JP2008093709A - プレス機械システム、その動作制御装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレス機械システム10a,10bは、複数のプレス機械3a,3b,3cと、複数のプレス機械に電力を供給する電源装置5と、を備える。プレス機械3aは、被加工物2をプレス成型するための駆動モータ8aと、駆動モータの回転運動を往復運動に変換する変換機構9aと、変換機構に連結され往復運動し金型12aが固定されたスライド11aと、を有する。各プレス機械においてスライドが1回の往復運動をする期間には被加工物をプレス成型するプレス期間が含まれている。プレス機械システムは、さらに、複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないように、電源装置5から各駆動モータへの供給電力を制御して複数のプレス機械を動作させる動作制御装置7a,7bを備える。
【選択図】図4
Description
また、プレス機械システムは、プレス機械システムに属するプレス機械の各々に電力を供給する電源装置を有する。
(1)各プレス機械に必要とされる電力がピークになるのは、スライドが下降して金型が被加工物に接触し被加工物にプレス荷重を作用させているプレス期間である(後述の図2を参照)。このプレス期間の長さは、おおむね、スライドの1往復期間の長さの数分の1になり得る。
(2)また、各プレス機械において、スライドの1往復期間内におけるプレス期間以外の期間での必要電力の値は、プレス期間での必要電力の値よりずっと小さい(図2参照)。従って、各プレス機械において、必要電力のピーク値が平均必要電力値よりもかなり大きくなる。例えば、ピーク値が平均必要電力値の2〜3倍又は数倍となり得る。
本発明は、(1)プレス期間の長さがスライドの1往復期間の長さの数分の1であり得ること、及び(2)必要電力のピーク値が平均電力値の2〜3倍又は数倍となり得ることに着目して、電源装置の大幅な小型化を図ったものである。
これにより、プレス機械システムの電源装置を大幅に小型化することが可能になる。
さらに、プレス期間の長さがスライドの1往復期間の長さの数分の1である場合には、上記制御によって各プレス機械の運転効率を低下させることがない。低下させたとしても、その低下を最小限に抑えることができる。
この制御は、例えば、次の場合に有効である。全てのプレス機械について、スライドが1回の往復運動を終了すると、再び、スライド往復運動が自動的に開始される制御が動作制御装置により行われる場合である。この場合、運転開始禁止期間の終了後、所定の順番で次のプレス機械のスライド往復運動を開始することができる。また、次の場合にも、上記制御が有効である。
これに関し、上記構成では、動作制御装置は、プレス機械の運転を開始する度に、該プレス機械である第1のプレス機械を含むすべての前記組み合わせについての前記第1期間又は第2期間にわたって、これら各組み合わせのうち前記第1のプレス機械でないプレス機械の運転開始を禁止するように構成されている。従って、複数のプレス機械のプレス期間の開始時点及び終了時点が異なる場合でも、先に運転を開始する第1のプレス機械とその次に運転を開始する第2のプレス機械とに応じて長さが異なる運転開始禁止期間にわたって、第2のプレス機械の運転開始を禁止することが可能となる。
この場合、運転開始禁止期間の終了時点で第2のプレス機械の運転を開始するように動作制御装置を構成することで、効率よく複数のプレス機械を運転することができる。
例えば、スライドの1往復期間の長さが、複数のプレス機械の間で同じである場合には、所定の位相差を持つように各スライドを連続的に往復運動させることで、複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないようにすることができる。
一方、スライドの1往復期間の長さが、複数のプレス機械の間で異なる場合には、スライドが1往復を終えた後、スライドが静止している期間を1台以上のプレス機械に対して設ける。これにより、スライド位置の周期の長さを、複数のプレス機械の間で同じにすることができる。そして、所定の位相差を持つように各スライドの位置が周期的に繰り返されるように複数のプレス機械を運転させ、これにより、複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないようにすることができる。
