JPH04172133A - パンチプレス - Google Patents

パンチプレス

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JPH04172133A
JPH04172133A JP29888690A JP29888690A JPH04172133A JP H04172133 A JPH04172133 A JP H04172133A JP 29888690 A JP29888690 A JP 29888690A JP 29888690 A JP29888690 A JP 29888690A JP H04172133 A JPH04172133 A JP H04172133A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、プレスストローク用の電動式駆動装置およ
びパンチ回転用の電動式駆動装置によってボールねじを
上下動および回転させ、ワークのパンチング加工を行う
ようにしたパンチプレスに関する。
(従来の技術) 従来のパンチプレスにおける駆動は、ストロークを一定
とした偏心軸によって、クラッチブレーキを使用した、
いわゆるメカプレスによるもの、または、ストロークを
一定とした油圧シリンダ装置によるもの、あるいはスト
ロークを可変とした油圧サーボによるものなどが知られ
ている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の技術では、メカプレスによる場合
はストロ−を可変しようとすると、そのため構造が複雑
となる。また、ストロークを一定とした油圧シリンダ装
置あるいはストロークを可変とした油圧サーボによるも
のでは、油圧発生装置を設備することが必要となり、そ
のため、油圧操作のためのメンテナンスを、しばしば行
なゎなければならなくなり、また、油の温度変化による
特性変化が起こり、さらに油のもれが生じ、そのために
多大の労力が必要となるなどの課題があった。
この発明の目的は上記課題を改善するため、パンチプレ
スの駆動手段を全電気式としたため、全体構造の複雑さ
、油圧発生装置の設置による油圧操作のためのメンテナ
ンスの必要性、油の温度変化による特性変化の発生およ
び、そのための多大の労力の消費などの従来の課題を解
消するようにしたパンチプレスを提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明は、パンチプレス
の上部フレームにラム駆動装置のハウジングを設け、こ
のハウジングの中心部にラセン溝および軸方向溝を周囲
に形成したボールねじを垂直して設け、このボールねじ
におけるラセン溝に回転自在に螺合したボールねじと、
軸方向溝に上下動自在に係合したスプラインナツトとを
、回転自在にナツト支承ハウジングに設け、このナツト
支承ハウ′ングにボールねじを回転かつ固定自在のボー
ルねじ人力用モータを設けるとともに、スプラインナツ
トを上下動かつ固定自在のスプライン人力用モータを設
け、前記ボールねじの下端をラムの上端に着脱自在に取
付けてパンチプレスを構成した。
(作用) この発明のパンチプレスを採用することにより、パンチ
プレスの上部フレームに設けられたラム駆動装置の中心
部に、ラセン溝および軸方向溝を周囲に形成したボール
ねじを垂直して設け、このボールねじのラセン溝に回動
自在に螺合したボールねじナツトと、軸方向溝に上下動
自在に係合したスプラインナツトとを、回転自在にナツ
ト支承ハウジングに設け、このナツト支承ハウジングに
、ボールねじを回転かつ固定自在のボールねじ入力用モ
ータを設けるとともに、スプラインナツトを上下動かつ
固定自在のスプライン人力用モータを設け、ボールねじ
の下端をラムの上端に着脱自在に取付けたので、ボール
ねじを1回転下降させ、ラムの下端に取付けられたパン
チと、このパンチの垂直下に芯台せして設けられたダイ
によってワークにパンチング加工を行なうことができる
(実施例) 以下、本発明の一実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の理解を容品にするため、本発明が実施さ
れるパンチプレスの全体的構成について説明する。
