JPH11254191A - プレス機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な操作で、下死点付近のスライド速度の変
更やストローク長などを含む任意の行程曲線のプレス加
工を容易に実施することができるプレス機を提供する。 【解決手段】本体フレーム１上に固定された下型に対し
往復移動するスライド４に上型が固定されてなるプレス
機である。スライド４を往復駆動するために、リニアモ
ータ８〜１１がスライド４の移動方向に沿って配設さ
れ、リニアスケール１２〜１５がスライド４の移動位置
を検出しその位置検出信号を出力するように配設され
る。メモリ２２は、スライド４が移動する際の行程曲線
図に基づき単位時間毎に作成された位置データと速度デ
ータを順に記憶する。そして、制御部２０は、運転時、
メモリ２２内のパターンデータから位置データと速度デ
ータを順に読み出し、位置データの示す位置を目標位置
として速度データの示す速度でリニアモータ８〜１１を
駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種のプレス行程
曲線を容易に実現することが可能なプレス機に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレス加工には、剪断加工、絞り加工、
曲げ加工、圧縮加工など各種の加工があるが、そのよう
なプレス加工の種類に応じて、或はワークの材質や形状
などに応じて、スライドつまりプレス型の各移動位置に
おけるスライド速度などを変えることが望ましい。

【０００３】このため、従来では、下死点付近のスライ
ド速度を低下させて圧印加工を可能としたナックルプレ
ス、ハンドル操作によりストローク長や打撃力の強さを
可変としたフリクションプレス、或は、非加工時のスラ
イド速度を速く、加工時のスライド速度を遅くしたリン
クプレスなどが製造され、使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような各
種のプレス機は、各々所定のプレス加工を行なうために
製作された専用機としてのものが殆どであるため、１台
のプレス機で各種のプレス行程曲線を簡単な設定変更の
操作で実現できる、つまりスライドの各移動位置におけ
るスライド速度などを、任意に且つ簡単に変更すること
ができるプレス機が要望されていた。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、簡単な操作で、下死点付近のスライド速度の変更や
ストローク長などを含む任意の行程曲線のプレス加工を
容易に実施することができるプレス機を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１のプレス機は、本体フレーム上に
固定された下型に対し往復移動するスライドに上型が固
定されてなるプレス機において、スライドの移動方向に
沿って配設され該スライドを往復駆動するリニアモータ
と、スライドの移動位置を検出しその位置検出信号を出
力する位置検出器と、スライドが移動する際の行程曲線
図に基づき単位時間毎に作成された位置データと速度デ
ータを順に記憶するパターンデータ記憶手段と、運転
時、パターンデータ記憶手段から位置データと速度デー
タを順に読み出し、位置データの示す位置を目標位置と
して速度データの示す速度でリニアモータを駆動制御す
る制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２のプレス機は、請求項１記
載のプレス機において、スライドの単位時間内の往復移
動回数を設定・記憶する設定記憶手段と、設定記憶手段
に設定記憶した往復移動回数のデータに基づき速度デー
タを補正して書き換える補正書換手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【０００８】

【発明の作用・効果】このような構成のプレス機では、
まず、縦軸にスライドの変位量（位置）をとり横軸に時
間をとった行程曲線図上に、実施しようとするプレス加
工のスライドの行程曲線（パターン）を書き入れる。こ
のような行程曲線は、被加工物の材質や形状などに応じ
て、下死点近傍におけるスライドの速度を上げたり下げ
たりして任意の曲線とすることができ、特に、被加工物
が粉体材料のような場合、複数の下死点を生じるよう
に、行程曲線図を作成することができる。

【０００９】次に、この行程曲線図から、単位時間毎の
位置データと、そこまでの時間と変位量から求めた速度
データを順にとり出し、行番号と共に、それらの位置デ
ータと速度データを、位置指令値と速度指令値として順
にパターンデータ記憶手段に記憶させる。このような位
置指令値と速度指令値からなるパターンデータは各種の
行程曲線図に応じて複数種を記憶手段に記憶しておき、
プレス加工時に所望のパターンデータを選択し使用す
る。

