JP2003117700A - プレス機械の過負荷保護制御方法 - Google Patents
プレス機械の過負荷保護制御方法Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 応答性が良く、しかも簡単な構成で過負荷保
護できる、プレス機械の過負荷保護制御方法を提供す
る。 【解決手段】 サーボモータ21により機械的な動力伝達
機構3を介してスライド4の往復動を駆動し、加圧時にス
ライド4の過負荷を検出したとき、前記サーボモータ21
によりスライド4を上昇させる方法である。 【効果】スライドに許容値以上の過負荷がかかったとき
に、サーボモータを直ちに反転駆動してスライドを所定
量上昇させるので、短時間でスライドを上昇でき、過負
荷から金型を保護できる。スライドモーション制御用の
サーボモータを過負荷保護のために使用するので、機械
要素が少なく、安価に構成できる。
護できる、プレス機械の過負荷保護制御方法を提供す
る。 【解決手段】 サーボモータ21により機械的な動力伝達
機構3を介してスライド4の往復動を駆動し、加圧時にス
ライド4の過負荷を検出したとき、前記サーボモータ21
によりスライド4を上昇させる方法である。 【効果】スライドに許容値以上の過負荷がかかったとき
に、サーボモータを直ちに反転駆動してスライドを所定
量上昇させるので、短時間でスライドを上昇でき、過負
荷から金型を保護できる。スライドモーション制御用の
サーボモータを過負荷保護のために使用するので、機械
要素が少なく、安価に構成できる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレス機械の過負
荷保護制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、プレス機械のスライドで加圧中に
所定荷重以上（例えば定格荷重の１０％以上オーバー
時）の過負荷がスライドにかかったときに過負荷異常と
判断して、スライドを上方へ逃がすように作動する過負
荷保護装置（オーバーロードプロテクタ）が用いられて
いる。この過負荷保護装置としては、例えば実公昭６１
−２４３９２号公報に記載されたものが知られており、
図４は同公報に記載された過負荷保護装置を示してい
る。図４において、フレーム２に上下動可能に設けたプ
ランジャ１９にはコンロッド７がピン８で連結されてお
り、プランジャ１９の下部に形成している小径部１９ａ
とプランジャ１９の上部との間には段部１９ｂが形成さ
れている。プランジャ１９の下部及び前記小径部１９ａ
はスライド４の上部穴に嵌合していて、プランジャ１９
の前記段部１９ｂとスライド４の上部穴の段部との間に
油室５０が形成されている。前記小径部１９ａには下面
から上方に向けて調整ねじ４１が螺合されており、この
調整ねじ４１の下部にはギア４２が形成され、このギア
４２はスライド４に取り付けたスライド調整用モータ４
５のピニオン４４と、中間ギア４３を介して噛合してい
る。また、前記油室５０は管路５６を介して切換弁５１
のポート５１ｃと連通しており、切換弁５１のポート５
１ａは逆止弁５８を介してポンプ５２の吐出側に接続
し、また切換弁５１のポート５１ｂは設定圧で開く逆止
弁５５を介してタンク５７に通じている。さらに、前記
ポート５１ｃはオーバロード弁５３及び逆止弁５４を介
してタンク５７に通じている。 【０００３】通常、プレスが加圧していない時には、切
換弁５１のポジションａが入っており、油圧ポンプ５２
からの吐出油が逆止弁５８を介して油室５０に入るの
で、油室５０には一定のプリロード圧がかかる。スライ
ド駆動時の押力はコンロッド７、プランジャ１９より油
室５０の油圧を介してスライド４に伝達される。スライ
ド４に過負荷がかかったときには油室５０内の油圧が所
定圧力以上になり、油室５０内の油がオーバロード弁５
３よりタンク５７に逃げ、スライド４が上方へ逃げる。
なお、スライド調整時には切換弁５１をポジションｂ側
に切り換え、油室５０内の油圧を前記プリロード圧より
も低くすることで、スライド調整用モータ４５駆動時の
負荷を下げている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
実公昭６１−２４３９２号公報に記載されたような従来
の油圧式の過負荷保護装置では、スライド加圧時の油室
