(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0019】
本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
【0020】
本例においては、サーボモータを搭載したサーボプレス(プレス機械)を例に挙げて説明する。
【0021】
<全体構成>
図1は、本実施形態に基づくサーボプレス1の斜視図である。
【0022】
図1に示されるように、一例としてプランジャが設けられていないタイプのサーボプレス1が示されている。
【0023】
サーボプレス1は、本体フレーム2と、スライド3と、ベッド4と、ボルスタ5と、コントロールパネル6と、制御装置40とを備える。
【0024】
サーボプレス1の本体フレーム2の略中央部には、スライド3が上下動自在に支承されている。スライド3に対する下方には、ベッド4上に取り付けられたボルスタ5が配置されている。本体フレーム2の前方には、コントロールパネル6が設けられている。本体フレーム2の側方には、コントロールパネル6が接続された制御装置40が設けられている。
【0025】
また、制御装置40内部の制御基板に接続するためのコネクタ105が設けられている。
【0026】
図2は、サーボプレス1の要部を示す側断面図である。
図3は、サーボプレス1の別の要部を示す一部断面の平面図である。
【0027】
図2に示されるように、サーボプレス1は、サーボモータ21と、球面孔3Aと、ねじ軸7と、球体部7Aと、ねじ部7Bと、コンロッド本体8と、雌ねじ部8Aと、コンロッド9と、メインシャフト10と、エキセン部10Aと、サイドフレーム11と、軸受部12〜14と、メインギア15と、動力伝達軸16と、伝達ギア16Aと、軸受部17,18と、プーリ19とをさらに有する。
【0028】
サーボプレス1では、サーボモータ21によりスライド3を駆動している。スライド3の上部に形成された球面孔3A内には、ダイハイト調整用のねじ軸7の下端に設けられた球体部7Aが抜け止めされた状態で回動自在に挿入されている。球面孔3Aおよび球体部7Aにより、球状継手が構成されている。ねじ軸7のねじ部7Bは、上方に向けてスライド3から露出し、ねじ軸7の上方に設けたコンロッド本体8の雌ねじ部8Aに螺合している。ねじ軸7およびコンロッド本体8により、伸縮自在なコンロッド9が構成されている。
【0029】
なお、ダイハイトとは、スライド3を下死点にしたときのスライド下面からボルスタ上面の距離をいう。
【0030】
コンロッド9の上部は、メインシャフト10に設けられたクランク状のエキセン部10Aに回動自在に連結されている。メインシャフト10は、本体フレーム2を構成する左右一対の厚板状のサイドフレーム11間において、前後3箇所の軸受部12,13,14で支承されている。メインシャフト10の後部側には、メインギア15が取り付けられている。
【0031】
メインギア15は、その下方に設けられた動力伝達軸16の伝達ギア16Aと噛合している。動力伝達軸16は、サイドフレーム11間において、前後2箇所の軸受部17,18で支承されている。動力伝達軸16の後端には、従動側のプーリ19が取り付けられている。プーリ19は、その下方に配置されたサーボモータ21で駆動される。
【0032】
サーボプレス1は、ブラケット22と、出力軸21Aと、プーリ23と、ベルト24と、ブラケット25と、位置検出器26と、ロッド27と、位置センサ28と、補助フレーム29と、ボルト31,32とをさらに有する。
【0033】
サーボモータ21は、略L字形状のブラケット22を介してサイドフレーム11間に支持されている。サーボモータ21の出力軸21Aは、サーボプレス1の前後方向に沿って突出しており、出力軸21Aに設けられた駆動側のプーリ23と従動側のプーリ19に巻回されたベルト24により動力が伝達される。
【0034】
また、スライド3の背面側には、上下2箇所からサイドフレーム11間に向けて後方に突出した一対のブラケット25が取り付けられている。上下のブラケット25間には、リニアスケール等の位置検出器26を構成するロッド27が取り付けられている。このロッド27には、スライド3の上下位置を検出するためのスケールが設けられており、同じく位置検出器26を構成する位置センサ28に上下動自在に嵌挿されている。位置センサ28は、一方のサイドフレーム11に設けられた補助フレーム29に固定されている。
