JP4008557B2 - プレス装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プレス装置は従来より広く使用されており、種々の形態のものが広く普及している。このプレス装置の中、ラムの下降速度や位置或いは加圧力等をきめ細かく制御可能なプレス装置があり、このプレス装置は現在のところ精密な制御が行える電動機をアクチュエータとして用いているため、通常エレクトロプレスと呼ばれている。
このような精密な制御を行うプレス装置において、ラムの初期位置から比較的速い速度でラムを被加工物方向に移動するアプローチ駆動を行い、次いで被加工物に接触する所定距離前よりラムの速度を減速して移動させる所謂探り駆動を行わせる制御が従来より知られている。この制御により、高速でしかも精密なプレスが行える利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記ラムの速度を低速に切り換える探り駆動開始点は、被加工物の寸法のバラツキによる安全度をみて、被加工物にラムが接触する位置より相当距離手前に設定するのが普通であり、この探り駆動開始点をぎりぎりまで被加工物に近づけることができれば、更なるプレスの高速化を図れることになる。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、プレスの高速化を図ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプレス装置は、プレス用のラムと、該ラムを昇降させるプレス機構と、少なくとも該ラムの位置及び移動速度を制御可能で、被加工物にラムが接触する所定距離手前の探り駆動開始点でラムの移動速度を減速させる制御を実行する、制御手段と、前記被加工物の加工の際に前記被加工物とラムとが接触する点である接触認識点と前記探り駆動開始点との距離を検出する手段と、前記検出された距離の値が所定数得られたとき、該距離のバラツキを算出する手段と、該算出された距離のバラツキに基づいて前記探り駆動開始点の位置を前記被加工物に近い位置に変更する手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、実際の加工の際にラムと被加工物が接触する点である接触認識点と前記探り駆動開始点との距離の情報に基づいて減速させる探り駆動開始点の位置を被加工物に近い位置に変更するから、安全を維持しつつ、減速させる点を被加工物に近づけることが可能であり、プレスの高速化が図れる効果がある。なお、前記近傍の所定点としては接触を検出した後所定の圧が被加工物に加えられた点等とすることが可能である。
該変更は所定回数の加工を行った後に行うようにするのが望ましく、以後は加工の都度変更するようにしても良いし、或いは所定数加工毎に変更するなど種々の形態が可能である。
前記距離の検出はアクチュエータであるモータ等の回転数を検出することにより簡単に検出可能である。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
最初に図7と図8により機械的な構成を説明する。
ラム30は筒状ガイド31の内部を上下方向に移動可能になっており、ベース36上のワークWをプレスするようになっている。ラム30の内部には図8に示すように、ボールネジ40が設けられており、このボールネジ40はモータ21により回転するようになっている。ラム30の後端部(上端)にはナット32が設けられており、このナット32がボールネジ40に係合し、ボールネジ40の回転により上下方向に移動するように構成されている。
ラム30には連結板35を介して振れ止杆33が装着されており、この振れ止杆33がガイド34に嵌挿してラム30の回転や振れなどを防止している。
以上の構成において、モータ21の駆動制御を行うことにより、ラム30の位置の制御、移動速度の制御等を高精度に行えるようになっている。
【0006】
図1の機能ブロック図により、更に詳細に説明する。
中央演算処理装置50はマイクロコンピュータを主体に構成されており、このプレス装置の全体の制御を行っている。中央演算処理装置50はモータドライバ20を介して前記モータ21を制御し、ボールネジ40の回動によりプレスを実行させるようになっている。モータ21にはモータ電流検出器22とエンコーダ23が設けられており、モータ電流と回転位置を中央演算処理装置50にフィードバックするようになっている。
図2及び図3に示すように、ラム30は上限位置の下側のアプローチ駆動開始点▲1▼から高速で探り駆動開始点▲2▼まで下降し、ここで減速して加圧駆動開始点▲3▼まで低速で接近し、加圧駆動開始点▲3▼から所定のトルクでプレスを行い、加圧終了点▲4▼でプレスを完了し、再びアプローチ駆動開始点▲1▼まで戻る動作を行うように構成されている。
