(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物をプレス加工するプレス方法において、
前記スライドをリニアモータの推力により前記スライドの位置を検出しながら加圧方向に移動させ、前記スライドが予め設定された第１の位置に達した時、前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダに加圧方向の推力が発生するよう所要の圧力のエアーを供給するとともに該推力に対抗する推力をリニアモータに発生させながら更に加圧方向に前記スライドを移動させ、
前記スライドが予め設定された第２の位置に達した時にリニアモータの推力を加圧方向の推力として加工物を加圧しながら前記スライドを下死点まで移動させるプレス方法。
【請求項２】
機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物をプレス加工するプレス方法において、
前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダのピストンにより仕切られたシリンダの下室のエアーを排気状態として、前記スライドに連結固定されガイド部材によって案内される複数のガイドポストをリニアモータの推力により、前記スライドの位置を検出しながら加圧方向に移動させる工程と、
前記スライドが予め設定された第１の位置に達した時、前記エアーシリンダのピストンにより仕切られたシリンダの上室に所要の圧力のエアーを供給して加圧方向の推力を発生させるとともに、前記エアーシリンダ推力に対抗する推力をリニアモータに発生させながら更に加圧方向に前記スライドを移動させる工程と、
前記スライドが予め設定された第２のプレス位置に達した時にリニアモータの推力を加圧方向の推力として加工物を加圧する工程と、
前記スライドが下死点に達する寸前に前記シリンダの上室へのエアー供給を排気状態に切換えるとともに前記シリンダの下室へ所要の圧力のエアーを供給しながらリニアモータの推力によりスライドを上死点まで移動させる工程とからなるプレス方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプレス方法において、加圧方向に発生させるエアーシリンダの推力が、リニアモータの出力できる推力以下の推力であるプレス方法。
【請求項４】
機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物を成形加工するプレス装置において、
前記スライドに連結固定され、ガイド部材によって案内される複数のガイドポストを往復直線移動させるリニアモータと、
前記往復移動するスライドの位置を検出する位置検出装置と、
所定の位置指令と前記位置検出装置からの検出位置との偏差に基づいて前記リニアモータを駆動する駆動制御装置と、
前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダと、
前記エアーシリンダ内のピストンにより仕切られたシリンダの上室と下室のそれぞれに接続されたエアー給排気管と、
前記エアー給排気管とエアー源との間に設けられ、所定の指令に基づいてエアーの供給と排出を切換える切換制御装置と、
前記駆動制御装置に前記所定の位置指令を出力して前記リニアモータの駆動制御を行うとともに、前記スライドの往復移動に同期してプレス時の加圧力を増強させるよう、前記切換制御装置に前記所定の指令を出力して前記エアーの供給と排出の切換え制御を行う制御装置とを有することを特徴とする請求項１、２、または３に記載のプレス方法の実施に使用するプレス装置。
【請求項５】
機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物を成形加工するプレス装置において、
前記スライドに連結固定され、ガイド部材によって案内される複数のガイドポストを往復直線移動させるリニアモータと、
前記往復移動するスライドの位置を検出する位置検出装置と、
所定の位置指令と前記位置検出装置からの検出位置との偏差に基づいて前記リニアモータを駆動する駆動制御装置と、