【0035】
補助フレーム29は、上下方向に縦長に形成されており、下部がボルト31によりサイドフレーム11に取り付けられ、上部が上下方向に長い長孔内に挿入されたボルト32により上下方向に摺動自在に支持されている。このように補助フレーム29は、上下いずれか一方側(本実施形態では下側)のみがサイドフレーム11に固定され、他方側が上下動自在に支持されているため、サイドフレーム11の温度変化による伸縮の影響を受けないようになっている。これにより、位置センサ28は、サイドフレーム11のそのような伸縮の影響を受けずに、スライド位置およびダイハイト位置を正確に検出可能としている。
【0036】
一方、スライド3のスライド位置およびダイハイトは、スライド3内に設けられたスライド位置調整機構33によって調整される。スライド位置調整機構33は、
図3にも示すように、ねじ軸7の球体部7Aの外周にピン7Cを介して取り付けられたウォームホイール34と、ウォームホイール34と噛合するウォームギア35と、ウォームギア35の端部に取り付けられた入力ギア36と、入力ギア36に噛合する出力ギア37を有したインダクションモータ38とで構成される。インダクションモータ38は、軸方向長さが短いフラット形状とされ、コンパクトに構成されている。インダクションモータ38の回転動をウォームホイール34を介してねじ軸7を回動させることによって調整している。
【0037】
コントロールパネル6は、スライドのモーション制御を設定するための各種データを入力するものであり、モーションデータを入力するためのスイッチやテンキー、およびこれらの入力データや設定完了し登録された設定データ等を表示する表示器を有している。
【0038】
表示器としては、透明タッチスイッチパネルを液晶表示器やプラズマ表示器等のグラフィック表示器を前面に装着した、プログラマブル表示器が採用されている。
【0039】
なお、このコントロールパネル6は、予め設定されたモーションデータを記憶したICカード等の外部記憶媒体からのデータ入力装置、または無線や通信回線を介してデータを送受信する通信装置を備えていてもよい。
【0040】
本実施形態のコントロールパネル6では、成形条件に合った加工パターン、すなわちスライドの制御パターンとして、回転パターン、回転往復パターン、振子パターンおよび反転パターン等を選択し、設定可能となっている。また、加工パターンに応じてスライド3の高さ位置を位置検出器26の実際の検出値で表示させるか、後述する演算によって算出された値を表示させるかが、モーションデータとして指定される。
【0041】
制御パターン中の「回転」パターンとは、メインシャフト10を正回転側にのみに回転させることで実現するものであり、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点から始動させ、下死点を通過させて再び上死点まで到達させるモーションである。
【0042】
「回転往復」パターンとは、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点から正回転側へ始動させ、下死点手前の加工終了位置で停止させた後、この位置から逆回転側に回転させて上死点まで戻し、次のワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点から逆回転側へ始動させ、下死点手前の加工終了位置で停止させた後、この位置から正回転側に回転させて上死点まで戻すモーションである。つまり、メインシャフト10は、ワーク毎に正逆回転を交互に繰り返す。
【0043】
「振子」パターンとは、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点あるいは上死点より低い位置の上限点から正回転側へ始動させ、下死点点を通過して、上死点あるいは上死点手前の上限点まで行き停止させる。その後、次のワークに対するショットに移り、逆回転側へ始動させ、下死点を通過して上死点あるいは元の上限点まで行き停止させるモーションである。つまり、メインシャフト10は、ワーク毎に正逆回転を交互に繰り返す。
【0044】
