JP7060225B2 - 加工装置 - Google Patents
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Description
被加工物を加工する加工ツールと、
該加工ツールを駆動する駆動源と、
該駆動源を制御する制御部と、
該制御部を操作するための操作部材と、
該操作部材を駆動するサーボモータと 該操作部材の動作を該制御部に伝える伝達機構と
を備える、加工装置。
前記サーボモータは、該操作部材を操作するように構成されている、項目1に記載の加工装置。
前記サーボモータは、前記操作部材の操作量に基づいて前記伝達機構を駆動するように構成されている、項目1に記載の加工装置。
前記加工装置は、
前記操作部材の操作量を検出する第1センサと、
前記駆動源の動作量を検出する第2センサと
をさらに備える、項目1~3のいずれか一項に記載の加工装置。
前記加工装置は、
前記第1センサにより検出された操作量と前記第2センサにより検出された動作量とに基づいて、前記加工装置の状態を診断する診断部をさらに備える、項目4に記載の加工装置。
前記加工装置は、
前記サーボモータを駆動する駆動信号の基準値、該サーボモータを該基準値で駆動したときの前記操作部材の正常な操作量である基準操作量、該サーボモータを駆動する直前の前記駆動源の正常な動作量である基準動作量を記憶する記憶部をさらに備え、
前記診断部は、
前記サーボモータを該基準値で駆動したときに前記第1センサで検出された操作量、および該サーボモータを該基準値で駆動する直前に前記第2センサで検出された動作量をそれぞれ、該記憶部に記憶されている該基準操作量、および該基準動作量と比較して前記加工装置の状態を診断するように構成されている、項目5に記載の加工装置。
前記駆動源は、圧力流体を用いた駆動源であり、前記制御部は、該圧力流体の流れを制御する制御弁であり、前記第2センサは圧力センサである、項目4~6のいずれか一項に記載の加工装置。
前記伝達機構は、複数のリンク片を有し、前記制御部と前記操作部材とを該複数のリンク片により連結するリンク機構を備え、
前記第1センサは、該複数のリンク片のうちの所定のリンク片の変位を検出する変位センサである、項目4~7のいずれか一項に記載の加工装置。
前記変位センサは、前記所定のリンク片の回転軸の回転角度を検出するロータリエンコーダである、項目8に記載の加工装置。
前記加工ツールは、金型を備えたハンマーであり、前記駆動源は、圧力流体として圧縮空気を用いた駆動源であり、前記操作部材は足踏みペダルである、項目1~9のいずれか一項に記載の加工装置。
一つの局面において、本発明は、被加工物を加工する加工ツールと、加工ツールを駆動する駆動源と、駆動源を制御する制御部と、制御部を操作するための操作部材と、操作部材を駆動するサーボモータと、操作部材の動きを制御部に伝える伝達機構とを備える、加工装置を提供し得る。
図1は、本発明の実施形態1による加工装置1000を説明するための図であり、図1(a)は、加工装置1000を正面からみた構造を示し、図1(b)は、図1(a)のR1部分の外観を立体的に示す。
ハンマー受部1100は、被加工素材1120を載置する下型1120と、下型1120を固定する下型固定台1110と、下型固定台1110を支持する下部筐体1100aとを有する。
図2は、図1(a)に示す足踏みペダル111とペダル駆動機構100とを連結するシャフト連結機構130のより具体的な構造を説明するための図であり、図2(a)は、図1(a)のR2部分を拡大して示す図であり、図2(b)は、図1(a)のR2部分を図1(a)のD1方向から見た構造を示し、図2(c)は、図1(a)のR2部分を図1(a)のD2方向から見た構造を示す。
ペダル駆動機構100は、架台100a上に配置されており、サーボモータ101bと、ギアボックス101aと、これらを連結するカプラー101cとを有する。
シャフト連結機構130は、ペダルシャフト112の一端に固定された第1の自由継ぎ手131と、ギアボックス101aの第2の回転軸101a2に固定された第2の自由継ぎ手132と、第1の自由継ぎ手131と第2の自由継ぎ手132とを連結するフレキシブルシャフト133とを有する。
ハンマー打込み部1200は、図1(a)に示すように、下部筐体1100a上に配置される左右一対の上部筐体1200aと、下型1120上に配置された被加工素材Wに上型1220を打ち付ける打付け手段1200bとを有する。
