JP6605808B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にサーボモータを用いたプレス装置、プレス装置の制御装置、およびプレス装置の制御方法に関する。

近年、機械式のプレス装置としては、サーボモータを用いたプレス装置が利用されている。サーボプレス以前の機械式プレス装置では、スライドを上下方向に移動する速度を自在に変更できなかったため、例えば、プレスの際の加工品質を向上させるために、ワークを加圧する領域におけるスライドの移動速度を遅くするような制御ができなかった。そのため、加工品質を向上させようとすると、１ストローク全体に亘ってスライドの移動速度自体を遅くする必要があり、生産効率が悪くなる。

一方、サーボモータを用いたプレス装置では、スライドの移動の制御を行う複数のモーションパターンを設定することが可能である（例えば、特許文献１参照）。
例えば、ワークを加圧する領域のみ減速させるようなスライドのモーションパターンを設定することで、プレス加工領域におけるスライドの速度を下げることができる。

特開２０１１−１３６３６８号公報

しかしながら、上記従来のプレス装置では、以下に示すような問題点を有している。
特許文献１のプレス装置を用いて所望のモーションを設定する場合、実際にワークを用いて試験的にプレス加工する必要があるためワークに無駄が生じていた。また、実際にプレス加工を行う場合には、コイルフィーダ等も用意し、プレス装置とコイルフィーダ間の高さ合わせも必要となるため、非常に手間がかかっていた。さらに、所望のモーションが一回のプレスによって得られない場合には、試験的なプレス加工を複数回行う必要があるため使用するワークの数も増え、コストが嵩むことになる。

本発明の目的は、上記従来のプレス装置の課題を考慮して、コストを抑え且つ容易にスライドの動作を設定可能なプレス装置、プレス装置の制御方法、およびプレス装置の制御装置を提供することである。

第１の発明に係るプレス装置は、上金型および下金型を用いてワークをプレス加工するプレス装置であって、スライドと、ボルスタと、サーボモータと、制御部とを備える。スライドは、上金型が取り付けられる。ボルスタは、下金型が載置される。サーボモータは、スライドを上下方向に往復動作させる。制御部は、下金型に載置したワークへの上金型の接近を検出する検出部によって上金型のワークへの接近が検出されると、スライドの速度を変更するようにサーボモータを制御する。

このような構成により、作業者は、ワークを下金型上に載置しなくても、パルスハンドル等でスライドを微速で下方に動かし、ワークの厚みを考慮した上で上金型がワークに接近する位置を目視で確認しながら検出部の位置を調整できる。
これにより、調整の際に用いるワークの使用を低減でき、適切な位置でスライドの速度を変更するようにスライドの動作を設定できる。

なお、ワークを下金型上に載置した状態で、スライドを下方に微速で動かして検出部の調整を行っても良く、この場合であってもプレス加工の前に行うため、調整の際に用いるワークの使用を低減できる。
さらに、上記のようにプレス加工前に検出部の位置調整を目視で確認しながら精度よく行えるため、たとえ試験的にプレス加工を行ったとしても従来よりも回数を減らすことが出来、コストを抑制できる。

ここで、上金型のワークへの接近とは、上金型がワークに接触する位置よりも所定距離手前の位置のことである。また、所定距離とは、プレスに適切な速度に変更できる距離のことである。すなわち、プレスする際に速度を遅く変更する場合は、ワークに接触するまでに所望の遅い速度に減速することが可能な距離のことであり、速度を速く変更する場合は、ワークに接触するまでに所望の速い速度に加速することが可能な距離のことである。

第２の発明に係るプレス装置は、第１の発明に係るプレス装置であって、検出部によって上金型のワークへの接近が検出された際の変更後の速度を設定する検出後速度設定部を更に備えている。
これにより、作業者は、上金型がワークに接近した後の速度を所望の速度に設定できるため、プレス加工の際の速度を適切に設定できる。

第３の発明に係るプレス装置は、第２の発明に係るプレス装置であって、検出部は、上金型のワークへの接近後、上金型がワークの近傍に位置している状態も検出する。検出後速度設定部は、検出部によって上金型がワークの近傍に位置していることが検出されている間の速度を設定する。
これにより、上金型が下方に移動しワークに接近してから下死点に到達するまでだけでなく、下死点から上金型が上昇してワークから離間し、ワーク近傍から離れるまでの間の速度も変更できる。このため、ワークの跳ね上がりなどを抑制できる。

第４の発明に係るプレス装置は、第３の発明に係るプレス装置であって、検出部によって上金型がワークの近傍に位置しているとの検出が行われていない間のスライドの速度を設定する動作設定部を更に、備えている。制御部は、プレス加工におけるスライドの下方への移動の際、上金型の前記ワークへの接近が検出されるまでは、動作設定部で設定された速度でスライドを下方に移動し、上金型のワークへの接近が検出されると、スライドの速度を検出後速度設定部によって設定された速度に変更して下方に移動する。制御部は、スライドの上方への移動の際、上金型のワーク近傍からの離間が検出されるまでは、検出後速度設定部によって設定された速度でスライドを上方へ移動させ、上金型のワーク近傍からの離間が検出されると、スライドの速度を動作設定部で設定された速度にして上方に移動する。
これにより、スライドが上下移動する際の速度、上昇する際の速度および下降する際の速度を作業者が自由に設定できる。

