JPH0615833U - プレス機械の材料送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プレス速度に完全同期させて材料を送る。 【構成】絶対角度検出手段（４１）で検出されたクラン
ク角度が設定送り開始絶対角度（θａ１）となると、目
標値信号出力手段（４２、５１，５２）が目標値信号を
出力する。角度別送り量データ記憶手段（４２、５３）
に記憶されている角度別送り量データから当該絶対角度
に対応する送り量を求め、これを目標値信号として偏差
信号生成手段（３２、５１，５２）に入力する。と同時
的に、初期値合せ手段（４３、５１，５２）は、サーボ
モータ（２５）に連結されたエンコーダ（２６）からの
実際送り量相当信号を強制的に初期値（例えば０レベ
ル）に戻して偏差信号生成手段（３２、５１，５２）に
入力する。したがって、この偏差信号生成手段は、当該
量の偏差信号を制御部（３１）に出力する。かくして、
絶対角度ごとに所定カーブに則った送り量だけ材料が送
られ、設定送り終了絶対角度（θａ２）となったときに
設定送り量（Ｌ）となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロールフィーダを用いてコイルを間歇送りするプレス機械の材料送 り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４において、１０はプレス機械で、メインモータにおいてクランク軸１１を 所定方向に回転させてスライド１２を上下ストローク運動させつつプレス加工す る。プレス速度つまり毎分当りのストローク数（ｓｐｍ）を設定変更することに より、その生産数を変えられる。

【０００３】 材料送り装置は、ロールフィーダ２０（上下ロール２１，２２）と制御部３１ とからなる。この制御部３１は、偏差信号ｅを入力としてサーボモータ２５を回 転制御してロールフィーダ２０を回転駆動し、材料（コイル）Ｗをプレス機械１ ０に間歇送りする。すなわち、図５に示すように、プレス加工を行う下死点（ク ランク角度が１８０度前後）付近を除く範囲、つまり送り開始絶対角度θａ１（ 例えば、２７０度）と送り終了絶対角度θａ２（例えば、９０度）との範囲内で 材料Ｗを設定された送り量Ｌだけ送る。

【０００４】 したがって、上記偏差信号ｅは、図４に示す送り量設定器３３Ｐでセットされ た設定送り量信号Ｓｌと、サーボモータ２５に連結されたエンコーダ２６からの フィードバック信号としての実際送り量相当信号ｆとを入力する比較器３２Ｐに よって生成されるものとされ、これら各構成要素３１，３２Ｐ，３３Ｐを組込ん で送り制御盤３０Ｐを形成している。

【０００５】 ここに、制御部３１を含む送り制御盤３０Ｐは、基本的に、サーボモータ２５ を図６に示す台形速度線図に従って回転制御するものとされている。この台形速 度線図が囲む面積が設定された送り量Ｌである。すなわち、ポイント・トウ・ポ イント方式の制御系となる。

【０００６】 なお、図４において、制御部３１内の回転速度，回転加速度，トルク値等をフ ィードバックとするマイナーループは図示省略している。

【０００７】 ところで、図５，図６に示す送り開始絶対角度θａ１から送り終了絶対角度θ ａ２までに要する時間Ｔは、プレス速度（ｓｐｍ）によって異なる。 かくして、従来は、当該プレス機械１０で運転可能とされている標準的な最大 プレス速度（ｓｐｍ）における時間Ｔ内で設定送り量Ｌを送ることができるよう にその台形速度線図を定めている。また、この考え方から、図４に示す例えばカ ムスイッチ３４Ｐから出力される制御開始信号、つまりクランク角度が設定送り 開始絶対角度θａ１（例えば、２７０度）となったときに出力されるＯＮ信号で 、サーボモータ２５を回転制御開始するものと形成されている。つまり、送り終 了絶対角度θａ２は、材料送り制御には関与していない。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来構造によると、次のような問題点がある。 サーボモータ２５の台形速度線図が標準的な最大プレス速度（ｓｐｍ）におけ る時間Ｔ内で設定送り量Ｌを送るものと固定化されているので、プレス機械１０ のプレス速度（ｓｐｍ）を変更した場合に追従できない。