制御弁120は、加工ツールを駆動する駆動源を制御する制御部の一例であり、弁筐体120bと、弁筐体120b内で昇降する弁体120aとを有し、弁体120aには駆動ロッド117bの他端が取り付けられている。弁筐体120bには、給気用ポート121、排気用ポート122、上昇用ポート123、および下降用ポート124が形成されている。給気用ポート121は給気路1251aに接続され、排気用ポート122は排気路1252aに接続され、上昇用ポート123は上昇通気路1253に接続され、下降用ポート124は下降通気路1254に接続されている。
次に、サーボモータ101bの駆動回路10を説明する。
以下、各運転モードでの加工装置1000の動作を具体的に説明する。
熟練した作業員が、ハンマー1210により被加工物に与える衝撃力の強さが、加工装置1000の加工対象である被加工物の種類に応じた強さとなるように、ターンバックル115cの操作によりハンマーの落下開始位置(ハンマーを落下させる位置)を設定する。すなわち、ターンバックル115cの操作により下操作ロッド115の長さが設定されることにより、足踏みペダル111がスタンバイ位置に位置している状態での制御弁120の弁開度(上昇用ポート123および下降用ポート124の開口面積)が設定される。この制御弁120の弁開度が決まると、スタンバイ状態でのハンマー1210の位置、言い換えると、ハンマーを打ち下ろすための足踏みペダル111を操作する時点でのハンマー1210の高さ位置が決定される。なお、作業員は、被加工物の種類に応じてハンマー落下位置を調整したとき、被加工物の種類を示す情報を入力操作部11aの操作により演算処理回路11に入力する。これは、データ採取した、足踏みペダル111の操作量変動パターンと、被加工物の種類とを関連付けるためである。
データ採取モードで熟練した作業者による足踏みペダル111の操作(理想的な操作量変動パターン)を再現するためのデータを取得した後、作業者の操作により加工装置1000の動作モードが自動運転モードに変更され、自動運転モードで加工する被加工物の種類が設定されると、加工装置1000の演算処理回路11は、下型1120上の被加工素材Wが配置されたことを検出する素材センサの出力を受けて、熟練した作業者と同じ足踏みペダル111の操作が行われるようにサーボモータ101bを駆動する。
次に、本実施形態の駆動回路の演算処理回路11に搭載されている診断モード(自己診断機能)について説明する。
図6、本発明の実施形態2による加工装置2000を説明するための図であり、加工装置2000を正面からみた構造を示している。
足踏みコントローラ(ペダルボックス)220は、コントローラ筐体220aと、足踏みペダル221と、ペダルガイド支柱222と、位置センサ223とを有する。足踏みペダル221は、前面が開口したコントローラ筐体220a内に収容され、ペダルガイド支柱222により昇降自在に支持されている。コントローラ筐体220aには、足踏みペダル221の高さ位置(つまり、踏込み量)を検出する位置センサ223が配置されており、位置センサ223の出力は、ペダル踏込み信号Prとしてが駆動回路210aに出力されるようになっている。すなわち、コントローラ筐体220aの側面には、位置センサ223の出力端子に接続されたケーブル端子220bが取り付けられており、このケーブル端子220bは、接続ケーブル224により、駆動回路210aの入力IF部21bに接続されている。
リンク駆動部230は、可動螺合シャフト231、固定螺合ブロック232と、可動シャフト受け部233とを有する。固定螺合ブロック232は、加工装置2000の下部筐体1100aに固定されており、固定螺合ブロック232にはねじ穴232aが形成されている。可動螺合シャフト231は、ねじ山が形成された雄ねじ部231aを有し、可動螺合シャフト231の雄ねじ部231aは、固定螺合ブロック232のねじ穴232aに螺合するようになっている。可動螺合シャフト231の頭部231bには、可動シャフト受け部233が頭部231bに対して回転自在に装着されており、可動シャフト受け部233は、下操作ロッド115の第2ロッド115bの下端に固定されている。可動螺合シャフト231の下端部は、べダル連結機構130によりギアボックス101aに接続されている。
1b 記憶部
10 駆動回路
11 演算処理回路
11a 入力操作部
11b 入力IF部
12a 第1メモリ
12b 第2メモリ
13 比較回路
14 補正回路
15 D/A変換回路
15a 差動アンプ
16 第1A/D変換器
16a 第1入力アンプ
17 第2A/D変換器
17a 第2入力アンプ
