特許 5909010 電動サーボプレス機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5909010

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月26日

(54)【発明の名称】電動サーボプレス機械

(51)【国際特許分類】

   B30B 15/28 20060101AFI20160412BHJP

   B30B 15/14 20060101ALI20160412BHJP

【ＦＩ】

   B30B15/28 F

   B30B15/14 N

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-85863(P2015-85863)

(22)【出願日】2015年4月20日

(62)【分割の表示】特願2011-248013(P2011-248013)の分割

【原出願日】2011年11月11日

(65)【公開番号】特開2015-131346(P2015-131346A)

(43)【公開日】2015年7月23日

【審査請求日】2015年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100861

【氏名又は名称】アイダエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134212

【弁理士】

【氏名又は名称】提中 清彦

(72)【発明者】

【氏名】小清水 孝志

【審査官】 矢澤 周一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０８９１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０５０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３４４８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０２４３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−００８５４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３０Ｂ １５／２８

Ｂ３０Ｂ １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動サーボモータの回転を動力伝達変換機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、当該スライドの往復直線運動を利用してワークに対してプレス加工を施す電動サーボプレス機械であって、他の装置設備と連携してシステム化されて用いられるものにおいて、
電動サーボモータと、スライドと、の間の動力伝達経路の途中に、クラッチ機構を介装すると共に、
クラッチ機構により電動サーボモータと動力伝達経路との連結が切断された切断状態において、スライドの運動に対して制動を掛けることができるブレーキ機構が備えられ、
急停止要求に応じて、クラッチ機構を切断状態にすると共に、ブレーキ機構によりスライドの運動に対して制動を掛ける一方、
電動サーボモータの実際の回転角度位置情報を取得するサーボモータ回転角度位置情報取得手段と、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体の実際の回転角度位置情報を取得するスライド側回転体回転角度位置情報取得手段と、
を備え、
制御装置が、サーボモータ回転角度位置情報取得手段により取得された実際の電動サーボモータの回転角度位置情報に対して、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により取得された実際のスライド側回転体回転角度位置情報と一致するように補正を施すことで、急停止から復帰させる際に、電動サーボモータ側でずれ分を修正することにより、クラッチ機構が接続された状態において、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれを無くすと共に、
急停止から復帰させる際に、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与して、少なくともバックラッシの無い状態にて、
サーボモータ回転角度位置情報取得手段により実際の電動サーボモータの回転角度位置情報を取得し、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により実際のスライド側回転体回転角度位置情報を取得し、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与する機構が、動力伝達経路に対して負荷を付与するために、バランスシリンダのスライド懸垂力を利用して、スライドを引き上げるように動作させて、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体であるクランク軸に回転方向の負荷を与え、これにより動力伝達経路内のギヤ同士を当てることで、当該回転方向におけるバックラッシの遊びが無い状態を作り出し、
その際のサーボモータ回転角度位置情報取得手段からの情報に基づいて、スライドが下降中であるのか上昇中であるのかを認識したうえで、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれが無い状態とすることを特徴とする電動サーボプレス機械。

【請求項2】

電動サーボモータの回転を動力伝達変換機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、当該スライドの往復直線運動を利用してワークに対してプレス加工を施す電動サーボプレス機械であって、他の装置設備と連携してシステム化されて用いられるものにおいて、
電動サーボモータと、スライドと、の間の動力伝達経路の途中に、クラッチ機構を介装すると共に、
クラッチ機構により電動サーボモータと動力伝達経路との連結が切断された切断状態において、スライドの運動に対して制動を掛けることができるブレーキ機構が備えられ、
急停止要求に応じて、クラッチ機構を切断状態にすると共に、ブレーキ機構によりスライドの運動に対して制動を掛ける一方、
電動サーボモータの実際の回転角度位置情報を取得するサーボモータ回転角度位置情報取得手段と、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体の実際の回転角度位置情報を取得するスライド側回転体回転角度位置情報取得手段と、
を備え、
制御装置が、サーボモータ回転角度位置情報取得手段により取得された実際の電動サーボモータの回転角度位置情報と、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により取得された実際のスライド側回転体回転角度位置情報と、が一致するように、電動サーボモータを回転移動させることで、急停止から復帰させる際に、電動サーボモータ側でずれ分を修正することにより、クラッチ機構が接続された状態において、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれを無くすと共に、
急停止から復帰させる際に、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与して、少なくともバックラッシの無い状態にて、
サーボモータ回転角度位置情報取得手段により実際の電動サーボモータの回転角度位置情報を取得し、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により実際のスライド側回転体回転角度位置情報を取得し、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与する機構が、動力伝達経路に対して負荷を付与するために、バランスシリンダのスライド懸垂力を利用して、スライドを引き上げるように動作させて、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体であるクランク軸に回転方向の負荷を与え、これにより動力伝達経路内のギヤ同士を当てることで、当該回転方向におけるバックラッシの遊びが無い状態を作り出し、
その際のサーボモータ回転角度位置情報取得手段からの情報に基づいて、スライドが下降中であるのか上昇中であるのかを認識したうえで、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれが無い状態とすることを特徴とする電動サーボプレス機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サーボモータの回転を動力伝達変換機構を介してスライドの上下往復動に変換し、当該スライドの上下往復動を利用してワークに対してプレス加工を施す電動サーボプレス機械に関する。

