WO2016103798A1 - プレス機械 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a press machine, and more particularly to a press machine that conveys and presses a workpiece.
- a press machine that is an electric servo press has a servo motor, a power conversion mechanism, a brake device, and the like.
- the power conversion mechanism includes a ball screw, an eccentric mechanism, a link mechanism, and the like, and converts the rotational driving force of the servo motor into a vertical reciprocating motion (elevating operation) of the slide.
- the workpiece is pressed between the upper die and the lower die by the reciprocating motion of the slide.
- Such a press machine is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-101377.
- the deceleration start position is set above the setting error detection position, and the slide deceleration control is started when the descending slide position reaches the set deceleration start position. If an error (work (material) is not conveyed normally) is detected at the setting error detection position, the slide is forcibly stopped at the forced stop position. If no error is detected at the setting error detection position, the reduced speed of the slide is returned to the original processing speed based on the motion information by the acceleration control.
- the present invention has been made in view of the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a press machine that can suppress a decrease in productivity while forcibly stopping a slide when there is an abnormality related to workpiece conveyance. Is to provide.
- a press machine is a press machine that conveys and presses a workpiece, and includes a slide, a drive unit, a detection unit, a speed control unit, and a stop determination calculation unit.
- the slide moves up and down when the workpiece is pressed.
- the drive unit drives the slide.
- the detection unit detects slide position information.
- the speed control unit controls the slide speed by the drive unit based on motion information that defines the slide operation.
- the stop determination calculation unit sets a deceleration start point for starting the deceleration of the slide based on the motion information and the set point for forcibly stopping the slide.
- the speed control unit determines whether or not an abnormal signal related to workpiece conveyance is input when the slide reaches the deceleration start point. If it is determined, slide deceleration control is executed so that the slide stops at the set point.
- the speed control unit determines whether or not an abnormal signal is input at the deceleration start point and determines that there is an abnormal signal input, so that the deceleration control is performed so that the slide stops at the set point. To do. Therefore, the slide can be forcibly stopped when there is an input of an abnormal signal related to the conveyance of the workpiece.
- the press machine further includes a display unit that displays the set deceleration start point.
- a display unit that displays the set deceleration start point.
- the stop determination calculation unit receives an input of a set point for forcibly stopping the slide.
- the speed control unit determines whether or not there is no abnormal signal input when it is determined that there is an abnormal signal input, and when it is determined that there is no abnormal signal input, driving based on motion information is performed.
- the acceleration control of the slide by the unit is executed.
- the slide deceleration control is stopped and the press working by the acceleration control is executed. Thereby, the fall of productivity can be suppressed.
- the press machine counts a period during which the slide is stopped at the set point, and supplies power from the power source when the slide is stopped for a predetermined period or longer based on the count result of the count unit.
- the slide when the slide has stopped at a set point for a predetermined period or longer, it is possible to enhance safety in an abnormal state by stopping power supply from the power source.
- the press machine is a press machine that conveys and presses a workpiece, and includes a slide, a drive unit, a detection unit, and a speed control unit.
- the slide moves up and down when the workpiece is pressed.
- the drive unit drives the slide.
- the detection unit detects slide position information.
- the speed control unit controls the slide speed by the drive unit based on motion information that defines the slide operation.
- the speed control unit performs deceleration control so that the slide is forcibly stopped at a set point in response to an input of an abnormal signal related to workpiece conveyance. When there is no longer an abnormal signal input, the drive unit starts from the set point based on the motion information. Resume control of slide speed.
- the slide can be forcibly stopped when there is an input of an abnormal signal related to workpiece conveyance.
- an abnormal signal related to workpiece conveyance.
- the press machine further includes a stop determination unit.
- the stop determination unit sets a deceleration start point for starting the slide deceleration based on the motion information and a set point for forcibly stopping the slide.
- the speed control unit determines whether or not an abnormal signal is input when the slide reaches the deceleration start point and determines that there is an abnormal signal input.
- the slide deceleration control is executed so that the slide stops at the set point.
- the speed control unit determines whether or not an abnormal signal is input at the deceleration start point and determines that there is an abnormal signal input, so that the deceleration control is performed so that the slide stops at the set point. To do. For this reason, when there is an input of an abnormal signal related to the conveyance of the workpiece, the slide can be forcibly stopped.
- the speed control unit determines that there is no input of an abnormal signal, the deceleration operation is not performed and the press operation is continued. Since deceleration control is not performed in this way, it is possible to suppress a decrease in productivity.
- the press machine further includes a display unit that displays the set deceleration start point.
- a display unit that displays the set deceleration start point.
- the stop determination calculation unit receives an input of a set point for forcibly stopping the slide.
- the speed control unit determines whether or not the abnormal signal is input when the slide is stopped at the set point.
- the speed control unit determines that the abnormal signal is not input, the motion information from the set point is detected. Acceleration control of the slide by the drive unit based on the above is executed.
- the press machine counts a period during which the slide is stopped at the set point, and supplies power from the power source when the slide is stopped for a predetermined period or longer based on the count result of the count unit.
- a stop processing unit for stopping.
- the slide when the slide has stopped at a set point for a predetermined period or longer, it is possible to enhance safety in an abnormal state by stopping power supply from the power source.
- the press machine of the present invention can suppress a decrease in productivity while forcibly stopping the slide when there is an abnormality related to the conveyance of the workpiece.
- a servo press press machine equipped with a servo motor
- a servo press press machine equipped with a servo motor
- FIG. 1 is a perspective view of a servo press 1 based on the embodiment.
- a servo press 1 of a type not provided with a plunger is shown as an example.
- the servo press 1 includes a main body frame 2, a slide 3, a bed 4, a bolster 5, a control panel 6, and a control device 40.
- the slide 3 is supported in a substantially central portion of the main body frame 2 of the servo press 1 so as to be movable up and down.
- a bolster 5 attached on the bed 4 is disposed below the slide 3.
- a control panel 6 is provided in front of the main body frame 2.
- a control device 40 to which a control panel 6 is connected is provided on the side of the main body frame 2.
- FIG. 2 is a side sectional view showing a main part of the servo press 1 based on the embodiment.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view showing another main part of the servo press 1 according to the embodiment.
- the servo press 1 includes a servo motor 21, a spherical hole 3 ⁇ / b> A, a screw shaft 7, a sphere 7 ⁇ / b> A, a screw 7 ⁇ / b> B, a connecting rod body 8, a female screw 8 ⁇ / b> A, and a connecting rod 9.
- the slide 3 is driven by the servo motor 21.
- a spherical portion 7A provided at the lower end of the screw shaft 7 for adjusting the die height is rotatably inserted into the spherical hole 3A formed in the upper portion of the slide 3 in a state where it is prevented from coming off.
- a spherical joint is constituted by the spherical hole 3A and the spherical body portion 7A.
- the screw portion 7B of the screw shaft 7 is exposed upward from the slide 3 and is screwed into a female screw portion 8A of the connecting rod body 8 provided above the screw shaft 7.
- the screw shaft 7 and the connecting rod body 8 constitute a connecting rod 9 that can be expanded and contracted.
- the die height is the distance from the bottom of the slide to the top of the bolster when the slide 3 is at the bottom dead center.
- the upper portion of the connecting rod 9 is rotatably connected to a crank-shaped eccentric portion 10A provided on the main shaft 10.
- the main shaft 10 is supported by three front and rear bearing portions 12, 13 and 14 between a pair of left and right thick plate-like side frames 11 constituting the main body frame 2.
- a main gear 15 is attached to the rear side of the main shaft 10.
- the main gear 15 meshes with a transmission gear 16A of a power transmission shaft 16 provided below the main gear 15.
- the power transmission shaft 16 is supported between the side frames 11 by two bearing portions 17 and 18 at the front and rear.
- a driven pulley 19 is attached to the rear end of the power transmission shaft 16.
- the pulley 19 is driven by a servo motor 21 disposed below the pulley 19.
- the servo press 1 includes a bracket 22, an output shaft 21A, a pulley 23, a belt 24, a bracket 25, a position detector 26, a rod 27, a position sensor 28, an auxiliary frame 29, and bolts 31 and 32. And further.
- the servo motor 21 is supported between the side frames 11 via a substantially L-shaped bracket 22.
- the output shaft 21A of the servo motor 21 protrudes along the front-rear direction of the servo press 1, and power is supplied by a belt 24 wound around a driving pulley 23 and a driven pulley 19 provided on the output shaft 21A. Communicated.
- a pair of brackets 25 projecting rearward from the upper and lower two locations toward the side frame 11 are attached.
- a rod 27 constituting a position detector 26 such as a linear scale is attached between the upper and lower brackets 25.
- the rod 27 is provided with a scale for detecting the vertical position of the slide 3, and is inserted into a position sensor 28 that also constitutes the position detector 26 so as to be movable up and down.
- the position sensor 28 is fixed to an auxiliary frame 29 provided on one side frame 11.
