(57)【要約】【課題】  従来のサーボプレス機は、シリンダ自体の高速駆動が出来ない、また、シリンダの動作とプレスの上下動作の同期が取れない、シリンダの故障が多く発生する等の問題点があった。【解決手段】  この発明のサーボプレス機は、装置架台に支持されたベースプレート、該ベースプレート下面には少なくとも複数の金型上下駆動用サーボモータを設け、かつ該ベースプレート上面には支柱およびプレス装置天板に支持された重力保障シリンダにより懸架された金型を上下させるプレス可動部を設けたプレス装置において、前記プレス可動部に駆動用サーボモータ又はステッピングモータ等の駆動用モータより成る金型高速化機構を備え、前記金型上下駆動用サーボモータおよび金型高速化機構のサーボアンプを電気的に接続して高速同期制御する制御部を設けた構成のサーボプレス機。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置架台に支持されたベースプレート、該ベースプレート下面には少なくとも複数の金型上下駆動用サーボモータを設け、かつ該ベースプレート上面には支柱およびプレス装置天板に支持された重力保障シリンダにより懸架された金型を上下させるプレス可動部を設けたプレス装置において、前記プレス可動部に駆動用サーボモータ又はステッピングモータ等の駆動用モータより成る金型高速化機構を備え、前記金型上下駆動用サーボモータおよび金型高速化機構のサーボアンプを電気的に接続して高速同期制御する制御部を設けたことを特徴とするサーボプレス機。
【請求項２】
金型高速化機構に金型の部位を動作させるサーボモータを使用しカム機構、ボールネジ機構等の駆動伝達手段を設けた事を特徴とする請求項１記載のサーボプレス機。
【請求項３】
駆動伝達手段を構成する駆動伝達手段本体をカム機構としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプレス機。
【請求項４】
金型の上下動作と金型部位の上下動作を同期させてプレス速度を高速化させる機構を特徴とする請求項１記載のプレス機。
【請求項５】
プレス上型に分離自在に当接されて設けたプレス上型上下駆動用装置プッシャ、この装置プッシャに金型高速化機構の動作を上下動作にして伝達する駆動伝達手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のプレス機。
【請求項６】
金型高速化機構をプレス可動部に締付固定している固定用ブラケット、該固定用ブラケットと前記プレス可動部との間にネオプレンゴムやシリコン等の緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１記載のプレス機。
【請求項７】
複数の第１および第２金型上下駆動用サーボモータおよび駆動伝達手段に連接した駆動用モータを備え、前記複数の金型上下駆動用サーボモータおよび駆動用モータのサーボアンプにアンプ間ケーブル等により個々に接続されたリニアスケールを設けるとともに、前記第１金型上下駆動用サーボモータとモーションコントローラである制御部とをリンクケーブルにより接続したことを特徴とするサーボプレス機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プレス金型装置に係り、特に、金型部位をサーボモータを使用して動作させる機構を有するサーボプレス機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプレス機は、金型部位の動作にエアー又は油を駆動源とするシリンダを使用している。（特許文献１参照）
またシリンダの代わりにサーボモータを駆動源に使用しているものもある。（特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−３７３１号公報（第２頁、第５図）
【特許文献２】特開平１０−８６１９１号公報（第９頁、第３４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術は金型部位の駆動をシリンダで行う為、シリンダ自体の高速駆動が出来ない、シリンダの動作とプレスの上下動作の同期が取れない、シリンダの故障が多く発生する等の問題点があった。またサーボモータを使用してもモーションコントローラ等の制御機器を使用していないため同期化・高速化が出来ていなかった。
【０００５】
この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、第１の目的は金型部位の駆動を高速化することができる機構をサーボモータと連結機構を使用して得るものである。
【０００６】
また、第２の目的は金型部位の駆動と金型の上下駆動の同期が取れることができる機構をモーションコントローラ等の制御機器を使用して得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るサーボプレス機は、装置架台に支持されたベースプレート、該ベースプレート下面には少なくとも複数の金型上下駆動用サーボモータを設け、かつ該ベースプレート上面には支柱およびプレス装置天板に支持された重力保障シリンダにより懸架された金型を上下させるプレス可動部を設けたプレス装置において、前記プレス可動部に駆動用サーボモータ又はステッピングモータ等の駆動用モータより成る金型高速化機構を備え、前記金型上下駆動用サーボモータおよび金型高速化機構のサーボアンプを電気的に接続して高速同期制御する制御部を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のサーボプレス機は、装置架台に支持されたベースプレート、該ベースプレート下面には少なくとも複数の金型上下駆動用サーボモータを設け、かつ該ベースプレート上面には支柱およびプレス装置天