JP2010089148A - Servomotor driven press and forming method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a servomotor driven press which facilitates press control for obtaining high speed and high output of a press slide at an optional position without requiring an increase in the height and size of the press, and which has improved accuracy. <P>SOLUTION: The slide 5 of the press 1 is provided with a screw shaft 6 for slide elevation in a suspended condition, the output shaft of a low output-high speed servomotor 8 for non-press forming, the output shaft 11 of a high output-low speed servomotor 10 for press forming are provided each parallel to the screw shaft, the output shaft 11 being provided with a clutch, the lower part of the screw shaft is screwed with a gear 13 for screw shaft elevation via an inner screw 12, and further, rotation transmission gears 14, 15 rotatively supported by means of the output shaft of the servomotor for non-press forming and the output shaft of the servomotor for press forming, respectively are each engaged with the gear for screw shaft elevation and the screw shaft is driven freely elevatably at high speed or at low speed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、プレス分野におけるサーボモータ駆動プレスおよびその成形方法に関するものである。   The present invention relates to a servo motor driven press and its forming method in the press field.

プレスでは、スライドを押圧して加工物を所定の形状に成形加工しているが、近年騒音を抑制する環境にやさしいプレスや、任意の位置での高速と高出力が得られる生産性の高いプレスの開発が進められている。   In presses, the slide is pressed to form the workpiece into a predetermined shape, but in recent years it is an environmentally friendly press that suppresses noise, and a highly productive press that provides high speed and high output at any position. Development is underway.

プレスの生産性の面からは、加工物を成形加工しない、金型閉塞のアプローチや金型開放の上昇工程の、いわゆる非加圧成形時におけるスライドの昇降を、できるだけ高速化することが望ましく、この非加圧成形時には大きな駆動力を必要としない。
一方、加工物を成形加工する金型閉塞工程の、いわゆる加圧成形時におけるスライドの下降速度は低速ではあるが、大きな駆動力を必要とする。 From the aspect of press productivity, it is desirable to speed up the slide ascent and descent at the time of so-called non-pressure molding in the mold closing approach and the mold opening ascending process without molding the workpiece, A large driving force is not required during this non-pressure molding.
On the other hand, the lowering speed of the slide at the time of so-called pressure molding in the mold closing process for molding the workpiece is low, but requires a large driving force.

そこで、これらの非加圧成形工程と加圧成形工程の両方を満足させるためには、プレスに倍力機構が必要と考えられ、従来ではリンク機構、トグル機構、クランク機構を用いていた。   Therefore, in order to satisfy both the non-pressure molding process and the pressure molding process, it is considered that a booster mechanism is necessary for the press, and conventionally a link mechanism, a toggle mechanism, and a crank mechanism have been used.

しかしながら、これらの機構では、プレスストロークの下死点付近でしか駆動力を発揮できなく、そのためにロングストロークの成形のためには大型の電動サーボモータが必要となって、現実的には入手困難であるとともに、プレス装置の価格が非常に高くなっていた。また、大型の電動サーボモータは、慣性力が大きくて、スライドの加速、減速の駆動制御をするのに必要以上のエネルギーが必要となり、省エネルギーにならなかった。   However, with these mechanisms, the driving force can be exerted only near the bottom dead center of the press stroke, which requires a large electric servo motor for long stroke molding, which is difficult to obtain in practice. At the same time, the price of the press was very high. In addition, the large electric servo motor has a large inertial force and requires more energy than necessary to control the acceleration / deceleration of the slide, thus saving energy.

またさらに、スライドやベッドに装着する金型に対して高さの変更が必要となる場合、プレスストロークの下死点の位置を変更する必要があり、下死点調整機構が必要となって、プレス装置の価格が高くなるものであった。   Furthermore, when it is necessary to change the height of the mold attached to the slide or bed, it is necessary to change the position of the bottom dead center of the press stroke, and a bottom dead center adjustment mechanism is required. The price of the press device was high.

プレス分野では、生産性の向上、精度の向上、価格の低減、操作性の向上などを課題として装置の研究、開発が進められ、できるだけ高速で、価格が高くならずに、下死点調整、操作の容易なプレスが要望されている。   In the press field, research and development of equipment is progressing with the issues of productivity improvement, accuracy improvement, price reduction, operability improvement, etc. as fast as possible, without increasing the price, adjusting bottom dead center, There is a need for a press that is easy to operate.

そのため、本出願人は、特開２００２−６６７９８号公報のように主サーボモータと副サーボモータを差動歯車の減速機を介して所要のプレスモーションカーブとなるようにスライドを駆動制御するＡＣサーボモータ駆動によるプレス装置を開発している。
特開２００２−６６７９８号公報 For this reason, the present applicant, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-66798, uses an AC servo that drives and controls a slide so that a main servo motor and a sub servo motor have a required press motion curve via a reduction gear of a differential gear. We are developing a press machine driven by a motor.
JP 2002-66798 A

しかし、差動歯車の減速機をプレスの上部のクラウン上に設置しているため、プレス装置が背高くなって大型化するとともに、主サーボモータと副サーボモータの出力軸を共に差動歯車の減速機に接続してスライドを昇降駆動しているため、これらのサーボモータの相対的な駆動制御が必要で、単純な駆動でなくて複雑な制御となり、任意な位置での高速と高出力のプレス制御が容易でないものであった。   However, because the reduction gear of the differential gear is installed on the crown at the top of the press, the press device becomes taller and larger, and the output shafts of the main servo motor and the sub servo motor are both connected to the differential gear. Since the slide is driven up and down by connecting to a reducer, the relative drive control of these servo motors is necessary, and it is not simple drive but complicated control, and high speed and high output at any position The press control was not easy.

また、プレス機械は、動力であるサーボモータの回転運動を歯車やねじ機構等でスライドに動力を伝達するが、スライドの下限精度が安定しないと、成形品の形状が安定しなかったり、金型を破損したり、金型の寿命を短くする。この不安定な要因としてあげられるものに機械系のバックラッシュがあるが、スライド駆動用の歯車伝達機構のバックラッシュにも対応することが難しく、精度の向上に課題があった。   In addition, the press machine transmits the power of the servo motor, which is the power, to the slide using a gear or screw mechanism. However, if the lower limit accuracy of the slide is not stable, the shape of the molded product will not be stable, Damage or shorten the life of the mold. A mechanical backlash can be cited as one of the unstable factors, but it is difficult to cope with the backlash of the gear transmission mechanism for slide drive, and there is a problem in improving accuracy.

本発明は、電動サーボモータを使用したプレス装置を背高くして大型化せずに、プレスのスライドを任意な位置で高速と高出力のプレス制御を簡単に行え、さらにバックラッシュに対応し易いプレスを開発することにある。   The present invention makes it possible to easily perform high-speed and high-output press control at any position of the press slide at an arbitrary position without increasing the size of the press device using the electric servo motor and making it easy to cope with backlash. To develop a press.

