JPS6340700A - デジタルロ−タリカムスイツチ - 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】

本発明はデジタルロータリカムスイッチに関し、特に、
プレス回転数に対応した進角量を適宜算出してオン・オ
フアングルを自動的に進角させることができる様にした
デジタルロータリカムスイッチに関する。

【従来の技術】

プレスシステムに置いては、プレス装置やその付属装置
を含むプレスシステム全体のＩＪＩ　作’ｙ　−１ｙ−
ンスをプレスクランク角度に同調させるために、クラン
ク軸と連動するロークリカムスイ、７チを多数段設け、
関連するロータリカムスイッチのオン・オフに連動して
各部のシーケンスを制御する様にしていることは周知の
通りである。 ところで、近年のプレス制御回路の電子化に伴い、クラ
ンク軸（あるいは、これと等価の箇所）に連結されたエ
ンコーダの出力をデジタル的にカウントし、その計数値
をデジタルコンパレータニよって予め設定されたオンア
ングル・オフアングルと比較するいわゆるデジタルロー
タリカムスイッチが普及しつつあり、デジタルロータリ
カムスイッチは従来のメカニカルロータリカムスイッチ
の様に配置段数を機構的に制約されないので、システム
全体の付帯機構が多（チャネル数の多い場合にも十分に
対応でき、又、微妙な角度設定も可能である等の多くの
長所を存しており、今後更に普及するものと期待される
。 さて、プレス装置は分間回転数（Ｓ、Ｐ、Ｍ、）に応じ
てオンアングル・オフアングルよりも速いアングル（こ
の角度差を進角と称する。）でオン信号・オフ信号を発
生しており、この進角はプレス装置の分間回転数によっ
て異なることは周知の通りである。 従って、デジタルロータリカムスイッチの場合は、オン
アングル・オフアングルの他に分間回転数に応じた進角
を予め記憶し、オンアングルよりも進角相当角度だけ早
いタイミングでオン信号を発生する共に、オフアングル
よりも進角相当角度だけ早いタイミングでオフ信号を発
生ずる様になされている。

【発明が解決しようとする問題点】

さて、必要な進角量はプレス装置の分間回転数によって
異なるので、従来のデジタルロータリカムスイッチにお
いて、進角を設定する場合、予定される分間回転数に応
じた進角を記憶する様になされており、従って、分間回
転数が変針した場合には進角を記憶しなおす必要がある
とういう問題がある。 勿論この問題を解決するために、予定される数多くの分
間回転数に対応した進角を予め全て記憶し、分間回転数
の検出値に応して進角を選択することも可能であるが、
この場合には各分間回転数毎に進角を記憶するために多
くのメモリ領域が必要になるという問題が発生する。

【問題点を解決するための手段】

本発明はこの様な問題点に鑑みでなされたものであり、
少なくとも２点以上のポイントにおいて回転速度データ
と回転速度に対応する進角データとを記憶すれば、上記
２点間に含まれる回転速度に対しては各回転速度毎に逐
一進角データを記憶しなくても、各回転速度毎に実用上
十分な精度の進角を算出することができる様にした新規
なデジタルロータリカムスイッチを提供することを目的
とする。 要約すれば、本発明のデジタルロータリカムスイッチは
二数値化されて入力されたクランク角度が予設定のオン
アングルと一致したタイミングで制御対象を作動させる
とともに、数値化されて入力されたクランク角度が予設
定のオフアングルと一致したタイミングで制御対象の作
動を停止させる様になされたデジタルロータリカムスイ
ッチを前提とするものであり：上記目的を達成するため
に本発明のデジタルロータリカムスイッチはニブレス装
置の少なくとも２以上の回転速度を示す回転速度データ
を記憶するとともに、該回転速度データが示す回転速度
の時に必要とされる進角間を示す進角データを前記各回
転速度データと対応付けて記憶する記憶手段と：前記プ
レス装置の回転速度を検出する速度検出手段と：前記速
度検出手段の検出値によって前記記憶手段を検索して、
検出された回転速度よりも小さい回転速度データ中の最
大の回転速度データとこの回転速度データに対応する進
角データ及び前記検出された回転速度よりも大きい回転
速度データ中の最小の回転速度データとこの回転速度デ
ータに対応する進角データとを読み出すデータ検索手段
と：検索された回転速層データの変化量に対応する進角
データの変化量を比例係数とした比例演算によって検出
された回転速度に対応する進角を算出する演算手段とを
有し：算出された進角をオンアングル及びオフアングル
から滅じて、オンアングル及びオフアングルの設定値を
補正する様になされている。

