プレス機械およびそのスライド位置調整方法
【課題】スライドの待機位置が上死点からずれている場合でも、スライドの所定量の移動を正確にでき、かつコストが嵩むのを防止できるプレス機械を提供すること。
【解決手段】プレス機械の制御装置４０は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置にスライドが待機している状態でのスライド移動量を、スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、調整後のダイハイトの所望値と、クランク角度と、ボルスタの上面およびエキセン部のクランク中心間の距離と、エキセン部のクランク半径と、スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づき、調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出する移動量演算部５８を有している。
【解決手段】プレス機械の制御装置４０は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置にスライドが待機している状態でのスライド移動量を、スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、調整後のダイハイトの所望値と、クランク角度と、ボルスタの上面およびエキセン部のクランク中心間の距離と、エキセン部のクランク半径と、スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づき、調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出する移動量演算部５８を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電動サーボモータにて駆動されるプレス機械およびそのスライド位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メインシャフトのエキセン部にコンロッドの上端を連結し、コンロッドの下端にプランジャを介さずにスライドを取り付けたプレス機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなプレス機械は、コンロッドとスライドとの間にプランジャが存在しないため、構造を簡素化でき、プレス機械の全高を低くできる。
【０００３】
また、近年では、メンインシャフトの駆動源として電動サーボモータを採用することが多くなっている。サーボモータを用いたプレス機械では、サーボモータの駆動速度や駆動開始位置等を制御することで、スライドモーションを任意に設定できるというメリットがある。例えば、従来のプレス機械では、スライドの待機位置は上死点であることが通常であるが、サーボモータを用いる場合には、スライドの待機位置をメインシャフトのクランク角度にして、正回転方向へ所定角度θ進めた位置に設定可能である。
【０００４】
このように設定した場合には、メインシャフトを正回転させてスライドを待機位置から下死点に到達させた後、メインシャフトを逆回転させてスライドを下死点から元の待機位置に戻す反転モーションや、スライドが下死点に到達した後に、そのままメインシャフトを正回転させてスライドを上死点から角度−θだけ手前の待機位置に停止させ、次のワーク加工時には、スライドを角度−θの待機位置から下死点を通過させ、元の角度θの待機位置まで駆動する往復（振り子）モーションなどを実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２３７６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のプレス機械では、駆動源がサーボモータであるなしに係わらず、ダイハイト調整時のスライドの移動を、スライドを上死点で待機させた状態で行うのが一般的である。また、ダイハイトの調整は、プランジャがない小型のプレス機械では、伸縮構造を有したコンロッドを伸縮させ、この際のスライドの高さ位置を位置検出器で検出することで行うことができる。
一方で、駆動源をサーボモータとしたプレス機械では、スライドの待機位置が上死点からずれている場合には、その待機位置にスライドを待機させた状態のまま、ダイハイト調整を行うことが望まれている。そうすることで、ダイハイト調整のためにスライドを上死点に移動させるという煩わしさを解消できるからである。
【０００７】
しかし、ダイハイトの値とは、用いられる金型毎に設定されている値であり、スライドが下死点位置にある時のボルスタ上面からスライド下面までの高さ寸法であるから、スライドが上死点にある場合には、コンロッドを伸縮させたことに伴うスライドの移動量がそのままダイハイトの調整量となるが、スライドが上死点からずれた位置にある状態では、スライドの移動量が上死点にある時の移動量とは一致せず、その調整が困難になる。
【０００８】
これに対して、コンロッドの伸縮量を検出できるようにすれば、スライドの待機位置が上死点からずれている場合でも、コンロッドの伸縮量がそのまま下死点（上死点）でのスライドの移動量となり、ダイハイトの調整量となるから、調整が簡単であるが、そのためには、コンロッドの伸縮量を検出する検出器が新たに必要になるなど、コストが嵩むという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、スライドの待機位置が上死点からずれている場合でも、スライドの所定量の移動を正確にでき、かつコストが嵩むのを防止できるプレス機械およびそのスライド位置調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係るプレス機械は、スライドと、前記スライドの下方に設けられたボルスタと、前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、前記サーボモータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、調整後のダイハイトの所望値と、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づき、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出する移動量演算部を有していることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係るプレス機械では、前記移動量演算部は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整前のスライド位置の実測値と、位置調整後のスライド位置の実測値の差分から算出するとともに、前記スライド移動量と、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、前記クランク角度とに基づいて、位置調整後のダイハイトを算出することを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係るプレス機械のスライド位置調整方法は、スライドと、前記スライドの下方に設けられたボルスタと、前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、前記サーボモータを制御する制御装置とを備えたプレス機械のスライド位置調整方法であって、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトと、調整後のダイハイトと、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づいて、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出し、算出された前記スライド移動量で前記スライドを移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１、第３発明によれば、スライドの待機位置として、上死点から所定のクランク角度ずれた位置に設定された場合でも、位置調整前のダイハイトの実測値や、その他プレス機械の固定値として既知である値を用いることで、制御装置の移動量演算部によってスライド移動量を算出するため、スライドを待機位置に待機させた状態のまま、スライドをスライド移動量分だけ移動させればよく、わざわざ上死点に移動させた状態にしてダイハイト変更に伴うスライド位置を調整する必要がなくて、スライドの移動を正確かつ迅速にでき、解くにダイハイトの変更時に有用である。また、コンロッドの伸縮量を直接検出している訳ではないので、そのような検出器を不要にでき、安価である。
【００１４】
第２発明によれば、スライドを所定のクランク角度ずれた位置で待機させたまま、例えばインチング操作によりスライドを僅かに移動させてスライド位置を追い込み調整する場合でも、移動量演算部は、インチング操作によって移動したスライドの実際の移動量に基づいて調整後のダイハイトを算出するので、このようなダイハイトをコントロールパネル等に表示させておくことにより、オペレータはコントロールパネルの表示値を参照しながらのダイハイトの変更を、スライドの待機位置が上死点に設定される従来のプレス機械と同じ感覚で行え、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス機械の概略全体を示す斜視図。
【図２】前記プレス機械の要部を示す側断面図。
【図３】前記プレス機械の別の要部を示す一部断面の平面図。
【図４】前記プレス機械で実施される代表的な動きを説明するための図。
【図５】前記プレス機械で実施される他の代表的な動きを説明するための図。
【図６】前記プレス機械の構成を示すブロック図。
【図７】前記プレス機械での上死点検出を説明するための図。
【図８】前記プレス機械でのダイハイト調整を説明するための図。
【図９】前記プレス機械での上死点検出およびダイハイト調整を説明するためのフローチャート。
【図１０】図９の続きを示すフローチャート。
【図１１】図１０の続きを示すフローチャート。
【図１２】図１０の続きを示す別のフローチャート。
【図１３】図１２の続きを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図１〜図３により、本実施形態のプレス機械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を説明する。図１はサーボプレス１の全体斜視図、図２はその要部を示す側断面図、図３は他の要部を示す一部断面の平面図である。
【００１７】
図１において、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おり、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、後述するコントロールパネル６が設けられ、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。
【００１８】
