JPS6018280B2 - プレスの停止性能測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プレスの停止性能測定方法に関するもので
ある。

一般に、プレスにおいては作業時の安全を確保するため
に、作業台の上方に投光器と受光器を対向配置して作業
時における不用意な作業手の侵入を検出し、プレス非常
停止機構を動作させるようにした安全装置がそなえられ
ている。

ところで最近「労働省の安全衛生法令により、プレス安
全点検に際してプレス停止性能測定が導入されている。

このプレス停止性能とは、プレス非常停止時において停
止信号を送出してからプレススライド（ラム）が停止す
るまでの移動距離（慣性下降値）と時間とで表される。
なお、ここで非常時のラム停止位置は、通常の停止位置
（後述の下死点）よりも上方の安全な位置を指すもので
あり、以下それを説明の便宜上、最下降位置と呼ぶこと
にする。しかして、かかる距離と時間を測定する装置と
して接触式のプレス停止位置検出装置が既に提案されて
いる。すなわちこの検出装置は、前記ラムの移動径路上
に当該ラムと機械的／電気的に接触可能なセンサアーム
を設けて、該アームをラムの下降に伴って押下げるよう
にし、該アームの下降量に基づいて前記「移動距離」を
測定する一方、ラムとセンサアームとの接触にる電気回
路の閉ループ暖から談ラムが停止して前記電気回路が開
ループとなるまでの通電時間に基づいて前記「時間」を
測定するようにしたものである。しかしながら、この接
触式の停止位置検出装置は、ラムとセンサアームとの関
係が下降途中の接触時では絶対に離れることがなく、ま
たラム停止時ではセンサア−ムがラムから離れなければ
ならないという条件が必要であるために、当該ラムの下
降速度に制約を受けるとともに、適用するプレスにも制
約を受ける。

すなわち、プレスには後述するように下降して停止する
形式のものと、下降後上昇して停止する形式のものとが
存在しており、特に前者のプレスでは前記センサアーム
の動作条件によりラムの最下降位置検出が困難となり、
適用し難い。また、プレス非常停止機構等の故障によっ
てラムが所望どおりに停止しなかった場合や、ラムおよ
びセンサアームのストロークに設定ミスがあった場合に
は、ラムの過負荷によってセンサァームが折損する危険
が伴い、寿命にも影響を及ぼすという欠点があった。そ
こで、非接触式の停止検出センサを用いることが考えら
れているが、プレスには後のも述べるように下降して停
止する形式のものと、下降後上昇して停止する形式のも
のとが存在するために、実際性能測定に必要なラムの最
下降位置検出が困難であるという問題がある。

この発明は、上記のような状況から、プレス性能に影響
を及ぼすことがなくて高精度の測定結果を得ることがで
き、加えて適用プレスに制約のない新規なプレスの性能
測定方法の提供を目的とするものである。

簡単にのべるとこの発明は、プレススライド‘こ光学的
等間隔目盛手段を設けるとともに、同スライドの下降速
度が最大となる移動経路上に前記目盛手段を検出する光
学センサを設け、該光学センサは前記プレススライドの
下降に伴う光学的等間隔目盛手段の移動によりその目盛
に対応してパルス信号を順次発生し、さらにこのパルス
信号列に関し最初のパルス信号によって前記プレススラ
イドの非常用制動を起動させる手段と、パルス信号発生
ごとにそのパルス信号と前位のパルス信号との間でパル
ス幅を順次比較して最大幅のパルス信号を検出すること
により前記プレススライドの最下降位置を検出する手段
と、前記最初のパルス信号の発生開始時点から最大幅の
パルス信号の検出時点までのパルス信号の総数に基づき
前記プレス停止性能測定用の移動距離を求める手段と、
最大幅パルス信号の１つ前までのパルス信号のパルス幅
の総和に基づき同プレス停止性能測定用の時間を求める
手段とを設け、これらから出力された移動距離値と時間
値とによりプレス停止性能を測定するようにしたことを
特徴とするものである。

