(57)【要約】【課題】加工時以外はラムの高速上下動が可能で、かつ加工時は低速高加圧力で曲げ加工可能でありながら、大型化せずメンテナンスが少工数で容易に行えるプレスブレーキを提供する。【解決手段】電動機(5d)と電動機(5d)の駆動力が伝達されて回転するねじ軸(5b)とねじ軸(5b)の回転により上下動するラム(4)とを備える。電動機(5d)は、極数を第１の極数と前記第１の極数よりも多極の第２の極数との間で変換可能な極数変換電動機である。また、電動機(5d)の極数を変換する極数変換器(51Cb)と、電動機(5d)及び極数変換器(51Cb)の動作を制御して前記ラム(4)の上下動を実行する制御部(51Ba)と、ラム(4)の上下方向位置を検出してラム位置情報(J1)として出力する位置検出部(6)と、を備える。制御部(51Ba)は、ラム位置情報(J1)に基づいて、電動機(5d)の極数を変換するよう極数変換器(51Cb)を制御する。【選択図】図１
2014151356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、前記電動機の駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、前記ねじ軸の回転により上下動するラムと、を備え、前記ラムの下降動作で前記ラムに装着されたパンチによりワークに曲げ加工を施すよう構成されたプレスブレーキにおいて、
前記電動機は、極数を第１の極数と前記第１の極数よりも多極の第２の極数との間で変換可能な極数変換電動機であり、
前記電動機の極数を変換する極数変換器と、
前記電動機及び前記極数変換器の動作を制御して前記ラムの上下動を実行する制御部と、
前記ラムの上下方向位置を検出してラム位置情報として出力する位置検出部と、を備え、
前記制御部は、前記ラム位置情報に基づいて、前記電動機の極数を変換するよう前記極数変換器を制御することを特徴とするプレスブレーキ。
【請求項２】
前記制御部は、前記ラムの上下動範囲の内、下死点を含む前記下死点側の所定範囲の下降移動を前記電動機の極数を第２の極数として実行し、開端側の上下移動を前記電動機の極数を第１の極数として実行することを特徴とする請求項１記載のプレスブレーキ。
【請求項３】
電動機と、前記電動機の駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、前記ねじ軸の回転により上下動するラムと、を備えたプレスブレーキを用い、前記ラムを下降させて前記ラムに装着されたパンチによりワークに曲げ加工を施すプレスブレーキによる曲げ加工方法において、
前記電動機を、極数を第１の極数と前記第１の極数よりも多極の第２の極数との間で変換可能な極数変換電動機とし、
前記ラムの上下方向位置に基づいて前記電動機の極数を変換する極数変換ステップを含むことを特徴とするプレスブレーキによる曲げ加工方法。
【請求項４】
前記ラムの上下動範囲の内、下死点を含む前記下死点側の所定範囲の下降移動を前記電動機の極数を第２の極数として実行し、開端側の上下移動を前記電動機の極数を第１の極数として実行することを特徴とする請求項３記載のプレスブレーキによる曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスブレーキ及びプレスブレーキによる曲げ加工方法に係り、特に、ボールねじの駆動によりラムの上下動を行うタイプのプレスブレーキとそのプレスブレーキによる曲げ加工方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ軸及びナット部材からなるボールねじと電動機とを用い、ねじ軸を電動機で回転させることにより、ねじ軸に連結されたラムを上下動させる所謂ボールねじ駆動型のプレスブレーキが知られている。この電動機の回転速度は、例えばインバータで制御される。
