JP2023002008A - Machining spot number monitoring device and machining spot number monitoring method for man-power pressing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人力プレス機を用いたプレス作業において加工打点数をカウントする加工打点数監視装置および加工打点数監視方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing hit number monitoring device and a processing hit number monitoring method for counting the number of processing hits in a press operation using a manual press machine.
人力プレス機を用いた作業では、プレス作業者の操作力がプレス機に備わっている梃子の原理を利用した機構によって増幅され、これによって得られる加圧力でワークにカシメ、穴あけ、曲げ等のプレス加工が行われる。人力プレス機を用いたプレス加工においても、駆動源を備えた一般的なプレス機と同様に、加工打点数の過不足は、後工程に於いて致命的な欠陥につながるので、加工打点数を正確に管理、監視する必要がある。 In work using a manual press machine, the operating force of the press operator is amplified by a mechanism that utilizes the principle of lever provided in the press machine, and the pressurization force obtained by this is used to press, such as caulking, drilling, and bending the workpiece. processing takes place. In the case of press working using a manual press machine, as with a general press machine equipped with a drive source, an excess or deficiency in the number of punch points will lead to fatal defects in subsequent processes, so the number of punch points should be reduced. must be managed and monitored accurately.
現状では、作業者が、加工図面を確認し、加工指定箇所を記憶し、必要箇所に指定数の加工を行い、後の検査工程で打点数の過不足をチェックするダブルチェックで、加工打点数が過不足状態の製品が流出しないようにしている。この方法では、ヒューマンエラーが発生する可能性があり、加工打点数を正確に管理、監視できない。 Currently, the operator confirms the machining drawing, memorizes the specified machining points, performs the specified number of machining on the necessary points, and checks for excess or deficiency in the number of points in the subsequent inspection process. prevents excess or deficiency products from flowing out. With this method, human error may occur, and the number of machining points cannot be accurately managed and monitored.
プレス加工におけるヒューマンエラーを低減するために、全加工が終了したことをカウンタでカウントし、未だ未加工の部分を含む半製品を次の工程に渡そうとすると、エラーを作業者に知らせる構成としたプレス加工忘れ監視装置が知られている。(特許文献1) In order to reduce human error in press working, a counter is used to count the completion of all the work, and an error is notified to the operator when a semi-finished product containing an unprocessed portion is to be passed to the next process. A press forgetting monitoring device is known. (Patent document 1)
また、プレス機械等の汎用工作機械の本体にセットされた同期信号回路内にその信号で励磁作動するプリセットカウンター装置を接続し、一回のプレス行程の信号で電磁カウンタの積算による表示と合わせ、並列に設けたパワーリレーのリレーで、プリセットカウンターにセットした数字を順次減じていき、セット数字が0になると同時に警報器や警報ランプで作業者に作業の終了を知らせる装置が知られている。(特許文献2) In addition, a preset counter device that excites and operates with that signal is connected to the synchronous signal circuit set in the main body of general-purpose machine tools such as press machines, and the signal of one press stroke is combined with the display by the integration of the electromagnetic counter, 2. Description of the Related Art There is known a device in which power relays provided in parallel sequentially decrease a number set in a preset counter, and when the set number becomes 0, an alarm or alarm lamp notifies an operator of the end of work. (Patent document 2)
ここで、人力によるプレス機として、作業者自らの足の力で、プレス機に備わっている専用のペダルなどを踏み込むことで、その力を複数の伝達アームに伝え、これらのアームの組み合わせによる梃子で増幅した力を加工ヘッド(シリンダ)へ伝達する足踏みプレス機(蹴とばしプレス機)や、手の力を専用のハンドルを介して梃子の原理を利用したアーム等を介してシリンダに加えて加工を行うハンドプレス機などが一般的に存在する。加工を行う製品の位置合わせは、作業者が手や体の一部で製品をプレス加工位置に合わせることによって行い、この状態を維持しながら、空いている自らの足や手などでプレス機に加工のための力を加える必要がある。 Here, as a human-powered press machine, by stepping on a special pedal equipped with the press machine with the power of the operator's own foot, the power is transmitted to multiple transmission arms, and the combination of these arms is used as a lever. A foot press machine (kicking press machine) that transmits the amplified force to the processing head (cylinder), and a hand force is applied to the cylinder through an arm that uses the principle of leverage via a dedicated handle. There is generally a hand press machine that performs Positioning of the product to be processed is performed by the worker aligning the product with the press processing position with his/her hand or part of the body, and while maintaining this state, he/she presses the press machine with his or her own free leg or hand. It is necessary to apply force for processing.
作業者は、加圧と、加工の位置合わせの双方に注意を注ぎ加工を行う必要があるため、プレス作業途中において、加工位置の調整または加工のやり直しを行う場合が頻繁にあり、1か所で複数回の加工ヘッドの上下動や、やり直し加工を行うことがしばしばある。このため、単に加工ヘッド(シリンダ)の動きをカウントするだけ、あるいは、加工ヘッドに加わる衝撃を感知するだけでは、カウントされた加工打点数と、実際の加工打点数とが一致しないことが多々ある。 Since the operator needs to pay attention to both pressurization and alignment of the machining position during the press work, it is often necessary to adjust the machining position or redo the machining during the press work. It is often necessary to move the machining head up and down multiple times and to repeat machining. Therefore, simply counting the movement of the machining head (cylinder) or sensing the impact applied to the machining head often results in a discrepancy between the counted number of machining points and the actual number of machining points. .
例えば、市販のカウンタを加工位置に取り付けて加工打点数のカウントを試みるケースが見受けられる。上記の理由により、加工ヘッド(シリンダ)の上下の回数と加工打点数とが、必ずしも一致しない為、正確な加工打点数をカウントできない。また、誤カウントを都度修正する必要があり、効率よく加工打点数の管理、監視を行うことができない。 For example, there are cases where a commercially available counter is attached to the machining position to try to count the number of machining points. For the above reason, the number of times the machining head (cylinder) is moved up and down does not necessarily match the number of machining hits, so the number of machining hits cannot be accurately counted. In addition, it is necessary to correct erroneous counts each time, and it is not possible to efficiently manage and monitor the number of processed dots.
