JPS62183912A - 鍜圧機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、板材を折り曲げ加工するプレスブレーキある
いは板材を打ち抜き加工するパンチングマシンのごとき
鍛圧機械に関するものである。

さらに詳細には、板材に各種の加工を行なう鍛圧機械に
おける駆動機構に関するものである。

［発明の技術的背景及び従来機の問題点］従来、板材加
工装置の１例として、板材を折り曲げ加工する折曲機を
取った場合、折曲機には、メカニカル式あるいは油圧式
の駆動機構を備えたものがあり、１ｙｒｉの折曲機は、
フライホイールのエネルギによってクランク軸を駆動す
るとともに昇降テーブルを昇降せしめて折り曲げ加工を
行なっている。ために、昇降テーブルを昇降するための
動力は比較的少なくてすむという利点を有する反面、昇
降テーブルの昇降速度および加圧力の調整が極めて困が
であるとともに、昇降テーブルの下死点の微調整が難し
くかつ、ギアの噛合による！Ａ音が発生ずるなどの欠点
がある。後者の折曲機は、昇降テーブルの微調整および
加圧力の調整が容易であるという利点があり広く用いら
れているが、高圧の油圧力を必要とするために油圧ポン
プの騒音、油温の上昇、油漏れや配管に手数がかかるな
どの欠点がある。

［発明の目的］ 本発明は、前述した問題に鑑み、折り曲げ時における昇
降デープルの正確な停止位置の設定、加圧段階にお【プ
る昇降テーブルの速度の調整、加圧段階に入る前の昇降
テーブルの速度の調整および昇降テーブルの戻り位置の
任意な設定を可能とする駆動機構を備えた鍛圧機械を提
供することを目的とするもので、以下に本発明の実施例
を図面を用いて詳細に説明する。

［発明の実施例］ 第１図、第２図は、鍛圧機械として、たとえばプレスブ
レーキ１に本発明を実施した正面図および側面図を示ず
ものである。プレスブレーキ１は、板材（図示省略）を
折り曲げ加工するためのもので、側板３，３′などより
なる機枠と、機枠の前面上部に固定した固定テーブル５
と、機枠の前面下部に、前記固定テーブル５に対して昇
降自在に装着した昇降テーブル７および昇降テーブル７
を貸降駆１Ｉ７Ｉづる昇降駆動機構９などにより構成し
である。前記機枠は、Ｃ形の切欠部１１をそれぞれ形成
した側板３．３′を適宜に離隔するとともに上板１３、
前板１５や底板１７などにより一体的に溶着した枠体構
造、にしである。機枠の前面上部には、前記固定テーブ
ル５が適宜に取り付（プてあり、この固定テーブル５の
上端部には、上型１９が複数の上型取付部材２１を介し
て装着しである。

前記それぞれの側板３，３′の前端部には、第２図に示
すごとく、前記前板１５から適宜に離隔した前部固定板
２５がボルトのごとき締結具（図示省略）を介して固定
しである。この前部固定板２５、前板１５、両側板３，
３′および底板１７は、上方向に間口した箱形を形成す
るものであり、前部固定板２５と前板１５との間には、
前記４降テーブル７が４降自在に装着されるものである
。

なお、前部固定板２５の前面には、カバー２９が適宜に
取り付けである。昇降テーブル７の上端部には、下型取
付台３１が一体的に取り付けてあり、この下型取付台３
１上には、前記上型１９と協動して板材（図示省略）を
折り曲げ加工する下型３３が載置されるとともに下型取
付台３１の前後に装着した複数の下型挾持板３５を介し
て挟持固定しである。昇降テーブル７の下端中央部には
、この昇降テーブル７を昇降する前記昇降駆動機構９の
歯車箱を収容するほぼ矩形状の切欠部３７が形成しであ
る。

