WO2019058653A1

WO2019058653A1 - プレスシステム

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Publication number: WO2019058653A1
Application number: PCT/JP2018/022062
Authority: WO
Inventors: 桜井　均; 広陽山崎; 篤夫桶谷; 俊宏南; 木村　雅典
Original assignee: コマツ産機株式会社
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-03-28
Also published as: CN110573332A; JP2019055425A; JP6952551B2; US20200180252A1; DE112018001401T5; CN110573332B

Abstract

モーションの生成に要する工数を低減できるプレスシステムを提供する。制御部は、少なくとも送り可能高さ（Ｐ１）、タッチ位置（Ｐ２）および加工終了位置（Ｐ３）に基づいてプレスモーションを自動生成し、少なくとも送り可能高さ（Ｐ５）および送り長さに基づいてフィーダモーションを自動生成し、プレスモーションとフィーダモーションとを合成した合成モーションを自動生成する。

Description

プレスシステム

　本発明は、プレスシステムに関する。

　従来のプレスにおいて、クランク軸がサーボモータによって回転されるときの回転モーションを設定する方法が、たとえば特開２０１３－１８４２２２号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２０１３－１８４２２２号公報

　サーボプレスの大きな特徴は、様々なスライドモーションが可能なことである。スライドモーションをより任意に設定可能であるが、モーション設定が煩雑なため、希望するモーションの作成に多大な工数を必要としている。また、プレスと連動する材料送り装置（フィーダ）も、生産性を高めるための最適なモーションの作成に多大な工数を必要としている。

　本発明の目的は、モーションの生成に要する工数を低減できるプレスシステムを提供することである。

　本発明に係るプレスシステムは、プレス部と、搬送部と、操作部とを備えている。プレス部は、上金型を装着可能で、昇降動作を行なうスライドと、下金型を装着可能なボルスタとを有している。プレス部は、ボルスタに対するスライドの昇降動作によって、ワークをプレス加工する。搬送部は、ワークを搬送する。操作部は、スライドの昇降方向における位置に関するスライド位置パラメータ、および、搬送部の動作に関する搬送パラメータの入力のために、操作される。スライド位置パラメータは、ワークを上金型と干渉せず搬送可能な送り可能高さと、上金型がワークに接触するタッチ位置と、加工が終了する加工終了位置とを含んでいる。搬送パラメータは、ワークの搬送方向における、ワークのプレス加工終了後、次のプレス加工開始前に、搬送部がワークを搬送する長さを示す送り長さを含んでいる。プレスシステムは、制御部をさらに備えている。制御部は、少なくとも送り可能高さ、タッチ位置および加工終了位置に基づいてプレスモーションを自動生成し、少なくとも送り可能高さおよび送り長さに基づいてフィーダモーションを自動生成し、プレスモーションとフィーダモーションとを合成した合成モーションを自動生成する。

　本発明のプレスシステムによれば、モーションの生成に要する工数を低減することができる。

実施形態に基づくプレスシステムの構成を説明する図である。実施形態に基づくプレス装置の斜視図である。プレス装置の要部を示す側断面図である。プレス装置の別の要部を示す一部断面の平面図である。実施形態に基づくプレスシステムの駆動系の概要を説明する図である。実施形態に基づくＣＰＵの機能ブロック図である。表示器に表示される入力画面の第１の例を示す図である。タッチ速度の設定に使用されるテーブルの一例を示す図である。スライドが送り可能高さにあるときの金型およびワークの配置を示す模式図である。スライドがタッチ位置にあるときの金型およびワークの配置を示す模式図である。スライドが加工終了位置にあるときの金型およびワークの配置を示す模式図である。表示器に表示される入力画面の第２の例を示す図である。表示器に表示される入力画面の第３の例を示す図である。スライド位置パラメータの各位置に対応するメインシャフトの回転角度を説明する図である。実施形態に基づくプレスシステムのモーション生成について説明するフロー図である。実施形態に基づくプレスシステムにより生成されたプレスモーションおよびフィーダモーションを示す図である。表示器に表示される出力画面の例を示す図である。表示器に表示される入力画面の第４の例を示す図である。

　本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

　本例においては、プレス装置に関し、順送型のプレス装置を例に挙げて説明する。
　＜全体構成＞
　図１は、実施形態に基づくプレスシステムの構成を説明する図である。図１に示されるように、プレスシステムは、アンコイラ１００と、レベラーフィーダ（搬送部）２００と、プレス装置（プレス部）１０と、搬送コンベア１２０とを備えている。

　アンコイラ１００には、コイル材（帯板）が巻き付けられている。本実施形態においては、ワーク（材料）としてコイル材をプレス加工する場合について説明する。アンコイラ１００から巻き出されたコイル材が、レベラーフィーダ２００を介して、プレス装置１０に搬送される。

　レベラーフィーダ２００は、アンコイラ１００からプレス装置１０に搬送するコイル材の送り高さの位置を調整するとともに、設定された搬送方向の動作条件（フィーダモーション）に従って、プレス装置１０に対してコイル材を搬送する。

　プレス装置１０は、レベラーフィーダ２００から搬送されたコイル材をプレス加工する。

　搬送コンベア１２０は、プレス装置１０においてプレス加工により成形されたワークを搬送する。たとえば、搬送コンベア１２０は、成形されたワークを次のプレス装置に搬送することも可能である。

　プレスシステムの各部は同期しており、一連の作業が順次連続して実行される。アンコイラ１００からコイル材がレベラーフィーダ２００を介してプレス装置１０に搬送される。そして、プレス装置１０でプレス加工され、加工されたワークは搬送コンベア１２０により搬送される。上記一連の処理が繰り返される。

