JPH02263530A - ワークフィーダ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は自動プレス機械においてプレスｌｌｉの動きに
連動して自動的にワークの搬入搬出を行うワークフィー
ダ装置に係わり、特に信頼性の高いワークフィーダ制御
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、自動化されたプレスシステムにおいてワークを自
動的に搬入搬出するにはプレスのクランク回転に機械的
に連動し回転するロータリカムスイッチからの接点信号
と機械的リンク構造によって動作する左右移動、上下移
動及びクランプ、アンクランプ動作機構の働きを実行し
ていた。即ち、例えば、プレス機械のクランク角度が所
定に角度になったときに働くリミットスイッチからの信
号によってワークフィーダ（以下フィーダと記す）の起
動を開始し、フィーダはワークの搬入搬出作業を予め定
められた機械的動作によって実行する。さらにフィーダ
の動作が所定の位置に来たことをリミットスイッチ等に
よって検知し、プレス機械に伝送してプレス機械の次の
動作を開始させていた。

ところが、上述の手段では機械的動作の時間的ばらつき
を見込んで所定の動作が完了したことを確認して次の動
作に移る必要があり、また、機械的な動きではその運動
動作の速度にも限度がある為にプレス機械システムの稼
動速度を高め、しかも信頼性の高い１ｌｉｌ制御を行う
にはフィーダ装置の動きをプレスのクランク角度に対し
てより精密に対応させる必要があり、その為にプレスの
クランク角度を精度良く検出するセンサ例えばシンクロ
発信器によって計測されたクランク角度に対応して、予
め定められたフィーダ機構の位置を正しく電気的に制御
するサーボ機構等による手段が用いられるようになった
。

次に上記の運動を制御するための回路を第６図によって
説明する。

第６図において３２はプレスのクランク回転軸に取り付
けられクランクの回転角をアブソリュートで計測できる
シンクロ発信器であって、３３はシンクロ発信器からの
角度信号をディジタルコードに変換するための変換回路
である。

ディジタルコードに変換されたプレスのクランク角度の
計測値は制御用のコンピュータ３１に入力される、コン
ピュータ３１は入力されたクランク角度に対応して予め
記憶装置に記録されているフィート軸、上下軸、クラン
プ軸の各位置情報を読みだし、位置指令信号を作成する
。

３８はフィーダの移動３軸にそれぞれ取り付けられたそ
れぞれに位置検出用のシンクロ発信器である、図におい
ては１軸分のみを図示し他の２軸は同様なので省略して
いる。シンクロ発信器によって計測された例えばフィー
ダ軸の位置情報はシンクロ発信器からの角度信号をディ
ジタルコードに変換するための変換回路３つによってデ
ィジタルコードに変換され制御用のコンピュータ３１に
入力される。コンピュータ３１に入力されたフィーダ軸
の位置情報は前述した予め作成されている位置指令信号
と比較して偏差信号を作成し、クランク角度に対応して
予め記憶装置に記録されているフィード軸の位置情報と
同様に予め定めて記憶装置に記録されている該偏差信号
に対応したフィーダ軸駆動モータの速度指令信号をディ
ジタルコードで作成して出力する。コンピュータ３１か
ら出力されたフィーダ軸駆動モータの速度指令信号はデ
ィジタルアナログ変換回路３４によってアナログ信号に
変換された後サーボ増幅器３５によって適切なパワまで
増幅さＨてサーボモータ３６を駆動する。サーボモータ
３６はフィード軸を駆動するとともに機械的に結合され
ているタコジェネレータ３７によってサーボモータの回
転数が計測され、回転数の計測値はサーボ増幅器３５に
戻されてフィードバックループを形成して安定なモータ
回転の制御を行う、サーボモータ３６によって駆動され
るフィード軸には前述したフィード軸の位置情報を検知
するためのシンクロ発信器３８が結合されていて、フィ
ード軸の正しい現在位置を計測して制御用コンピュータ
に入力しているので予め定めた条件に従ってプレスのク
ランク角度に対応してフィーダを制御することが出来る
。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のような、プレス機械の動作におけるクランク角度
に対応してフィーダ機構各部の動きが予め定められた位
置を移動するようにサーボ機構等によって制御する手段
によると、プレス機械による加工動作に無駄な時間を生
じることがなく効率の良い作業を行うことが可能である
が、上述のクランク角度検出機構に異常を生じた時はプ
レス機械とフィーダとが干渉して大きな事故になるとい
う問題があった。