本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータと高出力低速度の加圧成形用サーボモータを昇降用駆動源として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するようにしたサーボモータ駆動プレスであって、上記プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、上記低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速ないし低速で昇降駆動自在に形成し、上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸を係脱自在にクラッチを接続して、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するようにしたことを特徴とするサーボモータ駆動プレスを提供するにある。   The present invention has been made in view of the above points, and in order to solve the above problems, a low-output high-speed non-pressure forming servo motor and a high-output low-speed pressure forming servo motor are moved up and down. Servo motor drive press that slides up and down with a predetermined press motion curve as a drive source for press forming, and a screw shaft for raising and lowering the slide is suspended from the slide of the press, and this screw shaft The output shaft of the low pressure high speed non-pressure forming servo motor and the output shaft of the high output low speed pressure forming servo motor are respectively arranged in parallel to the screw shaft, and an internal screw is provided below the screw shaft. The screw shaft raising / lowering gears are screwed together, and are attached to the output shaft of the low-output high-speed non-pressure forming servo motor and the output shaft of the high-output low-speed pressure forming servo motor, respectively. The rotation transmission gear is engaged with the screw shaft raising / lowering gear, respectively, so that the screw shaft can be driven up and down at high speed or low speed, and the output shaft can be freely engaged with and disengaged from the high-power / low-speed servomotor for pressure molding. The clutch is connected and the output shaft is disengaged by the clutch in the pressure molding servo motor during non-pressure molding, and the output shaft is engaged by the clutch in the pressure molding servo motor during pressure molding. The present invention provides a servo motor driven press characterized in that a slide is driven up and down with a predetermined press motion curve to perform press molding.

また、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態として低出力高速度の非加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に高速回転伝達してスライドを高速で昇降駆動伝達自在とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として高出力低速度の加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に低速回転伝達してスライドを高出力で加圧成形するようにしているとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動するするようにしたことを特徴とするサーボモータ駆動プレスを提供するにある。   Also, during non-pressure molding, the output shaft is disengaged by a clutch in the pressure molding servo motor, and the low output high speed non-pressure molding servo motor rotates at high speed to the screw shaft via the screw shaft lifting gear. The slide shaft can be moved up and down freely at high speed, and the output shaft is engaged with the pressure forming servo motor during pressure forming, and the screw shaft is moved up and down by the high output and low speed pressure forming servo motor. A low-speed, high-speed, non-pressure-forming servomotor is used to press and rotate the slide at a low speed through the gears to the screw shaft, and the rotational torque in the upward direction is applied to the screw shaft. It is another object of the present invention to provide a servo motor drive press characterized by being driven to rotate so as to generate the above.

さらに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータと高出力低速度の加圧成形用サーボモータを昇降用駆動源として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するサーボモータ駆動プレス成形方法であって、上記プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、上記低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速ないし低速で昇降駆動自在に形成し、上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸をクラッチで係脱自在に接続し、プレスのスライドの位置を位置検出器で検出自在として、スライドが非加圧成形位置のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱し、スライドが加圧成形位置のときに非加圧成形用サーボモータを低速回転して、加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合して所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形することを特徴とするサーボモータ駆動プレス成形方法を提供するにある。   In addition, the servo motor drive that presses the slide up and down with a predetermined press motion curve using the low output high speed non-pressure molding servo motor and the high output low speed pressure molding servo motor as the drive source This is a press molding method, in which a screw shaft for raising and lowering a slide is suspended from a slide of the press, and the output shaft of a low-power high-speed non-pressure molding servo motor is parallel to the screw shaft. The output shaft of the servo motor for pressure molding at high speed is arranged respectively, and the screw for raising and lowering the screw shaft is screwed into the lower part of the screw shaft via an internal screw, and the low output high speed non-pressurization is performed. The rotation transmission gears that are respectively attached to the output shaft of the molding servo motor and the output shaft of the high-speed, low-speed pressure molding servo motor are engaged with the screw shaft raising / lowering gears, respectively. The shaft is formed so that it can be driven up and down at high or low speed, and the output shaft is detachably connected to the high-power low-speed servo motor for pressure molding with a clutch, and the position of the press slide is detected by a position detector. For detection, when the slide is in the non-pressure molding position, the output shaft is detached from the pressure molding servo motor by the clutch, and when the slide is in the pressure molding position, the non-pressure molding servo motor is rotated at a low speed. An object of the present invention is to provide a servo motor-driven press molding method characterized in that an output shaft is engaged with a pressure molding servo motor by a clutch and a slide is driven up and down with a predetermined press motion curve to perform press molding.

さらにまた、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合して高出力低速度の加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に低速回転伝達してスライドを高出力で加圧成形するとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動することを特徴とするサーボモータ駆動プレス成形方法を提供するにある。   Furthermore, during pressure molding, the output shaft is engaged with the pressure molding servo motor with a clutch, and the high speed, low speed pressure molding servo motor is rotated at low speed to the screw shaft via the screw shaft lifting gear. The slide is pressure-molded with high output, and the low-output high-speed servo motor for non-pressure molding is rotated at a low speed where the brake torque is applied, or the screw shaft generates a rotational torque in the upward direction. The present invention provides a servo motor driven press molding method characterized by being driven to rotate.

さらにまた、スライドのトルク制御開始位置を設定して、スライドがトルク制御開始位置に下降してきたときに低出力高速度の非加圧成形用サーボモータを位置制御からトルク制御に切換えるとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動するサーボモータ駆動プレス成形方法を提供するにある。   Furthermore, the torque control start position of the slide is set, and when the slide descends to the torque control start position, the low output high speed non-pressure molding servo motor is switched from position control to torque control, and the low output It is an object of the present invention to provide a servomotor-driven press molding method in which a high-speed non-pressure molding servomotor is rotationally driven so as to generate a rotational torque in the upward direction on a screw shaft or a screw shaft.

本発明は、プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、上記低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速または低速で昇降駆動自在に形成したことによって、プレスの上部のクラウンに減速機を搭載して設置せずに、スクリュウ軸の下方部で歯車を係合して駆動伝達するためプレス装置が背高くならずに大型化しないようにできるとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸の回転伝達歯車と、高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸の回転伝達歯車をそれぞれ別個にプレスのスクリュウ軸のスクリュウ軸昇降用歯車に係合してスクリュウ軸を高速ないし低速で昇降駆動することができる。   According to the present invention, a screw shaft for raising and lowering a slide is vertically provided on a slide of a press, and an output shaft of a low-output high-speed non-pressure forming servo motor and a high-output low-speed pressurization are formed in parallel with the screw shaft. An output shaft of the servo motor for molding is disposed, and a screw for raising and lowering the screw shaft is screwed into the lower portion of the screw shaft via an internal screw. Rotation gears attached to the output shaft of the high-speed and low-speed press molding servomotor are engaged with the screw shaft raising / lowering gears so that the screw shaft can be driven up and down at high or low speed. As a result, the reduction gear is not mounted on the crown at the top of the press, and the gear is engaged and transmitted at the lower part of the screw shaft, so the press device does not become tall and does not increase in size. The rotation transmission gear of the output shaft of the low output high speed non-pressure forming servo motor and the rotation transmission gear of the output shaft of the high output low speed press forming servo motor are separately provided for the press screw. The screw shaft can be driven up and down at high speed or low speed by engaging with the screw for raising and lowering the screw shaft.

