JPH0333078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレスの下死点を検出する装置に掛
り、詳しくはカス上りなどによりストローク毎の
下死点の位置変化が許容値を越えたときに異常信
号を出力するプレスの下死点検出装置に関する。

（従来の技術） 従来、プレスの下死点を検出する手段として加
工ストローク中において上型ストリツパが下降す
る過程での最下点位置をホールドし、その位置を
下死点として検出する下死点ピークホールド方式
があつた。この下死点ピークホールド方式の場
合、胴づき金型あるいはストリツパスプリングの
強力な金型の場合、カスが上つてもカスが潰され
てしまい下死点に変化が現われないため、カス上
りを検出することが困難であるという問題があつ
た。

また、従来の下死点検出の別の手段として上型
ストリツパのストローク位置と同期させる外部同
期信号を用いて、上型ストリツパがカス上りした
カスに当たり始めたところを外部同期信号により
特定し、その時点までのピークホールド値を下死
点として検出する手段があつた。しかしながら、
外部同期信号を用いた下死点検出手段は、外部同
期信号を出力するための同期信号発信回路が必要
であり、さらに、外部同期信号はプレスのストロ
ーク速度を変える毎に精密に再調整しなければな
らないため実用的でないという問題があつた。

（発明が解決しようとする問題点） そこで本発明は上記問題を解決するためプレス
の加工ストローク中において上型ストリツパの位
置を検出して信号を出力する近接センサが信号の
出力を開始したら、一定時間間隔で近接センサの
出力信号をサンプリング入力し、その変化を遂次
演算して信号の変化量が設定値以下になつたとき
サンプリング入力を停止し、このときのサンプリ
ング値を下死点データとして記憶するとともに前
回の加工ストロークにおける下死点データもしく
は前Ｎ回の下死点データの平均値と比較演算して
その差が許容値を越えた場合に異常信号を出力さ
せることを、その解決すべき技術的課題とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、プレスの
下死点検出装置をプレスの加工ストローク中にお
いて上型ストリツパのストローク位置を検出して
その位置に対応した近接信号を出力する近接セン
サと、前記プレスの加工ストローク毎に前記近接
センサから出力される最初の近接信号を入力した
とき、サンプリングスタート信号を出力するサン
プリングスタート信号出力手段と、前記近接セン
サから出力される前記近接信号をデジタル信号に
変換したうえで前記プレスの動作特性に対応して
設定された時間間隔で上記デジタル信号に基づく
サンプリングデータを保持するためのサンプリン
グ動作をするＡ／Ｄ変換サンプリング手段と、前
記サンプリングスタート信号出力手段から出力さ
れた前記サンプリングスタート信号を受信したと
き、前記Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に対して前
記サンプリング動作を開始させるサンプリング開
始手段と、前記Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に保
持された前記デジタル信号に対応した信号と前記
近接センサからの最新近接信号との差を演算する
減算手段と、前記減算手段により減算された値が
前記プレスの加工ストローク特性に対応して予め
設定された基準値より小になつたときに前記Ａ／
Ｄ変換サンプリング手段による前記サンプリング
動作を停止させるサンプリング停止手段と、前記
近接センサからの前記近接信号がオフされたとき
に前記Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に保持されて
いる前記サンプリングデータを読み込んでそのデ
ータを今回のストロークにおける下死点データと
して記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶
手段に記憶された直前ストロークの下死点データ
若しくは任意の前複数回のストロークの下死点デ
ータの平均値と今回のストロークにおける下死点
データとの差を演算する比較演算手段と、前記比
較演算手段により演算された前記下死点データの
差が前記プレスの加工ストローク特性に対応して
定められた許容値を越えたときに異常信号を出力
する異常信号出力手段とを備えた構成とすること
である。

