WO2002064355A1 - Dispositif a pressuriser - Google Patents

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WO2002064355A1
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slider
drive means
substrate
motor
support plate
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Shoji Futamura
Hiromitsu Kaneko
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Institute Of Technology Precision Electrical Discharge Work's
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    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0041—Control arrangements therefor
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    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/266—Drive systems for the cam, eccentric or crank axis

Definitions

  • the present invention relates to a pressing device such as a pressing device used for sheet metal processing, for example, and in particular, it is possible to perform fixed-point processing requiring accurate position control and has a large pressing force and drive energy.
  • the present invention relates to a small pressure device. Background art
  • fluid pressure cylinders have been widely used as means for driving a ram in contact with a work in a press processing apparatus, and in particular, hydraulic cylinders have been widely used.
  • body thrusting processing processing in a state in which the distance between the ram and the table is kept constant in this hydraulic cylinder-driven press.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional cylinder thrusting process.
  • 31 is a table, and the ram 32 of the pressing device is moved up and down by, for example, a hydraulic cylinder with respect to the table 31 so as to press the work 33. .
  • a projection 35 corresponding to the thickness dimension t projects downward from the working surface 34 at the lower end of the ram 32.
  • the projection 35 of the ram 32 abuts on the table 31.
  • the thickness dimension t of the work 33 can be accurately secured, machining can be performed without variation in size, and the machining accuracy for the work 33 can be improved.
  • FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of an essential part showing an example of a conventional electric press, which is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-218591.
  • reference numeral 41 denotes a pressing force generating means, which is housed in a head frame 44 provided on a column 43 integrally formed with the table 42.
  • a cylindrical main body 45 is provided in the head frame 44 and has a bearing 46 at its upper end.
  • Reference numeral 47 denotes a screw shaft, the upper end of which is supported by a bearing 46 and is formed in a suspended state.
  • a ram shaft 48 is formed in a hollow cylindrical shape, and a nut body 49 which is screwed with the screw shaft 47 is fixed to the upper end portion of the ram shaft, and vertically moved in the cylindrical main body 45. It is possible.
  • Reference numeral 50 denotes a pressing body, which is provided so as to be attachable to and detachable from the lower end portion of the ram shaft 48.
  • the screw shaft 4 7 and nut body 4 9 are in ball screw engagement.
  • 51 is a steady rest, and a guide portion 52 provided in the head frame 44, a steady rest 53 provided in the guide portion 52 so as to be vertically movable, and a ram shaft 4 8 It is comprised by the connection plate 54 provided in the lower end part of and ⁇ ⁇ 53.
  • Reference numeral 5 denotes a drive motor, which is provided in a head frame 44, and can rotate the screw shaft 47 in the forward and reverse directions via a pulley 56 and a belt 57 provided at the upper end of the screw shaft 47.
  • the initial position of the pressing body 50, the fixed position stop point, the rotational speed of the drive motor 55, forward / reverse rotation instruction and the like can be performed by the measuring means, the central processing unit and the like which are not shown.
  • the conventional type has the following problems. That is, since the pressing force applied to the workpiece W is determined by the capacity of the drive motor 55, in the case of a large capacity press, the drive motor 55 also needs a large capacity. Furthermore, in a large-capacity and large-sized press, the movable body including the ram shaft 48 and the pressing body 50 also becomes large and heavy, so that the driving energy required for the repetitive vertical movement of the movable body also becomes large. There is also the problem that it will spur the increase in the size and capacity of the motor 55.
  • An object of the present invention is to solve the problems existing in the above-mentioned prior art, and to provide a pressure device for fixed-point processing, which has high processing accuracy, high pressure, and small driving energy.
  • a substrate a support plate provided at a predetermined distance from the substrate, a substrate between the substrate and the support plate, and A first slider and a second slider which are movable in a direction perpendicular to the support plate and relatively movable in the direction, and a position detection device for detecting the movement position of the second slider;
  • First drive means for driving the first slider, second drive means for driving the second slider, control of the first drive means and second drive means, and position detection
  • a central processing unit for receiving and processing position signals from the apparatus, wherein the first drive means moves the first slider and the second slider to a preset position, and the second A technical means was adopted in which by pressing the object to be pressurized existing between the second slider and the substrate by moving the second slider to a predetermined position by the driving means.
  • the above-described drive means can include a known speed reduction mechanism having a plurality of gear groups.
  • the first slider and the second slider can be vertically movably formed in parallel to the horizontal plane and the substrate and the support plate.
  • the first drive means may be a crank mechanism
  • the second drive means may be a mechanism composed of a screw pair
  • the first drive means and the second drive means can be a mechanism comprising a screw pair.
  • the screw in the first drive means can be formed by a pole screw.
  • the relationship between the movement amount per unit time of the first slider and the movement amount m 2 per unit time of the second slider can be formed such that m> m 2 .
  • the motor in the first drive means and the second drive means can be formed by a servomotor.
  • FIG. 1 is an explanatory view of the main configuration showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the relationship between the position of the second slider 65 in FIG. 1 and time.
  • FIG. 3 is a front elevational view of an essential part of a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional plan view of the main part of the line A_A in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the relationship between the position of the pressing element 24 in FIGS. 3 and 4 and the time of pressure application.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional cylinder thrusting process.