【作用】

即ち、本発明のデジタルロータリカムスイッチでは、記
憶手段に少なくとも２点以上のポイントにおける回転速
度データと各回転速度データに対応した進角データが記
憶される。プレス運転時には速度検出手段によって現時
点の実際の回転速度が検出され、その検出値によって記
憶手段が検索される。そして、検出された実際の回転速
度に対応した進角が算出され、オンアングル及びオフア
ングルの設定値が補正される。

【実施例】

以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細に説明する
。 先ず、第１図は本発明の実施例に係るデジタルロータリ
カムスイッチの操作パネルを示しており、操作パネル１
上には、ロータリカムスイッチのチャネルナンバ及び分
間回転数を指定するデジスイッチ２、オンアングル・オ
フアングル及び進角を指定するデジスイッチ３、運転時
にクランク角度を表示するとともに進角設定時に分間回
転数を表示する数値表示器４、オンアングル及びオフア
ングルの書き換え時に書き換えの対象となるチャネルナ
ンバを表示する数値表示器５、デジスイッチ２によって
指定されているチャネルに関して設定されているオンア
ングルを表示する数値表示器６、デジスイッチ２によっ
て指定されているチャネルに関して設定されているオフ
アングルを表示する数値表示器７、進角の設定時に進角
を表示する数値表示器８、オンアングルの書き換え及び
進角の書き換えを指定するボタンスイッチ９、オフアン
グルの書き換えを指定するボタンスイッチ１０、運転モ
ード・オンアングル及びオフアングルの設定モード・進
角設定モードのいずれかを指定する３ノツチスイツチ１
１が適宜配置されている。 次に、本実施例の具体的な構成を示す前に、本発明の原
理を第２図・第３図を参照して説明する。 第２図・第３図は分間回転数（横軸）と当該分間回転数
の時に必要とされる進角（縦軸）の関係を示した特性図
であり、第２図、第３図では分間回転数がＯＳ、Ｐ、Ｍ
、〜２５　Ｏ３，ＰｏＭ、の場合を想定している。 一般に分間回転数と進角とは第２図に示す様に一定の範
囲では比例しており、分間回転数が上昇すると進角もリ
ニアに上昇するが、個々のプレス装置の特性によっては
進角が分間回転数の高次の関数（例えば２次関数）にな
る場合もある。 そして、この様な場合には例えば第３図に示す様に、あ
る分間回転数（第３図では１００　Ｓ、Ｐ、？Ｉ。 と２０　ＯＳ、Ｐ、Ｍ、）を境界点として、分間回転数
と進角との関係を折線状に変化させれば、プレスの１１
転領域において分間回転数と進角との関係を少なくとも
実用的には十分に満足させることが可能となる。 そこで、本実施例では分間回転数と進角との特性曲線の
傾斜が変化するポイントの分間回転数と進角とを記憶し
ておき、プレス運転時には分間回転数の現在値を例えば
エンコーダにより検出し、検出された分間回転数に対応
した進角を上記記憶値に基づく比例演算により算出して
、オン・オフアングルを調整することにより、進角が分
間回転数の高次の関数になる場合にも、近似的に十分に
満足のできるタイミング制御を可能としている。 次に、第４図は本発明の実施例に係るデジタルロータリ
カムスイッチのブロック図であり、第１図において既に
説明した要素に関しては第１図と同一の符号を付して重
複した説明は省略する。 第４図において、２０は図示せぬプレス装置のクランク
軸又はこれと等価の箇所に連結されて上記クランク軸が
所定の単位角度回転する毎にパルスを発生するエンコー
ダ、２１はエンコーダ２０が発生したパルスを計数する
