JP3983924B2

JP3983924B2 - Screw press machine

Info

Publication number: JP3983924B2
Application number: JP12324699A
Authority: JP
Inventors: 久雄小林
Original assignee: ENOMOTO MACHINE CO., LTD.
Current assignee: ENOMOTO MACHINE CO., LTD.
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP2000312999A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータ駆動によりフライホィールを増速させるスクリュープレス装置に係り、特にクラッチ機構を介さずに直接フライホィールの回転数を制御することで、クラッチ機構を用いた場合のクラッチ摩擦熱の変化に起因する摩擦伝達率の変化、そしてその結果発生する加工荷重のばらつきを解消して、加工エネルギをより均一化できるようにし、またワークの大小や形状に応じて加工エネルギを自在に調節できるようにした、高精度で高能率な加工が可能なスクリュープレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリュープレス装置は、回転指定フライホィールの持つ運動エネルギをねじ機構によって直線運動に変換し、上型及び下型とで成形素材を押圧してプレス加工するプレス装置であり、ストロークを長く取れること、経済的に少量生産できることなど、他のプレス装置にない多くの特長を持ち、ボルト頭部の成形、コイニングなどの作業に多用されている。
【０００３】
そして従来のスクリュープレス装置の成形のためのエネルギは、クラッチ機構によって回転する摩擦盤とフライホィールとの間の動力伝達を断接して付与するようになっており、加工に必要なエネルギ（フライホィールの慣性モーメントに比例し、その回転速度の二乗に比例する）をフライホィールに与えたところでクラッチ機構を切り、該フライホィールの回転による運動エネルギを用いて成形素材をプレス加工するようになっている。
【０００４】
フライホィールの回転の運動エネルギの制御については、回転数をエンコーダで検知することで、ある程度の精度は出すことができるが、フライホィール及び摩擦盤のクラッチ機構の熱変動で起動特性が変化してしまい、加工ごとに若干加工エネルギが変化してしまうという不具合があった。
【０００５】
完全自動運転で、定常運転中にはほとんどエネルギ変動はないが、運転後に少し停止させ、再び運転を再開するような場合に上記の不具合が生じ、それは運転中の摩擦熱によりある程度熱くなっていた摩擦盤が、停止中に冷却されてしまうことによって生じる。
【０００６】
近年はプレス装置に対しても高精度化の要求が高まって来ており、加工エネルギのより均一化が求められているが、従来のスクリュープレス装置の構造では限界があった。
【０００７】
また摩擦盤によるクラッチ機構では天然皮革からなるクラッチライニングが使用されており、連続自動運転を行うためには、クラッチライニングの長寿命化が要求されるにもかかわらず、クラッチライニングは保革処理を行いすぎると寿命は長くなるがスリップが多くなり、逆に保革処理を行わないとスリップは少ないが寿命が短くなってしまうという特性を持っているため、できればクラッチ機構を用いずにフライホィールを自在に制御できるようにしたスクリュープレス装置の開発が切望されていた。
【０００８】
更にスクリュープレス装置はフライホィールの回転による運動エネルギを成形時にすべて使用するのでパワフルである半面、小物を加工する場合にはフライホィールの回転数を低くして運動エネルギを少なくしないと過負荷になってしまうので、装置の稼働率が低下してしまうという欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、サーボモータを用いてフライホィールを回転させることによって、摩擦盤やクラッチ機構を用いずに直接フライホィールを回転させることができるようにして、スクリュープレス装置の運転後に少し停止させ、再び運転を再開するような場合でも加工エネルギが変動しないように均一化し、加工を高精度化することであり、またこれによってクラッチライニングのような消耗品を用いる必要性をなくすと共に、クラッチ機構を作動させるエアバルブを不要にして停止しているフライホィールをレスポンスよく起動させることができるようにすることである。
【００１０】
また他の目的は、上記構成に加えてサーボモータの回転速度を検知するサーボモータ用エンコーダと、フライホィールの回転速度を検知するフライホィール用エンコーダと、フライホィール用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながらフライホィールの回転速度を制御するためのコンピュータと、サーボモータ用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながらコンピュータからの指令に従ってサーボモータを作動させるサーボ駆動装置とを備え、かつ下型と上型とが合わさる加圧直前のタイミングをフライホィール用エンコーダにより検出して該加圧直前のタイミングでサーボモータによる駆動を停止させて該サーボモータを空転させ、フライホィールの回転による運動エネルギをすべて加工のために放出するように構成することによって、フライホィールの運動エネルギを自在に制御できるようにすると共に、加圧エネルギ制御の精度を向上させることである。
