JP4169146B2

JP4169146B2 - Crank press machine

Info

Publication number: JP4169146B2
Application number: JP2002254831A
Authority: JP
Inventors: 知小林; 岡田　　光弘
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004090036A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はクランクプレス機に関し、更に詳しくは、クランク機構部にスライドストローク量、プレス機のダイハイトおよび主に下死点近傍のスライド速度を調整可能な二重偏心機構を備えるクランクプレス機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にクランクプレス機は往復すべり子回転機構を用い、クランクシャフトやエキセンシャフトなど、回転中心から偏心した偏心部を有しフレームに回転可能に軸支される回転軸と、プレス金型の上型が装着されフレームに往復動可能に支持されるスライドと、前記回転軸の偏心部と前記スライドとを連結する連接部材と、フレームに固定されプレス金型の下型が装着されるボルスタとを備える。そして動力源から伝達される回転運動を、回転軸の偏心部と連接部材によりスライドの往復運動に変換してプレス加工を施すものである。
【０００３】
ところでプレス加工においては、ワーク高さまたは絞り深さが大きい場合にはスライドストローク量の大きいプレス機を用いて加工を行う必要がある。一方でワーク高さの低いワークや絞り深さが小さいワーク、あるいは薄板の打ち抜き加工などはスライドストローク量が小さくても加工が可能であり、スライドストローク量が小さい場合にはその分ＳＰＭを大きくすることが可能であるから、生産性を向上させることができる。従ってスライドストローク量が変更可能である構造を有するプレス機であれば、１台のプレス機で様々な加工に対して最適なスライドストローク量で加工を行うことで、生産性を向上させることができる。
【０００４】
クランクプレス機においてスライドストローク量を調整する手段としては、例えば特開平０３−２１６２９６号公報（特公平０８−３２３７５号公報）に記載の構成などが開発されている。
【０００５】
すなわち前記公報に記載の構成は、コスト低減を図りつつ小型で取り扱いが容易であり、かつ金型間の衝撃を緩和させて高精度な製品を高能率で生産可能にすることを目的として、コネクティングロッドの上端部に嵌挿された偏心部を有するクランク軸と、基軸線に同期回転可能に支持されかつ基軸線に対して偏心された偏心穴を有する一対の回転体と、クランク軸と回転体とを結合して動力の伝達を行う結合手段とを備え、該結合手段は前記クランク軸の両端を前記各回転体のそれぞれ偏心穴に相対回転可能かつ軸方向に変位可能に嵌挿するとともに、偏心量調整に際してクランク軸と回転体との相対回転を許容しかつ偏心量調整後にクランク軸と回転体との相対角度を一定に保持可能とするものである。
【０００６】
かかる構成によれば、回転体とクランク軸との間の位相を変更することによりスライドストローク量を調整でき、当該スライドストローク量の調整によりＳＰＭを落とさずに下死点近傍でのスライド速度を低くして金型間の衝撃力を緩和させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載の構成においては、以下に記すような問題点を有する。
【０００８】
第１は、スライドストローク量の調整に伴い下死点位置が変化することである。一般的にプレス機におけるスライドストローク量は、ワークライン高さや絞り深さが大きいワークに合わせて機械的なストローク量として定められるものである。すなわち、スライドストローク量および下死点をそのままに維持し、前記機械的なストローク量に基づく下死点位置を基準として、パンチ、ダイ、パンチホルダ、ダイホルダ、パンチプレート、ダイプレートなどからなる金型の高さ位置やワークライン高さが設定される。
【０００９】
前記公報に記載の構成によれば、回転体とクランク軸との間の位相を変更してスライドストローク量を調整すると、必然的に金型の高さやワークライン高さの基準となる下死点位置が変化することになる。特にワークライン高さが変化すると種々の問題が発生するため、ワークライン高さをそのままに維持しつつ下死点位置が変更した分だけ上台の高さ位置を調整する必要がある。しかしながら前述のとおり下死点位置が変化しているため、ワークの種類や加工の内容の変更に伴い金型が交換される場合にはそのままでは金型を使用することができず、金型の高さ位置の調整を要することになる。
【００１０】
第２には回転体の位相とスライドの位置との関係が変化することである。例えばクランクプレス機とトランスファー装置とを組み合わせるなどしてスライドの位置とワークの送りを同期させて連続的に加工を行う場合などには、回転体の位相とスライドの位置の関係が同期していることが望ましい。
【００１１】
しかしながら前記公報に記載の構成においては、クランク軸と回転体との間の位相を変更することにより回転体の回転中心に対するクランク軸の偏心部の偏心量を調整するものであるから、スライドストローク量を調整するごとに必然的に回転体の位相とスライドの位置との関係が変化する。このためスライドストローク量を調整するごとにワークの送りのタイミングとスライドの位置の同期を調整する必要が生じる。
【００１２】
第３には、スライドストローク量を調整する操作が煩雑なことである。前記公報に記載の構成によれば、それ以前の機構に比較すると操作が容易となっているものの、スライドストローク量を調整する場合には、駆動モータの停止あるいはブレーキを動作させて回転体を停止させ、引き続き回転体とクランク軸との結合手段を解き、回転体とクランク軸との相対角度を変更させることにより総合の偏心量を調整し、その後再び回転体とクランク軸との結合手段をロックするという操作を要する。このためより簡単な操作によって偏心量が調整可能な構成が要望されている。
【００１３】
また前記調整の操作に関連して、前記公報に記載の構成においては１ストロークごとに下死点位置を調整したいという要望に応えることができない。プレス加工においては、プレス機の運転を開始すると可動部の発熱や加工熱により金型やプレス機全体の温度が上昇しスライドや金型などの熱変形が生じる。熱変形を放置すると経時的にスライドの下死点位置が変化することになり、プレスの板厚や絞り深さなどの寸法精度が低下する。
【００１４】
前記公報に記載の構成においては、ストローク量を調整することにより下死点位置を調整することはできるが、前述の通りスライドストローク量の調整は回転体が静止している間に行う必要があり、熱変形による下死点位置変化の補正をするために、運転中に１ストロークごとに下死点位置を調整することは極めて困難である。このため、運転中に運転を停止することなく１ストロークごとに下死点位置を調整することが可能な構成が望まれる。
【００１５】
なお、この他の熱変形による加工精度の低下を防ぐ手段としては、プレス機が熱平衡に達し下死点位置が変化しなくなるまでの間に加工されたワークを廃棄するか、冷却油などの循環や予熱装置などによりプレス機の温度を一定に保つ方法などが採用されているが、前者の方法においてはワークの無駄が生じて歩留りの低下を招き、後者の方法においては温度を一定に維持するための装置を要して設備コストが増加するため、生産コストや設備コストを増加させることなく加工精度を維持できる構成が要望されている。
【００１６】
この他、異なる種類の加工を１台のプレス機で行うためには金型を交換することになるが、この場合に金型の高さなどが異なると、プレス機のダイハイトを調整する必要が生じる。一般的なクランクプレス機はスライド調整ネジによりプレス機のダイハイトを調整する構成を有するが、交換される金型の高さが大きく異なるとプレス機のスライド調整ネジを多く回す必要があり、スライド調整長さが長いプレス機を必要として価格が上がるとともに、金型の交換に多くの時間を要する。このため、１台のプレス機で様々な種類の加工を行うにはダイハイトを広い範囲で設定でき、かつ調整が容易な構成であることが望まれる。
【００１７】
更に、下死点近傍における加工速度を低く設定することができる構成が望まれている。深絞り加工などにおいては、スライドの下死点近傍でのストローク速度を低く設定するか、下死点においてスライドを停止させる時間を設けると、いわゆる「決め押し効果」によりスプリングバックの発生が抑制され、プレス加工されたワークの形状が安定するという特性を有する。またスライドのストローク速度が大きいと、下死点において金型の上型と下型とが激しく衝突することになり、この衝撃で金型の下型が下方に加速されたり、振動したりして板押さえ力が不安定となるほか、ワークに傷が生じたり、金型寿命を縮める原因にもなる。
【００１８】
本発明の解決しようとする課題は、様々な加工に対応できるようプレス機のダイハイト、スライドストローク量などが簡単な操作で変更可能であり、更に下死点近傍でのストローク速度を低下させるなどスライドモーションカーブの設定の自由度が高く、かつ運転中に下死点位置を逐次調整可能なクランク機構部を備えるクランクプレス機を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、フレームに回転可能に軸支される回転体と、該回転体に回転可能に軸支され、回転中心から偏心した偏心部を有する回転軸と、前記回転体を回転させる回転体駆動手段と、前記回転軸を回転させる回転軸駆動手段と、一端が前記回転軸の偏心部に回転可能に結合される連接部材と、該連接部材の他端に揺動可能に結合され前記フレームに往復動可能に支持される往復部材と、を備え、前記回転軸の回転中心は前記回転体の回転中心と異なる位置にあり、運転中における前記回転体と、前記回転軸とは互いに独立して回転可能であると共に、前記回転体駆動手段と前記回転軸駆動手段のいずれか一方が停止中のときには他方の駆動力のみにより前記往復部材を往復動させるため、前記回転軸と前記回転軸駆動手段は該回転軸駆動手段の出力軸の回転中心軸に対する該回転軸の回転中心軸の偏心量が変更可能な心違い継ぎ手により連結されていることを要旨とするものである。
【００２０】
かかる構成によれば、回転体と回転軸の間の位相を変更することにより、加工に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量や下死点近傍でのストローク速度を設定することが可能となる。
【００２１】
また、前記回転体を回転させる回転体駆動手段と、前記回転軸を回転させる回転軸駆動手段とが設けられているため、プレス機の運転中であっても回転軸および回転体を独立して、あるいは同期的に回転させることができ、スライドストローク量の変更調整に特別の操作の必要がなく、容易に行うことができる。
