４にラムプレート５が昇降自在に支持され、且つクランク機構などで昇降駆動される。このラムプレート５に上型６が固定されている。図７に示すプレス装置では、型内に側方からワークＷａとして金属板が挿入され、上型６が下降して上型６と下型３とが型合わせされ、前記ワークＷａからブランクが切り出される。
【０００３】
図７に示すプレス装置では、プレスフレーム１、ボルスター２および下型３内で昇降自在な迎えピン７と、ラムプレート５および上型６内を昇降自在な押し下げピン８が設けられ、側方から搬入されたワークＷａから切り出されたブランクが、迎えピン７と押し下げピン８とで挟持されて下降させられ、フィンガー９で挟持可能な位置に移送される。その後に、フィンガー９と９でブランクが挟まれ、トランスファー機構１０によりブランクが次の加工ステージに送られる。
従来は、前記迎えピン７を昇降させる機構として、迎えピン７を上昇方向へ付勢するスプリング１１と、迎えピン７の下端のボス７ａに当接するカムアーム１２を有している。カムアーム１２は、軸１３に回転自在に支持されており、その基端に設けられたフォロワーローラ１４がカム１５の外周面に当接させられている。
【０００４】
カム１５は、前記ラムプレート５を昇降させる主軸（プレスクランク軸）の回転に同期するカム軸１６に固定されている。主軸の回転によりラムプレート５が下降し、上型６と下型３とでブランクが切り出されるタイミングに同期し、カム１５の回転位相に応じて、迎えピン７が上下する。上方の押し下げピン８も同様にしてカム機構により昇降させられ、ブランクの切り出しと、ブランクをフィンガー９の位置まで下降させるタイミングが同期させられる。
また図７に示すプレス装置が設けられた後の加工ステージでは、ブランクが絞り加工され、あるいは穴開け加工され、あるいはトリミング加工などが行なわれるが、それぞれのステージにおいても、型内にノックアウトピンが設けられている。ワークの加工の後に、ノックアウトピンの動作により、型からワークが離れるようになっている。そしてこれらの加工ステージにおいても、ノックアウトピンは、図７と同様にカム機構により昇降動作させられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図７に示す迎えピン７および押し下げピン８、さらにはノックアウトピンがカム機構により昇降させられるプレス装置では、以下に示す欠点がある。
（１）単位時間当りのワークの加工数を多くするためには、主軸（プレスクランク軸）およびカム軸１６を高速回転させる必要がある。しかし、図７に示すようなカム１５およびカムアーム１２を用いた機構では、カム軸１６の高速回転に限界があり、あまり速くしすぎると、フォロワーローラ１４がカム１５のカム面に正確に追従できなくなる。したがって、加工数としては１分間に１５０ショット程度が限界である。
【０００６】
（２）加工製品が変更となりピンの昇降動作タイミングや昇降距離を変更する場合に、段取り作業として、カム１５およびカムアーム１２などを取り換えることが必要になる。トランスファープレスシステムでは、各ステージ毎にカムを交換することが必要になり、段取りにかかる工数が非常に多くなる。また、各ステージ毎にカム機構の動作タイミングの微調整も必要になる。
（３）カム１５またはフォロワーローラ１４は磨耗するため、寿命が短く使用可能な期間が限られる。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、高速駆動が可能であり、またピンの駆動を変更する際の段取り作業や調整作業を短時間で且つ簡単にできるようにしたプレス装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下型が固定される下部支持台と、前記下型の上方に対向する上型を支持して前記下型に対して圧接離反方向へ昇降動作する昇降台と、前記下型内で昇降するピンおよび前記上型内で昇降するピンの少なくとも一方が設けられ、前記ピンにより加工後のワークを下型または上型から離す動作が行なわれるプレス装置において、前記ピンを昇降させる駆動源として回転量および回転のタイミングを制御可能なモータが設けられ、且つ前記昇降台の昇降動作に同期させて前記モータの回転量および回転のタイミングを制御する制御手段が設けられており、
前記下型および上型を有する加工ステージが複数連設されて、各ステージ間でワークを移送するトランスファー手段が設けられており、前記モータは各ステージ毎に設けられ、前記モータの回転量および回転のタイミングが各ステージ毎に設定可能とされており、
