JP3821550B2 - サーボプレスの金型保護装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドが電動サーボモータにより直線的に駆動されてプレス加工が行なわれるサーボプレスの金型保護装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーボプレスは、プレス機械の上部に電動サーボモータによって上下駆動されるスライドを有し、前記電動サーボモータをサーボアンプにより速度制御している。そして、前記スライドの下面に取着された上型と、サーボプレスの下部に設けられたボルスタの上面に取着された下型との間でプレス加工を行なうように構成されている。
従来、サーボプレスにおいて、板材等のワークをプレス成形又は切断する加工を行うとき、搬入装置により一つの金型にワークが２個以上搬入されること（以後、ダブルブランクと呼ぶ）があり、このように２個以上のワークをプレス成形又は切断加工を行うと、金型に過荷重がかかり金型を破損する場合がある。したがって、金型破損を防止するために、従来は、金型に搬入されるワークの厚みを測定する厚み測定装置が設けられていた。そして、この測定されたワークの厚みが所定の許容幅内に入ってないときは、ダブルブランクと判定してプレス機械を非常停止させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のような厚み測定装置においては、ダブルブランクを測定するための所定の厚み許容幅データをワークの種別毎に設定する必要があり、この設定作業が作業者にとって大変に面倒で煩わしいものとなっている。また、設定ミス等が発生し易く、設定ミスに気付かずに実プレス作業を行うこともしばしばあり、このためにダブルブランクがあっても検出できずに金型破損を招くことがある。
【０００４】
また、従来の機械式プレス等においては、ダブルブランクを検出してプレス機械を非常停止させても、スライドの惰走距離やブレーキ開始時間の遅れ等の影響によって、ダブルブランクの状態でワークを打ってしまう場合があり、このために金型を破損するという問題も生じている。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、ダブルブランク検出のためのデータ設定が容易であり、かつ、ダブルブランクを確実に検出して金型破損を防止できるサーボプレスの金型保護装置及びその方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上下動自在に配設されたスライド１３と、スライド１３と対向する位置に配設されたボルスタ１２と、スライド１３及びボルスタ１２の互いに対向する面に取着された金型と、スライド１３を上下動させる電動サーボモータ１９と、入力した速度指令に基づいてこの電動サーボモータ１９を制御してスライド１３を上昇あるいは加圧下降等に切り換えるサーボモータ指令出力手段２９とを備え、前記金型にワークが複数個搬入されたことを検出し、加工を中止して金型を保護するサーボプレスの金型保護装置において、ボルスタ１２からのスライド１３の位置を検出するスライド位置検出手段１６と、スライド１３にかかる荷重を表す信号を検出する荷重検出手段１９ａと、この検出された荷重信号に基づいて、スライド１３にかかる荷重を算出する荷重演算手段２１と、予め実プレス作業前に、前記金型に設置した１個のワークを、スライド１３を下降させて加圧し、荷重演算手段２１から入力した前記荷重値が急激に立ち上がるときのスライド位置をスライド位置検出手段１６から入力し、この入力したスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として記憶する基準板厚ティーチング手段２２と、この記憶された基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークのダブルブランクを判定するための板厚許容範囲を設定し、記憶する許容値設定手段２３と、実プレス作業の加圧下降時に、荷重演算手段２１から入力した実負荷の荷重値が急激に立ち上がるときのスライド位置をスライド位置検出手段１６から入力し、この入力したスライド位置が前記板厚許容範囲以外にあるときにダブルブランク発生信号を出力するダブルブランク判定手段２４と、このダブルブランク発生信号を入力したとき、スライド１３を加圧加工時と反対方向に駆動するための電動サーボモータ１９の速度指令をサーボモータ指令出力手段２９に出力するサーボモータ指令演算手段２７とを備えた構成としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、加圧加工時に、スライドにかかる荷重を検出するとともに、この荷重が急激に立ち上がるスライド位置を検出する。このスライド位置はスライドが金型に搬入されたワークの上面と当接するときのスライド位置を表しており、ワークの厚さを示しているので、このスライド位置によってワークが正常な個数だけ搬入されたか否かを判定できる。すなわち、予め実ワークでのプレス作業の前に、１個の実ワークで試打ちしたときの前記荷重値が急激に立ち上がるスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 とし、この基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークの板厚のばらつきを考慮して板厚許容範囲を設定し、記憶する。そして、実プレス作業時に、前記検出したスライド位置がこの板厚許容範囲以内に入っているかを判定し、板厚許容範囲以外にあるときはダブルブランクとみなしてスライドを加圧加工時と反対方向に移動させる。また、ダブルブランク発生時には、加圧と反対方向にスライドが移動するように電動サーボモータを制御するので、電動サーボモータの最大制動トルクがスライドにかかって惰走距離が短くなると共に、スライドは応答性良く直ちに逆方向へ駆動される。これによって、ダブルブランクを確実に検出できるとともに、ダブルブランク発生時に金型に過荷重をかけて金型を破損することを防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ダブルブランク判定手段２４が出力した前記ダブルブランク発生信号を受け、前記ワークを前記金型に搬入する搬入装置に搬入停止指令を出力する搬入指令出力手段４８を付設した請求項１記載のサーボプレスの金型保護装置の構成としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、ダブルブランク発生を検出したとき、搬入装置の搬入動作を停止させるので、搬入装置との連動運転時に搬入装置に対して起動又は停止の制御が確実にでき、よって連動運転が容易に可能である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載のサーボプレスの金型保護装置において、
前記荷重検出手段１９ａは、前記電動サーボモータ１９の駆動電流値を検出する電流検出センサからなり、
