JP3732355B2

JP3732355B2 - プレス機械

Info

Publication number: JP3732355B2
Application number: JP12081099A
Authority: JP
Inventors: 一雄中元; 定男佐野; 孝之栗原
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP2000312992A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望によりせん断加工から、曲げ加工、絞り加工、各種成形加工、圧縮加工、及び結合加工を行い得るプレス機械、そして大型大容量機よりは小型高速プレス機械、例えばダイイング形のプレス機械等として構成して好適なもので、ベッドのボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型が固定され、前記スライドの往復移動がリニアモータによって駆動される形式のプレス機械の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スライドの往復運動をリニアモータによって駆動する形式のプレス機械として、特開平１０−２０２，３９７号公報に記載のものと、日刊工業新聞社発行「プレス機械」Ｖｏｌ．３６、Ｎｏ．９、（８／１９９８）Ｐ６６〜７１「学習制御を用いたリニアモータ駆動ＣＮＣプレスの開発」に記載のものとがある。
【０００３】
前者は、そのリニアモータ自体に関する記載内容が判然としていない所があるが、スライドの往復運動をリニアモータによって駆動するために、リニアモータの移動子がスライドの側面に固定されたプレス機械、及び、スライドが機台の上方に配置される少なくとも２個のガイドポストに支持される形式のプレス機ではガイドポストを連結する連結部材にリニアモータを取付ける（アンダドライブ式）こと等、及びこうすることによってクランクシャフト等のない極めてコンパクトで簡単な構造の、製作コストの低減できるプレス機が提供でき、しかもスライドの速度を自在に変化させることが可能で、高性能で十分な推力を発揮できると主張している。そして、この公報によれば、前記スライドが機台に固定されるリンク機構に接続され、このリンク機構によって駆動されるプレス機械も開示されている。
【０００４】
前記後者の文献には、前記前者の文献に記載開示のアンダードライブ式リニアモータプレス機につき具体的で詳細な開示がある。これを概略構成を説明するための縦断正面図の図６により説明すると、１は中空箱枠状の機台で、上端と下端の四角枠板１Ａ、１Ｂには、上端部がスライド２に取付け固定された４本のガイドポスト３が夫々貫挿する、好ましくは、リニアモーションボールベアリングのようなガイド部材４が設けられ、前記上端枠板１Ａの上面には、スライド２に取付けられる図示しない上型に対して下型が取付けられるボルスタ５が設けられている。そして、推力が６ＫＮ（≒６１２ｋｇｆ）のリニアモータ６、７を４個図示の場合左右両側面に各２個、夫々上下方向に推力を作用させ得るように並設されている。即ち、図示の場合６Ａ、７Ａは機台１の相対向する左右の内壁面に内側を向いて取付けられた励磁コイル又はヨーク鉄芯と巻回励磁コイルからなる固定子、６Ｂ、７Ｂは前記固定子６Ａ、７Ａと微小間隙を隔てて相対向するようにガイドポスト３に連結される磁石板で、永久磁石片が所定個数上下移動方向に接着列設されている。
【０００５】
８は、４本のガイドポスト３を相互一体に連結する連結部材で、ガイドポスト３が挿通する上下一対の連結版８Ａと、該一対の連結版８Ａをガイドポスト３の軸方向に所定の間隙を隔てた状態に結合する前記磁石板６Ｂ、７Ｂを張りつける両側面の結合版８Ｂと、之等をガイドポスト３に固定する結合具８Ｃとからなり、そして、該連結部材８は、相当の重量を有する所から、該連結部材の重量を打消すバランサを取付け、モータ６、７の駆動力のみがプレス加工に寄与するように工夫されている。
【０００６】
