JP5785012B2 - Slide position detecting device and press machine - Google Patents

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Description

本発明は、スライド位置検出装置およびプレス機械に関する。さらに詳しくは、プレス機械に取り付けられて、スライドの位置を検出するスライド位置検出装置およびプレス機械に関する。   The present invention relates to a slide position detection device and a press machine. More specifically, the present invention relates to a slide position detection device and a press machine that are attached to a press machine and detect the position of the slide.

プレス機械に取り付けられるスライド位置検出装置の一例としてラック・ピニオン機構のスライド位置検出装置が知られている。
ラック・ピニオン機構のスライド位置検出装置は、スライドに設置されるラックと、ラックと噛み合うピニオンと、ピニオンの回転を検出するエンコーダ装置とから構成されている。この構成によると、スライドが昇降するとともにラックが昇降し、ラックの昇降に従って回転するピニオンの回転をエンコーダ装置で読み取ることによりスライドの位置を検出することができる。
しかし、ラックとピニオンとの噛み合い部にはバックラッシュがあるため、そのバックラッシュ分だけ位置検出精度が低下するという問題がある。 As an example of a slide position detection device attached to a press machine, a slide position detection device of a rack and pinion mechanism is known.
The slide position detection device of the rack and pinion mechanism is composed of a rack installed on the slide, a pinion that meshes with the rack, and an encoder device that detects the rotation of the pinion. According to this configuration, the position of the slide can be detected by reading the rotation of the pinion that rotates as the slide moves up and down and the rack moves up and down as the rack moves up and down.
However, since there is a backlash at the meshing portion between the rack and the pinion, there is a problem that the position detection accuracy is lowered by the amount corresponding to the backlash.

この問題を解消する従来技術として特許文献１がある。特許文献１に記載のスライド位置検出装置は、ラックとピニオンとが高精度で噛み合うように形成され、極力バックラッシュを無くしたノーバックラッシュギアを使用することで位置検出精度の低下を防止したものである。   There exists patent document 1 as a prior art which eliminates this problem. The slide position detection device described in Patent Literature 1 is formed so that the rack and the pinion mesh with each other with high accuracy, and the use of a no backlash gear that eliminates backlash as much as possible prevents a decrease in position detection accuracy. It is.

特開２００８−３０７５４８号公報JP 2008-307548 A

しかるに、特許文献１に記載のスライド位置検出装置は、バックラッシュを無くすために高精度の加工が要求され、製造コストが高くなるという問題がある。
また、バックラッシュを無くすと、組み立て用の隙間が無くなるため、プレス機械への取り付けが困難になるという問題がある。 However, the slide position detection device described in Patent Document 1 has a problem in that high-precision processing is required to eliminate backlash and the manufacturing cost increases.
Further, if the backlash is eliminated, there is no gap for assembly, and there is a problem that it is difficult to attach to the press machine.

本発明は上記事情に鑑み、位置検出精度が高く、かつ、安価でプレス機械への取り付けが容易なスライド位置検出装置およびプレス機械を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a slide position detection device and a press machine that have high position detection accuracy, are inexpensive, and can be easily attached to a press machine.

