(57)【要約】  多軸式電動プレスは、下部フレーム（１）と、下部フレーム（１）上に立設されるサイドフレーム（２）と、サイドフレーム（２）上に載置された上部フレーム（３）と、上部フレームに垂設された複数の加圧軸ユニット（５ａ〜５ｅ）を備える。加圧軸ユニット（５ａ〜５ｅ）は、電動モータ（５０）と、正逆回転自在に軸支されたネジ軸（５１）と、電動モータ（５０）の回転運動をネジ軸（５１）に伝達する伝達機構（５２）と、ネジ軸（５１）に螺合するナット部材（５３ａ）とナット部材（５３ａ）の回転を規制する回り止め部を有するスライド（５３）とを備える。そして、回り止め部と摺動可能に嵌り合う案内部を上部フレーム（３）に設ける。
2015056469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部フレームと、
該下部フレーム上に立設されるサイドフレームと、
該サイドフレーム上に載置された上部フレームと、
該上部フレームに垂設され、互いに独立して駆動可能な複数台の加圧軸ユニットと、
を備え、
前記加圧軸ユニットは、
電動モータと、
正逆回転自在に軸支されたネジ軸と、
前記電動モータの回転運動を前記ネジ軸に伝達する伝達機構と、
前記ネジ軸の回転に応じて、前記ネジ軸の軸線方向に沿って移動するスライドであり、前記ネジ軸に螺合するナット部材と、前記ナット部材の回転を規制する回り止め部を有する、該スライドと、
を具備し、
前記回り止め部と摺動可能に嵌り合う案内部が前記上部フレームに設けられた、多軸式電動プレス。
【請求項２】
前記加圧軸ユニットに加工荷重を計測する荷重測定手段を設けた、請求項１に記載の多軸式電動プレス。
【請求項３】
前記荷重測定手段は、前記ネジ軸に装着される荷重受け部と、前記上部フレームに取付けられる固定部と、前記荷重受け部と前記固定部を連結する起歪部とを有し、該起歪部にひずみゲージを貼付した、請求項２に記載の多軸式電動プレス。
【請求項４】
前記加圧軸ユニットを前記上部フレームに垂設するフレームプレートに前記荷重測定手段が設けられる、請求項３に記載の多軸式電動プレス。
【請求項５】
前記フレームプレートが、前記ネジ軸に嵌着された軸受ユニットの上部に装着される、請求項４に記載の多軸式電動プレス。
【請求項６】
前記回り止め部は前記スライドに立設するガイドポストであり、前記案内部は前記ガイドポストが嵌挿するガイドブシュである、請求項１または２に記載の多軸式電動プレス。
【請求項７】
前記サイドフレームは両端にネジ山が螺刻された段付きシャフトであり、前記下部フレームと前記上部フレームを貫通して一体に締結する、請求項１または２に記載の多軸式電動プレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立して駆動する加圧軸ユニットが複数台並設された多軸式電動プレスに関する。より詳しくは、モータの回転運動をねじ機構によって往復直線運動に変換し、この往復直線運動により被加工物を加工する加圧軸ユニットを複数台並設させた多軸式電動プレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多工程のプレス加工を行う技術として、１基または複数基のスライドに所要工程の金型を取付けて、ブランク材、または半加工品を順次隣接する金型に搬送して、多工程を連続してプレス加工するトランスファプレスがある。そして、複数基のスライドを備えたトランスファプレスとしては、特許文献１に記載されるようなプレスユニットにネジ機構を用いたものがある。【０００３】
特許文献１には、フレーム間に架設された横梁に、複数の加工ステーションが並設されたねじ式機械プレスが開示されている。この装置の各加工ステーションには、独立して駆動可能なサーボモータを備えるプレスユニットが設けられている。サーボモータの回転運動は、プーリ及びベルトを介して、プレスユニットの連結棒に伝えられる。連結棒の下端には、ねじ機構の雄ねじが固定されており、この雄ねじには雌ねじが螺合されている。ねじ機構の雌ねじの下端には、スライドが固着されている。特許文献１に記載のトライスファプレスでは、サーボモータを駆動させると、その回転方向に応じてスライドが昇降する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９０６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のねじ式機械プレスには、プレスユニット（加圧軸ユニット）を横梁に固定するための外筒体が設けられている。この外筒体は、ねじ機構を覆うように配置され、フランジを介して横梁に締結されている。特許文献１に記載のねじ式機械プレスは、外筒体が設けられている分だけ加圧軸ユニットの間隔が長くなるので、その結果、装置の設置面積が大きくなったり、タクトタイムが長くなったりするなどの問題があった。【０００６】
