JP6789347B2 - 自動金型交換装置及び金型交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動金型交換装置及び金型交換方法に関する。

プレスブレーキは、上下のテーブルの金型装着部に装着された金型を用いて、板金などの材料に曲げ加工を行う加工機である。プレスブレーキにおいては、金型を格納する金型格納部と金型装着部との間で金型の自動交換を行う自動金型交換装置（ＡＴＣ（Auto Tool Changer）とも称する）を備えるものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、特許文献３には、材料の位置決めを行うバックゲージを備えた折曲げ加工機が開示されている。この特許文献３には、バックゲージの突当てに取り付けられているサイドゲージを移動させてパンチ又はダイに当接させて、パンチ又をダイの位置を検出する技術が開示されている。

特開２０００−７１０２８号公報 特開２０１４−９１１３７号公報 特開平９−２９５０５９号公報

ところで、警告又は途中終了により自動交換による金型配置が失敗した場合、又は自動交換以外の操作で金型がアンクランプ状態となった場合に、金型位置がずれてしまうことがある。金型装着部のどこに金型があるかを特定することができないため、自動金型交換装置によって金型を自動で格納することができなくなってしまうという不都合が発生する。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金型位置にずれが発生しているような場合であっても金型位置の認識を行うことができる自動金型交換装置及び金型交換方法を提供することである。

かかる課題を解決するため、本発明は、プレスブレーキの金型装着部に並んで装着されている複数の金型を、金型格納部に格納する自動金型交換装置を提供する。この自動金型交換装置は、一対のサーボモータと、一対のサーボモータによってそれぞれ駆動され、金型装着部の金型の並び方向に沿って移動する第１及び第２の金型交換部と、一対のサーボモータのトルクを検出するトルク検出部と、一対の金型交換部の動作を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、第１の金型交換部を予め定められた基準位置に固定し、第２の金型交換部を第１の金型交換部に向けて移動させ、トルク検出部で検出されるサーボモータのトルク変化に基づいて、第２の金型交換部の移動によって複数の金型が第１の金型交換部まで寄せ集められたと判定する。

また、本発明は、プレスブレーキの金型装着部に並んで装着されている複数の金型を、金型格納部に格納する金型交換方法を提供する。この金型交換方法は、金型の移動を規制する固定部を基準位置に配置し、金型装着部に装着されている複数の金型を、金型装着部の金型の並び方向に沿って一方側へと移動させ、複数の金型を固定部まで寄せ集める。金型の交換を自動で行う金型交換部の動作を制御する制御装置が、金型装着部に装着される金型のレイアウト情報に基づき金型の過不足があると判定した場合、制御装置が、寄せ集められた複数の金型を対象に、金型を識別するための金型ＩＤと寄せ集められた複数の金型の端部位置からの金型の並び順とを取得し、取得した情報に基づいて金型交換部を制御して複数の金型を金型格納部に格納する。

本発明によれば、金型位置にずれが発生しているような場合であっても金型位置の認識を行うことができる。

図１は、本実施形態に係る自動金型交換装置を含むプレスブレーキの構成を模式的に示す正面図である。 図２は、本実施形態に係る自動金型交換装置を含むプレスブレーキの構成を模式的に示す断面図である。 図３は、本実施形態に係る自動金型交換装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 図４は、金型の交換手順を示すフローチャートである。 図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、金型交換部の動作を示す説明図である。 図６は、サーボモータのトルクの推移を示す説明図である。

以下、本実施形態に係る自動金型交換装置を含むプレスブレーキについて説明する。図１又は図２において、プレスブレーキ１は、一対の金型により、板金などの材料Ｗに対して曲げ加工を行う加工機である。プレスブレーキ１は、上部テーブル５Ｕと、下部テーブル５Ｌと、自動金型交換装置１３Ｕ、１３Ｌとを備えている。

上部テーブル５Ｕは、左右のサイドフレーム３Ｌ、３Ｒの上部に設けられている。上部テーブル５Ｕは、左右に設けた油圧シリンダ７Ｌ、７Ｒによって上下動する。下部テーブル５Ｌは、上部テーブル５Ｕと上下方向（Ｚ軸方向）に対向するように、サイドフレーム３Ｌ、３Ｒの下部に設けられている。

上部テーブル５Ｕには、上部金型Ｐを装着する金型装着部９Ｕが設けられている。金型装着部９Ｕは、左右方向（Ｘ軸方向）に延在している。曲げ加工に用いる金型のレイアウトに応じて、金型装着部９Ｕには、１つ以上の上部金型Ｐを組み合わせた金型ステージが所要の数だけ並んで装着される。プレスブレーキ１を正面から眺めた場合、金型装着部９Ｕに装着される上部金型Ｐは、左右方向に沿って横並びとなる。

