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JP2002103090A - Press device actuator and control method therefor - Google Patents

Press device actuator and control method therefor

Info

Publication number
JP2002103090A
JP2002103090A JP2000302429A JP2000302429A JP2002103090A JP 2002103090 A JP2002103090 A JP 2002103090A JP 2000302429 A JP2000302429 A JP 2000302429A JP 2000302429 A JP2000302429 A JP 2000302429A JP 2002103090 A JP2002103090 A JP 2002103090A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
dead center
bottom dead
ball screw
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000302429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Wataru Iida
渡 飯田
Chisato Moriyama
千里 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NHK Spring Co Ltd filed Critical NHK Spring Co Ltd
Priority to JP2000302429A priority Critical patent/JP2002103090A/en
Publication of JP2002103090A publication Critical patent/JP2002103090A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷重ロスを少なくして金型への負担を軽減す
るとともに、1サイクルの中で要するアクチュエータの
移動時間を短縮して稼働効率の向上を図る。 【解決手段】 サーボモータ13で作動するボールねじ
機構17によって加圧ラム4を直接往復動させる構成と
し、加圧工程の前後の移動速度を高速とする。加圧ラム
4の下死点を、型当たりによって停止する実際の下死点
を超えた位置に設定し、加圧ラム4が実際の下死点に達
した後、設定下死点まで加圧ラム4が下降しようとする
ことによりサーボモータ13の電流値が増大し、加圧ト
ルクを発生させる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To reduce the load on the mold by reducing the load loss and to shorten the moving time of the actuator required in one cycle to improve the operation efficiency. SOLUTION: A pressure ram 4 is directly reciprocated by a ball screw mechanism 17 operated by a servomotor 13, and a moving speed before and after a pressure step is made high. The bottom dead center of the pressurizing ram 4 is set to a position beyond the actual bottom dead center that stops due to mold contact, and after the pressurizing ram 4 reaches the actual bottom dead center, pressurizes to the set bottom dead center. As the ram 4 attempts to descend, the current value of the servo motor 13 increases, and a pressurizing torque is generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば薄板加工用
のプレス装置等に適用され、同装置の加圧ラムを昇降さ
せ、かつ、加圧ラムを介して金型を加圧するアクチュエ
ータおよびその制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to, for example, a press machine for processing a thin plate, and an actuator for raising and lowering a pressurizing ram of the pressurizing device and pressurizing a mold via the pressurizing ram and its control About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄板のプレス加工に用いるプレス装置と
して、昇降自在とされたアクチュエータの先端に加圧ラ
ムを介して上型を取り付け、この上型と固定側の下型と
の間に挟んだワークを、アクチュエータを下降させるこ
とによって加圧ラムでプレスする形式のものがある。こ
のようなプレス装置に備えられるアクチュエータは、駆
動源を油圧式とするものが多く、例えば、マグネスケー
ルでストローク制御が行われている。また、サーボモー
タを駆動源とするものもあり、例えば、サーボモータと
カムを組み合わせ、カムの形状とサーボモータの位相制
御で加圧の出力や位置を制御する形式のものが知られて
いる。
2. Description of the Related Art As a pressing device used for pressing a thin plate, an upper die is attached via a pressure ram to a tip of an actuator which can be moved up and down, and is sandwiched between the upper die and a lower die on a fixed side. There is a type in which a work is pressed by a pressure ram by lowering an actuator. Many actuators provided in such press devices use a hydraulic drive source, and for example, stroke control is performed on a magnescale. Further, there is a type in which a servomotor is used as a drive source. For example, a type is known in which a servomotor and a cam are combined, and the pressure output and position are controlled by controlling the shape of the cam and the phase of the servomotor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のアクチュエータ
では、加圧荷重を高い精度で細かく設定することが困難
であり、実際には、加工が確実になされるように金型に
相当余分な荷重をかけているのが現状である。このた
め、金型の負担が大きく、使用寿命が短かった。また、
上下の金型の間に対するワークの出し入れを行うスペー
スを確保する上で、アクチュエータのストロークは長く
設定される場合が多い。このため、1サイクル中の加圧
以外に要する作動時間が長く、稼動効率が良好とは言え
なかった。
In the conventional actuator, it is difficult to finely set the pressing load with high accuracy. In practice, a considerable extra load is applied to the mold so that the processing can be performed reliably. It is the present situation. For this reason, the burden on the mold was large, and the service life was short. Also,
In order to secure a space for loading and unloading the work between the upper and lower dies, the stroke of the actuator is often set to be long. For this reason, the operation time other than pressurization in one cycle is long, and the operation efficiency was not good.

