專利名稱：搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以線性電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的沖床等沖壓機(jī)械。
技術(shù)背景在沖床等沖壓機(jī)械中，在使沖壓模具進(jìn)退的沖壓驅(qū)動(dòng)源中， 一般 有使用旋轉(zhuǎn)型的電氣電動(dòng)機(jī)通過曲柄機(jī)構(gòu)等變換為平移運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)、 或使用油壓缸的結(jié)構(gòu)。提出了使用伺服電動(dòng)機(jī)作為電氣電動(dòng)機(jī)、改變 行程中途的沖頭速度的技術(shù)(例如專利文獻(xiàn)1)。但是，由于使用旋 轉(zhuǎn)型的電氣電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)需要變換為平移運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)變得 復(fù)雜。此外，由于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為平移運(yùn)動(dòng)，所以存在空轉(zhuǎn)等，控 制性也較差。使用油壓缸的結(jié)構(gòu)需要油壓單元等油壓供給系統(tǒng)，構(gòu)造 變得復(fù)雜。此外，還嘗試了將線性電動(dòng)機(jī)用于沖壓驅(qū)動(dòng)源的結(jié)構(gòu)。如果在沖 頭的驅(qū)動(dòng)中使用線性電動(dòng)機(jī)，則與使用旋轉(zhuǎn)型的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同， 不需要將旋轉(zhuǎn)變換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，部件件數(shù)較少，可以做成簡單 的構(gòu)造。專利文獻(xiàn)1日本特開平8—13S4號(hào)公報(bào) 在沖床等的沖壓加工中， 一般要求通過相同的機(jī)械進(jìn)行從需要較 大的壓力噸數(shù)的加工、至帳小的壓力噸數(shù)就足夠但要求高速加工的加 工。在通過相同的線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行這樣的壓力噸數(shù)較大差異的加工的 情況下，使用大輸出的線性電動(dòng)機(jī)，但大輸出的線性電動(dòng)機(jī)由于較大 且可動(dòng)部分的重量較重，所以難以得到高速動(dòng)作。此外，即使得到高 速動(dòng)作，電力消耗也變多，有時(shí)不能進(jìn)行高效率的動(dòng)作。大輸出的線
性電動(dòng)機(jī)在高速加工時(shí)，從振動(dòng)方面來看也有不優(yōu)選的情況。因此， 在要求高速加工的用途中使用大輸出的線性電動(dòng)機(jī)并不現(xiàn)實(shí)。此外，線性電動(dòng)機(jī)一般使用磁力較強(qiáng)的永久磁鐵，但為了通過一 個(gè)線性電動(dòng)機(jī)得到較大的推力，還有磁鐵的大小的制造界限及供給電 壓的制約等，制造較困難。在沖壓加工中，與一般的加工相比有時(shí)需 要在線性電動(dòng)機(jī)中得到較大的推力，有時(shí)通過一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)不能得 到需要的壓力噸數(shù)。因此，也有將多個(gè)線性電動(dòng)機(jī)連結(jié)使用、在進(jìn)行 小噸數(shù)的加工的情況下僅驅(qū)動(dòng)一部分的線性電動(dòng)機(jī)的方案，但連結(jié)的 非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的線性電動(dòng)機(jī)作為電阻發(fā)揮作用，電能的使用效率降低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，能夠使 用線性電動(dòng)機(jī)簡易構(gòu)成沖壓驅(qū)動(dòng)源，并且通過產(chǎn)生最適合于壓力噸數(shù) 的推力而能夠高能量效率地運(yùn)轉(zhuǎn)從大壓力噸數(shù)的加工到小壓力噸數(shù) 的高速加工。本發(fā)明的另一目的是使用多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)輸出 提升，能夠通過這些多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)平衡良好地得到平移輸出， 并且在僅通過第二線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行加工時(shí)，能夠高效率地得到小壓力 噸數(shù)的推力。本發(fā)明的又一 目的是能夠以更好的空間效率配置各線性 電動(dòng)機(jī)，形成更加緊湊的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是能夠?qū)⒏鲉挝痪€ 性電動(dòng)機(jī)做成緊湊且高效率的結(jié)構(gòu)，并且能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行單 位線性電動(dòng)機(jī)的組合。本發(fā)明的另一目的是對(duì)于要求大壓力噸數(shù)的加工、和小壓力噸數(shù) 但要求高速動(dòng)作的加工，能夠適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)能夠 進(jìn)行高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。本發(fā)明的再一 目的是能夠通過簡單的控制 進(jìn)行對(duì)應(yīng)于壓力噸數(shù)的、能量效率更好的加工。