KR20040004136A - 프레스의 구동장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

사이클타임을 높여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또 프레스기계의 소형화, 저비용, 및 제품품질의 향상을 실현할 수 있는 프레스의 구동장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 슬라이드에 소정의 동력전달기구를 개재해서 연결된 드라이브 샤프트와, 메인모터로 플라이휠을 회전구동하고, 이 플라이휠과 상기 드라이브 샤프트 사이에 설치한 클러치를 통해 상기 드라이브 샤프트를 구동하는 제1구동계와, 서브모터로 상기 드라이브 샤프트를 가변속 구동하는 제2구동계를 구비한다. 또, 성형영역에서는 상기 제1구동계와 제2구동계로 구동하고, 비성형영역에서는 제2구동계만으로 구동한다.

Description

프레스의 구동장치 및 그 구동방법{DRIVE UNIT AND DRIVE METHOD FOR PRESS}

본 발명은 사이클타임의 향상에 적합한 프레스의 구동장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 프레스의 슬라이드를 구동함에 있어서, 성형영역에서는 가공조건에 적합한 저속도로 하강시키고, 성형영역 외에서는 고속으로 이동시켜서 전체 사이클타임을 짧게 하여, 생산성을 향상시키도록 하고 있다. 그리고, 이러한 슬라이드모션을 얻기 위해서, 종래는, 메인모터로 복잡한 링크기구를 통해 슬라이드를 구동하는 링크구동 프레스를 사용하고 있었다. 이 링크구동 프레스에서는, 성형영역만의 슬라이드속도(성형속도)를 느리게 하고, 그 이외의 영역(상승행정 등)에서는 이보다 조금 빨라지도록 링크기구를 구성하고 있다. 또, 링크구동 프레스의 그 속도차는 크랭크식 프레스의 경우와 비교해서 커봤자 약 30%정도까지로 되어 있다.

그런데, 프레스기계 사용자의 프레스가공에 있어서의 중요한 과제(요구)의 하나로, 말할 필요도 없이 생산성의 향상을 들 수 있으며, 이 생산성 향상을 위해서, 상기 링크구동 프레스 등의 기계식 프레스에 있어서는, 슬라이드 구동축의 회전속도를 높이는 것이 행해지고 있다. 그러나, 이 구동축의 회전속도를 높이면, 상기 성형영역에서의 슬라이드속도(소위, 공작물과 터치할 때의 터치속도)도 비례해서 증속하므로, 이것에 의해 적정한 성형조건에 적합하지 않게 된다라는 문제가 발생한다. 또, 이 때문에 공작물과의 터치시의 소음이 증대한다라는 문제도 생긴다. 따라서, 슬라이드 구동축의 회전속도를 그다지 증속시킬 수 없으므로, 생산성의 향상에 한도가 있다.

한편, 상기 문제를 해결하는 수단으로서, 전동 서보모터에 의해 링크기구를 구동하는 방식도 생각되지만, 이 전동 서보모터로, 종래의 메인모터의 출력 토크와 플라이휠 축적에너지의 가산에 의한 가압력과 대략 동등한 가압력을 발생시키기 위해서는, 보다 큰 출력 토크를 갖는 대형의 전동 서보모터를 구비하지 않으면 안된다. 이 때문에, 비용이 높아짐과 아울러, 서보모터의 대형화에 따른 프레스장치전체가 대형화되어 버린다. 또한, 장기간 사용한 기존 프레스기계를 개조(소위, 레트로피트)할 경우, 종래의 메인모터에 대신해서 새롭게 대형 전동 서보모터를 부착하기 위해서는 대개조가 필요하게 되고, 개조공사기간의 장기화, 개조비용증가 등의문제가 발생한다.

본 발명은 상기의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 사이클타임을 높여서 생산성을 향상시킴과 아울러, 프레스기계의 소형화, 저비용, 및 제품품질의 향상을 실현할 수 있는 프레스의 구동장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은, 본 발명이 적용되는 프레스의 크라운의 평면도이다.

도2는, 도1의 X에서 본 도이다.

