JP7060225B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、加工装置に関し、特に、加工ツールを操作する操作部材の駆動源にサーボモータを備えたものである。

従来から鍛造加工などの加工を行う加工装置には、エアスタンプハンマーを用いたものがある。エアスタンプハンマーは、単なるドロップハンマーとは異なり、ラム（ハンマー）が自重により下降する勢いをさらに圧縮空気圧で加勢することにより、ラムが被加工素材に衝突したときの衝撃が増大するようにしたものである。

このようなエアスタンプハンマーでは、ラムが被加工素材に与える打撃力が、ラムの重量およびストロークとラムの下降を加勢する圧縮空気圧とで決まるため、この圧縮空気圧を加減することによって、鍛造加工の能力を調整可能である。

そこで、従来の鍛造装置では、鍛造加工の能力を調整するのに、ラム昇降用エアシリンダの動作方向を切り替えるための制御弁を操作することにより、ラム昇降用エアシリンダに供給される下降用圧縮空気の量を加減する方法が採られている。

ここで、制御弁を操作する機構は、足踏みペダルと、足踏みペダルと制御弁とを連結するリンク機構とを含み、ラムを下降させる際に作業者が足踏みペダルの踏込み量を加減することにより、ラム昇降用エアシリンダに対する下降用圧縮空気の供給量が調整されて適切なラムの打撃力が発生するように構成されている。

そこで、エアスタンプハンマーにおいて、足踏みペダルと制御弁とを連結するリンク機構とともに、油圧サーボシリンダユニットとこれを制御するサーボ弁とを備え、制御弁の操作を足踏みペダルに代えて油圧サーボシリンダユニットにより行うことができるものがすでに開発されている。特許文献１には、このようなエアスタンプハンマーが開示されている。

特公昭６１－４３１２９号公報

ところが、油圧サーボシリンダユニットは機構が複雑でメンテナンスが面倒であり、また油圧サーボシリンダユニットによる制御弁の操作は操作精度が十分でないという課題がある。また、油圧サーボシリンダユニットは大型で広い設置場所が必要となるという課題がある。

本発明は、簡単な機構によって安価でメンテナンスが簡単、操作精度の向上が図れ、かつコンパクト化を達成する加工装置を得ることを目的とする。

本発明者は、鋭意研究開発の結果、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、制御部を操作する操作部材と、操作部材の動作を制御部に伝える伝達機構とを備える加工装置において、操作部材をサーボモータで駆動することによって、安価でメンテナンスが簡単、操作精度の向上が図れ、かつコンパクト化を達成することを見出して、本発明を完成させた。

本発明は以下の項目を提供する。

（項目１）
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。

（項目２）
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。

（項目３）
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。

（項目４）
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。

（項目５）
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。

（項目６）
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。

（項目７）
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。

（項目８）
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。

（項目９）
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。

（項目１０）
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。

本発明によれば、簡単な機構によって安価でメンテナンスが簡単、かつ操作精度の向上が図れる加工装置を実現することができる。

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。 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。 図３は、図１（ａ）に示すリンク機構１１０の制御弁側の構造を説明するための図であり、図３（ａ）は、図１（ａ）のＲ３部分を図１（ａ）のＤ３方向から見た構造を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＲ４部分を図３（ａ）のＤ４方向から見た構造を示す。 図４は、図１（ａ）に示す加工装置の要部を説明するための図であり、図４（ａ）は、図１（ａ）に示すサーボモータ１０１ｂを駆動する駆動回路１０、および足踏みペダル１１１と制御弁１２０とを連結するリンク機構１１０を模式的に示し、図４（ｂ）は、制御弁１２０を構成する弁体１２０ａの外観を立体的に示し、図４（ｃ）は、弁体１２０ａが下端位置まで移動した制御弁１２０の状態を示し、図４（ｄ）は、弁体１２０ａが上端位置まで移動した制御弁１２０の状態を示す。 図５は、加工装置１０００の駆動回路１０に搭載されている自己診断機能を説明するための図である。 図６は、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す。 図７は、図６に示す加工装置の要部を説明するための図であり、図６に示すサーボモータ１０１ｂを駆動する駆動回路２１０、および制御弁１２０を駆動するリンク機構２１０を模式的に示し、図７（ｂ）は、リンク機構２１０の駆動部２３０の構成を示す。

（好ましい実施形態）
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。

本発明の加工装置は、操作部材の駆動をサーボモータで行うことにより、例えば、従来エアスタンプハンマーなどの加工装置に用いられていた操作部材（例えば、足踏みペダル）を油圧サーボシリンダユニットで駆動させるのに比べて、駆動機構の構造が単純なため装置の故障が抑制され、省電力であり、また油も使用しないためメンテナンスが非常に簡単になるという効果が得られる。さらに、配管などのレイアウトが不要となり装置のコンパクト化、操作に対する応答性が非常に早く制御しやすいという効果も得られる。

本発明の加工装置においてサーボモータは、操作部材を操作する、もしくは操作部材の操作量に基づいて伝達機構を駆動するように構成されているように構成し得る。

操作部材の操作量を検出する第１センサと、駆動源の動作量を検出する第２センサとをさらに備え得る。第１センサおよび第２センサを設けることにより、その検出値に基づいて操作部材の動きをフィードバック制御して高精度の加工を行うことが可能となる。

本発明の加工装置は、第１センサにより検出された操作部材の操作量と第２センサにより検出された駆動源の動作量とに基づいて、加工装置の状態を診断する診断部をさらに備え得る。このような診断部を備えることで、加工装置の経時変化による加工誤差が生ずるのを回避できる。

本発明の加工装置は、サーボモータを駆動する駆動信号の基準値、サーボモータを基準値で駆動したときの操作部材の正常な操作量である基準操作量、サーボモータを駆動する直前の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、診断部は、サーボモータを基準値で駆動したときに第１センサで検出された操作部材の操作量、およびサーボモータを基準値で駆動する直前に第２センサで検出された駆動源の動作量をそれぞれ、記憶部に記憶されている基準操作量、および基準動作量と比較して加工装置の状態を診断するように構成され得る。