各ステージ毎に、モータの回転量および回転のタイミングを設定して前記制御手段に設定情報を与える設定手段が設けられ、前記設定手段では、前記ピンの動作が複数段階に区分され、各段階毎に、ピンの移動タイミングと移動距離とが個別に設定可能とされていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明での前記ピンは、下型内または上型内に昇降自在に設けられたものであり、例えば図２に示すような、加工されたブランクを挟んでトランスファー手段まで移送するための迎えピンおよび押し下げピン、図３に示すように加工されたワークを下型から持ち上げて離すためのノックアウトピン、さらには加工されたワークを上型からかき落として離すノックアウトピンなどである。
【００１０】
また、回転量と回転のタイミングを設定するモータは、エンコーダ付きのサーボモータあるいはその他のステッピング制御モータである。
【００１１】
本発明は、前記下型および上型を有する加工ステージが複数連設されて、各ステージ間でワークを移送するトランスファー手段が設けられており、前記モータは各ステージ毎に設けられ、前記モータの回転量および回転のタイミングが各ステージ毎に設定可能とされているいわゆるトランスファープレスシステムにおいて有用である。
【００１３】
さらに、各ステージ毎に、モータの回転量および回転のタイミングを設定して前記制御手段に設定情報を与える設定手段が設けられ、前記設定手段では、前記ピンの動作が複数段階に区分され、各段階毎に、ピンの移動タイミングと移動距離とが個別に設定可能とされている。
【００１４】
トランスファープレスシステムにおいて、各ステージ毎に、ピンの移動タイミングや移動距離を独立して設定できるため、複雑なプログラミングが不要であり、各ステージでのピンの動作を容易に設定可能である。
【００１５】
本発明では、カム機構を用いていないために、高速駆動が可能であり、例えば１分間に１５０ショット程度の処理あるいはそれ以上の高速処理も可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のトランスファー方式のプレス装置を示す平面図、図２は前記プレス装置の第１の加工ステージを示すものであり、図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図、図３は前記プレス装置の第４の加工ステージを示すものであり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
図１に示すように、トランスファー方式のプレス装置では、図示左側から右側へ第１の加工ステージ（ｉ）、第２の加工ステージ（ｉｉ）、第３の加工ステージ（ｉｉｉ）の順に並んでおり、最も右側が第１４の加工ステージ（ｘｉｖ）である。
【００１７】
図２及び図３に示すように、このプレス装置では、下部のプレスフレーム２１の上にボルスター２２が取付けられており、プレスフレーム２１とボルスター２２とで、下部支持台が構成されている。
図２に示すように、上方には上部フレーム２３が設けられ、この上部フレーム２３には、昇降台としてラムプレート２４が設けられている。図１に示すように、このラムプレート２４は１個設けられ、第１のステージ（ｉ）から第１４のステージ（ｘｉｖ）まで延びている。上部フレーム２３内には主軸（プレスクランク軸）が設けられ、この主軸の回転により前記昇降台としてのラムプレート２４が昇降動作する。そして、各加工ステージにおいて、ラムプレート２４の下面に上型が固定される。
【００１８】
図２に示す第１の加工ステージ（ｉ）では、金属板のワークＷａからブランクが切り出される。
このステージ（ｉ）では、ボルスター２２の上面に、下部ダイセット１８が設けられ、その上に下型２５ａが固定されている。ラムプレート２４の下面には上部ダイセット１９が設けられ、その下に上型２６ａが固定されている。前記ラムプレート２４が下降する際に、上型２６ａと下型２５ａとの型合わせにより、前記金属板のワークＷａからブランクＷｂが切り出される。
【００１９】
プレスフレーム２１、ボルスター２２および下型２５ａ内には、迎えピン２７が昇降自在に支持されており、ラムプレート２４と上型２６ａ内には、押し下げピン２８が昇降自在に支持されている。