도3은, 도2의 A-A선 단면도이다.

도4는, 본 발명에 따른 제어장치의 하드구성도이다.

도5는, 본 발명에 따른 슬라이드모션의 예이다.

도6은, 실시형태에 따른 제어 플로챠트이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 제1발명에 의한 프레스의 구동장치는,

슬라이드에 소정의 동력전달기구를 개재해서 연결된 드라이브 샤프트와, 메인모터로 플라이휠을 회전구동하고, 이 플라이휠과 상기 드라이브 샤프트 사이에 설치한 클러치를 통해 상기 드라이브 샤프트를 구동하는 제1구동계와, 서브모터로 상기 드라이브 샤프트를 가변속 구동하는 제2구동계를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 제1구동계에서는, 플라이휠로 운동에너지를 축적하고, 이 에너지를 클러치를 통해 방출해서 슬라이드를 구동하고, 제2구동계에서는, 상기 클러치를 통하지 않고 슬라이드를 구동하므로, 성형영역에서 필요한 큰 가압력 및 최적 성형속도를 확보할 수 있음과 아울러, 비성형영역에서 필요한 슬라이드모션 제어시의 응답성 및 고속화를 실현할 수 있어, 양자의 양립이 가능해진다. 이 때문에, 항상 고품질의 제품을 가공할 수 있다. 또, 프레스기계의 운전속도를 빠르게 해도 슬라이드모션을 적절히 설정함으로써, 피더의 구동가능시간을 확보할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

제2발명은, 제1발명에 있어서, 슬라이드모션의 성형영역에서는 상기 제1구동계와 제2구동계로 구동하고, 비성형영역에서는 제2구동계만으로 구동하는 구성으로 한 것이다.

이러한 구성에 따르면, 슬라이드모션의 성형영역에서는, 제1구동계의 플라이휠의 운동에너지의 방출에 의한 슬라이드 가압력으로 공작물를 가압하고, 비성형영역에서는 클러치의 오프에 의해 플라이휠 및 메인모터를 슬라이드로부터 분리해서, 제2구동계의 서브모터만으로 슬라이드모션을 제어할 수 있으므로, 서브모터의 파워(최대 출력토크)는 작아져서 소형화할 수 있다.

또, 서브모터는 플라이휠을 분리한 상태로 구동하므로, 응답성 좋게 제어할 수 있고, 성형종료후, 플라이휠을 슬라이드로부터 분리한 후부터 다음 성형영역에 이르기까지, 고속으로 슬라이드를 구동할 수 있다. 따라서, 전체의 사이클타임을 단축화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 제3발명에 의한 프레스의 구동방법은 슬라이드모션의 성형영역에서는, 플라이휠을 회전구동하는 메인모터로 상기 플라이휠과 슬라이드 구동부 사이에 설치한 클러치를 통해 슬라이드를 구동함과 아울러, 서브모터로 슬라이드 구동부를 상기 메인모터와 동기시켜서 구동하고, 비성형영역에서는, 상기 서브모터만으로 가변속 구동하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 성형시에는 플라이휠의 축적 운동에너지의 방출에 의해 효율적으로 가공할 수 있고, 비성형시에는 플라이휠 및 메인모터를 분리해서 서브모터만으로 슬라이드모션을 제어할 수 있으므로, 성형시의 큰 가압력 및 최적 성형속도의 확보와, 비성형시의 슬라이드모션의 고속화의 양립이 가능해진다.

이하에, 본 발명에 따른 프레스의 구동장치 및 그 구동방법의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

우선, 도1∼도3에 의해, 본 발명이 적용되는 프레스의 슬라이드 구동부의 구성을 설명한다. 도1에는, 프레스의 크라운의 평면도가, 도2에는 도1의 X에서 본 도가, 도3에는 도2의 A-A선 단면도가 각각 나타내어져 있다.

본 실시형태에 있어서, 프레스기계(1)상부에 배치된 크라운(2)내부에는 슬라이드 구동부가 설치되어 있고, 이 슬라이드 구동부의 드라이브 샤프트(3)가 크라운(2)의 프레임에 회동가능하게 지지되어 있다. 드라이브 샤프트(3)의 일단측에는 제1구동계(10)가 설치되고, 타단측에는 제2구동계(20)가 설치되어 있다.

