JPS62296999A - 電動プレス - 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】 ３、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り、特に小型、小容量の波加
工物を、精密且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、プレス技術に関しては、大別すると機械プレス・
液圧プレス、さらにその他として、手動プレス、足踏み
プレス、空気圧プレス等のものがあった。これらのプレ
スは、その異なった駆動方式、駆動機構、駆動伝達等の
関係により、それぞれ通した用途に使用され活用されて
いる。

（目的） しかしながら、これらのうち機械プレス・液圧プレスは
その用途により異なるが、概して大型・大容量のものが
一般的であり、また、その他のプレスに関しては機構が
単純で、その制御手段も簡単なものが多く、従って、精
密なプレス作業には不向きであった。

そこで本発明者らは、小型軽量で、しかも、使い勝手が
良いプレスを発明し提供することを目的とする。

（構成） 上記の目的を達成するための手段として、電動機をプレ
スの主駆動源として用いることにより、その特性を活か
しフレキシブルな対応を可能とさき、さらに、該電動機
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、中央処理装置とその関連機構により、ラムへの
各種機能を指令する構成とした。

またラムの上昇限度点は、該ラムがリミットスイッチを
作動させた点とした場合には、前記リミットスイッチの
位置決め精度に問題があるため、前記作動点を一定寸法
下側に設定し、以後、この点をラムの原点とした構成と
し、さらに、前記ラムを下降させて一定点を記憶させた
後に、コード発生器により、該一定点を上下に補正でき
る構成とした。

尚、前記電動機による回転力を直線運動に変換する手段
は、ボールネジまた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て説明する。

先ず、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、１は操作盤で、その盤面
上にＡからＪ迄の各スイッチ及び釦、各ツマ□ミを有し
ている。

Ａは電源スィッチ、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。ｃｔ、Ｃ２は鳳作
釦でありその機能は、ラム５を下降させる場合にはＣ＋
及びＣ２釦を押し、一時停止の場合はＣ２！Ｄのみのみ
を離す、さらに、Ｃ１及びＣｚｔＯ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１０、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・ノチＧに補正値を
セットし、符合切替スイッチ１１により加算或いは減算
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換点、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１旨示する機能
を有する。

３はモータドライバーで、中央処理装置２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、前記ラム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）・設定血道上昇し
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、動作原理について正大作業を例にとって説明する
と、第一図において、操作板１上の’Ｒ’６９スイッチ
ＡをＯＮ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５ａがリミットスイッチＡ６のスイッチレバー６ａ
を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、中央処理装置２
に記憶されたパルス分だけ、前記電動機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、前記中央処理装置２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ｔ＠点の取り込み状態にさせた後、操作ｔｏ　Ｃ＋及
びＣ２を押してラム５を下降させてゆき、Ｉｌｉ前記操
作釦Ｃ２を離してラム５を一時停止させ、オープンハイ
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
理装置２に記憶される。

以後、前記操作ｉｎ　Ｃ＋及びＣ２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Ｃ２を押してラム
５を下降させてゆき、ｍ人に必要な加圧力を加えるべき
位置にきたら、操作！ＯＣ２を翻してラム５を一時停止
させ加圧点設定！＋Ｉ　Ｅを押すと中央処理装置２に、
ｔＴｉＪ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１桑作釦Ｃ２を押してラム５を下降させて
ゆき、圧入停止点でラム５を一時停止させ、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、前記操作盤１のデジタルスイッチＧに補正値
をセ、トシ、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ｔｉ設定がされ
たことになる。

上記した今迄の設定操作により、作業者が操作釦Ｃ１及
びＣ２を押すと、中央処理装置２から゛１１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
て電動機４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Ｉ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１ａ４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
央処理袋＠２がエンコーダ７により前記ラム５の停止を
暗聰すると、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が中央処理装置２に記憶された定位
置停止点の直前に到達すると、前記中央処理装置２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なわ
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
、ＣＯＭＰ２、ＣＯＭＰ３は電圧比較器で、＋側入力と
一例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釦Ｅ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ＤＣ
ＯＭｒ’２を選択し、設定加圧力に必要な電圧■１によ
らず高速回転可能に十分な電圧■２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ＧＯ
ＭＰ３を選択する。

前記ＣＯＭＰ３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■３を与える。この電圧
■３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■１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
限加圧力設定ツマミｌ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、上限加圧力を発生ずるに
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
動機４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、操作盤１上の下限加圧力設
定ツマミＪにより行うことかができる。

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３１１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
１ｍ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、電流機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なわれたと判断する
。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なうためのもので、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、■は圧入が適
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５を図に基づいて詳細
に説明する。

まず、各構成部の名称と機能を説明すると、ＣＯＭＰＩ
、ＣＯＭＰ２は電圧比較器で、＋側人力と一側人力の電
圧の差を比較するものであり、＋側が極（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＝Ｋｔ
−１ となり、加圧力は電圧比較器ＣＯＭＰＩ、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＝Ｒ・■ なる電圧■が発生する。電圧比較器ＧＯＭＰＩにより、
■＝ＶＩ　　となるようにモータドライバー３が制御す
るため、結局、電流ＩはＶｌ　　に比例することになり
ＶＲ＋　により加圧力を調整することができる。

