KR20080017231A - 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계 - Google Patents

리니어 모터가 탑재된 프레스 기계 Download PDF

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KR20080017231A KR1020070014863A KR20070014863A KR20080017231A KR 20080017231 A KR20080017231 A KR 20080017231A KR 1020070014863 A KR1020070014863 A KR 1020070014863A KR 20070014863 A KR20070014863 A KR 20070014863A KR 20080017231 A KR20080017231 A KR 20080017231A
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히로이치 사카모토
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무라타 기카이 가부시키가이샤
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Abstract

펀치 및 다이 양쪽을 구동 가능하게 하여 가공의 다채화를 가능하게 하면서, 간이한 구성으로 할 수 있고, 또한 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계를 제공한다.
펀치(61)와 다이(62)에 의해 공작물(W)에 프레스 가공을 실시하는 프레스 기계에 적용된다. 프레스 프레임(41)의 상부 프레임(41b)에, 펀치(61)를 승강 구동하는 펀치용 리니어 모터(1)를 설치한다. 하부 프레임(41c)에, 다이(62)를 승강 구동하는 다이용 리니어 모터(1A)를 설치한다.

Description

리니어 모터가 탑재된 프레스 기계{PRESS MACHINE WITH LINEAR MOTOR}
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계의 파단 측면도이다.
도 2는 동 프레스 기계에 있어서의 펀치용 리니어 모터의 종단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선 단면도이다.
도 4는 동 프레스 기계에 있어서의 다이용 리니어 모터의 종단면도이다.
도 5는 동 프레스 기계의 동작 설명도이다.
도 6은 동 프레스 기계에 있어서의 다이용 리니어 모터의 변형예의 종단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 펀치용 리니어 모터 1A : 다이용 리니어 모터
3 : 축부재(출력축) 4 : 코일 유닛
5 : 코일 7 : 코일 케이스
10,11 : 연결부재 12,12A : 출력축
25 : 모터 케이스 41 : 프레스 프레임
41b : 상부 프레임 41c : 하부 프레임
42,43 : 공구 지지체 44 : 공작물 이송기구
45 : 프레스 기구 49 : 램
61 : 펀치 62 : 다이
611 : 구멍뚫기 가공용 펀치 621 : 구멍뚫기 가공용 다이
612 : 성형가공용 펀치 622 : 성형가공용 다이
63 : 공구 홀더 70 : 슬러그 배출구멍
81 : 제어장치 84 : 제어수단
DH : 다이 높이 O : 출력축 중심
P : 펀치 위치(프레스 드라이브 축심) W : 공작물
본 발명은, 리니어 모터를 구동원으로 하는 펀치 프레스 등의 프레스 기계에 관한 것이다.
펀치 프레스 등의 프레스 기계에 있어서, 펀치를 진퇴시키는 프레스 구동원에는, 회전형의 전기 모터를 이용하여 크랭크 기구 등에 의해 직동 운동으로 변환하는 것이나, 유압실린더를 이용하는 것이 일반적이다. 전기 모터로서, 서보모터를 이용하고, 스트로크 도중의 펀치 속도를 가변으로 하는 것도 제안되어 있다. 그러나, 회전형의 전기 모터를 이용하는 것은, 직동 운동으로 변환하는 기구가 필요하기 때문에, 구성이 복잡하게 된다. 또한, 회전운동을 직동 운동으로 변환하기 위하 여, 로스트 모션 등이 존재하고, 제어성에도 뒤처진다. 유압실린더를 이용하는 것은, 유압 유닛 등의 유압공급계가 필요하여, 구조가 복잡하게 된다.
그 외에, 리니어 모터를 프레스 구동원으로 이용하는 것이 시도되고 있다. 펀치의 구동에 리니어 모터를 이용하면, 회전형 모터를 이용하는 것과 달리, 회전을 직선운동으로 변환하는 기구가 불필요하여, 부품점수가 적으며 간소한 구조로 할 수 있다.