本技術分野では、被加工物の加工を行う複数の加圧軸ユニット間の距離を短くした、コンパクトな多軸式電動プレスが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明の一側面に係る多軸式電動プレスは、下部フレームと、該下部フレーム上に立設されるサイドフレームと、該サイドフレーム上に載置された上部フレームと、該上部フレームに垂設され、互いに独立して駆動可能な複数台の加圧軸ユニットと、を備え、前記加圧軸ユニットは、電動モータと、正逆回転自在に軸支されたネジ軸と、前記電動モータの回転運動を前記ネジ軸に伝達する伝達機構と、前記ネジ軸の回転に応じて、前記ネジ軸の軸線方向に沿って移動するスライドであり、前記ネジ軸に螺合するナット部材と、前記ナット部材の回転を規制する回り止め部を有する、該スライドと、を具備し、前記回り止め部と摺動可能に嵌り合う案内部が前記上部フレームに設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
一側面に係る多軸式電動プレスは、加圧軸ユニットの回り止め部へ摺動可能に嵌り合う案内部を上部フレームに設けることにより、加圧軸ユニットを覆っていた外筒体を無くし、その分だけ加圧軸ユニットの設置間隔を短くすることができる。その結果、装置全体がコンパクトになり、また、タクトタイムも短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の多軸式電動プレスの全体を示す概略図である。（ａ）は一実施形態の多軸式電動プレスの全体構成を概略的に示す一部破断正面図であり、（ｂ）は多軸式電動プレスを側方から見た一部破断側面図である。
【図２】一実施形態の多軸式電動プレスにおける加圧軸ユニットの概略断面図である。
【図３】一実施形態の多軸式電動プレスにおける荷重測定手段を有するフレームプレートを示す説明図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）は斜視図である。
【図４】一実施形態の多軸式電動プレスにおける荷重測定手段を有するフレームプレートの変更例を示す一部切欠き斜視図である。（ａ）は変更例１で、（ｂ）は変更例２で、（ｃ）は変更例３である。
【図５】多軸式電動プレスと材料供給ユニットと組み合わせた一実施形態のトランスファプレスラインを示す概略斜視図である。
【図６】一実施形態のトランスファプレスラインにおけるトランスファ送り装置を用いた製品回収を示した概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、一実施形態に係る多軸式電動プレスを図１〜図３に基づき説明する。本実施形態の多軸式電動プレス１００は、図１に示すように下部フレーム１と、サイドフレーム２と、上部フレーム３とを有する。以下では、説明の便宜上、多軸式電動プレス１００の幅方向をＸ方向とし、多軸式電動プレス１００の奥行き方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向、即ち鉛直方向をＺ方向として説明する。
【００１１】
下部フレーム１は、例えばＺ方向に対して直交する面に沿って配置される板状部材である。サイドフレーム２は、長尺形状を有しており、下部フレーム１の４隅に当該下部フレーム１からＺ方向に沿って立設されている。サイドフレーム２は、例えば両端が中央部より細く形成された段付きシャフトとなっており、その両端にはネジ山が螺刻されている。このサイドフレーム２の両端は、下部フレーム１及び上部フレーム３を貫通しており、下部フレーム１、サイドフレーム２及び上部フレーム３がナットによって一体に締結されている。上部フレーム３は、サイドフレーム２によって下部フレーム１の上方に固定されている。上部フレーム３は、前後部材３ａ及び側面部材３ｂを有している。一対の前後部材３ａは、多軸式電動プレス１００の前後方向（Ｙ方向）に離間し、かつ、互いに平行に配置されている。一対の側面部材３ｂは、多軸式電動プレス１００の幅方向（Ｘ方向）に離間し、かつ、互いに平行に配置されている。一対の側面部材３ｂの端部は、一対の前後部材３ａの端部にそれぞれ接続されており、一対の前後部材３ａを互いに連結している。そして、上部フレーム３の前後部材３ａの離間部、即ち前後部材３ａ及び側面部材３ｂによって画成される空間内には、加工ステーションを成す複数の加圧軸ユニット５ａ〜５ｅがＸ方向に沿って並設されている。なお、図１では５台の加圧軸ユニット５ａ〜５ｅが昇降可能なスライドを下向きにして垂設されている。さらに、下部フレーム１には、各加圧軸ユニット５ａ〜５ｅに対応した位置に上型６ａ〜６ｅ及び下型７ａ〜７ｅが取付けられたダイセット８ａ〜８ｅが載置されている。
【００１２】
次に加圧軸ユニット５ａ〜５ｅについて詳細に説明する。なお、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅは同一の構成を有しているので、以下では加圧軸ユニット５ａについてのみ説明する。加圧軸ユニット５ａは、図２に示すように駆動源である電動モータ５０と、この電動モータ５０の主軸（出力軸）と平行に設けられたネジ軸５１と、電動モータ５０の回転運動をネジ軸５１に伝達する伝達機構５２と、ネジ軸５１の回転に応じて、ネジ軸５１の軸線方向に沿って移動するスライド５３と、を備えている。スライド５３は、ネジ軸５１に螺合するナット部材５３ａと、該ナット部材５３ａの回転を規制するガイドポスト５３ｄとを有している。
