JPS63120000A - 粉体成形用ｎｃメカニカルプレス - Google Patents

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、ストローク、加圧速度、及び加圧力を任意に
設定かつ制御する機能を有し、成形体寸法が一定になる
ように充１ＸｅＲさを逐次自動補正するようにした粉体
成形用ＮＣメカニカルプレスに関するものである。

〔従来の技術〕

粉体を圧縮成形する場合、成形体に加わる加圧力や加圧
速度等の成形条件は、粉体の性状。

成形体の形状や大きさに応じて設定しなければならない
。一般にメカニカルプレスにおいては。

加圧力の調整は粉体の充填量を調節することによってな
されるため、多段プレスの場合であれば、各パンチごと
に圧縮量、充填深さ及び成形した成形体を押し出すため
の押呂し量を調節するためのナツトが設置されている。

各々の調整は試し打ちを繰り返しながら１手作業によっ
て打力れ、成形体の重量や寸法、成形体に加わる加圧力
等が設定条件を満足するまで継続さ九る。

加圧速度の調節は、カム式メカニカルプレスの場合であ
ればカムの取替えによっても可能であるが、大半は変速
装置を調整することによってなされる。

上記の調整の後、本運転に移るが、本運転中においても
成形体の品質を一定に保つため１作業者は一定時間ごと
に成形品をサンプリングし、その重量や寸法のチェック
を行い、必要に応じて適宜補正がなされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来の粉末成形用メカプレスには次のよう
な問題点がある。

（１）ストロークの変更は、カム式プレスの場合であれ
ばカムの取換が必要であり、その他の形式のメカプレス
では変更不可能であるため。

プレスサイクルが固定される。従って、各種条件を変え
てのプレス成形が出来ないため。

ワークごとに最適な成形条件を設定することは不可能で
あり、汎用性が低い。

（２）各パンチの圧縮量、充填深さ、押し出し量の調整
は手作業によるため、再現性を得ることが難しく、未熟
練者の場合には多大の時間を要するため、生産性低下の
原因となる。

（３）粉体の見掛は密度のバラツキや給粉量の増減に伴
って成形体の重量や寸法及び成形体に加わる加圧力にバ
ラツキが生ずるため、作業者は寸法や加圧力の変動に応
じて随時充填深さ等の３１！Ｉを行わねばならず、生産
性の低下を招く。

（４）ストローク固定による単なる位置制御のみでは、
加圧力のバラツキに伴うパンチやパンチシャフト等の歪
量（圧縮変形量）に起因した成形寸法のバラツキに対処
することが出来ないため、均一な密度と厳しい寸法精度
とを要求される製品をプレス成形することが因業である
。

〔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１本発明は、モータの回転
をネジの直進力に変換し、その力をコネクティングロッ
ドを介してトグルリンクに伝達することでパンチを駆動
させるパンチ駆動部を各パンチごとに設けると共に、各
パンチの原点位置からの距離を検出し、その値を制御装
置に入力するパンチ位置検出装置と、各パンチに加わる
加圧力を検出し、その値を制御装置に入力する加圧力検
出装置とを設け、成形サイクルごとに加圧力が予め設定
した値に達すると制御装置はパンチの加圧動作を終了さ
せ、このときの各パンチの位置データに基づいて次のサ
イクルの充填深さを設定し、それに従って充填深さを自
動補正するようにした粉体成形用ＮＣメカニカルプレス
である。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明による粉体成形用ＮＣメカニ
カルプレス（以下ＮＣメカプレスと略す）の正面図及び
側面図である。

ＮＣメカプレスは上、下洛パンチがそれぞれ単独のサー
ボモータにより独立駆動されることを特徴とするメカプ
レスであり、第１及び第２図は上１段、下２段の多段プ
レスが例示されている。パンチ駆動部は、リング駆動部
Ａ、トグルリンク部Ｂ、及びパンチ摺動部Ｃに大別され
。