そして、上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸を係脱自在にクラッチを接続して、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するようにしたことによって、加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態として金型の高さに対応して容易に任意な位置での高速と高出力のプレス制御を簡単に設定することができ、所定のプレスモーションカーブでのスライドの高速アプローチ、低速高出力の加圧成形、高速のスライド上昇のプレス成形サイクルによる生産性を向上できるプレス加工を行うことができる。   Then, a clutch is connected to the high output low speed pressure forming servo motor so that the output shaft can be freely engaged and disengaged, and the pressure shaft is disconnected from the pressure forming servo motor during non-pressure forming. When press forming, the output shaft is engaged with the pressure forming servo motor by the clutch and the slide is moved up and down with a predetermined press motion curve to perform press forming. The output shaft of the motor is disengaged with the clutch, and the high-speed and high-output press control at any position can be easily set according to the height of the mold, and sliding with a predetermined press motion curve It is possible to perform press working that can improve productivity by a high-speed approach, low-pressure high-pressure press forming, and high-speed slide rising press forming cycle.

また、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態として低出力高速度の非加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に高速回転伝達してスライドを高速で昇降駆動伝達自在とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として高出力低速度の加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に低速回転伝達してスライドを高出力で加圧成形するようにしているとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動するようにしたことによって、上記のように所定のプレスモーションカーブでのスライドの高速アプローチ、低速高出力の加圧成形、高速のスライド上昇のプレス成形サイクルによる生産性を向上できるプレス加工を行うことができるとともに、非加圧成形用サーボモータで加圧成形用サーボモータによる動作と逆の動力が加わるようにでき、非加圧成形の減速機、回転伝達歯車、スクリュウ軸昇降用歯車、加圧成形用サーボモータの減速機、クラッチ、回転伝達歯車、スクリュウ軸昇降用歯車の歯車伝達機構のバックラッシュを防止できて、プレス成形の精度を向上することができる。   Also, during non-pressure molding, the output shaft is disengaged by a clutch in the pressure molding servo motor, and the low output high speed non-pressure molding servo motor rotates at high speed to the screw shaft via the screw shaft lifting gear. The slide shaft can be moved up and down freely at high speed, and the output shaft is engaged with the pressure forming servo motor during pressure forming, and the screw shaft is moved up and down by the high output and low speed pressure forming servo motor. A low-speed, high-speed, non-pressure-forming servomotor is applied to the screw shaft to increase the rotational torque in the upward direction. As described above, the high-speed approach of the slide with the predetermined press motion curve, the low-pressure and high-power pressure molding, and the high It is possible to perform press working that can improve the productivity by the press molding cycle of the slide ascending, and the non-pressure molding servo motor can apply power opposite to the operation by the pressure molding servo motor. Pressure-reducing gear reducer, rotation transmission gear, screw shaft lifting gear, pressure-forming servo motor speed reducer, clutch, rotation transmission gear, screw shaft lifting gear gear transmission mechanism backlash can be prevented, press Molding accuracy can be improved.

さらに、プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、上記低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速または低速で昇降駆動自在に形成し、上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸をクラッチで係脱自在に接続し、プレスのスライドの位置を位置検出器で検出自在として、スライドが非加圧成形位置のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱し、スライドが加圧成形位置のときに非加圧成形用サーボモータを低速回転して、加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合して所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形することによって、スライドの位置を検出して、スライドが非加圧成形位置のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱し、スライドが加圧成形位置のときに非加圧成形用サーボモータを低速回転して加圧成形用サーボモータに出力軸を確実にクラッチで係合でき、上記のように所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形することができる。   Furthermore, a screw shaft for raising and lowering the slide is vertically provided on the slide of the press, and the output shaft of the low-power high-speed non-pressure forming servo motor and the high-output low-speed pressure forming are parallel to the screw shaft. The output shaft of the servo motor for non-pressure molding of the low output and high speed is arranged while the output shaft of the servo motor is arranged, and the screw shaft raising / lowering gear is screwed to the lower portion of the screw shaft via an internal screw. The shaft and the rotation transmission gears respectively attached to the output shafts of the high-speed and low-speed press-forming servomotors are engaged with the screw shaft raising / lowering gears so that the screw shaft can be driven up and down at high speed or low speed. The output shaft is connected to the high-power low-speed servomotor for high-pressure and low-speed with a clutch so that the position of the press slide can be detected with a position detector. When the slide is in the pressure forming position, the non-pressure forming servo motor is rotated at a low speed, and the pressure forming servo motor is clutched to the pressure forming servo motor. The slide position is detected by driving the slide up and down with a predetermined press motion curve and press forming to detect the position of the slide. When the slide is in the non-pressure forming position, the output shaft is connected to the pressure forming servo motor. When the slide is in the pressure forming position, the non-pressure forming servo motor can be rotated at a low speed so that the output shaft can be reliably engaged with the pressure forming servo motor by the clutch. With the press motion curve, the slide can be driven up and down for press molding.

さらにまた、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合して高出力低速度の加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に低速回転伝達してスライドを高出力で加圧成形するとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動することによって、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転方向に回転伝達で、上記のように回転伝達の歯車によるバックラッシュを防止できて、プレス成形の精度を向上することができる。   Furthermore, during pressure molding, the output shaft is engaged with the pressure molding servo motor with a clutch, and the high speed, low speed pressure molding servo motor is rotated at low speed to the screw shaft via the screw shaft lifting gear. The slide is pressure-molded with high output, and the low-output high-speed servo motor for non-pressure molding is rotated at a low speed where the brake torque is applied, or the screw shaft generates a rotational torque in the upward direction. Rotational drive of the servomotor for non-pressurization molding with low output and high speed at low speed rotation where the brake torque is applied, or rotation transmission in the upward rotation direction to the screw shaft. The backlash caused by the gears can be prevented, and the press molding accuracy can be improved.