（作用） プレスの加工ストローク動作において近接セン
サに上型ストリツパが近接し、近接センサから信
号の出力が開始され、その最初の信号が入力され
ると、サンプリングスタート信号出力手段はサン
プリング開始手段に対してサンプリングスタート
信号を出力する。サンプリング開始手段はそのサ
ンプリングスタート信号を受信すると、Ａ／Ｄ変
換サンプリング手段をサンプリング動作状態にさ
せる。Ａ／Ｄ変換サンプリング手段はサンプリン
グ動作状態になると前記近接センサから出力され
る近接信号をデジタル信号に変換したうえ、予め
設定された時間間隔で上記デジタル信号に基づく
サンプリングデータを保持するとともに前記デジ
タル信号に対応した信号を順次減算手段に出力す
る。減算手段はその信号と前記近接センサからの
最近近接信号との差を演算し、その差がプレスの
加工ストローク特性に対応して予め設定された基
準値より小になつたときに、サンプリング停止手
段は、Ａ／Ｄ変換サンプリング手段のサンプリン
グ動作を停止させる。

また、データ記憶手段は上型ストリツパが近接
センサから離れ、前記近接信号がオフしたときに
Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に保持されている前
記サンプリングデータを読み込んでそのデータを
今回のストロークにおける下死点データとして記
憶する。比較演算手段は、データ記憶手段に記憶
された直前ストロークの下死点データ若しくは任
意の前複数回のストロークの下死点データの平均
値と今回のストロークにおける下死点データとを
比較演算し、その差が前記プレスの加工ストロー
ク特性に対応して定められた許容値を越えたと
き、異常信号出力手段は異常信号を出力する。

（実施例） 次に、本発明の一実施例の構成を第１図に示し
た電気回路ブロツク図に従つて説明する。

プレスの上型１に胴付きプレート１Ａ、ストリ
ツパスプリング１Ｂとともに取付けられたストリ
ツパ２に、例えば鉄板で形成された近接体３が取
付けられ、プレスの加工ストローク中に近接体３
が下型４に固定された近接センサ５に近接する
と、近接センサ５から近接体３との近接距離６に
対応した近接信号が出力されるように構成され
る。近接センサ５から出力された前記近接信号を
増幅するためのセンサ信号増幅回路７を設け該セ
ンサ信号増幅回路７からセンサ増幅信号７Ａを出
力させる。

センサ信号増幅回路７から出力されたセンサ増
幅信号７Ａを論理信号に変換するためのシユミツ
ト回路９が設けられ、シユミツト回路９で論理信
号に変換された信号は、前記ストリツパ２のスト
ローク位置をサンプリングさせるための動作開始
信号９Ａとして演算制御回路１０に出力される。
演算制御回路１０は、マイクロコンピユータなど
の記憶、演算および制御機能を備えた回路で構成
され、前記シユミツト回路９からの前記動作開始
信号９Ａが入力されると、内蔵された演算制御プ
ログラムに従つてサンプリングスタート指令回路
１２Ａにサンプリングスタート信号１３Ａを、ま
た、サンプリング禁止レジスタ回路１２Ｂにサン
プリング禁止レジスタリセツト信号１３Ｂを出力
する。