５０の圧力変化を利用して過負荷を検出しており、この
油室５０の圧力が設定圧以上に上昇したとき油室５０の
油をオーバロード弁５３より逃がすようにしている。し
たがって、これらの油圧回路の応答遅れ時間によりスラ
イド４が実際に上方へ逃げるのに遅れが生じ、スライド
を高速で運転している場合に過負荷保護が充分に機能し
ない場合がある。また、上記過負荷保護装置を設置する
ため構成品が多くなり、設置スペースが必要となると共
に、その分コストアップするという問題もある。 【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなさ
れ、応答性が良く、しかも簡単な構成で過負荷保護でき
るプレス機械の過負荷保護制御方法を提供することを目
的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、本発明は、プレス機械の過負荷保
護制御方法において、サーボモータにより機械的な動力
伝達機構を介してスライドの往復動を駆動し、加圧時に
スライドの過負荷を検出したとき、前記サーボモータに
よりスライドを上昇させる方法としている。 【０００７】本発明によると、加圧時に過負荷を検出し
たとき、スライドを駆動するサーボモータによりスライ
ドを反転上昇させている。サーボモータによる駆動制御
の応答性及びスライド上昇速度が油圧を用いた制御より
も早くできるため、上記サーボモータの駆動により過負
荷保護ができる。したがって、従来のような油圧式の過
負荷保護装置が不要となるから、構成要素が少なく、プ
レス機械を小型化でき、また安いコストで製作できる。
さらに、スライドストロークのどの位置で過負荷異常が
発生しても、直ぐに保護機能が働くので、確実に金型を
保護できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態
の概要構成図である。同図において、プレス機械１のス
ライド４及びプランジャ１９は共に本体フレーム２に上
下動自在に支承されており、スライド４とプランジャ１
９はプランジャ１９の下部突出部１９ａで上下摺動自在
に嵌合している。そして、スライド４に設けられた調整
ねじ４１のねじ部がプランジャ１９の下部に形成した雌
ねじ部に螺合している。このプランジャ１９の上部は、
リンク機構３を介して本体フレーム２に連結されてい
る。すなわち、第１リンク１１の一端側はピン１４によ
り本体フレーム２の上部に回動自在に連結されており、
他端側は三角リンク１２の一辺の両端部の一端側にピン
１５により連結されている。また、三角リンク１２の前
記一辺の両端部の他端側は第２リンク１３の一端側にピ
ン１６により連結されており、第２リンク１３の他端側
はプランジャ１９の上部にピン１８により連結されてい
る。これらの第１リンク１１、三角リンク１２及び第２
リンク１３が、前記リンク機構３を構成している。 【０００９】また、スライド駆動（モーション制御）用
のサーボモータ２１の出力軸には第１プーリー２２が取
り付けてあり、本体フレーム２に回動自在に支承された
第２プーリー２３と前記第１プーリー２２との間にはタ
イミングベルト２２ａが装着されている。そして第２プ
ーリー２３と同心軸上には第１歯車２４が取り付けら
れ、この第１歯車２４と噛み合う第２歯車２５が本体フ
レーム２に回動自在に支承されており、第２歯車２５の
偏心位置には、三角リンク１２の前記ピン１５，１６間
の一辺に対向する他端側のピン１７が回動自在に連結さ
れている。サーボモータ２１を回転制御することによ
り、第２歯車２５の回転角度を制御し、三角リンク１２
等のリンク機構３を介してプランジャ１９及びスライド
４を上下方向に往復動させている。 【００１０】また、スライド４に設けた前記調整ねじ４
１の下端部にはギア４２が取り付けられており、このギ
ア４２は中間ギア４３を介して、スライド４に取り付け
たダイハイト調整用のサーボモータ３１の出力軸に装着
したピニオン４４に噛合している。 【００１１】前記スライド駆動（モーション制御）用の
サーボモータ２１及びダイハイト調整用のサーボモータ
３１には、それぞれ制御器３０から制御指令信号が入力
され、また両サーボモータ２１，３１にそれぞれ設けら
れている位置センサ２７，３２の位置検出信号θ１，θ
２は制御器３０に入力されている。位置センサ２７，３