第５の発明に係るプレス装置は、第１の発明に係るプレス装置であって、選択部を更に備えている。選択部は、検出部によって上金型のワークへの接近が検出された際に、スライドの速度を変更する制御を行うか否かを設定する。
これによって、検出部によってスライドの上金型への接近を検出した後に速度の変更を行うか否かを設定できる。すなわち、作業者は、速度変更の有効・無効を切り替えることができる。また、作業者は、ワークの種類等によっては、無効にすることで速度を変更せずにプレス加工を行うことができる。

第６の発明に係るプレス装置は、第１の発明に係るプレス装置であって、スライドの往復動作の完了を検出する動作完了検出部を更に備えている。検出部は、スライドの往復動作中に上金型のワークへの接近を検出しない場合に、正常に動作していないと判断される。
これによって、スライドの往復動作中に検出部による検出がされていないことがわかるため、検出部に異常が生じていることが判断できる。

第７の発明に係るプレス装置は、第１の発明に係るプレス装置であって、検出部は、近接センサを有している。近接センサは、上金型または下金型に取り付けられている。
これにより、上金型のワークへの接近の検出を行うことができる。

第８の発明に係るプレス装置は、第１の発明に係るプレス装置であって、検出部は、下金型に載置されたワークの上方近傍を撮像する撮像部と、撮像された画像を処理することで上金型のワークへの接近が検出する画像処理部と、を有する。
これにより、上金型へのワークへの接近の検出を行うことができる。
また、第８の発明の撮像部は、金型が変わっても画像処理によって上金型がワークに近づいたことを検出できるため、上記近接スイッチと比較して金型ごとに取り付ける必要がない。このように撮像部をプレス装置に一つ設けるだけでよいため、より好ましい。

第９の発明に係るプレス装置の制御装置は、ボルスタ上に取り付けられる下金型に載置されるワークに対して、上金型が取り付けられるスライドをサーボモータによって上下方向に動作させてワークをプレス加工するプレス装置の制御装置であって、制御部を備えている。制御部は、スライドに取り付けられた上金型のワークへの接近が検出する検出部によって、上金型のワークへの接近が検出されると、スライドの速度を変更する制御を行う。
これにより、ワークの使用を抑制し、適切な位置でスライドの速度を変更するようにスライドの動作を設定できる。

第１０の発明のプレス制御方法は、ボルスタ上に取り付けられる下金型に載置されるワークに対して、上金型が取り付けられるスライドをサーボモータによって上下方向に動作させてワークをプレス加工するプレス装置の制御方法であって、検出工程と、変更工程とを備えている。検出工程は、スライドに取り付けられた上金型のワークへの接近を検出する。変更工程は、上金型のワークへの接近が検出されると、スライドの速度を変更する。

これにより、ワークの使用を抑制し、適切な位置でスライドの速度を変更するようにスライドの動作を設定できる。

本発明によれば、コストを抑え且つ容易にスライドの動作を設定可能なプレス装置、プレス装置の制御方法、およびプレス装置の制御装置を提供することができる。

本発明にかかる実施の形態のプレス装置の外観を示す図。 図１に示すプレス装置の内部構成を示す側断面図。 図１に示すプレス装置の内部構成を示す正面視における部分断面図。 図１に示すプレス装置の構成を模式的に示す図。 図１に示すプレス装置の制御装置の構成を示す図。 図１に示すプレス装置のモーション設定を行う画面の一例を示す図。 図１に示すプレス装置の近接センサの位置調整を説明するための図。 図１に示すプレス装置の制御動作を示すフロー図。 （ａ）〜（ｆ） 図１に示すプレス装置の動作を説明するための模式図。 図１のプレス装置の動作におけるスライドの位置と、センサ入力と、サーボモータ速度の関係を示す図。 本発明にかかる実施の形態の変形例のプレス装置を示す模式図。 図１０に示すプレス装置の制御装置の構成を示す図。 （ａ）、（ｂ）図１０に示すプレス装置のカメラで撮影した画面を示す図。

本発明のプレス装置について図面を参照しながら以下に説明する。
＜１．構成＞
（１−１．プレス装置の外観構成）
図１は、本発明にかかる実施の形態のプレス装置１の全体概要を示す模式図である。
本実施の形態のプレス装置１は、サーボモータを用いたサーボプレス装置である。

図１に示すように、プレス装置１の本体フレーム２の略中央に、スライド３が上下移動可能に支持されている。スライド３の下面３ａには、上金型８ａ（後述する図３参照）が取り付けられる。
スライド３の下方には、ボルスタ５が設けられており、ベッド４上に固定されている。ボルスタ５の上面５ａに下金型８ｂ（後述する図３参照）が取り付けられる。
サイドフレーム１１の側方には、制御装置６が設けられている。制御装置６には、作業者が動作の設定等を行うためのコントロールパネル６１などが設けられている。

（１−２．プレス装置の内部構成）
図２Ａは、プレス装置１の内部構成を示す図である。図に示すように、プレス装置１には、サーボモータ２１が設けられている。また、サーボモータ２１の動力によってスライド３を上下方向に移動させる構成として、主に、コンロッド９、メインシャフト１０、メインギア１５と、動力伝達軸１６が設けられている。

