JPH0549400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電動プレスに係わり、特に、小型・
小容量の被加工物を精密かつ正確にプレス加工す
る電動プレスの過大加圧力の低減法に関する。

〔従来の技術〕

従来の電動プレスは、電動機の回転力を直線運
動に変換しているため、必然的に、電動機を含む
駆動系の慣性が直線運動に変換され、これが被加
圧物に対して衝撃的に加わり、本来の電動機の出
力にプラスされ大きな加圧力となつていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

そのような加圧力を制御できる電動プレスは存
在しなかつた。特に、電動機の本来の出力に対し
て衝撃力がプラスされると、適正のプレス力が作
業できない不都合があつた。

〔課題を解決するための手段〕

そこで発明者は、前記課題を解決すべく、鋭
意、研究を重ねた結果、その発明を、電動機によ
る回転力をネジ機構にて直線運動に変換する機構
を備えた電動プレスの制御法において、被加圧物
を加圧する昇降可能なラムの高さ位置を検出及び
記憶する手段と、電動機の回転数を検出する回転
数検出手段を備え、記憶されたラムの高さ位置に
よつて電動機の負荷電流を制御する電流設定回路
を設け、ラムのアプローチストロークを高速可能
な電流にて高速下降させ、被加圧物の直前で下降
のみが可能な電流にて低速運転となし、ラムが被
加圧物に接触したことを前記回転数検出手段にて
確認した後に、被加圧物を加圧にするのに充分な
設定加圧力に必要な電流を供給するようにした電
動プレスの過大加圧力の低減法としたことによ
り、中央処理装置に記憶されたラムの位置によつ
て、電動機の負荷電流を制御することができ加圧
点付近までは、前記ラムを高速下降させ、被加圧
物の直前より達するまでを低速になるように電動
機に電力を供給させることができ、その接触後に
設定加圧力に必要な電流を供給するようにし、前
記課題を解決したものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図に基づいて説
明する。まず、第１図のブロツク図により、本発
明の構成部の名称と機能について説明すると、１
は操作盤で、その盤面上にＡからＪまでの各スイ
ツチ及び各釦、各ツマミを有している。

Ａは電動スイツチ、Ｂは記憶点設定釦で各種の
記憶の設定及び変更を行う場合に使用する。

C₁，C₂は操作釦でありその機能は、ラム５を
下降させる場合にはC₁及びC₂釦を押し、一時停
止の場合はC₂釦のみを離す。さらに、C₁及びC₂
釦を離すとラム５は上昇するように構成されてい
る。

Ｄはオープンハイト設定釦、Ｅは加圧点設定
釦、Ｆは停止点設定釦、Ｇはコード発生器として
デジタルスイツチを使用し、定位置停止点の補正
に使用される。例えば、その使用方法は、該デジ
タルスイツチＧに補正値をセツトし、符号切替ス
イツチＨにより加算あるいは減算を指示すると、
中央処理装置２が演算を行い停止点設定釦Ｆによ
る設定点が変更される。

Ｉは上限加圧力設定ツマミで、Ｊは下限加圧力
設定ツマミである。

２は中央処理装置（CPU）で、ラム５のオー
プンハイト設定点、高速から低速への切替点、設
定加圧力発生点、定位置停止点の各位置を記憶
し、これらの各位置へ前記ラム５が到達したこと
を検知し、電動機４に回転速度及び電流値の設定
変更と断続及び反転を指示する機能を有する。

３はモータドライバーで、中央処理装置２の指
令により電動機４を駆動させる。

該電動機４にてラム５を駆動させる。該ラム５
は、上下運動により被加圧物を加圧する機能を有
する。

６はリミツトスイツチＡで、ラム５の上昇限度
点を検出する。

７はエンコーダで、電動機４と連結されていて
ラム５の移動量及び速度を検出する。

８は電流設定回路で、中央処理装置２からの信
号をデジタルからアナログへ変換して、モータド
ライバー３へ送る機能を有する。

９はリミツトスイツチＢで、ラム５の下降限度
点を規定するためのもので、ラム５に固着された
突起物５ｂが、該リミツトスイツチＢ９のスイツ
チレバー９ａを押圧すると、中央処理装置２はモ
ータドライバー３に信号を送るので、前記ラム５
はオープンハイト設定点まで上昇し停止する。こ
れにより、ラム５が下降しすぎてボールネジや送
りネジの嵌合が外れることを防止している。

