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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ziehkissenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Eine Presse, die einen Kissenblock durch einen Servomotor aufwärts und abwärts verfährt, weist eine Ziehkissenvorrichtung (in dieser Schrift nachfolgend einfach Ziehkissen genannt) auf, die verwendet wird, um Falten während des Ziehens zu vermeiden. Ein herkömmliches Ziehkissen erzeugt einen Kissendruck, während ein Kissenblock durch einen Hydraulikdruck oder Luftdruck aufwärts und abwärts verfahren wird. Um die Ziehleistung der Presse zu steigern und zu verhindern, dass ein Werkstück bricht oder verzerrt wird, ist es notwendig, den Kissendruck des Ziehkissen mit hoher Genauigkeit zu steuern, und es ist insbesondere notwendig, den Kissendruck mit einer hohen Genauigkeit zu steuern, wenn der Kissenblock abwärts bewegt wird.
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Das Ziehkissen, das nur Luftdruck verwendet, kann den Kissendruck nicht sehr genau steuern, wenn der Kissenblock im Betrieb ist. Das Ziehkissen, das einen Hydraulikdruck verwendet, kann den Kissendruck sehr genau durch Steuern eines Drucköles steuern, wenn der Kissenblock im Betrieb ist. Jedoch weist die Hydraulikausstattung dahingehend Nachteile auf, daß ihr Aufbau komplex ist und eine präzise Wartung und Überprüfung notwendig sind. Daher erhält das Ziehkissen, das mit einem elektrischen Servomotor, der einen einfachen Aufbau aufweist, versehen ist und keine genaue Wartung oder Überprüfung erfordert, in neuerer Zeit Aufmerksamkeit.
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Die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer
06000544 (in dieser Schrift nachfolgend als ”Patentschrift 1” bezeichnet) offenbart ein Ziehkissen, das mit einem elektrischen Drehservomotor versehen ist. Dieses Ziehkissen besteht im wesentlichen aus einem Kissenblock und einem Antriebsmechanismus, der den Kissenblock antreibt. Der Antriebsmechanismus besteht im wesentlichen aus einem Servomotor und einem Kraftübertragungsmechanismus, der die Kraft des Servomotors auf den Kissenblock überträgt. Der Kraftübertragungsmechanismus besteht im wesentlichen aus einer Tragstange, einer Zahnstange und einem Ritzel.
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Eine Tragstange ist mit der unteren Oberfläche des Kissenblocks verbunden, und die Zahnstange ist mit dem unteren Abschnitt der Tragstange verbunden. Der Kissenblock, die Tragstange und die Zahnstange sind als Ganzes aufwärts und abwärts bewegbar. Das Ritzel liegt an der Zahnstange an und das Ritzel ist mit der Drehwelle des Servomotors gekoppelt. Der Servomotor wird mit elektrischem Strom versorgt, um die Drehwelle zu drehen, wodurch das Ritzel gedreht wird, und die Drehung des Ritzels ruft eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Zahnstange hervor. Die Tragstange und der Kissenblock bewegen sich ebenso zusammen mit der Zahnstange aufwärts und abwärts.
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Die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer
06000543 (in dieser Schrift nachfolgend als ”Patentschrift 2” bezeichnet) offenbart ein Ziehkissen, das mit einem elektrischen Drehservomotor auf dieselbe Weise wie in der Patentschrift 1 versehen ist. Der Kissenblock, der in der Patentschrift 2 beschrieben ist, ist in mehrere Abschnitte unterteilt, und die einzelnen, unterteilten Kissenblöcke sind mit dem Servomotor über einen Zahnstange- und Ritzelmechanismus und einen Untersetzungsgetriebezug gekoppelt. Ferner sind die einzelnen Servomotoren gesteuert, um die Kissenblöcke aufwärts und abwärts zu bewegen.
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Die Größe des Kissenblocks und die Leistungsfähigkeit des Ziehkissens werden entsprechend der Anforderung des Benutzers festgelegt. Somit wird das Ziehkissen entsprechend den gewünschten Spezifikationen ausgelegt. Ferner kommt es häufig vor, dass eine Gestaltung eines Antriebsmechanismus, abhängig von einer Begrenzung eines *Montageraums* des Kissenblocks und der Presse, geändert wird und es gibt viele Gelegenheiten, die eine Konstruktionsänderung des Tischrahmens erzwingen. Daher steigen die Mannstunden für die Gestaltung in dem Herstellungsstadium des Ziehkissens an.
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Beispielsweise weisen die Ziehkissen, die in der Patentschrift 1 und der Patentschrift 2 offenbart sind, einen Antriebsmechanismus auf, der sowohl in der vertikalen wie auch in der horizontalen Richtung einen großen Aufbau aufweist. Wenn dieser Antriebsmechanismus nicht in einem Gehäuse aufgenommen werden kann, wird es notwendig, Änderungen bei der Konstruktion des Antriebsmechanismus oder ähnliches in dem *Montageraum* vorzunehmen, der von dem Benutzer zugelassen ist. Dann wird es notwendig, die zuvor beschriebene Anzahl von Mannstunden für die Gestaltung zur Verfügung zu haben.
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Bei dem Ziehkissen, das in der Patentschrift 2 offenbart ist, wird jeder der mehreren unterteilten Kissenblöcke unabhängig von Servomotoren gesteuert. Da die Kissenblöcke unterteilt sind, kann der Kissendruck teilweise geändert werden, und dies ist vorteilhaft. Jedoch werden die unterteilenden Abschnitte des Kissenblocks entsprechend einer Anforderung des Benutzers festgelegt, so dass sie bei einzelnen Ziehkissen unterschiedlich sind. Es ist mit anderen Worten notwendig, das Ziehkissen entsprechend den gewünschten Spezifikationen zu gestalten. In diesem Zusammenhang kann festgestellt werden, dass die Anzahl von Mannstunden, um das Ziehkissen zu gestalten, wie oben beschrieben, ansteigt.