また、プレス加工時に発生する衝撃を感知して加工打点数をカウントする方法の場合には、加工位置の調整を行う際に繰り返し衝撃が加工ヘッド(シリンダ)に加わり、繰り返し誤カウントしてしまう可能性がある。さらに、人力プレス機の加工ヘッド(シリンダ)が原点位置に戻った際にも加工時と同等の衝撃を受けるので、この衝撃を感知して誤カウントしてしまう可能性がある。 In addition, in the case of a method that counts the number of punched points by sensing the impact that occurs during press working, repeated impacts may be applied to the machining head (cylinder) when adjusting the machining position, resulting in repeated erroneous counting. have a nature. Furthermore, when the working head (cylinder) of the manual press machine returns to the original position, it receives the same impact as during working, so there is a possibility that this impact will be detected and erroneously counted.
一方、動力源をモータやエアーで駆動するプレス機においては、ロードセル即ち圧力センサで加工打点数をカウントする方法がある。この場合、センサ部を加工ヘッドへ精密に配置する必要があり、専用の加工治具及び段取りが必要となる。頻繁に変化する人力プレス機を用いたプレス加工に、ロードセル等の圧力センサを用いて加工打点数をカウントする方法を採用することは困難である。 On the other hand, in the case of a press machine driven by a motor or air as a power source, there is a method of counting the number of punched points using a load cell, ie, a pressure sensor. In this case, it is necessary to precisely arrange the sensor section on the processing head, and a dedicated processing jig and setup are required. It is difficult to employ a method of counting the number of punched points using a pressure sensor such as a load cell in press working using a manual press that frequently changes.
また、動力源を持つプレス機は、作業者からのスタート信号受け、加工完了まで、自動で行うため、加工が途中で止まるケースが少ない。例えば、上述の特許文献1及び特許文献2は、共に駆動源を内蔵したプレス機の管理を行うことを目的としているため、加工ヘッド(シリンダ)の動きと、加工数が必ず一致していることを前提としている。作業者が自らの身体の力を利用してプレス加工を行う人力プレス機を用いた作業においては、加工ヘッド(シリンダ)の上下動と加工打点回数とが必ずしも一致しないので、これら特許文献1、2に記載の方法は、人力プレス機を用いた加工作業における加工打点数のカウントには不向きである。
In addition, a press with a power source receives a start signal from the operator and automatically performs processing until processing is completed, so there are few cases where processing stops in the middle. For example, the above-mentioned patent document 1 and
近年の加工品は、少量多品種でありながらも、短納期の需要が増え、自動機械を使用したいが、コストのアップや、セッティング時間の増加が理由で、対応困難なケースが多くあり、未だに、職人技術を必要とする工法が一定量存在し、作業者へ加工の品質と加工数の管理を同時要求するケースが多く存在している。 In recent years, there has been an increase in demand for short delivery times for processed products, even though there is a large variety of products in small quantities. There are a certain amount of construction methods that require craftsmanship, and there are many cases where workers are required to manage the quality of processing and the number of processing at the same time.
本発明の目的は、人力プレス機を用いた加工作業を経て得られる製品が加工打点に過不足がある状態のまま次工程または外部へ流出することのないように、作業現場でリアルタイムに加工打点数を正確にカウントできる人力プレス機の加工打点数監視装置を提供すること、および加工打点数監視方法を提案することにある。 An object of the present invention is to prevent a product obtained through a processing operation using a manual press from flowing out to the next process or to the outside in a state in which there is an excess or deficiency of processing points, and to perform processing in real time at the work site. To provide a device for monitoring the number of working points of a manual press capable of accurately counting the number of points, and to propose a method for monitoring the number of working points.
上述の課題を解決するために、人力プレス機を用いたプレス作業において加工打点数をカウントする本発明の加工打点数監視装置および加工打点数監視方法では、次のようにしている。すなわち、プレス加工を行う加圧は、作業者の足又は、手や腕の力が人力プレス機のアームへ伝搬され、ここを介して、加工ヘッドのシリンダへ伝搬する。このアーム部分に振動又は衝撃力を感知する衝撃センサを配置し、シリンダあるいは加工ヘッドに、その位置を捉える位置センサを配置する。演算処理部において、衝撃センサおよび位置センサの双方のセンサ出力信号を捉え、双方のセンサ出力信号を用いてプレス加工が実行されたことの判断を行うため演算処理を行う。演算処理部での判断結果に基づきショットカウンタにおいてプレス加工の加工打点数をカウントして表示等の出力を行う。 In order to solve the above-described problems, the number-of-work-marks monitoring apparatus and the number-of-work-marks monitoring method of the present invention for counting the number of work hits in a press operation using a manual press are performed as follows. In other words, the force applied by the operator's legs, hands, or arms is transmitted to the arm of the manual press machine, and is transmitted to the cylinder of the processing head via this arm. An impact sensor for detecting vibration or impact force is arranged on the arm portion, and a position sensor for detecting the position is arranged on the cylinder or processing head. The arithmetic processing unit captures sensor output signals from both the impact sensor and the position sensor, and performs arithmetic processing to determine whether press working has been performed using both sensor output signals. Based on the determination result of the arithmetic processing unit, the shot counter counts the number of stamped points in the press working and outputs such as a display.
このように、本発明は、原点位置と加工点位置の間を往復移動可能な加工ヘッドを備えた人力プレス機を用いたプレス作業における加工打点数を監視する加工打点数監視装置において、
前記加工ヘッドに作用する衝撃力を検出する衝撃センサと、
前記加工ヘッドの位置を検出する位置センサと、
検出された前記衝撃力および前記位置に基づき、前記加工ヘッドによってプレス加工が行われたか否かを判断する演算処理部と、
を備えていることを特徴としている。
As described above, the present invention provides a processing number monitoring device for monitoring the number of processing points in a press operation using a manual press having a processing head that can reciprocate between an origin position and a processing point position,
an impact sensor that detects an impact force acting on the processing head;
a position sensor that detects the position of the processing head;
an arithmetic processing unit that determines whether or not press working has been performed by the working head based on the detected impact force and the position;
It is characterized by having
また、前記演算処理部は、前記原点位置以外の前記加工点位置を含む設定範囲内の位置に前記加工ヘッドが位置している間において、前記衝撃力あるいは当該衝撃力の時間微分値が、設定値以上の場合に、前記加工ヘッドにより前記プレス加工が1回行われたとのプレス加工判定を行う。さらに、前記演算処理部による前記プレス加工判定に基づき、前記プレス加工の加工打点数を積算するショットカウンタを有している。 Further, the arithmetic processing unit sets the impact force or the time differential value of the impact force while the machining head is positioned within a set range including the machining point position other than the origin position. If it is equal to or greater than the value, it is determined that the press working has been performed once by the working head. Furthermore, it has a shot counter for accumulating the number of hit points of the press working based on the press working determination by the arithmetic processing unit.