【００１０】運転時には、その選択したパターンデータ
の中から、順に各時間ポイント毎の位置データと速度デ
ータを読み出し、速度指令値をリニアモータのドライバ
に出力し、ドライバは、その速度指令値に応じてリニア
モータを駆動制御する。これによって、プレス機のスラ
イドは制御された速度、つまり予め指定されたプログラ
ムパターンに通りに移動し、スライドに固定された上型
が本体フレーム上の下型に合わせられ、プレス加工が行
なわれる。

【００１１】このプレス機によれば、各種のプレス加工
や被加工物に応じてプレス行程曲線図を作成し、単位時
間毎の位置データとそこまでの時間と変位量から求めた
速度データを順にとり出し、行番号と共に、それらの位
置データと速度データを、位置指令値と速度指令値とし
て順に配置してパターンデータを作成し、それらのパタ
ーンデータを任意の数だけ記憶手段に記憶し、それらの
パターンデータを選択して読み出し、読み出した位置デ
ータと速度データに基づき、リニアモータを制御駆動し
て、スライドを移動させてプレス加工を行なうため、簡
単な操作で任意のプレス行程曲線を実現することがで
き、ストローク長の変更も行程曲線により容易に行なう
ことができる。

【００１２】また、請求項２のように、スライドの単位
時間内の往復移動回数を設定・記憶する設定記憶手段
と、設定記憶手段に設定記憶した往復移動回数のデータ
に基づき速度データを補正して書き換える補正書換手段
と、を設ければ、設定記憶した往復移動回数のデータに
基づき、速度データを補正して書き換えることができる
ため、被加工物の材質、形状などに応じて、簡単にスラ
イドの単位時間内の往復移動回数つまりＳＰＭ値を変更
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はプレス機の斜視図を示し、
図２はその縦断面図を、図３はその平面図を示してい
る。１はプレス機の本体フレームであり、本体フレーム
１内底部に４個のスラスト軸受６が、さらに上部にも４
個のスラスト軸受７が設けられ、そこに４本のガイドポ
スト３が上下動可能に支持される。４本のガイドポスト
３は各々本体フレーム１内で上下動フレーム５に固定さ
れる。

【００１４】本体フレーム１の上部にボルスタ２が固定
され、本体フレーム１とボルスタ２より上方に突出した
４本のガイドポスト３の先端に、スライド４が水平に固
定される。本体フレーム１内には、上下動フレーム５、
ガイドポスト３、及びスライド４を昇降駆動するために
４台のリニアモータ８〜１１が配設される。通常のプレ
ス機と同様、図示しない下型がボルスタ２上に固定さ
れ、上型はスライド４の下面に固定される。

【００１５】４台のリニアモータ８〜１１は、各々本体
フレーム１の内側で上下動フレーム５の側部に縦方向に
配置され、各リニアモータ８〜１１のコイルスライダ
（固定子）８ａ〜１１ａが本体フレーム１側に固定さ
れ、各リニアモータ８〜１１の磁石板（移動子）８ｂ〜
１１ｂが上下動フレーム５側に固定される。

【００１６】さらに、各リニアモータ８〜１１に対応し
て、４台のリニアスケール１２〜１５が、スライド４の
側部のガイドポスト３の近傍に配設される。リニアスケ
ール１２〜１５の固定子１２ａ〜１５ａは、ブラケット
を介して本体フレーム１上部に取り付けられ、その移動
子１２ｂ〜１５ｂは、スライド４の側部のガイドポスト
３の近傍に取り付けられる。スライド４の位置を検出す
る位置検出器としてのリニアスケール１２〜１５には、
例えばアブソリュート式のものが使用され、絶対値の位
置データが出力される。

【００１７】このような構造のプレス機は、リニアモー
タ８〜１１の往復駆動によって、上下動フレーム５、ガ
イドポスト３、及びスライド４が、制御された位置デー
タと速度データに基づいて上下駆動され、リニアスケー
ル１２〜１５から出力される現在位置のデータがフィー
ドバックされ高精度の制御に利用される。

