特許 6666077 プレスシステムおよびプレスシステムの制御方法

(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】6666077

(24)【登録日】2020年2月25日

(45)【発行日】2020年3月13日

(54)【発明の名称】プレスシステムおよびプレスシステムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B30B 15/28 20060101AFI20200302BHJP

   B30B 15/14 20060101ALI20200302BHJP

【ＦＩ】

   B30B15/28 K

   B30B15/14 C

   B30B15/28 A

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-93052(P2015-93052)

(22)【出願日】2015年4月30日

(65)【公開番号】特開2016-209886(P2016-209886A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】394019082

【氏名又は名称】コマツ産機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】黒川 隆彦

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−１７９６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０７０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８０９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７４５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１３３９９（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】

ワークのプレス加工する際のプレス荷重を検出する検出部と、
前記検出部で検出したプレス荷重に基づいて仕事量を算出する算出部と、
所定回数、前記算出部で算出した仕事量が許容値を超えたか否かを判断する判断部と、
前記判断部の判断結果として前記所定回数、前記算出部で算出した仕事量が許容値を超えた場合に、異常を報知する報知部とを備え、
前記許容値は、１分間の作業ストロークの大小に応じて増減する予め登録されたプレス機械の仕事量である、プレスシステム。

【請求項2】

前記算出部は、スライドストロークと前記検出部で検出したプレス荷重との積の積算値を算出し、
前記判断部では、断続運転時である場合には前記算出部で算出した仕事量が第１許容値を超えたか否かを判断し、連続運転時である場合には前記算出部で算出した仕事量が第２許容値を超えたか否かを判断する、請求項１記載のプレスシステム。

【請求項3】

前記報知部は、表示器に異常情報を出力する、請求項１記載のプレスシステム。

【請求項4】

前記判断部の判断結果に基づいて前記ワークのプレス加工を調整する調整部をさらに備える、請求項１記載のプレスシステム。

【請求項5】

ワークのプレス加工する際のプレス荷重を検出するステップと、
検出したプレス荷重に基づいて仕事量を算出するステップと、
所定回数、算出した仕事量が許容値を超えたか否かを判断するステップと、
判断結果として前記所定回数、算出した仕事量が許容値を超えた場合に、異常を報知するステップとを備え、
前記許容値は、１分間の作業ストロークの大小に応じて増減する予め登録されたプレス機械の仕事量である、プレスシステムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレスシステムであって、特にワークをプレスするプレスシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、プレス加工製品の高精密化（形状、寸法の精度が高い）、及び生産性向上のためのプレス加工の高速化が要求されている。

【0003】

通常、プレス機械で例えば深絞り加工や成形加工等のようにある程度長い時間をかけて加工を行うときには、加圧開始から加圧終了まで所定値以上の荷重を連続してワークにかけて加圧する方法が一般的に行われている。この時にかける荷重は、ワーク成形に必要とする最低荷重よりも大きければよい。そして、加圧加工を行う場合には、所定値以上の荷重を連続してかけるようにスライドを制御している。

【0004】

一方で、成形時に大きな荷重を必要とする高負荷（高仕事量）のワーク加工を行う際には、過負荷異常としてプレス機械を非常停止させる場合がある。

【0005】

具体的には、電動サーボモータを用いた電動サーボプレスにおいては、負荷電流が過大であるならば、電動サーボモータが発熱し、温度上昇を招く可能性がある。したがって、電動サーボモータの温度上昇に対する熱負荷保護のために、電動サーボモータの温度特性に合わせた負荷電流・時間特性が設けられており、電動サーボモータの過負荷を防止する保護機能が設けられている。

【0006】

例えば、特開２００４−１７４５５８号公報（特許文献１）においては、電動サーボプレスにおいて電流値と出力時間とに基づいてモータの仕事量を算出して、モータの許容限界を判断する方式が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−１７４５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

一方で、各プレス機械ごとの設計仕様値としての許容仕事量が設定されているが、作業者は生産中の仕事量がどれだけであるかを把握できない状態で生産を続けている場合が多い。

【0009】

それにより、例えば、電動サーボプレスにおいては、サーボアンプのオーバロードにより急に非常停止することになり、復旧に時間がかかるため生産性を大幅に低下させるという問題が生じていた。

