JPH0259200A - プレス機械の荷重監視装置 - 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］ 本発明は、プレス機械の荷重監視装置に関し、特に、プ
レス機械の実際特性に即応した荷重動向を監視すること
ができるものである。

［従来の技術］ プレス機械では、構成要素の強度や＃Ｉ造から、スライ
ドの下死点上の位置と許容荷重（発生圧力）との関係を
表わした線図いわゆる行程圧力線図か決められている。

したかって、プレス機械自体や金型の破損を回避するた
めには、行程圧力線図を逸脱しない範囲内でプレス加工
する必要かある。このために荷重監視装置か設けられて
いる。

従来の荷重監視装置は、クランク軸の回転角度に対応さ
せた実際荷重が設定許容荷重を越えたときに警報を発し
、あるいはプレス機械を停止させる構成とされているの
が一般的である。

すなわち、例えば、第５図に示した行程圧力線図を持つ
プレス機械では、実際荷重か１〜ルク能力カーブＴ　Ｉ
を越えたときに警報を発生するように形成している。

カーブＣ１で示したブランキング作業をする場合には、
限界荷重Ｓ１を設定し、歪ゲージ等で検出した実際荷重
が設定限界荷重Ｓ１を越えると警報等する。また、同プ
レス機械でカーブＣ２で示すような曲げ加工をする場合
には限界荷重Ｓ２に設定して監視している。

［発明か解決しようとする課題］ しなかって、従来の荷重監視装置は、少種の製品を同一
加工する場合に都合が良い。−旦限界荷重を設定ずれは
よいからである。

しかしながら、多様化の現今では、多種多様な製品を多
様な加工方法で生産すべく要求が強い。

しなかって、限界荷重の選定が難しくかつその設定作業
も煩わしいという問題かある。また、プレス加工中に噛
込みや空打等異常事態が発生してもこれを検出すること
かできす、結果としてクラッチを焼損させてしまったり
、金型等を破壊してしまう虞れが多い。

しかも、同一プレスａｍでも、例えばスライドの可動ス
トロークを変ると行程圧力線図は大きく変わってしまう
ので、−層複雑で取扱が難しい。

例えば第５図において、トルク能力カーブが２点鎖線で
示す如＜１゛２の々口く変ると、改めて設定変更しなけ
ればならない。さらに、偏心荷重を許容するスライド駆
動３槻構を備えかつ各コネックティングロッドに加わる
荷重が異なるものにおいては実用的監視は至難である。

また、製品形態、加工態様、金型選択を行なう使用者に
とって、当該条件より限界荷重を的確に把握しかつ行程
圧力線図との対応において最適設定した運用をすること
は甚だ難しいことから、上記課題を解決すべく要請か益
々強くなってきている。

ここに、本発明の目的とするところは、諸条件に照して
所定行程圧力線図をｊｘ択しさえずれば、過負荷や加工
途中における異常状態等を自動的に監視することのでき
るプレス機械の荷重監視装置を提１共することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、１つの行程圧力線図から特定のクランク角度
に対する限界荷重を選択し、この限界荷重に対して任意
的に設定値を決定かつ設定操作するいわばポイントチエ
ツク方式の従来方法に対し、行程圧力線図を選択切替す
ることにより広域的に監視することができるよう形成し
たものである。

すなわち、クランク軸の回転角度で検出する角度検出手
段と、 プレス加工時の実際荷重値を検出する荷重検出手段と、 入力された回転角度と実際荷重値とを対応させて記憶す
る実行程圧力記憶手段と、 当該プレス機織がとり得る複数種類の行程圧力線図を記
憶する線図記憶手段と、 この線図記憶手段に記憶された行程圧力線図の中から１
以上の線図を選択する線図選択手段と、実行程圧力記憶
手段に記憶された実行程圧力を線図選択手段により選択
された行程圧力線図と比較してプレス機械の異常状態を
検出する異常検出手段と、 異常検出手段からの出力信号に基ついて異常状態を外部
に告知する告知手段とを備えた構成である。

