JP2011079040A

JP2011079040A - Toggle pressurizing unit

Info

Publication number: JP2011079040A
Application number: JP2009235321A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ito; 裕啓伊藤
Original assignee: Sanyo Machine Works Ltd
Current assignee: Sanyo Machine Works Ltd
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toggle pressurizing unit which can realize easy control and maintenance, can realize stroke adjustment of a press ram, and can allow a high application pressure without the necessity of increasing the size of the apparatus. <P>SOLUTION: An electric motor 1 is used as a driving source. A rotation driving force by the electric motor 1 is transmitted through a ball screw mechanism 2 and a toggle link 3 to a press ram 4. A workpiece is worked by pressure applied by the press ram 4. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、トグルリンクを介した加圧力でワークを加工するトグル加圧ユニットに関する。 The present invention relates to a toggle pressurizing unit that processes a workpiece with a pressurizing force via a toggle link.

トグル加圧ユニットは、駆動源で発生させた駆動力をトグルリンクを介してプレスラムに伝達し、このときのプレスラムの加圧力でワークの加工を行うものである。このようにトグルリンクを介することにより、小さな駆動力から大きな加圧力を得ることができるため、トグル加圧ユニットは、例えばカシメ加工や穴あけ加工等のように、大きな加圧力を要する加工に好適に適用される。 The toggle pressurizing unit transmits a driving force generated by a driving source to a press ram via a toggle link, and processes the workpiece with the pressing force of the press ram at this time. Since a large pressing force can be obtained from a small driving force through the toggle link in this way, the toggle pressurizing unit is suitable for processing that requires a large pressing force, such as caulking and drilling. Applied.

例えば特許文献１に示されているトグル加圧ユニットでは、流体圧により揺動可能な揺動ピストンを駆動源とし、この揺動ピストンで発生した駆動力をトグルリンクを介してプレスラムに伝達している。流体圧としては、空気圧（圧縮空気）によるものが例示されている。 For example, in the toggle pressurization unit shown in Patent Document 1, a swing piston that can swing by fluid pressure is used as a drive source, and the driving force generated by this swing piston is transmitted to a press ram via a toggle link. Yes. The fluid pressure is exemplified by air pressure (compressed air).

特公昭５３−４４７０８号公報Japanese Patent Publication No.53-44708

上記のように、流体圧による揺動ピストンを駆動源とすると、流体圧を十分に管理する必要があると共に、流体漏れを防止するメンテナンス作業が必要となる。また、空気圧により揺動可能な揺動ピストンを駆動源とすると、空気の体積変化によりプレスラムを往復動ストローク途中で精度良く停止させることができない。 As described above, when the swinging piston based on the fluid pressure is used as the drive source, it is necessary to sufficiently manage the fluid pressure and to perform maintenance work for preventing fluid leakage. Further, if a swing piston that can swing by air pressure is used as a drive source, the press ram cannot be stopped accurately during the reciprocating stroke due to a change in volume of air.

また、上記のトグル加圧ユニットの加圧力を大きくしようとすると、揺動ピストンに供給される流体圧を大きくする必要があるため、装置の大型化を招く。 Further, if the applied pressure of the toggle pressurizing unit is increased, it is necessary to increase the fluid pressure supplied to the swing piston, resulting in an increase in the size of the apparatus.

さらに、上記のようなトグル加圧ユニットにより加工する際、ワークの状態、すなわち、所定のワークが正常にセットされたか否か、あるいは、ワークに所定の加工が正常に施されたか否かは、例えばワークの加工部の寸法を直接測定することにより、あるいは、目視や監視カメラ等により確認することにより、管理することができる。しかし、このような管理方法では加工部が多数の場合には測定や確認作業に手間がかかる。また、加工部が微小である場合は、加工部の測定や確認が困難となり、品質管理の信頼性が低下する場合がある。 Furthermore, when processing with the toggle pressure unit as described above, the state of the workpiece, that is, whether or not the predetermined workpiece has been set normally, or whether or not the predetermined processing has been normally performed on the workpiece, For example, it can be managed by directly measuring the dimension of the processed part of the workpiece, or by confirming it visually or by a monitoring camera. However, in such a management method, when there are a large number of processing parts, it takes time to perform measurement and confirmation work. In addition, when the processed part is very small, it is difficult to measure and confirm the processed part, and the reliability of quality control may be reduced.

本発明が解決しようとする課題は、管理やメンテナンスが容易で、プレスラムのストロークを高精度に調整可能であり、且つ、装置の大型化を招くことなく大きな加圧力が得られるトグル加圧ユニットを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is a toggle pressurizing unit that is easy to manage and maintain, can adjust the stroke of the press ram with high accuracy, and can obtain a large pressing force without increasing the size of the apparatus. It is to provide.

また、本発明が解決しようとする他の課題は、ワークの状態を容易且つ確実に管理することができるトグル加圧ユニットを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a toggle pressurizing unit that can easily and reliably manage the state of a workpiece.

前記課題を解決するために、本発明は、電動機を駆動源とし、電動機による回転駆動力をボールネジ機構及びトグルリンクを介してプレスラムに伝達し、このときのプレスラムの加圧力でワークを加工するトグル加圧ユニットを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a toggle that uses an electric motor as a drive source, transmits the rotational driving force of the electric motor to a press ram via a ball screw mechanism and a toggle link, and processes the workpiece with the press ram pressure at this time. A pressure unit is provided.