本發(fā)明的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械具備第一線性電動(dòng)機(jī)、推 力比第一線性電動(dòng)機(jī)小或相等的第二線性電動(dòng)機(jī)、將這些第一及第二 線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸相互可連結(jié)解除地連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)、以及被 第二線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸進(jìn)退驅(qū)動(dòng)的沖壓模具。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于通過線性電動(dòng)機(jī)對(duì)沖壓模具進(jìn)行進(jìn)退驅(qū)動(dòng)，所 以與使用旋轉(zhuǎn)型的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，不需要將旋轉(zhuǎn)變換為直線運(yùn)動(dòng) 的機(jī)構(gòu)，部件件數(shù)較少，能夠做成簡潔的構(gòu)造。此外，由于具備第一 線性電動(dòng)機(jī)、第二線性電動(dòng)機(jī)和將兩者連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)，所以在 要求大壓力噸數(shù)的加工中，使兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)成為連結(jié)狀態(tài)，通過驅(qū) 動(dòng)兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)，或者通過驅(qū)動(dòng)輸出較大的第一線性電動(dòng)機(jī)，能夠 進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所要求的較大的壓力噸數(shù)的加工。在通過較小的壓力噸數(shù) 就足夠的加工的情況下，使連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為連結(jié)解除狀態(tài)，通過僅 驅(qū)動(dòng)小輸出的第二線性電動(dòng)機(jī)，能夠以高速進(jìn)行低振動(dòng)的加工。在此 情況下，由于第一線性電動(dòng)機(jī)與第二線性電動(dòng)機(jī)斷開，所以第一線性 電動(dòng)機(jī)不會(huì)成為第二線性電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的阻力，能夠進(jìn)行效率較高的 運(yùn)轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，也可以是，上述第一及第二線性電動(dòng)機(jī)都是圍繞著 沖壓模具升降的沖壓加工軸中心配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)的單位 線性電動(dòng)機(jī)集合體，第二線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)比第一線 性電動(dòng)機(jī)少。這樣，通過將第一及第二線性電動(dòng)機(jī)做成單位線性電動(dòng) 機(jī)集合體，能夠使各個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)的輸出成為多個(gè)的輸出而得到 較大的輸出。此外，由于多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)圍繞沖壓加工軸中心配 置，所以能夠在配置多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)的同時(shí)平衡良好地得到平移 輸出。由于使第二線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)比第一線性電 動(dòng)機(jī)少，所以動(dòng)作部的質(zhì)量較小，在僅通過第二線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行加工 時(shí)，能夠高效率地得到小壓力噸數(shù)的推力。在這樣將第一及第二線性電動(dòng)機(jī)做成單位線性電動(dòng)機(jī)集合體的 情況下，也可以將第二單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)配置在第一 線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)的排列的內(nèi)側(cè)。由于這樣使第一線性電
動(dòng)機(jī)與第二線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)的排列同芯而做成雙層的 排列，所以能夠進(jìn)行緊湊的配置。在此情況下，由于將做成小壓力噸 數(shù)的第二線性電動(dòng)機(jī)配置在內(nèi)側(cè)，所以能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于各線性電動(dòng)機(jī) 的大小的空間效率良好的配置，能夠進(jìn)行沒有浪費(fèi)的更緊湊的配置。 在本發(fā)明中，上述單位線性電動(dòng)機(jī)也可以是圓筒型線性電動(dòng)機(jī)，該圓筒型線性電動(dòng)機(jī)具有由沿軸向交替地具有N極和S極的永久磁 鐵構(gòu)成的軸部件、以及該軸部件在內(nèi)部相對(duì)移動(dòng)自如的線圈單元。圓 筒型線性電動(dòng)機(jī)由于線圈單元位于磁鐵部件的周圍，所以能夠高效率 地利用磁場，成為緊湊且高效率的線性電動(dòng)機(jī)。