JP3766404B2

JP3766404B2 - ノズル移動機構

Info

Publication number: JP3766404B2
Application number: JP2003182272A
Authority: JP
Inventors: 研二平石; 正史田渡
Original assignee: 住友重機械テクノフォート株式会社
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: JP2005014049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル移動機構に関する。鍛造プレスでは、金型内におけるビレットの流れや離型性を向上させるために、上下一対の金型が離間している間に、金型表面にはノズルから潤滑剤が吹き付けられる。このノズルは、上型の上下動、つまりスライダの上下動に連動して金型に対して接近離間し、スライダが上昇、つまり上型が下型から離れると上下一対の金型間に配置され、スライダが下降すると上下一対の金型間から退避するように調整されている。
本発明は、かかるノズルを接近離間させることができるノズル移動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズルを接近離間させる移動装置として、従来例１（特許文献１）に示す技術がある。
従来例１の移動装置は、ノズルが取り付けられた移動レバーを、移動レバーに軸着された一対の平行なレバーを揺動させることによって、ノズルを水平に保ったまま、上下の金型間に接近離間させるもの、つまりノズルを平行リンクによって接近離間させるものである。
この移動装置の一対のレバーの揺動は、一対のレバーのうち一のレバーに接するように配置され、鍛造プレスへの素材の供給排出を行うトランスファフィーダの駆動軸と連結されたカムの回転によって行われる。このため、トランスファフィーダの作動タイミング、言い換えれば、鍛造プレスのスライダの作動タイミングと同期させて、ノズルを接近離間させることができるから、ノズルと金型の干渉を確実に防ぐことができる。
しかも、スライダが上死点で停止している間はノズルがほぼ一定の位置に配置されているから、スライダが上死点で停止している間は確実に潤滑剤を金型に吹付けることができる。よって、ノズルから金型に潤滑剤の吹付ける時間を長くとることができ、所定の量の潤滑剤を金型に吹付けることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−３４４０５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来例１の移動装置は、ノズルの移動が鍛造プレスのスライダの作動に固定されているため、ノズルの動きに自由度がない。このため、鍛造プレスの上死点の停止位置がサイクル毎でばらつくとノズルが配置される位置もばらつくこととなる。すると、たとえノズルから所定の量の潤滑剤が吹付けられても、金型表面の位置によっては、潤滑剤の吹付け量が不足する場所が生じる可能性があり、潤滑不良による離型性の悪化等が発生するおそれがある。
これに対して、サーボモータ等を用いてノズルを移動させる構造とすれば、ノズルの動きをスライダの移動に関係なく自由に制御することができるので、鍛造プレスのスライダの上死点での停止位置がサイクル毎でばらついても、ノズルを配置する位置は一定の位置に保つことができる。しかし、ノズルの移動がスライダの移動と連動していないため、ノズルが金型やダイホルダー等と干渉するおそれがある。そして、ノズルが金型等と干渉することを防ぐには、スライダが停止したことを確認してからノズルを移動させなければならず、ノズルを接近離間させる時間だけ潤滑剤の吹付け時間が短くなり、潤滑剤の量の不足による潤滑不良が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑み、ノズルと金型等との干渉を確実に防ぐことができ、潤滑剤の吹付状況を最適に保つことができるノズル移動機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１のノズル移動機構は、鍛造プレスにおいて、上下一対の金型表面に潤滑剤を吹きつけるノズルを上下一対の金型間に挿入離脱させる機構であって、該機構が、前記ノズルと、該ノズルをその軸方向に沿って移動させるノズル進退部を備えたノズル作動部と、スライダに連結された、該ノズル作動部を前記ノズルが前記上下一対の金型間の吹付け位置に挿入される前進位置と前記ノズルが前記上下一対の金型間から離脱される後退位置との間で移動させる揺動アームと、鍛造プレスのスライダの停止を検出する停止検出部と、スライダが停止したときにおいて、その停止位置の上死点からの変位量を検出する変位量検出部と、スライダが停止したときにおけるノズルの停止位置と前記吹付け位置との相対的な位置のズレ量を、前記変位量検出部が検出した変位量に基づいて算出する補正量算出部とを備えており、前記ノズル進退部は、前記補正量算出部が算出したズレ量の分だけ、前記ノズルを前記吹付け位置に向けて移動させることを特徴とする。
