JP4299062B2 - 電動プレス加工機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動プレス加工機、特に往復運動をするスライダの下端に取り付けられた上型とベッドに取り付けられた下型とで、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機において、被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型を高速移動させるようにした電動プレス加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機は、被加工物をプレス加工する上型の速度に合わせ、被加工物をプレス加工しない工程においても上型の被加工物をプレス加工する際の一定速度で往復運動させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように被加工物をプレス加工しない工程も、被加工物をプレス加工する際の上型の速度に合わせ、プレスの一工程（サイクル）を行っているため、プレスの一工程に時間が掛かる欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており、被加工物をプレス加工しない工程の非プレス期間では上型を高速移動させるようにして、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができる電動プレス加工機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明の電動プレス加工機は、ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、スライダに非回転状態に設けられてなり、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転で左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸が回転させられる当該ねじ軸の下おねじ部と螺合される螺合部を有する、スライダを上下動させる連結機構と、ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、ねじ機構に固着された第１のギヤと、第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、上型の位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後は早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
また本発明の電動プレス加工機は、ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、スライダに非回転状態に設けられてなり、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転で左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸が回転させられる当該ねじ軸の下おねじ部と螺合される螺合部を有する、スライダを上下動させる連結機構と、ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、ねじ機構に固着された第１のギヤと、第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、ねじ軸の回転を阻止するロック機構と、上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、上型の位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させると共に、上型が下型に載置された被加工物と接触する直前までにはねじ軸の回転を阻止するロック機構を作動させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後はロック機構の解除の下で早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置とを備えたことを特徴としている。被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型が高速降下・上昇の高速移動するので、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図を示している。
【０００８】
図１において、ベッド１とクラウン２と複数の支柱３とで形成された枠体４の内部にはスライダ５が設けられ、スライダ５の四隅に支柱３と係合し支柱３の軸方向にスライダ５が自在に摺動する穴がそれぞれ設けられている。
【０００９】
クラウン２の上面には、１個又は複数個の、例えば２、３或いは４個の取り付け台７が設けられており、１個又は複数個の各取り付け台７には、エンコーダを内蔵した早送り用のサーボモータ８が取り付けられている。
【００１０】
以下に説明する１個又は複数個の取り付け台７に取り付けられた各サーボモータ８に関連する構成・構成部品は全く同じものであるので、その１つについて説明することにする。
【００１１】
図１に示す実施例について説明すると、取り付け台７の内部において早送り用のサーボモータ８の出力軸に固着された歯車９と噛み合う歯車１０は、ボールねじ軸１１を軸にして取り付け台７に回転自在に軸支されている。ボールねじ軸１１は、取り付け台７及びクラウン２の上下方向にそれぞれ貫通し、上から順に円柱部１２、スプラインが切られたスプライン部１３、ボール溝を有する右ねじの上おねじ部１４及びボール溝を有する左ねじの下おねじ部１５を備えている。
【００１２】
ボールねじ軸１１の円柱部１２は、取り付け台７に設けられた支持ケース１６内を摺動自在に支持されるようになっている。またボールねじ軸１１のスプライン部１３は、歯車１０とスプライン結合されており、歯車１０の回転によってボールねじ軸１１が回転されるが、歯車１０が非回転状態の下でボールねじ軸１１自身が非回転状態でその軸方向に摺動自在に移動できるようになっている。つまり歯車９と１０との噛み合わせ、及び歯車１０とボールねじ軸１１のスプライン部１３とのスプライン結合の両者により早送り用のサーボモータ８の回転制御でボールねじ軸１１の回転を制御させることができる。
【００１３】
ボールねじ軸１１の上おねじ部１４は、内部にボールとナット部材とが設けられたボールねじ機構１７と螺合すると共に、ボールねじ機構１７の上部には、カラー１８を介してウォームホイール１９（第１のギヤ）が固定されている。そしてボールねじ機構１７はベアリング２０とカラー２１とを介してクラウン２に回転自在に軸支されている。クラウン２にはエンコーダを内蔵した加圧用のサーボモータ２３が取り付けられており、加圧用のサーボモータ２３の出力軸に固着されたウォーム２４（第２のギヤ）はウォームホイール１９と噛み合わされている。従って、加圧用のサーボモータ２３の回転のみによって、スライダ５を降下せしめてプレス加工を行っている期間では、加圧用のサーボモータ２３の正回転・逆回転に応じてウォーム２４とウォームホイール１９との噛み合わせを介してのボールねじ機構１７の回転により、ボールねじ機構１７の回転でボールねじ軸１１は回転させず下方向に移動させる（このボールねじ軸１１の回転方向及び上下方向の移動については、早送り用のサーボモータ８の動作を連動させることがあり、これについては後に説明する）。
【００１４】
スライダ５の上面には、中央部にボールねじ軸１１を回転させるに足る孔を有する取り付け台２５を介し、内部にボールとナット部材とが設けられたボールねじ機構２６が取り付けられており、ボールねじ軸１１の下おねじ部１５が、ボールねじ機構２６と螺合されている。上記早送り用のサーボモータ８の回転制御によりボールねじ軸１１が回転制御されるので、ボールねじ軸１１の下おねじ部１５とボールねじ機構２６との螺合を介し、スライダ５を往復運動させることができる。
【００１５】