萌配昇降駆動機構９は、第３図、第４図に示すごとく、
前記昇降テーブル７の切欠部３７内に収容されるととも
に部材１５と前部固定板２５との間における底板１７上
に取付けた歯車箱３９や歯車箱３９に昇降自在に設けら
れるとともに上端部を昇降テーブル７と当接した螺杆４
１などにより構成しである。すなわら、歯車箱３９の上
部には、上下方向に貫通した摺動孔４３が穿設してあり
、この開動孔４３には、ボールねじのごとき螺杆４１の
上端部に形成した摺動部４５がキー（図示省略）によっ
て軸心回り方向の回動を規制されるとともに上下方向に
摺動自在に挿入しである。摺動部４５の上面には、球面
状の凹部４７が穿設してあり、この四部４７には、前記
昇降テーブル７における切欠部３７の底部と当接した半
球状の球面軸承４９が揺動自在に支承しである。螺杆４
１には、ナツト部材５１が螺合してあり、このナツト部
材５１の上面と歯車箱３９の上底部３９ａとの間には、
スラストベアリングのごとき軸承部材５３が装着しであ
る。ナツト部材５１の下面には、ウオームホイール５５
がボルトのごとき締結具（図示省略）を介して一体的に
取り付けである。

なお、ウオームホイール５５の中心部には、螺杆４１の
昇降の妨げとならないように貫通孔５７が穿設しである
。また、ウオームホイール５５の下面と歯車箱３９の底
部３９ｂとの間には、スラスト自動調心ころ軸受のごと
き軸承部材５９が装着しである。

前記歯車箱３９には、ウオームホイール５５と噛合する
ウオーム６１を形成したウオーム軸６３が回動自在に支
承しである。ウオーム軸６３の歯車箱３９から突出した
軸−は、前板１５、前部固定板２５に穿設した貫通孔６
５．６７内に遊嵌しである。ウオーム軸６５の前板１５
から後方向に延伸した軸端は、底板１７上に適宜に固定
したす−ボモータなどの交流電動機６９の駆動軸７１と
カップリングのごとき連結部材７３を介して連動連結し
である。電動機６９は、ＡＣサーボモータのごときもの
で、正逆両方向に回転自在であるとともに、高速回転あ
るいは低速回転と任意に回転数を増減することができる
ものである。なお、電１ＦＪＩ　Ｉ　６９は、ダイナミ
ックブレーキのごとき制動装置（図示省略）と適宜に連
結してあり、電動機６９の駆動を停止した後、瞬時に駆
動軸７１の回転を停止するように構成しある。また、電
動機６９は、第２図に示すごとく、プレスブレーキ１の
前面下部付近に配設したフットスイッチ７５を踏み込む
ことによって駆動する。電ａ　Ｉｆｆ　６９を駆動、停
止するには、フットスイッチ７５を使用することに限る
ことはなく、たとえば、押ボタンスイッチなどによって
、電動機６９の駆動、停止を行なうことができる。

前記昇降テーブル７は、電動機６９の駆動により駆動軸
７１．ウオーム軸６３．ウオーム６１゜ウオームホイー
ル５５．ナツト部材５１や螺杵４１などを介して昇降す
るのであるが、昇降テーブル７は、前後方向の案内をす
る第１案内機構と左右方向の案内をづる第２案内懇構に
よって円滑に昇降されている。すなわち、第１案内機構
は、第１図、第５図に示すごとく、前板１５．前部固定
板２５の内側面のそれぞれに昇降テーブル７を間にして
相対向して装着するとともに、上下方向および左右方向
に適宜に離隔して配設した複数のガイドローラー７９に
よって構成しである。それぞれのガイドローラー７９は
、昇降テーブル７の前後の側面に当接して転動するもの
で、第５図に示すごとく直方体状のローラー取付ブロッ
ク８１の両側に、軸８３を介して回転自在に取り付けで
ある。このローラー取付ブロック８１は、複数のボルト
のごとき締結具８５によって、ｔ’？ｌＬ’Ｐテーブル
７に対して位置調節自在に前板１５および前部固定板２
５に取り付けである。