図1は、本発明の第1実施形態によるプレス機械システム10aの構成図である。図1に示すように、プレス機械システム10aは、複数のプレス機械3a,3b,3cと、これらプレス機械3a,3b,3cに電力を供給する電源装置5と、複数のプレス機械3a,3b,3cの間でプレス期間が重ならないように、複数のプレス機械3a,3b,3cの動作を制御する動作制御装置7aを備える。
プレス機械3aは、プレス成型を行うための駆動モータ8aと、この駆動モータ8aの回転運動を往復運動(例えば、昇降運動)に変換する変換機構9a(例えば、クランク軸)と、変換機構9aに連結され昇降されるスライド11aと、スライド11aの先端(例えば、下面)に固定される上金型12aと、上金型12aの下方に配置され静止するボルスタ14aと、ボルスタ14aに取り付けられた下金型17aと、を備える。
このような構成において、駆動モータ8aに電力が供給され駆動モータ8aが回転するとスライド11aが昇降運動する。これにより、上金型12aを昇降させ、上金型12aと下金型17aとの間に被加工物2を挟んでプレスを行う。プレス時に、上金型12aに加わる荷重はスライド11a及び変換機構9aを介してフレーム18aの上部で支持され、下金型17aに加わる荷重はボルスタ14aを介してフレーム18aの下部で支持される。
プレス機械3aにおいて、スライド11aが上死点から、運転を開始したとすると、スライド11aが上死点から下降し被加工物2と接触しさらに下死点に至るまで下降し続け、下死点に至った後、上死点まで再び上昇する。このようなスライド11aの1往復期間には、被加工物2をプレス成型するプレス期間が含まれている。本願において、スライドの1往復期間とは、スライドが待機位置(例えば、上死点)から運動を開始した時から、スライドが前進運動(例えば、下降)の終了位置(例えば、下死点)に至りさらに後退運動(例えば、上昇)を行い再び待機位置に戻ってくる時までの期間をいう。また、本願において、プレス期間とは、被加工物2にプレス成型力が作用している期間である。より具体的には、プレス期間とは、スライド11aが前進運動を開始し金型(例えば、上金型12a)が被加工物2に接触した時から、スライド11aが前進運動の終了位置(例えば、下死点)に至る時までの期間である。
タイマー28は、プレス機械3a,3b又は3cの運転を開始すると同時に時間のカウントを開始するように構成される。即ち、タイマー28は、信号送信装置29が供給電力制御装置23a,23b又は23cにプレス機械3a,3b又は3cの運転を開始させる旨の信号を出力すると同時に、時間のカウントを開始する。タイマー28は、そのカウント時間が、上記運転開始禁止期間となるように設定されている。即ち、タイマー28が時間のカウントを開始してから、タイマー28が切れてカウントを終了するまでの期間の長さは上記運転開始禁止期間の長さと同じである。このようにして、タイミング調節装置27は運転開始禁止期間を時間計測する。
信号送信装置29は、タイマー28のカウントに基づいて、供給電力制御装置23a,23b,23cに運転開始禁止信号を出力する。即ち、信号送信装置29は、タイマー28が時間のカウントを開始してからカウントを終了するまでの期間にわたって、運転開始禁止信号を出力する。この運転開始禁止信号は、タイマー28のカウント開始を引き起こしたプレス機械(この段落では、3aと仮定する)以外のプレス機械3b、3cに対応する供給電力制御装置23b,23cに出力される。これにより、供給電力制御装置23b,23cは、運転開始禁止信号を受けている運転開始禁止期間にわたって、プレス機械3b,3cの運転を禁止する制御を電力伝達装置21b,21cに対して行う。より具体的には、タイミング調節装置27が運転開始禁止期間の終了前(例えば、この期間中)にスタート指令装置(この段落では、25bと仮定する)から運転開始指令信号を受けても、信号送信装置29は供給電力制御装置23b、23cに運転開始禁止信号を運転開始禁止期間にわたって出力する。この場合、信号送信装置29は、運転開始禁止期間の終了時(タイマー28のカウント終了時)に、プレス機械3bの運転を開始する旨の信号を供給電力制御装置23bに出力する。一方、信号送信装置29は、運転開始禁止期間以外の期間(タイマー28がカウントを行っていない期間)において、スタート指令装置(25bと仮定する)から運転開始指令信号を受けた場合には、プレス機械3bの運転を開始する旨の信号を供給電力制御装置23bへ直ちに出力する。
そのため、複数のプレス機械3a,3b,3cから2台を選んだすべての組み合わせを考慮する。そして、これらすべての組み合わせについて、上記運転開始禁止期間として第1期間及び第2期間を定める。