上部テーブル５Ｕの後側（Ｙ軸方向の奥側）には、左右方向に延在するガイド部材１１Ｕが設けられている。ガイド部材１１Ｕには、自動金型交換装置１３Ｕが設けられている。自動金型交換装置１３Ｕは、上部テーブル５Ｕの後側にある金型格納部１７Ｕと、金型装着部９Ｕとの間で上部金型Ｐの交換を行う。金型の交換には、金型格納部１７Ｕに対する上部金型Ｐの格納、金型格納部１７Ｕからの上部金型Ｐの取り出し、金型装着部９Ｕに対する上部金型Ｐの装着、金型装着部９Ｕからの上部金型Ｐの取り出しが含まれる。

自動金型交換装置１３Ｕは、左右（一対）の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲを備えている。各金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲは、ガイド部材１１Ｕに沿って左右方向へ移動可能に構成されている。一対の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲは、それぞれ個別のサーボモータによって駆動される。

金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲは、金型（上部金型Ｐ）に設けられた係合孔Ｈに係合することにより上部金型Ｐを保持する金型保持部材（フィンガー）１５を備えている。金型保持部材１５は、係合孔Ｈに対して係合したり、係合孔Ｈから離脱したりするために、前後方向（Ｙ軸方向）に対して進退可能に構成されている。

金型装着部９Ｕに装着された上部金型Ｐを保持する場合、金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲは左右方向に移動され、保持する上部金型Ｐの後側に位置決めされる。金型保持部材１５が前進状態に切り替えられると、金型保持部材１５が係合孔Ｈに挿通される。

また、金型保持部材１５は、上部金型Ｐを金型装着部９Ｕに沿って左右方向に移動させることができる。具体的には、金型保持部材１５の前面に上部金型Ｐが存在しない状態で、金型保持部材１５が前進状態に切り替えられる。金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲが左右方向に移動すると、前進状態の金型保持部材１５が上部金型Ｐの左右方向の端部に突き当たる。金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲが左右方向に移動を継続することで、上部金型Ｐを移動させる外力が付与され、これにより、上部金型Ｐが左右方向に移動する。

下部テーブル５Ｌにも、上部テーブル５Ｕと同様、下部金型Ｄを装着する金型装着部９Ｌが設けられている。金型装着部９Ｌの構成は、金型装着部９Ｕと同様である。

下部テーブル５Ｌの後側（Ｙ軸方向の奥側）には、左右方向に延在するガイド部材１１Ｌが設けられており、ガイド部材１１Ｌには、自動金型交換装置１３Ｌが設けられている。自動金型交換装置１３Ｌは、下部テーブル５Ｌの後側にある金型格納部１７Ｌと、金型装着部９Ｌとの間で下部金型Ｄの交換を行う。この自動金型交換装置１３Ｌは、一対の金型交換部１３ＬＬ、１３ＬＲを備えている。自動金型交換装置１３Ｌの構成は、自動金型交換装置１３Ｕのそれと同様であり、詳細な説明については省略する。

図３において、制御装置２０は、自動金型交換装置１３Ｕ、１３Ｌの動作を制御する。制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏインターフェースを主体として構成されている。制御装置２０は、ＣＰＵがＲＯＭなどから処理内容に応じた各種プログラムを読み出し、ＲＡＭに展開し、展開した各種プログラムを実行することにより、自動金型交換装置１３Ｕ、１３Ｌの動作を制御する。

制御装置２０は、サーボモータ２５を制御する制御指令をサーボモータ２５に供給する。また、制御装置２０には、サーボモータ２５のトルクを検出するトルク検出部２７及びサーボモータ２５の回転数を検出するエンコーダ２９から検出信号がそれぞれ供給されている。なお、サーボモータ２５、トルク検出部２７及びエンコーダ２９は、４つの金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲ、１３ＬＬ、１３ＬＲに対応してそれぞれ設けられているが、図３には、１組の構成のみが代表的に示されている。

また、制御装置２０には、上位装置５０が接続されている。上位装置５０は、例えばプレスブレーキ１を制御するＮＣ装置などであり、制御装置２０は、上位装置５０から必要な情報を取得することができる。

