JPH10175138A

JPH10175138A - 材料送り装置の制御装置

Info

Publication number: JPH10175138A
Application number: JP8336971A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kawamura; 篤志河村; Yoshitaka Izawa; 義孝井澤
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: KR100323293B1; JP4140785B2; KR19980064229A

Abstract

(57)【要約】【課題】加工機の駆動速度に応じて材料送り装置の駆動
速度を自動的に設定する。【解決手段】材料送り装置２は電動サーボモータ３（モ
ータ３）により加工機１へ材料を間欠的に送る。材料送
り装置２の制御装置５は加工機１から起動信号を受け
る。起動信号は、加工機の運転サイクルにおける材料の
送りタイミングを示し、そのパルス幅は加工機の運転速
度に比例する。制御装置５は、起動信号のパルス幅を計
測する計測手段と、起動信号のパルス幅に応じたモータ
の回転速度を記憶した記憶手段と、制御手段を有する。
制御手段は、計測手段の計測結果に対応するモータの回
転速度を記憶手段から取り出し、この回転速度でモータ
を駆動する。加工機１側の加工速度に対して材料送り装
置２の駆動速度は合理的な値に設定され、送り速度は加
工速度に追従する。作業者の経験や勘にたよらずに高い
送り精度を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動サーボモータ
を用いて材料を加工機に間欠的に送る材料送り装置の制
御に係り、特に材料送り装置を加工機に同期して駆動さ
せる制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にプレス機等の加工機において、材
料を間欠的に供給し、又は加工された材料を間欠的に取
り出す手段として、電動サーボモータを動力源とするグ
リッパフィーダやロールフィーダ等の材料送り装置が用
いられている。

【０００３】一般に、材料送り装置で材料を間欠的に搬
送する場合、材料を搬送する行程では、材料を速度０か
ら一定の送り速度になるまで一定の加速度で加速し、次
に材料を一定の送り速度で必要な時間だけ送り、次に一
定の送り速度から速度０になるまで材料を一定の加速度
で減速する。これら三つの連続した各時間帯をそれぞれ
加速時間、定速時間、減速時間と呼ぶ。

【０００４】材料送り装置においては、前記送り速度の
最大値と、前記加速時間及び減速時間の最小値を決めれ
ば、一定時間内に送れる長さの最大値が決まる。ここ
で、一回の送り長さを決めれば、この材料送り装置が一
分間に何回間欠送りができるかを表すＳＰＭの最大値が
決定できる。加工精度の面からは、ＳＰＭは最大値より
も小さい値に設定するのが好ましい。そこで、加工機が
一分間に何回加工動作するかを表す加工機側のＳＰＭに
合わせて、材料送り装置のＳＰＭを最大値よりも小さい
適当な値に設定する。

【０００５】さらに、材料送り装置は、間欠的に作動す
る加工機に同期して作動させる必要がある。このため、
通常は加工機の駆動軸に連動して回転するカムで作動す
るリミットスイッチや、加工機の駆動軸に設けたロータ
リーエンコーダ等により、加工機に対して材料を送りだ
すタイミングを示すスタート信号を生成し、このスター
ト信号によって前記材料送り装置による送り動作の開始
タイミングを決めていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、加工機と材料送り装置は、前記スタート開始によっ
て始動の開始タイミングを合わせているだけであり、始
動後はそれぞれ別々に駆動されていた。このため、前述
した送り速度の設定と加減速時間の設定は微妙であり、
適切に設定しなければ例えば加工動作に対して送り動作
が必要以上に早く終了してしまう等、不都合が生じる。
そこで、従来は、材料送り装置における前述した送り速
度の設定と加減速時間の設定は人手にたよらざるを得
ず、ある程度の経験と勘が要求されるところとなってい
た。