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Aus der
DE 42 92 190 T2 ist eine vergleichbare Ziehkissenvorrichtung bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine bekannte Ziehkissenvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass mehrere Ziehkissenmodule flexibel kombiniert werden können, ohne dass sich die Antriebe oder andere Komponenten gegenseitig stören.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ziehkissenvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Entsprechend der Erfindung besteht die Ziehkissenvorrichtung aus Ziehkissenmodulen, die unabhängig antreibbar und einheitlich sind. Die einzelnen Ziehkissenmodule weisen den Kissenblock, den Servomotor, den Kraftübertragungsmechanismus, den Kraftumwandlungsmechanismus und das Führungsteil auf. Durch einen derartigen Aufbau weist das Ziehkissen einer Arbeitsstation eine Kombination aus den Ziehkissenmodulen auf, die standardisierte Einheiten sind. Wenn das Ziehkissen gestaltet wird, können die Ziehkissenmodule einfach kombiniert werden. Erfolgt eine Änderung der Konstruktion, so kann die Kombination einfach geändert werden, um der Änderung zu entsprechen. Daher wird die Gestaltung des Ziehkissens durch die Ziehkissenmodule erleichtert und die Anzahl von Mannstunden für die Gestaltung wird verringert.
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Die Leistung des Ziehkissenmoduls ist frei festlegbar. Dementsprechend wird, wenn die Leistung des Ziehkissenmoduls verringert wird, der Antriebsmechanismus klein und die Anzahl von verwendeten Teiletypen wird verringert. Im übrigen kann das Ziehkissen mit einer hohen Leistung durch Kombinieren mehrerer Ziehkissenmodule mit einer geringen Leistung gebildet werden. Das Ziehkissen mit einer hohen Leistung kann mit anderen Worten durch die Ziehkissenmodule mit einem kleinen Antriebsmechanismus realisiert werden. Somit wird die Anzahl von Teiltypen durch die Verwendung von Ziehkissenmodulen verringert und die Kosten für die Teileverwaltung werden reduziert.
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Eine Feineinstellung der Größe in Übereinstimmung mit der Gestaltung der Presse kann durch Einstellen der Größe der oberen Platte, die auf der oberen Oberfläche des Kissenblocks angeordnet ist, erreicht werden.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Gehäusebereich des Antriebsmechanismus in der horizontalen Richtung nicht größer als der obere Oberflächenbereich des Kissenblocks. Daher können die Ziehkissenmodule kombiniert werden, ohne unter einem Einfluss des Antriebsmechanismus zu leiden, und die Flexibilität des Ziehkissens wird erhöht.
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Verstärkungsrippe zwischen gegenüberliegenden Wandoberflächen der einen Arbeitsstation gebildet und sind die Ziehkissenblöcke benachbart zueinander, wobei die Verstärkungsrippe zwischen diesen angeordnet ist.
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Entsprechend dieser Ausführungsform, in der die mehreren Ziehkissenmodule kombiniert sind, ist die Verstärkungsrippe vorgesehen, die zwischen den gegenüberliegenden Wandoberflächen der einen Arbeitsstation des Tisches angeordnet ist. Die einzelnen Kissenblöcke sind in den Räumen angeordnet, die teilweise durch die einzelnen Verstärkungsrippen und Betten getrennt sind. Somit sind die Kissenblöcke benachbart zueinander, wobei die Verstärkungsrippe zwischen diesen angeordnet ist. Durch einen derartigen Aufbau erstreckt sich der Kissenblock nicht über die Verstärkungsrippe. Es ist daher wünschenswert, eine obere Platte, mit größerer Größe auf der oberen Oberfläche des Kissenblocks anzuordnen, um die Oberseite der Verstärkungsrippe abzudecken. Wenn die Verstärkungsrippe vorgesehen ist, kann eine Biegung einer Kissenplatte, die auf der oberen Oberfläche des Kissenblocks vorgesehen ist, verringert werden.
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Bei einer Ausführungsform umfasst der Kraftumwandlungsmechanismus einen Kugelumlaufspindelmechanismus.
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Entsprechend dieser Ausführungsform umfasst der Kraftübertragungsmechanismus den Kugelumlaufspindelmechanismus, der aus einem Mutternabschnitt und einem Gewindeabschnitt besteht. Wenn der Mutternabschnitt der Kugelumlaufspindel direkt mit dem Kraftübertragungsmechanismus verbunden ist, bewegt sich der Gewindeabschnitt aufwärts und abwärts. Umgekehrt, wenn der Gewindeabschnitt der Kugelumlaufspindel direkt mit dem Kraftübertragungsmechanismus verbunden ist, bewegt sich der Mutternabschnitt aufwärts und abwärts.
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Bei dem Kugelumlaufspindelmechanismus ist die Mitte einer Achse eines Drehelementes und die Mitte einer Achse eines Aufwärts- und Abwärts-Elementes auf derselben Achse, so daß die projizierten Bilder des Servomotors, des Kraftumwandlungsmechanismus und des Kraftübertragungsmechanismus, die gebildet werden, wenn diese aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert werden, problemlos klein gemacht werden können.
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Es wird angenommen, daß ein Schrauben- und Mutternmechanismus in dem Kugelumlaufspindelmechanismus vorgesehen ist, weil dieser aus dem Mutternabschnitt und dem Gewindeabschnitt besteht. Der Kugelumlaufspindelmechanismus weist keinen großen Reibungsverlust auf, der Schrauben- und Mutternmechanismus, der ein trapezförmiges Schraubengewinde verwendet, kann ein hohes Drehmoment übertragen, und der Schrauben- und Mutternmechanismus, der ein dreieckiges Schraubengewinde verwendet, weist eine Wirkung auf, die zwischen diesen liegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Presse zeigt;
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2 ist eine schematische Ansicht, die ein Ziehkissen entsprechend einer ersten Ausführungsform zeigt;
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3A bis 3D sind vereinfachte Draufsichten einer Arbeitsstation;
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4 ist eine Draufsicht einer Arbeitsstation;
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5 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsstation, die schräg von oben betrachtet wird;
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6 ist eine Draufsicht einer Arbeitsstation;
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7 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend einer zweiten Ausführungsform;
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8 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend einer dritten Ausführungsform;
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9 ist eine Draufsicht einer Arbeitsstation; und
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10 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend einer vierten Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHEIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Presse zeigt.
