JPH0117439Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、たとえば、被加工材の成形に費や
された仕事量や成形過程における加圧力変化状態
を検出するプレス機械の作動状態検知装置に関す
る。

従来のプレス機械の荷重計は、プレス作動時の
最大加圧力を測定するものであり、プレス作業時
の最大加圧力の確認および定格能力以上の加圧力
が発生した場合の監視などに使用されていた。

ところで、新規なプレス加工品の製作にあたつ
ては、その加工品の成形に最も適するプレス機械
を選定して、そのプレス機械により成形すること
が望ましい。このような場合に、この加工品の成
形における最大加圧力のほかにその成形に費され
る仕事量やその成形過程における加圧力変化状態
を検出できれば、検出された仕事量および加圧力
変化状態と、プレス機械固有の加圧能力、仕事量
および加圧力特性とからこの加工品の成形に適し
たプレス機械を容易に選択することができる。

また上記のようなプレス機械の選定の他に仕事
量や加圧力変化状態の検出によつて、プレス機械
の作動状態および金型の状態（焼付や摩耗など）
をも監視できるようになる。

この考案は、前記実状に鑑みてなされたもので
あつて、プレス加工品の成形に適したプレス機械
の選択やプレス機械の作動状態および金型の監視
に非常に役に立つ情報が得られるプレス機械の状
態検知装置を提供することを目的とする。

この考案によるプレス機械の状作動態検知装置
は、油圧式過負荷保護装置を備えたプレス機械に
用いられるものであつて、油圧式過負荷保護装置
のポイントの油圧を検出するポイント油圧検出装
置、あらかじめ求められたポイントの油圧に対す
る加圧力のデータを記憶する第１の記憶手段、プ
レス機械の指定された複数のスライド・ストロー
ク長においてポイント油圧検出装置によつて検出
されたポイント油圧に対する加圧力を第１の記憶
手段から読み出す手段、第１の記憶手段から読出
された加圧力データを記憶する第２の記憶手段、
第２の記憶手段に記憶された加圧力データに基づ
いて、被加工材の成形に費やされた仕事量を算出
する手段、第２の記憶手段に記憶された加圧力デ
ータに基づいて、被加工材の成形過程における加
圧力の変化状態表示データを作成する手段、なら
びに算出された仕事量および作成された変化状態
表示データに基づいて、仕事量および加圧力の変
化状態を表示する表示装置を備えていることを特
徴とする。

この考案によるプレス機械の作動状態検知装置
は、上述のような構成を備えているから、この装
置によつて被加工材の成形に費やされた仕事量お
よび成形過程における加圧力変化を知ることがで
きる。したがつて、プレス機械がプレス加工品の
成形に適したのであるか否かの確認を容易に行え
るとともに、プレス機械の作動状態および金型の
状態の監視も行える。

以下、この考案を、油圧式過負荷保護装置を備
えたダブルクランクプレスに適用した場合の実施
例について詳述する。

第１図はプレス機械の作動状態検知装置の構成
を示している。プレス機械の作動状態検知装置
は、油圧式過負荷保護装置の左右のポイント１
ａ，１ｂの油圧（以下ポイント油圧という）をそ
れぞれ検出する左右のポイント油圧検出器２ａ，
２ｂと、スライドが上死点位置または下死点位置
にあることをそれぞれ検知する上死点検知器３お
よび下死点検知器４と、プレスが作動しているこ
とを検知するためのクラツチ入状態検知器５と、
クランク軸が所定角（たとえば１度）回転するご
とにパルスを発信するクロツク・パルス発生器６
と、測定OK表示用ランプ７、最大加圧力表示部
８、成形仕事量表示部９および成形過程加圧力変
化グラフ表示部１０を有する表示装置１１と、左
右のポイント油圧に対する加圧力の総和に基づい
て表示するのかまたは左右のポイント油圧に対す
る加圧力の一方に基づいて表示するのかを選択す
る総合／個別選択用切替スイツチ１２と、総合／
個別選択用切替スイツチ１２により個別を選択し
たときに左右いずれのポイント油圧に対する加圧
力に基づいて表示するのかを選択する左右ポイン
ト選択用切替スイツチ１３と、サンプリングピツ
チ（スライドのストローク量、この例では５mm、
10mm、20mm）を選択するピツチ選択用スイツチ１
４と、各種演算を行ないおよび上記各装置を制御
する中央処理装置（以下CPUという）１５とを
備えている。