前記荷重演算手段２１は、この検出された駆動電流値から加圧加工に要するトルクとして求められる実作業トルクに基づいて、スライド１３にかかる荷重値を算出する構成としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、スライドを駆動している電動サーボモータの駆動電流値を電流検出センサにより検出しており、この駆動電流値より算出されるモータ出力トルクから加減速トルクや定速トルクを差し引いて実作業トルクとしてスライドの荷重を求めることができる。よって、軽微な荷重も電流検出センサにより精度よく求めることができるので、ワークが薄くともダブルブランクを確実に検出できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、上下動自在に配設され、かつ、電動サーボモータ１９により駆動されるスライド１３、及び、スライド１３と対向する位置に配設されたボルスタ１２の互いに対向する面にそれぞれ金型を取着し、電動サーボモータ１９を制御してスライド１３を上昇あるいは加圧下降等に切り換えてワークを加工し、前記金型にワークが複数個搬入されたことを検出し、加工を中止して金型を保護するサーボプレスの金型保護方法において、予め実プレス作業前に、前記金型に設置した１個のワークを、スライド１３を加圧下降させながら加工し、スライド１３にかかる荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として検出し、この検出した基準板厚位置Ｈ1 に基づいて板厚許容範囲を設定して記憶した後、実プレス作業での加圧下降時に、スライド１３にかかる荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置と前記記憶された板厚許容範囲とを比較し、このスライド位置が板厚許容範囲以外のときにはダブルブランク発生と判定してスライド１３を加圧加工時と反対方向に電動サーボモータ(19)により移動させる方法としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によると、加圧加工時に、スライドにかかる荷重を検出するとともに、この荷重が急激に立ち上がるスライド位置を検出する。このスライド位置はスライドが金型に搬入されたワークの上面と当接するときのスライド位置を表しており、ワークの厚さを示しているので、このスライド位置によってワークが正常な個数だけ搬入されたか否かを判定可能である。すなわち、予め実ワークでのプレス作業の前に、１個の実ワークで試打ちしたときの前記荷重値が急激に立ち上がるスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 とし、この基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークの板厚のばらつきを考慮して板厚許容範囲を設定し、記憶する。そして、実プレス作業時に、前記検出したスライド位置がこの板厚許容範囲以内に入っているかを判定し、板厚許容範囲以外にあるときはダブルブランクとみなしてスライドを加圧加工時と反対方向に移動させる。また、ダブルブランク発生時には、加圧と反対方向にスライドが移動するように電動サーボモータを制御するので、電動サーボモータの最大制動トルクがスライドにかかって惰走距離が短くなると共に、スライドは応答性良く直ちに逆方向へ駆動される。これによって、ダブルブランクを確実に検出できるとともに、ダブルブランク発生時に金型に過荷重をかけて金型を破損することを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わるサーボプレスの金型保護装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係わるサーボプレスの側面断面図を示している。同図において、サーボプレス１には側面視して略Ｃ字形状のフレーム１０が設けられており、フレーム１０の下部にはベッド１１が取付けられている。このベッド１１の上部にはボルスタ１２が略水平に配設されており、ボルスタ１２の上面には下型（図示せず）が取着されている。
前記フレーム１０の前記Ｃ字形状の開口部近傍には、この開口部と類似な形状をした補助フレーム１４が装着されている。この補助フレーム１４は、上下方向に変位自在となるように、その下側がピン１５によりフレーム１０の側面に取付けられている。
【００１５】
また、フレーム１０の上部には、このサーボプレス１の動力源である電動サーボモータ１９、及び動力変換装置１７が装着されている。この動力変換装置１７は、ボールスクリューなどにより電動サーボモータ１９の回転力を往復運動に変換している。電動サーボモータ１９には、例えばパルスジェネレータなどのような、回転速度を検出する速度検出手段１９ｂが設けられている。この電動サーボモータ１９と前記動力変換装置１７とは、例えばベルトのような回転伝達部材１８によって回転自在に連結されている。
なお、この回転伝達部材１８はチェーンや歯車でもよいし、また回転伝達部材１８を使用せずに電動サーボモータ１９と動力変換装置１７とのそれぞれの軸を直接結合してもよい。また、電動サーボモータ１９は交流モータ、直流モータのいずれでもよい。動力変換装置１７についても、ウォームギヤとウォームホイール、あるいはピニオンギヤとラックとにより回転運動を往復運動に変換してもよく、ここではその手段について限定するものではない。
【００１６】
前記動力変換装置１７の下端には、ボルスタ１２に対向する位置で上下動自在なスライド１３が装着されており、スライド１３には上型（図示せず）が取付けられている。
前記スライド１３の後部側と前記補助フレーム１４の上端側の間には、リニアセンサなどから構成されるスライド位置検出手段１６が設けられている。このスライド位置検出手段１６は、軸方向がスライド１３の上下動方向と平行になるようにスライド１３の後部に取付けられたセンサロッド１６ａと、このセンサロッド１６ａが挿入され、かつ、補助フレーム１４に取付けられた検出ヘッド１６ｂとから構成されている。スライド１３の上下動に伴って、このセンサロッド１６ａが、固定されている検出ヘッド１６ｂに対して上下動することによって、検出ヘッド１６ｂの内部に組込まれたセンサにより、スライド１３の位置がボルスタ１２の上面からの高さとして検出される。
【００１７】
図２はスライドのモーションカーブの一例を示しており、後述するモーション設定手段及びサーボ制御装置によってモーションカーブを規定する各データが予め設定され、記憶される。同図のモーションカーブにおいて、まず、スライド１３は上限位置Ｕ（図示で点Ａ）から加工開始位置Ｂまで所定の高速下降速度で下降し、次に、下限位置Ｌ（図示で点Ｃ）まで所定の低速下降速度で前記金型（上型と下型）に設置された被ワークを加圧しながら下降する。そして、下限位置Ｌで所定時間（図示で点Ｄまで、時間０も含む）位置及び加圧力を保持した後、下限位置Ｌから所定の位置（図示で点Ｅ）まで所定の低速上昇速度で上昇し、さらに上限位置Ｕ（図示で点Ｆ）まで所定の高速上昇速度で上昇して停止し、所定時間（時間０も含む）だけ停止して一サイクルを終了する。実プレス作業時には、このサイクルが繰り返し行われる。
【００１８】
図３は、本発明に係わる金型保護装置のハード構成ブロック図を示している。
荷重検出手段１９ａは、スライド１３の荷重を表す信号を検出しており、本実施形態では、例えばシャント抵抗等により電動サーボモータ１９の駆動電流値を検出する電流検出センサからなっている。また、スライド位置検出手段１６は前述のようにスライド１３の高さ方向の位置を検出している。そして、これらの検出手段の検出信号はサーボ制御装置２０に入力されている。
【００１９】