前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダと、
前記エアーシリンダ内のピストンにより仕切られたシリンダの上室と下室のそれぞれに接続されたエアー給排気管と、
前記エアー給排気管とエアー源との間に設けられ、所定の指令に基づいて前記エアーシリンダの上室と下室のエアーの給排気を切換える三方電磁弁と、
エアー源からの供給圧を所要の設定圧に設定するために前記三方電磁弁に接続されたエアー圧設定装置と、
前記駆動制御装置に前記所定の位置指令を出力して前記リニアモータの駆動制御を行うとともに、前記三方電磁弁に前記所定の指令を出力して、前記スライドの加圧方向の移動時に、プレスの加圧力を増強させるよう前記三方電磁弁を切換てリニアモータに補助推力を付与する制御を行う制御装置とを有することを特徴とする請求項１、２、または３に記載のプレス方法の実施に使用するプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望によりせん断加工から、曲げ加工、絞り加工、各種成形加工、圧縮加工、及び結合加工を行い得るプレス機械、そして大型大容量機よりは小型高速プレス機械、例えばダイイング形のプレス機械等として構成して好適なもので、ベッドのボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型が固定され、前記スライドの往復移動がリニアモータによって駆動される形式のプレス機械によるプレス加工方法とその機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、比較的必要とされる荷重が小さく、かつ高精度な位置決めが要求される精密小物部品を高速で成形加工するために、高速で安定した位置決めが高精度で行えるリニアモータをスライドの昇降機構の駆動源として採用したプレス装置が用いられるようになっている。スライドの昇降機構の駆動源としてリニアモータを採用した場合、リニアモータが有する正確な位置決めや加減速時間の短い効率的な動力伝達できるという特性により、精密小物部品の高速成形が可能になる。
【０００３】
一方、リニアモータを使用した場合、スライダーを含む可動部分をリニアモータの発生する推力で昇降駆動させ、また、リニアモータの推力で加工物への加圧力制御を行って高い位置決め精度を維持するようにしている。したがって、制御可能な状態で加圧力を増大するにはリニアモータの発生できる定格推力を大きくする必要がある。しかし、リニアモータの定格推力を大きくするとそれに略比例してリニアモータが大型化することになる。このため、可動部分を軽量化したり、可動部分の重量が実質上零となるよう可動部分の重量をバランス装置で昇降自在に支持して、リニアモータにかかる負荷を減少させる試みが提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１１−２３９８９７号公報には、磁石板及びスライダで構成されたリニアモータと、このリニアモータの推力で昇降するヘッドと、このヘッドに取り付けられる金型と、このヘッドの重量をばねの付勢力によって平衡にするカウンタバランサとを備えるプレス装置が開示されている。このプレス装置は、金型を加圧する加圧力をリニアモータの推力によって発生させており、ヘッドなどの可動部分をばねで支えて、このヘッドの重量のバランスをとっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、リニアモータの推力を利用するプレス装置では、スライダが下降するときには、金型に対して上向きの負荷を受け、スライダが上昇するときには、金型に対して下向きの負荷を受けており、スライダの移動方向に対して負荷の方向が一定している。また、リニアモータは、スライダの位置にかかわらず、上下いずれの方向であっても均一な推力を発生して直接負荷を駆動するために、加速度と精度特性とが優れている。しかし、リニアモータは、磁気吸引力によって全ての推力を発生させるために、リニアモータの制御性を損なうことなく加圧力を大きくしようとするとリニアモータが大型化し装置が高価なものとなり、製品としての経済的な競争力が失われる。