级进模具装置用的背压装置和具有该背压装置的级进模具装置的制造方法
【专利摘要】在级进模具装置用的背压装置中，利用简单的结构来防止铁心薄板的顶起，并且在铁心薄板的冲裁时产生适当的背压。级进模具装置用的背压装置(6)具有：支承台(31)，其在级进模具装置(1)中升降自如地设置在保持从带状薄钢板(W)冲裁出的铁心薄板(2)的铁心保持部件内，铁心薄板(2)被依次载置于该支承台(31)；支承单元(32)，其支承支承台；升降用马达(33)，其借助于支承单元进行支承台的升降动作；以及控制装置(34)，其控制升降用马达的旋转动作，控制装置构成为根据级进模具装置的动作来设定用于限制升降用马达的输出扭矩的多个扭矩限制值，在铁心薄板的冲裁时，根据这多个扭矩限制值中的最大的扭矩限制值来限制输出扭矩。
【专利说明】
级进模具装置用的背压装置和具有该背压装置的级进模具装置
技术领域
[0001]本发明涉及用于制造将多个铁心薄板层叠而成的层叠铁心的级进模具装置用背压装置和具有该背压装置的级进模具装置。
【背景技术】
[0002]以电磁钢板的环带部件(带状薄钢板)为原材料，利用级进模具装置来制造旋转电机用的层叠铁心的方法正在得到普及。在级进模具装置中，对环带(hoop)部件依次进行导向孔或槽孔部、内径齿等的冲裁加工，由此连续地形成铁心薄板，最终，将冲裁出外形的铁心薄板层叠规定的张数并固定，由此制造出层叠铁心。
[0003]在层叠铁心薄板时，利用冲头(punch)冲裁出外形的各铁心薄板被依次压入冲模的下方设置的挤压环，在与上述铁心薄板的外径相同或比外径稍小的挤压环内被施加侧压，由此，在彼此紧密贴合的状态下进行层叠。作为固定该层叠状态下的铁心薄板的方法，采用下述方法:预先在各铁心薄板上形成铆接用凹凸，在层叠时进行压接并铆接结合的方法(层叠铆接法)、在级进模具装置内在环带部件的表面涂敷粘结剂、在外形冲裁的同时层叠铁心薄板使铁心薄板粘接的方法(层叠粘接法)以及对层叠后的铁心薄板照射激光进行焊接的方法等。
[0004]为了更有效地实施上述挤压环内的铁心薄板的层叠，开发出了下述这样的背压装置:在挤压环的下方侧(层叠铁心的排出侧)设置支承台，利用该支承台对最下层的铁心薄板的下表面施加向上的压力(背压)。在这种背压装置中，例如考虑增大对于铁心薄板的背压，以提高基于层叠铆接法的铆接强度，但是，增大了的背压超过基于挤压环的侧压的铁心薄板的保持力时，可能会发生挤压环(或冲模)内的铁心薄板会被支承台顶起(以下，称为“铁心薄板的顶起”。)的故障。
[0005]因此，正在开发用于避免那样的铁心薄板的顶起故障的背压装置。例如，已知下述这样的背压装置:该背压装置具有:能够升降的载置台；弹性部件(气压弹簧等)，其配置于该载置台上；以及支承板，其设置于该弹性部件的上端部，用于堆积多个铁心薄板，在利用冲头进行按压时，载置台的高度位置被固定，并且，由于冲头的按压而导致的支承板的下降而成为压缩状态的弹性部件对支承板施加与冲头的按压方向相反方向的力，由此使得背压更有效地起作用(参照专利文献I)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特许第4578272号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]可是，在上述专利文献I中记载的现有技术中，由于需要在支承台上设置用于利用气压弹簧等来支承支承板的机构，因此，存在背压装置的结构变得复杂、此外装置成本也增加这样的问题。而且，在上述现有技术中，还需要设置用于引导支承板的上下移动的引导部件等(辅助机构)，以将设置于弹性部件的上端部的支承板维持成大致水平。
