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(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】
(24)【登録日】2024-01-22
(45)【発行日】2024-01-30
(54)【発明の名称】電動プレス及びその制御プログラム
(51)【国際特許分類】
B30B 15/14 20060101AFI20240123BHJP
B30B 1/18 20060101ALI20240123BHJP
B30B 15/26 20060101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
B30B15/14 K
B30B1/18 B
B30B15/26
B30B15/14 H
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019199845
(22)【出願日】2019-11-01
(65)【公開番号】P2021070054
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-10-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000002244
【氏名又は名称】株式会社ジャノメ
(74)【代理人】
【識別番号】100122426
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 清志
(72)【発明者】
【氏名】野口 忠弘
【審査官】石田 宏之
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－１８０２９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２０５７９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－３０８９９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３２４５０３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ３０Ｂ １５／１４
Ｂ３０Ｂ １／１８
Ｂ３０Ｂ １５／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転力を発生させる電動機と、被加工体に加圧力を加えるプレス用ラムと、
前記電動機の回転力を前記プレス用ラムの直進加圧力に変換する変換機構と、
前記プレス用ラムの直進移動を制動するブレーキ部と、
前記被加工体に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、前記ブレーキ部を作動させて前記プレス用ラムを一定の加圧状態に維持する制御ユニットと、
前記被加工体に加わる加圧力を検出する加圧力検出部と、
前記加圧力検出部により検出された加圧力に対する前記電動機による加圧の保持可能時間を決定する加圧時間決定部と、を備え、
前記制御ユニットは、前記加圧力検出部により検出された加圧力に基づいて、前記加圧時間決定部により決定された保持可能時間の範囲内において、前記ブレーキ部を作動させて前記プレス用ラムを一定の加圧状態に維持する電動プレス。
【請求項2】
前記制御ユニットは、前記加圧力検出部により検出された加圧力に対して前記加圧時間決定部により決定された保持可能時間に満たない所定の閾値時間を超え、かつ、当該加圧力及び前記加圧停止位置が安定しているとき、前記ブレーキ部を作動させて前記プレス用ラムを一定の加圧状態に維持する請求項１に記載の電動プレス。
【請求項3】
電動機と、プレス用ラムと、ブレーキ部と、制御ユニットとを備えた電動プレスの制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、前記電動機により、回転力を発生させる第１ステップと、
前記プレス用ラムにより、前記電動機の回転力が変換された直進加圧力を用いて、被加工体に加圧力を加える第２ステップと、
前記制御ユニットにより、前記被加工体に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、前記ブレーキ部を作動させて前記プレス用ラムを一定の加圧状態に維持する第３ステップと、
を備え、
前記第３ステップは、
前記被加工体に加えた加圧力に対応して決定された前記プレス用ラムを制動する保持可能時間に満たない所定の閾値時間を超えたか否かを判定する第４ステップと、
前記第４ステップにおいて前記閾値時間を超えたと判定されたとき、前記プレス用ラムの加圧力及び前記加圧停止位置が安定しているか否かを判定する第５ステップと、
前記第５ステップにおいて加圧力及び前記加圧停止位置が安定していると判定されたとき、前記ブレーキ部を作動させて前記プレス用ラムを一定の加圧状態に維持する第６ステップと、
を備えた制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動プレス及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、電動機の回転力をプレス用ラムの直進加圧力に変換する電動プレスが開示されている。この電動プレスでは、予め定めた加圧位置範囲において所定の加圧力（荷重）が検出された場合にプレス用ラムによる被加工物の加圧が継続される。
つまり、被加工物のワーク作業において、プレス用ラムの加圧を停止する停止位置並びに加圧を継続する継続時間が予め設定される。そして、電動プレスでは、プレス用ラムの加圧先端が停止位置に到達すると、継続時間が経過するまで、プレス用ラムは被加工物に加圧力を掛け続ける制御がなされている。
被加工物としては、例えば、粉体物質又は半固体物質が使用されている。電動プレスでは、粉体物質は固定化され、半固体物質はケースへ装填されるワーク作業が実施されている。この種の電動プレスでは、加圧力を掛け続けるワーク作業が実施されているので、被加工物が旧位に復することを防止して、精密或いは正確なワーク作業を実施することができる。
つまり、被加工物のワーク作業において、プレス用ラムの加圧を停止する停止位置並びに加圧を継続する継続時間が予め設定される。そして、電動プレスでは、プレス用ラムの加圧先端が停止位置に到達すると、継続時間が経過するまで、プレス用ラムは被加工物に加圧力を掛け続ける制御がなされている。
被加工物としては、例えば、粉体物質又は半固体物質が使用されている。電動プレスでは、粉体物質は固定化され、半固体物質はケースへ装填されるワーク作業が実施されている。この種の電動プレスでは、加圧力を掛け続けるワーク作業が実施されているので、被加工物が旧位に復することを防止して、精密或いは正確なワーク作業を実施することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第４０９３３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記電動プレスでは、電動機としてサーボモータが使用されているため、特性として発生させる加圧力と加圧を継続できる加圧継続時間とは反比例の関係にある。したがって、大きい加圧力をワークに与える場合、加圧継続時間は非常に短時間となり、加圧継続時間を超えて加圧しようとすると過負荷エラーに至り、電動機が停止してしまう。このため、電動プレス及びその制御プログラムにおいて、改善の余地があった。
【0005】
本発明は、加圧力と加圧継続時間とのトレードオフを解消し、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる電動プレス及びその制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明の第１実施態様に係る電動プレスは、回転力を発生させる電動機と、被加工体に加圧力を加えるプレス用ラムと、電動機の回転力をプレス用ラムの直進加圧力に変換する変換機構と、プレス用ラムの直進移動を制動するブレーキ部と、被加工体に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、ブレーキ部を作動させてプレス用ラムを一定の加圧状態に維持する制御ユニットと、被加工体に加わる加圧力を検出する加圧力検出部と、加圧力検出部により検出された加圧力に対する電動機による加圧の保持可能時間を決定する加圧時間決定部と、を備え、制御ユニットは、加圧力検出部により検出された加圧力に基づいて、加圧時間決定部により決定された保持可能時間の範囲内において、ブレーキ部を作動させてプレス用ラムを一定の加圧状態に維持する。
