JPH0729233B2 - プレス機械の荷重監視装置 - Google Patents

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する。詳しく
は、１つのトータル荷重検出手段を用いて各プレス成形
パターンごとの荷重監視を行なう装置に関する。

［従来の技術］ 複数のプレス成形ステージを有するプレス機械では、第
３図に示す如く、各ステージSTGに金型1a,1b,…1nを配
設しX1方向から素材乃至ブランクを供給して順次成形し
製品としている。

ここに、プレス機械のオーバーロードや金型の破損等を
回避するために、許容最大プレス荷重を設定しておき、
実際のプレス成形時におけるプレス荷重を例えばコラム
やコンロッド等に貼設したストレンゲージ等の荷重検出
器で検出し、両者を比較して検出プレス荷重が設定プレ
ス荷重よりも大きくなった場合に、警報やプレス停止を
行なうものとしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この監視方法では、同一スライドストロークに
おいてフルステージでプレス成形した場合における最大
荷重や最小荷重を監視することはできるが、いわゆる歯
抜け運転時，成形開始工程進行時あるいは成形終了工程
進行時には成形ステージが増減変動するので役に立たな
い。

そこで、これら場合にも監視可能とするために各ステー
ジつまり各ステージに配設された金型ごとにストレンゲ
ージ等の荷重検出計を取付け各ステージごとの荷重監視
をすることが考えられる。また、試用されつつある。

しかし、この個別的監視方法によると、トランスファ機
構等が可動する挟小スペース内に多数の荷重検出計の配
線を施す必要があるのみならず、金型交換のたびに配線
の分離・結合作業を伴うので取扱が甚だ煩雑となる。ム
ービボルスタを採用する場合には一層複雑となる。

しかも、交換分も含めた全金型に荷重検出計を取付けな
けれらばならないからコスト高となる。

さらに、従来監視方法では金型ピン折れ等は、荷重増大
として現われないので監視不能である。また、機器破損
防止的機能のみで製品精度の劣悪化等を監視することは
到底不可能である。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は
トータル荷重さえ検出すれば各成形ステージパターンに
おける許容され得るプレス荷重の最大と最小とを自動監
視できる取扱容易で適用性が広いプレス機械の荷重監視
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、各ステージにおけるプレス荷重には差異があ
ること、全ステージが同時に成形工程に突入するとは限
らないことおよび各ステージごとに荷重検出計を設ける
ことは取扱上、スペースファクター上、コスト上実用的
でないとの試用研究に基づき案出したもので、同一スラ
イドストローク内においてプレス成形されるステージパ
ターンごとの許容プレス荷重の上限値と下限値を設定
し、１つのトータル荷重検出手段で検出した実際荷重値
とそれら設定荷重値とを比較することによって、各成形
パターンごとにオーバーロードやピン折れ等の異常や製
品の品質を監視できるように構成し、前記目的を達成す
るものである。

すなわち、本発明は、複数成形ステージを持つプレス機
械の荷重監視装置であって、 同一スライドストローク内において成形される各ステー
ジの組合せによって定まる成形パターンを自動検出する
パターン検出手段と、トータル荷重を検出する荷重検出
手段と、全ての成形パターンについて各成形パターンご
との上限荷重を設定する上限荷重設定手段と、全ての成
形パターンについて各成形パターンごとの下限荷重を設
定する下限荷重設定手段と、パターン検出手段で自動検
出された成形パターンについての上限荷重設定手段で設
定した上限荷重値と荷重検出手段で検出した当該トータ
ル荷重値とを比較して検出トータル荷重値が設定上限荷
重値以上となったときにオーバーロード信号を出力する
オーバーロード信号発生手段と、パターン検出手段で自
動検出された成形パターンについての下限荷重設定手段
で設定した下限荷重値と荷重検出手段で検出した当該ト
ータル荷重値とを比較して検出トータル荷重値が設定下
限荷重値以下となったときに異常信号を出力する異常信
号発生手段と、オーバーロード信号および異常信号の少
なくともいずれか一方が出力されたことを警報等する告
知手段とを備えてなるプレス機械の荷重監視装置であ
る。

［作用］ 本発明によれば、上限荷重設定手段と下限荷重設定手段
とに各成形パターンごとに許容されるプレス荷重の上限
荷重値と下限荷重値とを設定しておく。

ここで、プレス機械を起動させると、パターン検出手段
はスライドストロークごとの当該成形パターンを自動検
出する。一方、荷重検出手段は当該スライドストローク
内のトータルプレス荷重の例えばピーク値を検出する。

すると、オーバーロード信号発生手段は、検出されさ成
形パターンに当該する設定上限荷重値と検出荷重値とを
比較して検出荷重値が設定上限荷重値以上となった場合
にオーバーロード信号を出力する。一方、異常信号発生
手段は、検出された成形パターンに該当する設定下限荷
重値と検出荷重値とを比較して検出荷重値が設定下限荷
重値以下である場合に異常信号を出力する。これら各信
号が発せられた場合には、例えばブザー等の、告知手段
がその旨を作業者に知らせる。