また、この開発プレス機には、図示してないが、金型部にリニアスケールの位置検出装置が設けられ、スライドの精密な位置検出を行ない、実際のスライドの位置と設定値との差がなくなるような学習制御を行うことにより、プレス加工時の機械本体の変形、打抜き時のブレークスルーによるスライドの動き、さらに室温変化や機械の昇温による下死点精度劣化など、あらかじめ予測できない動きを補償し、負荷時における正確な下死点精度を実現することをねらっているとしている。
【０００７】
そして、この開発プレス機の運動特性として、▲１▼プレス容量として、計算荷重の２４ＫＮが得られ、▲２▼低速および高速のストローク数としては、定圧静止負荷で制御に問題があるものの、最低１ｒｐｍから、設計値の３０ｍｍストローク、１００ｒｐｍ、及び最高で５ｍｍ、６００ｒｐｍまで駆動でき、▲３▼下死点精度は、ブレークスルーが生ずる打抜き加工において、位置検出点で±５μｍに入れることができ、この値を長時間運転において維持できるとされる。又、▲４▼スライドストロークの位置及び速度において、任意のプログラム制御ができ、そのストローク位置精度度が工作機械並みであり、そして、▲５▼打抜き音等の加工音以外は殆ど騒音の発生が無く、加工時の速度を下げることにより加工音も大幅に低下させることが出来るとされる。
【０００８】
そして、上述した点を含む多くの特徴点を挙げ、従来のプレス機械との比較で、油圧プレスの機能をメカプレスで実現すると共に、「高速性」と「スライド精度」と「制御性」を大幅に向上させているものの、用途開発が未だで、実用に供されていないのが実状のようである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
よって検討するに、上述のリニアモータを搭載したプレス機械の適切な用途開発が行われず、かつ該機械及び技術を普及させられない理由は、大きく分けて技術面と価格面との理由があると思われる。
【００１０】
まず、前者の技術面に就いて見ると、折角リニアモータを用い、かつ、「高速性」を特徴として謳いながら、スライド２の移動速度が、充分高速度となっておらず、スライド２の移動が真に高速度になった場合に得られる新規及び／又は有用な効果が得られていないものと思われる。
【００１１】
また、プレス機械は、同一推力（６ＫＮ）の４個のリニアモータ６、７が、図示の場合左右の各側面に２個ずつ並列され、各リニアモータの電磁石固定子６Ａ、７Ａと磁石板可動子６Ｂ、７Ｂ間の可成り強力な磁気吸引力を右側と左側に相殺させてバランスさせてあるので、この磁気吸引力に直角な方向のスライド２の移動に障害を与えないはずであるが、そのためには定格推力１２ＫＮと言う大きな容量のリニア交流同期モータにより両側から引張られている可動子側の連結部材８を可成り頑丈に造る必要があると思われる。
【００１２】
そして、さらに、前述したように、当該プレス機械は、前述連結部材８の重量を打消すバランサーを取り付けけているとしているが、このバランサーが重力の加速度程度、又はそれ以上の加速度で増速するリニアモータの駆動に応答するものか明らかでない。
【００１３】
次に、上記した価格面であるが、当プレス機械は、最大上型重量が約３０ｋｇ前後程度のものと思われる所、可成大容量のリニアモータを４個も登載して居り、ＡＣサーボモータ等に対し、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等の超強力磁石や固定子用電磁構造体の使用及び高速移動のための電源及び精密制御の制御装置等を必要とする所から、例えば従来からのＡＣサーボモータのねじ式プレス機械等に比較して高価なものとなり、費用対効果の点からも用途開発は難しいものと思われる。
【００１４】
従って本発明は、駆動モータとしてリニアモータを搭載することによりスライドの移動が制御性良く高精度に行われるだけでなく、真に高速度で移動してプレス加工するプレス機械、しかもその搭載するリニアモータを大推力の大容量のものとする必要がない構造のプレス機械で、かつ構造を簡単にしてスライドを含む可動部を軽量に製作でき、安価に製作可能なプレス機械を提供することを目的とする。
【００１５】
【発明を解決するための手段】
前述の本発明の目的は、（１）機台のボルスタに固定された下型に対して往復運動するスライドに上型が固定され、前記スライドの往復運動がリニアモータによって駆動されるプレス機械において、
