JP3933478B2 - 電気サーボ式板金加工機械の制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気サーボモータでラムやテーブルの直線運動を駆動するプレスブレーキ又はプレス等の電気サーボ式板金加工機械の制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気サーボ式板金加工機械は、電気サーボモータの回転力をボールスクリュー、偏心機構（クランク又はエキセン等）、又はリンク機構等を介して直線運動に変換して、ラム又はテーブルと称する被駆動体を駆動し、パンチ又は上金型と、ダイ又は下金型との協働によりワークを板金加工するようにしたものである。
【０００３】
図８は、ラムの駆動源としてＡＣサーボモータを用いたプレスブレーキ装置の制御ブロック図を示している。
作業者が起動装置としてのフートスイッチ１１を操作することにより、ラム起動信号がＮＣ装置１０に入力される。ＮＣ装置１０は、このラム起動信号を入力すると、曲げデータ等の各種データに基づき、速度指令（ＡＣサーボモータ１２の回転を指令する電圧指令）及びサーボＯＮ指令（ＡＣサーボモータ１２の制御を有効にする指令）をサーボアンプ２０に出力する。そして、サーボアンプ２０は、ＡＣ２００Ｖ等の動力供給電源２１から供給される電力を、前記速度指令に応じた駆動電力信号に変換してＡＣサーボモータ１２に出力する。また、サーボアンプ２０は、ＡＣサーボモータ１２に内蔵されたエンコーダ１５からのパルス信号をフィードバックしており、このパルス信号から算出されるモータ回転速度と、前記速度指令との偏差が小さくなるようにＡＣサーボモータ１２を制御する。
一方、ラム位置を検出するリニアスケール等の位置センサ（以後、リニアスケールと呼ぶ）１８からのフィードバック信号は、ＮＣ装置１０に入力され、ＮＣ装置１０は、このフィードバック信号に基づき、ラムを曲げデータから算出される目標位置に位置決めする。
【０００４】
非常停止回路３２は、非常停止ボタン（図示せず）からの停止信号、ＮＣ装置１０の異常検出信号、サーボアンプ２０の異常検出信号等の信号を入力しており、これらの異常検出信号が全て「異常無し」の状態の場合に、開閉器３３のコイルに通電して開閉器３３の常開接点３３ａ1，３３ａ2を閉じる。接点３３ａ1は、前記動力供給電源２１からサーボアンプ２０にサーボモータ用動力を供給する回路に介在された接点であり、また接点３３ａ2は、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４（無励磁式）に動力を供給する回路に介在された接点である。
【０００５】
上記構成によれば、非常停止ボタンを押圧操作する等の非常停止時には、動力供給電源２１からサーボアンプ２０へのサーボモータ用動力を断ち、ＡＣサーボモータ１２に内蔵されている機械式ブレーキ１４とＡＣサーボモータ１２の発電制動機能とを併用して、ＡＣサーボモータ１２を規定の時間内に停止させる。停止後は機械式ブレーキ１４によってＡＣサーボモータ１２を保持するので、ラムが動くことはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、以下に述べるような問題点がある。
すなわち、ラムが停止している状態は、上記非常停止の状態の他に、非常停止ではない状態（フートスイッチ１１等からのラム起動信号はＯＦＦのままで接点３３ａ1，３３ａ2が閉じた状態）がある。この状態の場合は、
▲１▼機械式ブレーキ１４への励磁動力が供給され、保持力又は制動力が働かないブレーキ開放状態
▲２▼ＮＣ装置１０から速度指令として０Ｖ（停止指令）出力をサーボアンプ２０に出力して、モータを現在位置に保持させている制御状態
▲３▼ラム位置が変動するとリニアスケール１８からのフィードバック信号により、ラム位置を元の位置に戻すフィードバック制御状態
という、サーボＯＮが維持されラムが停止した状態（以後、「サーボＯＮ停止状態」と呼ぶ）となっている。このサーボＯＮ停止状態において、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０に故障（例えば、各装置内蔵のコンピュータが誤作動した状態のＣＰＵ暴走等）が発生した場合、誤ってモータ駆動指令を出力してしまい、ＡＣサーボモータ１２が回転するおそれがある。これにより、作業者が意図しないラムの駆動が発生し、このラムの暴走により金型やワークを損傷する恐れがある。
【０００７】
この課題を解決するために、制御装置を図９に示すように構成することが考えられる。
すなわち、フートスイッチ１１からのラム起動信号は、非常停止回路２２にも入力される。非常停止回路２２は、非常停止ボタン（図示せず）からの停止信号、ＮＣ装置１０の異常検出信号、サーボアンプ２０の異常検出信号等の信号を入力しており、これらの異常検出信号が全て「異常無し」の状態の場合に、フートスイッチ１１からのラム起動信号により開閉器２３，２４のコイルに通電して開閉器２３，２４の接点を切り換える。
開閉器２３の常開接点２３ａは、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に速度指令を出力する回路に介在されている。また、開閉器２４の常開接点２４ａ1は、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路に介在されている。また、この接点２４ａ1に連動する常開接点２４ａ2が、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路に介在されている。
【０００８】
これによると、フートスイッチ操作という作業者の有意思の起動操作を行ったときのみ、上記信号回路や電源回路を閉じてラムを駆動することが可能となる。このため、通常のラム停止時、フートスイッチ１１を操作していないので、上記信号回路や電源回路は「断」となり、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０に故障（ＣＰＵ暴走等）が発生しても、ＡＣサーボモータ１２が作動することはない。これにより、作業者が意図しないラムの暴走は確実に防止され、ラムの暴走により金型やワークを損傷するようなことはない。また、駆動電力信号を出力する回路が「断」となることによりＡＣサーボモータ１２がサーボフリー状態となるが、機械式ブレーキ１４への励磁動力が供給されずＡＣサーボモータ１２を保持するので、ラムの停止状態は保持される。
【０００９】
しかしながら、上記構成においては、以下で説明するように、ＡＣサーボモータ１２に内蔵された機械式ブレーキ１４以外に外付けの機械式ブレーキを追設しなければならないというスペース上及びコスト上の問題が生じることが考えられる。
ラムの下降中等に、ラムを急停止させる場合（例えば、非常停止ボタンの操作時又は、ＮＣ装置１０やサーボアンプ２０等の制御機器からの異常検出信号出力時）、ＡＣサーボモータ１２に内蔵される機械式ブレーキ１４とＡＣサーボモータ１２の発電制動機能とを併用して規定の時間内に停止させるのが一般的である。発電制動（以後、ダイナミックブレーキと呼ぶ）は、モータの電機子両端を電気的抵抗により接続し、ブレーキ仕事を行う電気制動である。この電気制動力はモータ軸回転速度に比例しており、高回転であればあるほど制動力は大きい。
ところが、市販されているサーボアンプ２０にダイナミックブレーキ回路（以降、ＤＢ回路と呼ぶ）が内蔵されているため、駆動電力信号を出力する回路が「断」になると、ＡＣサーボモータ１２の電機子両端を電気的抵抗で接続することは不能となる。このため、ＡＣサーボモータ１２のダイナミックブレーキ機能を使用できず、機械式ブレーキ１４のみでは急停止に必要なブレーキ力が不足となり、ＡＣサーボモータ１２の出力軸端部に機械式ブレーキ１９（ＡＣサーボモータ１２に内蔵される機械式ブレーキ１４と区別するために、外部ブレーキ１９と呼ぶ）を新たに装着する必要が考えられる。したがって、外部ブレーキ１９という装置及びこれをプレスブレーキ本体に固定するためのブラケットが必要となり、組立て調整に工数も要するので、コスト高となる。