また他の目的は、例えば小物の成形素材の加工時には短時間で上型と下型とが接近するように高速度でフライホィールを回転させ、上型と下型とが接近したところでフライホィールの回転速度を小物の加工に必要な速度に下げ、その低速度で回転するフライホィールの運動エネルギを用いて加圧できるようにすることであり、またこれによって大型のスクリュープレス装置であっても、稼働率を下げることなく小物の成形素材を加工できるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
要するに本発明は、フライホィールの回転運動をねじ機構により直線運動に変換し上型及び下型を相対的に接近又は離脱する方向に移動させて前記フライホィールに与えた回転による運動エネルギによってワークを圧縮加工するスクリュープレス装置において、前記フライホィールを巻掛け伝動部材を介して回転させるサーボモータと、該サーボモータの回転速度を検知するサーボモータ用エンコーダと、前記フライホィールの回転速度及び前記サーボモータを空転状態にするタイミングを検知するフライホィール用エンコーダと、該フライホィール用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながら前記フライホィールの回転速度を制御して該フライホィールに与える回転による運動エネルギを精度よく調節するコンピュータと、前記サーボモータ用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながら前記コンピュータからの指令に従って前記サーボモータを作動させるサーボ駆動装置とを備え、下型と上型とが合わさる加圧直前の前記タイミングを前記フライホィール用エンコーダにより検出して該加圧直前のタイミングで前記サーボモータによる駆動を停止させて該サーボモータを空転させ、前記フライホィールの回転による運動エネルギをすべて加工のために放出するように構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係るスクリュープレス装置１は、図１から図５において、サーボモータ２と、サーボモータ用エンコーダ３と、フライホィール用エンコーダ４と、コンピュータ５と、サーボ駆動装置６とを備えている。
【００１５】
スクリュープレス装置１の基本的な仕組みは、フライホィール８の回転運動をねじ機構９により直線運動に変換し、上型１０及び下型１１を相対的に接近又は離脱する方向に移動させて、フライホィール８に与えた回転による運動エネルギによってワーク（図示せず）を圧縮加工するというものであり、門形のフレーム８１に固定されたフレームベッド８２に２本のスライドタイロッド８３が嵌合し、該スライドタイロッド８３の上下端には夫々ラム８４、スライドベッド部８５がタイロッドナット８６によって固定されており、スライドタイロッド８３と共にフレームベッド８２に配設された軸受（図示せず）により案内されて上下動できるようになっている。
【００１６】
ねじ機構９は、フライホィール８の回転運動を直線運動に変換して下型１１を上下方向に移動させるためのものであって、ラム８４の中央には、雌ねじ（図示せず）が形成されたガイドナット８８が配設され、該ガイドナット８８に螺合する雄ねじであるねじ軸３１は、フレーム８１の上部フレーム８１ａに配設されたブッシュ８７及びフレームベッド８２内に配設されたブッシュ（図示せず）に回動自在に嵌合している。
【００１７】
上部フレーム８１ａから上方に突出したねじ軸３１には、フライホィール８が固定され、該フライホィール８を回転させることによりねじ軸３１を回転させて螺合するガイドナット８８をラム８４と共に上下方向に移動させることができるようになっている。
【００１８】
サーボモータ２は、フライホィール８を巻掛け伝動部材の一例たるＶベルト１２を介して回転させるための例えばＡＣサーボモータであって、図２から図５に示すように、導線２ａを介してサーボ駆動装置６により作動するようになっており、モータ軸１４が上方を向くようにフレーム１３の側面１３ａに垂直に配設され、チェーン１５により強固に締付け固定されている。
【００１９】
モータ軸１４は、メカロック１６を介してカップリング１８に接続され、該カップリング１８を介してモータの回転部材の一例たるモータプーリ１９がねじ２０により取り付けられている。
【００２０】
モータプーリ１９は、Ｖ溝１９ａが例えば９本形成されたＶベルト用のプーリであって、固定軸２１に軸受２２を介して支持されている。軸受２２は軸受押え２３によって固定され、シール材２４によってシールドされている。モータプーリ１９とフライホィール８には１本当たり３山の巻掛け伝動部材の一例たるＶベルト１２が例えば３本巻き掛けられている。
【００２１】
固定軸２１は、水平に配設されたブリッジ２５上の軸支持板２６及び該軸支持板２６上にねじ２８によって固定される芯出し板２９とによって、垂直に拘束されている。固定軸２１とブリッジ２５の取外しは容易になっており、Ｖベルト１２を容易に交換できるようになっている。
【００２２】
サーボモータ用エンコーダ３は、サーボモータ２の回転速度を検知するためのものであって、サーボモータ２に取り付けられ導線３ａを介してサーボ駆動装置に信号をフィードバックするようになっている。
