JPH11291097A - パンチプレスにおける位置センサのチューニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 実際のラム位置と位置センサにより検出
される前記ラム位置との関係を、前記ラムの昇降駆動源
である油圧シリンダを一度上，下エンドまで動かしその
とき得られる前記位置センサのデータを利用して求める
ラム位置センサのチューニング方法を提供すること。 【解決手段】 ラム２乃至はラムヘッド（又はパンチ）
（以下、ラムという）を、そのラム２に許容されたスト
ローク範囲内の任意の位置に位置決めできる機能を具備
したパンチプレスにおける前記ラム２を、ラムが任意の
位置にあるとき、ラムの上昇側エンド又は降下側エンド
へ向け規定された位置まで移動させてその移動量のデー
タを位置センサから取出すと共に、その位置から降下エ
ンド又は上昇エンドへ向け規定された位置まで移動させ
てその移動量のデータを位置センサから取出し、前記取
出しデータを演算処理することにより、前記ラム２の位
置と位置センサから取出されるデータの関係を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタレットパンチプレ
ス等のパンチプレスにおいて、ラム乃至はラムヘッド
（又はパンチ）（以下、単にラムという）の位置を検出
するために設けられた位置センサから得られる位置デー
タに基づいて、位置センサをチューニングする方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、タレットパンチプレスでは、ラム
の動作を油圧サーボ制御等により駆動制御し、前記ラム
を任意のストローク位置、特に、任意の戻り位置に位置
決めする加工形態がとられるようになった。

【０００３】ラムの戻り位置を自由に制御するのは、パ
ンチプレス加工するワークの主として板厚との関係で、
ラムの戻り位置を、パンチ刃がワーク表面から僅かに離
れた位置で停めた方が、ラムの上死点（機械上の上死
点）まで戻すより連続的パンチ加工の効率が高まるから
である。

【０００４】このように、ラムの戻り位置を任意に制御
するためには、ラムの標準位置がダイの上面を基準にし
てシリンダ上，下エンドにおいて夫々に一定の距離の位
置にあり、かつ、ラムの位置を測定する位置センサが前
記シリンダの上，下エンドにおけるラムの夫々の位置を
示すダイ上面からの一定の距離を正確に測定検出できる
ものでなければならない。そうでなければ、ラムの戻り
位置をワークの板厚等によって変更したとき、ラムがそ
の変更した位置に戻っているか否かということと、それ
を検出する位置センサの出力とが対応しない事態、つま
り、ラムの戻り位置の検出が正確に実行できない状況を
招来して、ラムのストローク位置、特に戻り位置を自由
に制御することが困難乃至は不可能になるという問題が
あった。

【０００５】従来技術では、ダイの上面を基準にして機
械ごとに規定されたラム位置を実現すべく、ラムやラム
ヘッド（又はパンチ）を組付けると共に、ラム位置セン
サを取付け、ラム位置とセンサの関係が所定になるよう
に調整をしている。しかし、この手法は位置センサ自体
の位置調節精度に限度がある上に、ラムの戻り（上側）
か加工ストロークの下死点（下側）のいずれか一点を基
準にして調整しているため、基準としない側から見た場
合の精度が低くならざるを得ないという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術の現状に鑑み、実際のラム位置と位置センサに
より検出される前記ラム位置との関係を、前記ラムの昇
降駆動源である油圧シリンダを一度上，下エンドまで動
かしそのとき得られる前記位置センサのデータを利用し
て求めるラム位置センサのチューニング方法を提供する
ことを、課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明方法の構成は、ラム乃至は
ラムヘッド（又はパンチ）（以下、ラムという）を、そ
のラムに許容されたストローク範囲内の任意の位置に位
置決めできる機能を具備したパンチプレスにおける前記
ラムを、ラムが任意の位置にあるとき、ラムの上昇側エ
ンド又は降下側エンドへ向け規定された位置まで移動さ
せてその移動量のデータを位置センサから取出すと共
に、その位置から降下エンド又は上昇エンドへ向け規定
された位置まで移動させてその移動量のデータを位置セ
ンサから取出し、前記取出しデータを演算処理すること
により、前記ラムの位置と位置センサから取出されるデ
ータの関係を求めることを特徴とするものである。

【０００８】本発明では上記手法により求めたラムの位
置データに基づいて、当該ラムを元の位置に戻し、これ
をラムの現在位置とする。また、上記操作により得られ
るデータを保存しておけば、パンチプレスを再起動する
度に、そのデータに基づいてラムを前記と同じ任意の位
置に位置付けることが可能になる。また、ワークの板厚
等の変更に応じてラムの戻り位置を変更したい場合に
は、前記任意の位置の位置データを加減することによっ
て、これに対応することが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て、図に拠り説明する。図１はパンチプレスにおけるプ
レス機構の概念構成を示す正面図、図２は本発明方法を
実行する制御系の一例の機能ブロック図、図３は本発明
方法の実行手順を例示したフローチャート図である。

