JPS6241818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属素材を鍛造加工する分野で利
用される。即ち本発明は、その鍛造加工で使用さ
れるエアスタンプハンマにつき、これの自動運転
を実現させるための装置に関する ところでエアスタンプハンマは、単なるドロツ
プハンマと異なり、ラムの自重による下降を更に
圧縮空気圧で加速して、鍛造加工の能力を高め得
るように構成されている。即ちこのエアスタンプ
ハンマには、ラムを下降させる方向および上昇さ
せる方向の双方へ動作するラム昇降用エアシリン
ダが、頭頂部に備えられ、且つこのシリンダに供
給されるべき圧縮空気をラムの下降用および上昇
用として選択的に切り換えるための動作方向切換
用制御弁が、上記に付属している。

故にかかるエアスタンプハンマでは、ラムの被
加工素材へ与える打撃力が、該ラムの重量および
ストロークと、このラムに加えられる下向きの圧
縮空気圧とで定まるため、この空気圧を、従つて
上記のラム昇降用エアシリンダに供給される下降
用圧縮空気の量を加減することにより、打撃力の
強弱調整が可能である。

そこで従来に於いては、上記制御弁の弁体を操
作するために装備された制御弁操作機構を利用し
て、打撃力の強弱調整が行われている。

即ちこの制御弁操作機構は、公知の如く、人為
的に踏み下げられるペダルと、該ペダルの踏下げ
に応じて引き上げられ且つラムの昇降動作に追従
して揺動する揺りカムと、これら両者に制御弁の
弁体を加えた３者間を相互に連結するロツド、ア
ームおよびリンク類とから構成されており、まず
ペダルの踏下げによる上記制御弁の動作で、ラム
昇降用エアシリンダに対しラムを下降させる方向
に圧縮空気を供給させ、次にラムの下降に追従し
た揺りカムの揺動による制御弁の動作で、今度は
上記エアシリンダに対しラムを上昇させる方向に
圧縮空気を供給させ、更にラムの上昇に追従した
同カムの逆方向への揺動による制御弁の動作で、
上記エアシリンダに対する圧縮空気の供給を一切
中止させるようになつている。

従つてこのような制御弁操作機構によれば、ラ
ムの下降開始時におけるペダルの踏下げ量を加減
して制御弁の動作量を多くし或いは少なくするこ
とにより、ラム昇降用エアシリンダに対するラム
下降用圧縮空気の供給量を人為的に制御でき、こ
れによつてラムの打撃力を強弱に調整できること
になる。

然し乍ら上記したペダル踏下げ量の加減は、あ
くまでも作業員の経験に基づいた勘が頼りであ
る。またエアスタンプハンマの各１台ごとには、
夫々に特有の癖があり、上記制御弁操作機構の各
構成部材間にみられる遊び量の多寡も僅かずつ異
なるため、ペダル踏下げ量をどの程度加減するか
は該各ハンマの１台ごとに微妙に相違して、一律
には決め難い。従つて、そのように加減し乍らの
ペダル操作には、かなり高度の熟練が必要であ
る。

一方、鍛造加工以外の機械加工分野で使用され
る工作機械については、数値制御その他による運
転操作の自動化が一般的なものとなり、熟練した
作業員の絶対数が不足し且つ生産コストのより一
層なる引下げが強く要求される現状に対応して、
大なる成果を挙げている。

然るにエアスタンプハンマでは、これの運転操
作を上記の如き経験的な勘に頼るところが多いた
め、その自動化が容易でない。

また一般的にみて、運転操作の自動化を実現さ
せるためには、その運転に必要な原動力が安定し
て与えられねばならない。

ところがエアスタンプハンマの原動力としてラ
ム昇降用エアシリンダに供給される圧縮空気の圧
力は、常時一定であることを建前としているけれ
ども、実際には変動し易くて、或る回のラム下降
時と次回のラム下降時とで相違することが稀では
なく、また２台以上のエアスタンプハンマが同一
の圧縮空気源を共有するときには、いずれかでの
圧縮空気の消費が、他へ供給される圧縮空気の圧
力を、一時的であるにしろ低下させることになり
易い。このような圧縮空気の予期しない変動は、
打撃力の強弱に影響を与えて、加工精度を低下さ
せる原因となる。

このため従来では、かかる圧縮空気圧の変動に
対しても、作業員がペダルの踏下げ量を加減する
ことで対処して、その変動がラムの打撃力に及ぼ
す影響をできるだけ少なくするように留意してい
るが、これまた高度の熟練を要する。従つてこの
点からみても、当該ハンマの運転操作を自動化す
ることは、容易でない。