前記電動機４による回転力を直線運動に変換す
る手段は、ボールネジ又は送りネジ等の使用によ
り可能である。

次に、動作原理について圧入作業を例にとつて
説明すると、第１図において、操作盤１上の電源
スイツチＡをONにすると、中央処理装置２から
原点設定のための上昇信号がモータドライバー３
に送られ電動機４が駆動しラム５が上昇を始め、
前記ラム５に固着された突起物５ａがリミツトイ
ツチＡ６のスイツチレバー６ａを押圧することに
より、ラム５の上昇限度点を検知すると、前記中
央処理装置２が電動機４を停止させた後、反転・
駆動されるのでラム５は下降を始め中央処理装置
２に記憶されたパルス分だけ、前記電動機４に連
結されたエンコーダ７で確認しながら下降してゆ
き設定パルス分に達すると、前記中央処理装置２
は電動機４を停止させる。

以後、この点を基準点として各種の機能をさせ
る。次に、記憶点設定釦Ｂを押して中央処理装置
２を各種記憶点の取り込み状態にさせた後、操作
釦C₁及びC₂を同時に押してラム５を下降させて
ゆき、前記操作釦C₂のみを離してラム５を一時
停止させ、オープンハイト設定釦Ｄを押すとオー
プンハイト設定点が前記中央処理装置２に記憶さ
れる。以後、前記操作釦C₁及びC₂を同時に離し
てもラム５はオープンハイト設定点以上に上昇し
ないので遊びストロークを除去することができ
る。

さらに、加圧点の設定は、前記操作釦C₁及び
C₂を押してラム５を下降させてゆき、圧入に必
要な加圧力を加えるべき位置にきたら操作釦C₂
のみを離してラム５を一時停止させ、加圧点設定
釦Ｅを押すと中央処理装置２に前記圧入に必要な
加圧力を加えるべき位置が記憶される。

さらに前記操作釦C₁及びC₂を押してラム５を
下降させてゆき、圧入停止点でラム５を一時停止
させ、停止点設定釦Ｆを押すとこの点が中央処理
装置２に記憶され、前記ラム５は自動的にオープ
ンハイト設定点まで上昇し停止する。

さらに、定位置停止点については、設定位置が
不都合な場合には、前記操作盤１上のデジタルス
イツチＧに補正値をセツトし、前記定位置停止点
を必要な寸法だけ変更することができる。

これにより、加圧作業に必要な動作の記憶設定
がされたことになる。

上記した今迄の設定操作により、作業者が操作
釦C₁及びC₂を押すと、中央処理装置２から電流
設定回路８に高速設定された電流が、モータドラ
イバー３を通して電動機４に供給され、該電動機
４に結合されたラム５が高速で下降してゆき、設
定加圧点に達するとラム５は前記中央処理装置２
に、あらかじめ、設定されたラム５が下降するの
に必要なだけの最少電流と回転速度により、前記
電動機４が駆動されラム５は低速で下降してゆ
く。

被加圧物に該ラム５が到達すると、電動機４の
回転力が被加圧物の抵抗に負けてラム５は停止す
る。この時、中央処理装置２がエンコーダ７によ
り前記ラム５の停止を確認すると、瞬時に設定さ
れた加圧力に必要な電流を一定の立上り勾配をも
つて電動機４に供給した後、あらかじめ、前記中
央処理装置２に設定された定速度でラム５は下降
する。

これら一連の動作により、電動機４及び伝達機
構の過大加圧力が除去されることになる。

さらに、前記ラム５が中央処理装置２に記憶さ
れた定位置停止点の直前に到達すると、前記中央
処理装置２より減速制動指令がコントロールユニ
ツトに伝えられ電動機４は定低速で下降し、定位
置停止点で電源が切れ停止する。

さらに、前記中央処理装置２にプログラムされ
た一定時間停止後、前記ラム５はオープンハイト
設定点まで上昇し停止する。

上記したごとく、ラム５が被加圧物に到達し、
被加圧物の抵抗によりラム５が停止した後、設定
された加圧力に必要な電流を電動機４に供給し、
一定速度で圧入が行われるため過大加圧力分の少
ない高精度な圧入が可能となる。

ここで、さらに、電動機過大加圧力の除去法に
ついて第２図に基づいて詳細に説明する。

まず、各構成部の名称と機能を説明すると、
COMP１，COMP２，COMP３は電力比較器で、
＋側入力と−側入力の電圧の差を比較するもので
あり、＋側が極くわずかでも大きければ出力は正
となり、小さいときは負となるものである。

