JP4700775B2

JP4700775B2 - プレス駆動装置

Info

Publication number: JP4700775B2
Application number: JP18420399A
Authority: JP
Inventors: 信之池田; 一浩松井
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2001009534A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンチとダイとの協動によりワークにプレス加工を行うプレス機械のプレス駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の例えばタレットパンチプレスなどの駆動装置としては、フライホイールの回転エネルギーをクラッチブレーキを介してクランク機構に伝達してラムを昇降動作させると共に、被加工材としてのワークに加工を行うメカ駆動フライホイール式と、シリンダやバルブにより油圧をコントロールしてワークに加工を行う油圧駆動方式、さらに、サーボモータの動力でフライホイールやクラッチブレーキを使わずに直接ラムを昇降動作させ、ワークに加工を行うサーボモータ駆動方式が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のプレス駆動装置のうち、メカ駆動フライホイール式では、クランク機構のためのストロークを可変できない。また、クラッチなどの結合機構を必要とし、その結合のための動力が必要である。さらに、フライホイールの回転をクラッチにて伝達するため、プレスの打ち抜き速度パターンを作ることができない。
【０００４】
油圧駆動方式では、プレスの打ち抜き速度を可変にすることができるので、種々の打ち抜き速度パターンを作ることや、ストロークを可変できるが、バルブでのリークなどの損失により効率が悪く、動力が大きくなる。また、効率が悪いため発熱し、オイルクーラなどの冷却装置が必要となり、コスト高となる。さらに、油圧配管部品が多く、組立工数がかかり、コスト高となる。
【０００５】
サーボモータ駆動方式では、プレスの打ち抜き速度、ストロークとも可変にすることができ、しかも、構造も簡素であるが、直接ワークに加工を行うことができるため、大きな動力を必要とするので、減速（倍力）機構が必要であり、そのコストも高く、また、イナーシャも大きいので、高速化の妨げとなっている。
【０００６】
この発明の目的は、簡素な構造で、大きな出力または高速にて動作を可能にしたプレス駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、前記ラムを上下動自在に備えたプレス機械におけるプレス駆動装置であって、前記ラム（１５）の上方位置においてプレス機械における上部のフレーム（７）にピン（５７）を介して回動自在に連結されたクランクブロック（５１）に、前記ラム（１５）にピン（６３）を介して下端部を連結した第１リンクバー（５９）の上端部をピン（６１）を介して前記クランクブロック（５１）の下部に連結して設け、モータ（３７）によって回転されるボールネジ（４３）を水平に設けると共に、このボールネジ（４３）に移動自在に螺合したナット部材（４５）にピン（４９）を介して一端を回転自在に連結した第２リンクバー（４７）の他端をピン（５３）を介して前記クランクブロック（５１）の上部に回動自在に連結してあり、前記クランクブロック（５１）は、前記第１リンクバー（５９）、第２リンクバー（４７）及び前記上部フレーム（７）と当該クランクブロック（５１）とを連結した前記各ピン（６１，５３，５７）を結ぶ直角三角形を包含した形状であり、この直角三角形状のクランクブロック（５１）の頂部側を前記上部フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）と前記第１リンクバー（５９）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（６１）は、前記ラム（１５）が下死点付近にあるときほぼ同一高さにあり、前記第２リンクバー（４７）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（５３）は、前記ラム（１５）が下死点付近にあるとき、前記クランクブロック（５１）を前記上部フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）のほぼ垂直上方位置に位置している構成であり、かつ前記クランクブロック（５１）を前記フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）から前記第２リンクバー（４７）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（５３）までの寸法ｂは、前記クランクブロック（５１）を前記フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）から前記第１リンクバー（５９）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（６１）までの寸法ａより大であり、かつ前記ラム（１５）の下死点近傍において、前記クランクブロック（５１）を前記上部フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）と、前記第１リンクバー（５９）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（６１）とを結ぶ線が、前記ラム（１５）の中心線と直角になるように設置してあることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記プレス駆動装置において、前記第２リンクバー（４７）と前記クランクブロック（５１）とを連結した前記ピン（５３）は、前記クランクブロック（５１）に対して上下方向に無段階又は多段階に移動可能であることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図３および図４を参照するに、プレス機械としての例えばパンチプレス機のうちのタレットパンチプレス１は、門型フレーム３を備えており、この門型フレーム３は、下部フレーム５と、上部フレーム７と、この下部フレーム５と上部フレーム７とを連結した左右のサイドフレーム９とで構成されている。
【００２３】
前記下部フレーム５には回転自在な下部タレット１１が支承されていると共に、前記上部フレーム７には回転自在な上部タレット１３が支承されている。しかも、前記下部タレット１１の円周上には適宜な間隔で複数のダイＤが装着されていると共に、前記上部タレット１３の円周上には適宜な間隔で複数のパンチＰが装着されている。
【００２４】
前記下部タレット１１、上部タレット１３にそれぞれ装着されている複数のダイＤ、パンチＰのうち、図４において右端に装着されているダイＤ、パンチＰの位置がパンチング加工位置Ｋとなっている。このパンチング加工位置Ｋの上方における前記上部フレーム７には上下動自在なラム１５が設けられている。しかも、このラム１５を駆動せしめるプレス駆動装置１７が前記上部フレーム７に設けられている。
【００２５】
