JPS62202001A

JPS62202001A - Ｎｃメカニカルプレス

Info

Publication number: JPS62202001A
Application number: JP4422186A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukuda; 徹福田; Shinichi Kobayashi; 慎一小林
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1987-09-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、粉体を圧縮し、ワークを正確な寸法に成形す
るためにストロークを正確、かつ容易に設定及び制御す
る機能を有するメカニカルプレスに関するものである。

従来の技術従来の粉体成形用メカニカルプレスを、第４図及び第５
図の要部構成概略図に示す。第４図及び第５図において
、下パンチカム２．上パンチカム３、押出しカム２７が
カムシャフト１により軸止されている。上パンチカム３
上を転勤するローラフォロア４に支持ヨークを設け、そ
の先端にスプリング２２を取り付け、該スプリング２２
はメカニカルプレスの本体に固着しである。前記ローラ
フォロア４の軸４ａに支点５ａを中心として揺動自在に
上パンチレバー５を設け、支点５ａはメカニカルプレス
の本体に固定する。一方、メカニカルプレスのフレーム
３２．３３を垂直に貫通して摺動自在に上下する上パン
チシャフト６を設け、該上パンチシャフト６の下部に上
パンチ９を取り付け、また、上パンチシャフト６の中程
にねじ部を設け、上パンチレバー５を挾んで上パンチ上
昇ナツト７及び上バンヂ加圧市調整ナツｉ−８を取り付
ける。なお、上パンチシャフト６の下部にロードセル３
１を組込む。

次に、下パンチカム２上を転勤するローラフォロア１ｏ
に平行リング機構１１を設け、その先端にスプリング２
５を取り付け、該スプリング２５はメカニカルプレスの
本体に固着する。、前記平行リンク機構１１によりそれ
ぞれ支点１２ａ及び１８ａを中心として摺動自在に下外
側パンチレバー１２、下向側パンチレバー１８を設け、
それぞれにメカニカルプレスの本体に固着したスプリン
グ２３及びスプリング２４を取り付ける。

メカニカルプレスのテーブル而３４にダイス１７を設け
、素材（粉体）２６を充填する。下外側パンチシャフト
１３の上部に下外側パンチ１６を固着し、該下外側パン
チ１６は前記ダイス１７内を囲動自在に上下する。また
、下外側パンチシャフト１３内を摺動自在に上下する下
内側パンチシャフト１９を設け、該下内側パンチシャフ
ト１９の上部に固着しｌζζ下側側パンチ１９′下外側
パンチ１６内を摺動自在に上下する。下外側パンチシャ
フト１３はフレーム３５を垂直に貫通しており、下部に
ねじ部を設け、下外側パンチレバー１２を挾んで上下に
下外側パンチ圧縮吊調整少ット１４及び下外側パンチ充
壕量調整ナツト１５を取り付ける。なａ３、謹上外側パ
ンチ充填は調整ナツト１５の下面はフレーム３６の上面
と当接している。また、前記ナラ１−１５より下部の下
外側パンチシャフト１３のねじ部の下端はフレーム３６
の垂直孔３６８に：緩挿されている。

さらに、下内側パンチシャフト１９は、フレーム３６を
垂直に貫通しており、下部にねじ部を設け、下内側パン
チレバー１８を挟んで上下に下内側パンチ圧縮量調整ナ
ツト２０及び下内側パンチ充填量調整ナツト２１を取り
付ける。なお、該下向側パンチ充填伍調整ナツト２１の
下面はフレーム３７の上面と当接している。また、前記
ナツト２１より下部の下向側パンチシャフト１９のねじ
部の下端はフレーム３７の垂直孔３７ａに緩挿されてい
る。

一方、押出しカム２７上を転勤するローラフガロア３８
に平行リンク機構２８を設け、その先端にスプリング３
９を取り付け、該スプリング３９はメカニカルプレスの
本体に固着する。前記下外側パンチレバー１２及び下内
側パンチレバー１８の支点１２ａ及び支点１８ａより右
側は２股になっており、その２股の一方の右端部にそれ
ぞれ下外側パンチ押出し聞調整ねじ２９及び下内側パン
チ押出し量調整ねじ３ｏを設ける。

