JPS62252700A - 電動プレスの電動機イナ−シヤの除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電動プレスに係わり、特に、小型・小容量の
被加工物を精密かつ正確にプレス加工する装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来の電動プレスは、電動機の回転力を直線運動に変換
しているため、必然的に、電動機を含む駆動系の慣性が
直線運動に変換され、これが被加圧物に対して衝撃的に
加わり、本来の電動機の出力にプラスされ大きな加圧力
となっていた。

（目的） 本発明は、被加圧物に力が加わる直前に、電動機の運転
速度を低速に切替え、なおかつ、出力を最少にして被加
圧物に接触し、該被加圧物の抵抗により電動機が停止し
た後に、設定された加圧力になるよう電流を前記電動機
に供給することにより、該電動機を含む駆動系のイナー
シャ分を除去することを目的とする。

（構成） そのため本発明においては、中央処理装置に記憶された
ラムの位置によって、電動機の負荷電流を制御すること
により加圧点までは前記ラムを高速下降させ、加圧点に
遠し泥時に低速になるように電動機に電力を供給させる
構成とした。

なお、前記電動機による回転力を直線運動に変換する手
段は、ボールネジ又は送りネジ等の使用により可能であ
る。

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図に基づいｒｍ明する。

まず、第１図のブロック図により、本発明の構成部の名
称と機能について説明すると、ｌは操作盤テ、その盤面
上にＡからＪまでの各スイッチ及び各相、各ツマミを有
している。

Ａは電源ス・ｆツチ、Ｂは記憶点設定釦で各種の記憶の
設定及び変更を行なう場合に使用する。

Ｃ１、Ｃ２は操作釦でありその機能は、ラム５を下降さ
せる場合には０１及びＣ２釦を押し、一時停止の場合は
Ｃ２釦のみを離す。さらに、Ｃ１及びＣ２釦を離すとラ
ム５は上昇するように構成されている。

Ｄはオープンハイト設定釦、Ｅは加圧点設定釦、Ｆは停
止点設定釦、Ｇはコード発生器としてデジタルスイッチ
を使用し、定位置停止点の補正に使用される。

例えば、その使用方法は、該デジタルスイッチＧに補正
値をセットし、符号切替スイッチ■（により加算あるい
は減算を指示すると、中央処理装置２が演算を行い停止
点設定釦Ｆによる設定点が変更される。

■は上限加圧力設定ツマミで、Ｊは下限加圧力設定ツマ
ミである。

２は中央処理装置で、ラム５のオープンハイト設定点、
高速から低速への切替点、設定加圧力発生点、定位置停
止点の各位置を記憶し、これらの各位置へ前記ラム５が
到達したことを検知し、電動機４に回転速度及び電流値
の設定変更と断続及び反転を指示する機能を有する。

３はモータドライバーで、中央処理袋Ｗ２の指令により
電動機４を駆動させる。

４は電動機で、ラム５を駆動させる。

５はラムで、上下運動により被加圧物を加圧する機能を
有する。

６はリミットスイッチＡで、ラム５の上昇限度点を検出
する。

７はエンコーダで、電動機４と連結されていてラム５の
移動量及び速度を検出する。

８は電流設定回路で、中央処理装置２からの信号をデジ
タルからアナログへ変換して、モータドライバー３へ送
る機能を有する。

９はリミットスイッチＢで、ラム５の下降限度点を規定
するためのもので、ラム５に固着された突起物５ｂが、
該リミットスイッチＢのスイッチレバー９ａを押圧する
と、中央処理装置２はモータドライバー３に信号を送る
ので、前記ラム５はオープンハイト設定点まで上昇し停
止する。これにより、ラム５が下降しすぎてボールネジ
や送りネジの嵌合が外れることを防止している。

次に、動作原理について圧入作業を例にとって説明する
と、第１図において、操作盤１上の電源スィッチＡをＯ
Ｎにすると、中央処理装置２から原点設定のための上昇
信号がモータドライバー３に送られ電動機４が駆動しラ
ム５が上昇を始め、前記ラム５に固着された突起物−が
リミットスイッチＡ６のスイッチレバー＆ＬＧ押圧する
ことにより、ラム５の上昇限度点を検知すると、前記中
央処理袋Ｗ２が電動機４を停止させた後、反転・駆動さ
れるのでラム５は下降を始め中央処理袋Ｗ２に記憶され
たパルス分だけ、前記電動Ｖ＆４に連結されたエンコー
ダ７で確認しながら下降してゆき設定パルス分に達する
と、前記中央処理袋Ｗ２は電動機４を停止させる。

