(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メカニカル駆動のファインブランキングプレスであって、
アンダードライブとしたメカニカル駆動軸に結合するコンロッドを二段状のトグル機構を介してスライドに連結し、クランク軸またはエキセン軸のメカニカル駆動軸を所要出力のサーボモーターに回転駆動自在に接続してサーボモーターの回転速度をプレス加工領域でスライドの速度をより低下するようにするとともに非プレス加工領域でスライドの速度を速くするように設定したことを特徴とするメカニカルファインブランキングプレス。
【請求項２】
クランク軸またはエキセン軸のメカニカル駆動軸を所定の減速機を介して所要出力のサーボモーターに回転駆動自在に接続した請求項１に記載のメカニカルファインブランキングプレス。
【請求項３】
所定の減速機を介して接続したサーボモーターの回転速度をプレス加工領域で遅く、アプローチやリターン等の非プレス加工領域で速くするように回転制御するようにした請求項１または２に記載のメカニカルファインブランキングプレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、プレス分野におけるメカニカルファインブランキングプレスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファインブランキングプレス装置には、油圧プレスとメカニカルプレスが知られている。
【０００３】
前者は、大出力が可能であるが、プレススライドを油圧シリンダーで往復駆動するので、プレスストローク数を増大するには機構的に限界に近く、生産性の向上の要求や加工油による汚染という問題がある。
【０００４】
一方、後者は、モーターでクランク軸を回転し、このクランク軸にコンロッドをトグル機構を介してプレススライドに連結してプレススライドを往復運動するので、プレスストローク数を増大させることができ、プレスの生産性を大幅に向上することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、メカニカルプレスによるファインブランキング加工は、生産速度を高めることができるが、せん断速度を早くすることはファインブランキング加工上好ましくなく、プレススライド速度を加工領域で遅く、アプローチやリターン等の他の領域で速度を速くすることが好ましい。
【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、メカニカル駆動のファインブランキングプレスであって、アンダードライブとしたメカニカル駆動軸に結合するコンロッドを二段状のトグル機構を介してスライドに連結し、クランク軸またはエキセン軸のメカニカル駆動軸を所要出力のサーボモーターに回転駆動自在に接続してサーボモーターの回転速度をプレス加工領域でスライドの速度をより低下するようにするとともに非プレス加工領域でスライドの速度を速くするように設定したことを特徴とするメカニカルファインブランキングプレスを提供するにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のメカニカルファインブランキングプレスは、アンダードライブとしたメカニカル駆動軸に結合するコンロッドを二段状のトグル機構を介してスライドに連結し、クランク軸またはエキセン軸のメカニカル駆動軸を所要出力のサーボモーターに回転駆動自在に接続してサーボモーターの回転速度をプレス加工領域でスライドの速度をより低下するようにするとともに非プレス加工領域でスライドの速度を速くするように設定したことを特徴としている。
【０００８】
ファインブランキングプレス１は、図１、図２のようにスライド２を二段状のトグル機構３とコンロッド４を介してクランク軸５またはエキセン軸に連結し、クランク軸５を所定減速比の減速機６を介してサーボモーターのモーター７に接続して所定速度で回転駆動制御し、スライド２を所定のプレス線図にもとづいて往復運動自在としている。
【０００９】
リンク機構においては、プレスサイクル工程の中で入力を一定とすれば（通常メカニカルプレスの場合にはフライホイールに蓄積されたエネルギーが加工物に金型が接触した瞬間からフライホイールのエネルギーを放出して加工を行うので入力一定ではないが）、入力＝力×速度  の式から速度を遅くすれば出力の増加が得られる。
【００１０】
このようにクランク機構を含むメカニカルプレスでは、入力に無関係に下死点で力が理論的には無限大になるので、この原理を利用して最小の設備動力で最大の仕事を得るようにできる。
【００１１】
ファインブランキングプレスでは、せん断加工に要するストロークが数ｍｍで、材料の投入や製品の搬出のためのストロークが数十ｍｍから百数十ｍｍ程度を必要としている。このように力の必要とする範囲が、プレス全ストロークの数％である。
