JP2016140891A - ノックアウトシステム、搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で最適なタイミングのノックアウトモーションを得ることのできるノックアウトシステム、ワークの搬送システムを提供する。
【解決手段】サーボモータ２１と、そのサーボモータにより回転するカム２２と、そのカムの回転により往復直線運動するノックアウトピン２３と、前記カムの現在の角度を含む現在角度情報２４を検知する現在角度検出部２５と、前記カムの目標の角度を含む目標角度情報２６を取得する取得手段２７と、前記現在角度情報および目標角度情報に基づいてサーボモータを制御する制御手段２８とを備えており、その制御手段によって、前記カムの形状に基づくノックアウトピンのモーションが前記目標角度情報から形成される目標のモーションに変更される、ノックアウトシステム２０。
【選択図】図１

Description

本発明はプレス装置などに用いられるワークのノックアウトシステムおよび搬送システムに関する。さらに詳しくは、サーボモータを用いてノックアウトピンを作動させるワークのノックアウトシステムおよび搬送システムに関する。

特許文献１には、カムによりブレイクアウトパンチ（ノックアウトピン）を作動させる装置が開示されている。この装置は、クランク軸から伝達される回転力をカムに伝達することにより、クランク軸に同調させてカムを回転させ、ブレイクアウトパンチを作動させている。なお、このものは、プレスクランクとの連動であるので、ノックアウト単体での動作ができない。
さらに、特許文献２には、ウイットウォース機構を用いたことを特徴とするノックアウト装置が開示されている。そのノックアウト装置は、サーボモータの出力をウイットウォース機構により変換し、ノックアウトするときに大きなトルクを発生させている。
また、従来から、トランスファープレスやタンデムプレスなどの金型間でワークを搬送する搬送装置がある。図１３に示すように、その搬送装置の動作は、例えば、ワークを左右のフィードバーで挟持（クランプ）し、持ち上げ（リフト）、前進（アドバンス）させ、下降（ダウン）させ、挟持解除（アンクランプ）して、次のプレス位置へ配置し、フィードバーを再び元の位置に後退（リターン）する、という一連の動作を繰り返すものである。

特開２００５−１４０６２号公報 特開２０１０−１１５６５９号公報

プレス装置の高速化に伴い、ノックアウトや搬送装置を高速運転し、その上でワークを安定して搬送することが求められている。

特許文献１の装置では、プレス装置のクランク軸を回転駆動源としているから、プレスモーションに対し、ノックアウトのモーションの上昇、停止、下降、停留のそれぞれの作動量および作動時間を可変にできない。可変にするには、カムを異なる形状に変更する必要があり、装置を分解しなければならず、容易ではない。
さらに、出力軸とノックアウトピンの間にロッドやレバーなどの伝達手段を必要とし、その伝達経路が長くなる傾向にある。このため、長く延びた伝達部材の応力による弾性による伸びを一因として、ノックアウト時にノックアウト製品が跳ね上がるなどの不具合の生じる可能性があり、搬送が不安定になる懸念がある。

特許文献２の装置では、サーボモータを用いてカムを揺動させているから１サイクルにおける加減速が大きい。このため、ノックアウトのモーションの上昇、停止、下降、停留のそれぞれの作動量および作動時間を可変にするのが難しく、それを行なうにはサーボモータの容量を大きくする必要がある。

ノックアウトピンのモーションが可変であると、製品毎にノックアウトピンを最適なタイミングで動作させることができ、搬送装置でワークを掴んで搬送し、解放する運転に時
間的余裕ができるなど、搬送の安定性が向上し、プレス装置の高速運転につながる。

そこで本発明は、簡易な構成で最適なタイミングのノックアウトモーションを得ることのできるノックアウトシステム、ワークの搬送システムを提供することを第１の課題とする。

他方、プレス加工の高速化に追従して搬送装置を高速運転させると、搬送装置がワークを挟持したり、ワークを挟持解除して型に載置したりする、いわばワークの受け渡しが不安定になる傾向にある。高速に搬送すると、前記タイミングを最適にしても、実質的に受け渡しにかける時間は少なくなる傾向にあるからである。

そこで、本発明は、前記受け渡しの安定性を向上させる搬送システムを提供することを第２の課題とする。

さらに、本発明は、最適なタイミングでノックアウト装置を運転し、かつ、前記受け渡しの安定性を向上させる搬送システムを提供することを第３の課題とする。

（１）本発明のノックアウトシステムは、プレス装置に設けた型からワークを取出すノックアウトシステムであって、前記プレス装置に設けられたスライドを駆動する機構の所定周期の動作に対応するように駆動するサーボモータと、そのサーボモータの駆動により回転するカムと、そのカムの回転により往復直線運動するノックアウトピンと、前記カムの現在の角度を含む現在角度情報を検知する現在角度検出部と、前記カムの目標の角度を含む目標角度情報を取得する取得手段と、前記現在角度情報および目標角度情報に基づいてサーボモータを制御する制御手段とを備えており、その制御手段によって、前記カムの形状に基づくノックアウトピンのモーションが前記目標角度情報から形成される目標のモーションに変更される、ことを特徴とする。

