JPH01113146A

JPH01113146A - 鍛造プレス機の自動移動ビームを制御するための方法及びこの方法を実施するための制御装置

Info

Publication number: JPH01113146A
Application number: JP63155136A
Authority: JP
Inventors: Walter Willenbrock; ヴアルター・ヴイレンブロツク; Eberhard Werner; エーベルハルト・ヴエルナー
Original assignee: EUMUCO AG fur MAS; Eumuco AG fuer Maschinenbau
Current assignee: EUMUCO AG fur MAS; Eumuco AG fuer Maschinenbau
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1989-05-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: IT8821122A0; DE3721694C2; GB2206326B; US4966274A; FR2617417B1; DE3721694A1; KR910003177B1; GB2206326A; JPH078396B2; GB8815512D0; IT1217941B; FR2617417A1; KR890001659A

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、鍛造プレス機の自動移動ビームのための制御
装置であって、少なくとも１つの移動ビームが、１サイ
クルで調節部材の閉鎖、上昇、前進、下降、開放、後退
の位相で移動せしめられ、調節部材が連続制御によって
制御される形式のものに関する。

従来の技術鍛造プレス機に、工作物を段階的に作業位置に供給する
自動移動ビームを設けることは公知である。本発明の詞
求項１の上位概念から出発する、自動移動ビームのため
の公知の制御装置は、２つの平行な移動ビームを有して
いる。これらのつの移動ビームは、緊締又は閉鎖運動時
に互いに近づけられた時に移動ビーム間で工作物を掴む
ことができるようにするためにグリッパを備えている。

２つの移動ビームが上昇せしめられると１つ若しくはい
くつかの工作物を連行する。前進中に、それぞれ１つの
工作物が作業位置上にもたらされる。移動ビームが下降
すると、移動ビームは開いて工作物を作業位置で解放す
る。移動ビームは引き込まれた状態で再び始動位置に戻
る。プレス作業サイクルが早い時には、運動精度を損な
うことなしに移動ビームを非常に迅速に運動させる必要
がある。特に、工作物積み込み及び前進のための位相は
非常に短かい。非常に重い工作物を搬送する場合、工作
物の質量慣性がマニピュレータの運動を減速させるとい
う欠点がある。また、公知のマニピュレータの別の問題
点は、各運動過程の高い加速及び制動によって、マニピ
ュレータ部分は高い機械的負荷にさらされ、不都合な機
械振動が生じるということである。

発明の課題そこで本発明の課題は、初めに述べた形式の制御装置で
、種種異なるサイクル時間で作業し、この時にそれぞれ
工作物を１円んで搬送するために、できるだけ大きいサ
イクル部分が提供されるようにすることである。

課題を解決するための手段前記課題を解決した本発明によれば、開放及び後退の位
相の時間が最短サイクル時間に応じてあらかじめ一定に
規定されており、その他の位相のうちの少なくともいく
つかが、所定のサイクル時間又は介在された休止時間に
応じて変えられるようになっている。

作用及び効果本発明による制御装置は、一定時間の位相「開放」及び
「後退」で作業し、その他の位相は、サイクル内で提供
される時間に応じて変えられるようになっている。この
位相「開放」及び「後退」においては、工作物を動かす
必要なしに移動ビーム運動が行なわれる。これらの位相
は、工作物の質量によって影響されることがナイので、
マニピュレータの構造及び移動ビームの質量に応じて規
定される。本明細書Ｖ７：、、！、−いて「固定サイク
ル」と称呼された、２つの一定な位相の時間は、最大迅
速性に合わせて設計されていて、ゆつ（りした作業時に
おいても一定である。このような形式で、工作物を掴ん
で移動させるためにより長い時間が必要とされる場合の
ために、サイクル時間全体が比例的に延長されないよう
になる。延長は工作物が移動せしめられる位相において
のみ適用される。同様に閉鎖も「固定サイクル」に関連
づけられる。

本発明による制御装置は、マニピュレータの非常に迅速
な作業を可能にする。普通はマニピュレータ制御装置は
プレス制御装置のためのガイドを行なう。つまりプレス
行程はマニピュレータの連続制御によって導入される。