このように、本発明のトグル加圧ユニットは、電動機を駆動源としているため、管理やメンテナンスが容易である。また、電動機でプレスラムを駆動することで、プレスラムを往復動ストロークの途中で正確に停止させることができるため、ワークの大きさに合わせてプレスラムのストロークが調整可能となり、これによりサイクルタイムの短縮を図ることができる。さらに、電動機による駆動力を、倍力機能を有するボールネジ機構を介してトグルリンクに伝達することにより、装置の大型化を招くことなく大きな加圧力を出力することができる。 Thus, since the toggle pressurization unit of the present invention uses an electric motor as a drive source, management and maintenance are easy. In addition, by driving the press ram with an electric motor, the press ram can be accurately stopped in the middle of the reciprocating stroke, so the stroke of the press ram can be adjusted according to the size of the workpiece, thereby reducing the cycle time. Can be planned. Furthermore, by transmitting the driving force by the electric motor to the toggle link via a ball screw mechanism having a boosting function, it is possible to output a large pressure without increasing the size of the device.

上記のようなトグル加圧ユニットは、例えばカシメ加工や穴あけ加工等のように大きな加圧力を要する加工に適しており、特に、変形量の大きいカシメ加工（例えば据え込み加工等）や厚い材料への穴あけ加工等のように、非常に大きな加圧力を要する加工に適している。 The toggle pressurizing unit as described above is suitable for processing that requires a large pressing force, such as caulking processing or drilling processing, and particularly for caulking processing with a large amount of deformation (for example, upsetting processing) or thick materials. It is suitable for processing that requires a very large pressing force, such as drilling processing.

例えばボールネジ機構は、電動機の出力軸に接続された軸部材と、軸部材に外挿され、トグルリンクに接続されたサポートナットと、軸部材の外周面に形成された螺旋溝とサポートナットの内周面に形成された螺旋溝との間に配された複数のボールとを備え、電動機の回転駆動力で軸部材を回転させることにより、サポートナットを回転軸方向に移動させてトグルリンクを駆動するものとすることができる。この場合、電動機の出力軸と軸部材とを直結することにより、簡単な機構でボールネジ機構に駆動力を伝達することができる。これとは逆に、サポートナットを回転させて軸部材を回転軸方向に移動させる場合は、サポートナットと電動機とを歯車やベルト等を介して連結する必要があるため、駆動力を伝達する機構が複雑になり、装置の大型化を招く。 For example, a ball screw mechanism includes a shaft member connected to an output shaft of an electric motor, a support nut that is extrapolated to the shaft member and connected to a toggle link, a spiral groove formed on an outer peripheral surface of the shaft member, and an inner support nut. Drives the toggle link by moving the support nut in the direction of the rotation axis by rotating the shaft member with the rotational driving force of the electric motor. Can be. In this case, the driving force can be transmitted to the ball screw mechanism with a simple mechanism by directly connecting the output shaft and the shaft member of the electric motor. On the contrary, when the support nut is rotated to move the shaft member in the direction of the rotation axis, it is necessary to connect the support nut and the electric motor via a gear, a belt, etc. Becomes complicated, leading to an increase in the size of the apparatus.

また、上記のように駆動源に電動機を用いることで、電動機に流れる電流値に基づいてワークの状態を管理する管理部を設けることができる。すなわち、電動機に流れる電流値は電動機に加わる負荷によって変動する。従って、加工が正常に行われた場合に電動機に流れる基準電流値を取得し、実際の加工時に測定した測定電流値と前記基準電流値とを比較することで、ワークの状態、すなわち、所定のワークが正常にセットされたか否か、あるいは、ワークに正常な加工が行われたか否かを判別することができる。具体的には、測定電流値と基準電流値との差が所定範囲内であれば、ワークの状態が正常であり、所望の加工品質が得られたとみなすことができ、測定電流値と基準電流値との差が正常範囲外であれば、ワークの状態に何らかの異常が生じたために加工が正常に行われず、所望の加工品質が満たされていないとみなすことができる。 Moreover, the management part which manages the state of a workpiece | work based on the electric current value which flows into an electric motor can be provided by using an electric motor for a drive source as mentioned above. That is, the value of the current flowing through the motor varies depending on the load applied to the motor. Therefore, by obtaining a reference current value that flows to the motor when machining is performed normally, and comparing the measured current value measured during actual machining with the reference current value, the workpiece state, that is, a predetermined value It can be determined whether or not the workpiece has been set normally or whether or not normal machining has been performed on the workpiece. Specifically, if the difference between the measured current value and the reference current value is within a predetermined range, it can be considered that the workpiece state is normal and the desired machining quality has been obtained. If the difference from the value is outside the normal range, it can be considered that the machining is not performed normally because some abnormality has occurred in the workpiece state, and the desired machining quality is not satisfied.

以上のように、本発明のトグル加圧ユニットによれば、プレスラムのストロークを調整してサイクルタイムを短縮することができると共に、コスト高や大型化を招くことなく大きな加圧力を得ることができる。 As described above, according to the toggle pressurizing unit of the present invention, the cycle time can be shortened by adjusting the stroke of the press ram, and a large pressurizing force can be obtained without increasing the cost and size. .