【0010】

また、フライホイール型のプレス機械においては、高負荷なプレス加工を継続した場合にフライホイールに蓄積されたエネルギーが過大に消耗される。その結果としてフライホイールの回転数が下がり、急にプレス機械が非常停止するという課題があった。これにより、加工作業が中断し、作業性が低下するという問題が生じていた。

【0011】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、過負荷なプレス加工に対して異常を報知することが可能なプレスシステムおよびプレスシステムの制御方法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】

【0012】

ある局面に従うプレスシステムは、ワークのプレス加工する際のプレス荷重を検出する検出部と、検出部で検出したプレス荷重に基づいて仕事量を算出する算出部と、算出部で算出した仕事量が許容値を超えたか否かを判断する判断部と、判断部の判断結果に基づいて異常を報知する報知部とを備える。

【0013】

本発明に従えば、算出部は、検出部で検出したプレス荷重に基づいて仕事量を算出し、判断部は、算出部で算出した仕事量が許容値を超えたか否かを判断し、報知部は、判断部の判断結果に基づいて異常を報知する。したがって、許容値を超える過負荷なプレス加工に対して異常を報知することが可能である。

【0014】

好ましくは、算出部は、スライドストロークと計測部で計測したプレス荷重との積の積算値を算出する。当該算出により簡易な方式でプレス加工の仕事量を算出することが可能である。

【0015】

好ましくは、報知部は、表示器に異常情報を出力する。表示器に異常情報を出力することにより作業者に視覚的に異常を報知することが可能である。

【0016】

好ましくは、判断部の判断結果に基づいてワークのプレス加工を調整する調整部をさらに備える。調整部によりワークのプレス加工を調整することによりプレス加工の加工作業の中断を抑制することが可能である。

【0017】

ある局面に従うプレスシステムの制御方法は、ワークのプレス加工する際のプレス荷重を検出するステップと、検出したプレス荷重に基づいて仕事量を算出するステップと、算出した仕事量が許容値を超えたか否かを判断するステップと、判断結果に基づいて異常を報知するステップとを備える。

【0018】

本発明に従えば、検出したプレス荷重に基づいて仕事量を算出し、算出した仕事量が許容値を超えたか否かを判断し、判断結果に基づいて異常を報知することにより、許容値を超える過負荷なプレス加工に対して異常を報知することが可能である。

【発明の効果】

【0019】

本発明のプレスシステムおよびプレスシステムの制御方法は、過負荷なプレス加工に対して異常を報知することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に基づくプレス機械１の外観構成を説明する図である。

【図2】本発明の一実施形態に基づくプレス機械１の要部の構成を説明する図である。

【図3】本実施形態に基づく制御装置４０の機能構成を示すブロック図である。

【図4】本実施形態に基づくプレス荷重の荷重波形を説明する図である。

【図5】本実施形態に基づくプレス機械１において、過負荷異常を判断する方式を説明する図である。

【図6】本実施形態に基づくプレス機械１において、過負荷異常を判断する方式を説明する別の図である。

【図7】本実施形態に基づくプレス機械１の制御装置４０における過負荷異常を判断する処理を説明するフロー図である。

【図8】サーボプレス１＃の要部を示す側断面図である。

【図9】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。

【図10】本実施形態に基づく別のプレス機械において、過負荷異常を判断する方式を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に基づくプレス機械１の外観構成を説明する図である。

【0023】

図１を参照して、プレス機械１は、側面視コ字状の本体フレーム２と、本体フレーム２の下部に配置されたボルスタ３と、本体フレーム２の上部に昇降自在に支持されたスライド４と、コントロールパネル７０と、制御装置４０と、荷重センサ６０とを備えている。

【0024】

ボルスタ３の上面には下型５が装着される。また、スライド４の下面には、下型５に対向するように上型６が装着される。

【0025】

また、スライド４には、プレス加工の荷重値を出力する荷重センサ６０が装着される。
本体フレーム２の側面側には、プレス機械１を制御する制御装置４０が設けられる。また、本体フレーム２の前面側には、プレス機械１を操作するためのコントロールパネル７０が設けられる。

【0026】

図２は、本発明の一実施形態に基づくプレス機械１の要部の構成を説明する図である。
図２を参照して、本体フレーム２の上部には、電動モータ８と、動力伝達機構９と、電動モータ８の回転をスライド４の昇降に変換するための変換機構１０とが設けられている。