【００１０】
また、前記課題を解決するために、制御装置を図１０に示すように構成することが考えられる。
すなわち、図９に示す制御装置の外部ブレーキ１９の代わりに、ダイナミックブレーキ回路２５が、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路の接点２４ａ1よりＡＣサーボモータ１２側に接続され、この接続回路に接点２４ａ1に連動する常閉接点２４ｂが介在されている。
【００１１】
これによると、図９に示す制御装置と同様に、作業者が意図しないラムの暴走は確実に防止され、ラムの暴走により金型やワークを損傷するようなことはない。また、ラムの下降中等に、ラムを急停止させる場合、ＤＢ回路２５が「続」となることにより、ＡＣサーボモータ１２のダイナミックブレーキ機能とＡＣサーボモータ１２に内蔵される機械式ブレーキ１４とを併用して規定の時間内に停止できるので、図９に示す制御装置のような外部ブレーキ１９は不要となり、低コストの制御装置を得られる。
【００１２】
しかしながら、図１０に示した構成においては、以下で説明するように、市販のサーボアンプにＤＢ回路が存在しているのにもかかわらず、外付けのＤＢ回路を追設しなければならないというコスト上の問題が生じることが考えられる。
すなわち、通常、前述したＡＣサーボモータ１２のダイナミックブレーキを機能させるＤＢ回路は、市販されているサーボアンプ２０に内蔵されているが、ラムを急停止させる場合、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路が「断」となるため、この内蔵されたＤＢ回路を有効に使用できず、代わりに外部に別置きのＤＢ回路２５を設けているため、コスト高となる。
【００１３】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、作業者が意図しないラム又はテーブルの暴走を低コストで確実に防止できる電気サーボ式板金加工機械の制御装置及びその制御方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【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、第１の発明は、電気サーボ式板金加工機械の制御装置において、その回転力が所定の変換機構を介して直線運動に変換されてラム又はテーブルを駆動する電気サーボモータと、ラム又はテーブルの位置を検出する位置検出器と、前記電気サーボモータによるラム又はテーブルの起動を指示する信号を発する起動装置と、該起動装置及び前記位置検出器からのそれぞれの信号を入力し、電気サーボモータの最適駆動に応じた指令信号を出力するＮＣ装置と、動力供給電源と前記指令信号とを入力し、この指令信号に従った駆動電力信号を前記電気サーボモータへ出力すると共に、この指令信号がオフのときに前記電気サーボモータの制動により発生する電気エネルギを熱エネルギとして消費する発電制動回路を有するサーボアンプと、前記サーボアンプと前記電気サーボモータとの間の駆動電力信号回路に介在された第１開閉器と、前記起動装置と前記第１開閉器との間の開閉信号回路に介在され、前記起動装置からのオン信号はそのまま前記第１開閉器へ出力し、オフ信号のみを所定時間遅延して前記第１開閉器へ出力するオフディレイタイマと、前記ＮＣ装置と前記サーボアンプとの間の指令信号回路に介在され、この回路を前記起動装置からの信号により開閉してサーボ制御の有効／無効を切り換える第２開閉器とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、作業者が起動装置を操作して起動信号を発したときのみ、電気サーボモータに駆動電力を供給可能であり、起動装置が操作されないときには、ＮＣ装置からサーボアンプへの指令信号を第２開閉器により開放して、電気サーボモータを制御無効状態（サーボフリー状態）とすると共に、サーボアンプ内蔵の発電制動回路によって発電制動を機能させる。このため、ＮＣ装置やサーボアンプ等の制御機器に故障が生じても、作業者の有意思の起動操作が行われなければ、ラム又はテーブルが作動することはない。このとき、電気サーボモータへの駆動電力信号回路を所定時間ｔだけ遅らせて第１開閉器によって開くので、所定時間ｔが経過するまではサーボアンプ内蔵の発電制動回路による発電制動が可能となり、最終的に、確実に電気サーボモータへの駆動出力を遮断できる。このため、外部ブレーキ等のコスト高な装置の代わりに、サーボアンプが通常内蔵する発電制動回路という安価な回路を有効的に利用してラムの急停止が可能となる。これにより、作業者の意図に反するラム又はテーブルの暴走を低コストで確実に防止でき、暴走により金型同士が干渉して損傷することも防止できる。
【００１６】
本発明においては、さらに、励磁の有無によりブレーキの開放／保持を切り換え前記電気サーボモータを機械的に制動可能とする機械式ブレーキと、前記機械式ブレーキの開放／保持の信号回路上に介在され、この回路を前記起動装置からの信号により開閉する第３開閉器とを備えるのが好ましい。
こうすることにより、サーボモータの駆動電力信号回路が開となったときに、サーボモータがサーボフリー状態となるが、第３開閉器によって機械式ブレーキが励磁されず保持状態となる。これにより、ラム又はテーブルが作動中であれば機械ブレーキにより制動が働きラム又はテーブルを停止でき、また、ラム又はテーブルが停止中であれば機械ブレーキによりラム又はテーブルの停止状態を確実に保持できる。
【００１７】
第１の発明の方法発明である第２の発明は、電気サーボ式板金加工機械の制御方法において、起動装置からの起動信号がオフしたとき、ＮＣ装置からサーボアンプへ、電気サーボモータがラム又はテーブルを最適駆動するように指令信号を出力する回路に介在させた第２開閉器を開放して、電気サーボモータを制御無効状態とすると共に、サーボアンプに内蔵され、かつ電気サーボモータの制動により発生する電気エネルギを熱エネルギとして消費する発電制動回路を作動させ、サーボアンプから電気サーボモータへ出力される駆動電力信号の回路を所定時間後に第１開閉器で開くようにしたことを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、作業者が起動装置を操作して起動信号を発したときのみ、電気サーボモータに駆動電力を供給可能であり、起動装置が操作されないときには、ＮＣ装置からサーボアンプへの指令信号を第２開閉器により開放して、電気サーボモータを制御無効状態（サーボフリー状態）とすると共に、サーボアンプ内蔵の発電制動回路によって発電制動を機能させる。このため、ＮＣ装置やサーボアンプ等の制御機器に故障が生じても、作業者の有意思の起動操作が行われなければ、ラム又はテーブルが作動することはない。このとき、電気サーボモータへの駆動電力信号回路を所定時間ｔだけ遅らせて第１開閉器によって開くので、所定時間ｔが経過するまではサーボアンプ内蔵の発電制動回路による発電制動が可能となり、最終的に、確実に電気サーボモータへの駆動出力を遮断できる。このため、外部ブレーキ等のコスト高な装置の代わりに、サーボアンプが通常内蔵する発電制動回路という安価な回路を有効的に利用してラムの急停止が可能となる。これにより、作業者の意図に反するラム又はテーブルの暴走を低コストで確実に防止でき、暴走により金型同士が干渉して損傷することも防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る電気サーボ式プレスブレーキの正面図であり、図２は同プレスブレーキの側面図である。
【００２０】