したがって、上限荷重値を適宜な値にセットしておけ
ば、いわゆる噛込現象やオーバーロードによるプレス機
械の破損，金型破損等を未然防止できる。また、下限荷
重値を適宜な値にセットしておけばピン折れや成形不完
全等を自動監視できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

（第１実施例） 第１実施例は、第１図に示される如く、パターン検出手
段10,荷重検出手段20,上・下限荷重設定手段30・40,オ
ーバーロード信号発生手段50,異常信号発生手段60,告知
手段70（71,75）とから構成され、また、非常停止信号
発生手段80と上死点停止信号発生手段90とを設け、監視
結果をプレス制御盤100を介してプレス機械にフィード
バックするように形成されている。

まず、パターン検出手段10は、スライドの同一ストロー
ク内においてプレス成形される各ステージの組合せによ
って定まる成形パターンを自動検出する手段である。成
形パターンの数は、ステージ数をｎとした場合、2nとな
る。この実施例では、ステージ数がｎ＝４の場合である
から、成形パターンは16通りである。このパターン検出
手段10は、この実施例の場合、成形ステージ検出部11と
パターン検出部15とから形成されている。

成形ステージ部11は、各ステージに配設された金型へブ
ランクを供給するトランスファ機構のグリップジョーの
動作をリミットスイッチ12A〜12Dで検出し、対応リレー
13A〜13DをONさせるものとされている。つまり、リレー
13がONされた当該ステージを成形ステージと判断するの
である。

また、パターン検出部15は、各リレー13の補助接点G1〜
G4のａ接点とｂ接点が16通りの組合せとなるように直列
接続され、各組合せごとに対応するリレー16A〜16PをON
させる構成とされている。したがって、プレス成形開始
時における成形ステージが１つで、リミットスイッチ12
AがONする場合にはリレーP1がONされる。これを第１パ
ターンと定義すれば、いずれの組合せにおいても第１〜
第16パターンのいずれであるか自動検出できる。

次に、荷重検出手段20は、プレス機械（スライド）の１
ストロークにおけるトータル荷重を検出する手段であっ
て、この実施例ではいわゆるHOLP（油圧）を利用してプ
レス荷重を検出する、とともに１ストローク内のピーク
値をホールドするものと形成されている。なお、この荷
重検出手段20の形式は限定されず、例えば歪みゲージを
荷重検出部としても実施できる。また、ロータリーカム
スイッチ等を利用して単数あるいは複数の所定クランク
角度範囲内でのプレス荷重を検出するようにしてもよ
い。

また、上（下）限荷重設定手段30（40）は、全ての成形
パターンについて各成形パターンごとの上（下）限荷重
を設定する手段で、この実施例では、16ケのデジタルス
イッチSU1〜SU16（SL1〜SL16）から形成されている。例
えば、No.2成形パターンにおける第１ステージの設計荷
重が50TONで第２ステージの設計荷重が80TONの場合には
No.2成形パターンのトータル設計荷重は130TONであるか
ら、上（下）限荷重値としては例えば135（110）TONに
設定する。

オーバーロード信号発生手段50は、パターン検出手段10
で自動検出された成形パターンについての、上限荷重設
定手段30で設定した上限荷重値と荷重検出手段20で検出
した当該トータル荷重（ピーク）値とを比較して、検出
トータル荷重値が設定上限荷重値以上となったときにオ
ーバーロード信号を出力する手段で、当該成形パターン
を特定するためのリレー16A〜16Pの補助接点（ａ接点）
P1〜P16からなる切替回路51と16ケのコンパレータC1〜C
16と各コンパレータC1〜C16に接続されたリレー52A〜52
Pとから形成されている。

ここに、各コンパレータCnは設定上限荷重値と検出荷重
値とを比較し、検出荷重値が設定上限荷重値以上となっ
たときにリレー52nをONする。このリレー52nがONされた
ことをもってオーバーロード信号が出力されたと定義す
る。

なお、異常信号発生手段60の構成（61,C1〜C16,62A〜62
P）は、上記と同様につき説明を割愛するが、この場合
にもリレー62nがONされたことをもって異常信号が出力
されたと定義する。

続いて、告知手段70は、オーバーロード信号および異常
信号の少なくともいずれか一方が出力されたことを警報
等する手段であり、この実施例ではオーバーロード用警
報手段71と異常用警報手段75との双方を設けた構成とし
ている。各手段71（75）は並列接続されたリレー52A〜5
2P（62A〜62P）の補助接点（ａ接点）U1〜U16（L1〜L1
6）で駆動されるブザー72（76）からなる。

