JP2006015398A

JP2006015398A - パンチプレスの制御方法およびその装置

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Publication number: JP2006015398A
Application number: JP2004198580A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Shigefuji; 毅彦重藤
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】応答性に優れる電動式の良さを生かしつつ、打ち抜き加工だけでなく成形加工にも好適に適用する。
【解決手段】サーボモータ（２）がクランク軸（３）を直接、所要角度駆動してラム（５）を上下動させるパンチプレスの制御方法である。クランク軸（３）の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定しておく。ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム（５）の下降端位置の高さに相当するクランク軸（３）の角度を求める。求めたクランク軸（３）の角度が制限領域内にあるとき、制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸（３）の角度を補正する。実際の加工には、補正後の角度をラム（５）の下降端位置の高さに相当するクランク軸（３）の角度とする加工データを用いる。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えばタレットパンチプレスに適用されるパンチプレスの制御方法と、パンチプレスの制御装置に関するものである。

一般に、パンチプレスには、ラムを上下動させる駆動源として油圧を用いる油圧式のものと、サーボモータを用いる電動式のものとがある。

油圧式のパンチプレスは、油圧を利用し切換弁を用いてラムを上下動させるものであるため、比較的大きなトルクが得やすく、また、打ち抜き加工に加えて成形加工にも適している反面、電気的な制御に比べて応答性が悪いことから、ラムの高速化には適していない。

一方、電動式のパンチプレスは、応答性に優れていて、ラムの高速化に適している反面、モータトルクが比較的小さい場合が多いことから、サーボモータの駆動トルクをラムに伝えるクランク機構などの動力伝達機構の特性、すなわち、下死点で突っ張り力の強さが期待できる特性を生かすため、クランク機構などの動力伝達機構が下死点を通過するように制御していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１０８２２８号公報

しかしながら、電動式のパンチプレスにおいて、クランク機構などの動力伝達機構が下死点を通過するように制御することは、サーボモータの駆動トルクを補う効果がある反面、ラムの下降端位置（ストライカの到達位置）を制御できないことになり、そのため、打ち抜き加工以外の微妙な成形加工などを行う場合は、試し加工を行ってその都度金型のハイト調整などをしなければならず、煩わしいという問題があった。

また、打ち抜き加工を行う場合も、クランク機構などの動力伝達機構が下死点を通過するように制御することは、電動式の良さである応答性を生かしてもラムの高速化に繋がりにくいという問題があった。

この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、応答性に優れる電動式の良さを生かしつつ、打ち抜き加工だけでなく成形加工にも好適に適用することのできるパンチプレスの制御方法およびその装置を提供することにある。

この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスの制御方法であって、前記クランク軸の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定しておき、ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度を求め、求めたクランク軸の前記角度が前記制限領域内にあるとき、前記制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸の前記角度を補正し、実際の加工には、前記補正後の角度をラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いるパンチプレスの制御方法である。

請求項２に係る発明は、サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスの制御方法であって、前記クランク軸の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定するとともに、ラムの減速位置から下降端位置までのラム移動距離をあらかじめ設定しておき、ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの減速位置の高さに相当する前記クランク軸の第１角度、および、ラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の第２角度を求め、求めたクランク軸の前記第２角度が前記制限領域内にあるとき、前記制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸の前記第２角度を補正し、前記補正により、クランク軸の前記第１角度から当該補正後の前記第２角度までにラムが移動する距離が前記ラム移動距離より短くなったとき、前記ラム移動距離が維持されるようにクランク軸の前記第１角度を補正し、実際の加工には、補正後の前記第１角度をラムの減速位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とし、また、補正後の前記第２角度をラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いるパンチプレスの制御方法である。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、ラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の補正後の前記第２角度において、所定の下降端位置停止時間を有する加工データを実際の加工に用いるパンチプレスの制御方法である。

請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３記載の発明において、ラムの減速位置の高さに相当する前記クランク軸の補正後の前記第１角度において、所定の減速位置停止時間を有する加工データを実際の加工に用いるパンチプレスの制御方法である。

請求項５に係る発明は、サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスにおいて、前記クランク軸が下死点まで下降しない高さでラムが加工上の下限高さとなるようにクランク・ラム機構を構成し、ラムの前記下限高さに相当するクランク軸の前記高さから下方における角度範囲を、前記クランク軸のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておく制限領域記憶手段と、ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度を求める角度演算手段と、前記角度演算手段で求めたクランク軸の前記角度が、前記制限領域記憶手段に記憶してある前記制限領域に侵入しているか否かを判定する領域侵入判定手段と、前記領域侵入判定手段が前記制限領域に侵入していると判定したとき、前記角度が前記制限領域から上方へ離脱するように前記クランク軸の当該角度を補正する角度補正手段とを備え、前記角度補正手段で補正された補正後の前記角度を、ラムの前記下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いて、加工を実行するパンチプレスの制御装置である。