本発明の加工装置は、操作部材の動作量変動パターンを予め記憶する第１メモリと、第１メモリに記憶された動作量変動パターンに合わせてサーボモータを駆動する制御手段と、を備え得る。このような構成とすることにより、第１メモリに記憶された動作量変動パターンに基づく加工を自動で行うことが可能となる。

本発明の加工装置は、第１メモリに記憶された動作量変動パターンの動作における第１センサおよび第２センサの測定データを記憶する第２メモリをさらに備え、診断手段は、第１メモリおよび第２メモリに記憶されたデータと、加工時に得られる動作量変動パターン、加工時に得られる動作量変動パターンの動作における第１センサおよび第２センサの検出値とを比較することで、加工装置の状態を判定することを提供し得る。

本発明の加工装置において、加工ツールは、任意のツールであり得る。例えば、スタンプハンマーやプレス装置などの鍛造加工に用いる金型を備えたハンマー（ラム）であってもよいし、穴あけ装置に用いるドリルであってもよいし、切断装置に用いるカッターあってもよい。

本発明の加工装置において、加工ツールを駆動する駆動源は任意であり得る。一つの実施形態において、エアーなどの気体もしくは油などの液体からなる圧力流体であるが、本発明はこれに限定されない。

本発明の加工装置において、駆動源を制御する制御部は任意の手段であり得る。一つの実施形態において、駆動源が圧縮流体である場合は制御弁であるが、本発明はこれに限定されない。

本発明の加工装置において、操作部材は、手動で動作量が調整可能であれば任意であり得る。例えば、スタンプハンマーなどに用いられる足踏みペダルであってもよいし、穴あけ装置に用いるハンドルやダイヤルなどであってもよい。

本発明の加工装置において、操作部材の動きを制御部に伝える伝達機構は任意の機構であり得る。一つの実施形態において、伝達機構は、制御部と操作部材とを複数のリンク片により連結するリンク機構であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、一つのリンク片であってもよいし、歯車機構であってもよい。

本発明の加工装置は、特にエアスタンプハンマーとして使用する場合においては、操作部材である足踏みペダルの駆動をサーボモータにより行うことで、操作指令に対する応答速度を速くできるため、従来技術（特許文献１：特公昭６１‐４３１２９号公報）に開示の油圧サーボシリンダユニットによる駆動において、足踏みペダル２０（特許文献１の第１図を参照）が中立位置（スタンバイ位置）にあって、ハンマー部材であるラム７（特許文献１の第１図を参照）が上端位置に戻っていない状態で、ラムを上端位置まで戻すために必要であった揺りカム２６（特許文献１の第１図を参照）を不要とすることができ、その結果、構造が簡単となり大幅な装置のコスト削減を図ることが可能となる。

本発明の加工装置において、加工ツールを駆動する駆動源は任意の手段であり得る。一つの実施形態において、エアーなどの圧縮流体であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、電気モータであってもよいし、ピストンシリンダ機構などであってもよい。

本発明の加工装置において、加工ツールを駆動する駆動源の動作量を検出する第１センサは、任意の手段であり得る。例えば、一つの実施形態において、駆動源が圧縮流体である場合は圧力センサであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動源が電気モータである場合には、ロータリーエンコーダであってもよい。

本発明の加工装置において、操作部材を駆動するサーボモータの動作量を検出する第２センサは任意の手段であり得る。一つの実施形態において、第２センサは、操作部材の動きを加工ツールを制御する制御部に伝達する伝達機構である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が、これに限定されない。

本発明の加工装置において、変位センサは、物体の動きの変化が検出可能であれば任意のセンサであり得る。一つの実施形態において、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が、本発明はこれに限定されない。例えば、渦電流式であってもよいし、レーザー変位計などであってもよい。圧力センサは、静電容量型やひずみゲージなど任意のタイプであり得る。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（具体的な実施形態１）
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。

加工装置１０００は、被加工物としての被加工素材Ｗを鍛造により成形する装置である。加工装置１０００は、下型（金型）１１２０が取り付けられるハンマー受部１１００と、ハンマー（ラム）１２１０により上型（金型）１２２０を下型１１２０に打ち込むハンマー打込み部１２００と、操作部材である足踏みペダル１１１を駆動するペダル駆動機構１００と、ペダル駆動機構１００を制御する駆動回路１０とを有する。

〔ハンマー受部１１００〕
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。

ここで、下部筐体１１００ａには、足踏みペダル１１１が回動可能に取り付けられている。具体的には、下部筐体１１００ａの前面下部には、左右一対のペダル軸受け１１３ａ、１１３ｂが取付られており、これらのペダル軸受け１１３ａ、１１３ｂによりペダルシャフト１１２が回転可能に支持されている。ペダルシャフト１１２には、足踏みペダル１１１が固定され、さらに連結カム１１４が固定されている。なお、図示していないが、ペダルシャフト１１２は、足踏みペダル１１１が常にスタンバイ位置に戻るようにばね部材などで付勢されている。

また、ペダルシャフト１１２は、シャフト連結機構１３０によりぺダル駆動機構１００に連結されている。ここで、ペダル駆動機構１００は、ギアボックス１０１ａとサーボモータ１０１ｂとを有し、サーボモータ１０１ｂの回転軸の回転がギアボックス１０１ａで減速されてペダルシャフト１１２に伝達されようになっている。従って、足踏みペダル１１１は、サーボモータ１０１ｂが回転すると、作業者が足踏みペダル１１１を操作したときと同様に回動するようになっている。

〔ペダル駆動機構１００およびシャフト連結機構１３０〕
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〕
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。