一般に、プレスブレーキは、生産性向上等のため、ラムに取り付けられたパンチを、ワークに対して離接させるときにはラムを高速で上下移動させ、パンチがダイとによりワークに対し曲げ加工を施すときにはラムを大きな加圧力が得られる低速で下降移動させるようになっている。
このラム速度可変動作を実現するため、ボールねじ駆動型のプレスブレーキの電動機には、高速動作及び高トルク動作が可能な、すなわち、最高回転数が高く、かつ最高トルクが大きい電動機が用いられる。
【０００３】
しかしながら、最高回転数が高く、かつ最高トルクが大きい電動機は、最大出力が大きくなるため、電動機の回転を、油圧やギヤを利用した減速機を介してねじ軸に伝達させる構造を採用するのが一般的である。
【０００４】
この構造を備えた例として、特許文献１に、ギヤによる多段の減速機を備え、ラムの上下移動を高速と低速とに切り換えて行えるようにしたプレスブレーキが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１８３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プレスブレーキも設置面積が少なくて済むよう省スペース化が望まれており、同様性能であればできるだけ小型である方が望ましい。
しかしながら、電動機の回転速度を制御するインバータ等の機器は、電動機の最大出力が大きい程大型化する傾向にある。
また、油圧やギヤを利用した減速機を備えると、その分装置が大型化すると共にメンテナンスが必要となる。そして、そのメンテナンスも容易ではない。
そのため、加工時以外はラムの高速上下動が可能で、かつ加工時は低速高加圧力で曲げ加工可能でありながら、大型化せずメンテナンスが少工数で容易に行えるプレスブレーキが求められている。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、加工時以外はラムの高速上下動が可能で、かつ加工時は低速高加圧力で曲げ加工可能でありながら、大型化せずメンテナンスが少工数で容易に行えるプレスブレーキ及びプレスブレーキによる曲げ加工方法を提供することにある
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成及び手順を有する。
１）  電動機(5d)と、前記電動機(5d)の駆動力が伝達されて回転するねじ軸(5b)と、前記ねじ軸(5b)の回転により上下動するラム(4)と、を備え、前記ラム(4)の下降動作で前記ラム(4)に装着されたパンチ(P)によりワーク(W)に曲げ加工を施すよう構成されたプレスブレーキにおいて、
前記電動機(5d)は、極数を第１の極数と前記第１の極数よりも多極の第２の極数との間で変換可能な極数変換電動機であり、
前記電動機(5d)の極数を変換する極数変換器(51Cb)と、
前記電動機(5d)及び前記極数変換器(51Cb)の動作を制御して前記ラム(4)の上下動を実行する制御部(51Ba)と、
前記ラム(4)の上下方向位置を検出してラム位置情報(J1)として出力する位置検出部(6)と、を備え、
前記制御部(51Ba)は、前記ラム位置情報(J1)に基づいて、前記電動機(5d)の極数を変換するよう前記極数変換器(51Cb)を制御することを特徴とするプレスブレーキ(51)である。
２）  前記制御部(51Ba)は、前記ラム(4)の上下動範囲の内、下死点(S1)を含む前記下死点(S1)側の所定範囲の下降移動を前記電動機(5d)の極数を第２の極数として実行し、開端(S2)側の上下移動を前記電動機(5d)の極数を第１の極数として実行することを特徴とする１）に記載のプレスブレーキ(51)である。
