JP5560356B1 - プレス機械及びプレス機械の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス運転中にサーボモータの電流値が所定の閾値を超えるような場合でも、生産が継続されるプレス機械を提供する。
【解決手段】プレス機械は、回転運動の駆動源であるサーボモータと、サーボモータへ駆動電流を供給するサーボアンプと、駆動電流を検出する電流検出手段と、回転運動の回転角を検出する回転角検出手段と、速度設定手段と、判定手段と、速度変更手段とを備える。速度設定手段は、回転運動を定義する、回転角と該回転角における回転速度との対応関係を設定することによって、プレス生産速度を設定する。判定手段は、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定する。速度変更手段は、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となる場合、速度設定手段により設定された回転速度の全てを同じ割合で低下させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレス機械及びプレス機械の制御方法、特に、電動サーボプレス及び電動サーボプレスの制御方法に関する。

プレス機械としての電動サーボプレスは、サーボモータ、動力変換機構、スライド等を有している。動力変換機構は、サーボモータの回転駆動力をスライドの上下往復動に変換する。そして、このスライドの往復動によって上型と下型との間でワークがプレス加工される。

このような電動サーボプレスにおいては、例えば特許文献１に示されるように、スライド位置に対応する仮想回転角度のそれぞれにおける目標速度を作業者が事前に設定することができる。作業者は、このような設定を行うことによって、最適な生産速度を設定することができる。

電動サーボプレスは、従来のフライホイールを利用した機械式プレス機と比べて、このような柔軟性を有する。しかし、サーボモータに高負荷がかかる設定がされてしまうこともある。このような設定がされたまま、プレス機械を稼動しつづけると、サーボアンプがオーバーヒートしてしまうため、異常停止してしまう。

そこで、特許文献２に示されるように、自動運転中にモータ負荷電流を含む過去の実測値に基づいて熱量積算値を求め、モータ負荷電流もしくは熱量積算値が所定の閾値を超えたときは、スライドを一時停止させる技術が開発されている。

特開２００４−０５８１５２号公報 特開２００４−０１７１２２号公報

しかし、プレス運転中にモータ電流値が閾値を超えるような場合に、プレス機械を止めて再度設定を行うのは時間がかかる。したがって、プレス運転中にモータ電流値が閾値を超えるような場合でも、プレス機械を止めずに生産が継続されることが好ましい場合もある。

本発明の目的は、プレス運転中にモータ電流値が閾値を超えるような場合でも生産を継続することが可能なサーボプレス機械を提供することにある。

本発明の第１側面に係るプレス機械は、駆動源により供給される回転運動を、動力変換機構を介してスライドの往復運動に変換するプレス機械であって、サーボモータと、サーボアンプと、電流検出手段と、回転角検出手段と、速度設定手段と、判定手段と、速度変更手段とを備える。サーボモータは、回転運動の駆動源である。サーボアンプは、サーボモータへ駆動電流を供給する。電流検出手段は、駆動電流を検出する。回転角検出手段は、回転運動の回転角を検出する。速度設定手段は、回転運動を定義する、回転角と該回転角における回転速度との対応関係を設定することによって、プレス生産速度を設定する。判定手段は、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定する。速度変更手段は、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となる場合、速度設定手段により設定された回転速度の全てを同じ割合で低下させる。

判定手段は、往復運動開始後、所定回数の往復運動がされる間に、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定するとよい。そして、速度変更手段は、判定手段が、駆動電流が第１の閾値以上となると判定する場合、所定回数の往復運動終了後、速度設定手段により設定された回転速度の全てを所定の割合だけ低下させるとよい。この所定回数とは、例えば、１回である。

速度変更手段によって変更された回転速度の全てを含む集合を第１速度集合とする場合、判定手段は、回転速度の全てを含む集合が第１速度集合に変更されてから所定回数の往復運動がされる間に、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定するとよい。そして、速度変更手段は、判定手段が、駆動電流が第１の閾値以上となると判定する場合、回転速度の全てを含む集合が第１速度集合に変更されてから所定回数の往復運動が終了した後、第１速度集合に含まれる回転速度の全てを所定の割合だけ低下させるとよい。この所定回数とは、例えば、１回である。

前述のプレス機械は、駆動電流が第１の閾値よりも高い第２の閾値以上となる場合、サーボモータを停止する非常停止手段をさらに備えるとよい。

前述のプレス機械は、駆動電流が前記第１の閾値以上となる回転角を表示する表示手段をさらに備えるとよい。

表示手段は、回転角を円周上の領域で示すルーレット表示部を有するとよい。そして、ルーレット表示部は、駆動電流が第１の閾値以上となる回転角を表す領域を強調表示するとよい。