各組み合わせについて、第1期間は、該組み合わせの一方のプレス機械を先に運転開始した場合に、この運転開始後に、該組み合わせの他方のプレス機械の運転開始を禁止する期間であり、第2期間は、該組み合わせの他方のプレス機械を先に運転開始した場合に、この運転開始後に、該組み合わせの一方のプレス機械の運転開始を禁止する期間である。
このような場合、図6(A)に示すように、先にプレス機械Aの運転を開始しその次にプレス機械Bの運転を開始する場合に、これらプレス機械A,Bのプレス期間が重ならないようにするには、プレス機械Bのスライド運動が破線で示すものになるように、プレス機械Bの運転開始を遅らせればよい。即ち、図6(A)に示す第1期間P1の終了時点で(又は、その後)プレス機械Bの運転を開始すればよい。この第1期間P1の長さは、右側の矢印aで示すように、プレス機械A,Bが同時に運転を開始した場合におけるプレス機械Bのプレス期間開始時taからプレス機械Aのプレス期間終了時tdまでの長さと同じである。
逆に、図6(B)に示すように、先にプレス機械Bの運転を開始しその次にプレス機械Aの運転を開始する場合に、これらプレス機械A,Bのプレス期間が重ならないようにするには、プレス機械Aのスライド運動が破線で示すものになるように、プレス機械Aの運転開始を遅らせればよい。即ち、図6(B)に示す第2期間P2の終了時点で(又は、その後)プレス機械Aの運転を開始すればよい。この第2期間P2の長さは、右側の矢印bで示すように、プレス機械A,Bが同時に運転を開始した場合におけるプレス機械Aのプレス期間開始時tbからプレス機械Bのプレス期間終了時tcまでの長さと同じである。
このような場合、図7(A)に示すように、先にプレス機械Aの運転を開始しその次にプレス機械Bの運転を開始する場合に、これらプレス機械A,Bのプレス期間が重ならないようにするには、プレス機械Bのスライド運動が破線で示すものになるように、プレス機械Bの運転開始を遅らせればよい。即ち、図7(A)に示す第1期間P1の終了時点で(又は、その後)プレス機械Bの運転を開始すればよい。この第1期間P1の長さは、右側の矢印aで示すように、プレス機械A,Bが同時に運転を開始した場合におけるプレス機械Bのプレス期間開始時taからプレス機械Aのプレス期間終了時tcまでの長さと同じである。
逆に、図7(B)に示すように、先にプレス機械Bの運転を開始しその次にプレス機械Aの運転を開始する場合に、これらプレス機械A,Bのプレス期間が重ならないようにするには、プレス機械Aのスライド運動が破線で示すものになるように、プレス機械Aの運転開始を遅らせればよい。即ち、図7(B)に示す第2期間P2の終了時点で(又は、その後)プレス機械Aの運転を開始すればよい。この第2期間P2の長さは、右側の矢印bで示すように、プレス機械A,Bが同時に運転を開始した場合におけるプレス機械Aのプレス期間開始時tbからプレス機械Bのプレス期間終了時tdまでの長さと同じである。
このような場合、図8に示すように、先にプレス機械Aの運転を開始しその次にプレス機械Bの運転を開始する場合に、これらプレス機械A,Bのプレス期間が重ならないようにするには、図8に示す第1期間P1において、プレス機械Bの運転を開始させなければよい。この第1期間P1は、プレス機械Aの運転開始時から時間a1が経過した時点から、プレス機械Aの運転開始時から時間a2が経過する時点までの期間である。時間a1の長さは、右側の矢印a1で示すように、プレス機械A,Bが同時に運転を開始した場合におけるプレス機械Bのプレス期間終了時tbからプレス機械Aのプレス期間開始時tcまでの長さと同じである。時間a2の長さは、右側の矢印a2で示すように、プレス機械A,Bが同時に運転を開始した場合におけるプレス機械Bのプレス期間開始時taからプレス機械Aのプレス期間終了時tdまでの長さと同じである。
逆に、先にプレス機械Bの運転を開始しその次にプレス機械Aの運転を開始する場合には、プレス期間が重なることはない。従って、この場合には、プレス機械Aに対する運転開始禁止期間である第2期間の長さはゼロである。
図1のプレス機械3a,3b,3cは、スライドの1往復期間内でのプレス期間の開始時点及び終了時点が異なると仮定する。プレス機械3a,3b,3cから2台を選択する組み合わせは3通りある。また、各組み合わせについて運転開始禁止期間が最大で第1期間と第2期間の2通りある。従って、プレス機械3a,3b,3cについての運転開始禁止期間は最大で6通りあることになる。これに対応して、異なるカウント時間が設定された最大で6つのタイマー28をタイミング調節装置27に設ける。
