JPH10263900A - パンチプレスの駆動モータのオーバヒート防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 パンチプレスにおいてラムのパンチ動作
の駆動源となるモータ、或は、ワーク移動機構の駆動モ
ータのオーバヒートを未然に防止し、加工途中での機械
停止を招来することのないように、前記モータの動作状
態を、パンチプレスにおける加工時のモータがオーバヒ
ートせずに消費できるエネルギに対応して制御すること
により、従来のモータオーバヒートに起因した機械停止
の問題点を解決すること。 【解決手段】 パンチプレスによるプレス加工に際し、
その加工に必要な圧力，ラム速度，ラムストローク位置
等により形成するラムの動作条件に応じて、ラムのパン
チ動作毎にディレイタイマを挿入できるようにしてお
き、前記ラムを駆動するためのモータが前記ラムの動作
条件を満足しかつそのモータの実効値内で作動するよう
に、前記ラムのパンチ動作時に前記ディレイタイマを挿
入すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータを駆動源と
する種々の型式のパンチプレスにおいて、例えば、油圧
式パンチプレスでは油圧ポンプを駆動するモータ、及
び、ワークを移動させるワーク移動機構の駆動モータの
オーバヒートを未然に防止して、そのプレス機の加工停
止を招来することのないオーバヒート防止方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば油圧式のターレットパンチプレス
では、油圧ポンプがその駆動モータにより駆動されて、
パンチ加工のためのラム運動を実現しているが、パンチ
加工時のラム運動によって消費されるエネルギは、前記
モータによって駆動される油圧ポンプの圧力と流量に依
存している。

【０００３】従って、上記油圧ポンプに、そのプレス機
によるプレス加工に必要な最大圧力，最大流量を実現で
きる定格出力の大きなモータを使用すれば、そのパンチ
プレス機の最大能力のプレス加工を連続しても、モータ
のオーバヒートは生じない。しかし、通常、パンチプレ
スの油圧ポンプに連続的に最大の圧力，流量を必要とす
るプレス加工はそれ程多くないため、前記のような定格
出力の大きなモータを使用することは、いわば過剰スペ
ック、或は、過剰品質となって合理的とはいえない。そ
こで実際には、モータにその定格の数倍の出力をさせて
も、短時間であれば事実上問題ないため、油圧式パンチ
プレス、殊にターレットパンチプレスの油圧ポンプの駆
動モータもこのような用法において定格出力の小さ目の
モータを使用しているものが殆んどである。この点は、
ラムの駆動方式が油圧シリンダ以外のパンチプレスにお
いても同様である。このことはまた、前記ラムのパンチ
動作に同期的に制御されるワーク移動機構の駆動モータ
についてもいえることである。

【０００４】しかし乍ら、定格出力が小さ目の駆動モー
タを使用したパンチプレスにおいて、何らのオーバヒー
ト対策なしにプレス加工に使用すると、加工条件によっ
ては前記モータのオーバヒートを招来する恐れがあるた
め、モータ回路にサーマルリレーを挿入してモータのオ
ーバヒートを防止している。しかし、このサーマルリレ
ーの動作条件には幅があるため、作動が安定しないと共
に、一旦サーマルリレーが作動すると、モータが停止し
てプレス加工が中断すること、並びに、前記リレーが初
期状態に回復するまで加工を中断して待機する必要があ
ることのため、加工効率上問題がある。特に、自動板金
加工のような自動運転ではプレス加工工程と前後の工程
との連繋が崩れるため、支障が大きい。この点は、夜間
の無人運転時には、加工が完全にストップしてしまうた
め、大きな問題となっていた。