　なお、上記プレスシステムの構成は、一例であり、特に当該構成に限られるものではない。

　レベラーフィーダ２００は、プレス装置１０からの指示に従って動作する。この点で、レベラーフィーダ２００を制御する制御部は、プレス装置１０に設けられる。

　なお、本例においては、レベラーフィーダ２００を制御する制御部がプレス装置１０に設けられる構成について説明するが、これに限られず、たとえば、プレス装置１０を制御する制御部がレベラーフィーダ２００側に設けられていても良い。プレス装置１０およびレベラーフィーダ２００を制御する制御部が、プレス装置１０およびレベラーフィーダ２００とは別の位置に配置され、プレス装置１０およびレベラーフィーダ２００は遠隔操作される仕様であってもよい。実施形態においては、１つの制御部がレベラーフィーダ２００およびプレス装置１０をともに制御する場合について説明する。

　＜プレス装置＞
　図２は、実施形態に基づくプレス装置１０の斜視図である。

　図２に示されるように、一例としてプランジャが設けられていない順送型のプレス装置が示されている。

　プレス装置１０は、本体フレーム２と、スライド２０と、ベッド４と、ボルスタ５と、コントロールパネル６と、制御部４０とを備えている。

　プレス装置１０の本体フレーム２の略中央部には、スライド２０が上下動自在に支承されている。スライド２０に対する下方には、ベッド４上に取り付けられたボルスタ５が配置されている。本体フレーム２の側方には、制御部４０が設けられている。本体フレーム２の側方の、制御部４０に対して前方には、制御部４０に接続されたコントロールパネル６が設けられている。

　スライド２０の下面には、ワークを加工するための金型のうちの、上金型が着脱可能に装着されている。ボルスタ５の上面には、ワークを加工するための金型のうちの、下金型が着脱可能に装着されている。これらの金型に対応する所定のワークを下金型に位置させ、上金型をスライド２０と共に降下させて、上金型と下金型との間にワークを挟み込んでプレス加工する。

　また、プレス装置１０本体と通信可能に設けられた外部から遠隔操作可能なリモコン（リモート制御部）７０が設けられている。オペレータ（運転者）はリモコン７０を操作することにより各種の設定操作を行うことが可能である。リモコン７０は、制御部４０と通信し、リモコン７０からの指示に従ってプレス装置１０を動作させることが可能である。

　本例においては、リモコン７０において、スライド２０を上下動作させることが可能な上ボタン７２および下ボタン７４と、決定ボタン７６とが設けられている場合が示されている。

　コントロールパネル６は、プレス装置１０を制御するために必要な各種データを入力するものであり、データを入力するためのスイッチやテンキー、および設定画面やプレス装置１０から出力されるデータを表示する表示器６１を有している。

　表示器６１としては、透明タッチスイッチパネルを液晶表示器またはプラズマ表示器などのグラフィック表示器の前面に装着した、プログラマブル表示器が採用されている。

　このコントロールパネル６は、予め設定されたデータを記憶したＩＣ（Integrated　Circuit）カードなどの外部記憶媒体からのデータ入力装置、または無線や通信回線を介してデータを送受信する通信装置を備えていてもよい。

　本例においては、プレス装置１０に対してコントロールパネル６およびリモコン７０の双方が設けられる構成について説明するが、上記プレス装置１０の構成は一例であって当該構成に限定されるものではない。プレス装置１０に対して、たとえばコントロールパネル６およびリモコン７０の一方のみが設けられてもよい。

　図３は、プレス装置１０の要部を示す側断面図である。図３に示されるように、プレス装置１０は、サーボプレスである。

　プレス装置１０は、サーボモータ１２１と、球面孔３３Ａと、ねじ軸３７と、球体部３７Ａと、ねじ部３７Ｂと、コンロッド本体３８とを有している。さらに、プレス装置１０は、雌ねじ部３８Ａと、コンロッド３９と、メインシャフト１１０と、エキセン部１１０Ａと、サイドフレーム１１１と、軸受部１１２～１１４と、メインギア１１５と、動力伝達軸１１６と、伝達ギア１１６Ａと、軸受部１１７，１１８と、プーリ１１９とを有している。

　プレス装置１０では、サーボモータ１２１によりスライド２０を駆動している。スライド２０の上部に形成された球面孔３３Ａ内には、ダイハイト調整用のねじ軸３７の下端に設けられた球体部３７Ａが抜け止めされた状態で回動自在に挿入されている。球面孔３３Ａおよび球体部３７Ａにより、球状継手が構成されている。ねじ軸３７のねじ部３７Ｂは、上方に向けてスライド２０から露出し、ねじ軸３７の上方に設けたコンロッド本体３８の雌ねじ部３８Ａに螺合している。ねじ軸３７およびコンロッド本体３８により、伸縮自在なコンロッド３９が構成されている。

　なお、ダイハイトとは、スライド２０を下死点に配置したときのスライド２０の下面からボルスタ５の上面の距離をいう。

　コンロッド３９の上部は、メインシャフト１１０に設けられたクランク状のエキセン部１１０Ａに回動自在に連結されている。メインシャフト１１０は、本体フレーム２を構成する左右一対の厚板状のサイドフレーム１１１間において、前後３箇所の軸受部１１２，１１３，１１４で支承されている。メインシャフト１１０の後部側には、メインギア１１５が取り付けられている。

　メインギア１１５は、その下方に設けられた動力伝達軸１１６の伝達ギア１１６Ａと噛合している。動力伝達軸１１６は、サイドフレーム１１１間において、前後２箇所の軸受部１１７，１１８で支承されている。動力伝達軸１１６の後端には、従動側のプーリ１１９が取り付けられている。プーリ１１９は、その下方に配置されたサーボモータ１２１により駆動される。