또한, 종래, 펀치 프레스에 있어서, 성형가공을 행하는 것이 있다. 펀치 프레스에 있어서, 일반적으로 구멍뚫기와 성형을 행할 수 있는 것은 널리 알려진 기술로서, 하형으로 되는 다이를 오목형, 펀치를 볼록형으로 하여 판재 공작물의 하면으로부터 돌출하는 부위를 성형하도록 하는 것이 있다. 이 성형가공된 부위는, 판재 공작물의 하면으로부터 돌출하므로, 테이블 상에서의 공작물 이송에 지장을 초래하는 경우가 있다. 한편, 반대로 하형으로 되는 다이를 볼록형, 펀치를 오목형으로 하고, 성형가공된 부위를 공작물의 상면측으로 돌출시키는 것도 실용화되어 있다. 이와 같은, 다이를 볼록형으로 한 것에 있어서, 다이가 항상 다이 높이보다 돌출되어 있으면, 공작물 이송시에 공작물 하면이 다이에 의해 손상되기 때문에, 이와 같은 볼록형의 성형용 다이를, 평상시에는 다이 높이보다 하방에 대기시키고, 사용시에 상방으로 돌출시키는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌1). 다이의 승강 구동은, 수평방향으로 진퇴하는 실린더 장치와 그 수평동작을 상하동작으로 변환하는 캠 혹은 링 기구 등에 의해 행해진다.
[특허문헌1] 일본 특허공개 평11-156459호 공보
종래의 리니어 모터를 이용한 프레스 기계는, 펀치가 구동용이고, 다이는 고정의 것이 이용되고 있다. 이와 같은 프레스 기계에, 상기와 같은 성형가공용 혹은 구멍뚫기 가공용 다이를 승강시킬 수 있게 설치한 구성으로 하여 다기능화를 도모하는 경우에, 다이의 승강 기구로서 실린더 장치를 이용하였을 때는, 승강 스트로크가 일정하게 된다. 그 때문에, 돌출 높이가 여러가지로 다른 성형가공을 행할 수 없다. 다이 승강 기구로서 서보모터 및 볼 나사를 이용하면, 돌출 높이가 다른 성형가공도 가능하지만, 펀치 구동용의 것과 마찬가지로 구성이 복잡하게 된다.
본 발명의 목적은, 펀치 및 다이 양쪽을 구동 가능하게 하여 가공의 다채화를 가능하게 하면서, 간이한 구성으로 할 수 있고, 또한 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 제조상의 곤란성을 회피하여 큰 출력이 얻어지는 것으로 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 다이를 바로밑의 리니어 모터로 구동할 수 있게 하면서, 구멍뚫기 가공시 등에 발생하는 슬러그의 배출을 용이하게 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 공작물의 가공에 다이 및 펀치 양쪽을 구동하여 가공의 다채화를 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계는, 프레스 드라이브 축심에 위치하는 펀치와 다이에 의해 공작물에 프레스 가공을 실시하는 프레스 기계로서, 상부 프레임 및 하부 프레임을 갖는 프레스 프레임과, 상부 프레임에 설치되어 상기 펀치를 승강 구동하는 펀치용 리니어 모터와, 하부 프레임에 설치되어 다이를 승강 구동하는 다이용 리니어 모터를 구비한다. 이 구성에 의하면, 펀치를 리니어 모터로 승강 구동하기 때문에, 회전형 모터를 이용하는 것과 달리, 회전을 직선운동으로 변환하는 기구가 불필요하여, 부품점수가 적으며 간소한 구조로 할 수 있다. 또한, 다이에 대해서도 리니어 모터로 승강 구동하기 때문에, 수평한 실린더 장치 및 캠, 링크기구 등으로 승강 구동하는 것에 비해서, 구성이 간이하며, 제어성에도 우수하고, 다이의 승강 스트로크의 제어도 정밀도 좋게 행할 수 있다. 이와 같이, 펀치 및 다이 양쪽을 구동 가능하게 하여 가공의 다채화를 가능하게 하면서, 펀치와 다이의 구동 모두 리니어 모터를 이용하도록 하였기 때문에, 간이한 구성으로 할 수 있고, 또한 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 펀치용 리니어 모터 및 다이용 리니어 모터 중 어느 한쪽 또는 양쪽은, 상기 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 프레스 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터를 복수 설치한 단위 리니어 모터 집합체이어도 된다. 