JP2004276053A

JP2004276053A - Motor-driven press

Info

Publication number: JP2004276053A
Application number: JP2003069006A
Authority: JP
Inventors: Shoji Futamura; 昭二二村; Keizo Unno; 敬三海野
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07
Also published as: KR20040080973A; TWI232800B; WO2004080703A1; TW200418633A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten one cycle of press working. <P>SOLUTION: This motor-driven press is provided with a frame body 4, a slider 5 to which an upper die 6 is attached and which slides on legs 3, a connecting mechanism for vertically moving the slider 5 through a ball-screw shaft 19 which is driven by rotating forward or backward with an AC servomotor 9 and a lower die 22. Furthermore, this motor-driven press is provided with a infinitely variable speed gear 10 arranged between the AC servomotor 9 and the ball-screw shaft 19, a pulse scale 23 for detecting the contact position of a material 24 to be worked with the upper die 6 and an upper limit standby position and the lower limit descending position of the upper die 6 and a controller 25 with which the upper die 6 is quickly lowered to the point of time when the upper die 6 is lowered and brought into contact with the material 24 to be worked, the descent of the upper die 6 is decelerated to the point of time when from the point of time when the upper die 6 is brought into contact with the material 24 to be worked or just before the contact to the point of time when the upper die is lowered to the lower limit descending position, to allow control so that the upper die 6 presses the lower die 22 by turning the AC servomotor 9 on torque addition mode and the upper die 6 is quickly elevated after starting the ascent of the upper die 6. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動プレス加工機、特に往復運動をするスライダーの下端に取り付けられた上型とベッドに取り付けられた下型とで、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機において、上限待機位置にある上型が降下し下型に載置された被加工物と接触するまでの間あるいは接触する直前の間、及び上型が下限位置から上昇し上限待機位置に戻るまでの間の各時間を高速で上型を移動させ、プレスの一工程（サイクル）を短縮化するようにした電動プレス加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータを駆動源にしてプレス加工する電動プレス加工機は、被加工物をプレス加工する上型の速度に合わせ、被加工物をプレス加工しない工程でも一般には上型の被加工物をプレス加工する際の一定速度で往復運動させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように被加工物をプレス加工しない工程も、被加工物をプレス加工する際の上型の速度に合わせ、プレスの一工程を行っているため、プレスの一工程に時間が掛かる欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており、被加工物をプレス加工しない工程では上型を高速移動させるようにして、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができると同時に加工時はトルク増大がはかられる、電動プレス加工機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明の電動プレス加工機は、ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動する構成のスライダーと、駆動モータによって正回転・逆回転駆動されるねじ軸を介し、スライダーを上下動させる連結機構と、上型に対応する位置にベッドに固定された下型とを備え、上型と下型とで被加工物をプレス加工する電動プレス加工機において、駆動モータ軸とねじ軸との間に設けられた無段変速機と、上型と下型に載置された被加工物との接触位置を検出すると共に、上型の上限待機位置及び下限降下位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する時点までは、無段変速機を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触した時点あるいは接触する直前の時点から上型が上記予め定められた下限降下位置まで降下する時点までは、上型の降下を無段変速機を介して減速し、駆動モータをトルク付加モードにして上型が下型を押圧する制御を行わせ、上型が下限降下位置での所定時間が経過後は無段変速機を介して上型を急速に上昇させる制御装置と備えたことを特徴としている。
【０００６】
被加工物をプレス加工しない工程では上型が高速移動するので、プレス加工の一工程（サイクル）に要する時間を短縮化することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電動プレス加工機の一実施例要部説明図を示している。
