JPH0577089A - プレス機械 - Google Patents

プレス機械

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JPH0577089A
JPH0577089A JP3243715A JP24371591A JPH0577089A JP H0577089 A JPH0577089 A JP H0577089A JP 3243715 A JP3243715 A JP 3243715A JP 24371591 A JP24371591 A JP 24371591A JP H0577089 A JPH0577089 A JP H0577089A
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只好 上原
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】成形高精度化とサイクル高速化との双方を達成
する。 【構成】支点１４に回動可能に支持された一対のリンク
バー１２，１５と支点を水平方向に往復移動させるクラ
ンク機構３１とを備え、下方リンクバー１５の下端１５
Ｄに回転連結されたスライド６を垂直方向にアプローチ
・リターン運動させるアプローチ・リターン機構１０
と、上方リンクバー１２の上端１２Ｕを回転支持するピ
ストン５３を含む油圧シリンダ装置５１とこのシリンダ
５２内にピストン５３を押下げる方向の油圧を加える油
圧供給系５４，５５とからなる加圧装置５０と、クラン
ク機構によって駆動された両リンクバーが垂直方向に予
め決められた範囲内の直線状態になったことを検出する
状態検出器９２とこの状態検出器９２が直線状態を検出
した場合に加圧装置をスライドにプレス成形力を加える
ように駆動制御する加圧駆動制御手段６０とを備える。
また、支点保持案内機構２１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度製品を高サイク
ルでプレス成形することのできるプレス機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的プレス機械を図７に示す。
同図において、１００はプレス本体，１１０はストロー
ク運動付与機構である。プレス本体１００は、スライド
１０１に上型１０３を取付け、ベッド１０６上のボルス
タ１０５に下型１０４を取付け、スライド１０１を図で
上下方向にストローク運動させることによって、プレス
成形するものと構成されている。なお、１０２は、スラ
イド１０１を摺動案内するギブである。
【０００３】一方、ストローク運動付与機構１１０は、
偏心部１１３を有し軸受１１５に回転支持されたクラン
ク軸１１２およびこの偏心部１１３とスライド１０１と
を連結するコンロッド１１４からなるクランク機構１１
１と、このクランク機構１１１に回転動力を付与する動
力付与機構１２１とから構成されている。
【０００４】この動力付与機構１２１は、モータ１２２
とベルト１２３あるいは歯車機構からなる動力伝達部と
フライホイール１２４とからなり、モータ１２２の回転
動力をフライホイール１２４に蓄積しつつクランク軸１
１２に回転動力を付与する。なお、フライホイール１２
４とクランク軸１１２との間に介装されるクラッチ・ブ
レーキ装置は、図示省略している。
【０００５】かかるプレス機械で製品精度を高めるに
は、プレス成形開始時のショックを小さくかつ形成開始
後は下降速度を変化させることが有効とされている。一
方、サイクルが遅くなったのでは、生産性が低下するの
で意味がないといえる。しかし、プレス機械の固有的技
術事項から、クランク軸１１２に加えるフライホイール
１２４側からの回転数を増減することは不可能である。
【０００６】そこで、クランク機構１１１を、スライド
１０１の上下ストローク運動全体（サイクル）としては
高速に、かつプレス成形時は可能な限り低速となるよう
に種々改良している。しかし、クランク機構１１１自体
の改良では、サイクル高速化を図りつつプレス成形時に
おけるスライド下降速度を変化させることには一定の限
度があり、既に限界にあるのが事情である。
【０００７】この事情に鑑み、クランク軸１１２に付与
する回転数を増減可能とする動力付与機構（１２１）を
備えた図８に示す如くプレス機械が提案され、そのプレ
ス成形が試みられている。すなわち、動力付与機構１２
１を、ロッド１３７を介して軸受１３６に回転支持され
たシリンダ装置１３１（シリンダ１３３，ピストン１３
４）のピストンロッド１３４Ｒとクランク軸１１２とを
連結桿１３５で結び、このシリンダ装置１３１にモータ
１４２で回転駆動されるポンプ１４４からの圧力油を付
与し、ピストンロッド１３４Ｒの移動速度を電磁弁１４
５等を用いてコントロールしようとするものである。な
お、１４３はフライホイールである。これによれば、プ
レス成形開始時の衝撃緩和とプレス成形速度を変化させ
得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリン
ダ装置１３１の特性として、大きな全ストロークに亘っ
てある領域では高速に他の領域では低速に、かつ各領域