スライダ５の下端面には上型２７が取り付けられ、またベッド１にはこの上型２７に対応する位置に下型２８が設けられている。そしてベッド１とクラウン２との間に、スライダ５の位置を検出するパルススケール２９が支柱３に沿って取り付けられ、パルススケール２９で上型２７と下型２８に載置された被加工物３０との接触位置、上型２７の上限待機位置及び下限降下位置を検出すると共に上型２７の位置が検出されるようになっている。
【００１６】
１つ又は複数個の早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の各回転を制御する制御装置３１は、予め各種の設定値が入力されるようになっている他、パルススケール２９が検出する位置信号を基に、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前までは、少なくとも早送り用のサーボモータ８の回転を介して上型を急速に降下させ、上型２７が被加工物３０と接触する前から上型２７が予め定められた下限降下位置（図１の上型２７の想像線位置（２７））まで降下するまでは、加圧用のサーボモータ２３の回転によるトルク付加モードで上型２７を降下させると共に、下型２８に載置された被加工物３０を押圧させる制御を行わせ、上型２７が下限降下位置に到達後は早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の回転を介して上型を急速に上昇させる制御を行わせるようになっている。
【００１７】
このように構成された本発明に係る電動プレス加工機の早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の回転によるボールねじ軸１１の回転方向及び上下方向移動について説明しておく。
【００１８】
今、加圧用のサーボモータ２３がオフ、すなわち回転停止状態にあるとき、ウォーム２４とウォームホイール１９との結合により、ボールねじ機構１７はクラウン２に固定されている。つまりボールねじ機構１７はウォーム２４とウォームホイール１９との結合を介しクラウン２と一体化されている。このような状態の下で、早送り用のサーボモータ８が正回転し、歯車９が図１の紙面上側から見て（以下回転はすべて紙面上側から見るものとする）反時計方向に回転すると、ボールねじ軸１１は時計方向に回転し、クラウン２に固定されたボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は枠体４から見て下方向に移動する（以下ことわらない限りボールねじ軸１１の移動方向はすべて枠体４から見るものとする）。
【００１９】
時計方向に回転するボールねじ軸１１の左ねじの下おねじ部１５は、取り付け台２５を介してスライダ５に固定されているボールねじ機構２６と螺合しているので、ボールねじ軸１１が時計方向に回転することによりボールねじ機構２６が下方向に移動し、スライダ５も下方向に移動する。従って、スライダ５、すなわちスライダ５の下面に固着されている上型２７は、ボールねじ軸１１自身の回転されつつの下方向への移動とボールねじ機構２６がボールねじ軸１１の回転に対応して下方向への移動とが加算された形態で高速で下方向に移動する。このときの上型２７の移動速度をＶ1 とする。
【００２０】
早送り用のサーボモータ８が逆回転し、歯車９が時計方向に回転すると、ボールねじ軸１１は反時計方向に回転し、クラウン２に固定されたボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は回転しつつ上方向に移動する。
【００２１】
反時計方向に回転するボールねじ軸１１の左ねじの下おねじ部１５は、取り付け台２５を介してスライダ５に固定されているボールねじ機構２６と螺合しているので、ボールねじ軸１１の回転に対応してボールねじ機構２６自体が上方向に移動する。従って、スライダ５、すなわちスライダ５の下面に固着されている上型２７は、ボールねじ軸１１自体の回転されつつの上方向への移動とボールねじ機構２６がボールねじ軸１１の回転に対応して上方向への移動とが加算された形態で上方向に移動する。このときの上型２７の移動速度は上記のＶ1 である（早送り用のサーボモータ８の回転は正逆同一制御としている）。
【００２２】
この様に、上おねじ部１４の右ねじのピッチＰr と下おねじ部１５の左ねじのピッチＰl とが同じ場合、１つのボールねじ軸１１に右ねじと左ねじとの２種類を設けることにより、右ねじ又は左ねじの１種類のものよりも２倍の速度で上型２７を早く移動させることができる。
【００２３】
今、早送り用のサーボモータ８に対して現在の回転方向と反対方向への非所望な力がかかった場合も、当該反対方向へは回転しない程度の駆動力を与えておいて回転方向にも回転しないようにしておく状態（以下回転停止保持状態という）にあるとき、このような状態の下で、加圧用のサーボモータ２３が正回転し、そのウォーム２４を介しウォームホイール１９が反時計方向に回転すると、ウォームホイール１９を固着しているボールねじ機構１７も反時計方向に回転する。これにより反時計方向に回転するボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は下方向に移動する。これによりスライダ５も下方向に移動する。このときの上型２７の移動速度をＶ2 とする。
【００２４】
加圧用のサーボモータ２３が逆回転し、そのウォーム２４を介しウォームホイール１９が時計方向に回転すると、ウォームホイール１９を固着しているボールねじ機構１７も時計方向に回転する。これにより時計方向に回転するボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は上方向に移動する。これによりスライダ５も上方向に移動する。このときの上型２７の移動速度は上記のＶ2 である（加圧用のサーボモータ２３の回転は正逆同一制御としている）。
【００２５】
上記の説明から、早送り用のサーボモータ８と加圧用のサーボモータ２３とが同時に正回転しているときには、スライダ５の下面に固着されている上型２７は、早送り用のサーボモータ８による下方向への速度Ｖ1 と、加圧用のサーボモータ２３による下方向の速度Ｖ2 との和Ｖ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 で下方向に移動する。そして早送り用のサーボモータ８と加圧用のサーボモータ２３とが同時に逆回転しているときには、スライダ５の下面に固着されている上型２７は、早送り用のサーボモータ８による上方向への速度Ｖ1 と、加圧用のサーボモータ２３による上方向の速度Ｖ2 との和のＶ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 の速度で上方向に移動する。
【００２６】
図２は本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した一実施例動作説明図を示している。
【００２７】
図２において、縦軸は上型２７の速度、横軸は時間をそれぞれ表している。そして、今、図１に示す如く、例えばベッド１の上面を基準点０として、上型２７が待機状態、つまり上型２７の上限上昇位置にあるときの上型２７の先端位置をＨ１、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前の予め定められた位置をＨ２、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する位置をＨ３、上型２７が下限降下位置に到達したときの上型２７の先端位置をＨ４（Ｈ４＜Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１）とする。
【００２８】
上型２７が待機状態のＨ１から被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２までは、パルススケール２９の位置検出に基づく早送り用のサーボモータ８の正回転で、スライダ５、すなわち上型２７の降下は、時間Ｔ０〜Ｔ１では加速度で、時間Ｔ１〜Ｔ２では等速制御される。パルススケール２９が被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２を検出すると、上型２７は時間Ｔ２〜Ｔ３で減速制御され、早送り用のサーボモータ８は停止する。この早送り用のサーボモータ８による時間Ｔ２〜Ｔ３の上型２７の速度はＶ1 ' で降下する。
