JPH11138226A

JPH11138226A - プレス装置

Info

Publication number: JPH11138226A
Application number: JP30444697A
Authority: JP
Inventors: Jiro Nakajima; 二郎中島; Masatomi Abe; 正富阿部; Keishi Oki; 惠嗣大木; Hideharu Kitaiwa; 英陽北岩; Akira Horisawa; 晃堀澤; Kenji Shinohara; 憲二篠原
Original assignee: NORITSU KIKAI SEISAKUSHO KK; Alps Electric Co Ltd
Current assignee: NORITSU KIKAI SEISAKUSHO KK; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-25
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: JP3657100B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のプレス装置では、ノックアウトピンを
駆動するためにカム機構を用いていたため、高速駆動が
できず、また段取り作業に時間がかかった。【解決手段】ノックアウトピン３５が駆動アーム３８
により駆動され、この駆動アーム３８がサーボモータＭ
３により動作させられる。よって高速駆動に対応でき、
ノックアウトピン３５の動作タイミングや移動量を変更
するときには、サーボモータの始動タイミングと動作時
間を電気的に設定し直せばよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に上型の昇降動
作によりトリミング、絞り成形、穴開けなどの動作が行
なわれるプレス装置に係り、特にワークのノックアウト
用のピンの動作設定などの段取りを簡単に行なえるよう
にしたプレス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のプレス装置の断面図であ
る。図７に示すプレス装置は、複数の加工ステージが連
設されて、各ステージ間でワークが移送されるトランス
ファープレスシステムのうちの１ステージを示してい
る。図７に示すプレス装置では、プレスフレーム１上に
ボルスター２が固定され、このボルスター２上に下型３
が固定支持されている。上方には上部フレーム４が設け
られ、この上部フレーム４にラムプレート５が昇降自在
に支持され、且つクランク機構などで昇降駆動される。
このラムプレート５に上型６が固定されている。図７に
示すプレス装置では、型内に側方からワークＷａとして
金属板が挿入され、上型６が下降して上型６と下型３と
が型合わせされ、前記ワークＷａからブランクが切り出
される。

【０００３】図７に示すプレス装置では、プレスフレー
ム１、ボルスター２および下型３内で昇降自在な迎えピ
ン７と、ラムプレート５および上型６内を昇降自在な押
し下げピン８が設けられ、側方から搬入されたワークＷ
ａから切り出されたブランクが、迎えピン７と押し下げ
ピン８とで挟持されて下降させられ、フィンガー９で挟
持可能な位置に移送される。その後に、フィンガー９と
９でブランクが挟まれ、トランスファー機構１０により
ブランクが次の加工ステージに送られる。従来は、前記
迎えピン７を昇降させる機構として、迎えピン７を上昇
方向へ付勢するスプリング１１と、迎えピン７の下端の
ボス７ａに当接するカムアーム１２を有している。カム
アーム１２は、軸１３に回転自在に支持されており、そ
の基端に設けられたフォロワーローラ１４がカム１５の
外周面に当接させられている。

【０００４】カム１５は、前記ラムプレート５を昇降さ
せる主軸（プレスクランク軸）の回転に同期するカム軸
１６に固定されている。主軸の回転によりラムプレート
５が下降し、上型６と下型３とでブランクが切り出され
るタイミングに同期し、カム１５の回転位相に応じて、
迎えピン７が上下する。上方の押し下げピン８も同様に
してカム機構により昇降させられ、ブランクの切り出し
と、ブランクをフィンガー９の位置まで下降させるタイ
ミングが同期させられる。また図７に示すプレス装置が
設けられた後の加工ステージでは、ブランクが絞り加工
され、あるいは穴開け加工され、あるいはトリミング加
工などが行なわれるが、それぞれのステージにおいて
も、型内にノックアウトピンが設けられている。ワーク
の加工の後に、ノックアウトピンの動作により、型から
ワークが離れるようになっている。そしてこれらの加工
ステージにおいても、ノックアウトピンは、図７と同様
にカム機構により昇降動作させられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示す迎
えピン７および押し下げピン８、さらにはノックアウト
ピンがカム機構により昇降させられるプレス装置では、
以下に示す欠点がある。（１）単位時間当りのワークの加工数を多くするために
は、主軸（プレスクランク軸）およびカム軸１６を高速
回転させる必要がある。しかし、図７に示すようなカム
１５およびカムアーム１２を用いた機構では、カム軸１
６の高速回転に限界があり、あまり速くしすぎると、フ
ォロワーローラ１４がカム１５のカム面に正確に追従で
きなくなる。したがって、加工数としては１分間に１５
０ショット程度が限界である。

