JP4230851B2 - 機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、フライホイールの回転エネルギーを利用しスライドを往復動作させてワークを成形するプレス装置を複数台備え、各プレス装置を配列した機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置に関し、特に上流側プレス装置の動作に基づいて下流側プレス装置の動作を制御するものに関する。

一つのワークに対する絞り、曲げ、穴あけ、縁取りなどの複数の成形を効率的に行うプレスの形態として、例えば、タンデムプレスラインが知られている。タンデムプレスラインには一列に配置された複数台のプレス装置（以下、「プレス」という）が設けられており、ワークは上流側プレスから下流側プレスに搬送され、各プレスで順次プレス成形される。ワークの搬送は人手を介する場合やワーク搬送装置を介する場合等がある。各プレスにはメインモータがそれぞれ設けられており、駆動機構を介してメインモータの回転動作がスライドの昇降動作（往復動作）に変換される。各メインモータの制御は其々独立して行われるため、各プレスのスライドの昇降動作は個々に独立して行われる。

図５は駆動機構の模式図であり、ここではクランクプレスの駆動機構を示している。メインモータ５１の回転軸にはモータプーリー５２が設けられており、モータプーリー５２とフライホイール５４はベルト５３を介して連結されている。フライホイール５４とクラッチ５５の第１係合部材は連結され、クラッチ５５の第２係合部材にはドライブシャフト５６が連結されている。更にドライブシャフト５６にはブレーキ５７が設けられている。ドライブシャフト５６の一部とメインギヤ５８は噛合されており、メインギヤ５８はクランクシャフト５９の一部に固着されている。クランクシャフト５９のクランク部分にはコンロット４５を介してスライド１６が吊設されている。

この駆動機構によれば、メインモータ５１によってフライホイール５４が回転され、フライホイール５４の回転エネルギーがクラッチ５５およびメインギヤ５８を介してクランクシャフト５９に伝達される。そしてクランクシャフト５９が回転され、その回転動作がスライド１６の昇降動作に変換される。また、クラッチ５５の係合と解放とを切り換えることによって、スライド１６の動作と停止とが切り換えられる。なお、駆動機構には更に複数段のギヤが組み合わせた変速機構が設けられる場合もある。

各プレスにおけるスライド昇降動作は次のように制御される。スライド１６が上死点に到達すると、クラッチ５５の解放とブレーキ５７の制動によってスライド１６が上死点で停止する。プレスの加工ステーションから成形後のワークが搬出され、更にプレスの加工ステーションへ成形前のワークが搬入されると、クラッチ５５の係合とブレーキ５７の解放によってスライド１６が上死点から下降する。スライド１６が下死点を通過し上死点に到達すると、クラッチ５５の解放とブレーキ５７の制動によってスライド１６は再び上死点で停止する。このように各プレスはクラッチ５５の係合と解放が繰り返され、断続運転される。

タンデムプレスラインによれば、プレスの組合せや順序を用途に応じて設定できる。また、ライン上の一部プレスによるプレス成形を要しない場合は、そのプレスを停止させたり、そのプレスを他のワークのプレス成形のために使用したりすることができる。こうしたことから、タンデムプレスラインは様々なプレス成形の態様に適用させることができ、自由度が高いといえる。

タンデムプレスラインに対し、一列に配置された複数の加工ステーションを有する形態としてトランスファプレスがある。トランスファプレスは、一つのスライドに複数の加工ステーションを有し、一つのメインモータで各スライドを昇降動作させている。このため、各プレスのスライド昇降動作は同期する。したがって、生産効率は高いが、プレス加工の態様が一定であるため自由度は低い。

タンデムプレスラインの生産効率を向上させる最も有効的な手段は、各プレスを連続運転させることである。しかし、各プレスを連続運転させることには次のような二つの障害がある。