またさらに、スライドのトルク制御開始位置を設定して、スライドがトルク制御開始位置に下降してきたときに低出力高速度の非加圧成形用サーボモータを位置制御からトルク制御に切換えるとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動することによって、スライドのトルク制御開始位置で低出力高速度の非加圧成形用サーボモータを位置制御からトルク制御に切換えて、上記のように歯車伝達機構のバックラッシュが生じるのを防止できて、プレス成形の精度を向上することができる。   Furthermore, when the slide torque control start position is set, the low output high speed non-pressure molding servo motor is switched from position control to torque control when the slide is lowered to the torque control start position. Low output at the slide torque control start position by driving the high-speed non-pressure molding servo motor to rotate at low speed where brake torque is applied, or to generate rotational torque in the upward direction on the screw shaft By switching the high-speed non-pressure forming servomotor from position control to torque control, the occurrence of backlash of the gear transmission mechanism as described above can be prevented, and press forming accuracy can be improved.

本発明のサーボモータ駆動プレスおよびその成形方法は、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータと高出力低速度の加圧成形用サーボモータを昇降用駆動源として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するようにしたサーボモータ駆動プレスであって、上記プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、上記低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速または低速で昇降駆動自在に形成し、上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸を係脱自在にクラッチを接続して、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形することを特徴としている。   The servo motor drive press and the molding method thereof according to the present invention are slid at a predetermined press motion curve using a low output high speed non-pressure molding servo motor and a high output low speed pressure molding servo motor as a drive source for raising and lowering. Is a servo motor driven press that is driven by lifting and lowering, and a screw shaft for raising and lowering the slide is suspended from the slide of the press, and a low output and high speed non-addition is parallel to the screw shaft. The output shaft of the pressure forming servo motor and the output shaft of the high output low speed pressure forming servo motor are arranged, and the screw shaft lifting gear is screwed into the lower part of the screw shaft via an internal screw. In addition, rotation transmission gears that are respectively attached to the output shaft of the low-power high-speed non-pressure forming servo motor and the output shaft of the high-output low-speed pressure forming servo motor are provided. The screw shafts are respectively engaged with the screw for raising and lowering the screw shaft so that the screw shaft can be driven up and down at high speed or low speed. The press shaft is disengaged by a clutch in the press molding servo motor during non-pressure molding, and the output shaft is engaged by the clutch in the press molding servo motor during press molding. It is characterized by press forming by moving the slide up and down with a motion curve.

サーボモータ駆動のプレス１は、深絞り、打抜き、鍛造等のプレスに利用できるもので、図１、図２のようにベッド２に両側に垂設したアップライト３の上端にクラウン４を架設し、このアップライト３間にスライド５をスクリュウ軸６を介して昇降駆動自在に配設している。   The servo motor driven press 1 can be used for deep drawing, punching, forging, etc., and a crown 4 is installed on the upper end of an upright 3 suspended from both sides of a bed 2 as shown in FIGS. A slide 5 is arranged between the uprights 3 via a screw shaft 6 so as to be movable up and down.

上記スクリュウ軸６は、図１のようにスライド５の上面の中央に十分な剛性を有して８００〜２０００ｍｍといった所要のスライドストロークの長さ、１００〜２００ｍｍの太さとしてスライド５を貫通して垂設し、ねじ断面を台形状、角形状として十分に推力を伝達できるようにしていて、クラウン４部の中程部に旋回自在にスラスト軸受の軸支部７に垂直に螺着し、このスクリュウ軸６に平行状にクラウン４部の中程から下部に埋設状態として低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８の出力軸９と、高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の出力軸１１をそれぞれ配設し、スクリュウ軸６の下方部に内ねじ１２を介してスクリュウ軸昇降用歯車１３を螺合するとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８の出力軸９と高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の出力軸１１にそれぞれ軸着した回転伝達歯車１４、１５をスクリュウ軸昇降用歯車１３にそれぞれ係合してスクリュウ軸６を所定の高速ないし低速で昇降駆動自在に形成している。   The screw shaft 6 has sufficient rigidity at the center of the upper surface of the slide 5 as shown in FIG. 1 and has a required slide stroke length of 800 to 2000 mm and a thickness of 100 to 200 mm. The screw section is trapezoidal and square in shape so that the thrust can be transmitted sufficiently, and is screwed vertically to the axial support portion 7 of the thrust bearing so as to be pivotable to the middle portion of the crown 4 portion. The output shaft 9 of the low-output high-speed non-pressure forming servomotor 8 and the high-output low-speed press forming servomotor 10 are embedded in the middle to the lower part of the crown 4 parallel to the shaft 6. Each of the output shafts 11 is disposed, and a screw shaft raising / lowering gear 13 is screwed into the lower portion of the screw shaft 6 via an internal screw 12, and the output shaft of the low-power high-speed non-pressure forming servomotor 8 is provided. 9 and The rotation transmission gears 14 and 15 that are respectively attached to the output shaft 11 of the low-speed output pressure servomotor 10 are engaged with the screw shaft raising / lowering gear 13 to raise and lower the screw shaft 6 at a predetermined high speed or low speed. It can be driven freely.

そして、上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の出力軸１１を図１の右側に示しているようにクラッチ１６で係脱自在に接続して、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータ１０に出力軸１１をクラッチ１６で離脱状態とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータ１０に出力軸１１をクラッチ１６で係合状態とし、上記のようにプレス１の上部のクラウン４に搭載して減速機を設置せずにプレス装置が背高くならずに大型化しないようにして、所定のプレスモーションカーブでスライド５を昇降駆動してプレス成形するようにしている。   Then, the output shaft 11 of the high-power low-speed pressure-forming servomotor 10 is detachably connected by a clutch 16 as shown on the right side of FIG. The output shaft 11 is disengaged by the clutch 16 from the molding servo motor 10 and the output shaft 11 is engaged by the clutch 16 at the press molding servo motor 10 during pressure molding. It is mounted on the upper crown 4 so that the press device does not become tall and does not increase in size without installing a reduction gear, and the slide 5 is driven up and down with a predetermined press motion curve to perform press molding. .

上記非加圧成形用サーボモータ８は、図１のようにカップリング１７を介して比較的小さい所定減速比の減速機１８を接続し、さらにカップリング１９を介して連結した出力軸９に上記したように回転伝達歯車１４を軸着して図１、図３のようにスクリュウ軸昇降用歯車１３に係合し、スクリュウ軸昇降用歯車１３に回転伝達してスクリュウ軸６を介してスライド５を所定の高速ないし低速で昇降駆動自在としている。   The non-pressure forming servo motor 8 is connected to an output shaft 9 connected to a reduction gear 18 having a relatively small predetermined reduction ratio via a coupling 17 and further connected via a coupling 19 as shown in FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the rotation transmission gear 14 is attached to the shaft and engaged with the screw shaft raising / lowering gear 13, and the rotation transmission is transmitted to the screw shaft raising / lowering gear 13 to slide through the screw shaft 6. Can be driven up and down at a predetermined high speed or low speed.

