JP2004261837A

JP2004261837A - Press apparatus

Info

Publication number: JP2004261837A
Application number: JP2003054127A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Amino; 廣之網野; Gen Ro; 言呂
Original assignee: Amino Corp
Current assignee: Amino Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press apparatus high in working speed and the number of strokes, less in consumable energy, capable of arbitrarily setting the working speed, the stroke and the outpput of a press also lowering the overall height and easy in its manufacture and maintenance. <P>SOLUTION: A slide is arranged ascendably and descendably to the crown opposing to the bed, a horizontal screw shaft is driven with a numerically controlled motor and a traverse body which is translated by the rotation of the shaft are installed on the side part of the bed. By connecting among the traverse body, the lower part of the slide and the bed by a linkage, the slide is driven at high speed by under-drive type. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属及び非金属材の塑性加工に用いられるプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属及び非金属材を塑性加工する手段としてプレスが汎用されている。こうしたプレスとしては、フライホイールを利用し、スライドの上昇、下降行程でエネルギーを蓄積し、加工行程でフライホイールの回転数を減速することにより蓄積したエネルギーを出力してクランク軸のアームに連結したスライドを下降してワークを加工するクランク式駆動方式のものと、モータの駆動エネルギーを油圧ポンプ、リリーフなど油圧機器（油圧回路）を介して油圧シリンダに伝達し、油圧シリンダのラム結合したスライドを下降してワークを加工する油圧駆動方式のものがある。
【０００３】
前者は後者にくらべて加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なくできる特徴があるが、慣性エネルギーを利用して駆動するため、プレスの加工力、加工速度及びストローク位置などを任意に設定ができないという問題があった。
これに対して、後者は、プレスの加工速度とストロークを任意的に設定でき、プレスの出力も任意的に設定できる利点があるが、時間当たりのストローク数を大きく取ることができないため、高速化の実現が困難であった。また、ポンプを使用し、これから吐出された圧油をリリーフ弁により制御してプレスの出力を制御し、また、絞り弁により速度を制御するため、駆動エネルギーが多量に消耗されるのみならず、消耗する駆動エネルギーが熱になり、油圧システムの安定性が低下したり、冷却装置を追設する必要が生じ、大型化するなどの問題があった。さらに、圧油をヘッド側とピストン側に供給してスライドを昇降するため、加工能力を大きくするには大容量の大型シリンダを必要とする不利があった。
【０００４】
こうした対策として、本出願人は、特開平２００１−３００７７８号において、クラウンからプレスルームにスクリュー軸を垂下させそのスクリュー軸をクラウン上部に設置したサーボモータ・減速機で駆動させるようにし、スクリュー軸の中間にナットを含む昇降体を取り付け、これとクラウン及びスライド間をリンク機構で結んだリンク式サーボプレスを提案し、クランク式駆動装置と油圧駆動装置の欠点を解消することを可能ならしめた。
【０００５】
しかし、先行技術では、クラウンに垂直方向に取り付けられた、スクリュー軸の長さがプレスの高さに影響を及ぼし、スライドストロークが長くなるのに伴ってスクリュー軸が長くなり、それによりプレスの全高が大となり、工場内に据付できない場合が生ずる問題があった。
また、スクリュー軸のねじにリンク機構とスライドの重量が直接かかるうえに、スクリュー軸とその駆動モータ類を高所で組み立てなければならないので、プレス製作の作業性が悪くなり、特に大型プレスではスクリュー軸とその駆動モータ類も大型になるのでなおさらであった。また、いちいちクラウン部分に登らなければならないので、メンテナンス性も悪いという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を除去するためになされたもので、その目的とするところは、加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なく、加工速度、ストロークおよびプレスの出力を任意に設定することができ、それでいて全高を低くすることができ、製作やメンテナンスも容易なプレス装置を提供することにある。
本発明はファインブランキング、順送プレスなどの高速プレスに好適であるが、これらに限定されるものではない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、ベッドに対向するクラウンに対しスライドを昇降可能に配し、ベッドの側方には、数値制御型モータで駆動される横スクリュー軸とこれの回転で並進される横行体を設置し、該横行体とスライド下部とベッド間をリンク機構で連結したことを特徴としている。
【０００８】
リンク機構は、一つの頂点がベッド側の支持体に枢支された三角形状リンクと、該リンクの第２の頂点に枢支され他端がスライド下部に枢支されたリンクと、リンクの第３の頂点に枢支され他端が横行体の前端部に枢支されたリンクとを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明によるプレス装置の第１実施例を示している。