まず第一の障害について説明する。例えば、複数のプレスの各スライドを同時に同速度で上死点から下降させてプレス成形を行うものと仮定する。この場合、各スライドが１ストロークの動作をして上死点に戻るタイミングが同じであれば問題はないが、実際はそのタイミングはずれる。これは各プレスのスローダウンが異なるため、プレス動作の周期が異なることに起因する。

スローダウンとはフライホイールの回転数が一時的に低下する現象のことをいい、プレス成形の荷重等により避けられない現象である。様々な要素、例えばプレス成形に要するエネルギーやメインモータ容量やフライホイールの大きさ等、に応じてスローダウンは決定されるが、これらの要素が各プレス間で異なるため、各プレスのスローダウンは異なる。

図６はスライド位置を時間経過と共に示す図であり、隣接するプレスを連続運転した場合の各プレスのスライド位置を示している。図６の波形Ａ、Ｂで示すように、隣接するプレス間のスライド動作に所定位相差Ｔ1が設定され運転が開始されたとしても、上述したスローダウンの影響によって、運転と共に位相差が徐々に変化し、例えば波形Ａ、Ｂ′の様になる。最初のうちは位相差の変化量が小さいため、上流側プレスからのワークの搬出と下流側プレスへのワークの搬入とを連続的に行うことができる。しかし、時間の経過と共に位相差の変化量は大きくなってくる。この変化量がある程度大きくなると、上流側プレスからのワークの搬出と下流側プレスへのワークの搬入のタイミングがとれなくなり、結局はラインを途中で停止させなければならなくなる。

次に第二の障害について説明する。図７は起動時のメインギヤ角速度を時間経過と共に示す図であり、二つのプレスのメインギヤ角速度について示している。図７に示すように、プレスのメインギヤが起動してから所定速度Ｒに達し等速動作するまで、すなわちスライドが起動してから安定動作するまでには、所定時間（時間ｔ1、ｔ2）を要する。本明細書では、この所定時間を立上時間という。この立上時間がプレス毎に異なる。これは各プレスの駆動機構やスライドや金型（以下、「駆動機構等」という）のＧＤ^２（ジーディスクエアと呼ぶ）が異なること及びメインモータ容量が異なることに起因する。

ＧＤ^２とは慣性の度合を示す指標である。各プレス間で駆動機構等の構造が全く同じであればＧＤ^２は等しくなるが、プレス毎に駆動機構等の構造は異なり当然ＧＤ^２も異なる。このため、プレスの運転が同時に開始されても、あるプレスのメインギヤは直ぐに所定速度Ｒに達し、別のプレスのメインギヤは直ぐには所定速度Ｒに達しないという事態が発生する。そして、各プレスのメインギヤが所定速度Ｒに達した時には、各プレスのメインギヤの回転角度、すなわち各スライドの移動量（ストローク量）に差が生じる。この差は図７の斜線の面積で表され、スライドの位置ずれとなる。このようなことから、各プレスのスライド動作に其々位相差が設定され運転が開始されたとしても、設定された位相差は運転開始早々に変化する。したがって、各プレスを連続運転させても、結局はラインを途中で停止させなければならなくなる。

このような二つの障害があって、従来のタンデムプレスラインでは、ワークの搬入と搬出を安全且つ確実に行うために断続運転を行わざるをえなかった。このため、生産効率の向上は望めなかった。

加えて、断続運転ではクラッチの係合、解放とブレーキによる制動が必要になる。クラッチの係合、解放とブレーキによる制動は大きな騒音が伴う上、クラッチやブレーキに設けられたフェーシングの摩耗を招来する。フェーシングの摩耗が激しいとフェーシングの寿命が短縮され、フェーシングの交換作業が必要になる。したがって、メンテナンスコストが上昇する。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、プレス成形の生産効率を向上させると共に、メンテナンスコストおよびメンテナンス頻度を低減させることを解決課題とするものである。