さらに、サーボ制御装置２０には、モーション設定手段９及び操作モード選択スイッチ３６が付設されている。モーション設定手段９は、スライド１３の所定のモーションカーブを設定でき、例えば、加圧力を設定したり、金型を上昇又は下降するための前記高速上昇速度、高速下降速度、低速上昇速度、又は、低速下降速度等の移動速度を設定したり、あるいは、モーションカーブ上の目標位置（例えば、加圧開始位置Ｂ、下限位置Ｌ、上限位置Ｕ等）を設定できる各設定スイッチにより構成されている。そして、これらの設定値は、各モーションカーブに対応したモーションデータとしてサーボ制御装置２０内の所定のメモリエリアに記憶される。また、操作モード選択スイッチ３６はプレス操作モードを選択でき、少なくとも、ダブルブランクを検出するためのスライド位置を教示して記憶できる教示モードを選択可能となっている。そして、選択されたモード信号は、サーボ制御装置２０に入力される。
【００２０】
サーボ制御装置２０は、例えばマイクロコンピュータを主体にした一般的なコンピュータ制御装置で構成されている。サーボ制御装置２０は、前記各検出手段の検出信号、及び各スイッチからの信号を入力して後述する所定の演算及び判定処理を行い、この処理結果に基づいてサーボモータ指令出力手段２９への速度指令及び搬入信号出力回路３８への制御指令を出力する。これによって、サーボ制御装置２０は、スライド１３が所定のモーションカーブに沿って作動するように制御すると共に、ダブルブランクと判定されたときは、金型を保護する方向（本実施形態では、上昇方向）にスライド１３を駆動する。
サーボモータ指令出力手段２９は、この速度指令と、速度検出手段１９ｂからの速度フィードバック信号とを入力し、この速度指令と速度フィードバック信号との速度偏差が小さくなるように、電動サーボモータ１９の駆動電流値を制御する。また、搬入信号出力回路３８は、サーボ制御装置２０からの上記制御指令に基づいて、ワークを金型に搬入する搬入装置（図示せず）へ指令信号を出力する。
【００２１】
次に、図４に示した機能構成ブロック図に基づいて、本発明に係わるサーボプレスの金型保護装置の機能構成を説明する。
荷重検出手段１９ａは、前述のごとくスライド１３にかかる荷重を表す信号として、電動サーボモータ１９の駆動電流値を出力している。
荷重演算手段２１は、荷重検出手段１９ａから出力された駆動電流値に基づいて、電動サーボモータ１９の出力トルクを演算し、この演算した出力トルクに基づいてスライド１３の荷重を求める。このように、電動サーボモータ１９の駆動電流値に基づいて荷重を求めるには、例えば、以下のような方法で行なう。
【００２２】
予め、加速又は減速トルクを算出するための負荷イナーシャ定数、定速維持するトルクを算出するための速度抵抗トルク比例定数、摩擦トルク定数、及び駆動電流と出力トルクとの関係を表すトルク定数等の各定数データを記憶しておく。そして、加速時又は減速時には、必要な加速度値又は減速度値と上記各定数データに基づいて必要な駆動電流値を求め、電流検出センサで検出した駆動電流値から前記求めた必要な駆動電流値を差引いて、加減速時の実作業トルクを算出する。定速時も同様にして、このとき維持すべき速度値と上記各定数データに基づいて必要な駆動電流値を求め、検出した駆動電流値から前記求めた必要な駆動電流値を差引いて、定速時の実作業トルクを算出する。そして、このようにして求められた電動サーボモータ１９の実作業トルクと、スライド１３の荷重との関係を予め求めて荷重演算手段２１に記憶しておく。この荷重演算手段２１は、打抜き時に検出された駆動電流値に基づいて実作業トルクを求め、この実作業トルクに基づいて荷重を演算する。
このように荷重検出手段１９ａとして電流検出センサを使用することにより、荷重を精度よく求めることができる。
【００２３】
なお、上記のスライド１３にかかる荷重の検出は、上記駆動電流値による方法に限定されずに、例えばプレス本体のフレーム１０の歪みを歪みゲージセンサによって検出し、この歪みの大きさに基づいて荷重値を算出することも可能である。
【００２４】
また、基準板厚ティーチング手段２２は、操作モードが教示モードのとき、実際にワークを加圧加工しながら、前記スライド位置検出手段１６からの位置データ、及び荷重演算手段２１が算出した荷重値を入力し、スライド１３に荷重がかかり始めた時のスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として記憶する。そして、許容値設定手段２３は、この基準板厚位置Ｈ1 に対して当該ワークの板厚のばらつき等を考慮して、所定の許容幅を設けた板厚許容範囲を設定し、記憶する。
【００２５】
ここで、この基準板厚位置Ｈ1 を図５及び図６に基づいて詳細に説明する。図５は、前記設定されたモーションカーブの下限位置Ｌ近傍でのスライド位置の時間的な変化を表している。このとき、金型５１の上面がスライド位置Ｈ0 に対応しているとする。いま、スライド１３が低速下降して来たとき、金型５１の上面にワーク５２が１枚のみ挿入されている（正常時）と仮定すると、１枚目のワーク５２ａの上面とスライド位置Ｈ1 で時間ｔ1 のとき当接し、また金型５１の上面にワーク５２が２枚挿入されている（異常時）と仮定すると、２枚目のワーク５２ｂの上面とスライド位置Ｈ2 で時間ｔ2 のとき当接する。図６はスライド１３とワーク５２との当接時の荷重変化を示しており、正常なワーク枚数の場合は時間ｔ1 のとき、すなわち、スライド位置Ｈ1 で荷重が急激に立ち上がり、また異常なワーク枚数の場合は時間ｔ2 のとき、すなわち、スライド位置Ｈ2 で荷重が急激に立ち上がる。このことから、荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置に基づいてダブルブランクを検出することが可能となる。よって、基準板厚ティーチング手段２２は、ダブルブランクでない正常な板厚のワーク５２ａの上面にスライド１３が当接したときのスライド位置Ｈ1 を基準板厚位置Ｈ1 として記憶しており、この基準板厚位置Ｈ1 がダブルブランク判定の基準となっている。
【００２６】
なお、上記の基準板厚位置Ｈ1 はｎ回（ｎは２以上の自然数とする）の実ワークでの試行を行い、ｎ個の当接位置データの平均値によって設定するようにしてもよい。また、このときの当接位置の最大値及び最小値から、あるいは、偏差値から上記板厚許容範囲の許容幅を設定してもよい。
【００２７】
ダブルブランク判定手段２４は、操作モードが例えば連続行程モードのように実負荷での成形や切断のプレス加工を行う生産モードのとき、加工中に荷重演算手段２１によって演算された前記荷重値を監視し、この荷重値が急激に増加したときのスライド位置を取り込む。そして、このスライド位置と、許容値設定手段２３により記憶された前記板厚許容範囲とを比較し、前記スライド位置が板厚許容範囲より高くなったときはダブルブランク異常と判定し、ダブルブランク発生信号を出力する。
【００２８】
また、サーボモータ指令演算手段２７は、ダブルブランク判定手段２４からのダブルブランク発生信号を入力したときは、スライド１３がどこの位置にあっても、スライド１３を所定距離だけ所定上昇速度で上昇させるための速度指令をサーボモータ指令出力手段２９に出力する。さらに、サーボモータ指令出力手段２９は、上記速度指令を受けて電動サーボモータ１９に駆動電流値を出力し、スライド１３を所定速度で上昇させる。
また、搬入指令出力手段４８は、ダブルブランク判定手段２４からのダブルブランク発生信号を入力したときは、搬入信号出力回路３８を介して搬入装置（図示せず）に搬入停止指令を出力する。
【００２９】
次に、図７に示す制御フローチャート例に基づいて、本発明に係わるサーボプレスの金型保護装置の制御方法の一例を説明する。なお、各処理のステップ番号はＳを付して表している。