２は、例えばパルスエンコーダなどで構成される。ま
た、スライド４には歪みセンサ等からなる荷重センサ３
３が取り付けられており、荷重センサ３３の検出した荷
重値Ｐは制御器３０に入力されている。 【００１２】制御器３０は、マイクロコンピュータや高
速数値演算プロセッサなどの高速演算装置から構成され
ており、所定の制御パラメータや制御目標データなどを
記憶するためのメモリを有している。例えば、ワークの
加工種別（成形、絞り、打ち抜き、刻印など）およびワ
ーク加工条件（板厚、成形形状、スライドＳＰＭなど）
等に応じて１サイクルでのスライド位置とスライド速度
とをスライド制御パターンとしてあらかじめ設定するた
めの設定手段（図示せず）を備えており、この設定した
スライド制御パターンを前記メモリに記憶しておく。ま
た、ワークを上記設定した条件で実加工する前に、予め
試打により加工した製品の精度を計測して最適の精度と
なるダイハイト量に対応した目標荷重を求めておき、こ
の目標荷重を前記メモリに記憶しておく。 【００１３】次に、リンク機構３を介してスライド４を
駆動する時の作動を説明する。サーボモータ２１を図示
の矢印２１ａの方向へ回転させると、プーリー２２，２
３及びギア２４，２５を介してそれぞれ減速され、三角
リンク１２の一ピン１７は矢印２５ａの方向に回転す
る。ピン１７が位置１７ａ（２点鎖線で示す三角リンク
１２に対応する）にあるとき、プランジャ１９上部のピ
ン１８の位置は、スライド４の上死点に対応する位置１
８ａにあり、またピン１７が位置１７ｂ（実線で示す三
角リンク１２に対応する）にあるとき、ピン１８の位置
はスライド４の下死点に対応する位置１８ｂにあるよう
に設定している。ピン１７の上記回転に伴って、ピン１
８は位置１８ａと位置１８ｂとの間を往復動することに
なり、これによりプランジャ１９及びスライド４は下死
点位置と上死点位置の間で往復動することができる。そ
して、サーボモータ２１を同一方向に連続回転させるこ
とにより、スライド４を連続運転することができる。 【００１４】実加工のときには、制御器３０により予め
設定された制御パターンに基づきサーボモータの回転角
度及び速度を制御することにより、このパターンにあっ
たスライドモーションを実現する。このスライドモーシ
ョンは、例えば図２で表される。ここで、図２におい
て、横軸は制御上でのクランク角度を表しており、スラ
イドモーション１サイクルの時間軸を従来の機械式リン
クプレスにおけるクランク角度の０°〜３６０°に対応
させて表わしている。また、縦軸は、スライドストロー
ク（移動距離）を表わしている。制御器３０は、制御す
べきスライドモーションの横軸を、スライドＳＰＭに応
じた１サイクル時間に対応させて、スライド等速作動で
の時間軸の各点に対応するスライドストローク位置を上
記スライドモーションに基づいて求め、この求めたスラ
イドストローク位置を実現するモータ回転角度を目標位
置として設定する。そして、この目標位置と、位置セン
サ２７からの位置検出信号θ１との偏差値が小さくなる
ように、制御指令値を演算し、この制御指令値によりサ
ーボモータ２１の回転角度を制御する。このような制御
を、スライドモーションの１サイクル毎に順次繰返すこ
とにより、モーションを実現している。 【００１５】一方、ダイハイト調整用のサーボモータ３
１を回転させると、ピニオン４４、ギア４３，４２を介
して調整ねじ４１が回転し、スライド４が上下移動する
ので、ダイハイトが調整される。実加工時、制御器３０
はスライド加圧中に荷重値を荷重センサ３３から入力
し、当該スライドストロークでの荷重最大値Ｐmax を求
め、この荷重最大値Ｐmax と予め記憶していた目標荷重
値Ｐ０との比較に基づき、サーボモータ３１によりダイ
ハイトを調整するようにしている。 【００１６】なお、本発明において、ダイハイト調整装
置の構成要素、及びその調整方法は上記実施形態に限定
するものではない。したがって、調整用駆動手段は、油
圧モータとギア、又はシリンダ装置による回転駆動手段
とギアなどで構成してもよく、その調整タイミングは、
各スライドストローク毎でも、段取り替え時でも、スラ
イド停止中でも、又はスライド駆動中でも構わない。 【００１７】次に、図３に示す制御フローチャートに基
づき過負荷保護の手順を説明する。ステップＳ１で、ス