【背景技術】

【0002】

電子制御される電動のサーボモータの回転を、動力伝達変換機構（例えば、クランク機構）を介して、スライドの上下往復動に変換し、当該スライドの上下往復動を利用して、ワークに対してプレス加工を施すプレスマシン（所謂電動サーボプレス機械（プレスマシン）。以下、プレス機械（プレスマシン）を単にプレスとも称することがある）が知られている。

【0003】

電動サーボプレスは、運転状態を自由度高くソフトウェアにより制御可能であると共に、装置コストの低減、小型化等が可能であるなどの利点があり採用が進んでいる状況にある。

【0004】

ところで、電動サーボプレスにおいては、スライドを停止する場合、通常は電動サーボモータ自身の制御により停止することでなされる。

【0005】

しかし、サーボエラー、位置偏差等によるサーボ関係の異常で停止するような場合、または人為的ボタン操作や危険域内への侵入検出により非常停止装置から非常停止信号を発してスライドを停止させるような場合は、急速停止が必要であることから、サーボモータへの駆動電源の供給をオフすると共に、別に装備したブレーキにてスライドを停止する必要がある。

【0006】

この場合、電動サーボプレスにおいては、電動サーボモータからスライドまではギヤ等の駆動部品にて常時連結されており、停止する場合は、電動サーボモータの回転まで停止させなければならないこととなる。

【0007】

このとき、停止させなければならない運動体のイナーシャが大きいほど停止し難いため、停止までに時間が必要となることから、緊急停止の場合のようにスライド停止時間を安全上の安全を満たす時間内に停止するという要求に応えるためには、大容量のブレーキが必要となってくる。そのため、電動サーボプレス機械が大型化、高コスト化してしまうことになる。なお非常停止信号を受け、安全上の安全を満たす時間内でスライドが停止することを急停止という。

【0008】

ここにおいて、特許文献１では、電動サーボプレス機において、従来の機械式プレスのように、動力伝達経路の途中にクラッチ及びブレーキ装置を備えて構成し、電動モータとクランク軸とを物理的（機械的）に完全に切り離すことができるようにして、異常時には、クラッチを解放して動力の伝達を停止すると共に、ブレーキを作動させてプレス機を緊急停止させるようにしたものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００７−３１９９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１のものは、動力伝達経路の途中にクラッチ及びブレーキ装置を備え、緊急停止時には、クラッチを解放してサーボモータの駆動伝達を断つと同時に、ブレーキを作動させる構成であるため、停止すべき部品から電動サーボモータを除外することができるので、停止させなければならない運動体のイナーシャを減少させることができるため、ブレーキ容量を小さくすることができ、以って電動サーボプレス機械の大容量化などの抑制に貢献可能である。

【0011】

しかしながら、このように、クラッチ機構により、電動サーボモータと、クランク軸（スライド）と、の連結を解いてしまうと、電動サーボモータと、クランク軸と、の位相がずれてしまうため（同期がずれてしまうため）、通常運転への復帰の際に、そのままクラッチ機構を接続してしまうと、復帰後のプレス作業、更にはスタンドアロンではなく他の装置設備と連携してシステム化されているプレス加工ラインの他の装置設備との協働作業に支障をきたすおそれがある。

