JP2009213201A - Dynamic brake module and servo press - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイナミックブレーキモジュールおよびこれを備えたサーボプレスに関する。 The present invention relates to a dynamic brake module and a servo press provided with the same.
従来、モータの動力を、クラッチおよびリンク機構で構成された動力伝達装置を介してスライドに伝達する機械式プレスが知られている。このようなプレスには、機械式のブレーキ装置が設けられており、連続工程時の設定点停止(例えば上死点停止)、1サイクル停止、寸動運転時の停止などの際には、クラッチを開放させるとともに、ブレーキ装置のばね力で摩擦板とディスクとの間に摩擦力を生じさせることにより、スライドを機械的に停止させている。また、機械式プレスでのブレーキについては、ブレーキ操作が行われた時点からスライドが実際に停止するまでの時間や惰走距離(角度)を確認することで、その性能を監視している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a mechanical press that transmits the power of a motor to a slide via a power transmission device that includes a clutch and a link mechanism is known. Such a press is provided with a mechanical brake device, and in the case of a set point stop during a continuous process (for example, top dead center stop), one cycle stop, a stop during inching operation, etc. And the sliding force is mechanically stopped by generating a frictional force between the friction plate and the disk by the spring force of the brake device. The performance of the mechanical press is monitored by confirming the time and coasting distance (angle) from when the brake operation is performed until the slide actually stops.
一方、近年普及が目覚ましいサーボプレスにおいては、機械式のブレーキ装置が設けられてはいるものの、上述した通常状況でのスライド停止に際しては、スライドをサーボ制御により停止させるのが主流であり、停止の都度、ブレーキ装置を作動させることはない。つまりブレーキ装置は、非常停止時のようにサーボ制御が停止した状況において、スライドを落下させないための保持用に用いられる。また、サーボプレスには、サーボ制御の停止に伴って作動するダイナミックブレーキ(電気的制動)が設けられている。このダイナミックブレーキも、通常状況でのスライド停止時に作動することはない。 On the other hand, in the servo press that has been widely used in recent years, although a mechanical brake device is provided, when the slide is stopped in the normal state described above, it is the mainstream to stop the slide by servo control. The brake device is not activated each time. That is, the brake device is used for holding so as not to drop the slide in a situation where the servo control is stopped as in an emergency stop. Further, the servo press is provided with a dynamic brake (electric braking) that operates in accordance with the stop of servo control. This dynamic brake is also not activated when the slide stops under normal conditions.
ダイナミックブレーキ(以下、DBと略す場合がある)は、サーボ制御が行われない状況下において、サーボモータを発電状態にしてトルクを吸収させるとともに、サーボモータで発電された電力をDB回路でジュール熱に変換し、放出することで、制動力を生じさせるようになっている。このためDB回路中には、電気エネルギを熱エネルギに変換する抵抗器が設けられている(例えば、特許文献1)。 The dynamic brake (hereinafter sometimes abbreviated as DB) absorbs torque by causing the servo motor to generate power in a situation where servo control is not performed, and uses the DB circuit to generate Joule heat generated by the servo motor. A braking force is generated by converting into and releasing the. For this reason, a resistor for converting electrical energy into thermal energy is provided in the DB circuit (for example, Patent Document 1).
しかしながら、サーボプレスにあっては、通常のスライド停止をサーボ制御により行うため、機械式のブレーキ装置やダイナミックブレーキを作動させて制動性能を確認するといった機会が非常に少ない。それでも機械式のブレーキ装置に関しては、従来の機械式プレスと同様な確認により制動性能を監視することが可能であるが、ダイナミックブレーキによる制動性能の監視方法は、未だ確立されていないのが実情である。このため、DB回路に設けられた抵抗器の抵抗値が経年劣化により下がってしまい、それに気付かずにいると、サーボ制御が行われない非常時において、ダイナミックブレーキが効果的に作動しない状況が生じるという問題がある。 However, in the servo press, since normal slide stop is performed by servo control, there is very little opportunity to check the braking performance by operating a mechanical brake device or a dynamic brake. Nevertheless, with regard to mechanical brake devices, it is possible to monitor the braking performance by checking the same as with conventional mechanical presses, but in reality the braking performance monitoring method using dynamic brakes has not yet been established. is there. For this reason, if the resistance value of the resistor provided in the DB circuit is lowered due to aging, and if it is not noticed, the dynamic brake does not operate effectively in an emergency when servo control is not performed. There is a problem.
