JP2005305529A

JP2005305529A - トランスファプレス

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Publication number: JP2005305529A
Application number: JP2004129214A
Authority: JP
Inventors: Sueyoshi Natsume; 季佳夏目; Kazuhiko Ozawa; 和彦小澤
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】サーボモータでスライドを直線往復運動させる駆動ユニットを基体とし、それを各装置の駆動機構に共通的に用いて、高速回転可能にしたトランスファプレスの提供。
【解決手段】サーボモータで回転される偏心円板の偏心部に回動可能に連結されたコネクティングロッドの他端に回動可能に連結されたスライド部材を直線往復運動させる駆動ユニットを基体として、それぞれのスライドにパンチを取付けたパンチの駆動ユニットを機台前面に複数個並設し、前記パンチに対峙して複数個のダイをボルスタ上に設け、加工ワークを把持可能な複数個のフィンガを工程間移送するトランスファバーの駆動に前記駆動ユニットを用い、更に必要によりノックアウト機構をダイの後方に前記パンチと同軸に並設し、その駆動に前記駆動ユニットを用いて、前記各駆動ユニットを同期して数値制御し、ワークを上流工程から下流工程に移送するトランスファプレスである。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品の加工プロセスに対応したプレス加工ユニットをフレーム内に並設し、上流工程で加工されたワークを順次下流工程に移送して、複数工程のプレス加工をするトランスファプレスに関するものである。

この発明に係る従来技術として、特許文献１、２が知られている。特許文献１に記載の技術は、直列に配列した複数の工程に対応して、パンチを往復移動させるパンチ駆動装置と、パンチと対向するダイをボルスタ上に装着するダイホルダ装置と、ダイと同軸心のノックアウトパンチを往復移動させるノックアウトパンチ駆動装置と、ワークを把持可能なフィンガを往復移動させるトランスファ駆動装置とを各々設けて、上流工程で加工された各ワークを順次次の下流工程に移送してプレス加工をするトランスファプレスであって、パンチ駆動装置は、パンチの各移動軸線に沿って工程別に進退移動可能な複数組のパンチ案内機構と、各パンチを工程別に往復移動させる複数個のパンチ駆動リニアモータとで工程別のユニットに構成し、トランスファ駆動装置は、ワークを移送する移送軸線に沿って個別に進退移動可能な複数組のフィンガ案内機構と、各フィンガを工程単独又は工程群単位で往復移動させるトランスファ駆動リニアモータとで工程単独又は工程群単位のユニットに構成し、ノックアウトパンチ駆動装置は、パンチの各移動軸線に沿って工程別に進退移動可能な複数組のノックアウトパンチ案内機構と、各ノックアウトパンチを工程別に往復移動させる複数個のノックアウトパンチ駆動リニアモータとで工程別のユニットに構成したトランスファプレスである。また、パンチ案内機構又はノックアウトパンチ案内機構の取着部は、ワークを移送する移送軸線に対して平行な長溝穴状でフレーム前面に設けた複数列の係止溝と、各案内機構の背面側に前記係止溝と各々滑合可能に設けた係止片とを備えて、前記係止溝に前記係止片を滑合させて各加工位置のフレーム前面に各案内機構を工程別に取着するようにしたトランスファプレスである。

その作用効果は、生産するワークの工程数に対応して、ユニット化された所定のパンチ駆動装置を増設することや、所定のパンチ駆動装置に取替えることが容易にできる。また、各対のフィンガを各々の工程又は工程群に対応した把持時期と移送時期とに設定することや、各対のフィンガを不等間隔に設けることが容易にできる。さらには、工程単独又は工程群単位にユニット化することで、複数の工程の加工ラインが非直線であっても、所定のトランスファ駆動装置を容易に装着することができる。また、各工程の１サイクル中に設定した各ノックアウトパンチの上下移動時期、上下移動量、経過速度などを変更する際には、数値制御手段の設定値を置換することで容易に変更することができる。したがって、そのノックアウトパンチや駆動部を交換することや、又は調整するという不必要な時間と労力を省くことができるというものである。

特許文献１のトランスファプレスは、ユニット化された各駆動装置を増設することや取り替えることが容易で、トランスファプレスの汎用性を高めることができるとともに、段取り替えの作業性と生産性の向上を図ることができるというものである。しかし、パンチ移動体、フィンガ移動体及びノックアウトパンチ移動体の各移動体が往復動の方向切り換えをするときに大きな慣性負荷が発生するが、この慣性負荷に対して、駆動源のリニアモータ可動子自体が移動体とともに直動往復運動しているので、リニアモータは少なくとも各移動体の方向切り換え時の慣性負荷の大きさ以上の出力を必要とする。高速化しようとすると速度に応じてより大きな慣性負荷が発生するが、装置をコンパクトにするとき、リニアモータのサイズアップには限界があるため、高速化には限度があるという問題を有している。

また、特許文献２に記載の技術は、Ｃ型フレームと、Ｃ型フレームの上部に設けられたサーボモータを駆動源とするスライド駆動機構により任意なモーションで駆動されるスライドとによりモジュール化された複数のプレスユニットを、ワーク順送方向に連結することによりプレス本体を構成すると共に、各プレスユニットのスライドに、一体構造のスライドアダプタプレートを取り付けることにより、各プレスユニットのスライドを一体化したプレス機械である。また、プレス本体の全長に亘って一体構造となったボルスタを取り付けたプレス機械である。またスライド駆動機構は、サーボモータを駆動源として、タイミングベルトなどの動力伝達手段を介してボールねじとボールナットによりスライドを上下駆動することが開示されている。