【0008】
本発明の第２実施態様に係る電動プレスでは、第１実施態様に係る電動プレスにおいて、制御ユニットは、加圧力検出部により検出された加圧力に対して加圧時間決定部により決定された保持可能時間に満たない所定の閾値時間を超え、かつ、当該加圧力及び加圧停止位置が安定しているとき、ブレーキ部を作動させてプレス用ラムを一定の加圧状態に維持する。
【0009】
本発明の第３実施態様に係る制御プログラムは、電動機と、プレス用ラムと、ブレーキ部と、制御ユニットとを備えた電動プレスの制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、電動機により、回転力を発生させる第１ステップと、プレス用ラムにより、電動機の回転力が変換された直進加圧力を用いて、被加工体に加圧力を加える第２ステップと、制御ユニットにより、被加工体に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、ブレーキ部を作動させてプレス用ラムを一定の加圧状態に維持する第３ステップと、を備え、第３ステップは、被加工体に加えた加圧力に対応して決定されたプレス用ラムを制動する保持可能時間に満たない所定の閾値時間を超えたか否かを判定する第４ステップと、第４ステップにおいて閾値時間を超えたと判定されたとき、プレス用ラムの加圧力及び加圧停止位置が安定しているか否かを判定する第５ステップと、第５ステップにおいて加圧力及び加圧停止位置が安定していると判定されたとき、ブレーキ部を作動させてプレス用ラムを一定の加圧状態に維持する第６ステップと、を備えている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、加圧力と加圧継続時間とのトレードオフを解消し、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる電動プレス及びその制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】（Ａ）は本発明の第１実施の形態に係る電動プレスの概略断面構成図、（Ｂ）は（Ａ）に示される電動プレスによるワーク作業時間と電動プレスのプレス用ラムの先端位置との関係を示すグラフ、（Ｃ）は（Ｂ）に示されるワーク作業時間に対応する電動プレスのプレス用ラムの先端位置が発生させる加圧力（荷重）との関係を示すグラフである。
【図4】第１実施の形態に係る電動プレスの制御方法及び制御プログラムを示すフローチャートである。
【図5】本発明の第２実施の形態に係る電動プレスの制御方法及び制御プログラムを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
［第１実施の形態］
以下、図１～図４を用いて、本発明の第１実施の形態に係る電動プレス及びその制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムについて説明する。
ここで、図１（Ａ）に示されている符号Ｘは三次元座標のＸ軸方向（紙面から手前側へ向かう方向）を示し、符号ＹはＹ軸方向（紙面の左側から右側へ向かう方向）を示し、符号ＺはＺ軸方向（紙面の下側から上側へ向かう方向）を示している。Ｙ軸方向は水平面においてＸ軸方向に対して直交し、Ｚ軸方向はＸ軸方向及びＹ軸方向に対して直交している。なお、これらの各方向は、実施の形態を説明するために便宜的に使用される方向であって、本発明はこれらの方向に限定されるものではない。
以下、図１～図４を用いて、本発明の第１実施の形態に係る電動プレス及びその制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムについて説明する。
ここで、図１（Ａ）に示されている符号Ｘは三次元座標のＸ軸方向（紙面から手前側へ向かう方向）を示し、符号ＹはＹ軸方向（紙面の左側から右側へ向かう方向）を示し、符号ＺはＺ軸方向（紙面の下側から上側へ向かう方向）を示している。Ｙ軸方向は水平面においてＸ軸方向に対して直交し、Ｚ軸方向はＸ軸方向及びＹ軸方向に対して直交している。なお、これらの各方向は、実施の形態を説明するために便宜的に使用される方向であって、本発明はこれらの方向に限定されるものではない。
【0014】
（電動プレス１の全体構成）
図１（Ａ）に示されるように、本実施の形態に係る電動プレス（電動プレス機）１は、特に型式が限定されるものではないが、コラム型電動プレスとして構成されている。この電動プレス１は、電動機３と、変換機構５と、プレス用ラム６と、ブレーキ部８と、制御ユニット１２とを含んで構成されている。さらに、電動プレス１は筐体２を備え、筐体２の内部に電動機３等の各構成要素が配設されている。
図１（Ａ）に示されるように、本実施の形態に係る電動プレス（電動プレス機）１は、特に型式が限定されるものではないが、コラム型電動プレスとして構成されている。この電動プレス１は、電動機３と、変換機構５と、プレス用ラム６と、ブレーキ部８と、制御ユニット１２とを含んで構成されている。さらに、電動プレス１は筐体２を備え、筐体２の内部に電動機３等の各構成要素が配設されている。
【0015】
電動プレス１は、被加工体１１に加圧力を加えて、ワーク作業を実施する構成とされている。ここでは、被加工体１１は例えば筒状の被圧入体１１Ａと棒状の圧入体１１Ｂとを有し、被圧入体１１Ａに圧入体１１Ｂを圧入する圧入ワーク作業が実施される。
なお、被加工体１１は、例えば粉体物質又は半固体物質を使用してもよい。粉体物質が使用される場合には、電動プレス１は粉体物質を固定化する圧縮ワーク作業又は成形ワーク作業を実施する。また、半固体物質が使用される場合には、電動プレス１は半固体物質をケースに装填する圧入ワーク作業を実施する。
さらに、電動プレス１は、かしめ、リベット、封止、曲げ、絞り、切断、打ち抜き、刻印、検査等の各種ワーク作業を実施してもよい。
以下、電動プレス１の構成について、詳しく説明する。
なお、被加工体１１は、例えば粉体物質又は半固体物質を使用してもよい。粉体物質が使用される場合には、電動プレス１は粉体物質を固定化する圧縮ワーク作業又は成形ワーク作業を実施する。また、半固体物質が使用される場合には、電動プレス１は半固体物質をケースに装填する圧入ワーク作業を実施する。
さらに、電動プレス１は、かしめ、リベット、封止、曲げ、絞り、切断、打ち抜き、刻印、検査等の各種ワーク作業を実施してもよい。
以下、電動プレス１の構成について、詳しく説明する。
【0016】
（１）筐体２の構成
図１（Ａ）に示されるように、筐体２は、ベース２１と、コラム（支柱）２３と、ヘッド２４とを含んで構成されている。
図１（Ａ）に示されるように、筐体２は、ベース２１と、コラム（支柱）２３と、ヘッド２４とを含んで構成されている。
【0017】
ベース２１は電動プレス１の下部に位置し、ベース２１の上面にはＸＹ水平面が形成されたテーブル２２が配設されている。テーブル２２には、図示省略の取付具が装着可能とされ、取付具を介して被加工体１１が取付可能とされている。また、ワーク作業者から見て（正面視において）、ベース２１の前面側には操作部１０が配設されている。この操作部１０は、ベース２１の内部に配設された、図１（Ａ）及び図２に示される制御ユニット１２に接続されている。制御ユニット１２の構成は後述する。
【0018】
コラム２３は、正面視においてベース２１の背面側に配設され、ベース２１の表面上からＺ軸方向へ立設されている。コラム２３は、筒状に形成され、ベース２１と一体又は一体的に構成されている。
ここで、「一体に構成されている」とは、コラム２３、ベース２１のそれぞれが同一材料を用いて１つの成形体として構成されているという意味において使用されている。また、「一体的に構成されている」とは、コラム２３、ベース２１のそれぞれが同一材料若しくは別材料を用いて別々に形成され、溶接、ボルトナット、ネジ等の締結手段を用いて結合されて構成されているという意味において使用されている。以下の説明において、「一体」又は「一体的」の意味は同義である。
ここで、「一体に構成されている」とは、コラム２３、ベース２１のそれぞれが同一材料を用いて１つの成形体として構成されているという意味において使用されている。また、「一体的に構成されている」とは、コラム２３、ベース２１のそれぞれが同一材料若しくは別材料を用いて別々に形成され、溶接、ボルトナット、ネジ等の締結手段を用いて結合されて構成されているという意味において使用されている。以下の説明において、「一体」又は「一体的」の意味は同義である。
【0019】
ヘッド２４は、コラム２３の上部に一体又は一体的に構成され、ワーク作業者の右側面から見て（右側面視において）背面側から前面側へ突出する構成とされている。正面視並びに右側面視において、ヘッド２４は、いずれも矩形状に形成されている。
