本発明は、プレス装置分野に関し、特にパンチプレス用マルチステーション自動送給システムに関する。
パンチプレスは、パンチ式プレス機とも呼ばれ、板材の吐出、穴開け、成形、引張等のプロセスに幅広く使用されており、製品の生産状況に応じてシングルステーションパンチプレスとマルチステーションパンチプレスに分けられる。従来のマルチステーションパンチプレスの動作原理は、伝動機構により複数の湾曲セグメントを有する1本のクランクシャフトの回転を駆動することにより、マルチステーションのプレスを行うことである。しかし、実際の生産において、製品の生産量が多くない場合があり、この場合にマルチステーションのパンチプレスを使用すると、多大な浪費を招く。
また、従来のパンチプレスは、使用際に、その動作ストロークでワークをプレス加工する一方、その逆方向のストロークは非動作ストロークであり、いかなる作業もしないため、資源の浪費に繋がる。
そこで、実際の生産必要に応じて、ステーションを容易に調整できるとともに、資源を十分に利用できるパンチプレスシステムが必要である。
本発明は、複数のステーションが調節可能であるとともに、パンチプレスの復帰によって自動送給が達成されるパンチプレス用マルチステーション自動送給システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、ハウジングと、伝動機構と、複数のプレスアセンブリとを含むパンチプレス用マルチステーション自動送給システムであって、駆動ユニット群をさらに含み、前記伝動機構、前記プレスアセンブリ及び前記駆動ユニット群は、いずれも前記ハウジング内に取り付けられ、前記駆動ユニット群は、間隔をあけて設けられる複数のクランクシャフト及び複数の接続アセンブリを含み、各前記クランクシャフトは、それぞれ前記ハウジング内に回転可能に取り付けられ、複数の前記クランクシャフトは、1つの主動クランクシャフト及び複数の従動クランクシャフトを含んで構成され、前記主動クランクシャフトの第1端は、前記伝動機構が前記主動クランクシャフトの回転を駆動可能に前記伝動機構に接続され、各前記従動クランクシャフトは、前記主動クランクシャフトの軸方向に沿って順に後方へ設けられ、2つの前記クランクシャフトの間に前記接続アセンブリが設けられ、前記接続アセンブリは、隣り合う2つの前記クランクシャフトを取り外し可能に接続するものであり、2つの前記クランクシャフトが前記接続アセンブリにより接続された場合、一方側の前記クランクシャフトの動力が前記接続アセンブリを介して他方側の前記クランクシャフトに伝達可能であり、前記クランクシャフトはそれぞれ1つの前記プレスアセンブリに接続され、前記接続アセンブリを移動させることで隣り合う前記クランクシャフトが順に接続され、マルチステーションのプレスが実現されるパンチプレス用マルチステーション自動送給システムが提供される。
前記マルチステーション自動送給パンチプレスは、前記送給機構をさらに含み、前記送給機構は、前記プレスアセンブリの下方に位置する。前記プレスアセンブリの復帰によって前記送給機構の自動送給が駆動されるように前記プレスアセンブリに接続される。
好ましくは、前記クランクシャフトの両端は、前記ハウジング内に固定される支持板に回転可能に接続され、隣り合う前記クランクシャフトの端部には、それぞれスプラインが設けられ、前記接続アセンブリは、第1カムスリーブと、接続スリーブと、支持バネとを含み、前記接続スリーブは、内壁に設けられたスプライン溝を介して隣り合う2つの前記クランクシャフトのうちの一方に接続され、前記第1カムスリーブは、回転可能に前記クランクシャフトに取り付けられるとともに、前記接続スリーブの一端に位置し、前記支持バネの両端は、それぞれ前記接続スリーブの他端及び前記支持板に接触する、前記第1カムスリーブを押し動かすことにより、前記接続スリーブは隣り合う前記クランクシャフト上の前記スプラインに沿って移動可能となり、前記支持バネの作用下で隣り合う前記クランクシャフトの接続と分離が達成される。
好ましくは、前記接続スリーブと前記第1カムスリーブとの間に第2カムスリーブがさらに回転可能に取り付けられ、前記接続スリーブと前記支持バネとの間に支持スリーブがさらに回転可能に取り付けられ、前記第1カムスリーブは前記第2カムスリーブに係合し、前記支持バネの一端は、前記支持スリーブに接続される。前記第2カムスリーブ及び前記支持スリーブにより、前記第1カムスリーブ及び前記支持バネの前記接続スリーブに対する摩耗が減少される。