Ｓ１で、作業者は操作モード選択スイッチ３６を切り換えて教示モードを選択する。このとき、サーボ制御装置２０は（基準板厚ティーチング手段２２）教示モード信号を入力する。次に、Ｓ２で、作業者は金型に１個のワークを設置し、実負荷でのプレス加工を開始する。このとき、サーボ制御装置２０は（基準板厚ティーチング手段２２）スライド位置検出手段１６からの位置信号を入力し、スライド位置の上限位置Ｕから下降方向への変化によって加工開始したかを判断し、加工開始するまでＳ２で待つ。加工開始したときは、Ｓ３で（基準板厚ティーチング手段２２）、荷重値が急激に増加するスライド位置Ｈ1 を検出する。この後、Ｓ４で（許容値設定手段２３）、前記検出されたスライド位置Ｈ1 に対して板厚許容範囲を設定して記憶する。以上で、実ワークでのプレス加工による板厚許容範囲の教示が終了し、Ｓ５へ処理を移行する。
【００３０】
つぎに、Ｓ５で、作業者は操作モード選択スイッチ３６を切り換えて生産モード（例えば、連続モードや安全一行程モード等の生産するためのモード）を選択する。このとき、サーボ制御装置２０は（ダブルブランク判定手段２４）対応するモード信号を入力する。次に、Ｓ６で、作業者は実負荷でのプレス加工生産を開始し、サーボ制御装置２０は（ダブルブランク判定手段２４）スライド位置信号を入力して加工開始したかを判断し、加工開始するまでＳ６で待つ。加工開始したときは、Ｓ７で（ダブルブランク判定手段２４）荷重値が急激に増加するスライド位置を検出する。この後、Ｓ８で（ダブルブランク判定手段２４）、検出した上記スライド位置が、前記記憶している板厚許容範囲以内か否かを判定し、板厚許容範囲以内のときはＳ９に移行する。
【００３１】
そして、Ｓ９で（ダブルブランク判定手段２４）加工継続か否かを判定し、加工継続のときは、Ｓ６に戻って次のワークに対して以上のダブルブランク防止処理を行い、加工継続でないときは本フローチャート処理を終了する。ここで、加工継続の判定は、例えば、操作モード選択スイッチ３６が切り換えられたか、あるいは、スライド１３がモーションカーブで設定された所定時間、例えば上限位置での停止時間以上移動停止となったか等によって行うことができる。
【００３２】
また、前記Ｓ８で、検出した前記スライド位置が前記板厚許容範囲以内でないときは、Ｓ１０でダブルブランク発生信号を出力する。これによって、（サーボモータ指令演算手段２７）サーボモータ指令出力手段２９のスライド上昇方向への速度指令値を演算して出力し、スライド１３が上昇して金型を保護する。これと共に、（搬入指令出力手段４８）搬入装置へ搬入停止指令を出力する。この後、本制御フローを終了する。
【００３３】
上記のように、実際のワークでプレス加工し、スライド１３が１枚のみのワークの上面に当接するスライド位置Ｈ1 を基準板厚位置Ｈ1 として教示し、この基準板厚位置Ｈ1 及び当該ワークの板厚のばらつきに基づいて板厚許容範囲を設定している。これによって、作業者の設定ミスが無くなり確実にダブルブランクを検出でき、また、設定作業が容易となる。さらに、ダブルブランク発生時には、加圧と反対方向にスライド１３が移動するように電動サーボモータ１９を制御するので、電動サーボモータ１９の最大制動トルクがスライド１３にかかって惰走距離が短くなると共に、スライド１３は応答性良く直ちに逆方向へ駆動される。これによって、ダブルブランクを確実に検出できるとともに、ダブルブランク発生時に金型に過荷重をかけて金型を破損することを防止できる。また、ダブルブランク発生時に搬入装置の搬入動作を停止させるので、搬入装置との連動運転時の起動及び停止が確実に制御できる。
【００３４】
なお、電流検出センサにより荷重値を演算する場合には、電動サーボモータ１９の駆動電流値を検出し、この駆動電流値より算出されるモータ出力トルクから加減速トルクや定速トルクを差し引いて実作業トルクとしてスライド１３の荷重を求めることができる。よって、軽微な荷重も電流検出センサにより精度よく求めることができるので、ワークが薄く小さな荷重を受ける場合にもダブルブランクを確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるサーボプレスの要部側面図を示す。
【図２】本発明に係わるモーションカーブの説明図を示す。
【図３】本発明に係わる金型保護装置のハードブロック図を示す。
【図４】本発明に係わる金型保護装置の機能構成ブロック図を示す。
【図５】本発明に係わるダブルブランク検出方法の説明のためのスライド位置の時間的な変化図を示す。
【図６】本発明に係わるダブルブランク検出方法の説明のための荷重値の時間的な変化図を示す。
【図７】本発明に係わる金型保護装置のフローチャート例を示す。
【符号の説明】
１ サーボプレス
９ モーション設定手段
１０ フレーム
１１ ベッド
１２ ボルスタ
１３ スライド
１４ 補助フレーム
１５ ピン
１６ スライド位置検出手段
１６ａ センサロッド
１６ｂ 検出ヘッド
１７ 動力変換装置
１８ 回転伝達部材
１９ 電動サーボモータ
１９ａ 荷重検出手段
１９ｂ 速度検出手段
２０ サーボ制御装置
２１ 荷重演算手段
２２ 基準板厚ティーチング手段
２３ 許容値設定手段
２４ ダブルブランク判定手段
２７ サーボモータ指令演算手段
２９ サーボモータ指令出力手段
３６ 操作モード選択スイッチ
３８ 搬入信号出力回路
４８ 搬入指令出力手段
５１ 金型
５２，５２ａ，５２ｂ ワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドが電動サーボモータにより直線的に駆動されてプレス加工が行なわれるサーボプレスの金型保護装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーボプレスは、プレス機械の上部に電動サーボモータによって上下駆動されるスライドを有し、前記電動サーボモータをサーボアンプにより速度制御している。そして、前記スライドの下面に取着された上型と、サーボプレスの下部に設けられたボルスタの上面に取着された下型との間でプレス加工を行なうように構成されている。
従来、サーボプレスにおいて、板材等のワークをプレス成形又は切断する加工を行うとき、搬入装置により一つの金型にワークが２個以上搬入されること（以後、ダブルブランクと呼ぶ）があり、このように２個以上のワークをプレス成形又は切断加工を行うと、金型に過荷重がかかり金型を破損する場合がある。したがって、金型破損を防止するために、従来は、金型に搬入されるワークの厚みを測定する厚み測定装置が設けられていた。そして、この測定されたワークの厚みが所定の許容幅内に入ってないときは、ダブルブランクと判定してプレス機械を非常停止させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のような厚み測定装置においては、ダブルブランクを測定するための所定の厚み許容幅データをワークの種別毎に設定する必要があり、この設定作業が作業者にとって大変に面倒で煩わしいものとなっている。また、設定ミス等が発生し易く、設定ミスに気付かずに実プレス作業を行うこともしばしばあり、このためにダブルブランクがあっても検出できずに金型破損を招くことがある。
【０００４】