【0004】したがって本発明は、荷重ロスが少なく金
型への負担が軽減されることにより金型の使用寿命を延
ばすことができるとともに、1サイクルの中で要する作
動時間が短縮されて稼働効率の向上が図られるプレス装
置用アクチュエータおよびその制御方法を提供すること
を目的としている
Accordingly, the present invention can prolong the service life of a mold by reducing the load loss and reducing the load on the mold, and shorten the operation time required in one cycle to reduce the operating efficiency. An object of the present invention is to provide an actuator for a press device and a control method thereof that are improved.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のプレス装置用ア
クチュエータは、ボールねじにボールねじナットが螺合
されてなるボールねじ機構と、ボールねじを回転駆動
し、その回転数が任意に設定可能なモータと、ボールね
じナットと一体に結合されることにより、ボールねじナ
ットとともに往復動自在とされ、その先端に加圧ラムが
取り付けられるアクチュエータ本体と、このアクチュエ
ータ本体の往復動をガイドするガイドと、モータに電気
を供給する電源と、モータの電流値およびアクチュエー
タ本体の位置を制御する制御手段とを備えることを特徴
としている。
According to the present invention, there is provided an actuator for a press device, comprising: a ball screw mechanism in which a ball screw nut is screwed into a ball screw; Motor and a ball screw nut that are integrally connected to each other to make it reciprocally movable together with the ball screw nut. A pressure ram is attached to the tip of the actuator body, and a guide that guides the reciprocating motion of the actuator body. A power supply for supplying electricity to the motor, and control means for controlling the current value of the motor and the position of the actuator body.

【0006】上記構成のアクチュエータによれば、モー
タの回転数によってアクチュエータ本体の往復動の速度
を任意に調整できる。よって、開始/終了位置である待
機位置から金型が型当たりする下死点直前までの往復動
を高速とすることができ、1サイクル中の加圧以外に要
する作動時間を短くすることができる。その結果、稼働
効率の向上が図られる。また、アクチュエータ本体のス
トロークエンドである設定下死点を、金型が型当たりす
る実際の下死点を越えた位置に設定すると、型当たり後
にアクチュエータ本体は設定下死点まで往動しようとす
ることからモータの電流値が増大し、加圧トルクが発生
する。設定下死点および保持時間を適宜に設定すること
により、最低限の荷重で加圧することができる。その結
果、荷重ロスが少なく金型への負担が軽減され、金型の
使用寿命を延ばすことができる。
According to the actuator having the above configuration, the reciprocating speed of the actuator body can be arbitrarily adjusted according to the number of rotations of the motor. Therefore, the reciprocating movement from the standby position, which is the start / end position, to immediately before the bottom dead center where the die contacts the die can be performed at a high speed, and the operation time required for other than pressurization in one cycle can be reduced. . As a result, operation efficiency is improved. Also, if the set bottom dead center, which is the stroke end of the actuator body, is set to a position beyond the actual bottom dead center where the mold hits the mold, the actuator body tries to move to the set bottom dead center after the mold hits. Therefore, the current value of the motor increases, and a pressurizing torque is generated. By appropriately setting the set bottom dead center and the holding time, it is possible to apply pressure with a minimum load. As a result, the load on the mold is reduced with less load loss, and the service life of the mold can be extended.

【0007】上記本発明のアクチュエータは、次の各構
成を好ましい形態としている。まず、モータとしてサー
ボモータを適用する。サーボモータは、回転数や回転角
度を的確に制御することができるので、アクチュエータ
の位置や速度を、容易かつ高精度に制御することができ
る。
[0007] The actuator of the present invention has the following configurations as preferred modes. First, a servomotor is applied as a motor. Since the servo motor can accurately control the number of rotations and the rotation angle, the position and speed of the actuator can be easily and accurately controlled.

