WO1997028912A1 - Presse-transfert - Google Patents

Description

明細書

ト ラ ンスフ ァ プレス 技術分野

本発明は、 ト ラ ンスフ ァ プレスに関し、 より詳し く はプレス加工 すべきワークをサーボモータを駆動源と して移送する フ ィ ーダ装置 を備える トラ ンスフ ァブレスに関するものである。 背景技術

一般に、 トラ ンスフ ァプレスにおいては、 連続して行われる多ェ 程のプレス加工に連動して加工すべきワークを加工位置に対して搬 入， 搬出するためのフ ィ ーダ装置が備えられている。 従来、 このフ ィ ーダ装置と しては、 ワーク搬送方向に沿って並設される一対のフ ィ一ドバーと、 これらフィ一ドバ一間に横架されるク ロスバーとを 備えて、 このクロスバーに取り付けられるバキュームカ ップによつ てワークを真空吸着して搬送する方式のもの、 あるいはフ ィ ー ドバ 一に取り付けられるフ ィ ンガーにより ワークを両側から把持して搬 送する方式のものなどが知られている。 この場合、 一対のフ ィ ー ド バーが二次元運動も し く は三次元運動を行う ことによって互いに隣 接するプレス装置の金型間をワークが移送されるようになつている, と ころで、 このフィ ー ドバーの駆動方式と しては、 このフィ ー ド バーをカムおよびリ ンク機構によってプレス装置と連結して駆動す る機械的駆動方式が最も一般的であるが、 この方式によれば金型交 換時における調整作業が極めて困難である ことから、 最近では、 こ のフィ ー ドバーをブレス装置とは別個のモータ （サーボモータ） に よつて駆動する単独駆動方式のものが用いられてきている。

このような単独駆動方式のフィ ーダ装置を備える トラ ンスフ ァプ レスにおいては、 フィ ー ドバーの動作中に停電が発生すると、 サー ボモータがフ リ ーラ ン状態になってク ロスバー等と金型とが干渉す る危険性があるため、 このモータを停電時に急停止させるためのシ ステムが設けられている。

次に、 この従来のフィ ーダ装置停止システムを図 4 によつて説明 する。 この図 4 において、 フィ ー ドバー （図示せず） を駆動するた めのサーボモータ 5 0 ( 5 0 ' ) はサーボアンプ 5 1 ( 5 1 ' ) お よびコ ンバータ 5 2 を介して交流電源 5 3 に接続されている。 この サーボアンプ 5 1 内には、 パワー段 5 4 に制御信号を出力して前記 サーボモータ 5 0 の回転を制御する制御回路 5 5が設けられ、 この 制御回路 5 5 は、 コ ン ト ローラ 5 6からの指令信号およびリ レー口 ジッ ク 5 7 からの起動信号によって駆動されるようにされている。 また、 この制御回路 5 5 には交流電源 5 3から制御電源 （ 4 0 0 V ) が供袷され、 この供給ライ ン途中には、 停電時の電源バッ クアツ プのためのコ ンデンサ 5 8が接統されている。 さ らに、 前記コ ンバ 一夕 5 2 には、 サ一ボモータ 5 0 の制動時に発生する回生エネルギ を熱と して消费させるための回生抵抗 5 9が接続されている。

このような回路構成において、 停電によ り交流電源 5 3 が喪失し た際には、 パワーライ ンへの電力供給が断たれるとともに、 コ ン ト ローラ 5 6 , 制御回路 5 5およびリ レーロ ジッ ク 5 7への電力供給 が断たれる。 このリ レーロジッ ク 5 7 からの起動信号がダウ ンする と、 サーボアンプ 5 1 はコ ン トローラ 5 6からの指令をマスク し、 内部ロ ジッ クによりモータ停止動作に入る。 すなわち、 矢印 Eにて 示されるように、 サーポモータ 5 0 の制動時に発生する回生エネル ギを回生抵抗 5 9 に流し、 熱と してエネルギを消費させるこ とによ り強制的にサーボモータ 5 0を停止させる。 この回生エネルギを流 すための制御をサーボアンプ 5 1 内の制御回路 5 5 に行わせるため に、 この制御回路 5 5 には停止までの間コ ンデンサ 5 8 により電源 バッ クアッ プ （矢印 Fにて示す） がなされる。 こ う して、 サーボモ 一夕 5 0 は停電時においても急停止できるよ うにされている。