ライドモーションに基づきサーボモータ２１によりスラ
イド４の駆動を制御する。次にステップＳ２で、加圧時
の荷重値Ｐを荷重センサ３３から入力し、ステップＳ３
で、この荷重値Ｐが許容値Ｐmax 以上かをチェックす
る。荷重値Ｐが許容値Ｐmax 以上でないときは、ステッ
プＳ１に戻って以上の処理を繰り返し、荷重値Ｐが許容
値Ｐmax 以上のときはステップＳ４で、サーボモータ２
１によりスライド４を直ちに所定量α上昇させる。この
後ステップＳ５で、スライド４を上死点に戻して過負荷
異常による停止を行い、表示器（図示せず）等によりオ
ペレータに過負荷異常の発生を報知する。 【００１８】次に、本実施形態の効果を説明する。 （１）スライド加圧時、スライド４に許容値以上の過負
荷がかかったときには、スライドモーション制御用のサ
ーボモータ２１を直ちに反転駆動して、スライド４を所
定距離α上昇させる。サーボモータ制御の応答性は非常
に良いので、短時間でスライド４を所定量上昇させるこ
とができ、このため、高ストローク数でのプレス運転時
でも過負荷から金型を保護できる。またスライドモーシ
ョン制御用のサーボモータ２１を過負荷保護のためにも
使用するので、従来のような専用の過負荷保護装置は不
要となり、機械を小型化でき、また安価に構成できる。 （２）スライド駆動用としてスライドモーション制御用
のサーボモータ２１を使用し、荷重センサで過負荷を検
出しているため、スライド４のストローク中のどの位置
で過負荷異常が発生しても応答性良く過負荷保護を行え
るから、確実に金型を保護できる。 【００１９】なお、上記実施形態で説明した構成要素は
一例であり、本発明の技術思想を達成できる構成であれ
ば他の構成であっても構わないことは勿論である。例え
ば、サーボモータ２１の回転動力をスライド往復動に変
換する動力伝達手段として、リンク機構３を用いた例で
示したが、これに限定されず、ボールスクリュウ機構や
エキセン機構などを用いても構わない。また、荷重セン
サ３３として、圧力センサ、又はサーボモータ２１の駆
動電流センサなどを用いてもよい。さらに、スライドモ
ーション制御用のサーボモータ２１の回転センサ２７
は、回転形に限らず、直線形センサ（リニアセンサ等）
でもよい。さらに、サーボモータ２１は、スライド往復
中、常に一方向に回転している必要はなく、例えば正逆
回転の繰り返しを行なっても構わない。 【００２０】以上、本発明によると次のような効果を奏
する。 （１）スライドに許容値以上の過負荷がかかったとき
に、サーボモータを直ちに反転駆動してスライドを所定
量上昇させるので、短時間でスライドを上昇でき、過負
荷から金型を保護できる。スライドモーション制御用の
サーボモータを過負荷保護のために使用するので、構成
要素が少なく、安価に構成できる。 （２）スライドモーション制御用のサーボモータを使用
するため、スライドストローク中のどの位置で過負荷異
常が発生しても応答性良く過負荷保護を行えるから、確
実に保護できる。
荷保護制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、プレス機械のスライドで加圧中に
所定荷重以上（例えば定格荷重の１０％以上オーバー
時）の過負荷がスライドにかかったときに過負荷異常と
判断して、スライドを上方へ逃がすように作動する過負
荷保護装置（オーバーロードプロテクタ）が用いられて
いる。この過負荷保護装置としては、例えば実公昭６１
−２４３９２号公報に記載されたものが知られており、
図４は同公報に記載された過負荷保護装置を示してい
る。図４において、フレーム２に上下動可能に設けたプ
ランジャ１９にはコンロッド７がピン８で連結されてお
り、プランジャ１９の下部に形成している小径部１９ａ
とプランジャ１９の上部との間には段部１９ｂが形成さ
れている。プランジャ１９の下部及び前記小径部１９ａ
はスライド４の上部穴に嵌合していて、プランジャ１９
の前記段部１９ｂとスライド４の上部穴の段部との間に
油室５０が形成されている。前記小径部１９ａには下面
から上方に向けて調整ねじ４１が螺合されており、この
調整ねじ４１の下部にはギア４２が形成され、このギア
４２はスライド４に取り付けたスライド調整用モータ４
５のピニオン４４と、中間ギア４３を介して噛合してい
る。また、前記油室５０は管路５６を介して切換弁５１
のポート５１ｃと連通しており、切換弁５１のポート５