【０００５】上記のような問題点を解消するには、パン
チプレスの加工プログラムの中に、例えば、ラム運動の
ディレイ用のＧコードを挿入することが考えられるが、
ディレイ用Ｇコードの挿入には、オペレータの判断が必
要であるほか、ディレイ用Ｇコードの入力操作が煩しい
という問題がある。一方、油圧ポンプに圧力と流量を制
御できる可変流量ポンプを使用して、その駆動モータの
出力を定格内に抑える技術も、特開平５−１８５１５５
号、特開平８−１５５５６０号などとして提案されてい
るが、可変流量ポンプの使用が、必ずしもモータのオー
バヒートを未然に抑止できるとは限らない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
技術背景に鑑み、パンチプレスにおいてラムのパンチ動
作の駆動源となるモータ、或は、ワーク移動機構の駆動
モータのオーバヒートを未然に防止し、加工途中での機
械停止を招来することのないように、前記モータの動作
状態を、パンチプレスにおける加工時のモータがオーバ
ヒートせずに消費できるエネルギに対応して制御するこ
とにより、従来のモータオーバヒートに起因した機械停
止の問題点を解決することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明オーバヒート防止方法の構
成の一つは、パンチプレスによるプレス加工に際し、そ
の加工に必要な圧力，ラム速度，ラムストローク位置等
により形成するラムの動作条件に応じて、ラムのパンチ
動作毎にディレイタイマを挿入できるようにしておき、
前記ラムを駆動するためのモータが前記ラムの動作条件
を満足し、かつ、そのモータの実効値内で作動するよう
に、前記ラムのパンチ動作時に前記ディレイタイマを挿
入することを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明オーバヒート防止方法の他の
構成は、パンチプレスによるプレス加工に際し、その加
工に必要なワークの移動位置，移動速度等により形成す
るワークの位置決め条件に応じて、ラムのパンチ動作に
対応したワークの移動動作毎にディレイタイマを挿入で
きるようにしておき、ワーク移動機構の駆動モータが前
記ワークの移動条件を満足し、かつ、そのモータの実効
値内で作動するように、前記ワークの移動時に前記ディ
レイタイマを挿入することを特徴とするものである。

【０００９】更に、本発明オーバヒート防止方法の別の
構成は、パンチプレスによるプレス加工に際し、その加
工に必要な圧力，ラム速度，ラムストローク位置等によ
り形成する加工条件とワークの位置決め条件に応じて、
ラムのパンチ動作毎とワークの移動動作毎に、それぞれ
の動作に、ディレイタイマを挿入できるようにしてお
き、前記ラムを駆動するためのモータとワーク移動の駆
動モータが、前記加工条件とワーク位置決め条件をそれ
ぞれに満足し、かつ、それらのモータの実効値内で作動
するように、前記ラムのパンチ動作時とワークの移動動
作時に、前記ディレイタイマを夫々に挿入することを特
徴とするものである。

【００１０】本発明では、モータがオーバーヒートする
サーマルに対し、それよりも多少低目の予告サーマルを
設定しておき、予告サーマルが検出されることを条件
に、ラムのパンチ動作時、及び／又は、ワークの移動時
にディレイタイマを挿入するようにしてもよい。また、
駆動モータが前記加工条件又はワークの位置決め条件に
おけるパンチ動作で消費するエネルギを、夫々のモータ
の仮想サーマル値として予め算出し、この仮想サーマル
に基づいてディレイタイマを求め、実際のパンチ動作及
び／又はワーク移動における各モータのサーマルが前記
仮想サーマルの値を超えるとき、前記パンチ動作及び／
又はワーク移動に前記ディレイタイマを挿入するように
してもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図に拠り説明する。図１は本発明方法一つを説明する
ためのブロック図、図２は本発明制御方法の一例のフロ
ーチャート図である。

【００１２】図１において、１はコンピュータを主体に
形成されたタレットパンチプレスの上位制御装置で、こ
こでは、板厚，材質等のワークデータ，使用金型の形
状，寸法等の金型データ、並びに、前記ワークに対する
加工プログラムから、ラムのストローク位置，圧力，速
度に関するラム動作指令を形成する機能と、ラムの動作
状態を監視する機能を具備するほか、次の機能を具備し
ている。

【００１３】上位制御装置１は、上記のラム動作指令の
中に、ラムの動作タイミングの制御指令を含む。このタ
イミング指令は、上記のラム動作指令で表わされる加工
条件に応じて形成されるラムの動作遅延時間（以下、デ
ィレイタイマという）の算出と、前記ラムの１パンチ動
作ごとに前記ディレイタイマを挿入するか否かの判別
と、挿入すると判別したときの前記ディレイタイマを挿
入すること、を内容とする。

【００１４】上位制御装置１におけるラム動作指令は、
この制御装置１と、これに接続されたラム制御部２の間
でデータ交換しながらラムを駆動し、その動作状態を監
視する。つまり、ラムのパンチ動作の駆動源となる、例
えば油圧シリンダに圧油を給排するための油圧ポンプを
駆動するモータの駆動を制御すると共に、この制御に従
って動作させられるラムの動作状態を検出するのであ
る。