상세하게 설명하면, 드라이브 샤프트(3)의 일단부에 제1구동계(10)인 클러치(11)가 설치되어 있다. 이 클러치(11)의 드라이브 센터(11a)는 도시가 생략된 페이싱을 구비하고, 드라이브 샤프트(3)에 부착되어 있다. 한편, 상기 페이싱을 사이에 둔 형태로 고정디스크와 가동디스크가 배치되며, 이들 디스크는 플라이휠(12)과 함께 회전하는 구조로 되어 있다. 외부로부터의 작동지령신호에 따라 상기 가동디스크가 축방향으로 이동하고, 상기 고정디스크와 함께 페이싱을 끼워 넣어서 결합하고, 드라이브 센터(11a)를 개재해서 드라이브 샤프트(3)를 회전구동시킨다. 플라이휠(12)의 외주면에는 환형으로 V형 홈이 형성되어 있고, 크라운(2)의 상면에 부착된 메인모터(15)의 출력축에 장착된 풀리(14)와, 상기 플라이휠(12)의 둘레에는 V벨트(13)가 감겨져 있다. 드라이브 샤프트(3)의 타단부에는, 브레이크 유닛(17)이 설치되어 있다. 그리고, 이들 클러치(11), 플라이휠(12), V벨트(13) 및 메인모터(15)에 의해 제1구동계(10)를 형성하고 있어, 메인모터(15)는 회전구동에 의해 플라이휠(12)에 운동에너지를 축적하고, 이 에너지를 클러치(11)를 통해 방출하여 드라이브 샤프트(3)를 회전구동한다. 메인모터(15), 클러치(11) 및 브레이크 유닛(17)에는 각각 후술하는 제어기(30)로부터의 제어신호가 입력된다.

한편, 드라이브 샤프트(3)의 타단부의 브레이크 유닛(17) 근방에는 기어(19)가 부착되어 있고, 상기 기어(19)는 드라이브 샤프트 타단측의 크라운(2)의 측면부에 부착된 기어박스(21)안에 회전가능하게 지지되어 있는 기어(22)에 맞물려져 있다. 또, 이 기어(22)는 상기 기어박스(21)안에 각각 회동가능하게 지지되어 있는 복수의 기어열(23a,23b,23c) 등을 갖는 감속기(23)를 개재해서 크라운(2)의 상면에 설치된 서브모터(25)에 연결되어 있다. 또, 이들 서브모터(25), 감속기(23) 및 기어(22)에 의해 제2구동계(20)를 형성하고 있으며, 서브모터(25)는 기어(22)와 기어(19)를 통해 드라이브 샤프트(3)를 회전구동한다. 서브모터(25)에는 후술하는 제어기(30)로부터의 제어신호가 입력된다.

드라이브 샤프트(3)의 중간부에는 기어(4)가 부착되어 있고, 이 기어(4)는 드라이브 샤프트(3)를 사이에 두고 좌우에 설치된 1쌍의 중간축(5,5)에 의해 크라운(2)에 각각 회동가능하게 지지된 기어(5a,5b;5a,5b)를 경유하여, 좌우 1쌍의 축(6,6)에 각각 전후로 설치된 총 4개의 메인기어(6a)에 각각 맞물려 있다. 각각의메인기어(6a)의 축(6)으로부터 편심된 위치에는, 각 커넥팅로드(7)를 개재해서 각각 플런저(8)가 연결되어 있고, 이들 각 메인기어(6a)와 커넥팅로드(7)와 플런저(8)에 의해 편심기구가 구성되어 있다. 상기 4개의 플런저(8)의 하부에는, 프레스본체 프레임에 승강가능하게 설치된 도시가 생략된 슬라이드가 연결되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 프레스기계는 프레스구동제어를 실행하는 제어장치를 구비하고 있다. 이하, 도4에 나타내는 본 실시형태에 따른 제어장치의 하드구성도에 의해 제어구성을 설명한다.

