JP2011088168A - Electric press apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動プレス装置に係り、特に、そこに使用されているロードセルと信号処理回路をロードセルユニットとしてユニット化することにより、ロードセルの交換作業等の保守・点検作業を容易化することができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to an electric press device, and in particular, by integrating a load cell and a signal processing circuit used therein as a load cell unit, maintenance and inspection work such as load cell replacement work can be facilitated. It is related to something devised.
電動プレス装置の構成を開示するものとして、例えば、特許文献1に示すようなものがある。 For example, Patent Document 1 discloses a configuration of an electric press device.
上記特許文献1に開示されている電動プレス装置は、概略次のような構成になっている。まず、モータがあり、このモータによってボールネジが回転駆動されるように構成されている。上記ボールネジにはボールナットがその回転を規制された状態で螺合・配置されている。このボールナットにはラムが一体化されている。又、このラムの先端には押圧体が取り付けられている。そして、上記モータを正転・逆転することによりボールネジを同方向に回転させ、それによって、ボールナット及びラムを往復直線運動させる。このラムの往復直線運動によって、例えば、ある種のワークに対して上記押圧体を介して任意のプレスを施すものである。 The electric press device disclosed in Patent Document 1 is generally configured as follows. First, there is a motor, and the ball screw is rotationally driven by this motor. A ball nut is screwed and arranged on the ball screw in a state where the rotation of the ball nut is restricted. A ram is integrated with the ball nut. A pressing body is attached to the tip of the ram. The ball screw is rotated in the same direction by rotating the motor forward and backward, thereby causing the ball nut and the ram to reciprocate linearly. By this reciprocating linear movement of the ram, for example, an arbitrary press is applied to a certain kind of work via the pressing body.
上記押圧体にはロードセルが取り付けられていて、このロードセルによってプレス時にラムに作用する荷重を検出するように構成されている。上記ロードセルによって検出された検出信号は、別途設置された差動増幅回路を介して増幅されると共に、A/Dコンバータを介してデジタル化され、CPU(中央演算装置)に入力される。上記CPUは入力した荷重信号に基づいてある種の制御を行うものである。 A load cell is attached to the pressing body, and the load cell is configured to detect a load acting on the ram during pressing. The detection signal detected by the load cell is amplified through a differential amplifier circuit installed separately, digitized through an A / D converter, and input to a CPU (central processing unit). The CPU performs some kind of control based on the input load signal.
上記従来の構成によると次のような問題があった。上記特許文献1に開示されている電動プレス装置の場合には、ロードセルを使用してプレス時の荷重を検出し、それによって、プレス動作を制御するように構成されている。その際、上記ロードセルは経年変化或いは衝撃等によってその特性が変化してしまうことがあり、その為必要に応じてロードセルを取り外して交換することが行われている。その際、ロードセルのキャリブレーションの再調整や定格荷重時の検出値等を再設定する作業を行わなければならず、煩雑な作業を余儀なくされるという問題があった。 The conventional configuration has the following problems. In the case of the electric press apparatus disclosed in Patent Document 1, a load cell is used to detect a load during pressing, thereby controlling the press operation. At that time, the characteristics of the load cell may change due to aging or impact, and therefore, the load cell is removed and replaced as necessary. At that time, there is a problem in that it is necessary to perform readjustment of the calibration of the load cell and resetting the detection value at the rated load, which necessitates complicated work.
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、ロードセルの交換作業を容易化することが可能な電動プレス装置を提供することにある。 The present invention has been made based on such points, and an object thereof is to provide an electric press device capable of facilitating a load cell replacement operation.
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1による電動プレス装置は、駆動モータと、上記駆動モータによる回転運動を直線運動に変換する駆動変換手段と、上記駆動変換手段に連結され直線往復運動を行うラムと、上記ラムを介してプレス動作を行う際に荷重を検出するロードセルと、上記ロードセルからの信号に基づいて上記駆動モータを制御する制御手段と、具備してなる電動プレス装置において、上記ロードセルとこのロードセルからの信号を増幅して上記制御手段に出力する信号処理回路とをユニット化してロードセルユニットとしたことを特徴とするものである。
又、請求項2による電動プレス装置は、請求項1記載の電動プレス装置において、上記信号処理回路には差動増幅回路、A/Dコンバータ、CPU(中央演算装置)、シリアル通信用ICが設置されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an electric press device according to claim 1 of the present invention includes a drive motor, drive conversion means for converting rotational motion by the drive motor into linear motion, and linear reciprocation coupled to the drive conversion means. In an electric press device comprising: a ram to be performed; a load cell that detects a load when performing a pressing operation via the ram; and a control unit that controls the drive motor based on a signal from the load cell. The load cell and a signal processing circuit that amplifies a signal from the load cell and outputs the amplified signal to the control means are unitized to form a load cell unit.