【０００９】 すなわち、図６において、プレス速度が、送り終了絶対角度θａ２（９０度） が点線で示すように所定時間Ｔより短い時間で到達してしまうような高速になる と、送り終了絶対角度θａ２までに設定送り量Ｌを送ることができなくなってし まうから、プレス運転を停止しなければならず、多様なプレス加工を実施できな い。一方、送り終了絶対角度θａ２に到達するまでの時間が１点鎖線で示すよう に所定時間Ｔよりも長くなってしまう低速の場合は、無駄時間が多くなる。つま り、サーボモータ２５の最高回転速度や回転加速度，発生トルクの過大運転をし ていることになり、エネルギー損失も大きい。

【００１０】 さらに、最大プレス速度（ｓｐｍ）に対応するものとされているので、加速度 が非常に大きく、ロールフィーダ２０のスリップにより材料Ｗの送り精度が劣悪 化する。送り終了絶対角度θａ２に到達するまでの時間Ｔが長く、十二分に余裕 のある場合にも、高精度の材料送りができないことになる。

【００１１】 本考案の目的は、プレス速度に完全同期させて追従性を拡大し、省エネルギー を図りつつ高精度送りを円滑に行えるプレス機械の材料送り装置を提供すること にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るプレス機械の材料送り装置は、サーボモータで回転駆動されるロ ールフィーダと、偏差信号に基づき該サーボモータを回転制御して材料を設定送 り量だけプレス機械に間歇送りする制御部とを備えたプレス機械の材料送り装置 において、クランク角度の絶対角度を検出する絶対角度検出手段と、設定送り開 始絶対角度と設定送り終了絶対角度との間を分割した各絶対角度と、設定送り終 了絶対角度において前記設定送り量となるように決められたカーブに基づく各送 り量とを対応させた角度別送り量データを記憶する角度別送り量データ記憶手段 と、該絶対角度検出手段で検出された絶対角度を入力として記憶された角度別送 り量データから当該入力絶対角度に対応する送り量を目標値信号として出力する 目標値信号出力手段と、この目標値信号と前記サーボモータに連結されたエンコ ーダから出力される実際送り量相当信号とを入力として偏差信号を生成する偏差 信号生成手段と、該絶対角度検出手段で検出された絶対角度が該設定送り開始絶 対角度となったときに該送り量相当信号を強制的に初期値に戻して該偏差信号生 成手段に入力させる初期値合せ手段と、を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】

上記構成による本考案では、絶対角度検出手段で検出されたクランク角度が設 定送り開始絶対角度となると、目標値信号出力手段が目標値信号を出力する。す なわち、角度別送り量データ記憶手段に記憶されている角度別送り量データから 当該絶対角度に対応する送り量を求め、これを目標値信号として偏差信号生成手 段に入力する。と同時的に、初期値合せ手段は、サーボモータに連結されたエン コーダからの実際送り量相当信号を強制的に初期値（例えば０レベル）に戻して 偏差信号生成手段に入力する。 したがって、偏差信号生成手段は、当該量の偏差信号を制御部に出力する。こ れにより、サーボモータはフィードロールを回転制御して材料を当該送り量だけ 送る。偏差信号生成手段へ入力される目標値信号は、クランク角度の絶対角度が 変化するごとに更新される。

【００１４】 かくして、絶対角度ごとに所定カーブに則った送り量だけ材料が送られ、設定 送り終了絶対角度となったときに設定送り量相当の材料を送ったことになる。 よって、プレス速度によって設定送り開始絶対角度から設定送り終了絶対角度 までに要する時間が変わっても、当該設定送り終了絶対角度に合せて設定送り量 だけ正確に送ることができる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例） 本材料送り装置は、図１に示す如く、プレス機械１０とロールフィーダ２０と 制御部３１とが従来例（図４）と同じとされ、かつ絶対角度検出手段４１と角度 別送り量データ記憶手段（４２）と目標値信号出力手段（４２）と偏差信号生成 手段３２と初期値合せ手段４３とを設け、設定送り開始絶対角度θａ１から設定 送り終了絶対角度θａ２までの間に、それら絶対角度θａ１，θａ２に亘る時間 Ｔの長短に拘わらず、所定カーブに則って材料Ｗを設定送り量Ｌだけ正確かつ円 滑に送れるように構成されている。

【００１６】 なお、従来例（図４）と同一または共通する部分については同一の符号を付し てその説明は簡略または省略する。

【００１７】 まず、絶対角度検出手段４１は、図１に示す如く、クランク軸１１に減速機を 介して連結されその絶対角度θａを検出する手段で、この実施例では分解能が０ ．１度のアブソリュートエンコーダから形成されている。 なお、設定送り開始絶対角度検出手段３４は、このエンコーダ（４１）から検 出された絶対角度θａが予め設定された送り開始絶対角度θａ１（例えば、２７ ０度）となったときに、設定送り開始絶対角度検出信号Ｓθａ１を出力するもの と形成されている。但し、この設定送り開始絶対角度検出手段３４は、ロータリ カムスイッチ等から形成しても実施できる。