슬라이드의 상하방향위치(볼스터상면으로부터의 높이)를 정밀도 좋게 검출하는 슬라이드 위치센서(31)가 구비되어 있다. 이 슬라이드 위치센서(31)는 예를 들면, 슬라이드 구동부의 크랭크각도를 정확하게 계측하는 크랭크축에 부착된 절대인코더, 또는 슬라이드와 프레스본체 프레임 사이에 부착된 리니어 스케일 등으로 구성된다. 이 슬라이드 위치센서(31)에 의해 검출된 슬라이드위치는 성형영역 외에서의 슬라이드모션 제어시에 피드백신호로서 이용된다.

또, 슬라이드의 1사이클 운전 동안에 슬라이드의 위치를 특정하는 로터리캠장치(32)가 구비되고, 이것에 의해, 성형영역 외에서의 슬라이드모션 제어와, 성형영역에서의 2개의 구동계의 동기제어를 전환하는 타이밍을 검출하고 있다. 또, 본 로터리캠장치(32)는 예를 들면, 슬라이드의 1사이클 운전에 대응해서 1회전하는 축에 설치한 타이밍설정용 캠과, 그 캠위치를 검출하는 리밋스위치를 구비한 로터리캠 스위치타입이어도 상관없고, 또는, 상기 슬라이드의 1사이클 운전에 대응하는회전각도를 인코더에 의해 검출하고, 전자 로터리캠의 각 작동각도범위를 미리 설정하고, 실제로 제어시에 이 설정된 각도범위에 상기 인코더로부터의 각도신호가 들어갔는 지를 감시해서 각 로터리캠 출력신호를 온/오프하도록 한 전자 로터리캠장치 등이어도 상관없다.

또, 모션설정수단(33)은 공작물 가공조건에 맞춰서 슬라이드모션을 설정하기 위한 것이고, 이 슬라이드모션은 도5에 나타낸 바와 같이, 성형영역(AW)과 비성형영역으로 나뉘어 설정되도록 되어 있다. 여기에서, 성형영역(AW)이란 슬라이드 하사점 근방으로, 슬라이드의 공작물성형가공에 관한 영역이며, 비성형영역이란 이 성형영역(AW)이외의 영역이다. 또, 상기 하사점은 상기 메인기어(6a)의 회전각도(이후, 편의상 크랭크각도라고 한다)가 180°, 즉 커넥팅로드(7)가 최하강위치에 있는 상태를 나타낸다.

상기 성형영역(AW)에 대한 모션은 이 영역에서의 모터속도(Va)와, 영역의 시작위치 및 종료위치로 설정된다. 또, 이 영역의 시작위치 및 종료위치는 본 예에서는 각각 소정의 로터리캠신호의 온각도(θ1) 및 오프각도(θ2)(또는 오프각도 및 온각도)에 의해 설정되지만, 이 설정방법에 한정되지 않고, 예를 들면 크랭크각도로 설정하도록 해도 좋다.

또, 상기 비성형영역에 대한 모션은, 모터 정속도구간(이하, 단이라고 함)의 시작위치와 종료위치(각 단의 시작위치는 앞의 단의 종료위치로 함), 및 각 단의 모터속도가 각각 설정된다. 성형영역(AW)의 종료위치(도5에서는 θ2)로부터 시작위치(마찬가지로 θ1)까지의 단수는, 1단이어도, 또는 복수단이어도 좋다. 또, 비성형영역에서의 모션은 상세한 설명은 후술하지만 서브모터(25)에 의해서만 제어되므로, 상기의 각 단의 모터속도는 서브모터(25)의 속도를 의미하고 있다. 그리고, 각 단의 시작위치와 종료위치는 상기와 마찬가지로, 본 예에서는 각각 로터리캠신호의 온각도 및 오프각도(또는 오프각도 및 온각도)에 의해 설정된다. 또, 도5에는 4단의 예로 나타내어져 있고, 각 단이 0°∼θ3, θ3∼θ1, θ2∼θ4, θ4∼360°(=0°)에 상당한다.