ヘッド２４の前面側には、上側に表示部１３が配設され、下側には操作部１４が配設されている。操作部１４では、数値情報を含めたワーク作業の制御情報等が入力可能とされている。例えば、ティーチングモードにおいて操作部１４から数値情報、ワーク作業の制御情報等を入力すれば、電動プレス１では入力された数値情報、制御情報等に従って被加工体１１にワーク作業を実施することができる。表示部１３は例えばタッチパネル方式の液晶表示パネルにより構成されている。表示部１３では、ティーチングモードにおいて入力された数値、ワーク作業状態等を表示させることができる。操作部１４、表示部１３のそれぞれは、図１（Ａ）及び図２に示される制御ユニット１２に接続されている。
ヘッド２４の前面側には、上側に表示部１３が配設され、下側には操作部１４が配設されている。操作部１４では、数値情報を含めたワーク作業の制御情報等が入力可能とされている。例えば、ティーチングモードにおいて操作部１４から数値情報、ワーク作業の制御情報等を入力すれば、電動プレス１では入力された数値情報、制御情報等に従って被加工体１１にワーク作業を実施することができる。表示部１３は例えばタッチパネル方式の液晶表示パネルにより構成されている。表示部１３では、ティーチングモードにおいて入力された数値、ワーク作業状態等を表示させることができる。操作部１４、表示部１３のそれぞれは、図１（Ａ）及び図２に示される制御ユニット１２に接続されている。
【0020】
（２）電動機３、変換機構５、プレス用ラム６の構成
図１（Ａ）に示されるように、電動機３及び変換機構５は筐体２のヘッド２４の内部２５に配設されている。プレス用ラム６は、ワーク作業開始時において内部２５に収納されている。このプレス用ラム６は、内部２５からベース２１へ向かって降下し、又降下した位置から内部２５へ向かって上昇する構成とされている。
図１（Ａ）に示されるように、電動機３及び変換機構５は筐体２のヘッド２４の内部２５に配設されている。プレス用ラム６は、ワーク作業開始時において内部２５に収納されている。このプレス用ラム６は、内部２５からベース２１へ向かって降下し、又降下した位置から内部２５へ向かって上昇する構成とされている。
【0021】
電動機３は、その回転軸３１をＺ軸方向に一致させ、正面視においてヘッド２４の内部２５の背面側に組み付けられている。右側面視では、電動機３は内部２５の右側に配置されている。電動機３として、ここではサーボモータが使用されている。
また、電動機３の下側には回転量検出部４が配設され、回転量検出部４は電動機３の回転軸３１の下側に連結されている。回転量検出部４では、回転軸３１の回転量を検出することができる。
また、電動機３の下側には回転量検出部４が配設され、回転量検出部４は電動機３の回転軸３１の下側に連結されている。回転量検出部４では、回転軸３１の回転量を検出することができる。
【0022】
変換機構５は、電動機３の上側であって、電動機３の上部からプレス用ラム６の上部にわたって配設されている。ここで、プレス用ラム６は、正面視においてヘッド２４の内部２５の手前側、右側面視において内部２５の左側に配設されている。変換機構５は、駆動側歯車５１と、従動側歯車５２と、従動軸５３と、軸受部５４と、送りねじ部（螺子軸）５５と、移動部５６とを含んで構成されている。
【0023】
駆動側歯車５１は、電動機３の回転軸３１の上部に連結され、回転軸３１の回転に従って回転軸３１を回転中心として回転する構成とされている。駆動側歯車５１の外周囲には、回転軸３１の回転力を従動側歯車５２に伝達する駆動歯が設けられている。
従動側歯車５２は、Ｚ軸方向を回転軸方向とする従動軸５３の上下方向中間部に連結されている。従動側歯車５２の外周囲には、駆動側歯車５１の駆動歯と噛み合う従動歯が設けられている。従動側歯車５２は、駆動側歯車５１から伝達された回転力を従動軸５３に伝達する構成とされている。
従動側歯車５２は、Ｚ軸方向を回転軸方向とする従動軸５３の上下方向中間部に連結されている。従動側歯車５２の外周囲には、駆動側歯車５１の駆動歯と噛み合う従動歯が設けられている。従動側歯車５２は、駆動側歯車５１から伝達された回転力を従動軸５３に伝達する構成とされている。
【0024】
従動軸５３は、ヘッド２４の底面中央部から内部２５へＺ軸方向に立設されたガイド部２６の中心部分に配置され、ガイド部２６の上部に装着された軸受部５４を介して回転自在に配設されている。ガイド部２６は、プレス用ラム６の上下方向の移動をガイドする機能を有し、ここではプレス用ラム６がＺ軸方向を軸方向とする円柱形状に形成されているので、円筒形状に形成されている。ガイド部２６はヘッド２４に一体又は一体的に構成されている。
また、軸受部５４は従動側歯車５２よりも下方に位置して従動軸５３に装着されている。軸受部５４にはベアリングが使用されている。ベアリングとして、転がり軸受、滑り軸受のいずれが採用されてもよいが、ここでは転がり軸受が使用され、従動軸５３の回転に伴う摩擦トルクが軽減されている。
また、軸受部５４は従動側歯車５２よりも下方に位置して従動軸５３に装着されている。軸受部５４にはベアリングが使用されている。ベアリングとして、転がり軸受、滑り軸受のいずれが採用されてもよいが、ここでは転がり軸受が使用され、従動軸５３の回転に伴う摩擦トルクが軽減されている。
【0025】
送りねじ部５５は、従動軸５３の下側端部に一体又は一体的に構成され、従動軸５３の下側他端から下方向へ向かって延設されている。送りねじ部５５の中心軸は従動軸５３の中心軸に一致されている。送りねじ部５５の外周囲には雄ねじ（送りねじ）が設けられている。
そして、移動部５６は、図示省略の雌ねじを有するナット形状に形成され、送りねじ部５５に螺合されている。移動部５６は、送りねじ部５５の回転に従って上下方向へ移動する構成とされている。
つまり、変換機構５は、電動機３の回転力を、駆動側歯車５１、従動側歯車５２、従動軸５３、送りねじ部５５、移動部５６のそれぞれを介して、プレス用ラム６の直進加圧力に変換する構成とされている。
そして、移動部５６は、図示省略の雌ねじを有するナット形状に形成され、送りねじ部５５に螺合されている。移動部５６は、送りねじ部５５の回転に従って上下方向へ移動する構成とされている。
つまり、変換機構５は、電動機３の回転力を、駆動側歯車５１、従動側歯車５２、従動軸５３、送りねじ部５５、移動部５６のそれぞれを介して、プレス用ラム６の直進加圧力に変換する構成とされている。
【0026】
なお、本実施の形態では、移動部５６の雌ねじと送りねじ部５５の雄ねじとの間に図示省略の複数のボールが介在されている。すなわち、移動部５６、ボール及び送りねじ部５５はボールねじ機構を構成している。ボールねじ機構では、送りねじ部５５と移動部５６との摩擦抵抗を小さくすることができ、送りねじ部５５の軸方向に対して、移動部５６をスムーズに移動させることができる。
【0027】
プレス用ラム６は、ガイド部２６に沿って上下方向へ摺動自在に配設されている。プレス用ラム６の上側一端部には変換機構５の移動部５６が固定されている。それにより、移動部５６は、電動機３の回転力が変換機構５により変換された直進加圧力をプレス用ラム６に伝達し、プレス用ラム６を下方向へ向かって押し下げる。また、移動部５６は、電動機３の逆回転力が変換機構５により変換された直進反加圧力をプレス用ラム６に伝達し、プレス用ラム６を上方向へ向かって引き上げる。
プレス用ラム６の上側一端から中間部に至る内部には変換機構５の送りねじ部５５が挿入可能とされている。勿論、挿入された送りねじ部５５は、プレス用ラム６の内部から取出し可能とされている。
さらに、プレス用ラム６の下側他端部は、被加工体１１に加圧力を加える構成とされている。本実施の形態では、プレス用ラム６の下側他端部が底面から上方へ向かって凹設され、この凹設内部に加工体（押圧体）６１が加圧力検出部７を介在して配設されている。従って、加工体６１の下面が実質的な「ラム先端（ラム先端面）」とされている。加圧力検出部７としては、例えば歪みゲージ等の荷重検出器を使用することができる。
プレス用ラム６の上側一端から中間部に至る内部には変換機構５の送りねじ部５５が挿入可能とされている。勿論、挿入された送りねじ部５５は、プレス用ラム６の内部から取出し可能とされている。
さらに、プレス用ラム６の下側他端部は、被加工体１１に加圧力を加える構成とされている。本実施の形態では、プレス用ラム６の下側他端部が底面から上方へ向かって凹設され、この凹設内部に加工体（押圧体）６１が加圧力検出部７を介在して配設されている。従って、加工体６１の下面が実質的な「ラム先端（ラム先端面）」とされている。加圧力検出部７としては、例えば歪みゲージ等の荷重検出器を使用することができる。
【0028】