左右に立設する１対のサイドフレーム１，１の下部を連結するようにテーブル２が一体に設けられ、各サイドフレーム１，１の上端部を連結するように設けられた上部フレーム１ａにはラム駆動装置３が装着されている。テーブル２の上面にはダイ保持装置４を介してＶ字状の型溝を有するダイ（下金型）５が保持され、ラム駆動装置３の下端部にはテーブル２に対向してラム６が連結されており、ラム６の下部にはパンチ保持装置７を介してパンチ(上金型)８が保持されている。ラム駆動装置３の作動によりラム６が昇降駆動され、これによりパンチ８とダイ５との間に介挿されるワークＷに曲げ加工が施される。
【００２１】
サイドフレーム１の側部には、後述するサーボアンプ等の制御機器を内蔵する制御盤９が取着されている。また、サイドフレーム１の上部前寄りには、曲げデータ等の入出力用の入出力装置１０ａ及び各種データを表示する表示装置１０ｂを備え、かつこれらデータに基づく演算を行うＮＣ装置１０が取着されている。さらに、本体装置の下部側方には、作業者が足踏み操作する起動装置としてのフートスイッチ１１が配置されている。
【００２２】
図３は、ラム駆動装置３の構成を説明する模式図である。ラム駆動装置３は，ＡＣサーボモータ１２とボールねじ伝動装置１３とを備えている。
図示しないブラケットにより上部フレーム１ａに支持されたＡＣサーボモータ１２は、モータの保持／開放が切換え自在な機械式ブレーキ１４と、モータ軸の位置を検出するエンコーダ１５とを内蔵している。機械式ブレーキ１４は、無励磁式であり、無通電においてモータ軸を保持又は制動する。ＡＣサーボモータ１２の出力軸にはプーリ１６ａが取着されている。
【００２３】
ボールねじ伝動装置１３は、図示しないベアリングにより前記上部フレーム１ａに回転自在に支持されるナット１３ａと、このナット１３ａと鋼球を介して螺合するねじ軸１３ｂとを備えている。ナット１３ａの上部にはプーリ１６ｂが取着され、ねじ軸１３ｂの下端部にはラム６が連結されている。
両プーリ１６ａ，１６ｂ間にはタイミングベルト１７が巻装されている。ＡＣサーボモータ１２の回転駆動力は、プーリ１６ａ，タイミングベルト１７及びプーリ１６ｂを介してボールねじ伝動装置１３に伝えられ、このボールねじ伝動装置１３により上下方向の駆動力に変換され，ワークＷに対する加圧力として作用する。なお、ラム６の近傍には、ラム６の上下方向の位置を検出するリニアスケール１８が設けられている。
【００２４】
図４は、本発明に係る電気サーボ式プレスブレーキの制御ブロック図である。作業者がフートスイッチ１１を操作することにより、ラム起動信号がＮＣ装置１０に入力される。ＮＣ装置１０は、このラム起動信号を入力すると、曲げデータ等の各種データに基づき、速度指令（ＡＣサーボモータ１２の回転を指令する電圧指令）及びサーボＯＮ指令（ＡＣサーボモータ１２の制御を有効にする指令）をサーボアンプ２０に出力する。サーボアンプ２０は、ＡＣ２００Ｖ等の動力供給電源２１から供給される電力を、前記速度指令に応じた駆動電力信号に変換してＡＣサーボモータ１２に出力する。また、サーボアンプ２０は、ＡＣサーボモータ１２に内蔵されたエンコーダ１５からのパルス信号をフィードバックしており、このパルス信号から算出されるモータ回転速度と、前記速度指令との偏差が小さくなるようにＡＣサーボモータ１２を制御する。
一方、リニアスケール１８からのラム位置のフィードバック信号は、ＮＣ装置１０に入力され、ＮＣ装置１０は、このフィードバック信号に基づき、ラム６を曲げデータから算出される目標位置に位置決めする。
【００２５】
フートスイッチ１１からのラム起動信号は、非常停止回路２２にも入力される。非常停止回路２２は、非常停止ボタン（図示せず）からの停止信号、ＮＣ装置１０の異常検出信号、サーボアンプ２０の異常検出信号等の信号を入力しており、これらの異常検出信号が全て「異常無し」の状態の場合に、フートスイッチ１１からのラム起動信号により開閉器２３，２４，２７のコイルに通電して開閉器２３，２４，２７の接点を切り換える。
非常停止回路２２と開閉器２４との間の回路には、オフ信号のみを所定時間ｔ遅延して開閉器２４へ出力するオフディレイタイマが設けられている。このため、図５に示すように、開閉器２３，２７はフートスイッチ１１のオン／オフ信号に連動してオン／オフするが、開閉器２４はフートスイッチ１１のオフ信号に対して、所定時間ｔ遅延してオフとなる。なお、遅延する時間ｔは０．１〜０．３秒程度が好ましい。
開閉器２３の常開接点２３ａは、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に速度指令及びサーボＯＮ指令を出力する回路に介在されている。また、開閉器２４の常開接点２４ａは、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路に介在されている。また、開閉器２７の常開接点２７ａは、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路に介在されている。
【００２６】
サーボアンプ２０は、ＤＢ回路２０ａを内蔵している。ＤＢ回路２０ａは、図６に示すように、ＮＣ装置１０からのサーボＯＮ指令により開閉する常閉接点２０ａ1と、ＡＣサーボモータ１２の各相端子間を前記接点２０ａ1を介して接続するための複数の抵抗２０ａ2とを備え、制動時にＡＣサーボモータ１２の被駆動体（ラム６）が有する運動エネルギーをＡＣサーボモータ１２の発電機動作によって電気エネルギーに変換し、前記抵抗２０ａ2により熱エネルギーの形で消費してＡＣサーボモータ１２の制動を行う発電制動回路である。ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０にサーボＯＮ指令のオン信号が入力されることにより、接点２０ａ1を開いてＤＢ回路２０ａの発電制動を機能させないようにすると共に、サーボアンプ２０の動力回路部２０ｂの接点（通常、半導体スイッチよりなる）２０ｂ1を閉じて、ＡＣサーボモータ１２に所定の駆動電力信号が出力される。一方、サーボＯＮ指令がオフとなった場合、又は、非常停止検出時に開閉器２３が開となった場合、サーボアンプ２０の動力回路部２０ｂの接点２０ｂ1を開いて、ＡＣサーボモータ１２への駆動電力の供給を停止すると共に、接点２０ａ1を閉じてＤＢ回路２０ａによる発電制動を行う。
【００２７】
上記構成によると、非常停止ボタンが押圧操作されず、ＮＣ装置１０及びサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力されていない場合には、作業者によるフートスイッチ１１の操作によるオン信号により開閉器２３，２４，２７の接点２３ａ，２４ａ，２７ａは閉となる（オフディレイタイマ２６はオン信号に対しては遅延しないので、接点２４ａは他の接点２３ａ，２７ａと略同時に開となる）。したがって、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に速度指令等を出力する回路、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路及び動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路はいずれも「続」状態となり、また、フートスイッチ１１からのラム起動信号に応じてサーボＯＮ指令がオンとなると、ＤＢ回路２０ａは「断」状態となるため、機械式ブレーキ１４及びダイナミックブレーキはいずれも開放され、ＮＣ装置１０からの速度指令に従ってＡＣサーボモータ１２が制御され、ラム６を駆動してワークＷの加工が行われる。
【００２８】
