JP5243756B2 - 電動サーボプレス機の型合せ補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動サーボプレス機の型合せ作業もしくは型段取り作業を補助するための電動サーボプレス機の型合せ補助装置に関する。

クランクプレス機において、上下金型の型合せ作業は、スライドを昇降駆動するクランク軸に連結されたハンドルを直接手で回し、スライド位置を調整することによって適切な型合せ具合を得るよう行っており、作業者はハンドル操作時の微妙な力加減を感じることによって適切な型合せ具合を得ることができた。

しかし、電動サーボプレス機において、上下金型の型合せ作業は、電動サーボプレス機がクランクプレス機のようなクランク軸を備えていないため、上記のようなハンドル操作をすることができず、このため、パルサーを操作したり寸動ボタンを操作してスライドを低速度で動作させて型合せを行っており、作業者が微妙な力加減を感じることができず、型合せが適切かどうかの判断がきわめて難しかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、電動サーボプレス機の型合せが適切かどうかを容易に判断可能にする電動サーボプレス機の型合せ補助装置を提供することを目的とする。

本発明による電動サーボプレス機の型合せ補助装置は、スライドと、該スライドの動力源としてのサーボモータと、該サーボモータに指令パルスを出力し前記スライドのモーションを制御するモーション制御部を備える演算制御装置とを備える電動サーボプレス機において、電流サンプリング部と基準電流記憶部とを前記演算制御装置に設けると共に、データ表示装置を備え、前記電流サンプリング部は、予め当該電動サーボプレス機の適切な型合せ時における前記サーボモータの駆動電流を所定周期でサンプリングする基準電流サンプリング処理と、その後の当該電動サーボプレス機の同一金型による型合せ時における前記サーボモータの駆動電流を前記所定周期と同一周期でサンプリングする対象電流サンプリング処理とを行い、前記基準電流記憶部は、前記基準電流サンプリング処理で得た基準電流値を当該金型に対応させて記憶し、前記データ表示装置は、前記同一金型による型合せ時に、前記基準電流記憶部から読み出した前記基準電流値のグラフと、前記対象電流サンプリング処理で得た対象電流値のグラフとを重ねて表示することを特徴とする。

本発明によると、サーボモータの駆動電流は、サーボモータにかかる負荷の大きさに応じて変化するため、型合せ時の電流変化を表すグラフと、適切な型合せが行われたときの電流変化を表すグラフとを視覚によって比較することで型合せが適切かどうかを容易に判断することが可能になる。

ここで、前記データ表示装置は、前記同一金型による型合せ時に、前記基準電流値を基に設定される型合せ許容範囲を示す上限及び下限電流値のグラフを併せて表示する。このように上限及び下限電流値のグラフを併せて表示するようにすると、熟練者でない作業者であっても、型合せ時の電流変化を表すグラフが上限及び下限電流値のグラフの範囲内に納まっている場合には適切な型合せであると容易に判断することができ、一方、納まっていない場合には不適切な型合せであると容易に判断することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る型合せ補助装置を備える電動サーボプレス機のシステム図、図２は、基準データ登録時の処理の流れを表したフローチャート、図３は、型合せ時の処理の流れを表したフローチャート、図４は、基準電流値及び上限、下限電流値のグラフ、図５は、基準電流値及び上限、下限電流値のグラフ並びに対象電流値のグラフ、図６は、本発明の第２実施形態に係る型合せ補助装置を備える電動サーボプレス機のシステム図、図７は、型合せ時の処理の流れを表したフローチャートをそれぞれ示す。

図１において、第１実施形態に係る電動サーボプレス機は、上型が下面に取着されるスライド１を備え、スライド１は、１つ又は複数のサーボモータ２を動力源として駆動され、１軸又は複数軸上を昇降動作する。各サーボモータ２は、サーボアンプ３を介して演算制御装置４に接続される。

演算制御装置４は、スライド１のモーション（昇降動作）、換言すると、スライド１の位置及び動作速度を制御するモーション制御部４１を備え、モーション制御部４１は、指令パルスをサーボアンプ３に出力し、サーボモータ２は、サーボアンプ３で増幅された指令パルスによって駆動される。また、スライド１の初期位置は、位置調整機構５によって調整可能とされ、位置調整機構５を操作することによってスライド１の初期位置が調整され、ひいてはスライド１の下死点位置が調整される。