カウンタ、２２はエンコーダ２０の出力を時間で微分す
る微分回路を各々示す。従って、カウンタ２１の計数値
はクランク角度を示し、微分回路２２の出力は分間回転
数を示すことになる。 第４図のデジタルロータリカムスイッチは検出チャネル
としてｎチャネル（ｎは任意の自然数）を有し、Ｄ１〜
Ｄｎはこれら各チャネルの駆動回路を示す。 各チャネルの駆動回路Ｄ１〜（）ｎは全て同一の構成で
あるので駆動回路Ｄ１に関してのみ基本構成を図示する
が、各駆動回路Ｄ　Ｉ　＝　Ｄ　ｎは、オンアングルを
記憶する設定器３１、オフアングルを記憶する設定器３
２、カウンタ２１の計数値として人力されるクランク角
度をオンアングルと比較するデジタルコンパレータ３３
、カウンタ２１の計数値として入力されるクランク角度
をオフアングルと比較するデジタルコンパレータ３４、
デジタルコンパレータ３３の出力によりセントされると
ともに、デジタルコンパレータ３４の出力によりリセッ
トされるフリップフロップ３５を有している。 又、Ｒ１〜Ｒｎは各々プレスシステムの各部に関連付け
られたリレーコイルを示し、各リレーコイルＲ１＝　Ｒ
ｎは対応する駆動回路Ｄ　Ｉ　−Ｄ　ｎ　Ｏ）フリップ
フロップ３５のＱ出力によって励磁される。 又、２３はカウンタ２１の計数値をデコードするデコー
ダであり、デコーダ２３によってクランク角度及び分間
回転数を表示する表示器４が駆動される。 又、２４・２５・２６・２７もデコーダを示し、デコー
ダ２４によってチャネルナンバを表示する表示器５が、
デコーダ２５によってオンアングルを表示する表示器６
が、デコーダ２Ｇによってオフアングルを表示する表示
器７が、デコーダ２７によって進角を表示する表示器８
が各々駆動される。 次に、４０はマイクロコンピュータ及びその付属機構に
よって構成される主制御装置を、５０はメモリを、６０
は各種スイッチやセンサ類の出力を主制御装置４０に入
力する入力インタフェースを、７０は主制御装置の出力
をデコーダ２３〜デコーダ２７に与える出力インタフェ
ースを、８０はプレス運転時に進角量の算出タイミング
を定期的に発生するインターバルタイマを各々示ス。 第５図はメモリ５ｏの構成を示しており、メモリ５０は
プログラムを記憶したＲＯＭ領域の他に各種のデータを
記憶するＲ　Ａ　Ｍ、　９５域を存しており、このＲＡ
　Ｍ　ｅｆｆ域中に各チャネル毎のオンアングルを記憶
するオンアングル記憶領域５１、各チャネル毎のオフア
ングルを記憶するオフアングル記憶領域５２、分間回転
数と進角の特性曲線が折線状に変化する境界点となるポ
イントの分間回転数及び当該分間回転数に対応する進角
を記憶するための進角記憶領域５３とを有している。 そして、オンアングル記憶領域５１及びオフアングル記
憶領域５２は各チャネル毎の駆動回路Ｄ１−　Ｄ　ｎと
予め対応付けられている。 次に、上記事項及び第６図のフローチャートを参照して
本実施例の動作を説明しよう。 尚、本実施例の動作モードは、ｔａ＋オン・オフアング
ルの設定モード、ｆｂｌ進角設定モード＋ｃ＋プレス運
転モードの３種類のモードがあり、これら各モードの動
作を上記の顕序で以下において説明する。 先ず、（ａ）オン・オフアングルの設定モードの動作に
関して説明する。 尚、オン・オフアングルを設定する場合にオペレータが
なすべき操作は、 （１）３ノツチスイツチ１１をＳＥＴ側に切り換える。 （２）デジスイッチ２によって書き換えの対象となるチ
ャネルを指定する。 （３）デジスイッチ３によってこれから設定するアング