【０００７】本発明は、電動サーボモータによる加工機
への間欠的な材料の送りを制御する材料送り装置の制御
装置において、加工機の駆動速度に応じて材料送り装置
の駆動速度を自動的に設定することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された材
料送り装置の制御装置は、電動サーボモータにより加工
機へ材料を間欠的に送る材料送り装置の送り速度を、間
欠的に作動する前記加工機の運転速度に合わせて制御す
る材料送り装置の制御装置において、前記加工機から前
記材料送り装置に出力される起動信号のパルス幅に応じ
て予め設定された回転速度により前記電動サーボモータ
を駆動することを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載された材料送り装置の制御
装置は、電動サーボモータにより加工機へ材料を間欠的
に送る材料送り装置の送り速度を、間欠的に作動する前
記加工機の運転速度に合わせて制御する材料送り装置の
制御装置において、前記加工機の運転サイクルにおける
材料の送りタイミングを示すとともに、パルス幅が前記
加工機の運転速度に比例する起動信号を出力する起動信
号出力手段と、前記起動信号出力手段が出力した起動信
号のパルス幅を計測する計測手段と、前記起動信号のパ
ルス幅に応じて予め設定された前記電動サーボモータの
回転速度を記憶する記憶手段と、前記計測手段の計測結
果に対応する前記電動サーボモータの回転速度を前記記
憶手段から取り出し、この回転速度で前記電動サーボモ
ータを駆動する制御手段とを有している。

【００１０】請求項３に記載された材料送り装置の制御
装置は、請求項２記載の材料送り装置の制御装置におい
て、前記材料送り装置が材料を送る時間が、材料を速度
０から一定の速度になるまで一定の加速度で加速しなが
ら送る加速時間と、材料を一定の速度で送る定速時間
と、材料を一定の速度から速度０になるまで一定の加速
度で減速しながら送る減速時間とによって構成されてお
り、前記制御手段は、前記定速時間における前記電動サ
ーボモータの回転速度を制御していることを特徴として
いる。

【００１１】請求項４に記載された材料送り装置の制御
装置は、請求項３記載の材料送り装置の制御装置におい
て、前記材料送り装置の一回の送り動作による送り長さ
と前記加速時間と前記減速時間が予め任意に設定される
ことを特徴としている。

【００１２】請求項５に記載された材料送り装置の制御
装置は、請求項４記載の材料送り装置の制御装置におい
て、前記材料送り装置が前記加工機に追従できない場合
には警報を出すよう構成されたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例を
図１〜図４を参照して説明する。図１において、加工機
１は例えばプレス機等を意味しており、例えば帯材等の
薄板状の材料を所定のサイクルで繰り返される間欠的な
動作で加工していく。加工機１に対する材料の搬送は材
料送り装置２が行う。材料送り装置２は、未加工の材料
を加工機１に間欠的に送り込むために使用する場合もあ
るし、加工機１で加工された材料を加工機１から間欠的
に送り出すために使用する場合もある。

【００１４】本例は、加工機１の駆動サイクルを検出す
る起動信号出力手段を有している。この起動信号出力手
段は、例えば加工機１の駆動軸乃至駆動軸に連動する回
転部分等に設けられたカムと、このカムによって作動す
るスイッチ等の信号出力手段からなる。加工機１がその
駆動サイクルに従って駆動されると、スイッチは駆動サ
イクル内の所定の範囲でパルス状の起動信号を出力す
る。例えば、加工機１がプレス機であるとすると、プレ
ス機のパンチは、駆動サイクル０°における上死点から
１８０°における下死点を通過し、再び駆動サイクル０
°に戻ってくる。起動信号出力手段としての前記カムと
前記スイッチは、その１サイクル内で送り動作の開始に
適した角度範囲において所定の起動信号を出力する。例
えば、プレス機の場合であれば、２７０°から９０°の
範囲で起動信号が出力されるように設定し、その起動信
号の立ち上がりで送り動作を開始することもできる。

【００１５】前記起動信号は、プレス機の１サイクル内
で出力される範囲が定められているので、プレス機が１
サイクルに要する時間が変わるとその長さが変わってく
る。例えば、起動信号の出力が角度範囲で２７０°から
９０°と決まっていたとしても、プレス機の速度が早く
なれば、１サイクルに要する時間も短くなり、従って起
動信号が出力されている時間も短くなる。即ち、加工速
度が早くなれば、これに比例して起動信号のパルス幅は
短くなる。加工速度が遅くなれば、これに比例して起動
信号のパルス幅は長くなる。

【００１６】なお、前記起動信号出力手段としてはカム
とスイッチに限らず、ロータリーエンコーダでもよい。
要するに加工機１の駆動サイクルを検出して起動信号を
出力し、かつその起動信号のパルス幅が加工機１の加工
速度に比例していればよい。

