JP3132889U

JP3132889U - サーボプレス装置

Info

Publication number: JP3132889U
Application number: JP2007002599U
Authority: JP
Inventors: 准一伊藤
Original assignee: 伊藤工業株式会社
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2017-04-12

Abstract

【課題】汎用サーボモータにより作動する動力伝達機構を用いることで必要なパワーの出力が可能でスライドの位置及び速度を正確に制御することができ、機械全体のコストの低廉化を可能としたサーボプレス装置を提供する。
【解決手段】上枠６の上面両側に取付けられた一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２に対応させて、スライド５と上枠６の対向両面の左右両側に上下端部が取付けられた２組の対称構造となるトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を備え、該トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２の前後方向中間にあって枢動可能に連結されて上枠６下方に挿通支持され、上記サーボモータＳＭ１，ＳＭ２によって回転駆動されるボールネジ１０に螺合して螺子部材を上下移動可能に設け、ボールネジ１０の回転により上下移動する螺子部材により両トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を上枠６に対し伸縮させてスライド５を上下に移動するよう構成される。
【選択図】図２

Description

本考案は、サーボプレス装置に係り、さらに詳しくは、サーボモータを駆動源とするサーボプレス装置の改良に関するものである。

従来より、加工ワークの大きさ、形状、成形条件などの異なる夫々の適用分野に応じて、小型、中型の様々なプレス機械が適用されており、大型プレス機械は特に深絞り加工の分野に多く使用されている。大型プレス機械の動力伝達機構として、例えばリンク機構が一般的に知られており、スライドが上記動力伝達機構により上下駆動されるようになっている。

上記動力伝達機構を構成するメインギヤは、ギヤトレイン、クラッチ、フライホィールを介して電動メインモータに接続されており、この電動メインモータにより上記クラッチ及びギヤトレインを介して上記メインギヤが回転されるようになっている。

上記のような大型プレス機械では、深絞り加工時の成形条件を様々なワークに対応させるために、加工時のスライドの成形速度を変更可能とする点や、スライドのストローク長さ（上死点、下死点間の長さ）を可変とする点、及び偏荷重に起因するスライドの傾きを補正する点が課題となっている。

ところで、上記成形速度を変更する際は、従来は上記電動メインモータの回転数の変更によって対応しているが、この場合はプレス運転の１サイクル時間が変更されることになるので、例えば成形速度を遅くすると１サイクル時間も長くなって生産性が低下し、また、上記スライドストローク長さを可変とする点では従来の構成では対応できない。さらに、スライドの傾きを補正する点では、金型側で調整する必要があった。

このようなことから、近年では中小型プレス機械では、スライドをサーボモータで所定の動力伝達機構を介して直接駆動し、そのモーションを精密に制御したサーボプレス装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２７７７９９号公報

上記のサーボプレス装置は、フレームの下部に水平に配設されるボルスターの上面には金型が取着され、上記フレームの上部にはサーボモータ、及びこのサーボモータの回転力を上記スライドに往復運動として伝達する動力伝達機構が装着されている。

上記サーボモータには、例えばパルスジェネレータなどのような回転速度を検出する速度検出手段が設けられており、サーボモータの回転速度は、サーボ制御装置による電流の制御によって制御され、サーボモータの回転力は上記動力伝達機構に伝達される。

しかしながら、中小型プレス機械におけるサーボプレスのスライドを往復運動する動力伝達機構では、重量が重くなるとこれを高速で制御し上記スライドの位置及び速度を精密に制御するために大きな出力が可能な大型のサーボモータが必要となる。

従って、現状では実用的に使用可能な大きなパワーを出力する大型サーボモータの入手が困難なため、特注品となることから機械全体のコストが高くなる問題を有していた。

本考案は、このような問題点に着目してなされたもので、汎用サーボモータにより作動する動力伝達機構を用いることで必要なパワーの出力が可能でスライドの位置及び速度を正確に制御することができ、機械全体のコストの低廉化を可能としたサーボプレス装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本考案の請求項１に記載のサーボプレス装置は、プレス機械１の基台２上に支持され上面に下金型Ｍ１を取付けたボルスター３と、上記基台２に立設保持された４本の脚柱４に上下移動可能に挿通支持されて上記ボルスター３上面の下金型Ｍ１に対向するよう下面に上金型Ｍ２を取付けたスライド５と、上記４本の脚柱４の上端に取付けられて上記スライド５の上面に対向配置される上枠６と、該上枠６の上面に取付けられたサーボモータと、上記スライド５と上枠６の間に介装され上記サーボモータによって上記スライド５を上下移動する動力伝達機構とから成るサーボプレス装置に於いて、上記サーボモータは一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２から成り、上記動力伝達機構は、上記スライド５と上枠６の対向する両面の左右両側に互いに離間して上下端部が取付けられた対称構造であって、上記上枠６の上面両側に互いに離間して取付けられた上記一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２に対応するよう配置されて連繋動作する２組のトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を備え、上記トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２は、対称構造となる前後方向の中間に配設されて互いに枢動可能に連結されるトグル作動手段８を上記一対のサーボモータＳＭ１，ＳＭ２の回転駆動力によって上下移動可能に設け、上記トグル作動手段８は、上記サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の出力軸に連結されて下方に臨むよう上記上枠６に挿通支持されたボールネジ１０に螺合し、上記両サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の起動により回転駆動される上記ボールネジ１０により上下移動する螺子部材とそれぞれ枢動可能に係合する両トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を上記上枠６に対し伸縮させて上記スライド５を上記ボルスター３に対して上下移動するように構成したことを特徴とするサーボプレス装置である。
上記のサーボプレス装置によれば、一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２が起動されると、回転駆動されるボールネジ１０により螺子部材１２が上下移動することで、上記螺子部材１２と枢動可能に係合した両トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２が上枠に対し伸縮してスライド５がボルスター３に対して上下移動する。上記スライド５が下降移動する際は、一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２により駆動される２組のトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２によって上記スライド５に必要なパワーが与えられる。