上記構成において、メカニカルプレスの各パンチの動作
は次のとおりである。

（１）上パンチ９の動作カムシャフト１の駆動により、上パンチカム３より伝達
された上パンチレバー５の力で上パンチ上昇ナツト７及
び上パンチ加圧ｍ調整ナツト８を介して上パンチ９が上
下する。

り２）下外側パンチ１６の動作カムシャフト１の駆動により、下パンチカム２より伝達
された加圧用平行リンク機構１１の力で下外側バンヂレ
バー１２が傾く。この傾きの力で、下外側パンチ圧縮量
調整ナツト１４及び下外側パンチ充填ｆｆ１ｌ整ナツト
１５を介して下外側パンチ１６が上下する。

なお、加圧後ワークの押出しを行わねばならないので、
押出しカム２７より伝達された押出し用平行リンク機構
２８の力で下外側パンチレバー１２がさらに傾く。

この傾きの力でワークを押出し、その後下外側パンチ１
６を下降させる。

（３）下内側パンチ１９′の動作上記下外側パンチ１６と同様である。但し、１枚の下パ
ンチカム２で下内側パンチ１９′。

下外側パンチ１６の動作をさせている。

（４）各パンチの連動第６図に本メカニカルプレスの動作を示す。

縦軸に各パンチの作動距離、横軸にカム回転角ｒ！１（
度）がとっである。下外側パンチ１６゜下内側パンチ１
９′の動作は、下パンチカム２と押出しカム３により描
かれた線図の合成されたものになり、図中０点から０点
までの間は押出しカム２７により駆動され、それ以下は
下パンチカム２により駆動される。但し、上記の■と■
は下パンチカム２による下外側パンチ１６の動きを示す
線図と、押出し力・ム２７による下外側パンチ１６の動
きを示す線図との支点である。

なお、第６図の下方の図は上方に示した線図に対応した
ワークの成形プロセスを示すものである。

（５）プレス圧力の読み取り第４図に示すロードセル３１によって上パンチ９に加え
られる荷重を読取る。

また、メカニカルプレスの各パンチの調整は次のとおり
である。すなわち、各カムのストロークは決まっている
ので、下記方法にて各パンチの充填深さ、圧縮量、押出
し闇を決定する。

（１）下外側パンチ充填深さＹｌ第４図のＹｌを見ながら下外側パンチ充填号調整ナツト
１５を勅かし、下外側パンチシャフト１３を上下させ決
定する（リフト最小の点で動かす）。

（２）下内側パンチ充填深さＹｌ第４図のＹｌを見ながら下内側パンチ充填世調整ナツト
２１を動かし、下向側パンヂシャフト１つを上下させ決
定する（リフ１−最小の点で動かす）。

（３）下外側パンチ圧縮量第４図における下内側パンチレバー１２の先端部の上面
と下外側パンチ圧縮最調整ナツト１４の下面間の距１１
１１Ｘ２　　（遊び）をＯとし、下パンチカム２による
リフト最大量を求め、最大リフト−Ｘ２−所定圧縮聞と
なるように下外側パンチ圧縮最調整ナツト１４を動かし
決定する。

（４）下内側パンチ圧縮量第４図おける下内側パンチレバー１８の先端部の上面と
下向側圧縮１１Ｘｌｉ整ナツト２０の下面間の距離Ｘ３
　　（遊び）を０とし、下パンチカム２によるリフト最
大量を求め、最大リフト−ｘ３−所定圧縮量となるよう
に下内側パンチ圧縮量調整ナツト２０を動かし決定する
。

（５）上パンチ圧縮量第４図における上パンチレバー５の先端部の下面と上パ
ンチ加圧量調整ナツト８の上面間の距離ＸＩ　　（遊び
）をＯとし、上パンチカム３によるリフト最大量を求め
、最大リフト−×１＝所定圧縮伍となるように上パンチ
加圧量調整ナツト８を動かし決定する。