【００１３】
電動モータ５０は、例えば、サーボモータであり、外部から供給される電力により駆動し、主軸（出力軸）を回転させる。電動モータ５０は、出力軸を上に向けてモータブラケット５４を介して前後部材３ａの外側においてボルト等で取付けられている。電動モータ５０にサーボモータを用いると位置制御や速度制御が容易に行うことができる。なお、電動モータ５０の出力軸は下向き等、任意の方向に向けて配置されてもよい。
【００１４】
伝達機構５２は、電動モータ５０の回転運動をネジ軸５１に伝達する。伝達機構５２は、例えば、タイミングベルト５２ａと駆動側タイミングプーリ５２ｂと従動側タイミングプーリ５２ｃとを含んで構成されている。駆動側タイミングプーリ５２ｂは、電動モータ５０の出力軸に嵌合され、従動側タイミングプーリ５２ｃは、ネジ軸５１の上端部に嵌合されている。そしてタイミングベルト５２ａが、この駆動側タイミングプーリ５２ｂ及び従動側タイミングプーリ５２ｃに架け回されている。駆動側タイミングプーリ５２ｂの径と従動側タイミングプーリ５２ｃの径を変更することでネジ軸５１の回転速度を所望の速度に減速または増速することができる。
【００１５】
ネジ軸５１は、前後部材３ａに囲まれた空間内において、上下方向に延在している。ネジ軸５１は、従動側タイミングプーリ５２ｃの下方に設けられた軸受を内蔵する軸受ユニット５５により正方向及び逆方向に回転自在（正逆回転自在）に軸支されている。ネジ軸５１の先端側（下端側）の外周面には、ネジ部５１ａが形成されている。そしてこのネジ部５１ａには、スライド５３を構成するナット部材５３ａが螺合している。ネジ部５１ａ及びナット部材５３ａは、台形ネジや角ネジなどのすべりネジにより構成されていてもよいし、ボールネジにより構成されていてもよい。ナット部材５３ａは、ネジ軸５１の回転方向に応じて、上下方向に昇降する。
【００１６】
ナット部材５３ａの下端にはネジ軸５１の外周を囲い、そのネジ軸５１のネジ部５１ａより突出した中空状のスライド部材５３ｂが連結されている。即ち、スライド部材５３ｂは、筒状を呈しており、ネジ部５１ａをその外周方向から囲っている。スライド部材５３ｂの外形は、円筒状や多角柱状であっても良いが、本実施形態では、製作のしやすさから四角柱状としている。
【００１７】
さらに、スライド部材５３ｂの下端部には、スライドプレート５３ｃが連結されている。スライドプレート５３ｃは、上型６ａに対面するように略水平に配置されている。そして、このスライドプレート５３ｃにはガイドポスト５３ｄが立設されている。ガイドポスト５３ｄは、ネジ軸５１よりもＹ方向にずれた位置において、スライドプレート５３ｃから上方に向けて延びている。
【００１８】
また、図２に示すように、上部フレーム３の一対の前後部材３ａには、前後部材３ａの下面から上方（Ｚ方向）に沿って延びる穴３ｃが形成されている。穴３ｃは、ガイドポスト５３ｄの外径よりも僅かに大きな径を有しており、且つ、スライド５３の最上昇位置においてガイドポスト５３ｄの略全体を内部に収容可能な深さを有している。ガイドポスト５３ｄは、穴３ｃに挿入されており、スライド５３の昇降に伴い、穴３ｃ内において上下する。ガイドポスト５３ｄは、穴３ｃと係合することにより、スライドプレート５３ｃ及びスライド部材５３ｂを介して接続されるナット部材５３ａの回転を規制する回り止め部として機能する。本実施形態では、２本のガイドポスト５３ｄがネジ軸５１に対して左右対称に設けられている。なお、本実施形態におけるスライド５３は、ナット部材５３ａ、スライド部材５３ｂ、スライドプレート５３ｃ、ガイドポスト５３ｄで構成されている。
【００１９】
上部フレーム３の前後部材３ａには、ガイドポスト５３ｄを摺動可能に挿通させるガイドブシュ５６が取付けられている。本実施形態では、多軸式電動プレス１００の大きさをよりコンパクトにするために上部フレーム３の前後部材３ａの下面、即ち穴３ｃの縁部にガイドブシュ５６を配している。ガイドブシュ５６は、ガイドポスト５３ｄをＺ方向に沿って案内することで、スライド５３の上下動をガイドする案内部を成している。なお、ガイドブシュ５６としては、すべりブシュ、ボールブシュ、リニアブシュなどを用いることができる。また、本実施形態では２本のガイドポスト５３ｄをネジ軸５１に対して左右対称に設けているが、片側のみに設けても構わない。スライドプレート５３ｃの下面には、必要に応じて加圧治具が取付けられる。
【００２０】