  • FIG. 7 is an essential part longitudinal sectional view showing an example of a conventional electric press. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is an explanatory view of the main configuration showing the first embodiment of the present invention.
  • reference numerals 61 and 62 respectively denote a substrate and a support plate, which are formed, for example, in the form of a rectangular flat plate and are integrated in parallel at a predetermined distance by a column 63.
  • Reference numerals 64 and 65 respectively denote a first slider and a second slider, which are interposed between the substrate 6 1 and the support plate 62 and are formed so as to be vertically movable and relatively movable relative to each other. It is done.
  • Reference numerals 66 and 67 respectively denote a first motor and a second motor, which are formed, for example, by a temperature monitor such as a pulse motor, and provided on the support plate 62 and the first slider 64 respectively.
  • the screw shafts 68, 69 are respectively formed to be driven to rotate in the forward and reverse directions.
  • the screw shafts 68 and 69 are screwed with nut members or female screw members (both not shown) provided in the first slider 64 and second slider 65 in a non-rotating state, respectively.
  • the first slider 64 and the second slider 65 are formed to be vertically driven, and constitute first and second driving means, respectively.
  • Reference numerals 70 and 71 denote molds, which are detachably provided facing the second slider 65 and the substrate 61 respectively to form a pair or a pair.
  • Reference numeral 72 denotes a linear scale, which, for example, is provided on the column 63, and faces a detector 73 provided on the second slider 65 to constitute a position detection device of the second slider 65.
  • the position detection device directly detects the position of the second slider 65, but by recognizing the relative position between the second slider 65 and the first slider 64, the first position Since the position of the slider 64 can also be detected indirectly, the position detecting device forms a common position detecting device of the first slider 64 and the second slider 65. Take a lesson.
  • the screw shaft 68 which constitutes the first drive means, and a pair of female screws screwed with the screw shaft 68 may be ball screws.
  • the drive means may include a known speed reduction mechanism having a plurality of gear groups between the first motor 66 and the second motor 67.
  • 74 is a central processing unit (CPU), and the first monitor 66 and the second monitor 7 are connected by the interface 75 to the first monitor 66 and the second monitor 7. Send a signal to the second motor 67 and control the drive of both motors 66, 67.
  • Reference numeral 78 denotes a pulse counter, which counts pulse signals from the position detection device constituted by the detector 73 and the linear scale 72 and sends it to the central processing unit 74. This signal is received and stored in the central processing unit 74 and processed for control of the first motor 66 and the second motor 67.
  • An input device 7 9 is used to input movement data of the first slider 64 and the second slider 65 to the central processing unit 7 4.
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the relationship between the position of the second slider 65 in FIG. 1 and time. The operation will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the position H of the second slider 65 by the input device 79. , H, and data about the second slider 65 at each position H i, H stop time t 2 1 (descent), t 2 2 (descent), t 4 at the central processing unit 7 4 Input to and memorize.
  • the first motor 66 is operated with the second motor 67 locked by a command from the central processing unit 74
  • the first slider 64 and the second slider 65 mutually
  • the second slider 65 arrives at the position after time t 1.
  • the position at this time is detected by the detector 7 3 and the linear scale 7 2, and is input to the central processing unit 7 4 through the pulse counter 7 8 so that the first movement 66 is stopped and the mouth is closed.
  • control is performed so that the second motor 67 is locked o
  • the second slider 6 5 After completion of the above processing, the second slider 6 5 reaches a position after time t 3 2 2 by the reverse operation of the second motor 6 7, and the second motor 6 7 is stopped and locked. And after a time t 2 2 elapses, the reverse operation of the first motor 6 6, the second slider 6 5 initial position H. After the time t 1 2 passed together with the first slider 6 4 And the first motor 66 stops.
  • Control of the first motor 66 and the second motor 67 described above is performed by feedback from the central processing unit 74 and the position detection device.
  • the time t 2 1, t 2 2. T 4 can also be zero.
  • the second motor 67 can be operated before the second slider 65 reaches the position H i, and the first motor 66 and the second motor 67 can be operated after the processing is completed. It can also be operated in the reverse direction at the same time.
  • the movement amount mi of the first slider 64 per unit time can be obtained.
  • the relationship between the second slider 65 and the amount of movement m 2 per unit time can be set to> m 2 .
  • FIG. 3 is a front elevational view of an essential part in longitudinal section showing a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a sectional plan view of an essential part of line AA in FIG.
  • reference numeral 1 denotes a substrate, which is formed in, for example, a rectangular flat plate, and for example, cylindrical guide bars 2 are erected at the four corners.
  • a support plate 3 formed in, for example, a rectangular flat plate shape is fixed to an upper end portion of the guide bar 2 via, for example, a fastening member 4.
  • 5 is a crankshaft, which is rotatably provided between a pair of support members 6 and 6 erected on a support plate 3 via bearings 8 and 8, and a support plate 3 via a connecting rod 9. It is connected to the quill 10 provided through it.
  • a slider 7 is engaged with the guide bar 2 so as to be movable in the axial direction.
  • 1 3 is a differential male screw; It is integrally joined to the lower end of Quinole 10.
  • a differential member 14 is formed into a hollow cylindrical shape, and a differential female screw 15 to be screwed with the differential male screw 1 3 is provided on the inner peripheral surface.