【0027】

動力伝達機構９は、フライホイール１２と、クラッチ・ブレーキ装置１３と、第１ギア１４及び第２ギア１５とを有している。

【0028】

フライホイール１２は、電動モータ８の出力軸に固定されたプーリ１６にＶベルト１７を介して連結されている。クラッチ・ブレーキ装置１３はフライホイール１２に連結されている。また、クラッチ・ブレーキ装置１３の近傍には２個のエア電磁弁１８ａ，１８ｂが設けられている。これらの電磁弁１８ａ，１８ｂには図示しないエアタンクからエアが供給され、さらに両電磁弁１８ａ，１８ｂからエア配管１９を介してクラッチ・ブレーキ装置１３にエアが供給されている。これにより、クラッチ・ブレーキ装置１３は、フライホイール１２の回転を第１ギア１４に伝達（クラッチオン）あるいは遮断（クラッチオフ）することができる。また、クラッチ・ブレーキ装置１３は、第１ギア１４の回転を制動（ブレーキオン）したり、制動を解除（ブレーキオフ）したりすることができる。第１ギア１４はクラッチ・ブレーキ装置１３のクラッチ側に装着され、第２ギア１５は第１ギア１４に噛み合っている。

【0029】

変換機構１０は、第２ギア１５の軸と同軸に設けられたクランク軸２０と、クランク軸２０の偏心部分に上端が回転自在に装着されたコンロッド２１とを有している。このコンロッド２１の下端部にスライド４が回転自在に装着されている。

【0030】

また、図示しないが、このプレス機械１には、クラッチ・ブレーキ制御空圧回路と、プレス角度検出装置等が設けられている。クラッチ・ブレーキ制御空圧回路は、２つのエア電磁弁１８ａ，１８ｂに接続され、クラッチ・ブレーキのオン、オフを制御するための回路である。

【0031】

プレス角度検出装置はクランク軸２０の回転角度位置を検出するための装置であり、このプレス角度検出装置によって、スライド４の位置及び移動方向を検出することが可能である。

【0032】

＜プレス機械１の制御装置の構成＞
次に、プレス機械１の制御装置４０について説明する。

【0033】

図３は、本実施形態に基づく制御装置４０の機能構成を示すブロック図である。
図３において、本実施形態に基づく制御装置４０は、プレス機械１全体を制御する装置であって、詳細図示による説明は省略するが、ＣＰＵ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、指令電流を入出力する入出力インタフェースとを備えて構成されている。

【0034】

本実施形態に基づく制御装置４０は、検出部４２と、算出部４３と、判断部４４と、異常報知部４５と、調整部４７とを含む。

【0035】

制御装置４０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の適宜な記憶媒体で構成されたメモリ５０と接続されている。メモリ５０は、制御装置４０が各種の機能を実現するためのプログラムが格納されている。なお、メモリ５０は、各種演算処理を実行するためのワーク領域としても用いられる。当該メモリ５０は、制御装置４０の外部に設けられていても良いし、内部に設けられていても良い。

【0036】

制御装置４０は、コントロールパネル７０の他、荷重センサ６０とも接続される。
制御装置４０は、荷重センサ６０によりスライド４のプレス荷重の状態を判断することが可能である。なお、荷重センサとして歪みゲージや圧油センサ等を利用することが可能である。また、当該荷重センサは、当業者であるならば適宜適切な位置に配置することが可能である。

【0037】

検出部４２は、荷重センサ６０で計測されたデータの入力を受け付けてプレス加工におけるプレス荷重を検出する。また、検出部４２は、外部からの指示を受け付けて検出し、所定の処理を実行するようにしても良い。例えば、検出部４２は、プレスの起動の停止指示を受け付けてプレス加工を停止させるようにしても良い。

【0038】

算出部４３は、後述するが荷重センサ６０で検出されたプレス荷重に基づいてプレス加工における仕事量を算出する。

【0039】

判断部４４は、過負荷なプレス加工か否かを判断する。具体的には、算出部４３で算出されたプレス加工における仕事量が許容量の範囲内であるか否かを判断する。

【0040】

異常報知部４５は、判断部４４の判断結果に基づいて異常を報知する。具体的には、異常報知部４５は、判断部４４の判断結果に基づいてコントロールパネル７０に過負荷なプレス加工である旨の情報を出力するように指示する。コントロールパネル７０は、当該指示に従って表示器に当該情報を出力する。あるいは、アラームを出力するようにしても良い。また、異常報知部４５は、プレス機械１がネットワークを介して外部装置と接続されている場合に、当該ネットワークを介して異常である旨の情報を送信するようにしても良い。

