KR101101586B1

KR101101586B1 - 전동 프레스

Info

Publication number: KR101101586B1
Application number: KR1020040080378A
Authority: KR
Inventors: 신지 스즈키; 신이치 카토
Original assignee: 자노메 미싱 고교가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2012-01-02
Also published as: US20050081587A1; TW200517247A; TWI241952B; JP4296072B2; US7086262B2; KR20050038548A; DE102004051135B4; JP2005125330A; DE102004051135A1

Abstract

본 발명은 전동 프레스에 관한 것으로, 서보모터와 이 서보모터를 구동시키는 구동 전원과, 이 서보모터의 회전량을 직선운동으로 변환시키는 기구와 이 직선운동에 의해 피가공물에 대해 승강이동을 가능케 하는 램과 이 램의 위치를 검출하는 위치 검출수단을 가지는 전동 프레스에 있어서, 진입센서(2)는 램(20)의 구동범위에 따라 결정되는 소정 범위 안에 작업자가 들어오게 되면, 이를 검지하여 제어장치(1)에 신호를 보내게 되고, 제어장치(1)는 진입센서(2)로부터 진입신호를 받아 릴레이(6)가 OFF 되어 서보모터(8)의 전원은 차단되고, 그 후 조작장치(4)로부터 전원 ON의

지령이 있게 되면, 상기 램(20)을 작업원점으로 복귀시키도록 서보모터(8)를 제어하게 된다. 따라서 본 발명 전동 프레스는 초기화에 관계없이 작업재개를 할 수 있게 되므로 초기화에 따르는 작업효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.

Description

전동 프레스 {Electric press}

도 1은 본 발명의 1 실시형태를 나타내는 개략적인 블럭도,

도 2는 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 공정도,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태의 동작을 나타내는 공정도이다.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 제어장치 (CPU) 2 : 진입센서

3 : 위치기억장치 4 : 조작장치

5 : 제어프로그램기억장치 6 : 릴레이(relay)

8 : 서보모터(servomotor) 9 : 엔코더(encoder)

10 : 제어전원 20 : 램

22 : 앰프 23 : A/D컨버터

본 발명은 전동 프레스에 관한 것이다.

전동 서보모터를 사용하여 하중과 위치를 아주 정확하게 제어할 수 있는 전동 프레스는 여러 분야에 걸쳐 폭 넓게 사용되어져 왔다.

전동 프레스를 사용하여 수행되는 프레싱 공정에 있어서, 일단 작업자가 위험구역 안으로 들어오게 되는 경우에는 안전성이라는 관점에서 본다면, 동력원이 자동적으로 끊어지는 안전 정지의 상태로 되는 것이 절실히 요구되고 있다. 예로써, 작업을 교대할 경우에 작업자가 위험구역 안으로 들어오게 되는 경우에 수동으로 서보모터의 동력을 끊어 주거나 또는 작업자가 위험 구역 안에 들어왔다는 것을 진입 검지센서나 에리어센서(area sensor)등에 의해 검지하여 자동적으로 서보모터의 동력을 끊어주게 구성되어 있다. 그리하여, 동력이 끊어진 상태에서 작업자에 의한 작업교대가 이루어지고, 작업자가 위험구역에서 안전한 위치로 이동한 후, 자동의 경우에는 에리어센서가 OFF의 신호를 보내게 되고, 수동의 경우에는 작업자는 위험구역 밖에서 프레스에 동력을 넣고, 프레스의 초기화 작업을 할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 종래의 기술은 일본 특허 제2533486호에 기재되어 있다.