ルを指定する。 （４）オンアングルの書き換えの時はボタンスイッチ９
を、又、オフアングルの書き換えの時はボタンスイッチ
ｌＯを押す。 という一連の手順である。 先ず、オン・オフアングルを設定する場合には３ノツチ
スイツチ１１がＳＥＴ側に切り換えられる。 又、デジスイッチ２・３は今操作されたか否かに関わり
なく、何らかの数値を示している。 プログラムがスタートすると主制御装置４ｏはデジスイ
ッチ２が指示する値をデコーダ２４に与え、これからオ
ン・オフアングルを設定するチャネルのナンバを表示器
５に表示させる。 同時に主側ｊ’ＪｆＪ装置４０はチャネルナンバを指定
するためのデジスイッチ２が示す値に基づいてメモリ５
０のオンアングル記憶領域５１及びオフアングル記憶領
域５２をアクセスして・当８亥チャネルに関して既に設
定されているオンアングルラ示すデータ及びオフアング
ルを示すデータを読み出し、これをデコーダ２５・２６
に与えて表示器６・７に各々表示させる。 そして、この状態で主制御装置４０は３ノツチスイツチ
１１又はボタンスイッチ９・ＩＯのいずれかが操作され
ることを待ち、３ノツチスイツチ１１又はボタンスイッ
チ９・ｌＯかのいずれかが操作されるまで、ここまでの
手順が繰り返えす。 従って、この時点ではオペレータはデジスイッチ２を操
作して設定値を書き換える対象となるチャネルナンバを
自由に変更することができる。 同様に、この時点ではオペレータはデジスイッチ３を操
作してこれから書き換えるべきオンアングル又はオフア
ングルを自由に変更することができる。 そして、デジスイッチ２の切り換え操作により設定値を
書き換える対象となるチャネルナンバが変更された場合
には、これに伴って表示器５・６・７の表示が変更され
ることはいうまでもない。 そして、オペレータがボタンスイッチ９を押すと、チャ
ネルナンバを指定するデジスイッチ２の出力によりメモ
リ５０のオンアングル記憶領域５１をアクセスし、デジ
スイッチ３によって指定されているアングルをオンアン
グル記憶領域５１の対応番地に記憶する。 又、オペレータがボタンスイッチ１０を押すと、チャネ
ルナンバを指定するデジスイッチ２の出力によりメモリ
５０のオフアングル記憶領域５２をアクセスし、デジス
イッチ３によって指定されているアングルをオフアング
ル記憶領域５２の対応番地に記憶する。 次に、山）の進角設定モードの動作に関して説明する。 尚、進角設定モードにおいてオペレータカなすべき操作
は、 （ｔｌ　３　／　ｙチスイ、チ１１を。ＦＦ　　ＳＦ、
Ｔ側ニ切り換える。 （２）デジスイッチ２によって分間回転数と進角との特
性曲線の傾斜が変化するポイントの分間回転数を指定す
る。 （３）上記（２）によって指定された分間回転数に対応
した進角をデジスイッチ３によって指定する。 （４）ボタンスイッチ９を押す。 という一連の手順である。 先ず、進角を設定する場合には、３ノフチスイソチ１１
がＯＦＦ　　ＳＦ、Ｔ側に切り換えられる。 プログラムがスタートすると主制御装置４ｏはメモリ５
０のアドレスレジスタ（図示せず）に進角記ｉ２　’ｐ
Ｈ域５３の先頭番地をセットしてメモリ５０を読み出す
。 そして、進角記憶領域５３から読み出された分間回転数
と進角はデコーダ２３・２７に与えられ、表示器４に分
間回転数が表示され、表示器８に進角が表示される。 一方、オペレータはデジスイッチ２にこれがら進角を設
定する分間回転数を低い方から順次セットし、デジスイ
ッチ３に当該分間回転数に対応する進角をセットした後
にボタンスイッチ９を押す。 より具体的には、第３図に示す例ではデジスイッチ２に
対して

