(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドを平行に昇降駆動して樹脂の成形材料をプレス成形する樹脂のプレス成形方法であって、
上記スライドに軸対称状に昇降用ロッドをその４隅部に配設してこの昇降用ロッドをＡＣサーボモータで同調駆動してスライドをスライド位置検出器を介して昇降駆動自在に形成し、
所定比とした変速装置の伝達装置の入力軸に大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータで加圧成形に、小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータでスライドの高速下降や高速上昇にそれぞれ接続し、それぞれの主サーボモータ、副サーボモータを同調駆動制御してスライドを所定のストローク−速度線図にそって昇降するようにし、
成形用金型の内面側に樹脂の成形材料の膨張、収縮の反力を検出可能に圧力センサーを配設し、圧力センサーで検知してＡＣサーボモータの主サーボモータを所定回数逆転したり、正転してスライドを所定量昇降して成形材料を加圧成形することを特徴とする樹脂のプレス成形方法。
【請求項２】
スライドの同調駆動制御として、スライドの一方側の前部の昇降用ロッドに対して、後部側と、スライドの他方側の前部の昇降用ロッドを同調制御を行い、スライドの上記後部側または他方側の昇降用ロッドにもとづいてスライドの他方側の後部の昇降用ロッドの同調制御を行ってスライドを平行に維持するようにした請求項１に記載の樹脂のプレス成形方法。
【請求項３】
スライドを平行に昇降駆動して樹脂の成形材料をプレス成形する樹脂のプレス成形装置であって、
上記スライドに軸対称状に昇降用ロッドをその４隅部に配設してこの昇降用ロッドをＡＣサーボモータで同調駆動してスライドをスライド位置検出器を介して昇降自在に形成し、
所定比とした変速装置の伝達装置の入力軸に大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータで加圧成形に、小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータでスライドの高速下降や高速上昇にそれぞれ接続し、それぞれの主サーボモータ、副サーボモータを同調駆動制御してスライドを所定のストローク−速度線図にそって昇降するようにし、
成形用金型の内面側に樹脂の成形材料の膨張、収縮の反力を検出可能に圧力センサーを配設し、圧力センサーで検知してＡＣサーボモータの主サーボモータを所定回数逆転したり、正転してスライドを所定量昇降して成形材料を加圧成形自在に形成したことを特徴とする樹脂のプレス成形装置。
【請求項４】
スライドの一方側の前部の昇降用ロッドに対して、後部側と、スライドの他方側の前部の昇降用ロッドを同調制御を行い、スライドの上記後部側または他方側の昇降用ロッドにもとづいてスライドの他方側の後部の昇降用ロッドの同調制御を行ってスライドを平行に維持するようにしたスライドを同調駆動制御するように、大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータおよび小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータを同調駆動制御するようにした請求項３に記載の樹脂のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス分野における樹脂のプレス成形方法および成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＳＭＣやＢＭＣ等の成形材料が、各分野において広く使用されている。これらの成形材料は成形品の均一肉厚を必要とすることから、偏心荷重が生じないように特殊なプレス成形装置が使用されている。
【０００３】
本出願人は、スライドをその４隅で平行に精密に支持する油圧平行支持装置を開発し、ＳＭＣやＢＭＣ等の成形材料を精度よく成形できる複合樹脂材の油圧プレス成形装置を開発して市場に提供してきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