  • a worm wheel 16 is integrally fixed to the differential member 14 and formed to engage with the worm 17.
  • Reference numerals 18 and 19 denote radial bearings and thrust bearings, which are provided in the slider 7 and support the differential members 14 and the worm wheel 16 respectively.
  • the reference numeral 20 denotes a worm shaft, which is threadably fixed to the central portion of the worm 17 and rotatably supported at both ends by bearings 21 and 21 provided in the slider 7.
  • Reference numerals 22 and 23 denote pulse motors, which are provided to rotate the crankshaft 5 and the worm shaft 20, respectively.
  • Reference numeral 24 denotes a pressing element, which is detachably provided on the lower surface of the central portion of the slider 7.
  • a linear scale 25 is, for example, erected on the substrate 1 and faces a detector 26 provided on the slider 7 to constitute a position detection device of the slider 7.
  • the pulse motors 22 and 23 are connected to the central processing unit as shown in FIG. 1 through drivers and an interface (not shown). The same applies to the linear scale 25 and the detector 26 constituting the position detection device.
  • the differential male screw 13 and the slider 7 shown in FIGS. 3 and 4 are connected to the first slider 64 and the second slider 65 shown in FIG. 1 and to the pulse motors 22 and 23. Are respectively corresponding to the first motor 66 and the second motor 67 shown in FIG. 1 o
  • FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the relationship between the position of the presser 24 in FIG. 3 and the time of pressure application. The operation will be described below with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the pulse motor 22 when the pulse motor 22 is operated by applying a predetermined number of pulses, the crankshaft 5 is rotated, and the slider 7 is lowered via the connecting rod 9, quill 10 and the differential screw 13 so that pressure is applied. Child 2 4 is in the initial position H. It descends from (the upper stop point) to a position (connecting rod 9 or lower stop point for differential male thread 13) near the fixed point machining position H, and the pulse motor 22 stops at this position.
  • the slider 7 After machining, the slider 7 ascends by reverse operation of the pulse motor 23 first, and the pressure element 24 ascends from the fixed point processing position H to the position. By reverse operation of the pulse motor 22, the pressure element 24 is initial Position H.
  • the pulse motors 22 and 23 may be simultaneously reversely operated to return the presser 24 as shown by the chain line in FIG.
  • the pressing force applied to the workpiece W by the pressing element 24 when the slider 7 is lowered is significantly increased from F i by the pulse motor 22 to F 2 by the pulse motor 23. That is, the rotation by the pulse motor 23 is greatly decelerated by the reduction ratio between the worm 17 and the worm wheel 16, and thus, the transmitted torque is increased to the reciprocal of the reduction ratio. As a result of the fact that the pressure on the workpiece W can be greatly increased as described above, the pulse motor 23 can have a small capacity.
  • the movement from the position of the pressing element 24 in FIG. 5 to the position H is the rotation of the worm 17 and the worm wheel 16 in FIGS. 3 and 4 and the differential male screw 13 Since it is screwed with the differential female screw 15 and is performed at low speed, (H-H), that is, the processing stroke is about 3 to 5 IM, for example, so the processing time is longer than necessary. There is nothing to gain.
  • H-H low speed
  • the operation of pulse motor 23 is started at the H 2 position of presser 24, and the presser 24 is lowered in cooperation with pulse motor 22. If you do, it will help to reduce the application time.
  • H values are measured by the linear scale 25 and detector 26 constituting the position detection device, input to the central processing unit (not shown), and with the pulse motors 22 and 23 Controllable in relation as well.
  • the stroke given to the slider 7 by the crankshaft 5 is the distance between the upper and lower points of the crankshaft 5 at the maximum value, but the crankshaft 5 is The stroke of the slider 7 can be set to a desired value below the maximum value by stopping at the middle point without rotating to the stop point.
  • the substrate 1 and the support plate 3 are disposed in parallel to the horizontal plane and the guide bar 2 connecting the two is provided in the vertical direction
  • the so-called wedge type is explained.
  • the present invention is also applicable to a so-called horizontal type in which the support plate 3 is provided in parallel with the vertical surface and the guide bar 2 is provided in the horizontal direction.
  • the slider 7 is located above the workpiece W. However, the same effect can be obtained by disposing the slider 7 below the workpiece W.
  • a reduction mechanism by a worm and a worm wheel has been shown as a relative moving means of the slider 7 with respect to the differential male screw 13, it is not limited to this and it is known to form a reduction mechanism including three or more gears.
  • the following gear group can be used.
  • the drive motor of the crankshaft 5 and the worm shaft 20 has been described as a pulse motor, the drive motor may be a servomotor capable of position detection and control.
  • the guide bar 2 for guiding the movement of the slider 7 is preferably a large one or a plurality of ones for which rigidity is required, but it may be one, and in some cases it may be columnar or beam-like
  • the slider 7 may be formed so as to slide or slide along the side surface thereof.
  • the pressure device of the present invention can be naturally applied to, for example, sequential feeding processing of a long workpiece by arranging a plurality of units in tandem. is there.
  • the pressing device of the present invention is not limited to sheet metal processing on a plate material, but also for assembling of a plurality of parts, processing such as press fitting, caulking, etc., and molding molds for injection molding machines, die castings, powder dies, etc. It can also be used for mold clamping.