［作用］ 上記構成による本発明では、線図記憶手段に記・障され
ている行程圧力線図の中がら１つまたは複数を線図選択
手段を操作して選択する、そして、プレス機械を稼動さ
せると、角度検出手段で検出されたクランク軸の回転角
度と荷重検出手段で検出された実際荷重値とが対応され
実行程圧力記憶手段に自動的に記憶される。

すると、選択された行程圧力（線図）と記憶された実行
程圧力線図とかクランク軸の回転角度ごとに比較される
。異常検出手段は、実際荷重値がそのトルク能力カーブ
を越えたときに異常と判断し、告知手段で音声、表示等
により異常状態を知らせる。

したがって、広域的に過負荷等の異常状態を正確かつ自
動的に監視でき、プレス機械の停止等適宜な対策を講じ
ることができる。

また、スライドストロークを変更したような場合にも、
対応する行程圧力線図を！！択するだけで適切な監視を
行うことができる。

また、面心荷重運転を行うトランスファプレス等におい
ては、２種類の行程圧力線図を選択すれば、両コネクテ
ィングロッドについて別々に監視できる。

さらに、２種類の行程圧力線図を選択し、それらトルク
能力カーブ間の領域を逸脱したか否かを監視すれば、噛
込み等による過負荷や串打等の異常を同時的に検出する
ことかできる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

（第１実施例） 第１実施例は第１図に示される。

本荷重監視装置は、角度検出手段６、荷重検出手段１０
、実行程圧力記憶手段２０、線図記憶手段３０、線図選
択手段４０、異常検出手段５０および告知手段６０とか
ら構成されている。各手段２０．３０，４０．５０およ
び６０は、監視盤１００に組込まれている。なお、５５
はバス、５４はインターフェースである。

角度検出手段６は、クランク軸１の回転角度すなわちス
ライド５の行程を検出するものである。

この実施例では、光学格子、発受光器等を有する光な方
式のアブソリュート検出器から形成されている。

荷重検出手段１０は、プレス機械に発生ずる発生圧力す
なわち実際荷重を検出するものであり、コネクティング
ロッド２に取付けた歪ゲージ・圧力センサ等から形成さ
れる。また、歪ゲージによりフレーム応力を検出するよ
うして実施することもできる。

また、実行程圧力記憶手段２０は、角度検出手段６で検
出した回転角度と荷重検出手段１０で検出した実際荷重
とを対応させた実行程圧力データを記憶させる手段であ
り、ＲＡ　Ｍから形成されている０回転角度と実際荷重
との対応は、後記ＣＰＵ　５０でコントロールされる。

実行程圧力データはマトリックス的に記憶されるが、内
容的には行程圧力線図（トルク能力カーブ）を記憶して
いるのと同じである。

次に、線図記憶手段３０は、当該プレス機械でとり得る
複数の行程圧力線図と監視便宜等の関係から想定した複
数の行程圧力線図とが記憶させる手段である。この実施
例ではＲＯＭから形成されている。

また、線図選択手段４０は、線図記憶手段３０に記憶さ
れている行程圧力線図の中から１つ以上の行程圧力線図
を選択するものであり、キーボード４０に配設された図
示しない複数のキーから形成されている。また、この実
施例では、選択した行程圧力線図に対して高荷重！１１
または／および低荷重側に一定の幅をもつ類似的行程圧
力線図を作成し、かつその線図を選択したとみなすため
の幅設定キー、ある回転角度またはある回転角度範囲内
のみについて監視すべき指令する角度限定キー全域監視
設定キー、複数同時監視キー、記憶された行程圧力線図
や自動作成した実行程圧力線図を表示すべく指令する表
示指令スイッチ、２つの行程圧力線図の両トルク能力カ
ーブに囲まれた領域外の実際荷重が超過しまたは不足し
たか否かを監視する複数異常検出キー等々がキーボード
に設けられている。