図２に示すように、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、球場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。
【００１９】
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に回転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。
【００２０】
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。
【００２１】
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と前記従動側のプーリ１９に巻回されたベルト２４により動力が伝達される。
【００２２】
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が取り付けられており、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。
【００２３】
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、前記位置センサ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。
【００２４】
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。
【００２５】
コントロールパネル６は、スライドモーション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。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、所謂タッチパネル付きのプログラマブル表示器が採用されている。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。
【００２６】
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、すなわちスライド制御パターンを回転、反転、往復（下死点通過往復）、および反転往復（上死点通過往復）の４種類から選択し、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。
【００２７】
制御パターン中の「回転」パターンとは、従来のプレス機械のパターンと同様、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。
【００２８】
「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、やはりスライド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、ワーク毎に正逆転が交互に繰り返される。
【００２９】
以上のパターンはいずれも、スライドを上死点から始動させるパターンである。これに対して「反転」パターンおよび「往復」パターンは、スライドを上死点からずれた待機位置から始動させるパターンであり、本発明は、このようなパターンの実施に際して問題となっていたスライド３の高さ調整やダイハイト調整を解決するためのものであるから、本発明を理解するためにも、そのような制御パターンについては、以下に詳説する。
【００３０】
図４の（Ａ）には、連続してプレス加工される２つのワークに対する「反転」パターン時のスライド３の動きが示されている。（Ｂ）には、その祭のスライド３の時間ｔの経過に対応したスライド位置Ｐ、すなわちスライドモーションが示されている。（Ｃ）には、時間ｔの経過に対応したメインシャフト１０の回転方向がタイムチャートとして示されている。
【００３１】
「反転」パターンでは、スライド３の始動は、上死点（０°）ではなく、メインシャフト１０のエキセン部１０Ａのクランク角度にして、上死点から正回転側へ角度θずれた待機位置から行われる。そして、メインシャフト１０を正転側に回転させることでスライド３を下降させ、下死点（１８０°）まで下降させるか、または下死点手前で加工が終了する場合にはその位置まで下降させて瞬間的に停止させ、この下降位置からメインシャフト１０を逆回転側に切り換えて駆動し、元の角度θの待機位置まで戻し、これを繰り返す。
【００３２】
図５の（Ａ）〜（Ｃ）には、「往復」パターン時のスライド３の動き、スライドモーション、メインシャフト１０の回転方向に関するタイムチャートが示されている。
「往復」パターンでも、スライド３の始動は、上死点（０°）ではなく、メインシャフト１０のエキセン部１０Ａのクランク角度にして、上死点から正回転側へ角度θずれた待機位置から行われる。そして、メインシャフト１０を正転側に回転させることでスライド３を下降させ、下死点（１８０°）を通過させた後、上死点から角度−（マイナス）θずれた位置までスライド３を上昇させて、１つのワークに対するプレス加工を終了し、この角度−θの位置を次のワークのための待機位置として待機させる。
【００３３】
次のワークに対しては角度−θにあるスライド３を、メインシャフト１０を逆転側に回転させて下降させ、下死点（１８０°）を通過した後、上死点から角度θずれた元の待機位置まで上昇させて、２つ目のワークに対するプレス加工を終了し、これを繰り返す。
【００３４】
なお、図４および図５では、サーボ制御にてサーボモータ２１の回転の角速度を変えることで、下死点へ向けて下降する方のスライド速度を遅く、上死点へ向けて上昇する方のスライド速度を速く設定している。勿論、サーボモータ２１を等速回転させれば、スライドモーションをサインカーブのように設定できることは言うまでもない。
【００３５】
このようなスライド制御パターンは、コントロールパネル６を操作して入力されるが、以下には、コントロールパネル６が接続された制御装置４０について説明する。
図６は、制御装置４０の主要な構成を示すブロック図である。図６において、制御装置４０は、スライド３駆動用のサーボモータ２１をフィードバック制御により制御したり、スライド位置調整機構３３のインダクションモータ３８を制御したりする装置であって、詳細図示による説明は省略するが、マイクロコンピュータ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、指令電流を出力する出力インタフェースとを備えて構成されている。
【００３６】
そして、本実施形態での制御装置４０には、モーション設定部４１、スライド位置指令演算部４２、第１指令演算部４３、上死点検出部４４、パルスカウンタ４５、スライド位置調整部４６、および第２指令演算部４７が形成されている。また、制御装置４０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の適宜な記憶媒体で構成された記憶手段５１を備えている。
【００３７】
そして、このような制御装置４０には、前述のコントロールパネル６の他、スライド３の高さ位置を検出するリニアスケール等の前述した位置検出器２６、メインシャフト１０の回転角度を検出するクランクエンコーダ等の角度検出器５２、およびインダクションモータ３８が接続され、また、サーボモータ２１がサーボアンプ５３を介して接続されている。
【００３８】
制御装置４０のモーション設定部４１は、コントロールパネル６により選択、設定された制御パターンと、この制御パターンに対応するモーションデータとに基づき、制御実行用の時間ｔとスライド位置Ｐとの関係を示すモーションデータを決定し、記憶手段５１内のモーションデータ記憶部５４に格納する。
【００３９】
スライド位置指令演算部４２は、モーション設定部４１で決定した制御パターンに応じて、メインシャフト１０の正回転時および逆回転時、すなわちサーボモータ２１の正回転時および逆回転時のそれぞれのモーションに沿ってスライド３が正確に移動するように、所定のサーボ演算周期時間ｔ毎のスライド位置Ｐの目標値を前記モーションに基づき演算により求める。そして、求めたスライド位置目標値を第１指令演算部４３に出力する。
【００４０】
第１指令演算部４３は、前記スライド位置指令演算部４２からのスライド位置目標値と、位置検出器２６により検出したスライド位置との偏差を小さくするように、当該偏差に基づきサーボモータ２１用のモータ速度指令を演算し、サーボアンプ５３に出力する。なお、このモータ速度指令の演算時に用いる位置偏差ゲインは、記憶手段５１内のモータ／スライド関係データ記憶部５５に格納されたスライド位置とモータ回転角度との関係データを参照して、スライド位置に応じて補正される。
【００４１】
上死点検出部４４は、サーボプレス１を起動させた際に上死点を検出してスライド３を上死点に移動させ、上死点でのスライド位置を位置検出器２６にて検出する機能を有している。
パルスカウンタ４５は、パルス出力タイプのクランクエンコーダを採用している本実施形態の角度検出器５２においては、角度検出器５２から出力されるパルスの出力数をカウントし、記憶手段５１内のパルス数記憶部５６に格納する。
【００４２】
スライド位置調整部４６は、金型を取り付けた状態でのワークの試し打ちを行う場合など、スライド位置を自動またはインチング操作により手動にて追い込み調整する場合等に機能すものであり、スライド位置調整方法決定部５７および移動量演算部５８を有している。
【００４３】
スライド位置調整方法決定部５７は、スライド位置の調整を自動で行うか、手動で行うかをオペレータの入力に基づいて決定する機能を有する。
移動量演算部５８は、自動調整によりダイハイトを変更するような場合において、コントロールパネル６から入力される所望のダイハイトの値に基づき、スライド３の現在位置からの移動量を演算するとともに、移動量に基づいたスライド位置目標値を第２指令演算部４７に出力する。
【００４４】
第２指令演算部４７は、移動量演算部５８からのスライド位置目標値に基づいてスライド３を目標位置に移動させるよう、インダクションモータ３８に対して指令電流を出力する。また、手動調整によりダイハイトを調整するような場合には、コントロールパネル６に設けられた操作ボタン（不図示）の操作に基づく指令電流を生成し、インダクションモータ３８に出力してスライド３を移動させる。なお、スライド３移動後のダイハイトは、コントロールパネル６に表示される。
【００４５】
以下には、上述した各機能部のうち、上死点検出部４４および移動量演算部５８について、図７、図８を参照し、さらに詳細に説明する。
スライドが常に上死点から始動するプレス機械では、上死点がスライドの待機位置であるから、改めて上死点を検出するまでもない。これに対して、上死点から所定角度θずれた位置を待機位置に設定可能な本実施形態のサーボプレス１では、待機位置に待機した状態においての位置検出器２６の検出値は、上死点にある時の検出値とは異なる。
【００４６】
従って、現状設定されているダイハイトは一般に、上死点でのスライド３の位置を位置検出器２６で検出し、その値を基準として、そこから固定値であるクランク半径の２倍の値を減算することで算出できるが、角度θだけずれた位置に待機している場合には、待機位置での位置検出器２６の検出値から単純にクランク半径の２倍を減算したのでは、現状設定されているダイハイトを求めることはできない。