よつて、このような実状の下における本発明の
技術的課題は、上記の如き高度な熟練が必要とさ
れるエアスタンプハンマの運転操作を、打撃力の
強弱調整も含め、如何にして自動化するかの点に
ある。また本発明の今一つの課題は、かかる自動
化に際して、前記した圧縮空気圧の変動が打撃力
に及ぼす影響を、如何にして自動的に補正させる
かの点にある。

そこで、これらの技術的課題を解決するために
講じた本発明の技術的手段は、次の通りである。

まずこの技術的手段は、通常のエアスタンプハ
ンマに装備された前記の制御弁操作機構を対象と
して、該機構に対する通常の運転操作をペダル踏
下げ量の加減による人為的な操作に代わり自動化
する運転制御部と、該機構に対する圧縮空気圧の
変動に対応した補正操作をペダル踏下げ量の加減
による人為的な操作に代わり自動化する補正制御
部とからなつている。

これらの各制御部による上記制御弁操作機構の
操作は、熟練した作業員の模範的な運転操作をモ
デルとして行われるものとする。それ故にその運
転制御部は、上記のモデル操作を単に模倣してこ
れを忠実に再現し得るよう構成されておればよ
い。然し乍ら補正制御部は、圧縮空気圧の変動が
起こる時期と変動量とを上記のモデル操作時に予
測し得ないため、このモデル操作を模倣して所要
の補正操作を行わせ得るような構成とすることが
できない。このため補正制御部については、圧縮
空気圧の変動がラムの昇降速度に影響して制御弁
操作機構における揺りカムの揺動速度を変動させ
ることに着目し、自動運転時における該カムの実
際の揺動速度が上記したモデル操作による運転時
でのそれに比べて相違するときのみ、その相違の
程度に応じた補正操作を、運転制御部による操作
と連係して制御弁操作機構へ加え得るように構成
しておく必要がある。

このような考察の下に於いて、上記の運転制御
部は、熟練作業員のモデル操作時におけるペダル
踏下げ動作の量的成分および時間的成分を随時再
生可能に検出し記録する運転操作用データ録再系
と、該系から再生させたデータに基づいてペダル
の踏下げによるのと同等の運転操作を制御弁操作
機構へ加える運転操作用油圧駆動系とから構成さ
れており、該駆動系のサーボシリンダは、制御弁
操作機構の揺りカムよりも上記のペダル側へ配置
される。この場合に於いて、従来は制御弁操作機
構へ機械的に連結されていたペダルも、上記の運
転操作用油圧駆動系を介して該機構を操作するよ
うにしておく方が、このペダルによる人為的な運
転操作と、このとき記録されたデータによるその
後の自動的な運転操作との間に、誤差を生じさせ
る虞がなくなる。

また前記の補正制御部は、熟練作業員のモデル
操作時におけるラムの昇降に追従した揺りカムの
揺動の量的成分および時間的成分を自動運転時の
み再生可能に検出し記録する補正操作用データ録
再系と、その後もラムの昇降するごとに新たに検
出される同様のデータが該録再系から再生させた
データと相違するときのみ、この相違を解消させ
るに必要な補正操作を制御弁操作機構へ加える補
正操作用油圧駆動系とから構成されており、該駆
動系のサーボシリンダは、制御弁操作機構の揺り
カムよりも制御弁側へ配置される。

なお上記のモデル操作時に検出された運転操作
用および補正操作用の各データは、データ処理回
路を通じてメモリに記録され、且つ該メモリから
再生される。この場合、各データごとに専用のメ
モリを用意するか１台のメモリを両データに共用
するかは、上記したデータ処理回路の処理能力お
よびメモリの記憶容量に応じて決定すればよい。

一方、上記した人為的な運転操作の際に検出さ
れる前記の各データをメモリに記録させるか否か
の選択と、制御弁操作機構の運転操作をこの記録
された各データに基づいて自動的に行わせるか否
かの選択も、上記のデータ処理回路を通じて処理
されるものとする。このため、そのデータ処理回
路には、データ記録指令用および自動運転指令用
の各スイツチが付属している。但しデータ記録指
令用のスイツチは、手動形式のもので差し支えな
いが、自動運転指令用のスイツチは、被加工素材
を取り扱う等のために作業員の手がふさがつてい
ることの方が多いので、足動形式のもの、即ちフ
ツトスイツチである方が望ましい。従つてこのフ
ツトスイツチを採用する場合、前記のペダルは人
為的な運転操作に専用となり、フツトスイツチの
足動ペダルが自動的な運転操作に専用となる。

上記のように構成された技術的手段の作用は、
次の通りである。まず制御弁操作機構のペダル、
即ち前記した人為的な運転操作に専用のペダルを
踏み下げたときには、該機構は従来と同様に、こ
のペダルの踏下げ量とその後におけるラムの動き
に追従した揺りカムの揺動量とで操作され、これ
に伴う制御弁の動作でラム昇降用エアシリンダを
制御して、ラムを下降させ次いで上昇させること
になる。従つてこの場合におけるラムの打撃力を
所要強さとするための強弱調整や、圧縮空気圧の
過不足がその打撃力に及ぼす影響を少なくするた
めの補正は、当然のこと乍ら、上記ペダルの踏み
加減によつて人為的に行われねばならない。