　プレス装置１０は、ブラケット１２２と、出力軸１２１Ａと、プーリ１２３と、ベルト１２４と、ブラケット１２５と、位置検出器１２６と、ロッド１２７と、位置センサ１２８と、補助フレーム１２９と、ボルト１３１，１３２とをさらに有している。

　サーボモータ１２１は、略Ｌ字形状のブラケット１２２を介してサイドフレーム１１１間に支持されている。サーボモータ１２１の出力軸１２１Ａは、プレス装置１０の前後方向に沿って突出しており、出力軸１２１Ａに設けられた駆動側のプーリ１２３と従動側のプーリ１１９に巻回されたベルト１２４により動力が伝達される。

　また、スライド２０の背面側には、上下２箇所からサイドフレーム１１１間に向けて後方に突出した一対のブラケット１２５が取り付けられている。上下のブラケット１２５間には、リニアスケールなどの位置検出器１２６を構成するロッド１２７が取り付けられている。このロッド１２７には、スライド２０の上下位置を検出するためのスケールが設けられており、同じく位置検出器１２６を構成する位置センサ１２８に上下動自在に嵌挿されている。位置センサ１２８は、一方のサイドフレーム１１１に設けられた補助フレーム１２９に固定されている。

　補助フレーム１２９は、上下方向に縦長に形成されており、下部がボルト１３１によりサイドフレーム１１１に取り付けられ、上部が上下方向に長い長孔内に挿入されたボルト１３２により上下方向に摺動自在に支持されている。このように補助フレーム１２９は、上下いずれか一方側（本実施形態では下側）のみがサイドフレーム１１１に固定され、他方側が上下動自在に支持されているため、サイドフレーム１１１の温度変化による伸縮の影響を受けないようになっている。これにより、位置センサ１２８は、サイドフレーム１１１のそのような伸縮の影響を受けずに、スライド位置およびダイハイト位置を正確に検出可能としている。

　一方、スライド２０のスライド位置およびダイハイトは、スライド２０内に設けられたスライド位置調整機構１３３（図４）によって調整される。図４は、プレス装置１０の別の要部を示す一部断面の平面図である。

　スライド位置調整機構１３３は、図４に示されるように、球体部３７Ａの外周にピン３７Ｃを介して取り付けられたウォームホイール１３４と、ウォームホイール１３４と噛合するウォームギア１３５と、ウォームギア１３５の端部に取り付けられた入力ギア１３６と、入力ギア１３６に噛合する出力ギア１３７（図３）を有したインダクションモータ１３８とで構成される。インダクションモータ１３８は、軸方向長さが短いフラット形状とされ、コンパクトに構成されている。インダクションモータ１３８の回転動によりウォームホイール１３４を介してねじ軸３７を回動させることが可能である。これによってねじ軸３７のねじ部３７Ｂとコンロッド本体３８の雌ねじ部３８Ａとの螺合長さが変化し、スライド２０のスライド位置およびダイハイトが調整される。

　＜プレスシステムの駆動系の構成＞
　図５は、実施形態に基づくプレスシステムの駆動系の概要を説明する図である。

　図５に示されるように、レベラーフィーダ２００は、搬送ローラ６３と、サーボモータ６２と、エンコーダ６４と、サーボアンプ６０とを含んでいる。

　プレス装置１０は、制御部４０と、サーボアンプ６６と、サーボモータ１２１と、エンコーダ６５と、メインギア１１５と、メインシャフト１１０と、エキセン部１１０Ａと、スライド２０と、上金型２２Ａと、下金型２２Ｂと、ボルスタ５とを含んでいる。

　制御部４０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）４２と、メモリ４４と、通信回路４６と、入力部４８とを含んでいる。

　通信回路４６は、リモコン７０と通信可能に設けられている。
　ＣＰＵ４２は、サーボアンプ６０に目標値を出力する。サーボアンプ６０は、目標値に基づいてサーボモータ６２に速度指示する。搬送ローラ６３は、サーボモータ６２の駆動に従ってワークＷの搬送動作を実行する。

　エンコーダ６４は、サーボアンプ６０に速度指示に従うサーボモータ６２の回転数に応じたフィードバック信号を出力する。

　サーボアンプ６０は、エンコーダ６４からのフィードバック信号に基づいてサーボモータ６２への電力供給を制御することによりサーボモータ６２の回転数を目標値に従う値に調節する。

　当該処理によりＣＰＵ４２は、ワークＷの搬送動作における搬送速度を制御する。
　また、同様に、ＣＰＵ４２は、サーボアンプ６６に目標値を出力する。サーボアンプ６６は、目標値に基づいてサーボモータ１２１に速度指示する。メインギア１１５は、サーボモータ１２１の駆動に従いメインシャフト１１０を駆動する。メインシャフト１１０の駆動に従って、エキセン部１１０Ａは回動する。エキセン部１１０Ａは、スライド２０と連結されており、エキセン部１１０Ａの回動動作に従い上金型２２Ａが装着されたスライド２０は昇降動作する。設定された昇降方向の動作条件（プレスモーション）に従ってスライド２０が下死点位置に下降することにより、上金型２２Ａと下金型２２Ｂとの間に搬送されたワークＷに対してプレス加工が実行される。

　上金型２２Ａは、スライド２０に装着されており、スライド２０の昇降動作に伴ってスライド２０と一体に上下方向に往復移動する、可動金型である。下金型２２Ｂは、ボルスタ５に装着されており、ボルスタ５上に載置され固定されている、固定金型である。ボルスタ５に対するスライド２０の昇降動作によって、上金型２２Ａと下金型２２Ｂとの間にワークＷが挟み込まれ、ワークＷがプレス加工される。