그러나, 상기한 전동 프레스의 초기화는 무의미한 작업이고, 이 초기화에 시 간이 걸리게 되므로 작업효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서보모터와 이 서보모터를 구동하는 구동전원, 그리고 이 서보모터의 회전량을 직선운동으로 변환시키는 직선운동기구 및 이 직선운동에 의해 피가공물에 대해서 승강 가능하도록 된 램과 이 램의 위치를 검출하는 위치검출수단인 엔코드를 갖는 전동 프레스에 있어서, 상기 서보모터를 제어하고, 상기 램을 초기 위치인 기구원점(機構原点)과 작업자가 임의로 설정할 수 있는 작업원점(作業原点)의 두개의 원점에 위치시킬 수 있게 하는 제어수단(CPU 1)과, 상기 작업원점 위치를 기억시키는 위치 기억수단인 위치기억장치(3)와 상기 램의 위치를 기억시키고, 상기 구동전원이 OFF 되었을 때에도 이 기억을 유지하는 위치 기억수단인 위치기억장치(3)와 구동전원이 안전정지 후 ON 되었을 때에도 상기 위치 기억수단의 기억에 근거하여 상기 램을 작업원점에 위치시킬 수 있게 하는 제어수단(CPU 1)을 갖도록 함을 특징으로 한다. 상기 구성에 의해 구동전원이 안전 정지된 후에 ON이 되었을 때, 상기 위치 기억수단의 기억에 의해서 램을 작업원점으로 뒤돌려 보낼 수 있게 되어 종래와 같은 초기화에 따르는 작업효율의 저하를 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상기 기억을 유지하기 위한 상기 위치 기억수단에 대신하여 구동전원이 OFF 되었을 때에도 램의 위치검출이 가능한 위치 검출수단인 엔코드를 사용하여도 좋다. 다른 방법으로는, 이 분야의 통상인에게 아주 잘 알려진 전형적인 방법에 의해 서보모터 자신에 자기위치 검출능력을 가질 수 있도록 구성할 수도 있을 것이며, 이러한 것은 이 분야의 통상인에게 너무나 잘 알려진 방법으로 수행될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

또, 프레스 작업의 회수를 계수하는 수단과, 이 계수된 프레스 작업의 회수를 미리 설정한 회수와 일치하는지 여부를 판별하는 수단을 가지며, 상기 작업원점에 위치하도록 하는 제어수단이 이 판별수단과 일치한다고 판별한 경우에는 상기 램을 작업원점으로 하지 않고, 기구원점에 위치하도록 구성하는 것도 가능하다.

본 발명을 첨부 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 1 실시형태를 나타내는 개략적인 블록도이다.

전동 프레스는 제어프로그램기억장치(5)에 저장된 프로그램에 따라 전동 프레스의 작동을 제어하는 제어장치(CPU : 1)인 제어수단을 갖는다. 제어장치(CPU : 1)은 제어전원(10), 릴레이(6)와 서보모터구동회로(7)를 통하여 서보모터(8)의 작동을 제어한다. 서보모터(8)는 직선운동기구(19)에 연결된 램(20)을 수직으로 운동시키기 위하여 회전하여 직선운동기구(19)를 작동시킨다.

제어장치(CPU : 1)은 조작자에 의하여 작동되는 조작장치(4)로 부터의 지시와 진입센서(2)로부터 릴레이(6)를 ON 또는 OFF시켜 결과적으로 주전원(11)으로부터 전원의 공급을 효과적으로 또는 효과적이지 않게 만드는 신호에 따라 작동된다.

진입센서(2)는 램(20)의 구동범위에 근거하여 결정되는 소정의 범위에서 작업자가 위험구역 안으로 들어온 경우에는 이를 탐지하여 제어장치(1)에 신호를 보내도록 되어있다. 제어장치(1)는 진입센서(2)에서의 진입신호가 입력되면, 릴레이(6)를 OFF로 하여 주전원(11)에서 서보모터(8) 쪽으로 전력 공급을 정지시키도록 구성되어 있다.

제어장치(1)에는 엔코더(9)에서 서보모터(8)의 회전량 신호가 입력되고, 또, 로드셀 (Load cell) (21), 앰프(22) 및 A/D 컨버터(23)를 거쳐서 램(20)의 하중신호가 입력되도록 구성되어 있으며, 이들 신호에 근거하여 램(20)의 위치와 속도제어가 이루어지도록 되어 있다.

작업자는 제어장치(1)에 의해서 램(20)이 가압을 개시하는 가압점이나 램(20)이 가압을 종료시키는 정지점을 설정함에 의하여 램(20)의 작동을 제어할 수 있게 된다.

램(20)의 원점위치는 초기 위치인 기구원점과 동작을 개시하는 작업원점으로 구성되고, 기구원점은 그 기계에 따라 설정되는 불변의 원점이고, 작업원점을 작업자가 임의로 설정 가능한 것이다.

이들 원점의 위치정보는 위치 기억장치(3)에 기억되도록 되어 있다. 또, 엔코더(9)에서 램(20)의 위치정보도 연속적으로 위치 기억장치(3)에 기억되도록 구성되어 있고, 위치 기억장치(3)는 동력원이 끊어지더라도 기억을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같은 위치 기억장치(3)로는 예로써 비휘발성 메모리나 빽업 전원을 갖는 메모리를 사용할 수 있다. 사용될 위치 기억장치(3)에 의해서 전원이 OFF 된 후 다시 전원이 ON 되었을 때 램(20)을 작업원점으로 되돌려 보낼 수 있게 된다.

