JP4296072B2 - 電動プレス - Google Patents
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Description
この発明は、電動プレスに関する。
電動モータを用いて、荷重と位置を高精度に制御可能な電動プレスが種々の分野で広く使用されている。
この電動プレスにおいて、安全性の観点から、危険区域に作業者が立ち入る場合、動力源を切った停止（安全停止）が求められており、例えばワークの取替えを行う場合、作業者が危険区域に入る際に手動でサーボモータの動力を切るか、或いは作業者が入った事を進入検知センサやエリアセンサ等により検知して自動的にサーボモータの動力を切るように構成されている。その後、作業者がワークの取替えを行い、作業者が危険区域から安全な位置に移動した後、自動の場合にはエリアセンサ等がＯＦＦ信号を出し、手動の場合には作業者は危険区域の外からプレスに動力を入れ、プレスの初期化を行い作業に入るように構成されている。
この電動プレスにおいて、安全性の観点から、危険区域に作業者が立ち入る場合、動力源を切った停止（安全停止）が求められており、例えばワークの取替えを行う場合、作業者が危険区域に入る際に手動でサーボモータの動力を切るか、或いは作業者が入った事を進入検知センサやエリアセンサ等により検知して自動的にサーボモータの動力を切るように構成されている。その後、作業者がワークの取替えを行い、作業者が危険区域から安全な位置に移動した後、自動の場合にはエリアセンサ等がＯＦＦ信号を出し、手動の場合には作業者は危険区域の外からプレスに動力を入れ、プレスの初期化を行い作業に入るように構成されている。
しかし、上記プレスの初期化は無駄な作業である上、初期化には時間がかかるため、作業効率を悪くする問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、モータと、該モータを駆動する駆動電源と、該モータの回転量を直線運動に変換する機構と、該直線運動により被加工物に対して昇降可能なラムと、該ラム位置を検出する位置検出手段と、所定の時に駆動電源をオフとする安全停止機能と、を備えた電動プレスにおいて、前記モータを制御し、前記ラムを初期位置である機構原点と作業者が任意に設定可能な作業原点の２つの原点に位置させることが可能な制御手段と、前記作業原点位置を記憶し、前記駆動電源がオフの時にも該記憶を保持する位置記憶手段と、前記ラム位置を記憶し、前記駆動電源がオフの時にも該記憶を保持する位置記憶手段と、駆動電源が安全停止後にオンとなった時、前記位置記憶手段の作業原点位置とラム位置の記憶に基づいて前記ラムを作業原点に位置させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
上記構成により、駆動電源が安全停止後にオンとなった時、前記位置記憶手段の記憶に基づいて前記ラムを作業原点に戻すことができ、従来のようにその都度初期化されることがなく、効率が向上する。
前記記憶を保持する位置記憶手段に代えて、駆動電源がオフの時にもラム位置検出が可能である位置検出手段を用いても良い。またモータ自身に自己位置検出能力を備えるように構成しても良い。
またプレス作業の回数を計数する手段と、該係数したプレス作業の回数が予め設定した回数と一致したか否か判別する手段と、を備え、前記作業原点に位置させる制御手段が、該判別手段が一致と判別した時は、前記ラムを作業原点ではなく、機構原点に位置させる、ように構成することも可能である。
上記構成により、駆動電源が安全停止後にオンとなった時、前記位置記憶手段の記憶に基づいて前記ラムを作業原点に戻すことができ、従来のようにその都度初期化されることがなく、効率が向上する。
前記記憶を保持する位置記憶手段に代えて、駆動電源がオフの時にもラム位置検出が可能である位置検出手段を用いても良い。またモータ自身に自己位置検出能力を備えるように構成しても良い。
またプレス作業の回数を計数する手段と、該係数したプレス作業の回数が予め設定した回数と一致したか否か判別する手段と、を備え、前記作業原点に位置させる制御手段が、該判別手段が一致と判別した時は、前記ラムを作業原点ではなく、機構原点に位置させる、ように構成することも可能である。
以上説明したように本発明の電動プレスによれば、作業効率の良いプレス作業を行える効果がある。
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動プレスの構成を示すブロック図である。