さて、第4図を参照するに、本発明が実施され得るパン
チプレス1において、パンチ3、ダイ5およびラム7な
どを支承するC型形状のフレーム9は、箱型状の下部フ
レーム11の後方、すなわち第4図においては右側に設
けられた中間フレーム13および該中間フレーム13上
に設けられた箱型状の上部フレーム15から構成されて
いる。
上部フレーム15と下部フレーム11間のふところ部に
あって、C型形状のスワンネックホルダ17を下部フレ
ーム11上に例えば溶接などで固定して設けである。
下部フレーム11の先端側第4図において左側端部にダ
イ5が装着しである。ダイ5の上方にあって、スワンネ
ックホルダ17の先端側にパンチ3が装着されている。
パンチ3とダイ5は対をなす金型であるから、両者とも
垂直上に芯台せしめて設けられている。
第4図において上部フレーム15の左側先端部にはラム
駆動装置E19が設けられ、該ラム駆動装置19の下部
にはラム7が取付けられていて上下にに昇降可能である
下部フレーム11の手前側、すなわち下部フレーム11
の左側には、ベツド21が配置されて、下部フレーム1
1と溶接などで一体化されている。
ベツド21上には、案内部材23が載置され、該案内部
材23にはレール(図示省略)がY軸方向に延在されて
いる。キャレッジベース25の下部にY軸方向(パンチ
プレス1の長平方向)へ延在して取付けられているスラ
イダ部材27が前記レールに案内されてY軸方向に移動
可能となっている。
すなわち、第4図においてベツド21の左側端にあって
、X軸方向(Y軸と直角方向)のほぼ中央部にY軸モー
タM7が取付けられている。Y軸上−タM、からの回転
がギヤ(図示省略)などを介して送りねじ29に伝達さ
れる。
送りねじ29には前記ギヤレッジベース25が取付けら
れ、送りねじ29の回転によりギヤレッジベース25が
Y軸方向に移動されるのである。
ギヤレッジベース25を案内している複数本、例えば本
実施例では2本の案内部材23におけるX軸方向のほぼ
中央部にX軸モータ31が取付けられている。該X軸モ
ータ31にはX軸方向に沿って送りねじ33が延在して
設けられ、該送りねじ33にギヤレッジ35の一端部が
取付けられている。
ギヤレッジベース25の基部25Mにあって、第4図に
おいて右側寄りにX軸方向に沿って案内部材37が延在
して設けられ、しかも、該案内部材37には複数本、例
えば本実施例では2木のレールがX軸方向に延在して取
付けられている。
ギヤレッジ35の下部には図示省略のスライダ部材が支
承されていて、そのスライダ部材が前記レールに案内さ
れてX軸方向に移動されるようになっている。
したがって、X軸モータ31の回転が送りねじ33に伝
達され、ギヤレッジ35の下部に支承されたスライダ部
材がレールに案内されることによってギヤレッジ35が
X軸方向に移動されるのである。
ギヤレッジ35にはワークWを把持するためのクランプ
39が設けられている。
詳細に説明すると、第4図に示すように、ギヤレッジ3
5の右側に例えば2個のクランプ39が設けられている
。そして、ワークWが第4図において手前側から搬入さ
れて後方側に設けである位置決め用ストッパ(図示省略
)に当接して位置決めした後、クランプ39によりクラ
ンプされるのである。
ベツド21の両側に設けられた可動テーブル(図示省略
)間には、ワークWを支持するだめのキャタピラテーブ
ル41が設けれている。キャタピラテーブル41は、ベ
ツド21の両側において左右側に設けられた複数個、例
えば4個のスプロケットホイール43に巻回されている
した、かって、Y軸上−タM、によりギヤレッジベース
25がY軸方向に移動することにより可動テーブルと同
様にキャタピラテーブル41もY軸方向に移動される。
加工されたワークWを搬出する場合には、ギヤレッジベ
ース25を第4図において、Y軸方向の右方へ移動させ
て中間フレームの後側の切欠部45よりワークWを機外
へ搬出するのである。
次に、ラム7を昇降させるラム駆動装置19が上部フレ
ーム15の先端側、とくに第4図において左側に設けら
れている。
ラム駆動装置1119は第3図に示すように、ボールね
じ人力用サーボモータ47とスプライン入力用サーボモ
ータ49の2系統の動力によってで駆動される。
ラム駆動装置19は第3図に示すように、ナツト支承ハ
