JPH07155860A - パンチプレスの動作制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械ヘッドの規格に係わらず、より高速にか
つ正確なパンチ動作制御を行うことのできるようにす
る。 【構成】 数値制御装置（ＣＮＣ）のプレス動作指令手
段１は、機械ヘッド１０側にプレス動作指令を出力す
る。機械ヘッド１０のプレス動作機構部２は、プレス動
作指令を受け取ると同時にプレス動作を開始し、プレス
工具１１によってテーブル１３上のワーク１２を加工す
る。下死点検出手段３は、プレス工具１１が下死点に位
置したときに下死点検出信号を出力する。終了時点演算
手段４は、下死点検出信号を受け取ると、プレス動作の
開始から工具が下死点に位置するまでの時間に基づいて
プレス動作の終了時点を予測演算する。そして、次ブロ
ック実行開始手段５は、プレス動作のプログラムの次ブ
ロックの実行に移るために必要とする実行切替え時間分
だけ終了時点よりも早いタイミングで次ブロックの実行
のための処理を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパンチプレスのプレス動
作を制御するパンチプレスの動作制御方式に関し、特に
数値制御装置によるパンチプレスの動作制御方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パンチプレスは、ワークの一部を所望の
形に打ち抜くための工作機械である。このパンチプレス
は、ヒッタと呼ばれるパンチング用の工具のパンチ動作
のタイミングを数値制御装置により制御している。

【０００３】このパンチプレスの制御を行う数値制御装
置側では、一つのパンチ動作の終了を確認してから次の
パンチ動作を指令するまで、内部的なタイミング処理な
どのため、各数値制御装置に応じた実行切替え時間を必
要とする。この時間は、十数ｍｓ程度であるが、膨大な
数のパンチ動作を行う機械では、最終的な処理数にかな
りの差が生じてしまう。

【０００４】そこで、従来は、機械ヘッド側のパンチ動
作の終了点よりも実行切替え時間分だけ手前の時点から
次のブロックの動作処理を開始するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年は様々な
タイプの機械ヘッドが製品化されており、パンチ動作開
始から終了までの周期が機械毎に異なるようになってき
ている。このため、従来のように固定されたタイミング
による処理では、正確なパンチ動作制御ができないとい
う問題点があった。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、機械ヘッドの規格に係わらず、より高速にか
つ正確なパンチ動作制御を行うことのできるパンチプレ
スの動作制御方式を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、パンチプレスのプレス動作を数値制御装
置によって制御するパンチプレスの動作制御方式におい
て、機械ヘッド側に前記プレス動作指令を出力するプレ
ス動作指令手段と、前記機械ヘッドに設けられ、前記プ
レス動作指令を受け取ると同時に前記プレス動作を開始
するプレス動作機構部と、前記機械ヘッドに設けられ、
前記プレス動作機構部のプレス動作を監視し、プレス工
具が下死点に位置したときに下死点検出信号を出力する
下死点検出手段と、前記下死点検出信号を受け取ると、
前記プレス動作の開始から前記工具が下死点に位置する
までの時間に基づいて前記プレス動作の終了時点を予測
演算する終了時点演算手段と、前記プレス動作のプログ
ラムの次ブロックの実行に移るために必要とする実行切
替え時間分だけ前記終了時点よりも早いタイミングで前
記次ブロックの実行のための処理を開始する次ブロック
処理開始手段と、を有することを特徴とするパンチプレ
スの動作制御方式が提供される。