【0008】次に、アクチュエータ本体の往復動をガイ
ドするガイドを、アクチュエータ本体の周囲に同軸的に
配される筒状体で構成し、さらに、その横断面の外周縁
が投影される範囲内に加圧ラムを配置する。この形態に
よれば、加圧時に生じる反力の発生位置が加圧ラムに対
して偏心していても、その反力はガイドの外周縁内に指
向することになり、その偏心荷重はガイドで受けられ
る。したがって、アクチュエータ本体やボールねじ、あ
るいは荷重を受ける他の部品への偏った負荷や、これに
伴う変形が抑えられ、装置の寿命が長くなる。
Next, a guide for guiding the reciprocating motion of the actuator main body is constituted by a cylindrical body coaxially arranged around the actuator main body, and further, within a range where the outer peripheral edge of the cross section is projected. Place pressure ram. According to this aspect, even if the position where the reaction force generated at the time of pressurization is eccentric with respect to the pressurizing ram, the reaction force is directed into the outer peripheral edge of the guide, and the eccentric load is received by the guide. Can be Therefore, an uneven load on the actuator body, the ball screw, or another component receiving the load, and deformation accompanying the load are suppressed, and the life of the device is prolonged.

【0009】次に、モータとボールねじとの間に、加圧
ラムから受ける反力の全てをボールねじから受け、か
つ、モータへの反力の伝達を遮断する反力受け部材を介
在させる。同部材としては、例えばモータ以外の支持部
材に支持されたスラストベアリング等が挙げられる。こ
の形態によれば、加圧時に発生する反力はモータに伝達
しないので、モータの動作に支障が生じたりモータの駆
動軸等が損傷したりするおそれがない。
Next, a reaction force receiving member is provided between the motor and the ball screw for receiving all of the reaction force received from the pressurizing ram from the ball screw and blocking transmission of the reaction force to the motor. Examples of the member include a thrust bearing supported by a support member other than the motor. According to this embodiment, since the reaction force generated at the time of pressurization is not transmitted to the motor, there is no possibility that the operation of the motor is hindered or the drive shaft of the motor is damaged.

【0010】次に、本発明のプレス装置用アクチュエー
タの制御方法は、前記アクチュエータ本体のストローク
エンドである設定下死点を、金型が型当たりする実際の
下死点を越えた位置に設定し、実際の下死点に至ってか
ら、前記モータが設定下死点に応じた電流値になるまで
回転しようとして発生する加圧トルクの保持時間を設定
し、さらに、実際の下死点の直前に、減速位置および加
速位置を設定し、アクチュエータ本体を、開始/終了位
置である待機位置から減速位置まで高速で往動させた
後、実際の下死点まで低速で往動させ、この下死点か
ら、設定下死点までさらに往動するようにモータを駆動
して一定の加圧トルクを発生させ、保持時間が経過した
ら、モータを逆回転させて加速位置まで低速で復動さ
せ、この後、待機位置まで高速で復動させることを特徴
としている。
Next, according to the method of controlling an actuator for a press device of the present invention, the set bottom dead center, which is the stroke end of the actuator body, is set to a position beyond the actual bottom dead center where the mold hits the mold. From the actual bottom dead center, set the holding time of the pressurizing torque generated by the motor trying to rotate until the current value according to the set bottom dead center, and further, just before the actual bottom dead center , The deceleration position and the acceleration position are set, and the actuator body is moved forward at a high speed from the start / end position of the standby position to the deceleration position, and then moved forward at a low speed to the actual bottom dead center. Then, the motor is driven to move further to the set bottom dead center to generate a constant pressurizing torque, and after the holding time elapses, the motor is rotated reversely to return to the acceleration position at a low speed, and thereafter To the standby position It is characterized in that is backward at high speed.

【0011】上記制御方法によれば、上述した効果、す
なわち、荷重ロスが少なく金型への負担が軽減されるこ
とにより金型の使用寿命を延ばすことができるととも
に、1サイクルの中で要する作動時間が短縮されて稼働
効率の向上が図られる効果を得る。
According to the above control method, the above-mentioned effects, that is, the load loss is small and the burden on the mold is reduced, so that the service life of the mold can be extended and the operation required in one cycle can be performed. This has the effect of shortening the time and improving the operation efficiency.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図1は、一実施形態に係るアクチ
ュエータが装備された薄板加工用プレス装置の概略を示
している。図中符合1はプレス装置本体、2はボルスタ
ー、3はタイロッドであり、プレス装置本体1上に、ア
クチュエータ10がセットされている。アクチュエータ
10は、プレス装置本体1を貫通して昇降するアクチュ
エータ本体11を備え、アクチュエータ本体11の下端
には円盤状の加圧ラム4が取り付けられる。この加圧ラ
ム4には上型5が固定され、ボルスター2には、上型5
と対をなして金型を構成する下型6がセットされる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a thin-plate processing press device equipped with an actuator according to one embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a press device main body, 2 denotes a bolster, 3 denotes a tie rod, and an actuator 10 is set on the press device main body 1. The actuator 10 includes an actuator body 11 that goes up and down through the press device body 1, and a disc-shaped pressure ram 4 is attached to a lower end of the actuator body 11. An upper die 5 is fixed to the pressing ram 4, and the upper die 5 is fixed to the bolster 2.
And a lower mold 6 constituting a mold is set.