での速度変化率を所望のものとすることは現実的に不可
能である。したがって、図８に示すプレス機械では、相
反する成形高精度化とサイクル高速化との双方を満すこ
とができず、そのいずれかを選択しなければならない。
また、スライド１０１のスムースなストローク運動が得
難く、かつ付帯装置等とのマッチング、自動化が難し
い。かくして、特殊の場合を除き実用化されていない。
【０００９】さらに、図７および図８に示すいずれの従
来プレス機械も、クランク機構１１１によってプレス成
形力を発生させているが、本出願人の幾多の分析による
と、このクランク機構１１１自体に一段と強く求められ
る超高精度化を満すことができない要因が内存するもの
と推察される。
【００１０】すなわち、プレス成形は、コンロッド１１
４が垂直軸線に対して図９に示す傾角度α（例えば５〜
７度）から開始される。したがって、垂直荷重たる成形
力をＰとすれば、ｔａｎの函数関係で大きな水平スラス
ト力Ｔが発生する。したがって、ギブ１０２を強靭とし
ても、スライド下面に傾き、横ずれが生じ、精度低下の
大きな要因となっている。また、金型（１０３，１０
４）や製品にダメージを与え、さらにスライド１０１の
円滑なストローク運動を妨げる。
【００１１】本発明の目的は、サイクル高速化を図りつ
つ高精度成形を達成することのできる取扱容易で適応性
の広いプレス機械を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来問題
点が、スライドの上死点からプレス成形開始位置までの
アプローチ運動とプレス成形力の発生とを同一のクラン
ク機構で行っていたことに起因するものと分析し、かつ
油圧シリンダ装置は大きなフルストローク全域に対して
の変位，速度等コントロール特性を良好に発揮させるこ
とは至難だが、限られた小ストローク内のコントロール
特性は信頼し得ることに着目し、アプローチ運動につい
てはサイクル高速化と円滑運動とを確保できるクランク
機構を含む機械的構成により行い、かつこの機械的構成
でスライドが下死点付近において停留している間に油圧
シリンダ装置によりプレス成形力を付与しつつ歪速度を
コントロール可能に構成し、前記目的を達成する。
【００１３】すなわち、請求項１の発明は、支点に回動
可能に支持された一対のリンクバーとその支点を水平方
向に往復移動させるクランク機構とを備え、下方リンク
バーの下端に回転連結されたスライドを垂直方向にアプ
ローチ・リターン運動させるアプローチ・リターン機構
と、上方リンクバーの上端を回転支持するピストンを含
む油圧シリンダ装置とこの油圧シリンダ装置のシリンダ
内にピストンを押下げる方向の油圧を加える油圧供給系
とからなる加圧装置と、クランク機構によって駆動され
た両リンクバーが垂直方向に予め決められた範囲内の直
線状態になったことを検出する状態検出器とこの状態検
出器が該直線状態を検出した場合に加圧装置をスライド
にプレス成形力を加えるように駆動制御する加圧駆動制
御手段と、を備えてなるプレス機械である。
【００１４】また、請求項２の発明は、前記アプローチ
・リターン機構が、水平ガイドバーに摺動自在に装着さ
れたスライダーとこのスライダーに固着された前記支点
を保持しつつ垂直方向に摺動自在に案内するための垂直
ガイド溝とを有し、前記クランク機構によってスライダ
ーを往復移動させることによって前記支点を水平方向お
よび垂直方向に移動可能に案内保持する支点保持案内機
構を含み形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【作用】上記構成の請求項１の発明では、クランク機構
を駆動すると両リンクバーが支点を中心に相対回動す
る。すると、上方リンクバーは、ピストンに回転支持さ
れているので、下方リンクバーに回転支持されたスライ
ドを上下ストロークできる。つまり、アプローチ・リタ
ーン機構がスライドを垂直方向に高速サイクルでアプロ
ーチ・リターン運動させる。
【００１６】アプローチ運動終了位置からリターン運動
開始位置までの間は、両リンクバーが垂直方向に直線状
態となり、スライドは位置，速度ともに停留される。こ
こに、状態検出器がその直線状態を検出すると、加圧駆
動制御手段が働き、油圧シリンダ装置にピストンを押下
げる方向の油圧を加える。したがって、直線状態の両リ
ンクバーを介して、スライドにプレス成形力を加えるこ
とができる。一方、リターン運動開始までには、油圧シ
リンダ装置の油圧を解放する。その後は、アプローチ・
リターン機構によって高速にリターン運動される。
【００１７】よって、加圧駆動制御手段に、スライドを
所望の歪速度を得るような適宜なスライド速度設定をし
ておけば、アプローチ・リターン運動は高速で、プレス
成形は低速で行え、全体として高速サイクルで高精度加
工できる。また、水平スラスト力を飛躍的に小さくでき
るから、この点からも成形精度を高められかつ構造簡素
化が図れる。
【００１８】また、請求項２の発明では、クランク機構
によってスライダーを水平方向に往復移動させると、両
リンクバーの支点はその支点保持案内機構によって水平
方向および垂直方向に移動しつつスライドにアプローチ
・リターン運動を与える。したがって、クランク機構の