【００２９】
一方、被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２の検出で、加圧用のサーボモータ２３は正回転を始めると共に、時間Ｔ２〜Ｔ３で加圧用のサーボモータ２３のエンコーダによる早送り用のサーボモータ８の動きに反比例の加速追従を行う。これにより上型２７は、時間Ｔ２〜Ｔ３では、早送り用のサーボモータ８の減速制御による上型２７の降下速度Ｖ1 ' と、加圧用のサーボモータ２３の加速制御による上型２７の降下速度Ｖ2 ' とを加算した速度Ｖ1 ' ＋Ｖ2 ' で降下する。その後の上型２７の時間Ｔ３〜Ｔ５では、パルススケール２９の位置検出に基づく加圧用のサーボモータ２３の回転制御により、上型２７は速度Ｖ2 のトルク付加モードで降下する。すなわち上型２７は、時間Ｔ４〜Ｔ５の等速制御そして時間Ｔ５〜Ｔ６の減速制御による上型２７の下型２８に載置された被加工物３０をプレスするプレス期間となる。
【００３０】
パルススケール２９が上型２７の下限降下位置Ｈ４を検出したとき、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３を共に逆回転させ、以後は早送り用のサーボモータ８はパルススケール２９の位置検出に基づき、そして加圧用のサーボモータ２３はそのエンコーダにより早送り用のサーボモータ８の動きに追従し、時間Ｔ６〜Ｔ７の加速制御、時間Ｔ７〜Ｔ８の等速制御、そして時間Ｔ８〜Ｔ９の減速制御を経て、上型２７を上限上昇位置、すなわち元の待機位置Ｈ１まで復帰させ、プレス加工の１サイクルが終了する。
【００３１】
図３は図２に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。なお加減速状態については無限に示している。
【００３２】
図３において、早送り用のサーボモータ８が始動する時間Ｔ０の上限上昇位置（待機位置）Ａから停止するまでの時間Ｔ３のＢまでの上型２７のストロークＡＢは、時間Ｔ３のＢから加圧用のサーボモータ２３が停止するまでの上型２７が下限降下位置に到達する時間Ｔ６のＣまでの上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７はプレス期間時間Ｔ４に入る少し前までは急速に降下することを表している。
【００３３】
また、プレス期間終了後の時間Ｔ６のＣから早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３による上限上昇位置（待機位置）に戻る時間Ｔ９までの上型２７のストロークＣＡは、上記上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７がプレス期間終了後も急速に上昇することを表している。
【００３４】
つまり、早送り用のサーボモータ８に基づく速度Ｖ1 でストロークＡＢが確保され、加圧用のサーボモータ２３に基づく速度Ｖ2 （Ｖ2 ≪Ｖ1 ）でストロークＢＣ（ＢＣ≪ＡＢ）が確保され、そして早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の両者に基づく速度Ｖ1 ＋Ｖ2 でストロークＣＡ（ＣＡ≫ＢＣ）が確保されるという動作が行なわれる。
【００３５】
図４は本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した他の実施例動作説明図を示している。
【００３６】
図４において、縦軸は上型２７の速度、横軸は時間をそれぞれ表している。そして、図４においても、ベッド１の上面を基準点０として、上型２７が待機状態、つまり上型２７の上限上昇位置にあるときの上型２７の先端位置をＨ１、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前の予め定められた位置をＨ２、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する位置をＨ３、上型２７が下限降下位置に到達したときの上型２７の先端位置をＨ４（Ｈ４＜Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１）とする。
【００３７】
上型２７が待機状態のＨ１から被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２までは、パルススケール２９の位置検出に基づく早送り用のサーボモータ８の正回転と加圧用のサーボモータ２３のエンコーダによるサーボモータ８の動きに追従した加圧用のサーボモータ２３の正回転とによるスライダ５、すなわち上型２７は時間Ｔ０〜Ｔ１では共に加速され、時間Ｔ１〜Ｔ２では共に等速制御される。この時間Ｔ１〜Ｔ２では、上記説明したとおり上型２７は、サーボモータ８の正回転に基づく上型２７の速度Ｖ1 とサーボモータ２３の正回転による上型２７の速度Ｖ2 とが加算された速度Ｖ（＝Ｖ1 ＋Ｖ2 ）で急速に降下する。パルススケール２９が被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２を検出すると、上型２７は時間Ｔ２〜Ｔ３で減速制御され、早送り用のサーボモータ８は前述の回転停止保持状態に戻る。
【００３８】
一方、被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２の検出（時間Ｔ１）を契機に、加圧用のサーボモータ２３はパルススケール２９の位置検出に基づくトルク付加モードの回転制御が行われる。その後の時間Ｔ３〜Ｔ５では、加圧用のサーボモータ２３だけの回転制御により、上型２７は速度Ｖ2 のトルク付加モードで降下する。
【００３９】
時間Ｔ４で上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する位置Ｈ３まで降下し、その後時間Ｔ４〜Ｔ５の等速制御そして時間Ｔ５〜Ｔ６の減速制御による上型２７の下型２８に載置された被加工物３０をプレスするプレス期間となる。
【００４０】
パルススケール２９が上型２７の下限降下位置Ｈ４を検出したとき、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３を共に逆回転させ、以後は早送り用のサーボモータ８はパルススケール２９の位置検出に基づき、そして加圧用のサーボモータ２３はそのエンコーダにより早送り用のサーボモータ８の動きに追従し、時間Ｔ６〜Ｔ７の加速制御、時間Ｔ７〜Ｔ８の等速制御、そして時間Ｔ８〜Ｔ９の減速制御を経て、上型２７を上限上昇位置、すなわち元の待機位置Ｈ１まで復帰させ、プレス加工の１サイクルが終了する。
【００４１】
図５は図４に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。なお加減速状態については無限に示している。
【００４２】
図５において、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３が始動する時間Ｔ０の上限上昇位置（待機位置）Ａから停止するまでの時間Ｔ３のＢまでの上型２７のストロークＡＢは、時間Ｔ３のＢから加圧用のサーボモータ２３が停止するまでの上型２７が下限降下位置に到達する時間Ｔ６のＣまでの上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７はプレス期間時間Ｔ４に入る少し前までは急速に降下することを表している。
【００４３】
また、プレス期間終了後の時間Ｔ６のＣから早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３による上限上昇位置（待機位置）に戻る時間Ｔ９までの上型２７のストロークＣＡは、上記上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７がプレス期間終了後も急速に上昇することを表している。
【００４４】