100 ペダル駆動機構
101a ギアボックス
101a1 第1の回転軸
101a2 第2の回転軸
101b サーボモータ
101c カプラー
102 ロータリエンコーダ
110 リンク機構
111 足踏みペダル
112 ペダルシャフト
113a、113b ペダル軸受け
114 連結カム
115 下操作ロッド
115a 第1ロッド
115b 第2ロッド
115c ターンバックル
116 中継リンク片
117a 上操作ロッド
117b 駆動ロッド
118 上端リンク片
118a シャフト挿入部
119 リンク片支持部
120 制御弁
120a 弁体
120b 弁筐体
121 給気ポート
122 排気用ポート
123 上昇用ポート
124 下降用ポート
130 ペダル連結機構
131 第1の自由継ぎ手
132 第2の自由継ぎ手
133 フレキシブルシャフト
220 足踏みコントローラ
220a コントローラ筐体
220b ケーブル端子
221 踏込みペダル
222 ペダルガイド支柱
223 位置センサ
224 接続ケーブル
230 リンク駆動部
231 可動螺合シャフト
232 固定螺合ブロック
233 可動シャフト受け部
1000 加工装置
1100 ハンマー受部
1100a 下部筐体
1110 下型固定台
1120 下型
1200 ハンマー打込み部
1200a 上部筐体
1200b 打付け手段
1210 ハンマー(ラム)
1210a ガイド溝
1220 上型
1230 駆動ロッド
1240 ガイド部材
1250 駆動シリンダ
1250a シリンダブロック
1250b ピストン
1250c ピストン摺動領域
1251 給気管
1251a 給気路
1252 排気管
1252a 排気路
1253 上昇通気路
1254 下降通気路
1255 固定シャフト
1260 素材センサ
1270 ハンマー検出センサ
1301 圧縮空気供給源
1303 圧力センサ
W 被加工素材
Claims (8)
- 被加工物を加工する加工ツールと、
該加工ツールを駆動する駆動源と、
該駆動源を制御する制御部と、
該制御部を操作するための操作部材と、
該操作部材を駆動するサーボモータと、
該操作部材の動作を該制御部に伝える伝達機構と
を備える加工装置であって、
さらに、
該操作部材の操作量を検出する第1センサと、
該駆動源の動作量を検出する第2センサと、
該第1センサにより検出された操作量と該第2センサにより検出された動作量とに基づいて、該加工装置が正常状態であるか異常状態であるかを診断する診断部と
を備える、加工装置。 - 前記サーボモータは、前記操作部材を操作するように構成されている、請求項1に記載の加工装置。
- 前記サーボモータは、前記操作部材の操作量に基づいて前記伝達機構を駆動するように構成されている、請求項1に記載の加工装置。
- 前記加工装置は、
前記サーボモータを駆動する駆動信号の基準値、該サーボモータを該基準値で駆動したときの前記操作部材の正常な操作量である基準操作量、該サーボモータを駆動する直前の前記駆動源の正常な動作量である基準動作量を記憶する記憶部をさらに備え、
前記診断部は、
該サーボモータを該基準値で駆動したときに前記第1センサで検出された操作量、および該サーボモータを該基準値で駆動する直前に前記第2センサで検出された動作量をそれぞれ、該記憶部に記憶されている該基準操作量、および該基準動作量と比較して該加工装置の状態を診断するように構成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の加工装置。 - 前記駆動源は、圧力流体を用いた駆動源であり、前記制御部は、該圧力流体の流れを制御する制御弁であり、前記第2センサは圧力センサである、請求項1~4のいずれか一項に記載の加工装置。
- 前記伝達機構は、複数のリンク片を有し、前記制御部と前記操作部材とを該複数のリンク片により連結するリンク機構を備え、
前記第1センサは、該複数のリンク片のうちの所定のリンク片の変位を検出する変位センサである、請求項1~5のいずれか一項に記載の加工装置。 - 前記変位センサは、前記所定のリンク片の回転軸の回転角度を検出するロータリエンコーダである、請求項6に記載の加工装置。
- 前記加工ツールは、金型を備えたハンマーであり、前記駆動源は、圧力流体として圧縮空気を用いた駆動源であり、前記操作部材は足踏みペダルである、請求項1~7のいずれか一項に記載の加工装置。
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