円滑動作と加圧装置によるプレス成形力の伝達効率とを
一段と向上できる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本プレス機械は、図１，図２に示す如く、アプロ
ーチ・リターン機構１０と加圧装置５０と加圧駆動制御
手段６０とを備え、スライド６の上死点からプレス成形
開始直前位置までの間の垂直方向のアプローチ・リター
ン運動はアプローチ・リターン機構１０による高速サイ
クルで行い、かつプレス成形は加圧装置５０と加圧駆動
制御手段６０との協働によりアプローチ・リターン機構
１０（両リンクバー１２，１５）を介して油圧シリンダ
装置５１から加えたプレス成形力によって行い、もって
成形高精度化とサイクル高速化とを同時に達成できる構
成とされている。
【００２０】図１において、１は本体で、フレーム５，
ギブ（図示省略）で垂直方向に摺動案内されたスライド
６，ベッド８上に載置されたボルスタ７等からなる。中
間部分の収容部３にはアプローチ・リターン機構１０の
クランク機構３１等が格納され、その上部２には加圧装
置５０が配設される。なお、６Ｈは上型保持部材，７Ｈ
は下型保持部材である。
【００２１】さて、アプローチ・リターン機構１０は、
大別して運動方向変換機構１１とクランク機構３１と駆
動部４１とからなる。いわゆるナックル機構である。ま
た、この実施例では運動方向変換機構１１とクランク機
構３１とを支点保持案内機構２１を介して連結してい
る。
【００２２】運動方向変換機構１１は、クランク機構３
１から加えられた水平方向運動を、スライド６にアプロ
ーチ・リターン運動させるための垂直方向運動に変換す
るもので、支点１４に回動支持された一対のリンクバー
１２，１５からなる。すなわち、上方リンクバー１２の
上端１２Ｕはピン１３で詳細後記のピストン５３の下端
５３Ｄに回転支持され、下方リンクバー１５の下端１５
Ｄはピン１６でスライド６の上部に回転支持されてい
る。
【００２３】そして、上方リンクバー１２の下端１２Ｄ
と下方リンクバー１５の上端１５Ｕとは、支点（ピン）
１４で相対回動自在に連結されている。したがって、ピ
ストン５３を静止体と考えれば、支点１４を図１で水平
（左右）方向に移動させれば、両リンクバー１２，１５
の相対回動により、スライド６をアプローチ（下降）・
リターン（上昇）運動させることができる。
【００２４】この水平方向運動を加える手段がクランク
機構３１である。本実施例では、クランク機構３１のコ
ンロッド３５と支点１４とを、直接的に連結するのでな
く、上記支点保持案内機構２１を介して間接連結してい
る。
【００２５】すなわち、支点保持案内機構２１は、一対
の支持部材４，４間に渡設された一対の水平ガイドバー
２２，２２と、これに摺動自在に装着されたスライダー
２３と、このスライダー２３に固着された垂直ガイド溝
２５とからなる。スライダー２３とコンロッド３５（左
端３５Ｌ）とは、ピン２４で回転連結され、また、支点
１４は滑り子２６を介して垂直ガイド溝２５内に摺動自
在に装着されている。したがって、スライダー２３を水
平方向に運動させれば、支点１４を水平方向に同期運動
でき、かつ支点１４の垂直方向移動も許容できる。
【００２６】次に、クランク機構３１は、クランク軸３
２と、このクランク軸３２の偏心部３３（偏心量ｅ）に
右端３５Ｒが回動可能に被嵌装着された上記コンロッド
３５とからなり、駆動部４１によって駆動される。
【００２７】この駆動部４１は、本体１の上部２に固設
されたモータ４２と、ベルト４３で連結されたクラッチ
・ブレーキ４５を内蔵したフライホイール４４と、クラ
ンク軸３２と一体的なメインギヤ４８と噛合うピニオン
４６とからなる。モータ４２の回転動力は、フライホイ
ール４４に蓄積され、クラッチＯＮ（ブレーキＯＦＦ）
によって、クランク軸３２を所定方向に回動させる。
【００２８】かくして、かかるアプローチ・リターン機
構１０（１１，３１，４１）は、クランク軸３２の回転
運動から生成されたコンロッド３５の水平方向運動をス
ライド６の垂直方向運動に変換することができる。
【００２９】この際、スライド６を上死点からプレス成
形開始位置（付近）まで下降・上昇させるアプローチ・
リターン運動は、高速に行われる。一方、プレス成形時
のスライド速度は極低速で停留状態となる。また、機械
的構成（１１，３１，４１）であるから、スライド６の
アプローチ・リターン動作は円滑かつ安定して行われ、
他の付帯装置等への連動等を含む自動化も容易となる。
【００３０】詳しくは、図４に示す如く、垂直軸線を
Ｙ，水平軸線をＸ，垂直軸線Ｙと下方リンクバー１５と
の成す角度（下方リンクバー角度）をψ，クランク角度
をθとすれば、スライドストロークＳｔとスライド速度
Ｖとは、図５に示すような関係となる。
【００３１】すなわち、スライド６のアプローチ運動
は、クランク角度θが０〜１５０度間で行われ、その速
度Ｖはサインカーブ状で０〜−２００ｍｍ／ｓ〔（−）
は下降〕の値となる。一方、リターン運動は、クランク
角度θが２１０度〜３６０度で行われ、その速度Ｖはサ
インカーブ状で０〜＋２００ｍｍ／ｓの値を取る。つま
り、高速で行われる。このアプローチ・リターン運動に
係るスライドストロークＳｔは、１５０〜５０ｍｍであ