The electric press device according to claim 2 is the electric press device according to claim 1, wherein the signal processing circuit includes a differential amplifier circuit, an A / D converter, a CPU (central processing unit), and a serial communication IC. It is characterized by being.
以上述べたように本願発明の請求項1による電動プレス装置は、駆動モータと、上記駆動モータによる回転運動を直線運動に変換する駆動変換手段と、上記駆動変換手段に連結され直線往復運動を行うラムと、上記ラムを介してプレス動作を行う際に荷重を検出するロードセルと、上記ロードセルからの信号に基づいて上記駆動モータを制御する制御手段と、具備してなる電動プレス装置において、上記ロードセルとこのロードセルからの信号を増幅して上記制御手段に出力する信号処理回路とをユニット化してロードセルユニットとしたので、ロードセルの交換作業時におけるロードセルのキャリブレーションの再調整や定格荷重時の検出値等を再設定する作業が不要となり、それによって、ロードセルの交換作業が大幅に容易化されることになる。
又、請求項2による電動プレス装置は、請求項1記載の電動プレス装置において、上記信号処理回路には差動増幅回路、A/Dコンバータ、CPU(中央演算装置)、シリアル通信用ICが設置されているので、この信号処理回路と上記制御手段との間の信号の授受をデジタル化することができる。
As described above, the electric press device according to the first aspect of the present invention performs the linear reciprocating motion connected to the drive motor, the drive converting means for converting the rotational motion by the drive motor into the linear motion, and the drive converting means. An electric press device comprising: a ram; a load cell that detects a load when performing a pressing operation via the ram; and a control unit that controls the drive motor based on a signal from the load cell. And the signal processing circuit that amplifies the signal from the load cell and outputs it to the control means as a unit to form a load cell unit, so that readjustment of the load cell during load cell replacement work and detection value at rated load This eliminates the need to re-configure the load cell, etc., which greatly facilitates load cell replacement. To become.
The electric press device according to claim 2 is the electric press device according to claim 1, wherein the signal processing circuit includes a differential amplifier circuit, an A / D converter, a CPU (central processing unit), and a serial communication IC. Therefore, transmission / reception of signals between the signal processing circuit and the control means can be digitized.
以下、図1乃至図7を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図1は本実施の形態による電動プレス装置1をある種の製造ライン3の所定位置に設置した状態を示す図である。上記製造ライン3にはベルトコンベア機構5が設置されていて、このベルトコンベア機構5によって複数個のワーク7が、図中矢印aで示す方向に順次搬送されていく。上記ワーク7には被押圧部7aが設けられていて、この被押圧部7aに対して、上記電動プレス装置1によって所定のプレスを施す。そして、被押圧部7aを所定量押し込んだ状態の上記ワーク7を次の工程に搬送するものである。
尚、上記電動プレス装置1は支持台9によって支持・固定されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a state in which the electric press device 1 according to the present embodiment is installed at a predetermined position of a certain production line 3. The production line 3 is provided with a belt conveyor mechanism 5, and a plurality of workpieces 7 are sequentially conveyed by the belt conveyor mechanism 5 in a direction indicated by an arrow a in the figure. The workpiece 7 is provided with a pressed