また、従来の機械式プレス等においては、ダブルブランクを検出してプレス機械を非常停止させても、スライドの惰走距離やブレーキ開始時間の遅れ等の影響によって、ダブルブランクの状態でワークを打ってしまう場合があり、このために金型を破損するという問題も生じている。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、ダブルブランク検出のためのデータ設定が容易であり、かつ、ダブルブランクを確実に検出して金型破損を防止できるサーボプレスの金型保護装置及びその方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上下動自在に配設されたスライド１３と、スライド１３と対向する位置に配設されたボルスタ１２と、スライド１３及びボルスタ１２の互いに対向する面に取着された金型と、スライド１３を上下動させる電動サーボモータ１９と、入力した速度指令に基づいてこの電動サーボモータ１９を制御してスライド１３を上昇あるいは加圧下降等に切り換えるサーボモータ指令出力手段２９とを備え、前記金型にワークが複数個搬入されたことを検出し、加工を中止して金型を保護するサーボプレスの金型保護装置において、ボルスタ１２からのスライド１３の位置を検出するスライド位置検出手段１６と、スライド１３にかかる荷重を表す信号を検出する荷重検出手段１９ａと、この検出された荷重信号に基づいて、スライド１３にかかる荷重を算出する荷重演算手段２１と、予め実プレス作業前に、前記金型に設置した１個のワークを、スライド１３を下降させて加圧し、荷重演算手段２１から入力した前記荷重値が急激に立ち上がるときのスライド位置をスライド位置検出手段１６から入力し、この入力したスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として記憶する基準板厚ティーチング手段２２と、この記憶された基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークのダブルブランクを判定するための板厚許容範囲を設定し、記憶する許容値設定手段２３と、実プレス作業の加圧下降時に、荷重演算手段２１から入力した実負荷の荷重値が急激に立ち上がるときのスライド位置をスライド位置検出手段１６から入力し、この入力したスライド位置が前記板厚許容範囲以外にあるときにダブルブランク発生信号を出力するダブルブランク判定手段２４と、このダブルブランク発生信号を入力したとき、スライド１３を加圧加工時と反対方向に駆動するための電動サーボモータ１９の速度指令をサーボモータ指令出力手段２９に出力するサーボモータ指令演算手段２７とを備えた構成としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、加圧加工時に、スライドにかかる荷重を検出するとともに、この荷重が急激に立ち上がるスライド位置を検出する。このスライド位置はスライドが金型に搬入されたワークの上面と当接するときのスライド位置を表しており、ワークの厚さを示しているので、このスライド位置によってワークが正常な個数だけ搬入されたか否かを判定できる。すなわち、予め実ワークでのプレス作業の前に、１個の実ワークで試打ちしたときの前記荷重値が急激に立ち上がるスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 とし、この基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークの板厚のばらつきを考慮して板厚許容範囲を設定し、記憶する。そして、実プレス作業時に、前記検出したスライド位置がこの板厚許容範囲以内に入っているかを判定し、板厚許容範囲以外にあるときはダブルブランクとみなしてスライドを加圧加工時と反対方向に移動させる。また、ダブルブランク発生時には、加圧と反対方向にスライドが移動するように電動サーボモータを制御するので、電動サーボモータの最大制動トルクがスライドにかかって惰走距離が短くなると共に、スライドは応答性良く直ちに逆方向へ駆動される。これによって、ダブルブランクを確実に検出できるとともに、ダブルブランク発生時に金型に過荷重をかけて金型を破損することを防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ダブルブランク判定手段２４が出力した前記ダブルブランク発生信号を受け、前記ワークを前記金型に搬入する搬入装置に搬入停止指令を出力する搬入指令出力手段４８を付設した請求項１記載のサーボプレスの金型保護装置の構成としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、ダブルブランク発生を検出したとき、搬入装置の搬入動作を停止させるので、搬入装置との連動運転時に搬入装置に対して起動又は停止の制御が確実にでき、よって連動運転が容易に可能である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載のサーボプレスの金型保護装置において、
前記荷重検出手段１９ａは、前記電動サーボモータ１９の駆動電流値を検出する電流検出センサからなり、
前記荷重演算手段２１は、この検出された駆動電流値から加圧加工に要するトルクとして求められる実作業トルクに基づいて、スライド１３にかかる荷重値を算出する構成としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、スライドを駆動している電動サーボモータの駆動電流値を電流検出センサにより検出しており、この駆動電流値より算出されるモータ出力トルクから加減速トルクや定速トルクを差し引いて実作業トルクとしてスライドの荷重を求めることができる。よって、軽微な荷重も電流検出センサにより精度よく求めることができるので、ワークが薄くともダブルブランクを確実に検出できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、上下動自在に配設され、かつ、電動サーボモータ１９により駆動されるスライド１３、及び、スライド１３と対向する位置に配設されたボルスタ１２の互いに対向する面にそれぞれ金型を取着し、電動サーボモータ１９を制御してスライド１３を上昇あるいは加圧下降等に切り換えてワークを加工し、前記金型にワークが複数個搬入されたことを検出し、加工を中止して金型を保護するサーボプレスの金型保護方法において、予め実プレス作業前に、前記金型に設置した１個のワークを、スライド１３を加圧下降させながら加工し、スライド１３にかかる荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として検出し、この検出した基準板厚位置Ｈ1 に基づいて板厚許容範囲を設定して記憶した後、実プレス作業での加圧下降時に、スライド１３にかかる荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置と前記記憶された板厚許容範囲とを比較し、このスライド位置が板厚許容範囲以外のときにはダブルブランク発生と判定してスライド１３を加圧加工時と反対方向に電動サーボモータ(19)により移動させる方法としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によると、加圧加工時に、スライドにかかる荷重を検出するとともに、この荷重が急激に立ち上がるスライド位置を検出する。このスライド位置はスライドが金型に搬入されたワークの上面と当接するときのスライド位置を表しており、ワークの厚さを示しているので、このスライド位置によってワークが正常な個数だけ搬入されたか否かを判定可能である。すなわち、予め実ワークでのプレス作業の前に、１個の実ワークで試打ちしたときの前記荷重値が急激に立ち上がるスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 とし、この基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークの板厚のばらつきを考慮して板厚許容範囲を設定し、記憶する。