JP2012125810A - Press device and pressing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上型と下型との間に挟まれたワークをプレス成型するプレス装置、ならびに、このプレス装置を用いるプレス方法の技術に関する。 The present invention relates to a press apparatus for press-molding a work sandwiched between an upper mold and a lower mold, and a technique of a press method using the press apparatus.
従来、プレス装置は、上型と下型との間に挟まれたワークをプレス成型する装置として公知である。例えば、特許文献1は、光学素子等のワークをプレス成型するプレス装置を開示している。 Conventionally, a press apparatus is known as an apparatus for press-molding a workpiece sandwiched between an upper mold and a lower mold. For example, Patent Document 1 discloses a press apparatus that press-molds a work such as an optical element.
プレス装置の性能を表す基準の1つに「平行度」がある。「平行度」とは、上型と下型との相対的な平行度のことである。プレス装置の平行度は、プレス装置の構成部品の剛性、構成部品の組み付け精度、ならびに構成部品の寸法精度等の機械精度によって決定される。そして、プレス装置の平行度は、プレス成型品の製品精度に影響する。平行度が悪いプレス装置では、プレス成型品の製品精度が低下することになる。 One of the criteria representing the performance of a press machine is “parallelism”. “Parallelity” refers to the relative parallelism between the upper mold and the lower mold. The parallelism of the pressing device is determined by the mechanical accuracy such as the rigidity of the components of the pressing device, the assembly accuracy of the components, and the dimensional accuracy of the components. And the parallelism of a press apparatus affects the product precision of a press molded product. In a press device with poor parallelism, the product accuracy of a press-molded product is lowered.
従来のプレス装置では、プレス成型による加工中において、平行度を計測することはできたが、平行度を制御することができなかった。つまり、従来のプレス装置では、平行度の保障がなされていなかった。そのため、プレス成型品の製品精度を保障するためには、プレス装置の機械精度を向上させる必要があった。機械精度の良いプレス装置を製作するためには、プレス装置の費用が嵩むという現状があった。 In the conventional press device, the parallelism could be measured during the press molding, but the parallelism could not be controlled. In other words, the conventional press apparatus has not guaranteed parallelism. Therefore, in order to ensure the product accuracy of the press-molded product, it is necessary to improve the mechanical accuracy of the press device. In order to manufacture a press machine with good mechanical accuracy, there is a current situation that the cost of the press machine increases.
本発明の解決しようとする課題は、上型と下型との平行度を保障できるプレス装置およびプレス方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a pressing device and a pressing method capable of ensuring the parallelism between the upper die and the lower die.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、上型と下型との間に挟まれたワークをプレス成型するプレス装置であって、前記プレス装置は、複数の駆動ユニットと、制御手段と、を具備し、前記各駆動ユニットは、前記上型の一部と前記下型の一部と支持し、前記上型の一部および/または前記下型の一部を上下移動させることによって上型と下型とを近接または離間させ、前記制御手段は、前記ワークを挟むことなく前記上型と前記下型とを嵌合させた該上型および/または該下型の位置を基準位置とし、前記ワークを前記上型と前記下型との間に挟んだ状態で、前記基準位置に基づいて、前記複数の駆動ユニットを同期して駆動制御し、該上型と該下型とを互いに近接させ、前記ワークをプレス成型するものである。 That is, in claim 1, a press device for press-molding a workpiece sandwiched between an upper die and a lower die, wherein the press device comprises a plurality of drive units and a control means, Each drive unit supports a part of the upper mold and a part of the lower mold, and moves the upper mold and the lower mold by moving a part of the upper mold and / or a part of the lower mold up and down. The control means sets the position of the upper mold and / or the lower mold in which the upper mold and the lower mold are fitted to each other without sandwiching the work as a reference position, and the work is The plurality of drive units are driven and controlled synchronously based on the reference position in a state sandwiched between the upper mold and the lower mold, and the upper mold and the lower mold are brought close to each other, and the workpiece Is press-molded.