さらに、推力に比例して電力消費も増加する。従って本発明は、リニアモータを大型化せずにリニアモータの制御性の良さを損なうことなく、リニアモータの推力を増強することができるプレス装置及びプレス方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の本発明の目的は、（１）機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物をプレス加工するプレス方法において、前記スライドをリニアモータの推力により前記スライドの位置を検出しながら加圧方向に移動させ、前記スライドが予め設定された第１の位置に達した時、前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダに加圧方向の推力が発生するよう所要の圧力のエアーを供給するとともに該推力に対抗する推力をリニアモータに発生させながら更に加圧方向に前記スライドを移動させ、前記スライドが予め設定された第２の位置に達した時にリニアモータの推力を加圧方向の推力として加工物を加圧しながら前記スライドを下死点まで移動させることからなるプレス方法とすることにより、より良く達成される。
【０００７】
前述の本発明の目的は、（２）機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物をプレス加工するプレス方法において、前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダのピストンにより仕切られたシリンダの下室のエアーを排気状態として、前記スライドに連結固定されガイド部材によって案内される複数のガイドポストをリニアモータの推力により、前記スライドの位置を検出しながら加圧方向に移動させる工程と、前記スライドが予め設定された第１の位置に達した時、前記エアーシリンダのピストンにより仕切られたシリンダの上室に所要の圧力のエアーを供給して加圧方向の推力を発生させるとともに、前記エアーシリンダ推力に対抗する推力をリニアモータに発生させながら更に加圧方向に前記スライドを移動させる工程と、前記スライドが予め設定された第２のプレス位置に達した時にリニアモータの推力を加圧方向の推力として加工物を加圧する工程と、前記スライドが下死点に達する寸前に前記シリンダの上室へのエアー供給を排気状態に切換えるとともに前記シリンダの下室へ所要の圧力のエアーを供給しながらリニアモータの推力によりスライドを上死点まで移動させる工程とからなるプレス方法とすることにより、より良く達成される。
【０００８】
また、前述本発明の目的は、（３）加圧方向に発生させるエアーシリンダの推力が、リニアモータの出力できる推力以下の推力とした前記（１）または（２）に記載のプレス方法とすることにより達成される。
【０００９】
また、前述の本発明の目的は、（４）機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物を成形加工するプレス装置において、前記スライドに連結固定され、ガイド部材によって案内される複数のガイドポストを往復直線移動させるリニアモータと、前記往復移動するスライドの位置を検出する位置検出装置と、所定の位置指令と前記位置検出装置からの検出位置との偏差に基づいて前記リニアモータを駆動する駆動制御装置と、前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダと、前記エアーシリンダ内のピストンにより仕切られたシリンダの上室と下室のそれぞれに接続されたエアー給排気管と、前記エアー給排気管とエアー源との間に設けられ、所定の指令に基づいてエアーの供給と排出を切換える切換制御装置と、前記駆動制御装置に前記所定の位置指令を出力して前記リニアモータの駆動制御を行うとともに、前記スライドの往復移動に同期してプレス時の加圧力を増強させるよう、前記切換制御装置に前記所定の指令を出力して前記エアーの供給と排出の切換え制御を行う制御装置とを有する前記（１）、（２）、または（３）に記載のプレス方法の実施に使用するプレス装置とすることにより、より良く達成される。
