(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明の実施の形態に係るサーボプレス100について
図1〜6を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
サーボプレス100は、
図1,2,3,5に示すように、スライド12と、スライド12に連結され、スライド12を昇降移動させる4個の第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dと、各第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dをそれぞれ駆動させる駆動源としての第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dと、各第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dに連結される第1,2,3,4スライド調整装置37a,37b,37c(不図示),37d(不図示)と、スライド12の位置信号を出力するロータリカムスイッチ17と、第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dに駆動信号を出力するコントローラと、を備えている。
【0020】
サーボプレス100においては、
図1,2に示すように、第1スライド駆動機構22aと第2スライド駆動機構22bは、左右方向に隣合って配置されている。
また、
図3,
図5に示すように、第2スライド駆動機構22bと第4スライド駆動機構22dは、前後方向に向かい合って配置されている。
また、
図5に示すように、第1スライド駆動機構22aと第3スライド駆動機構22cは、前後方向に向かい合って配置されている。
【0021】
図1,2に示すように、第1スライド駆動機構22aは、第1サーボモータ21aによって駆動される第1駆動ピニオン23aと、第1駆動ピニオン23aによって駆動される第1メインギヤ25aと、第1メインギヤ25aの回転を上下方向の直線運動に変換する第1コンロッド31aと、第1コンロッド31aの第1脚部33aに連結される第1プランジャ34aと、第1メインギヤ25aに噛合された第1アイドルギヤ28aと、を備えている。
【0022】
第1駆動ピニオン23aは、クラウン11内に回転可能に支持される第1駆動軸24a(不図示)に取り付けられ、第1駆動軸24a(不図示)とともに第1サーボモータ21aによって駆動される。
【0023】
第1メインギヤ25aは、第1偏心部27aを一体的に有し、クラウン11内に支持される第1中心軸26aを中心に回転可能に支持され、第1駆動ピニオン23aと噛み合っている。
【0024】
第1コンロッド31aは、第1頭部(円環部)32aと第1脚部33aとを一体的に有し、第1頭部(円環部)32aが第1メインギヤ25aの第1偏心部27aの外周に摺動可能に嵌め込まれている。
したがって、第1メインギヤ25aが第1中心軸26aを中心に回転すると、第1メインギヤ25aの回転によって、第1コンロッド31aの第1脚部33aは上下方向に上下動する。
【0025】
第1コンロッド31aの第1脚部33aの下端側は、第1プランジャ34aの上端部側に連結さている。
そして、第1プランジャ34aは、クラウン11の下方に取り付けられた第1プランジャガイド35aに案内されて上下移動可能になっている。
したがって、第1コンロッド31aの第1脚部33aが上下方向に上下動すると、第1コンロッド31aの第1脚部33aに連結された第1プランジャ34aも上下方向に上下動する。
【0026】
第1プランジャ34aの内部には、第1ねじ軸36aが螺合されて連結されている。
この第1ねじ軸36aは後述する第1スライド調整装置37aの一部を構成している。
【0027】
第1スライド調整装置37aは、スライド12に取り付けられている。
第1スライド調整装置37aの内部には、図示しないが、第1ねじ軸36aを回転させるウォームホイールと、このウォームホイールと噛み合うウォームとが内蔵され、ウォームを回転させる別のモータを備えている。
【0028】
サーボプレス100においては、第1スライド駆動機構22aを駆動させる駆動源として、第1サーボモータ21aがクラウン11に取り付けられている。
具体的には、第1サーボモータ21aが第1メインギヤ25aに噛合された第1駆動ピニオン23aを介して第1メインギヤ25aを回転させるようになっており、第1メインギヤ25aが回転することにより第1スライド駆動機構22aが駆動されるようになっている。
【0029】
第1メインギヤ25aが回動すると、この回動に基づいて、第1メインギヤ25aの第1偏心部27aに嵌め込まれた第1コンロッド31aが連動する。
そうすると、第1コンロッド31aの下端が上下方向に移動するようになる。