１ａは逆止弁５８を介してポンプ５２の吐出側に接続
し、また切換弁５１のポート５１ｂは設定圧で開く逆止
弁５５を介してタンク５７に通じている。さらに、前記
ポート５１ｃはオーバロード弁５３及び逆止弁５４を介
してタンク５７に通じている。 【０００３】通常、プレスが加圧していない時には、切
換弁５１のポジションａが入っており、油圧ポンプ５２
からの吐出油が逆止弁５８を介して油室５０に入るの
で、油室５０には一定のプリロード圧がかかる。スライ
ド駆動時の押力はコンロッド７、プランジャ１９より油
室５０の油圧を介してスライド４に伝達される。スライ
ド４に過負荷がかかったときには油室５０内の油圧が所
定圧力以上になり、油室５０内の油がオーバロード弁５
３よりタンク５７に逃げ、スライド４が上方へ逃げる。
なお、スライド調整時には切換弁５１をポジションｂ側
に切り換え、油室５０内の油圧を前記プリロード圧より
も低くすることで、スライド調整用モータ４５駆動時の
負荷を下げている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
実公昭６１−２４３９２号公報に記載されたような従来
の油圧式の過負荷保護装置では、スライド加圧時の油室
５０の圧力変化を利用して過負荷を検出しており、この
油室５０の圧力が設定圧以上に上昇したとき油室５０の
油をオーバロード弁５３より逃がすようにしている。し
たがって、これらの油圧回路の応答遅れ時間によりスラ
イド４が実際に上方へ逃げるのに遅れが生じ、スライド
を高速で運転している場合に過負荷保護が充分に機能し
ない場合がある。また、上記過負荷保護装置を設置する
ため構成品が多くなり、設置スペースが必要となると共
に、その分コストアップするという問題もある。 【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなさ
れ、応答性が良く、しかも簡単な構成で過負荷保護でき
るプレス機械の過負荷保護制御方法を提供することを目
的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、本発明は、プレス機械の過負荷保
護制御方法において、サーボモータにより機械的な動力
伝達機構を介してスライドの往復動を駆動し、加圧時に
スライドの過負荷を検出したとき、前記サーボモータに
よりスライドを上昇させる方法としている。 【０００７】本発明によると、加圧時に過負荷を検出し
たとき、スライドを駆動するサーボモータによりスライ
ドを反転上昇させている。サーボモータによる駆動制御
の応答性及びスライド上昇速度が油圧を用いた制御より
も早くできるため、上記サーボモータの駆動により過負
荷保護ができる。したがって、従来のような油圧式の過
負荷保護装置が不要となるから、構成要素が少なく、プ
レス機械を小型化でき、また安いコストで製作できる。
さらに、スライドストロークのどの位置で過負荷異常が
発生しても、直ぐに保護機能が働くので、確実に金型を
保護できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態
の概要構成図である。同図において、プレス機械１のス
ライド４及びプランジャ１９は共に本体フレーム２に上
下動自在に支承されており、スライド４とプランジャ１
９はプランジャ１９の下部突出部１９ａで上下摺動自在
に嵌合している。そして、スライド４に設けられた調整
ねじ４１のねじ部がプランジャ１９の下部に形成した雌
ねじ部に螺合している。このプランジャ１９の上部は、
リンク機構３を介して本体フレーム２に連結されてい
る。すなわち、第１リンク１１の一端側はピン１４によ
り本体フレーム２の上部に回動自在に連結されており、
他端側は三角リンク１２の一辺の両端部の一端側にピン
１５により連結されている。また、三角リンク１２の前
記一辺の両端部の他端側は第２リンク１３の一端側にピ
ン１６により連結されており、第２リンク１３の他端側
はプランジャ１９の上部にピン１８により連結されてい
る。これらの第１リンク１１、三角リンク１２及び第２
リンク１３が、前記リンク機構３を構成している。 【０００９】また、スライド駆動（モーション制御）用
のサーボモータ２１の出力軸には第１プーリー２２が取
り付けてあり、本体フレーム２に回動自在に支承された
