JPH0773763B2 - ワークフィーダ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動プレス機械においてプレス機械の動きに連
動して自動的にワークの搬入搬出を行うワークフィーダ
装置に係わり、特に信頼性の高いワークフィーダ制御装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、自動化さたプレスシステムにおいてワークを自動
的に搬入搬出するにはプレスのクランク回転に機械的に
連動し回転するロータリカムスイッチからの接点信号と
機械的リンク構造によって動作する左右移動、上下移動
及びクランプ、アンクランプ動作機構の働きを実行して
いた。即ち、例えば、プレス機械のクランク角度が所定
に角度になったときに働くリミットスイッチからの信号
によってワークフィーダ（以下フィーダと記す）の起動
を開始し、フィーダはワークの搬入搬出作業を予め定め
られた機械的動作によって実行する。さらにフィーダの
動作が所定の位置に来たことをリミットスイッチ等によ
って検知し、プレス機械に伝送してプレス機械の次の動
作を開始させていた。

ところが、上述の手段では機械的動作の時間的ばらつき
を見込んで所定の動作が完了したことを確認して次の動
作に移る必要があり、また、機械的な動きではその運動
動作の速度にも限度がある為にプレス機械システムの稼
動速度を高め、しかも信頼性の高い制御を行うにはフィ
ーダ装置の動きをプレスのクランク角度に対してより精
密に対応させる必要があり、その為にプレスのクランク
角度を精度良く検出するセンサ例えばシンクロ発信器に
よって計測されたクランク角度に対応して、予め定めら
れたフィーダ機構の位置を正しく電気的に制御するサー
ボ機構等による手段が用いられるようになった。

次に上記の運動を制御するための回路を第６図によって
説明する。

第６図において32はプレスのクランク回転軸に取り付け
られクランクの回転角をアブソリュートで計測できるシ
ンクロ発信器であって、33はシンクロ発信器からの角度
信号をディジタルコードに変換するための変換回路であ
る。ディジタルコードに変換されたプレスのクランク角
度の計測値は制御用のコンピュータ31に入力される、コ
ンピュータ31は入力されたクランク角度に対応して予め
記憶装置に記録されているフィード軸、上下軸、クラン
プ軸の各位置情報を読みだし、位置指令信号を作成す
る。38はフィーダの移動３軸にそれぞれ取り付けられた
それぞれに位置検出用のシンクロ発信器である、図にお
いては１軸分のみを図示し他の２軸は同様なので省略し
ている。シンクロ発信器によって計測された例えばフィ
ーダ軸の位置情報はシンクロ発信器からの角度信号をデ
ィジタルコードに変換するための変換回路39によってデ
ィジタルコードに変換され制御用のコンピュータ31に入
力される。コンピュータ31に入力されたフィーダ軸の位
置情報は前述した予め作成されている位置指令信号と比
較して偏差信号を作成し、クランク角度に対応して予め
記憶装置に記録されているフィード軸の位置情報と同様
に予め定めて記憶装置に記録されている該偏差信号に対
応したフィーダ軸駆動モータの速度指令信号をディジタ
ルコードで作成して出力する。コンピュータ31から出力
されたフィーダ軸駆動モータの速度指令信号はディジタ
ルアナログ変換回路34によってアナログ信号に変換され
た後サーボ増幅器35によって適切なパワまで増幅されて
サーボモータ36を駆動する。サーボモータ36はフィード
軸を駆動するとともに機械的に結合されているタコジェ
ネレータ37によってサーボモータの回転数が計測され、
回転数の計測値はサーボ増幅器35に戻されてフィードバ
ックループを形成して安定なモータ回転の制御を行う。
サーボモータ36によって駆動されるフィード軸には前述
したフィード軸の位置情報を検知するためのシンクロ発
信器38が結合されていて、フィード軸の正しい現在位置
を計測して制御用コンピュータに入力しているので予め
定めた条件に従ってプレスのクランク角度に対応してフ
ィーダを制御することが出来る。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のような、プレス機械の動作におけるクランク角度
に対応してフィーダ機構各部の動きが予め定められた位
置を移動するようにサーボ機構等によって制御する手段
によると、プレス機械による加工動作に無駄な時間を生
じることがなく効率の良い作業を行うことが可能である
が、上述のクランク角度検出機構に異常を生じた時はプ
レス機械とフィーダとが干渉して大きな事故になるとい
う問題があった。

