(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに相対向して固定テーブルと往復動自在なラムを設け、前記固定テーブルに設けられた一方の金型と前記ラムに設けられた他方の金型との協働でワークに板材加工を行う板材加工機において、前記ラムの往復動を行うと共にラムの位置決めを行い、かつ板材加工時に加圧力を与えるためのねじ加圧装置と、板材加工時に前記ねじ加圧装置とは別に加圧力を与えるための油圧装置と、前記ねじ加圧装置による加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記油圧装置の油圧を調整する油圧調整装置と、全体をコントロールする制御装置と、を備えてなることを特徴とする板材加工機におけるラム駆動装置。
【請求項２】
フレームに相対向して固定テーブルと往復動自在なラムを設け、前記固定テーブルに設けられた一方の金型と前記ラムに設けられた他方の金型との協働でワークに板材加工を行う板材加工機において、前記ラムの往復動と板材加工時に加圧力を与えるべく、前記フレームのラム側における左右両側並びにほぼ中央部にそれぞれ設けられたねじ加圧装置，油圧装置と、前記ねじ加圧装置による加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記油圧装置の油圧を調整する油圧調整装置と、前記ラムの両側に設けられたラムの位置を検出するラム位置検出手段と、全体をコントロールする制御装置と、を備えてなることを特徴とする板材加工機におけるラム駆動装置。
【請求項３】
前記ラムの位置を検出するラム位置検出手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載の板材加工機におけるラム駆動装置。
【請求項４】
前記ねじ加圧装置、油圧装置および加圧力検出手段を、それぞれ前記フレームのラム側における左右両側に設けてなることを特徴とする請求項１記載の板材加工機におけるラム駆動装置。
【請求項５】
前記ラム位置検出手段が前記固定テーブルとラムの左右両側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の板材加工機におけるラム駆動装置。
【請求項６】
前記板材加工がプレス加工あるいは折曲げ加工であることを特徴とする請求項１又は２記載の板材加工機におけるラム駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、板材加工機としての例えば折曲げ加工機やプレス機械において、上金型と下金型との協働でワークに折曲げ加工やプレス加工などを行う際のラムを往復動せしめる板材加工機におけるラム駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板材加工機としての例えば折曲げ加工機やプレス機械において、上金型と下金型との協働でワークに折曲げ加工やプレス加工を行う際には、上金型，下金型のいずれか一方を固定テーブルに設けると共に他方を往復動自在なラムに設け、しかもラムを往復動せしめて行っているのが一般的である。
【０００３】
前記ラムの駆動装置としては、例えば特開昭６３−１３６２１号公報などで知られているように、左右両側に設けた油圧シリンダで行う手段と、例えば特開平４−７５７９８号公報で知られているように、サーボモータでボールねじを回転せしめて行う手段とが良く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術のうち、前者の油圧シリンダでラムを駆動せしめる手段では、サーボバルブで油圧シリンダを制御すると共にラムの位置をリニアスールで検出しているため、加圧力は大きいが、位置決め精度が２／１００〜３／１００ｍｍと劣り、しかも油の汚染，管理などのメンテナンスに工数がかかるという問題があった。
【０００５】
一方、後者のサーボモータでボールねじを回転せしめてラムを駆動せしめる手段では、位置決め精度を２／１０００〜３／１０００ｍｍといった高精度な位置決めを行うことができるが、加圧力がそれほど大きくならずせいぜい５０トンしか出ないという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、ラムの往復動における位置決め精度が高精度で、しかも加工時における加圧力が大となる板材加工機におけるラム駆動装置を提供することにある。
【０００７】