【０００８】
図１において、ベッド１とクラウン２と複数の支柱３とで形成された枠体４の内部には、スライダー５が設けられ、スライダー５の四隅に、支柱３と係合し支柱３の軸方向にスライダー５が自在に摺動する摺動穴がそれぞれ設けられている。そしてスライダー５の下端面に上型６が取り付けられている。
【０００９】
クラウン２の上部には取り付け台７が設けられている。取り付け台７には、エンコーダ８を内蔵したＡＣサーボモータ９が取り付けられており、更に無段変速機１０を構成する２つのパルスモータ１１、１２が取り付けられている。
【００１０】
取り付け台７の内部に、ＡＣサーボモータ９の軸に固着されたギヤ１３、２つのパルスモータ１１、１２の軸にその軸方向にそれぞれ摺動自在に設けられた無段変速機１０を構成する２つのＶプーリ１４、１５、そしてこの２つのＶプーリ１４、１５に掛けられたＶベルト１６を収納している。
【００１１】
ＡＣサーボモータ９の軸に固着されたギヤ１３は、Ｖプーリ１４の片端に設けられたギヤ１７と噛み合わされ、またＶベルト１６を介し回転力が伝動されるＶプーリ１５の片端に設けられたギヤ１８は、クラウン２を貫通して設けらたボールねじ軸１９の先端部に固着されたギヤ２０と噛み合わされている。
【００１２】
スライダー５の上部に、差動機構２１（差動機構２１については後の図３で詳しく説明する）がボールねじ軸１９に対応して固定されている。
【００１３】
ボールねじ軸１９は、内部にボール及びナット部材が設けられた差動機構２１と螺合されており、ボールねじ軸１９と差動機構２１とでクラウン２とスライダー５とが連結された構造となっている。すなわち取り付け台７に設けられたＡＣサーボモータ９を正回転或いは逆回転させることにより、無段変速機１０を介しスライダー５が上昇或いは下降し、ＡＣサーボモータ９の回転制御でスライダー５を往復運動させることができる。また２つのパルスモータ１１、１２を回転させ、２つのＶプーリ１４、１５の実質直径比、すなわちＶプーリ１４のピッチ円直径とＶプーリ１５のピッチ円直径との比を変えることにより、スライダー５の運動速度を変えることができる。
【００１４】
ベッド１には上型６に対応する位置に下型２２が固定されており、ベッド１とクラウン２との間に、スライダー５の位置を検出するパルススケール２３が取り付けられ、下型２２に載置された被加工物２４と上型６との接触位置を検出すると共に、上型６の上限待機位置及び下限降下位置を検出するようになっている。
【００１５】
ＡＣサーボモータ９、そして無段変速機１０を構成する２つのパルスモータ１１、１２の各回転を制御する制御装置２５は、予め各種の設定値が入力されるようになっている他、スライダー５の位置検出をするためのパルススケール２３が検出する位置信号を基に、上限待機位置にある上型６が下型２２に載置された被加工物２４と接触する時点あるいは接触する直前の時点までは、無段変速機１０を介して上型６を急速に降下させ、上型６が被加工物２４と接触した時点あるいは接触する直前の時点から上型６が上記予め定められた下限降下位置（図１の上型６の想像線位置（６））まで降下する時点までは、上型６の降下を無段変速機１０を介して減速し、ＡＣサーボモータ９をトルク付加モードにして上型６が下型２２を押圧し、被加工物２４を所定の形状にプレス加工を行う制御を行わせ、上型６が下限位置での所定時間が経過した後は無段変速機１０を介して上型６を急速に上昇させる制御を行わせるようになっている。
【００１６】
図２は無段変速機の一実施例拡大説明図を示しており、図１と同じものは同一の符号が付されている。
【００１７】
同図において、パルスモータ１１、１２の各軸には、正ねじと逆ねじとがそれぞれ切られた回転自在のボールねじ軸２６、２７が固着されている。ボールねじ軸２６の根元及び先端には、ボールねじ軸２６を回転自在にしてガイドキー２８、２９が取り付け台７にそれぞれ取り付けられて設けられている。同様にボールねじ軸２７の根元及び先端には、ボールねじ軸２７を回転自在にしてガイドキー３０、３１が取り付け台７にそれぞれ取り付けられて設けられている。
【００１８】
パルスモータ１１の根元側でボールねじ軸２６に複数のボール（図示省略）を介して螺合するナット部材３３は、Ｖプーリ１４を構成する片方のプーリ片３４にベアリング３５を介して取り付けられていると共に、ナット部材３３はガイドキー２８の先端部にガイドされる構造を備えている。同様にパルスモータ１１の先端側でボールねじ軸２６に複数のボール（図示省略）を介して螺合するナット部材３６は、Ｖプーリ１４を構成する片方のプーリ片３７にベアリング３８を介して取り付けられていると共に、ナット部材３６はガイドキー２９の先端部にガイドされる構造を備えている。これらのボールねじ軸２６とナット部材３３、３６との複数のボールを介して螺合するボールねじ機構等は、後の図３で詳しくその構造を説明する。
【００１９】
パルスモータ１１を回転させると、Ｖプーリ１４を構成する２つのプーリ片３４と３７とは、相互に接近する方向又は離れる方向に移動し、Ｖプーリ１４のプーリ径が連続的に変化すると共に、２つのプーリ片３４と３７とを一体化して回転させる固定ピン３９によって２つのプーリ片３４と３７とが一体化している。
【００２０】
また、パルスモータ１２の根元側でボールねじ軸２７に複数のボール（図示省略）を介して螺合するナット部材４０は、Ｖプーリ１５を構成する片方のプーリ片４１にベアリング４２を介して取り付けられていると共に、ナット部材４０はガイドキー３０の先端部にガイドされる構造を備えている。同様にパルスモータ１２の先端側でボールねじ軸２７に複数のボール（図示省略）を介して螺合するナット部材４３は、Ｖプーリ１５を構成する片方のプーリ片４４にベアリング４５を介して取り付けられていると共に、ナット部材４３はガイドキー３１の先端部にガイドされる構造を備えている。これらのボールねじ軸２７とナット部材４０、４３との複数のボールを介して螺合するボールねじ機構は、後の図３で詳しくその構造を説明する（但し、当該ボールねじ機構においては図３において後述するボール軸受位置調整手段については存在しない）。
【００２１】
パルスモータ１２を回転させると、Ｖプーリ１５を構成する２つのプーリ片４１と４４とは、相互に接近する方向又は離れる方向に移動し、Ｖプーリ１５のプーリ径が連続的に変化すると共に、２つのプーリ片４１と４４とを一体化して回転させる固定ピン３９によって２つのプーリ片４１と４４とが一体化している。
【００２２】
そして、制御装置２５（図１参照）から２つのパルスモータ１１と１２とを同期して反対方向に回転させる信号を２つのパルスモータ１１と１２とが受け取り、例えばパルスモータ１１側のＶプーリ１４のピッチ円直径が大きくなると、パルスモータ１２側のＶプーリ１５のピッチ円直径が小さくなる。Ｖプーリ１４と１５とのピッチ円直径比が大きくなり、Ｖベルト１６で伝動されるＶプーリ１５の回転数は増加する。また逆にパルスモータ１１側のＶプーリ１４のピッチ円直径が小さくなると、パルスモータ１２側のＶプーリ１５のピッチ円直径が大きくなる。Ｖプーリ１４と１５とのピッチ円直径比が小さくなり、Ｖベルト１６で伝動されるＶプーリ１５の回転数は減少する。
【００２３】