また、演算制御装置４は、サーボモータ２の駆動電流を検出し、この駆動電流（電流値）を、所定周期（例えばスライドの１ストロークに対応する３６０°の回転角度に対して１°〜０．５°の間隔）でサンプリングする電流サンプリング部４２を備える。電流サンプリング部４２は、熟練作業者によって適切な型合せが行われたときのサーボモータ２の駆動電流の電流値をサンプリングする基準電流サンプリング処理と、その後、非熟練作業者によって同一金型による型合せを行う際のサーボモータ２の駆動電流の電流値をサンプリングする対象電流サンプリング処理を行う。

さらに、演算制御装置４は基準電流記憶部４３を備える。基準電流記憶部４３は、基準電流サンプリング処理で得た基準電流値を当該使用している金型に対応して記憶する。この記憶した基準電流値は、対象電流サンプリング処理で得た対象電流値と共にグラフ化されてデータ表示装置７に表示される。

演算制御装置４には、操作機器６及びデータ表示装置７が接続される。操作機器６は、作業者によって操作され、演算制御装置４に対して、使用する金型番号、スライド１の１ショット（ストローク）当りの動作速度（SPM）、スライド１のモーションの選択など各種の指示信号を入力する。演算制御装置４は、操作機器６からの指示信号にしたがって演算処理を行い、スライド１のモーションの制御などを行う。また、操作機器６は、運転ボタン、停止ボタン、寸動ボタンなど各種運転モード選択用ボタンを備える。データ表示装置７は、例えば液晶表示器などで構成され、各種設定用画面、基準電流値のグラフG1（図４、５）、対象電流値のグラフG2（図５）などを表示可能である。

また、演算制御装置４には、パルサー８が接続される。パルサー８は、演算制御装置４のモーション制御部４１に代わってサーボモータ２を所定の低速度でパルス駆動するものであり、型合せ時に作業者によって操作される。

次に、上記のように構成される電動サーボプレス機の型合せに関連する処理及び動作について説明する。

まず、熟練作業者によって使用する金型ごとに基準データ登録を行う。この基準データ登録は、図２に示すように、基準電流サンプリング処理（S1）と基準電流記憶処理（S2）とにより行われる。

基準電流サンプリング処理（S1）は、適切な型合せが行われた後に行われる。

適切な型合せは、上下金型をスライド１及びボルスタに取着した状態で、作業者が操作機器６の所定ボタン例えば寸動ボタンを操作してスライド１を所定の低速度で昇降動作させ、作業者の勘により適切な型合せを得ることができるよう位置調整機構５を操作してスライド１の位置を調整することにより行われる。

適切な型合せが得られると、作業者はパルサー８を操作し、スライド１を所定の低速度で１ストローク分だけ昇降動作させる。このスライド１の１ストローク分の昇降動作の間、演算制御装置４は、電流サンプリング部４２により、基準電流サンプリング処理（S1）を行う。すなわち、電流サンプリング部４２は、サーボモータ２の駆動電流を検出し、この駆動電流（電流値）を、所定周期（例えばスライドの１ストロークに対応する３６０°の回転角度に対して１°〜０．５°の間隔）でサンプリングする。その後、基準電流記憶処理（S2）が行われる。すなわち、この基準電流サンプリング処理（S1）で得た基準電流値は、基準電流記憶部４３において、当該使用している金型に対応して記憶される。

その後、非熟練作業者によって、同一の金型を使用してプレス加工を行う場合、当該金型をスライド１及びボルスタに取着して型合せを行う。

この型合せを行う際、操作機器６を操作してデータ表示装置７に、図４に図示するような基準電流値のグラフG1を表示させる。この基準電流値のグラフG1の表示の際、基準電流値を基に設定される型合せ許容範囲を示す上限及び下限電流値のグラフG3、G4（図４）も併せて表示する。