第２案内機構は、第１図に示すごとく前板１５に固設し
たカイトブロック８７の両側に当接して転勤する複数の
上部ガイドローラー８９や歯車箱３９の両側に転勤自在
に設けた複数の下部ガイドローラー９１などにより構成
しである。すなわち、前板１５の中央上部には、直方体
状のガイドブロック８７が複数の締結具（図示省略）を
介して固設しである。ガイドブロック８７は、昇降テー
ブル７に形成した、このガイドブロック８７より大きい
矩形状の窓９３から前部固定板２５側に突設しである。

昇降テーブル７における窓９３の左右両側付近には、前
後方向に嵌挿した偏心軸９５の軸部がそれぞれ回動固定
自在に装着してあり、それぞれの偏心軸９５の昇降テー
ブル７から突設した軸端には、上部ガイドローラー８９
がそれぞれ回転自在に取り付けである。なお、歯車箱３
９の両側に当接して転勤する複数の下部ガイドローラー
９１は、上部ガイドローラー８９と同様に昇降テーブル
７の切欠部３７の左右両側付近に取り付けであるもので
ある。

前記前板１５には、昇降テーブル７の上限位置を検出す
るリミットスイッチあるいは光電スイッチのごとき上限
検出器９７が取り付けである。上限検出器９７は、機枠
の一側に取り付けた上限ハンドル９９を適宜方向に回す
と図示しない作動機構を介して、上下位置調整自在に前
板１５に装着しである。なお、上限検出器９７は、前部
固定板２５に取り付けることもできる。そして昇降テー
ブル７には、上限検出器９７を作動するドグのごとき作
動片１０１が固設しである。なお、昇降テーブル７が上
昇して上限検出器９７が作動片１０１によって作動され
ると、昇降テーブル７の上昇が停止するものである。ま
た、前部固定板２５には、昇降テーブル７の下限位置を
検出するリミットスイッチあるいは光電スイッチのごと
き下限検出器１０３が取り付けである。下限検出１０３
は、機枠の一側に取り付けた下限ハンドル１０５を適宜
方向に回すことにより、図示しない昇降機構を介して上
下位置調整自在に取り付けてあり、この下限検出器１０
３は、昇降テーブル７に固設したドグのごとき作動片１
０７によって作動される。

なお、下限検出器１０３は、前板１５に取り付けること
もできるものであり、この下限検出器１０３が作動され
ると昇降テーブル７の加工は停止されるものである。さ
らに、昇降テーブル７は、昇降移動におけるアイドルタ
イムを少なくするために、下限位置から加圧作業に入る
までは高速度で上昇され、加圧作業に入ると加圧作業に
適した低速度で上昇されるのであるが、前板１５あるい
は前部固定板２５には、この高速、低速の速度切換え位
置を検出するリミットスイッチのごとき速度切換検出器
１０９が取り付けである。速度切換検出器１０９は、機
枠の一側に取り付けた切換ハンドル１１１を回すと適宜
の作動機溝（図示省略）を介して上下位置調整自在に装
着してあり、昇降テーブル７に固定した作動片１１３に
よって作動される。なお、昇降テーブル７が下限位置か
ら上昇して速度切換検出器１０９が作動すると、予め設
定された回転数にしたがって電動１１６９の回転数が減
少するものである。

以上の構成において、昇降テーブル７を昇降して上型１
９と下型３３とにより板材（図示省略）を折り曲げ加工
するには、まず、フットスイッチ７５を踏み込むと、電
動機６９が予め設定した回転数にしたがって高速回転す
る。電動ｖｓ６９の高速回転は、駆動軸７１．ウオーム
軸６３．ウオーム６１を介してウオームホイール５５を
回転するとともに、ウオームホイール５５と一体的に設
けたナツト部材５１を回転する。したがって、ナツト部
材５１に螺入した螺杵４１は上昇して昇降テーブル７を
上昇する。昇降テーブル７が上昇して速度切換検出器１
０９が作動片１１３によって作動されると、電動１６９
は、加圧作業に適した低速度で回転される。したがって
、昇降テーブル７は、低速度で上昇して上型１９と下型
３３とにより板材の折り曲げ加工が行なわれる。