板に支持された重力保障シリンダにより懸架された金型を上下させるプレス可動部を設けたプレス装置において、前記プレス可動部に駆動用サーボモータ又はステッピングモータ等の駆動用モータより成る金型高速化機構を備え、前記金型上下駆動用サーボモータおよび金型高速化機構のサーボアンプを電気的に接続して高速同期制御する制御部を設けた構成としたから、複数の金型上下駆動モータの同期制御および速度高速化を図り、プレス作業時間の効率化を達成できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置を示す全体構成図、図２はこの発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置のモータ軸接続部詳細図、図３はこの発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置を示す正面構成図、図４はこの発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置を示す拡大詳細構成図、図５はこの発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置の制御概略図、図６はこの発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速化機構時間特性図である。
【００１０】
図において、プレス装置１は、装置台板２ａと、この装置台板２ａ、装置上板２ｂと複数脚部２ｃから成る装置架台２によりプレスベースプレート３を載置し固定しており、前記ベースプレート本体３ａは前記装置架台２にベースプレート固定用ボルト３ｂで固定されていると共に、前記プレスベースプレート３には上部に複数の支柱４により支持されているプレス装置天板５を固定している。金型を上下させる為の駆動源である複数台の第１金型上下駆動用サーボモータ６ａおよび第２金型上下駆動用サーボモータ６ｂは前記プレス装置の基準となる前記ベースプレート本体３ａ下面に該モータ回転軸６ｃを貫通させて上方からモータ取付けボルト６ｄで締付け、該ベースプレート本体３ａに懸架固定されている。
【００１１】
ボールネジ７は、上部を該ボールネジ７のラジアル方向を規制する為の締付ボルト８ａ、Ｃリング８ｂ、ボールネジベアリング８ｃ、ホルダー８ｄから成るボールネジサポート８により前記装置天板５に支持固定され、下部先端７ａをプレス動作時の反力を受ける為のベアリングユニット９により中間支持してカップリング１０により前記モータ回転軸６ｃに回転自在に保持されている。
【００１２】
前記ベアリングユニット９は前記ボールネジ７のスラスト方向の荷重をベアリング９ｂで受け、このベアリング９ｂの外輪はベアリングホルダ９ａとベアリングカバー９ｃにて支えられる。前記ベアリング９ｂの内輪は前記ボールネジ７とベアリングカラー９ｆ、ナット９ｇにより固定される。前記ベアリングホルダ９ａと前記ベアリングカバー９ｃとは上下ベアリングボルト９ｄによりベアリングユニット９のプレート９ｅに固定される。
また、前記ベアリングユニット９のプレート９ｅは前記ベースプレート３に立脚された立てられた六角支柱９ｈに前記ベアリングユニット用ボルト９ｄで支持固定される。
【００１３】
前記カップリング１０は、該カップリング本体１０ａと第１軸締め付けボルト１１ａ、第２軸締め付けボルト１１ｂとを備え、該第２軸締め付けボルト１１ｂを締め付けることにより前記プレスベースプレート３を貫通された前記モータ回転軸６ｃを前記第１軸締め付けボルト１１ａにより締め付けることにより前記ボールネジ７と同期して固定する。
【００１４】
型締付ボルト１２により締付固定されてプレス上型１３を精度良く上下させる為のガイド１４が複数取り付けられるプレス可動部１５は、可動部支持部１５ａを前記ボールネジ７に両端部を上下自在に支持され、該可動部１５の上下位置を正確に測定する為に可動部１５左右にリニアスケール１６を有し、かつ前記可動部支持部１５ａには該可動部１５の自重を少なくしプレス動作を高速で行う為の重力保障シリンダ１７頭部がプレス装置天板５に重力保障シリンダ締付ボルト１７ａにより固定されており、前記重力保障シリンダ１７の下先端部にはボルト締めされているジョイント１８を介して前記プレス可動部１５を下ボルト１９により懸架固定している。プレス下型２０は、前記プレス上型１３に対応してベースプレート３側にボルスタ２１を介して取り付けられている。
【００１５】
金型高速化機構２２である第２金型上下駆動用のサーボモータ又はステッピングモータから成る駆動モータ本体２２ａは、前記プレス可動部支持部１５ａに緩衝部材２３を介在させてＬ型の固定用ブラケット２２ｂにより支持され、金具固定ボルト２２ｃで締付固定されていると共に、モータ回転軸２２ｄの先端にはモータ側カップリング２２ｅを設けている。前記緩衝材２３はネオプレンゴム、シリコン等振動を低減させるものであればよい。サーボモータ自体が振動に対し強い場合、緩衝材２３はなくてもよい。前記金型高速化機構２２のカム、ボールネジ、プーリおよびギア等を有する駆動伝達手段２４は、前記モータ側カップリング２２ｅに対応する伝達側カップリング２４ａを先端に設け駆動伝達側回転軸２４ｂを中間に軸支し、該駆動伝達側回転軸２４ｂの荷重を保持し、該駆動伝達手段本体２４ｃを挟み込むように前記プレス可動部支持部１５ａにホルダ用ボルト２５ａにより固定された一対のベアリングホルダ２５で保持されている。カラー２４ｄは前記駆動伝達手段本体２４ｃの前記ベアリングホルダ２５間の水平移動を抑えるよう駆動伝達手段２４ｃの前後に複数設けてある。
【００１６】