【００２２】
さらに、前記回転軸と前記回転軸駆動手段は該回転軸駆動手段の出力軸の回転中心軸に対する該回転軸の回転中心軸の偏心量が変更可能な心違い継ぎ手により連結されているため、回転体が回転中か否かに関わりなく回転軸の回転を制御できるとともに、回転軸が回転中か否かに関わりなく回転体を制御できるため、プレス機の運転中においても１ストロークごとに下死点位置の調整などができ、精度の高い加工を施すことが可能となる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、前記回転体駆動手段の有する回転動力源と前記回転軸の有する回転動力源は、少なくともいずれか一方がサーボモータであることを要旨とするものである。サーボモータは高精度の回転制御が可能であることから、精度の高い加工を施すことが可能となる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、前記往復部材の往復移動量とスライドモーションカーブの少なくとも一方を変更しうるように、前記回転体と前記回転軸の回転位相および回転速度を同期的に制御する制御手段を有することを要旨とするものである。かかる構成とすることにより、回転体と回転軸の回転数の比や回転体と回転軸の位相の差を制御して、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を様々に設定することができ、１台のプレス機において様々な内容の加工に容易に対応することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、スライドの下死点位置を検出する手段を更に備え、検出される下死点位置に応じて１ストロークごとに下死点位置を変更しうるように前記回転体と前記回転軸の回転位相を同期的に制御する制御手段を有することを要旨とするものである。かかる構成によれば、スライドや金型の熱変形などで下死点位置が変化した場合であっても、当該変化分を補正することができ、製品の寸法精度の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお本明細書中においては、クランクプレス機のクランク機構はスライドのすべり中心がクランクの回転中心を通過するカタヨリのないクランク機構（ピストンクランク機構）を有し、スライドの下死点側でプレス加工が行われ、上死点側では金型の上型と下型が離れてワークの供給・移送を行うことができる構成を有するものとして記述する。
【００２７】
図１は本実施の形態に係るクランクプレス機の構造を示した断面図であり、図２は該クランクプレス機のクランク機構部の構造を示した拡大断面図である。本実施の形態に係るクランクプレス機１のクランク機構部には、回転体と回転軸とから構成される二重偏心構造を有し、該二重偏心構造が一般的なクランクプレス機のクランクに相当する機能を有するとともに、前記回転体および前記回転軸がそれぞれ回転体駆動手段および回転軸駆動手段により駆動されることにより、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍のスライド速度などを調整可能とするものである。
【００２８】
回転体である一対のエキセンギア４、４は、それぞれフレーム２に第２軸受け２３、２３を介して回転可能に軸支されており、共通のエキセンギア回転中心２５を有する。また一対のエキセンギア４、４のそれぞれには、エキセンギア回転中心２５から偏心量Ｅ（図２参照）だけ偏心した位置に中心を有する偏心孔２８、２８が形成され、一対のエキセンギア４、４のそれぞれに形成される偏心孔２８、２８の中心が一致するように配設される。
【００２９】
回転体駆動部は一対のエキセンギア４、４を回転駆動させるものであり、回転動力源である第１サーボモータ８と、フレーム２に第１軸受け２２を介して回転可能に軸支され、一端が該第１サーボモータ８の主軸９と第１継ぎ手７により連結される駆動シャフト６と、該駆動シャフト６に嵌合され、前記エキセンギア４、４と噛合し、前記駆動シャフト６と一体に回転可能な一対の駆動ギア３、３とを有し、第１サーボモータ８の回転動力が第１継ぎ手７、駆動シャフト６、駆動ギア３、３を経て一対のエキセンギア４、４に伝達され、該一対のエキセンギア４、４はエキセンギア回転中心２５を中心に回転可能に構成される。
【００３０】
なお一対のエキセンギア４、４はそれぞれフレーム２に第２軸受け２３、２３を介して別個独立に軸支されているが、一対のエキセンギア４、４のそれぞれに噛合して駆動する前記一対の駆動ギア３、３が駆動シャフト６に嵌合して一体に回転するため一対のエキセンギア４、４も一体的に回転し、両偏心孔２８、２８の中心がずれることはない。
【００３１】
回転軸であるエキセンシャフト５は、両端に形成されるエキセンシャフトジャーナル部５ａ、５ａと、両ジャーナル部５ａ、５ａの間に形成されるエキセンシャフト偏心部５ｂとを有する。そして両端のエキセンシャフトジャーナル部５ａ、５ａが一対のエキセンギア４、４に形成される偏心孔２８、２８にそれぞれ第３軸受け２４、２４によりエキセンシャフト回転中心２６を中心に回転可能に軸支される。エキセンシャフト回転中心２６は一対のエキセンギア４、４に形成される偏心孔２８、２８の中心と一致し、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７はエキセンシャフト回転中心２６から偏心量ｅ（図２参照）だけ偏心した位置にある。そして両エキセンシャフトジャーナル部５ａ、５ａの少なくともいずれか一方の一端が、軸支される偏心孔２８より突出する構造を有する。
【００３２】
回転軸駆動部は回転軸５の回転動力源である第２サーボモータ１０を備え、該第２サーボモータ１０の主軸１１と、エキセンシャフトジャーナル部５ａの前記偏心孔２８より突出する側の一端とが第２継ぎ手１２により連結されており、回転軸５は第２サーボモータ１０の主軸１１の回転に従動して回転可能に構成される。
【００３３】
なお前記第２継ぎ手１２は、第２サーボモータ１０の主軸１１の回転中においても、前記第２サーボモータ１０の主軸１１の回転中心２９とエキセンシャフト５の回転中心２６との間の平行を保ちつつ、距離および向きが変わっても同期回転が可能な構成であり、心違い継ぎ手、例えば日本ピストンリング株式会社製のスリーナイン（登録商標）カップリングなどを好適に適用することが可能である。心違い継ぎ手などを用いることにより、一対のエキセンギア４、４が回転中であるか否かを問わずにエキセンシャフト５に回転動力を伝達することが可能となるとともに、第２サーボモータ１０の主軸が停止中において、第１サーボモータ８の駆動による一対のエキセンギア４、４の回転に従ったエキセンシャフト５のエキセンギア回転中心２５を中心とした円軌道を描く円運動が可能となり、一対のエキセンギア４、４の回転とエキセンシャフト５の回転を独立して、あるいは同期的に制御可能となる。
【００３４】
エキセンシャフト偏心部５ｂには、連接部材２１の一端がエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７を回転中心として回転可能に連結されている。連接部材２１の他端にはフレーム２に往復動可能に支持されるスライド１３が揺動中心４０を中心に揺動可能に連結される。そしてエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７のフレーム２に対する相対運動が連接部材２１を介してスライド１３の往復運動に変換され、スライド１３およびボルスタ１４に装着される金型によりワーク１７にプレス加工が施される。この際、エキセンシャフト５の動つりあいをとるため、エキセンシャフト偏心部５ｂにはバランスウェイト２０が配設されることが望ましい。
【００３５】
なお本実施の形態に係るクランクプレス機に装着される金型は、一般的なクランクプレス機の金型と同一の構成を有するものであり、前記スライド１３に装着される上台１５と、該上台１５に装着されるパンチホルダ３３と、該パンチホルダ３３に調整締結されるパンチ１８と、フレーム２に固定されるボルスタ１４と、該ボルスタ１４に装着される下台１６と、該下台１６に装着されるダイホルダ３２と、該ダイホルダ３２に調整締結されるダイ１９とを有する。更にダイ１９とパンチ１８の相対的な位置を決めるためのメインガイド３０およびサブガイド３１が配設される。
【００３６】
また、第１サーボモータ８および第２サーボモータ１０の回転を制御して設定された加工を行わせる制御手段としては、一般的なサーボ制御機構、例えば設定プログラムまたは操作者による設定６３に基づいて第１および第２サーボモータ８、１０の駆動信号（指令パルス）を生成し送信するコントローラ６２ａ、６２ｂと、第１および第２サーボモータ８、１０からフィードバックされるエンコーダパルスと指令パルスとを比較してコントローラ６２ａ、６２ｂから送信される駆動信号どおりに回転するように第１および第２サーボモータ８、１０に電圧をかけるサーボアンプ６１ａ、６１ｂを備える構成を適用することができる。かかる構成により、第１および第２サーボモータ８、１０の回転を同期的に、必要であれば独立して制御でき、プレス加工の内容に応じて設定されたプログラムあるいは操作者による設定６３に基づいてプレス加工が行われる。更に下死点位置を検出する手段としてリニアスケール３４などが適宜配設され、検出された下死点位置を設定プログラム６３に入力可能に構成すると、１ストロークごとのスライド下死点位置を検出して設定された目標値と実際の位置とのずれを算出し、次のストロークにおける下死点位置を補正することができるため、精度の高い加工を行うことが可能となる。
【００３７】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面の模式図で、本実施の形態に係るクランクプレス機１のクランク機構部の構造を模式的に示した図である。本実施の形態に係るクランクプレス機１のクランク機構部の動作は以下の通りである。
【００３８】
エキセンシャフト５は第２サーボモータ１０から伝達される回転動力によりエキセンシャフト回転中心２６を中心に回転運動する。このためエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７は、エキセンシャフト回転中心２６を中心に半径が偏心量ｅである円軌道ｄを描く円運動をする。またエキセンシャフト回転中心２６は、一対のエキセンギア４、４に形成される偏心孔の中心に一致するものであり、第１サーボモータ８から伝達される回転動力による一対のエキセンギア４、４の回転運動に従動して、エキセンギア回転中心２５を中心に半径が偏心量Ｅの円軌道ｃを描く円運動をする。このため結果として、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７は、エキセンシャフト５の回転運動に伴う円軌道ｄを描く円運動と、一対のエキセンギア４、４の回転運動に伴う円軌道ｃを描く円運動の合成運動をすることになる。そしてエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の前記合成運動が連接部材２１によりスライド１３（図３においては揺動中心４０で示す）の往復運動に変換される。