る。
【００３２】しかし、クランク角度θが１５０〜２１０
度の間（７０度）においては、スライド速度Ｖｏがほぼ
０ｍｍ／ｓで、スライドストロークＳｔの変化もほとん
どなく停留する。この停留期間は、３０ＳＰＭの場合、
０．４ｓｅｃである。
【００３３】このように、本アプローチ・リターン機構
１０によっても、運動方向変換機構１１とクランク機構
３１とで形成される機械的構成では、スライド速度
（Ｖ，Ｖｏ）のコントロールやプレス成形時のスライド
変位の拡大等は不可能といえる。
【００３４】一方、クランク角度θが１５０〜２１０度
での停留期間における下方リンクバー１５の傾き角度ψ
は、０〜１．３度である。したがって、この停留期間内
にプレス成形できるならば、図６に示すようにプレス成
形力をＰとした場合、その水平方向力（スラスト力）Ｔ
は、図９の場合と同様にｔａｎ函数に係るものゆえ、プ
レス成形力Ｐの約２％〔Ｔ＝Ｐ・ｔａｎψ＝（２／１０
０）・Ｐ〕となる。すなわち、図７，図８のプレス機械
の場合（図９）に比較して、水平スラスト力Ｔの発生を
大幅に極小化でき、成形精度を飛躍的に向上できるとい
える。
【００３５】この停留期間内でのプレス成形を可能とす
るのが本発明のいま一つの技術的特徴であり、これは加
圧装置５０と加圧駆動制御手段６０との協働によって成
される。
【００３６】この加圧装置５０は、図１，図２に示す如
く、本体１の上部２に固定されたシリンダ５２とこのシ
リンダ５２内に摺動可能に嵌挿されたピストン５３とか
らなる油圧シリンダ装置５１と、油圧供給系（油圧源５
４，配管５５）とからなる。このシリンダ装置５１の有
効ストロークは、図５からもうかがえる通り、０〜５０
ｍｍとされている。なお、図中の５２Ｕはシリンダ５２
内の上室，５２Ｌは下室である。
【００３７】ここに、加圧装置５０は、図２，図４に示
す如く、シリンダ装置５１（シリンダ５２）の上室５２
Ｕに油圧を供給するものであるから、上室５２Ｕに上記
配管５５が接続されている。
【００３８】また、この実施例では、図２に示すよう
に、下室５２Ｌに戻り管５７を接続して、加圧時には下
室５２Ｌ内の油を油タンク６７に逃すようしている。ま
た、加圧停止後は、上室５２Ｕ内の油を配管５５を通し
て油タンク６７に抜きかつ下室５２Ｌに油圧源５４から
の油圧を供給して、ピストン５３を迅速かつ円滑に元の
位置へ復帰させるものと形成されている。
【００３９】具体的には、図２に示す３ポート（Ａ，
Ｂ，Ｃ）の電磁駆動型の切替弁６１を設け、加圧時には
ポートＡに、加圧停止後はＢポートに切替えることによ
って行われる。なお、この切替は、信号ＰＲ（加圧時）
と信号ＲＴ（加圧停止…戻り）信号によって、行われ
る。また、Ｂポートは中立である。
【００４０】一方、加圧駆動制御手段６０は、上記停留
期間中に加圧装置５０を作動させるための手段で、大別
して加圧制御機器（６２，６３）と制御装置７１と設定
部８１と検出部９１とからなる。
【００４１】つまり、停留期間中は、アプローチ・リタ
ーン機構１０を形成する一対のリンクバー１２，１５が
垂直軸線Ｙに沿った直線状態（詳しくは、小さな上記傾
き角度ψがある。）にあるので、この直線状態を検出し
てピストン５３すなわちスライド６を所望の速度変化率
にコントロールして高精度成形を達成するのである。
【００４２】換言すれば、加圧駆動制御手段６０は、ア
プローチ・リターン機構１０と加圧装置５０とを協調作
動させるための手段といえる。なぜなら、図７，図８に
示す従来プレス機械では、ストローク運動付与機構１１
０と動力付与機構１２１とが、つまりはアプローチ・リ
ターン機構相当と加圧装置相当とが一体的で一定の連関
をもつことから、サイクル高速化と成形高精度化との双
方を満足できないのに対して、本発明では、サイクル高
速化のためのアプローチ・リターン機構１０と成形高精
度化のための加圧装置５０とが、一定の連関を持たず
に、それぞれ別個独立的に機能することができるよう構
成し、その協調によって双方を円滑に満すことができ
る。
【００４３】ここに、加圧駆動制御手段６０を形成する
加圧制御機器は、図２に示す如く、流量調整弁６２と圧
力調整弁６３とからなる。この実施例では、制御装置７
１から出力される設定油圧信号Ｐを目標値，油圧シリン
ダ装置５１（５２Ｕ）内の油圧値を検出する油圧検出器
９４の出力信号Ｐｉをフィードバック信号とするコント
ローラ６３Ｃとそのドライバ６３Ｄで作動される圧力調
整弁６３で、油圧源５４からの油圧を一定にコントロー
ルしておき、プレス加工時の歪速度のコントロールは、
流量調整弁６２を自動調整して行うものと形成されてい
る。もっとも、油圧源５４内の油圧が一定とされている
場合には、圧力調整弁６３は省略してもよい。
【００４４】ここに、流量調整弁６２は、制御装置７１
から出力される設定流量信号Ｑを入力とするコントロー
ラ６２Ｃとそのドライバ６２Ｄによって、配管５５を通
してシリンダ上室５２Ｕに加える油量を調整する。
【００４５】特に、本実施例では、高精度加工するため
に選択された歪速度カーブを制御装置７１内のＲＯＭ７
３（またはＲＡＭ７４）に記憶させておき、この歪速度
カーブに対応する設定流量信号Ｑを上記コントローラ６
２Ｃに出力して流量調整弁６２をコントロールし、プレ
