JP3704600B2 - ノッチングプレスの駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、円板の外周に多数のノッチを一定間隔をおいて連続して加工するために用いられるノッチングプレスの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来装置としては、プレス軸および割出し軸が歯車等によって機械的に連結されているメカ方式のものが知られている。
【０００３】
また、別の従来装置としては、プレス軸の角度をエンコーダによって検出し、１つのワークに対してノッチを１つ加工する毎に、エンコーダの検出信号を、割出し軸を駆動するためのサーボモータのスタート信号として用いているＮＣ方式のものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記メカ式のものでは、プレス軸および割出し軸が完全に同期して動作するため、加工精度は良いが、製品種類が変わったり、加工すべきノッチ数が変わると、それにつれ歯車等を交換する必要があり、段取りに時間が掛かるという問題点がある。また、歯車等が磨耗すると、加工精度が低下する。そのため、定期的メンテナンスが不可欠であった。
【０００５】
また、ＮＣ方式のものでは、エンコーダの検出信号を用いているため、スタート信号の電気的遅れおよびスタート信号を受取ってからのサーボモータの動作遅れがある。プレス軸の速度が高速になったり、ノッチ数が少なくて割出し軸の移動量が多くなると、これにサーボモータが追従できなくなることがあった。
【０００６】
この発明の目的は、従来のＮＣ方式のもののように、スタート信号を用いることなく、割出し軸の動作時間を長くとれ、しかも、従来のメカ式のもののように、プレス軸および割出し軸を完全に同期して動作させることができ、より高速のプレス運転を可能とするノッチングプレスの駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明によるノッチングプレスの駆動装置は、プレス軸 16 を駆動するためのプレス軸サーボモータ 21 およびアンプ 36 と、割出し軸 22 を駆動するための割出し軸サーボモータ 26 およびアンプ 37 と、プレス軸 16 および割出し軸 22 が同期するように作動位置を演算する演算ユニット 33 と、演算ユニット 33 にて演算されたデータが転送され、転送されたデータを電気信号に変換してプレス軸サーボアンプ 36 および割出し軸サーボアンプ 37 に出力するデータ出力ユニット 35 とを備えており、１つのワークＷに加工すべきノッチ数ｎが演算ユニット 33 に入力され、演算ユニット 33 において、入力されたノッチ数ｎに基づいて、割出し軸 22 の１回転当りに必要なプレススライドストローク数が決定されるとともに、あらかじめ設定されたサイン曲線に基づいて各スライドストロークのモーションが決定され、決定された各スライドストロークのモーションをプレススライドストローク数だけ順次つなぎ合わせることにより、プレス軸角度に対するプレス軸動作パターンが求められ、一方、あらかじめ設定されたカム曲線をプレススライドストローク数だけ順次つなぎ合わせることにより、プレス軸角度に対する割出し軸動作パターンが求められ、さらに、演算ユニット 33 には、割出し軸１回転中のプレス速度、加速時間ｔ１、減速時間ｔ３が入力され、演算ユニット 33 において、割出し軸１回転に要する時間から加速時間ｔ１および減速時間ｔ３を除いた定速時間ｔ２が求められ、これらの加速時間ｔ１、定速時間ｔ２および減速時間ｔ３によって割出し軸１回転中のプレス軸速度パターンが設定され、設定されたプレス軸速度パターンに対し、プレス角度および速度と、割出し軸の位置とから、割出し軸の速度および加速度が同カム曲線によって割出し速度パターンを演算するようになされているものである。
【０００８】
この発明によるノッチングプレスの駆動装置では、演算手段の演算結果に基づいて、制御手段が、プレスモータおよび割出しモータを制御するから、従来のＮＣ方式のもののように、スタート信号が不要である。しかも、従来のメカ式のもののように、プレス軸および割出し軸は同期作動させられる。したがって、割出し軸の動作時間を長くとることができ、プレスの高速運転に対応することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１０】