以下、この発明の好ましい実施例につき図面を参照して
詳細に説明する。第１図はこの発明を具体化したプレス
停止性能測定装置の概略構成図を示し、１はプレス本体
、２は上下移動可能なラム、．３は該ラム２の一側面に
磁石等で取付けられた光学的目盛部材で、鏡面仕上げの
長形スチールの鏡面に０．５間隔で黒線（光吸収面）を
目盛った横成を有する。

具体的には黒線の幅が０．２５肌で、２つの黒線の中心
から中心までが０．５柵である。また、４は発光部およ
び受光部を一体的にそなえる光センサで、前記ラム２の
１／２のストローク位置すなわちラムの上死点ｐ，と下
死点ｐ２の中間点ｐ３において前記目盛部材３に対向す
るようにスタンド５に取付けられている。ここで、光セ
ンサ４の取付位置をラムの１／２ストローク位置に設定
したのは、プレス停止性能測定に際してラム２が最高速
度で下降している時点の測定値が最良であることを考慮
したためである。この光センサ４によれば、前記目盛部
材３の移動に伴ってその目盛（黒線）ごとに立上るよう
なパルス信号が得られる。このパルス信号波形は、クラ
ンク式プレスの場合は非常停止指令に応答してラムが下
降途中で速やかに停止するため、第２図ａに示すように
、パルス周期Ｔが除々に大きくなって遂には無信号状態
になるようなすなわち、ラムが停止する最下降位置によ
っては、光センサは目盛部材の目盛（黒線）に対向する
場合と、同部材の非目盛（鏡面部）に対向する場合とが
あって、特に前者ではそのとき信号が出力され続ける状
態となるが、実際は当該センサの検出時間をかかる性能
測定に支障のない時間範囲内に規定しているために最終
的にはその規定時間にてセンサ出力が必ず無信号状態と
なる。また油圧式プレスの場合は、ラムが上死点まで復
帰して停止するようになっているために、パルス周期Ｔ
は第２図ｂに示すように最下降位置はでの過程では漸増
し、最下降位置より上昇する過程では漸減するがその途
中で目盛部材が光センサの視野から外れる結果無信号状
態となるように変化する信号波形となる。これらの信号
波形で明らかなように、ラムの最下降位置では“無信号
”または“有信号“の継続時間が最大となる。従って、
この最大時間の信号出力状態を検出すればラム２の最下
降位置を知ることができる。そこで本発明では、光セン
サの出力波形について目盛検出時、“有信号”状態およ
び非目盛検出時の“無信号”状態をそれぞれパルス信号
に置換し、最初のパルス信号によって擬似的に非常停止
信号を形成して前述の非常停止機構（図示せず）を起動
して制動動作を遂行させるように設定するとともに、最
大時間幅（パルス幅）を持つパルス信号検出によってプ
レスの最下降位置を検出するように構成し、そして前記
非常停止信号の発生から最大幅パルス信号の検出までの
、前記光センサ４の出力パルス信号数とそれら信号のパ
ルス幅の総和に基づいて前述した「移動距離」と「時間
」を測定するようになっている。

測定値について本実施例に従えば、「移動距離」はラム
最下降位置検出の決め手となった最大幅パルス信号を含
めたセンサのパルス信号の総数に目盛部材３の１／２目
盛間隔（０．２５柵）を秦算して得た数値により求める
ことができ、また「時間」はクランク式、油圧式のいず
れも前記最大幅パルス信号の１つ前までのパルス信号群
の各パルス幅を加算した時間デー夕により求めることが
できる。