또, 클러치(11)를 통해 슬라이드를 구동하는 상기 메인모터(15)는 예를 들면 삼상유도모터 등의 속도제어가능한 모터로 구성되어, 그 출력축에는 그 회전속도를 검출하는 제1회전속도센서(16)가 장착되어 있고, 이 검출된 회전속도신호는 제어기(30)에 입력된다.

메인모터 구동수단(36)은 제어기(30)로부터의 속도지령을 받아서 상기 메인모터(15)의 속도를 제어한다. 본 예에서는, 메인모터(15)의 삼상유도모터를 제어하는 인버터로 이루어진다.

상기 서브모터(25)는 본 실시형태에서는 서보모터이며, 서브모터(25)에는 그 회전속도를 검출하는 제2회전속도센서(26)가 장착되어 있다. 이 회전속도신호는 제어기(30) 및 서브모터 구동수단(35)에 입력된다.

서브모터 구동수단(35)은, 본 실시형태에서는 상기 서보모터를 제어하는 서보앰프로 이루어지며, 제어기(30)로부터의 속도지령을 받아, 이 속도지령값과, 상기 제2회전속도센서(26)로부터 피드백된 회전속도신호의 편차값에 기초하여 상기 편차값을 작게 하도록 서브모터(25)의 속도를 제어한다.

또, 상기 서브모터(25)는 속도제어가능한 모터이면 좋고, 예를 들면 인버터 구동되는 삼상유도모터 등이어도 좋다. 이 경우, 상기 서브모터 구동수단(35)은 속도지령에 기초하여 이 삼상유도모터의 속도를 제어하는 인버터로 구성된다.

또, 브레이크(17)는 제어기(30)로부터의 브레이크지령에 의해, 드라이브 샤프트(3)의 회전에 제동을 건다.

또, 메모리(30a)는, 공작물마다 설정된 상기 모션데이터의 성형영역의 모터속도, 시작위치, 종료위치, 비성형영역의 각 단의 모터속도, 시작위치, 종료위치 등을 기억하고 있다. 또, 메인모터(15)와 서브모터(25)의 동기제어시에 참조하는, 양 모터출력축으로부터 드라이브 샤프트(3)까지의 각각의 감속비 등도 기억하고 있다.

제어기(30)는 마이크로 컴퓨터, PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러로, 소위 프로그래머블 시퀀서) 등의 고속 연산장치를 주체로 구성되어 있다. 이 제어기(30)는 슬라이드의 실제어시에는 슬라이드위치를 로터리캠장치(32)의 로터리캠신호 또는 슬라이드위치센서(31)의 위치검출신호에 기초하여 성형영역인지 비성형영역인지를 감시하고, 상기 모션설정수단(33)에 의해 설정된 슬라이드모션에 기초하여, 그 비성형영역에서는 상기 설정된 각 단에 따른 속도로 서브모터(25)만을 제어하고, 성형영역(AW)에 들어가면 상기 설정된 성형속도로 메인모터(15) 및 서브모터(25)를 동기제어한다. 또, 이 성형영역(AW)과 비성형영역의 제어를 전환할 때에는 클러치(11)에 단속지령을 출력해서 메인모터(15)의 분리 또는 접속을 행한다. 메인모터(15) 및 서브모터(25)를 동기제어할 때에는 메인모터(15)의 회전속도를 제1회전속도센서(16)로부터 입력함과 아울러, 서브모터(25)의 회전속도를 제2회전속도센서(26)로부터 입력하고, 이들 양 속도간의 편차값이 작아지도록 서브모터(25)의 속도지령을 연산해서 제어한다.

다음에, 도6에 나타내는 제어플로챠트에 의해, 본 실시형태의 프레스기계(1)의 제어 방법을 설명한다.

우선, 단계S1에서, 메인모터 시동스위치(도시생략)가 온되면, 메인모터(15)를 상기 설정된 모션에서의 성형영역(AW)의 모터속도(Va)로 제어한다.