펀치 가공에서는, 큰 추력이 요구되는 경우가 있다. 리니어 모터는, 자력이 강한 영구자석을 이용하는 것이 일반적이지만, 1개의 리니어 모터로 큰 추력을 얻기 위해서는, 자석의 크기의 제조 한계나 공급 전압의 제약 등도 있어서, 제조가 곤란하다. 그러나, 상기와 같이 복수의 단위 리니어 모터의 집합체로 하면, 개개의 단위 리니어 모터의 출력을 복수개분의 출력으로서 이용할 수 있어, 큰 출력을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다이용 리니어 모터의 프레스 드라이브 축심에 일치 하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 구멍을 형성해도 된다. 상기 프레스 드라이브 축심은, 램 축의 중심, 즉 펀치 및 다이의 중심으로 된다. 다이측 리니어 모터는, 다이의 하측에 배치되기 때문에, 성형가공시에는 문제가 안 되지만, 구멍뚫기 가공에서는 슬러그의 배출의 방해로 되는 경우가 있다. 그 때문에, 다이용 리니어 모터의 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 슬러그 배출용 구멍을 형성함으로써, 리니어 모터를 다이의 구동에 이용하면서, 슬러그의 배출을 원활하게 행할 수 있다.
특히, 다이용 리니어 모터가, 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 프레스 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터를 복수 설치한 단위 리니어 모터 집합체인 경우에, 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 구멍을 형성하는 것이 바람직하다. 다이용 리니어 모터가 상기와 같이 단위 리니어 모터의 집합체이면, 슬러그 배출용 구멍을 프레스 드라이브 축심 중심에 형성한 구성으로 하는 것을 간이하게 행할 수 있다.
본 발명의 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계에 있어서, 공작물에 대하여, 펀치와 다이 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하는 제어수단을 갖는 것으로 해도 된다. 펀치와 다이 양쪽을 동시에 구동시켜서, 혹은 1개소의 가공에 펀치와 다이 양쪽을 순차적으로 동작시켜서 가공하도록 한 경우, 공작물의 다채로운 가공을 행할 수 있다. 이와 같이 펀치와 다이 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하는 경우에, 리니어 모터에 있어서의 우수한 제어성을 효과적으로 이용할 수 있 고, 이들 펀치 및 다이의 구동원으로서, 각각 리니어 모터를 이용한 본 발명에 있어서의 정밀도 향상의 효과가, 보다 효과적으로 발휘된다.
본 발명의 프레스 가공 방법은, 본 발명의 상기 어느 하나의 구성의 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계를 이용하고, 공작물에 대하여, 펀치와 다이 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하는 방법이다. 이 방법에 의하면, 상기와 같이 펀치 및 다이의 구동원으로서, 각각에 리니어 모터를 이용한 본 발명의 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계에 있어서의 정밀도 향상의 효과가, 보다 효과적으로 발휘되어, 다채로운 펀치 가공을 정밀도 좋게 행할 수 있다. 여기서 말하는 펀치 가공은, 구멍뚫기 가공이나 성형가공을 말한다.
본 발명의 일실시형태를, 도 1~도 5와 함께 설명한다. 이 프레스 기계는, 펀치(61)와 다이(62)에 의해 판금 등의 판재의 공작물(W)에 프레스 가공을 실시하는 펀치 프레스로서, 프레스 프레임(41)과, 이 프레스 프레임(41)의 상부 프레임(41b)에 설치되어 펀치(61)를 승강 구동하는 펀치용 리니어 모터(1)와, 하부 프레임(41c)에 설치되어 다이(62)를 승강 구동하는 다이용 리니어 모터(1A)를 구비한다.