—方、 プレス装置におけるプレススライ ドは、 停電時には制御電 源が供給されないためにブレーキがかかって非常停止される。 この ように、 停電時にプレス装置とフィ ーダ装置とはそれぞれ独立して 停止動作がなされるものである。 ここで、 プレススライ ドとフィ ー ダ装置とが停電時に同時に非常停止できれば問題はないが、 現実に は、 プレススライ ドの方の慣性力が極めて大きいためにフィ ーダ装 置が先に停止し、 プレススライ ドが遅れて停止することになる。 こ のとき、 フィ ーダ装匿が非常停止した位置によっては、 プレススラ ィ ドの惰走によってそのプレススライ ドがフィ ーダ装置と干渉し、 非常に高価なプレス金型も しく はフィ ーダ装置を破壊したり、 これ ら金型等に損僂を与えたりする可能性がある。

なお、 このよ うな問題点に対処するために、 停電により電力の供 給が停止したときに、 プレス装置のフライホイ一ルに連結したメイ ンモータで発生する回生電力をフィ ーダ装置におけるサーボモータ に供給するようにし、 停電時においてもプレス装置とフィ ーダ装置 との同期運転を保持できるようにした トラ ンスフ ァプレスが、 例え ば特開平 5 — 3 2 4 0 2 7号公報， 特開平 6 — 1 0 6 2 7 1 号公報 において提案されている。

前述の各公報に開示されている トラ ンスフ ァモータの駆動回路に は、 直流電圧を交流のモータ駆動電圧に変換して供給するためのィ ンバー夕が備えられている。 ところで、 このイ ンバー夕に供給され るべき直流電圧はモータの種類によつて変化するものであるので、 この駆動回路においては、 この直流電圧を最適な電圧に変換するた めの変換装置 （ D C / D C コンバータ） が必須となる。 しかしなが ら、 この変換装置は一般に非常に高価なものであり、 このことがこ の種装置の実用化を進める上でのネックになっている。

本発明は、 このような問題点に鑑みてなされたもので、 停電時に おけるプレス装置とフィ ーダ装置との同期運転の確保を極めて安価 な構成により実現するこ とのできる トラ ンスフ ァプレスを提供する ことを目的とするものである。 発明の開示

前述の目的を達成するために、 本発明による トラ ンスフ ァプレス は、

ブレス加工すべきワークをサーポモータを駆動源と して移送する フィ ーダ装置を備える トラ ンスフ ァブレスにおいて、

前記サーボモータへの給電ライ ンの途中に、 停電時にそのサーボ モータに対してエネルギを供給するコンデンサを配設することを特 激とするものである。

本発明においては、 停電時にブレス装置が停止するまでフィ ーダ 装置を駆動できるだけのエネルギがコンデンザに蓄えられているの で、 停電により電源からの給電ライ ンに電力の供給が停止しても、 このコンデンサからサーボモータに対して引き続きエネルギ （電力 ) 供袷がなされる。 したがって、 停電時でもプレス装置の惰走運転 に連動してフィ ーダ装置を駆動することができ、 これらプレス装置 とフィ ーダ装匿との同期運転を確保することができる。 こう して、 プレス装置における金型が下降動作中であつてもその金型とフィ一 ダ装置におけるクロスバーもしく はフィ ンガ一等とが干渉する事故 の発生を未然に防ぐことができる。 本発明によれば、 従来のように 高価な変換装置が不要であり、 コンデンサを追加するだけの安価な 構成で所期の目的を達成することができる。 本発明においては、 更に停電状態を検出する停電検出器および、 この停電検出器による停電検出時に前記サーボモータを制御する制 御系にエネルギを供袷する無停電電源装置を慵えるのが好ま しい。 このよう にすることで、 停電時に、 この無停電電源装置からサ一ボ モータの制御系にエネルギが供給されてその制御系が通常運転され るので、 この停電時にサ一ボモータが通常通り制御される。

前記コンデンサは、 前記サーボモータの減速時に発生する回生ェ ネルギを蓄えるとともに、 このサーボモータの加速時にその回生ェ ネルギを利用するようにされるのが好ま しい。 このようにすれば、 エネルギの有効利用を図って省エネルギ化を実現することができる, また、 前記コ ンデンサには、 このコ ンデンサの容量の低下時に警 報を発する容量検出器が付設されるのが好ま しい。 これにより、 こ のコンデンサの容量不足をチェックすることができ、 停電時におけ るフィ ーダ装置の動作不良を回避することができる。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の一実施例に係る トラ ンスフ ァブレスの全体概略 斜視図、