【０００８】

【作用】プレス動作指令手段は、機械ヘッド側にプレス
動作指令を出力し、機械ヘッドに設けられたプレス動作
機構部が、このプレス動作指令を受け取ると同時にプレ
ス動作を開始する。機械ヘッドに設けられた下死点検出
手段は、プレス動作機構部のプレス動作を監視し、プレ
ス工具が下死点に位置したときに下死点検出信号を出力
する。終了時点演算手段は、下死点検出信号を受け取る
と、プレス動作の開始から工具が下死点に位置するまで
の時間に基づいてプレス動作の終了時点を予測演算す
る。そして、次ブロック処理開始手段は、プレス動作の
プログラムの次ブロックの実行に移るために必要とする
実行切替え時間分だけ終了時点よりも早いタイミングで
次ブロックの実行のための処理を開始する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本実施例の機能の構成を示すブロック図
である。数値制御装置（ＣＮＣ）のプレス動作指令手段
１は、機械ヘッド１０側にプレス動作指令を出力する。
機械ヘッド１０のプレス動作機構部２は、プレス動作指
令を受け取ると同時にプレス動作を開始し、プレス工具
１１によってテーブル１３上のワーク１２を加工する。
下死点検出手段３は、プレス動作機構部２のプレス動作
を監視し、プレス工具１１が下死点に位置したときに下
死点検出信号を出力する。終了時点演算手段４は、下死
点検出信号を受け取ると、プレス動作の開始から工具が
下死点に位置するまでの時間に基づいてプレス動作の終
了時点を予測演算する。そして、次ブロック実行処理手
段５は、プレス動作のプログラムの次ブロックの実行に
移るために必要とする実行切替え時間分だけ終了時点よ
りも早いタイミングで次ブロックの実行のための処理を
開始する。

【００１０】図２は本発明を実施する数値制御装置（Ｃ
ＮＣ）のハードウェアのブロック図である。プロセッサ
２１は、数値制御装置（ＣＮＣ）２０全体の制御の中心
となる。このプロセッサ２１は、バス３４を介してＲＯ
Ｍ２２に格納されたシステムプログラムを読み出し、こ
のシステムプログラムに従って、数値制御装置２０全体
の制御を実行する。ＲＡＭ２３には一時的な計算デー
タ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ２３にはＳＲＡ
Ｍが使用される。

【００１１】ＣＭＯＳ２４には、パンチプレス用の指令
プログラム、各種パラメータ、および工具補正量などが
格納されている。ＣＭＯＳ２４は、図示されていないバ
ッテリでバックアップされ、数値制御装置２０の電源が
オフされても不揮発性メモリとなっているので、それら
のデータはそのまま保持される。

【００１２】インタフェース２５は、外部機器用のイン
タフェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３３が接
続される。紙テープリーダからは加工プログラムが読み
込まれ、また、数値制御装置２０内で編集された加工プ
ログラムを紙テープパンチャーに出力することができ
る。

【００１３】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）２６は、数値制御装置２０に内蔵され、ラダー
形式で作成されたシーケンスプログラムで機械を制御す
る。すなわち、加工プログラムのＭ機能、Ｓ機能及びＴ
機能の指令に従って、これらの指令をシーケンスプログ
ラムで機械側に必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット２
７から機械ヘッド１０および他の機械に出力する。この
出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油圧バル
ブ、空圧バルブ、電気アクチュエイタ及びパンチヘッド
等を作動させる。また、機械側のリミットスイッチ及び
機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処理を
して、プロセッサ２１に渡す。

【００１４】グラフィック制御回路２８は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータその他、各種のディジタルデ
ータを画像信号に変換して出力する。この画像信号はＣ
ＲＴ／ＭＤＩユニット３１の表示装置３１ａに送られ、
表示装置３１ａに表示される。インタフェース２９はＣ
ＲＴ／ＭＤＩユニット３１内のキーボード３１ｂから製
品番号等の入力データを受けて、プロセッサ２１に渡
す。

【００１５】インタフェース３０は手動パルス発生器３
２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルスを受
ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装され、
手動で機械可動部を精密に位置決めするのに使用され
る。

【００１６】軸制御回路４１，４２は，プロセッサ２１
からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボア
ンプ５１，５２に出力する。サーボアンプ５１，５２
は、それぞれテーブル１３を制御するＸ軸、Ｙ軸のサー
ボモータを駆動する。テーブル１３にはワーク（素材
板）１２が固定されている。