【００２３】
フライホィール用エンコーダ４は、フライホィール８の回転速度及びサーボモータ２を空転状態にするタイミングを検知するためのものであって、図５に示すブラケット３５に取り付けられ、フライホィール８が取り付けられているねじ軸３１の同軸上に取り付けられたプーリ３２からタイミングベルト３３及びプーリ３４を介してフライホィール８の回転速度を計測し、導線４ａを介してコンピュータ５に信号を送信するようになっている。
【００２４】
フライホィール８は、Ｖ溝８ａが例えば９本形成されたＶベルト用のプーリを兼ねており、図４に示すように、ねじ軸３１にキー３６を用いて取り付けられている。フライホィール８は、スぺーサ３８及び押え金具３９によって回転中に上方に抜けてしまわないようになっている。
【００２５】
またフライホィール８の直下のねじ軸３１には、ブレーキロータ４０がキー４１を用いて取り付けられており、その周囲にはブレーキライニング４２が配設されている。ブレーキライニング４２は、通常時はエア圧により図示しないばねによる締付けのばね力に抗して押し広げられており、非常停止時や停電時等には、エアシリンダ４３からエア圧が抜けることでブレーキライニング４２がブレーキロータ４０を締め付けてフライホィール８を停止させるようになっている。
【００２６】
コンピュータ５は、フライホィール用エンコーダ４から発信される信号のフィードバックを受けながらフライホィール８の回転速度を制御して該フライホィール８に与える回転による運動エネルギを精度よく調節するためのものであって、図１に示すように、Ｉ／Ｏポート４６より入力されるフライホィール用エンコーダ４からの信号及びサーボ駆動装置６を経由したサーボモータ用エンコーダ３からの信号を、ＣＰＵ４９がＲＯＭ４８から読み出した制御プログラムに則って、ＲＡＭ５０にデータを読み書きしながらサーボ駆動装置６に送信する制御データとして速度制御信号５１、位置制御信号５２及び回転制御信号５３を算出し、Ｉ／Ｏポート４６から夫々の信号を出力するようになっている。
【００２７】
サーボ駆動装置６は、サーボモータ用エンコーダ３から発信される信号のフィードバックを受けながら、コンピュータ５からの命令に従ってサーボモータ２を駆動するものであって、図１に示すように、コンピュータ５からの命令及びサーボモータ用エンコーダ３からの信号を受けてモータドライバ４４を制御するモータコントローラ４５と、実際にサーボモータ２を作動させると共にサーボモータ用エンコーダ３からの信号をコンピュータ５にフィードバックするモータドライバ４４とから構成されている。
【００２８】
本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、下型１１が下降しているときに成形素材（図示せず）を下型１１に取り付け、該成形素材の加工に必要な加工エネルギをコンピュータ５に入力し、サーボ駆動装置６を下型１１を上昇させるように作動させると、サーボモータ２が矢印Ａ方向に回転を始め、その回転がＶベルト１２を伝わることによってフライホィール８が矢印Ａ方向に回転を始める。
【００２９】
フライホィール８が回転することにより、該フライホィール８に固定されたねじ軸３１が矢印Ａ方向に回転すると、該ねじ軸３１が螺合するガイドナット８８が固定されたラム８４は、スライドタイロッド８３で一体的に組み付けられたスライドベッド部８５と共に矢印Ｃ方向に上昇を開始する。
【００３０】
下型１１が上型１０に到達する少し前にサーボモータ２をアイドル状態にして空転させると、その後フライホィール８は慣性力によって回転し続け、またラム８４も上昇し続け、やがて下型１１が上型１０の位置まで到達して該下型１１と上型１０とで成形素材（図示せず）を押圧し加工が行われる。
【００３１】
フライホィール８に与える回転速度及び該サーボモータ２をアイドル状態にするタイミングはフライホィール用エンコーダ４からの信号を受けながらコンピュータ５が制御しているので、加工エネルギが少な過ぎることも多過ぎることもなく、フライホィール８の運動エネルギをすべて使い切ったときに最適な加工がなされる。なおフライホィール８が慣性力により回転しているときには、サーボモータ２から回生電力が戻されるので、電力の節約になる。
【００３２】
またフライホィール８をサーボモータ２により直接回転させるので、スクリュープレス装置の運転後に少し停止させ、再び運転を再開するような場合でも加工エネルギが変動せず、均一で高精度な加工を行うことができる。更にクラッチ機構を用いていないので、消耗する部分がない上に、クラッチ機構を作動させるエアバルブから生じる起動レスポンスの遅れがなく、効率的である。
【００３３】
フライホィール８の運動エネルギがすべて加工に費やされ、フライホィール８の回転が停止したら、サーボ駆動装置６はサーボモータ２を矢印Ｂ方向に回転させ、その回転がＶベルト１２を伝わることによってフライホィール８を矢印Ｂ方向に回転させる。
【００３４】
ねじ軸３１が矢印Ｂ方向に回転することにより、下型１１は矢印Ｄ方向に下降して行く。フライホィール用エンコーダ４からの信号は常にコンピュータ５に送信されているので、下型１１が十分に下降するのに必要なだけフライホィール８が矢印Ｂ方向に回転すると、サーボモータ２を停止させる信号がコンピュータ５からサーボ駆動装置６に送信され、該サーボ駆動装置６のモータドライバ４４がサーボモータ２を停止させる。