３）  電動機(5d)と、前記電動機(5d)の駆動力が伝達されて回転するねじ軸(5b)と、前記ねじ軸(5b)の回転により上下動するラム(4)と、を備えたプレスブレーキを用い、前記ラム(4)を下降させて前記ラム(4)に装着されたパンチ(P)によりワーク(W)に曲げ加工を施すプレスブレーキによる曲げ加工方法において、
前記電動機(5d)を、極数を第１の極数と前記第１の極数よりも多極の第２の極数との間で変換可能な極数変換電動機とし、
前記ラム(4)の上下方向位置に基づいて前記電動機(5d)の極数を変換する極数変換ステップを含むことを特徴とするプレスブレーキによる曲げ加工方法である。
４）  前記ラム(4)の上下動範囲の内、下死点(S1)を含む前記下死点(S1)側の所定範囲の下降移動を前記電動機(5d)の極数を第２の極数として実行し、開端(S1)側の上下移動を前記電動機(5d)の極数を第１の極数として実行することを特徴とする３）に記載のプレスブレーキによる曲げ加工方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加工時以外はラムの高速上下動が可能で、かつ加工時は低速高加圧力で曲げ加工可能でありながら、大型化せずメンテナンスが少工数で容易に行える、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるプレスブレーキの実施例であるプレスブレーキ５１を説明するための部分正面図である。
【図２】プレスブレーキ５１の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】プレスブレーキ５１におけるモータドライブ装置５１Ｃとモータ５ｄとの結線を説明するための結線図である。
【図４】プレスブレーキ５１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図４を参照して説明する。
まず、実施例のプレスブレーキ５１の構成を図１及び図２を参照して説明する。図１は、プレスブレーキ５１を説明するための正面から見た略右側半分を示した図であり、図２は、プレスブレーキ５１の構成を説明するためのブロック図である。
【００１２】
プレスブレーキ５１は、本体部５１Ａと、制御装置５１Ｂと、モータドライブ装置５１Ｃと、を有している。
本体部５１Ａは、床ＦＬに設置される下テーブル１と、下テーブル１の左右両端部それぞれから上方に延びるように設けられた一対の側板２（図１では右側の側板２のみ記載）と、一対の側板２を上方で連結する上部フレーム３と、上部フレーム３と下テーブル１との間において上下動可能に配置されたラム４と、を有している。
【００１３】
下テーブル１の上側の面にはダイホルダ１ａが設けられており、ダイホルダ１ａにはダイＤが着脱自在に取り付けられている。
ラム４の下側の面にはパンチホルダ４ａが設けられており、パンチホルダ４ａにはパンチＰが着脱自在に取り付けられている。
【００１４】
本体部５１Ａにおいて、上部フレーム３の右端部側には、ラム４を上下動させる往復機構５が設けられている。ラム４は、往復機構５によって下テーブル１に対し離接するように上下方向に駆動される。
【００１５】
往復機構５は、上部フレーム３に取り付けられたベアリング５ａと、ベアリング５ａに回転自在に支持されたボールねじのねじ軸５ｂと、ねじ軸５ｂの上方端部に一体的に取り付けられたプーリ５ｃと、上部フレーム３から張り出したフランジ３ａに取り付けられたモータ５ｄと、モータ５ｄのシャフトに一体的に取り付けられた駆動プーリ５ｅと、プーリ５ｃと駆動プーリ５ｅとに掛け渡されたベルト５ｆと、を含んで構成されている。
尚、図１では、理解容易のためモータ５ｄは、上部フレーム３から右方に張り出したフランジ３ａに取り付けられている構成を示したが、上部フレーム３におけるねじ軸５ｂの後方側（紙面裏側）に配置されていてもよい。