[0011]本发明是鉴于这样的现有技术的课题而提出的，主要目的在于，提供级进模具装置用背压装置和具有该背压装置的级进模具装置，利用简单的结构来防止铁心薄板的顶起，并且在铁心薄板的冲裁时产生适当的背压。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]在本发明的第一方面为级进模具装置用背压装置(6)，其从间歇输送来的带状薄钢板(W)冲裁出铁心薄板(2)，将多个该铁心薄板层叠而制造出层叠铁心(3)，其特征在于，级进模具装置用背压装置(6)具有:支承台(31)，其在级进模具装置(I)中升降自如地设置在保持从所述带状薄钢板冲裁出的所述铁心薄板的铁心保持部件(22)内，所述铁心薄板被依次载置于该支承台(31);支承单元(32)，其支承所述支承台；升降用马达(33)，其借助于所述支承单元进行所述支承台的升降动作；以及控制装置(34)，其控制所述升降用马达的旋转动作，所述控制装置根据所述级进模具装置的动作来设定用于限制所述升降用马达的输出扭矩的多个扭矩限制值，在所述铁心薄板的冲裁时，根据所述多个扭矩限制值中的最大的扭矩限制值来限制所述输出扭矩。
[0014]在根据该第一方面的级进模具装置用背压装置中，能够利用简单的结构来防止由于从支承台过度地施加背压而导致的铁心薄板的顶起，并且在铁心薄板的冲裁时能够产生适当的背压。更详细地说，在不冲裁时，通过利用较低的扭矩限制值(即，能够被施加的背压)来防止铁心薄板的顶起并增大铁心薄板的冲裁时的扭矩限制值，能够进一步提高各铁心之间的紧密贴合度(即，各铁心薄板之间的固定力)，进而，能够提高层叠铁心的占空系数。
[0015]本发明的第二方面在上述第一方面的基础上，其特征在于，所述控制装置始终限制所述升降用马达的输出扭矩，所述多个扭矩限制值由所述铁心薄板的冲裁时的高扭矩限制值和除该铁心薄板的冲裁时以外的低扭矩限制值构成。
[0016]在根据该第二方面的级进模具装置用背压装置中，利用使用高扭矩限制值和低扭矩限制值的2个扭矩限制值的升降用马达的简单的控制，能够在铁心薄板的冲裁时和不冲裁时施加适当的背压。
[0017]本发明的第三方面在上述第二方面的基础上，其特征在于，所述控制装置至少在所述铁心薄板的冲裁时实施所述升降用马达的定位控制。
[0018]在根据该第三方面的级进模具装置用背压装置中，在铁心薄板的冲裁时，通过根据扭矩限制值来限制升降用马达的输出扭矩并实施定位控制，从而能够在铁心薄板的冲裁时高精度地产生适当的背压，此外，通过适当地定位支承台，能够与扭矩限制值的大小无关地防止铁心薄板的顶起。
[0019]本发明的第四方面在上述第一方面至第三方面的任意一个方面的基础上，其特征在于，所述支承单元包括滚珠丝杠(42)，该滚珠丝杠(42)通过被升降用马达驱动旋转而使所述支承台升降，所述滚珠丝杠借助在所述铁心薄板的冲裁时作用于所述支承台的向下的按压力而进行反向动作。
[0020]在根据该第四方面的级进模具装置用背压装置中，将滚珠丝杠设置成能够在支承支承台的支承单元进行反向动作(即，将直线(轴向)运动变换为旋转运动)，由此，能够在铁心冲裁时施加适当的背压，并且，利用由于冲裁时的支承台的下降而产生的滚珠丝杠的反向动作能够减轻对支承单元等的负载(缓冲冲裁载荷)。
[0021]本发明的第五方面在上述第一方面至第四方面的任意一个方面的基础上，其特征在于，所述控制装置控制所述升降用马达，使得在所述铁心薄板的冲裁时使所述支承台上升或下降。
[0022]在根据该第五方面的级进模具装置用背压装置中，根据铁心薄板的冲裁条件(铁心保持部件的侧压的大小等)来使支承台上升或下降，由此，能够在铁心薄板的冲裁时产生更适当的背压。
[0023]本发明的第六方面在上述第五方面的任意一个的基础上，其特征在于，所述控制装置对所述升降用马达进行定位控制，使得在所述铁心薄板的冲裁时使所述支承台移动至目标位置。
[0024]在根据该第六方面的级进模具装置用背压装置中，根据铁心薄板的冲裁条件来使支承台在适当的范围内上升或下降，由此，能够在铁心薄板的冲裁时产生更适当的背压。
[0025]本发明的第七方面为层叠铁心制造装置，其具有上述第一方面至第六方面中的任意一个方面所述的级进模具装置用背压装置。
[0026]发明的效果
[0027]这样，根据本发明，能够利用简单的结构来防止铁心薄板的顶起，并且在铁心薄板的冲裁时能够产生适当的背压。
【附图说明】
[0028]图1是示出本发明的具有背压装置的级进模具装置的主要部分的结构图。
[0029]图2是示出级进模具装置中的冲头的位置与曲轴的旋转角度之间的关系的说明图。
[0030]图3是示出与铁心薄板(第一张)的冲裁相关的背压装置的一系列动作的说明图。