VR₁は加圧力設定用可変抵抗器で、Ｒは電流検
出用抵抗である。

次に、動作原理について説明すると、ラム５の
位置を検出するエンコーダ７からの信号を加圧点
設定釦Ｅにより、中央処理装置２が読み取り加圧
点設定を行つた後、該設定点までは前記中央処理
装置２によらず電圧比較器COMP２を選択し、
設定加圧力に必要な電圧V₁によらず高速回転可
能に十分な電圧V₂で下降してゆき、加圧点をす
ぎると前記中央処理装置２は、電圧比較器
COMP３を選択する。

前記COMP３には、ラム５が低速下降するの
に必要な低トルクを発生するための電圧V₃を与
える。この電圧V₃により、ラム５は低速・低加
圧力で下降するので、被加圧物にラム５が衝突し
たときに該ラム５は停止するが、エンコーダ７に
より中央処理装置２がこの停止を認識した後、電
圧比較器COMP１を選択し設定加圧力に必要な
電圧V₁で被加圧物を圧することとなる。

この方法を用いることにより電動機の過大加圧
力を完全に除去することができる。

次に、加圧力の設定及び加圧力の上限・下限の
関知について説明する。作業者が加圧力の管理を
行おうとする場合は、まず、上限加圧力の設定を
操作盤１上の上限加圧力設定ツマミＩにより、必
要な上限加圧力の目盛に合わせることにより行う
ことができる。この操作により、電動機４に流れ
る電流は、上限加圧力を発生するに必要とする以
上の電流とはならない。

従つて、上限加圧力以上の加圧力が必要な場合
には、電動機４が停止するので定位置停止点の手
前で停止したことを検出することにより、上限加
圧力の管理が可能となる。

一方、下限加圧力の管理は、操作盤１上の下限
加圧力設定ツマミＪにより行うことができる。

下限加圧力の管理において、被加圧物の必要圧
入力が設定した下限加圧力に達しない場合は、第
３図のように定位置停止点の手前３mmの範囲で圧
入を監視する。その方法は、まず、ラム５が前記
定位置停止点の手前３mmまで下降してくると中央
処理装置２は、モータドライバー３に設定された
下限加圧力を発生するために必要な電動機４の電
流値と、実際に流れている電動機４の電流値とを
比較する。もし、電動機４の電流値が設定された
電流値を超えた後、定位置停止点で停止した場合
は、設定された圧入力の範囲で圧入が行われたと
判断する。

また、前記設定された下限加圧力を発生するた
めに必要な電動機４の電流値を上まわらないで定
位置停止点で停止するか、前記設定された電動機
４の電流値を超えた後、該設定された電動機４の
電流値以下になり定位置停止点で停止した場合
は、圧入力不足と判断し信号を発する。

第３図は上述の説明を補なうためのもので、プ
レス作業におけるラムの各位置に対する電動機の
電流値とラムの速さを表わした図である。

図において、 １は圧入が適性である状態、 ２は圧入力が下限加圧力に達しない場合、 ３は圧入力が適性に行われた後、下限加圧力以
下した場合、 である。

さらに、加圧力の管理について第４図に基づい
て詳細に説明する。まず、各構成部の名称と機能
を説明すると、COMP１，COMP２は電圧比較
器で、＋側入力と−側入力の電圧の差を比較する
ものであり、＋側が極くわずかでも大きければ出
力は正となり小さいときは負となる。

Ｒは電動機４の電流検出用抵抗である。

次に、動作原理について説明すると、電動機４
のトルク定数をK_tとすると、発生トルクＴは、 Ｔ＝K_t・Ｉ となり、加圧力は電圧比較器COMP１，
COMP２への流入電流ｉが極小のため電流Ｉに
比例することになる。

それ故、電流検出用抵抗Ｒの両端には、 Ｖ＝Ｒ・Ｉ なる電圧Ｖが発生する。

電圧比較器COMP１により、Ｖ＝V₁となるよ
うにモータドライバー３が制御するため、結局、
電流ＩはV₁に比例することになりVR₁により加
圧力を調整することができる。

また、停止点設定釦Ｆを押し中央処理装置２に
予め、停止点を記憶させておくと、圧入力過大で
電動機４が圧入しきらないで停止した場合、エン
コーダ７による移動量と前記中央処理装置２に、
予め記憶されておいた停止点とが一致しないた
め、圧入されていないことが判断できる。