そこでかかる人為的な運転操作の際、データ処
理回路をデータ記録態勢に切り換えておけば、ペ
ダルの踏下げおよび揺りカムの揺動から検出され
た夫々の量的成分および時間的成分が、自動運転
に必要な運転操作用および補正操作用の各データ
として、該処理回路を介しメモリに記録される。

然る後、今度は自動的な運転操作に専用なる例
えば前記フツトスイツチの足動ペダルを踏み下げ
る等して、データ処理回路をデータ再生態勢に切
り換える。なおこのときのペダル踏下げは、自動
運転開始のための単なるスイツチング動作を得る
だけのものであるから、踏み加減を必要としな
い。

このようにして自動運転開始の指令を入力する
と、メモリの運転操作用データが再生されて運転
制御部の補正操作用油圧駆動系に与えられ、これ
を動作させるため、該駆動系は、前回の人為的な
ペダル踏下げによる場合と全く同等の運転操作を
制御弁操作機構へ加えて制御弁を動作させ、ラム
を下降させ始める。

またこのときには、メモリの補正操作用データ
も同時に再生されて、補正制御部の補正操作用油
圧駆動系へ与えられる。この再生された補正操作
用データは、今回新たに検出される同様のデータ
と比較され、双方に差があるときのみ、即ち前回
の人為的な運転操作時に比べて今回の揺りカムの
揺動に、圧縮空気圧の変動を原因とした時間的な
遅れ進みがあるときのみ、上記の補正操作用油圧
駆動系を動作させ、その遅れを補い或いは進みを
抑制する方向へ制御弁の動作量を増減すべく、こ
れに必要な補正操作を制御弁操作機構へ加える。

従つて前回の人為的な運転操作が熟練作業員に
よる模範的なモデル操作であり、このときに検出
した運転操作用および補正操作用の各データがメ
モリに記録されているならば、その後は、上記の
モデル操作時と全く同等の運転操作を自動的に然
も繰り返し実行させることができ、圧縮空気圧の
変動がラムの打撃力に与える影響も自動的な補正
操作で回避させることができる。

次に、上記した本発明の具体的な実施例を、図
面に従つて説明する。

まず、図示されたエアスタンプハンマの全体
は、基台となるアンビル１上へ左右一対のフレー
ム２，２を起立させ、該両フレームの上端でシリ
ンダブロツク３を支持させる構造となつている。
このシリンダブロツク３には、縦形のラム昇降用
エアシリンダ４が設けられており、これのピスト
ン５に一体化されたロツド６は、該シリンダの下
部を貫通して上記両フレーム２，２間へ垂下さ
れ、下端でラム７を一体的に吊持している。この
ラム７は、上記両フレームの各内側面に設けたラ
ムガイド８，８に沿つて昇降自在とされ、該ラム
の下面と前記アンビル上のソーブロツク９の上面
とには、一組の鍛造上型１０ａと同下型１０ｂと
が夫々取り付けられている。一方、前記のラム昇
降用エアシリンダ４に付属する動作方向切換用制
御弁１１は、該シリンダに隣接して前記のシリン
ダブロツク３に備えられ、垂直な弁筐１２と、弁
体１３および弁軸１４からなつている。この弁筐
１２は、給気路１５を介して圧縮空気溜等の圧縮
空気源へ接続される給気用ポート１２ａと、排気
路１６を介して大気中へ開放される排気用ポート
１２ｂと、上昇用通気路１７を介してラム昇降用
エアシリンダ４の下端部内へ通じる上昇用ポート
１２ｃと、下降用通気路１８を介して同シリンダ
の上端部内へ通じる下降用ポート１２ｄとを有
し、また弁体１２は内部中空な鼓形であつて、第
２図に示した中立位置にあるときは上記の各ポー
ト１２ａ〜１２ｄをいずれも閉鎖し、下降させら
れたときはポート１２ａ，１２ｃ間および１２
ｂ，１２ｄ間を夫々連通させ、上昇させられたと
きはポート１２ａ，１２ｄ間および１２ｂ，１２
ｃ間を夫々連通させるようになつている。