第１発明のスライド位置検出装置は、プレス機械のフレーム側またはスライド側に取り付けられたラックと、該ラックに噛み合い、前記スライド側または前記フレーム側に取り付けられたピニオンと、該ピニオンの回転を検出するエンコーダと、該エンコーダの検出結果からスライド位置を算出するスライド位置演算手段と、前記ピニオンを回転させるモータと、前記ピニオンに一方向のトルクを発生させ、該ピニオンのトルクを常に前記ラックに作用させるように前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、を備え、前記エンコーダは、前記モータに内蔵され、該モータの出力軸の回転を検出することで前記ピニオンの回転を間接的に検出することを特徴とする。
第２発明のスライド位置検出装置は、第１発明において、前記モータ制御手段は、前記ピニオンを前記ラックの移動に追従できる速さで回転させるように前記モータの駆動を制御するものであることを特徴とする。
第３発明のスライド位置検出装置は、第１または第２発明において、前記エンコーダの回転軸と前記ピニオンとの間に増速機が設けられていることを特徴とする。
第４発明のスライド位置検出装置は、第１、第２または第３発明において、前記スライド位置演算手段は、前記エンコーダの検出結果を換算して得られる補正前のスライド位置から、プレス機械の負荷による前記フレームの伸びを減算してスライド位置を算出することを特徴とする。
第５発明のプレス機械は、第１、第２、第３または第４発明のスライド位置検出装置が取り付けられたことを特徴とする。
第６発明のプレス機械は、第５発明において、前記スライド位置検出装置がスライドを囲むように複数取り付けられており、前記スライドを水平に維持する水平維持手段と、前記スライド位置演算手段により算出したスライド位置から、前記スライドの傾きを算出し、該傾きが無くなるように前記水平維持手段を制御する水平制御手段と、を備えることを特徴とする。 A slide position detecting device according to a first aspect of the present invention is a rack mounted on a frame side or a slide side of a press machine, meshed with the rack, a pinion mounted on the slide side or the frame side, and detection of rotation of the pinion Encoder, a slide position calculating means for calculating a slide position from the detection result of the encoder, a motor for rotating the pinion, and generating a one-way torque in the pinion, and the torque of the pinion is always applied to the rack. Motor control means for controlling the drive of the motor so that the encoder is incorporated in the motor and indirectly detects the rotation of the pinion by detecting the rotation of the output shaft of the motor. It is characterized by that.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the slide position detecting device according to the first aspect, wherein the motor control means controls driving of the motor so as to rotate the pinion at a speed capable of following the movement of the rack. Features.
The slide position detecting device of the third invention is characterized in that, in the first or second invention, a speed increasing device is provided between the rotary shaft of the encoder and the pinion.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect of the invention, the slide position calculation means calculates the load of the press machine from the uncorrected slide position obtained by converting the detection result of the encoder. The slide position is calculated by subtracting the extension of the frame.
A press machine according to a fifth invention is characterized in that the slide position detecting device according to the first, second, third or fourth invention is attached.
A press machine according to a sixth aspect of the present invention is the press machine according to the fifth aspect, wherein a plurality of the slide position detecting devices are attached so as to surround the slide, and are calculated by a horizontal maintaining means for maintaining the slide horizontally and the slide position calculating means. Horizontal control means for calculating the inclination of the slide from the slide position and controlling the horizontal maintenance means so as to eliminate the inclination.

第１発明によれば、ピニオンに一方向のトルクを発生させ、そのトルクを常にラックに作用させるようにするので、ピニオンの歯の一方のピッチ面がラックの歯の一方のピッチ面と常に接触するようになり、それらのピッチ面の間のバックラッシュが無くなる。そのため、位置検出精度が高くなる。また、他方のピッチ面の間にはバックラッシュが有るので、高精度の加工が要求されず製造コストが安価となり、組み立て用の隙間が有るのでプレス機械への取り付けが容易となる。
第２発明によれば、ピニオンをラックの移動に追従できる速さで回転させるので、常に一方のピッチ面の間のバックラッシュが無くなるため、位置検出精度が高くなる。
第３発明によれば、エンコーダの回転軸とピニオンとの間に増速機が設けられているので、ピニオン１回転当たりのエンコーダの回転数が多くなり、より位置検出精度が高くなる。
第４発明によれば、スライド位置演算手段はプレス機械の負荷によるフレームの伸びを補正してスライド位置を算出するので、算出されたスライド位置から型間距離を精度よく求めることができる。そのため、算出されたスライド位置を基にスライドの昇降を制御することにより、被加工物を精度よく加工することができる。
第５発明によれば、ピニオンに一方向のトルクを発生させ、そのトルクを常にラックに作用させるようにするので、ピニオンの歯の一方のピッチ面がラックの歯の一方のピッチ面と常に接触するようになり、それらのピッチ面の間のバックラッシュが無くなる。そのため、位置検出精度が高くなる。また、他方のピッチ面の間にはバックラッシュが有るので、高精度の加工が要求されず製造コストが安価となり、組み立て用の隙間が有るのでプレス機械への取り付けが容易となる。
第６発明によれば、スライド位置検出装置で検出したスライド位置から、スライドの傾きを算出し、その傾きが無くなるようにスライドを水平に維持するので、上型と下型の平行度を良好に保つことができ、被加工物を精度よく加工することができる。 According to the first aspect of the present invention, since one-way torque is generated in the pinion and the torque is always applied to the rack, one pitch surface of the pinion teeth is always in contact with one pitch surface of the rack teeth. And backlash between the pitch surfaces is eliminated. Therefore, the position detection accuracy is increased. Further, since there is a backlash between the other pitch surfaces, high-precision processing is not required, the manufacturing cost is low, and there is a gap for assembly, so that it is easy to attach to the press machine.
According to the second invention, since the pinion is rotated at a speed that can follow the movement of the rack, the backlash between the pitch surfaces is always eliminated, and the position detection accuracy is increased.
According to the third invention, since the speed increaser is provided between the rotation shaft of the encoder and the pinion, the number of rotations of the encoder per one rotation of the pinion increases, and the position detection accuracy becomes higher.
According to the fourth invention, the slide position calculating means calculates the slide position by correcting the elongation of the frame due to the load of the press machine. Therefore, the distance between the molds can be accurately obtained from the calculated slide position. Therefore, the workpiece can be processed with high accuracy by controlling the elevation of the slide based on the calculated slide position.
According to the fifth aspect of the present invention, since one-way torque is generated in the pinion and the torque is always applied to the rack, one pitch surface of the pinion teeth is always in contact with one pitch surface of the rack teeth. And backlash between the pitch surfaces is eliminated. Therefore, the position detection accuracy is increased. Further, since there is a backlash between the other pitch surfaces, high-precision processing is not required, the manufacturing cost is low, and there is a gap for assembly, so that it is easy to attach to the press machine.
According to the sixth aspect of the present invention, the inclination of the slide is calculated from the slide position detected by the slide position detecting device, and the slide is kept horizontal so that the inclination is eliminated. Therefore, the parallelism between the upper mold and the lower mold is improved. The workpiece can be processed with high accuracy.