つまり、ＡＣサーボモータ９の軸に取り付けられたギヤ１３の回転は、取り付け台７の内部に設けられた無段変速機構１０により、ボールねじ軸１９に固定されたギヤ２０に無段変速でその回転が伝達される。
【００２４】
図３は差動機構の一実施例構造説明断面図を示している。なお、差動機構については、本出願人がＰＣＴ／ＪＰ０１／０９０５６として特許出願している。
【００２５】
図１で用いられている差動機構２１は、図３図示の構造を備えており、差動機構２１は、ボールねじ軸１９と複数のボール５０とナット部材５１とからなるボール軸受を備えている。また図２で説明したボールねじ軸２６とナット部材３３、３６及びボールねじ軸２７とナット部材４０、４３とのそれぞれのボールねじ機構も、上記ボールねじ軸１９と複数のボール５０とナット部材５１とからなるボール軸受と同じ機構を備えている。
【００２６】
そして図３においては、更に可動部材５２と差動部材５３と受け部材５４とを有するボール軸受位置調整手段を備えている。
【００２７】
ナット部材５１は、ボール５０を介してボールねじ軸１９とボールねじ係合すべくその中心部にボール溝５５が設けられており、ボール５０を介してのボールねじ軸１９とナット部材５１とのボールねじ係合によって、上型６の正確で高精度な位置制御ができるようなっている。
【００２８】
ナット部材５１の下端部には、ボール軸受位置調整手段に属する所の、中心部にボールねじ軸１９を貫通させるための孔が設けられた可動部材５２が固定されている。当該可動部材５２と、中心部にボールねじ軸１９を貫通させるための孔が設けられ、かつ上端面に傾斜面５６が形成されている受け部材５４の間に、中心部にボールねじ軸１９を貫通させると共に自身の摺動を可能にするに足る孔が設けられている。そして下端面が受け部材５４に形成されている傾斜面５６と同じ傾斜角で逆向きの傾斜面が形成されている差動部材５３が、図面左右方向（図３のＡの矢印両方向）に摺動し、可動部材５２を介してナット部材５１が垂直方向（図３のＢの矢印両方向）にのみ移動するようになっている（図３ではナット部材５１が垂直方向にのみ移動する拘束機構は図示省略されている）。
【００２９】
このようにねじ部５７をパルスモータや手動で回転させ、ナット部材５１を垂直方向に微小距離移動させることにより、ボールねじを構成するボール５０とボール溝５５との線接触又は点接触で係合するボールねじにあって、荷重時常に同一位置での線接触又は点接触で係合することから生じるボール５０やボール溝５５の局部的な磨耗を回避することができる。
【００３０】
即ち、上型６が最下点に達した時点で上型６を更に降下させようとする最大荷重が生じるが、同じ上型６と同じ下型２２と同じ被加工物２４とを用いてプレス加工を続けると、当該最大荷重におけるボールねじ軸１９とボール５０とナット部材５１のボール溝５５は、同じ決まった位置関係の下でボールねじ軸１９とボール５０とが局部的に接触し、この接触部に局部的に磨耗が生じる。当該差動機構２１を用い、各プレス加工の都度、或いは所定回（例えば５回程度）の各プレス加工の都度、差動部材５３を矢印Ａ両方向に挿入し、或いは排出することによって、最大荷重での上述のボールねじ軸１９とボール５０とナット部材５１のボール溝５５との位置関係が僅かにズレてゆくことになり、磨耗が防止される。差動部材５３を挿脱する状況は、１回の挿入で、径１０ｍｍ程度のボール５０の大径上で上記の接触部が２μｍ程度ずつズレてゆくようなものである。このようにすれば、差動部材５３が約１５７００回挿入されることによって、接触点がボール５０の大径上を一周する。
【００３１】
このように構成された本発明の電動プレス加工機の動作を、図４の自動運転における一実施例サイクル線図を用いて説明する。
【００３２】
図４の縦軸はストローク、横軸は時間をそれぞれ表しており、実線はプレス軌跡、つまり上型６の軌跡を示している。
【００３３】
時間軸のＴ０は上型６が上限待機位置にある状態でサイクル開始時点を表し、時間軸のＴ１は上型６の下降開始時点を表し、時間軸のＴ２は上型６が下型２２に載置された平板の被加工物２４の表面と接触する時点を表し、時間軸のＴ３は上型６の予め定められた下限降下位置到達時点を表し、時間軸のＴ４は上型６の下限降下位置からの上昇開始時点を表し、時間軸のＴ５は上型６の上限待機位置到達時点を表し、時間軸のＴ６は一サイクル完了時点をそれぞれ表している。
【００３４】
いわば時間Ｔ１〜Ｔ２は、上型６の上限待機位置から下型２２に載置された被加工物２４に接触するまでの非プレス期間で、無段変速機１０のＶプーリ１４、１５は上型６を急速に降下させるピッチ円直径比に設定され、上型６を急速に降下させる。そしていわば時間Ｔ２〜Ｔ４は、ＡＣサーボモータ９がトルク付加モードとなり、上型６が下型２２に載置された被加工物２４をプレス加工するプレス期間で、無段変速機１０のＶプーリ１４、１５はプレスモードピッチ円直径比に落とされ、また時間Ｔ４〜Ｔ５は、上型６の下限降下位置からその上限待機位置に復帰するまでの非プレス期間で、無段変速機１０のＶプーリ１４、１５は上型６を急速に上昇させるピッチ円直径比に設定され、上型６を急速に上昇させる。このようにしてプレス加工の一工程（サイクル）に要する時間を短縮化させている。
【００３５】
上記説明では、無段変速機１０の一例として、動力伝動が確実なベルト式無段変速機を用いて説明したが、動力伝動が確実なチェーン式無段変速機を用いることもできる。
【００３６】
また、パルスモータ１１、１２にボールねじ軸２６、２７を用い、ボールねじ機構でＶプーリ１４、１５の各ピッチ円直径を変化させているが、通常のねじ機構でＶプーリ１４、１５の各ピッチ円直径を変化させるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、下型２２に載置された被加工物２４と上型６との接触位置を検出すると共に、上型６の上限待機位置及び下限降下位置を検出する位置検出器として、パルススケール２３が示されているが、位置検出ができ制御装置２５へその検出信号を送出できるものであれば、他の電子式或いは機械式いずれの位置検出器でも使用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、電動プレス加工機で無段変速機を用い、プレス加工しない工程では上型を高速移動させるようにしたので、プレス加工の一工程（サイクル）に要する時間を短縮化することができると同時に加工時はトルク増大がはかられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動プレス加工機の一実施例要部説明図である。
【図２】無段変速機の一実施例拡大説明図である。
【図３】差動機構の一実施例構造説明断面図である。
【図４】本発明に係る電動プレス加工機の一実施例サイクル線図である。
【符号の説明】
１ベッド
２クラウン
３支柱
４枠体
５スライダー
６上型
７取り付け台
９ＡＣサーボモータ
１０無段変速機
１４，１５Ｖプーリ
１６Ｖベルト
１９ボールねじ軸
２２下型
２３パルススケール
２４被加工物