ス成形時のスライド速度変化率を所望のものとできる構
成とされている。
【００４６】なお、スライド６を、例えば図５で示すリ
ニアリティー（任意カーブの１例である。）で下降させ
るための油圧シリンダ装置５１内の流量変化率は、この
実施例の場合には制御装置７１からの設定流量信号Ｑで
コントロールするものとされているが、コントローラ６
２Ｃ内で設定してもよい。また、制御装置７１から出力
される設定流量信号Ｑは、ＲＯＭ７３またはＲＡＭ７４
に記憶させた歪速度カーブに基づき直接に発生されるも
のとされていたが、歪速度カーブに基づくものを目標値
としかつスライド位置検出器９３から位置データ（信号
Ｓｉ）を微分して求めた変化率をフィードバック信号と
して、両者の比較から、上記設定流量信号Ｑを一段と高
精度とする構成でも実施できる。さらに、位置データ
（信号Ｓｉ）をコントローラ６２Ｃにフィードバック信
号として帰還するように構成しても実施できる。
【００４７】次に、制御装置７１は、図２に示す如く、
演算，指令，実行等を司るＣＰＵ７２，図３に示す成形
プログラムやその他の各種プログラムおよび固定データ
を格納するＲＯＭ７３，検出されたクランク角度θｉ，
スライド位置Ｓｉ等の各種データを一時記憶させるＲＡ
Ｍ７４，入力ポート７５，出力ポート７６・７７等を含
み形成され、この実施例ではマイクロプロセッサから構
成している。
【００４８】ここに、ＣＰＵ７２は、クラッチ（４５）
がＯＮされると、ＲＯＭ７３に格納された図３の成形プ
ログラムを実行させ、アプローチ・リターン機構１０と
加圧装置５０との協調コントロールを達成する。つま
り、スライド６がアプローチ・リターン機構１０によっ
て図５に示す停留領域に到達する（図３のＳＴ１０）と
切替弁６１をＡポートに切替え（ＳＴ１１）かつ流量調
整弁６２をコントロールして加圧装置５０を加圧開始
（ＳＴ１２）し、プレス成形終了時（ＳＴ１３）に加圧
停止（ＳＴ１４）し、その後に切替弁６１をＢポートに
切替える（ＳＴ１５）。そして、クラッチ（４５）がＯ
ＦＦされるまで、この手順（ＳＴ１０〜１５）を繰返す
（ＳＴ１６）。
【００４９】さて、上記ＳＴ１０，１３の自動判別は、
設定部８１と検出部９１との協働により可能となる。
【００５０】設定部８１は、プレス圧設定器８２，加圧
開始角度設定器８３，加圧停止角度設定器８４からな
り、プレス圧設定器８２は信号Ｐを設定するもので、ま
た、加圧開始角度設定器８３と加圧停止角度設定器８４
とはスライド６の停留期間つまり両リンクバー１２，１
５が直線状態となる領域を設定する、つまりは油圧シリ
ンダ装置５１を加圧動作させるタイミング設定器で、具
体的にはクランク角度θ１，θ２としてセットする。
【００５１】なお、設定部８１は、予めＲＯＭ７３に各
角度等を記憶させる方法あるいはＲＡＭ７４にキーボー
ド等から設定変更可能に記憶させておく方法として構成
し実施することができる。また、プレス速度設定器８８
は、モータ４２の回転速度つまりＳＰＭを設定する設定
器である。
【００５２】また、検出部９１は、クランク角度検出器
９２とスライド位置検出器９３と油圧検出器９４とを含
む。クランク角度検出器９２はクランク軸３２に連結さ
れクランク角度θｉを検出するもので、この実施例では
スライド６の停留期間つまり両リンクバー１２，１５の
直線状態を検出する状態検出器を形成するものとされ、
分解能が０．１度のアブソリュートエンコーダからな
る。
【００５３】具体的には、このクランク角度検出器９２
で検出したクランク角度θｉが加圧開始角度設定器８３
でセットしたクランク角度θ１と等しくなってから加圧
停止角度設定器８４でセットしたクランク角度θ２と等
しくなるまでの間を停留期間とするもので、ＣＰＵ７２
によって状態判別される。
【００５４】また、スライド位置検出器９３は、図１に
示す如く、スライド６の変位乃至位置を検出するもの
で、光学的，磁力的な直線変位検出器から形成される。
このスライド位置検出器９３は、スライド位置を表示す
るために設けられているが、上記の如く、設定流量信号
Ｑをフィードバック制御する場合にも用いることができ
る。油圧検出器９４は、前述した通りである。
【００５５】次に、この実施例の作用を説明する。設定
部８１の各設定器に所定の値をセットする。特に、加圧
開始角度設定器８３，加圧停止角度設定器８４には、ス
ライドストロークＳｔが例えば図５に１点鎖線で示すよ
うに成形動作するように、その領域を慎重にセットす
る。また、スライド速度変化率は、ＲＯＭ７３またはＲ
ＡＭ７４に記憶させておく。この実際例では、上記の通
り、図５に１点鎖線で示した（油圧によるコントロール
加圧）および（油圧戻り）のカーブとされている。ま
た、プレス速度設定器８８には、３０ＳＰＭをセットし
たものとする。
【００５６】ここで、起動指令を発し、駆動部４１のモ
ータ４２を回転駆動し一定時間経過後にクラッチ・ブレ
ーキ４５をＯＮする。すると、アプローチ・リターン機
構１０の一部を形成するクランク機構３１が働き、クラ
ンク軸３２が図１で時計方向に回転してスライダー２３
を右方向に水平移動する。したがって、運動方向変換機
構１１を形成する支点１４がスライダー２３とともに右
