(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台に並設された複数のダイと、これら各ダイに向かって進退動するラムの前面に取り付けられて各ダイに対向する複数のパンチと、上記各ダイの後方に配設されて該ダイと各パンチとにより圧造された素材を上記ラムの進退動作に同期して各ダイ内から前方に押し出すノックアウト手段と、上記各ダイの並設方向に往復動自在に支持され、且つ機台の一側より供給された素材又は上段側のダイからノックアウト手段により押し出された素材を保持して下段側のダイの前方位置に移送すると共に上記パンチの前進に同期してその保持を解除する複数の素材移送手段と、上記ラムを往復動させるクランク軸を主クラッチを介して駆動するフライホイールと、該フライホイールを回転させる主モータと、上記クランク軸から動力を取り出して上記素材移送手段及びノックアウト手段をそれぞれ駆動する動力伝達機構と、上記素材移送手段及びノックアウト手段のうちの少なくとも一つの動力伝達機構に連結されたサーボモータと、該サーボモータを制御するパルス発生手段と、該パルス発生手段を制御可能とする遠隔操作手段とを有することを特徴とする多段式圧造成形機。
【請求項２】
サーボモータは、サーボモータ用クラッチを介して動力伝達機構に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の多段式圧造成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに対をなす複数のダイとパンチとで素材を所定形状に成形する多段式圧造成形機に関し、金属塑性加工の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
ボルトやナット或はその他の各種部品類を製造する際に用いられる多段式圧造成形機は、機台に複数のダイを並設する一方、これら各ダイに対して接近離反するラムには上記各ダイにそれぞれ対向するように複数のパンチを配設し、各対向するダイとパンチとにより複数段の圧造ステーションを構成すると共に、線材を所定寸法に切断してなる素材をこれらのステーションに順次供給することにより、上記素材を複数段の圧造成形を経て所定形状の製品に成形するようになっている。
【０００３】
この種の多段式圧造成形機においては、クランク軸の回転に合わせて、機台上を進退動するラムや、各圧造ステーションにより圧造成形された素材を上記ラムの進退動作に同期して各ダイ内から前方に押し出すノックアウト手段や、素材を移送して次工程の圧造ステーションに順次供給する素材移送手段などが備えられる。
【０００４】
これらのうち、ノックアウト手段は、上記ダイ内に後方からノックアウトピンが貫通して挿入され、該ノックアウトピンが上記ラムの移動に同期して所定範囲で前後に往復動するように構成されている。そして、圧造成形された素材をノックアウトピンの前進によりダイの前方に押し出して、上記素材移送手段に受け渡すようになっている。
【０００５】
その場合に、このノックアウト手段は、素材移送手段に確実に受け渡せるタイミングで素材を押し出さなければならず、そのタイミングが適切でないと、素材移送手段が素材を把持することができず、これをダイの下方に落下させてしまうこととなる。そのため、ノックアウト手段の駆動タイミングの精密な調整が必要となる。
【０００６】
また、素材移送手段は、機台に各ダイの並設方向にスライドするスライド部材を配備して、このスライド部材を上記ラムの移動に同期させて所定範囲で往復動させるように構成されると共に、該スライド部材に複数のチャック機構を取り付けた構成とされる。そして、上記スライド部材の往復動により、これらのチャック機構を隣接ステーション間で往復動させて、前工程のステーションで受け取った素材を次工程のステーションに供給するように構成される。
【０００７】
その場合に、この素材移送装置についても、素材の成形を正確に行なうためには、ラムの進退動作に同期してチャックの開閉タイミング等の調整が必要となる。
【０００８】
このように、この多段式圧造成形機においては、各部の作動タイミング等の調整が必要となるが、そのタイミング等は成形する製品の形状等によってそれぞれ最適値が異なるため、製品毎に調整が必要となり、多くの労力を要することとなる。