さて、異常検出手段５０は、ＣＰＵから形成されている
。この手段５０の主たる役割は、実行程圧力記憶手段２
０に記憶され実行程圧力（線図）と線図選択手段３０で
選択された行程圧力線図とを比叡してプレス機械の異常
状態を検出するものである。異常検出したときは、後記
告知手段６０にその旨の信号を出力する。

また、上記比較結果に基つき過負荷、金型の噛込み、串
打等をその回転角度等から推定しその旨を告知手段６０
に出力する機能、各手段２０，３０．４０．６０の駆動
制ｔｎ機能等をも有する。

告知手段６０は、表示器（ＣＲＴ＞６１とプリンタ６２
とから形成されている。また、電子音を発生することも
できる。

次に本実施例の作用を各手段の持つ機能とともに説明す
る。

主も一般的な監視態様を第３図＜Ａ）に示す。

オペレータか、スライド５のストローク等プレス機械の
仕様上から定まるトルク能力カーブ■。

■、■の中から、実線で示すカーブ■を線図選択手段４
０を操作して選択する６その後プレス加工に入る。

すると、時々刻々変化するクランク軸１の回転角度と実
際荷重値が、インターフェース５４を介して角度検出手
段６と荷重検出手段１０とから入力される。実行程圧力
記憶手段２０たるＲＡＭは、ＣＰＵの補助機能により対
応され、回転角度に対する実際荷重値を実行程圧力線図
として記憶する。

一方、異常検出手段５０たるＣＰ　ｔＪは、上記補助機
能を発揮しつつ、当該回転角度に対する実荷重値が線図
記憶手段３０たるＲＯＭに記憶されかつ線図選択手段４
０で選択されたカーブ■の許容荷重より大きいか否かを
判別し、大きい場合には過負荷等異常と判断し、その旨
を告知手段６０へ出力する。

例えは、ブランキング加工中、回転角度Ａ２における実
際荷重がトルク能力カーブ■を越えた場合には告知手段
６０に出力する。これによりプレスＩ１１械を停止すれ
ばクラッチブレーキを焼損させることもない、また、同
一プレス機械でカーブ■の曲げ加工をする場合には、予
め限界荷重を都度に設定しなくとも、回転角度Ａ１にお
いて警報等される。

次に、過渡的現象等に影響されずに一層の安定運用をす
るためＧこ、ＲＯＭに３己憶されたいわば設計的行程圧
力線図に対し、当該プレス機械の特性に応じたアローワ
ンスをもたせて監視する場合には、キーボードの幅設定
キーを操作し、その設計的カーブ■〔第３図（Ｂ）参１
ｊ４Ｉ）に対し、カーブ■あるいは■を選択すればよい
、この実施例では、ＣＰＵがカーブ■あるいは■を創成
しつつこれに則り異常検出するものと形成されている６
また、異常検出手段５０たるＣＰＵは、角変設定キーの
指令により、第３図（Ｃ）に示す如く、回転角度Ａ１〜
Ａ２の範囲について異常検出することもできる。すなわ
ち、線図選択手段４０でカーブ■と■を選択しておき、
かつ両力−ブ■、■間に実際荷重が生じない場合には、
串打ちとして警報等することができる。これにより、過
負荷のみならすブランク供給未了や３次元トランスフイ
ータの一部に故障が生じている等の異常も検出可能であ
る。

さらに、第４図に示す如く、２つのコネクティングロッ
ド２−１．２−２で支持されたスライド５に制心荷重を
加えてプレス加工するトランスファプレス等においては
、各コネクティングロッドに許容された行程圧力線図を
選択して、第３図（Ｄ）に示す如く、ある回転角度Ａ１
に対しその両方を同時に監視することができる。この場
合には、いずれか一方のカーブ■（■）を当該実際荷重
がオーバーしたときに異常と判断する。

しかして、この実施例によれば、複数の線図を記憶した
線図記憶手段３０から適宜な１または２以上の行程圧力
線図を選択し、選択された行程圧力線図に対して実行程
圧力（線図）を比鮫して異常検出する構成であるから、
従来の々ａく、個別的に限界荷重を設定するという煩し
さがなく、スライド下死点上の全域に亘り連続的な的確
監視かできかつ妥当性ある異常検出を達成することかで
きる。