好ましくは、隣り合う前記クランクシャフトが接続状態にある場合、前記第1カムスリーブと前記第2カムスリーブを押圧されて係合することにより、前記接続スリーブは前記スプライン溝を介して隣り合う両端の前記クランクシャフト上のスプラインにそれぞれ接続され、前記支持バネを前記支持スリーブによって圧縮する。
好ましくは、前記第1カムスリーブの側壁には、ハンドルが固定され、前記ハンドルは、前記ハウジングの側壁に形成された貫通溝を通過して前記ハウジングの外部に延出する。これによって、作業員は前記ハンドルにより前記第1カムスリーブを容易に操作することができる。
好ましくは、前記伝動機構は、モータと、第1回転軸と、第2回転軸とを含み、前記モータは、前記ハウジングの先端に固定して取り付けられ、前記第1回転軸及び前記第2回転軸は、回転可能に前記ハウジングの内壁に接続され、前記モータの出力端は、第1ベルトを介して前記第1回転軸の一端に接続され、前記第1回転軸の他端は、前記第2回転軸の一端にギア接続され、前記第2回転軸の他端は、第2ベルトを介して前記クランクシャフトの端部に取り付けられた第4プーリに接続される。プーリセット及びギアセットにより前記モータの出力を減速させることによって、生産用途が満たされる。
好ましくは、前記プレスアセンブリは、リンクと、プレス金型とを含み、前記リンクの一端は、回転可能に前記クランクシャフトに接続され、前記リンクの他端には、ヒンジロッドが固定され、前記プレス金型の一端は、回転可能に前記ヒンジロッドに接続され、前記ハウジング内には、位置決め孔が形成される固定板が固定され、前記プレス金型は、スライド可能に前記位置決め孔に係合する。
好ましくは、前記プレスアセンブリより下方に位置する前記ハウジングの箇所の両側には、加工される原料を載置する作業台がさらに取り付けられ、前記プレス金型の真下に位置する前記作業台の箇所には、吐出口が形成される。当前記プレスアセンブリが動作すると、前記プレス金型は前記位置決め孔に沿って下向きに前記吐出口内へ移動し、原料を前記吐出口に沿って所望のワーク形状に押し出す。
好ましくは、前記マルチステーション自動送給パンチプレスは、前記送給機構をさらに含み、前記送給機構は、送給ロールと、ラチェットと、ラチェット爪とを含み、前記送給ロールは、前記作業台の下方に位置するとともに、ワンウェイベアリングを介して回転可能に前記ハウジング内に固定された第3回転軸に接続され、前記送給ロールの側壁は、前記原料の下端面に接触し、前記送給ロールの両端には、前記ラチェットが取り付けられ、前記ラチェット爪は、接続ロッドを介して前記ヒンジロッドの端部に下向きに固定された固定ロッドにヒンジ接続され、前記ラチェット爪は、ねじりバネを介して回転可能に前記接続ロッドの端部に接続され、前記ラチェット爪は、前記ラチェットに噛み合い、前記ハウジング内には、前記接続ロッドと係合する円弧状の位置規制板がさらに固定され、前記ラチェット爪は、前記リンクの上への移動に伴って前記ラチェットの一方向回転を駆動することによって、前記送給ロールが原料を送給するように駆動される。これによって、前記プレスアセンブリの復帰が十分に活用される。
好ましくは、前記位置規制板の半径は、前記固定ロッドに伴う前記接続ロッドの上への移動による曲率半径と同じである。
従来技術に比べて、本発明は以下の有益な効果を有する。
(1)従来の複数の連続のクランクシャフトを複数の不連続のクランクシャフトに分割し、隣り合うクランクシャフトの間に接続アセンブリを取り付け、接続アセンブリ上の第1カムスリーブを移動させることにより隣り合う2つの不連続のクランクシャフトが接続スリーブによって接続されることによって、マルチステーションの加工調節が達成され、ステーションの数は製品の生産量に応じて調整可能であり、資源の浪費が回避され、製造コストが節約され、機器が占めるスペースが減少される。
(2)原料の下方にラチェット付きの送給ロールを取り付けるとともに、リンクに接続されたラチェット爪とラチェットとを組み合わせることにより、プレスアセンブリがプレスを完成して復帰する際に、リンクの上への移動によりラチェット爪はラチェットの回転を駆動することによって、原料の送給が達成され、プレスアセンブリの復帰が十分に活用され、コストがさらに節約される。
本発明の全体の1つの軸側方向から見た模式図である。
本発明の全体の別の軸側方向から見た模式図である。
本発明の内部構造の模式図である。
本発明のハウジングの内部構造の模式図である。
本発明の正面方向の断面図である。
本発明の図5の局所Aの拡大模式図である。
本発明のクランクシャフトが接続された状態の模式図である。
本発明の駆動ユニット群の構造の模式図である。
本発明の送給機構の構造の模式図である。
本発明の送給機構がプレスアセンブリに伴って運動する動作過程の模式図である。