このとき、第1コンロッド31aの下端には第1プランジャ34aが連結されており、また、第1プランジャ34aの下方に第1スライド調整装置37aが連結されているので、第1コンロッド31aの動きに基づいて、第1プランジャ34aと第1スライド調整装置37aを介してスライド12が上下方向に昇降移動するようになる。
【0030】
一方、
図1,2,3、5に示すように、第2スライド駆動機構22bは、第1スライド駆動機構22aと同様に、第2サーボモータ21bによって駆動される第2駆動ピニオン23bと、第2駆動ピニオン23bによって駆動される第2メインギヤ25bと、第2メインギヤ25bの回転を上下方向の直線運動に変換する第2コンロッド31bと、第2コンロッド31bの第2脚部33bに連結される第2プランジャ34bと、第2メインギヤ25bに噛合された第2アイドルギヤ28bと、を備えている。
【0031】
第2駆動ピニオン23bは、クラウン11内に回転可能に支持される第2駆動軸24bに取り付けられ、第2駆動軸24bとともに第2サーボモータ21bによって駆動される。
【0032】
第2メインギヤ25bは、第2偏心部27bを一体的に有し、クラウン11内に支持される第2中心軸26bを中心に回転可能に支持され、第2駆動ピニオン23bと噛み合っている。
【0033】
第2コンロッド31bは、第2頭部(円環部)32bと第2脚部33bとを一体的に有し、第2頭部(円環部)32bが第2メインギヤ25bの第2偏心部27bの外周に摺動可能に嵌め込まれている。
したがって、第2メインギヤ25bが第2中心軸26bを中心に回転すると、第2メインギヤ25bの回転によって、第2コンロッド31bの第2脚部33bは上下方向に上下動する。
【0034】
第2コンロッド31bの第1脚部33bの下端側は、第2プランジャ34bの上端部側に連結さている。
そして、第2プランジャ34bは、クラウン11の下方に取り付けられた第2プランジャガイド35bに案内されて上下移動可能になっている。
したがって、第2コンロッド31bの第2脚部33bが上下方向に上下動すると、第2コンロッド31bの第2脚部33bに連結された第2プランジャ34bも上下方向に上下動する。
【0035】
第2プランジャ34bの内部には、第2ねじ軸36bが螺合されて連結されている。
この第2ねじ軸36bは後述する第2スライド調整装置37bの一部を構成している。
【0036】
第2スライド調整装置37bは、スライド12に取り付けられている。
第2スライド調整装置37bの内部には、図示しないが、第2ねじ軸36bを回転させるウォームホイールと、このウォームホイールと噛み合うウォームとが内蔵され、ウォームを回転させる別のモータを備えている。
【0037】
サーボプレス100においては、第2スライド駆動機構22bを駆動させる駆動源として、第2サーボモータ21bがクラウン11に取り付けられている。
具体的には、第2サーボモータ21bが第2メインギヤ25bに噛合された第2駆動ピニオン23bを介して第2メインギヤ25bを回転させるようになっており、第2メインギヤ25bが回転することにより第2スライド駆動機構22bが駆動されるようになっている。
【0038】
第2メインギヤ25bが回動すると、この回動に基づいて、第2メインギヤ25bの第2偏心部27bに嵌め込まれた第2コンロッド31bが連動する。
そうすると、第2コンロッド31bの下端が上下方向に移動するようになる。
このとき、第2コンロッド31bの下端には第2プランジャ34bが連結されており、また、第2プランジャ34bの下方に第2スライド調整装置37bが連結されているので、第2コンロッド31bの動きに基づいて、第2プランジャ34bと第2スライド調整装置37bを介してスライド12が上下方向に昇降移動するようになる。
【0039】
また、
図1,
図2に示すように、クラウン11の上部には、ロータリカムスイッチ17が設置されている。
そして、ロータリカムスイッチ17は、第2メインギヤ25bと噛み合うギヤを介して第2メインギヤ25bの回転角θを検出する。
ロータリカムスイッチ17は第2メインギヤ25bの回転角θが0度のときにスライド12の上死点の位置信号を出力し、第2メインギヤ25bの回転角θが180度のときにスライド12の下死点の位置信号を出力する。
そして、このスライド12の上死点、下死点等の位置信号は図示しないコントローラに入力される。
そして、図示しないコントローラからの駆動信号が全て、第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dに同時に入力されるようになっている。
【0040】
第1スライド駆動機構22aにおいては、第1メインギヤ25aが回動すると、それに基づいて、第1アイドルギヤ28aも連動するようになっている。
一方、第2スライド駆動機構22bにおいては、第2メインギヤ25bが回動すると、それに基づいて、第2アイドルギヤ28bも連動するようになっている。