・「現在角度情報」とは、カムの角度または位相ばかりでなく、エンコーダのカウントなど、角度などに換算できる量を含む概念であり、実施形態ではロータリーエンコーダによる出力としてのカムの現在の角度が対応する。
・「目標角度情報」とは、目標とするカムの角度または位相、さらにはそれに相当する量を含む概念であり、実施形態ではカムの目標角度が対応する。
・「モーション」とは、カムとそのカムを回転させるサーボモータにより得られるノックアウトピンの時間的な変位を含む概念である。
・「カムの形状に基づくノックアウトのモーション」とは、カムの回転角度をプレスクランク軸の回転角度と一致させたときの、ノックアウトピンのモーションである。
・「ノックアウトの目標モーション」とは、ノックアウトピンのリフト量がプレス装置のクランク角度に対応して設定された目標のリフト量とするモーションである。
・「取得手段」とは、実施形態ではＳ２ａ、Ｓ２ｂが対応する。
・「制御手段」とは、実施形態ではＳ４が対応する。

（２）このようなノックアウトシステムにおいて、前記プレス装置のフレームに昇降自在で、１つ以上のノックアウトピンが立設されたノックアウトバーを備えており、そのノックアウトバーのノックアウトピンと反対側に前記カムのカム面を転動するローラが設けられており、そのローラを前記カムに当接させるべく、ノックアウトバーをカム側に付勢する付勢機構をさらに備えているのが好ましい。

（３）そして、前記取得手段が、予め登録されたデータテーブルを参照して、前記プレス装置の駆動機構の周期的な動作に対応した目標角度情報を取得するのが好ましい。

（４）さらに、前記プレス装置の駆動機構の周期的な動作に基づいて目標角度情報を演算する演算手段をさらに備えており、前記取得手段が演算手段から目標角度情報を取得するのが好ましい。
・「演算手段」とは実施形態ではＳ５が対応する。

（５）本発明の搬送システムは、プレス装置のスライドを駆動する機構の周期的な動作に対応するように駆動するサーボモータと、そのサーボモータの駆動により回転するカムと、そのカムの回転により往復直線運動すると共に、プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、ワークを搬送する搬送装置とを備えており、前記ノックアウトピンが上昇し、そのノックアウトピンの上面に接するあるいは近接する位置に前記搬送装置によりワークを配置し、そのワークをノックアウトピンと共に下降して、前記ワークを型に載置する、ことを特徴とする。

（６）本発明の搬送システムは、プレス装置のスライドを駆動する機構の周期的な動作に対応するように駆動するサーボモータと、そのサーボモータにより回転するカムと、そのカムの回転により往復直線運動すると共に、プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、ワークを搬送する搬送装置とを備えており、その搬送装置により、型内に載置されたワークをノックアウト方向にそのワークが移動できる程度に仮保持し、その仮保持位置をずらすようにして、ノックアウトピンでワークをノックアウトする、ことを特徴とする。

（７）このような搬送システムは、前記ノックアウト後に、保持力を加え本保持とするのが好ましい。

（８）本発明の搬送システムは、プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、ワークを搬送する搬送装置とを備えており、前記ノックアウトピンを上昇し、そのノックアウトピンの上面に接するあるいは近接する位置に前記搬送装置によりワークを配置し、そのワークをノックアウトピンと共に下降して、前記ワークを型に載置する、ことを特徴とする。

（９）本発明の搬送システムは、プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、ワークを搬送する搬送装置とを備えており、前記搬送装置により、型内に載置されたワークをノックアウト方向にそのワークが移動できる程度に仮保持し、その仮保持位置をずらすようにして、ノックアウトピンでワークをノックアウトする、ことを特徴とする。

（１０）さらに、前記ノックアウト後に、保持力を加えて本保持を行うのが好ましい。

（１）本発明のノックアウトシステムは、基準となるカム形状に基づいて、そのカム形状に基づくノックアウトピンのモーションをアシストするように、サーボモータを加速、減速、等速、停止するから、サーボモータの容量を大きくすることなく、カム形状に基づくノックアウトピンのモーションを変更して、最適なタイミングのノックアウトピンのモーションを得ることができる。

（２）このようなノックアウトシステムが、前記プレス装置のフレームに昇降自在で、１つ以上のノックアウトピンが立設されたノックアウトバーを備えており、そのノックアウトバーのノックアウトピンと反対側に前記カムのカム面を転動するローラが設けられており、そのローラを前記カムに当接させるべく、ノックアウトバーをカム側に付勢する付勢機構をさらに備えているである場合は、ノックアウトピンの動作の確実性が高い。

（３）そして、前記取得手段が、予め登録されたデータテーブルを参照して、前記プレス装置の駆動機構の周期的な動作に対応した目標角度情報を取得する場合は、複数のデータテーブルを用意することにより、容易に目標とするモーションに変更することができる。

（４）さらに、前記プレス装置の駆動機構の周期的な動作に基づいて目標角度情報を演算する演算手段をさらに備えており、前記取得手段が演算手段から目標角度情報を取得する場合は、一層容易に目標とするモーションに変更することができる。

（５）、（８）本発明の搬送システムは、ノックアウトピンをリフターのように用いて、ワークの落下による不具合を防止して、ワークを型内に載置できるので、搬送が安定する。