（６）下外側パンチ押出し量第５図における押出しカム２７によるリフトが最大とな
る点でワークが十分押出されるように、ダイス１７の上
面と下外側パンチ１６の上面間の距離ｚ１を下外側パン
チ押出し量調整ねじ２９により決め、決定する。

（７）下内側パンチ押出し量第５図における押出しカム２７によるリフトが最大とな
る点でワークが十分押出されるように、ダイス１ケの上
面と下内側パンチ１９′の上面間の距離Ｚ２を下内側パ
ンチ押出し母調整ねじ３０により決め、決定する。

発明が解決しようとする問題点上述のような従来の粉体成形用メカニカルプレスには次
のような問題点がある。

（１）ワークが変る毎に上記各パンチの調整を行わなけ
ればならず調整が厄介である。よって、多種少量生産に
は向かない。

（２）第６図のサイクル線図を変えようとした場合、カ
ムの取換えをしなければならない。よって、サイクルは
半固定となり、各種条件を変えてのプレスはできない。

（３）精密製品（公差５μｍ程度）をプレスしようとす
る場合、ねじで充填深さ、圧縮量を決めているために、
ピッチが荒く、仲々目標とする公差に入らない。

（６）精密な圧力制御を必要とされる製品をプレスしよ
うとする場合、正確な素材（粉体）の投入が必要となる
が、ダイス上面でのかき取り制御をを行うために、常に
正確に素材が投入されるとは限らず、下外側パンチ充１
ａｆｆｉ調整ナツト１５．下内側パンヂ充填最調整ナツ
ト２１による調整が必要となる。よって、ロードセル３
１の値を見ながらナツトを調整せねばならず、生産性が
低い。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために、本発明は、各複数個のパ
ンチシャフトに固着したそれぞれ複数個の上パンチと下
パンチを、各々独立のモータ（例えばサーボモータ）に
よりボールねじ、アーム。

パンチシャフトを介して駆動し、これら複数個のモータ
をＮＣ装置で制御する構成とすると共に、粉体成形プレ
スの上パンヂ、下パンチの圧縮量。

充填深さ、成形した成形体を押出すための押出し量を決
定するための前記各パンチのストローク及びその動作時
間を予め設定するための入力手段と、前記設定したデー
タを記憶するＮＣ装置と、前記ＮＣ装置の指令により前
記各パンチに連動する個々のアームを駆動させるパンチ
駆動機構とを有し、前記ＮＣ装置は前記各パンチを前記
設定値に基づいて連携数値制御するＮＣメカニカルプレ
スである。

実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のＮＣメカニカルプレスの要部構成概略
図、第２図はパンチ駆動部の要部構成概略図、第３図は
パンチ駆動のＮＣ装置のブロック図である。

第１図および第２図において、第４図と同一個所は同一
の参照符号が付しである。

第２図に示すように、カムによる駆動部の代りにボール
ねじ駆動部を設り、かつ、各パンチの軸ごとに各パンチ
の上下動のストロークを制御するＮＣ駆動装置を設ける
と共に、これら各軸のモータを連携制御し得るＮＣ装置
を設ける。また、各パンチシャフトにナツトは取り付け
ず、一定間隔で２個のカラーを対向して固着する。

本発明のＮＣメカニカルプレスの動作は次のとおりであ
る。

（１）パンチ駆動部ＤＣサーボモータ４０の回転力は小歯車４１、大歯車４
２を有する減速機で増幅され、ボールねじ４３へ伝達さ
れる。ボールねじ４３で回転力は直進の力へ変換され、
上パンチアーム４４を支点４．４　ａを中心として傾転
させ、カラー５ａ、カラー６ｂを介して上パンチシャフ
ト６を上下させる。

