JP4759414B2 - プレス機械 - Google Patents
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Description
しかしながら、偏心軸のねじりによって駆動源から遠い側のポイントに遅れが生じると、この遅れによってプレス加工に誤差が生じ、良好な製品を製造できない。ここで、偏心軸のねじりを防止するために、偏心軸の剛性を上げることも考えられるが、この方法では、偏心軸が高価となる上、プレス機械も大型化してしまい現実的でない。
また、スライド高さ調整手段によりスライドの高さ位置を調整するので、偏心軸を必要以上に高剛性に構成する必要がなく、経済的であるとともにプレス機械の大型化を防止できる。
[第一実施形態]
図1には、本発明の第一実施形態に係るサーボプレス(プレス機械)1の全体図が示されている。この図1において、サーボプレス1は、ベッド11と、ベッド11上に立設される柱状の4本のアプライト12と、アプライト12の上面に設置されるクラウン13とを備えている。クラウン13の下方にはスライド14が設けられており、クラウン13に支持されるスライド駆動機構20によって昇降動可能とされている。このスライド14の下面には図示しない上金型が取り付けられる。ベッド11上において4本のアプライト12間にはムービングボルスタ16が設置されており、このムービングボルスタ16上には、図示しない下金型が取り付けられる。スライド駆動機構20の駆動によってスライド14が昇降動すると、上金型および下金型の間に載置されたワーク(図示せず)がプレス成形される。
エキセン軸24が二つに分割され、二つのエキセンドラム242をそれぞれ軸受27で軸支するので、エキセン軸24の曲げ剛性を向上させることができ、プレス加工時の反力によるたわみ量を小さく抑えることができる。
スライド調整装置3は、スライド14の高さ位置を調整してスライド14に所定の傾きを与えるスライド調整手段30と、このスライド調整手段30の動作を制御する制御手段40と、外部から操作者によって金型の種類を指定するなどの操作が可能な操作部5とを備えている。
図4および図5には、スライド調整手段30が示されている。ここで図4はスライド調整手段30の側断面図であり、図5はスライド調整手段30の平面図である。また、図6には、スライド14およびスライド調整手段30の平面図が示されている。これらの図4、図5および図6に示されるように、スライド調整手段30は、各プランジャ26とスライド14との間のポイントP部分にそれぞれ設けられており、プランジャ26の端部に形成された雄ねじ部31と、雄ねじ部31に螺合する雌ねじ部32と、雌ねじ部32の外周に固定されるウォームホイール33と、ウォームホイール33に噛合するウォーム34と、ウォーム34に接続される減速機35と、減速機35を駆動するインバータモータ36とを備えている。
なお、エキセン軸24にかかる荷重は、サーボプレス1が扱う金型(ワーク)の各種類に対して、金型の形状やプレス加工の条件、サーボプレス1の寸法、材質などを勘案することにより算出される。そこで、本実施形態では、各金型と荷重との関係、および荷重とスライド14の高さ調整量との関係をそれぞれ算出しておき、記憶部41には、金型(ワーク)の各種類に対するスライド14の高さ調整量の関係をテーブルなどの形で記憶させる。
ここで本実施形態では、エキセン軸24において、サーボモータ21から遠い側のポイントPのスライド調整手段30を調整し、当該位置のスライド14の高さ位置を高さ調整量分だけ下方に調整するように予め設定されている。したがって、中央制御部42は、高さ調整量に対応するスライド調整信号を、サーボモータ21から遠い側の二つのポイントPのスライド調整手段30に出力するように設定されている。
操作部5は、入力手段や表示手段などを有し、操作者が表示手段を見ながら入力手段で金型の種類などの情報を入力可能に構成されている。操作部5で操作者により入力された情報は、中央制御部42に出力される。
サーボプレス1でのプレス加工の開始に先だって、金型の種類に応じたスライド14の高さ位置の調整を機械設定として行う。まず、操作者が、操作部5の操作によりプレス加工に使用する金型の種類を選択すると、この金型情報は中央制御部42に出力される。
中央制御部42では、操作部5からの金型情報を入力し、記憶部41からその金型に対応したスライド14の高さ調整量を読み出す。そして、高さ調整量に応じたスライド調整信号を、サーボモータ21から遠い側のポイントPのスライド調整手段30に出力する。
これに対して本実施形態では、予め連続的なプレス加工を開始する前に、サーボプレス1の機械設定としてスライド14の高さ調整を行うので、プレス加工中はスライド14の高さ位置を調整する必要がない。したがって、スライド14のサイクルタイムを短縮することができる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態のサーボプレス1に補正制御手段が設けられた点が異なる他は、第一実施形態と同様である。
図7には、本発明の第二実施形態に係るスライド調整装置3の構成ブロック図が示されている。この図7において、サーボプレス1は、スライド14の高さ位置を検出するスライドセンサ(スライド位置検出手段)6を備えている。また、制御手段40は、摩耗などの経時変化によるスライド14の高さ位置を補正する補正制御部43を備えている。
補正制御部43は、スライド14の高さ位置検出信号に基づくスライド14の高さ位置とスライド14の高さ位置の初期設定値との高さ差を算出する高さ差算出部431と、この高さ位置の差と予め設定された差の所定値とを比較する比較部432とを備えている。
高さ差算出部431には、各金型(ワーク)の種類に応じたスライド14の四隅における高さ位置の初期設定値が記憶されている。ここで、高さ位置の初期設定値とは、プレス加工の開始前に、記憶部41から得た高さ調整量に基づいてスライド14の高さ位置が調整された後のスライド14の高さ位置をいい、経時変化によってスライド14の高さ位置が変化する前の、初期状態の高さ位置をいう。高さ差算出部431は、スライド14の高さ位置検出信号と初期設定値との差を求め、この差を比較部432に出力する。