【００１７】機械ヘッド１０は、Ｉ／Ｏユニット２７を
介してＰＭＣ２６およびバス３４に接続されている。Ｐ
ＭＣ２６は、プロセッサ２１からの指令を受けて、プレ
ス動作指令ＰＦをＩ／Ｏユニット２７を介して機械ヘッ
ド１０に送る。一方、機械ヘッド１０内には、図示され
ていないリミットスイッチ等の位置センサが設けられて
おり、プレス工具１１が下死点に達したときにＩ／Ｏユ
ニット２７側に下死点検出信号ＰＦｉＮを出力する。こ
の下死点検出信号ＰＦｉＮは、Ｉ／Ｏユニット２７から
バス３４を介してプロセッサ２１に読み込まれる。

【００１８】図３は機械ヘッド１０内部の構成の原理を
示す図である。機械ヘッド１０内には、中心点Ｏを軸に
して回転するほぼ円形のフライホイール１０ａが設けら
れている。このフライホイール１０ａの円周の一部に
は、連結部材１０ｂの一端部が連結されている。この連
結部材１０ｂの他端部には、プレス工具１１が連結され
ている。フライホイール１０ａは、プレス動作指令ＰＦ
を受け取ると、例えば図中右方向に回転し、これによ
り、プレス工具１１が上下動する。

【００１９】機械ヘッド１０によるプレス動作は、フラ
イホイール１０ａの１回転の間に１工程実行される。プ
レス動作の開始時のプレス工具１１は上死点にあり、フ
ライホイール１０ａが丁度半回転したときに、プレス工
具１１は下死点を通過する。そして、フライホイール１
０ａが１回転したときには、プレス工具１１は再び上死
点にくる。機械ヘッド１０内には、位置センサ１０ｃが
設けられており、プレス工具１１が下死点に達したとき
にＩ／Ｏユニット２７側に下死点検出信号ＰＦｉＮを出
力する。なお、フライホイール１０ａの動力機構の構成
については、一般に使用されているものであり、ここで
は説明を省略する。

【００２０】次に、このような構成を有する本実施例の
数値制御装置２０および機械ヘッド１０の具体的な動作
について説明する。まず、動作開始時には、プロセッサ
２１は、プログラムの最初のブロックを読み込み、その
ブロックで指定されているプレス位置にプレス工具１１
が来るように、テーブル１３を移動させる。この位置決
めが完了したら、プロセッサ２１は、プレス動作指令Ｐ
Ｆを出力する。このプレス動作指令ＰＦを受けた機械ヘ
ッド１０は、直ちにフライホイール１０ａを回転させ、
プレス動作を開始する。プレス工具１１は、フライホイ
ール１０ａの回転に応じて下降し、下死点にきたときに
ワーク１２を完全に打ち抜く。

【００２１】このとき、位置センサ１０ｃは、プレス工
具１１が下死点にきたことを検知し、下死点検出信号Ｐ
ＦｉＮを出力する。この下死点検出信号ＰＦｉＮを受け
取ったプロセッサ２１は、プレス動作指令ＰＦの出力時
から下死点検出信号ＰＦｉＮの出力までの時間を演算す
る。この時間の演算は、内蔵のクロック等を使用する。
下死点までの時間が演算できると、プロセッサ２１は、
この値を２倍することによりプレス動作の終了時点を予
測する。そして、この終了時点よりも、予めパラメータ
設定された実行切替え時間だけ手前の時点にきたら、次
のブロックの実行の処理を開始する。

【００２２】図４はプレス動作の終了時間の演算の概念
を示す図である。ここで、横軸は時間であり、縦軸は上
死点を基準にしたプレス工具１１のＺ軸方向の移動量で
ある。また、曲線Ｌはプレス工具１１の動作曲線であ
る。プレス工具１１は、開始点Ｐｓにおいては、上死点
にあり、プレス動作の開始とともに下降し、時刻ｔｍに
おいて下死点Ｐｍに到達する。この下死点Ｐｍまでの経
過時間をＴａとすると、その終了点Ｐｅの時刻は、２×
Ｔａとなることが容易に分かる。