【０００６】（２）加工製品が変更となりピンの昇降動
作タイミングや昇降距離を変更する場合に、段取り作業
として、カム１５およびカムアーム１２などを取り換え
ることが必要になる。トランスファープレスシステムで
は、各ステージ毎にカムを交換することが必要になり、
段取りにかかる工数が非常に多くなる。また、各ステー
ジ毎にカム機構の動作タイミングの微調整も必要にな
る。（３）カム１５またはフォロワーローラ１４は磨耗する
ため、寿命が短く使用可能な期間が限られる。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、高速駆動が可能であり、またピンの駆動を変更す
る際の段取り作業や調整作業を短時間で且つ簡単にでき
るようにしたプレス装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、下型が固定さ
れる下部支持台と、前記下型の上方に対向する上型を支
持して前記下型に対して圧接離反方向へ昇降動作する昇
降台と、前記下型内で昇降するピンおよび前記上型内で
昇降するピンの少なくとも一方が設けられ、前記ピンに
より加工後のワークを下型または上型から離す動作が行
なわれるプレス装置において、前記ピンを昇降させる駆
動源として回転量および回転のタイミングを制御可能な
モータが設けられ、且つ前記昇降台の昇降動作に同期さ
せて前記モータの回転量および回転のタイミングを制御
する制御手段が設けられていることを特徴とするもので
ある。

【０００９】本発明での前記ピンは、下型内または上型
内に昇降自在に設けられたものであり、例えば図２に示
すような、加工されたブランクを挟んでトランスファー
手段まで移送するための迎えピンおよび押し下げピン、
図３に示すように加工されたワークを下型から持ち上げ
て離すためのノックアウトピン、さらには加工されたワ
ークを上型からかき落として離すノックアウトピンなど
である。

【００１０】また、回転量と回転のタイミングを設定す
るモータは、エンコーダ付きのサーボモータあるいはそ
の他のステッピング制御モータである。

【００１１】本発明は、前記下型および上型を有する加
工ステージが複数連設されて、各ステージ間でワークを
移送するトランスファー手段が設けられており、前記モ
ータは各ステージ毎に設けられ、前記モータの回転量お
よび回転のタイミングが各ステージ毎に設定可能とされ
ているいわゆるトランスファープレスシステムにおいて
有用である。

【００１２】ただし、トランスファー手段を有しない単
独で独立したプレス装置においても、本発明を適用でき
る。

【００１３】さらに、各ステージ毎に、モータの回転量
および回転のタイミングを設定して前記制御手段に設定
情報を与える設定手段が設けられ、前記設定手段では、
前記ピンの動作が複数段階に区分され、各段階毎に、ピ
ンの移動タイミングと移動距離とが設定可能とされてい
ることが好ましい。

【００１４】トランスファープレスシステムにおいて、
各ステージ毎に、ピンの移動タイミングや移動距離を独
立して設定できるため、複雑なプログラミングが不要で
あり、各ステージでのピンの動作を容易に設定可能であ
る。

【００１５】本発明では、カム機構を用いていないため
に、高速駆動が可能であり、例えば１分間に１５０ショ
ット程度の処理あるいはそれ以上の高速処理も可能であ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明のトランスファー方
式のプレス装置を示す平面図、図２は前記プレス装置の
第１の加工ステージを示すものであり、図１のＩＩ−Ｉ
Ｉ線の断面図、図３は前記プレス装置の第４の加工ステ
ージを示すものであり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面
図である。図１に示すように、トランスファー方式のプ
レス装置では、図示左側から右側へ第１の加工ステージ
（ｉ）、第２の加工ステージ（ｉｉ）、第３の加工ステ
ージ（ｉｉｉ）の順に並んでおり、最も右側が第１４の
加工ステージ（ｘｉｖ）である。

