WO2004037528A1 - プレス機械 - Google Patents

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WO2004037528A1
WO2004037528A1 PCT/JP2002/011041 JP0211041W WO2004037528A1 WO 2004037528 A1 WO2004037528 A1 WO 2004037528A1 JP 0211041 W JP0211041 W JP 0211041W WO 2004037528 A1 WO2004037528 A1 WO 2004037528A1
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press machine
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press
ball screw
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Inventor
Toshiaki Kanemitsu
Kazuyuki Oda
Keiichiro Yamamura
Original Assignee
Kanemitsu Corporation
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, 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
    • B30B1/18Presses, 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 screw means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, 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
    • B30B1/18Presses, 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 screw means
    • B30B1/186Control arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04Frames; Guides
    • B30B15/041Guides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00Cutting
    • Y10T83/929Tool or tool with support
    • Y10T83/9411Cutting couple type
    • Y10T83/9423Punching tool

Definitions

  • the present invention relates to a press machine used for, for example, performing plastic working such as extrusion forming, punching, and drawing a mechanical part into a predetermined shape, or cutting a metal plate material.
  • a pressing member which is supported on the base so as to be able to slide up and down and presses the workpiece, is connected via a crank shaft to a flywheel that is rotationally linked to the motor, and the rotational driving force of the motor is Accordingly, there is a configuration in which the pressing member is driven up and down via a flywheel and a crank shaft.
  • a punch for punching a workpiece by being supported by a base so as to be able to slide up and down is used.
  • the upper turret (equivalent to a pressing member) is driven up and down by a hydraulic cylinder, and the drive shaft of a swash plate type variable displacement hydraulic pump that supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinder
  • a flywheel is attached to the motor, and the flywheel is driven by a motor using a belt.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has low noise, low vibration, small size and light weight, low power consumption, low operating cost, and operation control. It is intended to provide a press machine capable of realizing remarkable improvement in press working accuracy by enabling digitization of working conditions. is there.
  • a press machine in order to achieve the above object, includes a motor supported by a base, an elevating mechanism that moves up and down by rotating the motor, A press member fixedly connected to a lower end portion of the lifting mechanism and pressing the work.
  • the motor is constituted by a thermomotor capable of controlling the rotation by a control mechanism, and
  • the elevating mechanism rolls into a ball screw shaft, a ball screw nut screwed to the ball screw shaft, and a rolling groove formed in the ball screw shaft and the pole screw nut.
  • the pole screw is provided with a pole group that intervenes as much as possible.
  • One of the pole screw shaft of the lifting mechanism and the ball screw nut is connected to the drive shaft that is rotationally linked to the servo motor. And the other is fixedly connected to the pressing member side.
  • the driving mechanism of the pressing member is constituted by a combination of a servomotor capable of controlling rotation and a ball screw. Because no flywheel is used, the press machine can be made smaller and lighter, and the motor noise and vibration generated by the rotary drive of the flywheel can be reduced. The working environment can be greatly improved without any problems. In addition, unnecessary power consumption during machining standby or at rest is eliminated, and power consumption is reduced, thereby significantly reducing the running cost.
  • low friction and mechanically efficient ball screws and automatic Combination with a servo motor that has tracking performance enables full-powered output over the entire stroke, making it possible to apply the required pressure to a wide range of press working as well as the operating speed of the pressing member.
  • control mechanism attached to the servomotor is constituted by an NC control unit capable of numerically setting and inputting data of press processing conditions.
  • NC control unit capable of numerically setting and inputting data of press processing conditions.
  • it facilitates setup change work and achieves higher precision, which can improve press working accuracy and achieve significant improvement in productivity.
  • the support guide of the wall structure having a large area surrounding the periphery of the pressing member is formed on the base. Compared to the press machine, it is possible to reduce the overall size of the press machine, prevent skew when the pressing member enters the press load, and secure precise lifting and lowering movement with small rolling resistance. Processing accuracy can be further improved.
  • the servomotor and the button are provided.
  • a single screw may be provided for a single pressing member, but as described in claim 4, a plurality of servomotors and ball screws are provided for a single pressing member. May be provided.
  • the rotational driving force of the plurality of servomotors is intensively transmitted to the pressing member alone, for example, 100 tons or more.
  • a large press machine with a large pressurized output can be realized, and even for such a large press machine, the combination of a servo motor and a pole screw reduces noise and vibration. Energy saving and high precision press working can be achieved.
  • a plurality of pressing motors are provided around a single pressing member. It is preferable to install a roller guide.
  • a plurality of ball screws are used.
  • the skew can be prevented even when the pressing member receives a large press load, and a stable rolling motion can always be secured with a small rolling resistance, resulting in a large pressurized output.
  • high press working accuracy can be maintained.
  • a columnar member erected on the base side and A sliding guide mechanism consisting of a sliding body fixed to the member side and fitted and held by the columnar member It may be used, and in this case, it is preferable to install a plurality of sliding guide mechanisms around the pressing member alone, as described in claim 7. .
