JPS62148041A - ロ−ルフイ−ダの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス機等各種生産碗場における工作機械の
材料を供給する送り装置として、また、製品の搬送装置
として使用されるロールフィーダに係り、特にモニター
機能が拡充されたロールフィーダの制御装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

プレス機等への波条材料を供給する手段の一つに、ロー
ルフィーダがある。このロールフィーダは、上下一対の
ロールを有し、前記ロール間に被搬送材料を挿入し、挟
持するとともに、これらのロールを所定角度回転させて
その摩擦力により材料を間欠的に供給する装置である。

第４図は、ロールフィーダをプレス機の送り装置として
使用した一例を示したものである。図中１はロールフィ
ーダで、上下一対のロールｌａ、ｌｂを有し、駆動源と
して制御モータ１ｃが使用されている。また２はロール
フィーダ制御装置で、材料の送り量や送り速度の設定を
行うものである。

さらに３はプレス機であり、４はプレス機３に取り付れ
られた金型である。そして５はプレス機制御装置で、プ
レス機３の回転数を設定したり、図示しないがプレス機
３のロータリーカムや、金型４に設けられたパイロット
ピン等から、同期信号やアラーム信号を受けて、前記ロ
ールフィーダ制御袋＠２にこれらの信号を送っている。

この同期信号をもとに、ロールフィーダ１では、プレス
機３のラムの動きに合せて金型４内に材料を間欠的に供
給するものである。なお１図中７はループセンサ、８は
材料者し装置である。

このように、ロールフィーダ１の駆動源に制御モータｌ
ｃを使用し、数値制御する場合には、材料の送り量や送
り速度の調整が容易に行え、プレス機３の動力を併用す
る場合に対して前記調整作業の段取り時間を大幅に短縮
することができ、近年利用が拡大してきている。

ところで、プレス機３とロールフィーダ１は、正確に同
期してはじめて正確なプレス加工が行える。すなわち、
ロールフィーダ１の送り能力が。

プレス機３の作業能力に追従できなくなった場合、正確
なプレス加工が行えず、アラーム停止機能のないもので
は、金型４の破損等の原因となる。また、アラーム停止
機能のあるものでも、プレス作業を中断しなければなら
ない。

そのため、プレス加工時には、プレス機３の回転数がロ
ールフィーダ１の単位時間あたりの最大送り回数（以下
ＳＰＭという）を上回らないように設定しなければなら
ない。

ところで、ロールフィーダ１のＳＰＭは、１回に送るこ
とができる材料の送り長さと、送り速度の最大値、加速
・減速時の加速度、プレス加工の１サイクル中に占める
送り動作の可能な時間（一般にロールフィーダ１では、
プレス機３のラムの上死点をＯ＠とした場合、ロータリ
ーカムの回転方向に対して回転角が２４０°〜０１〜１
２０°程度の範囲内で材料を供給する）などによって決
定される。

従来からこのＳＰＭを求めるには、第５図に示すように
、送り速度の最大値、加速・減速時の加速度を一定条件
に設定し、その条件での送り長さとＳＰＭの関係を示し
たＳＰＭ曲線図から読み取る方法が一般的である。なお
、第５図では、送り条件の異なる２種類のＳＰＭ曲線図
を示したもので、送り条件が異なれば、その数だけ、Ｓ
ＰＭ曲線図が必要となる。

しかしながら、近年、多品種少量生産の傾向が高まるに
つれ、金型１組に対する製品の゛生産数（金型寿命）が
減少している。また製品形状が複雑になり、かつ高精度
が要求されるにつれ、製品完成までに多工程のプレス加
工が必要になってきた。