一方、本発明は、上記構成の加工打点数監視装置を用いて、原点位置と加工点位置の間を往復移動可能な加工ヘッドを備えた既存あるいは既設の人力プレス機を用いたプレス作業における加工打点数を監視する加工打点数監視方法において、
前記加工ヘッドに作用する衝撃力を検出可能な前記人力プレス機の部位に、前記衝撃センサを外付けして、前記加工ヘッドに作用する衝撃力を検出し、
前記原点位置以外の前記加工点位置を含む設定範囲内の位置に前記加工ヘッドが位置していることを検出可能な前記人力プレス機の部位に、前記位置センサを外付けして、前記加工ヘッドの位置を検出し、
前記演算処理部、前記ショットカウンタおよび衝撃レベル表示部を、前記人力プレス機に外付けし、または、前記人力プレス機から離れた位置に設置し、
プレス作業を行う作業員が、前記衝撃レベル表示部および前記ショットカウンタの表示部を目視して、衝撃力のレベルおよび前記加工打点数を確認できるようにしたことを特徴としている。
On the other hand, the present invention uses the processing number monitoring device configured as described above to perform processing in press work using an existing or existing manual press equipped with a processing head capable of reciprocating between the origin position and the processing point position. In the method for monitoring the number of machining points,
The impact sensor is externally attached to a portion of the manual press that can detect the impact force acting on the processing head, and the impact force acting on the processing head is detected,
The position sensor is externally attached to a portion of the manual press that can detect that the working head is positioned within a set range including the working point position other than the origin position, and the working head Detect the position of
The arithmetic processing unit, the shot counter and the impact level display unit are externally attached to the manual press machine, or installed at a position remote from the manual press machine,
It is characterized in that a worker who performs pressing work can confirm the level of impact force and the number of hit points by visually checking the impact level display section and the display section of the shot counter.
本発明の装置、方法によれば、人力プレス機における加工ヘッドの位置および加工ヘッドに作用する衝撃力の双方に基づき、加工ヘッドによりプレス加工が行われたか否かを判断している。人力プレス機に特有な加工ヘッドの位置決め、プレス加工のやり直しに起因してプレス加工が行われたと誤った判断が行われ、加工打点数が誤カウントされてしまうという弊害を解消できる。よって、本発明の装置、方法を用いることで、新設の人力プレス機、既存・既設の人力プレス機を用いたプレス作業において加工打点数の過不足が生じることを確実に防止できる。 According to the apparatus and method of the present invention, it is determined whether or not pressing has been performed by the working head based on both the position of the working head in the manual press and the impact force acting on the working head. To solve the problem of erroneous determination that press working has been performed due to the positioning of the working head peculiar to a manual press machine and the redoing of press working, and the number of processed hit points being erroneously counted. Therefore, by using the apparatus and method of the present invention, it is possible to reliably prevent excess or deficiency in the number of working points in press work using a newly installed manual press or an existing/existing manual press.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した人力プレス機の加工打点数監視装置の実施の形態を説明する。以下の例は、加工打点数監視装置を人力プレス機であるフットプレス機に取り付けて用いる場合のものである。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の加工打点数監視装置はハンドプレス機等の人力プレス機に対しても同様に用いることができる。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a machine hitting number monitoring apparatus for a manual press to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The following example is for a case where the number-of-work-spots monitoring device is attached to a foot press machine, which is a manual press machine. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and the apparatus for monitoring the number of hits in processing of the present invention can be similarly used for a manual press machine such as a hand press machine.
[加工打点数監視装置を取り付けたフットプレス機の全体構成]
図1(A)、(B)を参照してフットプレス機の全体構成を説明する。フットプレス機1は、例えば、既存のプレス機であり、加工打点数監視装置がフットプレス機1に後付けされている。フットプレス機1はプレス機架台2を備えており、このプレス機架台2の水平な上面の後側の部位に、上方および前方に延びる支持アーム3が取り付けられている。支持アーム3の先端部に、シリンダガイド4が垂直に取り付けられている。シリンダガイド4によって上下方向に往復移動可能に昇降シリンダ5が支持されており、昇降シリンダ5の下端部に加工ヘッド6が取り付けられている。プレス機架台2の上面において加工ヘッド6の真下の位置はワーク載置面となっている。
[Overall configuration of a foot press machine equipped with a processing number monitoring device]