[0031]图4是示出与铁心薄板(第二张)的冲裁相关的背压装置的一系列动作的说明图。
[0032]图5是示出搬出层叠铁心时的背压装置的动作的说明图。
[0033]图6是示出背压装置的动作的流程的流程图。
[0034]图7是示出图6中的步骤ST105的处理的流程图。
[0035]图8是示出图6中的步骤ST105的处理的变形例的流程图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0037]图1是示出本发明的具有背压装置的级进模具装置的主要部分的结构图。级进模具装置I是下述这样的装置:对由电磁钢板形成的环带部件(带状薄钢板)W进行金属冲压加工而制造出将铁心薄板2层叠多个而成的层叠铁心3。级进模具装置I主要由下述部分构成:上模4，其被设置成能够沿上下方向往复运动；下模5，其被固定于未图示的保持器上；以及背压装置6，其对在下模5层叠的铁心薄板2的下表面施加向上的压力(背压)。
[0038]上模4具有:用于冲裁环带部件W的多个冲头(图1中，仅示出外形冲裁用冲头10。)；冲头保持体11，其保持这些冲头；多个引导柱(在此，仅示出引导柱12。)，它们上下延伸，以引导冲头保持体11的升降动作；以及脱模板13，其被未图示的脱模用引导件支承成滑动自如，用于使冲裁之后的环带部件W从冲头分离。
[0039]此外，上模4的上部被固定于滑动部(未图示)，该滑动部沿上下方向往复运动(例如，以25mm?35mm左右的冲程上下移动)。在滑动部中，被上模驱动用马达15驱动的曲轴16的旋转运动经由连杆(未图示)被转换为上模4的上下方向的运动。此外，在滑动部设置有编码器17，该编码器17用于检测曲轴16的旋转相位(从曲轴16的基准旋转位置旋转的旋转角度)，并产生表示该检测结果的编码信号(以下，称为“同步信号”。)。
[0040]下模5具有:冲模20，其设有供大致圆柱状的冲头10插入的大致圆形的外形冲孔；冲模板21，其保持冲模20的周围；挤压环(铁心保持部件)22，其与冲模20的下端连接，对层叠而成的铁心薄板2施加侧压(紧固力)；冲模保持器23，其保持挤压环22，并且支承冲模板21的下表面;以及辅助板25，其支承冲模保持器23的下表面。
[0041 ]并且，在本实施方式中，作为用于保持冲裁出的铁心薄板2的铁心保持部件示出了使用了挤压环22的结构，但是，只要是至少收纳多个铁心薄板2、且被供于上述多个铁心薄板2层叠的结构，不限于挤压环22，可以使用呈大致筒状的任意的部件。此外，作为铁心保持部件，不只是以对层叠而成的铁心薄板2施加侧压为目的的部件，还可以是以利用筒孔(弓丨导孔)使铁心片排列为目的的部件，作为该孔的形状，不仅可以采用圆形，还可以与铁心薄板2的形状相对应地，采用方形、扇型、梯形、T型等各种形状。
[0042]挤压环22的内径被设定为与冲模20的内径同等的大小(设定为与内径相同、或设定为比内径稍小或稍大)，挤压环22在冲模20内对冲裁出的铁心薄板2施加规定的侧压地进行保持并利用冲头10使铁心薄板2依次向下方移动。
[0043]背压装置6主要具有:支承台31，在冲模20内冲裁出的铁心薄板2被依次载置于该支承台31;支承单元32，其从下方支承支承台31;升降用马达33，其产生用于借助于支承单元32使支承台31升降的动力;控制器(控制装置)34，其控制升降用马达33的旋转动作；以及驱动器35，其根据来自控制器34的指令来驱动升降用马达33。作为升降用马达33，可以使用伺服马达、步进马达等公知的马达。
[0044]支承台31具有平坦的上表面31a，该上表面31a在冲模20内和挤压环22内等与铁心薄板2的下表面抵接，通过向上方按压载置于上表面31a的铁心薄板2来对铁心薄板2施加背压(按压力)。支承台31能够在设定于冲模20的上端附近的上限位置至挤压环22下方的下限位置(搬出位置)之间升降。并且，层叠铁心3被推进器36(参照后述的图5(D))从移动至下模5的下方的搬出位置处的支承台31推出至输送线，然后被输送线的输送装置等输送至组装线上。
[0045]并且，在本实施方式中，作为固定各铁心薄板2的方法使用层叠铆接法，通过使形成于上下相邻的铁心薄板2的铆接用凹凸铆接结合而形成层叠铁心3。只是，不限于层叠铆接法，作为固定各铁心薄板2的方法，还可以将使用粘结剂的层叠粘接法或使用激光的激光焊接法等其他公知的方法应用于本发明的级进模具装置I。