なお、下記より前記最大幅パルス信号に関する数値デー
タを説明の便宜上、最大値データと呼ぶことにする。

かかる最大値データの検出および「移動距離」、「時間
」の算出は次の信号処理ユニットによって行われる。

すなわち、この処理ユニットは、大きく分けて点線ブロ
ックで囲んで示すように、データ形成部６１と、メモリ
アドレス部６２と、最大値データ検出／時間算出部６３
と、移動距離算出部６４と、制御部６５と、時間測定値
表示部６６と、移動距離測定値表示部６７とから構成さ
れている。データ形成部６１は、前記センサ４よりの出
力波形Ｐ山における“無信号状態”と“有信号状態”に
それぞれ対応するパルス信号の時間幅データ（２進信号
）を形成して一時蓄積（記憶）するためのもので、ＩＡ
Ｓ周期のクロックパルスＣ瓜を発生する発振器６８１、
パルス幅測定回路６１２、メモリ６１３を含んでなる。
パルス幅測定回路６１２は、センサ４よりのパルス列お
よび前記クロックパルスを入力して、該パルス列の各パ
ルス幅に対応した時間内に含まれるクロックパルス数を
測定する。またメモリ６１３は、この測定データ（複数
ビットの２進信号）を後述のアドレス信号ＡＳＳに応じ
て個々の記憶エリアに一時記憶する。メモリアドレス部
６２は、カウンタにより構成され、前記センサ４のパル
ス信号ＰＬＳに対応した基準信号ＢＰＳを制御部６５か
別項次入力してその入力ごとに計数アップし、かつその
計数出力を前記アドレス信号ＡＳＳとしてメモリ６１３
に入力する。

また、最大値データ検出／時間算出部６３は、データセ
レクタ６３１、バツフアレジスタ６３２、メモリデータ
コンパレータ６３３、加算器６３４を含んでなる。デー
タセレクタ６３１は、マルチプレクサを用いてており、
制御部６５よりのデータ選択信号ＤＳＳ（１ビットの２
進信号）で当初の最大値データ検出時では前記メモリ６
１３とバッファレジスタ６３２間の信号路を構成し、ま
た最大値データ検出後の時間算出時では同選択信号ＤＳ
Ｓによって加算器６３４としジスタ６３２間の信号路を
構成するようになっている。レジスタ６３２はメモリ６
１３および加算器６３４の数値データ（複数ビットの２
進信号）を一時記憶するものである。またメモリデータ
コンパレータ６３３は、最大値データ検出時に機能する
もので、メモリ６１３内のアドレスされた記憶データＭ
ＯＳと前記レジスタ６３２の記憶データすなわち前記ア
ドレス記憶データよりも１番地前のメモリ記憶データと
の比較を順次行なって、メモリ内の最大値記憶データを
検出するものである。該コンパレータの検出出力ＤＣＳ
は制御部６５に送出されて加算器６３４の起動指令およ
び後述のシフトレジスタへのメモリアルドレス値の記憶
指令に用いられる。しかして加算器６３４は、時間算出
時に機能するもので、メモリ内の最大値記憶データの１
つ前までの記憶データを加算すべく、前記レジスタ６３
２に一時記憶された加算器の順次加算出力データＡＤＳ
とメモリ６１３から順次アドレスされて出力されてくる
記憶データＭＯＳとを順次加算するものである。

最終の加算データは前述の「時間」を示すことになり、
これがレジスタ６３２に一時記憶された後、時間測定値
表示部６６のデコーダ／ドライバ６６１によってセグメ
ント駆動信号ＳＤ，に変換されてからさらにセグメント
型表示器６６２に入力され、その結果視覚的な「時間」
測定情報として作業者に報知されることになる。一方、
移動距離算出部６４は、シフトレジスタ６４１とアドレ
スデータコンパレータ６４２とを含んでなる。シフトレ
ジスタ６４１は前記最大値データ検出時における制御部
６５よりの起動信号で作動して、そのときの前記メモリ
アドレス用カゥンタ６２の計数値データ（複数ビットの
２進信号）ＡＳＳを１ビットシフトした形で蓄積し、そ
の結果前記ラム２の非常停止開始時より停止時最下降位
置までの移動距離に対応するデータを算出するようにな
っている。この距離データは移動距離測定値表示部６７
のデコーダ／ドライバ６７１によってセグメント駆動信
号ＳＤ２に変換された後、セグメント型表示器６７２に
入力されて視覚的な「移動距離」測定情報として作業者
に報知されることになる。また前記アドレスデータコン
パレータ６４２は、前述した時間算出時に機能するもの
で、最大値データを記憶したメモリ内の記憶エリアまで
の順次メモリアドレスを行うべく、最大値データの記憶
エリアのアドレスデータを蓄積した前記シフトレジスタ
の出力と前記アドレスカウンタ６２よりの順次出力デー
タとを順次比較し、比較両者が符合したときその検出出
力によって前記制御部６５のメモリアドレス指令を停止
させるように構成されている。しかして制御部６５は、
前記各種のデジタル回路を制御するためのもので、具体
的には前記センサ４のパルス信号ＰＢを順次入力して、
最初の当該パルス信号で非常停止機構への非常停止信号
を擬似的に形成したり、当該パルス信号に対応するメモ
リアドレス用の基準信号を形成する。