The overall configuration of the foot press will be described with reference to FIGS. 1(A) and 1(B). The foot press machine 1 is, for example, an existing press machine, and is retrofitted with a processing number monitoring device. The foot press machine 1 includes a
プレス機架台2の裏面からは、下方および前方に延びる足踏みペダル8が取り付けられている。足踏みペダル8は図1(A)に示す待機位置から図1(B)に示す踏み込み位置まで踏み込むことができる。足踏みペダル8の踏み込み力は、伝達アーム9、10、11を備えた伝達用リンク機構を介して梃子の原理を利用した倍力機構により増幅されて、昇降シリンダ5(加工ヘッド6)に伝達される。
A
足踏みペダル8を待機位置8Aから踏み込み位置8Bまで勢いよく踏み込むと、昇降シリンダ5が図1(A)に示す原点位置HPから図1(B)に示す加工点位置WPに勢いよく押し下げされ、加工ヘッド6によって、ワーク載置面に載せたワークWに対して所定の力で、プレス加工(カシメ、絞り、穴あけ、曲げ加工等)が施される。踏み込みが解除されると、錘、復帰バネなどの復帰機構(図示せず)によって、足踏みペダル8が再び待機位置8Aに戻ると共に、昇降シリンダ5も上側の原点位置HPに戻る。
When the
図2は加工打点数監視装置を示す概略機能ブロック図である。フットプレス機1に取り付けた加工打点数監視装置20は、図2に示すように、衝撃センサ部21と、位置センサ部22と、支持アーム3の下端側の部位の側面に取り付けた制御ユニット25から構成される。
FIG. 2 is a schematic functional block diagram showing a machined number monitoring device. As shown in FIG. 2, the number-of-working-
衝撃センサ部21は、図1(A)、(B)に示すように、昇降シリンダ5に連結された伝達アーム11の側面に取り付けられた衝撃センサ21A(加速度センサ)を備えており、下端に加工ヘッド6が取り付けられている昇降シリンダ5に加わる衝撃力を検出する。衝撃センサ21Aの取付位置は、プレス加工により生じた衝撃を感知できる場所であればよい。昇降シリンダ5、加工ヘッド6、これに動力を伝達する伝達アーム11などに配置することができる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
位置センサ部22は、昇降シリンダ5の加工位置、したがって加工ヘッド6の加工位置を検出するためのものである。図1(A)、(B)に示すように、位置センサ部22は、例えば、昇降シリンダ5に取り付けた磁石22Aと、固定の位置において磁石22Aを検知する位置センサ22B(磁気センサ)とを備えている。位置センサ22Bは例えばシリンダガイド4の側に取り付けられる。位置センサ22Bはシリンダガイド4の上端から上方に突出している昇降シリンダ5の上端部の側面に取り付けられ、昇降シリンダ5が図1(B)に示す加工点位置WPに降下すると、磁石22Aが位置センサ22Bの検出領域内に入る。これにより昇降シリンダ5の位置が検出される。すなわち、原点位置HPから外れた加工点位置WPを含む所定範囲内の位置にあることが検出される。
The
フットプレス機1の構造や加工の状態で上記の位置に磁石22Aを配置して昇降シリンダ5の位置を検出することができない場合がある。この場合には、図1(C)に示すように、シリンダガイド4の下端から下方に突出している昇降シリンダ5の下端部の側面に磁石22Aを取り付け、昇降シリンダ5が図1(A)に示す原点位置HPに復帰すると磁石22Aが位置センサ22Bの検出領域に入るようにする。これにより、昇降シリンダ5が、原点位置HPを含む所定範囲内の位置にあることが検出される。この場合には、後述のように、位置センサ22Bの検出信号である二値論理信号の反転信号を用いて昇降シリンダ5が加工点位置WPを含む所定範囲内の位置にあることを検出できる。
It may not be possible to detect the position of the
加工打点数監視装置20の制御ユニット25は、例えば、図1(A)、(B)に示すように、支持アーム3の下端部の側面に取り付けられている。制御ユニット25は、演算処理部30、ショットカウンタ40および操作・出力部50を備えている。衝撃センサ21Aおよび位置センサ22Bは、それぞれ、制御ユニット25に配線接続されている。演算処理部30は、衝撃センサ21Aおよび位置センサ22Bのセンサ出力に基づき、プレス加工が行われたか否かを判別し、プレス加工が1回行われる毎に1パルスのカウント信号CSを生成してショットカウンタ40に供給する。
The
ショットカウンタ40はカウント信号CSのパルス数をカウントしてプレス加工の加工打点数の積算値を求める。操作・出力部50は、衝撃レベル表示部51および衝撃レベル設定部52を備えている。
The shot counter 40 counts the number of pulses of the count signal CS to obtain the integrated value of the number of hit points in press working. The operation/
[加工打点数監視装置]
図3はプレス加工動作における加工ヘッドの動きと、これに伴って行われる加工打点数監視装置20での信号処理動作を示すタイムチャートである。図1~図3を参照して、加工打点数監視装置20の構成および動作を詳しく説明する。
[Processing number monitoring device]
FIG. 3 is a time chart showing the movement of the machining head in the press working operation and the signal processing operation in the machining hit
(加工ヘッドの動き)
まず、1回のプレス加工動作において、加工ヘッド6(昇降シリンダ5)は、図3(A)の時点T1~T6に示すように、原点位置HPから加工点位置WPに降下し、加工後に再び原点位置HPに復帰する。すなわち、プレス加工が開始されると(図3の時点T1)、加工ヘッド6が原点位置HP(図1(A)参照)から加工点位置WP(図1(B)参照)に向けて降下する。加工ヘッド6が加工点位置WPまで降下して、ワークWに対してプレス加工が施される(図3の時点T3からT4)。足踏みペダル8の踏み込みが解除されると、加工ヘッド6は加工点位置WPから原点位置HPに引き戻される(図3の時点T4~T6)。
(movement of processing head)
First, in one press working operation, the working head 6 (elevating cylinder 5) descends from the origin position HP to the working point position WP as shown at times T1 to T6 in FIG. Return to origin position HP. That is, when press working is started (time T1 in FIG. 3), the working
(衝撃センサによる加工ヘッドの衝撃検出)
プレス加工動作において衝撃センサ21Aから得られる衝撃信号は、図2に示すように、演算処理部30のノイズフィルタ31を介してノイズが除去された後に衝撃信号切替部33に供給されると共に、ノイズフィルタ・微分処理部32を介してノイズ除去後の衝撃信号GWが微分処理された後に衝撃微分信号Gdtとして衝撃信号切替部33に供給される。図3(B)にはノイズ除去後の衝撃信号GWの信号波形を示し、図3(C)には衝撃微分信号Gdtの信号波形を示す。
(Impact detection of processing head by impact sensor)
As shown in FIG. 2, the impact signal obtained from the