【００３９】
従って上記構成によれば、一対のエキセンギア４、４の回転数および位相、エキセンシャフト５の回転数および位相を同期的に制御することにより、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７に様々な軌跡を描く運動をさせることができ、プレス機のダイハイト、スライドストローク量および下死点近傍でのスライド速度を加工の内容に応じて設定することが可能となる。特にサーボモータは高精度に回転位置制御が可能であるから、前述のように一対のエキセンギア４、４およびエキセンシャフト５の回転動力源にそれぞれサーボモータを適用することにより、スライドの運動を容易かつ高精度に制御することができる。
【００４０】
また、一対のエキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度の比あるいは相互間の位相差を変更してエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７のフレームに対する運動を変更することにより、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を調整するものであるから、サーボモータを適用することにより回転の制御だけでこれら調整が可能となり、調整に特別な操作を要しなくなる。
【００４１】
次いで、本発明の一実施の形態に係るクランクプレス機について、加工内容に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度に設定される各種実施例について説明する。図５〜１２は、各実施例におけるエキセンシャフトの回転中心２６、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７、および揺動中心４０の運動を模式的に示した図である。
【００４２】
なお、以下の図４から図１２において、エキセンギア４、４の回転速度およびエキセンシャフト５の回転速度は、スライド（図においては揺動中心４０で示す）が１ストローク動作する間の回転数を示す。また、エキセンギア４、４の位相およびエキセンシャフト５の位相は、本実施の形態にかかるプレス機の有するクランク機構において、揺動中心４０が到達可能な下死点側の最も低い位置（以下、最下点と記す）にある状態を基準（位相＝０°）として、各実施例における揺動中心４０が下死点でのエキセンギア４、４、エキセンシャフト５のそれぞれの位相を示す。また、ｈまたはＨはエキセンギア回転中心２５とスライド１３上部の揺動中心４０との間の距離を示しており、ｈは下死点においてエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７が上側（エキセンシャフト５の位相＝１８０°）にあって距離が短い場合を、Ｈは逆にエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の位置が下側（エキセンシャフト５の位相＝０°）にあって距離が長い場合を示し、ｈのときはプレス機のダイハイトが大きく、Ｈのときはプレス機のダイハイトが小さくなる。なお、図２および図３に示されるエキセンシャフト回転中心２６の偏心量Ｅ、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の偏心量ｅおよびエキセンギア回転中心２５から下死点におけるスライド１３上部の揺動中心４０までの距離ｈまたはＨには、それぞれ第１の実施例においては添え字１を、第２の実施例においては添え字２を付して記す。
【００４３】
図４は、第１の実施例における設定のフローチャートを示す。第１の実施例は、エキセンギア４、４およびエキセンシャフト５の双方またはいずれか一方が一定速度で回転している実施例である。そしてエキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度の比、あるいは回転／停止の組み合わせを変更することにより、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を様々に設定する。設定は、まずプレス機に装着する金型の高さなどからプレス機のダイハイトの大小の設定を決定する。次いで加工内容からスライドストローク量の大小を決定する。本実施例においてはダイハイト大のときは２段階、ダイハイト小のときは３段階に設定される例を示す。そして、ダイハイト大でスライドストローク量大のときには更に下死点近傍におけるスライド速度を小さくするかどうかを決定する。以上の決定により、プレス加工の内容に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度が得られるエキセンギア４、４の回転速度および位相、エキセンシャフト５の回転速度および位相の組み合わせが決定される。
【００４４】
＜実施例１−１＞ダイハイト大、スライドストローク量小
ダイハイトを大きく、スライドストローク量を小さくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図５に示す。本実施例においてはエキセンシャフトの位相が１８０°の場合に揺動中心４０が下死点にあり、最下点から２ｅ_１だけ上方に位置するため、２ｅ_１だけプレス機のダイハイトを大きくできる。エキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度比は１：１であるため、スライドストローク量は２（Ｅ_１−ｅ_１）となり、スライドストローク量を小さくすることができる。
【００４５】
＜実施例１−２＞ダイハイト大、スライドストローク量大
ダイハイトを実施例１−１と同一に維持しつつ、スライドストローク量を大きくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図６に示す。本実施例における下死点は前記実施例１−１と同一であるため、プレス機のダイハイトも同一となる。但しエキセンシャフト５を回転させず、エキセンギア４、４の回転のみでスライド（揺動中心４０）の往復運動が与えられるため、スライドストローク量は２Ｅ_１となり、実施例１−１に比較してスライドストローク量を大きくすることができる。
【００４６】
＜実施例１−３＞ダイハイト大、スライドストローク量大、下死点近傍のスライド速度小
ダイハイトおよびスライドストローク量を実施例１−２と同一に維持しつつ、下死点近傍でのスライド速度を小さくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図７に示す。下死点および上死点でのエキセンギア４、４とエキセンシャフトの位相の関係が実施例１−２と同一であるため、ダイハイトおよびスライドストローク量も同一に維持される。ただしエキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度比は１：２であるため、揺動中心４０が下死点近傍を通過する際、エキセンギア回転中心２５の運動がエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の運動により相殺され、スライド速度が実施例１−１および実施例１−２に比較して小さくなる。このため深絞り加工などに適したスライドモーションカーブが得られる。
【００４７】
＜実施例１−４＞ダイハイト小、スライドストローク量小
ダイハイトおよびスライドストローク量を小さくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図８に示す。本実施例においてはエキセンシャフト５の位相が０°であるので揺動中心４０の下死点は本クランク機構における揺動中心４０の最下点であり、ダイハイトが最小となる。また、エキセンギア４、４は回転せず、エキセンシャフト５の回転のみでスライド（揺動中心４０）の往復運動が与えられるため、スライドストローク量は２ｅ_１となる。このためＳＰＭを大きくして生産性を向上させることができ、ワーク高さが低い加工や薄板の打ち抜き加工などに適したスライドモーションカーブが得られる。
【００４８】
＜実施例１−５＞ダイハイト小、スライドストローク量中
ダイハイトを小さく、スライドストローク量を前記実施例１−４より大きくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図９に示す。本実施例における揺動中心４０の下死点位置は、前記実施例１−４と同一で本クランク機構における揺動中心４０の最下点である。エキセンシャフト５は回転しないため、スライド（揺動中心４０）の往復動はエキセンギア４、４の回転のみで与えられることになり、スライドストローク量は２Ｅ_１となり、Ｅ_１＞ｅ_１であることから前記実施例１−４に比較して大きいスライドストローク量を与えることができる。
【００４９】
＜実施例１−６＞ダイハイト小、スライドストローク量大
ダイハイトを小さく、スライドストローク量を大きくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図１０に示す。本実施例における揺動中心４０の下死点位置は、前記実施例１−４および実施例１−５と同一で本クランク機構におけるスライドの最下点である。揺動中心４０の上死点は本クランク機構における最高点で、スライドストローク量は、２（Ｅ_１＋ｅ_１）で、本クランク機構における最大量のスライドストローク量を与えることができる。
【００５０】
第２の実施例は、エキセンギア４、４またはエキセンシャフト５の少なくともいずれか一方が揺動運動をする実施例である。第１の実施例においては、エキセンギア４、４およびエキセンシャフト５が停止または定速度で回転運動を行うことを前提とする実施例であるが、第２の実施例は、サーボモータは容易かつ高精度に回転の制御可能であるという特性を利用する実施例である。
【００５１】
＜実施例２−１＞
本実施例は、エキセンシャフト５を回転させず、エキセンギア４、４を揺動させることによりスライド１３を上下運動させる設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図１１に示す。本実施例によれば、エキセンギア４、４の所定角度の揺動によるエキセンシャフト回転中心２６の揺動動作を得ることができるため、エキセンギア４、４の揺動角度を設定することにより、エキセンシャフト５の揺動をプレス加工に必要な量のみに簡単に設定することができるとともに、エキセンギア４、４の１揺動でスライドは２往復するため、ＳＰＭを大きくとることができ生産性の向上を図ることができる。