その後、上下金型をスライド１及びボルスタに取着し、パルサー８を操作する。パルサー８が操作されると、スライド１は所定の低速度で１ストローク分だけ昇降動作を行う。このスライド１の１ストローク分の昇降動作の間、演算制御装置４は、電流サンプリング部４２により、対象電流サンプリング処理（図３図示S11）を行う。すなわち、電流サンプリング部４２は、サーボモータ２の駆動電流を検出し、この駆動電流（電流値）を、所定周期（例えばスライドの１ストロークに対応する３６０°の回転角度に対して１°〜０．５°の間隔）でサンプリングする。そして、対象電流サンプリング処理（S11）により得られた電流値をグラフ化し、図４図示の基準電流値及び上限、下限電流値のグラフG1、G3、G4に対象電流値のグラフG2を重ね表示し（図３図示S12）、データ表示装置７に図５に示すようなグラフG1、G2、G3、G4を表示する。

作業者は、データ表示装置７に表示された対象電流値のグラフG2を見て、このグラフG2が上限、下限電流値のグラフG3、G4で挟まれた範囲内に納まっているかどうかを判断し、この範囲内に納まっている場合には、適切な型合せが行われたと判断し、一方、上記範囲内に納まっていない場合には、スライドの位置を調整して再度対象電流値のグラフG2を得るようにする。

以上説明したように、第１実施形態による電動サーボプレス機の型合せ補助装置は、スライド１と、スライド１の動力源としてのサーボモータ２と、サーボモータ２に指令パルスを出力しスライド１のモーションを制御するモーション制御部４１を備える演算制御装置４とを備える電動サーボプレス機において、電流サンプリング部４２と基準電流記憶部４３とを演算制御装置４に設けると共に、データ表示装置７を備え、電流サンプリング部４２は、予め当該電動サーボプレス機の適切な型合せ時におけるサーボモータ２の駆動電流を所定周期でサンプリングする基準電流サンプリング処理と、その後の当該電動サーボプレス機の同一金型による型合せ時におけるサーボモータ２の駆動電流を所定周期と同一周期でサンプリングする対象電流サンプリング処理とを行い、基準電流記憶部４３は、基準電流サンプリング処理で得た基準電流値を当該金型に対応させて記憶し、データ表示装置７は、同一金型による型合せ時に、基準電流記憶部４３から読み出した基準電流値のグラフG1と、対象電流サンプリング処理で得た対象電流値のグラフG2とを重ねて表示する。

第１実施形態によると、サーボモータ２の駆動電流は、サーボモータ２にかかる負荷の大きさに応じて変化するため、型合せ時の電流変化を表すグラフG2と、適切な型合せが行われたときの電流変化を表すグラフG1とを視覚によって比較することで型合せが適切かどうかを容易に判断することが可能になる。

また、データ表示装置７は、同一金型による型合せ時に、基準電流値を基に設定される型合せ許容範囲を示す上限及び下限電流値のグラフG3、G4を併せて表示するようにしたため、非熟練作業者であっても、型合せ時の電流変化を表すグラフG2が上限及び下限電流値のグラフG3、G4の範囲内に納まっている場合には適切な型合せであると容易に判断することができ、一方、納まっていない場合には不適切な型合せであると容易に判断することができる。

図６において、第２実施形態に係る電動サーボプレス機は、第１実施形態に係る電動サーボプレス機と同様、スライド１、サーボモータ２、サーボアンプ３、演算制御装置４、位置調整機構５、操作機器６及びパルサー８を備える。さらに、電動サーボプレス機は音声発生装置９を備える。

演算制御装置４は、第１実施形態と同様、モーション制御部４１と電流サンプリング部４２を備える。電流サンプリング部４２は、電動サーボプレス機の型合せ時におけるサーボモータ２の駆動電流を所定周期でサンプリングする電流サンプリング処理を行う。さらに、演算制御装置４は電流/周波数変換部４４を備える。電流/周波数変換部４４は、サンプリングで得た電流値を対応する周波数信号に変換して音声発生装置９に出力する。