  • the base has a large area surrounding the periphery of the pressing member. Compared to the case where a structural support guide is constructed, the press machine can be made smaller and lighter and the press processing accuracy can be sufficiently high.
  • the timing interlocking means between the servomotor and the drive shaft may be a timing belt or a timing pool as described in claim 8.
  • any of the gear trains may be used, as described in claim 9.
  • the use of a timing belt and a timing pulley will reduce noise. It is possible to obtain a more excellent result in the improvement of the working environment by minimizing the occurrence of cracks.
  • FIG. 1 is a front view of the entire press machine to which the embodiment of the present invention described in claims 1 to 5 and 9 is applied.
  • FIG. 2 is a side view of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along the line X—X.
  • FIG. 4 is a roller guide that serves as a vertical guide for the pressing member.
  • FIG. 4 is an enlarged side view of a roller portion of the door.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the roller guide.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the drive unit.
  • Fig. 7 is a partially cutaway perspective view showing the detailed structure of the pole screw.
  • FIG. 8 is a front view of the entire press machine to which the embodiments of the present invention described in Claims 1, 6 and 8 are applied.
  • FIG. 9 is a side view of FIG.
  • FIG. 10 is an overall plan view of FIG. 8.
  • Fig. 11 is a cross-sectional view of Fig. 8 taken along the line Y-Y.
  • a lower die 1 is mounted on the grounding stand 3 so that it can be exchanged, and a knockout for releasing the molded workpiece from the lower die 1 at the bottom. It is equipped with a hydraulic cylinder 2 equipped with top pins, and on both left and right sides of the ground stand 3, plate bases 4, 4 fixedly extended upward are provided.
  • a gear case 5 is fixedly connected between the upper end portions of the plate bases 4 in a bridged state, and the servo motors 6, 6 are respectively connected to the front and rear positions of the gear case 5 of the plate-like bases 4, 4 so that their output shafts 6a, 6a are connected. Project downward They are fixedly supported.
  • a pressing member 8 for exchangeably mounting an upper die 7 for pressing a work on a lower end thereof is provided with a plurality of pole screws 9, 9 serving as a lifting mechanism. It is provided via
  • the pressing member 8 is made of a hollow rectangular structure having a cavity 8 a, as shown in FIG. 3, and is formed by the ball screws 9, 9 and the upper die 7.
  • a storage space for storing and mounting the upper hydraulic cylinder 10 having a knock-out bin for separating a molded workpiece is formed.
  • roller guides 11, 11 serving as elevating guide means for the pressing member 8 are provided in two rows on each of the left and right sides, for a total of four rows. .
  • each of the roller guides 11 includes a rail 12 fixed to the base 4 side and a lifting / lowering fixed to the pressing member 8 side.
  • Block 13 and a low-friction, good-slidability resin or metal retainer 14 fixed to the lifting / lowering port 13 and rotating to this retainer 14 A plurality of rollers 15 are held freely, and the outer peripheral surface of the rollers 15 comes into rolling contact with the rails 12 and the lifting / lowering blocks 13 so that the pressing members 8 are provided. It is configured to smoothly and precisely guide the ascending and descending motion with low friction.
  • the fixed block 16 fixed between the upper ends of the left and right rectangular bases 4 and 4 has a downward facing position of the servomotors 6 and 6 as shown in Figs.
  • the output shafts 6a, 6a are rotated in conjunction with the reduction gear trains 17 and 17 arranged in the gear case 5
  • the vertical drive shafts 18 and 18 are rotatably supported only through rotation through bearing groups 19 and 19. These vertical drive shafts 18 and 18 and the pressing member 8
  • the pole screws 9, 9 are interposed between them.
  • each pole screw 9 has a ball screw shaft 20 fixedly connected to the lower end of the vertical drive shaft 18 so as to be integrally rotatable, and a pole screw shaft of this type.
  • the ball 23 is formed by a deflector 23 that circulates the pole by transferring the ball 25 by one turn to the adjacent rolling groove 22 by a groove 24 formed on the inner peripheral side of the motor 23.
  • an operation unit that can numerically set and input press processing condition data such as the lifting stroke of the pressing member 8 and the lifting operation speed
  • the rotation of the servo motors 6, 6 is provided on the upper back of the left and right bases 4, 4 based on the press processing condition data set and input to the operation unit 26.
  • a control panel 27 for the NC control device to be controlled is provided.
  • a hydraulic cut 28 for controlling the supply of hydraulic pressure to the knock cylinders 2 and 10 is fixedly mounted on the back of the grounding stand 3.
  • the drive mechanism of the pressing member 8 is composed of a combination of the servomotors 6, 6 whose rotation can be controlled through the NC control device electric board 27 and the pole screws 9, 9. Since no flywheel is used, the press machine can be made smaller and lighter, and the servomotors 6 and 6 can be used to rotate the flywheel. Since a large load is not applied, motor noise and vibration hardly occur and the working environment can be greatly improved. In addition, since there is no wasteful power consumption during press working standby or pausing, the running cost can be significantly reduced by reducing power consumption. In addition, the combination of the pole screws 9, 9 with low friction and high mechanical efficiency and the servo motors 6, 6 with automatic tracking performance enables full-powered output over the entire vertical stroke.
