JP4939173B2 - 横型対向スライド式プレス機械 - Google Patents

Description

本発明は、金属板、樹脂板等のシート材をプレス加工する横型対向スライド式プレス機械に関する。

プレス機械は曲げ、絞り、ブランキング、打ち抜き等の各種プレス加工に広く使用されている。金属板、樹脂板等のシート材を加工するプレス機械の場合、材料を水平にして機械に挿入して下型（ダイス）上に載置し、上型（パンチ）を下降させて下型に押し付けることにより所望の加工を行う縦型プレスが一般的であるが、材料が大型であると機械の寸法も大きくなり広いスペースを必要とし、また材料が大型でしかも薄いものであれば挿入、取り出しなどのハンドリングが難しいという問題点がある。

材料をカーテン状に縦方向に吊って移動させ、プレス機械のスライドをガイド面上で水平方向に移動させるいわゆる横型プレスも知られているが、一対のスライドを自在に駆使してさまざまな加工を行おうとすると両側のスライドにそれぞれ加圧シリンダを設けなければならないので、やはり設備が複雑になり大型化するという問題点がある。
図８はストレートサイド型フレームと呼ばれるシート成形用の横型対向スライド式プレス機械の一例である。９１は左右のクラウンと呼ばれる反力受け部材、９２は上フレーム、９３は下フレーム、２ａ、２ｂは左右のスライド、３は開閉（加圧）シリンダ、８は操作盤である。左右両スライド２ａ、２ｂにそれぞれ開閉シリンダ３が必要であり、シリンダの加圧力を受けるクラウンやフレームも頑丈なものとなって機械全体が大型になってしまう。両スライドには作用・反作用の力がかかるので、両側ともに最大加圧力の加圧シリンダが必要である。

他に特許文献１には、スラブ（鋼材）の幅を減縮することを目的とする走間水平対向型プレスも記載されている。
特開平２−１２７９０５号公報

本発明は、簡易な構造で各種の自在な加工に対応でき、材料の搬送にも問題のない横型対向スライド式のプレス機械を実現することを目的とする。

本発明は、ガイド面上を水平かつ直線方向に移動可能な一対のスライドと、この一対のスライドの双方に接続してこれらのスライド同士の間隔を変化させる１基または複数基の開閉機構と、一対のスライドの一方に接続されて該一方のスライドを水平方向に移動させることに伴って前記開閉機構を介して一対のスライド全体を水平方向に移動させ、かつ前記開閉機構とは独立して駆動される１基または複数基の位置決め機構と、一対のスライドのそれぞれの位置、または一方の位置および間隔を検出する位置センサとを備えることを特徴とする横型対向スライド式プレス機械であって、望ましくは前記開閉機構および位置決め機構の少なくとも一方が液圧シリンダであり、さらには前記液圧シリンダが両ロッド式の油圧シリンダである前記の横型対向スライド式プレス機械であり、また前記液圧シリンダが両ロッド式の油圧シリンダである前記の横型対向スライド式プレス機械であり、また前記油圧シリンダがダイレクトドライブ型サーボポンプで作動するものである前記の横型対向スライド式プレス機械である。

本発明によれば、加圧シリンダを片側のスライドの背面のみに配置すればよいので加圧シリンダが半数で済み、シリンダの加圧力は両スライド間で相殺されるので大型のフレームやクラウン、ポストガイド等が不用となり機械全体がきわめて小型化され、作動油の量も少なくてすみ、速度制御を含む操作がやさしく、材料のハンドリングも容易である、などのすぐれた効果を奏する。

本発明の横型対向スライド式プレス機械は、一対のスライドをガイド面上で水平方向に移動させるものであるが、一対のスライドのそれぞれに加圧シリンダを設けることなく、一対のスライドの開閉を行い、閉じることにより加圧を行う開閉シリンダを一対のスライドの双方にわたって取り付け、さらに一対のスライド全体を移動させる位置決めシリンダを設けることによって加圧機構を簡素なものとすることができた。