非常停止ボタンが押圧操作されず、ＮＣ装置１０及びサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力されておらず、かつ、作業者によりフートスイッチ１１が操作されていない場合には、開閉器２３，２４，２７の接点２３ａ，２４ａ，２７ａは開のままであり、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に信号を出力する回路、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に動力を供給する回路及び動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路はいずれも「断」状態で、機械式ブレーキ１４の保持作動によりＡＣサーボモータ１２は停止状態が保持される。
【００２９】
ラム６がサーボ制御中であって、非常停止ボタンが押圧操作された場合、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力された場合、又は、非常停止ボタンが押圧操作されず、ＮＣ装置１０及びサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力されておらず、かつ、作業者がフートスイッチ１１をオフ操作した場合には、非常停止回路２２から開閉器２３，２４，２７へオフ信号が出力され、接点２３ａ，２７ａは開となり、接点２４ａは所定時間ｔ遅れて開となる。接点２３ａが開となることにより、サーボＯＮ指令がオフとなり、速度指令がオフしＡＣサーボモータ１２に駆動電力が出力されなくなると共に、所定時間ｔが経過するまでは接点２４ａは閉じているのでＤＢ回路２０ａによる発電制動が働く（図６参照）。また、接点２７ａが開となることにより、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４への動力供給が停止され、機械式ブレーキ１４が制動作動する。このため、所定時間ｔが経過するまでは、機械式ブレーキ１４及びＤＢ回路２０ａの制動作動により、ＡＣサーボモータ１２は急停止する。そして、所定時間ｔが経過した後は、ＡＣサーボモータ１２を機械式ブレーキ１４が制動し、ＡＣサーボモータ１２の停止後は機械式ブレーキ１４で保持する。
【００３０】
このように、フートスイッチ操作という作業者の有意思の起動操作を行ったときのみ、上記信号回路や電源回路を閉じ、かつダイナミックブレーキを開放してラム６を駆動することが可能となる。このため、通常のラム停止時、フートスイッチ１１を操作していないので、上記信号回路や電源回路は「断」となり、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０に故障（ＣＰＵ暴走等）が発生しても、ＡＣサーボモータ１２が作動することはない。これにより、作業者が意図しないラム６の暴走は確実に防止され、ラム６の暴走により金型やワークを損傷するようなことはない。また、非常停止ボタン操作等によりラム６を急停止させる場合には、ＡＣサーボモータ１２への駆動電力信号回路を所定時間ｔだけ遅らせて「断」とするので、所定時間ｔが経過するまではサーボアンプ２０が通常内蔵するＤＢ回路２０ａの発電制動が可能となる。このため、このＤＢ回路２０ａの発電制動が機械式ブレーキ１４では不足するブレーキ力を補うことができる。これにより、外部ブレーキ等のコスト高な装置、又は、別置きのＤＢ回路ユニットを設ける必要はなく、構成がシンプルであり信頼性が高く安価となる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲内において変更や修正を加えることができるのは言うまでもない。
例えば、ＤＢ回路の開閉器として電磁開閉器を用いた例で示したが、大出力トランジスタ、サイリスタ等の半導体スイッチを用いてもよい。
また、板金加工機械としてプレスブレーキを例に挙げて説明したが、図７に示すように、テーブル（ボルスタ）２に対向して設けたラム（スライド）６を、ＡＣサーボモータ１２によりボールねじ伝動装置１３を介して昇降駆動する電気サーボ式プレス機械に適用しても構わない。
また、起動装置としてフートスイッチを例にして説明したが、図７に示すように、押釦１１ａにより起動させてもよい。
【００３２】
また、電気サーボモータとしてＡＣサーボモータの適用例を示したが、ＤＣサーボモータを用いても構わない。
なお、電気サーボモータでプーリ及びタイミングベルトを介してボールねじ伝動装置等の被駆動体を駆動する例にて説明したが、ギアやリンク等の他の伝動機構を介して、又は直結して被駆動体を駆動するようにしてもよい。
さらに、ラムを昇降駆動する例にて説明したが、テーブル側を昇降駆動する板金加工機械に適用しても全く同様の効果が得られる。
さらにまた、ラム駆動装置が一つである単軸型のプレスブレーキに適用した例を説明したが、本発明は、２軸以上の多軸型の板金加工機械に対しても適用可能である。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、作業者がフートスイッチ等の起動装置を操作したときのみ、電気サーボモータに駆動電力を供給可能となるので、制御機器に故障が発生しても、起動装置がオフであれば電気サーボモータは作動することはない。これにより、作業者の意図に反するラム又はテーブルの駆動を確実に防止でき、金型やワークの損傷を防止できる。また、ラムを急停止させる場合には、電気サーボモータへの駆動電力信号回路を所定時間だけ遅らせて開くので、所定時間が経過するまではサーボアンプが通常内蔵するＤＢ回路の発電制動を利用して機械式ブレーキでは不足するブレーキ力を補いラムの急停止が可能となり、外部ブレーキ又は別置きの発電制動回路ユニット等のコスト高な装置を設ける必要がなく、構成がシンプルであり信頼性が高く安価な制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電気サーボ式プレスブレーキの正面図である。
【図２】実施形態に係る電気サーボ式プレスブレーキの側面図である。
【図３】実施形態に係るラム駆動装置の構成を説明する模式図である。
【図４】実施形態に係る制御ブロック図である。
【図５】開閉器の開閉タイミングチャートである。
【図６】ダイナミックブレーキ回路図である。
【図７】別態様に係る電気サーボ式プレス機械の要部側面図である。
【図８】従来技術の制御ブロック図である。
【図９】制御ブロック図である。
【図１０】制御ブロック図である。
【符号の説明】
２…テーブル、３…ラム駆動装置、５…ダイ（下金型）、６…ラム、８…パンチ（上金型）、１０…ＮＣ装置、１１…フートスイッチ、１２…ＡＣサーボモータ、１３…ボールねじ伝動装置、１４…機械式ブレーキ、１５…エンコーダ、１８…リニアスケール、２０…サーボアンプ、２０ａ…ダイナミックブレーキ回路（発電制動回路）、２１…動力供給電源、２２…非常停止回路、２３，２４，２７…開閉器、２３ａ，２４ａ，２７ａ…接点、２６…オフディレイタイマ、Ｗ…ワーク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気サーボモータでラムやテーブルの直線運動を駆動するプレスブレーキ又はプレス等の電気サーボ式板金加工機械の制御装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気サーボ式板金加工機械は、電気サーボモータの回転力をボールスクリュー、偏心機構（クランク又はエキセン等）、又はリンク機構等を介して直線運動に変換して、ラム又はテーブルと称する被駆動体を駆動し、パンチ又は上金型と、ダイ又は下金型との協働によりワークを板金加工するようにしたものである。
【０００３】
図８は、ラムの駆動源としてＡＣサーボモータを用いたプレスブレーキ装置の制御ブロック図を示している。
作業者が起動装置としてのフートスイッチ１１を操作することにより、ラム起動信号がＮＣ装置１０に入力される。ＮＣ装置１０は、このラム起動信号を入力すると、曲げデータ等の各種データに基づき、速度指令（ＡＣサーボモータ１２の回転を指令する電圧指令）及びサーボＯＮ指令（ＡＣサーボモータ１２の制御を有効にする指令）をサーボアンプ２０に出力する。そして、サーボアンプ２０は、ＡＣ２００Ｖ等の動力供給電源２１から供給される電力を、前記速度指令に応じた駆動電力信号に変換してＡＣサーボモータ１２に出力する。また、サーボアンプ２０は、ＡＣサーボモータ１２に内蔵されたエンコーダ１５からのパルス信号をフィードバックしており、このパルス信号から算出されるモータ回転速度と、前記速度指令との偏差が小さくなるようにＡＣサーボモータ１２を制御する。