つまり、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の両者に基づく速度Ｖ1 ＋Ｖ2 でストロークＡＢが確保され、加圧用のサーボモータ２３に基づく速度Ｖ2 （Ｖ2 ≪Ｖ1 ）でストロークＢＣ（ＢＣ≪ＡＢ）が確保され、そして早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の両者に基づく速度Ｖ1 ＋Ｖ2 でストロークＣＡ（ＣＡ≫ＢＣ）が確保されるという動作が行なわれる。
【００４５】
図６は本発明に係る電動プレス加工機の他の実施例概略説明図を示しており、同図においては図１と同じものは同一の符号が付されている。図６と図１との相違は、歯車１０の回転をロックするためのロック機構３２が取り付け台７に設けられている点である。その外の構成は図１のものと同じであるので、その説明は省略する。
【００４６】
図６において、ロック機構３２が作動すると、当該ロック機構３２のクランプ片３３が歯車１０と係合し、歯車１０の回転をロックするようになっている。つまり歯車１０はボールねじ軸１１のスプライン部１３に摺動自在に嵌合されているので、ロック機構３２の作動により、歯車１０を介してボールねじ軸１１の回転を阻止する。
【００４７】
これにより、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０をプレスする際に生じる反力で、スライダ５、ボールねじ機構２６及びボールねじ軸１１などを介してスライダ５を上向きに移動させようとする力が働いても、上記説明のロック機構３２の作動の下では、ボールねじ軸１１はその回転が阻止され、上型２７は被加工物３０に所定のプレス荷重を効率よく付与することができる。この点で、図６図示の電動プレス加工機は図１図示の電動プレス加工機よりもプレス効率が優れている。
【００４８】
このようなロック機構３２を備えた図６図示の電動プレス加工機は、図１図示の電動プレス加工機と同様に、図２或いは図４に示された制御法で制御されるが、このときの１つ又は複数個の早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の各回転を制御する制御装置３１は、予め各種の設定値が入力されるようになっている他、パルススケール２９が検出する位置信号を基に、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前までは、少なくとも早送り用のサーボモータ８の回転を介して上型２７を急速に降下させ、上型２７が被加工物３０と接触する前から上型２７が予め定められた下限降下位置（図１の上型２７の想像線位置（２７））まで降下するまでは、加圧用のサーボモータ２３の回転によるトルク付加モードで上型２７を降下・押圧させると共に、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０と接触する直前までにはボールねじ軸１１の回転を阻止するロック機構３２を作動させる制御を行わせ、上型２７が下限降下位置に到達後はロック機構３２の解除の下で早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の回転を介して上型を急速に上昇させる制御を行わせるようになっている。
【００４９】
すなわち、ロック機構３２は、図２、図４において、時間Ｔ３〜Ｔ４の間で作動してボールねじ軸１１の回転をロックさせ、時間Ｔ６でそのロックを解除する動作を行う。このロック機構３２の動作で、上記説明の上型２７が下型２８に載置された被加工物３０をプレスする際に生じる反力で、ボールねじ軸１１などを介してスライダ５を上向きに移動させようとする力が働いても、ボールねじ軸１１は回転せず、上型２７は被加工物３０に所定のプレス荷重を付与する。
【００５０】
このロック機構３２は、ボールねじ軸１１を回転させる歯車１０を利用して取り付け台７の位置でボールねじ軸１１をロックするようにしているが、この位置に限られることはなく、例えばクラウン２の位置やスライダ５の位置にロック機構を配置し、ボールねじ軸１１の回転を阻止するようにしてもよい。
【００５１】
上記説明では、上おねじ部１４の右ねじのピッチＰr と下おねじ部１５の左ねじのピッチＰl とが同じとしてきたが、必ずしも等しくなくてもよく、上おねじ部１４のピッチＰr ＞下おねじ部１５のピッチＰl であれば、上型２７はより早く下降・上昇移動させることができる。また上おねじ部１４が右ねじで下おねじ部１５が左ねじで説明したが、上おねじ部１４が左ねじで下おねじ部１５が右ねじとしても同じ効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５２】
上型２７の上限待機位置Ｈ１、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前の予め定められた位置をＨ２、上型２７と下型２８に載置された被加工物３０との接触位置Ｈ３、及び下限降下位置Ｈ４を検出する位置検出器として、パルススケール２９が示されているが、位置検出ができ制御装置３１へその検出信号を送出できるものであれば、他の電子式或いは機械式いずれの位置検出器でも使用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、１つのねじ軸に右ねじと左ねじとの２種類を設けたので、被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型が高速降下・上昇の高速移動が可能となり、プレス加工の一工程（サイクル）に要する時間を短縮化することができる。
【００５４】
そして、ボールねじ軸の回転を阻止するロック機構を設けたものは、プレス加工の際発生する反力の影響を受けることがないので、プレス効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図である。
【図２】本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した一実施例動作説明図である。
【図３】図２に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。
【図４】本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した他の実施例動作説明図である。
【図５】図４に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。
【図６】本発明に係る電動プレス加工機の他の実施例概略説明図である。
【符号の説明】
１ ベッド
２ クラウン
３ 支柱
４ 枠体
５ スライダ
８ 早送り用のサーボモータ
１１ ボールねじ軸
１４ 上おねじ部
１５ 下おねじ部
１７ ボールねじ機構
２３ 加圧用のサーボモータ
２６ ボールねじ機構
２７ 上型
２８ 下型
２９ パルススケール
３０ 被加工物
３１ 制御装置
３２ ロック機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動プレス加工機、特に往復運動をするスライダの下端に取り付けられた上型とベッドに取り付けられた下型とで、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機において、被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型を高速移動させるようにした電動プレス加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機は、被加工物をプレス加工する上型の速度に合わせ、被加工物をプレス加工しない工程においても上型の被加工物をプレス加工する際の一定速度で往復運動させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように被加工物をプレス加工しない工程も、被加工物をプレス加工する際の上型の速度に合わせ、プレスの一工程（サイクル）を行っているため、プレスの一工程に時間が掛かる欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており、被加工物をプレス加工しない工程の非プレス期間では上型を高速移動させるようにして、