ルーレット表示部は、強調表示される領域の色を変えて表示するとよい。

ルーレット表示部は、強調表示される領域を点滅させて表示するとよい。

表示手段は、状態表示部と、生産速度変更履歴表示部とをさらに有するとよい。状態表示部は、速度変更手段によってプレス生産速度が変更されたことを表示するとよい。生産速度変更履歴表示部は、速度設定手段によって設定されたプレス生産速度と、速度変更手段によって変更されたプレス生産速度とを表示するとよい。

前述のプレス機械は、判定手段及び速度変更手段の動作の有効、若しくは無効を設定するモード設定手段をさらに備えるとよい。

モード設定手段は、判定手段及び速度変更手段の動作を共に無効とする第１のモード、判定手段の動作のみを有効として、駆動電流が第１の閾値以上となる回転角を表示手段が表示する第２のモード、及び、判定手段及び速度変更手段の動作を共に有効とする第３のモードのいずれか１つを選択可能であるとよい。

前述のプレス機械は、第１の閾値を設定する閾値設定手段をさらに備えるとよい。

閾値設定手段は、設定者の認証手段を有するとよい。

所定の割合は、１％であるとよい。

本発明の第２側面に係るプレス機械の制御方法は、サーボモータにより供給される回転運動を、動力変換機構を介してスライドの往復運動に変換し、サーボモータへ駆動電流を供給するサーボアンプを含むプレス機械の制御方法であって、回転運動を定義する、回転角と該回転角における回転速度との対応関係を設定することによって、プレス生産速度を設定するステップと、プレス生産速度に応じてプレス動作を行うステップと、駆動電流を検出するステップと、検出された駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定するステップと、検出された駆動電流が第１の閾値以上となる場合、設定された回転速度の全てを同じ割合で低下させるステップと、を含む。

本発明に係るプレス機械及びプレス機械の制御方法は、サーボモータの駆動電流が第１の閾値以上となっても、プレス生産速度を低下させて駆動電流を低下させる。その結果、プレス機械は、サーボモータの駆動電流が第１の閾値以上となっても、生産を継続することができる。

本発明の一実施形態によるプレス機械のシステムブロック図。 動力変換機構の動作を説明するための図。 作業者がモード設定操作を行う場合の表示器１５が表示する画面の一例を示す図。 本実施形態に係る電動サーボプレスの動作のフローチャート。 スライドの位置とＡＣサーボモータの駆動電流との関係の一例を示したグラフ。 図５のようなＡＣサーバモータの駆動状態において、生産速度を減少させた場合の一例を示すグラフ。 判定処理と速度変更処理がされた場合に表示器１５が表示する画面の一例を示す図。

［構成］
図１は、本発明の一実施形態による電動サーボプレスのブロック図である。この電動サーボプレス１は、スライド２と、ＡＣサーボモータ３と、サーボアンプ４と、を有している。ＡＣサーボモータ３とスライド２との間には、周知の減速機６及び動力変換機構７が設けられている。動力変換機構７としては、例えば、ドラムタイプ、エキセンタイプ、リンクタイプ等が知られている。

図２は、動力変換機構７の動作を説明するための図である。この電動サーボプレス１では、図示しない基台に設置されるボルスタ８上に下型９ａが固定される。この下型９ａの上方において、下型９ａと相対する上型９ｂがスライド２に固定されている。スライド２は、アーム７ａを介して軸７ｂを中心として回転する回転体７ｃに接続されている。なお、回転体７ｃは、模式的に図示されている。スライド２は、図示しない本体フレームに昇降自在に支持されている。軸７ｂは、減速機６の出力であり、ＡＣサーボモータ３により回転駆動される。