左右のポイント油圧検出器２ａ，２ｂは増幅器
１６ａ，１６ｂおよびＡ／Ｄコンバータ１７を介
してCPU１５に接続されている。上死点検知器
３、下死点検知器４および上記３つの切替スイツ
チ１２，１３，１４は入力インタフエース１８を
介してCPU１５に接続されている。クロツク・
パルス発生器６は入力インタフエース１９を介し
てCPU１５および後述するカウンタ２０に接続
されている。クロツク・パルス発生器６から発生
されたパルス信号はCPU１５に対しては割込み
信号として入力する。表示装置１１はDCドライ
バ２１および出力インタフエース２２を介して
CPU１５に接続されている。表示装置１１の最
大加圧力表示部８および成形仕事量表示部９とし
ては発光ダイオード形数字表示器や液晶表示器
LCDなどが用いられる。またグラフ表示器１０
としてはCRT、プラズマデイスプレイ、矩形の
液晶表示器を碁盤状に並べたもの、XYレコーダ
などが用いられる。

CPU１５はそのプログラムおよび各種データ
を記憶する記憶装置２３と上死点位置からクラン
ク軸が所定回転角度回転したときにサンプリング
開始信号を出力するカウンタ２０とを備えてい
る。一般にプレス成形はクランク軸回転角約120
度〜180度（下死点）の範囲内で行われる。そこ
で上記カウンタ２０によつて、プレス成形が行な
われない範囲（クランク軸回転角０度〜約120度
および180度〜360度）内ではサンプリングを行な
われないようにし、記憶装置２３の容量の低減を
図つている。このカウンタ２０に所定のカウント
数Ｋがプリセツトされると、このカウント数Ｋは
クロツク・パルス発生器６から出力されるクロツ
ク・パルスによつて１カウントずつ減らされる。
したがつて、たとえばクロツク・パルス発生器６
に、クランク軸が１度回転するごとにパルスを出
力させるようにすると、クランク軸が上死点位置
から120度回転したときにカウンタ２０からサン
プリング開始信号を出力させるためには、クラン
ク軸が０度（上死点）を越えた瞬間にカウント数
120をカウンタ２０にプリセツトすればよい。カ
ウンタ２０からサンプリング開始信号が入力する
とCPU１５は、割込みを受付ける。

第２図はこのプレス機械におけるポイント油圧
−加圧力特性曲線を示している。この特性曲線は
実験により測定された加圧力に対する左のポイン
ト油圧データに基づいて作成されたものである。
この実施例ではこの特性曲線は加圧力に対する右
のポイント油圧の特性曲線としても用いられる。
クランクの加圧力はポイント１ａ，１ｂの油圧を
介してスライドに伝達されるのでポイント１ａ，
１ｂの油圧は加圧力にほぼ比例する。加圧力がか
かつていないときにも、ポイント１ａ，１ｂに所
定の油圧力（たとえば90Kg／cm²）をかけているの
は、加圧力変化に対して過負荷保護装置の応答性
を良くするためである。上記所定の油圧力はポイ
ント自体に作用し、ポイントが膨脹する。このた
め特にプレスが作動し加圧力がかかり始めてから
しばらくの間においては加圧力変化に対してポイ
ント油圧はリニアに変化しない。