その作用効果は、スライドアダプタプレート全体に金型を取り付けて成形することができるから、長尺なワークの成形が可能となるなど、成形の自由度が大幅に向上すると共に、スライド駆動機構の駆動源を個々にＮＣ制御することにより、各スライドに作用する成形荷重が異なる場合でも、各スライドのシャットハイトを一定に調整することができ、精度の高い成形が可能となる。また、ＮＣ制御されるサーボモータを使用したことにより、スライドモーションが任意に設定できるものである。さらにＣ型フレームを採用したことにより各プレスユニットを小型化できる。また、複数のプレスユニットの隣接するＣ型フレーム間は、直接固着手段で固着するか、又はスペーサを介在させてプレス本体の全長を任意に設定したり、工程間のピッチを事由に変更することもできるというものである。

特許文献２のプレス機械は、Ｃ型フレームと、サーボモータを駆動源とするスライド駆動機構により任意のモーションで駆動されるスライドとによりモジュール化した複数のプレスユニットを、ワーク順送方向に連結することによりプレス本体を構成し、また、複数のプレスユニットの隣接するＣ型フレーム間は、直接固着手段で固着するか、又はスペーサを介在させてプレス本体の全長を任意に設定したり、工程間のピッチを自由に変更したりすることができるものである。しかし、工程毎にスライドが独立して制御されるプレス機械を考えた場合、このプレス機械はＣ型フレームで構成されたプレスユニットを連結し、工程間の間隔はスペーサを介在させて変更するものであるので、Ｃ型フレームの幅に規制されて工程間隔を小さくできない、また、こまめな工程間の変更を簡単に行うことができないという問題がある。また、駆動源のサーボモータからスライドに至る動力伝達部において、タイミングプーリやボールねじを使用しているので機構上高速化には限界があるという問題を有していた。
特開平２００２−１５３９９７号、〔００１６〕、〔００１７〕、〔００１８〕、〔００１９〕、〔００２０〕、図１，図５特開２００１−５８２９６号、〔０００８〕、〔０００９〕、〔００１０〕、〔００１１〕、〔００１８〕、〔００２９〕、図１、図３

本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、パンチ装置、ノックアウト装置、トランスファ装置等の各駆動ユニットを、サーボモータと、サーボモータを駆動源としてクランク機構又はカム機構を介して直動されるスライド部材とで構成して、高速化を可能にするとともに、コンパクトな構成とし、機台への取り付けには互換性を有し、更には、工程間隔やシャットハイトを簡単に変更でき、かつ各スライド部材のサイクルのモーションカーブが最適になるように選択されたプログラムで制御可能で、多品種のプレス加工作業に無駄なく移行できるように構成したトランスファプレスの提供である。

請求項１の発明は、トランスファプレスにおいて、サーボモータと、前記サーボモータで回転される偏心円板部材と該偏心円板部材の偏心部と一方端が回転自在に連結されたコネクティングロッドとでなるクランク機構部材と、前記コネクティングロッドの他方端に回転自在に連結され前記偏心円板部材の角度位相に応じて直線位置制御され先端部に工具取り付け部を有し直動案内されるスライド部材とで構成の駆動ユニットを機台前面に複数個並設し、前記スライド部材のそれぞれの前記工具取り付け部に取り付けられた複数個のパンチと、前記パンチのそれぞれに対峙してボルスタ面に並設された複数個のダイと、前記パンチと前記ダイとの協働により順次プレス加工したそれぞれのワークに対応して把持可能な複数個のフィンガを備えダイの並設方向に往復移動可能なトランスファバーと、前記フィンガを前記パンチのそれぞれの位置に位置制御するトランスファバーの駆動ユニットと、前記パンチの駆動ユニットと前記トランスファバーの駆動ユニットとを同期して数値制御する数値制御手段とを設けて、ワークを上流工程から順次下流工程に移送してプレス加工をすることを最も主要な特徴とする。

請求項２の発明は、トランスファプレスにおいて、サーボモータと、前記サーボモータで回転されるカム部材と該カム部材に従動するカムフオロアとでなるカム機構部材と、前記カムフオロアと一体で前記カム部材の角度位相に応じて直線位置制御され先端部に工具取り付け部を有し直動案内されるスライド部材とで構成の駆動ユニットを機台前面に複数個並設し、前記スライド部材のそれぞれの前記工具取り付け部に取り付けられた複数個のパンチと、前記パンチのそれぞれに対峙してボルスタ面に並設された複数個のダイと、前記パンチと前記ダイとの協働により順次プレス加工したそれぞれのワークに対応して把持可能な複数個のフィンガを備えダイの並設方向に往復移動可能なトランスファバーと、前記フィンガを前記パンチそれぞれの位置に位置制御するトランスファバーの駆動ユニットと、前記パンチの駆動ユニットと前記トランスファバーの駆動ユニットとを同期して数値制御する数値制御手段とを設けて、ワークを上流工程から順次下流工程に移送してプレス加工をすることを最も主要な特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記カム部材のカム曲線は、前記スライド部材の直動区間の前記カム部材の回転角度に対するカムリフトの増加を一定とした変形等速度曲線であることを最も主要な特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のトランスファプレスにおいて、前記トランスファバーの駆動ユニットは、前記パンチの駆動ユニットと同構成であって、そのスライド部材先端部の工具取り付け部に前記トランスファバーを取り付けたことを最も主要な特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のトランスファプレスにおいて、少なくとも一個の前記ダイの前記パンチとは反対側の前記ボルスタ後方には、前記パンチの駆動ユニットと同構成でなるノックアウトパンチの駆動ユニットを設け、そのスライド部材先端部に前記パンチに対峙してノックアウトパンチを取り付け、前記ノックアウトパンチの駆動ユニットは前記数値制御手段により前記パンチの駆動ユニットと同期制御されることを最も主要な特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のトランスファプレスにおいて、前記パンチの駆動ユニット又は前記ノックアウトパンチの駆動ユニットは、それぞれが前記パンチの往復移動方向又は前記ダイの並設方向に独立して取り付け位置が変更可能であることを最も主要な特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のトランスファプレスにおいて、前記パンチの駆動ユニットと前記トランスファバーの駆動ユニットと前記ノックアウトパンチの駆動ユニットとは、取り付けに互換性があることを最も主要な特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のトランスファプレスにおいて、前記サーボモータは低慣性モータであることを最も主要な特徴とする。