また、行程圧力線図同志の比軸から異常検出するので、
プレス加工態様に変更かあっても、都度の１設定、選択
等作業をすることなく自動監視できる、とともに複数の
行程圧力線図から適宜な線図を選択できるのでクラッチ
ブレーキの焼損や金型破損を未然防止する運用か可能と
なる。

また、２以上の行程圧力線図を用いて監視できるので、
セフティ−サイド運転、生産性向−Ｆを目指す最大能力
を発揮させる運転、過負荷のみならず串打等の異常検出
あるいは１腐心荷重運転のトランスファプレス等につい
ても自動監視できる。

さらに、実行程圧力線図が記憶されかつ告知手段に表示
できるので、新たに製作した金型について試運転すれば
、当該クラッチブレーキの能力等プレス機械の能力判断
をすることができる。このことは、クラッチブレーキの
選択や他の高能カフ。

レス機械によって加工すべきとの運転指針データを提供
することかできるという効果も奏する。

さらにまた、線図記憶手段３０に記憶された複数の行程
圧力線図は、プレス機械自体の荷重能力を現わし、これ
により監視と異常検出をするものであるから、能力不足
によるプレス機械の破損、クラッチの滑りによるクラッ
チディスクの焼損等を未然防止し、また、成形品の加工
不良を検出するなど利用性の広い荷重監視装置を確立で
きる。

一方、前記のように生産性向上のための最適プレス選定
資料入手のほか、特殊・高価な金型を用いる場合には、
当該プレス機械のもつ大きな能力で金型か破損してしま
う事態を回避する運用にも役立つ。低い行程圧力線図を
選択することかできるからである。

（第２実施例） 第２実施例は、基本的構成を第１実施例と同じくし、荷
重検出手段１０をスライド５の油圧室４の油圧から検出
する構成とした場合である。

したがって、角度検出手段６、実行程圧力記憶手段２０
、線図記憶手段３０、線図記憶手段４０、異常検出手段
５０および告知手段６０についての説明は簡略または省
略するものとする。

木実總例の要部は第２図に示される。

第２図において、荷重検出手段１０は、油圧室４に接続
された圧力センサ１１、増幅器１２、Ａ／Ｄ′Ｒ換器１
３、ホトカプラ１４、ラッチ回路２３、最大値検出回路
２４および最小値検出回路２７とから構成されている。

実際荷重か変動することにより、油圧室４の内圧が変わ
ると、その圧力は圧力センサ１１で検出され、Ａ／Ｄ変
換器１３でデジタル信号に変換される。その後にホトカ
プラ１４を介してラッチ回路２３に入力される。ラッチ
回路２３では、角度検出手段６からの回転角度（ＣＰＵ
で一旦分周処理した回転角度でもよい。）ごとに当該内
圧値をラッチする。

ここに、油圧室４には、予め予備圧が加えられかつその
予備圧は設定変更可能な構成であることから、最大値検
出回路２４で最大値を、最小値検出回路２７で最小値を
検出するものとされている。

なお、最大（ｆｆｉ小）検出器２４（２７）は、比較器
２５　（２８）とラッチ回路２６　（２９＞から形成さ
れている。

そして、この実施例では、ＣＰＵの持つ演算機能を利用
して、最大荷重値（Ｗｍａｘ、）と最小荷重値（Ｗｍｉ
ｎ、）との差に定数Ｋを乗じて実際荷重′Ｉゴ［＝Ｋ　
（Ｗｍａｘ、−Ｗｍｉ　ｎ、））を求めるものと形成さ
れている。