【００１７】図１に示す材料送り装置２はグリッパフィ
ーダである。グリッパフィーダは、送り装置本体と、該
送り装置本体に配設され、材料の把持と解除が可能なク
ランプ手段を備えた固定クランプ手段と、前記送り装置
本体に対して往復直線運動ができ、かつ材料の把持と解
除が可能なクランプ手段を備えた移動クランプ手段とを
有している。そして、固定クランプ手段が材料を解除し
ている時に、移動クランプ手段で材料を把持して移動さ
せれば材料は搬送される。また固定クランプ手段で材料
を把持している間に加工を行い、その間に移動クランプ
手段は材料の把持を解除した状態で元の位置に復帰させ
る。この動作を繰り返すことにより、材料を間欠的に前
記加工機１に供給したり、前記加工機１から間欠的に搬
出したりすることができる。

【００１８】図１において、３は材料送り装置２の動力
源としての電動サーボモータである。電動サーボモータ
３が駆動すれば、図示しない前述した移動クランプ手段
を、直線運動機構４によってストローク長だけ往復動さ
せることができる。

【００１９】材料送り装置２の送り速度は電動サーボモ
ータ３の回転速度で決まる。この電動サーボモータ３の
駆動は、材料送り装置２の制御装置５が行う。制御装置
５は、サーボアンプ６とコントローラ７を有する。コン
トローラ７はＣＰＵによって構成できる。コントローラ
７には、前記加工機１から前記起動信号が入力される。
コントローラ７は、前記起動信号出力手段が出力した起
動信号のパルス幅を計測する計測手段を有している。こ
の計測手段の計測結果によって加工機１の加工速度を判
断できる。即ち、前述したように、加工速度が早くなれ
ば、これに比例して起動信号のパルス幅は短くなり、加
工速度が遅くなれば、これに比例して起動信号のパルス
幅は長くなる。

【００２０】前記コントローラ７は、前記起動信号のパ
ルス幅に応じて予め設定された前記電動サーボモータ３
の回転速度を、記憶手段に記憶している。前記起動信号
のパルス幅（即ち加工機１の駆動速度）に応じ、前記電
動サーボモータ３の回転速度（即ち材料送り装置２の駆
動速度）を予め適当に定めて記憶手段に記憶しておく。
そして、前記計測手段によって読み取った起動信号のパ
ルス幅に応じ、記憶しておいた電動サーボモータ３の回
転速度を記憶手段から読みだす。この回転速度によって
前記電動サーボモータ３を駆動する。このようにすれ
ば、材料供給側と加工側が同期した適切な制御が行え
る。

【００２１】本例では、図２に示すように、起動信号の
パルス幅と電動サーボモータ３のモータ速度とを対応さ
せたデータを、記憶手段に記憶している。パルス幅０ｍ
ｓｅｃは、加工機１の加工速度が最大となっていること
を示しており、この時のモータ速度Ａを最大とする。こ
の時のパルス幅に対応するモータ速度Ａをパラメータ１
と呼ぶ。以後同様に、パルス幅５０、６０、７０、８
０、９０、１００ｍｓｅｃに対応してそれぞれ設定され
るモータ速度Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを、各々パラメー
タ２乃至７と呼ぶ。これらのパラメータ１〜７は必要に
応じてコントローラ７において任意の値に設定すること
ができる。本例では、各パラメータに合理的な値のモー
タ速度を設定することにより、パルス幅とモータ速度の
関係が図２に示すような近似曲線となるようにする。

【００２２】前記コントローラ７は制御手段を有してい
る。制御手段は、図１に示すように加工機１からの起動
信号に基づいて電動サーボモータ３の駆動開始を指示す
る駆動信号をサーボアンプ６に出力する。駆動信号を受
けたサーボアンプ６は電動サーボモータ３の駆動を開始
する。

【００２３】また制御手段は、加工機１から入力される
起動信号に対応して前記記憶手段から情報を読み出し、
図３に示すように電動サーボモータ３を制御する。まず
制御手段は、前記計測手段の計測結果が示す加工機１の
起動信号のパルス幅に対応し、記憶手段に格納されてい
る電動サーボモータ３の回転速度を読みだす。制御手段
は、読みだした回転速度の情報に基づいて制御信号を生
成し、図１に示すように該制御信号を前記サーボアンプ
６に出力する。制御信号を受けたサーボアンプ６は、起
動信号のパルス幅に応じて電動サーボモータ３のモータ
速度を所定の値に変更する等の制御を行う。