図 2は、 停電時におけるプレス本体とフィ ーダ装置との同期運転 システムを示すシステム構成図、

図 3 は、 フィ ーダ装置のモーショ ンパターン例を説明する図、 図 4 は、 従来の停電時におけるフィ ーダ装置停止システムを示す システム構成図である。 発明を実施するための最良の形態

次に、 本発明による トラ ンスフ ァプレスの具体的実施例について 図面を参照しつつ説明する。 図 1 は、 本発明の一実施例に係る ト ラ ンスフ ァ プレスの全体概略 斜視図であり、 図 2 は、 この トラ ンスフ ァプレスの制御システムを 示すブロ ッ ク図である。 図示のように、 本実施例の ト ラ ンスフ ァプ レスは、 ワーク （図示せず） に対してプレス成形を行うために各加 ェステーシ ョ ン毎に分割されてなるプレス本体 1 と、 このプレス本 体 1 内に配設されてワークをフィ一ド方向 Aに移動させるフィ ーダ 装匿 2 とを備えるものとされている。

前記プレス本体 1 においては、 各加エステ一シ ョ ン毎に横架され るスライ ド駆動機構によってプレススライ ド 3が上下動自在に設け られ、 このプレススライ ド 3の下面に取り付けられる上型とそのプ レススライ ド 3 に対向するように設けられるムービングボルスタ 4 上の下型との間でプレス成形が行われるようになつている。 こ こで、 このスライ ド駆動機構は、 プレスコ ン トローラ 5からの信号によつ て制御されるメイ ンモータ 6 と、 このメイ ンモータ 6 により駆動さ れる ドライブシャ フ ト 7 と、 この ドライ ブシャ フ ト 7 に取り付けら れるフライホイールュニッ ト 8 , クラ ッチ 9 およびブレーキ 1 0 と を備えている。

—方、 前記フィ 一ダ装置 2 は、 ワ ークのフ ィ ー ド方向 Aに沿って 並設されるとともに、 プレス本体 1 に取り付けられる リ フ ト機構に よつて上方より吊り下げられてなる一対のフィ ー ドバー 1 1 を有し ている。 ここで、 このリ フ ト機構は、 サーボモータ 1 2 により回転 される ピニオン 1 3 とそのピニオン 1 3 に嚙合するラ ッ ク杆 1 4 と を有し、 これらラ ッ ク杆 1 4 の下端に前記フィ ー ドバー 1 1 が支持 されて、 サーボモータ 1 2 の駆動によ りそれらフィ ー ドバー 1 1 が ブレス本体 1 の動作に同期して上下駆動されるようになっている。 また、 これらフィ ー ドバー 1 1 等の自重とのバラ ンスを取るために 各ラ ッ ク杆 1 4 に隣接してバラ ンスシリ ンダ 1 5が配設されている 前記フィ ー ドバー 1 1 の下面には、 フィ ー ド方向 Aに間隔を存し て複数のク ロスバーキヤ リ ア 1 6がそのフィ一ド方向 Aに移動自在 に支承されている。 そ して、 互いに対向するク ロスバーキャ リ ア 1 6， 1 6 間にはフィ ー ド方向 Aと直交するよ うにク ロスバー 1 7 が 横架され、 これらクロスバー 1 7 にワーク吸着用のバキュームカ ツ プ 1 8が取り付けられている。

フィ ー ド方向 Aに互いに隣接するク ロスバーキャ リ ア 1 6 , 1 6 間は連結杆により連結されていて、 これらク ロスバーキャ リ ア 1 6 が同時にフィ ー ド方向 Aへ移動できるようにされている。 また、 最 上流に位置するク ロスバーキャ リア 1 6 は連結杆 1 9 を介してカム レバー 2 0 の先端部に接続され、 このカムレバー 2 0の基端部はプ レス本体 1 より取り出される動力にて回転されるフィ ー ドカム 2 1 に当接されている。 こ う して、 フィ ー ドカム 2 1 が回転されること により前記カムレバー 2 0が揺動されて各ク ロスバーキャ リ ア 1 6 がフィ一ド方向 Aへ駆動できるようになつている。