このようなエアスタンプハンマに装備されて本
発明の実施対象となる制御弁操作機構１９は、基
本的な構造に関して公知のものと大差なく、足で
踏み下げられるペダル２０と、ラム７の動きに追
従して揺動する揺りカム２１と、中程の支軸２２
で片側のフレーム２の前面に枢支されたロツカー
アーム２３とを備えている。上記の揺りカム２１
は、上端のピン２４でロツカーアーム２３の一端
に枢支されてラム７の側部傾斜面２５へ摺接する
態勢に垂下しており、その上端にはピン２４の反
対側へ突出したカムアーム２６を一体に備えてい
る。また上記のペダル２０とロツカーアーム２３
の他端とは、前者の踏み加減に応じて引き下げら
れる下部ロツド２７を介し連接され、カムアーム
２６の先端と前記弁軸１４の上端とは、上部ロツ
ド２８と前記シリンダブロツク３にピン２９で枢
支した仲介リンク３０とを介し連接されている。

かかる構造の制御弁操作機構１９に対する実施
例の構成は、大別して、運転操作用のデータ録再
系A₁および油圧駆動系A₂からなる運転制御部
と、補正操作用のデータ録再系B₁および油圧駆
動系B₂からなる補正制御部と、それらの両制御
部に共用されるマイクロプロセツサ等のようなデ
ータ処理回路Ｃとでなりたつている。またこの実
施例では、前記のペダル２０を人為的な運転操作
に専用として、自動的な運転操作に専用のペダル
３２が別に用意されている。更にこの実施例で
は、上記した運転操作用油圧駆動系A₂が、人為
操作用ペダル２０の踏下げ量を油圧力に替えて制
御弁操作機構１９へ伝えることにも兼用されてお
り、従つてそのペダル２０は、自動操作用ペダル
３２と共に、前記の下部ロツド２７から独立して
個々に踏下げ可能なるよう支軸３３で枢支され、
下部ロツド２７の下端は固定支点３１に支持され
ている。

上記した運転操作用データ録再系A₁には、人
為操作用ペダル２０に対向して設置した運転操作
用センサ３４が備えられ、該ペダルの踏下げ動作
の量的成分および時間的成分を運転操作用データ
として検出させるようになつている。また補正操
作用データ録再系B₁には、揺りカム２１に対向
して設置した補正操作用センサ３５が備えられ、
該カムの揺動の量的成分および時間的成分を補正
操作用データとして検出させるようになつてい
る。これらの各センサ３４および３５から検出さ
れた個々のデータは、運転操作用および補正操作
用の各油圧駆動系A₂，B₂へ入力されると共に、
データ処理回路Ｃがデータ記録指令用スイツチ３
６の手動操作でデータ記録態勢に切り換えられて
いるときのみ、同時に該回路を介して、各センサ
ごとに用意したメモリ３７ないし３８へも記録さ
れるようになつている。

この場合における上記のデータ処理回路Ｃは、
自動操作用ペダル３２に対向してフツトスイツチ
を構成する如く設置された自動運転開始用スイツ
チ３９を備え、該ペダルの踏下げによるスイツチ
ング入力でデータ再出態勢に切り換えられたとき
のみ、各メモリ３７，３８に記録されている運転
操作用および補正操作用の各データを個々に再生
して、運転操作用および補正操作用の各油圧駆動
系A₂，B₂へ入力するようになつている。

一方、運転操作用油圧駆動系A₂は、前記下部
ロツド２７の途中に介在させた複動形の油圧サー
ボシリンダ４０と、該シリンダの動作方向および
動作量を制御するサーボ弁４２およびサーボアン
プ４３とからなり、且つこの系に限つて、下部ロ
ツド２７の動作量を逐次検出する補助センサ４４
が、該ロツドの油圧サーボシリンダ４０よりも上
方の個所に対向して備えられている。然して油圧
サーボシリンダ４０のピストン４１は、サーボ弁
４２の休止時にはストローク零の位置にあり、該
弁の動作時には下向きに往動して、下部ロツド２
７のロツカーアーム２３から固定支点３１までの
長さを実質的に短縮させるようになつている。ま
たサーボアンプ４３は、前記センサ３４で検出さ
れ或いは前記メモリ３７から再生された何れかの
運転操作用データが入力されたとき、これに応動
してサーボ弁４２を動作させ、前記センサ４４で
検出され同じく該アンプに入力される下部ロツド
２７の動作量が上記データの量的成分と一致する
まで、油圧サーボシリンダ４０のピストン４１を
往動させるようになつている。従つて上記ピスト
ン４１の往動量と往動速度とは、サーボアンプ４
３へ入力される運転操作用データの量的成分と時
間的成分とで定まることになる。