また、非常停止信号発生手段80は、補助接点（ｂ接点）
U1〜U16を直列接続して駆動するリレー80からなる。し
たがって、いずれかのリレー52A〜52PがONとなると、リ
レー81がOFF（非常停止信号が発生）となり、プレス制
御盤100のプレス非常停止回路を働かす。

一方、上死点停止信号発生手段90は補助接点（ｂ接点）
L1〜L16を直列接続して駆動するリレー91からなる。し
たがって、いずれかのリレー62A〜62PがONとなると、リ
レー91がOFF（上死点停止信号が発生）となり、プレス
制御盤100の上死点停止回路を働かす。なお、この上死
点停止信号は例えばピン折れ等が生じた場合にはプレス
連続成形することなくスライドを上死点に止めようとす
るものであるから、ピン折れ等があるか否かはスライド
が下死点を通過した後でなければ判定できない。そこ
で、例えば、クランク角度251〜０〜199度でONし、200
〜250でOFFするロータリーカムスイッチ95を補助接点
（ｂ接点）L1〜L16と並列接続させているのである。

次に、作用を説明する。

上限荷重設定手段30と下限荷重設定手段40とに各成形パ
ターンごとの上限荷重値と下限荷重値とを設定する。

上限荷重値は、噛込み検出，クラッチ，ブレーキ保護・
金型保護等の目的によって適値を選定する。また、下限
荷重値はピン折れ検出や適正成形が行われているか等々
の点から適値を選定する。

なお、一層シビアに荷重監視する場合には、一度試用し
た結果に基づき各設定荷重値を決定することが望まし
い。

ここで、プレス機械を起動すると、トランスファ機構が
ブランクをプレス各ステージに所定の手順で供給する。

ここにおいて、成形ステージ検出部11は、リミットスイ
ッチ12A〜12DのON-OFFの組合せから、どれとどれのステ
ージが成形ステージであるのかを検出する。と同時に、
パターン検出部15はリミットスイッチの組合せから成形
パターンを自動検出する。

一方、荷重検出手段20は、スライドが上死点から下死点
を通過する間に生じたプレス荷重を検出するとともにそ
のピーク値をホールドする。なお、ホールドは例えばク
ランク角度が０（零）度でクリアされる。

したがって、オーバーロード信号発生手段50は、パター
ン検出手段10で自動検出した成形パターンに対応する設
定上限荷重値と当該ストローク中に検出した検出荷重値
とを比較し、検出荷重値が設定上限荷重値以上となると
当該リレー52nをONさせる。すなわち、オーバーロード
信号を出力する。

すると、オーバーロード用警報手段71が作動されこれを
作業者に告知する。また、この実施例では非常停止信号
発生手段80を介しプレス機械が非常停止される。よっ
て、金型破損等は未然防止され、かつ作業者は迅速に具
体的対策を講じることができる。

また、異常信号発生手段60は、上記場合と同様に、検出
荷重値と設定荷重値とを比較し、検出荷重値が設定荷重
値以下である場合には、当該リレー62nをONさせる。す
なわち、異常信号を出力する。すると、異常用警報手段
75が作動し、これを作業者に告知する。また、この実施
例では上死点停止信号発生手段90を介し、スライドを上
死点に強制停止される。この強制停止は、ロータリーカ
ムスイッチ95で規制される例えばクランク角度200〜250
度となったときに判断される。

なお、これと関連し、上記異常用警報手段75もクランク
角度200〜250度となったときに実行させてもよく、その
場合には、第１図の手段75内に２点鎖線で示す如く、ロ
ータリーカムスイッチ95を各補助接点L1〜L16と直列接
続しておけばよい。

しかして、この実施例によれば、パターン検出手段10と
荷重検出手段20と上・下限荷重設定手段30,40とオーバ
ーロード信号発生手段50と異常信号発生手段60と告知手
段70とを設け、各成形パターンごとに設定した上・下限
荷重値と検出荷重値とを比較してオーバーロード信号，
異常信号を出力する、とともにこれを告知する構成とさ
れているので、各成形パターンごとの成形工程中の許容
最大・最小荷重を自動監視でき、金型破損等の未然防止
やピン折れ等を早朝に検出することができる。

また、パターン検出手段10は、トランスファ機構のグリ
ップジョーの挟持動作をリミットスイッチ12A〜12Dで検
出して１ストローク内の成形ステージを特定する構成で
あるから、例えば光電検出装置等の格別装置を設けるこ
となく、成形パターンを確実に検出できる。

また、荷重検出手段20は、１つの荷重検出計でトータル
荷重を検出するものと形成されているので、各金型に歪
みゲージと配線を設ける等の煩雑さがなく、プレス機械
自体として備えられている荷重計を利用できるから低コ
ストで取扱も簡単である。

