(57)【要約】【課題】スライドを吊った状態で保持するバランサを備えたクランクプレスにおいて、そのスライドの動作精度を向上させる。【解決手段】バランサ１８を構成する４本の油圧シリンダ１９を平面視で四角形の頂点の位置に配し、バランサ１８の各油圧シリンダ１９のピストンロッド１９ｂの上下方向位置を測定するセンサを設け、これらの各センサの測定結果に基づいて、各油圧シリンダ１９の圧力をスライド１２が傾かないように互いに独立に制御することにより、スライド１２に傾きが生じた場合でも、短時間でスライド１２の姿勢を正常に戻して、スライド１２の動作精度の低下を防止できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス本体と、前記プレス本体に両端部を回転自在に支持されたクランク軸と、前記クランク軸を回転駆動するサーボモータと、前記クランク軸にコネクティングロッドを介して連結されたスライドと、前記スライドを吊った状態で保持するバランサとを備え、前記バランサは、平面視で四角形の頂点の位置に上下方向に延びる状態で配される４本の油圧シリンダが、それぞれのシリンダチューブを前記プレス本体に固定され、ピストンロッドを前記スライドに固定されているクランクプレスのバランサ制御方法において、
前記バランサの各油圧シリンダの圧力を、前記スライドが傾かないように互いに独立に制御することを特徴とするクランクプレスのバランサ制御方法。
【請求項２】
前記バランサの各油圧シリンダのピストンロッドの上下方向位置を測定するセンサを設け、これらの各センサの測定結果に基づいて、前記各油圧シリンダの圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載のクランクプレスのバランサ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上金型が取り付けられたスライドを吊った状態で保持するバランサを備えたクランクプレスのバランサ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクプレスは、プレス本体に両端部を回転自在に支持されたクランク軸を回転させることにより、クランク軸にコネクティングロッド（以下、「コンロッド」とも称する。）を介して連結されたスライドを所定のストロークで往復動させ、そのスライドの下面側に取り付けた上金型とスライドの下方に配されるボルスタの上面側に取り付けた下金型とでワーク（被成形材料）の加工を行うものである。そのクランク軸を回転駆動する駆動源としては、汎用モータを用いたものが多いが、ワークの加工精度の向上を図るためにサーボモータを用いたものも増えてきている。
【０００３】
ところで、一般的なクランクプレスでは、ワークを加工していないときは、クランク軸とコンロッドの連結部にコンロッドおよびスライドの重力による隙間が生じ、コンロッドとスライドの連結部にスライドの重力による隙間が生じている。そして、ワークの加工を開始すると、スライドに上向きの荷重が作用することにより、クランク軸とコンロッドの連結部の隙間およびコンロッドとスライドの連結部の隙間がそれぞれ下側に寄せられる。すなわち、ワークの加工開始直後にはスライドが一時停止した状態となって、コンロッドとスライドの連結部どうしが衝突し、クランク軸とコンロッドの連結部どうしが衝突した後にスライドが再度動き出すことになり、これがワーク加工時の騒音の発生や加工精度の低下の一因となる。
【０００４】
これに対し、近年では、スライドをコンロッドとともに吊った状態で保持するバランサが設けられるようになってきている。バランサは、上下方向に延びる状態で配されるエアシリンダまたは油圧シリンダからなり、そのシリンダチューブをプレス本体に、ピストンロッドをスライドにそれぞれ固定したもので、コンロッドおよびスライドの重量と釣り合う吊上げ力が生じるように圧力を調節している（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
上記のようなバランサを設ければ、クランク軸とコンロッドの連結部の隙間およびコンロッドとスライドの連結部の隙間を常時下側に寄った状態とすることができるので、スライドの上下動の途中での一時停止や、コンロッドとスライドの連結部どうしの衝突およびクランク軸とコンロッドの連結部どうしの衝突が生じず、ワーク加工時に発生する音が小さくなるとともに加工精度も向上する。
【０００６】