【００１７】図２及び図３に示すように、このプレス装
置では、下部のプレスフレーム２１の上にボルスター２
２が取付けられており、プレスフレーム２１とボルスタ
ー２２とで、下部支持台が構成されている。図２に示す
ように、上方には上部フレーム２３が設けられ、この上
部フレーム２３には、昇降台としてラムプレート２４が
設けられている。図１に示すように、このラムプレート
２４は１個設けられ、第１のステージ（ｉ）から第１４
のステージ（ｘｉｖ）まで延びている。上部フレーム２
３内には主軸（プレスクランク軸）が設けられ、この主
軸の回転により前記昇降台としてのラムプレート２４が
昇降動作する。そして、各加工ステージにおいて、ラム
プレート２４の下面に上型が固定される。

【００１８】図２に示す第１の加工ステージ（ｉ）で
は、金属板のワークＷａからブランクが切り出される。
このステージ（ｉ）では、ボルスター２２の上面に、下
部ダイセット１８が設けられ、その上に下型２５ａが固
定されている。ラムプレート２４の下面には上部ダイセ
ット１９が設けられ、その下に上型２６ａが固定されて
いる。前記ラムプレート２４が下降する際に、上型２６
ａと下型２５ａとの型合わせにより、前記金属板のワー
クＷａからブランクＷｂが切り出される。

【００１９】プレスフレーム２１、ボルスター２２およ
び下型２５ａ内には、迎えピン２７が昇降自在に支持さ
れており、ラムプレート２４と上型２６ａ内には、押し
下げピン２８が昇降自在に支持されている。下型２５ａ
と上型２６ａとが型合わせされ、ワークＷａからブラン
クＷｂが切り出されるが、その前に迎えピン２７が上昇
して待機する。そして、ワークＷａからブランクＷｂが
切り出された後に、押し下げピン２８が下降して、両ピ
ン２７と２８とでブランクＷｂが挟持される。その後
に、両ピン２７と２８が一緒に下降して、ブランクＷｂ
がフィンガー２９，２９で保持可能な位置ヘ下げられ
る。このとき、ブランクＷｂはフィンガー２９と２９と
で挟持される。

【００２０】そして、押し下げピン２８が上昇し、ブラ
ンクＷｂが開放される。開放されたブランクＷｂは、フ
ィンガー２９と２９で挟持された状態でトランスファー
機構により第２の加工ステージ（ｉｉ）へ移送される。
前記迎えピン２７の下端にはラック軸２７ａが連結され
ている。側方の支持体３０にはサーボモータＭ１が固定
されており、このサーボモータＭ１によりピニオン軸３
１が回転駆動される。ピニオン軸３１の先部にはピニオ
ン歯３１ａが形成され、これが前記ラック軸２７ａに形
成されたラックに噛み合っている。よって迎えピン２７
は、サーボモータＭ１の回転により昇降駆動される。前
記ラック軸２７ａの下端には検知ドグ２７ｂが設けら
れ、プレスフレーム２１には一対の近接スイッチ３２が
設けられている。この近接スイッチ３２が検知ドグ２７
ｂを検知することにより、迎えピン２７の昇降動作の上
限と下限とが検知される。

【００２１】上側の押し下げピン２８の上部にはラック
軸２８ａが連結され、このラック軸２８ａにはラックが
形成されている。前記支持体３０にはサーボモータＭ２
が支持されており、このサーボモータＭ２によりピニオ
ン軸３３が回転駆動される。このピニオン軸３３の先部
にはピニオン歯３３ａが形成されており、このピニオン
歯３３ａがラック軸２８ａのラックに噛み合っている。
したがって、サーボモータＭ２の回転により、押し下げ
ピン２８が昇降駆動される。

