專利名稱：沖壓驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用肘式機構驅動沖頭的轉塔式沖壓機等用的沖壓驅動裝置。
以前的機械式沖壓機是把以固定速度回轉的飛輪的轉動通過離合器制動裝置傳遞給連桿機構，并變換成沖頭的升降動作的，在行程的過程中不能進行速度變更。
另一方面，從防止噪聲和進行高速沖壓的方面來看，在運轉過程中，沖壓的速度對噪聲影響很大。因此，在生產實際中，很希望把工件與沖壓工具相接觸時的速度和其他時間的速度控制成不同的。
這種沖壓速度的控制可用液壓式沖壓機來實現，但由于液壓式沖壓機用的是液壓系統，因而會使成本增高。在機械式的沖壓機中，若能用伺服馬達進行驅動，也是能對沖壓速度進行控制的，但要求只有伺服馬達的驅動來直接產生對工件沖壓的力則是不行的。
因此，本發明人曾提出過把肘式機械用作增力機構，驅動源使用伺服馬達，以此作為產生沖壓力的輔助裝置的方案(例如，日本專利公報特愿平6-15797號)。
但，由于這個方案中，為了把馬達的轉動傳遞給肘式機械中必需通過連桿機構和進退桿，因而有結構復雜、成本較高的問題。
本發明的目的是提供一種結構簡單、能得到較大的輸出力的肘式沖壓驅動裝置。
為了達到上述目的，本發明采取以下技術方案
本發明的沖壓驅動裝置，其特征在于它具有能自由進退的沖壓驅動用的沖頭；一端能自由轉動地連接在這沖頭上的第1桿；基端能自由轉動地被支承、第1桿的另一端能自由轉動地連接在基端和活動端之間的第2桿；使第2桿的活動端正反轉動的進退驅動裝置。
上述的進退驅動裝置由伺服馬達和送進絲杠裝置構成。送進絲杠裝置的絲杠與伺服馬達相連接，而螺母安裝在第2桿上。
所述沖壓驅動裝置還設置著能改變上述進退驅動裝置的進退移動量的移動量可變裝置。在用送進絲杠裝置和伺服馬達構成進退驅動裝置的場合下，移動量可變裝置可用如伺服馬達的控制機構構成。
使用具有上述結構的沖壓驅動裝置時，由于把第1桿連接在第2桿的基端和活動端之間，由進退驅動裝置使第2桿的活動端轉動，因而能把進退驅動裝置的驅動力根據“杠桿原理”加以增大后傳遞給沖頭驅動用的第1桿。因此，用簡單的結構就能容易地得到較大的沖壓力。
在用伺服馬達和送進絲杠裝置構成進退驅動裝置的對，由于不要在中間設置連桿機構或減速齒輪等復雜的傳動機構，因而能使結構更加簡單、能降低裝置成本。由于送進絲杠裝置其本身就能作為增力機構或減速器那樣地起作用，因而結合上述的用“杠桿原理”驅動第2桿的結構，能用更小型的伺服馬達得到大的沖壓力。
在把進退驅動裝置的進退移動量作成可變的情況下，例如，在更換工具時，為了使沖頭上升到高的位置；提高沖壓驅動時的沖裁速率，可將沖頭的上升待機位置控制設定在比通常行程的上死點低的位置上。這時，在進退驅動裝置是由上述伺服馬達和送進絲杠裝置構成的情況下，只要把伺服馬達的回轉量做成可變換的，就能使沖頭的移動量化變化，不需要附設特別的機構或零件。
本發明具有如下效果由于本發明的沖壓驅動裝置是把沖頭驅動用的第1桿連接在第2桿的基端和活動端之間，用進退驅動裝置使第2桿的活動端轉動地驅動的，因而結構簡單、容易得到較大的沖壓力。
在用伺服馬達和送進絲杠裝置構成進退驅動裝置的場合下，能減少零件數量，能使結構更簡單化；而且，通過對伺服馬達的控制，能對沖壓運轉過程中的速度變更進行控制，因此就能降低噪聲，能高速地進行沖壓。
在把進退驅動裝置的進退移動量作成可變的場合下，例如，在更換工具時，使沖頭上升到較高位置，把沖頭的上升待機位置設定成比通常行程的上死點還低，這樣就能提高沖壓速率。