請求項６に係る発明は、サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスにおいて、前記クランク軸が下死点まで下降しない高さでラムが加工上の下限高さとなるようにクランク・ラム機構を構成し、ラムの前記下限高さに相当するクランク軸の前記高さから下方における角度範囲を、前記クランク軸のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておく制限領域記憶手段と、加工の種類に応じてあらかじめ設定された、ラムの減速位置から下降端位置までのラム移動距離を記憶しておくラム移動距離記憶手段と、ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの前記減速位置の高さに相当する前記クランク軸の第１角度、および、ラムの前記下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の第２角度を求める角度演算手段と、前記角度演算手段で求めたクランク軸の前記第２角度が、前記制限領域記憶手段に記憶してある前記制限領域に侵入しているか否かを判定する領域侵入判定手段と、前記領域侵入判定手段が前記制限領域に侵入していると判定したとき、前記第２角度が前記制限領域から上方へ離脱するように前記クランク軸の当該第２角度を補正する第２角度補正手段と、前記角度演算手段で求めたクランク軸の前記第１角度から、前記第２角度補正手段で補正されたクランク軸の補正後の前記第２角度までにラムの移動する距離が、前記ラム移動距離記憶手段に記憶してある前記ラム移動距離に維持されるように、クランク軸の前記第１角度を補正する第１角度補正手段とを備え、前記第１角度補正手段で補正された補正後の前記第１角度を、ラムの前記減速位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とし、かつ、前記第２角度補正手段で補正された補正後の前記第２角度を、ラムの前記下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いて、加工を実行するパンチプレスの制御装置である。

請求項７に係る発明は、請求項６記載の発明において、前記第２角度補正手段で補正されたクランク軸の補正後の前記第２角度において、所定の下降端位置停止時間を付加する下降端位置停止時間付加手段を備え、前記下降端位置停止時間付加手段により前記第２角度において所定の下降端位置停止時間が付加された加工データを用いて、加工を実行するパンチプレスの制御装置である。

請求項８に係る発明は、請求項６または請求項７記載の発明において、前記第１角度補正手段で補正されたクランク軸の補正後の前記第１角度において、所定の減速位置停止時間を付加する減速位置停止時間付加手段を備え、前記減速位置停止時間付加手段により前記第１角度において所定の減速位置停止時間が付加された加工データを用いて、加工を実行するパンチプレスの制御装置である。

この発明は以上のように、サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスの制御方法であって、クランク軸の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定しておき、ＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの下降端位置の高さに相当するクランク軸の角度を求め、求めたクランク軸の角度が制限領域内にあるとき、制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸の角度を補正し、実際の加工には、補正後の角度をラムの下降端位置の高さに相当するクランク軸の角度とする加工データを用いるように構成したので、応答性に優れる電動式の良さを生かして、ラムの高速化を有効に実現することができる効果がある。

また、この発明は、サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスの制御方法であって、クランク軸の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定するとともに、ラムの減速位置から下降端位置までのラム移動距離をあらかじめ設定しておき、ＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの減速位置の高さに相当するクランク軸の第１角度、および、ラムの下降端位置の高さに相当するクランク軸の第２角度を求め、求めたクランク軸の第２角度が制限領域内にあるとき、制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸の第２角度を補正し、この補正により、クランク軸の第１角度から補正後の第２角度までにラムが移動する距離がラム移動距離より短くなったとき、ラム移動距離が維持されるようにクランク軸の第１角度を補正し、実際の加工には、補正後の第１角度をラムの減速位置の高さに相当するクランク軸の角度とし、また、補正後の第２角度をラムの下降端位置の高さに相当するクランク軸の角度とする加工データを用いるように構成したので、応答性に優れる電動式の良さを生かしつつ、成形加工などを行う場合に加工精度を向上させることができる効果がある。

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、この発明によるパンチプレスの制御装置が適用されるパンチプレスの要部を示す模式図であり、このパンチプレス１は、サーボモータ（図１では出力軸を示す）２がクランク軸３を直接、所要角度駆動することで、コネクティングロッド４を介してクランク軸３と連結されたラム５を上下動させるものである。