そして、実プレス作業時に、前記検出したスライド位置がこの板厚許容範囲以内に入っているかを判定し、板厚許容範囲以外にあるときはダブルブランクとみなしてスライドを加圧加工時と反対方向に移動させる。また、ダブルブランク発生時には、加圧と反対方向にスライドが移動するように電動サーボモータを制御するので、電動サーボモータの最大制動トルクがスライドにかかって惰走距離が短くなると共に、スライドは応答性良く直ちに逆方向へ駆動される。これによって、ダブルブランクを確実に検出できるとともに、ダブルブランク発生時に金型に過荷重をかけて金型を破損することを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わるサーボプレスの金型保護装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係わるサーボプレスの側面断面図を示している。同図において、サーボプレス１には側面視して略Ｃ字形状のフレーム１０が設けられており、フレーム１０の下部にはベッド１１が取付けられている。このベッド１１の上部にはボルスタ１２が略水平に配設されており、ボルスタ１２の上面には下型（図示せず）が取着されている。
前記フレーム１０の前記Ｃ字形状の開口部近傍には、この開口部と類似な形状をした補助フレーム１４が装着されている。この補助フレーム１４は、上下方向に変位自在となるように、その下側がピン１５によりフレーム１０の側面に取付けられている。
【００１５】
また、フレーム１０の上部には、このサーボプレス１の動力源である電動サーボモータ１９、及び動力変換装置１７が装着されている。この動力変換装置１７は、ボールスクリューなどにより電動サーボモータ１９の回転力を往復運動に変換している。電動サーボモータ１９には、例えばパルスジェネレータなどのような、回転速度を検出する速度検出手段１９ｂが設けられている。この電動サーボモータ１９と前記動力変換装置１７とは、例えばベルトのような回転伝達部材１８によって回転自在に連結されている。
なお、この回転伝達部材１８はチェーンや歯車でもよいし、また回転伝達部材１８を使用せずに電動サーボモータ１９と動力変換装置１７とのそれぞれの軸を直接結合してもよい。また、電動サーボモータ１９は交流モータ、直流モータのいずれでもよい。動力変換装置１７についても、ウォームギヤとウォームホイール、あるいはピニオンギヤとラックとにより回転運動を往復運動に変換してもよく、ここではその手段について限定するものではない。
【００１６】
前記動力変換装置１７の下端には、ボルスタ１２に対向する位置で上下動自在なスライド１３が装着されており、スライド１３には上型（図示せず）が取付けられている。
前記スライド１３の後部側と前記補助フレーム１４の上端側の間には、リニアセンサなどから構成されるスライド位置検出手段１６が設けられている。このスライド位置検出手段１６は、軸方向がスライド１３の上下動方向と平行になるようにスライド１３の後部に取付けられたセンサロッド１６ａと、このセンサロッド１６ａが挿入され、かつ、補助フレーム１４に取付けられた検出ヘッド１６ｂとから構成されている。スライド１３の上下動に伴って、このセンサロッド１６ａが、固定されている検出ヘッド１６ｂに対して上下動することによって、検出ヘッド１６ｂの内部に組込まれたセンサにより、スライド１３の位置がボルスタ１２の上面からの高さとして検出される。
【００１７】
図２はスライドのモーションカーブの一例を示しており、後述するモーション設定手段及びサーボ制御装置によってモーションカーブを規定する各データが予め設定され、記憶される。同図のモーションカーブにおいて、まず、スライド１３は上限位置Ｕ（図示で点Ａ）から加工開始位置Ｂまで所定の高速下降速度で下降し、次に、下限位置Ｌ（図示で点Ｃ）まで所定の低速下降速度で前記金型（上型と下型）に設置された被ワークを加圧しながら下降する。そして、下限位置Ｌで所定時間（図示で点Ｄまで、時間０も含む）位置及び加圧力を保持した後、下限位置Ｌから所定の位置（図示で点Ｅ）まで所定の低速上昇速度で上昇し、さらに上限位置Ｕ（図示で点Ｆ）まで所定の高速上昇速度で上昇して停止し、所定時間（時間０も含む）だけ停止して一サイクルを終了する。実プレス作業時には、このサイクルが繰り返し行われる。
【００１８】
図３は、本発明に係わる金型保護装置のハード構成ブロック図を示している。
荷重検出手段１９ａは、スライド１３の荷重を表す信号を検出しており、本実施形態では、例えばシャント抵抗等により電動サーボモータ１９の駆動電流値を検出する電流検出センサからなっている。また、スライド位置検出手段１６は前述のようにスライド１３の高さ方向の位置を検出している。そして、これらの検出手段の検出信号はサーボ制御装置２０に入力されている。
【００１９】
さらに、サーボ制御装置２０には、モーション設定手段９及び操作モード選択スイッチ３６が付設されている。モーション設定手段９は、スライド１３の所定のモーションカーブを設定でき、例えば、加圧力を設定したり、金型を上昇又は下降するための前記高速上昇速度、高速下降速度、低速上昇速度、又は、低速下降速度等の移動速度を設定したり、あるいは、モーションカーブ上の目標位置（例えば、加圧開始位置Ｂ、下限位置Ｌ、上限位置Ｕ等）を設定できる各設定スイッチにより構成されている。そして、これらの設定値は、各モーションカーブに対応したモーションデータとしてサーボ制御装置２０内の所定のメモリエリアに記憶される。また、操作モード選択スイッチ３６はプレス操作モードを選択でき、少なくとも、ダブルブランクを検出するためのスライド位置を教示して記憶できる教示モードを選択可能となっている。そして、選択されたモード信号は、サーボ制御装置２０に入力される。
【００２０】
サーボ制御装置２０は、例えばマイクロコンピュータを主体にした一般的なコンピュータ制御装置で構成されている。サーボ制御装置２０は、前記各検出手段の検出信号、及び各スイッチからの信号を入力して後述する所定の演算及び判定処理を行い、この処理結果に基づいてサーボモータ指令出力手段２９への速度指令及び搬入信号出力回路３８への制御指令を出力する。これによって、サーボ制御装置２０は、スライド１３が所定のモーションカーブに沿って作動するように制御すると共に、ダブルブランクと判定されたときは、金型を保護する方向（本実施形態では、上昇方向）にスライド１３を駆動する。
サーボモータ指令出力手段２９は、この速度指令と、速度検出手段１９ｂからの速度フィードバック信号とを入力し、この速度指令と速度フィードバック信号との速度偏差が小さくなるように、電動サーボモータ１９の駆動電流値を制御する。また、搬入信号出力回路３８は、サーボ制御装置２０からの上記制御指令に基づいて、ワークを金型に搬入する搬入装置（図示せず）へ指令信号を出力する。
【００２１】
次に、図４に示した機能構成ブロック図に基づいて、本発明に係わるサーボプレスの金型保護装置の機能構成を説明する。
荷重検出手段１９ａは、前述のごとくスライド１３にかかる荷重を表す信号として、電動サーボモータ１９の駆動電流値を出力している。
荷重演算手段２１は、荷重検出手段１９ａから出力された駆動電流値に基づいて、電動サーボモータ１９の出力トルクを演算し、この演算した出力トルクに基づいてスライド１３の荷重を求める。このように、電動サーボモータ１９の駆動電流値に基づいて荷重を求めるには、例えば、以下のような方法で行なう。
【００２２】