【0012】

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、比較的簡単かつ安価な構成でありながら、電動サーボモータにより動力伝達経路を介してスライドを駆動する電動サーボプレス機械であって、動力伝達経路にクラッチ機構とブレーキ機構とを備え、例えば急停止の際に、クラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路から切り離すと共に、ブレーキ機構を作動させてスライドを停止させるものにおいて、再びクラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路に接続する際に、電動サーボモータ側とスライド側との間の位相のずれを無くすことができ、以って円滑に通常運転へ復帰させることができる電動サーボプレス機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

このため、本発明に係る電動サーボプレス機械は、
電動サーボモータの回転を動力伝達変換機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、当該スライドの往復直線運動を利用してワークに対してプレス加工を施す電動サーボプレス機械であって、他の装置設備と連携してシステム化されて用いられるものにおいて、
電動サーボモータと、スライドと、の間の動力伝達経路の途中に、クラッチ機構を介装すると共に、
クラッチ機構により電動サーボモータと動力伝達経路との連結が切断された切断状態において、スライドの運動に対して制動を掛けることができるブレーキ機構が備えられ、
急停止要求に応じて、クラッチ機構を切断状態にすると共に、ブレーキ機構によりスライドの運動に対して制動を掛ける一方、
電動サーボモータの実際の回転角度位置情報を取得するサーボモータ回転角度位置情報取得手段と、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体の実際の回転角度位置情報を取得するスライド側回転体回転角度位置情報取得手段と、
を備え、
制御装置が、サーボモータ回転角度位置情報取得手段により取得された実際の電動サーボモータの回転角度位置情報に対して、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により取得された実際のスライド側回転体回転角度位置情報と一致するように補正を施すことで、急停止から復帰させる際に、電動サーボモータ側でずれ分を修正することにより、クラッチ機構が接続された状態において、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれを無くすと共に、
急停止から復帰させる際に、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与して、少なくともバックラッシの無い状態にて、
サーボモータ回転角度位置情報取得手段により実際の電動サーボモータの回転角度位置情報を取得し、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により実際のスライド側回転体回転角度位置情報を取得し、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与する機構が、動力伝達経路に対して負荷を付与するために、バランスシリンダのスライド懸垂力を利用して、スライドを引き上げるように動作させて、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体であるクランク軸に回転方向の負荷を与え、これにより動力伝達経路内のギヤ同士を当てることで、当該回転方向におけるバックラッシの遊びが無い状態を作り出し、
その際のサーボモータ回転角度位置情報取得手段からの情報に基づいて、スライドが下降中であるのか上昇中であるのかを認識したうえで、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれが無い状態とすることを特徴とする。

【0014】

また、本発明に係る電動サーボプレス機械は、
電動サーボモータの回転を動力伝達変換機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、当該スライドの往復直線運動を利用してワークに対してプレス加工を施す電動サーボプレス機械であって、他の装置設備と連携してシステム化されて用いられるものにおいて、
電動サーボモータと、スライドと、の間の動力伝達経路の途中に、クラッチ機構を介装すると共に、
クラッチ機構により電動サーボモータと動力伝達経路との連結が切断された切断状態において、スライドの運動に対して制動を掛けることができるブレーキ機構が備えられ、
急停止要求に応じて、クラッチ機構を切断状態にすると共に、ブレーキ機構によりスライドの運動に対して制動を掛ける一方、
電動サーボモータの実際の回転角度位置情報を取得するサーボモータ回転角度位置情報取得手段と、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体の実際の回転角度位置情報を取得するスライド側回転体回転角度位置情報取得手段と、
を備え、
制御装置が、サーボモータ回転角度位置情報取得手段により取得された実際の電動サーボモータの回転角度位置情報と、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により取得された実際のスライド側回転体回転角度位置情報と、が一致するように、電動サーボモータを回転移動させることで、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれを無くすと共に、
急停止から復帰させる際に、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与して、少なくともバックラッシの無い状態にて、
サーボモータ回転角度位置情報取得手段により実際の電動サーボモータの回転角度位置情報を取得し、スライド側回転体回転角度位置情報取得手段により実際のスライド側回転体回転角度位置情報を取得し、
切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路に対して負荷を付与する機構が、動力伝達経路に対して負荷を付与するために、バランスシリンダのスライド懸垂力を利用して、スライドを引き上げるように動作させて、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路の回転体であるクランク軸に回転方向の負荷を与え、これにより動力伝達経路内のギヤ同士を当てることで、当該回転方向におけるバックラッシの遊びが無い状態を作り出し、
その際のサーボモータ回転角度位置情報取得手段からの情報に基づいて、スライドが下降中であるのか上昇中であるのかを認識したうえで、電動サーボモータと、切断状態のクラッチ機構からスライドまでの動力伝達経路と、の間の位相ずれが無い状態とすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、比較的簡単かつ安価な構成でありながら、電動サーボモータにより動力伝達経路を介してスライドを駆動する電動サーボプレス機械であって、動力伝達経路にクラッチ機構とブレーキ機構とを備え、例えば急停止の際に、クラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路から切り離すと共に、ブレーキ機構を作動させてスライドを停止させるものにおいて、再びクラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路に接続する際に、電動サーボモータ側とスライド側における位相のずれを無くすことができ、以って円滑に通常運転へ復帰させることができる電動サーボプレス機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態に係る実施例１、２の電動サーボプレス機械のメカニカル部分の全体構成を概略的に示す全体構成図である。