また、この電動サーボプレス１は、ＮＣ装置１０と、非常停止回路１１と、開閉器１２と、リニアスケール１３と、を有している。

ＮＣ装置１０は、ＣＰＵ１０ａ、入力回路１０ｂ、記憶回路１０ｃ、出力回路１０ｄ、フィードバック回路１０ｅ等を有している。入力回路１０ｂには、表示器１５、サーボモータ３の回転を検出するパルスコーダ１８が接続されている。また、入力回路１０ｂには、サーボアンプ３から、サーボアラームが入力される。サーボアラームは、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が所定の閾値（以降の説明では、この閾値を第２の閾値と呼ぶ）を超えた場合に出力される。記憶回路１０ｃには、予め設定された各種のパラメータやプログラムが格納されている。出力回路１０ｄからの信号はサーボアンプ４及び非常停止回路１１に入力されている。また、フィードバック回路１０ｅにはサーボアンプ４からの信号（ＡＣサーボモータ３の駆動電流）が入力されている。ＮＣ装置１０は、ＣＰＵ１０ａにより記憶回路１０ｃに格納されているプログラムを実行して、必要に応じて、パルスコーダ１８からの出力を利用して回転体７ｃの回転角（図２の上死点Ｕからの時計回りの角度θ）を算出する。また、ＮＣ装置１０は、ＣＰＵ１０ａにより記憶回路１０ｃに格納されているプログラムを実行して、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第２の閾値より低い所定の閾値（以降の説明では、この閾値を第１の閾値と呼ぶ。なお、第１の閾値とは、電動サーボプレス１の連続運転を可能とするＡＣサーボモータ３の最大電流を表し、例えば定格電流値を示す。）を超えているか否かの判定処理を行う。さらに、ＮＣ装置１０は、ＣＰＵ１０ａにより記憶回路１０ｃに格納されているプログラムを実行して、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上となる場合、生産速度の変更処理を行う。判定処理、生産速度変更処理の詳細については後述する。

非常停止回路１１の出力側には開閉器１２が接続されている。また、動力供給電源２０とサーボアンプ４との間には、それぞれノーマルオープンタイプのスイッチ２１が設けられている。スイッチ２１は、非常停止回路１１によって制御される開閉器１２によって閉じられる。

リニアスケール１３は、スライド２の絶対位置を検出するものである。リニアスケール１３からの信号は、ＮＣ装置１０のフィードバック回路１０ｅに入力される。ＮＣ装置１０は、このフィードバック信号に基づいてサーボアンプ４に制御信号を出力し、スライド２を位置決めする。

表示器１５へは、ＮＣ装置１０の出力回路１０ｄから表示データが出力される。表示器１５は、現在の生産速度やスライド２の現在位置などに加え、起動ボタン、速度設定画面、サーボモータの駆動電流が第１の閾値以上となる場合に生産速度を減少させる場合の生産速度制限状態表示画面などを表示する。表示器１５は、好ましくはタッチパネルを有するモニターである。なお、表示器１５は、起動スイッチ、速度設定、モード設定（詳細は後述）などの各種入力を行うスイッチ、キーなどを別途備えてもよい。

[スライドモーション設定操作]
作業者が電動サーボプレス１を操作するにあたり、まず、表示器１５のタッチパネル等を操作して生産速度を設定する。生産速度の設定とは、例えば、上述の特許文献１に示されている段数、各段の目標角と各目標角における回転体７ｃの回転速度との対応関係等の設定である。この設定の一例を表１に示す。ここで、目標角とは、図２に示される角度θにより表される。回転速度は、ＡＣサーボモータ３の許容最大速度によって実現される回転速度に対する割合（０％〜１００％）で設定される。設定された各種値は、記憶回路１０ｃに記憶される。このような設定によって、スライドモーション（回転運動の定義）が定まる。

［生産速度設定］
スライドモーションが設定されると、１分あたりのスライド２の往復回数（ｓｔｒｏｋｅｓ／ｍｉｎ：ｓｐｍ）によって一般的に表されるプレス生産速度が自動的に演算されて、表示器１５に表示される。

[モード設定操作]
生産速度を設定した後、作業者は必要に応じてタッチパネル等を操作して以下に述べるモードを設定する。ここで、電動サーボプレス１に設定されるモードとは以下の３つである。

（１）第１のモード：判定処理、生産速度変更処理を共に無効
ＮＣ装置１０が、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上となるか否かの判定処理と、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上となる場合に行われる生産速度の変更処理を共に実行しないモードである。従来の電動サーボプレスと実質的に同等の動作を行う。

（２）第２のモード：判定処理のみを有効。生産速度変更処理を無効
ＮＣ装置１０が、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上となるか否かの判定処理のみを実行するモードである。この場合、駆動電流が第１の閾値以上となる場合の回転角θが表示器１５によって表示される。

（３）第３のモード：判定処理、生産速度変更処理を共に無効
ＮＣ装置１０が、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上となるか否かの判定処理と、ＡＣサーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上となる場合に行われる生産速度の変更処理を共に実行するモードである。この場合でも、駆動電流が第１の閾値以上となる場合の回転角θが表示器１５によって表示される。