請求項2においては、上型と下型との間に挟まれたワークをプレス成型するプレス装置を用いるプレス方法であって、前記プレス装置は、複数の駆動ユニットと、制御手段と、を具備し、前記各駆動ユニットは、前記上型の一部と前記下型の一部と支持し、前記上型の一部および/または前記下型の一部を上下移動させることによって上型と下型とを近接または離間させ、前記制御手段によって、前記ワークを挟むことなく前記上型と前記下型とを嵌合させた該上型および/または該下型の位置を基準位置とし、前記ワークを前記上型と前記下型との間に挟んだ状態で、前記制御手段によって、前記基準位置に基づいて、前記複数の駆動ユニットを同期して駆動制御し、該上型と該下型とを互いに近接させ、前記ワークをプレス成型するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a pressing method using a press device for press-molding a work sandwiched between an upper die and a lower die, the press device comprising a plurality of drive units and a control means. Each drive unit supports a part of the upper mold and a part of the lower mold, and moves the upper mold and the lower mold by vertically moving a part of the upper mold and / or a part of the lower mold. The position of the upper mold and / or the lower mold in which the upper mold and the lower mold are fitted without causing the work to be sandwiched between the upper mold and the lower mold is set as a reference position. In a state where the upper die and the lower die are sandwiched between the upper die and the lower die. That press the workpieces close to each other A.
本発明のプレス装置およびプレス方法によれば、プレス成形時に上型と下型との平行度を保障できる。 According to the press apparatus and the press method of the present invention, the parallelism between the upper mold and the lower mold can be ensured during press molding.
図1を用いて、プレス装置10について説明する。
なお、図1(A)は、プレス装置10の平面図を示している。また、図1(B)は、プレス装置10の正面図を示している。また、以下では、図1(A)に示す前後方向、図1(B)に示す上下方向、図1(A)および図1(B)に示す左右方向をプレス装置10のそれぞれの方向として説明する。さらに、図1の説明では、駆動ユニット20A・20B・20C・20Dを共通して説明する場合には、単に駆動ユニット20として説明する。
The
FIG. 1A shows a plan view of the
プレス装置10は、本発明のプレス装置の実施形態である。プレス装置10は、上型30と下型40との間に挟まれたワーク(図示略)をプレス成型する装置である。プレス装置10は、駆動ユニット20A・20B・20C・20Dと、上型30と、下型40と、フレーム60と、を具備している。
The
プレス装置10には、4つの駆動ユニット20A・20B・20C・20Dが設けられている。駆動ユニット20Aは、上型30前左部分と下型40の前左部分とを支持し、上型30の前左部分を上下移動させるものである。駆動ユニット20Bは、上型30後左部分と下型40の後左部分とを支持し、上型30の後左部分を上下移動させるものである。駆動ユニット20Cは、上型30の後右部分と下型40の後右部分とを支持し、上型30の後右部分を上下移動させるものである。駆動ユニット20Dは、上型30の前右部分と下型40の前右部分とを支持し、上型30の前右部分を上下移動させるものである。
The
駆動ユニット20A・20B・20C・20Dは、フレーム60によって固定された下型40に対し、上型30を近接または離間するユニットである。それぞれの駆動ユニット20A・20B・20C・20Dは、駆動装置50A・50B・50C・50Dを具備している。なお、駆動ユニット20A・20B・20C・20Dの構成については、詳細は後述する。