前記下部フレーム５における右側部にはワーク移動位置決め装置１９が設けられている。すなわち、前記パンチング加工位置Ｋの前側図３、図４において右側上の下部フレーム５には固定されたセンタテーブル２１が設けられていると共に、このセンタテーブル２１の図３、図４において上下にはＹ軸方向（図３、図４において左右方向）へ移動自在なサイドテーブル２３が設けられている。
【００２６】
このサイドテーブル２３上にはセンタテーブル２１を跨ってＸ軸方向（図４において上下方向）へ延伸したキャレッジベース２５が一体的に設けられている。このキャレッジベース２５上にはＸ軸方向へ移動自在なキャレッジ２７が設けられている。しかも、このキャレッジ２７には複数のワーククランプ２９が備えられている。なお、前記タレットパンチプレス１を制御せしめるための制御装置３１が図３において左側に立設されたフレーム３３の上部に設けられている。
【００２７】
上記構成により、ワークＷをワーククランプ２９でクランプした状態でキャレッジ２７をX軸方向へ移動せしめると共に、キャレッジベース２５をY軸方向へ移動せしめることによって、ワークＷの所望の位置を前記パンチング加工位置Ｋの位置へ移動位置決めせしめる。この状態でプレス駆動装置１７を駆動せしめることにより、ラム１５が上下動してパンチＰとダイＤとの協動でワークＷにパンチング加工が行われることとなる。
【００２８】
前記プレス駆動装置１７をより詳細に説明すると、図１も併せて参照するに、前記上部フレーム７には進退駆動装置３５が設けられている。この進退駆動装置３５としては、サーボモータまたはインバータモータなどのモータ３７が設けられており、このモータ３７にはエンコーダのごとき位置検出器３９が備えられている。前記モータ３７の出力軸にはカツプリング４１を介して送りねじとしてのボールネジ４３が連結されている。このボールネジ４３にはナット部材４５が螺合されている。しかも、このナット部材４５には第２リンクバー４７の一端（図１において左端）がピン４９で回動自在に連結されている。
【００２９】
前記第２リンクバー４７の他端（図１において右端）にはクランクブロック５１の上端部がピン５３で回動自在に連結されている。クランクブロック５１の基端の左部（図１において左下端）は前記上部フレーム７に取り付けられたブラケット５５にピン５７で回動自在に連結されている。前記クランクブロック５１の基の右端部（図１において右下端）には第１リンクバー５９の他端である上端部がピン６１で回動自在に連結されている。前記第１リンクバー５９の一端である下端部がピン６３で前記ラム１５の上端に連結されている。しかも、前記制御装置３１には位置設定手段６３が備えられている。
【００３０】
上記構成により、モータ３７を駆動せしめると、ボールネジ４３が回転されることにより、ナット部材４５を介して第２リンクバー４７が図１において左右方向へ移動される。その結果、クランクブロック５１がピン５７を支点として図１において上下方向へ移動されるから、第１リンクバー５９を介してラム１５が上下方向へ移動されることになる。
【００３１】
モータ３７として、サーボモータを用いると、ストロークや速度の制御を任意に行うことができ、高速化や低騒音化を図ることができる。
【００３２】
前記クランクブロック５１がベルクランクになっているので、てこの原理により、進退駆動装置３５の駆動力がてこ比分変換されて第１リンクバー５９を介してラム１５に伝達されるから、容易に大きな出力を得ることができると共に、高速化を図ることができる。例えば、厚板加工時は大出力で、加圧力の小さな薄板加工時は高速で加工を行うことができる。
【００３３】
また、進退駆動装置３５がモータ３７、ボールネジ４３及びナット部材４５で構成されているので、複雑な減速機構がいらず、構造が簡素化されて装置ユニットを低減せしめることができる。また、ボールネジ４３を使用した場合、モータ軸径とねじ軸径を同等にすることができ、イナーシャを大きくすることができる。さらに、ボールネジ４３の従動側に減速（倍力）機構を設けることにより、駆動側に設けた場合よりイナーシャを小さくすることができる。そのため、モータ３７の小型化または装置の高速化ができる。
【００３４】
図２に示されているように、クランクブロック５１の上端部にはブラケツト６５が取り付けられている。このブラケツト６５には流体圧シリンダ６７が設けられており、この流体圧シリンダ６７に装着されたピストンロッド６９の先端が前記ピン５３に連結されている。しかも、前記ピン５３はクランクブロック５１に形成された縦長穴７１に上下方向へ移動出来るよう装着されている。
【００３５】
上記構成により、流体圧シリンダ６７を作動せしめると、ピストンロッド６９が上下動されるから、クランクブロック５１に対して第２リンクバー４７が上下方向へ位置調整されることになる。なお、流体圧シリンダ６７の代わりに、アクチュエータとしてモータなどを用いるようにしても構わない。しかも、無段階または多段階に移動可能となっている。
【００３６】
したがって、クランクブロック５１部は、前述したようにベルクランクになっているので、第２リンクバー４７の連結部の位置を適宜変更することができ、高出力または高速でラム１５を駆動させることができる。この変更と同時に、位置設定手段６３ではてこ比変更を取り込み、ラム１５の位置の変更を認識することができる。前記位置設定手段６３としてはサーボまたはインバータモータの制御装置で構成されるものである。
【００３７】
また、クランクブロック５１を前記上部フレーム７に連結した前記ピン５７と第１リンクバー５９を前記クランクブロック５１に連結した前記ピン６１を結ぶ線はラム１５の中心線とラム１５の下死点近傍にて直角になるように設置されているので、ラム１５の下死点付近（下死点０〜１０mm）で、ラム１５の移動量（y）と進退駆動装置３５の移動量（x）がてこ比（１：a）に単純に比例（y＝x/a）する。そのため、位置設定を容易に行うことができる。
【００３８】
なお、この発明は、前述した発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。前記本実施の形態では進退駆動装置３５の送りねじはねじの回転でなく、ナット回転でもよい。また、ボールネジとモータのロータは一体化してもよい。これにより、カップリングが不要となるので、イナーシャを低減できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明より理解されるように、本発明によれば、ボールネジを回転してナット部材を水平方向に往復動すると、第２リンクバーを介してクランクブロックが回動され、さらに、第１リンクバーを介してラムが上下動されることにより、パンチが例えば上下動し、パンチとダイとの協動でワークにプレス加工を行うことができる。
【００４０】
而して、プレス駆動装置を簡素な構造で製作することができ、しかも、容易に大きな出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のプレス駆動装置を説明する説明図である。
【図２】第２リンクバーの先端位置を調整するための調整装置の一例を示す図である。
【図３】この発明のプレス機械の一例を示すタレットパンチプレスの側面図である。
【図４】図３における平面図である。
【符号の説明】
１タレットパンチプレス（プレス機械）
１７プレス駆動装置
３１制御装置
３５進退駆動装置
３７モータ
３９位置検出器
４３ボールネジ（送りねじ）
４５ナット部材
４７第２リンクバー
４９ピン
５１クランクブロック
５３ピン
５７ピン
５９第１リンクバー
６１ピン
６３位置設定手段
６７流体圧シリンダ