以後、この点を基準点として各種の機能をさせる。

次に、記憶点設定釦Ｂを押して中央処理装置２を各種記
憶点の取り込み状態にさせた後、操作釦ＣＩ及びＣ２を
押してラム５を下降させてゆき、前記操作釦Ｑを離して
ラム５を一時停止させ、オープンバイト設定釦りを押す
とオープンハイト設定点が前記中央処理袋Ｎ２に記憶さ
れる。以後、前記操作釦ｃ１及び口を離してもラム５は
オープンハイト設定点以上に上昇しないので遊びストロ
ークを除去することができる。

さらに、加圧点の設定は、前記操作釦Ｑを押してラム５
を下降させてゆき、圧入に必要な加圧力を加えるべき位
置にきたら操作！ＤＣ２を離してラム５を一時停止させ
、加圧点設定釦Ｅを押すと中央処理装置２に前記圧入に
必要な加圧力を加えるべき位置が記憶される。

さらに、前記操作釦Ｑを押してラム５を下降させてゆき
、圧入停止点でラム５を７時停止させ、停止点設定釦Ｆ
を押すとこの点が中央処理装置２に記憶され、前記ラム
５は自動的にオープンハイト設定点まで上昇し停止する
。

さらに、定位置停止点に”ついては、設定位置が不都合
な場合には、前記操作ａｔ上のデジタルスイッチＧに補
正値をセットし、前記定位置停止点を必要な寸法だけ変
更することができる。

これにより、加圧作業に必要な動作の記憶設定がされた
ことになる。

上記した金塩の設定操作により、作業者が操作釦ｃ１及
びＱを押すと、中央処理装置２から電流設定回路８に高
速設定された電流が、モータドライバー３を通して電動
ｗＡ４に供給され・該電動機４に結合されたラム５が高
速で下降してゆき・設定加圧点に達するとラム５は前記
中央処理装置２に、あらかじめ、設定されたラム５が下
降するのに必要なだけの最少電流と回転速度により、前
記電動機４が駆動されラム５は低速で下降してゆく。

被加圧物に該ラム５が到達すると、電動機４の回転力が
被加圧物の抵抗に負けてラム５は停止する。この時、中
央処理装置２がエンコーダ７により前記ラム５の停止を
確認すると、瞬時に設定された加圧力に必要な電流を一
定の立上り勾配をもって電動機４に供給した後、あらか
じめ、前記中央処理装置２に設定された定速度でラム５
は下降する。

これら一連の動作により、電動機４及び伝達機構のイナ
ーシャが除去されることになる。

さらに、前記ラム５が中央処理袋Ｍ２に記憶された定位
置停止点の直前に到達すると、前記中央処理袋Ｗ２より
減速制動指令がコントロールユニットに伝えられ電動機
４は定低速で下降し、定位置停止点で電源が切れ停止す
る。

さらに、前記中央処理装置２にプログラムされた一定時
間停止後、前記ラム５はオープンハイト設定点まで上昇
し停止する。

上記したごとく、ラム５が被加圧物に到達し、被加圧物
の抵抗によりラム５が停止した後、設定された加圧力に
必要な電流を電動機４に供給し、一定速度で圧入が行わ
れるためイナーシャ分の少ない高精度な圧入が可能とな
る。

ここで、さらに、電動機イナーシャの除去法について第
２図に基ずいて詳細に説明する。

まず、各構成部の名称と機能を説明すると、ＣＯＭＰｌ
、ＣＯＭＰ２、ＣＯＭＰ３は電圧比較器で、＋側入力と
一側入力の電圧の差を比較するものであり、＋側が極く
わずかでも大きければ出力は正となり、小さいときは、
負となるものである。

ＶＲ＋は加圧力設定用可変抵抗器で、Ｒは電流検出用抵
抗である。

次に、動作原理について説明すると、ラム５の位置を検
出するエンコーダ７からの信号を加圧点設定ＲＯＥによ
り、中央処理装置２が読み取り加圧点設定を行った後、
該設定点までは前記中央処理装置２によらず電圧比較器
ＣＯＭＰ２を選択し、設定加圧力に必要な電圧Ｖ１によ
らず高速回転可能に十分な電圧ｖ２で下降してゆき、加
圧点をすぎると前記中央処理装置２は、電圧比較器ＣＯ
ＭＰ３を選択する。

