JPH08103832A - パンチ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構造で大きな出力が得られるトグル式
のパンチ駆動装置を提供する。 【構成】 パンチ駆動用の進退自在なラム１を駆動する
トグル機構６を設ける。トグル機構６は、ラムに１に一
端が回動自在に連結された第１レバー１１と、基端で回
動自在に支持されて長手方向の中間部に第１レバー１１
の他端が回動自在に連結された第２レバー１２とを備え
る。第２レバーの遊端は、サーボモータ７で駆動される
送りねじ装置８のナット８ｂに連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トグル機構でラムを
駆動するタレットパンチプレス等におけるパンチ駆動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来の機
械式パンチプレスは、定速回転するフライホイールの回
転を、クラッチブレーキを介してクランク機構に伝達
し、ラムの昇降動作に変換するものであり、ストローク
途中で速度変更することができない。一方、騒音防止と
高速パンチとの観点から、ストローク途中において、パ
ンチ速度が騒音に大きく影響する、実際にワークとパン
チ工具とが接する間の速度と、その他の間の速度とを異
ならせる制御が望まれている。このようなパンチ速度の
制御は、油圧式パンチプレスでは実現されているが、油
圧式のものは、油圧系統によってコスト高になる。機械
式パンチプレスにおいても、サーボモータで駆動できれ
ばパンチ速度の制御が可能であるが、サーボモータの駆
動で直接にワークを打ち抜くだけの力を要求するには無
理がある。

【０００３】そこで、本出願人は、この打ち抜き力の補
助のために、倍力機構としてトグル機構を用い、サーボ
モータを駆動源に用いるものを提案した（例えば、特願
平６−１５７９７１号）。しかし、モータの回転をトグ
ル機構に伝えるために、クランク機構と進退レバーを介
在させることが必要であるため、構造が複雑でコスト高
になるという問題点があった。

【０００４】この発明の目的は、簡素な構造で大きな出
力が得られるトグル式のパンチ駆動装置を提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図１と共に説明する。このパンチ駆動装置
は、パンチ駆動用の進退自在なラム（１）と、このラム
（１）に一端が回動自在に連結された第１レバー（１
１）と、基端で回動自在に支持されて基端と遊端との間
に第１レバー（１１）の他端が回動自在に連結された第
２レバー（１２）と、第２レバー（１２）の遊端を正逆
回動させる進退駆動装置（９）とを備えたものである。
前記進退駆動装置（９）は、サーボモータ（７）と送り
ねじ装置（８）とで構成することが好ましい。送りねじ
装置（８）のねじ軸（８ａ）はサーボモータ（７）に連
結し、ナット（８ｂ）は第２レバー（１２）に取付け
る。また、前記進退駆動装置（９）の進退移動量を変更
する移動量可変手段（２３）を設けることが好ましい。
進退駆動装置（９）を送りねじ装置（８）とサーボモー
タ（７）とで構成した場合、移動量可変手段（２３）は
例えばサーボモータ（７）の制御手段（２１）で構成さ
れる。

【０００６】

【作用】この構成のパンチ駆動装置によると、第１レバ
ー（１１）が第２レバー（１２）の基端と遊端との間に
連結されており、第２レバー（１２）の遊端を進退駆動
装置（９）で回動させるので、「てこの原理」により進
退駆動装置（９）の駆動力が増大されて、ラム駆動用の
第１レバー（１１）に伝わる。そのため、簡素化された
構造で、容易に大きな打ち抜き力を得ることができる。
進退駆動装置（９）をサーボモータ（７）と送りねじ装
置（８）とで構成した場合は、クランク機構や減速ギヤ
等の複雑な伝達機構を介在させることが不要であり、構
造がより簡素化され、装置コストを低減することが可能
となる。送りねじ装置（８）は、それ自体が倍力機構あ
るいは減速機としても作用するので、前記の第２レバー
（１１）を「てこの原理」で駆動する構成と相まってよ
り小型のサーボモータ（７）で大きな打ち抜き力が得ら
れる。進退駆動装置（９）による進退移動量を可変とし
た場合は、例えば、工具交換のときに、ラム（１）を大
きく上昇させたり、パンチ駆動の際のヒットレートを上
げる為に、ラム（１）の上昇待機位置を通常ストローク
の上死点よりも下方に設定する制御が可能となる。この
場合に、進退駆動装置（９）が前記のサーボモータ
（７）と送りねじ装置（８）とでなる場合は、サーボモ
ータ（７）の回転量を可変とするだけで、ラム（１）の
移動量を変化させることができ、特別な機構部品を付加
することが不要である。