そこで、第１発明は、
フライホイールの回転エネルギーを利用しスライドを往復動作させてワークを成形するプレス装置を複数台備え、各プレス装置を配列した機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置において、
各プレス装置を起動させる際に、メインギヤが起動してから等速動作するまでの立上時間が長いプレス装置から順に起動すると共に、各プレス装置のメインギヤが等速動作し始めた時点で隣接する上流側プレス装置及び下流側プレス装置のプレス角度に所定の差が設定されるように各プレス装置の起動時間をずらすようにし、更に、各プレス装置を連続運転させる際に、隣接する上流側プレス装置及び下流側プレス装置のプレス角度の差が一定となるように、上流側プレス装置の動作に応じた信号に基づいて下流側プレス装置の動作を制御するスライド制御部を備えたこと
を特徴とする。

また、第２発明は、第１発明において、
前記スライド制御部は、各プレス装置を連続運転させる際に、下流側プレス装置に備えられたモータの速度を制御すること
を特徴とする。

また、第３発明は、第１発明において、
前記フライホイールと前記スライドとの間に介在するメインギヤの角度を前記プレス角度とし、このプレス角度を検出する角度検出部を備えたこと
を特徴とする。

また、第４発明は、第１発明において、
前記スライド制御部は、各プレス装置のメインギヤの起動時間のずれを予め記憶し、最も立上時間が長いプレス装置のメインギヤを起動させてから記憶した起動時間のずれが経過する毎に対応するプレス装置のメインギヤを順次起動させること
を特徴とする。

本発明によれば、第１プレス（上流側プレス装置）２のプレス角度、すなわちエンコーダ（角度検出部）９１で検出されたメインギヤ５８の角度と、第２プレス（下流側プレス装置）３のプレス角度、すなわちエンコーダ（角度検出部）９２で検出されたメインギヤ６８の角度の角度差が一定になるように、第２プレス３のメインモータ６１の回転速度が制御される。角度差が変化した場合は、スライド制御部４０は第２プレス３のメインモータ６１の回転速度を角度差に応じた分だけ変化させる。すると、フライホイール６４の回転速度が変化し、それに伴いメインギヤ６８の回転速度も変化する。したがって、第２プレス３のスライド１６の動作が変化する。こうして、第１プレス２のスライド１６の動作と、第２プレス３のスライド１６の動作との位相差は一定に保たれる。第２プレス３の下流側プレス４、５においても同様の制御が行われる。スライド制御部４０を設けることによってタンデムプレスラインの各プレスを連続運転させることが可能になる。

また本発明によれば、スライド制御部４０は第１プレス２のクラッチ５５が係合されてから、遅延時間ｔd1が経過した時点で第２プレス３のクラッチ６５を係合させる。遅延時間ｔd1は、立上時間の長いメインギヤ５８が等速回転を始めた時点で、第１プレス２のメインギヤ５８の回転角度と第２プレス３のメインギヤ６８の回転角度とが所定の差になるように設定される。

本発明によれば、上流側プレスのスライド動作に合わせて下流側プレスのスライド動作がリアルタイムで補正されるため、上流側プレスのスライド動作と下流側プレスのスライド動作を所定位相差を設けて連続運転させることができる。したがって、生産効率を大幅に向上させることができる。また、連続運転が行えるようになると、断続運転で必要とされていたクラッチの係合と解放およびブレーキによる制動を行う必要がなくなり、クラッチおよびブレーキに設けられたフェーシングの摩耗が低減される。したがって、メンテナンスコストおよびメンテナンス頻度を低減させることができる。また、断続運転を行う必要がなくなるため、クラッチの係合と解放およびブレーキによる制動に起因する騒音を無くすことができる。

本発明によれば、ＧＤ^２によるプレス起動時のスライド動作の位相のずれを補正することができる。したがって、タンデムプレスラインの起動時から各プレスを連続運転させることができ、生産効率を向上させることができる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は本実施形態に係るタンデムプレスラインの正面図である。