衝撃センサ21Aによって検出される衝撃レベルは、人力プレス機の種類、そのプレス加工の内容、加工方法により異なる。検出される衝撃レベルが相対的に大きい場合には、ノイズフィルタ31を介して得られる衝撃信号GWを用い、衝撃レベルが相対的に小さい場合には、微分処理を行って衝撃の検出精度を維持している。例えば、ハンドプレス機等の場合にはプレス加工時の衝撃レベルが相対的に小さいので、微分処理した後の信号を用いて衝撃を検知することが望ましい。微分処理のための微分係数は、衝撃センサ21Aのサンプリング周波数以下で、任意に設定することで、加工状態をより正確に捉えることができる。また、衝撃信号切替部33の切替は、対象の人力プレス機に応じて事前に設定される。あるいは、操作・出力部50の操作部に切替スイッチ(図示せず)を配置し、検出される衝撃レベルに基づき、切替設定できるようにしてもよい。
The impact level detected by the
衝撃信号切替部33によって選択された衝撃信号GWまたは衝撃微分信号Gdtは、操作・出力部50の衝撃レベル表示部51に表示される。作業者は、衝撃レベル表示部51の衝撃レベル表示を認識し、プレス加工の衝撃を確実に捉えることができる。また、作業者は、操作・出力部50の衝撃レベル設定部52から、加工ヘッド6の移動で生じる衝撃を不感知とする適切な衝撃レベルを設定入力できる。あるいは、ティーチング機能を備えた衝撃レベル設定部52によって、衝撃レベル設定を行うこともできる。
The impact signal GW or the impact differential signal Gdt selected by the impact
ここで、ティーチング機能は、実際の加工で生じる衝撃力と時間経過とを合わせた図3(B)の衝撃センサ出力波形(GW)、または、衝撃センサ出力波形の微分値Gdtの絶対値と時間経過とを合わせた波形データを対象とする。実際の加工を行い、この波形データを衝撃レベル設定部52において記憶保持し、この波形データに基づき衝撃レベル設置を行い、衝撃センサ出力値を演算処理部30において比較し、その偏差値でプレス加工の判定を行う。
Here, the teaching function is the impact sensor output waveform (GW) shown in FIG. Waveform data combined with progress is targeted. Actual processing is performed, this waveform data is stored in the impact
衝撃信号切替部33によって選択された衝撃信号GWまたは衝撃微分信号Gdtは、コンパレータ34に供給される。コンパレータ34において、衝撃レベル設定部52によって設定された衝撃レベル(設定値)GLa(GLb)と比較され、設定衝撃レベルよりも大きな衝撃が抽出される。換言すると、プレス加工が行われたことが検出される。なお、衝撃の加わった方向も判定用のパラメータとして加えることもできる。
The impact signal GW or impact differential signal Gdt selected by the impact
図3(B)において衝撃信号GWに対する衝撃レベルの設定値は±GLaであり、衝撃微分信号Gdtに対する衝撃レベルの設定値はGLbである。このように衝撃レベルを設定して不感帯を設けることで、プレス加工レベルの衝撃以外の衝撃、例えば加工ヘッド6を加工位置へ移動させる時(図3の時点T1)の衝撃、プレス加工動作を途中で停止した場合の衝撃、加工ヘッド6がプレス加工後に原点位置に復帰した時の衝撃(図3の時点T6)などの衝撃が排除される。
In FIG. 3B, the shock level set value for the shock signal GW is ±GLa, and the shock level set value for the shock differential signal Gdt is GLb. By setting the impact level and providing a dead zone in this way, impact other than the impact of the press working level, for example, the impact when moving the
(位置センサによる加工ヘッドの位置検出)
次に、位置センサ22Bからは、昇降シリンダ5(加工ヘッド6)の上下方向の位置を表す2値論理信号である位置信号PSが得られる。位置信号PSは、昇降シリンダ5が図1(A)に示す原点位置を含む上側領域にある場合には、磁石22Aが位置センサ22Bの検出領域から上方に外れており、ローレベル出力の状態にある。プレス加工が開始されると(図3の時点T1)、昇降シリンダ5が原点位置HPから図1(B)の加工点位置WPに向けて降下する。昇降シリンダ5と共に降下する磁石22Aが位置センサ22Bの検出領域に入ると(図3の時点T2)、位置センサ検出処理出力である位置信号PSがハイレベルに立ち上がる(図3(E))。足踏みペダルの踏み込みが解除され昇降シリンダ5が原点位置HPに引き戻される途中において、磁石22Aが位置センサ22Bの検出領域から外れて位置信号PSが再びローレベルに立ち下がる(図3の時点T5)。
(Position detection of processing head by position sensor)
Next, a position signal PS, which is a binary logic signal representing the vertical position of the lifting cylinder 5 (processing head 6), is obtained from the
フットプレス機1の構造、ワークの形状、プレス加工の状態によっては、昇降シリンダ5の上端部の側面に磁石22Aを取り付けることができない場合がある。この場合には、先に述べたように、図1(C)に示す位置に位置センサ部22を配置する。
Depending on the structure of the foot press machine 1, the shape of the workpiece, and the state of press working, it may not be possible to attach the
演算処理部30は、図2に示すように、位置センサ22Bからの位置信号PSを、そのまま取り込むと共に、信号反転部35を介して論理レベルを反転させた反転信号を生成している。位置検出信号切替部36において、位置センサ部22の取付位置に応じて、位置信号PSおよびその反転信号のいずれかを選択できるようになっている。位置検出信号切替部36の切替は、対象の人力プレス機に応じて事前に設定される。あるいは、操作・出力部50の操作部に切替スイッチ(図示せず)を配置し、位置センサ22Bの取付位置に応じて、切替設定できるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
位置センサ22Bの反転信号から加工ヘッド6の動きを判断する場合は、図3(A)においてL(22)で示す不感知距離が得られる箇所に、位置センサ22Bを配置する。これにより、加工点位置WPにより近い位置を検出することができると同時に、原点復帰などに発生する位置センサ22Bの検出信号や衝撃センサ21Aの検出信号のチャタリングなどの防止効果を得られる。
When judging the movement of the
なお、位置センサ部22として、近接スイッチや磁性材など、磁気を利用したセンサの他、光の遮断・受光・反射の変化を検出する光センサ、超音波などの音を検知するセンサを用いることができる。位置検出を光で行う場合は、加工ヘッド6の動きを捉えるセンサ光と対になる光の遮断或いは、反射を司る部分の長さを一定距離取り、原点位置付近から原点位置までの所定範囲を検出できる様に調整できる機構、則ち、図3(A)にL(22)で示す位置センサ信号の不感知距離を有することが望ましい。また、位置センサの検出信号は、位置センサ部22又は演算処理部30において、入力が入ってからの一定時間の間に、その信号が反転しても、信号を保持するヒステリシスを有することで、人力での加工で生じてしまう、加工ヘッド6の揺らぎ又はブレに起因する信号ノイズ成分を電気的に排除できる。
As the
(プレス加工が行われたことの判断処理)
次に、演算処理部30において、衝撃センサ出力から得られる衝撃信号GS(図3(D))および位置センサ出力から得られる位置信号PS(図3(E))は、アンド回路37に入力される。位置信号PSがハイレベルの期間ΔTの間に、衝撃信号GSがハイレベルに立ち上がった場合には、アンド回路37が開き、ハイレベルの1パルスのカウント信号CS(図3(F))が出力され、ショットカウンタ40に供給される。
(Determination processing that press working has been performed)
Next, in the