本発明の制御装置によれば、工作物の重さに影響を受け
ることなしにマニピュレ°−夕を常に迅速に運動させる
ことができ、これに対して残りの位相は、搬送しようと
する工作物に応じて変えることができる。これはつまり
、位相の部分がサイクル時間内で変えら・れることを意
味する。固定サイクルが行なわれる時間は、サイクル時
間及びこのサイクル時間に入れられる休止時間又は補助
位相とは無関係に、一定に維持される。マニピュレータ
は、各工作物のために最も短かいサイクル時間によって
も駆動される。これによってプレスのサイクル時間は短
縮される。

請求功２記載の特徴によれば、調節部材は、すべての位
相において、スムーズに侵入及び退出し、これによって
大きな加速及び減速が避けられ、ひいてはマニざユレー
タの機械的な負荷が減少され、機械振動は生じない。

請求項４記載の特徴は、各位相における周波数変化曲線
若しくは速度変化曲線の規定に関するものであるが、各
位相における最大周波数の継続時間があらかじめ規定さ
れていることによって、位相の延長は、最大周波数の高
さと、上昇範囲及び下降範囲の勾配とに影響を与える。

従って位相時間が延長されると、スムーズな侵入及び減
速を維持しつつ、最小の加速及び速度が得られる。

請求項５記載の特徴によれば、各位相の周波数若しくは
速度変化曲線の時間的変化が新たに計算され、この揚台
、各調節部材の位置の実際値（絶対値）が考慮される。

これによって、次の位相に移行せしめられるスリップミ
スが生じることは避けられる。

実施例第１図には鍛造プレス機の自動移動ビームの概略図が示
されている。プレス機自体は４つのスタンド４０だけで
略示されていて、プレスラムは省かれている。スタンｌ
＆４０の間には自動移動ビーム４１が配置されておシ、
この自動移動ビーム４１は、２つの平行な移動ビームＨ
Ｂｌ　。

ＨＢ　２を有しており、これら２つの移動ビームＨＢ１
．ＨＢ２の互いに向き合う側には、工作物（図示せず）
を掴むためのグリッパ４２が取りつけられている。移動
ビームのグリッパ４２は、閉鎖運動する際に、互いに向
き合う側から工作物に作用する。次いで移動ビームはメ
３図に示したように上昇せしめられ、前進時に長手方向
で搬送せしめられる。搬送は、２つのチャック４２間の
間隔分だけ行なわれる。次いで移動ビームは下降せしめ
ら、れ、段階「開放」で互いに離れる方向に移動する。

下降状態で戻り行程が開始され、この戻シ行程に、次の
位相の閉鎖運動が連続して行なわれる。

各移動ビームは両端部で２づのリンク４３゜４４に懸架
されており、これら２つのリンク４３．４４は、移動ビ
ームを横切って延びるブリッジ４５によって旋回可能に
取シつけられている。ブリッジ４５は調節部材Ｈ８（「
上昇」、「下降」）によって鉛直方向で移動せしめられ
る。ブリッジには調節部材■Ｒ（「前進」、「後退」）
が固定されておシ、この調節部材ＶＲはロンド（図示せ
ず）を介してリンク４４に作用し、これをブリッジ４５
をめぐって旋回させ、この時に移動ビームが長手方向で
往復運動する。調節部材ＶＲは自動移動ビームの一端部
にのみ設けられており、これに対して残りの調節部材は
両端部に一様に設けられている。

第６の調節部材ｏｓ　（Ｉ１ｍ放」、「閉鎖」）は、リ
ンク対４３．４４を平行四辺形状に調節するために移動
ビームに対して直交する方向でリンク４３に作用する。

２つのリンク対は連結リンクを介して、２つの移動ビー
ムが調節部材ＯＳによって互いに逆方向に移動するよう
に互いに結合されている。

調節部材は後述されている形式で、第３図に示された運
動経過が移動ビームＨＢＩ、ＨＢ２によって行なわれる
ように制御される。

第２図では、前進及び後退運動のための調節部材ＶＲの
構造が概略的に示されている。残シの調節部材Ｈ８，Ｏ
８は同様形式で構成されている。

電気油圧式の調節部材ＶＲは、マイクロプロセッサ１１
によって制御される電気式のステップモータ１０を有し
ている。ステップモータ１０の出力は同期駆動装置１０
、例えば歯付きベルト駆動装置を介して先行部材１３を
駆動する。