本実施形態のタンデムプレスライン１は、相互に所定間隔を有して上流側（図面の左側）から下流側（図面の右側）へ向けて直列に配置される第１〜第４プレス２、３、４、５と、最上流側の第１プレス２の上流側に配される材料搬入装置６と、最下流側の第４プレス５の下流側に配される製品搬出装置７と、材料搬入装置６上のワーク８を第１プレス２の加工ステーションに搬送・搬入するワーク搬送装置９と、互いに隣接するプレス２、３、４、５の各加工ステーション間でワーク８の搬出・搬送・搬入を行うワーク搬送装置１０、１１、１２と、第４プレス５の加工ステーションから製品搬出装置７上へワーク８を搬出・搬送するワーク搬送装置１３を備えて構成されている。

各プレス２、３、４、５は、本体フレームとしてのアプライト１４と、このアプライト１４の上方に配されて駆動機構が内蔵される上部フレーム１５と、アプライト１４に昇降動自在に支承され、駆動機構を介して昇降動作されるスライド１６と、このスライド１６に対向配置されてベッド１７上に設けられるボルスタ１８とを備え、スライド１６の下端に装着される上金型と、ボルスタ１８の上端に装着される下金型とによってワーク８に加工がなされるように構成されている。

図２は本実施形態の制御システム構成図である。

第１プレス２の上部フレーム１５には駆動機構が内蔵されており、その構造は図５に示す駆動機構と同一であるとする。なお、図２では図５に示す駆動機構を更に簡略化して示している。図５を用いて説明したように、駆動機構にはフライホイール５４とクラッチ５５とブレーキ５７とメインギヤ５８とクランクシャフト５９とが設けられる。また、上部フレーム１５にはエンコーダ９１が設けられている。エンコーダ９１はプレス角度（クランク角度）としてメインギヤ５８の角度θ1を検出すると共に、スライド制御部４０に検出角度θ1を出力する。クラッチ５５は係合指令Ｉc1を入力するに応じて係合され、係合に応じてスライド制御部４０に係合信号Ｓc1を出力する。また、解放指令に応じて解放される。ドライバ５０はスライド制御部４０から出力されるメインギヤ角速度指令Ｉg1に応じてメインモータ５１の回転速度を制御する。メインモータ５１はフライホイール５４を回転させる。プレス３〜５の駆動機構、モータ、ドライバ、エンコーダ等の構成は第１プレス２と同一である。

ライン統括制御部４００はタンデムプレスライン１を統括して制御しており、ワーク搬送とプレス成形とが連動して行われるように、ワーク搬送装置側に速度指令を出力すると共に、プレス側のスライド制御部４０にメインギヤ角速度指令Ｉgを出力する。また、立上時間が最も長いプレスのクラッチに係合指令Ｉcを出力する。

スライド制御部４０には、第１プレス制御部４１と第２プレス制御部４２と第３プレス制御部４３と第４プレス制御部４４とが設けられている。スライド制御部４０は立上時間が最も長いプレスに対応するドライバにメインギヤ角速度指令Ｉgを出力する。また、スライド制御部４０は第１プレス制御部４１で生成された補正信号Ｓ1を用いてメインギヤ角速度指令Ｉgを補正し、第１プレス２のドライバ５０に補正後のメインギヤ角速度指令Ｉg1を出力する。また、スライド制御部４０は第２プレス制御部４２で生成された補正信号Ｓ2を用いてメインギヤ角速度指令Ｉgを補正し、第２プレス３のドライバ６０に補正後のメインギヤ角速度指令Ｉg2を出力する。また、スライド制御部４０は第３プレス制御部４３で生成された補正信号Ｓ3を用いてメインギヤ角速度指令Ｉgを補正し、第３プレス４のドライバ７０に補正後のメインギヤ角速度指令Ｉg3を出力する。また、スライド制御部４０は、第４プレス制御部４４で生成された補正信号Ｓ4を用いてメインギヤ角速度指令Ｉgを補正し、第４プレス５のドライバ８０に補正後のメインギヤ角速度指令Ｉg4を出力する。

