JP5111884B2

JP5111884B2 - 電動プレス

Info

Publication number: JP5111884B2
Application number: JP2007034273A
Authority: JP
Inventors: 木伸司鈴
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: DE102008008449B4; US20080201011A1; KR101421723B1; JP2008194738A; KR20080076687A; DE102008008449A1; US7698017B2

Description

この発明は、電動プレスに関する。

電動プレスは、モータを駆動源として、被加工物に対してラムを昇降させて加圧する構成を有するものであるが、安全のためにエリアセンサを設け、稼働中に操作者などが所定エリアに侵入するとモータを非常停止する構成を備えている場合が多い。
一方、電動プレスはラムに装着するワークの交換や動作をプレスにティーチングする必要などから、操作者が前記所定エリア内に入る必要がある。そのため、電動プレスが待機状態にある時など、所定の状態の時には、前記エリアセンサにミューティング信号を出力して、エリアセンサを無効化する装置を備えている。

特開平１０−２７７８００号公報

しかし、ＣＰＵの暴走などにより、電動プレスが待機状態などの所定の状態にない時に無効化装置が働き、エリアセンサが働かない状態になる危険があった。そのため、複数のＣＰＵを用いてＣＰＵ間でウオッチドッグ信号を監視し暴走検出を行っているものもあるが、ウオッチドッグ信号はソフトで作成するものであり、ＣＰＵ暴走時に同様にプログラムが暴走することも想定されるため信頼性が十分ではない。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、所定の領域内への人の侵入を検出するエリアセンサを接続する電動プレスであって、前記電動プレスが所定の状態にあることを検出する検出手段と、前記検出手段の検出に対応して、前記電動プレスが所定の状態にある時前記エリアセンサを無効化させるための信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段が正常に動作していることを監視する監視手段と、を備え、更に前記検出手段として、第１の検出手段と第２の検出手段の２つの検出手段を備え、前記信号出力手段として、第１の信号出力手段と第２の信号出力手段の２つの信号出力手段を備え、前記監視手段として、前記第１の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第１の監視手段と、前記第２の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第２の監視手段とを備え、前記第１の信号出力手段と第２の信号出力手段は他方の信号出力手段が正常に動作していない時には、前記無効化させるための信号を出力しない、ことを特徴とする。
前記信号出力手段と監視手段は同一の中央演算処理装置（ＣＰＵ）により実現可能である。例えば、前記第１の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第１の監視手段と前記第２の信号出力手段とを実現するサブ中央演算処理装置と、前記第２の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第２の監視手段と前記第１の信号出力手段とを実現するメイン中央演算処理装置とで構成することが可能である。
また前記第１の検出手段は、電動プレスの駆動モータの駆動信号により電動プレスが所定の状態にあることを検出し、前記第２の検出手段は、電動プレスのラムの位置を検出し、この位置検出により電動プレスが所定の状態にあることを検出する、ように構成することが可能である。
更に前記所定の状態として、電動プレスが待機位置にある状態、或いは電動プレスが待機位置に移動中の状態、などとすることが可能である。

本発明の電動プレスによれば、エリアセンサの無効化の誤動作がなく、安全な作業を行える効果がある。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、電動プレスＡはラム５１を備えており、このラム５１はサーボモータ５０により上下方向に移動し、サーボモータ５０はサーボドライバ１０を介してメインＣＰＵ１により制御されている。
メインＣＰＵ１はサーボモータ５０の回転量を数値制御し、該サーボモータ５０の回転量をネジ機構により直線運動に変換してラム５１を昇降させるようになっている。５２はエンコーダ、５３はブレーキであり、メインＣＰＵ１はエンコーダ５２からのフィードバック信号によりサーボドライバ１０を介してサーボモータ５０を高精度に位置制御するようになっている。

ラム５１側には、更にエンコーダ９が設けられており、ラム５１の位置を直接検出するようになっている。ラム５１の位置検出信号はサブＣＰＵ３に送られるように構成されている。
サブＣＰＵ３とメインＣＰＵ１は相互に互いの位置信号を受けるように構成されている。

メインＣＰＵ１は、エンコーダ５２からの信号によりラム５１が所定の位置、この実施形態では待機位置に有る時、及び待機位置に移動中の時に、その旨の検出信号をリレー２に出力するように構成されている。リレー２は該検出信号に応答して動作し、ミュート信号をエリアセンサ３０に送るように構成されている。エリアセンサ３０にはＡＮＤ回路３１が設けられており、このミュート信号によりＡＮＤ回路３１がオンになるとエリアセンサ３０は無効化されるようになっている。