前記 ドライブシャ フ ト 7の回転角度はプレス角度検出器 2 2 によ つて検出され、 この検出されるプレス角度に応じてフィ ーダコ ン ト ローラ 2 3 によ り各サーボアンプ 2 4 を介して各サーボモータ 1 2 が制御される。 これによつて、 プレス本体 1 の動作に同期してフィ —ダ装置 2 におけるクロスバーキャ リア 1 6がフィ ー ド方向 Aへ往 復動され、 各クロスバー 1 7 に取り付けられるバキュームカッ プ 1 8 にてワークが吸着されて各加工ステーショ ンへ順次搬送される。 前記フィ ーダ装置 2 は、 このフィ ーダ装置 2 により搬送されるヮ ーク と金型との干渉を避けるために、 所要のモーショ ンパターンに したがって駆動される。 図 3 には、 このモーショ ンパターンの一例 が示されている。 図 3 に示されるのは、 クロスバー 1 7 を X軸方向 (フィ ー ド方向） および Z軸方向 （リ フ ト方向） の二次元の運動に より移動させる二次元モ一シ ョ ンの例である。 この二次元モーシ ョ ンにおいて、 フィ ーダ装置 2 は、 まず待機点 Rから前ステーショ ン の下型位置へ移動するために一旦上方へ持ち上げられた後下降され て吸着点 Pに至る。 次いで、 この吸着点 Pにおいて前ステーシ ョ ン の下型内よりワークを吸着して Z軸方向に持ち上げた後、 次ステー ショ ンの下型上まで X軸方向に搬送し、 この下型内に入れるために Z軸方向に下降させて解放点 Qにてヮークの吸着を解放する。 次に、 このフィ ーダ装置 2は、 一旦上方へ持ち上げられた後下方の待機点 Rに戻され、 1 サイクルが終了する。

次に、 停電時におけるプレス本体 1 とフィ ーダ装置 2 との同期運 転システムを図 2を参照しつつ説明する。

図 2に示されるように、 フィ ーダ装置 2を駆動するためのサーボ モータ 1 2はサーボアンプ 2 4およびコンバータ 2 5を介して交流 電源 2 6に接続されている。 そして、 これらサーボアンプ 2 4 とコ ンバータ 2 5 との間には、 停電時にそのサーボアンプ 2 4 にェネル ギを供給するための大容量コ ンデンサ 2 7が接続されている。 この コンデンサ 2 7 は、 停電時にプレス本体 1 が停止するまでフィ ーダ 装置 2を駆動できるだけのエネルギが蓄えられるような容量 （例え ば 1 . 2 F ) に設定されている。 また、 サーポアンプ 2 4 内には、 パワー段に制御信号を出力して前記サーボモータ 1 2 の回転を制御 する制御回路 2 8が設けられ、 この制御回路 2 8 には交流電源 2 6 から制御 ¾源 （ 4 0 0 V ) が供給されるようになっている。 なお、 この制御電源の供袷ライ ンの途中には、 停電時におけるその制御回 路 2 8の鸳源バッ クアップのためのコンデンサ 2 9が接続されてい さらに、 停電時においてもサーボモータ 1 2を通常通りに制御す るために、 この停電時にフィ ーダコン トローラ 2 3 , リ レーロジッ ク 3 0 およびプレス角度検出器 2 2 をバッ クアツプするための無停 電電源装置 （U P S ) 3 1 が設けられ、 また停電状態を検出して前 記リ レーロジッ ク 3 0 および無停電電源装置 3 1 に停電信号を出力 する停電検出器 3 2が設けられている。

前記リ レーロジッ ク 3 0 は、 フィ ーダコ ン トローラ 2 3 , サーボ アンプ 2 4 も しく はコ ンバータ 2 5 に異常が発生したときに、 この 異常信号を受けてサーボモータ 1 2 に付設のブレーキ 3 3 に動作信 号を出力するようにされている。 なお、 コ ンバータ 2 5 の異常時に はその異常信号がフィ ーダコ ン ト ローラ 2 3 にも入力され、 これに よってフィ ーダコ ン トローラ 2 3 においてその異常状態が表示され るようになっている。

このようなシステム構成において、 停電時には、 ブレス本体 1 に おけるフライホイールュニッ ト 8 とプレススライ ド 3 との間に介揷 されているクラ ッチ 9が切断されてフライホイ一ルュニッ ト 8から のスライ ド駆動エネルギが断たれ、 同時にブレーキ 1 0が接続され ることによりブレススライ ド 3 は停止される。