在本發(fā)明中，也可以設(shè)有連結(jié)狀態(tài)，使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)， 該連結(jié)狀態(tài)，使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，在必要壓力噸數(shù)低 于設(shè)定壓力噸數(shù)時(shí)，使上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為連結(jié)解除狀態(tài)，并且僅 驅(qū)動(dòng)第二線性電動(dòng)機(jī)，在必要壓力噸數(shù)為設(shè)定壓力噸數(shù)以上時(shí)，使上 述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為連結(jié)狀態(tài)，來使第一線性電動(dòng)機(jī)與第二線性電動(dòng) 機(jī)協(xié)同地驅(qū)動(dòng)。在這樣設(shè)置連結(jié)狀態(tài)，使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)、進(jìn) 行對(duì)應(yīng)于必要壓力噸數(shù)的兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)的連結(jié)及驅(qū)動(dòng)的控制的情 況下，對(duì)于要求大壓力噸數(shù)的加工和小壓力噸數(shù)且要求高速動(dòng)作的加 工，能夠適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)而進(jìn)行高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，在第一或第二線性電動(dòng)機(jī)由多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)構(gòu) 成的情況下，也可以設(shè)置有選擇地驅(qū)動(dòng)這些多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)中的 一部分的單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)。通過僅驅(qū)動(dòng)一部分的單位線性電動(dòng)機(jī)，能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于壓力噸數(shù)的能量效率較 高的加工。由于本發(fā)明的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械具備第一線性電動(dòng) 機(jī)、推力比第一線性電動(dòng)機(jī)小或相等的第二線性電動(dòng)機(jī)、將這些第一 及第二線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸相互可連結(jié)解除地連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)、 以及被第二線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸進(jìn)退驅(qū)動(dòng)的沖壓模具，所以能夠利用
線性電動(dòng)機(jī)使沖壓驅(qū)動(dòng)源成為簡單的結(jié)構(gòu)，此外，通過產(chǎn)生最適合于 壓力噸數(shù)的推力，能夠高能量效率地運(yùn)轉(zhuǎn)從大壓力噸數(shù)的加工到小壓 力噸數(shù)的高速加工。上述第一及第二線性電動(dòng)機(jī)都是圍繞著沖壓模具升降的沖壓加 工軸中心配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)集合體。此 外，能夠通過多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)平衡良好地得到平移輸出，并且在 僅通過第二線性電動(dòng)機(jī)進(jìn)行加工時(shí)，能夠高效率地得到小壓力噸數(shù)的 推力。在這樣將第一及第二線性電動(dòng)機(jī)做成單位線性電動(dòng)機(jī)集合體的 情況下，在將第二單位線性電動(dòng)機(jī)配置在第一線性電動(dòng)機(jī)的單位線性 電動(dòng)機(jī)的排列的內(nèi)側(cè)的情況下，能夠空間效率更好地配置各線性電動(dòng) 機(jī)，能夠做成更緊湊的結(jié)構(gòu)。在上述單位線性電動(dòng)機(jī)是具有由沿軸向交替地具有N極和S極 的永久磁鐵構(gòu)成的軸部件、以及該軸部件在內(nèi)部相對(duì)移動(dòng)自如的線圈 單元的圓筒型線性電動(dòng)機(jī)的情況下，能夠形成各單位線性電動(dòng)機(jī)成為 緊湊且高效率的結(jié)構(gòu)，并且能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行多個(gè)單位線性電 動(dòng)機(jī)的組合。