本発明の目的は、ダイナミックブレーキの制動性能を良好に監視できるダイナミックブレーキモジュールおよびこれを備えたサーボプレスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a dynamic brake module capable of satisfactorily monitoring the braking performance of a dynamic brake and a servo press equipped with the same.
本発明に係るダイナミックブレーキモジュールは、電気エネルギを消費して熱エネルギに変換する抵抗器と、前記電気エネルギの入力側に設けられた入力側接点と、前記抵抗器側に設けられた抵抗器側接点と、前記入力側接点および抵抗器側接点間を開閉するブレーキ用スイッチと、前記抵抗器の抵抗値計測用に設けられた抵抗値計測用接点と、前記ブレーキ用スイッチと連動し、かつ当該ブレーキ用スイッチが開き状態にある時に前記抵抗器側接点および前記抵抗値計測用接点間を閉じる抵抗値計測用スイッチと、前記抵抗値計測用接点に電気的に接続された出力端子とを備えていることを特徴とする。 The dynamic brake module according to the present invention includes a resistor that consumes electric energy and converts it into heat energy, an input-side contact provided on the input side of the electric energy, and a resistor side provided on the resistor side A contact switch, a brake switch that opens and closes between the input side contact and the resistor side contact, a resistance value measurement contact provided for measuring a resistance value of the resistor, and the brake switch. A resistance value measuring switch for closing the resistor side contact and the resistance value measuring contact when the brake switch is in an open state; and an output terminal electrically connected to the resistance value measuring contact. It is characterized by being.
本発明に係るサーボプレスは、駆動指令に基づいた駆動電力を生成するサーボモジュールと、サーボモジュールからの駆動電力により駆動されるサーボモータと、サーボモータの出力トルクで駆動されるスライドと、前記サーボモジュールおよび前記サーボモータ間の電力ラインに接続された前述のダイナミックブレーキモジュールとを備えていることを特徴とする。 The servo press according to the present invention includes a servo module that generates drive power based on a drive command, a servo motor that is driven by drive power from the servo module, a slide that is driven by output torque of the servo motor, and the servo And the aforementioned dynamic brake module connected to a power line between the servo motor and the module.
本発明のサーボプレスはまた、前記サーボモジュールに対して前記駆動指令を出力する制御装置と、前記制御装置に接続された表示装置とを備え、前記制御装置は、前記出力端子を介して得られる前記抵抗器の抵抗値を計測する抵抗値計測手段と、計測された抵抗値と予め設定された抵抗閾値とを比較する抵抗値比較手段と、前記抵抗値比較手段での比較結果に基づいて警告情報を生成するとともに、当該警告情報を前記表示装置に出力して表示させる警告情報生成手段とを備えていることを特徴とする。 The servo press of the present invention also includes a control device that outputs the drive command to the servo module, and a display device connected to the control device, and the control device is obtained via the output terminal. A resistance value measuring means for measuring the resistance value of the resistor, a resistance value comparing means for comparing the measured resistance value with a preset resistance threshold, and a warning based on the comparison result of the resistance value comparing means And a warning information generating means for generating the information and outputting the warning information to the display device for display.
以上において、本発明のダイナミックブレーキモジュールおよびこれを備えたサーボプレスによれば、当該ダイナミックブレーキモジュールには、抵抗器の抵抗値測定用の出力端子を設けたので、この出力端子を介して抵抗器の抵抗値を計測することで、抵抗器の劣化状態を判断でき、ダイナミックブレーキモジュールを用いたダイナミックブレーキの制動性能を良好に監視できる。 In the above, according to the dynamic brake module of the present invention and the servo press provided with the dynamic brake module, since the dynamic brake module is provided with the output terminal for measuring the resistance value of the resistor, the resistor is connected via the output terminal. By measuring the resistance value, the deterioration state of the resistor can be determined, and the braking performance of the dynamic brake using the dynamic brake module can be monitored well.