また、上記のように電動機の電流値に基づいて加工品質を管理することで、加工部の直接測定や目視等に比べてワークの状態の管理が容易化されると共に、加工部が微小である場合であっても品質管理の信頼性は低下しない。 In addition, by managing the machining quality based on the current value of the electric motor as described above, it is easier to manage the state of the workpiece than the direct measurement or visual inspection of the machining part, and the machining part is minute. Even in this case, the reliability of quality control does not decrease.

トグル加圧ユニットの内部の様子を示す側面図（プレスラム上端位置）である。It is a side view (press ram upper end position) which shows the inside of a toggle pressurization unit. トグル加圧ユニットの内部の様子を示す側面図（プレスラム下端位置）である。It is a side view (press ram lower end position) which shows the mode of an inside of a toggle pressurization unit. 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。It is III-III sectional drawing of FIG. 管理部のブロック図である。It is a block diagram of a management part. 電動機の電流値の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the electric current value of an electric motor.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すトグル加圧ユニットは、トグルリンク３を介した加圧力でワークＷを加工するものであり、本実施形態では、例えば一対の板状ワークＷのカシメ加工を行うものである。トグル加圧ユニットは、駆動源としての電動機１と、ボールネジ機構２と、トグルリンク３と、プレスラム４と、加工治具５とを備える。 The toggle pressurizing unit shown in FIG. 1 processes the workpiece W with a pressurizing force via the toggle link 3. In this embodiment, for example, a pair of plate-like workpieces W is crimped. The toggle pressurizing unit includes an electric motor 1 as a drive source, a ball screw mechanism 2, a toggle link 3, a press ram 4, and a processing jig 5.

電動機１は、例えば制御部（図示省略）により制御されるサーボモータであり、側部フレーム１０に設けられたモータベース１１に固定される。モータベース１１は、側部フレーム１０と垂直な垂直部１１ａと、垂直部１１ａから延びた取付部１１ｂとを有し、取付１１ｂがベアリング１２を介して側部フレーム１０に取付けられる。これによりモータベース１１、電動機１、及びボールネジ機構２は、側部フレーム１０の面方向に沿って回転可能とされる。 The electric motor 1 is a servo motor controlled by a control unit (not shown), for example, and is fixed to a motor base 11 provided on the side frame 10. The motor base 11 has a vertical portion 11 a perpendicular to the side frame 10 and an attachment portion 11 b extending from the vertical portion 11 a, and the attachment 11 b is attached to the side frame 10 via a bearing 12. As a result, the motor base 11, the electric motor 1, and the ball screw mechanism 2 can be rotated along the surface direction of the side frame 10.

ボールネジ機構２は、軸部材２１と、軸部材２１に外挿されたサポートナット２２と、軸部材２１の外周面に形成された螺旋溝２１ａとサポートナット２２の内周面に形成された螺旋溝２２ａとの間に配された複数のボール２３とを備える。図示例では、軸部材２１が電動機１により回転駆動され、サポートナット２２が、軸部材２１の回転により回転軸方向（図１のＭ方向）に駆動される。軸部材２１の後方側（電動機１側）端部は、電動機１の出力軸１３とカップリング１４を介して直結され、これにより軸部材２１及び電動機１が同一軸線Ｍ上に配される。サポートナット２２の前方側（トグルリンク３側）には、内周に軸部材２１を収容した筒部２４が設けられ、図示例では、サポートナット２２及び筒部２４がスライド部材Ｓとして一体に設けられる。スライド部材Ｓの前方側端部は、連結部２５を介してトグルリンク３に回転可能に接続される。 The ball screw mechanism 2 includes a shaft member 21, a support nut 22 extrapolated to the shaft member 21, a spiral groove 21 a formed on the outer peripheral surface of the shaft member 21, and a spiral groove formed on the inner peripheral surface of the support nut 22. And a plurality of balls 23 arranged between 22a. In the illustrated example, the shaft member 21 is rotationally driven by the electric motor 1, and the support nut 22 is driven in the rotational axis direction (M direction in FIG. 1) by the rotation of the shaft member 21. The rear side (motor 1 side) end of the shaft member 21 is directly connected to the output shaft 13 of the motor 1 via the coupling 14, whereby the shaft member 21 and the motor 1 are arranged on the same axis M. On the front side of the support nut 22 (toggle link 3 side), a cylindrical portion 24 that houses the shaft member 21 is provided on the inner periphery. In the illustrated example, the support nut 22 and the cylindrical portion 24 are integrally provided as a slide member S. It is done. The front end portion of the slide member S is rotatably connected to the toggle link 3 via the connecting portion 25.

ボールネジ機構２のスライド部材Ｓは、リニアガイド２６により軸方向にガイドされる。具体的には、モータベース１１の垂直部１１ａに直線状のレール２６ａを設けると共に、スライド部材Ｓにガイド２６ｂを設け、ガイド２６ｂをレール２６ａに軸方向に摺動可能な状態で嵌合させることにより、スライド部材Ｓが軸方向Ｍに沿ってガイドされる。 The slide member S of the ball screw mechanism 2 is guided in the axial direction by the linear guide 26. Specifically, a linear rail 26a is provided on the vertical portion 11a of the motor base 11, a guide 26b is provided on the slide member S, and the guide 26b is fitted to the rail 26a in a state in which the guide 26b is slidable in the axial direction. Thus, the slide member S is guided along the axial direction M.