ギアボックス１０１ａは、図２（ｂ）に示すように、第１の回転軸１０１ａ１と第２の回転軸１０１ａ２とを有し、第１の回転軸１０１ａ１には、カプラー１０１ｃを介してサーボモータ１０１の回転軸が連結されている。ギアボックス１０１ａでは、第１の回転軸１０１ａ１に印加されたサーボモータ１０１ｂの回転力が、ギアボックス１０１ａの減速ギアにより増幅されて第２の回転軸１０１ａ２に伝達される。

〔シャフト連結機構１３０〕
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〕
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。

打付け手段１２００ｂは、加工ツールである上型（金型）１２２０を備えたハンマー（ラム）１２１０と、ハンマー１２１０を駆動する駆動シリンダ（駆動源）１２５０とを有する。駆動シリンダ１２５０は、シリンダブロック１２５０ａと、シリンダブロック１２５０ａ内に摺動可能に設けられたピストン１２５０ｂとを有する。シリンダブロック１２５０ａの下面には、ハンマー１２１０が上端位置まで復帰したことを検出するハンマー復帰センサ１２７０が設けられている。ピストン１２５０ｂには駆動ロッド１２３０が連結されており、駆動ロッド１２３０の下端部にはハンマー１２１０が取り付けられている。左右一対の上部筐体１２００ａには、ハンマー１２１０の上下移動をガイドするガイド部材１２４０が取り付けられており、ガイド部材１２４０はハンマー１２１０の側面に形成されたガイド溝１２１０ａに挿入されるようになっている。図２（ｂ）に示す実施形態において、ガイド溝１２１０ａは断面Ｖ字状の溝であって、一側面に３本設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、一側面に１本でもよいし、２本や４本以上であってもよい。また、ガイド溝の断面はＶ字状の他、Ｕ字状や半円状など任意の形状であってよい。さらに、左右一対の上部筐体１２００ａの一方には、下型１１２０上に被加工素材Ｗが配置されたことを検出する素材検出センサ１２６０が設けられている。 シリンダブロック１２５０ａ内には、ピストンに往復運動させるためのピストン摺動領域１２５０ｃが形成されており、さらに、ピストン摺動領域１２５０ｃにおけるピストン１２５０ｂの下側の領域につながる上昇通気路１２５３、およびピストン摺動領域１２５０ｃにおけるピストン１２５０ｂの上側の領域につながる下降通気路１２５４が形成されている。

シリンダブロック１２５０ａには、ピストン摺動領域１２５０ｃに加工ツールであるハンマー１２１０の駆動源である圧縮空気を供給するための給気管１２５１、およびピストン摺動領域１２５０ｃから圧縮空気を外部に排気するための排気管１２５２が取り付けられている。給気管１２５１には、駆動シリンダ１２５０に供給される圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ１３０３ａ（第２センサ）が取り付けられている。

さらに、シリンダブロック１２５０ａには、給気管１２５１につながる給気路１２５１ａおよび排気管１２５２につながる排気路１２５２ａが形成されるとともに、給気路１２５１ａおよび排気路１２５２ａと上昇通気路１２５３および下降通気路１２５４との接続状態を切り替えるための制御弁１２０が内蔵されている。

シリンダブロック１２５０ａの外表面にはリンク片支持部１１９が形成されている。リンク片支持部１１９に固定された固定シャフト１２５５には、上端リンク片１１８の一端が回動自在に取り付けら、上端リンク片１１８には、制御弁１２０の駆動ロッド１１７ｂの一端および上操作ロッド１１７ａの一端が連結されている。さらに、この上端リンク片１１８には、上端リンク片１１８の回転軸を中心とする回転量を計測するロータリエンコーダ１０２（第１センサ）が連結されている。

上操作ロッド１１７ａの他端には、一対の上部筐体１２００ａの一方に回動自在に支持された中継リンク片１１６の一端が連結されており、さらに、中継リンク片１１６の他端は、下操作ロッド１１５の一端に連結され、下操作ロッド１１５の他端は、ペダルシャフト１１２に固定された連結カム１１４に連結されている。

ここで、下操作ロッド１１５は、具体的には、第１ロッド１１５ａと、第２ロッド１１５ｂと、ターンバックル１１５ｃとを有する。第１ロッド１１５ａの上端が中継リンク片１１６の他端に連結され、第２ロッド１１５ｂの下端が連結カム１１４に連結されている。さらに、第１ロッド１１５ａの下端には雄ねじ部が形成され、ターンバックル１１５ｃの上端部に形成されたねじ穴（図示せず）に螺合している。第２ロッド１１５ｂの上端には雄ねじ部が形成され、ターンバックル１１５ｃの下端部に形成されたねじ穴（図示せず）に螺合している。

また、第１ロッド１１５ａの下端の雄ねじ部と第２ロッド１１５ｂの上端の雄ねじ部とは、逆ねじの関係となっており、従って、下操作ロッド１１５は、ターンバックル１１５ｃを第１ロッド１１５ａおよび第２ロッド１１５ｂに対して一定方向あるいはその逆方向に回転させることにより、下操作ロッド１１５が伸縮するように構成されている。すなわち、ターンバックル１１５ｃを第１ロッド１１５ａおよび第２ロッド１１５ｂに対して回転させることにより、下操作ロッド１１５の長さを調整することができ、これにより、制御弁１２０での弁開度の調整が可能である。

また、連結カム１１４、下操作ロッド１１５、中継リンク片１１６、上操作ロッド１１７ａ、上端リンク片１１８および駆動ロッド１１７ｂは、足踏みペダル１１１の動きを制御弁１２０に伝達する伝達機構であるリンク機構１１０を構成している。

図３は、図１（ａ）に示すリンク機構１１０の制御弁側の構造を説明するための図であり、図３（ａ）は、図１（ａ）のＲ３部分を図１（ａ）のＤ３方向から見た構造を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＲ４部分を図３（ａ）のＤ４方向から見た構造を示す。

上端リンク片１１８のシャフト挿入部１１８ａは、図３（ａ）に示すように、固定シャフト１２５５に回動可能に支持されており、上端リンク片１１８の第１のロッド取付部１１８ｂには上操作ロッド１１７ａの一端が連結され、上端リンク片１１８の第２のロッド取付部１１８ｃには駆動ロッド１１７ｂの一端が連結されている。