本発明の一実施形態に係るスライド位置検出装置の側面図である。It is a side view of the slide position detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 同スライド位置検出装置の正面図である。It is a front view of the slide position detection device. ラックとピニオンとの噛み合い部の拡大図である。It is an enlarged view of the meshing part of a rack and a pinion. 他の実施形態に係るスライド位置検出装置の側面図である。It is a side view of the slide position detection apparatus which concerns on other embodiment. さらに他の実施形態に係るスライド位置検出装置の側面図である。It is a side view of the slide position detection apparatus which concerns on other embodiment. プレス機械の正面図である。It is a front view of a press machine. プレス機械の側面図である。It is a side view of a press machine. 他の実施形態のプレス機械の正面図である。It is a front view of the press machine of other embodiments. 他の実施形態のプレス機械の側面図である。It is a side view of the press machine of other embodiment. さらに他の実施形態のプレス機械の正面図である。It is a front view of the press machine of other embodiment.

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図６および図７に示すように、プレス機械Ｐは、クラウン１と、ベッド２と、それらの間に立設するアップライト３と、アップライト３の内部に挿入されクラウン１とベッド２とを締結するタイロッド４と、から構成されるフレームｆを有している。クラウン１には加圧シリンダ５が設けられており、その加圧シリンダ５のピストンにはスライド６が固定されている。そのため、加圧シリンダ５が伸長することによりスライド６が下降し、スライド６に取り付けられた上型７とベッド２に取り付けられた下型８とで、被加工物を加圧して加工できるようになっている。また、プレス機械Ｐには引戻シリンダ９が設けられている。引戻シリンダ９のシリンダはベッド２の側面に固定されており、ラムの先端はスライド６の端部に固定されている。そのため、引戻シリンダ９が伸長することにより、スライド６を上昇させて引き戻すことができる。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 6 and 7, the press machine P includes a crown 1, a bed 2, an upright 3 erected between them, and a crown 1 and a bed 2 inserted into the upright 3. It has a frame f composed of a tie rod 4 to be fastened. The crown 1 is provided with a pressure cylinder 5, and a slide 6 is fixed to the piston of the pressure cylinder 5. For this reason, the slide 6 is lowered by the extension of the pressure cylinder 5 so that the workpiece can be pressed and processed with the upper die 7 attached to the slide 6 and the lower die 8 attached to the bed 2. It has become. The press machine P is provided with a pull-back cylinder 9. The cylinder of the retracting cylinder 9 is fixed to the side surface of the bed 2, and the tip of the ram is fixed to the end of the slide 6. Therefore, when the pull-back cylinder 9 extends, the slide 6 can be raised and pulled back.

本発明の一実施形態に係るスライド位置検出装置Ａは、このようなプレス機械Ｐに取り付けられる。
なお、スライド位置検出装置Ａは、上記のような油圧プレスに限られず、サーボプレスや液圧プレスなど種々のプレス機械に取り付けられる。 The slide position detection apparatus A according to an embodiment of the present invention is attached to such a press machine P.
The slide position detection device A is not limited to the hydraulic press as described above, but can be attached to various press machines such as a servo press and a hydraulic press.

図１および図２に示すように、スライド位置検出装置Ａは、プレス機械Ｐのスライド６に取り付けられたラック１０と、そのラック１０に噛み合うピニオン２０とを有している。ラック１０はスライド６の移動方向（図１および図２における上下方向）に沿って設けられている。一方、ピニオン２０は、アップライト３に取り付けられたサーボモータ３０の出力軸に取り付けられている。そのため、スライド６の昇降に従ってラック１０が昇降し、それによりピニオン２０が回転するようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the slide position detecting device A has a rack 10 attached to the slide 6 of the press machine P and a pinion 20 that meshes with the rack 10. The rack 10 is provided along the moving direction of the slide 6 (vertical direction in FIGS. 1 and 2). On the other hand, the pinion 20 is attached to the output shaft of the servo motor 30 attached to the upright 3. Therefore, the rack 10 moves up and down as the slide 6 moves up and down, so that the pinion 20 rotates.