【図2】同上各実施例に係る電動サーボプレス機械のシステム構成を概略的に示すシステムブロック図である。

【図3】（Ａ）は実施例１の電動サーボプレス機械において実行される制御フローチャートであり、（Ｂ）は非常停止信号が発せられ急停止してから通常運転への復帰処理を説明するタイミングチャートである。

【図4】（Ａ）は実施例２の電動サーボプレス機械において実行される制御フローチャートであり、（Ｂ）は非常停止信号が発せられ急停止してから通常運転への復帰処理を説明するタイミングチャートである。

【図5】実施例３の電動サーボプレス機械のメカニカル部分の全体構成を概略的に示す全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の一実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施形態により、本発明が限定されるものではない。

【実施例1】

【0018】

本実施の形態の実施例１に係る電動サーボプレス機械１００は、図１、図２に示すように、ワークに対してプレス加工を施すスライド１１０を往復直線運動させるための「回転運動−往復直線運動変換機構」の一つであるクランク軸１２０を含むクランク機構（偏心軸などを利用した機構とすることもできる）が備えられている。

【0019】

このクランク軸１２０にはメインギヤ１３０が一体的に取り付けられ、該メインギヤ１３０には、ドライブギヤ１４０とブレーキ用ギヤ２１０が噛合している。

【0020】

ドライブギヤ１４０の回転軸には、本電動サーボプレス機械１００の駆動源である電動サーボモータ１６０が回転連結されていると共に、ドライブギヤ１４０と電動サーボモータ１６０の間には、クラッチ機構１５０が介装されている。

【0021】

クラッチ機構１５０は、電磁クラッチ機構その他の各種のクラッチ機構を採用することができるが、例えば、機械式クラッチ機構を採用することができる。

【0022】

なお、機械式クラッチ機構は、例えば、図２に示すように、プレス制御部５００からの制御信号に従って、クラッチ電磁弁１５１を作動させてクラッチシリンダ１５２内にエアを供給することでスプリング（図示せず）の付勢力に抗して摩擦要素１５３をディスク１５４に押圧させて動力を伝達する接続状態とする一方、クラッチ電磁弁１５１を作動させてクラッチシリンダ１５２内のエアを解放することでスプリングの付勢力により摩擦要素１５３をディスク１５４から離間させて切断状態とするクラッチ機構とすることができる。

【0023】

また、本実施例においては、ブレーキ用ギヤ２１０には、ブレーキ機構２００が取り付けられている。
ブレーキ機構２００は、電磁ブレーキ機構その他の各種のブレーキ機構を採用することができるが、例えば、機械式ブレーキ機構を採用することができる。

【0024】

機械式ブレーキ機構は、例えば、図２に示すように、プレス制御部５００からの制御信号に従って、ブレーキ電磁弁２０１を作動させてブレーキシリンダ２０２内のエアを排気することでスプリング（図示せず）の付勢力に抗するエア圧を解放（レリース）し、前記スプリングの付勢力を介して摩擦要素２０３をディスク２０４に押圧させてブレーキ用ギヤ２１０延いてはメインギヤ１３０を制動するブレーキ機構とすることができる。