また、本発明のサーボプレスにおいて、抵抗器の劣化状態を制御装置の各手段で判断し、劣化している場合に、警告情報を表示装置に表示させる構成にすると、サーボプレスのオペレータに対して抵抗器の交換時期をタイムリーに知らせることができて、交換作業を促すことができる。 Also, in the servo press of the present invention, when the deterioration state of the resistor is judged by each means of the control device and the warning information is displayed on the display device when it is deteriorated, the servo press operator can be displayed. The replacement time of the resistor can be notified in a timely manner, and the replacement work can be promoted.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係るダイナミックブレーキモジュール(以下、DBモジュールと称する)20が用いられたサーボプレス1の概略構成を示すブロック図である。図2は、サーボプレス1のNC(Numerical Control)装置2およびDBモジュール20を具体的に示すブロック図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
図1において、サーボプレス1は、プレスモーションプログラムに基づいて駆動指令を出力するNC装置2と、NC装置2からの駆動指令に基づく3相の駆動電流を生成するサーボモジュール3と、駆動電流によって駆動されるサーボモータ4と、サーボモータ4の出力トルクを伝達する減速機5と、減速機5からのトルクで駆動される昇降装置6と、昇降装置6によって上下に駆動されるスライド7とを備え、スライド7に図示略の上金型が取り付けられるようになっている。
In FIG. 1, a
なお、サーボプレス1は、サーボモータ4、減速機5、および昇降装置6を支持するクラウン、このクラウンを支持する複数のアプライト、アプライトが立設されるベッドの他、下金型が設置されるボルスタ等を含んで構成されているが、これらはプレス機械に一般に適用されるものと同じであるため、ここでの図示および説明を省略する。
The
NC装置2には、スライド7を各種のモードで運転させるための操作パネルや、プレスモーションプログラム、サーボプレス1での各種の設定情報、操作指示用の情報、警告用の情報等を表示する表示装置8が設けられている。
サーボモジュール3は、インバータ回路が形成された回路部品であり、複数のスイッチング素子、およびフリーホイールダイオード等で構成されている。
The
The servo module 3 is a circuit component in which an inverter circuit is formed, and includes a plurality of switching elements, a free wheel diode, and the like.
サーボモータ4には、出力軸の回転角度等を検出し、この検出結果をNC装置2にフィードバックするエンコーダ9が設けられている。このエンコーダ9からの検出結果とプレスモーションプログラムによる目標値との偏差に応じた駆動指令がNC装置2からサーボモジュール3に出力される。つまりサーボモータ4では、エンコーダ9からの位置(角度)フィードバックによるサーボ制御によってスライド7が動作する。
The
また、本実施形態において、減速機5としては、複数段の減速用歯車を用いた等速減速機、あるいは一回転の速度が不等速なウィットウォース減速機等を用いることができる。
昇降装置6としては、エキセン軸61を有したエキセンドラム62、およびエキセンドラム62の外周側に配置されたコンロッド63を含んだ構成を採用できる。
In the present embodiment, the
As the
ところで、本実施形態のサーボプレス1では、スライド7がサーボ制御によって動作していることで、スライド7の停止についてもサーボ制御によって行われる。このため、サーボプレス1には、サーボ制御が行われないような非常事態において、スライド7をその場に停止させる落下防止用の手段が必要であり、スライド7を機械的に停止させるブレーキ装置10、およびスライド7に対して電気的に制動をかけるDBモジュール20が設けられている。
By the way, in the
ブレーキ装置10としては任意の構造でよいが、例えばエキセン軸61と一体で回転するディスクを、ばね力により摩擦板で挟み込んで停止させる構成を採用できる。サーボ制御が行われない事態が生じたとNC装置2が判断した場合、NC装置2からの動作信号がブレーキ装置10に出力され、この動作信号を受けてブレーキ装置10が作動する。
The
DBモジュール20は、図2に示すように、DB回路が形成された回路部品であり、9つのリレー接点21〜29と、第4〜第6リレー接点24〜26側に互いに並列接続された抵抗器31〜33とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
DBモジュール20の第1リレー接点21は、サーボモジュール3からサーボモータ4へ電力を供給する電力ラインUに接続され、第2リレー接点22は電力ラインVに接続され、第3リレー接点23が電力ラインWに接続されている。このような第1〜第3リレー接点21〜23には、リレーコイル30への電流が遮断された時に閉じる第1〜第3リレースイッチ41〜43が設けられている。
The
従って、サーボ制御が行われず、リレーコイル30への電流が遮断されると、第1リレースイッチ41により、第1、第4リレー接点21,24が接続され、第2リレースイッチ42により、第2、第5リレー接点22,25が接続され、第3リレースイッチ43により、第3、第6リレー接点23,26が接続される。これにより、サーボモータ4で回生された電気エネルギは、各電力ラインU,V,Wを介して抵抗器31〜33に流れ、抵抗器31〜33にて熱エネルギへと変換されてダイナミックブレーキが作動する。
Therefore, when the servo control is not performed and the current to the