在本發(fā)明中，在設(shè)有連結(jié)狀態(tài)"使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)，該連 結(jié)狀態(tài)'使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，在必要壓力噸數(shù)低于設(shè) 定壓力噸數(shù)時(shí)，使上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為連結(jié)解除狀態(tài)，并且僅驅(qū)動(dòng) 第二線性電動(dòng)機(jī)，在必要壓力噸數(shù)為設(shè)定壓力噸數(shù)以上時(shí)，使上述連 結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為連結(jié)狀態(tài)，來使第一線性電動(dòng)機(jī)與第二線性電動(dòng)機(jī)協(xié) 同地驅(qū)動(dòng)的情況下，對(duì)于要求大壓力噸數(shù)的加工和小壓力噸數(shù)且要求 高速動(dòng)作的加工，能夠適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)而進(jìn)行高效率的運(yùn) 轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，在設(shè)有對(duì)于上述第一或第二線性電動(dòng)機(jī)有選擇地驅(qū) 動(dòng)多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)中的一部分的單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電
動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)的情況下，能夠通過簡單的控制進(jìn)行對(duì)應(yīng)于壓力噸 數(shù)的能量效率較高的加工。


圖1是將有關(guān)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓 機(jī)械的側(cè)視圖及其控制系統(tǒng)的框圖進(jìn)行組合表示的說明圖。圖2是表示該沖壓機(jī)械的第一及第二線性電動(dòng)機(jī)的關(guān)系的概略立 體圖。圖3是表示該沖壓機(jī)械的第一及第二線性電動(dòng)機(jī)的設(shè)置部分的放 大剖斷側(cè)視圖。圖4是表示該沖壓機(jī)械的第一及第二線性電動(dòng)機(jī)的設(shè)置部分的放 大剖斷正視圖。圖5是表示第一線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)的放大剖視圖。 圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械的第一及第二線性電動(dòng)機(jī)的設(shè)置部分的放大剖斷側(cè)視圖。圖7是表示該沖壓機(jī)械的第一及第二線性電動(dòng)機(jī)的設(shè)置部分的放大剖斷正視圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合圖1至圖5說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。該搭載有線性電動(dòng) 機(jī)的沖壓機(jī)械例如是稱作沖床，在沖壓框架1上，設(shè)置有上下一對(duì)模 具支撐體2、 3、工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)4、和沖壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5。模具支撐體2、 3由同芯地設(shè)置的上下轉(zhuǎn)塔構(gòu)成，分別在圓周方 向的多個(gè)部位上搭載有沖頭側(cè)的沖壓模具6、以及沖模側(cè)的沖壓模具 7。這些沖壓模具6、 7通過模具支撐體2、 3的旋轉(zhuǎn)而被分度到規(guī)定 的沖壓加工軸中心P。工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)4通過工件保持器8把持板材的工件W的緣部，
使工件W在工作臺(tái)9上前后左右地移動(dòng)。沖壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5具備作為沖壓驅(qū)動(dòng)源的第一線性電動(dòng)機(jī)11、和設(shè) 置在其正下方的第二線性電動(dòng)機(jī)12。這些第一及第二線性電動(dòng)機(jī)11、 12通過連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13以輸出軸可相互連結(jié)解除的方式連結(jié)。在第 二線性電動(dòng)機(jī)12的輸出軸上連結(jié)有壓頭14,通過壓頭14對(duì)沖頭側(cè) 的沖壓模具6施加用來進(jìn)行沖壓加工的下降動(dòng)作。沖壓模具6也可以 是通過彈簧部件(未圖示)上升回位的模具、或者是通過壓頭14強(qiáng) 制拉起的模具。第一線性電動(dòng)機(jī)11如圖2及圖3所示，是在沖壓加工軸中心P 的周圍的圓周上配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15的單位線性電動(dòng)機(jī)集 合體。上述多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15以等間隔、等角度排列。在圖示 的例子中，由6個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15 (15a 15f)構(gòu)成一個(gè)線性電動(dòng) 機(jī)ll。各個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15如圖5所示，是圓筒型線性電動(dòng)機(jī)，包 括通過由N極與S極交替排列的永久磁鐵構(gòu)成的軸部件23、和該軸 部件23在內(nèi)部相對(duì)地自由軸向移動(dòng)的線圈單元24。線圈單元24是 將圍繞軸部件23周圍的多個(gè)線圈25沿軸向排列在圓筒狀的單位線性 電動(dòng)機(jī)殼體27內(nèi)而構(gòu)成的。線圈單元24是定子，軸部件23是作為 單位線性電動(dòng)機(jī)15的移動(dòng)體的輸出軸。軸部件23由1根圓棒狀的部 件構(gòu)成，但也可以是將多個(gè)永久磁鐵沿軸向排列而成的結(jié)構(gòu)。各單位線性電動(dòng)機(jī)15的線圈單元24的單位線性電動(dòng)機(jī)殼體27 通過整體電動(dòng)機(jī)框架26相互固定，構(gòu)成線性電動(dòng)機(jī)11的電動(dòng)機(jī)定子。 另外，也可以不設(shè)置單獨(dú)的單位線性電動(dòng)機(jī)殼體27，而將各個(gè)單位 線性電動(dòng)機(jī)15中的線圈單元24的線圈25設(shè)置在共用的一個(gè)整體電 動(dòng)機(jī)框架26上。各單位線性電動(dòng)機(jī)15的軸部件23的兩端由上下輸出軸連結(jié)框架 28、 29相互連結(jié)，在下側(cè)的輸出軸連結(jié)框架29的中心上，設(shè)有線性
