JP3845712B2 - 圧造成形機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対向するダイとパンチとを備え、棒状素材を一定寸法に剪断により切断した切断ブランクをラムの前進移動によってパンチとダイとの間で所定の形状に圧造成形する圧造成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の圧造成形機には、棒状素材を一定寸法に剪断により切断する素材切断手段が備えられ、素材切断手段としては、機体側方から棒状素材を供給するクイル部と、素材の供給方向に対して直交方向に往復動し、素材を切断するナイフを備えたカッターロッドと、成形機側の主駆動源に連動し、かつ主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部とを備えた構成となっている。
【0003】
そして、クイル部への素材の供給が完了したタイミングにて主駆動源によりカッターロッドを往動させて素材を切断し、切断完了後も、主駆動源によりカッターロッドを駆動させてナイフを素材移送用チャック又はダイの中心上に移動させ、ここでナイフから切断ブランクを素材移送用チャック又はダイに挿入させた後ナイフをクイル部前面に戻すようになされている。つまり、圧造動作を行う成形機側の主駆動源にカッターロッドの往復動を連動させることにより、ナイフによる棒状素材の切断、移送などの動作が圧造動作に同期して円滑に行えるようになされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来構造の圧造成形機にあっては、主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部を備えた構成であるから、たとえば圧造する製品の材質、形状、大きさなどにより主駆動源の駆動速度を3分の1程度に低下させて用いたり、また成形機の試打ち調整などのため、主駆動源の駆動速度を10分の1程度の低速に設定して成形機側を駆動する時、主駆動源に連動する駆動部によるカッターロッドの駆動速度も3分の1又は10分の1に低下する。このようにナイフによる棒状素材の切断速度が低下すると、切断ブランクの切口面に直角度が得られにくくなり、またダレやバリなどが発生したり、破壊面が粗くなるといった現象が発生する。その結果、この切断ブランクを用いて高精度の製品を圧造成形したり、或いは試打ち調整を正確に行うことが困難となる問題を有していた。
【0005】
そこで、成形機の試打ち調整などのため、主駆動源により成形機側を低速で駆動する時であっても、切口面の直角度が得られ、ダレやバリなどが発生したり、破壊面が粗くなるといったことのない良好な切断ブランクを得ることができる圧造成形機の提供を課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項1に記載の発明は、機体側方から棒状素材を供給するクイル部と、素材の供給方向に対して直交方向に往復動し、素材を切断するナイフを有するカッターロッドと、成形機側の主駆動源による駆動動作に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部とを備えた圧造成形機において、カッターロッドに、主駆動源に基づく駆動に優先してカッターロッドを高速で往動させ、素材の切断を行う高速切断用の副駆動源を設けたことを特徴とする。
【0007】
また、本願の請求項2に記載の発明は、機体側方から棒状素材を供給するクイル部と、素材の供給方向に対して直交方向に往復動し、素材を切断するナイフを備えたカッターロッドと、成形機側の主駆動源に連動し、かつ主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部とを備えた圧造成形機において、カッターロッドの駆動部に、主駆動源に基づく駆動に優先してカッターロッドを高速で往動させ、素材の切断を行う高速切断用の副駆動源を併設し、副駆動源によりクイル部への素材の供給が完了したタイミングにてカッターロッドを高速で往動させてナイフをクイル部前面の往動開始位置から素材の切断完了位置まで移動させ、切断完了後は、副駆動源に代えて、主駆動源によりカッターロッドを低速で往復動させて、ナイフを素材移送用チャック又はダイの中心上の往動終了位置まで移動させると共に、この位置にてナイフから切断ブランクを素材移送用チャック又はダイに挿入させた後ナイフを往動開始位置まで戻すように構成したことを特徴とする。