第３図はこのプレス機械におけるスライド・ス
トローク長−クランク軸回転角特性曲線を示して
いる。

第４図は記憶装置２３の一部を示している。記
憶装置２３内には、カウンタにプリセツトされる
べきカウンタト数Ｋを記憶するためのエリヤＥ
１、第２図のポイント圧−加圧力特性曲線から求
められたポイント油圧に対する加圧力のデータを
記憶するためのエリヤＥ２、第３図のスライド・
ストローク長−クランク軸回転角特性曲線から求
められたスライド・ストローク長に対するクラン
ク軸回転角（０度〜180度）のデータを記憶する
ためのエリヤＥ３、サンプリングされた左右ポイ
ント油圧に対して、エリヤＥ２に記憶されたポイ
ント圧に対する加圧力のデータから読み出された
左右加圧力PlおよびPrをサンプリング回数に対
応してそれぞれ記憶するための左加圧力データ・
テーブルおよび右加圧力データ・テーブルとして
それぞれ用いられるエリヤＥ４およびＥ５、なら
びに左右のポイント油圧に対する左右加圧力Plお
よびPrの和である総合加圧力Paをサンプリング
回数に対応して記憶するための総合加圧力デー
タ・テーブルとして用いられるエリヤＥ６が設け
られている。

ポイント圧に対する加圧力のデータおよびスラ
イドストローク長に対するクランク軸回転角のデ
ータはあらかじめ作成されてエリヤＥ２およびＥ
３に記憶されている。

第５図はCPU１５による処理手順を示してい
る。APU１５による処理は、メイン処理と割込
み処理とからなる。

ここでは、クロツク・パルス発生器６に、クラ
ンク軸が１度回転するごとにパルスを出力させる
ようにしている。

まず、初期設定が行なわれる（ステツプ31）。
この初期設定では、カウンタ２０にプリセツトす
べきカウント数Ｋが記憶装置２３のエリヤＥ１に
記憶される。上死点検知器３から上死点検知信号
が入力すると（ステツプ32でYES）、測定OK表
示ランプ７が点灯される（ステツプ33）。つぎに
クラツチ入状態検知器５からプレス作動信号が入
力し（ステツプ34でYES）、かつ上死点検知器３
から上死点検知信号が入力しなくなつた瞬間に
（ステツプ35でNO）、初期設定において記憶装置
２３内のエリヤＥ１に記憶されたカウント数Ｋ
が、カウンタ２０にプリセツトされる（ステツプ
36）。そしてカウンタ２０がカウントアツプすれ
ば（ステツプ37でYES）、プレス機械はプレス成
形を行なう状態にあるので割込み可能となる（ス
テツプ35）。

この状態においてクロツク・パルス発生器６か
らの割込み信号が入力すると、まずポイント油圧
検出装置２ａ，２ｂから入力する左右のポイント
油圧が読み取られ（ステツプ51）、記憶装置２３
のエリヤＥ２に記憶されているポイント油圧に対
する加圧力のデータにもとづいて左右のポイント
油圧に対する左右加圧力PlおよびPrが読出され
（ステツプ52）、サンプリング回数計数用カウンタ
（図示略）の内容が１カウント更新される（ステ
ツプ53）。そして読み出された左右加圧力Plおよ
びPrならびに総合加圧力Pa（＝Pl＋Pr）が記憶装
置２３のエリヤＥ４、Ｅ５およびＥ６のデータ・
テーブル内に、上記サンプリング回数カウンタに
示されたサンプリング回数に対応する場所にそれ
ぞれ記憶される（ステツプ54）。ステツプ51〜54
の割込処理は下死点検知器４から下死点検知信号
が入力し（ステツプ39でYES）、割込み禁止（ス
テツプ40）になるまでクロツク・パルス発生器６
から割込み信号が入力するごとに実行される。

割込みが禁止されると（ステツプ40）、つぎに
記憶装置２３のエリヤＥ４，Ｅ５またはＥ６に記
憶されたデータに基づいて、最大加圧力Pmaxの
検索（ステツプ41）、成形仕事量Ｅの計算（ステ
ツプ42）、および成形過程加圧力変化グラフ表示
データの作成（ステツプ43）、が行なわれ、最大
加圧力Pmax、成形仕事量Ｅおよび成形過程加圧
力変化グラフが表示装置１１の表示部８，９，１
０にそれぞれ表示される（ステツプ44）。

最大加圧力Pmaxには、最大総合加圧力
Pamax、最大左加圧力Plmaxおよび最大右加圧
力Prmaxの３種があり、切替スイツチ１２，１
３によつて指定されたものが表示される。