タイミング調節装置27は、いずれかのプレス機械(この段落では、3aと仮定する)の運転を開始させると、このプレス機械3aに応じた2つのタイマー28のカウントが開始される。これと同時に、タイミング調節装置27は、他のプレス機械3b、3cの供給電力制御装置23b、23cに運転開始禁止信号を出力する。上記2つのタイマー28の異なるカウント時間の一方は、供給電力制御装置23bに運転開始禁止信号が出力される期間の長さと同じになり、これら異なるカウント時間の他方は、供給電力制御装置23cに運転開始禁止信号が出力される期間の長さと同じになる。
このように、プレス機械の運転を開始する度に、該プレス機械である第1のプレス機械に応じて異なる運転開始禁止期間にわたって、他のプレス機械の運転開始を禁止するとともに、他のプレス機械が2台以上の場合には、これら他のプレス機械に対する運転開始禁止期間も異なるように制御することができる。
従って、プレス機械システム10aの必要電力のピーク値は、いずれか1台のプレス機械のプレス期間での必要電力のピーク値と、他のプレス機械のプレス期間以外での小さな必要電力値との和になる。従って、プレス機械システム10aの必要電力のピーク値を、従来の場合と比較して、大幅に低減できる。これにより、プレス機械システム10aの電源装置5を大幅に小型化することが可能になる。また、プレス機械システム10aでは、各プレス機械3a,3b,3cの運転効率を低下させることがない。低下させたとしても、その低下を最小限に抑えることができる。
次に、本発明の第2実施形態によるプレス機械システムについて説明する。図9は、本発明の第2実施形態によるプレス機械システム10bの構成図である。第2実施形態によるプレス機械システム10bは、動作制御装置7bの構成が第1実施形態の動作制御装置7aと異なる。第2実施形態の他の構成は、第1実施形態の場合と同じであってよい。以下、第1実施形態と異なる構成、動作について説明する。
具体的には、動作制御装置7bは、各電力伝達装置21a,21b,21cに制御信号を出力することで、各電力伝達装置21a,21b,21cによる電源装置5から各駆動モータ8a,8b,8cへの供給電力が制御される。これにより、複数のプレス機械3a,3b,3cの間でプレス期間が重複しないように、所定の位相差を持って、複数のプレス機械3a,3b,3cのスライド位置が周期的に繰り返される。なお、動作制御装置7bは、電気回路、電子回路などにより構成することができる。
第1実施形態及び第2実施形態による動作制御装置7a,7bの処理動作を行うプログラムは、本発明の動作制御プログラムに相当するものであり、このプログラムを半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。
また、上記動作制御プログラムを記憶する記憶装置を動作制御装置7a,7bに設けることができ、動作制御装置7a,7bをコンピュータとして構成することができる。
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
3a,3b,3c プレス機械
5 電源装置
7a,7b 動作制御装置
8a,8b,8c 駆動モータ
9a,9b,9c 変換機構
10a,10b プレス機械システム
11a,11b,11c スライド
12a,12b,12c 上金型
14a,14b,14c ボルスタ
17a,17b,17c 下金型
18a,18b,18c フレーム
21a,21b,21c 電力伝達装置
23a,23b,23c 供給電力制御装置
25a,25b,25c スタート指令装置
27 タイミング調節装置
28 タイマー
29 信号送信装置
Claims (8)
- 被加工物をプレス成型するための駆動モータと、該駆動モータの回転運動を往復運動に変換する変換機構と、該変換機構に連結され往復運動し金型が固定されたスライドと、を有する複数のプレス機械と、
該複数のプレス機械に電力を供給する電源装置と、を備えるプレス機械システムであって、
前記各プレス機械において前記スライドが1回の往復運動をする期間には被加工物をプレス成型するプレス期間が含まれており、
さらに、前記複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないように、前記電源装置から前記各駆動モータへの供給電力を制御して複数のプレス機械を動作させる動作制御装置を備える、ことを特徴とするプレス機械システム。 - スライドの往復運動の開始がプレス機械の運転開始であるとし、
前記動作制御装置は、プレス機械の運転を開始させる度に、該プレス機械である第1のプレス機械の運転開始後に所定の運転開始禁止期間にわたって他のプレス機械の運転開始を禁止する制御を行い、