〔０〕という数値がセットされ、デジスイッチ３
に対して（０）という数値がセントされる。 そして、ボタンスイッチ９が押されると、主制御装置は
進角記憶領域中の上記アドレスカウンタによって指定さ
れている番地に、デジスイッチ２によって指定されてい
る数値を分間回転数として記憶するとともに、デジスイ
ッチ３によって指定されている数値を進角として記憶し
、アドレスカウンタを〔１〕歩進する。 そして、塩１１ｔ３ノンチスイソチ１１が操作されるま
で、ボタンスイッチ９が押される毎に進角記憶領域５３
のアドレスが更新されながら分間回転数と進角が記憶さ
れてゆき、従って、第３図の場合であれば、分間回転数
（０）及びこれに対応する進角

〔０〕、分間回転数（１
００１及びこれに対応する進角（１０）　、分間回転数
（２００３及びこれに対応する進角（３０）、分間回転
数〔２５０〕及びこれに対応する進角〔５０〕が順次記
憶される。 そして・３ノ・ノチスイツチ１１が操作されると上記ア
ドレスカウンタがその時点で示しているアドレスの次番
地以降の記憶内容がクリアされて・進角の設定が終了す
る。 次に、ｔｅｌのプレス運転モード時の動作を説明する。 プレス運転モードにおいてはオペレータは３ノツチスイ
ツチｌ】をＲＵＮ側に切り換えた後にプレス装置を起動
する。 向、プレス装置の運転開始後においては各駆動回路り、
〜Ｄｎの動作は基本的に同一であるので、駆動回路り、
に関して飲み動作を説明する。 先ず、プレス’Ａ　１が運転を開始すると、エンコーダ
２０はパルスを発生し、このパルスによってカウンタ２
１が歩進されて、カウンタ２１の計数値はクランク角度
を示す。 そして、このクランク角度を示すカウンタ２１の計数値
は入力インタフェース６０を介して主制御装置４０に与
えられ、主制御装置４０はこのクランク角度を出力イン
タフェース７０を介してデコーダ２３に与えて、表示器
４に表示させる。 又、クランク角度を示すカウンタ２１の計数値は駆動回
路り、のデジタルコンパレータ３３・３４に与えられる
。 一方、エンコーダ２０が発生するパルスは微分回路２２
で微分され、微分回路２２の出力である分間回転数は人
力インタフェース６０に与えられる。 さて、インターバルタイマ８０は周期的に割込信号を主
制御装置４０に対して与え、主制御装置４０は割込が加
えられる毎にその時点における分間回転数に対応した進
角を算出して駆動回路Ｄ１に対するオン・オフアングル
を補正する。 より具体的には、主制御装置４ｏは人力インタフェース
６ｏを介して微分回路２２がら与えられている分間回転
数を読み込み、この分間回転数。 よってメモリ５０の進角記憶領域を検索する。 先ず、主制御装置４０は進角記憶領域５３に記憶されて
いる分間回転数の内から微分回路２２によって検出され
た分間回転数の現在値よりも小さな値の最大値を検出し
、当該番地に記憶されている分間回転数をＬ　ＳＰＭと
して読み出し、当該番地に記憶されている進角をＬ進角
として読み出す。 例えば、微分回路２２によって検出された分間回転数が
（１５０）であるとすると、進角記憶領域５３中の上記
分間回転数よりも小さい分間回転数の最大値は（１００
’ｌであり、対応する進角は〔１０〕であるので、ＬＳ
Ｐ門は（１００］であり、１、進角は〔１０〕というイ
直になる。 続いて、主制御装置４０は進角記憶領域５３に記憶され
ている分間回転数の内から微分回路２２によって検出さ
れた分間回転数の現在値よりも大きな値の最小値を検出
し、当該番地に記憶されている分間回転数をＨＳＰ？ｌ
として読み出し、当該番地に記憶されている進角をＨ進
角として読み出す。 微分回路２２により検出された分間回転数の現在値が（
１５０）の場合は、進角記憶領域５３中の上記分間回転
数よりも大きい分間回転数の最小値は（２００）であり
、対応する進角は〔３０〕であるので、Ｉ−ＩＳＰＭが
（２００）になり、Ｉ（進角は〔３０〕になる。 この様にして、Ｌ　ＳＰＭ・Ｌ進角・ｉ（ＳＰＭ及びＨ
進角を読み出すと、主制御装置はこのＬ　ＳＰＭ・Ｌ進
角・ＩＳＰＭ及び１４進角に基づいて、進角量を算出す
る。 尚、これ゛らの値によって進角量を算出するための演算
式を次に示す。 ＨＳＰＭ　−Ｌ　ＳＰ門 尚、この演算式においてＳＰＭは微分回路２２によって
検出された分間回転数の現在値である。 上記演算式に第３図のデータを与えた場合、分間回転数
の現在値が（１５０）の時の進角量は２０度になり、第
３図の特性曲線を満足する。 この様にして進角が例えば２０度と算出されると、主制
御装置４０は、メモリ５０のオフアングル記憶領域５１
から読み出されたオンアングルから２０を滅じて設定器
３１に設定するとともに、メモリ５０のオフアングル記
憶領域５２から読み出されたオフアングルから２０を減
じて設定器３２に設定してこの回の割込処理を終了する
。 さて、既述の通り、駆動回路ＤＩのデジタルコンパレー
タ３３・３４の一方の人力にはカウンタ２１の計数値で
あるクランク角度が与えられている。 そして、クランク角度が設定器３１の出力と一致したタ
イミングでデジタルコンパレータ３３はフリップフロツ
ブ３５をセントしてリレーコイルＲ１を励磁し、クラン
ク角度が設定器３２の出力と一致したタイミングでデジ
タルコンパレータ３４はフリップフロツブ３５をリセッ
トしてリレーコイルＲ１を消磁する。 そして、このリレーコイルＲ１の励磁・消磁に伴ってプ
レスシステムの各部が制御されることは周知の通りであ
る。 尚、上記においては進角の設定の手法やオンアングル・
オフアングルの設定手法に関しても言及したが、本発明
において本質的なことは分間回転数と進角との関係を示
す特性曲線の傾斜が変化するポイントの分間回転数と進
角とを予め記憶しておき、プレス運転時に分間回転数の
現在値を検出し、この分間回転数の直前直後の設定値に
基づく比例演算により適正な進角を算出して、オン・オ
フアングルを補正することにあり、進角の設定の手法や
オンアングル・オフアングルの設定手法は任意に変形す
ることができる。