コンロッド９は、コンロッド本体８０と、ダイハイト調整用のねじ軸７０を有している。ねじ軸７０の下端には、球体部７１が設けられており、スライド３の上部に設けられた球状孔３ｓに回転自在に挿入されている。このように、球状孔３ｓと球体部７１によって球状継手が構成されている。ねじ軸７０の上部は、上方に向かってスライド３から露出しており、ねじ軸７０の上部には、ネジ部７２が形成されている。ネジ部７２は、コンロッド本体８０の雌ねじ部８１に螺合している。このように、コンロッド９は、ねじ軸７０およびコンロッド本体８０によって伸縮自在に構成されている。

メインシャフト１０は、コンロッド９の上部に設けられている。コンロッド９の上部は、メインシャフト１０に設けられたクランク状のエキセン部１０ａに回転自在に連結されている。メインシャフト１０は、前後方向に沿って配置されている。メインシャフト１０は、本体フレーム２を構成する左右一対の板状のサイドフレーム１１間において、前後方向に配置された３つの軸受部１２、１３、１４で支持されている。エキセン部１０ａは、軸受部１２と軸受部１３の間に設けられている。

メインギア１５は、メインシャフト１０の軸受部１３と軸受部１４の間に取り付けられている。
動力伝達軸１６は、メインギア１５の下方に設けられている。動力伝達軸１６は、前後方向に沿って配置されており、前後２箇所に設けられている軸受部１７、１８で回転可能に支持されている。動力伝達軸１６の軸受部１７と軸受部１８の間には、ギア１６１が設けられており、ギア１６１はメインギア１５と噛み合っている。また、動力伝達軸１６の後端には、プーリ１９が設けられている。

サーボモータ２１は、ブラケット２２によってサイドフレーム１１の間に支持されている。サーボモータ２１の出力軸２１ａは、前後方向に沿って配置されている。出力軸２１ａに設けられたプーリ２３とプーリ１９の間には、ベルト２４が巻き回されている。このベルト２４によって、サーボモータ２１の回転が、メインギア１５へと伝達される。
また、プレス装置１には、スライド３の上下位置を検出するための位置検出器２６が設けられている。位置検出器２６は、ロッド２７と、位置センサ２８を有している。ロッド２７は、スライド３の背面側に設けられている。ロッド２７は、スライド３の上下２箇所から後方向に突出した一対のブラケット２５に取り付けられている。ロッド２７には、スライド３の上下位置を検出するためのスケールが設けられている。ロッド２７は、位置センサ２８に上下方向に移動可能に嵌挿されている。

位置センサ２８は、一対のサイドフレーム１１のうち一方に設けられた補助フレーム２９に固定されている。補助フレーム２９は、縦長形状であり、上下方向に沿って配置されている。補助フレーム２９の下部は、ボルト３１によってサイドフレーム１１に固定されており、上部は、ボルト３２によってサイドフレーム１１に上下動可能に支持されている。ここで、ボルト３２は、補助フレーム２９に形成された長穴に嵌められているため、補助フレーム２９の上部は上下方向に移動可能となっている。これは、補助フレーム２９がサイドフレーム１１の温湿度による影響を受けないようにするためである。

また、プレス装置１には、図２Ｂに示すように、スライド３のスライド位置およびダイハイトを調整するためにスライド位置調整機構３３が設けられている。スライド位置調整機構３３は、スライド３のスライド位置およびダイハイトを調整する機構である。スライド位置調整機構３３は、図２Ｂに示すように、ウォームホイール３４と、ウォームギア３５と、入力ギア３６と、インダクションモータ３８（図２Ａ参照）とを有する。ウォームホイール３４は、ねじ軸７０の球体部７１の外周にピン７３を介して取り付けられている。ウォームホイール３４と噛み合っているウォームギア３５の端に入力ギア３６が設けられており、入力ギア３６と、図２Ａに示すインダクションモータ３８の出力ギア３７が噛み合っている。インダクションモータ３８が回転することによって、出力ギア３７およびウォームギア３５が回転し、ウォームホイール３４が駆動されてスライド３の位置が調整される。

（１−３．近接センサ）
次に、本実施の形態のプレス装置１に取り付けられる近接センサ１００（検出部の一例）について説明する。この近接センサ１００は、上金型８ａがワークＷに接近したことを検出するものであり、この検出によってスライド３の速度が変更されるよう制御が行われる。

図３（ａ）は、本実施の形態のプレス装置１を模式的に示す図である。図３（ｂ）は、上金型８ａの側面を示す模式図である。
図３（ａ）は、図２の構成の概略を示しており、サーボモータ２１の動力がベルト２４によってメインギア１５に伝達され、メインギア１５の回転がコンロッド９によって上下方向の動作に変換され、スライド３が上下移動される構成を示している。また、図２では説明していなかったが、メインギア１５には、メインギア１５の回転角度を検出するための回転エンコーダ１１０が設けられている。

また、図に示すように、スライド３の下面３ａに上金型８ａが取り付けられ、ボルスタ５の上面５ａに下金型８ｂが取り付けられている。そして、上金型８ａに近接センサ１００（検出部の一例）が設けられている。下金型８ｂには、近接センサ１００が検出する被検出体１０１が設けられている。被検出体１０１は、近接センサ１００の種類にもよるが、例えば、金属片を用いればよい。