前記ＧＯＭＰ３には、ラム５が低速下降するのに必要な
低トルクを発生するための電圧ｖ３を与える。この電圧
Ｖｓにより、ラム５は低速・低加圧力で下降するので、
被加圧物にラム５が衝突したときに該ラム５は停止する
が、エンコーダ７により中央処理装置２がこの停止を認
識した後、電圧比較器ＣＯＭＰＩを選択し設定加圧力に
必要な電圧ｖ１で被加圧物を圧することとなる。

この方法を用いることにより電動機のイナーシャを完全
に除去することができる。

次に、加圧力の設定及び加圧力の上限・下限の管理につ
いて説明する。

作業者が加圧力の管理を行おうとする場合は、まず、上
限加圧力の設定を操作ＩＪＩｌ上の上限加圧力設定ツマ
ミＩにより、必要な上限加圧力の目盛に合わせることに
より行うことができる。この操作により、電動機４に流
れる電流は、上限加圧力を発生するに必要とする以上の
電流とはならない。

従って、上限加圧力以上の加圧力が必要な場合には、電
動Ｒ４が停止するので定位置停止点の手前で停止したこ
とを検出することにより、上限加圧力の管理が可能とな
る。

一方、下限加圧力の管理は、操作ｌ１１１上の下限加圧
力設定ツマミＪにより行なうことができる。

下限加圧力の管理において、被加圧物の必要圧入力が設
定した下限加圧力に達しない場合は、第３図のように定
位置停止点の手前３龍の範囲で圧入を監視する。

その方法は、まず、ラム５が前記定位置停止点の手前３
１■まで下降してくると中央処理装置２は、モータドラ
イバー３に設定された下限加圧力を発生するために必要
な電動機４の電流値と、実際に流れている電動機４の電
流値とを比較する。もし、電動機４の電流値が設定され
た電流値を超えた後、定位置停止点で停止した場合は、
設定された圧入力の範囲で圧入が行われたと判断する。

また、前記設定された下限加圧力を発生するために必要
な電動機４の電流値を上まわらないで定位置停止点で停
止するか、前記設定された電動機４の電流値を超えた後
、該設定された電動機４の電流値以下になり定位置停止
点で停止した場合は、圧入力不足と判断し信号を発する
。

第３図は上述の説明を補うためのもので、プレス作業に
おけるラムの各位置に対する電動機の電流値とラムの速
さを表した図である。

図において、 ■は圧入が適正である状態、 ■は圧入力が下限加圧力に達しない場合、■は圧入が通
正に行われた後、下限加圧力以下に低下した場合、 である。

さらに、加圧力の管理について第４図に基づいて詳細に
説明する。

まず、各構成部の名称と機能を説明すると、ＣＯＭＰＩ
、ＣＱＭＰ２は電圧比較器で、＋側入力と一側入力の電
圧の差を比較するものであり、＋側が極くわずかでも大
きければ出力は正となり小さいときは負となる。

Ｒは電動機４の電流検出用抵抗である。

次に、動作原理について説明すると、 電動機４のトルク定数をＫｔとすると、発生トルクＴは
、ＴりＫｔ、−１ となり、加圧力は電圧比較器Ｃ，ＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２
への流入電流ｉが極小のため電流Ｉに比例することにな
る。

それ故、電流検出用抵抗Ｒの両端には、Ｖ干Ｒ−１ なる電圧■が発生する。

電圧比ａＷｃＯＭＰｌにより、Ｖ　＝　Ｖｌとなるよう
にモーフドライバー３が制御するため、結局、電流ｌは
■１に比例することになりＶＲ＋により加圧力を調整す
ることにかできる。

また、停止点設定釦Ｆを押し中央処理装置２に予め、停
止点を記憶させておくと、圧入力過大で電動機４が圧入
じきらないで停止した場合、エンコーダ７による移動量
と前記中央処理袋Ｗ２に、予め記憶させておいた停止点
とが一致しないため、圧入されていないことが判断でき
る。

さらに、Ｖ　Ｒ２により下限加圧力を設定し、圧入終了
時まで電圧比較ＷＣＯＭＰ２の信号を中央処理袋″１２
が監視することにより、圧入力不足を検出することがで
きる。

以上により、加圧力の適正な＋１！理が可能となる。

当実施例による工大作業の方法には、前記定位置停止点
を設定してからの工大作業の他に、当該プレス以外の手
段により強制的にラムを停止させ圧入寸法を一定にする
方法がある。