１はプレスフレームであり、ベッド１ａの四隅にコラム１ｂを立設し、コラム１ｂの上部にクラウン（コラムヘッド）１ｃを剛結し、コラム１ｂ，１ｂにはギブ１ｆ，１ｆを設けこれに金型を取り付けるスライド１ｅを摺動可能に取り付けている。クラウン１ｃの下面にはスライド１ｅの金型と組をなす金型を取り付けるベース１ｇが固定されている。
【００１０】
２は前記ベッド１ａの側方に延出されるかあるいは併設された基台であり、該基台２には数値制御型モータたとえばＡＣサーボモータ３が設置されており、出力軸に減速機４が連結され、該減速機４の出力側に水平スクリュー軸５が連結されている。
６はブロック状の横行体であり、基台２からベッド１ａにかけて固定したガイド６ａに摺動可能に取り付けられている。
前記横行体４は後端部にナット７が固定されており、ナットと同軸心に前記水平スクリュー軸５を容入する穴４０が形成されている。
【００１１】
８は前記横行体６の出力を横方向から縦方向に変換増幅してスライド１ｅに伝達するためのリンク機構であり、ベッド１ａとスライド１ｅの間の空間に配されている。
リンク機構８は、板またはレバーを組みつけて構成される三角形状リンク８ａと、２本のレバー状をなす第１、第２のリンク８ｂ、８ｃからなっている。
【００１２】
前記三角形状リンク８ａは、１つの頂点８０がベッド１ａに設けた支持体９にピンなどで枢着されており、他の２つの頂点８１，８２に第１のリンク８ｂの下端部と第２のリンク８ｃの上端部がそれぞれピンなどで枢着されている。第１のリンク８ｂの上端部は、スライド１ｅの下面に突設したブラケット状の支持部（スライド下部に形成した穴であってもよい）１０にピンなどで枢着され、第２のリンク８ｃの下端部は、前記横行体４の先端部にピンなどで枢着されている。
なお、リンク機構８は、三角形状リンク８ａ、第１、第２のリンク８ｂ、８ｃが紙面に対し前後に２組配されて構成されていてもよい。
【００１３】
【実施例の作用】
本発明の作用を説明すると、図１と図２はスライド１ｅが下限位置にある状態を示し、図３は中間位置にある状態を示し，図４は上限位置にある状態を示している。
図１と図２の状態から、数値制御型モータ３が回転すると、減速機４を介してスクリュー軸５に回転エネルギーが伝達される。スクリュー軸５にはまりあったナット７及びこれと一体の横行体６が水平方向の直線運動を行なう。さらに横行体６に連結したリンク機構８を介して出力が増幅され、スライド１ｅに垂直方向の出力が伝達される。
【００１４】
すなわち、スクリュー軸５が回転して横行体６及び第２リンク８ｃの基端部８３が右方向に移動すると、三角形状リンク８ａは支持体９の枢着点８０を中心として図１の矢印のように旋回運動を行い、三角形状リンク８ａの頂点８１の旋回軌跡にあわせて、第１のリンク８ｂにエネルギーが伝達され、支持部１０の枢着点８４及びスライド１ｅが上昇し、クラウン１ｃに向って上向きの出力が発生することでワークの塑性加工が行なわれる。また、横行体６及び第２リンク８ｃの基端部８３が左方に移動すると、スライド１ｅは下降する。
【００１５】
図２の下限から数値制御型モータ３の回転により、図３のように横行体６がＡ１のストローク分右方へ移動する。これに伴って三角形状リンク８ａが旋回し、これの頂点に連結している第１リンク８ｂは、垂直線となす角度α１がα２へと変化するように旋回し、その結果、ガイドされたスライド１ｅは、下限位置から三角形状リンク８ａの傾き角度β１のストローク分Ｂ１だけ上昇する。
さらに横行体６がＡ２のストローク分右へ進むと、第１リンク８ｂの角度はα３となり、下限時に比べ、三角形状リンク８ａの傾き角度β２のストローク分Ｂ２だけスライド１ｅは図４の上限位置に達し、クラウン１ｃの金型とで図示しないワークを加圧して塑性加工する。
【００１６】
加工行程完了とともに、数値制御型モータ３を逆転すれば、スクリュー軸５の逆回転で横行体６は後退させられ、スライド１ｅは、図４の状態から図３の状態を経て図２の下限位置に戻される。以下、数値制御型モータ３の正転、逆転を繰り返すことでスライド１ｅはリンク機構８を介して連続直線往復運動し、連続加工が行われる。
【００１７】
本発明は駆動源として数値制御型モータ３を使用しているため、スライド上限位置での圧力保持を自在かつ確実に行なうことができ、ＣＮＣ制御によりストローク、速度および加圧を自在に制御することができ、ストロークを成形条件に適した最小ストロークを設定できるので、ストローク数を向上することができる。また、リンク機構８との協働により下死点ないしその近傍での圧力保持を自在に行なうことができ、スプリングバックに対する対処が容易となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１によるときには、数値制御型モータ３による回転数、速度の自在な制御特性による加圧保持性能と、リンク機構８による下降時および上昇時の高速化，加圧時の力の増大というエネルギー効果により、抜きや絞りなどの塑性加工において、小さい容量の数値制御型モータ３により大きな加工能力を得ることができ、同時に高速でスライドを駆動することができるため毎分ストローク数を大きくすることができ、これらにより高性能、高精度、省エネルギー型のプレスとなし得る。
【００１９】
しかも、スライド１ｅを下から上に上昇して加圧するアンダードライブ式のシンプルなサーボリンク駆動方式であり、これの駆動源としての数値制御型モータ３及びこれの回転エネルギーを直線エネルギー変換するスクリュウ軸５がベッド１ａと同レベルの低い位置に水平に設置されているため、プレス全高が低くなり、組み立ての作業性がよくなる。また、メンテナンスや部品交換も、ベッド１ａと同レベルの低い位置で行えるため、非常に容易に行えるなどのいうすぐれた効果が得られる。
【００２０】
請求項２によれば、リンク機構が簡単で確実にスライドのアンダードライブを行なえるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレス装置の一例を下限位置の状態で示す側面図である。
【図２】下限位置の状態を示す説明図である。
【図３】中間位置の状態を示す説明図である。
【図４】上限位置の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａベッド
１ｃクラウン
１ｅスライド
３数値制御型モータ
５スクリュー軸
６横行体
７ナット
８リンク機構
８ａ三角形状リンク