次に、制御弁１２０の構成およびサーボモータの駆動回路について詳述する。

図４は、図１（ａ）に示す加工装置の要部を説明するための図であり、図４（ａ）は、図１（ａ）に示すサーボモータ１０１ｂを駆動する駆動回路１０、および足踏みペダル１１１と制御弁１２０とを連結するリンク機構１１０を模式的に示し、図４（ｂ）は、制御弁１２０を構成する弁体１２０ａの外観を立体的に示し、図４（ｃ）は、弁体１２０ａが下端位置まで移動した制御弁１２０の状態を示し、図４（ｄ）は、弁体１２０ａが上端位置まで移動した制御弁１２０の状態を示す。

〔制御弁１２０〕
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。

制御弁１２０では、図４（ａ）に示すように弁体１２０ａが基準位置（加工作業開始位置）にある状態では、給気ポート１２１に上昇用ポート１２３がつながり、排気用ポート１２２に下降用ポート１２４がつながり、ハンマー１２１０は、被加工物の種類に応じた適切な高さ位置（落下開始位置）に保持されるように、圧縮空気が制御弁１２０の給気用ポート１２１および上昇用ポート１２３を介して駆動シリンダ１２５０のピストン１２５０ｂ下側の領域に供給される。このとき、駆動シリンダ１２５０のピストン１２５０ｂ上側の領域は、下降通気路１２５４、下降用ポート１２４、および排気用ポート１２２を介して外気に開放される。この状態では、ターンバックル１１５ｄにより予め調整された上昇用ポート１２３および下降用ポート１２４での基準弁開度Ｖ０に応じた基準高さにハンマー１２１０が保持される。このハンマーの基準高さは、被加工物の種類に合った衝撃力を被加工物に与えることができる高さである。

制御弁１２０では、足踏みペダル１１１の踏み込みにより、図４（ｃ）に示すように、弁体１１０が図４（ａ）に示す基準位置から、給気用ポート１２１に下降用ポート１２４がつながる上端位置まで上昇すると、圧縮空気が点線の矢印で示すように給気路１２５１ａ、給気ポート１２１、下降用ポート１２４および下降通気路１２５４を介してシリンダブロック１２５０ａにおけるピストン１２５０ｂ上側の領域に流れ込む。同時に、排気用ポート１２２に上昇用ポート１２３がつながることにより、シリンダブロック１２５０ａにおけるピストン１２５０ｂ下側の領域から圧縮空気が一点鎖線の矢印に示すように上昇通気路１２５３、上昇用ポート１２３、排気用ポート１２２および排気路１２５２ａを介してシリンダブロック１２５０ａの外部に排出される。これにより、ピストン１２５０ｂが押し下げられて駆動ロッド１２３０が押し下げられることとなり、ハンマー１２１０が振り下ろされる。

このとき、ハンマー１２１０が打ち下ろされる勢いは、足踏みペダル１１１がスタンバイ位置にあるときの上昇用ポート１２３および下降用ポート１２４での弁開度Ｖ０（すなわち、ハンマーの落下高さ）に応じた勢いとなる。

制御弁１２０では、足踏みペダル１１１の踏み込み解除により、図４（ｄ）に示すように、弁体１２０ａが上端位置から、給気ポート１２１に上昇用ポート１２３がつながる下端位置まで下降すると、圧縮空気が点線の矢印で示すように給気路１２５１ａ、給気ポート１２１、上昇用ポート１２３および上昇通気路１２５３を介してシリンダブロック１２５０ａにおけるピストン１２５０ｂ下側の領域に流れ込む。同時に、排気用ポート１２２に下降用ポート１２４がつながることにより、シリンダブロック１２５０ａにおけるピストン１２５０ｂ上側の領域から圧縮空気が一点鎖線の矢印に示すように下降通気路１２５４、下降用ポート１２４、排気用ポート１２２、および排気路１２５２ａを介してシリンダブロック１２５０ａの外部に排出される。これにより、ピストン１２５０ｂが持ち上げられて駆動ロッド１２３０が引き上げられることとなり、ハンマー１２１０が上昇する。ただし、足踏みペダル１１１の踏み込みを解除した直後は、駆動回路１０によりサーボモータ１０１ｂが、制御弁１２０での給気用ポート１２３および排気用ポート１２４での弁開度が足踏みペダル１１１のスタンバイ位置での弁開度Ｖ０よりも大きい値Ｖ２となるように足踏みペダル１１１のペダルシャフト１１２を回転させる。これにより、ハンマー１２１０がすばやく上昇し、最上端位置まで上昇する。

ハンマー１２１０が最上端位置まで達したことをハンマー検出センサ１２７０が検出し、ハンマー検出センサ１２７０からの復帰検出信号Ｈｒを駆動回路１０が受信すると、駆動回路１０は、サーボモータ１０１ｂへの駆動信号の出力を停止する。これにより、足踏みペダル１１１がスタンバイ位置に復帰し、弁体１２０ａは、ターンバックル１１５ｄにより予め調整された基準位置（加工作業開始位置）に戻る。従って、この状態では、給気ポート１２１に上昇用ポート１２３がつながり、排気用ポート１２２に下降用ポート１２４がつながり、上昇用ポート１２３および排気用ポート１２２での弁開度はＶ０となり、ハンマー１２１０は、被加工物Ｗの種類に応じた適切な高さ位置（落下開始位置）に保持される。

〔サーボモータ１０１ｂの駆動回路１０〕
次に、サーボモータ１０１ｂの駆動回路１０を説明する。

駆動回路１０は、操作部材である足踏みペダル１１１の操作量の変動パターンを学習し、学習した変動パターンが再現されるように足踏みペダル１１１を駆動するサーボモータ１０１ｂに駆動信号を出力するように構成されている。

