JPH03114700A

JPH03114700A - プレス機械の荷重監視装置

Info

Publication number: JPH03114700A
Application number: JP25127589A
Authority: JP
Inventors: Shujiro Matsushima; 松島　修二郎; Hirohiko Oyamada; 裕彦小山田
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-05-15

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
かできるものである。

［従来の技術］プレス機械では、構成要素の強度や構造から、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。

したがって、プレス機械自体や金型の破損を回避するた
めには、行程Ｌ「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６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
か一般的である。

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１゛１
を越えたときに警報を発生ず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
か設定限界荷重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］したがって、従来の荷重監視装置は、少種の製品を同−
加Ｔする場合に都合が良い。−旦限界荷重を設定すれば
よいからである。

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

しながって、限界荷重の選定か離しくかつその設定作業
も煩わしいという問題がある。また、プレス加工中に噛
込みや空打等異常事態か発生してもこれを検出すること
ができず、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か多い。

しかも、同一プレス機械でも、例えばスライドの可動ス
トロークを変えると行程圧力線図は大きく変わってしま
うので、−層複雑で取扱か離しい。

例えは第５図において、１〜ルク能カカーブか２点鎖線
て示ず如＜　’ｆ”　２の如く変ると、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
イド駆動機構を備えかつ各コネックテインクロッドに加
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ｆ＆適段設定た運用をするこ
とは甚だ難しいことから、上記課題を解決すべく要請が
益々強くなってきている。

さらに、従来荷重監視装置では、プレス荷重の最大値を
もって実際荷重と取扱っているので、スライドのポイン
ト部を形成する油圧室の予備圧を設定変更可能に形成さ
れたプレス機械では誤差か大きく実用に耐えないとの指
摘かある。

ここに、本発明の目的とするところは、諸粂件に照して
所定行程圧力線図を選択しさえすれば、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ｉ１ｉ監視装置を堤供することにある。

１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
ることによりスライド油圧室の予備圧変化を補正した実
際荷重値をもつて広域的に監視することができるよう形
成したらのである。

すなわち、クランク軸の回転角度を検出する角度検出手
段と、スライドの油圧室内圧力を検出する油圧検出手段と、この油圧検出手段て検出された油圧の最大値と最小値と
に基づいてプレス加工時の実際荷重値を検出する実際荷
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、を俺えてなる。

１作用］上記構成による本発明では、線図記憶手段に記憶されて
いる行程圧力線図の中から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、実際荷重検出手段
は油圧検出手段で検出した油圧の最大値と最小値とから
スライド油圧室の予備圧を補正しつつ実際荷重を求める
。その後に、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か対応
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、実際荷重値か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、とともに、スライド油圧室の予備圧を
設定変更した場合にも正確な実際荷重値のもとに適確な
異常判断ができる。

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選択するたけで適切な監視を行
うことができる。

また、偏心荷重運転を行う１〜ランスフアブレス等にお
いては、２種類の行程圧力線図を選択ずれは、両コネク
デインク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ずれは、噛
込み等による過負荷や空打等の異常を同時的に検出する
ことができる。

［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、油圧検出手段７、
実際荷重検出手段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１０．
２０　３０　４０５０および６０は、この実施例では監
視盤ｉ−００に組込まれている。なお、５５はバス、５
４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の回転角度ずなわぢス
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電方
式のアブソリュート検出器から形成されている。

油圧検出手段７は、スライド５のポイン１へ部３の一部
を形成する油圧室４に接続された圧力センサからなり、
変動する油圧すなわちプレス荷重を検出てきる。

実際荷重検出手段１０は、プレス機械に発生する発生圧
力ずなわぢ実際荷重を検出する手段でありす、油圧検出手段７で検出した油圧に基づいて検出する
構成とされ、特に、油圧室４には予め予備圧が加えられ
かつプレス運転態様によって設定変更される予備圧の特
殊性を考慮して、当該予備圧に適応さぜな実質的な実際
荷重を検出するように形成されている。