成形仕事量Ｅは以下のようにして求められる。
まず、下死点直前の総合加圧力Paすなわち最後
にサンプリングされた総合加圧力PaをPa1とす
る。サンプリングが行なわれたスライド・ストロ
ーク長の範囲内において下死点位置（スライド・
ストローク長＝０）を基準としてピツチ選択用切
替スイツチ１４により指定されたサンプリングピ
ツチSpごとのスライド・ストローク長（L2＝１
×Sp，L3＝２×Sp，…Lm（ｍ−１）×Sp）に対
するクランク軸回転角（r2，r3…rm）を記憶装
置２３内のエリヤＥ３に記憶されたスライド・ス
トローク長に対するクランク軸回転角のデータに
基づいて読み出す。次に上記回転角r2〜rmの小
数点以下が四捨五入され、四捨五入により求めら
れた回転角R2〜Rmにそれぞれ対応する総合加圧
力Pa2〜PamをエリヤＥ６に記憶された総合加圧
力データからそれぞれ読み出す。そして上記総合
加圧力Pa1〜Pamを用いて次式により仕事量Ｅを
算出する。

Ｅ＝_o=n 〓ⁿ⁼² Sp（Pan＋Pa（ｎ−１））／２ 成形過程加圧力変化グラフは、縦軸を下死点か
らのスライドの距離、横軸を加圧力として表わさ
れる。成形過程加圧力変化グラフには、成形過程
総合加圧力変化グラフ、成形過程左加圧力変化グ
ラフおよび成形過程右加圧力変化グラフの３種あ
り、切替スイツチ１２，１３により指定されたも
のが表示される。上記３種のグラフは、成形仕事
量Ｅのところで述べたと同様にして求められた総
合加圧力データPa1〜Pam、左加圧力データPl1
〜Plmまたは右加圧力データPr1〜Prmを用いて
表示部１０に表示される。第６図は成形過程加圧
力変化グラフ表示部１０の表示例を示している。

この実施例においては、油圧式過負荷保護装置
のポイントの油圧を検出するポイント油圧検出装
置が設けられているが、ポイント油圧検出装置の
かわりにコンロツドなどのひずみ量を検出するひ
ずみ量検出装置を設けるようにしてもよい。この
場合には、記憶装置に、あらかじめ求めれたひず
み量に対する加圧力のデータを記憶させておい
て、ひずみ量検出装置によつて検出されたひずみ
量に対する加圧力を読み出すようにすればよい。
ひずみ量検出装置を用いれば、油圧式過負荷保護
装置を備えていないプレス機械にもこの考案によ
るプレス機械の作動状態検知装置を利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例を示すもので、第１図
は電気的な構成を示すブロツク図、第２図はポイ
ント油圧−加圧力特性の一例を示すグラフ、第３
図はスライド・ストローク長−クランク軸回転角
特性の一例を示すグラフ、第４図は記憶装置の一
部を示す図、第５図はCPUの処理手段を示すフ
ローチヤート、第６図は表示装置の成形過程加圧
力変化グラフ表示部の表示例を示す図である。 ２ａ，２ｂ…ポイント油圧検出装置、６…クロ
ツク・パルス発生装置、１１…表示装置、１５…
CPU、２３…記憶装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 油圧式過負荷保護装置を備えたプレス機械に用
   いられるものであつて、 油圧式過負荷保護装置のポイントの油圧を検出
   するポイント油圧検出装置、 あらかじめ求められたポイントの油圧に対する
   加圧力のデータを記憶する第１の記憶手段、 プレス機械の指定された複数のスライド・スト
   ローク長においてポイント油圧検出装置によつて
   検出されたポイント油圧に対する加圧力を第１の
   記憶手段から読み出す手段、 第１の記憶手段から読出された加圧力データを
   記憶する第２の記憶手段、 第２の記憶手段に記憶された加圧力データに基
   づいて、被加工材の成形に費やされた仕事量を算
   出する手段、 第２の記憶手段に記憶された加圧力データに基
   づいて、被加工材の成形過程における加圧力の変
   化状態表示データを作成する手段、ならびに 算出された仕事量および作成された変化状態表
   示データに基づいて、仕事量および加圧力の変化
   状態を表示する表示装置、 を備えているプレス機械の作動状態検知装置。