【0041】
このとき、第1アイドルギヤ28a及び第2アイドルギヤ28bは、互いに噛合されている。
すなわち、これにより、隣合う第1スライド駆動機構22a及び第2スライド駆動機構22bが連結されている。
このように、隣合う第1スライド駆動機構22a及び第2スライド駆動機構22bを連結することにより、例えば、第1サーボモータ21aが逆回転を起こしても、第1スライド駆動機構22a及び第2スライド駆動機構22bが連結されているので、第1スライド駆動機構22aの動きのずれが抑制される。
すなわち、第1スライド駆動機構22aの動きのずれに基づく、スライド12の傾斜が抑制される。
【0042】
サーボプレス100において、第1メインギヤ25aと第1アイドルギヤ28aとの第1バックラッシxが、第1メインギヤ25aと第1駆動ピニオン23aとの第2バックラッシyよりも大きいことが好ましい。
【0043】
図4の(A)は
図1における第1アイドルギヤ28aと第1メインギヤ25aとの噛み合い状態を示す部分拡大部であり、(B)は
図1における第1駆動ピニオン23aと第1メインギヤ25aとの噛み合い状態を示す部分拡大部である。
図4の(A)に示すように、第1バックラッシxとは、第1メインギヤ25aと第1アイドルギヤ28aとが噛合している部分において、第1メインギヤ25aの歯と第1アイドルギヤ28aの歯との隙間の長さを意味する。
一方、
図4の(B)に示すように、第2バックラッシyとは、第1メインギヤ25aと第1駆動ピニオン23aとが噛合している部分において、第1メインギヤ25aの歯と第1駆動ピニオン23aの歯との隙間の長さを意味する。
【0044】
第1バックラッシxが、第2バックラッシyよりも大きいと、第1アイドルギヤ28aが第1メインギヤ25a及び第1駆動ピニオン23aの連動を阻害しない。
すなわち、第1アイドルギヤ28aが第1メインギヤ25aの回動を拘束しないので、安定したプレス加工ができる。
【0045】
第1バックラッシxは、第2バックラッシyの2倍以上であることが好ましく、5倍以下であることが好ましい。
第1バックラッシxの長さが2倍未満であると、上記範囲内にある場合と比較して、第1メインギヤ25a及び第1駆動ピニオン23aの連動を阻害する場合があり、第1バックラッシxの長さが5倍を超えると、上記範囲内にある場合と比較して、第1サーボモータ21aの逆回転によるスライド12の傾斜を十分に抑制できない場合がある。
【0046】
図5に示すように、サーボプレス100は、第1スライド駆動機構22a、第2スライド駆動機構22b、第3スライド駆動機構22c及び第4スライド駆動機構22dを備え、これらがスライド12の上面に設けられている。
【0047】
図5に示すように、第1スライド駆動機構22aと第3スライド駆動機構22cは、前後方向に向かい合って配置されている。
また、第2スライド駆動機構22bと第4スライド駆動機構22dは、前後方向に向かい合って配置されている。
【0048】
また、第3スライド駆動機構22cは、第1スライド駆動機構22aと同様に、第3サーボモータ21cによって駆動される第3駆動ピニオン23cと、第3駆動ピニオン23cによって駆動される第3メインギヤ25cと、第3メインギヤ25cの回転を上下方向の直線運動に変換する第3コンロッド31c(不図示)と、第3コンロッド31c(不図示)の第3脚部33cに連結される第3プランジャ34cと、第3メインギヤ25cに噛合された第3アイドルギヤ28cと、を備えている。
【0049】
そして、第3スライド駆動機構22cにおける第3駆動ピニオン23c、第3駆動軸24c(不図示)、第3メインギヤ25c、第3偏心部27c、第3中心軸26c、第3アイドルギヤ28c、第3コンロッド31c(不図示)、第3頭部(円環部)32c、第3脚部33c、第3プランジャ34c、第3プランジャガイド35c及び第3ねじ軸36c(不図示)と第3スライド調整装置37c(不図示)は、第1スライド駆動機構22aにおけるものと、その構造及び機能が同一であるので、以下その説明を省略する。
【0050】
また、第4スライド駆動機構22dは、第2スライド駆動機構22bと同様に、第4サーボモータ21dによって駆動される第4駆動ピニオン23dと、第4駆動ピニオン23dによって駆動される第4メインギヤ25dと、第4メインギヤ25dの回転を上下方向の直線運動に変換する第4コンロッド31d(不図示)と、第4コンロッド31d(不図示)の第4脚部33dに連結される第4プランジャ34dと、第4メインギヤ25dに噛合された第4アイドルギヤ28dと、を備えている。
【0051】
そして、第4スライド駆動機構22dにおける第4駆動ピニオン23d、第4駆動軸24d、第4メインギヤ25d、第4偏心部27d、第4中心軸26d、第4アイドルギヤ28d、第4コンロッド31d、第4頭部(円環部)32d、第4脚部33d、第4プランジャ34d、第4プランジャガイド35d及び第4ねじ軸36d(不図示)と第4スライド調整装置37d(不図示)は、第2スライド駆動機構22bにおけるものと、その構造及び機能が同一であるので、以下その説明を省略する。