制御装置２０は、機能的に、演算部２０ａ、制御部２０ｂ及びメモリ２０ｃを有している。

演算部２０ａは、トルク検出部２７から供給される検出信号に基づいて、サーボモータ２５のトルクを監視する。

制御部２０ｂは、サーボモータ２５を制御し、各金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲ、１３ＬＬ、１３ＬＲの位置制御を行う。この位置制御において、制御部２０ｂは、エンコーダ２９から供給される検出信号に基づいて金型交換部１３ＬＬ、１３ＬＲ、１３ＵＬ、１３ＵＲの左右方向の位置を認識することができる。また、制御部２０ｂは、位置制御以外にも、金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲ、１３ＬＬ、１３ＬＲが保有する金型保持部材１５の進退動作、金型交換に必要となる金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲ、１３ＬＬ、１３ＬＲの動作を制御する。

メモリ２０ｃには、各種の情報が格納されている。メモリ２０ｃには、サーボモータ２５のトルク変化を判定するためのトルク閾値の情報が格納されている。メモリ２０ｃには、基準位置の情報が格納されている。

メモリ２０ｃには、プレスブレーキ１が所有する金型（上部金型Ｐ及び下部金型Ｄ）毎に、金型を識別するための金型ＩＤと、金型格納部１７Ｕ、１７Ｌにおける格納位置との対応を示す格納情報が格納されている。

以下、図４〜図６を参照し、自動金型交換装置１３Ｕ、１３Ｌによる金型の交換手順について説明する。この金型の交換手順は、金型装着部９Ｕ、９Ｌにおいてアンクランプ状態にある上部金型Ｐ又は下部金型Ｄを、金型格納部１７Ｕ、１７Ｌへと格納するための手順であり、制御装置２０によって実行される。

なお、以下の説明では、上部テーブル５Ｕに対応した自動金型交換装置１３Ｕの動作について説明を行うが、下部テーブル５Ｌに対応した自動金型交換装置１３Ｌの動作も同様である。また、一対の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲのうち、図１の左側に位置する一方の金型交換部１３ＵＬを第１の金型交換部１３ＵＬといい、図１の右側に位置する他方の金型交換部１３ＵＲを第２の金型交換部１３ＵＲという。金型装着部９Ｕには、複数の上部金型、例えば４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４が装着されているとする。

この手順を行うにあたり、図１に示すように、制御部２０ｂは、一対の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲを初期位置に配置している。第１の金型交換部１３ＵＬは、ガイド部材１１Ｕの左側端部を初期位置とし、第２の金型交換部１３ＵＲは、ガイド部材１１Ｕの右側端部を初期位置としている。第１の金型交換部１３ＵＬ及び第２の金型交換部１３ＵＲが初期位置に配置された状態において、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４は、第１の金型交換部１３ＵＬと第２の金型交換部１３ＵＲとの間に存在している。

まず、ステップＳ１０において、制御部２０ｂは、第１の金型交換部１３ＵＬ及び第２の金型交換部１３ＵＲの移動を開始する。具体的には、制御部２０ｂは、第１の金型交換部１３ＵＬを駆動するサーボモータ２５を制御し、第１の金型交換部１３ＵＬを右側、すなわち、第２の金型交換部１３ＵＲに向けて移動させる（図５（ａ））。同様に、制御部２０ｂは、第２の金型交換部１３ＵＲを駆動するサーボモータ２５を制御し、第２の金型交換部１３ＵＲを左側、すなわち、第１の金型交換部１３ＵＬに向けて移動させる（図５（ａ））。

ステップＳ１１において、演算部２０ａは、トルク検出部２７から供給される検出信号に基づいて、サーボモータ２５のトルク検出を開始する。トルク検出は、第１の金型交換部１３ＵＬを駆動するサーボモータ２５及び第２の金型交換部１３ＵＲを駆動するサーボモータ２５のそれぞれについて行われる。

ここで、図６において、「Ｔｑ１」は、第１の金型交換部１３ＵＬのサーボモータ２５のトルクを示し、「Ｔｑ２」は、第２の金型交換部１３ＵＲのサーボモータ２５のトルクを示す。図６において、「ｔ１」は、第１の金型交換部１３ＵＬ及び第２の金型交換部１３ＵＲの移動を開始したタイミングである。

ステップＳ１２において、制御部２０ｂは、第１の金型交換部１３ＵＬのサーボモータ２５に停止指令を出力し、第１の金型交換部１３ＵＬを基準位置Ｐｓｔに停止させ、基準位置Ｐｓｔで固定する（図５（ｂ）、図６のタイミングｔ２）。基準位置Ｐｓｔは、第１の金型交換部１３ＵＬの初期位置よりも右側に、すなわち、第１の金型交換部１３ＵＬ側へと向かった所定の位置に予め設定されている。制御部２０ｂは、エンコーダ２９より特定される第１の金型交換部１３ＵＬの位置を参照し、第１の金型交換部１３ＵＬが基準位置Ｐｓｔへと到達したかどうかを判定する。

