JP3913488B2

JP3913488B2 - サーボプレス機械のオーバーラン監視装置

Info

Publication number: JP3913488B2
Application number: JP2001081931A
Authority: JP
Inventors: 小山田裕彦
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP2002283100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に自由なモーションと荷重が発生できるサーボプレス機械に適用されるオーバーラン監視装置に関するものである。対象は、ＡＣサーボモータを使用した機械のみならず、リニアモータを使用したプレス機械等にも適用される。ここで、オーバーランとは、プレス機械のスライドが設定された位置で停止しない、停止状態から正規の起動信号がないのに起動する、設定された速度で昇降しない等の異常を含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス機械においては各種のオーバラン装置が存在するが、近年、製造されるようになったサーボモータを使用したサーボプレス機械やリニアモータを使用したプレス機械のオーバランの検出装置は存在せず、その開発が要請されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の目的は、上記の要請に応えるためになされたものであり、サーボプレス機械に適用されるオーバラン監視装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置と、オーバラン監視装置を設け、スライド位置を検出するリニアスケールと、前記リニアスケールから出力された位置情報を前記ＮＣ装置が制御に用いるために変換した位置情報結果１と、前記リニアスケールから出力された位置情報を前記オーバラン監視装置が監視に用いるために変換した位置情報結果２とを照合して、両データの結果の差が許容値を越えた場合には、サーボモータの動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタと第２メインコンタクタが、異常時遮断用リレーにより時間差を持って第１メインコンタクタが開放された後に第２メインコンタクタを開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタを第１メインコンタクタより先に開放させてサーボモータのドライバの動力電源を遮断することで、サーボモータを止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視する機能を備えた。
【０００５】
請求項２の発明は、プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置と、オーバラン監視装置を設け、リニアスケールの位置情報の単位時間当たりの増分値比較により、スライド速度を検出し寸動運転時の設定された速度がしきい値を外れた場合は、前記ＮＣ装置が異常と判断し、請求項３の発明は、プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置と、オーバラン監視装置を設け、前記ＮＣ装置の起動信号ならびに、直接本装置に入力されたプレス起動信号とリニアスケールの位置信号の変化を監視し、プレス起動信号が入力されていないのに、スライドが動いた場合には、前記ＮＣ装置が異常と判断し、サーボモータの動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタと第２メインコンタクタが、異常時遮断用リレーにより時間差を持って第１メインコンタクタが開放された後に第２メインコンタクタを開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタを第１メインコンタクタより先に開放させてサーボモータのドライバの動力電源を遮断することで、サーボモータを止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視する機能を有することを特徴とする請求項１記載のサーボプレス機械のオーバラン監視装置。
【０００６】
請求項４の発明は、プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置と、オーバラン監視装置を設け、前記ＮＣ装置の停止信号を受けて、リニアスケールの位置検出機能により、急停止時間と制動距離を検出する機能を有し、あらかじめ設定された急停止時間ないしは、制動距離のしきい値を外れると警告信号をＮＣ表示装置に送ると共にサーボモータの動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタと第２メインコンタクタが、異常時遮断用リレーにより時間差を持って第１メインコンタクタが開放された後に第２メインコンタクタを開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタを第１メインコンタクタより先に開放させてサーボモータのドライバの動力電源を遮断することで、サーボモータを止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視する機能を有することを特徴とする請求項１記載のサーボプレス機械のオーバラン監視装置。