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができる電動プレス加工機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明の電動プレス加工機は、ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、スライダに非回転状態に設けられてなり、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転で左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸が回転させられる当該ねじ軸の下おねじ部と螺合される螺合部を有する、スライダを上下動させる連結機構と、ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、ねじ機構に固着された第１のギヤと、第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、上型の位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後は早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
また本発明の電動プレス加工機は、ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、スライダに非回転状態に設けられてなり、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転で左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸が回転させられる当該ねじ軸の下おねじ部と螺合される螺合部を有する、スライダを上下動させる連結機構と、ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、ねじ機構に固着された第１のギヤと、第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、ねじ軸の回転を阻止するロック機構と、上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、上型の位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させると共に、上型が下型に載置された被加工物と接触する直前までにはねじ軸の回転を阻止するロック機構を作動させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後はロック機構の解除の下で早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置とを備えたことを特徴としている。被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型が高速降下・上昇の高速移動するので、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図を示している。
【０００８】
図１において、ベッド１とクラウン２と複数の支柱３とで形成された枠体４の内部にはスライダ５が設けられ、スライダ５の四隅に支柱３と係合し支柱３の軸方向にスライダ５が自在に摺動する穴がそれぞれ設けられている。
【０００９】
クラウン２の上面には、１個又は複数個の、例えば２、３或いは４個の取り付け台７が設けられており、１個又は複数個の各取り付け台７には、エンコーダを内蔵した早送り用のサーボモータ８が取り付けられている。
【００１０】
以下に説明する１個又は複数個の取り付け台７に取り付けられた各サーボモータ８に関連する構成・構成部品は全く同じものであるので、その１つについて説明することにする。
【００１１】
図１に示す実施例について説明すると、取り付け台７の内部において早送り用のサーボモータ８の出力軸に固着された歯車９と噛み合う歯車１０は、ボールねじ軸１１を軸にして取り付け台７に回転自在に軸支されている。ボールねじ軸１１は、取り付け台７及びクラウン２の上下方向にそれぞれ貫通し、上から順に円柱部１２、スプラインが切られたスプライン部１３、ボール溝を有する右ねじの上おねじ部１４及びボール溝を有する左ねじの下おねじ部１５を備えている。
【００１２】
ボールねじ軸１１の円柱部１２は、取り付け台７に設けられた支持ケース１６内を摺動自在に支持されるようになっている。またボールねじ軸１１のスプライン部１３は、歯車１０とスプライン結合されており、歯車１０の回転によってボールねじ軸１１が回転されるが、歯車１０が非回転状態の下でボールねじ軸１１自身が非回転状態でその軸方向に摺動自在に移動できるようになっている。つまり歯車９と１０との噛み合わせ、及び歯車１０とボールねじ軸１１のスプライン部１３とのスプライン結合の両者により早送り用のサーボモータ８の回転制御でボールねじ軸１１の回転を制御させることができる。
【００１３】
ボールねじ軸１１の上おねじ部１４は、内部にボールとナット部材とが設けられたボールねじ機構１７と螺合すると共に、ボールねじ機構１７の上部には、カラー１８を介してウォームホイール１９（第１のギヤ）が固定されている。そしてボールねじ機構１７はベアリング２０とカラー２１とを介してクラウン２に回転自在に軸支されている。クラウン２にはエンコーダを内蔵した加圧用のサーボモータ２３が取り付けられており、加圧用のサーボモータ２３の出力軸に固着されたウォーム２４（第２のギヤ）はウォームホイール１９と噛み合わされている。従って、加圧用のサーボモータ２３の回転のみによって、スライダ５を降下せしめてプレス加工を行っている期間では、加圧用のサーボモータ２３の正回転・逆回転に応じてウォーム２４とウォームホイール１９との噛み合わせを介してのボールねじ機構１７の回転により、ボールねじ機構１７の回転でボールねじ軸１１は回転させず下方向に移動させる（このボールねじ軸１１の回転方向及び上下方向の移動については、早送り用のサーボモータ８の動作を連動させることがあり、これについては後に説明する）。
【００１４】
スライダ５の上面には、中央部にボールねじ軸１１を回転させるに足る孔を有する取り付け台２５を介し、内部にボールとナット部材とが設けられたボールねじ機構２６が取り付けられており、ボールねじ軸１１の下おねじ部１５が、ボールねじ機構２６と螺合されている。上記早送り用のサーボモータ８の回転制御によりボールねじ軸１１が回転制御されるので、ボールねじ軸１１の下おねじ部１５とボールねじ機構２６との螺合を介し、スライダ５を往復運動させることができる。
【００１５】
スライダ５の下端面には上型２７が取り付けられ、またベッド１にはこの上型２７に対応する位置に下型２８が設けられている。そしてベッド１とクラウン２との間に、スライダ５の位置を検出するパルススケール２９が支柱３に沿って取り付けられ、パルススケール２９で上型２７と下型２８に載置された被加工物３０との接触位置、上型２７の上限待機位置及び下限降下位置を検出すると共に上型２７の位置が検出されるようになっている。
【００１６】
１つ又は複数個の早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の各回転を制御する制御装置３１は、予め各種の設定値が入力されるようになっている他、パルススケール２９が検出する位置信号を基に、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前までは、少なくとも早送り用のサーボモータ８の回転を介して上型を急速に降下させ、上型２７が被加工物３０と接触する前から上型２７が予め定められた下限降下位置（図１の上型２７の想像線位置（２７））まで降下するまでは、加圧用のサーボモータ２３の回転によるトルク付加モードで上型２７を降下させると共に、下型２８に載置された被加工物３０を押圧させる制御を行わせ、上型２７が下限降下位置に到達後は早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の回転を介して上型を急速に上昇させる制御を行わせるようになっている。