この他、前記デ−タコンパレータ６３３の検出出力ＤＣ
Ｓに応答して、メモリアドレス用カウンタ６２への基準
信号ＢＰＳを停止したり、シフトレジスタ６４１の記憶
指令をなす。さらにリセット信号ＲＥＳを入力して測定
済みの測定値表示をリセットする働きもなす。そしてま
た、前記擬似的非常停止信号ＮＳＳによって１秒間時間
監視回路６８を起動する。該監視回路は１秒後にタイム
アップ信号ＴＵＳを出力して前記制御部６５を制御し「
移動距離」および「時間」の算出開始を指令する。さて
、次に上記構成の測定動作をクランク式プレスを例にと
って説明する。ラム２を通常のプレス作業同様に駆動し
て下降させていくと、まず１／２ストローク降下点にお
いて光学的目盛部材３の最初の目盛（黒線）が光センサ
４に対向することにより、センサから最初のパルス信号
ＰＬＳが発生される。このパルス信号は制御部６５に入
力されて、擬似的非常停止信号ＮＳＳに変換され、、か
つ該停止信号によって非常停止機構および時間監視回路
６８がそれぞれ作動される。これに引続いてさらに前記
ラム２は下降し、その移動に伴って目盛部材３の目盛（
黒線部）と非目盛（鏡面部）に対応して光センサ４から
パルス信号が出力される。このパルス信号はセンサ自身
の検出制限時間まで出力され続ける。すなわちセンサ４
の出力は、ラム２が最下降位置に達した時点で、その時
の目盛部材とセンサの位置関係によって前述したように
、“無信号状態”か“有信号状態”のいずれかに一旦保
持されるけれども、センサ自身の検出時間規制に基づき
検出オーバ点で“無信号状態”は“有信号状態”に、“
有信号状態”は“無信号状態”にそれぞれ変換され、そ
のために当該停止位置にあってもパルス信号として形成
される。この最後のパルス信号は言うまでもなく前述し
た最大幅パルス信号である。このようなパルス信号列は
前言己制御部６５とパルス幅測定回路６１２にそれぞれ
入力される。これによって、該制御部６５はパルス信号
から基準信号をＢＰＳを作成してメモリアドレスカウン
タ６２に入力し、メモリ６１３内の記憶エリアを１つず
つアドレスすることになる。また前記パルス幅測定回路
６１２は、各パルス幅ごとの時間幅を測定し、この測定
値をメモリ６１３内の前記アドレスされた記憶エリアに
１つずつ順次記憶する。しかしてこの記憶動作の１秒後
、前記時間監視回路６８はタイムアップ信号Ｔ聡を出力
して制御部６５を制御し、前述した「時間」と「移動距
離」の算出を開始させる。

すなわち、制御部６５はメモリアドレスカウンタ６２に
基準信号ＢＰＳを順次入力してメモリ６１３の各記憶エ
リア内から記憶データＭＯＳを順次出力させるとともに
、例えば２進値“０”を示すデータ選択信号ＤＳＳをデ
ータセレク外こ印加することにより、前記メモリ６１３
とバッファレジスタ６３２とを接続する。これによって
、レジス外こはメモリの記憶データが一時畜積され、か
っこの畜積デ−夕はメモリデータコンパレータ６３３に
入力される。ここで該コンパレータはこの畜積データと
、メモリよりの次位の直接の記憶データとデータ比較を
行なって蓄積データが大であるか杏かを判定する。畜積
データが小の場合はメモリよりのデータをレジス夕に入
力して新しく記憶させ、次のデータ比較にそなえさせる
。このような比較判定動作が繰返されて前記コンパレー
タ６３３が、前記蓄積データがメモリ内の最大値記憶デ
ータであることを検出したとき、制御部６５は前記メモ
リ６１３の順次アドレス動作を停止する。