  • a large pressing force can be obtained because the pressing force on the workpiece or the object to be pressurized is increased to the reciprocal of the reduction ratio by the reduction mechanism.
  • the motor for driving the slider can be made small in capacity, and drive energy can be significantly reduced.

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Description

明 細 書 加圧装置 技術分野
本発明は、 例えば板金加工等に使用されるプレス装置のような加圧装置に関す るものであり、 特に正確な位置制御を要する定点加工が可能であると共に加圧力 が大でありかつ駆動ェネルギ一が小である加圧装置に関するものである。 背景技術
従来、 プレス加工装置においてワークに当接するラムを駆動する手段としては 、 流体圧シリンダが広く使用され、 就中油圧シリンダが多用されている。 この油 圧シリンダ駆動によるプレス装置において、 定点加工、 すなわちラムとテーブル との間隔を一定に保持した状態の加工を行なう場合には、 通称 「胴突き加工」 と 称される加工を行なう必要がある。
第 6図は従来の胴突き加工を示す説明図である。 第 6図において、 3 1はテ一 ブルであり、 このテーブル 3 1に対してプレス装置のラム 3 2が例えば油圧シリ ンダによって上下動し、 ワーク 3 3をプレス加工するように構成されている。 こ の場合、 ワーク 3 3を厚さ寸法 tに正確に加工するために、 ラム 3 2の下端部に は、 作動面 3 4から下方に前記厚さ寸法 tに相当する突出部 3 5を突設する。 上記の構成によりラム 3 2を下方に作動させると、 作動面 3 4によりワーク 3 3に所定の加工を行なうことができるが、 ラム 3 2の突出部 3 5がテーブル 3 1 に当接することにより、 ワーク 3 3の厚さ寸法 tが正確に確保され、 寸法のばら つきのない加工を行なうことができ、 ワーク 3 3に対する加工精度を向上させる ことができる。
上記第 6図に示す加工態様においては、 定点加工により加工精度を向上させ得 る反面において下記のような問題点がある。 すなわち、 ラム 3 2がワーク 3 3に 対して衝撃的に当接することに加えて、 ラム 3 2の突出部 3 5がテーブル 3 1に 対しても衝突するため、 衝突音が発生し、 特に単位時間当たりのラム 3 2の作動 回数が多い高速加工の場合には騒音が激しくなり、 '作業環境を害するという問題 点、力 る。
一方、 電動プレスによる定点加工も従来から使用されており、 上記油圧プレス 等による胴突き加工に起因する騒音の発生を防止する点において有利であること が知られている。
第 7図は従来の電動プレスの例を示す要部縦断面図であり、 例えば特開平 6— 2 1 8 5 9 1号公報に記載されている。 第 7図において、 4 1は加圧力発生手段 であり、 テーブル 4 2と一体に形成されたコラム 4 3上に設けられた頭部枠体 4 4内に収容されている。
4 5は筒状本体であり、 頭部枠体 4 4内に設けられ、 上端に軸受部 4 6を備え ている。 4 7はねじ軸であり、 軸受部 4 6によりその上端部が支持されて吊下状 態に形成されている。 次に 4 8はラム軸であり、 中空円筒状に形成され、 その上 端部に前記ねじ軸 4 7と螺合するナツ ト体 4 9が固着され、 かつ筒状本体 4 5内 に上下動可能に設けられている。 5 0は押圧体であり、 ラム軸 4 8の下端部に着 脱可能に設けられている。 なおねじ軸 4 7とナツ ト体 4 9とはボールねじ係合と して 。
次に 5 1は振れ止めであり、 頭部枠体 4 4内に設けられた案内部 5 2、 案内部 5 2内に上下動可能に設けられた振れ止め杆 5 3、 およびラム軸 4 8と振れ止め 杆 5 3との下端部に設けられた連結板 5 4によって構成されている。 5 5は駆動 モータであり、 頭部枠体 4 4内に設けられ、 前記ねじ軸 4 7の上端部に設けられ たプーリ 5 6およびベルト 5 7を介してねじ軸 4 7を正逆回転可能に形成する。 なお、 図示省略した計測手段、 中央演算処理装置等によって、 押圧体 5 0の初 期位置、 定位置停止点、 駆動モータ 5 5の回転速度、 正逆転指示等を行ない得る としている。
上記の構成により、 駆動モータ 5 5の作動によりベルト 5 7およびプーリ 5 6 を介してねじ軸 4 7を回転させると、 上端部にナツト体 4 9が固着されたラム軸 4 8が下降し、 鎖線で示すような予め設定された位置および押圧力で押圧体 5 0 が被加工物 Wに当接し、 所定の加工が行なわれる。 加工終了後、 駆動モータ 5 5 の逆回転により、 ラム軸 4 8および押圧体 5 0が上昇し、 初期の位置に復帰する 。 上記の動作を繰り返すことにより、 複数個の被加工物 Wに対して所定の定点加 ェを逐次行なうことができるのである。