【0013】図示せぬワークは上下の金型5,6の間に
挟まれ、アクチュエータ本体11によって下降する加圧
ラム4の加圧を受けて加工される。アクチュエータ10
は、エンコーダ12を備えたサーボモータ13を駆動源
としており、エンコーダ12およびサーボモータ13に
は、コントローラを内蔵するサーボアンプ(電源、制御
手段)14が接続され、さらにサーボアンプ14には上
位指令装置としてのシーケンサ15が接続されている。
A work (not shown) is sandwiched between upper and lower dies 5 and 6, and is processed by the pressurizing ram 4 which is lowered by the actuator body 11. Actuator 10
Uses a servo motor 13 having an encoder 12 as a drive source. The encoder 12 and the servo motor 13 are connected to a servo amplifier (power supply, control means) 14 having a built-in controller. A sequencer 15 as a device is connected.

【0014】図2を参照して、アクチュエータ10を詳
述する。図2の符合16は、プレス装置本体1上に固定
された円筒状のガイドであり、このガイド16に、円筒
状の前記アクチュエータ本体11が昇降自在に挿入され
ている。ガイド16の内周面とアクチュエータ本体11
の外周面とには、軸方向に延びて互いに摺動自在に嵌合
する角形スプラインが形成されており、これによってア
クチュエータ本体11はガイド16に対して軸回りに回
転不能、かつ軸方向に昇降自在となっている。
Referring to FIG. 2, the actuator 10 will be described in detail. Reference numeral 16 in FIG. 2 denotes a cylindrical guide fixed on the press device main body 1, and the cylindrical actuator main body 11 is inserted into the guide 16 so as to be able to move up and down. Inner peripheral surface of guide 16 and actuator body 11
A rectangular spline is formed on the outer peripheral surface of the actuator body 11 so as to extend in the axial direction and slidably engage with each other, so that the actuator body 11 cannot rotate around the axis with respect to the guide 16 and moves up and down in the axial direction. It is free.

【0015】アクチュエータ本体11は、その上端部が
ボールねじ機構17に連結されている。このボールねじ
機構17は、ボールねじ18と、このボールねじ18に
図示せぬボールを介して螺合するボールねじナット19
とから構成され、ボールねじナット19がアクチュエー
タ本体11の上端部に嵌合されて一体的に固定されてい
る。ボールねじ18は、その上端部がスラストベアリン
グ(反力受け部材)20を介してハウジング21に回転
自在に支持されている。このハウジング21は、ガイド
16に立設された複数のタイロッド22に支持されてい
る。ボールねじ18の上端部はハウジング21を貫通
し、上端に設けられたカップリング23が、サーボモー
タ13の駆動軸13aに設けられたカップリング24に
連結されている。
The actuator body 11 has an upper end connected to a ball screw mechanism 17. The ball screw mechanism 17 includes a ball screw 18 and a ball screw nut 19 screwed into the ball screw 18 via a ball (not shown).
The ball screw nut 19 is fitted to the upper end of the actuator body 11 and is integrally fixed. The upper end of the ball screw 18 is rotatably supported by a housing 21 via a thrust bearing (reaction force receiving member) 20. The housing 21 is supported by a plurality of tie rods 22 erected on the guide 16. The upper end of the ball screw 18 passes through the housing 21, and a coupling 23 provided at the upper end is connected to a coupling 24 provided on the drive shaft 13 a of the servomotor 13.