第２プーリー２３と前記第１プーリー２２との間にはタ
イミングベルト２２ａが装着されている。そして第２プ
ーリー２３と同心軸上には第１歯車２４が取り付けら
れ、この第１歯車２４と噛み合う第２歯車２５が本体フ
レーム２に回動自在に支承されており、第２歯車２５の
偏心位置には、三角リンク１２の前記ピン１５，１６間
の一辺に対向する他端側のピン１７が回動自在に連結さ
れている。サーボモータ２１を回転制御することによ
り、第２歯車２５の回転角度を制御し、三角リンク１２
等のリンク機構３を介してプランジャ１９及びスライド
４を上下方向に往復動させている。 【００１０】また、スライド４に設けた前記調整ねじ４
１の下端部にはギア４２が取り付けられており、このギ
ア４２は中間ギア４３を介して、スライド４に取り付け
たダイハイト調整用のサーボモータ３１の出力軸に装着
したピニオン４４に噛合している。 【００１１】前記スライド駆動（モーション制御）用の
サーボモータ２１及びダイハイト調整用のサーボモータ
３１には、それぞれ制御器３０から制御指令信号が入力
され、また両サーボモータ２１，３１にそれぞれ設けら
れている位置センサ２７，３２の位置検出信号θ１，θ
２は制御器３０に入力されている。位置センサ２７，３
２は、例えばパルスエンコーダなどで構成される。ま
た、スライド４には歪みセンサ等からなる荷重センサ３
３が取り付けられており、荷重センサ３３の検出した荷
重値Ｐは制御器３０に入力されている。 【００１２】制御器３０は、マイクロコンピュータや高
速数値演算プロセッサなどの高速演算装置から構成され
ており、所定の制御パラメータや制御目標データなどを
記憶するためのメモリを有している。例えば、ワークの
加工種別（成形、絞り、打ち抜き、刻印など）およびワ
ーク加工条件（板厚、成形形状、スライドＳＰＭなど）
等に応じて１サイクルでのスライド位置とスライド速度
とをスライド制御パターンとしてあらかじめ設定するた
めの設定手段（図示せず）を備えており、この設定した
スライド制御パターンを前記メモリに記憶しておく。ま
た、ワークを上記設定した条件で実加工する前に、予め
試打により加工した製品の精度を計測して最適の精度と
なるダイハイト量に対応した目標荷重を求めておき、こ
の目標荷重を前記メモリに記憶しておく。 【００１３】次に、リンク機構３を介してスライド４を
駆動する時の作動を説明する。サーボモータ２１を図示
の矢印２１ａの方向へ回転させると、プーリー２２，２
３及びギア２４，２５を介してそれぞれ減速され、三角
リンク１２の一ピン１７は矢印２５ａの方向に回転す
る。ピン１７が位置１７ａ（２点鎖線で示す三角リンク
１２に対応する）にあるとき、プランジャ１９上部のピ
ン１８の位置は、スライド４の上死点に対応する位置１
８ａにあり、またピン１７が位置１７ｂ（実線で示す三
角リンク１２に対応する）にあるとき、ピン１８の位置
はスライド４の下死点に対応する位置１８ｂにあるよう
に設定している。ピン１７の上記回転に伴って、ピン１
８は位置１８ａと位置１８ｂとの間を往復動することに
なり、これによりプランジャ１９及びスライド４は下死
点位置と上死点位置の間で往復動することができる。そ
して、サーボモータ２１を同一方向に連続回転させるこ
とにより、スライド４を連続運転することができる。 【００１４】実加工のときには、制御器３０により予め
設定された制御パターンに基づきサーボモータの回転角
度及び速度を制御することにより、このパターンにあっ
たスライドモーションを実現する。このスライドモーシ
ョンは、例えば図２で表される。ここで、図２におい
て、横軸は制御上でのクランク角度を表しており、スラ
イドモーション１サイクルの時間軸を従来の機械式リン
クプレスにおけるクランク角度の０°〜３６０°に対応
させて表わしている。また、縦軸は、スライドストロー
ク（移動距離）を表わしている。制御器３０は、制御す
べきスライドモーションの横軸を、スライドＳＰＭに応
じた１サイクル時間に対応させて、スライド等速作動で
の時間軸の各点に対応するスライドストローク位置を上
記スライドモーションに基づいて求め、この求めたスラ
イドストローク位置を実現するモータ回転角度を目標位
置として設定する。そして、この目標位置と、位置セン
サ２７からの位置検出信号θ１との偏差値が小さくなる
ように、制御指令値を演算し、この制御指令値によりサ