前記スライドに上端側が連結固定され、下方側が機台に設けたガイド部材によって軸方向に案内される複数本のガイドポストと、該ガイドポストの夫々に移動軸方向と直交する方向に互に背向させて永久磁石片を軟磁性板に移動方向に沿って接着列設した一対の磁石板が固定して設けられ、該各磁石板の磁石片面にヨークと巻回励磁コイルとからなる電磁石の固定子が微小間隙を隔てて相対向するように機台に設けられたリニアモータと、前記スライドの機台に対する移動位置を検出するように両者の順次の位置指令を出力する制御装置と、前記位置検出装置の検出位置信号と制御装置の出力位置指令とを比較演算してその偏差が所定となるように前記固定子の励磁コイルに励磁電流を出力して前記スライドと共に各ガイドポストを可動子として移動させるリニアモータの駆動装置とを備えて成るプレス機械装置とすることにより、より良く達成される。
【００１６】
また、前述本発明の目的は、（２）前記上型を取り付けたスライド部を含む複数のガイドポストと磁石板から成るリニアモータの可動子が、その重量に釣り合う反力を加えるエアバランサによりガイドポスト間の中間位置で移動軸方向に移動自在に機台に保持されて成る前述（１）に記載のプレス機械装置とすることにより、より良く達成される。
【００１７】
また、前述本発明の目的は、（３）前記エアバランサに供給する空気圧を調整制御する電空レギュレータを有し、プレス加工の開始に先立って、前記リニアモータの駆動装置からの励磁コイルの励磁電流が実質上零となるように手動調整設定により、または前記励磁電流検出による自動の制御設定装置により前記電空レギュレータの空気圧が調整設定される前述（２）に記載のプレス機械装置とすることにより達成される。
【００１８】
また、前述本発明の目的は、（４）前記スライドの移動によるプレス加工動作に関し、予め設定したスライドモーション指令値と、前記リニアエンコーダ位置検出装置による検出位置信号とを全ストローク動作にわたって比較演算し、両者の偏差が予め設定した所定値を越えないように可動子を移動させて位置補正を行う前述（１）に記載のプレス機械装置とすることにより、より良く達成される。
【００１９】
また、前述本発明の目的は、（５）前記偏差検出による所定の位置補正の範囲が、スライドの上型が被加工体との接触開始位置から、下死点位置を経由し、被加工体と開離するスライド上昇領域迄とする前述（１）に記載のプレス機械装置とすることにより達成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明を、フレキシブル基板を高速、高精度に打ち抜くための従来油圧か、またはクランク式のスタンピングプレス機械に適用した場合の実施例の構成説明図で、図１は、前述図６の縦断正面図と同様な縦断正面図、図２は、図１のＡ−Ａ‘線に沿う横断面平面図である。なお、前述図６に記載説明のものと同一また同一機能物には、出来るだけ同一の符号を付すようにする。
なお、このリニアスタンピングプレス機械のプレス材のフィーダや供給、巻取部等を除くプレス機械部分の大略の仕様を示しておく。
加圧能力（ｔｏｎ）ＭＡＸ１
ストローク長さ（ｍｍ）ＭＡＸ１００
ストローク数（ｓｐｍ）ＭＡＸ３００
ボルスター面積（ｍｍ）３２０×２５０
スライド面積（ｍｍ）５００×４００
オープンハイト（ｍｍ）２５０
下死点精度（μｍ）５
位置決めリニアスケール（１μｍ）
駆動部リニア交流同期モータ、油冷却
定格推力４ＫＮ（０．５ＫＮ×８）
【００２１】
図１及び図２に於いて、各ガイドポスト３は下端部に於いて廻り止め板９に固定され一体となるが、各ガイドポスト３には互に独立して各２個のリニアモータ６、７が設けられる。前記リニアモータは、縦長の軟磁性板に永久磁石片を移動方向に所定個数取付けた磁石板６Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、７Ｂを永久磁石片が接着等取り付けてある側の面を互いに背向させ、ガイドポスト３、３を挟着した状態で結合板６Ｄ、６Ｄ、７Ｄ、７Ｄ、により結合し、この磁石板６Ｂ、７Ｂを、溶接、又は図示の場合テーパピン６Ｅ、７Ｅ、によりガイドポスト３に固定し取付け、磁石板６Ｂ、７Ｂ、ガイドポスト３、３、及びスライド２が一体となってリニアモータの可動子となる。