一方で、第２の金型交換部１３ＵＲは、第１の金型交換部１３ＵＬに向かって移動し続ける（図５（ｃ））。第２の金型交換部１３ＵＲが移動し続けると、第２の金型交換部１３ＵＲが最も右側に位置する上部金型Ｐ４に突き当たる。上部金型Ｐ４は、第２の金型交換部１３ＵＲによって押し出されることにより、第１の金型交換部１３ＵＬ側へと移動させられる。この動作が繰り返されることで、上部金型Ｐ３、上部金型Ｐ２、上部金型Ｐ１が次々と第２の金型交換部１３ＵＲによって押し出される。最終的には、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４が互いに密着した状態で、第１の金型交換部１３ＵＬ側へと移動させられる。

ステップＳ１３において、演算部２０ａは、各サーボモータ２５のトルクＴｑ１、Ｔｑ２が、トルク閾値Ｔｔｈよりも大きいか否かを判定する。第１の金型交換部１３ＵＬは基準位置Ｐｓｔに固定されている。そのため、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４が第１の金型交換部１３ＵＬまで寄せ集められると、第２の金型交換部１３ＵＲは、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４をそれ以上移動させることができない。第２の金型交換部１３ＵＲのサーボモータ２５は過負荷となり、大きなトルク変化が発生する（図６のタイミングｔ４）。

また、本実施形態では、第１の金型交換部１３ＵＬが基準位置Ｐｓｔに固定させられている。そのため、第２の金型交換部１３ＵＲによって移動させられる４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４が第１の金型交換部１３ＵＬに突き当たると、第１の金型交換部１３ＵＬのサーボモータ２５にも大きなトルク変化が発生する（図６のタイミングｔ４）。

トルク閾値Ｔｔｈは、第１の金型交換部１３ＵＬに上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められた際に、サーボモータ２５で発生する過大なトルクを識別するためのものである。トルク閾値Ｔｔｈは、実験やシミュレーションを通じて最適値が設定されており、メモリ２０ｃに格納されている。

すなわち、ステップＳ１３において、演算部２０ａは、各サーボモータ２５のトルクＴｑ１、Ｔｑ２とトルク閾値Ｔｔｈとを比較することで、第２の金型交換部１３ＵＲの移動によって４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４が第１の金型交換部１３ＵＬまで寄せ集められたか否かを判定している。ステップＳ１３において肯定判定された場合、すなわち、各サーボモータ２５のトルクＴｑ１、Ｔｑ２がトルク閾値Ｔｔｈよりも大きい場合には、ステップＳ１３で肯定判定され、ステップＳ１４に進む。一方、ステップＳ１３において否定判定された場合、すなわち、両方又は一方のサーボモータ２５のトルクＴｑ１、Ｔｑ２がトルク閾値Ｔｔｈ以下の場合には、ステップＳ１３で否定判定され、ステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１４において、制御部２０ｂは、第２の金型交換部１３ＵＲのサーボモータ２５に停止指令を出力し、第２の金型交換部１３ＵＲを停止させる。ステップＳ１３の肯定判定、すなわち、第２の金型交換部１３ＵＲの移動によって４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４が第１の金型交換部１３ＵＬまで寄せ集められたと判定されたことにより、このステップＳ１４の処理が実行される。

ところで、サーボモータ２５に停止指令を出力しても、サーボモータ２５がすぐには停止せず、第２の金型交換部１３ＵＲが惰性で進んでしまうことがある。そのため、第２の金型交換部１３ＵＲが４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４を押し込んだ状態となる。この場合、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の振動などがサーボモータ２５に伝達し、サーボモータ２５の異常として捉えられることがある。加えて、後述する端部位置Ｐｅｇを正しく認識できない可能性がある。

そこで、ステップＳ１５において、制御部２０ｂは、補正動作、具体的には、第２の金型交換部１３ＵＲを所定量だけ逆走させる動作を行う。具体的には、制御部２０ｂは、第２の金型交換部１３ＵＲの移動速度と、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の重さとに基づいて、停止指令後に第２の金型交換部１３ＵＲが惰性で移動する惰性移動量を演算する。そして、制御部２０ｂは、サーボモータ２５を制御し、第２の金型交換部１３ＵＲを惰性移動量だけ逆走させる。なお、この補正動作は、第１の金型交換部１３ＵＬを停止させる際に行ってもよい。