そのために、種々の金型を必要とし、金型の交換回数も
増加してきた。

一方、材料の送り長さは各金型に対応して決められ、ま
た送り速度の最大値や加速・減速時の加速度は、送り材
料の種類、金型の加工目的などで上限値が決定されてい
る。これらの送り条件をより満足できるように、ロール
フィーダの制御機能も向上され、送り速度の最大値や、
加速・減速時の加速度まで可変なロールフィーダが市販
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、ロールイーダの送り条件がいくつも設定でき
るようになると、第５図に示すＳＰＭ曲線図から、ロー
ルフィーダのＳＰＭを求める場合、送り条件に応じたＳ
ＰＭ曲線図が必要である。例えば、送り速度の最大値が
９種類、加速・減速時の加速度が５種類ならＳＰＭ曲線
図は４５種類となる。これら多数あるＳＰＭ曲線図の中
から送り条件にあったＳＰＭ曲線図を見つけ、ロールフ
ィーダのＳＰＭを読み取らなければならい。また、金型
を交換するたびに、ロールフィーダの送り条件が変わる
ので、再度ロールフィーダのＳＰＭを読み直し、プレス
機の回転数をそれ以下に設定して作業を開始しなければ
ならない。したがって、ロールフィーダの送り機能の増
加に伴って、プレス機の回転数を設定するのに時間がか
かり、また金型交換回数の増加に伴ってその設定回数が
増加し、プレス作業における段取り時間が増加するとい
う問題点があった。

また、プレス機の回転数を設定する場合、別の方法とし
て作業者が経験によって設定するか、一度プレス機の回
転数を下げておいて、徐々に回転数を上げ、ロールフィ
ーダの送り速度がプレス機の回転数に追従できなくなる
ところを求め（アラーム機能等より判断）、プレス機の
回転数をそれ以下に設定したのちプレス作業を開始する
手段もある。しかし、前者は必然的にプレス機の回転数
の設定がラフになり、効率のよい作業が行えない。

また、後者では、プレス機の回転数を設定するのに段取
り時間が必要であるという問題点があった。

〔発明の構成〕

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり
、各送り条件でのロールフィーダのＳＰＭ（単位時間あ
たりの最大送り回数）を瞬時に算出し表示し、このＳＰ
Ｍに基づいてプレス機の回転数を最適な回転数に設定す
ることにより、設定時間を短縮することを目的とする。

そしてその構成は、ロールフィーダの制御装置が送り条
件を設定する設定値入力手段と、この設定植入力を介し
て与えられる送り条件に基づいて、前記制御モータへ制
御信号を送出する制御回路と、前記設定値入力手段を介
して与えられる送り条件に基づいて、少なくとも単位時
間あたりのロールフィーダの最大送り回数を計算する演
算部と、この演算部の演算結果を表示する表示部とを備
えたものである。

〔作　用〕

送り条件を設定すれば、設定条件に基づいて、単位時間
あたりのロールフィーダの最大送り回数が計算され、表
示部にその値が表示される。そしてこの値をもとにプレ
ス機の回転数を最適値に設定する。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のロールフィーダの制御装置の一実施例
を示したものである。制御装置２０は、大きく分けると
、送り条件を入力する操作盤２１と、この入力された送
り条件、プレス機からのアラーム信号や同期信号をもと
にロールフィーダの制御モータの制御信号を発生したり
、ロールフィーダのＳＰＭ等を計算するコントローラ部
２２と、送り条件やＳＰＭ等を表示する表示装置２３と
、コントローラ部２２の制御信号をもとに、実際に制御
モータの回転制御を行うドライバ一部２４と、電源のＯ
Ｎ。

ＯＦＦ制御やプレス機とコントローラ２２間の信号のや
りとりを行う強電ユニット部２５およびケース２６から
構成されている。

さらに第２図に示すブロックを用いて本発明の要旨であ
るコントローラ部２２について洋書しく説明する。

このコントローラ部２２は、操作盤２１から入力された
、各金型ごとの送り長さや送り回数、送り速度や加速・
減速時の加速度といった送り条件を記憶するメモリー３
１を有している。