上パンチ及び下パンチの各段とも同様の構造を有する。

以下、図面に従って上パンチの駆動部の構成を説明する
。

まず、リンク駆動部Ａにおいては、サーボモータ１の回
転力が小歯車及び大歯車により構成される収ｕ２を介し
て増幅され、ボールネジ３に伝達される。ボールネジ３
は回転力を直進力に変換し、サーボモータ１の回転方向
に従ってコネクティングロッド４を往復動させる。コネ
クティングロッド４は一丈」仁り」【ン−５を介して士
グルリンク６に回動自在に連結されており、ボールネジ
３の直進力をトグルリンク６に伝達する。リンク駆動部
Ａ全体は、トグルリンク６を駆動する際のコネクティン
グロッド４の傾きに応じて叉点７を中心として揺動自在
である。

トグルリンク部已においては、トグルリンク６の異ズ」
リンク８は企生９に回動自在に設置され、コネクティン
グロッド４から伝達されたたスライド１１を上下動する
。スライド１１はリニアガイド１２を介して枠体９と摺
動自在に設置され、その下面にバンチシャフト１３を固
定し、パンチシャフト１３下面には上バλ天１５ａが装
着されている。パンチシャフト１３はシャフト支持部１
４を介し、枠体９に対し摺動自在である。また、スライ
ド１１は９−ドセル１６を内蔵し、上パンチ１５ａに掛
る加圧力を検知する。同じくスライド１１の外面には枠
体９に垂設されたリニアスケール１７の検出部が装着さ
れ、パンチ１５の位置を検出する。さらに、第４図に示
すように、プレスの動作を制御するマイクロコンピュー
タ１８ａ、シーケンサ−１８ｃ、ＮＣ制御装置１８ｂか
らなる制御装置がある。

第３図は本発明のＮＣメカニカルプレスのシステム構成
図の一例を示すものである１図において、制御プログラ
ム及びシーケンスプログラムはそれぞれマイクロコンピ
ュータ１８ａからＮＣ制御装［１８ｂ及びシーケンサ１
８ｃへ入力される。制御プログラムは、各パンチの移動
距離、移動速度、移動方向等のプレス動作を規定するも
のであり１個々の値は任意に設定することができるため
、制御プログラム内のデータの変更のみにより、様々な
プレス動作を実現することができる。シーケンスプログ
ラムも同様に任意に設定可能であり、プレス動作に適応
したシーケンス制御を行うことができる。

ＮＣ制御装置１８ｂは制御プログラムを解析しサーボモ
ータ１へ位置及び速度指令を送り出す。指令に従ってサ
ーボモータ１が作動すると、タコゼネレータ１９及びパ
レスゼネレータから発生した信号がフィードバックされ
る。ここで。

本発明においてはパレスゼネレータとしてリニアスケー
ル１７を用いることによりフルクローズトループを形成
している。従って、減速機２のバックラッシ、ボールネ
ジ３のピッチ誤差、ベアリング等のガタ、加圧時のリン
ク部変形量等に影響されることなく、極めて高精度な位
置決めがなされる。リニアスケール１７からの信号は同
時にマイクロコンピュータ１８ａへも出力され、マイク
ロコンピュータ１８ａによりＣＲＴやプリンターへ現在
位置が表示される。シーケンサ１８ｃはロードセル１６
及びリミットスイッチ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ等の外部
機器からの出力信号を受信し、シーケンスプログラムに
従ってマイクロコンピュータ１８ａやＮＣ制御装置１８
ｂとの間で信号のやり取りを行い。

プレス及び外部機器（表示盤等）のシーケンスコントロ
ールを行う。

なお、リミットスイッチ２０ａ、２０ｂ。

２０ｃは、上パンチの上限、下限及び原点検出用のスイ
ッチである。なお、上記説明では上パンチ駆動部につい
て説明したが、下パンチ駆動部の構成も上パンチ駆動部
と同一である。

第４図は１本発明のＮＣメカプレスの制御動作の一例を
フローチャートによって示したものである。まず、各パ
ンチは原点位置へ復＋ｉ　した後、プログラムに従って
各下バンチ１５ｂ。

１５ｃが充填深さ位置まで移動し、続いて給粉が行われ
る。給粉完了と同時にＮＣ制御装置１８ｂの指令により
各パンチ１５ａ、１５．ｂ。

１５ｃが移動開始し、各パンチ１５ａ、１５ｂ。

Ｌ５ｃの加圧力が設定値に達するまで成形は継続され、
ａ定圧力に達すると同時にロードセル１６からの信号が
シーケンサ１８ｃを通してＮＣ＊＋＊装置Ｌ８ｂへ伝達
サレ、ＮＣ制御装置Ｌ８ｂはサーボモータ１へ成形終了
の指令を出力する。成形終了時点での各パンチ１５ａ。