【００５２】
＜実施例２−２＞
本実施例は、エキセンシャフトの回転によりスライド１３に往復運動を与え、エキセンギア４、４を揺動位置設定させることにより下死点位置を調整する設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図１２に示す。図に示されるように、エキセンギア４、４の位相が０°の場合にはスライド１３（揺動中心４０）はスライドモーションカーブ５０を描く運動をし、エキセンギア４、４がα°揺動した位置に設定された場合にはスライドモーションカーブ５０ａを描く運動をする。すなわちエキセンギア４、４を所定角度揺動した位置に設定することにより、スライドの下死点位置をエキセンギア４、４の位相が０°の場合から変位量ａだけ変位した位置に設定することができる。このため、エキセンギア４、４の位相を１ストロークごとに変更して下死点位置を１ストロークごとに変化させることが可能となり、例えばスライド１３にリニアスケール３４など下死点位置を測定する手段を配設して１ストロークごとに下死点位置を検出し、検出された下死点位置に基づいて下死点位置におけるエキセンギア４、４の位相を変更して次のストロークにおける下死点位置を調整することにより、スライドや金型の熱変形などによる加工精度の低下を防止することができる。なお、大きいスライドストローク量を要する場合には、エキセンシャフト５を揺動させ、エキセンギア４、４によりスライド１３をストロークさせる動作であっても良い。
【００５３】
以上説明したとおり、一対のエキセンギア４、４の回転とエキセンシャフト５の回転を同期的に制御するのみで、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を加工の内容に応じて設定することができる。
【００５４】
以上、本発明の一実施の形態および各種実施例について説明したが、本発明は要旨を逸脱しない範囲において様々な態様での実施が可能である。また、前記各実施例においては、基本的な実施例を例示的に列挙したものであり、回転数や位相は前記実施例に限定されるものではない。特に、回転数については揺動を除き運転中は一定である例を示したが、サーボモータの回転制御が容易である利点を利用し、１ストローク中において速度を変更するものであっても良い。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、フレームに回転可能に軸支される回転体と、該回転体に回転可能に軸支され、回転中心から偏心した偏心部を有する回転軸とは、互いに独立して回転可能に構成されていることから、回転体と回転軸の間の位相を変更することにより、加工に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量や下死点近傍でのストローク速度を設定することが可能となる。
【００５６】
また、回転体と回転軸はそれぞれ独立した回転動力により回転するものであり、回転軸と回転軸駆動手段は心違い継ぎ手などを用いて連結され、プレス機の運転中においても回転体および回転軸が回転可能であることから、回転体と回転軸との運動を組み合わせて多様なスライドモーションカーブを設定することができ、１台のプレス機で様々な内容の加工を行うことができる。また、回転軸と回転体の回転を制御することにより下死点位置、プレス機のダイハイト、スライドストローク量などの調整が可能となるため、調整に特別な操作を必要とせず、容易に変更設定ができる。
【００５７】
請求項２に記載の発明によれば、サーボモータの有する高精度に位置制御が可能である特性を使用することにより、精度の高い加工を施すことが可能となる。
【００５８】
請求項３に記載の発明によれば、回転体と回転軸の回転数の比や回転体と回転軸の位相の差を制御して、多様なスライドモーションカーブを設定することができ、１台のプレス機において様々な内容の加工に容易に対応することができる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、１ストロークごとに下死点位置を調整することが可能となり、スライドや金型が熱変形した場合などにおいても、当該熱変化分を補正して下死点位置におけるパンチとダイの位置関係を一定に保つことができ、製品の寸法精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるクランクプレス機の断面模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかるクランクプレス機のクランク機構部の拡大断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１の実施例における、ダイハイト、スライドストローク量および下死点近傍でのスライド速度の設定のためのフローチャートである。
【図５】実施例１−１におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図６】実施例１−２におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図７】実施例１−３におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図８】実施例１−４におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図９】実施例１−５におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図１０】実施例１−６におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図１１】実施例２−１におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図１２】実施例２−２におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【符号の説明】
１クランクプレス機
２フレーム
３駆動ギア
４エキセンギア
５エキセンシャフト
５ａエキセンシャフトジャーナル部
５ｂエキセンシャフト偏心部
６駆動シャフト
７第１継ぎ手
８第１サーボモータ
９第１サーボモータの主軸
１０第２サーボモータ
１１第２サーボモータの主軸
１２第２継ぎ手
１３スライド
２０バランスウェイト
２１連接部材
２２第１軸受け
２３第２軸受け
２４第３軸受け
２５エキセンギアの回転中心
２６エキセンシャフトの回転中心
２７エキセンシャフト偏心部の軸心
２９第２サーボモータの主軸の回転中心[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a crank press machine, and more particularly to a crank press machine provided with a double eccentric mechanism capable of adjusting a slide stroke amount, a die height of the press machine, and a slide speed mainly near the bottom dead center in a crank mechanism portion.
[0002]
[Prior art]
Generally, a crank press machine uses a reciprocating slider rotation mechanism, such as a crankshaft or eccentric shaft, which has an eccentric portion eccentric from the center of rotation and is rotatably supported by a frame, and a press mold. A slide mounted on the frame and supported by the frame so as to be reciprocally movable, a connecting member for connecting the eccentric portion of the rotating shaft and the slide, and a bolster fixed to the frame and mounted on the lower mold of the press mold. Prepare. Then, the rotary motion transmitted from the power source is converted into the reciprocating motion of the slide by the eccentric part of the rotary shaft and the connecting member, and press working is performed.
[0003]
By the way, in the press working, when the work height or the drawing depth is large, it is necessary to perform the working using a press machine having a large slide stroke amount. On the other hand, workpieces with low workpiece height, workpieces with a small drawing depth, or punching of thin plates can be machined even if the slide stroke amount is small. If the slide stroke amount is small, the SPM is increased accordingly. Therefore, productivity can be improved. Therefore, if the press machine has a structure in which the slide stroke amount can be changed, the productivity can be improved by performing the process with the optimum slide stroke amount for various processes with one press machine. .