（６）、（９）本発明の搬送システムは、ノックアウトピンによりワークが飛び出そうとするのを仮保持により防止するから、搬送が安定する。

（７）、（１０）そして、前記ノックアウト後に、保持力を加えて本保持を行う場合は、仮保持から本保持へスムーズに移行するから、搬送が一層安定する。

図１は本発明のノックアウトシステムの一実施形態を示す機能ブロック図である。 本発明のノックアウトシステムが用いられるプレス装置の一例を示す正面図である。 本発明のハードウェア構成の一実施形態を示す概略図である。 本発明の処理の一実施形態を示すフローチャートである。 データテーブルのデータ構造の一実施形態を示す概略図である。 スライド曲線およびノックアウトピンの目標のモーション曲線を示す線図である。 スライド、ノックアウトピンなどの作動する様子を示す線図である。 本発明の実施例であるプレス装置の要部断面図である。 図８の概略断面図である。 図１０ａはスライド曲線、フィードバーの作動する様子を示す曲線および変更したノックアウトピンのモーション曲線のそれぞれを示すタイミング線図であり、図１０ｂはクランク軸の角度で、フィードバーの作動を割付けた様子を示す概略図である。 図１１ａはスライド曲線、フィードバーの作動する様子を示す曲線および変更したノックアウトピンのモーション曲線のそれぞれを示すタイミング線図であり、図１１ｂはクランク軸の角度で、フィードバーの作動を割付けた様子を示す概略図である。 図１２ａは図１１の搬送システムによりワークが型内に載置される様子を示す概略工程図、図１２ｂは図１０の搬送システムによりワークＷが型から取出される様子を示す概略工程図である。 図１３はフィードバーの作動する様子を示す概略図を示している。

「１．プレス装置の概略説明」
まず、図２を用いて本発明に用いられるプレス装置１の概略を説明する。そのプレス装置１に本発明のノックアウトシステム２０（図１参照）および搬送装置１４が用いられている。図では、スライドが上死点にある状態を示している。図に示すプレス装置１は、いわゆる一体型のストレートサイドフレーム２を備えている。そのフレーム２としては、例えばベッド３と、そのベッド３の左右から立ち上がる側壁４と、それらの側壁４の上端に
設けられる上部５とを一体に形成したリングフレームが挙げられる。そのベッド３の上面には、ボルスタ６が設けられている。なおフレームとしては、Ｃ型フレームなどを用いてもよい。

前記プレス装置１の上部５には、プレス駆動用のモータ７と、そのモータ７によりベルト７ｃを介して駆動されるフライホイール７ａと、そのフライホイールの回転力がクラッチ７ｂを介して伝達されるクランク軸８と、それらにより昇降されるコンロッド９とが設けられている。そのコンロッド９を介してスライド１０は上下動する。そのスライド１０は、前記側壁４に設けられたスライドギブ１１により上下動がガイドされる。そして、前記スライド１０の下面には上型１２が取り付けられ、前記ボルスタ６の上面には下型１３が取り付けられている。その下型１３の上方には加工すべきワークＷを次の工程に搬送するための前記搬送装置１４が設けられている。
なお、前記プレス駆動用のモータにサーボモータを採用し、その回転力をフライホイール７ａ、クラッチ７ｂを介さずにクランク軸８に伝達するようにしてもよい。

さらに本実施形態の搬送装置１４は、図１３に示すように２本のフィードバー１５、１５を備えた従来公知のものである。

「２．ノックアウトシステムの概略」
図１を用いて、本発明の一実施形態であるノックアウトシステムの概略を説明する。
このノックアウトシステム２０は、プレス装置１に設けた下型１３からワークＷを取出すシステムである。このノックアウトシステム２０は、サーボモータ２１と、そのサーボモータの駆動により回転するカム２２と、そのカムの回転により往復直線運動するノックアウトピン２３と、前記カムの現在の角度を含む現在角度情報（カムの現在角度）２４を検知する現在角度検出部２５と、前記カムの目標の角度を含む目標角度情報（カムの目標角度）２６を取得する取得手段２７と、前記現在角度および目標角度に基づいてサーボモータを制御する制御手段２８とを備えている。
前記取得手段２７および制御手段２８は制御部２９を構成する。
なお、前記ノックアウトピン２３により上型１２からワークを取出してもよい。
さらに本実施形態では、スライド１０を昇降させるクランク軸８の回転周期（スライドの昇降の周期）とノックアウトピン２３を昇降させるカム２２の回転周期は同じにされている。そして、ノックアウトピン２３のリフト量はカム２２の回転角度（位相）に基づいている。

前記サーボモータ２１は、前記プレス装置１に設けられたクランク軸の所定周期の動作に同調するように駆動される。前記プレス装置１のクランク軸には、例えばロータリーエンコーダなどのクランク軸８の絶対角度の情報を検出するクランク軸角度検出部３０が設けられており、そのクランク軸角度３１に基づいて前記サーボモータ２１は同調するようにして回転する。このクランク軸角度３１は、角度に換算できる値を含む概念である。
さらに、前記角度が検出されるべき部材は、クランク軸８の他に、プレス駆動用のモータの出力軸などクランク軸８の回転角度を示すものであればよい。
なお、本実施形態ではクランク軸を用いているが、スライドを駆動する機構であればよく、例えばエキセン軸、またはエキセンシーブ構造などの偏心機構、さらにはリンク機構を動作させる偏心機構を有するものであればよい。