【００２４】また制御手段は、図３に示すように、起動
信号の立ち上がり・立ち下がりによって材料送り装置２
の位置決めが行われるようにサーボアンプ６を制御す
る。

【００２５】また制御手段には、前述した起動信号のパ
ルス幅に対応して設定するモータ速度以外にも、いくつ
かのパラメータを任意に設定することができる。図４に
示すように、材料送り装置２で材料を間欠的に搬送する
場合、材料を搬送する行程では、材料を速度０から一定
の送り速度になるまで一定の加速度で加速する加速時間
と、次に材料を一定の送り速度で必要な時間だけ送る定
速時間と、次に一定の送り速度から速度０になるまで材
料を一定の加速度で減速する減速時間がある。本例にお
いては、コントローラ７において加減速時間を設定する
ことができる。通常、モータ定格回転数までの加減速時
間を設定する。設定された値は、図１に示すように制御
信号としてサーボアンプ６に与えられる。

【００２６】図３に示すように、起動信号の立ち上がり
とサーボモータの駆動開始との間には遅れ時間がある。
この遅れ時間も前記コントローラ７においてパタメータ
として設定できる。設定された値は、図１に示すように
制御信号としてサーボアンプ６に与えられる。

【００２７】なお、一回の送り長さの設定は、グリッパ
フィーダの場合には機械の構造上、材料送り装置２の側
で設定され、制御装置５の側で制御する項目とはなって
いない。

【００２８】本例では加工機１側の運転速度を制御して
いないので、加工機１の運転速度が材料送り装置２の許
容速度を越えて設定されてしまう場合も考えられる。そ
こで、そのような場合に警報を出すとともに、加工機１
及び材料送り装置２の双方を停止させるような警報手段
乃至緊急停止手段を設ければ、不具合な加工作業を直ち
に停止して材料のむだや機械の損傷等の不都合を未然に
防ぐことができる。

【００２９】次に、以上の構成における作用を説明す
る。前述した各種パラメータは、作業を始める前に予め
コントローラ７において適切な値に設定しておく。また
作業に先立ち、材料送り装置２において適切な送り長さ
を設定する。そして加工機１で加工速度を設定し、加工
を開始する。制御装置５は、設定されたパラメータ等に
従い、加工機１側から入力された起動信号のパルス幅に
応じて電動サーボモータ３の速度を決定する。これによ
って材料送り装置２は、加工機１に同期して駆動され
る。即ち、加工機１側の加工速度に対して材料送り装置
２の駆動速度は合理的な値に設定され、これによって材
料送り装置２の駆動速度は加工機１の駆動速度の変動に
追従する。従って、作業者の経験や勘にたよらずに、材
料送り装置２の動作を加工機１の動作に自動的に同期さ
せて高い送り精度を実現できる。

【００３０】材料送り装置２の制御装置５は、設定され
た加減速時間・加工機１からの起動信号に対応して記憶
手段から読みだされるモータ回転数等のパラメータや、
さらに材料送り装置２の送り長さに応じ、材料送り装置
２としての最大送り能力（ＳＰＭ）を計算している。こ
の最大送り能力（ＳＰＭ）によって加工機１側の加工速
度に追従できない場合には、材料送り装置２は加工機１
に同期して材料を搬送することができなくなる。即ち、
加工機１の加工速度が、材料送り装置２の最大送り能力
を越えて設定された場合には、材料送り装置２は加工機
１に同期して材料を搬送することができない。本例で
は、そのような場合には警報手段が作動して付近の作業
員等に事態を報知し、同時に緊急停止手段が作動して加
工機１及び材料送り装置２の双方を停止させる。このた
め、不具合な加工作業を直ちに停止し、材料のむだや機
械の損傷等の不都合を未然に防ぐことができる。

【００３１】本例は、加工機の起動信号のパルス幅に基
づいて、グリッパフィーダの送り速度、即ち移動クラン
プ手段の往復運動の速度を制御するものである。本例に
おいては、起動信号のパルスの立ち上がりから立ち下が
りまでが起動信号のパルス幅であり、この間に移動クラ
ンプ手段は次のプレス作業に備えて移動するが、材料を
掴んではおらず、１回目のプレス作業が終了するまで材
料は供給されない。従って、本例のように送り装置がグ
リッパフィーダの場合には、１回目のプレス作業を行っ
ている間に加工機から出力される起動信号によって移動
クランプ部を移動させることができ、このため最初の起
動信号のパルス幅を測定すれば、その結果に基づいて送
り装置の送り速度を制御することができるので、最初の
送り動作から加工機の速度に合わせて送ることが可能で
ある。