２５制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric press working machine, particularly an electric press working machine that performs press working using a motor as a drive source, with an upper die attached to the lower end of a reciprocating slider and a lower die attached to a bed. Until the upper die in the standby position descends and comes into contact with the workpiece placed on the lower die, or just before contact, and until the upper die rises from the lower limit position and returns to the upper standby position. The present invention relates to an electric press machine in which an upper die is moved at a high speed each time to shorten one step (cycle) of a press.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric press machine that performs press working using a motor as a drive source, generally presses the upper work piece even in a process that does not press the work piece in accordance with the speed of the upper mold that presses the work piece. It reciprocated at a constant speed during processing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the process where the work is not pressed as in the past, the process of pressing is performed according to the speed of the upper mold when pressing the work, so the disadvantage of the time required for the press process is that there were.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-described drawbacks, and in a process in which a workpiece is not pressed, the upper die is moved at a high speed, so that the time required for one press process can be reduced. At the same time, an object of the present invention is to provide an electric press machine capable of increasing torque during machining.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the electric press working machine of the present invention comprises a frame formed of a bed, a crown, and a plurality of columns, a slider having a configuration in which an upper die is attached to a lower end surface and the columns are freely slid, and a drive motor. Equipped with a coupling mechanism that moves the slider up and down via a screw shaft driven in forward and reverse rotation, and a lower die fixed to the bed at a position corresponding to the upper die. In an electric press machine for press working, a contactless position between a continuously variable transmission provided between a drive motor shaft and a screw shaft and a workpiece mounted on an upper die and a lower die is detected. A position detector that detects an upper standby position and a lower descent position of the upper die, and a position signal detected by the position detector, until the upper die comes into contact with a workpiece placed on the lower die. , Lowering the upper die rapidly through the continuously variable transmission, From the time when the mold comes into contact with the workpiece or immediately before the contact, to the time when the upper mold descends to the predetermined lower limit descent position, the lowering of the upper mold is decelerated via the continuously variable transmission, and the drive is performed. A control device that sets the motor in the torque addition mode, controls the upper die to press the lower die, and rapidly raises the upper die via the continuously variable transmission after a lapse of a predetermined time while the upper die is at the lower limit lowering position. It is characterized by having prepared.