【００４７】
そして、現状設定されているダイハイトは、ダイハイトを変更する際の基準となり、現状設定されているダイハイトからのスライド３の移動量を演算することで、その移動量に基づいて新たなダイハイトに調整されることから、現状設定されているダイハイトを正確に検出することは重要であり、そのためにスライド３を一旦上死点に移動させ、位置検出器２６による検出に基づいて現状のダイハイトを算出することは重要である。
【００４８】
また、現状のダイハイトが正確に算出され、変更したい新たなダイハイトとの差分により移動量が算出されるが、スライド３を角度θずれた待機位置から移動させる場合には、ダイハイト同士の差分により算出された移動量に従いそのまま移動させたのでは、やはり新たなダイハイトを正確に設定することはできない。
【００４９】
そこで、本実施形態では、上死点検出部４４にてスライドを上死点に位置させて現状のダイハイトを正確に算出するとともに、スライド３を角度θずれた待機位置から移動させる場合でも、移動量演算部５８により適正な移動量を算出し、その移動量に従って移動させることで、新たなダイハイトへの調整を正確に行えるようにしてある。
【００５０】
図７に示す説明図において、上死点検出部４４は、サーボプレス１が起動されると、メインシャフト１０での任意の角度で停止しているスライド３に対して、角度検出器５２での検出値が０°となるようにサーボモータ２１を制御し、メインシャフト１０を正回転させる。しかし、この０°の位置が正確な上死点からずれている（例えば角度θ１）可能性を否定できないため、先ず、０°でのスライド位置を位置検出器２６で検出し、この検出値に対して所定の値を加算して目標位置ｘmmを決定し、スライド３が実際に目標位置ｘmmに到達するまでメインシャフト１０を駆動する（ステップ１：以下、ステップをＳと略す）。
【００５１】
次いで、メインシャフト１０を逆回転させ、逆回転側にて同じスライド位置である目標値ｘmmまで到達させる。この際、メインシャフト１０の逆転開始から停止までの間、角度検出器５２から出力されるパルス数をパルスカウンタ４５にてカウントしておき、パルス数記憶部５６に記憶しておく（Ｓ２）。
【００５２】
この後、記憶されたパルス数の１／２（半分）のパルス数分だけ、メインシャフト１０を正回転させ、パルス数が規定の数に達した時点でメインシャフト１０を停止させる。このことにより、メインシャフト１０を停止させた時点でのスライド３の位置が正確な上死点として検出される（Ｓ３）。
【００５３】
なお、１パルス当たりのメインシャフト１０の角度は十分小さいので、Ｓ１にて記憶されたパルス数が奇数のとき、それを１／２にした際のパルス数の０．５パルス分については切り上げても、あるいは切り捨ててもよい。より精度を上げたいときには、１パルス当たりのメインシャフト１０の角度を１／２した値を加味すればよい。
【００５４】
図８に基づいて移動量演算部５８について詳説する。図８に示す説明図において、（Ａ）はスライド３の待機位置が上死点から角度θずれた位置に設定されている場合であり、現状の設定としてダイハイトＤＨ１を要する金型が使用されている。このような設定下では、制御パターンとして「反転」パターンまたは「往復」パターンが選択される。
一方の（Ｂ）は、新たにダイハイトＤＨ２を要する金型を使用する場合の設定であり、やはり待機位置が上死点から角度θずれた位置に設定され、制御パターンとして「反転」パターンまたは「往復」パターンが選択される。
【００５５】
ここで、図中の記号を以下の通りとした場合、（Ａ）と（Ｂ）との間には、式（１）〜式（６）の関係が成立し、両者のダイハイトの差であるＸは式（７）に示すように、角度θ、ダイハイトＤＨ１、および角度θの待機位置でのスライド移動量ｅの関数で表すことができる。
【００５６】
ｒ ：クランク半径(mm) … 固定値
Ｌ ：ボルスタ上面からクランク中心までの距離(mm) … 固定値
Ｓ ：スライド下面からポイント中心までの距離(mm) … 固定値
θ ：クランク角度(deg) … 実測値
ＤＨ１：調整前のダイハイト(mm) … 実測値
【００５７】
ｅ ：ダイハイト調整時のスライド移動量(mm) … 計算値
Ｃ１ ：ねじ軸を含む調整前のコンロッドの長さ(mm) … 計算値
Ｃ２ ：ねじ軸を含む調整後のコンロッドの長さ(mm) … 計算値
Ｓ１ ：調整前での待機位置と下死点とのスライド位置の差(mm) … 計算値
Ｓ２ ：調整後での待機位置と下死点とのスライド位置の差(mm) … 計算値
Ｘ ：調整前後のダイハイトの差で、コンロッド伸縮量(mm) … 計算値
ＤＨ２：調整後のダイハイト(mm) … 計算値
【００５８】
なお、cosθの値は、記憶手段５１のテーブル記憶部５９の内部に、単位角度（１°）あたりの三角関数に相当するテーブルを持つことにより、固定値とされている。テーブルとしては９０°までとし、９１°〜３５９°は計算により求める。角度θは、角度検出器５２での実測値であり、スライド移動量ｅは、位置検出器２６での実測値である。
【００５９】
Ｃ１−Ｃ２＋Ｓ２＝Ｓ１＋ｅ …（１）
Ｓ１＝ｒ＋Ｃ１＋ｒcosθ−(Ｃ１2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2 …（２）
Ｓ２＝ｒ＋Ｃ２＋ｒcosθ−(Ｃ２2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2 …（３）
ここで、式（２）および式（３）は、クランクの一般式である。
【００６０】
式（１）、式（２）、式（３）からＳ１，Ｓ２を消去してｅを求める。
ｅ＝(Ｃ１2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2−(Ｃ２2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2 …（４）
式（４）をＣ２について解く。
Ｃ２＝{(−ｅ＋(Ｃ１2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2)2＋ｒ2−ｒ2cos2θ}1/2 …（５）
【００６１】
ここで、
Ｃ１＝Ｌ−ｒ−Ｓ−ＤＨ１ …（６）
であるから
Ｘ＝Ｃ１−Ｃ２＝ｆ(θ，ＤＨ１，ｅ) …（７）
となり、Ｘはθ、ＤＨ１、ｅの関数で表すことができる。
なお、ＤＨ２＝ＤＨ１＋Ｘである。
【００６２】
従って、上死点から角度θずれた待機位置にスライド３を待機させた状態において、金型を変更してダイハイトをＤＨ１からＤＨ２へ変更調整する場合には、始めに上死点検出部４４の機能により得られる上死点でのスライド位置を、位置検出器２６で検出して調整前のダイハイトＤＨ１を算出しておく。
【００６３】
次いで、そのＤＨ１を式（６）に代入して調整前のコンロッド長さＣ１を算出する。Ｌ、ｒ、Ｓはそれぞれ固定値である。所望するダイハイトＤＨ２とダイハイトＤＨ１の差Ｘがコンロッド伸縮量に等しいから、Ｃ１およびＸが求められることで、式（７）からは調整後のコンロッド長さＣ２を算出することが可能である。そして、Ｃ１、Ｃ２により、式（４）からは、角度θずれた待機位置で移動させるべきスライド移動量ｅを算出することができる。
【００６４】
なお、スライド３の駆動機構とスライド３との繋ぎ部分をポイントと呼んでいる。本実施形態では、コンロッド９とスライド３との繋ぎ部分になるが、コンロッド９とスライド３との間にプランジャを有するプレス機械では、プランジャとスライドとの繋ぎ部分がポイントである。
従って、本実施形態では、ポイント中心Ｐｃとは、球面継手の球面中心のことである（図２）。また、コンロッド９の長さＣ１，Ｃ２は、メインシャフト１０のエキセン部１０Ａでの軸中心Ｅｃ（図２）から前記ポイント中心Ｐｃ迄の距離を指している。
【００６５】
つまり、そのスライド移動量ｅを求める演算を行うのが、移動量演算部５８である。また、上死点から角度θずれた待機位置にスライド３を待機させたまま、スライド３をスライド移動量ｅだけ移動させることが、ダイハイトをＤＨ１からＤＨ２へ正確に調整することになる。
【００６６】
図９〜図１３のフローチャートに基づき、現状使用されている金型でのスライド３の上死点位置を上死点検出部４４にて検出し、これに基づいてダイハイトＤＨ１を算出する方法、および移動量演算部５８によりスライド移動量ｅを演算し、これに基づいてダイハイトをＤＨ１からＤＨ２へ変更する方法について説明する。
【００６７】
ただし、以下の説明は、ダイハイトＤＨ１を要する金型を、ダイハイトＤＨ２を要する金型に交換した直後の状態からの説明とする。また、交換後の金型を用いた場合の制御データは既に入力されているものとする。
【００６８】
図９において、制御装置４０に電源を投入し（Ｓ１）、サーボプレス１を起動させると、角度検出器５２での検出値からスライド３が上死点にあるか否かを判断する（Ｓ２）。上死点にないと判断されると、サーボモータ２１を駆動して上死点へ低速で移動させる（Ｓ３）。上死点へ移動した後、または、Ｓ２にて上死点に位置していると判断された場合には、偏心軸であるメインシャフト１０を正回転側へ低速で回転させる（Ｓ４）。メインシャフト１０の正回転を、スライド位置が所定の高さｘmm（図７）に到達するまで継続する（Ｓ５，Ｓ６）。
【００６９】
スライド位置が所定の高さｘmmに到達し、メインシャフト１０を停止させた時点でパルスカウンタ４５でのカウント数をリセットする（Ｓ７）。次いで、メインシャフト１０を逆回転側へ低速で回転させ、これと同時にパルスカウンタ４５による角度検出器５２からのパルス数のカウントを開始する（Ｓ８）。メインシャフト１０の逆回転を、スライド位置が上死点を通過した逆回転側での所定の高さｘmmに到達するまで継続し（Ｓ９，Ｓ１０）、パルス数ＰＮをパルス数記憶部５６に記憶する（Ｓ１１）。
【００７０】
スライド位置が逆回転側での所定の高さｘmmに到達し、メインシャフト１０を停止させた時点でパルスカウンタ４５でのカウント数をリセットする（Ｓ１２）。この位置から再びメインシャフト１０を低速で正回転させ、同時にパルスカウンタ４５でのパルスカウントを開始する（Ｓ１３）。このメインシャフト１０の回転を、カウントされたパルス数が前記のパルス数ＰＮの半分（１／２）に達するまで継続する（Ｓ１４，Ｓ１５）。以上により、上死点がより正確に検出されるとともに、この上死点にスライド３が位置することになる。
以上が、主に上死点検出部４４の機能により実行されるステップである。
【００７１】
次いで、スライド３の位置調整を行う。スライド位置調整部４６は先ず、スライド調整方法を設定する。コントロールパネル６からは予め、今から行うプレス加工がいずれの制御パターンで行われるかが設定されており、「反転」パターンおよび「往復」パターンでは方法１が、「回転」パターンおよび「反転往復」パターンでは方法２が自動的に設定される（Ｓ１６）。
【００７２】
この後、位置検出器２６によるスライド位置の実測により、上死点にスライド３を位置させた状態でのボルスタ５上面からスライド３下面までの距離ＯＨ１を算出し、この距離ＯＨ１からクランク半径ｒの２倍を減算して現状設定されているダイハイトＤＨ１を算出する（Ｓ１７，Ｓ１８）。