請求項２のノズル移動機構は、請求項１記載の発明において、前記ノズル進退部が、前記ノズルの軸方向と平行に設けられたネジ軸と、該ネジ軸に沿って移動可能に設けられ、前記ノズルが取り付けられたナット部材と、前記ネジ軸を、その中心軸周りに回転させる回転手段とを備えたボールネジ機構であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態のノズル移動機構１０のノズル作動部２０を前進位置に配置した状態の説明図である。図２は本実施形態のノズル移動機構１０のノズル作動部２０を後退位置に配置した状態の説明図である。図１および図２において、符号Ｐは鍛造プレスを示しており、符号ＭＡ，ＭＢは上型、下型を示しており、符号Ｓは図示しないクランクシャフトの回転によって上下に移動される鍛造プレスＰのスライダを示している。
【０００８】
本実施形態のノズル移動機構１０は、鍛造プレスＰの上下一対の金型ＭＡ，ＭＢの表面に潤滑材を吹き付けるノズル１１を、上下一対の金型ＭＡ，ＭＢ間に挿入離脱させるものであり、ノズル作動部２０を設けることによって、ノズル１１の軸方向の位置を調整することができるようにしたものである。
【０００９】
図１および図２において、符号１１はノズルを示している。このノズル１１は、その先端に潤滑剤を吹き付ける吹付部を有しており、その後端部が支持部材11b によって保持されている。
この支持部材11b は、ノズル１１の軸方向が水平となるように、後述するノズル作動部２０によって支持されている。このノズル作動部２０は、揺動アーム１２を介して前記鍛造プレスＰに設けられたブラケットＰＢに取り付けられている。この揺動アーム１２は、互いに平行な一対の支持アーム12a ，12b から構成されている。この支持アーム12a ，12b は、その上端同士が前記ノズル作動部２０を介して連結されており、その下端同士が前記ブラケットＰＢを介して連結されている。そして、支持アーム12a ，12b は、いずれもその上端がノズル作動部２０に回転可能に取り付けられており、いずれもその下端がブラケットＰＢに回転可能に取り付けられている。つまり、ノズル作動部２０、支持アーム12a ，12b およびブラケットＰＢによって平行リンクが形成されているのである。ここにいう平行リンクとは、平行クランク機構であってクランクが揺動するものを示しており、本願ではブラケットＰＢが静止節に該当し、支持アーム12a がクランクに該当する。
【００１０】
前記揺動アーム１２の支持アーム12a には、連結アーム１５の下端が固定されている。そして、この連結アーム１５の上端と前記スライダＳとの間には、連結部材１６が設けられている。この連結部材１６は、その基端がスライダＳに回転可能に取り付けられており、その先端が連結アーム１５の上端に回転可能に取り付けられている。そして、連結部材１６は、その先端が、その基端と前記支持アーム12a の下端を結ぶ線よりも外方、つまり基端と前記支持アーム12a の下端を結ぶ線に対して一対の金型ＭＡ，ＭＢと反対側に位置するように配設されている。
【００１１】
このため、鍛造プレスＰのスライダＳが下降すると、連結部材１６を介して連結アーム１５が一対の金型ＭＡ，ＭＢから離間するように（図１では時計回りに）揺動されるから、支持アーム12a も一対の金型ＭＡ，ＭＢから離間するように揺動する。すると、ノズル作動部２０は下降しながら右方向に移動されるから、ノズル１１は一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間から離脱され、スライダＳが下死点まで降下すると、後退位置に配置される（図２）。
逆に、スライダＳが上昇すると、連結部材１６を介して連結アーム１５が一対の金型ＭＡ，ＭＢに対して接近するように（図２では反時計回りに）揺動されるから、支持アーム12a も一対の金型ＭＡ，ＭＢに対して接近するように揺動する。すると、ノズル作動部２０は上昇しながら左方向に移動されるから、ノズル１１は一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に向けて移動し、スライダＳが上死点まで上昇すると、前進位置に配置されるのである（図１）。