また、上記加圧成形用サーボモータ１０は、プレス装置が背高くならないようにクラウン４の側部に取着して図１、図２のようにタイミングベルトやカップリング等の駆動伝達手段２０を介して比較的大きい所定減速比の減速機２１と接続し、減速機２１に上記したようにクラッチ１６で係脱自在に接続して、その出力軸１１に回転伝達歯車１５を軸着して図３のようにスクリュウ軸昇降用歯車１３に係合し、スクリュウ軸昇降用歯車１３に回転伝達してスクリュウ軸６を介してスライド５を所定の低速で昇降駆動自在としている。   The press molding servomotor 10 is attached to the side of the crown 4 so that the press device does not become tall, and the drive transmission means 20 such as a timing belt and a coupling as shown in FIGS. Is connected to a reduction gear 21 having a relatively large predetermined reduction ratio via the clutch, and is connected to the reduction gear 21 detachably by the clutch 16 as described above, and a rotation transmission gear 15 is attached to the output shaft 11 thereof. 3 is engaged with the screw shaft raising / lowering gear 13 to transmit the rotation to the screw shaft raising / lowering gear 13 so that the slide 5 can be driven up and down at a predetermined low speed via the screw shaft 6.

上記加圧成形用サーボモータ１０は、プレスの容量に対応してＡＣ５．５〜７０ｋｗ等の出力のものが利用でき、加圧成形用サーボモータ１０と非加圧成形用サーボモータ８との出力比が１：５〜１０、減速比は加圧成形では１：５０〜１００、非加圧成形では１：１０〜２０、スクリュウ軸６による位置決め精度は１／１００ｍｍ、スライド５の側部にエンコーダ等の位置検出器２２を配設し、スライド５のトルク制御開始位置を設定し、スライド５がトルク制御開始位置に下降してきたときに低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８を位置制御からトルク制御に切換えるとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８をブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸６に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動して、プレスモーションカーブにそった所要のプレス成形を制御装置を介して行えるようにしている。   The press-forming servomotor 10 can use an output of AC 5.5 to 70 kw or the like corresponding to the capacity of the press, and outputs from the press-forming servomotor 10 and the non-pressure-forming servomotor 8. The ratio is 1: 5 to 10, the reduction ratio is 1:50 to 100 for pressure molding, 1:10 to 20 for non-pressure molding, the positioning accuracy by the screw shaft 6 is 1/100 mm, and the encoder on the side of the slide 5 The position control unit 22 is arranged, the torque control start position of the slide 5 is set, and when the slide 5 descends to the torque control start position, the low-output high-speed non-pressure molding servo motor 8 is positioned. In addition to switching from control to torque control, the low-output high-speed non-pressure molding servo motor 8 is rotated at a low speed where a brake torque is applied, or a rotational torque in the upward direction is generated on the screw shaft 6. Rotary drive to the, and to allow through the control unit the required press molding along the press motion curve.

クラッチ１６は、図４のように上下に爪状に凸凹状とした係止部２３としてエヤー等を供給して係脱自在とし、クラッチ１６の上下部にクラッチ係合用のエンコーダの位相検出器を配設してこれらの位相制御を行って上下の位相が一致したときに係合するようにしている。そして、スライド５の加圧成形工程時にクラッチ１６をＯＮとして係合し、加圧成形が終了するとクラッチ１６をＯＦＦとして係合を解いて出力軸１１が空転するようにしている。   As shown in FIG. 4, the clutch 16 is supplied with air or the like as a latching portion 23 that has a claw-like shape up and down as shown in FIG. 4, and can be freely disengaged. These are phase-controlled and engaged when the upper and lower phases coincide. Then, the clutch 16 is engaged and engaged during the pressure molding process of the slide 5, and when the pressure molding is completed, the clutch 16 is turned off to disengage the output shaft 11 so as to idle.

上記スクリュウ軸６は、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータ１０のクラッチ１６を離脱状態として出力軸１１を空転状態として、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８でスクリュウ軸昇降用歯車１３を介してスクリュウ軸６に高速低出力回転伝達してスライド５を高速で昇降駆動伝達し、図５のように加圧成形のときに加圧成形用サーボモータ１０のクラッチ１６を係合状態として高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０でスクリュウ軸昇降用歯車１３を介してスクリュウ軸６に低速高出力回転伝達して、スライド５を高出力の速度制御やトルク制御で加圧成形するようにしている。そして、図６のように加圧成形から、好ましくは生産性から低速終了位置から少し下降したトルク制御開始位置で低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８をブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸６に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動する低速度の回転伝達状態とすることによって、非加圧成形の減速機１８、回転伝達歯車１４、スクリュウ軸昇降用歯車１３、加圧成形用サーボモータ１０の減速機２１、クラッチ１６、回転伝達歯車１５、スクリュウ軸昇降用歯車１３の回転伝達系の歯車によるバックラッシュを防止できて、プレス成形の精度を高めるようにしている。   The screw shaft 6 is driven by the non-pressure forming servomotor 8 at a low output and a high speed with the clutch 16 of the pressure forming servomotor 10 disengaged and the output shaft 11 idled. A high-speed and low-output rotation is transmitted to the screw shaft 6 via the shaft elevating gear 13, and the slide 5 is driven to move up and down at a high speed. As shown in FIG. Is engaged with a high-speed, low-speed press-forming servomotor 10 to transmit low-speed high-power rotation to the screw shaft 6 via the screw shaft raising / lowering gear 13 to control the slide 5 to high-speed speed control or torque control. Pressure molding. Then, as shown in FIG. 6, the low-speed high-speed non-pressure-forming servomotor 8 is applied to the low-output high-speed servomotor 8 at a torque control start position that is slightly lowered from the low-speed end position due to productivity. Non-pressure forming speed reducer 18, rotation transmission gear 14, screw shaft lifting and lowering by rotating or setting a low-speed rotation transmission state that rotationally drives the screw shaft 6 to generate a rotational torque in the upward direction. It is possible to prevent backlash due to the gear 13, the speed reducer 21 of the servo motor 10 for pressure molding, the clutch 16, the rotation transmission gear 15, and the rotation transmission gear of the screw shaft lifting gear 13 so as to increase the accuracy of press molding. I have to.

低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８は、高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の回転によって逆回転状態のブレーキトルクが負荷される低速回転とすることでも、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８に逆回転状態となるので、相対的に上記のように非加圧成形の減速機１８、回転伝達歯車１４、スクリュウ軸昇降用歯車１３、加圧成形用サーボモータ１０の減速機２１、クラッチ１６、回転伝達歯車１５、スクリュウ軸昇降用歯車１３の回転伝達系の歯車伝達機構によるバックラッシュを防止できて、プレス成形の精度を高めることができる。なお、加圧成形のときに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８でスクリュウ軸昇降用歯車１３を介してスクリュウ軸６にスライド５を下降駆動伝達するように回転伝達して、加圧成形のときに非加圧成形用サーボモータ８の出力を加えるようにして成形することもできる。   The low-output high-speed non-pressure molding servomotor 8 can be operated at a low output and high-speed by applying a brake torque in the reverse rotation state by the rotation of the high-output low-speed pressure molding servomotor 10. Since the speed non-pressure molding servomotor 8 is in a reverse rotation state, the pressure-reducing gear 18, the rotation transmission gear 14, the screw shaft raising / lowering gear 13, and the pressure molding for pressure molding relatively as described above. Backlash due to the gear transmission mechanism of the rotation transmission system of the speed reducer 21, the clutch 16, the rotation transmission gear 15, and the screw shaft raising / lowering gear 13 of the servo motor 10 can be prevented, and the press molding accuracy can be improved. At the time of pressure molding, a low output high speed non-pressure molding servo motor 8 transmits the rotation of the slide 5 to the screw shaft 6 through the screw shaft lifting gear 13 so that the slide 5 is driven downward. It is also possible to perform molding by applying the output of the non-pressure molding servomotor 8 during pressure molding.