Claims

ラムを上下動自在に備えたプレス機械におけるプレス駆動装置であって、前記ラム（１５）の上方位置においてプレス機械における上部のフレーム（７）にピン（５７）を介して回動自在に連結されたクランクブロック（５１）に、前記ラム（１５）にピン（６３）を介して下端部を連結した第１リンクバー（５９）の上端部をピン（６１）を介して前記クランクブロック（５１）の下部に連結して設け、モータ（３７）によって回転されるボールネジ（４３）を水平に設けると共に、このボールネジ（４３）に移動自在に螺合したナット部材（４５）にピン（４９）を介して一端を回転自在に連結した第２リンクバー（４７）の他端をピン（５３）を介して前記クランクブロック（５１）の上部に回動自在に連結してあり、前記クランクブロック（５１）は、前記第１リンクバー（５９）、第２リンクバー（４７）及び前記上部フレーム（７）と当該クランクブロック（５１）とを連結した前記各ピン（６１，５３，５７）を結ぶ直角三角形を包含した形状であり、この直角三角形状のクランクブロック（５１）の頂部側を前記上部フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）と前記第１リンクバー（５９）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（６１）は、前記ラム（１５）が下死点付近にあるときほぼ同一高さにあり、前記第２リンクバー（４７）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（５３）は、前記ラム（１５）が下死点付近にあるとき、前記クランクブロック（５１）を前記上部フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）のほぼ垂直上方位置に位置している構成であり、かつ前記クランクブロック（５１）を前記フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）から前記第２リンクバー（４７）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（５３）までの寸法ｂは、前記クランクブロック（５１）を前記フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）から前記第１リンクバー（５９）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（６１）までの寸法ａより大であり、かつ前記ラム（１５）の下死点近傍において、前記クランクブロック（５１）を前記上部フレーム（７）に連結した前記ピン（５７）と、前記第１リンクバー（５９）を前記クランクブロック（５１）に連結した前記ピン（６１）とを結ぶ線が、前記ラム（１５）の中心線と直角になるように設置してあることを特徴とするプレス駆動装置。
請求項１に記載のプレス駆動装置において、前記第２リンクバー（４７）と前記クランクブロック（５１）とを連結した前記ピン（５３）は、前記クランクブロック（５１）に対して上下方向に無段階又は多段階に移動可能であることを特徴とするプレス駆動装置。