この先行部材１３はこの実施例では補償伝動装置１４の
入力軸より成っている。

補償伝動装置１４は制御部材１５として、先行部材１３
に支持された、半径方向に突き出る円板を有している。

この円板はその軸方向運動によって弁装置１６を制御す
る。円板は先行部材１３に関連して軸方向で軸方向物受
け１７Ｖｃよって固定されている。

弁装置ｔ１６は、圧力ライン１８に接続された２つの弁
１６１，１６２を有しており、これら２つの弁１６１，
１６２のうちの一方の弁１６１は、液圧シリンダ１９の
一方の端部を貫通案内されているライン２０に接続され
ており、他方の弁１６２は、液圧シリンダ１９の他方の
端部を貫通案内されているライン２１に接続されている
。第２図には、２つの弁１６１，１６２が接続されてい
る中立位置における制御部材１５が示されている。制御
部材が中立位置から右方向へ移動すると、弁１６１は、
ライン２０を圧力ライン１８に接続するために開放され
、これに対して弁１６２は閉鎖される。他方、制御部材
１５が左方向に移動すると、開放された弁１６２は圧力
ライン１８をライン２１に接続し、これに対して弁１６
１は閉鎖される。従って圧力ライン１８に接続された２
つの弁１６１゜１６２は互いに逆に操作される。

戻しライン２２は弁１６３，１６４に接続されている。

弁１６３は、戻しライン２２をライン２０に接続し、弁
１６４は戻しライン２２をライン２１に接続する。ライ
ン２０ｔ７ｉ：接続された弁１６１，１６３は、制御部
材１５の向き合った側に配置されていて、ライン２ＮＣ
接続された弁１６２，１６４は同様に制御部材１５の向
き合った側に配置されている。

液圧シリンダ１９内に設けられたピストン２４のピスト
ンロッド２５は、動かそうとする機構に接続されている
。ピストンロッ）’２５ハ歯列２６を有しており、この
歯列２６にピニオン２７の歯列がかみ合う。ビニオン２
７は、この実施例では補償伝動装置１４の第２の入力軸
より成る応動部材２８に固く結合されている。

この第２の入力軸は軸受は装置２９内で、軸方向では不
動であるが回転可能に軸受けされている。部分１９，２
４．２５は機構を動かすだめの油圧モータ３０を形成し
ている。

応動部分２８のヘッド部３１は、中空の先行部材１３内
に侵入している。先行部材１３には、半円形横断面を有
するコイル状の溝が形成されている。この溝に対応して
、ヘッド部３１Ｖｃは同様に半円形横断面を有するコイ
ル状溝３２が形成されている。これらの溝内に球３３が
配置されている。このような形式でヘッド部３１は先行
部材１３と協働して著しく摩擦の少ないウオーム伝動装
置を形成する。原則的にはヘッド部３１は、先行部材１
３の雌ねじとかみ合う雄ねじを備えていてもよいが、こ
のようなねじ係合では摩擦が大きい。球伝動装置３４は
摩擦の少ないウオーム伝動装置を形成する。

応動部材２８がピストンロッド２５によって回動不能に
保持されている間、ステップモータ１０が先行部材１３
を回転させると、先行部材１３はスピンドル作用に従っ
て軸方向で移動する。制御部材１５（円板）が先行部材
１３の外周上に軸方向で固定されているので、この制御
部材１５は先行部材１３と一緒に移動し、従って弁１６
１，１６４又は弁１６２，１６３を開放させる。これに
よって、液圧シリンダの下の室が圧力によって負荷され
て上の室が無圧になるか、又は上の室が圧力によって負
荷されて下の室が無圧になる。ピストン２４は移動運動
を行ない。これによってピニオン２７が応動部材２８を
回転させる。応動部材２８及びひいてはこれに接続され
たヘッド部３１が回転することによって先行部材１３は
球伝動装置３４０作用を受けて、ステップモータ１０に
よって導入された第１の運動に抗する運動を行なう。こ
れによって制御部材１５は再びその中立位置に達する。

