JP7438761B2 - プレス装置 - Google Patents
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Description
例えば、図9に示すように、スライドにオーバーランを生じた場合には、本来は上死点Uから下降を開始すべきタイミングで上死点Uを通過した位置U1からスライドが駆動を開始するので、下死点Dへの到達するタイミングが予定よりも早くなり、スライドがクランプを解除する途中の爪部材と干渉を生じるおそれがあった(図9中のエリアc)。
所定のプレス方向に往復動作を行うスライドと、
前記スライドの位置を検出する位置検出部と、
被成形物の搬送動作を行う搬送部と、
前記スライドの往復動作と前記搬送部の搬送動作の制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、
一定の周期を維持して前記搬送部の搬送動作を行うと共に、前記スライドが規定の目標停止位置で一時的に停止した状態から往復動作を開始させる制御を行い、
前記位置検出部の検出による、一時的に停止した前記スライドの前記目標停止位置に対するズレ量に基づいて、前記往復動作を開始するタイミングを補正するように前記スライドの往復動作を制御すると共に、
前記制御として、前記搬送部の搬送動作の一定の周期中の規定のタイミングで、一時的に停止した状態の前記スライドが往復動作を開始する同期制御を行い、
前記制御部は、
前記位置検出部により、前記スライドが前記目標停止位置を通過して停止するオーバーランを検出した場合には前記規定のタイミングよりも遅く前記スライドの往復動作を開始し、
前記位置検出部により、前記スライドが前記目標停止位置の手前で停止するアンダーランを検出した場合には前記規定のタイミングよりも早く前記スライドの往復動作を開始するように前記往復動作を開始するタイミングを補正するように構成される。
図1は本実施形態に係るプレス装置1の装置本体100を示す図である。
この図に示すように、本実施形態に係るプレス装置1は、鍛造成形を行う鍛造プレス装置であり、装置本体100を備える。装置本体100は、ベッド23、複数のアップライト22、クラウン21、ボルスタ24、スライド18、駆動部10、位置検出部としての移動量計測器35を備える。
スライド18は、アップライト22に設けられたガイド19により、上下方向に進退可能に支持される。スライド18の下部には下金型32と同数の上金型31が固定される。複数の上金型31と複数の下金型32とは、互いに対応して組をなすととともに、それぞれ装置の左右方向に沿って配列されており、それぞれ組をなすものと上下に対向している。スライド18が下降することで、一対をなす上金型31及び下金型32が近接し、これらの間で被成形物Wが鍛造成形される。なお、スライド18が進退する方向は特に制限されないが、本実施形態では、上下方向に進退するものとして説明する。
上金型31と下金型32の近傍には搬送部としてのトランスファー装置40が設けられている。このトランスファー装置40は、上金型31と下金型32とが離間したときに、一列に配列された複数組の上金型31と下金型32に対して、被成形物Wを順次搬送する。
モータ11は、ベルト11aを介してフライホイール12に連結され、その動力によりフライホイール12を回転させる。このモータ11は、回転速度を制御することは可能だが、いわゆるサーボモータのように軸角度を任意の位置で制止させる位置決め機能等は有していない。
クラッチブレーキ13は、フライホイール12と伝動軸14との連結及び連結解除の切り替えと、伝動軸14の制動とを行う。クラッチブレーキ13によりフライホイール12と伝動軸14が連結されると、フライホイール12の回転運動が伝動軸14、減速機15、エキセン軸16の順に伝達された後に、コンロッド17を介してスライド18の直進運動に変換されて、スライド18が上下方向に進退する。なお、伝動軸14とエキセン軸16は、スライド18の駆動軸に相当する。
また、例えば、フレーム部に設けられて、スライド18の移動量を計測する構成としても良い。その場合、移動量計測器35としては、スライド18側に設けられたラックと、アップライト22又はガイド19側に設けられたピニオンと、当該ピニオンの回転量を検出するエンコーダ等の検出器とから構成しても良いし、スライド18の上下方向の位置変位を検出するリニアセンサ、スライド18の上下方向の位置を光学的な測距によって検出するレーザ検出器等、直線方向の位置検出が可能ないずれの検出器から構成しても良い。
図2に示すように、トランスファー装置40は、2本の平行に配置した送り桿41,41を備え、各送り桿41,41には複数のつかみ爪42が設けられている。
各送り桿41,41は、一列に配置された複数の下金型32の両側でその並び方向に平行に配置されている。