【００２２】第２の加工ステージ（ｉｉ）以下の各ステ
ージの構造は、ほぼ同じであるため、図３では第４の加
工ステージ（ｉｖ）を代表して示している。図３に示す
加工ステージ（ｉｖ）においても、下部支持台としてプ
レスフレーム２１上にボルスター２２が設けられ、ボル
スター２２上に下部ダイセット１８を介して下型２５ｂ
が固定されている。また上方では、昇降動作するラムプ
レート２４の下面に上部ダイセット１９を介して上型が
固定されているが、図３ではラムプレート２４、上部ダ
イセット１９および上型の図示を省略している。この第
４の加工ステージ（ｉｖ）では、ラムプレートおよび上
型が下降し、上型と下型２５ｂとが型合わせされること
により、穴開け加工、または絞り加工やトリミングなど
の加工が行なわれる。

【００２３】この加工ステージ（ｉｖ）では、プレスフ
レーム２１、ボルスター２２、下部ダイセット１８およ
び下型２５ｂ内に昇降自在なノックアウトロッド３６が
設けられている。ノックアウトロッド３６の縦方向の上
方にはノックアウトピン３５が設けられ、このノックア
ウトピン３５は下型２５ｂ内の上部に摺動自在に支持さ
れている。前記ノックアウトロッド３６の縦方向の中心
部分と、プレスフレーム２１内との間にはスプリング３
７が介装されており、このスプリング３７によりノック
アウトロッド３６およびノックアウトピン３５が上方へ
付勢されている。

【００２４】プレスフレーム２１とボルスター２２との
中間には駆動アーム３８が設けられ、支持軸３９に回動
自在に支持されている。駆動アーム３８の先端部３８ａ
はノックアウトロッド３６に掛止され、基端部３８ｂは
ナットホルダ４１に掛止されている。この加工ステージ
（ｉｖ）では、プレスフレーム２１に、サーボモータＭ
３が固定されており、このサーボモータＭ３の駆動軸Ｍ
３ａにより、ボールねじ４２が駆動される。前記ナット
ホルダ４１は前記ボールねじ４２に螺着されている。し
たがって、サーボモータＭ３が駆動されると、ボールね
じ４２が回転し、ナットホルダ４１が上下に移動し、こ
れにより駆動アーム３８が回動して、ノックアウトロッ
ド３６が昇降する。

【００２５】前記フィンガー２９，２９で挟持されたワ
ークが下型２５ｂ上に移送された後に上型が下降してワ
ークに対して所定の加工がなされる。さらに上型が下型
２５ｂから離れると、その直後にノックアウトロッド３
６が上昇し、ノックアウトロッド３６の上端でノックア
ウトピン３５が持ち上げられ、このノックアウトピン３
５の上端３５ａでワークが下型２５ｂから離される。そ
してワークがフィンガー２９，２９で保持され次の加工
ステージに送られる。

【００２６】図４は、加工ステージ（ｉｖ）での動作タ
イミングを示している。横軸の角度は、上部フレーム２
３内に設けられた主軸（プレスクランク軸）の回転角度
を示している。図４に示す中心線Ｈは、下型２５ｂの上
面の高さ位置を示している。前記主軸により駆動される
ラムプレート２４の下降による上型のワーク押し込み位
置をＬ２４で示している。Ｌ２４はほぼサイン曲線であ
る。

【００２７】図３に示す第４の加工ステージ（ｉｖ）で
は、主軸の回転角度が９３°となる時点（イ）での、下
型２５ｂの上面と、上型のワーク押えとの間隔をｈ１で
示している。時点（ロ）では上型のワーク押し込み位置
が下型２５ｂの上面に一致する。その後のラムプレート
２４の下降により上型のワーク押し込み位置がＨ１まで
下降する。その後は上型のワーク押し込み位置Ｈ１と、
線Ｌ２４の軌跡で下降するラムプレート２４との高さの
差はスプリングで吸収される。上型のポンチなどが下型
２５ｂ内に入り込んで穴開けなどの加工が行なわれると
きの加工高さをｈ３で示している。主軸が２００°の角
度に至った時点（ハ）でワークに対する加工が完了す
る。その後のラムプレート２４の上昇により、上型のワ
ーク押えが（ニ）の時点以後、下型２５ｂから離れる。