この近接センサ１００によって、ワークWに上金型８ａが接近したことが検出される。
なお、近接センサ１００はブラケット１０２を介して上金型８ａに取り付けられている。また、被検出体１０１は下金型８ｂに直接取り付けられている。本実施の形態では、ブラケット１０２は、上金型８ａに対して上下方向に調整出来るように移動可能に固定されている。例えば、図３（ａ）に示すように、ブラケット１０２として、細長い板状の部材を２回Ｌ字状に曲げられた略Ｚ形状の部材を用いることができる。図３（ｂ）に示すように、ブラケット１０２には上下方向に長穴１０２ａが形成されており、ボルト１０４で締めることによってブラケット１０２は上金型８ａに固定可能に構成されている。そして、ボルト１０４を緩めることによってブラケット１０２を上下方向（図３（ｂ）の矢印参照）に移動し、近接センサ１００の位置を調整できる。また、被検出体１０１もブラケットなどを介して下金型８ｂに取り付けられていてもよい。

そして、上金型８ａが、下金型８ｂに載置されたワークＷに接近した際に、近接センサ１００が被検出体１０１を検出するように、近接センサ１００および被検出体１０１の位置は調整されている。また、上金型８ａがワークＷに接近してから、上金型８ａが下死点に到達するまでの間、常に近接センサ１００が被検出体１０１を検出できるように被検出体１０１の上下方向に長さが設定されている。

この近接センサ１００は、複数の金型８（上金型８ａおよび下金型８ｂ）が存在する場合には、金型８ごとに取り付けられている。
ここで、近接センサ１００は、ワークＷの位置から距離ｄ分上方の位置に上金型８ａが到達すると検出するように設定されている。詳しくは後述するが、距離ｄは、近接センサ１００によって検出されてからワークＷに接触するまでの間に、上金型８ａの下降速度を所望の速度に変更可能な距離に設定できる。

（１−４．制御装置の構成）
図４は、本実施の形態のプレス装置１の制御装置６の構成を示すブロック図である。
また、制御装置６は、コントロールパネル６１と、センサ入力部６４、エンコーダ入力部６５と、モータ指示部６６、動作設定部６７と、センサ入力後動作速度設定部６８と、記憶部６９と、有効・無効設定部９０を有している。

コントロールパネル６１は、表示モニタ６２と、入力部６３を有している。入力部６３は、スライド３の移動速度などのスライドモーションを設定するための各種データが入力される。表示モニタ６２は、入力部６３によって入力された入力データや設定完了し登録された設定データ等を表示する。表示モニタ６２としては、例えば、タッチパネル等が用いられている場合は、入力部６３と兼ねられている。

センサ入力部６４は、近接センサ１００からの検出信号を受信する。スライド３が下降することによって近接センサ１００が被検出体１０１を検出すると、その信号がセンサ入力部６４へと送信される。
エンコーダ入力部６５には、回転エンコーダ１１０によって検出された角度のデータが入力される。

動作設定部６７は、コントロールパネル６１に入力されたスライド動作（スライドモーションともいう）を設定する。センサ入力後動作速度設定部６８は、コントロールパネル６１に入力された近接センサ１００による検出が行われた後の動作速度を設定する。
記憶部６９は、動作設定部６７およびセンサ入力後動作速度設定部６８によって設定されたスライドの動作を記憶する。

モータ指示部６６は、記憶部６９に記憶されているスライド動作に基づいて、近接センサ１００および回転エンコーダ１１０からの入力によって、サーボモータ２１の動作を変更するようにサーボアンプ２１１を介して指令を送信する。
有効・無効設定部９０は、センサ入力後動作速度設定部６８によって設定された動作を、近接センサ１００による検出の入力後に有効とするか無効とするかを設定する。

（１−５．動作設定）
図５は、動作設定を行う画面の一例を示す図である。図に示すように、表示モニタ６２には、動作設定画面Ｄ１と、有効無効選択画面Ｄ２と、センサ入力後動作設定画面Ｄ３が表示される。なお、この表示は別々に表示されてもよいし、同一の画面に表示されてもよい。この動作設定画面Ｄ１と、有効無効選択画面Ｄ２と、センサ入力後動作設定画面Ｄ３は、金型８の種類ごとに設けられている。図５では、２種類の金型８（１）、８（２）について表示されている。

動作設定画面Ｄ１には、回転エンコーダ１１０における目標角度と、目標角度に達するまでの速度（％）が入力される。ここで、金型８（１）の動作設定画面Ｄ１において、Ｎｏ．１として、目標角度が１８０°、速度１００％と入力されているため、スライド３の上死点から下死点まで１００％の速度で下降するように設定される。１００％の速度とは予め設定された速度である。また、Ｎｏ．２として、目標角度が３６０°、速度１００％と入力されているため、スライド３の下死点から上死点まで１００％の速度で上昇するように設定される。ここで、入力されたデータに基づいて、動作設定部６７がスライド３の動作設定を行い、その設定が記憶部６９に記憶される。

有効無効選択画面Ｄ２は、センサ入力後動作設定画面Ｄ３による設定を有効とするか無効とするかを選択するための画面である。この有効無効選択画面Ｄ２への入力によって、上述した有効・無効設定部９０が、センサ入力後の動作を有効とするか無効とするかを設定する。
センサ入力後動作設定画面Ｄ３は、近接センサ１００が被検出体１０１を検出した後に変更する速度を設定する画面である。Ｄ３では、種別として「モーメンタリ」と記載されており、これは近接センサ１００が被検出体１０１を検出している間は、変更した速度を維持することを示している。また、速度オーバライドとして、５０％が入力されている。すなわち、近接センサ１００が被検出体１０１を検出している間、スライド３の速度が、１００％の速度から５０％の速度に変更されるように設定される。センサ入力後動作設定画面Ｄ３で入力されたデータに基づいて、動作設定部６７がスライド３の動作設定を行い、その設定が記憶部６９に記憶される。
なお、金型８（２）では、速度オーバライドは４０％に設定されており、金型８（１）と異なっているが、同じ値であってもよい。