[0006]
Since the upper die moves at a high speed in a step in which the workpiece is not pressed, the time required for one step (cycle) of the pressing can be reduced.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view of a main part of an embodiment of an electric press working machine according to the present invention.
[0008]
In FIG. 1, sliders 5 are provided inside a frame 4 formed by a bed 1, a crown 2, and a plurality of columns 3, and are engaged with the columns 3 at four corners of the slider 5 in the axial direction of the columns 3. Are provided with sliding holes in which the slider 5 slides freely. The upper die 6 is attached to the lower end surface of the slider 5.
[0009]
A mounting base 7 is provided on the upper part of the crown 2. An AC servo motor 9 having a built-in encoder 8 is attached to the mount 7, and two pulse motors 11 and 12 constituting a continuously variable transmission 10 are further attached.
[0010]
Inside the mount 7, a continuously variable transmission 10 is provided which is provided with a gear 13 fixed to the shaft of the AC servomotor 9 and two shafts of the pulse motors 11 and 12 slidably in their axial directions. The two V pulleys 14 and 15 and the V belt 16 hung on the two V pulleys 14 and 15 are stored.
[0011]
A gear 13 fixed to the shaft of the AC servomotor 9 is meshed with a gear 17 provided at one end of a V-pulley 14, and is provided at one end of a V-pulley 15 to which a rotational force is transmitted via a V-belt 16. The gear 18 meshes with a gear 20 fixed to the tip of a ball screw shaft 19 provided through the crown 2.
[0012]
A differential mechanism 21 (the differential mechanism 21 will be described later in detail with reference to FIG. 3) is fixed to the upper part of the slider 5 in correspondence with the ball screw shaft 19.
[0013]
The ball screw shaft 19 is screwed with a differential mechanism 21 having a ball and a nut member provided therein. The ball screw shaft 19 and the differential mechanism 21 connect the crown 2 and the slider 5 to each other. Has become. That is, when the AC servomotor 9 provided on the mounting table 7 is rotated forward or backward, the slider 5 is raised or lowered via the continuously variable transmission 10, and the slider 5 is reciprocated by the rotation control of the AC servomotor 9. Can be done. Further, by rotating the two pulse motors 11 and 12 and changing the substantial diameter ratio of the two V pulleys 14 and 15, that is, the ratio between the pitch circle diameter of the V pulley 14 and the pitch circle diameter of the V pulley 15, the slider 5 is rotated. You can change the speed of movement.
[0014]
A lower mold 22 is fixed to the bed 1 at a position corresponding to the upper mold 6, and a pulse scale 23 for detecting the position of the slider 5 is attached between the bed 1 and the crown 2. The contact position between the placed workpiece 24 and the upper die 6 is detected, and the upper standby position and the lower lower limit position of the upper die 6 are detected.