例えば、強制的に圧入寸法を規制する手段を設けた圧入
治具を用いて作業を行なうときは、加圧点の設定を行な
った後、操作釦Ｃ１及びＣ２を押してラム５を下降すせ
てゆき、前記治具の圧入寸法を強制的にｆｆｌｌｌｔａ
手段により、ラム５が停止する位置迄下降させ、この停
止した位置が中央処理装置２に記憶された後、ラム５は
上昇しオープンハイト設定点で停止する。

この場合、前記ラム５が停止した位置は、プレス本体の
メモリの記憶によらずラム５は下降を続け、前記強制的
停止手段に当って停止する。以降、操作！ＤＣ＋及びＣ
２を押すことにより、加圧点設定点までラム５は高速で
下降してゆき、上記したように、定加圧力、定速度で工
大作業を行ない、強制的停止手段により停止する迄下降
し、停止した後、一定時間後上昇する。

この場合の加圧力の上限・下限の管理で、特に上限につ
いては、通常、治具の強制的停止点にバラツキがあるの
で、前記ラム５は停止された位置以前で停止することが
考えられる。

この場合、中央処理装置２は、圧入寸法不足と判定し圧
入力大とエラー表示してしまう。

従って、このような！３！態を防ぐためにエラー表示の
判定範囲を、前記設定された停止点より治具の強制的停
止点のバラツキを見込んだ分だけ、前記記憶点の手前一
定寸法塩としている。

これにより、誤判断を防止することができる。また、こ
の場合ラム５は治具により強制的に停止させられる迄下
降するので、圧入寸法は治具によって決定される。

さらに、この場合で加圧点を設定しなかった場合には中
央処理装置２は、前記各設定点の記憶がされないように
プログラムされているのでラム５は高速で下降するこ、
とはない。

従って、前記強制的停止手段に衝突して機械に損傷を与
えることを防ぐことができる。

通常のカシメ作業の場合には、下限加圧力を一定レベル
に設定してお（と、ラム５が被加圧物に接触すると同時
に上限加圧力が加わるため中央処理装置２は、下限加圧
力不足と判断しエラー表示を行ってしまう。

従って、この場合は下限加圧力設定ツマミＪをゼロにセ
ットしておくとエラー表示することがない。これにより
作業者は、オープンハイト設定と被加圧物にラム５が接
触する直前で加圧点を設定することにより、上限加圧力
設定ツマミ■により設定された一定°圧カでカシメ作業
を行なうことができる。

カシメ作業の場合でも、カシメカよりもカシメ寸法が問
題となる場合は、定位置停止点を設定してカシメ作業を
行なえば、精度の高いカシメ寸法とカシメカの上限・下
限の管理を行なうことができる。