トグルリンク３は、ボールネジ機構２から入力された駆動力をプレスラム４に出力するものである。本実施形態のトグルリンク３は、リンク連結部３３を介して回動可能に連結された第１リンク３１及び第２リンク３２からなる。リンク連結部３３付近にはボールネジ機構２のスライド部材Ｓが連結され、図示例では、第２リンク３２のリンク連結部３３付近に設けられた入力部３２ａにボールネジ機構２の連結部２５が回転可能に連結される。第１リンク３１の上端部３１ａは側部フレーム１０に回転可能に取付けられ、第２リンク３２の下端部３２ｂにはプレスラム４が回転可能に連結される。以上により、トグルリンク３は、ボールネジ機構２の伸縮動作により、両リンク３１・３２を「く」の字型に折り曲げた状態（図１参照）と、略一直線状にした状態（図２参照）との間で回動可能とされる。尚、トグルリンク３は、外部に露出した状態で設けられるため、側部フレーム１０等を外すことなく容易にメンテナンスを行うことができる。特に、両リンク３１・３２を一直線状にした状態で、リンク連結部３３が側部フレーム１０から外部に出ることで（図２参照）、リンク連結部３３に不具合が生じた場合でも容易にメンテナンスすることができる。 The toggle link 3 outputs the driving force input from the ball screw mechanism 2 to the press ram 4. The toggle link 3 of this embodiment includes a first link 31 and a second link 32 that are rotatably connected via a link connecting portion 33. The slide member S of the ball screw mechanism 2 is connected to the vicinity of the link connecting portion 33. In the illustrated example, the connecting portion 25 of the ball screw mechanism 2 can rotate to the input portion 32a provided near the link connecting portion 33 of the second link 32. Connected to The upper end 31a of the first link 31 is rotatably attached to the side frame 10, and the press ram 4 is rotatably connected to the lower end 32b of the second link 32. As described above, the toggle link 3 has a state in which both links 31 and 32 are bent into a "<" shape by the expansion and contraction operation of the ball screw mechanism 2 (see FIG. 1) and a state in which the links 31 and 32 are substantially straight (see FIG. 2). It is possible to rotate between. Since the toggle link 3 is provided in an exposed state, maintenance can be easily performed without removing the side frame 10 and the like. In particular, when both the links 31 and 32 are in a straight line, the link connecting portion 33 goes out of the side frame 10 (see FIG. 2), so that even if a failure occurs in the link connecting portion 33, maintenance is easily performed. can do.

プレスラム４は、トグルリンク３から伝達された駆動力により所定方向に往復動可能に設けられ、図示例では、その下端部に装着された加工治具５と共に昇降可能に設けられる。図示例の加工治具５は、カシメ加工を行うためのものであり、ポンチ５ａと、ポンチ５ａの外周に設けられた押さえ部材５ｂとを有する。プレスラム４及び加工治具５の下方には、下部フレーム１５に固定されたダイス６が設けられる。ダイス６は、ポンチ５ａの下端部が当接する本体部６ａと、本体部６ａの外周に設けられ、ポンチ５ａの加圧力により外方に開いて分割可能な一対の分割部６ｂとを有する。プレスラム４を下端位置付近まで降下させたときに、ダイス６の上に載置されたワークＷが加工治具５及びダイス６で加圧されるように、加工治具５及びダイス６の位置（高さ）が設定される（図２参照）。 The press ram 4 is provided so as to be able to reciprocate in a predetermined direction by the driving force transmitted from the toggle link 3. In the illustrated example, the press ram 4 is provided so as to be able to move up and down together with the processing jig 5 attached to the lower end portion thereof. The processing jig 5 in the illustrated example is for performing caulking processing, and includes a punch 5a and a pressing member 5b provided on the outer periphery of the punch 5a. A die 6 fixed to the lower frame 15 is provided below the press ram 4 and the processing jig 5. The die 6 has a main body portion 6a with which the lower end portion of the punch 5a abuts, and a pair of split portions 6b that are provided on the outer periphery of the main body portion 6a and can be opened and divided outwardly by the pressing force of the punch 5a. When the press ram 4 is lowered to the vicinity of the lower end position, the positions of the processing jig 5 and the die 6 are set so that the workpiece W placed on the die 6 is pressed by the processing jig 5 and the die 6 ( Height) is set (see FIG. 2).