具体的には、駆動回路１０は、各種入力操作に応じた指令信号、例えば、被加工物の種類などの情報を演算処理回路１１に入力するための入力操作部１１ａと、各種センサーの出力を演算処理回路１１に入力するための入力インターフェース部（入力ＩＦ部）１１ｂと、制御弁１２０での弁体１２０ａの変位量を記憶する第１メモリ１２ａと、圧縮空気供給源１３０１から制御弁１２０に供給される圧縮空気の圧力を記憶する第２メモリ１２ｂとを有する。ここで、圧縮空気供給源１３０１は、駆動シリンダ１２５０とともに、加工ツールとしての上型１２２０を備えたハンマー１２１０を駆動する駆動源を形成している。制御弁１２０での弁体１２０ａの変位量は、具体的には、１つの被加工素材Ｗにハンマー１２１０を打ち付けて１つの鍛造品を形成するときに、作業者が足踏みペダル１１１の踏み込みを開始してから足踏みペダル１１１を開放するまでの１操作期間における上端リンク片１１８の回転角の変化を示すデータであり、１操作期間内にロータリエンコーダ１０２から出力された信号である。第２メモリ１２ｂに記憶される圧縮空気の圧力は、足踏みペダル１１１の踏み込みが開始される直前の圧力である。

駆動回路１０は、ロータリエンコーダ１０２の出力信号を増幅する第１入力アンプ１６と、第１入力アンプ１６ａの出力をＡ／Ｄ変換して制御弁１２０の操作量データ（操作信号）として出力する第１Ａ／Ｄ変換器１６と、圧力センサ１３０３の出力信号を増幅する第２入力アンプ１７ａと、第２入力アンプ１７ａの出力をＡ／Ｄ変換して圧力データとして出力する第２Ａ／Ｄ変換器１７と、指令信号、操作量データおよび圧力データなどに基づいて各種演算を行う演算処理回路１１とを有する。

ここで、演算処理回路１１は、第１メモリ１２ａおよび第２メモリ１２ｂに対するデータのアクセスを行うとともに、入力操作部１１ａからの指令信号、入力ＩＦ部１１ｂからのセンサ出力、第１メモリ１２ａから読みだされた操作量データ、第２メモリ１２ｂから読みだされた圧力データ、第１Ａ／Ｄ変換器１６から出力された操作量データ、および第２Ａ／Ｄ変換器１７から出力された圧力データを受け、動作モードに応じてデータの記憶、読み出し、および演算を行う。

駆動回路１０は、第２Ａ／Ｄ変換器１７から出力された圧力データと第２メモリ１２ｂから読みだされた圧力データとを比較する比較回路１３と、第１メモリ１２ａから読みだされた操作量データを比較回路１３での比較結果に基づいて補正する補正回路１４と、補正回路１４の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換回路１５と、第１入力アンプ１６ａの出力とＤ／Ａ変換回路１５の出力との差分が０になるようにサーボモータの駆動信号を出力する差動増幅器１５ａとを有する。ここで、補正回路１４は、第２Ａ／Ｄ変換器１７から出力された圧力データと第２メモリ１２ｂから読みだされた圧力データとの差がある場合は、その差に応じた補正信号を出力し、両者に差がない場合は、補正信号は出力しない。この補正信号は、両者の圧力差によって生ずる、駆動シリンダ１２５０内で発生する圧縮空気の圧力の誤差を、サーボモータ１０１ｂに与える駆動信号により補償するものである。

なお、この加工装置１０００は、下型１１２０の上に被加工素材Ｗが配置されたことを検出する素材センサ１２６０を有し、駆動回路１０は、自動運転モードでは、素材センサ１２６０の出力に基づいてサーボモータ１０１ｂの駆動による加工動作を開始するように構成されている。素材センサ１２６０は、例えば、一方の上部筐体１２００ａの下端部に設けられたイメージセンサである。ただし、素材センサ１２６０は、イメージセンサに限定されず、下型１１２０上に被加工素材Ｗが配置されたことを検出可能なものであればどのようなセンサであってもよい。

さらに、この加工装置１０００では、駆動回路１０を構成する演算処理回路１１は、加工装置１０００の状態の診断を行う診断部１ａと、加工装置１０００の状態の診断に用いる基準データを格納した記憶部１ｂとを有する。記憶部１ｂには、サーボモータ１０１ｂを駆動する駆動信号の基準値、サーボモータ１０１ｂを基準値で駆動したときの操作部材１１１の正常な操作量である基準操作量、および、サーボモータ１０１ｂを基準値で駆動する直前の駆動源の正常な動作量である基準動作量（圧縮空気供給源１３０１から供給される圧縮空気の圧力）が記憶されている。診断部１ａは、サーボモータ１０１ｂを基準値で駆動したときに第１センサ（ロータリエンコーダ）１０２で検出された操作量、およびサーボモータ１０１ｂを基準値で駆動する直前に第２センサ（圧力センサ）１３０３で検出された動作量（圧力）をそれぞれ、記憶部１ｂに記憶されている基準操作量、および基準動作量と比較して加工装置の状態を診断するように構成されている。

さらに、この加工装置１０００は、運転モードとしてデータ採取モードと自動運転モードと診断モードとを有しており、加工装置１０００を運転開始前にいずれかの運転モードに設定可能に構成されている。

ここで、データ採取モードは、作業員が行った足踏みペダル１１１の操作に応じたリンク機構１１０の動きをロータリエンコーダ１０２で検出し、作業員が足踏みペダル１１１の踏み込み開始から１つの被加工素材Ｗの鍛造作業が完了して足踏みペダル１１１が開放するまでの間（１操作期間）のエンコーダの出力信号（理想的な操作量変動パターン）を第１メモリ１２ａに記録する動作モードである。なお、操作量変動パターンは、作業者が入力操作部１１ａの操作により演算処理回路１１に入力した被加工物の種類を示す情報と関連付けて第１メモリ１２ａに記憶される。さらに、データ採取モードでは、作業員が足踏みペダル１１１の踏み込み開始の直前に圧力センサ（第２センサ）１３０３で検出した圧縮空気の圧力が第２メモリ１２ｂに記録される。作業員は熟練した作業員であることが望ましい。しかし本発明はこれに限定されない。