第１プレス制御部４１は第１プレス２のエンコーダ９１の検出角度θ1を入力し、メインギヤ５８のメインギヤ角速度を補正すべくメインギヤ補正信号Ｓ1を生成する。

第２プレス制御部４２は第１プレス２のエンコーダ９１の検出角度θ1と第２プレス３のエンコーダ９２の検出角度θ2とを入力し、二つの検出角度の差θ1-2に応じた補正信号Ｓ2を生成する。

第３プレス制御部４３は第２プレス３のエンコーダ９２の検出角度θ2と第３プレス４のエンコーダ９３の検出角度θ3とを入力し、二つの検出角度の差θ2-3に応じた補正信号Ｓ3を生成する。

第４プレス制御部４４は第３プレス４のエンコーダ９３の検出角度θ3と第４プレス５のエンコーダ９４の検出角度θ4とを入力し、二つの検出角度の差θ3-4に応じた補正信号Ｓ4を生成する。

また、各プレス制御部４１〜４４には各プレス間の立上時間の相違に基づいて所定の遅延時間が設定される。ここで、本実施形態では４台のプレスのうち、第１プレス２のメインギヤ５８の立上時間が最も長いと想定する。第１プレス２のメインギヤ５８の立上時間ｔ1と第２プレス３のメインギヤ６８の立上時間ｔ2（＜ｔ1）との差を２ｔd1とすると、メインギヤ５８を起動させてから所定時間ｔd1経過後にメインギヤ６８を起動させれば、メインギヤ５８が所定速度に達した時点で、メインギヤ５８の回転角度θ1とメインギヤ６８の回転角度θ2は等しくなる。この所定時間ｔd1が遅延時間として第２プレス制御部４２に予め設定される。本実施形態の場合、第１プレス制御部４１は、第１プレス２のクラッチ５５の係合信号Ｓc1を入力し、それと同時に第２プレス制御部４２、第３プレス制御部４３、第４プレス制御部４４に係合信号Ｓcを出力する。第２プレス制御部４２は、第１プレス制御部４１から出力される係合信号Ｓcを入力し、遅延時間ｔd1が経過した後に第２プレス３のクラッチ６５に係合指令Ｉc2を出力する。

同様に、所定時間ｔd2が遅延時間として第３プレス制御部４３に予め設定される。第３プレス制御部４３は、第１プレス制御部４１から出力される係合信号Ｓcを入力し、遅延時間ｔd2が経過した後に第３プレス４のクラッチ７５に係合指令Ｉc3を出力する。

同様に、所定時間ｔd3が遅延時間として第４プレス制御部４４に予め設定される。第４プレス制御部４４は、第１プレス制御部４１から出力される係合信号Ｓcを入力し、遅延時間ｔd3が経過した後に第４プレス５のクラッチ８５に係合指令Ｉc4を出力する。

なお、４台のプレスのうち、メインギヤの立上時間が最も長いプレスが第１プレス２でない場合も同じようにして制御される。つまり、メインギヤの立上時間が最も長いプレスのクラッチが係合してから順に他のプレスのクラッチが係合されるように制御される。

次に、本実施形態における第２プレス３（第３プレス４、第４プレス５についても同様）の制御態様について、（１）起動時の制御、（２）安定動作時の制御、に分けて説明する。

（１）起動時の制御
図３は起動時のメインギヤ角速度を時間経過と共に示す図であり、第１〜第４プレス２、３、４、５のメインギヤ角速度について示している。以下、図２、図３を用いて説明する。なお、上述したように４台のプレスのうち、第１プレス２のメインギヤ５８の立上時間ｔ1が最も長いものとする。また、第２プレス３のメインギヤ６８の立上時間ｔ2、第３プレス４のメインギヤ７８の立上時間ｔ3、第４プレス５のメインギヤ８８の立上時間ｔ4は、ｔ2＞ｔ3＞ｔ4の関係であるとする。