本発明のトランスファプレスは上述の手段により課題を解決するようにした結果、次に記載する効果を奏する。

請求項１の発明は、サーボモータの回転をクランク機構を介して直接スライド部材の直線運動に変換し、単純な構造でスライド部材の速度と位置の制御をするようにしている。そのため、サーボモータにより動作するスライド部材等の往復移動部の方向切り換わり時に発生する大きな慣性負荷に対して、クランク回転力は、慣性負荷方向の分力が拡大されてスライド部材に伝達されるので小さい力で済むため、リニアモータで直接移動体を駆動するのに比べ、高速回転が可能となる。特に連続回転の場合はリニアモータのように往復切換わりがないため顕著に高速化が可能となる。更に、単純な構造であるので可動部の質量を小さくでき、更に高速回転が可能となる。また、各工程毎にパンチの駆動ユニットを並設し、駆動ユニット毎の各サーボモータを独立して数値制御することにより、各スライド部材を各工程の必要に合わせ独立したモーションカーブで制御することができ、かつ高精度に位置制御や速度制御をすることができる。

その結果、生産速度の向上とともに、各工程での加工に見合ったパンチの最適なモーションカーブに対応するプログラムを複数通り用意し、工程毎に又は品種毎に選択できるようになるので、ワークに合わせた最適なカーブのプログラムに簡単に段取り換えが可能となり、またプログラムの変更によりモーションカーブを変えることができるので調整時間の短縮ができる。また、各工程での加工に見合ったパンチの最適なモーションカーブを選択することにより、製品精度の向上、騒音低減が可能となる。

請求項２に記載の発明は、サーボモータの回転を単純な構造のカム機構を介してスライド部材の直線運動に変換しスライド部材の速度と位置の制御をするようにしている。そのためサーボモータにより動作するスライド部材等の往復移動部の方向切り替わり時に発生する大きな慣性負荷に対して、最適なカム線図を選択することにより、カム回転力は、慣性負荷方向の力が拡大されるので小さい力で済むため、リニアモータで直接移動体を駆動するのに比べ、高速回転が可能となる。特に連続回転の場合はリニアモータのように往復切換わりがないため顕著に高速化が可能となる。更に、単純な構造であるので可動部の質量を小さくでき、更に高速回転が可能となる。また、各工程毎にパンチの駆動ユニットを並設し、駆動ユニット毎の各サーボモータを独立して数値制御することにより、各スライド部材を各工程の必要に合わせ独立したモーションカーブで制御することができ、かつ高精度に位置制御や速度制御をすることができる。

請求項３の発明は、カム部材のカム曲線をスライド部材の直動区間の前記カム部材の回転角度に対するカムリフトの増加を一定とした変形等速度曲線としたので、請求項２に記載の発明の効果に加えて、等速区間においてカムの回転角度とスライド部材の移動量とが比例するため、最適なモーションカーブを得るためのプログラムが簡単に作成できるようになる。

請求項４に記載の発明は、トランスファバーの駆動ユニットは、パンチの駆動ユニットと同構成にしたので、請求項１乃至３に記載の発明の効果に加えて、ワークを把持可能な複数のフィンガを備えたトランスファバーを高速で滑らかに往復移動し、かつ高精度に位置制御や速度制御をすることがてきる。その結果、全工程に対するトランスファバーの最適なモーションカーブを選択することにより、高速回転が可能となる。

請求項５に記載の発明は、少なくとも一つのダイのパンチとは反対側のボルスタ後方に、パンチの駆動ユニットと同構成で、スライド部材先端部の工具取り付け部にノックアウトパンチを取り付けたノックアウトパンチの駆動ユニットを設けたので、請求項１乃至４に記載の発明の効果に加え、ノックアウトパンチをパンチの位置に同期して位置制御することができる。その結果、ノックアウトとワークの係合が滑らかな当たりとなり、ワークを傷つけたり変形するトラブルの発生がなくなり、製品精度の向上を図ることができる。

請求項６に記載の発明は、パンチの駆動ユニット又はノックアウトパンチの駆動ユニットは、それぞれがパンチの往復移動方向又はダイの並設方向に独立して取り付け位置を変更可能にしたので、請求項１乃至５に記載の発明の効果に加えて、ワークの種類が変わった場合に、パンチ又はノックアウトパンチの高さを、そのワークの高さに最適な高さに変更することができる。また、ワークの大きさや工程数に合わせて工程間隔を変更することができる。その結果、一台の機械で加工できるワークの範囲が広がり、設備費を軽減することができるとともにワーク取り換え時の設定時間の短縮化が可能となる。