また、ピニオン２０が回転することによりサーボモータ３０が回転させられる。サーボモータ３０はエンコーダ（位置検出器）が内蔵されており、そのエンコーダによりサーボモータ３０の出力軸の回転を検出することで、間接的にピニオン２０の回転を検出することができる。
また、サーボモータ３０にはスライド位置演算手段５１が接続されており、エンコーダの検出結果からスライド６の位置（スライド位置）を算出できるようになっている。 Further, the servo motor 30 is rotated by the rotation of the pinion 20. The servo motor 30 incorporates an encoder (position detector), and the rotation of the pinion 20 can be indirectly detected by detecting the rotation of the output shaft of the servo motor 30 with the encoder.
The servo motor 30 is connected to a slide position calculation means 51 so that the position of the slide 6 (slide position) can be calculated from the detection result of the encoder.

図３に示すように、サーボモータ３０は、ピニオン２０に一方向（図３における矢印ａ方向）のトルクを発生させ、そのピニオン２０のトルクを常にラック１０に作用させるように駆動している。より詳細には、サーボモータ３０にはモータ制御手段５２（図１参照）が接続されており、そのモータ制御手段５２により、サーボモータ３０のトルクを制御して、ピニオン２０に一方向のトルクを発生させ、そのトルクを常にラック１０に作用させるように駆動している。あるいは、モータ制御手段５２により、サーボモータ３０の回転速度を制御して、ピニオン２０をスライド６の昇降に従って移動するラック１０に追従できる速さで回転させることにより、そのピニオン２０の一方向のトルクを常にラック１０に作用させるようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, the servo motor 30 drives the pinion 20 so as to generate torque in one direction (the direction of arrow a in FIG. 3) and always apply the torque of the pinion 20 to the rack 10. More specifically, a motor control means 52 (see FIG. 1) is connected to the servo motor 30. The motor control means 52 controls the torque of the servo motor 30 to apply a one-way torque to the pinion 20. The torque is generated and the torque is always applied to the rack 10. Alternatively, the motor control means 52 controls the rotational speed of the servo motor 30 to rotate the pinion 20 at a speed that can follow the rack 10 that moves as the slide 6 moves up and down. May be applied to the rack 10 at all times.

そのため、スライド６が上昇中であっても下降中であっても、ラック１０の歯の一方のピッチ面１１がピニオン２０の歯の一方のピッチ面２１と常に接触するようになり、それらのピッチ面１１、２１の間のバックラッシュが無くなる。そのため、バックラッシュにより位置検出精度が低下することを防止でき、位置検出精度を高くすることができる。   Therefore, regardless of whether the slide 6 is moving up or down, one pitch surface 11 of the teeth of the rack 10 always comes into contact with one pitch surface 21 of the teeth of the pinion 20, and their pitches There is no backlash between the surfaces 11, 21. Therefore, it is possible to prevent the position detection accuracy from being lowered due to backlash, and to increase the position detection accuracy.

また、ラック１０の歯の他方のピッチ面１２とピニオン２０の歯の他方のピッチ面２２との間にはバックラッシュｂが有るので、ラック１０とピニオン２０に高精度の加工が要求されず製造コストが安価となる。また、そのバックラッシュｂは、ラック１０とピニオン２０の組み立て用の隙間にもなるので、スライド位置検出装置Ａをプレス機械Ｐへ容易に取り付けることができる。   Further, since there is a backlash b between the other pitch surface 12 of the teeth of the rack 10 and the other pitch surface 22 of the teeth of the pinion 20, the rack 10 and the pinion 20 are manufactured without requiring high precision processing. Cost is low. Further, since the backlash b also becomes a gap for assembling the rack 10 and the pinion 20, the slide position detecting device A can be easily attached to the press machine P.

なお、ピニオン２０のトルクの方向はいずれか一方向であればよく、スライド６を上昇させるようにトルクが作用する方向でもよいし、スライド６を下降させるようにトルクが作用する方向でもよい。
さらになお、サーボモータ３０は、特許請求の範囲に記載のモータおよびエンコーダに相当する。 The direction of the torque of the pinion 20 may be any one direction, and may be a direction in which the torque acts to raise the slide 6 or a direction in which the torque acts to lower the slide 6.
Furthermore, the servo motor 30 corresponds to the motor and encoder described in the claims.