エリアセンサ３０には、非常停止回路３２が備えられており、非常停止回路３２は動力遮断回路３３に接続している。動力遮断回路３３はメインＣＰＵ１とサーボドライバ１０の間に介在し、メインＣＰＵ１からの信号を遮断して電動プレスＡを停止することができるようになっている。
エリアセンサ３０は電動プレスＡの所定領域に作業者などが入ったことを検知し、非常停止回路３２、動力遮断回路３３を駆動して電動プレスＡを停止するようになっている。
エリアセンサ３０が無効化されると、所定領域に作業者が侵入しても電動プレスＡは停止せず、例えばティーチングなどを行える状態になる。

サブＣＰＵ３は、エンコーダ９からのラム５１の位置信号によりラム５１が待機位置に有る時或いは待機位置に移動中の状態にある時、その旨の検出信号をリレー４に出力するように構成されている。リレー４は該検出信号に応答して動作し、ミュート信号をＡＮＤ回路３１を介してエリアセンサ３０に送るように構成されている。

メインＣＰＵ１とサブＣＰＵ３は、エリアセンサ３０への無効化信号を出力する信号出力手段としての機能に加えて、相互に監視する監視手段としての機能を備えている。
即ち、メインＣＰＵ１は、前記した待機位置に有る時或いは待機位置に移動中の旨の検出信号をリレー２に出力した時に、同時にリレー４の出力をチェックし、ミュート信号が出力されていない時には、該リレー２をオフとしてミュート信号をオフにする。そして、サブＣＰＵ３にリレー４が異常である旨の信号を出力し、サブＣＰＵ３の状態を受信する。このサブＣＰＵ３の状態とメインＣＰＵ１の状態を比較して、両者が一致すれば、サブＣＰＵ３は正常でリレー４が異常であると判断するように構成されている。両者が一致しない場合は、サブＣＰＵ３が異常であると判断するように構成されている。
該判断に基づいて、エラー表示やシステム停止などのエラー処理を行うようになっている。

一方サブＣＰＵ３も同様に、前記した待機位置に有る時或いは待機位置に移動中の旨の検出信号をリレー４に出力した時に、同時にリレー２の出力をチェックし、ミュート信号が出力されていない時には、該リレー４をオフとしてミュート信号をオフにする。そして、メインＣＰＵ１にリレー２が異常である旨の信号を出力し、メインＣＰＵ１の状態を受信する。このメインＣＰＵ１の状態とサブＣＰＵ３の状態を比較して、両者が一致すれば、メインＣＰＵ１は正常でリレー２が異常であると判断するように構成されている。両者が一致しない場合は、メインＣＰＵ１が異常であると判断するように構成されている。
また同様に該判断に基づいて、エラー表示やシステム停止などのエラー処理を行うようになっている。
以上の構成によりメインＣＰＵ１、サブＣＰＵ３或いはサーボドライバ１０やサーボモータ５０、エンコーダ５２、エンコーダ９、リレー２或いはリレー４に誤動作があった場合には、リレー２、４からミュート信号は出力されず、エリアセンサ３０は無効化されることがない。そのため、安全を確保できる。

次に図２と図３により動作を説明する。
最初に図２によりメインＣＰＵ１とリレー２の動作を説明する。
電源投入に際して或いはティーチングによる待機位置変更時に、メインＣＰＵ１はサブＣＰＵ３に待機位置にある旨の信号を送り、同じ待機位置にあることを確認する（ステップＳ１）。
メインＣＰＵ１は電動プレスＡが所定の状態にあるか否かチェックする。この実施形態では、電動プレスＡが待機位置にあるか或いは待機位置に上昇中であるか否かをチェックする（ステップＳ２）。所定の状態である場合、メインＣＰＵ１はその旨の検出信号を出力し（ステップＳ４）、この信号に対応してリレー２がオンとなりミュート信号をエリアセンサ３０のＡＮＤ回路３１に出力する（ステップＳ５）。
なお、電動プレスＡが所定の状態にない場合、リレー２をオフ、ミュート信号をオフとして（ステップＳ３）、ステップＳ２に戻る。

メインＣＰＵ１は、またサブＣＰＵ３側のリレー４を監視して、リレー４がミュート信号を出力していないかチェックする（ステップＳ６）。リレー４がミュート信号を出力している場合は、ステップＳ２に戻る。
リレー４がミュート信号を出力していない場合は、該リレー２をオフとしてミュート信号をオフにする（ステップＳ７）。そして、サブＣＰＵ３にリレー４が異常である旨の信号を出力し（ステップＳ８）、サブＣＰＵ３の状態を受信する（ステップＳ９）。このサブＣＰＵ３の状態とメインＣＰＵ１の状態を比較して（ステップＳ１０）、両者が一致すれば、サブＣＰＵ３は正常でリレー４が異常であると判断する（ステップＳ１１）。両者が一致しない場合は、サブＣＰＵ３側が異常であると判断する（ステップＳ１２）。そして、エラー表示やシステム停止などのエラー処理を実行する（ステップＳ１３）。