【０００９】
その場合、旧来の多段式圧造成形機においては、上記調整作業はラムの往復動作を安定させる目的で備えられたフライホイールを操作棒等で人手により回転させることにより、各部位を微動させながら行なわれている。しかしながら、該フライホイールの重量は極めて大きいため、回転作業は非常に重労働となり、作業性が良くない。
【００１０】
なお、上記のような圧造成形機の調整作業に関するものとして、実願平９−３９９１号公報に記載されたものがある。この圧造成形機によれば、駆動源をサーボモータとすると共に、パルス発生機によりサーボモータを制御できるようにして、調整時の各部位の微動を可能としたもので、これによれば、人手によるフライホイールの回転作業が不要となり、作業員が重労働から解放されることとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的にサーボモータの出力には限界がある。すなわち、サーボモータでは、単段式圧造成形機用のフライホイールを回転させることはできても、金属部品の圧造成形等、段数に応じた大きな力を必要とする多段式圧造成形機用の大きなフライホイールを安定して回転させることが困難である。この結果、この公報に記載のような単段式圧造装置の技術を多段式圧造成形機に単に適用することはできない。
【００１２】
また、上記多段式圧造成形機においては、操作盤と被調整箇所とが離れた位置にあるため、一人で作業を行なう場合、操作のたびに操作盤と被調整箇所との間を往復する必要があり、時間を要することとなる。複数の作業者で作業を分担することも可能であるが、人手を多く要するだけでなく、作業者間の意識が十分に合っていないと、作業ミスを起こす可能性がある。
【００１３】
そこで、本願発明は、調整作業が容易で、かつ大きな素材の加工を可能とする多段式圧造成形機を提供することを第１の課題とすると共に、操作盤と被調整箇所とが離れた場所にある大型の装置であっても、効率的に作業を進めることができる多段式圧造成形機を提供することを第２の課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１５】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、機台に並設された複数のダイと、これら各ダイに向かって進退動するラムの前面に取り付けられて各ダイに対向する複数のパンチと、上記各ダイの後方に配設されて該ダイと各パンチとにより圧造された素材を上記ラムの進退動作に同期して各ダイ内から前方に押し出すノックアウト手段と、上記各ダイの並設方向に往復動自在に支持され、且つ機台の一側より供給された素材又は上段側のダイからノックアウト手段により押し出された素材を保持して下段側のダイの前方位置に移送すると共に上記パンチの前進に同期してその保持を解除する複数の素材移送手段と、上記ラムを往復動させるクランク軸を主クラッチを介して駆動するフライホイールと、該フライホイールを回転させる主モータと、上記クランク軸から動力を取り出して上記素材移送手段及びノックアウト手段をそれぞれ駆動する動力伝達機構と、上記素材移送手段及びノックアウト手段のうちの少なくとも一つの動力伝達機構に連結されたサーボモータと、該サーボモータを制御するパルス発生手段と、該パルス発生手段を制御可能とする遠隔操作手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、主モータを作動させることによりフライホイールが回転されると共に、この状態で上記クラッチを接続することによりクランク軸が駆動される。この結果、該クランク軸を介してラムと、このクランク軸から動力を取り出す動力伝達機構を介して素材移送手段及びノックアウト手段とが駆動される。
【００１７】
また、上記素材移送手段及びノックアウト手段のうちの少なくとも一つの動力伝達機構にサーボモータが連結されているので、該サーボモータを作動させれば、この動力伝達機構に連結された素材移送手段及びノックアウト手段のうちの少なくとも一つだけでなく、動力伝達機構を介して連結されているクランク軸も駆動され、この結果、このクランク軸により駆動されるラムと、上記動力伝達機構を介して駆動される上記素材移送手段及びノックアウト手段のうちの残りのものも、駆動されることとなる。