この実施例では、プレス全体の駆動制御装置をも兼用す
る監視盤１００の構成要素ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を
用いて実際荷重検出手段１０を形成している。

詳しくは、ＣＰ　ｔＪは油圧検出手段７より人力された
油圧からその最大値Ｗｍａｘ、、最小値Ｗｍ１ｎ、を求
めＲＡＭに記憶させる。そして、ＲＯＭに記憶させた下
記の演算式より、最小値Ｗｍ１ｎつまり予備圧を補正し
て、実際荷重を算出する。

この本実施例における演算式は、実際荷重を′ｒｆ、係
数をＫとしたときに、 ’Ｉ”ｆ＝Ｋ　（Ｗｍａｘ、　−Ｗｍｉ　ｎ、）であり
、この係数には、予め当該実機において測定して求めた
実荷重と予備圧との関係から算出し０たー・定値である。

また、実行程圧力記憶手段２０は、角度検出手段６で検
出した回転角度と実際荷重検出手段１０で検出した実際
荷重Ｔ　ｆ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、ＲＡＭから形成されている。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
れるか、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か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１行程圧力線図に対して高荷重側または／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
の線図を選択しな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１〜ルク能カ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か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較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、上記比較結果に基づき過負荷、金型の噛２込み、空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　６
０の駆動制御機能等をも有する。

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、電子音を発生ずることも
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。

オペレータが、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４０を操作して選択
する。その後プレス加工に入る６すると、時々刻々変化するクランク軸１の回転角度と油
圧が、インターフェース５４を介して角度検出手段６と
油圧検出手段７とから入力される。

すると、実際荷重検出手段１．０（ＣＰＵ）は、−ト記
演算式から実際荷重Ｔ　ｆを求める。引続き、実行程圧
力記憶手段２０たるＲＡＭは、Ｃ，ＰＵの袖３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ＣＰＵは、−Ｉ−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か線図記憶手段３０たるＲ
ＯＭに記憶されかつ線図選択手段４０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。これによりプレス機械を停止すればク
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
るために、ＲＯＭに記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４は、キーボードの幅設定キーを操作ｊ−５その設計的カ
ーブ■〔第３図（Ｂ）参照〕に対し、カーブ■あるいは
■を選択すれはよい。この実施例では、ＣＰ　Ｕ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。

また、異常検出１段５０なるＣＰＵは、角変設定キーの
指令により、第３図（Ｃ）に示す４口く、回転角度Ａ１
〜Ａ２の範囲について異常検出することもてきる。ずな
わち、線図選択手段４ｏでカーブ■と■を選択しておき
、かつ両力−ブ■、■間に実際荷重か生じない場合には
、空打ちとして警報等することができる。これにより、
過負荷のみならず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２−１．１−２で支持されたスライド５に偏心荷重を
加えてプレス加工するｌ〜シランフアブレス等において
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５（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かできる。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、この実施例によれは、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、選択されな行程圧力線図に対して実行程
圧力（線図）を比較して寮常検出する構成であるから、
従来の如く、個別的に限界荷重を設定するという煩しさ
かなく、スライド下死点上の全域に亘り連続的な的確監
視ができかつ妥当性ある異常検出を達成することかでき
る。しかも、実際荷重′Ｆｆは油圧室４の予備圧ごとに
自動補正されたものとして求めるから適応性と実用性か
高い。

また１行程圧力線図同志の比較から異常検出するので、
プレス加■−態様に変更かあっても、都度の設定、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６破損を未然防止する運用が可能となる。

また、２以上の行程圧力線図を用いて監視できるので、
セフティーザイド運転、生産性向トを目指す最大能力を
発揮させる運転、過負荷のみならず空打等の異常検出あ
るいは偏心荷重運転の１ヘランスフアプレス等について
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ずれは
、当該クラッチブレーキの能力等プレス機械の能力判断
をすることかできる。このことは、クラッチブレーキの
選択や池の高能力ブレス機械によって加工ずべきとの運
転指側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１１＝シ、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。