また、クロツク分周回路１１は、演算制御回路
１０から出力される例えば800KHzの基準クロツ
ク１４を400KHzに分周したＡ／Ｄ変換クロツク
信号１６をＡ／Ｄ変換サンプリング回路１５に出
力するとともに、12.5KHzに分周したサンプリン
グインターバルクロツク信号１７を前記サンプリ
ングスタート指令回路１２Ａとサンプリング禁止
レジスタ回路１２Ｂに出力するように回路構成さ
れる。Ａ／Ｄ変換サンプリング回路２７は、サン
プリングインターバルクロツク信号１７が立上つ
た時点からＡ／Ｄ変換クロツク信号１６に同期し
て実行される逐時比較レジスタ回路１５の内部作
用により、まず、デジタルデータ信号１８の
MSBを論理信号１にすると、Ｄ／Ａ変換回路の
出力であるアナログデータ信号が1/2フルスケー
ルになり、アナログコンパレータ８によりセンサ
増幅信号７Ａと比較された結果が論理信号１なら
ばMSBを１のままに、０ならばMSBを０に戻し
て次の1/4フルスケールビツドを１にして同様に
比較し、以後順次上位ビツトからLSBに至るま
での各ビツトを比較決定していき、全てのビツト
終了後にセンサ増幅信号７Ａと合致したデジタル
データ信号１８およびアナログデータ信号２１を
得る。また、アナログ減算回路２２は、Ｄ／Ａ変
換回路１９から出力されたアナログ信号データ２
１とセンサ信号増幅回路７から出力されたセンサ
増幅信号７Ａを入力してアナログ減算し、減算信
号２３を出力する。また、アナログコンパレータ
２６はアナログ減算回路２２から出力された減算
信号２３と、該減算信号２３の最小限界値に等し
い電圧を発生させる基準電圧発生回路２４からの
レフアレンス電圧２５とを入力して演算された減
算信号２３がレフアレンス電圧２５より大である
状態では論理信号１を出力する。従つて、ストリ
ツパ２が下降ストローク過程にあつて、ストリツ
パ２が図示していないカスもしくは材料に当たり
始めると急にその変位が小さくなるため、アナロ
グ減算回路２２に入力されるセンサ増幅信号７Ａ
とアナログデータ信号２１の電圧差が小さくなつ
てアナログ減算回路２２から出力される減算信号
２３は小さくなり、レフアレンス電圧２５より減
算信号２３が小さくなると、アナログコンパレー
タ２６は論理信号０を出力する。

アナログコンパレータ２６からの論理信号が０
であるとき、サンプリングインターバルクロツク
１７によつて該信号がサンプリング禁止レジスタ
回路１２Ｂに入力されると、サンプリング禁止レ
ジスタ回路１２Ｂはセツトされ、サンプリング禁
止信号１３Ｃがサンプリングトリガ信号回路１２
Ｃに出力される。その結果、Ａ／Ｄ変換サンプリ
ング回路２７がストリツパ２のストローク位置に
対応した信号をサンプリング入力することを停止
させる。なお、サンプリングトリガ微分クロツク
信号１４Ａはサンプリングトリガ信号をＡ／Ｄ変
換クロツク信号１６の２クロツク長さとするため
に用いる。

ストリツパ２が上昇過程に入り、近接センサ５
の感知範囲を越えると、前記シユミツト回路９か
ら出力される信号は論理信号０となるため、演算
制御回路１０はこのタイミング信号を読込開始信
号９Ｂと判定し前記Ａ／Ｄ変換サンプリング回路
２７に保持されたデジタルデータ信号１８を読み
込む。

以上のような構成による第１図に示す電気回路
ブロツク図に対応した電子回路図例を第２図に示
す。第１図における電気回路ブロツク図のそれぞ
れのブロツク名称および付属番号を、第２図の対
応する電子回路部分に示す。

第２図に示すように、アナログコンパレータ
８，２６およびシユミツト回路９として例えばナ
シヨナルセミコンダクター社のボルテージコンパ
レータLM319を用い、演算制御回路１０は前記
のようにマイクロコンピユータ例えばザイログ社
のZ80が使用される。また、クロツク分周回路１
１にはモトローラ社の７ステージリツプルカウン
タMC14024が用いられ、サンプリングスタート
指令回路１２Ａ、サンプリング禁止レジスタ回路
１２Ｂ、サンプリングトリガ信号回路１２Ｃには
モトローラ社のＤ型フリツプフロツプMC14013
が用いられる。

さらに逐時比較レジスタ回路１５は、例えばモ
トローラ社のサクセシブアプロキシメーシヨンレ
ジスタ（SAR）MC14549およびMC14559をカス
ケード接続したものである。また、Ｄ／Ａ変換回
路１９には、例えばナシヨナルセミコンダクタ社
の12ビツトバイナリマルチプライングＤ／Ａコン
バータDAC1220を使用する。