そしてもう一方の固定子は、硅素鋼板を積層したヨーク鉄芯とこれに励磁コイルを所望に巻回した電磁石６Ａ、６Ａ、７Ａ、７Ａであって、固定子取付板６Ｃ、６Ｃ、７Ｃ、７Ｃに取付けられると共に油冷却の冷却パイプ等が内装配管してあり、ヨーク鉄芯の界磁面を、磁石板６Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、７Ｂの、永久磁石片の面に例えば、０．６〜０．８ｍｍ前後程度の微小間隙を隔てて相対向するように、前記取付板６Ｃ、７Ｃにより機台１に形成した取付窓等に取付け調整される。即ち、各ガイドポスト３は、上下の機台１に連結固定された中空柱状の固定子取付け枠体１Ｃ，１Ｄ中に挿通した状態に配設され、該取付け枠体１Ｃ，１Ｄの相対向する両側面に形成された取付け窓１Ｅに、前記電磁石から成る固定子６Ａ、７Ａが嵌め込まれ、位置調整をしてしっかりと固定される。
【００２２】
上記のように、一対のリニアモータ６、７の磁石板可動子６Ｂ、７Ｂを、各ガイドポスト３の両側に背向させて直接貼り付ける等の取付け構成として、各ガイドポスト３を直接付設のリニアモータで直接駆動するようにしたから、移動部分を軽量に造ることができ、大推力で大容量のリニアモータを使用する必要がなく、より軽量化が図られ、応答性が良く、高速度で移動させることができるようになる。
【００２３】
１０はエアバランサで、シリンダ１０Ａの頂部をボルスタ５下部の機台１に固定し、ピストン１０Ｂに連結されたピストンロッド１０Ｃの先端を前記廻り止め板９中心に連結固定し、図示の場合シリンダ１０Ａ下部室に所定圧力の空気をエアレギュレータ等を介して導入することにより、前述スライド２、４本のガイドポスト３、各ガイドポスト３に各２個設けたリニアモータの磁石板６Ｂ、７Ｂ、及び前記廻り止め板９から成るリニアモータ６、７の可動子を機台１に対して、リニアモータ６、７の励磁電流が零の状態となるように保持させると、下降及び上昇の加速中は重力の加速度の影響を受けるが、上死点と下死点のモータの速度零の停止時には、上死点時に電流が零、成形開始時から下死点時の間はプレス加工に必要な力を発生させる励磁をし、またスライドストロークの下降及び上昇領域におけるほぼ等速の移動時には、その速度を維持する力を発生させる励磁をすれば良い。
【００２４】
１１は、リニアスケール１１Ａとセンサ１１Ｂとから成るリニアエンコーダで、図示の場合、スケール１１Ａが固定部の機台１に、センサ１１Ｂがスライド２に取付けられ、スライド２のスライドストローク上の位置を読み取り検出するもので、図示しないパソコン等を利用したプレス加工用の数値制御装置等の制御装置からのスライドモーション指令に応ずるスライド２の全運動経路に於いて、その位置を検出することができ、制御装置からの指令のスライドモーションの運動パターンと、スライド２の実際の運動パターンとの下死点位置を含む同一座標位置に於ける偏差を検出演算し、その偏差が所定値より大きいか大きくなろうとする場合、または所定値より大きい状態の発生頻度等に応じて補正をすることができ、そして、この補正は常時、かつ運動パターンの所望の一部、または全部において可能となるから、プレス加工の精度を保つことができる。
【００２５】
図３は、前記リニアモータ６、７と、エアバランサ１０の駆動制御の態様を説明するためのブロックダイアグラム図で、前者の位置、速度、及び推力制御の方から説明する。
１２は、ＮＣ装置等の制御装置で、図示しないフィードフォワード制御ユニット等が並設されていて、位置制御ユニットと速度制御ユニットを有する位置速度制御部１３にスライドモーション位置指令を出力し、位置指令とリニアエンコーダ１１からのフィードバック検出位置信号の偏差をとり、該位置偏差に基づいて位置制御ユニットで所定のゲインに応じて演算し、速度指令を出力する。そして、該速度指令に応じて設けられるフィードフォワード制御ユニット位置指令の適宜先読み信号の微分信号が加算され、次いで、リニアエンコーダ１１からのフィードバック検出位置信号から生成した速度信号の偏差を取り、該速度偏差に基づいて速度制御ユニットで所定のゲインに応じて演算し、電流指令を出力する。そして、該電流指令に必要に応じて設けられる前記フィードフォワード制御ユニットの位置指令の適宜先読み信号の２回微分信号が加算され、次いで、電流制御部１４からリニアモータ６、７に出力した推力発生の励磁電流１４Ａを検出フィードバックした電流信号の偏差を取り、該電流偏差に基づいて電流制御部１４で所定のゲインに応じて演算し、サーボアンプより、前記所定の推力に応じた電流をリニアモータ６、７に出力させ、励磁コイル６Ａ、７Ａを励磁する。
