JPH03155499A - モータプレス機の制御方法 - 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） 本発明はモータプレス機の制御方法に関する。

（従来の技術） リードフレームの抜き加工やリードのフォーミング加工
などでは、一定の加圧力が容易にかつ安定して得られる
という理由から従来油圧を用いたプレス機が多用されて
いる。しかしながら、これら油圧プレス機はほこりや油
気などの汚染源となるという問題から、最近モータプレ
ス機による加工がなされるようになってきた。

従来のモータプレス機は駆動モータを一方向に回転させ
て繰り返しプレスを行うものであって、プレス力の調整
もプレスラムをアジャストする程度であって微調整がで
きずプレス力のばらつきも多いため、リードフレームな
どの微細加工の用途としては不向きのものであった。

そこで、本出願人はモータプレス機であってしかも高精
度のプレス加工ができるプレス機として、モータを正逆
回転させて用いるモータプレス機を開発した。このモー
タプレス機は正逆回転するモータにプレスラムを連繋さ
せてモータの回転量によってプレスラムの移動量を規定
し、これによって安定したプレス加工を可能にしたもの
である。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、実際のプレス加工作業においては多情柱の製
品を取り扱ったり１種々の加工作業を行わなければなら
ない関係上、同一のプレス機にあってもそれぞれの加工
作業に適したプレス金型を交換して取り付けて作業する
ことが杼道であり、このため、プレス金型を交換した場
合はそのつどプレス荷重をセツティングする等のセツテ
ィング作業が必須となっている。

プレス加工ではプレス金型を加圧した際、加圧体もたわ
み、その反力が被加工物に加わるから加圧体の剛性が異
なったりプレス金型が異なったりすると、同一の製品が
得られなくなるという問題点がある。これは、プレスラ
ｔ１の突き出し長さを一致させる等の単に物理的なパラ
メータを同じくしただけでは同一の加工条件が設定され
ないことによるものであって、このように加工条件が異
なった場合でも一定の製品を得るためには、実際に′被
加工物に加わるプレス荷重を一致させる方法が最適であ
る。実際、被加工物に加わるプレス荷重を一定にするこ
とによってばらつきのない製品を得ることができる。

また、上記のように最近は種々製品を取り扱う関係上、
プレス金型にも多種類のものがあり、それぞれの加工作
業内容に最も適したプレス荷重値がある。したがって、
プレス金型を交換して取り付けた際などにおいては個々
の加工条件に合わせてセツティングを行わねばならず、
通常のセツティング方法では非常に取り扱いがｍ！にな
らざるを得ない。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、加工作業の内容に合
わせて当該プレス金型にもっとも適したプレス荷重で容
易にセツティングでき、加工作業をきわめて容易にする
ことのできるモータプレス機の制御方法を提供しようと
するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、正逆回転するモータによってプレスラムが駆
動され、前記モータの回転量を制御してプレスヘッドか
らのプレスラムの出入量を制御するモータプレス機の制
御方法において、前記モータプレス機にプレスラムによ
って被加工物が加圧された際のプレス荷重を検出するロ
ードセルを設け、該ロードセルの出力値にもとづいて前
記モータを制御することを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本発明に係るモータプレス機の制御方法によ
って制御されるモータプレス機の一実施例を示す。この
モータプレス機は、本体１０に出入自在にプレスラム１
２が支持され、プレスラム１２の上端にコネクティング
ロッド１４の一端が軸着されるとともに、コネクティン
グロッド１４の他端がセクターギヤ１６の側面に軸着さ
れている。セクターギヤ１６は略１／４円の扇形をなす
ギヤであってこのセクターギヤ１６にピニオンギヤ１８
が歯合する。ピニオンギヤ１８は本体１０側面に設けら
れるプーリを介して本体１０の外側面に固定されるモー
タ２０に連繋される。モータ２０はサーボモータであっ
て、入力パルス数によって出力軸の回転量が制御される
。