【００１８】図４はプレス機の制御部２０とそこに接続
されるリニアモータ等の接続状態を示している。制御部
２０は、ＣＰＵ２１を主要部にして構成され、予め固定
メモリに記憶されたプログラムデータに基づき、プレス
機の運転全体を制御する。制御部２０には、随時読み出
し書き込み可能な一時メモリ２２、ディスプレー２３、
各種設定値の入力用或は操作用のスイッチ類２４が設け
られる。メモリ２２には、予め書き込まれたプレス運転
プログラムのパターンデータが記憶される。また、メモ
リ２２には、設定入力されたストローク長、ＳＰＭ値
（毎分当りのストローク数）、ダイハイト設定値、プレ
ス設定回数などを記憶するためのメモリ領域が設けられ
る。設定されたストローク長、ＳＰＭ値（毎分当りのス
トローク数）、ダイハイト設定値、プレス設定回数など
は、設定画面を表示するディスプレー２３に表示され
る。

【００１９】上記リニアスケール１２〜１５は、制御部
２０内のインターフェース回路に接続され、各々のリニ
アスケール１２〜１５の読み、つまりスライド４の位置
検出データを制御部２０に送る。４台のリニアモータ８
〜１１には各々ドライバ１６〜１９が接続され、各ドラ
イバ１６〜１９は制御部２０内のインターフェース回路
に接続される。リニアモータ８〜１１としては、例え
ば、推力の大きいＡＣサーボモータ（同期モータ）方式
のものが使用され、そのドライバ１６〜１９は、例えば
コンバータとＰＷＭ制御用のインバータを有し、制御部
２０から出力された指令値に応じて、モータに供給する
電流値を制御してリニアモータ８〜１１を駆動する。

【００２０】次に、上記構成のリニアモータ駆動式のプ
レス機の動作を説明する。プレス機の運転に先立ち、プ
レス運転プログラムのパターンデータが予めメモリ２２
に書き込まれる。

【００２１】このパターンデータは、図５〜図７に示す
ような行程線図から作成され、行程線図は横軸に時間、
縦軸にスライド４の変位量（位置）をとって任意の形状
に作成される。つまり、被加工物の形状や材質などに応
じて下死点付近の速度を下げたり、又は上げたり、或は
下死点を複数回発生させる（パターンＦ）などの行程線
図を作成する。図５〜図７の行程曲線図は、ＳＰＭ値
（毎分当りのストローク数）が１００、つまり１ストロ
ークの時間が６００ミリ秒、ストローク長が３０ｍｍの
場合の各種のパターンを示しているが、ストローク時
間、ストローク長は任意に決めることができる。

【００２２】この行程曲線図から、単位時間毎（例えば
１ストロークを６０分割した場合は１０ミリ秒毎）の位
置データと、そこまでの時間と変位量から求めた速度デ
ータをとり出し、各行番号毎に、それらの位置データと
速度データを、位置指令値と速度指令値として作成し、
プログラムパターンデータを完成させる。このようなパ
ターンデータ、つまり単位時間毎の位置指令値と速度指
令値のデータは、コンピュータ上で行程曲線図を作成
し、そのソフトウエアにより容易に作成することができ
る。このように作成されたプログラムパターンデータは
上記のようにメモリ２２に記憶される。

【００２３】次に、プレス機の制御部２０上で、実際に
行なうプレス加工運転の設定を図８のフローチャートに
示すように行なう。すなわち、まず、オペレータは、デ
ィスプレー２３に設定画面を表示させ（ステップ１０
０）、スイッチ類２４を操作して、ストロークのパター
ン番号、ストローク長、ＳＰＭ値、ダイハイト等を設定
入力する（ステップ１１０）。すると、制御部２０のＣ
ＰＵ２１は、指定されたパターン番号をのプログラムパ
ターンデータをメモリ２２から読み出し、そのデータが
例えばＳＰＭ値１００（上記のように毎分当りのストロ
ーク数が１００、１０ミリ秒毎の位置データと速度デー
タ）で作成されている場合、設定されたＳＰＭ値が例え
ば８０の場合、各速度データに係数０．８を乗算して、
速度データを書き換え（ステップ１２０）、設定を完了
する。