- the auxiliary frame 29 is formed vertically long in the vertical direction, the lower part is attached to the side frame 11 by bolts 31, and the upper part is slidable in the vertical direction by bolts 32 inserted into long holes that are long in the vertical direction. It is supported. As described above, the auxiliary frame 29 is fixed to the side frame 11 only on one of the upper and lower sides (lower side in the present embodiment) and supported on the other side so as to be movable up and down. Is not affected by. Thus, the position sensor 28 can accurately detect the slide position and the die height position without being affected by such expansion and contraction of the side frame 11.
- the slide position and die height of the slide 3 are adjusted by a slide position adjustment mechanism 33 provided in the slide 3.
- the slide position adjusting mechanism 33 includes a worm wheel 34 attached to the outer periphery of the spherical portion 7A of the screw shaft 7 via a pin 7C, a worm gear 35 meshing with the worm wheel 34, and a worm gear 35.
- an induction motor 38 having an output gear 37 that meshes with the input gear 36.
- the induction motor 38 has a flat shape with a short axial length and is compact. The rotational movement of the induction motor 38 is adjusted by rotating the screw shaft 7 via the worm wheel 34.
- the control panel 6 is used to input various data for setting the motion control of the slide.
- the control panel 6 includes switches and numeric keys for inputting motion data, input data thereof, setting data that has been set and registered, and the like. It has a display to display.
- a programmable display with a transparent touch switch panel and a graphic display such as a liquid crystal display or plasma display mounted on the front is used.
- the control panel 6 may include a data input device from an external storage medium such as an IC card that stores preset motion data, or a communication device that transmits and receives data via a wireless or communication line. .
- a rotation pattern, a rotation reciprocation pattern, a pendulum pattern, a reverse pattern, and the like can be selected and set as a processing pattern that matches the molding conditions, that is, a slide control pattern. Further, whether the height position of the slide 3 is displayed as an actual detection value of the position detector 26 or a value calculated by a calculation described later is displayed as motion data according to the processing pattern.
- the “rotation” pattern in the control pattern is realized by rotating the main shaft 10 only to the forward rotation side.
- the slide 3 is started from the top dead center, This is a motion that passes the dead center and reaches the top dead center again.
- “Rotary reciprocation” pattern refers to the movement of one shot with respect to the workpiece, after the slide 3 is started from the top dead center to the forward rotation side and stopped at the processing end position before the bottom dead center, Rotate back to top dead center, and for one shot of movement for the next workpiece, slide 3 is started from the top dead center to the reverse rotation side and stopped at the machining end position before bottom dead center. This is a motion to rotate from the normal rotation side to the top dead center. That is, the main shaft 10 repeats forward and reverse rotation alternately for each workpiece.
- “Pendulum” pattern refers to the movement of one shot on the workpiece, starting slide 3 from the upper dead point at a position lower than top dead center or top dead center to the positive rotation side, passing through the bottom dead center, Or go to the upper limit before top dead center and stop. After that, it moves to the shot for the next workpiece, starts in the reverse rotation side, passes through the bottom dead center, goes to the top dead center or the original upper limit point, and stops. That is, the main shaft 10 repeats forward and reverse rotation alternately for each workpiece.
- the “reverse” pattern is to start the slide 3 from the upper limit of the top dead center or a position lower than the top dead center to the forward rotation side and stop it at the machining end position before the bottom dead center for the movement of one shot with respect to the workpiece. After that, the motion is rotated from this position to the reverse rotation side and returned to the top dead center or the upper limit point. That is, the main shaft 10 performs forward and reverse rotation within one shot.
- the slide 3 and the servo press 1 are examples of the “slide” and “press machine” of the present invention, respectively.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a press system based on the embodiment.
- the press system includes a coil holder 100, a leveler feeder 110, a servo press 1, and a feeder 120.
- the coil is wound around the coil holder 100, and the coil is conveyed to the servo press 1 via the leveler feeder 110.
- the servo press 1 via the leveler feeder 110.
- the leveler feeder 110 adjusts the position of the feed height of the coil conveyed from the coil holder 100 to the servo press 1 and conveys the coil to the servo press 1 at a predetermined timing.
- the leveler feeder 110 includes a roller 111, a motor 112, and a controller 113.
- the motor 112 drives the roller 111 and conveys the coil from the coil holder 100 to the servo press 1.
- the controller 113 controls the motor 112 to control the timing of supplying the coil from the coil holder 100 to the servo press 1.
- Servo press 1 presses the coil conveyed from leveler feeder 110 according to a processing pattern that matches the selected molding conditions.
- the feeder 120 conveys a workpiece formed by press working with the servo press 1. For example, it can be conveyed to the next servo press.
- the feeder 120 includes a roller 121, a motor 122, and a controller 123.
- the motor 122 drives the roller 121 and conveys the workpiece formed by the servo press 1.
- the controller 123 controls the motor 122 to control the timing at which the workpiece formed by the servo press 1 is conveyed.
- the parts of the press system are synchronized, and a series of operations are executed sequentially.
- the coil is conveyed from the coil holder 100 to the servo press 1 via the leveler feeder 110. And it press-processes with the servo press 1, and the processed workpiece is conveyed by the feeder 120. FIG. The above series of processing is repeated.
- the leveler feeder 110 has a function of detecting an abnormality related to the conveyance of the workpiece.
- the controller 113 drives the roller 111 by the motor 112 to convey the coil
- the controller 113 determines whether or not the coil is correctly conveyed, and if the conveyance is not appropriate, an abnormal signal indicating a conveyance error. Is output to the servo press 1.
- the controller 113 outputs an abnormal signal to the servo press 1 when it is detected that the supply of the coil from the coil holder 100 is delayed and a coil having an appropriate length is not conveyed. Further, the controller 113 stops outputting the abnormal signal to the servo press 1 when the abnormal state is resolved.
- Servo press 1 executes an abnormal stop control in response to the input of an abnormal signal from the controller 113.
- the feeder 120 has a function of detecting an abnormality related to the conveyance of the workpiece.
- the controller 123 determines whether or not the workpiece is correctly conveyed from the servo press 1 by driving the roller 121 by the motor 122. If the conveyance is not proper, the controller 123 servos an abnormal signal indicating a conveyance error. Output to press 1. For example, the controller 123 outputs an abnormal signal to the servo press 1 when detecting that the previous work is not properly conveyed. Moreover, the controller 123 stops the output of the abnormal signal to the servo press 1 when the abnormal state is resolved.
- the slide control pattern and various setting information described above are input by operating the control panel 6 as an example.
- FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration of the control device 40 based on the embodiment.
- a control device 40 is a device that controls the servo motor 21 that drives the slide 3 by feedback control, and a detailed description thereof is omitted, but is configured mainly with a CPU, a high-speed numerical arithmetic processor, and the like. It comprises a computer device that performs arithmetic and logical operations on input data according to a predetermined procedure, and an output interface that outputs a command current.
- the control device 40 based on the embodiment includes a motion setting unit 42, a slide speed command calculation unit 43, a stop determination calculation unit 44, an abnormal signal reception unit 45, a slide deceleration command calculation unit 46, and a stop processing unit 47. And a counting unit 48.
- control device 40 is connected to a storage unit 50 constituted by an appropriate storage medium such as ROM or RAM.
- the storage unit 50 is provided with a motion data storage unit 62 that stores programs and motion data for the control device 40 to realize various functions.
- the storage unit 50 is also used as a work area for executing various arithmetic processes.
- a position detector 26 that detects the height position of the slide 3 and an angle detector 52 such as a crank encoder that detects the rotation angle of the main shaft 10 are connected to the control device 40. Thereby, the control apparatus 40 can acquire the position or angle regarding the height of the slide 3.
- the servo motor 21 is connected to the control device 40 via a servo amplifier 53.
- the motion setting unit 42 of the control device 40 is based on the control pattern selected and set by the control panel 6 and the motion data stored in the storage unit 50 corresponding to this control pattern. Motion information).
- the determined motion data is output to the slide speed command calculation unit 43, the stop determination calculation unit 44, and the slide deceleration command calculation unit 46.
- the slide speed command calculation unit 43 slides along the respective motions when the main shaft 10 rotates forward and backward, that is, when the servo motor 21 rotates forward.
- the target value of the slide position for each predetermined servo calculation cycle time is obtained by calculation based on the motion so that 3 moves accurately.
- a motor speed command for the servo motor 21 is calculated based on the deviation so that the deviation of the obtained target value of the slide position from the slide position detected by the position detector 26 is reduced and output to the servo amplifier 53.
- a method of controlling the deviation from the slide position detected by the position detector 26 to be small will be described.
- the difference between the angle of the main shaft 10 corresponding to the slide position detected by the angle detector 52 is described. It is also possible to control so as to reduce the deviation.
- the servo motor 21 is appropriately driven by this processing, and the speed is controlled so that the slide 3 becomes the target speed.
- the stop determination calculation unit 44 sets a deceleration start point for starting the deceleration of the slide 3 based on the motion data and the set point. The setting of the deceleration start point will be described later.
- the abnormal signal receiving unit 45 receives an external input of an abnormal signal and outputs it to the slide deceleration command calculating unit 46.
- the abnormality signal is a signal related to an abnormality in the workpiece conveyance.