【0025】

かかる構成を備えた本実施例に係る電動サーボプレス機械１００では、通常停止時には、プレス制御部５００によるサーボコントローラを介した電動サーボモータ１６０の運転制御により運転停止されるが、非常停止信号が発せられる緊急時（非常時）などの急停止時には、プレス制御部５００では、電動サーボモータ１６０の駆動電源をオフする一方、クラッチ機構１５０を介してドライブギヤ１４０と電動サーボモータ１６０の回転連結を切断して電動サーボモータ１６０を動力伝達経路から切り離すと共に、ブレーキ機構２００を作動させてブレーキ用ギヤ２１０延いてはメインギヤ１３０更にはスライド１１０を制動することで、電動サーボプレス機械１００を急停止させるようになっている（図３の制御フローチャートのステップ１（Ｓ１）〜ステップ４（Ｓ４）参照）。

【0026】

そして、急停止後に、運転を復帰させて再び通常のプレス加工を再開させる際には、本実施の形態においては、以下のような処理が行われる。

【0027】

すなわち、このような復帰の際には、一旦電動サーボモータ１６０を動力伝達経路から切り離したことから、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路の回転体（クランク軸１２０）の回転角度位置と、電動サーボモータ１６０の出力回転軸の回転角度位置と、の間に位相ずれが生じる場合がある（図３のタイムチャート参照）。

【0028】

この位相ずれを修正して復帰させる必要があるが、そのような復帰方法の一例としては、例えば、電動サーボモータ１６０を制御するプレス制御部５００が、電動サーボモータ１６０のモータ軸エンコーダ１６１からの情報に基づき取得した電動サーボモータ１６０の回転角度位置情報（内部データ）を、クランク軸エンコーダ１２１により実際に取得されるクランク軸１２０の回転角度位置情報と一致するように、そのズレ分を修正するといった手法を採用することができる（図３の制御フローチャートのステップ８（Ｓ８）参照）。

【0029】

ここにおいて、モータ軸エンコーダ１６１及びプレス制御部５００が、本発明に係るサーボモータ回転角度位置情報取得手段に相当し、クランク軸エンコーダ１２１及びプレス制御部５００がスライド側回転体回転角度位置情報取得手段に相当している。
また、プレス制御部５００が、本発明の制御装置に相当する。

【0030】

なお、当該手法の場合には、プレス制御部５００の内部データのみの変更であるため、後述するもう一つの復帰方法のように、電動サーボモータ１６０を実際に動かして位相合せを行うといった動作は必要ない。
すなわち、クラッチ機構１５０を接続状態にする前に、電動サーボモータ１６０のモータ軸エンコーダ１６１からの情報に基づき取得した電動サーボモータ１６０の回転角度位置情報（内部データ）を、クランク軸エンコーダ１２１により実際に取得されるクランク軸１２０の回転角度位置情報と一致するように、そのズレ分を修正し、その後にクラッチ機構１５０を接続状態とすることができる一方、クラッチ機構１５０を接続状態にした後に、電動サーボモータ１６０のモータ軸エンコーダ１６１からの情報に基づき取得した電動サーボモータ１６０の回転角度位置情報（内部データ）を、クランク軸エンコーダ１２１により実際に取得されるクランク軸１２０の回転角度位置情報と一致するように、そのズレ分を修正することもできる。

【0031】

ところで、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路の途中にはスプラインやギヤのバックラッシが存在するため、一旦切り離した電動サーボモータ１６０側とドライブギヤ１４０（クランク軸１２０）側とをクラッチ機構１５０により接続した場合には、バックラッシ分だけ、クランク軸の回転角度位置(スライド１１０の位置)と、電動サーボモータ１６０の回転角度位置と、の間に誤差（位相ずれ）が生じてしまう場合がある。

【0032】

このため、本実施例では、例えば、ギヤを回転方向または逆転方向に押し当てることによりバックラッシの遊び分が無い状態を作り出し、その状態で位相を合せることができる構成とした。

【0033】

すなわち、本実施例では、ギヤ同士を当ててバックラッシによる遊び分が無い状態を作り出すために、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路の回転体（クランク軸１２０）の回転方向に負荷を付与するようにしている。
具体的には、一般的なプレス機械は、スライド重量に起因するフレス運転中の動力伝達経路や電動サーボモータ１６０への負担を軽減することを目的に、スライドを懸垂してスライドの重量を相殺するためのバランスシリンダを装備しているので、急停止後の復帰の際に、図３に示すようなバランスシリンダ１１２を、スライド１１０を引き上げるように動作させて、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路の回転体（クランク軸１２０）に回転方向の負荷を与え、これにより動力伝達経路内のギヤ同士を当てることで、当該回転方向におけるバックラッシの遊びが無い状態を作り出す（図３の制御フローチャートのステップ６（Ｓ６）、ステップ７（Ｓ７）参照）。