制御装置１は制御プログラム記憶装置５のプログラムに基づいて装置全体の制御を行っており、制御電源１０、リレー６、サーボモータ駆動回路７を介してサーボモータ８の制御を行っている。サーボモータ８の回転は直線運動機構１９により直線運動に変換され、ラム２０の上下運動を行わせる。
図１は、電動プレスの構成を示すブロック図である。
制御装置１は制御プログラム記憶装置５のプログラムに基づいて装置全体の制御を行っており、制御電源１０、リレー６、サーボモータ駆動回路７を介してサーボモータ８の制御を行っている。サーボモータ８の回転は直線運動機構１９により直線運動に変換され、ラム２０の上下運動を行わせる。
制御装置１はリレー６のオンオフの制御も行っており、操作装置４からの作業者による指令及び進入センサ２からの信号により、主電源１１からの電源の供給をオンオフするようになっている。
進入センサ２は、ラム２０の駆動範囲に基づいて決定された所定の範囲に作業者などが進入したときに、これを検知して、制御装置１に信号を送るようになっている。制御装置１は進入センサ２からの進入信号を入力すると、リレー６をオフにして主電源１１からのサーボモータ８への電力の供給を停止するように構成されている。
制御装置１にはエンコーダ９からサーボモータ８の回転量信号が入力し、またロードセル２１、アンプ２２、Ａ／Ｄコンバータ２３を介してラム２０の荷重信号が入力するようになっており、これらの信号に基づいてラム２０の位置及び速度制御を行うようになっている。
作業者は、制御装置１により、加圧を開始する加圧点や加圧を終了させる定位置停止点などの複数の点を設定できるようになっており、制御装置１は該設定に基づいてラム２０の移動制御を行うように構成されている。
作業者は、制御装置１により、加圧を開始する加圧点や加圧を終了させる定位置停止点などの複数の点を設定できるようになっており、制御装置１は該設定に基づいてラム２０の移動制御を行うように構成されている。
ラム２０の原点位置として、初期位置である機構原点と動作を開始する作業原点とがあり、機構原点はその機械について設定された不変の原点である。作業原点は作業者が任意に設定可能である。
これらの原点の位置情報は位置記憶装置３に記憶されるようになっている。また、エンコーダ９からのラム２０の位置情報も逐次位置記憶装置３に記憶されるようになっている。該位置記憶装置３は動力源が断たれても、記憶を保持する構成になっている。このような記憶装置３として、例えば不揮発メモリやバックアップ電源を備えたメモリを使用可能である。この構成により、電源オフ後に電源オンとなったとき、ラム２０の位置を作業原点に戻すことが出来る。
これらの原点の位置情報は位置記憶装置３に記憶されるようになっている。また、エンコーダ９からのラム２０の位置情報も逐次位置記憶装置３に記憶されるようになっている。該位置記憶装置３は動力源が断たれても、記憶を保持する構成になっている。このような記憶装置３として、例えば不揮発メモリやバックアップ電源を備えたメモリを使用可能である。この構成により、電源オフ後に電源オンとなったとき、ラム２０の位置を作業原点に戻すことが出来る。
また、動力源が断たれた後も現在位置を記憶しているアブソリュートエンコーダを使用することも可能である。この該アブソリュートエンコーダはモータに備えてつけて使用することも可能である。
この構成によれば、電源オフ後の電源オン時にアブソリュートエンコーダによりラム２０位置が検知されるから、同様にラム２０の位置を作業原点に戻すことができる。
この構成によれば、電源オフ後の電源オン時にアブソリュートエンコーダによりラム２０位置が検知されるから、同様にラム２０の位置を作業原点に戻すことができる。
更に動力源が断たれてもエンコーダ９の電源を継続してオン状態とするように構成しても良い。この構成によっても電源オフ後の電源オン時にラム２０位置が検知されるから、同様にラム２０の位置を作業原点に戻すことができる。
制御装置１は進入センサ２からの進入信号があると、前記したようにリレー６をオフとしてサーボモータ８への電源を遮断し、その後操作装置４から電源オンの指令があると、ラム２０を作業原点に復帰させるようにサーボモータ８を制御するように構成されている。
この構成により、ワーク取り替えなどの作業後に、ラム２０を機構原点に戻して初期化を行うことなく、作業原点から作業再開を行えるため、作業効率が向上する。
この構成により、ワーク取り替えなどの作業後に、ラム２０を機構原点に戻して初期化を行うことなく、作業原点から作業再開を行えるため、作業効率が向上する。
進入センサ２からの進入検知後の、作業原点への復帰を、プレス回数による条件に応じて行うように構成することも可能である。