—方、 停電により交流霍源 2 6からサーボアンプ 2 4へのエネル ギ供給も断たれるが、 このサーボアンプ 2 4 にはコ ンデンサ 2 7か らエネルギ供給がなされる （矢印 Bにて示す） のでそのサーボアン ブ 2 4 は一定時間の間通常運転が可能である。 また、 この停霉時に フィ ーダコ ン トローラ 2 3 , リ レーロジッ ク 3 0およびブレス角度 検出器 2 2 は無停電電源装置 3 1 からのバッ クアップ電源 （矢印 C

. , C 2 にて示す） によ り通常運転され、 停霓の発生から一定時間 経過後にそのバッ クアツ ブ電源が遮断されるようになつている。 こ のように前記停電検出器 3 2からの停電検出信号は無停電電源装置 3 1 の過放電を防ぐためにその無停電電源装置 3 1 の遮断信号と し て使用されている。 また、 サーボアンプ 2 4 内の制御回路 2 8 には 停止までの間コ ンデンサ 2 9 によ って電源バッ クアッ プがなされる (矢印 Dにて示す） 。 なお、 コ ンバータ 2 5 に対する電源供給が途 絶えるこ とによってそのコ ンバータ 2 5 の異常信号がリ レーロ ジッ ク 3 0 に入力されるが、 この異常信号は、 停電検出器 3 2から リ レ 一ロジッ ク 3 0 に入力される停電信号によつてマスク されるので、 この停電時にブレーキ 3 3が作動されるこ とはない。

こ う して、 停電時にはブレス本体 1 のプレススライ ド 3が停止す るまでの間、 コ ンデンサ 2 7からサーボアンプ 2 4 に対して引き続 きエネルギ供給がなされるので、 このプレススライ ド 3の惰走連転 に連動してフィ ーダ装置 2 を駆動することができ、 これらプレス本 体 1 とフィ ーダ装置 2 との同期運転を確保することができる。 した がって、 プレススライ ド 3が下降動作中であっても金型とフィ ーダ 装 g 2 におけるク ロスバー 1 7等とが干渉する事故の発生を未然に 防ぐことができる。 また、 本実施例によれば、 同様の機能を実現す るのに D Cノ D C コ ンバータのような高価な変換装置が不要であり , コ ンデンサを追加するだけの安価な構成で所期の目的を達成するこ とができる。

本実施例において、 パワーライ ンに接続されるコ ンデンサ 2 7 に, サーボモータ 1 2の滅速時に発生する回生エネルギを蓄えるように し、 このサーボモータ 1 2の加速時にその回生エネルギを利用する ようにするのが好ま しい。 こうすることで、 エネルギの有効利用を 図ることができる。

また、 前記コ ンデンサ 2 7 には、 このコ ンデンサ 2 7 の容量の低 下時に警報を発する容量検出器を付設するのが好ま しい。 こ うする ことで、 このコ ンデンサ 2 7 の容量不足をチヱ ッ クすることができ 停電時におけるフィ ーダ装置 2の動作不良を回避することができる

Claims

請求の範囲

プレス加工すべきワークをサーボモータを駆動源と して移送 するフィ 一ダ装置を備える トラ ンスフ ァプレスにおいて、 前記サーボモータへの袷電ライ ンの途中に、 停電時にそのサー ボモータに対してエネルギを供給するコ ンデンサを配設するこ とを特徴とする トラ ンスフ ァプレス。

さ らに、 停電状態を検出する停電検出器および、 この停雹検 出器による停電検出時に前記サーボモータを制御する制御系に エネルギを供袷する無停電電源装置を備えることを特徴とする 請求項 1 に記載の トラ ンスフ ァブレス。

前記コ ンデンサは、 前記サーボモータの减速時に発生する回 生エネルギを蓄えるとともに、 このサーボモータの加速時にそ の回生エネルギを利用するよ うにされていることを特徴とする It求項 1 に記載の トラ ンスフ ァプレス。

前記コ ンデンサに、 このコ ンデンサの容量の低下時に警報を 発する容量検出器が付設されることを特徴とする擠求項 1 乃至 3のうちのいずれかに記載の トラ ンスフ ァプレス。