The
上型30は、駆動ユニット20によって、下型40に対して近接または離間されるものである。上型30は、上型本体31と、上型フレーム32と、を具備している。上型本体31は、上型フレーム32に装着されている。上型フレーム32は、後述する上型連結部21によって、駆動ユニット20に支持されている。
The
下型40は、フレーム60によって固定されているものである。下型40は、下型本体41と、下型フレーム42と、を具備している。下型本体41は、下型フレーム42に装着されている。下型フレーム42は、下型連結部22によって、駆動ユニット20に支持されている。
The
フレーム60は、下型40および駆動ユニット20を支持するものである。より詳しくは、フレーム60は、下型40の下型フレーム42を固定して支持するものである。
The
なお、プレス装置10は、上型30を駆動ユニット20によって下降させて、フレーム60によって固定された下型40に対して近接させ、上型30と下型40との間に挟まれたワークをプレス成型する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動ユニット20によって上型30を下降させるとともに下型40を上昇させて両者を近接させ、上型30と下型40との間に挟まれたワークをプレス成型する構成であっても良い。さらに、上型30の上下位置を固定し、下型40を駆動ユニット20によって上昇させることにより、両者を近接させる構成であっても良い。
The
図2を用いて、駆動ユニット20について説明する。
なお、図2の紙面に向かって右上には、球面荷重受け部34A・34Bの構成を示す断面図を示している。また、図2の紙面に向かって右下には、駆動装置50の構成を示す一部断面図を示している。さらに、図2の説明では、駆動ユニット20A・20B・20C・20D、および、それらの構成部品を共通して説明し、単に駆動ユニット20、および、その構成部品としてのモータ51等として説明する。
The
2 is a cross-sectional view showing the configuration of the spherical
駆動ユニット20は、上型連結部21と、下型連結部22と、ボールネジ23と、駆動装置50と、を具備している。上型連結部21およびボールネジ23は、一体的に構成されている。
The
上型連結部21は、球面荷重受け部34A・34Bによって、上型フレーム32を支持している。球面荷重受け部34Aは、球面凸部32Aと、球面凹部35Aと、を具備している。球面凸部32Aは、略半球面形状に形成され、上型フレーム32の上面において上向きに凸形状が向くように形成されるものである。球面凸部32Aおよび上型フレーム32は、所定の隙間Cを設けて、上型連結部21に挿嵌されている。球面凹部35Aは、略半球面形状に形成され、上型連結部21に挿嵌され、下向きに凹形状が向くように配置されている。
The upper
球面荷重受け部34Bは、球面凸部32Bと、球面凹部35Bと、を具備している。球面凸部32Bは、略半球面形状に形成され、上型フレーム32の下面において下向きに凸形状が向くように形成されるものである。球面凸部32Bは、上述した球面凸部32Aおよび上型フレーム32とともに、所定の隙間Cを設けて、上型連結部21に挿嵌されている。球面凹部35Bは、略半球面形状に形成され、上型連結部21に挿嵌され、上向きに凹形状が向くように配置されている。
The spherical
このような構成とすることで、球面凸部32A、上型フレーム32および球面凸部32Bは、所定の隙間Cの範囲で上型連結部21に対し傾斜することができる。このとき、球面凸部32Aおよび球面凸部32Bは、球面荷重受け部34A・34Bに対し滑動する。すなわち、駆動ユニット20は、上型30を傾斜させた状態で支持することができる。
With such a configuration, the spherical
ここで、下型40は、フレーム60によって固定して支持されているものの、必ずしも厳密に水平度が保障されているわけではない。しかし、駆動ユニット20は、上型30を傾斜させた状態で支持することができる。そのため、駆動ユニット20は、上型30を下型40に対して平行にさせた状態で支持することができる。
Here, although the
下型連結部22は、下型フレーム42を固定して支持している。上述したように下型フレーム42は、フレーム60に固定され支持されている。そのため、下型連結部22および下型フレーム42は、フレーム60によって一体的に固定して支持される。
The lower
駆動装置50は、下型連結部22に固定して支持されている。上述したように下型連結部22および下型フレーム42は、フレーム60によって一体的に固定して支持されている。そのため、駆動装置50、下型連結部22および下型フレーム42は、フレーム60によって一体的に固定して支持されている。