図３は、作業者がモード設定操作を行う場合の表示器１５が表示する画面の一例である。この設定画面３０は、ラジオボタン３１〜３３と、テキストボックス３４とを有する。ラジオボタン３１は、作業者が電動サーボプレス１を上述の第１のモードに設定したい場合にＯＮとされる。ラジオボタン３２は、作業者が電動サーボプレス１を上述の第２のモードに設定したい場合にＯＮとされる。ラジオボタン３３は、作業者が電動サーボプレス１を上述の第３のモードに設定したい場合にＯＮとされる。ラジオボタン３１〜３３は、択一的に選択されるので、複数のボタンが同時にＯＮとされることはない。なお、ラジオボタン３１〜３３は、グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）の一例であり、３つのモードから１つのモードを選択可能な他のＧＵＩが用いられてもよい。

テキストボックス３４は、上述の第１の閾値を設定するためのインターフェースである。第１の閾値は、プレス作業者が行うのではなく、電動サーボプレス１のメインテナンス作業者によって設定されることが望ましい。したがって、テキストボックス３４の編集にあたっては、認証に成功した者だけが行われる。すなわち、例えば、表示器１５は、テキストボックス３４へのタッチ操作等を検出すると、表示器１５は、パスワード入力画面を表示する。そして、メインテナンス作業者のみが知っているパスワードが入力され、認証に成功した場合に限って、テキストボックス３４の編集画面が表示される。そして、メインテナンス作業者が当該編集画面を利用して、第１の閾値の編集を行う。

なお、通常のプレス作業者は、第１の閾値の編集を行うことはできないが、表示されている第１の閾値の値を見ることはできる。したがって、その値を参照して、プレス作業者は生産速度を設定することができる。

以上のように設定されたモード、第１の閾値は、記憶回路１０ｃに記憶される。なお、作業者がデフォルトの設定を許容する場合、本設定操作が省略されてもよい。例えば、第３のモードがデフォルトのモードであり、作業者が第３のモードで電動サーボプレス１を動作させたい場合、本設定操作が省略される。

［プレス動作］
上述の設定作業を行った後、作業者が起動ボタンを操作すると、スライド起動信号がＮＣ装置１０に入力される。これにより、スイッチ２１は閉じられ、サーボアンプ４に電力が供給される。図４は、上述の起動操作後からの本実施形態に係る電動サーボプレス１の動作のフローチャートである。

スライド起動信号がＮＣ装置１０に入力されると、電動サーボプレス１は設定された生産速度に応じたプレス動作を行う（ステップＳ１）。具体的には、記憶回路１０ｃに記憶されているスライドモーションの設定データに基づいて、速度指令（サーボモータ３の回転を指令する電圧指令）及びサーボモータ３の制御を有効にする指令が出力回路１０ｄからサーボアンプ４に出力される。そして、サーボアンプ４は、動力供給電源２０から供給される電力を、速度指令に応じた駆動電力信号に変換してサーボモータ３に出力する。また、サーボアンプ４には、サーボモータ３に内蔵されたパルスコーダ１８からのパルス信号がフィードバックされている。そして、このサーボアンプ４によって、パルス信号から算出されるモータ回転速度（スライドの駆動速度に対応）と速度指令との偏差が小さくなるようにサーボモータ３が制御される。そして、リニアスケール１３からのフィードバック信号は、フィードバック回路１０ｅを介してＮＣ装置１０に入力される。そして、このフィードバック信号とＡＣサーボモータ３の駆動電流のフィードバック信号とに基づいて、ＮＣ装置１０はサーボアンプ４に制御信号を出力し、これによりスライド２が目標位置に位置決めされる。

非常停止状態、もしくは、生産終了になると（ステップＳ２でＹＥＳ）、電動サーボプレス１は、動作を終了する。非常停止状態とは、プレス作業中に、図示しない非常停止ボタンからの停止信号、サーボアンプ４からのサーボアラーム等が入力回路１０ｂに入力された状態を言う。非常停止状態になると、ＮＣ装置１０から非常停止回路１１に停止信号が出力される。この停止信号を受けて非常停止回路１１から開閉器１２に対して制御信号が出力され、これにより、スイッチ２１は開状態となる。このため、サーボアンプ４に対する電力が遮断され、サーボモータ３も回転が停止する。なお、作業者が終了ボタンを操作するなどによって生産終了が指示されても、出力回路１０ｂからサーボアンプ４に対して起動停止信号が送信され、サーボモータ３の回転が停止する。