要するにこれで前記ラム２の最下降位置が検出されたわ
けであって、次にこのときまでの「時間」と「移動距離
」を次のようにして算出すればよい。すなわち、まず制
御部６５はシフトレジスタ６４１を作動してそこにこの
ときのメモリアドレスカウンタ６２の計数値を記憶させ
る。この後、該カウン夕６２を一旦リセットしてからメ
モリアドレスの再開をなす。このアドレス再開によって
、メモリ６１３は再び記憶データの順次謙出しを行なっ
てデータセレクタ６３１に供給する。この場合、該セレ
クタは制御部６５よりのデータ選択信号（論理値“１”
）ＤＳＳによって、メモリ６１３と加算器６３４とを接
続する。これにより、該レジスタに一時畜積された加算
器の加算出力データＡＤＳと、メモリ６１３よりの直接
の記憶データとのデータ加算がメモリアドレスごとに順
次行われる。この間、アドレスデータコンパレータ６４
２は前記シフトレジスタ６４１の畜積データ（最大値デ
ータ対応のアドレス値）と、メモリアドレスカウンタ６
２の順次アドレス（計数）値とのデ−夕比較を行なって
両データの符合状態を判定する。かくしてコンパレータ
６４２が両比較データの符号関係を検出したとき、その
検出出力で制御部６５はメモリアドレス動作を停止する
。

この結果、このときの加算器６３４のデータが前述した
「時間」測定値に対応し、また移動距離算出部（シフト
レジスタ）６４の出力データが前述した「移動距離」測
定値に対応することになる。これらの測定値は対応する
表示器６６２と６７２とによって視覚的情報とされて点
検作業者に報知されることになる。かくして点検作業者
は、これら情報によってプレス停止性能を認識できる。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、プ
レススライドの最下降位置を検出することができ、また
この位置検出に基づいてプレス停止性能に必要なプレス
スライドの「移動距離」とｒ時間」を簡単に測定できる
という大きな実用的効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のプレス停止性能測定方法の具体例の
概略構成を示すブロック図、第２図は第１図の光センサ
によるパルス信号波形を示す図である。 １：プレス本体、２：ラム（プレススライド）、３：光
学的目盛部材、４：光センサ、５：スタンド、６１：デ
ータ形成部、６２：メモリアドレス部、６３：最大値デ
ータ検出／時間算出部、６４：移動距離算出部、６５：
制御部、６６：時間測定値表示部、６７：移動距離測定
値表示部、６８：時間監視回路。 第２図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非常停止操作されたプレスの停止性能を、プレスス
   ライドに対する停止用制動の開始位置から非常停止位置
   に対応する同スライドの最下降位置に達するまでの移動
   距離と時間とにより測定する方法であつて、前記プレス
   スライドに光学的等間隔目盛手段を設けるとともに、同
   スライドの下降速度が最大となる移動経路上に前記目盛
   手段を検出する光学センサを設け、該光学センサは前記
   プレススライドの下降に伴う前記目盛手段の移動により
   その目盛に対応してパルス信号を順次発生し、さらにこ
   のパルス信号列に関し最初のパルス信号によつて前記プ
   レススライドの非常用制動を起動させる手段と、パルス
   信号発生ごとにそのパルス信号と前位のパルス信号との
   間でパルス幅を順次比較して最大幅のパルス信号を検出
   することにより前記プレススライドの最下降位置を検出
   する手段と、前記最初のパルス信号の発生開始時点から
   最大幅のパルス信号の検出時点までのパルス信号の総数
   に基づき前記プレス停止性能測定用の移動距離を求める
   手段と、検出された最大幅パルス信号の１つ前までのパ
   ルス信号群の各パルス幅の総和に基づき同プレス停止性
   能測定用の時間を求める手段とを設け、これらから出力
   された移動距離値と時間値とによりプレス停止性能を測
   定するようにしたことを特徴とするプレスの停止性能測
   定方法。