本発明においては、上述の問題点を解決してクランク角
度検出機構にエラーを生じた時にもプレス機械とフィー
ダとが干渉することの無い安全なワークフィーダ装置を
提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の問題点を解決して高速で効率の良いプレ
ス作業を可能にしながらクランク角度検出機構にエラー
を生じた時にもプレス機械とフィーダとが干渉しないよ
うにするものであって、プレス機械のクランク回転角度
に対応し、立体方向に移動してプレス機械によって加工
すべきワークを自動的に前記プレス機械上所定の加工位
置に搬入搬出するワークフィーダにおいて、一系統のク
ランク角度検出機構はワークフィーダに搬入搬出する搬
入出装置を制御するためのクランク角度を検出し、か
つ、他の一系統のクランク角度検出機構はワークフィー
ダ自身の制御を行うためのクランク角度を検出するとと
もに、一系統のクランク角度検出機構からの角度信号と
他の一系統のクランク角度検出機構からの角度信号とに
所定量の偏差が生じたときに少なくともワークフィーダ
の運転を停止する制御装置とからなることを特徴とす
る。

［作用］ 本発明においては、プレス機械のクランク回転角度に対
応し、立体方向に移動してプレス機械によって加工すべ
きワークを自動的に前記プレス機械上所定の加工位置に
搬入搬出するワークフィーダにおいて、二系統の前記プ
レス機械のクランク角度検出機構を備え、二系統の該ク
ランク角度検出機検出角に偏差を生じた時に該ワークフ
ィーダの運転を停止させるようにしたので、クランク角
度検出機構にエラーを生じた時にもプレス機械とワーク
フィーダとが干渉しないようにするというすぐれた効果
を得ることが出来る。

［実施例］ 以下本発明によるワークフィーダ制御装置の実施例につ
いて図面を参照して説明する。

第１図は自動プレス機械とワークフィーダ装置が結合さ
れた図であって、第２図は該ワークフィーダ装置とプレ
スの下部構造体を斜め上から見た図である。第３図はワ
ークフィーダのフィーダ部を取り出した略図とその動き
を示していて、第４図にはプレスのクランク角度に対応
したフィーダ各軸の動きを示している。又、第５図には
本発明に基ずくワークフィーダ制御装置の回路のブロッ
ク図を示している。

第１図において１はプレス本体であって２はクランク軸
から懸垂され、下部に設けられた下金型３との間に置か
れたワークに対して力を加えてプレス加工をする上金型
であり、４はプレスのクランク角度を表示する計器であ
って、クランク角度を検出してワークフィーダへの指令
信号を発生するためにクランク軸に取り付けられている
シンクロ発信器からの信号によって動作させられてい
る。

５は図面上で左右に移動してワークの搬入搬出を行うた
めのワークフィーダ５であり、６、７はワークフィーダ
５の上下運動をするためのシリンダであってシリンダ６
−ｂ、７−ｂは前記シリンダ６、７がワークフィーダ５
を上昇させた所を示しており、５−ｂはワークフィーダ
５がシリンダ６、７によって上昇するとともに図面上で
省略されているフレームを左右に移動させせる為の機構
によって左に移動した状況を示している。

第１図において３は前記プレス１の下部構造体に取り付
けられた下金型３を示していて、加工するべきワークは
下金型３の上所定の場所にワークフィーダ５によって搬
入される。

第２図において、フィーダ５−１、５−２は第１図にお
いて説明したワークフィーダ５がプレス１に対して前後
に二条設けられているところを示しており、加工すべき
ワークは図では省略している二条のワークフィーダ５そ
れぞれ対向して設けられたアイアンハンドによってワー
クは保持されて搬入搬出がなされる。

８は第１図では省略したワークフィーダ５を左右に移動
させるための駆動体であり９はワークフィーダ５を前後
に移動させてワークのクランプ、アンクランプを行なう
ための駆動体である。

第３図ａにおいて５−１、５−２は前述したワークフィ
ーダ５であって、10−１、10−２、10−３は第２図上で
は省略した金型間をワークを搬送するアイアンハンドで
あって図ではワークフィーダ５に等間隔で３対取り付け
られているところを示している。アイアンハンドが３対
もうけらているのは、一挙動で３個のワークを同時に移
動させる為である。

第３図ｂには上述したワークフィーダ５の動きを示して
いる。即ち、クランプされたワークはa1のタイミングで
図面上で右に移動してプレスの金型の間に搬入され、b1
のタイミングで所定の位置に下降し、c1のタイミングで
ワークフィーダ５がアンクランプするとワークフィーダ
５は2aのタイミングでその侭の高さで左に戻り、c2のタ
イミングで次のワークをクランプすると同時にa2のタイ
ミング中にプレス１が加工したワークを隣のアイアンハ
ンドがクランプする。ワークがクランプされるとワーク
フィーダ５はb2のタイミングで上昇した後再びa1のタイ
ミングで右に移動して新しいワークをプレス１の金型の
間に搬入すると同時に加工の完了したワークを右方向に
搬出する。