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In der Presse sind ein Schlitten 2, der oberhalb angeordnet ist, und eine Grundplatte 8, die unterhalb angeordnet ist, so angeordnet, daß sie sich gegenüberliegen. Der Schlitten 2 wird in vertikaler Richtung durch eine Kraft bewegt, die von einem oberen Schlittenantriebsmechanismus 1 auf ihn wirkt. Ein oberes Gesenk 3a ist an einem unteren Ende des Schlittens 2 befestigt. Ferner ist die Grundplatte 8 an dem oberen Ende eines Bettes 9 befestigt, und ein unteres Gesenk 3b ist an dem oberen Ende der Grundplatte 8 befestigt. Mehrere Löcher sind in vertikaler Richtung durch die Grundplatte 8 und das untere Gesenk 3b gebildet. Kissenzapfen 7 werden durch diese Löcher eingebracht. Die oberen Enden der Kissenzapfen 7 berühren untere Enden von Niederhaltern 5, die in einem vertieften Abschnitt des unteren Gesenks 3b angeordnet sind. Die unteren Enden der Kissenzapfen 7 berühren Kissenblöcke 11 von Ziehkissenmodulen 10a, die in dem Bett 9 angeordnet sind. Ein Träger 6 ist zwischen inneren Wandoberflächen des Bettes 9 angeordnet, um die Ziehkissenmodule 10a durch den Träger 6 zu tragen. Ein Ziehkissen 10 besteht aus einem oder mehreren Ziehkissenmodulen 10a.
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Erste Ausführungsform 1
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2 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend einer ersten Ausführungsform.
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In dem Ziehkissenmodul 10a ist der Kissenblock 11 mit der Drehwelle eines Servomotors 16 über eine Kugelumlaufspindel 12, ein Kupplungselement 22, eine große Riemenschreibe 13, einen Riemen 14 und eine kleine Riemenscheibe 15 gekoppelt. Die Kraft ist wechselseitig zwischen dem Kissenblock 11 und dem Servomotor 16 übertragbar. Ein Mutternabschnitt 12a der Kugelumlaufspindel 12 ist mit dem unteren Ende des Kissenblocks 11 gekoppelt. Ein Gewindeabschnitt 12b der Kugelumlaufspindel 12 ist in den Mutternabschnitt 12a geschraubt. Der untere Teil des Gewindeabschnitts 12b ist mit einem Kupplungsteil 17 verbunden. Das Kupplungsteil 17 ist drehbar in dem Träger 6 durch ein Lager oder dergleichen getragen. Ferner ist ein unterer Teil des Kupplungsteils 17 mit der großen Riemenscheibe 13 gekoppelt. Die kleine Riemenscheibe 15 ist mit der Drehwelle des Servomotors 16 verbunden. Der Riemen 14 ist um die große Riemenscheibe 13 und die kleine Riemenscheibe 15 gelegt, um die Kraft zwischen diesen übertragen zu können.
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Der Drehservomotor 16 weist eine Drehwelle auf, und die Drehwelle dreht sich normal oder umgekehrt, abhängig von der Versorgung mit elektrischem Strom. Wenn der Servomotor 16 mit elektrischem Strom versorgt wird, um die Drehwelle zu drehen, werden die kleine Riemenscheibe 15, die große Riemenscheibe 13, das Kupplungsteil 17 und der Gewindeabschnitt 12b gedreht. Wenn der Gewindeabschnitt 12b gedreht wird, bewegt sich der Mutternabschnitt 12a linear in vertikaler Richtung entlang des Gewindeabschnitts 12b, d. h. entlang einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung. Dann bewegt sich der Kissenblock 11 zusammen mit dem Mutternabschnitt 12a aufwärts und abwärts. Das untere Ende des Mutternabschnitts 12a wird oberhalb des unteren Endes des Kupplungsteils 17 gehalten, unabhängig von den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Mutternabschnitts 12a. Eine Schubkraft, die dem Kissenblock 11 zugeführt wird, d. h. ein Kissendruck, der in dem Kissenblock 11 erzeugt wird, wird dadurch gesteuert, daß der Strom, der dem Servomotor 16 zugeführt wird, gesteuert wird.
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In dieser Ausführungsform werden Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 in die lineare Bewegung des Kissenblocks 11 umwandeln und sich auf die lineare Bewegung des Kissenblocks 11 beziehen, d. h. die Kugelumlaufspindel 12 und das Kupplungsteil 17, als Kraftumwandlungsmechanismus 23 bezeichnet, und Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 auf den Kraftübertragungsmechanismus 23 übertragen, d. h. die große Riemenscheibe 13, der Riemen 14 und die kleine Riemenscheibe 15, werden als Kraftübertragungsmechanismus 24 bezeichnet.
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Führungsplatten 18 sind auf jeder Seite des Kissenblocks 11 angeordnet. Führungsplatten 18 (nicht dargestellt) sind ebenso auf jeder inneren Wandoberfläche des Bettes 9 angeordnet, so daß sie gegenseitig mit den Führungsplatten 18 des Kissenblocks 11 verschieblich sind. Wo zwei Kissenblöcke 11 benachbart zueinander sind, so daß sich ihre Seitenwände gegenseitig gegenüberliegen, sind die einzelnen Führungsplatten 18 gegenseitig verschieblich. Auf diese Weise wird der Kissenblock 11 in der vertikalen Richtung durch die Führungsplatten geführt, die auf den vier Seitenwänden des Kissenblocks 11 angeordnet sind.