８ｂ、８ｃ第１、第２リンク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a press device used for plastic working of metal and nonmetal materials.
[0002]
[Prior art]
A press is widely used as a means for plastically processing metal and nonmetal materials. Such a press uses a flywheel to accumulate energy during the ascending and descending strokes of the slide, and to output the accumulated energy by decelerating the number of revolutions of the flywheel during the machining stroke and connect it to the crankshaft arm. A crank type drive system that works the workpiece by moving down the slide, and a motor that transmits the driving energy of the motor to the hydraulic cylinder via a hydraulic device (hydraulic circuit) such as a hydraulic pump and relief, and slides the ram-coupled hydraulic cylinder There is a hydraulic drive type that descends to process a work.
[0003]
The former has the feature that the processing speed and the number of strokes are higher than the latter, and the consumption energy can be reduced.However, since it is driven using inertial energy, the processing power, processing speed and stroke position of the press can be set arbitrarily. There was a problem that it was not possible.
On the other hand, the latter has the advantage that the processing speed and stroke of the press can be set arbitrarily and the output of the press can also be set arbitrarily. Was difficult to achieve. In addition, using a pump, the pressure oil discharged from this is controlled by a relief valve to control the output of the press, and since the speed is controlled by a throttle valve, not only is a large amount of driving energy consumed, The consumed driving energy becomes heat, and the stability of the hydraulic system is reduced, and it is necessary to additionally install a cooling device. Further, since the pressurized oil is supplied to the head side and the piston side to move the slide up and down, there is a disadvantage that a large-capacity large cylinder is required to increase the processing capacity.
[0004]
As a countermeasure for this, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-300778 that a screw shaft is hung from a crown to a press room, and the screw shaft is driven by a servomotor / reducer installed above the crown. A link type servo press in which a lifting mechanism including a nut is mounted in the middle and the crown and slide are connected to each other by a link mechanism has been proposed, and the disadvantages of the crank drive and the hydraulic drive have been eliminated.
[0005]
However, in the prior art, the length of the screw shaft, which is vertically mounted on the crown, affects the height of the press, and the longer the slide stroke, the longer the screw shaft, thereby increasing the overall height of the press. However, there has been a problem that it may not be able to be installed in a factory.