다음에, 단계S2에서, 기동지령이 입력될 때까지 기다린다. 여기에서, 기동지령은 운전버튼(도시생략)의 온신호이어도 좋고, 외부의 관리 컨트롤러 등으로부터의 기동지령이어도 좋다. 상기 기동지령이 입력되면, 단계S3에서, 클러치(11)를 오프한 채, 슬라이드 대기점으로부터 상기 설정된 모션의 성형영역(AW)의 시작위치(도5에 나타낸 예에서는, 크랭크각도(θ1))까지 설정된 모션의 각 단의 모터속도로 서브모터(25)만을 제어한다. 그리고, 성형영역(AW)의 시작위치보다 소정 거리(또는, 도5에 나타낸 예에서는, 소정각도(θd))만큼 앞에서부터 성형영역(AW)의 모터속도(Va)로 서서히 변속해서 성형영역(AW)에서의 동기제어의 준비를 행한다. 이때, 각 단의 서브모터(25)의 회전속도에 따라 기어(6a), 커넥팅로드(7) 및 플런저(8)의 크랭크기구에 의한 소정의 크랭크 모션으로 슬라이드는 하강한다.

다음에, 단계S4에서, 성형영역(AW)의 시작위치에 이르면, 클러치(11)를 온해서 메인모터(15)와 서브모터(25)의 동기제어에 의한 2모터구동에 들어가고, 성형영역(AW)의 종료위치(도5에 나타낸 예에서는 크랭크각도(θ2))까지 동기제어가 실행된다. 서브모터(25)는 상기 설정된 성형영역(AW)의 모터속도(Va)로 회전하고 있는 메인모터(15)의 성형행정중의 속도에 동기해서 제어되고, 그 동안 성형시에 플라이휠(12)의 운동에너지의 방출에 따라 메인모터(15)의 속도가 감속되지만, 서브모터(25)는 이 속도에도 동기해서 제어된다. 그리고 이후, 단계S6에서 성형영역(AW)의 종료위치에 이르면 클러치(11)를 오프해서 다시 서브모터(25)만의 모션제어에 들어간다.

다음에, 단계S7에서, 성형영역(AW)의 종료위치부터 대기점까지 서브모터(25)만을 설정된 모션의 각 단의 모터속도로 제어한다. 이것에 의해, 슬라이드는 서브모터(25)의 속도에 따른 크랭크모션으로 이동한다. 그리고 단계S8에서, 대기점 정지인지 아닌지를 체크하고, 대기점 정지가 아닐 때에는 단계S3으로 되돌아가서 이상의 처리를 반복하고, 대기점 정지일 때에는, 단계S9에서 대기점에 도달하면 슬라이드를 일시 정지한다. 이후, 단계S2로 되돌아가서 이상의 처리를 반복한다. 또, 상기 대기점 정지인지 아닌지의 체크는 도시가 생략된 대기점 스위치의 온/오프신호, 또는, 도시가 생략된 외부의 상위관리 컨트롤러로부터의 대기점 정지지령 등에 기초하여 행해진다.

다음에, 상기 구성에 의한 작용 및 효과를 설명한다.

성형영역에서는 클러치를 온해서 성형조건에 적합한 속도로 회전구동하고 있는 메인모터(15)를 드라이브 샤프트(3)에 결합하고, 이 메인모터(15)의 속도에 동기해서 서브모터(25)를 구동한다. 따라서, 성형가공에 필요로 하는 큰 에너지는 메인모터(15)가 회전구동하고 있는 플라이휠(12)의 운동에너지에 의해 공급되므로,종래와 동등한 파워를 갖는 메인모터(15)를 구비하면 된다. 한편, 비성형영역에서는, 클러치를 오프해서 드라이브 샤프트(3)로부터 메인모터(15) 및 플라이휠(12)을 분리하므로, 슬라이드의 구동계의 부하이너셔가 매우 작아진다. 이 때문에, 서브모터(25)에 의한 모션제어시의 응답성, 안정성 등의 제어특성이 우수하며, 작은 파워로 고속제어가 가능하므로, 전체적으로 사이클타임을 단축화할 수 있다. 또, 소형의 서브모터(25)를 사용해서 모션제어를 할 수 있으므로, 구동부를 소형으로 구성할 수 있고, 따라서 저비용으로 구성할 수 있다.