【００２６】
そして、以上の制御装置１２からの位置指令の出力及びリニアエンコーダ１１からのフィードバック検出位置信号との演算開始から、電流制御部１４から所定に制御された励磁電流が出力して、リニアモータ６、７が所定に作動する迄の一連の制御ループを長くても１０ｍｓｅｃ程度以内、好ましくは約２ｍｓｅｃ程度の短いサンプリングタイムで、上死点のスタート開始から、下降領域を経て被加工体と接触し始める加工開始点、下死点位置、そして被加工体から開離し、上昇領域を経て上死点位置に戻るまでの間、次々と高速で繰り返して取り込み、そして必要に応じ一時的に記憶し、さらには蓄積して、リニアモータ６、７を高速で制御してスライド２を駆動することにより、該スライド２を、後述エアバランサ１０の作動と相俟って、例えば、約１Ｇ乃至２Ｇの加速度で加速して、少なくとも数１０ｍ／ｍｉｎ程度、またはそれ以上の高速度で移動させてプレス加工が行えるようになる。
【００２７】
次に、前述エアバランサ１０の供給空気圧の調整設定について説明すると前記エアバランサ１０には、コンプレッサ等の加圧空気圧源１５から、エアドライア１６、フィルタ１７及び必要に応じて設けられるアキュミュレータ等のエアタンクを介し、エアレギュレータ１８、そしてエアバランサ１０への供給空気圧を所望に調整設定する電空レギュレータ１９で、該電空レギュレータ１９のエアバランサ１０供給空気圧を制御決定する電圧信号は、電圧制御ユニット２０に於いて生成供給される。
【００２８】
スライド２等のリニアモータ６、７の可動子部分を、その重量に釣合う反力を加えて保持し、上死点位置等の適宜の位置で、上記可動子部分が昇降移動せず停止状態にあるとき、リニアモータ６、７の固定子励磁コイル電流が実質零となるように電空レギュレータ１９はエアバランサ１０への供給空気圧力を調整設定する。而して、このような空気圧の調整設定は、スライド２に取付けられる上型が交換されて可動子部分の重量変化があったときＴＣ、あるいはプレス加工作業のために機械のスイッチをオンにした時ＰＯ，あるいはプレス加工開始の時ＭＳ等に行えば良いので、そのような時にスイッチ２１をオンにして、前述電流制御部１４へ入力する電流指令をローパスフィルタ２２を介して取り込み、制御装置１２から入力する基準電流指令αと加減算部２３で演算し、偏差をユニット２０に入力する。この電流偏差は、制御装置１により比例ゲインｋｐが設定してある演算部２４と積分ゲインｋｉが設定してある演算部２５に入力するが、後者の演算部２５に入力する加減算部２３の出力電流偏差は、後向き単一ループのフィードバック系２７の挿設により、一回前の制御ループに於ける電流偏差Ｚ^−１と加算部２６で加算されて入力され、演算され、両演算部２４、２５の演算出力は加算部２８で演算されて電圧指令を生成し、このデジタルの電圧指令をＤ／Ａ変換機２９により変換して制御電圧を電空レギュレータ１９に出力し、供給空気圧を調整制御する。
【００２９】
以上の制御ループを電流指令が前述約１０ｍｓｅｃ前後、またはそれよりも短い時間間隔で出力して電圧制御ユニット２０に入力する毎に繰り返し行われ、通常入力する前記電圧指令が零となり、基準電流指令αも零で、加算部２３の演算出力が零となった時、電空レギュレータ１９の制御電圧の設定操作終了信号ＦＯを出力する。この場合この終了信号ＦＯは、前記制御装置１２に供給され、必要に応じプレス加工開始による電流指令が入力しないようスイッチ２１を開放するものであるが、電空レギュレータ１９への制御電圧は、保持されて出力し続けるように為されるものである。なお、前記演算部２４、２５の比例ゲインｋｐと積分ゲインｋｉの値は、制御系に遅れがなく、また振動現象を起こさない適宜な値が設定されるものである。
【００３０】
