JPS6045040B2 - プレスのフレ−ムの熱変形を制御する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プレスにおけるフレームの熱変形を制御す
る方法および装置に関するものである。

さらに詳細には、例えば、パンチング・プレスのように
、フレームが鈑金構造であるプレスの両側の側板の温度
を等しく、あるいは温度差を常に一定に制御する方法お
よび装置に関する。フレームが鈑金構造のプレスにおい
ては、両側の側板の温度差が大きな場合には、両側の側
板の熱変形量が異なり、フレームはバイメタルのように
変形を生じることとなる。

例えば、パンチングプレスにおいては、ラムを昇降する
ためのクランク軸あるいは偏心軸の両端部付近は両側の
側板に回転自在に支承されているものである。偏心軸の
一端部には、クラッチ装置を内装したフライホィールが
回転自在に装着してあり、他端部にはブレーキ装置が装
着してある。そして、前記フライホィールは一方の側板
に装着したモータと連動連結してあるのが一般的てある
。したがつて、軸承部、モータ、クラッチ装置およびブ
レーキ装置等の発熱がそれぞれ両側の側板へ伝達される
こととなるので、両側の側板は熱変形を生じることとな
るものである。例えばフライホィールが空転していると
き、またはクラッチ装置およびブレーキ装置が作動して
いるときなどのように、その使用状態の相違により発熱
が異なるものであるから、両側板への熱伝達が異なり、
両側板の熱変形が異なるものである。両側板の熱変形に
起因してフレーノムがバイメタルのように変形を生じる
と、パンチング・プレスにおいては金型（パンチ、ダイ
）の芯ずれを生じることとなる。そこで従来においては
、プレスの組立調整時に、フレームが一定の熱平衡状態
になるまでなら７し運転を行なつているのが一般的であ
る。

したがつて、プレスによる加工を開始するには、初期に
おいてならし運転を行ない、フレームの温度が組立調整
時の熱平衡状態となるまで待たなければならないもので
あつた。よつて、ブレスの始動と同時に加工を開始する
と、フレームが前記熱平衡状態になつていないために、
加工精度が低下するという問題がある。この発明は前述
のごとき問題に鑑み発明したもので、その第１の目的は
、フレームが鈑金構造のブレスにおける両側の側板の熱
変形を組立調整時同様に常にほぼ一定に保持すべく、両
側板の温度を等しく、あるいは温度差を常に一定に制御
する方法および装置を提供することである。

この発明の第２の目的は、ブレスにおけるフレームがバ
イメタルのごとく熱変形するのを防止し、常に高精度の
加工を行ない得るようにフレームの熱変形を制御する方
法および装置を提供するものてある。

この発明は上記のごとき目的を達成するために、両側の
側板の温度を検出し、その検出温度の温度差に応じて、
両側板を個別に加温あるいは冷却して、両側板の温度を
等しく、あるいは温度差を一定に保持しようとするもの
である。

以下、図面を参照しつつこの発明の実施例について説明
する。

なお、実施例においては、ブレスとしてタレツトパンチ
プレスを例示する。しかし乍ら、この発明はタレツトパ
ンチプレスに限ることなく、他の各種のブレスにも容易
に実施し得るものである。また、鈑金構造のフレームの
みに限ることなく、他のフレームにも容易に実施し得る
ものである。第１図、第２図は、この発明を実施したブ
レスとしてのタレツトパンチプレスを示すものである。

タレツトパンチプレス１のフレーム３は一般的に、第１
図に示すごとくＣ型（門型もある）をなしており、第２
図に示すように前側板３ａと後側板３ｂとを一体的に連
結してなるものである。フレーム３の上部フレーム部５
には上部回転軸７が垂直にかつ回転自在に設けてあり、
この上部回転軸７には円盤状の上部タレツト９が装着し
てある。フレーム３の下部フレーム部１１には、上部回
転軸７と同軸線上に配置した下部回転軸１３が垂直にか
つ回転自在に取付けてあり、この下部回転軸１３には、
上部タレツト９と対向した下部タレツト２５が装着して
ある。前記上部タレツト９には多数のパンチ１７がほぼ
同一円周上に配置してあり、下部タレツト１５には各パ
ンチ１７と対応する多数のダイ１９が装着してある。ま
た、フレーム３の上部フレーム部５にはラム２１が上下
動自在に装着してあり、このラム２１の下部には、前記
パンチ１７を打圧自在のストライカー２３が取付けてあ
る。前記上部回転軸７および下部回転軸１３は、同期し
て同方向へ同時に回転されるものであり、上下の回転軸
７，１３の回転により上下のタレツト９，１５に装着し
たパンチ１７、ダイ１９がストライカー２３の下方位置
へ割出し位置決めされるものである。