「３．ハードウェア構成」
図３に示すように、この実施形態のプレス装置１では、例えばコンピュータを用いている。
そのコンピュータはＣＰＵ４０を備えたものである。そのＣＰＵ４０には、不揮発性メモリ４１、揮発性メモリ４２、光を用いた記憶デバイス（例えば、ＤＶＤ）、あるいは磁
気を用いた記憶デバイスなどのデバイス４３を読み込むドライブ４４および外部とネットワークを介して通信するための通信回路４５がバスライン４６を介して接続されている。さらに、前記不揮発性メモリ４１には、データテーブル４７または本発明のノックアウトシステムを処理するためのプログラム４８、４９、さらにはＯＳ５０（オペレーティングシステム）が記録されている。
そのプログラム４８、４９は、前記ＯＳ５０の機能を利用して、または単独で動作するものである。例えば、前記プログラム４８、４９およびＯＳ５０は、ＤＶＤ４３に記憶されており、ドライブ４４あるいは通信回路４５を介して、不揮発性メモリ４１にインストールされる。
上記実施形態では、図１に示す機能をＣＰＵ４０とプログラム４８またはプログラム４９を用いて実現するようにしているが、その一部または全部（例えば制御部２９）をマイコンなどの論理回路によって実現するようにしてもよい。

「４．フローチャートなど」
次に、図４を用いて、ノックアウトシステム２０で用いられるプログラム４８を含む処理の流れの一例を示すフローチャートを説明する。

（Ｓ１）ＣＰＵ４０は、所定のタイミングでクランク軸角度検出部３０からプレス装置のクランク軸８の回転角度情報（クランク軸角度）３１を取得する。
（Ｓ２ａ）次いで、取得手段２７において、不揮発性メモリ４１または揮発性メモリ４２（図３参照）に記憶されたデータテーブル４７を参照し、前記クランク軸角度３１に対応するカムの目標角度２６を取得する。

＜データテーブル＞
図５にデータテーブル４７のデータ構造の例を示す。そのデータテーブル４７は、プレス装置のクランク軸８のクランク軸角度３１に対応するカム２２の目標角度２６が記載されている。これらの目標角度２６により目標とするノックアウトピンのモーション曲線が得られる。
なお、ノックアウトピンのモーション曲線とは、プレス装置のクランク角度を横軸に、ノックアウトリフト量を縦軸とするグラフで、プレス装置のクランク角度に対応したノックアウトピンのリフト量を表した線図のことである。
このようなデータテーブルは、製品毎に最適なタイミングでワークＷをノックアウトできるようにカム２２を作動させるべく、通常は複数用意されている。

図４に戻って、
（Ｓ３）そして、現在角度検出部２５は前記クランク軸角度３１とほぼ同じタイミングで、カム２２の現在角度２４を検出する。
（Ｓ４）検出された現在角度２４および取得手段２７から得られた前記目標角度２６は、制御手段２８に取得され、それらの情報に基づいてサーボモータ２１をフィードバック制御する。
これで一サイクル分のフローが終了する。

次に、図６に示すスライドとノックアウトピンのタイミング線図を用いて、制御手段２８（図１参照）の制御を詳述する。
まず、図の横軸はプレス装置のクランク軸の回転角度（ｄｅｇ）、縦軸はストローク（ｍｍ）を示している。符号３２はスライド曲線であり、プレス装置のクランク軸の回転角度（ｄｅｇ）に対するスライドのストローク（ｍｍ）を示している。符号３３はノックアウトピンの目標のモーション曲線であり、プレス装置のクランク軸の回転角度（ｄｅｇ）に対するノックアウトピンのリフト量（ｍｍ）を示している。このモーション曲線３３は、カム２２の形状に基づくノックアウトピンのモーション曲線３３ａ（図中の二点鎖線参
照）を特定の製品のために適切なタイミングに変更した目標のモーション曲線である。その二点鎖線で示すカム２２の形状に基づくノックアウトピンのモーション曲線とは、カム２２の回転角度をプレスクランク軸の回転角度に一致させたときのモーション曲線に相当する。

さらに、図中の符号３４はカム２２の形状に基づくノックアウトピンの下降開始角度を示し、符号３５はその上昇完了角度を示している。すなわち、下降開始角度３４から上昇完了角度３５の区間は、カム２２の形状に基づきノックアウトピン２３の上下位置が変化しているカム動作区間であり、上昇完了角度３５から下降開始角度３４の区間は、ノックアウトピン２３の上下位置が変化せず、突出した状態が維持されているカム停留区間である。このタイミング線図では、カム動作区間は１８０°で、すなわち基準角度が１８０°である。

このタイミング線図に示すようなノックアウトピン２３の目標のモーション曲線３３を得るべく、基準となるカム２２の回転を加減速などしてアシストするようにサーボモータ２１を制御する。具体的には、カム２２の形状に基づくモーション曲線に対し、変更の必要な角度範囲を調整区間とする。図では、調整区間は１４０〜２４６°である。その調整区間のクランク軸角度に対応したカム２２の目標角度を求めて、予めデータデーブルに登録しておく。いくつかの調整区間毎に、プレス装置のクランク軸の回転角度に対応するカム２２の目標角度をまとめたデータテーブルを予め用意しておき、選択された調整区間に対応するファイルを読み込む。そして、制御手段２８において、その読み込んだデータテーブル４７の目標角度２６を目指すようにサーボモータ２１を制御する。
すなわち、ノックアウトのモーションを設定された目標のモーションに変更するために、カム２２の回転角度（位相）がクランク軸８の角度（位相）に対応して設定された角度（位相）になるようにサーボモータ２１の駆動を制御する。
本実施形態では、前記調整区間において、カム２２の回転角度がプレスクランク角度に対し遅れている。