本考案は以下の効果を奏する。

請求項１に記載の考案によれば、一対の汎用サーボモータを用いて駆動されるトグル機構を備えた動力伝達機構を介してスライドの上下移動を行うよう構成することで、必要なパワーの出力が可能でスライドの位置及び速度を正確に制御することができ、機械全体のコストの低廉化を図ることができる。

本考案の実施例を以下に説明する。

図１〜図５には、本考案の実施例が示されている。図１は本考案に係るサーボプレス装置であって、一対の汎用サーボモータを用いてスライドの上下移動を行う動力伝達機構を備えたサーボプレス装置の正面図、図２はサーボプレス装置のＸ矢視図、図３はサーボプレス装置の平面図、図４は動力伝達機構によりスライドが上昇した状態を示し（ａ）は動力伝達機構の拡大正面図、（ｂ）は動力伝達機構の拡大側面図、図５は動力伝達機構によりスライドが下降した状態を示し（ａ）は動力伝達機構の拡大正面図、（ｂ）は動力伝達機構の拡大側面図である。

図１〜図３において、サーボプレス装置（以下プレス機械１と称する）は、上記プレス機械１の基台（ベッド）２上には、下金型Ｍ１を取付けるためのボルスター３が装着されており、このボルスター３上には特に図示しないが加工位置に金型を取付けるためのクランパーが配設されている。

上記基台２には４本の脚柱４が立設保持しており、これら４本の脚柱４には上記ボルスター３に対向してスライド５が上下移動可能に挿通支持されており、上記スライド５の下面には上記下金型Ｍ１に対向するように上金型Ｍ２が取付けられている。

更に、上記スライド５を挿通した4本の脚柱４の上端には上記スライド５に対向して上枠６が取付けられ、この上枠６の上面には対角線方向に離間して一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２が取付けられている。

そして、上記スライド５と上枠６の間には、上記汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２によって上記スライド５を上下移動する一対の動力伝達機構ＴＧ１，ＴＧ２が介装されている。

上記動力伝達機構ＴＧ１，ＴＧ２は２組のトグル機構から成り、上記スライド５と上枠６の対向する両面の左右両側に互いに離間して上下端部が取付けられた一対の対称構造であって、上記上枠６上の一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２に対応するよう連繋動作するように配置されている。また、上枠６の中央にはガイド支柱Ｇが挿通保持されており、このガイド支柱Ｇの下端は上記スライド５の中央上面に取着されており、スライド５が上下移動する際の案内としている。

上記トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２は、図２に示すように対称構造となる前後方向の中間に配設されて互いに枢動可能に連結されるトグル作動手段８を上記一対のサーボモータＳＭ１，ＳＭ２の回転駆動力によって上下移動可能に設けられている。

上記トグル作動手段８は、上記サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の出力軸に連結されて上記上枠６の下方に臨むよう上記上枠６に垂直に挿通支持されたボールネジ１０に螺合し、上記両サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の起動により回転駆動される上記ボールネジ１０により上下移動する螺子部材１２とそれぞれ枢動可能に係合する両トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を上記上枠６に対し伸縮させて上記スライド６を、上記ボルスター３に対して上下移動するように構成されている。

詳しくは、上記螺子部材１２は、上記上枠６に取付けられたホルダＨに回転自在に軸支されたボールネジ１０が、その上端に取着された従動プーリと上記両サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の出力軸にそれぞれ取付けられた駆動プーリーとの間に掛け渡されたベルトを介して正逆回転することで、上下に移動可能に構成されている。

上記トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２は、図４（ａ）、（ｂ）及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、上記上枠６の下面に取付けられた上部ホルダ１４と、上記スライド６の上面に取付けられた下部ホルダ１５と、上部ホルダ１４の支持軸１６に一端が枢動自在に軸支され他端が枢軸１８に枢着された第１リンク部材Ｌ１と、上記螺子部材１２両側の支軸２２に一端が支持され他端が上記第１リンク部材Ｌ１の枢軸１８に枢着された第２リンク部材Ｌ２と、上記下部ホルダ１５の支持軸２０に一端側に形成された一対のアームＲが枢動自在に軸支され他端が上記枢軸１８に枢着された第３リンク部材Ｌ３とから構成されている。