なお、バランサは、特許文献１に記載のようなエアシリンダを用いたものが一般的であるが、最近では、特許文献２に記載のように、より吊上げ能力の高い油圧シリンダを用いたものも多くなってきている。また、エアシリンダや油圧シリンダは、特許文献１のように、クランク軸の軸方向の両側に１本ずつ（合計２本）設けることが多いが、スライドを上下方向に精度よく往復動させるには、特許文献２のように、平面視で四角形の頂点の位置に１本ずつ（合計４本）設ける方が好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１３６３５２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７５９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２のように４本の油圧シリンダでバランサを構成したクランクプレスでも、加工条件等によってはスライドの動作精度が低下することがある。
【０００９】
例えば、熱間鍛造を行うクランクプレスでは、スライドが高温のワークから金型を介して伝わる熱によって膨張するので、その熱膨張分を考慮してスライドとスライドの上下動を案内するガイドギブとの隙間の大きさを設定しているが、上金型と下金型の間で複数のワークを同時に加工する仕様となっている場合、一部のワークが上下金型間にセットされていないと、加工時にスライドが傾いた状態でガイドギブと接触して、スライドがスムーズに上下動できなくなることがある。
【００１０】
そして、このようなスライドの動作精度の低下は、ワークの加工精度やプレス作業効率の低下、ガイドギブの損傷等の不具合を発生させる。
【００１１】
そこで、本発明は、スライドを吊った状態で保持するバランサを備えたクランクプレスにおいて、そのスライドの動作精度を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明は、プレス本体と、前記プレス本体に両端部を回転自在に支持されたクランク軸と、前記クランク軸を回転駆動するサーボモータと、前記クランク軸にコネクティングロッドを介して連結されたスライドと、前記スライドを吊った状態で保持するバランサとを備え、前記バランサは、平面視で四角形の頂点の位置に上下方向に延びる状態で配される４本の油圧シリンダが、それぞれのシリンダチューブを前記プレス本体に固定され、ピストンロッドを前記スライドに固定されているクランクプレスのバランサ制御方法において、前記バランサの各油圧シリンダの圧力を、前記スライドが傾かないように互いに独立に制御する構成を採用した。
【００１３】
上記の構成によれば、加工条件等によってスライドに傾きが生じた場合でも、その傾きがなくなるように各油圧シリンダの圧力が制御されるので、スライドの動作精度の低下を防止することができる。
【００１４】
また、前記バランサの各油圧シリンダのピストンロッドの上下方向位置を測定するセンサを設け、これらの各センサの測定結果に基づいて、前記各油圧シリンダの圧力を制御するようにすれば、より確実にスライドの傾きをなくしてスライドの動作精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のクランクプレスのバランサ制御方法は、上述したように、スライドを吊った状態で保持するバランサを備えたクランクプレスにおいて、そのバランサを構成する４本の油圧シリンダの圧力を、スライドが傾かないように互いに独立に制御するものであるから、従来よりもスライドの動作精度を向上させることができる。また、その結果、スライドの上下動を案内するガイドギブの長さを短縮したり、ガイドギブ自体を省略したりして、クランクプレス全体の構造の簡素化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態のバランサ制御方法を適用するクランクプレスの縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のクランクプレスの上面図
【図４】図２に対応してクランクプレスの動作を説明する断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、実施形態のバランサ制御方法の適用対象となるクランクプレスを示す。このクランクプレスは、床Ｆに固定設置されるプレス本体１と、プレス本体１の両側のサイドフレーム２に両端部を回転自在に支持されたクランク軸３と、クランク軸３を回転駆動するサーボモータ４と、サーボモータ４の回転を減速してクランク軸３に伝達する減速機構５と、クランク軸３を停止状態に保持するブレーキ６とを備えている。サーボモータ４と減速機構５はプレス本体１の一側のサイドフレーム２の外側に配され、ブレーキ６はプレス本体１の他側のサイドフレーム２の外側に配されている。