そして、パンチプレス１は、クランク軸３が下死点まで下降しない高さでラム５が加工上の下限高さとなるように、クランク・ラム機構を構成してある。

このようなパンチプレス１は、加工の種類に応じて、ラム５が図２に模式的に示すような動作パターンを実行する。

すなわち、図２（ａ）は、ニブリング、スロッティングなどの加工の場合のラム５の動作パターンを示し、また、図２（ｂ）は、パンチング、ノックアウトなどの加工の場合のラム５の動作パターンを示し、さらに、図２（ｃ）は、成形加工の場合のラム５の動作パターンを示す。

図３は、この発明によるパンチプレスの制御装置の第１の実施形態を示す概略的ブロック図であり、このパンチプレスの制御装置１０は、制限領域記憶部１１、データ保存部１２、角度演算部１３、領域侵入判定部１４、および、角度補正部１５を備えている。

制限領域記憶部１１は、ラム５の下限高さに相当するクランク軸３の高さから下方における角度範囲（図１にドットを付けて示す範囲）を、クランク軸３のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておくものである。

この制限領域としての角度範囲は、クランク軸３が下死点まで下降しない高さでラム５が加工上の下限高さとなるように構成したクランク・ラム機構によって決定される。

データ保存部１２は、受け付けたＮＣデータまたは入力データを一時保存するものである。

このＮＣデータは、例えば、ＣＡＭ装置で生成しパンチプレス１のＮＣ装置に転送された加工プログラムのデータである。また、入力データは、例えば、ＮＣ装置に転送されたＮＣデータに基づいて、これにオペレータが入力操作で修正を加えた加工プログラムのデータである。

そして、データ保存部１２は、受け付けたＮＣデータまたは入力データに補正が必要な場合は、所要の補正処理が施されたデータをもってＮＣデータまたは入力データを更新し、この更新データを加工プログラムの実行データとするものである。

角度演算部１３は、データ保存部１２が受け付けたＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の下降端位置（図２（ａ）参照）の高さに相当するクランク軸３の角度を求めるものである。

すなわち、角度演算部１３は、ＮＣデータまたは入力データによる加工プログラムをそのまま実行した場合に、その加工におけるラム５の下降端位置がどの高さになるか、その高さに相当するクランク軸３の角度として求めるようになっている。

領域侵入判定部１４は、角度演算部１３で求めたクランク軸３の前記角度が、制限領域記憶部１１に記憶してある制限領域に侵入しているか否かを判定するものである。

すなわち、領域侵入判定部１４は、ＮＣデータまたは入力データによる加工プログラムをそのまま実行した場合にラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度が、図１にドットを付けて示す角度範囲に侵入しているか否かを判定するようになっている。

角度補正部１５は、領域侵入判定部１４が制限領域に侵入していると判定したとき、前記角度が制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸３の当該角度を補正するものである。

すなわち、角度補正部１５は、ＮＣデータまたは入力データによる加工プログラムをそのまま実行したときラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度が、図１にドットを付けて示す角度範囲に侵入している場合に、クランク軸３の角度が図１にドットを付けて示す角度範囲から上方へ離脱するように補正するようになっている。

そして、このパンチプレスの制御装置１０は、角度補正部１５で補正された補正後の前記角度を、ラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度とするデータをもって、データ保存部１２が一時保存するＮＣデータまたは入力データを更新し、この更新データを加工プログラムの実行データとして、実際の加工を実行するように構成されている。

次に、上記のように構成されたパンチプレスの制御装置１０を用いたパンチプレスの制御方法について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、制限領域記憶部１１に、クランク軸３の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲（図１にドットを付けて示す範囲）を、クランク軸３の制限領域としてあらかじめ設定して記憶させる（ステップＳ１１）。

つぎに、角度演算部１３が、データ保存部１２が受け付けたＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の下降端位置（図２（ａ）参照）の高さに相当するクランク軸３の角度を求める（ステップＳ１２）。

つぎに、領域侵入判定部１４が、角度演算部１３で求めたクランク軸３の前記角度が、制限領域記憶部１１に記憶してある制限領域に侵入しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ここで、角度演算部１３で求めたクランク軸３の前記角度が、制限領域記憶部１１に記憶してある制限領域に侵入しているとき（ステップＳ１３のＹＥＳ）、角度補正部１５が、前記角度が制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸３の当該角度を補正する（ステップＳ１４）。