このように構成される電動プレス１では、電動機３の回転力が変換機構５によりプレス用ラム６の直進加圧力に変換され、この直進加圧力に基づいてプレス用ラム６は被加工体１１を加圧する。
図１（Ａ）には、プレス用ラム６の「ラム先端（加工体６１の下面）」が、上方位置であって、ワーク作業の作業開始位置に配置された状態における電動プレス１が示されている。
図１（Ａ）には、プレス用ラム６の「ラム先端（加工体６１の下面）」が、上方位置であって、ワーク作業の作業開始位置に配置された状態における電動プレス１が示されている。
【0029】
（３）ブレーキ部８の構成
図１（Ａ）に示されるように、ブレーキ部８は、変換機構５の従動軸５３の上側他端部に配設されている。本実施の形態では、ブレーキ部８として、一般的な電磁ブレーキが使用されている。具体的な図示は省略するが、電磁ブレーキは、例えば、固定板と、可動板と、電磁コイルと、弾性体と、摩擦板とを含んで構成されている。
図１（Ａ）に示されるように、ブレーキ部８は、変換機構５の従動軸５３の上側他端部に配設されている。本実施の形態では、ブレーキ部８として、一般的な電磁ブレーキが使用されている。具体的な図示は省略するが、電磁ブレーキは、例えば、固定板と、可動板と、電磁コイルと、弾性体と、摩擦板とを含んで構成されている。
【0030】
固定板、可動板は、各々、従動軸５３の中心軸方向と一致する方向を板厚方向とし、径方向中央部において従動軸５３を貫通させる貫通孔を有する円盤形状に形成されている。少なくとも可動板は、通電により発生された磁力によって電磁コイルに引き寄せられる金属製とされている。
電磁コイルは従動軸５３の中心軸に沿って配置されている。固定板は電磁コイルから所定の距離だけ離れた位置に配置され、電磁コイルに固定板が固定されている。可動板は、電磁コイルと固定板との間において、従動軸５３の中心軸に沿って移動可能に支持されている。固定板と可動板との間には摩擦板が配設され、摩擦板は例えばロータハブを介して従動軸５３に固定されている。
可動板と電磁コイルとの間には、可動板を固定板へ押さえ付ける方向へ付勢する弾性体、具体的にはコイルスプリングが配設されている。
電磁コイルは従動軸５３の中心軸に沿って配置されている。固定板は電磁コイルから所定の距離だけ離れた位置に配置され、電磁コイルに固定板が固定されている。可動板は、電磁コイルと固定板との間において、従動軸５３の中心軸に沿って移動可能に支持されている。固定板と可動板との間には摩擦板が配設され、摩擦板は例えばロータハブを介して従動軸５３に固定されている。
可動板と電磁コイルとの間には、可動板を固定板へ押さえ付ける方向へ付勢する弾性体、具体的にはコイルスプリングが配設されている。
【0031】
電磁コイルが通電されていないとき、弾性体が可動板を押さえ付け、固定板と可動板とにより摩擦板が挟み込まれることにより、ブレーキ部８は従動軸５３を制動する。一方、電磁コイルが通電されるとき、弾性体の付勢に抗して電磁コイルが可動板を引き寄せ、固定板と可動板との間に挟み込まれた摩擦板が開放され、ブレーキ部８は従動軸５３の制動を解除する。
本実施の形態に係る電動プレス１では、ブレーキ部８は、電磁コイルが通電されていないとき、具体的には電動プレス１の主電源がオフ状態のとき、プレス用ラム６の落下を防止する機能を備えている。そして、電動プレス１では、ワーク作業の加圧停止位置において、プレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するべく、ブレーキ部８が使用されている。
表現を代えれば、加圧停止位置においてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するブレーキ部８は、プレス用ラム６の落下を防止するブレーキ部８を用いて構成されている。
本実施の形態に係る電動プレス１では、ブレーキ部８は、電磁コイルが通電されていないとき、具体的には電動プレス１の主電源がオフ状態のとき、プレス用ラム６の落下を防止する機能を備えている。そして、電動プレス１では、ワーク作業の加圧停止位置において、プレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するべく、ブレーキ部８が使用されている。
表現を代えれば、加圧停止位置においてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するブレーキ部８は、プレス用ラム６の落下を防止するブレーキ部８を用いて構成されている。
【0032】
（電動プレス１の制御ユニット１２の構成）
図２に示されるように、電動プレス１は制御ユニット１２を備えている。制御ユニット１２は、電動機３、回転量検出部４、加圧力検出部７、表示部１３、操作部１０、操作部１４のそれぞれに接続されている。
そして、制御ユニット１２は、制御部１２１と、第１記憶部１２２と、第２記憶部１２３と、第３記憶部１２４と、ドライバ１２５とを含んで構成されている。
図２に示されるように、電動プレス１は制御ユニット１２を備えている。制御ユニット１２は、電動機３、回転量検出部４、加圧力検出部７、表示部１３、操作部１０、操作部１４のそれぞれに接続されている。
そして、制御ユニット１２は、制御部１２１と、第１記憶部１２２と、第２記憶部１２３と、第３記憶部１２４と、ドライバ１２５とを含んで構成されている。
【0033】
制御部１２１は、電動プレス１の全体の動作制御を司る。この制御部１２１には、図示省略の中央演算処理ユニット（CPU）が含まれている。
第１記憶部１２２には主に電動プレス１の動作を制御する制御プログラムが格納されている。第１記憶部１２２に格納された制御プログラムは制御部１２１において読み取られて実行され、制御部１２１は制御プログラムに基づいて電動プレス１の動作を制御する。
第２記憶部１２３には主にワーク作業の作業情報が格納されている。例えば、圧入ワーク作業では、プレス用ラム６のラム先端の作業開始位置、加圧開始位置、加圧停止位置、作業終了位置、加圧速度等の作業情報が、予めティーチング作業により作業情報として作成される。この作業情報が第２記憶部１２３に格納されている。
第１記憶部１２２には主に電動プレス１の動作を制御する制御プログラムが格納されている。第１記憶部１２２に格納された制御プログラムは制御部１２１において読み取られて実行され、制御部１２１は制御プログラムに基づいて電動プレス１の動作を制御する。
第２記憶部１２３には主にワーク作業の作業情報が格納されている。例えば、圧入ワーク作業では、プレス用ラム６のラム先端の作業開始位置、加圧開始位置、加圧停止位置、作業終了位置、加圧速度等の作業情報が、予めティーチング作業により作業情報として作成される。この作業情報が第２記憶部１２３に格納されている。
【0034】
第３記憶部１２４には、主に加圧力検出部７により検出された加圧力に対する電動機３による加圧の保持可能時間に関する情報（以下、「加圧保持時間情報」という。）が格納されている。ここで、加圧保持時間情報は、一例の傾向として、図３に示される通りである。横軸は加圧力（荷重）［N］を示し、縦軸は加圧の保持可能時間［sec］を示している。
図３に示されるように、電動機３が定格トルクに至る前の、プレス用ラム６のラム先端が被加工体１１に発生させる加圧力において、保持可能時間は無限大となる。一方、電動機３が定格トルクを超えると、プレス用ラム６のラム先端が被加工体１１に発生させる加圧力に対して、保持可能時間は指数関数的に短くなる。本実施の形態では、保持可能時間はテーブル情報として第３記憶部１２４に格納されている。
図３に示されるように、電動機３が定格トルクに至る前の、プレス用ラム６のラム先端が被加工体１１に発生させる加圧力において、保持可能時間は無限大となる。一方、電動機３が定格トルクを超えると、プレス用ラム６のラム先端が被加工体１１に発生させる加圧力に対して、保持可能時間は指数関数的に短くなる。本実施の形態では、保持可能時間はテーブル情報として第３記憶部１２４に格納されている。
【0035】
また、第３記憶部１２４には、加圧保持時間情報として論理式情報が格納されてもよい。論理式情報は次式＜１＞を用いて表される。
T max ＝ X × P × P max …＜１＞
ここで、式＜１＞の左辺のT max は最大加圧保持時間［sec］である。式＜１＞の右辺のP は加圧力［N］、P max は定格荷重［N］、X は定数である。
T max ＝ X × P × P max …＜１＞
ここで、式＜１＞の左辺のT max は最大加圧保持時間［sec］である。式＜１＞の右辺のP は加圧力［N］、P max は定格荷重［N］、X は定数である。
【0036】