昇降テーブル７が加圧作業に適した低速度で上昇して、
上限検出器９７が作動片１０１によって作動されると、
電動機６９の回転駆動が停止されるとともに制動装置（
図示省略）の作動によって駆動軸７１の回転が瞬時に停
止し、板材は、予め設定した折り曲げ角度に折り曲げ加
工される。

なお、折り曲げ加工後に、加圧状態を一定時間保持して
ボトミングを行なうときは、電動機６９への電流値の設
定により加圧力を自由に設定し、交流電動機６９をスト
ールさせた状態で、下型３３を適宜の加圧力により上型
１９に押圧して折り曲げ加工を行なうことができる。昇
降テーブル７が上限位置に停止、あるいはストールされ
た状態からタイマー（図示省略）により設定された時間
経過した後に、交流電動ｌｌ６９が、高速度で逆転駆動
されるとともに昇降テーブル７は高速度で降下する。昇
降テーブル７が降下して下限検出器１０３が作動片１０
７によって作動されると、電動１１６９の逆転駆動が停
止するとともに、制動装置が作動して昇降テーブル７は
瞬時に停止して板材の折り曲げ加工が完了する。

第６図に示すのは、前述した昇降駆動機構９におけるウ
オームホイール５５．ウオーム６１の代りに、互いに噛
合するベベルギヤー１１５．１１７を用いた第２の実施
例である。一方のベベルギヤー１１７の回転軸１１９は
、一般の減速機１２１を介してＡＣサーボモータのごと
き前記電動機６９と連動連結しである。なお、回転軸１
１９は、図示しない低速のＡＣザーボモータと直接連結
することもできる。また、以上述べたのは、単数の昇降
駆動機構９を用いた場合であるが、第７図に示ず第３の
実施例のごとく複数の昇降駆動機構９を同期駆動せしめ
て用いることができる。すなわち、それぞれの昇降駆動
機構９のウオーム軸６３には、ベベルキャー１２３がそ
れぞれ取り付けてあり、それぞれのベベルギヤー１２３
には、伝動軸１２５に取り付けた複数のベベルギヤー１
２７がそれぞれ噛合しである。伝動軸１２５は、複数の
軸承部材１２９に支承されるとともに、前記電動機６９
の駆動軸７１と前記連結部材７３を介して連動連結しで
ある。さらに、図示は省略するが、複数の昇降駆動機構
９のそれぞれに別個の電動機６９を連動連結して設け、
それぞれの電動機６９を同期して駆動せしめて昇降テー
ブル７を昇降することができる。なお、以上述べたそれ
ぞれの実施例においては、単数あるいは複数の昇降駆動
機構９を機枠の下部に装着するとともに昇降テープルア
を機枠の前面上部に固定した固定テーブル５に対して昇
降自在に設けた場合について詳述したが、固定テーブル
５を機枠の前面下部に固定して設け、昇降駆動機構９を
機枠の上部に装着するとともに昇降テーブル７を固定テ
ーブル５に対して昇降自在に設けることもできる。

なお、交流電流電動機６９の回転数や昇降テーブル７の
作動を制御するには、たとえば、第８図に示すごとき制
御系が考えられる。すなわち、駆動制御装置１３１には
、下限位置から高速度で上昇される昇降テーブル７の速
度を設定する上昇高速度紐定器１３３．高速度で上昇さ
れた昇降テーブル７を加圧作業に適した速度で上昇ゼし
めるべく速度を設定する上昇高速度設定器１３５．上型
１９と下型３３ににる板材への加圧力を設定する加圧力
（トルク）設定器１３７および上限位置から高速度で降
下される昇降テーブル７の降下速度を設定する下降高速
度設定器１３９などが組み込まれており、駆動制御装置
１３１からの信号は、制動装置を経て交流電動８１６９
に伝達されている。