[0046]在支承单元32上设置有沿上下方向延伸的支承轴41以及构成滚珠丝杠42的一对螺母43和丝杠轴44。支承轴41由刚性较高的轴构成，借助未图示的引导件来限制水平方向的移动。此外，支承轴41的上端部与支承台31的下部连接，另一方面，支承轴41的下端部被固定于螺母43。在此，虽然未图示，与公知的螺母相同，在螺母43的内部设置有设置于丝杠轴44上的丝杠轴侧螺纹槽，并且，还设置有螺母侧螺纹槽、用于使滚珠循环的循环通道和导风器等，其中，滚珠(硬球)以能够滚动的方式收纳于所述螺母侧螺纹槽中。丝杠轴44以其轴心成为马达旋转轴心的方式与升降用马达33的旋转轴直接连结。
[0047]根据这样的结构，在支承单元32中，利用升降用马达33的正转而使得丝杠轴44向正方向旋转时，螺母43上升，由此，固定于螺母43的支承轴41 (和支承台31)也上升。另一方面，利用升降用马达33的反转而使得丝杠轴44向相反方向旋转时，螺母43下降，由此，固定于螺母43的支承轴41也下降。
[0048]在本实施方式中，虽然形成为利用升降用马达33而使得丝杠轴44旋转的结构，但并不限定于此，也可以形成为借助升降用马达33的旋转而使得螺母旋转的结构。该情况下，支承台安装于丝杠轴上，借助螺母的旋转而使得丝杠轴沿上下方向进退移动(即，支承台上升或下降)。
[0049]升降用马达33上附设有用于检测其速度和旋转角度(位置)的、作为速度/位置检测装置的编码器51。编码器51将速度和旋转角度的检测结果作为编码器信号(以下，称为“速度/位置检测信号”。)送出至驱动器35。并且，作为升降用马达33的速度/位置检测装置，不限于编码器，也可以使用旋转变压器等其他检测装置。或者，也可以使用线位标尺(Linear scale)等速度/位置检测装置来检测螺母43的位置，并将其检测结果作为速度/位置检测信号送出至驱动器35。
[0050]控制器34从上模4侧的编码器17取得包含曲轴16的旋转相位(S卩，冲头10的升降动作的定时)信息的同步信号，根据该同步信号对驱动器35送出升降用马达33的速度指令和位置指令，由此来控制马达的旋转动作(即，支承台31的升降动作)。驱动器35根据来自控制器34的速度指令和位置指令的至少一方和来自编码器51的速度/位置检测信号(S卩，速度和位置反馈)来控制从电源(未图示)对升降用马达33施加的电流，由此来控制升降用马达33的旋转速度和停止位置(即，支承台31的升降速度和停止位置)。
[0051]此外，控制器34根据预先设定的I以上的扭矩限制值，对驱动器35送出扭矩限制指令(即，扭矩限制值)。关于扭矩限制值，可以根据从挤压环22对铁心薄板2的周面施加的压力(侧压)或铁心薄板2的厚度等、至少从防止铁心薄板2的顶起的观点出发来进行设定。驱动器35根据来自控制器34的扭矩限制指令来设定对升降用马达33施加的电流限制值，以限制升降用马达33的输出扭矩(S卩，背压装置6的背压)。关于升降用马达33的扭矩限制值，优选的是，设定为利用升降用马达33使支承台31上升的力小于冲头10的按压力。
[0052]在上述结构的级进模具装置I中，将利用冲头10冲裁出的第一张铁心薄板2载置于支承台31上。将第二张以后的铁心薄板2依次层叠于在其前面被冲裁而层叠于冲模20内的铁心薄板组上，然后依次向冲模20的下方的挤压环22内压入，以使其在规定张数的铁心薄板组(即，层叠铁心3)上彼此固定。在进行基于冲头10的冲裁时，在载置有铁心薄板2的支承台31上会产生基于冲头10的向下的按压力，但是，由于滚珠丝杠42被设置成能够进行反向动作的方式，因此，在施加有超过扭矩限制值的载荷的情况下，马达33进行反向旋转。利用该滚珠丝杠42的反向动作(S卩，支承台31的下降)，与现有技术中的气压弹簧等相同地能够获得增大背压及缓冲冲头的冲击的效果，能够减轻对于支承单元32等的负载(缓冲冲裁载荷)。关于背压装置6的结构，只要至少将滚珠丝杠设置成能够进行反向动作的方式，就不限于在此示出的结构，也可以采用其他结构。