【００１０】
また、前述本発明の目的は、（５）機台上のボルスタに固定された下型に対して往復移動するスライドに上型を固定して、前記スライドを往復移動させて加工物を成形加工するプレス装置において、前記スライドに連結固定され、ガイド部材によって案内される複数のガイドポストを往復直線移動させるリニアモータと、前記往復移動するスライドの位置を検出する位置検出装置と、所定の位置指令と前記位置検出装置からの検出位置との偏差に基づいて前記リニアモータを駆動する駆動制御装置と、前記スライドを往復移動自在な状態で支承するエアーシリンダと、前記エアーシリンダ内のピストンにより仕切られたシリンダの上室と下室のそれぞれに接続されたエアー給排気管と、前記エアー給排気管とエアー源との間に設けられ、所定の指令に基づいて前記エアーシリンダの上室と下室のエアーの給排気を切換える三方電磁弁と、エアー源からの供給圧を所要の設定圧に設定するために前記三方電磁弁に接続されたエアー圧設定装置と、前記駆動制御装置に前記所定の位置指令を出力して前記リニアモータの駆動制御を行うとともに、前記三方電磁弁に前記所定の指令を出力して、前記スライドの加圧方向の移動時に、プレスの加圧力を増強させるよう前記三方電磁弁を切換てリニアモータに補助推力を付与する制御を行う制御装置とを有する前記（１）、（２）、または（３）に記載のプレス方法の実施に使用するプレス装置とすることにより、より良く達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態に係るプレス装置を、フレキシブル基板、例えばＢＧＡフィルムを高速、高精度に打ち抜くためのスタンピングプレス機械に適用した場合の実施形態の構成説明図で、図１は、本発明の実施形態に係るプレス装置の縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線で切断した状態を示す横断面図である。
【００１２】
１は中空箱枠状の機台で、上端と下端の四角枠板１Ａ、１Ｂには、上端部がスライド２に取付け固定された４本のガイドポスト３が夫々貫挿する、好ましくは、リニアモーションボールベアリングのようなガイド部材４が設けられ、前記上端枠板１Ａの上面には、スライド２に取付けられる図示しない上型に対して下型が取付けられるボルスタ５が設けられている。そして、推力が６ＫＮ（≒６１２ｋｇｆ）のリニアモータ６、７を８個、図示の場合各ガイドポスト３の左右両側面に各２個、夫々上下方向に堆力を作用させ得るように並設されている。即ち、図示の場合６Ａ、７Ａは機台１の相対向する左右の内壁面に内側を向いて取付けられた励磁コイル又はヨーク鉄芯と巻回励磁コイルからなる固定子、６Ｂ、７Ｂは前記固定子６Ａ、７Ａと微小間隙を隔てて相対向するようにガイドポスト３に連結される磁石板で、永久磁石片が所定個数上下移動方向に接着列設されている。
【００１３】
図１及び図２に於いて、各ガイドポスト３は下端部に於いて廻り止め板９に固定され一体となるが、各ガイドポスト３には互に独立して各２個のリニアモータ６、７が設けられる。前記リニアモータは、縦長の軟磁性板に永久磁石片を移動方向に所定個数取付けた磁石板６Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、７Ｂを永久磁石片が接着等取り付けてある側の面を互いに背向させ、ガイドポスト３、３を挟着した状態で結合板６Ｄ、６Ｄ、７Ｄ、７Ｄにより結合し、この磁石板６Ｂ、７Ｂを、溶接、又は図示の場合テーパピン６Ｅ、７Ｅによりガイドポスト３に固定し取付け、磁石板６Ｂ、７Ｂ、ガイドポスト３、３、及びスライド２が一体となってリニアモータの可動子となる。そしてもう一方の固定子は、硅素鋼鈑を積層したヨーク鉄芯とこれに励磁コイルを所望に巻回した電磁石６Ａ、６Ａ、７Ａ、７Ａであって、固定子取付板６Ｃ、６Ｃ、７Ｃ、７Ｃに取付けられると共に油冷却の冷却パイプ等が内装配管してあり、ヨーク鉄芯の界磁面を、磁石板６Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、７Ｂの、永久磁石片の面に例えば、０．６〜０．８ｍｍ前後程度の微小間隙を隔てて相対向するように、前記取付板６Ｃ、７Ｃにより機台１に形成した取付窓等に取付け調整される。即ち、各ガイドポスト３は、上下の機台１に連結固定された中空柱状の固定子取付け枠体１Ｃ、１Ｄ中に挿通した状態に配設され、該取付け枠体１Ｃ、１Ｄの相対向する両側面に形成された取付け窓１Ｅに、前記電磁石から成る固定子６Ａ、７Ａが嵌め込まれ、位置調整をしてしっかりと固定される。