一方、ラム位置を検出するリニアスケール等の位置センサ（以後、リニアスケールと呼ぶ）１８からのフィードバック信号は、ＮＣ装置１０に入力され、ＮＣ装置１０は、このフィードバック信号に基づき、ラムを曲げデータから算出される目標位置に位置決めする。
【０００４】
非常停止回路３２は、非常停止ボタン（図示せず）からの停止信号、ＮＣ装置１０の異常検出信号、サーボアンプ２０の異常検出信号等の信号を入力しており、これらの異常検出信号が全て「異常無し」の状態の場合に、開閉器３３のコイルに通電して開閉器３３の常開接点３３ａ1，３３ａ2を閉じる。接点３３ａ1は、前記動力供給電源２１からサーボアンプ２０にサーボモータ用動力を供給する回路に介在された接点であり、また接点３３ａ2は、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４（無励磁式）に動力を供給する回路に介在された接点である。
【０００５】
上記構成によれば、非常停止ボタンを押圧操作する等の非常停止時には、動力供給電源２１からサーボアンプ２０へのサーボモータ用動力を断ち、ＡＣサーボモータ１２に内蔵されている機械式ブレーキ１４とＡＣサーボモータ１２の発電制動機能とを併用して、ＡＣサーボモータ１２を規定の時間内に停止させる。停止後は機械式ブレーキ１４によってＡＣサーボモータ１２を保持するので、ラムが動くことはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、以下に述べるような問題点がある。
すなわち、ラムが停止している状態は、上記非常停止の状態の他に、非常停止ではない状態（フートスイッチ１１等からのラム起動信号はＯＦＦのままで接点３３ａ1，３３ａ2が閉じた状態）がある。この状態の場合は、
▲１▼機械式ブレーキ１４への励磁動力が供給され、保持力又は制動力が働かないブレーキ開放状態
▲２▼ＮＣ装置１０から速度指令として０Ｖ（停止指令）出力をサーボアンプ２０に出力して、モータを現在位置に保持させている制御状態
▲３▼ラム位置が変動するとリニアスケール１８からのフィードバック信号により、ラム位置を元の位置に戻すフィードバック制御状態
という、サーボＯＮが維持されラムが停止した状態（以後、「サーボＯＮ停止状態」と呼ぶ）となっている。このサーボＯＮ停止状態において、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０に故障（例えば、各装置内蔵のコンピュータが誤作動した状態のＣＰＵ暴走等）が発生した場合、誤ってモータ駆動指令を出力してしまい、ＡＣサーボモータ１２が回転するおそれがある。これにより、作業者が意図しないラムの駆動が発生し、このラムの暴走により金型やワークを損傷する恐れがある。
【０００７】
この課題を解決するために、制御装置を図９に示すように構成することが考えられる。
すなわち、フートスイッチ１１からのラム起動信号は、非常停止回路２２にも入力される。非常停止回路２２は、非常停止ボタン（図示せず）からの停止信号、ＮＣ装置１０の異常検出信号、サーボアンプ２０の異常検出信号等の信号を入力しており、これらの異常検出信号が全て「異常無し」の状態の場合に、フートスイッチ１１からのラム起動信号により開閉器２３，２４のコイルに通電して開閉器２３，２４の接点を切り換える。
開閉器２３の常開接点２３ａは、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に速度指令を出力する回路に介在されている。また、開閉器２４の常開接点２４ａ1は、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路に介在されている。また、この接点２４ａ1に連動する常開接点２４ａ2が、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路に介在されている。
【０００８】
これによると、フートスイッチ操作という作業者の有意思の起動操作を行ったときのみ、上記信号回路や電源回路を閉じてラムを駆動することが可能となる。このため、通常のラム停止時、フートスイッチ１１を操作していないので、上記信号回路や電源回路は「断」となり、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０に故障（ＣＰＵ暴走等）が発生しても、ＡＣサーボモータ１２が作動することはない。これにより、作業者が意図しないラムの暴走は確実に防止され、ラムの暴走により金型やワークを損傷するようなことはない。また、駆動電力信号を出力する回路が「断」となることによりＡＣサーボモータ１２がサーボフリー状態となるが、機械式ブレーキ１４への励磁動力が供給されずＡＣサーボモータ１２を保持するので、ラムの停止状態は保持される。
【０００９】
しかしながら、上記構成においては、以下で説明するように、ＡＣサーボモータ１２に内蔵された機械式ブレーキ１４以外に外付けの機械式ブレーキを追設しなければならないというスペース上及びコスト上の問題が生じることが考えられる。
ラムの下降中等に、ラムを急停止させる場合（例えば、非常停止ボタンの操作時又は、ＮＣ装置１０やサーボアンプ２０等の制御機器からの異常検出信号出力時）、ＡＣサーボモータ１２に内蔵される機械式ブレーキ１４とＡＣサーボモータ１２の発電制動機能とを併用して規定の時間内に停止させるのが一般的である。発電制動（以後、ダイナミックブレーキと呼ぶ）は、モータの電機子両端を電気的抵抗により接続し、ブレーキ仕事を行う電気制動である。この電気制動力はモータ軸回転速度に比例しており、高回転であればあるほど制動力は大きい。
ところが、市販されているサーボアンプ２０にダイナミックブレーキ回路（以降、ＤＢ回路と呼ぶ）が内蔵されているため、駆動電力信号を出力する回路が「断」になると、ＡＣサーボモータ１２の電機子両端を電気的抵抗で接続することは不能となる。このため、ＡＣサーボモータ１２のダイナミックブレーキ機能を使用できず、機械式ブレーキ１４のみでは急停止に必要なブレーキ力が不足となり、ＡＣサーボモータ１２の出力軸端部に機械式ブレーキ１９（ＡＣサーボモータ１２に内蔵される機械式ブレーキ１４と区別するために、外部ブレーキ１９と呼ぶ）を新たに装着する必要が考えられる。したがって、外部ブレーキ１９という装置及びこれをプレスブレーキ本体に固定するためのブラケットが必要となり、組立て調整に工数も要するので、コスト高となる。
【００１０】
また、前記課題を解決するために、制御装置を図１０に示すように構成することが考えられる。
すなわち、図９に示す制御装置の外部ブレーキ１９の代わりに、ダイナミックブレーキ回路２５が、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路の接点２４ａ1よりＡＣサーボモータ１２側に接続され、この接続回路に接点２４ａ1に連動する常閉接点２４ｂが介在されている。
【００１１】
これによると、図９に示す制御装置と同様に、作業者が意図しないラムの暴走は確実に防止され、ラムの暴走により金型やワークを損傷するようなことはない。また、ラムの下降中等に、ラムを急停止させる場合、ＤＢ回路２５が「続」となることにより、ＡＣサーボモータ１２のダイナミックブレーキ機能とＡＣサーボモータ１２に内蔵される機械式ブレーキ１４とを併用して規定の時間内に停止できるので、図９に示す制御装置のような外部ブレーキ１９は不要となり、低コストの制御装置を得られる。
【００１２】