アナログ減算回路２２として例えばナシヨナル
セミコンダクター社のオペレーシヨナルアンプリ
フアイヤLM318を使用する。

次に、本実施の作用を第１図の電気回路ブロツ
ク図に従つて説明する。

プレスの加工ストローク中において、上型スト
リツパ２に取付けられた近接体３が下型４の近辺
に固定された近接センサ５に接近して近接センサ
５の感応範囲に入ると、近接センサ５から第３図
に示すように近接体３との距離に対応した近接信
号が出力される。近接センサ５から出力された前
記近接信号はセンサ信号増幅回路７に入力され、
増幅されたあと、センサ信号増幅回路７からセン
サ増幅信号７Ａとして出力される。センサ信号増
幅回路７から出力されたセンサ増幅信号７Ａはシ
ユミツト回路９に入力されて波形整形され論理信
号１の状態で演算制御回路１０に出力される。シ
ユミツト回路９から出力された論理信号１が動作
開始信号９Ａとして演算制御回路１０に入力され
ると、演算制御回路１０は内蔵された制御プログ
ラムに従い、サンプリングスタート指令回路１２
Ａにサンプリングスタート信号１３Ａを、また、
サンプリング禁止レジスタ回路１２Ｂにサンプリ
ング禁止レジスタリセツト信号１３Ｂを出力す
る。演算制御回路１０はクロツク分周回路１１に
常時例えば800KHzの基準クロツク１４を送信し、
クロツク分周回路１１で基準クロツク１４を分周
し、2.5μsの周期すなわち400KHzの周波数を有す
Ａ／Ｄ変換クロツク信号１６をＡ／Ｄ変換サンプ
リング回路２７の逐時比較レジスタ回路１５に送
信する。逐時比較レジスタ回路１５は、サンプリ
ングインターバルクロツク信号１７が立上つた時
点からＡ／Ｄ変換クロツク信号１６に周期して実
行される逐時比較レジスタ回路１５の内部作用に
より、まず、デジタルデータ信号１８のMSBを
論理信号１にすると、Ｄ／Ａ変換回路の出力であ
るアナログデータ信号が1/2フルスケールになり、
アナログコンパレータ８によりセンサ増幅信号７
Ａと比較された結果が論理信号１ならばMSBを
１のままに、０ならばMSBを０に戻して次の1/4
フルスケールビツトを１にして同様に比較し、以
後順次上位ビツトからLSBに至るまでの各ビツ
トを比較決定していき、全てのビツト終了後にセ
ンサ増幅信号７Ａと合致したデジタルデータ信号
１８およびアナログデータ信号２１を得る。

アナログ減算回路２２に入力された前記アナロ
グデータ信号２１はリアルタイムのセンサ増幅信
号７Ａと比較演算され、その差が減算信号２３と
して出力される。アナログ減算回路２２から出力
された減算信号２３は、プレスのストローク特性
に対応して予め設定されたレフアレンス電圧２５
とアナログコンパレータ２６に入力され演算され
た結果、減算信号２３がレフアレンス電圧２５よ
り小さくなつた場合、すなわち、ストリツパ２が
下降ストローク中に図示してないカス上りしたカ
ス、もしくは材料に当るとストリツパ２の変化が
急に小さくなるため前記減算信号２３の大きさが
小さくなり、そのためレフアレンス電圧２５の方
が大きくなつてアナログコンパレータ２６からサ
ンプリングインターバルクロツク１７に同期して
論理信号０がサンプリングスタート指令回路１２
Ａおよびサンプリング禁止レジスタ回路１２Ｂに
入力される。その結果、サンプリング禁止レジス
タ回路１２Ｂはサンプリングトリガ信号回路１２
Ｃにサンプリング停止信号を出力し、次のストロ
ークにおいて動作開始信号９Ａが出力されるまで
サンプリングを停止させる。