まず、タンデムプレスライン１が起動されると、ライン統括制御部４００からスライド制御部４０にメインギヤ角速度指令Ｉgが出力される。スライド制御部４０からはドライバ５０にメインギヤ角速度指令Ｉg1が出力され、ドライバ６０にメインギヤ角速度指令Ｉg2が出力され、ドライバ７０にメインギヤ角速度指令Ｉg3が出力され、ドライバ８０にメインギヤ角速度指令Ｉg4が出力される。起動時は補正信号Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4が生成されないため、メインギヤ角速度指令Ｉg＝Ｉg1＝Ｉg2＝Ｉg3＝Ｉg4である。そして、各ドライバ５０、６０、７０、８０は指令に応じて各メインモータ５１、６１、７１、８１を起動させる。各メインモータ５１、６１、７１、８１の起動によって、各フライホイール５４、６４、７４、８４が起動される。

ライン統括制御部４００から第１プレス２のクラッチ５５に係合指令Ｉc1が出力されると、クラッチ５５が係合され、メインギヤ５８が起動される。図３の直線ａで示すように、メインギヤ５８の角速度は時間の経過に略比例して上昇する。

クラッチ５５の係合と同時に、第１プレス制御部４１に係合信号Ｓc1が出力される。すると、第１プレス制御部４１からは第２プレス制御部４２に係合信号Ｓcが出力される。第２プレス制御部４２に係合信号Ｓcが入力されると計時が開始される。そして、遅延時間ｔd1が経過すると同時に、第２プレス制御部４２から第２プレス３のクラッチ６５に係合指令Ｉc2が出力される。すると、クラッチ６５が係合され、メインギヤ６８が起動される。図３の一点鎖線ｂで示すように、メインギヤ６８の角速度は時間の経過に略比例して上昇する。メインギヤ６８の角速度の上昇率（一点鎖線ｂの傾き）はメインギヤ５８の角速度の上昇率（直線ａの傾き）よりも大きい。

第１プレス制御部４１からは第３プレス制御部４３にも係合信号Ｓcが出力される。第３プレス制御部４３に係合信号Ｓcが入力されると計時が開始される。そして、遅延時間ｔd2が経過すると同時に、第３プレス制御部４３から第３プレス４のクラッチ７５に係合指令Ｉc3が出力される。すると、クラッチ７５が係合され、メインギヤ７８が起動される。図３の二点鎖線ｃで示すように、メインギヤ７８の角速度は時間の経過に略比例して上昇する。メインギヤ７８の角速度の上昇率（二点鎖線ｃの傾き）はメインギヤ５８の角速度の上昇率（直線ａの傾き）よりも大きい。

第１プレス制御部４１からは第４プレス制御部４４にも係合信号Ｓcが出力される。第４プレス制御部４４に係合信号Ｓcが入力されると計時が開始される。そして、遅延時間ｔd3が経過すると同時に、第４プレス制御部４４から第４プレス５のクラッチ８５に係合指令Ｉc4が出力される。すると、クラッチ８５が係合され、メインギヤ８８が起動される。図３の破線ｄで示すように、メインギヤ８８の角速度は時間の経過に略比例して上昇する。メインギヤ８８の角速度の上昇率（破線ｄの傾き）はメインギヤ５８の角速度の上昇率（直線ａの傾き）よりも大きい。

こうして、４つのプレス２、３、４、５は全て起動される。図３で示すように、起動とは逆に、最初にメインギヤ８５の角速度（破線ｄ）が所定速度Ｒに達し、メインギヤ８８は等速で回転する。そして、メインギヤ７８、６８の角速度（二点鎖線ｃ、一点鎖線ｂ）が順次所定速度Ｒに達し、メインギヤ７８、６８は等速で回転する。最後にメインギヤ５８の角速度（直線ａ）が所定速度Ｒに達する。