なお、本実施形態では、調整区間がカム２２の形状に基づくカム動作区間の範囲内にあるから、カム動作区間内でカム２２の回転速度を加速させ、また減速させているが、調整区間がカム２２の形状に基づくカム動作区間の範囲外にまで広がる場合は、カム２２の形状に基づくカム停留区間でもカム２２の回転を加速または減速させる。

＜自動計算＞
図４に戻って、ノックアウトシステム２０で用いられる他のプログラム４９を含む処理の流れの他の例を示すフローチャートを説明する（二点鎖線参照）。このフローチャートの処理は、前述の処理とほぼ同じであるので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
（Ｓ５）このフローチャートは、前述のフローチャートのデータベース４７の読み込みによるカムの目標角度を取得（Ｓ２ａ）に代えて、クランク軸角度３１に対応する目標角度２６を演算する演算処理（Ｓ５）およびその処理によるカムの目標角度を取得（Ｓ２ｂ）を設けたことを特徴とする。
その演算処理（Ｓ５）では、得られたクランク軸角度３１から必要なピンのリフト量に換算されるカムの目標角度２６を算出する。
例えば、データテーブル４７および自動計算による目標角度２６は、カム形状を基準とする。そのカム形状は金型毎に最適形状が異なる。最適なカム形状（例えば「ノックアウトの目標モーション」）に基づいて、プレスクランク角度に対して、どのようにノックアウトピン２３を昇降させるかが決まる（例えば図７の符号３９参照）。この最適なカム形状は、例えば以下に後述する諸条件（図１０の説明参照）などに基づいて算出される。すなわち、得られた最適なカム形状に基づいてサーボモータ２１の調整可能な範囲（例えば
、サーボモータの能力などに基づく）が決まるから、その調整可能な範囲から、クランク軸角度３１に対して、どのようにサーボモータ２１を動かすかを算出する。
このように、データテーブル４７を用いる方式では、例えば、前もって最適なカム形状（例えば「ノックアウトの目標モーション」）やサーボモータ等の動きを計算しておいたものをリスト化して、読み込む方式である。一方、自動計算方式は、例えば、データテーブル４７に記憶している計算した値をリアルタイムに計算して行う方式である。

前記サーボモータの減速機２１ａ（図８参照）の減速比が整数で割り切れず、端数となる場合、クランク軸の１回転に対し、サーボモータの回転数が整数とならなくなる。このため、サーボモータ２１で減速比の端数を加味して、位相誤差が出ないように、制御的に処理する。例えば、クランク軸の１回転でサーボモータの位相をゼロにリセットする。

次に、図７に示すスライド、ノックアウトピンなどの作動する様子を示す線図を用いて、演算手段２９について説明する。
まず、図の横軸はプレス装置のクランク軸の回転角度（ｄｅｇ）、縦軸はストローク（ｍｍ）およびサーボモータの回転角度（ｄｅｇ）を示している。符号３６で示す曲線は、カム２２を駆動するサーボモータの回転角度を示している。その下方にはスライド曲線３７が示されている。さらに、その下方の符号３８で示す曲線は、サーボモータの回転数を示している。そして、その下方にはモーション曲線３９を示している。このモーション曲線３９は、特定の製品に適切なタイミングのノックアウトピンのモーションを表す目標の曲線である。
この線図によると、このモーション曲線３９では、その動作角度は８１°で、ノックアウトピンの上限の停留は３０°（２５０〜２８０°）である。

この線図に示すようなノックアウトピン２３の目標のモーション曲線３９を得るべく、基準となるカム２２の回転をアシストするようにサーボモータ２１を制御する。具体的には、演算手段２９において、クランク軸角度３１を所定のタイミングで取得し、そのクランク軸角度３１に基づいて目標角度２６を算出している。そして、その目標角度２６を制御手段２８に渡して、目標とするモーション曲線３９を得るべくサーボモータの回転を制御している。

「５．実施例」
次に図８および図９を用いて、ノックアウトシステム２０を用いるプレス装置の実施例を説明する。図に示すノックアウトシステム２０は、プレス装置１の下方の要部を示す部分断面図である。
この実施例では、前記サーボモータ２１はプレス装置１のフレームに設けられており、その出力軸は減速機２１ａに接続され、回転駆動力をカム２２に伝達している。そのカム２２は、スライドのストローク方向に直交する軸に回転自在にプレス装置１のフレームに枢支されている。
そして、前記プレス装置１の下方のフレームに昇降自在で、１つ以上のノックアウトピン２３が設けられたノックアウトバー１７を備えている。そのノックアウトバー１７のノックアウトピンと反対側には、前記カム２２のカム面を転動するローラ１８が設けられている。そして、そのローラ１８を前記カム面に当接させるべく、ノックアウトバー１７の両端をカム２２側に付勢する左右の付勢機構１９、１９をさらに備えている。