【効果】

以上説明した様に、本発明によれば、少なくとも２点以
上のポイントにおいて回転速度データと回転速度に対応
する進角データとを記憶すれば、上記２点間に含まれる
回転速度に対して実用上十分な精度の進角を算出するこ
とができ、回転速度毎に進角を設定する手間や、回転速
度毎に進角を記憶するために要求されるメモリ領域を節
約することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係るデジタルロータリカム
スイッチの操作パネルの平面図、第２図・第３はプレス
装置の分間回転数と進角の関係を示す特性図、第４図は
本発明の１実施例に係るデジタルロータリカムスイッチ
のブロック図、第５図はメモリの領域の説明図、第６図
は本発明の動作の１例を示すフローチャート。 ２・３・・・デジスイッチ ４・５・６・７・８・・・表示器 ９・１０・・・ボタンスイッチ １１・・・３ノンチスイツチ　２０・・・エンコーダ２
１・・・カウンタ　　　　　２２・・・微分回路３】・
３２・・・設定器 ３３・３４・・・デジタルコンパレータ・ＩＯ・・・主
制御装置　　　　５０・・・メモリ５１・・・オンアン
グル記憶領域 ５２・・・オフアングル記憶領域 ５３・・・進角記憶領域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 数値化されて入力されたクランク角度が予設定のオンア
   ングルと一致したタイミングで制御対象を作動させると
   ともに、数値化されて入力されたクランク角度が予設定
   のオフアングルと一致したタイミングで制御対象の作動
   を停止させる様になされたデジタルロータリカムスイッ
   チにおいて、プレス装置の少なくとも２以上の回転速度
   を示す回転速度データを記憶するとともに、該回転速度
   データが示す回転速度の時に必要とされる進角量を示す
   進角データを前記各回転速度データと対応付けて記憶す
   る記憶手段と、 前記プレス装置の回転速度を検出する速度検出手段と、 前記速度検出手段の検出値によって前記記憶手段を検索
   して、検出された回転速度よりも小さい回転速度データ
   中の最大の回転速度データとこの回転速度データに対応
   する進角データ及び前記検出された回転速度よりも大き
   い回転速度データ中の最小の回転速度データとこの回転
   速度データに対応する進角データとを読み出すデータ検
   索手段と、 検索された回転速度データの変化量に対応する進角デー
   タの変化量を比例係数とした比例演算によって検出され
   た回転速度に対応する進角を算出する演算手段とを有し
   、 算出された進角をオンアングル及びオフアングルから減
   じて、オンアングル及びオフアングルの設定値を補正す
   る様にしたことを特徴とするデジタルロータリカムスイ
   ッチ。