メインギヤの回転角度は図３の時間軸と各直線で囲まれる領域の面積で表される。したがって、メインギヤ５８の角速度が所定速度Ｒに達した時（時間ｔ1）に、メインギヤ５８の回転角度は（１／２）・ｔ1・Ｒで表され、メインギヤ６８の回転角度はｔd1・Ｒ＋（１／２）・ｔ2・Ｒで表され、メインギヤ７８の回転角度はｔd2・Ｒ＋（１／２）・ｔ3・Ｒで表され、メインギヤ８８の回転角度はｔd3・Ｒ＋（１／２）・ｔ4・Ｒで表される。ここで図３から、
（１／２）・ｔ1・Ｒ
＝ｔd1・Ｒ＋（１／２）・ｔ2・Ｒ
＝ｔd2・Ｒ＋（１／２）・ｔ3・Ｒ
＝ｔd3・Ｒ＋（１／２）・ｔ4・Ｒ
が成立するのが分かる。このことから、時間ｔ1の時点で各メインギヤ５８、６８、７８、８８の回転角度は等しいといえる。

このように、メインギヤ５８が等速で回転し始める時点で各メインギヤ５８、６８、７８、８８の回転角度を等しくすることができる。実際のプレス動作では、所定位相差を設けて各プレス２〜５のスライド１６ａ〜１６ｄを動作させる必要がある。そこでメインギヤ５８が等速で回転し始める時点で、各プレス２〜５のクランク角に所定角度の位相差が発生するようにする。

本実施形態によれば、ＧＤ^２によるプレス起動時のスライド動作の位相のずれを補正することができる。したがって、タンデムプレスラインの起動時から各プレスを連続運転させることができ、生産効率を向上させることができる。

（２）安定動作時の制御
図４はスライド位置を時間経過と共に示す図であり、隣接する第１プレス２と第２プレス３を連続運転した場合のスライド位置の変位を示している。波形Ａは第１プレス２のスライド位置の周期的変化を示しており、波形Ｂは第２プレス３のスライド位置の周期的変化を示している。波形Ａ、Ｂの上端はスライドの上死点であり、下端はスライドの下死点である。以下、図２、図４を用いて説明する。

最初に、第１プレス２のスライド１６ａと第２プレス３のスライド１６ｂは所定の位置関係に保たれているとする。つまり、図６に示すように、波形Ａ、Ｂは所定位相差Ｔ1に保たれている。

しかし、例えばスローダウンの相違によって第１プレス２のクランク角度と第２プレス３のクランク角度の角度差が変化したとすると、スライド位置の周期的変化にずれが生じる。例えば、角度差が大きくなった場合を図４を用いて説明すると、波形Ａに対して波形Ｂが時間軸正方向にずれ、第１プレス２のスライド位置の周期的変化と第２プレス３のスライド位置の周期的変化は波形Ａ、Ｂ′の関係になり、その位相差はＴ2となる。

図２に示すように、第１プレス２のエンコーダ９１ではクランク角度θ1（メインギヤ５８の角度）が検出され、検出されたクランク角度θ1は第１プレス制御部４１及び第２プレス制御部４２に出力される。また、第２プレス３のエンコーダ９２ではクランク角度θ2（メインギヤ６８の角度）が検出され、検出されたクランク角度θ2は第２プレス制御部４２及び第３プレス制御部４３に出力される。第２プレス制御部４２では角度差θ1-2（＝θ1−θ2）が演算され、角度差θ1-2に応じた補正信号Ｓ2が生成される。

スライド制御部４０では、この補正信号Ｓ2に基づきメインギヤ角速度指令Ｉgが補正される。そして、第１プレス２のクランク角度と第２プレス３のクランク角度を一定の角度差にすべく補正後のメインギヤ角速度指令Ｉg2が生成され、ドライバ６０に出力される。ドライバ６０はメインギヤ角速度指令Ｉg2に従いメインモータ６１を回転させる。第２プレスのスライド動作が速い場合はメインモータ６１は減速され、第２プレスのスライド動作が遅い場合はメインモータ６１は加速される。

すると図４に示すように、波形Ａに対して波形Ｂ′が時間軸負方向に戻り、第１プレス２のスライド位置の周期的変化と第２プレス３のスライド位置の周期的変化は波形Ａ、Ｂの関係になり、その位相差はＴ1に戻る。