比較部432は、スライド14の現在の高さ位置と初期設定値との差が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合には、中央制御部42に差に応じた補正量に対応する補正信号を出力する。ここで、差の所定値は、必要とされるプレス加工の精度などを勘案して適宜設定される。
ところが、長期間のプレス加工においては、サーボプレス1の各部品の摩耗などにより、スライド14の高さ位置が初期設定値とは異なってくる場合がある。そこで、第二実施形態のサーボプレス1では、所定プレス回数毎にスライド14の高さ位置を監視し、必要に応じてスライド14の高さ位置の補正を行う。
次にステップS4において、比較部432が高さ差算出部431からの高さ位置の差と高さ位置の差の所定値とを比較する。ここで、高さ位置の差は、スライド14の四隅のそれぞれに関して算出されるため、比較部432では、各高さ位置の差をそれぞれ所定値と比較する。各高さ差算出部431からの高さ位置の差が、いずれも所定値に満たない場合には、比較部432は、スライド14の高さ位置のずれが許容範囲内でありスライド14の高さ位置の補正は不要であると判断し、ステップS5に進み、補正制御部43内のカウンタをリセットし、ステップS1に戻る。
その後、ステップS5に進み補正制御部43は内部のカウンタをリセットした後、ステップS1に戻り、プレス回数を監視する。
記憶部には、各金型(ワーク)に対するスライドの高さ調整量が記憶されているものに限らず、例えば偏心軸にかかる各荷重に対するスライドの高さ調整量の関係が記憶されていてもよい。この場合には、例えば操作者は、金型交換の際にその金型でのプレス加工の際に生じる荷重を入力し、制御手段はその荷重に応じたスライドの高さ調整量に対応するスライド調整信号をスライド調整手段に出力すればよい。
高さ位置検出手段による高さ位置の検出は、所定のプレス回数毎に行うものに限らず、例えば毎回プレス加工を行う毎に行い、スライドの高さ位置の補正が必要か否かを判断してもよい。
偏心軸は、エキセン軸に限らず、例えばクランク軸など偏心回転を実現できる任意の構造のものを採用できる。また、偏心軸は、二つに分割されている構造のものに限らず、例えば図9に示されるように、一本のエキセン軸24で構成されている構造のものであってもよい。
プランジャは、前記各実施形態では、一つの偏心軸に対して二つ設けられていたが、プランジャの取り付け数はこれに限定されるものではなく、複数取り付けられていればよい。つまり、本発明は、偏心軸に複数のプランジャが取り付けられ、偏心軸にねじりが生じることによりポイントの高さ位置にずれが生じる任意の構造のプレス機械においてその効果を発揮できる。
また、前記第各実施形態においては、コンロッドとポイントとの間に、上下方向に移動自在なプランジャが介在しているが、コンロッドの下端がポイントに直接軸支されるタイプのプレス機械にも本発明を適用できることはいうまでもない。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (3)
- プレス機械(1)において、
クラウン(13)と、
スライド(14)と、
スライド(14)に固着されたポイント(P)と、
クラウン(13)内に回転自在に設置され、長手方向に複数の偏心部(242)を有する偏心軸(24)と、
クラウン(13)に設置され、前記偏心軸(24)を回転駆動するサーボモータ(21)と、
前記偏心軸(24)の一方の端部に接続され、前記サーボモータ(21)の回転動力を減速するとともに、前記偏心軸(24)に回転動力を伝達する減速機(23)と、
前記偏心軸(24)の各前記偏心部(242)の外周に対してその一端部の内周が摺動可能であり、他端部が前記ポイント(P)に軸支されるか、あるいは前記ポイント(P)に取り付けられたプランジャ(26)に軸支され、かつ前記偏心軸(24)の回転運動を上下運動に変換する複数のコンロッド(25)と、
各前記ポイント(P)に設けられ、前記スライド(14)の高さ位置を個別に調整可能なスライド調整手段(30)と、
前記スライド調整手段(30)の動作を制御する制御手段(40)とを備え、
前記制御手段(40)は、前記偏心軸(24)にかかる荷重に対する、前記偏心軸(24)の前記サーボモータ(21)に近い側の前記ポイント位置と前記サーボモータ(21)から遠い側の前記ポイント位置との間に生じる前記偏心軸(24)のねじり角に対応する前記スライド(14)の高さ調整量が記憶された記憶部(41)と、
前記記憶部(41)からの前記高さ調整量に基づいて、前記偏心軸(24)の前記サーボモータ(21)から遠い側の前記ポイント位置における前記スライド(14)の高さ位置を、前記サーボモータ(21)に近い側の前記ポイント位置における前記スライド(14)の高さ位置に対して相対的に下方に調整するスライド調整信号を前記スライド調整手段(30)に出力する中央制御部(42)とを有する
ことを特徴とするプレス機械(1)。 - 請求項1に記載のプレス機械(1)において、
前記制御手段(40)は、前記スライド(14)の高さ位置を補正する補正信号を前記スライド調整手段(30)に出力する補正制御部(43)を備えた
ことを特徴とするプレス機械(1)。 - 請求項2に記載のプレス機械(1)において、
前記スライド(14)の高さ位置を検出するスライド位置検出手段(6)を備え、
前記補正制御部(43)は、所定プレス回数毎に前記スライド位置検出信号を入力し、前記スライド位置検出信号に基づく前記スライド(14)の高さ位置と、前記記憶部(41)に記憶された前記高さ調整量に基づく前記スライド(14)の高さ位置との差が所定値以上である場合に、前記スライド調整手段(30)に前記差に応じた前記補正信号を出力するように構成されている
ことを特徴とするプレス機械(1)。
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