[0053]并且，在本说明书中省略说明，在级进模具装置I中，作为与上述结构相关联的铁心薄板2的外形冲裁和层叠(固定)工序的上一工序，与现有装置相同地依次实施导向孔或槽孔部、内径齿等的冲裁加工等各工序，从而连续地形成铁心薄板2。此外，关于与级进模具装置I相关的条料排样(strip layout)(铁心薄板2的形状等)，只要能够在冲裁铁心薄板2的外形时利用背压装置6施加背压，可以应用任意的形态。
[0054]图2是示出级进模具装置中的冲头的位置与曲轴的旋转角度的关系的说明图，图3
(A)?图3(C)是示出与级进模具装置中的第一张铁心薄板的冲裁相关的背压装置的一系列动作的说明图。
[0055]图2中，纵轴是根据曲轴16的曲轴销16a的高度位置上下的冲头1的末端IOa的位置，横轴是曲轴16的旋转角度。此外，图2中所示的Tl?T5表示各点处的时刻(S卩，经过时间)。如附图所示，冲头10在I次的升降动作中，从时刻T0(曲轴旋转角度0°)处的上止点经过时刻Τ3(曲轴旋转角度180°)处的下止点然后再次在时刻Τ5处返回上止点。此外，时刻Τ2相当于冲头10的末端1a下降至环带部件W的正面的位置的时刻，时刻Τ4相当于冲头10的末端1a从下止点再次上升至环带部件W的正面的位置的时刻。
[0056]在冲头10与环带部件W抵接之后直至返回原来的位置为止的时刻Τ2?Τ4，实施冲头10对环带部件W的冲裁动作。其中，关于向铁心薄板2的冲模20内进行的冲裁，在冲头10与环带部件W抵接之后至超过下止点为止的时刻Τ2?Τ3大致完成。
[0057]并且，在本实施方式中，作为来自上述编码器17的同步信号，使用同步信号I和同步信号2，其中，同步信号I是在铁心薄板2的冲裁开始之后不久(图2中的时刻TO或Τ5)的定时从编码器17依次送出的同步信号，同步信号2是至少从冲头10到达下止点的预定时刻(参照图2中的时刻Τ3)开始在规定的时间Tz之前的定时从编码器17依次送出的同步信号。
[0058]图3(A)中，示出了冲头10的升降动作开始之前的状态，冲头10的末端1a位于上限位置(相当于图2中的时刻TO处的上止点)。此外，支承台31位于以冲模20的上端面20a为基准下降规定的长度的量后的初始位置(在此，支承台31的上限位置)。支承台31暂时在该初始位置处停止，然后，下降至用于与第一张铁心薄板2的冲裁动作相对应的冲裁位置。
[0059]图3(B)中，示出了冲头10从图3(A)的上限位置起朝向环带部件W开始下降的状态，冲头10的末端1a位于上限位置与下限位置(相当于图2中的时刻T3处的下止点)之间的位置(相当于图2中的时刻Tl处的中间点)。此外，支承台31的上表面31a位于与图3(A)相同的位置。
[0060]图3(C)中，示出了冲头10对第一张铁心薄板2的冲裁动作中途的状态，冲头10的末端1a位于下限位置(相当于图2中的时刻T3处的下止点)。此外，由于冲头10的按压而使得滚珠丝杠42进行反向动作，由此使得支承台31从上述图3(B)的位置下降。此时，支承台31的上表面31a以冲模20的上端面20a为基准，以下述的量移动至下方的位置(冲裁位置):以下限位置处的冲头10插入冲模20的深度(啮合长度)L(参照图3(C))加上铁心薄板2的厚度t而得到的长度(L+t)。
[0061]图4是示出与级进模具装置中的第二张铁心薄板的冲裁相关的背压装置的动作的说明图。
[0062]图4(A)中，示出了在第一张铁心薄板2的冲裁动作之后、冲头10再次返回到上限位置(相当于图2中的时刻T5处的上止点)的状态。另一方面，与图3(C)相同，支承台31的上表面31a位于以冲模20的上端面20a为基准的、下方L+t的量的位置。
[0063]图4(B)中，示出了冲头10从图4(A)的上限位置起再次朝向环带部件W开始下降的状态，与图3(B)相同，冲头10的末端1a位于上限位置与下限位置之间的位置。此外，支承台31的上表面31a位于与图4(A)相同的位置。
[0064]图4(C)中，示出了冲头10对第二张铁心薄板2的冲裁动作中途的状态，冲头10的末端1a与图3(C)的情况相同地位于下限位置。此外，由于冲头10的按压而使得滚珠丝杠42进行反向动作，由此使得支承台31的上表面31a从上述图4(B)的位置下降。此时，支承台31的上表面31a以冲模20的上端面20a为基准，以下述的量移动至下方的冲裁位置:将冲头10的插入深度L(参照图4(C))与两张铁心薄板2的厚度2t相加而得到的长度(L+2t)。并且，关于第三张以后的铁心薄板2的冲裁也重复与上述相同的动作。