ねじ軸５ｂの下方側はラム４に螺合している。この構成において、ラム４は、ボールねじのナット部材に相当する。
また、モータ５ｄは、極数変換三相誘導電動機であり、例えば４極と８極との切換が可能なものである。
【００１６】
制御装置５１Ｂ及びモータドライブ装置５１Ｃは、この例では側板２に一体的に取り付けられている。両装置５１Ｂ，５１Ｃの設置場所は限定されない。
制御装置５１Ｂは、制御部５１Ｂａ，記憶部５１Ｂｂ，情報出力部５１Ｂｃ，及び入力部５１Ｂｄを備えている。
モータドライブ装置５１Ｃは、モータ５ｄの速度を制御する速度制御部５１Ｃａとモータ５ｄの極数を切換る極数変換器５１Ｃｂとを有している。
速度制御部５１Ｃａは例えばインバータであり、極数変換器５１Ｃｂは例えばマグネットコンタクタである。
【００１７】
ラム４の上下方向の位置は、位置検出部である位置センサ６により検出される。位置センサ６は、ラム４の上下方向の位置をラム位置情報Ｊ１として制御部５１Ｂａに向け出力する。
【００１８】
この構成において、モータ５ｄの回転駆動によって、駆動プーリ５ｅ及びベルト５ｆを介してプーリ５ｃ及びねじ軸５ｂが回転する。
これにより、モータ５ｄの回転方向に応じてラム４が上下動するようになっている(矢印ＤＲ１参照）。
ラム４の上下動は、パンチＰの下端位置ＰＰが、ダイＤとパンチＰとの協働により両者の間に挿入されたワークＷを加工する際の最下点である下死点位置Ｓ１から、ダイＤとパンチＰとの間の距離が最大となる開端位置Ｓ２までの間の距離Ｌ１の範囲で行われる。
図１は、下端位置ＰＰが開端位置Ｓ２から少し下がった位置にある状態が示されている。
制御部５１Ｂａは、ラム位置情報Ｊ１に基づいてモータドライブ装置５１Ｃを制御する。従って、モータ５ｄの回転駆動は、制御部５１Ｂａにより間接的に制御される。
【００１９】
図３は、モータドライブ装置５１Ｃにおける速度制御部５１Ｃａ及び極数変換器５１Ｃｂと、モータ５ｄと、の結線を示す結線図である。モータ５ｄは、４極と８極とに切換可能な極数変換モータである。
極数変換器５１Ｃｂは、マグネットコンタクタであり、制御部５１Ｂａの制御により、三つのコンタクタＭＣ１〜ＭＣ３を独立して開閉する。
【００２０】
このコンタクタＭＣ１〜ＭＣ３の動作により、モータ５ｄの極数変換が行われる。
具体的には、コンタクタＭＣ１がＯＦＦ、コンタクタＭＣ２，ＭＣ３がＯＮのとき、極数は少ない方の４極となる。
一方、コンタクタＭＣ１がＯＮ、コンタクタＭＣ２，ＭＣ３がＯＦＦのとき、極数は多い方の８極となる。
【００２１】
モータ５ｄは、４極駆動の場合、それよりも多極の８極駆動の場合よりも低トルクながらも高速回転が可能である。
逆に８極駆動の場合、それよりも少極の４極駆動の場合よりも低速回転ながらも高トルク出力が可能である。
そこで、プレスブレーキ５１では、制御部５１Ｂａが、ラム４の上下方向位置に応じて、モータ５ｄの極数を変えるようにモータドライブ装置５１Ｃを制御する。
この制御について、図４を参照して詳述する。
【００２２】
図４は、プレスブレーキ５１のプレス加工動作を説明するためのタイミングチャートである。
縦軸には、上から、ラム４の上下方向位置、ＭＣ１〜ＭＣ３のＯＮ／ＯＦＦ状態、モータ５ｄの動作ＯＮ／ＯＦＦ状態、極数、ラムの移動速度、トルク出力  が示されている。
横軸は時間である。
【００２３】
プレスブレーキ５１の加工動作は、制御部５１Ｂａの制御により、以下の手順で実行される。上述のように、制御部５１Ｂａは、ラム４の上下方向位置を位置センサ６からのラム位置情報Ｊ１で把握できるようになっている。
【００２４】
（時間ｔ１迄）
