JPH0615497A - 電動プレス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、小容量の被加工物を精密かつ正確にプ
レス加工すること。 【構成】 電動機３と、該電動機３を駆動するモータド
ライバ１２と、回転力をネジ機構にてプレス用のラム１
の直線運動に変換する変換機構と、被加工物に対応して
ラム上限位置を設定，記憶，検出，変更する対応高さ設
定点制御手段Ｂと、被加工物に対して圧力を加える圧入
作業開始位置設定，記憶，検出，変更する圧入作業開始
点制御手段Ｃとを備えてなること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型、小容量の被加工
物Ｗを精密かつ正確に加工する電動プレスに関する。

【０００２】

【従来の技術】プレス技術に関して、大別すると機械プ
レス、液圧プレス、足踏みプレス、空気プレス等のもの
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプレスは、その
用途で多少異なるものの、一般に大型、大容量のものが
多く、精密なプレス作業をすることができなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで発明者は、前記課
題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、その発明
を、電動機をプレスの主駆動源として用い、プレス用の
ラムの各高さ位置において、速度及び加圧力を制御し、
小型、小容量の被加工物Ｗを精密かつ正確に加工するこ
とができ、前記の課題を解決したものである。また、そ
の特性を生かしフレキシブルな対応を可能とさせ、さら
に、電動機による回転力を直線運動に変換する機構を備
えた電動プレスに中央演算装置とその関連装置とにより
ラムへの各種機能を指令するように構成したものであ
る。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
すると、本発明の電動プレスは、図５及び図６に示すよ
うに、昇降動作により、被加工物Ｗに対して所望の圧力
を与えるプレス用のラム１と、該ラム１に昇降動作を与
えるボール螺子２と、電動機３とからなり、これらがケ
ーシング４の頭部枠体内に設けられている。

【０００６】まず、ラム１の構造については、図５に示
すように、筒状体に形成されたものであって、具体的に
は円筒状に形成された筒状本体１ａの内部に軸方向に沿
って中空状部が形成されており、該中空状部の内部にボ
ール螺子２の螺子軸２ａが挿入可能となっており、ラム
１の筒状本体１ａの軸長方向端部箇所には、ボール螺子
２のナット体２ｂが固着されている。

【０００７】その筒状本体１ａの最下部には押圧体１ｂ
が装着自在となるように構成されており、実際には該押
圧体１ｂが被加工物Ｗに当接して、適宜の圧力を与える
ものであり、さらにその押圧体１ｂには、歪みゲージの
取付が可能に構成されることもあり、該歪みゲージによ
って、被加工物Ｗに与える圧力を検出することができる
ようになっている。

【０００８】その筒状本体１ａの外周側面を包むように
して筒状ガイド５が設けられている。該筒状ガイド５
は、ケーシング４内に固定され、その筒状ガイド５に沿
ってラム１が昇降移動可能に構成されている。該ラム１
は、軸方向直交面上において回転しないように振れ止ガ
イド６が設けられている。該振れ止ガイド６は、具体的
には、図５，図６に示すように、振れ止杆６ａ，案内部
６ｂ及び連結板６ｃからなり、その振れ止杆６ａがラム
１の下端箇所より上方に向け、且つラム１に平行状とな
るようにして、連結板６ｃを介して設けられ、その振れ
止杆６ａがラム１の昇降に伴って上下方向に移動する構
成となっている。

【０００９】さらに、その振れ止杆６ａが所定箇所を通
過するための案内部６ｂがケーシング４内に固定され、
その案内部６ｂに沿って、振れ止杆６ａが上昇及び下降
するようになっており、ラム１が上下方向に移動する際
に筒状ガイド５内を空転することがないように構成され
ている。

【００１０】その振れ止杆６ａの上方には、膨出したス
イッチ作動部Ｓが形成され、ケーシング４内に設けたラ
ム１のストローク範囲を設定するリミットスイッチとし
ての上限スイッチＵｓ及び下限スイッチＤｓを作動させ
るように構成されている。

【００１１】具体的には、上限スイッチＵｓは、ラム１
の上昇限度点を規制するためのもので、ラム１に連動さ
れた振れ止杆６ａのスイッチ作動部Ｓの上端側に当たっ
て動作すると、中央処理装置（ＣＰＵ）１１がモータド
ライバ１２に信号を送り、前記ラム１が上昇を停止す
る。上昇しすぎてラム１と連動するボール螺子２のナッ
ト体２ｂが上端軸受部に衝突するのを防止する。一方、
下限スイッチＤｓは、ラム１の下降限度点を規制するた
めのもので、ラム１に固着された振れ止杆６ａのスイッ
チ作動部Ｓの下端側に当たって動作すると、中央処理装
置（ＣＰＵ）１１がモータドライバ１２に信号を送り、
前記ラム１が下降を停止する。下降しすぎてボール螺子
２のナット体２ｂが外れることを防止する。