  • the flexible and high speed of the pressing member 8 can be adjusted according to the machined product, such as the elevating operation speed and position or the elevating stroke. It is easy to control the precision, and it is possible to realize a marked improvement in the predetermined press working precision.
  • the rotational driving force of the two servo motors 6 and 6 is transmitted intensively to the pressing member 8 alone, for example, 100 tons.
  • a large press machine with a large pressurized output of about 200 tons can be realized.
  • four roller guides 11 as lifting / lowering guide means for the pressing member 8
  • a wall structure having a large area surrounding the periphery of the pressing member 8 can be obtained.
  • the skewing when the pressing member 8 enters the press load can be prevented and the rolling resistance can be reduced while reducing the size of the entire press.
  • the stable and smooth lifting movement is always ensured, and the press working accuracy can be further improved.
  • the grounding gantry 3 and a single vertical drive shaft 18 are rotatable as lifting / lowering guide means for the pressing member 8.
  • a sliding guide mechanism 32 composed of a ball screw nut 21 fixed to the lower end of the vertical drive shaft 18 so as to be able to rotate integrally, as a lifting mechanism for the pressing member 8
  • a pole screw shaft 20 whose lower end is fixed to the upper surface boss portion 8a of the pressing member 8 and is screwed to the ball screw nut 21; and a number of pole groups 25.
  • the timing pulleys 33, 34 fixed to the output shaft 6a of the servo motor 6 and the vertical drive shaft 18 are extended between the pulleys 33, 34. It uses an immobilizing belt 35, and does not use the upper and lower oil] cylinders for knockdown.
  • Other configurations are the same as those of the above-described embodiment. Since they are the same, corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the driving mechanism of the pressing member 8 has a servomotor 6 having an automatic follow-up performance capable of controlling the rotation through a high-voltage board 27 for an NC control device. Since it is composed of a combination with a ball screw 9 with low friction and high mechanical efficiency, the whole press machine is smaller and lighter than the one using a flywheel, and the motor noise is lower than that using a flywheel. Significant improvement of work environment by reducing noise and vibration, drastic