そして、操作盤２１から入力された送り条件は、一旦こ
のメモリー３１内に蓄えられた後、制御回路３２に出力
される。制御回路３２では、この送り条件に基づいて、
また、強電ユニット部２５を介してプレス機２７から入
力されてくる同期信号やアラーム信号によって、制御モ
ータへの制御信号を発生し。

ロールフィーダ２８の送り、始動・停止をコントロール
するものである。さらに、操作盤２１の操作により、制
御回路３２からは、プレス機２７の始動・停止信号が強
電ユニット部２５を介してプレス機２７に出力される。

一方、メモリー３１に記憶された送り条件の一部。

本実施例では、金型の型番とこの型番に対応した送り長
さや送り回数が表示装置２３に選択的に表示される。

さらにコントローラ部２２には、演算部３３が設けられ
ている。この演算部３３は、機能的にロールフィーダの
ＳＰＭ（単位時間あたりの最大送り回数）を計算する演
算回路３３ａと、この演算回路３３ａで計算されたＳＰ
Ｍあるいは、プレス機２７との同期信号から実測された
ＳＰＭと、設定した送り回数（プレス回数）に基づいて
、残り作業時間を計算する演算回路３３ｂから構成され
ている。

次に、演算回路３３ａでどのようにしてＳＰＭを算出す
るか説明する。実際のロールフィーダ２８に対して、送
り速度と送り時間との関係は、理論的には第３図に示す
３つのグラフで近似することができる。各グラフそれぞ
れ、加速と減速時の加速度の絶対値は等しいものと仮定
している。

実線で示すグラフａは、一定の加速度で加速され、設定
された最大速度で等速運動を行った後、減速される場合
で、またグラフｂ（破線で示す）は、一定の加速度で加
速され、設定された最大速度に達した直後に減速される
場合である。またｃ（一点鎖線）は、設定された最大速
度に到達しないうちに減速される場合である。

ここでプレス加工の一サイクルに必要な時間をＳ（＋ｍ
１ｎ）、ロールフィーダの最大速度をＶ（ｍ／ｗｉｎ）
、加速・減速時の加速度をＡ　（ｍ／ｍｉｎ”　）　、
−回の送り長さをＬ　（ｍ）、−回の送りに必要な時間
をＴ　（ｗｉｎ）とする。

グラフａの場合１等速運動している時間をＴ１（ｗｉｎ
）とし、加速運動に必要な時間、減速運動に必要な時間
をそれぞれＴ、（ｗｉｎ）とすれば、送り長さしは、 Ｌ＝（１／２）ＡＴ：＋ＶＴ、＋（１／２）ＡＴ、＝Ｖ
Ｔ１＋ＡＴ。

＝ｖ（Ｔ、＋Ｔ２） ＝Ｖ　（Ｔ　−２Ｔ　−＋　Ｔ　２）　＝Ｖ　（Ｔ　−
Ｔ　＝＝　）　　　　　（ｍ　）となる、また、Ｔ、＝
Ｖ／Ａであるから、Ｌ＝Ｖ（Ｔ−Ｖ／Ａ）（＋＋＋）、
したがッテ、Ｔ＝Ｌ／Ｖ＋Ｖ　／　Ａ　（＋ｍ１ｎ）と
なるる。一方、ロールフィーダの場合、プレス加工の一
すイクル中送り動作を行える割合は約２７３であるから
、−サイクルに必要な時間Ｓは、 ５＝（３／２）Ｔ＝（３／２）（Ｌ／Ｖ＋Ｖ／Ａ）　　
（ｓｉｎ）となる。

−サイクルに必要な時間が求まれば、単位時間あたりの
最大送り回数ＳＰＭも求められる。

Ｓ　Ｐ　Ｍ＝１／５＝（２／３）−（Ｖ　Ａ／（Ａ　Ｌ
＋Ｖ”））（回数／＋＊ｉｎ）・・・■ 同様にグラフｂの場合、加速・減速運動に必要な時間が
１回の送り動作に必要な時間となる。したがって、送り
長さＬは。