【0008】
また、本願の請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の副駆動源が揺動又は進退動によりカッターロッドを往動させる駆動部材を備え、ナイフが往動開始位置に位置するとき、駆動部材とカッターロッドとの間に隙間を設けるように構成して、副駆動源により駆動部材を揺動又は進退動させてカッターロッドを往動させるとき、駆動部材をカッターロッドに衝撃を加えるハンマーとして作用させることを特徴とする。
【0009】
さらに、本願の請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の副駆動源として、サーボモータによるカム駆動機構を用い、主駆動源の駆動速度の変化に応じたクイル部への素材の供給完了を検出するセンサーからの検出信号により、カッターロッドを往動させるようにサーボモータを駆動制御することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る圧造成形機について説明する。
図1は複数の成形ステーションを備えた多段式圧造成形機を平面から視た図を示し、この圧造成形機は機体1における所定位置にダイブロック2が設けられ、ダイブロック2には粗から精にいたる複数のダイ3…3が一定間隔で併設されている。また、機体1におけるダイ3…3の前方には、ラム4が摺動自由に嵌合されている。ラム4の前面には、ダイ3…3と同数のパンチ5…5が各ダイ3…3とそれぞれ対向するように保持されていると共に、ラム4の後端が主駆動源となる主駆動モータ6によりこれの駆動ギヤ6aを介し回転されるフライホイール7aと一体のクランク軸7に連結部材8を介して連結されることにより、ラム4がクランク軸7の回転によるクランク運動によりダイブロック2に向かって往復動するようになされている。
【0011】
また、ダイブロック2の側部には、機体1の一側部後方より素材送りローラ9を介して導入される棒状素材Aを供給するためのクイル部11と、素材Aの供給方向に対して直交方向に往復動し、供給された素材Aを所定長さに切断するナイフ12を有するカッターロッド13と、主駆動モータ6の伝達経路に連動連結され、かつラム4の往復動に同期してカッターロッド13を往復動させる駆動部14とを備えた素材切断装置10が設けられている。素材切断装置10の駆動部14は、カッターロッド13の中間部に設けられる係合ピン15と、係合ピン15に係合するカム溝16aを有し、かつカッターロッド13に対して直交方向に摺動するカム板駆動体16と、一端がカム板駆動体16に他端がフライホイル7aの偏心ピン7bに連結される連動杆17とを備え、主駆動モータ6の駆動によりフライホイル7a、連動杆17、カム板駆動体16、係合ピン15を介してカッターロッド13がラム4の進退動作、つまり圧造動作に同期して往復動される。符号18は、カム板駆動体16を機体1の外側方に付勢する付勢ばねである。
【0012】
また、ダイブロック2の前面には、隣接する圧造ステーション間にわたって切断された素材(以下切断ブランクBと称す)を移送する素材移送用チャック19が設けられ、主駆動モータ6の駆動によるラム4、つまりパンチ5の進退移動によってパンチ5…5とダイ3…3との間で切断ブランクBを粗から精に順次段階的に圧造成形するように構成されている。
【0013】
そして、カッターロッド13に、主駆動モータ6によるカッターロッド13の往動に優先し、かつ主駆動モータ6による往動よりも高速にてカッターロッド13を往動させて素材Aを切断する高速切断用の副駆動源20を併設している。
【0014】
具体的には、副駆動源20として、図2に示すように、カッターロッド13の後端側に配置され、中間部が支持ピン21により枢支された揺動体22と、揺動体22を揺動させるサーボモータ23の駆動軸24にカム25を設けてなるカム駆動機構26とを備えている。その場合、揺動体22の一端突出部22aをカッターロッド13の後端面に対向させる一方、他端部側にサーボモータ23を配設すると共に、そのカム機構26のカム25を揺動体22の他端側先端部にガイドローラ27を介して当接させている。ここで、ナイフ12が往動開始位置に位置するとき、カッターロッド13の後端面と揺動体22の一端突出部22aとの間に隙間aを設けるように構成する。また、符号28は揺動体22をカム25側に付勢する付勢ばねである。