「反転」パターンとは、ワークに対する1ショットの動きについて、スライド3を上死点あるいは上死点より低い位置の上限点から正回転側へ始動させ、下死点手前の加工終了位置で停止させた後、この位置から逆回転側に回転させて上死点あるいは上限点まで戻すモーションである。つまり、メインシャフト10は、1ショット内において正逆回転を実行する。
【0045】
<制御基板の機能構成>
次に、制御装置40内の制御基板100について説明する。
【0046】
図4は、制御装置40内の制御基板100の構成を示すブロック図である。
図4において、制御基板100は、詳細図示による説明は省略するが、CPU(Central Processing Unit)や高速数値演算プロセッサ等を主体に構成され、決められた手順に従って入力データの算術・論理演算を行うコンピュータ装置と、メモリ等を備えて構成されている。
【0047】
本例においては、制御基板100上には、CPU(コントローラ)102と、メモリ108と、接続部104とが設けられた構成が示されている。接続部104は、プレス加工の仕様変更のために設けられている。
【0048】
CPU102は、プレス機械全体を制御する各種の演算処理を実行し、制御指令を出力する。
【0049】
メモリ108は、CPU102と接続される。メモリ108には、プレス加工に関する種々(複数)のプログラムが格納されている。メモリ108には、プレス加工の各仕様に関するプログラム(機能プログラム)も含まれている。CPU102は、当該機能プログラムをメモリ108から読み込むことによりプレス加工の各仕様に応じた制御を実行することが可能である。
【0050】
接続部104は、コネクタ105と接続可能な構成に設けられている。
コネクタ105を接続部104に装着することにより、CPU102に信号が入力される。
【0051】
CPU102は、接続部104からの信号の入力を受けてプレス加工の仕様を変更する。
【0052】
具体的には、接続部104には、複数の接続端子を有する。CPU102は、複数の接続端子の導通/非導通状態の組み合わせに従う信号の入力に応答してプレス加工の仕様を変更する。
【0053】
図5は、実施形態に基づく接続部104の複数の接続端子およびコネクタ105の外観を説明する図である。
【0054】
図5には複数の接続端子として、一例として制御基板100上に6個の接続端子を有する接続部104が設けられている場合が示されている。
【0055】
接続部104は、凹部の接続端子111を有する。
また、複数の接続端子として、一例として6個の接続端子を有するコネクタ105が設けられている場合が示されている。
【0056】
コネクタ105は、凸部の接続端子110を有する。
接続部104の凹部の複数の接続端子111と、コネクタ105の凸部の複数の接続端子110がそれぞれ一体的に嵌合するように構成されている。
【0057】
また、当該コネクタ105は、複数の接続端子の導通/非導通状態の組み合わせを決定し、接続部104の複数の接続端子を選択的に短絡させる。
【0058】
コネクタ105の外観形状は同一であるが、内部において複数の接続端子を短絡させる配線パターンは、コネクタ105の種別毎に異なる。
【0059】
図6は、実施形態に基づく接続部104の複数の接続端子を説明する図である。
図6に示されるように、ここでは、6つの接続端子T1〜T6が設けられている場合が示されている。各接続端子Tには、予め機能が割り当てられている。
【0060】
なお、本例においては、複数の接続端子として6つの接続端子について説明するが特に6に限られず2個以上であれば任意の個数に設計変更することが可能である。
【0061】
図7は、接続端子T1〜T6の機能について説明する図である。
図7に示されるように、ここでは、一例として6つの接続端子T1〜T6にそれぞれ対応して6つの機能が割り当てられている場合が示されている。
【0062】
接続端子T1は、ダイハイトを通常よりも長く設定するロングダイハイト仕様の有効/無効の切替に用いられる。具体的には、接続端子T1が非導通である場合には、上記仕様は無効に設定される。一方、接続端子T1が導通である場合には、上記仕様は有効に設定される。ロングダイハイト仕様とは、ボルスタ5の上面位置を変更することによりスライド3の下面とボルスタ5の上面位置との長さを通常の長さよりも長く設定する仕様である。これによりダイハイトが変更されるためプレス加工のパラメータが調整される。
【0063】