ラム４は開端位置（図１におけるＳ２）で停止している。モータ５ｄの極数が４となるようにコンタクトＭＣ１／ＭＣ２／ＭＣ３は、各ＯＦＦ／ＯＮ／ＯＮとされている。
【００２５】
（時間ｔ１〜ｔ２）
時間ｔ１において入力部５１Ｂｄ等から加工開始指示が入来すると、制御部５１Ｂａは、極数４の状態でモータ５ｄを、ラム４を下降させるように駆動する（モータ動作ＯＮ）。これにより、低トルクかつ高速でラム４は下降する。
【００２６】
（時間ｔ２〜ｔ３）
制御部５１Ｂａは、ラム位置情報Ｊ１に基づいて、ラム４の位置が、パンチＰの下端位置ＰＰがワークＷに到達する直前の所定位置Ｓ３に達した、と判断したら、極数の切り換えを行う。
下端位置ＰＰが所定位置Ｓ３に達した時間をｔ２とすると、制御部５１Ｂａは、モータ５ｄの駆動を、時間ｔ２から所定時間（時間ｔ２〜ｔ３間のΔｔ２）停止する（モータ動作ＯＦＦ）。
これは、コンタクトＭＣ１〜ＭＣ３の切換動作がラム４の動作に影響してその動作を不安定にしないためであり、コンタクトＭＣ１〜ＭＣ３の各動作時間に１００ｍｓｅｃ程度要することから、制御部５１Ｂａは、所定の時間Δｔ１を２００ｍｓｅｃ以上に設定する。
制御部５１Ｂａは、この所定時間Δｔ１の間に、まず、コンタクトＭＣ２，ＭＣ３をＯＮからＯＦＦに切り換え、その後、コンタクトＭＣ１をＯＦＦからＯＮに切り換えて極数を４極から８極に切り換える。図４では、便宜的にコンタクトＭＣ２，ＭＣ３の切り換えを時間ｔ２に行い、コンタクトＭＣ１の切り換えを時間ｔ３に行うように記載してある。
【００２７】
（時間ｔ３〜ｔ４）
制御部５１Ｂａは、各コンタクトＭＣ１〜ＭＣ３による極数の切り換えが完了し、所定の時間Δｔ１が経過して時間ｔ３になったら、モータ動作をＯＮとする。これにより、ラム４は低速及び高トルク出力で下降する。
この時間ｔ３〜ｔ４の、モータ５ｄが極数を８極として駆動しているときの所定時間Δｔｋに、ワークＷへの曲げ加工が実行される。
制御部５１Ｂａは、ラム位置情報Ｊ１に基づいて、ラム４が下死点位置（図１のＳ１に相当）に達したと判断したら、極数の切り換えを行う。
ラム４が下死点位置に達した時間を時間ｔ４とすると、制御部５１Ｂａは、モータ５ｄの駆動を、時間ｔ４から所定時間（時間ｔ３〜ｔ４間のΔｔ２）停止する（モータ動作ＯＦＦ）。
制御部５１Ｂａは、この所定時間Δｔ２を、所定時間Δｔ１と同様の理由で２００ｍｓｅｃ以上に設定する。
制御部５１Ｂａは、この所定時間Δｔ２の間に、まず、コンタクトＭＣ１をＯＮからＯＦＦに切り換え、その後、コンタクトＭＣ２，ＭＣ３をＯＦＦからＯＮに切り換えて極数を８極から４極に切り換える。図４では、便宜的にコンタクトＭＣ１の切り換えを時間ｔ４に行い、コンタクトＭＣ２，ＭＣ３の切り換えを時間ｔ５で行うように記載してある。
【００２８】
（時間ｔ４〜ｔ５）
制御部５１Ｂａは、各コンタクトＭＣ１〜ＭＣ３による極数切り換えが完了し、所定の時間Δｔ２が経過して時間ｔ５になったら、モータ動作をＯＮとする。これにより、ラム４は高速及び低トルク出力で上昇する。
【００２９】
（時間ｔ５以降）
制御部５１Ｂａは、ラム４が開端位置（図１のＳ２に相当）に達したら（時間ｔ６）、モータ５ｄの動作を停止させて（モータ動作ＯＦＦ）、曲げ加工に伴うラム４の上下移動動作を終了する。
【００３０】
上述の手順から明らかなように、プレスブレーキ５１は、ラム４の上下動の速度を、ラム４の上下方向位置に応じて設定するようになっている。
具体的には、パンチＰがワークＷの加工に供されていない範囲（Ｓ２〜Ｓ３）における下降動作及び上昇動作を高速で行い、ワークＷを加工している時間範囲及びその直前の所定時間範囲（Ｓ３〜Ｓ１）の下降動作を、高トルク出力での低速で行う。
すなわち、ラム４の上下動範囲の内、下死点位置Ｓ１を含む下死点位置Ｓ１側の所定範囲の下降移動を電動機５ｄの極数を多極（この例で８極）として高トルク出力で実行し、開端位置Ｓ２側の上下移動を、電動機５ｄの極数を少極（この例で４極）として高速で実行する。