【００１０】図１において、１はパンチ、２はラム、３
はラム２に昇降ストローク運動をさせる油圧シリンダ
で、このシリンダ３は固定系のフレーム（図示せず）に
固定されていて、ここでは、位置センサの一例として、
リニアタイプのポテンショメータ４の本体4aが取付けら
れている。ポテンショメータ４のロッド4bは、その下端
がラム２に設けたブラケット2aに連結されており、ラム
２のストローク動作の量を、電気量（電圧又は電流）に
より出力できるように形成されている。５は前記パンチ
１に対応してフレーム上に配置されたダイである。

【００１１】図１において、ラム２は、ダイ５の上面を
基準として一定距離で組付け、一例としてシリンダ３の
上昇側エンドでパンチ１がダイ５の上面から48mmに、ま
た、降下側エンドでパンチ１がダイ５の上面から２mmく
い込むようにパラメータ設定する。なお、この設定にお
いては、ラムヘッドの研磨、或は、ＮＣのパラメータに
よる微調整がなされることもある。以下の本実施例で
は、上記設定に基づきシリンダ３の全ストロークを50mm
として説明する。

【００１２】一方、位置センサとしては、ラムのストロ
ーク量をパルス信号で取出すリニアタイプのエンコーダ
等を用いてもよい。また、位置センサの出力形式を、イ
ンクリメンタル方式，アブソリュート方式のいずれの形
式のものにするかは、任意である。図２は、上記パンチ
機構の制御系で、６は油圧シリンダ３を含む油圧装置、
７はこの油圧装置６の動作をＮＣ制御等によってサーボ
制御する制御装置で、この制御系は上記２つの装置を具
備し、前記ポテンショメータ４からの信号を制御装置に
取込み、これを処理して油圧装置６にラム２のストロー
ク制御を実行するように形成されている。

【００１３】上記の制御系を具備したプレス機械におい
て、本発明方法は、一例としてい次のように実行され
る。まず、パンチ１の下端面（刃面）1aがＺ軸上の任意
の位置におかれているとき、制御装置７内のポテンショ
メータ４の計測値をゼロに戻して制御装置７から油圧シ
リンダ３の上昇指令を油圧装置６に出す。

【００１４】上記上昇指令により、油圧シリンダ３は、
通常、そのラム２に規定された上昇側エンドまで上昇す
る。この上昇は、ポテンショメータ４により検出されて
制御装置７内のメモリに、前記ポテンショメータ４の出
力値として記憶される。

【００１５】上昇側エンドまで戻ったラム２は、次にシ
リンダ３の降下指令が制御装置７から油圧装置６に出力
されることにより、降下側エンド（ここでは、パンチ１
の下端面がダイ上面から−２mm）まで降下させられる。
この降下は、ポテンショメータ４により検出されて、そ
の出力値が制御装置７内のメモリに記憶される。

【００１６】上記シリンダ３の動作によるラム２の上，
下エンドの位置と、その位置と対応したポテンショメー
タの２つの出力値（電圧）に基づき、前記位置センサの
戻り値を制御装置７内で演算処理することによって、ラ
ムの実際の位置を求める算出式（例えば、ラム位置＝Ａ
ｘ＋Ｂ）の係数Ａ，Ｂを求め、前記式のｘを測定して挿
入することにより、ラム位置を求める。ラム位置が求ま
れば、パンチ１の下端面、即ち、パンチ刃1aの当初の位
置を、その位置から上昇側エンドまでの距離、又は、前
記刃1aの位置から降下側エンドまでの距離を求めると共
に、その全ストローク量（距離）を得ることができる。

【００１７】本発明においては、位置センサにポテンシ
ョメータ４のような線型センサを用いることが望まし
い。それは、ラムの移動量（入力）とポテンショメータ
４の出力の関係が線形に変化することを利用して、ラム
２の連続的に変位する任意の位置を、一義的に前記セン
サの出力から求めるためである。勿論、非線形の位置セ
ンサであっても、その出力からパラメータを求めればラ
ム位置を算出できる式を置換的に形成できる出力が得ら
れるものであれば足りる。

【００１８】本発明において直接の位置制御の対象はパ
ンチ１の刃面1aであるが、実際の制御ではこの位置を制
御するために、ラム２、或は、パンチ１の適宜の位置に
関するデータに置き換えて制御している。前記刃面1a以
外の部位に基づく制御の場合、刃面1aとその部位との距
離を加味した位置データによる制御になる。これによっ
て、パンチ加工におけるパンチ刃1aの戻り位置を材料の
板厚等に応じて変更する場合、制御装置７内に記憶され
ているパンチ刃1aの現在の戻り位置から降下端までの距
離を示す値を、所望の戻り位置を示す値に変更すれば足
りることとなる。