下型２５ａと上型２６ａとが型合わせされ、ワークＷａからブランクＷｂが切り出されるが、その前に迎えピン２７が上昇して待機する。そして、ワークＷａからブランクＷｂが切り出された後に、押し下げピン２８が下降して、両ピン２７と２８とでブランクＷｂが挟持される。その後に、両ピン２７と２８が一緒に下降して、ブランクＷｂがフィンガー２９，２９で保持可能な位置ヘ下げられる。このとき、ブランクＷｂはフィンガー２９と２９とで挟持される。
【００２０】
そして、押し下げピン２８が上昇し、ブランクＷｂが開放される。開放されたブランクＷｂは、フィンガー２９と２９で挟持された状態でトランスファー機構により第２の加工ステージ（ｉｉ）へ移送される。
前記迎えピン２７の下端にはラック軸２７ａが連結されている。側方の支持体３０にはサーボモータＭ１が固定されており、このサーボモータＭ１によりピニオン軸３１が回転駆動される。ピニオン軸３１の先部にはピニオン歯３１ａが形成され、これが前記ラック軸２７ａに形成されたラックに噛み合っている。よって迎えピン２７は、サーボモータＭ１の回転により昇降駆動される。前記ラック軸２７ａの下端には検知ドグ２７ｂが設けられ、プレスフレーム２１には一対の近接スイッチ３２が設けられている。この近接スイッチ３２が検知ドグ２７ｂを検知することにより、迎えピン２７の昇降動作の上限と下限とが検知される。
【００２１】
上側の押し下げピン２８の上部にはラック軸２８ａが連結され、このラック軸２８ａにはラックが形成されている。前記支持体３０にはサーボモータＭ２が支持されており、このサーボモータＭ２によりピニオン軸３３が回転駆動される。このピニオン軸３３の先部にはピニオン歯３３ａが形成されており、このピニオン歯３３ａがラック軸２８ａのラックに噛み合っている。したがって、サーボモータＭ２の回転により、押し下げピン２８が昇降駆動される。
【００２２】
第２の加工ステージ（ｉｉ）以下の各ステージの構造は、ほぼ同じであるため、図３では第４の加工ステージ（ｉｖ）を代表して示している。
図３に示す加工ステージ（ｉｖ）においても、下部支持台としてプレスフレーム２１上にボルスター２２が設けられ、ボルスター２２上に下部ダイセット１８を介して下型２５ｂが固定されている。また上方では、昇降動作するラムプレート２４の下面に上部ダイセット１９を介して上型が固定されているが、図３ではラムプレート２４、上部ダイセット１９および上型の図示を省略している。この第４の加工ステージ（ｉｖ）では、ラムプレートおよび上型が下降し、上型と下型２５ｂとが型合わせされることにより、穴開け加工、または絞り加工やトリミングなどの加工が行なわれる。
【００２３】
この加工ステージ（ｉｖ）では、プレスフレーム２１、ボルスター２２、下部ダイセット１８および下型２５ｂ内に昇降自在なノックアウトロッド３６が設けられている。ノックアウトロッド３６の縦方向の上方にはノックアウトピン３５が設けられ、このノックアウトピン３５は下型２５ｂ内の上部に摺動自在に支持されている。前記ノックアウトロッド３６の縦方向の中心部分と、プレスフレーム２１内との間にはスプリング３７が介装されており、このスプリング３７によりノックアウトロッド３６およびノックアウトピン３５が上方へ付勢されている。
【００２４】
プレスフレーム２１とボルスター２２との中間には駆動アーム３８が設けられ、支持軸３９に回動自在に支持されている。駆動アーム３８の先端部３８ａはノックアウトロッド３６に掛止され、基端部３８ｂはナットホルダ４１に掛止されている。この加工ステージ（ｉｖ）では、プレスフレーム２１に、サーボモータＭ３が固定されており、このサーボモータＭ３の駆動軸Ｍ３ａにより、ボールねじ４２が駆動される。前記ナットホルダ４１は前記ボールねじ４２に螺着されている。
したがって、サーボモータＭ３が駆動されると、ボールねじ４２が回転し、ナットホルダ４１が上下に移動し、これにより駆動アーム３８が回動して、ノックアウトロッド３６が昇降する。
【００２５】
前記フィンガー２９，２９で挟持されたワークが下型２５ｂ上に移送された後に上型が下降してワークに対して所定の加工がなされる。さらに上型が下型２５ｂから離れると、その直後にノックアウトロッド３６が上昇し、ノックアウトロッド３６の上端でノックアウトピン３５が持ち上げられ、このノックアウトピン３５の上端３５ａでワークが下型２５ｂから離される。そしてワークがフィンガー２９，２９で保持され次の加工ステージに送られる。
【００２６】
図４は、加工ステージ（ｉｖ）での動作タイミングを示している。