油圧プレスは、多種多様な成形品に対してスライドの位置制御や速度制御が柔軟的に対応できて成形しやすいという特徴がある反面、作動油に圧縮性があるためにスライドの偏心や同期調整の制御の難しさが常にともない、上記したようにスライドの平行支持装置を設けて精度を維持するという特殊な技術が必要となるものであった。
【０００５】
近年、発泡樹脂材についてもプレス成形する方向にあり、均一なセル組織を生成するため発泡樹脂材の大きな膨張、収縮性に対応して応答性よくプレス成形することが課題となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、スライドを平行に昇降駆動して樹脂の成形材料をプレス成形する樹脂のプレス成形方法であって、上記スライドに軸対称状に昇降用ロッドをその４隅部に配設してこの昇降用ロッドをＡＣサーボモータで同調駆動してスライドをスライド位置検出器を介して昇降駆動自在に形成し、所定比とした変速装置の伝達装置の入力軸に大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータで加圧成形に、小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータでスライドの高速下降や高速上昇にそれぞれ接続し、それぞれの主サーボモータ、副サーボモータを同調駆動制御してスライドを所定のストローク−速度線図にそって昇降するようにし、成形用金型の内面側に樹脂の成形材料の膨張、収縮の反力を検出可能に圧力センサーを配設し、圧力センサーで検知してＡＣサーボモータの主サーボモータを所定回数逆転したり、正転してスライドを所定量昇降して成形材料を加圧成形することを特徴とする樹脂のプレス成形方法および装置を提供するにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂のプレス成形方法および成形装置は、スライドを平行に昇降駆動して樹脂の成形材料をプレス成形する樹脂のプレスであって、上記スライドに軸対称状に昇降用ロッドをその４隅部に配設してこの昇降用ロッドをＡＣサーボモータで同調駆動してスライドをスライド位置検出器を介して介して昇降駆動自在に形成し、所定比とした変速装置の伝達装置の入力軸に大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータで加圧成形に、小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータでスライドの高速下降や高速上昇にそれぞれ接続し、それぞれの主サーボモータ、副サーボモータを同調駆動制御してスライドを所定のストローク−速度線図にそって昇降するようにし、成形用金型の内面側にポリプロピレン樹脂等の成形材料の膨張、収縮の反力を検出可能に圧力センサーを配設し、圧力センサーで検知してＡＣサーボモータの主サーボモータを所定回数逆転したり、正転してスライドを所定量昇降して成形材料を加圧成形することを特徴とするものである。
【０００８】
プレス成形装置１は、図１のようにベッド２に垂設したアップライト３の上端にクラウン４を架設し、アップライト３間にスライド５を昇降用ロッド６を介して昇降駆動自在に配設している。
【０００９】
上記スライド５には、図１のようにその４隅部に十分な剛性の昇降用ロッド６を軸対称状にそれぞれ垂設し、この昇降用ロッド６にスクリュウねじ７を設けて所定長さのナット状の昇降駆動軸８を螺合し、この昇降駆動軸８の上部を軸支部９に軸着してその上端を所定の回転数比率とした伝達装置１０の出力軸１１にそれぞれ連結している。
【００１０】
そして、図１〜図３のように伝達装置１０の入力軸１２にＡＣサーボモータ１３を軸着し、スライド５の位置検出器１４等を介してＡＣサーボモータ１３を所定のプレスモーションカーブに対応してスライド５を平行に高精度で昇降同調駆動制御するようにしている。
【００１１】
伝達装置１０としては、１０〜２０倍等の所定の減速比や増速比とした自動無段変速や自動多段変速のものとすることができ、たとえば、図３（ａ）、（ｂ）のように伝達装置１０をいわゆる遊星歯車列の差動歯車減速機を利用し、ＡＣサーボモータ１３として大出力の主サーボモータ１３Ａと小出力の副サーボモータ１３Ｂをそれぞれの入力軸に接続し、それぞれの主サーボモータ１３Ａ、副サーボモータ１３Ｂを図４（ｃ）のように同調駆動制御して図４（ａ）、（ｂ）のようにスライド５を所定のストローク−速度線図で昇降するようにしている。
【００１２】