【００１２】
よって、本実施形態のノズル移動機構１０によれば、揺動アーム１２がスライダＳの上下動と連動して揺動され、ノズル作動部２０を、前進位置と後退位置との間で移動させることができる。そして、スライダＳが上死点に停止すれば、ノズル作動部２０は前進位置に配置され、ノズル１１は上下一対の金型ＭＡ，ＭＢ間の吹き付け位置に配置されるから、所定のタイミングで潤滑剤を上下一対の金型ＭＡ，ＭＢ表面に確実に吹きつけることができる。そして、ノズル作動部２０の移動はスライダＳと連動しているから、ノズル１１が上下一対の金型ＭＡ，ＭＢと干渉することを防ぐことができる。
しかも、揺動アーム１２の一対の支持アーム12a ，12b 、ノズル１１を水平に支持するノズル作動部２０およびブラケットＰＢによって平行リンクが形成されているから、ノズル１１は、その軸方向を水平に保ったままで移動することになるから、上下一対の金型ＭＡ，ＭＢが離間したときにおける両者の間隔が狭くても、ノズル１１を上下一対の金型ＭＡ，ＭＢに干渉させることなく、両者の間に確実に配置することができる。
【００１３】
なお、ノズル１１を上下一対の金型ＭＡ，ＭＢと干渉しないように移動させることができれば、揺動アーム１２の一対の支持アーム12a ，12b と支持部材11b とブラケットＰＢによって平行リンクを形成しなくてもよいし、また、揺動アーム１２を一本としてもよい。
【００１４】
つぎに、ノズル作動部２０を詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ノズル作動部２０は、ノズル１１の軸方向と平行、いいかえれば支持部材11b の軸方向と平行に配設されたネジ軸２１を備えている。このネジ軸２１は、その軸まわりに回転可能に設けられており、その一端には、ＡＣサーボモータ２３の主軸が連結されている。
また、ネジ軸２１には、ナット部材２２が螺合しており、ネジ軸２１とナット部材２２によってボールネジ機構を構成している。そして、このナット部材２２には、前記支持部材11b が取り付けられている。
【００１５】
このため、ＡＣサーボモータ２３を駆動させれば、ネジ軸２１に沿ってナット部材２２を移動させることができる。つまり、ナット部材２２を、ノズル１１の軸方向に沿って移動させることができるから、ナット部材２２とともにノズル１１を、支持部材11b を介して、その軸方向に移動させることができるのである。
【００１６】
そして、ボールネジ機構を作動させれば、ノズル１１は、スライダＳの移動に関係なくその軸方向に移動されるから、スライダＳが上死点から下降を開始したとき、つまりノズル作動部２０が前進位置から後退位置に向けて移動を開始しても、ボールネジ機構によってノズル１１を上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に向けて移動させることができる。言い換えれば、ノズル作動部２０が後退を開始しても、ノズル１１だけを上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に位置させておくことができる。このため、ノズル１１が上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に位置する時間を長くすることができるから、潤滑剤の吹付け時間を、通常の装置に比べて非常に長くすることができ、より効果的な潤滑が可能となる。
【００１７】
また、ボールネジ機構によってノズル１１をスライダＳの移動に関係なくその軸方向に移動させることができるから、上金型ＭＡの前後の長さ（図１および図２では左右方向の長さ）が長い場合には、スライダＳが上昇した後でノズル１１を上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に向けて移動させ、スライダＳが下降する前にノズル１１を上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢから離間させることができる。すると、ノズル作動部２０が前進位置から後退位置に向けて移動するときに、ノズル１１を一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に対して通常よりも離間させた状態で移動させることができるから、ノズル１１と上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢの干渉を確実に防ぐことができる。
【００１８】