【００１８】 次に、角度別送り量データ記憶手段は、設定送り開始絶対角度θａ１（２７０ 度）と設定送り終了絶対角度θａ２（例えば、９０度）との間を分割（例えば、 ０．１度で１８００分割）した各絶対角度θａｉと、設定送り終了絶対角度θａ ２において設定送り量Ｌとなるように決められたカーブに基づく各送り量Ｌｉと を対応させた角度別送り量データを記憶する手段である。また、目標値信号出力 手段は、絶対角度検出手段４１で検出された絶対角度θａｉを入力として角度別 送り量データ記憶手段に記憶されている角度別送り量データから、当該入力絶対 角度θａｉに対応する送り量Ｌｉを定めこれを目標値信号ＤＬとして出力する手 段である。

【００１９】 ここに、本実施例では、これら角度別送り量データ記憶手段と目標値信号出力 手段とを、図１に示す函数発生手段４２をもって一体的に形成している。すなわ ち、函数発生手段４２は、上記カーブを絶対角度θａを変数として目標値信号Ｄ Ｌを求める函数ｆとして記憶するものとされ、分割された各絶対角度θａｉは所 定時間毎にサンプリングされるものとされている。したがって、目標値信号ＤＬ ｉは、絶対角度θａｉが変化するごとに更新される。

【００２０】 なお、カーブは、図２（Ａ）に示したサインカーブとされているが、当該ロー ルフィーダ２０の構造や設定送り量Ｌの大小等によって任意に選択決定すること ができる。例えば、サイクロイドカーブ，台形カーブ，変形台形カーブ，三角波 カーブの如くである。

【００２１】 また、偏差信号生成手段３２は、上記目標値信号ＤＬとサーボモータ２５に連 結されたエンコーダ２６から出力される実際送り量相当信号（フィードバック信 号）ｆＬ（ｆ）とを入力として、偏差信号Ｅ（ｅ）を生成する手段である。この 実施例では、目標値信号ＤＬと実際送り量相当信号ｆＬとがデジタル信号とされ ているので、デジタル偏差信号ＥをＤ／Ａコンバータ３５を介してアナログ偏差 信号ｅに変換するものとしている。

【００２２】 ところで、エンコーダ２６は、アブソリュート方式でもインクレメンタル方式 でもよいが、クランク角度が設定送り開始絶対角度θａ１となったときに、その 実際送り量相当信号ｆの値は前回の送り量（ｆ）の値となっている。サーボモー タ２５は所定方向のみに回転されるからである。 しかし、ロールフィーダ２０は，毎ストロークごとに設定送り開始絶対角度θ ａ１から材料Ｗの送り開始をすることになる。

【００２３】 そこで、初期値合せ手段４３を設け、絶対角度検出手段４１で検出された絶対 角度θａが設定送り開始絶対角度θａ１となったとき、この実施例では上記の設 定送り開始絶対角度検出手段３４から設定送り開始絶対角度検出信号Ｓθａ１が 出力されたときに、エンコーダ２６から出力される信号ｆの値が何位であっても 強制的に初期値〔送り量が零（０）〕に戻したデジタル実際送り量相当信号ｆＬ を、偏差信号生成手段３２に入力するように形成している。すなわち、信号ＤＬ と信号ｆＬとを同時に零（０）からスタートさせる。

【００２４】 次に、この実施例の作用を説明する。 プレス機械１０を運転すると、絶対角度検出手段４１が時々刻々に変化するク ランク軸１１の絶対角度θａを検出する。その検出絶対角度θａｉが設定送り開 始絶対角度θａ１（２７０度）となると、設定送り開始絶対検出手段３４から設 定送り開始絶対角度検出信号Ｓθａ１が出力される。

【００２５】 ここに、角度別送りデータ記憶手段と目標値信号出力手段とを形成する函数発 生手段４２は、絶対角度θａを入力として各絶対角度θａｉごとに対応する目標 値信号ＤＬｉを偏差信号生成手段３２に出力する。 一方、初期値合せ手段４３は、設定送り開始絶対角度検出信号Ｓθａ１が入力 されると、エンコーダ２６からのフィードバック信号ｆを強制的に送り量が零（ ０）である初期値に戻してその実際送り量相当信号ｆＬを偏差信号生成手段３２ に出力する。すなわち、目標値信号ＤＬと実際送り量相当信号ｆＬとを同時に零 （０）からスタートさせる。