前記ノックアウトバー１７は、プレス装置の前後の中央部の下端付近を左右に渡すように、かつ、その付近に昇降自在に設けられている。そして、その上面に前記ノックアウトピン２３が立設されている。さらに、ノックアウトバー１７には、プレス装置を超えて外向きに延びる延長部１７ａ、１７ａが設けられている。
そのノックアウトバー１７は、中央付近の下面側がえぐられたような湾曲状の空間を有
しており、その空間に前記ローラ１８が配置され、そのローラ１８を中心として左右に前記延長部１７ａ、１７ａが設けられている。さらに、前記延長部１７ａの後述する付勢機構１９との連結位置はローラ１８の回動の中心とほぼ同じ高さ位置にされている。また、ノックアウトバー１７は、ローラ１８を中心として左右の前記付勢機構１９、１９からの付勢力が左右方向にバランスして作用しており、さらにプレス装置１のフレームに昇降自在にガイドされている。このため、ノックアウトバー１７はスムーズに昇降する。
なお、図８では、ノックアウトピン２３は、下死点にあり、ボルスタ６の内部に収容され、その先端面がボルスタ６の上面よりわずかに下方にある。

前記ローラ１８は、ノックアウトバー１７の左右方向の中央付近で、かつ、その下面に前後に延びる軸心周りに回動自在に設けられている。そして、前記カム２２のカム面を転動することにより、摺接摩擦を軽減している。なお、ノックアウトバー１７とカム２２のカム面を摺接させてもよい。

前記付勢機構１９は、バネ、エアシリンダ、油圧シリンダなどが用いられる。通常はエアシリンダが用いられる。その付勢機構１９の上端はプレス装置１のフレームに固定され、他端は下方のノックアウトバー１７の延長部１７ａ、１７の上面を下方に付勢する。

このノックアウトバー１７を用いると、複数のノックアウトピン２３を同時に、かつ、正確に昇降させることができる。この基準となるカム形状に基づいて、その回転をアシストするように、サーボモータ２１を加減速などするから、カム２２を交換または軸への取付け角度を変更することなく、カム形状に基づくモーション曲線を変更して、最適なタイミングのノックアウトピンの目標のモーションを得ることができる。
また、前記ノックアウトバー１７を分割して、各ノックアウトバー１７を別個のサーボモータで昇降させるようにしてもよい。

「６．搬送システム」
次に図１０を用いて本発明の搬送システム５１（図１２ａ参照）を示す。
まず、図１０ａの横軸はクランク軸の角度（ｄｅｇ）、縦軸はスライド１０、フィードバー１５、１５およびノックアウトピン２３のそれぞれのストローク（ｍｍ）を示している。図の角度０°において、上方の符号５２で示す曲線は、スライド曲線であり、スライドのストロークを示している。その下の符号５３は、フィードバー１５のアドバンス・リターン（前進・後退）のストロークを示す曲線であり、その付近の符号５４はクランプ・アンクランプ（保持・解放）のストロークを示す曲線であり、その下の符号５５はリフト・ダウン（上昇・下降）のストロークを示す曲線である。その近辺の符号５６は、目標のモーション曲線であり、ノックアウトピン２３のノックアウト（リフト）・ダウンのストロークを示している。

さらに、図１０ｂは、図１０ａのフィードバー１５の作動をクランク軸の角度で割付けたものである。例えば、アンクランプ作動についてみると、クランク軸の角度が５５°で作動を開始し、そこから８５°作動して、１４０°で終了する。

そして、この実施例のプレス装置では、以下の諸条件で運転されている。
＜条件＞
１.プレス装置は３０ＳＰＭで、ノックアウトピンの動作速度は１００ＳＰＭである。
２.プレスストロークは２００ｍｍで、ノックアウトピンのストロークは２９ｍｍである
３.カムの形状に基づく下降開始基準角度は２８０°で、上昇完了基準角度は２５０°で
ある。ここで下降開始基準角度、上昇完了基準角度とは、カム２２の回転角度をクランク軸角度と同じにしたときの、ノックアウトピンのモーション曲線におけるカムの下降開始、上昇完了のタイミングをそれぞれプレスクランク角度で表したものである。
４.ノックアウトピンの目標とするモーション曲線におけるカムの下降開始、上昇完了の
タイミングは、それぞれプレスクランク角度で２６０°、６５°である。即ち、下降開始角度を６５°に、上昇完了角度を２６０°に設定する。
５.フィードバーのアドバンス量は６０ｍｍで、クランプ量は５０ｍｍで、リフト量は２
０ｍｍである。

ここから、図１０ａおよび図１２ａを用いて説明する。図１０ａの横軸に示すクランク軸の角度３３０°〜３０°において、前記ワークＷをクランプしたフィードバー１５をアドバンスして前記ワークＷを下型１３の上方に搬送する（図１２ａのＡ１参照）。次いでクランク軸の角度３０°〜６０°においてフィードバーを下降する。このときリフトしているノックアウトピンの上面が、フィードバーにクランプされた状態で下降してくる前記ワークＷの下面に接触または近接するように配置する。
フィードバーが下降を完了する直前のクランク角度５５°において、フィードバー１５はアンクランプを開始する。フィードバーのアンクランプに伴い、前記ワークＷはノックアウトピン２３の上面に載置される（図１２ａのＡ２参照）。
次いで、クランク軸の角度６５°において、ノックアウトピン２３は下降を開始する。
そして、ノックアウトピン２３の上面が下型１３の上面より下降すると、ワークＷは下型内に載置される（図１２ａのＡ３参照）。