- an abnormality signal is output from the controller 113 to the servo press 1.
- an abnormality signal is output from the controller 123 to the servo press 1.
- the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not the abnormal signal is received by the abnormal signal receiving unit 45, and when the abnormal signal is received, The slide speed command calculation unit 43 is instructed to stop outputting the motor speed command from the slide speed command calculation unit 43. In addition, the slide deceleration command calculation unit 46 outputs a motor speed command to the servo amplifier 53 in order to control the deceleration of the slide 3. Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 performs deceleration control (abnormal stop control) so that the slide 3 stops at a set point for forced stop.
- deceleration control abnormal stop control
- the slide 3 can be forcibly stopped at the set point. Further, since the input of the abnormal signal is determined at the deceleration start point, when it is determined that there is no input of the abnormal signal, the slide speed command calculating unit 43 does not perform the deceleration control by the slide deceleration command calculating unit 46. The normal press operation by continues. Therefore, since deceleration control is not performed, it is possible to suppress a decrease in productivity.
- the slide deceleration command calculation unit 46 instructs the counting unit 48 to count the period during which the slide 3 is stopped at the set point when the slide 3 is forcibly stopped at the set point.
- the slide deceleration command calculation unit 46 instructs the stop processing unit 47 to stop driving when the period during which the slide 3 is stopped at the set point is equal to or longer than a predetermined period based on the count result counted by the counting unit 48. To do.
- the stop processing unit 47 stops the operation of the entire servo press 1 in accordance with an instruction from the slide deceleration command calculation unit 46.
- the stop processing unit 47 may cut off the power supply from the power source in order to stop the operation of the servo press 1 as a whole. By stopping the power supply from the power source, it is possible to enhance the safety of the servo press 1 in an abnormal state.
- the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not an abnormal signal is input via the abnormal signal receiving unit 45, and even if an abnormal signal is input, the abnormal signal is output. Is no longer input, the deceleration control of the slide 3 is stopped and the control of the slide 3 based on the motion data is executed. By this processing, press working by acceleration control is executed, so that it is possible to suppress a decrease in productivity.
- the slide deceleration command calculation unit 46 resumes the control of the slide 3 from the set point based on the motion data.
- the servo motor 21, the position detector 26 or the angle detector 52, the slide deceleration command calculation unit 46, the stop determination calculation unit 44, the control panel 6, the count unit 48, and the stop processing unit 47 are each a “drive unit” of the present invention. ”,“ Detection unit ”,“ speed control unit ”,“ stop determination calculation unit ”,“ display unit ”,“ count unit ”,“ stop processing unit ”.
- FIG. 6 is a diagram illustrating speed control of the slide 3 based on the embodiment.
- FIG. 6A is a diagram illustrating a case where the position of the slide 3 is changed by speed control based on motion data.
- FIG. 6B is a diagram illustrating a case where the speed of the slide 3 is changed by speed control based on motion data.
- the point P0 is the bottom dead center.
- the point P1 is a set point.
- Point P2 is a deceleration start point.
- the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether there is an abnormal signal input via the abnormal signal reception unit 45 when the slide 3 reaches the deceleration start point P2.
- the slide deceleration command calculation unit 46 executes deceleration control. If the slide deceleration command calculation unit 46 determines that an abnormal signal is input at the deceleration start point P2, the slide deceleration command calculation unit 46 performs control so that the slide 3 is forcibly stopped at the set point P1 (line Rstp).
- the slide deceleration command calculation unit 46 does not instruct the slide speed command calculation unit 43 to stop the speed control when no abnormal signal is input at the deceleration start point P2. Thereby, the slide speed command calculation unit 43 presses the workpiece according to a constant speed V2.
- FIG. 7 is a flowchart illustrating processing in the stop determination calculation unit 44 based on the embodiment.
- the stop determination calculation unit 44 determines whether there is an input of a set point (step S2). Specifically, it is determined whether or not there is an input instruction regarding the set point from the operator via the control panel 6.
- the set point is a point at which the slide 3 is forcibly stopped when an abnormality relating to the conveyance of the workpiece occurs. By setting the set point, it is possible to prevent damage to the mold when the abnormality occurs. .
- FIG. 8 is a diagram illustrating a display screen displayed on the control panel 6 based on the embodiment.
- FIG. 8 (A) shows a setting point input screen.
- the operator can input the position or angle at which to forcibly stop as the setting point.
- the rotation angle of the rotary can be input as the angle.
- a correlation table that defines an angle with respect to a position, it is possible to input one and calculate the other by calculation.
- step S2 when stop determination calculation unit 44 determines that there is an input of a set point (YES in step S2), any of the angle / position is input as the input of the set point. It is determined whether or not an input has been made (step S4). On the other hand, when the stop determination calculation unit 44 determines in step S2 that there is no input of the set point (NO in step S2), the state of step S2 is maintained.
- step S4 when the stop determination calculation unit 44 inputs an angle as the input of the set point (the angle in step S4), the stop determination calculation unit 44 calculates the position of the set point from the input angle (step S6). Specifically, the position of the set point is calculated from the angle input based on the correlation table.
- step S4 when the position is input (position in step S4), the stop determination calculation unit 44 calculates an angle from the position (step S8). Specifically, the angle of the set point is calculated from the input position based on the correlation table.
- the stop determination calculation unit 44 acquires motion data (step S10).
- the stop determination calculation unit 44 acquires the motion data set by the motion setting unit 42.
- the stop determination calculation unit 44 calculates a deceleration start point based on the input set point and motion data (step S12). Specifically, the stop determination calculation unit 44 calculates a deceleration start angle based on an angle indicating a set point as a deceleration start point. Further, the deceleration start position is calculated based on the position indicating the set point as the deceleration start point.
- the distance to start and stop at the constant acceleration a can be calculated as V 2 / 2a.
- a point that is V 2 / 2a above the set point P1 may be set as the deceleration start point.
- the velocity V and the constant acceleration a are obtained from the motion data.
- the speed V and the constant acceleration a can be variably set according to the motion.
- the acceleration is not limited to the constant acceleration and the acceleration is variably changed according to the motion data. Can be calculated in the same manner.
- the stop determination calculation unit 44 displays the calculated deceleration start point (step S14). Specifically, the stop determination calculation unit 44 outputs information on the deceleration start point calculated to the control panel 6.
- FIG. 8B shows a confirmation screen for the deceleration start point.
- the deceleration start angle and the deceleration start position are shown as the calculated deceleration start point together with the input set angle and set position of the set point.
- the stop determination calculation unit 44 sets the calculated deceleration start point (step S16).
- FIG. 9 is a flowchart illustrating a process for controlling the speed of the slide 3 in the control device 40 based on the embodiment.
- the process of the slide deceleration command calculation unit 46 will be mainly described.
- the slide deceleration command calculation unit 46 acquires the angle input from the angle detector 52 or the position input from the position detector 26 (step S20).
- the position information of the slide is detected based on the angle or position from the angle detector 52 or the position detector 26.
- the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not the slide has reached the set deceleration start point based on the acquired angle or position (step S22).
- the acquired angle has reached the deceleration start angle.
- step S22 when it is determined that the slide has reached the deceleration start point (YES in step S22), the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not an abnormal signal is input (step S24). Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not an abnormal signal input is received via the abnormal signal reception unit 45.
- step S24 when it is determined that there is an input of an abnormal signal (YES in step S24), the slide deceleration command calculation unit 46 executes deceleration control (step S26). Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 executes deceleration control for decelerating the speed so that the slide stops at the set point as described with reference to FIG. That is, the deceleration control is not executed until it is determined whether an abnormal signal is input.
- step S28 the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not the abnormality has ended. Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not the input of the abnormal signal via the abnormal signal receiving unit 45 is finished.
- step S28 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines that the abnormality has ended (YES in step S28), the process proceeds to step S40.
- step S28 determines in step S28 that the abnormality has not ended (NO in step S28)
- step S30 determines whether or not the slide has reached the set point
- step S30 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines that the slide has reached the set point (YES in step S30), the process proceeds to step S32.
- step S30 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines in step S30 that the slide has not reached the set point (NO in step S30), the process returns to step S26 and continues the deceleration control. This process is repeated until the slide 3 reaches the set point.
- step S30 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines in step S30 that the slide has reached the set point (YES in step S30), it counts the waiting time that the slide is waiting at the set point ( Step S32). Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 instructs the count unit 48, and the count unit 48 starts counting.
- step S34 the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not the abnormality has ended. Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not the input of the abnormal signal via the abnormal signal receiving unit 45 is finished.
- step S34 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines that the abnormality has ended (YES in step S34), the process proceeds to step S40.
- step S34 determines whether the abnormality has not ended (NO in step S34). Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 determines whether or not a predetermined waiting time has elapsed since the slide stopped at the set position based on the count result of the count unit.
- step S36 when it is determined that the predetermined waiting time has elapsed (YES in step S36), the slide deceleration command calculation unit 46 executes a stop process (step S38). Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 instructs the stop processing unit 47. The stop processing unit 47 stops the operation of the entire servo press 1 in accordance with an instruction from the slide deceleration command calculation unit 46.