また、ボトムベース２２と１−ツブベース２４とを連結
するタイロッド２６には、タイロッド２６と１−ツブベ
ース２４とにかけてロードセル２８が設置される。ロー
ドセル２８はプレスラム１２がプレス金型を押圧した際
の押圧力を被加工物に対するプレス荷重として検出する
もので、その設置位置はプレスラム１２による押圧力が
効果的に検出できる個所であればもちろん１−ツブベー
ス２４とタイロッド２６との間に限るものではない。

上記モータプレス機は、モータ２０の正逆回転にともな
いピニオンギヤ１８およびこれに歯合するセクターギヤ
１６が正逆回転し、コネクティングロッド１４を介して
プレスラム１２が上下動する。従来のモータプレス機は
モータが一方向に回転するだけであるのに対し、本実施
例のモータプレス機はモータ２０が正逆回転することに
よってプレスラム１４の出入量、すなわちプレス荷重を
任意に設定することができる。

プレスラム１２の移動量はセクターギヤ１６の回転角度
によって決まるから、セクターギヤ１２の回転角度をモ
ータ２０によって正確に設定することによりプレスラム
１２の押し出し位置は常に一定高さ位置に設定できる。

実施例ではエンコーダパルス数６０００でモータの出力
軸が１回転（３６０゜）するようにしている、したがっ
て、制御パルス数を適宜設定することによってきわめて
高精度に設定することが可能になる。

なお、プレスラム１２はセクターギヤ１６に連繋して押
動されるから、プレス時にセクターギヤ１６がどの位置
にあるかによって被加工物に加わるプレス力が変動する
。第２図は加工時のセクターギヤ１６の位置を模式的に
示すもので、第２図（ａ）はプレスラム１２がほとんど
下死点においてプレスしている状態、第２図（ｂ）は下
死点からいくらか上方でプレスしている状態である。

セクターギヤ１６が下死点に接近すると、セクターギヤ
１６の回転量にくらべてプレスラム１２の直線移動量が
きわめてわずかな量になる。たとえば、下死点近傍でセ
クターギヤ１６の回転角が０．１・のときプレスラム１
２の上下方向の移動量＋：ｔ、０．０００１程度である
。これから、プレスシャットバイトの微調整が超高分解
能で行え、高精度の加工が可能となることがわかる。

また、セクターギヤ１６が下死点に近づくにしたがって
きわめて大きなプレス荷重が印加される。

以下に、下死点からのクランク角を変化させた際、プレ
ス荷重がどのように変化するかを求めた例を示す。プレ
ス駆動部のプレス力としては１．２１−ン（Ａ）　、１
．８１−ン（Ｂ）　、　２．１　トン（Ｃ）　、　２．
８トン（Ｄ）の４種について示す。

上表のようにプレス加工でのクランク角によってプレス
荷重が変動するから、加工作業の内容に合わせてプレス
荷重を容易に変動させることができる。なお、このよう
にクランク角によって被加工物に加わるプレス力が異な
るから、プレス加工作業の内容に合わせてアジヤス１〜
ワツシヤ３２などを用いて適切なプレス荷重が得られる
ように調節することが必要である。

なお、上記モータプレス機の制御方法として本実施例で
は各種加工作業が容易に行えるように、以下のような制
御方法を採用している。

すなわち、加工作業にはその作業内容に合わせてあらか
じめ設計されたプレス金型が提供され、個々のプレス金
型は当該プレス金型を使用する際の最適のプレス荷重値
が提示されて供給される。

ここで、プレス金型には当該プレス金型の種類を識別す
るための識別機構を設ける。識別機構としてはプレス金
型のコネクタ部のピン配置やバーコードなどによればよ
い。

また、モータプレス機側には当該モータプレス機に取り
付けて使用する複数種のプレス金型のデータを入力して
制御部に記憶させておく。すなわち、モータプレス機に
はプレス金型の識別データとともに当該プレス金型の最
適プレス荷重値、たとえば、プレス金型Ａについては８
００ｋｇｆ、プレス金型Ｂについては４００ｋｇｆ等の
データをあらかじめ登録しておく。