軸受ユニット５５は、複数の軸受とベアリングケース、蓋、ベアリングナットなどで構成されている。軸受ユニット５５は、ネジ軸５１を回転自在に軸支する。本実施形態では図２のように３個のスラストアンギュラ玉軸受がベアリングケースに直列に収容されている。そして最上段のスラストアンギュラ玉軸受の外輪はベアリングケース内で位置固定され、最下段のスラストアンギュラ玉軸受の外輪は蓋によって固定されている。そして、３個のスラストアンギュラ玉軸受はネジ軸５１に嵌合され、最下段のスラストアンギュラ玉軸受の内輪はネジ軸５１の段付き部で位置固定され、最上段のスラストアンギュラ玉軸受の内輪はカラーを介してベアリングナットでネジ軸５１に固定されている。
【００２１】
また、従動側タイミングプーリ５２ｃの下方であって、軸受ユニット５５の上部には、フレームプレート６０が設けられている。フレームプレート６０は、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅを上部フレーム３に取付けるために利用される。このフレームプレート６０は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、例えば直方体形状を有しており、第１の部分Ｐ１、第２の部分Ｐ２、及び第３の部分Ｐ３を有している。第１の部分Ｐ１は、フレームプレート６０の幅方向の中央部に位置しており、第２の部分Ｐ２は、フレームプレート６０の幅方向の両端部に位置している。第３の部分Ｐ３は、第１の部分Ｐ１及び第２の部分Ｐ２との間に位置している。フレームプレート６０の第１の部分Ｐ１には、フレームプレート６０を厚さ方向に貫通する貫通孔６０ａ及び貫通孔６０ｂが形成されている。また、フレームプレート６０の第２の部分Ｐ２には、フレームプレート６０を厚さ方向に貫通する貫通孔６０ｃが形成されている。
【００２２】
フレームプレート６０の貫通孔６０ａにはネジ軸５１が挿通される。また、フレームプレート６０の第１の部分Ｐ１は、貫通孔６０ｂに挿通されたボルト６１により軸受ユニット５５のベアリングケースと締結される。更に、フレームプレート６０の第２の部分Ｐ２は、貫通孔６０ｃに挿通されたボルト６２により前後部材３ａの上面に横架されて固定される。なお、図３（ａ）に示す例では、軸受ユニット５５や上部フレーム３とフレームプレート６０の結合方法としてボルトを用いているが、溶接によりフレームプレート６０を軸受ユニット５５及び上部フレーム３に固定しても構わない。
【００２３】
上述のように構成された加圧軸ユニット５ａ〜５ｅは、伝達機構５２を介して電動モータ５０の回転運動をネジ軸５１へ伝達することでネジ軸５１を回転させる。このネジ軸５１の回転により、ネジ軸５１のネジ部５１ａに螺合するナット部材５３ａがネジ軸５１の軸方向、即ちＺ方向に沿って上下動する。一方、スライド５３は、ガイドポスト５３ｄ及びガイドブシュ５６によって回転を規制されているので、スライド５３は、ネジ軸５１の軸回りに回転することなくネジ軸５１の回転に従って下降または上昇することとなる。また、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅは、互いに独立して駆動可能な電動モータ５０を備えているので、図示しない制御装置の指示に従って、それぞれを独立させて駆動させることができる。つまり、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅは、それぞれのスライド５３が下降及び上昇する速さや位置、駆動のタイミングを異ならせて動かすことができる。
【００２４】
以上のように多軸式電動プレス１００は、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅのネジ軸５１に螺合するナット部材５３ａを有するスライド５３に、該ナット部材５３ａがネジ軸５１の回転に合わせて回ることを規制する回り止め部を成すガイドポスト５３ｄを備え、このガイドポスト５３ｄに摺動可能に嵌り合いスライド５３の上下動を案内する案内部を担うガイドブシュ５６が上部フレーム３に設けられている。これにより、従来、スライド５３等を外側から覆っていた外筒体を設ける必要がなくなり、その分だけ加圧軸ユニット５ａ〜５ｅを設置する間隔を短くすることができる。その結果、多軸式電動プレス１００はコンパクトになり、設置面積を小さくすることができる。
【００２５】
なお、本実施形態の多軸式電動プレス１００では、サイドフレーム２を段付きシャフトとして多軸式電動プレス１００を一体としているが、これに限られるものではなく、例えば、下部フレーム１、サイドフレーム２、上部フレーム３を貫通するタイロッドを用いて一体とすることもできる。また、本実施形態の多軸式電動プレス１００では、加圧軸ユニットを５台備えているが、これに限られるものではなく、２台でも、８台でも、複数台であればよい。
【００２６】