この場合、カシメカ大と表示されたときは、カシメ対象
物が固いために、定位置停止点の手前で停止したことに
より、カシメ寸法が寸法不足の状態である。

一方、これとは逆にカッメカ小と表示されたときは、カ
シメ対象物に十分なカシメカが加わらない状態である。

（発明の効果） 本発明は以上説明したような、構成の方法により、電動
プレスに必然的に発生していた、電動機のイナーシャを
除去することができたことによって、当該プレス分野に
おけるプレス精度を一段と高めたものであり、その効果
大なる発明といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例のブロック図である。 第２図は電動機イナーシャの除去法に関するブロック図
である。 第３図は第１図実施例による、プレス作業における各位
置に対する電動機の電流値とラムの速さを表わした図で
ある。 第４図は電動プレスの加圧力管理に関するブロック図で
ある。 １・・・・・・操作盤、２・・・・・中央処理装置、３
・・・・・モータドライバー、４・・・・電動機、５・
　・　・　・　・ラム、６・　・　・　・リミットスイ
ッチＡ。 ７・・・・・エンコーダ、８・・・・電流設定回路、９
・・・・　・リミットスイッチＢ１ Ａ・・・・・電源スィッチ、Ｂ・・・記憶点設定釦、Ｃ
１，Ｃ２・・・・操作釦、Ｄ・・オープンハイト設定釦
、Ｅ・・・・・加圧点設定釦、Ｆ・・・停止点設定釦、
Ｇ・・・・・デジタルスイッチ、Ｈ・・・・・符号切替
スイッチ、■・・・・・上限加圧力設定ツマミ、Ｊ・・
・・・下限加圧力設定ツマミ、 特許出願人　蛇の目電機株式会社 第１図 第２図 ａ−−−−一オー１ン八イト設定点、 ｂ−−−一一加圧虱設定克 Ｃ−−−−一圧六作業聞始叔 ｄ−−−−一定位置停酋、 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第　７６６４６号２、発明の名称
　デンドウ　　　プントウキ　　　　　　ジせキロホウ
事件との関係　特許出願人 住所　　　郵便番号　１９３ ハチオウジシハザマチツウ 東京都　へ王子市　狭間町　１４６３番地１ジャ　メデ
ンキ 名所　　　蛇の目電機株式会社 手続ネｌｔ正書（自発） １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第　７６６４６号２、発明の名称
　デンドウ　　　プントウキ　　　　　　ジＪキョホウ
電　動プレスの電　動　機イナーシャの除　去　法３、
補正をする者 事件との関係　特許出願人 ハチオウジシハザマチせつ 住所　　　東京都　へ王子市　狭間町　１４６３番地１
ジャ　メデンキ 名称　　　蛇の目電機株式会社 イ、「明細書の発明の名称の欄」 口６　「明細書の特許請求の範ｒｍ欄」補正内容 イ、明細書の発明の名称「電動プレスの電動機イナーシ
ャの除去法」を「電動プレスのイナーシャの除去法」と
補正する。 口、明ａＳの特許請求の範囲の欄。 （補正前の特許請求の範囲） 電動機による回転力を直線運動に変換する機構を備えた
電動プレスにおいて、ラムの位置を検出及び記憶する手
段と、電動機の回転数を検出する手段を備え、記憶され
たラムの位置によって電動機の負荷電流をｌ＋１１１１
することにより、ラムのアプローチストロークを高速下
降させ、加圧点で低速になるように電動機に電力を供給
するようにした電動プレスの電動機イナーシャの除去法
。 （補正後の特許請求の範囲） 電動機による回転力を直線運動に変換する機構を備えた
電動プレスにおいて、ラムの位置を検出及び記憶する手
段と、電動機の回転数を検出する手段を備え、記憶され
たラムの位置によって電動機の負荷電流を＠御すること
により、ラムのアプローチストロークを高速下降させ、
加圧点で低速ｘ隻夏藍克ｉ互徽電動機に電力を供給する
ようにしたことを特　とする電動プレスのイナーシャの
除去°。 ハ、明ＳＷ書の（発明の効果）！１ 明細書１５頁の第１０行目の「電動機の」を削除する。 手続補正書く自発） 昭和６２年５月２田 特許庁区官　黒　ｔｎ　　明　だＣ殿 １、＄件の表示 昭和６１年　特γｒ願　第７６６４６″：ｉ２、発明の
名称　１ンドウ　　プントウキ　　　ジョキロホウ電動
プレスの電動機イナーシャの除去法３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ハチオウジシハザマチョウ 住所　　　東京都　へ工了市　狭間町　１４６３番地１
ジャ　メデンキ 名称　　　蛇の目電機株式会社 ４、補正の対象 イ、　「明細書の特許請求の範囲欄」 ５、補正の内容 別紙の通り 補正内容 イ、明細言の特許請求の範＋ｍ欄 （補正前の特許請求のｗｉｔ！Ｉｔ） 電動機による回転力を直線運動に変換する機構を備えた
電動プレスにおいて、ラムの位置を検出及び記憶する手
段と、電動機の回転数を検出する手段を備え、記憶され
たラムの位置によって電動機の負荷電流をｔ制御するこ
とにより、ラムのアプローチストロークを高速下降させ
、加圧点で低速又は停止させた後電動機に電力を供給す
るようにしたことを特徴とする電動プレスのイナーシャ
の除去法。 （補正後の特許請求の範ｌｌ１１） 電動機による回転力を、艶」こ礪Ｊ１芸、（浸−直線運
動に変換する機構を備えた電動プレスにおいて、ラムの
位置を検出及び記憶する手段と、電動機の回転数を検出
する手段を備え、記憶されたラムの位置によって電動機
の負荷電流を制御することにより、ラムのアプローチス
トロークを高速下降させ、加圧点で低速又は停止させた
後電動機に電力を供給するようにしたことを特徴とする
電動プレスのイナーシャの除去法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機による回転力を直線運動に変換する機構を備えた
   電動プレスにおいて、ラムの位置を検出及び記憶する手
   段と、電動機の回転数を検出する手段を備え、記憶され
   たラムの位置によって電動機の負荷電流を制御すること
   により、ラムのアプローチストロークを高速下降させ、
   加圧点で低速になるように電動機に電力を供給するよう
   にした電動プレスの電動機イナーシャの除去法。