非常停止状態でも生産終了でもない場合（ステップＳ２でＮＯ）、以下の処理が継続的に実行される。まず、ＮＣ装置１０は、記憶回路１０ｃに記憶されたモードを参照して判定処理が有効か否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、記憶回路１０ｃに記憶されたモードが第１のモードである場合、ＮＣ装置１０は判定処理が無効であると判定し、それ以外の場合、ＮＣ装置１０は判定処理が有効であると判定する。判定処理が無効である場合（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

判定処理が有効である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ＮＣ装置１０は、フィードバック回路１０ｅに入力されるＡＣサーボモータ３の駆動電流を監視する（ステップＳ４）。図５は、予め設定された生産速度によってスライド２を動作させた場合のスライド２の位置とＡＣサーボモータ３の駆動電流との関係の一例を示したグラフである。図５では、横軸が時間、縦軸がスライド２の上下方向の位置もしくは駆動電流の大きさを示している。図５の一点鎖線は、第１の閾値を示す。図５の例では、上死点Ｕから下死点Ｂに向かい始めたばかりの回転角（図中にｔ１で表された区間、θ≒３０°）と、下死点Ｂから上死点Ｕに移動する中間付近の点（図中にｔ２で表された区間、θ≒２７０°）において、モータ駆動電流が第１の閾値ＴＨ以上である。

つぎに、ＮＣ装置１０は、駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定する（ステップＳ５）。駆動電流が第１の閾値に満たない場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。駆動電流が第１の閾値以上である場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、ＮＣ装置１０は、駆動電流が第１の閾値以上である回転角を記憶回路１０ｃに記憶する。そして、表示器１５は、当該回転角を表示する（ステップＳ６）。回転角の表示方法については、後述する。

つぎに、ＮＣ装置１０は、記憶回路１０ｃに記憶されたモードを参照して速度変更処理が有効か否かを判定する（ステップＳ７）。具体的には、記憶回路１０ｃに記憶されたモードが第３のモードである場合、ＮＣ装置１０は速度変更処理が有効であると判定し、それ以外の場合、ＮＣ装置１０は速度変更処理が無効であると判定する。速度変更処理が無効である場合（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

速度変更処理が有効である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＮＣ装置１０は、駆動電流が第１の閾値を下回るまで、作業者が当初設定したプレス生産速度を減速する処理を行う。そして、表示器１５は、作業者が当初設定したプレス生産速度と、減速されたプレス生産速度を表示する（ステップＳ８）。プレス生産速度の減速とは、具体的には、以下の処理である。まず、プレス動作の往復運動が所定回数（好ましくは１回、但し、１０回など異なる回数でもよい）されるごとにステップＳ１〜Ｓ７までの処理を行い、駆動電流が第１の閾値以上である場合、生産速度設定操作で設定された各段の速度を一定の割合だけ減少させる。この一定の割合は、好ましくは、先に設定された速度の１％である。表２は、上述の割合を１％とし、表１のような生産速度が設定された場合において、速度を１回減少させた場合の生産速度の一例を示す。

ＮＣ装置１０は、駆動電流が第１の閾値を下回るまで、プレス動作の往復運動が所定回数（好ましくは１回）されるごとにステップＳ１〜Ｓ８までの処理を繰り返す。図６は、図５のようなＡＣサーバモータ３の駆動状態において、生産速度を減少させた場合の一例を示すグラフである。図６においても、横軸が時間、縦軸がスライド２の上下方向の位置もしくは駆動電流の大きさを示している。上述した処理を行うことによって、図６に示されるように、ＮＣ装置１０は、駆動電流が第１の閾値を下回るように、生産速度を変更することができる。

なお、生産速度を減少させたため、スライドが一回往復するのにかかる時間Ｔ１は、当初設定した時間（図５のＴ０）より長くなっている。

図７は、当該判定処理と当該速度変更処理がされた場合に表示器１５が表示する画面の一例である。表示画面７０は、ルーレット表示部７１、現在生産速度表示部７２、処理状態表示部７３、生産速度変更履歴表示部７４、過負荷発生角度表示部７５を有している。

ルーレット表示部７１は、例えば、特許文献１に示されるように、一周３６０度を所定角度（例えば５度）ずつ分割して当該分割範囲を１個の点表示にて代表して表示させたものである。ルーレット表示部７１は、駆動電流が第１の閾値以上である回転角θにあたる領域を強調表示する。図５の例では、ルーレット表示部７１は、３０°付近の回転角を含む領域と２７０°付近の回転角を含む領域とを強調表示する。この強調表示とは、例えば、当該領域にあたる点を他の色で表示させたり、当該領域にあたる点を点滅されたりするとよい。