低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８、高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の制御としては、図６のようにスライド５のトルク制御開始位置を設定して、スライド５がトルク制御開始位置に下降してきたときに、位置検出器２２で検出して、図５のように低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８を位置制御からトルク制御に切換えるとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８をブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸６に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動することが好ましい。特に、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８の回転伝達歯車１４と高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の回転伝達歯車１５を同一径としておくと、それぞれのサーボモータ８、１０の制御を簡単化できるが、異径としても所定比率で制御することができる。また、回転伝達歯車１４、１５、スクリュウ軸昇降用歯車１３は、所定モジュールの平歯車としたが、はすば歯車、やまば歯車とすることもできる。２４は、スライド押上げ用シリンダーで、スクリュウ軸６自体のバックラッシュを抑制したり、非加圧成形のときスライド５の高速上昇に補助するようにしている。   As the control of the low-output high-speed non-pressure forming servomotor 8 and the high-output low-speed pressure forming servomotor 10, the torque control start position of the slide 5 is set as shown in FIG. Is detected by the position detector 22, and the low output high speed non-pressure forming servo motor 8 is switched from the position control to the torque control as shown in FIG. It is preferable that the high pressure non-pressure forming servo motor 8 is driven to rotate so as to generate a low speed rotation in which a brake torque is applied or a rotational torque in the upward direction on the screw shaft 6. In particular, if the rotation transmission gear 14 of the low-output high-speed non-pressure forming servomotor 8 and the rotation transmission gear 15 of the high-output low-speed pressure forming servomotor 10 have the same diameter, each servomotor 8 10 can be simplified, but the different diameters can be controlled at a predetermined ratio. The rotation transmission gears 14 and 15 and the screw shaft raising / lowering gear 13 are spur gears of a predetermined module, but may be helical gears or helical gears. Reference numeral 24 denotes a slide push-up cylinder that suppresses backlash of the screw shaft 6 itself, or assists the slide 5 to be raised at high speed during non-pressure molding.

図１以下は、本発明の一実施例を示すものである。プレス１は、図１のように１軸駆動の５００トン出力、１０００ｍｍストロークの絞り加工用のもので、非加圧成形用サーボモータ８が０．７５ｋｗ、加圧成形用サーボモータ１０が７５ｋｗの出力比１：１０、減速比も１：１０として、スライド５を図６のよう所定のプレスモーションカーブで昇降駆動するようにしている。   FIG. 1 and subsequent figures show an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the press 1 is for drawing with a 500-ton output with a single axis drive and a stroke of 1000 mm. The non-pressure forming servomotor 8 is 0.75 kw, and the pressure forming servomotor 10 is 75 kw. The slide 5 is driven up and down with a predetermined press motion curve as shown in FIG. 6 with an output ratio of 1:10 and a reduction ratio of 1:10.

プレス成形にあっては、上記したように加圧成形用サーボモータ１０のクラッチ１６をＯＦＦとして出力軸１１を離脱した空転状態として、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８を駆動して減速機１８、回転伝達歯車１４を介してスクリュウ軸昇降用歯車１３を回転してスクリュウ軸６に回転伝達し、スライド５を金型に対応した図６のように上限位置を所定の位置に設定する。そして、図６のような所要のプレスモーションカーブにしたがって低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８を駆動し、所定の制御装置のサーボアンプを介して高速で正転駆動し、減速機１８を介して出力軸９に軸着した回転伝達歯車１４を回転し、スクリュウ軸昇降用歯車１３に回転伝達してスクリュウ軸６を高速で下降する。そして、設定したトルク制御開始位置の加工成形位置に向かって制御していく。   In press molding, as described above, the clutch 16 of the press-forming servomotor 10 is turned off and the output shaft 11 is disengaged to drive the low-output high-speed non-press-forming servomotor 8. Then, the screw shaft raising / lowering gear 13 is rotated via the speed reducer 18 and the rotation transmission gear 14 to transmit the rotation to the screw shaft 6, and the upper limit position is set to a predetermined position as shown in FIG. 6 corresponding to the mold. Set. Then, the low-output high-speed non-pressure forming servomotor 8 is driven according to a required press motion curve as shown in FIG. 6 and is driven to rotate forward at high speed via a servo amplifier of a predetermined control device. The rotation transmission gear 14 pivotally attached to the output shaft 9 is rotated via 18 and transmitted to the screw shaft lifting gear 13 to descend the screw shaft 6 at a high speed. Then, control is performed toward the machining forming position at the set torque control start position.

加工成形の被加工物に負荷がかかり始める加工成形位置では、加圧成形用サーボモータ１０を駆動（当初から駆動しておくことも可能）し、クラッチ１６の上下部に配設したクラッチ係合用のエンコーダの位相検出器２２でこれらの上下の位相が一致したときに係合クラッチ１６をＯＮとして出力軸１１に係合状態とし、減速機２１を介して出力軸１１に軸着した回転伝達歯車１５を回転し、スクリュウ軸昇降用歯車１３に回転伝達してスクリュウ軸６を所定の低速で下降してスライド５を高出力で加圧成形する。   At the processing and molding position where a load is applied to the workpiece for processing and molding, the servomotor 10 for pressure molding is driven (it can be driven from the beginning), and the clutch is disposed at the upper and lower portions of the clutch 16. When the upper and lower phases of the encoder phase detector 22 coincide with each other, the engagement clutch 16 is turned on to be engaged with the output shaft 11, and the rotation transmission gear is attached to the output shaft 11 via the speed reducer 21. 15 is rotated and transmitted to the screw shaft raising / lowering gear 13 so that the screw shaft 6 is lowered at a predetermined low speed and the slide 5 is press-molded at a high output.