また、制御ユニット１２には、加圧時間決定部１２６が設けられている。加圧時間決定部１２６は、加圧力検出部７と、第３記憶部１２４と、判断部１２１Ａとを含んで構築されている。ここで、判断部１２１Ａは制御部１２１内に内蔵されている。すなわち、加圧時間決定部１２６では、加圧力検出部７により検出された加圧力情報と、第３記憶部１２４に格納された加圧保持時間情報とに基づいて、判断部１２１Ａにより加圧保持時間が決定される。
【0037】
制御ユニット１２のドライバ１２５は制御部１２１に接続され、制御部１２１によりドライバ１２５の動作が制御される。このドライバ１２５は電動機３に接続され、ドライバ１２５により電動機３の回転が制御される。
【0038】
（電動プレス１の制御方法並びに制御プログラム）
次に、図１～図３を参照しつつ、図４に示されるフローチャートを用いて、電動プレス１の制御方法並びにこの制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムについて説明する。ここで、コンピュータは図２に示される制御ユニット１２を主体として構築されている。なお、制御方法を説明する各ステップは、制御プログラムを説明する各ステップと実質的に同一である。
次に、図１～図３を参照しつつ、図４に示されるフローチャートを用いて、電動プレス１の制御方法並びにこの制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムについて説明する。ここで、コンピュータは図２に示される制御ユニット１２を主体として構築されている。なお、制御方法を説明する各ステップは、制御プログラムを説明する各ステップと実質的に同一である。
【0039】
電動プレス１において、ワーク作業が開始される。すなわち、電動プレス１において、制御方法が開始され、制御プログラムの実行が開始される。最初に、作業開始位置から予め指定された速度において、被加工体１１に向かって下方向へプレス用ラム６の降下が開始される（ステップＳ１。図１（Ａ）及び図１（Ｃ）参照。）。電動プレス１では、電動機３の回転力が変換機構５により直進加圧力に変換され、この変換された直進加圧力に基づいてプレス用ラム６が降下する（図１（Ａ）参照）。
【0040】
ここで、図１（Ｂ）に、ワーク作業時間とプレス用ラム６のラム先端位置との関係が示されている。横軸はワーク作業時間を示し、縦軸はラム先端位置を示している。ワーク作業の作業開始時間はｔ０であり、時間の経過と共にプレス用ラム６の先端位置が下方へ移動する。
一方、図１（Ｃ）に、図１（Ｂ）のワーク作業時間に対応させたワーク作業時間とラム先端が発生させる加圧力（荷重）との関係が示されている。横軸はワーク作業時間を示し、縦軸は加圧力を示している。ワーク作業の開始時点（作業開始時間ｔ０）では、加圧力は発生していない。
一方、図１（Ｃ）に、図１（Ｂ）のワーク作業時間に対応させたワーク作業時間とラム先端が発生させる加圧力（荷重）との関係が示されている。横軸はワーク作業時間を示し、縦軸は加圧力を示している。ワーク作業の開始時点（作業開始時間ｔ０）では、加圧力は発生していない。
【0041】
プレス用ラム６の降下が進み、プレス用ラム６のラム先端が被加工体１１の圧入体１１Ｂに接触し、ラム先端による被加工体１１の加圧が開始される（ステップＳ２）。このとき、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示されるように、ワーク作業時間は作業開始時間ｔ０から加圧開始時間ｔ１まで経過している。また、図１（Ｃ）に示されるように、作業開始時間ｔ０から加圧開始時間ｔ１まで、ラム先端に加圧力は発生していない。
【0042】
加圧が開始されると、プレス用ラム６はそのまま所定の移動量に至るまで降下し、ラム先端が一定の加圧力Ｐ１になるまで、ラム先端位置の移動量が制御される（ステップＳ３）。このとき、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示されるように、ワーク作業時間の加圧時間ｔ２に一定の加圧力Ｐ１になる。加圧開始時間ｔ１から加圧時間ｔ２までは、ラム先端位置は一定の移動量において降下し、ラム先端に発生する加圧力は一定の増加量において増加する。
ここで、ラム先端である加工体６１には加圧力検出部７が配設されているので、加圧力検出部７を用いて、プレス用ラム６が被加工体１１に加えている加圧力が検出される。
ここで、ラム先端である加工体６１には加圧力検出部７が配設されているので、加圧力検出部７を用いて、プレス用ラム６が被加工体１１に加えている加圧力が検出される。
【0043】
プレス用ラム６の降下が進み、加圧時間ｔ２に至る、つまり、ラム先端位置が所定の移動量を移動して加圧停止位置に至り、かつ、ラム先端に一定の加圧力Ｐ１が発生すると、一定の加圧状態を維持する制御方法（プログラムの実行）が開始される（ステップＳ４）。表現を代えると、被加工体１１に掛かる加圧力が予め指定された加圧力となるプレス用ラム６のラム先端の位置の制御が開始される。
【0044】
まず、ワーク作業が終了したか否かが判定される（ステップＳ５）。
ステップＳ５において、ワーク作業が終了したと判定されると、図１（Ｂ）に示される加圧停止位置において、図１（Ｃ）に示される一定の加圧力（Ｐ１）を加えた状態が維持されたものと判定される。ワーク作業では、加圧時間ｔ２から加圧終了時間ｔ３まで、加圧停止位置において一定の加圧力Ｐ１を加えた状態が維持されたものと判定される。この後、プレス用ラム６を上昇させて退避させ（ステップＳ１４）、本実施の形態に係る制御方法（プログラムの実行）が終了する。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）において、加圧終了時間ｔ３からワーク作業の終了時間ｔ４までに、プレス用ラム６の退避が完了する。
ステップＳ５において、ワーク作業が終了したと判定されると、図１（Ｂ）に示される加圧停止位置において、図１（Ｃ）に示される一定の加圧力（Ｐ１）を加えた状態が維持されたものと判定される。ワーク作業では、加圧時間ｔ２から加圧終了時間ｔ３まで、加圧停止位置において一定の加圧力Ｐ１を加えた状態が維持されたものと判定される。この後、プレス用ラム６を上昇させて退避させ（ステップＳ１４）、本実施の形態に係る制御方法（プログラムの実行）が終了する。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）において、加圧終了時間ｔ３からワーク作業の終了時間ｔ４までに、プレス用ラム６の退避が完了する。
【0045】
一方、ステップＳ５において、ワーク作業が終了していないと判定されると、第１閾値時間を超過したか否かが判定される（ステップＳ６）。ここで、第１閾値時間は、図２に示される加圧時間決定部１２６において決定された加圧の保持可能時間（図３参照）に基づいて、この保持可能時間に満たない範囲内において設定される。本実施の形態では、第１閾値時間は、ワーク作業の安全性、ワーク作業の実現性等に基づいて、保持可能時間の６０％に設定される。
ステップＳ６において、第１閾値時間を超過していないと判定されると、ステップＳ３に処理が戻る。
ステップＳ６において、第１閾値時間を超過していないと判定されると、ステップＳ３に処理が戻る。
【0046】
一方、ステップＳ６において、第１閾値時間を超過していると判定されると、引き続き加圧力及び加圧停止位置が安定しているか否かが判定される（ステップＳ７）。ここで、加圧力及び加圧停止位置が安定しているとは、プレス用ラム６のラム先端に発生する加圧力の変化量及びラム先端の位置の変化量が、例えば実質的に変化していない５％以内の状態とされる。
【0047】
ステップＳ７において、加圧力及び加圧停止位置が安定していないと判定されると、第２閾値時間を超過したか否かが判定される（ステップＳ１２）。加圧力及び加圧停止位置が安定していないとは、加圧力の変化量及びラム先端の位置の変化量が例えば５％を超えており、ラム先端の位置が変化している状態にある。
ここで、第２閾値時間は、第１閾値時間を超え、かつ、保持可能時間に満たない範囲内において設定される。本実施の形態では、第１閾値時間と同様に、ワーク作業の安全性、ワーク作業の実現性等に基づいて、第２閾値時間は保持可能時間の８０％に設定される。
ステップＳ１１において、第２閾値時間を超過していないと判定されると、ステップＳ７へ処理が戻る。一方、ステップＳ１２において、第２閾値時間を超過していると判定されると、ステップＳ１１へ処理が進む。ステップＳ１０の処理内容については後述する。
ここで、第２閾値時間は、第１閾値時間を超え、かつ、保持可能時間に満たない範囲内において設定される。本実施の形態では、第１閾値時間と同様に、ワーク作業の安全性、ワーク作業の実現性等に基づいて、第２閾値時間は保持可能時間の８０％に設定される。