【0015】
そして、サーボモータ23はクイル部11への棒状素材Aの供給が完了したタイミングにてこれを検出する適宜検出センサー(図示せず)からの検出信号により駆動され、その駆動力によりカム駆動機構26、揺動体22を介してカッターロッド13を、主駆動モータ6により往復動されるカム板駆動体16に優先して高速で往動させ、ナイフ12をクイル部前面の往動開始位置から素材Aの切断完了位置まで移動させる。切断完了後は、カム駆動機構26のカム25によるカッターロッド13の往動作用がなくなる一方、カムは1回転して図2に示す元の位置に待機することになる。
【0016】
なお、素材送りローラ9、素材移送用チャック19及び成形後成形品をダイから押し出すノックアウトピン(図示せず)などは主駆動モータ6の伝達経路に連動連結され、主駆動モータ6による圧造動作に同期してそれぞれ駆動される。また、図1において符号29はクイル部11の前方に設けられ、棒状素材Aのクイル部11からの突出量を任意の長さに規制するストッパーであり、符号30はナイフ12から素材移送用チャック19に切断ブランクを押し出すプッシャである。
【0017】
次に、上記した構成の圧造成形装置の素材切断動作について説明する。
まず、主駆動モータ6の駆動により棒状素材Aが機体1の側方から素材送りローラ9によりクイル部11に供給されるとき、図2に示すようにナイフ12はクイル部11の中心に合致する往動開始位置にて待機する。そして、素材Aが機体1の側方からクイル部11に供給されると、ナイフ12の刃孔を貫通して素材Aの先端がストッパー29に当接して切断長さが定められる。また、素材Aの先端がストッパー29に当り、その供給が停止されたタイミングで、これを検出するセンサーからの検出信号により、サーボモータ23が駆動されてそのカム駆動機構26のカム25が回転する。これにより、図3に示すように揺動体22を介してカッターロッド13が、主駆動モータ側のカム板駆動体16による往動に優先して高速で往動され、クイル部11とナイフ12との間で素材Aのせん断による切断が高速で行われる。その結果、その切断に際し、切口面の直角度が得られると共に、ダレやバリなどの発生がなく、その上破壊面が粗くない良好な切断ブランクBを得ることができる。
【0018】
素材Aの切断完了後は、揺動体22のガイドローラ27がカム25の突部に乗り上げるため、サーボモータ23によるカッターロッド13の往動作用がなくなる。これに代わって主駆動モータ側のカム板駆動体16の往動により図4に示すようにカム溝16aが係合ピン15と係合して、係合ピン15を介してカッターロッド13が主駆動モータ6の駆動速度に同期して低速で往復動されることになる。これにより、ナイフ12を素材移送用チャック19の中心上の往動終了位置まで移動させる。ここでナイフ12から切断ブランクBはプッシャー30により素材移送用チャック19に受け渡されて圧造ステーションに移送される。その後、切断ブランクBは圧造ステーションで圧造成形される一方、カッターロッド13及びナイフ12はカム板駆動体16の復動に伴い往動開始位置まで戻され、以下同様の動作を繰り返すことになる。
【0019】
本発明によれば、特に、製品の材質、形状、大きさなどにより例えば主駆動源の駆動速度を3分の1程度に低下させて用いたり、或いは成形機の試打ち調整のため、主駆動源の駆動速度を10分の1程度の低速に設定して成形機側を低速で駆動するような場合、主駆動部によるカッターロッド13の往復動速度も低速となるのであるが、棒状素材Aの切断時にのみ、副駆動源のサーボモータ23によるカッターロッド13の往動速度を高速で行うことができる。これにより、主駆動モータ6による成形機側の駆動速度に関係なく、ナイフ11で素材Aを高速剪断により切断して切断ブランクBを形成することができ、その結果、常に切断ブランクBの切口面の直角度が得られ、ダレやバリなどの発生がなく、その上破壊面が粗くない良好な切断ブランクBを得ることができる。したがって、この切断ブランクBを用いて高精度の製品を圧造成形したり、或いは試打ち調整を正確に行うことが可能となる。
【0020】
その上、ナイフ12が往動開始位置に位置するとき、カッターロッド13の後端面と揺動体22の一端突出部22aとの間に隙間aを設けるように構成したから、副駆動源20により揺動体22を揺動させてカッターロッド13を往動させるとき、上記隙間aを利用して揺動体22をカッターロッド13に衝撃を加えるハンマーとして作用させることができる。これにより、殴打作用と高速切断との相乗効果により一層切れ味のよい剪断による正確美麗な切断ブランクBが得られる。