さらに、ノズル１１を移動させる機構として、ボールネジ機構を採用しているから、ノズル１１を、スムースかつ正確に移動させることができる。よって、上記のごとく、ボールネジ機構によってノズル１１を移動させたときにおいて、ノズル１１の作動するタイミングおよびノズル１１が配置される位置を毎回正確に制御することができる。すると、上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢへの潤滑剤の吹きつけを毎回正確に行なうことができるから、サイクル毎の潤滑剤の吹付け状態の変動を抑えることができ、潤滑剤の吹付状況を、常に最適に保つことができる。
【００１９】
なお、上記のＡＣサーボモータ２３が、特許請求の範囲にいう回転手段であるが、回転手段はＡＣサーボモータ２３に限られず、油圧サーボモー等、ネジ軸２１をその軸周りに回転させることができるものであれば、特に限定はない。
さらになお、上記のネジ軸２１、ナット部材２２およびＡＣサーボモータ２３が、特許請求の範囲にいうノズル進退部であるが、ノズル進退部は上記の構造に限られない。例えば、ノズル進退部としてストロークセンサを有する油圧シリンダを使用し、そのロッドに、直接、支持部材11b を取り付けてもよい。つまり、ノズル進退部は、ノズル１１を、その軸方向に沿ってスムースかつ正確に移動させる機構であれば、どのような機構を採用してもよい。
さらになお、ネジ軸２１、ナット部材２２およびＡＣサーボモータ２３の周囲には図示しない防塵カバーが設けた場合には、ネジ軸２１等に潤滑剤等が付着したりすることを防ぐことができるから、ボールネジ機構の故障の発生等を抑えることができるので好適である。
【００２０】
また、鍛造プレスＰのスライダＳは、図示しないクランクシャフトの回転によって移動され、毎サイクル上死点において停止されるが、クランクシャフトの慣性力が大きいためスライダを正確に上死点に停止させることは困難であり、スライダＳの停止位置には上死点からの変位が生じる。そこで、本実施形態のノズル移動機構１０では、ノズル作動部２０を以下のごとく制御することによって、スライダＳの停止位置が上死点からずれても、金型ＭＡ，ＭＢへの潤滑剤の吹き付け状態が一定となるように調整している。
【００２１】
図３は制御系統のブロック図である。同図に示すように、本実施形態のノズル移動機構には、鍛造プレスＰのクランクシャフトの回転角度を検出するロータリーエンコーダＲＥを備えた検出部３０が設けられている。この検出部３０は、ロータリーエンコーダＲＥが発生する角度検出パルスに基づいて、クランクシャフトの回転停止を、言い換えればスライダＳの移動停止を検出する停止検出部３１と、スライダＳが停止したときにおいて、その停止位置の上死点からの変位量（以下、単に変位量という）を検出する変位量検出部３２とを備えている。
この検出部３０の変位量検出部３２には、一般的なコンピュータ等である補正量算出部３３が接続されている。この補正量算出部３３は、スライダＳが停止したときにおけるノズル１１の停止位置と、吹付け位置、つまりスライダＳが上死点に停止したときにおけるノズル１１の停止位置からの相対的な位置のズレ量（以下、単にズレ量という）を、変位量検出部３２が検出した変位量に基づいて算出するものである。また、補正量算出部３３は、前記ＡＣサーボモータ２３に接続されており、算出したズレ量の情報をＡＣサーボモータ２３に送信して、ノズル１１がズレ量の分だけ吹付け位置に向けて移動するようにＡＣサーボモータ２３を作動させる。
【００２２】
このため、スライダＳが上死点近傍、つまり上死点から若干ずれた位置で停止すると、その停止を停止検出部３１が検出し、同時に、変位量検出部３２が変位量を検出する。すると、この変位量に基づいて、補正量算出部３３がズレ量を算出し、ＡＣサーボモータ２３を作動させて、算出したズレ量の分だけノズル１１を吹付け位置に向けて移動させる。よって、スライダＳの停止位置が各サイクルでばらついても、一対の金型ＭＡ ,ＭＢ間に配置されたときにおけるノズル１１の軸方向における位置を、常に一定に保つことができる。よって、スライダＳの停止位置に係わらず、上下一対の金型ＭＡ，ＭＢへのへの潤滑剤の吹付け状態をほぼ一定に保つことができる。
【００２３】
なお、スライダＳの停止位置の変位量に一定の傾向がある場合には、変位量検出部３２によって次サイクルにおける変位量を予測させ、その予測に基づいて補正量算出部３３にズレ量を算出させてもよい。この場合には、スライダＳが停止する前からノズル１１を移動させることも可能となるから、ノズル１１の配置を短時間で行なうことができ、潤滑剤の吹付け作業時間を長く取ることができる。