さらに、VR₂により下減加圧力を設定し、圧入
終了時まで電圧比較器COMP２の信号を中央処
理装置２が監視することにより、圧入力不足を検
出することができる。

以上により、加圧力の適正な管理が可能とな
る。当実施例による圧入作業の方法には、前記定
位置停止点を設定してからの圧入作業の他に、当
該プレス以外の手段により強制的にラムを停止さ
せ圧入寸法を一定にする方法がある。

例えば、強制的に圧入寸法を規制する手段を設
けた圧入治具を用いて作業を行なうときは、加圧
点の設定を行つた後、操作釦C₁及びC₂を押して
ラム５を下降させてゆき、前記治具の圧入寸法を
強制的に規制する手段により、ラム５が停止する
位置まで下降させ、この停止した位置が中央処理
装置２に記憶された後、ラム５は上昇しオープン
ハイト設定点で停止する。

この場合、前記ラム５が停止した位置は、プレ
ス本体のメモリの記憶によらずラム５は下降を続
け、前記強制的停止手段に当つて停止する。以
降、操作釦C₁及びC₂を押すことにより、加圧点
設定点までラム５は高速で下降してゆき、上記し
たように、定加圧力、定速度で圧入作業を行な
い、強制的停止手段により停止する迄下降し、停
止した後、一定時間後上昇する。

この場合、中央処理装置２は、圧入寸法不足と
判定し圧入力大とエラー表示してしまう。

従つて、このような事態を防ぐためにエラー表
示の判定範囲を、前記設定された停止点より治具
の強制的停止点のバラツキを見込んだ分だけ、前
記記憶点の手前一定寸法迄としている。

これにより、誤判断を防止することができる。
また、この場合ラム５は治具により強制的に停止
させられる迄下降するので、圧入寸法は治具によ
つて決定される。さらに、この場合で加圧点を設
定しなかつた場合には中央処理装置２は、前記各
設定点の記憶がされないようにプログラムされて
いるのでラム５は高速で下降することはない。

従つて、前記強制的停止手段に衝突して機械に
損傷を与えることを防ぐことができる。

通常のカシメ作業の場合には、下限加圧力を一
定レベルに設定しておくと、ラム５が被加圧物に
接触すると同時に上限加圧力が加わるため中央処
理装置２は、下限加圧力不足と判断しエラー表示
を行つてしまう。従つて、この場合は下限加圧力
設定ツマミＪをゼロにセツトしておくとエラー表
示することがない。これにより作業者は、オープ
ンハイト設定と被加圧物にラム５が接触する直前
で加圧点を設定することにより、上限加圧力設定
ツマミＩにより設定された一定圧力でカシメ作業
を行なうことができる。

カシメ作業の場合でも、カシメ力よりもカシメ
寸法が問題となる場合は、定位置停止点を設定し
てカシメ作業を行なえば、精度の高いカシメ寸法
とカシメ力の上限・下限の管理を行なうことがで
きる。

この場合、カシメ力大と表示されたときは、カ
シメ対象物が固いために定位置停止点の手前で停
止したことにより、カシメ寸法が寸法不足の状態
である。

一方、これとは逆にカシメ力小と表示されたと
きは、カシメ対象物に十分なカシメ力が加わらな
い状態である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したような、構成の方法によ
り、電動プレスに必然的に発生していた、電動機
の過大加圧力を低減することができたことがで
き、これによつて、従来生じていた衝撃力がなく
なり、当該プレス分野におけるプレス圧力の精度
を一段と高めることができ、製品精度も向上し、
その効果大なる発明といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるブロツク図、第
２図は電動プレスの過大加圧力の低減法に関する
ブロツク図、第３図はプレス作業における各位置
に対する電動機の電流値とラムの速さを表した
図、第４図は電動プレスの加圧力管理に関するブ
ロツク図である。 ４……電動機、５……ラム、８……電流設定回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動機による回転力をネジ機構にて直線運動
   に変換する機構を備えた電動プレスの制御法にお
   いて、被加圧物を加圧する昇降可能なラムの高さ
   位置を検出及び記憶する手段と、電動機の回転数
   を検出する回転数検出手段を備え、記憶されたラ
   ムの高さ位置によつて電動機の負荷電流を制御す
   る電流設定回路を設け、ラムのアプローチストロ
   ークを高速可能な電流にて高速下降させ、被加圧
   物の直前で下降のみが可能な電流にて低速運転と
   なし、ラムが被加圧物に接触したことを前記回転
   数検出手段にて確認した後に、被加圧物を加圧に
   するのに充分な設定加圧力に必要な電流を供給す
   るようにしたことを特徴とした電動プレスの過大
   加圧力の低減法。