【0016】上記ボールねじ機構17によれば、サーボ
モータ13によってボールねじ18が回転することによ
り、ボールねじナット19を介してアクチュエータ本体
11がガイド16に沿って昇降する。アクチュエータ本
体11、ガイド16および加圧ラム4は同軸的に配置さ
れており、ガイド16の外径は加圧ラム4のそれよりも
大径である。換言すると、ガイド16の横断面の外周縁
が投影される範囲内(図2の線R内)に加圧ラム4が配
置されている。
According to the ball screw mechanism 17, when the ball screw 18 is rotated by the servo motor 13, the actuator body 11 moves up and down along the guide 16 via the ball screw nut 19. The actuator body 11, the guide 16 and the pressure ram 4 are coaxially arranged, and the outer diameter of the guide 16 is larger than that of the pressure ram 4. In other words, the pressing ram 4 is arranged within a range (in the line R in FIG. 2) in which the outer peripheral edge of the cross section of the guide 16 is projected.

【0017】加圧ラム4は、アクチュエータ本体11の
下端にオーバーロードプロテクタ25を介して取り付け
られている。このオーバーロードプロテクタ25は、皿
ばねと、この皿ばねに本装置に設定された最大荷重を与
圧して皿ばねを弾性変形させるとともに、皿ばねを挟ん
だ状態で加圧ラム4をアクチュエータ本体11に固定す
る固定部材(いずれも図示略)と、最大荷重を超える反
力(荷重)が負荷されて皿ばねが撓んだことを感知する
撓みセンサ26とを備え、撓みセンサが皿ばねの撓みを
感知すると、感知信号がサーボアンプ14に供給され、
サーボモータ13が停止するようになっている。加圧時
に発生する反力は、加圧ラム4からオーバーロードプロ
テクタ25、アクチュエータ本体11、ボールねじナッ
ト19、ボールねじ18の順に伝わり、スラストベアリ
ング20を経てタイロッド22に支持されているハウジ
ング21に伝わり、サーボモータ13には伝達しないよ
うになっている。
The pressure ram 4 is attached to the lower end of the actuator body 11 via an overload protector 25. The overload protector 25 applies a maximum load set to the disc spring to the disc spring and applies a maximum load to the disc spring to elastically deform the disc spring. And a flexure sensor 26 for detecting that a contra-force (load) exceeding the maximum load is applied to the disc spring and that the flex sensor is bent. Is detected, a sensing signal is supplied to the servo amplifier 14,
The servo motor 13 stops. The reaction force generated at the time of pressurization is transmitted from the pressurization ram 4 to the overload protector 25, the actuator body 11, the ball screw nut 19, and the ball screw 18 in this order, and passes through the thrust bearing 20 to the housing 21 supported by the tie rod 22. And is not transmitted to the servo motor 13.

【0018】また、1つのタイロッド22には、ボール
ねじナット19の位置を検知してアクチュエータ本体1
1の下降側および上昇側のオーバーランを防止する上下
一対のオーバーランセンサ27が設けられている。この
オーバーランセンサ27によりアクチュエータ本体11
のオーバーランが検知されると、その検知信号はサーボ
アンプ14に供給され、サーボモータ13が停止するよ
うになっている。
The tie rod 22 detects the position of the ball screw nut 19 and detects the position of the ball screw nut 19.
A pair of upper and lower overrun sensors 27 are provided for preventing overruns on the descending side and the ascending side. The overrun sensor 27 allows the actuator body 11
Is detected, the detection signal is supplied to the servo amplifier 14 and the servo motor 13 stops.

【0019】次に、上記アクチュエータ10の好適な制
御方法およびそれに基づく作用を説明する。この制御
は、ワークを塑性加工させる場合である。サーボモータ
13の回転数および回転速度を制御するサーボアンプ1
4に、1サイクル(下降−加圧−上昇)に要する次のパ
ラメータを設定する。 アクチュエータ本体11のストロークエンドである下
死点。この下死点を、上型5が下型6に型当たりする実
際の下死点よりも僅かに下方に設定する。 アクチュエータ本体11が実際の下死点に至ってから
サーボモータ13の電流値が増大して加圧トルクを与え
る保持時間。 アクチュエータ本体11の実際の下死点の直前位置で
ある減速位置と加速位置。 アクチュエータ本体11の昇降速度
Next, a preferred control method of the actuator 10 and an operation based on the method will be described. This control is performed when the work is plastically worked. Servo amplifier 1 for controlling the rotation speed and rotation speed of servo motor 13
In step 4, the following parameters required for one cycle (down-press-up) are set. Bottom dead center, which is the stroke end of the actuator body 11. The bottom dead center is set slightly lower than the actual bottom dead center where the upper mold 5 hits the lower mold 6. The holding time during which the current value of the servomotor 13 increases and the pressing torque is applied after the actuator body 11 reaches the actual bottom dead center. The deceleration position and the acceleration position, which are positions immediately before the actual bottom dead center of the actuator body 11. Elevating speed of actuator body 11