reduction of running cost by reduction of power consumption, and full-powered output over the entire vertical stroke It can be applied to a wide range of press working with different required pressures. In addition, The vertical movement speed and position of the pressing member 8 and the vertical stroke can be flexibly and precisely controlled according to the product to be processed, and it is possible to realize a marked improvement in the predetermined press processing accuracy. .
  • a sliding guide mechanism 32 composed of a columnar member 30 and a sliding body 31 fitted and held on the columnar member 30 is used as the elevating guide means for the pressing member 8. Accordingly, compared to the case of using a support guide having a wall structure having a large area surrounding the periphery of the pressing member 8, the size of the pressing machine 8 can be reduced while reducing the size of the entire press machine. Prevention of skew at the time of press load entry and securing of always stable and smooth ascent / descent movement with small rolling resistance can further improve press working accuracy. Industrial applicability
  • the pressing member that presses the work is configured to be able to be driven up and down through the rotation controllable servo motor and the pole screw with small friction and high mechanical efficiency.
  • the rotation controllable servo motor and the pole screw with small friction and high mechanical efficiency.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Description

明細書 プレス機械 技術分野
本発明は、 例えば機械部品を所定形状に押出 し成形、 押抜 き、 絞 り な どのよ う に塑性加工した り 、 あるいは、 金属板材 を切断した り する場合に用いられるプレス機械に関する。 背景技術
こ の種のプ レス機械と して、 従来から知 られている も のの 一つに、 例えば特開 2 0 0 2 — 2 2 4 8 8 9 号公報等に開示 されている よ う に、 基台にス ライ ド昇降自在に支持されてヮ ーク を押圧する押圧部材をモータ に回転連動されたフ ライホ ィ ールにク ラ ンク軸を介 して連結 して、 モータの回転駆動力 によ り 、 フライ ホイール及びク ラ ンク軸を介 して押圧部材を 駆動昇降させる よ う に構成したものがある。
また、 他の一つに、 例えば特開平 8 — 1 7 4 0 9 7号公報 等に開示されている よ う に、 基台にス ライ ド昇降自在に支持 されてワーク を打抜き加工するパンチを備えた上部タ レ ツ ト (押圧部材に相当する) を油圧シリ ンダによ り 駆動昇降させ る と と もに、 油圧シリ ンダへの圧油を供給する斜板式可変容 量油圧ポンプの駆動軸にフライ ホイールを取付け、 こ のフラ ィ ホイールをモータ によ り ベル ト駆動させる よ う に構成 した も の もある。
さ ら に、 上記の油圧シリ ンダに代えて空圧シリ ンダを使用 したものも従来よ り 知られている。
これら従来のプ レス機械では、 フライ ホイ ールの持つ慣性 イナ一シャ を利用 してモー タ の回転速度の変動を平均化する と と も に、 回転エネルギーを蓄積させて、 所定のプ レス加工 を確実に行える反面、 質量の大きいフライ ホイールを回転駆' 動させるモータが発する騒音及び振動が非常に大き く 、 これ が作業環境の悪化原因の一つと なっている。
また、 フライ ホイールを備えた従来のプ レス機械は、 フラ ィ ホイールの存在自体が機械の小型化、 軽量化の限界要素と なるだけでな く、 プ レス加工時以外の時も常時フライホイ一 ルの回転が持続されるので、 消費電力の無駄が多い。 これら の点は、 最大加圧力の大きい大型プ レス機械であればあるほ どよ り 顕著な問題である。