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Nachfolgend wird die Lagebeziehung des Antriebsmechanismus, der aus dem Kissenblock 11, dem Servomotor 16 und dergleichen besteht, beschrieben.
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Als erstes wird angenommen, daß ein erstes projiziertes Bild 21 dadurch gebildet wird, daß der Kissenblock 11 aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert wird. Es wird ferner angenommen, daß ein zweites projiziertes Bild 22 dadurch gebildet wird, daß der Servomotor 16, der Kraftumwandlungsmechanismus 23 und der Kraftübertragungsmechanismus 24 aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert werden. Ferner sind der Kissenblock 11 und sein Antriebsmechanismus so angeordnet, daß das zweite projizierte Bild 22 vollständig in dem ersten projizierten Bild 21 aufgenommen ist. Durch eine derartige Anordnung wird ein *Montageraum* in der horizontalen Richtung des Ziehkissenmoduls 10a nicht größer als der obere Oberflächenbereich des Kissenblocks 11. Mit anderen Worten, selbst wenn die Kissenblöcke 11 benachbart zueinander angeordnet sind, werden die Antriebsmechanismen, die unterhalb der einzelnen Kissenblöcke 11 angeordnet sind, sich nicht gegenseitig stören und es wird möglich, die mehreren Ziehkissenmodule 10a neben einer Arbeitsstation anzuordnen.
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In 2, wenn die nach unten projizierten Bilder des Servomotors 16, des Riemens 14 und der kleinen Riemenscheibe 15 außerhalb des ersten projizierten Bildes 21 liegen, können die benachbarten Ziehkissenmodule 10a näher aneinander angeordnet werden, durch Variieren der Höhe des Riemens 14 oder Austauschen der Positionen der Servomotoren 16. Auf diese Weise kann die Fläche des Kissenblocks 11 des einzelnen Ziehkissenmoduls 10a weiter verringert werden, wodurch die Anordnung der Ziehkissenmodule 10a erleichtert und die Flexibilität der Anordnung erhöht wird.
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3A bis 3D sind vereinfachte Draufsichten einer Arbeitsstation. Ein Ziehkissenmodul 10a ist in 3A auf einer Arbeitsstation der Presse angeordnet, zwei Ziehkissenmodule 10a sind in 3B auf einer Arbeitsstation der Presse angeordnet, vier Ziehkissenmodule 10a sind in 3C auf einer Arbeitsstation der Presse angeordnet und acht Ziehkissenmodule 10a sind in 3D auf einer Arbeitsstation der Presse angeordnet.
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Hier wird die Anordnung der Ziehkissenmodule 10a unter Bezug auf eine beispielhafte Anordnung von vier Ziehkissenmodulen 10a auf einer Arbeitsstation beschrieben.
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4 ist eine Draufsicht einer Arbeitsstation. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsstation, die schräg von oben betrachtet wird.
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Wie in 5 gezeigt, weist das Bett 9 eine vertikale Rippe oder Verstärkungsrippe 9a auf, die zwischen den gegenüberliegenden inneren Wandoberflächen angeordnet ist, um die einzelne Arbeitsstation in mehrere Räume zu unterteilen. Die Führungsplatten 18 sind auf den inneren Wandoberflächen des Bettes 9 und auf den Wandoberflächen der vertikalen Rippe 9a angeordnet. In 4 sind die Ziehkissenmodule 10a benachbart zueinander, wobei die vertikale Rippe 9a zwischen ihnen angeordnet ist. Durch diesen Aufbau ist der Kissenblock 11 mit seinen vier Seiten von dem Bett 9 mittels der Führungsplatten 18 getragen. Durch diesen Aufbau wird das lose Spiel der Kissenplatten 18 verringert, jedoch können die Kissenzapfen 7 nicht auf der vertikalen Rippe 9a angeordnet werden. Daher ist eine obere Platte 11a auf der oberen Oberfläche des Kissenblocks 11 angeordnet, und die vertikale Rippe 9a ist ebenso von oben durch die obere Platte 11a abgedeckt.
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Durch den Aufbau mit der entsprechend angeordneten vertikalen Rippe 9a kann eine Durchbiegung der Kissenplatte, die auf der oberen Oberfläche des Kissenblocks 11 angeordnet ist, verringert werden.
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6 ist eine Draufsicht einer Arbeitsstation, die eine Variante zeigt, die sich von der der 4 unterscheidet.
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In 6 sind die Ziehkissenmodule 10a direkt benachbart zueinander, wobei die Führungsplatten 18 zwischen ihnen angeordnet sind. Durch diesen Aufbau ist es nicht notwendig, die vertikale Rippe des Bettes 9 zu betrachten, so daß die Flexibilität der Anordnung des Ziehkissenmoduls 14a erhöht wird. Ein Anstieg der Herstellungskosten kann verhindert werden, weil die vertikale Rippe des Bettes 9 nicht erforderlich ist. Ferner wird die obere Platte des Kissenblocks 11 überflüssig. Jedoch wird in dem in 6 gezeigten Aufbau das lose Spiel der Kissenplatten 18 in einem gewissen Ausmaß im Vergleich zu dem Aufbau, der in 4 gezeigt ist, erhöht.
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Die einzelnen Ziehkissenmodule 10a werden unabhängig gesteuert. Auf diese Weise wird ein Kissendruck einer Arbeitsstation variabel. Ferner können die einzelnen Ziehkissenmodule 10a synchronisiert werden.
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Wenn ein Fall, in dem ein einzelner Kissenblock, der mit mehreren Antriebsmechanismen versehen ist, auf einer Arbeitsstation angeordnet ist und sein Betrieb gesteuert wird, mit einem Fall, in dem mehrere Kissenblöcke, die jeweils mit einem einzelnen Antriebsmechanismus versehen sind, auf einer Arbeitsstation angeordnet sind und deren Betrieb gesteuert wird, verglichen werden, dann weist der letztere eine bessere unabhängige Steuerbarkeit auf, weil die Kissenblöcke unterteilt sind.