本発明の送給機構がプレスアセンブリに伴って運動する動作過程の模式図である。
以下、実施形態により本発明をさらに説明する。なお、矛盾がない限り、以下に説明する様々な実施例又は技術的特徴を任意に組み合わせて新しい実施例を形成することができる。
本明細書において、「中心」、「横方向」、「縦方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「直立」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」等の方位及び位置関係を表す用語は、図面に示される方位及び位置関係に基づくものであり、本発明の説明を容易にするためのものに過ぎず、示される装置又は部品が必ず特定の方位を有するか、特定の方位で構成及び操作されることを示唆するものではなく、本発明の保護範囲を制限するものとして理解することができない。
なお、本明細書及び特許請求の範囲に記載の「第1」、「第2」等の用語は、類似の部品を区別するものであり、必ずしも特定の順序を説明するために使用されるわけではない。
図1から図11に示すように、実施例において、パンチプレス用マルチステーション自動送給システムは、ハウジング1を含む。ハウジング1内には、伝動機構と、プレスアセンブリ4と、駆動ユニット群3と、送給機構5が取り付けられる。伝動機構は一般的な減速機構であり、モータ21が出力する回転速度を減速して出力トルクを増大させ、駆動ユニット群3に、プレスアセンブリ4の動作を駆動するのに十分な駆動力を提供する。
図3及び図8に示すように、駆動ユニット群3は、間隔をあけて設けられる複数のクランクシャフト31と、複数のクランクシャフト31を順に接続する接続アセンブリ32とを含む。複数のクランクシャフト31は、1つの主動クランクシャフト31Aと、複数の従動クランクシャフト31Bとを含む。主動クランクシャフト31Aの第1端は伝動機構に接続され、伝動機構は主動クランクシャフト31Aの回転を駆動することができる。主動クランクシャフト31Aの第2端は、回転可能にハウジング1内に取り付けられる。各従動クランクシャフト31Bは、主動クランクシャフト31Aの軸方向に沿って順にハウジング1内に回転可能に取り付けられる。接続アセンブリ32は、接続アセンブリ32により隣り合う2つのクランクシャフト31が接続された場合、一方側のクランクシャフト31の動力が接続アセンブリ32を介して他方側のクランクシャフト31に伝達可能に各クランクシャフト31の間に可動に設けられる。従動クランクシャフト31Bの数は必要に応じて調整することができる。例えば、図3、5及び8に2つの従動クランクシャフト31Bが示される。各クランクシャフト31は1つのプレスアセンブリ4に接続され、クランクシャフト31が回転すると、プレスアセンブリ4が上下移動してプレス動作を行うように駆動される。
本発明では、接続アセンブリ32を調整することにより、隣り合うクランクシャフト31を順に接続又は分離することができる。これによって、パンチプレスのマルチステーションとシングルステーションの調整が実現され、パンチプレスは実際の生産量に応じてステーションを容易に調整することができる。
具体的には、図6及び図7に示すように、クランクシャフト31は、両端を介して回転可能にハウジング1内の支持板101に取り付けられる。主動クランクシャフト31Aの第2端はスプライン312を有し、接続アセンブリ32に対向する各従動クランクシャフト31Bの端は、スプライン312を有する。理解できるように、中間に位置する各従動クランクシャフト31Bの両端にはいずれも接続アセンブリ32が設けられるため、その両端のいずれにもスプライン312がある。
接続アセンブリ32は、第1カムスリーブ321と、接続スリーブ323と、支持バネ325とを含む。接続スリーブ323は、軸方向の貫通孔を有する。接続アセンブリ32の両側に位置するクランクシャフト31の端部は、それぞれ貫通孔の内部に延在する。接続スリーブ323は、2つのクランクシャフト31の貫通孔内における長さを調整可能に2つのクランクシャフト31の端部に沿って軸方向に移動できる。主動クランクシャフト31Aに近い貫通孔の端はガイドセグメントを有する。クランクシャフト31の端部に位置するスプライン312がガイドセグメント内に位置する場合、クランクシャフト31は接続スリーブ323内を回転可能である。主動クランクシャフト31Aから離れた貫通孔の端は接続セグメントを有する。接続セグメントの内壁には、スプライン312に適合するスプライン溝3231が形成される。クランクシャフト31の端部に位置するスプライン312が接続セグメント内に位置する場合、クランクシャフト31は接続スリーブ323と同期回転する。