加えて、 プ レス機械においては、 加工精度の向上のために 動作速度、 押圧部材の位置や昇降ス ト ロ ー ク な ど加工製品に 合わせてフ レ キシブルな動作制御が行え、 かつ、 常に最適な 加工条件の設定が行える こ とが望まれるが、 上記した従来の フライ ホイール付きプレス機械では、 そのよ う な高精度加工 のための制御性の実現が困難であった。 発明の開示
本発明は上記のよ う な実情に鑑みてなされたも ので、 低騒 音、 低振動かつ小型軽量である と と もに、 消費電力も少な く て稼働費の低減が図れ、 しかも、 動作制御及び加工条件のデ 一タ化を可能に してプ レス加工精度の著しい向上を実現する こ と ができ るプレス機械を提供する こ と を 目 的 とする もので ある。
上記目 的を達成するため、 請求の範囲第 1 項に記載された 本発明に係るプレス機械は、 基台に支持されたモータ と、 こ のモータ の回転駆動によ り 昇降する昇降機構と、 こ の昇降機 構の下端部に固定連結されてワーク を押圧する押圧部材と を 備えているプレス機械であって、
前記モータ が、 制御機構によ り 回転制御可能なサーポモー タカゝら構成されている と と もに、
前記昇降機構が、 ボールね じ軸と、 このボールねじ軸に螺 合されたボールねじナツ ト と、 これらボールねじ軸及びポー ルね じナツ ト に形成された転動溝内に転が り 運動可能に介入 するポール群と を備えたポールねじから構成されてお り 、 前記昇降機構のポールねじ軸と ボールねじナツ トの う ち、 いずれか一方がサーポモータ に回転連動された駆動軸側に連 結され、 他方が前記押圧部材側に固定連結されている こ と を 特徴とする も のである。
上記のごと き構成要件を備えた請求の範囲第 1 項に記載さ れた本発明によれば、 押圧部材の駆動機構が回転制御可能な サーボモータ と ボールね じと の組合わせから構成されたもの であって、 フ ライ ホイールは一切使用 していないので、 プレ ス機全体の小型化、 軽量化が図れる と と もに、 フライ ホイ一 ルの回転駆動に伴 う モータ騒音及び振動の発生がな く 作業環 境を大幅に改善する こ と ができ る。 また、 加工待機時や休止 時における無駄な電力消費がな く な り 、 消費電力の節減によ り ラ ンエングコ ス ト の大幅な低減が図れる。
その上、 摩擦が小さ く て機械効率のよいボールねじ と 自動 追従性能を有するサーボモータ と の組合わせによって、 全ス ト ローク に亘つてフルパワー ド出力 と して必要加圧力が大小 広い範囲のプレス加工に適用でき るだけでな く 、 押圧部材の 動作速度や位置や昇降ス ト ローク な どを加工製品に合わせて フ レキシブルかつ高精度に制御する こ と が可能で、 所定のプ レス加工精度の著しい向上を実現する こ と ができ る とい う効 果を奏する。
特に、 請求の範囲第 2項に記載のよ う に、 前記サーボモー タ に付随の制御機構を、 プ レス加工条件のデータ を数値化し て設定入力可能な N C制御部から構成する こ と によ り 、 段取 り 換え作業の容易化、 高精度化が図れてプ レス加工精度の向 上と共に、 生産性の著しい向上も達成する こ とができ る。
上記構成の本発明に係るプ レス機械における押圧部材の昇 降案内手段と して、 請求の範囲第 3項に記載された実施態様 の よ う に、 基台側に固定された レール と 、 押圧部材側に固定 された昇降ブロ ック と、 外周面が前記レール及び前記昇降ブ 口 ック に転力 S り 接触する ローラー と 力 らなる ローラーガイ ド を複数個使用する こ とが好ま しい。
こ の請求の範囲第 3項に記載された本発明の実施態様によ れば、 基台に押圧部材の周辺部を取り 囲むよ う な大きい面積 を持つ壁構造の支持ガイ ドを構成する場合に比べて、 プ レス 機全体の小型化を図 り つつ、 押圧部材のプレス負荷進入時に おけるスキューを防止でき る と と もに、 小さい転が り 抵抗で 精密な昇降運動を確保でき、 プ レス加工精度の一層の向上を 図る こ と ができ る。
また、 本発明のプ レス機械において、 サーボモータ及びボ ールねじを、 押圧部材の単体に対して単一個設けるだけであ つても よいが、 請求の範囲第 4項に記載のよ う に、 押圧部材 単体に対して複数個のサーポモータ及ぴボールねじを設けて も よい。
こ の請求の範囲第 4項に記載された本発明の実施態様によ れば、 複数個のサーボモー タ の回転駆動力を押圧部材単体に 集中的に伝達させて、 例えば 1 0 0 ト ン以上の大きな加圧出 力をもつ大型のプ レス機械を実現でき、 しかも、 このよ う な 大型プ レス機械に対しても、 サーボモータ と ポールねじ と の 組合わせによって低騒音化、 低振動化、 省エネルギー化並び にプ レス加工の高精度化を達成する こ とができ る。
殊に、 押圧部材単体に対して複数個のサーポモータ及びボ ルねじを使用 してなる大型のプレス機械において、 請求の 範囲第 5 項に記載のよ う に、 押圧部材単体の周辺部に複数個 のローラーガイ ドを設置する こ と が好ま しい。
こ の請求の範囲第 5項に記載された本発明の実施態様によ れば、 請求の範囲第 2項に記載された本発明の実施態様と 同 様に、 複数個のボールねじを介 して押圧部材単体が大きなプ レス負荷を受けた時でも スキューを防止でき る と と もに、 小 さい転が り 抵抗で常に安定した滑らかな昇降運動を確保でき て、 大きな加圧出力であ り なが ら も高いプ レス加工精度を維 持する こ とができ る。