現在生産速度表示部７２は、現在のプレス生産速度を、好ましくは、１分あたりのストローク回数（ｓｐｍ）単位で表示する。処理状態表示部７３は、現在の処理状態を表示する。具体的には、速度変更処理がされている場合、図示されているように「生産速度制限中」等のように処理状態が表示される。また、速度変更処理が無効とされている場合（ステップＳ３，Ｓ７でＮＯ）、「生産速度制限せず」、「通常運転中」等のように、速度変更がされていないことが分かるように処理状態が表示される。

生産速度変更履歴表示部７４は、作業者によって設定された生産速度と、減速された生産速度との履歴を表示する。図７は、作業者によって設定された生産速度が１６ｓｐｍであって、減速された生産速度が１２ｓｐｍである場合の例を示している。過負荷発生角度表示部７５は、駆動電流が第１の閾値以上である回転角θを順に表示している。図７は、図５の例に基づき、当該回転角θが３０°と２７０°である場合を図示している。

図７は、速度変更処理が有効である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）の例を図示している。速度変更処理が無効である場合（ステップＳ３，Ｓ７でＮＯ）、生産速度変更履歴表示部７４の表示が省略されるとよい。また、判定処理が無効である場合（ステップＳ３でＮＯ）、処理状態表示部７３、生産速度変更履歴表示部７４、及び、過負荷発生角度表示部７５の表示が省略されるとよい。

［特徴］
本実施形態に係る電動サーボプレス１の特徴は、以下の通りである。

（１）電動サーボプレス１は、サーボモータ３と、サーボアンプ４と、サーボアンプ４の駆動電流を検出する電流検出手段（フィードバック回路１０ｅ）と、回転運動の回転角を検出する回転角検出手段（パルスコーダ１８、入力回路１０ｂ、回転角を算出するＮＣ装置１０内のプログラム）と、回転運動を定義する、回転角と該回転角における回転速度との対応関係を設定することによって、プレス生産速度を設定する速度設定手段（表示器１５）と、駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定する判定手段（ＮＣ装置１０内のプログラム）と、駆動電流が第１の閾値以上である場合、速度設定手段により設定された回転速度の全てを同じ割合だけ低下させる速度変更手段（ＮＣ装置１０内のプログラム）と、を備える。したがって、電動サーボプレス１は、サーボモータ３の駆動電流が第１の閾値以上であっても、生産を継続することができる。また、回転速度の全てを同じ割合で低下させることによって、作業者が意図したスライドの動かし方を変更せずに生産を継続することができる。

（２）判定手段は、所定回数の往復運動を基準とした周期ごとに、電流検出手段により検出された駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定する。そして、速度変更手段は、判定手段の判定結果に基づき、予め設定された回転速度の全てを段階的に所定の割合だけ低下させる。したがって、電動サーボプレス１は、生産速度の低下をできるだけ小さくして、駆動電流が第１の閾値を下回るように、生産速度を調整することができる。

（３）電動サーボプレス１は、駆動電流が第１の閾値よりも高い第２の閾値以上である場合、サーボモータを停止する非常停止手段（非常停止回路１１）をさらに備える。これにより、作業者の設定速度が速すぎて、そのまま起動すると電動サーボプレス１が故障する恐れがある場合に、電動サーボプレス１はサーボモータの駆動を停止することができる。

（４）電動サーボプレス１は駆動電流が第１の閾値以上である回転角を表示する表示手段（表示器１５、過負荷発生角度表示部７５）をさらに備える。これにより、作業者は、サーボモータ負荷が大きい回転角を知ることができ、この回転角を参照しながら当初設定した生産速度を変更することができる。

（５）表示手段は、回転角を円周上の領域で示すルーレット表示部７１を有し、ルーレット表示部７１は、駆動電流が第１の閾値以上である回転角を表す領域を強調表示する。これにより、作業者は、サーボモータ負荷が大きい回転角を視覚的に把握することができる。

（６）ルーレット表示部７１は、強調表示される領域の色を他の色と変えて表示する。もしくは、ルーレット表示部７１は、強調表示される領域を点滅させて表示する。これにより、作業者は、サーボモータ負荷が大きい回転角を視覚的に把握することが容易となる。

（７）表示手段（表示器１５）は、速度変更手段によってプレス生産速度が変更されたことを表示する処理状態表示部７３と、速度設定手段によって設定されたプレス生産速度と、速度変更手段によって変更されたプレス生産速度とを表示する生産速度変更履歴表示部７４を有する。これにより、作業者は、生産速度が変更されたことを知ることが出来、どの程度生産速度が変更されたか（生産速度が大幅に低下していないか）を知ることが出来る。