【0020】図3は、本制御によるアクチュエータ本体
11および加圧ラム4の位置と時間との関係を示してい
る。まず、シーケンサ15からの上位指令により開始信
号がサーボアンプ14に入力されると、サーボモータ1
3が回転してアクチュエータ本体11が加圧ラム4を開
始/終了位置である待機位置から高速で下降させる。減
速位置まで下降すると低速に変速してさらに下降し、上
型5が下型6に当たって加圧ラム4は停止する。サーボ
モータ13は、設定下死点まで加圧ラム4が下降するよ
うに回転しようとするが、型当たりして下降は不可能な
ので、電流値が増大して加圧トルクが発生する。これに
より、上下の金型に挟まれたワークが加工される。
FIG. 3 shows the relationship between the position of the actuator body 11 and the pressure ram 4 and the time according to this control. First, when a start signal is input to the servo amplifier 14 by a host command from the sequencer 15, the servo motor 1
3, the actuator body 11 lowers the pressure ram 4 at a high speed from a standby position, which is a start / end position. When it is lowered to the deceleration position, the speed is changed to a low speed and further lowered, and the upper die 5 hits the lower die 6 and the pressing ram 4 stops. The servo motor 13 attempts to rotate so that the pressurizing ram 4 moves down to the set bottom dead center, but cannot press down due to the mold, so that the current value increases and pressurizing torque is generated. Thereby, the workpiece sandwiched between the upper and lower molds is processed.

【0021】このときのサーボモータ13の電流値は、
アクチュエータ本体11の設定下死点に応じて制限され
るものであり、その電流値になるまでサーボモータ13
は回転しようとすることから一定の加圧トルクが発生す
る。加圧トルクは、制限される電流値すなわち設定下死
点によって適宜に変更可能である。設定した保持時間が
経過したら、サーボモータ13を逆回転させて加圧ラム
4を加圧トルクが解除される加速位置まで低速で上昇さ
せ、この後、待機位置まで高速で上昇させる。なお、加
圧時以外のアクチュエータ本体11の昇降時には、サー
ボモータ13の全トルクを出力させることができる。
The current value of the servo motor 13 at this time is
It is limited according to the set bottom dead center of the actuator body 11, and the servo motor 13
Generates a certain pressurizing torque because it is about to rotate. The pressurizing torque can be appropriately changed according to the current value to be limited, that is, the set bottom dead center. After the set holding time has elapsed, the servo motor 13 is rotated in the reverse direction to raise the pressure ram 4 at a low speed to an acceleration position where the pressure torque is released, and then to a high speed to the standby position. In addition, when the actuator body 11 is moved up and down other than during pressurization, the entire torque of the servo motor 13 can be output.

【0022】上記制御方法によれば、待機位置から金型
が型当たりする下死点直前までの往復動が高速なので、
1サイクル中の加圧以外に要する作動時間を短くするこ
とができる。その結果、稼働効率の向上が図られる。ま
た、アクチュエータ本体11の設定下死点および保持時
間を適宜に設定することにより、最低限の荷重で加圧す
ることができる。その結果、荷重ロスが少なく金型への
負担が軽減され、金型の使用寿命を延ばすことができ
る。さらに、型当たりする際、加圧ラム4は低速で下降
しているので、上下の金型5,6どうしの打撃音が抑え
られ、かつ、これら金型5,6の損傷が防止される。
According to the above control method, since the reciprocating movement from the standby position to immediately before the bottom dead center where the mold contacts the mold is high speed,
The operation time required for other than pressurization in one cycle can be shortened. As a result, operation efficiency is improved. In addition, by appropriately setting the set bottom dead center and the holding time of the actuator main body 11, it is possible to apply pressure with a minimum load. As a result, the load on the mold is reduced with less load loss, and the service life of the mold can be extended. Further, since the pressing ram 4 is moving down at a low speed when the dies are in contact with each other, the impact sound between the upper and lower dies 5, 6 is suppressed, and the dies 5, 6 are prevented from being damaged.