【００３２】以上説明した一例では、材料送り装置２と
してグリッパフィーダを例にとって説明したが、電動サ
ーボモータで駆動される複数対のローラにより材料を挟
持して搬送するローラフィーダにも、本発明の制御装置
を適用することができる。また、加工機はプレス機に限
らない。

【００３３】なお、送り装置がロールフィーダの場合に
は、送りロールが回転している間が送り動作となり、グ
リッパフィーダと異なり戻りの動作はない。従って、起
動信号のパルス幅に基づいて行われる送り速度の制御
は、第２回目の送り動作から始められることとなる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。１．材料送り装置の運転状態を決める各種パラメータ、
例えば加工機の加工速度に対応する材料送り装置の電動
サーボモータの回転速度を許容範囲内で予め合理的に定
めることができる。このため、装置の運転において作業
者の勘や経験にたよる必要がなくなり、常に加工機と材
料送り装置の作動を同期させることができ、高い送り精
度を維持することができる。

【００３５】２．前記パラメータの設定や、加工機と材
料送り装置の接続を適正に行っていれば、作業者の勘や
経験にたよる必要がなくなることから、作業経験のない
者でも運転が可能になり、従って操作性が格段に向上す
る。

【００３６】３．材料送り装置の性能の許容範囲内では
確実に加工機の作動に追従する。警報手段が作動しない
範囲内で材料送り装置及び加工機の速度を任意に変える
ことができる。

【００３７】４．材料送り装置の速度設定を合理的に行
えるので、電動サーボモータを常に能力一杯の状態で運
転する必要がなく、必要十分な速度で運転できるので、
材料送り装置の寿命の向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の全体の構成を示す
図である。

【図２】本発明の実施の形態の一例における起動信号の
パルス幅とモータ回転速度の対応関係を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態の一例における起動信号と
サーボモータの駆動信号を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の一例において、材料送り
装置の一送り動作に対応する電動サーボモータの駆動状
態を示す図である。

【符号の説明】

１加工機２材料送り装置３電動サーボモータ５制御装置６サーボアンプ７コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動サーボモータにより加工機へ材料を
間欠的に送る材料送り装置の送り速度を、間欠的に作動
する前記加工機の運転速度に合わせて制御する材料送り
装置の制御装置において、前記加工機から前記材料送り装置に出力される起動信号
のパルス幅に応じて予め設定された回転速度により前記
電動サーボモータを駆動することを特徴とする材料送り
装置の制御装置。
【請求項２】電動サーボモータにより加工機へ材料を
間欠的に送る材料送り装置の送り速度を、間欠的に作動
する前記加工機の運転速度に合わせて制御する材料送り
装置の制御装置において、前記加工機の運転サイクルにおける材料の送りタイミン
グを示すとともに、パルス幅が前記加工機の運転速度に
比例する起動信号を出力する起動信号出力手段と、前記起動信号出力手段が出力した起動信号のパルス幅を
計測する計測手段と、前記起動信号のパルス幅に応じて予め設定された前記電
動サーボモータの回転速度を記憶する記憶手段と、前記計測手段の計測結果に対応する前記電動サーボモー
タの回転速度を前記記憶手段から取り出し、この回転速
度で前記電動サーボモータを駆動する制御手段と、を有する材料送り装置の制御装置。
【請求項３】前記材料送り装置が材料を送る時間が、
材料を速度０から一定の速度になるまで一定の加速度で
加速しながら送る加速時間と、材料を一定の速度で送る
定速時間と、材料を一定の速度から速度０になるまで一
定の加速度で減速しながら送る減速時間とによって構成
されており、前記制御手段は、前記定速時間における前
記電動サーボモータの回転速度を制御している請求項２
記載の材料送り装置の制御装置。
【請求項４】前記材料送り装置の一回の送り動作によ
る送り長さと前記加速時間と前記減速時間が予め任意に
設定される請求項３記載の材料送り装置の制御装置。
【請求項５】前記材料送り装置が前記加工機に追従で
きない場合には警報を出すよう構成された請求項４記載
の材料送り装置の制御装置。