ステップＳ１６において、制御部２０ｂは、エンコーダ２９からの検出信号を参照し、第２の金型交換部１３ＵＲの停止位置を特定する。そして、制御部２０ｂは、第２の金型交換部１３ＵＲの停止位置に基づいて、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４の端部位置Ｐｅｇを特定する（図５（ｄ））。端部位置Ｐｅｇは、最も第２の金型交換部１３ＵＲ側に位置する上部金型Ｐ４と、第２の金型交換部１３ＵＲとの境界面に相当する。

ステップＳ１７において、演算部２０ａは、寄せ集められた上部金型Ｐ１〜Ｐ４に対する金型の過不足を判定する。上部金型Ｐ１〜Ｐ４のいずれかが手動で取り外されているような場合には、基準位置Ｐｓｔから端部位置Ｐｅｇまでの長さと、金型装着部９Ｕに本来あるべき上部金型Ｐ１〜Ｐ４の分割長さの総和とに相違が発生する。

そこで、演算部２０ａは、例えば上位装置５０からレイアウト情報を取得する。このレイアウト情報は、曲げ加工に用いる金型のレイアウトを規定したものであり、金型装着部９Ｕに本来あるべき上部金型の情報を示している。レイアウト情報には、金型ＩＤ、分割長さ、取り付け位置などの情報が含まれている。

演算部２０ａは、レイアウト情報に基づいて、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４の分割長さの総和を演算する。基準位置Ｐｓｔから端部位置Ｐｅｇまでの長さと、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の分割長さの総和とが一致する場合、演算部２０ａは、金型の過不足は無いと判定する。一方、基準位置Ｐｓｔから端部位置Ｐｅｇまでの長さと、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の分割長さの総和とが一致しない場合には、演算部２０ａは、金型の過不足があると判定する。

ステップＳ１８において、演算部２０ａは、金型情報を取得する。金型情報は、寄せ集められた４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４に関する情報であり、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４毎に、金型ＩＤと、端部位置Ｐｅｇからの金型の並び順とが関連付けられている。演算部２０ａは、寄せ集められた４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４から利用者が生成した情報に基づいて、金型情報を取得することができる。演算部２０ａは、例えば上位装置５０を介して利用者が生成した情報を取得することができる。また、寄せ集められた４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４を対象に、金型ＩＤと端部位置Ｐｅｇからの金型の並び順とを自動で取得することができる装置を備える場合には、この装置を通じて金型情報を取得することができる。また、金型の過不足が無い場合、演算部２０ａは、上述したレイアウト情報から、金型情報を取得することもできる。

ステップＳ１９において、演算部２０ａは、メモリ２０ｃから格納情報を取得する。

ステップＳ２０において、演算部２０ａは、金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲの一方又は両方を制御して、寄せ集められた４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４を端部位置Ｐｅｇ側の金型から順番に取り上げて金型格納位置に格納する格納動作を実行する。

具体的には、演算部２０ａは、金型情報と格納情報とに基づいて、４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４を格納する金型格納位置をそれぞれ特定する。金型格納位置の特定は、金型ＩＤを参照して行われる。

演算部２０ａは、端部位置Ｐｅｇからの上部金型Ｐ１〜Ｐ４の並び順に従って、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４を決定する。１番目は、端部位置Ｐｅｇにある上部金型Ｐ４が格納対象となり、つぎに、上部金型Ｐ３、上部金型Ｐ２、上部金型Ｐ１の順番で、これらの上部金型Ｐ１〜Ｐ３が格納対象となる。

この場合、演算部２０ａは、端部位置Ｐｅｇと、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の分割長さとに基づいて、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４の端部位置（隣接する金型との境界位置）を特定することができる。例えば、上部金型Ｐ４の端部位置は、上述した端部位置Ｐｅｇとなり、上部金型Ｐ３の端部位置は、上述した端部位置Ｐｅｇから、上部金型Ｐ４の分割長さだけ左側にずれた位置となる。上部金型Ｐ２の端部位置は、上述した端部位置Ｐｅｇから、上部金型Ｐ４、Ｐ３の分割長さだけ左側にずれた位置となり、上部金型Ｐ１の端部位置は、上述した端部位置Ｐｅｇから、上部金型Ｐ４、Ｐ３、Ｐ２の分割長さだけ左側にずれた位置となる。

また、上部金型Ｐ１〜Ｐ４を保持するための係合孔Ｈは、左右方向における上部金型Ｐ１〜Ｐ４の中央に設けられている。そこで、演算部２０ａは、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４の端部位置と、金型の分割長さとに基づいて、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４を金型交換部１３ＵＲ、１３ＵＬで保持する保持位置を特定する。

そして、制御部２０ｂは、保持位置に基づいて金型交換部１３ＵＲ、１３ＵＬを制御し、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４を金型装着部９Ｕから取り外す。そして、制御部２０ｂは、金型交換部１３ＵＲ、１３ＵＬを制御し、金型格納部１７Ｕの金型格納位置へと格納する。