本発明においては、上述の問題点を解決してクランク角
度検出機構にエラーを生じた時にもプレス機械とフィー
ダとが干渉することの無い安全なワークフィーダ装置を
提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の問題点を解決して高速で効率の良いプレ
ス作業を可能にしながらクランク角度検出機構にエラー
を生じた時にもプレス機械とフィーダとが干渉しないよ
うにするものであって、プレス機械のクランク回転角度
に対応し、立体方向に移動してプレス機械によって加工
すべきワークを自動的に前記プレス機械上所定の加工位
置に搬入搬出するワークフィーダにおいて、二系統の前
記プレス機械のクランク角度検出機構を備え、二系統の
該クランク角度検出機種出角に偏差を生じた時に該フィ
ーダの運転を停止させるようにしたことを特徴としてい
る。

［作用］ 本発明においては、プレス機械のクランク回転角度に対
応し、立体方向に移動してプレス機械によって加工すべ
きワークを自動的に前記プレス機械上所定の加工位置に
搬入搬出するワークフィーダにおいて、二系統の前記プ
レス機械のクランク角度検出機構を備え、二系統の該ク
ランク角度検出機種出角に偏差を生じた時に該ワークフ
ィーダの運転を停止させるようにしたので、クランク角
度検出ａ構にエラーを生じた時にもプレス機械とワーク
フィーダとが干渉しないようにするというすぐれた効果
を得ることが出来る。

［実施例］ 以下本発明によるワークフィーダ制御装置の実施例につ
いて図面を参照して説明する。

第１図は自動プレス機械とワークフィーダ装置が結合さ
れた図であって、第２図は該ワークフィーダ装置とプレ
スの下部構造体を斜め上から見た図である。第３図はワ
ークフィーダのフィーダ部を取り出しな略図とその動き
を示していて、第４図にはプレスのクランク角度に対応
したフィーダ各軸の動きを示している。又、第５図には
本発明に基ずくワークフィーダ制御装置の回路のブロッ
ク図を示している。

第１図において１はプレス本体であって２はクランク軸
から懸垂され、下部に設けられた下型３との間に置かれ
たワークに対して力を加えてプレス加工をする上型であ
り、４はプレスのクランク角度を表示する計器であって
、クランク角度を検出してフィーダへの指令信号を発生
するためにクランク軸に取り付けられているシンクロ発
信器からの信号によって動作させられている。

５は図面上で左右に移動してワークの搬入搬出を行うた
めのフィーダであり、６．７はフィーダの上下運動をす
るためのシリンダであって６−ｂ、７−１］は前記シリ
ンダがフィーダ５を上昇させた所を示しており、５−ｂ
はフィーダ５がシリンダ６．７によって上昇するととも
に図面上で省略されているフレームを左右に移動させせ
る為の機構によって左に移動した状況を示している。

第２図において３は前記プレス１の下部構造体に取り付
けられた下型を示していて、加工すべきワークは下型の
上所定の場所にフィーダによって搬入される。

５−１．５−２は第１図において説明したフィーダ５が
プレスに対して前後に二条設けられているところを示し
ており、加工すべきワークは図では省略している二条の
フィーダにそれぞれ対向して設けられたアイアンハンド
によってワークは保持されて搬入搬出がなされる。

８は第１図では省略したフィーダを左右に移動させるた
めの駆動体であり９はフィーダを前後に移動させてワー
クのクランプ、アンクランプを行なうための駆動体であ
る。

第３図ａにおいて５−１．５−２は前述したフィーダで
あって、１０−１．１０−２．１０−３は第２図上では
省略したアイアンハンドであって図ではフィーダに等間
隔で３対取り付けられているところを示している。アイ
アンハンドが３対もうけらでいるのは、一挙動で３個の
ワークを同時に移動させる為である。

第３図すには上述したフィーダの動きを示している。即
ち、クランプされたワークはａｌのタイミングで図面上
で右に移動してプレスの金型の間に搬入され、ｂｌのタ
イミングで所定の位置に下降し、ｃｌのタイミングでフ
ィーダがアンクランプするとフィーダはａ２のタイミン
グでその侭の高さで左に戻り、ｃ２のタイミングで次の
ワークをクランプすると同時にａ２のタイミング中に・
プレスが加工したワークを隣のアイアンハンドがクラン
プする。ワークがクランプされるとフィーダはｂ２のタ
イミングで上昇した後再びａｌのタイミンクで右に移動
して新しいワークをプレスの金型の間に搬入すると同時
に加工の完了したワークを右方向に搬出する。