以下參照附圖對本發明的實施例加以說明
圖1是表示本發明一個實施例的沖壓驅動裝置結構的側面示意圖及其控制系統的方框圖，圖2是表示采用本發明的沖壓驅動裝置的沖壓機局部剖斷側面圖。
下面，參照著圖1和圖2來說明本發明的一個實施例。沖頭1是用它的下端使沖壓工具2升降的，它通過導引構件4能沿上下方向自由進退地支承在沖壓機機架3上。驅動沖頭1升降的沖壓驅動裝置5由肘式機構6和進退驅動裝置9構成。
肘式機構6由第1桿11和第2桿12構成，第1桿11的下端用銷10能自由移動地與沖頭1的上端相連接。第2桿12的基端通過轉動支軸14能自由轉動地支承在沖壓機機架3上所設置的支點支承構件13上，第1桿11的上端通過銷15能自由轉動地連接在第2桿上的基端和活動端之間。轉動支軸14位于沖頭1的正上方。把第2桿12的轉動支軸14的中心與第1桿11的連接點間的長度a、和以這連接點到活動端與進退驅動裝置9的連接點間的長度b設定成比例1∶n。
進退驅動裝置9是與第2桿12的活動端相連接，使第2桿12往復回轉的，由伺服馬達7和送進絲杠裝置8構成。送進絲杠裝置8由絲杠8a和螺母8b構成，螺母8b通過銷16能自由回轉地安裝在第2桿12的活動端上。在這個實施例中，送進絲杠裝置8使用的是螺栓螺紋，但也可使用通常的梯形螺紋等滑動接觸螺紋。絲杠8a由聯軸器17與伺服馬達7的馬達軸相連接。伺服馬達7通過支軸19能自由上下回轉地支承在沖壓機機架3上所設置的馬達臺架18上。伺服馬達7具有脈沖編碼器等構成的位置檢測器20。
沖壓控制機構21是對伺服馬達7進行控制的機構，由計算機式的數控裝置部分和伺服控制器構成。沖壓控制機構21里設置著通常行程設定裝置22和移動量可變裝置23，移動量可變裝置23中設置著待機位置設定裝置24和提升位置設定裝置25。這些裝置21-25的結構和機能在下邊說明整體動作時加以說明。
圖2表示裝有上述的沖壓驅動裝置5的轉塔式沖壓機的一個例子。沖壓機機架3由上機架部3a、下機架部3b、喉部3c構成、側面形狀呈c字形，上下轉臺26、27能同心自由回轉地支承在上下機架部3a、3b上。這些轉臺26、27是沿圓周方向設置多個沖孔工具2和沖模工具28的，能使它的相互同步分度回轉。沖壓驅動裝置5被設置在上機架部3a上。
下面，說明上述結構的動作，當使用伺服馬達7回轉時，就使送進絲杠裝置8的螺母8b進退，由這進退使第2桿12繞著轉動支軸14轉動，隨著這轉動，使第1桿11轉動，從而使連接在第1桿11下端上的沖頭1向下方或向上方移動。即，在第2桿12從圖1所示的右側位置下降地轉動到正下方的中立角度時，使沖頭1下降；當超過中立角度向圖示的左側上升轉動時，使沖頭1也上升。因此，當使伺服馬達7正反回轉，從而使第2桿12在規定角度范圍內正反轉動時，由第2桿12正反轉動一次能使沖頭1以規定的行程升降2次。由這沖頭1的升降，沖壓工具2進行沖壓加工。也可做成使第2桿12從中立角度只朝一側的范圍內移動的。
由于這種結構的沖壓驅動裝置5是把第1桿11連接在第2桿的基端和活動端之間、使連接在活動端上的螺母8b進退的，因而伺服馬達7引起的螺母8b的送進驅動力根據“杠桿原理”被增大后傳遞給第1桿11。即由于長度a、b是按1＝n的比例分割，因而上述的送進驅動力被增大成n倍，這被增大的力加到沖頭1上。由此，只要簡單地使用第2桿12被加長的結構就能容易地得到較大的沖壓力。