第３図で説明したプレス１のクランク角度とフィーダ機
構の位置の関係をさらに詳細に第４図によって説明する
と、第４図において、曲線ｄはプレスのクランク角度を
示しており、０度が上死点180度が下死点であって、下
死点において上金型２が最も下部まで追い込まれ、ワー
クに力が作用して加工される。曲線ａはワークフィーダ
５のワークをフィードする動きを示しており、ａ−１は
ワークフィーダ５の前進方向、ａ−２はフィーダの戻り
方向の動きを示している。曲線ｂはワークフィーダ５の
上下方向の動きを示していてｂ−１は降下方向の動きを
示している。即ちワークフィーダ５が前進して所定の位
置（曲線ａ−１における最上部）に到達するやや前から
降下を始め、完全に最下点に到達する直前にワークをク
ランプするメカニカルハンドは曲線ｃ−１に示すように
アンクランプしてワークをワークフィーダ５に装着す
る。メカニカルハンドがアンクランプしてワークが下金
型３の上に置かれる瞬間にワークフィーダ５は曲線ａ−
２に示すように戻り運動を始め、プレス１に干渉しない
適切な位置まで戻った時にプレス１はクランク角度180
度即ち下死点に到達してワークに対する加工動作を行
う。加工を完了してプレス１の上金型２が上昇を始めワ
ークフィーダ５と干渉しない位置まで上昇すると曲線ｃ
−２に示すようにクランプ動作を始める、ワークフィー
ダ５には第３図ａに示すようにメカニカルハンドがフィ
ード距離だけ離れて複数個装着されているので先にワー
クをフィードしてきた隣のメカニカルハンドが加工を完
了したワークをクランプし、先にワークをフィードして
きたメカニカルハンドはもとにもどって次に加工すべき
ワークをクランプする。ワークをクランプした瞬間に曲
線ｂ−２に示すようにワークフィーダ５は上昇運動を行
い、ワークが金型と干渉しない位置まで上昇すると曲線
ａ−３に示すようにワークフィーダ５は再び前進を始
め、プレス１のクランク角度360度の位置で本発明の始
め即ちクランク角０度の状態になる。

各曲線ａ、ｂ、ｃは、ワークフィーダ５がワークを保持
して高速運動を行うので不要な加速度がかからないよう
適切な曲線になるようにクランク角度に対応して設定さ
れており、又第３図において示した各タイミングに対応
している。

次に上述の動作を制御するための回路を第５図によって
説明する。

第５図において12はプレス１のクランク回転軸に取り付
けられクランクの回転角をアブソリュートで計測できる
シンクロ発信器12であって、13はシンクロ発信器12から
の角度信号をディジタルコードに変換するための変換回
路である。ディジタルコードに変換されたプレス１のク
ランク角度の計測値は制御用のコンピュータ11に入力さ
れる、コンピュータ11は入力されたクランク角度に対応
して予め記憶装置に記録されているフィード軸、上下
軸、クランプ軸の各位置情報を読みだし、位置指令信号
を作成する。18はフィーダの移動３軸にそれぞれ取り付
けられたそれぞれに位置検知用のフィーダ用シンクロ発
信器である、図においては１軸分のみを図示し他の２軸
は同様なので省略している。フィーダ用シンクロ発信器
18によって計測された例えばフィード軸の位置情報はフ
ィーダ用シンクロ発信器18からの角度信号をディジタル
コードに変換するための変換回路19によってディジタル
コードに変換され制御用のコンピュータ11に入力され
る。コンピュータ11に入力されたフィード軸の位置情報
は前述し予め作成されている位置指令信号と比較して偏
差信号を作成し、クランク角度に対応して予め記憶装置
に記録されているフィード軸の位置情報と同様に予め定
めて記憶装置に記録されている該偏差信号に対応したフ
ィーダ軸駆動モータの速度指令信号をディジタルコード
で作成して出力する。コンピュータ11から出力されたフ
ィーダ軸駆動モータの速度指令信号はディジタルアナロ
グ変換回路14によってアナログ信号に変換された後サー
ボ増幅器15によって適切な電力まで増幅されてサーボモ
ータ16を駆動する。サーボモータ16はフィード軸を駆動
するとともに機械的に結合されているタコジェネレータ
17によってサーボモータの回転数が計測され、回転数の
計測値はサーボ増幅器15に戻されてフィードバックルー
プを形成して安定なモータ回転の制御を行う。サーボモ
ータ16によって駆動されるフィード軸には前述したよう
にフィード軸の位置情報を検知するためのシンクロ発信
器18が結合されていてフィード軸の正しい現在位置を計
測し制御用コンピュータに入力しているので、予め定め
た条件に従ってプレスのクランク角度に対応してワーク
フィーダ５を制御することが出来る。

20はクランク軸の回転機構において前述したシンクロ発
信器12とは別系統の結合機構に取り付けられたロータリ
カムスイッチであって、ロータリカムスイッチ20はクラ
ンク回転に連動して予めハード的に設定したクランクの
所定の角度で、或いは所定の角度と角度の間でロータリ
カムスイッチ20が動作してオンまたはオフ接点信号を出
力するように構成している。