ステップＳ１１において、第２閾値時間を超過していないと判定されると、ステップＳ７へ処理が戻る。一方、ステップＳ１２において、第２閾値時間を超過していると判定されると、ステップＳ１１へ処理が進む。ステップＳ１０の処理内容については後述する。
【0048】
ステップＳ６において第１閾値時間を超過していると判定され、更にステップＳ７において加圧力及び加圧停止位置が安定していると判定されると、図１（Ａ）及び図２に示されるブレーキ部８が作動され、プレス用ラム６の下降が制動される（ステップＳ８）。すなわち、電動プレス１では、加圧力検出部７により検出された加圧力に基づいて、加圧時間決定部１２６により決定された保持可能時間の範囲内において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６が一定の加圧状態に維持される。この制御は図２に示される制御ユニット１２により実行される。
【0049】
ステップＳ８において、予め設定された所定の加圧終了時間ｔ３（図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）参照）が経過した後に、ワーク作業が終了したか否かが判定される（ステップＳ９）。ステップＳ９において、ワーク作業が終了したと判定されると、ブレーキ部８によるプレス用ラム６の制動が解除される（ステップＳ１３）。このブレーキ部８の解除がなされると、プレス用ラム６が終了時間ｔ４までに退避し（ステップＳ１４）、本実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムの実行が終了する。
【0050】
一方、ステップＳ９において、ワーク作業が終了していないと判定されると、予め設定された加圧力の範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ１０）。ここで、予め設定された加圧力の範囲内は、一定の加圧力Ｐ１の例えば±１５％以内とされる。
ステップＳ１０において、予め設定された加圧力の範囲内であると判定されると、ステップＳ９へ処理が戻る。
一方、ステップＳ１０において、予め設定された加圧力の範囲内ではないと判定されると、プレス用ラム６の降下が停止され（プレス用ラム６が非常停止され）、このプレス用ラム６の停止と共にワーク作業に異常を生じた旨が通知される（ステップＳ１１）。通知は、例えば、図１（Ａ）に示される表示部１３に、「加圧力エラー」等の文字を表示して行われる。また、図示省略の音声出力部から発せられる「エラー音」、図示省略の警告灯により発せられる「警告光」等を用いて、通知が行われる。
プレス用ラム６の停止及びワーク作業の異常の通知がなされた後、ラムを退避させ（ステップＳ１４）、本実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムの実行は終了する。
ステップＳ１０において、予め設定された加圧力の範囲内であると判定されると、ステップＳ９へ処理が戻る。
一方、ステップＳ１０において、予め設定された加圧力の範囲内ではないと判定されると、プレス用ラム６の降下が停止され（プレス用ラム６が非常停止され）、このプレス用ラム６の停止と共にワーク作業に異常を生じた旨が通知される（ステップＳ１１）。通知は、例えば、図１（Ａ）に示される表示部１３に、「加圧力エラー」等の文字を表示して行われる。また、図示省略の音声出力部から発せられる「エラー音」、図示省略の警告灯により発せられる「警告光」等を用いて、通知が行われる。
プレス用ラム６の停止及びワーク作業の異常の通知がなされた後、ラムを退避させ（ステップＳ１４）、本実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムの実行は終了する。
【0051】
（作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る電動プレス１は、図１（Ａ）に示されるように、電動機３と、プレス用ラム６と、変換機構５とを備える。電動機３は回転力を発生させる。プレス用ラム６は被加工体１１に加圧力を加える。変換機構５は電動機３の回転力をプレス用ラム６の直進加圧力に変換する。
ここで、電動プレス１は、更に、ブレーキ部８と、制御ユニット１２とを備える。ブレーキ部８はプレス用ラム６の直進移動を制動する。そして、制御ユニット１２は、被加工体１１に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する。
このため、電動プレス１では、ブレーキ部８のアシストにより、加圧継続時間を超えて加圧しても電動機３が過負荷エラーに至らないので、加圧力と加圧継続時間とのトレードオフを解消し、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる。
以上説明したように、本実施の形態に係る電動プレス１は、図１（Ａ）に示されるように、電動機３と、プレス用ラム６と、変換機構５とを備える。電動機３は回転力を発生させる。プレス用ラム６は被加工体１１に加圧力を加える。変換機構５は電動機３の回転力をプレス用ラム６の直進加圧力に変換する。
ここで、電動プレス１は、更に、ブレーキ部８と、制御ユニット１２とを備える。ブレーキ部８はプレス用ラム６の直進移動を制動する。そして、制御ユニット１２は、被加工体１１に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する。
このため、電動プレス１では、ブレーキ部８のアシストにより、加圧継続時間を超えて加圧しても電動機３が過負荷エラーに至らないので、加圧力と加圧継続時間とのトレードオフを解消し、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる。
【0052】
また、電動プレス１では、電動機３の定格トルクを超えるトルクを発生させることができるので、電動機３の容量（サイズ）を小さくすることができる。このため、電動プレス１の小型化を実現することができる。
さらに、電動プレス１では、上記の通り、電動機３の容量を小さくすることができるので、電動機３の価格を下げることができる。このため、電動プレス１の製作費用を下げることができる。
さらに、電動プレス１では、上記の通り、電動機３の容量を小さくすることができるので、電動機３の価格を下げることができる。このため、電動プレス１の製作費用を下げることができる。
【0053】
また、電動プレス１は、図１（Ａ）及び図２に示されるように、更に、加圧力検出部７と、加圧時間決定部１２６とを備える。加圧力検出部７は被加工体１１に加わる加圧力を検出する。加圧時間決定部１２６は、加圧力検出部７により検出された加圧力に対する電動機３による加圧の保持可能時間を決定する。
ここで、制御ユニット１２は、加圧力検出部７により検出された加圧力に基づいて、加圧時間決定部１２６により決定された保持可能時間の範囲内において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する。
このため、加圧力に基づいた加圧の保持可能時間の範囲内において、プレス用ラム６を一定の加圧状態に維持することができるので、過負荷エラーによって電動機３が停止することなく、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる。
ここで、制御ユニット１２は、加圧力検出部７により検出された加圧力に基づいて、加圧時間決定部１２６により決定された保持可能時間の範囲内において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する。
このため、加圧力に基づいた加圧の保持可能時間の範囲内において、プレス用ラム６を一定の加圧状態に維持することができるので、過負荷エラーによって電動機３が停止することなく、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる。
【0054】
さらに、電動プレス１では、図２に示される制御ユニット１２は、加圧力検出部７により検出された加圧力に対して加圧時間決定部１２６により決定された保持可能時間に満たない第１閾値時間（所定の閾値時間）を超え、かつ、加圧力及び加圧停止位置が安定しているとき、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する。つまり、第１閾値時間を超える条件と、加圧力及び加圧停止位置が安定している条件との複数の条件（ここでは２つの条件）が揃った段階において、制御ユニット１２はブレーキ部８を作動させる。
