JP6002419B2 - 過負荷保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレスブレーキ等の曲げ加工機において累積負荷による過負荷から曲げ加工機を保護する過負荷保護装置に関する。

従来、プレスブレーキのテーブル動作パターンは、大きく分けて接近、曲げ、加圧、退避、待機の５工程を１サイクルとして行われており、作業者の起動操作によって予め設定された下限位置へ設定速度で下降し、下限保持タイマーで設定された時間だけ加圧した後に上昇して待機し、それ以降は作業者の起動操作によって繰り返し動作が行われる。

電動サーボプレスブレーキでは、機械の最大速度で加減速し、最大能力で一定時間加圧保持できるように、予め仕様に合わせた最大トルクや定格トルクを有するサーボモータが選定されている。

したがって、加減速負荷と加圧負荷が最大トルク以下の運転であっても、条件によっては１サイクルの実効負荷が定格トルクを超えることがあり、これを繰り返すと累積負荷の保護機能が働いて過負荷エラーとなることがあった。例えば、ストローク量が極端に短く、高負荷の加圧保持時間が長くて待機時間が短いような運転では、累積負荷による過負荷エラーが発生する場合があった。しかし、加工の途中に過負荷エラーが発生すると、作業を中断しなければならず、電源の再投入が必要となるので時間をロスして作業効率が低下してしまう。

そこで、このような累積負荷による過負荷エラーを減らすための制御装置として特許文献１が開示されている。特許文献１に開示された曲げ機械の制御装置では、過負荷エラーを判定する負荷の手前側に設定された回避負荷を超えると、上金型を下金型から離反する方向にサーボモータを制御して過負荷エラーを生じにくくしている。

特開２００９−２８５７０４号公報

しかしながら、上述した従来の曲げ機械の制御装置では、過負荷エラーが生じる直前に金型を離反する方向に制御しているだけなので、過負荷エラーを生じにくくすることはできても、累積負荷による過負荷そのものを設定等によって回避することはできないという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、累積負荷による過負荷を確実に回避することのできる過負荷保護装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る過負荷保護装置は、曲げ加工機を過負荷から保護する過負荷保護装置であって、前記曲げ加工機の負荷を検出する負荷検出手段と、 前記負荷検出手段によって検出された負荷を累積して累積負荷を算出する累積負荷演算手段と、前記累積負荷と所定の閾値とを比較して過負荷であるか否かを判定する過負荷判定手段と、前記過負荷判定手段によって過負荷であると判定されたときには、前記曲げ加工機の動作条件を変更して過負荷を回避できる動作条件を設定する動作条件設定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る過負荷保護装置によれば、過負荷であると判定されると、曲げ加工機の動作条件を変更して過負荷を回避できる動作条件を設定するので、累積負荷による過負荷を確実に回避することができる。

本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置の構成を説明するための図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による過負荷保護処理の手順を説明するためのフローチャートである。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による一工程の動作を説明するための図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による保護機能の選択画面の一例を示す図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による現在の動作条件を示す図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による推奨動作条件の表示画面の一例を示す図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による動作条件の選択画面の一例を示す図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による動作条件の入力画面の一例を示す図である。 本発明を適用した一実施形態に係る過負荷保護装置による動作条件の入力画面の一例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。

［過負荷保護装置の構成］
図１は本実施形態に係る過負荷保護装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る過負荷保護装置１は、プレスブレーキ１０の負荷を検出する負荷検出部２と、検出された負荷を累積して累積負荷を算出する累積負荷演算部３と、累積負荷と所定の閾値とを比較して過負荷であるか否かを判定する過負荷判定部４と、過負荷判定部４によって過負荷であると判定されたときにはプレスブレーキ１０の動作条件を変更して過負荷を回避できる動作条件を設定する動作条件設定部５とを備えている。

本実施形態に係る過負荷保護装置１は、過負荷保護の対象となるプレスブレーキ１０の制御盤やプレスブレーキ１０を制御するＮＣ装置に搭載され、プレスブレーキ１０のサーボモータを駆動するサーボアンプ１１と、加工プログラムや制御プログラムを格納する記憶部１２と、プレスブレーキ１０のオペレータによる操作が入力される操作部１３と接続されている。また、過負荷保護装置１は、ＲＯＭやＲＡＭ、入出力インターフェースを含んだマイクロコンピュータによって構成され、上述した各部はこのマイクロコンピュータによって実現される機能的な構成を示したものである。

