(57)【要約】【課題】安価な汎用モータを用いて、金型脱着の段取りのためにスライドを精度よく停止できるようにすることである。【解決手段】モータにシンクロモータを用い、このモータをスライドが上死点で停止している状態でリアクトル起動させて、このリアクトル起動中にモータ電源を遮断し、モータの回転数が所定の回転数に低下したときに、クラッチを接続してクランク軸を回転させ、入力データに基づいて、クラッチを切としてブレーキを作動させてクランク軸の回転を止め、スライドを所定位置に停止させることにより、スライドを停止させる前のクランク軸の回転を遅くするとともに、大きな慣性力のフライホイールと切り離し、安価な汎用モータを用いて、金型脱着の段取りのためにスライドを精度よく停止できるようにした。【選択図】図４
2009226430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下金型が載置固定されるボルスタと、上金型が取り付けられるスライドと、コネクティングロッドを介してスライドに連結され、スライドを上死点と下死点との間で昇降させるクランク軸と、モータで回転駆動されるフライホイールと、フライホイールの回転エネルギをクランク軸に伝達するクラッチと、クランク軸の回転を制動するブレーキと、入力データに基づいて前記スライドを所定位置に停止させる制御部とを備えたプレス装置で、前記スライドを所定位置に停止させて、前記上下の金型を脱着するように段取りするプレス装置の金型脱着段取り方法において、前記モータにシンクロモータを用い、このモータを前記スライドが上死点で停止している状態でリアクトル起動させて、このリアクトル起動中にモータ電源を遮断し、モータまたはモータで回転駆動される前記フライホイールの回転数が所定の回転数に低下したときに、前記クラッチを入として前記クランク軸を回転させ、前記入力データに基づいて、前記ブレーキを作動させて前記クランク軸の回転を止め、前記スライドを所定位置に停止させるようにしたことを特徴とするプレス装置の金型脱着段取り方法。
【請求項２】
前記入力データに基づいてブレーキを作動させるときに、前記クラッチを切とするようにした請求項１に記載のプレス装置の金型脱着段取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライドをクランク軸の回転で昇降させるプレス装置における金型脱着段取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スライドをクランク軸の回転で昇降させるクランクプレス装置は、本発明の実施形態を説明する図１に示すように、下金型１ｂがプレスベッド３上のボルスタ４に載置固定され、上金型１ａが下金型１ｂと対向するようにスライド６に取り付けられ、スライド６がコネクティングロッド１２を介して連結されたクランク軸１１の回転で上死点と下死点の間を昇降して、下死点での上金型１ａと下金型１ｂとの協働によってワークをプレス加工するようになっている。クランク軸１１は、モータ１４で回転駆動されるフライホイール１５から、クラッチ１６の入切で回転エネルギを伝達され、ブレーキ１７によって回転を制動される。通常、クランクプレス装置は、スライド６の昇降や停止を制御する制御部を備え、制御部は、操作盤、クランク軸１１の回転角計、モータ１４の回転計等から入力される入力データに基づいて、モータ１４、クラッチ１６、ブレーキ１７等の作動を制御する。
【０００３】
このようなクランクプレス装置で、金型交換のために上下の金型１ａ、１ｂを脱着する際は、スライド６を上死点から降下させて所定位置に停止させる段取りをし、金型１ａ、１ｂを取り外す場合は、まず、上金型１ａをスライド６から取り外したのち、下金型１ｂをボルスタ４から取り外し、上下の金型１ａ、１ｂをセットでプレス装置から搬出するようにしている。金型１ａ、１ｂを取り付ける場合は、プレス装置に搬入した上下の金型１ａ、１ｂを、これと逆の手順で取り付ける。
【０００４】
通常、この金型脱着の段取りでは、スライドを停止させる所定位置を下死点とし、脱着する上下の金型を重ね合わせてプレス装置に搬入、搬出することが多い。トランスファプレスのように、プレスの前後にトランスファ装置の搬送ビームがある場合は、スライドを下死点よりも上方で停止させ、ガイドポスト等に上金型を支持する支持部材を取り付けて、上下の金型間に隙間を開けた状態で金型を脱着し、この金型間の隙間に搬送ビームを通すように、金型を搬入、搬出することもある。
【０００５】