【００２６】 したがって、偏差信号生成手段３２は、絶対角度θａｉの変化に伴って更新さ れる目標値信号ＤＬｉと実際送り量相当信号ｆＬとを入力として、当該デジタル 偏差信号Ｅを生成する。すると、Ｄ／Ａコンバータ３５がアナログ偏差信号ｅに 変換して制御部３１に入力する。

【００２７】 なお、設定送り終了絶対角度θａ２となったときの目標値信号ＤＬの値は設定 送り量Ｌの相当値であり、かつ初期値合せ手段４３を介して入力されるフィード バック信号ｆ（ｆＬ）の値も設定送り量Ｌの相当値となる。

【００２８】 したがって、サーボモータ２５で回転駆動されるロールフィーダ２０（２１， ２２）によって送られる材料Ｗの送り量Ｌｉは、角度別送り量データ記憶手段（ ４２）に記憶されたカーブ（サインカーブ）に基づく。つまり、図２（Ａ）に示 すように設定送り開始絶対角度θａ１（２７０度）から設定送り終了絶対角度θ ａ２（９０度）までに要する時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が変っても、その設定送り終 了絶対角度θａ２となったときに、設定送り量Ｌだけ送ったことになる。

【００２９】 すなわち、プレス速度（ｓｐｍ）が高速で短い時間Ｔ１となっても、同（Ａ） に実線で示すように、設定送り終了絶対角度θａ２（９０度）までに設定送り量 Ｌを正確に送れるとともに、プレス速度が点線で示す中速となっても１点鎖線で 示す低速となっても、設定送り終了絶対角度θａ２（９０度）となる時間Ｔ２， Ｔ３までに設定送り量Ｌを正確に送ることができる。

【００３０】 したがって、プレス速度（ｓｐｍ）の高低に拘わらず、同（Ｂ），（Ｃ）に示 す如く設定送り量Ｌを設定送り終了絶対角度θａ２（９０度）までに送ることの できる範囲内において、サーボモータ２５の回転速度を最小的にかつ加速度を最 小的にできるから、エネルギー消費が少なく送り精度を向上でき、サーボモータ ２５，ロールフィーダ２０等の寿命も延ばせる。

【００３１】 しかして、この実施例によれば、絶対角度検出手段４１と角度別送り量データ 記憶手段（４２）と目標値信号出力手段（４２）と偏差信号生成手段３２と初期 値合せ手段４３とを設け、設定送り開始絶対角度θａ１（２７０度）から設定送 り終了絶対角度θａ２（９０度）に至るまでに要する時間Ｔ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ ）内にプレス速度（ｓｐｍ）の高低に関係なくかつプレス速度に完全同期させて 設定送り量Ｌだけ材料Ｗを送ることのできる構成とされているので、省エネルギ ーを達成しつつ高精度で材料を正確かつ円滑に送れ、各種プレス運転にも追従で き、サーボモータ２５の小容量化も図れる。

【００３２】 また、角度別送り量データ記憶手段と目標値信号出力手段とが、函数発生手段 ４２として一体的に形成されているので、構造簡単で低コストに具現化できる。

【００３３】 また、初期値合せ手段４３が設けられているので、エンコーダ２６がアブソリ ュート方式であってもインクレメンタル方式であっても、設定送り開始絶対角度 θａ１（２７０度）から始まる各絶対角度θａｉを基準として、安定した送り制 御ができる。

【００３４】 （第２実施例） この第２実施例は、図３に示される。 すなわち、第１実施例における角度別送り量データ記憶手段と目標値信号出力 手段とが函数発生手段４２から一体的に形成されているのに対し、この第２実施 例ではそれぞれを別個に形成している。しかも、本プレス機械１０とその付属装 置との全体を駆動制御する駆動制御盤５０の構成要素とそれらの持つ機能を利用 して構築している。偏差信号生成手段も初期値合せ手段も同様にソフトウェア的 に構成されている。