【００１７】
このように構成された本発明に係る電動プレス加工機の早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の回転によるボールねじ軸１１の回転方向及び上下方向移動について説明しておく。
【００１８】
今、加圧用のサーボモータ２３がオフ、すなわち回転停止状態にあるとき、ウォーム２４とウォームホイール１９との結合により、ボールねじ機構１７はクラウン２に固定されている。つまりボールねじ機構１７はウォーム２４とウォームホイール１９との結合を介しクラウン２と一体化されている。このような状態の下で、早送り用のサーボモータ８が正回転し、歯車９が図１の紙面上側から見て（以下回転はすべて紙面上側から見るものとする）反時計方向に回転すると、ボールねじ軸１１は時計方向に回転し、クラウン２に固定されたボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は枠体４から見て下方向に移動する（以下ことわらない限りボールねじ軸１１の移動方向はすべて枠体４から見るものとする）。
【００１９】
時計方向に回転するボールねじ軸１１の左ねじの下おねじ部１５は、取り付け台２５を介してスライダ５に固定されているボールねじ機構２６と螺合しているので、ボールねじ軸１１が時計方向に回転することによりボールねじ機構２６が下方向に移動し、スライダ５も下方向に移動する。従って、スライダ５、すなわちスライダ５の下面に固着されている上型２７は、ボールねじ軸１１自身の回転されつつの下方向への移動とボールねじ機構２６がボールねじ軸１１の回転に対応して下方向への移動とが加算された形態で高速で下方向に移動する。このときの上型２７の移動速度をＶ1 とする。
【００２０】
早送り用のサーボモータ８が逆回転し、歯車９が時計方向に回転すると、ボールねじ軸１１は反時計方向に回転し、クラウン２に固定されたボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は回転しつつ上方向に移動する。
【００２１】
反時計方向に回転するボールねじ軸１１の左ねじの下おねじ部１５は、取り付け台２５を介してスライダ５に固定されているボールねじ機構２６と螺合しているので、ボールねじ軸１１の回転に対応してボールねじ機構２６自体が上方向に移動する。従って、スライダ５、すなわちスライダ５の下面に固着されている上型２７は、ボールねじ軸１１自体の回転されつつの上方向への移動とボールねじ機構２６がボールねじ軸１１の回転に対応して上方向への移動とが加算された形態で上方向に移動する。このときの上型２７の移動速度は上記のＶ1 である（早送り用のサーボモータ８の回転は正逆同一制御としている）。
【００２２】
この様に、上おねじ部１４の右ねじのピッチＰr と下おねじ部１５の左ねじのピッチＰl とが同じ場合、１つのボールねじ軸１１に右ねじと左ねじとの２種類を設けることにより、右ねじ又は左ねじの１種類のものよりも２倍の速度で上型２７を早く移動させることができる。
【００２３】
今、早送り用のサーボモータ８に対して現在の回転方向と反対方向への非所望な力がかかった場合も、当該反対方向へは回転しない程度の駆動力を与えておいて回転方向にも回転しないようにしておく状態（以下回転停止保持状態という）にあるとき、このような状態の下で、加圧用のサーボモータ２３が正回転し、そのウォーム２４を介しウォームホイール１９が反時計方向に回転すると、ウォームホイール１９を固着しているボールねじ機構１７も反時計方向に回転する。これにより反時計方向に回転するボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は下方向に移動する。これによりスライダ５も下方向に移動する。このときの上型２７の移動速度をＶ2 とする。
【００２４】
加圧用のサーボモータ２３が逆回転し、そのウォーム２４を介しウォームホイール１９が時計方向に回転すると、ウォームホイール１９を固着しているボールねじ機構１７も時計方向に回転する。これにより時計方向に回転するボールねじ機構１７と螺合する右ねじの上おねじ部１４、すなわちボールねじ軸１１は上方向に移動する。これによりスライダ５も上方向に移動する。このときの上型２７の移動速度は上記のＶ2 である（加圧用のサーボモータ２３の回転は正逆同一制御としている）。
【００２５】
上記の説明から、早送り用のサーボモータ８と加圧用のサーボモータ２３とが同時に正回転しているときには、スライダ５の下面に固着されている上型２７は、早送り用のサーボモータ８による下方向への速度Ｖ1 と、加圧用のサーボモータ２３による下方向の速度Ｖ2 との和Ｖ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 で下方向に移動する。そして早送り用のサーボモータ８と加圧用のサーボモータ２３とが同時に逆回転しているときには、スライダ５の下面に固着されている上型２７は、早送り用のサーボモータ８による上方向への速度Ｖ1 と、加圧用のサーボモータ２３による上方向の速度Ｖ2 との和のＶ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 の速度で上方向に移動する。
【００２６】
図２は本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した一実施例動作説明図を示している。
【００２７】
図２において、縦軸は上型２７の速度、横軸は時間をそれぞれ表している。そして、今、図１に示す如く、例えばベッド１の上面を基準点０として、上型２７が待機状態、つまり上型２７の上限上昇位置にあるときの上型２７の先端位置をＨ１、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前の予め定められた位置をＨ２、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する位置をＨ３、上型２７が下限降下位置に到達したときの上型２７の先端位置をＨ４（Ｈ４＜Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１）とする。
【００２８】
上型２７が待機状態のＨ１から被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２までは、パルススケール２９の位置検出に基づく早送り用のサーボモータ８の正回転で、スライダ５、すなわち上型２７の降下は、時間Ｔ０〜Ｔ１では加速度で、時間Ｔ１〜Ｔ２では等速制御される。パルススケール２９が被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２を検出すると、上型２７は時間Ｔ２〜Ｔ３で減速制御され、早送り用のサーボモータ８は停止する。この早送り用のサーボモータ８による時間Ｔ２〜Ｔ３の上型２７の速度はＶ1 ' で降下する。
【００２９】
一方、被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２の検出で、加圧用のサーボモータ２３は正回転を始めると共に、時間Ｔ２〜Ｔ３で加圧用のサーボモータ２３のエンコーダによる早送り用のサーボモータ８の動きに反比例の加速追従を行う。これにより上型２７は、時間Ｔ２〜Ｔ３では、早送り用のサーボモータ８の減速制御による上型２７の降下速度Ｖ1 ' と、加圧用のサーボモータ２３の加速制御による上型２７の降下速度Ｖ2 ' とを加算した速度Ｖ1 ' ＋Ｖ2 ' で降下する。その後の上型２７の時間Ｔ３〜Ｔ５では、パルススケール２９の位置検出に基づく加圧用のサーボモータ２３の回転制御により、上型２７は速度Ｖ2 のトルク付加モードで降下する。すなわち上型２７は、時間Ｔ４〜Ｔ５の等速制御そして時間Ｔ５〜Ｔ６の減速制御による上型２７の下型２８に載置された被加工物３０をプレスするプレス期間となる。
【００３０】
パルススケール２９が上型２７の下限降下位置Ｈ４を検出したとき、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３を共に逆回転させ、以後は早送り用のサーボモータ８はパルススケール２９の位置検出に基づき、そして加圧用のサーボモータ２３はそのエンコーダにより早送り用のサーボモータ８の動きに追従し、時間Ｔ６〜Ｔ７の加速制御、時間Ｔ７〜Ｔ８の等速制御、そして時間Ｔ８〜Ｔ９の減速制御を経て、上型２７を上限上昇位置、すなわち元の待機位置Ｈ１まで復帰させ、プレス加工の１サイクルが終了する。