請求項７に記載の発明は、パンチの駆動ユニットとトランスファバーの駆動ユニットとノックアウトパンチの駆動ユニットとは、取り付けに互換性があるようにしたので、請求項１乃至６に記載の発明の効果に加え、サーボモータ、偏心円板部材又はカム部材、スライド部材、工具保持部材等に若干の仕様上で変更があっても統一して使用が可能であり設備費の軽減に有効である。また、それぞれのユニットが統一化でき安価に製作できるようになり、設備費を軽減することができる。

請求項８に記載の発明は、サーボモータは低慣性モータであるようにしたので、加速減速時の速度変化に速やかに追従することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。

図１は本発明のトランスファプレスの正面図、図２は図１のＡＡ断面図、図３はパンチの駆動ユニットの正面図、図４は図３のＢＢ断面図、図５は図１のＤＤ矢視図、図６は本発明のトランスファプレスの構成を示すブロック線図、図７は本発明のトランスファプレスにおけるタイミング線図である。

図１、２において、フレーム１の前面上方壁面に、パンチ３を先端に装着したパンチの駆動ユニット４が複数、ワークの移送軸線方向の左側から右方向に、工程ごとに配設されている。パンチ３の直下にはパンチ３に対峙するダイ６が嵌合されたダイホルダ５がボルスタ１７上に配設されている。ダイホルダ５上面には各工程のワークをそれぞれ把持可能な複数のフィンガ１４Ｌ，１４Ｒが設けられ、工程間ピッチ分だけ進退往復移動するトランスファバー１１が配置されており、そのトランスファバー１１の駆動ユニット１３がフレーム１の左側面に付設されている。ダイホルダ５の直下には、それぞれのダイ６に対峙してプレス加工後のワークをダイ６から分離させるため、ワークの下方から作用するノックアウトパンチ８を先端に装着したノックアウトパンチの駆動ユニット９が必要な工程にそれぞれ設けられている。

パンチの駆動ユニット４は、サーボモータ２５（必要により減速機付とする）と、偏心円板部材２９とコネクティングロッド３４でなるクランク機構部材２４と、直動案内されるスライド部材３１とで構成され、コンパクトにユニット化されている。ここでコネクティングロッド３４は、コネクティングロッド基部３４Ａとコネクティングロッド先部３４Ｂと、及びこれらを連結する調整軸３７とで構成されている。

ノックアウトパンチの駆動ユニット９及びトランスファバーの駆動ユニット１３は、パンチの駆動ユニット４と同じ構成をしている。ただし、トランスファバーの駆動ユニット１３においては、パンチの駆動ユニット４における工具ホルダ３３は連結板１２となっている。また、パンチの駆動ユニット４とその先端に装着したパンチ３とでパンチ装置２を構成し、ノックアウトパンチの駆動ユニット９とその先端に装着したノックアウトパンチ８とでノックアウト装置７を構成し、トランスファバーの駆動ユニット１３とその先端に装着したトランスファバー１１とでトランスファ装置１０を構成している。なお、トランスファバー１１には、工程毎にワークを把持可能にばねで付勢された一対のフィンガ１４Ｒ，１４Ｌが設けられている。

図２に示すように、フレーム１の前面の取付面１ｆにはＴ形係止溝１ｂ，１ｃが水平に刻設され、パンチの駆動ユニット４は水平方向すなわちワーク移送軸線方向に配設ピッチの調整が可能である。これにより工程間隔を簡単に変更することができる。またパンチの駆動ユニット４の取り付け位置を、下段のＴ形係止溝１ｂ又は上段のＴ形係止溝１ｃのどちらかに変更することにより、ワーク高さやシャットハイト高さの変更に簡単に対応することも可能である。なお、図２に材料供給装置１５を示している。材料供給装置１５は、第１加工工程のブランキング工程に材料を供給するため、本機背面に設けられている。材料は背面から正面に向けて移送されブランキング後の余材は正面側で回収する。材料供給装置１５の駆動装置はパンチ装置２，ノックアウト装置７，トランスファ装置１０等の駆動装置と同期運転されている。

パンチの駆動ユニット４について図３、図４にもとづき構成の詳細を説明する。パンチの駆動ユニット４はユニット基体２１をベースに構成され、その取付面２１ａがフレーム１の取付面１ｆに当接して固定されている。ユニット基体２１の上部ボス部に、取付面２１ａに直交して穴２１ｃが穿孔されている。この穴２１ｃにはサーボモータ２５がその取り付け部を嵌合して取着されている。サーボモータ２５は低慣性サーボモータの使用が望ましい。サーボモータ２５の出力軸２５ａには、大径穴と小径穴の段差穴を持った円筒状のスリーブ２６が、その小径穴を出力軸２５ａに嵌合し、その大径穴と出力軸２５ａ間にくさび作用を利用して内外を締結する締結リング２７を装着することにより固定されている。

スリーブ２６は、ユニット基体２１の取付面２１ａに直交して上部ボス部に穿孔された穴２１ｃに嵌合する軸受２８に回転自在に支承されている。スリーブ２６の大径穴側端面には、偏心位置に外方に突出した突出軸部２９ａを有する偏心円板２９が装着されている。この突出軸部２９ａにはコネクティングロッド基部３４Ａの一方が回転自在に連結されている。コネクティングロッド基部３４Ａの他方には調整軸３７を介してコネクティングロッド先部３４Ｂが連結され、コネクティングロッド３４を成している。コネクティングロッド３４の長さは、調整軸３７を回動しパンチ３の前進端を位置決めした後、ボルト３８でそれぞれのすり割り部を締め上げロックすることにより調整可能となっている。偏心円板２９とコネクティングロッド３４とでクランク機構部材２４が構成されている。