The electric press device 1 is supported and fixed by a
次に、上記電動プレス装置1の構成について説明する。図2は電動プレス装置1の全体の構成を示す図であり、まず、ハウジング11があり、このハウジング11にはモーターケース13が併設・配置されている。上記モーターケース13内には駆動モータ15が内装されていて、この駆動モータ15の図示しない回転軸にはプーリ17が固着されている。
Next, the configuration of the electric press device 1 will be described. FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the electric press apparatus 1. First, there is a
一方、上記ハウジング11内にはボールネジ19が内装されていて、このボールネジ19はその一端部を軸受部材21によって軸支されている。又、上記ボールネジ19の上記軸受部材21を貫通した端部にはプーリ23が固着されている。このプーリ23と既に述べたプーリ17にはベルト25が巻回されている。上記駆動モータ15を正転・逆転させることにより、上記プーリ17、ベルト25、プーリ23を介してボールネジ19が同方向に回転する。
On the other hand, a
上記ボールネジ19にはボールナット27がその回転を規制された状態で螺合・配置されている。このボールナット27にはシャフト29が連結されていて、このシャフト29の先端にロードセルユニット31が連結されている。上記ボールネジ19が回転することにより、上記ボールナット27とシャフト29とロードセルユニット31が、図2中上下方向に移動することになる。
尚、上記ハウジング11の図2中下端には端部材33が固定されていて、この端部材33の上記シャフト29の貫通部には軸受部材35が内装されている。
A
An
上記ロードセルユニット31は図3に示すような構成になっている。まず、ロードセル41があり、又、上記シャフト29の先端には雄ネジ部43が形成されていると共にナット45が螺合されている。又、上記ロードセル41と上記シャフト29との間にはフレーム47が設置されていて、このフレーム47には雌ネジ部49が形成されている。上記フレーム47は上記シャフト29側の雄ネジ部43とナット45とフレーム47側の雌ネジ部49とによって螺合・固定されている。
The
上記ロードセル41の上記フレーム47の反対側には別のフレーム51が設置されている。上記ロードセル41は上記フレーム51内に内装されることになる。そして、上記ロードセル41とフレーム51は、複数本(この実施の形態の場合には8本)の固定ネジ部材53によって上記フレーム47に固定されることになる。
Another
次に、上記ロードセル41の構成を図4及び図5を参照して説明する。上記ロードセル41は、固定台61を備えていて、この固定台61には縮径部63を介してラム65が連設されている。上記縮径部63には歪ゲージ67が取り付けられている。又、上記固定台61の底面には凹部69が形成されている。
Next, the configuration of the
上記凹部69には信号処理回路70が設置されている。この信号処理回路70はプリント基板71を備えていて、このプリント基板71には、差動増幅回路としてのストレインアンプ73、A/Dコンバータ75、CPU(中央演算装置)77、シリアル通信用IC79、その他の電子部品81、83が設置されている。
A
又、上記歪ゲージ67とロードセル基板71を含んだ回路の構成を図6に示す。図6に示すように、制御手段としてのモータドライブコントローラ91が設置されていて、このモータドライブコントローラ91と上記プリント基板71との間には、図6に示すように、モータ駆動用ケーブル93とエンコーダ用ケーブル95が配設されている。上記エンコーダ用ケーブル95は駆動モータ15に併設されているエンコーダ97からのものであるが、そこにはプリント基板71側からのロードセル用ケーブル101が合流されている。
FIG. 6 shows the configuration of a circuit including the
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、電動プレス装置1の作用であるが、製造ライン3のベルトコンベア機構5によって複数個のワーク7が、図1中矢印aで示す方向に順次搬送されていく。その際、電動プレス装置1によって、上記ワーク7の被押圧部7aを押圧して所定量押し込む。被押圧部7a
が所定量押し込まれたワーク7は、上記ベルトコンベア機構5によって所定場所に搬送されていくことになる。
The operation will be described based on the above configuration.
First, regarding the operation of the electric press device 1, a plurality of workpieces 7 are sequentially conveyed in the direction indicated by the arrow a in FIG. At that time, the pressed
Is pushed to a predetermined place by the belt conveyor mechanism 5.