프레스 프레임(41)은, 칼럼부(41a)에 상부 프레임(41b)과 하부 프레임(41c)을 연결한 것이고, 앞면이 개방된 측면형상이 C자 형상으로 되어 있다. 상하의 프레임(41b,41c) 사이에, 상하 1쌍의 공구 지지체(42,43)와, 공작물 이송기구(44)가 설치되고, 상부 프레임(41b)에, 펀치용 리니어 모터(1)를 구동원으로 하는 프레스 기구(45)가 설치되어 있다. 또한, 프레스 프레임(41)은, 동일한 정도의 길이의 상 하의 프레임부를 전단 및 후단에서 칼럼부에 의해 연결한 문형, 링형, 내지 ㅁ자형 프레임으로 불리는 것이어도 된다.
공구 지지체(42,43)는, 동심에 설치된 상하의 터릿으로 이루어지고, 상하의 공구 지지체(42,43)에는 원주방향의 복수 개소에, 각각 펀치(61) 및 다이 금형(62)이 탑재된다. 이들 펀치(61), 다이(62)는, 공구 지지체(42,43)의 회전에 의해 소정의 펀치 위치(P)로 산출된다.
도 1에 있어서, 공작물 이송기구(44)는, 판재의 공작물(W)의 가장자리부를 워크 홀더(47)로 파지하여, 공작물(W)을 테이블(48) 상에서 전후 좌우로 이동시키는 것이다.
프레스 기구(45)는, 공구 지지체(42)의 펀치 위치(P)로 산출된 펀치 금형(61)을 승강시키는 램(49)을, 램 가이드(50)에 의해 승강가능하게 지지하고, 램(49)을 리니어 모터(1)의 출력축(12)에 의해 승강 구동시키는 것이다.
도 2,도 3에 나타내는 바와 같이, 펀치용 리니어 모터(1)는, 각각 원통형 리니어 모터로 이루어지는 복수의 단위 리니어 모터(2)를 모터 케이스(25) 내에 병렬 배치한 것이 이용된다. 병렬로 배치하는 형태로서, 이 예에서는 동일 사양의 원통형 리니어 모터(2)를, 출력축 중심(O)을 중심으로 한다, 즉 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하는 가상의 원 상에 원주방향으로 나란하게 배치되어 있다.
각 단위 리니어 모터(2)는, N극과 S극이 교대로 배열되는 영구자석으로 이루어지는 축부재(3)와, 이 축부재(3)가 내부를 상대적으로 축방향 이동가능한 코일 유닛(4)으로 이루어진다. 코일 유닛(4)은, 축부재(3)의 주위를 둘러싸는 복수의 코 일(5)을, 원통형상의 코일 케이스(7) 내에 축방향으로 나란하게 구성된다. 코일 유닛(4)은 고정자로 되고, 축부재(3)가 단위 리니어 모터(2)의 이동체인 출력축으로 된다. 축부재(3)는, 1개의 둥근 봉형상의 부재로 이루어지지만, 복수개의 영구자석을 축방향으로 배열한 것이어도 된다.
모터 케이스(25)는, 내측 통(26)과 외측 통(27)을 동심에 배치하고, 이들 내측 통(26)과 외측 통(27)의 양단을 끝판(28,29)으로 연결한 것이다. 각 단위 리니어 모터(2)는, 내측 통(26)과 외측 통(27) 사이의 환상의 공간 내에 상기 원주방향으로 나란하게 배치되어 있다. 양측의 끝판(28,29)은, 각 단위 리니어 모터(2)의 축부재(3)가 삽입통과하는 복수의 축부재 삽입통과구멍(28a,29a)을 각각 갖고, 또한 한쪽의 끝판(28)은, 중앙에 가이드축 삽입통과구멍(28b)이 형성되어 있다.
각 단위 리니어 모터(2)의 축부재(3)는, 양단이 판형상의 연결부재(10,11)에 의해 서로 연결되고, 이들 복수의 축부재(3)와 연결부재(10,11)로 이동체(30)가 구성된다. 이 이동체(30)에 있어서의 한쪽의 연결부재(11)에, 단위 리니어 모터(2)의 배열의 중심(O)에 위치하는 출력축(12)이 형성되어 있다.