【００１５】上位制御装置１におけるラムの軸タイミン
グを制御する軸タイミング指令は、この制御装置１とこ
れに接続されたラム制御部２の間でデータ交換し乍ら、
例えば、加工条件に応じて形成されるディレイタイマ
を、１パンチ動作ごとにラムの動作に挿入することによ
って、前記油圧ポンプを駆動しているモータ出力をその
実効値内に収まるように制御し、当該モータのオーバヒ
ートを未然に防ぐために使用される。

【００１６】上位制御装置１は、軸制御部３との間にお
いてデータ交換を行うことにより、ラム以外の軸、即
ち、ワーク移動機構によるワークのＸ，Ｙ軸上での位置
決め制御，ターレットの回転制御等も行う。そして、上
記ラムのパンチ動作と同期して制御されるワーク移動機
構の駆動モータについても、ラムの動作条件、或は、こ
のラムの動作と同期してワークを位置決めの制御するた
めのワークの位置決め条件に基づいて形成されるディレ
イタイマを、ラムのパンチ動作に同期したワークの移動
ごとに移動動作に挿入することによって、前記ワーク移
動の駆動モータ出力をその実効値内に収まるように制御
し、当該ワーク移動用の駆動モータのオーバヒートを未
然に防ぐことができる。

【００１７】ここでモータの実効値とは、そのモータが
オーバヒートすることなく消費できるエネルギを意味
し、発熱量，温度，モータ電流値などに置換した値で示
すことができるものである。

【００１８】本発明においては、ラムの軸タイミング制
御に用いるディレイタイマの形成と、その挿入タイミン
グは、次のように実行してもよい。即ち、上述した加工
条件から定まるパンチ加工時のエネルギと非パンチ加工
時のエネルギ、並びに、任意に設定するパンチ動作時
間、又は、その間でのパンチ数から、ラムを駆動するた
めのモータがオーバヒートしないでラムにパンチ動作を
させるための消費エネルギを算出し、この熱量を仮想サ
ーマル値として予め求め、実際のパンチ加工時における
前記モータの発熱が前記仮想サーマル値を超えることが
ないように、ラムの動作中にディレイタイマを挿入する
ことによって、このモータのオーバヒートを抑止するの
である。この手法は、前記ラムのパンチ動作に同期した
ワークの移動についても適用できる。即ち、ワーク移動
用駆動モータのワーク移動時の仮想サーマル値を求め、
実際のワーク移動時に前記モータの発熱が前記仮想サー
マル値を超えることがないように、ワーク移動中にその
動作にディレイタイマを挿入する態様で利用するのであ
る。

【００１９】上記手法とは別に、サーマルリレーが動作
するサーマル設定値よりも低温の予告サーマル値を予告
サーマル設定部４に設定し、実際のパンチ加工時におけ
るラム駆動用のモータの発熱が前記予告サーマル値にな
ると、ディレイタイマをラム動作の中に挿入し、このモ
ータのオーバヒートを抑止するようにしてもよい。この
手法も、ワーク移動機構の駆動モータに、そのまま適用
することができる。

【００２０】また、本発明では、上記の仮想サーマルに
よるディレイタイマの挿入と、予告サーマルに基づくデ
ィレイタイマの挿入とを組合せ、一連のパンチプレス動
作においてラムの駆動用モータ、或は、ワーク移動の駆
動モータがそれぞれに消費するエネルギの算出精度を上
げるようにしてもよい。なお、加工条件等によってはデ
ィレイタイマを挿入する必要がない場合もあるが、この
場合にはディレイタイマを０におけばよい。生産性を考
慮すると、パンチ加工中にディレイタイマを挿入する回
数は少ない方が望ましい。このため、本発明では、パン
チ加工中にラム駆動用のモータ、或は、ワーク移動用の
モータの発熱状態を監視しておき、そのまま加工が連続
するとこれらのモータのオーバーヒートが予測されると
き、ディレイタイマを挿入するようにすることにより、
前記モータのオーバヒートの回避とパンチプレス加工の
生産性の保持乃至は向上の兼合いを図ることが可能にな
る。

【００２１】本発明方法を採用したパンチプレス加工に
おける上位制御装置１とラム制御部２との動作フローの
例を、図２により説明する。ラムがパンチプレス加工動
作をするに当り、ステップS1でラム制御部１はパンチ動
作の可否を上位制御装置１に求め、上位制御装置１がラ
ム動作可の応答をすると、このラム制御部２はステップ
S2で加工条件に従ったパンチプレス動作をラムに行わせ
る。ここで、上位制御装置１がラム動作を否定すると、
ラム制御部２からラムの動作指令は出ない。