【0041】

調整部４７は、判断部４４の判断結果に基づいて必要に応じてワークのプレス加工を調整する。

【0042】

図４は、本実施形態に基づくプレス荷重の荷重波形を説明する図である。
図４に示されるように、スライドストロークに従って発生する荷重センサ６０で計測されたプレス荷重が示されている。

【0043】

本実施形態におけるプレス機械１の仕事量は、次のようにして算出する。
制御装置４０の算出部４３は、加圧行程中に、スライドストローク量と検出部４２で検出した荷重センサ６０からプレス荷重値とを取り込み、スライドストローク量とプレス荷重値との積の積算値、すなわちプレス荷重値のスライドストローク量による積分値を求める。図４の例においては、ハッチング領域の面積が仕事量となる。

【0044】

また、本例においては、許容荷重線Ａが示されており、所定のスライドストロークに対する許容荷重が示さている。当該許容荷重線Ａを超える荷重が検出された場合には、過負荷異常としてプレス機械を異常停止させることも可能である。

【0045】

図５は、本実施形態に基づくプレス機械１において、過負荷異常を判断する方式を説明する図である。

【0046】

図５に示されるように、プレス機械１の過負荷異常を検出するために、プレス機械１の保護特性として、図５に示すような断続運転時における作業ストローク数に対するプレス機械１の仕事量の許容値（閾値線）Ｌを記憶している。当該許容値Ｌは、メモリ５０に予め登録されている。断続運転とは、ワンストローク毎に上死点でスライド４を停止させる運転方式である。

【0047】

作業ストローク数／分は、上死点停止時間も含めた１分間のストローク回数である。
作業ストローク数が大きくなればなるほど許容値Ｌの限界値が低下する場合が示されている。許容値Ｌは、過負荷耐量の限界値であり、フライホイール１２の大きさ、電動モータ８の回転速度等のプレス機械１の規格により定まる値である。

【0048】

具体的には、作業ストローク数が小さい場合には、フライホイール１２に蓄積するエネルギーを電動モータ８により回復させる時間（速度回復時間）は十分確保可能であるため仕事量の許容値は所定の最大値を維持する。

【0049】

一方で、作業ストローク数が大きくなると、電動モータ８によりフライホイール１２に蓄積するエネルギーを回復させる時間（速度回復時間）は短くなる。したがって、速度回復時間の減少に伴い電動モータ８の回転速度および回転トルクに従うフライホイール１２に回復可能なエネルギーは減少する。本例においては、一例として一次関数的に仕事量の許容値が減少する場合が示されている。傾きは、フライホイール１２の大きさ、電動モータ８の回転速度等のプレス機械１の規格により定まる値に基づいて所定の関数に基づいて算出することが可能である。

【0050】

本実施形態においては、プレス機械１の仕事量として、当該許容値Ｌよりも下側であれば、プレス加工のプレス荷重負荷は正常であり、許容値Ｌよりも上側であればプレス荷重負荷は過負荷（異常）であると判断する。

【0051】

許容値Ｌを超える仕事量が継続して実行された場合には、過負荷であるためフライホイール１２に蓄積されたエネルギーが過大に消費される結果、フライホイールの回転数がストローク毎に低下し、最終的にプレス機械が停止することになる。

【0052】

したがって、本実施形態においては、算出した仕事量が許容値Ｌよりも上側であれば異常である旨を報知する。

【0053】

当該方式により、許容値Ｌを超える仕事量が継続して実行されることを回避してフライホイールの回転数低下によるプレス機械の異常停止を抑制することが可能である。

【0054】

図６は、本実施形態に基づくプレス機械１において、過負荷異常を判断する方式を説明する別の図である。

【0055】

図６に示されるように、プレス機械１の過負荷異常を検出するために、プレス機械１の保護特性として、図５に示すような連続運転時における作業ストローク数に対するプレス機械１の仕事量の許容値（閾値線）Ｌを記憶している。当該許容値Ｌは、メモリ５０に予め登録されている。連続運転とは、上死点でスライド４を停止させずに連続して運転する方式である。