上記のような電動プレスによれば、 騒音を発生することなく定点加工を行なレ、 得るのであるが、 従来のものにおいては下記のような問題点がある。 すなわち、 被加工物 Wに印加される押圧力は駆動モータ 5 5の容量によって定まるため、 大 容量のプレス装置の場合には駆動モータ 5 5もまた大容量のものが必要となる。 更に大容量かつ大型のプレス装置においては、 ラム軸 4 8および押圧体 5 0を含 む可動体もまた大型かつ大重量となるため、 可動体の繰返し上下動に要する駆動 エネルギーも大となり、 駆動モータ 5 5の大型、 大容量化に拍車をかけることに もなるという問題点がある。
また、 押圧体 5 0を例えばテーブル 4 2上方の所定の位置 （高さ h ) に精度良 く位置決めすることがむずかしく、 誤差が発生する。 すなわち、 押圧体 5 0はね じ軸 4 7の回転によって、 このねじ軸 4 7と螺合するナツト体 4 9の移動によつ て上下動するのであるが、 加工タクトを短縮させるためには、 必然的に上記ねじ 軸 4 7の回転数および Zまたはねじピッチを大にせざるを得ず、 押圧体 5 0の位 置決め精度の低下を招来する。 一方押圧体 5 0の位置決め精度を向上させるベく 、 上記ねじ軸 4 7の回転数および Zまたはねじピッチを小にすると、 押圧体 5 0 の上下動に要する時間が長くなり、 加工タクトもまた長くなる結果、 加工能率を 低下させるという問題点がある。
一方、 上記押圧体 5 0の上下動を複数の駆動手段によって行なうことも考えら れるが、 構造が複雑かつ大型化すると共に、 複数の駆動手段の制御が円滑に行な われないこともあって、 実用化には至っていない。 発明の開示
本発明は、 上記従来技術に存在する問題点を解決し、 加工精度が高く、 加圧力 が大であり、 かつ駆動エネルギーの小なる定点加工用の加圧装置を提供すること を目的としている。
上記の課題を解決するために、 本発明においては、 基板と、 この基板と所定距 離を隔てて設けられた支持板と、 前記基板と前記支持板との間において基板およ び支持板と直交する方向に移動可能にかつ前記の方向に相対移動可能に形成され た第 1のスライダおよび第 2のスライダと、 前記第 2のスライダの移動位置を検 出する位置検出装置と、 前記第 1のスライダを駆動する第 1の駆動手段と、 前記 第 2のスライダを駆動する第 2の駆動手段と、 前記第 1の駆動手段および第 2の 駆動手段を制御しかつ前記位置検出装置からの位置信号を受理して処理する中央 処理装置とからなり、 前記第 1の駆動手段により前記第 1のスライダおよび第 2 のスライダを予め設定された位置まで移動させ、 かつ前記第 2の駆動手段により 前記第 2のスライダを所定の位置まで移動させることにより、 前記第 2のスライ ダと基板との間に存在する被加圧体を加圧する、 という技術的手段を採用した。 なお上記の駆動手段においては、 複数個の歯車群を有する公知の減速機構を包含 させることができる。
本発明において、 基板と支持板とを水平面と平行に、 第 1のスライダおよび第 2のスライダを垂直方向に移動可能に形成することができる。
次に上記の発明において、 第 1の駆動手段をクランク機構とし、 第 2の駆動手 段をねじ対偶からなる機構とすることができる。
また上記の発明において、 第 1の駆動手段および第 2の駆動手段をねじ対偶か らなる機構とすることができる。
この場合において、 第 1の駆動手段におけるねじをポールねじで形成すること ができる。
更に上記の発明において、 第 1のスライダの単位時間当りの移動量 と第 2 のスライダの単位時間当りの移動量 m 2 との関係を m > m 2 に形成することが できる。
また更に上記の発明において、 第 1の駆動手段および第 2の駆動手段における モータをサーボモータによって形成することができる。 図面の簡単な説明
-第 1図は本発明の第 1の実施の形態を示す要部構成説明図である。
第 2図は第 1図における第 2のスライダ 6 5の位置と時間との関係を模式的に 示す説明図である。 第 3図は本発明の第 2の実施の形態を示す要部縦断面正面図である。
第 4図は第 3図における A _ A線要部断面平面図である。
第 5図は第 3図および第 4図における押圧子 2 4の位置および加圧力の時間と の関係を模式的に示す説明図である。
第 6図は従来の胴突き加工を示す説明図である。
第 7図は従来の電動プレスの例を示す要部縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1図は本発明の第 1の実施の形態を示す要部構成説明図である。 第 1図にお いて 6 1、 6 2は各々基板および支持板であり、 例えば長方形の平板状に形成さ れており、 コラム 6 3により所定距離を隔てて平行に一体化されている。 6 4、 6 5は各々第 1のスライダおよび第 2のスライダであり、 前記基板 6 1 と支持板 6 2との間に介装され、 上下方向移動可能に、 かつ上下方向相対移動可能に形成 されている。