（他の実施形態）
上記実施形態では、エンコーダが内蔵されたサーボモータ３０を用いたが、これに代えて、モータとエンコーダとを別々に備えるように構成してもよい。
例えば、図４に示すように、電動モータ等のモータ３１をアップライト３に取り付け、その出力軸３２の一端にピニオン２０を取り付け、他端にエンコーダ３３を接続するように構成すればよい。
なお、モータ３１とエンコーダ３３とを別々に備えるように構成する場合、エンコーダ３３の検出結果からスライド位置を算出するスライド位置演算手段５１はエンコーダ３３に接続され、モータ３１の駆動を制御するモータ制御手段５２はモータ３１に接続される。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the servo motor 30 with the built-in encoder is used. However, instead of this, the motor and the encoder may be provided separately.
For example, as shown in FIG. 4, a motor 31 such as an electric motor may be attached to the upright 3, the pinion 20 may be attached to one end of the output shaft 32, and the encoder 33 may be connected to the other end.
In the case where the motor 31 and the encoder 33 are provided separately, the slide position calculation means 51 for calculating the slide position from the detection result of the encoder 33 is connected to the encoder 33 and the motor control for controlling the drive of the motor 31. The means 52 is connected to the motor 31.

なお、エンコーダ３３は、モータ３１の回転を検出する構成や、ピニオン２０に噛み合う他のギヤの回転を検出する構成等、ピニオン２０の回転を間接的に検出するように構成してもよいし、ピニオン２０の回転を直接的に検出するように構成してもよい。特許請求の範囲に記載の、「ピニオンの回転を検出するエンコーダ」とは、このように、ピニオンの回転を直接的あるいは間接的に検出するエンコーダが含まれる。   The encoder 33 may be configured to indirectly detect the rotation of the pinion 20, such as a configuration that detects the rotation of the motor 31 or a configuration that detects the rotation of another gear that meshes with the pinion 20. You may comprise so that rotation of the pinion 20 may be detected directly. The “encoder that detects the rotation of the pinion” described in the claims includes an encoder that directly or indirectly detects the rotation of the pinion.

ピニオン２０のピッチ円直径は、エンコーダ３３の分解能と、必要とする位置検出精度によって決定することが好ましい。
例えば、18bitのエンコーダ３３は、１回転当たり262,144（=218）の分解能を有する。したがって、ピッチ円直径が80mmのピニオン２０を用いれば、ピニオン２０の１回転当たりのストロークは、251.3mm（=π×80）となり、位置検出精度はエンコーダ３３の１パルス当たり、0.00096mm（=251.3/262,144）となる。
位置検出精度をさらに高くするためには、ピッチ円直径が小さいピニオン２０を用いたり、ビット数の大きいエンコーダ３３を使用すればよい。 The pitch circle diameter of the pinion 20 is preferably determined by the resolution of the encoder 33 and the required position detection accuracy.
For example, the 18 -bit encoder 33 has a resolution of 262,144 (= 2 18 ) per rotation. Therefore, if the pinion 20 having a pitch circle diameter of 80 mm is used, the stroke per rotation of the pinion 20 is 251.3 mm (= π × 80), and the position detection accuracy is 0.00096 mm (= 251.3) per pulse of the encoder 33. / 262,144).
In order to further increase the position detection accuracy, a pinion 20 having a small pitch circle diameter or an encoder 33 having a large number of bits may be used.

また、エンコーダの回転軸とピニオン２０との間に増速機を設けるようにすれば、ピニオン２０の１回転当たりにおけるエンコーダの回転数が多くなり、より位置検出精度が高くなる。
そのためは、図５（ａ）に示すように、エンコーダが内蔵されたサーボモータ３０の出力軸とピニオン２０との間に増速機４０を設ければよい。
また、図５（ｂ）に示すように、モータ３１とエンコーダ３３とを別々に備える場合には、エンコーダ３３の回転軸とピニオン２０との間にのみ増速機４０を設けるようにし、モータ３１の出力軸とピニオン２０とは直接接続するようにしてもよい。 Further, if a speed increaser is provided between the rotary shaft of the encoder and the pinion 20, the number of rotations of the encoder per one rotation of the pinion 20 increases, and the position detection accuracy becomes higher.
For this purpose, as shown in FIG. 5A, a speed increaser 40 may be provided between the output shaft of the servo motor 30 incorporating the encoder and the pinion 20.
As shown in FIG. 5B, when the motor 31 and the encoder 33 are separately provided, the speed increaser 40 is provided only between the rotation shaft of the encoder 33 and the pinion 20, and the motor 31 is provided. The output shaft and the pinion 20 may be directly connected.