[0015]
The control device 25 for controlling the rotation of the AC servomotor 9 and the two pulse motors 11 and 12 constituting the continuously variable transmission 10 is configured such that various set values are input in advance, and the slider 5 Based on the position signal detected by the pulse scale 23 for detecting the position, the upper die 6 at the upper limit standby position contacts the workpiece 24 placed on the lower die 22 or the time immediately before the contact. Until the upper die 6 is rapidly lowered via the continuously variable transmission 10, the upper die 6 is moved down from the time when the upper die 6 comes into contact with the workpiece 24 or immediately before the upper die 6 comes into contact with the predetermined lower limit. Until the point where the upper die 6 is lowered to the position (the imaginary line position (6) of the upper die 6 in FIG. 1), the lowering of the upper die 6 is reduced through the continuously variable transmission 10, and the AC servomotor 9 is set to the torque addition mode. The upper die 6 presses the lower die 22 to be added. A control for pressing the object 24 into a predetermined shape is performed, and after a predetermined period of time when the upper die 6 is at the lower limit position, a control for rapidly raising the upper die 6 via the continuously variable transmission 10 is performed. It is made to make.
[0016]
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of one embodiment of the continuously variable transmission, and the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0017]
In the figure, rotatable ball screw shafts 26 and 27 having a positive screw and a reverse screw respectively cut are fixed to the respective shafts of the pulse motors 11 and 12. At the base and the tip of the ball screw shaft 26, guide keys 28 and 29 are attached to the mounting base 7 so that the ball screw shaft 26 can rotate freely. Similarly, guide keys 30 and 31 are provided at the base and the tip of the ball screw shaft 27 so that the ball screw shaft 27 is rotatable.
[0018]
A nut member 33 screwed to the ball screw shaft 26 via a plurality of balls (not shown) at the root side of the pulse motor 11 is attached to one pulley piece 34 of the V pulley 14 via a bearing 35. In addition, the nut member 33 has a structure guided by the tip of the guide key 28. Similarly, a nut member 36 screwed to the ball screw shaft 26 via a plurality of balls (not shown) on the distal end side of the pulse motor 11 is attached to one pulley piece 37 constituting the V pulley 14 via a bearing 38. The nut member 36 has a structure guided by the tip of the guide key 29. The structure of the ball screw mechanism and the like that are screwed into the ball screw shaft 26 and the nut members 33 and 36 via a plurality of balls will be described in detail with reference to FIG.
[0019]
When the pulse motor 11 is rotated, the two pulley pieces 34 and 37 constituting the V pulley 14 move in a direction approaching or moving away from each other, and the pulley diameter of the V pulley 14 changes continuously, The two pulley pieces 34 and 37 are integrated by a fixing pin 39 that integrally rotates the two pulley pieces 34 and 37.
[0020]
A nut member 40 screwed to the ball screw shaft 27 via a plurality of balls (not shown) at the root side of the pulse motor 12 is attached to one pulley piece 41 of the V pulley 15 via a bearing 42. In addition, the nut member 40 has a structure guided by the tip of the guide key 30. Similarly, a nut member 43 screwed to the ball screw shaft 27 via a plurality of balls (not shown) on the tip side of the pulse motor 12 is attached to one pulley piece 44 of the V pulley 15 via a bearing 45. The nut member 43 has a structure guided by the tip of the guide key 31. The structure of the ball screw mechanism, which is screwed into the ball screw shaft 27 and the nut members 40 and 43 via a plurality of balls, will be described later in detail with reference to FIG. 3 (however, FIG. Does not exist for the ball bearing position adjusting means described later).
[0021]
When the pulse motor 12 is rotated, the two pulley pieces 41 and 44 constituting the V pulley 15 move in a direction approaching or moving away from each other, and the pulley diameter of the V pulley 15 changes continuously, The two pulley pieces 41 and 44 are integrated by a fixing pin 39 that integrally rotates the two pulley pieces 41 and 44.
[0022]
The two pulse motors 11 and 12 receive a signal from the control device 25 (see FIG. 1) for rotating the two pulse motors 11 and 12 in the opposite directions in synchronization with each other. When the pitch circle diameter of V increases, the pitch circle diameter of the V pulley 15 on the side of the pulse motor 12 decreases. The pitch circle diameter ratio between the V pulleys 14 and 15 increases, and the rotation speed of the V pulley 15 transmitted by the V belt 16 increases. Conversely, when the pitch circle diameter of the V pulley 14 on the pulse motor 11 side decreases, the pitch circle diameter of the V pulley 15 on the pulse motor 12 side increases. The pitch circle diameter ratio between the V pulleys 14 and 15 decreases, and the rotation speed of the V pulley 15 transmitted by the V belt 16 decreases.