具体的に説明すると、フットプレス機1を用いたプレス加工において、加工ヘッド6が原点位置HPから加工点位置WPに向けて降下する間(図3の時点T1~T3)において、加工ヘッド6は位置センサ22Bを通過し(時点T2)、その検出信号である位置信号PSを反転させる(図3の時点T2,図3(E))。位置信号PSがハイレベルに立ち上がると、アンド回路37が開き、ショットカウンタ40へのカウント信号CSの入力が有効になる。
Specifically, in press working using the foot press machine 1, while the working
衝撃センサ21Aからは、加工開始時に踏み込みの強さに応じた出力が生じる(図3の時点T1)。しかし、その信号レベルが予め設定した衝撃レベル設定値GLa以下であれば、衝撃処理信号GSのレベルは変化しない。また、衝撃レベル設定値GLa値を超した衝撃を加えても、位置センサ出力PSがハイレベルに(有効)切り替わっていないので、アンド回路が閉じており、カウント信号CSに反映されない。
The
加工ヘッド6が加工点位置WPに達した時点(図3の時点T3)で、実際の加工の衝撃が衝撃センサ21Aによって捉えられ、衝撃処理出力信号GSに反映される。同時に、位置信号PSもハイレベルに立ち上がって有効となり、アンド回路37が開く。よって、プレス加工があったものと判断され、衝撃処理出力信号GSがカウント信号CSに反映され、例えば、操作・出力部50あるいはショットカウンタ40がビープ音を発生して、加工打点数がカウントアップされたことを作業者へ知らせる。
When the
ハンドプレスや衝撃の少ない加工に於いては、衝撃センサ21Aのピーク値が低い又は、衝撃センサ21Aのノイズ成分が多く、加工を捉えにくいケースがある。この場合は、衝撃信号切替部33を切り替えることで、衝撃センサ出力を微分処理した値の絶対値(Gdt)を衝撃レベルGLbと比較して、加工の衝撃であるか否かを判断することができる。
In the case of hand pressing or machining with little impact, there are cases where the peak value of the
加工を終え(図3の時点T4)、加工ヘッド6が上昇して原点位置HPに戻る際に(時点T6)、加工ヘッド6が原点位置HPで停止する衝撃を衝撃センサ21Aが再び感知し、衝撃処理出力信号GSに反映されることがある。衝撃が衝撃処理出力信号GSに反映されても、加工ヘッド6は原点位置HPにあり、位置信号PSがローレベルの無効状態となっている。よって、原点位置HPに復帰する際に検出される衝撃がカウント信号CSには反映されないので、誤カウントが防止される。
When the machining is finished (time T4 in FIG. 3) and the
(ショットカウンタ)
次に、ショットカウンタ40は、入力されるカウント信号CSのパルス数をカウントすることで、フットプレス機1における加工打点数を積算する。ショットカウンタ40は、カウント部41と、加工打点数、ロット数等の設定・判定部42と、操作・出力部43とを備えている。ショットカウンタ40は、設定入力により、加工打点数を設定可能である。操作・出力部43の操作部を介して入力される加工打点数(SHOT)、ロット数(LOT)等が、設定・判定部42に設定される。操作・出力部43の操作部を介してリセット信号が入力されると、加工打点数のカウント動作を開始し、カウント信号CSが入力される毎にカウント部41は加工打点数を積算する。積算値は、操作・出力部43の表示器に表示される。加工打点数の積算値が加工打点数の設定値に達すると、操作・出力部43の警報部から警報が発生されて1ロット分の加工が終了したことを作業者に知らせる。作業者が、操作・出力部43の操作部を介してリセット信号を入力すると、警報およびカウント値がリセットされる。
(shot counter)
Next, the shot counter 40 counts the number of pulses of the input count signal CS, thereby accumulating the number of hit points for processing in the foot press machine 1 . The
ショットカウンタ40のカウント部41は、カウント信号CSの入力受付けに時間幅を設定している。設定された時間幅(不感帯)の間に、カウント信号CSが複数パルス分入力されても、設定時間内であれば、そのカウント数を1回とする機能を有している。プレス加工の際の加圧不足などのミスで、再加圧を行う場合等に、短い時間の間にプレス加工動作が繰り返されることがある。このような打ち直し等によって短時間の間に生じる衝撃に起因して複数回分の加工打点がカウントされてしまうという弊害を解消できる。
The
(加工打点数監視装置の動作例)
なお、図4は、フットプレス機1に取り付けた加工打点数監視装置20の動作を纏めて示す概略のフローチャートである。フローチャートに従って、動作概要を以下に簡単に説明する。
(Example of operation of processing number monitoring device)
FIG. 4 is a schematic flow chart showing the operation of the number-of-work-
加工打点数監視装置20のショットカウンタ40をオンにする。まず、プレス加工のワークWに対する加工打点数(SHOT)の設定、および加工対象のワークWのロット数(LOT)を設定し(ステップST1)、必要に応じて、衝撃信号処理切替設定および位置検出信号切替設定を行う。また、衝撃センサ部21および位置センサ部22による検出を開始すると共に、衝撃レベル設定部52を介してコンパレータ34による衝撃レベル判別値を設定する(ステップST21)。プレス加工が1回行われる毎に、位置センサ出力および衝撃センサ出力に基づき、演算処理部30においてカウントビープ音が発せられると共に、ショットカウンタ40にカウント信号CS(1パルス)が出力される(ステップST22~ST25)。
The shot counter 40 of the machined
ショットカウンタ40は、入力されるカウント信号CSに基づき加工打点数をカウントアップし(ステップST2:SHOTカウント)、その積算値を設定加工打点と比較し(ステップST3:SHOTカウント比較)、積算値が設定加工打点数に達すると警告音を発生し作業者にその旨を報知する(ステップST4)。作業者がリセット入力を行うと(ステップST5)、これを検知して(ステップST6)、ロット数をカウントアップする(ステップST7)。この後は、加工打点数の積算値をリセットし(ステップST8)、ロット数が設定ロット数に達したか否かを判断し、達した場合には、作業が終了した旨の警報音を発する(ステップST9、10)。作業者がリセット入力を行うと、これを検知して警報音の発生を止めてカウントしたロット数をリセットして、処理を終了する(ステップST11、12、13)。 The shot counter 40 counts up the number of machining points based on the input count signal CS (step ST2: SHOT count), compares the integrated value with the set machining points (step ST3: SHOT count comparison), and the integrated value is When the set number of points for machining is reached, a warning sound is generated to notify the operator (step ST4). When the operator performs a reset input (step ST5), this is detected (step ST6) and the number of lots is counted up (step ST7). Thereafter, the integrated value of the number of processed dots is reset (step ST8), and it is determined whether or not the number of lots has reached the set number of lots. (Steps ST9, 10). When the operator makes a reset input, this is detected, the alarm sound is stopped, the counted number of lots is reset, and the process ends (steps ST11, 12, 13).