しかしながら、図１０に示した構成においては、以下で説明するように、市販のサーボアンプにＤＢ回路が存在しているのにもかかわらず、外付けのＤＢ回路を追設しなければならないというコスト上の問題が生じることが考えられる。
すなわち、通常、前述したＡＣサーボモータ１２のダイナミックブレーキを機能させるＤＢ回路は、市販されているサーボアンプ２０に内蔵されているが、ラムを急停止させる場合、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路が「断」となるため、この内蔵されたＤＢ回路を有効に使用できず、代わりに外部に別置きのＤＢ回路２５を設けているため、コスト高となる。
【００１３】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、作業者が意図しないラム又はテーブルの暴走を低コストで確実に防止できる電気サーボ式板金加工機械の制御装置及びその制御方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【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、第１の発明は、電気サーボ式板金加工機械の制御装置において、その回転力が所定の変換機構を介して直線運動に変換されてラム又はテーブルを駆動する電気サーボモータと、ラム又はテーブルの位置を検出する位置検出器と、前記電気サーボモータによるラム又はテーブルの起動を指示する信号を発する起動装置と、該起動装置及び前記位置検出器からのそれぞれの信号を入力し、電気サーボモータの最適駆動に応じた指令信号を出力するＮＣ装置と、動力供給電源と前記指令信号とを入力し、この指令信号に従った駆動電力信号を前記電気サーボモータへ出力すると共に、この指令信号がオフのときに前記電気サーボモータの制動により発生する電気エネルギを熱エネルギとして消費する発電制動回路を有するサーボアンプと、前記サーボアンプと前記電気サーボモータとの間の駆動電力信号回路に介在された第１開閉器と、前記起動装置と前記第１開閉器との間の開閉信号回路に介在され、前記起動装置からのオン信号はそのまま前記第１開閉器へ出力し、オフ信号のみを所定時間遅延して前記第１開閉器へ出力するオフディレイタイマと、前記ＮＣ装置と前記サーボアンプとの間の指令信号回路に介在され、この回路を前記起動装置からの信号により開閉してサーボ制御の有効／無効を切り換える第２開閉器とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、作業者が起動装置を操作して起動信号を発したときのみ、電気サーボモータに駆動電力を供給可能であり、起動装置が操作されないときには、ＮＣ装置からサーボアンプへの指令信号を第２開閉器により開放して、電気サーボモータを制御無効状態（サーボフリー状態）とすると共に、サーボアンプ内蔵の発電制動回路によって発電制動を機能させる。このため、ＮＣ装置やサーボアンプ等の制御機器に故障が生じても、作業者の有意思の起動操作が行われなければ、ラム又はテーブルが作動することはない。このとき、電気サーボモータへの駆動電力信号回路を所定時間ｔだけ遅らせて第１開閉器によって開くので、所定時間ｔが経過するまではサーボアンプ内蔵の発電制動回路による発電制動が可能となり、最終的に、確実に電気サーボモータへの駆動出力を遮断できる。このため、外部ブレーキ等のコスト高な装置の代わりに、サーボアンプが通常内蔵する発電制動回路という安価な回路を有効的に利用してラムの急停止が可能となる。これにより、作業者の意図に反するラム又はテーブルの暴走を低コストで確実に防止でき、暴走により金型同士が干渉して損傷することも防止できる。
【００１６】
本発明においては、さらに、励磁の有無によりブレーキの開放／保持を切り換え前記電気サーボモータを機械的に制動可能とする機械式ブレーキと、前記機械式ブレーキの開放／保持の信号回路上に介在され、この回路を前記起動装置からの信号により開閉する第３開閉器とを備えるのが好ましい。
こうすることにより、サーボモータの駆動電力信号回路が開となったときに、サーボモータがサーボフリー状態となるが、第３開閉器によって機械式ブレーキが励磁されず保持状態となる。これにより、ラム又はテーブルが作動中であれば機械ブレーキにより制動が働きラム又はテーブルを停止でき、また、ラム又はテーブルが停止中であれば機械ブレーキによりラム又はテーブルの停止状態を確実に保持できる。
【００１７】
第１の発明の方法発明である第２の発明は、電気サーボ式板金加工機械の制御方法において、起動装置からの起動信号がオフしたとき、ＮＣ装置からサーボアンプへ、電気サーボモータがラム又はテーブルを最適駆動するように指令信号を出力する回路に介在させた第２開閉器を開放して、電気サーボモータを制御無効状態とすると共に、サーボアンプに内蔵され、かつ電気サーボモータの制動により発生する電気エネルギを熱エネルギとして消費する発電制動回路を作動させ、サーボアンプから電気サーボモータへ出力される駆動電力信号の回路を所定時間後に第１開閉器で開くようにしたことを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、作業者が起動装置を操作して起動信号を発したときのみ、電気サーボモータに駆動電力を供給可能であり、起動装置が操作されないときには、ＮＣ装置からサーボアンプへの指令信号を第２開閉器により開放して、電気サーボモータを制御無効状態（サーボフリー状態）とすると共に、サーボアンプ内蔵の発電制動回路によって発電制動を機能させる。このため、ＮＣ装置やサーボアンプ等の制御機器に故障が生じても、作業者の有意思の起動操作が行われなければ、ラム又はテーブルが作動することはない。このとき、電気サーボモータへの駆動電力信号回路を所定時間ｔだけ遅らせて第１開閉器によって開くので、所定時間ｔが経過するまではサーボアンプ内蔵の発電制動回路による発電制動が可能となり、最終的に、確実に電気サーボモータへの駆動出力を遮断できる。このため、外部ブレーキ等のコスト高な装置の代わりに、サーボアンプが通常内蔵する発電制動回路という安価な回路を有効的に利用してラムの急停止が可能となる。これにより、作業者の意図に反するラム又はテーブルの暴走を低コストで確実に防止でき、暴走により金型同士が干渉して損傷することも防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る電気サーボ式プレスブレーキの正面図であり、図２は同プレスブレーキの側面図である。
【００２０】
左右に立設する１対のサイドフレーム１，１の下部を連結するようにテーブル２が一体に設けられ、各サイドフレーム１，１の上端部を連結するように設けられた上部フレーム１ａにはラム駆動装置３が装着されている。テーブル２の上面にはダイ保持装置４を介してＶ字状の型溝を有するダイ（下金型）５が保持され、ラム駆動装置３の下端部にはテーブル２に対向してラム６が連結されており、ラム６の下部にはパンチ保持装置７を介してパンチ(上金型)８が保持されている。ラム駆動装置３の作動によりラム６が昇降駆動され、これによりパンチ８とダイ５との間に介挿されるワークＷに曲げ加工が施される。
【００２１】
サイドフレーム１の側部には、後述するサーボアンプ等の制御機器を内蔵する制御盤９が取着されている。また、サイドフレーム１の上部前寄りには、曲げデータ等の入出力用の入出力装置１０ａ及び各種データを表示する表示装置１０ｂを備え、かつこれらデータに基づく演算を行うＮＣ装置１０が取着されている。さらに、本体装置の下部側方には、作業者が足踏み操作する起動装置としてのフートスイッチ１１が配置されている。
【００２２】
図３は、ラム駆動装置３の構成を説明する模式図である。ラム駆動装置３は，ＡＣサーボモータ１２とボールねじ伝動装置１３とを備えている。
図示しないブラケットにより上部フレーム１ａに支持されたＡＣサーボモータ１２は、モータの保持／開放が切換え自在な機械式ブレーキ１４と、モータ軸の位置を検出するエンコーダ１５とを内蔵している。機械式ブレーキ１４は、無励磁式であり、無通電においてモータ軸を保持又は制動する。ＡＣサーボモータ１２の出力軸にはプーリ１６ａが取着されている。