このような格納動作が４つの上部金型Ｐ１〜Ｐ４の全てに対して行われると、一連の手順は終了する。

このように本実施形態に係る自動金型交換装置１３Ｕは、一対のサーボモータ２５と、一対のサーボモータ２５によってそれぞれ駆動され、金型装着部９Ｕの金型の並び方向に沿って移動する第１及び第２の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲと、一対のサーボモータ２５のトルクを検出するトルク検出部２７と、第１及び第２の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲの動作を制御する制御装置２０と、を有している。そして、制御装置２０は、第１の金型交換部１３ＵＬを予め定められた基準位置Ｐｓｔに固定し、第２の金型交換部１３ＵＲを第１の金型交換部１３ＵＬに向けて移動させ、トルク検出部２７で検出されるサーボモータ２５のトルク変化に基づいて、第２の金型交換部１３ＵＲの移動によって複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が第１の金型交換部１３ＵＬまで寄せ集められたと判定している。

この構成によれば、第１の金型交換部１３ＵＬと第２の金型交換部１３ＵＲとで複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を挟み込むことで、第１の金型交換部１３ＵＬに対して上部金型Ｐ１〜Ｐ４寄せ集めることができる。また、第１の金型交換部１３ＵＬが基準位置Ｐｓｔに固定されているので、サーボモータ２５のトルク変化に着目することで、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が第１の金型交換部１３ＵＬまで寄せ集められたと正確に判断することができる。このように、金型位置にずれが発生してその位置を正しく認識することができないような場合であっても、基準位置Ｐｓｔにある第１の金型交換部１３ＵＬに対して複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を一纏めにすることで、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の位置を認識することが可能となる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、トルク検出部２７で検出されるサーボモータ２５のトルク変化と、第２の金型交換部１３ＵＲの位置とに基づいて、寄せ集められた複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の端部位置Ｐｅｇを特定している。

この構成によれば、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の端部位置Ｐｅｇを特定することができるので、基準位置Ｐｓｔと端部位置Ｐｅｇとの間で複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の位置を認識することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、金型装着部９Ｕに装着される金型のレイアウト情報と、基準位置Ｐｓｔから端部位置Ｐｅｇまでの長さとに基づいて、金型の過不足を判定している。

この構成によれば、上部金型Ｐ１〜Ｐ４が手動で取り外されたような事情があったとしても、これを適切に判断することができる。その結果、金型装着部９Ｕに装着されている上部金型Ｐ１〜Ｐ４の状況を適切に把握することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、寄せ集められた複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４毎に、金型を識別するための金型ＩＤと、端部位置Ｐｅｇからの金型の並び順とが関連付けられた金型情報を取得する。同様に、制御装置２０は、金型ＩＤと金型格納部１７Ｕにおける金型格納位置とが関連付けられた格納情報を取得する。そして、制御装置２０は、金型情報と格納情報とに基づいて、寄せ集められた複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４毎に金型格納位置を特定している。

この構成によれば、寄せ集められた複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４について、金型格納位置をそれぞれ特定することができる。これにより、上部金型Ｐ１〜Ｐ４を、金型格納部１７Ｕへと格納することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、一対の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲの一方又は両方を制御して、端部位置Ｐｅｇ側から上部金型Ｐ１〜Ｐ４を順番に取り上げて金型格納位置に格納する格納動作を実行する。

この構成によれば、一対の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲを利用して、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を自動で格納することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、端部位置Ｐｅｇからの上部金型Ｐ１〜Ｐ４の並び順に従って、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４を決定し、格納対象となる上部金型Ｐ１〜Ｐ４の端部位置と金型の分割長さとに基づいて、金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲで金型を保持する保持位置を特定する。また、制御装置２０は、保持位置に基づいて格納対象となる金型を金型装着部９Ｕから取り上げて、金型格納位置へと格納する。

この構成によれば、上部金型Ｐ１〜Ｐ４を適切に保持することができる。これにより、金型装着部９Ｕにある上部金型Ｐ１〜Ｐ４を確実に取り上げて、金型格納位置へと格納することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、第２の金型交換部１３ＵＲを駆動するサーボモータ２５のトルクＴｑ２がトルク閾値Ｔｔｈ以上となったときに、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められたと判定している。