各送り桿41,41からは、各つかみ爪42が互いに向かい合うように延出されている。また、各つかみ爪42の並び方向の間隔は複数の下金型32の間隔に一致している。また、各送り桿41,41は、つかみ爪42を下金型32よりも一つ多く備えている(例えば、下金型32は三つ、つかみ爪42は四つ)。
この図に示すように、プレス装置1は、装置本体100の動作を制御する制御装置50を備える。
制御装置50は、入力部51、表示部54、記憶部52、制御部53を備える。
入力部51は、キーボードやマウス等のプレス装置1の使用者による入力インターフェイスである。この入力部51から、装置本体100の動作制御に関する設定等を行うことができる。
表示部54は、ディスプレイを備えており、当該ディスプレイに各種情報を表示する。
記憶部52は、装置本体100の動作制御を行うための制御プログラム55や設定データを記憶するとともに、作業領域としても機能するメモリである。制御プログラム55による装置本体100の制御については後述する。
制御装置50の制御部53が行う装置本体100によるプレス成形の動作制御について図5に示すフローチャートと図6及び図7に示す装置本体100の動作線図に基づいて説明する。
図6及び図7は、スライド18の上下ストロークのタイミング線図L1、トランスファー装置40のクランプ-アンクランプ動作のタイミング線図L2、トランスファー装置40のリフト-ダウン動作のタイミング線図L3、トランスファー装置40のアドバンス-リターン動作のタイミング線図L4を示している。また、符号L11は、スライド18が理想的なタイミングで停止し、理想的なタイミングで上下動を開始する場合の上下ストロークのタイミング線図を示している。
これらのタイミング線図は、横軸を時間軸としており、トランスファー装置40の一回の搬送動作の所要時間を360分割した時間を単位時間とし、仮想的にその単位を[度]で記載している。
そして、記憶部52には、搬送動作の一周期を時間軸として、上述した(1)クランプ、(2)リフト、(3)アドバンス、(4)ダウン、(5)アンクランプ、(6)リターンのそれぞれの開始と終了のタイミングも設定されており、制御部53は、これらの設定されたタイミングにより、一定の周期で連続的な繰り返しで搬送動作を行うようにトランスファー装置40を制御する。
これにより、決められた一定の周期を維持して搬送動作を連続的に行うトランスファー装置40に同期して、スライド18が適正なタイミングで上下動及び停止を行う。
即ち、停止指令出力直後にはスライド18が停止していない可能性があるので、停止までのタイムラグを考慮して、微小な所定時間の経過を待ってから、スライド18の停止位置の検出を実行する。
この場合、移動量計測器35であるエンコーダによりエキセン軸16の軸角度を検出し、この検出軸角度から、制御部53は、スライド18が上死点位置で停止したか、或いは、どの程度のオーバーラン又はアンダーランを生じたかを算出する。
即ち、制御部53は、移動量計測器35から、スライド18が上死点(目標停止位置)となるエキセン軸16の軸角度(0度)に対する停止位置のズレ量(ズレ角度)をプレス停止位置偏差量(目標停止位置に対するズレ量)hとして算出する(図6及び図7参照、単位は[度](なお、ここでいう[度]は軸角度であって、図6~図8のタイミング線図の横軸のトランスファー装置40の一回の搬送動作の所要時間を360分割した時間を単位時間とする単位の[度]とは異なる))。
補正時間は、スライド18の目標停止位置に対するズレ量によって生じる時間的誤差と等しい。従って、制御部53は、補正時間を次式により算出する。
補正時間[sec]
=(スライド上下ストローク時間[sec])×|(プレス停止位置偏差量h[度]÷360)|
制御部53は、補正量を次式により算出する。
補正量i[度]=補正時間[sec]÷{(1サイクルT/F速度[sec])÷360)}
スライド下降指令の出力タイミングは、前述した補正量iに基づいて補正される。
即ち、スライド18が、停止タイミングt1において上死点で停止していれば、スライド下降指令は、予め定められた適正な下降タイミングt2で出力される。
即ち、図6に示すように、スライド18は、オーバーランによって上死点よりも既に下降を生じている位置にいるので、スライド18が上死点から下降を開始すべきタイミングt2よりも補正量iだけ遅らせてスライド18の下降を開始させる。
即ち、図7に示すように、スライド18は、アンダーランによって上死点よりも手前の位置にいるので、スライド18が上死点から下降を開始すべきタイミングt2よりも補正量iだけ早めてスライド18の下降を開始させる。
そして、制御部53は、停止タイミングt1でスライド停止指令をクラッチブレーキ13に出力して、スライド18を上死点で停止させる(ステップS13)。
これ以降は、ステップS1~S13の処理を繰り返すことで、連続したプレス成形を実行する。