接続端子T2は、順送仕様/ロボット仕様の切替に用いられる。具体的には、接続端子T2が非導通である場合には、順送仕様に設定される。一方、接続端子T2が導通である場合には、ロボット仕様に設定される。当該仕様設定により周辺装置(ロボットあるいは搬送装置等)との連携制御が変更される。
【0064】
接続端子T3は、金型交換システム(Quick Die Change System:QDC)の装着設定に用いられる。具体的には、接続端子T3が非導通である場合には、金型交換システム無しに設定される。一方、接続端子T3が導通である場合には、金型交換システム有りに設定される。金型交換システム有りに設定された場合には、金型交換システム上のエラーチェック機能が有効に設定される。
【0065】
接続端子T4は、金型交換システムの種別設定に関する。具体的には、接続端子T4が非導通である場合には、金型交換システムとしてダイリフタを含む構成に設定される。接続端子T4が導通である場合には、金型交換システムとして金型クランプとダイリフタとを含む構成に設定される。金型交換システムの種別が設定された場合には、金型交換システムの種別に応じたエラーチェック機能が有効に設定される。
【0066】
接続端子T5は、蓄電装置の装着設定に用いられる。具体的には、接続端子T5が非導通である場合には、蓄電装置は装着無しに設定される。一方、接続端子T5が導通である場合には、蓄電装置は装着有りに設定される。蓄電装置が装着有りに設定された場合には当該蓄電装置からの電源供給が実行されるように設定される。当該蓄電装置は、プレス加工における補助用電源として用いられる。蓄電装置を設けることにより送電線からの電力供給の変動を抑制することが可能である。
【0067】
接続端子T6は、電源電圧VCCが供給される端子である。本例においては、コネクタ105を装着することにより接続端子T6と他の接続端子T1〜T5との間を選択的に短絡する。接続端子T6と接続端子T1〜T5との短絡の有無に基づいて接続端子T1〜T5の導通/非導通状態の組み合わせが決定される。
【0068】
また、上記機能は、一例として挙げたものであり特に上記機能に限られるわけではなく、他の機能をさらに追加することも可能であるし、一部の機能が無い構成とすることも可能である。
【0069】
図8は、実施形態に基づくコネクタ105を接続部104に装着した場合の概念図である。
【0070】
図8に示されるように、コネクタ105は、接続部104と嵌合することにより電源電圧VCCの接続端子T6と他の接続端子とを短絡させる。
【0071】
接続端子T1〜T5は、コネクタ105を介して選択的に電源電圧VCC(「H」レベル)と電気的に接続され導通する。導通しない場合には、各接続端子T1〜T5は接地(「L」レベル)される。
【0072】
CPU102は、接続端子T1〜T5の導通(「H」レベル)/非導通(「L」レベル)の電圧信号の入力を受けて上記各種機能を設定する。
【0073】
具体的には、CPU102は、接続端子T1〜T5の導通/非導通に従ってメモリ108を参照して、メモリ108に格納されている複数の機能プログラムを読み込んで所望の機能を実現する。例えば、CPU102は、接続端子T1が導通状態であることを検知した場合にはメモリ108に格納されているロングダイハイト仕様に変更するための機能プログラムを読み込んでプレス加工の各種のパラメータを変更する。
【0074】
また、CPU102は、接続端子T2が導通状態であることを検知した場合にはメモリ108に格納されているロボット仕様に変更するための機能プログラムを読み込んでプレス加工としてロボット仕様の制御に変更する。
【0075】
また、CPU102は、接続端子T3が導通状態であることを検知した場合にはメモリ108に格納されている金型交換システムに変更するための機能プログラムを読み込んでプレス加工として金型交換システムを利用する制御に変更する。
【0076】
また、CPU102は、接続端子T4が導通状態であることを検知した場合にはメモリ108に格納されている金型クランプとダイリフタとを含む金型交換システムに変更するための機能プログラムを読み込んでプレス加工として当該金型交換システムを利用する制御に変更する。
【0077】
また、CPU102は、接続端子T5が導通状態であることを検知した場合にはメモリ108に格納されている蓄電装置の装着に変更するための機能プログラムを読み込んでプレス加工として蓄電装置を利用した電源制御に変更する。