모터 케이스(25)와 이동체(30) 사이에는, 복수의 단위 리니어 모터(2)의 축부재(3)의 이동을 안내하는 가이드 기구(32)가 설치된다. 가이드 기구(32)는, 모터 케이스(25)의 내측 통(26)과, 이 내측 통(26) 내에 끼워맞춤상태로 고정된 안내부인 부시(15)와, 일단측의 연결부재(10)의 중심에 설치되어 푸시(15) 내에 축방향으로 이동가능하게 끼워맞춰지는 피안내부인 가이드 축(13)으로 구성된다. 부시(15)는 미끄럼 베어링을 구성한다. 또한, 부시(15)를 설치하는 대신에, 직동 구름 베어 링을 개재시켜도 된다. 가이드 기구(32)에는, 모터 케이스(25)에 대한 이동체(30)와의 상대적인 회전을 저지하는 회전방지수단(16)이 설치되어 있다. 회전방지수단(16)은, 가이드 축(13)에 축방향을 따라 형성된 키 홈(17)과, 모터 케이스(25)의 내측 통(26)에 고정되어 키(17)를 슬라이딩 가능하게 결합하는 키부(18)로 이루어진다.
도 4는 다이용 리니어 모터(1A)를 나타낸다. 다이용 리니어 모터(1A)는, 중앙에 슬러그 배출구멍(70)이 형성되고, 도 2,도 3의 펀치용 리니어 모터(1)에 있어서의 가이드 기구(32) 대신에, 개개의 단위 리니어 모터(2)에 부시(15a)가 설치되어 있다. 슬러그 배출구멍(70)은, 모터 케이스(25)의 내측 통(26)의 내부공간으로 이루어진다. 슬러그 배출구멍(70)의 중심은 펀치 위치(P)의 중심인 프레스 드라이브 축심과 일치하는 위치로 된다. 다이용 리니어 모터(1A)에 있어서의 출력측의 연결부재(11)에는, 내부가 슬러그 배출구멍으로 되는 중공축으로 이루어지는 출력축(71)이 상방으로 돌출하여 설치되어 있다. 다이용 리니어 모터(1A)에 있어서의 그 외의 구성은, 도 2,도 3과 함께 설명한 펀치용 리니어 모터(1)와 마찬가지이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1의 상하의 공구 지지체(42,43)에 설치되는 펀치(61) 및 다이(62)에는, 도 5(A)에 나타내는 구멍뚫기 가공용 펀치(611) 및 다이(621)와, 동 도 5(B),(C)에 나타내는 성형가공용 펀치(612) 및 다이(622)가 있다. 구멍뚫기 가공용 펀치(611)는, 하측의 공구 지지체(43)에 다이 홀더(63)를 통해 고정 설치된다.
성형가공용 펀치(612)는, 하면에 오목형부(65)를 갖는 오목형으로 되고, 성형가공용 다이(622)는, 상측에 볼록형부(66)를 갖는 볼록형으로 되어 있다. 성형가공용 다이(622)는, 하측의 공구 지지체(43)에 설치된 다이 홀더(63)에 대하여 승강가능하게 설치되고, 하강상태에서는 다이 높이(DH)보다 하방에 위치한다. 성형가공용 다이(622)는, 다이측 리니어 모터(1A)의 출력축(12A)에 의해, 다이 높이(DH)보다 상방으로 밀어 올려진다.
성형가공용 다이(622)는, 하면에 출력축 결합 돌출부(67)가 형성되어 있고, 상승시는, 이 출력축 결합 돌출부(67)의 하면에 다이용 리니어 모터(1A)의 출력축(12A)의 상단이 밀착된다. 또한 성형가공용 다이(622)는, 복귀 스프링(도시 생략)에 의해 하방으로 가압되어 있다. 터릿으로 이루어지는 하측의 공구 지지체(43)의 각 다이(62)의 설치 위치에는, 다이측 리니어 모터(1A)의 출력축(12A)을 승강가능하게 진입시키는 중공 구멍(69A)이 형성되어 있다. 공구 지지체(43)를 받는 볼스터(68)는, 1쌍의 볼스터 구성 부재로 이루어지고, 양 볼스터 구성 부재의 사이가, 다이측 리니어 모터(1A)의 출력축(12A)이 승강가능하게 진입하는 중공공간(69B)으로 된다.