また、本実施形態の加圧軸ユニット５ａ〜５ｅでは、伝達機構５２に歯付きベルト伝動を用いたが、これに限られるものではなく、Ｖベルト伝動やチェーン伝動、歯車伝動などを用いてもよい。また、電動モータ５０とネジ軸５１を平行に設けたが、電動モータ５０とネジ軸５１を直列に設けても良い。直列の場合、電動モータ５０の主軸とネジ軸５１はカップリングを用いて連結することができる。また、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅのスライド５３に設けられる回り止め部と該回り止め部と摺動可能に嵌り合う上部フレーム３に設けられる案内部に、ガイドポスト５３ｄとガイドブシュ５６の組み合わせを用いたが、上部フレーム３に凸状の突起を設け、スライド５３に前記凸状突起に嵌り合う凹状溝をネジ軸５１と平行に設けるなどとしても構わない。
【００２７】
また、一実施形態の多軸式電動プレス１００には、被加工物に加圧などの加工をする際に生じる加工荷重を測定する荷重測定手段が加圧軸ユニット５ａ〜５ｅに設けられる。荷重測定手段は、例えば、加圧軸ユニットのスライドの下部に取付けられたロードセルであっても良い。また、加工時に加圧軸ユニット５ａ〜５ｅのネジ軸に作用する反力を受ける荷重受け部と、上部フレームに取付けられる固定部と、この固定部と前記荷重受け部に連結された起歪部とを備え、該起歪部にひずみゲージを貼付した荷重測定手段とすることもできる。
【００２８】
本実施形態における荷重受け部と固定部と起歪部とを備え該起歪部にひずみゲージを貼付した荷重測定手段について説明する。本実施形態では、荷重測定手段がフレームプレート６０に設けられている。説明の便宜上、以下では、図３に示すように、フレームプレート６０の幅方向をＶ方向とし、フレームプレート６０の厚さ方向をＷ方向とし、Ｖ方向及びＷ方向に直交する方向をＵ方向として説明する。なお、本実施形態では、Ｕ方向、Ｖ方向、Ｗ方向は、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と同一の方向である。上記の通り、フレームプレート６０は、ボルト６１、６２を介して軸受ユニット５５及び上部フレーム３に固定される。
【００２９】
このフレームプレート６０には、貫通孔６０ａの延在方向に対し直交する方向（Ｕ方向）に延びる左右対称の矩形状貫通孔７０が形成されている。矩形状貫通孔７０は、図３（ａ）に示すようにフレームプレート６０と軸受ユニット５５との接合面より外側で、フレームプレート６０と上部フレーム３の接合面より内側に、上部フレーム３の前後部材と平行して１本ずつ形成されている。即ち、矩形状貫通孔７０は、第３の部分Ｐ３をＵ方向に沿って貫通している。矩形状貫通孔７０内のＵ方向に沿った中間位置には、その上面及び下面にひずみゲージ７１が貼付されている。
【００３０】
また、荷重測定手段を備えたフレームプレート６０には、２本の矩形状貫通孔７０を結ぶ配線溝７２が形成されている。この配線溝７２には、ひずみゲージ７１につながるリード線が埋設される。配線溝７２は、配線完了後に樹脂で埋めたり、蓋で覆いをしたりする。さらに、フレームプレート６０には矩形状貫通孔７０から外部に連通する配線孔７３が穿設されている。この配線孔７３を用いてひずみゲージ７１のリード線が外部に引き出され、図示しない制御装置へ配線される。なお、図３（ａ）においては、配線孔７３が向かって左側の矩形状貫通孔７０に連通させているが、右側の矩形状貫通孔７０に設けても構わないし、両側としても構わない。加圧軸ユニットの組み付けやすさなどから配線孔７３は電動モータ５０の取付け側の反対側の矩形状貫通孔７０と連通させてもよい。
【００３１】
フレームプレート６０は、貫通孔６０ｃにボルト６２を挿通させて上部フレーム３に固定され、貫通孔６０ｂにボルト６１を挿通させて軸受ユニット５５を下側に配して締結され、ネジ軸５１に装着される。
【００３２】
このような荷重測定手段では、ネジ軸５１に嵌着された軸受を有する軸受ユニット５５との接合部分、即ちフレームプレート６０の第１の部分Ｐ１が荷重受け部となる。また、上部フレーム３に接合されて締結される部分、即ちフレームプレート６０の第２の部分Ｐ２が荷重測定手段の固定部となる。矩形状貫通孔７０が形成され固定部と荷重受け部の連結している梁部分、即ちフレームプレート６０の第３の部分Ｐ３が荷重測定手段の起歪部となる。
【００３３】
フレームプレート６０は、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅが被加工物を加圧する際の加工荷重を次のように計測する。例えば、加圧軸ユニット５ａのスライド５３を下降させて、下型７ａ上に置かれた被加工物を上型６ａで押圧すると、加工荷重が反力となってスライド５３を介してネジ軸５１に伝わる。そして、当該加工荷重は、ネジ軸５１に嵌着されている軸受ユニット５５に伝えられる。
【００３４】
軸受ユニット５５に伝達された反力はフレームプレート６０の軸受ユニット５５との接合面を構成する第１の部分Ｐ１（荷重受け部）を押し上げる。一方、フレームプレート６０の第２の部分Ｐ２（固定部）は上部フレーム３に固定されているので、第１の部分Ｐ１が押し上げられると、矩形状貫通孔７０が形成されている第３の部分Ｐ３（起歪部）にひずみが発生する。このひずみを矩形状貫通孔７０内に貼付されたひずみゲージ７１が検出し、図示しない制御装置に電気信号を出力することで、加工荷重が計測される。
【００３５】