ーボモータ２１の回転角度を制御する。このような制御
を、スライドモーションの１サイクル毎に順次繰返すこ
とにより、モーションを実現している。 【００１５】一方、ダイハイト調整用のサーボモータ３
１を回転させると、ピニオン４４、ギア４３，４２を介
して調整ねじ４１が回転し、スライド４が上下移動する
ので、ダイハイトが調整される。実加工時、制御器３０
はスライド加圧中に荷重値を荷重センサ３３から入力
し、当該スライドストロークでの荷重最大値Ｐmax を求
め、この荷重最大値Ｐmax と予め記憶していた目標荷重
値Ｐ０との比較に基づき、サーボモータ３１によりダイ
ハイトを調整するようにしている。 【００１６】なお、本発明において、ダイハイト調整装
置の構成要素、及びその調整方法は上記実施形態に限定
するものではない。したがって、調整用駆動手段は、油
圧モータとギア、又はシリンダ装置による回転駆動手段
とギアなどで構成してもよく、その調整タイミングは、
各スライドストローク毎でも、段取り替え時でも、スラ
イド停止中でも、又はスライド駆動中でも構わない。 【００１７】次に、図３に示す制御フローチャートに基
づき過負荷保護の手順を説明する。ステップＳ１で、ス
ライドモーションに基づきサーボモータ２１によりスラ
イド４の駆動を制御する。次にステップＳ２で、加圧時
の荷重値Ｐを荷重センサ３３から入力し、ステップＳ３
で、この荷重値Ｐが許容値Ｐmax 以上かをチェックす
る。荷重値Ｐが許容値Ｐmax 以上でないときは、ステッ
プＳ１に戻って以上の処理を繰り返し、荷重値Ｐが許容
値Ｐmax 以上のときはステップＳ４で、サーボモータ２
１によりスライド４を直ちに所定量α上昇させる。この
後ステップＳ５で、スライド４を上死点に戻して過負荷
異常による停止を行い、表示器（図示せず）等によりオ
ペレータに過負荷異常の発生を報知する。 【００１８】次に、本実施形態の効果を説明する。 （１）スライド加圧時、スライド４に許容値以上の過負
荷がかかったときには、スライドモーション制御用のサ
ーボモータ２１を直ちに反転駆動して、スライド４を所
定距離α上昇させる。サーボモータ制御の応答性は非常
に良いので、短時間でスライド４を所定量上昇させるこ
とができ、このため、高ストローク数でのプレス運転時
でも過負荷から金型を保護できる。またスライドモーシ
ョン制御用のサーボモータ２１を過負荷保護のためにも
使用するので、従来のような専用の過負荷保護装置は不
要となり、機械を小型化でき、また安価に構成できる。 （２）スライド駆動用としてスライドモーション制御用
のサーボモータ２１を使用し、荷重センサで過負荷を検
出しているため、スライド４のストローク中のどの位置
で過負荷異常が発生しても応答性良く過負荷保護を行え
るから、確実に金型を保護できる。 【００１９】なお、上記実施形態で説明した構成要素は
一例であり、本発明の技術思想を達成できる構成であれ
ば他の構成であっても構わないことは勿論である。例え
ば、サーボモータ２１の回転動力をスライド往復動に変
換する動力伝達手段として、リンク機構３を用いた例で
示したが、これに限定されず、ボールスクリュウ機構や
エキセン機構などを用いても構わない。また、荷重セン
サ３３として、圧力センサ、又はサーボモータ２１の駆
動電流センサなどを用いてもよい。さらに、スライドモ
ーション制御用のサーボモータ２１の回転センサ２７
は、回転形に限らず、直線形センサ（リニアセンサ等）
でもよい。さらに、サーボモータ２１は、スライド往復
中、常に一方向に回転している必要はなく、例えば正逆
回転の繰り返しを行なっても構わない。 【００２０】以上、本発明によると次のような効果を奏
する。 （１）スライドに許容値以上の過負荷がかかったとき
に、サーボモータを直ちに反転駆動してスライドを所定
量上昇させるので、短時間でスライドを上昇でき、過負
荷から金型を保護できる。スライドモーション制御用の
サーボモータを過負荷保護のために使用するので、構成
要素が少なく、安価に構成できる。 （２）スライドモーション制御用のサーボモータを使用
するため、スライドストローク中のどの位置で過負荷異
常が発生しても応答性良く過負荷保護を行えるから、確
実に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の概要構成図である。