＜２．動作＞
（２−１．近接センサ設定動作）
次に、近接センサ１００の位置調整について説明する。図６（ａ）および図６（ｂ）は、近接センサ１００の調整を説明するための図である。

図６（ａ）に示すように、上金型８ａおよび下金型８ｂがプレス装置１に取り付けられる。そして、プレス装置１の電源をいれて、作業者が、スライド３をパルスハンドル等で下方に微速で動かす。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）では、ワークＷは載置されていないため仮想線として２点鎖線で示されている。
そして、下金型８ｂに載置されるワークＷに上金型８ａが接近する位置で、近接センサ１００が被検出体１０１を検出するように、近接センサ１００の位置が調整される。詳細には、図６（ｂ）に示すように、ワークＷが載置されていると仮定して、下金型８ｂの上面からワークＷの厚み＋距離ｄ分上方で近接センサ１００が被検出体１０１を検出するように調整される。距離ｄは、変更前の速度と、変更後の速度と、速度変更の際の時定数等から、ワークＷに接触するときに上金型８ａの速度が所望の速度に変更し終わる距離として予め算出できる。なお、この距離ｄは、厳密なものでなくてもよく、所望の速度に変更し終わるために十分な距離に設定されてもよく、経験則から設定されてもよい。

なお、近接センサ１００の位置調整は、上述したブラケット１０２の位置を上金型８ａに対して移動することで行われる。
このように近接センサ１００の位置調整を行い、上金型８ａがワークＷに接近することを検出できる。
なお、上記図６（ａ）および図６（ｂ）ではワークＷを載置せずに、近接センサ１００の位置調整を行っているが、ワークＷを載置して行っても良い。

（２−２．プレス動作）
次に、本実施の形態のプレス装置１の制御方法について、図７〜図９を参照しながら説明する。
図７は、本実施の形態のプレス装置１の制御方法を示すフロー図である。図８（ａ）〜図８（ｆ）は、プレス加工時の動作を説明するための図である。図９は、スライド３の位置と、センサ入力と、サーボモータ速度の関係を示す図である。なお、以下の動作では、図５で示した金型８（１）で入力された動作設定に基づいてスライド３の動作が行われる。

図８（ａ）に示すように、下金型８ｂ上にワークＷが載置されて、プレス運転が開始されると、制御装置６は、近接センサ１００による検出が行われるかの監視を行う（ステップＳ１０）。
スライド３が、図５の動作設定画面Ｄ１での入力に従って、１００％の速度で下降する。

図８（ｂ）に示すように、スライド３の下降により、近接センサ１００が、被検出体１０１に接近してＯＮ状態（図８参照）となり、上金型８ａのワークＷへの接近が検出される（ステップＳ１１）。ここで、ワークＷよりも距離ｄ分上方の位置において、上金型８ａのワークＷへの接近が検出される。
近接センサ１００からの検出の入力があると、オーバライド値が算出される（ステップＳ１２）。詳細には、センサ入力部６４への入力に従ってモータ指示部６６が記憶部６９に記憶されているセンサ入力後動作（図５のセンサ入力後動作設定画面Ｄ３参照）の設定値を読み出す。ここでは、速度オーバライドは５０％と設定されており、この値から変更する速度を算出する。この場合は、変更前の速度の２分の１であるため、現行の速度に２分の１をかけることで、変更する速度を算出できる。

続いて、モータ指示部６６は、サーボアンプ２１１にオーバライド指令を送り、サーボモータ２１の速度を変更し、スライド３を５０％の速度にする（ステップＳ１３、図９のポイントＰ１参照）。
続いて、スライド３が下降し、図８（ｃ）に示すように、上金型８ａがワークＷに接触するが、ワークＷに接触するより所定距離ｄ手前の位置で検出されている。そのため、接触する前には１００％の速度から５０％の速度に減速が完了しており、上金型８ａのワークＷへのスロータッチを実現できる。

そして、図８（ｄ）に示すように、スライド３が下死点まで下降し、所定時間維持される（図９の期間Ｔ参照）。
次に、図８（ｅ）に示すように、下死点からスライド３が上昇し、上金型８ａがワークＷから離間して、ワークＷの上面から距離ｄ分離れると、近接センサ１００が被検出体１０１を検出しなくなる。なお、図８（ｂ）に示す状態から図８（ｅ）に示す状態まで近接センサ１００は被検出体１０１を検出し続けている（ＯＮ状態である）ため、スライド３の速度は５０％に保たれている。

近接センサ１００が被検出体１０１を検出しなくなると、近接センサ１００はオフ状態となり、その旨の信号がセンサ入力部６４に入力される（ステップＳ１４）。ここで、上金型８ａがワークＷから離間する際も速度を遅く設定することにより、ワークＷの跳ね上がりによるミスフィード防止に効果がある。
信号がセンサ入力部６４に入力されると、モータ指示部６６は、センサ入力後動作設定画面Ｄ３によって入力された指令を解除する（ステップＳ１５）。解除後、動作設定画面Ｄ１によって入力された指令（Ｎｏ２：目標角度３６０°速度１００％）に基づいて、スライド３の上昇速度が速くなるように変更してスライド３を上昇させる（図８（ｆ）参照、図９のポイントＰ２参照）。