さらに、上記実施形態では、ラック１０をスライド６側に取り付け、ピニオン２０をアップライト３側に取り付けたが、これを逆にし、ラック１０をアップライト３側に取り付け、ピニオン２０をスライド６側に取り付けてもよい。
また、ピニオン２０またはラック１０の取り付け場所はアップライト３に限られず、スライド６の移動に対して基準となる部位、すなわちプレス機械Ｐのフレームｆであれば特に限定されない。 Further, in the above embodiment, the rack 10 is attached to the slide 6 side and the pinion 20 is attached to the upright 3 side. However, this is reversed, the rack 10 is attached to the upright 3 side, and the pinion 20 is attached to the slide 6 side. It may be attached.
Further, the mounting location of the pinion 20 or the rack 10 is not limited to the upright 3 and is not particularly limited as long as it is a portion serving as a reference for the movement of the slide 6, that is, the frame f of the press machine P.

つぎに、さらに他の実施形態を説明する。
この実施形態は、図８および図９に示すように、スライド位置検出装置Ａをスライド６の四隅に取り付けてもよい。具体的には、スライド６の四隅にラック１０を取り付け、４本のアップライト３にピニオン２０を取り付けて、４つのスライド位置検出装置Ａを構成している。この場合、引戻シリンダ９をスライド６の四隅の取り付けることで、スライド６を水平に維持するように制御することができる。
より詳細には、４つのスライド位置検出装置Ａのスライド位置演算手段５１と、４つの引戻シリンダ９の作動油の流れを制御する制御弁５３とを、水平制御手段５４と接続する。水平制御手段５４は、スライド６を下降させる工程において、各スライド位置演算手段５１により算出したスライド位置からスライド６の傾きを算出し、その傾きが無くなるように制御弁５３を制御して各引戻シリンダ９から排出する作動油の量を調整する。これにより、スライド６を水平に維持でき、上型７と下型８の平行度を良好に保つことができ、被加工物を精度よく加工することができる。 Next, still another embodiment will be described.
In this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the slide position detection device A may be attached to the four corners of the slide 6. Specifically, the racks 10 are attached to the four corners of the slide 6, and the pinions 20 are attached to the four uprights 3 to constitute four slide position detection devices A. In this case, by attaching the pull-back cylinder 9 at the four corners of the slide 6, the slide 6 can be controlled to be kept horizontal.
More specifically, the slide position calculation means 51 of the four slide position detection devices A and the control valve 53 that controls the flow of hydraulic oil in the four pull-back cylinders 9 are connected to the horizontal control means 54. The horizontal control means 54 calculates the inclination of the slide 6 from the slide position calculated by each slide position calculation means 51 in the step of lowering the slide 6, and controls the control valve 53 so that the inclination disappears to return each pullback. The amount of hydraulic oil discharged from the cylinder 9 is adjusted. Thereby, the slide 6 can be maintained horizontally, the parallelism of the upper mold | type 7 and the lower mold | type 8 can be kept favorable, and a to-be-processed object can be processed accurately.

なお、スライド６の傾きを算出するためには、スライド位置検出装置Ａは、スライド６の四隅に限られず、スライド６を囲むように複数取り付けられていればよい。例えば、３つのスライド位置検出装置Ａをスライド６の周囲に取り付ければ、スライド６の２次元の傾きを算出することができる。また、４つ以上のスライド位置検出装置Ａをスライド６の周囲に取り付ければ、スライド６の傾きを精度良く算出することができる。また、２つのスライド位置検出装置Ａをスライド６の両端に取り付けてもよい。この場合、２つのスライド位置検出装置Ａを結ぶ線におけるスライド６の傾きを算出することができる。このように、特許請求の範囲に記載の「スライドを囲むように」とは、スライド６に２つのスライド位置検出装置Ａを取り付ける構成も含まれる概念である。
さらになお、本実施形態において引戻シリンダ９は、特許請求の範囲に記載の水平維持手段の役割を担う。水平維持手段としては、引戻シリンダ９に限られず、スライド６を水平に維持できる他の手段を用いることができる。 In order to calculate the inclination of the slide 6, the slide position detection device A is not limited to the four corners of the slide 6, and a plurality of slide position detection devices A may be attached so as to surround the slide 6. For example, if three slide position detection devices A are attached around the slide 6, the two-dimensional inclination of the slide 6 can be calculated. If four or more slide position detecting devices A are attached around the slide 6, the inclination of the slide 6 can be calculated with high accuracy. Two slide position detection devices A may be attached to both ends of the slide 6. In this case, the inclination of the slide 6 along the line connecting the two slide position detection devices A can be calculated. Thus, “so as to surround the slide” described in the claims is a concept including a configuration in which two slide position detection devices A are attached to the slide 6.
Furthermore, in this embodiment, the retracting cylinder 9 plays the role of the horizontal maintaining means described in the claims. The horizontal maintaining means is not limited to the retracting cylinder 9, and other means that can maintain the slide 6 horizontally can be used.