【００１８】
前記プレス本体１は、上部フレーム７と下部フレーム８とが、両側のサイドフレーム２を挟んだ状態でタイロッド９とナット１０によって連結されている。また、前記クランク軸３の軸方向中央部にはコネクティングロッド（コンロッド）１１を介して略直方体状のスライド１２が連結され、下部フレーム８の上面にはボルスタ１３が固定されている。
【００１９】
そして、前記クランク軸３の回転に伴ってスライド１２が上下に一定のストロークで往復動し、スライド１２の下面側に取り付けた上金型１４とボルスタ１３に取り付けた下金型１５とでワークの加工を行うようになっている。ここで、図１および図２はスライド１２がストロークの上限位置（上死点）にある状態を示し、図４はスライド１２がストロークの下限位置（下死点）にある状態を示しているが、下死点におけるスライド１２の上下方向位置は油圧式スライド位置調整装置１６で微調整することができ、これによりワークの加工を高精度で行えるようになっている。
【００２０】
また、プレス本体１の両側のサイドフレーム２には、平面視でスライド１２の四隅の各面と対向する位置に、平板状のガイドギブ１７が上下方向に延びる状態で合計８枚取り付けられており、これらの各ガイドギブ１７でスライド１２の上下動を案内するようになっている。
【００２１】
また、図２に示すように、クランクプレスの上部には、スライド１２を吊った状態で保持するバランサ１８が設けられている。このバランサ１８は、図２および図３に示すように、平面視で四角形の頂点の位置に上下方向に延びる状態で配される４本の油圧シリンダ１９からなる。各油圧シリンダ１９は、それぞれシリンダチューブ１９ａがアキュムレータ２０に接続されるとともにプレス本体１に固定され、ピストンロッド１９ｂが連結部材２１を介してスライド１２に固定されており、４本合わせてコンロッド１１およびスライド１２の重量と釣り合う吊上げ力を生じるようになっている。
【００２２】
そして、各油圧シリンダ１にはピストンロッド１９ｂの上下方向位置を測定するセンサ（図示省略）が設けられており、これらの各センサの測定結果に基づいて、各油圧シリンダ１９の圧力をスライド１２が傾かないように互いに独立に制御するようになっている。
【００２３】
このクランクプレスは、上記の構成であり、４本の油圧シリンダ１９からなるバランサ１８が、スライド１２を吊った状態で保持する、すなわちクランク軸３とコンロッド１１の連結部の隙間およびコンロッド１１とスライド１２の連結部の隙間が常時下側に寄った状態としているので、スライド１２が上下動の途中で一時停止したり、コンロッド１１とスライド１２の連結部どうしおよびクランク軸３とコンロッド１１の連結部どうしが衝突したりすることがない。このため、バランサを備えていないものに比べて、ワーク加工時に発生する音が小さく、加工精度も高くなっている。
【００２４】
しかも、バランサ１８を構成する４本の油圧シリンダ１９は、平面視で四角形の頂点の位置に配されており、それぞれのピストンロッド１９ｂの上下方向位置の測定結果に基づいて、スライド１２が傾かないように、互いに独立に圧力制御されるので、加工条件等によってスライド１２に傾きが生じた場合でも、短時間でスライド１２の姿勢を正常に戻して、スライド１２の動作精度の低下を防止することができる。
【００２５】
また、図１および図２に示した例では、従来と同程度の長さのガイドギブ１７を用いているが、上述したスライド１２の動作精度の向上に伴ってスライド１２とガイドギブ１７の接触が少なくなるので、従来よりもガイドギブの長さを短縮したり、ガイドギブ自体を省略したりして、クランクプレス全体の構造の簡素化を図ることもできる。
【符号の説明】
【００２６】
１  プレス本体
２  サイドフレーム
３  クランク軸
４  サーボモータ
５  減速機構
６  ブレーキ
１１  コネクティングロッド（コンロッド）
１２  スライド
１７  ガイドギブ
１８  バランサ
１８  油圧シリンダ
１９ａ  シリンダチューブ
１９ｂ  ピストンロッド
２０  アキュムレータ
２１  連結部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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