前記の制御電圧は、エアバランサ１０の下部室に供給充填される空気圧を決定維持し、可動子部分の上死点位置等における停止時には、可動子部分の重量に釣り合う反力を加えて保持し、リニアモータ６、７に対しては、負荷零、したがって励磁コイル６Ａ、７Ａの励磁電流が実質零の状態にある訳であるが、スライドモーション指令等に従う可動子部分の下降領域降下中は、図示実施例の場合、上部シリンダ室開放のエアバランサ１０は、下部シリンダ室の空気圧を殆ど増大させることなくピストン１０Ｂの下降に電空レギュレータは高速追従して脱気し、逆に上昇領域上昇中は、同下部シリンダ室の空気圧を殆ど低下させることなく電空レギュレータ１９は給気するものである。
【００３１】
図４は、Ａ図が当初のスライドモーション指令値の時間特性曲線（太実線）と、該指令に基づくスライド２の実移動特性曲線（破線）を、またＢ図は、前記検出移動特性に応じて変更した指令値の特性曲線（太実線）と、該変更指令値によるスライド２の修正された実移動特性曲線（細実線）とを示すもので、図示の場合は、学習補正エリアを下死点の少し手前から下死点迄設定すると共にモーション経路の許容誤差量を予め設定しておき、破線で示す前記許容誤差量を超える経路変更を検出すると共にこれを所定回数（Ｎ回）、記憶積算しておいて、前記所定回数に達したとき、移動特性曲線（細実線）が、最初に予定した指令値特性曲線（Ａ図の実線）と一致するように制御装置１２から変更した特性曲線の指令値（Ｂ図の太実線）を出力させるようにするものである。
【００３２】
図５は、以上のような、目標仕様を有するような構成に製作されると共に、制御作動させられるリニアスタンピングプレス機械のスライド２の一実施例の実移動特性曲線図で、ストローク長さ３０mm、及びストローク数３００ｓｐｍの場合で、スライド２の平均移動速度は約２８ｍ／ｍｉｎ、最高速となるＡＢ間の加工領域では、約３０ｍ／ｍｉｎ、そして加速度は約１．８Ｇであって、リニアモータを搭載したことによる高加速度で高速度、そして高応答性のスライドモーションにより、目的とするプレス加工を実行できることが判る。
【００３３】
以上は、本発明を図示した実施例を基に説明を加えたが、本発明の精神を逸脱しない範囲で各部に変更を加えて実施が可能なものである。例えば、本発明によれば、各ガイドポスト毎にリニアモータで駆動されるように構成されているが、各ガイドポストにおける２個一対のリニアモータの強力な磁気吸引力は相殺されて平衡していて、他へ影響を与えないので、各ガイドポストにおける一対のリニアモータの配置の方向を図示（図２）の場合の全部左右方向に対して、全部が中心に向う放射方向とか、機台の外周に沿って順次に９０°向きを変えた配置としたり、また４組全てを各所望のばらばらの方向に向けて配置することができるだけでなく、電磁石固定子６Ａ、７Ａは、固定の機台側に取り付けられるものであるから、図示実施例の中空柱状の取付枠体１Ｃ、１Ｄに替えて、例えば、図２の左端の上下の固定子を取り付ける２つの窓を形成した大きな取付板を機台の上下または前後の壁面に固定して設ける態様で取り付け、他の固定子も２個ずつ同様の態様で取り付けるようにしてもよく、更に左端上下の固定子を取り付けた取付板と右端上下の固定子を取り付けた取付板とを、図２の上下の壁面に沿った連結板によって結合し、また、更に内側の４個の固定子についても同様な結合構成を付与することができるもので、そして、例えば、エアバランサ１０についても、図２の中央上下端に２個、または更に中央の左右端に２個の計４個を設ける構成としたり、また更にシリンダ側を可動子側に固定する構成としてもよい。
【００３４】
以上詳述したように、本発明によれば、それ程大推力及び大容量のリニアモータ（特に高精度及び高制御性のリニア交流同期モータ（ＬＳＭ）を使用することが好ましい）を用いることなく、スライド及び磁石板を含む可動子を大重量とすることなく構成して、複数あるガイドポストを別個独立の一対のリニアモータにより同期して同時に駆動するように構成したもので、スライドを真に高加速度及び高速度で昇降作動させられ、リニアモータ搭載の性能を持ったプレス機械とすることができ、更に構成が直線移動で簡単なことから、安価に製作することができ、また、リニアエンコーダによりスライドの全モーション工程にわたり位置検出をしてモーション指令値との偏差を所定値以内に補正維持させることができて、下死点精度のよい、精密なプレス加工ができ、広範囲の使用に適用することができる。また、スライドを含む可動子部分をその重量に釣り合う反力をエアバランサにより加えて保持する構成としたので、リニアモータの推力はプレス加工に必要な大きさであればよくて、リニアモータの作動特性を発揮することができ、高精度のスタンピングプレス機械等として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例装置の概略構成を説明するための縦断面の正面図である。