コネクティングロッド先部３４Ｂの先端部は、スライド部材３１にその移動方向に直交して設けられた支点軸３５に回転自在に連結されている。スライド部材３１の先端部には、スライド部材３１の移動方向の孔が形成された工具ホルダ３３が取着されている。工具ホルダ３３のこの孔には、パンチ３が挿入されスライド部材３１の移動方向に突出して取り付けられ固定されている。なお、工具ホルダ３３に取り付けるパンチ３には、ブランキングパンチ、絞りパンチ、穴あけパンチ、成形パンチ、トリミングパンチ等が含まれる。

ユニット基体２１には、その裏面の取付面２１ａにワーク移送方向にガイドキー２２が圧入装着されている。一方、フレーム１の取付面１ｆにはガイドキー２２をワーク移送方向に摺動可能に案内し、かつＴナット２３を挿入可能なＴ形係止溝１ｂ，１ｃが刻設されている。ユニット基体２１は、その取付面２１ａがフレーム１の取付面１ｆに当接されボルト１６で固定されている。従って、ユニット基体２１は、Ｔ形係止溝１ｂ又は１ｃに沿ってワーク移送方向に取り付け位置が変更可能であるとともに、フレーム１の取付面１ｆにそれぞれ２列に刻設されたＴ形係止溝１ｂ又は１ｃを選択することにより、上下方向の取付位置が変更可能である。

ユニット基体２１の前面２１ｄには下案内板３０が取り付けられており、下案内板３０の前側にはスライド部材３１をユニット基体２１の長手方向に直動往復可能に案内溝３０ａが形成されている。スライド部材３１の左右翼面が、下案内板３０の案内溝３０ａと上案内板３２Ｒ，３２Ｌにより摺動可能に案内されている。

工具ホルダ３３に取り付けるパンチ３に換えてノックアウトパンチ８を取り付けることにより、ノックアウト装置７に使用することができる。すなわち、図２において、ダイホルダ５下部には、ダイ６に対峙するノックアウトパンチ８とノックアウトパンチの駆動ユニット９からなるノックアウト装置７が、フレーム１の前面下方壁面１ｇに取り付けて設けられている。このように、ノックアウトパンチの駆動ユニット９はパンチの駆動ユニット４と構成を共通にしている。

また、工具ホルダ３３とパンチ３に替えて、連結板１２とトランスファバー１１を取り付けることにより、トランスファ装置１０として使用することができる。図５は、トランスファ装置１０を構成するトランスファバーの駆動ユニット１３にパンチの駆動ユニット４が適用された場合を示している。トランスファ装置１０は、ワーク移動軸線方向に工程間ピッチ分ずつワークを移動させる装置であり、図示しないガイドに案内されて進退移動可能にダイホルダ５上に設けられたトランスファバー１１と、これを駆動するトランスファバーの駆動ユニット１３とで構成されている。トランスファバー１１には、ダイ６上でワークを把持可能にばねで付勢された一対のフィンガ１４Ｒ，１４Ｌが工程毎に設けられている。

トランスファーバの駆動ユニット１３のフレーム１への取付部分はパンチの駆動ユニット４の取付部分と共通化されている。トランスファバーの駆動ユニット１３のスライド部材３１とトランスファバー１１とは連結板１２で連結されている。トランスファバー１１の進退移動のストロークに対応して、偏心円板２９を選択して取着することが必要になるが、パンチの駆動ユニット４をトランスファバーの駆動ユニット１３に置き換えることが可能であり、両駆動ユニットは構成を共通にしている。

次に、駆動部の構成と数値制御手段Ｃとの関係をブロック線図図６にもとづき説明する。数値制御手段Ｃのプログラム入力部Ｃ１により、各駆動ユニットによるパンチ３、ノックアウトパンチ８及びトランスファバー１１の速度、位置、作業時期などの加工条件は予め入力されている。実際の加工に際しては、プログラム読取部Ｃ２、プログラム解析部Ｃ３、関数発生部Ｃ４などにより発生させた信号を、フィーダ制御部Ｃ５、パンチ制御部Ｃ６、ノックアウト制御部Ｃ７、トランスファ制御部Ｃ８に出力し、これら制御部から各駆動ユニットのそれぞれのサーボモータ２５に制御指令が出力される。

次に、図７にもとづき各駆動ユニットの動作を説明する。パンチ３、ノックアウトパンチ８の線図は代表的なモーションカーブを示し、実施においては、工程毎に必要に応じてモーションカーブを数種類用意しておき、その中から選択することができる。図７の横軸はトランスファプレスの１サイクルを３６０等分した角度位置（以下プレス角度という）を示し、縦軸はそれぞれパンチ３、ノックアウトパンチ８及びトランスファバー１１の各ツールの変位を示す。パンチ３、ノックアウトパンチ８及びトランスファバー１１の変位は、図６に示すプログラム入力Ｃ１において前もって入力されたプログラムから、ワークに応じたプログラムを読み取り、そのプログラムにより設定されたプレス角度に応じた位置である。