図１に、ノッチングプレスが示されている。プレスフレーム11の正面高さの中程にはスライド12およびボルスタ13が上下相対するように設けられている。スライド12にはトグルリンク機構14が連結されている。トグルリンク機構14には連結ロッド15の一端が連結されている。連結ロッド15の他端は、プレス軸16に設けられた偏心軸17に連結されている。プレス軸16は、フライホイール18およびタイミングベルト19を介してプレスモータ21によって駆動されるようになっている。
【００１１】
ボルスタ13と並んで垂直割出し軸22が設けられている。割出し軸22の上端にはワークホルダ23が設けられている。割出し軸22の下端にはグランドギヤ24が固定されている。グランドギヤ24と噛み合わされたピニオン25が割出しモータ26の出力軸に固定されていてる。
【００１２】
ワークホルダ23にはワークＷが取付けられている。ワークＷは、図２に例示されているように、円板状のものである。ワークＷの外周には多数のノッチＮが一定間隔で連続して形成されている。スライド12の１ストロークの動作によって１つのノッチＮが加工される。Ａが打抜き開始位置（割出し軸原点）のノッチを示すものとすると、Ｂがワーク回転方向下流側で隣り合う最終打ち抜き位置のノッチということになる。１つのワークＷに加工すべきノッチ数をｎとすると、隣り合うノッチ間の間隔Ｐは、３６０／ｎ〔ｄｅｇ〕となり、これがスライド１ストローク当りの割出し軸の回転角度となる。
【００１３】
図３に、ノッチングプレスの駆動装置の構成が示されている。
【００１４】
タッチパネル31にて、ワーク打抜き回数等のワーク加工に必要なデータが入力される。タッチパネル31で入力されたデータは、入力Ｉ／Ｆ32を介して演算ユニット33に転送され、プレス軸16と割出し軸22が同期するように作動位置を演算する。運転信号34が入力されると、演算ユニット33にて演算されたデータは位置・速度データ出力ユニット35に転送される。データ出力ユニット35は、転送されたデータを電気信号に変換し、プレス軸サーボアンプ36および割出し軸サーボアンプ37に出力する。各サーボアンプ36，37は、プレス軸サーボモータ21および割出し軸サーボモータ26を、データ出力ユニット35から出力された位置・速度データにて作動させる。両サーボモータ21，26のフィードバック信号は各サーボアンプ36，37を介してデータ出力ユニット35に入力される。データ出力ユニット35は、各軸16，22のサーボモータ位置・速度フィードバックを演算し、同期作動のズレおよびサーボモータ21，26の異常の有無の確認を行う。データ出力ユニット35は、各サーボモータ21，26がワーク打抜き回数分の作動完了を確認すると、作動完了信号を演算ユニットに対して出力する。演算ユニット33は、出力Ｉ／Ｆ38を介して作動完了信号39を出力する。
【００１５】
つぎに、演算ユニット33による演算内容を詳しく説明する。
【００１６】
まず、図４に示すプレス軸16に対するプレス軸動作パターンおよび割出し軸動作パターンが求められる。
【００１７】
演算ユニット33には打抜きノッチ数ｎが入力され、これにより、割出し軸22の１回転当りに必要なプレススライドストローク数が決定され、そのスライドストロークのモーションがつぎの式により、表される。
【００１８】
ｙ＝Ａ（ｓｉｎ（θ＋９０）＋１）／２
ここに、Ａ：プレススライド最大ストローク長さ
ｙ：プレス実スライドストローク長さ
θ：プレス軸角度である。
【００１９】
つぎに、割出し軸動作が求められるが、これには、図５に示すカム曲線が用いられる。ここで演算にあたり、つぎの条件を考慮する。条件は、自在に設定され、変更可能である。プレス角度θが１４０〜２２０度の間は、プレススライドが打抜き動作を行うため、割出し軸22は動作をしてはいけない。割出し軸22の１ノッチの動作量は、３６０／ｎ度とする。図５の曲線は、５次、変形ｓｉｎ等のカムデータ式によるもので、カム基準軸を２０４８分割し、そのときどきのデータを得たものである。図５において、０〜１４０度および２２０〜３６０度の間において、割出し軸移動量がそれぞれ上昇しているが、１４０〜２２０度の間においては、割出し軸移動量は零である。このカム曲線を順次つなぎ合せることにより、図４に示す割出し軸動作パターンが求められる。
【００２０】