請求項５の発明は、プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置と、オーバラン監視装置を設け、プレス機械の非常停止信号、光線式安全装置遮光信号、及びガード式安全装置の開放信号等の異常信号ないしは、その異常信号を入力し、又、前記ＮＣ装置からの異常検出信号及び、ＮＣ装置がそれを検知して動力遮断した信号を入力することにより、前記ＮＣ装置が正常に作動しているかどうかを判断する機能を有し、前記ＮＣ装置が正常に遮断することが出来なかった場合、前記ＮＣ装置異常と判断し、サーボモータの動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタと第２メインコンタクタが、異常時遮断用リレーにより時間差を持って第１メインコンタクタが開放された後に第２メインコンタクタを開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタを第１メインコンタクタより先に開放させてサーボモータのドライバの動力電源を遮断することで、サーボモータを止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視する機能を有することを特徴とする請求項１記載のサーボプレス機械のオーバラン監視装置。
以上
【０００７】
請求項１から請求項５の発明は、プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置と、オーバラン監視装置を設け、動力電源の遮断が確実に行われるかの監視に、メインコンタクタの接点開放の状態を監視し、直列に第１メインコンタクタ、第２メインコンタクタが動力電源に接続されていて、前記NC装置は動力遮断時に第１メインコンタクタを開放し、時間差を設けて第２メインコンタクタを開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタを先に開放し、時間差を設けて第１メインコンタクタを開放し、ＮＣ装置は動力が遮断されたことを電源電圧の低下で検出し本装置に通知する構成とし、前記第１メインコンタクタと第２メインコンタクタが交互に開放しているＮＣ装置の開放信号とＮＣ装置の電圧低下検出信号のタイミングを比較しいずれかのコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視し、最初のメインコンタクタの開放で電源電圧の低下が検出できることを監視し、異常の場合は次の動力電源が投入できないようにする機能を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、プレス機械のスライドをねじ機構等を介して昇降させるためのサーボモータ９などを含むプレス機械の制御説明するための構成図である。リニアスケール３は、スライドの位置を検出するための位置検出器であり、当該位置検出器の出力をフィードバックさせてスライドの位置が、プレス機械を構成する部材の各種変形に左右されることなく正確に制御される。
【０００９】
ＮＣ装置は、プレス機械の一般的な制御を行うもので、ＣＰＵなどで構成されている。前記リニアスケール３の出力を、プレス機械のダイハイトなどが特定できるデータ、即ち位置制御用に変換し、これを用いてドライバ８に指令しサーボモータ９を制御し、スライドの昇降運動を制御する。
【００１０】
上記一般的な制御の構成に、本実施例においてはオーバラン監視装置２が付加されている。オーバラン監視装置２はＣＰＵなどで構成され、リニアスケール３の出力を受けて、ＮＣ装置と同様にこれを位置制御用のデータに変換する。
【００１１】
ＮＣ装置１とオーバラン監視装置２は通信回線７で接続されている。当該通信回線７は、ＮＣ装置１とオーバラン監視装置２との間で、スライドの位置、速度、運転モード及び起動信号などのデータを送信する回線である。
【００１２】
電源とドライバ８との間には、第１メインコタクタ４と第２メインコンタクタ５が直列に配備され介在している。両メインコンタクタは、電源の切り入りを行う。
【００１３】
両メインコンタクタのリレーＲとインプットアウトプットユニット１０との間には異常時遮断用コンタクタ６が組み込まれている。異常時遮断用コンタクタ６は異常時遮断用リレー１１で開閉する。
【００１４】
外部信号１２はオーバラン監視装置２とＮＣ装置１に送られる。外部信号１２とＮＣ装置１との間に前述のインプットアウトプットユニット１０が組み込まれている。外部信号１２は、運転ボタン、非常停止接点、防護用ガード接点、光線式安全装置接点、メインコンタクタ補助接点等が含まれている。
【００１５】
以下、図１に基づいて、制御する内容について説明する。リニアスケール３の出力（データ）がＮＣ装置１に送られると共に、オーバラン監視装置２にも送られる。ＮＣ装置１及びオーバラン監視装置２に送られたデータは、夫々制御用のデータに変換される。これら制御用のデータをオーバラン監視装置２で突き合わせ、両データの差が許容値を超えた場合は、異常時遮断用リレー１１が作動して異常時遮断用コンタクタ６が切れ、第１メインコンタクタ４及び第２メインコンタクタ５が切れてサーボモータ９が止まり、プレス機械は運転を停止する。上記両データの突き合わせは、プレス機械の毎サイクルないしは常時行われる。
【００１６】