上述した金型脱着の段取りでスライドを所定位置に停止させる際は、脱着される上金型が下金型または支持部材で支持されるように、精度よく停止させる必要があるが、クランク軸がフライホイールの大きな慣性力を伴って回転し、スライドも大きな慣性力で昇降するので、クランク軸が高速で回転している状態で停止指令を出しても、スライドを精度よく停止させることができない。なお、クランク軸の回転に対するスライドの昇降ストロークは、上死点と下死点を極大、極小とするサイン曲線となるので、スライドを下死点よりも上方で停止させる場合は、より停止精度が悪くなる。このため、以前は、作業者が上金型と下金型間の隙間や支持部材間の隙間を見ながらモータを寸動で作動させて、スライドを所定位置に停止させていた。
【０００６】
上述したモータを寸動で作動させてスライドを所定位置に停止させる金型脱着段取り方法は時間と手間がかかる問題があり、この問題に対して、クランク軸を回転させるモータに超低速回転可能なモータを採用し、モータを寸動させなくても、スライドを精度よく停止できるようにした金型脱着段取り方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、超低速回転可能なモータとしては、インバータモータやサーボモータが知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−５１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されたクランク軸を回転させるモータに超低速回転可能なモータを採用したプレス装置は、超低速回転可能なインバータモータやサーボモータは、汎用モータであるシンクロモータ（高速で回転する定速モータ）に較べて高価であるので、設備コストが高くなる問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、安価な汎用モータを用いて、金型脱着の段取りのためにスライドを精度よく停止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、下金型が載置固定されるボルスタと、上金型が取り付けられるスライドと、コネクティングロッドを介してスライドに連結され、スライドを上死点と下死点との間で昇降させるクランク軸と、モータで回転駆動されるフライホイールと、フライホイールの回転エネルギをクランク軸に伝達するクラッチと、クランク軸の回転を制動するブレーキと、入力データに基づいて前記スライドを所定位置に停止させる制御部とを備えたプレス装置で、前記スライドを所定位置に停止させて、前記上下の金型を脱着するように段取りするプレス装置の金型脱着段取り方法において、前記モータにシンクロモータを用い、このモータを前記スライドが上死点で停止している状態でリアクトル起動させて、このリアクトル起動中にモータ電源を遮断し、モータまたはモータで回転駆動される前記フライホイールの回転数が所定の回転数に低下したときに、前記クラッチを入として前記クランク軸を回転させ、前記入力データに基づいて、前記ブレーキを作動させて前記クランク軸の回転を止め、前記スライドを所定位置に停止させる方法を採用した。
【００１１】
すなわち、モータにシンクロモータを用い、このモータをスライドが上死点で停止している状態でリアクトル起動させて、このリアクトル起動中にモータ電源を遮断し、モータまたはモータで回転駆動されるフライホイールの回転数が所定の回転数に低下したときに、クラッチを接続してクランク軸を回転させ、入力データに基づいて、ブレーキを作動させてクランク軸の回転を止め、スライドを所定位置に停止させることにより、スライドを停止させる前のクランク軸の回転を低速にし、安価な汎用モータを用いて、金型脱着の段取りのためにスライドを精度よく停止できるようにした。
【００１２】
前記入力データに基づいてブレーキを作動させるときに、前記クラッチを切とすることにより、クランク軸を大きな慣性力のフライホイールと切り離し、より精度よくスライドを停止させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプレス装置の金型脱着段取り方法は、モータにシンクロモータを用い、このモータをスライドが上死点で停止している状態でリアクトル起動させて、このリアクトル起動中にモータ電源を遮断し、モータまたはモータで回転駆動されるフライホイールの回転数が所定の回転数に低下したときに、クラッチを接続してクランク軸を回転させ、入力データに基づいて、ブレーキを作動させてクランク軸の回転を止め、スライドを所定位置で停止させることにより、スライドを停止させる前のクランク軸の回転を低速にするようにしたので、安価な汎用モータを用いて、金型脱着の段取りのためにスライドを精度よく停止させることができる。