この発明の別の目的は、上金型と下金型との間の寸法を左右均一にして加圧して板材加工精度が良好な板材加工を行うようにした板材加工機におけるラム駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの請求項１による発明の板材加工機におけるラム駆動装置は、フレームに相対向して固定テーブルと往復動自在なラムを設け、前記固定テーブルに設けられた一方の金型と前記ラムに設けられた他方の金型との協働でワークに板材加工を行う板材加工機において、前記ラムの往復動を行うと共にラムの位置決めを行い、かつ板材加工時に加圧力を与えるためのねじ加圧装置と、板材加工時に前記ねじ加圧装置とは別に加圧力を与えるための油圧装置と、前記ねじ加圧装置による加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記油圧装置の油圧を調整する油圧調整装置と、全体をコントロールする制御装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
前記板材加工機におけるラム駆動装置において、前記ラムの位置を検出するラム位置検出手段を備えてなることが望ましい。さらに、前記加圧装置、油圧装置および加圧力検出手段を、それぞれ前記フレームのラム側における両側に設けると共に、固定テーブルとラムの左右両側にラム位置検出手段を設けるのがよい。
【００１０】
また、この請求項２による発明の折曲げ加工機におけるラム駆動装置は、フレームに相対向して固定テーブルと往復動自在なラムを設け、前記固定テーブルに設けられた一方の金型と前記ラムに設けられた他方の金型との協働でワークに板材加工を行う板材加工機において、前記ラムの往復動と板材加工時に加圧力を与えるべく、前記フレームのラム側における左右両側並びにほぼ中央部にそれぞれ設けられたねじ加圧装置，油圧装置と、前記ねじ加圧装置による加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記油圧装置の油圧を調整する油圧調整装置と、前記ラムの両側に設けられたラムの位置を検出するラム位置検出手段と、全体をコントロールする制御装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
前記第１，第２の発明において、板材加工がプレス加工あるいは折曲げ加工であることがさらに望ましいものである。
【００１２】
【作用】
以上のような板材加工機におけるラム駆動装置とすることにより、ラムの往復動が主にねじ加圧装置で行われると共に板材加工時の加圧力が主に油圧装置で行われるから、ラムの往復動における位置決め精度を高精度に行うことができると共に加圧力を大きくして板材加工を行うことができる。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。
図１を参照するに、板材加工機としての例えばプレスブレーキは左右両側に立設されたフレームとしてのサイドフレーム１を備えており、この各サイドフレーム１の下部には固定テーブル３が固定して設けられている。この固定テーブル３上には折曲げ加工用の下金型５が着脱可能に取付けられている。
【００１４】
前記サイドフレーム１の上部には前記固定テーブル３に相対向して往復動（上下動）自在なラム７が設けられていると共に、このラム７の下部には折曲げ加工用の上金型９が着脱可能に取付けられている。
【００１５】
前記各サイドフレーム１の上部には油圧装置として油圧シリンダ１１が取付けられており、この各油圧シリンダ１１に装着されたピストンロッド１３の先端（下端）には取付けブロック１５で前記ラム７における左右の上部に取付けられている。
【００１６】
前記各油圧シリンダ１１にはねじ加圧装置１７が設けられている。より詳細には各ねじ加圧装置１７の一部材である支持ブロック１９が前記油圧シリンダ１１の内側に一体化されている。前記各支持ブロック１９の内側にはサーボモータ２１が取付けられていると共に各サーボモータ２１の出力軸２３には駆動ギヤ２５が嵌合されている。この各駆動ギヤ２５には別のギヤ２７が噛合されている。
【００１７】
この各ギヤ２７には上下方向へ延伸したボールねじ２９の上部が装着して固定されている。しかも各ボールねじ２９は前記支持ブロック１９に回転自在に装着されており、ボールねじ２９にはナット部材３１が螺合されていると共に、この各ナット部材３１は前記ラム７の上部に固定して設けられている。各ナット部材３１には前記ボールねじ２９の加圧力を検出する加圧力検出手段としての例えばロードセル３３が設けられている。前記サーボモータ２１の下部には前記出力軸２３の回転を検出するパルスジェネレータ３５が備えられている。
【００１８】
前記サイドフレーム１の外側における固定テーブル３上にはＺ軸方向（上下方向）へ延伸した支持バー３７が立設されており、この支持バー３７の上部にはラム位置検出手段３９の一部であるリニアスケール４１が設けられていると共に、前記ラム７の左右両側には各指針４３が設けられている。
【００１９】