[0023]
That is, the rotation of the gear 13 attached to the shaft of the AC servomotor 9 is continuously variable by the continuously variable transmission mechanism 10 provided inside the mounting base 7 to the gear 20 fixed to the ball screw shaft 19. Rotation is transmitted.
[0024]
FIG. 3 is a sectional view for explaining the structure of one embodiment of the differential mechanism. The applicant has filed a patent application for the differential mechanism as PCT / JP01 / 09056.
[0025]
The differential mechanism 21 used in FIG. 1 has the structure shown in FIG. 3. The differential mechanism 21 has a ball bearing including the ball screw shaft 19, a plurality of balls 50, and a nut member 51. I have. The ball screw mechanisms of the ball screw shaft 26 and the nut members 33 and 36 and the ball screw shaft 27 and the nut members 40 and 43 described with reference to FIG. And the same mechanism as that of the ball bearing.
[0026]
In FIG. 3, a ball bearing position adjusting means having a movable member 52, a differential member 53, and a receiving member 54 is further provided.
[0027]
The nut member 51 is provided with a ball groove 55 at the center thereof for engaging the ball screw shaft 19 with the ball screw shaft 19 via the ball 50, and the ball groove 55 is provided between the ball screw shaft 19 and the nut member 51 via the ball 50. Accurate and highly accurate position control of the upper die 6 can be performed by the ball screw engagement.
[0028]
At the lower end of the nut member 51, a movable member 52 having a hole for allowing the ball screw shaft 19 to pass therethrough is fixed at the center, which belongs to the ball bearing position adjusting means. The ball screw shaft 19 is provided at the center between the movable member 52 and the receiving member 54 provided with a hole for passing the ball screw shaft 19 at the center and having an inclined surface 56 formed at the upper end surface. There are enough holes to penetrate and allow for their own sliding. A differential member 53 having a lower end surface having the same inclination angle as the inclination surface 56 formed on the receiving member 54 and having an opposite inclination surface is slid in the left-right direction of the drawing (both directions of the arrow A in FIG. 3). The nut member 51 moves only in the vertical direction (both directions of the arrow B in FIG. 3) via the movable member 52 (in FIG. 3, the nut member 51 moves only in the vertical direction. (Not shown).
[0029]
In this way, by rotating the screw portion 57 by a pulse motor or manually and moving the nut member 51 a minute distance in the vertical direction, the ball 50 constituting the ball screw and the ball groove 55 are engaged by line contact or point contact. In such a ball screw, it is possible to avoid local wear of the ball 50 and the ball groove 55 caused by engaging by line contact or point contact at the same position at all times when a load is applied.
[0030]
That is, when the upper die 6 reaches the lowest point, a maximum load is generated to further lower the upper die 6. However, pressing is performed using the same upper die 6, the same lower die 22, and the same workpiece 24. When the processing is continued, the ball screw shaft 19, the ball 50, and the ball groove 55 of the nut member 51 at the maximum load are brought into local contact with the ball screw shaft 19 and the ball 50 under the same fixed positional relationship. Wear occurs locally at the contact portion. By using the differential mechanism 21, the differential member 53 is inserted or ejected in both directions of the arrow A at each time of each press working or at each time of a predetermined number of press workings (for example, about five times), thereby maximizing the load. In this case, the positional relationship between the ball screw shaft 19, the ball 50, and the ball groove 55 of the nut member 51 slightly shifts, thereby preventing abrasion. The state of inserting and removing the differential member 53 is such that the above-mentioned contact portion shifts by about 2 μm on the large diameter of the ball 50 having a diameter of about 10 mm by one insertion. By doing so, the contact point goes around the large diameter of the ball 50 by inserting the differential member 53 about 15,700 times.
[0031]
The operation of the electric press working machine of the present invention thus configured will be described with reference to a cycle diagram of one embodiment in the automatic operation shown in FIG.
[0032]
In FIG. 4, the vertical axis represents stroke, the horizontal axis represents time, and the solid line represents a press locus, that is, a locus of the upper die 6.
[0033]
T0 on the time axis indicates the cycle start time when the upper die 6 is at the upper limit standby position, T1 on the time axis indicates the start time of the lowering of the upper die 6, and T2 on the time axis indicates that the upper die 6 becomes the lower die 22. The time T3 on the time axis represents the point of time at which the upper die 6 reaches a predetermined lower limit descent position, and the time T4 on the time axis represents the lower limit of the upper die 6. The time T5 on the time axis represents the time when the upper die 6 reaches the upper limit standby position, and the time T6 on the time axis represents the time when one cycle is completed.