前述のごとく、適宜のパンチ１７とダイ１９の割出しを
行なつた後に、パンチ１７とダイ１９との間にシート状
のワークＷを移送位置決めし、その後にストライカー２
３によりパンチ１７を打圧することによつて、ワークｗ
にパンチング加工が行なわれるものである。ワークＷを
支持するために、フレーム３の下部フレーム部１１には
固定テーブル２５（第２図参照）が取付けてあり、この
固定テーブル２５の両側には、下部フレーム部１１に左
右方向へ延伸して取付けた前後のガイドレール２７に沿
つて左右に移動自在の可動テーブル２９が配置してある
。

可動テーブル２９には前後方向に延伸したキャリーガイ
ド３１が一体的に取付けてあり、このキャリーガイド３
１には、ワークＷを把持自在のクランプ３３を備えたキ
ャリッジ３５が前後方向へ移動自在に装着してある。こ
のキャリッジ３５は、キャリーガイド３１に装着したモ
ータ３７の正逆回転により往復動されるものである。上
記構成のごときタレツトパンチプレスにおいては、上下
のタレツト９，１５の回転によるパンチ１７，ダイ１９
の割出し、およびワークｗの前後左右方向への移動、位
置決め等は、例えば数値制御装置のごとき適宜の制御装
置の制御の下に全自動的に行なわれるものであり、既に
公知のことであるから発明の詳細な説明は省略する。

前記ラム２１を上下作動するために、フレーム３の上部
フレーム部５にはラム２１の基部と偏心部を嵌合した偏
心軸３９が回転自在に支承されている。この偏心軸３９
の両端部付近は、フレーム３をなす前側板３ａおよび後
側板３ｂに軸承を介して回転自在に支承されているもの
である。

偏心軸３９に一端部には、クラッチ装置を内装したフラ
イホィール４１が回転自在に装着してあり、フライホィ
ール４１は、フレーム３に装着したモータ４３とベルト
４５を介して連動連結してある。また、偏心軸３９の他
端部には偏心軸３９を制動自在のブレーキ装置４７が装
着してある。したがつ．て、フライホィール４１はモー
タ４３によつて常に回転しているものであり、フライホ
ィール４１に内装したクラッチ装置を接続することによ
り偏心軸３９は回転され、ラム２１は偏心軸３９の回転
により上下動されるものである。そして、前記一クラッ
チ装置の接続を切り、ブレーキ装置４７を作動すること
により、偏心軸３９に対してフライホィール４１は空転
し、偏心軸３９は回転を停止されるものである。前述の
構成のごときブレス（タレツトパンチプレス）において
は、その使用条件（例えばフライホィール４１の空転の
み；高速でクラッチ、ブレーキ装置の入、切を繰り返す
）により摩擦熱の発生量が異なり、かつフレーム３の前
側板３ａ側と後側板３ｂ側の発熱量も異なるものである
。

クラーッチ、ブレーキ装置や軸承部等において発生した
摩擦熱はフレーム３の前側板３ａと後側板３ｂへ伝達さ
れることとなるので、前側板３ａおよび後側板３ｂは熱
変形を生じることとなる。フレーム３における前側板３
ａと後側板３ｂとの温度分布等が等しく、互の熱変形が
相殺しあうことによつてパンチ１７とダイ１９との芯ず
れを生じないような場合には何等の問題がない。しかし
、前側板３ａど後側板３ｂとの熱変形が異なることによ
つてフレーム３の上部フレーム部５にバイメタルのこと
き挙動を生じて湾曲等を生じると、パンチ１７とダイ１
９との芯ずれを生じることとなり、加工精度を高精度に
維持する上において問題となる。そこで、この実施例に
おいては、フレーム３における前側板３ａと後側板３ｂ
との温度を等しくあるいは温度差を常に一定に保持して
、前側板３ａと後側板３ｂとの熱変形を相殺しようとす
るものである。

前述のごとく、前側板３ａと後側板３ｂとの温度を等し
くあるいは温度差を常に一定に保持するには、前側板３
ａと後側板３ｂとを共に適宜に加温する方法、あるいは
逆に冷却する方法または一方の側板を冷却して他方の側
板を加温する方法などがあるものである。この実施例に
おいては、フレーム３における前側板３ａおよび後側板
３ｂを共に加温し得る場合について説明する。