- step S36 determines in step S36 that the predetermined standby time has not elapsed (NO in step S36)
- the process returns to step S32 to count the standby time and perform the above processing. repeat.
- step S40 determines whether or not the speed is controlled according to the motion data.
- step S40 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines that the speed is not controlled according to the motion data (NO in step S40), it executes an acceleration process (step S42).
- step S40 returns to step S40 and the slide deceleration command calculating part 46 repeats the said acceleration process until it becomes the speed according to motion data.
- step S40 when the slide deceleration command calculation unit 46 determines that the speed is controlled according to the motion data (YES in step S40), it instructs normal control (step S44). Specifically, the slide deceleration command calculation unit 46 instructs the slide speed command calculation unit 43, and the slide speed command calculation unit 43 performs slide speed control according to the motion data.
- the slide deceleration command calculating unit 46 determines whether or not an abnormal signal is input via the abnormal signal receiving unit 45 at the deceleration start point, and when there is an abnormal signal input, the slide deceleration command calculating unit 46 performs deceleration control so as to stop at the set point. To do. Even if an abnormal signal is input, if the abnormal signal is not input before reaching the set point, the deceleration control of the slide 3 is stopped and the control of the slide 3 based on the motion data is executed. To do. Also, when the slide 3 is stopped at the set point and no abnormal signal is input during the predetermined waiting time, the slide 3 is stopped and the slide 3 is moved from the set point based on the motion data. Resume control.
- FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the position of the slide and the abnormal signal based on the embodiment. As shown in FIG. 10, when the slide reaches the deceleration start point and there is an abnormal signal input, the slide deceleration command calculating unit 46 controls the slide 3 to decelerate. As a result, the slide 3 stops at the set point.
- the slide 3 When the slide 3 is stopped at the set point and the abnormality is released, the slide 3 starts a return operation. Specifically, when it is determined that the input of the abnormal signal via the abnormal signal receiving unit 45 has been lost, the slide deceleration command calculating unit 46 controls the slide from the set point to the speed according to the motion data. Then, after the slide 3 reaches the bottom dead center, it rises again and repeats normal processing.
- the abnormality when the abnormality is canceled after the slide 3 stops at the set point, it is possible to return and execute the press working.
- a stop process is performed. For example, the power supply from the power source is cut off and the control of the entire servo press 1 is stopped.
- the abnormality is released. In this case, it is possible to continue the processing by the return control.
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Abstract
ワークを搬送してプレスするプレス機械を提供する。駆動部は、ワークをプレスする際に昇降動作するスライドを駆動する。検出部は、スライドの位置情報を検出する。速度制御部は、スライドの動作を規定するモーション情報に基づき駆動部によるスライドの速度を制御する。停止判定演算部は、モーション情報とスライドを強制停止させる設定地点とに基づいてスライドの減速を開始するための減速開始点を設定する。速度制御部は、検出部が検出したスライドの位置情報に基づいて、スライドが減速開始点に到達した場合に、ワークの搬送に関する異常信号の入力の有無を判断し、異常信号の入力が有ると判断した場合には設定地点にスライドが停止するようにスライドの減速制御を実行する。
Description
本発明は、プレス機械であって、特にワークを搬送してプレスするプレス機械に関するものである。
電動サーボプレスであるプレス機械は、サーボモータ、動力変換機構、ブレーキ装置等を有している。動力変換機構は、ボールスクリュー、偏芯機構、リンク機構等を有しており、サーボモータの回転駆動力をスライドの上下往復動(昇降動作)に変換する。そして、このスライドの往復動によって上型と下型との間でワークがプレス加工される。
このようなプレス機械は、例えば、特開2009-101377号公報に開示されている。この公報においては、設定ミス検出位置よりも上方側に減速開始位置が設定され、下降中のスライドの位置が設定減速開始位置に到達した場合にスライドの減速制御が開始される。設定ミス検出位置においてミス(ワーク(材料)が正常に搬送されない)が検出された場合には、スライドが強制停止位置にて強制停止される。また、設定ミス検出位置においてミスが検出されなかった場合には、スライドの減速された速度が増速制御によりモーション情報に基づく元の加工速度に戻される。
上記公報のプレス機械における制御では、設定ミス検出位置よりも上方の減速開始位置で、ミスが検出される前にスライドの速度が減速されるため、その減速に伴い生産性が低下するという問題がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの搬送に関する異常が有った場合にはスライドを強制停止させながらも、生産性の低下を抑制できるプレス機械を提供することである。
本発明に係るプレス機械は、ワークを搬送してプレスするプレス機械であって、スライドと、駆動部と、検出部と、速度制御部と、停止判定演算部とを備える。スライドは、ワークをプレスする際に昇降動作する。駆動部は、スライドを駆動する。検出部は、スライドの位置情報を検出する。速度制御部は、スライドの動作を規定するモーション情報に基づき駆動部によるスライドの速度を制御する。停止判定演算部は、モーション情報およびスライドを強制停止させる設定地点に基づいてスライドの減速を開始するための減速開始点を設定する。速度制御部は、検出部が検出したスライドの位置情報に基づいて、スライドが減速開始点に到達した場合に、ワークの搬送に関する異常信号の入力の有無を判断し、異常信号の入力が有ると判断した場合には設定地点にスライドが停止するようにスライドの減速制御を実行する。
本発明に従えば、速度制御部は、減速開始点において、異常信号の入力の有無を判断して異常信号の入力が有ると判断した場合には、設定地点にスライドが停止するように減速制御する。このためワークの搬送に関する異常信号の入力が有った場合には、スライドを強制的に停止することができる。
また、減速開始点において、異常信号の入力が判断されるため、異常信号の入力が無いと速度制御部が判断した場合には、減速制御は行われずプレス動作が続行される。このような減速制御は行われないため、生産性の低下を抑制することができる。
上記より、ワークの搬送に関する異常が有った場合にはスライドを強制停止させながらも、生産性の低下を抑制することが可能となる。