図７において、トランスファプレスが起動すると、まず第１工程においては、パンチ３は、プレス角度２０度から１６０度にかけて下降しブランキング加工を行い、プレス角度１９０度まで下死点に停留したあと上昇する。加工されたワークはプレス角度２５０度から３５０度にかけて、トランスファバー１１のフィンガ１４Ｒ，１４Ｌに把持されて、第２工程へ移送される。この第１工程においては、ブランキング加工だけでなく絞り加工も同時に行う、いわゆる抜き絞り加工を行うようにしても良い。次のサイクルの第２工程においては、パンチ３は、プレス角度２０度から１６０度にかけて下降しダイ６と協働で絞り加工を行う。このとき、トランスファバー１１はプレス角度０度から１２０度の間では右送り位置で停止している。ノックアウトパンチ８はプレス角度０度から９０度の間では上昇端に、プレス角度９０度から１６０度の間において、ワークをパンチ３とともに保持しながら下降する。

この間、トランスファバー１１はプレス角度１２０度から２００度にかけて加工中のワークを残したまま左方に後退し、複数組のフィンガ１４Ｌ，１４Ｒが前工程のワーク位置に移動する。パンチ３はプレス角度１９０度から２７０度にかけて上昇し、その途中でワークから離れ上死点に達する。ノックアウトパンチ８は、プレス角度１９０度から２４０度に達する間にパンチ３の上昇とともにワークを下から保持しながら上昇し、ワーク下面がダイ６上面位置に達すると、ワークはフィンガ１４Ｌ，１４Ｒにより把持される。

トランスファバー１１は、プレス角度２００度から２５０度の間は左戻り位置で停止している。パンチ３はプレス角度２７０度から３６０度間は上死点にあり、ノックアウトパンチ８は、プレス角度２４０度から３６０度間は上昇端にある。トランスファバー１１はプレス角度２５０度から３５０度にかけて、フィンガ１４Ｌ，１４Ｒで把持しているワークを次工程に移送する。次のサイクルの次工程においても同様の動作が繰り返される。このように順次加工されたワークは次工程へ移送されて、更に次の工程の加工が行われ、この動作が各工程毎に同時に繰り返されワークが連続生産される。

これらパンチ３及びノックアウトパンチ８の下降・上昇、並びにトランスファバー１１の左戻り・右送りの動作は、それぞれのサーボモータ２５を数値制御手段Ｃで数値制御することにより速度と位置が制御され、パンチ３及びノックアウトパンチ８は工程毎に最適なモーションカーブで制御される。すなわち、各駆動ユニットのサーボモータ２５の出力軸２５ａに直結して設けた偏心円板２９は、その一回転を数値制御手段Ｃで制御され、最適のモーションカーブで各装置の速度と位置を制御している。また、ワークの種類毎に最適のモーションカーブになるプログラムが複数用意されており、それらから選択することにより、最適の加工条件を選択可能である。

次に実施例１の本発明のトランスファプレスの作用を説明する。パンチ装置２、ノックアウト装置７、トランスファ装置１０の各駆動ユニットは、前記のとおり、サーボモータ２５（必要により減速機付）、偏心円板部材２９とコネクティングロッド３４でなるクランク機構部材２４、及び直動案内されるスライド部材３１で、コンパクトに構成されユニット化されている。すなわち各駆動ユニットは、サーボモータ２５の回転をクランク機構部材２４を介して直接スライド部材３１の直線運動に変換しスライド部材３１の位置及び速度を制御している。そのため、スライド部材３１の往復動の方向切り替わりのときに、慣性負荷が急激に増大するにもかかわらず、コネクティングロッド３４が連結された偏心円板部材２９を回転させるためのクランク回転力は、慣性負荷方向の分力が拡大されて往復動力としてスライド部材３１へ伝達されるため、リニアモータで直接スライド部材を往復動する場合と異なり、小さいクランク回転力でスライド部材３１を往復動させることが可能となる。したがって、リニアモータの場合に比べ、取り付けスペースが小さい小容量のサーボモータ２５でも、スライド部材３１を高速で往復直動することが可能となる。更に、単純な構造であるので可動部の質量を小さくでき、さらに高速で滑らかに往復移動を可能としている。また、サーボモータ２５を低慣性サーボモータにすれば、スライド部材３１の加速減速時の速度変化に速やかに追従することができ、一層高速化が可能である。

偏心円板部材２９を連続回転した場合には、更に回転部分のフライホイール効果があり、最も良い条件でスライド部材３１を滑らかに往復移動し、高速回転が可能となる。また、偏心円板部材２９を連続回転せずに、スライド部材３１の移動端（下死点又は上死点）において一時停止するようにした場合においても、この角度位置で偏心円板部材２９のクランク回転力は、最も拡大されて往復直動への分力としてスライド部材３１に伝達されるので、リニアモータの場合に比べ、小さいクランク回転力、すなわち小さい容量のサーボモータ２５であっても、高速回転が可能となる。