【００１８】
そして、サーボモータによるこの多段式圧造成形機の駆動調整時には、上記クラッチを切断することにより、サーボモータの回転のフライホイールへの伝達が遮断される。これによれば、フライホイール及び該フライホイールに連結されている主モータが連れ回りしないので、サーボモータにかかる負荷が減少して該サーボモータの容量を小さくできる。また、サーボモータの回転時に誤って主モータを作動させた場合でも、上記クラッチが切断された状態で主モータの回転がクランク軸に伝達されないので、両モータが干渉したりこじれたりせず、両モータに損傷を与えることがない。
【００１９】
そして、サーボモータはパルス発生手段により駆動制御されるため、パルス数やパルス同期を調整することにより、ラムと、素材移送手段と、ノックアウト手段とを緻密に駆動制御できる。その場合、遠隔操作手段によりパルス発生手段を制御することが可能であるので、作業時に作業者がパルス発生手段の設置場所に居る必要はなく、例えば作業箇所の前面に位置して作業を進めることが可能となる。
【００２０】
次に、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多段式圧造成形機において、サーボモータは、サーボモータ用クラッチを介して動力伝達機構に連結されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、サーボモータは、サーボモータ用クラッチを介して動力伝達機構に連結されているので、サーボモータの回転を必要に応じて動力伝達機構に伝達することが可能となる。
【００２２】
例えば、主モータによるこの成形機の圧造駆動時にサーボモータ用クラッチを断とすれば、サーボモータに関係なく、主モータによりフライホイールを介してクランク軸が駆動されると共に、サーボモータによる成形機の駆動調整時に、サーボモータ用クラッチを接続すれば、動力伝達機構を介してこの成形機を駆動調整することができる。すなわち、主モータによるフライホイールの巨大なエネルギーを利用した運転と、サーボモータによる微動調整とが容易に切り換えられることとなり、微動調整しながら、巨大な圧造力を必要とする試運転が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態に係る多段式圧造成形機について説明する。
【００２６】
図１、図２に示すように、この多段式圧造成形機１における機台２の所定位置にはダイブロック３が配設されており、該ダイブロック３には、外部から供給される線材４を所定寸法に切断して素材を形成するカッター５が配設されていると共に、粗から精に至る複数個のダイ６…６が一定間隔に並設されている。また、上記ダイブロック３の前方に位置し、機台２に装備されたラム７の前面には、上記各ダイ６と対向するように複数個のパンチ８…８が配設されており、これら各対向するダイ６…６とパンチ８…８とで複数の圧造ステーションが構成されている。
【００２７】
また、この多段式圧造成形機１には駆動手段として主モータ９が設けられており、該主モータ９によりベルト１０を介してフライホイール１１を駆動すると共に、該フライホイール１１に備えられた主クラッチ１２を介してクランク軸１３を駆動するようになっている。このクランク軸１３には連結ロッド１４を介して上記ラム７が連結されている。これにより、主モータ９が作動すれば、ラム７がクランク軸１３の回転に伴って上記ダイブロック３に対して前後動することとなり、前進時に該ラム７の前面に装備された各パンチ８とダイブロック３に配設された各ダイ６との間で素材が圧造加工されることになる。
【００２８】
