JP4843477B2 - プレスのブレーキ制御方法および機械式プレス - Google Patents
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Description
しかし、被成形物の成形に必要な成形エネルギは必ずしも毎サイクル同じではなく、また、自動プレスのように連続で成形するような場合には金型に供給される製品の配置によって成形エネルギが変化するので、成形エネルギの変化に伴って残留エネルギも変化する。
すると、毎サイクル同じタイミングでブレーキを作動させた場合には、エキセン軸が惰性で回転する量が毎サイクル変化しスライドの停止位置がばらつく。そして、スライドの停止位置が上死点から許容範囲以上にズレて停止すると、自動プレスの場合には、トランスファー等との同期異常等が生じていた。
また、特許文献2の技術では、下死点後の所定の角度間におけるフライホイールの回転速度に基づいて惰走距離を算出してブレーキタイミングを決定している。しかし、ごく短時間のフライホイールの回転速度から惰走距離を推定しているので、惰走距離と実際の惰走距離との誤差が生じやすい。すると、ブレーキタイミングも誤差が生じやすくなるから特許文献1の技術でも、スライドを上死点に安定して停止させることは困難である。
第2発明のプレスのブレーキ制御方法は、第1発明において、前記成形エネルギは、成形作業中における前記エキセン軸に連結されたスライドの位置と、各スライドの位置におけるプレス荷重に基づいて算出されることを特徴とする。
第3発明の機械式プレスは、エキセン軸と、該エキセン軸に連結されたフライホイールと、前記エキセン軸の回転を停止するブレーキと、成形に必要とした成形エネルギを算出すると共に前記ブレーキの作動を制御する制御手段とを備えており、該制御手段は、前記成形エネルギに基づいて、該ブレーキを作動させるタイミングを毎サイクル調整するものであることを特徴とする。
第4発明の機械式プレスは、第3発明において、成形作業中における前記エキセン軸に連結されたスライドの位置を検出する位置検出部と、成形時のプレス荷重を検出する荷重検出部と、を備えており、前記制御手段は、該荷重検出部によって検出されたプレス荷重と、前記位置検出部によって検出されたスライドの位置とに基づいて前記成形エネルギを算出することを特徴とする。
第2発明によれば、スライドの位置とプレス荷重を利用するので、成形エネルギをより正確に算出することができるから、ブレーキを作動させてからエキセン軸の回転が停止するまでの回転量の推定が正確になる。
第3発明によれば、フライホイールが放出するエネルギのうち、サイクルごとの変動が大きい成形エネルギを把握すれば、ブレーキを作動させてからエキセン軸の回転が停止するまでの回転量の推定が正確になるので、毎サイクル上死点にスライドを安定して停止させることができる。
第4発明によれば、スライドの位置とプレス荷重を利用するので、成形エネルギをより正確に算出することができるから、ブレーキを作動させてからエキセン軸の回転が停止するまでの回転量の推定が正確になる。
本実施形態の機械式プレスは、ブレーキタイミングをサイクル毎に最適な状態に調整できる機能を有するものである。
図1は本実施形態の機械式プレスにおけるクラッチブレーキの作動手順を示したフローチャートである。図2は本実施形態の機械式プレスの概略説明図である。
そして、成形開始時にブレーキBをOFFとし、クラッチCをONとすれば、メインギアMGとともに、エキセン軸ESが回転し、スライドSが降下する。すると、スライドSの降下により上下の金型M同士が接近し、上下金型M間の被成形物が挟まれて成形される。
成形後、スライドSは上昇し、所定のタイミングでクラッチCがOFFとなり、ついでブレーキBがONとなってエキセン軸ESの回転が停止し、成形作業が終了する。
図2に示すように、エキセン軸ESの一端には、エンコーダ12が設けられている。このエンコーダ12は、エキセン軸ESの所定の角度に対する回転角度を検出するものである。例えば、スライドSが上死点に位置する角度からの回転角度を検出するものである。