電動(dòng)機(jī)ll的輸出軸30 (圖3、圖4)。第二線性電動(dòng)機(jī)12與第一線性電動(dòng)機(jī)11同樣，由圍繞沖壓加工 軸中心P配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15的單位線性電動(dòng)機(jī)集合體構(gòu) 成。第二線性電動(dòng)機(jī)12中的單位線性電動(dòng)機(jī)15的個(gè)數(shù)設(shè)定為與第一 線性電動(dòng)機(jī)11相同或比其少，在圖示的例子中為兩個(gè)。單位線性電 動(dòng)機(jī)15的結(jié)構(gòu)與結(jié)合圖5在前面敘述的第一線性電動(dòng)機(jī)11中的單位 線性電動(dòng)機(jī)15相對(duì)比，除了輸出較小且為小型以外，其他是同樣的， 對(duì)于對(duì)應(yīng)部分賦予相同的標(biāo)號(hào)而省略其說明。另外，也可以將第一與 第二線性電動(dòng)機(jī)11、 12的單位線性電動(dòng)機(jī)15做成相同大小、相同輸 出的規(guī)格的線性電動(dòng)機(jī)。第二線性電動(dòng)機(jī)12中的各單位線性電動(dòng)機(jī)15的線圈單元24的 單位線性電動(dòng)機(jī)殼體27通過整體電動(dòng)機(jī)框架31相互固定，構(gòu)成線性 電動(dòng)機(jī)12的電動(dòng)機(jī)定子。第二線性電動(dòng)機(jī)12中的各單位線性電動(dòng)機(jī) 15的軸部件23的兩端由上下輸出軸連結(jié)框架32、 33相互連結(jié)，在 下側(cè)的輸出軸連結(jié)框架33的中心上設(shè)置線性電動(dòng)機(jī)12的輸出軸34。如圖3、圖4所示，在第一線性電動(dòng)機(jī)ll的輸出軸30上，連接 有向其下方延伸且下部為中空軸部分的連結(jié)軸36，從第二線性電動(dòng) 機(jī)12的輸出軸34向上方延伸的被連結(jié)軸37滑動(dòng)自如地嵌合在上述 連結(jié)軸36的中空軸部分中。如圖4所示，在連結(jié)軸36、被連結(jié)軸37的嵌合部分上，涉及兩 者地設(shè)有結(jié)合軸38插脫自如地嵌合的結(jié)合孔39、 40。該結(jié)合軸38 通過經(jīng)由安裝部件46設(shè)置在第一線性電動(dòng)機(jī)11側(cè)的連結(jié)軸36上的 插脫驅(qū)動(dòng)源41，相對(duì)于第二線性電動(dòng)機(jī)12側(cè)的被連結(jié)軸37的結(jié)合 孔40插脫。由這些插脫驅(qū)動(dòng)源41、結(jié)合軸38、結(jié)合孔39、 40、連 結(jié)軸36以及被連結(jié)軸37構(gòu)成上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13。插脫驅(qū)動(dòng)源41 具有電磁螺線管或壓力缸裝置等。另外，第一線性電動(dòng)機(jī)11側(cè)的連 結(jié)軸36通過銷47可擺動(dòng)地連結(jié)在輸出軸30上，通過連結(jié)軸36的自
由擺動(dòng)，將作用在連結(jié)軸36和被連結(jié)軸37的嵌合部分上的橫向的外 力卸載，來維持平滑的滑動(dòng)。如圖3所示，第二線性電動(dòng)機(jī)12的輸出軸34通過銷48擺動(dòng)自 如地連結(jié)在壓頭14上。壓頭14升降自如地嵌合在設(shè)于沖壓框架1上 的壓頭導(dǎo)引部42上。在壓頭14的下部，沿與沖壓加工軸中心P正交 的方向移動(dòng)自如地設(shè)有撞擊器43，通過位移驅(qū)動(dòng)源44能夠變更撞擊 器43相對(duì)于壓頭14的中心的位置。通過該撞擊器43，沖頭側(cè)的沖 壓模具6被下推驅(qū)動(dòng)。另外，撞擊器43如該圖所示，在沖壓模具6具有多個(gè)升降自如 的單個(gè)模具6a的情況下，設(shè)計(jì)為能夠有選擇地驅(qū)動(dòng)單個(gè)模具6a。在 沖壓模具6不具有上述那樣的單個(gè)模具6a的情況下，不設(shè)置撞擊器 43而通過壓頭14直接驅(qū)動(dòng)沖壓模具6。在圖1中說明控制系統(tǒng)?？刂蒲b置50是控制該搭載有線性電動(dòng) 機(jī)的沖壓機(jī)械整體的裝置，具有計(jì)算機(jī)式的數(shù)值控制裝置及可編程控 制器。該控制裝置50通過運(yùn)算控制部(未圖示)執(zhí)行加工程序(未 圖示)，來控制搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，對(duì)模具支撐體2、 3的 分度驅(qū)動(dòng)源(未圖示)、工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)4的各軸的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)源、沖壓 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5中的第一、第二線性電動(dòng)機(jī)11、 12、連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13等 輸出控制指令。