第1カムスリーブ321は回転可能にクランクシャフト31の外側に外嵌されるとともに接続スリーブ323のカムに係合することによって、第1カムスリーブ321を回転させることで接続スリーブ323が軸方向に沿って移動するように駆動される。両側のクランクシャフト31の端部が共に接続セグメント内に位置するまで接続スリーブ323が移動した場合、隣り合う2つのクランクシャフト31は接続アセンブリ32によって接続される。1つのクランクシャフト31の端部がガイドセグメント内に位置するまで接続スリーブ323が移動した場合、隣り合う2つのクランクシャフト31が分離される。支持バネ325は、接続スリーブ323が初期状態に回復するまで接続スリーブ323に作用力を加え続ける。理解できるように、接続スリーブ323の初期状態は、2つのクランクシャフト31を分離した状態、又は2つのクランクシャフト31を接続した状態であってもよい。
より具体的には、第1カムスリーブ321は回転可能にクランクシャフト31に取り付けられるとともに、接続スリーブ323の一端に位置する。支持バネ325の両端は、それぞれ接続スリーブ323の他端及び支持板101に接続される。マルチステーション加工を行う必要がある場合、回転中のクランクシャフト31の方向へ第1カムスリーブ321を押し動かすことにより、接続スリーブ323を未回転のクランクシャフト31に沿って回転中のクランクシャフト31上のスプライン312までスライドさせて接続し、その結果、未回転のクランクシャフト31が回転して支持バネ325を圧縮するようになる。マルチステーション加工を行う必要がない場合、第1カムスリーブ321を反対方向に引き動して接続スリーブ323との接触を解除し、そして支持バネ325の弾力作用によって接続スリーブ323が第1カムスリーブ321の方向へ移動することにより、接続スリーブ323は隣り合うクランクシャフト31の接続を切断する。
第1カムスリーブ321と支持バネ325及び接続スリーブ323とが直接接触するため、接続スリーブ323が回転する際に、第1カムスリーブ321及び支持バネ325と接続スリーブ323との間に摩擦が発生し、局所摩擦加熱を引き起こし、その結果、部品の耐用年数がする。部品の耐用年数を確保するために、接続スリーブ323と第1カムスリーブ321との間に回転可能に1つの第2カムスリーブ322が取り付けられる。第2カムスリーブ322と接続スリーブ323はスラスト軸受を介して接続される。また、接続スリーブ323と支持バネ325の間にスラスト軸受を介して回転可能に1つの支持スリーブ324がさらに取り付けられる。第1カムスリーブ321は第2カムスリーブ322に係合可能であり、支持バネ325の一端は支持スリーブ324に接続され、第2カムスリーブ322及び支持スリーブ324により第1カムスリーブ321及び支持バネ325の接続スリーブ323に対する摩耗が減少される。
そのため、隣り合うクランクシャフト31が接続状態にある場合、第1カムスリーブ321と第2カムスリーブ322を押圧されて係合することにより、接続スリーブ323はスプライン溝3231を介して隣り合う両端のクランクシャフト31上のスプライン312にそれぞれ接続され、支持バネ325を支持スリーブ324によって圧縮する。
作業員の操作を容易にするために、第1カムスリーブ321の側壁にハンドル3211を固定することができる。ハンドル3211はハウジング1の側壁に形成された貫通溝を通過してハウジング1の外部に延出する。マルチステーション加工を行う必要がある場合、作業員はハンドル3211により第1カムスリーブ321を移動させる。設備の安全性を向上させるために、ガスシリンダ又は液圧シリンダ等の一般的な駆動によりハンドル3211に接続してもよい。この場合、作業員はガスシリンダ又は液圧シリンダの起動を制御するだけで、マルチステーションを調整することができる。
具体的には、図1から図3に示すように、伝動機構はモータ21と、第1回転軸23と、第2回転軸24とを含む。モータ21はハウジング1の外部頂端に固定して取り付けられる。第1回転軸23及び第2回転軸24はいずれもハウジング1の内壁に回転可能に接続される。モータ21の出力端にはフラットキーにより第1プーリ211が取り付けられる。第1回転軸23の一端にはフラットキーにより第2プーリ231が取り付けられる。第1プーリ211と第2プーリ231は第1ベルト22により接続される。第1回転軸23の他端にはフラットキーにより第1ギア232が取り付けられる。第2回転軸の一端にはフラットキーにより第2ギア241が取り付けられる。第1ギア232と第2ギア241は噛み合う。