例えば、プレス回数が所定回数以上の時には、作業原点ではなく、機構原点に戻って初期化を行うようにすることも可能である。
例えば、プレス回数が所定回数以上の時には、作業原点ではなく、機構原点に戻って初期化を行うようにすることも可能である。
図２により、動作を説明する。
主電源１１の電源が投入されると（ステップＳ１）、初期化が行われ、ラム２０は機構原点に移動する（ステップＳ２）。そして、作業者が設定した作業原点に移動し（ステップＳ３）、現在位置と目標位置の差分計算を行う（ステップＳ４）。操作装置４からのスタート指令があると（ステップＳ５）、プレス作業を行う（ステップＳ６）。作業が終了し（ステップＳ７）、進入センサ２から進入信号があると（ステップＳ８）、リレー６により駆動電源をオフし（ステップＳ９）、作業者がワーク取り替え作業などをおこない（ステップＳ１０）、進入センサ２の信号がオフになり、操作装置４から電源オンの指令があると（ステップＳ１１、１２）、ステップＳ３に戻り、ラム２０は作業原点に移動して、以下同様な動作を行う。
主電源１１の電源が投入されると（ステップＳ１）、初期化が行われ、ラム２０は機構原点に移動する（ステップＳ２）。そして、作業者が設定した作業原点に移動し（ステップＳ３）、現在位置と目標位置の差分計算を行う（ステップＳ４）。操作装置４からのスタート指令があると（ステップＳ５）、プレス作業を行う（ステップＳ６）。作業が終了し（ステップＳ７）、進入センサ２から進入信号があると（ステップＳ８）、リレー６により駆動電源をオフし（ステップＳ９）、作業者がワーク取り替え作業などをおこない（ステップＳ１０）、進入センサ２の信号がオフになり、操作装置４から電源オンの指令があると（ステップＳ１１、１２）、ステップＳ３に戻り、ラム２０は作業原点に移動して、以下同様な動作を行う。
図３により、プレス回数に応じて作業原点と機構原点への復帰を選択する実施形態の動作を説明する。
主電源１１の電源が投入されると（ステップＳ１）、初期化が行われ、ラム２０は機構原点に移動する（ステップＳ２）。そして、作業者が設定した作業原点に移動する（ステップＳ３）。
制御装置１は作業原点への移動回数を計数し（ステップＳ３’）、計数値が所定値以上の場合には、ステップＳ１に戻り、初期化を行う。所定値以下の場合にはステップＳ４に進む（ステップＳ３”）。
そして現在位置と目標位置の差分計算を行い（ステップＳ４）。操作装置４からのスタート指令があると（ステップＳ５）、プレス作業を行う（ステップＳ６）。作業が終了し（ステップＳ７）、進入センサ２から進入信号があると（ステップＳ８）、リレー６により駆動電源をオフし（ステップＳ９）、作業者がワーク取り替え作業などをおこない（ステップＳ１０）、進入センサ２の信号がオフになり、操作装置４から電源オンの指令があると（ステップＳ１１、１２）、ステップＳ３に戻り、プレス回数に応じてラム２０は作業原点に移動又は初期化して、以下同様な動作を行う。
主電源１１の電源が投入されると（ステップＳ１）、初期化が行われ、ラム２０は機構原点に移動する（ステップＳ２）。そして、作業者が設定した作業原点に移動する（ステップＳ３）。
制御装置１は作業原点への移動回数を計数し（ステップＳ３’）、計数値が所定値以上の場合には、ステップＳ１に戻り、初期化を行う。所定値以下の場合にはステップＳ４に進む（ステップＳ３”）。
そして現在位置と目標位置の差分計算を行い（ステップＳ４）。操作装置４からのスタート指令があると（ステップＳ５）、プレス作業を行う（ステップＳ６）。作業が終了し（ステップＳ７）、進入センサ２から進入信号があると（ステップＳ８）、リレー６により駆動電源をオフし（ステップＳ９）、作業者がワーク取り替え作業などをおこない（ステップＳ１０）、進入センサ２の信号がオフになり、操作装置４から電源オンの指令があると（ステップＳ１１、１２）、ステップＳ３に戻り、プレス回数に応じてラム２０は作業原点に移動又は初期化して、以下同様な動作を行う。
図４により、他の実施形態の動作を説明する。
主電源１１の電源が投入され（ステップＳ１）、初期化スイッチがオンされると（ステップＳ２）、初期化が行われ、ラム２０は機構原点に移動する（ステップＳ３）。そして、作業者が設定した作業原点に移動し（ステップＳ４）、駆動電源をオフとし、ワークの取替え作業を行う（ステップＳ５、６）。これにより、電源オフの状態で取替え作業を行うことができる。
主電源１１の電源が投入され（ステップＳ１）、初期化スイッチがオンされると（ステップＳ２）、初期化が行われ、ラム２０は機構原点に移動する（ステップＳ３）。そして、作業者が設定した作業原点に移動し（ステップＳ４）、駆動電源をオフとし、ワークの取替え作業を行う（ステップＳ５、６）。これにより、電源オフの状態で取替え作業を行うことができる。