【００７３】
そして、プレス稼動のステップに入る。スライド位置調整部４６は、スライド駆動の駆動指令の有無を監視しており（Ｓ１９）、コントロールパネル６からの駆動指令の入力を認めると、スライド３を駆動する（Ｓ２０）。この時点で、スライド駆動を終了させる場合など、サーボプレス１の停止指令の入力を認めると、サーボプレス１を停止させる（Ｓ２１，Ｓ２２）。
【００７４】
Ｓ１８にて始めからスライド３を駆動をしない場合、コントロールパネル６からのスライド３の調整指令を監視する（Ｓ２３）。通常、スライド３を駆動しながらスライド位置を調整しないため、Ｓ１９に続いてＳ２３が実行される。調整指令の入力を認めると、前述したスライド調整方法１，２が判定される（Ｓ２４）。
【００７５】
ここでは、スライド調整方法としては「方法１」が設定されているものとする。つまり、スライド３の待機位置が上死点から角度θずれた位置にある場合であり、「反転」パターンまたは「往復」パターンで駆動される場合である。スライド位置調整部４６は、スライド３を待機位置である角度θの位置に移動させ、停止させておく（Ｓ２５）。この際の角度θは、使用する金型に対応させて予め記憶されているモーションデータから読み込まれる。
【００７６】
次に、スライド位置調整方法決定部５７は、スライド位置の調整を自動で行うか手動で行うかを決定する（Ｓ２６）。その決定は、コントロールパネル６上でのオペレータによる選択結果に基づいて行われる。
【００７７】
自動でスライド位置を調整する場合、オペレータはコントロールパネル６上から所望するダイハイトＤＨ２の値を入力する（Ｓ２７）。すると、現在のスライド位置Ｓａが位置検出器２６により検出され（Ｓ２８）、この後、前述したように、移動量演算部５８によりスライド移動量ｅを演算する（Ｓ２９）。さらに、現在のスライド位置Ｓａに対してスライド移動量ｅを加算して調整後のスライド位置目標を決定する。
【００７８】
第２指令演算部４７は、スライド位置目標に基づいてインダクションモータ３８に電流を供給し、コンロッド９を伸縮させてスライド３を移動させる（Ｓ３０）。スライド３の移動中においては、変化するスライド位置Ｓｂを位置検出器２６から逐一取得し、スライド位置Ｓｂが位置目標に達したか、つまり移動量がｅに達したかを監視する（Ｓ３１）。
【００７９】
スライド位置が目標位置に達した時点でスライド位置の調整が終了し（Ｓ３２）、コントロールパネル６には、調整後の新たなダイハイトＤＨ２を表示させるとともに（Ｓ３３）、現状のダイハイトＤＨ１としてＤＨ２の値に書き換える（Ｓ３４）。この後、Ｓ１９に戻ってスライド駆動を行う。ここでのダイハイトＤＨ２は、演算により求められた値である。
【００８０】
ところで、スライド駆動を行った結果、ダイハイトをさらに調整する必要が生じた場合には、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５と進み、Ｓ２６にて手動でのスライド位置調整が選択される。手動調整では最初に、現在のスライド位置Ｓａを位置検出器２６により検出する（Ｓ３５）。オペレータによるスライド調整釦の操作状態を監視し（Ｓ３６）、釦が操作されている間は、第２指令演算部４７から電流を供給し、コンロッド９を伸縮させてスライド３を移動させる（Ｓ３７，Ｓ３８，Ｓ３９）。
【００８１】
スライド３の移動後、位置検出器２６にて移動後のスライド位置Ｓｂを検出し（Ｓ４０）、移動量演算部５８がＳａとＳｂとの差分により、実際の移動量ｅを算出する（Ｓ４１）。さらに、角度θ、手動調整前に書き換えられたダイハイトＤＨ１、および移動量ｅに基づいてコンロッド９の伸縮量Ｘを演算し（Ｓ４２）、この伸縮量ＸにダイハイトＤＨ１を加算して新たなダイハイトＤＨ２を算出し（Ｓ４３）、このダイハイトＤＨ２をコントロールパネル６に表示させる（Ｓ４４）。ここでのダイハイトＤＨ２も演算により求められた値である。
【００８２】
また、ダイハイトＤＨ１の値をＤＨ２に置き換えるとともに、スライド位置Ｓａの値をＳｂに置き換える（Ｓ４５）。この後、スライド３を駆動せずに再度スライド位置を手動で調整したい場合には、調整の継続を指示する（Ｓ４６）。こうすることで、Ｓ３６に戻り、始動調整を繰り返すことが可能である。これに対して、スライド駆動を再度行ってスライド位置を調整するか否かを決定したい場合には、Ｓ４６にて一旦スライド位置調整を終了させ、Ｓ１９に戻す。
【００８３】
ところで、スライド３の待機位置としては、角度θずれた位置に設定されている場合でも、ダイハイトの変更に伴うスライド調整を、従来と同様にスライド３を上死点に移動させて行うことも可能である。また、制御パターンとして「回転」または「反転往復」が選択された場合も、上死点が待機位置となることから、スライド３を上死点に移動させてスライド調整を行う必要がある。以下には、そのような場合のスライド位置の調整について説明する。図９のＳ２４では、方法２が選択される。
【００８４】
先ず、スライド３を上死点に停止させる（Ｓ４７）。スライド位置調整方法決定部５７は、スライド位置の調整を自動で行うか手動で行うかを決定する（Ｓ４８）。自動調整が選択された場合、オペレータはコントロールパネル６上から所望するダイハイトＤＨ２の値を入力する（Ｓ４９）。すると、現在のスライド位置Ｓａが位置検出器２６により検出され（Ｓ５０）、この後、インダクションモータ３８によりコンロッド９が伸縮してスライド３を移動させる（Ｓ５１）。
【００８５】
スライド３の移動中においては、変化するスライド位置Ｓｂを位置検出器２６から逐一取得し（Ｓ５２）、スライド位置Ｓａ，Ｓｂの差分が調整前後のダイハイトＤＨ１，ＤＨ２の差分と同じか否かを監視し（Ｓ５３）、同じになった時点で移動を停止する（Ｓ５４）。コントロールパネル６には、調整後の新たなダイハイトＤＨ２を表示させるとともに（Ｓ５５）、現状のダイハイトＤＨ１としてＤＨ２の値に書き換える（Ｓ５６）。この後、Ｓ１９に戻ってスライド３を駆動する。この際のダイハイトＤＨ２は、三角関数に係るテーブルを使用しないで求められた実測値である。
【００８６】
続いて手動調整である。手動調整では方法１と同様に、現在のスライド位置Ｓａが位置検出器２６により検出される（Ｓ５７）。オペレータによるスライド調整釦の操作状態を監視し（Ｓ５８）、釦が操作されている間は、第２指令演算部４７から電流を供給し、コンロッド９を伸縮させてスライド３を移動させる（Ｓ５９，Ｓ６０，Ｓ６１）。
【００８７】
スライド３の移動後、位置検出器２６にて移動後のスライド位置Ｓｂを検出し（Ｓ６２）、移動量演算部５８がＳａとＳｂとの差分を調整前のダイハイトＤＨ１に加算し、これを調整後のダイハイトＤＨ２とするとともに（Ｓ６３）、ダイハイトＤＨ２をコントロールパネル６に表示する（Ｓ６４）。このダイハイトＤＨ２も実測値である。
【００８８】
また、ダイハイトＤＨ１の値をＤＨ２に置き換える（Ｓ６５）。この後、スライド駆動を行わずに再度スライド位置を手動で調整したい場合には、調整の継続を指示する（Ｓ６６）。こうすることで、Ｓ５８に戻り、始動調整を繰り返すことが可能である。これに対して、スライド駆動を再度行ってスライド位置を調整するか否かを決定したい場合には、Ｓ６６にて一旦スライド位置調整を終了させ、Ｓ１９に戻す。
【００８９】
以上説明したように、スライド３の待機位置として、上死点から角度θずれた位置に設定された場合には、スライド３をわざわざ上死点に移動させた状態にしてダイハイト変更に伴うスライド位置を調整する必要がなく、スライド３の移動、すなわちダイハイトの変更を正確かつ迅速にできる。また、コンロッド９の伸縮量を直接検出している訳ではないので、そのような検出器が不要であり、経済的である。
【００９０】
加えて、ダイハイト調整を行うに際しては、上死点を正確に検出するので、調整前に使用していた金型でのプレス加工中において、上死点に多少のずれが生じた場合でも、上死点を正確に検出してダイハイトＤＨ１を適正な値に変更でき、その後のスライド移動をより正確に行える。
【００９１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば前記実施形態では、スライド３が１つのコンロッド９にて吊設されたワンポイント式であったが、２つのコンロッド９で吊設されるツーポイント式であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、電動サーボプレスに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１…プレス機械であるサーボプレス、２…スライド、５…ボルスタ、９…コンロッド、１０Ａ…エキセン部、１０…メインシャフト、２１…サーボモータ、４０…制御装置、５８…移動量演算部、ＤＨ１…ダイハイト、ＤＨ２…ダイハイト、ｅ…スライド移動量、Ｌ…距離、ｒ…クランク半径、Ｓ…距離、Ｓａ，Ｓｂ…スライド位置、Ｘ…ダイハイトの差分でありコンロッドの伸縮量、θ…クランク角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電動サーボモータにて駆動されるプレス機械およびそのスライド位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メインシャフトのエキセン部にコンロッドの上端を連結し、コンロッドの下端にプランジャを介さずにスライドを取り付けたプレス機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなプレス機械は、コンロッドとスライドとの間にプランジャが存在しないため、構造を簡素化でき、プレス機械の全高を低くできる。
【０００３】
また、近年では、メンインシャフトの駆動源として電動サーボモータを採用することが多くなっている。サーボモータを用いたプレス機械では、サーボモータの駆動速度や駆動開始位置等を制御することで、スライドモーションを任意に設定できるというメリットがある。例えば、従来のプレス機械では、スライドの待機位置は上死点であることが通常であるが、サーボモータを用いる場合には、スライドの待機位置をメインシャフトのクランク角度にして、正回転方向へ所定角度θ進めた位置に設定可能である。
【０００４】
このように設定した場合には、メインシャフトを正回転させてスライドを待機位置から下死点に到達させた後、メインシャフトを逆回転させてスライドを下死点から元の待機位置に戻す反転モーションや、スライドが下死点に到達した後に、そのままメインシャフトを正回転させてスライドを上死点から角度−θだけ手前の待機位置に停止させ、次のワーク加工時には、スライドを角度−θの待機位置から下死点を通過させ、元の角度θの待機位置まで駆動する往復（振り子）モーションなどを実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２３７６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のプレス機械では、駆動源がサーボモータであるなしに係わらず、ダイハイト調整時のスライドの移動を、スライドを上死点で待機させた状態で行うのが一般的である。また、ダイハイトの調整は、プランジャがない小型のプレス機械では、伸縮構造を有したコンロッドを伸縮させ、この際のスライドの高さ位置を位置検出器で検出することで行うことができる。