[0065]图5(A)?(E)是示出搬出层叠铁心时的背压装置的动作的说明图。在此，图5(A)示出了与图3(A)相同的状态。然后，如上所述，在级进模具装置I中，通过重复执行图3和图4所示的动作(外形冲裁和层叠工序)，在冲模20内依次冲裁、层叠铁心薄板2。进而，冲裁出的各铁心薄板2在被施加挤压环22的侧压和背压装置6的背压的情况下，如图5(B)所示，从冲模20被依次压入挤压环22内，在挤压环22内以强有力地紧密贴合的状态被固定(在此，铆接结合)。
[0066]图5(C)示出了由规定张数的铁心薄板2彼此固定而成的铁心薄板群作为I个层叠铁心3从挤压环22的下端被排出的状态。此时，载置有层叠铁心3的支承台31处于下降至下模5的下方的搬送位置(在此，下限位置)的状态。
[0067]图5(D)中，示出了搬送位置上的支承台31上的层叠铁心3被推进器36推出至输送线(未图示)的中途的状态。层叠铁心3被推出至输送线(S卩，被从上表面31a去除)上时，支承台31再次上升并返回至初始位置。此时，如图5(E)所示，支承台31的上表面31a与被保持于挤压环22内的位于最下方的层叠铁心3的最下层的铁心薄板2的下表面抵接。由此，成为对挤压环22内的铁心薄板群再次施加背压的状态。
[0068]图6是示出背压装置的动作的流程的流程图。背压装置6被启动时，作为级进模具装置I中的冲裁开始之前的初始动作，控制器34实施以下的步骤ST1I?ST104。
[0069]关于初始动作，首先，控制器34对驱动器35送出用于将扭矩限制值设定为“低”的扭矩限制指令，驱动器35根据该扭矩限制指令来设定对升降用马达33施加的电流限制值(STlOl)0
[0070]在本实施方式中，扭矩限制值被设定为“高”和“低”的2个阶段，始终进行“高”和“低”中的任意一个阶段的扭矩限制。扭矩限制值“低”被设定为不会发生铁心薄板2的顶起的程度的值，更优选的是，被设定为不会发生铁心薄板2的顶起、且能够抑制由于挤压环22的侧压而发生的铁心薄板2的翘曲的产生的程度的值。扭矩限制值“低”只要被设定为至少能够使支承台31进行升降动作的大小即可。另一方面，扭矩限制值“高”是至少比扭矩限制值“低”更高的值。关于本实施方式的扭矩限制值“高”，在未受到冲头10的冲裁动作中的下方的按压的情况下(即，不冲裁时)，可能会发生铁心薄板2的顶起。只是，不限于此，也可以将扭矩限制值“高”设定为在不冲裁时不会发生铁心薄板2的顶起的大小。
[0071]然后，控制器34通过对驱动器35送出升降用马达33的速度指令而开始速度控制(ST102)，由此，支承台31以规定的速度上升至初始位置(ST103)。此时，在冲模20或挤压环22内不存在铁心薄板2的情况下，预先设定的上限位置(参照图3(A))成为支承台31的初始位置。另一方面，在冲模20或挤压环22内存在已经冲裁完毕的铁心薄板2的情况下，控制器34对支承台31与该铁心薄板2的下表面的抵接(冲击)进行检测，检测出该抵接的位置(参照图5(E))成为支承台31的初始位置。利用升降用马达33的负载电流能够检测支承台31与该铁心薄板2的下表面的抵接。另一方面，也可以例如在支承台31的上部设置力传感器55(参照图1)，利用该力传感器55来检测支承台31的抵接。并且，也可以使用接近传感器等其他公知的传感器来代替力传感器55，由此来检测支承台31与铁心薄板2的下表面的抵接。此外，在此，作为优选的示例，将步骤ST102的控制设定为速度控制，将步骤ST104的控制设定为定位控制，但是，各个控制也可以利用速度控制、定位控制和扭矩控制中的任意一种控制来实施。
[0072]然后，控制器34从速度控制切换为定位控制(ST104)，接着，实施外形冲裁时的背压施加动作(ST105)。对与该步骤ST105相关的动作在后面详细叙述，在步骤ST105中，将扭矩限制值设定为“高”。步骤ST105中的背压施加动作结束(S卩，层叠铁心3从挤压环22内被排出，需要搬出该层叠铁心3)时，接下来，作为级进模具装置I中的层叠铁心3的搬出动作，控制器34实施以下的步骤ST106?ST110。