6 6、 6 7は各々第 1のモータおよび第 2のモータであり、 例えばパルスモ一 夕のようなサ一ポモ一夕によって形成し、 各々支持板 6 2及び第 1のスライダ 6 4に設けられ、 各々ねじ軸 6 8、 6 9を正逆転駆動するように形成される。 ねじ 軸 6 8、 6 9は各々第 1のスライダ 6 4および第 2のスライダ 6 5内に非回転状 態に設けられたナツト部材またはめねじ部材 （何れも図示省略） と螺合し、 各々 第 1のスライダ 6 4および第 2のスライダ 6 5を上下方向に駆動するように形成 し、 各々第 1および第 2の駆動手段を構成する。 7 0、 7 1は金型であり、 各々 第 2のスライダ 6 5および基板 6 1に対向して着脱可能に設けられ、 対または組 を形成する。 7 2はリニアスケールであり、 例えばコラム 6 3に設けられ、 第 2 のスライダ 6 5に設けられた検出子 7 3と対向し、 第 2のスライダ 6 5の位置検 出装置を構成する。
この場合、 位置検出装置は第 2のスライダ 6 5の位置を直接的に検出するが、 第 2のスライダ 6 5と連結された第 1のスライダ 6 4との相対位置の認識により 、 第 1のスライダ 6 4の位置をも間接的に検出できるため、 上記位置検出装置は 第 1のスライダ 6 4および第 2のスライダ 6 5の共通の位置検出装置を形成して レヽる。
なお上記第 1の駆動手段を構成するねじ軸 6 8およびこのねじ軸 6 8と螺合す るめねじの対偶をボールねじとすることができる。 また前記駆動手段においては 、 第 1のモ一夕 6 6および第 2のモータ 6 7との間に複数個の歯車群を有する公 知の減速機構を包含させることができる。
次に 7 4は中央処理装置 （C P U) であり、 インタフニース 7 5により第 1の ドライノく 7 6および第 2のドライノ 7 7を経由して、 前記第 1のモ一夕 6 6およ び第 2のモータ 6 7に信号を送出し、 両モータ 6 6、 6 7の駆動を制御する。 7 8はパルスカウンタであり、 前記検出子 7 3およびリニアスケール 7 2によって 構成される位置検出装置からのパルス信号をカウントし、 中央処理装置 7 4に送 出する。 この信号は中央処理装置 7 4に受理記憶されて、 前記第 1のモ一夕 6 6 および第 2のモータ 6 7の制御のために処理される。 7 9は入力装置であり、 第 1のスライダ 6 4および第 2のスライダ 6 5の移動データを中央処理装置 7 4に 入力するためのものである。
第 2図は第 1図における第 2のスライダ 6 5の位置と時間との関係を模式的に 示す説明図である。 以下第 1図および第 2図を参照して作用について説明する。 まず入力装置 7 9により、 第 2のスライダ 6 5の位置 H。 、 、 Hについて のデータおよび第 2のスライダ 6 5の各々位置 H i 、 Hにおける停止時間 t 2 1 ( 下降時） 、 t 2 2 (上昇時） 、 t 4 についてのデータを中央処理装置 7 4に入力し て記憶させる。 次に中央処理装置 7 4からの指令により第 2のモータ 6 7をロッ クしたまま第 1のモ一夕 6 6を作動させると、 第 1のスライダ 6 4および第 2の スライダ 6 5は相互に相对移動することなく下降し、 時間 t 1 経過後に第 2のス ライダ 6 5が位置 に到達する。 この時の位置は検出子 7 3およびリニアスケ ール 7 2によって検出され、 パルスカウンタ 7 8を経て中央処理装置 7 4に入力 されて、 第 1のモ一夕 6 6が停止し、 かつ口ックされる。 上記第 1のモー夕 6 6 が作動中においては、 第 2のモ一夕 6 7がロック状態となるように制御しておく o
次に時間 t 2 1経過後、 第 2のモータ 6 7を作動させて、 時間 t 3 1経過後に第 2 のスライダ 6 5が最終の位置 Hに到達し、 第 2のモータ 6 7が停止する。 そして 時間 t 4 内に金型 7 0、 7 1により所定の加工が行われるのである。 なおこの加 ェは第 2のスライダ 6 5が下降している時間 t 3 1にまたがってもよい。
上記加工終了後、 第 2のモータ 6 7の逆方向作動により、 第 2のスライダ 6 5 が時間 t 3 2経過後位置 に到達し、 第 2のモータ 6 7が停止し、 ロックされる 。 そして時間 t 2 2経過後、 第 1のモータ 6 6の逆方向作動により、 第 2のスライ ダ 6 5は第 1のスライダ 6 4と共に時間 t 1 2経過後に初期の位置 H。 に到達し、 第 1のモータ 6 6が停止する。
上記の第 1のモータ 6 6および第 2のモータ 6 7の制御は中央処理装置 7 4お よび位置検出装置からのフィ一ドバックによって行われる。 この場合において、 時間 t 2 1、 t 2 2 . t 4 を 0にすることもできる。 また第 2のスライダ 6 5が位置 H i に到達する前に第 2のモータ 6 7を作動させることもでき、 加工終了後にお いて第 1のモ一夕 6 6および第 2のモータ 6 7を同時に逆方向作動させることも できる。
また第 1のモータ 6 6および第 2のモー夕 6 7の回転数、 ねじ軸 6 8、 6 9の ピッチを適宜選定することにより、 第 1のスライダ 6 4の単位時間当りの移動量 m i と、 第 2のスライダ 6 5の単位時間当りの移動量 m 2 との関係を > m 2 とすることができる。 このように形成することにより、 金型 7 0を定点加工位置 の近傍まで短時間に移動させることができ、 以後の定点位置決め精度を向上させ ることができると共に、 後述するように単独のスライダによるものよりも大なる 加圧力を得ることができるのである。
