JPH0729236B2 - プレス機械におけるカム信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアブソリュート型ロータリエンコーダにより
プレス機械のスライド位置に対応するカム信号を取り出
すプレス機械におけるカム信号処理装置に関し、特にカ
ム信号の誤りを検出してプレス機械に対して非常停止信
号を発生する装置に関する。

［従来の技術］ プレス機械はスライドの位置に対応してプレス内部の回
路の同期やプレス外部の機械の同期を取る必要があるた
めスライドの現位置を正確に検出する必要がある。従来
スライドの位置に対応した信号を得る手段としてはスラ
イドを駆動するスライドシャフトにロータリカムスイッ
チを配設し、このロータリカムスイッチからスライドの
位置に対応した信号、すなわちカム信号を得るものがあ
った。しかし、かかるロータリカムスイッチを用いた装
置は検出精度において問題があり、そのためスライドシ
ャフトにアブソリュート型の光学式ロータリエンコーダ
を配設しこのアブソリュート型の光学式ロータリエンコ
ーダからスライド位置に正確に対応した信号（この明細
書ではこれをカム信号という。）を得る方法が開発され
ている。

第５図に略図で示すようにプレス機械のスライド１はコ
ンロッド２を介してクランク型のスライドシャフト３に
結合されており、第６図から明らかのようにスライド１
の位置はスライドシャフト３の回転位置に対応して変化
する。なおスライドシャフト３のクランク部の半径をＲ
とするとスライド１のストローク長は2Rとなる。したが
ってスライドシャフト３に例えば360分割のアブソリュ
ート型光学式ロータリエンコーダを配設すると、このロ
ータリエンコーダの出力からスライドの位置を正確に知
ることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ９ところで、上記のようにアブソリュート型光学式ロー
タリエンコーダを用いてカム信号を発生する場合、コー
ド盤上のスリットを光学的に検出して、これを電気信号
に変換することによりカム信号を得ることになるが、上
記電気信号にノイズ等が乗るとエンコーダの出力に誤り
が生じることがある。この場合はプレスの働きやプレス
に同期している機械が誤動作することがあり、非常に危
険である。そこで、上記エンコーダの出力すなわちカム
信号の誤りを確実に検出し、エンコーダの出力に誤りが
生じた場合はプレス機械に対して非常停止信号を発生す
る必要がある。

この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、エンコ
ーダの出力にもとづき形成されるカム信号の誤りを確実
に検出し、カム信号に誤りが生じた場合はプレス機械に
対して速やかに非常停止信号を発生することができるよ
うにしたプレス機械におけるカム信号処理装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明のプレス機械におけるカム信号処理装置は、プ
レス機械のスライド位置を検出するアブソリュート型ロ
ータリエンコーダの出力が変化すると、該エンコーダの
出力が切換わるに充分な所定時間経過後該エンコーダの
出力値を取込む取込み手段と、上記スライドの駆動開始
点における上記エンコーダの出力値を初期値として上記
取込み手段の取込み値が変化する毎に該変化に対応して
その計数値を単位値づつ増加または減少させる計数手段
と、上記取込み手段の取込み値と前記計数手段の計数値
とを比較し、両値が一致したときは上記取込み手段の取
込み値を上記カム信号として出力し、不一致のときはプ
レス機械に対して非常停止信号を発生する比較手段とを
具えている。

［作用］ この発明のプレス機械におけるカム信号処理装置によれ
ば、取込み手段に取込まれたエンコーダの出力値は単位
値づつ増加または減少される計数手段の計数値と比較手
段において常に比較され、取込み手段に取込まれたエン
コーダの出力値に誤りがあると、上記比較手段における
比較結果において不一致出力を発生することになり、こ
の不一致出力にもとづきプレス機械に対する非常停止信
号が発生される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を添附図面を参照して詳細に
説明する。

第１図はこの発明の一実施例の概略構成を示すもので、
プレス機械のスライドシャフト３（第５図参照）にカッ
プリング４を介してアブソリュート型ロータリエンコー
ダ５のエンコーダシャフト51が接続される。エンコーダ
５の出力はエンコーダ出力信号用ケーブル６を介して信
号処理回路７に加えられる。信号処理回路７ではエンコ
ーダ６の出力にもとづきプレス機械のスライド位置に対
応したカム信号を発生し、またエンコーダ出力の誤り検
出に対応してプレス機械に対する非常停止信号を発生す
る。

第２図はエンコーダ５の構成の詳細を示したものであ
る。カップリング４を介してプレス機械のスライドシャ
フト３に接続されるエンコーダシャフト51にはコード盤
52が取付けられている。コーダ盤52は多数のスリットが
形成されており、このスリットはコード盤52の回転位置
を複数ビットのグレイコードの形で表わすようになって
いる。コード盤52の一方にはコード盤52のスリット、す
なわちグレイコードの各ビットに対応して複数の発光素
子53が設けられており、コード盤52の他方にはコード盤
52のスリットを通過した上記発光素子53からの光を受光
する受光素子54が、各発光素子に対応して、すなわちコ
ード盤上のグレイコードの各ビットに対応して設けられ
ている。かかる構成により受光素子54からはエンコーダ
シャフト51の回転位置、すなわちスライドシャフト３の
回転位置（プレス機械のスライド位置）に対応した信号
を複数ビットのグレイコードの形で得ることができる。
受光素子54の出力は波形成形回路55に加えられ、波形成
形された後BCDコード変換回路56に加えられ、BCDコード
に変換される。BCDコード変換回路56の出力はBCDコード
の各ビットに対応して設けられた出力トランジスタ57を
介してエンコーダ出力として出力される。