従ってロータリカムスイッチ20は少なくとも一箇所以上
のクランク角度の所定の位置において接点信号をコンピ
ュータ11に伝送している。コンピュータ11においては常
時シンクロ発信器12からの信号とロータリカムスイッチ
20からの信号を照合しており、シンクロ発信器12の示す
クランク角度とロータリカムスイッチ20の示すクランク
角度が異なった時には、コンピュータ11はシステムの異
常として警報を発信してワークフィーダ５の運転を停止
させる。

例えば、リフトを開始するタイミング付近、フィードを
開始するタイミングの付近等動作のタイミングがずれる
と危険なタイミングに対応するクランク角度でロータリ
カムスイッチ20が動作するようにしておき該ロータリカ
ムスイッチ20が動作しているのに所定のプレス角度信号
がシンクロ発信器12から戻ってこないとか逆に所定のプ
レス角度信号がシンクロ発信器12から戻っているのにロ
ータリカムスイッチ20が動作していないという条件で警
報を報知するようにする。

また、上述のような危険なタイミングのみではなく、ク
ランク角度の所定の範囲例えば０゜〜15゜の間,15゜〜3
0゜の間等適切な時間の間接点信号を出しておいてその
間にプレス角度信号が所定の通りにコンピュータ11に戻
って来ないときにも警報を出すように常時チェックを行
うことが出来る。

上述の説明ではワークフィーダ５の動きを３軸の直線運
動で示したが、本目的の為にはどの様な動きのワークフ
ィーダ５でもよく、又、クランク角度のセンサもシンク
ロ発信器及びロータリカムスイッチ20として説明したが
クランク角度を該システムが必要とする精度で検出出来
るセンサならばどの様なセンサ、例えばアブソリュート
エンコーダのようなものであっても良い。

又、異常を生じた時はワークフィーダの運転を停止する
ように説明したが必要な時はプレス機械自体の運転を停
止させることによって、より確実に該システムの安全を
計る事が出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、プレス機械のク
ランク回転角度に対応し、立体方向に移動してプレス機
械によって加工すべきワークを自動的に前記プレス機械
上所定の加工位置に搬入搬出するワークフィーダにおい
て、二系統の前記プレス機械のクランク角度検出機構を
備え、二系統の該クランク角度検出機検出角に偏差を生
じた時に該ワークフィーダの運転を停止させるようにし
たので、クランク角度検出機構にエラーを生じた時にも
プレス機械とワークフィーダとが干渉しないようにする
というすぐれた効果を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく一実施例のプレス機械とフィー
ダ装置との構成図。 第２図は本発明に基づく一実施例のプレス機械とフィー
ダ装置との構成図。 第３図は本発明に基づく一実施例のフィーダ装置動作の
説明図。 第４図は本発明に基づく一実施例のフィーダ装置動作の
詳細説明図。 第５図は本発明に基づく一実施例のフィーダ制御装置の
ブロック図。 第６図は従来のフィーダ制御装置のブロック図。 １……プレス ２……上金型 ３……下金型 ４……クランク角度計 ５、５−ｂ、……ワークフィーダ３ ６、６−ｂ……シリンダ ７、７−ｂ……シリンダ ８……駆動体 ９……駆動体 10−１……アイアンハンド 10−２……アイアンハンド 10−３……アイアンハンド 11……コンピュータ 12……シンクロ発信器 13……変換回路 14……ディジタルアナログ変換回路 15……サーボ増幅器 16……サーボモータ 17……タコジェネレータ 18……フィーダ用シンクロ発信器 19……変換回路 20……ロータリカムスイッチ 31……コンピュータ 32、38……シンクロ発信器 33、39……変換回路 34……ディジタルアナログ変換回路 35……サーボ増幅器 36……サーボモータ 37……タコジエネレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレス機械のクランク回転角度に対応し、
   立体方向に移動してプレス機械によって加工すべきワー
   クを自動的に前記プレス機械上所定の加工位置に搬入搬
   出するワークフィーダを含む自動プレス加工システムに
   おいて、二系統の前記プレス機械のクランク角度検出機
   構を備え、一系統のクランク角度検出機構はワークフィ
   ーダに搬入搬出する搬入出装置を制御するためのクラン
   ク角度を検出し、かつ、他の一系統のクランク角度検出
   機構はワークフィーダ自身の制御を行うためのクランク
   角度を検出するとともに、一系統のクランク角度検出機
   構からの角度信号と他の一系統のクランク角度検出機構
   からの角度信号とに所定量の偏差が生じたときに少なく
   ともワークフィーダの運転を停止する制御装置とからな
   ることを特徴とするワークフィーダ制御装置。