つぎに、この角度補正したデータをもってデータ保存部１２のＮＣデータまたは入力データを更新する（ステップＳ１５）。

そして、実際の加工には、補正後の角度をラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度とする更新データを用いて、この更新データを加工プログラムの実行データとして実際の加工を実行する（ステップＳ１６）。

一方、角度演算部１３で求めたクランク軸３の前記角度が、制限領域記憶部１１に記憶してある制限領域に侵入していないときは（ステップＳ１３のＮＯ）、当初のＮＣデータまたは入力データをそのまま用いて、加工プログラムを実行する（ステップＳ１６）。

これにより、応答性に優れる電動式の良さを生かして、ラムの高速化を有効に実現することができる。

そのため、この実施形態は、図２（ａ）にラム５の動作パターンを示すニブリング、スロッティングなどの加工の場合に適している。

図５は、この発明によるパンチプレスの制御装置の第２の実施形態を示す概略的ブロック図であり、このパンチプレスの制御装置２０は、図３に示すパンチプレスの制御装置１０と同様に、図１に示すパンチプレス１に適用されるものである。

このパンチプレスの制御装置２０は、制限領域記憶部２１、データ保存部２２、角度演算部２３、領域侵入判定部２４、第２角度補正部２５、ラム移動距離記憶部２６、および、第１角度補正部２７を備えている。

制限領域記憶部２１は、図３に示す制限領域記憶部１１と同様に、ラム５の下限高さに相当するクランク軸３の高さから下方における角度範囲（図１にドットを付けて示す範囲）を、クランク軸３のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておくものである。

データ保存部２２は、図３に示すデータ保存部１２と同様に、受け付けたＮＣデータまたは入力データを一時保存するものである。

そして、データ保存部２２は、受け付けたＮＣデータまたは入力データに補正が必要な場合は、所要の補正処理が施されたデータをもってＮＣデータまたは入力データを更新し、この更新データを加工プログラムの実行データとするものである。

角度演算部２３は、データ保存部２２が受け付けたＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の減速位置（図２（ｂ）（ｃ）参照）の高さに相当するクランク軸３の第１角度を求める第１角度演算部２３ａと、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の下降端位置（図２（ｂ）（ｃ）参照）の高さに相当するクランク軸３の第２角度を求める第２角度演算部２３ｂとを備えている。

すなわち、角度演算部２３は、ＮＣデータまたは入力データによる加工プログラムをそのまま実行した場合に、その加工におけるラム５の減速位置がどの高さになるか、その高さに相当するクランク軸３の角度（第１角度）として求め、また、その加工におけるラム５の下降端位置がどの高さになるか、その高さに相当するクランク軸３の角度（第２角度）として求めるようになっている。

領域侵入判定部２４は、角度演算部２３（第２角度演算部２３ｂ）で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部２１に記憶してある制限領域に侵入しているか否かを判定するものである。

すなわち、領域侵入判定部２４は、ＮＣデータまたは入力データによる加工プログラムをそのまま実行した場合にラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の第２角度が、図１にドットを付けて示す角度範囲に侵入しているか否かを判定するようになっている。

第２角度補正部２５は、領域侵入判定部２４が制限領域に侵入していると判定したとき、第２角度が制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸３の第２角度を補正するものである。

すなわち、第２角度補正部２５は、ＮＣデータまたは入力データによる加工プログラムをそのまま実行したときラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の第２角度が、図１にドットを付けて示す角度範囲に侵入している場合に、クランク軸３の第２角度が図１にドットを付けて示す角度範囲から上方へ離脱するように補正するようになっている。

ラム移動距離記憶部２６は、加工の種類に応じて、ラム５の減速位置から下降端位置までのあらかじめ設定されたラム移動距離（図２（ｂ）（ｃ）参照）を記憶しておくものである。

このラム移動距離は、例えば、パンチング、ノックアウト、成形のような加工の種類に応じてあらかじめ設定されるものである。

第１角度補正部２７は、角度演算部２３（第１角度演算部２３ａ）で求めたクランク軸３の第１角度から、第２角度補正部２５で補正されたクランク軸３の補正後の第２角度までにラムの移動する距離が、ラム移動距離記憶部２６に記憶してあるラム移動距離に維持されるように、クランク軸３の第１角度を補正するものである。

そして、このパンチプレスの制御装置２０は、第１角度補正部２７で補正された補正後の第１角度を、ラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の角度とし、かつ、第２角度補正部２５で補正された補正後の第２角度を、ラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度とするデータをもって、データ保存部２２が一時保存するＮＣデータまたは入力データを更新し、この更新データを加工プログラムの実行データとして、実際の加工を実行するように構成されている。