【0056】

作業ストローク数／分は、連続する１分間のストローク回数である。
連続運転の場合には電動モータ８の回転速度と作業ストローク数とは連動している。具体的には作業ストローク数が大きくなると電動モータ８の回転速度が上昇する。したがって、電動モータ８の回転速度および回転トルクに従うフライホイール１２に回復可能なエネルギーは増加する。本例においては、一例として一次関数的に仕事量の許容値が増加する場合が示されている。傾きは、フライホイール１２の大きさ、電動モータ８の回転速度の上昇率等のプレス機械１の規格により定まる値に基づいて所定の関数に基づいて算出することが可能である。そして、電動モータ８の回転速度が最大となった場合に仕事量の許容値は所定の最大値を維持する。

【0057】

本実施形態においては、プレス機械１の仕事量として、当該許容値Ｌよりも下側であれば、プレス加工のプレス荷重負荷は正常であり、許容値Ｌよりも上側であればプレス荷重負荷は過負荷（異常）であると判断する。

【0058】

許容値Ｌを超える仕事量が継続して実行された場合には、過負荷であるためフライホイール１２に蓄積されたエネルギーが過大に消費される結果、フライホイールの回転数がストローク毎に低下し、最終的にプレス機械が停止することになる。

【0059】

したがって、本実施形態においては、算出した仕事量が許容値Ｌよりも上側であれば異常である旨を報知する。

【0060】

当該方式により、許容値Ｌを超える仕事量が継続して実行されることを回避してフライホイールの回転数低下によるプレス機械の異常停止を抑制することが可能である。

【0061】

図７は、本実施形態に基づくプレス機械１の制御装置４０における過負荷異常を判断する処理を説明するフロー図である。

【0062】

図７に示されるように、プレス機械１は、プレス起動の停止が指示されたかどうかを判断する（ステップＳ２）。検出部４２は、プレスの起動の停止指示を受け付けていないかどうかを判断する。

【0063】

ステップＳ２において、プレス機械１は、プレス起動の停止が指示された場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）には、処理を終了する（エンド）。検出部４２は、プレスの起動の停止指示を受け付けた場合には、プレス加工を停止する。

【0064】

一方、ステップＳ２において、プレス機械１は、プレス起動の停止が指示されていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）には、処理を継続する。

【0065】

プレス機械１は、荷重値の読込処理を実行する（ステップＳ４）。検出部４２は、荷重センサ６０からのプレス荷重の荷重波形を取得する。

【0066】

次に、プレス機械１は、仕事量を算出する（ステップＳ６）。算出部４３は、スライドストローク量とプレス荷重値との積の積算値を仕事量として算出する。

【0067】

次に、プレス機械１は、算出した仕事量が許容値内であるか否かを判断する（ステップＳ８）。判断部４４は、図５、６で説明したように検出部４２で算出した仕事量が許容値Ｌ内であるか否かを判断する。

【0068】

ステップＳ８において、プレス機械１は、算出した仕事量が許容値内であると判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）には、ステップＳ２に戻り、処理を継続する。

【0069】

一方、ステップＳ８において、プレス機械１は、算出した仕事量が許容値内でないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）には、異常報知する（ステップＳ１０）。判断部４４は、異常報知部４５に指示して、異常報知部４５は、判断部４４からの指示に従い異常を報知する。

【0070】

次に、プレス機械１は、処理が終了したかどうかを判断する（ステップＳ１１）。判断部４４は、プレス加工の処理が終了したかどうかを判断する。

【0071】

ステップＳ１１において、プレス機械１は、処理が終了したと判断した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）には、処理を終了する（エンド）。

【0072】

一方、プレス機械１は、処理が継続していると判断した場合（ステップＳ１１においてＮＯ）には、ステップＳ２に戻り、上記処理を繰り返す。

【0073】

異常報知部４５は、許容値Ｌを超える仕事量が検出された場合には、異常を報知する。具体的には、コントロールパネル７０の表示器に過負荷なプレス加工である旨の情報を出力する。あるいは、アラーム音を出力するようにして過負荷なプレス加工である旨を作業者に通知するようにしても良い。また、プレス機械１とネットワークを介して接続されている外部装置（管理装置）に当該情報を送信することにより、当該情報を管理者側で把握できるようにすることも可能である。