この中立位置が得られると、すべての弁１６１．１６２
，１６３，１６４は閉じられ、調節過程は終了する。

ステップモータ１０は調節部材プロセッサＶＲＰによっ
て、後述されている形式で、変化する周波数のパルスに
よって制御される。

調節部材のケーシング（図示せず）若しくはシリンダ１
９に固く結合された絶対行程信号発信器３６は、ざスト
ンロッド２５の実際位置を構出する。この絶対行程信号
発信器３６はセンサ３Ｔを有しておシ、このセンサ３７
は、ピストンロッド２５に固定されたマルチトラックの
信号ストリップ３８で応答し、ぎストンロッド２５の実
際の位置に対応する信号を、すべての５つの調節部材の
ための共通なマスタプロセッサ野に送る。

第４図のブロック回路図には、マスタプロセッサＭＰが
すべての５つの調節部材プロセッサを制御することが示
されている。調節部材プロセッサＨＳＰ　１及びＨ４Ｆ
　２は「上昇」及び汀降」のための調節部材Ｈ８を制御
し、調節部材プロセッサｏｓｐ’　１及びｏｓｐ　２は
、「開放」及び「閉鎖」のための調節部材Ｏ８を制御し
、調節部材プロセッサＶＲＰは「前進」及び「後退」の
ための調節部材ＶＲを制御する。

マスタプロセッサＭＰは、各サイクルのために次の値を
調節部材プロセッサのそれぞれに送る。つまシ、絶対行
程信号発信器３６によって検出された実際位置ＰＩ　（
第６図参照）、段階の最終時点で得ようとする目標位置
ｐｓ１　ソース分周器ＱＴ　（このソース分周器ＱＴか
ら、この位相内でステップモータ１０を駆動する最大周
波数が計算される）、及び、当該の位相が存在するサイ
クル内の角度ＷＧのそれぞれの値が送られる。これらの
値から、調節部材プロセッサがステップモータ１０を調
節するためのデータを計算する。

マスタゾロセッサＭＰにはキーボードＴＡが接続されて
おり、このキーボーｙ　ＴＡで例えばサイクル時間又は
、各位相において行なおうとする行程が入力される。

第５図ａ）で、「上昇」ＨＥｌ「前進Ｊ　ＶＬ、「下降
ＪＳＥ、「開放Ｊ’ＯＥ、「後退」Ｌ及び「閉鎖ＪＳＬ
、の各位相のための速度■の時間的な経過が示されてい
る。速度Ｖは、そのつどのステップモータ１０が負荷さ
れる周波数とそれぞれ比例する。各位相における周波数
は、所定の最大周波数に達するまで０から直線的に上昇
していることが分る。次いで速度若しくは周波数が再び
直線的に０にまで低下する。つまり上昇時におけるのと
同じ勾配角度で低下する。

従って各位相は台形状である。位相の開始範囲と終了範
囲とは互いに異なっているので、第３図に示された曲線
は直角ではなく、丸味のつけられた縁部を有している。

これによって各位相間の滑らかな移行が得られる。位相
ＳＦ、　　ＯＦだけが短かいインターバルで互いに分離
されている。位相ＨＥと位相ＳＥの台形は互いに同じで
あシ、位相ＯＲと位相ＳＬの台形は同様に互いに同じで
ある。位相ＶＬと位相ＲＬの台形は互いに異なっている
が、面積は同じである。何故ならば前進時の行程は後退
時の行程と同じだからである。

第５図ａ）に示された位相によって、プレスラムＰＲの
作業過程の時間的な経過が示されている。プレスラムの
下降運動は位相ＯＦ内で、つまシ移動ビームの開放運動
中に最大周波数ＤＦのほぼ終端時に開始される。プレス
ラムが下死点にある間、マニピュレータは後退段階（位
相ＲＬ）を行なう。閉鎖段階（位相ＳＬ　）中にプレス
ラムは再び上昇する。