【００３１】
図３は図２に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。なお加減速状態については無限に示している。
【００３２】
図３において、早送り用のサーボモータ８が始動する時間Ｔ０の上限上昇位置（待機位置）Ａから停止するまでの時間Ｔ３のＢまでの上型２７のストロークＡＢは、時間Ｔ３のＢから加圧用のサーボモータ２３が停止するまでの上型２７が下限降下位置に到達する時間Ｔ６のＣまでの上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７はプレス期間時間Ｔ４に入る少し前までは急速に降下することを表している。
【００３３】
また、プレス期間終了後の時間Ｔ６のＣから早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３による上限上昇位置（待機位置）に戻る時間Ｔ９までの上型２７のストロークＣＡは、上記上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７がプレス期間終了後も急速に上昇することを表している。
【００３４】
つまり、早送り用のサーボモータ８に基づく速度Ｖ1 でストロークＡＢが確保され、加圧用のサーボモータ２３に基づく速度Ｖ2 （Ｖ2 ≪Ｖ1 ）でストロークＢＣ（ＢＣ≪ＡＢ）が確保され、そして早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の両者に基づく速度Ｖ1 ＋Ｖ2 でストロークＣＡ（ＣＡ≫ＢＣ）が確保されるという動作が行なわれる。
【００３５】
図４は本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した他の実施例動作説明図を示している。
【００３６】
図４において、縦軸は上型２７の速度、横軸は時間をそれぞれ表している。そして、図４においても、ベッド１の上面を基準点０として、上型２７が待機状態、つまり上型２７の上限上昇位置にあるときの上型２７の先端位置をＨ１、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前の予め定められた位置をＨ２、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する位置をＨ３、上型２７が下限降下位置に到達したときの上型２７の先端位置をＨ４（Ｈ４＜Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１）とする。
【００３７】
上型２７が待機状態のＨ１から被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２までは、パルススケール２９の位置検出に基づく早送り用のサーボモータ８の正回転と加圧用のサーボモータ２３のエンコーダによるサーボモータ８の動きに追従した加圧用のサーボモータ２３の正回転とによるスライダ５、すなわち上型２７は時間Ｔ０〜Ｔ１では共に加速され、時間Ｔ１〜Ｔ２では共に等速制御される。この時間Ｔ１〜Ｔ２では、上記説明したとおり上型２７は、サーボモータ８の正回転に基づく上型２７の速度Ｖ1 とサーボモータ２３の正回転による上型２７の速度Ｖ2 とが加算された速度Ｖ（＝Ｖ1 ＋Ｖ2 ）で急速に降下する。パルススケール２９が被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２を検出すると、上型２７は時間Ｔ２〜Ｔ３で減速制御され、早送り用のサーボモータ８は前述の回転停止保持状態に戻る。
【００３８】
一方、被加工物３０と接触する前の予め定められた位置Ｈ２の検出（時間Ｔ１）を契機に、加圧用のサーボモータ２３はパルススケール２９の位置検出に基づくトルク付加モードの回転制御が行われる。その後の時間Ｔ３〜Ｔ５では、加圧用のサーボモータ２３だけの回転制御により、上型２７は速度Ｖ2 のトルク付加モードで降下する。
【００３９】
時間Ｔ４で上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する位置Ｈ３まで降下し、その後時間Ｔ４〜Ｔ５の等速制御そして時間Ｔ５〜Ｔ６の減速制御による上型２７の下型２８に載置された被加工物３０をプレスするプレス期間となる。
【００４０】
パルススケール２９が上型２７の下限降下位置Ｈ４を検出したとき、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３を共に逆回転させ、以後は早送り用のサーボモータ８はパルススケール２９の位置検出に基づき、そして加圧用のサーボモータ２３はそのエンコーダにより早送り用のサーボモータ８の動きに追従し、時間Ｔ６〜Ｔ７の加速制御、時間Ｔ７〜Ｔ８の等速制御、そして時間Ｔ８〜Ｔ９の減速制御を経て、上型２７を上限上昇位置、すなわち元の待機位置Ｈ１まで復帰させ、プレス加工の１サイクルが終了する。
【００４１】
図５は図４に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。なお加減速状態については無限に示している。
【００４２】
図５において、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３が始動する時間Ｔ０の上限上昇位置（待機位置）Ａから停止するまでの時間Ｔ３のＢまでの上型２７のストロークＡＢは、時間Ｔ３のＢから加圧用のサーボモータ２３が停止するまでの上型２７が下限降下位置に到達する時間Ｔ６のＣまでの上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７はプレス期間時間Ｔ４に入る少し前までは急速に降下することを表している。
【００４３】
また、プレス期間終了後の時間Ｔ６のＣから早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３による上限上昇位置（待機位置）に戻る時間Ｔ９までの上型２７のストロークＣＡは、上記上型２７のトルク付加モードのストロークＢＣに比べ遙かに大きく、上型２７がプレス期間終了後も急速に上昇することを表している。
【００４４】
つまり、早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の両者に基づく速度Ｖ1 ＋Ｖ2 でストロークＡＢが確保され、加圧用のサーボモータ２３に基づく速度Ｖ2 （Ｖ2 ≪Ｖ1 ）でストロークＢＣ（ＢＣ≪ＡＢ）が確保され、そして早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の両者に基づく速度Ｖ1 ＋Ｖ2 でストロークＣＡ（ＣＡ≫ＢＣ）が確保されるという動作が行なわれる。
【００４５】
図６は本発明に係る電動プレス加工機の他の実施例概略説明図を示しており、同図においては図１と同じものは同一の符号が付されている。図６と図１との相違は、歯車１０の回転をロックするためのロック機構３２が取り付け台７に設けられている点である。その外の構成は図１のものと同じであるので、その説明は省略する。
【００４６】
図６において、ロック機構３２が作動すると、当該ロック機構３２のクランプ片３３が歯車１０と係合し、歯車１０の回転をロックするようになっている。つまり歯車１０はボールねじ軸１１のスプライン部１３に摺動自在に嵌合されているので、ロック機構３２の作動により、歯車１０を介してボールねじ軸１１の回転を阻止する。
【００４７】
これにより、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０をプレスする際に生じる反力で、スライダ５、ボールねじ機構２６及びボールねじ軸１１などを介してスライダ５を上向きに移動させようとする力が働いても、上記説明のロック機構３２の作動の下では、ボールねじ軸１１はその回転が阻止され、上型２７は被加工物３０に所定のプレス荷重を効率よく付与することができる。この点で、図６図示の電動プレス加工機は図１図示の電動プレス加工機よりもプレス効率が優れている。