另外，伺服馬達7的回轉是通過送進裝置8傳遞給第2桿12，由于送進絲杠裝置8本身又能作為增力機構或減速器而起作用，因而與用“杠桿原理”驅動第2桿12的結構相結合，就能用較小型的伺服馬達7得到大的沖壓力。而且不要通過連桿機構或減速齒輪等復雜的傳動機構，能使結構更簡單化，能使裝置的成本降低。又由于沖壓驅動裝置5能小型化，因而能容易地將整個裝置安裝在沖壓機機架3內。由于把伺服馬達21作為驅動源，因而容易控制運轉中的速度，能降低噪聲和進行高速沖壓。
在要從轉臺26上更換沖壓工具2等情況下、必需把沖壓工具2向上方較高地撥出時，只要在這時增大送進絲杠裝置8的行程就可以。即，與使用連桿機構等場合不同，只要改變伺服馬達7的回轉量就能自由地變更肘式機構6的變曲角度或沖頭1的升降行程。因而，不需要特別的能用來操作沖頭1拔出或改變行程的機械或零件，由此能使結構簡單化。
圖1所示的沖壓控制機構21是能進行下述各種控制的控制機構。即，通常行程設定裝置22是設定伺服馬達7的、與通常進行沖壓動作時的沖頭1的上死點和下死點相對應的回轉角度的記憶裝置，通常，根據加工程序的沖壓指令，回轉到上述設定的回轉角度。在使第2桿12朝中立位置兩側轉動時，設定到達上死點的進行正轉時和反轉時的兩個方向的回轉角度。
移動量可變裝置23是根據加工程序或手動輸入的指令，使伺服馬達7按照與通常的沖頭行程不同的回轉角度進行回轉的裝置。待機位置設定裝置24是例如在進行分段沖裁加工時、把沖頭1的上升待機位置設定成比通常行程的上死點還低那樣地設定馬達回轉角度。通過以這個設定角度的行程驅動沖頭1就能提高沖裁速率。提升待機位置設定裝置25是在進行更換工具等場合下，用伺服馬達7的回轉角度使沖頭1上升到較高位置地進行設定的裝置。在更換工具的場合下，通過把沖頭1提升到較高位置，使沖壓工具2被上升到轉臺26能夠回轉的位置，在沖壓工具2上升后，使轉臺26回轉，即可進行工具的更換。把規定的提升待機指令輸給沖壓控制裝置21時，由伺服馬達7的驅動就能使沖頭1提升到它的設定位置。
如上所述，這個沖壓驅動裝置5把“杠桿原理”應用在第2桿12的驅動上，用送進絲杠裝置8驅動。但第2桿12的長度分割比例n必需根據馬達容量、送進絲杠的導程、1個行程所要的時間、馬達的成本等選擇最合適的。
權利要求
1.沖壓驅動裝置，其特征在于它具有能自由進退的沖壓驅動用的沖頭；一端能自由轉動地連接在這沖頭上的第1桿；基端能自由轉動地被支承、第1桿的另一端能自由轉動地連接在基端和活動端之間的第2桿；使第2桿的活動端正反轉動的進退驅動裝置。
2.如權利要求1所述的沖壓驅動裝置，其特征在于上述的進退驅動裝置由伺服馬達和送進絲杠裝置構成，送進絲杠裝置的絲杠與伺服馬達相連接，而螺母是安裝在第2桿上的。
3.如權利要求1或2所述的沖壓驅動裝置，其特征在于它設置著改變上述進退驅動裝置的進退移動量的移動量可變裝置。
全文摘要
本發明的目的是提供一種用簡單的結構就能得到大的輸出力的肘式沖壓驅動裝置。它設置有沖壓驅動用的驅動能自由進退的沖頭的肘式機構；肘式機構具有一端能自由轉動地連接在沖頭上的第桿；基端能自由轉動地被支承的、第桿的另一端能自由轉動地連接在它的縱長方向的中間部位上的第桿。第桿的活動端與由伺服馬達驅動的送進絲杠裝置的螺母相連接。
文檔編號B21D28/20GK1126655SQ9511732
公開日1996年7月17日 申請日期1995年9月25日 優先權日1994年10月3日
發明者中沢弘, 深見靖彥 申請人:村田機械株式會社