好ましくは、プレス機械は、設定された減速開始点を表示する表示部をさらに備える。
本発明に従えば、表示部に減速開始点が表示されるため操作者は容易に当該減速開始点を確認することが可能である。
本発明に従えば、表示部に減速開始点が表示されるため操作者は容易に当該減速開始点を確認することが可能である。
好ましくは、停止判定演算部は、スライドを強制停止させる設定地点の入力を受け付ける。
本発明に従えば、設定地点を入力することが可能であるため任意の地点でスライドを強制停止させることが可能である。
好ましくは、速度制御部は、異常信号の入力が有ると判断した場合に異常信号の入力が無くなるか否かを判断し、異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、モーション情報に基づく駆動部によるスライドの加速制御を実行する。
本発明に従えば、異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、スライドの減速制御を中止して加速制御によるプレス加工が実行される。これにより生産性の低下を抑制することができる。
好ましくは、プレス機械は、設定地点にスライドが停止している期間をカウントするカウント部と、カウント部のカウント結果に基づいてスライドが所定期間以上停止している場合には、電源からの電力供給を停止させる停止処理部とを備える。
本発明に従えば、スライドが設定地点に所定期間以上停止している場合には、電源からの電力供給を停止することにより異常状態における安全性を強化することが可能である。
本発明に係るプレス機械は、ワークを搬送してプレスするプレス機械であって、スライドと、駆動部と、検出部と、速度制御部とを備える。スライドは、ワークをプレスする際に昇降動作する。駆動部は、スライドを駆動する。検出部は、スライドの位置情報を検出する。速度制御部は、スライドの動作を規定するモーション情報に基づき駆動部によるスライドの速度を制御する。速度制御部は、ワークの搬送に関する異常信号の入力に応じてスライドを設定地点に強制停止するように減速制御し、異常信号の入力が無くなった場合には、設定地点からモーション情報に基づき駆動部によるスライドの速度の制御を再開する。
本発明に従えば、ワークの搬送に関する異常信号の入力が有った場合には、スライドを強制的に停止させることができる。また、異常信号の入力が無くなった場合には、スライドの速度の制御が再開されるためプレス加工が継続される。これによりワークの搬送に関する異常が有った場合にはスライドを強制停止させながらも、生産性の低下を抑制することが可能となる。
好ましくは、プレス機械は、停止判定部をさらに備える。停止判定部は、モーション情報およびスライドを強制停止させる設定地点に基づいてスライドの減速を開始するための減速開始点を設定する。速度制御部は、検出部が検出したスライドの位置情報に基づいて、スライドが減速開始点に到達した場合に、異常信号の入力の有無を判断し、異常信号の入力が有ると判断した場合に設定地点にスライドが停止するようにスライドの減速制御を実行する。
本発明に従えば、速度制御部は、減速開始点において、異常信号の入力の有無を判断して異常信号の入力が有ると判断した場合には、設定地点にスライドが停止するように減速制御する。このためワークの搬送に関する異常信号の入力が有った場合には、スライドを強制的に停止することが可能である。
また、減速開始点において異常信号の入力が判断されるため、異常信号の入力が無いと速度制御部が判断した場合には、減速制御は行われずプレス動作が続行される。このように減速制御が行われないため、生産性の低下を抑制することが可能である。
好ましくは、プレス機械は、設定された減速開始点を表示する表示部をさらに備える。
本発明に従えば、表示部に減速開始点が表示されるため操作者は容易に当該減速開始点を確認することが可能である。
本発明に従えば、表示部に減速開始点が表示されるため操作者は容易に当該減速開始点を確認することが可能である。
好ましくは、停止判定演算部は、スライドを強制停止させる設定地点の入力を受け付ける。
本発明に従えば、設定地点を入力することが可能であるため任意の地点でスライドを強制停止させることが可能である。
好ましくは、速度制御部は、設定地点にスライドが停止している場合に異常信号の入力が無くなるか否かを判断し、異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、設定地点からモーション情報に基づく駆動部によるスライドの加速制御を実行する。
本発明に従えば、異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、設定地点から加速制御によるプレス加工が実行される。これにより生産性の低下を抑制することができる。
好ましくは、プレス機械は、設定地点にスライドが停止している期間をカウントするカウント部と、カウント部のカウント結果に基づいてスライドが所定期間以上停止している場合には、電源からの電力供給を停止させる停止処理部とをさらに備える。
本発明に従えば、スライドが設定地点に所定期間以上停止している場合には、電源からの電力供給を停止することにより異常状態における安全性を強化することが可能である。
本発明のプレス機械は、ワークの搬送に関する異常が有った場合にはスライドを強制停止させながらも、生産性の低下を抑制することが可能である。
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
本例においては、サーボモータを搭載したサーボプレス(プレス機械)を例に挙げて説明する。
<全体構成>
図1は、実施形態に基づくサーボプレス1の斜視図である。
図1は、実施形態に基づくサーボプレス1の斜視図である。
図1に示されるように、一例としてプランジャが設けられていないタイプのサーボプレス1が示されている。
サーボプレス1は、本体フレーム2と、スライド3と、ベッド4と、ボルスタ5と、コントロールパネル6と、制御装置40とを備える。
サーボプレス1の本体フレーム2の略中央部には、スライド3が上下動自在に支承されている。スライド3に対する下方には、ベッド4上に取り付けられたボルスタ5が配置されている。本体フレーム2の前方には、コントロールパネル6が設けられている。本体フレーム2の側方には、コントロールパネル6が接続された制御装置40が設けられている。
図2は、実施形態に基づくサーボプレス1の要部を示す側断面図である。
図3は、実施形態に基づくサーボプレス1の別の要部を示す一部断面の平面図である。
図3は、実施形態に基づくサーボプレス1の別の要部を示す一部断面の平面図である。
図2に示されるように、サーボプレス1は、サーボモータ21と、球面孔3Aと、ねじ軸7と、球体部7Aと、ねじ部7Bと、コンロッド本体8と、雌ねじ部8Aと、コンロッド9と、メインシャフト10と、エキセン部10Aと、サイドフレーム11と、軸受部12~14と、メインギア15と、動力伝達軸16と、伝達ギア16Aと、軸受部17,18と、プーリ19とをさらに有する。
サーボプレス1では、サーボモータ21によりスライド3を駆動している。スライド3の上部に形成された球面孔3A内には、ダイハイト調整用のねじ軸7の下端に設けられた球体部7Aが抜け止めされた状態で回動自在に挿入されている。球面孔3Aおよび球体部7Aにより、球状継手が構成されている。ねじ軸7のねじ部7Bは、上方に向けてスライド3から露出し、ねじ軸7の上方に設けたコンロッド本体8の雌ねじ部8Aに螺合している。ねじ軸7およびコンロッド本体8により、伸縮自在なコンロッド9が構成されている。
なお、ダイハイトとは、スライド3を下死点にしたときのスライド下面からボルスタ上面の距離をいう。
コンロッド9の上部は、メインシャフト10に設けられたクランク状のエキセン部10Aに回動自在に連結されている。メインシャフト10は、本体フレーム2を構成する左右一対の厚板状のサイドフレーム11間において、前後3箇所の軸受部12,13,14で支承されている。メインシャフト10の後部側には、メインギア15が取り付けられている。
メインギア15は、その下方に設けられた動力伝達軸16の伝達ギア16Aと噛合している。動力伝達軸16は、サイドフレーム11間において、前後2箇所の軸受部17,18で支承されている。動力伝達軸16の後端には、従動側のプーリ19が取り付けられている。プーリ19は、その下方に配置されたサーボモータ21で駆動される。
サーボプレス1は、ブラケット22と、出力軸21Aと、プーリ23と、ベルト24と、ブラケット25と、位置検出器26と、ロッド27と、位置センサ28と、補助フレーム29と、ボルト31,32とをさらに有する。
サーボモータ21は、略L字形状のブラケット22を介してサイドフレーム11間に支持されている。サーボモータ21の出力軸21Aは、サーボプレス1の前後方向に沿って突出しており、出力軸21Aに設けられた駆動側のプーリ23と従動側のプーリ19に巻回されたベルト24により動力が伝達される。
また、スライド3の背面側には、上下2箇所からサイドフレーム11間に向けて後方に突出した一対のブラケット25が取り付けられている。上下のブラケット25間には、リニアスケール等の位置検出器26を構成するロッド27が取り付けられている。このロッド27には、スライド3の上下位置を検出するためのスケールが設けられており、同じく位置検出器26を構成する位置センサ28に上下動自在に嵌挿されている。位置センサ28は、一方のサイドフレーム11に設けられた補助フレーム29に固定されている。
補助フレーム29は、上下方向に縦長に形成されており、下部がボルト31によりサイドフレーム11に取り付けられ、上部が上下方向に長い長孔内に挿入されたボルト32により上下方向に摺動自在に支持されている。このように補助フレーム29は、上下いずれか一方側(本実施形態では下側)のみがサイドフレーム11に固定され、他方側が上下動自在に支持されているため、サイドフレーム11の温度変化による伸縮の影響を受けないようになっている。これにより、位置センサ28は、サイドフレーム11のそのような伸縮の影響を受けずに、スライド位置およびダイハイト位置を正確に検出可能としている。
一方、スライド3のスライド位置およびダイハイトは、スライド3内に設けられたスライド位置調整機構33によって調整される。スライド位置調整機構33は、図3にも示すように、ねじ軸7の球体部7Aの外周にピン7Cを介して取り付けられたウォームホイール34と、ウォームホイール34と噛合するウォームギア35と、ウォームギア35の端部に取り付けられた入力ギア36と、入力ギア36に噛合する出力ギア37を有したインダクションモータ38とで構成される。インダクションモータ38は、軸方向長さが短いフラット形状とされ、コンパクトに構成されている。インダクションモータ38の回転動をウォームホイール34を介してねじ軸7を回動させることによって調整している。
コントロールパネル6は、スライドのモーション制御を設定するための各種データを入力するものであり、モーションデータを入力するためのスイッチやテンキー、およびこれらの入力データや設定完了し登録された設定データ等を表示する表示器を有している。