これに対して補正操作用油圧駆動系B₂は、前
記上部ロツド２８の途中に介在させた複動形の油
圧サーボシリンダ４５と、該シリンダの動作方向
および動作量を制御するサーボ弁４７およびサー
ボアンプ４８とからなつている。然して油圧サー
ボシリンダ４５のピストン４６は、サーボ弁４７
の休止時には、1/2ストロークの位置でロツクさ
れた状態にあり、該弁の動作時には、その動作方
向により下向きに往動ないし上向きに復動して、
上部ロツド２８のロツカーアーム２３から仲介リ
ンク３０までの長さを実質的に短縮させ、或いは
延長させるようになつている。またサーボアンプ
４８は、前記メモリ３８から再生された補正操作
用データと前記センサ３５から新たに検出される
補正操作用データとが共に入力され、且つ両デー
タの時間的成分に応じて変化する量的成分が相違
しているときにのみ、その差に応動して、該両デ
ータの量的成分を一致させる方向へ、即ち前者の
データに比べて後者のデータの量的成分が過剰な
ときには油圧サーボシリンダ４５のピストン４６
を往動させ、逆に不足するときは復動させるべ
き、サーボ弁４７を動作させるようになつてい
る。従つてピストン４６の移動方向および移動量
は、上記両データ間での時間的成分に対応した量
的成分の過不足で定まることになる。

なお上記した各油圧駆動系A₂，B₂の油圧サー
ボシリンダ４０，４５は、夫々のサーボ弁４２，
４７を介して、適当な油圧源４９に接続されてい
る。

このように構成された実施例では、エアスタン
プハンマの自動運転に先立つて、まずこれに必要
なデータが採取される。このデータ採取は、熟練
した作業員による制御弁操作機構１９の人為的な
運転操作をモデルとして、次のように行われる。

いま、制御弁１１の弁体１３が図示の如く中立
位置にあり、ラム７を上昇した位置に静止させて
いるものとする。この状態に於いて、人為操作用
のペダル２０を作業員が踏み下げると、その踏下
げ動作の量的成分および時間的成分が運転操作用
データとしてセンサ３４で検出される。このデー
タは、サーボアンプ４３に入力されてサーボ弁４
２を動作させ、油圧サーボシリンダ４０に往動方
向への油圧力を与えて、ピストン４１を下向きに
往動させる。かかるピストン４１の往動量は、下
部ロツド２７を介しセンサ４４で逐次検出され
て、サーボアンプ４３で運転操作用データの量的
成分と比較され、両者一致するまで該ピストンを
往動させ続ける。よつてこのビストン４１は、運
転操作用データの量的成分に相当したストローク
分だけ、時間的成分に相当した速さで往動して、
下部ロツド２７の実質的な長さを短縮させ、該ロ
ツドが引き下げられたのと同様の結果を生ぜしめ
る。このためロツカーアーム２３は、その下部ロ
ツド２７で引かれ乍ら図面上で時計回り方向へ回
動して、ピン２４で揺りカム２１の全体を上昇さ
せ、該カムに一体なカムアーム２６の先端で上部
ロツド２８を押し上げさせる。従つて制御弁１１
の弁軸１４は、仲介リンク３０を介し引き上げら
れ、弁体１３を上昇させて、ポート１２ａ，１２
ｄ間および１２ｂ，１２ｃ間を夫々連通させる。
するとラム昇降用エアシリンダ４のピストン５よ
りも下側に送り込まれていた圧縮空気が、通気路
１７から制御弁１１のポート１２ｃ，１２ｂを経
て排気路１６を通り大気中へ放出されるため、こ
れまでその空気圧によつて上昇位置に保たれてい
たラム７は、自重で下降し始める。然もこのとき
には、圧縮空気源から供給される圧縮空気が、給
気路１５から制御弁１１のポート１２ａ，１２ｄ
を経て通気路１８を通り、上記エアシリンダ４の
ピストン５よりも上側へ送り込まれるため、下降
し始めたラム７は、その空気圧で更に加速され、
急速に下降して行く。そこで、このようなラム７
の下降に先立ち、鍛造下型１０ｂ上に被加工素材
（図示せず）が置かれていたならば、該素材はラ
ム側の鍛造上型１０ａで打撃され、それら両型に
より型鍛造されることになる。

然して上記の如く下降するラム７の被加工素材
へ与える打撃力は、制御弁１１を介してそのラム
７へ下向きに加えられる圧縮空気圧の供給量を増
減することで強弱に調整でき、且つこの供給量
は、該制御弁における弁体１３の上昇動作量に基
づいてポート１２ｄをどの程度まで開かせるかに
より制御できる。またその打撃力は、圧縮空気圧
源から制御弁１１へ供給されてくる圧縮空気圧の
変動によつて影響を受けるが、この影響も、上記
したポート１２ｄの開度を変更することで、回避
できる。かかる弁体１３の上昇動作量は、前記し
たペダル２０の踏下げ量、従つてセンサ３４で検
出された運転操作用データの量的成分に対応する
油圧サーボシリンダ４０のピストン４１の往動量
で決定される。よつて打撃力の強弱調整と、圧縮
空気圧の変動に対する補正とは、この場合、いず
れもペダル２０の踏み加減によつて実現される。