このトグル加圧ユニットには、プレスラム４の往復動を所定方向（図示例では上下方向）にガイドするガイド機構が設けられる。図示例では、ガイド機構として、第１ガイド部４１及び第２ガイド部４２が設けられる。第１ガイド部４１は、プレスラム４に設けられたガイド４１ａと、側部フレーム１０に固定された上下方向の直線レール４１ｂとからなる。ガイド４１ａ及び直線レール４１ｂは、例えば図３に示すように、水平方向（図中の左右方向）に互いに係合すると共に、上下方向（図中の紙面と直交する方向）に摺動可能な状態で嵌合する。第２ガイド部４１は、プレスラム４の下部に設けられた円筒ガイド４２ａと、下部フレーム１５に固定されたガイド棒４２ｂとからなり、円筒ガイド４２ａの内周面とガイド棒４２ｂの外周面とが上下方向に摺動可能な状態で嵌合している。尚、プレスラム４には、ガイド棒４２ｂとの干渉を回避するために、プレスラム４が降下したときにガイド棒４２ｂが挿入可能な挿入穴４３が設けられる。 This toggle pressurizing unit is provided with a guide mechanism for guiding the reciprocating motion of the press ram 4 in a predetermined direction (vertical direction in the illustrated example). In the example of illustration, the 1st guide part 41 and the 2nd guide part 42 are provided as a guide mechanism. The first guide portion 41 includes a guide 41 a provided in the press ram 4 and a vertical linear rail 41 b fixed to the side frame 10. For example, as shown in FIG. 3, the guide 41a and the linear rail 41b are engaged with each other in the horizontal direction (left-right direction in the figure) and slidable in the vertical direction (direction orthogonal to the paper surface in the figure). Mate with. The second guide portion 41 includes a cylindrical guide 42a provided at the lower portion of the press ram 4 and a guide bar 42b fixed to the lower frame 15, and an inner peripheral surface of the cylindrical guide 42a and an outer peripheral surface of the guide bar 42b are formed. It is fitted so that it can slide in the vertical direction. The press ram 4 is provided with an insertion hole 43 into which the guide rod 42b can be inserted when the press ram 4 is lowered in order to avoid interference with the guide rod 42b.

次に、上記構成のトグル加圧ユニットの動作、特に、プレスラム４を上端位置（図１参照）から下端位置（図２参照）まで降下させる動作を説明する。まず、図１に示す状態から、電動機１を回転駆動し、この回転駆動力により出力軸１３及びカップリング１４を介して、ボールネジ機構２の軸部材２１を回転させる。軸部材２１が回転すると、ボールネジ機構２のスライド部材Ｓが、リニアガイド２６でガイドされながら先端側（トグルリンク３側）にスライドする。こうして電動機１による回転駆動力がボールネジ機構２で軸方向に変換され、この軸方向の駆動力がトグルリンク３に伝達される。 Next, the operation of the toggle pressurizing unit configured as described above, particularly the operation of lowering the press ram 4 from the upper end position (see FIG. 1) to the lower end position (see FIG. 2) will be described. First, the electric motor 1 is rotationally driven from the state shown in FIG. 1, and the shaft member 21 of the ball screw mechanism 2 is rotated through the output shaft 13 and the coupling 14 by this rotational driving force. When the shaft member 21 rotates, the slide member S of the ball screw mechanism 2 slides toward the distal end side (toggle link 3 side) while being guided by the linear guide 26. Thus, the rotational driving force by the electric motor 1 is converted into the axial direction by the ball screw mechanism 2, and this axial driving force is transmitted to the toggle link 3.

ボールネジ機構２のスライド部材Ｓによる押し込み力が、トグルリンク３を介してプレスラム４に伝達される。具体的には、トグルリンク３の入力部３２ａが、ボールネジ機構２のスライド部材Ｓにより軸方向先端側（図示例ではおよそ水平方向左側）に押し込まれる。これにより、トグルリンク３が、第１リンク３１の上端部３１ａを支点として、両リンク３１・３２の屈曲角αが大きくなる方向に回動する。これに伴って、第２リンク３２の下端部３２ｂに連結されたプレスラム４が、第１ガイド部４１及び第２ガイド部４２でガイドされながら降下する。そして、プレスラム４が下端位置付近まで降下すると（図２参照）、加工治具５の押さえ部材５ｂがダイス６に載置されたワークＷに当接し、さらにプレスラム４が降下することで、加工治具５のポンチ５ａとダイス６の本体部６ａとでワークＷが加圧され、ワークに所定の加工（本実施形態ではカシメ加工）が施される。 The pushing force by the slide member S of the ball screw mechanism 2 is transmitted to the press ram 4 via the toggle link 3. Specifically, the input portion 32a of the toggle link 3 is pushed into the tip end side in the axial direction (approximately the left side in the horizontal direction in the illustrated example) by the slide member S of the ball screw mechanism 2. As a result, the toggle link 3 rotates about the upper end portion 31a of the first link 31 in a direction in which the bending angle α of both the links 31 and 32 is increased. Along with this, the press ram 4 connected to the lower end portion 32 b of the second link 32 descends while being guided by the first guide portion 41 and the second guide portion 42. When the press ram 4 is lowered to the vicinity of the lower end position (see FIG. 2), the pressing member 5b of the processing jig 5 is brought into contact with the work W placed on the die 6, and the press ram 4 is further lowered, so that the processing treatment is performed. The workpiece W is pressurized by the punch 5a of the tool 5 and the main body portion 6a of the die 6, and the workpiece is subjected to predetermined machining (in this embodiment, crimping).

尚、電動機１を回転駆動してボールネジ機構２のスライド部材Ｓをスライドさせる際、スライド部材Ｓの先端部（連結部２５）は、トグルリンク３の入力部３２ａの昇降に伴って若干上下方向に移動する。本実施形態では、ボールネジ機構２及び電動機１を固定したモータベース１１がベアリング１２を中心に回転可能に設けられているため、ボールネジ機構２及び電動機１の中心軸Ｍをベアリング１２を中心に回動させることができる。これにより、連結部２５の上下方向移動を中心軸Ｍの回動によって吸収することができるため、スライド部材Ｓのスライド動作、ひいてはプレスラム４の昇降動作をスムーズに行うことができる。 When the electric motor 1 is rotationally driven and the slide member S of the ball screw mechanism 2 is slid, the distal end portion (the connecting portion 25) of the slide member S slightly moves up and down as the input portion 32a of the toggle link 3 moves up and down. Moving. In this embodiment, since the motor base 11 to which the ball screw mechanism 2 and the electric motor 1 are fixed is provided so as to be rotatable around the bearing 12, the central axis M of the ball screw mechanism 2 and the electric motor 1 is rotated around the bearing 12. Can be made. Thereby, since the vertical movement of the connecting portion 25 can be absorbed by the rotation of the central axis M, the slide operation of the slide member S and the up and down operation of the press ram 4 can be performed smoothly.