ところで、プレス機械の加工精度を向上するためには、上型７と下型８との間の距離（型間距離）を精度よく制御することが求められる。そのため、本来は型間距離を直接測定することが好ましい。しかし、一般に、上型７と下型８との間に型間距離を測定する装置を取り付けることは困難であるため、スライド６とフレームｆとの間にスライド位置検出装置が取り付けられ、スライド位置検出装置により検出したスライド位置から型間距離を間接的に求めるのである。
プレス機械を完全な剛体と考えれば、スライド位置と型間距離とは線形に対応するので、スライド位置を検出することにより型間距離を精度よく求めることができ、スライド位置を基にスライドの昇降を制御することにより、被加工物を精度よく加工することができる。 By the way, in order to improve the processing accuracy of the press machine, it is required to accurately control the distance between the upper die 7 and the lower die 8 (inter-die distance). Therefore, it is originally preferable to directly measure the distance between the molds. However, since it is generally difficult to attach a device for measuring the distance between the upper die 7 and the lower die 8, a slide position detecting device is attached between the slide 6 and the frame f. The distance between the molds is indirectly obtained from the slide position detected by the detection device.
If the press machine is considered to be a perfect rigid body, the slide position and the distance between the molds correspond linearly, so the distance between the molds can be determined accurately by detecting the slide position, and the slide can be lifted and lowered based on the slide position. By controlling, the workpiece can be processed with high accuracy.

しかし、図１０に示すように、クラウン１とベッド２とを締結するタイロッド４は、プレス機械Ｐが発生する負荷により伸びδが発生する。
そのため、スライド位置検出装置Ａのラック１０をスライド６に取り付け、ピニオン２０をクラウン１に取り付けた場合、タイロッド４の伸びδによりラック１０の取り付け位置とピニオン２０の取り付け位置との間の距離が変位δだけ変化し、スライド位置検出装置Ａで測定されるスライド位置と型間距離との間には、変位δだけズレが生じる。
大型のプレス機械の場合、この変位δは数mmにもなるので、精度よく型間距離を制御するためには、スライド位置の検出値に対して変位δを補正する必要がある。 However, as shown in FIG. 10, the tie rod 4 that fastens the crown 1 and the bed 2 generates elongation δ due to the load generated by the press machine P.
Therefore, when the rack 10 of the slide position detection device A is attached to the slide 6 and the pinion 20 is attached to the crown 1, the distance between the attachment position of the rack 10 and the attachment position of the pinion 20 is displaced by the extension δ of the tie rod 4. It changes by δ, and there is a deviation of δ between the slide position measured by the slide position detector A and the distance between the molds.
In the case of a large press machine, this displacement δ is several millimeters. Therefore, in order to control the distance between the molds with high accuracy, it is necessary to correct the displacement δ with respect to the detected value of the slide position.

そこで、スライド位置演算手段５１は、次のような演算を行いスライド位置の検出値に対して変位δを補正することが好ましい。
具体的には、プレス機械Ｐに、その負荷を検出するためのロードセルなどのセンサ（図示せず）を取り付け、そのセンサの出力がスライド位置演算手段５１に入力されるように構成する。そして、スライド位置演算手段５１は、そのセンサにより検出された負荷Fと、エンコーダの検出結果を換算して得られる補正前のスライド位置S'とから、変位δを演算する。
ここで、変位δは、タイロッド４をバネ定数をｋとすると、以下の数１により求められる。
（数１）
δ = F/k Therefore, the slide position calculation means 51 preferably corrects the displacement δ with respect to the detected value of the slide position by performing the following calculation.
Specifically, a sensor (not shown) such as a load cell for detecting the load is attached to the press machine P, and the output of the sensor is input to the slide position calculating means 51. Then, the slide position calculating means 51 calculates the displacement δ from the load F detected by the sensor and the uncorrected slide position S ′ obtained by converting the detection result of the encoder.
Here, when the tie rod 4 has a spring constant k, the displacement δ is obtained by the following equation (1).
(Equation 1)
δ = F / k

なお、タイロッド４のバネ定数ｋは、例えば、予め、プレス機械Ｐの最大負荷Fmaxが作用した際のタイロッド４の伸びδmaxを測定し、数１に代入することにより求められる（k = Fmax/δmax）。   Note that the spring constant k of the tie rod 4 is obtained, for example, by measuring the elongation δmax of the tie rod 4 when the maximum load Fmax of the press machine P is applied in advance and substituting it into Equation 1 (k = Fmax / δmax). ).