Ｌ＝Ｖ−Ｔ、＝Ｖ　・（１／２）Ｔ　　（ｍ）　　　　
　となる。

ゆえ番こＴ＝２Ｌ／Ｖ　　（ｓｉｉｎ）　　　　　　　
　となる。

また、　Ｔ　＝、（２／３）Ｓであるので、−サイクル
に必要な時間Ｓは。

５＝（３／２）・Ｔ＝３Ｌ／Ｖ　　（ｗｉｎ）　　　　
　　　となる。

したがって、単位時間あたりの最大送り回数ＳＰＭは、 ＳＰＭ＝Ｌ／Ｓ＝Ｖ／（３Ｌ）　　（回数／＋ｍ１ｎ）
””■さらにグラフＣのように、設定した最大速度に達
しないうちに減速される場合、加速・減速運動に必要な
時間２Ｔ、が１回の送り動作に必要な時間となる。した
がって送り長さしは、 Ｌ＝Ｖ’・Ｔ３　　　　　　　　　　　　となる。

また、Ｖ’　＝ＡＴ、であるから、 １、＝Ａ　Ｔ、＝（１／４）　Ａ　Ｔ”　　　　　　　
　　となる。

ゆえに、Ｔ＝２（Ｌ／Ａ）”　　　　　　　　　となる
。

また、Ｔ＝（２／３）Ｓであるので、−サイクルに必要
な時間Ｓは、 ５＝（３／２）Ｔ＝３（Ｌ／Ａ）”　　（ｍｉｎ）　　
　　　　となる。

したがって、単位時間あたりの最大送り回数ＳＰＭは、 Ｓ　Ｐ　Ｍ　＝　１／５＝（１／３）（Ａ　／　Ｌ　）
’　（回数７ＩＩＩｉｎ）・・・・・・０以上のことか
らロールフィーダのＳＰＭは、送り速度と送り時間の関
係が、 グラフａの場合　ＳＰＭイ２／３）−（Ｖ　Ａ／（Ａ　
ｒ＝＋ｖ２））（回数／ｗａｉｎ） グラフｂの場合　ＳＰＭ＝Ｖ／（３Ｌ）（回数／ｗｉｎ
）グラフＣの場合　Ｓ　Ｐ　Ｍ＝（１／３）−（Ａ／Ｌ
）＋（回数／＠ｉｎ） の３式で表わされる。

一方、ＳＰＭを計算から求める場合、送り条件の設定値
に基づいてどの計算式を使用して計算するか判断する必
要がある０判断材料として、送り速度と送り時間の関係
がグラフｂに該当するかを演算回路３３ａ内で判断する
。

すなわち、グラフｂの場合、前述のとおり、送り長さＬ
は、Ｌ＝Ｖ−（１／２）Ｔ（Ｖ　：送り最大速度、Ｔニ
ー回の送りに必要な時間）で表わされ、さらに変形する
とＬ＝Ｖ”／Ａ（Ａは加速・減速時の加速度）となる、
この関係式をもとに、送り条件として設定された加速度
Ａと送り最大速度Ｖから送り長さＬを計算する。この計
算値の送り長さＬと、送り条件ねして実際に設定した送
り長さＬ′との関係を調べる。そしてＬ’　＞Ｌであれ
ば、送り速度と送り時間の関係がグラフａになり、Ｌ’
　＝Ｌならグラフｂのように、またＬ’　＜Ｌであれば
、グラフＣのようになる。

しかして送り条件にあったＳＰＭの計算式を選択し、設
定された送り条件でのＳＰＭを求めることができる。こ
のようにして計算されたＳＰＭに、若干の誤差を見込ん
で、表示装置２３にやや小さい値を表示する。そして作
業者は、このロールフィーダのＳＰＭを見て、プレス機
２７の回転数（単位時間あたりのプレス回数）をセット
し、プレス作業を開始する。また、プレス作業が開始さ
れると、プレス機２７から同期信号をもとに、計算され
たＳＰＭに変わって実際に測定された単位時間あたりの
送り回数が表示装置２３に表示される。