上記電動プレス装置1のプレス動作であるが、まず、駆動モータ15が正転することにより、プーリ17、ベルト25、プーリ23を介して、ボールネジ19が同方向に回転する。それによって、ボールナット27とシャフト29がワーク7方向に往動する。シャフト29の往動によってロードセルユニット31も往動し、それによって、ラム65を介してワーク7の被押圧部7aに所定のプレスを施すものである。
The press operation of the electric press device 1 is as follows. First, when the
又、プレス動作時における荷重はロードセルユニット31を介して検出されるようになっている。すなわち、歪ゲージ67によって検出された荷重信号はストレインアンプ73によって増幅され、次いで、A/Dコンバータ75によってデジタル化される。デジタル化された荷重信号はCPU(中央演算装置)77に入力される。CPU77は入力したデジタル荷重信号に基づいて制御内容を決定し、その制御信号はシリアル通信用IC79、ロードセル用ケーブル101を介してモータドライブコントローラ91に出力される。モータドライブコントローラ91は入力した制御信号をモータ駆動用ケーブル93を介して駆動モータ15に出力してこれを制御するものである。又、エンコーダ97からの信号はエンコーダ用ケーブル95を介してモータドライブコントローラ91に出力される。
Further, the load during the press operation is detected via the
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、ロードセル41や信号処理回路70等をユニット化してロードセルユニット31として構成しているので、交換作業等の保守・点検作業が大幅に容易化されることになる。すなわち、交換する場合にはロードセルユニット31単位で交換することになり、その際、ロードセル41のキャリブレーションの再調整や定格荷重時の検出値等を再設定する作業は既にユニット単位で終わっており、よって、何等調整・設定作業を行うことなくそのまま取り付けるだけで済むからである。
又、上記プリント基板71は固定台61の凹部69に設置されているので、ロードセル基板71が露出していて損傷してしまうようなことを防止することができる。又、プリント基板71が突出・配置されることはないので、装置のコンパクト化を図ることができる。
又、この実施の形態の場合には、ロードセル41に設けられたプリント基板71にCPU77やシリアル通信用IC79を搭載しているので、ロードセル41とモータドライブコントローラ91との間の荷重検出値の伝達をデジタル化することが可能となり、その結果、ロードセル用ケーブル101をエンコーダ用ケーブル95内に納めることが可能になった。よって、配線の省スペース化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, since the
In addition, since the printed
In this embodiment, since the
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、ユニット化するための構成としては図示したものに限定されるものではなく、様々な構成が想定される。
又、前記一実施の形態の場合には、プリント基板71を固定台61の凹部69に設置する場合を例に挙げて説明したが、それに限定されるものではない。特に凹部を設けることなくプリント基板71を設置するような構成でもよい。
又、前記一実施の形態では、歪ゲージ式ロードセルの場合を例に挙げて説明したが、それに限定されるものではなく、例えば、磁歪式、静電容量式、ジャイロ式のロードセルについても同様に適用可能である。
The present invention is not limited to the one embodiment.
First, the configuration for unitization is not limited to the illustrated configuration, and various configurations are assumed.
In the case of the embodiment, the case where the printed
In the above-described embodiment, the case of a strain gauge type load cell has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto. For example, the same applies to a magnetostrictive type, a capacitance type, and a gyro type load cell. Applicable.
本発明は、電動プレス装置に係り、特に、そこに使用されているロードセルと信号処理回路をユニット化することにより、ロードセルの交換作業等の保守・点検作業を容易化することができるように工夫したものに関し、例えば、各種部品の一部を押圧・変形させるための電動プレス装置に好適である。 The present invention relates to an electric press device, and in particular, a load cell and a signal processing circuit used therein are unitized so that maintenance and inspection work such as load cell replacement work can be facilitated. For example, it is suitable for an electric press device for pressing and deforming a part of various parts.
1 電動プレス装置
15 駆動モータ
19 ボールネジ
27 ボールナット
29 シャフト
31 ロードセルユニット
41 ロードセル
67 歪ゲージ
61 固定台
69 凹部
70 信号処理回路
71 プリント基板
73 ストレインアンプ
75 A/Dコンバータ
77 CPU
79 シリアル通信用IC
81 電子部品
83 電子部品
91 モータドライブコントローラ(制御手段)
93 モータ駆動用ケーブル
95 エンコーダ用ケーブル
101 ロードセル用ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
79 IC for serial communication
81
93
Claims (2)
上記ロードセルとこのロードセルからの信号を増幅して上記制御手段に出力する信号処理回路とをユニット化してロードセルユニットとしたことを特徴とする電動プレス装置。 Drive motor, drive conversion means for converting rotational motion by the drive motor into linear motion, ram connected to the drive conversion means for linear reciprocation, and load detected when performing press operation through the ram A load cell, and a control means for controlling the drive motor based on a signal from the load cell, and an electric press device comprising:
An electric press device characterized in that the load cell and a signal processing circuit for amplifying a signal from the load cell and outputting the amplified signal to the control means are unitized into a load cell unit.
上記信号処理回路には、差動増幅回路、A/Dコンバータ、CPU(中央演算装置)、シリアル通信用ICが設置されていることを特徴とする電動プレス装置。
In the electric press device according to claim 1,
An electric press device characterized in that a differential amplifier circuit, an A / D converter, a CPU (Central Processing Unit), and a serial communication IC are installed in the signal processing circuit.
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