【図２】図１に示される装置のＡ−Ａ’線における横断面の平面図である。
【図３】本発明におけるリニアモータとエアバランサの駆動制御装置の一実施例を説明するための概略のブロックダイアグラム図である。
【図４】スライドモーション時間特性曲線図の一実施例説明図である。
【図５】本発明プレス機械のスライドの一実施例の実移動特性曲線図である。
【図６】一公知例装置の図１と同様な縦断面の正面図である。
【符号の説明】
１，機台
１Ａ，１Ｂ，上下端枠板
１Ｃ，１Ｄ，取付枠体
１Ｅ，取付窓
２，スライド
３，ガイドポスト
４，ガイド部材
５，ボルスタ
６，７，リニアモータ
６Ａ，７Ａ，ヨーク及び励磁コイル（固定子）
６Ｂ，７Ｂ，磁石板（可動子）
６Ｃ，７Ｃ，固定子取付板
６Ｅ，７Ｅ，テーパピン
８，連結部材
８Ａ，連結板
８Ｂ，結合板
８Ｃ，結合具
９，廻り止め板
１０，エアバランサ
１０Ａ，シリンダ
１０Ｂ，ピストン
１０Ｃ，ピストンロッド
１１，リニアエンコーダ（位置検出装置）
１１Ａ，リニアスケール
１１Ｂ，センサ
１２，制御装置
１３，位置速度制御部
１４，電流制御部
１５，圧縮空気源
１６，エアドライヤ
１７，エアフィルタ
１８，エアレギュレータ
１９，電空レギュレータ
２０，電圧制御ユニット
２１，スイッチ
２２，ローパスフィルタ
２３，加減算部
２４，２５，２７，演算部
２６，２８，加算部
２８，Ｄ／Ａ変換部

Claims

機台のボルスタに固定された下型に対して往復運動するスライドに上型が固定され、前記スライドの往復運動がリニアモータによって駆動されるプレス機械において、
前記スライドに上端側が連結固定され、下方側が機台に設けたガイド部材によって軸方向に案内される複数本のガイドポストと、該ガイドポストの夫々に移動軸方向と直交する方向に互に背向させて永久磁石片を軟磁性板に移動方向に沿って接着列設した一対の磁石板が固定して設けられ、該各磁石板の磁石片面にヨークと巻回励磁コイルとからなる電磁石の固定子が微小間隙を隔てて相対向するように機台に設けられたリニアモータと、前記スライドの機台に対する移動位置を検出するように両者の順次の位置指令を出力する制御装置と、前記位置検出装置の検出位置信号と制御装置の出力位置指令とを比較演算してその偏差が所定となるように前記固定子の励磁コイルに励磁電流を出力して前記スライドと共に各ガイドポストを可動子として移動させるリニアモータの駆動装置とを備えて成ることを特徴とするプレス機械装置。
前記上型を取り付けたスライド部を含む複数のガイドポストと磁石板から成るリニアモータの可動子が、その重量に釣り合う反力を加えるエアバランサにより前記ガイドポスト間の中間位置で移動軸方向に移動自在に機台に保持されて成ることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械装置。
前記エアバランサに供給する空気圧を調整制御する電空レギュレータを有し、プレス加工の開始に先立って、前記リニアモータの駆動装置からの励磁コイルの励磁電流が実質上零となるように手動調整設定により、または前記励磁電流検出による自動の制御設定装置により前記電空レギュレータの空気圧が調整設定されるものであることを特徴とする前記請求項２記載のプレス機械装置。
前記スライドの移動によるプレス加工動作に関し、予め設定したスライドモーション指令値と、前記リニアエンコーダ位置検出装置による検出位置信号とを全ストローク動作にわたって比較演算し、両者の偏差が予め設定した所定値を越えないように可動子を移動させて位置補正を行うことを特徴とする前記請求項１記載のプレス機械装置。
前記偏差検出による所定の位置補正の範囲が、スライドの上型が被加工体との接触開始位置から、下死点位置を経由し、被加工体と開離するスライド上昇領域迄であることを特徴とする請求項１記載のプレス機械装置。