音声発生装置９は、電流/周波数変換部４４から入力されてくる周波数信号に対応する音声を発生する。

次に、上記のように構成される電動サーボプレス機の型合せに関連する処理及び動作について説明する。

作業者は、上下金型をスライド１及びボルスタに取着し、パルサー８を操作する。パルサー８が操作されると、スライド１は所定の低速度で１ストローク分だけ昇降動作を行う。このスライド１の１ストローク分の昇降動作の間、演算制御装置４は、電流サンプリング部４２により、電流サンプリング（図７図示S21）を行う。すなわち、電流サンプリング部４２は、サーボモータ２の駆動電流を検出し、この駆動電流（電流値）を、所定周期（例えばスライドの１ストロークに対応する３６０°の回転角度に対して１°〜０．５°の間隔）でサンプリングする。そして、電流/周波数変換部４４は、電流サンプリング（S21）により得られた電流値を対応する周波数に変換し（S22）、音声発生装置９は、変換された周波数の音声例えば「ピ」、「ピ」、「ピ」という音を発生する（S23）。

作業者は、この連続した音の高低を聞き取ることによって型合せが適切か不適切かの判断をすることが可能となる。

以上説明したように、第２実施形態に係る電動サーボプレス機の型合せ補助装置は、スライド１と、スライド１の動力源としてのサーボモータ２と、サーボモータ２に指令パルスを出力しスライド１のモーションを制御するモーション制御部４１を備える演算制御装置４とを備える電動サーボプレス機において、電流サンプリング部４２と電流/周波数変換部４４とを演算制御装置４に設けると共に、音声発生装置９を備え、電流サンプリング部４２は、当該電動サーボプレス機の型合せ時におけるサーボモータ２の駆動電流を所定周期でサンプリングし、電流/周波数変換部４４は、サンプリングで得た電流値を対応する周波数信号に変換して音声発生装置９に出力し、音声発生装置９は、電流/周波数変換部４４から入力されてくる周波数信号に対応する音声を発生する。

第２実施形態によると、サーボモータ２の駆動電流は、サーボモータ２にかかる負荷の大きさに応じて変化するため、型合せ時の電流変化を表す音声例えば「ピ」、「ピ」、「ピ」と鳴る音の高低を聞き取ることによって、適切な型合せが行われたかどうかを判断することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る型合せ補助装置を備える電動サーボプレス機のシステム図である。 基準データ登録時の処理の流れを表したフローチャートである。 型合せ時の処理の流れを表したフローチャートである。 基準電流値及び上限、下限電流値のグラフである。 基準電流値及び上限、下限電流値のグラフ並びに対象電流値のグラフである。 本発明の第２実施形態に係る型合せ補助装置を備える電動サーボプレス機のシステム図である。 型合せ時の処理の流れを表したフローチャートである。

符号の説明

１ スライド
２ サーボモータ
４ 演算制御装置
７ データ表示装置
９ 音声発生装置
４１ モーション制御部
４２ 電流サンプリング部
４３ 基準電流記憶部
４４ 電流/周波数変換部

Claims (2)

1. スライドと、該スライドの動力源としてのサーボモータと、該サーボモータに指令パルスを出力し前記スライドのモーションを制御するモーション制御部を備える演算制御装置とを備える電動サーボプレス機において、
   電流サンプリング部と基準電流記憶部とを前記演算制御装置に設けると共に、データ表示装置を備え、
   前記電流サンプリング部は、予め当該電動サーボプレス機の適切な型合せ時における前記サーボモータの駆動電流を所定周期でサンプリングする基準電流サンプリング処理と、その後の当該電動サーボプレス機の同一金型による型合せ時における前記サーボモータの駆動電流を前記所定周期と同一周期でサンプリングする対象電流サンプリング処理とを行い、
   前記基準電流記憶部は、前記基準電流サンプリング処理で得た基準電流値を当該金型に対応させて記憶し、
   前記データ表示装置は、前記同一金型による型合せ時に、前記基準電流記憶部から読み出した前記基準電流値のグラフと、前記対象電流サンプリング処理で得た対象電流値のグラフとを重ねて表示する
   ことを特徴とする電動サーボプレス機の型合せ補助装置。
2. 前記データ表示装置は、前記同一金型による型合せ時に、前記基準電流値を基に設定される型合せ許容範囲を示す上限及び下限電流値のグラフを併せて表示することを特徴とする請求項１に記載の電動サーボプレス機の型合せ補助装置。

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