도 1에 있어서, 이 프레스 기계를 제어하는 제어장치(81)는, 컴퓨터식의 수치 제어장치로 이루어지고, 가공 프로그램(82)을 연산 제어부(83)에 의해 해독하여 실행하고, 각 리니어 모터(1,1A)나, 공작물 이송기구(44)의 각 축의 서보모터, 및 공구 지지체(42,43)의 산출 회전용 구동원(도시 생략)에 지령을 준다. 이 제어장치(81)에는, 펀치(61)와 다이(62) 양쪽을, 리니어 모터(1,1A)에 의해 승강 구동하여 프레스 가공을 행하게 하는 제어수단(84)이 설치되어 있다. 이 제어수단(84)은, 가공 프로그램(82)에 기술된 명령 및 상기 연산 제어부(83)에 의해 구성된다.
상기 구성의 프레스 기계의 동작을 설명한다. 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 다이용 리니어 모터(1A)는, 평상시에는 하강상태로 있고, 출력축(12A)의 상단은 하측의 공구 지지체(43)의 하면보다 하방에 위치한다. 그 때문에, 터릿으로 이루어지는 공구 지지체(43)의 회전은, 출력축(12A)과 간섭하는 일 없이 가능하다. 또한, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 성형가공용 다이(622)는, 다이 높이(DH)보다 상단이 하방에 위치하고 있다. 이 상태에서, 상하의 공구 지지체(42,43)의 회전에 의한 임의의 펀치(61), 다이(62)의 펀치 위치(P)로의 산출이 행해진다. 이 때문에, 성형가공용 다이(622)가 공작물(W)의 하면에 슬라이딩 접촉하여 손상되는 것이 회피된다.
통상의 구멍뚫기 가공 등의 펀치 가공은, 이와 같이 다이용 리니어 모터(1A)가 하강한 상태에서, 상측의 공구 지지체(42)의 펀치(61)를 펀치용 리니어 모터(1)로 하강 구동함으로써 행해진다. 구멍뚫기 가공에 의해 생긴 슬러그는, 다이용 리니어 모터(1A)의 중심에 형성된 슬러그 배출구멍(70)을 통해서 기계 하방으로 낙하된다.
성형가공을 행하는 경우에는, 상하의 공구 지지체(42,43)를 회전시켜, 도 5(B)와 같이 성형용 다이(622)를 펀치 중심(P)으로 산출해 낸다. 이것에 의해, 다이용 리니어 모터(1A)의 출력축(12A)의 바로위에 성형용 다이(622)가 위치한다. 이 상태에서, 동 도 5(C)와 같이, 다이용 리니어 모터(1A)를 상승 구동시켜, 그 출력축(12A)에서 성형용 다이(622)를 소정 높이까지 상승시킨다. 또한, 성형용 펀치(612)를 펀치용 리니어 모터(1)에 의해 하강시켜, 펀치(612)와 다이(622)로 공작물(W)을 끼워 넣는다. 이것에 의해, 공작물(W)에 성형가공부(Wa)가 프레스 성형된다.
성형이 종료되면, 펀치용 리니어 모터(1)를 상승시키고, 또한 다이용 리니어 모터(1A)를 하강시킨다. 이와 같이 펀치 가공에 의해 형성된 성형가공부(Wa)는, 공작물(W)의 상방으로 돌출하기 때문에, 공작물(W)을 테이블(48) 상에서 공작물 이송기구(44)에 의해 이송할 때에, 장해로 되지 않는다.
이 구성의 프레스 기계에 의하면, 프레스 구동원으로서 리니어 모터(1)를 이용하기 때문에, 회전형 모터를 이용하는 것에 비해서, 회전을 램(49)의 직선운동으로 변환하는 기구가 불필요하고, 프레스 기구(45)의 부품점수가 적어 구성이 간소하게 된다. 또한, 프레스 구동원으로서 유압실린더를 이용하는 것과 비교해서, 유압 유닛이 불필요하므로, 구성이 간단해진다. 또한 리니어 모터(1)는, 위치 정밀도가 우수하고, 가공 품질, 정밀도가 좋은 가공이 가능하게 된다.