次に、上記のように構成されたパンチプレスの制御装置２０を用いたパンチプレスの制御方法について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、制限領域記憶部２１に、クランク軸３の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲（図１にドットを付けて示す範囲）を、クランク軸３の制限領域としてあらかじめ設定して記憶させる（ステップＳ２１）。

また、ラム移動距離記憶部２６に、ラム５の減速位置から下降端位置までのラム移動距離（図２（ｂ）（ｃ）参照）をあらかじめ設定して記憶させる（ステップＳ２２）。

つぎに、角度演算部２３が、データ保存部２２が受け付けたＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の減速位置（図２（ｂ）（ｃ）参照）の高さに相当するクランク軸３の第１角度、および、ラム５の下降端位置（図２（ｂ）（ｃ）参照）の高さに相当するクランク軸３の第２角度を求める（ステップＳ２３）。

つぎに、領域侵入判定部２４が、角度演算部２３で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部２１に記憶してある制限領域に侵入しているか否かを判定する（ステップＳ２４）。

ここで、角度演算部２３で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部２１に記憶してある制限領域に侵入しているとき（ステップＳ２４のＹＥＳ）、第２角度補正部２５が、第２角度が制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸３の第２角度を補正する（ステップＳ２５）。

この補正により、クランク軸３の第１角度から補正後の第２角度までにラム５が移動する距離が前記ラム移動距離より短くなるから、これが短くならずにラム移動距離が維持されるように、第１角度補正部２７がクランク軸の第１角度を補正する（ステップＳ２６）。

つぎに、この第１角度、第２角度を補正したデータをもってデータ保存部２２のＮＣデータまたは入力データを更新する（ステップＳ２７）。

そして、実際の加工には、補正後の第１角度をラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の角度とし、また、補正後の第２角度をラムの下降端位置の高さに相当するクランク軸の角度とする更新データを用いて、この更新データを加工プログラムの実行データとして実際の加工を実行する（ステップＳ２８）。

一方、角度演算部２３で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部２１に記憶してある制限領域に侵入していないときは（ステップＳ２４のＮＯ）、当初のＮＣデータまたは入力データをそのまま用いて、加工プログラムを実行する（ステップＳ２８）。

また、ラムの下降端位置においてラムを所定時間停止させる停止区間（図２（ｃ）参照）をあらかじめ設定しておくことで、成形加工に対応させることが可能である。

そして、応答性に優れる電動式の良さを生かしつつ、成形加工などを行う場合に加工精度を向上させることができる。

そのため、この実施形態は、図２（ｂ）にラム５の動作パターンを示すパンチング、ノックアウトなどの加工の場合、および、図２（ｃ）にラム５の動作パターンを示す成形加工の場合に適している。

図７は、この発明によるパンチプレスの制御装置の第３の実施形態を示す概略的ブロック図であり、このパンチプレスの制御装置３０は、図５に示すパンチプレスの制御装置２０と同様に、図１に示すパンチプレス１に適用されるものである。

このパンチプレスの制御装置３０は、制限領域記憶部３１、データ保存部３２、角度演算部３３、領域侵入判定部３４、第２角度補正部３５、ラム移動距離記憶部３６、第１角度補正部３７、下降端位置停止時間付加部３８、および、減速位置停止時間付加部３９を備えている。

制限領域記憶部３１は、図５に示す制限領域記憶部２１と同様のものであり、ラム５の下限高さに相当するクランク軸３の高さから下方における角度範囲（図１にドットを付けて示す範囲）を、クランク軸３のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておくものである。

データ保存部３２は、図５に示すデータ保存部２２と同様のものであり、受け付けたＮＣデータまたは入力データを一時保存し、これに補正が必要な場合は、所要の補正処理が施されたデータをもってＮＣデータまたは入力データを更新し、この更新データを加工プログラムの実行データとするものである。

角度演算部３３は、図５に示す角度演算部２３と同様のものであり、データ保存部３２が受け付けたＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の第１角度を求める第１角度演算部３３ａと、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の第２角度を求める第２角度演算部３３ｂとを備えている。

領域侵入判定部３４は、図５に示す領域侵入判定部２４と同様のものであり、角度演算部３３（第２角度演算部３３ｂ）で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部３１に記憶してある制限領域に侵入しているか否かを判定するものである。