なお、有効無効選択画面Ｄ２において、無効を選択した場合には、近接センサ１００からの入力があった場合であっても、速度の変更（速度オーバライド）を行わないため、動作設定画面Ｄ１で入力された動作に従ってスライド３が上下移動する。すなわち、スライド３は上死点から下死点まで速度１００％で下降し、下死点から上死点まで速度１００％で上昇する。この時のスライドの移動状態が、図９に点線で示されている。

以上のように、ワークＷをプレスする際の速度を遅くすることで、ワークの加工品質を向上させるとともに、加工する領域以外の速度を低速にしないことにより、生産効率の低下を抑制できる。
また、ワークＷを載置せずに近接センサ１００の位置調整を行うことができるため、調整の際のワークＷの使用を低減できる。なお、ワークＷを載置して近接センサ１００の位置調整を行ってもよく、その場合であっても試し打ちを行う必要がないため、無駄なワークＷの消費を防ぐことができる。

なお、スライド３の速度変化時の加減速の時定数は、あらかじめ制御装置６の記憶部６９内にパラメータテーブルとして格納されている。この時定数は、急減速による能力不足や振動などによって装置に負担がかからないように設定されている。
また、図５で説明した有効無効選択画面Ｄ２において有効を選択しているにもかかわらず、回転エンコーダ１１０が０°〜３６０°まで検出しても、近接センサ１００からの入力がない場合には、制御装置６は、近接センサ１００が正常に動作していないと判断できる。これは、回転エンコーダ１１０が０°〜３６０°まで検出することによってスライドの一往復が検出されるため、その間に近接センサ１００からの入力がない場合は、近接センサ１００の故障を想定できるためである。

＜３．特徴＞
（３−１）
上記実施の形態１のプレス装置１は、上金型８ａおよび下金型８ｂを用いてワークＷをプレス加工するプレス装置１であって、スライド３と、ボルスタ５と、サーボモータ２１と、モータ指示部６６（制御部の一例）とを備える。スライド３は、上金型８ａが取り付けられる。ボルスタ５は、下金型８ｂが載置される。サーボモータ２１は、スライド３を上下方向に往復動作させる。モータ指示部６６は、下金型４ｂに載置したワークＷへの上金型８ａの接近を検出する近接センサ１００（検出部の一例）によって上金型８ａのワークＷへの接近が検出されると、スライド３の速度を変更するようにサーボモータ２１を制御する。

このように、近接センサ１００は、下金型８ｂに載置したワークＷへの上金型８ａの接近を検出する。このため、作業者は、ワークＷを試験でプレス加工しなくても、スライド３を微速で下方に動かし、上金型８ａがワークＷに接近する位置を目視で確認しながら、当該位置で近接センサ１００による検出が行われるように近接センサ１００の位置を設定できる。

これにより、ワークＷの使用を低減でき、適切な位置でスライド３の速度を変更するようにスライド３の動作を設定できる。
ここで、上記実施の形態では、上金型８ａがワークＷに接触するより所定距離手前の位置で検出されるように近接センサ１００を設置しているが、所定距離とは、例えば上記実施の形態では１００％の速度から５０％の速度に減速することが可能な距離のことである。これにより、上金型８ａのワークＷへのスロータッチを実現できる。

なお、一般に、サーボモータを用いたプレス装置は、あらかじめ制御装置にプログラムされたモーションを読み出して、作成されたモーション通りの動きを行う。そのため、プログラムの実行がはじまった後で、異なるプログラムに切り替えて運転を継続することが困難である。
しかしながら、プレスラインにおける同期制御装置などの上位機器から制御するために設けられている速度オーバライド機構（実行プログラムに対して速度オーバライドをかけて速度をかえる手段）を活用することで、近接センサ１００からの検出に基づいて、運転中に速度変化の要求を受け入れて急遽モーションを変更させることができる。

（３−２）
また、上記実施の形態のプレス装置１は、近接センサ１００（検出部の一例）によって上金型８ａのワークＷへの接近が検出された際の変更後の速度を設定するセンサ入力後動作速度設定部６８（検出後速度設定部の一例）を更に備えている。
これにより、作業者は、上金型８ａがワークＷに接近した後の速度を所望の速度に設定できるため、プレス加工の際の速度を適切に設定できる。

（３−３）
また、上記実施の形態のプレス装置１では、近接センサ１００は、上金型８ａのワークＷへの接近後、上金型８ａがワークＷの近傍に位置していることも検出する。センサ入力後動作速度設定部６８は、近接センサ１００によって上金型８ａがワークＷの近傍に位置していることが検出されている間の速度を設定する。
これにより、上金型８ａが下方に移動しワークＷに接近してから下死点に到達するまでだけでなく、下死点から上金型８ａが上昇してワークＷから離間し、ワークＷ近傍から離れるまでの間の速度も変更できる。このため、ワークの跳ね上がりなどを抑制でき、ミスフィード等を低減できる。