このエンコーダ12は、制御手段11に電気的に接続されている。そして、エンコーダ12は、検出した回転角度に対応する信号を制御手段11に発信入力している。
成形後クラッチCをOFFにすれば、供給エネルギの一部がエキセン軸ESに残留する。供給エネルギはサイクル毎の変動が非常に少ないので、サイクルごとの変動が大きい成形エネルギESが把握できれば、残留エネルギの推定が正確になる。すると、ブレーキBを作動させてからエキセン軸ESの回転が停止するまでの回転量の推定が正確になる。
なお、許容範囲内とは、上死点近傍の所定の範囲内であって、製品の取り出し、搬送への障害または金型潤滑剤の塗布等に支障が生じない範囲をいう。例えば、自動プレスの場合であればトランスファーや金型潤滑ノズル等との同期異常等が生じない範囲である。
以上のごとく、本発明では、成形エネルギEの算出にスライドSの位置とプレス荷重とを利用する。よって、成形エネルギEをより正確に算出することができるから、残留エネルギの推定をより正確に推定することができるのである。
さらになお、成形エネルギEは上記の方法によって算出すれば、ブレーキBを作動させてからエキセン軸ESの回転が停止するまでの回転量の推定が正確になるのであるが、成形エネルギEはどのような方法によって求めてもよい。例えば、プレス荷重に応じて駆動モータに加わる負荷が変動し駆動モータmの電流値が変動するので、駆動モータmの電流値を測定し、この測定値に基づいて成形エネルギEを求めてもよく、特に限定されない。
0〜5000J未満:240度
5000J以上〜7000J未満:250度
7000J以上〜9000J未満:260度
9000J以上〜11000J以下:270度
例えば、成形エネルギEが0〜5000Jの場合において、上死点から240度でブレーキBを作動させれば、許容範囲内にスライドSを停止させることができる場合には、以下の式に基づいてブレーキタイミングを決定してもよい。なお、符号Tはブレーキタイミング(上死点からの角度)であり、符号Eは成形エネルギ、符号αは実験やシミュレーション等によって求められる比例定数である。
T=240(成形エネルギが0〜5000Jの場合)
T=240+α(E-5000)(成形エネルギが5000J以上の場合)
12 エンコーダ
13 荷重検出部
B ブレーキ
C クラッチ
E 成形エネルギ
S スライド
ES エキセン軸
FW フライホイール
Claims (4)
- エキセン軸と、該エキセン軸に連結されたフライホイールと、前記エキセン軸の回転を停止させるブレーキを備えた、被成形物を成形する機械式プレスにおいて、
成形に必要とした成形エネルギを算出し、
前記成形エネルギに基づいて、ブレーキを作動させるタイミングを毎サイクル調整する
ことを特徴とするプレスのブレーキ制御方法。 - 前記成形エネルギは、
成形作業中における前記エキセン軸に連結されたスライドの位置と、各スライドの位置におけるプレス荷重に基づいて算出される
ことを特徴とする請求項1記載のプレスのブレーキ制御方法。 - エキセン軸と、該エキセン軸に連結されたフライホイールと、前記エキセン軸の回転を停止するブレーキと、成形に必要とした成形エネルギを算出すると共に前記ブレーキの作動を制御する制御手段とを備えており、
該制御手段は、
前記成形エネルギに基づいて、該ブレーキを作動させるタイミングを毎サイクル調整するものである
ことを特徴とする機械式プレス。 - 成形作業中における前記エキセン軸に連結されたスライドの位置を検出する位置検出部と、
成形時のプレス荷重を検出する荷重検出部と、を備えており、
前記制御手段は、
該荷重検出部によって検出されたプレス荷重と、前記位置検出部によって検出されたスライドの位置とに基づいて前記成形エネルギを算出する
ことを特徴とする請求項3記載の機械式プレス。
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