ウジング51の中央にボールねじ53がナツト支承ハウ
ジング51を貫通して設けられ、その上方外部にボール
ねじ人力用ブー955が、また、下方外部にスプライン
人力用プーリ57が固定されており、ボールねじ入力用
プーリ55は、ボールねじ人力用サーボモータ47の先
端に固定された主動用プーリ59と、また、スプライン
人力用サーボモータ49の先端に固定された主動用プー
リ61と、それぞれの間にエンドレス状に張設されたベ
ルト63、または65によってボールねじ53は、相対
的に上下方向に昇降動される。
ボー、ルねじ53は、上記したようにナツト支承ハウジ
ング51内に取付けられたボールねじナツト71および
スプラインナツト73に設けられたサポートベアリング
75によって支承されている。
第1図に示すようにサポートベアリング75は、それぞ
れシール材77によって気密が保たれ、ボールねじ53
の昇降動は円滑に行われる。
ボールねじ53の下端は、ラム7の上端にボルドア9に
よって固定されたコネクティングロッド81に取付けら
れる。
また、第3図に示すように、ボールねじ53の保護パイ
プ83に回転位置検出85を固定し、これにボールねじ
53の回転位置を検出するための回転位置検出センサ8
7を取付ける。
また、ボールねじ53の上部にボールねじ53の昇降位
置を検出するストローク位置検出リニアスケール89が
設けられている。
該ラム駆動装置19は、第4図より明らかなように、ナ
ツト支承ハウジング51に形成されたフランジ91を上
部フレーム15の左端に設けられたブラケット15Dに
載置し、ボルト95によって強固に固定される。
上記第1図は、ボールねじナツトとスプラインナツトの
入力用プーリを外−外に組付けた実施例である。この実
施例ではハウジングの長さは最少に押えられる。
また、第2図は第1図の他の実施例であってボールねじ
ナツト用ブーりをハウジング内に組付けた構成である。
この実施例は、第1図の実施例とは多少の設51変更は
あるが、その構成は殆んど変りなく、また作用、効果も
同様であるので同一、あるいは関連部品は同一の部品番
号を付し、その説明は省略す。
前記ボールねじ53にはラセン溝67が形成されている
とともに軸方向のスプライン満69も形成されている。
そして上記ラセン溝67にはボールねじナツト71が回
転自在に螺合してあり、かつスプライン満69にはスプ
ラインナツト73が軸方向へ相対的に上下動自在に係合
されている。
上記ボールねじナツト71およびスプラインナツト73
は、前記ナツト支承ハウジング51内に、それぞれ回転
自在に支承されている。
そして、ボールねじナツト71の1部にはボールねじ入
力用サーボモータ47の主動プーリ59が取付けてあり
、この主動プーリ59にはベルト63を介して前記ボー
ルねじ人力用サーボモータ47に取付けられたボールね
じ入力用プーリ55に張設されている。
また、スプラインナツト73の1部にはスプライン入力
用サーボモータ49の主動プーリ61が取付けてあり、
この主動プーリ61にはベルト65を介して前記スプラ
イン入力用サーボモータ49に取付けられたスプライン
入力用プーリ57に張設されている。
以上のごとき構成において、ボールねじ人力用サーボモ
ータ47を停止してボールねじナツト71を固定状態に
保持してスプラインナツト73を適宜に回転せしめると
、ボールねじ53も同時に回転される。
したがって、ボールねじナツト71、ナツト支承ハウジ
ング51を介してボールねじ53が上下方向へ比較的高
速で移動することとなる。
逆に、スプライン人力用サーボモータ49を停止状態に
保持してスプラインナツト73が停止状態にあるときに
、ボールねじ人力用サーボモータ47を回転駆動してボ
ールねじナツト71を回転せしめると、ボールねじ入力
用プーリ55と主動用プーリ59とよりなる減速機構に
より、ボールねじナツト71の回転は、スプラインナツ
ト73の場合に比較して極めて低速となる。したがって
で、ボールねじ入力用サーボモータ47の回転時には、
ボールねじ53は上下方向へ低速で上下動することとな
る。
ところで、ボールねじ入力用サーボモータ47、スプラ
イン入力用サーボモータ49をともに回転駆動して、ボ
ールねじナツト71とスプラインナツト73とを同方向