【００１４】
上記のように、一対のリニアモータ６、７の磁石板可動子６Ｂ、７Ｂを、各ガイドポスト３の両側に背向させて直接貼り付ける等の取付け構成として、各ガイドポスト３を直接付設のリニアモータで直接駆動するようにしたから、移動部分を軽量に造ることができ、大推力で大容量のリニアモータを使用する必要がなく、より軽量化が図られ、応答性が良く、高速度で移動させることができるようになる。
【００１５】
１０はエアバランサで、シリンダ１０Ａの頂部をボルスタ５下部の機台１に固定し、ピストン１０Ｂに連結されたピストンロツド１０Ｃの先端を前記廻り止め板９中心に連結固定し、図示の場合シリンダ１０Ａの下部室１０Ｅにエアレギュレータ等を介して所定圧力の空気を導入することにより、前述スライド２、４本のガイドポスト３、各ガイドポスト３に各２個設けたリニアモータの磁石板６Ｂ、７Ｂ、及び前記廻り止め板９から成るリニアモータ６、７の可動子（以下これらを可動部分という）を機台１に対して、リニアモータ６、７の励磁電流が零の状態となるように保持させる。そして、スライド２の下降及び上昇の加速中は重力の加速度の影響を受けるが、上死点と下死点における速度が零の停止時には励磁電流が零となり、成形開始時から下死点時の間はプレス加工に必要な力を発生させる励磁電流とし、またスライドストロークの下降及び上昇領域におけるほぼ等速の移動時には、その速度を維持する力を発生させる励磁をすれば良い。このようにリニアモータの推力による加圧力で成形を行う場合には、エアバランサ１０が可動部分の重量を支持するバランス装置として働き、その分リニアモータへの励磁電流を減少させることができ、コイルの発熱も抑制することができる。
【００１６】
１１は、リニアスケール１１Ａとセンサ１１Ｂとから成るリニアエンコーダで、図示の場合、スケール１１Ａが固定部の機台１に、センサ１１Ｂがスライド２に取付けられ、スライド２のスライドストローク上の位置を読み取り検出するもので、図示しないパソコン等を利用したプレス加工用の数値制御装置等の制御装置からのスライドモーション指令に応ずるスライド２の全運動経路に於いて、その位置を検出することができ、制御装置からの指令のスライドモーションの運動パターンと、スライド２の実際の運動パターンとの下死点位置を含む同一座標位置に於ける偏差を検出演算し、その偏差が所定値より大きいか大きくなろうとする場合、または所定値より大きい状態の発生頻度等に応じて補正をすることができ、そして、この補正は常時、かつ運動パターンの所望の一部、または全部において可能となるから、プレス加工の精度を保つことができる。
【００１７】
図３は、前記リニアモータ６、７と、エアバランサ１０の駆動制御の態様を説明するためのブロックダイアグラム図で、前者の位置、速度、及び推力制御の方法から説明する。１２は、ＮＣ装置等の制御装置で、図示しないフイードフォワード制御ユニット等が並設されていて、位置制御ユニットと速度制御ユニットを有する位置速度制御部１３にスライドモーション位置指令を出力し、位置指令とリニアエンコーダ１１からのフィードバック検出位置信号の偏差をとり、該位置偏差に基づいて位置制御ユニットで所定のゲインに応じて演算し、速度指令を出力する。そして、該速度指令に応じて設けられるフィードフォワード制御ユニット位置指令の適宜先読み信号の微分信号が加算され、次いで、リニアエンコーダ１１からのフィードバック検出位置信号から生成した速度信号の偏差を取り、該速度偏差に基づいて速度制御ユニットで所定のゲインに応じて演算し、電流指令を出力する。そして、該電流指令に必要に応じて設けられる前記フィードフォワード制御ユニットの位置指令の適宜先読み信号の２回微分信号が加算され、次いで、電流制御部１４からリニアモータ６、７に出力した推力発生の励磁電流１４Ａを検出フィードバックした電流信号の偏差を取り、該電流偏差に基づいて電流制御部１４で所定のゲインに応じて演算し、サーボアンプより、前記所定の推力に応じた電流をリニアモータ６、７に出力させ、励磁コイル６Ａ、７Ａを励磁する。