【0074】

当該方式により、許容値Ｌを超える仕事量が継続して実行されることを回避してフライホイールの回転数低下によるプレス機械の異常停止を抑制することが可能である。

【0075】

なお、本例においては、許容値Ｌを超える仕事量が検出された場合に異常を報知する構成について説明したが、当該過負荷なプレス加工が継続された場合にプレス機械の異常停止が生じるため許容値Ｌを超える仕事量が検出された回数をカウントして、所定回数を超えた場合に異常を報知するようにしても良い。所定回数は、当業者であるならばプレス機械の異常停止が生じない最適な回数に適宜設計変更することが可能である。

【0076】

また、異常報知部４５による異常を報知するのに加えて調整部４７によりプレス加工を調整するようにしても良い。

【0077】

具体的には、調整部４７は、判断部４４の判断結果に基づいて仕事量が許容値を超えると判断した場合には、プレス加工を一時停止させるようにしても良い。

【0078】

例えば、過負荷なプレス加工が継続された場合にフライホイール１２に蓄積されたエネルギーが枯渇しないように例えば、ワンストローク期間、プレス加工を一時停止させるようにしても良い。当該プレス加工を一時停止することにより過負荷なプレス加工が継続されることを抑制してフライホイールの回転数低下によるプレス機械の異常停止を抑制することが可能である。

【0079】

また、フライホイール１２に蓄積されるエネルギーは、フライホイール１２を回転させる電動モータ８の回転数にも依存する。

【0080】

したがって、調整部４７は、判断部４４の判断結果に基づいて仕事量が許容値を超えると判断した場合には、電動モータ８の回転数を調整するようにしても良い。具体的には、電動モータ８の回転数を高回転に設定することが可能である。当該処理により、許容値Ｌを調整して仕事量を許容値Ｌ内に調節することにより、過負荷なプレス加工が継続されることを抑制してフライホイールの回転数低下によるプレス機械の異常停止を抑制することが可能である。

【0081】

なお、上記においては、フライホイール型のプレス機械に適用可能である場合について説明したが、特にこれに限られず、電動サーボモータを有するプレス機械にも利用することができる。

【0082】

図８は、サーボプレス１＃の要部を示す側断面図である。
図９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。

【0083】

図８に示されるように、サーボプレス１＃は、サーボモータ１２１と、球面孔３３Ａと、ねじ軸３７と、球体部３７Ａと、ねじ部３７Ｂと、コンロッド本体３８と、雌ねじ部３８Ａと、コンロッド３９と、メインシャフト１１０と、エキセン部１１０Ａと、サイドフレーム１１１と、軸受部１１２〜１１４と、メインギア１１５と、動力伝達軸１１６と、伝達ギア１１６Ａと、軸受部１１７，１１８と、プーリ１１９とをさらに有する。

【0084】

サーボプレス１＃では、サーボモータ１２１によりスライド３３を駆動している。スライド３３の上部に形成された球面孔３３Ａ内には、ダイハイト調整用のねじ軸３７の下端に設けられた球体部３７Ａ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３３Ａおよび球体部３７Ａにより、球状継手が構成されている。ねじ軸３７のねじ部３７Ｂは、上方に向けてスライド３３から露出し、ねじ軸３７の上方に設けたコンロッド本体３８の雌ねじ部３８Ａに螺合している。ねじ軸３７およびコンロッド本体３８により、伸縮自在なコンロッド３９が構成されている。

【0085】

なお、ダイハイトとは、スライド３３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。

【0086】

コンロッド３９の上部は、メインシャフト１１０に設けられたクランク状のエキセン部１１０Ａに回動自在に連結されている。メインシャフト１１０は、本体フレーム３２を構成する左右一対の厚板状のサイドフレーム１１１間において、前後３箇所の軸受部１１２，１１３，１１４で支承されている。メインシャフト１１０の後部側には、メインギア１１５が取り付けられている。

【0087】

メインギア１１５は、その下方に設けられた動力伝達軸１１６の伝達ギア１１６Ａと噛合している。動力伝達軸１１６は、サイドフレーム１１１間において、前後２箇所の軸受部１１７，１１８で支承されている。動力伝達軸１１６の後端には、従動側のプーリ１１９が取り付けられている。プーリ１１９は、その下方に配置されたサーボモータ１２１で駆動される。

【0088】

サーボプレス１＃は、ブラケット１２２と、出力軸１２１Ａと、プーリ１２３と、ベルト１２４と、ブラケット１２５と、位置検出器１２６と、ロッド１２７と、位置センサ１２８と、補助フレーム１２９と、ボルト１３１，１３２とをさらに有する。