プレス機械のスライドを微量だけ昇降させる運転である寸動運転時、スライドが設定された速度の上下許容値を超えると、オーバラン監視装置２で異常と判断し、異常時遮断用リレー１１が作動して異常時遮断用コンタクタ６が切れ、第１メインコンタクタ４及び第２メインコンタクタ５が切れてサーボモータ９が止まり、プレス機械は運転を停止する。尚、スライドの速度は、リニアスケール３の出力で算出される。
【００１７】
起動信号は、運転ボタンから入力されるが、当該信号が入力されていないのにスライドが起動した場合には、オーバラン監視装置２で異常と判断し、異常時遮断用リレー１１が作動して異常時遮断用コンタクタ６が切れ、第１メインコンタクタ４及び第２メインコンタクタ５が切れてサーボモータ９が止まり、プレス機械は運転を停止する。尚、スライドの起動はリニアスケール３の出力で検知される。
【００１８】
外部信号として、例えば光線式安全装置の光線が遮光され、光線式安全装置の接点が遮断された時、サーボモータ９はダイナミックブレーキで停止し、プレス機械のスライドは停止する。この際、停止に要する時間と制動距離が許容値を超えた場合は、オーバラン監視装置２で異常と判断し、異常時遮断用リレー１１が作動して異常時遮断用コンタクタ６が切れ、第１メインコンタクタ４及び第２メインコンタクタ５が切れてサーボモータ９が止まり、プレス機械は運転を停止する。尚、スライドの制動距離は、リニアスケール３の出力で測定される。
【００１９】
ＮＣ装置に、外部信号として非常停止信号を与える。この時、ＮＣ装置が当該信号を検知したことをチェックする。当該信号を検知できないときは、オーバラン監視装置は異常と判断し、異常時遮断用リレー１１が作動して異常時遮断用コンタクタ６が切れ、第１メインコンタクタ４及び第２メインコンタクタ５が切れてサーボモータ９が止まり、プレス機械は運転を停止する。
【００２０】
前述の如くメインコンタクタは、第１メインコンタクタ４と第２メインコンタクタ５の２個が直列に配備されている。異常時に作動する異常時遮断用リレー１１の信号を上記両メインコンタクタの異常時時遮断用コンタクタ６に、一定の時間差を設けて交互に送信する構成にしてある。即ち、初回は、第１メインコンタクタ４、第２メインコンタクタ５の順に送信する。次回は、第２メインコンタクタ５、第１メインコンタクタ４の順に送信する。
【００２１】
上記初回の場合、第１メインコンタクタ４が正常であれば、異常時遮断用リレー１１の信号を異常時時遮断用コンタクタ６が受け、第１メインコンタクタ４が遮断される。続いて異常時遮断用リレー１１の信号を異常時時遮断用コンタクタ６が受け、第２メインコンタクタ５が遮断される。この場合、第１メインコンタクタ４が遮断されサーボモータ９は既に停止の状態にあるため、第２メインコンタクタ５が実際に遮断したか否かは確認できない。
【００２２】
そこで次回は、第２メインコンタクタ５を先に遮断させることにする。もし、第２メインコンタクタ５が異常で、遮断しなければ、第２メインコンタクタ５の異常時時遮断用コンタクタ６への信号が送信された記録は残されていて、第１メインコンタクタ４の異常時時遮断用コンタクタ６への信号が送信された後にサーボモータ９が停止状態になり、サーボモータ９が停止状態になるのが一定時間遅れることから第２メインコンタクタ５の異常が検知できる。
【００２３】
このように、異常時遮断用リレー１１の信号が交互に、時間差を設けて送信されるので、先に送信を受けたメインコンタクタの異常が検知される。よって、第１メインコンタクタ４、第２メインコンタクタ５のどちらか一方が故障すれば、両メインコンタクタ共に故障する前に検知され、オーバランは防止される。この機能は、直接ＮＣ装置１で制御し、オーバラン監視装置は異常を判定する働きを持たせても良い。
以上
【００２４】
【発明の効果】
本願発明によれば、プレス機械のスライドの位置を検出するリニアスケールとＮＣ装置及びオーバラン監視装置を設けたので、サーボプレス機械の各種のオーバーランを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレス機械の制御説明するための構成図
【符号の説明】
１はNC装置、２はオーバーラン監視装置、３はリニアスケール、４は第１メインコンタクタ、５は第２メインコンタクタ、６は異常時遮断用コンタクタ、７は通信回線、８はドライバ、９はサーボモータ、１０はインプットアウトプットユニット、１１は異常時遮断用リレー、１２は外部信号である。

Claims

プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置（１）と、オーバラン監視装置（２）を設け、スライド位置を検出するリニアスケール（３）と、前記リニアスケール（３）から出力された位置情報を前記ＮＣ装置（１）が制御に用いるために変換した位置情報結果１と、前記リニアスケール（３）から出力された位置情報を前記オーバラン監視装置（２）が監視に用いるために変換した位置情報結果２とを照合して、両データの結果の差が許容値を越えた場合には、サーボモータ（９）の動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタ（４）と第２メインコンタクタ（５）が、異常時遮断用リレー（１１）により時間差を持って第１メインコンタクタ（４）が開放された後に第２メインコンタクタ（５）を開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタ（５）を第１メインコンタクタ（４）より先に開放させてサーボモータ（９）のドライバ（８）の動力電源を遮断することで、サーボモータ（９）を止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視することを特徴とするサーボプレス機械のオーバラン監視装置。
プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置（１）と、オーバラン監視装置（２）を設け、リニアスケール（３）の位置情報の単位時間当たりの増分値比較により、スライド速度を検出し寸動運転時の設定された速度がしきい値を外れた場合は、前記ＮＣ装置（１）を異常と判断し、サーボモータ（９）の動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタ（４）と第２メインコンタクタ（５）が、異常時遮断用リレー（１１）により時間差を持って第１メインコンタクタ（４）が開放された後に第２メインコンタクタ（５）を開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタ（５）を第１メインコンタクタ（４）より先に開放させてサーボモータ（９）のドライバ（８）の動力電源を遮断することで、サーボモータ（９）を止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視することを特徴とするサーボプレス機械のオーバラン監視装置。
プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置（１）と、オーバラン監視装置（２）を設け、前記ＮＣ装置（１）の起動信号ならびに、直接本装置に入力されたプレス起動信号とリニアスケール（３）の位置信号の変化を監視し、プレス起動信号が入力されていないのに、スライドが動いた場合には、前記ＮＣ装置（１）が異常と判断し、サーボモータ（９）の動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタ（４）と第２メインコンタクタ（５）が、異常時遮断用リレー（１１）により時間差を持って第１メインコンタクタ（４）が開放された後に第２メインコンタクタ（５）を開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタ（５）を第１メインコンタクタ（４）より先に開放させてサーボモータ（９）のドライバ（８）の動力電源を遮断することで、サーボモータ（９）を止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視することを特徴とするサーボプレス機械のオーバラン監視装置。
プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置（１）と、オーバラン監視装置（２）を設け、前記ＮＣ装置（１）の停止信号を受けて、リニアスケール（３）の位置検出機能により、急停止時間と制動距離を検出する機能を有し、あらかじめ設定された急停止時間ないしは、制動距離のしきい値を外れると警告信号をＮＣ表示装置（１）に送ると共にサーボモータ（９）の動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタ（４）と第２メインコンタクタ（５）が、異常時遮断用リレー（１１）により時間差を持って第１メインコンタクタ（４）が開放された後に第２メインコンタクタ（５）を開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタ（５）を第１メインコンタクタ（４）より先に開放させてサーボモータ（９）のドライバ（８）の動力電源を遮断することで、サーボモータ（９）を止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視することを特徴とするサーボプレス機械のオーバラン監視装置。
プレス機械の制御装置としてのＮＣ装置（１）と、オーバラン監視装置（２）を設け、プレス機械の非常停止信号、光線式安全装置遮光信号、及びガード式安全装置の開放信号等の異常信号ないしは、その異常信号を入力し、又、前記ＮＣ装置（１）からの異常検出信号及び、ＮＣ装置（１）がそれを検知して動力遮断した信号を入力することにより、前記ＮＣ装置（１）が正常に作動しているかどうかを判断する機能を有し、前記ＮＣ装置（１）が正常に遮断が出来なかった場合、前記ＮＣ装置（１）異常と判断し、サーボモータ（９）の動力電源に直列に接続された第１メインコンタクタ（４）と第２メインコンタクタ（５）が、異常時遮断用リレー（１１）により時間差を持って第１メインコンタクタ（４）が開放された後に第２メインコンタクタ（５）を開放し、次の動力遮断時には第２メインコンタクタ（５）を第１メインコンタクタ（４）より先に開放させてサーボモータ（９）のドライバ（８）の動力電源を遮断することで、サーボモータ（９）を止めてプレス機械の運転を停止させると共に、動力電源の遮断毎に開放させるメインコンタクタの順番を交互に変えて最初のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されずに、次のメインコンタクタを開放させる信号で電源電圧の低下が確認されれば、最初に開放したコンタクタが短絡状態となっていることを検出し監視することを特徴とするサーボプレス機械のオーバラン監視装置。