自動運転モードは、第１メモリ１２ａに記録されたエンコーダの出力信号（理想的な操作量変動パターン）および第２メモリ１２ｂに記録された圧縮空気の圧力に基づいて足踏みペダル１１１をサーボモータ１０１ｂにより駆動することにより、所定の種類の被加工素材Ｗの鍛造作業を行うモードである。

従って、この加工装置１０００では、例えば、データ採取モードで、足踏みペダル１１１の操作を熟練した作業員が行うことにより、自動運転モードで、熟練した作業員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により足踏みペダル１１１を操作することができる。このようにすることで、熟練工による理想的な加工を簡単に再現することが可能となる。

なお、この加工装置１０００では、弁体１２０ａが中立位置（加工作業開始位置）にあるときは、図４（ａ）に示すように、制御弁１２０の給気用ポート１２１に上昇用ポート１２３がつながり、排気用ポート１２２に下降用ポート１２４がつながり、給気用ポート１２１および排気用ポート１２２での弁開度はＶ０となる。この状態では、ハンマー１２１０は、ターンバックル１１５ｃにより設定された落下開始位置に保持される。また、この加工装置１０００では、足踏みペダル１１１の踏込が解除された直後は、足踏みペダル１１１は、制御弁１２０の給気用ポート１２１に上昇用ポート１２３がつながり、排気用ポート１２２に下降用ポート１２４がつながり、給気用ポート１２１および排気用ポート１２２での弁開度が弁開度Ｖ０よりも大きい弁開度Ｖ２となるようにサーボモータ１０１ｂにより駆動され、これによりハンマー１２１０が最上端位置まで素早く上昇する。その後、駆動回路１０によるサーボモータ１０１ｂの駆動が停止することで、足踏みペダル１１１がスタンバイ位置に復帰し、ハンマー１２１０は、被加工物の種類に応じた落下開始位置に保持される。

さらに、診断モードは、圧縮空気供給源１３０１を、正常状態であれば、圧縮空気の圧力が基準動作量（例えば、１０気圧）となる駆動パワーで動作させた状態で、サーボモータ１０１ｂを記憶部１１ｂに記憶されている駆動信号の基準値（例えば、１０度）で駆動し、ロータリエンコーダ１０２の出力（角度）、および、サーボモータ１０１ｂの駆動直前の圧力センサ１３０３の出力（気圧）を、記憶部１１ｂに記憶されている操作部材１１１の操作量の基準値（例えば、１２度）、および、圧縮空気供給源１３０１からの圧縮空気の正常な圧力値（１０気圧）と比較して、加工装置の状態を診断するモードである。基比較した結果、基準となる角度および圧力値との差が所定範囲内であれば正常と判断され、基準となる角度および圧力値との差が所定範囲を超えた場合は異常と判断される。

次に加工装置１０００の動作を説明する。

作業者は、まず、加工装置１０００の運転モードをデータ採取モードと自動運転モードと診断モードとのいずれかのモードに設定する。
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。

〔データ採取モード〕
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。

加工装置１０００のスタンバイ状態では、圧縮空気供給源（駆動源）１３０１からは、圧縮空気給気管１２５１および給気路１２５１ａを介して制御弁１２０の給気用ポート１２１に圧縮空気が供給されており、圧縮空気給気管１２５１に取り付けられた圧力センサ１３０３により圧縮空気供給源１３０１から駆動シリンダ１２５０に供給される圧縮空気の圧力がモニターされている。また、スタンバイ状態では、駆動シリンダ１２５０のピストン１２５０ｂは、ハンマー落下位置（作業開始位置）に保持されている。

加工装置１０００のスタンバイ状態で、熟練した作業員が足踏みペダル１１１を踏み込むと、ペダルシャフト１１２の回動により連結カム１１４が下操作ロッド１１５を引き下げることとなり、これにより、中継リンク片１１６が時計方向に回動し、上操作ロッド１１７ａが押し上げられる。上操作ロッド１１７ａの押上げにより上端リンク片１１８が固定シャフト１２５５を軸として反時計周りに回動し、これにより駆動ロッド１１７ｂが引き上げられる。駆動ロッド１１７ｂの引上げにより制御弁１２０では弁体１２０ａが、図４（ａ）に示す中立位置から図４（ｃ）に示す上端位置に向けて移動する。

制御弁１２０の弁体１２０ａが上端位置に向けて移動することにより、下降用ポート１２４が給気ポート１２１につながると同時に、上昇用ポート１２３が排気用ポート１２２につながると、圧縮空気が点線の矢印で示すように給気ポート１２１および下降用ポート１２４を通ってピストン１２５０ｂ上側の領域に流れ込み、同時に、ピストン１２５０ｂ下側の領域から圧縮空気が一点鎖線の矢印で示すように上昇用ポート１２３および排気用ポート１２２を通ってシリンダブロック１２５０ａの外部に排出される。これにより、ピストン１２５０ｂの押下げにより駆動ロッド１２３０が下方に移動してハンマー１２１０が作業開始位置から振り下ろされる。その後、作業者が足踏みペダル１１１の踏み込みを解除する。

このように作業者が足踏みペダル１１１を踏み込んでから足踏みペダル１１１の踏み込みを解除するまでの足踏みペダル１１１の踏み込み量の変化が、リンク機構１１０の動きとしてロータリエンコーダ１０２により検出されて、ロータリエンコーダ１０２の出力信号（作業者が熟練者である場合は理想的な操作量変動パターン）が演算処理回路１１により被加工物の種類と関連付けて第１メモリ１２ａに記憶される。