上記構成により、各サーボモータ２１を駆動せしめると、出力軸２３、駆動ギヤ２５、従動ギヤ２７を介してボールねじ２９が回転される。この各ボールねじ２９の回転によりナット部材３１を介して前記ラム７がＺ軸方向へ往復動（上下動）されることになる。
【００２０】
しかも、各パルスジェネレータ３５により出力軸２３の回転を検出することができると共に、リニアスケール４１と指針４３とによりラム７の位置を検出することができる。また、ロードセル３３によりボールねじ２９の加圧力を検出することができる。
【００２１】
前記各油圧シリンダ１１を作動せしめてピストンロッド１３を下降せしめることにより、ラム７に加圧が与えられて、折曲げ加工用の下金型５と上金型９との協働でワークに折曲げ加工が行われることになる。
【００２２】
図２には板材加工機としての例えばプレス機械の側面図が示されている。図２において、図１における部品と同じ部品には同一の符号を符し、重複する部分の説明は省略する。
【００２３】
図２において、図１における構成と異なる構成を説明すると、前記油圧シリンダ１１の後部（図２において右部）には支持ブロック１９が取付けられており、この支持ブロック１９にはボールねじ２９が回転自在に装着されている。
【００２４】
前記サイドフレーム１にはモータベース４５が取付けられており、このモータベース４５にサーボモータ２１が取付けられている。このサーボモータ２１の出力軸２３には駆動プーリ４７が嵌合されている。前記ボールねじ２９の上部には従動プーリ４９が嵌合されている。この従動プーリ４９と前記駆動プーリ４７とにはベルト５１が巻回されている。
【００２５】
前記サイドフレーム１の外側における固定テーブル３上にはＺ軸方向へ延伸した支持プレート５３の下部が取付けられている。この支持プレート５３の先端における前側にはラム位置検出手段３９の一部である指針４３が設けられていると共に、前記ラム７にはリニアスケール４１が設けられている。
【００２６】
上記構成により、各サーボモータ２１を駆動せしめると、出力軸２３，駆動プーリ４７，ベルト５１，従動プーリ４９を介してボールねじ２９が回転される。このボールねじ２９の回転によりナット部材３１を介して前記ラム７がＺ軸方向へ往復動（上下動）されることになる。
【００２７】
しかも、パルスジェネレータ３５により出力軸２３の回転を検出することができると共に、リニアスケール４１と指針４３とによりラム７の位置を検出することができる。また、ロードセル３３によりボールねじ２９の加圧力を検出することができる。
【００２８】
前記油圧シリンダ１１を作動せしめてピストンロッド１３を下降せしめると、ラム７に加圧力が与えられて、プレス加工用の下金型５と上金型９との協働でワークにプレス加工が行われることになる。
【００２９】
図３には別の実施例が示されている。図３において、上述した図１の実施例と異なる部分は油圧シリンダ１１を左右のサイドフレーム１の両側に設けたのでなく、サイドフレーム１の上部に取付けられた上部フレーム５４に設けられている。さらにサーボモータ２１が外側に設けられているだけであるから重複する部分の説明を省略する。
【００３０】
上記構成により、各サーボモータ２１を駆動せしめると、出力軸２３、駆動ギヤ２５、従動ギヤ２７を介してボールねじ２９が回転される。このボールねじ２９の回転によりナット部材３１を介して前記ラム７がＺ軸方向へ往復動（上下動）されることになる。
【００３１】
しかも、パルスジェネレータ３５により出力軸２３の回転軸を検出することができると共に、リニアスケール４１と指針４３とによりラム７における左右の位置を検出することができる。また、ロードセル３３によりボールねじ２９の加圧力を検出することができる。
【００３２】
図４にはラム７の往復動と位置決めを行う油圧回路が示されている。前記油圧シリンダ１１の下部油室１１Ｄには配管５５の一端が接続されていると共に配管５５の他端にはアキュームレータ５７が接続されている。また、前記油圧シリンダ１１の上部油室１１Ｕには配管５９の一端が接続されていると共に、配管５９の他端にはタンクＴが接続されている。しかも配管５９の途中にはチェックバルブ６１が設けられている。
【００３３】
前記配管５９の途中には配管６３の一端が接続されていると共に、配管６３の他端にはリリーフ弁６５が接続されている。このリリーフ弁６５の一端には配管６７が接続されていると共に配管６７の他端にはタンクＴに連通されている。前記配管６７の途中にはポンプＰが設けられていると共に、このポンプＰには駆動モータＭが連結されている。
【００３４】
前記配管６７の途中には配管６９の一端が接続されていると共に、配管６９の他端は４ポート２位置の切換弁７１におけるＰポートに接続されている。切換弁７１のＡポートには配管７３の一端が接続されていると共に、配管７３の他端は前記チェックバルブ６１に接続されている。切換弁７１のＢポートはメクラになっている。
【００３５】