【００２２】上記ステップS2でラムがパンチプレス動作
を行うと、ステップ３において、ラム制御部２は、上位
制御装置１にディレイタイマの挿入の要否を求め、ディ
レイタイマ挿入不要の指令を受けると、ステップS1に戻
り、そのまま次のパンチプレス動作に移行する。しか
し、上位制御装置１がステップS3において先のパンチ動
作に基づきディレイタイマ挿入要の判断をすると、ステ
ップS4において、加工条件等から定まるディレイタイマ
が挿入され、ラム制御部２によりラムの動作タイミング
が遅延制御されてから、ステップS1に戻り、次のパンチ
動作に移動する。この動作フローは、上位制御装置１と
軸制御装置部３とにより制御されるワーク移動時におけ
るディレイタイマの挿入に関しても、ほぼそのまま適用
される。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上の通りであって、パンチプ
レスにおいて、加工条件或はワークの位置決め条件ごと
に、各条件に応じた内容のディレイタイマをラムのパン
チ動作の間及び／又はワーク移動動作の間に挿入し、或
は、各加工条件とワークの位置決め条件ごとにディレイ
タイマ挿入の要否が判別されて、必要なときにそのディ
レイタイマをラムのパンチ動作の間及び／又はワーク移
動の動作の間に挿入することにより、パンチ動作をする
ラムの動作タイミングの遅延、或は、ワーク移動のタイ
ミングの遅延を図り、これによってラム動作の駆動源と
なっているモータの出力、或は、ワーク移動の駆動モー
タの出力をそれぞれの実効値内に収めることができるヒ
ット数或はワーク移動回数によってパンチプレス加工を
行うようにしたので、パンチプレスの駆動モータがオー
バヒートすることはないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を説明するためのブロック図。

【図２】本発明制御方法の一例のフローチャート図。

【符号の説明】

１ 上位制御装置 ２ ラム制御部 ３ 軸制御部 ４ 予告サーマル設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 9/02 Ｇ０５Ｂ 9/02 Ｅ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチプレスによるプレス加工に際し、
   その加工に必要な圧力，ラム速度，ラムストローク位置
   等により形成するラムの動作条件に応じて、ラムのパン
   チ動作毎にディレイタイマを挿入できるようにしてお
   き、前記ラムを駆動するためのモータが前記ラムの動作
   条件を満足し、かつ、そのモータの実効値内で作動する
   ように、前記ラムのパンチ動作時に前記ディレイタイマ
   を挿入することを特徴とするパンチプレスの駆動モータ
   のオーバヒート防止方法。
2. 【請求項２】 パンチプレスによるプレス加工に際し、
   その加工に必要なワークの移動位置，移動速度等により
   形成するワークの位置決め条件に応じて、ラムのパンチ
   動作に対応したワークの移動動作毎にディレイタイマを
   挿入できるようにしておき、ワーク移動機構の駆動モー
   タが前記ワークの移動条件を満足し、かつ、そのモータ
   の実効値内で作動するように、前記ワークの移動時に前
   記ディレイタイマを挿入することを特徴とするパンチプ
   レスの駆動モータのオーバヒート防止方法。
3. 【請求項３】 パンチプレスによるプレス加工に際し、
   その加工に必要な圧力，ラム速度，ラムストローク位置
   等により形成する加工条件とワークの位置決め条件に応
   じて、ラムのパンチ動作毎とワークの移動動作毎に、そ
   れぞれの動作にディレイタイマを挿入できるようにして
   おき、前記ラムを駆動するためのモータとワーク移動の
   駆動モータが、前記加工条件とワーク位置決め条件をそ
   れぞれに満足し、かつ、それらのモータの実効値内で作
   動するように、前記ラムのパンチ動作時とワークの移動
   動作時に、前記ディレイタイマを夫々に挿入することを
   特徴とするパンチプレスの駆動モータのオーバヒート防
   止方法。
4. 【請求項４】 駆動モータがオーバーヒートするサーマ
   ルに対し、それよりも多少低目の予告サーマルを設定し
   ておき、予告サーマルが検出されることを条件に、プレ
   ス加工中にディレイタイマを挿入するようにすることを
   特徴とするパンチプレスの駆動モータのオーバヒート防
   止方法。
5. 【請求項５】 駆動モータが加工条件又はワークの位置
   決め条件におけるパンチ動作又はワーク移動で消費する
   エネルギを、夫々のモータの仮想サーマル値として予め
   算出し、これをディレイタイマの算出係数とする請求項
   １〜３のいずれかのパンチプレスの駆動モータのオーバ
   ヒート防止方法。