装置プッシャ２６は、前記プレス可動部１５の上下を貫通して装着され、前記装置プッシャ２６の上端に抜け防止ピン２６ａを装着固定し、上部を上ブッシュ２６ｂ、下端をブッシュガイド２６ｃにてガイドされると共に、前記プレス上型１３内にスプリング２６ｄで弾性支持されている。該装置プッシャ２６は、前記駆動伝達手段本体２４ｃの回転時に上下運動を伝達される。該装置プッシャ２６は上型プッシャ２６ｅ上に分離自在に載置され、プレス上型１３交換時にボルト緩め等を必要としない分離構造とされている。このプレス装置でプレスされる被プレス材料（図示されていない）の供給は、前記架台の装置上板２ｂの側部に設置されたフィーダ２７により実行される。
【００１７】
次に、この発明の実施の形態１によるサーボプレス機の高速同期装置の制御系統を図５により説明する。図において、モーションコントローラである制御部２８は、一対の金型上下駆動用サーボモータ６の一方金型上下駆動用サーボモータ６ａにケーブル２９により接続されている第１サーボアンプ３０にリンクケーブル３１で接続されている。前記第１サーボアンプ３０は前記金型上下駆動用サーボモータ６ａにケーブル２９で接続されている被プレス材料位置検出用の第１リニアスケール１６ａと直接接続されている。また、一対の金型上下駆動用サーボモータ６の他方金型上下駆動用サーボモータ６ｂは、前記第１サーボアンプ３０に第１アンプ間リンクケーブル３２により電気的に接続されている第２サーボアンプ３３にケーブル２９により一方を接続し、かつ他方を被プレス材料位置検出用の第２リニアスケール１６ｂに接続されている。また前記第２リニアスケール１６ｂはケーブル２９により前記第２サーボアンプ３３に直接接続されている。また、金型高速化機構２２である第２金型上下駆動用のサーボモータ又はステッピングモータから成る駆動モータ本体２２ａは、第２アンプ間リンクケーブル３４により電気的に接続されている第３サーボアンプ３５にケーブル２９により接続されている。この駆動モータ本体２２ａには端末抵抗３５を備えている。
【００１８】
次に動作について説明する。
このように構成されたサーボモータ高速同期装置は、前記金型高速化機構２２である駆動モータ本体２２ａが回転する事により、前記駆動伝達手段２４の回転時に上下運動を装置プッシャ２６に伝達される。この駆動伝達手段本体２４ｃが回転しプレス可動部を貫通して設けた装置プッシャ２６が上下し上型プッシュ２６ｄに伝達し、上型１３を上下駆動させ被プレス材料へ力を加えるものである。
【００１９】
第１及び第２金型上下駆動用サーボモータ６ａ、６ｂおよび金型高速化機構２２の駆動用モータ２２ａはモーションコントローラである制御部２８により制御されている為、互いに同期を取り動作できる。
【００２０】
以上のように、金型の上下動作と金型高速化機構とを同期動作するように構成しており、金型内駆動部の高速駆動を可能としているので、プレス動作も金型内動作を待つ必要がなく高速動作を行う事が出来る。
【００２１】
図６は金型内駆動部がストローク５０ｍｍを動作する場合、サーボモータを使用した場合とシリンダを使用した場合との時間特性図を示す。シリンダを使用した場合、シリンダが動き始めるまでの時間（シリンダ機構起動待ち時間）は０．０２秒、動作完了まで０．０８秒で合計０．１秒（シリンダ機構動作時間）必要となり、プレス動作としては２００ｓｐｍが限界となる。
【００２２】
また、サーボモータ同期機構を使用する場合、サーボモータが動き始めるまでの時間は０．００２秒（サーボ機構待ち時間）、動作完了まで０．０１８秒で合計０．０２秒（サーボ機構動作時間）で駆動でき、プレス速度を１０００ｓｐｍまで高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置を示す全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置のモータ軸接続部詳細図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置を示す正面構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置を示す拡大詳細構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速同期装置の制御概略図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるサーボプレス機の高速化機構時間特性図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  プレス装置、２  装置架台、３  プレスベースプレート、３ａ  ベースプレート本体、５  プレス装置天板、６ａ  第１金型上下駆動用サーボモータ、６ｂ  第２金型上下駆動用サーボモータ、７  ボールネジ、８  ボールネジサポート、９  ベアリングユニット、１０カップリング、１２  型締付ボルト、１３  プレス上型、１５  プレス可動部、１６  リニアスケール、１７  重力保障シリンダ、１８  ジョイント、１９  下ボルト、２０  プレス下型、２１  ボルスタ、２２  金型高速化機構、２２ａ  駆動モータ本体、２２ｂ  固定用ブラケット、２３  緩衝材、２４  駆動伝達手段、２４ａ  カップリング、２４ｂ  駆動伝達側回転軸、２４ｃ  駆動伝達手段本体、２５  ベアリングホルダ、２６  装置プッシャ、２６ａ  抜け防止ピン、２６ｃ  プッシャガイド、２６ｅ  上型プッシュ、２７  フィダー、２８  制御部、２９  ケーブル、３０  第１サーボアンプ、３１  リンクケーブル、３２  第１アンプ間リンクケーブル、３３  第２サーボアンプ、３４  第２アンプ間ケーブル、３５  第３サーボアンプ、３６  端末抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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