第2回転軸24の他端にはフラットキーにより第3プーリ242が取り付けられる。ハウジング1側壁に近いクランクシャフト31の一端にはフラットキーにより第4プーリ311が取り付けられる。第3プーリ242と第4プーリ311は第2ベルト25により接続される。第1プーリ211の直径は第2プーリ231の直径よりも小さい。第1ギア232のピッチ円直径は第2ギア241のピッチ円直径よりも小さい。第3プーリ242の直径は第4プーリ311の直径よりも小さい。プーリの直径比及びギアセットの直径比によりモータ21の出力回転速度を減速することにより、作業効率が確保されながら、クランクシャフト31の入力トルクが向上される。
具体的には、図3及び図4に示すように、プレスアセンブリ4は、リンク41と、プレス金型42を含む。リンク41の一端は、回転可能にクランクシャフト31接続され、リンク41の他端には、ヒンジロッド411が固定される。プレス金型42の一端は、回転可能にヒンジロッド411に接続される。ハウジング1内には、位置決め孔104が形成される固定板103が固定される。プレス金型42は、スライド可能に位置決め孔104に係合する。
また、プレスアセンブリ4より下方に位置するハウジング1の箇所の両側には、加工される原料7を載置する作業台105がさらに取り付けられる。プレス金型42の真下に位置する作業台105の箇所には、吐出口106が形成される。プレスアセンブリ4が動作する際に、プレス金型42は位置決め孔104に沿って下向きに吐出口106内に移動することにより、原料7を吐出口106に沿って所望のワーク形状に押し出す。
プレスアセンブリ4の復帰利用率を向上させるために、作業台105の下方に送給機構5を取り付けることができる。図9、図10及び図11に示すように、送給機構5は、送給ロール56と、ラチェット54と、ラチェット爪53とを含む。送給ロール56は、作業台105の下方に位置するとともに、ワンウェイベアリング6を介して回転可能にハウジング1内に固定された第3回転軸55に接続される。送給ロール56の側壁は、原料7の下面に摩擦接触する。送給ロール56の両端にはラチェット54が取り付けられる。ラチェット爪53は接続ロッド52を介してヒンジロッド411の端部に下向きに固定された固定ロッド51にヒンジ接続される。ラチェット爪53は、ねじりバネ531を介して回転可能に接続ロッド52の端部に接続される。ラチェット爪53はラチェット54に噛み合う。ハウジング1内には、円弧状の位置規制板108がさらに固定される。位置規制板108の半径は、接続ロッド52に伴う前記固定ロッド51の上への移動による曲率半径と同じである。位置規制板108は、接続ロッド52に位置規制可能に係合する。プレスアセンブリ4が復帰状態にある場合、リンク41は上に移動することで固定ロッド51を上に移動させる。固定ロッド51が上に移動する際に、接続ロッド52が位置規制板108に沿って移動するように駆動される。接続ロッド52が移動する際に、ラチェット爪53は、接続ロッド52に伴って移動してラチェット54の一方向回転を駆動することにより、送給ロール56は原料7を送給するように駆動される。プレスアセンブリ4が動作する際に、リンク41は下に移動して接続ロッド52を位置規制板108に沿って復帰するように移動させる。接続ロッド52が移動する際に、ラチェット爪53はラチェット54によって押圧されてねじりバネ531を圧縮することで接続ロッド52の端部と重なるまで回転し、ラチェット爪53が最右側に移動してラチェット54との接触が解除されるまで接続ロッド52に伴ってラチェット54に沿って円運動する。そして、ねじりバネ531の作用下で、ラチェット爪53は元の状態に戻ってまっすぐになり、次の復帰にあたっては、引き続きラチェット54に噛み合い、ラチェット54の回転を駆動する。また、送給ロール56の両端に取り付けられたワンウェイベアリング6は、ラチェット爪53が接続ロッド52に伴ってプレスアセンブリ4の動作中に移動する際にラチェット54を逆回転させることで送給の正確性に影響を与えることを防止することができる。
以上、本発明の基本原理、主な特徴及び本発明の利点を説明した。本発明は上述した実施例に制限されず、これらの実施例及び明細書の説明は本発明の原理に過ぎず、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲内で、本発明に様々な変化及び改良を加えることができ、これらの変化及び改良はいずれも本発明の保護範囲内に含まれることは、当業者が理解できるものである。本発明の保護範囲は、添付する特許請求の範囲及びそれらの同等物によって定義される。