【図２】スライドモーションの一例である。
【図３】過負荷保護の制御フローチャートである。
【図４】従来の過負荷保護装置の説明図である。
【符号の説明】
１…プレス機械、２…本体フレーム、３…リンク機構、
４…スライド、１１…第１リンク、１２…三角リンク、
１３…第２リンク、１４，１５，１６，１７，１８…ピ
ン、１９…プランジャ、２１…サーボモータ（モーショ
ン制御用）、２２…第１プーリー、２２ａ…タイミング
ベルト、２３…第２プーリー、２４…第１歯車、２５…
第２歯車、２７…位置センサ、３０…制御器、３１…サ
ーボモータ（ダイハイト調整用）、３２…位置センサ、
３３…荷重センサ、４１…調整ねじ、４２…ギア、４３
…中間ギア、４４…ピニオン。
４…スライド、１１…第１リンク、１２…三角リンク、
１３…第２リンク、１４，１５，１６，１７，１８…ピ
ン、１９…プランジャ、２１…サーボモータ（モーショ
ン制御用）、２２…第１プーリー、２２ａ…タイミング
ベルト、２３…第２プーリー、２４…第１歯車、２５…
第２歯車、２７…位置センサ、３０…制御器、３１…サ
ーボモータ（ダイハイト調整用）、３２…位置センサ、
３３…荷重センサ、４１…調整ねじ、４２…ギア、４３
…中間ギア、４４…ピニオン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 プレス機械の過負荷保護制御方法におい
て、 サーボモータ(21)により機械的な動力伝達機構(3)を介
してスライド(4)の往復動を駆動し、 加圧時にスライド(4)の過負荷を検出したとき、前記サ
ーボモータ(21)によりスライド(4)を上昇させることを
特徴とするプレス機械の過負荷保護制御方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001313317A JP2003117700A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | プレス機械の過負荷保護制御方法 |
| TW091119643A TW548182B (en) | 2001-10-10 | 2002-08-29 | Control method for protection from overload in press machine |
| US10/252,812 US7069847B2 (en) | 2001-10-10 | 2002-09-23 | Overload protection control method for pressing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313317A JP2003117700A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | プレス機械の過負荷保護制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003117700A true JP2003117700A (ja) | 2003-04-23 |
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ID=19131810
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|---|---|---|---|
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- 2001-10-10 JP JP2001313317A patent/JP2003117700A/ja active Pending
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2002
- 2002-08-29 TW TW091119643A patent/TW548182B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-09-23 US US10/252,812 patent/US7069847B2/en not_active Expired - Fee Related
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