例えば、第１閾値時間は超えているが、加圧力及び加圧停止位置が安定していないときにブレーキ部８を作動させると、プレス用ラム６の下降中に強制的にプレス用ラム６を制動することになる。本実施の形態に係る電動プレス１では、複数の条件が揃った段階において、ブレーキ部８を作動させているので、ワーク作業の安全性を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る電動プレス１では、複数の条件が揃った段階、特に加圧力及び加圧停止位置が安定している条件において、ブレーキ部８を作動させているので、予め設定された加圧力が加圧停止位置において維持される。このため、ワーク作業において、被加工体１１に適正な加圧力を適正な加圧時間にわたって掛け続けることができるので、被加工体１１の加工精度を向上することができる。
例えば、第１閾値時間は超えているが、加圧力及び加圧停止位置が安定していないときにブレーキ部８を作動させると、プレス用ラム６の下降中に強制的にプレス用ラム６を制動することになる。本実施の形態に係る電動プレス１では、複数の条件が揃った段階において、ブレーキ部８を作動させているので、ワーク作業の安全性を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る電動プレス１では、複数の条件が揃った段階、特に加圧力及び加圧停止位置が安定している条件において、ブレーキ部８を作動させているので、予め設定された加圧力が加圧停止位置において維持される。このため、ワーク作業において、被加工体１１に適正な加圧力を適正な加圧時間にわたって掛け続けることができるので、被加工体１１の加工精度を向上することができる。
【0055】
さらに、電動プレス１では、図１（Ａ）に示されるように、変換機構５の従動軸５３にブレーキ部８が配設されている。従動軸５３は、ボールねじ機構を介してプレス用ラム６に接続され、電動機３からプレス用ラム６に至る動力伝達経路において、電動機３に比し、プレス用ラム６に近い位置に配置される。このため、ブレーキ部８が作動されてからプレス用ラム６が制動されるまでの時間を短縮することができるので、プレス用ラム６の制動速度を速くすることができる。つまり、電動プレス１では、プレス用ラム６の制動の応答性を向上させることができるので、被加工体１１の加工精度を向上することができる。
【0056】
また、電動プレス１では、図１（Ａ）に示されるように、プレス用ラム６の落下を防止するブレーキ部８が、加圧停止位置においてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するブレーキ部８として使用される。このため、１つのブレーキ部８に２つの機能を持たせることができるので、ブレーキ部８の設置数を減少することができ、電動プレス１の小型化を実現することができる。
【0057】
さらに、図１（Ａ）に示される電動機３と、プレス用ラム６と、ブレーキ部８と、制御ユニット１２とを備えた電動プレス１の制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムは、図４に示されるように、第１ステップ～第３ステップを備える。第１ステップは、電動機３により、回転力を発生させる（例えば、ステップＳ１）。第２ステップは、プレス用ラム６により、電動機３の回転力が変換された直進加圧力を用いて、被加工体１１に加圧力を加える（例えば、ステップＳ２）。第３ステップは、制御ユニット１２により、被加工体１１に加圧力を加えた状態における加圧停止位置において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する（ステップＳ８）。
このため、制御プログラムでは、ブレーキ部８のアシストにより、加圧継続時間を超えて加圧しても電動機３が過負荷エラーに至らないので、加圧力と加圧継続時間とのトレードオフを解消し、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる。
このため、制御プログラムでは、ブレーキ部８のアシストにより、加圧継続時間を超えて加圧しても電動機３が過負荷エラーに至らないので、加圧力と加圧継続時間とのトレードオフを解消し、高い加圧力を長時間にわたって発生させることができる。
【0058】
また、図４に示される制御プログラムでは、第３ステップは、更に、第４ステップ～第６ステップを備える。第４ステップは、被加工体１１に加えた加圧力に対応して決定されたプレス用ラム６を制動する保持可能時間に満たない第１閾値時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ６）。第５ステップは、第４ステップにおいて第１閾値時間を超えたと判定されたとき、プレス用ラム６の加圧力及び加圧停止位置が安定しているか否かを判定する（ステップＳ７）。第６ステップは、第５ステップにおいて加圧力及び加圧停止位置が安定していると判定されたとき、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する（ステップＳ８）。
つまり、制御プログラムでは、第１閾値時間を超える条件と、加圧力及び加圧停止位置が安定している条件との複数の条件が揃った段階において、ブレーキ部８が作動される。このため、ワーク作業の安全性を向上させることができ、更にワーク作業における加工精度を向上させることができる。
つまり、制御プログラムでは、第１閾値時間を超える条件と、加圧力及び加圧停止位置が安定している条件との複数の条件が揃った段階において、ブレーキ部８が作動される。このため、ワーク作業の安全性を向上させることができ、更にワーク作業における加工精度を向上させることができる。
【0059】
［第２実施の形態］
次に、図５を用いて、本発明の第２実施の形態に係る電動プレス１及びその制御プログラムを説明する。
なお、本実施の形態に係る電動プレス１及び制御プログラムは、基本的には、前述の第１実施の形態に係る電動プレス１及び制御プログラムの構成要素と同一又は実質的に同一の構成要素を備えている。
次に、図５を用いて、本発明の第２実施の形態に係る電動プレス１及びその制御プログラムを説明する。
なお、本実施の形態に係る電動プレス１及び制御プログラムは、基本的には、前述の第１実施の形態に係る電動プレス１及び制御プログラムの構成要素と同一又は実質的に同一の構成要素を備えている。
【0060】
本実施の形態では、電動プレス１を用いてワーク作業を実行する前に、予め設定される加工条件（ティーチング情報）を作成する制御方法及び制御プログラムが、第１実施の形態に係る制御プログラムに対して相違している。
つまり、第１実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムでは、加圧停止位置（図１（Ｂ）において加圧時間ｔ２～加圧終了時間ｔ３）においてブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するタイミングが、ワーク作業中にリアルタイムに制御される。これに対して、本実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムでは、加圧停止位置においてブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するタイミングが、ワーク作業前に予め設定される。
つまり、第１実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムでは、加圧停止位置（図１（Ｂ）において加圧時間ｔ２～加圧終了時間ｔ３）においてブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するタイミングが、ワーク作業中にリアルタイムに制御される。これに対して、本実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムでは、加圧停止位置においてブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持するタイミングが、ワーク作業前に予め設定される。
【0061】
図５には、本実施の形態に係る電動プレス１の制御方法及びこの制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムを説明するフローチャートが示されている。このフローチャートを用いて、制御方法及び制御プログラムを説明する。
最初に、制御方法及び制御プログラムの実行が開始されると、電動プレス１を用いたワーク作業前に、ティーチング情報の作成が開始される。まず、ワーク作業において、被加工体１１に加える加圧力（P［N］）が設定される（ステップＳ２１）。この加圧力は、前述の図１（Ａ）に示される電動プレス１において、ワーク作業者により操作部１４から入力される。加圧力の入力結果は表示部１３に表示される。