アプローチ駆動開始点▲1▼、探り駆動開始点▲2▼、加圧駆動開始点▲3▼、加圧終了点▲4▼の位置はティチングにより設定できるようになっており、実際にラム30を動かして適正な位置を設定するようになっている。
このようなラム30の動作により、高精度のプレスを行うようになっている。
【0007】
中央演算処理装置50にはラム上下限位置制御装置1が接続されており、このラム上下限位置制御装置1によりラム30が図2に示す上限位置より上と下限位置より下へ移動しないように制御するように構成されている。
アプローチ駆動制御装置2はアプローチ駆動開始点▲1▼から探り駆動開始点▲2▼までのアプローチ駆動を制御し、ラム30を高速で下降させるようになっている。探り駆動制御装置3は探り駆動開始点▲2▼から加圧駆動開始点▲3▼までラム30を低速で下降させるように制御する。同様に、加圧駆動制御装置7は加圧駆動開始点▲3▼から所定のトルクでラム30を下降させワークWのプレスを実行させ、加圧終了制御装置8は加圧終了点▲4▼の位置において、プレスを終了し、元のアプローチ駆動開始点▲1▼の位置にラム30を戻すように構成されている。
加圧駆動開始点▲3▼の位置は接触認識点位置検出装置4からの信号によりラム30がワークWに接触したことを認識し、この接触認識点▲5▼に基づいて決定され、該接触認識点▲5▼か或いはその近傍点に設定してある。例えばワークWにラム30が接触してから所定距離下降して、所定の圧がワークWに掛かった点等とすることが可能である。
なお、ラム30のワークWの接触はモータ電流検出器22によりモータ電流の変化を検出することにより行っても良い。
【0008】
記憶設定ボタン51は、この操作によりティチングモードとするものであり、所望の位置にラム30を動かして位置決めし、その点でアプローチ駆動開始点設定ボタン10、探り駆動開始点設定ボタン11、加圧駆動開始点設定ボタン12、加圧終了点設定ボタン13を操作することによりアプローチ駆動開始点▲1▼、探り駆動開始点▲2▼、加圧駆動開始点▲3▼、加圧終了点▲4▼の各点を設定するように構成されている。
なお、このようなティチングによる設定ではなく、プログラムなどによりアプローチ駆動開始点▲1▼、探り駆動開始点▲2▼、加圧駆動開始点▲3▼、加圧終了点▲4▼を設定することも可能である。
なお、15は種々の操作を行わせるための操作ボタン、16は種々のセンサである。
【0009】
以上の構成において、更に標準偏差演算装置5と探り駆動開始点変更装置6とを備え、実際のプレスの進行に従って、よりワークWに近接した位置に探り駆動開始点▲2▼を変更するように構成されている。
標準偏差演算装置5はエンコーダ23からの信号により、図4に示すように探り駆動開始点▲2▼からラム30がワークWに接触する点である接触認識点▲5▼までの距離Xiを検出し、この平均値XAをプレスの毎に求めるように構成されている。そして、該平均値XAに基づいて該距離Xiの標準偏差σを求め、探り駆動開始点変更装置6がこのσに基づいて変更探り駆動開始点▲2▼’を求めるように構成されている。この実施形態では図4に示すように、平均値XAからσの3倍を引いた位置に変更探り駆動開始点▲2▼’を設定するようになっている。σの3倍としたのは安全度を見たためであり、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
この構成により、探り駆動開始点▲2▼の位置をワークWに近接した位置とすることが可能になり、高速のアプローチ駆動の範囲を拡大でき、プレスの高速化を図ることができる。しかも、探り駆動開始点▲2▼’をワークWとの接触認識点▲5▼のバラツキに基づいて設定しているから、信頼性も高い利点がある。
なお、この実施形態では標準偏差に基づいて探り駆動開始点▲2▼’を設定しているが、これに限定されるものではなく、分散等のバラツキを表す他の数値に基づいて探り駆動開始点▲2▼’を設定することも可能である。また平均値や中央値等の平均を表す他の数値に基づいて探り駆動開始点▲2▼’を設定することも可能である。また距離Xiや平均値XAから所定の定数を引いて変更探り駆動開始点▲2▼’を求める等種々の態様が可能である。
【0010】
図5と図6により上記構成の動作を説明する。