一方で、駆動源をサーボモータとしたプレス機械では、スライドの待機位置が上死点からずれている場合には、その待機位置にスライドを待機させた状態のまま、ダイハイト調整を行うことが望まれている。そうすることで、ダイハイト調整のためにスライドを上死点に移動させるという煩わしさを解消できるからである。
【０００７】
しかし、ダイハイトの値とは、用いられる金型毎に設定されている値であり、スライドが下死点位置にある時のボルスタ上面からスライド下面までの高さ寸法であるから、スライドが上死点にある場合には、コンロッドを伸縮させたことに伴うスライドの移動量がそのままダイハイトの調整量となるが、スライドが上死点からずれた位置にある状態では、スライドの移動量が上死点にある時の移動量とは一致せず、その調整が困難になる。
【０００８】
これに対して、コンロッドの伸縮量を検出できるようにすれば、スライドの待機位置が上死点からずれている場合でも、コンロッドの伸縮量がそのまま下死点（上死点）でのスライドの移動量となり、ダイハイトの調整量となるから、調整が簡単であるが、そのためには、コンロッドの伸縮量を検出する検出器が新たに必要になるなど、コストが嵩むという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、スライドの待機位置が上死点からずれている場合でも、スライドの所定量の移動を正確にでき、かつコストが嵩むのを防止できるプレス機械およびそのスライド位置調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係るプレス機械は、スライドと、前記スライドの下方に設けられたボルスタと、前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、前記サーボモータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、調整後のダイハイトの所望値と、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づき、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出する移動量演算部を有していることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係るプレス機械では、前記移動量演算部は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整前のスライド位置の実測値と、位置調整後のスライド位置の実測値の差分から算出するとともに、前記スライド移動量と、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、前記クランク角度とに基づいて、位置調整後のダイハイトを算出することを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係るプレス機械のスライド位置調整方法は、スライドと、前記スライドの下方に設けられたボルスタと、前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、前記サーボモータを制御する制御装置とを備えたプレス機械のスライド位置調整方法であって、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトと、調整後のダイハイトと、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づいて、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出し、算出された前記スライド移動量で前記スライドを移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１、第３発明によれば、スライドの待機位置として、上死点から所定のクランク角度ずれた位置に設定された場合でも、位置調整前のダイハイトの実測値や、その他プレス機械の固定値として既知である値を用いることで、制御装置の移動量演算部によってスライド移動量を算出するため、スライドを待機位置に待機させた状態のまま、スライドをスライド移動量分だけ移動させればよく、わざわざ上死点に移動させた状態にしてダイハイト変更に伴うスライド位置を調整する必要がなくて、スライドの移動を正確かつ迅速にでき、解くにダイハイトの変更時に有用である。また、コンロッドの伸縮量を直接検出している訳ではないので、そのような検出器を不要にでき、安価である。
【００１４】
第２発明によれば、スライドを所定のクランク角度ずれた位置で待機させたまま、例えばインチング操作によりスライドを僅かに移動させてスライド位置を追い込み調整する場合でも、移動量演算部は、インチング操作によって移動したスライドの実際の移動量に基づいて調整後のダイハイトを算出するので、このようなダイハイトをコントロールパネル等に表示させておくことにより、オペレータはコントロールパネルの表示値を参照しながらのダイハイトの変更を、スライドの待機位置が上死点に設定される従来のプレス機械と同じ感覚で行え、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス機械の概略全体を示す斜視図。
【図２】前記プレス機械の要部を示す側断面図。
【図３】前記プレス機械の別の要部を示す一部断面の平面図。
【図４】前記プレス機械で実施される代表的な動きを説明するための図。
【図５】前記プレス機械で実施される他の代表的な動きを説明するための図。
【図６】前記プレス機械の構成を示すブロック図。
【図７】前記プレス機械での上死点検出を説明するための図。
【図８】前記プレス機械でのダイハイト調整を説明するための図。
【図９】前記プレス機械での上死点検出およびダイハイト調整を説明するためのフローチャート。
【図１０】図９の続きを示すフローチャート。
【図１１】図１０の続きを示すフローチャート。
【図１２】図１０の続きを示す別のフローチャート。
【図１３】図１２の続きを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図１〜図３により、本実施形態のプレス機械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を説明する。図１はサーボプレス１の全体斜視図、図２はその要部を示す側断面図、図３は他の要部を示す一部断面の平面図である。
【００１７】
図１において、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おり、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、後述するコントロールパネル６が設けられ、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。
【００１８】
図２に示すように、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、球場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。
【００１９】
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に回転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。
【００２０】
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。
【００２１】
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と前記従動側のプーリ１９に巻回されたベルト２４により動力が伝達される。
【００２２】
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が取り付けられており、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。
【００２３】
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、前記位置センサ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。
【００２４】
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。
【００２５】
コントロールパネル６は、スライドモーション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。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、所謂タッチパネル付きのプログラマブル表示器が採用されている。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。
【００２６】
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、すなわちスライド制御パターンを回転、反転、往復（下死点通過往復）、および反転往復（上死点通過往復）の４種類から選択し、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。
【００２７】
制御パターン中の「回転」パターンとは、従来のプレス機械のパターンと同様、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。
【００２８】
「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、やはりスライド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、ワーク毎に正逆転が交互に繰り返される。
【００２９】
以上のパターンはいずれも、スライドを上死点から始動させるパターンである。これに対して「反転」パターンおよび「往復」パターンは、スライドを上死点からずれた待機位置から始動させるパターンであり、本発明は、このようなパターンの実施に際して問題となっていたスライド３の高さ調整やダイハイト調整を解決するためのものであるから、本発明を理解するためにも、そのような制御パターンについては、以下に詳説する。
【００３０】
図４の（Ａ）には、連続してプレス加工される２つのワークに対する「反転」パターン時のスライド３の動きが示されている。（Ｂ）には、その祭のスライド３の時間ｔの経過に対応したスライド位置Ｐ、すなわちスライドモーションが示されている。（Ｃ）には、時間ｔの経過に対応したメインシャフト１０の回転方向がタイムチャートとして示されている。
【００３１】