なお、行程圧力線図か選択されると、当該行程圧力線図
の定格荷重のプラス１０％を破断圧としてＨＯＬ　Ｐ圧
（油圧式過負荷安全装置を形成する油圧室４の油圧）か
自動的に設定されるよう形成されている。ＣＰＵにより
電磁弁４−１をコントロールして行なう、また、ＨＯＬ
　Ｐ圧設定により変化する油圧室４の予圧に対して、当
該予圧に対する圧縮率をＲＯＭにメモリしておき、油圧
の圧縮性等に対する補正をするように構成されているの
で、低荷重時でも正確な荷重値か得られる。

したがって、角度検出手段６からクランク軸の回転角度
（行程）信号が発せられるごとに圧力値がラッチ回ｉ？
！１４でラッチされる。この圧力（Ｉ／ｆＢは、最大（
最小）値検出回路２４　（２７）で、それぞれ直前にラ
ッチされていたＩＩａＡに対して大きい（小さい）か否
かを比較することにより最大値（最小ｆｆ１）かラッチ
される。このラッチデータからＣＰＵが実際荷重Ｔｆを
求める。

以下第１実施例の場合と同様に、異常検出子Ｉ’Ｑ５０
としてのＣＰＵは線図記憶手段３０に記憶されかつ線図
選択手段４０で選択された行程圧力線図と比較して異常
検出を行なう。

しかして、この第２実錐例によれば、第１実施例の場合
と同様に多様かつ的確な異常検出等を達成することがで
きる。さらに、荷重検出手段１０は、スライド５のポイ
ント部３を形成する油圧室４の室内圧を検出するもので
あり、また、実際荷重をＣＰＵで１００μｓｅｃ以下の
ような短時間で求める構成であるから、予圧設定変更と
いうプレスｔＩＩＩｉＩｌｉ運用上の機械的条件の変化
に拘わらす正確な実際荷重を求めることかできるという
実用性の高いものとなる。

［発明の効果］ 以りの説明から明らかの通り、本発明は実行程圧力を線
図記憶手段に記憶されかつ線図選択手段により選択され
た１つまたは複数の行程圧力線図と比教して過負荷等異
常を検出する構成とされているので、プレス機械のｖＵ
造・能力、金型の構造・強度あるいは加工態様に即応し
た正確で迅速な荷重監視ができ、かつ従来の如く限界荷
重の個別的選定、都度の設定変更等を必要としない取扱
容易で適用性の広い荷重監視装置を提供することかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す全体構成図、第２図
は第２実施例を示す荷重検出手段の構成図、第３図は使
用態様を説明するための図で（Ａ）は１つの行程圧力線
図を用いる場合、（Ｂ）は基本行程圧力線図にアローワ
ンスをもたせて用いる場合、（Ｃ）は２つの行程圧力線
図を用いる場合、（Ｄ）は２つの行程圧力線図を用いて
面心荷重の異常検出をする場合を示す、第４図は閣心荷
重運転を行うプレス機械の概略図および第５図は従来の
荷重監視装置における検出方法を説明するための図であ
る。 １・・・クランク１由、 ５・・・スライド、 ６・・・角度検出手段、 １０・・・荷重検出手段、 ２０・・・ＲＡＭから形成した実行程記憶手段、３０・
・・ＲＯＭから形成した線図記憶手段、４０・・・キー
ボードから形成した線図選択１１段、５０・・・ＣＰＵ
から形成した異常検出手段、６０・・・告知手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランク軸の回転角度を検出する角度検出手段と
   、 プレス加工時の実際荷重値を検出する荷重検出手段と、 入力された回転角度と実際荷重値とを対応させて記憶す
   る実行程圧力記憶手段と、 当該プレス機械がとり得る複数種類の行程圧力線図を記
   憶する線図記憶手段と、 この線図記憶手段に記憶された行程圧力線図の中から１
   以上の線図を選択する線図選択手段と、実行程圧力記憶
   手段に記憶された実行程圧力を線図選択手段により選択
   された行程圧力線図と比較してプレス機械の異常状態を
   検出する異常検出手段と、 異常検出手段からの出力信号に基づいて異常状態を外部
   に告知する告知手段と、を備えてなるプレス機械の荷重
   監視装置。