前記運転開始禁止期間は、この期間に前記他のプレス機械の運転を開始させた場合に、前記第1のプレス機械と前記他のプレス機械のプレス期間が少なくとも部分的に重なることになる期間である、ことを特徴とする請求項1に記載のプレス機械システム。 - 前記複数のプレス機械の各々について、運転開始指令信号を生成し前記動作制御装置へ出力するスタート指令装置を備え、
前記他のプレス機械に含まれるプレス機械を第2のプレス機械とし、
前記運転開始禁止期間の終了時より前に第2のプレス機械について前記運転開始指令信号が前記動作制御装置へ入力される場合には、前記動作制御装置は、前記運転開始禁止期間の経過後、第2のプレス機械の運転を開始させる制御を行う、ことを特徴とする請求項2に記載のプレス機械システム。 - 前記複数のプレス機械から2台を選択したすべての組み合わせについて、第1期間及び第2期間を前記運転開始禁止期間として時間計測できるように、前記動作制御装置は構成されており、
各組み合わせについて、前記第1期間は、該組み合わせの一方のプレス機械の運転を先に開始した場合に、この運転開始後に、該組み合わせの他方のプレス機械の運転開始を禁止する期間であり、前記第2期間は、該組み合わせの前記他方のプレス機械の運転を先に開始した場合に、この運転開始後に、該組み合わせの前記一方のプレス機械の運転開始を禁止する期間であり、
さらに、前記動作制御装置は、プレス機械の運転を開始する度に、該プレス機械である第1のプレス機械を含むすべての前記組み合わせについての前記第1期間又は第2期間にわたって、これら各組み合わせのうち前記第1のプレス機械でないプレス機械の運転開始を禁止するように構成されている、ことを特徴とする請求項2に記載のプレス機械システム。 - 前記動作制御装置は、前記複数のプレス機械の各々について前記スライドの往復運動によるスライド位置が周期的に繰り返されるように、前記各駆動モータへの供給電力を制御し、
前記スライド位置の周期の長さは、複数のプレス機械の間で同じであり、
さらに、前記動作制御装置は、前記複数のプレス機械の前記スライド位置の周期的変動が所定の位相差を持つように前記各駆動モータへの供給電力を制御し、これにより、前記複数のプレス機械の間でプレス期間が重複しないようにする、ことを特徴とする請求項1に記載のプレス機械システム。 - 被加工物をプレス成型するための駆動モータと、該駆動モータの回転運動を往復運動に変換する変換機構と、該変換機構に連結され往復運動し金型が固定されたスライドと、を有する複数のプレス機械と、
該複数のプレス機械に電力を供給する電源装置と、を備えるプレス機械システムの動作制御装置であって、
前記各プレス機械において前記スライドが1回の往復運動をする期間には被加工物をプレス成型するプレス期間が含まれており、
前記複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないように、前記電源装置から前記各駆動モータへの供給電力を制御して複数のプレス機械を動作させる構成を有する、ことを特徴とするプレス機械システムの動作制御装置。 - 被加工物をプレス成型するための駆動モータと、該駆動モータの回転運動を往復運動に変換する変換機構と、該変換機構に連結され往復運動し金型が固定されたスライドと、を有する複数のプレス機械と、
該複数のプレス機械に電力を供給する電源装置と、を備えるプレス機械システムの動作制御方法であって、
前記各プレス機械において前記スライドが1回の往復運動をする期間には被加工物をプレス成型するプレス期間が含まれており、
さらに、前記複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないように、前記電源装置から前記各駆動モータへの供給電力を制御して複数のプレス機械を動作させる、ことを特徴とするプレス機械システムの動作制御方法。 - 被加工物をプレス成型するための駆動モータと、該駆動モータの回転運動を往復運動に変換する変換機構と、該変換機構に連結され往復運動し金型が固定されたスライドと、を有する複数のプレス機械と、
該複数のプレス機械に電力を供給する電源装置と、を備えるプレス機械システムの動作制御プログラムであって、
前記各プレス機械において前記スライドが1回の往復運動をする期間には被加工物をプレス成型するプレス期間が含まれており、
さらに、前記複数のプレス機械の間でプレス期間が重ならないように、前記電源装置から前記各駆動モータへの供給電力を制御して複数のプレス機械を動作させる処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするプレス機械システムの動作制御プログラム。
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