「反転」パターンでは、スライド３の始動は、上死点（０°）ではなく、メインシャフト１０のエキセン部１０Ａのクランク角度にして、上死点から正回転側へ角度θずれた待機位置から行われる。そして、メインシャフト１０を正転側に回転させることでスライド３を下降させ、下死点（１８０°）まで下降させるか、または下死点手前で加工が終了する場合にはその位置まで下降させて瞬間的に停止させ、この下降位置からメインシャフト１０を逆回転側に切り換えて駆動し、元の角度θの待機位置まで戻し、これを繰り返す。
【００３２】
図５の（Ａ）〜（Ｃ）には、「往復」パターン時のスライド３の動き、スライドモーション、メインシャフト１０の回転方向に関するタイムチャートが示されている。
「往復」パターンでも、スライド３の始動は、上死点（０°）ではなく、メインシャフト１０のエキセン部１０Ａのクランク角度にして、上死点から正回転側へ角度θずれた待機位置から行われる。そして、メインシャフト１０を正転側に回転させることでスライド３を下降させ、下死点（１８０°）を通過させた後、上死点から角度−（マイナス）θずれた位置までスライド３を上昇させて、１つのワークに対するプレス加工を終了し、この角度−θの位置を次のワークのための待機位置として待機させる。
【００３３】
次のワークに対しては角度−θにあるスライド３を、メインシャフト１０を逆転側に回転させて下降させ、下死点（１８０°）を通過した後、上死点から角度θずれた元の待機位置まで上昇させて、２つ目のワークに対するプレス加工を終了し、これを繰り返す。
【００３４】
なお、図４および図５では、サーボ制御にてサーボモータ２１の回転の角速度を変えることで、下死点へ向けて下降する方のスライド速度を遅く、上死点へ向けて上昇する方のスライド速度を速く設定している。勿論、サーボモータ２１を等速回転させれば、スライドモーションをサインカーブのように設定できることは言うまでもない。
【００３５】
このようなスライド制御パターンは、コントロールパネル６を操作して入力されるが、以下には、コントロールパネル６が接続された制御装置４０について説明する。
図６は、制御装置４０の主要な構成を示すブロック図である。図６において、制御装置４０は、スライド３駆動用のサーボモータ２１をフィードバック制御により制御したり、スライド位置調整機構３３のインダクションモータ３８を制御したりする装置であって、詳細図示による説明は省略するが、マイクロコンピュータ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、指令電流を出力する出力インタフェースとを備えて構成されている。
【００３６】
そして、本実施形態での制御装置４０には、モーション設定部４１、スライド位置指令演算部４２、第１指令演算部４３、上死点検出部４４、パルスカウンタ４５、スライド位置調整部４６、および第２指令演算部４７が形成されている。また、制御装置４０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の適宜な記憶媒体で構成された記憶手段５１を備えている。
【００３７】
そして、このような制御装置４０には、前述のコントロールパネル６の他、スライド３の高さ位置を検出するリニアスケール等の前述した位置検出器２６、メインシャフト１０の回転角度を検出するクランクエンコーダ等の角度検出器５２、およびインダクションモータ３８が接続され、また、サーボモータ２１がサーボアンプ５３を介して接続されている。
【００３８】
制御装置４０のモーション設定部４１は、コントロールパネル６により選択、設定された制御パターンと、この制御パターンに対応するモーションデータとに基づき、制御実行用の時間ｔとスライド位置Ｐとの関係を示すモーションデータを決定し、記憶手段５１内のモーションデータ記憶部５４に格納する。
【００３９】
スライド位置指令演算部４２は、モーション設定部４１で決定した制御パターンに応じて、メインシャフト１０の正回転時および逆回転時、すなわちサーボモータ２１の正回転時および逆回転時のそれぞれのモーションに沿ってスライド３が正確に移動するように、所定のサーボ演算周期時間ｔ毎のスライド位置Ｐの目標値を前記モーションに基づき演算により求める。そして、求めたスライド位置目標値を第１指令演算部４３に出力する。
【００４０】
第１指令演算部４３は、前記スライド位置指令演算部４２からのスライド位置目標値と、位置検出器２６により検出したスライド位置との偏差を小さくするように、当該偏差に基づきサーボモータ２１用のモータ速度指令を演算し、サーボアンプ５３に出力する。なお、このモータ速度指令の演算時に用いる位置偏差ゲインは、記憶手段５１内のモータ／スライド関係データ記憶部５５に格納されたスライド位置とモータ回転角度との関係データを参照して、スライド位置に応じて補正される。
【００４１】
上死点検出部４４は、サーボプレス１を起動させた際に上死点を検出してスライド３を上死点に移動させ、上死点でのスライド位置を位置検出器２６にて検出する機能を有している。
パルスカウンタ４５は、パルス出力タイプのクランクエンコーダを採用している本実施形態の角度検出器５２においては、角度検出器５２から出力されるパルスの出力数をカウントし、記憶手段５１内のパルス数記憶部５６に格納する。
【００４２】
スライド位置調整部４６は、金型を取り付けた状態でのワークの試し打ちを行う場合など、スライド位置を自動またはインチング操作により手動にて追い込み調整する場合等に機能すものであり、スライド位置調整方法決定部５７および移動量演算部５８を有している。
【００４３】
スライド位置調整方法決定部５７は、スライド位置の調整を自動で行うか、手動で行うかをオペレータの入力に基づいて決定する機能を有する。
移動量演算部５８は、自動調整によりダイハイトを変更するような場合において、コントロールパネル６から入力される所望のダイハイトの値に基づき、スライド３の現在位置からの移動量を演算するとともに、移動量に基づいたスライド位置目標値を第２指令演算部４７に出力する。
【００４４】
第２指令演算部４７は、移動量演算部５８からのスライド位置目標値に基づいてスライド３を目標位置に移動させるよう、インダクションモータ３８に対して指令電流を出力する。また、手動調整によりダイハイトを調整するような場合には、コントロールパネル６に設けられた操作ボタン（不図示）の操作に基づく指令電流を生成し、インダクションモータ３８に出力してスライド３を移動させる。なお、スライド３移動後のダイハイトは、コントロールパネル６に表示される。
【００４５】
以下には、上述した各機能部のうち、上死点検出部４４および移動量演算部５８について、図７、図８を参照し、さらに詳細に説明する。
スライドが常に上死点から始動するプレス機械では、上死点がスライドの待機位置であるから、改めて上死点を検出するまでもない。これに対して、上死点から所定角度θずれた位置を待機位置に設定可能な本実施形態のサーボプレス１では、待機位置に待機した状態においての位置検出器２６の検出値は、上死点にある時の検出値とは異なる。
【００４６】
従って、現状設定されているダイハイトは一般に、上死点でのスライド３の位置を位置検出器２６で検出し、その値を基準として、そこから固定値であるクランク半径の２倍の値を減算することで算出できるが、角度θだけずれた位置に待機している場合には、待機位置での位置検出器２６の検出値から単純にクランク半径の２倍を減算したのでは、現状設定されているダイハイトを求めることはできない。
【００４７】
そして、現状設定されているダイハイトは、ダイハイトを変更する際の基準となり、現状設定されているダイハイトからのスライド３の移動量を演算することで、その移動量に基づいて新たなダイハイトに調整されることから、現状設定されているダイハイトを正確に検出することは重要であり、そのためにスライド３を一旦上死点に移動させ、位置検出器２６による検出に基づいて現状のダイハイトを算出することは重要である。
【００４８】
また、現状のダイハイトが正確に算出され、変更したい新たなダイハイトとの差分により移動量が算出されるが、スライド３を角度θずれた待機位置から移動させる場合には、ダイハイト同士の差分により算出された移動量に従いそのまま移動させたのでは、やはり新たなダイハイトを正確に設定することはできない。
【００４９】
そこで、本実施形態では、上死点検出部４４にてスライドを上死点に位置させて現状のダイハイトを正確に算出するとともに、スライド３を角度θずれた待機位置から移動させる場合でも、移動量演算部５８により適正な移動量を算出し、その移動量に従って移動させることで、新たなダイハイトへの調整を正確に行えるようにしてある。
【００５０】
図７に示す説明図において、上死点検出部４４は、サーボプレス１が起動されると、メインシャフト１０での任意の角度で停止しているスライド３に対して、角度検出器５２での検出値が０°となるようにサーボモータ２１を制御し、メインシャフト１０を正回転させる。しかし、この０°の位置が正確な上死点からずれている（例えば角度θ１）可能性を否定できないため、先ず、０°でのスライド位置を位置検出器２６で検出し、この検出値に対して所定の値を加算して目標位置ｘmmを決定し、スライド３が実際に目標位置ｘmmに到達するまでメインシャフト１０を駆動する（ステップ１：以下、ステップをＳと略す）。
【００５１】
次いで、メインシャフト１０を逆回転させ、逆回転側にて同じスライド位置である目標値ｘmmまで到達させる。この際、メインシャフト１０の逆転開始から停止までの間、角度検出器５２から出力されるパルス数をパルスカウンタ４５にてカウントしておき、パルス数記憶部５６に記憶しておく（Ｓ２）。
【００５２】
この後、記憶されたパルス数の１／２（半分）のパルス数分だけ、メインシャフト１０を正回転させ、パルス数が規定の数に達した時点でメインシャフト１０を停止させる。このことにより、メインシャフト１０を停止させた時点でのスライド３の位置が正確な上死点として検出される（Ｓ３）。
【００５３】
なお、１パルス当たりのメインシャフト１０の角度は十分小さいので、Ｓ１にて記憶されたパルス数が奇数のとき、それを１／２にした際のパルス数の０．５パルス分については切り上げても、あるいは切り捨ててもよい。より精度を上げたいときには、１パルス当たりのメインシャフト１０の角度を１／２した値を加味すればよい。
【００５４】
図８に基づいて移動量演算部５８について詳説する。図８に示す説明図において、（Ａ）はスライド３の待機位置が上死点から角度θずれた位置に設定されている場合であり、現状の設定としてダイハイトＤＨ１を要する金型が使用されている。このような設定下では、制御パターンとして「反転」パターンまたは「往復」パターンが選択される。
一方の（Ｂ）は、新たにダイハイトＤＨ２を要する金型を使用する場合の設定であり、やはり待機位置が上死点から角度θずれた位置に設定され、制御パターンとして「反転」パターンまたは「往復」パターンが選択される。
【００５５】
ここで、図中の記号を以下の通りとした場合、（Ａ）と（Ｂ）との間には、式（１）〜式（６）の関係が成立し、両者のダイハイトの差であるＸは式（７）に示すように、角度θ、ダイハイトＤＨ１、および角度θの待機位置でのスライド移動量ｅの関数で表すことができる。
【００５６】