一方、上記の如く一旦上昇させられた制御弁１
１の弁体１３は、ラム７が被加工素材を打撃する
直前でのペダル２０の踏下げ解除と、ラム７の下
降に追従した揺りカム２１の揺動とによつて下降
させられる。まずペダル２０の踏下げを解除する
と、このことがセンサ３４で検出されて、サーボ
アンプ４３を介しサーボ弁４２を復帰させ、油圧
サーボシリンダ４０に復動方向への油圧力を与え
る。従つてこのシリンダのピストン４１は、短縮
させられていた下部ロツド２７の実質的な長さを
回復、即ち該ロツドを押し上げる方向へ復動し
て、ロツカーアーム２３を図面上で反時計回り方
向へ回動させ、ピン２４を介して揺りカム２１を
下降させる。加えてラム７が上記の如く下降する
ときの揺りカム２１は、仲介リンク３０および上
部ロツド２８を介して伝えられる弁体１３の重量
で該ラムの側部傾斜面２５へ摺接する状態に保た
れようとして、ピン２４を支点に時計回り方向へ
揺動する。然してこのような揺りカム２１の下降
および揺動は、カムアーム２６を介して上部ロツ
ド２８を先程の押上げ量以上に引き下げ、仲介リ
ンク３０および弁軸１４を介して制御弁１１の弁
体１３を、当初の中立位置を越えて更に下降させ
るため、今度はポート１２ａ，１２ｃ間および１
２ｂ，１２ｄ間が夫々連通させられる。するとラ
ム昇降用エアシリンダ４のピストン５よりも上側
に送り込まれていた圧縮空気が、通気路１８から
ポート１２ｄ，１２ｂを経て排気路１６を通り大
気中へ放出され、同時に、圧縮空気源から供給さ
れる圧縮空気が、給気路１５からポート１２ａ，
１２ｃを経て通気路１７を通り上記ピストン５の
下側へ送り込まれるため、ラム７は、被加工素材
を打撃した直後、上記後者の空気圧により上昇さ
せられ始める。このようにしてラム７が上昇し始
めると、これの側部傾斜面２５へ摺接する揺りカ
ム２１がピン２４を支点に反時計回り方向へ揺動
して、カムアーム２６で上部ロツド２８を押し上
げ、ラム７が元の上昇位置へ戻る頃には、制御弁
１１の弁体１３をも元の中立位置まで上昇復帰さ
せて、各ポート１２ａ〜１２ｄのいずれをも閉鎖
させるので、ペダル２０が再度踏み下げられない
限り、そのラム７は上昇位置で静止する。

なお上記したような揺りカム２１の揺動は、こ
れの量的成分および時間的成分が補正操作用デー
タとしてセンサ３５で検出され、サーボアンプ４
８へ入力されるけれども、このときにはメモリ３
８からのデータ再生がないため、サーボ弁４７が
動作するには至らず、従つて油圧サーボシリンダ
４５のピストン４６は、ロツクされた状態に保た
れて上部ロツド２８に対し何等作用しない。

ところで、上記したようなペダル２０の踏下げ
によつて制御弁操作機構１９が人為的に操作され
るとき、データ処理回路Ｃをスイツチ３６でデー
タ記録態勢に切り換えておけば、該ペダルの踏下
げ動作からセンサ３４で検出された運転操作用デ
ータは、サーボアンプ４３へ入力されると同時
に、該回路を経てメモリ３７へも記録される。従
つて前記した打撃力調整や圧縮空気圧変動に対応
して行われたペダル２０の踏み加減も、その運転
操作用データに含まれて、メモリ３７へ記録され
ることになる。また制御弁操作機構１９がこのよ
うに操作されるとき、ラム７の昇降に追従した揺
りカム２１の揺動からセンサ３５で検出された補
正操作用データは、データ処理回路Ｃを経てメモ
リ３８へ記録される。但しこの記録される補正操
作用データは、今回の運転時における圧縮空気圧
を基準としたものである。

このようにして自動運転に必要な各データが採
取された後、その自動運転は次のようにして実現
される。

まずラム７が上昇位置で静止している状態に於
いて、鍛造下型１０ｂ上へ先程と同種の被加工素
材（図示せず）を置き、次いで自動操作用のペダ
ル３２を踏み下げる。なおこのときのペダル踏下
げは、自動運転開始用スイツチ３９へのスイツチ
ング動作を得るためだけのものであるから、踏み
加減を必要としない。