또한, 성형용 다이(622)에 대해서도, 리니어 모터(1A)로 승강 구동하기 때문 에, 종래의 수평한 실린더 장치 및 캠, 링크기구 등으로 승강 구동하는 것에 비해서, 구성이 간이하고, 제어성에도 우수하고, 다이(622)의 승강 스트로크의 제어도 정밀도 좋게 행할 수 있다. 이와 같이 펀치(61) 및 다이(62) 양쪽을 구동 가능하게 하여 가공의 다채화를 가능하게 하면서, 펀치(61)와 다이(62)의 구동에, 모두 리니어 모터(1,1A)를 이용하도록 하였기 때문에, 간이한 구성으로 할 수 있고, 또한 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있다.
펀치용 리니어 모터(1) 및 다이용 리니어 모터(1A)는, 모두, 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 프레스 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터(2)를 복수 설치한 단위 리니어 모터 집합체로 하였기 때문에, 큰 출력을 얻을 수 있다. 펀치 가공에서는, 큰 추력이 요구되는 경우가 있지만, 리니어 모터는 자력이 강한 영구자석을 이용하기 때문에, 1개의 리니어 모터로 큰 추력을 얻기 위해서는, 자석의 크기의 제조 한계나 공급 전압의 제약 등도 있어서, 제조가 곤란하다. 그러나, 이 실시형태에서는, 상기와 같이 복수의 단위 리니어 모터(2)의 집합체로 이루어지는 리니어 모터(1,1A)로 하였기 때문에, 개개의 단위 리니어 모터(2)의 출력을 복수개분의 출력으로 하여 이용할 수 있어, 큰 출력을 얻을 수 있다.
또한, 다이용 리니어 모터(1A)에는, 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 슬러그 배출구멍(70)을 형성했기 때문에, 슬러그의 배출을 원활하게 행할 수 있고, 그 때문에, 구멍뚫기용 다 이(611)의 하방에 다이용 리니어 모터(1A)를 설치하면서, 다이용 리니어 모터(1A)가 슬러그 배출의 방해로 되는 것이 회피된다. 다이용 리니어 모터(1A)는, 단위 리니어 모터(2)를 복수 설치한 집합체이기 때문에, 슬러그 배출구멍을 프레스 드라이브 축심 중심에 형성한 구성으로 하는 것이 간이하게 행해진다.
또한, 이 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계는, 도 1의 제어수단(84)의 제어에 따라, 도 5(C)와 함께 설명한 바와 같이, 펀치(61)와 다이(62) 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하도록 하였기 때문에, 펀치(61)와 다이(62) 양쪽을 동시에 구동시켜서, 혹은 1개소의 성형부(Wa)의 가공에 펀치(61)와 다이(62) 양쪽을 순차적으로 동작시켜서 가공하도록 하였기 때문에, 공작물(W)의 다채로운 가공이 행해진다. 이와 같이 펀치(61)와 다이(62) 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행할 경우에, 각 리니어 모터(1,1A)에 있어서의 우수한 제어성을 효과적으로 이용할 수 있고, 이들 펀치(61) 및 다이(62)의 구동원으로서, 각각 리니어 모터를 이용한 것에 의한 정밀도 향상의 효과가 유효하게 발휘된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 펀치용 및 다이용 리니어 모터(1,1A)를, 모두 복수의 단위 리니어 모터(2)의 집합체로 이루어지는 것으로 하였지만, 1개의 단위 리니어 모터(2)를 크게 한 단독형의 리니어 모터를 이용해도 된다. 그 경우에, 다이측의 리니어 모터(1A)는, 예컨대 도 6에 나타내는 바와 같이, 축부재(3)의 중심에 슬러그 배출구멍(70)이 관통된 것으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계는, 프레스 드라이브 축심에 위치하는 펀치와 다이에 의해 공작물에 프레스 가공을 실시하는 프레스 기계로서, 상부 프레임 및 하부 프레임을 갖는 프레스 프레임과, 상부 프레임에 설치되어 상기 펀치를 승강 구동하는 펀치용 리니어 모터와, 하부 프레임에 설치되어 다이를 승강 구동하는 다이용 리니어 모터를 구비한 것이기 때문에, 펀치 및 다이 양쪽을 구동 가능하게 하여 가공의 다채화를 가능하게 하면서, 간이한 구성으로 할 수 있고, 또한 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있다.