そして、上記設定したトルク制御開始位置で、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８をスクリュウ軸６に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動するようにし、非加圧成形の減速機１８、回転伝達歯車１４、スクリュウ軸昇降用歯車１３、加圧成形用サーボモータ１０の減速機２１、クラッチ１６、回転伝達歯車１５、スクリュウ軸昇降用歯車１３の回転伝達系の歯車伝達機構によるバックラッシュが生じるのを防止している。加圧成形が終了すると、クラッチ１６をＯＦＦとして出力軸１１との係合を解き、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８を高速逆転駆動し、スクリュウ軸昇降用歯車１３を逆転してスクリュウ軸６を高速逆回転し、スライド５を高速上昇していくものである。   Then, at the set torque control start position, the low-output high-speed non-pressure forming servo motor 8 is driven to rotate so as to generate a rotational torque in the upward direction on the screw shaft 6, and non-pressure forming is performed. Gear reducer 18, rotation transmission gear 14, screw shaft lifting gear 13, pressure reduction servo motor 10 speed reducer 21, clutch 16, rotation transmission gear 15, screw shaft lifting gear 13 rotation transmission gear transmission The backlash caused by the mechanism is prevented. When the pressure molding is completed, the clutch 16 is turned off to disengage the output shaft 11, the low-output high-speed non-pressure molding servo motor 8 is driven in reverse at high speed, and the screw shaft lifting gear 13 is rotated in reverse. Thus, the screw shaft 6 is reversely rotated at a high speed, and the slide 5 is moved up at a high speed.

上記スライド５の駆動制御としては、図６のプレスモーションカーブに示すようにスライド５が高速下降から低速下降のトルク制御開始位置までは位置制御や速度制御で行い、トルク制御開始位置から下限位置までは主としてトルク制御で行うもので、図５のように位置検出器２２による制御器２５の入力ユニット２６での位置検出で、パネル２７に設定したトルク制御開始位置に到達したら、出力ユニット２８でリレーのスイッチ２９を位置制御または速度制御からトルク制御に切換えるとともに、非加圧成形用サーボモータ８にサーボアンプ３０を介してスライド下降と逆向きの回転トルク指令を与えるようにしている。   As the drive control of the slide 5, as shown in the press motion curve of FIG. 6, the slide 5 is controlled by position control or speed control from the high speed descent to the low speed descent torque control start position, and from the torque control start position to the lower limit position. Is mainly performed by torque control. When the position detector 22 detects the position at the input unit 26 of the controller 25 as shown in FIG. The switch 29 is switched from position control or speed control to torque control, and a non-pressure forming servo motor 8 is given a rotational torque command in the direction opposite to the slide lowering via a servo amplifier 30.

このようにして加工成形の際、トルク制御開始位置から低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８でスクリュウ昇降用歯車１３を逆回転駆動して上昇方向への回転トルクを発生させるようにするので、非加圧成形の減速機１８、回転伝達歯車１４、スクリュウ軸昇降用歯車１３、加圧成形用サーボモータ１０の減速機２１、クラッチ１６、回転伝達歯車１５、スクリュウ軸昇降用歯車１３の回転伝達系の歯車伝達機構によるバックラッシュを簡単に防止できて、プレス成形の精度を高めることができる。   In this way, at the time of machining, the screw raising / lowering gear 13 is reversely driven from the torque control start position by the non-pressure forming servomotor 8 with low output and high speed to generate the rotational torque in the upward direction. Therefore, the non-pressure forming speed reducer 18, the rotation transmission gear 14, the screw shaft raising / lowering gear 13, the pressure reducing servo motor 10 reduction gear 21, the clutch 16, the rotation transmission gear 15, and the screw shaft raising / lowering gear 13. Backlash due to the gear transmission mechanism of the rotation transmission system can be easily prevented, and press molding accuracy can be improved.

このようにプレス１の上部のクラウン４に減速機を搭載して設置せずに、プレス装置が背高くならずに大型化しないようにできるとともに、クラウン４部の下方部で低出力高速度の非加圧成形用サーボモータ８の出力軸９の回転伝達歯車１４と、高出力低速度の加圧成形用サーボモータ１０の出力軸１１の回転伝達歯車１５をそれぞれ別個にプレス１のスクリュウ軸６のスクリュウ軸昇降用歯車６に係合してスクリュウ軸６を高速または低速で昇降駆動することができ、金型の高さに対応して容易に任意な位置での高速と高出力のプレス制御を設定することができ、所定のプレスモーションカーブでのスライドの高速アプローチ、低速、高出力の加圧成形、高速のスライド５上昇のプレス成形サイクルによるプレス加工を行うことができる。   Thus, without installing a reduction gear on the crown 4 at the upper part of the press 1, the press device can be prevented from becoming taller and not enlarged, and the lower part of the crown 4 has a low output and high speed. The screw shaft 6 of the press 1 is separately connected to the rotation transmission gear 14 of the output shaft 9 of the non-pressure forming servomotor 8 and the rotation transmission gear 15 of the output shaft 11 of the high output low speed pressure forming servomotor 10. The screw shaft 6 can be moved up and down at high speed or low speed by engaging with the screw shaft raising / lowering gear 6, and high-speed and high-output press control can be easily performed at any position corresponding to the height of the mold. Can be set, and high-speed slide approach with a predetermined press motion curve, low-pressure, high-output pressure forming, and press working by a high-speed slide 5 ascent press forming cycle can be performed.

以上では、プレスのスライドをスクリュウ軸の１軸駆動のものとしたが、２軸駆動、３軸駆動、４軸駆動等の複数軸での駆動とすることもでき、上記した本願発明の趣旨に基づいて非加圧成形用サーボモータ、加圧成形用サーボモータを適宜数併設してプレス成形することができるものである。   In the above, the slide of the press is one screw drive of the screw shaft, but it can also be driven by a plurality of axes such as two-axis drive, three-axis drive, four-axis drive, etc. On the basis of this, it is possible to press-mold with an appropriate number of non-pressure forming servomotors and pressure forming servomotors.

本発明の一実施例の一部省略した正面説明用図、The front explanatory drawing which a part of one example of the present invention was omitted, 同上の加圧成形用サーボモータ部の側面図、Side view of the servo motor part for pressure molding same as above, 同上のスクリュウ軸の歯車伝達説明用平断面図、Plane sectional view for explaining gear transmission of the screw shaft as above, 同上の加圧成形用サーボモータのクラッチ部の一部省略した正面図、A front view in which a part of the clutch part of the press-molding servomotor is omitted, 同上にプレスのスライド駆動の説明用概要図、Same as above, outline diagram for explaining slide drive of press, 同上のプレスモーションカーブ、サーボモータ回転速度および回転トルク線図。The press motion curve, servo motor rotation speed, and rotation torque diagram as above.