[0004]
As means for adjusting the slide stroke amount in a crank press machine, for example, a configuration described in Japanese Patent Laid-Open No. 03-216296 (Japanese Patent Publication No. 08-32375) has been developed.
[0005]
That is, the configuration described in the above publication is connected for the purpose of reducing the cost while being small and easy to handle, and reducing the impact between the molds so that a highly accurate product can be produced with high efficiency. A crankshaft having an eccentric portion inserted into the upper end portion of the rod, a pair of rotating bodies having an eccentric hole supported so as to be able to rotate synchronously with the base axis and eccentric with respect to the base axis, and the crankshaft and the rotating body And coupling means for transmitting power by coupling the crankshaft, and the coupling means are fitted so that both ends of the crankshaft are relatively rotatable and axially displaceable in the eccentric holes of the rotating bodies, respectively. When adjusting the amount of eccentricity, the relative rotation between the crankshaft and the rotating body is allowed, and after adjusting the amount of eccentricity, the relative angle between the crankshaft and the rotating body can be kept constant.
[0006]
According to such a configuration, the slide stroke amount can be adjusted by changing the phase between the rotating body and the crankshaft, and the slide speed in the vicinity of the bottom dead center can be reduced without dropping the SPM by adjusting the slide stroke amount. Thus, the impact force between the molds can be reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration described in the above publication has the following problems.
[0008]
The first is that the bottom dead center position changes with the adjustment of the slide stroke amount. In general, the slide stroke amount in a press machine is determined as a mechanical stroke amount in accordance with a workpiece having a large work line height or drawing depth. That is, a mold composed of a punch, a die, a punch holder, a die holder, a punch plate, a die plate, etc., with the slide stroke amount and the bottom dead center maintained as they are, and the bottom dead center position based on the mechanical stroke amount as a reference Height position and work line height are set.
[0009]
According to the configuration described in the above publication, if the slide stroke amount is adjusted by changing the phase between the rotating body and the crankshaft, the bottom dead center which is inevitably a reference for the height of the mold and the height of the work line The position will change. In particular, when the work line height changes, various problems occur. Therefore, it is necessary to adjust the height position of the upper base by the amount of changing the bottom dead center position while maintaining the work line height as it is. However, since the bottom dead center position has changed as described above, the mold cannot be used as it is when the mold is exchanged due to changes in the type of workpiece or the content of processing. It is necessary to adjust the height position.
[0010]
Secondly, the relationship between the phase of the rotating body and the position of the slide changes. For example, when processing is performed continuously by synchronizing the slide position and the workpiece feed by combining a crank press machine and a transfer device, the relationship between the phase of the rotating body and the slide position is synchronized. It is desirable.
[0011]
However, in the configuration described in the publication, the eccentric amount of the eccentric portion of the crankshaft with respect to the rotation center of the rotating body is adjusted by changing the phase between the crankshaft and the rotating body. Each time adjustment is made, the relationship between the phase of the rotating body and the position of the slide inevitably changes. For this reason, it is necessary to adjust the synchronization of the workpiece feed timing and the slide position each time the slide stroke amount is adjusted.
[0012]
Third, the operation of adjusting the slide stroke amount is complicated. According to the configuration described in the above publication, the operation is easier than in the previous mechanism. However, when adjusting the slide stroke amount, the drive motor is stopped or the brake is operated to stop the rotating body. Next, unlock the connecting means between the rotating body and the crankshaft, adjust the total eccentricity by changing the relative angle between the rotating body and the crankshaft, and then lock the connecting means between the rotating body and the crankshaft again. It requires an operation to do. For this reason, the structure which can adjust the amount of eccentricity by simpler operation is desired.
[0013]
Further, in relation to the adjustment operation, the configuration described in the publication cannot meet the demand for adjusting the bottom dead center position for each stroke. In the press working, when the operation of the press machine is started, the temperature of the mold and the entire press machine rises due to the heat generated by the movable part and the processing heat, causing thermal deformation of the slide and the mold. If the thermal deformation is left unattended, the bottom dead center position of the slide will change over time, and the dimensional accuracy such as the thickness of the press and the drawing depth will decrease.
[0014]
In the configuration described in the above publication, the bottom dead center position can be adjusted by adjusting the stroke amount. However, as described above, the slide stroke amount must be adjusted while the rotating body is stationary. In order to correct the bottom dead center position change due to thermal deformation, it is extremely difficult to adjust the bottom dead center position for each stroke during operation. For this reason, the structure which can adjust a bottom dead center position for every stroke, without stopping driving | operation during driving | operation is desired.
[0015]
In addition, as another means to prevent the processing accuracy from being lowered due to thermal deformation, the workpiece processed before the press machine reaches thermal equilibrium and the bottom dead center position does not change is discarded, or cooling oil or the like is circulated. A method of keeping the temperature of the press machine constant by using a preheating device or the like is adopted, but in the former method, the work is wasted and the yield is reduced, and in the latter method, the temperature is kept constant. Therefore, the equipment cost is increased and the equipment cost is increased. Therefore, there is a demand for a configuration capable of maintaining the machining accuracy without increasing the production cost and the equipment cost.
[0016]
In addition, in order to perform different types of processing with a single press, the die must be replaced. In this case, if the die height is different, it is necessary to adjust the die height of the press. Arise. A general crank press machine has a configuration in which the die height of the press machine is adjusted by a slide adjustment screw. However, if the height of the die to be replaced differs greatly, it is necessary to turn the slide adjustment screw of the press machine many times. The price increases due to the need for a press machine with a long length, and it takes a lot of time to replace the mold. For this reason, in order to perform various types of processing with one press machine, it is desired that the die height can be set in a wide range and can be easily adjusted.
[0017]
Furthermore, a configuration is desired in which the machining speed in the vicinity of the bottom dead center can be set low. In deep drawing, etc., if the stroke speed near the bottom dead center of the slide is set low, or if there is time to stop the slide at the bottom dead center, the occurrence of springback is suppressed by the so-called “determining push effect”. The shape of the pressed workpiece is stable. Also, if the slide stroke speed is high, the upper and lower molds will collide violently at the bottom dead center, and the lower mold will be accelerated or vibrated by this impact. In addition to making the plate pressing force unstable, it may cause scratches on the workpiece and shorten the mold life.
[0018]
The problem to be solved by the present invention is that the die height of the press machine, the amount of slide stroke, etc. can be changed by a simple operation so that it can cope with various processing, and further the slide speed is reduced such that the stroke speed near the bottom dead center is reduced. It is to provide a crank press machine including a crank mechanism unit that has a high degree of freedom in setting a motion curve and that can sequentially adjust a bottom dead center position during operation.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a rotating body that is rotatably supported by a frame, and a rotating shaft that is rotatably supported by the rotating body and has an eccentric portion that is eccentric from the rotation center. When,Rotating body driving means for rotating the rotating body; Rotating shaft driving means for rotating the rotating shaft;A connecting member having one end rotatably coupled to the eccentric portion of the rotating shaft, and a reciprocating member pivotably coupled to the other end of the connecting member and supported reciprocally by the frame, The rotation center of the rotation shaft is at a position different from the rotation center of the rotating body,Rotating bodyAnd saidAxis of rotationAnd independent of each otherRotation possibleIsAt the same time, when one of the rotating body driving means and the rotating shaft driving means is stopped, the reciprocating member is reciprocated only by the other driving force. The eccentricity of the rotation center axis of the rotation shaft with respect to the rotation center axis of the output shaft of the drive means is connected by an eccentric joint that can be changed.This is the gist.
[0020]
According to this configuration, by changing the phase between the rotating body and the rotating shaft, it is possible to set the die height of the press machine, the slide stroke amount, and the stroke speed in the vicinity of the bottom dead center according to processing. .
[0021]
  In addition, since a rotating body driving means for rotating the rotating body and a rotating shaft driving means for rotating the rotating shaft are provided,Even during the operation of the press machine, the rotating shaft and the rotating body can be rotated independently or synchronously, and there is no need for special operation for adjustment of the slide stroke amount, which can be easily performed. .
[0022]
  Further, since the rotating shaft and the rotating shaft driving means are connected by an eccentric joint that can change the amount of eccentricity of the rotating center axis of the rotating shaft with respect to the rotating center axis of the output shaft of the rotating shaft driving means,The rotation of the rotating shaft can be controlled regardless of whether or not the rotating body is rotating, and the rotating body can be controlled regardless of whether or not the rotating shaft is rotating. The dead center position can be adjusted and high-precision machining can be performed..
