JPS62297000A - 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】 （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、プレスの加圧力管理は、ロードセル等の外部セン
サーにより行う方法が多く用いられていた。

（目的） 本発明は、電動プレスによる加圧力の上限及び下限を設
定し、これに外れた場合は、エラー表示をさせることに
より規格外品を除外することができ、製品品質を均一化
するとともに部品異常を速やかに発見することができる
電動プレスを提供せんとするものである。

（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せ、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、ラムの位置を検出及び記憶する手段を備えさせ
、加圧力を電動機の電流値を変えることにより調整でき
るような（み成とし、また、上限・下限加圧力を設定し
、これに外れた場合はエラー表示できる構成とした。

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て説明する。

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、１は操作盤で、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は電源スィッチ、Ｂは記ｔな点設定釦で各種の記憶の
設定及び変更を行う場合に使用する。

ＣＩ、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Ｃ１及びＣｚ釦を押し、一時停止の場合は
Ｃ２釦のみを離す。さらに、ＣＩ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、停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、符合切替スイッチＩ（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ｉｔ　Ｌ、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、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、動作原理について正大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置が
リミットスイッチＡ６のスイッチレバー６ＦＬ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
中央処理装置２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Ｒ４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。

以降、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Ｃ１及びＣ２を
押してラム５を下降させてゆき、前記１桑作釦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！Ｄ　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、面記諜作釦Ｃ２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１ｆｆｉ作釦Ｃ２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Ｃ２を押してラム５を下降させてゆ
き、正大停止点でラム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。

上記した令名の設定操作により、作業者が操作釦ＣＩ及
びＣ２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。このとき中
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ー／　）に伝えられ電
動機４は定低速で下降し、定位ｌ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、ＣＯＭＰｌ
、ＣＯＭＰ２、ＣＯＭＰ３は電圧比較器で、＋側人力と
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！ＤＥによ
り、中央処理袋Ｗ２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
ＧＯＭＰ２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袋Ｗ２は、電圧比較器ＣＯ
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
Ｖ３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ＤＣＯＭＰＩ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盤１上の上限加圧力設定ツマミ■
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、電動器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、湿作盤１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１服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３ｍｌ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
　＋ｎ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図は上述の説明を禎なうためのもので、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、■は圧入が遺
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
、ＣＯＭＰ２は電圧比較器で、＋側人力と一側入力の電
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Ｒ４の電流検出用に抗である。

次に、動作原理について説明すると、 電動ＩＭ４のトルク定数をに七とすると、発生トルクＴ
は、Ｔ　＝　Ｋｔ・■ となり、加圧力は電圧比較器ＣＯＭＰ　１、ＣＯＭＰ２
への流入電流−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−１ なる電圧■が発生する。

電圧比較２５　ＣＯＭ　Ｐ　ｌにより、Ｖ　＝　Ｖ＋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Ｖ＋に比例することになりＶＲＩにより加圧力
を調整することができる。

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
と前記中央処理装置２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、ＶＨ２により下限加圧力を設定し、正大終了時
まで電圧比較器ＧＯＭＰ２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。

当実施例による圧入作業の方法には、前記定位置停止点
を設定してからの圧入作業の他に、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。

σ＋ｌえば、強制的に１人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Ｃｚ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強制的に規制する手
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ｔ９によらずラム５は下降を続け、前記強制
的停止：ｆ段に当って停止する。以降、操作釦Ｃ１及び
Ｃ２を押すことにより、加圧点設定点までラム５はＡｉ
速で下降してゆき、上記したように、定加圧力、定速度
で圧入作業を行ない、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て機械に損傷を与
えることを防ぐことができるや 通常のカシメ作業の場合には、下限加圧力を一定レベル
に設定しておくと、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、上限刃ｌ圧
力設定ツマミ■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・うな構成により、イ、加圧力
の管理を、外部センサー等の特別な部品を追加すること
なくできるので安価なものとなる。