【０００７】

【実施例】この発明の一実施例を図１および図２に基づ
いて説明する。ラム１は、下端でパンチ工具２を昇降駆
動するものであり、プレスフレーム３にガイド部材４を
介して上下方向に進退自在に支持されている。ラム１を
昇降駆動するパンチ駆動装置５は、トグル機構６と進退
駆動装置９とで構成される。トグル機構６は、第１レバ
ー１１と第２レバー１２からなり、第１レバー１１は下
端がラム１の上端にピン１０で回動自在に連結されてい
る。第２レバー１２は、プレスフレーム３に設けられた
支点支持部材１３に基端が回動支軸１４で回動自在に支
持され、基端と遊端との間に第１レバー１１の上端がピ
ン１５で回動自在に連結されている。回動支軸１４は、
ラム１の直上に位置する。第２レバー１２の回動支軸１
４の中心と第１レバー１１との連結点までの長さａと、
この連結点から遊端の進退駆動装置９との連結点までの
長さｂとは、１：ｎの比に設定されている。

【０００８】進退駆動装置９は第２レバー１２の遊端に
連結されて第２レバー１２を往復回動させるものであ
り、サーボモータ７と送りねじ装置８とからなる。送り
ねじ装置８は、ねじ軸８ａとナット８ｂとからなり、ナ
ット８ｂは第２レバー１２の遊端にピン１６で回動自在
に取付けられている。送りねじ装置８は、この実施例で
はボールねじを用いているが、通常の台形ねじ等の滑り
接触のねじであっても良い。ねじ軸８はサーボモータ７
のモータ軸に軸継手１７で連結してある。サーボモータ
７は、プレスフレーム３に設けられたモータ台１８に支
軸１９で上下回動自在に支持されている。サーボモータ
７はパルスコーダ等からなる位置検出器２０を有してい
る。

【０００９】パンチ制御手段２１は、サーボモータ７の
制御を行う手段であり、コンピュータ式のＮＣ装置の一
部とサーボコントローラとで構成される。パンチ制御手
段２１には、通常ストローク設定手段２２と移動量可変
手段２３とが設けられ、移動量可変手段２３には待機位
置設定手段２４と引上位置設定手段２５とが設けられて
いる。これらの手段２１〜２５の構成および機能は、後
に全体動作の説明箇所で説明する。

【００１０】図２は、このパンチ駆動装置５を装備した
タレット式のパンチプレスの一例を示す。プレスフレー
ム３は、上フレーム部３ａと、下フレーム部３ｂと、ス
ロート部３ｃとでなるＣ字状の側面形状に形成され、上
下フレーム３ａ，３ｂに上下のタレット２６，２７が同
心位置に回転自在に支持されている。これらタレット２
６，２７は、複数のパンチ工具２およびダイ工具２８を
円周方向に沿って設置したものであり、互いに同期して
割出回転させられる。パンチ駆動装置５は上フレーム部
３ａに設置されている。

【００１１】上記構成の動作を説明する。サーボモータ
７を回転させると、送りねじ装置８のナット８ｂが進退
し、この進退により第２レバー１２が回動支軸１４回り
に回動する。この回動に伴い、第１レバー１２が回動さ
せられ、第１レバー１１の下端に連結されたラム１が下
方または上方に移動する。すなわち、第２レバー１２が
図１に示す右側の位置から下降回動して真下の中立角度
に到るまではラム１は下降し、中立角度を超えて図の左
側に上昇回動すると、ラム１も上昇する。そのため、サ
ーボモータ７を正逆に回転させて第２レバー１２を所定
の角度範囲で正逆に回動させると、第２レバー１２の１
回の正逆回動によりラム１は所定ストロークで２回昇降
することになる。このラム１の昇降により、パンチ工具
２によるパンチ加工が行われる。第２レバー１２は、中
立角度から片方のみの範囲で回動させても良い。

【００１２】この構成のパンチ駆動装置５によると、第
２レバー１２の中間に第１レバー１１が連結され、遊端
に連結されたナット８ｂを進退させるため、サーボモー
タ７によるナット８ｂの送り駆動力が、「てこの原理」
で増大されて第１レバー１２に伝わる。すなわち、長さ
ａ，ｂの分割比が１：ｎであるため、ｎ倍に増大され
る。この増大された力がラム１に加わる。そのため、第
２レバー１２を長く延ばしただけの簡素化された構造
で、容易に大きな打ち抜き力を得ることができる。ま
た、サーボモータ７の回転は、送りねじ装置８を介して
第２レバー１２に与えられ、送りねじ装置８は、それ自
体が倍力機構あるいは減速機としても作用するので、第
２レバー１２を「てこの原理」で駆動する構成と相まっ
て、より小型のサーボモータ７で大きな打ち抜き力が得
られる。しかも、クランク機構や減速ギヤ等の複雑な伝
達機構を介在させることが不要であり、構造がより簡素
化され、装置コストを低減することが可能となる。ま
た、そのためパンチ駆動装置５の小型を図ることも可能
で、全体をプレスフレーム１内へ収めることが容易とな
る。サーボモータ２１を駆動源とするため、ストローク
途中の速度制御も容易であり、静音化と高速パンチとが
達成できる。