負荷検出部２は、サーボアンプ１１からサーボモータに作用する負荷をトルクとして検出する。

累積負荷演算部３は、負荷検出部２で検出されたサーボモータのトルク、駆動時間、区間情報に基づいて、例えば接近、曲げ、加圧、退避、待機等の各区間の累積負荷と１工程毎の累積負荷を演算し、さらに数工程分の累積負荷を演算する。

過負荷判定部４は、累積負荷演算部３で算出された累積負荷と予め設定された閾値とを比較し、累積負荷が閾値を超えている場合には過負荷であると判定する。また、過負荷判定部４は、過負荷と判定された回数が規定回数を超えたか否かについても判定する。

動作条件設定部５は、金型の移動距離、速度、加圧保持時間、待機時間等の動作条件に基づいて区間毎の負荷や一工程分の負荷を演算し、過負荷を回避できるように動作条件を変更して設定している。また、動作条件設定部５は、プレスブレーキ１０のオペレータに対して設定したい動作条件を選択させ、選択された動作条件の値がオペレータによって設定されると、設定された動作条件以外の動作条件を変更することによって過負荷を回避できる動作条件を設定する。

記憶部１２は、プレスブレーキ１０を制御するための通常の制御プログラムや曲げ加工を行うための加工プログラム等の他に、以下で説明する過負荷保護処理を実行するためのプログラムやデータを格納している。過負荷保護処理を実行するためのデータとしては、例えば各区間の金型の移動速度、移動距離、時間、負荷等を記録した区間情報を記憶しており、またプレスブレーキ１０を駆動するサーボモータの定格出力、定格トルク、最大トルク、定格回転速度、最高回転速度等も記憶している。

操作部１３は、プレスブレーキ１０を操作するオペレータからの入力を受け付けるスイッチやタッチパネル等を備えており、タッチパネルにはメッセージや運転状況等を表示する。また、過負荷保護処理を実行する際には、動作条件の設定画面を表示してオペレータが手動で動作条件を設定できるようにしている。

尚、本実施形態では、曲げ加工機の一例としてプレスブレーキを例示しているが、曲げ加工を行う装置であれば、その他の装置であっても本実施形態に係る過負荷保護装置を搭載することは可能である。

［過負荷保護処理の手順］
次に、図２を参照して本実施形態に係る過負荷保護装置１による過負荷保護処理を説明する。図２は、本実施形態に係る過負荷保護処理の手順を説明するためのフローチャートである。

図２に示すように、まずステップＳ１０１において負荷検出部２がサーボアンプ１１からサーボモータに作用する負荷をトルクとして検出する。

次に、ステップＳ１０２において、累積負荷演算部３は、負荷検出部２からサーボモータのトルクと駆動時間を取得するとともに記憶部１２から区間情報を取得して、各区間の累積負荷と１工程毎の累積負荷を演算し、さらに数工程分の累積負荷を演算する。例えば、図３に示すように曲げ工程の各区間としては、接近、曲げ、加圧、退避、待機の５区間があるので、これらの区間の累積負荷をそれぞれ演算し、算出された各区間の累積負荷を加算することによって一工程分の累積負荷を算出する。さらに、一工程の累積負荷を加算することによって数工程分の累積負荷も算出する。

そして、ステップＳ１０３において、過負荷判定部４は、算出された一工程分の累積負荷と予め設定されている閾値とを比較し、累積負荷が閾値を超えている場合には過負荷であると判定する。さらに、過負荷判定部４は、ステップＳ１０４において過負荷と判定された回数が規定回数を超えたか否かについて判定する。ここで、過負荷と判定された回数が規定回数を超えていない場合にはステップＳ１０１に戻って継続して負荷の検出を行い、過負荷と判定された回数が規定回数を超えている場合にはステップＳ１０５に移行して過負荷のメッセージを操作部１３に表示する。

こうして過負荷であると判定されると、ステップＳ１０６において動作条件設定部５は、図４に示すような保護機能の選択画面を操作部１３に表示し、プレスブレーキ１０のオペレータに保護機能を有効にするか無効にするかを選択させる。ここで、保護機能の無効が選択されると、ステップＳ１０７に移行して動作条件設定部５が保護機能を無効に設定して本実施形態に係る過負荷保護処理を終了し、保護機能の有効が選択されると、ステップＳ１０８に移行して動作条件設定部５が保護機能を有効に設定する。