固定された第１の金型交換部１３ＵＬに複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められると、第２の金型交換部１３ＵＲの移動が強制的に規制される。この場合、第２の金型交換部１３ＵＲを駆動するサーボモータ２５は過負荷となり、大きなトルク変化が生じる。サーボモータ２５のトルクＴｑ２をトルク閾値Ｔｔｈと比べることで、そのトルク変化を特定することができる。その結果、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められたと適切に判定することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、第２の金型交換部１３ＵＲを駆動するサーボモータ２５のトルクＴｑ２とともに、第１の金型交換部１３ＵＬを駆動するサーボモータ２５のトルクＴｑ１がトルク閾値Ｔｔｈ以上となったときに、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められたと判定する。

固定された第１の金型交換部１３ＵＬに複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められると、これらの上部金型Ｐ１〜Ｐ４を押し出す第２の金型交換部１３ＵＲからの力が、第１の金型交換部１３ＵＬにも作用する。この場合、第１の金型交換部１３ＵＬを駆動するサーボモータ２５にも大きなトルク変化が生じる。したがって、両方のサーボモータ２５のトルクＴｑ１、Ｔｑ２を利用することで、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められた状態を確実に判定することができる。

また、本実施形態において、制御装置２０は、第１の金型交換部１３ＵＬまで複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が寄せ集められると、第２の金型交換部１３ＵＲを停止させるための停止指令を出力する。また、制御装置２０は、第２の金型交換部１３ＵＲの移動速度と複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の重さとに基づいて、停止指令を出力した後に第２の金型交換部１３ＵＲが惰性で移動する惰性移動量を演算する。そして、制御装置２０は、惰性移動量に基づいて、第２の金型交換部１３ＵＲを逆走させている。

第２の金型交換部１３ＵＲを停止させても、惰性により停止位置がずれてしまうことがある。この場合、第２の金型交換部１３ＵＲが複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を押し込んだような状態となり、金型の振動などがサーボモータ２５の異常として捉えられてしまうことがある。この点、第２の金型交換部１３ＵＲを逆走させることができ、第２の金型交換部１３ＵＲを本来の停止位置へと戻すことができる。

加えて、第２の金型交換部１３ＵＲが金型を押し込んだままの位置にある状態を解消することができるので、第２の金型交換部１３ＵＲの位置ずれも抑制することができる。これにより、金型の自動交換を適切に行うことができる。

また、本実施形態に係る金型交換方法は、プレスブレーキ１の金型装着部９Ｕに並んで装着されている複数の金型を金型格納部１７Ｕに格納する方法である。この金型交換方法は、金型装着部９Ｕの基準位置Ｐｓｔに、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の移動を規制する固定部を設け、金型装着部９Ｕに装着されている複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を、金型の並び方向に沿って一方側へと移動させ、固定部まで複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を寄せ集めている。

この方法によれば、固定部に対して複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を寄せ集めることで、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を基準位置Ｐｓｔに対して一纏めにすることができる。寄せ集め前の状態では複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４が金型装着部９Ｕのどこにあるか特定できない状況であっても、基準位置Ｐｓｔに対して一纏めにすることで、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の位置を認識することが可能となる。

なお、上述した実施形態では、一対の金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲを利用して上部金型Ｐ１〜Ｐ４を寄せ集めている。しかしながら、本実施形態に係る金型交換方法は、手動で上部金型Ｐ１〜Ｐ４を移動させ、基準位置Ｐｓｔに対して一纏めにする方法であってもよい。さらに、上述した実施形態では、第１の金型交換部１３ＵＬを固定部として利用している。しかしながら、本実施形態に係る金型交換方法は、上部金型Ｐ１〜Ｐ４の移動を規制するものであれば、第１の金型交換部１３ＵＬ以外のものを利用するものであってもよい。

また、本実施形態に係る金型交換方法は、金型の交換を自動で行う金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲが、寄せ集められた複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を金型格納部１７Ｕに格納している。

この構成によれば、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４の位置を認識することができるので、金型交換部１３ＵＬ、１３ＵＲにより、複数の上部金型Ｐ１〜Ｐ４を金型格納部１７Ｕへと自動的に格納することができる。

以上の説明では、上部テーブル５Ｕに対応した自動金型交換装置１３Ｕを中心に実施形態を説明したが、下部テーブル５Ｌに対応した自動金型交換装置１３Ｌについても同様である。

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１ プレスブレーキ
５Ｕ 上部テーブル
５Ｌ 下部テーブル
１１Ｕ、１１Ｌ ガイド部材
１３Ｕ、１３Ｌ 自動金型交換装置
１３ＵＬ、１３ＵＲ、１３ＬＬ、１３ＬＲ 金型交換部
１５ 金型保持部材
１７Ｕ、１７Ｌ 金型格納部
２０ 制御装置
２０ａ 演算部
２０ｂ 制御部
２０ｃ メモリ
２５ サーボモータ
２７ トルク検出部
２９ エンコーダ
５０ 上位装置
Ｐ 上部金型
Ｄ 下部金型
Ｈ 係合孔