また、図１に示すように、フレーム１のＴ形係止溝１ｂ，１ｃ又は１ｄ，１ｅにより、パンチの駆動ユニット４又はノックアウトパンチの駆動ユニット９は水平方向すなわちワーク移送軸線方向の配設ピッチが調整可能である。これにより工程間隔を簡単に変更することができる。またパンチの駆動ユニット４の取り付け位置を、下段のＴ形係止溝１ｂと上段のＴ形係止溝１ｃ間で変更することにより、ワーク高さやシャットハイト高さの変更に簡単に対応することも可能である。またノックアウトパンチの駆動ユニット９の取り付け位置を、下段のＴ形係止溝１ｅと上段のＴ形係止溝１ｄ間で変更することにより、ワーク高さの変更に簡単に対応することも可能である。また、パンチ装置２、ノックアウト装置７は、同一フレーム１内でプレス作業の工程数に応じて設置する駆動ユニット台数が増減可能であり、サーボモータ２５の出力の異なるユニット等数種類のユニットを準備しておき、負荷に応じて駆動ユニットを交換可能である。また、トランスファバーの駆動ユニット１３は、一部の部品を交換することにより、パンチの駆動ユニット４又はノックアウトパンチの駆動ユニット９と必要に応じ交換可能である。

また、サーボモータ２５をトランスファプレスの回転角に応じて、数値制御することにより、スライド部材３１の位置や速度の制御が可能である。パンチの駆動ユニット４のサーボモータ２５の制御回路が独立して設けられているので、最適なモーションカーブが得られるように種々のプログラムを前もって入力しておけば、その中から最適なプログラムを選択し、工程ごとに最適なモーションカーブを選択でき、簡単にワーク変更に対応することができる。サーボモータ２５の様式が統一されているので加工プログラムの変更や保全に対しても迅速な対応ができる。

ノックアウトパンチの駆動ユニット９にパンチの駆動ユニット４の基本的な構成を適用することにより、駆動ユニットの共通化と共にサーボモータ２５の制御系の設計が容易となる。ノックアウトパンチ８のモーションカーブをパンチの駆動ユニット４との関連で最適に選定することによりワークとパンチ３又はノックアウトパンチ８との係合が滑らかとなる。そのため、ワークの変形を防止できたり、ブランキング時の騒音を低減することができる。

図８はカム機構部材４８を含んでなるパンチの駆動ユニットの正面図、図９は図８のＣＣ断面図である。実施例２は実施例１のクランク機構部材２４をカム機構部材４８に置き換えて、パンチ装置、ノックアウト装置、トランスファ装置の駆動ユニットに構成したトランスファプレスに関するものである。従って、実施例１で説明した図１乃至図７の発明の構成と作用は大部分は共通しているので、ここでは図３、図４に対応する図８、図９についてその相違点のみを説明する。

サーボモータ２５の出力軸２５ａに取り付けのスリーブ２６の大径穴側端面には、フランジ４２がボルトにより取り付けられている。フランジ４２には溝カム４３がボルトにより取り付けられている。溝カム４３のカム溝には、カムフオロア体４６の一方側に取り付けられたカムフオロア４５が係合し、カムフオロア体４６の他方端には調整軸３７を介してスライド部材４７が取り付けられている。スライド部材４７は、ユニット基体２１の前面２１ｄに取り付けらている下案内板３０の案内溝３０ａと上案内板３２Ｒ，３２Ｌとにより左右翼面を摺動案内されており、溝カム４３の回転に従動して往復直動する。スライド部材４７に締着された工具ホルダ３３には、パンチ３がユニット基体２１の長手方向に突出して設けられている。

また、カムフオロア体４６とスライド部材４７は、両端に左ねじと右ねじが形成された調整軸３７に螺合して連結されている。調整軸３７を回転させることによりパンチ３の下降端位置を調整できる。

溝カム４３のカム曲線は、直動区間においてカムの回転角度に対するカムリフトの増加が一定になる等速度曲線に形成され、直動区間の前後において加速度の変化に対応して衝撃を和らげる緩和曲線が形成された変形等速度曲線になっている。また必要に応じて緩和曲線に連続してカムの回転角度に対するカムリフトが０となるように形成し、上死点又は下死点部分を形成してもよい。また、カム曲線は必要に応じて変形等速度曲線以外の最適なカム曲線を選択してもよい。また高速回転を得るために圧力角は３０度以下にするのが望ましい。ノックアウト装置、トランスファ装置についても、それらの駆動ユニットはパンチ装置の駆動ユニットと同じ構成にし、互換性を持たせている。

実施例２の作用について説明する。カム機構部材４８を含んだパンチの駆動ユニットは、サーボモータ２５の回転をカム機構部材４８を介して、スライド部材４７の直線運動に変換し、スライド部材４７の速度及び位置を制御するようにしている。カムの圧力角は３０度以下としている。そのため、サーボモータ２５により回動される溝カム４３の回転が、カム機構によりスライド部材４８の往復直動に変換されるとき、スライド部材４８に働く直動方向の力は、回転力の慣性負荷方向の分力が拡大されて伝達されるため、リニアモータで直接スライド部材を往復動する場合より小さいカム回転力で、スライド部材３１を往復動させることが可能となる。したがって、取り付けスペースが小さい小容量のサーボモータ２５でも、リニアモータの場合に比べ、スライド部材３１を高速で往復直動することが可能となる。更に、単純な構造であるので可動部の質量が小さくなり、更に高速で滑らかに往復移動を可能としている。また、サーボモータ２５を低慣性サーボモータにすれば一層高速化が可能である。

また、変形等速度曲線を用いたので、直動区間においては、溝カム４３の回転角とスライド部材４７の移動量とは比例関係になっている。したがって、スライド部材４７の直動区間の直進移動速度を一定に保持することが容易となる。また、サーボモータ２５の回転角に対するスライド部材４７の速度及び位置を数値制御し最適なモーションカーブを得るプログラムの作成が簡単になる。また、サーボモータ２５の制御回路が独立して設けられているので工程ごとに最適なモーションカーブを選択して入力でき、他品種生産にすぐに対応できるため、生産性の向上に有効である。またサーボモータ２５の様式が統一されているので加工プログラムの変更や保全に対しても迅速な対応が可能である。ノックアウト装置、トランスファ装置についても、それらの駆動ユニットはパンチ装置の駆動ユニットと同じ構成にしているので、同様の作用効果がある。なお、本発明に係るトランスファプレスは、上述した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさまざまな形態に構成することができる。