【0052】
また、後述するように、第3スライド駆動機構22cの第3アイドルギヤ28cと第4スライド駆動機構22dの第4アイドルギヤ28dも同様に互いに連結されている。
【0053】
なお、第1スライド駆動機構22a、第2スライド駆動機構22b、第3スライド駆動機構22c及び第4スライド駆動機構22dは、同じタイミングで昇降移動するようになっている。
すなわち、図示しないコントローラから駆動信号が各第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dが同時に送られ、各第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dがそれぞれ各第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dにより同じタイミングで駆動される。
【0054】
サーボプレス100においては、上述したように、第1スライド駆動機構22a及び第2スライド駆動機構22bは、第1アイドルギヤ28a及び第2アイドルギヤ28bが噛合することにより、連結されている。
【0055】
また、これと同様にして、第3スライド駆動機構22c及び第4スライド駆動機構22dは、第3スライド駆動機構22cの第3アイドルギヤ28cと第4スライド駆動機構22dの第4アイドルギヤ28dが噛合することにより、連結されている。
【0056】
さらに、サーボプレス100においては、第1アイドルギヤ28a及び第3アイドルギヤ28cが共通の第1連結軸29aを介して連結されている。
また、第2アイドルギヤ28b及び第4アイドルギヤ28dは共通の第2連結軸29bを介して連結されている。
【0057】
すなわち、本実施の形態に係るサーボプレス100は、スライド駆動機構同士が隣合う場合、アイドルギヤ同士を噛合させることによりスライド駆動機構同士が連結されており、スライド駆動機構が向かい合う場合、アイドルギヤ同士を共通の連結軸を介して連結させることによりスライド駆動機構同士が連結されている。
【0058】
このため、すべての第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dが直接連結されるので、鋼板(ワーク)18を連続してプレス加工した場合であっても、第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dの同期ずれ又は逆回転によるスライド12の傾斜を確実に抑制できる。
【0059】
スライド12の下面には、上型13が取り付けられている。
また、ムービングボルスタ14の上面には、下型15が取り付けられている。
そして、
図2に示すように、上型13と下型15の間に供給される鋼板(ワーク)18は、スライド12の下死点の位置で、鋼板(ワーク)18が上型13と下型15の間に挟まれて成形加工が行われる。
【0060】
上型13と下型15は、図示はしないが、鋼板(ワーク)18の焼き入れのための冷却手段が内蔵されている。
例えば、冷却手段として水冷方式が使用される。
【0061】
次に、本発明の実施の形態に係るサーボプレス100による鋼板18のホットプレス方法について、以下に説明する。
【0062】
上型13と下型15間に供給される鋼板(ワーク)18が、上型13と下型15間に供給される以前に焼き入れ可能な温度まで加熱されている。
【0063】
そして、加熱された鋼板(ワーク)18が下型15の上面に供給される。
次に、図示しないコントローラから駆動信号が各第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dが同時に送られ、各第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dがそれぞれ各第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dにより同じタイミングで駆動される。
【0064】
そして、サーボプレス100のスライド12の下死点の位置信号はロータリカムスイッチ17を介して図示しないコントローラに入力され、第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dはスライド12の下死点でその回転が所定時間t停止するように図示しないコントローラにより制御される。
【0065】
そのため、スライド12の下死点で、第1,2,3,4コンロッド31a,31b,31c(不図示),31d(不図示)の第1,2,3,4脚部33a,33b,33c,33dが垂直状態に所定時間t保持され、上型13と下型15で鋼板(ワーク)18が成形加工されるとともに焼き入れが行われる。
【0066】