第２角度補正部３５は、図５に示す第２角度補正部２５と同様のものであり、領域侵入判定部３４が制限領域に侵入していると判定したとき、第２角度が制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸３の第２角度を補正するものである。

ラム移動距離記憶部３６は、図５に示すラム移動距離記憶部２６と同様のものであり、加工の種類に応じて、ラム５の減速位置から下降端位置までのあらかじめ設定されたラム移動距離を記憶しておくものである。

第１角度補正部３７は、図５に示す第１角度補正部２７と同様のものであり、角度演算部３３（第１角度演算部３３ａ）で求めたクランク軸３の第１角度から、第２角度補正部３５で補正されたクランク軸３の補正後の第２角度までにラムの移動する距離が、ラム移動距離記憶部３６に記憶してあるラム移動距離に維持されるように、クランク軸３の第１角度を補正するものである。

下降端位置停止時間付加部３８は、第２角度補正部３５で補正されたクランク軸３の補正後の第２角度において、所定の下降端位置停止時間（図９のｔ２参照）を付加するものであり、これにより、ラム５を下降端位置において所定時間停止させるものである。

この下降端位置停止時間は、ラム５の動作パターンの変曲点である下降端位置においてラム５の動きを一旦停止させることで、ラム５の制御に作用する慣性の影響を極減し、制御を確実にして加工精度を向上させるものであり、そのため、これに必要な最少限度の時間でよいから、加工速度に実質的に悪影響を及ぼすことはない。

また、下降端位置停止時間付加部３８は、領域侵入判定部３４が制限領域に侵入していないと判定したとき、当初のＮＣデータまたは入力データにおけるラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度において、所定の下降端位置停止時間（図９のｔ２参照）を付加することができるものである。

減速位置停止時間付加部３９は、第１角度補正部３７で補正されたクランク軸３の補正後の第１角度において、所定の減速位置停止時間（図９のｔ１参照）を付加するものであり、これにより、ラム５を減速位置において所定時間停止させるものである。

この減速位置停止時間は、ラム５の動作パターンの変曲点である減速位置においてラム５の動きを一旦停止させることで、ラム５の制御に作用する慣性の影響を極減し、制御を確実にして加工精度を向上させるものであり、そのため、これに必要な最少限度の時間でよいから、加工速度に実質的に悪影響を及ぼすことはない。

また、減速位置停止時間付加部３９は、領域侵入判定部３４が制限領域に侵入していないと判定したとき、当初のＮＣデータまたは入力データにおけるラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の角度において、所定の減速位置停止時間（図９のｔ１参照）を付加することができるものである。

そして、このパンチプレスの制御装置３０は、第１角度補正部３７で補正された補正後の第１角度を、ラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の角度とするとともに、この第１角度に所定の減速位置停止時間（ｔ１）を付加し、かつ、第２角度補正部３５で補正された補正後の第２角度を、ラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度とするとともに、この第２角度に所定の下降端位置停止時間（ｔ２）を付加したデータをもって、データ保存部３２が一時保存するＮＣデータまたは入力データを更新し、この更新データを加工プログラムの実行データとして、実際の加工を実行するように構成されている。

次に、上記のように構成されたパンチプレスの制御装置３０を用いたパンチプレスの制御方法について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、制限領域記憶部３１に、クランク軸３の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲（図１にドットを付けて示す範囲）を、クランク軸３の制限領域としてあらかじめ設定して記憶させる（ステップＳ３１）。

また、ラム移動距離記憶部３６に、ラム５の減速位置から下降端位置までのラム移動距離をあらかじめ設定して記憶させる（ステップＳ３２）。

つぎに、角度演算部３３が、データ保存部３２が受け付けたＮＣデータまたは入力データに基づいて、そのＮＣデータまたは入力データの加工におけるラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の第１角度、および、ラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の第２角度を求める（ステップＳ３３）。

つぎに、領域侵入判定部３４が、角度演算部３３で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部３１に記憶してある制限領域に侵入しているか否かを判定する（ステップＳ３４）。

ここで、角度演算部３３で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部３１に記憶してある制限領域に侵入しているとき（ステップＳ３４のＹＥＳ）、第２角度補正部３５が、第２角度が制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸３の第２角度を補正する（ステップＳ３５）。

この補正後の第２角度において、下降端位置停止時間付加部３８が、所定の下降端位置停止時間（図９のｔ２参照）を付加する（ステップＳ３６）。

第２角度の補正により、クランク軸３の第１角度から補正後の第２角度までにラム５が移動する距離が前記ラム移動距離より短くなるから、これが短くならずにラム移動距離が維持されるように、第１角度補正部３７がクランク軸の第１角度を補正する（ステップＳ３７）。