第 3図は本発明の第 2の実施の形態を示す要部縦断面正面図、 第 4図は第 3図 における A— A線要部断面平面図である。 両図において、 1は基板であり、 例え ば長方形の平板状に形成されており、 例えばその四隅には円柱状のガイドバー 2 が立設される。 このガイドバ一 2の上端部には、 例えば長方形の平板状に形成さ れた支持板 3が、 例えば締結部材 4を介して固着されている。
次に 5はクランク軸であり、 支持板 3上に立設された 1対の支持部材 6， 6間 に軸受 8 , 8を介して回転可能に設けられ、 連接棒 9を介して支持板 3を貫通し て設けられたクイル 1 0と接繞される。 7はスライダであり、 前記ガイドバ一 2 にその軸線方向に移動可能に係合されている。 1 3は差動用おねじであり、 前記 クイノレ 1 0の下端部に一体に接合される。
1 4は差動部材であり、 中空円筒状に形成し、 内周面に前記差動用おねじ 1 3 と螺合する差動用めねじ 1 5を設ける。 1 6はウォームホイールであり、 前記差 動部材 1 4に一体に固着され、 かつウォーム 1 7と係合するように形成する。 1 8， 1 9は各々ラジアル軸受およびスラスト軸受であり、 スライダ 7内に設けら れ、 各々差動部材 1 4およびウォームホイール 1 6を支持するものである。
2 0はウォーム軸であり、 ウォーム 1 7の中心部に揷通固着されると共に、 両 端部をスライダ 7内に設けられた軸受 2 1， 2 1によって回転可能に支持される 。 2 2， 2 3は各々パルスモータであり、 各々前記クランク軸 5およびウォーム 軸 2 0を回転させ得るように設けられる。 2 4は押圧子であり、 前記スライダ 7 の中央部下面に着脱可能に設けられる。 2 5はリニアスケールであり、 例えば基 板 1上に立設され、 スライダ 7に設けられた検出子 2 6と対向し、 スライダ 7の 位置検出装置を構成する。
なお、 パルスモータ 2 2、 2 3は各々 ドライバ、 インタフェース （図示せず） を介して前記第 1図に示すような中央処理装置と接続される。 位置検出装置を構 成するリニアスケール 2 5および検出子 2 6もまた同様である。 第 3図および第 4図における差動用おねじ 1 3およびスライダ 7は、 前記第 1図に示す第 1のス ライダ 6 4および第 2のスライダ 6 5に、 またパルスモータ 2 2、 2 3は各々第 1図に示す第 1のモ一夕 6 6および第 2のモータ 6 7に夫々対応するものである o
第 5図は第 3図における押圧子 2 4の位置および加圧力の時間との関係を模式 的に示す説明図である。 以下、 第 3図ないし第 5図を参照して作用について説明 する。
まずパルスモータ 2 2に所定のパルス数を印加して作動させると、 クランク軸 5が回転し、 連接棒 9、 クイル 1 0および差動用おねじ 1 3を介してスライダ 7 が下降し、 押圧子 2 4は初期位置 H。 （上止点） から定点加工位置 Hの近傍の位 置 (連接棒 9ないし差動用おねじ 1 3の下止点） まで下降し、 この位置にお いてパルスモータ 2 2が停止する。
次にパルスモ一夕 2 3に所定のパルス数を印加して作動させ、 ウォーム軸 2 0 ， ウォーム 1 7およびウォームホイ一ル 1 6を回転させ、 かつ差動部材 1 4の回 転により、 押圧子 2 4が前記位置 から定点加工位置 Hまで下降し、 被加工物 Wに当接する。 これにより押圧子 2 4を介して予め設定された押圧力で被加工物 Wに対する定点加工が行なわれる。
加工終了後、 まずパルスモータ 2 3の逆作動によりスライダ 7が上昇し、 押圧 子 2 4は定点加工位置 Hから位置 まで上昇し、 パルスモータ 2 2の逆作動に より、 押圧子 2 4は初期位置 H。 に復帰する。 なお加工終了後、 パルスモータ 2 2 , 2 3を同時に逆作動させ、 第 5図の鎖線にて示すように押圧子 2 4を復帰さ せてもよい。
上記のスライダ 7の下降時における押圧子 2 4による被加工物 Wに対する加圧 力は、 パルスモー夕 2 2による F i から、 パルスモ一夕 2 3による F 2 まで大幅 に増大する。 すなわち、 パルスモ一夕 2 3による回転はウォーム 1 7とウォーム ホイール 1 6との間の減速比によって大幅に減速されるため伝達されるトノレクカ 前記減速比の逆数倍に増大されるためである。 上記のように被加工物 Wに対する 加圧力を大幅に増大させ得る結果として、 パルスモータ 2 3を小容量のものとす ることができるのである。
なお第 5図における押圧子 2 4の位置 から位置 Hに至る間の移動は、 第 3 図および第 4図におけるウォーム 1 7およびウォームホイール 1 6の回転、 なら びに差動用おねじ 1 3と差動用めねじ 1 5との螺合によるものであるため低速で 行なわれるが、 （H — H) すなわち加工ストロークは例えば 3〜5 IM程度であ るため、 加工時間を必要以上に長びかせることはない。 一方、 加工ストロークが 大である場合には、 押圧子 2 4の H 2 の位置においてパルスモータ 2 3の作動を 開始し、 パルスモータ 2 2と協動して押圧子 2 4を下降させるようにすれば、 加 ェ時間の短縮に役立つ。 なお、 上記の H。 ， , H 2， Hの値は、 位置検出装 置を構成するリニアスケール 2 5および検出子 2 6によって計測され、 図示省略 した中央処理装置に入力され、 かつパルスモータ 2 2、 2 3との関係においても 制御可能に構成する。