更に、上記ダイブロック３上に前端部が載置されかつ後端部が支軸１５に軸支された支持フレーム１６の前端部には、チャックブロック２０が各ダイ６の並設方向に摺動自在に支持されている。このチャックブロック２０は、上記クランク軸１３に設けられたカム２１の回転により、揺動レバー２２と、中間レバー２３と、ラック軸２４と、ピニオン２５と、連結部材２６と、チャックブロック駆動用ロッド２７とを介して図２におけるＸ−Ｘ方向に往復動されるようになっている（上記各部材２１、２２…は、上記チャックブロック２０作動用の動力伝達機構Ａを構成する）。そして、上記クランク軸１３の回転により、ラム７が前後動されると同時にチャックブロック２０が作動し、ラム７が一往復動する間にこのチャックブロック２０が隣接するダイ６…６の間隔に等しい距離だけ一往復動するように構成されている。
【００２９】
また、上記チャックブロック２０の前面には、上記各ダイ６と同数個の素材移送用チャック２８…２８がダイ６の並設間隔と同間隔で取り付けられている。そして、上記クランク軸１３により、駆動ギア３０と、中間ギア３１と、ベベルギア３２、３３と、中間軸３４と、ベベルギア３５、３６とを介して駆動されるチャック開閉軸３７が備えられている（上記各部材３０、３１…はチャック開閉用の動力伝達機構Ｂを構成する）と共に、このチャック開閉軸３７上には、各チャック２８ごとのチャック開閉用カム３８…３８が固設されており、チャック開閉軸３７が回転することにより、該チャック開閉用カム３８…３８及び図３に示すチャック開閉機構３９を介して素材移送用チャック２８…２８が開閉されることとなる。ここで、各チャック２８…２８は、ラム７の駆動源と同じクランク軸１３から動力を取り出しているため、ラム７の前後動に同期して開閉されると共に、ラム７の前進時における各パンチ８…８と各チャック２８…２８との干渉が回避されるようになっている。
【００３０】
この場合に、チャック開閉軸３７上のチャック開閉用カム３８をチャック開閉軸３７を中心として回転させて、チャック開閉軸３７への取り付け位相角を変更することにより、素材移送用チャック２８…２８の開閉タイミングを各圧造ステーション毎に調整可能とされ、また、各チャック２８を構成する一対の爪部材の取り付け状態を調整することにより、各チャック２８…２８の閉じた状態での開度を、保持すべき素材の大きさ等に応じて各圧造ステーション毎に調整可能とされている。
【００３１】
一方、図３に示すように、ダイ６の内部から後方にはノックアウト手段４０が設けられている。このノックアウト手段４０は、ダイ６内に先端部が挿入されたノックアウトピン４１と、該ノックアウトピン４１を前後動させる押圧ロッド４２と、該押圧ロッド４２を内嵌するネジスリーブ４３と、該ネジスリーブ４３に螺合されるロックナット４４とを有し、このロックナット４４を緩めた状態でネジスリーブ４３を回転させて該ネジスリーブ４３を前後動させることにより、上記ノックアウトピン４１の後退時の先端位置をブランク形状に合わせて調整することができるようになっている。
【００３２】
また、上記ノックアウト手段４０の後方及び下方付近には、該ノックアウト手段４０を前後動させるクランク機構５０及びカム機構６０が設けられている。このクランク機構５０は、クランク軸１３により図示していない伝動機構を介して駆動される主軸５１と、該主軸５１に回動自在に支持されたエキセン輪５２と、該エキセン輪５２に一端が支持されたコンロッド５３とを有し、該コンロッド５３を前後動させるようになっている。また、カム機構６０は、上記コンロッド５３と連結ピン６１を介して連結され、基軸６２に揺動自在に支持された揺動レバー６３と、該揺動レバー６３の上部に支軸６４により揺動自在に支持されたカム部材６５と、該カム部材６５の外周面に摺接するローラ部材６６とを有し、かつ支軸６７に揺動自在に支持されたロッカーアーム６８と、該ロッカーアーム６８の上端部に固設されたノックアウトレバー６９とで構成され、上記ローラ部材６６はロッカーアーム６８と一体に支軸６７を中心として回動するようになっている。
【００３３】
これによれば、クランク軸１３が回転することにより、上記クランク機構５０及びカム機構６０を介してノックアウトレバー６９が前後動することとなり、該ノックアウトレバー６９の前端部に設けられたノッカー７０が上記ノックアウト手段４０の押圧ロッド４３及びノックアウトピン４１を前動させて、ブランクがダイ６の内部から前方に押し出されるようになっている（上記図示していない伝動機構、各部材５１、５２…は、ノックアウト手段４０駆動用の動力伝達機構Ｃを構成する）。
【００３４】