【００２８】図４においてＬ３５はノックアウトピン３
５の上端３５ａの高さ位置を示している。（ホ）の時点
では、ノックアウトピン３５の上端３５ａが下型２５ｂ
の上面にほぼ一致している。（ホ）の時点から上型の下
降に追従してノックアウトピン３５が下降し、（ヘ）の
時点ではノックアウトピン３５の上端３５ａは下型２５
ｂの上面よりｈ４だけ下方に位置する。その後に、上型
が下降してワークが加工される（ヘ）からは（ト）の
の期間、ノックアウトピン３５の上端３５ａは、下降し
ている上型のワーク押えの下面よりもｈ３だけ下に位置
している。加工が完了して上型が上昇していくと、
（ト）の時点以降、上型の上昇に追従してノックアウト
ピン３５が上昇し、（チ）の時点では、ノックアウトピ
ン３５の上端３５ａが下型２５ｂの上面よりも上方へ突
出して、ワークが突き上げられ、ワークが下型２５ｂか
ら離れる。その後に、期間を経過した後に（リ）の時
点からノックアウトピン３５が下降し、その上端３５ａ
は（ヌ）の時点で下型２５ｂの上端に一致する。図４で
は、ノックアウトピン３５が段階（（ホ）−
（ヘ））、段階（（ト）−（チ））、および段階
（（リ）−（ヌ））の、３段階の動作を行う。

【００２９】図５は前記プレス装置の回路構成を示すブ
ロック図である。電気回路としては、プレスフレーム２
１内に設けられている主軸（プレスクランク軸）に設け
られたエンコーダ５１により、主軸の回転角度が検出さ
れる。このエンコーダ５１からの検出パルスは、パルス
分配器５２により各ステージ毎に分配される。各ステー
ジには、同種の回路が設けられている。ただし前記プレ
ス装置では、第１の加工ステージ（ｉ）に２個のサーボ
モータＭ１とＭ２が設けられ、第２の加工ステージ（ｉ
ｉ）以下には、１個のサーボモータＭ３（複数の場合も
ある）が設けられているが、図５では全てのステージの
サーボモータを符号Ｍで示している。

【００３０】各ステージには、制御手段として、コント
ロール基板５３、同期回路５４、モータドライバ５５が
設けられている。また各ステージには、設定手段として
スイッチボード６０が設けられている。各ステージでの
ピン（例えば図３に示すノックアウトピン３５）の駆動
タイミングや移動距離は、前記スイッチボード６０に入
力される。スイッチボード６０での設定およびパルス分
配器５２からのパルスに基づいて、コントロール基板５
３に実装されたＣＰＵなどを含む主制御部５３ａから同
期回路５４に指令信号が出される。同期回路５４ではサ
ーボモータＭに設けられたエンコーダ５６からのエンコ
ーダ信号との同期がとられ、指令信号としてモータドラ
イバ５５に与えられる。そしてモータドライバ５５によ
りサーボモータＭが駆動される。サーボモータＭの回転
は前記エンコーダ５６により検出され、そのエンコーダ
信号がモータドライバ５５に与えられて、モータドライ
バ５５でのフィードバック制御に用いられる。さらに前
記エンコーダ信号は、同期回路５４に与えられ、エンコ
ーダ信号に基づいて原点が検出され、この原点信号が前
記主制御部５３ａに与えられる。

【００３１】図６は、各ステージ毎に設けられる設定手
段としての前記スイッチボード６０の構造を示してい
る。このスイッチボード６０には多数の設定スイッチ６
１ａ，６１ｂ，６１ｃが設けられ、各設定スイッチ６１
ａ，６１ｂでは図４の横軸に示す角度情報が入力され
る。６１ｃでは、図４の縦軸に示す移動距離情報が入力
される。前記設定スイッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、
横一列に並び、この列が上下に４列設けられ、上からス
イッチ列Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４となっている。このス
イッチボードでの設定を、図４に示すノックアウトピン
３５の制御に対応させて説明すると、スイッチ列Ｓ１に
より、図４に示すノックアウトピンの段階の動作が設
定され、スイッチ列Ｓ２，Ｓ３によりそれぞれ段階，
段階の動作が設定される。Ｓ４はこのステージでは動
作はなく予備である。