なお、電動機６９の回転速度は、速度検出器を介して駆
動制御装置１３１にフィードバックされている。電動１
幾６９．の回転駆動は減速１幾１２１を介して昇降テー
ブル７に伝達してあり、昇隣テーブル７の上限位置、下
限位置および上昇行程における’Ｉｎテーブル７の速度
切換位置は、それぞれ上限検出器９７．下限検出器１０
３および速度切換検出器１０９によって検出されるとと
もに、それぞれの検出器によって検出された信号は、駆
動制御装置１３１に送られている。

また、第９図に示すのは、昇降テーブル７の昇降作動行
程を説明したもので、縦軸に昇降テーブル７のストロー
ク、横軸に時間をとっである。すなわち、下死点にある
昇降テーブル７は、駆動制御装置１３１の上昇高速度設
定器１３３に設定された速度により電動機６９を介して
高速度で上昇され、速度切換検出器１０９が作動すると
上昇高速度設定器１３５の指令により加圧作業に適した
低速度で上昇する。上限検出器９７が作動して昇降テー
ブルが停止あるいはストールした状態で一定時間経過す
ると、下降高速度設定器１３９の信号により、昇降テー
ブル７が高速度で降下される。

高速度で降下した上昇テーブル７は、予め適宜位置に配
設した下限検出器１０３の作動による電動機６９の停止
によって下限位置に停止する。そして、所要の時間経過
後の次の昇降作動行程が繰り返されるものである。

次に、前記第１および第２の実施例のプレスブレーキに
おける昇降テーブル７の昇降制御のための構成例につい
て第１０図を用いて説明する。

当該昇降制御については、例えばマイクロコンピュータ
等で構成されるコントローラ１０１０が中枢となって行
なわれる。コント０４−ラ１０１０には、その入力とし
て、ボールねじ４１の軸上に設けられ当該ボールねじ４
１の回転に同期してパルスを出力するパルスジェネレー
タ（以下ｒＰＧＪと呼ぶ）１０２０と、後述するインバ
ータ回路１０３０の三相交流出力線の一つにおける電流
を検出する電流検出センサ１０４０と、各種の信号のや
りとりを操作者と行なうキーボード１０５０と、ボール
ねじ４１の周縁近傍に設けられ当該ボールねじ４１に発
生する歪を例えば磁気をもって検出する磁気センサ等か
らなる歪検出器１０６０とが接続されている。また、コ
ントローラ１０１０には、その出力として、前記キーボ
ード１０５０と、インバータ制御回路１０７０とが接続
されている。

このインバータ制御回路１０７０は、その出力インバー
タ回路１０３０に接続されている。したがって、コント
ローラ１０１０としては、主に前述した各センサ等から
の信号を入力して予め設定されている処理プログラムに
従って処理を行ない、インバータ制御回路１０７０を例
えばＰＷＭ方式により制御することで交流モータ６９の
駆動を制御することになる。

このようなコントローラ１０１０の機能により、具体的
には、次の韮うな働きを実現することができる。

■　交流モータ６９の回転駆動をＰＧ１０２０および電
流検出センサ１０４０からの検出信号に基づいて当該交
流モータ６９が所望の駆動状態、例えば所望のトルク、
回転速度となるように所謂フィードバック制御ができ、
昇降テーブル７の昇降制御を油圧制御に比べて高精度に
行なうことができ、加えて油圧制御の場合よりも種々の
複雑な制御が単に処理プログラムの一部を変更するだけ
で容易に可能となる。

■　ボールねじ４１を使用しているので、当該ボールね
じ４１の１回転当たりの昇降テーブル７の界晴距離は既
知であるので、ＰＧ１０２０からのパルスを８１数する
ことで昇降テーブル７の位置が常に正確に検出でき、も
って位置制御を高精度で実行することができる。

■　昇降テーブル７を上昇させてプレス作業を行なうと
きに例えば被加工材が重ねて２枚セットされる等で過負
荷状態となる場合には、当然ボールねじ４１にもその影
響が歪となって表われるが、歪検出器１０６０からの信
号によってこの歪の発生状況を把握することができ、過
負荷状態で無理に加工を実行継続することで他の構成部
材に無理がかかり故障を生ずるといった状態を回避でき
、プレスブレーキの信頼性の向上に寄与することができ
る。