[0073]关于搬出动作，首先，控制器34对驱动器35送出定位指令，由此使支承台31下降至搬出位置(ST106)。然后，控制器34对驱动器35送出用于将扭矩限制值设定为“低”的扭矩限制指令(ST107)，进而，对驱动器35送出速度指令，由此再次开始速度控制(ST108)。由此，支承台31以规定的速度上升至初始位置(ST109)。此时，控制器34对支承台31与已经冲裁完毕的铁心薄板2的下表面的抵接(冲击)进行检测，从而以该抵接位置作为初始位置。
[0074]然后，控制器34从速度控制切换为定位控制(STl10)。在此，在所有的铁心薄板2的冲裁尚未结束的情况下(ST111:否)，再次返回步骤ST105重复执行上述的各步骤。最终，所有的铁心薄板2的冲裁结束时(ST111:是)，背压装置6的一系列动作也结束。并且，作为优选的示例，将步骤ST108的控制设定为速度控制，将步骤STl 10的控制设定为定位控制，但是，利用速度控制、定位控制和扭矩控制中的任意一种控制也可以进行各个控制。
[0075]图7是示出图6中的步骤ST105的处理的流程图。在级进模具装置I中，铁心薄板2的冲裁开始时，控制器34成为等待接收来自上模4侧的编码器17的同步信号2的状态(ST201)。
[0076]然后，控制器34接收到同步信号2时(ST201:是)，控制器34对驱动器35送出用于将扭矩限制值设定为“高”的扭矩限制指令，驱动器35根据该扭矩限制指令来设定对升降用马达33施加的电流限制值(ST202)。接着，控制器34判断为从接收到同步信号I开始经过了预先设定的时间(至冲头1到达下止点为止的时间)Ty时(ST203:是)，将该时刻的支承台31的位置确定(存储)为到达冲头10的下止点时的位置(以下，称为“位置A')(ST204)。
[0077]然后，控制器34对驱动器35送出用于将扭矩限制值设定为“低”的扭矩制限指令(ST205)，接下来，对驱动器35送出升降用马达33的定位指令，由此，在支承台31发生了从位置A偏离的情况下，使支承台31移动至位置A(ST206)。重复执行上述步骤ST201?ST206的动作直至各层叠铁心3从挤压环22被排出的定时到来为止(ST207:是)。控制器34根据支承台31是否到达了预先设定的能够搬出位置而对步骤ST207中的排出层叠铁心3的定时进行判定。
[0078]图8是示出图6中的步骤ST105的处理的变形例的流程图。在级进模具装置I中，铁心薄板2的冲裁开始时，控制器34成为等待接收来自上模4侧的编码器17的同步信号2的状态(ST301)。
[0079]然后，控制器34接收到同步信号2时(ST301:Yes)，控制器34对驱动器35送出用于将扭矩限制值设定为“高”的扭矩限制指令(ST302)。接着，控制器34对驱动器35送出用于使支承台31移动至预先设定的位置B(目标位置)的定位指令(ST303)。
[0080]然后，支承台31根据步骤ST302的定位指令移动至预先设定的位置B(ST304)。并且，可以以下述方式来设定上述时间Tz:使得在冲头10到达下止点时，支承台31位于向位置B移动的中途。即，图7中，在支承台31停止的状态下，冲头10到达下止点，但是，在图8的变形例中，在支承台31上升或下降的状态下，冲头10到达下止点。由此，背压装置6能够在铁心薄板2的冲裁时产生适当的背压。可以根据挤压环22的侧压或铁心薄板2的板厚等来选择上述支承台31的上升或下降。并且，优选基于定位控制来实现步骤ST303的支承台31的移动，但并不限于此，可以设定多个控制模式，也可以基于例如支承台31的上升或下降(马达33的正转或反转)的指令和速度控制或扭矩控制的组合来实现。
[0081 ] 然后，接着的步骤ST305?ST309分别与上述的图7的步骤ST203?ST207相同。
[0082]这样，在上述级进模具装置I的背压装置6中，控制器34设定2个扭矩限制值(“高”、“低”)，并将铁心薄板2的冲裁时的扭矩限制值“高”设定为大于不冲裁时的扭矩限制值“低”的值，因此，在不冲裁时，利用较低的扭矩限制值“低”来防止铁心薄板2的顶起，而在铁心薄板2的冲裁时，设定较高的扭矩限制值“高”，由此，能够进一步提高各铁心之间的紧密贴合度(即，各铁心薄板2之间的固定力)，进而，能够提高层叠铁心3的占空系数。