【００２４】そして、ディスプレー２３の画面を運転画
面に切り替え、運転スイッチをオンすると、図９のフロ
ーチャートに示すように、ＣＰＵ２０は、プログラムパ
ターンデータの中から、順に各時間ポイント毎の位置デ
ータと速度データを読み出し（ステップ２００）、その
時間になった時（ステップ２１０）、速度指令値を各リ
ニアモータのドライバ１６〜１９に出力する（ステップ
２２０）。ドライバ１６〜１９は、その速度指令値に応
じて例えばＰＷＭ方式により制御された電流を各リニア
モータ８〜１１に出力し、それにより、リニアモータ８
〜１１の磁石板（移動子）８ｂ〜１１ｂが駆動され、上
下動フレーム５、ガイドポスト３、及びスライド４が指
令速度で下降する。

【００２５】その移動距離（移動位置）は各リニアスケ
ール１２〜１５によって検出され、その位置データが制
御部２０に送られ、ＣＰＵ２１は、その検出位置データ
がステップ２００で読み出した位置データに達したと
き、目標位置に達したと判断し（ステップ２３０）、次
に、ステップ２００に戻り、次の速度データと位置デー
タを読み出す。そして、上記と同様に、次の時間に速度
指令値を各リニアモータのドライバ１６〜１９に出力
し、それらを駆動する。

【００２６】このようにリニアモータ８〜１１が駆動制
御されることにより、プレス機のスライド４の上型は、
予め指定されたプログラムパターン通りに移動し、プレ
ス加工が行なわれる。したがって、このプレス機によれ
ば、各種のプレス加工や被加工物に応じてプレス行程曲
線図を作成し、単位時間毎の位置データとそこまでの時
間と変位量から求めた速度データを順にとり出し、行番
号と共に、それらの位置データと速度データを、位置指
令値と速度指令値として順に配置してパターンデータを
作成し、それらのパターンデータをメモリ２２に記憶
し、それらのパターンデータを選択して読み出し、読み
出した位置データと速度データに基づき、リニアモータ
８〜１１を制御駆動し、スライド４を移動させてプレス
加工を行なうため、簡単な操作で任意のプレス行程曲線
を実現することができ、ストローク長の変更も行程曲線
により容易に行なうことができる。

【００２７】なお、上記実施例では、４台のリニアモー
タを使用したが、リニアモータの使用台数は任意に決め
ることができる。また、位置検出器としてのリニアスケ
ールは他のエンコーダ等を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すプレス機の斜視図で
ある。

【図２】同プレス機の縦断面図である。

【図３】同プレス機の平面図である。

【図４】リニアモータ、リニアスケールを含む制御部の
ブロック図である。

【図５】（ａ）はプレス加工のプログラムパターンＡの
行程曲線図、（ｂ）はパターンＢの行程曲線図である。

【図６】（ａ）はプレス加工のプログラムパターンＣの
行程曲線図、（ｂ）はパターンＤの行程曲線図である。

【図７】（ａ）はプレス加工のプログラムパターンＥの
行程曲線図、（ｂ）はパターンＦの行程曲線図である。

【図８】設定動作を示すフローチャートである。

【図９】運転動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１−本体フレーム ４−スライド ８〜１１−リニアモータ １２〜１５−リニアスケール ２０−制御部 ２１−ＣＰＵ ２２−メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体フレーム上に固定された下型に対し
   往復移動するスライドに上型が固定されてなるプレス機
   において、 該スライドの移動方向に沿って配設され該スライドを往
   復駆動するリニアモータと、 該スライドの移動位置を検出しその位置検出信号を出力
   する位置検出器と、 該スライドが移動する際の行程曲線図に基づき単位時間
   毎に作成された位置データと速度データを順に記憶する
   パターンデータ記憶手段と、 運転時、該パターンデータ記憶手段から位置データと速
   度データを順に読み出し、該位置データの示す位置を目
   標位置として該速度データの示す速度で前記リニアモー
   タを駆動制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とするプレス機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプレス機において、前記
   スライドの単位時間内の往復移動回数を設定・記憶する
   設定記憶手段と、該設定記憶手段に設定記憶した該往復
   移動回数のデータに基づき前記速度データを補正して書
   き換える補正書換手段と、を備えたことを特徴とするプ
   レス機。