表示器としては、透明タッチスイッチパネルを液晶表示器やプラズマ表示器等のグラフィック表示器を前面に装着した、プログラマブル表示器が採用されている。
なお、このコントロールパネル6は、予め設定されたモーションデータを記憶したICカード等の外部記憶媒体からのデータ入力装置、または無線や通信回線を介してデータを送受信する通信装置を備えていてもよい。
実施形態のコントロールパネル6では、成形条件に合った加工パターン、すなわちスライドの制御パターンとして、回転パターン、回転往復パターン、振子パターンおよび反転パターン等を選択し、設定可能となっている。また、加工パターンに応じてスライド3の高さ位置を位置検出器26の実際の検出値で表示させるか、後述する演算によって算出された値を表示させるかが、モーションデータとして指定される。
制御パターン中の「回転」パターンとは、メインシャフト10を正回転側にのみに回転させることで実現するものであり、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点から始動させ、下死点を通過させて再び上死点まで到達させるモーションである。
「回転往復」パターンとは、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点から正回転側へ始動させ、下死点手前の加工終了位置で停止させた後、この位置から逆回転側に回転させて上死点まで戻し、次のワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点から逆回転側へ始動させ、下死点手前の加工終了位置で停止させた後、この位置から正回転側に回転させて上死点まで戻すモーションである。つまり、メインシャフト10は、ワーク毎に正逆回転を交互に繰り返す。
「振子」パターンとは、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点あるいは上死点より低い位置の上限点から正回転側へ始動させ、下死点点を通過して、上死点あるいは上死点手前の上限点まで行き停止させる。その後、次のワークに対するショットに移り、逆回転側へ始動させ、下死点を通過して上死点あるいは元の上限点まで行き停止させるモーションである。つまり、メインシャフト10は、ワーク毎に正逆回転を交互に繰り返す。
「反転」パターンとは、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点あるいは上死点より低い位置の上限点から正回転側へ始動させ、下死点手前の加工終了位置で停止させた後、この位置から逆回転側に回転させて上死点あるいは上限点まで戻すモーションである。つまり、メインシャフト10は、1ショット内において正逆回転を実行する。
なお、スライド3、サーボプレス1は、それぞれ本発明の「スライド」、「プレス機械」の一例である。
<システム構成>
図4は、実施形態に基づくプレスシステムの構成を説明する図である。
図4は、実施形態に基づくプレスシステムの構成を説明する図である。
図4に示されるように、プレスシステムは、コイルホルダ100と、レベラーフィーダー110と、サーボプレス1と、フィーダー120とを含む。
コイルホルダ100には、コイルが巻き付けられておりレベラーフィーダー110を介してサーボプレス1にコイルが搬送される。本例においては、ワーク(材料)としてコイルをプレス加工する場合について説明する。
レベラーフィーダー110は、コイルホルダ100からサーボプレス1に搬送するコイルの送り高さの位置を調整するとともにサーボプレス1に対してコイルを所定タイミングで搬送する。具体的には、レベラーフィーダー110は、ローラ111と、モータ112と、コントローラ113とを含む。
モータ112は、ローラ111を駆動し、コイルホルダ100からのコイルをサーボプレス1に搬送する。コントローラ113は、モータ112を制御し、コイルホルダ100からのコイルをサーボプレス1に供給するタイミングを制御する。
サーボプレス1は、レベラーフィーダー110から搬送されたコイルに対して選択された成形条件に合った加工パターンに従ってプレス加工する。
フィーダー120は、サーボプレス1にてプレス加工により成形したワークを搬送する。例えば、次のサーボプレスに搬送することも可能である。
フィーダー120は、ローラ121と、モータ122と、コントローラ123とを含む。
モータ122は、ローラ121を駆動し、サーボプレス1で成形されたワークを搬送する。コントローラ123は、モータ122を制御し、サーボプレス1で成形されたワークを搬送するタイミングを制御する。
プレスシステムの各部は同期しており、一連の作業が順次連続して実行される。コイルホルダ100からコイルがレベラーフィーダー110を介してサーボプレス1に搬送される。そして、サーボプレス1でプレス加工され、加工されたワークはフィーダー120により搬送される。上記一連の処理が繰り返される。
また、レベラーフィーダー110は、ワークの搬送に関する異常を検知する機能を有している。
具体的には、コントローラ113は、モータ112によりローラ111を駆動してコイルを搬送する際、コイルが正しく搬送されるか否かを判断し、搬送が適正でない場合には搬送エラーを示す異常信号をサーボプレス1に出力する。例えば、コントローラ113は、コイルホルダ100からのコイルの供給が遅れて適正な長さのコイルが搬送されていないことを検出した場合には異常信号をサーボプレス1に出力する。また、コントローラ113は、異常状態が解消された場合には、サーボプレス1への異常信号の出力を停止する。
サーボプレス1は、コントローラ113からの異常信号の入力を受けて異常停止制御を実行する。
同様に、フィーダー120は、ワークの搬送に関する異常を検知する機能を有している。
具体的には、コントローラ123は、モータ122によりローラ121を駆動してサーボプレス1からワークが正しく搬送されているか否かを判断し、搬送が適正でない場合には搬送エラーを示す異常信号をサーボプレス1に出力する。例えば、コントローラ123は、前回のワークが適正に搬送されていないことを検出した場合には異常信号をサーボプレス1に出力する。また、コントローラ123は、異常状態が解消された場合には、サーボプレス1への異常信号の出力を停止する。
<サーボプレスの機能構成>
次に、コントロールパネル6と接続される制御装置40について説明する。
次に、コントロールパネル6と接続される制御装置40について説明する。
上記で説明したスライドの制御パターンおよび各種設定情報は、一例としてコントロールパネル6を操作することにより入力される。
図5は、実施形態に基づく制御装置40の主要な構成を示すブロック図である。
図5において、制御装置40は、スライド3を駆動するサーボモータ21をフィードバック制御により制御する装置であって、詳細図示による説明は省略するが、CPUや高速数値演算プロセッサ等を主体に構成され、決められた手順に従って入力データの算術・論理演算を行うコンピュータ装置と、指令電流を出力する出力インタフェースとを備えて構成されている。
図5において、制御装置40は、スライド3を駆動するサーボモータ21をフィードバック制御により制御する装置であって、詳細図示による説明は省略するが、CPUや高速数値演算プロセッサ等を主体に構成され、決められた手順に従って入力データの算術・論理演算を行うコンピュータ装置と、指令電流を出力する出力インタフェースとを備えて構成されている。
実施形態に基づく制御装置40は、モーション設定部42と、スライド速度指令演算部43と、停止判定演算部44と、異常信号受付部45と、スライド減速指令演算部46と、停止処理部47と、カウント部48とを含む。
また、制御装置40は、ROM、RAM等の適宜な記憶媒体で構成された記憶部50と接続されている。記憶部50は、制御装置40が各種の機能を実現するためのプログラムやモーションデータを記憶するモーションデータ記憶部62が設けられている。なお、記憶部50は、各種演算処理を実行するためのワーク領域としても用いられる。
また、制御装置40には、コントロールパネル6の他、スライド3の高さ位置を検出する位置検出器26、メインシャフト10の回転角度を検出するクランクエンコーダ等の角度検出器52が接続される。これにより制御装置40は、スライド3の高さに関する位置あるいは角度を取得することが可能である。また、サーボモータ21は、サーボアンプ53を介して制御装置40と接続されている。
制御装置40のモーション設定部42は、コントロールパネル6により選択、設定された制御パターンと、この制御パターンに対応する記憶部50に格納されているモーションデータとに基づき、制御実行用のモーションデータ(モーション情報)を決定する。そして、決定したモーションデータをスライド速度指令演算部43、停止判定演算部44、スライド減速指令演算部46に出力する。
スライド速度指令演算部43は、モーション設定部42で決定したモーションデータに基づいて、メインシャフト10の正回転時および逆回転時、すなわちサーボモータ21の正回転時等のそれぞれのモーションに沿ってスライド3が正確に移動するように、所定のサーボ演算周期時間毎のスライド位置の目標値をモーションに基づき演算により求める。そして、求めたスライド位置の目標値が、位置検出器26により検出したスライド位置との偏差を小さくするように、当該偏差に基づきサーボモータ21用のモータ速度指令を演算し、サーボアンプ53に出力する。なお、本例においては位置検出器26により検出したスライド位置との偏差を小さくするように制御する方式について説明するが、角度検出器52により検出したスライド位置に応じたメインシャフト10の角度との偏差を小さくするように制御するようにすることも可能である。
当該処理によりサーボモータ21を適正に駆動しスライド3が目標速度となるように速度制御する。
停止判定演算部44は、モーションデータおよび設定地点に基づいてスライド3の減速を開始するための減速開始点を設定する。減速開始点の設定については後述する。
異常信号受付部45は、外部からの異常信号の入力を受け付けてスライド減速指令演算部46に出力する。異常信号は、ワークの搬送の異常に関する信号である。本例においては、レベラーフィーダー110において、ワークの搬送の異常を検知した場合にはコントローラ113からサーボプレス1に異常信号が出力される。また、フィーダー120において、ワークの搬送の異常を検知した場合には、コントローラ123からサーボプレス1に異常信号が出力される。
スライド減速指令演算部46は、スライド3が減速開始点に到達した場合に、異常信号受付部45で異常信号が受け付けられているか否かを判断し、異常信号が受け付けられている場合には、スライド速度指令演算部43に指示してスライド速度指令演算部43からのモータ速度指令の出力を中止する。また、スライド減速指令演算部46は、スライド3を減速制御するためにサーボアンプ53に対してモータ速度指令を出力する。具体的には、スライド減速指令演算部46は、強制停止させる設定地点にスライド3が停止するように減速制御(異常停止制御)する。