【００３５】
成形素材が小物である場合には、短時間で上型１０と下型１１とが接近するように高速度でフライホィール８を回転させ、上型１０と下型１１とが接近したところでフライホィール８の回転速度を小物の加工に必要な運動エネルギを生じさせる速度に下げることによって、小物であっても稼働率を下げることなく加工することができる。
【００３６】
スクリュープレス装置１を非常停止させたり、また運転時に停電になった場合には、ブレーキライニング４２をエア圧により締付け、ばね力に抗して押し広げていたエアシリンダ４３から該エア圧が抜けてしまい、強力なばね力がブレーキライニング４２に作用するので、該ブレーキライニング４２がブレーキロータ４０を締め付けてフライホィール８を即座に停止させてしまうので安全である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、上記のようにサーボモータを用いてフライホィールを回転させることによって、摩擦盤やクラッチ機構を用いずに直接フライホィールを回転させることができるようにしたので、スクリュープレス装置の運転後に少し停止させ、再び運転を再開するような場合でも加工エネルギが変動しないように均一化し得、加工を高精度化することができる効果があり、またこの結果クラッチライニングのような消耗品を用いる必要性がなくなると共に、クラッチ機構を作動させるエアバルブを不要にして停止しているフライホィールをレスポンスよく起動させることができるという優れた効果がある。
【００３８】
また上記構成に加えてサーボモータの回転速度を検知するサーボモータ用エンコーダと、フライホィールの回転速度及びサーボモータを空転状態にするタイミングを検知するフライホィール用エンコーダと、フライホィール用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながらフライホィールの回転速度を制御するためのコンピュータと、サーボモータ用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながらコンピュータからの指令に従ってサーボモータを作動させるサーボ駆動装置とを備え、かつ下型と上型が合わさる加圧直前のタイミングをフライホィール用エンコーダにより検出して該加圧直前のタイミングでサーボモータによる駆動を停止させて該サーボモータを空転させ、フライホィールの回転による運動エネルギをすべて加圧のために放出するように構成したので、フライホィールの運動エネルギを自在に制御できると共に、加圧エネルギ制御の精度を向上させることができる効果がある。
また例えば小物の成形素材の加工時には短時間で上型と下型とが接近するように高速度でフライホィールを回転させ、上型と下型とが接近したところでフライホィールの回転速度を小物の加工に必要な速度に下げ、その低速度で回転するフライホィールの運動エネルギを用いて加圧できるという効果があり、またこの結果大型のスクリュープレス装置であっても、稼働率を下げることなく小物の成形素材を加工できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スクリュープレス装置の部分縦断面概略正面図及びサーボモータを作動させるサーボ駆動装置とエンコーダ類とコンピュータとの間の信号の流れを示すブロック図である。
【図２】スクリュープレス装置の正面図である。
【図３】スクリュープレス装置の要部斜視図である。
【図４】スクリュープレス装置の要部縦断面図である。
【図５】スクリュープレス装置の側面図である。
【符号の説明】
１スクリュープレス装置
２サーボモータ
３サーボモータ用エンコーダ
４フライホィール用エンコーダ
５コンピュータ
６サーボ駆動装置
８フライホィール
９ねじ機構
１０上型
１１下型
１２巻掛け伝動部材一例たるＶベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw press device that accelerates a flywheel by driving a servo motor, and in particular, by directly controlling the rotational speed of the flywheel without using a clutch mechanism, the frictional heat of the clutch when the clutch mechanism is used. Changes in frictional transmission rate due to changes and the resulting variations in machining load can be eliminated to make the machining energy more uniform, and the machining energy can be freely adjusted according to the size and shape of the workpiece. The present invention relates to a screw press apparatus capable of high-precision and high-efficiency processing.