第３図で説明したプレスのクランク角度とフィーダ機構
の位置の関係をさらに詳細に第４図によって説明すると
、第４図において、曲線ｄはプレスのクランク角度を示
しており、０度か上死点１８０度が下死点であって、下
死点において金型が最も下部まで追い込まれ、ワークに
力が作用して加工される０曲線ａはフィーダのワークを
フィードする動きを示しており、ａ−１はフィーダの前
進方向、ａ−２はフィーダの戻り方向の動きを示してい
る９曲線すはフィーダの上下方向の動きを示していてｂ
−１は降下方向の動きを示している。即ちフィーダが前
進して所定の位置（曲線ａ−１における最上部）に到達
するやや前から降下を始め、完全に最下点に到達する直
前にワークをクランプするメカニカルハンドは曲線ｃ−
１に示すようにアンクランプしてワークをフィーダに装
着する。メカニカルハンドがアンクランプしてワークが
金型上に置かれる瞬間にフィーダは曲線ａ−２に示すよ
うに戻り運動を始め、プレスに干渉しない適切な位置ま
で戻った時にプレスはクランク角度１８０度即ち下死点
に到達してワークに対する加工動作を行う、加工を完了
してプレスの上型が上昇を始めフィーダと干渉しない位
置まで上昇すると曲線ｃ−２に示すようにクランプ動作
を始める、フィーダには第３図ａに示すようにメカニカ
ルハンドがフィード距離だけ離れて複数個装着されてい
るので先にワークをフィードしてきた隣のメカニカルハ
ンドが加工を完了したワークをクランプし、先にワーク
をフィードしてきたメカニカルハンドはもとにもどって
次に加工すべきワークをクランプする。ワークをクラン
プした瞬間に曲線ｂ−２に示すようにフィーダは上昇運
動を行い、ワークが金型と干渉しない位置まで上昇する
と曲線ａ−３に示すようにフィーダは再び前進を始め、
プレスのクランク角度３６０度の位置で木説明の始め即
ちクランク角０度の状態になる。

各曲線ａ、ｂ、ｃは、フィーダがワークを保持して高速
運動を行うので不要な加速度がかからないよう適切な曲
線になるようにクランク角度に対応して設定されており
、又第３図において示した各タイミングに対応している
。

次に上述の動作を制御するための回路を第５図によって
説明する。

第５図において１２はプレスのクランク回転軸に取り付
けられクランクの回転角をアブソリュートで計測できる
シンクロ発信器であって、１３はシンクロ発信器からの
角度信号をディジタルコードに変換するための変換回路
である。

ディジタルコードに変換されたプレスのクランク角度の
計測値は制御用のコンピュータ１１に入力される、コン
ピュータ１１は入力されたクランク角度に対応して予め
記・憶装置に記録されているフィード軸、上下軸、クラ
ンプ軸の各位置情報を読みだし、位置指令信号を作成す
る。

１８はフィーダの移動３軸にそれぞれ収り付（Ｊられた
それぞれに位置検出用のシンクロ発信器である、図にお
いては１軸分のみを図示し池の２軸は同様なので省略し
ている。シンクロ発信器によって計測された例えばフィ
ーダ軸の位置情報はシンクロ発信器からの角度信号をデ
ィジタルコードに変換するための変換回路１つによって
ディジタルコードに変換され制御用のコンピュータ１１
に入力される。コンピュータ１１に入力されたフィード
軸の位置情報は前述し予め作成されている位置指令信号
と比較して偏差信号を作成し、クランク角度に対応して
予め記憶装置に記録されているフィード軸の位置情報と
同様に予め定めて記憶装置に記録されている該偏差信号
に対応したフィード軸駆動モータの速度指令信号をディ
ジタルコードで作成して出力する。コンピュータ１１か
ら出力されたフィーダ軸駆動モータの速度指令信号はデ
ィジタルアナログ変換回路１４によってアナログ信号に
変換された後サーボ増幅器１５によって適切な電力まで
増幅されてサーボモータ１６を駆動する。サーボモータ
１６はフィード軸を駆動するとともに機械的に結合され
ているタコジェネレータ１７によってサーボモータの回
転数が計測され、回転数の計測値はサーボ増幅器１５に
戻されてフィードバックループを形成して安定なモータ
回転の制御を行う、サーボモータ１６によって駆動され
るフィード軸には前述したようにフィード軸の位置情報
を検知するためのシンクロ発信器１８が結合されていて
フィード軸の正しい現在位置を計測し制御用コンピュー
タに入力しているので、予め定めた条件に従ってプレス
のクランク角度に対応してフィーダを制御することが出
来る。

２０はクランク軸の回転機槽において前述したシンクロ
発信器１２とは別系統の結合機構に収り付けられたロー
タリカムスイッチであって、ロータリカムスイッチはク
ランク回転に連動して予めハード的に設定したクランク
の所定の角度で、或いは所定の角度と角度の間スイッチ
が動作してオンまたはオフ接点信号を出力するように構
成している。