【0078】
コネクタ105は、複数の接続端子のうちの短絡する組み合わせパターンに基づく種類が設けられる。各種類のコネクタ105は、短絡する組み合わせパターン(複数の機能の組み合わせパターン)が異なる。
【0079】
図9は、実施形態に基づくプレス機械の使用方法の流れを説明するフロー図である。
図9に示されるように、まず、コネクタ105を接続する(ステップS1)。
【0080】
具体的には、コネクタ105を接続部104に装着する。一例として、プレス装置の工場出荷時において、出荷先での利用形態に従って最適な機能が実行されるように対応するコネクタ105が装着される。また、当該出荷先で機能の変更が必要な場合には、当該機能の変更に合わせたコネクタ105をプレス装置に装着する。したがって、所望の機能を実現するためには対応するコネクタ105を装着させる必要がある。
【0081】
これに基づき、接続端子T1〜T5の導通/非導通の組み合わせに従って、複数の機能プログラムのうちの所望の機能プログラムを設定(選択)する(ステップS2)。
【0082】
選択された機能プログラムをCPU102が読み込むことによりプレス加工の仕様が変更される。
【0083】
そして、次に、コネクタ105を取り外す(ステップS3)。具体的には、コネクタ105を接続部105から脱着する。
【0084】
そして、変更された仕様に基づくプレス処理を実行する(ステップS4)。
そして、処理を終了する(エンド)。
【0085】
プレス機械は、工場等の特殊な環境に設置されるものであり、安全面等を十分に考慮する必要がある。したがって、仕様の変更をスイッチの単純な切り替え等で実行可能すると、誤操作により容易に仕様が変更される可能性がある。それゆえ、スイッチの切り替え等により単純に機能を変更するのではなく、対応するコネクタを装着して仕様を変更する方式とすることにより誤操作により容易に仕様が変更されることを抑制して安全面を確保することが可能である。
【0086】
また、本例は、コネクタ105を装着することにより複数の接続端子の導通/非導通状態の組み合わせに従って仕様を変更する方式である。具体的には、コネクタ105を介して接続端子間の接点の短絡が設定されることにより仕様が選択される構成であるため複雑なインタフェースコネクタよりも低コストで実現することが可能であり、簡易な構成で仕様の切り替えが可能である。
【0087】
また、CPU102は、コネクタ105を装着したことによりプレス加工の仕様を変更した場合には、当該仕様の変更状態を保持する。具体的には、CPU102は、仕様の変更状態に関する情報をメモリ108に格納する。電源が遮断されて復帰された場合であってもCPU102は、メモリ108に格納された当該情報に基づいて変更された仕様に基づくプレス加工を実行する。
【0088】
したがって、コネクタ105を装着してプレス加工の仕様の変更が完了した場合には、コネクタ105は取り外される。したがって、プレス機械は、プレス加工の仕様の変更が完了した場合には、コネクタ105が装着されていない状態で使用される。
【0089】
プレス加工の仕様の変更が完了した後、コネクタ105の装着を外す(脱着する)ことにより、プレス加工の振動等の影響によるコネクタ105の不良に基づく仕様の変更の誤動作を防止することが可能である。コネクタ105を取り外すことにより安易にプレス加工の仕様が変更されることを抑制し、誤操作を防止することにより安全面を確保することが可能である。
【0090】
また、プレス加工の仕様の変更の際のみコネクタ105を利用することにより、他のプレス機械の仕様の変更の際にも汎用的に当該コネクタを利用することが可能である。
【0091】
また、メモリ108に格納されているプレス加工の仕様の変更状態に関する情報をコントロールパネル6の表示部で表示して確認できるようにしても良い。具体的には、CPU102が指示に従って当該情報を読み出してコントロールパネル6の表示部に表示させる。当該構成によりコネクタ105が装着されていない場合であっても、コントロールパネル6を介してプレス加工の仕様を容易に操作者が確認することが可能である。
【0092】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。