【００１２】以上のように、ラム上限制御手段Ａとして
リミットスイッチなる上限スイッチＵｓにて、ラム１の
上昇限度点が設定されると、上昇による破損等を防止
できる。ラム上限制御手段Ａは、ラム１の上昇限度位置
を設定する設定手段Ａ1 と、ラム１の基準位置を検出す
るラム１の位相検出手段Ａ2 から構成されている。

【００１３】また、ラム下限制御手段Ｆとしてリミット
スイッチなる下限スイッチＤｓにて、ラム１の下降限度
点が設定されると、下降によるナット等の外れ防止や
ラム１の損傷を防止できる。ラム下限制御手段Ｆは、ラ
ム１の下降限度位置を設定する設定手段にて構成されて
いる。

【００１４】前記ケーシング４の下側には、垂直状のコ
ラム７を介して手前側で、且つラム１の直下にベース８
が設けられ、該ベース８の手前には、操作ボタン９ａ及
び９ｂが設けられ、ラム１の降下、一旦停止、上昇の機
能を有する。具体的には、ラム１を下降させる場合には
操作ボタン９ａ及び９ｂを同時に押し、一時停止の場合
は操作ボタン９ａを押し、操作ボタン９ｂのみを離す。
さらに、操作ボタン９ａ及び９ｂを同時に離すとラム１
は上昇するように構成されている。

【００１５】また、ケーシング４の横前側に設けた制御
部１０には、１０ａ乃至１０ｉまで種々のスイッチ、ボ
タン等を有している。

【００１６】その電源スイッチ１０ａ、記憶設定ボタン
１０ｂは、各種の記憶点の設定及び変更を行なう場合に
使用される。１０ｃは、被加工物Ｗの高さに対応して上
昇位置を設定する対応高さ設定ボタン、１０ｄは圧入作
業開始設定ボタン、１０ｅは圧入停止設定ボタンであ
る。１０ｆはコード発生器としてのデジタルスイッチで
あって、定位置停止点の補正に使用される。例えば、そ
の使用方法は、該デジタルスイッチ１０ｆに補正値をセ
ットし、符号切替スイッチ１０ｇにより加算あるいは減
算を指示すると、中央処理装置（ＣＰＵ）１１が演算を
行い圧入作業開始設定ボタン１０ｄによる設定点が変更
される。１０ｈは上限加圧力設定ボタンで、１０ｉは下
限加圧力設定ボタンである。

【００１７】前記中央処理装置（ＣＰＵ）１１は、ラム
１の対応高さ設定点、高速から低速への切替点、設定
加圧力発生点、定位置停止点の各位置を記憶し、これら
の各位置へ前記ラム１が到達したことを検知し、電動機
３に回転速度及び電流値の設定変更と断続及び反転を指
示する機能を有する。

【００１８】また、モータドライバ１２にて、中央処理
装置１１の指令により電動機３を駆動させる。ラム１の
基準位置を検出するものとしてのエンコーダ１３が電動
機３に連結されており、これによってラム１の移動量及
び速度を検出する。

【００１９】１４は電流設定回路で、中央処理装置１１
からの信号をデジタルからアナログへ変換して、モータ
ドライバ１２へ送る機能を有する。

【００２０】次に、圧入作業の設定及び構成について説
明すると、制御部１０上の電源スイッチ１０ａをＯＮに
すると、中央処理装置１１から原点設定のための上昇信
号がモータドライバ１２に送られ電動機３が駆動してラ
ム１が上昇を開始し、前記ラム１に連結されたスイッチ
作動部Ｓがリミットスイッチなる上限スイッチＵｓを押
圧することにより、ラム１の上昇限度点を検知する
と、前記中央処理装置１１が電動機３を停止させた後、
反転・駆動する。

【００２１】次に、記憶設定ボタン１０ｂを押して中央
処理装置１１を各種記憶の取り込み状態にさせた後、操
作ボタン９ａ及び操作ボタン９ｂを同時に押してラム１
を下降させてゆき、前記操作ボタン９ａを押し、且つ操
作ボタン９ｂを離してラム１を一時停止させ、対応高さ
設定ボタン１０ｃを押すと対応高さ設定点が前記中央
処理装置１１に記憶される。これによって、ラム１は対
応高さ設定点以上に上昇せず、ラムストーロクを被加
工物Ｗの大きさに応じた最小ストロークにできる。該対
応高さ設定点を設定する設定手段Ｂ1 と、設定された
対応高さ設定点を記憶する記憶手段Ｂ2 と、設定され
た対応高さ設定点を検出する検出手段Ｂ3 と、設定さ
れた対応高さ設定点を変更する変更手段Ｂ4 とを総称
して対応高さ設定点制御手段Ｂという。