そして、保護機能が有効に設定されると、動作条件設定部５はステップＳ１０９において推奨動作条件を演算して操作部１３に表示する。例えば、現在の動作条件が図５に示すような動作条件となっており、サーボモータの定格トルクに対する実効負荷の割合を示す実効負荷率が１００％を超えて１１５％になっている場合には、実効負荷が定格トルクを下回るように待機時間を変更して図６に示すような推奨動作条件を表示する。図６に示す推奨動作条件では、待機時間が０．８ｓから１．８ｓに変更されて、実効負荷率が１００％に低下している。もちろん、待機時間以外の動作条件を変更して実効負荷率が１００％以下になるようにしてもよい。

次に、ステップＳ１１０において、動作条件設定部５は図７に示すような動作条件の設定方法を選択する選択画面を操作部１３に表示し、プレスブレーキ１０のオペレータに自動設定にするか手動設定にするかを選択させる。ここで、自動設定が選択されると、ステップＳ１１１に移行して動作条件設定部５は図６で示した推奨動作条件に設定して本実施形態に係る過負荷保護処理を終了する。一方で、手動設定が選択されると、ステップＳ１１２に移行してオペレータによる動作条件の入力が行われる。動作条件の入力方法としては、動作条件設定部５が図８に示すような動作条件の入力画面を操作部１３に表示し、オペレータが設定したい動作条件を選択して任意の数値を入力して変更する。

そして、ステップＳ１１３において、動作条件設定部５は、変更された動作条件で過負荷が回避されたか否かを判定し、回避されていない場合にはステップＳ１１２へ戻って動作条件を再入力させる。一方で、過負荷が回避された場合にはステップＳ１１４へ移行して変更された動作条件に設定する。

例えば、オペレータが図８に示す動作条件の中から接近距離と曲げ距離と加圧時間を選択し、接近距離を５０ｍｍから３０ｍｍに、曲げ距離を２０ｍｍから１０ｍｍに、加圧時間を１．０ｓから０．５ｓに変更して計算ボタンを押下する。動作条件設定部５はオペレータによって変更された動作条件以外の動作条件を変更して実効負荷率が１００％以下となるように演算し、図９に示すような演算結果を操作部１３に表示する。図９に示す演算結果では、接近時間と曲げ時間と退避時間と待機時間がそれぞれ短縮され、さらに一工程の時間も短縮されて実効負荷率が１００％になるように計算されている。この結果をオペレータが確認して、この動作条件でよければ画面上の設定ボタンを押下することによって変更された動作条件が設定され、本実施形態に係る過負荷保護処理は終了する。

以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る過負荷保護装置１によれば、過負荷であると判定されると、曲げ加工機の動作条件を変更して過負荷を回避できる動作条件を設定するので、累積負荷による過負荷を確実に回避することができる。

また、本実施形態に係る過負荷保護装置１によれば、オペレータに対して設定したい動作条件を選択させ、選択された動作条件の値がオペレータによって設定されると、設定された動作条件以外の動作条件を変更することによって過負荷を回避できる動作条件を設定するので、オペレータが自由に動作条件を変更して累積負荷による過負荷を回避することができる。

なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 過負荷保護装置
２ 負荷検出部
３ 累積負荷演算部
４ 過負荷判定部
５ 動作条件設定部
１０ プレスブレーキ
１１ サーボアンプ
１２ 記憶部
１３ 操作部

Claims (1)

1. 曲げ加工機を過負荷から保護する過負荷保護装置であって、
   前記曲げ加工機の負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記負荷検出手段によって検出された負荷を累積して累積負荷を算出する累積負荷演算手段と、
   前記累積負荷と所定の閾値とを比較して過負荷であるか否かを判定する過負荷判定手段と、
   前記過負荷判定手段によって過負荷であると判定されたときには、前記曲げ加工機の動作条件を変更して過負荷を回避できる動作条件を設定する動作条件設定手段とを備え、
   前記動作条件設定手段は、前記曲げ加工機のオペレータに対して設定したい動作条件を選択させ、選択された前記動作条件が前記オペレータによって設定されると、設定された動作条件以外の動作条件を変更することによって過負荷を回避できる動作条件を設定することを特徴とする過負荷保護装置。

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