第３図は信号処理回路７の詳細を示したものである。第
１図に示したエンコーダ出力信号用ケーブル６を介して
入力されるエンコーダ出力信号はラッチ回路71およびカ
ウンタ72に加えられる。カウンタ72はプリセッタブルア
ップダウンカウンタからなり、プリセット制御入力PEに
はプレス機械のクラッチブレーキがオフのときハイレベ
ルとなる信号C/B OFFが加えられている。したがってプ
レス機械のクラッチブレーキがオフであり、プレス機械
のスライドが停止しているときには、カウンタ72にはエ
ンコーダ出力信号がそのまま取込まれ、カウンタ72の計
数値はエンコーダ出力信号の示す値と同一となってい
る。カウンタ72の出力値Ｂはエンコーダ出力信号の示す
値Ａと比較器73で比較される。しかしここではＡ＝Ｂで
あるので比較器73からは出力は生じない。

プレス機械のクラッチブレーキがオンとなりプレスのス
ライドが動き始めると、カウンタ72のプリセット制御入
力PEに加えられている信号C/B OFFはローレベルとな
り、結局カウンタ72にはプレス機械のスライドの移動が
開始した時点におけるエンコーダ出力値がプリセットさ
れることになる。

プレス機械のスライドが移動し、エンコーダ出力値Ａが
変化すると比較器73においてＢ≠Ａが成立し、比較器73
から不一致出力が発生する。この不一致出力はタイマ74
に加えられ、所定時間遅延された後ラッチ回路71のクロ
ック入力CKに加えられる。ここでタイマ74の遅延時間は
エンコーダ出力信号が切換わるに要する最大時間よりも
わずかに長く設定されている。ラッチ回路71はクロック
入力CKに加えられるタイマ回路74からの出力に同期して
エンコーダ出力信号すなわちエンコーダ出力値を取込
む。

ラッチ回路71に取込まれたエンコーダ出力値Ｃはカウン
タ72の出力値Ｂと比較器75において比較される。この比
較においてＢ＜Ｃであると比較器75から信号Ｕが出力さ
れ、この信号Ｕはカウンタ72のアップダウン制御入力U/
Dに加えられ、カウンタ72をアップモードに設定すると
ともにオア回路76を介してワンショット回路77に加えら
れ、ワンショット回路77の出力はカウンタ72のクロック
入力CKに加えられる。これによりカウンタ72は１カウン
トアップする。また比較器75においてＢ＞Ｃが成立する
と比較器75は信号Ｄを出力し、この信号はオア回路76を
介してワンショット回路77に加えられる。この状態にお
いて信号Ｕは生じていないのでカウンタ72はダウンモー
ドに設定されているのでカウンタ72は１カウントダウン
する。

このようにカウンタ72の計数値はラッチ回路71に取込ま
れる値の増加または減少に対応して１づつカウントアッ
プまたはカウントダウンする。

またラッチ回路71に取込まれた値は適当な遅延回路78を
介して比較器79に加えられ、比較器79においてカウンタ
72の出力値と比較される。ここで遅延回路78は比較器75
における比較結果に対応してカウンタ72の計数値が１カ
ウントアップまたはカウントダウンするに要する時間よ
りもわずかに長く設定されている。

比較器79においてＢ＝Ｃが成立すると比較器79はラッチ
71に取込まれたエンコーダ出力値が正常であると判断し
て信号Ｎを出力し、この信号Ｎはラッチ回路80のクロッ
ク入力CKに加えられる。これによりラッチ回路71に取込
まれたエンコーダ出力値はラッチ回路80に移され、ラッ
チ回路80の出力はデータ変換回路81で所要のデータ変換
がなされてカム信号として出力される。

また比較器79においてＢ≠Ｃが成立するとラッチ71に取
込まれたエンコーダ出力値は異常と判断され、比較器79
からプレス機械に対して非常停止信号が出力される。な
おカウンタ72の出力値Ｂが360°に対応する値となると
これは360°判定回路82で検出され、この360°判定回路
82の出力はカウンタ72のクリア入力CLに加えられ、これ
によりカウンタ72の計数値はクリアされる。