そして現在位置と目標位置の差分計算を行う（ステップＳ７）。進入センサ２がオフで、操作装置４からのスタート指令があると（ステップＳ８、９）、駆動電源をオンとして（ステップＳ１０）、プレス作業を行う（ステップＳ１１）。進入センサ２から進入信号がなく（ステップＳ１２）、作業が終了すると（ステップＳ１３）、ステップＳ４に戻る。
ステップＳ１２で、進入センサ２から進入信号があると、リレー６により駆動電源をオフし（ステップＳ１４）、進入センサ２の信号がオフになったら（ステップＳ１５）、ステップＳ２に戻る。
ステップＳ１２で、進入センサ２から進入信号があると、リレー６により駆動電源をオフし（ステップＳ１４）、進入センサ２の信号がオフになったら（ステップＳ１５）、ステップＳ２に戻る。
１：制御装置、２：進入センサ、３：位置記憶装置、４：操作装置、５：制御プログラム記憶装置、６：リレー、７：サーボモータ駆動回路、８：サーボモータ、９：エンコーダ、１０：制御電源、１１：主電源、１９：直線運動機構、２０：ラム、２１：ロードセル、２２：アンプ、２３：Ａ／Ｄコンバータ。
Claims (5)
- モータと、該モータを駆動する駆動電源と、該モータの回転量を直線運動に変換する機構と、該直線運動により被加工物に対して昇降可能なラムと、該ラム位置を検出する位置検出手段と、所定の時に駆動電源をオフとする安全停止機能と、を備えた電動プレスにおいて、
前記モータを制御し、前記ラムを初期位置である機構原点と作業者が任意に設定可能な作業原点の２つの原点に位置させることが可能な制御手段と、
前記作業原点位置を記憶し、前記駆動電源がオフの時にも該記憶を保持する位置記憶手段と、
前記ラム位置を記憶し、前記駆動電源がオフの時にも該記憶を保持する位置記憶手段と、
駆動電源が安全停止後にオンとなった時、前記位置記憶手段の作業原点位置とラム位置の記憶に基づいて前記ラムを作業原点に位置させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動プレス。 - モータと、該モータを駆動する駆動電源と、該モータの回転量を直線運動に変換する機構と、該直線運動により被加工物に対して昇降可能なラムと、該ラム位置を検出する位置検出手段と、所定の時に駆動電源をオフとする安全停止機能と、を備えた電動プレスにおいて、
前記モータを制御し、前記ラムを初期位置である機構原点と作業者が任意に設定可能な作業原点の２つの原点に位置させることが可能な制御手段と、
前記作業原点位置を記憶し、前記駆動電源がオフの時にも該記憶を保持する位置記憶手段と、
前記ラム位置を検出し、前記駆動電源がオフの時にも該位置検出が可能である位置検出手段と、
駆動電源が安全停止後にオンとなった時、前記位置記憶手段の記憶と前記位置検出手段の検出に基づいて前記ラムを作業原点に位置させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動プレス。 - モータと、該モータを駆動する駆動電源と、該モータの回転量を直線運動に変換する機構と、該直線運動により被加工物に対して昇降可能なラムと、該ラム位置を検出する位置検出手段と、所定の時に駆動電源をオフとする安全停止機能と、を備えた電動プレスにおいて、
前記モータを制御し、前記ラムを初期位置である機構原点と作業者が任意に設定可能な作業原点の２つの原点に位置させることが可能な制御手段と、
前記作業原点位置を記憶し、前記駆動電源がオフの時にも該記憶を保持する位置記憶手段と、
前記モータが自己位置検出能力を備え、
駆動電源が安全停止後にオンとなった時、前記位置記憶手段の記憶と前記モータ自身の自己位置検出に基づいて前記ラムを作業原点に位置させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動プレス。 - 前記ラムの移動範囲に関係する所定の範囲に作業者が進入したことを検知する進入検知手段と、
該進入検知手段の進入検知により、前記駆動電源をオフする制御手段と、
を更に備えた請求項１又は２又は３に記載の電動プレス。 - プレス作業の回数を計数する手段と、
該係数したプレス作業の回数が予め設定した回数と一致したか否か判別する手段と、を備え、
前記作業原点に位置させる制御手段が、該判別手段が一致と判別した時は、前記ラムを作業原点ではなく、機構原点に位置させる、
請求項１又は２又は３に記載の電動プレス。
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