なお、ＤＣサーボモータ４０にタコゼネレータ４５．パ
ルスエンコーダ４６が取り付けである。また、４７は上
パンチ駆動機構である。

（２）各パンチの動作第１図に示すように、下体側パンチシャフト１３及び下
内側パンチシャフト１９にもそれぞれ下界側パンチアー
ム４８．下内側パンチアーム４９を介して上パンチ駆動
機構４７と同一の下外側パンチ駆動機構５０．下内側パ
ンチ駆動機構５１を取り付ける。下界側パンチアーム４
８は支点４８ａを中心として傾転するのでカラー１３ａ
、カラー１３ｂを介して下体側パンチシャフト１３が上
下する。

同様にして、下内側パンチアーム４９は支点４９ａを中
心として傾転するのでカラー１９ａ、カラー１９ｂを介
して下内側パンチシャフト１９が上下する。よって、各
パンチシャフトに固着された各パンチは各々自由に運動
することができる。

（３）パンチ駆動のＮＣ装置第３図に示す制御ブロック図の（Ａ）部を各パンチシャ
フトごとに設け、マイクロコンピュータまたはシーケン
サからなる制御装置からの指令で、各パンチが予め設定
した充填深さ、圧縮量、押出し口に従って作動するよう
にする。ここで、素材（粉体）が異常に多くつめ込まれ
たならば、モータが焼きつく可能性があるので、出力電
流制限回路を設はトルク制御を行う。

前記各パンチの充填深さ、圧縮争、押出し伍の設定は下
記の方法で行う。すなわち、各パンチのストロークは自
由に設定できるので、その設定値をＮＣ装置の制ａ装置
に接続された入力装置から入力する。

この各パンチの初期設定データの入力方法を、上パンチ
１９を例にして説明する。第７図は設定値を入力する入
力装置５２の一例を示すもので、ＣＲＴ５３．座標設定
用入力部５４９作動距離修正用入力部５５からなってい
る。設定値の入力手順は次のとおりである。

（ａ　）上パンチ９の動作ストロークを入力する。

まず、座標設定キー５４ａ、縦軸（作動距離を示す）キ
ー５４ｂ、上パンチキー５４０を押して、上パンチ９の
最上端距１！ＩＨＩ及び再下端距離Ｈ２をテンキー５４
ｄから入力する。

（ｂ　）次に、上パンチの動作の時間値を設定する。

まず、横軸キー（時間値を示す）５４ｂ’。

上パンチキー５４ｃを押して各動作の時間値ＴＩ　、Ｔ
２　、Ｔ３　、Ｔ４をテンキー５４ｄから入力する。

（Ｃ）以上で上パンチ９の各設定値の入力が終了したの
で、終了キー５４ｅを押す。

（ｄ　）上記の各設定値はＮＣ装置に記憶され、ＮＣ装
置はこれら設定値からサイクル線図を求めてＣＲＴ５３
にグラフ表示する。また、上パンチ９の作動速度は上記
設定値からＮＣ装置で計算し、その値を記憶する。

（ｅ　）上記と同様の手順で、下内側パンチ１９′。

下外側パンチ１６のストロークの」一端及び下端距離、
動作時間の設定値を入力し、ＮＣ装置に記憶する。

（ｆ）ＮＣ装置は上記の各設定値に基づいて、各パンチ
の作動を制御するための圧縮量、充填深さ、成形した成
形体を押出ずための押出し量を尊出し、その値を記憶す
る。

続いて、プレス成形を行っている際に、不具合等により
、上記設定値のうち上パンチの作動距離を修正する方法
について説明する。

（ａ　）まず、作動距１１を修正キー５５ａ、上パンチ
キー５５ｂを押す。すると、ＣＲＴ５３には第８図に示
すように、ＮＣ装置に予め記憶されている設定値からサ
イクル線図が表示される。また、修正のためのカーソル
５６も表示される。

（ｂ　）カーソル５６を←及び→キーを用いて修正個所
に移動させる。このとき、表示装置５７にはカーソル５
６の移動に伴ってサイクル線図の座標値を表示するよう
にする。