【００１４】
前記入力データに基づいてブレーキを作動させるときに、クラッチを切とすることにより、クランク軸を大きな慣性力のフライホイールと切り離し、より精度よくスライドを停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、本発明に係る金型脱着段取り方法を採用したプレス装置を示す。このプレス装置は、上下の金型１ａ、１ｂを左右方向に複数に配列し、これらの金型１ａ、１ｂでプレス加工されるワークを、プレス装置の前後に配設したトランスファ装置の搬送ビーム２で順次搬送するトランスファプレスであり、下金型１ｂがプレスベッド３上のボルスタ４に下ダイホルダ５ｂで載置固定され、上金型１ａが下金型１ｂと対向するように上ダイホルダ５ａでスライド６に取り付けられている。上ダイホルダ５ａはガイドブッシュ７とガイドポスト８の案内で昇降し、下ダイホルダ５ｂには、搬入、搬出用の車輪９が取り付けられている。
【００１６】
前記スライド６は、クランク軸１１にコネクティングロッド１２を介して連結され、クランク軸１１の回転によって上死点と下死点の間を昇降するようになっており、コネクティングロッド１２の先端には、スライド６の昇降ストロークを調節する調節機構１３が設けられている。クランク軸１１はモータ１４で回転駆動されるフライホイール１５から、クラッチ１６の入切で回転エネルギを伝達され、ブレーキ１７によって回転を制動されるようになっており、モータ１４には汎用モータであるシンクロモータが用いられている。
【００１７】
図３は、上述したプレス装置のスライド６の昇降と停止を制御する制御部２１の制御系統図を示す。制御部２１は、ロータリカムスイッチ２１ａ、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）２１ｂ、メモリ２１ｃ等を備えており、操作盤２２のデータ入力装置２２ａ、スタートスイッチ２２ｂ、選択スイッチ２２ｃと、クランク軸１１の回転角計１１ａおよびモータ１４の回転計１４ａからの入力データに基づいて、モータ１４、クラッチ１６、ブレーキ１７の作動を制御する。ロータリカムスイッチ２１ａは、回転角計１１ａの出力が設定角度となったときに信号を出力するもの、スタートスイッチ２２ｂは、制御部２１に対して制御開始を支持するスタート信号を出力するスイッチ、選択スイッチ２２ｃは、複数の作業の中から金型脱着の段取り作業を選択するためのスイッチである。
【００１８】
図４乃至図６は、上述したプレス装置で金型交換するときの金型脱着段取り方法の第１の実施形態を示す。図４は、金型脱着段取り方法の工程を示すフローチャート、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、その主要工程でのプレス装置の側面図である。この金型脱着段取り方法は、スライド６を下死点で停止させるものであり、スタート時には、図２に示したように、スライド６が上死点で停止している。まず、クラッチ１６を切の状態でモータ１４をリアクトル起動し（工程１）、リアクトル起動の途中でモータ電源を切る（工程２）。このとき、図６に示すように、リアクトル起動で上昇していたモータ回転数は、モータ１４とフライホイール１５の惰性回転で徐々に低下する。つぎに、モータ１４の回転計１４ａから入力されるモータ回転数が所定回転数に低下したときに、クラッチ１６を入にしてクランク軸１１を回転させる（工程３）。この実施形態では、クラッチ１６を入とする所定回転数を、モータ１４の定速回転数１８００ｒｐｍの１／６の低速の３００ｒｐｍとしている。続いて、クランク軸１１の回転角計１１ａから入力されるクランク角が所定角度となったときに、クラッチ１６を切にしてブレーキ１７を作動させる（工程４）。なお、クラッチ１６の切とブレーキ１７の作動は、入力データに基づいて演算されるこれらの切と作動のタイミング時間に合わせて行われる。そののち、図５（ａ）に示すように、スライド６を下死点に停止させて（工程５）、上金型１ａと上ダイホルダ５ａを下金型１ｂに支持してスライド６から取り外す（工程６）。
【００１９】