[0002]
[Prior art]
The screw press device is a press device that converts the kinetic energy of the rotation designated flywheel into a linear motion by the screw mechanism and presses the molding material with the upper die and the lower die, and can take a long stroke, It has many features not found in other press machines, such as being economically available in small quantities, and is often used for operations such as bolt head molding and coining.
[0003]
The energy for forming the conventional screw press device is applied by connecting and disconnecting the power transmission between the friction disk rotating by the clutch mechanism and the flywheel, and the energy required for processing (flywheel) Is applied to the flywheel, and the molding material is pressed using the kinetic energy generated by the rotation of the flywheel. .
[0004]
Regarding the control of the kinetic energy of the rotation of the flywheel, a certain degree of accuracy can be achieved by detecting the rotation speed with an encoder, but the start-up characteristics change due to thermal fluctuations of the clutch mechanism of the flywheel and the friction disc. Therefore, there is a problem that the processing energy slightly changes with each processing.
[0005]
In fully automatic operation, there is almost no energy fluctuation during steady operation, but when the operation is stopped for a while and then restarted again, the above-mentioned problem occurs, which is somewhat hot due to frictional heat during operation. This is caused by the friction disk being cooled during the stop.
[0006]
In recent years, there has been an increasing demand for higher precision in press devices, and there has been a demand for more uniform processing energy, but there is a limit to the structure of conventional screw press devices.
[0007]
In addition, the clutch mechanism using a friction disc uses a clutch lining made of natural leather, and in order to perform continuous automatic operation, the clutch lining is subjected to a leather-retaining treatment even though a longer life of the clutch lining is required. too the lifetime is but becomes large slip long, since although the slip is small Otherwise conservatives process reversed have earthenware pots characteristics have the life is shortened, the flywheel without using the clutch mechanism if The development of a screw press device that can be freely controlled has been desired.
[0008]
Furthermore, the screw press device uses all the kinetic energy from the rotation of the flywheel during molding, so it is powerful. On the other hand, when processing small items, it is overloaded unless the kinetic energy is reduced by reducing the rotational speed of the flywheel. As a result, the operating rate of the apparatus is reduced.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to eliminate the above-described drawbacks of the prior art, and the object of the present invention is to rotate a flywheel using a servo motor without using a friction disc or a clutch mechanism. By making it possible to directly rotate the flywheel, stopping the screw press device a little after the operation, and even when restarting the operation again, it is made uniform so that the processing energy does not fluctuate and the processing is made highly accurate. In addition, this eliminates the need to use consumables such as a clutch lining, and makes it possible to start a flywheel that is stopped without an air valve that operates the clutch mechanism with good response. .
[0010]
In addition to the above configuration, the servo motor encoder for detecting the rotational speed of the servo motor, the flywheel encoder for detecting the rotational speed of the flywheel, and the feedback of the signal transmitted from the flywheel encoder are also provided. A computer for controlling the rotational speed of the flywheel while receiving the signal, and a servo drive device for operating the servo motor in accordance with a command from the computer while receiving feedback of a signal transmitted from the encoder for the servo motor , and a lower mold The flywheel encoder detects the timing immediately before pressurization when the upper die and the upper die are combined, stops the drive by the servomotor at the timing just before pressurization, causes the servomotor to idle, and determines the kinetic energy due to the rotation of the flywheel. All released for processing By Rukoto be configured so that, together with the to be freely controlled kinetic energy of the flywheel is to improve the accuracy of the pressure energy control.
Another object is to rotate the flywheel at a high speed so that the upper die and the lower die are brought close to each other in a short time , for example, when processing a small molding material. It is to reduce the rotational speed to the speed necessary for processing small items and to be able to pressurize using the kinetic energy of the flywheel that rotates at the low speed. It is to be able to process small molding materials without lowering the operating rate.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
[0013]
In short, the present invention converts a rotary motion of a flywheel into a linear motion by a screw mechanism and moves the upper mold and the lower mold in a direction in which the upper mold and the lower mold move relatively to or away from each other. In a screw press device for compression processing, a servo motor for rotating the flywheel through a winding transmission member, a servo motor encoder for detecting the rotation speed of the servo motor, the rotation speed of the fly wheel, and the servo motor A flywheel encoder that detects the timing when the engine is idling , and the rotational energy applied to the flywheel by controlling the rotational speed of the flywheel while receiving feedback of a signal transmitted from the flywheel encoder. Computer that adjusts accurately The a servo drive for actuating the servo motor in accordance with a command from the computer while receiving feedback signals transmitted from the servo motor encoder, the timing immediately before pressurization mate and the upper and lower molds Detecting by the flywheel encoder and stopping the drive by the servomotor at the timing immediately before the pressurization, causing the servomotor to idle, and releasing all the kinetic energy due to the rotation of the flywheel for machining. It is characterized by comprising.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. 1 to 5, the screw press device 1 according to the present invention includes a servo motor 2, a servo motor encoder 3, a flywheel encoder 4, a computer 5, and a servo drive device 6.