また、逆に過度の過小負荷状態を検出することによって
、例えば被加工材のセット状態が正確に加工線上にない
などの不適当状態であることが検出でき、このような場
合には加工を中止するなどすることで失敗加工を防止で
き、加工自体の信頼性向上に寄与することができる。

■　キーボード１０５０から予め加工に必要な情報、例
えば被加工材の強度、大きさ、厚さ等を入力しておくこ
とによて、コントローラ１０１０としてはこれらの情報
に基づいて交流モータ６９の制御パラメータ等を適宜決
定し、当該被加工材の特性に応じた最適な加工を容易に
実行できる。

特に、コントローラ１０１０に所謂学習機能を設けてお
いた場合には、キーボード１０５０から入力される情報
を用いての加工の実行を積みｍねることによって各種の
状況、すなわち例えば被加工材の種別や加工部位等に応
じた加工に必要な種々の最適なパラメータを得ることが
できる。

なお、第１０図に示した構成についてはこれに限定され
るものではない。例えば交流モータ６９の制御にあって
は、電流検出センサ１０４０で検出される三相交流電流
によるものだけではなく、他に三相交流電圧あるいは交
流モータ６９への供給電力およびこれらの結合によって
行なうようにしてもよい。また、加工時における過負荷
あるいは過小負荷の検出に歪検出器１０６０をボールね
じ４１の側面近傍に設けているが、過負荷あるいは過小
負荷の影響が適切に表われる部位ならどこでもよく、例
ば昇降テーブル７の昇降ガイドに設けることも考えられ
、またその検出手段としてストレンゲージ、光センサ等
を用いてもよい。さらに、昇降テーブル７の昇降位置の
検出をＰＧ１０２０からの信号に基づいて行なっている
が、他に例えは電磁波を利用した非接触方式のものを用
いてもよい。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るにこの発明の要旨は特許請求の範囲に記載のとおりで
あるから、従来のごときクランク機構によるメカニカル
式あるいは油圧機構によって昇降テーブルを昇降作動す
る形式とはことなり、新規なものであって、昇降テーブ
ルの昇降速度の制御、位置制御、加圧力の制御を単に電
動機を制御するだけの極めて簡単な操作によって容易に
かつ正確に行ない得るものである。

なお、本発明は、適宜の設定的変更を行なうことにより
、前述の実施例以外の他の態様で実施し得るものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図、第２図は
本発明に係る板材加工装置の正面説明図、側面説明図、
第３図は本発明にお【Ｊる要部を拡大した断面作用説明
図、第４図は第３図におけるｌＶ−■線に沿った断面作
用説明図、第５図は４陪テーブルの前後方向を案内する
第１案内機構の側面説明図、第６図、第７図はそれぞれ
本発明の第２゜第３の実施例を表わした作用説明図、第
８図は制御系の１例を表ねたブロック図、第９図は昇降
テ−プルの胃降作勤行程を表わした説明図、第１０図は
制御システムの構成例を示す図である。 （図面の主要な部分を表わす符号の説明）５・・・固定
テーブル　　　　７・・・昇降テーブル９・・・昇降駆
動機構　　　１９・・・上型３３・・・下型　　　　　
　　　４１・・・螺杵５１・・・ナツト部材　　　　　
６９・・・電動機代理人　　弁理士　　三　好　　保　
男茅　６　邑 ■ 第　７図 ？、８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機枠に、板材を加工する工具１９を装着した固定テーブ
   ル５を固設するとともに前記工具１９と協働して板材を
   加工する工具３３を装着した昇降テーブル７を前記固定
   テーブル５に対して昇降自在に設け、前記昇降テーブル
   ７をボールねじ４１およびこのボールねじ４１と螺合し
   たナット部材５１からなる昇降駆動機構９と連結して設
   け、前記昇降駆動機構９を正逆回転自在の交流電動機６
   ９と連動連結して設けたことを特徴とする鍛圧機械