【００１８】
そして、以上の制御装置１２からの位置指令の出力及びリニアエンコーダ１１からのフィードバック検出位置信号との演算開始から、電流制御部１４から所定に制御された励磁電流が出力して、リニアモータ６、７が所定に作動する迄の一連の制御ループを長くても１０ｍｓｅｃ程度以内、好ましくは約２ｍｓｅｃ程度の短いサンプリングタイムで、上死点のスタート開始から、下降領域を経て被加工体と接触し始める加工開始点、下死点位置、そして被加工体から開離し、上昇領域を経て上死点位置に戻るまでの間、次々と高速で繰り返して取り込み、そして必要に応じ一時的に記憶し、さらには蓄積して、リニアモータ６、７を高速で制御してスライド２を駆動することにより、該スライド２を、後述エアバランサ１０の作動と相俟って、例えば、約１Ｇ乃至２Ｇの加速度で加速して、少なくとも数１０ｍ／ｍｉｎ程度、またはそれ以上の高速度で移動させてプレス加工が行えるようになる。
【００１９】
リニアモータ６，７の推力により駆動される可動部分は、前述の如くエアーバランサ１０により支持されており、エアーバランサ１０は所要の空気圧を切換え供給する切換制御装置と給排気管で接続されている。この切換制御装置はエアーレギュレータ１５Ｂ、１６Ｂ、三方電磁弁１５Ａ、１６Ａで構成されており、後述するように、エアー源１７から供給される空気を制御装置１２からの指令により切換え制御する。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態に係るプレス装置に用いられる、推力アシスト回路およびエアバランサ回路からなる空気圧の切換制御装置の回路図である。１５は、リニアモータ６、７の推力をアシストする推力アシスト回路で、エアバランサ１０の動作を切り換える三方電磁弁１５Ａ、シリンダ１０Ａの上室１０Ｄに供給するエアの圧力を所定圧力に調節するエアレギュレータ１５Ｂおよび、上室１０Ｄにエアを給排気するためのエア給排気管１５Ｃから成る。１６は、エアバランサ１０を動作させるためのエアバランサ回路で、エアバランサ１０の動作を切り換える三方電磁弁１６Ａ、シリンダ１０Ａの下室１０Ｅに供給する空気の圧力を所定圧力に調節するエアレギュレータ１６Ｂおよび、下室１０Ｅにエアを給排気するためのエア給排気管１６Ｃから成る。三方電磁弁１５Ａ、１６Ａは制御装置１２からの指令に基づいて切換動作する。エアレギュレータ１５Ｂには、リニアモータ６，７が出力できる定格推力以下の力をエアーバランサ１０が発生するように供給空気圧が設定され、エアレギュレータ１６Ｂにはリニアモータ６，７の励磁電流が可動部分の停止状態で実質上零になる供給空気圧が設定される。１７は、シリンダ１０Ａの上室１０Ｄおよび下室１０Ｅにエアを供給するエア源である。通常時、推力アシスト回路１５は、大気開放になっていて、エアバランサ回路１０はエアレギュレータ１５Ｂの設定圧により圧力が掛けられている。推力アシスト状態になると、三方電磁弁１５Ａ、１６Ａが通電状態となり、推力アシスト回路１５が加圧状態になり、エアバランサ回路１６が大気開放状態になる。尚、三方電磁弁１５Ａ、１６Ａの通電切換えは、プレスの位置（０〜３６０°）に同期して、任意の角度で作動および調整可能であり、プレス装置の制御装置１２の入力装置から設定入力される。
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係るプレス装置の動作を説明する。図５は、本発明の実施形態に係るプレス装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図５（Ａ）はスライド位置を示し、図５（Ｂ）は空圧制御を示し、図５（Ｃ）はリニアモータの推力を示す。図５の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の横軸は時間軸を示し、縦軸は距離、圧力、推力値（Ｎ）を示している。本実施例では、プレスの１サイクルを０．２sec．とした場合の動作として説明する。