当該処理により、ワークの搬送に関する異常信号の入力が有った場合には、スライド3を強制的に設定地点に停止することができる。また、減速開始点において、異常信号の入力が判断されるため、異常信号の入力が無いと判断した場合には、スライド減速指令演算部46による減速制御は行われずに、スライド速度指令演算部43による通常のプレス動作が続行される。したがって、減速制御は行われないため、生産性の低下を抑制することが可能である。
スライド減速指令演算部46は、スライド3が設定地点に強制停止した場合にカウント部48に指示して設定地点に停止している期間をカウントする。スライド減速指令演算部46は、カウント部48でカウントしたカウント結果に基づいてスライド3が設定地点に停止している期間が所定期間以上である場合には、停止処理部47に運転の停止を指示する。
停止処理部47は、スライド減速指令演算部46の指示に従ってサーボプレス1全体の動作を停止させる。例えば、停止処理部47は、サーボプレス1全体の動作を停止させるために電源からの電力供給を遮断するようにしても良い。電源からの電力供給を停止することにより異常状態におけるサーボプレス1の安全性を強化することが可能である。
スライド減速指令演算部46は、スライド3が減速開始点に到達した場合に、異常信号受付部45を介して異常信号の入力の有無を判断し、異常信号の入力が有った場合でも異常信号の入力が無くなった場合にはスライド3の減速制御を中止して、モーションデータに基づくスライド3の制御を実行する。当該処理により、加速制御によるプレス加工が実行されるため生産性の低下を抑制することが可能である。
また、スライド3が設定地点に停止していて異常信号の入力が無くなった場合にもスライド3の停止を終了する。そして、スライド減速指令演算部46は、モーションデータに基づいて設定地点からスライド3の制御を再開する。当該処理により、ワークの搬送に関する異常が有った場合にはスライド3を強制停止させながらも、異常信号の入力が無くなった場合には復帰してプレス加工が継続されるため、生産性の低下を抑制することが可能となる。
なお、サーボモータ21、位置検出器26あるいは角度検出器52、スライド減速指令演算部46、停止判定演算部44、コントロールパネル6、カウント部48、停止処理部47は、それぞれ本発明の「駆動部」、「検出部」、「速度制御部」、「停止判定演算部」、「表示部」、「カウント部」、「停止処理部」の一例である。
<スライドの速度制御>
図6は、実施形態に基づくスライド3の速度制御を説明する図である。
図6は、実施形態に基づくスライド3の速度制御を説明する図である。
図6(A)は、モーションデータに基づく速度制御によりスライド3の位置が変化する場合を説明する図である。
図6(B)は、モーションデータに基づく速度制御によりスライド3の速度が変化する場合を説明する図である。
本例においては、地点P0は下死点である。地点P1は設定地点である。地点P2は減速開始点である。
実施形態においては、減速開始点P2において、異常信号の入力の有無を判断する。具体的には、スライド減速指令演算部46は、スライド3が減速開始点P2に到達した場合に異常信号受付部45を介する異常信号の入力が有るか否かを判断する。
そして、当該減速開始点P2において、異常信号の入力が有る場合には、スライド減速指令演算部46は、減速制御を実行する。スライド減速指令演算部46は、減速開始点P2において異常信号の入力が有ると判断した場合には、設定地点P1にスライド3が強制停止するように制御する(ラインRstp)。
スライド減速指令演算部46は、時刻T1においてスライド3の速度が速度V2である場合に減速を開始し、時刻T2においてスライド3の速度が速度V0(0)となるように制御する場合が示されている。そして、時刻T2において設定地点P1に強制停止される場合が示されている。
スライド減速指令演算部46は、減速開始点P2において、異常信号の入力が無い場合には、スライド速度指令演算部43に対して速度制御の停止を指示しない。これにより、スライド速度指令演算部43は、一定の速度V2に従ってワークに対してプレス加工する。
図7は、実施形態に基づく停止判定演算部44における処理について説明するフロー図である。
図7に示されるように、停止判定演算部44は、設定地点の入力が有るかどうかを判断する(ステップS2)。具体的には、コントロールパネル6を介して操作者からの設定地点に関する入力指示が有るかどうかを判断する。設定地点は、ワークの搬送に関する異常が発生した場合にスライド3を強制停止させる地点であり、当該設定地点を設定することにより当該異常が発生した場合に金型損傷を防止することが可能である。
図8は、実施形態に基づくコントロールパネル6に表示される表示画面を説明する図である。
図8(A)には、設定地点の入力画面が示されている。操作者は、当該入力画面において、設定地点として、強制停止する位置あるいは角度を入力することが可能である。角度は、ロータリの回転角を入力することが可能である。一例として位置に対する角度を規定する相関テーブルに基づいて、一方を入力することにより、他方を計算により算出することが可能である。
再び、図7を参照して、ステップS2において、停止判定演算部44は、設定地点の入力が有ると判断した場合(ステップS2においてYES)には、設定地点の入力として角度/位置のいずれの入力をしたかどうかを判断する(ステップS4)。一方、ステップS2において、停止判定演算部44は、設定地点の入力が無いと判断した場合(ステップS2においてNO)には、ステップS2の状態を維持する。
ステップS4において、停止判定演算部44は、設定地点の入力として角度を入力した場合(ステップS4において角度)には、入力された角度から設定地点の位置を算出する(ステップS6)。具体的には、相関テーブルに基づいて入力された角度から設定地点の位置を算出する。
一方、ステップS4において、停止判定演算部44は、位置を入力した場合(ステップS4において位置)には、位置から角度を算出する(ステップS8)。具体的には、相関テーブルに基づいて入力された位置から設定地点の角度を算出する。
そして、停止判定演算部44は、モーションデータを取得する(ステップS10)。停止判定演算部44は、モーション設定部42で設定されたモーションデータを取得する。
次に、停止判定演算部44は、入力された設定地点およびモーションデータに基づいて減速開始点を計算する(ステップS12)。具体的には、停止判定演算部44は、減速開始点として設定地点を示す角度に基づいて減速開始角度を計算する。また、減速開始点として設定地点を示す位置に基づいて減速開始位置を計算する。
一例として、速度Vの場合に等加速度aで減速を開始して停止する距離は、V2/2aとして算出することが可能である。一例として設定地点P1からV2/2a分上方の地点を減速開始点に設定するようにしても良い。ここで、速度Vおよび等加速度aは、モーションデータから取得するものとする。なお、速度Vおよび等加速度aは、モーションに応じて可変に設定可能である。また、本例においては、一例として、等加速度aで減速を開始する場合における減速開始点を設定する場合について説明したが、特に等加速度に限られずモーションデータに応じて可変に加速度が変更する場合についても同様に計算可能である。
次に、停止判定演算部44は、計算された減速開始点を表示する(ステップS14)。具体的には、停止判定演算部44は、コントロールパネル6に計算された減速開始点に関する情報を出力する。
図8(B)には、減速開始点の確認画面が示されている。
本例においては、入力された設定地点の設定角度および設定位置とともに、計算された減速開始点として減速開始角度および減速開始位置が示されている。
本例においては、入力された設定地点の設定角度および設定位置とともに、計算された減速開始点として減速開始角度および減速開始位置が示されている。
再び図7を参照して、停止判定演算部44は、計算された減速開始点を設定する(ステップS16)。
そして、処理を終了する(エンド)。
これにより、入力された設定地点およびモーションデータに基づいてスライド3の減速を開始するための減速開始点を算出することが可能である。
これにより、入力された設定地点およびモーションデータに基づいてスライド3の減速を開始するための減速開始点を算出することが可能である。
図9は、実施形態に基づく制御装置40におけるスライド3の速度を制御する処理を説明するフロー図である。ここでは、主にスライド減速指令演算部46の処理について説明する。
図9に示されるように、スライド減速指令演算部46は、角度検出器52から入力される角度あるいは位置検出器26から入力される位置を取得する(ステップS20)。本例においては、スライドの位置情報として角度検出器52あるいは位置検出器26からの角度あるいは位置により検出する。
次に、スライド減速指令演算部46は、取得した角度あるいは位置に基づいてスライドが設定された減速開始点に到達したかどうかを判断する(ステップS22)。
具体的には、取得した角度が減速開始角度に到達したかどうかを判断する。あるいは、取得した位置が減速開始位置に到達したかどうかを判断する。
ステップS22において、スライド減速指令演算部46は、スライドが減速開始点に到達したと判断した場合(ステップS22においてYES)には、異常信号の入力の有無を判断する(ステップS24)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、異常信号受付部45を介して異常信号の入力を受け付けているかどうかを判断する。
ステップS24において、スライド減速指令演算部46は、異常信号の入力が有ると判断した場合(ステップS24においてYES)には、減速制御を実行する(ステップS26)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、図6で説明したようにスライドが設定地点で停止するように速度を減速させる減速制御を実行する。すなわち、減速制御は、異常信号の入力有無が判断されるまでは実行されない。
次に、スライド減速指令演算部46は、異常が終了したかどうかを判断する(ステップS28)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、異常信号受付部45を介する異常信号の入力が終了したかどうかを判断する。
ステップS28において、スライド減速指令演算部46は、異常が終了したと判断した場合(ステップS28においてYES)には、ステップS40に進む。
一方、ステップS28において、スライド減速指令演算部46は、異常が終了していないと判断した場合(ステップS28においてNO)には、スライドが設定地点に到達したかどうかを判断する(ステップS30)。
ステップS30において、スライド減速指令演算部46は、スライドが設定地点に到達したと判断した場合(ステップS30においてYES)には、ステップS32に進む。
一方、ステップS30において、スライド減速指令演算部46は、スライドが設定地点に到達していないと判断した場合(ステップS30においてNO)には、ステップS26に戻り、減速制御を継続する。当該処理により設定地点にスライド3が到達するまで処理を繰り返す。