また、本実施形態のDBモジュール20には、一対の出力端子34,35が設けられている。一方の出力端子34は、第7リレー接点27に接続され、他方の出力端子35は、第8、第9リレー接点28,29に接続されている。そして、第7〜第9リレー接点27〜29には、第1〜第3リレースイッチ41〜43と同期して動作する第4〜第6リレースイッチ44〜46が設けられている。
Further, the
第1〜第3リレースイッチ41〜43が開いた状態(オフ状態)にある時、すなわちサーボ制御が正常に行われ、リレーコイル30に電流が供給されている時には、第4〜第6リレースイッチ44〜46により、第4、第7リレー接点24,27同士、第5、第8リレー接点25,28同士、第6、第9リレー接点26,29同士がそれぞれ接続される(図2に示した状態)。
When the first to
このような構成により、サーボ制御が正常に行われている間は、出力端子34,35間に抵抗器31〜33の合成抵抗値を出力させることが可能である。この抵抗値は、出力端子34,35から出力ラインL1,L2を通してNC装置2に出力され、計測されることになる。
With such a configuration, it is possible to output the combined resistance value of the
なお、図示を省略するが、DBモジュール20には、第1〜第3リレースイッチ41〜43側が閉じ状態にあるのか、または第4〜第6リレースイッチ44〜46側が閉じ状態にあるのかを認識するための補助接点が設けられ、いずれの閉じ状態であるかをNC装置2側で判断することが可能になっている。
Although illustration is omitted, the
一方、NC装置2は、抵抗値計測手段51、抵抗値比較手段52、および警告情報生成手段53を備えている。これらの手段51〜53は、コンピュータ等の適宜なハードウェア、およびコンピュータプログラム等からなるソフトウェアで構成されている。
On the other hand, the
抵抗値計測手段51は、サーボ制御中において、DBモジュール20の出力端子34,35間の抵抗値、すなわち抵抗器31〜33の抵抗値Rを常時計測する機能を有する。
抵抗値比較手段52は、計測した抵抗値Rと予め設定された抵抗閾値R1と比較し、計測した抵抗値Rが抵抗閾値R1よりも小さい場合に、抵抗器31〜33が劣化していると判断する。抵抗閾値R1は、サーボプレス1の加工能力等を勘案して任意に設定され、図示しない記憶素子等に記憶されている。
警告情報生成手段53は、抵抗器31〜33が劣化していると判断された場合に、警告情報を生成し、表示装置8に出力して表示させる機能を有する。
The resistance value measuring means 51 has a function of constantly measuring the resistance value between the
The resistance value comparison means 52 compares the measured resistance value R with a preset resistance threshold value R1, and when the measured resistance value R is smaller than the resistance threshold value R1, the
The warning
以下には、図3のフローチャートをも参照し、各手段51〜53によるダイナミックブレーキの性能監視について説明する。
先ず、NC装置2の抵抗値計測手段51は、DBモジュール20の出力端子34,35間の抵抗値Rを計測し(S1)、抵抗値比較手段52は計測された抵抗値Rが予め設定された抵抗閾値R1よりも下回っているかを監視している(S2)。抵抗値Rが抵抗閾値R1以上であれば、抵抗値比較手段52は抵抗値Rが十分に大きく、ダイナミックブレーキ作動時には正常なブレーキ性能を発揮できると判断し、S1に戻る。
Hereinafter, the performance monitoring of the dynamic brake by each of the
First, the resistance value measuring means 51 of the
これに対して、抵抗値Rが抵抗閾値R1を下回った場合には、抵抗器31〜33が経年的に劣化したか、あるいは何らかの理由によりダイナミックブレーキの性能を十分に発揮できないと判断する。このように判断された場合に警告情報生成手段53は、「ダイナミックブレーキの性能が低下しています」等の警告情報を生成し、表示装置8に出力して表示させ、抵抗器31〜33の交換等を促す(S3)。
On the other hand, when the resistance value R falls below the resistance threshold value R1, it is determined that the
以上説明したように、本実施形態によれば、DBモジュール20には、内部の抵抗器31〜33の抵抗値Rを出力する出力端子34,35が設けられているため、この出力端子34,35間の抵抗値Rを計測することで、抵抗器31〜33の劣化状態を判断でき、普段はさほど使用されることのないダイナミックブレーキであっても、そのブレーキ性能を良好に監視できる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
The best configuration, method, and the like for carrying out the present invention have been disclosed above, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described with particular reference to certain specific embodiments, but without departing from the spirit and scope of the invention, Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of quantity and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, quantity and the like disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.