この補正後の第１角度において、減速位置停止時間付加部３９が、所定の減速位置停止時間（図９のｔ１参照）を付加する（ステップＳ３８）。

つぎに、この第１角度、第２角度を補正するとともに所定の停止時間を付加したデータをもってデータ保存部３２のＮＣデータまたは入力データを更新する（ステップＳ３９）。

そして、実際の加工には、補正後の第１角度をラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の角度とするとともに、この第１角度に所定の減速位置停止時間（ｔ１）を付加し、また、補正後の第２角度をラムの下降端位置の高さに相当するクランク軸の角度とするとともに、この第２角度に所定の下降端位置停止時間（ｔ２）を付加した更新データを用いて、この更新データを加工プログラムの実行データとして実際の加工を実行する（ステップＳ４０）。

一方、角度演算部３３で求めたクランク軸３の第２角度が、制限領域記憶部３１に記憶してある制限領域に侵入していないときは（ステップＳ３４のＮＯ）、まず、当初のＮＣデータまたは入力データにおけるラム５の下降端位置の高さに相当するクランク軸３の角度において、下降端位置停止時間付加部３８が、所定の下降端位置停止時間（図９のｔ２参照）を付加する（ステップＳ４１）。

つぎに、当初のＮＣデータまたは入力データにおけるラム５の減速位置の高さに相当するクランク軸３の角度において、減速位置停止時間付加部３９が、所定の減速位置停止時間（図９のｔ１参照）を付加する（ステップＳ４２）。

そして、この当初のＮＣデータまたは入力データに所定の下降端位置停止時間（ｔ２）および所定の減速位置停止時間（ｔ１）を付加したデータを用いて、加工プログラムを実行する（ステップＳ４０）。

また、ラム５の動作パターンの変曲点（減速位置および下降端位置）においてラム５の動きを一旦停止させることで、ラム５の制御に作用する慣性の影響を極減することができ、それにより、制御を確実にして加工精度を向上させることができる。

なお、ラム５の動作パターンの変曲点が下降端位置だけの場合は、所定の下降端位置停止時間だけを付加すればよい。

そのうえ、図２（ａ）にラム５の動作パターンを示すニブリング、スロッティングなどの加工の場合にも適用可能である。

この発明によるパンチプレスの制御装置が適用されるパンチプレスの要部を示す模式図である。図１のパンチプレスによるラムの動作パターンの種類を示す模式図である。この発明によるパンチプレスの制御装置の第１の実施形態を示す要部の概略的ブロック図である。図３の制御装置を用いたパンチプレスの制御方法を示すフローチャートである。この発明によるパンチプレスの制御装置の第２の実施形態を示す要部の概略的ブロック図である。図５の制御装置を用いたパンチプレスの制御方法を示すフローチャートである。この発明によるパンチプレスの制御装置の第３の実施形態を示す要部の概略的ブロック図である。図７の制御装置を用いたパンチプレスの制御方法を示すフローチャートである。図７の制御装置を用いたパンチプレスによるラムの動作パターンを拡大して示す模式図である。

符号の説明

１パンチプレス
２サーボモータ
３クランク軸
４コネクティングロッド
５ラム
１０，２０，３０パンチプレスの制御装置
１１，２１，３１制限領域記憶部（手段）
１２，２２，３２データ保存部
１３，２３，３３角度演算部（手段）
２３ａ，３３ａ第１角度演算部
２３ｂ，３３ｂ第２角度演算部
１４，２４，３４領域侵入判定部（手段）
１５角度補正部（手段）
２５，３５第２角度補正部（手段）
２６，３６ラム移動距離記憶部（手段）
２７，３７第１角度補正部（手段）
３８下降端位置停止時間付加部（手段）
３９減速位置停止時間付加部（手段）