또한, 동력원이 끊어진 후에도 현재의 위치를 기억하고 있는 업소루우트 엔코더(absolute encoder)를 사용할 수도 있다. 이러한 업소루우트 엔코더는 서보모터에 결합되어 사용될 수도 있다.

이 구성에 따르면, 전원이 OFF되고 다시 전원 ON시에 업소루우트 엔코더가 사용됨으로써 램(20)의 위치가 검지될 수 있다. 따라서, 전원이 OFF 된 후 다시 전원이 ON 되었을 때 램(20)이 작업원점으로 되돌려 질 수 있게 된다.

특히, 동력원이 끊어지더라도 엔코더(9)의 전원을 계속하여 ON상태가 되도록 구성하더라도 좋다. 이와같은 구성에 의하여도 전원이 OFF된 후 다시 전원이 ON 되더라도 램(20)의 위치가 검지되므로, 똑같이 램(20)의 위치를 작업원점으로 되돌려 보낼 수 있게 된다.

제어장치(1)는 진입센서(2)에서 진입신호가 있게 되면, 앞에서 설명한 바와 같이 릴레이(6)을 OFF로 하여 서보모터(8)에의 전원을 차단시키고, 그 후 조작장치(4)에서 전원 ON의 지령이 있으면 램(20)을 작업원점으로 복귀시킬 수 있도록 서보모터(8)를 제어하게 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의해서 작업교체를 한 후, 램(20)을 기구원점으로 돌려보내어 초기화를 실행하지 않고, 작업원점에서 작업재개를 실행하게 되므로 작업효율의 향상을 기할 수 있게 된다.

그러나, 진입센서(2)가 프레스 횟수에 따라 진입신호를 발생한 후 램(20)이 작업 위치로 되돌려 보내질 수도 있다.

예를 들면, 프레스 횟수가 소정 횟수 이상일 때에는 램(20)을 작업원점이 아니고 기구원점으로 되돌아가 초기화를 실행할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

이하, 도 2에 의하여 본 발명 전동 프레스의 동작을 설명한다.

주전원(11)이 투입(S1 단계)되면, 초기화가 이루어지고, 램(20)은 기구원점으로 이동하게 된다(S2 단계). 그 다음에 램(20)은 작업자가 설정한 작업원점으로 이동되고(S3 단계), 현재의 위치와 목표 위치와의 차분계산(差分計算)이 이루어진다(S4 단계). 조작장치(4)에서 작업시작 지시가 있을 때(S5 단계), 프레스 작업을 시작하게 된다(S6 단계). 작업이 종료되어(S7 단계) 진입센서(2)로부터 진입신호가 있게 되면(S8 단계), 릴레이(6)에 의해 구동전원이 OFF 되고(S9 단계), 작업자가 작업교대를 하게 된다(S10 단계). 진입 신호가 OFF 되고, 조작장치(4)에서 전원 ON의 지령이 있으면(S11, S12 단계), S3 단계로 되돌아가, 램(20)은 작업원점으로 이동하게 되고, 그 이후는 같은 동작을 하게 된다.

이하, 도 3에 의해 프레스 횟수에 따라 작업원점과 기구원점과의 복귀를 선택하는 실시형태의 동작에 대하여 설명한다.

주전원(11)이 투입(S1 단계)되면, 초기화가 이루어지고, 램(20)은 기구원점으로 이동하게 된다(S2 단계). 그 다음에 램(20)은 작업자가 설정한 작업원점으로 이동된다(S3 단계).

제어장치(1)는 램(20)의 작업원점으로의 이동횟수를 계수하고(S3' 단계), 계수한 값이 소정의 값 이상인 경우에는 S1 단계로 되돌아 와서 초기화가 이루어진다. 계수한 값이 소정의 값 이하인 경우에는 S4 단계로 나아가게 된다(S3'' 단계). 그 다음에 현재의 위치와 목표위치와의 차이를 계산하게 된다(S4 단계). 조작장치(4)에서 작업 시작 지령이 있으면(S5 단계), 프레스 작업을 하게 된다(S6 단계). 작업이 종료되어(S7 단계) 진입센서(2)로부터 진입신호가 있게 되면(S8 단계), 릴레이(6)에 의해 구동전원이 OFF 되고(S9 단계), 작업자가 작업교대를 하게 된다(S10 단계). 진입 신호가 OFF 되고, 조작장치(4)에서 전원 ON의 지령이 있으면 (S11, S12 단계), S3 단계로 되돌아 가, 램(20)은 작업원점으로 이동하게 되고, 그 이후는 같은 동작을 하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명은 많은 변형이 이루어질 수 있음이 명백한 것이고, 이러한 변형이 본 발명의 범주를 벗어나는 것은 아니며, 모든 변형은 하기의 청구 범위의 범주에 속하는 것이다.