＜他の搬送システム＞
次に図１１を用いて本発明の搬送システムの他の実施形態を説明する。この搬送システム５７（図１２ｂ参照）について示す図１１のタイミング線図の符号や条件の内容については、前記搬送システム５１で説明したのとほぼ同じであるので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。また、この搬送システム５７に適用される条件のうち、前記搬送システム５１と相違する条件を以下に示す。

＜条件＞
・ノックアウトピンの動作速度は８０ＳＰＭである。
・カムの上昇完了角度は２９０°で、下降開始角度は３２０°である。

この搬送システム５７においては、図１１の横軸に示すクランク軸の角度２６０°の手前において、ワークＷが掴まれる（図１２ｂのＢ１参照）。これは仮保持である。この仮保持はノックアウト方向にワークＷが移動できる程度の力で行われる。その後、その仮保持の位置をずらすようにして、ノックアウトピン２３がワークＷをノックアウトし、フィードバー１５、１５がさらにクランプ作動して、ワークＷを本保持する（図１２ｂのＢ２参照）。その後にフィードバーは上昇し、ノックアウトピン２３が下降する（図１２ｂのＢ３参照）。
本実施形態では、フィードバー１５、１５のクランプ動作中（図１３の符号ａ参照）にノックアウトピン２３をリフト動作する。そして、そのクランプ動作の初期において、仮保持機構１５ａをワークＷに接触させて、ワークＷを仮保持できる状態にしている。このため、クランプ動作が進むと、前記ワークＷを挟持する力は次第に大きくなり、最終的な本保持に至る。
前記仮保持とは、少なくともノックアウトピン２３によりワークＷが飛び出そうとするのを防止し、かつ、ワークＷのノックアウト方向への移動を許すような保持の状態を含む概念である。
前記本保持とは、ワークＷを保持して次の金型などに搬送するフィードバー１５、１５のクランプした状態を含む概念である。このクランプ状態は、ワークＷをリフトした際にワークＷが落下しないで搬送できる程度のワークＷを挟持する力が発揮されている状態であり、前記仮保持と同じ力あるいはほぼ同じ力であってもよい。

前記フィードバー１５、１５には、それぞれ仮保持機構１５ａ、１５ａが設けられている。例えば、その仮保持機構１５ａは、フィードバー１５に設けられてワークＷを掴む爪部１５ｂと、その爪部１５ｂをワークＷ側（図１３の符号ａのクランプ方向）に付勢する付勢部材１５ｃとを備えている。前記爪部１５ｂは、例えばワークＷを迎え入れるように形成された切り欠き孔（図示せず）を有する板状の部材である。前記付勢部材１５ｃは、例えばコイルスプリング、空気圧によるダンパのように押圧に対して反発力を発揮するような機構を有するものである。

「５−２．変形例」
図５に示すデータテーブル４７において、目標角度２６の代わりにノックアウトピン２３のリフト量を記載し、そのリフト量およびクランク軸角度３１から目標角度２６を算出するプログラムに基づいて目標角度２６を取得手段２７に取得させるようにしてもよい。
図８に示すノックアウトシステム２０において、ノックアウトバー１７を用いないで、ローラ１８とノックアウトピン２３とが直接摺接するようにしてもよい。さらに、ノックアウトバー１７およびロータ１８を用いないで、カム２２とノックアウトピン２３とが直接摺接するようにしてもよい。また、ローラ１８を設けずに、カム２２とノックアウトバー１７とが直接摺接するようにしてもよい。その場合、例えばノックアウトバー１７にカム２２と摺接する滑らかな面を設けるのがよい。
前記仮保持において、挟持力を発揮させず、あるいは、ほとんど発揮させないで、仮保持機構１５ａをワークＷをノックアウトの方向へガイドする機構として用いてもよい。
また、前記仮保持部材１５ａの全体を弾性のあるゴムなどの部材で形成してもよい。そのような仮保持機構１５ａは、クランプ作動途中のフィードバー１５、１５がワークＷを所定の力で挟持すると、ワークＷの外径に沿って弾性変形し、その変形に基づく弾性による復元力によりワークＷを保持する。
さらに、前記仮保持機構１５ａとして、付勢部材や弾性部材で利用される反発力の他に、例えば空気による吸引力、電磁石による磁力を利用し、ワークＷの飛び出しを防止するようにしてもよい。それらの吸引力、磁力は入り・切りできるようにして、仮保持において一時的なものにするのが好ましい。例えば、前記吸引力および電磁力を用いることにより、ワークＷにクランプ動作に基づく挟持力を加えずに、あるいは、ほとんど加えずに、前記吸引力および電磁石でワークＷの飛び出しを防止するようにしてもよい。
なお、前記ワークＷのノックアウト方向の移動を確実にすべく、前記ノックアウトピン２３のリフト中は仮保持による挟持力が一定の力となるように、ノックアウトピン２３のリフト中のフィードバー１５、１５のクランプ動作を待機させておいてもよい。