In addition, the weight of the link mechanism and the slide is directly applied to the screw of the screw shaft, and the screw shaft and its drive motors must be assembled at a high place. This was especially true because the shafts and their drive motors were also large. In addition, there is a problem that maintenance is poor because the user has to climb the crown portion.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to eliminate the conventional problems as described above, and its object is to increase the processing speed and the number of strokes, reduce the consumption energy, reduce the processing speed, the stroke and the output of the press. It is an object of the present invention to provide a press device which can be set arbitrarily and which can reduce the overall height and which is easy to manufacture and maintain.
The present invention is suitable for high-speed presses such as fine blanking and progressive presses, but is not limited thereto.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention arranges a slide so as to be able to move up and down with respect to a crown opposed to a bed. The horizontal body is installed, and the horizontal body, the lower part of the slide and the bed are connected by a link mechanism.
[0008]
The link mechanism includes a triangular link having one vertex pivotally supported by the bed-side support, a link pivotally supported by a second vertex of the link, and the other end pivotally supported by the lower slide, and And a link pivotally supported at the apex of the third member and the other end pivotally supported at the front end of the transverse body.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of a press device according to the present invention.
Numeral 1 denotes a press frame, in which columns 1b are erected at four corners of a bed 1a, a crown (column head) 1c is rigidly connected to the upper portion of the column 1b, and gifs 1f, 1f are provided on the columns 1b, 1b. A slide 1e for attaching the mold is slidably attached. A base 1g to which a mold paired with the mold of the slide 1e is attached is fixed to the lower surface of the crown 1c.
[0010]
Numeral 2 is a base extending or attached to the side of the bed 1a. A numerical control type motor, for example, an AC servomotor 3 is installed on the base 2, and a speed reducer 4 is mounted on an output shaft. The horizontal screw shaft 5 is connected to the output side of the speed reducer 4.
Reference numeral 6 denotes a block-shaped horizontal body, which is slidably attached to a guide 6a fixed from the base 2 to the bed 1a.
A nut 7 is fixed to the rear end of the transverse body 4, and a hole 40 for receiving the horizontal screw shaft 5 is formed coaxially with the nut.
[0011]
Reference numeral 8 denotes a link mechanism for converting and amplifying the output of the horizontal body 6 from the horizontal direction to the vertical direction and transmitting the output to the slide 1e, which is disposed in a space between the bed 1a and the slide 1e.
The link mechanism 8 includes a triangular link 8a formed by assembling a plate or a lever, and first and second links 8b and 8c in the form of two levers.
[0012]
The triangular link 8a has one vertex 80 pivotally attached to a support 9 provided on the bed 1a with a pin or the like, and the other two vertices 81 and 82 have the lower end of the first link 8b and the second vertex The upper ends of the links 8c are pivotally connected with pins or the like. The upper end of the first link 8b is pivotally connected by a pin or the like to a bracket-like support portion (which may be a hole formed at the lower portion of the slide) 10 protruding from the lower surface of the slide 1e, and the second link 8c. Is pivotally connected to the tip of the traversing body 4 with a pin or the like.
Note that the link mechanism 8 may be configured by arranging two sets of triangular links 8a, first and second links 8b, 8c in front and rear with respect to the paper surface.
[0013]
Operation of the embodiment
1 and 2 show a state in which the slide 1e is at the lower limit position, FIG. 3 shows a state at the intermediate position, and FIG. 4 shows a state at the upper limit position.
When the numerical control type motor 3 rotates from the state of FIGS. 1 and 2, rotational energy is transmitted to the screw shaft 5 via the speed reducer 4. The nut 7 fitted into the screw shaft 5 and the horizontal body 6 integral therewith perform a horizontal linear motion. Further, the output is amplified through a link mechanism 8 connected to the horizontal body 6, and the output in the vertical direction is transmitted to the slide 1e.
[0014]
That is, when the screw shaft 5 rotates and the base end portion 83 of the traversing body 6 and the second link 8c moves rightward, the triangular link 8a moves around the pivot point 80 of the support 9 as indicated by an arrow in FIG. The energy is transmitted to the first link 8b in accordance with the turning trajectory of the vertex 81 of the triangular link 8a, the pivot point 84 of the support 10 and the slide 1e rise, and the pivot 1c moves to the crown 1c. By generating an upward output, plastic working of the workpiece is performed. Further, when the base end portion 83 of the horizontal body 6 and the second link 8c moves to the left, the slide 1e descends.