本発明の実施例１におけるトランスファプレスの正面図である。図１のＡＡ断面図である。実施例１におけるパンチ駆動ユニットの正面図である。図３のＢＢ断面図である。図１のＤＤ矢視図である。実施例１におけるトランスファプレスの構成を示すブロック線図である。実施例１におけるトランスファプレスのタイミング線図である。実施例２におけるパンチ駆動ユニットの正面図である。図８のＣＣ断面図である。

符号の説明

１フレーム
２パンチ装置
３パンチ
４パンチの駆動ユニット
５ダイホルダ
６ダイ
７ノックアウト装置
８ノックアウトパンチ
９ノックアウトパンチの駆動ユニット
１０トランスファ装置
１１トランスファバー
１２連結板
１３トランスファバーの駆動ユニット
１４Ｒ，１４Ｌフィンガ
１５材料供給装置
１７ボルスタ
２１ユニット基体
２２ガイドキー
２３Ｔナット
２４クランク機構部材
２５サーボモータ
２６スリーブ
２７締結リング
２８軸受
２９偏心円板
３０下案内板
３１、４７スライド部材
３２Ｒ、３２Ｌ上案内板
３３工具ホルダ
３４コネクティングロッド
３４Ａコネクティングロッド基部
３４Ｂコネクティングロッド先部
３５支点軸
３７調整軸
３８ボルト
４２フランジ
４３溝カム
４５カムフオロア
４６カムフオロア体
４８カム機構部材

Claims

サーボモータと、前記サーボモータで回転される偏心円板部材と該偏心円板部材の偏心部と一方端が回転自在に連結されたコネクティングロッドとでなるクランク機構部材と、前記コネクティングロッドの他方端に回転自在に連結され前記偏心円板部材の角度位相に応じて直線位置制御され先端部に工具取り付け部を有し直動案内されるスライド部材とで構成の駆動ユニットを機台前面に複数個並設し、
前記スライド部材のそれぞれの前記工具取り付け部に取り付けられた複数個のパンチと前記パンチのそれぞれに対峙してボルスタ面に並設された複数個のダイと、
前記パンチと前記ダイとの協働により順次プレス加工したそれぞれのワークに対応して把持可能な複数個のフィンガを備えダイの並設方向に往復移動可能なトランスファバーと、前記フィンガを前記パンチそれぞれの位置に位置制御するトランスファバーの駆動ユニットと、
前記パンチの駆動ユニットと前記トランスファバーの駆動ユニットとを同期して数値制御する数値制御手段とを設けて、ワークを上流工程から順次下流工程に移送してプレス加工をするトランスファプレス。
サーボモータと、前記サーボモータで回転されるカム部材と該カム部材に従動するカムフオロアとでなるカム機構部材と、前記カムフオロアと一体で前記カム部材の角度位相に応じて直線位置制御され先端部に工具取り付け部を有し直動案内されるスライド部材とで構成の駆動ユニットを機台前面に複数個並設し、
前記スライド部材のそれぞれの前記工具取り付け部に取り付けられた複数個のパンチと、前記パンチのそれぞれに対峙してボルスタ面に並設された複数個のダイと、
前記パンチと前記ダイとの協働により順次プレス加工したそれぞれのワークに対応して把持可能な複数個のフィンガを備えダイの並設方向に往復移動可能なトランスファバーと、前記フィンガを前記パンチそれぞれの位置に位置制御するトランスファバーの駆動ユニットと、
前記パンチの駆動ユニットと前記トランスファバーの駆動ユニットとを同期して数値制御する数値制御手段とを設けて、ワークを上流工程から順次下流工程に移送してプレス加工をするトランスファプレス。
前記カム部材のカム曲線は、前記スライド部材の直動区間の前記カム部材の回転角度に対するカムリフトの増加を一定とした変形等速度曲線である請求項２に記載のトランスファプレス。
前記トランスファバーの駆動ユニットは、前記パンチの駆動ユニットと同構成であって、そのスライド部材先端部の工具取り付け部に前記トランスファバーを取り付けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトランスファプレス。
少なくとも一個の前記ダイの前記パンチとは反対側の前記ボルスタ後方には、前記パンチの駆動ユニットと同構成でなるノックアウトパンチの駆動ユニットを設け、そのスライド部材先端部に前記パンチに対峙してノックアウトパンチを取り付け、前記ノックアウトパンチの駆動ユニットは前記数値制御手段により前記パンチの駆動ユニットと同期制御される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトランスファプレス。
前記パンチの駆動ユニット又は前記ノックアウトパンチの駆動ユニットは、それぞれが前記パンチの往復移動方向又は前記ダイの並設方向に独立して取り付け位置が変更可能である請求項１乃至５の何れか１項に記載のトランスファプレス。
前記パンチの駆動ユニットと前記トランスファバーの駆動ユニットと前記ノックアウトパンチの駆動ユニットとは、取り付けに互換性がある請求項１乃至６の何れか１項に記載のトランスファプレス。
前記サーボモータは低慣性モータである請求項１乃至７の何れか１項に記載のトランスファプレス。