ｒ ：クランク半径(mm) … 固定値
Ｌ ：ボルスタ上面からクランク中心までの距離(mm) … 固定値
Ｓ ：スライド下面からポイント中心までの距離(mm) … 固定値
θ ：クランク角度(deg) … 実測値
ＤＨ１：調整前のダイハイト(mm) … 実測値
【００５７】
ｅ ：ダイハイト調整時のスライド移動量(mm) … 計算値
Ｃ１ ：ねじ軸を含む調整前のコンロッドの長さ(mm) … 計算値
Ｃ２ ：ねじ軸を含む調整後のコンロッドの長さ(mm) … 計算値
Ｓ１ ：調整前での待機位置と下死点とのスライド位置の差(mm) … 計算値
Ｓ２ ：調整後での待機位置と下死点とのスライド位置の差(mm) … 計算値
Ｘ ：調整前後のダイハイトの差で、コンロッド伸縮量(mm) … 計算値
ＤＨ２：調整後のダイハイト(mm) … 計算値
【００５８】
なお、cosθの値は、記憶手段５１のテーブル記憶部５９の内部に、単位角度（１°）あたりの三角関数に相当するテーブルを持つことにより、固定値とされている。テーブルとしては９０°までとし、９１°〜３５９°は計算により求める。角度θは、角度検出器５２での実測値であり、スライド移動量ｅは、位置検出器２６での実測値である。
【００５９】
Ｃ１−Ｃ２＋Ｓ２＝Ｓ１＋ｅ …（１）
Ｓ１＝ｒ＋Ｃ１＋ｒcosθ−(Ｃ１2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2 …（２）
Ｓ２＝ｒ＋Ｃ２＋ｒcosθ−(Ｃ２2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2 …（３）
ここで、式（２）および式（３）は、クランクの一般式である。
【００６０】
式（１）、式（２）、式（３）からＳ１，Ｓ２を消去してｅを求める。
ｅ＝(Ｃ１2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2−(Ｃ２2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2 …（４）
式（４）をＣ２について解く。
Ｃ２＝{(−ｅ＋(Ｃ１2−ｒ2＋ｒ2cos2θ)1/2)2＋ｒ2−ｒ2cos2θ}1/2 …（５）
【００６１】
ここで、
Ｃ１＝Ｌ−ｒ−Ｓ−ＤＨ１ …（６）
であるから
Ｘ＝Ｃ１−Ｃ２＝ｆ(θ，ＤＨ１，ｅ) …（７）
となり、Ｘはθ、ＤＨ１、ｅの関数で表すことができる。
なお、ＤＨ２＝ＤＨ１＋Ｘである。
【００６２】
従って、上死点から角度θずれた待機位置にスライド３を待機させた状態において、金型を変更してダイハイトをＤＨ１からＤＨ２へ変更調整する場合には、始めに上死点検出部４４の機能により得られる上死点でのスライド位置を、位置検出器２６で検出して調整前のダイハイトＤＨ１を算出しておく。
【００６３】
次いで、そのＤＨ１を式（６）に代入して調整前のコンロッド長さＣ１を算出する。Ｌ、ｒ、Ｓはそれぞれ固定値である。所望するダイハイトＤＨ２とダイハイトＤＨ１の差Ｘがコンロッド伸縮量に等しいから、Ｃ１およびＸが求められることで、式（７）からは調整後のコンロッド長さＣ２を算出することが可能である。そして、Ｃ１、Ｃ２により、式（４）からは、角度θずれた待機位置で移動させるべきスライド移動量ｅを算出することができる。
【００６４】
なお、スライド３の駆動機構とスライド３との繋ぎ部分をポイントと呼んでいる。本実施形態では、コンロッド９とスライド３との繋ぎ部分になるが、コンロッド９とスライド３との間にプランジャを有するプレス機械では、プランジャとスライドとの繋ぎ部分がポイントである。
従って、本実施形態では、ポイント中心Ｐｃとは、球面継手の球面中心のことである（図２）。また、コンロッド９の長さＣ１，Ｃ２は、メインシャフト１０のエキセン部１０Ａでの軸中心Ｅｃ（図２）から前記ポイント中心Ｐｃ迄の距離を指している。
【００６５】
つまり、そのスライド移動量ｅを求める演算を行うのが、移動量演算部５８である。また、上死点から角度θずれた待機位置にスライド３を待機させたまま、スライド３をスライド移動量ｅだけ移動させることが、ダイハイトをＤＨ１からＤＨ２へ正確に調整することになる。
【００６６】
図９〜図１３のフローチャートに基づき、現状使用されている金型でのスライド３の上死点位置を上死点検出部４４にて検出し、これに基づいてダイハイトＤＨ１を算出する方法、および移動量演算部５８によりスライド移動量ｅを演算し、これに基づいてダイハイトをＤＨ１からＤＨ２へ変更する方法について説明する。
【００６７】
ただし、以下の説明は、ダイハイトＤＨ１を要する金型を、ダイハイトＤＨ２を要する金型に交換した直後の状態からの説明とする。また、交換後の金型を用いた場合の制御データは既に入力されているものとする。
【００６８】
図９において、制御装置４０に電源を投入し（Ｓ１）、サーボプレス１を起動させると、角度検出器５２での検出値からスライド３が上死点にあるか否かを判断する（Ｓ２）。上死点にないと判断されると、サーボモータ２１を駆動して上死点へ低速で移動させる（Ｓ３）。上死点へ移動した後、または、Ｓ２にて上死点に位置していると判断された場合には、偏心軸であるメインシャフト１０を正回転側へ低速で回転させる（Ｓ４）。メインシャフト１０の正回転を、スライド位置が所定の高さｘmm（図７）に到達するまで継続する（Ｓ５，Ｓ６）。
【００６９】
スライド位置が所定の高さｘmmに到達し、メインシャフト１０を停止させた時点でパルスカウンタ４５でのカウント数をリセットする（Ｓ７）。次いで、メインシャフト１０を逆回転側へ低速で回転させ、これと同時にパルスカウンタ４５による角度検出器５２からのパルス数のカウントを開始する（Ｓ８）。メインシャフト１０の逆回転を、スライド位置が上死点を通過した逆回転側での所定の高さｘmmに到達するまで継続し（Ｓ９，Ｓ１０）、パルス数ＰＮをパルス数記憶部５６に記憶する（Ｓ１１）。
【００７０】
スライド位置が逆回転側での所定の高さｘmmに到達し、メインシャフト１０を停止させた時点でパルスカウンタ４５でのカウント数をリセットする（Ｓ１２）。この位置から再びメインシャフト１０を低速で正回転させ、同時にパルスカウンタ４５でのパルスカウントを開始する（Ｓ１３）。このメインシャフト１０の回転を、カウントされたパルス数が前記のパルス数ＰＮの半分（１／２）に達するまで継続する（Ｓ１４，Ｓ１５）。以上により、上死点がより正確に検出されるとともに、この上死点にスライド３が位置することになる。
以上が、主に上死点検出部４４の機能により実行されるステップである。
【００７１】
次いで、スライド３の位置調整を行う。スライド位置調整部４６は先ず、スライド調整方法を設定する。コントロールパネル６からは予め、今から行うプレス加工がいずれの制御パターンで行われるかが設定されており、「反転」パターンおよび「往復」パターンでは方法１が、「回転」パターンおよび「反転往復」パターンでは方法２が自動的に設定される（Ｓ１６）。
【００７２】
この後、位置検出器２６によるスライド位置の実測により、上死点にスライド３を位置させた状態でのボルスタ５上面からスライド３下面までの距離ＯＨ１を算出し、この距離ＯＨ１からクランク半径ｒの２倍を減算して現状設定されているダイハイトＤＨ１を算出する（Ｓ１７，Ｓ１８）。
【００７３】
そして、プレス稼動のステップに入る。スライド位置調整部４６は、スライド駆動の駆動指令の有無を監視しており（Ｓ１９）、コントロールパネル６からの駆動指令の入力を認めると、スライド３を駆動する（Ｓ２０）。この時点で、スライド駆動を終了させる場合など、サーボプレス１の停止指令の入力を認めると、サーボプレス１を停止させる（Ｓ２１，Ｓ２２）。
【００７４】
Ｓ１８にて始めからスライド３を駆動をしない場合、コントロールパネル６からのスライド３の調整指令を監視する（Ｓ２３）。通常、スライド３を駆動しながらスライド位置を調整しないため、Ｓ１９に続いてＳ２３が実行される。調整指令の入力を認めると、前述したスライド調整方法１，２が判定される（Ｓ２４）。
【００７５】
ここでは、スライド調整方法としては「方法１」が設定されているものとする。つまり、スライド３の待機位置が上死点から角度θずれた位置にある場合であり、「反転」パターンまたは「往復」パターンで駆動される場合である。スライド位置調整部４６は、スライド３を待機位置である角度θの位置に移動させ、停止させておく（Ｓ２５）。この際の角度θは、使用する金型に対応させて予め記憶されているモーションデータから読み込まれる。
【００７６】
次に、スライド位置調整方法決定部５７は、スライド位置の調整を自動で行うか手動で行うかを決定する（Ｓ２６）。その決定は、コントロールパネル６上でのオペレータによる選択結果に基づいて行われる。
【００７７】
自動でスライド位置を調整する場合、オペレータはコントロールパネル６上から所望するダイハイトＤＨ２の値を入力する（Ｓ２７）。すると、現在のスライド位置Ｓａが位置検出器２６により検出され（Ｓ２８）、この後、前述したように、移動量演算部５８によりスライド移動量ｅを演算する（Ｓ２９）。さらに、現在のスライド位置Ｓａに対してスライド移動量ｅを加算して調整後のスライド位置目標を決定する。
【００７８】
第２指令演算部４７は、スライド位置目標に基づいてインダクションモータ３８に電流を供給し、コンロッド９を伸縮させてスライド３を移動させる（Ｓ３０）。スライド３の移動中においては、変化するスライド位置Ｓｂを位置検出器２６から逐一取得し、スライド位置Ｓｂが位置目標に達したか、つまり移動量がｅに達したかを監視する（Ｓ３１）。
【００７９】
スライド位置が目標位置に達した時点でスライド位置の調整が終了し（Ｓ３２）、コントロールパネル６には、調整後の新たなダイハイトＤＨ２を表示させるとともに（Ｓ３３）、現状のダイハイトＤＨ１としてＤＨ２の値に書き換える（Ｓ３４）。この後、Ｓ１９に戻ってスライド駆動を行う。ここでのダイハイトＤＨ２は、演算により求められた値である。
【００８０】
ところで、スライド駆動を行った結果、ダイハイトをさらに調整する必要が生じた場合には、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５と進み、Ｓ２６にて手動でのスライド位置調整が選択される。手動調整では最初に、現在のスライド位置Ｓａを位置検出器２６により検出する（Ｓ３５）。オペレータによるスライド調整釦の操作状態を監視し（Ｓ３６）、釦が操作されている間は、第２指令演算部４７から電流を供給し、コンロッド９を伸縮させてスライド３を移動させる（Ｓ３７，Ｓ３８，Ｓ３９）。
【００８１】
スライド３の移動後、位置検出器２６にて移動後のスライド位置Ｓｂを検出し（Ｓ４０）、移動量演算部５８がＳａとＳｂとの差分により、実際の移動量ｅを算出する（Ｓ４１）。さらに、角度θ、手動調整前に書き換えられたダイハイトＤＨ１、および移動量ｅに基づいてコンロッド９の伸縮量Ｘを演算し（Ｓ４２）、この伸縮量ＸにダイハイトＤＨ１を加算して新たなダイハイトＤＨ２を算出し（Ｓ４３）、このダイハイトＤＨ２をコントロールパネル６に表示させる（Ｓ４４）。ここでのダイハイトＤＨ２も演算により求められた値である。
【００８２】