【００１９】なお、上記例において、ポテンショメータ
４の出力は、通常アナログ値（電圧）であるため、ラム
２が上昇側エンドに到達したか、或は、降下側エンドに
到達したかを、パスル信号のようにデジタル的に検知す
ることはできない。この場合には、ポテンショメータ４
の出力値の変化量が或る値以下になったとき、或は、ラ
ムの上，下フルストロークに要する時間以上の時間が経
過したときを、エンドに到達したと見做せばよい。ま
た、別の手法としてラムのストローク運動を、例えばパ
ルス信号に同期させて監視しておき、パスル信号が出な
くなった瞬間を捕捉して、ストローク端と判断するな
ど、様々な手段があり、いずれの手段を採るかは、任意
である。

【００２０】一方、位置センサの出力形式において、そ
れがインクリメンタルエンコーダの場合には、そのカウ
ンターのプリセットによってラム戻り位置の位置決め点
の設定が可能である。アブソリュートエンコーダの場合
には、一度、ラム位置の数値を得て制御装置７に取込ん
でおけば、その後は取込んだ値を読出し、その値に基づ
いて動作をさせることができる。なお、位置センサのア
ナログ出力をＡ／Ｄ変換して利用する場合には、安定し
たデジタル信号を得るために、適宜な暖機運転をしてか
ら測定することが好ましい。

【００２１】以上に説明した本発明方法の実行手順の一
例を、図３のフローチャート図に基づいて述べる。

【００２２】ラム２がそのストローク範囲の任意の位置
にあっているとき、制御装置７から油圧シリンダ３の上
昇指令が油圧装置６に出力される（ステップS1）。この
指令によって前記シリンダ３がラム２の上昇動作をし、
上昇側エンドがステップS2で検出されると、ポテンシオ
メータ４の出力値（電圧）が測定されて制御装置７に取
込まれる（ステップS3）。

【００２３】シリンダの上昇によるポテンシオメータ４
の出力値が取込まれたら、制御装置７は前記シリンダ３
の油圧装置６に対してラム２の降下指令を出力する（ス
テップS4）。このシリンダ３が降下側エンドに到達した
ことがステップS5で検出されたら、この降下によりポテ
ンシオメータ４に生じた出力が測定されてステップS6で
制御装置７に取込まれ、制御装置７の内部において、パ
ンチ１の刃面1aの位置データと置換されたラム２の戻り
位置等の位置を示す数値データが得られるのである。

【００２４】以上より、本発明方法によって任意の位置
に位置決め可能なラムに対して規定される上昇側エンド
（戻り位置）と降下側エンドの位置を、位置センサの出
力に対応して規定できると共に、その戻り位置を変更し
たい場合には、前記戻り位置（上昇側エンド）のデータ
に変更したい数値を、加，減すれば、次の加工における
ラムの戻り位置を直ちに変更することが可能になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の通りであるから、位置セ
ンサとラムの現在の戻り位置との関係を容易に検出する
ことができると共に、ラムの戻り位置の変更を容易に行
うことが可能になる。

【００２６】また、位置センサにアナログ系のものを使
用した場合、加工動作の度に、その出力値が変化するこ
とが多いが、そのような場合であっても、本発明方法を
適用してラムの現在位置を求めれば、前回加工における
ラムの位置データの影響を受けないラム戻り位置の制御
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パンチプレスにおけるプレス機構の概念構成を
示す正面図。

【図２】本発明方法を実行する制御系の一例の機能ブロ
ック図。

【図３】本発明方法の実行手順を例示したフローチャー
ト図。

【符号の説明】

１ パンチ ２ ラム ３ 油圧シリンダ ４ ポテンショメータ ５ ダイ ６ 油圧装置 ７ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラム乃至はラムヘッド（以下、ラムとい
   う）を、そのラムに許容されたストローク範囲内の任意
   の位置に位置決めできる機能を具備したパンチプレスに
   おける前記ラムを、ラムが任意の位置にあるとき、ラム
   の上昇側エンド又は降下側エンドへ向け規定された位置
   まで移動させてその移動量のデータを位置センサから取
   出すと共に、その位置から降下エンド又は上昇エンドへ
   向け規定された位置まで移動させてその移動量のデータ
   を位置センサから取出し、前記取出しデータを演算処理
   することにより、前記ラムの位置と位置センサから取出
   されるデータの関係を求めることを特徴とするパンチプ
   レスにおける位置センサのチューニング方法。