JPH11169962A - ヘッド移動式プレス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッド移動式プレスにおけるプレスヘッド手
段の軽量化と振動低減を図る。 【解決手段】 ヘッド移動式プレス１には、プレス駆動
源となるサーボモータ２５を有し板材加工を施すプレス
ヘッド手段１３が設けられる。このプレスヘッド手段１
３はフレーム９に一方向Ｙに沿って移動自在に設置さ
れ、プレスヘッド移動手段で進退駆動される。フレーム
９は上記一方向Ｙに延びる長手形状とされる。サーボモ
ータ２５は、その回転軸２５ａが上記一方向Ｙと直交す
る方向に延びるようにプレスヘッド手段１３に設けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークを一軸方
向に移動させ、これに直交する方向の移動をパンチやダ
イ等の工具の移動で行うようにしたヘッド移動式プレス
に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】パンチプ
レスとして、プレスヘッドをフレームに一方向に沿って
移動自在に設けたヘッド移動式プレスがある。この方式
のパンチプレスでは、プレスヘッドを軽量化すること
が、プレスヘッド移動速度の高速化、位置決め精度向
上、および振動軽減のために極めて重要である。ところ
が、ラム駆動をフライホイールで行うようにした従来の
フライホイール式パンチプレスにおいて、プレスヘッド
を移動式とする場合は、フライホイールの重量が大きい
ので、プレスヘッドの軽量化に限界がある。また、ラム
駆動を油圧シリンダで行うようにした従来の油圧式パン
チプレスにおいて、プレスヘッドを移動式としようとす
ると油圧配管が困難になるので、プレスヘッドの移動式
には不向きである。また、ラムの駆動源をフレームに固
定し、このラム駆動源の動力を所定の動力伝達手段を介
して移動式プレスヘッドに伝達するようにしたもの（特
開平６−５５２３２号公報）も提案されているが、この
ような構成の場合、動力伝達手段の経路の剛性が不十分
になり、またその経路のために慣性重量が増大する等の
点で問題が有る。

【０００３】この発明は、このような課題を解消し、プ
レスヘッドを軽量化でき、高速位置決めが可能なヘッド
移動式プレスを提供することを目的とする。この発明の
他の目的は、プレス駆動源に起因するフレームの振動の
軽減が可能なヘッド移動式プレスを提供することであ
る。この発明のさらに他の目的は、プレス駆動源の駆動
伝達が簡単な機構で行え、かつプレス駆動源に起因する
フレームの振動の軽減が図れるようにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明のヘッド移動式
プレスは、プレス駆動源となるサーボモータを有し板材
加工を施すプレスヘッド手段を設け、このプレスヘッド
手段をフレームに移動自在に設置し、前記プレスヘッド
手段を移動させるプレスヘッド移動手段を設けたもので
ある。この構成によれば、ラムを駆動するプレス駆動源
として、フライホイールや油圧シリンダに比べて重量の
十分軽いサーボモータが使用されるので、プレスヘッド
手段の軽量化が可能となる。そのため、ヘッド移動速度
の高速化および位置決め精度の向上を図ることができ
る。

【０００５】前記構成において、前記プレスヘッド手段
を前記フレームに一方向に沿って移動自在に設け、前記
フレームを前記一方向に延びる長手形状とし、前記サー
ボモータの加減速による反力が前記一方向に沿う方向に
作用するように前記サーボモータを前記プレスヘッド手
段に設けても良い。例えば、前記サーボモータの回転軸
をフレームの長手方向と垂直な方向とすることにより、
サーボモータの加減速による反力が前記一方向に沿う方
向に作用するようにする。このようにサーボモータの加
減速による反力が、剛性の強いフレーム長手方向に作用
するようにサーボモータを設置することにより、前記反
力でフレームにねじれが生じることが回避され、フレー
ムの振動が軽減される。また、前記プレスヘッド手段
は、前記サーボモータの回転をプレス金型に伝達するク
ランク手段を有し、クランク手段の回転に伴う反力が前
記一方向に沿う方向に作用するように設けても良い。こ
のように構成すると、サーボモータからプレスヘッド手
段への動力伝達系を、剛性や慣性重量に問題を生じさせ
ることなく簡単に構成できるとともに、プレスヘッド手
段の駆動によるフレームの振動をより小さく抑えること
ができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。まず、全体の概略を説明する。このヘッド
移動式プレス１は、プレス機本体２と、工具マガジン群
３と、工具交換装置４とで構成される。パンチ工具５お
よびダイ工具６は、各々複数ずつ上下のカートリッジ
７，８に設置され、これらカートリッジ７，８ごと、プ
レス機本体２と工具マガジン群３と間で工具交換装置４
により交換される。プレス機本体２は、フレーム９の両
側に延びるワークテーブル１０上で板材のワークＷをワ
ーク移動手段１１により一軸方向（横方向Ｘ）に移動さ
せ、これと直交する方向（前後方向Ｙ）に、パンチ工具
５およびダイ工具６をカートリッジ移動手段１２により
移動させて位置決めし、可動のプレスヘッド手段１３に
よりパンチ工具５を昇降させてパンチ加工を行うもので
ある。工具マガジン群３は、個々のカートリッジ７，８
を収納する工具マガジン３ａを複数配置したものであ
り、ワークテーブル１０と平行に、かつワークテーブル
１０と略同じ長さ範囲にわたり、一列に直線状に設けら
れている。また、工具マガジン群３は、支持脚１５（図
２（Ｂ））で所定の高さに設置されている。工具交換装
置４は、台車１９にカートリッジ７，８を載せてカート
リッジ７，８ごと工具交換を行うものであり、台車１９
は、ワークテーブル１０と工具マガジン群３との間に設
置されたレール２０上を走行する。