[0015]
The basic mechanism of the screw press device 1 is that the rotational movement of the flywheel 8 is converted into a linear movement by the screw mechanism 9 and the upper mold 10 and the lower mold 11 are moved in a direction approaching or moving away from each other. A workpiece (not shown) is compressed by kinetic energy generated by rotation applied to the wheel 8, and two slide tie rods 83 are fitted to a frame bed 82 fixed to a portal frame 81, A ram 84 and a slide bed portion 85 are fixed to the upper and lower ends of the slide tie rod 83 by tie rod nuts 86, and are moved up and down by being guided by bearings (not shown) disposed on the frame bed 82 together with the slide tie rod 83. It can be done.
[0016]
The screw mechanism 9 is for converting the rotary motion of the flywheel 8 into a linear motion to move the lower die 11 in the vertical direction. A female screw (not shown) is formed at the center of the ram 84. The screw shaft 31, which is a male screw that is screwed into the guide nut 88, is disposed on the bush 87 disposed on the upper frame 81 a of the frame 81 and the bush ( (Not shown) is rotatably fitted.
[0017]
The flywheel 8 is fixed to the screw shaft 31 protruding upward from the upper frame 81a, and a guide nut 88 that rotates and engages with the screw shaft 31 by rotating the flywheel 8 is moved together with the ram 84 in the vertical direction. It can be moved.
[0018]
The servo motor 2 is, for example, an AC servo motor for rotating the flywheel 8 via a V-belt 12 as an example of a transmission member. As shown in FIGS. 2 to 5, the servo motor 2 is servoed via a conductor 2a. The motor 6 is actuated. The motor shaft 14 is disposed vertically to the side surface 13a of the frame 13 so that the motor shaft 14 faces upward, and is firmly tightened and fixed by a chain 15.
[0019]
The motor shaft 14 is connected to a coupling 18 via a mechanical lock 16, and a motor pulley 19 , which is an example of a rotating member of the motor, is attached to the coupling 18 via the coupling 18.
[0020]
The motor pulley 19 is a pulley for a V belt in which, for example, nine V grooves 19 a are formed, and is supported on a fixed shaft 21 via a bearing 22. The bearing 22 is fixed by a bearing retainer 23 and shielded by a sealing material 24. For example, three V belts 12 as an example of three winding transmission members are wound around the motor pulley 19 and the flywheel 8.
[0021]
The fixed shaft 21 is constrained vertically by a shaft support plate 26 on the bridge 25 arranged horizontally and a centering plate 29 fixed on the shaft support plate 26 by screws 28. Removal of the fixed shaft 21 and the bridge 25 is easy, and the V-belt 12 can be easily replaced.
[0022]
The servo motor encoder 3 is for detecting the rotational speed of the servo motor 2, and is attached to the servo motor 2 so as to feed back a signal to the servo drive device via a conductor 3a.
[0023]
The flywheel encoder 4 is for detecting the rotational speed of the flywheel 8 and the timing when the servo motor 2 is idled . The flywheel encoder 4 is attached to the bracket 35 shown in FIG. 5, and the flywheel 8 is attached to the flywheel encoder 4. The rotational speed of the flywheel 8 is measured from a pulley 32 mounted coaxially with the screw shaft 31 via a timing belt 33 and a pulley 34, and a signal is transmitted to the computer 5 via a conductor 4a. .
[0024]
The flywheel 8 also serves as a pulley for a V belt in which, for example, nine V grooves 8a are formed, and is attached to the screw shaft 31 using a key 36 as shown in FIG. The flywheel 8 is prevented from being pulled upward during rotation by the spacer 38 and the presser fitting 39.
[0025]
A brake rotor 40 is attached to the screw shaft 31 directly below the flywheel 8 by using a key 41, and a brake lining 42 is disposed around the brake rotor 40. The brake lining 42 is normally spread against the spring force of a spring (not shown) by air pressure, and the brake lining 42 is braked by releasing the air pressure from the air cylinder 43 during an emergency stop or power failure. A lining 42 tightens the brake rotor 40 to stop the flywheel 8.