材料は縦向きに吊った状態で金型の中間に搬入、搬出をするので、例えば2,500角などという大サイズで薄いものであってもスムーズにハンドリングができる。

本発明の実施例を図面により詳細に説明する。図１は、実施例の横型対向スライド式プレス機械を示す正面図、図２は図１のＡＡ矢視による機械中央横断面図で、１１は一対のスライド２ａ、２ｂを水平かつ直線方向に移動させるガイドレール等のガイド面、３ａ〜３ｄは上下左右の４か所で一対のスライド２ａ、２ｂを開閉させる開閉（加圧）シリンダ（開閉機構）、４は片側のスライド、実施例では左側のスライド２ａを移動させて位置決めをする位置決めシリンダ（位置決め機構）、６ａ、６ｂはそれぞれ一対のスライド２ａ、２ｂに取り付けられる金型、７は油圧装置、８は操作盤、１２は加工するシート状の材料をカーテンのように吊ってプレス機械に挿入し、かつ搬出する材料搬送レール、１３はガイドレール１１とは直角方向に金型を出し入れする金型移動機構で、金型プッシャとローラテーブル等で構成される。なおスライド２ａ、２ｂの金型取り付け位置にはダイクランパ２１を設けるとよい。材料搬送レール１２によって材料のハンドリングを行うため、図１における材料の位置を変えることはできないので、必要であれば金型の方を材料に合わせて左右に移動させることになる。

このプレス機械では、加工する材料をクリップで縦方向に吊って材料搬送レール１２により一対の金型の中心位置に搬入し、開閉シリンダ３ａ〜３ｄおよび位置決めシリンダ４を作動させて一対の金型を加圧し、加工を行う。金型交換は、位置決めシリンダ４のない右側のスライド２ｂを最大限外方に、図１の想像線の位置まで後退させ、材料搬送レール１２と干渉しない位置で行う。

通常の操業時のそれぞれのスライド２ａ、２ｂのストロークＳは200ｍｍ、最も接近したときの両側のスライドの間隔（シャットハイト）は500ｍｍ、開いたとき（オープンハイト）で900ｍｍである。
図３は各シリンダおよび油圧装置の系統図で、５ａ、５ｂは位置を検出するリニアセンサ（位置センサ）、７１は油圧ポンプ、７２、７３は方向制御弁である。開閉シリン３ａ〜３ｄの加圧力は１本当たり50トン、位置決めシリンダ４は一対のスライドを移動させるだけでよいので6トンである。

開閉シリンダ３ａ〜３ｄは、スライドの面積に合わせて片側のスライド、この図でいえば左側のスライド２ａの背面の上下左右に４基設けられ、シリンダ本体が一方のスライド２ａに、ロッドが他方のスライド２ｂに固定されている。スライドが小さい場合は片側２基でもよい。シリンダを作動させると一対のスライド２ａ、２ｂの間隔が変化する。シリンダとしてピストンの両側にロッドを有する両ロッド式のものを使用すると、「開」動作の際に高速で移動させることができるとともに、いずれの方向に移動する場合も速度が等しいので制御が容易であり、追って説明するリニアセンサを取り付けるのにも便利である。金型の間隔は開閉シリンダだけで制御できるが、金型の合わせ面が材料の位置に来るとは限らないので、一対のスライド２ａ、２ｂのうちの一方に位置決めシリンダ４を取り付け、プレス機械のフレーム等の動かない部分に接続する。これにより金型と材料の位置を合わせることができる。図３に示すように、例えば各開閉シリンダ３ａ〜３ｄのロッド３１とスライド２ａの基部にリニアセンサ５ａ、５ｂ〜を取り付けてスライドの間隔および位置情報を得、これを方向制御弁にフィードバックしてスライドを制御する。

方向制御弁としては通常の電磁弁、サーボ弁、電磁比例方向制御弁などが使用できるが、流量制御機能を付加することが望ましい。金型の中心位置を変えないようにスライドを開閉するには、位置決めシリンダ４の速度を各開閉シリンダ３ａ〜３ｄの速度の１／２となるように制御すればよい。
左スライド２ａを固定し、右スライド２ｂを移動させて加工を行うときは、位置決めシリンダ４を固定し、開閉シリンダ３のトップ側に油を供給して右スライド２ｂを引き寄せる。逆に右スライド２ｂを固定し、左スライド２ａを移動させて加工を行うときは、開閉シリンダ３と位置決めシリンダ４とを同一速度で動かせばよい。

近年、ＤＤＶ（Direct Drive Volume Control）型サーボポンプが開発されている。これは図４に示すように交流サーボモータに両回転のピストンポンプ７１Ａを直結したもので、油圧シリンダ１本ごとにこのユニットを用意すれば、油の発熱が少なく、精度の安定した油圧制御が実現する。したがって図３における油圧ポンプ、方向制御弁、油圧配管に代えて各開閉シリン３ａ〜３ｄにＤＤＶ型サーボポンプを配置すれば、同じ機能が簡単な構成で実現できる。