上記のようなトグル加圧ユニットでは、トグルリンク３の両リンク３１・３２の屈曲角αが小さいとき（図１参照）はプレスラム４の昇降スピードが速く、屈曲角αが大きいとき（図２参照）は、プレスラム４の昇降スピードは遅くなるが、プレスラム４の加圧力が大きくなる。したがって、トグルリンク３を介してプレスラム４を昇降することで、両リンク３１・３２の屈曲角αが小さいとき、すなわち加工が行われないときは、プレスラム４の素早い昇降によりサイクルタイムの短縮が図られ、両リンク３１・３２の屈曲角αが大きいとき、すなわち加工が行われるときは、プレスラム４の大きな加圧力によりワークＷに確実に加工を施すことができる。 In the toggle pressurizing unit as described above, when the bending angle α of both the links 31 and 32 of the toggle link 3 is small (see FIG. 1), the press ram 4 is moved up and down fast and the bending angle α is large (see FIG. 2). ), Although the raising / lowering speed of the press ram 4 is slow, the pressing force of the press ram 4 is increased. Therefore, by raising and lowering the press ram 4 via the toggle link 3, when the bending angle α of both the links 31 and 32 is small, that is, when machining is not performed, the cycle time can be shortened by quickly raising and lowering the press ram 4. When the bending angle α of both the links 31 and 32 is large, that is, when machining is performed, the workpiece W can be reliably machined by the large pressing force of the press ram 4.

また、ボールネジ機構２は、電動機１の回転駆動力よりも大きな軸方向の駆動力を出力する、いわゆる倍力機能を備えているため、電動機１の出力を大きくすることなく、すなわち装置の大型化を招くことなく、プレスラム４の加圧力をさらに大きくすることができる。 Further, since the ball screw mechanism 2 has a so-called boost function that outputs a driving force in the axial direction larger than the rotational driving force of the electric motor 1, it does not increase the output of the electric motor 1, that is, the size of the apparatus increases. The pressure applied to the press ram 4 can be further increased without incurring the above.

また、上記の説明では、プレスラム４を、上端位置（図２のＸ位置）と下端位置（図２のＹ位置）との間を最大ストロークＬ₁で昇降させる場合を示しているが、プレスラム４は必ずしも最大ストロークＬ₁で昇降させる必要は無い。すなわち、ワークＷを加工することができ、且つ、ワークＷの搬入出に支障を来たさなければ、プレスラム４を、上端位置Ｘよりも下方の位置Ｚ（図２の鎖線参照）と下端位置Ｙとの間を比較的短いストロークＬ₂で昇降させてもよい。この場合、プレスラム４のストロークが短縮されることで、サイクルタイムの短縮を図ることができる。特に、多数の打点を加工する際には、プレスラムのストロークを必要最小限として一打点あたりのサイクルタイムを短縮することで、全体のサイクルタイムを大幅に短縮することができる。プレスラム４のストロークは、電動機１の回転を制御することにより調整することができる。本実施形態では、電動機１がサーボモータであるので、所望のプレスラム４の昇降ストロークに合わせて、電動機１の回転方向、回転速度、あるいは回転トルク等を自動的に制御することができる。特に、電動機１の出力軸１３とボールネジ機構２の軸部材２１とをカップリング１４を介して直結しているため、電動機１と軸部材２１との間に遊びは生じず、プレスラム４の位置を高精度に設定することができる。 In the above description, the press ram 4 is moved up and down with the maximum stroke L ₁ between the upper end position (X position in FIG. 2) and the lower end position (Y position in FIG. 2). Does not necessarily have to be moved up and down with the maximum stroke L ₁ . That is, if the workpiece W can be machined and the loading / unloading of the workpiece W is not hindered, the press ram 4 is moved to a position Z below the upper end position X (see the chain line in FIG. 2) and a lower end position. it may be lifting a relatively short stroke L ₂ between Y. In this case, the cycle time can be shortened by shortening the stroke of the press ram 4. In particular, when processing a large number of hit points, the overall cycle time can be greatly reduced by shortening the cycle time per hit point by reducing the stroke of the press ram to the minimum necessary. The stroke of the press ram 4 can be adjusted by controlling the rotation of the electric motor 1. In the present embodiment, since the electric motor 1 is a servo motor, the rotational direction, rotational speed, rotational torque, etc. of the electric motor 1 can be automatically controlled in accordance with the desired lifting stroke of the press ram 4. In particular, since the output shaft 13 of the electric motor 1 and the shaft member 21 of the ball screw mechanism 2 are directly connected via the coupling 14, no play occurs between the electric motor 1 and the shaft member 21, and the position of the press ram 4 is changed. High accuracy can be set.