横軸の角度は、上部フレーム２３内に設けられた主軸（プレスクランク軸）の回転角度を示している。図４に示す中心線Ｈは、下型２５ｂの上面の高さ位置を示している。前記主軸により駆動されるラムプレート２４の下降による上型のワーク押し込み位置をＬ２４で示している。Ｌ２４はほぼサイン曲線である。
【００２７】
図３に示す第４の加工ステージ（ｉｖ）では、主軸の回転角度が９３°となる時点（イ）での、下型２５ｂの上面と、上型のワーク押えとの間隔をｈ１で示している。時点（ロ）では上型のワーク押し込み位置が下型２５ｂの上面に一致する。その後のラムプレート２４の下降により上型のワーク押し込み位置がＨ１まで下降する。その後は上型のワーク押し込み位置Ｈ１と、線Ｌ２４の軌跡で下降するラムプレート２４との高さの差はスプリングで吸収される。上型のポンチなどが下型２５ｂ内に入り込んで穴開けなどの加工が行なわれるときの加工高さをｈ３で示している。
主軸が２００°の角度に至った時点（ハ）でワークに対する加工が完了する。その後のラムプレート２４の上昇により、上型のワーク押えが（ニ）の時点以後、下型２５ｂから離れる。
【００２８】
図４においてＬ３５はノックアウトピン３５の上端３５ａの高さ位置を示している。（ホ）の時点では、ノックアウトピン３５の上端３５ａが下型２５ｂの上面にほぼ一致している。（ホ）の時点から上型の下降に追従してノックアウトピン３５が下降し、（ヘ）の時点ではノックアウトピン３５の上端３５ａは下型２５ｂの上面よりｈ４だけ下方に位置する。その後に、上型が下降してワークが加工される（ヘ）からは（ト）の▲２▼の期間、ノックアウトピン３５の上端３５ａは、下降している上型のワーク押えの下面よりもｈ３だけ下に位置している。加工が完了して上型が上昇していくと、（ト）の時点以降、上型の上昇に追従してノックアウトピン３５が上昇し、（チ）の時点では、ノックアウトピン３５の上端３５ａが下型２５ｂの上面よりも上方へ突出して、ワークが突き上げられ、ワークが下型２５ｂから離れる。その後に、期間▲３▼を経過した後に（リ）の時点からノックアウトピン３５が下降し、その上端３５ａは（ヌ）の時点で下型２５ｂの上端に一致する。
図４では、ノックアウトピン３５が段階▲１▼（（ホ）−（ヘ））、段階▲３▼（（ト）−（チ））、および段階▲５▼（（リ）−（ヌ））の、３段階の動作を行う。
【００２９】
図５は前記プレス装置の回路構成を示すブロック図である。
電気回路としては、プレスフレーム２１内に設けられている主軸（プレスクランク軸）に設けられたエンコーダ５１により、主軸の回転角度が検出される。このエンコーダ５１からの検出パルスは、パルス分配器５２により各ステージ毎に分配される。
各ステージには、同種の回路が設けられている。ただし前記プレス装置では、第１の加工ステージ（ｉ）に２個のサーボモータＭ１とＭ２が設けられ、第２の加工ステージ（ｉｉ）以下には、１個のサーボモータＭ３（複数の場合もある）が設けられているが、図５では全てのステージのサーボモータを符号Ｍで示している。
【００３０】
各ステージには、制御手段として、コントロール基板５３、同期回路５４、モータドライバ５５が設けられている。また各ステージには、設定手段としてスイッチボード６０が設けられている。各ステージでのピン（例えば図３に示すノックアウトピン３５）の駆動タイミングや移動距離は、前記スイッチボード６０に入力される。スイッチボード６０での設定およびパルス分配器５２からのパルスに基づいて、コントロール基板５３に実装されたＣＰＵなどを含む主制御部５３ａから同期回路５４に指令信号が出される。同期回路５４ではサーボモータＭに設けられたエンコーダ５６からのエンコーダ信号との同期がとられ、指令信号としてモータドライバ５５に与えられる。そしてモータドライバ５５によりサーボモータＭが駆動される。
サーボモータＭの回転は前記エンコーダ５６により検出され、そのエンコーダ信号がモータドライバ５５に与えられて、モータドライバ５５でのフィードバック制御に用いられる。さらに前記エンコーダ信号は、同期回路５４に与えられ、エンコーダ信号に基づいて原点が検出され、この原点信号が前記主制御部５３ａに与えられる。
【００３１】
図６は、各ステージ毎に設けられる設定手段としての前記スイッチボード６０の構造を示している。このスイッチボード６０には多数の設定スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃが設けられ、各設定スイッチ６１ａ，６１ｂでは図４の横軸に示す角度情報が入力される。６１ｃでは、図４の縦軸に示す移動距離情報が入力される。