【００２３】
ボールねじ伝動装置１３は、図示しないベアリングにより前記上部フレーム１ａに回転自在に支持されるナット１３ａと、このナット１３ａと鋼球を介して螺合するねじ軸１３ｂとを備えている。ナット１３ａの上部にはプーリ１６ｂが取着され、ねじ軸１３ｂの下端部にはラム６が連結されている。
両プーリ１６ａ，１６ｂ間にはタイミングベルト１７が巻装されている。ＡＣサーボモータ１２の回転駆動力は、プーリ１６ａ，タイミングベルト１７及びプーリ１６ｂを介してボールねじ伝動装置１３に伝えられ、このボールねじ伝動装置１３により上下方向の駆動力に変換され，ワークＷに対する加圧力として作用する。なお、ラム６の近傍には、ラム６の上下方向の位置を検出するリニアスケール１８が設けられている。
【００２４】
図４は、本発明に係る電気サーボ式プレスブレーキの制御ブロック図である。作業者がフートスイッチ１１を操作することにより、ラム起動信号がＮＣ装置１０に入力される。ＮＣ装置１０は、このラム起動信号を入力すると、曲げデータ等の各種データに基づき、速度指令（ＡＣサーボモータ１２の回転を指令する電圧指令）及びサーボＯＮ指令（ＡＣサーボモータ１２の制御を有効にする指令）をサーボアンプ２０に出力する。サーボアンプ２０は、ＡＣ２００Ｖ等の動力供給電源２１から供給される電力を、前記速度指令に応じた駆動電力信号に変換してＡＣサーボモータ１２に出力する。また、サーボアンプ２０は、ＡＣサーボモータ１２に内蔵されたエンコーダ１５からのパルス信号をフィードバックしており、このパルス信号から算出されるモータ回転速度と、前記速度指令との偏差が小さくなるようにＡＣサーボモータ１２を制御する。
一方、リニアスケール１８からのラム位置のフィードバック信号は、ＮＣ装置１０に入力され、ＮＣ装置１０は、このフィードバック信号に基づき、ラム６を曲げデータから算出される目標位置に位置決めする。
【００２５】
フートスイッチ１１からのラム起動信号は、非常停止回路２２にも入力される。非常停止回路２２は、非常停止ボタン（図示せず）からの停止信号、ＮＣ装置１０の異常検出信号、サーボアンプ２０の異常検出信号等の信号を入力しており、これらの異常検出信号が全て「異常無し」の状態の場合に、フートスイッチ１１からのラム起動信号により開閉器２３，２４，２７のコイルに通電して開閉器２３，２４，２７の接点を切り換える。
非常停止回路２２と開閉器２４との間の回路には、オフ信号のみを所定時間ｔ遅延して開閉器２４へ出力するオフディレイタイマが設けられている。このため、図５に示すように、開閉器２３，２７はフートスイッチ１１のオン／オフ信号に連動してオン／オフするが、開閉器２４はフートスイッチ１１のオフ信号に対して、所定時間ｔ遅延してオフとなる。なお、遅延する時間ｔは０．１〜０．３秒程度が好ましい。
開閉器２３の常開接点２３ａは、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に速度指令及びサーボＯＮ指令を出力する回路に介在されている。また、開閉器２４の常開接点２４ａは、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路に介在されている。また、開閉器２７の常開接点２７ａは、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路に介在されている。
【００２６】
サーボアンプ２０は、ＤＢ回路２０ａを内蔵している。ＤＢ回路２０ａは、図６に示すように、ＮＣ装置１０からのサーボＯＮ指令により開閉する常閉接点２０ａ1と、ＡＣサーボモータ１２の各相端子間を前記接点２０ａ1を介して接続するための複数の抵抗２０ａ2とを備え、制動時にＡＣサーボモータ１２の被駆動体（ラム６）が有する運動エネルギーをＡＣサーボモータ１２の発電機動作によって電気エネルギーに変換し、前記抵抗２０ａ2により熱エネルギーの形で消費してＡＣサーボモータ１２の制動を行う発電制動回路である。ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０にサーボＯＮ指令のオン信号が入力されることにより、接点２０ａ1を開いてＤＢ回路２０ａの発電制動を機能させないようにすると共に、サーボアンプ２０の動力回路部２０ｂの接点（通常、半導体スイッチよりなる）２０ｂ1を閉じて、ＡＣサーボモータ１２に所定の駆動電力信号が出力される。一方、サーボＯＮ指令がオフとなった場合、又は、非常停止検出時に開閉器２３が開となった場合、サーボアンプ２０の動力回路部２０ｂの接点２０ｂ1を開いて、ＡＣサーボモータ１２への駆動電力の供給を停止すると共に、接点２０ａ1を閉じてＤＢ回路２０ａによる発電制動を行う。
【００２７】
上記構成によると、非常停止ボタンが押圧操作されず、ＮＣ装置１０及びサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力されていない場合には、作業者によるフートスイッチ１１の操作によるオン信号により開閉器２３，２４，２７の接点２３ａ，２４ａ，２７ａは閉となる（オフディレイタイマ２６はオン信号に対しては遅延しないので、接点２４ａは他の接点２３ａ，２７ａと略同時に開となる）。したがって、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に速度指令等を出力する回路、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に駆動電力信号を出力する回路及び動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路はいずれも「続」状態となり、また、フートスイッチ１１からのラム起動信号に応じてサーボＯＮ指令がオンとなると、ＤＢ回路２０ａは「断」状態となるため、機械式ブレーキ１４及びダイナミックブレーキはいずれも開放され、ＮＣ装置１０からの速度指令に従ってＡＣサーボモータ１２が制御され、ラム６を駆動してワークＷの加工が行われる。
【００２８】
非常停止ボタンが押圧操作されず、ＮＣ装置１０及びサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力されておらず、かつ、作業者によりフートスイッチ１１が操作されていない場合には、開閉器２３，２４，２７の接点２３ａ，２４ａ，２７ａは開のままであり、ＮＣ装置１０からサーボアンプ２０に信号を出力する回路、サーボアンプ２０からＡＣサーボモータ１２に動力を供給する回路及び動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４に動力を供給する回路はいずれも「断」状態で、機械式ブレーキ１４の保持作動によりＡＣサーボモータ１２は停止状態が保持される。
【００２９】
ラム６がサーボ制御中であって、非常停止ボタンが押圧操作された場合、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力された場合、又は、非常停止ボタンが押圧操作されず、ＮＣ装置１０及びサーボアンプ２０からの異常検出信号が出力されておらず、かつ、作業者がフートスイッチ１１をオフ操作した場合には、非常停止回路２２から開閉器２３，２４，２７へオフ信号が出力され、接点２３ａ，２７ａは開となり、接点２４ａは所定時間ｔ遅れて開となる。接点２３ａが開となることにより、サーボＯＮ指令がオフとなり、速度指令がオフしＡＣサーボモータ１２に駆動電力が出力されなくなると共に、所定時間ｔが経過するまでは接点２４ａは閉じているのでＤＢ回路２０ａによる発電制動が働く（図６参照）。また、接点２７ａが開となることにより、動力供給電源２１から機械式ブレーキ１４への動力供給が停止され、機械式ブレーキ１４が制動作動する。このため、所定時間ｔが経過するまでは、機械式ブレーキ１４及びＤＢ回路２０ａの制動作動により、ＡＣサーボモータ１２は急停止する。そして、所定時間ｔが経過した後は、ＡＣサーボモータ１２を機械式ブレーキ１４が制動し、ＡＣサーボモータ１２の停止後は機械式ブレーキ１４で保持する。