また、停止点設定！ＯＦ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
入しきらないで停止した場合、エンコーダ７による移動
量と前記中央処理装置２に、予め記七屯させておいた停
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、ＶＲ２により下限加圧力を設定し、工大終了時
まで電圧比較Ｄ　ＣＯＭ　Ｐ　２の信号を中央処理装置
２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、加圧力の適正な管理が可能となる。

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を下降させ
てゆき、前記治具の圧入寸法を＋ｆｉ制的に規制する手
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ｔａ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
的停止手段に当たって停止する。以降、操作釦ＣＩ及び
Ｃ２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、特に上水につ
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、このような事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
法名としている。

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゛ζ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
に下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、上限加圧力ツマミ■
により設定された一定圧力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、カシメカ人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、これとは逆にカシ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機構の構成により、下記の
ような効果を派生し、精密プレス分野における活用が大
いに期待できる発明である。

イ被加工物により、望ましい加圧力と加圧速度を制御す
ることができる。例えば、材料により変形、歪が生じる
ような場合は、加圧速度！ｔｉｌｌにより対処できる。

口外部に特別なセンサー（例えば、ロードセル）等を備
えることなく、加圧力管理ができる。

ハ電動機の運転を高ネジ度に行なうため、イナーシャに
よる加圧力の変動を除去できると共に、微少加圧力で安
定したプレス化′？が一７％缶７゜

【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した図であ
る。 １−・・操作盤、２−一一一中央処理装置、３−モータ
ドライバー、４−一一−電動機、５−　ラム、６−−−
−リミノトスイツチＡ１７−・・エンコーダ、８−＝電
流設定回路、８−・リミットスイッチＢ Ａ−−−・電源スィッチ、Ｂ−一一一記憶点設定釦、Ｃ
１Ｃλ−−−−一操作釦、Ｄ−オープンハイト設定ナロ
、Ｅ−一一一加圧点設定を口、Ｉ？−−停止点設定釦、
Ｇ　−−−デジタルスイッチ、１．１−−−一符合切替
スイ、チ、１−−−−−一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 ａ−−−−−オープンハイト言２定市、ｂ−−−−一カ
ロ万Ｅ！：！、言艷ス＝杢、Ｃ−−−−一圧入作業１ｆ
６古蕉 ｄ−−−−一定イ立Ｉ停止蘇 ａＮｂ間−−−一−ラ４１工高徨下降 ｃ−ｄ間−−−−一般定さＰした定速度にｒ５圧入第３
図 第４図 手続補正書（自発） 昭和６２年５月２ｍ 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特許側　第７６６４４号 ２、発明の名称　デンドウ 電　動プレス 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、「明細書の特許請求の範囲環」 ５、補正の内容 別紙の通り 補正内容 １、明細書の特許請求の範囲環 （補正前の特許請求の範１１１１） （１）電動機による回転力を直線運動に変換する１１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
憶する手段を備え、該ラムの位置に応じて、電動機によ
る回転速度及び電／Ａ値の設定変更と、断続及び反転を
、中央処理装置によりｔ！を令することを特徴とした電
動プレス。 （補正後の特許請求の範囲） （１１電動機による回転力をネジ機構による直線運動に
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を備え、該ラムの位置に応じて
、電動機による回転速度及び電流値の設定変更と、断続
及び反転を、中央処理装置により１旨令することを特徴
とした電動プレス。 手続補正書 昭和６２年７月ＩＯ口 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特許側　第７６６４４号 １、発明の名称　デンドウ 電動プレス １、補正をする者 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ョウ 東京都　へ王子市　狭間町　１４６３番地１ジャ　メデ
ンキ ６、補正の内容 別紙の通り ゛（「特許請求の範囲Ｊ　（２Ｘ３）項については内容
に変更なし）補正内容 イ、明細書の特許請求の範囲環 （補正後の特許請求の範囲） （１）電動機による回転力をネジ機構による直線運動に
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を備え、該ラムの位置に応じて
、電動機による回転速度及び電流値の設定変更と、断続
及び反転を、中央処理装置により指令することを特徴と
した電動プレス。 （２）ラムが上昇服度点のりミノトス・イノチを作動さ
せた点より一定寸法下側に、該作動点を設定し、以後、
この作動点をラムの原点とした特許請求の範囲 ス。 （３）ラムを下降させて、一定点を記憶させた後、コー
ド発生器により前記記憶させた一定点を補正できるよう
にした特許請求の範囲第１項記載の電動プレス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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
   する手段を備え、該ラムの位置に応じて、電動機による
   回転速度及び電流値の設定変更と、断続及び反転を、中
   央処理装置により指令することを特徴とした電動プレス
   。
2. （２）ラムが、上昇限度点のリミットスイッチを作動さ
   せた点より一定寸法下側に、該作動点を設定し、以後、
   この作動点をラムの原点とした特許請求の範囲第１項記
   載の電動プレス。
3. （３）ラムを下降させて、一定点を記憶させた後、コー
   ド発生器により前記記憶させた一定点を補正できるよう
   にした特許請求の範囲第１項記載の電動プレス。