つぎに、スライド位置演算手段５１は、補正前のスライド位置S'から変位δを減算し、補正後のスライド位置Sを算出する。
（数２）
S = S' - δ Next, the slide position calculation means 51 subtracts the displacement δ from the slide position S ′ before correction, and calculates the slide position S after correction.
(Equation 2)
S = S '-δ

補正後のスライド位置Sと型間距離との間にはズレがないため、このスライド位置Sから型間距離を精度よく求めることができる。そのため、スライド位置Sを基にスライド６の昇降を制御することにより、被加工物を精度よく加工することができる。   Since there is no deviation between the corrected slide position S and the distance between the molds, the distance between the molds can be accurately obtained from the slide position S. Therefore, by controlling the elevation of the slide 6 based on the slide position S, the workpiece can be processed with high accuracy.

１０ ラック
２０ ピニオン
３０ サーボモータ
３１ モータ
３３ エンコーダ
４０ 増速機
５１ スライド位置演算手段
５２ モータ制御手段
５３ 制御弁
５４ 水平制御手段 10 racks 20 pinions 30 servo motors 31 motors 33 encoders 40 speed increasers 51 slide position calculation means 52 motor control means 53 control valves 54 horizontal control means

Claims (6)

プレス機械のフレーム側またはスライド側に取り付けられたラックと、
該ラックに噛み合い、前記スライド側または前記フレーム側に取り付けられたピニオンと、
該ピニオンの回転を検出するエンコーダと、
該エンコーダの検出結果からスライド位置を算出するスライド位置演算手段と、
前記ピニオンを回転させるモータと、
前記ピニオンに一方向のトルクを発生させ、該ピニオンのトルクを常に前記ラックに作用させるように前記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、を備え、
前記エンコーダは、前記モータに内蔵され、該モータの出力軸の回転を検出することで前記ピニオンの回転を間接的に検出する
ことを特徴とするスライド位置検出装置。 A rack attached to the frame side or slide side of the press machine;
A pinion meshing with the rack and attached to the slide side or the frame side;
An encoder for detecting the rotation of the pinion;
Slide position calculating means for calculating the slide position from the detection result of the encoder;
A motor for rotating the pinion;
Motor control means for generating a one-way torque on the pinion and controlling the drive of the motor so that the torque of the pinion always acts on the rack ;
The slide position detecting device , wherein the encoder is incorporated in the motor and indirectly detects the rotation of the pinion by detecting the rotation of the output shaft of the motor . 前記モータ制御手段は、前記ピニオンを前記ラックの移動に追従できる速さで回転させるように前記モータの駆動を制御するものである
ことを特徴とする請求項１記載のスライド位置検出装置。 2. The slide position detecting device according to claim 1, wherein the motor control means controls the drive of the motor so as to rotate the pinion at a speed capable of following the movement of the rack. 前記エンコーダの回転軸と前記ピニオンとの間に増速機が設けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載のスライド位置検出装置。 The slide position detecting device according to claim 1, wherein a speed increasing device is provided between a rotation shaft of the encoder and the pinion. 前記スライド位置演算手段は、
前記エンコーダの検出結果を換算して得られる補正前のスライド位置から、プレス機械の負荷による前記フレームの伸びを減算してスライド位置を算出する
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のスライド位置検出装置。 The slide position calculating means includes
The slide position is calculated by subtracting the extension of the frame due to a load of a press machine from a slide position before correction obtained by converting the detection result of the encoder. Slide position detection device. 請求項１、２、３または４記載のスライド位置検出装置が取り付けられた
ことを特徴とするプレス機械。 A press machine, to which the slide position detecting device according to claim 1 is attached. 前記スライド位置検出装置がスライドを囲むように複数取り付けられており、
前記スライドを水平に維持する水平維持手段と、
前記スライド位置演算手段により算出したスライド位置から、前記スライドの傾きを算出し、該傾きが無くなるように前記水平維持手段を制御する水平制御手段と、を備える
ことを特徴とする請求項５記載のプレス機械。 A plurality of the slide position detection devices are attached so as to surround the slide,
Level maintaining means for maintaining the slide level;
6. The apparatus according to claim 5, further comprising: horizontal control means for calculating an inclination of the slide from the slide position calculated by the slide position calculating means and controlling the horizontal maintaining means so as to eliminate the inclination. Press machine.
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