Claims

サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスの制御方法であって、
前記クランク軸の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定しておき、
ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度を求め、
求めたクランク軸の前記角度が前記制限領域内にあるとき、前記制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸の前記角度を補正し、
実際の加工には、前記補正後の角度をラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いることを特徴とするパンチプレスの制御方法。
サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスの制御方法であって、
前記クランク軸の下死点から上方所定高さに相当する角度範囲を制限領域としてあらかじめ設定するとともに、ラムの減速位置から下降端位置までのラム移動距離をあらかじめ設定しておき、
ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの減速位置の高さに相当する前記クランク軸の第１角度、および、ラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の第２角度を求め、
求めたクランク軸の前記第２角度が前記制限領域内にあるとき、前記制限領域から上方へ離脱するようにクランク軸の前記第２角度を補正し、
前記補正により、クランク軸の前記第１角度から当該補正後の前記第２角度までにラムが移動する距離が前記ラム移動距離より短くなったとき、前記ラム移動距離が維持されるようにクランク軸の前記第１角度を補正し、
実際の加工には、補正後の前記第１角度をラムの減速位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とし、また、補正後の前記第２角度をラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いることを特徴とするパンチプレスの制御方法。
ラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の補正後の前記第２角度において、所定の下降端位置停止時間を有する加工データを実際の加工に用いることを特徴とする請求項２記載のパンチプレスの制御方法。
ラムの減速位置の高さに相当する前記クランク軸の補正後の前記第１角度において、所定の減速位置停止時間を有する加工データを実際の加工に用いることを特徴とする請求項２または請求項３記載のパンチプレスの制御方法。
サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスにおいて、
前記クランク軸が下死点まで下降しない高さでラムが加工上の下限高さとなるようにクランク・ラム機構を構成し、
ラムの前記下限高さに相当するクランク軸の前記高さから下方における角度範囲を、前記クランク軸のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておく制限領域記憶手段と、
ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度を求める角度演算手段と、
前記角度演算手段で求めたクランク軸の前記角度が、前記制限領域記憶手段に記憶してある前記制限領域に侵入しているか否かを判定する領域侵入判定手段と、
前記領域侵入判定手段が前記制限領域に侵入していると判定したとき、前記角度が前記制限領域から上方へ離脱するように前記クランク軸の当該角度を補正する角度補正手段とを備え、
前記角度補正手段で補正された補正後の前記角度を、ラムの前記下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いて、加工を実行することを特徴とするパンチプレスの制御装置。
サーボモータがクランク軸を直接、所要角度駆動してラムを上下動させるパンチプレスにおいて、
前記クランク軸が下死点まで下降しない高さでラムが加工上の下限高さとなるようにクランク・ラム機構を構成し、
ラムの前記下限高さに相当するクランク軸の前記高さから下方における角度範囲を、前記クランク軸のあらかじめ設定された制限領域として記憶しておく制限領域記憶手段と、
加工の種類に応じてあらかじめ設定された、ラムの減速位置から下降端位置までのラム移動距離を記憶しておくラム移動距離記憶手段と、
ＮＣデータまたは入力データに基づいて、当該ＮＣデータまたは入力データの加工におけるラムの前記減速位置の高さに相当する前記クランク軸の第１角度、および、ラムの前記下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の第２角度を求める角度演算手段と、
前記角度演算手段で求めたクランク軸の前記第２角度が、前記制限領域記憶手段に記憶してある前記制限領域に侵入しているか否かを判定する領域侵入判定手段と、
前記領域侵入判定手段が前記制限領域に侵入していると判定したとき、前記第２角度が前記制限領域から上方へ離脱するように前記クランク軸の当該第２角度を補正する第２角度補正手段と、
前記角度演算手段で求めたクランク軸の前記第１角度から、前記第２角度補正手段で補正されたクランク軸の補正後の前記第２角度までにラムの移動する距離が、前記ラム移動距離記憶手段に記憶してある前記ラム移動距離に維持されるように、クランク軸の前記第１角度を補正する第１角度補正手段とを備え、
前記第１角度補正手段で補正された補正後の前記第１角度を、ラムの前記減速位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とし、かつ、前記第２角度補正手段で補正された補正後の前記第２角度を、ラムの前記下降端位置の高さに相当する前記クランク軸の角度とする加工データを用いて、加工を実行することを特徴とするパンチプレスの制御装置。
前記第２角度補正手段で補正されたクランク軸の補正後の前記第２角度において、所定の下降端位置停止時間を付加する下降端位置停止時間付加手段を備え、
前記下降端位置停止時間付加手段により前記第２角度において所定の下降端位置停止時間が付加された加工データを用いて、加工を実行することを特徴とする請求項６記載のパンチプレスの制御装置。
前記第１角度補正手段で補正されたクランク軸の補正後の前記第１角度において、所定の減速位置停止時間を付加する減速位置停止時間付加手段を備え、
前記減速位置停止時間付加手段により前記第１角度において所定の減速位置停止時間が付加された加工データを用いて、加工を実行することを特徴とする請求項６または請求項７記載のパンチプレスの制御装置。