また、金型１５に装填するポリプロピレン樹脂やＳＭＣ、その他の複合樹脂や発泡樹脂等の成形材料１６をスライド５で加圧成形時に発生する成形材料１６の膨張、収縮の反力に対応して、応答性よくＡＣサーボモータ１３を所要の正転、逆転制御して伝達装置１０を介してスライド５を迅速に所定量上昇したり、下降して図５のように成形材料１６の膨張、収縮に追従し、成形材料１６に過大や過小の負荷がかからずに所定の適正な負荷でプレス成形できるようにしている。
【００１３】
上記ＡＣサーボモータ１３を駆動制御するには、所定のプログラム設定にもとづいて図４のようにプレスモーションカーブに対応して同調回転制御するとともに、図１のようにたとえば金型１５の内面側に圧力センサー１７を設けて金型１５に装填する成形材料１６に負荷する圧力を検出し、この検出圧力にもとづいて所定の設定圧力となるように上記したようにＡＣサーボモータ１３を回転制御してスライド５を応答性よく所定量昇降するようにできるものである。
【００１４】
なお、スライド５の同調駆動制御としては、図６のようにスライド５の一方側の前部の昇降用ロッド６に対して、後部側と、スライド５の他方側の前部の昇降用ロッド６を同調制御を行い、スライド５の上記後部側または他方側の昇降用ロッド６にもとづいてスライド５の他方側の後部の昇降用ロッド６の同調制御を行ってスライド５を平行に維持するようにできる。
【００１５】
上記では、スクリュウ方式のプレスについて説明したが、リンクプレス、その他本発明の趣旨にもとづく金属加工用メカニカルプレスについて適用できるものである。
【００１６】
【実施例】
図１〜図６は、本発明の一実施例を示すものである。プレス成形装置１は、図１のようにスクリュウ方式のプレスとし、そのスライド５に軸対称に垂設した昇降用ロッド６にねじ・ナット機構を介してサイクロ減速機のような歯型形式の遊星歯車列の伝達装置１０を図３のように接続し、ＡＣサーボモータ１３である１５ＫＷ、２０００ｒ．ｐ．ｍの主サーボモータ１３Ａと、３ＫＷ、１９２５ｒ．ｐ．ｍの副サーボモータ１３Ｂを伝達装置１０の入力軸１２にそれぞれ接続して、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように所要のプレスモーションカーブに主サーボモータ１３Ａ、副サーボモータ１３Ｂを駆動制御するようにしている。
【００１７】
上記伝達装置１０の遊星歯車列は、たとえば図３（ａ）、（ｂ）のようにピニオン歯車Ａに一体形成の複合歯車Ｂ、Ｃを係合し、腕Ｇの外周部に左右の歯車Ｄ、Ｅを連結した連結軸Ｉを軸着し、歯車Ｄを複合歯車Ｃに係合し、歯車Ｅを出力軸の歯車Ｆに係合して形成してできるものである。Ｊは、ピニオン歯車Ａを停止するためのブレーキである。
【００１８】
そして、主サーボモータ１３Ａの２０００ｒ．ｐ．ｍの回転数に対して昇降駆動軸８の回転数を６．２５ｒ．ｐ．ｍとして加圧成形に、副サーボモータ１３Ｂの１９２５ｒ．ｐ．ｍの回転数に対して昇降駆動軸８の回転数を６２５ｒ．ｐ．ｍとしてスライド５の下降や上昇するようにし、スライド位置検出器１４を介して上記したようにスライド５を５００ｍｍ／秒の高速での同調昇降や、０〜５ｍｍ／秒のゆっくりした同調加圧、１０００ＫＮ時の出力でプレス成形できるようにしている。
【００１９】
そしてまた、加圧時に発生する成形材料１６の反力を金型１５の内面側に設けた圧力センサー１７で検知し、ＡＣサーボモータ１３の主サーボモータ１３Ａを所定回数逆転したり、正転したりして図５のようにスライド５を昇降して金型１５の開閉量を所定量にわたって調整したり、プレス加圧力を調整してプレス成形していくようにしている。
【００２０】
このようにＡＣサーボモータでスライドを昇降駆動することによって、スライドを高速から低速へ、また低速から高速への速度変換を円滑に行えてプレス成形することができる。
【００２１】
そして、スライドの加圧時には小出力の副サーボモータの回転速度を０ないし低速にして差動歯車減速機の出力軸の回転数を所定の低速にして大出力の主サーボモータを制御して加圧し、スライドの非加圧の下降時や上昇時に小出力の副サーボモータの回転速度を高速にして出力軸の回転数を所定の高速にし、所要のプレススライドモーション線図となるようにしてスライドを駆動制御でき、低騒音で、スライドの位置制御、速度制御の迅速化、高精度化をはかることができる。スライド５の同調駆動制御としては、図６のようにスライド５の一方側の前部の昇降用ロッド６に対して、後部側と、スライド５の他方側の前部の昇降用ロッド６を同調制御を行い、スライド５の上記後部側または他方側の昇降用ロッド６にもとづいてスライド５の他方側の後部の昇降用ロッド６の同調制御を行ってスライド５を平行に維持するようにできる。