１上の構成により、モータプレス機にプレス金型を取り
付けた際、モータプレス機は自動的にそのプレス金型を
識別して当該プレス金型に最適のプレス荷重値を制御部
にローディングする。これによって、モータプレス機は
当該プレス金型を用いて加工を開始する初期状態に自動
的にセツティングされる。

このセツティング状態から、モータプレス機は連続加工
を行うための下死点設定プログラムを実行したのち、実
際の加工作業に進む。以下、この方法について第３図に
示すブロックダイヤグラムにしたがって説明する。

同図で４０．４１は被加工物に対するプレス荷重を検出
するロードセルで、ロードセル４０の出力は下死点設定
システムへ入力され、ロードセル４１の出力は非常停止
部４２へ入力される。非常停止部４２は過大なプレス荷
重が加わってプレス金型やモータプレス機本体が損傷し
ないようプレス荷重の上限値を制限するものであって、
プレス金型に加わるプレス荷重値が絶対」二限値に達し
た際にプレスラムの降下を自動的に停止させる。

下死点設定システム４４は当該プレス金型の識別番号お
よび設定プレス荷重値等のプレス金型に付随する下死点
検出データの読み取り部４６と。

サンプリング時のモータのエンコーダ信号入力部４８と
、エンコーダ信号の統計処理部５０とを有する。

下死点設定時においては、複数回にわたって実際に被加
工物をプレス加工し、そのときのモータのエンコーダ信
号（プレスラムの移動量を規定する）をサンプリングし
て平均値を設定する。このサンプリングの際には、モー
タプレス機はあらかじめ設定されているプレス荷重値に
達するまでプレスラムが下降し、プレス荷重設定値に達
したときのエンコーダ信号が読み取り部４６によって読
み取られる。プレス荷重設定値に達すると、プレスラム
の降下が停止される。この下死点設定時においては減速
なしでプレスラムを停止させ、プレスラムがオーバーラ
ンしないようにするためモータは極低速回転にしている
。これによって正確な制御値（パルス数）が設定される
。

５２．５４，５６．５８は下死点設定時におけるモータ
プレス機の制御機構で、５２は最適プレス荷重値とロー
ドセル４０の信号を比較する比較部であり、被加工物に
対するプレス荷重値が最適値として設定されているプレ
ス荷重設定値に一致した際に停止信号を停止部５４に入
力し、停止部５４は停止タイマー５６によって制御され
て一定時間プレスラムを停止させ、また、一定時間経過
後上昇部５８によりプレスラムが反転上昇される。

上記のように複数回サンプリングを行った後、統計処理
部５０においてモータのエンコーダ信号の平均値が求め
られ、その平均値が通常加工運転時のモータを制御する
パルス値として設定される。

同一のプレス荷重設定値の場合でも実際の加工では、モ
ータのエンコーダ信号には若干ばらつきがあるから、こ
れらの平均値をもって実際の加工作業での制御値（パル
ス数）と設定するわけである。

なお、４３はプレス荷重設定値に対して、当該加工作業
に対してプレス荷重値の変動許容範囲を指定するプレス
荷重範囲設定部である。たとえば。

このプレス荷重範囲を逸脱した場合には、製品不良が発
生する等のめやすとなる。

サンプリングによって成形した製品は検査により所定形
状に成形されているかをチエツクする。

同一種類のプレス金型であっても金型の加工精度には公
差があり、また被加工物もロツｈによって肉厚などが微
妙に変動していることがあるから、標準値として当該プ
レス金型に設定したプレス荷重値では所定形状に成形さ
れないことがあり得るからである。

サンプリングで所定の成形形状が得られていない場合は
、外部補正部６０からサーボコントロール部６２に補正
信号を外部入力してプレス荷重値を補正し、再度上記の
サンプリング操作を行う。