【０００７】プレス機本体２のフレーム９は、図２
（Ｃ）に示すように、側面形状がロ字状に設けられて前
後に延びる形状をしており、上フレーム部９ａと、下フ
レーム部９ｂと、前後端のコラム部９ｃ，９ｄとで構成
される。上下のフレーム部９ａ，９ｂ間の開口部分２１
の前部に対応してワークテーブル１０が配置され、前記
開口部分２１の後部に対応して工具交換装置４が設けら
れる。また、フレーム９の上フレーム部９ａに、前記カ
ートリッジ移動手段１２と、プレスヘッド手段１３を前
後に移動させるプレスヘッド移動手段２２とが設置され
ている。

【０００８】つぎに、各部の詳細を説明する。ワーク移
動手段１１（図１）は、ワークテーブル１０上のワーク
Ｗの前縁を把持する複数のワークホルダ１６を有し、こ
れらワークホルダ１６を取付けたスライド部材（図示せ
ず）を、サーボモータおよび送りねじからなる送り機構
（図示せず）で横方向Ｘに進退させるものである。前記
送り機構およびスライド部材は、ワークテーブル１０の
前縁に沿って設けたカバー１７内に収納されている。ワ
ークテーブル１０は、横方向Ｘに長く延びる矩形のもの
であり、図２（Ｂ），（Ｃ）のようにフレーム９の両側
面から突出するブラケット１４により支持されると共
に、床面に接地する支持脚（図示せず）で両端が支持さ
れている。

【０００９】上側のカートリッジ７は、図３（Ａ），
（Ｂ）に各種の具体例を示すように、前後（Ｙ方向）に
長い矩形に形成されたものであり、各種のパンチ工具５
が、前後方向Ｙに並んで複数列（この例では３列）に設
置されている。各パンチ工具５は、カートリッジ７に設
けられたガイド孔に昇降自在に設置され、かつばね部材
等の上昇復帰手段（図示せず）により、上昇端に保持さ
れている。同図中に各パンチ工具５に付した符号Ｂ，
Ｃ，…は、工具種類を示す。このうち、符号１／Ｔで示
すパンチ工具５は、工具中心回りに回転角度を可変とし
た回転割出工具である。図１の下側のカートリッジ８
は、上側のカートリッジ７と対として設けられるもので
あり、上側カートリッジ７の各パンチ工具５と対応し
て、複数のダイ工具６が各々設置される。

【００１０】プレスヘッド手段１３（図１）は、カート
リッジ移動手段１２で前後に位置決めされる上側カート
リッジ７のプレス金型である任意のパンチ工具５を昇降
させるるものであり、プレスヘッド移動手段２２により
全体が前後方向Ｙに移動可能なように、上フレーム部９
ａに設置されている。また、プレスヘッド手段１３は、
図４に模式図で示すように、プレス駆動部２３と、ラム
セレクタ２４とを備え、上カートリッジ７の任意の列の
パンチ工具５を叩き可能とされている。プレス駆動部２
３は、プレス駆動源となるサーボモータ２５の駆動によ
り、偏心カムからなる回転・直線往復動変換手段である
クランク手段２６を介して、ラム２７をストローク速度
可変に昇降駆動するものである。サーボモータ２５は、
その加減速による反力が、プレスヘッド手段１３の移動
方向（前後方向Ｙ）に沿う方向に作用するように、回転
軸２５ａを図６に示すように横方向Ｘに向けて前記プレ
スヘッド手段１３に設けられる。すなわち、回転軸２５
ａがフレーム９の長手方向と垂直な方向となるようにサ
ーボモータ２５を設置してある。クランク手段２６も、
その回転に伴う反力が、プレスヘッド手段１３の移動方
向に沿う方向に作用するように、偏心軸３０を図４に示
すように横方向Ｘに向けて前記プレスヘッド手段１３に
設けられる。