The driving
駆動装置50は、モータ51と、減速機52と、歯車53と、ナット54と、複数のボール55と、を具備している。モータ51は、コントローラに接続されている。減速機52の入力軸は、モータ51に接続され、モータ51によって駆動される。歯車53は、減速機52の出力軸に固設され、減速機52によって駆動される。ナット54は、歯車53と歯合され、歯車53を介して減速機52によって駆動される。ボール55は、ボールネジ23とナット54と間で転がり回転する構成とされている。
The
このような構成とすることで、駆動ユニット20は、モータ51を駆動することによって、減速機52および歯車53を介して、ナット54を回転させ、ボール55の転がりを介して、ボールネジ23を上下移動させ、同時に上型連結部21を上下移動させることができる。つまり、駆動ユニット20は、上型30を上下移動させることができる。
With such a configuration, the
図3を用いて、プレス装置10の制御構成について説明する。
なお、図3では、電気信号線を2点鎖線の矢印で示している。また、図3の説明では、駆動装置50A・50B・50C・50D、および、それらの構成部品を共通して説明し、単に駆動装置50、および、その構成部品としてモータ51等として説明する。
The control configuration of the
In FIG. 3, electric signal lines are indicated by two-dot chain arrows. In the description of FIG. 3, the
プレス装置10は、制御構成として、駆動装置50A・50B・50C・50Dと、コントローラ70と、を具備している。駆動装置50は、制御構成として、モータ51と、減速機52と、サーボアンプ71と、エンコーダ72と、を具備している。サーボアンプ71は、コントローラ70と、エンコーダ72と、モータ51と、に接続されている。サーボアンプ71は、減速機52の回転角度をフィードバックして目標の回転角度に追従するように自動で作動するものである。上述したように、モータ51は、サーボアンプ71に接続され、減速機52を駆動するものである。上述したように、減速機52の入力軸は、モータ51に接続され、モータ51によって駆動されるものである。減速機52の出力軸には、エンコーダ72が設けられている。エンコーダ72は、減速機52の入力軸の回転角度を検出するセンサである。このような構成とすることで、駆動装置50は、減速機52を目標の回転角度となるように駆動することができる。
The
コントローラ70は、サーボアンプ71A・71B・71C・71Dと接続されている。コントローラ70は、駆動装置50A・50B・50C・50Dを同期させて、駆動ユニット20A・20B・20C・20Dによって、上型30を上下移動させる機能を有している。なお、駆動装置50A・50B・50C・50Dの同期とは、減速機52A・52B・52C・52Dを同じ目標の回転角度となるように駆動することである。
The
図4を用いて、プレス制御の流れについて説明する。
なお、図4では、プレス装置10による作業ステップを枠囲いで示し、作業者または他の設備ロボット等による作業ステップ(ステップS140)については括弧書きで示している。
The flow of press control will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, work steps by the
プレス制御は、本発明のプレス方法の実施形態である。プレス制御は、上述したプレス装置10を用いて、上型30と下型40との間に挟まれたワークをプレス成型するプレス方法である。
Press control is an embodiment of the press method of the present invention. The press control is a press method in which the workpiece sandwiched between the
ステップS100において、プレス制御が開始される。このとき、プレス装置10では、上型30と下型40との間にはワークが挟まれていない状態である。
In step S100, press control is started. At this time, in the
ステップS110において、コントローラ70は、上型30と下型40とを嵌合(すなわち型閉)させる。このとき、下型40は、フレーム60によって固定して支持されている。そのため、コントローラ70は、上型30を下降端まで下降させて、上型30と下型40とを嵌合させる。また、上型30を下降させて、上型30と下型40とを嵌合させるときには、各駆動装置50A・50B・50C・50Dは独立して制御可能に構成されているため、上型30が下型40の姿勢に応じた姿勢で(上型30の下面と下型40の上面とが全体にわたって当接した状態で)嵌合することができる。したがって、上型30と下型40とが嵌合したときには、上型30と下型40とは平行となる。