方向（Ｘ軸線方向）に移動しつつ垂直ガイド溝２５内を
下方（Ｙ軸線方向）に滑る。
【００５７】これにより、両リンクバー１２，１５の支
点１４を中心とする相対角度が広がり、スライド６をＹ
軸線方向の下向きに移動する。すなわち、スライド６
は、図４に示すクランク角度θの増大に伴って図５に実
線で示すようにストロークＳｔし、点線で示すようにス
ライド速度Ｖは高速化する。下方リンク角度ψは２点鎖
線で示すように小さくなって行く。
【００５８】このように、クランク角度θが０〜１５０
度までは、アプローチ・リターン機構１０（１１，３
１，４１）がスライド６を高速でアプローチ運動させ
る。しかし、１５０度に到達すると、スライドストロー
クＳｔが５０ｍｍで、スライド速度Ｖｏがほぼ零（０）
となり停留する。
【００５９】ここに、加圧駆動制御手段６０の制御装置
７１（７２）は、クランク角度検出器９２から検出され
たクランク角度θｉが加圧開始角度設定器８３で設定し
たクランク角度θ１（＝１５０度）となる（図３のＳＴ
１０）と、信号ＰＲを出力して切替弁６１をＡポートに
切替える（ＳＴ１１）、とともにコントローラ６２Ｃに
信号Ｑを、コントローラ６３Ｃに信号Ｐを出力して、圧
力調整弁６２と流量調整弁６３とをコントロールする。
つまり、加圧装置５０の油圧シリンダ装置５１に油圧を
供給しつつ加圧開始する（ＳＴ１２）。
【００６０】加圧開始時は、図５に小さな点線で示すよ
うに急速にピストン５３を押下げ、プレス成形とともに
スライド下降速度Ｖｎを例えば一定（−１００ｍｍ／
ｓ）とする。かくして、スライド６は、加圧装置５０の
加圧力によって、図５に１点鎖線で示すようにこの実施
例の場合には一定傾斜カーブで円滑下降し高精度のプレ
ス成形を行う。
【００６１】この停留期間内における下方リンクバー角
度ψは、約１．３度である。したがって、図５でＲをも
って示したプレス成形力Ｐ（図６）に対する水平方向の
スラスト力Ｔの誘発率は、２％と非常に小さくスライド
６の姿勢も安定し下死点位置が変化しないので、この点
からも成形高精度化が達成される。
【００６２】この際、プレス成形力Ｐは、直線状態にあ
る両リンクバー１２，１５を介して付与されるが、その
支点１４はスライダー２３の垂直ガイド溝２５に嵌装さ
れているので、横揺れなく確実かつ高能率に伝達され
る。
【００６３】このように、加圧駆動制御手段６０は、ア
プローチ・リターン機構１０によるアプローチ運動終了
後のスライド停留期間中に加圧装置５０を協調動作さ
せ、高精度の成形を行わせることができる。
【００６４】その後、クランク角度検出器９２が検出し
たクランク角度θｉが加圧停止角度設定器８４で設定し
た加圧停止角度θ２となる（ＳＴ１３）と、ＣＰＵ７２
は流量調整弁６２をストップさせ加圧停止する（ＳＴ１
４）。すると、スライド速度Ｖｎは図５の小さな点線で
示すように零（０）に戻り一定期間だけスライド６は停
止する。
【００６５】引続き、ＣＰＵ７２は信号ＲＴを出力し、
切替弁６１をＣポートに切替える（ＳＴ１５）。する
と、シリンダ装置５１の下室５２Ｌ内には、油圧源５４
からの油圧が、Ｃポート，戻り管５７を通し供給され、
かつ上室５２Ｕ内の油圧は配管５５，Ｃポートを通して
油タンク６７に戻される。
【００６６】これにより、スライド速度Ｖは、アプロー
チ・リターン機構１０による図５で点線で示したリター
ン（上昇）速度に加え、ピストン５３の上昇分だけ加速
され、図５に小さな点線で示すように急速に立上り、急
速なリターン運動がなされる。スライドストロークＳｔ
は、図５の１点鎖線（油圧戻り）カーブとなる。
【００６７】かくして、制御装置７１（７２）は、クラ
ッチ（４５）がＯＮされている限り、つまり連続プレス
成形中は、ＳＴ１０〜ＳＴ１６を繰返す。
【００６８】しかして、この実施例によれば、アプロー
チ・リターン機構１０と加圧装置５０と加圧駆動制御手
段６０とを設け、加圧駆動制御手段６０で両者１０，５
０を協調駆動制御して、スライド６のアプローチ・リタ
ーン運動をアプローチ・リターン機構１０によって高速
に行い、かつプレス成形を加圧装置５０によって歪速度
を変化させて行うことのできる構成とされているので、
サイクル高速化と成形高精度化との双方を満すことがで
きる。
【００６９】また、アプローチ・リターン機構１０は、
運動方向変換機構１１とクランク機構３１と駆動部４１
とからなる機械的構成でかつ加圧装置５０と独立動作で
きるから、スライド６のアプローチ・リターン動作を高
速かつ円滑に安定して行える。これは、付帯装置との連
係や自動化を容易とする効果も奏する。
【００７０】また、運動方向変換機構１１は一対のリン
クバー１２，１５から形成され、クランク機構３１によ
る水平方向運動を垂直方向運動に変換する構成であるか
ら、スライド６の図５に示す停留期間中は、両リンクバ
ー１２，１５が直線状態となる。つまり、図４，図６に
示す下方リンクバー１５の傾斜角度ψが例えば１．３度
の如く非常に小さいから、加圧装置５０によって加えら
れるプレス成形力Ｐに基づく水平スラスト力Ｔを従来プ
レス機械（図７，図８）の場合に比べて大幅に極小化で
きる。よって、スライド６の下死点位置を変化させない
ので、この点からも高精度成形できかつギブ等の簡素
化、低コスト化が図れる。