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Entsprechend der ersten Ausführungsform können die Ziehkissenmodule 10a frei angeordnet und kombiniert werden, und die Flexibilität der Gestaltung wird erhöht. Daher wird es einfach, das Ziehkissen 10 zu gestalten. Die Anzahl an Teiletypen wird durch die Miniaturisierung des Ziehkissenmoduls 10a verringert, und die Kosten für die Verwaltung der Teile werden reduziert. Ferner wird das untere Ende des Antriebsmechanismus nicht unabhängig von dem vertikalen Betrieb des Kissenblocks 11 verschoben. Daher ist es nicht notwendig, eine schützende Abdeckung an der unteren Oberfläche des Bettes aufzuhängen, und es ist nicht notwendig, eine Grubentiefe für das Ziehkissen zu erhöhen.
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Zweite Ausführungsform
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Der Aufbau einer zweiten Ausführungsform weist viele Punkte auf, die mit denen des Aufbaus der ersten Ausführungsform übereinstimmen. Jedoch dreht sich in der ersten Ausführungsform die Mutternseite der Kugelumlaufspindel, und die Gewindeseite bewegt sich linear, wohingegen sich in der zweiten Ausführungsform die Gewindeseite der Kugelumlaufspindel dreht und die Mutternseite linear bewegt.
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7 ist eine schematische Ansicht des Ziehkissens entsprechend der zweiten Ausführungsform.
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In einem Ziehkissenmodul 40a ist der Kissenblock 11 mit der Drehwelle des Servomotors 16 über eine Kugelumlaufspindel 42, ein Kupplungsteil 47, die große Riemenscheibe 13, den Riemen 14 und die kleine Riemenscheibe 15 gekoppelt. Die Kraft ist wechselseitig zwischen dem Kissenblock 11 und dem Servomotor 16 übertragbar. Ein Gewindeabschnitt 42b der Kugelumlaufspindel 42 ist mit dem unteren Abschnitt des Kissenblocks 11 gekoppelt. Der Gewindeabschnitt 42b der Kugelumlaufspindel 42 ist in einen Mutternabschnitt 42a geschraubt. Der untere Abschnitt des Mutternabschnitts 42b ist mit dem Kupplungsteil 47 verbunden. Das Kupplungsteil 47 ist drehbar in dem Träger 6 durch ein Lager oder dergleichen getragen, und der untere Abschnitt des Kupplungselements 47 ist mit der großen Riemenscheibe 13 gekoppelt. Die kleine Riemenscheibe 15 ist mit der Drehwelle des Servomotors 16 verbunden. Der Riemen 14 ist um die große Riemenscheibe 13 und die kleine Riemenscheibe 15 gelegt, um die Kraft zwischen diesen übertragbar zu machen.
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Wenn der Servomotor 16 mit elektrischem Strom versorgt wird, um die Drehwelle zu drehen, werden die kleine Riemenscheibe 15, die große Riemenscheibe 13, das Kupplungsteil 47 und der Mutternabschnitt 42a gedreht. Mit der Drehbewegung des Mutternabschnitts 42a wird der Gewindeabschnitt 42b linear in der vertikalen Richtung entlang des Mutternabschnitts 42a bewegt, d. h. entlang einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung. Dann bewegt sich der Kissenblock 11 zusammen mit dem Gewindeabschnitt 42b aufwärts und abwärts. Das untere Ende des Gewindeabschnitts 42b wird höher gehalten als das untere Ende des Kupplungsteils 47, unabhängig von den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Gewindeabschnitts 42b. Eine Schubkraft, die an dem Kissenblock 11 anliegt, d. h. ein Kissendruck, der in dem Kissenblock 11 erzeugt wird, wird dadurch gesteuert, daß der elektrische Strom für den Servomotor 16 gesteuert wird.
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In dieser Ausführungsform wird der Mechanismus, der die Drehbewegung des Servomotors 16 in eine lineare Bewegung des Kissenblocks 11 umwandelt und sich auf die lineare Bewegung des Kissenblocks 11 bezieht, d. h. die Kugelumlaufspindel 42, Kraftumwandlungsmechanismus 53 genannt. Die Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 auf den Kraftumwandlungsmechanismus 53 übertragen, d. h. das Kupplungsteil 47, die große Riemenscheibe 13, der Riemen 14 und die kleine Riemenscheibe 15, werden Kraftübertragungsmechanismus 54 genannt.
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Die Führungsplatten 18 sind auf einzelnen Seitenflächen des Kissenblocks 11 angeordnet. Es ist nicht dargestellt, aber die Führungsplatten 18 sind ebenso auf den inneren Wandoberflächen des Bettes 9 angeordnet und gegenseitig mit den Führungsplatten 18 auf dem Kissenblock 11 verschieblich. Wenn zwei Kissenblöcke 11 benachbart zueinander sind, wobei sich ihre Seiten gegenüberstehen, sind die einzelnen Führungsplatten 18 gegeneinander verschieblich. Auf diese Weise ist der Kissenblock 11 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung durch die Führungsplatten, die auf den vier Seitenflächen des Kissenblocks 11 angeordnet sind, geführt.
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Nachfolgend werden die Lagebeziehungen des Antriebsmechanismus, der aus dem Kissenblock 11, dem Servomotor 16 und dergleichen besteht, beschrieben.