在該控制裝置50中，設(shè)有連結(jié)狀態(tài)，使用電動(dòng)機(jī)選 擇控制機(jī)構(gòu)51及單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)52。連結(jié)狀態(tài) 使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)51進(jìn)行控制，以便在需要 的壓力噸數(shù)低于設(shè)定壓力噸數(shù)時(shí)，使連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13成為連結(jié)解除 狀態(tài)，并且僅驅(qū)動(dòng)第二線性電動(dòng)機(jī)12，在需要的壓力噸數(shù)為設(shè)定壓 力噸數(shù)以上時(shí)，使連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13成為連結(jié)狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)第一線性電 動(dòng)機(jī)11及第二線性電動(dòng)機(jī)12兩者。此時(shí)，例如使第一線性電動(dòng)機(jī) 11與第二線性電動(dòng)機(jī)12同步驅(qū)動(dòng)。在連結(jié)狀態(tài) 使用電動(dòng)機(jī)選擇控 制機(jī)構(gòu)51中，需要的壓力噸數(shù)例如由記述在加工程序中的值識(shí)別，
或者根據(jù)由加工程序指定的使用沖壓模具通過規(guī)定的運(yùn)算得到。單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)52是對(duì)第一或第二線性電動(dòng)機(jī) 11、 12進(jìn)行控制以便有選擇地驅(qū)動(dòng)多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15中的一部 分的單位線性電動(dòng)機(jī)15的機(jī)構(gòu)。單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)52更 具體地講，在該例中，進(jìn)行控制，以便僅驅(qū)動(dòng)第一線性電動(dòng)機(jī)11的 單位線性電動(dòng)機(jī)15中的例如相互處于均分位置的3個(gè)或兩個(gè)單位線 性電動(dòng)機(jī)15。說明上述結(jié)構(gòu)的動(dòng)作。在進(jìn)行壓力噸數(shù)較大的加工的情況下，使 連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13成為其結(jié)合軸38延及嵌合到兩結(jié)合孔39、 40中的 結(jié)合狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)第一及第二線性電動(dòng)機(jī)11、 12兩者。由此，能夠通 過第一、第二線性電動(dòng)機(jī)ll、 12兩者的驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的較大的推力使 壓頭14升降，來進(jìn)行沖壓加工。也可以不對(duì)第二線性電動(dòng)機(jī)12施加 驅(qū)動(dòng)電流，而僅驅(qū)動(dòng)第一線性電動(dòng)機(jī)11來進(jìn)行沖壓加工。第一線性 電動(dòng)機(jī)11相對(duì)于第二線性電動(dòng)機(jī)12是大輸出的電動(dòng)機(jī)，由此也能夠 進(jìn)行較大的壓力噸數(shù)的加工。在進(jìn)行壓力噸數(shù)較小的加工的情況下，將其結(jié)合軸38從結(jié)合孔 40拔出而使連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13成為非結(jié)合狀態(tài)，僅驅(qū)動(dòng)第二線性電動(dòng) 機(jī)12。由此，能夠僅通過小輸出的第二線性電動(dòng)機(jī)12進(jìn)行沖壓加工， 能夠使壓頭14高速升降來進(jìn)行加工。此時(shí)，由于第一線性電動(dòng)機(jī)ll 的輸出軸30與第二線性電動(dòng)機(jī)12斷開，所以第一線性電動(dòng)機(jī)11的 可動(dòng)部分不會(huì)成為對(duì)于第二線性電動(dòng)機(jī)12的驅(qū)動(dòng)的阻力或帶來慣性 的原因。因此，能夠進(jìn)行高效率的加工。此外，在能夠進(jìn)行更小壓力噸數(shù)的加工的情況下，也可以僅驅(qū)動(dòng) 第二線性電動(dòng)機(jī)12的一部分的單位線性電動(dòng)機(jī)15。如圖示的例子那 樣，在第二線性電動(dòng)機(jī)12的單位線性電動(dòng)機(jī)15的個(gè)數(shù)為兩個(gè)的情況 下，需要驅(qū)動(dòng)兩者，但在單位線性電動(dòng)機(jī)15為4個(gè)以上的情況下， 通過單位線性電動(dòng)機(jī)15的有選擇的驅(qū)動(dòng)，能夠節(jié)省消耗能量。在第