一方、演算回路３３ｂでは、ＳＰＭの計算結果と。

送り条件として設定された送り回数（プレス回数）をも
とに、残り作業時間を算出する。また、演算回路３３ｂ
では、実際にプレス作業が開始されると、プレス機から
の同期信号に基づいて、実際の単位時間あたりの送り回
数を計測し、この計測値をもとに残り作業時間を算出す
る。そして、演算回路３３ｂで計算された残り作業時間
が表示装置２３に、ロールフィーダのＳＰＭとともに切
換えて表示される。

したがって１作業者がプレス作業を開始する前に、操作
盤２１から送り長さや送り回数、送り速度や加速・減速
時の加速度といった送り条件を設定すれば、ロールフィ
ーダのＳＰＭ（単位時間あたりの送り回数）が、この演
算回路３３ａによって瞬時に計算され表示装置ｉ２３に
表示されるので、プレス機２７の回転数をどの程度にセ
ットすればよいか一目で判断できる。そのため、従来と
同様、プレス機２７の回転数を多数のＳＰＭ曲線図（実
施例では、最大送り速度が９種類、加減速時の加速度が
５種類あるので、ＳＰＭ曲線図が４５種類ある）から読
みとる場合と比較して、読み取り時間を大幅に短縮でき
、しかも、読み取り誤差も極めて少ない、また、従来の
ように作業者の経験やかんによってプレス機２７の回転
数を設定したり、プレス機２７やロールフィーダ２８の
アラーム機能に頼って。

プレス機２７の回転数を設定する場合と比較して。

設定が正確で初心者でも効率のよいプレス作業が行え、
設定時間を短縮することができる。

さらに、プレス作業の残り時間を表示することができる
ので、次に開始する作業の予定をたて易くなる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のロールフィーダの制御装置は、そ
のコントローラ部が、設定値入力手段によって入力され
た送り条件をもとに、少なくとも単位時間あたりのロー
ルフィーダの最大送り回数を計算する演算部を有する構
成である。そのため、各送り条件でロールフィーダの単
位時間あたりの最大送り回数を瞬時に算出でき、算出し
た値が表示装置に表示されるので、この値をもとに送り
条件にあった最適なプレス機の回転数を設定でき、従来
のように、プレス機の回転数をＳＰＭ曲線図から求めた
り、作業者の経験に頼ることなく、だれにでも迅速かつ
効果的に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例を示した斜視図であり、第
２図は、その構成を示したブロック図、第３図は１本発
明の一実施例における送り速度と送り時間の関係を示し
た図、第４図は、一般的なプレスラインを示した概略図
、第５図は、ロールフィーダのＳＰＭ曲線図の一例を示
した図である。 ２０・・・制御装置　　　　２１・・・操作盤２２・・
・コントローラ部　２３・・・表示装置２４・・・ドラ
イバ一部　　２５・・・・・強電ユニット部３３・・・
演算部 特許出願人　　双葉電子工業株式会社 ２３　　　　　　第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被搬送材料を上下一対のロールで挟持し、少なくとも一
   方のロールが制御モータと連結されて、この制御モータ
   を駆動源とし、かつ制御装置からの制御信号により前記
   一対のロールを所定角度回転させて、その摩擦力によっ
   て被搬送材料をプレス機等の工作機械に間欠的に供給す
   るロールフィーダにおいて、 前記制御装置は、送り条件を設定する設定値入力手段と
   、この設定値入力手段を介して与えられる送り条件に基
   づいて、前記制御モータへ制御信号を送出する制御回路
   と、前記設定値入力手段を介して与えれる送り条件に基
   づいて、少なくとも単位時間あたりのロールフィーダの
   最大送り回数を計算する演算部と、この演算部の演算結
   果を表示する表示部とを備えた構成になるロールフィー
   ダの制御装置。