引き続き、加圧力を加える加圧時間（T［sec］）が設定される（ステップＳ２２）。同様に、加圧時間は操作部１４から入力され、加圧時間の入力結果は表示部１３に表示される。
最初に、制御方法及び制御プログラムの実行が開始されると、電動プレス１を用いたワーク作業前に、ティーチング情報の作成が開始される。まず、ワーク作業において、被加工体１１に加える加圧力（P［N］）が設定される（ステップＳ２１）。この加圧力は、前述の図１（Ａ）に示される電動プレス１において、ワーク作業者により操作部１４から入力される。加圧力の入力結果は表示部１３に表示される。
引き続き、加圧力を加える加圧時間（T［sec］）が設定される（ステップＳ２２）。同様に、加圧時間は操作部１４から入力され、加圧時間の入力結果は表示部１３に表示される。
【0062】
ここで、加圧時間が、最大加圧保持時間（T max ［sec］）の範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ２３）。最大加圧保持時間は、前述の図２に示される加圧時間決定部１２６を用い、上記式＜１＞により算出される。
ステップＳ２３において、加圧時間が最大加圧保持時間の範囲内である（最大加圧保持時間に満たない）と判定されると、本実施の形態に係る制御方法及び制御プロセスの実行が終了する。
一方、ステップＳ２３において、加圧時間が最大加圧保持時間の範囲外である（最大加圧保持時間又はそれを超えている）と判定されると、ティーチング情報に「ブレーキ作動情報」が追加される（ステップＳ２４）。この「ブレーキ作動情報」は、加圧停止位置において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する情報であり、ティーチング情報の第１閾値時間の時点に追加される。第１閾値時間は、第１実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムにおいて例示したように、例えば加圧の保持可能時間の６０％である。つまり、前述の図４に示されるステップＳ６の処理が事前に推定され、ステップＳ５においてワーク作業が終了していないと判定されると、ステップＳ６の処理を飛ばしてステップＳ７の処理へ移行する。
ステップＳ２３において、加圧時間が最大加圧保持時間の範囲内である（最大加圧保持時間に満たない）と判定されると、本実施の形態に係る制御方法及び制御プロセスの実行が終了する。
一方、ステップＳ２３において、加圧時間が最大加圧保持時間の範囲外である（最大加圧保持時間又はそれを超えている）と判定されると、ティーチング情報に「ブレーキ作動情報」が追加される（ステップＳ２４）。この「ブレーキ作動情報」は、加圧停止位置において、ブレーキ部８を作動させてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する情報であり、ティーチング情報の第１閾値時間の時点に追加される。第１閾値時間は、第１実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムにおいて例示したように、例えば加圧の保持可能時間の６０％である。つまり、前述の図４に示されるステップＳ６の処理が事前に推定され、ステップＳ５においてワーク作業が終了していないと判定されると、ステップＳ６の処理を飛ばしてステップＳ７の処理へ移行する。
【0063】
図５に示されるように、ステップＳ２４において、ティーチング情報に「ブレーキ作動情報」が追加されると、本実施の形態に係る制御方法及び制御プログラムは終了する。ティーチング情報は電動プレス１の制御方法及び制御プログラムに反映され、ワーク作業中、ティーチング情報に基づいて、電動プレス１は加圧停止位置においてプレス用ラム６を一定の加圧状態に維持する。
【0064】
以上説明したように、本実施の形態に係る電動プレス１及びその制御プログラムによれば、前述の第１実施の形態に係る電動プレス１及びその制御プログラムにより得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【0065】
さらに、電動プレス１の制御プログラムでは、ワーク作業前に作成されるティーチング情報に「ブレーキ作動情報」を追加させることができる。詳しく説明すると、ワーク作業前に、加圧力、加圧時間のそれぞれの情報が電動プレス１の制御ユニット１２に操作部１４から入力される（ステップＳ２１及びステップＳ２２）。制御ユニット１２の判断部１２１Ａでは、加圧時間と最大加圧保持時間とが比較される。加圧時間が最大加圧保持時間の範囲外であると判定されると、ティーチング情報に「ブレーキ作動情報」が追加される（ステップＳ２３及びステップＳ２４参照。）。
このため、最大加圧保持時間を超えると自動的に「ブレーキ作動情報」がティーチング情報に組み込まれるので、加圧時間を自由に設定することができ、ティーチング情報の作成自由度を向上させることができる。
このため、最大加圧保持時間を超えると自動的に「ブレーキ作動情報」がティーチング情報に組み込まれるので、加圧時間を自由に設定することができ、ティーチング情報の作成自由度を向上させることができる。
【0066】
［その他の実施の形態］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
例えば、本発明は、電動プレス１において、変換機構５としてベルト変換機構を採用してもよい。ベルト変換機構は、電動機３の回転軸３１に連結された駆動側プーリと、従動軸５３に連結された従動側プーリと、駆動側プーリと従動側プーリとに巻き掛けられたベルトとを含んで構成されている。
また、本発明は、電動プレス１において、変換機構５の従動軸５３に配設されたブレーキ部８に代えて、電動機３の回転軸３１にブレーキ部を配設してもよい。このブレーキ部には、例えばブレーキ部８と同様に電磁ブレーキを採用することができる。
また、本発明は、電動プレス１において、ブレーキ部８に、一般的に知られているパスカルの原理（又はてこの原理）に基づいたブレーキを採用してもよい。
さらに、本発明は、電動プレス１において、加圧力検出部７として、電動機３のトルクの変動に応じて変化する電流値を検出する電流計を採用してもよい。
なお、一定の加圧状態を作り出す方法として、本実施の形態で説明したように、ラム先端を設定位置まで駆動させ、その位置で停止し所定の一定加圧を行う位置基準方式の他に、ワークに対する加圧力が設定加圧になるまでラム先端を駆動させ、設定加圧力になった位置でラムを停止させ一定加圧を行う荷重基準方式等、複数方式ある。本発明はどちらの方法にも適用可能である。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
例えば、本発明は、電動プレス１において、変換機構５としてベルト変換機構を採用してもよい。ベルト変換機構は、電動機３の回転軸３１に連結された駆動側プーリと、従動軸５３に連結された従動側プーリと、駆動側プーリと従動側プーリとに巻き掛けられたベルトとを含んで構成されている。
また、本発明は、電動プレス１において、変換機構５の従動軸５３に配設されたブレーキ部８に代えて、電動機３の回転軸３１にブレーキ部を配設してもよい。このブレーキ部には、例えばブレーキ部８と同様に電磁ブレーキを採用することができる。
また、本発明は、電動プレス１において、ブレーキ部８に、一般的に知られているパスカルの原理（又はてこの原理）に基づいたブレーキを採用してもよい。
さらに、本発明は、電動プレス１において、加圧力検出部７として、電動機３のトルクの変動に応じて変化する電流値を検出する電流計を採用してもよい。
なお、一定の加圧状態を作り出す方法として、本実施の形態で説明したように、ラム先端を設定位置まで駆動させ、その位置で停止し所定の一定加圧を行う位置基準方式の他に、ワークに対する加圧力が設定加圧になるまでラム先端を駆動させ、設定加圧力になった位置でラムを停止させ一定加圧を行う荷重基準方式等、複数方式ある。本発明はどちらの方法にも適用可能である。
【符号の説明】
【0067】
１ 電動プレス
２ 筐体
３ 電動機
５ 変換機構
６ プレス用ラム
７ 加圧力検出部
８ ブレーキ部
１０ 操作部
１２ 制御ユニット
１２１ 制御部
１２１Ａ 判断部
１２２ 第１記憶部
１２３ 第２記憶部
１２４ 第３記憶部
１２６ 加圧時間決定部
２ 筐体
３ 電動機
５ 変換機構
６ プレス用ラム
７ 加圧力検出部
８ ブレーキ部
１０ 操作部
１２ 制御ユニット
１２１ 制御部
１２１Ａ 判断部
１２２ 第１記憶部
１２３ 第２記憶部
１２４ 第３記憶部
１２６ 加圧時間決定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】