すなわち、ロータリエンコーダ１０２の出力は駆動回路１０の第１入力アンプ１６ａで増幅され、第１入力アンプ１６ａの出力が第１Ａ／Ｄ変換器１６でデジタルデータに変換されて演算処理回路１１に入力される。ロータリエンコーダ１０２の出力信号のデジタルデータは演算処理回路１１により被加工物の種類と関連付けて第１メモリ１２ａに書き込まれる。

また、足踏みペダル１１１の踏み込み直前の圧力センサ１３０３の出力信号は、第２入力アンプ１７ａにより増幅され、第２入力アンプ１７ａの出力が第２Ａ／Ｄ変換器１７によりデジタルデータに変換されて演算処理回路１１に入力される。圧力センサ１３０３の出力信号のデジタルデータは演算処理回路１１により第２メモリ１２ｂに書き込まれる。

なお、作業者が足踏みペダル１１１の踏み込みを解除すると、足踏みペダル１１１は付勢ばねの力によりスタンバイ位置に戻る前に、足踏みペダル１１１は、サーボモータ１０１ｂの回転力により、踏み込み方向とは逆方向にスタンバイ位置よりも遠い位置まで一旦回転させられて、リンク機構１１０は足踏みペダル１１１が踏み込まれたときとは逆の動きをして、制御弁１２０の弁体１２０ａが図４（ｄ）に示す下端位置に移動する。

具体的には、ペダルシャフト１１２の回動により連結カム１１４が下操作ロッド１１５を押し上げることとなり、これにより、中継リンク片１１６が反時計周りに回動し、上操作ロッド１１７ａが引き下げられる。上操作ロッド１１７ａの引下げにより上端リンク片１１８が固定シャフト１２５５を軸として時計周りに回動し、これにより駆動ロッド１１７ｂが引き下げられる。駆動ロッド１１７ｂの引下げにより制御弁１２０では弁体１２０ａが、図４（ｃ）に示す上端位置から図４（ｄ）に示す下端位置に移動する。

制御弁１２０の弁体１１０が下端位置に達すると、上昇用ポート１２３が給気用ポート１２１につながると同時に、下降用ポート１２４が排気用ポート１２２につながることにより、圧縮空気が点線の矢印で示すように給気用ポート１２１および上昇用ポート１２３を通ってピストン１２５０ｂ下側の領域に流れ込み、同時に、ピストン１２５０ｂ上側の領域から圧縮空気が一点鎖線の矢印に示すように下降用ポート１２４および排気用ポート１２２を通ってシリンダブロック１２５０ａの外部に排出される。この状態での制御弁１２０の弁開度Ｖ２（上昇用ポート１２３、下降用ポート１２４の弁開度Ｖ２）は、スタンバイ状態での制御弁１２０の弁開度Ｖ０よりは大きいため、ピストン１２５０ｂの押上げにより駆動ロッド１２３０が上方に移動してハンマー１２１０が上端位置に達する。

ハンマー１２１０が上端位置に達したことが復帰センサー１２７０により検出されると、演算処理回路１１は、サーボモータへの駆動信号の出力を停止する。これにより、足踏みペダル１１１はばねの付勢力により中立位置に保持される。その結果、制御弁１２０の弁開度が弁開度Ｖ０となり、ハンマー１２１０は、浮き上がった状態で作業開始位置に維持される。

〔自動運転モード〕
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。

具体的には、自動運転モードでは、素材センサ１２６０が下型１１２０上に被加工素材Ｗが配置されたことを検出し、演算処理回路１１が、素材センサ１２６０の検出信号Ｗｐを信号入力部１１ｂを介して受けると、演算処理回路１１は、第１メモリ１２ａから、入力された被加工物の種類に応じた足踏みペダル１１１の操作量データ（つまり、足踏みペダル１１１の操作量が時間の経過とともに変化する操作量変動パターン）を読み出し、同時に、第２メモリ１２ｂから圧力センサ１３０３の検出データ（つまり、足踏みペダル１１１の操作直前の圧縮空気供給管１２５１内での圧縮空気の圧力データ）を読み出す。

比較回路１３は、サーボモータ１０１ｂによる足踏みペダル１１１の操作の開始直前の圧力センサ１３０３からのデータを第２入力アンプ１７ａおよび第２Ａ／Ｄ変換器１７を介して受け取るとともに、第２メモリ１２ｂから読み出された圧縮空気の圧力データを受け取り、両者を比較する。両者に差がある場合は、その差に応じた補正信号を出力し、両者に差がない場合は、補正信号は出力しない。この補正信号は、予め準備されているテーブルに従って、サーボモータ１０１ｂの回転量を割り増したり割り引いたりして圧縮空気圧の差が自動運転での鍛造加工に影響するのを抑えるものである。

補正回路１４は、演算処理回路１１により第１メモリ１２ａから読み出された操作データを、比較回路１３からの補正信号に基づいて補正してＤ／Ａ変換回路１５に出力する。

Ｄ／Ａ変換回路１５では、補正した操作量データあるいは補正していない操作量データをデジタル信号からアナログ信号に変換して差動アンプ１５ａに出力する。差動アンプ１５ａは、ロータリエンコーダ１０２からの検出信号を第１入力アンプ１６ａを介して受け取り、Ｄ／Ａ変換回路１５からの操作量データと第１入力アンプ１６ａからの検出信号とに基づいて、自動運転モードでの操作量データによる弁体１２０ａの動きがデータ採取モードでの弁体１２０ａの動きと一致するようにサーボモータ１０１ｂに駆動信号を供給する。

〔診断モード〕
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５は、加工装置１０００の駆動回路１０に搭載されている診断モード（自己診断機能）を説明するための図である。

この加工装置１０００の駆動回路１０では、ロータリエンコーダ１０２の出力信号は第１メモリ１２ａに格納可能であり、圧力センサ１３０３の出力は第２メモリ１２ｂに格納可能である。

従って、演算処理回路１１からサーボモータ１０１ｂの駆動信号として、記憶部１ｂに記憶されている基準値（１０度）をサーボモータ１０１ｂに入力したときのロータリエンコーダ１０２の出力および圧力センサ１３０３の出力をそれぞれ、第１メモリ１２ａおよび第２メモリ１２ｂに記録する。