【００３５】 すなわち、駆動制御盤５０は、ＣＰＵ５１とＲＯＭ５２とＲＡＭ５３と入力ポ ート５４と出力ポート５５等を含み、入力ポート５４に絶対角度検出手段４１と エンコーダ２６と設定送り開始絶対角度検出手段３４とを接続している。 そして、角度別送り量データ記憶手段を、ＲＡＭ５３の一時記憶エリアから形 成し、分割された各絶対角度θａｉと当該送り量Ｌｉとをテーブル状に対応記憶 させている。この角度別送り量データ記憶手段（５３）は、ＲＯＭ５２から形成 してもよい。

【００３６】 また、目標値信号出力手段は、入力された絶対角度θａｉに対応する送り量Ｌ ｉをＲＡＭ５３から特定読出しするためのプログラムを格納させたＲＯＭ５２と これを実行するＣＰＭ５１とから形成されている。 さらに、偏差信号生成手段は、ＣＰＵ５１，ＲＯＭ５２から形成され、その偏 差信号Ｅは出力ポート５５から出力される。初期値合せ手段も同様にＣＰＵ５１ ，ＲＯＭ５２とから形成されている。

【００３７】 しかして、この第２実施例の場合も、第１実施例の場合と同様の作用効果を奏 する他に、さらに、各手段がＣＰＵ５１，ＲＯＭ５２等を利用して構築されてい るので、設定送り開始絶対角度θａ１と設定送り終了絶対角度θａ２との間の分 割数を一段と多数にすることが容易で、かつリアルタイムで制御できる。また、 角度別送り量データ記憶手段（５３）に記憶するカーブを簡単かつ容易に変更す ることができ、適応性を一段と拡大できる。

【００３８】

【考案の効果】

本考案によれば、絶対角度検出手段と角度別送り量データ記憶手段と目標値信 号出力手段と偏差信号生成手段と初期値合せ手段とを設け、設定送り開始絶対角 度から設定送り終了絶対角度に至るまでに要する時間内にプレス速度の高低に関 係なくかつプレス速度に完全同期させて設定送り量だけ材料を送ることのできる 構成とされているので、省エネルギーを達成しつつ高精度で材料を正確かつ円滑 に送れ、各種プレス運転にも追従でき、サーボモータの小容量化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す回路図である。

【図２】同じく、送り動作を説明するための図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す回路図である。

【図４】従来例を示す回路図である。

【図５】送り開始絶対角度と送り終了絶対角度との関係
を説明するための図である。

【図６】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ プレス機械 １１ クランク軸 １２ スライド ２０ ロールフィーダ ２５ サーボモータ ２６ エンコーダ ３０ 送り制御盤 ３１ 制御部 ３２ 偏差信号生成手段 ３４ 設定送り開始絶対角度検出手段 ３５ Ｄ／Ａコンバータ ４１ 絶対角度検出手段 ４２ 函数発生手段（角度別送り量データ記憶手段，目
標値信号出力手段） ４３ 初期値合せ手段 ５０ 駆動制御盤 ５１ ＣＰＵ（目標値信号出力手段，偏差信号生成手
段，初期値合せ手段） ５２ ＲＯＭ（目標値信号出力手段，偏差信号生成手
段，初期値合せ手段） ５３ ＲＡＭ（角度別送り量データ記憶手段） θａ１ 設定送り開始絶対角度 θａ２ 設定送り終了絶対角度 ｅ 偏差信号 Ｌ 設定送り量

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータで回転駆動されるロールフ
   ィーダと、偏差信号に基づき該サーボモータを回転制御
   して材料を設定送り量だけプレス機械に間歇送りする制
   御部とを備えたプレス機械の材料送り装置において、 クランク角度の絶対角度を検出する絶対角度検出手段
   と、 設定送り開始絶対角度と設定送り終了絶対角度との間を
   分割した各絶対角度と、設定送り終了絶対角度において
   前記設定送り量となるように決められたカーブに基づく
   各送り量とを対応させた角度別送り量データを記憶する
   角度別送り量データ記憶手段と、 該絶対角度検出手段で検出された絶対角度を入力として
   記憶された角度別送り量データから当該入力絶対角度に
   対応する送り量を目標値信号として出力する目標値信号
   出力手段と、 この目標値信号と前記サーボモータに連結されたエンコ
   ーダから出力される実際送り量相当信号とを入力として
   偏差信号を生成する偏差信号生成手段と、 該絶対角度検出手段で検出された絶対角度が該設定送り
   開始絶対角度となったときに該送り量相当信号を強制的
   に初期値に戻して該偏差信号生成手段に入力させる初期
   値合せ手段と、 を設けたことを特徴とするプレス機械の材料送り装置。