(作用効果)
先に述べたように、人力プレス機を用いたプレス作業の現状は、現場の作業者が、図面を確認し、作業者が加工指定箇所及び数を記憶した上で、必要箇所に指定数の加工を行い、検査工程で打点数の過不足をチェックする、ダブルチェックで、加工打点の過不足流出を防止していた。本発明による加工打点数監視装置20を使用すれば、製品の必要数のプレス加工を感知し、作業完了(加工完了)を、作業者へ警告音及び光の点灯または、点滅で知らせることが可能である。また、作業現場内で、作業者の認識と、本発明の装置、方法による加工打点数の監視とによって、ダブルチェック体制を構築できる。
(Effect)
As mentioned earlier, the current state of press work using a manual press machine is that the worker on the site checks the drawing, memorizes the designated processing locations and numbers, and then places the designated number in the necessary locations. After machining, the inspection process checks for excess or deficiency in the number of dots, a double check to prevent excess or deficiency in the number of processed dots. By using the processing
また、LOT数の大小に拘わらず、加工忘れや検査の見落としなど、ヒューマンエラーを発生させる可能性があるが、本発明の装置、方法を使用することにより、プレス加工作業をリアルタイムで監視できるので、加工打点数の過不足を防ぎ、次工程への不良品の流出を防ぐことができる。さらに、加工打点数を本発明の装置、方法によって監視することで、作業者は加工作業のみに集中出来るので、作業者の負担軽減の効果がある。 In addition, regardless of the size of the lot number, there is a possibility that human errors such as forgetting to process or overlooking inspection may occur. , it is possible to prevent the excess or deficiency of the number of points to be processed, and to prevent the outflow of defective products to the next process. Furthermore, by monitoring the number of points to be machined by the apparatus and method of the present invention, the operator can concentrate only on the machining work, thereby reducing the burden on the operator.
1 フットプレス機
2 プレス機架台
3 支持アーム
4 シリンダガイド
5 昇降シリンダ
6 加工ヘッド
8 踏込みペダル
8A 待機位置
8B 位置
9、10、11 伝達アーム
20 加工打点数監視装置
21 衝撃センサ部
21A 衝撃センサ
22 位置センサ部
22A 磁石
22B 位置センサ
25 制御ユニット
30 演算処理部
31 ノイズフィルタ
32 ノイズフィルタ・微分処理部
33 衝撃信号切替部
34 コンパレータ
35 信号反転部
36 位置検出信号切替部
37 アンド回路
40 ショットカウンタ
41 カウント部
42 設定・判定部
43 操作・出力部
50 操作・出力部
51 衝撃レベル表示部
52 衝撃レベル設定部
HP 原点位置
WP 加工点位置
PS 位置信号
GS 衝撃処理出力信号
CS カウント信号
1
Claims (9)
前記加工ヘッドに作用する衝撃力を検出する衝撃センサと、
前記加工ヘッドの位置を検出する位置センサと、
検出された前記衝撃力および前記位置に基づき、前記加工ヘッドによってプレス加工が行われたか否かを判断する演算処理部と、
を備えていることを特徴とする人力プレス機の加工打点数監視装置。 A processing number monitoring device for monitoring the number of processing points in a press operation using a manual press having a processing head capable of reciprocating between an origin position and a processing point position,
an impact sensor that detects an impact force acting on the processing head;
a position sensor that detects the position of the processing head;
an arithmetic processing unit that determines whether or not press working has been performed by the working head based on the detected impact force and the position;
A processing number monitoring device for a manual press, comprising:
前記演算処理部は、前記原点位置以外の前記加工点位置を含む設定範囲内の位置に前記加工ヘッドが位置している間において、前記衝撃力あるいは当該衝撃力の時間微分値が、設定値以上の場合に、前記加工ヘッドにより前記プレス加工が1回行われたとのプレス加工判定を行う人力プレス機の加工打点数監視装置。 In claim 1,
The arithmetic processing unit is configured such that, while the machining head is positioned within a set range including the machining point position other than the origin position, the impact force or a time differential value of the impact force is equal to or greater than a set value. In the case of (1), a processing hitting number monitoring device for a human-powered press for determining that the press processing has been performed once by the processing head.
前記演算処理部による前記プレス加工判定に基づき、前記プレス加工の加工打点数を積算するショットカウンタを有している人力プレス機の加工打点数監視装置。 In claim 2,
An apparatus for monitoring the number of hit points for a manual press machine, which has a shot counter for accumulating the number of hit points of the press working based on the determination of the press work by the arithmetic processing unit.