또한, 성형영역의 슬라이드속도는 메인모터(15)에 의해 제어하고, 비성형영역의 슬라이드속도는 서브모터(25)에 의해 제어하므로, 가공조건에 적합한 슬라이드속도와, 사이클타임의 고속화를 위한 슬라이드속도를 개별적으로 제어할 수 있다. 따라서, 최적가공조건의 성형속도와 사이클타임의 향상을 용이하게 양립시킬 수 있어, 제품품질의 확보, 및 생산성 향상을 동시에 꾀할 수 있다.

또한, 전체의 사이클타임의 고속화에도 불구하고, 성형속도만을 저속화할 수 있으므로, 슬라이드의 공작물 터치속도의 저감에 의해 저소음화할 수 있다. 예를 들면, 비성형영역에서의 속도와 성형속도의 속도차는, 종래의 크랭크구동에 비교해서 종래의 링크구동에 의하면 최대 약 30%정도까지였던 것이 본 발명에 의하면 40%이상으로 할 수 있어, 기술적으로는 100% 즉 전체 서보 구동프레스정도로도 할 수 있다.

또, 성형영역에 이를 때, 서브모터(25)의 속도를 메인모터(15)의 속도와 거의 같게 하고, 이후에 클러치(11)를 접합해서 메인모터(15)에서의 구동계를 서브모터(25)에서의 구동계에 결합하고 있으므로, 클러치 접합시의 소음이나 충격을 저감시킬 수 있음과 아울러, 클러치(11)의 마모수명을 장기화할 수 있다.

그리고 또, 본 발명에 따른 구성으로 이루어지는 프레스기계를 복수 순열로 배열해서 각 프레스간에 공작물 반송로봇 등을 설치한 직렬 프레스라인을 구성할 경우, 각 프레스기계의 서브모터(25)에 의한 모션제어에 의해 각각의 사이클타임을 거의 같은 정도가 되도록 조정할 수 있으므로, 종래의 직렬 프레스라인과 같이 사이클타임이 빠른 프레스기계를 대기점에서 일시 정지시켜서 동기를 취할 필요도 없다. 이 때문에, 라인전체의 동기운전이 용이하게 가능해지고, 전체 사이클타임을 고속화할 수 있다.

또, 본 프레스기계에 트랜스퍼 피더를 설치해서 트랜스퍼 프레스로서 적용할 경우에, 서브모터(25)만으로 비성형영역의 모션을 제어하므로, 트랜스퍼 피더의 요구속도에 유연하게 대응할 수 있다. 즉, 예를 들면, 프레스자체의 사이클타임을 고속화함으로써, 프레스기계와 트랜스퍼 피더의 교대운전시의 라인전체의 스트로크수를 빠르게, 즉 고속화할 수 있거나, 또는, 비성형영역의 슬라이드속도를 저속으로 함으로써, 트랜스퍼 피더의 작동시간을 길게 해서 피더이송량을 길게 할 수 있다.

또한, 기존의 프레스기계를 개조(레트로피트)할 때, 링크구동의 구조로 개조하는 것보다, 소개조로 할 수 있다. 즉, 링크구동구조로 개조할 때에는, 기존의 드라이브 샤프트, 기어(4), 기어(5a,5b), 메인기어(6a) 및 커넥팅로드(7)등을 분리해서, 새로운 링크기구부품을 부착할 필요가 있지만, 본 발명에 따른 구조로의 개조에서는, 기존의 드라이브 샤프트만을 분리하고, 새롭게 일단측에 클러치를 장착할수 있고, 또한, 타단측에는 기어(19) 및 브레이크를 장착할 수 있게 한 드라이브 샤프트(3)를 부착하고, 또한, 기어(22), 감속기(23) 등을 갖는 기어박스(21)와, 서브모터(25)를 부착하는 것 만으로 가능하다. 따라서, 간단하고, 단기간에, 또한 저비용으로 개조할 수 있다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 성형영역의 모션이 각 단의 모터속도, 시작위치 및 종료위치에 의해 설정되는 예로 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 성형영역의 모션이 각 단의 슬라이드속도(정속), 그 시작위치, 종료위치, 각 단의 종료위치에서의 대기시간 등에 의해 설정되고, 실제어시에 이 설정된 슬라이드속도, 슬라이드 시작위치 등의 모션 데이터에 기초해서 각각 제어하도록 해도 상관없다.