[0026]
The computer 5 controls the rotational speed of the flywheel 8 while receiving feedback of the signal transmitted from the flywheel encoder 4 to accurately adjust the kinetic energy caused by the rotation given to the flywheel 8. As shown in FIG. 1, the CPU 49 reads out the signal from the flywheel encoder 4 input from the I / O port 46 and the signal from the servomotor encoder 3 via the servo drive device 6 from the ROM 48. In accordance with the program, the speed control signal 51, the position control signal 52 and the rotation control signal 53 are calculated as control data to be transmitted to the servo drive device 6 while reading / writing data from / to the RAM 50, and the respective signals are output from the I / O port 46. It is designed to output.
[0027]
The servo drive device 6 drives the servo motor 2 in accordance with a command from the computer 5 while receiving feedback of a signal transmitted from the servo motor encoder 3. As shown in FIG. A motor controller 45 that receives a command and a signal from the servo motor encoder 3 to control the motor driver 44, and a motor driver 44 that actually operates the servo motor 2 and feeds back the signal from the servo motor encoder 3 to the computer 5. It consists of and.
[0028]
The present invention is configured as described above, and the operation thereof will be described below. In FIG. 1, when a lower mold 11 is lowered, a molding material (not shown) is attached to the lower mold 11, processing energy necessary for processing the molding material is input to a computer 5, and a servo drive device 6 is operated. When the lower mold 11 is operated to be raised, the servo motor 2 starts to rotate in the direction of arrow A, and the rotation is transmitted through the V-belt 12 so that the flywheel 8 starts to rotate in the direction of arrow A.
[0029]
When the screw shaft 31 fixed to the flywheel 8 rotates in the direction of arrow A by the rotation of the flywheel 8, the ram 84 to which the guide nut 88 to which the screw shaft 31 is screwed is fixed to the slide tie rod 83. Then, ascending in the direction of arrow C is started together with the slide bed portion 85 assembled integrally.
[0030]
When the lower mold 11 to idle by the servo motor 2 shortly before reaching the upper die 10 in an idle state, then the flywheel 8 continues to rotate by inertia force and ram 84 also continues to rise, the lower mold 11 eventually is Processing reaches the position of the upper mold 10 and presses a molding material (not shown) between the lower mold 11 and the upper mold 10 for processing.
[0031]
Since the computer 5 controls the rotational speed applied to the flywheel 8 and the timing at which the servo motor 2 is in the idle state while receiving the signal from the flywheel encoder 4, the machining energy may be too little or too much. However, when all the kinetic energy of the flywheel 8 is used up, the optimum processing is performed. When the flywheel 8 is rotated by the inertial force, the regenerative power is returned from the servo motor 2, which saves power.
[0032]
In addition, since the flywheel 8 is directly rotated by the servo motor 2, even when the screw press device is stopped for a while and then restarted, the processing energy does not fluctuate and uniform and highly accurate processing can be performed. it can. Further, since the clutch mechanism is not used, there is no portion to be consumed, and there is no delay in the start response generated from the air valve that operates the clutch mechanism, which is efficient.
[0033]
When all of the kinetic energy of the flywheel 8 is spent on processing and the rotation of the flywheel 8 is stopped, the servo drive device 6 rotates the servomotor 2 in the direction of arrow B, and the rotation is transmitted to the V-belt 12 to fly. The wheel 8 is rotated in the direction of arrow B.
[0034]
As the screw shaft 31 rotates in the arrow B direction, the lower mold 11 descends in the arrow D direction. Since the signal from the flywheel encoder 4 is always transmitted to the computer 5, when the flywheel 8 rotates in the direction of the arrow B as much as necessary for the lower die 11 to descend sufficiently, a signal for stopping the servo motor 2 Is transmitted from the computer 5 to the servo drive device 6, and the motor driver 44 of the servo drive device 6 stops the servo motor 2.
[0035]
When the molding material is small, the flywheel 8 is rotated at a high speed so that the upper mold 10 and the lower mold 11 approach each other in a short time, and the flywheel is moved when the upper mold 10 and the lower mold 11 approach each other. By reducing the rotational speed of 8 to a speed that generates kinetic energy necessary for processing small items, even small items can be processed without reducing the operating rate.
[0036]
When the screw press device 1 is brought to an emergency stop, or when a power failure occurs during operation, the brake lining 42 is tightened with air pressure, and the air pressure is released from the air cylinder 43 that is spread against the spring force. Since a strong spring force acts on the brake lining 42, the brake lining 42 tightens the brake rotor 40 and immediately stops the flywheel 8, which is safe.