【００１２】
通常、プレスの場合、プレススライドを基準にしてスライドモーションの上限を上死点、下限を下死点と呼び、下死点側で加工を行うが、アンダードライブプレスとして加工領域を上死点近くとして加工を行うようにし、ベッド側に重心が下がって、安定性がはかれるようにしている。
【００１３】
上記したように入力一定の条件にて、加工領域の速度が遅く、かつ加工領域付近の滞留時間を比較的長くとることが、製品精度上必要である。
【００１４】
そこで、上記したようにスライド２の駆動としてのトグル機構３を図１、図２のように二段状として連結することによって、加工領域での速度をより一層遅く、滞留時間をより一層長くできる。
【００１５】
図２は本発明のアンダードライブの二段状のトグル機構を、図３は一段のトグル機構を示したもので、図４はこれらのスライド速度比較線図を示したものであり、本発明の二段状のトグル機構の方が上死点付近での滞留時間が長く、加工領域の速度が遅くなる割合が一層顕著になっている。
【００１６】
このように二段状にトグル機構を採用することによって速度減少比が大きくなるので、上死点付近の速度が遅く、かつ遅い領域が長時間にわたって得られる。また、それと同時にゆっくりとスライドを反転させることが可能となる。
【００１７】
また、モーター７で減速機６を介してクランク軸５を一定速度で回転させると、スライド２の速度が遅くなっても、モーター７の回転数は一定であるので、入力（回転数×トルク）が低下しないのでより大きな力が得られる。
【００１８】
たとえば、スライド位置の１地点を基準にすると、速度が２分の１になると力は２倍、１０分の１になると力は１０倍得られることになる。
【００１９】
モーターを精密制御ができるＡＣ等のサーボモーターを使用すると、急停止機能、二重打ち検知時のスライドの停止、成形トラブル時のスライドの戻し（クランクの逆回転が可能）や、加工材料に合わせて最適な加工速度が得られ、ストローク数が容易に設定でき、毎ストロークごとに下死点停止ができて（ワークの搬送ピッチが自由に設定可能）、スロースタートができる（設定サイクル速度に到達するのに数サイクルを経て設定サイクル数になる）などを容易に実現することができる。
【００２０】
たとえば、サーボモーターの回転速度をプレス加工領域で遅く、アプローチやリターン等の非プレス加工領域で速くするように回転制御するようにすると、上記したプレスサイクルをよりファイングランキングプレスの理想に近づけることができる。
【００２１】
【実施例】
図１、図２は、本発明の一実施例を示すものである。ファインブランキングのプレス１は、図１、図２のようにアンダードライブプレスのものとして、スライド２を上下に往復動可能に第２段目のトグル機構３の被駆動端のスライド搖動レバー８を枢着し、その下方の下部レバー９を固定部１０に枢着している。
【００２２】
そして、その第２段目のコンロッド１１を第１段目の出力レバー１２に軸着部を介して連結し、第１段目のトグル機構のコンロッド４をクランク軸５に枢着し、所定比とした減速機６を介してサーボモーターのモーター７でクランク軸５を所定の速度制御で回転駆動してスライド２を昇降するようにしたものである。
【００２３】
図２は本発明の二段状のトグル機構図、図３は比較例の一段状のトグル機構図、図４はスライド速度比較線図で、次の諸元による対比のものである。
二段状トグル                                  一段状トグル
スライド上死点（S0) =   449.000 mm  スライド上死点（S0) =   449.000 mm
下死点 (S1) =   379.000 mm          下死点 (S1) =   379.000 mm
L1  =   225.000 mm                   L1 =    225.000 mm
L2  =   225.000 mm                   L2 =    225.000 mm
L3  =   225.000 mm                   L3 =    100.000 mm
L4  =   177.000 mm                   L4 =    200.000 mm
L5  =   177.000 mm
X1  =   575.000 mm                   X1 =    550.000 mm
Y1  =   225.000 mm                   Y1 =     25.000 mm
X2  =   500.000 mm
Y2  =  -175.000 mm
クランク回転数    =   48.780 rpm      クランク回転数  =   48.780 rpm