移動ビーム運動の００〜３５９°までの全サイクルは、
０〜２５５の−様な角度段階に分割されている。各角度
段階はα・１　／１，４０８であって、この場合αは角
度段階における角度を示す（３５９：２５５＝１，４０
８）。閉鎖段階（位相ＳＬ　）は角度段階２４８におい
て終了する。角度段階２４９〜２５５では、運動が行な
われない休止時間が行なわれる。

第５図ａ）は、マニピュレータが工作、物をまったく操
作しないか又は非常に軽量の工作物だけを操作する時に
得られる最短サイクル時間に関連している。第５図ｂ）
には、長いサイクル時間において得られる時間経過が示
されている。

位相ＯＥ、ＲＬの台形は２つの実施例において同じであ
る。何故ならばこの運動はサイクル時間とは無関係に常
に同じ速度で行なわれるからである。角度段階９２と２
１３との間のこの区分は「固定サイクル」と称呼される
常に一定な間隔である。これに対してサイクル時間が延
長すると、位相ＨＥ、　　ＶＬ、　　ＳＥ、　　ＳＬが
延長する。この位相の時間は「変化サイクル」と称呼さ
れる。

この位相内で移動ビーム速度が変化する。前記２つのグ
ラフａ）、ｂ）において、位相ＨＥの台形の面積は同じ
である。何故ならば、運動「上昇」の行程は同じだから
である。また前記グラフａ）、ｂ）の場合、最大周波数
ＤＦの長さも、同じ位相内で互いに同じである。従って
、速度変化曲線の上昇及び下降勾配と最大周波数の高さ
だけが異なっている。これらの２点は互いに数学的に結
ぶつき合っている。何故ならば、台形の面積が同じであ
って最大周波数ＤＦの時間が同じである時に最大周波数
の高さが低い場合に、速度変化曲線の上昇及び下降勾配
も小さくなければならないからである（この場合、位相
のより長い時間が得られる）。位相が配属されている角
度段階は、グラフａ）、ｂ）２つの場合において互いに
同じである。従って工作物の質量が大きくなると、サイ
クル時間が延長されることによって運動の加速及び減速
時間が延長され、これに対して最大速度時間は一定に維
持される。マスタプロセッサ旺で、変化サイクルに所属
する位相の相応の最大周波数ＤＦが種種異なるサイクル
時間のためのテーブルで記憶される。

第６図では、調節部材のステップモータが負荷される周
波数ｆが縦軸で示され、時間ｔが横軸で示されている。

図面では各位相のための最大周波数が示されている。第
６図に示した実施例では得られない最大可能な最大周波
数は、ｌ　（５ＫＨｚである。

第６図の実施例において、前進位相ＶＬは２つの半前進
位相１／２　ＶＬに分割されていて、これら２つの半前
進位相１／２ＶＬ間に休止位相ＨＴが挿入されており、
この休止位相ＨＴは例えばダイスに潤滑剤を吹きつける
ために利用される。２つの前進位相の台形面積は、後退
位相ＲＬの台形面積と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動移動ビームの１部の概略的な斜視図、第２
図は調節部材の１部破断した概略図、第６図は自動移動
ビームの運動を示したグラフ、第４図は制御装置のブロ
ック回路図、第５図は種種異なるサイクル時間における
種種異なる調節部材の速度の時間的な経過を示したグラ
Ｚ、第６図は休止時間を有するサイクルにおける、調節
部材の速度の時間的な経過を示したグラフである。１０・・・ステップモータ、１１・・・マイクロプロセ
ッサ、１２・・・同期駆動装置、１３・・・先行部材、
１４・・・補償伝動装置、１５・・・制御部材、１６・
・・弁装置、１γ・・・軸方向軸受け、１８・・・圧力
ライン、１９・・・液圧シリンダ、２０．２１・・・ラ
イン、２２・・・戻しライン、２４・・・ピストン、２
５・・・ピストンロンド、２６・・・歯列、２７・・・
ヒニオン、２８・・・応動部材、２９・・・軸受は装置
、３０・・・油圧モータ、３１・・・ヘッド部、３２・
・・溝、３３・・・球、３４・・・球伝動装置、３６・
・・絶対行程信号発信器、３Ｔ・・・センサ、３８・・
・信号ストリップ、４０・・・スタンド、４１・・・自
動移動ビーム、４２・・・グリッパ、４３．　４４・・
・リンク、４５・・・ブリッジ、４６・・・連結リンク
）ｓｉ）ｂｚ。１６３．１６４・・・弁、ＨＢＩ、ＨＢ２・・・移動ビ
ーム、Ｈ８、ＶＲ，Ｏ８・・・調節部材、Ｈ８Ｐ　ｉ　
、　Ｈ３Ｐ２；ｏｓｐ　ｉ　、　　ｏｓｐ　２．　ＶＲ
Ｐ−・・調節部材プロセッサ、ＭＰ・°°マスタプロセ
ッサ、ＰＩ・・・実際ｕｔ、ｐｓ・・・目標位置ＨＢｌ、ＨＢ２　・・・移動ビームＨ３，ＶＲ，Ｏ３・・・調節部材