この場合において、 クランク軸 5によりスライダ 7に付与されるストロークは 、 最大値においてクランク軸 5の上下止点間の距離であるが、 クランク軸 5を上 止点まで回転させずに中間点に停止させるようにすればスライダ 7のストローク を前記最大値未満の所望の値に設定することができる。
上記の発明の実施の形態においては、 基板 1および支持板 3が水平面と平行に 配置され、 両者を連結するガイドバー 2が垂直方向に設けられたいわゆる竪型の ものについて説明したが、 基板 1および支持板 3が垂直面と平行に、 およびガイ ドバー 2が水平方向に設けられた、 いわゆる横型のものに対しても本発明の適用 が可能である。
なお、 上記の説明においては、 スライダ 7が被加工物 Wの上方に存在する形態 について示したが、 被加工物 Wの下方にスライダ 7を配置しても作用は同様であ る。
またスライダ 7の差動用おねじ 1 3に対する相対移動手段としてウォームとゥ オームホイールによる減速機構の例を示したが、 これに限らず 3個以上の歯車を も含めて減速機構を形成する公知の歯車群を用いることができる。
上記の実施の形態においては、 クランク軸 5およびウォーム軸 2 0の駆動モー 夕をパルスモータとして説明したが、 この駆動モータは位置の検出および制御が 可能であるサ一ボモータであればよい。
更に、 スライダ 7の移動を案内するガイドバ一 2は、 大型のものまたは剛性を 要求されるものについては複数本とするのが好ましいが、 1本のものでもよく、 場合によっては柱状または梁状に形成し、 その側面に沿ってスライダ 7が摺動ま たは滑動する構成としてもよい。
また更に、 本発明の加圧装置は単一に使用される以外に、 複数台をタンデムに 配置して、 例えば長尺状の被加工物に対して順送り加工する場合にも当然に適用 可能である。 なお、 本発明の加圧装置は、 板材に対する板金加工の他に、 複数個 の部品の組立、 圧入、 カシメ等の加工、 更には射出成形機、 ダイカスト、 粉末冶 金等における成形用金型の型締め用としても使用できる。
産業上の利用可能性
本発明は、 以上記述のような構成および作用であるから、 下記の効果を奏し得 る。 ( 1 ) 被加工物または被加圧体に対する加圧力が減速機構による減速比の逆数倍 に増大されるため、 大なる加圧力が得られる。
(2) スライダを駆動するモータを小容量のものとすることができ、 駆動エネル ギーを大幅に低減できる。
( 3 ) 往復駆動手段の移動終点から移動始点までのストロークを任意に設定でき る。
(4) スライダの下端停止位置を正確に制御できるため、 加工精度を向上できる o
(5) 流体圧駆動のものにおけるような騒音がなく、 静粛な作業環境を確保でき る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 基板と、 この基板と所定距離を隔てて設けられた支持板と、 前記基板と前記 支持板との間において基板および支持板と直交する方向に移動可能にかつ前記の 方向に相対移動可能に形成された第 1のスライダおよび第 2のスライダと、 前記 第 2のスライダの移動位置を検出する位置検出装置と、 前記第 1のスライダを駆 動する第 1の駆動手段と、 前記第 2のスライダを駆動する第 2の駆動手段と、 前 記第 1の駆動手段および第 2の駆動手段を制御しかつ前記位置検出装置からの位 置信号を受理して処理する中央処理装置とからなり、 前記第 1の駆動手段により 前記第 1のスライダおよび第 2のスライダを予め設定された位置まで移動させ、 かつ前記第 2の駆動手段により前記第 2のスライダを所定の位置まで移動させる ことにより、 前記第 2のスライダと基板との間に存在する被加圧体を加圧するこ とを特徴とする加圧装置。
2 . 基板と支持板とを水平面と平行に、 第 1のスライダおよび第 2のスライダを 垂直方向に移動可能に形成したことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の加圧
3 . 第 1の駆動手段をクランク機構とし、 第 2の駆動手段をねじ対偶からなる機 構としたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の加圧装置。
4 . 第 1の駆動手段および第 2の駆動手段をねじ対偶からなる機構としたことを 特徴とする請求の範囲第 1項に記載の加圧装置。
5 . 第 1の駆動手段におけるねじをボールねじで形成したことを特徴とする請求 の範囲第 4項に記載の加圧装置。
6 . 第 1のスライダの単位時間当りの移動量 m i と第 2のスライダの単位時間当 りの移動量 m 2 との関係を > m 2 に形成したことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の加圧装置。 .
7 . 第 1の駆動手段および第 2の駆動手段におけるモータをサ一ボモ一夕によつ て形成したことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の加圧装置。
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