【００２３】プロセッサ２１がプログラムを読み込んで
から実際に次ブロックの動作が開始するまでには、その
装置特有の処理時間（十数ｍｓ）を必要とする。ここで
は、この処理時間を実行切替え時間δと呼ぶ。この実行
切替え時間δを必要とするため、時刻ｔｅになってから
次ブロックの処理を開始したのでは、実行切替え時間δ
だけプレス動作の開始が遅れることになる。このため、
本実施例では、終了点Ｐｅの時刻ｔｅよりもδだけ手前
の時刻ｔｓを演算し、この時刻ｔｓになったときに次ブ
ロックの処理を開始する。こうすることにより、前のブ
ロックの動作の終了とともにすぐに次ブロックの動作を
開始することができる。

【００２４】図５はこのような処理を行うためのプロセ
ッサ２１側の処理手順を示すフローチャートである。 〔Ｓ１〕プレス動作指令ＰＦの出力を行う。 〔Ｓ２〕下死点検出信号ＰＦｉＮの入力があったか否か
を判断し、あればステップＳ３に進み、なければステッ
プＳ２を繰り返す。 〔Ｓ３〕プレス動作の終了点Ｐｅの時刻ｔｅを演算す
る。 〔Ｓ４〕次ブロックの開始時点ｔｅ−δを演算する。 〔Ｓ５〕時刻が次ブロックの開始時点ｔｅ−δになった
か否かを判断し、なればステップＳ６に進み、なってい
なければステップＳ５を繰り返す。 〔Ｓ６〕次ブロックの処理を開始する。

【００２５】このように、本実施例では、プレス動作の
終了時点ｔｅよりも実行切替え時間δだけ早いタイミン
グで次ブロックの処理を開始するようにしたので、プレ
ス動作の終了と同時に次のブロックのプレス動作の実行
に移ることができる。したがって、機械ヘッドの規格に
係わらず、より高速にかつ正確なパンチ動作制御を行う
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、実行切
替え時間分だけプレス動作の終了時点よりも早いタイミ
ングで次ブロックの実行のための処理を開始するように
したので、プレス動作の終了と同時に次のブロックのプ
レス動作の実行に移ることができる。したがって、機械
ヘッドの規格に係わらず、より高速にかつ正確なパンチ
動作制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の機能の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明を実施するＮＣ装置（ＣＮＣ）のハード
ウェアのブロック図である。

【図３】機械ヘッド内部の構成の原理を示す図である。

【図４】プレス動作の終了時間の演算の概念を示す図で
ある。

【図５】プロセッサ側の処理手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ プレス動作指令手段 ２ プレス動作機構部 ３ 下死点検出手段 ４ 終了時点演算手段 ５ 次ブロック実行処理手段 １０ 機械ヘッド １０ａ フライホイール １０ｃ 位置センサ １１ プレス工具 １２ ワーク １３ テーブル ２０ 数値制御装置（ＣＮＣ） ２１ プロセッサ（ＣＰＵ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチプレスのプレス動作を数値制御装
   置によって制御するパンチプレスの動作制御方式におい
   て、 機械ヘッド側に前記プレス動作指令を出力するプレス動
   作指令手段と、 前記機械ヘッドに設けられ、前記プレス動作指令を受け
   取ると同時に前記プレス動作を開始するプレス動作機構
   部と、 前記機械ヘッドに設けられ、前記プレス動作機構部のプ
   レス動作を監視し、プレス工具が下死点に位置したとき
   に下死点検出信号を出力する最下点検出手段と、 前記下死点検出信号を受け取ると、前記プレス動作の開
   始から前記工具が下死点に位置するまでの時間に基づい
   て前記プレス動作の終了時点を予測演算する終了時点演
   算手段と、 前記プレス動作のプログラムの次ブロックの実行に移る
   ために必要とする実行切替え時間分だけ前記終了時点よ
   りも早いタイミングで前記次ブロックの実行のための処
   理を開始する次ブロック処理開始手段と、 を有することを特徴とするパンチプレスの動作制御方
   式。
2. 【請求項２】 前記実行切替え時間は、パラメータ設定
   されていることを特徴とする請求項１記載のパンチプレ
   スの動作制御方式。
3. 【請求項３】 前記終了時点演算手段は、前記プレス動
   作の開始から前記工具が下死点に位置するまでの時間の
   ２倍の時間の経過時点を前記終了時点と決定するように
   構成されていることを特徴とする請求項１記載のパンチ
   プレスの動作制御方式。