[0083]并且，关于扭矩限制值，不限于在此示出的值，在铁心薄板的冲裁时(至少包括图2所示的时刻T3在内的定时)，只要应用最大的扭矩限制值，也可以根据级进模具装置I的动作设定更多的扭矩限制值。其中，在使用2个扭矩限制值(“高”、“低”)的情况下，升降用马达33的控制比较容易。
[0084]以上，根据特定的实施方式对本发明进行了说明，但这些实施方式仅仅是例示，本发明并不限定于这些实施方式。并且，上述实施方式所示的本发明的级进模具装置用背压装置和具有该背压装置的级进模具装置的各结构要素并不一定都是必须的，至少只要不脱离本发明的范围，就能够适当地进行取舍选择。
[0085]标号说明
[0086]1:级进模具装置；
[0087]2:铁心薄板；
[0088]3:层置铁芯；
[0089]4:上模；
[0090]5:下模；
[0091]6:背压装置；
[0092]10:冲头；
[0093]16:曲轴；
[0094]20:冲模；
[0095]20a:冲模上端面；
[0096]22:挤压环(铁心保持部件)；
[0097]31:支承台；
[0098]31a:支承台上表面；
[0099]32:支承单元；
[0100]33:升降用马达；
[0101]34:控制器(控制装置)；
[0102]35:驱动器；
[0103]41:支承轴；
[0104]42:滚珠丝杠；
[0105]43:螺母；
[0106]44:滚珠丝杠轴；
[0107]51:编码器；
[0108]55:力传感器；
[0109]W:环带部件(带状薄钢板)。
【主权项】
1.一种级进模具装置用的背压装置，该跳步模具装置从间歇输送来的带状薄钢板冲裁出铁心薄板，将多个该铁心薄板层叠而制造出层叠铁心，其特征在于， 所述级进模具装置用的背压装置具有: 支承台，其在级进模具装置中升降自如地设置在保持从所述带状薄钢板冲裁出的所述铁心薄板的铁心保持部件内，所述铁心薄板被依次载置于该支承台； 支承单元，其支承所述支承台； 升降用马达，其借助于所述支承单元进行所述支承台的升降动作；以及 控制装置，其控制所述升降用马达的旋转动作， 所述控制装置根据所述级进模具装置的动作来设定用于限制所述升降用马达的输出扭矩的多个扭矩限制值，在所述铁心薄板的冲裁时，根据所述多个扭矩限制值中的最大的扭矩限制值来限制所述输出扭矩。2.根据权利要求1所述的级进模具装置用的背压装置，其特征在于， 所述控制装置始终限制所述升降用马达的输出扭矩， 所述多个扭矩限制值由所述铁心薄板的冲裁时的高扭矩限制值和除该铁心薄板的冲裁时以外的低扭矩限制值构成。3.根据权利要求1或权利要求2所述的级进模具装置用的背压装置，其特征在于， 所述控制装置至少在所述铁心薄板的冲裁时实施所述升降用马达的定位控制。4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的级进模具装置用的背压装置，其特征在于， 所述支承单元包括滚珠丝杠，该滚珠丝杠通过被升降用马达驱动旋转而使所述支承台升降， 所述滚珠丝杠借助在所述铁心薄板的冲裁时作用于所述支承台的向下的按压力而进行反向动作。5.根据权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的级进模具装置用的背压装置，其特征在于， 所述控制装置控制所述升降用马达，使得在所述铁心薄板的冲裁时使所述支承台上升或下降。6.根据权利要求5所述的级进模具装置用的背压装置，其特征在于， 所述控制装置对所述升降用马达进行定位控制，使得在所述铁心薄板的冲裁时使所述支承台移动至目标位置。7.一种层叠铁心制造装置，其特征在于， 所述层叠铁心制造装置具有权利要求1至权利要求6中的任意一项所述的级进模具装置用的背压装置。
【文档编号】B21D28/02GK106061641SQ201480076782
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年3月4日
【发明人】堀井英朗, 进藤健, 进藤健一
【申请人】黑田精工株式会社