【００１１】ラムセレクタ２４は、図５に一例を示すよ
うに、個々の列のパンチ工具５に係合する複数本（図示
の例では３本）の個別ラム２８を、可動のラム選択部材
２９を介して、上方の１本のラム２７で駆動するもので
ある。ラム選択部材２９は、個別ラム２８の頭部が進入
可能な開口２９ａを種々設けたものであり、希望の個別
ラム２８に開口２９ａを対応させられるように、選択駆
動源３１の駆動で進退移動または回転移動可能とされて
いる。このラム選択部材２９の開口２９ａに対応しない
個別ラム２８のみが、ラム２７の駆動で下方に駆動さ
れ、その個別ラム２８に対応するパンチ工具５がパンチ
駆動される。

【００１２】上記構成の動作を説明する。図１におい
て、ヘッド移動式プレス１のワークテーブル１０上のワ
ークＷは、ワーク移動手段１１で横方向Ｘに移動させら
れ、またプレス機本体２内のカートリッジ７，８がカー
トリッジ移動手段１２で前後方向Ｙに移動させられる。
これにより、カートリッジ７，８の任意のパンチ工具５
およびダイ工具６がワークＷに対して位置決めされる。
プレスヘッド移動手段２２は、カートリッジ７における
加工に使用するパンチ工具５と対応する前後方向Ｙの位
置にラム２７が対応するように、プレスヘッド手段１３
を移動させる。また、プレスヘッド手段１３のラムセレ
クタ２４により、カートリッジ７の希望の列のパンチ工
具５が選択される。この状態で、プレスヘッド手段１３
を駆動し、希望のパンチ工具５を駆動してパンチ加工を
行う。

【００１３】工具マガジン群３に準備される各カートリ
ッジ７，８には、種々異なる種類のパンチ工具５および
ダイ工具６が設置してあり、ワークＷを加工する形状等
に応じて、プレス機本体２と工具マガジン群３との間で
カートリッジ７，８の交換を行う。このカートリッジ交
換は、次のように行う。プレス機本体２内で、カートリ
ッジ７，８を所定のカートリッジ交換位置まで押し出
す。このとき、カートリッジ交換位置には、工具交換装
置４の台車１９を待機させておき、上記押し出し動作
で、台車１９上に上下のカートリッジ７，８を載せる。

【００１４】このようにカートリッジ７，８を搭載した
台車１９は、所定の空となっている工具マガジン３ａと
対応する位置まで移動させて停止し、その工具マガジン
３ａに設けたマガジン部出し入れ手段（図示せず）によ
り、台車１９上のカートリッジ７，８を工具マガジン３
ａ内に引き込む。空になった台車１９は、選択すべきカ
ートリッジ７，８の収納された工具マガジン３ａと対応
する位置まで移動させ、その工具マガジン３ａに設けら
れたマガジン部出し入れ機構（図示せず）により、カー
トリッジ７，８を台車１９に載せる。この台車１９を、
プレス機本体２の工具交換位置まで走行させ、カートリ
ッジ移動手段１２に連結し、プレス機本体２内に引き込
む。引き込まれたカートリッジ７，８は、カートリッジ
移動手段１２により、工具選択のために任意の位置まで
進退させられる。このようにしてカートリッジ７，８ご
と、工具交換が行われる。