例えば、図５に示す測定結果１では、ロータリエンコーダ１０２の出力（回転軸の回転角度）は８度であり、圧力センサ１３０３の出力（圧縮空気供給源１３０１から駆動シリンダ１２５０に供給される圧縮空気の圧力）は１０気圧である。

図５に示す測定結果２では、ロータリエンコーダ１０２の出力（回転軸の回転角度）は１４度であり、圧力センサ１３０３の出力（圧縮空気供給源１３０１から駆動シリンダ１２５０に供給される圧縮空気の圧力）は１０気圧である。

図５に示す測定結果３では、ロータリエンコーダ１０２の出力（回転軸の回転角度）は１２度であり、圧力センサ１３０３の出力（圧縮空気供給源１３０１から駆動シリンダ１２５０に供給される圧縮空気の圧力）は８気圧である。

測定結果１～３は、例えば、図５に示すテーブル形式で、基準値とともに入力操作部の表示部（図示せず）に表示される。

図５に示す計測結果１、２のように、ロータリエンコーダ１０２の出力が基準値（１２度）と異なっている場合、足踏みペダル１１１と制御弁１２０とを連結するリンク機構１１０に不具合があることが推測される。この場合、加工装置１０００は、リンク機構１１０に不具合があることを警報表示あるいは警報音により作業者に知らせるようにしてもよい。

また、図５に示す計測結果３のように、圧力センサ１３０３の出力（８気圧）が基準値（１０気圧）と異なっている場合、圧縮空気の供給系統でエアー漏れが生じていることが推測される。この場合、加工装置１０００は、圧縮空気の供給系統でエアー漏れが生じている恐れがあることを警報表示あるいは警報音により作業者に知らせるようにしてもよい。

本発明の実施形態においては、自動運転モードと診断モードとは別モードとして説明しているが、本発明はこれに限定されない。自己運転モードに診断モードを含ませてもよい。そうすることにより、自動運転中に随時、加工状態の診断が行われ、早期に装置の異常を検知することが可能となる。

このように本発明の実施形態の加工装置１０００では、鍛造などの加工を行うための足踏みペダル１１１の操作をサーボモータ１０１ｂの動力を用いて行うので、従来の油圧サーボシリンダユニットに比べて簡単な機構のために、装置を安価に製造することが可能となる。また、簡単な機構であり、かつ油などを使用しないため、加工装置１０００におけるペダル駆動機構１００のメンテナンスが簡単にすることが可能となる。さらに、本発明の加工装置１０００は、自己診断機能を備えているので、加工装置の異常を早期に検知できるため製品の歩留まり率の向上および故障を抑制することが可能となる。

なお、上記実施形態２の加工装置１０００では、足踏みペダル１１１として、下部筐体１１００ａに回動可能に支持されたペダルシャフト１１２に取り付けたものを示したが、足踏みペダルは、加工装置１０００の下部筐体１１００ａとは構造的に分離されたものでもよい。

以下に実施形態２の加工装置２０００として、足踏みペダルが、加工装置１０００の下部筐体１１００ａとは別の筐体に収容されたものを説明する。

（具体的な実施形態２）
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。

この加工装置２０００は、実施形態１の加工装置１０００において、足踏みペダル１１１、ペダルシャフト１１２、およびペダル軸受け１１３ａ、１１３ｂに代えて、足踏みペダル２２１を収容した足踏みコントローラ（ペダルボックス）２２０を備え、さらに、連結カム１１４に代えて、リンク駆動部２３０を備えたものであり、その他の構成は実施形態１の加工装置１０００におけるものと同一である。

以下、ペダルボックス２２０およびリンク駆動部２３０の構成を詳しく説明する。

図７は、図６に示す加工装置２０００の要部を説明するための図であり、図７（ａ）は、図６に示すサーボモータ１０１ｂを駆動する駆動回路２１０ａ、ペダルボックス２０、およびリンク駆動部２３０を模式的に示し、図７（ｂ）は、リンク駆動部２３０の具体的な構造を示す。

〔足踏みコントローラ２２０〕
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。

ここで、駆動回路２１０ａでは、演算処理回路２１１は、実施形態１の駆動回路１０の演算処理回路１１の機能に加えて、足踏みコントローラ２２０からのペダル踏込信号Ｐｒを受けると、足踏みコントローラ２２０での踏込みペダル１１１の踏込み量に応じた回転数だけサーボモータ１０１ｂを回転させる駆動信号をサーボモータ１０１ｂに出力する機能を有する。

〔リンク駆動部２３０〕
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。

従って、足踏みコントローラ２２０での踏込みペダル２２１の踏込みにより、駆動回路２１０ａによりサーボモータ１０１ｂが回転させられ、サーボモータ１０１ｂの回転力がギアボックス１０１ａおよびペダル連結機構１３０を介して可動螺合シャフト２３１に印加されると、可動螺合シャフト２３１が回転することとなり、可動螺合シャフト２３１が固定螺合ブロック２３２に対して昇降する。これにより、リンク機構２１０が動作して制御弁１２０の弁体１２０ａが弁筐体１２０ｂ内で昇降する。

なお、この実施形態２のリンク機構２１０は、実施形態１のリンク機構１１０における連結カム１１４に代えてリンク駆動部２３０を備えたものであり、リンク機構２１０におけるその他の構成は、実施形態１のリンク機構１１０のものと同一である。

このような構成の実施形態２の加工装置２０００では、足踏みペダル２１１を収容したペダルボックス２２０を加工装置２０００の筐体１１００ａから離して設置することができ、このため、足踏みペダル２２１を作業者の最も作業しやすい位置に配置することができる。

本発明は、加工装置の分野において、簡単な機構によって安価でメンテナンスが簡単、かつ操作精度の向上が図れる加工装置を実現することができるものとして有用である。

１ａ 診断部
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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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