フレーム３における前側板３ａが前記ブレーキ装置４７
を支承した位置に近接して複数のヒータのごとき発熱装
置４９が装着してある。発熱装置４９は、フレームの温
度を制御する一種の温度制御装置をなすものであつて、
ブレーキ装置４７を中央にして対称的な位置に配置して
あるものであり、ブレーキ装置４７と発熱装置４９との
間には、サーミスタのごとき温度検出装置５１が配置し
てある。同様に、後側板３ｂには、偏心軸３９に近接し
て対称的な位置に温度制御装置としての発熱装置５３が
配置してあり、一方の発熱装置５３と偏心軸３９との間
には温度検出装置５５が配置してあり、他方の発熱装置
５３と偏心軸３９との間には、例えばサーモスタットの
ごとき温度検出開閉装置５７が配置してある。この温度
検出開閉装置５７と発熱装置５３は、タレツトパンチプ
レスの組立調整時の熱平衡状態へ速く達するように設け
たものであつて、必ずしも必要ではなく、省略すること
ができるものである。なお温度検出開閉装置５７は、組
立調整時の熱平衡状態に達したときには接点を開くよう
に設定されているものである。そして、前記各発熱装置
４９，５３や温度検出装置５１，５５等は第３図に示す
ことき制御回路内に組込まれている。

第３図に示す制御回路は、温度検出装置５１，５５およ
び温度検出開閉装置５７の温度検出に従つて発熱装置４
９，５３の発）熱を制御する制御回路であつて、ブリッ
ジ回路５９、増巾回路６１およびリレー駆動回路６３等
よりなるものである。前記ブリッジ回路５９は、標準抵
抗６５と可変抵抗６７および前記各温度検出装置５１，
５５等よりなるものであり、可変抵抗５６７は、フレー
ム３における前側板３ａと後側板３ｂとの温度が同一の
場合にブリッジ回路５９の出力電圧がＯとなるように調
整されているものである。増巾回路６１は、ブリッジ回
路５９の出力電圧を増巾するもので、演算増巾器６９と
その演θ算増巾器６９の入力電圧を調節する可変抵抗７
１と、演算増巾器６９の増巾度を決定する抵抗７３，７
５等よりなつている。前記リレー駆動回路６３は、トラ
ンジスタ７７、トランジスタ７７の保護用の抵抗７９お
よびダイオード８１等よりなり、前記増巾回路６１の出
力に従つてリレーのソレノイド８３に電流を流し、通常
開のリレー接点８３ａを閉じる作用をなす。なお、第３
図に示す符号８５，８７はそれぞれ直流電源を示すもの
である。以上のごとき回路構成において、前記タレツト
バンチプレス１の電源のスイッチを入れると、運転開始
時においては、前記フレーム３の後側板３ｂが偏心軸３
９を支承した軸承部近傍の温度は、前記タレツトパンチ
プレス１の組立調整時の熱平衡状態の温度には達してい
ないので、温度検出開閉装置（サーモスタット）５７の
接点は閉じた状態になつており、発熱装置（ヒータ）５
３には電流が流れる。

また、運転開始時においては、前記フレーム３の後側板
３ｂの軸承部近傍の温度と前側板３ａのブレーキ装置４
７の近傍の温度は、同一なので、それに従つて前記温度
検出装置（サーミスタ）５５と温度検出装置（サーミス
タ）５１の抵抗値も同一となり、前記ブリッジ回路５９
は平衡して、そのブリッジ回路５９の出力電圧はＯとな
り、リレーの接点８３ａは開いた状態になつており、発
熱装置（ヒータ）４９には電流が流れない。従つて、前
記運転開始時においては、ヒータ５３は発熱し、ヒータ
４９は発熱しない。また、前記運転開始後は、フライホ
ィール４１の回３転によつて摩擦熱が発生することにな
るので、前記後側板３ｂの温度は、ヒータ５３の発熱と
摩擦熱によつて上昇する。上記後側板３ｂの温度上昇に
伴つて、前記後側板３ｂに装着されたサーミスタ５５の
抵抗値は下がり始めて、前記ブリッジ回ｊ路５９の平衡
はくずれ、不平衡電圧が増大していく。その不平衡電圧
は、増巾回路６１とリレー駆動回路６３によつて増巾さ
れ、前記不平衡電圧に対応した電流が前記リレーのソレ
ノイド８３に流れることになる。即ち、前記後側板３ｂ
と前側板Ｊ３ａの温度差が増大すれば、それに伴つて前
記リレーのソレノイド８３に流れる電流が増大すること
になり、前記温度差がある範囲を越えれば、前記リレー
の接点８３ａが閉じて、ヒータ４９には電流が流れ、そ
のヒータ４９の発熱によつて、前イ側板３ａの温度は上
昇するのである。前記前側板３ａの温度上昇によつて、
後側板３ｂとの温度差が小さくなり、ブリッジ回路５９
の不平衡電圧も小さくなつて、リレー接点８３ａが開い
て、ヒータ４９は発熱しなくなる。このような動作が繰
り返されて、前側板３ａのブレーキ装置４７の近傍の温
度は、後側板３ｂの軸承部近傍の温度を追従することに
なり、前側板３ａと後側板３ｂの温度は常にある温度差
の範囲内で同一に制御されるものである。なお、温度差
の範囲は、増巾回路６１の可変抵抗７１で設定可能であ
る。 一方、前記サーモスタット５７の接点が閉じた上
記の状態が続くと、ある時点でヒータ５３と摩フ擦熱に
よる前記後側板３ｂの温度上昇が後側板３ｂの熱平衡状
態の温度に達して、前記サーモスタット５１の接点は開
き、ヒータ５３は発熱を停止する。