一線性電動(dòng)機(jī)11的驅(qū)動(dòng)中，也可以僅驅(qū)動(dòng)其一部分的單位線性電動(dòng)機(jī)15來進(jìn)行沖壓加工。上述的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13的連結(jié)狀態(tài)與連結(jié)解除狀態(tài)的選擇既可 以按每一件工件W的加工或每批次進(jìn)行變更，此外也可以在一件工 件W的加工中途進(jìn)行變更。由于通過線性電動(dòng)機(jī)ll、 12進(jìn)退驅(qū)動(dòng)沖壓模具6，所以該結(jié)構(gòu)的 搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械與使用旋轉(zhuǎn)型的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，不 需要將旋轉(zhuǎn)變換為平移運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，部件件數(shù)較少，能夠做成簡潔的 構(gòu)造。此外，由于設(shè)有第一線性電動(dòng)機(jī)11和第二線性電動(dòng)機(jī)12、并 具備將兩者可連結(jié)解除地連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)13，所以能夠產(chǎn)生最 適合于壓力噸數(shù)的沒有過量與不足的推力，能夠通過1臺(tái)搭載有線性 電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械高效率地進(jìn)行從需要大壓力噸數(shù)的加工到小壓力 噸數(shù)的高速加工。第一、第二線性電動(dòng)機(jī)11、 12由于做成了單位線性電動(dòng)機(jī)15的 集合體，所以能夠使各個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15的輸出中的多個(gè)作為本 身的輸出，從而得到較大的輸出。此外，由于多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī) 15配置在沖壓加工軸中心P的周圍，所以能夠在設(shè)置多個(gè)單位線性 電動(dòng)機(jī)15的同時(shí)平衡良好地得到平移輸出。對(duì)于第二線性電動(dòng)機(jī)12， 由于使單位線性電動(dòng)機(jī)15為比第一線性電動(dòng)機(jī)11少的個(gè)數(shù)，所以在 僅通過第二線性電動(dòng)機(jī)12進(jìn)行加工時(shí)，能夠高效率地得到小壓力噸 數(shù)的推力。在設(shè)有連結(jié)狀態(tài) 使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)51并對(duì)應(yīng)于必要壓 力噸數(shù)進(jìn)行兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)11、 12的連結(jié)及驅(qū)動(dòng)的控制的情況下， 對(duì)于要求大壓力噸數(shù)的加工和小壓力噸數(shù)并要求高速動(dòng)作的加工，能 夠適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)兩個(gè)線性電動(dòng)機(jī)11、 12，從而進(jìn)行效率良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。 此外，在設(shè)有單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)52并且對(duì)第一或第二線 性電動(dòng)機(jī)11、 12有選擇地驅(qū)動(dòng)多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)15中的一部分的 單位線性電動(dòng)機(jī)15的情況下，通過僅驅(qū)動(dòng)一部分的單位線性電動(dòng)機(jī) 15，能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于壓力噸數(shù)的能量效率較高的加工。圖6、圖7表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式。該實(shí)施方式將第二線性 電動(dòng)機(jī)12的各單位線性電動(dòng)機(jī)15排列在第一線性電動(dòng)機(jī)11的單位 線性電動(dòng)機(jī)15的排列的內(nèi)側(cè)。其他結(jié)構(gòu)與圖1 圖5所示的第一實(shí) 施方式相同，所以對(duì)于對(duì)應(yīng)部分賦予相同的標(biāo)號(hào)而省略重復(fù)的說明。在這樣使第一線性電動(dòng)機(jī)11與第二線性電動(dòng)機(jī)12的單位線性電 動(dòng)機(jī)15的排列為同芯且雙層排列的情況下，能夠進(jìn)行更緊湊的配置。 在此情況下，由于將作為小壓力噸數(shù)的第二線性電動(dòng)機(jī)12配置在內(nèi) 側(cè)，所以能夠?qū)?yīng)于各線性電動(dòng)機(jī)11、 12的大小進(jìn)行空間效率良好 的配置，能夠進(jìn)行沒有浪費(fèi)的更緊湊的配置。另外，在上述實(shí)施方式中，說明了應(yīng)用到?jīng)_床中的情況，但本發(fā) 明能夠普遍地應(yīng)用到?jīng)_壓機(jī)械中，例如也可以應(yīng)用到壓彎機(jī)等中。
權(quán)利要求
1、一種搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，其特征在于，具備第一線性電動(dòng)機(jī)、推力比第一線性電動(dòng)機(jī)小或相等的第二線性電動(dòng)機(jī)、將這些第一及第二線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸相互可連結(jié)解除地連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)、以及被第二線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸進(jìn)退驅(qū)動(dòng)的沖壓模具。
2、 如權(quán)利要求1所述的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，其特征 在于，上述第一及第二線性電動(dòng)機(jī)都是圍繞著沖壓模具升降的沖壓加 工軸中心配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)集合體，第二 線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)比第一線性電動(dòng)機(jī)少。