このようなスイツチング動作でデータ処理回路
Ｃがデータ再生態勢に切り換えられると、メモリ
３７からは運転操作用データが再生され、サーボ
アンプ４３へ入力される。するとこのサーボアン
プ４３は、まずサーボ弁４２を動作させ、センサ
４４からも入力される下部ロツド２７の往動量と
比較し乍ら、油圧サーボシリンダ４０のピストン
４１を、上記した再生データの量的成分に相当す
るストローク分だけ、時間的成分に相当する速さ
で往動させて、下部ロツド２７の実質的な長さを
短縮させた後、引き続き今度はサーボ弁４２を復
帰させ、上記ピストン４１を復動させて、短縮さ
れていた下部ロツド２７の実質的な長さを回復さ
せる。よつてこのときの制御弁操作機構１９に対
する運転操作は、ペダル２０の踏み加減で人為的
に行われた前回のそれと全く同様にして、自動的
に行われることになる。

また上記のようにしてデータ処理回路Ｃがデー
タ記録態勢へ切り換えられたときには、同時にメ
モリ３８から補正操作用データが再生され、サー
ボアンプ４８に入力される。更にこのサーボアン
プ４８へは、今回の自動的な運転操作に於いて揺
りカム２１の揺動に応じ新たにセンサ３５で検出
される補正操作用データも逐次入力される。

然してこの新たに検出された補正操作用データ
は、今回の自動運転時に制御弁１１へ供給された
圧縮空気圧が前回のデータ採取運転時における圧
縮空気圧と同一である場合を除き、再生された補
正操作用データと相違する。即ちラム７の下降降
時における揺りカム２１の揺動速さは、他の条件
が同じであるとき、該ラムの下降速度、従つて上
記の圧縮空気圧により定まり、該空気圧が高けれ
ば速く、低ければ遅い。かかる揺りカム２１の揺
動速さは、センサ３５で検出される補正操作用デ
ータの時間的成分に対応した量的成分として把握
され、この量的成分が、揺動速さの速いときには
大、遅いときには小となる。

そこで上記のサーボアンプ４８は、再生された
補正操作用データと新たに検出された補正操作用
データとを比較して、双方の時間的成分に対応し
た量的成分に差があるときにのみ、その差を解消
させる方向にサーボ弁４７を動作させる。このた
めサーボ弁４７は、再生された補正操作用データ
に比較して新たに検出された補正操作用データの
量的成分が過剰なときには、油圧サーボシリンダ
４５のピストン４６をこの過剰分に相当した量だ
け往動させて上部ロツド２８の実質的な長さを短
縮させることで、制御弁１１の弁体１３の上昇動
作量を減少させ、その量的成分が不足するときに
は、ピストン４６をこの不足分に相当した量だけ
復動させて上部ロツド２８の実質的な長さを延長
させることで、弁体１３の上昇動作量を増加させ
る。すると制御弁１１におけるポート１２ｄの弁
体１３による開度が、該弁体の上記した上昇動作
量の増減により変更され、通気路１８を経てエア
シリンダ４のピストン５よりも上方へ供給される
圧縮空気の量が制御されるため、ラム７の下降速
度は、圧縮空気圧が高い方へ変動しているときに
は遅くし、低い方へ変動しているときには速くす
るように調整される。よつてこのときの制御弁操
作機構１９に対する圧縮空気圧の変動に応じた補
正操作は、前回におけるペダル２０の人為的な踏
み加減に代わつて、全く自動的に行われることに
なる。

なおこの実施例におけるメモリ３７，３８に記
録された運転操作用データおよび補正操作用デー
タは、一回の再生で消去されることなく何回でも
再生できるので、それらの各データに基づく制御
弁操作機構１９の自動的な操作も、自動操作用ペ
ダル３２の単なる踏下げだけで繰り返し実現させ
得る。またメモリ３７，３８に上記の各データが
記録されている状態でも、人為操作用ペダル２０
の踏下げは可能であり、この踏下げによるとき
は、その記録された各データに基づかず且つ該各
データに影響を与えないで、制御弁操作機構１９
の人為的な運転操作を実現させ得る。但しこの人
為操作用ペダル２０を踏下げる際、データ記録指
令用スイツチ３６でデータ処理回路Ｃをデータ記
録態勢に切り換えておけば、その人為的な運転操
作に伴い新たに検出される運転操作用データおよ
び補正操作用データで、メモリ３７，３８に記録
されている既存の各データを更新できる。