これによつて、前記後側板３ｂにおける主な発熱源は、
摩擦熱だけとなり、後側板３ｂの表７面からの放熱とつ
り合つて、後側板３ｂは熱平衡状態に達することとなる
。また、上記運転中、ブレス動作によつて、前記前側板
３ａのブレーキ装置４７は発熱して前側板３ａの温度を
上昇させることになるが、その場合においても、ヒータ
４９・の発熱が制御されて、前側板３ａと後側板３ｂの
温度は、同一になる。 以上のごとき制御によれば、前
後する前側板３ａと後側板３ｂの温度は、同一にされ、
急速に組立調整時の熱平衡状態に移行させられ、その後
もブレス動作の有無にかかわらず、前後するフレームの
温度差がなくなるように制御されることとなる。

従つて、運転開始時より永続的に、フレームの温度変位
差によるフレームの熱変形の影響がなくなり、パンチン
グ機械において一番重要な金型の芯ずれが防止されるこ
ととなつて、精度の高いブレス動作が、ならし運転等を
要せずに可能となり、著しく作業能率を上げることがで
きる。 なお、上記実施例の説明においては、フレーム
３における前側板３ａおよび後側板３ｂを積極的１
に加温する場合について説明した。しかし乍ら、例えば
第３図におけるヒータ４９，５３の代りに、電流を通す
ると熱の吸収を行なう装置、すなわちペルチエ効果を利
用した装置を接続することにより、前側板３ａと後側板
３ｂを積極的に冷却′ｔ する態様とすることもできる
ものである。また、一般に、クラッチ装置とブレーキ装
置は、その入、切の作動時に音を発するものであるから
、防音および安全のためにフライホィール等の部分とク
ラッチ装置の部分にカバーを覆い、それぞれのカバーに
冷却ファンを装着して別個に冷却することも可能であり
、さらに、両方のカバーを適宜のダクト等により連接し
、一方のカバーからの冷却風（既に一方において加温さ
れている）を他方のカバーへ導入して、一方を冷却し他
方を加温する実施態様とすることも可能なものである。
すなわち、フレームにおける前側板と後側板との温度を
等しくあるいは温度差をほぼ一定に制御して熱変形の悪
影響を少なくしようとする場合には、前述のことく、前
後の側板を加温あるいは冷却または一方を加温して他方
を冷却するなど、発熱源等との関係において種々の実施
態様でもつて実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した態様のパンチブレスの正面
図、第２図は平面図、第３図は制御回路図てある。 図面の主要な部分を表わす符号の説明、３・・・・フレ
ーム、４９，５３・・・・・・発熱装置、５１，５５・
・・・温度検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プレスにおけるラムを上下動するための回転自在な
   偏心軸の両端部付近を支承した前側板と後側板との、上
   記偏心軸の支承位置付近の温度をそれぞれ検出し、上記
   検出温度の比較値に従つて上記両側板の前記支承位置付
   近を加熱あるいは冷却して、上記検出温度の温度差を常
   にほぼ一定に保持することを特徴とするプレスのフレー
   ムの熱変形を制御する方法。 ２ ラムを上下動するための回転自在な偏心軸の両端部
   付近を、プレスにおけるフレームの前側板と後側板とに
   より支承して設け、上記前側板と後側板とが前記偏心軸
   を支承した支承位置付近に、温度検出装置と温度制御装
   置とをそれぞれ設け、各温度検出装置の検出温度を比較
   して検出温度の温度差が常にほぼ一定になるように前記
   各温度制御装置を制御するための制御回路を設けてなる
   ことを特徴とするプレスのフレームの熱変形を制御する
   装置。