符号の説明Explanation of symbols

１…プレス ４…クラウン ５…スライド ６…スクリュウ軸
８…非加圧成形用サーボモータ ９…出力軸 １０…加圧成形用サーボモータ １１…出力軸 １２…内ねじ １３…スクリュウ軸回転歯車
１４、１５…回転伝達歯車 １６…クラッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Press 4 ... Crown 5 ... Slide 6 ... Screw shaft 8 ... Servo motor for non-pressure molding 9 ... Output shaft 10 ... Servo motor for pressure molding 11 ... Output shaft 12 ... Internal screw 13 ... Screw shaft rotating gear
14, 15 ... Rotation transmission gear 16 ... Clutch

Claims (5)

低出力高速度の非加圧成形用サーボモータと高出力低速度の加圧成形用サーボモータを昇降駆動源として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するようにしたサーボモータ駆動プレスであって、
上記プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速ないし低速で昇降駆動自在に形成し、
上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸を係脱自在にクラッチを配設して、非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態とし、加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するようにしたことを特徴とするサーボモータ駆動プレス。 Servo motor drive that uses a low output high speed non-pressure molding servo motor and a high output low speed pressure molding servo motor as a lift drive source to drive the slide up and down with a predetermined press motion curve. A press,
A screw shaft for raising and lowering the slide is suspended from the slide of the press, and the output shaft of the low-output high-speed non-pressure forming servo motor and the high-output low-speed pressure forming servo are parallel to the screw shaft. An output shaft of the motor is disposed, and a screw shaft raising / lowering gear is screwed to the lower portion of the screw shaft via an internal screw, and an output shaft of a low output high speed non-pressure forming servo motor and The rotation transmission gears that are respectively attached to the output shafts of the high-power and low-speed servomotors for press molding are respectively engaged with the screw shaft lifting gears, so that the screw shafts can be driven up and down at high speeds or low speeds.
The high-output low-speed servomotor for pressure molding is provided with a clutch so that its output shaft can be freely engaged and disengaged, and the pressure-shaft servomotor is disengaged with the clutch during non-pressure molding. Servo motor drive press characterized in that press molding is performed by driving the slide up and down with a predetermined press motion curve with the output shaft engaged with the clutch in the press molding servo motor during press molding . 非加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱状態として低出力高速度の非加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に高速回転伝達してスライドを高速で昇降駆動伝達自在とし、
加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合状態として高出力低速度の加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に低速回転伝達してスライドを高出力で加圧成形するようにしているとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動するようにした請求項１に記載のサーボモータ駆動プレス。 At the time of non-pressure molding, the output shaft is disengaged to the pressure molding servo motor with the clutch, and the low output high speed non-pressure molding servo motor transmits the rotation at high speed to the screw shaft via the screw shaft lifting gear. The slide can be moved up and down at high speed,
At the time of pressure forming, the output shaft is engaged with the pressure forming servo motor by the clutch, and the low-speed rotation transmission is transmitted to the screw shaft via the screw shaft lifting gear by the high output low speed pressure forming servo motor. Claims wherein the slide is press-molded at a high output, and the screw shaft is driven to rotate by a non-pressure forming servomotor with a low output and a high speed so as to generate a rotational torque in the upward direction on the screw shaft. The servo motor drive press according to 1. 低出力高速度の非加圧成形用サーボモータと高出力低速度の加圧成形用サーボモータを昇降駆動源として所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形するサーボモータ駆動プレス成形方法であって、
上記プレスのスライドにスライド昇降用のスクリュウ軸を垂設して、このスクリュウ軸に平行状に低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸をそれぞれ配設して、上記スクリュウ軸の下方部に内ねじを介してスクリュウ軸昇降用歯車を螺合するとともに、上記低出力高速度の非加圧成形用サーボモータの出力軸と高出力低速度の加圧成形用サーボモータの出力軸にそれぞれ軸着した回転伝達歯車をスクリュウ軸昇降用歯車にそれぞれ係合してスクリュウ軸を高速ないし低速で昇降駆動自在に形成し、
上記高出力低速度の加圧成形用サーボモータにその出力軸をクラッチで係脱自在に接続し、プレスのスライドの位置を位置検出器で検出自在として、スライドが非加圧成形位置のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで離脱し、スライドが加圧成形位置のときに非加圧成形用サーボモータを低速回転して、加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合して所定のプレスモーションカーブでスライドを昇降駆動してプレス成形することを特徴とするサーボモータ駆動プレス成形方法。 Servo motor driven press molding method that uses a low output high speed non-pressure molding servo motor and a high output low speed pressure molding servo motor as a lift drive source to drive the slide up and down with a predetermined press motion curve Because
A screw shaft for raising and lowering the slide is suspended from the slide of the press, and the output shaft of the low-output high-speed non-pressure forming servo motor and the high-output low-speed pressure forming servo are parallel to the screw shaft. Each of the motor output shafts is disposed, and a screw shaft raising / lowering gear is screwed into the lower portion of the screw shaft via an internal screw, and the output shaft of the low-power high-speed non-pressure forming servomotor And the rotation transmission gears respectively attached to the output shafts of the high-speed and low-speed press-forming servomotors are respectively engaged with the screw shaft raising / lowering gears so that the screw shaft can be driven up and down at high speed or low speed.
When the output shaft is detachably connected to the high-power low-speed servo motor for pressure molding with a clutch and the position of the press slide can be detected with a position detector, the slide is in the non-pressure molding position. The output shaft is separated from the pressure forming servo motor by the clutch, and the non-pressure forming servo motor is rotated at a low speed when the slide is at the pressure forming position, and the output shaft is engaged by the clutch by the pressure forming servo motor. A servomotor driven press molding method characterized in that press molding is performed by driving the slide up and down with a predetermined press motion curve. 加圧成形のときに加圧成形用サーボモータに出力軸をクラッチで係合して高出力低速度の加圧成形用サーボモータでスクリュウ軸昇降用歯車を介してスクリュウ軸に低速回転伝達してスライドを高出力で加圧成形するとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動する請求項３に記載のサーボモータ駆動プレス成形方法。 During pressure molding, the output shaft is engaged with the pressure molding servo motor by a clutch, and the high speed, low speed pressure molding servo motor transmits low-speed rotation to the screw shaft via the screw shaft lifting gear. The slide is pressure-molded with high output, and the low-output high-speed servo motor for non-pressure molding is driven to rotate at low speed where the brake torque is applied, or to generate rotational torque in the upward direction on the screw shaft. The servomotor drive press molding method according to claim 3. スライドのトルク制御開始位置を設定して、スライドがトルク制御開始位置に下降してきたときに低出力高速度の非加圧成形用サーボモータを位置制御からトルク制御に切換えるとともに、低出力高速度の非加圧成形用サーボモータをブレーキトルクが負荷される低速回転、またはスクリュウ軸に上昇方向への回転トルクを発生させるように回転駆動する請求項４に記載のサーボモータ駆動プレス成形方法。 When the slide torque control start position is set, the low output high speed non-pressure molding servo motor is switched from position control to torque control when the slide descends to the torque control start position. The servomotor-driven press-forming method according to claim 4, wherein the non-pressure-forming servomotor is rotationally driven so as to generate a low-speed rotation to which a brake torque is applied or a rotational torque in the upward direction on the screw shaft.
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