Claims

【特許請求の範囲】１、鍛造プレス機の自動移動ビームのための制御装置で
あつて、少なくとも１つの移動ビーム（ＨＢ１、ＨＢ２
）が、１サイクルで、調節部材（ＨＳ、ＶＲ、ＯＳ）の
閉鎖、上昇、前進、下降、開放、後退の位相で移動せし
められ、調節部材が連続制御によつて制御される形式の
ものにおいて、開放（ＯＥ）及び後退（ＲＬ）の位相の
時間が最短サイクル時間に応じてあらかじめ一定に規定
されており、その他の位相（ＨＥ、ＶＬ、ＳＥ、ＳＬ）
のうちの少なくともいくつかが、所定のサイクル時間又
は介在された休止時間（ＨＴ）に応じて変えられること
を特徴とする、鍛造プレス機の自動移動ビームのための
制御装置。２、調節部材（ＨＳ、ＶＲ、ＯＳ）がそれぞれ１つのス
テップモータ（１０）によつて制御され、このステップ
モータ（１０）の周波数が各位相における最大値（ＤＦ
）にまで連続的に上昇し、この最大値（ＤＦ）が一定時
間にわたつて維持され、次いで再び連続的に下降する、
請求項１記載の制御装置。３、ステップモータ（１０）の上昇曲線勾配と下降曲線
勾配とが隣接し合う位相内で重なり合う、請求項２記載
の制御装置。４、可変な位相（ＨＥ、ＶＬ、ＳＥ、ＳＬ）のための最
大周波数（ＤＦ）が、提供された若しくは必要な時間に
応じて変えられ、これに対してこの可変な位相（ＨＥ、
ＶＬ、ＳＥ、ＳＬ）の時間が一定に規定されており、実
施しようとする行程及び最大周波数（ＤＦ）からそれぞ
れ、周波数の上昇曲線及び下降曲線の勾配が計算される
、請求項２又は３記載の制御装置。５、すべての調節部材（ＨＳ、ＶＲ、ＯＳ）のために共
通のマスタプロセッサ（ＭＰ）が設けられており、該マ
スタプロセッサ（ＭＰ）が、調節部材のために設けられ
た調節部材プロセッサ（ＨＳＰ１、ＨＳＰ２、ＯＳＰ１
、ＯＳＰ２、ＶＲＰ）に、（イ）調節部材の位置の実際値（ＰＩ）と、（ロ）次の
位相の終りに受信しようとする目標値（ＰＳ）と、（ハ）最大周波数（ＤＦ）の値を計算するためのソース
周波数（ＱＴ）の値と、（ニ）運動が開始されるサイクル時間内での角度階段（
ＷＧ）の値と、が与えられ、これらの値に応じて前記調節部材プロセッ
サ（ＨＳＰ１、ＨＳＰ２、ＯＳＰ１、ＯＳＰ２、ＶＲＰ
）がステップモータ（１０）を制御する、請求項１から
４までのいずれか１項記載の制御装置。