前記ショットカウンタは、予め設定した時間幅の間に、複数回の前記プレス加工判定が発生した場合には、前記時間幅内において1回の前記プレス加工判定が発生したと判断して前記加工打点数の積算を行う人力プレス機の加工打点数監視装置。 In claim 3,
The shot counter determines that the press working determination has occurred once within the time width when the press working determination occurs a plurality of times within a preset time width, and the pressing operation is performed. A device for monitoring the number of processed points of a manual press that accumulates points.
前記演算処理部は、
前記衝撃センサによって検出される前記衝撃力から前記時間微分値を算出する微分処理部と、
前記衝撃力および前記時間微分値のいずれを用いるのかを切り替える衝撃信号処理切替部と、
前記衝撃信号処理切替部によって選択された前記衝撃力あるいは前記時間微分値を、前記設定値と比較する衝撃判定部と、
を備えている人力プレス機の加工打点数監視装置。 In any one of claims 2 to 4,
The arithmetic processing unit is
a differential processing unit that calculates the time differential value from the impact force detected by the impact sensor;
an impact signal processing switching unit that switches between the impact force and the time differential value to be used;
an impact determination unit that compares the impact force or the time differential value selected by the impact signal processing switching unit with the set value;
A device for monitoring the number of processing points for a manual press machine.
前記衝撃信号処理切替部によって選択された前記衝撃力あるいは前記時間微分値を表示する衝撃レベル表示部と、
前記設定値を設定する衝撃レベル設定部と、
を有している人力プレス機の加工打点数監視装置。 In claim 5,
an impact level display unit for displaying the impact force or the time differential value selected by the impact signal processing switching unit;
an impact level setting unit that sets the set value;
A monitoring device for the number of processing hits of a manual press machine.
前記位置センサは、前記演算処理部に、前記加工ヘッドが前記設定範囲内の位置にあることを示す第1の論理信号、または、前記原点位置を含む前記設定範囲から外れた位置にあることを示す第2の論理信号を入力するものであり、
前記演算処理部は、
前記第2の論理信号の反転信号を生成する信号反転部と、
前記第1の論理信号および前記反転信号のうちのいずれの位置信号を前記プレス加工判定のために用いるのかを切り替える位置検出信号処理切替部と、
を備えている人力プレス機の加工打点数監視装置。 In any one of claims 2 to 6,
The position sensor provides the arithmetic processing unit with a first logic signal indicating that the machining head is at a position within the set range, or at a position outside the set range including the origin position. to input a second logic signal indicating
The arithmetic processing unit is
a signal inverter that generates an inverted signal of the second logic signal;
a position detection signal processing switching unit for switching which of the first logic signal and the inverted signal is used for the press working determination;
A device for monitoring the number of processing points for a manual press machine.
前記演算処理部は、
前記衝撃センサによって検出される前記衝撃力から前記時間微分値を算出する微分処理部と、
前記衝撃力および前記時間微分値のいずれを用いるのかを切り替える衝撃信号処理切替部と、
前記衝撃信号処理切替部によって選択された前記衝撃力あるいは前記時間微分値を、前記設定値と比較する衝撃判定部と、
前記位置検出信号処理切替部によって選択された前記位置信号と、前記衝撃判定部の判定出力とに基づき、前記プレス加工判定を行う判定回路と、
を備えており、
さらに、前記衝撃信号処理切替部によって選択された前記衝撃力あるいは前記時間微分値を表示する衝撃レベル表示部と、
前記設定値を設定する衝撃レベル設定部と、
前記演算処理部による前記プレス加工判定に基づき、前記プレス加工の加工打点数を積算するショットカウンタと、
を有している人力プレス機の加工打点数監視装置。 In claim 7,
The arithmetic processing unit is
a differential processing unit that calculates the time differential value from the impact force detected by the impact sensor;
an impact signal processing switching unit that switches between the impact force and the time differential value to be used;
an impact determination unit that compares the impact force or the time differential value selected by the impact signal processing switching unit with the set value;
a determination circuit that performs the press work determination based on the position signal selected by the position detection signal processing switching unit and the determination output of the impact determination unit;
and
a shock level display section for displaying the shock force or the time differential value selected by the shock signal processing switching section;
an impact level setting unit that sets the set value;
a shot counter for accumulating the number of hit points of the press work based on the press work determination by the arithmetic processing unit;
A monitoring device for the number of processing hits of a manual press machine.
前記加工ヘッドに作用する衝撃力を検出可能な前記人力プレス機の部位に、前記衝撃センサを外付けして、前記加工ヘッドに作用する衝撃力を検出し、
前記原点位置以外の前記加工点位置を含む設定範囲内の位置に前記加工ヘッドが位置していることを検出可能な前記人力プレス機の部位に、前記位置センサを外付けして、前記加工ヘッドの位置を検出し、
前記演算処理部、前記ショットカウンタおよび前記衝撃レベル表示部を、前記人力プレス機に外付けし、または、前記人力プレス機から離れた位置に設置し、
プレス作業を行う作業員が、前記衝撃レベル表示部およびショットカウンタの表示部を目視して、衝撃力のレベルおよび前記加工打点数を確認できるようにしたことを特徴とする人力プレス機の加工打点数監視方法。 A processing hit for monitoring the number of processing hits in a press operation using a manual press having a processing head that can reciprocate between the origin position and the processing point position, using the processing hit number monitoring device according to claim 8. A score monitoring method comprising:
The impact sensor is externally attached to a portion of the manual press that can detect the impact force acting on the processing head, and the impact force acting on the processing head is detected,
The position sensor is externally attached to a portion of the manual press that can detect that the working head is positioned within a set range including the working point position other than the origin position, and the working head Detect the position of
The arithmetic processing unit, the shot counter, and the impact level display unit are externally attached to the manual press machine, or installed at a position separate from the manual press machine,
A working punch of a manual press, characterized in that a worker who performs pressing work can visually check the impact level display section and the display section of the shot counter to check the level of the impact force and the number of punched points. Score monitoring method.
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