へ等速で回転せしめるときには、ボールねじナツト71
とボールねじ53と一体的に回転するので、ボールねじ
ナツト71はボールねじ53に対して上下方向に移動す
ることなく停止状態にある。そこで、ボールねじナツト
71とスプラインナツト73との間に回転速度差を与え
るとボールねじ53は上下方向に微速度で移動すること
となる。
また、ボールねじナツト71とスプラインナツト73と
を互に逆方向へ回転せしめるときには、ボールねじ53
は上下方向へ、より高速で移動するものである。
したがって、ボール人力用サーボモータ47、スプライ
ン入力サーボモータ49の回転速度の制御範囲が比較的
小さい場合であっても、ボールねじ53の上下方向への
移動速度を広範囲に亘って変化せしめることができるも
のである。
以上の第1および第2図の実施例で説明したユニットを
プレス駆動部に、そのまま移したのが第3図に示す構成
である。
(a)パンチ打抜きのみのとき。
スプライン入力用(パンチ回転用)サーボモータ49を
ロックすると、スプラインナツト73、スプライン入力
用プーリ57は固定される。
ボールねじ人力用(プレスストローク用)サーボモータ
47を回転(正、逆回転)させたことにより、ボールね
じ53は回転しないが、ボールねじナツト71が回転し
、ボールねじ53は昇降移動する。
例として、サーボモータ47が例えば正回転するとボー
ルねじ53は下降する。
また、サーボモータ47が逆回転するとボールねじ53
は上昇する。
(b)オートインデックス打抜きのとき。
上記プレス運動のとき、上死点にきたとき、プレススト
ローク用のサーボモータ47をロックする。そうすると
ボールねじナツト71が固定するので、パンチ3、ダイ
5の回転用サーボモータ49を同期運転させて金型を任
意の位置に位置決めし、再びプレス運動を行う。
以上のようにオートインデックス加工が可能となる。
下記は、このオートインデックス加工のマトリックスを
表したものである。
また、メカプレスにはないが、第3図に示された構成で
はストローク可変ができ、また、サーボモータによりラ
ムのストロークを行なうので速度も可変となり、このタ
イプの加エバターンを本発明の電気式ボールねじパンチ
プレスでも可能となる。
上記ボールねじ入力用サーボモータ47、スプライン人
力用サーボモータ49は、例えばNC装置(図示省略)
のごとき適宜の制御装置の制御のもとに上下動または正
逆回転されるものであって、それぞれ回転の制御が自在
であると共に、例えばサーボロック等によって固定自在
なものである。
次に、ラム7の上下動の精度を向上し、この加工精度を
向上するために、本実施例において、ラム7のガイド装
置は第3図および第4図に示されるように構成されてい
る。
すなわち、ラム7の上下動が、プレス作動におけるフレ
ーム9の開きに影響されないように、ラム7は別フレー
ムのスワンネックホルダ17の上腕25Tにガイドされ
ている。該上腕25Tの上下には上部サポート部材97
、下部サポート部材99が装着されている。
そして、ラム7の周囲には、ボールブツシュ101を介
して歯車103を備えた部材105が設けられている。
歯車103には、第4図に示されているように、中間フ
レーム13に取付けられた金型回転用駆動フレーム10
7により回転される主動歯車シャフト109と噛合して
いる。
また、歯車103はスワンネックホルダ17の上腕25
Tに対し複数個のニードルベアリング111を介してク
リアランスを生じることなく回転自在に支承されている
。このニードルベアリング111は上下の前記サポート
部材97.99によって保持されている。
ラム7の下端部には、パンチホルダ113が例えば、ボ
ルト115で締結されている。
パンチホルダ113には、パンチ3が不動状態に強固に
取り付けてあり、また、ストリッパプレート117が取
り付けである。該ストリッパプレ−ト117はストリッ
パプレートホルダ119て支承され、そのストリッパホ
ルダ119とパンチホルダ113とはスプリング12]
を介設してピン123で保持している。
すなわち、ワークWにパンチプレス加工を施した際、ワ
ークWがパンチ3と一緒に持ち上げるのを防止するため
に、スプリング121の付勢力でストリッパプレート1
17を下方へ押圧しているのである。