（Ｃ）続いて、↑または↓キーを押している間に、約１
秒間隔で作動距離を増加または減少させることができる
ので、修正したい値に遠すると、↑または↓キーを押す
作業をやめ、終了キー５８を押す。この操作により、修
正値をＮＣ装置に記憶させる。

（ｄ　）他のパンチの設定値の修正も上記と同様の方法
で行う。

本発明のＮＣメカニカルプレスは、上記ＮＣ装置に予め
記憶した下外側パンチ、下内側パンチ。

上パンチの充填深さ、圧縮量、押出し世に基づいて、Ｄ
Ｃサーボモータを制御することにより、ボールねじ４３
を回転させることにより、アーム４４．４８．４９を駆
動させ、下外側パンチ、下内側パンチ、上パンチの上昇
及び下降を設定値どおりに正確に制御することができる
。また、これら設定値を変更する必要が生じた場合には
、ＮＣ装置に前記の入力装置５２を接続することにより
、ＮＣｔｊ置に記憶させた設定値を簡単に変更すること
が可能になる。

さらに、ＮＣ装置に予め下外側パンチ、下内側パンチ、
上パンチの上昇及び下降の速度定数（加速及び減速）を
記憶させ、これら設定値に基づいて、第３図の（Ｂ）部
で示す手順に従って各パンチの速度を設定値どおりに制
御することも可能になる。

なお、上記実施例において、各パンチの駆動機構４７に
は、ボールねじ４３を用いたが、ボールねじの代りに電
油ステッピングシリンダ等を用いることもできる。

発明の効果以上述べたように、本発明によれば次のような効果があ
る。

（１）ワークが変っても各パンチのス１〜ローク等の設
定はキー人力によるデータの入れ替えのみで済むので、
ρ白！少偵生産にも向く。

（２）各パンチの紡ぎを示すサイクル線図を自由に入れ
替えることができ、条件をいろいろ変えてプレスできる
ので複雑なワークの均一な成形を期待できる。

（３）精密製品をプレスする場合、パルス送りで各パン
チが移動するために、目標とする公差に容易に入れるこ
とができる。

（４）精密な圧力ｆｒｉｌ制御を必要とされる製品をプ
レスする場合、従来技術のナツト調整ではなくキー操作
となるためストロークや充填深さのトライアンドエラー
による変更が素早くできるために生産の立上がりが迅速
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＮＣメカニカルプレスの要部構成概略
図、第２図はパンチ駆動部の要部構成概略図、第３図は
パンチ駆動のＮＣ装置のブロック図、第４図及び第５図
は従来のメカニカルプレスの要部構成概略図、第６図は
従来のメカニカルプレスの各パンチの動きを示すサイク
ル線図とそれに対応したワークの成形プロセスを示す線
図、第７図は本発明に用いる設定値の入力装置の一例を
示す図、第８図は第７図のＣＲＴ表示例を示す図である
。６・・・上パンチシャフト、９・・・上パンチ、１３・
・・下体側パンチシャフト、１６・・・下体側パンチ、
１９・・・下向側パンチシャフト、１９′・・・下向側
パンチ、３１・・・ロードセル、４０・・・ＤＣサーボ
モータ、４３・・・ボールねじ、４４．４８．４９・・
・アーム、４７．５０．５１・・・パンチ駆動機構、５
２・・・入力装置。第３図第５１！Ｉ第６図力Ａ回獣帽ト側Ｍ７図

Claims

【特許請求の範囲】

粉体成形プレスの上パンチ、下パンチの圧縮量、充填深
さ、成形した成形体を押出すための押出し量を決定する
ための前記各パンチのストローク及びその動作時間を予
め設定するための入力手段と、前記設定したデータを記
憶するＮＣ装置と、前記ＮＣ装置の指令により前記各パ
ンチに連動する個々のアームを駆動させるパンチ駆動機
構とを有し、前記ＮＣ装置は前記各パンチを前記設定値
に基づいて連携数値制御することを特徴とするＮＣメカ
ニカルプレス。