（３−４）
また、上記実施の形態のプレス装置１では、近接センサ１００によって上金型８ａがワークＷの近傍に位置しているとの検出が行われていない間のスライド３の速度を設定する動作設定部６７を更に、備えている。モータ指示部６６（制御部の一例）は、プレス加工におけるスライド３の下方への移動の際、上金型８ａのワークＷへの接近が検出されるまでは、動作設定部６７で設定された速度でスライド３を下方に移動し、上金型８ａのワークＷへの接近が検出されると、スライド３の速度をセンサ入力後動作速度設定部６８によって設定された速度に変更して下方に移動する。モータ指示部６６は、スライド３の上方への移動の際、上金型８ａのワークＷ近傍からの離間が検出されるまでは、センサ入力後動作速度設定部６８によって設定された速度でスライド３を上方へ移動させ、上金型８ａのワークＷ近傍からの離間が検出されると、スライド３の速度を動作設定部６７で設定された速度にして上方に移動する。
これにより、スライド３が下降する際の速度、上昇する際の速度、および加工する際の速度を作業者が自由に設定できる。

（３−５）
また、上記実施の形態のプレス装置１は、有効・無効設定部９０（選択部の一例）を更に備えている。有効・無効設定部９０は、近接センサ１００によって上金型８ａのワークＷへの接近が検出された際に、スライド３の速度を変更する制御を行うか否かを設定する。
これによって、近接センサ１００によってスライド３の上金型８ａへの接近を検出した後に速度の変更を行うか否かを設定できる。すなわち、作業者は、速度変更の有効・無効を切り替えることができる。また、作業者は、ワークＷの種類等によっては、速度を変更せずにプレス加工を行うことができる。

（３−６）
また、上記実施の形態のプレス装置１は、スライド３の往復動作の完了を検出する回転エンコーダ１１０（動作完了検出部の一例）を更に備えている。スライド３の往復動作中に近接センサ１００によって上金型８ａのワークＷへの接近が検出されない場合に、近接センサ１００が正常に動作していないとされる。
これによって、スライドの往復動作中に近接センサ１００による検出がなされていないことがわかるため、近接センサ１００に異常が生じていることを判断できる。

（３−７）
また、上記実施の形態のプレス装置１の制御装置６は、ボルスタ５上に取り付けられる下金型８ｂに載置されるワークＷに対して、上金型８ａが取り付けられるスライド３をサーボモータ２１によって上下方向に動作させてプレス加工するプレス装置の制御装置であって、モータ指示部６６（制御部の一例）を備えている。モータ指示部６６は、スライド３に取り付けられた上金型８ａのワークＷへの接近が検出する近接センサ１００（検出部の一例）によって、上金型８ａのワークＷへの接近が検出されると、スライド３の速度を変更する制御を行う。
これにより、調整におけるワークＷの使用を低減し、適切な位置でスライド３の速度を変更するようにスライド３の動作を設定できる。

（３−８）
また、上記実施の形態のプレス装置の制御方法は、ボルスタ５上に取り付けられる下金型８ｂに載置されるワークＷに対して、上金型８ａが取り付けられるスライド３をサーボモータ２１によって上下方向に動作させてプレス加工するプレス装置の制御方法であって、ステップＳ１２（検出工程の一例）と、ステップＳ１４（変更工程の一例）とを備えている。ステップＳ１２では、スライド３に取り付けられた上金型８ａのワークＷへの接近を検出する。ステップＳ１４では、上金型８ａのワークＷへの接近が検出されると、スライド３の速度を変更する。
これにより、調整におけるワークＷの使用を低減し、適切な位置でスライドの速度を変更するようにスライドの動作を設定できる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施の形態では、近接センサ１００が被検出体１０１を検出している間、すなわち、上金型８ａがワークＷを加工している間、速度が遅く設定されていたが、これに限られるものではない。例えば、近接センサ１００が被検出体１０１を検出している間、速度が速くなるように設定されてもよい。また、例えば、スライド３が下降するときのみ、速度が変更されてもよいし、逆に、スライド３が上昇するときにのみ速度が変更されるようにしてもよい。

（Ｂ）
上記実施の形態では、下金型８ｂに被検出体１０１が設けられていたが、近接センサ１００が金属を検出する場合、特に被検出体１０１を設けず、下金型８ｂ自体を検出してもよい。

（Ｃ）
また、上記実施の形態では、上金型４ａのワークＷへの接近を検出する検出部の一例として、近接センサ１００を用いたが、これに限られるものではなく、フォトセンサ等であってもよい。さらに、カメラ（撮像手段の一例）が設けられていてもよい。
図１０は、カメラ２００が設けられたプレス装置１´を模式的に示す図である。カメラ２００は、プレス装置１のサイドフレーム１１またはボルスタ５等に設けられており、金型８に設けられていない。カメラ２００は、下金型８ｂの上側近傍を撮像する。図１１は、プレス装置１´の制御装置６´の構成を示すブロック図である。図１１に示すプレス装置１´では、カメラ２００と、カメラ２００の画像処理を行う画像処理部２０１と、画像処理の結果が入力される検出結果入力部２０２が設けられている。