予め、加速又は減速トルクを算出するための負荷イナーシャ定数、定速維持するトルクを算出するための速度抵抗トルク比例定数、摩擦トルク定数、及び駆動電流と出力トルクとの関係を表すトルク定数等の各定数データを記憶しておく。そして、加速時又は減速時には、必要な加速度値又は減速度値と上記各定数データに基づいて必要な駆動電流値を求め、電流検出センサで検出した駆動電流値から前記求めた必要な駆動電流値を差引いて、加減速時の実作業トルクを算出する。定速時も同様にして、このとき維持すべき速度値と上記各定数データに基づいて必要な駆動電流値を求め、検出した駆動電流値から前記求めた必要な駆動電流値を差引いて、定速時の実作業トルクを算出する。そして、このようにして求められた電動サーボモータ１９の実作業トルクと、スライド１３の荷重との関係を予め求めて荷重演算手段２１に記憶しておく。この荷重演算手段２１は、打抜き時に検出された駆動電流値に基づいて実作業トルクを求め、この実作業トルクに基づいて荷重を演算する。
このように荷重検出手段１９ａとして電流検出センサを使用することにより、荷重を精度よく求めることができる。
【００２３】
なお、上記のスライド１３にかかる荷重の検出は、上記駆動電流値による方法に限定されずに、例えばプレス本体のフレーム１０の歪みを歪みゲージセンサによって検出し、この歪みの大きさに基づいて荷重値を算出することも可能である。
【００２４】
また、基準板厚ティーチング手段２２は、操作モードが教示モードのとき、実際にワークを加圧加工しながら、前記スライド位置検出手段１６からの位置データ、及び荷重演算手段２１が算出した荷重値を入力し、スライド１３に荷重がかかり始めた時のスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として記憶する。そして、許容値設定手段２３は、この基準板厚位置Ｈ1 に対して当該ワークの板厚のばらつき等を考慮して、所定の許容幅を設けた板厚許容範囲を設定し、記憶する。
【００２５】
ここで、この基準板厚位置Ｈ1 を図５及び図６に基づいて詳細に説明する。図５は、前記設定されたモーションカーブの下限位置Ｌ近傍でのスライド位置の時間的な変化を表している。このとき、金型５１の上面がスライド位置Ｈ0 に対応しているとする。いま、スライド１３が低速下降して来たとき、金型５１の上面にワーク５２が１枚のみ挿入されている（正常時）と仮定すると、１枚目のワーク５２ａの上面とスライド位置Ｈ1 で時間ｔ1 のとき当接し、また金型５１の上面にワーク５２が２枚挿入されている（異常時）と仮定すると、２枚目のワーク５２ｂの上面とスライド位置Ｈ2 で時間ｔ2 のとき当接する。図６はスライド１３とワーク５２との当接時の荷重変化を示しており、正常なワーク枚数の場合は時間ｔ1 のとき、すなわち、スライド位置Ｈ1 で荷重が急激に立ち上がり、また異常なワーク枚数の場合は時間ｔ2 のとき、すなわち、スライド位置Ｈ2 で荷重が急激に立ち上がる。このことから、荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置に基づいてダブルブランクを検出することが可能となる。よって、基準板厚ティーチング手段２２は、ダブルブランクでない正常な板厚のワーク５２ａの上面にスライド１３が当接したときのスライド位置Ｈ1 を基準板厚位置Ｈ1 として記憶しており、この基準板厚位置Ｈ1 がダブルブランク判定の基準となっている。
【００２６】
なお、上記の基準板厚位置Ｈ1 はｎ回（ｎは２以上の自然数とする）の実ワークでの試行を行い、ｎ個の当接位置データの平均値によって設定するようにしてもよい。また、このときの当接位置の最大値及び最小値から、あるいは、偏差値から上記板厚許容範囲の許容幅を設定してもよい。
【００２７】
ダブルブランク判定手段２４は、操作モードが例えば連続行程モードのように実負荷での成形や切断のプレス加工を行う生産モードのとき、加工中に荷重演算手段２１によって演算された前記荷重値を監視し、この荷重値が急激に増加したときのスライド位置を取り込む。そして、このスライド位置と、許容値設定手段２３により記憶された前記板厚許容範囲とを比較し、前記スライド位置が板厚許容範囲より高くなったときはダブルブランク異常と判定し、ダブルブランク発生信号を出力する。
【００２８】
また、サーボモータ指令演算手段２７は、ダブルブランク判定手段２４からのダブルブランク発生信号を入力したときは、スライド１３がどこの位置にあっても、スライド１３を所定距離だけ所定上昇速度で上昇させるための速度指令をサーボモータ指令出力手段２９に出力する。さらに、サーボモータ指令出力手段２９は、上記速度指令を受けて電動サーボモータ１９に駆動電流値を出力し、スライド１３を所定速度で上昇させる。
また、搬入指令出力手段４８は、ダブルブランク判定手段２４からのダブルブランク発生信号を入力したときは、搬入信号出力回路３８を介して搬入装置（図示せず）に搬入停止指令を出力する。
【００２９】
次に、図７に示す制御フローチャート例に基づいて、本発明に係わるサーボプレスの金型保護装置の制御方法の一例を説明する。なお、各処理のステップ番号はＳを付して表している。
Ｓ１で、作業者は操作モード選択スイッチ３６を切り換えて教示モードを選択する。このとき、サーボ制御装置２０は（基準板厚ティーチング手段２２）教示モード信号を入力する。次に、Ｓ２で、作業者は金型に１個のワークを設置し、実負荷でのプレス加工を開始する。このとき、サーボ制御装置２０は（基準板厚ティーチング手段２２）スライド位置検出手段１６からの位置信号を入力し、スライド位置の上限位置Ｕから下降方向への変化によって加工開始したかを判断し、加工開始するまでＳ２で待つ。加工開始したときは、Ｓ３で（基準板厚ティーチング手段２２）、荷重値が急激に増加するスライド位置Ｈ1 を検出する。この後、Ｓ４で（許容値設定手段２３）、前記検出されたスライド位置Ｈ1 に対して板厚許容範囲を設定して記憶する。以上で、実ワークでのプレス加工による板厚許容範囲の教示が終了し、Ｓ５へ処理を移行する。
【００３０】
つぎに、Ｓ５で、作業者は操作モード選択スイッチ３６を切り換えて生産モード（例えば、連続モードや安全一行程モード等の生産するためのモード）を選択する。このとき、サーボ制御装置２０は（ダブルブランク判定手段２４）対応するモード信号を入力する。次に、Ｓ６で、作業者は実負荷でのプレス加工生産を開始し、サーボ制御装置２０は（ダブルブランク判定手段２４）スライド位置信号を入力して加工開始したかを判断し、加工開始するまでＳ６で待つ。加工開始したときは、Ｓ７で（ダブルブランク判定手段２４）荷重値が急激に増加するスライド位置を検出する。この後、Ｓ８で（ダブルブランク判定手段２４）、検出した上記スライド位置が、前記記憶している板厚許容範囲以内か否かを判定し、板厚許容範囲以内のときはＳ９に移行する。
【００３１】
そして、Ｓ９で（ダブルブランク判定手段２４）加工継続か否かを判定し、加工継続のときは、Ｓ６に戻って次のワークに対して以上のダブルブランク防止処理を行い、加工継続でないときは本フローチャート処理を終了する。ここで、加工継続の判定は、例えば、操作モード選択スイッチ３６が切り換えられたか、あるいは、スライド１３がモーションカーブで設定された所定時間、例えば上限位置での停止時間以上移動停止となったか等によって行うことができる。
【００３２】
また、前記Ｓ８で、検出した前記スライド位置が前記板厚許容範囲以内でないときは、Ｓ１０でダブルブランク発生信号を出力する。これによって、（サーボモータ指令演算手段２７）サーボモータ指令出力手段２９のスライド上昇方向への速度指令値を演算して出力し、スライド１３が上昇して金型を保護する。これと共に、（搬入指令出力手段４８）搬入装置へ搬入停止指令を出力する。この後、本制御フローを終了する。
【００３３】