こののち、モータ１４を逆転方向にリアクトル起動し（工程７）、リアクトル起動の途中でモータ電源を切って（工程８）、モータ回転数が所定回転数に低下したときに、クラッチ１６を入にしてクランク軸１１を回転させ（工程９）、クランク角が所定角度となったときに、クラッチ１６を切にしてブレーキ１７を作動させる（工程１０）。この場合も、クラッチ１６の切とブレーキ１７の作動は、入力データに基づいて演算されるタイミング時間に合わせて行われ、図５（ｂ）に示すように、スライド６を上死点に停止させる（工程１１）。この状態で、下金型１ｂと下ダイホルダ５ｂをボルスタ４から取り外し（工程１２）、図５（ｃ）に示すように、後面側の搬送ビーム２を取り外して、上下金型１ａ、１ｂを上下ダイホルダ５ａ、５ｂと一緒にプレス装置から搬出し（工程１３）、使用済の金型の取り外し作業が終了する。
【００２０】
上述した金型の取り外し作業の終了時には、スライド６が上死点に停止しているので、次に使用する新しい金型をプレス装置に搬入することにより、スライド６の昇降と停止は同様の工程で、上下金型を取り付ける順序を逆にするのみで、新しい金型を取り付けることができる。ただし、新しい金型の高さ寸法が異なる場合は、コネクティングロッド１２の調節機構１３によって、スライド６の昇降ストロークが調節される。また、この金型脱着段取り方法は、モータ１４が定速回転となる前のリアクトル起動中にモータ電源を切るので、クランク軸１１のクラッチ１６を入とする所定回転数に低下するまでの時間が短く、段取り時間も短くなる。
【００２１】
図７および図８は、上述したプレス装置の金型脱着段取り方法の第２の実施形態を示す。図７は、金型脱着段取り方法の工程を示すフローチャート、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、その主要工程でのプレス装置の側面図である。この金型脱着段取り方法は、基本的な工程は第１の実施形態のものと同じであり、図８（ａ）に示すように、上下金型１ａ、１ｂを取り外す前のスライド６の停止位置を下死点よりも上方の位置として、上下金型１ａ、１ｂ間に隙間を開け、ガイドポスト８にガイドブッシュ７を介して上金型１ａと上ダイホルダ５ａを支持する支持部材１０を取り付ける点と、図８（ｃ）に示すように、後面側の搬送ビーム２を取り外すことなく、上下金型１ａ、１ｂ間の隙間に通して、上下金型１ａ、１ｂを上下ダイホルダ５ａ、５ｂと一緒にプレス装置から搬出する点とが異なる。
【００２２】
上述した実施形態では、プレス装置をトランスファプレスとしたが、本発明に係る金型脱着段取り方法は、１対の上下金型のみを脱着するプレス装置にも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る金型脱着段取り方法を採用したプレス装置を示す概略正面図
【図２】図１の側面図
【図３】図１のプレス装置の制御部の制御系統図
【図４】第１の実施形態の金型脱着段取り方法の工程を示すフローチャート
【図５】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図４の主要工程でのプレス装置の側面図
【図６】図４の工程１〜３におけるモータ回転数の変化を示すグラフ
【図７】第２の実施形態の金型脱着段取り方法の工程を示すフローチャート
【図８】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図７の主要工程でのプレス装置の側面図
【符号の説明】
【００２４】
１ａ、１ｂ  金型
２  搬送ビーム
３  プレスベッド
４  ボルスタ
５ａ、５ｂ  ダイホルダ
６  スライド
７  ガイドブッシュ
８  ガイドポスト
９  車輪
１０  支持部材
１１  クランク軸
１１ａ  回転角計
１２  コネクティングロッド
１３  調節機構
１４  モータ
１４ａ  回転計
１５  フライホイール
１６  クラッチ
１７  ブレーキ
２１  制御部
２１ａ  ロータリカムスイッチ
２１ｂ  ＰＬＣ
２１ｃ  メモリ
２２  操作盤
２２ａ  データ入力装置
２２ｂ  スタートスイッチ
２２ｃ  選択スイッチ
【図１】
2009226430.tif 000003
【図２】
2009226430.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009226430.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009226430.tif 000009
【図８】
2009226430.tif 000010