次に、フレームプレートの変形例について説明する。図４（ａ）は、変形例１に係るフレームプレートを示す斜視図である。図４（ａ）に示すフレームプレート８０は、荷重測定手段として、円筒体８１、固定体８２、及び梁部８３を有している。円筒体８１は、円筒形状を有しており、その内側にネジ軸５１が挿通可能な貫通孔８０ａを画成している。当該貫通孔８０ａは、矩形状のフレームプレート８０の中央部に位置している。固定体８２は、直方体形状を有している。また、固定体８２には、円筒体８１を収容し、中央軸線が貫通孔８０ａの中央軸線に同軸な貫通孔８２ａが形成されている。梁部８３は、固定体８２の貫通孔８２ａ内に位置し、円筒体８１と固定体８２とを連結する。円筒体８１には、軸受ユニット５５と締結するためのボルト６１を挿通するための貫通孔８０ｂがＺ方向に沿って形成され、矩形状の固定体８２の外周四隅には、上部フレーム３と締結するためのボルト６２を挿通するための貫通孔８０ｃがＺ方向に沿って形成されている。そして梁部８３の側面にはひずみゲージ８４が貼付されている。
【００３６】
図４（ａ）の荷重測定手段を備えたフレームプレート８０は、ネジ軸５１を貫通孔８０ａに挿通させ、固定体の四隅に穿設された貫通孔８０ｃにボルト６２を挿通させ上部フレーム３に固定され、円筒体に穿設された貫通孔８０ｂにボルト６１を挿通させ軸受ユニット５５を下側に配し締結され、ネジ軸５１に装着される。
【００３７】
図４（ａ）の荷重測定手段では、円筒体８１が荷重受け部となり、固定体８２が固定部となり、梁部８３が起歪部となる。
【００３８】
図４（ａ）のフレームプレート８０における加工荷重の計測においては、ネジ軸５１より軸受ユニット５５へ伝達された反力が円筒体８１を押し上げる。これにより、上部フレーム３に固定されている固定体８２と円筒体８１を連結している梁部８３にひずみが生じる。図４（ａ）に示す荷重測定手段は、そのひずみをひずみゲージ８４が検出して加工荷重を計測する。なお、ひずみゲージ８４は、梁部８３の上下面に貼付するようにしてもよい。
【００３９】
次に別の変形例に係るフレームプレートについて説明する。図４（ｂ）は、変形例２に係るフレームプレート８５を示す斜視図である。フレームプレート８５は、図４（ａ）に示すフレームプレート８０の外周形状を矩形から円形に変更したものである。よって、図４（ｂ）において図４（ａ）と同じ構成のものは同一符号を付し、その他の説明は省略する。図４（ｂ）のようにフレームプレート８５の外周形状を円形とすることで、製作や取付けが容易となる。
【００４０】
次に別の変形例に係るフレームプレートについて説明する。図４（ｃ）は、変形例３に係るフレームプレート９０を示す斜視図である。図４（ｃ）に示すフレームプレート９０は、直方体形状を有し、その中央部にネジ軸５１が挿通可能な貫通孔９０ａが形成されている。この貫通孔９０ａの外側には、肉厚部９１が形成されている。肉厚部９１には、ボルト６１を挿通するための貫通孔９０ｂが形成されている。肉厚部９１の外側には、貫通孔９０ａの中心軸線の周方向に沿って延びる環状の環状溝９２が形成されている。環状溝９２は、逆凹状の断面形状を有している。このフレームプレート９０は、いわゆるダイアフラム型である。環状溝９２の底部には複数枚のひずみゲージ９４が貼付されている。また、矩形状のフレームプレート９０の外周四隅には、上部フレーム３と締結するためのボルト６２を挿通するための貫通孔９０ｃが穿設されている。
【００４１】
図４（ｃ）のフレームプレート９０も、フレームプレート６０と同様に、フレームプレート９０の四隅に穿設された貫通孔９０ｃにボルト６２を挿通させ上部フレーム３に固定され、肉厚部９１に穿設された貫通孔９０ｂにボルト６１を挿通させ軸受ユニット５５を下側に配し締結され、ネジ軸５１に装着される。
【００４２】
図４（ｃ）の荷重測定手段では、肉厚部９１が荷重受け部となり、上部フレーム３に接合されて締結される部分が固定部となり、逆凹状の環状溝９２の底部が起歪部となる。
【００４３】
そして、図４（ｃ）のようなフレームプレート９０では、ネジ軸５１より軸受ユニット５５へ伝達された反力が肉厚部９１を押し上げることで、逆凹状の環状溝９２の底部にひずみが生じる。そのひずみをひずみゲージ９４により検出することで加工荷重が計測される。
【００４４】
上述のように多軸式電動プレス１００は、各加圧軸ユニット５ａ〜５ｅに荷重測定手段を備えているので、各金型に付与された加工荷重を計測することができ、その結果、各金型における加工の正常／異常を判断することができる。また、荷重測定手段は加圧軸ユニット５ａ〜５ｅの軸受ユニット５５より上部のフレームプレートに設けられているので、３個のスラストアンギュラ玉軸受の最上段と２番目の間や２番目と最下段の間、若しくは最下段とネジ軸の段付き部の間に荷重測定手段を設けた場合に比べ、ネジ軸から軸受を取り外すことなく、荷重測定手段を交換することができる。これにより、荷重測定手段の交換を容易に行うことができる。
【００４５】