また、カム機構６０のカム部材６５の下端部に配設されたネジ部材７１に螺合されたナット部材７２を回転させることにより、カム部材６５の揺動レバー６３に対する取り付け状態を調整することが可能となっている。これにより、上記ノッカー７０の前動量が変更されて、ノックアウトピン４１の前進時の先端位置を調整し得るようになっている。
【００３５】
以上の構成に加えて、この多段式圧造成形機１は、図１に示すように、この成形機１を調整駆動可能なサーボモータ８１を有し、このサーボモータ８１と、ベベルギア３５の中間軸３４とは反対側から延びる連結軸８２との間に、このサーボモータ８１の動力を断接するサーボモータ用クラッチ８３が介設されている。そして、上記サーボモータ用クラッチ８３は、サーボモータ８１の作動時のみ、該サーボモータ８１と連結軸８２とを接続するように図示しない制御装置により制御される。また、該制御装置は、サーボモータ８１の作動時には、前述の主クラッチ１２がクランク軸１３とフライホイール１１との接続を切り離すように制御し、これにより、サーボモータ８１の駆動によるクランク軸１３の回転がフライホイール１１及びこれに接続された主モータ９に伝達されないようにしている。つまり、サーボモータ８１を作動させれば、クラッチ８３、連結軸８２、ベベルギア３５、中間軸３４、ベベルギア３３、ベベルギア３２、中間ギア３１、駆動ギア３０を介してクランク軸１３が駆動され、このクランク軸１３に連結されているラム７と、このクランク軸１３から動力を取り出している素材移送用チャック２８と、ノックアウト手段４０とが駆動される。
【００３６】
また、機台２には操作スイッチ類の備えられた操作盤９０が設けられており、該操作盤９０に備えられたパルス発生機９１により、上記サーボモータ８１の微動回転制御が可能とされている。従って、上記サーボモータ用クラッチ８３を接続した状態でパルス発生機９１を操作してサーボモータ８１を微動させることにより、クランク軸１３を微動回転させることが可能となり、これにより該クランク軸１３を介して駆動されるラム７と、該クランク軸１３から取り出される動力で作動する上記素材移送用チャック２８及びノックアウト手段４０とを微動させることが可能となる。
【００３７】
なお、この多段式圧造成形機１には、本体とは分離された遠隔操作装置９２が備えられており、該遠隔操作装置９２により、上記パルス発生機９１を遠隔操作可能としている。
【００３８】
次に、この多段式圧造成形機１の作用を説明する。
【００３９】
まず、通常の製品加工作業時の作用について説明すると、サーボモータ用クラッチ８３を切断した状態で主モータ９を作動させれば、ベルト１０を介してフライホイール１１が回転される。その際、フライホイール１１内に設けられた主クラッチ１２によりフライホイール１１をクランク軸１３に連結しておけば、該クランク軸１３が回転すると共に、ラム７と、該クランク軸１３から動力を取り出している素材移送用チャック２８及びノックアウト手段４０とが駆動されることとなる。
【００４０】
つまり、第１図に示すように、ラム７が後退して該ラム７の前面に取り付けられたパンチ８がダイ６より離反している状態において、各素材移送用チャック２８が、チャック開閉軸３７の回転に伴って、第２図に示す状態より左右に開動されると共に、左右に開動された各素材移送用チャック２８が、チャックブロック駆動用ロッド２７により、第２図に示すＸ−Ｘ方向に移動されて、前段位置の各ダイ６の前面に移動される。その状態で、該ダイ６に内装されたノックアウトピン４１によりブランクがダイ６から押し出されて、素材移送用チャック２８の先端部の空間に挿入される。そして、該素材移送用チャック２８に把持されて、次段のダイ６の前面位置に移送される。移送後、ブランクを落下させない程度にチャック２８が若干開いた状態で、パンチ８がブランクに向かって前進することにより、ブランクがダイ６に押し込められて、圧造成形されることとなる。圧造成形後は、再度、前段で説明した動作が繰り返されることとなる。
【００４１】