Claims (10)

1. プレスブレーキの金型装着部に並んで装着されている複数の金型を、金型格納部に格納する自動金型交換装置において、
   一対のサーボモータと、
   前記一対のサーボモータによってそれぞれ駆動され、前記金型装着部の金型の並び方向に沿って移動する第１及び第２の金型交換部と、
   前記一対のサーボモータのトルクを検出するトルク検出部と、
   前記第１及び第２の金型交換部の動作を制御する制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記第１の金型交換部を予め定められた基準位置に固定し、
   前記第２の金型交換部を前記第１の金型交換部に向けて移動させ、
   前記トルク検出部で検出されるサーボモータのトルク変化に基づいて、前記第２の金型交換部の移動によって前記複数の金型が前記第１の金型交換部まで寄せ集められたと判定する
   自動金型交換装置。
2. 前記制御装置は、
   前記トルク検出部で検出されるサーボモータのトルク変化と、前記第２の金型交換部の位置とに基づいて、寄せ集められた前記複数の金型の端部位置を特定する
   請求項１記載の自動金型交換装置。
3. 前記制御装置は、
   前記金型装着部に装着される金型のレイアウト情報と、前記基準位置から前記端部位置までの長さとに基づいて、金型の過不足を判定する
   請求項２記載の自動金型交換装置。
4. 前記制御装置は、
   寄せ集められた前記複数の金型毎に、金型を識別するための金型ＩＤと前記端部位置からの金型の並び順とが関連付けられた金型情報を取得し、
   前記金型ＩＤと前記金型格納部における金型格納位置とが関連付けられた格納情報を取得し、
   前記金型情報と前記格納情報とに基づいて、寄せ集められた前記複数の金型毎に前記金型格納位置を特定する
   請求項２又は３記載の自動金型交換装置。
5. 前記制御装置は、
   前記第１及び第２の金型交換部の一方又は両方を制御して、前記端部位置側から金型を順番に取り上げて前記金型格納位置に格納する格納動作を実行する
   請求項４記載の自動金型交換装置。
6. 前記制御装置は、
   前記端部位置からの金型の並び順に従って、格納対象となる金型を決定し、
   前記格納対象となる金型の端部位置と金型の分割長さとに基づいて、前記金型交換部で金型を保持する保持位置を特定し、
   前記保持位置に基づいて前記格納対象となる金型を前記金型装着部から取り出して、前記金型格納位置へと格納する
   請求項５記載の自動金型交換装置。
7. 前記制御装置は、
   前記第２の金型交換部を駆動するサーボモータのトルクがトルク閾値以上となったときに、前記複数の金型が寄せ集められたと判定する
   請求項１から６のいずれか一項記載の自動金型交換装置。
8. 前記制御装置は、
   前記第２の金型交換部を駆動するサーボモータのトルクとともに、前記第１の金型交換部を駆動するサーボモータのトルクがトルク閾値以上となったときに、前記複数の金型が寄せ集められたと判定する
   請求項７記載の自動金型交換装置。
9. 前記制御装置は、
   前記複数の金型が前記第１の金型交換部まで寄せ集められたと判定すると、前記第２の金型交換部を停止させるための停止指令を出力し、
   前記第２の金型交換部の移動速度と前記複数の金型の重さとに基づいて、前記停止指令を出力した後に前記第２の金型交換部が惰性で移動する惰性移動量を演算し、
   前記惰性移動量に基づいて、前記第２の金型交換部を逆走させる
   請求項１から８のいずれか一項記載の自動金型交換装置。
10. プレスブレーキの金型装着部に並んで装着されている複数の金型を、金型格納部に格納する金型交換方法において、
    金型の移動を規制する固定部を基準位置に配置し、
    前記金型装着部に装着されている複数の金型を、前記金型装着部の金型の並び方向に沿って一方側へと移動させ、
    前記複数の金型を前記固定部まで寄せ集め、
    金型の交換を自動で行う金型交換部の動作を制御する制御装置が、前記金型装着部に装着される金型のレイアウト情報に基づき金型の過不足があると判定した場合、
    制御装置が、前記寄せ集められた複数の金型を対象に、金型を識別するための金型ＩＤと前記寄せ集められた複数の金型の端部位置からの金型の並び順とを取得し、前記取得した情報に基づいて前記金型交換部を制御して前記寄せ集められた複数の金型を前記金型格納部に格納する
    金型交換方法。

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