１ プレス装置
２ ストレートサイドフレーム
３ ベッド
４ 側壁
５ 上部
６ ボルスタ
７ モータ
７ａ フライホイール
７ｂ クラッチ
７ｃ ベルト
８ クランク軸
９ コンロッド
１０ スライド
１１ スライドギブ
１２ 上型
１３ 下型
１４ 搬送装置
１５ フィードバー
１５ａ 仮保持機構
１５ｂ 爪部
１５ｃ 付勢部材
１６ 制御部
１７ ノックアウトバー
１８ ローラ
１９ 付勢機構
２０ ノックアウトシステム
２１ サーボモータ
２１ａ 減速機
２２ カム
２３ ノックアウトピン
２４ 現在角度
２５ 現在角度検出部
２６ 目標角度
２７ 取得手段
２８ 制御手段
２９ 演算手段
３０ クランク軸角度検出部
３１ クランク軸角度
３２ スライド曲線
３３ 目標のモーション曲線
３３ａ カム形状に基づくモーション曲線
３４ 下降開始角度
３５ 上昇完了角度
３６ サーボモータの回転角度を示す曲線
３７ スライド曲線
３８ サーボモータの回転数を示す曲線
３９ モーション曲線
４０ ＣＰＵ
４１ 不揮発性メモリ
４２ 揮発性メモリ
４３ デバイス
４４ ドライブ
４５ 通信回路
４６ バスライン
４７ データテーブル
４８ プログラム
４９ プログラム
５０ ＯＳ
５１ 搬送システム
５２ スライド曲線
５３ フィードバーアドバンス・リターンのストローク
５４ フィードバークランプ・アンクランプ（保持・解除）のストローク
５５ フィードバーリフト・ダウン（上昇・下降）のストローク
５６ ノックアウトピンのノックアウト・ダウンの目標ストローク
５７ 搬送システム

Claims (10)

1. プレス装置に設けた型からワークを取出すノックアウトシステムであって、
   前記プレス装置に設けられたスライドを駆動する機構と同周期で駆動するサーボモータと、
   そのサーボモータの駆動により回転するカムと、
   そのカムの回転により往復直線運動するノックアウトピンと、
   前記カムの現在の角度を含む現在角度情報を検知する現在角度検出部と、
   前記カムの目標の角度を含む目標角度情報を取得する取得手段と、
   前記現在角度情報および目標角度情報に基づいてサーボモータを制御する制御手段とを備えており、
   その制御手段によって、前記カムの形状に基づくノックアウトピンのモーションが前記目標角度情報から形成される目標のモーションに変更される、ノックアウトシステム。
2. 前記プレス装置のフレームに昇降自在で、１つ以上のノックアウトピンが立設されたノックアウトバーを備えており、
   そのノックアウトバーのノックアウトピンと反対側に前記カムのカム面を転動するローラが設けられており、
   そのローラを前記カムに当接させるべく、ノックアウトバーをカム側に付勢する付勢機構をさらに備えている、請求項１記載のノックアウトシステム。
3. 前記取得手段が、予め登録されたデータテーブルを参照して、前記プレス装置の駆動機構の周期的な動作に対応した目標角度情報を取得する、請求項１または２記載のノックアウトシステム。
4. 前記プレス装置の駆動機構の周期的な動作に基づいて目標角度情報を演算する演算手段をさらに備えており、
   前記取得手段が演算手段から目標角度情報を取得する、請求項１または２記載のノックアウトシステム。
5. プレス装置のスライドを駆動する機構と同周期で駆動するサーボモータと、
   そのサーボモータの駆動により回転するカムと、
   そのカムの回転により往復直線運動すると共に、プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、
   ワークを搬送する搬送装置とを備えており、
   前記ノックアウトピンが上昇し、
   そのノックアウトピンの上面に接するあるいは近接する位置に前記搬送装置によりワークを配置し、
   そのワークをノックアウトピンと共に下降して、前記ワークを型に載置する、搬送システム。
6. プレス装置のスライドを駆動する機構と同周期で駆動するサーボモータと、
   そのサーボモータの駆動により回転するカムと、
   そのカムの回転により往復直線運動すると共に、プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、
   ワークを搬送する搬送装置とを備えており、
   その搬送装置により、型内に載置されたワークをノックアウト方向にそのワークが移動できる程度に仮保持し、
   その仮保持位置をずらすようにして、ノックアウトピンでワークをノックアウトする、搬送システム。
7. 前記ノックアウト後に、保持力を加え本保持とする、請求項６記載の搬送システム。
8. プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、ワークを搬送する搬送装置とを備えており、
   前記ノックアウトピンを上昇し、
   そのノックアウトピンの上面に接するあるいは近接する位置に前記搬送装置によりワークを配置し、
   そのワークをノックアウトピンと共に下降して、前記ワークを型に載置する、搬送システム。
9. プレス装置の型に設けられるノックアウトピンと、
   ワークを搬送する搬送装置とを備えており、
   前記搬送装置により、型内に載置されたワークをノックアウト方向にそのワークが移動できる程度に仮保持し、
   その仮保持位置をずらすようにして、ノックアウトピンでワークをノックアウトする、搬送システム。
10. 前記ノックアウト後に、保持力を加えて本保持を行う、請求項９記載の搬送システム。

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