また、 本発明のプ レス機械における押圧部材の昇降案内手 段と して、請求の範囲第 6 項に記載された実施態様のよ う に、 基台側に立設された柱状部材と 、 押圧部材側に固定されて柱 状部材に嵌合保持された摺動体と からなる摺動ガイ ド機構を 使用 しても よ く 、 この場合、 請求の範囲第 7項に記載の よ う に、 摺動ガイ ド機構を、 押圧部材単体の周辺部に複数個設置 する こ と が好ま しい。.
こ の請求の範囲第 6 項及び請求の範囲第 7項に記載された 本発明の実施態様によ る場合でも、 基台に押圧部材の周辺部 を取 り 囲むよ う な大きい面積を持つ壁構造の支持ガイ ドを構 成する場合に比べて、 プ レス機全体の小型化、 軽量化を図 り つつ、 プ レス加工精度を十分高く 確保する こ とができ る。
さ らに、 本発明のプ レス機械において、 サーポモータ と駆 動軸と の回転連動手段と しては、 請求の範囲第 8項に記載の よ う に、 タイ ミ ングベル ト及ぴタイ ミ ングプー リ 、 あるいは、 請求の範囲第 9項に記載のよ う に、 ギア列のいずれを使用 し ても よい。 大型のプ レス機械の場合は、 ギア列による回転連 動手段が望ま しく 、 小型〜中型のプレス機械の場合は、 タイ ミ ングベル ト及ぴタイ ミ ングプー リ を使用する こ と によ り 、 騒音の発生を非常に少な く して作業環境の改善に一層優れた ¾果が得られる。 図面の簡単な説明
F i g . 1 は請求の範囲第 1 項〜第 5 項及び第 9項に記載 の本発明の実施態様が適用 されたプ レス機械全体の正面図で ある。
F i g . 2 は F i g . 1 の側面図である。
F i g . 3 は F i g . 1 の X — X線に沿った横断面図であ る。
F i g . 4 は押圧部材の昇降案内手段と なる ローラーガイ ドのローラ部分の拡大側面図である。
F i g . 5 は同ローラーガイ ドの要部の拡大横断面図であ る。
F i g . 6 は駆動部の構成を示す概略平面図である。
F i g . 7 はポールね じの詳細構造を示す一部破断斜視図 である
F i g - 8 は請求の範囲第 1 項、 第 6 項及び第 8項に記載 の本発明の実施態様が適用 されたプレス機械全体の正面図で める。
F i g . 9 は F i g . 8 の側面図である。
F i g . 1 0 は F i g . 8 の全体平面図である。
F i g · 1 1 は F i g · 8 の Y— Y線に沿った横断面図で め る。 発明を実施するための最良の形態
以下、 請求の範囲第 1 項〜第 5 項及び第 9 項に記載の本発 明に係るプレス機械の一実施の態様を図面に基づいて説明す る。
F i g . 1 に示すよ う に、 接地架台 3 にはその上に下型 1 を交換可能に取付け と と もに下部に下型 1 か ら成型品である ワーク を離すためのノ ッ クア ウ ト ピンを備えた油圧シリ ンダ 2 を装備させ、 こ の接地架台 3 の左右両側には上方へ向けて 固定延出させた板状基台 4, 4 を設け、 こ の板状基台 4, 4 の上端部間にはギアケース 5 を架橋状態に固定連結し、 この 板状基台 4, 4 のギアケース 5 の前後位置にそれぞれサーボ モータ 6 , 6 をその出力軸 6 a , 6 a を下向き に突出させて 固定支持させている ものである。
一方、 左右の板状基台 4, 4 間には、 その下端部にワーク を押圧加工するための上型 7 を交換可能に取付ける押圧部材 8 が複数個の昇降機構と なるポールねじ 9, 9 を介 して設け られている。
押圧部材 8 は、 金属製で、 F i g . 3 に明示する よ う に、 空隙部 8 a を有する 中空矩形状の構造に铸造されてお り 、 ボ ールねじ 9, 9及び上型 7 から成型品である ワーク を離すた めのノ ック ァ ゥ ト ビンを備えた上部油圧シ リ ンダ 1 0 を収納 取付するための収納空間が形成されている。 この押圧部材 8 と左右の板状基台 4 , 4 との間には、 押圧部材 8 の昇降案内 手段と なる ロ ーラーガイ ド 1 1 , 1 1 が左右各二列で合計四 列設け られている。
上記各ローラーガイ ド 1 1 は、 F i g . 3〜 F i g . 5 に 例示する よ う に、 基台 4側に取付固定された レール 1 2 と、 押圧'部材 8側に取付固定された昇降ブロ ッ ク 1 3 と、 昇降プ 口 ック 1 3側に取付固定された低摩擦で良摺動性の樹脂製ま たは金属製の リ テーナ 1 4 と、 こ の リ テーナ 1 4 に回転自在 に保持された複数個のローラー 1 5 … と を備えてな り 、 ロー ラー 1 5 …の外周面が レール 1 2 及び昇降ブロ ック 1 3 に転 が り 接触する こ と で押圧部材 8 の昇降運動を低摩擦で滑らか に しかも精密に案内する よ う に構成されている。
上記左右の扳状基台 4 , 4 の上端部間に固定された固定ブ ロ ック 1 6 には、 F i g . 1 及び F i g . 6 に示すよ う に、 前記サーポモータ 6 , 6 の下向き 出力軸 6 a , 6 a にギアケ ース 5 内に配置 した減速ギア列 1 7, 1 7 を介 して回転連動 された縦向駆動軸 1 8, 1 8 が軸受群 1 9, 1 9 を介 して回 転のみ自在に支承されてお り 、 これら縦向駆動軸 1 8, 1 8 と 上記押圧部材 8 と の間に前記ポールねじ 9, 9 が介設され ている。