[0037]
【The invention's effect】
In the present invention, the flywheel can be directly rotated without using a friction disc or a clutch mechanism by rotating the flywheel using the servo motor as described above. little is stopped, resulting homogenized as working energy even when the resume does not vary the operation again, Ri effect capable of high precision machining is Oh, also used consumables such as a result the clutch linings In addition to eliminating the necessity, there is an excellent effect that the flywheel that is stopped without using the air valve for operating the clutch mechanism can be activated with good response.
[0038]
In addition to the above configuration, the servo motor encoder that detects the rotation speed of the servo motor, the fly wheel encoder that detects the rotation speed of the fly wheel and the timing when the servo motor is idled, and the fly wheel encoder are transmitted. A computer for controlling the rotational speed of the flywheel while receiving feedback of the signal and a servo drive device for operating the servo motor in accordance with a command from the computer while receiving feedback of the signal transmitted from the servo motor encoder. In addition, the timing immediately before pressurization when the lower die and the upper die are combined is detected by the flywheel encoder, the servomotor is stopped at the timing immediately before pressurization, the servomotor is idled, and the flywheel is rotated. Exercise energy And then, is released for all the formic pressure, it is possible to freely control the kinetic energy of the flywheel, there is an effect that it is possible to improve the accuracy of the pressure energy control.
Further, for example by rotating the flywheel at high speed so that the upper and lower molds to approach in a short time during the processing of the small of the molding material, the rotational speed of the flywheel at the upper die and the lower die has approached the small It has the effect of being able to pressurize by using the kinetic energy of the flywheel that rotates at the low speed, and lowers the speed necessary for processing. The effect that the molding material can be processed is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional schematic front view of a screw press device and a block diagram showing a signal flow among a servo drive device for operating a servo motor, encoders, and a computer.
FIG. 2 is a front view of the screw press device.
FIG. 3 is a perspective view of a main part of the screw press device.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a screw press device.
FIG. 5 is a side view of the screw press device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw press apparatus 2 Servo motor 3 Servo motor encoder 4 Flywheel encoder 5 Computer 6 Servo drive apparatus 8 Flywheel 9 Screw mechanism 10 Upper mold | type 11 Lower mold | type 12 V belt which is an example of a winding transmission member

Claims

フライホィールの回転運動をねじ機構により直線運動に変換し上型及び下型を相対的に接近又は離脱する方向に移動させて前記フライホィールに与えた回転による運動エネルギによってワークを圧縮加工するスクリュープレス装置において、前記フライホィールを巻掛け伝動部材を介して回転させるサーボモータと、該サーボモータの回転速度を検知するサーボモータ用エンコーダと、前記フライホィールの回転速度及び前記サーボモータを空転状態にするタイミングを検知するフライホィール用エンコーダと、該フライホィール用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながら前記フライホィールの回転速度を制御して該フライホィールに与える回転による運動エネルギを精度よく調節するコンピュータと、前記サーボモータ用エンコーダから発信される信号のフィードバックを受けながら前記コンピュータからの指令に従って前記サーボモータを作動させるサーボ駆動装置とを備え、下型と上型とが合わさる加圧直前の前記タイミングを前記フライホィール用エンコーダにより検出して該加圧直前のタイミングで前記サーボモータによる駆動を停止させて該サーボモータを空転させ、前記フライホィールの回転による運動エネルギをすべて加工のために放出するように構成したことを特徴とするスクリュープレス装置。A screw press that converts the rotary motion of a flywheel into a linear motion by a screw mechanism and moves the upper die and the lower die in a direction toward or away from each other and compresses the workpiece by the kinetic energy generated by the rotation applied to the flywheel. In the apparatus, a servo motor for rotating the flywheel via a winding transmission member, a servo motor encoder for detecting the rotation speed of the servo motor, the rotation speed of the fly wheel and the servo motor in an idle state A flywheel encoder that detects timing , and a computer that controls the rotational speed of the flywheel while receiving feedback of a signal transmitted from the flywheel encoder and accurately adjusts the kinetic energy generated by the rotation applied to the flywheel. And the servo mode While receiving feedback signals transmitted from use encoder and a servo drive for actuating the servo motor in accordance with a command from the computer, for the flywheel to the timing immediately before pressurization mate and a lower mold and an upper mold The configuration is such that the drive by the servo motor is stopped at the timing immediately before the pressurization detected by the encoder, the servo motor is idled, and all the kinetic energy due to the rotation of the flywheel is released for processing. A screw press device.