次に、ステップS30において、スライド減速指令演算部46は、スライドが設定地点に到達したと判断した場合(ステップS30においてYES)には、設定地点にスライドが待機している待機時間をカウントする(ステップS32)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、カウント部48に指示して、カウント部48は、カウントを開始する。
次に、スライド減速指令演算部46は、異常が終了したかどうかを判断する(ステップS34)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、異常信号受付部45を介する異常信号の入力が終了したかどうかを判断する。
ステップS34において、スライド減速指令演算部46は、異常が終了したと判断した場合(ステップS34においてYES)には、ステップS40に進む。
一方、ステップS34において、スライド減速指令演算部46は、異常が終了していないと判断した場合(ステップS34においてNO)には、所定の待機時間が経過したかどうかを判断する(ステップS36)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、カウント部のカウント結果に基づいてスライドが設定位置で停止してから所定の待機時間が経過しているか否かを判断する。
ステップS36において、スライド減速指令演算部46は、所定の待機時間が経過したと判断した場合(ステップS36においてYES)には、停止処理を実行する(ステップS38)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、停止処理部47に指示する。停止処理部47は、スライド減速指令演算部46の指示に従ってサーボプレス1全体の動作を停止させる。
そして、処理を終了する(エンド)。
一方、ステップS36において、スライド減速指令演算部46は、所定の待機時間が経過していないと判断した場合(ステップS36においてNO)には、ステップS32に戻り待機時間をカウントして上記の処理を繰り返す。
一方、ステップS36において、スライド減速指令演算部46は、所定の待機時間が経過していないと判断した場合(ステップS36においてNO)には、ステップS32に戻り待機時間をカウントして上記の処理を繰り返す。
一方で、ステップS28あるいはステップS34において、スライド減速指令演算部46は、異常が終了したと判断した場合(ステップS28あるいはステップS34においてYES)、モーションデータに応じた速度に制御されているかどうかを判断する(ステップS40)。
ステップS40において、スライド減速指令演算部46は、モーションデータに応じた速度に制御されていないと判断した場合(ステップS40においてNO)には、加速処理を実行する(ステップS42)。
そして、ステップS40に戻り、スライド減速指令演算部46は、モーションデータに応じた速度となるまで上記加速処理を繰り返す。
そして、ステップS40において、スライド減速指令演算部46は、モーションデータに応じた速度に制御されたと判断した場合(ステップS40においてYES)には、通常制御を指示する(ステップS44)。具体的には、スライド減速指令演算部46は、スライド速度指令演算部43に指示して、スライド速度指令演算部43によりモーションデータに応じたスライドの速度制御を実行する。
そして、処理を終了する(エンド)。
したがって、スライド減速指令演算部46は、減速開始点において異常信号受付部45を介する異常信号の入力の有無を判断し、異常信号の入力が有る場合には、設定地点に停止するように減速制御する。また、異常信号の入力があった場合でも設定地点に到達するまでの間に異常信号の入力が無くなった場合にはスライド3の減速制御を中止して、モーションデータに基づくスライド3の制御を実行する。また、スライド3が設定地点に停止していて、所定の待機時間の間に異常信号の入力が無くなった場合にはスライド3の停止を終了して、モーションデータに基づいて設定地点からスライド3の制御を再開する。
したがって、スライド減速指令演算部46は、減速開始点において異常信号受付部45を介する異常信号の入力の有無を判断し、異常信号の入力が有る場合には、設定地点に停止するように減速制御する。また、異常信号の入力があった場合でも設定地点に到達するまでの間に異常信号の入力が無くなった場合にはスライド3の減速制御を中止して、モーションデータに基づくスライド3の制御を実行する。また、スライド3が設定地点に停止していて、所定の待機時間の間に異常信号の入力が無くなった場合にはスライド3の停止を終了して、モーションデータに基づいて設定地点からスライド3の制御を再開する。
図10は、実施形態に基づくスライドの位置と異常信号との関係を説明する図である。
図10に示されるように、スライドが減速開始点に到達した場合に、異常信号の入力が有る場合には、スライド減速指令演算部46によりスライド3が減速制御される。これによりスライド3は、設定地点に停止する。
図10に示されるように、スライドが減速開始点に到達した場合に、異常信号の入力が有る場合には、スライド減速指令演算部46によりスライド3が減速制御される。これによりスライド3は、設定地点に停止する。
スライド3が設定地点に停止している場合において、異常が解除された場合には、スライド3は、復帰動作を開始する。具体的には、スライド減速指令演算部46は、異常信号受付部45を介する異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、設定地点からモーションデータに応じた速度にスライドを制御する。そして、スライド3が下死点に到達した後、再び、上昇して通常の処理を繰り返す。
実施形態においては、設定地点にスライド3が停止した後、異常が解除された場合には、復帰してプレス加工を実行することが可能である。従来においては、異常が検知された場合には、停止処理となり、例えば電源からの電力供給が遮断されてサーボプレス1全体の制御が停止していたが、実施形態においては、異常が解除された場合には、復帰制御により処理を継続させることが可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 サーボプレス、2 本体フレーム、3 スライド、3A 球面孔、4 ベッド、5 ボルスタ、6 コントロールパネル、7 ねじ軸、7A 球体部、7B ねじ部、7C ピン、8 コンロッド本体、8A 雌ねじ部、9 コンロッド、10 メインシャフト、10A エキセン部、11 サイドフレーム、12,13,14,17,18 軸受部、15 メインギア、16 動力伝達軸、16A 伝達ギア、19,23 プーリ、21 サーボモータ、21A 出力軸、22,25 ブラケット、24 ベルト、26 位置検出器、27 ロッド、28 位置センサ、29 補助フレーム、31,32 ボルト、33 スライド位置調整機構、34 ウォームホイール、35 ウォームギア、36 入力ギア、37 出力ギア、38 インダクションモータ、40 制御装置、42 モーション設定部、43 スライド速度指令演算部、44 停止判定演算部、45 異常信号受付部、46 スライド減速指令演算部、47 停止処理部、48 カウント部、50 記憶部、52 角度検出器、53 サーボアンプ、62 モーションデータ記憶部、100 コイルホルダ、110 レベラーフィーダー、111,121 ローラ、112,122 モータ、113,123 コントローラ、120 フィーダー。
Claims (11)
- ワークを搬送してプレスするプレス機械であって、
前記ワークをプレスする際に昇降動作するスライドと、
前記スライドを駆動する駆動部と、
前記スライドの位置情報を検出する検出部と、
前記スライドの動作を規定するモーション情報に基づき前記駆動部による前記スライドの速度を制御する速度制御部と、
前記モーション情報と前記スライドを強制停止させる設定地点とに基づいて前記スライドの減速を開始するための減速開始点を設定する停止判定演算部とを備え、
前記速度制御部は、
前記検出部が検出した前記スライドの位置情報に基づいて、前記スライドが前記減速開始点に到達した場合に、前記ワークの搬送に関する異常信号の入力の有無を判断し、
前記異常信号の入力が有ると判断した場合には前記設定地点に前記スライドが停止するように前記スライドの減速制御を実行する、プレス機械。 - 前記設定された減速開始点を表示する表示部をさらに備える、請求項1記載のプレス機械。
- 前記停止判定演算部は、前記スライドを強制停止させる設定地点の入力を受け付ける、請求項1記載のプレス機械。
- 前記速度制御部は、
前記異常信号の入力が有ると判断した場合に前記異常信号の入力が無くなるか否かを判断し、
前記異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、前記モーション情報に基づく前記駆動部による前記スライドの加速制御を実行する、請求項1記載のプレス機械。 - 前記設定地点に前記スライドが停止している期間をカウントするカウント部と、
前記カウント部のカウント結果に基づいて前記スライドが前記所定期間以上停止している場合には、電源を停止させる停止処理部とを備える、請求項1記載のプレス機械。 - ワークを搬送してプレスするプレス機械であって、
前記ワークをプレスする際に昇降動作するスライドと、
前記スライドを駆動する駆動部と、
前記スライドの位置情報を検出する検出部と、
前記スライドの動作を規定するモーション情報に基づき前記駆動部による前記スライドの速度を制御する速度制御部とを備え、
前記速度制御部は、
前記ワークの搬送に関する異常信号の入力に応じて前記スライドを設定地点に強制停止するように減速制御し、
前記異常信号の入力が無くなった場合には、前記設定地点から前記モーション情報に基づき前記駆動部による前記スライドの速度の制御を再開する、プレス機械。 - 前記モーション情報と前記スライドを強制停止させる設定地点とに基づいて前記スライドの減速を開始するための減速開始点を設定する停止判定演算部をさらに備え、
前記速度制御部は、
前記検出部が検出した前記スライドの位置情報に基づいて、前記スライドが前記減速開始点に到達した場合に、前記異常信号の入力の有無を判断し、
前記異常信号の入力が有ると判断した場合に前記設定地点に前記スライドが停止するように前記スライドの減速制御を実行する、請求項6記載のプレス機械。 - 前記設定された減速開始点を表示する表示部をさらに備える、請求項7記載のプレス機械。
- 前記停止判定演算部は、前記スライドを強制停止させる設定地点の入力を受け付ける、請求項7記載のプレス機械。
- 前記速度制御部は、
前記設定地点に前記スライドが停止している場合に前記異常信号の入力が無くなるか否かを判断し、
前記異常信号の入力が無くなったと判断した場合には、前記設定地点から前記モーション情報に基づく前記駆動部による前記スライドの加速制御を実行する、請求項6記載のプレス機械。 - 前記設定地点に前記スライドが停止している期間をカウントするカウント部と、
前記カウント部のカウント結果に基づいて前記スライドが前記所定期間以上停止している場合には、電源からの電力供給を停止させる停止処理部とをさらに備える、請求項6記載のプレス機械。
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