図５はこれまでに説明した油圧などの液圧シリンダに代えて、開閉機構、あるいは位置決め機構としてボールねじ機構３Ａを採用した場合の説明図で、３６はボールねじ、３７はナット、３８はサーボモータである。この場合もナット３７およびサーボモータ３８を一方のスライド２ａに、ボールねじ３６を他方のスライド２ｂに接続すれば、シリンダの場合と同様に開閉、位置決めを制御できる。

実施例の横型対向スライド式プレス機械を使用して薄板材の加工を行う場合の作業例を図６により説明する。
（ａ）は中子シリンダ６１を使用する孔あけである。スライド２ａ、２ｂの中心をプレス材料Ｗの位置、すなわち機械の中心に合わせ、中子シリンダ６１に油を供給して孔あけを行う。

（ｂ）は絞り加工である。スライド２ａ、２ｂの中心をプレス機械の中心に合わせたのち、パンチ（６ａ）側のスライドを移動させる。パンチの周囲にはしわ押え６２を配置する。
（ｃ）は一般の孔あけである。ダイス（６ｂ）側の左スライド２ａを固定とし、位置決めシリンダ４も固定したまま、開閉シリン３ａ〜３ｄを閉側に作動させてパンチ側の右スライドを接近させる。

実施例の横型対向スライド式プレス機械における作業サイクルを図７により説明する。横軸は時間（秒）で、縦軸は上段はスライドのストローク（ｍｍ）、下段は開閉シリンダ１本当たりの加圧力（tonｆ）である。材料は予熱を行う。金型が材料に接触するまでの接近段階は負荷がかからないので加圧力は４トン、移動速度は毎秒100ｍｍであるが、実際の加工が始まると移動速度は毎秒10ｍｍとなり、加圧力は25トンから50トンに上昇する。最大50トンの加圧力のまま8秒間保持し、圧を抜いて19秒間冷却し、再び毎秒10ｍｍで型を開き、材料が抜けたら高速で開いて１サイクルを終了する。5秒間で材料を入れ換え、次の加工を開始する。

実施例の横型対向スライド式プレス機械を示す正面図である。 図1のＡＡ矢視による機械中央横断面図である。 実施例の横型対向スライド式プレス機械における各シリンダおよび油圧装置の系統図である。 実施例のＤＤＶ型サーボポンプの説明図である。 実施例のボールねじ機構の説明図である。 実施例の横型対向スライド式プレス機械による作業例を示す説明図である。 実施例の横型対向スライド式プレス機械における作業サイクルを示すグラフである。 従来例の横型対向スライド式プレス機械を示す正面図である。

符号の説明

２ａ、２ｂ スライド
３、３ａ〜３ｄ 開閉（加圧）シリンダ（開閉機構）
３Ａ ボールねじ機構（開閉または位置決め機構）
４ 位置決めシリンダ（位置決め機構）
５ａ、５ｂ リニアセンサ
６、６ａ、６ｂ 金型
７ 油圧装置
８ 操作盤
１１ ガイドレール
１２ 材料搬送レール
１３ 金型移動機構
２１ ダイクランパ
３１ ロッド
３６ ボールねじ
３７ ナット
３８ サーボモータ
６１ 中子シリンダ
６２ しわ押え
７１ 油圧ポンプ
７１Ａ ピストンポンプ
７２、７３ 方向制御弁
９１ クラウン
９２ 上フレーム
９３ 下フレーム
Ｗ 材料

Claims (4)

1. ガイド面（１１）上を水平かつ直線方向に移動可能な一対のスライド（２ａ、２ｂ）と、この一対のスライドの双方に接続してこれらのスライド同士の間隔を変化させる１基または複数基の開閉機構（３ａ〜３ｄ）と、一対のスライドの一方（２ａ）に接続されて該一方のスライド（２ａ）を水平方向に移動させることに伴って前記開閉機構を介して一対のスライド全体を水平方向に移動させ、かつ前記開閉機構とは独立して駆動される１基または複数基の位置決め機構（４）と、一対のスライドのそれぞれの位置、または一方の位置および間隔を検出する位置センサ（５）とを備えることを特徴とする横型対向スライド式プレス機械。
   
2. 前記開閉機構（３ａ〜３ｄ）および位置決め機構（４）の少なくとも一方が液圧シリンダである請求項１に記載の横型対向スライド式プレス機械。
3. 前記液圧シリンダが両ロッド式の油圧シリンダである請求項２に記載の横型対向スライド式プレス機械。
4. 前記油圧シリンダがダイレクトドライブ型サーボポンプで作動するものである請求項３に記載の横型対向スライド式プレス機械。

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