エンコーダ９１、９２では常にクランク角度θ1、θ2が検出されており、第２プレス制御部４２では常に角度差θ1-2が演算されている。よって、角度差θ1-2に変化が生じるに応じて補正信号Ｓ2が生成され、第２プレス３のスライド動作はリアルタイムで補正される。したがって、実際は第１プレス２のスライド位置の周期的変化と第２プレスのスライド位置の周期的変化は波形Ａ、Ｂの状態が保たれ、所定位相差Ｔ1が保たれる。

第２プレス３と第３プレス４との間においても同様の制御が行われ、また第３プレス４と第４プレス５との間においても同様の制御が行われる。

本実施形態によれば、上流側プレスのスライド動作に合わせて下流側プレスのスライド動作がリアルタイムで補正されるため、上流側プレスのスライド動作と下流側プレスのスライド動作を所定位相差を設けて連続運転させることができる。したがって、生産効率を大幅に向上させることができる。また、連続運転が行えるようになると、断続運転で必要とされていたクラッチの係合と解放およびブレーキによる制動を行う必要がなくなり、クラッチおよびブレーキに設けられたフェーシングの摩耗が低減される。したがって、メンテナンスコストおよびメンテナンス頻度を低減させることができる。また、断続運転を行う必要がなくなるため、クラッチの係合と解放およびブレーキによる制動に起因する騒音を無くすことができる。

図１は本実施形態に係るタンデムプレスラインの正面図である。 図２は本実施形態の制御システム構成図である。 図３は起動時のメインギヤ角速度を時間経過と共に示す図である。 図４はスライド位置を時間経過と共に示す図である。 図５は駆動機構の模式図である。 図６はスライド位置を時間経過と共に示す図である。 図７は起動時のメインギヤ角速度を時間経過と共に示す図である。

符号の説明

２ 第１プレス
３ 第２プレス
４ 第３プレス
５ 第４プレス
１６ａ〜１６ｄ スライド
４０ スライド制御部
４１ 第１プレス制御部
４２ 第２プレス制御部
４３ 第３プレス制御部
４４ 第４プレス制御部
５１、６１、７１、８１ メインモータ
５４、６４、７４、８４ フライホイール
５５、６５、７５、８５ クラッチ
５８、６８、７８、８８ メインギヤ
９１、９２、９３、９４ エンコーダ

Claims (4)

1. フライホイールの回転エネルギーを利用しスライドを往復動作させてワークを成形するプレス装置を複数台備え、各プレス装置を配列した機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置において、
   各プレス装置を起動させる際に、メインギヤが起動してから等速動作するまでの立上時間が長いプレス装置から順に起動すると共に、各プレス装置のメインギヤが等速動作し始めた時点で隣接する上流側プレス装置及び下流側プレス装置のプレス角度に所定の差が設定されるように各プレス装置の起動時間をずらすようにし、更に、各プレス装置を連続運転させる際に、隣接する上流側プレス装置及び下流側プレス装置のプレス角度の差が一定となるように、上流側プレス装置の動作に応じた信号に基づいて下流側プレス装置の動作を制御するスライド制御部を備えたこと
   を特徴とする機械駆動式タンデムプレスラインの運転制御装置。
2. 前記スライド制御部は、各プレス装置を連続運転させる際に、下流側プレス装置に備えられたモータの速度を制御すること
   を特徴とする請求項１記載の機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置。
3. 前記フライホイールと前記スライドとの間に介在するメインギヤの角度を前記プレス角度とし、このプレス角度を検出する角度検出部を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置。
4. 前記スライド制御部は、各プレス装置のメインギヤの起動時間のずれを予め記憶し、最も立上時間が長いプレス装置のメインギヤを起動させてから記憶した起動時間のずれが経過する毎に対応するプレス装置のメインギヤを順次起動させること
   を特徴とする請求項１記載の機械駆動式タンデムプレスラインの連続運転制御装置。

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