このようなサンプリングを行って正規の成形形状が得ら
れたら、その際の制御値をもって最終的に通常加工運転
の制御値とする。サーボコンｉ、ロール部６２にはこの
制御値が入力され、サーボモータによるプレスラムの位
置制御にきりかえて通常の加工運転を開始するためのセ
ツティングが完了する。

なお、上記のサンプリングの際、加工製品の検査機にモ
ータプレス機を連動させておき、検査機からの検査結果
の指令にもとづいてモータプレス機を補正させるように
することも可能である。

６４．６６．６８は通常加工運転時でのモータプレス機
の制御機構であって、停止部６４、停止タイマ６６、上
昇部６８によってサーボモータが制御されてプレス加工
がなされる。この通常加工運転では上記の下死点設定シ
ステムの場合と異なり、加工速度はより高速に設定され
る。モータを制御するパルス数が上記の下死点設定シス
テムによって確定しているから、その制御値に従ってモ
ータプレス機を作動させればよいからである６プレスラ
ムはパルス制御されるモータによって押動ｆｆ１ｌＪ御
されるから、常に一定のプレス荷重をもってプレス加工
でき、これによって高精度の加工が製品のばらつきなく
行うことができる。

上記のように、同一種類の製品であってもロットによっ
て若干の差異があるから、作業時においてはロッ１へが
変わる際や、スペアのプレス金型を使用する際などで上
記の下死点設定プログラムを実行して通常加工運転に移
るようにする。

このように、実際の作業では適宜セツティングをしなお
す必要があるが、本装置の場合は、プレス金型をモータ
プレス機に取り付けることによって、自動的に当該プレ
ス金型の標準プレス荷重値が設定されて下死点設定シス
テムが運用できるから装置のセットがきわめて容易にで
き、異種のプレス金型を交換して取り付けた際もそのセ
ツティングがきわめて容易にできるという大きな効果が
ある。

なお１通常加工運転時における加工内容をモニターする
ため、ピークホールド部７０でプレス荷重値のピーク値
が１回ごとホールドされ、ピーク値が＾／Ｄ変換部７２
でディジタル変換され、その出力信号が判定部７４に入
力される。判定部７４においてはプレス荷重値が初期設
定したプレス荷重の上下限の許容範囲内にあるかどうか
を判定し、表示部７６でたとえばＬＥＤ表示によってそ
の判定結果を表示する。また、一方ピーク値はデータ集
計部７８に入力されてデータ処理される。データ集計結
果は生産管理に利用することができる。

このようにして、モータプレス機は全体として制御され
、多種類の製品の型造に容易に対応して使用でき、加工
作業も容易にかつ確実にできて、生産管理も可能に構成
されているものである。

以上１本発明に係るモータプレス機の制御方法について
、モータプレス機の構成および制御方法について説明し
たが１本発明方法は上記実施例に限定されるものでなく
、その発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の改
変をなし得るのはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係るモータプレス機の制御方法によれば、多種
製品の生産に容易に対処してモータプレス機を使用する
ことができ、加工精度が向上できて製品のばらつきが少
なくなり、不良品の発生をおさええきわめて効率的に生
産することが可能となる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るモータプレス機の制御方法を適用
するモータプレス機の一実施例を示す説明図、第２図は
使用状態を示す説明図、第３図は制御方法を示すブロッ
クダイアグラムである。 １０・・・本体、　　１２・・・プレスラム、２０・・
・モータ、　　２８・・・ロードセル、３０・・・プレ
ス金型、　　４０．４１・・・ロードセル、　４４・・
・下死点設定システム、４８・・・エンコーダ信号の入
力部、　　５ｏ・・・統計処理部、　６２・・・サーボ
コントロール部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、正逆回転するモータによってプレスラムが駆動され
   、前記モータの回転量を制御してプレスヘッドからのプ
   レスラムの出入量を制御するモータプレス機の制御方法
   において、 前記モータプレス機にプレスラムによって 被加工物が加圧された際のプレス荷重を検出するロード
   セルを設け、該ロードセルの出力値にもとづいて前記モ
   ータを制御することを特徴とするモータプレス機の制御
   方法。