これにより、ワークＷの加工時間が、加工品質を維持したまま短縮されるので、プレスブレーキ５１は高い生産性を有する。
【００３１】
また、プレスブレーキ５１は、モータ５ｄとして極数変換三相誘導電動機を用いると共に、その極数を切り換える極数変換器５１Ｃｂを含むモータドライブ装置５１Ｃを搭載している。
そして、高速の上下移動と、低速かつ高トルク出力の下降移動と、の速度切り換えを、制御部５１Ｂａの制御の下、極数変換器５１Ｃｂにより行うように構成されている。
これにより、ラム４の移動速度の切り換えを、油圧やギヤを利用した減速機を備えることなく実現できるので、プレスブレーキ５１は大型化することはない。また、減速機のメンテナンスが不要となるので、プレスブレーキ５１のメンテナンス工数が増加したり、難しいメンテナンスを行う必要がない。すなわち、プレスブレーキ５１のメンテナンスが少工数で容易に行える。
【００３２】
本発明の実施例は、上述した手順及び構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【００３３】
モータ５ｄの変換可能な極数は４極と８極とに限定されるものではない。
可能な範囲で、極数比率は大きい方が望ましい。例えば、４極と１６極とで変換可能なモータであってもよい。
【００３４】
所定時間Δｔ１，Δｔ２は、適宜設定可能である。この時間は、動作に支障がない限り短い方が生産効率が向上するので好ましい。
【００３５】
ラム４の上下方向位置の検出は、位置センサ６に限るものではなく、種々のセンサを適用することができる。また、往復機構の回転部材にエンコーダを設け、回転部材の回転数等に基づいてラム４の位置を求めてもよい。また、複数のセンサ又はエンコーダを組み合わせてもよい。
【００３６】
制御部５１Ｂａは、モータ５ｄに設定されている極数を、情報出力部５１Ｂｃ等から画像や音声等で出力して、作業者が極数を把握できるようにすると良い。
【００３７】
また、例えば、パンチとダイ間に予期せず物や手などが進入した場合は、通常プレスブレーキに備えられている安全装置によりその進入が検出される。
制御部５１Ｂａは、安全装置からの進入情報に基づき、ラム４を急上昇させる必要が生じたと判断した場合、多極数（上述例で８極）に設定されていればこれを即時少極数（同４極）に変換してラム４を急上昇させる。
【符号の説明】
【００３８】
１  下テーブル、    １ａ  ダイホルダ
２  側板
３  上部フレーム、    ３ａ  フランジ
４  ラム、    ４ａ  パンチホルダ
５  往復機構
５ａ  ベアリング、    ５ｂ  ねじ軸、    ５ｃ  プーリ
５ｄ  モータ（極数変換三相誘導電動機）、    ５ｅ  駆動プーリ
５ｆ  ベルト
６  位置センサ(位置検出部）
５１  プレスブレーキ
５１Ａ  本体部、    ５１Ｂ  制御装置、    ５１Ｂａ  制御部
５１Ｂｂ  記憶部、    ５１Ｂｃ  情報出力部、    ５１Ｂｄ  入力部
５１Ｃ  モータドライブ装置、    ５１Ｃａ  速度制御部(インバータ）
５１Ｃｂ  極数変換器（マグネットコンタクタ）
Ｄ  ダイ
ＦＬ  床
Ｊ１  位置情報
Ｌ１  距離
ＭＣ１〜ＭＣ３  コンタクタ
Ｐ  パンチ、    ＰＰ  （パンチの）下端位置
Ｓ１  下死点位置、    Ｓ２  開端位置、    Ｓ３  所定位置
Ｗ  ワーク
Δｔ１，Δｔｋ，Δｔ２  所定時間
【図１】
2014151356.tif 000003
【図２】
2014151356.tif 000004
【図３】
2014151356.tif 000005
【図４】
2014151356.tif 000006