以上のように、本実施形態によれば、プレス装置1の制御装置50の制御部53は移動量計測器35の検出による、一時的に停止したスライド18の目標停止位置である上死点に対するズレ量に基づいて、往復動作を開始するタイミングを補正量iにて補正するようにスライド18の往復動作を制御している。
このため、トランスファー装置40による搬送動作を一定の周期を維持して実行することができ、全体的なプレス加工動作の中断を回避することができ、プレス加工を安定した周期で実行することが可能となる。また、これにより、スライド18の停止位置にズレが生じた場合であっても、適正な稼働効率を維持してプレス加工を行うことが可能となる。
そして、制御部53は、移動量計測器35によりオーバーランを検出した場合には規定の下降タイミングt2よりも遅くスライド18の往復動作を開始し、アンダーランを検出した場合には規定の下降タイミングt2よりも早くスライド18の往復動作を開始するように下降タイミングt2を補正している。
これにより、トランスファー装置40の搬送周期を一定に維持しながら、トランスファー装置40とスライド18との干渉を効果的に低減することが可能となる。
これにより、比較的容易な制御によってトランスファー装置40とスライド18との同期を図り、これらの干渉を効果的に低減することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、上記実施形態では、スライド18が上下方向に往復する構成を例示したが、スライド18が上下方向に往復するプレス装置に限定されない。
また、搬送部としてトランスファー装置40を例示したが、周期的な搬送動作を行うことが可能なあらゆる機構を搬送部とすることができる。例えば、ロボットアームにより被成形物を搬送しても良い。
その他、上記実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
10 駆動部
11 モータ
12 フライホイール
13 クラッチブレーキ
14 伝動軸(駆動軸)
16 エキセン軸(駆動軸)
18 スライド
31 上金型
32 下金型
35 移動量計測器(位置検出部)
40 トランスファー装置(搬送部)
50 制御装置
51 入力部
52 記憶部
53 制御部
54 表示部
55 制御プログラム
100 装置本体
W 被成形物
h プレス停止位置偏差量
i 補正量
t1 停止タイミング
t2 下降タイミング
Claims (4)
- 所定のプレス方向に往復動作を行うスライドと、
前記スライドの位置を検出する位置検出部と、
被成形物の搬送動作を行う搬送部と、
前記スライドの往復動作と前記搬送部の搬送動作の制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、
一定の周期を維持して前記搬送部の搬送動作を行うと共に、前記スライドが規定の目標停止位置で一時的に停止した状態から往復動作を開始させる制御を行い、
前記位置検出部の検出による、一時的に停止した前記スライドの前記目標停止位置に対するズレ量に基づいて、前記往復動作を開始するタイミングを補正するように前記スライドの往復動作を制御すると共に、
前記制御として、前記搬送部の搬送動作の一定の周期中の規定のタイミングで、一時的に停止した状態の前記スライドが往復動作を開始する同期制御を行い、
前記制御部は、
前記位置検出部により、前記スライドが前記目標停止位置を通過して停止するオーバーランを検出した場合には前記規定のタイミングよりも遅く前記スライドの往復動作を開始し、
前記位置検出部により、前記スライドが前記目標停止位置の手前で停止するアンダーランを検出した場合には前記規定のタイミングよりも早く前記スライドの往復動作を開始するように前記往復動作を開始するタイミングを補正するプレス装置。 - 前記制御部は、
前記位置検出部の検出による、一時的に停止した前記スライドの前記目標停止位置に対するズレ量から時間的なズレ量を導出し、
導出した前記時間的なズレ量に従って前記往復動作を開始するタイミングを補正するように前記スライドの往復動作を制御する請求項1に記載のプレス装置。 - 前記スライドは、駆動源であるモータによって回転駆動が行われる駆動軸の一回転で一回の往復動作を行い、
前記位置検出部は、前記駆動軸の軸角度を検出する請求項1又は請求項2に記載のプレス装置。 - 被成形物のプレス加工を行う一対の金型を最も離隔させる位置を前記スライドの上死点、前記一対の金型が圧接する位置を前記スライドの下死点とする場合に、
前記制御部は、前記スライドの上死点を前記目標停止位置として前記スライドの往復動作を制御する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のプレス装置。
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