　エンコーダ６５は、サーボアンプ６６に速度指示に従うサーボモータ１２１の回転数に応じたフィードバック信号を出力する。

　サーボアンプ６６は、エンコーダ６５からのフィードバック信号に基づいてサーボモータ１２１への電力供給を制御することにより、サーボモータ１２１の回転数を目標値に従う値に調節する。

　当該処理によりＣＰＵ４２は、スライド２０の昇降動作における速度を制御する。
　実施形態に基づくＣＰＵ４２は、メモリ４４に格納された制御データに基づいてレベラーフィーダ２００（単にフィーダとも称する）による搬送動作とプレス装置１０のスライド２０の昇降動作とを同期させた処理を実行する。

　具体的には、メモリ４４は、スライド２０の昇降動作とレベラーフィーダ２００によるワークの搬送動作とが関連付けられた制御データを記憶する。

　入力部４８は、各種のパラメータの入力を受け付ける。本例においては、入力部４８は、コントロールパネル６またはリモコン７０を介して、パラメータの入力を受け付ける。オペレータは、コントロールパネル６のスイッチおよびテンキー、またはリモコン７０の各ボタンを操作することにより、各種のパラメータを入力する。コントロールパネル６とリモコン７０とは、実施形態の操作部を構成している。

　入力部４８が受けるパラメータは、スライド２０の昇降方向における位置に関するスライド位置パラメータを含んでいる。入力部４８が受けるパラメータは、レベラーフィーダ２００の動作に関する搬送パラメータを含んでいる。

　＜モーション生成＞
　次に、実施形態に基づくモーションの生成方法について説明する。

　図６は、実施形態に基づくＣＰＵ４２の機能ブロック図である。
　図６に示されるようにＣＰＵ４２は、タッチ速度生成部５１と、プレスモーション生成部５３と、フィーダモーション生成部５５と、モーション合成部５６と、実行部５８とを含んでいる。

　機能ブロック図の各々は、メモリ４４に格納されている所定のアプリケーションプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより、各部（通信回路４６など）と連携して実現される。

　タッチ速度生成部５１は、入力部４８に入力されたワークＷの材質および板厚に基づいて、スライド２０が下降して上金型２２ＡがワークＷに接触するときのスライド２０の速度（タッチ速度）を設定する。

　図７は、表示器６１に表示される入力画面の第１の例を示す図である。オペレータは、コントロールパネル６またはリモコン７０を操作することにより、図７に示す入力画面において、ワークＷの材質および板厚を入力する。またオペレータは、コントロールパネル６またはリモコン７０を操作することにより、図７に示す入力画面において、生産モードを選択する。

　生産モードは、騒音の抑制を最も重視する「低騒音」モードと、「低騒音」モードよりも騒音は大きくなるが振動を抑制できる程度にタッチ速度を設定する「低振動」モードと、生産性を最も重視した「高生産」モードとを含んでいる。また、オペレータが任意のタッチ速度を編集することも可能である（「カスタムＡ」および「カスタムＢ」）。

　図８は、タッチ速度の設定に使用されるテーブルの一例を示す図である。図８には、特定の材質のワークＷに対する、各々の板厚および生産モードに対応して定められているタッチ速度が示されている。たとえば、板厚１ｍｍのワークＷに対して、「低振動」モードを選択した場合のタッチ速度は３２ｍｍ／秒であり、「低騒音」モードを選択した場合のタッチ速度は２２ｍｍ／秒である。板厚３．２ｍｍのワークＷに対して、「低振動」モードを選択した場合のタッチ速度は３５ｍｍ／秒であり、「低騒音」モードを選択した場合のタッチ速度は２５ｍｍ／秒である。

　図８に示す例では、「カスタムＡ」の場合、板厚に関わらずタッチ速度を１０ｍｍ／秒とし、「カスタムＢ」の場合、板厚に関わらずタッチ速度を２０ｍｍ／秒とする設定がなされている。図８に示す「カスタムＡ」および「カスタムＢ」の列は、オペレータが任意に編集可能である。他方、図８に示す「低振動」および「低騒音」の列は、オペレータが編集不可能である。

　また、図８には図示しないが、「高生産」モードを選択した場合には、スライド２０の最大速度をタッチ速度とするように、設定されている。

　図８に示すタッチ速度テーブルは、制御部４０のメモリ４４（図５）に記憶されている。ワークＷの材質毎に、図８に示すようなタッチ速度テーブルがメモリ４４に記憶されている。また、同じ材質のワークＷに対して、抜き、曲げ、および絞りなど、加工方法毎に異なるタッチ速度テーブルが、メモリ４４に記憶されている。メモリ４４は、ワークＷの材質、板厚および加工方法とタッチ速度との対応を示すデータベースを保存している。

　タッチ速度生成部５１は、図７に示す入力画面に入力されたワークＷの材質および加工方法に基づいて、メモリ４４から該当するタッチ速度テーブルを呼び出す。タッチ速度生成部５１はさらに、呼び出したタッチ速度テーブルの中から、図７の入力画面に入力されたワークＷの板厚および生産モードに対応するタッチ速度の値を読み出す。このようにして、タッチ速度が設定される。

　プレスモーション生成部５３は、入力部４８に入力されたスライド位置パラメータに基づいて、プレスモーションを自動生成する。スライド位置パラメータは、送り可能高さと、タッチ位置と、加工終了位置とを含んでいる。