【0034】

このとき、スライド１１０が下降中に停止した場合と上昇中に停止した場合とでは、負荷をかけた際に、当たる歯面が変化する。バランスシリンダの懸垂力でスライドを上昇させようとすると、その懸垂力はクランク軸の回転力に変換される。プレス運転中のクランク軸の回転方向を正転方向とし、その反対の回転方向を逆転方向とした場合、クランク軸が下死点手前の位置にある場合（スライド下降中に停止した場合）は、スライドを上昇させようとする力はクランク軸を逆転方向に回転させるトルクに変換される。これに対しクランク軸が下死点過ぎの位置にある場合（スライド上昇中に停止した場合）は、スライドを上昇させようとする力はクランク軸を正転方向に回転させるトルクに変換される。すなわち、一つの歯において、時計回転方向の歯面が当たるか、反時計回転方向の歯面が当たるのかは、スライド１１０が下降中に停止した場合と上昇中に停止した場合とで異なる。

【0035】

そのため、本実施例に係るプレス制御部５００では、クランク軸エンコーダ１２１からの情報に基づいて、スライド１１０が下降中であるのか上昇中であるのかを認識し、スライド１１０が下降中の値を正とした場合、急停止の際にスライド１１０が上昇中に停止していた場合はバックラッシの角度分（ズレ分）をプラスして位相合せを行うようになっている。これにより、より精度の高い位相合わせを行うことができる。

【0036】

図３の制御フローチャートを用いて詳細に説明すると、非常停止信号が発せられ急停止した後に通常運転（プレス加工）へ復帰させる場合、プレス制御部５００では、以下のような処理を行うようになっている。

【0037】

ステップ（図ではＳと記す）１で、非常停止信号が入力される。作業者による非常停止ボタンのマニュアル操作や、自動検知システムが危険領域内に人が侵入したことを検知した場合などに、非常停止装置から非常停止信号がプレス制御部５００へ入力される。

【0038】

ステップ２では、プレス制御部５００からクラッチ機構１５０へオフ（切断）信号を送り、クラッチ機構１５０では、ドライブギヤ１４０と電動サーボモータ１６０の回転連結を切断して電動サーボモータ１６０を動力伝達経路から切り離す。

【0039】

ステップ３では、電動サーボモータ１６０の駆動電源をオフする。

【0040】

ステップ４では、プレス制御部５００からブレーキ作動信号をブレーキ電磁弁２０１へ送り、ブレーキ機構２００を作動させてブレーキ用ギヤ２１０延いてはメインギヤ１３０更にはスライド１１０を制動することで、電動サーボプレス機械１００を急停止させる。

【0041】

ステップ５では、非常停止解除ボタン等が操作された場合や自動検知システムによる異常検知が解消された場合に、それを受けてプレス制御部５００では、急停止を解除して、復帰動作へ移行する。

【0042】

ステップ６では、流体式アクチュエータなどから構成されるバランスシリンダ（バランサ）１１２の内圧を所定に増加して、スライド１１０延いては動力伝津経路に必要な負荷を与える。

【0043】

ステップ７では、ステップ６により、一定方向へ必要な負荷を与えることで、動力伝達経路内の遊びやバックラッシの無い状態を作り出す。

【0044】

ステップ８では、電動サーボモータ１６０内のモータ軸エンコーダ１６１からの情報に基づき取得した電動サーボモータ１６０の回転角度位置情報（内部データ）に対して、クランク軸エンコーダ１２１により実際に取得されるクランク軸１２０の回転角度位置情報と一致するようにズレ分を補正する。

【0045】

ステップ９では、クラッチ機構１５０へオン（接続）信号を送り、クラッチ機構１５０では、ドライブギヤ１４０と電動サーボモータ１６０の回転連結を接続して電動サーボモータ１６０を動力伝達経路に接続した接続状態とする。