[0023]
  Claim2The gist of the invention described in is that at least one of the rotating power source of the rotating body driving means and the rotating power source of the rotating shaft is a servo motor. Since the servo motor can perform highly accurate rotation control, it is possible to perform highly accurate machining.
[0024]
  Claim3The invention according to claim 2 is a reciprocating amount of the reciprocating member.WhenSlide motion curveAt least one ofThe gist of the present invention is to have control means for synchronously controlling the rotation phase and the rotation speed of the rotating body and the rotating shaft. By adopting such a configuration, the ratio of the rotational speed between the rotating body and the rotating shaft and the difference in phase between the rotating body and the rotating shaft are controlled, so that the die height of the press machine, the slide stroke amount, and the slide speed near the bottom dead center are controlled. Various settings can be made, and processing of various contents can be easily handled in one press machine.
[0025]
  Claim4The present invention further includes a means for detecting a bottom dead center position of the slide, and the rotating body and the rotation so that the bottom dead center position can be changed for each stroke according to the detected bottom dead center position. The gist is to have a control means for controlling the rotational phase of the shaft synchronously. According to such a configuration, even if the bottom dead center position changes due to thermal deformation of a slide or a mold, the change can be corrected, and the dimensional accuracy of the product can be improved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this specification, the crank mechanism of the crank press machine has a crank mechanism (piston crank mechanism) with no slide where the slide center of the slide passes through the center of rotation of the crank, and is pressed at the bottom dead center side of the slide. The upper dead center side is described as having a configuration in which the upper mold and the lower mold of the mold can be separated and the workpiece can be supplied and transferred.
[0027]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a crank press according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of a crank mechanism portion of the crank press. The crank mechanism portion of the crank press machine 1 according to the present embodiment has a double eccentric structure composed of a rotating body and a rotary shaft, and the double eccentric structure is used for a crank of a general crank press machine. In addition to having a corresponding function, the rotary body and the rotary shaft are driven by the rotary body drive means and the rotary shaft drive means, respectively, so that the die height of the press machine, the slide stroke amount, the slide speed near the bottom dead center, etc. Adjustable.
[0028]
A pair of eccentric gears 4 and 4 that are rotating bodies are rotatably supported by the frame 2 via second bearings 23 and 23, respectively, and have a common eccentric gear rotation center 25. Each of the pair of eccentric gears 4, 4 is formed with eccentric holes 28, 28 having centers at positions eccentric from the eccentric gear rotation center 25 by an eccentric amount E (see FIG. 2). Are arranged so that the centers of the eccentric holes 28, 28 coincide with each other.
[0029]
The rotating body drive unit rotates the pair of eccentric gears 4 and 4, and is rotatably supported by the first servo motor 8 as a rotational power source and the frame 2 via the first bearing 22, and one end thereof is supported. A drive shaft 6 connected to the main shaft 9 of the first servomotor 8 by the first joint 7, and fitted to the drive shaft 6, meshed with the eccentric gears 4, 4, and can rotate integrally with the drive shaft 6. The rotational power of the first servo motor 8 is transmitted to the pair of eccentric gears 4 and 4 via the first joint 7, the drive shaft 6 and the drive gears 3 and 3. The eccentric gears 4 and 4 are configured to be rotatable around the eccentric gear rotation center 25.
[0030]
Although the pair of eccentric gears 4 and 4 are separately supported by the frame 2 via the second bearings 23 and 23, the pair of driving gears 4 and 4 are engaged with and driven by the pair of eccentric gears 4 and 4, respectively. Since the shafts 3 and 3 are fitted to the drive shaft 6 and rotate together, the pair of eccentric gears 4 and 4 also rotate together, and the centers of the eccentric holes 28 and 28 do not shift.
[0031]
The eccentric shaft 5 that is a rotating shaft has eccentric shaft journal portions 5a and 5a formed at both ends, and an eccentric shaft eccentric portion 5b formed between both journal portions 5a and 5a. The eccentric shaft journal portions 5a and 5a at both ends are pivotally supported by eccentric bearings 28 and 28 formed in the pair of eccentric gears 4 and 4 so as to be rotatable around the eccentric shaft rotation center 26 by third bearings 24 and 24, respectively. . The eccentric shaft rotation center 26 coincides with the centers of the eccentric holes 28, 28 formed in the pair of eccentric gears 4, 4, and the shaft center 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b is offset from the eccentric shaft rotation center 26 (see FIG. 2). ) Is in an eccentric position. And one end of at least any one of both eccentric shaft journal parts 5a and 5a has the structure which protrudes from the eccentric hole 28 pivotally supported.
[0032]
The rotary shaft drive unit includes a second servo motor 10 that is a rotational power source of the rotary shaft 5, and the main shaft 11 of the second servo motor 10 and one end of the eccentric shaft journal portion 5a on the side protruding from the eccentric hole 28, Are connected by a second joint 12, and the rotation shaft 5 is configured to be rotatable by the rotation of the main shaft 11 of the second servomotor 10.
[0033]
The second joint 12 keeps the rotation center 29 of the main shaft 11 of the second servomotor 10 and the rotation center 26 of the eccentric shaft 5 parallel even while the main shaft 11 of the second servomotor 10 is rotating. On the other hand, even if the distance and the direction are changed, the structure can be rotated synchronously, and a misaligned joint, for example, Three Nine (registered trademark) coupling manufactured by Nippon Piston Ring Co., Ltd. can be suitably applied. By using a misaligned joint or the like, it becomes possible to transmit rotational power to the eccentric shaft 5 regardless of whether or not the pair of eccentric gears 4 and 4 are rotating, and the spindle of the second servomotor 10 When the first servo motor 8 is driven, a circular motion that draws a circular orbit around the eccentric gear rotation center 25 of the eccentric shaft 5 according to the rotation of the pair of eccentric gears 4 and 4 driven by the first servo motor 8 becomes possible. 4 and the eccentric shaft 5 can be controlled independently or synchronously.
[0034]
One end of the connecting member 21 is connected to the eccentric shaft eccentric portion 5b so as to be rotatable about the axis 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b. The other end of the connecting member 21 is connected to a slide 13 supported by the frame 2 so as to be able to reciprocate so as to be swingable about a swing center 40. Then, the relative motion of the eccentric shaft eccentric portion 5b with respect to the frame 2 of the axis 27 is converted into the reciprocating motion of the slide 13 via the connecting member 21, and the workpiece 17 is pressed by a mold attached to the slide 13 and the bolster 14. Applied. At this time, in order to balance the movement of the eccentric shaft 5, it is desirable that a balance weight 20 is disposed on the eccentric shaft eccentric portion 5b.
[0035]
The mold attached to the crank press machine according to the present embodiment has the same configuration as that of a general crank press machine, and includes an upper base 15 attached to the slide 13 and the upper base. 15, a punch 18 adjusted and fastened to the punch holder 33, a bolster 14 fixed to the frame 2, a lower base 16 attached to the bolster 14, and a lower base 16. The die holder 32 and the die 19 adjusted and fastened to the die holder 32. Further, a main guide 30 and a sub guide 31 for determining the relative positions of the die 19 and the punch 18 are disposed.
[0036]
The control means for controlling the rotation of the first servo motor 8 and the second servo motor 10 to perform the set processing is based on a general servo control mechanism, for example, a setting program or a setting 63 by an operator. Controllers 62a and 62b that generate and transmit drive signals (command pulses) for the first and second servo motors 8 and 10 are compared with the encoder pulses fed back from the first and second servo motors 8 and 10 and the command pulses. Thus, a configuration including servo amplifiers 61a and 61b that apply voltage to the first and second servomotors 8 and 10 so as to rotate according to the drive signals transmitted from the controllers 62a and 62b can be applied. With this configuration, the rotations of the first and second servo motors 8 and 10 can be controlled synchronously and independently if necessary, and based on a program set according to the content of the press work or a setting 63 by the operator. And press working. Furthermore, if a linear scale 34 or the like is appropriately disposed as means for detecting the bottom dead center position and the detected bottom dead center position can be input to the setting program 63, the slide bottom dead center position for each stroke is detected. Since the deviation between the set target value and the actual position can be calculated and the bottom dead center position in the next stroke can be corrected, highly accurate machining can be performed.
[0037]
FIG. 3 is a schematic diagram of the AA cross section in FIG. 2, schematically showing the structure of the crank mechanism portion of the crank press 1 according to the present embodiment. The operation of the crank mechanism portion of the crank press 1 according to the present embodiment is as follows.