　フィーダモーション生成部５５は、入力部４８に入力された搬送パラメータに基づいて、フィーダモーションを自動生成する。搬送パラメータは、送り長さを含んでいる。

　モーション合成部５６は、プレスモーション生成部５３が生成したプレスモーションと、フィーダモーション生成部５５が生成したフィーダモーションとを自動で合成して、合成モーションを自動生成する。

　送り可能高さは、搬送されるワークＷに上金型２２Ａが干渉しないスライド２０の位置の下限を示す。図９は、スライド２０が送り可能高さにあるときの金型およびワークＷの配置を示す模式図である。スライド２０が送り可能高さよりもボルスタ５から離れていれば、ワークＷを上金型２２Ａと干渉せず搬送可能である。

　タッチ位置は、上金型２２ＡがワークＷに接触するときのスライド２０の位置を示す。図１０は、スライド２０がタッチ位置にあるときの金型およびワークＷの配置を示す模式図である。ボルスタ５に向かって降下するスライド２０がタッチ位置に到達するとき、下金型２２Ｂ上に載置されているワークＷに上金型２２Ａが接触する。

　加工終了位置は、ワークＷのプレス加工が終了する時点でのスライド２０の位置を示す。図１１は、スライド２０が加工終了位置にあるときの金型およびワークＷの配置を示す模式図である。ボルスタ５に向かって降下するスライド２０が加工終了位置に到達すると、ワークＷのプレス加工が終了する。

　送り長さは、ワークＷの搬送方向における、ワークＷのプレス加工終了後、次回のプレス加工開始前に、レベラーフィーダ２００がワークＷを搬送する長さを示す。レベラーフィーダ２００により搬送されるワークＷの搬送速度は、送り速度と称される。送り速度は、メモリ４４に保存されている。または送り速度は、入力部４８に入力される搬送パラメータに含まれていてもよい。

　実行部５８は、モーション合成部５６により生成された合成モーションに基づいて、レベラーフィーダ２００の搬送動作およびプレス装置１０のプレス加工を制御する。具体的には、実行部５８は、合成モーションに基づいてサーボアンプ６０，６６にそれぞれサーボモータ６２，１２１を駆動するための目標値を出力し、プレスモーションとフィーダモーションとが同期する同期処理を実行する。

　図１２は、表示器６１に表示される入力画面の第２の例を示す図である。オペレータは、コントロールパネル６またはリモコン７０を操作することにより、図１２に示す入力画面において、送り可能高さ、タッチ位置および加工終了位置を入力する。プレスモーション生成部５３がプレスモーションを生成すると、単位時間当たりの生産量を最大にするための運転モードが設定される。また、生産速度（単位：ＳＰＭ（Shot　per　minute））が設定される。設定された運転モードおよび生産速度が図１２に示す入力画面に表示される。

　運転モードは、回転モーション、反転モーション、および振子モーションを含んでいる。

　回転モーションは、エキセン部１１０Ａ（図３）を一方向に１回転してスライド２０を１サイクル駆動する運転モードである。

　反転モーションは、スライド２０の上死点および下死点にそれぞれ対応するエキセン部１１０Ａの回転角度の間に設定した所定の下限位置、上限位置に対応する２つの回転角度間で、下降行程と上昇行程とで反転駆動する運転モードである。

　振子モーションは、スライド２０の下死点に対応するエキセン部１１０Ａの下死回転角度からそれぞれ正転方向および逆転方向に所定角度離れた２つの回転角度を２つの上限位置とし、このうちの一方の上限位置から下死回転角度を通過して他方の上限位置まで一方向に回転駆動して、スライド２０を下死点をはさんで往復駆動する運転モードである。

　図１２には、運転モードとして振子モーションが設定されていることが図示されている。

　図１３は、表示器６１に表示される入力画面の第３の例を示す図である。オペレータは、コントロールパネル６またはリモコン７０を操作することにより、図１３に示す入力画面において、送り長さを入力する。ＣＰＵ４２は、送り長さおよび送り速度から、送り時間を算出する。算出された送り時間が図１３に示す入力画面に表示される。

　図１４は、スライド位置パラメータの各位置に対応するメインシャフト１１０の回転角度を説明する図である。図１４には、スライド２０の上死点ＴＤＣ、下死点ＢＤＣ、送り可能高さＰ１、タッチ位置Ｐ２、加工終了位置Ｐ３、飛び跳ね防止高さＰ４、および送り可能高さＰ５に対応する、メインシャフト１１０の回転角度が示されている。

　スライド２０は、送り可能高さＰ１，Ｐ５を上限位置として下死点ＢＤＣをはさんで往復駆動する、振子モーションを運転モードとする。スライド２０は、送り可能高さＰ１から降下を始め、タッチ位置Ｐ２および加工終了位置Ｐ３を順に通過して下死点ＢＤＣに至り、下死点ＢＤＣから上昇して飛び跳ね防止高さＰ４を通過して送り可能高さＰ１まで移動して停止する。

　図１４に示されるように、加工終了位置Ｐ３は、下死点ＢＤＣよりも上方の位置として設定されている。降下するスライド２０は、下死点ＢＤＣに到達するよりも前に、加工終了位置Ｐ３を通過する。

　飛び跳ね防止高さＰ４は、下死点ＢＤＣよりも上方の位置として設定されている。スライド２０は、下死点ＢＤＣを通過した後に上昇を開始して、飛び跳ね防止高さＰ４を通過する。ワークＷのプレス加工が終了した後に上金型２２Ａを上昇させるときにワークＷが上金型２２Ａと下金型２２Ｂとの間でバタつくことを防止できるように、加工終了位置Ｐ３から飛び跳ね防止高さＰ４まで移動する間のスライド２０の速度は、低速に設定される。