次に、サーボモータ８１を用いた各部の調整作業時の作用について説明すると、まず、パルス発生機９１によりサーボモータ８１を作動させると、主クラッチ１２によりクランク軸１３とフライホイール１１との接続が切り離され、その次にサーボモータ用クラッチ８３が接続される。そのとき、上記動力伝達機構Ｂを介して、クランク軸１３と、該クランク軸１３により駆動されるラム７とが駆動されると共に、クランク軸１３から上記動力伝達機構Ａ、Ｃを介して、チャックブロック２０とノックアウト手段４０とが駆動されることとなる。そして、このサーボモータ８１はパルス発生機９１により微動制御可能とされているため、上記クランク軸１３に連結されている機構を微調整することが可能となる。
【００４２】
そして、調整作業について説明すると、チャック２８の開閉タイミングの調整が必要な場合には、チャック開閉軸３７上のチャック開閉用カム３８を、チャック開閉軸３７を中心として回転させて、チャック開閉軸３７への取り付け位相角を変更することとなる。また、チャック２８の閉じた状態での開度の調整が必要な場合は、チャック２８を構成する一対の爪部材の取付状態を変更することとなる。そして、ノックアウトピン４１の後退時の先端位置の調整が必要な場合は、ノックアウト手段４０のネジスリーブ４３を回転させて該ネジスリーブ４３を前後動させることとなる。さらに、ノックアウトピン４１の前進時の先端位置の調整が必要な場合は、カム機構６０のナット部材７２を回転させることによりロッカーアームを前後動させることとなる。そして、上記の調整を行なった後にサーボモータ８１を微動させて状態を確認し、最適な状態になるまでそれぞれの調整を繰り返すこととなる。
【００４３】
その場合に、上記サーボモータ８１の回転の上記フライホイール１１への伝達を遮断するクラッチ１２が備えられているので、この多段式圧造成形機１のサーボモータ８１による駆動調整時には、上記クラッチ１２を切断することにより、フライホイール１１及び該フライホイール１１に連結されている主モータ９が連れ回りしないので、サーボモータ８１にかかる負荷が減少してサーボモータ８１の容量を小さくできる。また、サーボモータ８１の回転時に、誤って主モータ９を作動させた場合でも、上記クラッチ１２が切断された状態で主モータ９の回転がクランク軸１３に伝達されないので、両モータ１３、８１が干渉したりこじれたりせず、両モータ１３、８１に損傷を与えることがない。
【００４４】
なお、上記の各調整作業に際して遠隔制御装置９２を用いれば、作業者がパルス発生機９１の操作のために操作盤９０の近傍に居る必要性がなくなり、調整が必要な箇所である素材移送用チャック２８やノックアウト手段４０の近傍で調整状況を確認しながら作業を進めることが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本願発明によれば、多段式圧造成形機の調整の際に、人手によるフライホイールの回転作業が不要となって、作業者の負担の軽減が図れると共に、主モータによれば大きな素材の加工が可能となる。また、操作盤と被調整箇所とが離れた場所にある大型の装置であっても、遠隔操作手段により効率的に作業を進めることができる多段式圧造成形機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の実施の形態に係る多段式圧造成形機の平面図である。
【図２】  同多段式圧造成形機の素材移送用チャック周辺の正面図である。
【図３】  同多段式圧造成形機の側面図である。
【符号の説明】
１            多段式圧造成形機
６            ダイ
７            ラム
８            パンチ
９            主モータ
１１          フライホイール
１２          主クラッチ（クラッチ）
１３          クランク軸
２８          素材移送用チャック（素材移送手段）
４０          ノックアウト手段
８１          サーボモータ
８３          サーボモータ用クラッチ
９１          パルス発生機（パルス発生手段）
９２          遠隔操作装置（遠隔操作手段）
Ａ、Ｂ、Ｃ    動力伝達機構
【図１】
0003790128.tif 000002
【図２】
0003790128.tif 000003
【図３】
0003790128.tif 000004