また、上・下限荷重設定手段30,40は、デジタルスイッ
チから形成されているので、取扱簡単で容易に設定値変
更できる。したがって、設定値を適宜とすることによ
り、噛込検出，クラッチ・ブレーキ保護，金型破損防止
等に照準を合せて監視でき、またピン折れや歯抜け運転
を自動監視できるのみならず成形荷重の監視の下に金型
位置調整等をすることによって製品精度を一段と向上で
きるプレス運転が可能となり、適用性が広い。

さらに、告知手段70はオーバーロード用警報手段71と異
常用警報手段75とが別個に設けているので、作業者のと
るべき的確な対処策を迅速，容易にとることができる。

さらにまた、非常停止信号発生手段80と上死点停止信号
発生手段90とを設け、プレス機械を上死点に強制停止さ
せあるいは緊急プレス停止できるので、上記金型破損等
を一層確実に防止でき、対処策を迅速かつ安全に行なえ
る。

（第２実施例） この第２実施例は、第２図に示される。

第１実施例では、各構成要素10,50,60,80,90等々をリレ
ー回路から構成していたのに対し、この第２実施例では
プレス制御盤100の一部を形成するCPU101,ROM102,RAM10
3等を兼用してソフトウエア的に具現化している。な
お、104〜106は入力ポート、107,108は出力ポートであ
る。

ここに、上記第１実施例の場合の成形ステージ検出部11
を形成するリミットスイッチ12A〜12DのON-OFFは、RAM1
03に記憶され、具体的パターン検出はROM102に格納され
たパターン判定プログラムに基づきCPU101で判断し、荷
重検出手段20からのピーク値はRAM103に記憶される。ま
た、上・下限荷重設定手段30,40で設定された各設定荷
重もRAM103に記憶される。

かくして、自動監視はCPU101の比較・判断等機能による
実行される。

なお、各設定手段30,40は、図示しないキーボードから
打込みRAM103に記憶させ、あるいはROM102に各設定値を
固定データとして記憶するように構成しても実施でき
る。

しかして、この第２実施例によれば、第１実施例の上記
作用効果と同様な作用効果を奏することができる他、さ
らに、プレス制御盤100のCPU101等を兼用する構成であ
るから、高速処理ができ信頼性も高まる、とともに装置
コストが低く経済的負担を軽減できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、パターン検出手段,1つの荷重検出手
段，上・下限荷重設定手段，オーバーロード信号発生手
段，異常信号発生手段，告知手段を設け、各成形パター
ンごとの上・下限荷重と設定荷重値とを比較してオーバ
ーロード信号，異常信号を自動検出・告知することので
きる構成であるから、取扱簡単で金型破損等の未然防止
はもとよりピン折れ，歯抜運転，成形荷重の過不足等を
監視でき具体的対策を迅速かつ的確に行なえ、もって、
安全運転の下にプレス生産性を大幅に向上できる適用性
の広い荷重監視装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す回路図、第２図は第
２実施例を示す回路図および第３図は複数成形ステージ
を有するプレス機械を説明するための図である。 1a,〜,1n……金型、10……パターン検出手段、11……成
形ステージ検出部、12……パターン検出部、12A〜12D…
…リミットスイッチ、20……荷重検出手段、30……上限
荷重設定手段、40……下限荷重設定手段、50……オーバ
ーロード信号発生手段、51,61……切替回路、60……異
常信号発生手段、70……告知手段、71……オーバーロー
ド用警報手段、75……異常用警報手段、80……非常停止
信号発生手段、90……上死点停止信号発生手段、95……
ロータリーカムスイッチ、100……プレス制御盤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数成形ステージを持つプレス機械の荷重
   監視装置であって、 同一スライドストローク内において成形される各ステー
   ジの組合せによって定まる成形パターンを自動検出する
   パターン検出手段と、 トータル荷重を検出する荷重検出手段と、 全ての成形パターンについて各成形パターンごとの上限
   荷重を設定する上限荷重設定手段と、 全ての成形パターンについて各成形パターンごとの下限
   荷重を設定する下限荷重設定手段と、 パターン検出手段で自動検出された成形パターンについ
   ての上限荷重設定手段で設定した上限荷重値と荷重検出
   手段で検出した当該トータル荷重値とを比較して検出ト
   ータル荷重値が設定上限荷重値以上となったときにオー
   バーロード信号を出力するオーバーロード信号発生手段
   と、 パターン検出手段で自動検出された成形パターンについ
   ての下限荷重設定手段で設定した下限荷重値と荷重検出
   手段で検出した当該トータル荷重値とを比較して検出ト
   ータル荷重値が設定下限荷重値以下となったときに異常
   信号を出力する異常信号発生手段と、 オーバーロード信号および異常信号の少なくともいずれ
   か一方が出力されたことを警報等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。