【００２２】
（時刻Ｔ1 まで）図５に示す時刻Ｔ1 までは、スライド２等のリニアモータ６、７の可動子部分を、その重量に釣合う反力をエアバランサ１０が加えて保持し、上死点位置で上記可動子部分が昇降移動せず停止状態にある。このとき、図４に示す三方電磁弁１５Ａは、ポートＢとポートＲ2 とが接続しており、シリンダ１０Ａの上室１０Ｄを大気開放している。一方、三方電磁弁１６Ａは、ポートＡとポートＰとが接続しており、リニアモータ６、７の固定子励磁コイル電流が実質零となるようにエアレギュレータ１６Ｂはエアバランサ１０の下室１０Ｅへの供給空気圧力を所定の値に調整設定する。その結果、スライド２等の可動子部分が往復移動自在な状態でエアバランサ１０によって支承され上死点位置で停止する。なお、本実施例では０．２ＭＰａに設定した状態を示している。
【００２３】
（時刻Ｔ1 から時刻Ｔ2 まで）図５に示す時刻Ｔ1 から時刻Ｔ2 期間では、スライド２等の可動子部分がリニアモータ６、７の推力による約０．５Ｇの加速度に重力加速度１Ｇが加算された加速度で、時間の経過とともに予め設定された第１の所定の位置まで降下する。このとき、時刻Ｔ1 で図４に示す三方電磁弁１６Ａが切り換わりポートＡとポートＲ1 とが接続するために、シリンダ１０Ａの下室１０Ｅが大気開放されて下室１０Ｅ内のエアが排気される。
【００２４】
（時刻Ｔ2 から時刻Ｔ3 まで）予め設定された第１スライド２の位置、即ち時刻Ｔ2 で、図４に示す三方電磁弁１５Ａが切り換わってポートＢとポートＰとが接続し、エアレギュレータ１５Ｂに設定された空気圧（図示の場合０．５ＭＰａ）がエアバランサ１０の上室１０Ｄへ供給され、エアバランサ１０は可動部分に下降させる力を発生する。この時、リニアモータ６、７は、図５（Ｃ）に示すように、エアバランサ１０が発生する下降力に対抗する上昇の推力を発生して、図５（Ａ）に示す下降パターンを維持しながら、スライド２等の可動子部分を予め設定された第２の位置であるプレス位置まで下降させる（時刻Ｔ3 ）。この時刻Ｔ2 から時刻Ｔ3までの間に供給される空気圧力は、エアシリンダ１０Ａの発生する補助推力がリニアモータの定格推力以下になるように設定されているので、可動部分を正確に移動及び位置決めすることができる。
【００２５】
（時刻Ｔ3 から時刻Ｔ4 まで）図５（Ｃ）に示す時刻Ｔ3 に達した時点で、エアシリンダ１０Ａの下降方向の推力に対抗して発生させていたリニアモータ６、７の上昇推力を下降方向に切換え加圧方向の推力とする。この制御により、リニアモータ６、７が発生する下降方向推力にエアシリンダ１０Ａのが発生する下降方向の推力が加算され、約２倍に増強された加圧方向の加圧力で加工物を加圧しながらスライド２等の可動子部分が下死点位置（時刻Ｔ4 ）まで下降する。また、この下死点に達する時刻Ｔ4より約１０〜３０ｍsec前の時点で、三方電磁弁１５ＡをポートＢとポートＲ2 に切換え、シリンダ１０Ａの上室１０Ｄの空気圧の大気開放を開始する。この排気時点は、給排気管の径により制約されるので、断面積の大きいものを使用することが好ましい。
【００２６】
（時刻Ｔ4 から時刻Ｔ5 まで）図５に示す時刻Ｔ4 から時刻Ｔ5 までは、リニアモータ６、７が上昇の推力を発生し、スライド２等の可動子部分が上死点位置まで上昇する。このとき、既に図４に示す三方電磁弁１５Ａが切り換わりポートＢとポートＲ2 とが接続されているため、シリンダ１０Ａの上室１０Ｄ内の空気が排気し始めており、また、三方電磁弁１６Ａが時刻Ｔ4 で 切り換わりポートＡとポートＰとが接続し、リニアモータ６、７の固定子励磁コイル電流が実質零となるようにエアレギュレータ１６Ｂからエアバランサ１０の下室１０Ｅへ空気が供給される。この空気圧により発生するエアバランサ１０の上昇推力により可動部分の重量が実質上零となり、スライド２等の可動子部分を約１．５Ｇの加速度で上死点まで高速で移動させることができる。
【００２７】