図１２（ａ）、（ｂ）は、カメラ２００によって撮影されている画面２２０を示す図である。図１２（ａ）に示すように、画面２２０上に、ワークＷの上方近傍に位置するラインＳが設定されている。そして、カメラ２００によって撮像された画像から、画像処理部２０１が、上金型８ａの下端８ａｅのエッジ検出を行う。上方から近付いてきた下端８ａｅが、図１２（ｂ）に示すように、ラインＳに重なった時点で、画像処理部２０１は、上金型８ａがワークＷに接近したとして検出結果入力部２０２に第１検出結果を送信する。また、上金型８ａの下端８ａｅが、下方からラインＳに近づいてきてラインＳに重なった時点で、画像処理部２０１は、上金型８ａがワークＷの近傍から離間したと判断し、第２検出結果を検出結果入力部２０２へと送信する。この第１検出結果と第２検出結果の間の速度を、オーバライドして遅くすることによって、上記実施の形態と同様の制御を実現できる。

本発明のプレス装置、プレス装置の制御方法、およびプレス装置の制御装置は、コストを抑え且つ容易にスライドの動作を設定可能な効果を有し、例えば板金加工の分野として有用である。

１ プレス装置
１´ プレス装置
２ 本体フレーム
３ スライド
３ａ 下面
３ｓ 球状孔
４ ベッド
４ａ 上金型
４ｂ 下金型
５ ボルスタ
５ａ 上面
６ 制御装置
８ 金型
８ａ 上金型
８ａｅ 下端
８ｂ 下金型
９ コンロッド
１０ メインシャフト
１０ａ エキセン部
１１ サイドフレーム
１２ 軸受部
１３ 軸受部
１４ 軸受部
１５ メインギア
１６ 動力伝達軸
１７ 軸受部
１８ 軸受部
１９ プーリ
２１ サーボモータ
２１ａ 出力軸
２２ ブラケット
２３ プーリ
２４ ベルト
２５ ブラケット
２６ 位置検出器
２７ ロッド
２８ 位置センサ
２９ 補助フレーム
３１ ボルト
３２ ボルト
３３ スライド位置調整機構
３４ ウォームホイール
３５ ウォームギア
３６ 入力ギア
３７ 出力ギア
３８ インダクションモータ
６１ コントロールパネル
６２ 表示モニタ
６３ 入力部
６４ センサ入力部
６５ エンコーダ入力部
６６ モータ指示部（制御部の一例）
６７ 動作設定部
６８ センサ入力後動作速度設定部（検出後速度設定部の一例）
６９ 記憶部
７０ ねじ軸
７１ 球体部
７２ ネジ部
７３ ピン
８０ コンロッド本体
８１ 雌ねじ部
９０ 有効・無効設定部（選択部の一例）
１００ 近接センサ（検出部の一例）
１０１ 被検出体
１０２ ブラケット
１０２ａ 長穴
１０４ ボルト
１１０ 回転エンコーダ（動作完了検出部の一例）
１６１ ギア
２００ カメラ（撮像部の一例）
２０１ 画像処理部
２０２ 検出結果入力部
２１１ サーボアンプ
２２０ 画面
Ｄ１ 動作設定画面
Ｄ２ 有効無効選択画面
Ｄ３ センサ入力後動作設定画面
Ｗ ワーク
ｄ 距離

Claims (6)

1. 上金型および下金型を用いてワークをプレス加工するプレス装置であって、
   前記上金型が取り付けられるスライドと、
   前記下金型が載置されるボルスタと、
   前記スライドを上下方向に往復動作させるサーボモータと、
   前記下金型に載置した前記ワークへの前記上金型の接近を検出する検出部によって前記上金型の前記ワークへの接近が検出されると、前記スライドの速度を変更するように前記サーボモータを制御する制御部と、を備え、
   前記検出部は、
   前記下金型に載置された前記ワークの上方近傍を撮像する撮像部と、
   撮像された画像を処理することで前記上金型の前記ワークへの接近を検出する画像処理部と、を有する、
   プレス装置。
2. 前記検出部によって前記上金型の前記ワークへの接近が検出された際の変更後の速度を設定する検出後速度設定部を更に備えた、請求項１に記載のプレス装置。
3. 前記検出部は、前記上金型の前記ワークへの接近後、前記上金型が前記ワークの近傍に位置していることも検出し、
   前記検出後速度設定部は、前記検出部によって前記上金型が前記ワークの近傍に位置していることが検出されている間の速度を設定する、
   請求項２に記載のプレス装置。
4. 前記検出部によって前記上金型が前記ワークの近傍に位置しているとの検出が行われていない間の前記スライドの速度を設定する動作設定部を更に、備え、
   前記制御部は、
   プレス加工における前記スライドの下方への移動の際、前記上金型の前記ワークへの接近が検出されるまでは、前記動作設定部で設定された速度で前記スライドを下方に移動し、前記上金型の前記ワークへの接近が検出されると、前記スライドの速度を前記検出後速度設定部によって設定された速度に変更して下方に移動し、
   前記スライドの上方への移動の際、前記上金型の前記ワーク近傍からの離間が検出されるまでは、前記検出後速度設定部によって設定された速度で前記スライドを上方へ移動させ、前記上金型の前記ワーク近傍からの離間が検出されると、前記スライドの速度を前記動作設定部で設定された速度にして上方に移動する、
   請求項３に記載のプレス装置。
5. 前記検出部によって前記上金型の前記ワークへの接近が検出された際に、前記スライドの速度を変更する制御を行うか否かを設定する選択部を更に備えた、
   請求項１に記載のプレス装置。
6. 前記スライドの往復動作の完了を検出する動作完了検出部を更に備え、
   前記検出部は、前記スライドの往復動作中に前記上金型の前記ワークへの接近を検出しない場合に、正常に動作していないと判断される、
   請求項１に記載のプレス装置。

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