【0023】次に、上記アクチュエータ10の構成上の
作用効果を述べる。まず、アクチュエータ本体11を昇
降させる駆動源として、回転数や回転角度を的確に制御
することができるサーボモータ13を使用しているの
で、アクチュエータ本体11の位置や速度を、容易かつ
高精度に制御することができる。したがって、適切な速
度でワークの加工を行うことができる。
Next, the operational effects of the structure of the actuator 10 will be described. First, since the servomotor 13 capable of accurately controlling the number of rotations and the rotation angle is used as a drive source for raising and lowering the actuator body 11, the position and speed of the actuator body 11 can be controlled easily and with high precision. can do. Therefore, the workpiece can be processed at an appropriate speed.

【0024】また、ガイド16の横断面の外周縁が投影
される範囲内に加圧ラム4が配置されているので、加圧
時に生じる反力の発生位置が加圧ラム4に対して偏心し
ていても、その反力はガイド16の外周縁内に指向する
ことになり、その偏心荷重はガイド16で受けられる。
したがって、アクチュエータ本体11やボールねじ1
8、あるいは荷重を受ける他の部品への偏った負荷や、
これに伴う変形が抑えられ、装置の寿命が長くなる。さ
らに、加圧時に発生する反力は、スラストベアリング2
0で遮断されてサーボモータ13には伝達しないので、
サーボモータ13の動作に支障が生じたり駆動軸13a
等が損傷したりするおそれがない。
Further, since the pressing ram 4 is disposed within a range where the outer peripheral edge of the cross section of the guide 16 is projected, the position where the reaction force generated at the time of pressing is eccentric to the pressing ram 4 is eccentric. However, the reaction force is directed into the outer peripheral edge of the guide 16, and the eccentric load is received by the guide 16.
Therefore, the actuator body 11 and the ball screw 1
8, or biased loading on other parts that receive the load,
The deformation accompanying this is suppressed, and the life of the device is prolonged. Further, the reaction force generated at the time of pressurization is determined by the thrust bearing 2
Since it is interrupted at 0 and does not transmit to the servo motor 13,
If the operation of the servo motor 13 is hindered or the drive shaft 13a
There is no danger of damages.