さらに、演算ユニット33は、図６に示すプレス軸速度パターンおよび割出し軸速度パターンを演算する。これには、プレス速度、加速時間ｔ1 および減速時間ｔ3 がタッチパネル31を通じて演算ユニット33に入力される。これらのデータは、自在に設定可能である。割出し軸１回転に要するプレス時間のうち、加速時間ｔ1 および減速時間ｔ3 を除いた定速時間ｔ2 は、移動量（ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 に対応する３つの直線と時間軸で囲まれた領域）から求められる。移動量は、３６０×ノッチ数ｎ（ｄｅｇ）となる。
【００２１】
上記の通り設定されたプレス軸速度パターンに対し、プレス角度および速度と、割出し軸の位置とから、割出し軸の速度および加速度が上記カム曲線式によって演算され、演算結果が図６に割出し速度パターンとして示されている。
【００２２】
図６において、プレス軸16の加速時間ｔ1 区間において、割出し軸22の速度が漸次増加し、減速時間ｔ3 区間において、割出し軸22の速度が漸次減少していく様子が良く読み取れるであろう。
【００２３】
演算ユニット33は、割出し軸22の１回転中を通じて。一定間隔おきにまとめて演算し、これをデータとしてメモリに記憶させ、逐次データを読み出しながら、プレス軸16および割出し軸22を動作させるようにしてもよく、割出し軸16の１回転中を通じて、ある間隔毎にその都度瞬時に演算をして両軸16，22を作動させるようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、ノッチングプレスのプレス軸および割出し軸をそれぞれのサイクルの全区域にわたって同期させることができ、プレスの高速運転を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるノッチングプレスの概略構成図である。
【図２】 同プレスによって加工されるワークの説明図である。
【図３】 同プレスの駆動装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】 同駆動装置の演算ユニットによって演算されたプレス軸および割出し軸の動作パターンを示すグラフである。
【図５】 同演算ユニットの演算に用いられるカム曲線を示すグラフである。
【図６】 同演算ユニットによって演算されたプレス軸および割出し軸の速度パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
16 プレス軸
21 プレスモータ
22 割出し軸
26 割出しモータ
33 演算ユニット
35 データ出力ユニット
Ｗ ワーク
Ｎ ノッチ

Claims (1)

1. プレス軸 16 を駆動するためのプレス軸サーボモータ 21 およびアンプ 36 と、割出し軸 22 を駆動するための割出し軸サーボモータ 26 およびアンプ 37 と、プレス軸 16 および割出し軸 22 が同期するように作動位置を演算する演算ユニット 33 と、演算ユニット 33 にて演算されたデータが転送され、転送されたデータを電気信号に変換してプレス軸サーボアンプ 36 および割出し軸サーボアンプ 37 に出力するデータ出力ユニット 35 とを備えており、１つのワークＷに加工すべきノッチ数ｎが演算ユニット 33 に入力され、演算ユニット 33 において、入力されたノッチ数ｎに基づいて、割出し軸 22 の１回転当りに必要なプレススライドストローク数が決定されるとともに、あらかじめ設定されたサイン曲線に基づいて各スライドストロークのモーションが決定され、決定された各スライドストロークのモーションをプレススライドストローク数だけ順次つなぎ合わせることにより、プレス軸角度に対するプレス軸動作パターンが求められ、一方、あらかじめ設定されたカム曲線をプレススライドストローク数だけ順次つなぎ合わせることにより、プレス軸角度に対する割出し軸動作パターンが求められ、さらに、演算ユニット 33 には、割出し軸１回転中のプレス速度、加速時間ｔ１、減速時間ｔ３が入力され、演算ユニット 33 において、割出し軸１回転に要する時間から加速時間ｔ１および減速時間ｔ３を除いた定速時間ｔ２が求められ、これらの加速時間ｔ１、定速時間ｔ２および減速時間ｔ３によって割出し軸１回転中のプレス軸速度パターンが設定され、設定されたプレス軸速度パターンに対し、プレス角度および速度と、割出し軸の位置とから、割出し軸の速度および加速度が同カム曲線によって割出し速度パターンを演算するようになされているノッチングプレスの駆動装置。

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