In step S110, the
ステップS120において、コントローラ70は、上型30の基準位置D0を決定する。上型30の基準位置D0とは、上型30と下型40とが嵌合したときの上型30の上型位置Dである。具体的には、駆動装置50A・50B・50C・50Dの負荷がそれぞれ0となった位置である。言い換えれば、駆動装置50A・50B・50C・50Dがそれ以降上型30を下降させることができなくなった位置である。プレス制御では、基準位置D0における上型30の姿勢について、下型40に対して平行な姿勢であるとして上型30を上下移動させてプレス制御を実施する。
In step S120, the
ステップS130において、コントローラ70は、基準位置D0に基づいて、駆動装置50A・50B・50C・50Dをそれぞれ同期させて、上型30を上昇させる。このとき、駆動装置50A・50B・50C・50Dが同期して制御されているので、基準位置D0における上型30の下型40に対する平行度は維持されている。なお、平行度とは、上型30と下型40との相対的な平行度のことである。
In step S130, the
ステップS140において、作業者または他の設備ロボット等は、上型30と下型40との間にワークを挟む。
In step S <b> 140, the worker or another equipment robot or the like sandwiches the workpiece between the
ステップS150において、コントローラ70は、基準位置D0に基づいて、駆動装置50A・50B・50C・50Dをそれぞれ同期させて、上型30を下降させる。このとき、駆動装置50A・50B・50C・50Dが同期して制御されているので、基準位置D0における上型30の下型40に対する平行度は維持されている。
In step S150, the
ステップS160において、コントローラ70は、基準位置D0に基づいて、駆動装置50A・50B・50C・50Dをそれぞれ同期させて、上型30をさらに下降させて、上型30と下型40との間に挟まれたワークをプレス成型する。このとき、駆動装置50A・50B・50C・50Dが同期して制御されているので、基準位置D0における上型30の下型40に対する平行度は維持されている。
In step S160, the
なお、ステップS110およびステップS120については、1回のプレス成型を実施する毎に実施する必要はない。例えば、プレス成型品のロットの開始時にステップS110およびステップS120を実施し、以降の同じロットのプレス成型品を成型するときは、ステップS130およびステップS160を繰り返してプレス成型を実施する構成としても良い。 Note that step S110 and step S120 need not be performed each time one press molding is performed. For example, steps S110 and S120 are performed at the start of a lot of press-molded products, and when press-molded products of the same lot thereafter are molded, step S130 and step S160 may be repeated to perform press molding. .
また、コントローラ70は、ステップS130およびステップS150において、駆動装置50A・50B・50C・50Dが同期できない場合、すなわち、駆動装置50A・50B・50C・50Dを同じ目標の回転角度に駆動できない場合には、プレス装置10が異常であると判断し、プレス装置10を停止する。
In addition, in step S130 and step S150, when the
プレス制御の効果について説明する。
プレス制御によれば、上型30と下型40との平行度を保障できる。ここで、上型30と下型40との平行度が最も保障されるのは、上型30と下型40とがワークを挟むことなく嵌合したときである。プレス制御では、上型30と下型40とがワークを挟むことなく嵌合したときを基準位置D0としている。そして、プレス制御では、この基準位置D0に基づいて、駆動装置50A・50B・50C・50Dを同期させて、上型30を上下移動させてプレス成型を実施している。つまり、プレス制御によれば、基準位置D0の平行度がプレス成型時であっても保障されている。
The effect of press control will be described.