なお、上記実施例において信号処理回路７をディスクリ
ート回路を用いて構成した場合を示したがこれをマイク
ロコンピュータを用いて構成することもできる。

第４図は信号処理回路７をマイクロコンピュータを用い
て構成した場合の処理フローを示したものである。第４
図において、まずプレス機械のクラッチブレーキ信号C/
Bがオフか否かの判断を行なう（ステップ701）。ここで
クラッチブレーキ信号C/Bがオフであると判断される
と、入力されたエンコーダ出力値Ａを値Ｂとして図示し
ない第１のレジスタに格納する（ステップ702）。した
がって上記クラッチブレーキ信号C/Bがオフ、すなわち
プレス機械のスライドが停止している間は第１のレジス
タの格納値Ｂはエンコーダ出力値Ａと等しくなる。次に
第１のレジスタの格納値Ｂとエンコーダ出力値Ａとの比
較が行なわれ、Ｂ≠Ａであるか否かの判断がなされる
（ステップ703）。ここでは上述したようにＢ＝Ａであ
るのでＢ≠Ａという条件は成立せず、再びステップ701
に戻る。

プレス機械のスライドの駆動を開始すべく、クラッチブ
レーキ信号をオンにすると、これはステップ701で検出
され、ステップ703に移行する。ここでＢ≠Ａが成立す
ると図示しないタイマをスタートさせる（ステップ70
4）。ここで上記タイマのタイマ時間はエンコーダ出力
値が切換わるに要する最大時間よりもわずかに長く設定
されている。続いてタイマがカウントアップしたか否か
の判断がなされ（ステップ705）、カウントアップした
と判断されるとエンコーダ出力値を図示しない第２のレ
ジスタに値Ｃとして格納する（ステップ706）。続いて
第２のレジスタの格納値Ｃと第１のレジスタの格納値Ｂ
との比較がなされ、Ｂ＜Ｃであるか否かの判断がなされ
る（ステップ707）。ここでＢ＜Ｃであると判断される
と第１のレジスタの格納値に１が加算され、この加算値
を第２のレジスタの新たな格納値Ｂとする（ステップ70
8）。またＢ＜Ｃでないとすると第１のレジスタの格納
値から１が減算され、この減算値を第１のレジスタの新
たな格納値Ｂとする（ステップ709）。続いて第１のレ
ジスタの格納値Ｂと第２のレジスタの格納値Ｃとの比較
がなされ、Ｂ＝Ｃであるか否かの判断がなされる（ステ
ップ710）。ここでＢ＝Ｃであるとすると、第２のレジ
スタに格納したエンコーダ出力値Ｃが正常であるとして
この値Ｃに所望のデータ変換を施しカム信号を形成し
（ステップ711）、このカム信号を出力する（ステップ7
12）。

ただし、ステップ710においてＢ＝Ｃでないと判断され
ると第２のレジスタに格納されたエンコーダ出力値Ｃは
異常であるとして非常停止信号を出力する。

なお、上記マイクロコンピュータを用いた実施例におい
て、図示しないタイマはマイクロコンピュータ内部の任
意のタイマ機能を利用することができ、また第１および
第２のレジスタはマイクロコンピュータ内部の任意のレ
ジスタを用いることができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によればエンコーダの出力
値が変化する毎にこのエンコーダの出力値と単位値づつ
増加または減少する値と比較することによりカム信号形
成のために取込んだエンコーダ出力値の正常異常を判断
する構成をとっているため、正確なカム信号を形成でき
るとともに取込んだエンコーダ出力値に異常がある場合
はプレス機械に対して直ちに非常停止信号を発生でき、
プレス機械の安全性確保に資すこと大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
は第１図に示した実施例におけるエンコーダの詳細構成
図、第３図は第１図に示した信号処理回路の詳細を示す
ブロック図、第４図は信号処理回路をマイクロコンピュ
ータで構成した場合の処理フローを示すフローチャー
ト、第５図はプレスのスライドとスライドシャフトの関
係を示す略図、第６図はスライドとエンコーダ出力との
関係を示す略図である。 １……スライド、２……コンロッド、３……スライドシ
ャフト、５……エンコーダ、７……信号処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレス機械のスライドシャフトに接続さ
   れ、所定の単位角度でその出力値が変化するアブソリュ
   ートエンコーダを具備し、前記アブソリュートエンコー
   ダの出力に基づき前記プレス機械のスライド角度に対応
   したカム信号を得るプレス機械におけるカム信号処理装
   置において、 前記アブソリュートエンコーダの出力の変化を検出する
   検出手段と、 前記検出手段により前記アブソリュートエンコーダの出
   力の変化を検出してから前記アブソリュートエンコーダ
   の出力値が完全に切り換わるに充分な時間経過後前記ア
   ブソリュートエンコーダの出力値をラッチし、該ラッチ
   出力を前記カム信号として出力するラッチ回路と、 前記プレス機械のスライドの駆動開始点における前記ア
   ブソリュートエンコーダの出力値を初期値とし、前記ラ
   ッチ回路の出力が変化する毎にその変化の方向に対応し
   てその計数値を前記所定単位角度づつ増加または減少す
   る計数手段と、 前記計数手段の計数値と前記ラッチ回路の出力とを比較
   することにより前記アブソリュートエンコーダの出力異
   常を検出する異常検出手段と を具備することを特徴とするプレス機械におけるカム信
   号処理装置。