【００７１】また、アプローチ・リターン機構１０を形
成するクランク機構３１，駆動部４１は、プレス成形力
Ｐを加えずにスライド６のみをアプローチ・リターン運
動させればよいので、プレス能力に対して大幅な小容量
化，低剛性化，低コスト化が図れる。
【００７２】また、アプローチ・リターン機構１０に
は、ガイドバー２２，スライダー２３，垂直ガイド溝２
５等からなる支点保持案内機構２１が付設されているの
で、運動方向変換機構１１とクランク機構３１とを相互
に干渉させることなく円滑運転を達成できる、とともに
加圧装置５０によるプレス成形力Ｐをスライド６に高能
率で伝達できる。
【００７３】また、加圧装置５０は、油圧シリンダ装置
５１と油圧供給系（５４，５５）とから構成された構造
簡単なものであり、かつ成形用の小さなストロークだけ
可動すればよいので、低コストでありかつプレス成形時
のスライド速度Ｖ，Ｖｎを高精度コントロールできる。
【００７４】また、油圧シリンダ装置５１は、両リンク
バー１２，１５が垂直方向に直線状態となったときに、
成形力Ｐを付与するものであるから、偏心反力等を受け
ずに長期に亘る安定使用が可能となる。
【００７５】また、加圧駆動制御手段６０は、加圧制御
機器６２，６３，制御装置７１，設定部８１，検出部９
１から構成され、独立機能するアプローチ・リターン機
構１０と加圧装置５０とを協調駆動制御するように形成
されているので、アプローチ・リターン機構１０による
サイクル高速化と、加圧装置５０による成形高精度化と
を一段と確実かつ有機的に達成でき、その取扱も非常に
簡単である。
【００７６】また、加圧駆動制御手段６０は、切替弁６
１を含み、加圧装置５０の加圧と加圧停止とを別個にコ
ントロールできる構成とされているので、成形高精度化
を一段と向上でき、かつ加圧装置５０とアプローチ・リ
ターン機構１０とのスムースな同調ができる。
【００７７】また、制御装置７１は、ＣＰＵ７２，ＲＯ
Ｍ７３，ＲＡＭ７４等を含むマイクロプロセッサから形
成されているので、高速処理ができる。よって、ＳＰＭ
の大きなプレス機械にもそのまま適用できる。
【００７８】さらに、加圧駆動制御手段６０の設定部８
１（８３，８４）は、スライド６の停留期間をクランク
角度θとして設定するものとされているので、アプロー
チ・リターン機構１０の特性に適応させた運転ができ
る。
【００７９】さらにまた、状態検出器を構成するクラン
ク角度検出器９２は、アブソリュートエンコーダから形
成されているので、アプローチ・リターン機構１０と加
圧装置５０との動作協調を正確に行える。
【００８０】
【発明の効果】以上に述べたように請求項１の発明によ
れば、一対のリンクバーによる運動方向変換機構とクラ
ンク機構等とから形成されたアプローチ・リターン機構
と、油圧シリンダ装置を含む加圧装置と、これらアプロ
ーチ・リターン機構と加圧装置との協調を司る加圧駆動
制御手段とを設け、高速アプローチ運動が終了して両リ
ンクバーが直線状態となるスライドの停留期間中にプレ
ス成形力を加える構成とされているので、次のような優
れた効果を奏する。
【００８１】 別個独立に機能するアプローチ・リタ
ーン機構とプレス成形力を加える加圧装置とを、加圧駆
動制御手段で協調させるものであるから、サイクル高速
化と成形高精度化との双方を同時に達成できる。
【００８２】 アプローチ・リターン機構の両リンク
バーが垂直方向に直線状態となった場合に加圧装置から
プレス成形力を加えるものであるから、水平スラスト力
を非常に小さくできる。よって、スライドの傾き、揺れ
等を防止でき、この点からも成形精度を一段と向上でき
る、とともにスライド摺動案内のギブ等を簡素化でき低
コスト化も達成できる。
【００８３】 加圧装置は、スライドのアプローチ・
リターン運動という大きなストロークに関与せず、プレ
ス成形時の小さなストロークだけ可動すればよいので、
所望の変化率をもってスライドを成形下降動作できるの
で、超高精度成形が可能となる。
【００８４】 アプローチ・リターン機構を形成する
クランク機構、モータを含む駆動部は、プレス成形力を
負担せずに、無負荷状態のスライドをアプローチ・リタ
ーン運動させるだけでよいので、小容量化、低剛性化、
低コスト化を一挙に達成できる。
【００８５】 スライドのアプローチ・リターン運動
は、クランク機構を含む機械的構成により行われるの
で、図８に示した従来プレス機械に比較しても、付帯装
置との連係，自動化等を確実・安定かつ容易に行える。
【００８６】 加圧駆動制御手段によって、アプロー
チ・リターン機構と加圧装置との協調が図られ、かつそ
のタイミングも変えることができるから、サイクル高速
化、成形高精度化のいずれかを主に優先するなどの応用
ができ、適応性が広い。
【００８７】 加圧駆動制御手段によって、自動協調
運転されるので、取扱容易である。
【００８８】また、請求項２の発明によれば、アプロー
チ・リターン機構を形成する一対のリンクバーの支点を
水平および垂直方向に変位可能に保持案内する支点保持
案内機構が設けられているので、クランク機構側に無理
な外力を加えることなく円滑なアプローチ・リターン運
動を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す要部の側断面図である。