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Als erstes wird angenommen, daß ein erstes projiziertes Bild 51 dadurch gebildet wird, daß der Kissenblock 11 aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert wird. Es wird ferner angenommen, daß ein zweites projiziertes Bild 52 dadurch gebildet wird, daß der Servomotor 16, der Kraftumwandlungsmechanismus 53 und der Kraftübertragungsmechanismus 54 aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert werden. Ferner sind der Kissenblock 11 und sein Antriebsmechanismus so angeordnet, daß das zweite projizierte Bild 52 vollständig in dem ersten projizierten Bild 51 enthalten ist. Durch eine derartige Anordnung wird ein *Montageraum* in der horizontalen Richtung des Ziehkissenmoduls 40a nicht größer als der obere Oberflächenbereich des Kissenblocks 11. Mit anderen Worten, selbst wenn die Kissenblöcke 11 benachbart zueinander angeordnet sind, stören sich die Antriebsmechanismen unterhalb der einzelnen Kissenblöcke 11 nicht, und es wird möglich, die mehreren Ziehkissenmodule 40a neben einer Arbeitsstation anzuordnen.
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In 7, wenn die nach unten projizierten Bilder des Servomotors 16, des Riemens 14 und der kleinen Riemenscheibe 15 sich außerhalb des ersten projizierten Bildes 51 befinden, können die benachbarten Ziehkissenmodule 40a näher aneinander angeordnet werden, durch Variieren der Höhe des Riemens 14 oder Austauschen der Positionen der Servomotoren 16. Dadurch wird die Fläche des Kissenblocks 11 der einzelnen Ziehkissenmodule 40a weiter verkleinert, die Anordnung der Ziehkissenmodule 40a erleichtert und die Flexibilität der Anordnung erhöht.
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Das Ziehkissenmodul 40a ist, wie in 4 und 6 gezeigt, auf dieselbe Weise wie das Ziehkissenmodul 10a der ersten Ausführungsform angeordnet.
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Mit der zweiten Ausführungsform kann dieselbe Wirkung wie mit der ersten Ausführungsform erreicht werden.
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Dritte Ausführungsform
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8 ist eine schematische Ansicht des Ziehkissens entsprechend einer dritten Ausführungsform.
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In einem Ziehkissenmodul 60a ist der Kissenblock 11 mit der Drehwelle des Servomotors 16 über eine Kolbenstange 63, einen Kolben 64, eine Kugelumlaufspindel 62, ein Kupplungsteil 65, die große Riemenscheibe 13, den Riemen 14 und die kleine Riemenscheibe 15 gekoppelt. Die Kraft ist wechselseitig zwischen dem Kissenblock 11 und dem Servomotor 16 übertragbar.
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Die säulenartige Kolbenstange 63 ist mit dem unteren Teil des Kissenblocks 11 verbunden. Die Kolbenstange 63 ist mittels ihrer Seitenoberfläche durch eine zylindrische Kolbenführung 66 verschieblich getragen. Die Kolbenführung 66 ist an dem Träger 6 befestigbar. Wenn die Kolbenführung 66 an dem Träger 6 befestigt ist, bewegt sich die Kolbenstange 63 aufwärts und abwärts, während sie durch die Kolbenführung 66 getragen ist. Die Kolbenführung 66 führt die Kolbenstange 63 und den Kissenblock 11, der mit der Kolbenstange 63 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung gekoppelt ist.
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Ein Zylinder 63a, der eine nach unten gerichtete Öffnung aufweist, ist in einem unteren Abschnitt der Kolbenstange 63 gebildet, und der Kolben 64 ist verschieblich in den Zylinder 63a aufgenommen. Eine Hydraulikkammer 67 ist durch die innere Wandoberfläche des Zylinders 63a und die obere Oberfläche des Kolbens 64 gebildet, und die Hydraulikkammer 67 ist mit einem Drucköl gefüllt. Die mittlere Achse der Hydraulikkammer 67 stimmt mit der mittleren Achse der Kolbenstange 63 und der Kugelumlaufspindel 62 überein. Ein Druckölanschluß der Hydraulikkammer 67 ist mit einer nicht dargestellten Hydraulikschaltung verbunden, und das Drucköl wird zwischen der Hydraulikkammer 67 und der Hydraulikschaltung hin und her verschoben. Das Drucköl der Hydraulikkammer 67 verringert einen Stoß, der erzeugt wird, wenn sich das obere Gesenk und das Werkstück berühren, und wird in einen Tank abgelassen, wenn der Hydraulikdruck einen vorbestimmten oder höheren Wert erreicht. Das Drucköl der Hydraulikkammer 67 erfüllt auf diese Weise eine Schutzfunktion gegenüber einer Überlastung.
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Das untere Ende des Kolbens 64 berührt das obere Ende des Gewindeabschnitts 62b der Kugelumlaufspindel 62. Eine sphärische, konkave Wölbung 64a ist an dem unteren Ende des Kolbens 64 gebildet, und eine sphärische, konvexe Wölbung 62c ist an dem oberen Ende des Gewindeabschnitts 62b gebildet, die der konkaven Wölbung 64 gegenüberliegt. Umgekehrt könnte eine konvexe Wölbung an dem unteren Ende eines Kolbens 68 gebildet sein, und eine konkave Wölbung könnte an dem oberen Ende des Gewindeabschnitts 62b gebildet sein. Ein stangenförmiges Element, wie z. B. der Gewindeabschnitt 62b, kann einer Kraft entlang der axialen Richtung, die auf den Endabschnitt wirkt, gut widerstehen, kann jedoch einem Biegemoment nur wenig entgegenwirken. Wenn das obere Ende des Gewindeabschnitts 62b eine sphärische Form aufweist, wirkt nur die Kraft entlang der axialen Richtung auf den Gewindeabschnitt 62b als Ganzes, selbst wenn der Kissenblock 11 geneigt ist und ein Biegemoment an dem oberen Ende des Gewindeabschnitts 62b erzeugt wird. Durch einen derartigen Aufbau kann verhindert werden, daß der Gewindeabschnitt 62b durch eine exzentrische Last beschädigt wird.