【００２２】以後、この対応高さ設定点を基準点とし
て各種を機能させる。次に、圧入作業開始点の設定
は、前記操作ボタン９ａ及び操作ボタン９ｂを押してラ
ム１を下降させてゆき、被加工物Ｗに当接する位置で、
圧入作業開始設定ボタン１０ｄを押して中央処理装置１
１に圧入に必要な加圧力を加えるべき位置として圧入作
業開始点が記憶される。該圧入作業開始点を設定す
る設定手段Ｃ1 と、設定された圧入作業開始点を記憶
する記憶手段Ｃ2 と、設定された圧入作業開始点を検
出する検出手段Ｃ3 と、設定された圧入作業開始点を
変更する変更手段Ｃ4 とを総称して圧入作業開始点制御
手段Ｃという。

【００２３】また、さらに前記操作ボタン９ａ及び操作
ボタン９ｂを押してラム１を下降させてゆき、この被加
工物Ｗに加圧を完了する任意の位置として圧入停止点
でラム１を一時停止させ、圧入停止設定ボタン１０ｅを
押すとこの圧入停止点が中央処理装置１１に記憶され
る。このような設定圧力終了位置として圧入停止点を
設定する設定手段Ｄ1 と、設定された圧入停止点を記
憶する記憶手段Ｄ2 と、設定された圧入停止点を検出
する検出手段Ｄ3 と、設定された圧入停止点を変更す
る変更手段Ｄ4 とを総称して圧入停止点制御手段Ｄとい
う。

【００２４】この圧入停止点位置まで降下すると、今
度は前記ラム１は自動的に対応高さ設定点まで上昇し
て停止するように構成されている。

【００２５】以上の処理位置間におけるラム１のストロ
ークの速度としては、対応高さ設定点乃至圧入作業開
始点までは高速下降するように中央処理装置１１に記
憶され、圧入作業開始点位置で一旦停止するように中
央処理装置１１に記憶され、さらに圧入作業開始点よ
り圧入停止点までは、低速で且つ加圧に必要な充分の
出力が可能な状態にて下降するように中央処理装置１１
に記憶される。

【００２６】前記圧入停止点制御手段Ｄを実行するのに
は、被加工物Ｗに圧入するための加圧力を制御する加圧
力制御手段Ｅが必要とされることが多い。該加圧力制御
手段Ｅは、加圧力を設定する設定手段Ｅ1 と、設定され
た加圧力を記憶する記憶手段Ｅ2 と、設定された加圧力
を検出する検出手段Ｅ3 と、設定された加圧力を変更す
る変更手段Ｅ4 とを総称したものである。

【００２７】圧入停止点を設定する場合には、圧入長
さ制御手段を介して行なうこともある。さらに、圧入停
止点については、設定位置が不都合な場合には、前記
制御部１０のデジタルスイッチ１０ｆに補正値をセット
し、前記定位置停止点を必要な寸法だけ変更することが
できる。これにより、加圧作業に必要な動作の記憶設定
がされたことになる。

【００２８】これらの記憶されたプログラムにて中央処
理装置１１からの信号をデジタルより電流設定回路１４
にてアナログに変換して、モータドライバ１２へ送り、
電流制御がなされ、該電流制御にてラム１の所望の速度
及び圧力調整が行なわれる。

【００２９】次に、第４図に示すフローチャートについ
て説明する。スタートさせると、ラム１が対応高さ設定
点からＳ１にて指定速度（高速）で下降し、圧入作業
開始点位置を確認するまで下降し、Ｓ２にて圧力セン
サーによって圧入作業開始点か否かの判断をなし、圧
入作業開始点が検出された位置より、Ｓ３にて圧入条
件としての大トルク，指定圧入速度にて加圧下降する。
このとき、Ｓ４にて検出圧力が正常か異常かを判別し、
検出圧力が正常の場合には、さらに加圧下降し、Ｓ５に
てラム１の下降限度位置か否かを判別し、圧入停止点
を確認すると、Ｓ６にて停止位置か否かを判別し、停止
位置である場合には、停止し、ラム１は再び前記対応高
さ設定点位置に上昇して停止し、一連のプレス作業を
終了する。

【００３０】また、Ｓ４にて検出圧力が正常か異常かを
判別し、検出圧力が異常の場合には、すなわち、所定範
囲の外の場合（固すぎる場合、緩すぎる場合）には、Ｓ
７にてランプ又は警報さらには両方にて異常表示をして
停止する。また、ラム１の下降限度位置が所定位置でな
い場合にも異常表示をして（Ｓ７参照）停止する。さら
に、Ｓ６にて停止位置か否かを判別し、停止位置が所定
位置でない場合、すなわち、圧入する深さが所定位置で
ない場合には、再度、Ｓ３位置の圧入条件としての大ト
ルク，指定圧入速度にて加圧下降するように戻る。