【図２】同じく、主に電子・電気的構成を示すブロック
図である。
【図３】同じく、動作を説明するためのフローチャート
である。
【図４】同じく、動作を説明するための模式図ある。
【図５】同じく、動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図６】同じく、水平スラスト力が小さくなることを説
明するための図である。
【図７】モータ駆動・クランク機構方式の従来例を示す
概略図である。
【図８】油圧シリンダ駆動・クランク機構方式の従来例
を示す概略図である。
【図９】従来例による大きな水平スラスト力が発生する
要因を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 本体 ２ 上部 ３ 収容部 ５ フレーム ６ スライド ７ ボルスタ ８ ベッド １０ アプローチ・リターン機構 １１ 運動方向変換機構 １２ 上方リンクバー １２Ｕ 上端 １２Ｄ 下端 １３ ピン １４ 支点 １５ 下方リンクバー １５Ｕ 上端 １５Ｄ 下端 １６ ピン ２１ 支点保持案内機構 ２２ 水平ガイドバー ２３ スライダー ２４ ピン ２５ 垂直ガイド溝 ２６ 滑り子 ３１ クランク機構 ３２ クランク軸 ３３ 偏心部 ３４ ピン部材 ３５ コンロッド ４１ 駆動部 ４２ モータ ４３ ベルト ４４ フライホイール ４５ クラッチブレーキ ４６ ピニオン ４８ メインギヤ ５０ 加圧装置 ５１ 油圧シリンダ装置 ５２ シリンダ ５２Ｕ 上室 ５２Ｌ 下室 ５３ ピストン ５４ 油圧源（油圧供給系） ５５ 配管（油圧供給系） ５７ 戻り管 ６０ 加圧駆動制御手段 ６１ 切替弁 ６２ 流量調整弁 ６２Ｃ コントローラ ６２Ｄ ドライバ ６３ 圧力調整弁 ６３Ｃ コントローラ ６３Ｄ ドライバ ６７ 油タンク ７１ 制御装置 ７２ ＣＰＵ ７３ ＲＯＭ ７４ ＲＡＭ ７５ 入力ポート ７６ 出力ポート ７７ 出力ポート ８１ 設定部 ８２ プレス圧設定器 ８３ 加圧開始角度設定器 ８４ 加圧停止角度設定器 ８８ プレス速度設定器 ９１ 検出部 ９２ クランク角度検出器（状態検出器） ９３ スライド位置検出器 ９４ 油圧検出器 １００ 本体 １０１ スライド １０２ ギブ １０３ 上型 １０４ 下型 １０５ ボルスタ １０６ ベッド １１０ ストローク運動付与機構 １１１ クランク機構 １１２ クランク軸 １１３ 偏心部 １１４ コンロッド １１５ 軸受 １２１ 動力付与機構 １２２ モータ １２３ ベルト １２４ フライホイール １３１ シリンダ装置 １３３ シリンダ １３４ ピストン １３４Ｒ ピストンロッド １３５ 連結桿 １３６ 軸受 １３７ ロッド １４２ モータ １４３ フライホイール １４４ 油ポンプ １４５ 電磁弁
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】一方、クランク角度θが１４５〜２１５度
での停留期間における下方リンクバー１５の傾き角度ψ
は、０〜１．３度である。したがって、この停留期間内
にプレス成形できるならば、図６に示すようにプレス成
形力をＰとした場合、その水平方向力（スラスト力）Ｔ
は、図９の場合と同様にｔａｎ函数に係るものゆえ、プ
レス成形力Ｐの約２％〔Ｔ＝Ｐ・ｔａｎψ＝（２／１０
０）・Ｐ〕となる。すなわち、図７，図８のプレス機械
の場合（図９）に比較して、水平スラスト力Ｔの発生を
大幅に極小化でき、成形精度を飛躍的に向上できるとい
える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支点に回動可能に支持された一対のリン
    クバーとその支点を水平方向に往復移動させるクランク
    機構とを備え、下方リンクバーの下端に回転連結された
    スライドを垂直方向にアプローチ・リターン運動させる
    アプローチ・リターン機構と、 上方リンクバーの上端を回転支持するピストンを含む油
    圧シリンダ装置とこの油圧シリンダ装置のシリンダ内に
    ピストンを押下げる方向の油圧を加える油圧供給系とか
    らなる加圧装置と、 クランク機構によって駆動された両リンクバーが垂直方
    向に予め決められた範囲内の直線状態になったことを検
    出する状態検出器とこの状態検出器が該直線状態を検出
    した場合に加圧装置をスライドにプレス成形力を加える
    ように駆動制御する加圧駆動制御手段と、 を備えてなるプレス機械。
  2. 【請求項２】 前記アプローチ・リターン機構が、水平
    ガイドバーに摺動自在に装着されたスライダーとこのス
    ライダーに固着された前記支点を保持しつつ垂直方向に
    摺動自在に案内するための垂直ガイド溝とを有し、前記
    クランク機構によってスライダーを往復移動させること
    によって前記支点を水平方向および垂直方向に移動可能
    に案内保持する支点保持案内機構を含み形成されている
    ことを特徴とする請求項１のプレス機械。
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