上記のように、実際のワークでプレス加工し、スライド１３が１枚のみのワークの上面に当接するスライド位置Ｈ1 を基準板厚位置Ｈ1 として教示し、この基準板厚位置Ｈ1 及び当該ワークの板厚のばらつきに基づいて板厚許容範囲を設定している。これによって、作業者の設定ミスが無くなり確実にダブルブランクを検出でき、また、設定作業が容易となる。さらに、ダブルブランク発生時には、加圧と反対方向にスライド１３が移動するように電動サーボモータ１９を制御するので、電動サーボモータ１９の最大制動トルクがスライド１３にかかって惰走距離が短くなると共に、スライド１３は応答性良く直ちに逆方向へ駆動される。これによって、ダブルブランクを確実に検出できるとともに、ダブルブランク発生時に金型に過荷重をかけて金型を破損することを防止できる。また、ダブルブランク発生時に搬入装置の搬入動作を停止させるので、搬入装置との連動運転時の起動及び停止が確実に制御できる。
【００３４】
なお、電流検出センサにより荷重値を演算する場合には、電動サーボモータ１９の駆動電流値を検出し、この駆動電流値より算出されるモータ出力トルクから加減速トルクや定速トルクを差し引いて実作業トルクとしてスライド１３の荷重を求めることができる。よって、軽微な荷重も電流検出センサにより精度よく求めることができるので、ワークが薄く小さな荷重を受ける場合にもダブルブランクを確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるサーボプレスの要部側面図を示す。
【図２】本発明に係わるモーションカーブの説明図を示す。
【図３】本発明に係わる金型保護装置のハードブロック図を示す。
【図４】本発明に係わる金型保護装置の機能構成ブロック図を示す。
【図５】本発明に係わるダブルブランク検出方法の説明のためのスライド位置の時間的な変化図を示す。
【図６】本発明に係わるダブルブランク検出方法の説明のための荷重値の時間的な変化図を示す。
【図７】本発明に係わる金型保護装置のフローチャート例を示す。
【符号の説明】
１ サーボプレス
９ モーション設定手段
１０ フレーム
１１ ベッド
１２ ボルスタ
１３ スライド
１４ 補助フレーム
１５ ピン
１６ スライド位置検出手段
１６ａ センサロッド
１６ｂ 検出ヘッド
１７ 動力変換装置
１８ 回転伝達部材
１９ 電動サーボモータ
１９ａ 荷重検出手段
１９ｂ 速度検出手段
２０ サーボ制御装置
２１ 荷重演算手段
２２ 基準板厚ティーチング手段
２３ 許容値設定手段
２４ ダブルブランク判定手段
２７ サーボモータ指令演算手段
２９ サーボモータ指令出力手段
３６ 操作モード選択スイッチ
３８ 搬入信号出力回路
４８ 搬入指令出力手段
５１ 金型
５２，５２ａ，５２ｂ ワーク
Claims (4)
- 上下動自在に配設されたスライド(13)と、スライド(13)と対向する位置に配設されたボルスタ(12)と、スライド(13)及びボルスタ(12)の互いに対向する面に取着された金型と、スライド(13)を上下動させる電動サーボモータ(19)と、入力した速度指令に基づいてこの電動サーボモータ(19)を制御してスライド(13)を上昇あるいは加圧下降等に切り換えるサーボモータ指令出力手段(29)とを備え、前記金型にワークが複数個搬入されたことを検出し、加工を中止して金型を保護するサーボプレスの金型保護装置において、
ボルスタ(12)からのスライド(13)の位置を検出するスライド位置検出手段(16)と、
スライド(13)にかかる荷重を表す信号を検出する荷重検出手段(19a) と、
この検出された荷重信号に基づいて、スライド(13)にかかる荷重値を算出する荷重演算手段(21)と、
予め実プレス作業前に、前記金型に設置した１個のワークを、スライド(13)を下降させて加圧し、荷重演算手段(21)から入力した前記荷重値が急激に立ち上がるときのスライド位置をスライド位置検出手段(16)から入力し、この入力したスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として記憶する基準板厚ティーチング手段(22)と、
この記憶された基準板厚位置Ｈ1 に基づいて、ワークのダブルブランクを判定するための板厚許容範囲を設定し、記憶する許容値設定手段(23)と、
実プレス作業の加圧下降時に、荷重演算手段(21)から入力した実負荷の荷重値が急激に立ち上がるときのスライド位置をスライド位置検出手段(16)から入力し、この入力したスライド位置が前記板厚許容範囲以外にあるときにダブルブランク発生信号を出力するダブルブランク判定手段(24)と、
このダブルブランク発生信号を入力したとき、スライド(13)を加圧加工時と反対方向に駆動するための電動サーボモータ(19)の速度指令をサーボモータ指令出力手段(29)に出力するサーボモータ指令演算手段(27)とを備えたことを特徴とするサーボプレスの金型保護装置。 - 前記ダブルブランク判定手段(24)が出力した前記ダブルブランク発生信号を受け、前記ワークを前記金型に搬入する搬入装置に搬入停止指令を出力する搬入指令出力手段(48)を付設したことを特徴とする請求項１記載のサーボプレスの金型保護装置。
- 請求項１又は２記載のサーボプレスの金型保護装置において、
前記荷重検出手段(19a) は、前記電動サーボモータ(19)の駆動電流値を検出する電流検出センサからなり、
前記荷重演算手段(21)は、この検出された駆動電流値から加圧加工に要するトルクとして求められる実作業トルクに基づいて、スライド(13)にかかる荷重値を算出することを特徴とするサーボプレスの金型保護装置。 - 上下動自在に配設され、かつ、電動サーボモータ(19)により駆動されるスライド(13)、及び、スライド(13)と対向する位置に配設されたボルスタ(12)の互いに対向する面にそれぞれ金型を取着し、電動サーボモータ(19)を制御してスライド(13)を上昇あるいは加圧下降等に切り換えてワークを加工し、前記金型にワークが複数個搬入されたことを検出し、加工を中止して金型を保護するサーボプレスの金型保護方法において、
予め実プレス作業前に、前記金型に設置した１個のワークを、スライド(13)を加圧下降させながら加工し、スライド(13)にかかる荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置を基準板厚位置Ｈ1 として検出し、この検出した基準板厚位置Ｈ1 に基づいて板厚許容範囲を設定して記憶した後、実プレス作業での加圧下降時に、スライド(13)にかかる荷重が急激に立ち上がるときのスライド位置と前記記憶された板厚許容範囲とを比較し、このスライド位置が板厚許容範囲以外のときにはダブルブランク発生と判定してスライド(13)を加圧加工時と反対方向に電動サーボモータ(19)により移動させることを特徴とするサーボプレスの金型保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22449697A JP3821550B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | サーボプレスの金型保護装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22449697A JP3821550B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | サーボプレスの金型保護装置及びその方法 |
Publications (2)
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