【0046】

ステップ１０では、電動サーボモータ１６０の駆動電源をオンする。

【0047】

ステップ１１では、ブレーキ機構２００を解除してブレーキ用ギヤ２１０延いてはメインギヤ１３０更にはスライド１１０に対する制動を解除する。

【0048】

ステップ１２では、バランスシリンダ（バランサ）１１２の内圧を通常運転時における値に制御して、復帰運転に備える。

【0049】

このような処理を行うことで、プレス制御部５００は、急停止後の通常制御へ復帰することになる。なおステップ８とステップ９とは順序を入れ替えても良い。

【0050】

このように、本実施例によれば、動力伝達経路の途中にクラッチ機構１５０及びブレーキ機構２００を備え、急停止時には、クラッチ機構１５０を解放して電動サーボモータ１６０の駆動伝達を断つと同時に、ブレーキ機構２００を作動させる構成であるため、電動サーボモータ１６０を停止する部品から除外して停止の際のイナーシャを減少させることができるため、ブレーキ容量を小さくすることができ、以ってブレーキの大容量化などを回避することができる。

【0051】

また、本実施例によれば、急停止後の通常運転等への復帰の際に、クラッチ機構１５０により電動サーボモータ１６０とクランク軸１２０（スライド１１０）との回転連結を解いた場合に生じる電動サーボモータ１６０とクランク軸１２０との間の位相のずれを修正することができるので、復帰後のプレス作業を円滑なものとすることができると共に、他の装置設備と連携してシステム化されているプレス加工ラインの他の装置設備との協働作業を円滑なものとすることができる。

【0052】

すなわち、本実施例によれば、比較的簡単かつ安価な構成でありながら、電動サーボモータにより動力伝達経路を介してスライドを駆動する電動サーボプレス機械であって、動力伝達経路にクラッチ機構とブレーキ機構とを備え、例えば急停止の際に、クラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路から切り離すと共に、ブレーキ機構を作動させてスライドを停止させるものにおいて、再びクラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路に接続する際に、電動サーボモータ側とスライド側との間の位相のずれを無くすことができ、以って円滑に通常運転へ復帰させることができる電動サーボプレス機械を提供することができる。

【0053】

なお、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路におけるバックラッシが小さい場合には、これらを考慮しない構成も想定することができ、その場合には、図３の制御フローチャートのＳ６、Ｓ７は省略可能である。

【0054】

また、マニュアル作業により、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路におけるバックラッシが無い状態を作り出すこともでき、例えば、メインギヤ１３０などに対して回転方向に作業者が負荷を掛けることができる場合においては、図３の制御フローチャートのＳ６、Ｓ７はマニュアル作業に置き換えることも可能である。

【実施例2】

【0055】

実施例２は、実施例１に対して、急停止後の通常運転への復帰のさせ方が相違するのみであるので、その部分についてのみ説明する。
すなわち、実施例２の復帰方法は、図４の制御フローチャートのステップ１０８〜１１１（Ｓ１０８〜１１１）に示すように、例えば、電動サーボモータ１６０を制御するプレス制御部５００が、電動サーボモータ１６０を駆動して、電動サーボモータ１６０内のモータ軸エンコーダ１６１からの情報に基づき取得される電動サーボモータ１６０の回転角度位置情報が、クランク軸エンコーダ１２１により実際に取得されるクランク軸１２０の回転角度位置情報と一致するまで、クランク軸１２０（切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路の回転体）に対して電動サーボモータ１６０を相対回転させてから、クラッチ機構１５０を接続状態とするといった手法を採用している。

【0056】

具体的には、図４の制御フローチャートに示したように、
ステップ１０１〜ステップ１０７により、図３のステップ１〜ステップ７と同様の処理を行う。

【0057】

続くステップ１０８では、ステップ１０９での処理に備えて、電動サーボモータ１６０の駆動電源をオンする。

【0058】

ステップ１０９では、プレス制御部５００は、クランク軸エンコーダ１２１の検出信号に基づき取得されるクランク軸回転角度位置情報からクランク軸換算現在位置を取得する一方で、モータ軸エンコーダ１６１の検出信号に基づき取得される電動サーボモータ１６０の回転角度位置情報からモータ軸換算現在位置を算出し、これら２つの現在位置データから両者の位相差をキャンセルすることができる目標位置を生成し、サーボコントローラへ目標位置指令を出力し、電動サーボモータ１６０を実際に回転させる。