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Das Kupplungselement 65 ist zwischen dem Mutternabschnitt 62a der Kugelumlaufspindel 62 und der großen Riemenscheibe 13 angeordnet und drehbar in dem Kupplungsteil 65 durch ein Lager oder dergleichen getragen. Die kleine Riemenscheibe 15 ist mit der Drehwelle des Servomotors 16 verbunden. Der Riemen 14 ist um die große Riemenscheibe 13 und die kleine Riemenscheibe 15 gelegt, und die Kraft ist wechselseitig zwischen diesen übertragbar.
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Der Servomotor 16 wird mit elektrischem Strom versorgt, und die kleine Riemenscheibe 15 und die große Riemenscheibe 13 werden gedreht, wenn sich die Drehwelle dreht. Die große Riemenscheibe 13, das Kupplungsteil 65 und der Mutternabschnitt 62a sind integral gebildet, so daß der Mutternabschnitt 62a gedreht wird, wenn sich die große Riemenscheibe 13 dreht. Der Gewindeabschnitt 62b wird linear in der vertikalen Richtung bewegt, d. h. in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung, entlang dem Mutternabschnitt 62a, wenn der Mutternabschnitt 62a gedreht wird. Der Kissenblock 11 wird zusammen mit dem Gewindeabschnitt 62b, dem Kolben 64 und der Kolbenstange 63 aufwärts und abwärts bewegt. Das untere Ende des Gewindeabschnitts 62b wird höher gehalten als das untere Ende des Kupplungselements 65, unabhängig von den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Gewindeabschnitts 62b. Durch Steuern eines elektrischen Stroms für den Servomotor 16 wird eine Schubkraft, die an dem Kissenblock 11 angreift, d. h. ein Kissendruck, der in dem Kissenblock 11 erzeugt wird, gesteuert.
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In dieser Ausführungsform werden Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 in eine lineare Bewegung des Kissenblocks 11 umwandeln und sich auf die lineare Bewegung des Kissenblocks 11 beziehen, d. h. die Kugelumlaufspindel 62, die Kolbenstange 63 und die Kolbenführung 66, als Kraftumwandlungsmechanismus 73 bezeichnet. Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 auf den Kraftübertragungsmechanismus 73 übertragen, d. h. das Kupplungsteil 65, die große Riemenscheibe 13, der Riemen 14 und die kleine Riemenscheibe 15, werden als Kraftübertragungsmechanismus 74 bezeichnet.
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Nachfolgend wird die Lagebeziehung des Antriebsmechanismus, der aus dem Kissenblock 11, dem Servomotor 16 und dergleichen besteht, beschrieben.
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Als erstes wird angenommen, daß ein erstes projiziertes Bild 71 dadurch gebildet wird, daß der Kissenblock 11 aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert wird. Es wird ferner angenommen, daß ein zweites projiziertes Bild 72 dadurch gebildet wird, daß der Servomotor 16, der Kraftumwandlungsmechanismus 73 und der Kraftübertragungsmechanismus 74 aus einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert werden. Ferner sind der Kissenblock 11 und sein Antriebsmechanismus so angeordnet, daß das zweite projizierte Bild 72 vollständig in dem ersten projizierten Bild 27 enthalten ist. Durch eine derartige Anordnung wird ein *Montageraum* in der horizontalen Richtung des Ziehkissenmoduls 60a nicht größer als der obere Oberflächenbereich des Kissenblocks 11. Mit anderen Worten, selbst wenn die Kissenblöcke 11 benachbart zueinander angeordnet sind, stören sich die Antriebsmechanismen unterhalb der einzelnen Kissenblöcke 11 nicht gegenseitig, und es wird möglich, die mehreren Ziehkissenmodule 60a neben einer Arbeitsstation anzuordnen.
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In 8, wenn die nach unten projizierten Bilder des Servomotors 16, des Riemens 14 und der kleinen Riemenscheibe 15 sich außerhalb des ersten projizierten Bildes 71 befinden, können die benachbarten Ziehkissenmodule 60a durch ein Variieren der Höhe des Riemens 14 oder Austauschen der Positionen der Servomotoren 16 näher aneinander angeordnet werden. Auf diese Weise kann der Bereich des Kissenblocks 11 der einzelnen Ziehkissenmodule 60a weiter verkleinert werden, die Anordnung der Ziehkissenmodule 60a wird erleichtert und die Flexibilität der Anordnung wird erhöht.
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Nachfolgend wird die Anordnung der Ziehkissenmodule 60a unter Bezug auf einen Fall beschrieben, in dem vier Ziehkissenmodule 60a auf einer Arbeitsstation angeordnet sind.
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9 ist eine Draufsicht einer Arbeitsstation.
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In dem Ziehkissenmodul 60a dient die Kolbenführung 66 als das Führungsteil. Wie in 9 gezeigt, sind die Führungsplatten auf den seitlichen Oberflächen der Kissenplatte 11 nicht erforderlich. Durch eine derartige Anordnung wird die Flexibilität der Anordnung der Ziehkissenmodule 60a weiter erhöht. Eine maschinelle Bearbeitung des Führungsplattenabschnitts wird unnötig, so daß die Produktionskosten daran gehindert werden, zu steigen. Jedoch wird das Ziehkissenmodul selbst lang, um eine Länge der Kolbenstange 63.
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Mit der dritten Ausführungsform können die gleichen Wirkungen wie mit der ersten Ausführungsform erzielt werden. Ferner ist es nicht notwendig, die Führungsplatten auf den seitlichen Oberflächen des Kissenblocks 11 anzuordnen, und die Flexibilität, die sich auf die Anordnung der Ziehkissenmodule 60a bezieht, erhöht sich.
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Vierte Ausführungsform
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10 ist eine schematische Ansicht des Ziehkissens entsprechend einer vierten Ausführungsform.
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Der Aufbau der vierten Ausführungsform weist viele gemeinsame Punkte mit dem Aufbau der dritten Ausführungsform auf. Daher werden nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben.