3、 如權(quán)利要求1所述的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，其特征 在于，上述第一及第二線性電動(dòng)機(jī)都是圍繞著沖壓模具升降的沖壓加 工軸中心配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)集合體，將第 二單位線性電動(dòng)機(jī)的單位線性電動(dòng)機(jī)配置在第一線性電動(dòng)機(jī)的單位 線性電動(dòng)機(jī)的排列的內(nèi)側(cè)。
4、 如權(quán)利要求1所述的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，其特征 在于，上述單位線性電動(dòng)機(jī)是圓筒型線性電動(dòng)機(jī)，該圓筒型線性電動(dòng) 機(jī)具有由沿軸向交替地具有N極和S極的永久磁鐵構(gòu)成的軸部件、 以及該軸部件在內(nèi)部相對(duì)移動(dòng)自如的線圈單元。
5、 如權(quán)利要求1所述的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，其特征 在于，設(shè)有連結(jié)狀態(tài)，使用電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)，該連結(jié)狀態(tài)，使用 電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，在必要壓力噸數(shù)低于設(shè)定壓力噸數(shù) 時(shí)，使上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為連結(jié)解除狀態(tài)，并且僅驅(qū)動(dòng)第二線性電 動(dòng)機(jī)，在必要壓力噸數(shù)為設(shè)定壓力噸數(shù)以上時(shí)，使上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu) 成為連結(jié)狀態(tài)，來使第一線性電動(dòng)機(jī)與第二線性電動(dòng)機(jī)協(xié)同地驅(qū)動(dòng)。
6、 如權(quán)利要求2所述的搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，其特征 在于，設(shè)有單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)，該單位線性電動(dòng)機(jī)選擇控制機(jī)構(gòu)對(duì)于上述第一或第二線性電動(dòng)機(jī)有選擇地驅(qū)動(dòng)多個(gè)單位線性 電動(dòng)機(jī)中的一部分的單位線性電動(dòng)機(jī)。
7、 一種控制搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械的方法，上述搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械具備第一線性電動(dòng)機(jī)、推力比 第一線性電動(dòng)機(jī)小或相等的第二線性電動(dòng)機(jī)、將這些第一及第二線性 電動(dòng)機(jī)的輸出軸相互可連結(jié)解除地連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)、以及被第二 線性電動(dòng)機(jī)的輸出軸進(jìn)退驅(qū)動(dòng)的沖壓模具；其特征在于，上述方法為，在必要壓力噸數(shù)低于設(shè)定壓力噸數(shù)時(shí)，使上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成為 連結(jié)解除狀態(tài)，并且僅驅(qū)動(dòng)第二線性電動(dòng)機(jī)；在必要壓力噸數(shù)為設(shè)定壓力噸數(shù)以上時(shí)，使上述連結(jié)切換機(jī)構(gòu)成 為連結(jié)狀態(tài)，來使第一線性電動(dòng)機(jī)與第二線性電動(dòng)機(jī)協(xié)同地驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供搭載有線性電動(dòng)機(jī)的沖壓機(jī)械，通過產(chǎn)生最適合壓力噸數(shù)的無過量或不足的推力，能夠高能量效率地運(yùn)行從大壓力噸數(shù)的加工到小壓力噸數(shù)的高速加工。本發(fā)明具備第一線性電動(dòng)機(jī)(11)、推力比第一線性電動(dòng)機(jī)(11)小或相等的第二線性電動(dòng)機(jī)(12)、將這些第一及第二線性電動(dòng)機(jī)(11，12)的輸出軸(30，34)相互可連結(jié)解除地連結(jié)的連結(jié)切換機(jī)構(gòu)(13)。通過第二線性電動(dòng)機(jī)(12)的輸出軸(34)對(duì)沖壓模具(6)進(jìn)行進(jìn)退驅(qū)動(dòng)。第一及第二線性電動(dòng)機(jī)(11，12)是圍繞著沖壓加工軸中心(P)配置有多個(gè)單位線性電動(dòng)機(jī)(15)的單位線性電動(dòng)機(jī)集合體。第二線性電動(dòng)機(jī)(12)的單位線性電動(dòng)機(jī)(15)的個(gè)數(shù)比第一線性電動(dòng)機(jī)(11)少或相同。
文檔編號(hào)H02K41/02GK101130284SQ20071014171
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者坂本博一 申請(qǐng)人:村田機(jī)械株式會(huì)社