７一方、前記のように生産性同士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が破押してしま
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、実
際荷重検出手段１０の一部を第２図に示すハードロジッ
ク１０−１から構成とした場合である。

したかつて、角変検出ｆ段６、油性検出手段７、実行程
圧力記憶手段２０、線図記憶手段３０、線図選択手段４
０、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。

第２図において、荷重検出手段１０の一部を形成するハ
ードロジック１０−１は、増幅器１２、Ａ／Ｄ変換器１
３、ポ１〜カブラ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８２７とから構成されている。

実際荷重が変動することにより、油圧室４の内圧か変わ
ると、その圧力は油性検出手段７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（ＣＰ　
ｔＪ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、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（最小）検出器２４　（２７＞は、比較器２５　（２
８＞とラッチ回路２６　（２９）から形成されている。

そして、ＣＰＵはこのようにしてラッチされた最大荷重
値（Ｗｍａｘ、）と最小荷重値（Ｗｍｆｎ、）とを読出
して第１実施例の場合と同様に実際荷重Ｔ　ｆを演算す
るものと形成されている。

さらに、この実施例では、行程圧力線図が選択されると
、当該行程圧力線図の定格荷重のプラス９１０％を破断ＬトとしてＩ−Ｉ　ＯＬ　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。ＣＰ　ＬＪにより電磁弁
４−１をコンＩ・ロールして行なう。また、Ｉ（ＯＬＰ
庄設定により変化する油圧室４の予圧に対して、当該予
ＬＦに対するル縮率をＲ，ＯＭ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、低荷重時ても正確な荷重値か得られる。

したかって、角度検出手段６からクランク軸の回転角度
（行程）信すか介せられるごとに圧力値かラッチ回路１
４でラッチされる。この圧力値Ｂは、最大（ｉ小）値検
出回路２４　（２７）で、それぞれ直前にラッチされて
いた値Ａ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＜ｍ小値）がラッチされる。このラッチ
データからＣＰ　Ｕか実際荷重′【ｆを求める。

以下第１実施例の場合と同様に、異常検出手段５０とし
てのＣＰ　Ｕ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０図と比較ｉ〜て異常検出を行なう。

しかして、この第２実施例によれば、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かで
きる。さらに、実際荷重検出手段１０は、スライド５の
ポイン１〜部３を形成する油圧室４の室内圧を検出する
ものでありかつ最大荷重と最小荷重とは瞬時的にラッチ
され、実際荷重をＣＰＵで１００μｓｅｃ以Ｆ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
レス機械運用上の機械的条件の変化に拘わらず正確な実
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］以上の説明から明らかの通り、本発明は油圧室の予備圧
を補止して実際荷重を求めかつ実行程圧力を線図記憶手
段に記憶させかつ線図選択１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較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′！Ｉ４造・
能力、金型の構造・１強度あるいは予備圧設定変更等を含む加工態様に即応し
た正確で迅速な荷重監視かでき、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ができ
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実施例の荷重検出手段の一部を形成するハードロ
ジックの構成図、第３図は使用態様を説明するための図
て（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なぜて用いる場合
、（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偏心荷重の異常検出をする
場合を示す。第４図は偏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・・・クランク軸、５・・・スライド、２６・・・角度検出手段、７・・・圧力検出手段、１０・・・ＣＰ　Ｕから形成した実際荷重検出手段、２
０・・・ＲＡ　Ｍ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手段、５０・・・ＣＰＵか
ら形成した異常検出手段、６０・・・告知手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クランク軸の回転角度を検出する角度検出手段と
、スライドの油圧室内圧力を検出する油圧検出手段と、この油圧検出手段で検出された油圧の最大値と最小値と
に基づいてプレス加工時の実際荷重値を検出する実際荷
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。