ストローク    =   70.000  mm      ストローク      =  70.000  mm
θ2 （上死点）=    3.820  deg     θ2 （上死点）  =   3.820  deg
θ2 （下死点）=   32.624  deg     θ2 （下死点）  =  32.624  deg
クランク半径 (R)    =   50.991  mm  クランク半径 (R)    =  92.944  mm
コンロッド長さ(L6)  =  297.275  mm  コンロッド長さ (L5) = 342.798  mm
クランク時間/ 回転  =   1.23203 秒  クランク時間/ 回転  =   1.23001 秒
クランク時間/ deg   =   0.00342 秒  クランク時間/ deg   =   0.00342 秒
θ9 （上死点）=   74.994  deg     θ3 （上死点）  =  41.014  deg
θ9 （下死点）=  267.157  deg     θ3 （下死点    = 214.327  deg
【００２４】
図４に示すように、本実施例の二段トグル機構の方が上死点付近での滞留時間が長く、加工領域の速度が遅くなる割合が一層顕著になっていることがわかる。このように、二段状にトグル機構を採用することによって、速度減少比が大きくなるので、上死点付近の速度が遅く、かつ遅い領域が長時間にわたって得られる。また、それと同時にゆっくりとスライドを反転させることができる。
【００２５】
図４中の一点鎖線は、本発明の他の実施例で、サーボモーターの回転速度をプレス加工領域で遅く、アプローチやリターン等の非プレス加工領域で速くするようにしたスライド速度線図であり、プレスサイクルをよりファイングランキングプレスの理想に近づけるようにしたものである。
【００２６】
また、上記実施側では、アンダードライブプレスとしたので、ベッド側に重心が下がって、安定性がはかれて好ましいものである。
【００２７】
上記では、２段状トグル機構についての説明で、通常２段で十分であるが、必要により３段状、４段状等の多段状とすることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明にあっては、メカニカル駆動のファインブランキングプレスをアンダードライブとしたアンダードライブプレスとしたので、ベッド側に重心が下がって、安定性がはかれ、このアンダードライブとしたメカニカル駆動軸に結合するコンロッドを二段状のトグル機構を介してスライドに連結し、クランク軸またはエキセン軸のメカニカル駆動軸を所要出力のサーボモーターに回転駆動自在に接続してサーボモーターの回転速度をプレス加工領域でスライドの速度をより低下するようにするとともに非プレス加工領域でスライドの速度を速くするように設定したので、二段状のトグル機構によって非プレス加工領域でスライドの上死点または下死点付近での滞留時間が長く、加工領域の速度が遅くなる割合が一層顕著にできるとともに、加工材料に合わせて最適な加工速度が得られ、サーボモーターの回転速度をプレス加工領域で遅く、アプローチやリターン等の非プレス加工領域で速くすることによってファイングランキングプレスの理想に近づけるようにできる。
【００２９】
また、クランク軸またはエキセン軸のメカニカル駆動軸を所定の減速機を介して所要出力のサーボモーターに回転駆動自在に接続したことによって、急停止機能、二重打ち検知時のスライドの停止、成形トラブル時のスライドの戻しや、加工材料に合わせて最適な加工速度が得られ、ストローク数が容易に設定でき、毎ストロークごとに下死点停止ができて（ワークの搬送ピッチが自由に設定可能）、スロースタートができるなど、容易に実現することができる。
【００３０】
さらに、所定の減速機を介して接続したサーボモーターの回転速度をプレス加工領域で遅く、アプローチやリターン等の非プレス加工領域で速くするように回転制御することによって、プレスサイクルをよりファイングランキングプレスの理想に近づけることができる。
【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要部側断面図、
【図２】  同上の二段状のトグル機構説明用図、
【図３】  比較例の一段状のトグル機構説明用図、
【図４】  図２と図３とのスライド速度比較線図。
【符号の説明】
１…プレス        ２…スライド      ３…トグル機構    ４…コンロッド
５…クランク軸    ６…モーター
【図１】
0004531191.tif 000002
【図２】
0004531191.tif 000003
【図３】
0004531191.tif 000004
【図４】
0004531191.tif 000005