[0038]
The eccentric shaft 5 rotates about the eccentric shaft rotation center 26 by the rotational power transmitted from the second servomotor 10. For this reason, the axis 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b performs a circular motion that draws a circular orbit d having a radius e of eccentricity about the eccentric shaft rotation center 26. The eccentric shaft rotation center 26 coincides with the center of the eccentric hole formed in the pair of eccentric gears 4, 4, and the rotational motion of the pair of eccentric gears 4, 4 by the rotational power transmitted from the first servomotor 8. Following this, a circular motion is drawn that draws a circular orbit c having an eccentricity E with a radius about the eccentric gear rotation center 25. Therefore, as a result, the shaft center 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b has a circular motion that draws a circular orbit d accompanying the rotational motion of the eccentric shaft 5 and a circular motion c that draws a circular orbit c accompanying the rotational motion of the pair of eccentric gears 4 and 4. It will be a synthetic exercise. The combined motion of the shaft center 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b is converted into a reciprocating motion of the slide 13 (indicated by the swing center 40 in FIG. 3) by the connecting member 21.
[0039]
Therefore, according to the above configuration, by controlling the rotation speed and phase of the pair of eccentric gears 4 and 4 and the rotation speed and phase of the eccentric shaft 5, various trajectories are formed on the axis 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5 b. The drawing motion can be performed, and the die height of the press, the slide stroke amount, and the slide speed in the vicinity of the bottom dead center can be set in accordance with the contents of processing. In particular, since the rotational position of the servo motor can be controlled with high accuracy, the slide motor can be easily moved by applying the servo motor to the rotational power sources of the pair of eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft 5 as described above. It can be controlled with high accuracy.
[0040]
Further, by changing the rotational speed ratio of the pair of eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft 5 or the phase difference between them, the movement of the eccentric shaft eccentric portion 5b relative to the frame of the shaft 27 is changed, thereby changing the die height of the press machine. Since the slide stroke amount and the slide speed in the vicinity of the bottom dead center are adjusted, these adjustments can be made only by controlling the rotation by applying a servo motor, and no special operation is required for the adjustment.
[0041]
Next, various examples of the crank press according to the embodiment of the present invention will be described in which the die height, the slide stroke amount, and the slide speed near the bottom dead center of the press according to the processing content are set. 5 to 12 are diagrams schematically showing the movement of the rotation center 26 of the eccentric shaft, the axis 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b, and the swinging center 40 in each embodiment.
[0042]
In FIGS. 4 to 12 below, the rotational speeds of the eccentric gears 4 and 4 and the rotational speed of the eccentric shaft 5 indicate the rotational speed during which the slide (shown by the rocking center 40 in the figure) operates for one stroke. . Further, the phases of the eccentric gears 4 and 4 and the phase of the eccentric shaft 5 are the lowest position (hereinafter referred to as the lowest position) on the bottom dead center side where the swing center 40 can reach in the crank mechanism of the press according to the present embodiment. With the state at the bottom point) as a reference (phase = 0 °), the oscillation center 40 in each embodiment shows the phases of the eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft 5 at the bottom dead center. Further, h or H indicates the distance between the eccentric gear rotation center 25 and the swing center 40 at the top of the slide 13, and h indicates that the shaft center 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b is at the upper side (the eccentric shaft 5) at the bottom dead center. Phase is 180 °) and the distance is short, H is conversely when the position of the axis 27 of the eccentric shaft eccentric part 5b is on the lower side (phase of the eccentric shaft 5 = 0 °) and the distance is long. In the case of h, the die height of the press machine is large, and in the case of H, the die height of the press machine is small. 2 and 3, the eccentric amount E of the eccentric shaft rotation center 26, the eccentric amount e of the shaft center 27 of the eccentric shaft eccentric portion 5b, and the swing center of the upper portion of the slide 13 at the bottom dead center from the eccentric gear rotation center 25. The distance h or H up to 40 is indicated with a subscript 1 in the first embodiment and a subscript 2 in the second embodiment.
[0043]
  FIG. 4 shows a flowchart of setting in the first embodiment. In the first embodiment, the eccentric gears 4, 4 and / or the eccentric shaft 5 rotate at a constant speed.RollingThis is an embodiment. Then, by changing the ratio of the rotational speeds of the eccentric gears 4, 4 and the eccentric shaft 5, or the combination of rotation / stop, the die height of the press machine, the slide stroke amount, and the slide speed near the bottom dead center are variously set. As for the setting, first, the setting of the die height of the press machine is determined from the height of the mold mounted on the press machine. Next, the magnitude of the slide stroke amount is determined from the processing content. In this embodiment, an example is shown in which two stages are set when the die height is large, and three stages are set when the die height is small. When the die height is large and the slide stroke amount is large, it is determined whether or not the slide speed near the bottom dead center is further reduced. With the above determination, the die height of the press machine, the amount of slide stroke, the rotational speed and phase of the eccentric gears 4 and 4 that can obtain the sliding speed in the vicinity of the bottom dead center, the rotational speed and phase of the eccentric shaft 5 can be obtained. Is determined.
[0044]
<Example 1-1> Large die height, small slide stroke amount
The die height is increased and the slide stroke amount is decreased. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in this embodiment is shown in FIG. In this embodiment, when the phase of the eccentric shaft is 180 °, the swing center 40 is at the bottom dead center, and 2e from the lowest point.₁2e because it is located only above₁Only the die height of the press machine can be increased. Since the rotational speed ratio between the eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft 5 is 1: 1, the sliding stroke amount is 2 (E₁-E₁Thus, the slide stroke amount can be reduced.
[0045]
<Example 1-2> Large die height, large slide stroke
The slide height is increased while maintaining the die height the same as in Example 1-1. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in this embodiment is shown in FIG. Since the bottom dead center in the present embodiment is the same as that in Embodiment 1-1, the die height of the press machine is also the same. However, the reciprocating motion of the slide (swing center 40) is given only by the rotation of the eccentric gears 4 and 4 without rotating the eccentric shaft 5, so that the slide stroke amount is 2E.₁Thus, the slide stroke amount can be increased as compared with the embodiment 1-1.
[0046]
<Example 1-3> Large die height, large slide stroke amount, small slide speed near bottom dead center
In this setting, the slide height near the bottom dead center is reduced while maintaining the die height and the slide stroke amount the same as those in the embodiment 1-2. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in this embodiment is shown in FIG. Since the phase relationship between the eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft at the bottom dead center and the top dead center is the same as that in the embodiment 1-2, the die height and the slide stroke amount are also kept the same. However, since the rotational speed ratio between the eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft 5 is 1: 2, when the swing center 40 passes near the bottom dead center, the motion of the eccentric gear rotational center 25 is the axis of the eccentric shaft eccentric portion 5b. The movement is canceled by the movement of 27, and the slide speed becomes smaller than those in the example 1-1 and the example 1-2. Therefore, a slide motion curve suitable for deep drawing and the like can be obtained.
[0047]
<Example 1-4> Small die height, small slide stroke amount
This is a setting to reduce the die height and slide stroke amount. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in the present embodiment is shown in FIG. In this embodiment, since the phase of the eccentric shaft 5 is 0 °, the bottom dead center of the swing center 40 is the lowest point of the swing center 40 in the crank mechanism, and the die height is minimized. Further, the eccentric gears 4 and 4 do not rotate, and the reciprocating motion of the slide (swing center 40) is given only by the rotation of the eccentric shaft 5, so that the slide stroke amount is 2e.₁It becomes. Therefore, the SPM can be increased to improve productivity, and a slide motion curve suitable for processing with a low workpiece height or punching of a thin plate can be obtained.
[0048]
<Example 1-5> Small die height, medium slide stroke
In this setting, the die height is made smaller and the slide stroke amount is made larger than in the first to fourth embodiments. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in the present embodiment is shown in FIG. The bottom dead center position of the swing center 40 in this embodiment is the same as that in Embodiment 1-4, and is the lowest point of the swing center 40 in the crank mechanism. Since the eccentric shaft 5 does not rotate, the reciprocating motion of the slide (swing center 40) is given only by the rotation of the eccentric gears 4 and 4, and the slide stroke amount is 2E.₁And E₁> E₁Therefore, a larger slide stroke amount can be provided as compared with the first to fourth embodiments.