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In einem Ziehkissenmodul 80a ist der Kissenblock 11 direkt mit der Drehwelle des Servomotors 16 über die Kolbenstange 63, den Kolben 64, die Kugelumlaufspindel 62, das Kupplungsteil 65, eine Kupplung 81 und ein Untersetzungsgetriebe 82 verbunden. Die Kraft ist wechselseitig zwischen dem Kissenblock 11 und dem Untersetzungsgetriebe 82 übertragbar.
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Das Kupplungsteil 65 ist an dem unteren Abschnitt derselben Welle des Mutternabschnitts 62a der Kugelumlaufspindel 62 befestigt, und das Kupplungsteil 65 ist drehbar in dem Träger 6 durch ein Lager oder dergleichen getragen, Das Untersetzungsgetriebe 82 ist mit der Drehwelle des Servomotors 16 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe kann in dem Servomotor 16 gebildet sein. Die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 82 und das Kupplungsteil 65 sind durch die Kupplung 81 verbunden. Daher sind die Kugelumlaufspindel 62, das Kupplungsteil 65, die Kupplung 81 und die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 82 auf derselben Achse angeordnet, und die Drehwelle des Servomotors 16 ist ebenso auf derselben Achse angeordnet, abhängig von dem Aufbau des Untersetzungsgetriebes 82.
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Wenn der Servomotor 16 mit elektrischem Strom versorgt wird, um die Drehwelle zu drehen, drehen sich die Zahnräder und dergleichen in dem Untersetzungsgetriebe 82, und die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 82, die Kupplung 81 und das Kupplungsteil 65 werden gedreht. Das Kupplungsteil 65 und der Mutternabschnitt 62a sind integral gebildet, so daß der Mutternabschnitt 62a gedreht wird, wobei sich mit der Drehung des Mutternabschnitts 62a der Gewindeabschnitt 62b in der vertikalen Richtung bewegt, d. h. in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung, entlang des Mutternabschnitts 62a. Der Kissenblock 11 bewegt sich zusammen mit dem Gewindeabschnitt 62b, dem Kolben 64 und der Kolbenstange 63 aufwärts und abwärts. Das untere Ende des Gewindeabschnitts 62b wird höher gehalten als das untere Ende des Kupplungsteils 65, unabhängig von den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Gewindeabschnitts 62b. Durch Steuern des elektrischen Stroms für den Servomotor 16 wird eine Schubkraft, die an dem Kissenblock 11 angreift, d. h. ein Kissendruck, der in dem Kissenblock 11 erzeugt wird, gesteuert.
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In dieser Ausführungsform werden die Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 in eine lineare Bewegung des Kissenblocks 11 umwandeln und sich auf die lineare Bewegung des Kissenblocks 11 beziehen, d. h. die Kugelumlaufspindel 62, die Kolbenstange 63 und die Kolbenführung 66, als Kraftumwandlungsmechanismus 93 bezeichnet. Die Mechanismen, die die Drehbewegung des Servomotors 16 auf den Kraftübertragungsmechanismus 93 übertragen, d. h. das Kupplungsteil 65, die Kupplung 81 und das Untersetzungsgetriebe 82, werden als Kraftübertragungsmechanismus 94 bezeichnet.
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Nachfolgend wird die Lagebeziehung des Antriebsmechanismus, der aus dem Kissenblock 11, dem Servomotor 16 und dergleichen besteht, beschrieben.
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Als erstes wird angenommen, daß ein erstes projiziertes Bild 91 dadurch gebildet wird, daß der Kissenblock 11 entlang einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert wird. Es wird ferner angenommen, daß ein zweites projiziertes Bild 92 dadurch gebildet wird, daß der Servomotor 16, der Kraftumwandlungsmechanismus 93 und der Kraftübertragungsmechanismus 94 entlang einer vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert werden. Ferner sind der Kissenblock 11 und sein Antriebsmechanismus so angeordnet, daß das zweite projizierte Bild 92 vollständig in einem ersten projizierten Bild 97 aufgenommen ist. Durch eine derartige Anordnung wird ein *Montageraum* in der horizontalen Richtung des Ziehkissenmoduls 80a nicht größer als der obere Oberflächenbereich des Kissenblocks 11. Mit anderen Worten, selbst wenn die Kissenblöcke 11 benachbart zueinander angeordnet sind, stören sich die Antriebsmechanismen unterhalb der einzelnen Kissenblöcke 11 nicht gegenseitig, und es wird möglich, die mehreren Ziehkissenmodule 80a neben einer Arbeitsstation anzuordnen.
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Durch die Anordnung, die zuvor beschrieben wurde, stören sich die Antriebsmechanismen unterhalb der einzelnen Kissenblöcke 11 nicht gegenseitig, selbst wenn die Kissenblöcke 11 benachbart zueinander angeordnet sind. Daher können die mehreren Ziehkissenmodule 80a benachbart zu einer Arbeitsstation angeordnet werden.
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Da die Antriebsmechanismen im wesentlichen auf derselben Achse angeordnet sind, wird das projizierte Bild des Antriebsmechanismus, das angenommen wird, wenn dieser aus der vertikalen Richtung von oben auf eine untere horizontale Oberfläche projiziert wird, klein. Daher kann der Kissenblock 11 selbst klein gemacht werden. Ferner wird die Kombination der Ziehkissenmodule 80a leichter.
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Die Ziehkissenmodule 80a sind auf dieselbe Weise wie das Ziehkissenmodul 60a der dritten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, angeordnet.
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Mit der vierten Ausführungsform können dieselben Wirkungen wie mit der dritten Ausführungsform erreicht werden. Insbesondere kann der Kissenblock 11 kleiner als in der dritten Ausführungsform gemacht werden, und die Flexibilität der Anordnung der Ziehkissenmodule 86a wird weiter erhöht.