以上は、本発明を図示した実施例を基に説明を加えたが、本発明の精神を逸脱しない範囲で各部に変更を加えて実施が可能なものである。例えば、本発明によれば、各ガイドポスト毎にリニアモータで駆動されるように構成されているが、各ガイドポストにおける２個一対のリニアモータの強力な磁気吸引力は相殺されて平衡していて、他へ影響を与えないので、各ガイドポストにおける一対のリニアモータの配置の方向を図示（図２）の場合の全部左右方向に対して、全部が中心に向う放射方向とか、機台の外周に沿って順次に９０°向きを変えた配置としたり、また４組全てを各所望のばらばらの方向に向けて配置することができるだけでなく、電磁石固定子６Ａ、７Ａは、固定の機台側に取り付けられるものであるから、図示実施例の中空柱状の取付枠体１Ｃ、１Ｄに替えて、例えば、図２の左端の上下の固定子を取り付ける２つの窓を形成した大きな取付板を機台の上下または前後の壁面に固定して設ける態様で取り付け、他の固定子も２個ずつ同様の態様で取り付けるようにしてもよく、更に左端上下の固定子を取り付けた取付板と右端上下の固定子を取り付けた取付板とを、図２の上下の壁面に沿った連結板によって結合し、また、更に内側の４個の固定子についても同様な結合構成を付与することができるもので、そして、例えば、エアバランサ１０についても、図２の中央上下端に２個、または更に中央の左右端に２個の計４個を設ける構成としたり、また更にシリンダ側を可動子側に固定する構成としてもよい。
【００２８】
以上詳述したように、本発明によれば、リニアモータの制御可能範囲内でエアシリンダの空圧により加圧力を増強するので、リニアモータが有する制御性を損なうことなく、最大約２倍迄の加圧力を得ることができる。また、スライドの往復移動に同期してエアシリンダの加圧方向を切り換えることにより、スライドの駆動源であるリニアモータにかかる負荷を軽減し高速移動が可能となる。さらに、推力アシストの範囲をリニアモータの制御範囲（定格推力範囲）に設定し、アシストを含めた総推力をリニアモータで制御するので、リニアモータを大型化することなく、コストをあまり上げずに推力を約２倍にすることができる。尚、本発明により、推力をリニアモータのみで得るプレス機械に比べて約１／３の価格アップで推力増強を行え、設置スペースも約２／３に収めることができる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプレス装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線で切断した状態を示す横断面図である。
【図３】本発明におけるリニアモータとエアバランサの駆動制御装置の一実施形態を説明するための概略のブロックダイアグラム図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプレス装置の推力アシスト回路およびエアバランサ回路の回路図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプレス装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図５（Ａ）はスライド位置を示し、図５（Ｂ）は空圧制御を示し、図５（Ｃ）は、リニアモータの推力を示す。
【符号の説明】
１，機台
１Ａ，１Ｂ，上下端枠板
１Ｃ，１Ｄ，取付枠体
１Ｅ，取付窓
２，スライド
３，ガイドポスト
４，ガイド部材
５，ボルスタ
６，７，リニアモータ
６Ａ，７Ａ，ヨーク及び励磁コイル（固定子）
６Ｂ，７Ｂ，磁石板（可動子）
６Ｃ，７Ｃ，固定子取付板
６Ｅ，７Ｅ，テーパピン
９，廻り止め板
１０，エアバランサ
１０Ａ，シリンダ
１０Ｂ，ピストン
１０Ｃ，ピストンロツド
１１，リニアエンコーダ（位置検出装置）
１１Ａ，リニアスケール
１１Ｂ，センサ
１２，制御装置
１３，位置速度制御部
１４，電流制御部
１５，推力アシスト回路
１６，エアバランサ回路
１５Ａ，１６Ａ，三方電磁弁
１５Ｂ，１６Ｂ，レギュレータ
１７，エア源
【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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