本実施形態では加圧軸ユニットを上部フレームに固定するフレームプレートに荷重測定手段を設けたが、フレームプレートとは別に荷重測定手段を設けても構わない。なお、本明細書において「ネジ軸に装着」とは、直接ネジ軸に取付けることに限定されず、軸受や軸受ユニットなどネジ軸に装着されているものを介して取付けられることも含めるものである。
【００４６】
次に一実施形態の多軸式電動プレス１００を用いたトランスファプレスラインについて説明する。図５は、多軸式電動プレス１００と材料供給ユニットと組み合わせて構成されるトランスファプレスラインの一例を示す概略図である。図５に示すトランスファプレスライン１２０には、ロール状にまかれた帯状材料を多軸式電動プレス１００へ繰出すための材料供給オートリール１１１が材料搬送方向の上流（図５の右上側）に設置されている。材料供給オートリール１１１と多軸式電動プレス１００の間には、帯状材料のたるみを検知するためのコントローラ１１２が設置されている。そして、多軸式電動プレス１００の材料搬送方向の下流（図５の左下側）にはブランク材が打ち抜かれた加工済みの帯状材料を巻き取り回収するためのスクラップ回収オートリール１１３が設置されている。スクラップ回収オートリール１１３と多軸式電動プレス１００の間にも帯状材料のたるみを検知するためのコントローラ１１４が設置されている。また、帯状材料からブランク材を打抜き加工をする上型６ａ及び下型７ａに対応する位置にフィーダー装置１１５が設置されている。このフィーダー装置１１５は、打抜き加工が完了した帯状材料を上型６ａと下型７ａの間から引張り出してスクラップ回収オートリール１１３に送り込み、帯状材料の未加工部を下型７ａ上に送り込むための装置である。
【００４７】
トランスファプレスライン１２０は、トランスファ送り装置を備えている。図６はトランスファプレスライン１２０におけるトランスファ送り装置１３０を用いた製品回収を示した概略図である。図６は説明を簡単にするため、多軸式電動プレス１００の上型６ａ〜６ｅ及び下型７ａ〜７ｅのみを示し、その他は省略して図示している。なお、図６において被加工物Ｗａは下型７ａから下型７ｅに向かって順次搬送される。下型７ａ側を被加工物搬送方向上流とし、下型７ｅ側を被加工物搬送方向下流とする。
【００４８】
図６に示すように、被加工物搬送方向の最上流（図６の左上側）には、トランスファ送り装置１３０の本体１３０ａが設置される。本体１３０ａには、トランスファバー１３０ｂが接続されている。トランスファバー１３０ｂは、多軸式電動プレス１００の上型６ａ〜６ｅ及び下型７ａ〜７ｅに上下方向から挟まれるように設けられている。下型７ｅの被加工物搬送方向下流側には製品回収シュート１３１が設置されている。製品回収シュート１３１の排出口付近には、製品回収容器１３２が配設されている。なお、図６に示された矢印は、トランスファバー１３０ｂの動きを示している。Ｘ１は送り、Ｘ２は戻り、Ｙ１は閉じ、Ｙ２は開き、Ｚ１は上昇、Ｚ２は下降を示す。また、図６では、説明の便宜上、被加工物Ｗａ〜Ｗｅが空中に浮いた状態で図示されているが、実際には、被加工物Ｗａ〜Ｗｅは下型７ａ〜７ｅ上に載置され、搬送時にはトランスファバー１３０ｂでクランプされて保持される。
【００４９】
図５及び図６のように構成されたトランスファプレスライン１２０は、帯状材料からブランク材を打抜き加工する第１工程と、ブランク材に絞り加工を加える第２工程と、第２工程後の半製品に第１の穴を穴抜き加工をする第３工程と、第３工程後の半製品にバーリング加工を行う第４工程と、第４工程後の半製品に第２の穴を穴抜き加工する第５工程と、第５工程後の製品を製品回収シュート１３１へ運び出す第６工程を実施する。
【００５０】
図６において、上型６ａ及び下型７ａは第１工程を行い、上型６ｂ及び下型７ｂは第２工程を行い、上型６ｃ及び下型７ｃは第３工程を行い、上型６ｄ及び下型７ｄは第４工程を行い、上型６ｅ及び下型７ｅは第５工程を行う。上型６ａ〜６ｅ及び下型７ａ〜７ｅは、それぞれダイセット８ａ〜８ｅに取付けられている。
【００５１】
上述のトランスファプレスライン１２０の動作について説明する。多軸式電動プレス１００の加圧軸ユニット５ａ〜５ｅは上昇端にあり、トランスファ送り装置１３０はトランスファバー１３０ｂが戻り端の開き状態である。また、被加工物Ｗａ〜Ｗｅは下型７ａ〜７ｅセットされている。
【００５２】
この状態からフィーダー装置１１５を稼働させ材料供給オートリール１１１に巻かれている帯状材料を下型７ａ上に引っ張り出す。フィーダー装置１１５に送り出されたブランク材を打ち抜かれた帯状材料は、スクラップ回収オートリール１１３によって巻き取られる。
【００５３】
続いて、多軸式電動プレス１００の加圧軸ユニット５ａ〜５ｅの各電動モータ５０を同時に駆動させる。各電動モータ５０を駆動すると各加圧軸ユニット５ａ〜５ｅのスライド５３が下降する。各電動モータ５０は、図示しない制御装置であらかじめ設定された条件に従い駆動する。下降した各スライド５３は、ダイセット８ａ〜８ｅに取付けられた上型６ａ〜６ｅを下降させ、下型７ａ〜７ｅにセットされた帯状部材及び被加工物Ｗａ〜Ｗｄを押圧する。ダイセット８ａ〜８ｅにはそれぞれの加工に対応した上下型が取付けてあり、目的の加工が施される。加工が終了すると制御装置から加圧軸ユニット５ａ〜５ｅの各電動モータ５０に逆回転の指示が送られスライド５３が上昇し、合わせて上型６ａ〜６ｅも元の位置に上昇する。