【0089】

サーボモータ１２１は、略Ｌ字形状のブラケット１２２を介してサイドフレーム１１１間に支持されている。サーボモータ１２１の出力軸１２１Ａ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１２１Ａに設けられた駆動側のプーリ１２３と従動側のプーリ１１９に巻回されたベルト１２４により動力が伝達される。

【0090】

また、スライド３３の背面側には、上下２箇所からサイドフレーム１１１間に向けて後方に突出した一対のブラケット１２５が取り付けられている。上下のブラケット１２５間には、リニアスケール等の位置検出器１２６を構成するロッド１２７が取り付けられている。このロッド１２７には、スライド３３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１２６を構成する位置センサ１２８に上下動自在に嵌挿されている。位置センサ１２８は、一方のサイドフレーム１１１に設けられた補助フレーム１２９に固定されている。

【0091】

補助フレーム１２９は、上下方向に縦長に形成されており、下部がボルト１３１によりサイドフレーム１１１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１３２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１２９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１１１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１１１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１２８は、サイドフレーム１１１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。

【0092】

一方、スライド３３のスライド位置およびダイハイトは、スライド３３内に設けられたスライド位置調整機構１３３によって調整される。スライド位置調整機構１３３は、図９にも示すように、ねじ軸３７の球体部３７Ａの外周にピン３７Ｃを介して取り付けられたウォームホイール１３４と、ウォームホイール１３４と噛合するウォームギア１３５と、ウォームギア１３５の端部に取り付けられた入力ギア１３６と、入力ギア１３６に噛合する出力ギア１３７を有したインダクションモータ１３８とで構成される。インダクションモータ１３８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１３８の回転動をウォームホイール１３４を介してねじ軸３７を回動させることによって調整している。

【0093】

図１０は、本実施形態に基づく別のプレス機械において、過負荷異常を判断する方式を説明する図である。

【0094】

図１０に示されるように、プレス機械の過負荷異常を検出するために、プレス機械の保護特性として、１分間の作業ストローク数に対するプレス機械の仕事量の許容値（閾値線）Ｌを記憶している。

【0095】

一例として予めシミュレーションにより計測したデータに基づいて許容値を設定することが可能である。任意のスライドモーションを設定し、その際の１分間の作業ストローク数を設定し、サーボモータの必要となる等価連続トルクを算出する。サーボモータの定格トルクの比率でトルク負荷率を算出する。シミュレーションによりプレス機械に負荷を掛けてトルク負荷率が１００％となった際の仕事量を算出し、当該データを保持する。作業ストローク数を変更してデータを取得することにより本例におけるプレス機械の仕事量の許容値Ｌを取得することが可能である。

【0096】

電動サーボモータを用いた構成においても、プレス機械の仕事量として、当該許容値Ｌよりも下側であれば、プレス加工のプレス荷重負荷は正常であり、許容値Ｌよりも上側であればプレス荷重負荷は過負荷（異常）であると判断する。

【0097】

当該方式により、許容値Ｌを超える仕事量が継続して実行されることを回避してモータオーバヒートや過電流アラームを抑制することが可能である。

【0098】

なお、本例においては、制御装置４０の各部の機能構成としてプレス機械に設けられる構成について説明したが、特に当該プレス機械に限られるものではなく、プレス機械を含むプレスシステムとすることも可能である。例えば、ネットワークを介して外部サーバと接続されている場合には、当該外部サーバのＣＰＵと連携して各部の機能を実行することも可能である。また、プレス機械の表示部に表示する構成に限定されるのではなく、ネットワークを介してプレス機械と接続可能な端末の表示部に表示することも可能である。

【0099】

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。

【符号の説明】

【0100】

１ プレス機械、１＃ サーボプレス、２ 本体フレーム、３ ボルスタ、４ スライド、５ 下型、６ 上型、８ 電動モータ、９ 動力伝達機構、１０ 変換機構、１２ フライホイール、１３ ブレーキ装置、１４ 第１ギア、１５ 第２ギア、１６ プーリ、１７ ベルト、４０ 制御装置、４２ 検出部、４４ 判断部、４５ 異常報知部、４７ 調整部、５０ メモリ、６０ 荷重センサ、７０ コントロールパネル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】