【００３１】また、Ｓ２にて圧力センサーによって圧入
作業開始点か否かの判断をなし、圧入作業開始点で
ないとして検出された場合には、再度、Ｓ１位置の指定
速度で下降条件に入れる手前に戻る。

【００３２】

【発明の効果】まず、請求項１の発明において、被加工
物Ｗに対応してラム上限位置を設定，記憶，検出，変更
する対応高さ設定点制御手段Ｂを設けたので、連続的な
使用をする場合いつも、前記上昇限度点にラム１が移
動することなく、被加工物Ｗの大きさに応じてその高さ
を任意に選択でき、その後の作業において、無駄なスト
ロークが発生せず、効率的な作業ができる。

【００３３】また、被加工物Ｗに衝撃荷重を与えないた
めに、加圧直前で一旦停止させ、そして、本発明では、
被加工物Ｗに対して圧力を加える圧入作業開始位置設
定，記憶，検出，変更する圧入作業開始点制御手段Ｃを
設けたので、圧力を０に近いものから立上り圧力を設定
でき、被加工物Ｗに接触した点を圧入作業開始位置とし
たものである。これにより、被加工物Ｗの破壊や損傷が
防止される利点がある。

【００３４】また、請求項２の発明においては、前記請
求項１と同等な効果を奏する外に、設定圧力終了位置と
しての圧入停止位置を設定，記憶，検出，変更する圧入
停止点制御手段Ｄとを設けたので、圧入開始後、その圧
力を設定し設定された圧力より大きな荷重を与えないも
のとした。すなわち、圧入停止点で設定された位置でラ
ム１の下降、圧入は停止でき、高精度にできる。

【００３５】また、請求項３の発明においては、前記請
求項２と同等な効果を奏する外に、被加工物Ｗに圧入す
るための加圧力を設定，記憶，検出，変更する加圧力制
御手段Ｅを設けたので、所望圧力より大きな荷重を与え
ないものとすることができる。すなわち、プレス時の圧
力を適正以上の大きさにならないようにし、被加工物Ｗ
に対して衝撃荷重を与えずにプレス作業をなし、極めて
高精度に加工できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【第１図】本発明のブロック図

【第２図】本発明の詳細ブロック図

【第３図】本発明のラムの位置関係を示す説明図

【第４図】本発明のフローチャート図

【第５図】本発明の断面図

【第６図】本発明の斜視図

【符号の説明】

Ｂ…対応高さ設定点制御手段 Ｃ…圧入作業開始点制御手段 Ｄ…圧入停止点制御手段 Ｅ…加圧力制御手段 Ｗ…被加工物 １…ラム ３…電動機 １２…モータドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深田 伸一 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機と、該電動機を駆動するモータド
   ライバと、回転力をネジ機構にてプレス用のラムの直線
   運動に変換する変換機構と、被加工物に対応してラム上
   限位置を設定，記憶，検出，変更する対応高さ設定点制
   御手段と、被加工物に対して圧力を加える圧入作業開始
   位置設定，記憶，検出，変更する圧入作業開始点制御手
   段とを備えてなることを特徴とする電動プレス。
2. 【請求項２】 電動機と、該電動機を駆動するモータド
   ライバと、回転力をネジ機構にてプレス用のラムの直線
   運動に変換する変換機構と、被加工物に対応してラム上
   限位置を設定，記憶，検出，変更する対応高さ設定点制
   御手段と、被加工物に対して圧力を加える圧入作業開始
   位置設定，記憶，検出，変更する圧入作業開始点制御手
   段と、設定圧力終了位置として圧入停止位置を設定，記
   憶，検出，変更する圧入停止点制御手段とを備えてなる
   ことを特徴とする電動プレス。
3. 【請求項３】 電動機と、該電動機を駆動するモータド
   ライバと、回転力をネジ機構にてプレス用のラムの直線
   運動に変換する変換機構と、被加工物に対応してラム上
   限位置を設定，記憶，検出，変更する対応高さ設定点制
   御手段と、被加工物に対して圧力を加える圧入作業開始
   位置設定，記憶，検出，変更する圧入作業開始点制御手
   段と、被加工物に圧入するための加圧力を設定，記憶，
   検出，変更する加圧力制御手段と、設定圧力終了位置と
   して圧入停止位置を設定，記憶，検出，変更する圧入停
   止点制御手段とを備えてなることを特徴とする電動プレ
   ス。