【００３２】各スイッチ列Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で
は、設定スイッチ６１ａにより開始角度Ａが設定され、
設定スイッチ６１ｂで割付角度Ｂが設定され、設定スイ
ッチ６１ｃで移動距離Ｃが設定される。例えば図４に示
す段階では、開始角度Ａが（ホ）、割付角度Ｂが
（ホ）−（ヘ）間の角度、移動距離Ｃがｈ４である。段
階では、開始角度Ａが（ト）、割付角度Ｂが（ト）−
（チ）、移動距離Ｃがｈ５である。段階においても同
じである。この設定手段では、スイッチ列Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４により、ノックアウトピン３５の各段階の動
作タイミングおよび動作量を個別に設定できるため、ワ
ークの変更の際の段取り作業が簡単であり、また微調整
も容易である。この設定は、各ステージ毎に可能である
ため、ステージ全体を制御するような複雑なプログラム
の設定は不要である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明では、ノックアウト
ピンなどのピンの駆動をモータによりカムを用いないで
行なっているため、高速駆動が可能である。またワーク
の変更などに対応する段取り作業も簡単に行うことがで
きる。また、トランスファー方式において、各ステージ
毎に行う段取りおよび微調整が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトランスファー方式のプレス装置を示
す平面図、

【図２】図１のプレス装置の第１のステージを示すＩＩ
−ＩＩ線の断面図、

【図３】図１のプレス装置の第４のステージを示すＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線の断面図、

【図４】第４の加工ステージの動作タイミングを示す線
図、

【図５】電気回路の構成を示すブロック図、

【図６】設定手段であるスイッチボードの正面図、

【図７】従来のプレス装置の断面図、

【符号の説明】

２１プレスフレーム２２ボルスター２４ラムプレート（昇降台）２５ａ，２５ｂ下型２６ａ上型２７迎えピン２８押し下げピン３１，３３ピニオン軸３５ノックアウトピン３８駆動アーム４１ナットホルダ４２ボールねじ５１主軸エンコーダ５２パルス分配器５３ａ主制御部６０スイッチボード（設定手段）Ｍサーボモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大木惠嗣東京都江戸川区東小松川４丁目57番10号株式会社能率機械製作所内 (72)発明者北岩英陽東京都江戸川区東小松川４丁目57番10号株式会社能率機械製作所内 (72)発明者堀澤晃東京都江戸川区東小松川４丁目57番10号株式会社能率機械製作所内 (72)発明者篠原憲二東京都江戸川区東小松川４丁目57番10号株式会社能率機械製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下型が固定される下部支持台と、前記下
型の上方に対向する上型を支持して前記下型に対して圧
接離反方向へ昇降動作する昇降台と、前記下型内で昇降
するピンおよび前記上型内で昇降するピンの少なくとも
一方が設けられ、前記ピンにより加工後のワークを下型
または上型から離す動作が行なわれるプレス装置におい
て、前記ピンを昇降させる駆動源として回転量および回
転のタイミングを制御可能なモータが設けられ、且つ前
記昇降台の昇降動作に同期させて前記モータの回転量お
よび回転のタイミングを制御する制御手段が設けられて
いることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】前記下型および上型を有する加工ステー
ジが複数連設されて、各ステージ間でワークを移送する
トランスファー手段が設けられており、前記モータは各
ステージ毎に設けられ、前記モータの回転量および回転
のタイミングが各ステージ毎に設定可能とされている請
求項１記載のプレス装置。
【請求項３】各ステージ毎に、モータの回転量および
回転のタイミングを設定して前記制御手段に設定情報を
与える設定手段が設けられ、前記設定手段では、前記ピ
ンの動作が複数段階に区分され、各段階毎に、ピンの移
動タイミングと移動距離とが設定可能とされている請求
項２記載のプレス装置。