図6は
図1,2に示すサーボプレス100におけるスライド12の位置とプレス荷重の関係を示しており、
図6に示すように、スライド12の下死点で第1,2,3,4コンロッド31a,31b,31c(不図示),31d(不図示)の第1,2,3,4脚部33a,33b,33c,33dが垂直状態に保持される所定時間tは、数秒ないし数十秒である。
なお、
図6において、実線はスライド12の位置を示し、一点鎖線はプレス荷重を示す。
【0067】
上記所定時間tの間は、第1,2,3,4脚部33a,33b,33c,33dが垂直状態に保持されており、したがって、この間のプレス荷重は、第1,2,3,4コンロッド31a,31b,31c,31dを介して第1,2,3,4メインギヤ25a,25b,25c,25dで受け止められる。
すなわち、上記所定時間tの間は、第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dは、停止しているため、その保持トルクが零となる。
【0068】
本発明の実施の形態に係るサーボプレス100による鋼板18のホットプレス方法によれば、次のような効果を有する。
【0069】
第1,2,3,4スライド駆動機構22a,22b,22c,22dを駆動するサーボプレス100において、図示しないコントローラからの駆動信号による第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dの回転角度制御によって、第1,2,3,4メインギヤ25a,25b,25c,25dの回転角度θが180度のときに、第1,2,3,4コンロッド31a,31b,31c(不図示),31d(不図示)の第1,2,3,4脚部33a,33b,33c,33dが垂直方向に一直線となる状態にすることによって、下死点保持状態にて第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dの保持トルクが零となる。
したがって、下死点保持時に第1,2,3,4サーボモータ21a,21b,21c(不図示),21dの消費エネルギーが零となり、非常に省エネ効果が高い。
【0070】
第1,2,3,4コンロッド31a,31b,31c(不図示),31d(不図示)の第1,2,3,4脚部33a,33b,33c,33dとスライド12の間にある第1,2,3,4スライド調整装置37a,37b,37c(不図示),37d(不図示)によって、上型を含めた下死点状態での高さ調節を行い、また、プレスフレーム(アップライト)の伸びとプレス荷重は比例関係にあることで、第1,2,3,4スライド調整装置37a,37b,37c(不図示),37d(不図示)による追い込み量によって、プレス荷重を制御する。
したがって、下死点保持状態での荷重制御が可能である。
【0071】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【0072】
例えば、本実施の形態に係るサーボプレス100は、第1スライド駆動機構22a、第2スライド駆動機構22b、第3スライド駆動機構22c及び第4スライド駆動機構22dの4個のスライド駆動機構を備えているが、スライド駆動機構の数は2個以上あればよい。
ただし、すべてのスライド駆動機構は互いに連結される。
なお、スライド駆動機構の数は、スライド12を昇降移動させるバランスの観点から、偶数個であることが好ましい。
【符号の説明】
【0074】
11…クラウン
12…スライド
13…上型
14…ムービングボルスタ
15…下型
16…台車
17…ロータリカムスイッチ
18…鋼板(ワーク)
x…第1バックラッシ
y…第2バックラッシ
t…所定時間
θ…第1,2,3,4メインギヤの回転角
21a,21b,21c(不図示),21d…第1,2,3,4サーボモータ
22a,22b,22c,22d…第1,2,3,4スライド駆動機構
23a,23b,23c,23d…第1,2,3,4駆動ピニオン
24a(不図示),24b,24c(不図示),24d…第1,2,3,4駆動軸
25a,25b,25c,25d…第1,2,3,4メインギヤ
26a,26b,26c,26d…第1,2,3,4中心軸
27a,27b,27c,27d…第1,2,3,4偏心部
28a,28b,28c,28d…第1,2,3,4アイドルギヤ
29a,29b…第1,2連結軸
31a,31b,31c(不図示),31d(不図示)…第1,2,3,4コンロッド
32a,32b,32c,32d…第1,2,3,4頭部(円環部)
33a,33b,33c,33d…第1,2,3,4脚部
34a,34b,34c,34d…第1,2,3,4プランジャ
35a,35b,35c,35d…第1,2,3,4プランジャガイド
36a,36b,36c(不図示),36d(不図示)…第1,2,3,4ねじ軸
37a,37b,37c(不図示),37d(不図示)…第1,2,3,4スライド調整装置
100…サーボプレス