　飛び跳ね防止高さＰ４は、ワークＷの材質、板厚および加工方法の条件毎に、異なる位置が設定され得る。設定された飛び跳ね防止高さＰ４は、メモリ４４（図５）に保存されている。プレス加工されるワークＷの材質、板厚、または加工方法を変更する場合に、当該ワークＷに対応する飛び跳ね防止高さＰ４がメモリ４４に保存されていなければ、加工を開始する前に複数回試行することにより、飛び跳ね防止高さＰ４が設定される。

　図１５は、実施形態に基づくプレスシステムのモーション生成について説明するフロー図である。

　図１５に示されるように、まずステップＳ１において、入力部４８へ各種パラメータを入力する。具体的には、オペレータは、図７および図１２，１３に示す各入力画面に、モーション生成のために必要な各パラメータを入力する。

　次にステップＳ２において、タッチ速度を設定する。具体的には、タッチ速度生成部５１は、図７に示す入力画面に入力されたワークＷの材質および板厚に基づいて、図８に示すタッチ速度テーブルを参照して、タッチ速度を設定する。

　次にステップＳ３において、フィーダモーションを生成する。具体的には、フィーダモーション生成部５５は、図１３に示す入力画面に入力された送り長さおよび送り速度に基づいて、フィーダモーションを生成する。

　図１６は、実施形態に基づくプレスシステムにより生成されたプレスモーションおよびフィーダモーションを示す図である。図１６（Ａ）のグラフの横軸は時間を示し、縦軸はサーボモータ１２１による回転駆動に基づくメインシャフト１１０の角速度ωを示す。角速度ωｍａｘは、メインシャフト１１０の角速度の最大値として設定されている値を示す。角速度ω１は、ステップＳ２で設定されたタッチ速度に対応するメインシャフト１１０の角速度を示す。メインシャフト１１０が角速度ω１で回転することにより、スライド２０の加工速度はタッチ速度に設定される。図１６（Ａ）中には、送り可能高さＰ１、タッチ位置Ｐ２、加工終了位置Ｐ３、飛び跳ね防止高さＰ４および送り可能高さＰ５がプロットされている。図１６（Ｂ）のグラフの横軸は時間を示し、縦軸はワークＷの搬送速度ｖを示す。

　図１６（Ｂ）に示されるように、ワークＷが停止した状態（搬送速度ｖ＝０）から、設定された送り速度に到達するまで、所定の加速度で加速する。送り速度に達した後、所定の加速度で減速することで設定された搬送長さだけワークＷが搬送された時点において搬送速度ｖ＝０まで減速され得る位置まで、設定された送り速度でのワークＷの搬送が継続する。搬送速度が増大または減少するときの加速度の所定値は、メモリ４４に保存されている。

　ワークＷは、設定された送り速度から所定の加速度で減速して、設定された搬送長さだけワークＷが搬送された時点で搬送速度ｖ＝０になり、ワークＷの搬送が完了する。以上のようにして、フィーダモーションが生成される。

　図１５に戻って、次にステップＳ４において、プレスモーションを生成する。具体的には、プレスモーション生成部５３は、図１２に示す入力画面に入力された送り可能高さ（Ｐ１）、タッチ位置（Ｐ２）および加工終了位置（Ｐ３）、ならびにステップＳ２で設定されたタッチ速度に基づいて、プレスモーションを生成する。

　このとき、生成されるプレスモーションが振子モーションであるか回転モーションであるかが判定される。具体的には、振子モーションに基づいてサーボモータ１２１を駆動する場合と、回転モーションに基づいてサーボモータ１２１を駆動する場合との、２通りのプレスモーションを生成する。そして、振子モーションと回転モーションとのうち、生産速度がより大きくなる方のプレスモーションが選択される。

　図１６（Ａ）に示されるように、送り可能高さＰ１はスライド２０が停止している位置であり、そのため送り可能高さＰ１におけるメインシャフト１１０の角速度ωはゼロである。スライド２０は、送り可能高さＰ１から下死点ＢＤＣへ向けて下降を開始し、最大角速度ωｍａｘに到達するまで所定の加速度で加速する。最大角速度ωｍａｘに達した後、所定の加速度で減速することでタッチ位置Ｐ２に対応する回転角度においてタッチ速度ω１にまで減速され得る位置まで、最大角速度ωｍａｘでのメインシャフト１１０の回転が継続する。メインシャフト１１０の最大角速度ωｍａｘおよび加減速するときの加速度の所定値は、メモリ４４に保存されている。

　メインシャフト１１０は、最大角速度ωｍａｘから減速して、スライド２０がタッチ位置Ｐ２に到達する時点で角速度ω１で回転する。その後、メインシャフト１１０は、スライド２０が加工終了位置Ｐ３に到達するまで、等しい角速度ω１で回転する。これにより、スライド２０は、タッチ位置Ｐ２から加工終了位置Ｐ３まで、タッチ速度で下降する。

　スライド２０が加工終了位置Ｐ３に到達すると、メインシャフト１１０（およびスライド２０）は加速を開始する。スライド２０が加工終了位置Ｐ３と飛び跳ね防止高さＰ４との間を移動中は、ワークＷのバタつきを防止するために、スライド２０はタッチ速度よりも僅かに大きい速度で移動し、メインシャフト１１０は角速度ω１よりも僅かに大きい速度で回転する。

　スライド２０が飛び跳ね防止高さＰ４に到達すると、スライド２０は、最大角速度ωｍａｘに到達するまで、所定の加速度で再加速する。最大速度ωｍａｘに達した後、所定の加速度で減速することで送り可能高さＰ５に対応する回転角度において角速度ゼロにまで減速され得る位置まで、最大角速度ωｍａｘでのメインシャフト１１０の回転が継続する。