ラム30を初期位置から予め設定したアプローチ駆動開始点▲1▼位置に設定し(ステップS1)、アプローチ駆動制御装置2からモータドライバ20に下降指令を出してラム30を高速下降させる(ステップS2、3)。ラム30が予め設定した探り駆動開始点▲2▼の位置或いは後に説明する変更した探り駆動開始点▲2▼’位置まで下降すると(ステップS4)、減速して低速下降を行い(ステップS5)、ワークWとの接触が確認されると探り駆動開始点▲2▼の変更処理が実行される(ステップS6)。このサブルーチンは図6により後述する。
ラム30とワークWの接触認識点或いはその近傍の加圧駆動開始点▲3▼位置で一度ラム30を停止し、該停止を確認する(ステップS7)。そして、加圧電流を付加し(ステップS8)、所定のトルクでプレスを開始し、定速度で下降を継続する(ステップS9)。加圧終了点▲4▼の直前の位置で減速制動し(ステップS10、11)、加圧終了点▲4▼に到達したら(ステップS12)、電源の供給を停止して(ステップS13)、プレスを終了し、次のワークWのプレスに備えてアプローチ駆動開始点▲1▼の位置にラム30を戻す(ステップS14)。
【0011】
図5によりステップ6の探り駆動開始点▲2▼変更処理を説明する。
接触認識点▲5▼が検出されたら(ステップS20)、探り駆動開始点▲2▼から接触認識点▲5▼までの距離をエンコーダ23からの信号により計算し距離Xiを求め(ステップS21)、該Xiを過去のXiと累積して平均値XAを求める(ステップS22)。平均値Xiの検出回数Nが所定回数になったら(ステップS23)、前記XiとXAに基づいて標準偏差σを計算し(ステップS24)、平均距離XAから該σの3倍を差し引いた距離の位置に探り駆動開始点▲2▼の位置を変更し、これを図4に示すように探り駆動開始点▲2▼’とする(ステップS25)。
【0012】
以上説明したように、上記実施形態においてはプレスの進行に従って探り駆動開始点▲2▼の位置が自動的に変更され、ワークWに近接した位置になるため、プレスの高速化が図れる。また、ユーザは当初安全度の高い位置に探り駆動開始点▲2▼を設定しておけば、プレスに従って最適の位置に探り駆動開始点▲2▼が変更されるから、操作性も向上するなどの効果がある。
【0013】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプレス装置によれば、プレスの高速化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図。
【図2】本発明の一実施形態の動作説明図。
【図3】本発明の一実施形態のモータ電流とラムの速度を表すグラフ。
【図4】本発明の一実施形態における探り駆動開始点▲2▼の変更動作の説明図。
【図5】本発明の一実施形態を示すフローチャート図。
【図6】本発明の一実施形態における探り駆動開始点▲2▼の変更動作を示すフローチャート図。
【図7】本発明の一実施形態の外観斜視図。
【図8】本発明の一実施形態の側断面図。
【符号の説明】
1:ラム上下限位置制御装置、2:アプローチ駆動制御装置、3:探り駆動制御装置、4:接触認識点位置検出装置、5:標準偏差演算装置、6:探り駆動開始点変更装置、7:加圧駆動制御装置、8:加圧終了制御装置、10:アプローチ駆動開始点設定ボタン、11:探り駆動開始点設定ボタン、12:加圧駆動開始点設定ボタン、13:加圧終了点設定ボタン、14:設定値補正スイッチ、15:操作ボタン、16:センサ、20:モータドライバ、21:モータ、22:モータ電流検出器、23:エンコーダ、30:ラム、31:筒状ガイド、32:ナット、33:振れ止杆、34:ガイド、35:連結板、36:ベース、40:ボールネジ、50:中央演算処理装置、51:記憶設定ボタン。
Claims (3)
- プレス用のラムと、
該ラムを昇降させるプレス機構と、
少なくとも該ラムの位置及び移動速度を制御可能で、被加工物にラムが接触する所定距離手前の探り駆動開始点でラムの移動速度を減速させる制御を実行する、制御手段と、
前記被加工物の加工の際に前記被加工物とラムとが接触する点である接触認識点と前記探り駆動開始点との距離を検出する手段と、
前記検出された距離の値が所定数得られたとき、該距離のバラツキを算出する手段と、
該算出された距離のバラツキに基づいて前記探り駆動開始点の位置を前記被加工物に近い位置に変更する手段と、
を有することを特徴とするプレス装置。 - 前記変更する手段が、新しい探り駆動開始点を入力するに従って継続的に前記探り駆動開始点の位置を変更する、
請求項1に記載のプレス装置。 - 前記バラツキを算出する手段が前記距離の平均値と標準偏差を算出し、
前記変更する手段が前記平均値から標準偏差に基づく所定の値を差し引いた位置に前記探り駆動開始点の位置を変更する、
請求項1に記載のプレス装置。
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