前記設定スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、横一列に並び、この列が上下に４列設けられ、上からスイッチ列Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４となっている。このスイッチボードでの設定を、図４に示すノックアウトピン３５の制御に対応させて説明すると、スイッチ列Ｓ１により、図４に示すノックアウトピンの段階▲１▼の動作が設定され、スイッチ列Ｓ２，Ｓ３によりそれぞれ段階▲３▼，段階▲５▼の動作が設定される。Ｓ４はこのステージでは動作はなく予備である。
【００３２】
各スイッチ列Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４では、設定スイッチ６１ａにより開始角度Ａが設定され、設定スイッチ６１ｂで割付角度Ｂが設定され、設定スイッチ６１ｃで移動距離Ｃが設定される。例えば図４に示す段階▲１▼では、開始角度Ａが（ホ）、割付角度Ｂが（ホ）−（ヘ）間の角度、移動距離Ｃがｈ４である。段階▲３▼では、開始角度Ａが（ト）、割付角度Ｂが（ト）−（チ）、移動距離Ｃがｈ５である。段階▲３▼においても同じである。
この設定手段では、スイッチ列Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４により、ノックアウトピン３５の各段階の動作タイミングおよび動作量を個別に設定できるため、ワークの変更の際の段取り作業が簡単であり、また微調整も容易である。この設定は、各ステージ毎に可能であるため、ステージ全体を制御するような複雑なプログラムの設定は不要である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明では、ノックアウトピンなどのピンの駆動をモータによりカムを用いないで行なっているため、高速駆動が可能である。またワークの変更などに対応する段取り作業も簡単に行うことができる。また、トランスファー方式において、各ステージ毎に行う段取りおよび微調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトランスファー方式のプレス装置を示す平面図、
【図２】図１のプレス装置の第１のステージを示すＩＩ−ＩＩ線の断面図、
【図３】図１のプレス装置の第４のステージを示すＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、
【図４】第４の加工ステージの動作タイミングを示す線図、
【図５】電気回路の構成を示すブロック図、
【図６】設定手段であるスイッチボードの正面図、
【図７】従来のプレス装置の断面図、
【符号の説明】
２１ プレスフレーム
２２ ボルスター
２４ ラムプレート（昇降台）
２５ａ，２５ｂ 下型
２６ａ 上型
２７ 迎えピン
２８ 押し下げピン
３１，３３ ピニオン軸
３５ ノックアウトピン
３８ 駆動アーム
４１ ナットホルダ
４２ ボールねじ
５１ 主軸エンコーダ
５２ パルス分配器
５３ａ 主制御部
６０ スイッチボード（設定手段）
Ｍ サーボモータ

Claims (1)

1. 下型が固定される下部支持台と、前記下型の上方に対向する上型を支持して前記下型に対して圧接離反方向へ昇降動作する昇降台と、前記下型内で昇降するピンおよび前記上型内で昇降するピンの少なくとも一方が設けられ、前記ピンにより加工後のワークを下型または上型から離す動作が行なわれるプレス装置において、前記ピンを昇降させる駆動源として回転量および回転のタイミングを制御可能なモータが設けられ、且つ前記昇降台の昇降動作に同期させて前記モータの回転量および回転のタイミングを制御する制御手段が設けられており、
   前記下型および上型を有する加工ステージが複数連設されて、各ステージ間でワークを移送するトランスファー手段が設けられており、前記モータは各ステージ毎に設けられ、前記モータの回転量および回転のタイミングが各ステージ毎に設定可能とされており、
   各ステージ毎に、モータの回転量および回転のタイミングを設定して前記制御手段に設定情報を与える設定手段が設けられ、前記設定手段では、前記ピンの動作が複数段階に区分され、各段階毎に、ピンの移動タイミングと移動距離とが個別に設定可能とされていることを特徴とするプレス装置。

Images