上記構成により、金型回転駆動用モータ107を駆動さ
せると、パンチ3は主動歯車シャフト109によってラ
ム7を介して回転され、後述する同一τj法のダイ5と
共に種々の方向に割出されて下降されることになる。
なお、ラム7の上部は、コネクティングロッド81の下
端に複数のボルト125などで締結されたバックアップ
プレート127のスロット129に回転自在に支承され
ている。ラム7の上方周囲はカバ一部材131でカバー
され、カバ一部材131は前記バックアッププレート1
27に複数のボルト125が締結されている。
ラム7上に、わずかな隙間を介してストライカ133が
設けられ、さらにストライカ133上にはシャープレー
ト135かバックアッププレート127に設けられてい
る。しかも、ストライカ133の底面は球形状に形成し
てあって、プレス動作におけるフレームの口開きの影響
を防いでいるのである。
一方、ダイ5は、前記スワンネックホルダ25の下腕2
5Dにガイドされて支承されている。
より詳細には、ダイ5はダイホルダ〕37に支承され、
ダイホルダ137は、歯!ti139に支持されている
歯車139は複数の例えば3個のベアリンク141を介
してスワンネックホルダ25の下腕25Dに支承しであ
る。
歯車139は、第4図に示している前記金型回転駆動モ
ータ107の主動歯車シャフト1〔〕9に連結材143
を開いて他方の主動歯型シャフト145が連結されてい
る。
この主動歯車シャフト145は歯車139に噛合されて
いる。
上記構成により、金型回転用駆動モータ107を駆動さ
せるとラム7の主動歯車シャフト109、連結材143
を介してダイ5の主動歯車シャフト145が回転して歯
車139が前記歯車103とともに回転してダイ5が回
転されることになる。
ダイ5はパンチ3と同時に連動して同方向に回転し、割
り出されて加工される。
ダイ5は、ダイホルダ137に適宜な保持手段147で
保持される。
また、ダイ5を回動させるウオームギヤ139は、ウオ
ームギヤ139と噛合したウオームギヤ149が主動歯
車シャフト145を介してダイ回転用サーボモータ15
1によって駆動される。
このウオームギヤ139を包設したスワンネックホルダ
25の下腕25Dによって下部フレーム11にボルト1
53により固定される。
また、主動歯車シャフト145の上部に回転位置検出ド
グ155を固定し、この回転位置検出ドグ155に、ダ
イ5の回転位置を検出するためのダイ回転位置検出セン
サ157を取付ける。
以上説明してきたように、この実施例のパンチプレスで
は、 (1)ボールねじ人力用サーボモータ47を停止してボ
ールねじナツト71を固定状態に保持してスプラインナ
ツト73を適宜に回転せしめるとボールねじ53も同時
に回転される。
したがって、ボールねじナツト71、ナツト支承ハウジ
ング51を介してボールねじ53が上下方向へ比較的高
速で移動する。
(2)また、上記とは逆に、スプライン人力用サーボモ
ータ49を停止状態に保持してスプラインナツト73が
停止状態にあるときに、ボールねじ人力用サーボモータ
47を回転駆動してボールねじナツト71を回転させる
とボールねじ人力用プーリ55と主動用プーリ59とよ
りなる減速機構により、ボールねじナツト71の回転は
、スプラインナツト73の場合に比較して極めて低速と
なる。
したがって、ボールねじ人力用サーボモータ47の回転
時には、ボールねじ53は低速で上下動する。
(3)さらに、ボールねじ入力用サーボモータ47、ス
プライン人力用サーボモータ49をともに回転駆動して
、ボールねじナツト71とスプラインナツト73とを同
方向へ等速で回転せしめるときには、ボールねじナツト
71とボールねじ53と一体的に回転するので、ボール
ねじナツト71はボールねじ53に対して上下方向に移
動することなく停止状態となる。
そこで、ボールねじナツト71とスプラインナツト73
との間に回転速度差を与えると、ボールねじ53は上下
方向へ微速度で移動する。
(4)また、ボールねじナツト71とスプラインナツト
73とを互いに逆方向へ回転せしめるときには、ボール
ねじ53は上下方向へ、より高速で移動する。
したがって、ボールねじ人力用サーボモータ47、スプ
ライン人力用サーボモータ49の回転速度の制御装置が