【0021】
また、図5〜図7は主駆動モータ6に連動連結され、カッターロッド13を往復動させる駆動部の別の実施の形態を示すものである。
【0022】
その場合、上記した実施の形態の場合と同様にカッターロッド13の後部側に、カッターロッド13を揺動により往復動させる揺動体31を支持ピン32により枢支し、揺動体31の他端側中間部に、成形機側を駆動する主駆動源に伝動機構(図示せず)を介して連動連結されるカム33付き駆動軸34を設けて、主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッド13を往復動させる一方、揺動体31の他端側先端部に、カム33付き駆動軸34に優先してカッターロッド13を高速で往動させるサーボモータ35によるカム駆動機構でなる副駆動源36を併設したものである。
【0023】
副駆動源36は上記した実施の形態の場合と同様にサーボモータ35の駆動軸37にカム38を設けたものである。また、カッターロッド13には、カッターロッド13を切断開始位置に戻す戻しばね39が設けられ、さらに、揺動体31にも揺動体31をカム33側に付勢する付勢ばね40が設けられている。
なお、その他の構造は基本的に上記した実施の形態と同様なのでその説明は省略する。
【0024】
このように構成した場合にも、上記した実施の形態の場合と同様に棒状素材Aの切断時に際しては、図6に示すように主駆動源による成形機側の駆動速度に関係なく、副駆動源36のサーボモータ23によるカム駆動機構によりカッターロッド13の往動速度を積極的に高速で行うことができる。また、その後は、図7に示すように副駆動源36のカム駆動機構のカム38に代えて、主駆動源によるカム33付き駆動軸34のカム33により成形機側の駆動速度に同期してカッターロッド13を往復動させる。これにより、通常時は勿論、主駆動源の駆動速度を低下させて用いたり、或いは成形機の試打ち調整のため、主駆動源の駆動速度を低速に設定して成形機側を低速で駆動する時にも、ナイフ11で素材Aを高速で剪断して切断ブランクBを形成することができる。その結果、常に切断ブランクBの切口面の直角度が得られ、ダレやバリなどの発生がなく、その上破壊面が粗くない良好な切断ブランクBを得ることができる。したがって、この切断ブランクBを用いて高精度の製品を圧造成形したり、或いは試打ち調整を正確に行うことが可能となる。
【0025】
また、切断完了後は、揺動体31がカム38の突部に乗り上げるため、サーボモータ35によるカッターロッド13の往動作用がなくなる。これに代わって揺動体31は主駆動源のカム33付き駆動軸34のカム33と係合して、主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッド13を低速で往復揺動させ、図7に示すようにナイフ12を素材移送用チャック19の中心上の往動終了位置まで移動させ後ナイフ12を往動開始位置まで戻り、以下同様の動作を繰り返すことになる。
【0026】
なお、ナイフ12が往動開始位置に位置するとき、上記した実施の形態の場合と同様にカッターロッド13の後端面と揺動体31の一端突出部との間に隙間を設けるように構成すれば、副駆動源36により揺動体31を揺動させてカッターロッド13を往動させるとき、上記隙間を利用して揺動体31をカッターロッド13に衝撃を加えるハンマーとして作用させることができ、これにより、殴打作用と高速切断との相乗効果により一層切れ味のよい剪断による正確美麗な切断ブランクBが得られるので好ましい。。
【0027】
図8〜図10は圧造成形機の別の実施の形態を示すもので、ナイフ12を有するカッターロッド13が直線方向の往復動ではなく、往復揺動するタイプの圧造成形機に適用したものである。
【0028】
具体的には、L形のカッターロッド13が用いられ、その中間部が支持ピン41により揺動可能に支持される一方、その一端側にナイフ12がクイル部11の側方に位置するように設けられ、他端側の中間部に成形機を駆動する主駆動源に伝動機構(図示せず)を介して連動連結されるカム42付き駆動軸43が設けられている。このカム42付き駆動軸43により、主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッド13を往復揺動させるようになされている。