各ポールね じ 9 は、 F i g . 7 に明示する よ う に、 縦向駆 動軸 1 8 の下端部に一体回転可能に固定連結されたボールね じ軸 2 0 と 、 こ のポールねじ軸 2 0 に螺合されかつ下端部が 押圧部材 8 に固定されたポールね じナツ ト 2 1 と、 これらポ ールねじ軸 2 0及びポールねじナツ ト 2 1 に形成されたスク リ ユ ウ形のボールの転動溝 2 2 と 、 これら転動溝 2 2 内に転 が り 運動可能に介入された多数個のボール群 2 5 と、 ボール ね じナツ ト 2 1 の内部に埋め込まれデフ レク タ 2 3 の内周側 に形成した溝 2 4 によってボール 2 5 を一巻き分だけ隣り の 転動溝 2 2 に移行させてポールを循環させるデフ レク タ 2 3 よ り 構成されている。
上記左右の基台 4 , 4 の前部側方位置には、 押圧部材 8 の 昇降ス ト ローク、 昇降動作速度等のプ レス加工条件のデータ を数値化 して設定入力可能な操作部 2 6 が設け られている と と も に、 左右の基台 4 , 4 の上方背面部には、 前記操作部 2 6 に設定入力 されたプ レス加工条件データ に基づいてサーポ モータ 6, 6 の回転を制御する N C制御装置用強電盤 2 7 が 設け られている。 また、 接地架台 3 の背部には前記ノ ッ ク ァ ゥ ト用油圧シ リ ンダ 2, 1 0への油圧の供給を制御する油圧 ュュ ッ ト 2 8 が固定設置されている。
次に、 上記のよ う に構成されたプ レス機械によるプ レス動 作について簡単に説明する。 まず、 操作部 2 6 に、 押圧部材 8 の昇降ス ト ローク、 昇降 動作速度等のプレス加工条件のデータ を数値化 して設定入力 する。 この状態で、 サーポモータ 6 , 6 の駆動を開始する と、 こ のサーポモータ 6, 6 は N C制御装置強電盤 2 7 によ り 設 定入力データ に基づいた速度及び回転量に回転制御され、 そ の回転が減速ギア列 1 7, 1 7 を介して縦向駆動軸 1 8 , 1 8 に伝達されて該縦向駆動軸 1 8 , 1 8 がサーボモータ 6, 6 に同期 して回転制御される。 一
こ の縦向駆動軸 1 8, 1 8 の回転に伴い、 ボールねじ 9, 9 のボールね じ軸 2 0, 2 0 がー体回転し、 これに螺合 して いるボールね じナツ ト 2 1 , 2 1 が両者間の転動溝 2 2 內に 介入されたポール群 2 5 の転が り 循環運動によ り 摩擦の小さ い状態で昇降 し、 このボールねじナッ ト 2 1, 2 1 の昇降に つれて押圧部材 8及ぴ上型 7 が設定ス ト ロークで一体的に駆 動昇降されて下型 1 上にセ ッ ト されている ワーク を押圧 し所 定のプレス加工が行われる。
この よ う に、 押圧部材 8 の駆動機構が N C制御装置強電盤 2 7 を通 じて回転制御可能なサーボモータ 6 , 6 とポールね じ 9, 9 と の組合わせから構成されたものであって、 フ ライ ホイールは一切使用 していないので、プレス機全体の小型化、 軽量化が図れる と と もに、 サーボモータ 6, 6 にはフライ ホ ィ ールを回転駆動させる と きのよ う な大き な負荷がかからな いために、 モータ騒音及び振動はほと んど発生せず作業環境 の大幅な改善が図れる。 また、 プレス加工の待機時や休止時 には無駄な電力消費がないため、 消費電力の節減による ラ ン ニングコ ス ト の大幅な低減も図れる。 その上、 摩擦が小さ く て機械効率のよいポールねじ 9 , 9 と 自動追従性能を有するサーポモータ 6, 6 と を組合わせる こ と で、 全昇降ス ト ローク に亘つてフルパワー ドの出力が可 能で必要加圧力が大小異なる広い範囲のプ レス加工に適用で き るだけでな く 、 押圧部材 8 の昇降動作速度や位置あるいは 昇降ス ト ローク な どを加工製品に合わせてフ レキシブルかつ 高精度に制御 しやすく 、 所定のプレス加工精度の著しい向上 を実現する こ と ができ る。
特に、 上記 した実施の態様のよ う に、 二個のサーボモータ 6 , 6 の回転駆動力を押圧部材 8 単体に集中的に伝達させる 構成とする こ と によ り 、 例えば 1 0 0 ト ン〜 2 0 0 ト ン程度 の大きな加圧出力をもつ大型のプ レス機械を実現する こ と が でき る。 また、 押圧部材 8 に対する昇降案内手段と して、 四 個のローラーガイ ド 1 1 を使用する こ と によ り 、 押圧部材 8 の周辺部を取 り 囲むよ う な大きい面積を持つ壁構造の支持ガ ィ ドを使用する場合に比べて、 プレス機全体の小型化を図 り つつ、 押圧部材 8 のプ レス負荷進入時におけるスキューを防 止でき る と と もに、 小さい転が り 抵抗で常に安定した滑らか な昇降運動を確保してプ レス加工精度の一層の向上を図る こ とができ る。
つぎに、 請求の範囲第 1 項、 第 6項及び第 8 項に記載の本 発明に係るプ レス機械の他の実施の態様を図面に基づいて説 明する。