比較的小さい場合であっても、ボールねじ53の上下方
向への移動速度を広範囲に亘って変化せしめることがで
きる。
このような構成とするこによって、パンチプレス全体構
成が簡素化され、油圧を用いないための油圧発生装置が
不要となり、そのため、油圧操f1のためのメンテナン
スを必要とせず、また、油の温度変化によるプレスコン
トロールの特性変化かなくなり、また油の漏洩防止を配
慮する必要もなくなる。
また、ボールねじ、スプラインによりオートインデック
ス加工も実現でき、さらにストローク量やストロークの
スピードをサーボモータによって制御できるので、ラム
コントロールによりパンチ打抜き音を低減させることも
できる。
したがって、これまでの無駄な労力の消費を解消させる
ことができる等の効果をあげることができる。
なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
しうるものである。
[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、ボールねじのラセン溝に螺合したボール
ねじナツトを回転するためのボールねじ人力用サーボモ
ータと、ボールねじの軸方向のスプライン溝に係合した
スプラインナツトを回転するためのスプライン人力用サ
ーボモータとを適当に制御、使用したパンチプレスとす
ることによって、パンチプレス全体構造が簡素化され、
油圧を用いないため油圧発生装置が不要となり、そのた
め、油圧操作のためのメンテナンスを必要とせず、また
、油の温度変化によるプレスコントロールの特性変化が
なくなり、また油の漏洩防止を配慮する必要もなくなる
また、ボールねじ、スプラインによりオートインデック
ス加工も実現でき、さらにストローク量やストロークの
スピードをホーザモータによってfFf制御できるのて
、ラムコントロールによりパンチ打抜き音を低減させる
こもできる。
したがって、これまでの無駄な労力の消費を解消させる
ことができる等の効果をあげることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のラム駆動装置要部の正面断面図、第2
図は第1図の他の実施例のiE而面面図、  ″第3図
は一連したパンチング加工部設備を示す正面図(第4図
のIII矢視図)、第4図は、本発明の装置が適用され
るパンチプレスの平面図である。 1・・・パンチプレス 3・・・パンチ5・・・ダイ 
7・・・ラム 9・・・フレーム 19・・・ラム駆動装置47・・・
ボールねじ入力用サーボモータ49・・・スプライン入
力用す〜ボモータ51・・・ハウジング 53・・・ボ
ールねじ55・・・入力用プーリ 67・・・ラセン溝
69・・・スプライン溝 71・・・ボールねじナツト
73・・・スプラインナツト 133・・・ストライヵ
1・・・パンチプレス 3・・パンチ 5・・・ダイ ア・・・ラム 9・・・フレーム 19・・・ラム駆動装置47・・・
ボールねじ人力用サーボモータ49・・・スプライン人
力用サーボモータ51・・・ハウジング 53・・・ボールねじ 55・・・入力用プーリ67・
・・ラセン満 69・・・スプライン満71・・・ボー
ルねじナツト 73・・・スプラインナツト 133・・・ストライカ 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. パンチプレスの上部フレームにラム駆動装置のハウジン
    グを設け、このハウジングの中心部にラセン溝および軸
    方向溝を周囲に形成したボールねじを垂直して設け、こ
    のボールねじにおけるラセン溝に回転自在に螺合したボ
    ールねじと、軸方向溝に上下動自在に係合したスプライ
    ンナットとを、回転自在にナット支承ハウジングに設け
    、このナット支承ハウジングにボールねじを回転かつ固
    定自在のボールねじ入力用モータを設けるとともに、ス
    プラインナットを上下動かつ固定自在のスプライン入力
    用モータを設け、前記ボールねじの下端をラムの上端に
    着脱自在に取付けたことを特徴とするパンチプレス。
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