前記サーボモータ２１はサーボアンプ７４を経て制御装置であるコントローラ７５に接続されている。また、前記ロードセル３３，パルスジェネレータ３５およびリニアスケール４１もコントローラ７５に接続されている。さらに、このコントローラ７５には圧力制御弁アンプ７７を経て油圧調整装置としての例えば圧力制御弁７９が接続されている。
【００３６】
上記構成により、駆動モータＭを駆動せしめてポンプＰを作動せしめると、タンクＴから油圧が吐出され配管６７，リリーフ弁６５，配管６３および配管５９を経て油圧シリンダ１１の上部油室１１Ｕに供給される。而して、ピストンロッド１３が下降する。前記ラム７の加圧力はコントローラ７５の指令により、圧力制御弁７９が制御されることになる。その際、油圧シリンダ１１における下部油室１１Ｄ内の油圧はアキュームレータ５７に一時的に収容される。
【００３７】
サーボモータ２１を駆動せしめボールねじ２９を回転させるとラム７が下降する。その際には油圧シリンダ１１の上部油室１１Ｕが負圧となるから、タンクＴからチェック弁６１、配管５９を経て上部油室１１Ｕに油圧が吸い込まれることになる。
【００３８】
また、アキュームレータ５７から油圧シリンダ１１の下部油室１１Ｄに油圧を供給することにより、ピストンロッド１３が上昇するからラム７が上昇されることになる。
【００３９】
このとき、配管６７内の油圧は、配管６９，切換弁７１および配管７３を経てチェックバルブ６１を押し下げることにより、油圧シリンダ１１の上部油室１１Ｕ内の油圧は配管５９，チェックバルブ６１を経てタンクＴに戻されることになる。
【００４０】
図４における油圧回路は負荷感応してポンプＰの斜板角度を変更かつ圧力制御を行うものである。
【００４１】
図５には図４に代る他の実施例の油圧回路が示してある。図５において図４における部品と同じ部品には同一の符号を符し、重複する部分の説明は省略する。すなわち、図５の油圧回路は定吐出ポンプＰを用いて圧力制御のみを行うタイプで、ポンプの型式が異なっているだけであるので、説明を省略する。
【００４２】
図６にはラム７を往復動制御せしめる制御ブロック図が示されている。図６において上述した各種の部品で構成されており、ロードセル３３で検出された加圧力がコントローラ７５にフィードバックされ、パルスジェネレータ３５で検出された出力軸２３の回転をサーボアンプ７４の手前にフィードバックされ、また、リニアスケール４１で検出されたラム７の位置はコントローラ７５の手前にフィードバックされるようになっている。
【００４３】
したがって、ロードセル３３，パルスジェネレータ３５，リニアスケール４１で検出されたフィードバック信号を基にコントローラ７５から指令されてサーボモータ２１の回転が制御されると共に圧力制御弁７９が制御されることになる。
【００４４】
図６においては、右側のラム７を制御する制御ブロック図のみを示しているが、左側のラム７を制御する制御ブロック図も図示省略したが同様な構成となっているものである。
【００４５】
次に、ラム７の作動により下金型５と上金型９との協働でワークに折曲げ加工あるいはプレス加工を行う動作を説明すると、図７に示されているように、ラム７の上限位置Ｚから位置Ｚ０  までの時間Ｔ１  だけサーボモータ２１を駆動させた後、ラム７を位置Ｚ０  から下降開始させる。その際、位置Ｚから位置Ｚ０  まで油圧シリンダ１１は働かないものである。ラム７が位置Ｚ０  から位置Ｚ１  までの時間Ｔ２  だけは急接近させる。この時、油圧シリンダ１１の上部油室１１ＵにタンクＴから配管５９，チェックバルブ６１を経て油圧が吸い込まれて吸い込み状態にある。
【００４６】
位置Ｚ1 から位置Ｚ2 まで到達する時間Ｔ3 だけはラム７を微速接近させる。この状態において油圧シリンダ１１は上述と同様に吸い込み状態にある。位置Ｚ2 にラム７の下端が到達すると、上金型９が下金型５上のワークに当接し、折曲げ加工あるいはプレス加工が開始される。ラム７が位置Ｚ2 から位置Ｚ3 まで到達する時間Ｔ4 においては、ボールねじ２９の加圧力を例えば０〜１０トンに保ち、加圧力が不足のとき油圧シリンダ１１の力を借りるようにする。すなわち、位置Ｚ2 から油圧シリンダ１１を作動させて別個に加圧力を与える。この油圧シリンダ１１の上部油圧１１Ｕに供給される油圧は圧力制御弁７９で制御されるものである。
【００４７】
位置Ｚ３  から位置Ｚ４  までの時間Ｔ５  においてはダメ押しの折曲げ加工あるいはプレス加工が行われる。その際にはボールねじ２９は作動状態にあると共に油圧シリンダ１１は加圧状態にある。位置Ｚ４  時点で折曲げ加工あるいはプレス加工が終了して、位置Ｚ４  から位置Ｚ０  まで時間Ｔ６  で急上昇してラム７が上限に戻される。この際、油圧シリンダ１１はラム７が上昇するのに力を貸す補助の役目を果している。
【００４８】