　メインシャフト１１０は、最大角速度ωｍａｘから減速して、スライド２０が送り可能高さＰ５に到達する時点で、回転を停止する。スライド２０は、送り可能高さＰ５の位置で、停止する。以上のようにして、プレスモーションが生成される。

　次にステップＳ５において、合成モーションを生成する。具体的には、モーション合成部５６は、ステップＳ３で生成されたフィーダモーションと、ステップＳ４で生成されたプレスモーションとを合成して、合成モーションを生成する。

　図１６に示されるように、スライド２０が送り可能高さＰ５で停止した後、ワークＷの搬送を開始する。ワークＷが送り長さだけ搬送されて送り完了した後、すなわちフィーダ移動時間が経過した後、スライド２０の降下を開始する。このようにして、ワークＷと上金型２２Ａとの干渉が起こらない合成モーションが生成される。

　このとき、合成モーションに含まれるプレスモーションが振子モーションであるか回転モーションであるかが判定される。上述した通りステップＳ３のプレスモーションの生成時には、振子モーションと回転モーションとのうち、プレスモーション単独として生産速度がより大きくなる方のプレスモーションが選択される。一方、合成モーションとして考慮した場合に、生産速度をさらに大きくできる場合には、ステップＳ３で選択されたモーションとは異なるモーションが、このステップＳ５で選び直される。

　次にステップＳ６において、生成された合成モーションに従って、ワークＷを加工する。実行部５８は、生成された合成モーションに基づいて、ワークＷのプレス加工を実行する。

　次にステップＳ７において、ステップＳ５で生成された合成モーションに基づくワークＷの加工時の結果が、適切であるか否かを判断する。たとえば、サーボモータ１２１の電流値からメインシャフト１１０の回転に要するトルクを算出し、当該トルクが許容値を超えている場合、加工時の結果が不適であると判断される。またたとえば、加工時に発生する振動を測定し、その振動が許容値を超えている場合、加工時の結果が不適であると判断される。トルクまたは振動などの許容値は、メモリ４４に保存されている。

　加工時の結果が不適であると判断された場合（ステップＳ７においてＮＯ）、次にステップＳ８において、合成モーションを修正する。たとえば、プレス加工中の速度（すなわち、スライド２０のタッチ速度（メインシャフト１１０の角速度ω１））以外の速度を小さくする修正が行われる。

　合成モーションの修正後、ステップＳ６に戻り、修正された合成モーションに従って、ワークＷを加工する。続いてステップＳ７において、修正された合成モーションに基づくワークＷの加工時の結果が、適切であるか否かを判断する。

　加工時の結果が適切であると判断された場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ９に進み、合成モーションがメモリ４４に保存される。

　次にステップＳ１０において、結果を出力する。図１７は、表示器６１に表示される出力画面の例を示す図である。図１７に示されるように、スライド位置パラメータおよび搬送パラメータとして入力された値と、モーションの自動生成に伴って定められた設定および算出された値とを、一画面に表示することにより、オペレータは、表示器６１の該当の画面を見ることによって、プレスシステムの運転状態を容易に把握することができる。

　そして、処理を終了する（エンド）。
　なおこれまでの実施形態においては、図７，１２－１３に示されるように複数の入力画面に各種のパラメータを順次入力する例について説明したが、入力画面は一画面にまとめられていてもよい。図１８は、表示器６１に表示される入力画面の第４の例を示す図である。図１８に示す入力画面は、図７と同様にワークＷの材質、板厚および生産モードの入力が可能であり、図１２と同様に送り可能高さ、タッチ位置および加工終了位置の入力が可能であり、図１３と同様に送り可能高さおよび送り長さの入力が可能である。送り速度（フィード速度）の入力もまた可能である。

　入力画面にどの値を入力すればよいかを既に理解している熟練オペレータにとっては、入力画面を一画面にまとめることで、一画面で全ての情報を入力することができ入力画面を切り換える手間が省けるので、作業効率の向上が図れる。

　＜作用・効果＞
　次に、本実施形態の作用効果について説明する。

　実施形態に基づくプレスシステムによれば、図１６に示すように、スライドの昇降方向における位置に関するスライド位置パラメータの設定を行なうことで、プレスモーションが自動で生成される。搬送部の動作に関する搬送パラメータの設定を行なうことで、フィーダモーションが自動で生成される。自動で生成されたプレスモーションとフィーダモーションとを合成させることにより、低振動性、低騒音性を兼ね備えた条件で、材料送り装置（レベラーフィーダ２００）と連動した最速のプレスモーションを自動で生成することができる。したがって、モーションの設定に要する工数を低減することができる。

　スライド位置パラメータは、図１２に示すように、送り可能高さと、タッチ位置と、加工終了位置とを含んでいる。これらの位置は、加工対象のワークＷによって定まり、実施形態のプレスシステムを運転するオペレータが既知である。搬送パラメータに含まれる送り長さもまた、加工対象のワークＷによって定まり、オペレータが既知である。未熟練経験者であっても、既知の設定値をパラメータとして入力することで、自動でプレスモーションおよびフィーダモーションを生成することができ、ワークＷと金型との干渉の発生しない最適なモーションを簡単に生成することができる。

　搬送パラメータは、送り速度をさらに含んでいる。フィーダモーションは、レベラーフィーダ２００を、速度ゼロから送り速度まで加速し、送り長さに対応する距離だけ駆動を続け、送り速度から速度ゼロまで減速するように、送り長さおよび送り速度に基づいて生成される。このようにして、フィーダモーションを自動で生成することができる。