従ってロータリカムスイッチは少なくとも一箇所以上の
クランク角度の所定の位置において接点信号をコンピュ
ータ１１に伝送している。

コンピュータ１１においては常時シンクロ発信器からの
信号とロータリカムスイッチからの信号を照合しており
、シンクロ発信器の示すクランク角度とロータリカムス
イッチの示すクランク角度が異なった時には、コンピュ
ータ１１はシステムの異常として警報を発信してフィー
ダの運転を停止させる。

例えば、リフトを開始するタイミング付近、フィードを
開始するタイミングの付近等動作のタイミングがずれる
と危険なタイミングに対応するクランク角度でロータリ
カムスイッチが動作するようにしておき該カムスイッチ
が動作しているのに所定のプレス角度信号がシンクロ発
信器１２から戻ってこないとが逆に所定のプレス角度信
号がシンクロ発信器１２がら戻っているのにカムスイッ
チが動作していないという条件で警報を報知するように
する。

また、上述のような危険なタイミングのみではなく、ク
ランク角度の所定の範囲例えば０゜〜１５″の間、１５
′〜３０°の同等適切な時間の間接点信号を出しておい
てその間にプレス角度信号が所定の通りにコンピュータ
１１に戻って来ないときにも警報を出すように常時チエ
ツクを行うことが出来る。

上述の説明ではフィーダの動きを３軸の直線運動で示し
たが、本目的の為にはどの様な動きのフィーダでもよく
、又、クランク角度のセンサもシンクロ発信器及びロー
タリカムスイッチとして説明したがクランク角度を該シ
ステムが必要とする精度で検出出来るセンサならばどの
様なセンサ、例えばアブソリュートエンコーダのような
ものであっても良い。

又、異常を生じた時はワークフィーダの運転を停止する
ように説明したが必要な時はプレス機械自体の運転も停
止させることによって、より確実に該システムの安全を
計る事が出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、プレス機械のク
ランク回転角度に対応し、立体方向に移動してプレス機
械によって加工すべきワークを自動的に前記プレス機械
上所定の加工位置に搬入搬出するワークフィーダにおい
て、二系統の前記プレス機械のクランク角度検出機構を
備え、二系統の該クランク角度検出機検出角に偏差を生
じた時に該ワークフィーダの運転を停止させるようにし
たので、クランク角度検出機構にエラーを生じた時にも
プレス機械とワークフィーダとが干渉しないようにする
というすぐれた効果を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく一実施例のプレス機械とフィー
ダ装置との構成図。 第２図は本発明に基づく一実施例のプレス機械とフィー
ダ装置との構成図。 第３図は本発明に基づく一実施例のフィータ装置動作の
説明図。 第４図は本発明に基づく一実施例のフィーダ装置動作の
詳細説明図。 第５図は本発明に基づく一実施例のフィーダ制御装置の
ブロック図。 第６図は従来のフィーダ制御装置のプロ・ンク図。 １・・・・・・プレス ２・・・・・・上型 ３・・・・・・下型 ４・・・・・クランク角度計 ら、５−１１．５−１．５−２・・・・・・フィーダ６
．６−ｂ・・・・・・シリンダ ７．７−［）・・・・・・シリンダ ８・・・・・・駆動体 ９・・・・・・駆動体 １０−１・・・アイアンハンド １０−２・・・アイアンハンド １０−３・・・アイアンハンド １１・・・・・・コンピュータ １２・・・・・シンクロ発信器 １３・・・・・・変換回路 １４・・・・ディジタルアナログ変換回路１５・・・・
・・サーボ増幅器 １６・・・・・・サーボモータ １７・・・・・・タコジェネレータ １８・・・・・・シンクロ発信器 １９・・・・・・変換回路 ２０・・・・・・ロータリカムスイッチ３１・・・・・
・コンピュータ ３２．３８・・・・・・シンクロ発信器３３．３９・・
・・・・変換回路 ３４・・・・・・ディジタルアナログ変換回路３５・・
・・・・サーボ増幅器 ３６・・・・・・サーボモータ ３７・・・・・・タコジェネレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プレス機械のクランク回転角度に対応し、立体方向に移
   動してプレス機械によって加工すべきワークを自動的に
   前記プレス機械上所定の加工位置に搬入搬出するワーク
   フィーダを含む自動プレス加工システムにおいて、二系
   統の前記プレス機械のクランク角度検出機構を備え、二
   系統のクランク角度検出機検出角に偏差を生じた時に該
   ワークフィーダの運転を停止させるようにしたことを特
   徴とするワークフィーダ制御装置