【００１３】パンチ工具２をタレット２６から交換する
場合等、パンチ工具２を上方に大きく逃がす必要のある
ときは、そのときだけ送りねじ装置８のストロークを大
きくすれば良い。すなわち、クランク機構等を用いる場
合と異なり、サーボモータ７の回転量を変えるだけで、
トグル機構６の屈曲角度やラム１の昇降ストロークを自
由に変更できる。そのため、ラム１の逃がし操作やスト
ローク変更を可能とするための特別の機構部品が不要
で、これによっても構造が簡素となる。

【００１４】図１のパンチ制御手段２１は、このような
各種の制御が可能な制御手段としてある。すなわち、通
常ストローク設定手段２２は、通常にパンチ動作を行う
場合のラム１の上死点および下死点と対応するサーボモ
ータ７の回転角度を設定した記憶手段であり、通常は加
工プログラムからのパンチ指令Ｐにより、前記の設定さ
れた回転角度までの回転が行われる。第２レバー１２を
中立位置の両側に回動させる場合は、上死点につき正回
転のときと、逆回転のときの両方の回転角度が設定され
る。移動量可変手段２３は、加工プログラムまたは手動
入力の指令により、通常のラムストロークと異なる回転
角度でサーボモータ７を回転させる手段である。待機位
置設定手段２４には、例えばニブリング加工を行う場合
等のように、ラム１の上昇待機位置を通常ストロークの
上死点よりも下方に設定する場合のモータ回転角度が設
定される。この設定角度までのストロークでラム１を駆
動することにより、ヒットレートを上げることができ
る。引き上げ待機位置設定手段２５は、工具交換等を行
う場合にラム１を大きく上昇させる位置をサーボモータ
７の回転角度で設定した手段である。パンチ制御手段２
１に所定の上昇待機指令を与えた場合は、その設定位置
までサーボモータ２１が駆動される。

【００１５】なお、このパンチ駆動装置５は、前記のよ
うに第２レバー１２の駆動に「てこの原理」を応用し、
送りねじ装置８で駆動するが、第２レバー１２の長さの
分割比ｎについては、モータ容量や送りねじのリード、
１ストロークに要する時間、モータコスト等に応じて最
適のところを選ぶ必要がある。

【００１６】

【発明の効果】この発明のパンチ駆動装置は、ラム駆動
用の第１レバーを第２レバーの基端と遊端との間に連結
し、第２レバーの遊端を進退駆動装置で回動駆動するも
のであるため、簡素な構造で、容易に大きな打ち抜き力
を得ることができる。進退駆動装置をサーボモータと送
りねじ装置とで構成した場合は、部品点数も少なく、一
層簡素な構造とでき、しかもサーボモータの制御によっ
て、パンチストロークの途中における速度変更の制御が
行え、静音および高速パンチを図ることも可能となる。
進退駆動装置の進退移動量を可変とした場合は、例え
ば、工具交換のときに、ラムを大きく上昇させたり、ラ
ムの上昇待機位置を通常ストロークの上死点よりも下方
に設定してヒットレートを上げる動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるパンチ駆動装置の
側面図とその制御系のブロック図とを示す構成説明図で
ある。

【図２】同パンチ駆動装置を応用したパンチプレスの破
断側面図である。

【符号の説明】

１…ラム、２…パンチ工具、３…プレスフレーム、５…
パンチ駆動装置、６…トグル機構、７…サーボモータ、
８…送りねじ装置、８ａ…ねじ軸、８ｂ…ナット、１１
…第１レバー、１２…第２レバー、１４…回動支軸、２
１…パンチ制御手段、２３…移動量可変手段、２６，２
７…タレット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチ駆動用の進退自在なラムと、この
   ラムに一端が回動自在に連結された第１レバーと、基端
   で回動自在に支持されて基端と遊端との間に第１レバー
   の他端が回動自在に連結された第２レバーと、第２レバ
   ーの遊端を正逆回動させる進退駆動装置とを備えたパン
   チ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記進退駆動装置が、サーボモータと、
   このサーボモータにねじ軸が連結されてナットが前記第
   ２レバー取付けられた送りねじ装置とからなる請求項１
   記載のパンチ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記進退駆動装置の進退移動量を変更す
   る移動量可変手段を設けた請求項１または請求項２記載
   のパンチ駆動装置。