　また図７，８に示すように、ワークＷの材質および板厚に基づいて、タッチ速度が設定される。プレスモーションは、スライド２０の速度が送り可能高さにおいてゼロであり、タッチ位置から加工終了位置までタッチ速度が維持されるように、生成される。このようにして、プレスモーションを自動で生成することができる。

　また図１５に示すように、生成された合成モーションによりワークＷをプレス加工した加工結果に基づいて合成モーションの適否を判定することにより、たとえばサーボモータ１２１に過大な負荷がかかるなどの事象の発生を抑制することができる。

　また図１５に示すように、合成モーションの判定が否の場合には合成モーションを修正することにより、サーボモータ１２１にかかる負荷を適正化でき、振動も抑制された、適正な条件でプレスシステムを稼働することができる。

　また、生成された合成モーションをメモリ４４に記憶保存することにより、後に同じ条件でプレス加工をする場合にはメモリ４４から合成モーションを読み出して使用することができるので、作業効率をより向上することができる。

　また、生成されるプレスモーションが振子モーションであるか回転モーションであるかを判定することにより、振子モーションと回転モーションとのうち生産速度の大きい方を選択して、適切なプレスモーションを生成することができる。

　また、プレスモーションが振子モーションであるか回転モーションであるかの判定を、プレスモーションの自動生成時と、プレスモーションおよびフィーダモーションの合成時との双方で行なうことにより、最も生産速度の大きい合成モーションを生成することができる。

　なおこれまでの説明においては、スライド２０の運転モードが振子モーションまたは回転モーションである例について説明した。上述した実施形態の思想は、これらの運転モードに限られず、たとえば、運転モードが反転モーションである場合にも適用することが可能である。

　プレス装置は、実施の形態で説明した構成に限られるものではなく、たとえば、コンロッドとスライドとの間にプランジャとプランジャホルダとが介在する構成であってもよい。偏心機構は、クランクシャフト構造でもよいし、ドラム構造でもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　２　本体フレーム、４　ベッド、５　ボルスタ、６　コントロールパネル、１０　プレス装置、２０　スライド、２２Ａ　上金型、２２Ｂ　下金型、３７　ねじ軸、３８　コンロッド本体、３９　コンロッド、４０　制御部、４２　ＣＰＵ、４４　メモリ、４６　通信回路、４８　入力部、５１　タッチ速度生成部、５３　プレスモーション生成部、５５　フィーダモーション生成部、５６　モーション合成部、５８　実行部、６０，６６　サーボアンプ、６１　表示器、６２，１２１　サーボモータ、６３　搬送ローラ、６４，６５　エンコーダ、７０　リモコン、７２，７４　ボタン、７６　決定ボタン、１００　アンコイラ、１１０　メインシャフト、１１０Ａ　エキセン部、１１５　メインギア、２００　レベラーフィーダ。

Claims

　上金型を装着可能で、昇降動作を行なうスライドと、下金型を装着可能なボルスタとを有し、前記ボルスタに対する前記スライドの昇降動作によってワークをプレス加工するプレス部と、
　前記ワークを搬送する搬送部と、
　前記スライドの昇降方向における位置に関するスライド位置パラメータおよび前記搬送部の動作に関する搬送パラメータの入力のために操作される操作部とを備え、
　前記スライド位置パラメータは、前記ワークを前記上金型と干渉せず搬送可能な送り可能高さと、前記上金型が前記ワークに接触するタッチ位置と、加工が終了する加工終了位置とを含み、
　前記搬送パラメータは、前記ワークの搬送方向における、前記ワークのプレス加工終了後、次のプレス加工開始前に、前記搬送部が前記ワークを搬送する長さを示す送り長さを含み、
　制御部をさらに備え、
　前記制御部は、少なくとも前記送り可能高さ、前記タッチ位置および前記加工終了位置に基づいてプレスモーションを自動生成し、少なくとも前記送り可能高さおよび前記送り長さに基づいてフィーダモーションを自動生成し、前記プレスモーションと前記フィーダモーションとを合成した合成モーションを自動生成する、プレスシステム。
　前記制御部は、少なくとも前記送り可能高さ、前記送り長さ、および、前記搬送部により搬送される前記ワークの速度を示す送り速度に基づいて前記フィーダモーションを自動生成する、請求項１に記載のプレスシステム。
　前記操作部は、前記ワークの材質および板厚の入力のために操作され、
　前記制御部は、前記ワークの材質および板厚に基づいて、前記上金型が前記ワークに接触するときの前記スライドの速度を示すタッチ速度を設定し、少なくとも前記送り可能高さ、前記タッチ位置、前記加工終了位置および前記タッチ速度に基づいて前記プレスモーションを自動生成する、請求項１または２に記載のプレスシステム。
　前記制御部は、前記合成モーションにより前記ワークをプレス加工した加工結果に基づいて前記合成モーションの適否を判定する、請求項１～３のいずれか１項に記載のプレスシステム。
　前記制御部は、前記合成モーションの判定が否の場合、前記合成モーションを修正する、請求項４に記載のプレスシステム。
　前記合成モーションを記憶保存するメモリをさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載のプレスシステム。
　前記制御部は、前記プレスモーションの生成時に、前記プレスモーションが振子モーションであるか回転モーションであるかを判定する、請求項１～６のいずれか１項に記載のプレスシステム。
　前記制御部は、前記合成モーションの生成時に、前記合成モーションに含まれる前記プレスモーションが振子モーションであるか回転モーションであるかを判定する、請求項７に記載のプレスシステム。