【００５４】
下型７ａ〜７ｅ上においてそれぞれの加工が終了した被加工物Ｗａ〜Ｗｅは、トランスファ送り装置１３０によって次工程に搬送される。被加工物Ｗａ〜Ｗｅの搬送時には、トランスファ送り装置１３０のトランスファバー１３０ｂが閉じ方向（図６のＹ１方向）に作動することにより、被加工物Ｗａ〜Ｗｅをクランプする。続いて、トランスファバー１３０ｂが上昇方向（図６のＺ１方向）に移動すると共に、送り方向（図６のＸ１方向）に移動することにより、被加工物Ｗａ〜Ｗｅを次工程の下型上まで移動する。これにより、被加工物Ｗａは下型７ｂ上に、被加工物Ｗｂは下型７ｃ上に、被加工物Ｗｃは下型７ｄ上に、被加工物Ｗｄは下型７ｅ上に、そして被加工物Ｗｅは製品回収シュート１３１上に移動することとなる。続いてトランスファバー１３０ｂが下降方向（図６のＺ２方向）へ移動することにより、被加工物Ｗａ〜Ｗｄをそれぞれ下型７ａ〜７ｄに載置する。そして、トランスファバー１３０ｂを開き方向（図６のＹ２方向）に作動させることにより、クランプを解除する。この時、最下流位置に移動された被加工物Ｗｅは製品回収シュート１３１上に落下することで、製品回収容器１３２へ収容されることとなる。その後、トランスファバー１３０ｂが戻り方向（図６のＸ２方向）に移動することにより、トランスファバーは戻り端まで移動する。そして再び、フィーダー装置１１５を稼働させ、新たな帯状材料を下型７ａ上に引っ張り出す。図５及び図６のトランスファプレスライン１２０は以上のような動作を繰り返す。
【００５５】
前述のように多軸式電動プレス１００は、加圧軸ユニットの設置間隔を限界まで短く構成しているため、上述のようなトランスファ送り装置１３０等の搬送機構を設ける場合も搬送機構をコンパクトとすることができ、また、タクトタイムも短くすることができる。
【００５６】
上述のトランスファプレスライン１２０では、トランスファ送り装置として三次元トランスファ送り装置を用いたが、一次元トランスファ送り装置でも、二次元トランスファ送り装置を用いても構わない。また、型上に残った製品の排出方法としては、製品回収シュート１３１に落下させる方法だけでなくエアーにて吹き飛ばす方法を用いることできる。製品をエアーにて吹き飛ばして回収する場合は、更に回収ダクトを用いることにより飛ばされた製品の散乱を防止することができる。なお、上述のトランスファプレスライン１２０は、一般的な例を示すものでありこれに限定されるものではない。また、一実施形態の多軸式電動プレス１００は上述のトランスファ加工のみならず、プログレッシブ加工にも用いることができる。
【００５７】
以上のように上述した多軸式電動プレス１００は、従来外筒体に備えられていた加圧軸ユニットの回り止め機構等を上部フレーム３に備えさせることにより、外筒体を無くし、その分だけ加圧軸ユニット５ａ〜５ｅの設置間隔を短くすることができる。その結果、装置全体がコンパクトになり、また、タクトタイムも短縮できる。
【００５８】
また、上述した多軸式電動プレス１００は、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅで独立した電動モータ５０を備えているので単独で駆動できる。さらに、この電動モータ５０としてサーボモータを用いることで、位置制御や速度制御を容易に行うことができる。例えば、打抜き加工は速い速度で短い距離を動作させ、絞り加工は遅めの速度で長い距離を動作させるなどの条件設定を容易にすることができる。
【００５９】
さらに、上述した多軸式電動プレス１００は、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅ毎に荷重測定手段を設けているので、各加圧軸ユニット５ａ〜５ｅの加工荷重が計測でき、各加工の正常／異常の判断ができる。また、加圧軸ユニット５ａ〜５ｅ毎に加工荷重を設定して作動させることも可能である。さらに、上述の多軸式電動プレス１００は、加圧軸ユニット毎に動作状態を数値でとらえることが可能なので、トレーサビリティに優れている。
【符号の説明】
【００６０】
１…下部フレーム、２…サイドフレーム、３…上部フレーム、５ａ〜５ｅ…加圧軸ユニット、５０…電動モータ、５１…ネジ軸、５２…伝達機構、５３…スライド、５３ｄ…ガイドポスト、５５…軸受ユニット、５６…ガイドブシュ、７１，８４，９４…ひずみゲージ。
【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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【国際調査報告】
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