According to the press control, the parallelism between the
また、プレス装置の平行度は、プレス装置の構成部品の剛性、構成部品の組み付け精度、ならびに構成部品の寸法精度等の機械精度によって決定される。そして、プレス装置の平行度は、プレス成型品の製品精度に影響する。従来、プレス成型品の製品精度を保障するためには、プレス装置の機械精度を向上させる必要があった。機械精度の良いプレス装置を製作するためには、プレス装置の費用が嵩むという現状があった。しかし、プレス装置10を用いるプレス制御によれば、上型30と下型40との平行度を保障できる。そのため、プレス装置10の機械精度を向上させる必要がなく、プレス装置10の費用を抑えることができる。
Further, the parallelism of the pressing device is determined by the mechanical accuracy such as the rigidity of the components of the pressing device, the assembly accuracy of the components, and the dimensional accuracy of the components. And the parallelism of a press apparatus affects the product precision of a press molded product. Conventionally, in order to guarantee the product accuracy of a press-molded product, it has been necessary to improve the mechanical accuracy of the press device. In order to manufacture a press machine with good mechanical accuracy, there is a current situation that the cost of the press machine increases. However, according to the press control using the
さらに、プレス成型では、プレス成型品によって求められる平行度は様々である。しかし、プレス装置10を用いるプレス制御によれば、保障できる平行度を設定できるため、様々な平行度の要求に対応できる。つまり、プレス装置10は、プレス成型の汎用性を向上している。
Furthermore, in press molding, the parallelism required by the press-molded product varies. However, according to the press control using the
さらに、プレス制御によれば、プレス成形時に上型30と下型40との平行度を保障できる。言い換えれば、複雑な形状をプレス成型するときには、プレス成型時の偏心荷重の大きさを低減でき、同時に荷重分布の変化を均一にできる。
Furthermore, according to the press control, the parallelism between the
10 プレス装置
20 駆動ユニット
30 上型
40 下型
50 駆動装置
51 モータ
52 減速機
70 コントローラ
71 サーボアンプ
72 エンコーダ
D0 基準位置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記プレス装置は、
複数の駆動ユニットと、制御手段と、を具備し、
前記各駆動ユニットは、
前記上型の一部と前記下型の一部と支持し、前記上型の一部および/または前記下型の一部を上下移動させることによって上型と下型とを近接または離間させ、
前記制御手段は、
前記ワークを挟むことなく前記上型と前記下型とを嵌合させた該上型および/または該下型の位置を基準位置とし、
前記ワークを前記上型と前記下型との間に挟んだ状態で、
前記基準位置に基づいて、前記複数の駆動ユニットを同期して駆動制御し、該上型と該下型とを互いに近接させ、前記ワークをプレス成型する、
プレス装置。 A press device for press-molding a workpiece sandwiched between an upper die and a lower die,
The press device
Comprising a plurality of drive units and control means;
Each drive unit is
Supporting the part of the upper mold and the part of the lower mold, and moving the part of the upper mold and / or the part of the lower mold up and down to bring the upper mold and the lower mold closer to or away from each other;
The control means includes
The position of the upper mold and / or the lower mold in which the upper mold and the lower mold are fitted without sandwiching the workpiece is set as a reference position,
With the workpiece sandwiched between the upper mold and the lower mold,
Based on the reference position, the plurality of drive units are driven and controlled synchronously, the upper die and the lower die are brought close to each other, and the workpiece is press-molded.
Press device.
前記プレス装置は、
複数の駆動ユニットと、制御手段と、を具備し、
前記各駆動ユニットは、
前記上型の一部と前記下型の一部と支持し、前記上型の一部および/または前記下型の一部を上下移動させることによって上型と下型とを近接または離間させ、
前記制御手段によって、前記ワークを挟むことなく前記上型と前記下型とを嵌合させた該上型および/または該下型の位置を基準位置とし、
前記ワークを前記上型と前記下型との間に挟んだ状態で、前記制御手段によって、前記基準位置に基づいて、前記複数の駆動ユニットを同期して駆動制御し、該上型と該下型とを互いに近接させ、前記ワークをプレス成型する、
プレス方法。
A press method using a press device for press-molding a workpiece sandwiched between an upper die and a lower die,
The press device
Comprising a plurality of drive units and control means;
Each drive unit is
Supporting the part of the upper mold and the part of the lower mold, and moving the part of the upper mold and / or the part of the lower mold up and down to bring the upper mold and the lower mold closer to or away from each other;
The position of the upper mold and / or the lower mold in which the upper mold and the lower mold are fitted without sandwiching the workpiece by the control means is set as a reference position,
In a state where the workpiece is sandwiched between the upper mold and the lower mold, the control means controls driving of the plurality of drive units synchronously based on the reference position, and the upper mold and the lower mold are controlled. The molds are brought close to each other, and the workpiece is press-molded.
Press method.
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