また、ダイハイトＤＨ１の値をＤＨ２に置き換えるとともに、スライド位置Ｓａの値をＳｂに置き換える（Ｓ４５）。この後、スライド３を駆動せずに再度スライド位置を手動で調整したい場合には、調整の継続を指示する（Ｓ４６）。こうすることで、Ｓ３６に戻り、始動調整を繰り返すことが可能である。これに対して、スライド駆動を再度行ってスライド位置を調整するか否かを決定したい場合には、Ｓ４６にて一旦スライド位置調整を終了させ、Ｓ１９に戻す。
【００８３】
ところで、スライド３の待機位置としては、角度θずれた位置に設定されている場合でも、ダイハイトの変更に伴うスライド調整を、従来と同様にスライド３を上死点に移動させて行うことも可能である。また、制御パターンとして「回転」または「反転往復」が選択された場合も、上死点が待機位置となることから、スライド３を上死点に移動させてスライド調整を行う必要がある。以下には、そのような場合のスライド位置の調整について説明する。図９のＳ２４では、方法２が選択される。
【００８４】
先ず、スライド３を上死点に停止させる（Ｓ４７）。スライド位置調整方法決定部５７は、スライド位置の調整を自動で行うか手動で行うかを決定する（Ｓ４８）。自動調整が選択された場合、オペレータはコントロールパネル６上から所望するダイハイトＤＨ２の値を入力する（Ｓ４９）。すると、現在のスライド位置Ｓａが位置検出器２６により検出され（Ｓ５０）、この後、インダクションモータ３８によりコンロッド９が伸縮してスライド３を移動させる（Ｓ５１）。
【００８５】
スライド３の移動中においては、変化するスライド位置Ｓｂを位置検出器２６から逐一取得し（Ｓ５２）、スライド位置Ｓａ，Ｓｂの差分が調整前後のダイハイトＤＨ１，ＤＨ２の差分と同じか否かを監視し（Ｓ５３）、同じになった時点で移動を停止する（Ｓ５４）。コントロールパネル６には、調整後の新たなダイハイトＤＨ２を表示させるとともに（Ｓ５５）、現状のダイハイトＤＨ１としてＤＨ２の値に書き換える（Ｓ５６）。この後、Ｓ１９に戻ってスライド３を駆動する。この際のダイハイトＤＨ２は、三角関数に係るテーブルを使用しないで求められた実測値である。
【００８６】
続いて手動調整である。手動調整では方法１と同様に、現在のスライド位置Ｓａが位置検出器２６により検出される（Ｓ５７）。オペレータによるスライド調整釦の操作状態を監視し（Ｓ５８）、釦が操作されている間は、第２指令演算部４７から電流を供給し、コンロッド９を伸縮させてスライド３を移動させる（Ｓ５９，Ｓ６０，Ｓ６１）。
【００８７】
スライド３の移動後、位置検出器２６にて移動後のスライド位置Ｓｂを検出し（Ｓ６２）、移動量演算部５８がＳａとＳｂとの差分を調整前のダイハイトＤＨ１に加算し、これを調整後のダイハイトＤＨ２とするとともに（Ｓ６３）、ダイハイトＤＨ２をコントロールパネル６に表示する（Ｓ６４）。このダイハイトＤＨ２も実測値である。
【００８８】
また、ダイハイトＤＨ１の値をＤＨ２に置き換える（Ｓ６５）。この後、スライド駆動を行わずに再度スライド位置を手動で調整したい場合には、調整の継続を指示する（Ｓ６６）。こうすることで、Ｓ５８に戻り、始動調整を繰り返すことが可能である。これに対して、スライド駆動を再度行ってスライド位置を調整するか否かを決定したい場合には、Ｓ６６にて一旦スライド位置調整を終了させ、Ｓ１９に戻す。
【００８９】
以上説明したように、スライド３の待機位置として、上死点から角度θずれた位置に設定された場合には、スライド３をわざわざ上死点に移動させた状態にしてダイハイト変更に伴うスライド位置を調整する必要がなく、スライド３の移動、すなわちダイハイトの変更を正確かつ迅速にできる。また、コンロッド９の伸縮量を直接検出している訳ではないので、そのような検出器が不要であり、経済的である。
【００９０】
加えて、ダイハイト調整を行うに際しては、上死点を正確に検出するので、調整前に使用していた金型でのプレス加工中において、上死点に多少のずれが生じた場合でも、上死点を正確に検出してダイハイトＤＨ１を適正な値に変更でき、その後のスライド移動をより正確に行える。
【００９１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば前記実施形態では、スライド３が１つのコンロッド９にて吊設されたワンポイント式であったが、２つのコンロッド９で吊設されるツーポイント式であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、電動サーボプレスに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１…プレス機械であるサーボプレス、２…スライド、５…ボルスタ、９…コンロッド、１０Ａ…エキセン部、１０…メインシャフト、２１…サーボモータ、４０…制御装置、５８…移動量演算部、ＤＨ１…ダイハイト、ＤＨ２…ダイハイト、ｅ…スライド移動量、Ｌ…距離、ｒ…クランク半径、Ｓ…距離、Ｓａ，Ｓｂ…スライド位置、Ｘ…ダイハイトの差分でありコンロッドの伸縮量、θ…クランク角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドと、
前記スライドの下方に設けられたボルスタと、
前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、
前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、
前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、
前記サーボモータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、調整後のダイハイトの所望値と、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づき、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出する移動量演算部を有している
ことを特徴とするプレス機械。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス機械において、
前記移動量演算部は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整前のスライド位置の実測値と、位置調整後のスライド位置の実測値の差分から算出するとともに、
前記スライド移動量と、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、前記クランク角度とに基づいて、位置調整後のダイハイトを算出する
ことを特徴とするプレス機械。
【請求項３】
スライドと、
前記スライドの下方に設けられたボルスタと、
前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、
前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、
前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、
前記サーボモータを制御する制御装置とを備えたプレス機械のスライド位置調整方法であって、
前記制御装置は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトと、調整後のダイハイトと、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づいて、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出し、算出された前記スライド移動量で前記スライドを移動させる
ことを特徴とするプレス機械のスライド位置調整方法。
【請求項１】
スライドと、
前記スライドの下方に設けられたボルスタと、
前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、
前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、
前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、
前記サーボモータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、調整後のダイハイトの所望値と、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づき、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出する移動量演算部を有している
ことを特徴とするプレス機械。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス機械において、
前記移動量演算部は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整前のスライド位置の実測値と、位置調整後のスライド位置の実測値の差分から算出するとともに、
前記スライド移動量と、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトの実測値と、前記クランク角度とに基づいて、位置調整後のダイハイトを算出する
ことを特徴とするプレス機械。
【請求項３】
スライドと、
前記スライドの下方に設けられたボルスタと、
前記スライドに球面継手を介して下端が連結された伸縮自在なコンロッドと、
前記コンロッドの上端が連結されたエキセン部を有するメインシャフトと、
前記メインシャフトを駆動するサーボモータと、
前記サーボモータを制御する制御装置とを備えたプレス機械のスライド位置調整方法であって、
前記制御装置は、上死点から所定のクランク角度ずれた待機位置に前記スライドが待機している状態でのスライド移動量を、前記スライドの高さ位置調整に際して与えられる調整前のダイハイトと、調整後のダイハイトと、前記クランク角度と、前記ボルスタの上面および前記エキセン部のクランク中心間の距離と、前記エキセン部のクランク半径と、前記スライドの下面からポイント中心までの距離とに基づいて、前記調整前後のダイハイトの差分に対応させて算出し、算出された前記スライド移動量で前記スライドを移動させる
ことを特徴とするプレス機械のスライド位置調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−３１８５３（Ｐ２０１３−３１８５３Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７７８０（Ｐ２０１１−１６７７８０）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（３９４０１９０８２）コマツ産機株式会社 (103)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（３９４０１９０８２）コマツ産機株式会社 (103)
【Ｆターム（参考）】
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