上記のトグル加圧ユニットには、電動機１に流れる電流値に基づいてワークの状態を管理する管理部が設けられる。本実施形態の管理部７は、例えば図４に示すように、電動機１の電流値を測定する電流値測定部７１と、電流値測定部７１で測定した測定電流値を、正常な加工が行われた場合の基準電流値と比較し、その差が所定範囲内であるか否かを判別する比較判別部７２と、比較判別部７２による判別結果を出力する出力部７３（例えばモニタ）とを備える。 The toggle pressurizing unit is provided with a management unit that manages the state of the workpiece based on the value of the current flowing through the electric motor 1. For example, as shown in FIG. 4, the management unit 7 of the present embodiment performs normal processing on the current value measurement unit 71 that measures the current value of the electric motor 1 and the measurement current value measured by the current value measurement unit 71. A comparison / determination unit 72 that compares the difference with a reference current value in the case where the difference is within a predetermined range, and an output unit 73 (for example, a monitor) that outputs a determination result by the comparison / determination unit 72 Prepare.

管理部７は、以下のようにしてワークＷの状態、すなわち、所定のワークＷが正常にセットされたか否か、及び、ワークＷに正常な加工が施されたか否かを管理する。まず、所定のワークＷが正常にセットされ、正常な加工が行われた場合の電動機１の基準電流値Ｉを取得する。例えば図５に、プレスラム４が１サイクル（１往復）する間、連続的に測定した正常加工時の基準電流値Ｉを時刻ｔに対してプロットした波形を実戦で示す。そして、実際にワークＷの加工を行い、ワークＷを加工している間の電流値Ｉ’を電流値測定部７１で測定する。この測定電流値Ｉ’と前記基準電流値Ｉとが比較判別部７２で比較され、加工が正常に行われたか否かが判別される。すなわち、時刻ｔにおける測定電流値Ｉ’と基準電流値Ｉとの差が所定範囲内であれば、ワークの状態が正常であるみなすことができ、測定電流値Ｉ’と基準電流値Ｉとの差が所定範囲外であれば、ワークの状態に何らかの不具合が生じたとみなすことができる。この判別結果が出力部７３に伝達され、モニタ等に表示される。 The management unit 7 manages the state of the workpiece W, that is, whether or not the predetermined workpiece W has been normally set and whether or not the workpiece W has been processed normally as follows. First, a reference current value I of the electric motor 1 when a predetermined workpiece W is set normally and normal machining is performed is acquired. For example, FIG. 5 shows, in actual battle, a waveform in which the reference current value I during normal machining continuously measured during one cycle (one reciprocation) of the press ram 4 is plotted against time t. Then, the workpiece W is actually processed, and the current value I ′ while the workpiece W is being processed is measured by the current value measuring unit 71. The measured current value I 'and the reference current value I are compared by the comparison / determination unit 72, and it is determined whether or not the processing has been performed normally. That is, if the difference between the measured current value I ′ and the reference current value I at time t is within a predetermined range, the workpiece state can be considered normal, and the measured current value I ′ and the reference current value I If the difference is outside the predetermined range, it can be considered that some trouble has occurred in the state of the workpiece. The determination result is transmitted to the output unit 73 and displayed on a monitor or the like.

例えば、ワークＷの厚さが所定よりも厚い場合、あるいは、板状ワークＷの枚数が所定よりも多い場合の電流値を図５に鎖線Ｉ_aで示す。この場合、加工治具５とワークＷとは、正常なワークを加工する場合より早期に当接する（当接開始位置が図２で示す場合よりも高くなる）ため、図５に示す加工開始予定時刻ｔ₁よりも早くに（左側に）測定電流値Ｉ’の立ち上がり部が形成される。従って、加工開始予定時刻ｔ₁における測定電流値Ｉ₁’は、基準電流値Ｉ₁よりも大きくなっているはずである（Ｉ₁’＞Ｉ₁）。一方、ワークＷの厚さが所定より薄い場合や、板状ワークＷの枚数が所定より少ない場合（あるいはワークＷが全くセットされていない場合）の電流値を図５に鎖線Ｉ_bで示す。この場合、加工治具５とワークＷとは、正常なワークを加工する場合よりも遅れて当接する（あるいは当接しない）ため、図５に示す加工開始予定時刻ｔ₁よりも遅くに（右側）に電流値Ｉ₀の立ち上がり部が形成される。従って、加工開始予定時刻ｔ₁よりも少し後の時刻ｔ₂（例えば電流値Ｉ_bの加工開始時刻）における測定電流値Ｉ₂’は、基準電流値Ｉ₂よりも小さくなっているはずである（Ｉ₂’＜Ｉ₂）。以上より、時刻ｔ₁やｔ₂における測定電流値Ｉ’と、その時刻における基準電流値Ｉとの差が所定範囲を超えていれば、ワークの厚さや枚数、あるいはセット状態に何らかの異常が生じたとみなすことができる。 For example, if the thickness of the workpiece W is larger than a predetermined, or indicated by a chain line I _a current value when the number of the plate-shaped workpiece W is larger than a predetermined in FIG. In this case, the processing jig 5 and the workpiece W abut earlier than when processing a normal workpiece (the abutting start position becomes higher than in the case shown in FIG. 2). A rising portion of the measured current value I ′ is formed earlier (on the left side) than time t ₁ . Therefore, the measured current value I ₁ ′ at the scheduled machining start time t ₁ should be larger than the reference current value I ₁ (I ₁ ′> I ₁ ). On the other hand, if the thickness is thinner than a predetermined or workpiece W, indicating the current value of when the number of the plate-shaped workpiece W is smaller than a predetermined (or if the workpiece W is not completely set) by a chain line I _b in FIG. In this case, since the processing jig 5 and the workpiece W abut (or do not abut) later than when processing a normal workpiece, the processing jig 5 and the workpiece W are later than the scheduled processing start time t ₁ shown in FIG. ), A rising portion of the current value I ₀ is formed. Accordingly, the measured current value I ₂ ′ at time t ₂ (for example, the machining start time of the current value I _b ) slightly after the scheduled machining start time t ₁ should be smaller than the reference current value I _2. (I ₂ '<I ₂ ). From the above, if the difference between the measured current value I ′ at time t ₁ or t ₂ and the reference current value I at that time exceeds a predetermined range, some abnormality occurs in the thickness or number of workpieces or in the set state. Can be regarded as