【００２４】
さらになお、鍛造プレスＰのスライダＳの変位量を検出するセンサはロータリエンコーダＲＥに限られず、どのようなセンサを使用してもよい。
【００２５】
また、本願のごときノズル移動機構１０のノズル作動部２０を採用すれば、鍛造された鍛造品が上型ＭＡにくっついて、上型ＭＡとともに上昇した場合であっても、ノズル１１が鍛造品と接触することを防ぐことができる。例えば、鍛造プレスＰに、上下一対の金型ＭＡ，ＭＢ間に存在する物体を検出するセンサを設けておく。すると、このセンサが、物体、つまり上型ＭＡにくっついて移動した鍛造品を検出したときに、ノズル作動部２０のＡＣサーボモータ２３を、ノズル１１が上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢから離間するように作動させれば、たとえ揺動アーム１２が上下一対の金型ＭＡ ,ＭＢに向けて揺動したとしても、ノズル１１と鍛造品との接触を防ぐことができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スライダの移動に関係なく、ノズルをその軸方向に移動させることができるから、スライダが下降しノズル作動部が後退位置に向けて移動を開始しても、ノズル進退部によってノズルを金型に接近させれば、ノズルを金型間に位置させておくことができる。すると、ノズルが金型間に位置する時間を長くすることができるから、潤滑剤の吹付け時間を、通常の装置に比べて非常に長くすることができ、より効果的な潤滑が可能となる。また、上金型の前後の長さが長い場合には、スライダが上昇した後でノズルを金型に接近させスライダが下降する前にノズルを金型から離間させるようにしておけば、ノズルと金型が干渉することを確実に防ぐことができる。また、スライダが上死点近傍で停止すると、そのときのノズルの停止位置と吹付け位置の相対的な位置のズレ量を、変位量検出部が検出した上死点に対するスライダの変位量に基づいて補正量算出部が算出し、ノズル進退部が、そのズレ量の分だけノズルを吹付け位置に向けて移動させる。このため、上死点におけるスライダの停止位置がばらついても、ノズルが一対の金型間に配置されたときにおいて、ノズルの軸方向における位置を、常に一定に保つことができる。よって、スライダの停止位置に係わらず、金型への潤滑剤の吹付け状態をほぼ一定に保つことができる。
請求項２の発明によれば、ノズルをスムースかつ正確に移動させることができるから、ノズルから金型への潤滑剤の吹きつけを正確に行なうことができる。よって、サイクル毎の潤滑剤の吹付け状態の変動を抑えることができ、潤滑剤の吹付状況を、常に最適に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のノズル移動機構１０のノズル作動部２０を前進位置に配置した状態の説明図である。
【図２】本実施形態のノズル移動機構１０のノズル作動部２０を後退位置に配置した状態の説明図である。
【図３】制御系統のブロック図である。
【符号の説明】
１０ノズル移動機構
１１ノズル
１２揺動アーム
12a 支持アーム
12b 支持アーム
１３揺動部材
２０ノズル作動部
２１ネジ軸
２２ナット部材
３１停止検出部
３２変位量検出部
３３補正量算出部
Ｐ鍛造プレス
Ｓスライダ

Claims

鍛造プレスにおいて、上下一対の金型表面に潤滑剤を吹きつけるノズルを上下一対の金型間に挿入離脱させる機構であって、
該機構が、
前記ノズルと、該ノズルをその軸方向に沿って移動させるノズル進退部を備えたノズル作動部と、
スライダに連結された、該ノズル作動部を前記ノズルが前記上下一対の金型間の吹付け位置に挿入される前進位置と前記ノズルが前記上下一対の金型間から離脱される後退位置との間で移動させる揺動アームと、
鍛造プレスのスライダの停止を検出する停止検出部と、
スライダが停止したときにおいて、その停止位置の上死点からの変位量を検出する変位量検出部と、
スライダが停止したときにおけるノズルの停止位置と前記吹付け位置との相対的な位置のズレ量を、前記変位量検出部が検出した変位量に基づいて算出する補正量算出部とを備えており、
前記ノズル進退部は、
前記補正量算出部が算出したズレ量の分だけ、前記ノズルを前記吹付け位置に向けて移動させる
ことを特徴とするノズル移動機構。
前記ノズル進退部が、
前記ノズルの軸方向と平行に設けられたネジ軸と、
該ネジ軸に沿って移動可能に設けられ、前記ノズルが取り付けられたナット部材と、
前記ネジ軸を、その中心軸周りに回転させる回転手段とを備えたボールネジ機構である
ことを特徴とする請求項１記載のノズル移動機構。