【００２２】
また、スクリュウねじの回動によってスライドを往復駆動するようにしたスクリュウ方式のプレスなので、副サーボモータの停止位置を変更することで容易にスライドのストロークの所望位置で加圧工程に入るようにすることができ、全ストロークのどの位置でも最大出力を負荷することが可能となるものである。
【００２３】
またさらに、発泡樹脂材等の成形材料の加圧時での膨張、収縮に対応して、迅速かつ高精度の応答特性を有するＡＣサーボモータでスライドを所定量迅速かつ高精度に同調駆動して昇降できるので、成形材料の均一なセル組織の生成が可能となるものである。
【００２４】
なお、伝達装置として、ＳＣ型無段変速機やチェーンベルト式無段変速機等の自動無段変速機や、歯車多段列の自動多段変速機を上記したＡＣサーボモータと組み合わせて使用することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明にあっては、スライドに軸対称状に昇降用ロッドをその４隅部に配設してこの昇降用ロッドをＡＣサーボモータで同調駆動してスライドをスライド位置検出器を介してＡＣサーボモータで応答特性よく、かつ精度よくスライドをプレスモーションカーブにしたがって同調駆動していくことができる。そして、所定比とした変速装置の伝達装置の入力軸に大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータで加圧成形に、小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータでスライドの高速下降や高速上昇に、それぞれの主サーボモータ、副サーボモータを同調駆動制御してスライドを所定のストローク−速度線図にそって昇降することができて、大出力の主サーボモータのＡＣサーボモータと小出力の副サーボモータのＡＣサーボモータで、スライドの位置制御、速度制御の迅速化、高精度化をはかれ、応答特性よく、かつ精度よくスライドを所定量昇降してプレス成形することができる。
【００２６】
特に、成形用金型の内面側に樹脂の成形材料の膨張、収縮の反力を検出可能に圧力センサーを配設し、圧力センサーで検知してＡＣサーボモータの主サーボモータを所定回数逆転したり、正転して、成形が難しいＳＭＣ等の複合樹脂材や発泡樹脂に対しても、応答特性よく、かつ精度よくスライドを微小量または所定量昇降して成形材料の特性に対応してプレス成形することができる。
【００２７】
また、スライドの同調駆動制御としては、スライドの一方側の前部の昇降用ロッドに対して、後部側と、スライドの他方側の前部の昇降用ロッドを同調制御を行い、スライドの上記後部側または他方側の昇降用ロッドにもとづいてスライドの他方側の後部の昇降用ロッドの同調制御を行ってスライドを平行に維持して、スライドをスライド位置検出器を介してＡＣサーボモータで応答特性よく、かつ精度よくプレスモーションカーブにしたがって同調駆動していくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の一部省略した概要図、
【図２】  同上の平面図、
【図３】  同上のスライド昇降駆動源部の構造説明用側面図（ａ）と端面図（ｂ）、
【図４】  同上のプレスモーションカーブ（ａ）、速度線図（ｂ）、主サーボモータ、副  サーボモータの回転制御例図（ｃ）、
【図５】  同上の成形材料の加圧時の成形説明例図、
【図６】  同上のスライド平行制御例図。
【符号の説明】
１…プレス成形装置      ５…スライド              ６…昇降用ロッド
１０…伝達装置          １３…ＡＣサーボモータ    １４…位置検出器
１５…金型              １６…成形材料            １７…圧力センサー
【図１】
0004825348.tif 000002
【図２】
0004825348.tif 000003
【図３】
0004825348.tif 000004
【図４】
0004825348.tif 000005
【図５】
0004825348.tif 000006
【図６】
0004825348.tif 000007