【００４８】
このようなロック機構３２を備えた図６図示の電動プレス加工機は、図１図示の電動プレス加工機と同様に、図２或いは図４に示された制御法で制御されるが、このときの１つ又は複数個の早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の各回転を制御する制御装置３１は、予め各種の設定値が入力されるようになっている他、パルススケール２９が検出する位置信号を基に、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前までは、少なくとも早送り用のサーボモータ８の回転を介して上型２７を急速に降下させ、上型２７が被加工物３０と接触する前から上型２７が予め定められた下限降下位置（図１の上型２７の想像線位置（２７））まで降下するまでは、加圧用のサーボモータ２３の回転によるトルク付加モードで上型２７を降下・押圧させると共に、上型２７が下型２８に載置された被加工物３０と接触する直前までにはボールねじ軸１１の回転を阻止するロック機構３２を作動させる制御を行わせ、上型２７が下限降下位置に到達後はロック機構３２の解除の下で早送り用のサーボモータ８及び加圧用のサーボモータ２３の回転を介して上型を急速に上昇させる制御を行わせるようになっている。
【００４９】
すなわち、ロック機構３２は、図２、図４において、時間Ｔ３〜Ｔ４の間で作動してボールねじ軸１１の回転をロックさせ、時間Ｔ６でそのロックを解除する動作を行う。このロック機構３２の動作で、上記説明の上型２７が下型２８に載置された被加工物３０をプレスする際に生じる反力で、ボールねじ軸１１などを介してスライダ５を上向きに移動させようとする力が働いても、ボールねじ軸１１は回転せず、上型２７は被加工物３０に所定のプレス荷重を付与する。
【００５０】
このロック機構３２は、ボールねじ軸１１を回転させる歯車１０を利用して取り付け台７の位置でボールねじ軸１１をロックするようにしているが、この位置に限られることはなく、例えばクラウン２の位置やスライダ５の位置にロック機構を配置し、ボールねじ軸１１の回転を阻止するようにしてもよい。
【００５１】
上記説明では、上おねじ部１４の右ねじのピッチＰr と下おねじ部１５の左ねじのピッチＰl とが同じとしてきたが、必ずしも等しくなくてもよく、上おねじ部１４のピッチＰr ＞下おねじ部１５のピッチＰl であれば、上型２７はより早く下降・上昇移動させることができる。また上おねじ部１４が右ねじで下おねじ部１５が左ねじで説明したが、上おねじ部１４が左ねじで下おねじ部１５が右ねじとしても同じ効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５２】
上型２７の上限待機位置Ｈ１、上型２７の先端が下型２８に載置された被加工物３０と接触する前の予め定められた位置をＨ２、上型２７と下型２８に載置された被加工物３０との接触位置Ｈ３、及び下限降下位置Ｈ４を検出する位置検出器として、パルススケール２９が示されているが、位置検出ができ制御装置３１へその検出信号を送出できるものであれば、他の電子式或いは機械式いずれの位置検出器でも使用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、１つのねじ軸に右ねじと左ねじとの２種類を設けたので、被加工物をプレス加工しない非プレス期間では上型が高速降下・上昇の高速移動が可能となり、プレス加工の一工程（サイクル）に要する時間を短縮化することができる。
【００５４】
そして、ボールねじ軸の回転を阻止するロック機構を設けたものは、プレス加工の際発生する反力の影響を受けることがないので、プレス効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動プレス加工機の一実施例概略説明図である。
【図２】本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した一実施例動作説明図である。
【図３】図２に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。
【図４】本発明に係る電動プレス加工機の制御方法を示した他の実施例動作説明図である。
【図５】図４に示された制御方法のときの上型のストローク線図である。
【図６】本発明に係る電動プレス加工機の他の実施例概略説明図である。
【符号の説明】
１ ベッド
２ クラウン
３ 支柱
４ 枠体
５ スライダ
８ 早送り用のサーボモータ
１１ ボールねじ軸
１４ 上おねじ部
１５ 下おねじ部
１７ ボールねじ機構
２３ 加圧用のサーボモータ
２６ ボールねじ機構
２７ 上型
２８ 下型
２９ パルススケール
３０ 被加工物
３１ 制御装置
３２ ロック機構
Claims (2)
- ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、
下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、
スライダに非回転状態に設けられてなり、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転で左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸が回転させられる当該ねじ軸の下おねじ部と螺合される螺合部を有する、スライダを上下動させる連結機構と、
ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、
ねじ機構に固着された第１のギヤと、
第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、
上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、
上型の位置を検出する位置検出器と、
位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後は早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置と
を備えたことを特徴とする電動プレス加工機。 - ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、
下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、
スライダに非回転状態に設けられてなり、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転で左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸が回転させられる当該ねじ軸の下おねじ部と螺合される螺合部を有する、スライダを上下動させる連結機構と、
ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、
ねじ機構に固着された第１のギヤと、
第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、
ねじ軸の回転を阻止するロック機構と、
上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、
上型の位置を検出する位置検出器と、
位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させると共に、上型が下型に載置された被加工物と接触する直前までにはねじ軸の回転を阻止するロック機構を作動させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後はロック機構の解除の下で早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置と
を備えたことを特徴とする電動プレス加工機。
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