[0015]
By the rotation of the numerical control type motor 3 from the lower limit in FIG. 2, the traversing body 6 moves rightward by the stroke of A1 as shown in FIG. Accordingly, the triangular link 8a pivots, and the first link 8b connected to the vertex of the triangular link 8a pivots so that the angle α1 with the vertical line changes to α2, and as a result, the guided slide 1e rises from the lower limit position by the stroke B1 of the inclination angle β1 of the triangular link 8a.
When the traversing body 6 further moves to the right by the stroke of A2, the angle of the first link 8b becomes α3, and the slide 1e moves to the upper limit position in FIG. 4 by the stroke B2 of the inclination angle β2 of the triangular link 8a compared to the lower limit. Then, the work (not shown) is pressed with the mold of the crown 1c and plastically processed.
[0016]
When the numerical control type motor 3 is rotated in reverse with the completion of the machining process, the traversing body 6 is retracted by the reverse rotation of the screw shaft 5, and the slide 1e is moved from the state of FIG. 4 through the state of FIG. Is returned to. Hereinafter, by repeating the forward and reverse rotations of the numerical control type motor 3, the slide 1e reciprocates continuously and linearly via the link mechanism 8, thereby performing the continuous machining.
[0017]
In the present invention, since the numerical control type motor 3 is used as the drive source, the pressure can be freely and reliably maintained at the upper slide position, and the stroke, speed and pressurization can be freely controlled by CNC control. The number of strokes can be improved because the minimum stroke suitable for the molding conditions can be set. In addition, by cooperating with the link mechanism 8, the pressure can be freely held at or near the bottom dead center, so that it is easy to deal with springback.
[0018]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention described above, the pressurization holding performance by the freely controllable characteristics of the number of rotations and the speed by the numerical control type motor 3, and the speed increase and the pressurization at the time of descending and ascending by the link mechanism 8 In the plastic working such as punching and drawing, a large working capacity can be obtained by the small-capacity numerically controlled motor 3 and the slide can be driven at a high speed at the same time in the plastic working such as punching and drawing. The number can be increased and these can be a high-performance, high-precision, energy-saving press.
[0019]
In addition, this is a simple servo-link drive system of the underdrive type in which the slide 1e is lifted up from the bottom and pressurized, and the numerical control type motor 3 as a drive source thereof and a screw shaft for converting its rotational energy into linear energy. Since the bed 5 is horizontally installed at a lower position at the same level as the bed 1a, the overall height of the press is reduced, and the workability of assembly is improved. In addition, since maintenance and parts replacement can be performed at a position as low as the bed 1a, excellent effects such as extremely easy performance can be obtained.
[0020]
According to the second aspect, an excellent effect that the link mechanism can easily and reliably underdrive the slide can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an example of a press device according to the present invention in a state of a lower limit position.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state of a lower limit position.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of an intermediate position.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of an upper limit position.
[Explanation of symbols]
1a bed 1c crown 1e slide 3 numerical control type motor 5 screw shaft 6 traversing body 7 nut 8 link mechanism 8a triangular links 8b, 8c first and second links

Claims

ベッドに対向するクラウンに対しスライドを昇降可能に配し、ベッドの側方には、数値制御型モータで駆動される横スクリュー軸とこれの回転で並進される横行体を設置し、該横行体とスライド下部とベッド間をリンク機構で連結したことを特徴とするプレス装置。A slide is arranged to be able to move up and down with respect to the crown facing the bed, and a horizontal screw shaft driven by a numerically controlled motor and a horizontal body translated by rotation of the horizontal screw shaft are installed on the side of the bed. A press mechanism, wherein the lower part of the slide, the lower part of the slide and the bed are connected by a link mechanism.

リンク機構は、一つの頂点がベッド側の支持体に枢支された三角形状リンクと、該リンクの第２の頂点に枢支され他端がスライド下部に枢支されたリンクと、リンクの第３の頂点に枢支され他端が横行体の前端部に枢支されたリンクとを備えている請求項１に記載のプレス装置。The link mechanism includes a triangular link having one vertex pivotally supported by the bed-side support, a link pivotally supported by a second vertex of the link, and the other end pivotally supported by the lower slide, and The press device according to claim 1, further comprising a link pivotally supported at the apex of the third member and the other end pivotally supported at a front end of the transverse body.