一方、演算制御回路１０は、シユミツト回路９
から出力されていた論理信号が０に変化したと
き、このタイミング信号を読込開始信号９Ｂとし
て入力し、Ａ／Ｄ変換サンプリング回路２７から
出力されているデジタルデータ信号１８を下死点
データとして読み込んで記憶し、直前のストロー
クにおいて記憶された下死点データもしくは、任
意の前Ｎ回のストロークにおける下死点データの
平均値と比較演算してその差が予めプレスのスト
ローク特性に対応して設定された値を越えた場合
に、カス上り等の異常状態が発生したと判断して
演算制御回路１０より異常信号１０Ａを出力し、
プレスの動作を非常停止させるものである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、上型ストリツパ
がカスもしくは材料に当たり始めると急にその変
位が小さくなるのでその変位差を演算することよ
つて、容易にストリツパの当たり始めの位置を検
出でき、胴づき金型の場合でもストリツパが胴づ
きされる前のまだストリツパスプリングの小圧力
だけで押されているときに、その位置を検出でき
るため、小さなカス上りでも正確に検出して異常
信号を出力することができるためプレスを確実に
停止させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路ブロツク
図、第２図は第１図の電気回路ブロツク図に対応
した電子回路図、第３図は本発明の一実施例の作
用説明図である。 １……上型、２……ストリツパ、３……近接
体、４……下型、５……近接センサ、７……セン
サ信号増幅回路、８……アナログコンパレータ、
９……シユミツト回路、１０……演算制御回路、
１１……クロツク分周回路、１２Ａ……サンプリ
ングスタート指令回路、１２Ｂ……サンプリング
禁止レジスタ回路、１２Ｃ……サンプリングトリ
ガ信号回路、１５……逐時比較レジスタ回路、１
９……Ｄ／Ａ変換回路、２２……アナログ減算回
路、２４……基準電圧発生回路、２６……アナロ
グコンパレータ、２７……Ａ／Ｄ変換サンプリン
グ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プレスの加工ストローク中において上型スト
   リツパのストローク位置を検出してその位置に対
   応した近接信号を出力する近接センサと、 前記プレスの加工ストローク毎に前記近接セン
   サから出力される最初の近接信号を入力したと
   き、サンプリングスタート信号を出力するサンプ
   リングスタート信号出力手段と、 前記近接センサから出力される前記近接信号を
   デジタル信号に変換したうえで前記プレスの動作
   特性に対応して設定された時間間隔で上記デジタ
   ル信号に基づくサンプリングデータを保持するた
   めのサンプリング動作をするＡ／Ｄ変換サンプリ
   ング手段と、 前記サンプリングスタート信号出力手段から出
   力された前記サンプリングスタート信号を受信し
   たとき、前記Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に対し
   て前記サンプリング動作を開始させるサンプリン
   グ開始手段と、 前記Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に保持された
   前記デジタル信号に対応した信号と前記近接セン
   サからの最新近接信号との差を演算する減算手段
   と、 前記減算手段により減算された値が前記プレス
   の加工ストローク特性に対応して予め設定された
   基準値より小になつたときに前記Ａ／Ｄ変換サン
   プリング手段による前記サンプリング動作を停止
   させるサンプリング停止手段と、 前記近接センサからの前記近接信号がオフされ
   たときに前記Ａ／Ｄ変換サンプリング手段に保持
   されている前記サンプリングデータを読み込んで
   そのデータを今回のストロークにおける下死点デ
   ータとして記憶するデータ記憶手段と、 前記データ記憶手段に記憶された直前ストロー
   クの下死点データ若しくは任意の前複数回のスト
   ロークの下死点データの平均値と今回のストロー
   クにおける下死点データとの差を演算する比較演
   算手段と、 前記比較演算手段により演算された前記下死点
   データの差が前記プレスの加工ストローク特性に
   対応して定められた許容値を越えたときに異常信
   号を出力する異常信号出力手段とを備えることを
   特徴とするプレスの下死点検出装置。