【0029】
そして、カッターロッド13の他端側先端部に、カム42付き駆動軸43に優先してカッターロッド13を高速で往動させるサーボモータ44によるカム駆動機構でなる副駆動源45を併設したのである。
【0030】
副駆動源45は上記した実施の形態の場合と同様にサーボモータ44の駆動軸46にカム47を設けたものである。また、カッターロッド13には、カッターロッド13を切断開始位置に戻す戻しばね48が設けられている。
【0031】
このように構成した場合にも、上記した実施の形態の場合と同様に棒状素材Aの切断時に際しては、主駆動源による成形機側の駆動速度に関係なく、副駆動源36のサーボモータ44によるカム駆動機構によりカッターロッド13の往動速度を高速で行うことができる(図9参照)。これにより、通常時は勿論、主駆動源の駆動速度を低下させて用いたり、或いは成形機の試打ち調整のため、主駆動源の駆動速度を低速に設定して成形機側を低速で駆動する時にも、ナイフ11で素材Aを高速で剪断して切断ブランクBを形成することができる。その結果、常に切断ブランクBの切口面の直角度が得られ、ダレやバリなどの発生がなく、その上破壊面が粗くない良好な切断ブランクBを得ることができる。したがって、この切断ブランクBを用いて高精度の製品を圧造成形したり、或いは試打ち調整を正確に行うことが可能となる。
【0032】
なお、切断完了後は、図10に示すようにカッターロッド13と副駆動源45のカム駆動機構におけるカム47との係合が解除される一方、代わりにカッターロッド13に主駆動源側のカム42付き駆動軸43のカム42と係合して、主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッド13を低速で往復揺動させ、ナイフ12を素材移送用チャック(図示せず)の中心上の往動終了位置まで移動させた後ナイフ12を往動開始位置まで戻し、以下同様の動作を繰り返すことになる。
【0033】
既述の実施の形態では、いずれも副駆動源によるカッターロッド13の往動速度を主駆動源によるカッターロッド13の往動速度よりも高速に設定したものについて説明したけれども、圧造する製品の材質、形状、大きさなどにより、主駆動源の高速設定時の駆動速度で、良好な切断ブランクを得ることができるのであれば、主駆動源の高速設定時には併設した副駆動源を停止させ、成形機を試打ち調整するなど低速設定時にのみ、高速切断用の副駆動源を選択的に用いるようにしてもよい。また、その場合、副駆動源によるカッターロッド13の往動速度を、主駆動源の高速設定時の駆動速度と同程度の速度に設定してもよいことは勿論である。
【0034】
また、副駆動源として、サーボモータによるカム駆動機構を用いたものについて説明したけれども、このカム駆動機構に代えて例えばシリンダなどの適宜駆動手段を用いてカッターロッド13の後部側に設けるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、機体側方から棒状素材を供給するクイル部と、素材の供給方向に対して直交方向に往復動し、素材を切断するナイフを有するカッターロッドと、成形機側の主駆動源による駆動動作に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部とを備えた圧造成形機において、カッターロッドに、主駆動源に基づく駆動に優先してカッターロッドを高速で往動させ、素材の切断を行う高速切断用の副駆動源を設けたから、成形機の試打ち調整などのため、主駆動源により成形機側を低速で駆動する時であっても、副駆動源によりクイル部への棒状素材の供給が完了したタイミングにてカッターロッドを高速で往動させてナイフをクイル部前面の往動開始位置から棒状素材の切断完了位置まで高速移動させることができる。これにより、主駆動源による成形機側の駆動速度に関係なく、ナイフで素材を高速剪断により切断して切断ブランクを形成することができ、その結果、常に切断ブランクの切口面の直角度が得られると共に、ダレやバリなどの発生がなく、その上破壊面が粗くない良好な切断ブランクを得ることができる。したがって、この切断ブランクを用いて高精度の製品を圧造成形したり、或いは試打ち調整を正確に行うことが可能となる。
【0036】