１５ｂ、１５ｃ位置はマイクロコンピュータ１８ａへ出
力される。この時、設定圧力におけるパンチ及びパンチ
シャフトの圧縮量を予め補正値としてマイクロコンピュ
ータ１８ａに入力しておくことにより、スライド１１部
に設置されたリニアスケール１７の位置データから、成
形終了時点でのパンチ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ先端の位
置が正確に求めら九る。成形体寸法りは各パンチ１５ａ
、１５ｂ、１５ｃの先端位置から算出され、成形体寸法
りが寸法公差内ならばＯＫ、それ以外はＮＣとする。ま
た、第５図で示されるような充填量と成形体重量との関
係から、第６図に示したような成形体寸法りと充填深さ
補正量との関係が導き出されるため、パソコン１８ａに
その関係式を記憶させ、成形寸法りからマイクロコンピ
ュータ１８ａの演算によって充填深さ補正値を求め、Ｎ
Ｃ制御装置１８ｂへフィードバックすることにより次成
形時の充填量補正を行う。

〔発明の効果〕

以上に説明した本発明は次の効果を有している。

（１）設定圧力に達した時点で加圧動作を終了し、その
時の成形体寸法のバラツキを充填量に対応させ、常に一
定寸法になるように充填深さを逐次自動補正することに
よって、重量、寸法、密度等のバラツキを抑制し“、均
一な製品を得ることが出来る。

（２）充填量の補正は自動的になされるため、作業者の
チェック及び調整は不要であり無人化を計ることが出来
る。

（３）パンチ位置及び加圧力検出装置により測定された
データに基づいて、成形品全攻に諸る加圧力や寸法のチ
ェック及び自動選別が可能であり、高い次元で一定品質
に保つことが出来る。

以上述べたように１本発明によれば次のような効果があ
る。

（４）各パンチのストロークや加圧速度の設定は任意で
あり、いかなるサイクルによる成形も可能であるため、
粉体の性状、成形体の形状や大きさ等に応じて最適成形
条件の設定が期待でき、汎用性の拡大、及び品質の向上
を計ることが出来る。

（５）ワーク変更に伴う各パンチの圧縮量、充填深さ、
押し出し量の調整は、ＮＣ制御装置に記憶された制御プ
ログラムのデータの入れ替えのみで済むため、容易にか
つ正確に設定することが出来る。従って、作業者の熟練
の度合いに関係なく、短時間で常に一定の再現性を得る
ことが可能である由、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のＮＣメカニカルプレスの正
面図及び側面図、第３図はＮＣメカニカルプレスのシス
テム構成の１例を示す図、第４図は同メカニカルプレス
の動作手順の１例を示すフローチャート、第５図は充填
量と成形体寸法との関係図、第６図は成形体寸法と充填
深さ補正量との関係図である。 １：サーボモータ、３：ボールネジ、６：トグルリンク
、１６：ロードセル、１８ａ：マイクロコンピュータ、
１８ｂ：ＮＣ制御装置、１８ｃ：シーケンサー、１５ａ
：上パンチ、１５ｂ：下パンチ、Ａ：リンク駆動部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータの回転をネジの直進力に変換し、前記ネジに連結
   したトグルリンクによりパンチを駆動させるパンチ駆動
   部を各上下パンチごとに設けると共に、前記上下パンチ
   の原点位置からの距離を検出し、その値を制御装置に入
   力するパンチ位置検出装置と、前記上下パンチに加わる
   加圧力を検出し、その値を制御装置に入力する加圧力検
   出装置とを設け、 成形サイクルごとに前記加圧力が予め設定した値に達す
   ると制御装置はパンチの加圧動作を終了させ、このとき
   の上下パンチ位置から成形体の成形寸法を算出し、この
   成形体の寸法値から次の成形サイクルの下パンチの充填
   深さ補正量を求めて下パンチの位置を自動補正するよう
   にした粉体成形用ＮＣメカニカルプレス。