본 발명은 이상과 같은 구성에 의해 구동 전원이 끊어졌다가 다시 ON 되었을 때 위치 기억수단의 기억에 근거하여 램을 작업원점으로 뒤돌려 보낼 수 있게 되어 초기화와 관계없이 작업재개를 할 수 있게 되어 초기화에 따르는 작업효율의 향상을 기할 수 있게 된다.

Claims

서보모터와 이 서보모터를 구동시키는 구동전원과, 이 서보모터의 회전량을 직선운동으로 변환시키는 직선운동기구와, 이 직선 운동에 의해 피가공물에 대해 승강이동이 가능한 램과 이 램의 위치를 검출하는 위치 검출수단인 엔코드를 가지는 전동 프레스에 있어서,

상기 서보모터를 제어하고, 상기 램을 초기위치인 기구원점(機構原点)과 작업자가 임의로 설정할 수 있는 작업원점(作業原点) 등 두개의 원점에 위치할 수 있도록 하는 제어수단과,

상기 작업원점 위치를 기억시키는 위치 기억수단과,

상기 램의 위치를 기억시켜, 상기 구동전원이 OFF 되었을 때에도 이 기억을 갖도록 하는 상기 위치 기억수단과,

구동 전원이 안전정지 후 다시 ON 되었을 때, 상기 위치 기억수단의 기억에 근거하여 상기 램을 작업원점으로 위치하도록 하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
서보모터와 이 서보모터를 구동시키는 구동전원과, 이 서보모터의 회전량을 직선운동으로 변환시키는 직선운동기구와, 이 직선운동에 의해 피가공물에 대해 승강이동이 가능한 램과, 이 램의 위치를 검출하는 위치 검출수단인 엔코드를 가지는 전동 프레스에 있어서,

상기 서보모터를 제어하고, 상기 램을 초기위치인 기구원점(機構原点)과 작업자가 임의로 설정할 수 있는 작업원점(作業原点) 등 두개의 원점에 위치할 수 있도록 하는 제어수단과,

상기 작업원점 위치를 기억시키는 위치 기억수단과,

상기 램의 위치를 검출하여, 상기 구동전원이 OFF 되었을 때에도 이 위치 검출을 가능케 하는 위치 검출수단인 엔코드와,

구동 전원이 안전정지 후, 다시 ON 되었을 때, 상기 위치 기억수단의 기억과 위치 검출수단의 검출에 근거하여 상기 램을 작업원점으로 위치하도록 하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
서보모터와 이 서보모터를 구동시키는 구동전원과, 이 서보모터의 회전량을 직선운동으로 변환시키는 직선운동기구와, 이 직선운동에 의해 피가공물에 대해 승강이동이 가능한 램과, 이 램의 위치를 검출하는 위치 검출수단인 엔코드를 가지는 전동 프레스에 있어서,

상기 서보모터를 제어하고, 상기 램을 초기위치인 기구원점(機構原点)과 작업자가 임의로 설정할 수 있는 작업원점(作業原点) 등 두개의 원점에 위치할 수 있도록 하는 제어수단과,

상기 작업원점 위치를 기억시키는 위치 기억수단과,

상기 서보모터가 자기위치 검출능력을 가지며,

구동 전원이 안전정지 후, 다시 ON 되었을 때, 상기 위치 기억수단의 기억과 상기 서보모터 자신의 자기위치 검출에 근거하여 상기 램을 작업원점으로 위치하도록 하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 램의 이동범위에 관계되는 소정의 범위 안에 작업자가 들어왔다는 것을 검지하는 진입 검지수단과, 이 진입 검지수단의 진입검지에 의해 상기 구동전원을 OFF 시키는 제어수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

프레스작업의 회수를 계수하는 수단과,

이 계수된 프레스작업 회수가 미리 설정된 회수와 일치하는지의 여부를 판별하는 수단을 가지며,

상기 작업원점에 위치하도록 하는 제어수단이 이 판별수단과 일치한다는 것을 판별하면, 상기 램을 작업원점이 아닌 기구원점으로 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
청구항 1에 있어서,

상기 작업원점 위치를 기억하는 위치 기억수단이 전원이 OFF 되었을 때에도 기억을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
청구항 2에 있어서,

상기 위치 검출수단이 전원이 OFF 되었을 때에도 램의 위치를 검출할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 전동 프레스.