【0025】上記制御は、加圧トルクを要する塑性加工
の場合に好適な例であり、本実施形態のアクチュエータ
10では、例えば薄板の切断加工にも応用できる。その
場合には、電流値の設定すなわち電流制御は行う必要は
なく、切断レベルのやや下方に下死点を設定し、実際に
その設定下死点まで加圧ラム4を下降させる位置制御
と、速度制御が行われる。
The above control is a preferred example in the case of plastic working requiring a pressurizing torque, and the actuator 10 of the present embodiment can be applied to, for example, cutting of a thin plate. In this case, there is no need to set the current value, that is, to perform the current control, but to set the bottom dead center slightly below the cutting level and actually lower the pressure ram 4 to the set bottom dead center; Speed control is performed.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータで作動するボールねじ機構によって加圧ラムを直
接往復動させる構成とし、アクチュエータ本体の設定下
死点に応じたモータ電流値によって加圧トルクを適宜に
制御するようにしたので、荷重ロスが少なく金型への負
担が軽減されることにより金型の使用寿命を延ばすこと
ができるとともに、1サイクルの中で要するアクチュエ
ータの移動時間を短縮して稼働効率の向上が図られると
いった効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
The pressure ram is reciprocated directly by a ball screw mechanism operated by a motor, and the pressure torque is appropriately controlled by the motor current value according to the set bottom dead center of the actuator body, so load loss is small. By reducing the load on the mold, it is possible to extend the service life of the mold, and to shorten the moving time of the actuator required in one cycle to improve the operation efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係るアクチュエータが
適用されたプレス装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a press device to which an actuator according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】 本発明の一実施形態に係るアクチュエータの
一部断面側面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of an actuator according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施形態に係る制御方法によって
作動するアクチュエータの位置と時間との関係を示す線
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a position of an actuator operated by a control method according to an embodiment of the present invention and time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4…加圧ラム 10…アクチュエータ 11…アクチュエータ本体 13…サーボモータ(モータ) 14…サーボアンプ(電源、制御手段) 16…ガイド 17…ボールねじ機構 18…ボールねじ 19…ボールねじナット 20…スラストベアリング(反力受け部材) 4 ... Pressure ram 10 ... Actuator 11 ... Actuator body 13 ... Servo motor (motor) 14 ... Servo amplifier (power supply, control means) 16 ... Guide 17 ... Ball screw mechanism 18 ... Ball screw 19 ... Ball screw nut 20 ... Thrust bearing (Reaction force receiving member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E088 AB04 BA01 BA10 EA05 EA06 4E089 EA01 EB01 EB02 ED02 FC01 FC03 4E090 AA01 AB01 BA02 CC04 HA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4E088 AB04 BA01 BA10 EA05 EA06 4E089 EA01 EB01 EB02 ED02 FC01 FC03 4E090 AA01 AB01 BA02 CC04 HA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プレス装置の加圧ラムを往復動させるア
クチュエータであって、 ボールねじにボールねじナットが螺合されてなるボール
ねじ機構と、 前記ボールねじを回転駆動し、その回転数が任意に設定
可能なモータと、 前記ボールねじナットと一体に結合されることにより、
ボールねじナットとともに往復動自在とされ、その先端
に前記加圧ラムが取り付けられるアクチュエータ本体
と、 このアクチュエータ本体の往復動をガイドするガイド
と、 前記モータに電気を供給する電源と、 前記モータの電流値および前記アクチュエータ本体の位
置を制御する制御手段とを備えることを特徴とするプレ
ス装置用アクチュエータ。
An actuator for reciprocating a pressurizing ram of a press device, comprising: a ball screw mechanism in which a ball screw nut is screwed into a ball screw; By being integrally connected with the motor that can be set to
An actuator body reciprocally movable with the ball screw nut, the tip of which is attached with the pressurizing ram; a guide for guiding the reciprocating movement of the actuator body; a power supply for supplying electricity to the motor; Control means for controlling a value and a position of the actuator main body.
【請求項2】 前記モータはサーボモータであることを
特徴とする請求項1に記載のプレス装置用アクチュエー
タ。
2. The actuator according to claim 1, wherein the motor is a servomotor.
【請求項3】 前記ガイドは、前記アクチュエータ本体
の周囲に同軸的に配される筒状体であって、その横断面
の外周縁が投影される範囲内に前記加圧ラムが配置され
ていることを特徴とする請求項1または2に記載のプレ
ス装置用アクチュエータ。
3. The guide is a cylindrical body coaxially arranged around the actuator body, and the pressing ram is arranged within a range in which an outer peripheral edge of a cross section thereof is projected. 3. The actuator for a press device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記モータと前記ボールねじとの間に、
前記加圧ラムから受ける反力の全てを前記ボールねじか
ら受け、かつ、前記モータへの反力の伝達を遮断する反
力受け部材が介在されていることを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載のプレス装置用アクチュエータ。
4. Between the motor and the ball screw,
2. A reaction force receiving member that receives all of the reaction force received from the pressure ram from the ball screw and blocks transmission of the reaction force to the motor is interposed.
4. The actuator for a press device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 請求項1に記載のプレス装置用アクチュ
エータの制御方法であって、 前記アクチュエータ本体のストロークエンドである設定
下死点を、金型が型当たりする実際の下死点を越えた位
置に設定し、 実際の下死点に至ってから、前記モータが前記設定下死
点に応じた電流値になるまで回転しようとして発生する
加圧トルクの保持時間を設定し、 さらに、実際の下死点の直前に、減速位置および加速位
置を設定し、 アクチュエータ本体を、開始/終了位置である待機位置
から前記減速位置まで高速で往動させた後、実際の下死
点まで低速で往動させ、この下死点から、前記設定下死
点までさらに往動するようにモータを駆動して一定の加
圧トルクを発生させ、前記保持時間が経過したら、モー
タを逆回転させて前記加速位置まで低速で復動させ、こ
の後、待機位置まで高速で復動させることを特徴とする
プレス装置用アクチュエータの制御方法。
5. The method of controlling an actuator for a press device according to claim 1, wherein a set bottom dead center, which is a stroke end of the actuator body, exceeds an actual bottom dead center at which the mold hits the mold. Position, and sets the holding time of the pressurizing torque generated when the motor tries to rotate until reaching the current value corresponding to the set bottom dead center after reaching the actual bottom dead center. Immediately before the dead center, the deceleration position and the acceleration position are set, and the actuator body is moved at high speed from the standby position, which is the start / end position, to the deceleration position, and then moved forward at low speed to the actual bottom dead center. Then, the motor is driven so as to further move from the bottom dead center to the set bottom dead center to generate a constant pressurizing torque. Till low In moved backward, then the control method of the pressing device actuator for causing the backward at high speed to the standby position.
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