[0034]
The so-called time T1 to T2 is a non-pressing period from the upper limit standby position of the upper die 6 to contact with the workpiece 24 placed on the lower die 22, and the V pulleys 14 and 15 of the continuously variable transmission 10 The pitch circle diameter ratio is set so that the mold 6 is rapidly lowered, and the upper mold 6 is rapidly lowered. The so-called time period T2 to T4 is a press period in which the AC servomotor 9 is in the torque application mode and the upper die 6 presses the workpiece 24 placed on the lower die 22, and the V pulley of the continuously variable transmission 10 14 and 15 are reduced to the press mode pitch circle diameter ratio, and a time T4 to T5 is a non-pressing period until the upper die 6 returns from the lower limit lowering position to the upper limit standby position. The pulleys 14 and 15 are set to a pitch circle diameter ratio that rapidly raises the upper die 6 and raises the upper die 6 rapidly. In this way, the time required for one step (cycle) of press working is reduced.
[0035]
In the above description, as an example of the continuously variable transmission 10, a belt-type continuously variable transmission with reliable power transmission has been described. However, a chain-type continuously variable transmission with reliable power transmission can also be used.
[0036]
In addition, although the ball screw shafts 26 and 27 are used for the pulse motors 11 and 12 and the pitch circle diameters of the V pulleys 14 and 15 are changed by a ball screw mechanism, each of the V pulleys 14 and 15 is changed by a normal screw mechanism. The pitch circle diameter may be changed.
[0037]
Further, the pulse scale 23 is used as a position detector for detecting a contact position between the workpiece 24 placed on the lower die 22 and the upper die 6 and detecting an upper limit standby position and a lower limit lowering position of the upper die 6. Although shown, any other electronic or mechanical position detector can be used as long as the position can be detected and the detection signal can be sent to the controller 25.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the stepless transmission is used in the electric press machine, and the upper die is moved at high speed in the process in which the press process is not performed. Can be shortened, and at the same time, the torque can be increased during machining.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a main part of an embodiment of an electric press working machine according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of one embodiment of a continuously variable transmission.
FIG. 3 is a sectional view illustrating a structure of an embodiment of a differential mechanism.
FIG. 4 is a cycle diagram of an embodiment of the electric press working machine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Bed 2 Crown 3 Support 4 Frame 5 Slider 6 Upper die 7 Mounting stand 9 AC servomotor 10 Continuously variable transmission 14, 15 V pulley 16 V belt 19 Ball screw shaft 22 Lower die 23 Pulse scale 24 Workpiece 25 Control apparatus

Claims

ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動する構成のスライダーと、駆動モータによって正回転・逆回転駆動されるねじ軸を介し、スライダーを上下動させる連結機構と、上型に対応する位置にベッドに固定された下型とを備え、上型と下型とで被加工物をプレス加工する電動プレス加工機において、
駆動モータ軸とねじ軸との間に設けられた無段変速機と、
上型と下型に載置された被加工物との接触位置を検出すると共に、上型の上限待機位置及び下限降下位置を検出する位置検出器と、
位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する時点までは、無段変速機を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触した時点あるいは接触する直前の時点から上型が上記予め定められた下限降下位置まで降下する時点までは、上型の降下を無段変速機を介して減速し、駆動モータをトルク付加モードにして上型が下型を押圧する制御を行わせ、上型が下限降下位置での所定時間が経過後は無段変速機を介して上型を急速に上昇させる制御装置と
を備えたことを特徴とする電動プレス加工機A frame formed of a bed, a crown and a plurality of columns, a slider having an upper die attached to a lower end surface and freely sliding the columns, and a screw shaft driven forward and reverse by a drive motor In the electric press machine that includes a coupling mechanism for moving the slider up and down, and a lower mold fixed to the bed at a position corresponding to the upper mold, and presses the workpiece with the upper mold and the lower mold.
A continuously variable transmission provided between the drive motor shaft and the screw shaft,
A position detector that detects a contact position between the upper mold and the workpiece placed on the lower mold, and detects an upper-limit standby position and a lower-limit lowering position of the upper mold,
Based on the position signal detected by the position detector, the upper mold is rapidly lowered via the continuously variable transmission until the upper mold comes into contact with the workpiece placed on the lower mold, From the point of contact or just before contact with the workpiece to the point when the upper die descends to the predetermined lower limit lowering position, the lowering of the upper die is reduced through the continuously variable transmission, and the drive motor is driven. A control device for causing the upper die to perform control to press the lower die in the torque addition mode, and for the upper die to rapidly rise through the continuously variable transmission after a predetermined time has elapsed at the lower limit lowering position. Electric press working machine characterized by comprising