その上、ナイフが往動開始位置に位置するとき、カッターロッドの後端面と副駆動源の駆動部材との間に隙間を設けるように構成したから、副駆動源により駆動部材を揺動させてカッターロッドを往動させるとき、上記隙間を利用して駆動部材をカッターロッドに衝撃を加えるハンマーとして作用させることができ、これにより、殴打作用と高速切断との相乗効果により一層切れ味のよい剪断による正確美麗な切断ブランクが得られる。
【0037】
また、副駆動源として、サーボモータによるカム駆動機構を用い、主駆動源の駆動速度の変化に対応してクイル部への素材の供給完了を検出するセンサーからの検出信号により、サーボモータを駆動制御するようにすれば、簡単な構成でタイミングよくカッターロッドを作動させることができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る圧造成形機の概略平面図である。
【図2】 同要部の正面図である。
【図3】 同副駆動源によるカッターロッドの動作説明図である。
【図4】 主駆動源側のカム板駆動体によるカッターロッドの動作説明図でである。
【図5】 主駆動源側の駆動部をカム付き駆動軸とした別の実施の形態を示す一部省略正面図である。
【図6】 同副駆動源によるカッターロッドの動作説明図である。
【図7】 同主駆動源側のカム駆動機構によるカッターロッドの動作説明図である。
【図8】 カッターロッドが往復揺動するタイプのものに適用した別の実施の形態を示す一部省略正面図である。
【図9】 同副駆動源によるカッターロッドの動作説明図である。
【図10】 同主駆動源側のカム駆動機構によるカッターロッドの動作説明図である。
【符号の説明】
1 機体
3 ダイ
6 主駆動モータ(主駆動源)
12 ナイフ
13 カッターロッド
14 駆動部
19 素材移送用チャック
20 副駆動源
22 揺動体(駆動部材)
23 サーボモータ
31 揺動体(駆動部材)
35 サーボモータ
36 副駆動源
44 サーボモータ
45 副駆動源
a 隙間
Claims (4)
- 機体側方から棒状素材を供給するクイル部と、素材の供給方向に対して直交方向に往復動し、素材を切断するナイフを有するカッターロッドと、成形機側の主駆動源による駆動動作に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部とを備えた圧造成形機において、カッターロッドに、主駆動源に基づく駆動に優先してカッターロッドを高速で往動させ、素材の切断を行う高速切断用の副駆動源を設けたことを特徴とする圧造成形機。
- 機体側方から棒状素材を供給するクイル部と、素材の供給方向に対して直交方向に往復動し、素材を切断するナイフを備えたカッターロッドと、成形機側の主駆動源に連動し、かつ主駆動源の駆動速度に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部とを備えた圧造成形機において、カッターロッドの駆動部に、主駆動源に基づく駆動に優先してカッターロッドを高速で往動させ、素材の切断を行う高速切断用の副駆動源を併設し、副駆動源によりクイル部への素材の供給が完了したタイミングにてカッターロッドを高速で往動させてナイフをクイル部前面の往動開始位置から素材の切断完了位置まで移動させ、切断完了後は、副駆動源に代えて、主駆動源によりカッターロッドを低速で往復動させて、ナイフを素材移送用チャック又はダイの中心上の往動終了位置まで移動させると共に、この位置にてナイフから切断ブランクを素材移送用チャック又はダイに挿入させた後ナイフを往動開始位置まで戻すように構成したことを特徴とする圧造成形機。
- 副駆動源は、揺動又は進退動によりカッターロッドを往動させる駆動部材を備え、ナイフが往動開始位置に位置するとき、駆動部材とカッターロッドとの間に隙間を設けるように構成して、副駆動源により駆動部材を揺動又は進退動させてカッターロッドを往動させるとき、駆動部材をカッターロッドに衝撃を加えるハンマーとして作用させることを特徴とする請求項2に記載の圧造成形機。
- 副駆動源は、サーボモータによるカム駆動機構を備え、主駆動源の駆動速度の変化に応じたクイル部への棒状素材の供給完了を検出するセンサーからの検出信号により、カッターロッドを往動させるようにサーボモータが駆動制御されることを特徴とする請求項2に記載の圧造成形機。
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