（８）電動サーボプレス１は判定手段及び速度変更手段の動作の有効、若しくは無効を設定するモード設定手段（ラジオボタン３１〜３３）をさらに備える。これによって、作業者は、生産を急ぐ場合には速度変更手段を無効とする設定等を行うことができるので、生産事情に合わせた設定を行うことができる。

（９）モード設定手段は、判定手段及び速度変更手段の動作を共に無効とする第１のモード（ラジオボタン３１）、判定手段の動作のみを有効として、駆動電流が第１の閾値以上である回転角を表示手段が表示する第２のモード（ラジオボタン３２）、判定手段及び速度変更手段の動作を共に有効とする第３のモード（ラジオボタン３３）のいずれか１つを選択可能である。したがって、作業者は、生産を急ぐ場合であっても、第２のモードを選択することができるので、生産速度の修正を早期に行うことが可能となる。

（１０）電動サーボプレス１は、第１の閾値を設定する閾値設定手段（テキストボックス３４）をさらに備える。これにより、サーボモータ３の過負荷の運転が継続し、サーボモータ３の能力が低下した場合であっても、第１の閾値を変更することによって、電動サーボプレス１の寿命を延ばすことが可能となる。

（１１）閾値設定手段は、設定者の認証手段を備える。これにより、第１の閾値の設定が出来る人を、例えば、電動サーボプレス１のメインテナンス作業者に制限することが可能となる。

（１２）速度変更手段が減少させる速度の割合は、１％である。これにより、電動サーボプレス１は、生産速度の低下をできるだけ小さくして、駆動電流が第１の閾値を下回るように生産速度を調整することができる。また、上述の回転速度の割合を５％下げれば、駆動電流を大幅に下げることができることが経験的に分かっているので、電動サーボプレス１は、速やかに（多くても５ストローク程度で）駆動電流が第１の閾値を下回るように生産速度を変更することができる。

［変形例］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）上述の実施形態では、ステップＳ３，Ｓ７をスライド２の往復運動が所定回数だけされる度に行うようにしたが、ステップＳ３，Ｓ７の処理を一度行った後は、その処理結果を利用することによって、処理を省略してもよい。あるいは、ステップＳ３，Ｓ７の処理が完全に省略されてもよい。

（ｂ）プレス生産速度の減速方法として、プレス動作の往復運動が所定回数（好ましくは１回）されるごとにステップＳ１〜Ｓ８までの処理を行い、駆動電流が第１の閾値以上である場合、生産速度設定操作で設定された各段の速度を一定の割合だけ減少させる方法を述べたが、他の方法でもよい。例えば、駆動電流が第１の閾値以上となる時間（図６のｔ１、ｔ２）の最大値が大きくなればなるほど、各段の速度を減少させる割合を大きくする方法によって、プレス生産速度が変更されてもよい。

（ｃ）上述の実施形態では、駆動電流が第１の閾値以上である回転角を表示する方法として、ルーレット表示部７１を例示したが、他の方法であってもよい。例えば、表示器１５は、ルーレット表示部７１の代わりに、図５のようなグラフ、もしくは、横軸を回転角として縦軸を対応する駆動電流とするグラフを表示してもよい。

（ｄ）上述の実施形態では、ステップＳ６，Ｓ８において、駆動電流が第１の閾値以上である回転角θや減速前後の生産速度を表示するようにしたが、それらの表示が省略されてもよい。つまり、プレス生産速度の調整のみが実行されてもよい。

（ｅ）上述の実施形態では、第１の閾値を設定するためのインターフェース３４が、モード設定の画面３０に表示されているが、別画面にて表示されてもよい。また、処理状態表示部７３、生産速度変更履歴表示部７４、及び、過負荷発生角度表示部７５は、ルーレット表示部７１及び現在生産速度表示部７２と別画面で表示されてもよい。

（ｆ）上述の実施形態では、非常停止回路１１、開閉器１２、スイッチ２１、減速機６が省略されてもよい。同様に、ステップＳ２の処理も省略されてもよい。

本発明は、サーボモータの回転駆動力をスライドの上下往復動に変換する電動サーボプレスに有用である。

１ 電動サーボプレス
２ スライド
３ サーボモータ
４ サーボアンプ
５ 機械式ブレーキ装置
１０ ＮＣ装置
１１ 非常停止回路
１５ 表示器

Claims (15)