[0049]
<Example 1-6> Small die height, large slide stroke
The die height is reduced and the slide stroke amount is increased. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in the present embodiment is shown in FIG. The bottom dead center position of the swing center 40 in the present embodiment is the same as that in Embodiment 1-4 and Embodiment 1-5, and is the lowest point of the slide in the crank mechanism. The top dead center of the swing center 40 is the highest point in the crank mechanism, and the slide stroke amount is 2 (E₁+ E₁) Can provide the maximum amount of slide stroke in the crank mechanism.
[0050]
The second embodiment is an embodiment in which at least one of the eccentric gears 4 and 4 or the eccentric shaft 5 swings. In the first embodiment, it is assumed that the eccentric gears 4 and 4 and the eccentric shaft 5 stop or rotate at a constant speed. However, in the second embodiment, the servo motor is easy and high. This is an embodiment using the characteristic that rotation can be controlled with high accuracy.
[0051]
<Example 2-1>
In this embodiment, the slide 13 is moved up and down by swinging the eccentric gears 4 and 4 without rotating the eccentric shaft 5. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in the present embodiment is shown in FIG. According to this embodiment, the swing operation of the eccentric shaft rotation center 26 by swinging the eccentric gears 4 and 4 by a predetermined angle can be obtained. Therefore, by setting the swing angle of the eccentric gears 4 and 4, the eccentric shaft The swing of 5 can be easily set to only the amount required for press working, and the slide reciprocates twice by one swing of the eccentric gears 4 and 4, so that the SPM can be increased and the productivity can be improved. Can be planned.
[0052]
<Example 2-2>
In this embodiment, the reciprocating motion is given to the slide 13 by the rotation of the eccentric shaft, and the bottom dead center position is adjusted by setting the eccentric gears 4 and 4 to the swing position. A schematic diagram of the operation of the crank mechanism in the present embodiment is shown in FIG. As shown in the figure, when the phases of the eccentric gears 4 and 4 are 0 °, the slide 13 (swing center 40) moves to draw a slide motion curve 50, and the positions where the eccentric gears 4 and 4 swing α °. When set to, the user draws a slide motion curve 50a. That is, by setting the eccentric gears 4 and 4 to a position where the eccentric gears 4 and 4 are swung by a predetermined angle, the bottom dead center position of the slide can be set to a position displaced by a displacement amount a from the case where the phase of the eccentric gears 4 and 4 is 0 °. . Therefore, the phase of the eccentric gears 4 and 4 can be changed for each stroke to change the bottom dead center position for each stroke. For example, a means for measuring the bottom dead center position such as a linear scale 34 on the slide 13 is provided. The bottom dead center position is detected for each stroke, the phase of the eccentric gears 4 and 4 at the bottom dead center position is changed based on the detected bottom dead center position, and the bottom dead center position in the next stroke is determined. By adjusting, it is possible to prevent a decrease in processing accuracy due to thermal deformation of a slide or a mold. When a large slide stroke amount is required, the operation may be such that the eccentric shaft 5 is swung and the slide 13 is stroked by the eccentric gears 4 and 4.
[0053]
As described above, the die height of the press machine, the slide stroke amount, and the slide speed near the bottom dead center can be changed to the content of processing only by controlling the rotation of the pair of eccentric gears 4 and 4 and the rotation of the eccentric shaft 5 synchronously. It can be set accordingly.
[0054]
Although one embodiment and various examples of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit of the present invention. Moreover, in each said Example, the basic Example is enumerated illustartively and rotation speed and a phase are not limited to the said Example. In particular, the example has been shown in which the rotational speed is constant during operation except for swinging. However, the speed may be changed during one stroke using the advantage that the rotational control of the servo motor is easy. .
[0055]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the rotating body that is rotatably supported by the frame and the rotating shaft that is rotatably supported by the rotating body and has an eccentric portion that is eccentric from the rotation center are mutually connected. Since it is configured to be able to rotate independently, by changing the phase between the rotating body and the rotating shaft, the die height of the press machine, the amount of slide stroke, and the stroke speed near the bottom dead center according to processing can be adjusted. It becomes possible to set.
[0056]
  Also,The rotating body and the rotating shaft rotate with independent rotational power.,Rotating shaft and rotating shaft drive meansIsConnect using misaligned jointsIsSince the rotating body and rotating shaft can rotate even during the operation of the press machine, various slide motion curves can be set by combining the motion of the rotating body and rotating shaft. Various contents can be processed. In addition, by controlling the rotation of the rotating shaft and the rotating body, it is possible to adjust the bottom dead center position, the press die height, the slide stroke amount, etc. Can do.
[0057]
  Claim2According to the invention described in (1), it is possible to perform machining with high accuracy by using the characteristic of the servomotor that allows position control with high accuracy.
[0058]
  Claim3According to the invention described in the above, it is possible to set various slide motion curves by controlling the rotation speed ratio between the rotating body and the rotating shaft and the phase difference between the rotating body and the rotating shaft. Therefore, it is possible to easily cope with processing of various contents.
[0059]
Claim4According to the invention described in (1), it is possible to adjust the bottom dead center position for each stroke, and even when the slide or the mold is thermally deformed, the thermal change is corrected and the bottom dead center position is corrected. The positional relationship between the punch and the die can be kept constant, and the dimensional accuracy of the product can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a crank press according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a crank mechanism portion of a crank press according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is a flowchart for setting the die height, the slide stroke amount, and the slide speed near the bottom dead center in the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram of operations of an eccentric gear, an eccentric shaft, and a slide in Example 1-1.
FIG. 6 is a schematic diagram of operations of an eccentric gear, an eccentric shaft, and a slide in Example 1-2.
FIG. 7 is a schematic view of operations of the eccentric gear, the eccentric shaft, and the slide in the embodiment 1-3.
FIG. 8 is a schematic diagram of operations of an eccentric gear, an eccentric shaft, and a slide in Example 1-4.
FIG. 9 is a schematic diagram of operations of the eccentric gear, the eccentric shaft, and the slide in the embodiment 1-5.
FIG. 10 is a schematic diagram of operations of the eccentric gear, the eccentric shaft and the slide in the embodiment 1-6.
FIG. 11 is a schematic diagram of operations of an eccentric gear, an eccentric shaft, and a slide in Example 2-1.
FIG. 12 is a schematic diagram of operations of the eccentric gear, the eccentric shaft, and the slide in Example 2-2.
[Explanation of symbols]
1 Crank press machine
2 frames
3 Drive gear
4 Exen-Gear
5 eccentric shaft
5a eccentric shaft journal
5b eccentric shaft eccentric part
6 Drive shaft
7 First joint
8 1st servo motor
9 Spindle of the first servo motor
10 Second servo motor
11 Spindle of the second servo motor
12 Second joint
13 slides
20 Balance weight
21 Connecting members
22 First bearing
23 Second bearing
24 Third bearing
25 Rotating center of eccentric gear
26 Center of rotation of eccentric shaft
27 Eccentric shaft center of eccentric shaft
29 Center of rotation of the 2nd servo motor spindle

Claims

A rotating body that is rotatably supported by the frame; a rotating shaft that is rotatably supported by the rotating body and has an eccentric portion that is eccentric from a rotation center ; and a rotating body driving means that rotates the rotating body, Rotating shaft driving means for rotating the rotating shaft, a connecting member whose one end is rotatably coupled to the eccentric portion of the rotating shaft, and is pivotably coupled to the other end of the connecting member so as to reciprocate to the frame A reciprocating member to be supported, and the rotation center of the rotation shaft is at a position different from the rotation center of the rotation body, and the rotation body and the rotation shaft can be rotated independently of each other during operation. At the same time, when one of the rotating body driving means and the rotating shaft driving means is stopped, the reciprocating member is reciprocated only by the other driving force. Of the output shaft of the drive means Crank press machine, characterized in that the eccentricity of the rotation center axis of the rotary shaft are connected by modifiable cardiac difference fitting against rotation center axis.

The rotational power source with rotary power source and of said rotary shaft having a rotating body driving means, a crank press machine according to claim 1, characterized in that at least one is a servo motor.

Wherein As may change at least one of the reciprocating movement and slide motion curve of the reciprocating member, in claim 1 or 2 having a control means for synchronously controlling the rotational phase and the rotational speed of the rotary shaft and the rotary body Crank press machine as described.

A means for detecting the bottom dead center position of the slide is further provided, and the rotational phase of the rotating body and the rotary shaft is synchronized so that the bottom dead center position can be changed for each stroke according to the detected bottom dead center position. The crank press according to any one of claims 1 to 3 , further comprising control means for controlling automatically.