또, 슬라이드 구동부의 전달기구는 실시형태에서 나타낸 구성의 편심기구에 한정되지 않고, 다른 구성의 편심기구이어도, 또는 크랭크기구나 링크기구이어도 좋고, 어느 것이나 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 서브모터(25)가 1개의 모터로 구성되는 예로 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 서브모터(25)가 복수의 모터로 구성되고, 이들을 동기시켜서 구동하도록 해도 좋다. 이 경우, 복수의 서브모터는 동일축을 구동해도 좋고, 또는 다른 축을 구동해도 상관없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.

메인모터 및 플라이휠의 운동에너지로 클러치를 개재해서 슬라이드를 구동하는 제1구동계와, 상기 클러치를 개재하지 않고 서브모터로 슬라이드를 구동하는 제2구동계의 2개의 구동계를 구비했으므로, 성형영역에 필요한 큰 가압력(가공에너지) 및 적절한 성형속도의 확보와, 비성형영역에 필요한 슬라이드모션 제어시의 응답성 및 고속화를 분리해서 양립시킬 수 있다. 이 때문에, 고품질의 제품을 가공할 수 있고, 또 생산성을 향상시킬 수 있다.

비성형영역에서는 큰 관성 이너셔의 플라이휠이 갖는 제1구동계로부터 클러치에 의해 슬라이드를 분리하고, 제2구동계의 서브모터만으로 슬라이드모션을 정밀도 좋게 제어하므로, 작은 파워의 모터로 고속으로 구동할 수 있고, 적체적으로 사이클타임을 고속화할 수 있음과 아울러, 슬라이드 구동부 및 프레스장치 전체의 소형화, 저비용화가 꾀해진다. 또, 성형영역에서는 메인모터 및 플라이휠의 운동에너지를 클러치를 개재해서 슬라이드 구동축에 방출함으로써 큰 가압력을 얻도록 했기 때문에, 큰 가압능력을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 성형영역에서 공작물 가공조건에 적합한 최적의 성형속도로 메인모터를 구동하고, 제2구동계의 서브모터를 이 메인모터의 회전속도에 동기시켜 제어하므로, 비성형영역에서의 고속도에 상관없이 최적의 성형속도로 가공할 수 있고, 제품품질과 생산성(사이클타임의 단축)의 향상을 용이하게 양립할 수 있다.

Claims (3)

1. 프레스의 구동장치에 있어서,

   슬라이드에 소정의 동력전달기구를 개재해서 연결된 드라이브 샤프트;

   메인모터로 플라이휠을 회전구동하고, 이 플라이휠과 상기 드라이브 샤프트 사이에 설치한 클러치를 통해 상기 드라이브 샤프트를 구동하는 제1구동계; 및

   서브모터로 상기 드라이브 샤프트를 가변속 구동하는 제2구동계를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스의 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 슬라이드모션의 성형영역에서는 상기 제1구동계와 제2구동계로 구동하고,

   비성형영역에서는 제2구동계만으로 구동하는 것을 특징으로 하는 프레스의 구동장치.
3. 프레스의 구동방법에 있어서,

   슬라이드모션의 성형영역에서는 플라이휠을 회전구동하는 메인모터로 상기 플라이휠과 슬라이드 구동부 사이에 설치한 클러치를 통해 슬라이드를 구동함과 아울러, 서브모터로 슬라이드 구동부를 상기 메인모터와 동기시켜서 구동하고,

   비성형영역에서는 상기 서브모터만으로 가변속 구동하는 것을 특징으로 하는 프레스의 구동방법.