1. 駆動源により供給される回転運動を、動力変換機構を介してスライドの往復運動に変換するプレス機械であって、
   前記回転運動の駆動源であるサーボモータと、
   前記サーボモータへ駆動電流を供給するサーボアンプと、
   前記駆動電流を検出する電流検出手段と、
   前記回転運動の回転角を検出する回転角検出手段と、
   前記回転運動を定義する、前記回転角と前記回転角における回転速度との対応関係を設定することによって、プレス生産速度を設定する速度設定手段と、
   前記電流検出手段により検出された前記駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定する判定手段と、
   前記電流検出手段により検出された前記駆動電流が前記第１の閾値以上となる場合、前記速度設定手段により設定された前記回転速度の全てを同じ割合で低下させる速度変更手段と、
   を備える、プレス機械。
2. 前記判定手段は、
   前記往復運動開始後、前記所定回数の前記往復運動がされる間に、前記電流検出手段により検出された前記駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定し、
   前記速度変更手段は、
   前記判定手段が、前記駆動電流が第１の閾値以上となると判定する場合、前記所定回数の前記往復運動終了後、前記速度設定手段により設定された前記回転速度の全てを所定の割合だけ低下させる、請求項１に記載のプレス機械。
3. 前記速度変更手段によって変更された前記回転速度の全てを含む集合を第１速度集合とする場合、
   前記判定手段は、
   前記回転速度の全てを含む集合が第１速度集合に変更されてから前記所定回数の前記往復運動がされる間に、前記電流検出手段により検出された前記駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定し、
   前記速度変更手段は、
   前記判定手段が、前記駆動電流が第１の閾値以上となると判定する場合、前記回転速度の全てを含む集合が第１速度集合に変更されてから前記所定回数の前記往復運動が終了した後、前記第１速度集合に含まれる回転速度の全てを前記所定の割合だけ低下させる、請求項２に記載のプレス機械。
4. 前記駆動電流が前記第１の閾値よりも高い前記第２の閾値以上となる場合、前記サーボモータへの電力供給を停止する非常停止手段をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載のプレス機械。
5. 前記駆動電流が前記第１の閾値以上となる前記回転角を表示する表示手段をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載のプレス機械。
6. 前記表示手段は、
   前記回転角を円周上の領域で示すルーレット表示部
   を有し、
   前記ルーレット表示部は、
   前記駆動電流が前記第１の閾値以上となる前記回転角を表す前記領域を強調表示する、請求項５に記載のプレス機械。
7. 前記ルーレット表示部は、前記強調表示される前記領域の色を変えて表示する、請求項６に記載のプレス機械。
8. 前記ルーレット表示部は、前記強調表示される前記領域を点滅させて表示する、請求項６に記載のプレス機械。
9. 前記表示手段は、
   前記速度変更手段によって前記プレス生産速度が変更されたことを表示する状態表示部と、
   前記速度設定手段によって設定された前記プレス生産速度と、前記速度変更手段によって変更された前記プレス生産速度とを表示する生産速度変更履歴表示部と、
   を有する、請求項５から８のいずれかに記載のプレス機械。
10. 前記判定手段及び前記速度変更手段の動作の有効、若しくは無効を設定するモード設定手段をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載のプレス機械。
11. 前記モード設定手段は、
    前記判定手段及び前記速度変更手段の動作を共に無効とする第１のモード、
    前記判定手段の動作のみを有効として、前記駆動電流が前記第１の閾値以上となる前記回転角を前記表示手段が表示する第２のモード、及び
    前記判定手段及び前記速度変更手段の動作を共に有効とする第３のモード
    のいずれか１つを選択可能である、請求項１０に記載のプレス機械。
12. 前記第１の閾値を設定する閾値設定手段をさらに備える、請求項１から１１に記載のプレス機械。
13. 前記閾値設定手段は、設定者の認証手段を有する、請求項１２に記載のプレス機械。
14. 前記所定の割合は、１％であることを特徴とする、請求項２に記載のプレス機械。
15. サーボモータにより供給される回転運動を、動力変換機構を介してスライドの往復運動に変換し、前記サーボモータへ駆動電流を供給するサーボアンプを含むプレス機械の制御方法であって、
    前記回転運動を定義する、前記回転角と前記回転角における回転速度との対応関係を設定することによって、プレス生産速度を設定するステップと、
    前記プレス生産速度に応じてプレス動作を行うステップと、
    前記駆動電流を検出するステップと、
    検出された前記駆動電流が第１の閾値以上となるか否かを判定するステップと、
    前記検出された前記駆動電流が前記第１の閾値以上となる場合、設定された前記回転速度の全てを同じ割合で低下させるステップと、
    を含む、プレス機械の制御方法。

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