この上記の動作において、図１，図２におけるラム７の各位置Ｚ０  〜Ｚ４  はリニアスケール４１で常に検出されていると共にラム７の急接近、微速および急上昇の動きはパルスジェネレータ３５でサーボモータ２１の出力軸２３の回転を検出して制御されるものである。
【００４９】
このようにラム７を往復動せしめて下金型５と上金型９との協働でワークに折曲げ加工あるいはプレス加工などの板材加工を行うときに、ラム７の往復動時の位置決めを主にねじ加圧装置１７で行い、板材加工時の加圧を主に油圧シリンダ１１で行うことによって、位置決め精度が高精度で、大なる加圧力で板材加工を行うことができる。
【００５０】
この上記の動作において、図３におけるラム７の各位置Ｚ０  〜Ｚ４  はリニアスケール４３Ｒ，４３Ｌで常に検出されると共に、図１に示されているように、ラム７の左右におけるラム７の下端と固定テーブル３間の距離Ｄ１  とＤ２  が常にＤ１  ＝Ｄ２  となるようにコントローラ６９からの指令で位置制御される。すなわち、左右の上金型９と下金型５間を一定に保ちながら加圧することができるから、高精度の折曲げ加工を行うことができる。
【００５１】
なお、この発明は、前述した実施例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。本実施例では下金型５を固定テーブル３上に設けると共に上金型９をラム７の下部に設けた例で説明したが、下金型５を往復動自在なラム７上に設けると共に上金型９を固定テーブル３の下部に設けた型式の板材加工機でもよいものである。
【００５２】
本実施例のラム駆動制御を図６に示されているようなリニアスケール４１を用いたフルクローズで制御する例で説明したが、リニアスケール４１なしでセミクローズで制御することも可能である。
【００５３】
図１に示した折曲げ加工機においてはねじ加圧装置１７を左右に設けた油圧シリンダ１１の内側に設けた例で説明したが、ねじ加圧装置１７を各油圧シリンダ１１の後側に設けてもよく、また、各油圧シリンダ１１の前後側に設けてもよいものである。
【００５４】
図２に示したプレス機械においては、ねじ加圧装置１７を油圧シリンダ１１の後側に設けた例で説明したが、ねじ加圧装置１７を油圧シリンダ１１の前側に設けてもよく、また、ねじ加圧装置１７を油圧シリンダ１１と切り離して固定テーブル３に設けて下から引っ張るようにしてもよいものである。
【００５５】
本実施例では板材加工機として折曲げ機，プレス機械のラム７の駆動装置の例で説明したが、シャリングマシンなどであっても構わないものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この発明によれば、ラムを往復動せしめて下金型と上金型との協働でワークに板材加工を行うときに、ラムの往復動時の位置決めを主にねじ加圧装置で行い、板材加工時の加圧を主に油圧装置を行うことによって、位置決め精度が高精度で、大なる加圧力で板材加工を行うことができる。
【００５７】
しかも、請求項２における発明ではラムの移動時における左右のラムと固定テーブル間の距離を常に一定に保つように位置制御されるから左右の上金型と下金型間を一定に保ちながら加圧することができるから高精度の折曲げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する一実施例の板材加工機としての折曲げ加工機の正面図である。
【図２】この発明を実施する一実施例の板材加工機としてのプレス機械の側面図である。
【図３】この発明を実施する他の実施例の板材加工機としての折曲げ加工機における正面図である。
【図４】図１，図２および図３におけるラムを往復動せしめる一実施例の油圧回路図である。
【図５】図４に代る他実施例の油圧回路図である。
【図６】ラムを往復動せしめる制御ブロック図である。
【図７】ラムの往復動によりワークの折曲げ加工あるいはプレス加工を行う動作の説明図である。
【符号の説明】
１  サイドフレーム（フレーム）
３  固定テーブル
５  下金型
７  ラム
９  上金型
１１  油圧シリンダ（油圧装置）
１７  ねじ加圧装置
２１  サーボモータ
２３  出力軸
２９  ボールねじ
３３  ロードセル
３５  パルスジェネレータ
３９  ラム位置検出手段
４１  リニアスケール
４３  指針
７５  コントローラ（制御装置）
７９  圧力制御弁
【図１】
0003558679.tif 000002
【図２】
0003558679.tif 000003
【図３】
0003558679.tif 000004
【図４】
0003558679.tif 000005
【図５】
0003558679.tif 000006
【図６】
0003558679.tif 000007
【図７】
0003558679.tif 000008