【００１５】このヘッド移動式プレス１は、移動するプ
レスヘッド手段１３のプレス駆動源をサーボモータ２５
としたため、従来のフライホイールを用いるプレス駆動
源に比べて軽量化され、そのためプレスヘッド手段１３
の高速位置決めが可能となり、それだけ加工時間が短縮
される。また、このヘッド移動式プレス１では、プレス
駆動源であるサーボモータ２５の加減速による反力が、
プレスヘッド手段１３の移動方向（前後方向Ｙ）に沿う
方向に作用するように、サーボモータ２５を、その回転
軸２５ａが横方向Ｘに向く姿勢としてプレスヘッド手段
１３に設けているので、サーボモータ２５の駆動時に、
フレーム９は図７に示すように上下方向の反力Ｆを受け
ることになり、プレス加工時の振動をそれだけ低減でき
る。ちなみに、図８（Ａ），（Ｂ）に側面図および断面
図で示すように、サーボモータ２５を、その回転軸２５
ａが前後方向Ｙに向く姿勢としてプレスヘッド手段１３
に設けた場合には、図８（Ｂ）に示すように、サーボモ
ータ２５の加減速による反力Ｒが、フレーム９の長手方
向（前後方向Ｙ）に対して垂直な方向に作用することに
なるので、フレーム９に捩じれが生じて振動が大きくな
ってしまう。この実施形態のヘッド移動式プレスは、こ
のようなフレームの捩じれを無くし、これにより加工振
動を低減させる。

【００１６】また、プレスヘッド手段１３のプレス駆動
部２３を構成するクランク手段２６も、その偏心軸３０
を横方向Ｘに向けて設け、その回転による反力が、プレ
スヘッド手段１３の移動方向（前後方向Ｙ）に沿う方向
に作用するように設けているので、プレス加工時の振動
がより一層低減される。さらに、プレス駆動源となるサ
ーボモータ２５の回転を、クランク手段２６を介してラ
ム２７に伝達するように構成しているので、サーボモー
タ２５からプレスヘッド手段１３への動力伝達系を、剛
性や慣性重量に問題を生じさせることなく簡単に構成で
きる。

【００１７】

【発明の効果】この発明のヘッド移動式プレスは、移動
するプレスヘッド手段のプレス駆動源をサーボモータと
したため、プレスヘッド手段が軽量化され、ヘッド移動
速度の高速化および位置決め精度の向上を図ることがで
きる。プレスヘッド手段をフレームに一方向に沿って移
動自在に設け、フレームを前記一方向に延びる長手形状
とし、前記サーボモータの加減速による反力が前記一方
向に沿うように作用するようにサーボモータをプレスヘ
ッド手段に設けた場合は、サーボモータの駆動によるフ
レームの振動を軽減できる。また、前記プレスヘッド手
段は、サーボモータの回転をプレス金型に伝達するクラ
ンク手段を有するものとし、クランク手段の回転による
反力が前記一方向に沿う方向に作用するように設けた場
合は、サーボモータからプレスヘッド手段への動力伝達
系を、剛性や慣性重量に問題を生じさせることなく簡単
に構成できるとともに、プレスヘッド手段の駆動による
フレームの振動をより小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるヘッド移動式プ
レスの斜視図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々同プレスの平面図、正
面図、および側面図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）はカートリッジの各種の例を示
す平面図である。

【図４】（Ａ）はプレスヘッドの概念構成を示す破断正
面図、（Ｂ）はその部分正面図である。

【図５】同プレスヘッドにおけるラムセレクタの断面図
である。

【図６】（Ａ）は同プレスヘッドのフレームへの取付姿
勢を示す側面図、（Ｂ）はその断面図である。

【図７】サーボモータの駆動時にフレームが受ける反力
を示す説明図である。

【図８】（Ａ）は実施形態と異なる姿勢にサーボモータ
をフレームに取り付けた状態を示す側面図、（Ｂ）はそ
の断面図である。

【符号の説明】

５…パンチ工具 ９…フレーム １３…プレスヘッド手段 ２２…プレスヘッド移動手段 ２５…サーボモータ ２６…クランク手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス駆動源となるサーボモータを有し
   板材加工を施すプレスヘッド手段を設け、このプレスヘ
   ッド手段をフレームに移動自在に設置し、前記プレスヘ
   ッド手段を移動させるプレスヘッド移動手段を設けたヘ
   ッド移動式プレス。
2. 【請求項２】 前記プレスヘッド手段を前記フレームに
   一方向に沿って移動自在に設け、前記フレームを前記一
   方向に延びる長手形状とし、前記サーボモータの加減速
   による反力が前記一方向に沿う方向に作用するように前
   記サーボモータを前記プレスヘッド手段に設けた請求項
   １記載のヘッド移動式プレス。
3. 【請求項３】 前記プレスヘッド手段は、前記サーボモ
   ータの回転をプレス金型に伝達するクランク手段を有
   し、クランク手段の回転に伴う反力が前記一方向に沿う
   方向に作用するように設けた請求項１または請求項２記
   載のヘッド移動式プレス。