口、加圧力の上限・下限を設定したことにより、異常を
速やかに発見し除去することができるので、加工品質の
均一化と仕損費の減少が計れる。

ハ、電動機の電流値の設定が容易なため、微妙な加圧力
の調整が可能となり、精密且つ正確なプレス作業ができ
る。

等の効果がある。

【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プロ、り図
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ＢＡ・・・
・電源スィッチ、Ｂ・・・・・記憶点設定釦、Ｃ＋、Ｃ
ｚ・・・・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・・符号切替スイツチ、
Ｉ・・・・上限加圧力設定ツマミ、Ｊ・・・・下限加圧
力設定・ンマミ、 特許出願人　蛇の目電機株式会社 射７図 α−−−−−オーアン八イトへλ定杢、ｂ−−−−−ｎ
口月三羨、設置４屯、 Ｃ−−−−一圧入伴亥南姶煮 ｄ−一−−−ｔイ立、置停」二？七、 ａ、ｂ間−一一一一ラム１；高遠下降 ｃ−ｄ間−一一一一般定さおた定遠戊は６．圧入第４図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第　７６６４５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 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ｌジャ　メデ
ンキ 名所　　　蛇の目電機株式会社 ４、補正命令の日付 昭和６１年６月２４０ 手続補正帯（自発） 昭和６２年５月２田 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第７６６４５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 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 名称　　　蛇の目電機株式会社 イ、「明細書の特許請求の範囲欄」 ５、補正の内容 補正内容 イ、明細書の特許請求の範囲層 （補正前の特許請求の範囲） ＋１１　ｍ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
憶する手段を備えるとともに、加圧力を電動機の負荷電
流を設定した電流値以上流れないようにし、さらに、電
流の設定値を変えることにより、加圧力を調整できるよ
うにしたことを特徴とする電動プレス。 （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るととも、加圧力を電ｔ
ｌＩ機の負荷電流を設定した電流値以上流れないように
し、さらに、を流の設定値を変えることにより、加圧力
をＨＨできるようにしたことを特徴とする電動プレス。 手続補正帯 １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第７６６４５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 名称　　　蛇の目電機株式会社 昭和６２年６月３０口 ５、補正の対象 別紙の通り （「特許請求の範囲」（２）項については内容に変更な
し）補正内容 イ、明ｍ書の特許請求の＠ＩＩＩＩ欄 （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るとともに、加圧力を電
動機の負荷電流を設定した電流Ｊ１１以上流れないよう
にし、さらに、電流の設定値を変えることにより、加圧
力を調整できるようにしたことを特徴とする電動プレス
。 （２）ラムの位置を検出、記ｔ９する手段により、被圧
入物が設定された上型加圧力以上に加圧力が必要とされ
る場合は、途中で停止し、一定点まで圧入されていない
ことを検出してエラー表示をする。 また、設定された下限加圧力以下の加圧力で圧入された
場合は、そのときの電動機の電流値と設定された下限加
圧力の設定電流値とを比較して、該設定電流値に達しな
い場合には、これを検出してエラー表示するようにした
特許請求の範囲第１項記載の電動プレス。

Claims (2)

【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
   する手段を備えるとともに、加圧力を電動機の負荷電流
   を設定した電流値以上流れないようにし、さらに、電流
   の設定値を変えることにより、加圧力を調整できるよう
   にしたことを特徴とする電動プレス。
2. （２）ラムの位置を検出、記憶する手段により、被圧入
   物が設定された上限加圧力以上に加圧力が必要とされる
   場合は、途中で停止し、一定点まで圧入されていないこ
   とを検出してエラー表示をする。 また、設定された下限加圧力以下の加圧力で圧入された
   場合は、そのときの電動機の電流値と設定された下限加
   圧力の設定電流値とを比較して、該設定電流値に達しな
   い場合には、これを検出してエラー表示するようにした
   特許請求の範囲第１項記載の電動プレス。