상기 펀치용 리니어 모터 및 다이용 리니어 모터 중 어느 한쪽 또는 양쪽이, 상기 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 프레스 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터를 복수 설치한 단위 리니어 모터 집합체인 경우에는, 리니어 모터의 제조상의 곤란성을 회피하여 큰 출력을 얻을 수 있는 것으로 할 수 있다.
상기 다이용 리니어 모터의 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 구멍을 형성한 경우에는, 다이를 구동 가능하게 하면서, 구멍뚫기 가공시 등에 발생하는 슬러그의 배출을 용이하게 행할 수 있다.
다이용 리니어 모터가, 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 프레스 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터를 복수 설치한 단위 리니어 모터 집합체이며, 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 구멍을 형성한 경우에는, 리니어 모터의 제조상의 곤란 성을 회피하여 큰 출력이 얻어지고, 또한, 구멍뚫기 가공시 등에 발생하는 슬러그의 배출이 용이하게 행해지는 것으로 된다.
공작물에 대하여, 펀치와 다이 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하는 제어수단을 갖는 경우에는, 공작물의 가공에 다이 및 펀치 양쪽을 구동하여 가공의 다채화를 가능하게 할 수 있고, 또한 그 가공이 정밀도 좋게 행해진다.
본 발명의 프레스 가공 방법은, 본 발명의 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계를 이용하고, 공작물에 대하여, 펀치와 다이 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하는 방법이기 때문에, 공작물의 가공에 다이 및 펀치 양쪽을 구동하여 가공의 다채화를 가능하게 할 수 있고, 또한 그 가공이 정밀도 좋게 행해진다.

Claims (6)

  1. 프레스 드라이브 축심에 위치하는 펀치와 다이에 의해 공작물에 프레스 가공을 실시하는 프레스 기계로서,
    상부 프레임 및 하부 프레임을 갖는 프레스 프레임과, 상부 프레임에 설치되어 상기 펀치를 승강 구동하는 펀치용 리니어 모터와, 하부 프레임에 설치되어 다이를 승강 구동하는 다이용 리니어 모터를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펀치용 리니어 모터 및 다이용 리니어 모터 중 어느 한쪽 또는 양쪽은, 상기 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 프레스 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터를 복수 설치한 단위 리니어 모터 집합체인 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다이용 리니어 모터의 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다이용 리니어 모터는, 프레스 드라이브 축심을 중심으로 하여 주위에, 출력축이 드라이브 축심과 평행한 단위 리니어 모터를 복수 설 치한 단위 리니어 모터 집합체이며, 프레스 드라이브 축심에 일치하는 부위에, 프레스 가공에 의해 생기는 슬러그를 배출하는 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계.
  5. 제1항에 있어서, 공작물에 대하여, 펀치와 다이 양쪽을 승강 구동하여 프레스 가공을 행하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계.
  6. 리니어 모터가 탑재된 프레스 기계를 이용하여, 공작물에 대하여 프레스 가공을 행하는 프레스 가공 방법으로서,
    상기 프레스 기계는, 상부 프레임 및 하부 프레임을 갖는 프레스 프레임과, 상부 프레임에 설치되어 상기 펀치를 승강 구동하는 펀치용 리니어 모터와, 하부 프레임에 설치되어 다이를 승강 구동하는 다이용 리니어 모터를 구비하고,
    상기 방법은,
    상기 펀치용 리니어 모터에 의한 펀치의 하강과 상기 다이용 리니어 모터에 의한 다이의 상승 양쪽을 행하여 프레스 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 프레스 가공 방법.
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