こ の実施の態様では、 F i g . 8〜 F i g . 1 1 に示すよ う に、 押圧部材 8 の昇降案内手段と して、 接地架台 3 と 単一 の縦向駆動軸 1 8 を回転可能に支承する上部基台プロ ッ ク 2 9 と の間に立設された断面円形の三本の柱状部材 3 0 … と、 押圧部材 8側に固定されて各柱状部材 3 0 …に嵌合保持され た三つの摺動体 3 1 … と からなる摺動ガイ ド機構 3 2 を用い る と と もに、 押圧部材 8 の昇降機構と して、 縦向駆動軸 1 8 の下端部に一体回転可能に固定 したボールね じナツ ト 2 1 と 、 その下端部が押圧部材 8 の上面ボス部 8 a に固定されて ボールね じナツ ト 2 1 に螺合されたポールね じ軸 2 0 と 、 多 数個のポール群 2 5 と を備えた単一のボールねじ 9 を用い、 かつ、 上部基台プロ ッ ク 2 9 の後部に固定支持されたサ一ボ モータ 6 と前記縦向駆動軸 1 8 と の回転連動手段と して、 サ ーボモータ 6 の出力軸 6 a 及び縦向駆動軸 1 8 に固定のタイ ミ ングプー リ 3 3, 3 4 と これらプー リ 3 3 , 3 4 間に掛け 渡 したタイ ミ ングベル ト 3 5 と を用い、 さ ら に、 ノ ック ァ ゥ ト用上、 下部の油] ΐシリ ンダを使用 していないも のであ り 、 その他の構成は上記した実施の態様と 同一であるため、 該当 する部分に同一の符号を付して、 それらの説明を省略する。
この F i g . 8〜 F i g . 1 1 に示すプレス機械において も、 押圧部材 8 の駆動機構が N C制御装置用強電盤 2 7 を通 じて回転制御可能な 自動追従性能を有するサーボモータ 6 と 摩擦が小さ く て機械効率のよいボールねじ 9 と の組合わせか ら構成されたものであるために、 フライホイ ールを使用する も のに比べてプレス機全体の小型化、 軽量化、 モータ騷音及 び振動の低減によ る作業環境の大幅な改善、 消費電力の節減 によ る ラ ンニングコス ト の大幅な低減が図れる上に、 全昇降 ス ト ローク に亘つてフルパワー ドの出力が可能で必要加圧力 が大小異なる広い範囲のプレス加工に適用でき る。 さ ら に、 押圧部材 8 の昇降動作速度や位置あるいは昇降ス ト ローク な どを加工製品に合わせてフ レキシブルかつ高精度に制御 しゃ すく 、 所定のプ レス加工精度の著 しい向上を実現する こ とが でき る。
また、 押圧部材 8 に対する昇降案内手段と して、 柱状部材 3 0 と、 こ の柱状部材 3 0 に嵌合保持された摺動体 3 1 とか らなる摺動ガイ ド機構 3 2 を使用する こ と によ り 、 押圧部材 8 の周辺部を取り 囲むよ う な大きい面積を持つ壁構造の支持 ガイ ドを使用する場合に比べて、 プ レス機全体の小型化を図 り つつ、 押圧部材 8 のプ レス負荷進入時におけるスキュー防 止並びに小さい転が り 抵抗での常に安定した滑らかな昇降運 動の確保によ ってプ レス加工精度の一層の向上を図る こ とが でき る。 産業上の利用可能性
以上のよ う に、 本発明は、 ワーク を押圧する押圧部材を、 回転制御可能なサーポモータ と摩擦が小さ く 機械効率のよい ポールねじと を介 して昇降駆動可能に構成 したも のであ り 、 これによつて、 小型軽量化及び低騒音低振動化が図れる と と も に、 消費電力を少な く てラ ンニ ング コ ス ト の低減が図れ、 しかも、 動作制御及び加工条件のデータ化を可能に してプレ ス加工精度の著しい向上を実現する こ とができ る よ う に した 技術である。

Claims

請求の範囲
( 1 ) 基台側に支持されたモータ と、 こ のモー タ の回転駆 動によ り 昇降する昇降機構と、 こ の昇降機構の下端部に固定 連結されてワーク を押圧する押圧部材と を備えているプ レス 機械であって、
前記モータが、 制御機構に'よ り 回転制御可能なサーボモー タカ ら構成されている と と もに、
前記昇降機構が、 ボールねじ軸と、 こ のボールねじ軸に螺 合されたボールね じナツ ト と、 これらボールねじ軸及ぴボー ルね じナツ ト に形成された転動溝内に転が り 運動可能に介入 するボール群と を備えたボールねじから構成されてお り 、 前記昇降機構のボールねじ軸と ポールねじナツ トの う ち、 いずれか一方がサーボモータ に回転連動された駆動軸側に連 結され、 他方が前記押圧部材側に固定連結されている こ と を 特徴とするプ レス機械。 '
( 2 ) 前記制御機構が、 プ レス加工条件のデータ を数値化 して設定入力可能な N C制御装置から構成されている請求の 範囲第 1 項に記載のプ レス機械。
( 3 ) 前記押圧部材の昇降案内手段と して、 基台側に固定 された レール と 、 押圧部材側に固定された昇降ブロ ック と 、 外周面が前記レール及び前記昇降プロ ッ ク に転が り 接触する ローラー と からなる ローラーガイ ドが複数個設け られている 請求の範囲第 1 項に記載のプレス機械。
( 4 ) 前記サーポモータ及びボールねじが、 押圧部材の単 体に対 して複数個設け られている請求の範囲第 1 項に記載の プ レス機械。
( 5 ) 前記押圧部材の単体に対 して複数個のサーボモータ 及びポールね じが設けられている こ と に加えて、 押圧部材単 体の周辺部には、 複数個のローラーガイ ドが設置されている 請求の範囲第 4項に記載のプ レス機械。
( 6 ) 前記押圧部材の昇降案内手段と して、 基台側に立設 された柱状部材と、 押圧部材側に固定されて柱状部材に嵌合 保持された摺動体とからなる摺動ガイ ド機構が設け られてい る請求の範囲第 1 項に記載のプレス機械。
( 7 ) 前記摺動ガイ ド機構が、 押圧部材単体の周辺部に複 数個設置されている請求の範囲第 6 項に記載のプ レス機械。
( 8 ) 前記サーボモータ と駆動軸と が、 タ イ ミ ングベル ト 及ぴタイ ミ ングプーリ を介して回転連動されている請求の範 囲第 1 項に記載のプ レス機械。
( 9 ) 前記複数個のサーポモータ とそれらに対応する駆動 軸 と は、 ギア列を介して回転連動されている請求の範囲第 4 項に記載のプ レス機械。
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