また、基準電流値Ｉの加工開始予定時刻ｔ₁と加工終了予定時刻ｔ₄との間、すなわち加工が行われている間の任意の時刻ｔ₃における測定電流値Ｉ₃’（図示省略）と基準電流値Ｉ₃とを比較し、これらの差が所定範囲外であれば、電動機１に過大あるいは過小な負荷が加わっていることとなり、所定の加工が行われていないとみなすことができる。 Also, a measured current value I ₃ ′ (not shown) between the scheduled machining start time t ₁ and the scheduled machining end time t ₄ of the reference current value I, that is, at an arbitrary time t ₃ during machining. Compared with the reference current value I ₃ , if these differences are outside the predetermined range, an excessive or excessive load is applied to the electric motor 1 and it can be considered that the predetermined processing is not performed.

このように、電動機１の電流値に基づいてワークＷの状態を管理すれば、加工部を直接測定等で確認する方法と比べて管理作業が容易化され、且つ、加工部が微小であっても品質管理の信頼性の低下を招くことはない。尚、電流値を測定する回数は特に限定されず、１サイクル中に１回測定してもよいし、複数回測定してもよい。あるいは、１サイクル中の電流値を連続して測定し、電流値の波形全体を比較してもよい。 As described above, if the state of the workpiece W is managed based on the current value of the electric motor 1, the management work is facilitated compared with the method of confirming the machining part by direct measurement or the like, and the machining part is very small. However, the reliability of quality control is not reduced. In addition, the frequency | count which measures an electric current value is not specifically limited, You may measure once in 1 cycle and may measure several times. Alternatively, the current value in one cycle may be continuously measured, and the entire waveform of the current value may be compared.

１電動機
２ボールネジ機構
２１軸部材
２２サポートナット
３トグルリンク
３１第１リンク
３２第２リンク
３３リンク連結部
４プレスラム
５加工治具
６ダイス
７管理部
１０側部フレーム
１１モータベース
１２ベアリング
１３出力軸
１４カップリング
１５下部フレーム
Ｓスライド部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 2 Ball screw mechanism 21 Shaft member 22 Support nut 3 Toggle link 31 1st link 32 2nd link 33 Link connection part 4 Press ram 5 Processing jig 6 Die 7 Management part 10 Side frame 11 Motor base 12 Bearing 13 Output shaft 14 Coupling 15 Lower frame S Slide member

Claims

電動機を駆動源とし、電動機による回転駆動力をボールネジ機構及びトグルリンクを介してプレスラムに伝達し、このときのプレスラムの加圧力でワークを加工するトグル加圧ユニット。 A toggle pressurizing unit that uses an electric motor as a drive source, transmits the rotational driving force of the electric motor to the press ram via a ball screw mechanism and a toggle link, and processes the workpiece with the press ram pressure at this time.

ワークにカシメ加工又は穴あけ加工を施すためのものである請求項１記載のトグル加圧ユニット。 The toggle pressurizing unit according to claim 1, which is for subjecting the workpiece to caulking or drilling.

ボールネジ機構が、電動機の出力軸に接続された軸部材と、軸部材に外挿され、トグルリンクに接続されたサポートナットと、軸部材の外周面に形成された螺旋溝とサポートナットの内周面に形成された螺旋溝との間に配された複数のボールとを備え、電動機の回転駆動力で軸部材を回転させることにより、サポートナットを回転軸方向に移動させてトグルリンクを駆動する請求項１又は２記載のトグル加圧ユニット。 The ball screw mechanism includes a shaft member connected to the output shaft of the electric motor, a support nut externally connected to the shaft member and connected to a toggle link, a spiral groove formed on the outer peripheral surface of the shaft member, and an inner periphery of the support nut. A plurality of balls arranged between the spiral grooves formed on the surface and rotating the shaft member by the rotational driving force of the electric motor to move the support nut in the direction of the rotational axis to drive the toggle link The toggle pressurizing unit according to claim 1 or 2.

電動機に流れる電流値に基づいて、ワークの状態を管理する管理部を設けた請求項１〜３の何れかに記載のトグル加圧ユニット。 The toggle pressurizing unit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a management unit that manages a state of the workpiece based on a value of a current flowing through the electric motor.