例えば、前記実施形態では、本発明に係るDBモジュール20をサーボプレス1に採用した例について説明したが、本発明のDBモジュールはサーボプレスに限定されず、サーボ制御される産業機械に用いてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
本発明は、DBモジュールを搭載した工作機械やサーボプレス等の産業機械に好適に利用できる。 The present invention can be suitably used for industrial machines such as machine tools and servo presses equipped with DB modules.
1…サーボプレス、2…制御装置であるNC装置、3…サーボモジュール、4…サーボモータ、7…スライド、8…表示装置、20…ダイナミックブレーキモジュール、21〜23…入力側接点である第1〜第3リレー接点、24〜26…抵抗器側接点である第4〜第6リレー接点、27〜29…抵抗値計測用接点である第6〜第9リレー接点、31〜33…抵抗器、34,35…出力端子、41〜43…ブレーキ用スイッチである第1〜第3リレースイッチ、44〜46…抵抗値計測用スイッチである第4〜第6リレースイッチ、51…抵抗値計測手段、52…抵抗値比較手段、53…警告情報生成手段、U,V,W…電力ライン。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
電気エネルギを消費して熱エネルギに変換する抵抗器と、
前記電気エネルギの入力側に設けられた入力側接点と、
前記抵抗器側に設けられた抵抗器側接点と、
前記入力側接点および抵抗器側接点間を開閉するブレーキ用スイッチと、
前記抵抗器の抵抗値計測用に設けられた抵抗値計測用接点と、
前記ブレーキ用スイッチと連動し、かつ当該ブレーキ用スイッチが開き状態にある時に前記抵抗器側接点および前記抵抗値計測用接点間を閉じる抵抗値計測用スイッチと、
前記抵抗値計測用接点に電気的に接続された出力端子とを備えている
ことを特徴とするダイナミックブレーキモジュール。 In the dynamic brake module,
A resistor that consumes electrical energy and converts it into thermal energy;
An input-side contact provided on the input side of the electrical energy;
A resistor-side contact provided on the resistor side;
A brake switch for opening and closing between the input side contact and the resistor side contact;
A resistance value measuring contact provided for measuring the resistance value of the resistor;
A resistance value measuring switch that interlocks with the brake switch and closes the resistor side contact and the resistance value measuring contact when the brake switch is in an open state;
An output terminal electrically connected to the contact point for resistance value measurement. A dynamic brake module, comprising:
駆動指令に基づいた駆動電力を生成するサーボモジュールと、
サーボモジュールからの駆動電力により駆動されるサーボモータと、
サーボモータの出力トルクで駆動されるスライドと、
前記サーボモジュールおよび前記サーボモータ間の電力ラインに接続された請求項1記載のダイナミックブレーキモジュールとを備えている
ことを特徴とするサーボプレス。 In servo press,
A servo module that generates drive power based on the drive command;
A servo motor driven by drive power from the servo module;
A slide driven by the output torque of the servo motor;
A servo brake comprising: the dynamic brake module according to claim 1 connected to an electric power line between the servo module and the servo motor.
前記サーボモジュールに対して前記駆動指令を出力する制御装置と、
前記制御装置に接続された表示装置とを備え、
前記制御装置は、
前記出力端子を介して得られる前記抵抗器の抵抗値を計測する抵抗値計測手段と、
計測された抵抗値と予め設定された抵抗閾値とを比較する抵抗値比較手段と、
前記抵抗値比較手段での比較結果に基づいて警告情報を生成するとともに、当該警告情報を前記表示装置に出力して表示させる警告情報生成手段とを備えている
ことを特徴とするサーボプレス。 In the servo press according to claim 2,
A control device that outputs the drive command to the servo module;
A display device connected to the control device,
The controller is
Resistance value measuring means for measuring the resistance value of the resistor obtained through the output terminal;
A resistance value comparing means for comparing the measured resistance value with a preset resistance threshold;
A servo press comprising: warning information generating means for generating warning information based on the comparison result of the resistance value comparing means and outputting the warning information to the display device for display.
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