【００３０】
このように、フートスイッチ操作という作業者の有意思の起動操作を行ったときのみ、上記信号回路や電源回路を閉じ、かつダイナミックブレーキを開放してラム６を駆動することが可能となる。このため、通常のラム停止時、フートスイッチ１１を操作していないので、上記信号回路や電源回路は「断」となり、ＮＣ装置１０又はサーボアンプ２０に故障（ＣＰＵ暴走等）が発生しても、ＡＣサーボモータ１２が作動することはない。これにより、作業者が意図しないラム６の暴走は確実に防止され、ラム６の暴走により金型やワークを損傷するようなことはない。また、非常停止ボタン操作等によりラム６を急停止させる場合には、ＡＣサーボモータ１２への駆動電力信号回路を所定時間ｔだけ遅らせて「断」とするので、所定時間ｔが経過するまではサーボアンプ２０が通常内蔵するＤＢ回路２０ａの発電制動が可能となる。このため、このＤＢ回路２０ａの発電制動が機械式ブレーキ１４では不足するブレーキ力を補うことができる。これにより、外部ブレーキ等のコスト高な装置、又は、別置きのＤＢ回路ユニットを設ける必要はなく、構成がシンプルであり信頼性が高く安価となる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲内において変更や修正を加えることができるのは言うまでもない。
例えば、ＤＢ回路の開閉器として電磁開閉器を用いた例で示したが、大出力トランジスタ、サイリスタ等の半導体スイッチを用いてもよい。
また、板金加工機械としてプレスブレーキを例に挙げて説明したが、図７に示すように、テーブル（ボルスタ）２に対向して設けたラム（スライド）６を、ＡＣサーボモータ１２によりボールねじ伝動装置１３を介して昇降駆動する電気サーボ式プレス機械に適用しても構わない。
また、起動装置としてフートスイッチを例にして説明したが、図７に示すように、押釦１１ａにより起動させてもよい。
【００３２】
また、電気サーボモータとしてＡＣサーボモータの適用例を示したが、ＤＣサーボモータを用いても構わない。
なお、電気サーボモータでプーリ及びタイミングベルトを介してボールねじ伝動装置等の被駆動体を駆動する例にて説明したが、ギアやリンク等の他の伝動機構を介して、又は直結して被駆動体を駆動するようにしてもよい。
さらに、ラムを昇降駆動する例にて説明したが、テーブル側を昇降駆動する板金加工機械に適用しても全く同様の効果が得られる。
さらにまた、ラム駆動装置が一つである単軸型のプレスブレーキに適用した例を説明したが、本発明は、２軸以上の多軸型の板金加工機械に対しても適用可能である。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、作業者がフートスイッチ等の起動装置を操作したときのみ、電気サーボモータに駆動電力を供給可能となるので、制御機器に故障が発生しても、起動装置がオフであれば電気サーボモータは作動することはない。これにより、作業者の意図に反するラム又はテーブルの駆動を確実に防止でき、金型やワークの損傷を防止できる。また、ラムを急停止させる場合には、電気サーボモータへの駆動電力信号回路を所定時間だけ遅らせて開くので、所定時間が経過するまではサーボアンプが通常内蔵するＤＢ回路の発電制動を利用して機械式ブレーキでは不足するブレーキ力を補いラムの急停止が可能となり、外部ブレーキ又は別置きの発電制動回路ユニット等のコスト高な装置を設ける必要がなく、構成がシンプルであり信頼性が高く安価な制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電気サーボ式プレスブレーキの正面図である。
【図２】実施形態に係る電気サーボ式プレスブレーキの側面図である。
【図３】実施形態に係るラム駆動装置の構成を説明する模式図である。
【図４】実施形態に係る制御ブロック図である。
【図５】開閉器の開閉タイミングチャートである。
【図６】ダイナミックブレーキ回路図である。
【図７】別態様に係る電気サーボ式プレス機械の要部側面図である。
【図８】従来技術の制御ブロック図である。
【図９】制御ブロック図である。
【図１０】制御ブロック図である。
【符号の説明】
２…テーブル、３…ラム駆動装置、５…ダイ（下金型）、６…ラム、８…パンチ（上金型）、１０…ＮＣ装置、１１…フートスイッチ、１２…ＡＣサーボモータ、１３…ボールねじ伝動装置、１４…機械式ブレーキ、１５…エンコーダ、１８…リニアスケール、２０…サーボアンプ、２０ａ…ダイナミックブレーキ回路（発電制動回路）、２１…動力供給電源、２２…非常停止回路、２３，２４，２７…開閉器、２３ａ，２４ａ，２７ａ…接点、２６…オフディレイタイマ、Ｗ…ワーク。
Claims (3)
- 電気サーボ式板金加工機械の制御装置において、
その回転力が所定の変換機構を介して直線運動に変換されてラム(6)又はテーブルを駆動する電気サーボモータ(12)と、
ラム(6)又はテーブルの位置を検出する位置検出器(18)と、
前記電気サーボモータ(12)によるラム(6)又はテーブルの起動を指示する信号を発する起動装置(11)と、
該起動装置(11)及び前記位置検出器(18)からのそれぞれの信号を入力し、電気サーボモータ(12)の最適駆動に応じた指令信号を出力するＮＣ装置(10)と、
動力供給電源と前記指令信号とを入力し、この指令信号に従った駆動電力信号を前記電気サーボモータ(12)へ出力すると共に、この指令信号がオフのときに前記電気サーボモータ(12)の制動により発生する電気エネルギを熱エネルギとして消費する発電制動回路(20a)を有するサーボアンプ(20)と、
前記サーボアンプ(20)と前記電気サーボモータ(12)との間の駆動電力信号回路に介在された第１開閉器(24)と、
前記起動装置(11)と前記第１開閉器(24)との間の開閉信号回路に介在され、前記起動装置(11)からのオン信号はそのまま前記第１開閉器(24)へ出力し、オフ信号のみを所定時間遅延して前記第１開閉器(24)へ出力するオフディレイタイマ(26)と、
前記ＮＣ装置(10)と前記サーボアンプ(20)との間の指令信号回路に介在され、この回路を前記起動装置(11)からの信号により開閉してサーボ制御の有効／無効を切り換える第２開閉器(23)と、
を備えたことを特徴とする電気サーボ式板金加工機械の制御装置。 - さらに、励磁の有無によりブレーキの開放／保持を切り換え前記電気サーボモータ(12)を機械的に制動可能とする機械式ブレーキ(14)と、
前記機械式ブレーキ(14)の開放／保持の信号回路上に介在され、この回路を前記起動装置(11)からの信号により開閉する第３開閉器(27)と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電気サーボ式板金加工機械の制御装置。 - 電気サーボ式板金加工機械の制御方法において、
起動装置(11)からの起動信号がオフしたとき、
▲１▼ＮＣ装置(10)からサーボアンプ(20)へ、電気サーボモータ(12)がラム(6)又はテーブルを最適駆動するように指令信号を出力する回路に介在させた第２開閉器(23)を開放して、電気サーボモータ(12)を制御無効状態とすると共に、サーボアンプ(20)に内蔵され、かつ電気サーボモータ(12)の制動により発生する電気エネルギを熱エネルギとして消費する発電制動回路(20a)を作動させ、
▲２▼サーボアンプ(20)から電気サーボモータ(12)へ出力される駆動電力信号の回路を所定時間後に第１開閉器(24)で開く
ようにしたことを特徴とする電気サーボ式板金加工機械の制御方法。
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