【0059】

ステップ１１０では、現在位置の更新を行い、クランク軸換算現在位置とモータ軸換算現在位置とが一致したか否かを判断し、両者が一致するまで、ステップ１０９、１１０を繰り返す。

【0060】

ステップ１１１では、クラッチ機構１５０へオン（接続）信号を送り、クラッチ機構１５０では、ドライブギヤ１４０と電動サーボモータ１６０の回転連結を接続して電動サーボモータ１６０を動力伝達経路に接続した接続状態とする。

【0061】

ステップ１１２では、ブレーキ機構２００を解除してブレーキ用ギヤ２１０延いてはメインギヤ１３０更にはスライド１１０に対する制動を解除する。

【0062】

ステップ１１３では、バランスシリンダ（バランサ）１１２の内圧を通常運転時における値に制御して、復帰運転に備える。

【0063】

このような処理を行うことで、プレス制御部５００は、急停止後の通常制御へ復帰することになる。

【0064】

このような、実施例２によれば、実施例１と同様、動力伝達経路の途中にクラッチ機構１５０及びブレーキ機構２００を備え、急停止時には、クラッチ機構１５０を解放して電動サーボモータ１６０の駆動伝達を断つと同時に、ブレーキ機構２００を作動させる構成であるため、電動サーボモータ１６０を停止する部品から除外して停止の際のイナーシャを減少させることができるため、ブレーキ容量を小さくすることができ、以ってブレーキの大容量化などを回避することができる。

【0065】

また、実施例２によれば、実施例１と同様、急停止後の通常運転等への復帰の際に、クラッチ機構１５０により電動サーボモータ１６０とクランク軸１２０（スライド１１０）との回転連結を解いた場合に生じる電動サーボモータ１６０とクランク軸１２０との間の位相のずれを修正することができるので、復帰後のプレス作業を円滑なものとすることができると共に、他の装置設備と連携してシステム化されているプレス加工ラインの他の装置設備との協働作業を円滑なものとすることができる。

【0066】

すなわち、実施例２によっても、実施例１と同様、比較的簡単かつ安価な構成でありながら、電動サーボモータにより動力伝達経路を介してスライドを駆動する電動サーボプレス機械であって、動力伝達経路にクラッチ機構とブレーキ機構とを備え、例えば急停止の際に、クラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路から切り離すと共に、ブレーキ機構を作動させてスライドを停止させるものにおいて、再びクラッチ機構により電動サーボモータを動力伝達経路に接続する際に、電動サーボモータ側とスライド側との間の位相のずれを無くすことができ、以って円滑に通常運転へ復帰させることができる電動サーボプレス機械を提供することができる。

【0067】

なお、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路におけるバックラッシが小さい場合には、これらを考慮しない構成も想定することができ、その場合には、図４の制御フローチャートのＳ１０６、Ｓ１０７は省略可能である。

【0068】

また、マニュアル作業により、切断状態のクラッチ機構１５０からスライド１１０までの動力伝達経路におけるバックラッシが無い状態を作り出すこともでき、例えば、メインギヤ１３０などに対して回転方向に作業者が負荷を掛けることができる場合においては、図４の制御フローチャートのＳ１０６、Ｓ１０７はマニュアル作業に置き換えることも可能である。

【実施例3】

【0069】

実施例３は、図１や図２に示した実施例１、２の電動サーボプレス機械１００に対して、図５に示すような電動サーボプレス機械６００に本発明を適用した場合の一例である。
実施例１、２と基本的な考え方は同じであるが、電動サーボプレス機械２００は、そのレイアウトが図１のものと相違し、クラッチ機構１５０と電動サーボモータ１６０との間に中間ギヤ３００が介装された構成となっている。このような構成により、実施例１、２に対して減速比などを所望の大きさに設定できるなど設計自由度が広がるという利点があるが、その他の点については、上述した実施例１、２の内容と同様の構成及び制御が行われ、同様の作用効果を奏することができるものである。

【0070】

以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0071】

１００ 電動サーボプレス機械
１１０ スライド
１１２ バランスシリンダ
１２０ クランク軸
１２１ クランク軸エンコーダ（スライド側回転体回転角度位置情報取得手段）
１３０ メインギヤ
１５０ クラッチ機構
１６０ 電動サーボモータ
１６１ モータ軸エンコーダ（サーボモータ回転角度位置情報取得手段）
２００ ブレーキ機構
５００ プレス制御部（制御装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】