上記のように構成されたプレス機械１が初期状態では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように上記スライド６が上昇端に保持された状態で上記一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２は、停止状態にある。

この状態では、螺子部材１２が上昇端に保持されており、上記螺子部材１２と係合しているトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２が上枠６に対し縮小されて上記スライド６が上昇端に位置し、これによって上金型Ｍ２は上記スライド６と共に上昇端に位置している。

次に、プレス機械１によってプレス加工を開始する際は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２を起動することで、両ボールネジ１０が同時に一方向に回転駆動されて螺子部材１２が下降移動する。

この下降移動によって第２リンク部材Ｌ２の一端を支持している支軸２２が下降して、他端側の枢軸１８を下方に移動しつつ第１リンク部材Ｌ１を上部ホルダ１４の支持軸１６を中心として上記プレス機械１の両外側に揺動する。

これによって、今まで内側に傾斜していた第３リンク部材Ｌ３を、下部ホルダ１５の支持軸２０を中心として上記プレス機械１の両外側に揺動して起立することで、上昇端に位置していたスライド５が4本の脚柱４に案内されて下降移動し、これによってスライド５下面の上金型Ｍ２とボルスター３上の下金型Ｍ１によってワークのプレス加工が行われる。このプレス加工に際し、２組のトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２によって上記スライド５に必要なパワーが与えられる。

このように、従来のように大型のサーボモータを使用せずに、一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２を用いてトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を備えた動力伝達機構によりスライド６を上下移動するよう構成することで、必要なパワーの出力が可能でスライド６の位置及び速度を正確に制御することができ、プレス機械全体のコストの低廉化を図ることができる。

本考案に係るサーボプレス装置であって、一対の汎用サーボモータを用いてスライドの上下移動を行う動力伝達機構を備えたサーボプレス装置の正面図である。本考案に係る図１のＸ矢視図である。本考案に係るサーボプレス装置の平面図である。動力伝達機構によりスライドが上昇した状態を示し（ａ）は動力伝達機構の拡大正面図、（ｂ）は動力伝達機構の拡大側面図である。動力伝達機構によりスライドが下降した状態を示し（ａ）は動力伝達機構の拡大正面図、（ｂ）は動力伝達機構の拡大側面図である。

符号の説明

１プレス機械（サーボプレス装置）
２ベッド（基台）
３ボルスター
４脚柱
５スライド
６上枠
８トグル作動手段
１０ボールネジ
１２螺子部材
１４上部ホルダ
１５下部ホルダ
１６支持軸
１８枢軸
２０支持軸
２２支軸
Ｈホルダ
Ｌ１第１リンク部材
Ｌ２第２リンク部材
Ｌ３第３リンク部材
Ｍ１下金型
Ｍ２上金型
Ｒアーム
ＳＭ１，ＳＭ２汎用サーボモータ
ＴＧ１，ＴＧ２トグル機構（動力伝達機構）

Claims

プレス機械１の基台２上に支持され上面に下金型Ｍ１を取付けたボルスター３と、上記基台２に立設保持された４本の脚柱４に上下移動可能に挿通支持されて上記ボルスター３上面の下金型Ｍ１に対向するよう下面に上金型Ｍ２を取付けたスライド５と、上記４本の脚柱４の上端に取付けられて上記スライド５の上面に対向配置される上枠６と、該上枠６の上面に取付けられたサーボモータと、上記スライド５と上枠６の間に介装され上記サーボモータによって上記スライド５を上下移動する動力伝達機構とから成るサーボプレス装置に於いて、
上記サーボモータは一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２から成り、上記動力伝達機構は、上記スライド５と上枠６の対向する両面の左右両側に互いに離間して上下端部が取付けられた対称構造であって、上記上枠６の上面両側に互いに離間して取付けられた上記一対の汎用サーボモータＳＭ１，ＳＭ２に対応するよう配置されて連繋動作する２組のトグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を備え、
上記トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２は、対称構造となる前後方向の中間に配設されて互いに枢動可能に連結されるトグル作動手段８を上記一対のサーボモータＳＭ１，ＳＭ２の回転駆動力によって上下移動可能に設け、上記トグル作動手段８は、上記サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の出力軸に連結されて下方に臨むよう上記上枠６に挿通支持されたボールネジ１０に螺合し、上記両サーボモータＳＭ１，ＳＭ２の起動により回転駆動される上記ボールネジ１０により上下移動する螺子部材とそれぞれ枢動可能に係合する両トグル機構ＴＧ１，ＴＧ２を上記上枠６に対し伸縮させて上記スライド５を上記ボルスター３に対して上下移動するように構成したことを特徴とするサーボプレス装置。