以上の説明から明らかなように、本発明はエア
スタンプハンマの制御弁操作機構に対する運転操
作を、まず熟練作業員の模範的なモデル操作で人
為的に行わせて、このときの人為操作用ペダルの
踏下げ動作とラムの昇降に追従した揺りカムの揺
動とから、自動運転に必要な運転操作用データお
よび補正操作用データを検出して記録させ、以後
は再生した運転操作用データに基づいて、制御弁
操作機構の運転操作をモデル操作時と変わりなく
自動的に行わせると共に、再生した補正操作用デ
ータを基準として、圧縮空気圧の変動に応じた該
機構の補正操作をも自動的に行わせるようにした
ものであるから、かかる本発明によれば、当初の
データ採取時を除き、エアスタンプハンマの自動
運転を容易に実現させ得て、未熟な作業員にも熟
練した作業員によるのと全く同様の鍛造加工作業
を行わせることができ、然もデータ更新を含め、
上記した自動運転に必要な各データの検出と記録
をも自動的に処理させ得るので、自動運転に先立
つ該各データの入力作業を簡易化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したエアスタンプハンマ
の一部欠截正面図、第２図はその実施例の概要を
示す系統図を併用した一部欠截拡大図である。 ４……ラム昇降用シリンダ、７……ラム、１１
……動作方向切換用制御弁、１３……弁体、１４
……弁軸、１９……制御弁操作機構、２０……人
為操作用ペダル、２１……揺りカム、２２……支
軸、２３……ロツカーアーム、２５……ラムの側
部傾斜面、２６……カムアーム、２７……下部ロ
ツド、２８……上部ロツド、３０……仲介リン
ク、３１……固定支点、３２……自動操作用ペダ
ル、３３……ペダル支軸、３４……運転操作用セ
ンサ、３５……補正操作用センサ、３６……デー
タ記録指令用スイツチ、３７，３８……メモリ、
３９……自動運転開始用スイツチ、４０……運転
操作用油圧サーボシリンダ、４２……運転操作用
サーボ弁、４３……運転操作用サーボアンプ、４
４……補助センサ、４５……補正操作用油圧サー
ボシリンダ、４７……補正操作用サーボ弁、４８
……補正操作用サーボアンプ、４９……油圧源、
A₁……運転操作用データ録再系、A₂……運転操
作用油圧駆動系、B₁……補正操作用データ録再
系、B₂……補正操作用油圧駆動系、Ｃ……デー
タ処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 頭頂部のラム昇降用エアシリンダに動作方向
   切換用制御弁が付属し、且つこの制御弁には、人
   為操作用ペダルと、中程で枢支されたロツカーア
   ームと、該アームの一端に枢支されてラムの側部
   傾斜面へ摺接する態勢に垂下された揺りカムと、
   上記ペダルの踏下げ動作をロツカーアームの他端
   へ伝えるように該他端へ連接された下部ロツド
   と、揺りカム上端のカムアームの先端を上記制御
   弁の弁体へ連接させた上部ロツドとからなる制御
   弁操作機構が装備されたエアスタンプハンマに於
   いて、この制御弁操作機構のペダルおよび下部ロ
   ツドに関連した運転操作用データ録再系および運
   転操作用油圧駆動系からなる運転制御部と、同機
   構の揺りカムおよび上部ロツドに関連した補正操
   作用データ録再系および補正操作用油圧駆動系か
   らなる補正制御部と、それら両制御部に共用され
   るデータ処理回路とで構成されると共に、上記ペ
   ダルは下部ロツドから独立に枢支されて該ロツド
   の下端が固定支点へ枢支されており、その運転操
   作用データ録再系には、人為的に踏み下げられる
   上記ペダルに対向して踏下げ動作の量的成分およ
   び時間的成分を運転操作用データとして検出する
   運転操作用センサが、補正操作用データ録再系に
   は、ラムの昇降に従い揺動する上記揺りカムに対
   向して揺動の量的成分および時間的成分を補正操
   作用データとして検出する補正操作用センサが
   夫々備えられると共に、それらの各センサには、
   検出した運転操作用および補正操作用の各データ
   を上記のデータ処理回路を介して記録し且つ再生
   するメモリが用意され、運転操作用油圧駆動系
   は、上記した下部ロツドの一部をなして該ロツド
   の長さを実質的に短縮させる方向へ往動し回復さ
   せる方向へ復動する油圧サーボシリンダと、この
   シリンダの動作方向および動作量を制御するサー
   ボ弁と、上記の運転操作用センサで検出され或い
   はメモリより再生された何れか一方の運転操作用
   データに応動してそのサーボ弁を動作させるサー
   ボアンプとからなり、補正操作用油圧駆動系は、
   上記した上部ロツドの一部をなして該ロツドの長
   さを実質的に短縮させる方向へ往動し或いは延長
   させる方向へ復動する油圧サーボシリンダと、こ
   のシリンダの動作方向および動作量を制御するサ
   ーボ弁と、メモリより再生された補正操作用デー
   タに比較して上記の補正操作用センサから新たに
   検出される補正操作用データが相違するときの
   み、この相違を解消させる方向へ上記後者のサー
   ボ弁を動作させるサーボアンプとからなり、更に
   前記のデータ処理回路には、該回路をデータ記録
   態勢に切り換える手段とデータ再生態勢に切り換
   える手段とが備えられていることを特徴とするエ
   アスタンプハンマの自動運転装置。