次に図３によりサブＣＰＵ３とリレー４の動作を説明する。
電源投入に際して或いはティーチングによる待機位置変更時に、メインＣＰＵ１から送られてきた待機位置にある旨の信号を受信し、同じ待機位置にあることを確認する（ステップＳ３０）。
次にサブＣＰＵ３はエンコーダ９からのラム５１の位置信号をチェックし、待機位置にあるか或いは待機位置に上昇中であるか否かをチェックする（ステップＳ３１）。待機位置にあるか或いは待機位置に上昇中である場合には、サブＣＰＵ３はその旨の検出信号を出力し（ステップＳ３３）、この信号に対応してリレー４がオンとなりミュート信号をエリアセンサ３０のＡＮＤ回路３１に出力する（ステップＳ３４）。
なお、待機位置にあるか或いは待機位置に上昇中の状態にない場合、リレー４をオフ、ミュート信号をオフとして（ステップＳ３２）、ステップＳ３１に戻る。

サブＣＰＵ３は、またメインＣＰＵ１側のリレー２を監視して、リレー２がミュート信号を出力していないかチェックする（ステップＳ３５）。リレー２がミュート信号を出力している場合は、ステップＳ３１に戻る。リレー２がミュート信号を出力していない場合は、該リレー４をオフとしてミュート信号をオフにする（ステップＳ３６）。そして、メインＣＰＵ１にリレー２が異常である旨の信号を出力し（ステップＳ３７）、メインＣＰＵ１の状態を受信する（ステップＳ３８）。このメインＣＰＵ１の状態とサブＣＰＵ３の状態を比較して（ステップＳ３９）、両者が一致すれば、メインＣＰＵ１は正常でリレー２が異常であると判断する（ステップＳ４０）。両者が一致しない場合は、メインＣＰＵ１側が異常であると判断する（ステップＳ４１）。そして、エラー表示やシステム停止などのエラー処理を実行する（ステップＳ４２）。

エリアセンサ３０側では、リレー２とリレー４が両方ともオンの時にＡＮＤ回路３１がオンとなり、無効化信号を出力してエリアセンサ３０を無効化する。
従って、メインＣＰＵ１による状態検出とサブＣＰＵ３からの位置検出が一致しない時は、エリアセンサ３０の無効化は行われない。また、リレー２とリレー４のどちらか或いは双方に異常が有る時も、エリアセンサ３０の無効化は行われない。
そのため、誤動作によるエリアセンサ３０の無効化が防止でき、安全性を確保できる。

本発明の一実施形態を示すブロック図。本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図。本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図。

符号の説明

１：メインＣＰＵ、２：リレー、３：サブＣＰＵ、４：リレー、９：エンコーダ、１０：サーボドライバ、１１：サーボモータ、３０：エリアセンサ、３１：ＡＮＤ回路、３２：非常停止回路、３３：動力遮断回路、５０：サーボモータ、５１：ラム、５２：エンコーダ、５３：ブレーキ。

Claims

所定の領域内への人の侵入を検出するエリアセンサを接続する電動プレスであって、
前記電動プレスが所定の状態にあることを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出に対応して、前記電動プレスが所定の状態にある時前記エリアセンサを無効化させるための信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段が正常に動作していることを監視する監視手段と、を備え、
更に、前記検出手段として、第１の検出手段と第２の検出手段の２つの検出手段を備え、
前記信号出力手段として、第１の信号出力手段と第２の信号出力手段の２つの信号出力手段を備え、
前記監視手段として、前記第１の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第１の監視手段と、前記第２の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第２の監視手段とを備え、
前記第１の信号出力手段と第２の信号出力手段は、他方の信号出力手段が正常に動作していない時には、前記無効化させるための信号を出力しない、
ことを特徴とする電動プレス。
前記第１の検出手段は、電動プレスの駆動モータの駆動信号により電動プレスが所定の状態にあることを検出し、
前記第２の検出手段は、電動プレスのラムの位置を検出し、この位置検出により電動プレスが所定の状態にあることを検出する、
請求項１の電動プレス。
前記第１の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第１の監視手段と前記第２の信号出力手段とを実現するサブ中央演算処理装置と、前記第２の信号出力手段が正常に動作していることを監視する第２の監視手段と前記第１の信号出力手段とを実現するメイン中央演算処理装置と、
を備えた請求項１又は２の電動プレス。
前記所定の状態が、電動プレスが待機位置にある状態である、
請求項１又は２又は３の電動プレス。
前記所定の状態が、電動プレスが待機位置に移動中の状態である、
請求項１又は２又は３の電動プレス。